CN110981887B

CN110981887B - 一类二氢青蒿素类化合物及其制备方法和医用用途

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Publication number: CN110981887B
Application number: CN201910862682.XA
Authority: CN
Inventors: 全哲山; 沈庆坤; 邓浩
Original assignee: Yanbian University
Current assignee: Yanbian University
Priority date: 2019-09-12
Filing date: 2019-09-12
Publication date: 2022-05-17
Anticipated expiration: 2039-09-12
Also published as: CN110981887A

Abstract

本发明公开一类二氢青蒿素类化合物及其制备方法和医用用途，本发明的化合物为一类新的化合物，对于弓形虫具有明显的生长抑制作用，并且优于螺旋霉素对体内弓形虫的生长抑制作用，可显着降低了小鼠腹腔中速殖子的数量，为治疗弓形虫感染疾病提供一种新的药物。本发明二氢青蒿素素类化合物的生产原料具有来源丰富、制备方法反应条件温和、反应过程操作简单，所用试剂便宜易得等优点。

Description

一类二氢青蒿素类化合物及其制备方法和医用用途

技术领域

本发明公开一类二氢青蒿素类化合物，为一类新的化合物；本发明同时还提供了该二氢青蒿素类化合物的制备方法和医用用途，属于生物医药技术领域。

背景技术

弓形虫病(Toxoplasmosis)是一种由弓形虫(Toxoplasma gondii)感染所致的人畜共患寄生虫病，本病为全身性疾病，呈世界性分布，人群普遍易感，但多为隐性感染。最新血清学调查显示，世界人群弓形虫感染率约为30％，我国感染率为7.88％。在临床上不表现或仅表现轻微症状，但对免疫功能低下及缺陷人群影响较严重，甚至有致命的威胁。

目前对弓形虫感染的治疗药物选择十分有限，批准用于临床的治疗弓形虫感染的药物仅有螺旋霉素、乙胺嘧啶和磺胺嘧啶等，这些药的临床治疗效果令人不满意，不能根治，且毒副作用较大。因此，弓形虫感染的治疗面临巨大压力，临床上迫切需要开发新的治疗药物，研究开发新的抗弓形虫药物具有重要意义。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种基于二氢青蒿素的化合物，其具有抗弓形虫活性。本发明进一步的目的在于提供上述化合物，其具有低毒、高效的特点。

本发明的另一个目的在于提供二氢青蒿素类化合物的制备方法，其工艺简单且稳定。

本发明再一个目的在于提供二氢青蒿素类化合物在制备具有抗弓形虫活性的药物中的应用。

本发明提供一种二氢青蒿素类化合物，具有以下结构：

式中，R选自如下基团之一：氢,甲基,异丙基,异丁基,2-甲巯基乙基,苄基。

本发明公开一种二氢青蒿素类化合物的制备方法，具体制备步骤如下：

将1mmol的二氢青蒿素分别和2mmol的N-Boc氨基酸混合；再加入2mmol的1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和1mmol的N,N-二甲基氨基吡啶，无水二氯甲烷作溶剂，将混合物在室温下搅拌5-8h；薄层板检测反应，用10％的硫酸乙醇溶液烤板显色；在反应完成之后，将其用DCM萃取，并将有机相用碳酸氢钠溶液和饱和氯化钠溶液洗涤，并经无水硫酸钠干燥；抽滤，干燥，柱层析进一步纯化，得化合物。

所述的N-Boc氨基酸选自：N-Boc-甘氨酸、N-Boc-丙氨酸，N-Boc-缬氨酸，N-Boc-亮氨酸，N-Boc-甲硫氨酸，N-Boc-苯甘氨酸。

本发明所述的二氢青蒿素类衍生物可以用于制备抗弓形虫药物。

本发明的积极效果在于：

本发明提供的二氢青蒿素素类化合物，为一类新的化合物，对于弓形虫具有明显的生长抑制作用，并且优于螺旋霉素对体内弓形虫的生长抑制作用，可显着降低了小鼠腹腔中速殖子的数量，为治疗弓形虫感染疾病提供一种新的药物。本发明二氢青蒿素素类化合物的生产原料具有来源丰富、制备方法反应条件温和、反应过程操作简单，所用试剂便宜易得等优点。

