專利名稱：巖大戟內(nèi)酯型化合物的制備方法及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及巖大戟內(nèi)酯(Jolkinolide)類似物的化學(xué)合成方法，及其生物活性。 技術(shù)背景大戟屬(Euphorbia)為大戟科(Euphorbiaceae)植物中最大的一屬，全世界約有2000余種，我國約有80余種，且新種仍在被發(fā)現(xiàn)。該屬植物資源豐富，適應(yīng)性強，分布于不同的生態(tài)環(huán)境，從熱帶到亞熱帶，陸地到沙漠均有分布?！吨兴幋筠o典》和《中草藥匯編》記載該屬植物中分別有32種和35種入藥，民間常用作通便、利尿、治療水腫、結(jié)核、牛皮癬、疥瘡和無名腫毒，尤其是除疣、抗腫瘤等。利用其毒性，古人用作箭毒，南美印第安人和東南亞部分地區(qū)的人們用作毒魚植物來捕魚，在南非作為廉價的蜂食原料。(Evans， F. J. ；Schmidt, R.J. Phytochemistry 1976,15(2), 333-335 ；Mitsuru, H. ；Hajime, 0.； Yoshinori, 0. Agric.Biol.Chem. 1980,44,1351-1356 ；Masahiro, T. ；Hiromichi, S.Agric. Biol.Chem. 1989，53，425-430.)狼毒是我國傳統(tǒng)中藥材，為大戟科植物狼毒大戟Euphorbia fischeriana Steud 的根。始載于《神農(nóng)本草經(jīng)》，其性辛、味平。具有逐水祛痰和破積殺蟲的功效，主治水腫腹脹，痰食蟲積，心腹疼痛，慢性氣管炎，咳嗽，氣喘，淋巴結(jié)、皮膚、骨、副睪等結(jié)核，疥癬，痔瘺等?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)和中醫(yī)學(xué)研究均發(fā)現(xiàn)其有抗腫瘤作用。有許多學(xué)者已從狼毒大戟原生植物中分離到多種類型的化合物，主要為二萜類、鞣質(zhì)類、留醇類等，其中二萜類化合物巖大戟內(nèi)酯(Jolkinolide Α, B, C，D，Ε)是狼毒大戟的主要成分，具有多種生物活性，如抗腫瘤、抗菌消炎以及除蟲活性，其中抗腫瘤活性較好。(Fred J.Evans, Richard J. Schmidt. Phytochemistry,1976,15(2) :333-335 ；Liliana Betancur-Galvis, Emilio Palomares, J.Alberto Marco. Journal of Ethnopharmacology，2003，85(2-3) :279-282.)藥理研究發(fā)現(xiàn)，Jolkinolide B分別對人的慢性髓細(xì)胞樣白血病K562細(xì)胞株、食道癌Eca-109細(xì)胞株和肝癌H印G2細(xì)胞株均有抑制細(xì)胞增殖活性，其IC5tl值分別為12. Iug/ ml、> 50. Oug/ml和23. 7ug/ml。實驗發(fā)現(xiàn)其作用活性是劑量依賴性和時間依賴性的，如對慢性髓細(xì)胞樣白血病K562細(xì)胞株作用24h,48h ^P 72h后的IC5tl值分別為12. 1 士2. 55ug/ ml、11.3±0.70ug/ml、10.7±2.01ug/ml。進(jìn)一步研究其作用機制表明，當(dāng)用15ug/ml的 Jolkinolide B作用這些癌細(xì)胞24h后，發(fā)現(xiàn)絕大部分K562細(xì)胞株停止在Gl期，細(xì)胞核內(nèi)的染色質(zhì)發(fā)生收縮和片段碎裂(細(xì)胞發(fā)生凋亡的標(biāo)志)，細(xì)胞膜收縮且與相鄰細(xì)胞分離，細(xì)胞微絨毛結(jié)構(gòu)消失，細(xì)胞質(zhì)內(nèi)出現(xiàn)空腔和水泡的結(jié)構(gòu)，細(xì)胞內(nèi)微觀骨架結(jié)構(gòu)被破壞，最終發(fā)生凋亡。