專利名稱：鹵代核苷類藥物酯衍生物及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及鹵代核苷類藥物酯衍生物及其制備方法。
背景技術：
5-氟-2'-脫氧尿苷及碘苷是一類鹵代核苷。至今，這類化合物仍廣泛用于 臨床治療各種癌癥或用作抗病毒試劑。但5-氟-2'-脫氧尿苷在臨床上也表現(xiàn)出 各種毒副作用，如導致肝炎及硬化型的膽道炎等(Grem J丄.Invest. New Drugs, 2000,18:299-313)。同時，5-氟-2'-脫氧尿苷類似其它的核苷類藥物，具有較 差的膜滲透力，在臨床上表現(xiàn)出較低的口服生物利用度。并且5-氟-2'-脫氧尿 苷在體內易被核苷磷酸化酶破壞糖苷鍵，生成抗癌活性低的5-氟尿嘧啶(其 抗癌活性比5-氟-2'-脫氧尿苷低5000倍)。
鑒于5-氟-2'-脫氧尿苷作為臨床用藥具有上述缺點，人們就對親代化合物
進行化學修飾以提高其口服生物利用度和治療效果、克服其毒副作用。人們 對腸胃吸收較好的親脂性核苷前藥進行了廣泛的研究。Nishizawa等合成了一
系列5-氟-2'-脫氧尿苷的脂肪酸二酯衍生物，對小鼠進行口服試驗發(fā)現(xiàn)，各種 二酯衍生物均比親代化合物表現(xiàn)出更高的抗腫瘤活性(Nishizawa Y.， Casida J.E. Biochem. Pharmacol., 1965, 14: 1605-1619)。研究表明利用前藥策略不僅 能有效地增強5-氟-2'-脫氧尿苷的口服給藥吸收，而且還可以防止其糖苷鍵的 斷裂。Amidon等合成了一系列5-氟-2'-脫氧尿苷的氨基酸酯前藥。其中，5'-L-異亮氨酸酯前藥具有最高的化學和酶解穩(wěn)定性，并且各種氨基酸酯前藥均能 有效地增強5-氟-2'-脫氧尿苷糖苷鍵的穩(wěn)定性(Vig B.S., Lorenzi P丄，Mittal S., et al. Pharm. Res., 2003, 20: 1381-1388; Landowski CP" Song X.Q.， Lorenzi RL.et al. Pharm. Res" 2005, 22: 1510-1518)。其5'-L-異亮氨酸及5'-L-纈氨酸酯前 藥的膜滲透力比5-氟-2'-脫氧尿苷分別高8和11倍，故極大地增強了其口服 吸收，提高了口服生物利用度(LandowskiC.R，SongX.Q.，LorenziP.L.，etal. Pharm. Res., 2005， 22: 1510-1518)。
許多具有生物活性的化合物中都含有巴豆酰基，如抗癌制劑COTC和 COMC (Huntley C.F.M， Wood H.B.， Ganem B. Tetrahedron Lett., 2000， 41: 2031-2034; Aghil O.， Bibby M.C.， Carrington S丄，et al. Anticancer Drug Des" 1992， 7: 67-82)。這類衍生物的生物活性主要是通過cC不飽和酯與人谷胱苷 肽轉移酶上的親核基團發(fā)生Michad-加成反應來實現(xiàn)。但利用傳統(tǒng)的化學法， 如堿催化巴豆?；菀讓е掳投辊；械碾p鍵異構化(Diaz-Rodriguez A.， Fernandez S., Lavandera I.， et al. Tetrahedron Lett., 2005， 46: 5835-5838)。
