含有糖酵解抑制基團(tuán)的蘆薈大黃素季磷鹽及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種含有糖酵解抑制基團(tuán)的蘆薈大黃素季磷鹽二氯乙酸酯及其制備方法；蘆薈大黃素先與三溴化磷反應(yīng)得到溴代蘆薈大黃素，辛基再與三正辛基膦反應(yīng)生成蘆薈大黃素季磷鹽，最后與二氯乙酰氯發(fā)生酯化反應(yīng)得到蘆薈大黃素季磷鹽二氯乙酸酯：。蘆薈大黃素季磷鹽二氯乙酸酯的體外癌細(xì)胞抑制試驗表明，對多種癌細(xì)胞有抑制活性，在制備抗腫瘤藥物方面具有較大的應(yīng)用前景。
【專利說明】
含有糖酵解抑制基團(tuán)的蘆薈大黃素季磷鹽及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于抗癌藥物的制備領(lǐng)域，具體涉及一種含有糖酵解抑制基團(tuán)的蘆薈大黃 素季磷鹽二氯乙酸酯及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 癌細(xì)胞具有"Warburg effect"，即癌細(xì)胞即使在供氧充足的條件下依然傾向于糖 酵解，因此通過抑制癌細(xì)胞糖酵解來抑制癌細(xì)胞活性是目前藥物化學(xué)界公認(rèn)的極其重要的 抗癌藥物設(shè)計思路。目前醫(yī)學(xué)家普遍采用化療藥和糖酵解抑制劑聯(lián)合用藥的方式研究藥物 抗癌機(jī)制。
[0003] 蘆薈大黃素(AE)為大黃的抗菌有效成分，可從蘆薈中提取，具有抗腫瘤活性、抗菌 活性和免疫抑制作用等活性。但是蘆薈大黃素本身的活性較弱，因此，對蘆薈大黃素進(jìn)行結(jié) 構(gòu)修飾提高其活性，具有很大的應(yīng)用前景。本課題組早期研究表明，蘆薈大黃素季磷鹽(AP) 具有良好的抗癌活性。其與糖酵解抑制劑2-DG聯(lián)用能夠通過降低癌細(xì)胞的線粒體膜電位抑 制癌細(xì)胞線粒體功能，增強(qiáng)大黃素季磷鹽的抗癌活性。但是，在聯(lián)合用藥過程中發(fā)現(xiàn)，2-DG 的用藥劑量偏大，易產(chǎn)生毒副作用；同時聯(lián)合用藥難以保證藥物同時到達(dá)癌癥部位，也難以 保證藥物能以合適的濃度來產(chǎn)生協(xié)同抗癌效果。
[0004] 二氯乙酸(DCA)是著名糖酵解抑制劑，可以激活丙酮酸脫氫酶激酶活性，使丙酮酸 轉(zhuǎn)化為乙酰輔酶進(jìn)入有氧代謝途徑，從而抑制無氧代謝途徑（即糖酵解途徑）。本發(fā)明將大 黃素季磷鹽與二氯乙酸通過酯化反應(yīng)進(jìn)行耦合，形成蘆薈大黃素季磷鹽二氯乙酸酯(AP-DCA)。一方面使蘆薈大黃素季磷鹽的抗癌活性增強(qiáng)；另一方面使糖酵解抑制劑的用藥劑量 降低，減少毒副作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種含有糖酵解抑制基團(tuán)的蘆薈大黃素季磷鹽二氯乙酸 酯及其制備方法。通過在蘆薈大黃素上引入長碳鏈季磷鹽作為親脂性陽離子靶向線粒體， 再引入一個二氯乙酸酯，以便水解后產(chǎn)生二氯乙酸作為糖酵解抑制劑，從而大大提高蘆薈 大黃素的抗癌活性。
[0006] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案： 一種含有糖酵解抑制基團(tuán)的蘆薈大黃素季磷鹽二氯乙酸酯，其結(jié)構(gòu)式如下：
