專利名稱：含1,2,3-三氮唑的水溶性紫杉醇酯化合物及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種含l， 2， 3-三氮唑的水溶性紫杉醇酯化合物及其制備方法，所述的化合 物可用于多種癌癥的治療。
背景技術(shù)：
紫杉醇是從紅豆杉樹葉、樹皮、樹枝等部位提取得天然有機化合物，具有廣譜的抗癌特 性，對子宮癌、乳腺癌、肺癌及白血病等腫瘤細胞具有強殺傷作用[1]。由于紫杉醇的特殊療 效，被美國等發(fā)達國家列為抗癌首選藥。據(jù)美國2006年的統(tǒng)計，包括天然原料加工的紫杉醇 注射劑和半合成紫杉醇注射劑在內(nèi)的紫杉醇制劑的國際市場總銷售額己達37億美元，高居世 界抗癌藥物之首。美國國立癌研究所所長Samuel Broder博士曾預(yù)言"紫杉醇是人類發(fā)現(xiàn)的 最有效的抗菌素癌藥物之一，是今后相當(dāng)長時期內(nèi)使用的主要抗癌藥物，是晚期癌癥的最后 一道防線"。
盡管紫杉醇具有良好的抗腫瘤活性，但紫杉醇在水中的溶解度很小。紫杉醇可溶于甲醇、 乙醇，氯仿等有機溶劑中，而在水中的溶解度小于0.03mg/mlW;紫杉醇的水不溶性給其靜脈 給藥帶來很大困難。為解決這一難題，人們在注射劑中加入了表面活性劑聚氧乙烯蓖麻油 (Crem叩hor EL)。聚氧乙烯蓖麻油雖能增加紫杉醇的水溶性，但會引起多種不良反應(yīng)，如過 敏反應(yīng)、中毒性腎損害、神經(jīng)毒性、心臟血管毒性等P^。因此，近年來，由紫杉醇的低水溶 性引起的不良反應(yīng)受到人們的廣泛重視，提高紫杉醇水溶性的研究已成為紫杉醇主要研究方 向之一。目前增加紫杉醇水溶性的主要方法有物理方法將紫杉醇制成乳劑、脂質(zhì)體、微球 等制劑，以達到改善其水溶性的效果；或化學(xué)方法利用紫杉醇母核C-2'位和C-7位的羥基 引入水溶性基團，以獲得水溶性較大的紫杉醇衍生物。
水溶性紫杉醇作為前藥本身是無活性的，它可在體內(nèi)酶催化下轉(zhuǎn)化成紫杉醇原藥而發(fā)揮 藥效。水溶性紫杉醇前藥的開發(fā)有兩個要求第一是前藥在注射后，在發(fā)生次級代謝以前能 夠迅速轉(zhuǎn)化為活性原藥，這是很關(guān)鍵的。第二是前藥的化學(xué)穩(wěn)定性，這對于象紫杉醇這樣極 不易溶于水的藥物來說尤其重要。因為前藥的部分降解將導(dǎo)致紫杉醇在對病人給藥前沉淀析 出，因此紫杉醇前藥要具有足夠的化學(xué)穩(wěn)定性。為合成紫杉醇前藥，人們對可能進行的結(jié)構(gòu) 修飾的部位進行了研究。目前以化學(xué)方法提高紫杉醇的水溶性方法主要是利用紫杉醇分子結(jié) 構(gòu)中存在的羥基，大多以酯的形式引入水溶性基團，從而提高其水溶性。
但目前尚存在較多問題己報道的水溶性紫杉醇的溶解度大多不高，有些不穩(wěn)定易析出，
而且衍生化合成困難，導(dǎo)入水溶性基團常伴隨副反應(yīng)發(fā)生使產(chǎn)物收率降低，分離復(fù)雜，特別 是現(xiàn)有方法難以同時導(dǎo)入多個水溶性基團和合成系列化水溶性紫杉醇。開發(fā)水溶性紫杉醇產(chǎn) 品，具有重大的經(jīng)濟效益和社會意義。
