專利名稱：10－脫乙酰漿果赤霉素Ⅲ和10－脫乙酰－14β－羥基漿果赤霉素Ⅲ衍生物、其制備方法以 ...的制作方法
紫杉酚(Paclitaxel)是已知的一種從紫杉屬植物中提取的雙萜，它對不同類型的人腫瘤均具有抗腫瘤活性。不過，由于其水溶性較差，不便服用，還由于一系列副作用的產生，它的臨床應用尚存在不足之處。而且，紫杉酚會迅速誘發耐受性。有鑒于此，多年來針對新穎的紫杉酚類似物的合成研究已取得一定進展，這些紫杉酚類似物與母體分子相比，所引起的副作用較小。本發明涉及新的具有顯著的抗腫瘤活性的紫杉烷(taxane)骨架衍生物。這些新的衍生物具有如式1所示的一般結構
其中R1與R2為氫原子，或R1為氫原子，R2為羥基或乙酰氧基，或OR1與R2共同構成如下式所示的環碳酸酯
R3為α取向或β取向的氫原子或烷基甲硅烷基，優選為三乙基甲硅烷基(TES)；R4為氫，或
或如式A所示的異絲氨酸殘基
其中R1’為含有一至五個碳原子的直鏈或支鏈烷基或鏈烯基，或芳基；R2’為含有一至五個碳原子的直鏈或支鏈烷基或鏈烯基，或芳基，或叔丁氧基。
用半合成法，從天然形式的10-脫乙酰漿果赤霉素lII(2)和10-脫乙酰-14β-羥基漿果赤霉素III(3)開始制備通式(1)的新衍生物。為此，對10位進行選擇性氧化，然后用一適當的酰化劑在13位引入R4基團，進行酯化反應。
若天然或合成的紫杉烷在13位已經帶有所需的異絲氨酸鏈，那么對所述的紫杉烷在10位進行選擇性氧化，即可制得如結構1所示的分子。正如下文所述，用銅(II)鹽處理式2、式3化合物以及在13位已經具有異絲氨酸鏈的紫杉烷，就能實現10位的選擇性氧化。
10-脫乙酰漿果赤霉素III(2)及其14β-羥基(3)類似物可選用適當植物為原料進行提取(參見Indena專利US-5,269,591)。
不過，從10-脫乙酰漿果赤霉素III(2)開始可以合成14位含有氧化官能團的紫杉烷形式的化合物，這也正是本發明目的之一，該紫杉烷形式化合物可用于制備在14位也具有一氧化官能團的如結構1所示的化合物。實際上，我們驚奇地發現，在將7位羥基作為甲硅烷基醚保護起來之后，用二氧化錳處理，使13位碳原子氧化為酮，再在14位碳原子上引入β取向的醇基團。例如可用氫化物處理，在將10位和14位羥基作為乙酸酯保護起來之后，13-酮基被還原為13α-羥基。
如下文所示，該方法生成式4化合物，它可用于制備如結構1所示的化合物。
采用文獻中已知的方法除去保護性基團，如用鹽酸除去甲硅烷基、用一種堿除去乙酸酯基，從式4化合物可得到10-脫乙酰-14β-羥基漿果赤霉素III(3)。因此，如上所述，為制備式1的化合物，必須要得到天然或合成的10-脫乙酰漿果赤霉素III(2)、10-脫乙酰-14β-羥基漿果赤霉素III(3)、具有10位羥基、并在13位已經具有了由R4代表的異絲氨酸鏈的其它紫杉烷。
我們驚奇地發現，所有這些形式的起始物用銅(II)鹽處理，優選為乙酸銅，可在10位發生選擇性氧化反應，而無需對其它羥基進行保護。例如，從10-脫乙酰漿果赤霉素III(2)、10-脫乙酰-14β-羥基漿果赤霉素III(3)和天然紫杉烷10-脫乙酰三尖杉寧堿可分別得到10-酮基衍生物57，產率為75％至85％。該氧化反應一般需要很長時間(100-140小時)及過量的氧化劑，反應在室溫和醇溶劑中進行。
