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CN100369914C - 3-烯基-8-乙基-2,7,12,15,18-五甲基-13-羧酸-17-丙酸氨基酸酰胺、其合成方法及光动力治疗药物 - Google Patents

3-烯基-8-乙基-2,7,12,15,18-五甲基-13-羧酸-17-丙酸氨基酸酰胺、其合成方法及光动力治疗药物 Download PDF

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CN100369914C CNB200610011830XA CN200610011830A CN100369914C CN 100369914 C CN100369914 C CN 100369914C CN B200610011830X A CNB200610011830X A CN B200610011830XA CN 200610011830 A CN200610011830 A CN 200610011830A CN 100369914 C CN100369914 C CN 100369914C
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vinyl
carboxylic acid
acid
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顾瑛
许德余
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Chinese PLA General Hospital
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Abstract

本发明提供如下所示的3-烯乙基-8-乙基-2，7，12，15，18-五甲基-17H，18H，21H，23H-13-羧酸-17-丙酸氨基酸酰胺(III)及其合成方法，3-乙烯基-8-乙基-2，7，12，15，18-五甲基-17H，18H，21H，23H-13-羧酸-17-丙酸在DDC、DAMP存在下与氨基酸甲酯在一定比例的水-甲醇-氢氧化钠混合溶液中搅拌反应生成3-乙烯基-8-乙基-2，7，12，15，18-五甲基-17H，18H，21H，23H-13-羧酸-17-丙酸氨基酸甲酯，后者水解得到3-乙烯基-8-乙基-2，7，12，15，18-五甲基-17H，18H，21H，23H-13-羧酸-17-丙酸氨基酸酰胺，以及本发明化合物和药用组合物对人癌细胞的光动力灭活作用。

Description

3-烯基-8-乙基-2，7，12，15，18-五甲基-13-羧酸-17-丙酸氨基酸酰胺、其合成方法及光动力治疗药物
技术领域
本发明涉及3-乙烯基-8-乙基-2，7，12，15，18-五甲基-17H，18H，21H，23H-13-羧酸-17-丙酸氨基酸酰胺、其合成方法和光动力治疗药物，属于药物化学领域。
背景技术
光动力疗法(Photodynamic therapy，PDT)是一种日趋成熟的新型诊疗技术，其主要作用机理是组织中的光敏剂在有氧的条件下，经激光照射后产生大量毒性氧物质，损伤组织细胞，达到治疗的目的。上世纪70年代末PDT开始用于肿瘤的临床治疗，由于它可以根治早期、原位肿瘤，改善中、晚期肿瘤的症状，对癌前病变也可以进行预防性治疗，因此PDT已继手术、化疗、放疗后被列为肿瘤的临床治疗方法之一。近年来，光动力疗法在一些良性疾病的治疗中也显示了巨大价值，如治疗鲜红斑痣(顾瑛，等.光动力学疗法选择性治疗鲜红斑痣的临床研究.中国激光医学杂志.1992，1(1)：6-10.光动力疗法治疗鲜红斑痣1216例临床分析.中国激光医学杂志.2001，10(2)：86-89.)和老年性黄斑变性(Treatment of Age-related MacularDegeneration with photodynamic therapy(TAP)study group.Photodynamictherapy of subfoveal choroidal neovascularization  in age-related maculardegeneration with verteporfin.Arch Ophthalmol.1999，117：1329-1345.)。