專利名稱：溴代二氫青蒿素的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及化學(xué)合成技術(shù)領(lǐng)域，具體的說，是涉及一種以二氫青蒿素為母核通過溴化合成一種全新的二氫青蒿素的衍生物-溴代二氫青蒿素的方法。
背景技術(shù)：
青蒿素是我國藥學(xué)工作者1971年從菊科植物黃花蒿葉中提取分離到的一種具有過氧橋的倍半萜內(nèi)酯類化合物；青蒿素及其衍生物是含過氧橋的倍半萜內(nèi)酯類新型抗瘧藥，具有高效、快速、低毒、安全等特點；伴隨著技術(shù)進(jìn)步，青蒿素的醫(yī)學(xué)用途早已超越作為單純的抗瘧、多重抗藥性惡性瘧疾藥物的使用范圍；研究和應(yīng)用表明，青蒿素及其衍生物還有抗卡氏肺孢子蟲肺炎作用、抗孕作用、抗、治腫瘤的作用、抗血吸蟲作用、治療弓形蟲感染作用、少對心血管的作用、對免疫系統(tǒng)的作用。
近年來，各國的藥物學(xué)家對青蒿素及其衍生物的抗癌作用進(jìn)行了更廣泛的研究，深層次藥理、藥效、毒副作用和藥物動力學(xué)研究表明用青蒿素及其衍生物對付血癌和乳腺癌細(xì)胞，青蒿素的選擇性是其他化學(xué)療法的100倍，換句話說，就是青蒿素可以殺死癌細(xì)胞，但不傷害周圍健康細(xì)胞?！鞍┌Y細(xì)胞分裂時需要大量鐵質(zhì)才能復(fù)制DNA，因此癌細(xì)胞的鐵質(zhì)含量比正常細(xì)胞高出許多?！边@些攜帶青蒿素衍生物的蛋白進(jìn)入癌細(xì)胞后，青蒿素中的3-C位上的氧原子和12-C位上的氧原子之間形成氧橋，鐵離子就被釋放并與青蒿素衍生物反應(yīng)，從而破壞癌細(xì)胞，氧橋斷裂釋放出自由基(氧原子)，自由基攻擊癌細(xì)胞膜，使膜破裂而癌細(xì)胞死亡；這是把青蒿素轉(zhuǎn)為抗癌藥物的關(guān)鍵；由于癌細(xì)胞對鐵的貪婪，使得藥物具有很高的選擇性；實驗表明青蒿素標(biāo)記的鐵傳蛋白選擇和殺死癌癥細(xì)胞的效率是殺死正常細(xì)胞的效率34000倍；對神經(jīng)系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)均無明顯藥理作用，僅在劑量大至40mg/kg時顯示一定的鎮(zhèn)痛、鎮(zhèn)靜作用。該藥安全性較大，LD50為834.5mg/kg，化療指數(shù)為834.0，大鼠20-180(MKD)連續(xù)30天給藥，對生理、生化指標(biāo)及主要臟器病理學(xué)檢查均未見明顯變化；特殊毒性方面，致突變實驗陰性，生殖毒方面，在小鼠妊娠敏感期給藥，增加吸收胎的發(fā)生，未見致畸作用。
小鼠灌服3H-二氫青蒿素后，血液內(nèi)放射性迅速上升，半小時至1小時達(dá)到高峰，隨后迅速下降，4小時降到峰值的一半，以后緩慢消失。胃腸道殘留量的測量表明，半小時殘留58％，1小時殘留35.3％，半量消失時間約為1.2小時。經(jīng)口給藥后分布廣泛，1小時開始達(dá)到高峰，同位素法表明各組織中膽、肝、腎最多，心、肺、脾等次之；顯色法表明肌肉注射1～8小時達(dá)到高峰，肝、腦、骨、血液含量較高?？诜?4小時內(nèi)，80％放射性經(jīng)糞、尿排出，顯色法結(jié)果類似，上述結(jié)果表明二氫青蒿素進(jìn)入體內(nèi)后吸收快、分布廣，排泄快。
與青蒿素一樣，紫杉醇、喜樹堿都是從植物中提取的天然抗癌藥物，由于其療效有限和毒副作用強(qiáng)限制了其臨床應(yīng)用，始終不能成為抗癌的主力藥物。
例如紫杉醇被當(dāng)今世界上公認(rèn)為廣譜、活性最強(qiáng)的抗癌藥物，尤其是對子宮癌、卵巢癌、乳腺癌具有特殊的療效，它的問世被譽為90年代國際上抗癌藥三大成就之一；目前治療婦女乳腺癌的常見用藥有歐洲紫杉醇和太平洋紫杉醇；可以延長惡化時間兩個月和增加存活時間3個月。
