20(R)‑人參皂苷Rg3多醯基化衍生物、製備及其應用的製造方法與工藝
2023-11-02 02:31:12
20(R)-人參皂苷Rg3多醯基化衍生物、製備及其應用技術領域本發明屬於藥物化學領域，具體而言，本發明涉及20(R)-人參皂苷Rg3多醯基化衍生物及其製備方法，以及這一類衍生物在抗腫瘤方面的藥理作用。
背景技術：
20(R)-人參皂苷Rg3是紅參中分離提純的四環三萜類人參二醇型皂苷單體，由日本學者北川勳於1980年首先從朝鮮紅參中分離製備出，其分子式為C42H72O13，相對分子量為784.3。人參皂苷Rg3的功效包括增效解毒、改善氣虛徵候、提高機體免疫力等。另外，研究表明人參皂苷Rg3尚具有抑制腫瘤細胞的增值、浸潤和轉移等作用，能夠誘導肝癌細胞、前列腺癌細胞、白血病細胞、宮頸癌細胞等發生凋亡。但是20(R)-人參皂苷Rg3因為分子結構較大，20(R)-人參皂苷Rg3既不溶於水等大極性溶劑，也不溶於石油醚、氯仿等小極性或非極性溶劑；易溶於吡啶、熱稀乙醇水溶液(50％～70％)pH＜2的強酸水溶液和pH＞10的強鹼水溶液，屬於生物藥劑學分類系統(BiopharmaceuticsClassificationSystem，BCS)中的第4類藥物，其溶解性和跨膜通透性均很小，生物利用度低，從而制約了20(R)-人參皂苷Rg3藥理作用的發揮。近年來，國內外多個研究機構對天然產物的多醯化進行了深入研究，例如中科院昆明植物研究所劉吉開課題組利用固體酸催化合成了巖白菜素五乙醯化物，(專利申請號200510010970.0)，與原料巖白菜素相比，動物實驗表明具有明顯的藥效增強作用，能有效克服巖白菜素的鎮咳平喘作用不強及口服吸收差的缺點；廣西醫科大學鄧家剛課題組利用硫酸催化合成了芒果苷五乙醯化物，芒果苷七丙醯化物，芒果苷六丁醯化物，三個衍生物的藥理實驗表明只需相當於芒果苷1/4的摩爾劑量，即可產生與芒果苷相似的藥理作用，說明醯化衍生物抗炎作用的效價強於芒果苷(ChineseJournalofExperimentalTraditionalMedicalFormulaeVol18，No24，page185-189)；香港理工大學TakHangChan課題組對沒食子兒茶素沒食子酸進行了多醯化修飾，合成了沒食子兒茶素沒食子酸八乙酸酯，藥理實驗表明衍生物穩定性增加，癌細胞抑制率顯著提高(Bioorg&MedicinalChemistry12(2004)5587-5593)。綜上，通過酯化修飾後，藥物酯脂溶性增加，表觀油/水分配係數會變大，藥物的跨膜通透性隨之增大，從而提高了藥物的跨膜吸收，提高了藥物的生物利用度，最終提高了藥效。而20(R)-人參皂苷Rg3尚沒有這反面的研究，因此我們利用鹼催化設計併合成了20(R)-人參皂苷Rg3多醯基化衍生物，並進行了藥理實驗的研究。
技術實現要素：
本發明的要解決的技術問題是採用化學合成方法製備20(R)-人參皂苷Rg3多醯基化衍生物。本發明提供一種合成的20(R)-人參皂苷Rg3多醯基化衍生物，它以20(R)-人參皂苷Rg3為先導化合物，利用醯化反應。封閉母體的羥基，使其親脂性增強，由於改變了油水分離係數，有利於腸道吸收，因而提高療效。另外，本發明還提供了製備20(R)-人參皂苷Rg3多醯基化衍生物的方法，反應條件溫和，適合工業化放大生產。首先，本發明提供了如式(Ⅰ)所示的20(R)-人參皂苷Rg3多醯基化衍生物，其中，R＝CH3(CH2)nCOn＝0～5。優選為R＝CH3(CH2)nCOn＝2～4。其次，本發明提供了藥物組合物，其包括本發明20(R)-人參皂苷Rg3多醯基化衍生物，以及藥學上可接受的輔料。在本文中，藥學上可接受的輔料指無毒固態、半固態或液態填充劑、稀釋劑、載體、pH調節劑、離子強度調節劑、緩釋或控釋劑、包裹材料或其他製劑輔料。所用載體可與相應的給藥形式相適應，可使用本領域技術人員所知曉的輔料配成注射劑、(注射用)凍乾粉、噴霧劑、口服溶液、口服混懸液、片劑、膠囊、腸溶片、丸劑、粉劑、顆粒劑、持續釋放或延遲釋釋放等製劑。優選本發明第一方面的20(R)-人參皂苷Rg3多醯基化衍生物通過注射或經消化道方式給藥，因此，本發明的藥物組合物優選為注射劑或經消化道給藥的製劑，即適於配製成注射和經消化道方式給藥的輔料特別優選的。其中，「經消化道給藥」在本文中指藥物製劑通過患者消化道的給藥方式，包括口服、灌胃給藥和灌腸給藥等，優選是口服，如可使用本領域技術人員所知曉的輔料配成口服溶液、口服混懸液、片劑、膠囊、腸溶片、丸劑、粉劑、顆粒劑、持續釋放或延遲釋釋放等製劑；其中，注射給藥的製劑主要是針劑和粉針劑。