專利名稱：用于抗腫瘤藥物的間硝基芳甲氧基喜樹堿缺氧激活前藥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬新型抗腫瘤藥物，涉及用于肺癌治療的間硝基芳甲氧基喜樹堿缺氧激活前藥(簡稱間硝基芳甲基SN-38)及其制備方法。
背景技術(shù)：
喜樹堿(Campotothecin，CPT)是從中國特有的植物喜樹中提取出來的生物堿，它可以抑制DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶I，阻止癌細(xì)胞復(fù)制而發(fā)揮抗癌作用。拓?fù)洚悩?gòu)酶I在腫瘤細(xì)胞DNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和重組中均起重要的作用。CPT對結(jié)直腸癌、胃癌、肝癌、膀胱癌和白血病等惡性腫瘤有較好的療效。但它有明顯骨髓抑制、出血性膀胱炎和胃腸道反應(yīng)包括惡心、嘔吐和腹灣等嚴(yán)重的毒副作用[Fujita K，Sparreboom A. Current Clinical Pharmacology. 2010; 5:2 09-17]。另外，由于CPT的內(nèi)酯環(huán)使其在水溶液中不穩(wěn)定，極易水解開環(huán)形成羥基羥酸鹽而失去活性。為增加喜樹堿的穩(wěn)定性和生物利用度、降低其嚴(yán)重的毒性和副作用，已經(jīng)進(jìn)行了許多嘗試以便得到具有較高生物活性和穩(wěn)定性的喜樹堿衍生物。經(jīng)過多年的研究開發(fā)，合成了幾十種的喜樹堿衍生物，進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段的有Exatecan (依沙替康)、Lurtotecan(勒托替康)、Gimatecan、Belotecan、9_ 氨基喜樹喊(9-aminocamptothecin, 9_AC)、9_ 硝基喜樹喊(9-nitrocamptothecin, 9-NC)、GI147211 和 DX_8951f 等。還有 Wall 等在美國專利No. 4943579中描述的幾種具有水溶性的?；矘鋲A化合物，以及Cao等在美國專利No. 5968943中描述的一種喜樹堿衍生物。已經(jīng)被批準(zhǔn)用于癌癥病人臨床應(yīng)用的喜樹堿衍生物有伊立替康(irinotecan, CPT-11)和拓?fù)涮婵?topotecan, TPT)[馮乙巳等，合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)2007 ；30 (5) :579-582]。應(yīng)用最為廣泛的伊立替康(CPT-Il)是日本DaiichiSeiyaku公司和Yakult Honsha公司聯(lián)合開發(fā)的水溶性喜樹堿類衍生物。伊立替康化學(xué)名稱為(4S)-4，11-二乙基-4-羥基_9-[ (4 一哌啶基哌啶)羰基]-IH-吡喃并[3，4:6，7]吲哚嗪[l，2b]喹啉-3，14- (4H，12H)-二酮，業(yè)內(nèi)通常也稱為7-乙基-10- (4’_哌啶基哌啶-)羰酰氧基喜樹堿。伊立替康通過抑制拓?fù)洚悩?gòu)酶I，干擾DNA復(fù)制和細(xì)胞分裂，達(dá)到抑制癌癥細(xì)胞的增殖。目前伊立替康已經(jīng)用于結(jié)直腸癌、肺癌、肝癌、卵巢癌等癌癥的治療。