點擊化學(xué)(Click Chemistry)是2001年諾貝爾化學(xué)獎獲得者美國化學(xué)家Sharpless提出的一 種快速合成大量化合物的新方法，是繼組合化學(xué)之后又一給傳統(tǒng)有機合成化學(xué)帶來重大革新 的合成技術(shù)。Cu(I)的催化下疊氮基-炔基的1，3-偶極環(huán)加成反應(yīng)幾乎成了點擊化學(xué)的替代詞 [6]。由于其在藥物發(fā)現(xiàn)中的重要性及其廣泛的應(yīng)用，疊氮基作為其中的一個點擊反應(yīng)基團有 著許多優(yōu)越性它幾乎不存在于天然產(chǎn)物及生物體中，疊氮化物和炔烴對親核試劑，親電試 劑和一般的溶劑均表現(xiàn)出惰性，該反應(yīng)的高選擇性、水兼容性和高產(chǎn)率的特點使它在天然產(chǎn) 物研究中具有巨大的應(yīng)用前景。更重要的是，疊氮化物和炔烴幾乎完全不和復(fù)雜的天然產(chǎn)物 及生物分子發(fā)生反應(yīng)。疊氮基和炔基體積小，不能形成強氫鍵，極性相對弱，對連接在其上 的其他結(jié)構(gòu)的性質(zhì)沒有顯著的影響，而且它們都可以很容易地引入復(fù)雜的天然有機產(chǎn)物中。 目前，Cu(I)的催化下疊氮基-炔基的點擊反應(yīng)已滲透到先導(dǎo)化合物庫的建立、新藥開發(fā)等領(lǐng)域。
點擊化學(xué)反應(yīng)特征有反應(yīng)原料易得，反應(yīng)非?？煽?，對氧氣、水不敏感，產(chǎn)物立體選擇性
好、產(chǎn)率高，反應(yīng)后處理及產(chǎn)物分離簡單方便， 一般不需要柱層析，反應(yīng)副產(chǎn)物對環(huán)境友好。
通過點擊合成方法可以快速，容易的獲得結(jié)構(gòu)多樣性的化合物；點擊化學(xué)簡化了化合物的合 成，加速并縮短了先導(dǎo)化合物發(fā)現(xiàn)和結(jié)構(gòu)優(yōu)化的時間。
本發(fā)明將含炔基的酸在脫水劑DCC/DMAP存在下引入紫杉醇分子中，然后在Cu(I)的催 化下，與水溶性的含疊氮的羧酸發(fā)生1,3-偶極環(huán)加成反應(yīng)，快速、簡便地合成了水溶性紫杉 醇。本反應(yīng)合成的水溶性紫杉醇收率幾乎是定量的，而且立體專一性地生成l, 4一二取代的 三氮唑化合物，同時反應(yīng)過程中不需要保護基；三氮唑為穩(wěn)定的親水性基團，增加了產(chǎn)物的 水溶性。
紫杉醇經(jīng)上述方法修飾后，其水溶性會有很大提高，而且紫杉醇五元三氮唑可具備了一 定的組織靶向性，可在給藥后通過血液循環(huán)定向作用于靶組織，從而大大提高了局部藥物濃 度，同時也極大的降低了紫杉醇對身體其他器官的毒副作用。由于這種化合物在體內(nèi)的緩釋 作用，避免了因使用濃度過高而產(chǎn)生的毒副作用，減少了因代謝作用而造成的紫杉醇的損失， 節(jié)約了用藥量，使有限的紫杉醇的資源換得到更充分的利用。
本發(fā)明要解決的一個技術(shù)問題是提供一種高水溶性的紫杉醇衍生物。 本發(fā)明要解決的另一個技術(shù)問題是提供制備這種新的紫杉醇衍生物的制備方法。 本發(fā)明要解決的又一個技術(shù)問題是提供一種藥物組合物，其中包括作為活性成份的通式 1的化合物和藥學(xué)上可接受的載體。
