苯并[k,l]噻噸-3,4-二甲酸酐類衍生物-尿苷偶聯(lián)物及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種新型的苯并[k，1]噻噸-3, 4-二甲酸酐類衍生物-尿苷偶聯(lián)物及 其在制備抗腫瘤藥物中的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 苯并[k，1]噻噸-3, 4-二甲酸酐類衍生物的前體1，8-萘酰亞胺類化合物是一類 具有良好抗腫瘤活性的、被較廣泛研究的小分子合成化合物，其主要特點(diǎn)是具有共軛平面 芳香結(jié)構(gòu),對(duì)DNA具有優(yōu)良的嵌入性能，可以嵌入到DNA堿基對(duì)中間，導(dǎo)致DNA的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 發(fā)生改變，進(jìn)而影響拓?fù)洚悩?gòu)酶II對(duì)DNA的識(shí)別與作用，故常被用作DNA嵌入劑。此外，其 結(jié)構(gòu)中還存在共平面的熒光發(fā)色基團(tuán)，嵌入DNA后可以作為一種特異性的DNA熒光探針。 1，8-萘酰亞胺類化合物的開發(fā)從20世紀(jì)70年代開始。1973年，西班牙的Brana研究組根 據(jù)戊二酰亞胺環(huán)、P_硝基萘環(huán)、氨基側(cè)鏈能夠結(jié)合DNA的理論基礎(chǔ)，首次設(shè)計(jì)并合成出了 一類只含有一個(gè)萘環(huán)結(jié)構(gòu)的單萘酰亞胺。研究表明，單萘酰亞胺能夠有效地嵌入DNA堿基 對(duì)之間從而導(dǎo)致DNA超螺旋發(fā)生解旋。之后，為了增加化合物與DNA的結(jié)合能力，Brana開 始對(duì)萘酰亞胺的結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步修飾，比如在萘酰亞胺母體環(huán)的引入硝基、氨基、羥基、叔 丁基、甲氧基、氯等取代基或者在酰亞胺側(cè)鏈上引入含氮原子或不含氮原子的取代基，合成 了一系列具有抗腫瘤活性的萘酰亞胺類衍生物。一些單萘酰亞胺如氨萘非特（Amonafide) 和米托萘胺（Mitonafide)和雙萘酰亞胺依利萘法德（Elinafide)和雙萘法德（Bisnafide) 等已進(jìn)入臨床I期或II期研究階段。但是這些藥物在臨床使用時(shí)被發(fā)現(xiàn)有骨髓抑制、中樞 神經(jīng)毒性等不良反應(yīng)，限制了其實(shí)際的臨床應(yīng)用。因此，對(duì)萘酰亞胺進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾和改造 增加靶向性，以降低其毒副作用、增強(qiáng)抗腫瘤活性、增加溶解性已成為這類抗癌藥物的研究 熱點(diǎn)。本研究使用苯并[k，l]噻噸-3, 4-二甲酸酐作為母體結(jié)構(gòu)，它具有更大的共軛平面， 試圖增加與DNA，尤其與G-四鏈體DNA選擇性鍵合能力。
[0003] 核苷和脫氧核苷是核苷酸的主要成分，而且有些核苷和脫氧核苷或其衍生物具有 顯著的生物活性，如抗病毒、抗腫瘤、抗真菌以及作為高效食用增鮮劑，可以間接或者直接 作為藥物使用，在多種疾病的治療中起到了極其重要的作用。尿嘧啶核苷是RNA的一種主 要的核苷，5-氟尿嘧啶是第一個(gè)根據(jù)一定設(shè)想而合成的抗代謝藥并且是目前臨床上應(yīng)用最 廣的抗嘧啶類藥物，對(duì)消化道癌等各種實(shí)體瘤有較好療效，也是治療乳腺癌和胃腸道腫瘤 的首選用藥，在腫瘤治療中占據(jù)重要地位。5-氟尿嘧啶是尿嘧啶的5位被氟取代后的衍生 物，它在體內(nèi)經(jīng)酶轉(zhuǎn)化為5-氟脫氧尿嘧啶核苷酸，抑制胸腺嘧啶核苷酸合成酶而干擾DNA 的合成。此外，5-氟尿嘧啶對(duì)RNA的合成也有一定的抑制作用。但是，5-氟尿嘧啶的副作 用較大，會(huì)產(chǎn)生腹痛、腹瀉等胃腸道反應(yīng)和白細(xì)胞及血小板減少等骨髓抑制的不良反應(yīng)。