伊立替康的主要作用機(jī)理在于經(jīng)體內(nèi)羧酸酯酶轉(zhuǎn)移酶將聯(lián)哌啶甲酸酯水解為SN-38 (其化學(xué)名稱為(4S)-4，11- 二乙基-4，9- 二羥基-IH-吡喃并[3’，4’ 6，7]吲哚嗪并[l，2-b]喹啉-3，14(4H，12H)_ 二酮；業(yè)內(nèi)通常也稱為7-乙基-10-羥基喜樹堿,7-ethyl-10-hydroxycamptothecin)。SN-38作為伊立替康的活性代謝產(chǎn)物第一次在美國專利4，473，692中出現(xiàn)。SN-38的抑制拓?fù)涿窱的活性是伊立替康的200 1000 倍[Kawato et al. Cancer Res. 1991 ;51 :4187-4191]，顯示其強(qiáng)大的抗腫瘤作用。羧酸酯酶轉(zhuǎn)移酶主要分布于小腸和肝臟中，但是在腫瘤組織和細(xì)胞內(nèi)活性較低，造成SN-38在這些組織內(nèi)的濃度較低帶來遲發(fā)性腹瀉和骨髓移植的毒副作用，而因?yàn)槟[瘤細(xì)胞內(nèi)的濃度較低，無法更加有效發(fā)揮其抗腫瘤作用。而且，SN-38在水溶液中難溶[Allen J, etal. Int. J. Pharm. 2004; 270: 93 - 107.]，生物利用度較低，在血漿代謝較快或不穩(wěn)定[Burke TG & Mi Z. , J. Med. Chem. 1993 ；36: 2580-2.]，限制了該藥物的廣泛應(yīng)用。為此，一些發(fā)明針對這一問題進(jìn)行改進(jìn)以提高其生物利用度，如合成的喜樹堿水溶性羧酸鈉鹽,但是這種形式的喜樹堿有嚴(yán)重的毒性而抗癌活性并不高[Gottlieb, et al. CancerChemother Rep 1970;54:461-70 ;Schaeppi, et al. Cancer Chemother. Rep. 1974: 5:25-36]，造成臨床II期試驗(yàn)不得不中斷。后來的研究表明該藥的有效性僅僅為天然喜樹堿的 10% [Giovanella, et al. Cancer Res. 1991; 51: 3052-5]，“用于癌癥治療的水合的喜樹堿酯晶體(申請?zhí)?00880013536. X)”等。

發(fā)明內(nèi)容
本項(xiàng)發(fā)明針對的是幾乎所有人類實(shí)體腫瘤內(nèi)包含的缺氧微環(huán)境而研發(fā)的一種新型喜樹堿缺氧激活前藥——間硝基芳甲基SN-38。本項(xiàng)發(fā)明針對的是幾乎所有人類實(shí)體腫瘤內(nèi)包含的缺氧微環(huán)境而研發(fā)的一種新型喜樹堿缺氧激活前藥一間硝基芳甲基SN-38。本發(fā)明的目的是合成一種基于喜樹堿衍生物伊立替康的主要代謝產(chǎn)物和活性喜·樹堿類物質(zhì)SN-38的新型抗腫瘤藥物——間硝基芳甲基SN-38。這種新合成的缺氧激活前藥與SN-38相比具有更好的水溶性和生物穩(wěn)定性。尤其是間硝基芐基SN-38在身體器官組織內(nèi)正常含氧量的情況下不被激活，是在肝臟和腸道內(nèi)處于非活化狀態(tài)；而在我國實(shí)體腫瘤(包括我國最常見的結(jié)直腸癌、肝癌、胃癌、肺癌、乳腺癌、腸癌、前列腺癌等)內(nèi)部特有的缺氧微環(huán)境下，被選擇性地激活，被轉(zhuǎn)化為具有細(xì)胞殺傷作用的SN-38，從而達(dá)到選擇性地殺死癌細(xì)胞的目的。