本發(fā)明要解決的再一個技術(shù)問題是提供一種新的紫杉醇衍生物及其組合物作為抗腫瘤劑 的應(yīng)用。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明將對炔基苯甲酸在脫水劑如DCC/DMAP存在下引入紫杉 醇分子中，合成含炔基的紫杉醇分子(圖1)，圖中A為圖中A為脂肪族或芳香族分子。
在Cu(I)的催化下，與含疊氮基的水溶性羧酸發(fā)生1,3-偶極環(huán)加成反應(yīng)，從而快速、簡便 地合成含l， 2， 3-三氮唑水溶性紫杉醇(圖2)。圖中A， B為任意的脂肪族或芳香族分子。
本方法合成的水溶性紫杉醇收率幾乎是定量的，而且立體專一性地生成三氮唑化合物， 同時反應(yīng)過程中不需要保護基；三氮唑為穩(wěn)定的親水性基團，增加了產(chǎn)物的水溶性。
一種含l， 2， 3-三氮唑的水溶性紫杉醇酯化合物，其特征在于其結(jié)構(gòu)式l為

發(fā)明內(nèi)容
其中W和W均選自三氮唑類化合物、H 優(yōu)選W為三氮唑類化合物，f為H。 如上所述的化合物，其中W和W為
且R'和W不同時為H;<formula>formula see original document page 4</formula>
其中A和B為脂肪族或芳香族基團，優(yōu)選為亞甲基、苯基。
如上所述的三氮唑紫杉醇酯化合物，其在25QC水中的溶解度^15mg紫杉醇酯/ml; 制備所述所述紫杉醇化合物的方法，包括
(a) 在脫水劑存在下，將炔類試劑與紫杉醇反應(yīng)，得到含乙炔基的紫杉醇酯；
(b) 在Cu(I)的催化下，將步驟(a)得到的含乙炔基的紫杉醇酯與疊氮試劑進行1,3-偶極環(huán)加成 反應(yīng)。
如上所述紫杉醇化合物的制備方法，包括
(a) 將紫杉醇、炔類試劑、4-二甲氨基吡啶和N,N-二環(huán)己基碳二亞胺混合，室溫攪拌15-30 小時，去除溶劑，柱色譜分離得到含乙炔基紫杉醇酯；
(b) 將步驟(a)得到的含乙炔基紫杉醇酯溶解后，加入疊氮試劑、Cu(I)離子，室溫下攪拌15-30 小時，酸化至pH-5.5-6.5，提純后柱層析分離。
如上所述紫杉醇化合物的制備方法，炔類試劑選自炔基苯甲酸、羧基苯乙炔。 如上所述紫杉醇化合物的制備方法，其中Cu(I)離子選自Cul或CuS04*5H20與抗壞血 酸鈉混合的產(chǎn)物。
如上所述紫杉醇化合物的制備方法，疊氮試劑是含疊氮基的水溶性羧酸；選自疊氮乙酸 鈉、4-疊氮苯甲酸。
、如1所述的^杉醇化合物在配制治療癌癥的藥物制劑的應(yīng)用。 如上所述紫杉醇化合物在配制靜脈注射的水針劑或粉針劑的應(yīng)用。
本發(fā)明有如下特色和創(chuàng)新點有
1. 由于紫杉醇分子通常結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，連接反應(yīng)必須具有高度的區(qū)域選擇性和化學(xué)選擇 性，而在紫杉醇分子中可以較為方便地引入疊氮基團和炔基，再分別與含炔基和疊氮基的水 溶性化合物發(fā)生點擊反應(yīng)，合成水溶性紫杉醇前藥，具有原料易得、簡潔高效、產(chǎn)率高且具有 區(qū)域選擇性等特點。