附图说明

图1为化合物对小鼠速殖子数量的影响。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的描述，但本发明并不限定于上述实施方式。在权利要求书所示的范围之内通过一些修改，可实现不同的实施方式，而这种修改应属于本发明的范围。

实施例1：

向25mL的反应瓶中加入二氢青蒿素(1mmol)和2mmol N-Boc-甘氨酸，再加入1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(2mmol)和N,N-二甲基氨基吡啶(1mmol)，无水二氯甲烷作溶剂，将混合物在室温下搅拌5-8h；

薄层板检测反应，用10％的硫酸乙醇溶液烤板显色；

在反应完成之后，将其用DCM萃取，并将有机相用碳酸氢钠溶液和饱和氯化钠溶液洗涤，并经无水硫酸钠干燥；抽滤，干燥，柱层析进一步纯化，得化合物D1。

化合物D1的核磁共振数据如下:M.p.108-109℃.¹H NMR(300MHz,DMSO-d₆):δ7.31(t,J＝5.9Hz,1H,N-H),5.69(d,J＝9.7Hz,1H,12-H),5.58(s,1H,10-H),3.76(d,J＝6.0Hz,2H,-CH₂-),2.37-2.12(m,3H),2.00(d,J＝14.2Hz,1H),1.80(s,1H),1.68-1.51(m,5H),1.39(s,9H,(CH₃)₃),1.29(s,4H),1.20(dd,J＝11.1,6.2Hz,1H),0.89(d,J＝6.1Hz,3H),0.78(d,J＝7.1Hz,3H)；¹³C NMR(75MHz,DMSO-d₆):δ169.77,156.30,104.06,92.58,91.09,80.31,78.81,51.57,44.99,42.40,36.39,36.35,34.16,33.80,32.11,28.61(3C),25.97,21.45,20.51,12.09；ESI-HRMS(m/z)calcd for C₂₂H₃₆NO₈ ⁺[M+H]⁺442.2435,found:442.2436。

实施例2

向25mL的反应瓶中加入二氢青蒿素(1mmol)和N-Boc丙氨酸(2mmol)，再加入1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(2mmol)和N,N-二甲基氨基吡啶(1mmol)，无水二氯甲烷作溶剂，将混合物在室温下搅拌5-8h；

薄层板检测反应，用10％的硫酸乙醇溶液烤板显色；

在反应完成之后，将其用DCM萃取，并将有机相用碳酸氢钠溶液和饱和氯化钠溶液洗涤，并经无水硫酸钠干燥；抽滤，干燥，柱层析进一步纯化，得化合物D2。

化合物D2的核磁共振数据如下:M.p.113-114℃.¹H NMR(300MHz,DMSO-d₆):δ7.39(d,J＝7.5Hz,1H,N-H),6.23(d,J＝4.0Hz,1H,12-H),5.43(s,1H,10-H),4.10-4.00(m,1H,-CH-),2.22(dd,J＝31.2,13.9Hz,3H),2.07-1.93(m,2H),1.80(s,2H),1.70-1.51(m,4H),1.38(s,9H,-CH₃),1.28(s,4H),1.25(s,3H,-CH₃),0.89(d,J＝6.2Hz,3H),0.78(d,J＝7.1Hz,3H)；¹³C NMR(75MHz,DMSO-d₆):δ172.34,155.63,104.00,92.63,91.08,80.31,78.69,51.60,49.44,45.06,36.43,36.33,34.19,32.25,28.65(3C),25.96,24.66,21.47,20.51,16.98,12.11；ESI-HRMS(m/z)calcd for C₂₃H₃₈NO₈ ⁺[M+H]⁺456.2591,found:456.2590。