在要制備的式1化合物中，如果在1位與14位之間要求存在一個環碳酸酯基，那么先用碳酰氯的吡啶溶液處理式3化合物，所得碳酸酯再用乙酸銅(II)對10位進行氧化，得到碳酸酯形式化合物8。
用堿處理二酮化合物5-8，使其7位發生轉化，即7位羥基變為α取向。因此，式5、式6、式8化合物或它們的7位差向異構體，在有醇性基團的存在時保護起來之后，可用于制備如結構1所示的紫杉烷。13位醇性基團與其它醇羥基不同，很難發生甲硅烷化反應，因此不進行衍生作用。
根據文獻中報導的紫杉酚及其類似物的半合成方法，適當的活化異絲氨酸鏈用于13位的酯化反應(例如參見歐洲專利申請400971，1992；Fr.Dem.86，10400；E.Didier等，《四面體通信》35，2349，1994；E.Didier等，ibid35，3063，1994)。優選地，異絲氨酸鏈的活化形式采用噁唑烷羧酸9a和9b。
式9a、9b中，R1’、R2’定義同上。噁唑烷羧酸與紫杉烷形式的化合物所進行的酯化反應以及隨后進行的消去保護基團的反應按文獻報導的紫杉酚及其類似物的合成方法進行。
式1的化合物中，化合物10、11、12的活性被證明是尤其明顯的。化合物10為13-[(2R，3S)-3-叔丁氧基羰基氨基-2-羥基-3-異丁基-丙酰基]-10-脫乙酰-10-脫氫-漿果赤霉素III。因此，參照通式1，化合物10中；R1＝R2＝H，OR3＝β-OH，R1’＝異丁基，R2’＝叔丁氧基。化合物11為13-[(2R，3S)-3-叔丁氧基羰基氨基-2-羥基-3-異丁基-丙酰基]-10-脫氫-10-脫乙酰-14β-羥基-漿果赤霉素III1，14-碳酸酯。因此，參照通式1，化合物11中R1，R2＝-CO-O，OR3＝β-OH，R1’＝異丁基，R2’＝叔丁氧基。
化合物12為13-[(2R，3S)-3-己酰氨基-2-羥基-3-異丁基-丙酰基]-10-脫氫-10-脫乙酰-14β-羥基漿果赤霉素III 1，14-碳酸酯。因此，參照通式1，化合物12中R1，R2＝-CO-O、OR3＝β-OH，R1’＝異丁基，R2’＝C5H11。
10R1＝R2＝H，R2’＝叔丁氧基11R1，R2＝CO-O，R2’＝叔丁氧基12R1，R2＝CO-O，R2’＝C5H11下表為化合物10、11與紫杉酚的細胞毒性數據比較。
表-化合物10、11及紫杉酚對6種人腫瘤細胞的IC50IC50(nM)細胞系 處理時間(h)紫杉酚 1011L1210(鼠白血病)48 7.0±3.00.6±0.12.0±0.1A121(人卵巢) 72 3.7±0.30.8±0.31.6±0.2A549(人NSCLC) 72 5.4±0.51.9±0.32.1±0.3HT-29(人結腸) 72 6.0±0.60.4±0.10.6±0.4MCF7(人乳腺) 72 4.3±0.11.2±0.20.8±0.2MCF7-ADR(耐受的) 72 395±8.713±2.2 28±6.2標準條件基礎培養基＝RPMI1640+20mM HEPES+2mM L-谷氨酰胺對耐受其它抗腫瘤物質如阿霉素、順鉑的細胞系，式1化合物與紫杉酚相比，顯示出了令人驚奇的優越作用。紫杉酚與這些產物之間的區別在體內模型中甚至更為明顯，如植入了人腫瘤的無胸腺裸鼠模型。而且，已發現本發明化合物中若R2’為烷基或鏈烯基，則出人意料地沒有心臟毒性，這與紫杉酚及其已知的衍生物不同，因此，對于不能用紫杉酚及其已知衍生物治療的心臟病人所患的腫瘤，用該化合物進行治療是很有利的。