2. 本發(fā)明方法可在紫杉醇分子中同時導(dǎo)入多個水溶性基團，如氨基酸和含有多個羥基糖 的衍生物，反應(yīng)中活性基團不需要保護，簡化了合成步驟；反應(yīng)可在水/有機溶劑的混合溶劑 中進行，分離、純化容易，收率高。
3. 疊氮化合物和炔烴疊氮化合物環(huán)加成得五元三氮嘩作為橋聯(lián)基，三氮唑為穩(wěn)定的親水 性基團，增加了產(chǎn)物的水溶性；三氮唑類化合物在自然界中廣泛分布在嘌呤、嘧啶以及許多 天然產(chǎn)物中， 一些人工合成的治療HIV和抗癌藥物中也包含有三氮唑基團。同時由于點擊合 成的五元三氮唑具有芳香環(huán)的穩(wěn)定性，它可以耐受強酸和強堿，并能在多種氧化還原條件下 保持穩(wěn)定。


圖1為合成含炔基的紫杉醇的路線圖。
圖2為合成含1， 2， 3-三氮唑水溶性紫杉醇的路線圖。
圖3為合成含炔基紫杉醇2的反應(yīng)式。
圖4為合成含1， 2， 3-三氮唑水溶性紫杉醇酯3的反應(yīng)式。
圖5為合成含1， 2， 3-三氮唑水溶性紫杉醇4的反應(yīng)式。
具體實施例方式
下面的實施例用來進一步說明本發(fā)明，但是這并不意味著對本發(fā)明的任何限制。 A)含塊基紫杉醇2的合成
如圖"3的反jiz^所見，^干燥的反應(yīng)瓶中加入紫杉醇1 (0.03mmo1， 25.6mg)(阿拉丁試 劑，99%)，用3mL苯溶解。向反應(yīng)液中加入對羧基苯乙炔(0.03mmol，4.4mg)和4-二甲氨 基吡啶DMAP (0.04mmo1, 5mg),室溫攪拌15分鐘。再加入N,N-二環(huán)己基碳二亞胺DCC (0.15mmo1, 31mg)，繼續(xù)室溫攪拌反應(yīng)21個小時后終止反應(yīng)。減壓揮發(fā)去溶劑，再經(jīng)柱色 譜分離(淋洗液為乙酸乙酯/正己烷=1: 2)，得白色粉末狀物質(zhì)，其中8。/。的C-7取代的乙炔 苯甲酸紫杉醇酯，其余為C-2'對乙炔苯甲酸紫杉醇酯2，可用柱層析分離，產(chǎn)物收率95.2%。 'H國畫R(300MHz CDC13): S = 8.94 (d, ■/= 8.8 Hz， 2H), 8.05 (cm, 2H),7.84 (t, 1H), 7.67(d， ■/ = 7.4 Hz， 2H), 7.53(cm， 2H)， 7.49 (cm, 1H), 7.44 (cm, 2H), 7.39(cm， 2H), 7.25(t, 1H)， 6.34(br t, J = 9.0 Hz， H-13), 6.10(s, H-10), 5.97(d, J= 8.2Hz, H陽2)， 5.61 (d， J= 6.6Hz, H-3' )， 4.95(br d, /= 9.3Hz， H-5), 4.21(d， ■/= 8.1 Hz， H-20 a ), 3.76 (d, /= 7.0 Hz， H-3)， 3.50(bs， 2' -OH), 3,48(s, 1H),
2.58(m, H-6a ), 2.38(s, 4-OAc), 2.28(m, H-14a 2.18(s， 10-OAc), L85(m, H-6 0), 1.79(br， H-18), 1.75(s， H-19), 1.25(s， H-17)， 1.18(s， 1H)， U2(s， H-16).
