一种喜树碱硼酸类化合物的制备及其在抗肿瘤方面的用途的制作方法

1.本发明涉及一种喜树碱硼酸类化合物的制备在抗肿瘤方向的用途。属于医药领域。


背景技术：

2.天然源生物碱作为生物界中一类重要的含氮有机物，具有抗肿瘤、抗菌消炎、抗病毒、抗心律失常、镇痛、解痉等生物活性。因此以天然源生物碱为先导，结合其构效关系进行进一步的结构修饰或改造是新药开发的重要途径之一。喜树碱是从喜树中分离出的一种生物碱，具有很强的抗癌作用，是开发抗癌药物的先导分子之一。喜树碱及其多种衍生物作为广谱性抗癌药物，能使癌细胞发生变性、坏死、核固缩等形态学改变，使癌细胞和宿主细胞的超微结构发生变化。但是，由于其存在水溶性差、内酯环在生理环境下不稳定等缺点，限制了临床应用。因此，喜树碱需进一步进行结构优化改造，从而改善其溶解性、渗透性和稳定性，提高药物疗效、降低不良反应发生率。
3.硼酸基团由于其独特的化学性质，在新药设计、化学、材料科学、能源研究等方面有着广泛的应用。自2003年起，fda已经批准了5种含硼药物，其中bortezomib硼替佐米作为第一类蛋白酶体抑制剂，可用于治疗多发性骨髓瘤的二肽硼酸，是市场上第一种含硼药物；ixazomib依沙佐米作为第二代蛋白酶体抑制剂，是一种二肽基亮氨酸硼酸，其可以可逆地与20s蛋白酶体的ct
‑
l蛋白水解(β5)位点结合，作为首个口服药物用于多发性骨髓瘤治疗。
4.因此，我们以喜树碱为先导结构，引入硼酸基团，以期获得具有抗肿瘤活性的先导化合物。本发明在喜树碱9位引入硼酸基团，并测定了其对于多种肿瘤细胞的体外抑制活性。其中部分化合物表现出较好的抗肿瘤活性，对一些肿瘤细胞的体外抑制活性优于临床药物拓扑替康，可作为一种新型的抗肿瘤药物进行开发。


技术实现要素：

5.本发明提供一种喜树碱硼酸类化合物的制备及其在抗肿瘤方向的用途。
6.本发明所述的喜树碱硼酸类化合物结构式如下所示：
7.8.本发明所述的喜树碱硼酸类化合物制备方法按如下化学式1进行：
[0009][0010]
以9
‑
甲氧基喜树碱为起始原料，与氢溴酸在加热回流条件下，生成9
‑
羟基喜树碱a1；然后经n
‑
苯基双(三氟甲烷磺酰)亚胺，三乙胺(tea)，n,n
‑
二甲基甲酰胺(dmf)在60℃下反应3h后，得到中间体a2；接着中间体a2在1,4
‑
二氧六环溶剂中,经钯催化剂催化与联硼酸频那醇酯反应，得到目标产物9
‑
喜树碱硼酸酯(b1)；最后产物b1在丙酮(acetone)/水(h2o)(1:1)的溶剂中，经高碘酸钠和乙酸铵水解得到目标产物9
‑
喜树碱硼酸酯(b2)。
[0011]
本发明中的一种喜树碱硼酸类化合物可在制备抗肿瘤药物中发挥作用，更为具体的是：可在制备治疗人肝癌、卵巢癌、乳腺癌、结肠癌、胰腺癌、胆管癌的药物中应用。经体外抗肿瘤活性筛选结果表明，喜树碱硼酸类化合物具有广谱的抗肿瘤活性，对人肝癌(hepg2)、人卵巢癌(a2780)、人乳腺癌(mcf7)和人结肠癌(sw480)、人胰腺癌(sw1990)、人胆管癌(qbc)细胞系表现出较强的抑制活性。化合物b1和b2对于所测6种肿瘤细胞系均表现出较强的抑制作用，ic
50
值分别为0.17
‑
3.48μm和0.17
‑
2.27μm；化合物b1和b2对人结肠癌(sw480)细胞系具有较强的抑制作用，ic
50
均为0.17μm，明显优于对照药物拓扑替康。
[0012]
因此，本发明所述的喜树碱硼酸类化合物可用于制备抗肿瘤药物，且结构新颖、原料便宜可得、产品纯度高，对多种肿瘤细胞株的增殖表现出较强的抑制作用，具有优良的应用前景。
[0013]
以下通过具体实施方式，对本发明的上述内容做进一步的详细说明。但不应将此理解为对本发明的限制。
具体实施方式
[0014]
实施例1：目标化合物b1的合成
[0015]
[0016]
本发明所述的化合物b1的合成按化学式2进行：
[0017][0018]
中间体a1的合成：在密封管中，将9
‑
甲氧基喜树碱和47％氢溴酸在冰醋酸中混合，并在110℃下加热回流24小时。待反应冷却至室温，加入大量蒸馏水洗涤，并通过减压抽滤分离得到沉淀，将洗涤后的固体进行干燥，得到中间体a1。
[0019]
中间体a2的合成：将9
‑
羟基喜树碱(2.5mmol)和n，n
‑
二(三氟甲基磺酰)苯胺(3.6mmol)溶于无水二甲基甲酰胺(5ml)，并在混合溶液中添加三乙胺(7.5mmol)，并在60℃下搅拌反应混合物3h。反应混合物在减压下冷却和浓缩以去除溶剂。粗产物经色谱柱纯化，得到白色固体a2。
[0020]
b1的合成：在氮气保护下，在密封管中加入1,4
‑
二氧六环的干燥溶剂和中间体a2(0.1mol)、联硼酸频那醇酯(0.11mol)、乙酸钾(0.3mol)和pd(dppf)cl2(0.01mol)，将反应混合物在80℃搅拌12小时。反应完成后，在真空条件下除去溶剂，并分别二氯甲烷和饱和氯化钠溶液(15ml
×
3)萃取残留物。将合并的有机提取物用无水硫酸钠干燥，干燥后的有机层进行减压浓缩，并将所得混合物通过硅胶柱色谱纯化，得到产物b1。反应所得产物检测数据如下：产率：43％；白色固体；1h nmr(400mhz,chloroform
‑
d)δ：9.34(s,1h),8.29(d,j＝8.5hz,1h),8.23(d,j＝6.8hz,1h),7.78(dd,j＝8.5,6.9hz,1h),7.67(s,1h),5.74(d,j＝16.1hz,1h),5.36
–
5.27(m,3h),3.93(s,1h),1.45(s,12h),1.27
–
1.23(m,2h),1.03(t,j＝7.3hz,3h).
13
c nmr(100mhz,chloroform
‑
d)δ：174.03,157.86,151.92,150.29,148.89,146.72,137.79,133.38,132.09,131.94,129.81,128.94,118.66,98.10,84.50,72.92,66.50,50.60,31.78,25.13,7.99.ms
‑
esi m/z:calcd for c
26
h
27
bn2o6[m h]