本發明的產物可用在適當的藥物劑型中，既可胃腸外給藥又可口服給藥。靜脈內給藥主要使用Chremoform L與乙醇、多乙氧基醚或脂質體制劑的混合物，該脂質體制劑由天然或合成的磷脂酰膽堿制備，或是由含有膽甾醇的天然磷脂混合物制備。
下列實施例將對本發明作進一步說明。例1-10-脫乙酰-10-脫氫漿果赤霉素III(5)的制備。
將10克10-脫乙酰漿果赤霉素III(2)(按照G.Chauviere等，C.R.Acad.Sci.Ser.II 293.591.1981所述的方法分離得到)懸浮在350毫升甲醇中，加入65克Cu(OAc)2。懸浮液在室溫下攪拌120小時。濾除鹽分，溶液經100克硅膠層析，用己烷/乙酸乙酯6∶4的混合液洗脫。石油醚中結晶得到9.5克(5)， M+a m/z 542。例2-10-脫乙酰-10-脫氫-14β-羥基漿果赤霉素III 1，14-碳酸酯(8)的制備。
將10克按照G.Appendino等，J.Chem.Soc.Perkin Trans I，2925.1992所述的方法分離得到的10-脫乙酰-14β-羥基漿果赤霉素III(3)溶解在50毫升無水吡啶中，用1.5當量的5％碳酰氯的甲苯溶液在-10℃下處理一小時。將反應混合物倒在冰上，用乙酸乙酯提取含水的懸浮液，用稀鹽酸徹底洗滌有機相。經Na2SO4干燥后，將有機相濃縮至干。得到9克1，14-碳酸酯，將其懸浮在350毫升甲醇中，在室溫攪拌下用50克Cu(OAc)2處理120小時。過濾懸浮液，將溶液蒸干。殘余物經100克硅膠層析，用己烷/乙酸乙酯1∶1的混合液洗脫。得到8克(8)，M+a m/z 584。例3-13-[(2R，3S)-3-叔丁氧基羰基氨基-2-羥基-3-異丁基-丙酰基]-10-脫乙酰-10-脫氫漿果赤霉素III(10)的制備。
采用J.Denis等，J.am.Chem.Soc.100.5917.1988的方法對化合物(5)(例1)的7位進行甲硅烷基化反應，得到7-O-三乙基甲硅烷基-10-脫乙酰-10-脫氫漿果赤霉素III，取300毫克(1.84毫摩爾)溶于60毫升甲苯，向所得溶液中加入500毫克(4S，5R)-N-(叔丁氧基羰基)-2，2-二甲基-4-異丁基-5-惡唑烷羧酸、240毫克二環己基碳二亞胺(1.2當量)和24毫克N，N-二甲氨基吡啶(0.2當量)。反應混合物溫度保持在80℃達2小時，然后過濾、用水洗滌；濃縮有機相至干。殘余物在10℃下用含有0.1％H2SO4的甲醇處理。甲醇溶液用水稀釋，產物用乙酸乙酯提取；將有機相濃縮至干，殘余物經硅膠層析，用丙酮/己烷4∶6的混合液洗脫。得到350毫克(10)，M+a m/z 785。例4-13-[(2R，3S)-3-叔丁氧基羰基氨基-2-羥基-3-異丁基-丙酰基]-10-脫氫-10-脫乙酰-14β-羥基漿果赤霉素III 1，14-碳酸酯(11)的制備。