研究發(fā)現(xiàn)，Jolkinolide B對激素依賴型的LNCaP細(xì)胞的細(xì)胞毒性作用最顯著，有促進(jìn)前列腺上皮細(xì)胞發(fā)生神經(jīng)內(nèi)分泌分化的生物活性，抑制前列腺中激素依賴型的細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的合成，激活capsase-3凋亡通路，進(jìn)而抑制癌細(xì)胞增殖。(Huiying, L. ；Aiqin, W.Canadian journal of physiology and pharmacology 2006,84,959-965 ；Liu, W. K.； Ho, J. C. K. ；Qin, G. ；Che, C. -T. Biochemical Pharmacology 2002,63,951-957.)Jolkinolide D有抑制腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移的生物活性，研究測試Jolkinolide D對非白血性白血病HL-60細(xì)胞的作用，發(fā)現(xiàn)Jolkinolide D誘導(dǎo)HL-60細(xì)胞細(xì)胞凋亡的活性同抗腫瘤藥物依托泊苷相當(dāng)，lug/ml的Jolkinolide D即能抑制92%的腫瘤細(xì)胞擴散，即使在0. lug/ml的劑量時其活性也與lug/ml的阿霉素(能抑制57%的腫瘤細(xì)胞擴散)相當(dāng)。 Jolkinolide D對鼠非白血性白血病P388細(xì)胞和人的腸癌DLD-I細(xì)胞的也顯示細(xì)胞毒性作用，其作用 IC5tl 值分別是 0. 16ug/ml、3. Oug/ml。(Kigoshi, H. ；Ichino，Τ. ；Yamada, K.； Ijuin, Y. ；Makita, S. F. ；Uemura, D. Chemistry Letters 2001,6,518-519 ；Sakakura, Α.； Takayanagi, Y. ；Shimogawa, H. ；Kigoshi, H. Tetrahedron 2004,60,7067-7075.)近年來國內(nèi)外多有關(guān)于巖大戟內(nèi)酯類化合物的抗腫瘤作用靶點的研究報道。有報道其作用靶點為腫瘤細(xì)胞的Nuclear factor- κ B激酶(IKK), NF- κ B信號通路對于腫瘤細(xì)胞的存活，生長，代謝，凋亡至關(guān)重要。而其主要的信號啟動因子為IKK激酶，IKK激酶通過磷酸化NF-κ B蛋白，使其進(jìn)入腫瘤細(xì)胞核調(diào)節(jié)相關(guān)的腫瘤基因的表達(dá)。研究發(fā)現(xiàn)巖大戟內(nèi)酯類化合物能特異地抑制腫瘤細(xì)胞的IKK去磷酸化作用，從而抑制其激活，阻斷NF- κ B信號通路，進(jìn)而阻滯腫瘤細(xì)胞的惡性增殖和分化，促使其發(fā)生凋亡。(Ferreira Μ. -J. U. G. Nora, Madureira Ana Μ. , Molnar, Joseph. Anticancer Research 2005, 25(5) :3259-3262 ；Shou-Sheng Yan, Ying Li, Ying Wang. Mol Cancer Ther 2008 ；7 (6) 1523-1532)也有文獻(xiàn)報道該類化合物對腫瘤細(xì)胞JAK/STAT信號通路有抑制作用。當(dāng)細(xì)胞因子與其配體結(jié)合，JAK激酶被激活，其能磷酸化STATs家族的蛋白，磷酸化后的STATs家族的蛋白通過磷酸酪氨酸上的巰基相互作用形成二聚體或者異二聚體。這些二聚體將轉(zhuǎn)移到腫瘤細(xì)胞核中調(diào)節(jié)相應(yīng)的靶基因的表達(dá)。