一種新的化合物的製備方法及其可用於口服的重金屬促排劑的用途的製作方法

2023-06-09 16:39:31 1

專利名稱：一種新的化合物的製備方法及其可用於口服的重金屬促排劑的用途的製作方法
技術領域：
本發明涉及重金屬促排劑，特別是一種以葡萄糖為藥動團，以半胱氨酸為藥效團的新的可口服的重金屬促排劑的製備方法及其用途。
以鉛為代表的重金屬對人體有嚴重危害。人類在日常生活與工作中幾乎時時刻刻都經受各種途徑重金屬汙染的影響。例如鉛的汙染途徑就幾乎含蓋了整個人類生存空間，包括大氣鉛汙染，飲水鉛汙染及土壤鉛汙染。這些汙染源通過攝入的食物，吸入的空氣，飲用的水及吸菸等進入體內，並被吸收、分布和儲存在各重要器官中，幹擾正常的生命過程，導致中毒。進入體內鉛有90％以上分布在骨骼中。鉛在人體內蓄積半衰期約為1460天。近年來的研究表明，在細胞內鉛可與細胞器以及蛋白質相結合。此種結合主要發生在蛋白質的巰基(-SH)上。人體內鉛積蓄的總趨勢是隨年齡而增加。鉛在體內長期積蓄，可導致人體正常生理功能發生某些改變。
雖然嚴重的急性鉛中毒人群主要分布在與鉛蒸氣及鉛煙塵排放相關的工業區，但汽車廢氣中排放的鉛卻可以導致全體城市居民慢性鉛中毒。雖然兒童由於誤吞含鉛油漆片(來自玩具、家具、牆壁、土壤等)而偶發鉛中毒，但瓷質餐具中的鉛卻可以造成任何人的慢性鉛中毒。
由鉛中毒引起的主要症狀有食欲不振，失眠，頭痛，頭昏，肌肉關節酸痛，腹痛，便秘，暖氣和口有金屬味等。鉛對神經系統的毒性尤其嚴重，鉛中毒引起大腦皮質的興奮和抑制過程紊亂，導致皮質-內臟調節障礙，出現神經衰弱症狀群，引起中毒性多發性神經炎和中毒性腦疾病。
臨床目前治療鉛中毒的藥物可分為氨羧型化合物和巰基化合物兩類。氨羧型化合物有依地酸二鈉鈣(CaNa2-EDTA)、促排靈(二乙烯三胺五乙酸三鈉鈣，CaNa3-DTPA)。巰基化合物有青黴胺和二巰基丁二酸鈉。這些藥物除不能口服和不能進入細胞外，還有選擇性差和毒副作用大等缺點，嚴重限制了這些藥物的應用性。尋找可口服、毒副作用小和容易為人體吸收的重金屬解毒劑，具有重大的現實意義。
本發明的目的是提供一種以葡萄糖為藥動團，以半胱氨酸為藥效團的新型口服重金屬促排劑。
本發明的另一個目的是提供一種上述新型口服重金屬促排劑的製備方法。
本發明還有一個目的就是提供一種上述重金屬促排劑的用途。
本發明的新型口服重金屬促排劑的化學正式命名為α-[D(+)葡萄糖-1-基-氨基]-β-巰基-(S)-丙酸(以下簡稱NGP,Ⅰ)和/或N,N』-二[D(+)葡萄糖-1-基]-L-胱氨酸(以下簡稱NGCD,Ⅱ)，它們的化學結構式分別為
和
本發明對式(Ⅰ)和式(Ⅱ)的化合物進行了動物實驗，結果表明，本發明的化合物經口服給藥可明顯減低蓄積於小鼠多種臟器及骨骼的鉛含量。本發明的化合物在治療期間，動物糞便及尿中的鉛含量可明顯增高。因而，本發明的化合物具有明確的鉛促排能力。
與空白對照組比較，本發明的化合物對小鼠腎臟中的鐵、銅、鋅、錳和鈣的濃度未顯示明顯的影響。因而本發明的化合物在腎臟中可以選擇性排鉛。
昆明種小鼠經口服一次給予本發明化合物，劑量高達3.0g/kg體重，動物無一死亡。因而，本發明的化合物為低毒化合物。
在促隔驅排實驗中，本發明的化合物顯示了同樣明顯的治療作用。
本發明的新型口服重金屬促排劑NGP.Ⅰ的製備方法包括將葡萄糖和半胱氨酸經與鹼反應、與還原劑反應，再進一步酸化即可得到NGP.Ⅰ。