按照J.Denis等，J.am.Chem.Soc.100.5917.1988的方法對化合物(8)(例2)的7位進行甲硅烷基化反應，得到7-O-三乙基甲硅烷基-10-脫乙酰-10-脫氫-14-β-羥基漿果赤霉素III 1，14碳酸酯，取0.5克溶于60毫升甲苯。向所得溶液中加入800毫克(4S，5R)-N-(叔丁氧基羰基)-2，2-二甲基-4-異丁基-5-噁唑烷羧酸、400毫克環己基碳二亞胺和40毫克N，N-二甲氨基吡啶。反應混合物溫度保持在80℃達2小時，然后過濾、用水洗滌；將有機相濃縮至干。殘余物在10℃下用含有0.1％H2SO4的甲醇處理。甲醇溶液用水稀釋，產物用乙酸乙酯提取；將有機相濃縮至干，殘余物經硅膠層析，用丙酮/己烷4∶6的混合液洗脫。得到580毫克(11)，M+a m/z827。例5-10-脫乙酰-10-脫氫-14β-羥基漿果赤霉素III(6)的制備。
將10克10-脫乙酰-14β-羥基漿果赤霉素III(3)懸浮在350毫升甲醇中，加入65克Cu(OAc)2。懸浮液在室溫下攪拌120小時。濾除鹽分，蒸干溶液，殘余物經100克硅膠層析，用己烷/乙酸乙酯6∶4的混合液洗脫。石油醚中結晶得到9.3克(6)，M+a m/z 558。例6-10-脫乙酰-10-脫氫三尖杉寧堿(7)的制備。
將0.4克10-脫乙酰三尖杉寧堿(J.L.Laughlin等，J.Nat.Prod.44.312.1981)溶于5毫升甲醇中、加入600毫克Cu(OAc)2。反應混合物在室溫下攪拌54小時。濾除鹽分，蒸干溶液，殘余物經硅膠(10克)層析，用己烷-乙酸乙酯1∶1的混合液洗脫。得到220毫克(7)，M+a m/z 829。例7-7-三乙基甲硅烷基-14β-羥基漿果赤霉素III(4)的制備。
按照J.Denis等，J.Am.Chem.Soc.100.5917.1988的方法制得7-三乙基甲硅烷基-10-脫乙酰漿果赤霉素III，取500毫克溶于15毫升乙酸乙酯二氯甲烷9∶1的混合液中。向溶液中加入10克MnO2，將所得懸浮液在室溫下攪拌24小時。過濾后，將溶液蒸干，殘余物經硅膠(20克)層析，用己烷-乙酸乙酯8∶2的混合液洗脫。得到310毫克7-三乙基甲硅烷基-10-脫乙酰-13-脫氫-14β-羥基漿果赤霉素III(M+a m/z 672)。
將300毫克該產物溶于2毫升吡啶。向溶液中加入910毫克Ac2O。16小時后，將反應混合物倒在冰上，用乙酸乙酯提取。有機相用稀HCl洗滌，再用水洗至中性。蒸發溶劑后，殘余物在醚中結晶(220毫克，M+a m/z756)。將結晶溶于10毫升無水THF；向溶液中加入160微升二(2-甲氧基-乙氧基)氫化鋁鈉(65％溶液)。約10分鐘后，加入10毫升NH4Cl飽和溶液，再用乙酸乙酯提取。將有機相蒸干。殘余物經硅膠(15克)純化，用己烷-乙酸乙酯7∶3的混合液洗脫。得到80毫克(4)，M+a 716。例8-(4S，5R)-N-己酰基-2-(2，4-二甲氧基苯基)-4-異丁基-5-噁唑烷羧酸甲酯的制備。
