專利名稱：官能化的茂合金屬作為抗癌藥物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及官能化的茂合金屬用作抗腫瘤劑。
背景技術(shù)：
化療的主要問題在于藥物缺乏對癌細(xì)胞的選擇性。結(jié)果，這種治療的副作用非常令人討厭，并且經(jīng)常比實際疾病的癥狀還要糟糕。本領(lǐng)域技術(shù)人員已知最好的抗癌藥物之一為順鉑(cisplatin)，但其作用和機理現(xiàn)在尚不了解。然而，順鉑的毒副作用包括惡心，嘔吐，神經(jīng)疾病，耳毒性(ototoxicity)(耳鳴/聽力喪失)和腎毒性(nephroxicity)1。盡管采用替代的鉑基藥物(carboplatin)進行治療使這些副作用減輕，但該材料具有更大的骨髓毒性2。不過，這些化合物的確發(fā)現(xiàn)在該領(lǐng)域有廣泛的醫(yī)學(xué)用途，而順鉑在治療睪丸癌中的高度特異性提示，合成其他金屬基藥物治療特定類型的腫瘤也應(yīng)是可能的。
人們對找尋新的有效抗癌藥物，優(yōu)選具有較少的副作用的抗癌藥物，一直以來都有強烈要求。此外，需要新的方法來解決腫瘤對順鉑產(chǎn)生抗性的問題。例如，卵巢癌患者開始對該藥物反應(yīng)良好，但最終發(fā)展出抗性而死于此病2。在候選抗腫瘤劑中，初過渡金屬化合物是二氯化茂合金屬[(C5H5)2MCl2，M＝Ti，V，Nb，Mo，Re]。二氯化茂合鈦(雙環(huán)戊二烯基鈦)[(C5H5)2TiCl2]或Cp2TiCl2以及二氯化茂合釩(雙環(huán)戊二烯基釩)[(C5H5)2VCl2]或Cp2VCl2針對多種動物和異種移植的人腫瘤的抗腫瘤活性已經(jīng)確立3，4。
二氯化茂合鈦(Titanocene dichloride)是這種類型中最有效的抗腫瘤劑之一，目前正進行II期臨床試驗5。在毒物學(xué)和藥代學(xué)水平，Cp2TiCl2和二氯化茂合釩(vanadocene dichlorides)均是有趣和有效的抗腫瘤藥物，其與有機抗腫瘤劑和鉑抑制生長藥物的區(qū)別在于它們的毒性模式和藥代學(xué)行為3，6。體外研究表明，大腸，腦，乳房，直腸，肺和胃的異種移植的腫瘤對Cp2TiCl2是顯著敏感的，并且一般大于采用順鉑發(fā)現(xiàn)的敏感程度6。
Cp2VCl2已顯示具有不同于Cp2TiCl2的活性，例如針對不同肺癌的活性7。對LX1而言，其是組織學(xué)上未分類的腫瘤，對臨床上最常用的抑制生長的藥物不發(fā)生反應(yīng)，Cp2TiCl2顯示出非顯著的抗腫瘤活性，而Cp2VCl2顯示出顯著活性8。其結(jié)果是，活性物種的性質(zhì)還未知，以及化合物作為藥物難以施用。
依據(jù)其真正的性質(zhì)，由于存在水解問題，Cp2TiCl2和Cp2VCl2作為藥物是有瑕疵的6，9。因此，對開發(fā)不遭受與水穩(wěn)定性相關(guān)問題的化合物仍有需求，而本發(fā)明的目的是提供這種材料，并且滿足新抗癌藥物的要求。本發(fā)明試圖提供一系列穩(wěn)定和活性茂合金屬作為抗癌化合物。