[0004] 萘酰亞胺類化合物和核苷類化合物都具有抗腫瘤活性，但是它們各自都存在或多 或少的缺點(diǎn)，限制了它們在臨床上的進(jìn)一步應(yīng)用。如萘酰亞胺類類化合物能作為DNA的嵌 入劑，但其母體環(huán)的水溶性較差，對(duì)不同結(jié)構(gòu)的DNA選擇性差，而核苷類化合物對(duì)DNA具有 高度親和力以及結(jié)構(gòu)中具有親水基團(tuán)，但是卻存在一定的毒副作用。將兩者偶合在一起 可能會(huì)達(dá)到優(yōu)勢互補(bǔ)的效果，基于這種設(shè)想，設(shè)計(jì)合成了 3個(gè)具有不同長度連接鏈的苯并 [k，1]噻噸-3, 4-二甲酸酐類衍生物-尿苷偶聯(lián)物。目的一，增加藥物的靶向性，減少副作 用；目的二，增加化合物與DNA，尤其G-四鏈體DNA的親和力；目的三，增加化合物的水溶性 以利于臨床應(yīng)用。
[0005]c-myc屬于核蛋白類調(diào)控基因，是體內(nèi)最重要的原癌基因之一，也是目前研究 的最為廣泛的原癌基因，其轉(zhuǎn)錄和表達(dá)的正常與否對(duì)腫瘤的形成與發(fā)展有重要的影響， c-myc的異常表達(dá)或其表達(dá)產(chǎn)物的調(diào)控失調(diào)是20%的各類人類腫瘤的特征性標(biāo)志，人類的 多種惡性腫瘤，如乳腺癌（Breastcarcinoma)、宮頸癌（Cervicalcarcinoma)、肺癌（Lung carcinoma)、卵巢癌（Ovariancarcinoma)、骨肉瘤、神經(jīng)膠母細(xì)胞瘤（Neuroblastoma)、白 血病（Leukemia)等都與c-myc的異常表達(dá)密切相關(guān)。c-myc的表達(dá)產(chǎn)物c-Myc蛋白是一 種轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子，可以調(diào)控占人類基因組基因總數(shù)15%的下游基因的表達(dá)，從而廣泛地參 與細(xì)胞生長、分化、衰老、凋亡以及細(xì)胞周期調(diào)控等眾多重要的生理過程。c-Myc蛋白對(duì)下 游基因的表達(dá)通常起激活的作用，但某些控制細(xì)胞生長過盛的基因的表達(dá)表現(xiàn)出抑制的作 用，這部分基因占所有c-myc下游基因的10-25%。也就是說，c-Myc蛋白既能促進(jìn)腫瘤細(xì)胞 的生長，也能促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的凋亡?？傊?，c-myc及其表達(dá)產(chǎn)物c-Myc蛋白參與腫瘤相關(guān)的 多個(gè)生理過程，包括細(xì)胞生長、增殖、凋亡以及腫瘤細(xì)胞的形成、惡化、遷移等，其表達(dá)異常 或調(diào)控失調(diào)會(huì)導(dǎo)致腫瘤的形成和進(jìn)一步發(fā)展。