此外，对多种良性疾病的治疗也在研究当中，如动脉粥样硬化、血管成型术后再狭窄、类风湿关节炎、顽固性青光眼、牛皮癣和增殖性瘢痕等等。光敏剂是光动力疗法的关键，其性质决定了治疗的效果及应用范围。目前国内外市售光动力治疗药物主要为作用光谱匹配不佳和化学组成不定及有效成分不明的混合卟啉制剂(许德余：光动力治癌药物的历史、现状、进展、问题和前景。中国激光医学杂志2001，10(1)：44-46；2001，10(2)：115-118。Michael R.Detty，Scott L.Gibson and Stephen J.Wagner：Currentclinical and preclinical photosensitizers for use in photodynamic therapy.J MedChem 2004，47(16)：3897-3915；)。已知红光区吸收系数的大小是一种光敏剂光敏化作用强弱的关键。所以寻找一类结构稳定的、有效成分确定的光动力治疗药物具有非常重要的意义。
发明内容
已知红光区吸收系数的大小是一种光敏剂光敏化作用强弱的关键。3-乙烯基-8-乙基-2，7，12，15，18-五甲基-17H，18H，21H，23H-13-羧酸-17-丙酸氨基酸酰胺作为二氢卟吩的衍生物，其在红光区的吸收系数约高于卟啉类化合物一个数量级，且为化学结构明确的单体，是一类优良的光动力治疗新药的候选化合物。
本发明一个目的是提供3-乙烯基-8-乙基-2，7，12，15，18-五甲基-17H，18H，21H，23H-13-羧酸-17-丙酸氨基酸酰胺。
本发明的另一个目的是提供3-乙烯基-8-乙基-2，7，12，15，18-五甲基-17H，18H，21H，23H-13-羧酸-17-丙酸氨基酸酰胺的制备方法。
本发明进一步的目的是提供一种光动力治疗药物组合物。
本发明的另一个目的是提供上述化合物在制备光动力治疗药物中的应用。
本发明的下述通式(III)化合物：
Figure C20061001183000061
其中的R表示：-CH2COOH；
Figure C20061001183000062
或
Figure C20061001183000064
3-乙烯基-8-乙基-2，7，12，15，18-五甲基-17H，18H，21H，23H-13-羧酸-18-丙酸甘氨酸酰胺(IV)、3-乙烯基-8-乙基-2，7，12，15，18-五甲基-17H，18H，21H，23H-13-羧酸-17-丙酸天门冬氨酸酰胺(V)、3-乙烯基-8-乙基-2，7，12，15，18-五甲基-17H，18H，21H，23H-13-羧酸-17-丙酸丙氨酸酰胺(VI)、3-乙烯基-8-乙基-2，7，12，15，18-五甲基-17H，18H，21H，23H-13-羧酸-17-丙酸亮氨酸酰胺(VII)、3-乙烯基-8-乙基-2，7，12，15，18-五甲基-17H，18H，21H，23H-13-羧酸-17-丙酸蛋氨酸酰胺(VIII)、3-乙烯基-8-乙基-2，7，12，15，18-五甲基-17H，18H，21H，23H-13-羧酸-17-丙酸色氨酸酰胺(IX)、3-乙烯基-8-乙基-2，7，12，15，18-五甲基-17H，18H，21H，23H-13-羧酸-17-丙酸丝氨酸酰胺(X)等。它们分别具有下列化学结构：
Figure C20061001183000071
本发明提供的3-乙烯基-8-乙基-2，7，12，15，18-五甲基-17H，18H，21H，23H-13-羧酸-17-丙酸氨基酸酰胺的合成方法：
(1)是以家蚕粪(蚕沙)为基始原料，经体积比为20∶80～40∶60丙酮-水混合液提取、浓缩制得粗品叶绿素，粗品叶绿素先后经酸和碱降解得到叶绿素a降解产物3-乙烯基-8-乙基-2，7，12，18-四甲基-17H，18H，21H，23H-13-羧酸，1-乙酸，17-丙酸，叶绿素a降解产物在吡啶中加热回流脱羧生成3-乙烯基-8-乙基-2，7，12，15，18-五甲基-17H，18H，21H，23H-13-羧酸-17-丙酸；
(2)3-乙烯基-8-乙基-2，7，12，15，18-五甲基-17H，18H，21H，23H-13-羧酸-17-丙酸在DDC、DAMP存在下与氨基酸甲酯以1∶80～1∶50的重量比例投入水-甲醇-氢氧化钠混合溶液搅拌反应生成3-乙烯基-8-乙基-2，7，12，15，18-五甲基-17H，18H，21H，23H-13-羧酸-17-丙酸氨基酸甲酯，水、甲醇和氢氧化钠的重量比例是100∶25∶10～100∶10∶5；