研究發(fā)現(xiàn)巖大戟內(nèi)酯類化合物能與JAK激酶形成聚合體，阻斷JAK/STAT信號通路，促使腫瘤細(xì)胞發(fā)生凋亡。(Ying Wang，Xiuquan Ma, Shousheng Yan，Shensi Shen，Cancer Res 2009，69 (18) :7302-7310)與大多數(shù)有生物活性的天然產(chǎn)物類似，此類化合物在原生植物中含量較低(一般中藥材中含量<0.01% )，因此國內(nèi)外一些學(xué)者對其天然產(chǎn)物結(jié)構(gòu)的化學(xué)合成的工作進(jìn)行了許多嘗試。例如20世紀(jì)80年代日本的藥物化學(xué)家Katsumura，S.，Nakano, T.等對巖大戟內(nèi)酯類化合物的全合成進(jìn)行了探索，其分別以紫羅蘭酮和松香酸等為起始原料，通過系列反應(yīng)實現(xiàn)了部分巖大戟內(nèi)酯天然產(chǎn)物及類似物的合成。近年來也有該類化合物的合成及其立體化學(xué)研究的報道，但更多的是結(jié)合生物技術(shù)的研究，通過生物發(fā)酵技術(shù)，利用生物酶的催化轉(zhuǎn)化作用獲得與天然產(chǎn)物結(jié)構(gòu)相同或相似的化合物。(Siigeo Katsumura, Akihiko Kimura, Sachihiko Isoe. . Tetrahedron 1989,45(5) :1337-1346; Takahiro Miyake, Hideo Kigoshi, Hiroyuki Akita. Tetrahedron :Asymmetry 2007, 18(24) :2915-2922.)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明以甜菊苷為起始原料，通過系列化學(xué)反應(yīng)合成出系列巖大戟內(nèi)酯 (Jolkinolide)類化合物，并測試其化合物的藥理活性，證明此類化合物具有較強的抗腫瘤活性。本發(fā)明的提供的化合物結(jié)構(gòu)類型通式(I)如下
權(quán)利要求
1. 一種具有通式(I)的巖大戟內(nèi)酯(Jolkinolide)型化合物的制備方法及其作為抗腫瘤、抗菌、消炎藥物和殺蟲劑的有效成分。
2.具有通式(I)結(jié)構(gòu)的化合物，其中，[IlR1 結(jié)構(gòu)可進(jìn)一步表述為=COOR7, CONR7R7, (CH2)nXR7(其中，η = 1 8)，XR70[2]X為 0，NH, NR7, S。[3]R7可表述為氫，直鏈或支鏈的烷基(C1 C8)，鹵素取代的直鏈或支鏈的烷基(C1 C8)，烯丙基，炔丙基，苯基，芐基，1-萘基，2-萘基，呋喃或吡喃型五、六元糖基或取代糖基， 或2 5個以不同方式(如1，2-、1，4-、1，6_)連接的葡萄糖基或取代葡萄糖基。[4]R2可表述為氫，羥基，羧基，羧酸酯基(C1 Cltl)，直鏈或支鏈的烷基(C1-C8)、直鏈或支鏈的烷(Ci C8)氧基(或氨基、或羰基、或氨基羰基)，直鏈或支鏈的商代烷(Ci C8)氧基(或氨基、或羰基、或氨基羰基)，直鏈或支鏈的烷基(C1 C8)醚，甲基或乙基葡萄糖基、呋喃或吡喃型五、六元糖基或取代糖基，或2 5個以不同方式(如1，2-、1，4-、1， 6-)連接的葡萄糖基或取代葡萄糖基。[5]R3、R4與R5、R6可以相同或不同，可表述為氫，羥基，鹵素，羰基，羧基，羧酸酯基 (C1 Cltl),取代或非取代烴基(C1-C10)醚基，三氟甲基，氰基。[6]R3、R4或R5、R6之間，可脫水形成環(huán)氧結(jié)構(gòu)，或形成烯烴、烯醇、烯胺結(jié)構(gòu)。