B)含l， 2， 3-三氮唑水溶性紫杉醇3的合成
如圖4所見，對乙炔苯甲酸紫杉醇酯(0.0173mmo1， 17mg)中加入2mLCH2Cl2、 2mLH20 溶解，然后依次加入疊氮乙酸鈉(0.02mmol， 3.0mg)、 CuS04*5H2 0 (0.032mmol， 0.8mg)、 抗壞血酸鈉(O.llmmol， 22mg)，室溫下攪拌20個小時。反應(yīng)結(jié)束后減壓揮發(fā)去溶劑，用 100/c)HCl酸化至弱酸性(pH=6)，用乙酸乙酯提取，水洗有機相3次，無水硫酸鈉干燥后抽濾、 減壓揮發(fā)去溶劑，再柱層析分離。先用用乙酸乙酯/正己烷=1: 1的淋洗液沖去第一個雜質(zhì)點， 然后再用乙醇淋洗，得含1，2，3-三氮唑水溶性紫杉醇酯3，產(chǎn)物收率90.9%。 'H-NMR(300MHz， CDC13): S =8.94 (d, ■/= 8.8Hz， 2H), 8.05 (cm, 2H), 7.98(s, 1H), 7.84 (t, 1H), 7.67(d， J= 7,4 Hz， 2H)， 7.59(s， 1H), 7.56(d, J= 8.3 Hz, 2H)， 7.53(cm， 2H), 7.49 (cm, 1H), 7.44 (cm, 2H), 7.42(t, 1H), 7.39(cm, 2H)， 7.25(t, 1H), 6.34(brt,J: 9.0 Hz， H-13), 6.10(s, H-10), 5.97(d,J: 8.2Hz, H-2), 5.61 (<!， /= 6.6Hz, H國3， )， 4.95(br (!， /= 9.3Hz, H-5)， 4.21(d, /= 8.1 Hz， H-20 a ), 3.76(d, J= 7.0 Hz, H-3), 3.50(bs, 2， -OH), 2.58(m, H-6 a ), 2.38(s， 4-OAc), 2.28(m， H-14a , e )， 2.18(s, lO-OAc)， 1.85(m， H-6P)， L79(br,H-18), 1.75(s, H-19), 1.25(s, H-17)， 1.18(s, 1H), 1.12(s, H-16).
含l， 2， 3-三氮唑水溶性紫杉醇4的合成
如圖5所見，對乙炔苯甲酸紫杉醇酯(0.0326mmo1， 32mg)中加入3mLCH2Cl2fn 3mLH20 溶解，然后依次加入4-疊氮苯甲酸(0.04mmol，7.0mg)、 CuS04*5H20 (0.032mmol, 8mg)、抗 壞血酸鈉(O.llmmol, 22mg)，室溫攪拌20個小時。反應(yīng)結(jié)束后將有機相旋干，用10%HC1 酸化至弱酸性，迅速用40ml乙酸乙酯提取，水洗有機相3次，無水硫酸鈉干燥后抽濾、減壓 揮發(fā)去溶劑，再經(jīng)柱層析分離。先用用乙酸乙酯/正己垸=1: 1的淋洗液沖去第一個雜質(zhì)點， 然后用再用乙醇淋洗，得到含1，2，3-三氮唑水溶性紫杉醇4，產(chǎn)物收率85。/。jH-NMR(300MHz CDC13): S =8.28 8.4 Hz, 2H), 8.23 (d， /= 4.5Hz, 2H), 8.13(d， /= 2.7Hz， 2H)， 7.96 (cm,
2H)， 7.88(s, 1H), 7.81 (t, 1H), 7.75(d, /= 7.5 Hz， 2H), 7.56(t, 1H)， 7.46(s, 1H), 7.43(d, ■/= 8.3Hz, 2H)， 7.39(cm， 2H), 7.36 (cm， 1H), 7.27 (cm, 2H)， 7.19(t, 1H)， 7.03(cm, 2H)， 6.98(t, 1H)， 6.25(brt， /= 9.0 Hz， H-13), 6.06(s, H-10), 6.03(d， J= 8.2Hz, H-2), 5.64 (d， /= 6.6Hz, H-3， )， 4.93(br (!， / = 9.3Hz, H-5)， 4.41(d， J = 8.1 Hz, H-20 a ), 3.78(d, J = 7.0Hz, H陽3)， 3,50(bs， 2， -OH), 2.42(m, H-6 a), 2.17(s, 4-OAc)， 1.98(m, H-14a,p), 1.62(s， 10-OAc), L34(m, H陽6 P ), L20(br, H-18), 1.18(s, H-19), 1.08(s， H-17)， 1.04(s, 1H), 0.77(s, H-16).