(3)3-乙烯基-8-乙基-2，7，12，15，18-五甲基-17H，18H，21H，23H-13-羧酸-17-丙酸氨基酸甲酯水解得到3-乙烯基-8乙基-2，7，12，15，18-五甲基-17H，18H，21H，23H-13-羧酸-17-丙酸氨基酸酰胺。
本发明提供的潜在光动力治疗药物为3-乙烯基-8-乙基-2，7，12，15，18-五甲基-17H，18H，21H，23H-13-羧酸-17-丙酸氨基酸酰胺及药学上可接受的载体。
用于光动力治疗的药物组合物，含有有效量的通式(III)化合物以及含有一种或多种药学上可接受的载体。
实验证明：如3-乙烯基-8-乙基-2，7，12，15，18-五甲基-17H，18H，21H，23H-13-羧酸-18-丙酸甘氨酸酰胺(IV)对人肺癌A549的半数至死量为44.26ng/ml，远低于HMME(293.93ng/ml)。此外，其在荷瘤小鼠体内的分布显示：心脏和大脑中不含该化合物，12h后，除肝脏外，其他组织中的含量均远小于肿瘤组织。在兔体内的半衰期为25.75h。本发明的化合物和药物组合物对人癌细胞的光灭活作用远高于卟啉类光敏剂，可用于制备光动力治疗药物。
上述3-乙烯基-8-乙基-2，7，12，15，18-五甲基-17H，18H，21H，23H-13-羧酸-17-丙酸氨基酸酰胺均为墨绿色或类黑色固体，不溶于水，溶于甲醇、四氢呋喃等极性有机溶剂，易溶于乙醚、氯仿等非极性有机溶剂。
本发明所用基始原料及合成中间体脱镁叶绿酸a、3-乙烯基-8-乙基-2，7，12，18-四甲基-17H，18H，21H，23H-13-羧酸，15-乙酸，17-丙酸和3-乙烯基-8-乙基-2，7，12，15，18-五甲基-17H，18H，21H，23H-13-羧酸-17-丙酸均系参照国家发明专利(许德余：中国发明专利：ZL99119878.6)所列方法得到。
本发明的光动力治疗药物组合物包含治疗有效量的3-乙烯基-8-乙基-2，7，12，15，18-五甲基-17H，18H，21H，23H-13-羧酸-18-丙酸甘氨酸酰胺(IV)、3-乙烯基-8-乙基-2，7，12，15，18-五甲基-17H，18H，21H，23H-13-羧酸-17-丙酸天门冬氨酸酰胺(V)、3-乙烯基-8-乙基-2，7，12，15，18-五甲基-17H，18H，21H，23H-13-羧酸-17-丙酸丙氨酸酰胺(VI)、3-乙烯基-8-乙基-2，7，12，15，18-五甲基-17H，18H，21H，23H-13-羧酸-17-丙酸亮氨酸酰胺(VII)、3-乙烯基-8-乙基-2，7，12，15，18-五甲基-17H，18H，21H，23H-13-羧酸-17-丙酸蛋氨酸酰胺(VIII)、3-乙烯基-8-乙基-2，7，12，15，18-五甲基-17H，18H，21H，23H-13-羧酸-17-丙酸色氨酸酰胺(IX)、3-乙烯基-8-乙基-2，7，12，15，18-五甲基-17H，18H，21H，23H-13-羧酸-17-丙酸丝氨酸酰胺(X)静脉注射液。
本发明所述的“治疗有效量”指0.5-2.0mg/kg体重，优选为1.0-1.5mg/kg。
本发明所述的药学上可接受载体为等渗氯化钠水溶液。
附图说明
图1为本发明的通式(III)化合物。
具体实施方式
以下用实施例对本发明举例说明，这些实施例旨在阐述本发明的最佳实施方案。本领域技术人员根据本发明的启示，结合本领域的常识所做的各种变更，均落在本申请权利要求的范围内。
实施例1：3-乙烯基-8-乙基-2，7，12，15，18-五甲基-17H，18H，21H，24H-13-羧酸-17-丙酸甘氨酸酰胺(IV)的合成。
一、3-乙烯基-8-乙基-2，7，12，15，18-五甲基-17H，18H，21H，24H-13-羧酸-17-丙酸甘氨酸酯胺的合成：
3-乙烯基-8-乙基-2，7，12，15，18-五甲基-17H，18H，21H，24H-13-羧酸-17-丙酸55.2mg(0.1mmol)溶于15ml无水二氯甲烷中，分别加入DCC(25mg，0.12mmol)、DMAP(2.5mg)、甘氨酸甲酯盐酸盐(15mg，0.12mmol)以及三乙胺(0.016ml)，室温搅拌过夜。薄板检测无起始原料，另加入35ml的二氯甲烷，用50ml的水洗，水层用20ml的二氯甲烷回提，合并二氯甲烷，有机溶剂蒸干，用硅胶H纯化，展开剂为氯仿∶甲醇∶丙酮∶甲酸＝10∶0.6∶0.6∶0.06，薄板检测为一个完整的点算合格。得31mg黑色固体二氢卟吩e4甘氨酸酯酰胺，收率：50％。
二、3-乙烯基-8-乙基-2，7，12，15，18-五甲基-17H，18H，21H，24H-13-羧酸-17-丙酸甘氨酸酰胺的合成：