但兩種紫杉醇都有副作用，病人會出現(xiàn)手腳麻痹的現(xiàn)象，太平洋紫杉醇毒性最常見且致命的副作用就是有15-20％的患者發(fā)生急性過敏性休克；副作用抑制造血細(xì)胞，過敏，胃腸不適，以及輕度的肝臟損傷；歐洲紫杉醇常見的副作用是骨髓抑制、血球低下、疲倦等。
又如喜樹堿喜樹堿是從我國喜樹中提取的一種生物堿，應(yīng)用于臨床如消化系統(tǒng)腫瘤，黑色素瘤等之治療并有部分成效；其作用機(jī)理經(jīng)動力學(xué)的研究證明，喜樹堿是屬于細(xì)胞周期特異性藥物，能使癌細(xì)胞停留于S期(DNA合成期)，阻止其進(jìn)一步分裂。動物實驗證明對Erlich腹水瘤細(xì)胞DNA、RNA的合成均有較明顯抑制作用，上海地區(qū)用喜樹堿治療胃癌435例，有效率61％；但有嚴(yán)重副作用如骨髓抑制，出血性膀胱炎及消化系統(tǒng)之癥狀。
青蒿素及其衍生物與紫杉醇、喜樹堿相比，其抗癌活性更強(qiáng)，廣譜、沒有毒副作用，IC50是體外癌細(xì)胞半數(shù)致死量，IC50能直觀地反應(yīng)藥效強(qiáng)弱。
羥基喜樹堿IC50為206u mol～305u molng；紫杉醇IC50為8.6u mol；二氫青蒿素IC50為24n mol(0.024u mol)。
1997年美國華盛頓大學(xué)生物工程系的賴亨利教授和納倫德拉星開始設(shè)想同樣的機(jī)理一定也能作用于癌癥癌癥細(xì)胞分裂時需要大量鐵質(zhì)才能復(fù)制DNA，因此癌細(xì)胞的鐵質(zhì)含量比正常細(xì)胞高出許多；經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，癌細(xì)胞比正常細(xì)胞含鐵高5-15倍，高的達(dá)50倍，最高的白血病癌細(xì)胞居然達(dá)1000倍。賴教授稱“青蒿素不但有效，而且選擇性非常強(qiáng)；對癌細(xì)胞有很高的毒性，但對正常細(xì)胞的影響很小?！彼锌赡艹蔀闊o毒的高效抗癌藥；哈醫(yī)大的黑龍江省生物醫(yī)藥工程重點實驗室楊寶峰、周晉教授研究發(fā)現(xiàn)，二氫青蒿素能有效抑制實體腫瘤細(xì)胞的增殖。他們發(fā)現(xiàn)，白血病細(xì)胞膜是二氫青蒿素攻擊的一個主要靶點，起抗瘤機(jī)制有“凋亡”和“脹亡”兩種。白血病細(xì)胞膜遭到破壞后，大量的鈣離子就會進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，一方面引起細(xì)胞程序化死亡，即“凋亡”，另一方面導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)的滲透壓發(fā)生改變，吸收大量水分，使細(xì)胞膨脹直至死亡，即“脹亡”；這種推測在臨床實驗中得到了廣泛支持將若干組乳腺癌細(xì)胞和正常乳腺細(xì)胞與轉(zhuǎn)鐵蛋白接觸，8小時以后，只剩下25％癌細(xì)胞。16小時過去以后，幾乎所有癌細(xì)胞都死亡了，而正常細(xì)胞不受影響。例如一只患有嚴(yán)重骨癌的狗已經(jīng)不能行走，在接受二氫青蒿素輔之以鐵的治療下，5天就完全恢復(fù)，賴教授的理論得到了驗證。
現(xiàn)有技術(shù)中，上海藥物研究所以二氫青蒿素酯、醚衍生物的方式來引進(jìn)鹵素，虞佩琳等二氫青蒿素類似物的研究、藥學(xué)學(xué)報1985；20(5)357~365，在抗癌實驗(A549)中，對比物IC50是1227nM，引進(jìn)溴元素的IC50是47nM，藥效增強(qiáng)約26倍(Ying Li et al.Novel Antitumor Artemisinin DerivativesTargeting G1 Phase ofthe Cell Cycle.Bioorg. & Med.Chem.Lett.11(2001)5-8)。
