專利名稱：20(s)－喜樹堿衍生物、其制備方法及用途的制作方法
技術領域：
本發明涉及藥物化學和治療學領域，具體涉及新的喜樹堿衍生物、其制備方法及用途。
背景技術：
喜樹堿Camptothecin(化合物I)是Wall M.E.等(Wall，M.E.et al.，J.Am.Chem.Soc.1966，88，3888-3890)于1966年首次從中國特有觀賞性植物珙桐科喜樹Camptotheca acuminata Decne(Nyssaceae)中分離得到的吡咯并[3，4-b]喹啉類生物堿，對消化道腫瘤(如胃癌、結腸癌、直腸癌)、肝癌、膀胱癌和白血病等惡性腫瘤有較好的療效，但毒性較大，且水溶性較差。1985年HsiangY.H.等(Hsizng，Y.H.et al.，J.Biol.Chem.1985，260，14873-14878)發現喜樹堿具有作用于DNA拓撲異構酶I的作用機制，又重新引起了人們的重視和興趣，再次成為研究的熱點。作為一個重要的抗腫瘤先導化合物，喜樹堿有著新的作用機制和廣譜性的強效抑制細胞增殖活性，許多研究小組也因此對其進行了深入的研究，除topotecan(Kingsbury，W.D.et al.，J.Med.Chem.1991，34，98-107)已通過FDA批準之外，irinotecan(CPT-11)(Sawada，S.et al.，Chem.Pharm.Bull.1991，39，3183-3188)、lurtotecan(GI-147211)(Luzzio，M.J.et al.，J.Med.Chem.1995，38，395-401)、exatecan(DX-8951f)(Mitsui，I.et al.，Jpn.J.CancerRes.1995，55，776-782)、9-硝基喜樹堿(Pantazis，P.et al.，Cancer Res.1993，53，1577-1582)、9-氨基喜樹堿(Potmesil，M.et al.，Ann.N.Y.Acada.Sci.1996，803，231-246)和CKD-602(Lee，J.H.et al.，Arch.Pharm.Res.1998，22，581-590)等現也都正在進行臨床研究。
以上文獻均全文引入本說明書作為參考。
發明內容
本發明的一個目的是提供高效低毒的新型喜樹堿衍生物。
本發明的另一個目的是提供該類衍生物的制備方法。
本發明的再一個目的是提供該類衍生物在制備抗腫瘤藥物上的用途。
本發明提供的是如下式(1)所示的20(S)-喜樹堿衍生物或其藥學上可接受的鹽 式中，m為2-5的整數；n為0-5的整數；R為OH、OR1(R1為C1-5烷基)、NH2、NHR1(R1為C1-5烷基)或NR1R2(R1、R2各自獨立地為C1-5烷基)。
“C1-5烷基”表示含1-5個碳原子的飽和或不飽和、取代或非取代的直鏈、支鏈烷烴鏈，具體地可列舉如甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、異戊基、新戊基、叔戊基等。這些基團中，以甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基等碳原子數為1-4個的烷基為佳，以甲基、乙基和丙基為更佳，以甲基、乙基為最佳。
“藥學上可接受的鹽”具體地可列舉鈉、鉀、鈣、鋁等堿金屬或堿土金屬鹽，銨鹽，甲胺鹽，乙胺鹽，乙醇胺鹽等。
本發明提供的式(1)所示20(S)-喜樹堿衍生物或其藥學上可接受的鹽制備方法包括如下步驟(1)在干燥的惰性溶劑存在下，7-羥烷基喜樹堿與RCO(CH2)nCOOH進行酯化反應或與相應的酰鹵或酸酐進行酰化反應，得到中間體III；(2)中間體III進行酰化反應得到化合物IV；(3)根據需要進行成鹽反應。
本發明制備方法中所用的中間體7-羥烷基喜樹堿是從喜樹堿制得的。
在上述制備方法中，惰性溶劑選自吡啶、二甲亞砜和N，N-二甲基甲酰胺等；所述酯化或酰化反應在溶劑回流溫度下進行。