[0007] 所述的蘆薈大黃素季磷鹽二氯乙酸酯的制備方法，具體步驟為： 1) 溴代蘆薈大黃素的合成：將3.70 mmol蘆薈大黃素溶于100 mLCCU中，室溫下加入 10.8 mmol PBr3,升溫至65 °C，回流下攪拌反應(yīng)24 h;旋蒸除去溶劑，殘留物經(jīng)硅膠柱層析 純化，得溴代蘆薈大黃素； 2) 蘆薈大黃素季磷鹽的合成:將1.00 mmol溴代蘆薈大黃素溶于15 mL丙酮，室溫下加 入1.12 mmol三正辛基膦，升溫至50 °C，反應(yīng)6 h，反應(yīng)結(jié)束后將溶劑旋干，用二氯甲烷濕法 上樣，經(jīng)硅膠柱層析梯度洗脫得蘆薈大黃素季磷鹽； 3) 蘆薈大黃素季磷鹽二氯乙酸酯的合成:將0.14 mmol蘆薈大黃素季磷鹽和1.09 mmol 碳酸鉀用20 mL丙酮溶于三口瓶中，升溫至37 °C攪拌0.5 h，加入1.05 mmol二氯乙酰氯，攪 拌反應(yīng)3 h;停止反應(yīng)后用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀除去溶劑，用二氯甲烷濕法上樣，梯度洗脫進(jìn)行柱層 析提純，得到蘆薈大黃素季磷鹽二氯乙酸酯。
[0008] 步驟1)中硅膠柱層析純化所用的洗脫劑為CH2Cl2t3
[0009] 步驟2)中梯度洗脫的順序為= V(CH2Cl2): V(C2H5OH)= 40:1-30:1-25:1-20:1。 [0010]步驟3)中梯度洗脫的洗脫順序為:V(CH 2Cl2) :V(C2H50H)=40:1-30:1-25:1-20: 1〇
[0011] 一種如上所述的含有糖酵解抑制基團(tuán)的蘆薈大黃素季磷鹽二氯乙酸酯在制備治 療癌癥藥物中的應(yīng)用;所述的癌癥包括肺癌和肝癌。
[0012] 本發(fā)明的顯著優(yōu)點在于： 本發(fā)明將糖酵解抑制劑通過化學(xué)鍵合的方法引入蘆薈大黃素季磷鹽，利用癌細(xì)胞水解 酶活性高特點，可以保證化療藥蘆薈大黃素季磷鹽與糖酵解抑制劑二氯乙酸能同時到達(dá)癌 細(xì)胞部位且產(chǎn)生協(xié)同抗癌作用;抗癌活性測試顯示該藥物具有較好抗癌活性，其對多種癌 細(xì)胞具有增殖抑制作用，有望開發(fā)為廣譜抗癌藥物。
【附圖說明】
[0013] 圖1蘆薈大黃素季磷鹽二氯乙酸酯的合成路線； 圖2二氯乙酸和蘆薈大黃素及其衍生物等對肺癌細(xì)胞A549的抑制活性(IC5Q，μΜ); 圖3二氯乙酸和蘆薈大黃素及其衍生物等對肝癌細(xì)胞HepG2的抑制活性(IC5Q，μΜ)。
【具體實施方式】
[0014] 為了使本發(fā)明所述的內(nèi)容更加便于理解，下面結(jié)合【具體實施方式】對本發(fā)明所述的 技術(shù)方案做進(jìn)一步的說明，但是本發(fā)明不僅限于此。
[0015] 實施例1 一種蘆薈大黃素季磷鹽二氯乙酸酯的制備方法，具體步驟為： 1)溴代蘆薈大黃素的合成 將蘆薈大黃素3.70 mmol溶于100 mLCCU中，室溫下加入10.8 mmol PBr3，升溫至65 °C，回流下攪拌反應(yīng)24 h;旋蒸除去溶劑后，殘留物經(jīng)硅膠柱層析純化(洗脫劑CH2Cl2)得橙 黃色固體溴代蘆薈大黃素;產(chǎn)物表征數(shù)據(jù)如下： 產(chǎn)率72.1%;m.p. 72-73°C;Rf(CH2Cl2)=0.74;1H 匪R (400 MHz, CDCl3) δ: 12.09 (s, 1H, ArOH), 12.06 (s, 1H, ArOH), 7.89 (d, J=5.2 Hz, 1H, ArH), 7.88 (s, 1H, ArH), 7.73 (t, J=7.6 Hz, 1H, ArH), 7.36 (s, 1H, ArH), 7.35 (d, J=6.4 Hz, 1H, ArH), 4.51 (s, 2H, ArCH2Br); ESI-MS m/z 331.1 HRMS m/z 330.9619,理論值 (M-H)- 330.9611. 