实施例3

向25mL的反应瓶中加入二氢青蒿素(1mmol)和N-Boc缬氨酸(2mmol)，再加入1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(2mmol)和N,N-二甲基氨基吡啶(1mmol)，无水二氯甲烷作溶剂，将混合物在室温下搅拌5-8h；

薄层板检测反应，用10％的硫酸乙醇溶液烤板显色；

在反应完成之后，将其用DCM萃取，并将有机相用碳酸氢钠溶液和饱和氯化钠溶液洗涤，并经无水硫酸钠干燥；抽滤，干燥，柱层析进一步纯化，得化合物D3。

化合物D3的核磁共振数据如下:M.p.117-118℃.¹H NMR(300MHz,DMSO-d₆):δ7.29(d,J＝8.3Hz,1H,N-H),5.69(d,J＝9.6Hz,1H,12-H),5.56(s,1H,10-H),3.91-3.80(m,1H,-CH-),2.32(s,1H),2.25-2.11(m,1H),2.03(dd,J＝17.0,10.3Hz,2H),1.81(d,J＝7.2Hz,1H),1.56(m,5H),1.38(d,J＝8.1Hz,9H,-CH₃),1.26(s,3H),1.24-1.11(m,2H),0.98-0.87(m,9H,,-CH₃),0.79(d,J＝7.0Hz,3H)；¹³C NMR(75MHz,DMSO-d₆):δ171.33,156.17,103.93,92.62,90.95,80.26,78.72,59.99,51.57,45.09,36.44,36.28,34.20,32.09,29.92,28.67(3C),25.93,24.68,21.46,20.51,19.42,18.82,12.17；ESI-HRMS(m/z)calcd for C₂₅H₄₂NO₈ ⁺[M+H]⁺484.2910,found:484.2909。

实施例4

向25mL的反应瓶中加入二氢青蒿素(1mmol)和N-Boc亮氨酸(2mmol)，再加入1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(2mmol)和N,N-二甲基氨基吡啶(1mmol)，无水二氯甲烷作溶剂，将混合物在室温下搅拌5-8h；

薄层板检测反应，用10％的硫酸乙醇溶液烤板显色；

在反应完成之后，将其用DCM萃取，并将有机相用碳酸氢钠溶液和饱和氯化钠溶液洗涤，并经无水硫酸钠干燥；抽滤，干燥，柱层析进一步纯化，得化合物D4。

化合物D4的核磁共振数据如下:M.p.122-123℃.¹H NMR(300MHz,DMSO-d₆):δ7.35(d,J＝7.9Hz,1H,N-H),5.67(d,J＝9.7Hz,1H,12-H),5.57(s,1H,10-H),4.01(s,1H,-CH-),2.30(s,1H),2.16(m,1H),2.00(m,2H),1.84-1.78(m,1H),1.68-1.51(m,7H),1.37(d,J＝7.3Hz,9H,-CH₃),1.28(s,4H),1.19(dd,J＝10.6,6.4Hz,2H),0.93-0.84(m,9H),0.78(d,J＝6.9Hz,3H)；¹³C NMR(75MHz,DMSO-d₆):δ172.22,155.93,136.13,103.98,92.64,91.06,80.30,78.71,52.46,51.59,45.06,36.43,36.32,34.19,32.24,28.65(3C),25.94,24.66,24.63,23.23,21.67,21.48,20.51,12.11；ESI-HRMS(m/z)calcd for C₂₆H₄₄NO₈ ⁺[M+H]⁺498.3066,found:498.3067。

实施例5

向25mL的反应瓶中加入二氢青蒿素(1mmol)和N-Boc甲硫氨酸(2mmol)，再加入1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(2mmol)和N,N-二甲基氨基吡啶(1mmol)，无水二氯甲烷作溶剂，将混合物在室温下搅拌5-8h；

