用於抗腫瘤藥物的鄰硝基芳甲氧基喜樹鹼缺氧激活前藥的製作方法

2023-06-01 16:00:26

專利名稱：用於抗腫瘤藥物的鄰硝基芳甲氧基喜樹鹼缺氧激活前藥的製作方法
技術領域：
本發明屬抗腫瘤藥物領域，涉及用於肝癌治療的新型喜樹鹼類缺氧激活前藥鄰硝基芳甲基SN-38及其製備方法。
背景技術：
喜樹鹼(Campotothecin，CPT)是從中國特有的植物喜樹中提取出來的生物鹼，它可以抑制DNA拓撲異構酶I，阻止癌細胞複製而發揮抗癌作用。拓撲異構酶I在腫瘤細胞DNA的複製、轉錄和重組中均起重要的作用。CPT對結直腸癌、胃癌、肝癌、膀胱癌和 白血病等惡性腫瘤有較好的療效。但它有明顯骨髓抑制、出血性膀胱炎和胃腸道反應包括噁心、嘔吐和腹灣等嚴重的毒副作用[Fujita K，Sparreboom A. Current ClinicalPharmacology. 2010; 5:2 09-17]。另外，由於CPT的內酯環使其在水溶液中不穩定，極易水解開環形成羥基羥酸鹽而失去活性。為增加喜樹鹼的穩定性和生物利用度、降低其嚴重的毒性和副作用，已經進行了許多嘗試以便得到具有較高生物活性和穩定性的喜樹鹼衍生物。經過多年的研究開發，合成了幾十種的喜樹鹼衍生物，進入臨床試驗階段的有Exatecan (依沙替康)、Lurtotecan(勒託替康)、Gimatecan、Belotecan、9_ 氨基喜樹喊(9-aminocamptothecin, 9_AC)、9_ 硝基喜樹喊(9-nitrocamptothecin, 9-NC)、GI147211 和 DX_8951f 等。還有 Wall 等在美國專利No. 4943579中描述的幾種具有水溶性的醯化喜樹鹼化合物，以及Cao等在美國專利No. 5968943中描述的一種喜樹鹼衍生物。已經被批准用於癌症病人臨床應用的喜樹鹼衍生物有伊立替康(irinotecan, CPT-11)和拓撲替康(topotecan, TPT)[馮乙巳等，合肥工業大學學報2007 ;30 (5) :579-582]。應用最為廣泛的伊立替康(CPT-11)是日本Daiichi Seiyaku公司和Yakult Honsha公司聯合開發的水溶性喜樹鹼類衍生物。伊立替康化學名稱為(4S)-4，11-二乙基-4-羥基-9-[ (4-哌啶基哌啶)羰基]-IH-吡喃並[3，4 :6，7]吲哚嗪[1,2b]喹啉-3，14- (4H，12H)_ 二酮，業內通常也稱為7-乙基_10-(4，_哌啶基哌啶_)羰醯氧基喜樹鹼。伊立替康通過抑制拓撲異構酶I，幹擾DNA複製和細胞分裂，達到抑制癌症細胞的增殖。目前伊立替康已經用於結直腸癌、肺癌、肝癌、卵巢癌等癌症的治療。伊立替康的主要作用機理在於經體內羧酸酯酶轉移酶把聯哌啶甲酸酯水解為SN-38 (其化學名稱為(4S)-4，11-二乙基-4，9-二羥基-IH-吡喃並[3，，4，:6，7]叼丨哚嗪並[l，2-b]喹啉-3，14(4H，12H)_ 二酮；業內通常也稱為7-乙基-10-羥基喜樹鹼，7-ethyl-10-hydroxycamptothecin)。SN-38作為伊立替康的活性代謝產物第一次在美國專利4，473，692中出現。SN-38的抑制拓撲酶I的活性是伊立替康的200 1000倍[Kawatoet al. Cancer Res. 1991 ;51 :4187-4191]，顯示其強大的抗腫瘤作用。羧酸酯酶轉移酶主要分布於小腸和肝臟中，但是在腫瘤組織和細胞內活性較低，造成SN-38在這些組織內的濃度較低帶來遲發性腹瀉和骨髓移植的毒副作用，而因為腫瘤細胞內的濃度較低，無法更加有效發揮其抗腫瘤作用。而且，SN-38在水溶液中難溶[Allen J, et al. Int. J.Pharm. 2004; 270: 93 - 107.]，生物利用度較低，在血漿代謝較快或不穩定[Burke TG &Mi Z.