本發明的新型口服重金屬促排劑NGP.Ⅰ還可以進一步與有機鹼進行反應而得到NGCD,Ⅱ；所述有機鹼可為N-甲基嗎啉，反應溫度為20-40℃，反應時間為22-26小時。
其中，所述半胱氨酸是人體必需的胺基酸，它的特徵巰基使它具有對重金屬有較強的親和力；所述葡萄糖具有主動跨膜轉運的能力，因此，本發明將半胱氨酸作為藥效團，將葡萄糖作為藥動團，製得了可驅排重金屬的式(Ⅰ)和式(Ⅱ)化合物。
表1-11
表1-12
本發明的新的化合物可用於口服驅排重金屬藥物保健品、保健食品。進一步可用於口服驅排鉛藥物保健品、保健食品及用於口服驅排鎘、鋁、鏑、砷藥物保健品、保健食品。
下面通過實施例對本發明作進一步說明，應當指出，這些實施例僅僅是本發明的例證，不應理解為對本發明的限制。
實施例1α-[D(+)葡萄糖-1-基-氨基]-β-巰基-(S)-丙酸，即NGP.Ⅰ的合成將12.1g(0.10mol)L-半胱氨酸與等摩爾無機鹼或有機鹼，例如4.0g(0.10mol)氫氧化鈉溶於質子性溶劑，例如10ml去離子水中，攪拌下加入19.8g(0.10mol)D-葡萄糖。氮氣保護下，於40-90℃反應10-30小時，冷卻後得糖漿樣產品，該產品不進行純化，FAB-MS(m/e)306[M+H]+，可直接於室溫和攪拌下分批加入過量還原劑，例如加入2.5g固體硼氫化鈉。30-60℃攪拌3-5天。得到的糖漿攪拌下滴入濃鹽酸，調pH至1-2。濾去不溶物。濾液加100倍去離子水，然後吸附到強酸型離子交換樹脂(2NNaOH水溶液活化，2N鹽酸轉型，並用去離子水洗至中性，柱床體積為Φ=5.5cm,H=15cm)上。吸附時將物料溶液緩慢流經樹脂，待物料流盡後，小心用去離子水洗滌樹脂至流出液接近中性。然後樹脂用有機鹼例如用3％N-甲基嗎啉水溶液洗滌，收集流出液至pH=10。流出液減壓蒸乾後，殘留物用醇類的水溶液重結晶，得白色固體，收率60％，mp.197-199℃,FAB-MS(m/e)286[M+H]+，元素分析C9H19NO7S計算值C,37.89；H,6.71；N,4.91.實測值C,37.69；H,6.43；N,4.91。IR:(KBr,cm-1),3271,2932,1603,1565,1414,1388,1350,1290,1131,1082,1036。1HNMR(D2O)δ3.41(m,2H,6-H)；3.49(m,1H,5-H)；3.55(dd,J=10.5,3.6Hz,1H,4-H)；3.58(t,J=2.5Hz,1H,3-H)；3.90(m,1H,2-H)；2.95(dd,J=12.9,8.4Hz,1H,1-H)；3.09(dd,J=12.8,3.6Hz,1H,1-H)；3.72(t,J=5.1Hz,1H,Cys-αCH)；2.86(dd,J=9.0,4.8Hz,2H,Cys-CH2)。
實施例2N,N』-二[D(+)葡萄糖-1-基]-L-胱氨酸，即NGCD,Ⅱ的合成將實施例2的產品10g(0.035mol)溶於30ml去離子水中，加入有機鹼，例如N-甲基嗎啉，20-40℃氧化反應24小時。減壓除去溶劑，加入乙醇重結晶，得白色固體，收率93％,mp199-200℃,FAB-MS(m/e)567[M+H]+。元素分析C18H36N2O14S2計算值C,38.02,H,6.38；N,4.93。實測值C,37.84；H,6.40；N,4.85。IR(KBr,cm-1):3271,2930,1610,1566,1416,1382,1351,1290,1130,1080,1031。
