專利名稱：水溶性冬凌草甲素衍生物及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冬凌草甲素，尤其涉及水溶性冬凌草甲素衍生物及其制 備方法。
背景技術(shù)：
冬凌草來(lái)源于唇形科香茶菜屬植物碎米椏(Rabdosiarubescens (Hemsl.) Hara)。 70年代，河南省醫(yī)學(xué)科學(xué)研究所、河南醫(yī)科大學(xué)和云 南省植物研究共同對(duì)冬凌草的化學(xué)成分、藥理作用及臨床療效進(jìn)行了研 究。發(fā)現(xiàn)了其中的主要抗癌活性成分——冬凌草甲素(Oridonin)和冬凌草 乙素(Ponicidin)等?！吨腥A人民共和國(guó)藥典》1977年版將冬凌草收載。 由于該植物及其主要活性成分良好的抗腫瘤作用和它們?cè)诙拘詫?shí)驗(yàn)中 顯示的無(wú)明顯毒性，冬凌草引起了國(guó)內(nèi)外醫(yī)藥界學(xué)者的廣泛關(guān)注。
從香茶菜屬植物中己分離出的100多個(gè)二萜類成分中，有一定抗腫 瘤活性的有30多個(gè)。其中具有冬凌草甲素型(貝殼杉烯型)的有17種 左右，而他們?cè)谥参镏械暮恳远璨菁姿貫樽罡?，其活性研究也以?凌草甲素的為最多。冬凌草甲素是具有(x-亞甲基環(huán)戊酮的二萜類化合 物，具有確切的體外以及體內(nèi)的抗腫瘤活性，抗癌譜也較廣，如對(duì)人體 食管鱗癌細(xì)胞、s180、艾氏腹水癌、人肝癌BEL-7402、網(wǎng)織細(xì)胞肉瘤實(shí) 體型(ARS)、肺癌SPCA-1細(xì)胞等均有明顯的殺傷作用(河南省醫(yī)學(xué) 科學(xué)研究所藥理藥化組， 一種新的抗腫瘤物質(zhì)一冬凌草甲素，科學(xué)通報(bào)， 1978, 23 (1) : 53-56;張守偉，劉加軍，復(fù)方冬凌草甲素對(duì)肺癌SPCA-細(xì)胞的端粒酶活性的影響，臨床肺科雜志，2003， 8 (3) : 204-206)。
冬凌草甲素為無(wú)色棱柱狀結(jié)晶，味道極苦，不溶于水，可溶于乙醚、 甲醇、乙醇等有機(jī)溶劑，冬凌草甲素的水溶性僅為0.75mg/ml，其水溶
性差的性質(zhì)大大限制了其作為藥物的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種高水溶性冬凌草甲素 衍生物，其作為冬凌草甲素前藥化合物在血液中可以很快轉(zhuǎn)化成冬凌草 甲素。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供高水溶性冬凌草甲素衍生物的制備 方法。
本發(fā)明冬凌草甲素衍生物用下述通式(1)表示<image>image see original document page 6</image>
Rl, R2， R3和R4各自單獨(dú)代表P03M2、 S03M、 CO(CHX)nC02M、 H或COR5;
M代表金屬離子或胺鹽離子，優(yōu)選為L(zhǎng)i+, Na+, K+， l/2Mg++， l/2Ca++ 或者NR6R7R8R9+;
R5代表Cl-C6的直鏈或支鏈的垸基，例如甲基、乙基、丙基、 異丙基、丁基、異丁基、叔丁基、仲丁基、戊基、新戊基、己基等；或 者含有水溶性基團(tuán)的取代烷基，所述水溶性基團(tuán)優(yōu)選為胺基、羧酸基、 磷酸基或者磺酸基；
R6， R7， R8， R9各自單獨(dú)代表H、 Cl-C6的直鏈或支鏈的烷基、 或者取代烷基，例如甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、叔 丁基、仲丁基、戊基、新戊基、己基等；
X代表H、 ORIO、 NR11R12、 C02M或者C02NR6R7; Rll和R12各自單獨(dú)代表H、 Cl-C6的垸基或者取代烷基，R10 代表H、 Cl-C6的直鏈或支鏈的烷基、或者取代垸基。
優(yōu)選的本發(fā)明化合物是其中Rl代表CO(CHX)nC02Na， R2、 R3和R4代表H，最優(yōu)選為Rl代表CO(CH2)2C02Na， R2、 R3和R4代表H。 優(yōu)選的本發(fā)明化合物是其中Rl代表P03Na2， R2、 R3和R4代表H。 優(yōu)選的本發(fā)明化合物是其中Rl和R2代表P03Na2， R3和R4代表H。
優(yōu)選的本發(fā)明化合物是其中Rl代表S03Na， R2代表H或S03Na， R3和R4代表H。
優(yōu)選的本發(fā)明化合物是其中Rl代表COCHNH2CH3， R2、 R3和R4 代表H。
一種制備如通式(1)所示冬凌草甲素衍生物的方法，包括以下步
驟
