專利名稱：用于抗腫瘤藥物的鄰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，涉及用于肝癌治療的新型喜樹堿類缺氧激活前藥鄰硝基芳甲基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 ClinicalPharmacology. 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-11)是日本Daiichi Seiyaku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[1,2b]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)移酶把聯(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]叼丨哚嗪并[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[Kawatoet 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, et al. 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. Cancer ChemotherRep 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喊酯晶體(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。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——鄰硝基芳甲基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。尤其是鄰硝基芳甲基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)。本發(fā)明利用鄰硝基芳甲基對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鄰硝基芳甲基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鄰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-(2-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。簡稱為鄰硝基芳甲基SN-38或2-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鄰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-ニこ基-4-羥基-9-(2-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 Y = H, F. Cl. Br. R'OR SR. CN. CONHs. COR CO OR, CF,, SO2R, NO2 或、叫.OO, π Λη=Μ、ノ Vw V』フ)'JM R為C1-C6脂肪集団或芳香集団。
2.如權(quán)利要求I所述的鄰硝基芳甲氧基喜樹堿缺氧激活前藥，其特征在于利用鄰硝基芳甲基化修飾劑，在堿性條件下，與SN-38進(jìn)行反應(yīng)，使其鄰硝基芳甲基化，制得鄰硝基芳甲氧基喜樹堿缺氧激活前藥——鄰硝基芳甲基SN-38。
3.如權(quán)利要求I所述的鄰硝基芳甲氧基喜樹堿缺氧激活前藥的制備方法，其特征在于將鄰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5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??；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，得到黃色固體產(chǎn)品鄰硝基芳甲基SN-38。
4.如權(quán)利要求I所述的鄰硝基芳甲氧基喜樹堿缺氧激活前藥的制備方法，其特征在于采用的鄰硝基芳甲基化修飾劑可以選用鄰硝基芳甲基氯化物、鄰硝基芳甲基溴化物、鄰硝基芳甲基碘化物或者4-甲基苯磺酸-2-硝基芳甲酯；鄰硝基芳甲基化修飾劑與SN-38的摩爾比可以為I. 8-2. 4 ;反應(yīng)中所使用的堿可以選用碳酸鉀、碳酸銫、碳酸鈉和氫氧化鈉；反應(yīng)中所使用的溶劑可以選用如こニ醇ニ甲醚、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所述的鄰硝基芳甲氧基喜樹堿缺氧激活前藥，其特征在于利用鄰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-(2-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；簡稱鄰硝基芐基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，其特征在于エ藝條件如下鄰硝基芐基修飾劑選用鄰硝基溴化芐，用量為I. 8-2. 4摩爾；堿的品種選用碳酸鉀，用量為1-1. 5摩爾；溶劑選用N，N-ニ甲基甲酰胺，用量為10-15 ml/gSN-38 ;反應(yīng)溫度優(yōu)化為85°C，時(shí)間3-6小吋。
7.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，其特征在于エ藝條件如下鄰硝基芐基修飾劑選用鄰硝基溴化芐，用量為2. 2摩爾；堿的品種選用碳酸鉀，用量為I摩爾；溶劑選用N，N-ニ甲基甲酰胺，用量為10 ml/g SN-38 ;反應(yīng)溫度優(yōu)化為85°C，時(shí)間為5小時(shí)。
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，其特征在于將4. 75克鄰硝基溴化芐和3. 92克SN-38溶于40毫升N，N- ニ甲基甲酰胺中，室溫下加入I.38克碳酸鉀，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X 3);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)柱層析分離制得黃色固體產(chǎn)品鄰硝基芐基SN-38。
9.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，其特征在于所說的鄰硝基芐基 SN-38 的核磁氫譜如下MS (ESI) 528. I [(M + H) +]. IH NMR (400 MHz,d6-DMSO) : δ ppm O. 85 (t, J=4. 6 Hz, 3H)，I. 23 (t, J=4. 8 Hz, 3H)，I. 80-1. 90 (m,2H), 3. 17 (d, J=5. 2 Hz, 2H)，5. 31 (s, 2H)，5.43 (s, 2H)，5. 72 (s, 2H)，6. 51(s, 1H), 7. 28 (s, 1H), 7. 59 (t, J=5. 2 Hz, 1H)，7.65-7.67 (m, 2H)，7.81 (d,J=4. 8 Hz, 1H)，7. 89 (d, J=4. 8 Hz, 1H)，8. 10-8. 16 (m, 2H) ·。
10.如權(quán)利要求I所述的鄰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肝癌的抗腫瘤藥劑。
全文摘要
一種用于抗腫瘤藥物的鄰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-(2-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；它是利用鄰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)，使其鄰硝基芳甲基化，制得的鄰硝基芳甲氧基喜樹堿缺氧激活前藥——鄰硝基芳甲基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肝癌的抗腫瘤藥劑。
文檔編號A61P35/00GK102731518SQ20121021114
公開日2012年10月17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, 孫學(xué)英, 李 杰, 高硯芳, 齊放 申請人:濟(jì)南精合醫(yī)藥科技有限公司