專利名稱：用于抗腫瘤藥物的對(duì)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)明屬抗腫瘤藥物領(lǐng)域，涉及用于結(jié)直腸癌治療的新型抗腫瘤藥物喜樹堿類缺氧激活前藥——對(duì)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(guó)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(duì)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 寫等嚴(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(guó)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(guó)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-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(guó)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 Ζ·，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(duì)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]?！坝糜诎┌Y治療的水合的喜樹堿酯晶體(申請(qǐng)?zhí)?00880013536. X)”等。

發(fā)明內(nèi)容
本項(xiàng)發(fā)明針對(duì)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。

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)物活性喜樹堿類物質(zhì)SN-38的新型抗腫瘤藥物(對(duì)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。尤其是對(duì)硝基芳甲基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)；而在實(shí)體腫瘤(包括我國(guó)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)。本發(fā)明利用對(duì)硝基芳甲基對(duì)SN-38進(jìn)行分子結(jié)構(gòu)修飾，將其羥基保護(hù)起來，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對(duì)硝基芳甲基SN-38具有更高的選擇性和更低的毒副作用。本發(fā)明的所提供的用于肝癌治療的對(duì)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-(4-硝基芳甲氧基)-1Η-吡喃并[3’，4’ 6,7]叼丨哚嗪并[l，2-b]喹啉-3，14(4H，12H)_ 二酮。簡(jiǎn)稱為對(duì)硝基芳甲基SN-38或4-硝基芳甲基SN-38。其結(jié)構(gòu)式如下
權(quán)利要求
1.ー種用于抗腫瘤藥物的對(duì)硝基芳甲氧基喜樹堿缺氧激活前藥，其化學(xué)名為(4S)-4，11-ニこ基-4-羥基-9-(4-硝基芳甲氧基)-IH-吡喃并[3’，4’ 6，7]吲哚嗪并[1，2-b]喹啉-3，14(4H, 12H) - ニ酮； 化學(xué)結(jié)構(gòu)式為；
2.如權(quán)利要求I所述的對(duì)硝基芳甲氧基喜樹堿缺氧激活前藥，其特征在于利用對(duì)硝基芳甲基化修飾劑，在堿性條件下，與SN-38進(jìn)行反應(yīng)，使其對(duì)硝基芳甲基化，制得對(duì)硝基芳甲氧基喜樹堿缺氧激活前藥——對(duì)硝基芳甲基SN-38。
3.如權(quán)利要求I所述的對(duì)硝基芳甲氧基喜樹堿缺氧激活前藥的制備方法，其特征在于將對(duì)硝基芳甲基化修飾劑和SN-38溶于溶劑中，室溫下加入堿，加完后升溫至85°C，攪拌3-6小時(shí)后，體系冷卻至室溫；加入ニ氯甲烷和水，分出有機(jī)相，水層用ニ氯甲烷萃?。缓喜⒂袡C(jī)相用無水硫酸鈉干燥，減壓除去溶劑，得到粗產(chǎn)品經(jīng)柱層析分離，得到黃色固體產(chǎn)品對(duì)硝基芳甲基SN-38。