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權(quán)利要求
1. 一種含1，2，3-三氮唑的水溶性紫杉醇酯化合物，其特征在于其結(jié)構(gòu)式1為其中R1和R2均選自三氮唑類化合物、H；且R1和R2不同時為H；優(yōu)選R1為三氮唑類化合物，R2為H。
2.如權(quán)利要求1所述的化合物，其中R1和R2為
3. 如權(quán)利要求1或2的三氮唑紫杉醇酯化合物，其特征在于其在25Gc水中的溶解度^15mg 紫杉醇酯/ml;
4. 制備權(quán)利要求1或2所述紫杉醇化合物的方法，包括(a) 在脫水劑存在下，將炔類試劑與紫杉醇反應(yīng)，得到含乙炔基的紫杉醇酯；(b) 在Cu(I)的催化下，將步驟(a)得到的含乙炔基的紫杉醇酯與疊氮試劑進行1,3-偶極環(huán)加 成反應(yīng)。
5. 如權(quán)利要求4所述紫杉醇化合物的制備方法，包括(a) 將紫杉醇、炔類試劑、4-二甲氨基吡啶和N,N-二環(huán)己基碳二亞胺混合，室溫攪拌15-30 小時，去除溶劑，柱色譜分離得到含乙炔基紫杉醇酯；(b) 將步驟(a)得到的含乙炔基紫杉醇酯溶解后，加入疊氮試劑、Cu(I)離子，室溫下攪拌 15-30小時，酸化至pI^5.5-6.5，提純后柱層析分離。
6. 如權(quán)利要求所述紫杉醇化合物的制備方法，炔類試劑選自炔基苯甲酸、羧基苯乙炔。
7. 如權(quán)利要求所述紫杉醇化合物的制備方法，其中Cu(I)離子選自Cul或CuS04*5H20與抗 壞血酸鈉混合的產(chǎn)物。
8. 如權(quán)利要求所述紫杉醇化合物的制備方法，疊氮試劑是含疊氮基的水溶性羧酸；選自疊氮 乙酸鈉、4-疊氮苯甲酸。
9. 如權(quán)利要求1或2所述的紫杉醇化合物在配制治療癌癥的藥物制劑的應(yīng)用。
10. 如權(quán)利要求1或2所述的紫杉醇化合物在配制靜脈注射的水針劑或粉針劑的應(yīng)用。其中A和B為脂肪族或芳香族基團優(yōu)選為亞甲基、苯基。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種含1，2，3-三氮唑的水溶性紫杉醇酯及其制備方法。以紫杉醇為原料，在脫水劑二環(huán)己基碳化二亞胺(DCC)及4-二甲氨基吡啶(DMAP)存在下與4-炔基苯甲酸進行酯化反應(yīng)，合成含炔基的紫杉醇分子，然后在Cu(I)催化劑和抗壞血酸鈉存在下，與水溶性的疊氮乙酸或4-疊氮苯甲酸進行1，3-偶極環(huán)加成反應(yīng)，從而快速、簡便地合成含羧酸基的水溶性紫杉醇。本發(fā)明所合成的水溶性紫杉醇含有水溶性的羧酸基和極性1，2，3-三氮唑雜環(huán)，與現(xiàn)有的紫杉醇相比，提高了水溶性，可用于多種癌癥的治療。本發(fā)明中制備水溶性紫杉醇方法反應(yīng)條件溫和，后處理容易，收率高，易于工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號C07D305/00GK101391995SQ20081020169
公開日2009年3月25日 申請日期2008年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月24日
發(fā)明者傅大煦, 匡春香, 胡婷華 申請人:同濟大學(xué)