[0006] 為了控制C-Myc蛋白的表達(dá)，在轉(zhuǎn)錄水平上進(jìn)行選擇性基因調(diào)控是一個(gè)潛在可供 選擇的策略。所以，針對(duì)c-myc基因轉(zhuǎn)錄而設(shè)計(jì)、研發(fā)c-myc基因介導(dǎo)的疾病的基因靶向治 療藥物具有重要的價(jià)值和實(shí)際意義。目前的研究主要集中在通過小分子誘導(dǎo)c-myc啟動(dòng) 子區(qū)富含G堿基序列形成G-四鏈體及穩(wěn)定其結(jié)構(gòu)來調(diào)控轉(zhuǎn)錄水平，從而控制基因的表達(dá)。 研究表明，在c-myc的Pl啟動(dòng)子區(qū)上游-142到-115堿基對(duì)處存在一個(gè)核酸超敏元件NHE III:(NuclearHypersensitivityElementIII丨），NHEIII丨是一段 27 個(gè)堿基對(duì)的富含鳥噪 呤的序列，也叫做Pu27,它控制著c-myc基因85-90%的轉(zhuǎn)錄過程。由于Pu27富含鳥嘌呤，在 生理?xiàng)l件下具有形成G-四鏈體的潛力。Pu27是各種轉(zhuǎn)錄激活因子與DNA的識(shí)別與結(jié)合區(qū) 域，當(dāng)其形成G-四鏈體結(jié)構(gòu)后，各種轉(zhuǎn)錄激活因子與DNA無法識(shí)別并結(jié)合，從而促使c-myc 表達(dá)水平下調(diào)。
[0007] 有關(guān)1，8-萘酰亞胺類衍生物及其抗腫瘤活性的報(bào)道： 2007年，錢旭紅課題組設(shè)計(jì)并合成了 5-位脂肪氨基和5-位芳香基團(tuán)取代的萘酰亞 胺衍生物，其中有8個(gè)化合物對(duì)Hela和P388D1腫瘤細(xì)胞顯示出優(yōu)于氨萘非特的體外抗腫 瘤活性。2009年，王超杰課題組合成了 6個(gè)萘酰亞胺多胺綴合物，經(jīng)MTT法對(duì)K562細(xì)胞、 MB-231細(xì)胞及前列腺癌細(xì)胞進(jìn)行了體外活性測試，結(jié)果表明，大多數(shù)化合物表現(xiàn)出優(yōu)于氨 萘非特的體外抗腫瘤活性，其中3種化合物對(duì)QSG-7701正常人肝上皮細(xì)胞和BEL-7402肝 癌細(xì)胞具有良好的選擇性。2012年，李小六課題組設(shè)計(jì)合成了具有不同長度4-羥基-烷基 胺側(cè)鏈的萘酰亞胺衍生物。利用UV-Vis、熒光光譜及CD等方法研究了它們與Ct-DNA的親 和力，并初步評(píng)估了其抗腫瘤活性。其中，下列化合物1和2表現(xiàn)出潛在的抗腫瘤活性，它 們對(duì)Bel-7402 的ICJt分別為 5. 57 和 9. 17iiM。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 苯并[k，1]噻噸-3, 4-二甲酸酐類衍生物-尿苷偶聯(lián)物，其特征在于包括如下三種 化合物，結(jié)構(gòu)式分別如式（I)、式（II)、式(III)所示： III 1 I* F
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2. -種如權(quán)利要求1所述的苯并[k，1]噻噸-3, 4-二甲酸酐類衍生物-尿苷偶聯(lián)物的 制備方法，其特征在于以苯并[k，l]噻噸-3, 4-二甲酸酐與2-氨基尿苷為原料、DMF為溶 劑、DCC為縮合劑，在氬氣保護(hù)下在35°C下反應(yīng)24-26小時(shí)，TLC監(jiān)測反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)液 冷卻后過波除去形成的N，N-二環(huán)己基脲沉淀，再用丙酮沖洗，收集濾液并用制備薄層色譜 進(jìn)一步純化，薄層色譜以氯仿和甲醇的混合液作為展開劑，用乙醇作為洗脫劑將對(duì)應(yīng)的產(chǎn) 品帶沖洗下來，收集洗脫液，旋蒸除去乙醇后置于30°C下真空干燥得到黃色粉末狀的化合 物（I)。
