专利名称：溴代二氢青蒿素的制备方法
技术领域：
本发明涉及化学合成技术领域，具体的说，是涉及一种以二氢青蒿素为母核通过溴化合成一种全新的二氢青蒿素的衍生物-溴代二氢青蒿素的方法。
背景技术：
青蒿素是我国药学工作者1971年从菊科植物黄花蒿叶中提取分离到的一种具有过氧桥的倍半萜内酯类化合物；青蒿素及其衍生物是含过氧桥的倍半萜内酯类新型抗疟药，具有高效、快速、低毒、安全等特点；伴随着技术进步，青蒿素的医学用途早已超越作为单纯的抗疟、多重抗药性恶性疟疾药物的使用范围；研究和应用表明，青蒿素及其衍生物还有抗卡氏肺孢子虫肺炎作用、抗孕作用、抗、治肿瘤的作用、抗血吸虫作用、治疗弓形虫感染作用、少对心血管的作用、对免疫系统的作用。
近年来，各国的药物学家对青蒿素及其衍生物的抗癌作用进行了更广泛的研究，深层次药理、药效、毒副作用和药物动力学研究表明用青蒿素及其衍生物对付血癌和乳腺癌细胞，青蒿素的选择性是其他化学疗法的100倍，换句话说，就是青蒿素可以杀死癌细胞，但不伤害周围健康细胞。“癌症细胞分裂时需要大量铁质才能复制DNA，因此癌细胞的铁质含量比正常细胞高出许多。”这些携带青蒿素衍生物的蛋白进入癌细胞后，青蒿素中的3-C位上的氧原子和12-C位上的氧原子之间形成氧桥，铁离子就被释放并与青蒿素衍生物反应，从而破坏癌细胞，氧桥断裂释放出自由基(氧原子)，自由基攻击癌细胞膜，使膜破裂而癌细胞死亡；这是把青蒿素转为抗癌药物的关键；由于癌细胞对铁的贪婪，使得药物具有很高的选择性；实验表明青蒿素标记的铁传蛋白选择和杀死癌症细胞的效率是杀死正常细胞的效率34000倍；对神经系统、呼吸系统、心血管系统均无明显药理作用，仅在剂量大至40mg/kg时显示一定的镇痛、镇静作用。该药安全性较大，LD50为834.5mg/kg，化疗指数为834.0，大鼠20-180(MKD)连续30天给药，对生理、生化指标及主要脏器病理学检查均未见明显变化；特殊毒性方面，致突变实验阴性，生殖毒方面，在小鼠妊娠敏感期给药，增加吸收胎的发生，未见致畸作用。
小鼠灌服3H-二氢青蒿素后，血液内放射性迅速上升，半小时至1小时达到高峰，随后迅速下降，4小时降到峰值的一半，以后缓慢消失。胃肠道残留量的测量表明，半小时残留58％，1小时残留35.3％，半量消失时间约为1.2小时。经口给药后分布广泛，1小时开始达到高峰，同位素法表明各组织中胆、肝、肾最多，心、肺、脾等次之；显色法表明肌肉注射1～8小时达到高峰，肝、脑、骨、血液含量较高。口服后24小时内，80％放射性经粪、尿排出，显色法结果类似，上述结果表明二氢青蒿素进入体内后吸收快、分布广，排泄快。
与青蒿素一样，紫杉醇、喜树碱都是从植物中提取的天然抗癌药物，由于其疗效有限和毒副作用强限制了其临床应用，始终不能成为抗癌的主力药物。
例如紫杉醇被当今世界上公认为广谱、活性最强的抗癌药物，尤其是对子宫癌、卵巢癌、乳腺癌具有特殊的疗效，它的问世被誉为90年代国际上抗癌药三大成就之一；目前治疗妇女乳腺癌的常见用药有欧洲紫杉醇和太平洋紫杉醇；可以延长恶化时间两个月和增加存活时间3个月。
但两种紫杉醇都有副作用，病人会出现手脚麻痹的现象，太平洋紫杉醇毒性最常见且致命的副作用就是有15-20％的患者发生急性过敏性休克；副作用抑制造血细胞，过敏，胃肠不适，以及轻度的肝脏损伤；欧洲紫杉醇常见的副作用是骨髓抑制、血球低下、疲倦等。
又如喜树碱喜树碱是从我国喜树中提取的一种生物碱，应用于临床如消化系统肿瘤，黑色素瘤等之治疗并有部分成效；其作用机理经动力学的研究证明，喜树碱是属于细胞周期特异性药物，能使癌细胞停留于S期(DNA合成期)，阻止其进一步分裂。动物实验证明对Erlich腹水瘤细胞DNA、RNA的合成均有较明显抑制作用，上海地区用喜树碱治疗胃癌435例，有效率61％；但有严重副作用如骨髓抑制，出血性膀胱炎及消化系统之症状。
青蒿素及其衍生物与紫杉醇、喜树碱相比，其抗癌活性更强，广谱、没有毒副作用，IC50是体外癌细胞半数致死量，IC50能直观地反应药效强弱。
羟基喜树碱IC50为206u mol～305u molng；紫杉醇IC50为8.6u mol；二氢青蒿素IC50为24n mol(0.024u mol)。