已發(fā)現(xiàn)，當(dāng)二氯化茂合金屬為離子時，其在水溶液中的穩(wěn)定性以及溶解性可得以提高。然而，本領(lǐng)域中僅存在有限的現(xiàn)有技術(shù)，尤其提及離子化合物[(C5H5)2TiCl(NCCH3)]+(FeCl4)-，這是較早涉及抗腫瘤藥物的研究的主題3。還已確立，這種類型的離子茂合鈦在針對腦和頸異種移植方面比中性茂合鈦和二氯化茂合釩具有更高的效應(yīng)10。
本發(fā)明人在公布號為WO 01/42260、共同未決的專利申請中已公開了具有由堿性基團取代的至少一個環(huán)戊二烯基團的鹵化茂合金屬鹽的合成方法。但是該申請沒有公開將這些材料用于治療癌癥，結(jié)果沒有數(shù)據(jù)表明，這些材料成功用于這些治療中。
更具體而言，本發(fā)明涉及多種不同的二氯化茂合鈦，茂合釩和茂合鉬，其合成和表征，以及在治療疾病，首先是癌癥中的應(yīng)用。本發(fā)明還包括對這些化合物功效的研究。
因此，本發(fā)明提供了許多水溶性鹵化茂合金屬鹽，其具有擔(dān)當(dāng)有效的抗癌劑的潛力。此外，有證據(jù)表明，這些離子茂合金屬對不同組的癌細(xì)胞系的穩(wěn)定性提高和活性增強。
發(fā)明概述根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了用作癌癥治療藥物的茂合金屬化合物1 其中R1，R2，R3和R4表示H，烷基，芳基或三甲基甲硅烷基的組合；L表示側(cè)鏈取代基，其中至少有一個含有能使化合物變成水溶性的基團；X為鹵素，烷氧基，乙酸鹽或H2O；Y為反離子；以及M為金屬。
金屬優(yōu)選為鈦，釩，鈮或鉬。典型的反離子包括鹵化物，乙酸，四氟硼酸或六氟磷酸離子。茂合鈦，茂合釩，茂合鈮和茂合鉬化合物最優(yōu)選的形式是二氯化物鹽?；衔锏男问娇梢允侨軇┗锘蚯八帯?br> 借助基團L途徑，將至少一個環(huán)戊二烯基環(huán)官能化，以使化合物是水溶性的。優(yōu)選地，至少一個環(huán)戊二烯基環(huán)被基團L官能化，L攜帶賦予水溶性的路易斯堿側(cè)基，諸如可被季銨化的氨基官能化側(cè)鏈。
通常，為了使環(huán)戊二烯基環(huán)官能化，基團L包括帶有末端路易斯堿的烷基，而L優(yōu)選具有下列通式-(CH2)nZ其中n為1-20之間的整數(shù)，以及Z包括氨基，例如，仲氨基，尤其有利的例子為-(CH2)2N(CH2)5基團，其可被季銨化以提供諸如式2或3的化合物。這些化合物可包括三烷基銨鹵化物，諸如式2的化合物，或最有利的是包括式3化合物的新型四烷基銨化合物 根據(jù)本發(fā)明的其他方面，提供式1的茂合金屬化合物
其中R1，R2，R3和R4表示H，烷基，芳基或三甲基甲硅烷基的組合；L表示側(cè)鏈取代基，其中至少有一個含有四烷基季銨基團；X為鹵素，烷氧基，乙酸鹽或H2O；Y為反離子；以及M為金屬。
無論如何，根據(jù)本發(fā)明的方面，至少一個L基團包括能夠使化合物變成水溶性的官能化的取代基，而兩個基團均包括這類取代基。然而，在只有一個L基團包括官能化的取代基的情況下，則其他環(huán)戊二烯基環(huán)上的L基團可包括任何與賦予分子以水溶性無關(guān)的取代基，典型的例子為烷基，芳基，芳烷基，或者優(yōu)選的是三烷基甲硅烷基，例如，三甲基甲硅烷基，此外，在這種情況下，L還可以為氫。