，J. Med. Chem. 1993 ；36: 2580-2.]，限制了該藥物的廣泛應用。為此，一些發明針對這一問題進行改進以提高其生物利用度，如合成的喜樹鹼水溶性羧酸鈉鹽，但是這種形式的喜樹鹼有嚴重的毒性而抗癌活性並不高[Gottlieb, et al. Cancer ChemotherRep 1970;54:461-70; Schaeppi, et al. Cancer Chemother. Rep. 1974: 5: 25-36],造成臨床II期試驗不得不中斷。後來的研究表明該藥的有效性僅僅為天然喜樹鹼的10%[Giovanella, et al. Cancer Res. 1991; 51: 3052-5], 「用於癌症治療的水合的喜樹喊酯晶體(申請號200880013536. X) 」等。

發明內容
本項發明針對的是幾乎所有人類實體腫瘤內包含的缺氧微環境而研發的一種新型喜樹鹼缺氧激活前藥。本發明的目的是合成一種基於喜樹鹼衍生物伊立替康的主要代謝產物和活性喜樹鹼類物質SN-38的新型抗腫瘤藥物——鄰硝基芳甲基SN-38，這種新合成的缺氧激活前藥與SN-38相比具有更好的水溶性和生物穩定性。尤其是鄰硝基芳甲基SN-38在身體器官組織內正常含氧量的情況下不被激活，是在肝臟和腸道內處於非活化狀態；而在我國實體腫瘤(包括我國最常見的結直腸癌、肝癌、胃癌、肺癌、乳腺癌、腸癌、前列腺癌等)內部特有的缺氧微環境下，被選擇性地激活，被轉化為具有細胞殺傷作用的SN-38，從而達到選擇性地殺死癌細胞的目的。因此，與目前應用最為廣泛的喜樹鹼類藥物伊立替康相比較具有腫瘤選擇性強、毒性低、生物利用度高的優點。本發明利用鄰硝基芳甲基對SN-38進行分子結構修飾，將其羥基保護起來，提高其水溶性和穩定性，使其在正常組織內有氧狀態下不具有抑制拓撲酶的活性或者活性很低，但在腫瘤組織內特有的缺氧微環境下被生物還原酶轉化成SN-38，發揮其抗癌的活性。因此，本發明合成的新型抗腫瘤藥物鄰硝基芳甲基SN-38具有更高的選擇性和更低的毒副作用。本發明的所提供的用於肝癌治療的鄰硝基芳甲氧基喜樹鹼缺氧激活前藥的化學名稱為(4S)-4，11-二乙基-4-羥基-9-(2-硝基芳甲氧基)-lH-吡喃並[3』，4』 6,7]叼丨哚嗪並[l，2-b]喹啉-3，14(4H，12H)_ 二酮。簡稱為鄰硝基芳甲基SN-38或2-硝基芳甲基SN-38。其結構式如下
權利要求
1.ー種用於抗腫瘤藥物的鄰硝基芳甲氧基喜樹鹼缺氧激活前藥，其化學名稱為(4S)-4，11-ニこ基-4-羥基-9-(2-硝基芳甲氧基)-IH-吡喃並[3』，4』 6，7]吲哚嗪並[1，2-b]喹啉-3，14 (4H, 12H) - ニ酮； 化學結構式為 Y = H, F. Cl. Br. R'OR SR. CN. CONHs. COR CO OR, CF,, SO2R, NO2 或、叫.OO, π Λη=Μ、ノ Vw V』フ)'JM R為C1-C6脂肪集団或芳香集団。
2.如權利要求I所述的鄰硝基芳甲氧基喜樹鹼缺氧激活前藥，其特徵在於利用鄰硝基芳甲基化修飾劑，在鹼性條件下，與SN-38進行反應，使其鄰硝基芳甲基化，製得鄰硝基芳甲氧基喜樹鹼缺氧激活前藥——鄰硝基芳甲基SN-38。
3.如權利要求I所述的鄰硝基芳甲氧基喜樹鹼缺氧激活前藥的製備方法，其特徵在於將鄰硝基芳甲基化修飾劑和SN-38溶於溶劑中，室溫下加入鹼，加完後升溫至85°C，攪拌5小時後，體系冷卻至室溫；加入ニ氯甲烷和水，分出有機相，水層用ニ氯甲烷萃取；合併有機相用無水硫酸鈉乾燥，減壓除去溶劑，得到粗產品經柱層析分離，得到黃色固體產品鄰硝基芳甲基SN-38。
