CN101830897A - 新型异喹啉类生物碱衍生物及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了延胡索乙素衍生物及其制备方法与应用。该延胡索乙素衍生物的结构式如式II所示，其中R为辛基、异丙基或3-甲基丁基。所提供的用途是式II所示的延胡索乙素衍生物或其药学上可接受的盐在制备真核生物肿瘤细胞增殖抑制剂中的应用和在制备预防和/或治疗肿瘤药物中的应用。体外抗癌活性试验结果表明，延胡索乙素各衍生物对人肺癌细胞A-549、KB人鼻咽癌细胞、HL-60白血病细胞株具有一定程度的抑制作用。此结果表明，式II所示的延胡索乙素衍生物可用于制备治疗肿瘤的药物，拓宽了延胡索乙素衍生物的医药应用。
Description
技术领域
本发明涉及新型异喹啉类生物碱衍生物及其制备方法与应用。
背景技术
恶性肿瘤是危害人类健康和生命的重大疾病之一。在我国，据卫生部的统计资料表明：目前每年新生肿瘤患者总数约为212.7万人左右，其中有106万左右的恶性肿瘤新生患者。同时，全国约有268.5万左右在医的肿瘤患者，其中恶性肿瘤现有在医患者148.5万左右。尽管半个多世纪以来抗肿瘤药物的研发与应用取得重要进展，某些类型肿瘤的化疗取得突出的疗效。但是，目前对于大多数类型的药物治疗效果仍难以令人满意。因此，发现和研发新型抗肿瘤药物仍然是生物医药科学领域重要的课题与任务。
众所周知，天然产物也是抗癌药物的重要来源。目前已报道有抗肿瘤活性的植物超过400种。全球应用的175种抗癌药物中有57％直接或间接来源于天然产物。
我国植物资源丰富，具有丰富的药用植物资源和悠久的中草药应用历史。中药有效成分是中草药发挥药效的物质基础，其有效成分众多，很多成分都具有很好的生物活性，并已广泛应用于临床，例如青蒿素、石杉碱甲等。由此从中草药中寻找新型抗肿瘤先导化合物，并对其结构进行改造，得到活性更高，更具成药性的抗肿瘤药物是目前获得新型抗肿瘤药物的捷径之一。
中药延胡索是罂粟科紫堇属植物延胡索(Corydalis yanhusuo W.T. Wang)的干燥块茎，生长于低海拔旷野草地、丘陵、林缘地带。具有活血、利气、止痛的功效。对延胡索化学成分的研究起源于20世纪20年代，其主要成分为延胡索甲素、乙素、丙素、丁素、戊素、辛素、壬素、癸素、子素、丑素、寅素、高白屈菜碱、黄连碱、延胡索胺碱等。其中以延胡索乙素(tetrahydropalmatine，THP)的镇痛作用最强(王文蜀，肖巍，喻蓉，周亚伟，中药延胡索化学成分研究，中央民族大学学报，2007，16(1)：80-82)。其结构式如式Ⅰ所示。
(式Ⅰ)
延胡索乙素是新中国成立以来，用现代科学技术研究中医药获得成功的第一个神经系统药物，已经列入国家药典和大学药理学教本。近几年，随着对其研究的不断深入，还发现其具有降压、抗心率失常、抗血栓、抑制胃酸分泌等药理作用(徐婷，金昔陆，曹慧明，延胡索乙素药理作用的研究进展，中国临床药学杂志，2001，10(1)：58-60)。正是由于延胡索乙素的上述诸多功效，以其为先导物进行结构改造，寻找具有新药效的化合物是一个值得重视的研究方向之一。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有较高抗癌活性的异喹啉类生物碱-延胡索乙素衍生物及其制备方法。
本发明所提供的延胡索乙素衍生物的结构式如式Ⅱ所示：
(式Ⅱ)
式Ⅱ中，R为辛基、异丙基或3-甲基丁基。
当R为辛基时，命名为化合物1，结构式如式Ⅲ所示；
当R为异丙基时，命名为化合物2，结构式如式Ⅳ所示；
当R为3-甲基丁基时，命名为化合物3，结构式如式Ⅴ所示。
(式Ⅲ)(式Ⅳ)(式Ⅴ)
式Ⅱ所示化合物是按照下述方法制备得到的：将延胡索乙素溶于二氯甲烷中，然后加入烷基碘化物R-I，回流反应15-40小时，反应完全后，旋蒸除去溶剂，乙酸乙酯和石油醚(1∶10，v/v)重结晶，得到式Ⅱ所示的化合物；