本發明制備方法的流程例示如下 上述流程圖表示了從喜樹堿(化合物I)制得中間體7-羥烷基喜樹堿(化合物II)，化合物II和與RCO(CH2)nCOOH進行酯化反應或與相應的酰鹵或酸酐進行酰化反應，制備得到7羥烷基喜樹堿的羧酸酯(化合物III)，化合物III進行酰化反應或成鹽反應，制得化合物IV。
本發明進一步提供20(S)-喜樹堿衍生物或其藥學上可接受的鹽在制備抗腫瘤藥物上的用途。
藥理研究顯示式(1)所示的20(S)-喜樹堿衍生物具有明顯抗腫瘤作用以及良好的劑量依賴關系。
藥理研究顯示7-羥乙基喜樹堿琥珀酸酯具有明顯抗腫瘤作用以及良好的劑量依賴關系，體外藥理試驗結果的細胞株的IC50(M)值分別為7-羥乙基喜樹堿琥珀酸酯對人乳腺癌細胞MCF-7(0.59×10-6)，人乳腺癌阿霉素耐藥細胞MCF-7/Adr(0.057×10-6)，人口腔上皮癌細胞KB(0.092×10-6)，人結腸癌細胞HCT-116(0.27×10-6)，人胃癌細胞SGC-7901(0.40×10-6)，人肺小細胞癌細胞A549(0.025×10-6)。其中對人乳腺癌阿霉素耐藥細胞MCF-7/Adr，人口腔上皮癌細胞KB，人肺小細胞癌細胞A549的IC50值均低于陽性對照藥10-羥基喜樹堿。特別是7-羥乙基喜樹堿琥珀酸酯對人乳腺癌阿霉素耐藥細胞MCF-7/Adr的抑制活性為IC50(M)0.057×10-6，與10-羥基喜樹堿的IC50(M)1.8×10-6相比，顯示具有更強的抗耐藥作用。體內抗腫瘤作用表明7-羥乙基喜樹堿琥珀酸酯對小鼠S180肉瘤的抑制率為51.2％(20mg/kg)。本品對小鼠肝癌H22抑制率分別為32％(10mg/kg)，50.3％(20mg/kg)，93.1％(40mg/kg)，明顯高于常用抗癌藥羥基喜樹堿(抑制率為26.7％，20mg/kg)。而且本品的LD50大于500mg，其毒性僅為羥基喜樹堿的五分之一以下，和羥基喜樹堿相比，療效大大提高，毒性明顯降低。另外當和陽性對照藥10-羥基喜樹堿作比較時，在1×10-4M時，10-羥基喜樹堿對人正常胚胎肺細胞WI-38的抑制率為100％，而7-羥乙基喜樹堿琥珀酸酯僅為59％，其毒性明顯低于10-羥基喜樹堿。
因此，本發明的20(S)-喜樹堿衍生物或其鹽可制成包含安全有效量20(S)-喜樹堿衍生物或其鹽及藥用載體的各種制劑。
“安全有效量”指的是化合物的量足以明顯改善病情，而不至于產生嚴重的副作用。安全有效量根據治療對象的年齡、病情、療程等來確定。
“藥用載體”指的是一種或多種相容性固體或液體填料或凝膠物質，它們適合于人使用，而且必須有足夠的純度和足夠低的毒性。“相容性”在此指的是組合物中各組份能和本發明的化合物以及它們之間相互摻和，而不明顯降低化合物的藥效。藥學上可以接受的載體部分例子有糖(如葡萄糖、蔗糖、乳糖等)，淀粉(如玉米淀粉、馬鈴薯淀粉等)，纖維素及其衍生物(如羧甲基纖維素鈉、乙基纖維素鈉、纖維素乙酸酯等)，明膠，滑石，固體潤滑劑(如硬脂酸、硬脂酸鎂)，硫酸鈣，植物油(如豆油、芝麻油、花生油、橄欖油等)，多元醇(如丙二醇、甘油、甘露醇、山梨醇等)，乳化劑(如吐溫)、潤濕劑(如十二烷基硫酸鈉)，著色劑，調味劑，穩定劑，抗氧化劑，防腐劑，無熱原水等。
具體實施例方式
下面結合實施例對本發明作進一步闡述，但這些實施例絕不是對本發明的任何限制。
實施例17-羥乙基喜樹堿的制備將1g喜樹堿溶于30mL乙醇中，攪拌，在冰浴下逐滴加入50mL 30％硫酸溶液，再加入0.8g FeSO4·7H2O，繼續緩慢滴加9mL 30％H2O2，滴加完畢后，在室溫下攪拌過夜。將反應混合物傾入蒸餾水中，稀釋至800mL，減壓抽濾，用蒸餾水洗滌濾餅，再用硅膠柱層析分離，用二氯甲烷/甲醇50∶1.2洗脫，得到350mg淡黃色固體(產率34％)。