1)將冬凌甲素在酸性條件下與酮反應(yīng)，利用冬凌草甲素的一個(gè)半 縮酮羥基和一個(gè)羥基形成縮酮保護(hù)，形成通式(2)所述化合物，化學(xué) 反應(yīng)式如下
<formula>formula see original document page 7</formula>(2)
R13和R14自單獨(dú)代表垸基或環(huán)狀烷基； 2)將通式(2)所示化合物與酸反應(yīng)形成水溶性酯，可分為以下幾 種情況
a)將通式(2)所示化合物與活化的羧酸衍生物反應(yīng)，優(yōu)選為二酸
酐，形成有水溶性基團(tuán)的酯，及應(yīng)式如下<formula>formula see original document page 7</formula>
其中n二l—6;
b)將通式(2)所示化合物與POCl3反應(yīng)，經(jīng)水解去保護(hù)和成鹽，
形成有水溶性基團(tuán)的磷酸酯衍生物，反應(yīng)式如下<formula>formula see original document page 7</formula>1) POCI3
2) HCI
3) NaOH
Na203P'
OH
c)將通式(2)所示化合物與過(guò)量POCl3反應(yīng)，經(jīng)水解去保護(hù)和成
鹽，形成有水溶性基團(tuán)的二磷酸酯衍生物，反應(yīng)式如下
Na203P'
1) excess POCI3
2) HCI
3) NaOH
OH 。、.Ri3
PQ3Na2
d)將通式(2)所示化合物與SOrPy或過(guò)量SOrPy反應(yīng)，經(jīng)水解 去保護(hù)和成鹽，形成水溶性基團(tuán)的磺酸酯衍生物，反應(yīng)式如下-
( H 「 Na03S、 K "S03-Py
^ R'14R13
2) HCI
3) NaOH
其中R2代表H或S03Na; e)將通式(2)所示化合物與氨基t-BOC保護(hù)的氨基酸反應(yīng)，經(jīng)水
(去保護(hù)和成鹽，形成水溶性氨酸酯衍生物，反應(yīng)式如下
OH R, R13
K14
1) protected amino acid, DCC, Base, CIH3N
2) HCI
3) NaOH
上述制備如通式(1)所示冬凌草甲素衍生物的方法，其中酮優(yōu)選 為丙酮，將冬凌草甲素在對(duì)甲苯磺酸條件下與酮反應(yīng)，利用冬凌草甲素 的一個(gè)半縮酮羥基和一個(gè)羥基形成縮酮保護(hù)，形成丙叉保護(hù)的冬凌草甲 素，化學(xué)反應(yīng)式如下
8其中R13和R14分別代表CH:
用本發(fā)明所述方法合成的冬凌草甲素前藥衍生物水溶性較冬凌草 甲素相比都大大提高了，水溶性均大于100mg/ml的溶解度，增強(qiáng)了它 們的藥物性質(zhì)。另外所合成的冬凌草甲素前藥衍生物在血液中利用磷酸 酯酶(phosphotases)和酯化酶(esterases)轉(zhuǎn)化成冬凌草甲素半衰期tl/2 為15分鐘至三小時(shí)，適合藥用。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例l丙叉保護(hù)的冬凌草甲素的合成
在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，10mg對(duì)甲苯磺酸加到0.3g (0.823mmo1)冬凌草甲 素，0.51 ml 2、 2-二甲氧基丙垸(4.12mmo1)和丙酮的混合物中，室溫 下攪拌6個(gè)小時(shí)。加碳酸氫鈉粉末中和，蒸干。殘余物用中性氧化鋁純 化，PE: EA=1: 1洗脫，得到3.27g丙叉保護(hù)的冬凌草甲素(yield=98%)， 為純白色的固體粉末。HI NMR (CDC13): 6.14 (s, 1H), 5.73 (d， J = 11.2 Hz: 1H), 5.54 (s, 1H)， 4.78 (s, 1H)， 4.23 (d, J = 10 Hz， 1H), 4.05 (d, J = 10.0 Hz, 1H), 3.91(m, 1H), 3.46(m， 1H)， 3.05(d, J = 8.8 Hz， 1H)， 2,53 (m， 1H), L95(m, 1H), 1.81-1.43 (m, IOH)， 1.73 (s, 3H), 1.33(s， 3H), 1.17(s， 3H), U5(s， 3H)。
實(shí)施例2