再次，本發明另一方面提供一種20(R)-人參皂苷Rg3多醯基化衍生物的製備方法，包括如下順序進行的步驟：1)將20(R)-人參皂苷Rg3溶於有機溶劑，製得20(R)-人參皂苷Rg3溶液；2)加入醯化試劑，進行酯化反應；3)加入水淬滅反應，用鹼調節混合溶液的pH值為7；4)過濾、重結晶即得。其中，步驟1)所述有機溶劑選擇三乙胺或無水吡啶，優選為無水吡啶；步驟2)所述醯化試劑為醯氯或酸酐。特別是，所述醯氯選擇乙醯氯、丙醯氯、丁醯氯、戊醯氯或己醯氯；所述酸酐選擇乙酸酐、丙酸酐、丁酸酐、戊酸酐或己酸酐。其中，步驟2)中所述酯化反應的反應溫度為80-100℃。特別是，所述酯化反應的時間為2-5h。特別是，在室溫下向20(R)-人參皂苷Rg3溶液加入所述的醯化試劑。尤其是，所述溫度為15-35℃。其中，步驟3)中所述鹼選擇無機鹼。特別是，所述無機鹼選擇碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸氫鈉或碳酸氫鉀，優選為碳酸氫鈉。特別是，步驟3)中所述的加入的水為冰水，即水溫為0℃的水，淬滅所述的酯化反應。其中，步驟4)中採用水/甲醇體系對20(R)-人參皂苷Rg3多醯基化衍生物進行所述的重結晶。本發明又一方面提供一種20(R)-人參皂苷Rg3多醯基化衍生物在製備抗腫瘤、抗癌藥物中的應用。本發明再一方面提供一種20(R)-人參皂苷Rg3多醯基化衍生物在製備抗多種動物實體瘤、抗人體肺癌、抗乳腺癌、抗胃癌、抗腸癌、抗肝癌藥物中的應用。本發明的優勢在於，本發明的20(R)-人參皂苷Rg3多醯基化衍生物的製備方法易於控制，產品的綜合得率高，適宜工業化大規模生產。具體實施方式以下通過實施例進一步描述本發明，但這些實施例僅是說明本發明，而不應理解為對本發明範圍的任何限制。另外，實施例中的試劑、原料都可以通過商業渠道獲得，如有未盡之處，可以參考有機合成指南、藥品監管機構的指引以及相應儀器、試劑的廠商說明書等。實施例11、將20(R)-人參皂苷Rg3(4g，5.09mmol)加入180ml乾燥的無水吡啶中，攪拌溶解，製得20(R)-人參皂苷Rg3溶液；2、在室溫(15-35℃)條件下，向20(R)-人參皂苷Rg3溶液中加入乙醯氯(0.71ml，約10mmol)。3、在攪拌狀態下升溫並保持溫度為80℃，進行酯化反應；4、在保持溫度為80℃的情況下反應5h後將反應液傾入冰水中，用飽和碳酸氫鈉水溶液調節pH值為7，有大量白色固體析出。5、過濾得到白色固體，大量水洗滌濾餅，水/甲醇重結晶得到白色粉末。20(R)-人參皂苷Rg3八乙酸酯(3g)為白色固體，溶於水、乙醇。在TLC板上展開(層析液為氯仿/甲醇50：1，Rf為0.4)後噴霧10％H2SO4-乙醇試劑呈現紫紅色。ESI-MS譜中，m/z[M+Na]為1143.6，分子量為1121。20(R)-人參皂苷Rg3八乙酸酯的1H-NMR、13C-NMR如下：1H-NMR(400MHz，DMSO-d6)δ(ppm)：5.301-5.255(t，1H，J＝9.2Hz)，5.192-5.146(t,1H,J＝9.2Hz)，5.062(s,1H)，4.891-4.721(m,4H)，4.629(s,2H)，4.182-4.067(m,3H)，3.973-3.911(m,3H)，3.630-3.592(t,1H,J＝1.2Hz)，3.512(s,1H)，3.054-3.053(d,1H,J＝7.6Hz)，2.088(s,2H)，1.984-1.902(m,22H)，1.738(s,3H)，1.626-1.210(m,18H)，0.992-0.889(m,12H)，0.794(s,3H)，0.721(s,5H)；13C-NMR(100MHz，Pyridin-d5)δ(ppm)：171.88、171.81、171.72、171.61、171.51、171.31、171.19、171.15(C＝O)，132.05(C-25)，127.30(C-24)，104.92(C-1″)，102.35(C-1′)，91.57(C-3)，79.27(C-2′)，76.78(C-5″)，74.96(C-5′)，74.71(C-2″)，74.71(C-20)，73.56(C-3″)，73.25(C-3′)，72.98(C-12)，70.79(C-4″)，70.39(C-4′)，63.95(C-6″&6′)，57.54(C-5)，53.76(C-14)，51.56(C-17)，51.47(C-9)，47.40(C-13)，44.35(C-22)，41.17(C-4)，40.85(C-8)，40.04(C-1)，38.18(C-10)，36.06(C-7)，32.75(C-11)，30.09(C-15)，27.22(C-28)，25.64(C-16)，24.96(C-2)，24.83(C-26)，22.39(C-21)，21.93(C-2...