因此，與目前應(yīng)用最為廣泛的喜樹堿類藥物伊立替康相比較具有腫瘤選擇性強(qiáng)、毒性低、生物利用度高的優(yōu)點(diǎn)。間硝基芳甲基SN-38可能的還原機(jī)理如圖I所示。本發(fā)明利用間硝基芳甲基對SN-38進(jìn)行分子結(jié)構(gòu)修飾，將SN-38上的酚羥基用間硝基芳甲基化生成醚，將其羥基保護(hù)起來，成為毒性小的前藥。提高其水溶性和穩(wěn)定性，使其在正常組織內(nèi)有氧狀態(tài)下不具有抑制拓?fù)涿傅幕钚曰蛘呋钚院艿?，但在腫瘤組織內(nèi)特有的缺氧微環(huán)境下被生物還原酶轉(zhuǎn)化成SN-38，發(fā)揮其抗癌的活性。因此，本發(fā)明合成的新型抗腫瘤藥物間硝基芐基SN-38具有更高的選擇性和更低的毒副作用。本發(fā)明的所提供的用于肺癌治療的間硝基芳甲氧基喜樹堿缺氧激活前藥的化學(xué)名稱為(4S)-4，11-二乙基-4-羥基-9-(3-硝基芳甲氧基)-lH-吡喃并[3’，4’ 6,7]叼丨哚嗪并[l，2-b]喹啉_3，14(4H，12H)_ 二酮，簡稱為間硝基芳甲基SN-38。其代表結(jié)構(gòu)式如下
權(quán)利要求
1.用于抗腫瘤藥物的間硝基芳甲氧基喜樹堿缺氧激活前藥，其化學(xué)名稱為(4S)-4，11-二乙基-4-羥基-9-(3-硝基芳甲氧基)-lH-吡喃并[3’，4’ 6，7]吲哚嗪并[l，2_b]喹啉-3，14(4H，12H)-二酮， 化學(xué)結(jié)構(gòu)式為
2.如權(quán)利要求I所述的間硝基芳甲氧基喜樹堿缺氧激活前藥，其特征在于利用間硝基芳甲基化方式對SN-38進(jìn)行分子結(jié)構(gòu)修飾；具體是利用間硝基芳甲醇作為修飾劑，在Mitsunobu反應(yīng)條件下，與SN-38進(jìn)行成醚反應(yīng)，將SN-38上的羥基保護(hù)起來，制成毒性小的間硝基芳甲氧基喜樹堿缺氧激活前藥一間硝基芳甲基SN-38。
3.如權(quán)利要求I或2所述的間硝基芳甲氧基喜樹堿缺氧激活前藥的制備方法，其特征在于首先將SN-38，間硝基芳甲醇和三苯基膦溶解于適當(dāng)?shù)娜軇┊?dāng)中，再加入三苯基膦作為氧的受體，然后緩慢滴加偶氮試劑，在室溫下攪拌反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，分出有機(jī)相，分離、純化，制得間硝基芳甲基SN-38。
4.如權(quán)利要求3所述的間硝基芳甲氧基喜樹堿缺氧激活前藥的制備方法，其特征在于所使用的間硝基芳甲醇與SN-38的摩爾比為I. 0-2. 0 ;偶氮試劑選用偶氮二甲酸二乙酯、偶氮二甲酸二異丙酯、偶氮二甲酰二哌啶或/和雙(4-氯芐基)偶氮二甲酸酯；溶劑選用四氫呋喃、甲苯、乙腈或/和1,4-二氧六環(huán)。
5.如權(quán)利要求I或2所述的間硝基芐氧基喜樹堿缺氧激活前藥，其特征在于利用間硝基芐醇作為修飾劑，與SN-38進(jìn)行成醚反應(yīng)制成，其化學(xué)名稱為(4S)-4，11- 二乙基-4-羥基-9-(3-硝基芐氧基)-lH-吡喃并[3’，4’ 6，7]吲哚嗪并[l，2_b]喹啉-3，14(4H，12H)-二酮，簡稱間硝基芐基SN-38 ;其化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下