其中，烷基碘化物R-I中的R为辛基、异丙基或3-甲基丁基。
本发明的另一个目的是提供式Ⅱ所示的延胡索乙素衍生物或其药学上可接受的盐的应用。
本发明所提供的延胡索乙素衍生物或其药学上可接受的盐的应用包括两方面：1)在制备真核生物肿瘤细胞增殖抑制剂中的应用；2)制备预防和/或治疗肿瘤药物中的应用。
在应用1)中，所述真核生物为哺乳动物；所述肿瘤细胞为癌细胞；所述癌细胞可为肺癌细胞、鼻咽癌细胞、白血病细胞、乳腺癌细胞、肝癌细胞、胰腺癌细胞、脑癌细胞、卵巢癌细胞、子宫癌细胞、睾丸癌细胞、皮肤癌细胞、胃癌细胞、结肠癌细胞、膀胱癌细胞、肛门癌细胞或直肠癌细胞；优选为肺癌细胞、鼻咽癌细胞或白血病细胞。所述肺癌细胞具体可为A-549人肺癌细胞，所述鼻咽癌细胞具体可为KB人鼻咽癌细胞，所述白血病细胞具体可为HL-60人白血病细胞。
在应用2)中，所述肿瘤为癌；所述癌为肺癌、鼻咽癌、白血病、乳腺癌、肝癌、胰腺癌、脑癌、卵巢癌、子宫癌、睾丸癌、皮肤癌、胃癌、结肠癌、膀胱癌、肛门癌或直肠癌，优选为肺癌、鼻咽癌或白血病。
本发明还保护一种真核生物肿瘤细胞增殖抑制剂，它的有效成分为式Ⅱ所示的延胡索乙素衍生物或其药学上可接受的盐。
此外，以式Ⅱ所示的延胡索乙素衍生物或其药学上可接受的盐为有效成分制备的预防和/或治疗肿瘤的药物，也属于本发明的保护范围。
所述预防和/或治疗肿瘤药物可通过注射、喷射、滴鼻、滴眼、渗透、吸收、物理或化学介导的方法导入机体如肌肉、皮内、皮下、静脉、粘膜组织；或是被其他物质混合或包裹后导入机体。
以延胡索乙素衍生物或其药学上可接受的盐为活性成分的抗肿瘤药物，需要的时候，在上述药物中还可以加入一种或多种药学上可接受的载体。所述载体包括药学领域常规的稀释剂、赋形剂、填充剂、粘合剂、湿润剂、崩解剂、吸收促进剂、表面活性剂、吸附载体、润滑剂等。
用延胡索乙素衍生物或其药学上可接受的盐制备的预防和/或治疗肿瘤药物可以制成注射液、片剂、粉剂、颗粒剂、胶囊、口服液、膏剂、霜剂等多种形式。上述各种剂型的药物均可以按照药学领域的常规方法制备。
本发明以延胡索乙素的结构为出发点，利用化学合成的方法，在其结构中的叔氮原子上通过配以不同侧链，形成系列季胺盐类衍生物结构。式Ⅱ所示的延胡索乙素衍生物的体外抗癌活性试验结果表明，上述化合物1、2、3对人肺癌细胞A-549、KB人鼻咽癌细胞、HL-60白血病细胞株均有较好的抑制作用。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明进行说明，但本发明并不局限于此。
下述实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和生物材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
实施例1、制备式Ⅱ中R为辛基的化合物
50ml干燥的单口瓶中加入延胡索乙素(1g，2.8mmol)，启动搅拌，二氯甲烷溶解，加入1-碘辛烷(3.4mmol)，回流40小时，反应完全后，旋蒸除去溶剂，乙酸乙酯和石油醚(1∶10，v/v)重结晶得到固体，收率53％。
结构确证数据如下：
1H NMR(CDCl3，300MHz)：7.08(d，J＝13.2Hz，1H)，6.96(d，J＝13.2Hz，1H)，6.75(s，1H)，6.72(s，1H)，5.89-5.91(m，1H)，5.64(d，J＝23.4Hz，1H)，4.79-4.86(m，2H)，3.86(s，3H)，3.88(s，3H)，3.91(s，3H)，3.95(s，3H)，3.17-3.20(m，1H)，2.88-3.07(m，4H)，1.16-1.40(m，14H)，0.82-0.89(m，3H).