4.如權(quán)利要求I所述的對(duì)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對(duì)硝基芳甲基化修飾劑可以是對(duì)硝基芳甲基氯化物、溴化物、碘化物或者甲磺酸芳甲酯；對(duì)硝基芳甲基化修飾劑與SN-38的摩爾比可以為I. 0-2. 5 ;所使用的堿可以是碳酸鉀、碳酸銫、碳酸鈉和氫氧化鈉；溶劑可選用こニ醇ニ甲醚、1，4_ ニ氧六環(huán)、N，N-ニ甲基甲酰胺和ニ甲基亞砜。
5.如權(quán)利要求I或2所述的對(duì)硝基芳甲氧基喜樹堿缺氧激活前藥，其特征在于利用對(duì)硝基溴化芐為修飾劑，與SN-38進(jìn)行反應(yīng)制得，其化學(xué)名稱為 (4S)-4，11-ニこ基-4-羥基-9-(4-硝基芐氧基)-IH-吡喃并[3’，4’ 6，7]吲哚嗪并[I, 2-b]喹啉-3，14(4H，12H)_ ニ酮；簡(jiǎn)稱對(duì)硝基芐基SN-38; 化學(xué)結(jié)構(gòu)式為
6.如權(quán)利要求5所述的對(duì)硝基芳甲氧基喜樹堿缺氧激活前藥的制備方法，其特征在于エ藝條件如下 對(duì)硝基芐基修飾劑選用對(duì)硝基溴化芐，用量為I. 5-2. 5摩爾；堿的品種選用碳酸銫，用量為1-1. 5摩爾；溶劑選用1，4-ニ氧六環(huán)，用量為(10-15) ml/g SN-38 ;反應(yīng)溫度優(yōu)化為85°C，時(shí)間3-6小時(shí)。
7.如權(quán)利要求5所述的對(duì)硝基芳甲氧基喜樹堿缺氧激活前藥的制備方法，其特征在于エ藝條件如下 對(duì)硝基芐基修飾劑選用對(duì)硝基溴化芐，用量為2摩爾；堿的品種選用碳酸銫，用量為I摩爾；溶劑選用1，4_ニ氧六環(huán)，用量為10 ml/g SN-38 ;反應(yīng)溫度優(yōu)化為85°C，時(shí)間5小吋。
8.如權(quán)利要求5所述的鄰硝基芳甲氧基喜樹堿缺氧激活前藥的制備方法，其特征在于具體制備方法如下 將4. 32克對(duì)硝基溴化芐和3. 92克SN-38溶于40毫升1，4_ ニ氧六環(huán)中，室溫下加入3.28克碳酸銫，加完后升溫至85°C，攪拌5小時(shí)后，體系冷卻至室溫；加入200毫升ニ氯甲烷和200毫升水，分出有機(jī)相，水層用ニ氯甲烷萃取(200毫升X3 ;合并有機(jī)相用無水硫酸鈉干燥，減壓除去溶劑，得到粗產(chǎn)品經(jīng)柱層析分離(以ニ氯甲烷/甲醇作為洗脫劑)得到產(chǎn)品為黃色固體。
9.如權(quán)利要求5所述的對(duì)硝基芳甲氧基喜樹堿缺氧激活前藥，其特征在于對(duì)硝基芐基SN-38的核磁氫譜如下MS (ESI) 528. I [(M + H)+]. IH NMR (400 MHz, d6_DMSO) : δ ppm O. 88 (t, J=4. 8Hz, 3H), I. 25 (t, J=5. 2 Hz, 3H)，1.86 (dd, Jl=9.6 Hz, J2=4.8 Hz, 2H), 3. 17 (d,J=5. 2 Hz, 2H), 5. 30 (s, 2H)，5.43 (s, 2H)，5. 55 (s, 2H)，6. 51 (s, 1H)，7. 27(s, 1H), 7.60-7.64 (m, 2H)，7.84 (d, J=6.0 Hz, 2H)，8. 12 (d, J=6.0 Hz, 1H),8.30 (d, J=5.6 Hz, 2H)。
10.如權(quán)利要求I所述的對(duì)硝基芳甲氧基喜樹堿缺氧激活前藥的用途，其特征在于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結(jié)直腸癌的抗腫瘤藥劑。
全文摘要
一種用于抗腫瘤藥物的對(duì)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-(4-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；它是利用對(duì)硝基芳甲氧基化修飾劑，在堿性條件下，與SN-38進(jìn)行反應(yīng)，使其對(duì)硝基芳甲基化，制得的對(duì)硝基芳甲氧基喜樹堿缺氧激活前藥——對(duì)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結(jié)腸癌的抗腫瘤藥劑。
文檔編號(hào)A61K31/4738GK102731519SQ20121021115
公開日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月26日
發(fā)明者孫學(xué)英, 李 杰, 路國(guó)梁, 高硯芳, 齊放 申請(qǐng)人:濟(jì)南精合醫(yī)藥科技有限公司