專利權(quán)人是中國科學(xué)院上海藥物研究所的中國專利02128494、名稱為叔丁氧羰基二氫青蒿素、其制備方法及藥物組合物，其發(fā)明提供結(jié)構(gòu)式所示的叔丁氧羰基二氫青蒿素系以二氫青蒿素為起始原料，與雙叔丁基二碳酸酯在有機(jī)溶劑中進(jìn)行酰化反應(yīng)而制得；發(fā)明的抗寄生蟲病藥物組合物包含治療有效量的叔丁氧羰基二氫青蒿素和藥學(xué)上可接受的載體，與以前合成的二氫青蒿素衍生物相比，叔丁氧羰基二氫青蒿素有最大的治療指數(shù)(＞1700)，是高效、低毒的抗寄生蟲藥物，在防治血吸蟲病、瘧疾等寄生蟲病過程中可減少毒副作用的產(chǎn)生，尤其是在惡性瘧疾的治療中，對降低兒童死率有重大的意亡義。
申請人是浙江大學(xué)、申請?zhí)柺?3116762.4、發(fā)明名稱為青蒿琥酯和二氫青蒿素抗血管生成作用的藥物制劑及用途的中國專利申請公開了青蒿琥酯和二氫青蒿素在抗血管生成作用方面的藥物制劑及其用途；該藥物制劑主要含有青蒿琥酯或二氫青蒿素，其制劑形式主要為微球注射液；該發(fā)明提供的藥物制劑在抗腫瘤血管生成方面有活性，可用于腫瘤血管生成及其他與血管生成有關(guān)的疾病治療，還可用于腫瘤化療和/或輔助化療方面的治療。該制劑在給藥部位緩慢釋放藥物與吸收，延長藥物作用時間；該發(fā)明以血管生成理論為背景，研究并闡明中藥有效單體成分作用和機(jī)制，是發(fā)展中醫(yī)藥理論新的重要方向，為發(fā)現(xiàn)新的理論和藥物作用新的靶點提供重要依據(jù)，為二氫青蒿素類藥物的新用途開發(fā)提供依據(jù)。
本申請人在同日向中國專利局遞交的另外一件專利申請中對溴代二氫青蒿素作了產(chǎn)品專利申請。
技術(shù)內(nèi)容因此，人們期待著具有更為廣譜、特效、安全性高、毒副作用小和給藥方式更簡單的治療癌癥的藥物，本發(fā)明的發(fā)明目的就是旨在克服上述現(xiàn)有技術(shù)缺限，提供一類基于二氫青蒿素的新化合物的制備方法，它具有極為廣譜的治療癌癥的醫(yī)學(xué)效果和特別的療效，且無任何毒副作用。
為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明人研究了很多二氫青蒿素及其衍生物，并結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)的教導(dǎo)，考慮到鹵族元素取代基對藥物效用有積極的影響，如溴化物具有加強(qiáng)藥效的功能，成為許多感冒糖漿中的最佳藥劑，通過無數(shù)次選擇、試驗，我們自主合成了溴代二氫青蒿素；實際上，在二氫青蒿素的母核上引進(jìn)雜原子是非常困難的，上海藥物研究所是以二氫青蒿素酯、醚衍生物的方式來引進(jìn)鹵素。
溴代二氫青蒿素的化學(xué)名稱為(3R，5aS，6R，8aS，9R，12S，12aR)-八氫-3-溴代亞甲基-6，9二甲基-3，12-橋氧-12H-吡喃并[4，3-j]-1，2-苯并二塞平-10(3H)醇。
其結(jié)構(gòu)式為
本發(fā)明的主要目的是將二氫青蒿素上的3-C位甲基溴化。
合成溴代二氫青蒿素的步驟為將二氫青蒿素溶于酯溶性溶劑，在溶液中導(dǎo)入溴源，進(jìn)行合成反應(yīng)，并去除殘留溴源，后萃取提純，并脫水結(jié)晶，得到標(biāo)的化合物。
由于二氫青蒿素具有過氧橋的倍半萜內(nèi)酯類結(jié)構(gòu)，其應(yīng)選擇酯溶性溶劑對其溶解分散，較為優(yōu)選的酯溶性溶劑是乙腈、二甲基甲酰胺、乙酸、氯仿、四氯化碳。