將5克N-己酰基-β-異丁基-異絲氨酸甲酯溶于200毫升無水THF與苯的混合液中，所得溶液在120毫克對甲苯磺酸吡啶鎓的存在下用2當量的乙酸2，4-二甲氧基苯甲醛二甲基縮醛進行處理。將溶液回流1小時。蒸餾溶劑，殘余物經硅膠層析，用乙酸乙酯/己烷8∶2的混合液對主要化合物進行洗脫。在真空下從含有所需異構體的流份中除去溶劑，殘余物用己烷/異丙醚結晶。得到2.5克化合物，熔點為98℃。例9-(4S，5R)-N-己酰基-2-(2，4-二甲氧基苯基)-4-異丁基-5-噁唑烷羧酸將2克由例8得到的化合物懸浮在50毫升含有5克K2CO3的甲醇與水(8∶2)的混合液中。攪拌反應混合物，直到異絲氨酸衍生物完全溶解時為止。在乙酸乙酯的存在下，將反應混合物邊攪拌邊小心地酸化至pH5。棄去含水相，有機相用硫酸鈉干燥，并在低溫真空下濃縮至干。將殘余物溶于甲苯/二氯甲烷的混合液中，準備與所選擇的紫杉烷反應之用。例10-13-[(2R，3S)-3-己酰氨基-2-羥基-3-異丁基-丙酰基]-10-脫氫-10-脫乙酰-14β-羥基漿果赤霉素III 1，14-碳酸酯(12)的制備。
將5克1，14-碳酸-7-TES-10-脫氫漿果赤霉素III溶于100毫升甲苯與二氯甲烷的8∶2混合液中，加入6克(4S，5R)-N-己酰基-2-(2，4-二甲氧基苯基)-4-異丁基-5-噁唑烷羧酸。向反應混合物中加入500毫克4-二甲氨基吡啶和2.5克1，3-二環己基碳二亞胺，然后加熱，使其緩緩回流2小時，直至反應試劑被消耗殆盡。濾除介質中不溶性化合物，濃縮溶液至干。將殘余物用50毫升甲醇/HCl(0.01％)溶解，將反應混合物置于室溫下1小時。將溶液堿化至pH5，真空下濃縮至干。殘余物經硅膠柱層析，用二氯甲烷/甲醇98∶2的混合液洗脫。乙酸乙酯中結晶得到1.2克化合物(12)。例11-胃腸外給藥的化合物(10)的溶液化合物10 2毫克Cremophor EL 175毫克絕對乙醇 足量至0.4毫升例12-胃腸外給藥的化合物(11)的溶液化合物11 2毫克Cremophor EL 175毫克絕對乙醇 足量至0.4毫升例13-含有化合物(10)的片劑化合物10 10毫克交聯的羧甲基纖維素鈉 15毫克乳糖(噴霧干燥) 41.5毫克微晶纖維素 40毫克膠態二氧化硅 0.5毫克硬脂酸鎂 1毫克例14-含有化合物(11)的片劑化合物11 10毫克交聯的羧甲基纖維素鈉 15毫克乳糖(噴霧干燥)41.5毫克微晶纖維素40毫克膠態二氧化硅 0.5毫克硬脂酸鎂 1毫克例15-含有化合物(10)的膠囊化合物10 10毫克乳糖(噴霧干燥)30毫克微晶纖維素48.5毫克預膠凝淀粉10毫克硬脂酸鎂 1毫克膠態二氧化硅 0.5毫克例16-含有化合物(11)的膠囊化合物11 10毫克乳糖(噴霧干燥)30毫克微晶纖維素48.5毫克預膠凝淀粉10毫克硬脂酸鎂 1毫克膠態二氧化硅 0.5毫克
權利要求
1.式1的10-脫乙酰漿果赤霉素III和10-脫乙酰-14β-羥基漿果赤霉素III衍生物
其中R1與R2為氫原子，或R1為氫原子、R2為羥基或乙酰氧基，或OR1與R2共同構成如下式所示的環碳酸酯
R3為α或β取向的氫原子或烷基甲硅烷基，優選為三乙基甲硅烷基(TES)；R4為氫、或