薄层板检测反应，用10％的硫酸乙醇溶液烤板显色；

在反应完成之后，将其用DCM萃取，并将有机相用碳酸氢钠溶液和饱和氯化钠溶液洗涤，并经无水硫酸钠干燥；抽滤，干燥，柱层析进一步纯化，得化合物D5。

化合物D5的核磁共振数据如下:M.p.166-168℃.¹H NMR(300MHz,DMSO-d₆):δ7.42(d,J＝7.9Hz,1H,N-H),5.68(d,J＝9.7Hz,1H,12-H),5.57(s,1H,10-H),4.13(m,1H,-CH₂-),2.31(s,1H),2.25-2.12(m,2H),2.05(s,2H),1.94-1.82(m,3H,S-CH₃),1.80(s,1H),1.67-1.47(m,7H),1.39(s,9H,CH₃),1.28(s,4H),1.20(m,2H),0.89(d,J＝6.2Hz,3H),0.79(d,J＝7.1Hz,3H)；¹³C NMR(75MHz,DMSO-d₆):δ171.67,155.94,103.99,92.78,91.03,80.28,78.85,52.97,51.57,45.04,36.44,36.31,34.19,32.15,30.60,29.93,28.64(3C),25.93,24.67,21.46,20.50,15.00,12.12；ESI-HRMS(m/z)calcd for C₂₅H₄₂NO₈S⁺(M+H)⁺516.2625,found:516.2626。

实施例6

向25mL的反应瓶中加入二氢青蒿素(1mmol)和N-Boc苯丙氨酸(2mmol)，再加入1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(2mmol)和N,N-二甲基氨基吡啶(1mmol)，无水二氯甲烷作溶剂，将混合物在室温下搅拌5-8h；

薄层板检测反应，用10％的硫酸乙醇溶液烤板显色；

在反应完成之后，将其用DCM萃取，并将有机相用碳酸氢钠溶液和饱和氯化钠溶液洗涤，并经无水硫酸钠干燥；抽滤，干燥，柱层析进一步纯化，得化合物D6。

化合物D6的核磁共振数据如下:M.p.114-115℃.Yield:¹H NMR(300MHz,DMSO-d₆):δ7.35(s,1H,N-H),7.27(s,5H,Ar-H),5.70(d,J＝9.3Hz,1H,12-H),5.59(s,1H,10-H),4.20(s,1H,-CH-),3.11-2.85(m,2H,-CH₂-),2.33(s,1H),2.17(d,J＝12.7Hz,1H),2.01(d,J＝11.8Hz,1H),1.81(s,1H),1.72-1.49(m,5H),1.33(s,9H,-CH₃),1.29(s,4H),1.25-1.15(m,2H),0.85(d,J＝28.3Hz,6H)；¹³C NMR(75MHz,DMSO-d₆):δ171.21,155.73,138.06,129.68(2C),128.62(2C),126.85,104.01,92.86,91.10,80.32,78.78,55.53,51.60,45.07,36.42,36.34,36.24,34.29,32.21,28.59(3C),25.95,24.68,21.47,20.52,12.13；ESI-HRMS(m/z)calcd for C₂₉H₄₂NO₈ ⁺[M+H]⁺532.2910,found:532.2911。

通过以下试验进一步证明本发明化合物的医用用途：

试验例1

体外抗弓形虫活性的评价

因为弓形虫专门寄生于细胞内，所以选择HeLa细胞为宿主。利用MTT法测定目标物和先导物的HeLa细胞毒性IC₅₀，再以HeLa细胞为宿主，测定感染弓形虫的HeLa细胞的IC₅₀，最后计算出选择性系数(选择性系数＝HeLa细胞毒性IC₅₀/感染弓形虫HeLa细胞IC₅₀)，一般认为选择性系数越大，抗弓形虫作用越强，筛选目标物是选择性系数比阳性对照药和二氢青蒿素更大化合物。