當(dāng)Rl代表CO(CH2)2C02Na， R2、 R3禾B R4代表H時(shí)，通式1所示 的冬凌草甲素衍生物的制備:在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，74mg 丁二酸酐(0.74mmd) 加到100mg丙叉保護(hù)的冬凌草甲素(0.247mmo1)和吡啶的混合物中， 加熱至8(TC攪拌24小時(shí)，蒸干。殘余物上大孔吸附樹(shù)脂柱AB-8，先用 pH值為4的水沖洗，然后用pH值為7.0的水沖洗，最后用乙醇洗脫， 濃縮得白色固體。該白色固體溶于甲醇和強(qiáng)酸性陽(yáng)離子樹(shù)脂攪拌2天， 過(guò)濾，濾液濃縮，經(jīng)反相柱純化，甲醇/水洗脫，NaOH中和獲得冬凌草甲素丁二酸鈉。HI畫(huà)R (D20): 6.16 (s， 1H)， 5.68 (s， 1H), 4.96 (s, 1H), 4.33 (d, J = 10.4 Hz, 1H)， 3.70 (d， J = 6.0 Hz， 1H), 3.10(d， J = 10.0, 1H)， 2.51(m, 2H), 2.47(m， 3H), 2.53 (m, 3H), 2.20-1.40 (m, 10H), 1.33 (s， 3H)， 1.27(s,3H)。室溫下，其在水中的溶解度大于5g/100ml，將一定量的樣 品與大鼠抗凝血漿混勻，37。C下孵育，于不同的時(shí)間點(diǎn)以乙腈提取藥物 進(jìn)行HPLC分析，測(cè)定藥物在血中的半衰期為2.2h。
實(shí)施例3
當(dāng)Rl代表P03Na2， R2、 R3和R4代表H時(shí)，通式1所示的冬凌 草甲素衍生物的制備在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，13^1三氯氧磷加(0.15mmo1)到 20mg丙叉保護(hù)的冬凌草甲素(0.05mmo1)和吡啶的混合物中，室溫?cái)?拌24小時(shí)，蒸干。殘余物上大孔吸附樹(shù)脂柱AB-8，先用pH值為4的 水沖洗，然后用pH值為7.0的水沖洗，最后用乙醇洗脫，濃縮得15mg 白色固體。該白色固體溶于甲醇和強(qiáng)酸性陽(yáng)離子樹(shù)脂攪拌2天，過(guò)濾， 濾液濃縮，經(jīng)反相柱純化，甲醇/水洗脫，NaOH中和獲得冬凌草甲素磷 酸鈉。Hl畫(huà)R (D20): 6.24 (s， 1H), 5.77 (s， 1H)， 5.10 (s, 1H), 4.36 (d, J = 10.4 Hz， 1H), 4.20 (d， J = 10.4 Hz, 1H)， 3.94(m, 1H)， 3.79(d, J = 6.4 Hz)， 3.16 (d, J = 9.4 Hz, 1H)， 2.61 (m， 1H)， 2.16(m, 2H), 2.53 (m, 3H), 1.80-1.40 (m， IOH)， 1.49 (s, 3H)， 1.07(s， 3H)， P13函R (D20):曙1.56(s)。室溫下， 其在水中的溶解度大于13g/100ml，將一定量的樣品與大鼠抗凝血漿混 勻，37'C下孵育，于不同的時(shí)間點(diǎn)以乙腈提取藥物進(jìn)行HPLC分析，測(cè) 定藥物在血中的半衰期為20min。
實(shí)施例4
當(dāng)Rl和R2代表P03Na2， R3和R4代表H時(shí)，通式1所示的冬凌 草甲素衍生物的制備在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，44pl三氯氧磷加(0.5mrno1)到 20mg丙叉保護(hù)的冬凌草甲素(0.05mmd)和吡啶的混合物中，室溫?cái)?拌24小時(shí)，蒸干。殘余物上大孔吸附樹(shù)脂柱AB-8，先用pH值為4的 水沖洗，然后用pH值為7.0的水沖洗，最后用乙醇洗脫，濃縮得白色 固體。該白色固體溶于甲醇和強(qiáng)酸性陽(yáng)離子樹(shù)脂攪拌2天，過(guò)濾，濾液
10濃縮，經(jīng)反相柱純化，甲醇/水洗脫，NaOH中和獲得冬凌草甲素二磷酸 鈉。HI NMR (D20): 6.27 (s, 1H)， 5.80 (s, 1H), 5.09 (s, 1H), 4.38 (d, J = 10.4 Hz, 1H), 4.23 (d, J = 10.4 Hz, 1H)， 4.04 (m, 1H)， 3.83 (d， J = 6.4 Hz)， 3.22 (d, J = 9.4 Hz, 1H), 2.63 (m， 1H), 2.20-1.40 (m, 10H), 1.36 (s, 3H), 1.10(s, 3H)， P13畫(huà)R(D2O):-11.0(s),-14.7。室溫下，其在水中的溶解 度大于14g/100ml，將一定量的樣品與大鼠抗凝血漿混勻，37。C下孵育， 于不同的時(shí)間點(diǎn)以乙腈提取藥物進(jìn)行HPLC分析，測(cè)定藥物在血中的半 衰期為35min。
實(shí)施例5