:475.3200；found:475.1750.
[0021]
实施例2：目标化合物b2的合成
[0022][0023]
b2的合成：将b1(0.1mol)溶解于acetone/h2o(1:1 10ml)的混合溶剂中。向所得溶
液中添加适量高碘酸钠(0.3mol)和乙酸铵(0.2mol)，然后将反应混合物常温搅拌24h。反应结束后，减压浓缩除去丙酮，后用h2o与二氯甲烷洗涤，再进行减压抽滤，干燥后得到粗产品。经柱层析分离纯化得到产物b2。反应所得产物检测数据如下：产率：65％；黄色固体；1h nmr(400mhz,dmso
‑
d6)δ：9.19(s,1h),8.18(d,j＝8.5hz,1h),7.99(d,j＝6.7hz,1h),7.84(d,j＝7.7hz,1h),7.34(s,1h),6.53(s,1h),5.43(s,2h),5.30(s,2h),1.93
–
1.81(m,2h),0.87(d,j＝7.6hz,3h).
13
c nmr(100mhz,dmso
‑
d6)δ：172.51,156.91,151.75,150.03,148.02,145.65,134.19,132.18,130.76,130.69,129.45,118.91,99.55,96.58,72.42,65.31,50.42,30.33,7.81.ms
‑
esi m/z:calcd for c
20
h
17
bn2o6[m h]

:393.1740；found:393.1098.
[0024]
实施例3:化合物b1和b2抗肿瘤活性的试验方法及结果
[0025]
采用标准mtt法进行体外抗肿瘤试验。以拓扑替康作为阳性对照药物，测试目标化合物b1和b2对人肝癌(hepg2)、人卵巢癌(a2780)、人乳腺癌(mcf7)和人结肠癌(sw480)、人胰腺癌(sw1990)、人胆管癌(qbc)细胞系的抗增殖活性。化合物经dmso溶解配制成浓度为20mm的母液，并用不同的培养基稀释至合适浓度。稀释液中dmso浓度应小于0.01％(v/v)，以减小dmso对细胞的毒性，降低测试误差。将不同细胞系的肿瘤细胞培养在含有10％胎牛血清(fbs)的rpmi
‑
1640培养基中，收集对数生长的各种癌细胞，用胰酶/edta消化液消化并配制成合适的细胞悬液。将100ul细胞悬液加入96孔板中(每孔一般为5000个细胞)，放置在37℃含5％co2培养箱培养24h。然后加入不同浓度待测化合物溶液，培养72h后，弃去旧培养基，将细胞用pbs洗涤两次。加入20μl mtt(5mg/ml)的新鲜培养基，继续培养2h。此后，弃去培养基并加入200μl dmso，在摇床上振荡10min，待甲瓒完全溶解。最后通过酶标仪测量492nm处的吸光值并计算ic
50
值。所有试验设三个平行组或重复三次。化合物b1和b2的抗肿瘤活性测试结果见表1。
[0026]
表1化合物b1和b2的体外抗肿瘤活性
[0027][0028]
注：(1)筛选方法：标准mtt比色法；(2)作用时间：72小时；(3)化合物编号b1和b2分别为前述实施例1
‑
2所得产物。
[0029]
体外抗肿瘤活性筛选结果表明，喜树碱硼酸类化合物具有广谱的抗肿瘤活性，对人肝癌(hepg2)、人卵巢癌(a2780)、人乳腺癌(mcf7)和人结肠癌(sw480)、人胰腺癌(sw1990)、人胆管癌(qbc)细胞系表现出较强的抑制活性。化合物b1和b2对于所测6种肿瘤细胞系均表现出较强的抑制作用，ic
50
值分别为0.17
‑
3.48μm和0.17
‑
2.27μm；化合物b1和b2对人结肠癌(sw480)细胞系具有较强的抑制作用，ic
50
均为0.17μm，明显优于对照药物拓扑替康。因此喜树碱硼酸类化合物有望开发成为一种新型抗肿瘤药物。