具体操作如下：将细胞以适当的密度接种在96孔板中以确保在整个实验期间呈指数生长(每孔3×10³个细胞)，然后使其在37℃下粘附24h。用弓形虫(1.5×10⁴速殖子/孔)感染细胞，然后将刚地弓形虫感染的细胞温育24h。将所有化合物D1-D6以100mM的浓度储存在DMSO中。测试每种化合物的系列稀释液(1～1000μmol/L)。DMSO溶剂的最终浓度不超过0.01％。孵育24小时后，向每个孔中加入10μL MTT溶液。然后将平板再孵育3.5-4h。通过Excel软件计算HeLa细胞中的IC₅₀，弓形虫中的IC₅₀和选择性指数(SI)。使用表2中所示的公式计算。由表可知，化合物D1-D6，均具有抗弓形虫活性，D1,D2,D5的选择性更好。

表1.化合物的细胞毒性及体外抗弓形虫活性

结论：a＝半数毒性剂量，对宿主细胞的细胞毒性的量度；b＝半数抑制浓度，速殖子抑制的量度；c＝治疗指数，效力的度量，SI＝TD₅₀/IC₅₀。当TD₅₀>1000.00时，SI＝1000/IC₅₀；当IC₅₀>1000.00时,SI＝TD₅₀/1000.00。

试验例2

本发明化合物D1～D`6的体内抗弓形虫活性初步评价

将30只雌性小鼠随机分为5组：正常组，未治疗组(感染未治疗组)，感染100mg/kg螺旋霉素治疗组，感染-化合物D2治疗组，感染-二氢青蒿素治疗组，每组6只。然后腹膜内注射弓形虫RH株的2×10³个速殖子。小鼠感染后4h，以100mg/kg的剂量灌胃，而正常和模型组组给予相同剂量的生理盐水。每天灌胃一次，连续给药4天，在小鼠感染后第5天脱颈处死，以无菌生理盐水清洗小鼠腹腔，收集腹腔液离心得虫体沉淀，经0.4％的台盼蓝染色2min，在光学显微镜下计数小鼠腹腔中速殖子的数量，计算实验组小鼠的虫体抑制率。实验结果如图1所示，与阴性对照组相比，化合物D2能显著降低小鼠速殖子的数量(P<0.05)，其效果优于相同剂量的螺旋霉素。螺旋霉素和化合物D2的抑制率分别为53.1％±11.1％和70.8％±4.2％，表明化合物D2比螺旋霉素更强的抑制弓形虫的能力(表2)。

表2.小鼠腹膜弓形虫抑制率

a＝(未治疗组-治疗组)/未治疗组×100％。

结论：参见图1.化合物对小鼠速殖子数量的影响，n＝6，与阳性对照螺旋霉素相比，§§p<0.01；与先导物二氢青蒿素相比，##p<0.05；###p<0.001。

Claims

1.一类二氢青蒿素类化合物，其特征在于具有如下结构式：

其中，R选自如下基团之一：

氢；甲基；异丙基；异丁基；2-甲巯基乙基；苄基。

2.如权利要求1所述的二氢青蒿素类化合物的制备方法，包括以下步骤：

将1 mmol的二氢青蒿素和2 mmol的N-Boc-氨基酸混合, 其中, N-Boc-氨基酸选自N-Boc-甘氨酸、N-Boc-丙氨酸，N-Boc-缬氨酸，N-Boc-亮氨酸，N-Boc-甲硫氨酸，N-Boc-苯甘氨酸；

再加入2 mmol 的1-（3-二甲基氨基丙基）-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和1 mmol的N,N-二甲基氨基吡啶，无水二氯甲烷作溶剂，将混合物在室温下搅拌5-8 h；

薄层板检测反应，用10%的硫酸乙醇溶液烤板显色；

在反应完成之后，将其用DCM萃取，并将有机相用碳酸氢钠溶液和饱和氯化钠溶液洗涤，并经无水硫酸钠干燥；抽滤，干燥，柱层析进一步纯化，分别得化合物D1、D2、D3、D4、D5、D6。

3.如权利要求1所述的二氢青蒿素类化合物在制备抗弓形虫药物中的用途。