實施例3本發明化合物NGP.Ⅰ的小鼠鉛促排實驗體重18-20g的雄性昆明種小鼠，隨機分成5組，每隻小鼠每天一次腹腔注射5.0mg/kg[Pb(CH3COOH)2.3H2O]的0.2ml去離子水溶液，進行染毒。連續染毒7天。自由進食，飲水。停止染毒後小鼠恢復3天。第10天開始各組分別用去離子水或含藥的去離子水溶液灌胃。空白組去離子水用藥組0.2mmol/kgNGP0.4mmol/kgNGP0.8mmol/kgNGP陽性對照組0.4mmol/kg青黴胺每天給藥一次，0.2ml溶液/次，連續給藥5天。最後一次給藥48小時後將動物處死，取腎，肝，股骨，腦。首次給藥2小時後連續收集5小時尿液。次日給藥後收集前一天的糞便。尿和糞便的樣本數按一組一日為1計。共收集5日。
以上生物樣品經硝酸∶高氯酸(3∶1)混合液消化後置於5ml容量瓶中，加0.1NHNO3調至刻線。Varian Spectr AA-40原子吸收(石墨爐法)儀測定其鉛含量，結果見表1表1對小鼠鉛驅排效果的評價結果(X±SD)肝μg/g(溼重) 腎μg/g(溼重) 腦μg/g(溼重)空白對照 6.27±4.39 3.85±4.72 0.38±0.03NGP0.2mmol/kg 5.73±3.38 2.82±0.66**0.28±0.04aNGP0.4mmol/kg 3.17±0.95*2.71±1.09**0.23±0.08aNGP0.8mmol/kg 3.20±1.94*2.35±0.38a0.22±0.07a青黴胺0.4mmol/kg 2.97±0.94*2.33±0.53a0.22±0.03a
股骨μg/g(溼重) 尿μg/g 糞便μg/g(於重)空白對照 31.62±4.81 0.53±0.16 1.23±0.23NGP0.2mmol/kg 25.22±5.89**0.96±0.12a1.81±0.47*NGP0.4mmol/kg 24.15±6.09**0.92±0.30*1.80±0.09a,bNGP0.8mmol/kg 21.43±4.91a1.14±0.16a1.92±0.15a青黴胺0.4mmol/kg 27.35±3.42*1.15±0.25a1.17±0.31與空白組比較，*p＜0.05,**p＜0.01,***p＜0.001；與同劑量陽性對照組比較，p＜0.001.a相當於***,b相當於###；肝，腎，腦和股骨各組n=10；尿和糞便各組n=5。
實施例4本發明化合物NGP.Ⅰ的小鼠鎘促排實驗約18-20g體重的雄性昆明種小鼠腹腔注射3mg/kgCdCL2.2.5H2O一日染毒一次，共染毒4天。停止染毒3天後將小鼠隨機分為7組，五組腹腔注射給藥，兩組口服給藥。每日給藥一次，連續給藥5天。最後一次給藥48小時後將動物處死，取腎臟。生物樣品消化方式與鉛樣品相同。用HIATCHI原子吸收分光光度計(火焰法)測定鎘含量。結果見表2。
表2對小鼠腎鎘驅排效果的評價結果(X±SD)空白對照組陽性對照組@NGP(0.6mmol/kg)NGP(1.2mmol/kg)NGP(2.4mmol/kg)腑腔注射 20.13±0.572 17.42±0.718*18.22±0.166*14.90±0.769*#12.47±0.640*口服 60.71±2.15 -- -- -45.20±2.83*@陽性對照組為N-乙醯-L-半胱氨酸，劑量為1.2mmol/kg；n=8*與對照組比較，p＜0.05；#與相同劑量的陽性對照組比較，p＜0.05實施例5本發明的化合物NGP.Ⅰ對動物腎臟內其它金屬離子水平的影響實驗給藥5天對小鼠腎臟中Fe,Cu,Zn,Mn,Ca的水平均無明顯影響，結果見表3。