或由式A代表的異絲氨酸殘基
其中R1’為含有一至五個碳原子的直鏈或支鏈烷基或鏈烯基，或芳基；R2’為含有一至五個碳原子的直鏈或支鏈烷基或鏈烯基，或芳基，或叔丁氧基。
2.根據權利要求1的化合物，其選自下列物質-10-脫乙酰-10-脫氫漿果赤霉素III；-10-脫乙酰-10-脫氫-14β-羥基漿果赤霉素III；-10-脫乙酰-10-脫氫三尖杉寧堿；-10-脫乙酰-10-脫氫-14β-羥基漿果赤霉素III1，14-碳酸酯；-13-[(2R，3S)-3-叔丁氧基羰基氨基-2-羥基-3-異丁基-丙酰基]-10-脫乙酰-10-脫氫漿果赤霉素III；-13-[(2R，3S)-3-叔丁氧基羰基氨基-2-羥基-3-異丁基-丙酰基]-10-脫乙酰-10-脫氫-14β-羥基漿果赤霉素III1，14-碳酸酯；-13-[(2R，3S)-3-己酰氨基-2-羥基-3-異丁基-丙酰基]-10-脫氫-10-脫乙酰-14β-羥基漿果赤霉素III1，14-碳酸酯。
3.制備權利要求1的10-脫乙酰漿果赤霉素III和10-脫乙酰-14β-羥基漿果赤霉素III衍生物的方法，其特征在于如式B形式的化合物
其中的R1、R2、R3和R4定義同上，a)當R2＝H或OH，或OR1與R2共同構成碳酸酯，且R4≠H時，該化合物10位用銅(II)鹽處理而氧化；任選地在7位去保護；b)當R2＝R4＝H時，該化合物10位用銅(II)鹽處理而氧化，任選地(當R3＝H，先在7位進行甲硅烷基化反應)用酰化劑在13位進行酯化反應引入基團R4≠H。
4.根據權利要求3的式B形式化合物的制備方法，其中R2＝OH，R4＝H，其特征在于選擇性氧化7-三烷基甲硅烷基-10-脫乙酰漿果赤霉素III(或其7位差向異構體)的13位，同時用二氧化錳處理在其14位發生β-羥基化，所得7-三烷基甲硅烷基-10-脫乙酰-13-脫氫-14β-羥基漿果赤霉素III(或其7位差向異構體)在10位與14位進行乙酰化反應，所得7-三烷基甲硅烷基-13-脫氫-14β-羥基-14-乙酰漿果赤霉素III(或其7位差向異構體)用氫化物還原，得到相應的13β-羥基衍生物。
5.權利要求3中的式B形式化合物。
6.式9b的中間體
其中R2’定義同上。
7.含有一種或多種其中R3＝H的權利要求1的式1化合物作為活性成分的藥物組合物。
8.權利要求7的藥物組合物，能通過胃腸外途徑或口服途徑給藥。
9.權利要求1-2的化合物用作抗腫瘤劑。
10.其中R2’為烷基或鏈烯基的權利要求1的紫杉烷在制備用于治療心臟病人腫瘤的藥物中的用途。
全文摘要
本發明涉及新的具有細胞毒活性及抗腫瘤活性的10－脫乙酰漿果赤霉素Ⅲ和10－脫乙酰－14β－羥基漿果赤霉素Ⅲ衍生物。該衍生物是從所述形式的或其它天然紫杉烷開始進行制備,方法是選擇性地將10位羥基氧化為酮基,如果必要的話,再用各種取代的異絲氨酸鏈在13位進行酯化。本發明的產品經加工為適當劑型,可通過注射或口服給藥。
文檔編號C07F7/18GK1178528SQ96192607
公開日1998年4月8日 申請日期1996年3月4日 優先權日1995年3月17日
發明者E·泊姆巴德利, P·狄貝利斯, B·加貝塔 申請人:因迪納有限公司