3. -種如權(quán)利要求1所述的苯并[k，1]噻噸-3, 4-二甲酸酐類衍生物-尿苷偶聯(lián)物的 制備方法，其特征在于先將苯并[k，l]噻噸-3, 4-二甲酸酐與3-氨基丙酸反應(yīng)得到苯并噻 噸-3, 4-二甲酰亞胺-N-丙酸，再將苯并噻噸-3, 4 -二甲酰亞胺-N-丙酸與2-氨基尿苷 在DMF中以DCC作為縮合劑于氬氣保護(hù)下在35°C下反應(yīng)24-26小時(shí)，TLC監(jiān)測反應(yīng)結(jié)束后， 將反應(yīng)液冷卻后過濾除去形成的N，N-二環(huán)己基脲沉淀，用丙酮沖洗，收集濾液并用制備薄 層色譜進(jìn)一步純化，薄層色譜以氯仿和甲醇的混合液作為展開劑，用乙醇作為洗脫劑將對(duì) 應(yīng)的產(chǎn)品帶沖洗下來，收集洗脫液，旋蒸除去乙醇；并置于30°C下真空干燥得到黃色粉末 狀的化合物（II)。
4. 一種如權(quán)利要求1所述的苯并[k，1]噻噸-3, 4-二甲酸酐類衍生物-尿苷偶聯(lián)物 的制備方法，其特征在于由苯并[k，1]噻噸-3, 4-二甲酸酐與6-氨基已酸反應(yīng)得到苯并噻 噸-3, 4 -二甲酰亞胺-N-已酸，再將苯并噻噸-3, 4-二甲酰亞胺-N-已酸與2-氨基尿苷 在DMF中以DCC作為縮合劑于氬氣保護(hù)下在35 °C下反應(yīng)24-26小時(shí)，TLC監(jiān)測反應(yīng)結(jié)束后， 將反應(yīng)液冷卻后過濾除去形成的N，N-二環(huán)己基脲沉淀，用丙酮沖洗，收集濾液并用制備薄 層色譜進(jìn)一步純化，薄層色譜以氯仿和甲醇的混合液作為展開劑，用乙醇作為洗脫劑將對(duì) 應(yīng)的產(chǎn)品帶沖洗下來，收集洗脫液，旋蒸除去乙醇；并置于30°C下真空干燥得到黃色粉末 狀的化合物(III)。
5. -種如權(quán)利要求1所述的苯并[k，1]噻噸-3, 4-二甲酸酐類衍生物-尿苷偶聯(lián)物在 制備抗腫瘤藥物中的應(yīng)用。
6. -種如權(quán)利要求1所述的苯并[k，1]噻噸-3, 4-二甲酸酐類衍生物-尿苷偶聯(lián)物在 制備治療子宮頸癌、人非小細(xì)胞肺癌的藥物中的應(yīng)用。
7. 如權(quán)利要求5所述的苯并[k，1]噻噸-3, 4-二甲酸酐類衍生物-尿苷偶聯(lián)物在制備 抗腫瘤藥物中的應(yīng)用，其特征在于以c-myc基因?yàn)榘袠?biāo)的抗腫瘤藥物。
【專利摘要】本發(fā)明涉及苯并[k,l]噻噸-3,4-二甲酸酐類衍生物-尿苷偶聯(lián)物及其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明通過將具有DNA嵌入劑性質(zhì)的苯并[k,l]噻噸-3,4-二甲酰胺母體環(huán)與具有重要生物活性的尿苷偶聯(lián)構(gòu)建成3個(gè)新型的目標(biāo)化合物；本發(fā)明通過應(yīng)用3個(gè)目標(biāo)化合物：首先在細(xì)胞外分子水平上對(duì)某些腫瘤細(xì)胞高表達(dá)的原癌基因c-myc的啟動(dòng)子活化DNA序列進(jìn)行了選擇性結(jié)合能力的研究；其次，在細(xì)胞水平上研究結(jié)果表明三種化合物對(duì)兩種腫瘤細(xì)胞均具有一定的殺死作用，而化合物1對(duì)腫瘤細(xì)胞作用表現(xiàn)最強(qiáng)，對(duì)研發(fā)苯并[k,l]噻噸-3,4-二甲酸酐類衍生物-尿苷偶聯(lián)物介導(dǎo)c-myc基因下調(diào)的抗腫瘤基因靶向藥物有實(shí)質(zhì)的意義。
【IPC分類】C07D495-06, A61K31-4743, A61P35-00
【公開號(hào)】CN104610276
【申請?zhí)枴緾N201410619540
【發(fā)明人】張文, 吳艷玲, 李子健, 劉佳春, 王巖麗
【申請人】浙江工業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2014年11月6日