核苷類化合物糖環(huán)上羥基眾多，且反應活性相似。采用一般化學方法直 接酯化時，區(qū)域選擇性低，易產(chǎn)生大量的副產(chǎn)物，產(chǎn)物分離困難；為合成確 定位置酰化的產(chǎn)物，需要對糖環(huán)特定羥基進行保護和去保護等操作，反應步 驟多、工藝復雜；同時該方法采用堿性催化劑，易產(chǎn)生含堿廢液，對環(huán)境造 成嚴重污染(Xia Z.P" Wiebe L.I" Miller G.G, et al. Arch. Pharm., 1999, 332: 286-294)。無疑，利用酶法區(qū)域選擇性?；且粭l具有前景的替代途徑。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術存在的上述不足，提供鹵代核苷類藥物 酯衍生物。
本發(fā)明的另一目的在于針對現(xiàn)有技術存在的問題，提供上述鹵代核苷類 藥物酯衍生物的制備方法，即通過酶催化合成所述化合物，以羧酸烯醇酯、 酸酐、羧酸甲酯或羧酸乙酯為酰基供體，利用酶催化鹵代核苷類藥物進行?；磻?，合成鹵代核苷類藥物的酯衍生物。通過選擇不同的固定化脂肪酶或
組合生物催化劑可以合成核苷類化合物的3'-酯、5'-酯及3',5'-二酯衍生物， 該法獲得的產(chǎn)物純度高、工藝簡單可控。
本發(fā)明的鹵代核苷類藥物酯衍生物的通式如下
其中
R,代表鹵素原子； R2代表氫原子、羥基或氟原子； R3代表氫原子或羥基；
R4和Rs代表氫原子、月桂?；?、特戊?；?-乙基己?；投辊；?br> 甲基丙烯?；蛉夤瘐；?，并且R4和R5不同時為氫原子。
上述鹵代核苷類藥物酯衍生物的制備方法通過如下技術方案實現(xiàn) 以核苷類化合物為原料，在酶的催化作用下，在有機溶劑或含離子液介 質中，溫度為20—70 。C、振蕩速度為150—300 rpm、常壓條件下，與?；?供體發(fā)生酯化或轉酯化反應合成如通式(I)所示的化合物，反應結束后，過 濾，真空下濃縮濾液，經(jīng)柱層析純化得到核苷類化合物酯衍生物。 上述方法中所述酰基供體為羧酸烯醇酯、酸酐、羧酸甲酯或羧酸乙酯。
所述核苷類化合物與?；w的摩爾比為1:1一1:20。
所述酶制劑為來源于南極假絲酵母(Candida antarcticaB)、嗜熱絲孢菌 (Thermomyces lanuginosus)、 根霉(Rhizomucor miehei)、 洋蔥假單胞菌 (Pseudomonas cepacia)、鈹落假絲酵母(Candida mgosa)、米赫毛霉(Mucor miehd)的固定化脂肪酶中的一種或由其中兩種組成的組合生物催化劑。
所用的組合生物催化劑中兩種固定化酶的重量比為1:1一1:10。
所用的有機溶劑為二甲基亞砜、A^V-二甲基甲酰胺、吡啶、乙腈、丙酮、 四氫呋喃、叔丁醇、二噁垸。
所述含離子液介質為離子液與上述其中一種有機溶劑的混合溶劑，離子 液含量為2%—90% (v/v)。
所用離子液的陰離子為四氟硼酸根離子、六氟磷酸根離子、二 (三氟甲 基磺酰)亞胺離子或氨基酸離子；陽離子為l-垸基-3-甲基咪唑離子、1-烷基 -2,3-二甲基咪唑離子、季銨離子、季磷離子、氨基酸離子或iV-烷基吡啶離子。 本發(fā)明與現(xiàn)有的技術相比具有如下的優(yōu)點
(1)采用高效的生物催化劑——酶催化鹵代核苷類藥物的酯衍生物合 成。酶促反應具有高度選擇性，并且可以通過選擇不同的固定化脂肪酶或組 合生物催化劑合成核苷類化合物的3'-酯、5'-酯及3'，5'-二酯衍生物，因此克 服了傳統(tǒng)化學方法選擇性低、易生成副產(chǎn)物、需要保護和脫保護操作及產(chǎn)率 低等缺點；
(2) 本發(fā)明無需基團保護和脫保護操作，反應過程簡單易控，產(chǎn)物易分
離；
(3) 本發(fā)明是在溫度為20—70 。C、振蕩速度為150—300 rpm、常壓條件下，利用酶催化制備鹵代核苷類藥物的酯衍生物，反應條件溫和、環(huán)境友 好。
具體實施例方式