表3 對小鼠腎臟內其它金屬離子的影響(X±SD)
FeCuZn Mn Ca空白 91.32±19.38 3.37±0.23 26.29±3.23 1.22±0.13 74.53±9.98NGP0.4mmol/kg106.59±6.04 3.20±0.30 27.23±4.35 1.19±0.09 75.43±13.51n=6；生物樣品的來源與驅排鉛相同實施例6本發明化合物NGP.Ⅰ的急性毒性實驗20隻體重約18-20g的雄性昆明種小鼠一次灌胃給予本發明的化合物(Ⅰ)，劑量為3.0g/kg體重，0.5ml(水溶液)/只。連續觀察8天，給藥動物未發現異常，也無死亡情況。
實施例7本發明的化合物NGCD,Ⅱ按實施例4、實施例5、實施例6和實施例7的方法進行評價，得到與化合物NGP.Ⅰ類似的結果。
權利要求
1.一種新型重金屬促排劑，其特徵是包括α-[D(+)葡萄糖-1-基-氨基]-β-巰基-(S)-丙酸(簡稱NGP,Ⅰ)和/或N,N』-二[D(+)葡萄糖-1-基]-L-胱氨酸(簡稱NGCD,Ⅱ)。
2.一種新型重金屬促排劑的製備方法，其特徵是包括將葡萄糖和半胱氨酸經與鹼反應、與還原劑反應，再進一步酸化即可得到NGP.Ⅰ。
3.如權利要求2所述的製備方法，其特徵是還進一步與有機鹼進行反應而得到NGCD,Ⅱ。
4.如權利要求2所述的製備方法，其特徵是在葡萄糖和半胱氨酸與鹼的反應中，所述鹼為有機鹼或無機鹼，反應溶劑包括甲醇和水，並在氮氣的保護下於40-90℃溫度下反應10-30小時。
5.如權利要求4所述的製備方法，其特徵是所述鹼包括氫氧化納、氫氧化鉀、氫氧化鋰、氫氧化鈣和三甲胺。
6.如權利要求4所述的製備方法，其特徵是在進一步與還原劑的反應中，所述還原劑包括硼氫化納、硼氫化鉀和氫化鋁鋰，在30-60下攪拌反應3-5天。
7.如權利要求4所述的製備方法，其特徵是在進一步的酸化反應中，所述酸為濃鹽酸、磷酸和乙酸，使PH達到1-2。
8.如權利要求2-7所述的製備方法製得的產品的用途，其特徵是用於口服驅排重金屬藥物保健品、保健食品。
9.如權利要求2-7所述的製備方法製得的產品的用途，其特徵是用於口服驅排鉛藥物保健品、保健食品。
10.如權利要求2-7所述的製備方法製得的產品的用途，其特徵是用於口服驅排鎘、鋁、鏑、砷藥物保健品、保健食品。
全文摘要
本發明為一種新型重金屬促排劑及其製備方法和用途。本發明的重金屬促排劑為α－[D(+)葡萄糖－1－基－氨基]－β－巰基－(S)－丙酸(簡稱NGP，Ⅰ)和/或N，N－二[D(+)葡萄糖－1－基]－L－胱氨酸(簡稱NGCD，Ⅱ)。製備時，將葡萄糖和半胱氨酸經與鹼反應、與還原劑反應，再進一步酸化即可得到NGP，Ⅰ。它可用於驅排重金屬，包括鉛、鎘、鋁、鏑、砷等藥物保健品、及其保健食品。本發明的化合物的結構特點是，分子中含葡萄糖和半胱氨酸，與現有的重金屬驅排藥物相比，它具有可口服，驅排能力強，選擇性高和毒性低四大優勢。
文檔編號C07H15/12GK1227226SQ9812650
公開日1999年9月1日 申請日期1998年12月29日 優先權日1998年12月29日
發明者彭師奇, 王超, 趙明, 李星煒, 吳燕成, 莫太剛 申請人:四川省天然藥物研究所