其中只有一個L基團包括官能化取代基的化合物的特定例子包括式4，5，6和7的化合物
具體而言，本發(fā)明涉及一系列具有包含在配體中的離子特征的化合物。這種離子特征使得化合物克服了與現(xiàn)有技術(shù)化合物相關(guān)的水溶性差和水解不穩(wěn)定的問題。因此，發(fā)現(xiàn)化合物可擔(dān)當(dāng)有效的抗腫瘤劑。
本發(fā)明提供治療和/或預(yù)防癌癥的方法，包括給患者施用治療有效量的化合物1。
施用本發(fā)明的化合物有許多途徑，包括口服，腸胃外，局部，鼻或者經(jīng)緩釋微載體施用。合適的賦形劑包括鹽水，無菌水，油乳，膏，溶液，膠，糊，乳液，洗劑，油，固相載體和氣霧劑。
所需化合物的特定量將取決于眾多因素，諸如所用化合物的生物活性，個體的年齡，體重和性別。個體為人或哺乳動物。
本發(fā)明的化合物和組合物可單獨施用或與其他化合物組合施用。其他化合物可以具有生物活性，例如通過增強其在殺死腫瘤中的效應(yīng)，或通過減少與本發(fā)明化合物相關(guān)的副作用，而補充本發(fā)明化合物的活性。
發(fā)明詳述金屬優(yōu)選為第IV族金屬，更優(yōu)選為鈦，其例子為[Cp(CH2)2NH(CH2)5]2TiCl2.2HCl2，該化合物針對許多細(xì)胞系進行了測試，如表1和2中所示11。特別有意義的是，2比Cp2TiCl2更具活性，2的效力幾乎比Cp2TiCl2高10倍5。事實上，本發(fā)明的化合物在水性介質(zhì)中比現(xiàn)有技術(shù)的化合物顯示出更高的穩(wěn)定性，其針對特定的癌細(xì)胞系的效力通常發(fā)現(xiàn)比順鉑高約10倍。
為了確定這些類型的復(fù)合物是否克服了體外鉑抗性，檢查了2對順鉑抗性A2870的抗增殖效果(參見表3)。由于卵巢癌經(jīng)常發(fā)展對鉑化合物的抗性，因此這些細(xì)胞系是篩選用的良好模型。144小時后，順鉑示出的抗性比2高3倍。抗性因素上顯著降低提示，這些官能化的二氯化茂合鈦化合物賦予鉑抗性卵巢癌細(xì)胞系以有效的抗增殖效果。
此外，改變連接到氨基官能團上的基團顯著影響藥物對A2780細(xì)胞系的功效，但對順鉑抗性細(xì)胞系A(chǔ)2870-cis沒有影響，如表4所示，其中包括式2和3化合物的數(shù)據(jù)比較。本發(fā)明化合物特別有利的是，其對順鉑-抗性細(xì)胞系的活性增強；并且發(fā)現(xiàn)當(dāng)順鉑的效應(yīng)降低時，這些化合物的活性仍保持恒定。
表1.細(xì)胞系對順鉑和Ti化合物的靈敏度
表2.細(xì)胞系對順鉑和Ti化合物的相對靈敏度
表3.A2780和A2780cis細(xì)胞系對順鉑和Ti化合物的相對靈敏度
表4.A2780和A2780cis細(xì)胞系對Ti-2和Ti-4化合物的相對靈敏度參考文獻(1)Trimmer，E.E.；Essigmann，J.M.Essays in Biochemistry 1999，34，191-211.