為更好理解本發(fā)明，下面結合實施例對本發(fā)明做進一步的詳細說明，但 是本發(fā)明要求保護的范圍并不局限于實施例表示的范圍。 實施例l: 5-氟-2'-脫氧尿苷的3'-肉桂酸酯的合成
將5-氟-2'-脫氧尿苷(100 mg， 0.41 mmol)、肉桂酸乙烯酯(2.87mmo1)、 10 mL無水四氫呋喃加入具塞三角瓶中，接著加入100 mg來源于 尸ww^ mo"os c印ac/a的固定化脂肪酶，常壓下置于50 °C、 250 rpm的恒溫振 蕩器內振蕩，利用TLC監(jiān)控反應。反應結束后，過濾、真空下濃縮濾液、最 后經(jīng)柱層析(石油醚(PE)/乙酸乙酯(EA"1/1， RfK).29)純化，得產(chǎn)物137 mg， 收率為卯％，白色粉末。結構通過"CNMR (100.5 MHz)和ij!NMR (400 MHz)鑒定。
'H麗R (DMSO-^) 5: 2.36 (m, 2H, H2), 3.69 (d， 2H， H5), 4.12 (apparent d, 1H, H4'), 5.38 (apparent t， 2H， H3'+ OH), 6.24 (t， 1H， H!')， 6.77 (d, 1H， Hr), 7.44 (t， 3H,Hm+Hp), 7.71-7.77 (m， 3H, H3'+H0), 8.25 (d, 1H, H6), 11.90 (d, 1H，H3). 13C NMR (DMSO畫4) 5: 37.07 (C2')， 61.34 (C5')， 75.02 (C3')， 84.48 (C4')， 85.01 (Cr), 117.63 (C2'〕， 124.30， 124.64 (C6)， 128.50, 128.96 (C0+ Cm), 130.66 (Cp)， 133.93 (Ci)， 138.98， 141.27 (C5)， 145.33 (C3'〕， 149.08 (C2), 156.88， 157.14 (C4)， 165.75 (Cr).
實施例2: 5-氟-2'-脫氧尿苷的3'-巴豆酸酯的合成
將5-氟-2'-脫氧尿苷(100 mg， 0.41 mmol)、巴豆酸乙烯酯(2.87mmol)、10 mL無水四氫呋喃加入具塞三角瓶中，接著加入100 mg來源于 尸^^fomo"os c印acz'"的固定化脂肪酶，常壓下置于50 °C 、 250 rpm的恒溫振 蕩器內振蕩，利用TLC監(jiān)控反應。反應結束后，過濾、真空下濃縮濾液、最 后經(jīng)柱層析(PE/EA=l/2， Rf=0.52)純化，得產(chǎn)物102mg，白色粉末，收率 為80%，白色粉末。結構通過13C NMR (100.5 MHz)和'HNMR (400 MHz) 鑒定。
!H NMR (acetone-4) 5: 1.89-1.91 (q, 3H， H4"), 2.40-2.43 (q, 2H, H2〕， 3.88-3.91 (m， 2H， H5), 4.13 (apparent d, 1H， H4')， 4.61 (t, 1H, OH)， 5.39-5.41 (m, 1H, H3), 5.90-5.94 (m， 1H， H2"), 6.31-6.34 (m, 1H, H!,)， 7.00-7.05 (m, 2H, H3")， 8.26 (d, 1H,H6)， 10.48 (s, 1H,H3).
13C畫R (acetone-4) S: 18.37 (C4")， 38.82 (C2')， 63.24 (C5')， 76.24 (C3')， 86.36 (C4), 86.81 (d')， 123.28 (C2'〕， 125.32, 125.67 (C6)， 140.67， 142.97 (C5)， 147.00 (C3")， 150.26 (C2)， 157.77， 158.03 (C4)， 166.41 (Cr).