2) 蘆薈大黃素季磷鹽的合成 將步驟1)合成的溴代蘆薈大黃素1.00 mmol溶于15 mL丙酮，室溫下加入1.12 mmol三 正辛基膦，升溫至50 °C，反應(yīng)6 h，反應(yīng)結(jié)束后將溶劑旋干，用二氯甲烷濕法上樣，經(jīng)硅膠柱 層析梯度洗脫得蘆薈大黃素季磷鹽;表征數(shù)據(jù)如下： 產(chǎn)率51.2%;m.p. 54-56°C;Rf(CH2Cl2:C2H5〇H=20:l) = 0.21;? NMR (400 MHz, CDCl3) δ： 11.75 (br, 2H, OH), 7.63 (t, J=7.6Hz, 1H, Ar-H), 7.58 (m, 1H, Ar-H), 7.57 (m, 2H, Ar-H), 7.17 (m, 1H, Ar-H), 4.67 [s, 1H, ArCH2P+(C8Hi7)3], 4.63 [s, 1H, ArCH2P+(C8Hi7)3], 2.38 (m, 6H, P+(CH2C7Hi5)3), 1.49-1.21 [m, 36H, 3XCH2 (C6Hi2CH3)3], 0.81 (t, 9H, CH3); 13C NMR (400 MHz, CDCl3) δ： 192.1, 180.4, 162.7, 162.5, 140.5, 137.4, 133.8, 132.9, 126.0, 124.9, 120.7, 120.1, 115.3, 115.1, 31.7, 31.6, 31.2, 31.1, 30.8, 30.7, 29.0, 28.9, 28.8, 22.6, 22.5, 21.9, 21.6, 19.5, 19.0, 14.0; LC-MS( ESI) m/z: 623.67(M-Br)+. 3) 蘆薈大黃素季磷鹽二氯乙酸酯的合成 將步驟2)合成的蘆薈大黃素季磷鹽0.14 mmol和1.09 mmol碳酸鉀用20 mL丙酮溶于三 口瓶中，升溫至37 °C攪拌0.5 h，加入1.05 mmol二氯乙酰氯，攪拌反應(yīng)3 h;停止反應(yīng)后用 旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀除去溶劑，用二氯甲烷濕法上樣，梯度洗脫進(jìn)行柱層析提純，得到紅棕色粘稠固 體，即蘆薈大黃素季磷鹽二氯乙酸酯;產(chǎn)物表征數(shù)據(jù)為： 產(chǎn)率36.6%;m.p. 46-48°C;Rf(CH2Cl2:C2H5〇H=20:l) = 0.20; 1H 匪R (400 MHz, CDCl3) δ： 7.70 (d, J=7.6Hz, 1H, Ar-H), 7.60 (s, 1H, Ar-H), 7.53 (s, 1H, Ar-H), 7.37 (s, 1H, Ar-H), 7.20 (s, 1H, Ar-H), 6.06 (s, 1H,⑶OTCl2), 4.32 [s, 1H, ArCH2P+(C8Hi7)3], 4.30 [s, 1H, ArCH2P+(C8Hi7)3], 2.24 [m, 6H, ArCH2 P+ (CH2C7Hi5)3] , 1.60-1.50 [m, 6H, SXP+(CH2CH2C6Hi3) 3], 1.46-1.24 [m, 30H, 3XP+ (C2H4C5HioCH3)3], 0.86(t, J=7.2Hz, 9H, CH3); 13C NMR (400 MHz, CDCl3) δ： 192.3, 181.1, 167.4, 162.9, 162.7, 138.7, 137.7, 134.4, 133.1, 125.5, 125.3, 120.51, 120.47, 115.7, 115.6, 65.4, 37.1, 31.9, 31.7, 31.6, 31.0, 30.8, 30.6, 30.0, 29.7, 29.4, 29.0, 28.9, 28.8, 22.7, 22.6, 21.6, 21.3, 19.1, 18.6,14.1; LC-MS (ESI) m/z: (M-Br)+ 733.67. 