3-乙烯基-8-乙基-2，7，12，15，18-五甲基-17H，18H，21H，24H-13-羧酸-17-丙酸甘氨酸酯(62mg，0.1mmol)加入20ml的甲醇、3.5ml的水、1N NaOH水溶液0.2～0.3ml，25度搅拌反应48h。薄板检测无起始原料，反应液加入0.02～0.03ml醋酸，减压回收溶液，残液加30ml氯仿和30ml10％的柠檬酸，激烈振摇，分取氯仿层，柠檬酸水层连续用20ml、10ml氯仿提取。合并氯仿层，有机溶剂蒸干，用硅胶H纯化，展开剂为氯仿∶甲醇∶丙酮∶甲酸＝10∶1∶1∶0.1，薄板检测为一个完整的点算合格。得48mg黑色固体3-乙烯基-8-乙基-2，7，12，15，18-五甲基-17H，18H，21H，24H-13-羧酸-17-丙酸甘氨酸酰胺，收率：80％。二步总收率：40％。
MS(ESI+)m/z(C35H39N5O5)：610(M+1，100％)。1H-NMR(δppm，CDCl3+CD3OD)：10.02(s，1H，β-meso H)，9.90(s，1H，α-meso H)，9.25(s，1H，δ-meso H)，8.13(dd，1H，3a-H)，6.37(dd，2H，3b-H)，4.34～4.74(m，2H，17-Hand 18-H)，4.05(s，3H，15-CH3)，3.73～3.79(m，2H，8-CH2)，3.76～3.81(m，2H，NHCH2)，3.69(s，3H，12-CH3)，3.57(s，3H，2-CH3)，3.41(s，3H，7-CH3)，2.48～2.57(m，2H，17b-H)，2.24～2.29and 1.99～2.29(m，2H，17a-H)，1.88～1.95(m，3H，18-CH3)，1.66～1.69(m，3H，8b-CH3)。
实施例2：3-乙烯基-8-乙基-2，7，12，15，18-五甲基-17H，18H，21H，24H-13-羧酸-17-丙酸天门冬氨酸酰胺的合成。
一、乙烯基-8-乙基-2，7，12，15，18-五甲基-17H，18H，21H，24H-13-羧酸-17-丙酸天门氨酸酯酰胺的合成：
二氢卟吩e4(55.2mg，0.1mmol)溶于15ml无水二氯甲烷中，分别加入催化剂DCC(Dicyclohexylcarbodiimide，25mg，0.12mmol)、DMAP(N，N-Dimethyl-4-pyridinamine，2.5mg)、天冬氨酸甲酯盐酸盐(40mg，0.2mmol)以及三乙胺(0.016ml)，室温搅拌过夜。薄板检测无起始原料，另加入35ml的二氯甲烷，用50ml的水洗，水层用20ml的二氯甲烷回提，合并二氯甲烷，有机溶剂蒸干，用硅胶H纯化，展开剂为氯仿∶甲醇∶丙酮∶甲酸＝10∶0.8∶0.8∶0.08，薄板检测为一个完整的点算合格。得28mg黑色固体乙烯基-8-乙基-2，7，12，15，18-五甲基-17H，18H，21H，24H-13-羧酸-17-丙酸天冬氨酸酯酰胺，收率：40％。
二、3-乙烯基-8-乙基-2，7，12，15，18-五甲基-17H，18H，21H，24H-13-羧酸-17-丙酸天门氨酸酰胺的合成：
乙烯基-8-乙基-2，7，12，15，18-五甲基-17H，18H，21H，24H-13-羧酸-17-丙酸天冬氨酸酯酰胺(70mg，0.1mmol)加入20ml的甲醇、3.5ml的水、1N NaOH水溶液0.2～0.3ml，25度搅拌反应72h。薄板检测无起始原料，反应液加入0.04～0.05ml醋酸，减压回收溶液，残液加30ml氯仿和30ml 10％的柠檬酸，激烈振摇，分取氯仿层，柠檬酸水层连续用20ml、10ml氯仿提取。合并氯仿层，有机溶剂蒸干，用硅胶H纯化，展开剂为氯仿∶甲醇∶丙酮∶甲酸＝10∶1.5∶1.5∶0.15，薄板检测为一个完整的点算合格。得53mg黑色固体乙烯基-8-乙基-2，7，12，15，18-五甲基-17H，18H，21H，24H-13-羧酸-17-丙酸天冬氨酸酰胺，收率：80％。二步总收率：30％。
MS(ESI+)m/z(C37H41N5O7)：668(M+1，100％)。1H-NMR(δppm，CDCl3+CD3OD)：9.85(s，1H，β-meso H)，9.73(s，1H，α-meso H)，9.09(s，1H，δ-meso H)，8.10(dd，1H，3a-H)，6.30(dd，2H，3b-H)，4.54～4.66(m，3H，17-H，18-H and NHCH)，4.00(s，3H，15-CH3)，3.81～3.787(m，2H，8-CH2)，3.64(s，3H，12-CH3)，3.55(s，3H，2-CH3)，3.34(s，3H，7-CH3)，2.68～2.81(m，2H，CH2COOH)，2.35～2.45(m，2H，17b-H)，1.99～2.10(m，2H，17a-H)，1.91～1.92(m，3H，18-CH3)，1.65～1.69(m，3H，8b-CH3)。