上述的合成工藝中，所述的溴源可是單一成份的氣體或液體，也可是溴化物。
液溴、溴氫酸、溴化氫氣體等都可作為標(biāo)的化合物的溴源導(dǎo)入。
在合成工藝中，當(dāng)導(dǎo)入溴源進(jìn)行溴化反應(yīng)時，可加入催化劑對溴化反應(yīng)進(jìn)行催化。
所述的催化劑是二氧化錳、硅鋁酸鹽、鹵化亞銅；或是用鹵鎢燈直接進(jìn)行照射。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下方面的優(yōu)點1、申請人首創(chuàng)將二氫青蒿素上的3-C位甲基溴化，在二氫青蒿素的母核上直接引進(jìn)雜原子。
2、溴化工藝簡單、并易于工業(yè)控制，有很好的專一性，使產(chǎn)品的合成工藝有很好的特異性，并且易于量化控制。


圖1是本發(fā)明的合成工藝流程圖。
具體實施例方式
實施例1本實施例描述用黃花青蒿制備青蒿素、將青蒿素還原成二氫青蒿素、用二氫青蒿素導(dǎo)入溴源合成溴代二氫青蒿素的過程。
黃花青蒿5000Kg用8倍乙醇24h回流浸提，浸提液注入層析硅膠柱，直到流完；用石油醚洗脫，開始為黃綠液體；洗到液體基本為無色透明或用硅膠G板薄層監(jiān)測有淺藍(lán)色熒光斑點時，換洗脫液為10％乙酸乙酯+90％石油醚洗脫，并收集其洗脫液，用上述薄層監(jiān)測至無藍(lán)色熒光斑點；收集的洗脫液濃縮，靜置過夜，收集析出的粗結(jié)晶；用30倍的50％的乙醇液重結(jié)晶，得青蒿素針狀結(jié)晶；將青蒿素10Kg溶入300L甲醇中，攪拌下加季銨鹽EtNCl 4Kg，充分?jǐn)嚢杌炀蠹尤肱饸浠?Kg，加磷酸二氫鈉1.65Kg，室溫下反應(yīng)至白色結(jié)晶析出，質(zhì)液明顯分離；將全部反應(yīng)物倒入0℃的冰水中，靜置析出白色固體；收集白色固體，用蒸餾水反復(fù)洗滌3次、干燥，得二氫青蒿素，為白色粉末狀結(jié)晶。
將反應(yīng)釜用N2干燥，加入100mol二氫青蒿素和1000L氯仿，溶解；加入14KgMnO2，攪勻。并于40～60℃溫度下以大約16L/分鐘的速度導(dǎo)入液溴100mol，同時進(jìn)行攪拌；60分鐘后，過濾反應(yīng)物；向過濾物中加入1000～5000L10％的硫代硫酸鈉水溶液洗滌，收集有機(jī)層；再加入5000～15000L10％的碳酸氫鈉溶液洗滌，收集有機(jī)層；有機(jī)層用無水硫酸鈉脫水后減壓濃縮成白色結(jié)晶，晶體用正己烷洗滌，濾出結(jié)晶，干燥，得到溴代二氫青蒿素，為白色粉末狀結(jié)晶。
實施例2本實施例描述用青蒿素還原成二氫青蒿素、用二氫青蒿素導(dǎo)入溴源合成溴代二氫青蒿素的過程。
市售青蒿素粗粉(與生藥比為1∶4)備用加5倍50％乙醇溶解，溶解液注入層析硅膠柱，直到流完；用石油醚洗脫，開始為黃綠液體；洗到液體基本為無色透明或用硅膠G板薄層監(jiān)測有淺藍(lán)色熒光斑點時，換洗脫液為40％乙酸乙酯+60％石油醚洗脫，并收集其洗脫液，用上述薄層監(jiān)測至無藍(lán)色熒光斑點；收集的洗脫液濃縮，干燥；用乙酸乙酯精制，得青蒿素針狀結(jié)晶。
將提純后的青蒿素10Kg溶入300L50％乙醇中，攪拌下加季銨鹽EtNCl 4Kg，充分?jǐn)嚢杌炀蠹尤肱饸浠?Kg，加磷酸二氫鈉1.65Kg，室溫下反應(yīng)至白色結(jié)晶析出，質(zhì)液明顯分離；將全部反應(yīng)物倒入0℃的冰水中，靜置析出白色固體；收集白色固體，用蒸餾水反復(fù)洗滌3次、干燥，得二氫青蒿素，為白色粉末狀結(jié)晶。