當(dāng)Rl代表S03Na， R2代表H， R3和R4代表H時(shí)，通式1所示的 冬凌草甲素衍生物的制備在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，SO3-Py(0.15mmol)加到20mg 丙叉保護(hù)的冬凌草甲素(0.05mmd)和吡啶的混合物中，室溫?cái)嚢?4 小時(shí)，蒸干。殘余物上大孔吸附樹(shù)脂柱AB-8,先用pH值為4的水沖洗， 然后用pH值為7.0的水沖洗，最后用乙醇洗脫，濃縮得15mg白色固體。 該白色固體溶于甲醇和強(qiáng)酸性陽(yáng)離子樹(shù)脂攪拌2天，過(guò)濾，濾液濃縮， 經(jīng)反相柱純化，甲醇/水洗脫，NaOH中和獲得冬凌草甲素硫酸鈉。Hl NMR (D20): 6.25 (s, 1H)， 5.87 (s, 1H), 5.10 (s， 1H), 4.36 (d, J = 10.4 Hz， 1H)， 4.20 (d， J = 10.4 Hz， 1H)， 4.11 (m, 1H)， 3.79(d， J = 6.4 Hz), 3.16 (d， J = 9.4 Hz， 1H), 2.61 (m， 1H)， 2.16(m, 2H), 2.53 (m, 3H), 1.80-1.40 (m, 10H), 1.49(s，3H)， 1.07(s，3H)。室溫下，其在水中的溶解度大于10g/100ml，將 一定量的樣品與大鼠抗凝血漿混勻，37t:下孵育，于不同的時(shí)間點(diǎn)以乙 腈提取藥物進(jìn)行HPLC分析，測(cè)定藥物在血中的半衰期為1.2h。
實(shí)施例6
當(dāng)Rl代表S03Na， R2代表S03Na， R3和R4代表H時(shí)，通式1所 示的冬凌草甲素衍生物的制備方法同實(shí)施例5，獲得冬凌草甲素二硫 酸鈉。Hl畫(huà)R (D20): 6.30 (s， 1H), 5.83 (s, 1H), 5.13 (s, 1H), 4.41 (d, J = 10.4 Hz, 1H), 4.26 (d， J = 10.4 Hz， 1H), 4.16 (m， 1H)， 3.85 (d， J = 6.4 Hz), 3.24 (d， J = 9.4 Hz， 1H), 2.63 (m, 1H), 2.20-1.40 (m, 10H), 1.36 (s, 3H),1.10(s，3H)。室溫下，其在水中的溶解度大于12g/100ml，將一定量的樣 品與大鼠抗凝血漿混勻，37X:下孵育，于不同的時(shí)間點(diǎn)以乙腈提取藥物 進(jìn)行HPLC分析，測(cè)定藥物在血中的半衰期為1.6h。
實(shí)施例7
當(dāng)Rl代表COCHNH2CH3, R2、 R3和R4代表H時(shí)，通式1所示的 冬凌草甲素衍生物的制備在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，t-BocNH-Ala (0.40mmo1) 加到100mg丙叉保護(hù)的冬凌草甲素(0.247mmo1)， DCC，催化量DMAP 和吡啶的混合物中，加熱至8(TC攪拌24小時(shí)，蒸干。殘余物上大孔吸 附樹(shù)脂柱AB-8，先用pH值為4的水沖洗，然后用pH值為7.0的水沖 洗，最后用乙醇洗脫，濃縮得白色固體。該白色固體溶于甲醇和強(qiáng)酸性 陽(yáng)離子樹(shù)脂攪拌2天，過(guò)濾，濾液濃縮，經(jīng)反相柱純化，甲醇/水洗脫， HC1酸化，獲得冬凌草甲素丙氨酸酯。Hl NMR(D20): 6.13 (s， 1H), 5.65 (s, 1H)， 4.96 (s， 1H)， 4.60 (br s， 3H) , 4.33 (d， J = 10.4 Hz, 1H), 3.70 (d, J = 6.0 Hz, 1H), 3.34(m, 1H), 3.10(d， J = 10.0, 1H)， 2.51(m， 2H), 2.47(m， 3H)， 2.53 (m, 3H), 2.20-1,40 (m， IOH)， 1.78(d， 3H), 1.33 (s， 3H), 1.27(s， 3H)。室 溫下，其在水中的溶解度大于10g/100ml，將一定量的樣品與大鼠抗凝 血漿混勻，37。C下孵育，于不同的時(shí)間點(diǎn)以乙腈提取藥物進(jìn)行HPLC分 析，測(cè)定藥物在血中的半衰期為lh。
權(quán)利要求