實施例27-羥乙基喜樹堿琥珀酸酯的制備將1g 7-羥乙基喜樹堿溶于50mL干燥吡啶中，加入琥珀酸酐2g，攪拌回流24小時，再加入琥珀酸酐2g，繼續攪拌回流24小時。將反應混合物傾入分液漏斗中，加入蒸餾水50mL，水溶液用二氯甲烷萃取(200mL×3)，合并后用無水硫酸鈉干燥后減壓蒸干。再用硅膠柱層析分離，用二氯甲烷/甲醇50∶1.5洗脫，得到750mg淡黃色固體(產率62％)。
1H-NMR(400MHz，DMSO-d6，ppm)δ8.31(1H，d，J＝8.4Hz)，8.22(1H，d，J＝7.7Hz)，7.91(1H，dd，J＝8.4，7.0Hz)，7.78(1H，dd，J＝8.4，7.0Hz)，7.35(1H，s)，5.40(2H，s)，5.33(2H，s)，4.40(2H，t)，3.53(2H，t)3.38(2H，m)，3.36(2H，m)，1.88(2H，q，J＝7.0Hz)，0.89(3H，t，J＝7.0Hz)。
ESIMS m/z493[M+1]+，515[M+Na]+。
實施例37-羥乙基喜樹堿琥珀酸酯的制備將1g 7-羥乙基喜樹堿溶于40mL干燥二甲亞砜中，加入琥珀酸酐2g，再加入2mL干燥吡啶后，攪拌回流12小時。將反應混合物傾入分液漏斗中，加入蒸餾水50mL，水溶液用二氯甲烷萃取(200mL×3)，合并后用無水硫酸鈉干燥后減壓蒸干。再用硅膠柱層析分離，用二氯甲烷/甲醇50∶1.5洗脫，得到840mg淡黃色固體(產率66％)。
實施例47-羥乙基喜樹堿琥珀酸鈉或7-羥乙基喜樹堿琥珀酸鉀的制備將1g 7-羥乙基喜樹堿琥珀酸酯加入50mL蒸餾水中，加入111mg碳酸鈉或144mg碳酸鉀，攪拌5分鐘至全部溶解，冷凍干燥，即制得7-羥乙基喜樹堿琥珀酸鈉或7-羥乙基喜樹堿琥珀酸鉀。
實施例57-羥乙基喜樹堿丙二酸酯的制備將1g 7-羥乙基喜樹堿溶于40mL干燥二甲亞砜中，加入丙二酸酐2g，再加入2mL干燥吡啶后，攪拌回流12小時。將反應混合物傾入分液漏斗中，加入蒸餾水50mL，水溶液用二氯甲烷萃取(200mL×3)，合并后用無水硫酸鈉干燥后減壓蒸干。再用硅膠柱層析分離，用二氯甲烷/甲醇50∶1.5洗脫，得到740mg淡黃色固體(產率60％)。
1H-NMR(400MHz，DMSO-d6，ppm)δ8.30(1H，d，J＝8.4Hz)，8.22(1H，d，J＝7.7Hz)，7.91(1H，dd，J＝8.4，7.0Hz)，7.78(1H，dd，J＝8.4，7.0Hz)，7.35(1H，s)，5.40(2H，s)，5.33(2H，s)，4.40(2H，t)，3.53(2H，t)3.50(2H，s)，1.88(2H，q，J＝7.0Hz)，0.89(3H，t，J＝7.0Hz)。
ESIMS m/z479[M+1]+，601[M+Na]+。
實施例67-羥乙基喜樹堿戊二酸酯的制備將1g 7-羥乙基喜樹堿溶于40mL干燥二甲亞砜中，加入戊二酸酐2g，再加入2mL干燥吡啶后，攪拌回流12小時。將反應混合物傾入分液漏斗中，加入蒸餾水50mL，水溶液用二氯甲烷萃取(200mL×3)，合并后用無水硫酸鈉干燥后減壓蒸干。再用硅膠柱層析分離，用二氯甲烷/甲醇50∶1.5洗脫，得到790mg淡黃色固體(產率61％)。
1H-NMR(400MHz，DMSO-d6，ppm)δ8.31(1H，d，J＝8.4Hz)，8.22(1H，d，J＝7.7Hz)，7.91(1H，dd，J＝8.4，7.0Hz)，7.78(1H，dd，J＝8.4，7.0Hz)，7.35(1H，s)，5.40(2H，s)，5.33(2H，s)，4.40(2H，t)，3.53(2H，t)3.38(2H，m)，3.36(2H，m)，1.92(2H，m)，1.88(2H，q，J＝7.0Hz)，0.89(3H，t，J＝7.0Hz)。
ESIMS m/z507[M+1]+，529[M+Na]+。
實施例77-羥丙基喜樹堿的制備將1g喜樹堿溶于30mL丙醇中，攪拌，在冰浴下逐滴加入50mL 30％硫酸溶液，再加入0.8g FeSO4·7H2O，繼續緩慢滴加9mL 30％ H2O2，滴加完畢后，在室溫下攪拌過夜。將反應混合物傾入蒸餾水中，稀釋至800mL，減壓抽濾，用蒸餾水洗滌濾餅，再用硅膠柱層析分離，用二氯甲烷/甲醇50∶1.2洗脫，得到250mg淡黃色固體(產率23％)。