實施例3: 5-氟-2'-脫氧尿苷的3'，5'-二巴豆酸酯的合成
將5-氟-2'-脫氧尿苷(100 mg， 0.41 mmol)、巴豆酸乙烯酯(2.87mmol)、 10 mL無水四氫呋喃加入具塞三角瓶中，接著加入60 mg來源于Pw^fo/wowos 的固定化脂肪酶及20 mg來源于Om^fefe awtorcfea B的固定化脂肪 酶，常壓下置于2(TC、 300rpm的恒溫振蕩器內振蕩，利用TLC監(jiān)控反應。 反應結束后，過濾、真空下濃縮濾液、最后經(jīng)柱層析(PE/EA=3/l，Rf=0.39) 純化，得產(chǎn)物147 mg，收率為95%，白色粉末。結構通過13CNMR( 100.5 MHz) 和iHNMR (400MHz)鑒定。
^NMR(CDCl3) 5: 1.91-1.94 (m， 6H， Hr)， 2.14-2.19 (m， 1H, H2')， 2.54-2.58 (m,1H, H2), 4.33 (apparent t, 1H， H4), 4.47 (m， 2H, H5〕， 5.30-5.32 (m， 1H, H3')， 5.85-5.90 (m， 1H, H2')， 6.30-6.34 (m, 1H， H!'), 7.04-7.21 (m, 2H， H3"), 7.68 (d, 1H, Hg), 8.96 (d, 1H, H3).
13C畫R (CDC13) 5: 18.42 (C4")， 38.37 (C2〕， 63.57 (C5')， 73.97 (C3')， 83.17 85.65 (C,'), 121.58， 121.80 (C2")， 123.33, 123.67 (C6), 139.80, 142.18 (C5)， 147.29， 147.43 (C3")， 148.86 (C2)， 156.56, 156.83 (C4), 165.88 (Cr).
實施例4:碘苷的3'-月桂酸酯的合成
將碘苷(500 mg, 1.41 mmol)、月桂酸乙烯酉旨(5.64mmol)、 50 mL無水 四氫呋喃和100 mg離子液[C4MMIm]PF6加入具塞三角瓶中，接著加入300 mg 來源于c印ac/a的固定化脂肪酶，常壓下置于40 °C、 250 rpm 的恒溫振蕩器內振蕩，利用TLC監(jiān)控反應。反應結束后，過濾、真空下濃縮 濾液、最后經(jīng)柱層析(PE/EA=3/1, Rf=0.39)純化，得產(chǎn)物734 mg，收率為 97%,白色粉末。結構通過"CNMR (100.5MHz)和^NMR (400MHz) 鑒定。
NMR (CDC13) 5: 0.88 (t， 3H， H12"), 1.26 (br s, 16H, Hr+ H5"+ H6"+ H7"+ H8" + H9〃+ H10"+ Hu"), 1.63 (m, 2H， H3'.)， 2.33-2.49 (m, 4H, H2'+ H2"), 2.73 (br s， 1H: OH)， 3.93-3.97 (m, 2H, H5')， 4.12 (apparent d， 1H， H4), 5.37 (m， 1H, H3')， 6.27 (m: 1H， H!') 8.34 (s， 1H， H6), 9.39 (s， 1H, H3).