反應(yīng)釜用N2干燥，加入100mol二氫青蒿素和1000L四氯化碳，溶解；加入14KgMnO2，攪勻。并于40℃溫度下以大約16L/分鐘的速度導(dǎo)入液溴，同時進(jìn)行攪拌；90分鐘后，過濾反應(yīng)物；過濾物用1000～2000L的水?dāng)嚢柘礈?，收集有機(jī)層；有機(jī)層用無水硫酸鈉脫水后減壓濃縮成白色結(jié)晶，晶體用正己烷洗滌，濾出結(jié)晶，干燥，得到溴代二氫青蒿素，為白色粉末狀結(jié)晶。
實施例3溴代二氫青蒿素的制備反應(yīng)釜用N2干燥，加入100mol二氫青蒿素和1000L乙腈，溶解；于室溫下以大約10L/分鐘的速度導(dǎo)入液溴，同時進(jìn)行攪拌；在1000W鹵素?zé)艄獯呋?，反?yīng)6小時；向反應(yīng)物中加入1000～5000L10％的硫代硫酸鈉水溶液洗滌，收集有機(jī)層；再加入5000～15000L10％的碳酸氫鈉溶液洗滌，收集有機(jī)層；有機(jī)層用無水硫酸鈉脫水后減壓濃縮成白色結(jié)晶，晶體用正己烷洗滌，濾出結(jié)晶，干燥，得到溴代二氫青蒿素，為類白色粉末狀結(jié)晶。
實施例4溴代二氫青蒿素的制備1.5Kg二氫青蒿素和5L氯仿混合，溶解；加入14KgMnO2，攪勻。并于40℃溫度下以大約16L/分鐘的速度導(dǎo)入液溴，同時進(jìn)行攪拌；90分鐘后，過濾反應(yīng)物；過濾物再用氯仿精制一次；用無水硫酸鈉脫水后減壓濃縮成白色結(jié)晶，晶體用正己烷洗滌，濾出結(jié)晶，干燥，得到溴代二氫青蒿素，為白色粉末狀結(jié)晶。
實施例5中國科學(xué)院成都分院分析測試中心分析、測試結(jié)果報告單表1

溴化率的計算1、二氫青蒿素(DHA)分子量為284.34，溴原子(Br)分子量為79.90，氫原子(H)分子量為1；
2、二氫青蒿素的一個氫原子被溴原子取代后，溴代二氫青蒿素的分子量為(284.34-1)+79.90＝363.243、溴化率的計算79.90÷363.24＝21.996％≈22.0％。
檢驗報告上22.90％屬正常值。
權(quán)利要求
1.一種溴代二氫青蒿素的制備方法，其特征在于合成溴代二氫青蒿素的步驟為將二氫青蒿素溶于酯溶性溶劑，在溶液中導(dǎo)入溴源，進(jìn)行合成反應(yīng)，并去除殘留溴源，萃取提純，脫水結(jié)晶，得到標(biāo)的化合物。
2.如權(quán)利要求1所述鹵代二氫青蒿素的制備方法，其特征在于較為優(yōu)選的酯溶性溶劑是乙腈、二甲基甲酰胺、乙酸、氯仿、四氯化碳。
3.如權(quán)利要求1所述鹵代二氫青蒿素的制備方法，其特征在于上述的合成工藝中，所述的溴源可是單一成份的氣體或液體，也可是溴化物。
4.如權(quán)利要求1所述鹵代二氫青蒿素的制備方法，其特征在于在合成工藝中，當(dāng)導(dǎo)入溴源進(jìn)行溴化反應(yīng)時，可加入催化劑對溴化反應(yīng)進(jìn)行催化。
5.如權(quán)利要求1所述鹵代二氫青蒿素的制備方法，其特征在于所述的催化劑是二氧化錳、硅鋁酸鹽、鹵化亞銅；
6.如權(quán)利要求1所述鹵代二氫青蒿素的制備方法，其特征在于所述催化可用鹵鎢燈直接進(jìn)行照射。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種制備溴代二氫青蒿素的方法，首創(chuàng)將二氫青蒿素上的3－C位甲基溴化，在二氫青蒿素的母核上直接引進(jìn)雜原子；其溴化工藝簡單、易于工業(yè)化生產(chǎn)，并且有很好的專一性，使產(chǎn)品的合成工藝有很好的特異性，易于量化控制。
文檔編號C07D323/00GK1680391SQ20051002015
公開日2005年10月12日 申請日期2005年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月12日
發(fā)明者石雁羽, 楊大陸, 鐃水元, 賈安全, 邱德清 申請人:四川大陸蓉東制藥有限公司