实施例2、制备式Ⅱ中R为异丙基的化合物
50ml干燥的单口瓶中加入延胡索乙素(1g，2.8mmol)，启动搅拌，二氯甲烷溶解，加入2-碘丙烷(3.4mmol)，回流33小时，反应完全后，旋蒸除去溶剂，乙酸乙酯和石油醚(1∶10，v/v)重结晶得到固体，收率51％。
结构确证数据如下：
1H NMR(CDCl3，300MHz)：7.12(d，J＝12.9Hz，1H)，6.97(d，J＝12.9Hz，1H)，6.80(s，1H)，6.73(s，1H)，5.83-5.86(m，1H)，5.64(d，J＝22.8Hz，1H)，4.79-4.86(m，2H)，3.86(s，3H)，3.88(s，3H)，3.91(s，3H)，3.95(s，3H)，3.17-3.20(m，1H)，1.16-1.40(m，3H)，0.82-0.89(m，3H).
实施例3、制备式Ⅱ中R为3-甲基丁基的化合物
50ml干燥的单口瓶中加入延胡索乙素(1g，2.8mmol)，启动搅拌，二氯甲烷溶解，加入1-碘-3-甲基丁烷(3.4mmol)，回流15小时，反应完全后，旋蒸除去溶剂，乙酸乙酯和石油醚(1∶10，v/v)重结晶得到固体，收率71％。
结构确证数据如下：
1H NMR(CDCl3，300MHz).7.11(d，J＝12.6Hz，1H)，6.96(d，J＝13.1Hz，1H)，6.85(s，2H)，5.89-5.91(m，1H)，5.38-5.40(m，1H)，5.25-5.29(m，1H)，4.83-4.87(m，3H)，3.86(s，3H)，3.88(s，3H)，3.91(s，3H)，3.95(s，3H)，3.57-3.72(m，2H)，2.91-3.17(m，3H)，1.02-1.06(m，3H)，0.85-0.89(m，3H).
实施例4、MTT还原法检测延胡索乙素衍生物的体外抗癌活性试验：
MTT法的基本原理为：四氮唑[MTT，3-(4，5-dimethylthiazol-2-yl)-2，5-diphenyl-tetrazolium bromide]是一种能接受氢原子的染料。活细胞线粒体中与NADP相关的脱氢酶在细胞内可将黄色的MTT转化成不溶性的蓝紫色的formazon，而死细胞则无此功能。用DMSO溶解formazon后，在一定波长下用酶标仪测定光密度值，即可定量测出细胞的存活率。
1、材料：
四唑盐(MTT)：用0.01M的磷酸盐缓冲液(PBS)溶解MTT终浓度为5mg/ml，过滤除菌，分装后4℃避光保存。
肿瘤细胞株：人肺癌细胞株A549、KB人鼻咽癌细胞、HL-60白血病细胞株(均购自于中国科学院上海细胞生物学研究所)；
2、具体操作步骤如下：
以人肺癌细胞株A-549为例进行说明，化合物对KB人鼻咽癌细胞、HL-60白血病细胞株的生长抑制实验与肺癌细胞株A-549相同。
1)将对数生长期的人肺癌细胞A-549用0.25％的胰蛋白酶消化，然后用含10％(体积百分含量)胎牛血清的DMEM完全培养液制成细胞悬液，分别将肿瘤细胞稀释至1.0×105个/ml，分别接种至96孔培养板中，每孔200μl，于37℃，5％CO2的培养箱内培养24h，然后倾去各孔培养液。
2)将延胡索乙素衍生物(1、2、和3)分别溶解于DMSO中，用DMEM完全培养液稀释成50μg/mL，其中DMSO含量为1％(体积百分含量)；将延胡索乙素各衍生物加入上述肿瘤细胞A-549的培养孔内，各自接种5个孔，每孔加入200μl；对照组分别对应为上述肿瘤细胞的培养孔内加入含1％(体积百分含量)DMSO的DMEM完全培养液至孔内体积200μl，也接种5个孔；空白组为向不含肿瘤细胞的空培养孔内加入200μl的DMEM完全培养液；将其置于37℃，5％CO2的培养箱内培养72h。