13C NMR (CDC13) S: 14.32 (C12,')， 22.87 (Cir), 24.99 (C3")， 29.30-29.98 (C4〃 + C5"+ C6"+ C7"+ C8"+ C9")， 32.09 (C10")， 34.37 (Cr), 38.29 (C2)， 62.67 (C5), 68.75 (C5)， 74.72 (C3), 85.81 (C4), 86.35 (d〕， 145.61 (C6)， 150.25 (C2), 160.26 (C4)， 173.86實施例5: 5-溴尿苷的5'-月桂酸酯的合成
將5-溴尿苷(500 mg, 1.55 mmol)、月桂酸乙烯酯(6.20mmo1)、 50 mL 無水四氫呋喃加入具塞三角瓶中，接著加入300 mg來源于7T^mwmyces 的固定化脂肪酶，常壓下置于40 °C、 250 rpm的恒溫振蕩器內振 蕩，利用TLC監(jiān)控反應。反應結束后，過濾、真空下濃縮濾液、最后經(jīng)柱層 析(PE/EA=2/3， Rf=0.24)純化，得產(chǎn)物742 mg，收率為95%，白色粉末。 結構通過^CNMR (100.5 MHz)和"HNMR (400 MHz)鑒定。
NMR (函SO-4) 5: 0.85 (t, 3H， H12〃)， 1.23 (br s， 16H, H4,,+ H5'+ H6"+ H7' + H8"+ H9"+ H10"+ H ")， 1.54 (apparent t, 2H， H3,')， 2.38 (t， 2H， H2"), 3.93 (dd， 1H, H4,)， 4.01 (dd, 1H, H3')， 4.11 (dd， 1H, Hr), 4.22-4.30 (m， 2H, H5')， 5.26 (d, 1H, 3'畫OH)， 5.50 (d， 1H， 2'-OH), 5.71 (d， 1H, H。， 8.01 (s， 1H， H6)， 11.89 (s， 1H， H3). 13C NMR (DMSO國4) 5: 13.95 (C12")， 22.09 (C '), 24.40 (C3")， 28.38-28.97 (C4" + C5〃+ C6"+ C7"+ C8"+ C9")， 31.28 (C10")， 33.41 (Cr)， 63.09 (C5')， 69.30 (C3')， 72.91 (C2〕， 81.22 (C4〕， 89.17 (d')， 96.10 (C5)， 139.90 (C6)， 149.87 (C2)， 159.03 (C4), 172.72
實施例6: 5-碘尿苷的5'-月桂酸酯的合成
將5-碘尿苷(500mg, 1.35mmol)、月桂酸乙烯酯(5.40mmol)、 50 mL 無水四氫呋喃加入具塞三角瓶中，接著加入300 mg來源于OmAWa a"torcHca B的固定化脂肪酶，常壓下置于40'C、 250rpm的恒溫振蕩器內振蕩，禾擁 TLC監(jiān)控反應。反應結束后，過濾、真空下濃縮濾液、最后經(jīng)柱層析 (PE/EA=2/3, Rf=0.28)純化，得產(chǎn)物686 mg，收率為92°/。，白色粉末。結 構通過"CNMR (100.5 MHz)和'HNMR (400MHz)鑒定。NMR (畫S0-4) 5: 0.85 (t, 3H, H12"), 1.23 (br s，固，H4"+ H5"+ H7" + H8"+ H9"+ H10"+ Hn,')， 1.54 (apparent t, 2H， H3")， 2.41 (t， 2H， H2,')， 3.92 (dd, 1H， H4')， 4.01 (dd， 1H, H3')， 4,10 (dd, 1H, H2), 4.21-4.29 (m, 2H, H5,)， 5.27 (d， 1H, 3'-0H), 5.49 (d, 1H， 2'-OH), 5.70 (d, 1H, Hr)， 7.99 (s， 1H， H6), 11.77 (s, 1H， H3).
13C雨R (DMSO-4) & 13.96 (C12")， 22.09 (Cir), 24.45 (C3")， 28.37-28.98 (C4" + C5"+ C6"+ C7"+ C8"+ C9")， 31.29 (C10")， 33.52 (C2")， 63.22 (C5), 69.47 (C3')， 70.03 (C5), 72.87 (C2')， 81.31 (C4')， 88.86 (Cr), 144.56 (C4), 150.26 (C2), 160.42 (C4)， 172.72 (Cr).
實施例7: 5-氟-2'-脫氧尿苷的3'-特戊酸酯的合成
將5-氟-2'-脫氧尿苷(500mg,2.0mmo1)、特戊酸乙烯酯U2.0mmo1)、 50 mL無水四氫呋喃加入具塞三角瓶中，接著加入300 mg來源于 尸化"domo"os ce/wc/a的固定化脂肪酶，常壓下置于70 °C 、 150 rpm的恒溫振 蕩器內振蕩，利用TLC監(jiān)控反應。反應結束后，過濾、真空下濃縮濾液、最 后經(jīng)柱層析(PE/EA=l/2， Rf=0.66)純化，得產(chǎn)物603 mg，收率為90°/。，白 色粉末。結構通過"CNMR (100.5MHz)和^NMR (400MHz)鑒定。 iHNMR (CDC13) S: 1.17 (s, 9H, H3'〕， 2.30-2.47 (m, 2H, H2')， 3.57 (br s, 1H， OH)， 3.94 (br s， 2H， H5)， 4.07 (br s， 1H， H4')， 5.33 (apparent t， 1H， H3')， 6.32 (t, 1H， H!) 8.15 (d, 1H, H6)， 10.20 (br s， 1H, H3).