6.如權(quán)利要求5所述的間硝基芐氧基喜樹堿缺氧激活前藥的制備方法，其特征在于間硝基芐基與SN-38的成醚反應(yīng)中，使用的溶劑、試劑品種、用量及工藝條件如下 間硝基芐醇用量為I. 2-2摩爾，活性試劑為偶氮二甲酸二乙酯作，用量為I. 2-1.8摩爾，氧的受體為三苯基膦，用量為I. 2-1. 8摩爾，溶劑為四氫呋喃，用量為10 ml/g SN-38，反應(yīng)溫度為室溫，時間2-5小時。
7.如權(quán)利要求5所述的間硝基芐氧基喜樹堿缺氧激活前藥的制備方法，其特征在于間硝基芐基與SN-38的成醚反應(yīng)中，使用的溶劑、試劑品種、用量及工藝條件如下 間硝基芐醇用量為I. 5摩爾，偶氮二甲酸二乙酯用量為I. 6摩爾，三苯基膦用量為1.4摩爾，四氫呋喃用量為10 ml/g SN-38，反應(yīng)溫度為室溫，時間為3小時。
8.如權(quán)利要求5所述的間硝基芐氧基喜樹堿缺氧激活前藥的制備方法，其特征在于具體步驟和工藝條件如下 將2. 30克間硝基芐醇(3-硝基芐醇)和3. 92克SN-38溶于40毫升四氫呋喃中，室溫下加入3. 67克三苯基膦，冷卻至(TC，滴加2. 78克偶氮二甲酸二乙酯加完后升至室溫，攪拌3小時后，加入200暈升二氯甲燒和200暈升水,分出有機(jī)相，水層用200暈升二氯甲燒萃取3次，合并有機(jī)相用無水硫酸鈉干燥，減壓除去溶劑，所到粗產(chǎn)品經(jīng)柱層析分離，得到黃色固體間硝基節(jié)基廣品。
9.如權(quán)利要求5或8所述的制備方法制備的間硝基芐基SN-38產(chǎn)品，其特征在于其核磁氫譜如下MS (ESI) 528. I [(M + H)+]. IH NMR (400 MHz, d6_DMS0) : 8 ppm 0. 88 (t, J=4. 8Hz, 3H), I. 24 (t, J=5.0 Hz, 3H)，1.80-1.90 (m, 2H)，3. 19 (d, J=5.6 Hz, 2H)，5. 31 (s, 2H), 5.43 (s, 2H)，5. 55 (s, 2H)，6. 51 (s, 1H)，7. 28 (s, 1H)，7.63 (t,J=2. 4 Hz, 2H), 7. 70-7. 76 (m, 1H)，8. 03 (d, J=4. 8 Hz, 1H)，8. 10-8. 13 (m, 1H)，8. 12-8. 24 (m, 1H)，8. 45 (s, 1H) 。
10.如權(quán)利要求I所述的間硝基芐氧基喜樹堿缺氧激活前藥的用途，其特征是用于制備治療肺癌的抗腫瘤藥物，也可用于制備治療其他癌癥的抗腫瘤藥物。
全文摘要
本發(fā)明為一種用于抗腫瘤的間硝基芳甲氧基喜樹堿缺氧激活前藥，其化學(xué)名稱為(4S)-4，11-二乙基-4-羥基-9-(3-硝基芳甲氧基)-1H-吡喃并[3'，4'6，7]吲哚嗪并[1，2-b]喹啉-3，14(4H，12H)-二酮。它是利用間硝基芳甲醇作為修飾劑，在Mitsunobu反應(yīng)條件下，與SN-38進(jìn)行成醚反應(yīng)，將其羥基保護(hù)起來，制成毒性小的間硝基芳甲氧基喜樹堿缺氧激活前藥，簡稱間硝基芳甲基SN-38。其用途是作為主要有效成分用于制備抗腫瘤藥劑，特別是用于制備治療肺癌的抗腫瘤藥劑。
文檔編號C07D491/22GK102746316SQ20121021114
公開日2012年10月24日 申請日期2012年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月26日
發(fā)明者何銀杰, 馮宗俠, 孫學(xué)英, 高硯芳, 齊放 申請人:濟(jì)南精合醫(yī)藥科技有限公司