實施例87-羥丙基喜樹堿琥珀酸酯的制備將1g 7-羥丙基喜樹堿溶于50mL干燥吡啶中，加入琥珀酸酐2g，攪拌回流24小時，再加入琥珀酸酐2g，繼續攪拌回流24小時。將反應混合物傾入分液漏斗中，加入蒸餾水50mL，水溶液用二氯甲烷萃取(200mL×3)，合并后用無水硫酸鈉干燥后減壓蒸干。再用硅膠柱層析分離，用二氯甲烷/甲醇50∶1.5洗脫，得到730mg淡黃色固體(產率60％)。
1H-NMR(400MHz，DMSO-d6，ppm)δ8.30(1H，d，J＝8.4Hz)，8.21(1H，d，J＝7.7Hz)，7.92(1H，dd，J＝8.4，7.0Hz)，7.77(1H，dd，J＝8.4，7.0Hz)，7.35(1H，s)，5.40(2H，s)，5.33(2H，s)，4.40(2H，t)，3.53(2H，t)3.38(2H，m)，3.36(2H，m)，2.00(2H，m)，1.88(2H，q，J＝7.0Hz)，0.89(3H，t，J＝7.0Hz)。
ESIMS m/z507[M+1]+，529[M+Na]+。
實施例97-羥丙基喜樹堿琥珀酸酯的制備將1g 7-羥丙基喜樹堿溶于40mL干燥二甲亞砜中，加入琥珀酸酐2g，再加入2mL干燥吡啶后，攪拌回流12小時。將反應混合物傾入分液漏斗中，加入蒸餾水50mL，水溶液用二氯甲烷萃取(200mL×3)，合并后用無水硫酸鈉干燥后減壓蒸干。再用硅膠柱層析分離，用二氯甲烷/甲醇50∶1.5洗脫，得到810mg淡黃色固體(產率64％)。
權利要求
1.式(1)所示的20(S)-喜樹堿衍生物或其藥學上可接受的鹽 式中，m為2-5的整數；n為0-5的整數；R為OH、OR1、NH2、NHR1或NR1R2，其中R1、R2各自獨立地為C1-5烷基。
2.如權利要求1所述的20(S)-喜樹堿衍生物或其藥學上可接受的鹽，其中所述20(S)-喜樹堿衍生物為7-羥乙基喜樹堿衍生物。
3.如權利要求2所述的20(S)-喜樹堿衍生物或其藥學上可接受的鹽，其中所述7-羥乙基喜樹堿衍生物為7-羥乙基喜樹堿琥珀酸酯；7-羥乙基喜樹堿丙二酸酯；或7-羥乙基喜樹堿戊二酸酯。
4.如權利要求1所述的20(S)-喜樹堿衍生物或其藥學上可接受的鹽，其中所述20(S)-喜樹堿衍生物為7-羥丙基喜樹堿衍生物。
5.如權利要求4所述的20(S)-喜樹堿衍生物或其藥學上可接受的鹽，其中所述7-羥丙基喜樹堿衍生物為7-羥丙基喜樹堿琥珀酸酯。
6.如權利要求1所述的20(S)-喜樹堿衍生物或其藥學上可接受的鹽，其中所述藥學上可接受的鹽為鈉鹽或鉀鹽。
7.權利要求1所述20(S)-喜樹堿衍生物或其藥學上可接受的鹽制備方法，其特征在于包括如下步驟(1)在干燥的惰性溶劑存在下，7-羥烷基喜樹堿與RCO(CH2)nCOOH進行酯化反應或與相應的酰鹵或酸酐進行酰化反應，得到中間體7-羥烷基喜樹堿羧酸酯；(2)7-羥烷基喜樹堿羧酸酯進行酰化反應得到式(1)化合物；(3)根據需要進行成鹽反應。
8.如權利要求7所述的制備方法，其中還包括由喜樹堿制備得到中間體7-羥烷基喜樹堿的步驟。
9.如權利要求7或8所述的制備方法，其中所述惰性溶劑選自吡啶、二甲亞砜和N，N-二甲基甲酰胺。
10.如權利要求7或8所述的制備方法，其中所述酯化或酰化反應在溶劑回流溫度下進行。
11.權利要求1所述20(S)-喜樹堿衍生物或其藥學上可接受的鹽在制備抗腫瘤藥物上的用途。
全文摘要
本發明提供式(1)所示的20(S)－喜樹堿衍生物或其藥學上可接受的鹽，式中，m為2－5的整數；n為0－5的整數；R為OH、OR
文檔編號C07D491/00GK1580057SQ0314224
公開日2005年2月16日 申請日期2003年8月13日 優先權日2003年8月13日
發明者張金生, 昌軍, 樓麗廣, 唐衛東 申請人:中國科學院上海藥物研究所