13C畫R (CDC13) S: 27.09 (C3")， 37.95 (C2), 38.79 (C2")， 62.47 (C5), 75.02 (C3), 85.82 (C4'+ d')， 124.95, 125.29 (C6), 139.54, 141.89 (C5), 149.39 (C2), 157.59， 157.85 (C4), 178.66 (Cr).
權利要求
1. 一種鹵代核苷類藥物酯衍生物，其通式如下id="icf0001" file="S2008100283274C00011.gif" wi="62" he="72" top= "44" left = "75" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="no"/>其中R1代表鹵素原子；R2代表氫原子、羥基或氟原子；R3代表氫原子或羥基；R4和R5代表氫原子、月桂?；?、特戊?；?、2-乙基己?；?、巴豆?；⒓谆；蛉夤瘐；?，并且R4和R5不同時為氫原子。
2、 一種如權利要求1所述的鹵代核苷類藥物酯衍生物的制備方法，其特 征在于以核苷類化合物為原料，在酶的催化作用下，在有機溶劑或含離子液 介質中，溫度為20—70 °C、振蕩速度為150—300 rpm、常壓條件下，與酰 基供體發(fā)生酯化或轉酯化反應而制得。
3、 根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于?；w為羧酸烯醇酯、酸 酐、羧酸甲酯或羧酸乙酯。
4、 根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于核苷類化合物與酰基供體的 摩爾比為1:1一1:20;所用的酶制劑為來源于南極假絲酵母、嗜熱絲孢菌、根 霉、洋蔥假單胞菌、皺落假絲酵母、米赫毛霉的固定化脂肪酶中的一種或由其中兩種組成的組合生物催化劑。
5、 根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于所用的組合生物催化劑中兩 種固定化酶的重量比為1:1一1:1Q。
6、 根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于所用的有機溶劑為二甲基亞 砜、AyV-二甲基甲酰胺、吡啶、乙腈、丙酮、四氫呋喃、叔丁醇、二噁烷； 含離子液介質為離子液與上述其中一種有機溶劑的混合溶劑，離子液含量為 2%—90% (v/v)。
7、 根據(jù)權利要求6所述的方法，其特征在于所用離子液的陰離子為四氟 硼酸根離子、六氟磷酸根離子、二 (三氟甲基磺酰)亞胺離子或氨基酸離子; 陽離子為l-烷基-3-甲基咪唑離子、l-垸基-2,3-二甲基咪唑離子、季銨離子、 季磷離子、氨基酸離子或iV-烷基吡啶離子。
全文摘要
本發(fā)明提供了鹵代核苷類藥物酯衍生物及其制備方法。所述鹵代核苷類藥物酯衍生物通過如下方法制備以核苷類化合物為原料，在酶的催化作用下，在有機溶劑或含離子液介質中，溫度為20-70℃、振蕩速度為150-300rpm、常壓條件下，與酰基供體發(fā)生酯化或轉酯化反應而制得。本發(fā)明合成了各種結構新穎、具有潛在藥用價值的核苷類化合物酯衍生物，其酶法?；哂蟹磻獥l件溫和、環(huán)境友好、區(qū)域選擇性高、反應過程簡單可控和產(chǎn)物易分離的優(yōu)點。
文檔編號C07H19/06GK101279994SQ20081002832
公開日2008年10月8日 申請日期2008年5月27日 優(yōu)先權日2008年5月27日
發(fā)明者宗敏華, 寧 李 申請人:華南理工大學