实施例3-7：分别用丙氨酸、亮氨酸、蛋氨酸、色氨酸和丝氨酸代替实施例1中的甘氨酸或实施例2中的天门冬氨酸，同实施例2的操作，分别合成得到3-乙烯基-8-乙基-2，7，12，15，18-五甲基-17H，18H，21H，23H-13-羧酸-17-丙酸丙氨酸酰胺(VI)、3-乙烯基-8-乙基-2，7，12，15，18-五甲-17H，18H，21H，23H-13-羧酸-17-丙酸亮氨酸酰胺(VII)、3-乙烯基-8-乙基-2，7，12，15，18-五甲基-17H，18H，21H，23H-13-羧酸-17-丙酸蛋氨酸酰胺(VIII)、3-乙烯基-8-乙基-2，7，12，15，18-五甲基-17H，18H，21H，23H-13-羧酸-17-丙酸色氨酸酰胺(IX)和3-乙烯基-8-乙基-2，7，12，15，18-五甲基-17H，18H，21H，23H-13-羧酸-17-丙酸丝氨酸酰胺(X)。质谱测定结果表明，它们的质量数与上述目标化合物的分子式所示一致。
表1。实施例3-7中目标化合物VI-X的MS(ESI+)m/z测定结果
  目标化合物编号   分子式   分子量   MS(ESI+)m/z，100％
  VI   C36H41N5O6   639   640(M+1)
  VII   C39H47N5O6   675   676(M+1)
  VIII   C38H45N5O6S   693   694(M+1)
  IX   C44H45N5O6   733   734(M+1)
  X   C36H41N5O6   633   634(M+1)
MS(ESI+)m/z(C34H40N4O5)：585(M+1，100％)。1H-NMR(δppm，CDCl3+CD3OD)：9.88(s，1H，β-meso H)，9.76(s，1H，α-meso H)，8.87(s，1H，δ-meso H)，5.91～5.95(m，1H，3-CH)，4.50～4.58(m，2H，17-H and 18-H)，3.96(s，3H，15-CH3)，3.61～3.85(m，2H，8-CH2)，3.61(s，3H，3-OCH3)，3.55(s，3H，12-CH3)，3.48(s，3H，2-CH3)，3.33(s，3H，7-CH3)，2.42～2.57(m，2H，17b-H)，1.95～2.22(m，2H，17a-H)，2.11～2.13(m，3H，3-CH3)，1.76～1.77(m，3H，18-CH3)，1.70～1.72(m，3H，8b-CH3)。

Claims (4)

1.下述通式(III)化合物：
Figure C2006100118300002C1
其中的R表示：-CH2COOH；
Figure C2006100118300002C2
Figure C2006100118300002C3
或
Figure C2006100118300002C4
2.权利要求1所述的化合物的制备方法，其特征在于该方法包括以下的步骤：
(1)3-乙烯基-8-乙基-2，7，12，15，18-五甲基-17H，18H，21H，23H-13-羧酸-17-丙酸在DDC、DAMP存在下与氨基酸甲酯以1∶80～1∶50的重量比例投入水-甲醇-氢氧化钠混合溶液搅拌反应生成3-乙烯基-8-乙基-2，7，12，15，18-五甲基-17H，18H，21H，23H-13-羧酸-17-丙酸氨基酸甲酯，水、甲醇和氢氧化钠的重量比例是100∶25∶10～100∶10∶5；
(2)3-乙烯基-8-乙基-2，7，12，15，18-五甲基-17H，18H，21H，23H-13-羧酸-17-丙酸氨基酸甲酯水解得到3-乙烯基-8-乙基-2，7，12，15，18-五甲基-17H，18H，21H，23H-13-羧酸-17-丙酸氨基酸酰胺。
3.用于光动力治疗的药物组合物，其特征在于：含有有效量的权利要求1化合物和药学上可接受的载体。
4.权利要求1所述化合物在制备光动力治疗药物中的应用。
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