3)3天后向每孔加入20μl新鲜配制的5mg/ml四甲基偶氮唑盐(MTT)溶液，37℃，5％CO2继续培养4h。
4)小心弃上清，每孔加入200μL DMSO溶解MTT formazon沉淀，室温放置15-20min，每5min振荡一次。
5)在酶标仪上测定波长490nm处的光密度值(OD值)，按公式计算肿瘤细胞生长抑制率。
本实验中的OD对照、OD实验值均为扣除掉OD空白的值。
实验设三次重复。
延胡索乙素各衍生物对人肺癌细胞A-549的抑制作用的结果见表1；对人鼻咽癌细胞KB的抑制作用的结果见表2；对人白血病细胞HL-60的抑制作用的结果见表3。
表1延胡索乙素各衍生物对A-549细胞的毒性试验结果
表2延胡索乙素各衍生物对KB细胞的毒性试验结果
表3延胡索乙素各衍生物对HL-60细胞的毒性试验结果
上述结果表明，延胡索乙素各衍生物对人肺癌细胞A-549、KB人鼻咽癌细胞、HL-60白血病细胞株具有一定程度的抑制作用。此结果表明，上述延胡索乙素各衍生物可用于制备治疗肿瘤的药物，拓宽了延胡索乙素衍生物的医药应用。
Claims (10)
1.式II所示的化合物或其药学上可接受的盐；
(式II)
式II中，R为辛基、异丙基或3-甲基丁基。
2.制备式II所示的化合物的方法，是将延胡索乙素溶于二氯甲烷中，然后加入烷基碘化物R-I，回流反应15-40小时，反应完全后，旋蒸除去溶剂，用体积比为1∶10的乙酸乙酯和石油醚的混合溶剂重结晶，得到式II所示的化合物；
其中，烷基碘化物R-I中的R为辛基、异丙基或3-甲基丁基。
3.式II所示的化合物或其药学上可接受的盐在制备真核生物肿瘤细胞增殖抑制剂中的应用。
4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于：所述真核生物为哺乳动物；所述肿瘤细胞为癌细胞；所述癌细胞为肺癌细胞、鼻咽癌细胞、白血病细胞、乳腺癌细胞、肝癌细胞、胰腺癌细胞、脑癌细胞、卵巢癌细胞、子宫癌细胞、睾丸癌细胞、皮肤癌细胞、胃癌细胞、结肠癌细胞、膀胱癌细胞、肛门癌细胞或直肠癌细胞。
5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于：所述癌细胞为肺癌细胞、鼻咽癌细胞或白血病细胞；所述肺癌细胞优选为A-549人肺癌细胞，所述鼻咽癌细胞优选为KB人鼻咽癌细胞，所述白血病细胞优选为HL-60人白血病细胞。
6.一种真核生物肿瘤细胞增殖抑制剂，它的有效成分为式II所示的化合物或其药学上可接受的盐。
7.根据权利要求6所述的抑制剂，其特征在于：所述真核生物为哺乳动物；所述肿瘤细胞为癌细胞；所述癌细胞为肺癌细胞、鼻咽癌细胞、白血病细胞、乳腺癌细胞、肝癌细胞、胰腺癌细胞、脑癌细胞、卵巢癌细胞、子宫癌细胞、睾丸癌细胞、皮肤癌细胞、胃癌细胞、结肠癌细胞、膀胱癌细胞、肛门癌细胞或直肠癌细胞优选为肺癌细胞、鼻咽癌细胞或白血病细胞。
8.式II所示的化合物或其药学上可接受的盐在制备预防和/或治疗肿瘤药物中的应用。
9.一种预防和/或治疗肿瘤的药物，它的有效成分为式II所示的化合物或其药学上可接受的盐。
10.根据权利要求8所述的应用或根据权利要求9所述的药物，其特征在于：所述肿瘤为癌；所述癌为肺癌、鼻咽癌、白血病、乳腺癌、肝癌、胰腺癌、脑癌、卵巢癌、子宫癌、睾丸癌、皮肤癌、胃癌、结肠癌、膀胱癌、肛门癌或直肠癌，优选为肺癌、鼻咽癌或白血病。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20100915 |