1、下述通式(1)化合物R1，R2，R3和R4各自單獨(dú)代表PO3M2、SO3M、CO(CHX)nCO2M、H或COR5；其中M代表金屬離子或胺鹽離子NR6R7R8R9+；R5代表C1-C6的烷基，或者含有水溶性基團(tuán)的取代烷基；R6，R7，R8，R9各自單獨(dú)代表H、C1-C6的烷基或者取代烷基；N＝1-5；X代表H、OR10、NR11R12、CO2M或者CO2NR6R7；R11和R12各自單獨(dú)代表H、C1-C6的烷基或者取代烷基，R10代表H、C1-C6的烷基或者取代烷基。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的化合物，其中R5代表Cl-C6的烷基， 或者含有水溶性基團(tuán)的取代烷基，所述水溶性基團(tuán)為胺基、羧酸基、 磷酸基或者磺酸基。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的化合物，其中M代表Li+, Na+， K+， l/2Mg++， 1/2CaW或者NR6R7R8R9+。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的化合物，其中Rl代表CO(CH2)nC02Na， R2、 R3和R4代表H。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的化合物，其中Rl代表P03Na2， R2、 R3禾口 R4代表Ho
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的化合物，其中Rl和R2代表P03Na2， R3和R4代表H。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的化合物，其中Rl代表S03Na， R2代 表H或S03Na， R3和R4代表H。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述化合物，其中Rl代表COCHNH2CH3， R2、 R3和R4代表H。
9、 一種制備如權(quán)利要求1所述通式(1)所示化合物的方法，包 括以下步驟1)將冬凌甲素在酸性條件下與酮反應(yīng)，利用冬凌草甲素的一個(gè) 半縮酮羥基和一個(gè)羥基形成縮酮保護(hù)，形成通式(2)所述化合物，化學(xué)反應(yīng)式如下<formula>formula see original document page 3</formula>R13和R14自單獨(dú)代表烷基或環(huán)狀烷基；2)將通式(2)所示化合物與酸反應(yīng)形成水溶性酯。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種制備如權(quán)利要求1所述通式(1) 所示化合物的方法，其中，將通式(2)所示化合物與活化的羧酸衍生 物反應(yīng)，形成有水溶性基團(tuán)的酯。
11、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種制備如權(quán)利要求1所述通式(1) 所示化合物的方法，其中，將通式(2)所示化合物與POC13反應(yīng)，經(jīng) 水解去保護(hù)和成鹽，形成有水溶性基團(tuán)的磷酸酯衍生物。
12、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種制備如權(quán)利要求1所述通式(1) 所示化合物的方法，其中，將通式(2)所示化合物與過(guò)量POC13反應(yīng)， 經(jīng)水解去保護(hù)和成鹽，形成有水溶性基團(tuán)的二磷酸酯衍生物。
13、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種制備如權(quán)利要求1所述通式(1) 所示化合物的方法，其中，將通式(2)所示化合物與S03-Py或過(guò)量 S03-Py反應(yīng)，經(jīng)水解去保護(hù)和成鹽，形成水溶性基團(tuán)的磺酸酯衍生物。
14、根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種制備如權(quán)利要求1所述通式(1)所示化合物的方法，將通式(2)所示化合物與氨基t-BOC保護(hù)的氨基酸反應(yīng)，經(jīng)水解去保護(hù)和成鹽，形成水溶性氨酸酯衍生物。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種如通式(1)所述的冬凌草甲素衍生物及其制備方法，通過(guò)結(jié)構(gòu)增加如丁二酸酯，磷酸酯，磺酸酯等水溶性基團(tuán)，大大增加其水溶性和藥物特性。
文檔編號(hào)C07F9/6561GK101525338SQ20081006550
公開(kāi)日2009年9月9日 申請(qǐng)日期2008年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月7日
發(fā)明者張健存 申請(qǐng)人:張健存