3.通式(I)化合物的制備方法(a)通式(I)中，當(dāng)R1為C00R7，其中R7為芐基、R2為甲基，R3與R4形成環(huán)氧基，R5與R6 為烯鍵，即19-芐氧羰基巖大戟內(nèi)酯(JolkinoIide)A(Ia),其制備方法為[1]將甜菊苷溶于水中，加入高碘酸鈉攪拌5 50h。反應(yīng)體系中加入氫氧化鉀加熱攪拌1 10h。反應(yīng)體系放冷后酸化。然后用有機溶劑提取。提取物濃縮柱層析得甜菊醇。[2]甜菊醇溶解于DMF、DMSO、THF或HMPA等偶極非質(zhì)子性溶劑中，分別加入碳酸鉀或碳酸鈉或苛性堿，鹵化芐。加熱O 100°C攪拌1 20h。冷卻反應(yīng)液至室溫，加水，過濾得到甜菊醇芐酯。[3]甜菊醇芐酯溶解于丙酮或THF或DMF或醇類溶劑中，分別加入二氧化硒，過氧叔丁醇。室溫攪拌1 1 后，反應(yīng)體系加水，用有機溶劑提取。提取物濃縮后柱層析得到15-羥基甜菊醇芐酯。[4]15-羥基甜菊醇芐酯溶解于CH2Cl2或醇類溶劑中，外溫降至-10 -78°C，經(jīng)臭氧氧化斷鍵，所得產(chǎn)物溶解于干燥的苯中，分別加入吡啶，醋酸銅，四醋酸鉛，氮氣保護(hù)加熱回流反應(yīng)1 他。蒸去溶劑，柱層析得化合物19-芐氧羰基-A8(14)-PodOCarpen-13-酮。[5]化合物19-芐氧羰基-A8(14)-PodOCarpen-13-酮溶解于丙酮或THF或DMF或醇類溶劑中，分別加入10% NaOH, 30% H2O2，室溫反應(yīng)1 10h。蒸去部分溶劑，乙酸乙酯提取， 柱層析得化合物8，14-環(huán)氧-13-Podocarpanone。[6]化合物8，14-環(huán)氧-13-Podocarpanone溶解于DMF中，加入叔丁氧基雙二甲氨基甲烷，加熱25 80°C反應(yīng)1 8h，冷卻至室溫，反應(yīng)液加水，乙酸乙酯萃取，蒸干溶劑后溶解于CH2Cl2，加入四苯基卟啉，冷浴-20 -78°C下通入O2，恒溫反應(yīng)1 10h。柱層析得化合物 8,14-環(huán)氧-12- 15 _13_Podocarpanone。[7]化合物8，14-環(huán)氧-12-羥基-13-Podocarpanone溶解于CH2Cl2中，分別加入自制的 2- (Diethylphosphono) propanoic acid, DCC, DMAP。室溫反應(yīng) 1 24h，反應(yīng)液過濾，乙酸乙酯萃取，柱層析得化合物8，14-環(huán)氧-12-羥基-13-Podocarpanone，該化合物溶解于 THF或乙醚中，加入50 60% NaH,室溫反應(yīng)1 12h，乙酸乙酯萃取，柱層析得目標(biāo)化合物 19-芐氧羰基巖大戟內(nèi)酯(JolkinoIide)A(Ia)。(b)通式(I)中，當(dāng)R1為C00R7，其中R7為芐基、R2為甲基，R3與R4形成環(huán)氧基，R5與R6 形成環(huán)氧基，即19-芐氧羰基巖大戟內(nèi)酯(J0Ikin0Iide)Bab),其制備方法為[1]化合物19-芐氧羰基巖大戟內(nèi)酯A(Ia)溶解于CH2Cl2或氯仿中，加入65 85% m-CPBA,室溫反應(yīng)5 Mh。乙酸乙酯萃取，柱層析得目標(biāo)化合物19-芐氧羰基巖大戟內(nèi)酯 (Jolkinolide)B(Ib)。(c)通式(I)中，當(dāng)R1為(CH2)nXR7、其中η= 1，X為0，R7為甲氧甲基，R3與R4之間為烯鍵，R5與R6都代表氫，即19-甲氧亞甲氧基巖大戟內(nèi)酯(JolkinoIide)E(Ic),其制備方法為[1]參照19-芐氧羰基巖大戟內(nèi)酯A(Ia)的制備方法得到化合物15-羥基甜菊醇芐酯。[2]15-羥基甜菊醇芐酯溶解于DMF，THF或DMSO等偶極非質(zhì)子性溶劑中，加入氧化劑 PDC或PCC，室溫攪拌12 24h后，反應(yīng)液中加水，乙酸乙酯萃取，分別用稀鹽酸，飽和碳酸氫鈉洗滌兩次，干燥，蒸干得褐色油狀物。柱層析得15-羰基甜菊醇芐酯。[3]15-羰基甜菊醇芐酯溶解于二氯甲烷或氯仿溶解，分別加入80 % m-CPBA,碳酸氫鈉。