應(yīng)用實施例1 蘆薈大黃素季磷鹽二氯乙酸酯對肺癌細(xì)胞A549增殖抑制實驗 將對數(shù)期的A549細(xì)胞，用胰酶消化后，細(xì)胞計數(shù)，配成5 X IO4-I X 105/ml的細(xì)胞濃度， 將制得的細(xì)胞懸液，每孔IOOyL接種到96孔板，放于37 °C、5% CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24 h，棄掉 舊的培養(yǎng)基，加入配制好的不同濃度蘆薈大黃素季磷鹽二氯乙酸酯藥物，分別作用24 h 后，吸棄含藥培養(yǎng)基，于每孔中加入0.5 mg/ml MTT的溶液100yL，繼續(xù)孵育4 h后，終止培 養(yǎng);小心吸棄96孔板孔內(nèi)上清液，每孔加入IOOyL DSM0,振蕩10min，于570 nm波長處在酶 標(biāo)儀上測定各孔光吸收值(0D值），計算細(xì)胞成活率(％)=(用藥組平均OD值/空白對照組平均 OD值）X 100%。用GraphPad Prism軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并計算半數(shù)抑制濃度IC5Q值，結(jié)果如圖 2所示。
[0016]應(yīng)用實施例2 蘆薈大黃素季磷鹽二氯乙酸酯對肝癌細(xì)胞HepG2增殖抑制實驗 將對數(shù)期的HepG2細(xì)胞，用胰酶消化后，細(xì)胞計數(shù)，配成5 X IO4-I X 105/ml的細(xì)胞濃度， 將制得的細(xì)胞懸液，每孔IOOyL接種到96孔板，放于37 °C、5% CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24 h，棄掉舊 的培養(yǎng)基，加入配制好的不同濃度蘆薈大黃素季磷鹽二氯乙酸酯藥物，分別作用24 h后， 吸棄含藥培養(yǎng)基，于每孔中加入加入0.5 mg/ml MTT的溶液IOOyL，繼續(xù)孵育4 h后，終止培 養(yǎng);小心吸棄96孔板孔內(nèi)上清液，每孔加入IOOyL DSMO，振蕩10 min，于570 nm波長處在酶 標(biāo)儀上測定各孔光吸收值(0D值），計算細(xì)胞成活率(％)=(用藥組平均OD值/空白對照組平均 OD值）X 100%。用GraphPad Prism軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并計算半數(shù)抑制濃度IC5Q值。結(jié)果如圖 3所示。
[0017]表1二氯乙酸和蘆薈大黃素及其衍生物等對肺癌細(xì)胞A549和肝癌細(xì)胞HepG2的 1(：50值~]\0〇
[0018] 上述實驗結(jié)果表明，蘆薈大黃素季磷鹽二氯乙酸酯因為水解后可以產(chǎn)生蘆薈大 黃素季磷鹽和糖酵解抑制劑二氯乙酸，能夠同時破壞癌細(xì)胞的線粒體供能和糖酵解供能， 對多種腫瘤細(xì)胞如白血病細(xì)胞HL60、肺癌細(xì)胞A549和肝癌細(xì)胞HepG2等顯示了很好的抗癌 活性。這個結(jié)果表明將二氯乙酸與蘆薈大黃素季磷鹽進(jìn)行共價結(jié)合是良好的抗癌藥物設(shè)計 思路。