4.如權利要求I所述的鄰硝基芳甲氧基喜樹鹼缺氧激活前藥的製備方法，其特徵在於採用的鄰硝基芳甲基化修飾劑可以選用鄰硝基芳甲基氯化物、鄰硝基芳甲基溴化物、鄰硝基芳甲基碘化物或者4-甲基苯磺酸-2-硝基芳甲酯；鄰硝基芳甲基化修飾劑與SN-38的摩爾比可以為I. 8-2. 4 ;反應中所使用的鹼可以選用碳酸鉀、碳酸銫、碳酸鈉和氫氧化鈉；反應中所使用的溶劑可以選用如こニ醇ニ甲醚、1，4_ ニ氧六環、N，N-ニ甲基甲醯胺和ニ甲基亞碸。
5.如權利要求I或2所述的鄰硝基芳甲氧基喜樹鹼缺氧激活前藥，其特徵在於利用鄰硝基溴化苄為修飾劑，與SN-38進行反應製得，其化學名稱為(4S)-4，11- ニこ基-4-羥基-9-(2-硝基苄氧基)-IH-吡喃並[3，，4』 :6，7]吲哚嗪並[I, 2-b]喹啉_3，14(4H，12H)- ニ酮；簡稱鄰硝基苄基SN-38 ； 化學結構式為
6.如權利要求5所述的鄰硝基芳甲氧基喜樹鹼缺氧激活前藥的製備方法，其特徵在於エ藝條件如下鄰硝基苄基修飾劑選用鄰硝基溴化苄，用量為I. 8-2. 4摩爾；鹼的品種選用碳酸鉀，用量為1-1. 5摩爾；溶劑選用N，N-ニ甲基甲醯胺，用量為10-15 ml/gSN-38 ;反應溫度優化為85°C，時間3-6小吋。
7.如權利要求5所述的鄰硝基芳甲氧基喜樹鹼缺氧激活前藥的製備方法，其特徵在於エ藝條件如下鄰硝基苄基修飾劑選用鄰硝基溴化苄，用量為2. 2摩爾；鹼的品種選用碳酸鉀，用量為I摩爾；溶劑選用N，N-ニ甲基甲醯胺，用量為10 ml/g SN-38 ;反應溫度優化為85°C，時間為5小時。
8.如權利要求5所述的鄰硝基芳甲氧基喜樹鹼缺氧激活前藥的製備方法，其特徵在於將4. 75克鄰硝基溴化苄和3. 92克SN-38溶於40毫升N，N- ニ甲基甲醯胺中，室溫下加入I.38克碳酸鉀，加完後升溫至85°C，攪拌5小時後，體系冷卻至室溫；加入200毫升ニ氯甲烷和200毫升水，分出有機相，水層用ニ氯甲烷萃取(200毫升X 3);合併有機相用無水硫酸鈉乾燥，減壓除去溶劑，得到粗產品經柱層析分離製得黃色固體產品鄰硝基苄基SN-38。
9.如權利要求5所述的鄰硝基芳甲氧基喜樹鹼缺氧激活前藥，其特徵在於所說的鄰硝基苄基 SN-38 的核磁氫譜如下MS (ESI) 528. I [(M + H) +]. IH NMR (400 MHz,d6-DMSO) : δ ppm O. 85 (t, J=4. 6 Hz, 3H)，I. 23 (t, J=4. 8 Hz, 3H)，I. 80-1. 90 (m,2H), 3. 17 (d, J=5. 2 Hz, 2H)，5. 31 (s, 2H)，5.43 (s, 2H)，5. 72 (s, 2H)，6. 51(s, 1H), 7. 28 (s, 1H), 7. 59 (t, J=5. 2 Hz, 1H)，7.65-7.67 (m, 2H)，7.81 (d,J=4. 8 Hz, 1H)，7. 89 (d, J=4. 8 Hz, 1H)，8. 10-8. 16 (m, 2H) ·。
10.如權利要求I所述的鄰硝基芳甲氧基喜樹鹼缺氧激活前藥的用途，其特徵在於作為主要有效成分用於製備抗腫瘤藥劑，特別是用於製備治療肝癌的抗腫瘤藥劑。
全文摘要
一種用於抗腫瘤藥物的鄰硝基芳甲氧基喜樹鹼缺氧激活前藥，其化學名稱為(4S)-4，11-二乙基-4-羥基-9-(2-硝基芳甲氧基)-1H-吡喃並[3'，4'6，7]吲哚嗪並[1，2-b]喹啉-3，14(4H，12H)-二酮；它是利用鄰硝基芳甲氧基化修飾劑，在鹼性條件下，與SN-38進行反應，使其鄰硝基芳甲基化，製得的鄰硝基芳甲氧基喜樹鹼缺氧激活前藥——鄰硝基芳甲基SN-38。其用途是作為主要有效成分用於製備抗腫瘤藥劑，特別是用於製備治療肝癌的抗腫瘤藥劑。
文檔編號A61P35/00GK102731518SQ20121021114
公開日2012年10月17日 申請日期2012年6月26日 優先權日2012年6月26日
發明者何銀傑, 孫學英, 李 傑, 高硯芳, 齊放 申請人:濟南精合醫藥科技有限公司