室溫攪拌6 1 后，加入飽和亞硫酸鈉溶液。乙酸乙酯萃取，干燥，柱層析得油狀物。 分別加入干燥的四氫呋喃溶解，四氫鋰鋁，加熱回流反應(yīng)5 10h。冷卻反應(yīng)液至室溫，冰水浴條件下依次加入水，4M的氫氧化鈉溶液。過濾。蒸干濾液得黃色油狀物。加入四氫呋喃使其溶解，分別加入水，高碘酸鈉。室溫攪拌12 24h后，加入稀鹽酸，蒸去部分溶劑，乙酸乙酯萃取。干燥，柱層析得化合物19-羥基-A8(14)-PodOCarpen-13-酮。[4]化合物19-羥基-A8(14)-P0dOCarpen-13-酮溶解于二氯甲烷或氯仿中，分別加入氯甲醚，N, N-二異丙基乙胺，加熱回流反應(yīng)1 池后，蒸去部分溶劑，乙酸乙酯溶解，依次用稀鹽酸，飽和碳酸氫鈉洗滌兩次。干燥，柱層析得化合物19-甲氧甲氧基-Δ 咖-Podocarpen-13-酮。[5]二異丙胺溶解于THF或乙醚等溶劑，降溫至_78°C加入正丁基鋰，反應(yīng)攪拌1 池后，加入化合物19-甲氧甲氧基-Δ8(14)-Podocarpen-13-酮的THF或乙醚溶液。-78V反應(yīng) 3h后升溫至-15°C，加入TMSCl。室溫反應(yīng)汕后，蒸干反應(yīng)液，乙酸乙酯萃取，蒸干溶劑后溶解于CH2Cl2中，加入80% m-CPBA,降溫至_60°C反應(yīng)3 釙后，升至室溫，向反應(yīng)液中加入TABF的四氫呋喃溶液，室溫攪拌6 1 后，蒸干溶劑，乙酸乙酯溶解，柱層析得化合物 19-甲氧甲氧基-12-羥基-Δ 8(14)-Podocarpen-13-酮。[6]化合物19-甲氧甲氧基-12-羥基-Δ8(14)-Podocarpen-13-酮溶解于CH2Cl2或氯仿中，力口入 DCC, 2-(diethoxyphosphoryl) propanoic acid。室溫反應(yīng) 1 5h 后，蒸去部分溶齊U，乙酸乙酯溶解，蒸干溶劑后溶解于THF或乙醚中，加入氫化鈉，室溫反應(yīng)6 IOh后， 蒸干溶劑，乙酸乙酯萃取，柱層析得目標(biāo)化合物19-甲氧甲氧基巖大戟內(nèi)酯(Jolkinolide) E(Ic)。(d)通式(I)中，當(dāng)R1為(CH2)nXR7,其中η= 1，X為0，R7為羥基，R3與R4之間為烯鍵， R5與R6均為氫，即19-羥基巖大戟內(nèi)酯(Jolkin0Iide)E(Id),其制備方法為[1]化合物19-甲氧甲氧基巖大戟內(nèi)酯(JolkinoIide)E(Ic)溶解于四氫呋喃中，加入 10% HC1，室溫反應(yīng)1 池。蒸去部分溶劑，飽和碳酸氫鈉洗滌兩次，干燥，柱層析得目標(biāo)化合物19-羥基巖大戟內(nèi)酯(JolkinoIide)E(Id)。
4.具有通式為(I)的化合物及其衍生物，或與其它藥物的任意組合，與適量的載體化學(xué)助劑摻合，配成適當(dāng)?shù)闹苿?，作為抗腫瘤、抗菌、消炎藥物。
5.具有通式為(I)的化合物及其衍生物，或與其它農(nóng)藥的任意組合，與適量的載體、表面活性劑、分散劑或通用的農(nóng)用化學(xué)助劑摻合，配成適當(dāng)?shù)闹苿┳鳛闅⑾x劑農(nóng)藥。
全文摘要
以甜菊苷為原料，通過系列化學(xué)反應(yīng)，有效地合成出一種具有通式(I)的巖大戟內(nèi)酯(Jolkinolide)類化合物，給出詳細(xì)的制備方法，得到的典型化合物，經(jīng)過對多種典型的腫瘤細(xì)胞株體外篩選，證明具有較好的細(xì)胞毒活性，可作為抗腫瘤藥物的苗頭化合物。本發(fā)明的提供的化合物結(jié)構(gòu)類型通式(I)如下。
文檔編號A01N43/12GK102558288SQ201010611440
公開日2012年7月11日 申請日期2010年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月29日
發(fā)明者吳家強, 吳曉明, 張大永, 施連勇 申請人:中國藥科大學(xué)