[0019] 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與 修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種含有糖酵解抑制基團(tuán)的蘆薈大黃素季磷鹽，其特征在于:其結(jié)構(gòu)式如下：2. -種制備如權(quán)利要求1所述的含有糖酵解抑制基團(tuán)的蘆薈大黃素季磷鹽的方法，其 特征在于:將蘆薈大黃素與過量三溴化磷反應(yīng)，得到溴代蘆薈大黃素;溴代蘆薈大黃素再與 三正辛基膦進(jìn)行親核取代反應(yīng)得到蘆薈大黃素季磷鹽;蘆薈大黃素季磷鹽與二氯乙酰氯發(fā) 生酯化反應(yīng)得到蘆薈大黃素季磷鹽二氯乙酸酯。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的含有糖酵解抑制基團(tuán)的蘆薈大黃素季磷鹽二氯乙酸酯的制備 方法，其特征在于:具體包括以下步驟： 1) 溴代蘆薈大黃素的合成：將3.70 mmol蘆薈大黃素溶于100 mLCCl4中，室溫下加入 10.8 mmol PBr3,升溫至65 °C，回流下攪拌反應(yīng)24 h;旋蒸除去溶劑，殘留物經(jīng)硅膠柱層析 純化，得溴代蘆薈大黃素； 2) 蘆薈大黃素季磷鹽的合成:將1.00 mmol溴代蘆薈大黃素溶于15 mL丙酮，室溫下加 入1.12 mmol三正辛基膦，升溫至50 °C，反應(yīng)6 h，反應(yīng)結(jié)束后將溶劑旋干，用二氯甲烷濕法 上樣，經(jīng)硅膠柱層析梯度洗脫得蘆薈大黃素季磷鹽； 3) 蘆薈大黃素季磷鹽二氯乙酸酯的合成:將0.14 mmol蘆薈大黃素季磷鹽和1.09 mmol 碳酸鉀用20 mL丙酮溶于三口瓶中，升溫至37 °C攪拌0.5 h，加入1.05 mmol二氯乙酰氯，攪 拌反應(yīng)3 h;停止反應(yīng)后用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀除去溶劑，用二氯甲烷濕法上樣，梯度洗脫進(jìn)行柱層 析提純，得到蘆薈大黃素季磷鹽二氯乙酸酯。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的含有糖酵解抑制基團(tuán)的蘆薈大黃素季磷鹽二氯乙酸酯的制備 方法，其特征在于:步驟1)中硅膠柱層析純化所用的洗脫劑為CH 2C12。5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的含有糖酵解抑制基團(tuán)的蘆薈大黃素季磷鹽二氯乙酸酯的制備 方法，其特征在于：步驟2)中梯度洗脫的順序為:V(CH 2C12): V(C2H5OH)= 40:1-30:1-25:1 -20:1。6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的含有糖酵解抑制基團(tuán)的蘆薈大黃素季磷鹽二氯乙酸酯的制備 方法，其特征在于:步驟3)中梯度洗脫的洗脫順序為:V(CH 2C12): V(C2H50H)=40:1-30:1 - 25:1-20:1。7. -種如權(quán)利要求1所述的含有糖酵解抑制基團(tuán)的蘆薈大黃素季磷鹽二氯乙酸酯在制 備治療癌癥藥物中的應(yīng)用。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的含有糖酵解抑制基團(tuán)的蘆薈大黃素季磷鹽二氯乙酸酯在制備 治療癌癥藥物中的應(yīng)用，其特征在于:所述的癌癥包括肺癌和肝癌。
【文檔編號】C07F9/54GK105859777SQ201610303228
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年5月10日
【發(fā)明人】邵敬偉, 范露露, 李曉, 楊祥, 李詩琪
【申請人】福州大學(xué)