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權(quán)利要求
1.用作癌癥治療藥物的式1的茂合金屬化合物 其中R1，R2，R3和R4表示H，烷基，芳基，或三甲基甲硅烷基的組合；L表示側(cè)鏈取代基，其中至少一個含有使化合物變成水溶性的基團；X為鹵代，烷氧基，乙酸鹽或H2O；Y為反離子；以及M為金屬。
2.權(quán)利要求1的茂合金屬化合物，其中金屬M為鈦，釩，鈮或鉬。
3.權(quán)利要求1或2的茂合金屬化合物，其中反離子Y為鹵化物，乙酸，四氟硼酸或六氟磷酸離子。
4.權(quán)利要求1，2或3的茂合金屬化合物，其形式為二氯化物鹽。
5.權(quán)利要求1-4任一項的茂合金屬化合物，其形式為溶劑化物或前藥。
6.前述權(quán)利要求任一項的茂合金屬化合物，其中兩個基團L均被官能化以使化合物變成水溶性的。
7.前述權(quán)利要求任一項的茂合金屬化合物，其中只有一個基團L被官能化以使化合物變成水溶性的。
8.前述權(quán)利要求任一項的茂合金屬化合物，其中L包括攜帶路易斯堿側(cè)基的基團。
9.權(quán)利要求8的茂合金屬化合物，其中路易斯堿由氨基提供。
10.權(quán)利要求9的茂合金屬化合物，其中氨基為仲氨基。
11.權(quán)利要求10的茂合金屬化合物，其中仲氨基包括-(CH2)2N(CH2)5基團。
12.權(quán)利要求9的茂合金屬化合物，其中基團L的通式為-(CH2)nZ其中n為1-20的整數(shù)，而Z包括氨基。
13.權(quán)利要求1的茂合金屬化合物，其具有下式2
14.權(quán)利要求1的茂合金屬化合物，其具有下式3
15.權(quán)利要求1的茂合金屬化合物，其具有下式4
16.權(quán)利要求1的茂合金屬化合物，其具有下式5
17.權(quán)利要求1的茂合金屬化合物，其具有下式6
18.權(quán)利要求1的茂合金屬化合物，其具有下式7
19.式1的茂合金屬化合物 其中R1，R2，R3和R4表示H，烷基，芳基，或三甲基甲硅烷基的組合；L表示側(cè)鏈取代基，其中至少一個含有四烷基季銨基團；X為鹵代，烷氧基，乙酸鹽或H2O；Y為反離子；以及M為金屬。
20.權(quán)利要求19的茂合金屬化合物，其中金屬M為鈦，釩，鈮或鉬。
21.權(quán)利要求19或20的茂合金屬化合物，其中反離子Y為鹵化物，乙酸，四氟硼酸或六氟磷酸離子。
22.權(quán)利要求19，20或21的茂合金屬化合物，其形式為二氯化物鹽。
23.權(quán)利要求19-22任一項的茂合金屬化合物，其形式為溶劑化物或前藥。
24.權(quán)利要求19-23任一項的茂合金屬化合物，其中兩個L基團包括四烷基季銨基團。
25.前述權(quán)利要求任一項的茂合金屬化合物，其中只有一個L基團包括四烷基季銨基團。
26.權(quán)利要求19的茂合金屬化合物，其具有下式3
27.前述權(quán)利要求任一項的茂合金屬化合物，其通過口服，腸胃外，局部，鼻或經(jīng)緩釋微載體給患者施用。
28.前述權(quán)利要求任一項的茂合金屬化合物，其中賦形劑包括鹽水，無菌水，油乳，膏，溶液，膠，糊，乳液，洗劑，油，固相載體或氣霧劑。
29.前述權(quán)利要求任一項的茂合金屬化合物，用于單獨施用或與至少一種其他化合物組合施用。
30.權(quán)利要求29的茂合金屬化合物，其中所述至少一種其他化合物具有生物活性。
全文摘要
本發(fā)明提供了式1的茂合金屬化合物，用作癌癥治療藥物其中R
文檔編號C07F17/00GK1665827SQ03815837
公開日2005年9月7日 申請日期2003年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月5日
發(fā)明者帕特里克·科倫巴·麥高恩, 理查德·J·克諾克斯 申請人:利茲大學(xué)