1997年美国华盛顿大学生物工程系的赖亨利教授和纳伦德拉星开始设想同样的机理一定也能作用于癌症癌症细胞分裂时需要大量铁质才能复制DNA，因此癌细胞的铁质含量比正常细胞高出许多；经研究发现，癌细胞比正常细胞含铁高5-15倍，高的达50倍，最高的白血病癌细胞居然达1000倍。赖教授称“青蒿素不但有效，而且选择性非常强；对癌细胞有很高的毒性，但对正常细胞的影响很小。”它有可能成为无毒的高效抗癌药；哈医大的黑龙江省生物医药工程重点实验室杨宝峰、周晋教授研究发现，二氢青蒿素能有效抑制实体肿瘤细胞的增殖。他们发现，白血病细胞膜是二氢青蒿素攻击的一个主要靶点，起抗瘤机制有“凋亡”和“胀亡”两种。白血病细胞膜遭到破坏后，大量的钙离子就会进入细胞内，一方面引起细胞程序化死亡，即“凋亡”，另一方面导致细胞内的渗透压发生改变，吸收大量水分，使细胞膨胀直至死亡，即“胀亡”；这种推测在临床实验中得到了广泛支持将若干组乳腺癌细胞和正常乳腺细胞与转铁蛋白接触，8小时以后，只剩下25％癌细胞。16小时过去以后，几乎所有癌细胞都死亡了，而正常细胞不受影响。例如一只患有严重骨癌的狗已经不能行走，在接受二氢青蒿素辅之以铁的治疗下，5天就完全恢复，赖教授的理论得到了验证。
现有技术中，上海药物研究所以二氢青蒿素酯、醚衍生物的方式来引进卤素，虞佩琳等二氢青蒿素类似物的研究、药学学报1985；20(5)357~365，在抗癌实验(A549)中，对比物IC50是1227nM，引进溴元素的IC50是47nM，药效增强约26倍(Ying Li et al.Novel Antitumor Artemisinin DerivativesTargeting G1 Phase ofthe Cell Cycle.Bioorg. & Med.Chem.Lett.11(2001)5-8)。
专利权人是中国科学院上海药物研究所的中国专利02128494、名称为叔丁氧羰基二氢青蒿素、其制备方法及药物组合物，其发明提供结构式所示的叔丁氧羰基二氢青蒿素系以二氢青蒿素为起始原料，与双叔丁基二碳酸酯在有机溶剂中进行酰化反应而制得；发明的抗寄生虫病药物组合物包含治疗有效量的叔丁氧羰基二氢青蒿素和药学上可接受的载体，与以前合成的二氢青蒿素衍生物相比，叔丁氧羰基二氢青蒿素有最大的治疗指数(＞1700)，是高效、低毒的抗寄生虫药物，在防治血吸虫病、疟疾等寄生虫病过程中可减少毒副作用的产生，尤其是在恶性疟疾的治疗中，对降低儿童死率有重大的意亡义。
申请人是浙江大学、申请号是03116762.4、发明名称为青蒿琥酯和二氢青蒿素抗血管生成作用的药物制剂及用途的中国专利申请公开了青蒿琥酯和二氢青蒿素在抗血管生成作用方面的药物制剂及其用途；该药物制剂主要含有青蒿琥酯或二氢青蒿素，其制剂形式主要为微球注射液；该发明提供的药物制剂在抗肿瘤血管生成方面有活性，可用于肿瘤血管生成及其他与血管生成有关的疾病治疗，还可用于肿瘤化疗和/或辅助化疗方面的治疗。该制剂在给药部位缓慢释放药物与吸收，延长药物作用时间；该发明以血管生成理论为背景，研究并阐明中药有效单体成分作用和机制，是发展中医药理论新的重要方向，为发现新的理论和药物作用新的靶点提供重要依据，为二氢青蒿素类药物的新用途开发提供依据。
本申请人在同日向中国专利局递交的另外一件专利申请中对溴代二氢青蒿素作了产品专利申请。
技术内容因此，人们期待着具有更为广谱、特效、安全性高、毒副作用小和给药方式更简单的治疗癌症的药物，本发明的发明目的就是旨在克服上述现有技术缺限，提供一类基于二氢青蒿素的新化合物的制备方法，它具有极为广谱的治疗癌症的医学效果和特别的疗效，且无任何毒副作用。
为了达到上述发明目的，本发明人研究了很多二氢青蒿素及其衍生物，并结合现有技术的教导，考虑到卤族元素取代基对药物效用有积极的影响，如溴化物具有加强药效的功能，成为许多感冒糖浆中的最佳药剂，通过无数次选择、试验，我们自主合成了溴代二氢青蒿素；实际上，在二氢青蒿素的母核上引进杂原子是非常困难的，上海药物研究所是以二氢青蒿素酯、醚衍生物的方式来引进卤素。
溴代二氢青蒿素的化学名称为(3R，5aS，6R，8aS，9R，12S，12aR)-八氢-3-溴代亚甲基-6，9二甲基-3，12-桥氧-12H-吡喃并[4，3-j]-1，2-苯并二塞平-10(3H)醇。
其结构式为
本发明的主要目的是将二氢青蒿素上的3-C位甲基溴化。
合成溴代二氢青蒿素的步骤为将二氢青蒿素溶于酯溶性溶剂，在溶液中导入溴源，进行合成反应，并去除残留溴源，后萃取提纯，并脱水结晶，得到标的化合物。
由于二氢青蒿素具有过氧桥的倍半萜内酯类结构，其应选择酯溶性溶剂对其溶解分散，较为优选的酯溶性溶剂是乙腈、二甲基甲酰胺、乙酸、氯仿、四氯化碳。
上述的合成工艺中，所述的溴源可是单一成份的气体或液体，也可是溴化物。
液溴、溴氢酸、溴化氢气体等都可作为标的化合物的溴源导入。
在合成工艺中，当导入溴源进行溴化反应时，可加入催化剂对溴化反应进行催化。
所述的催化剂是二氧化锰、硅铝酸盐、卤化亚铜；或是用卤钨灯直接进行照射。
与现有技术相比，本发明具有以下方面的优点1、申请人首创将二氢青蒿素上的3-C位甲基溴化，在二氢青蒿素的母核上直接引进杂原子。
2、溴化工艺简单、并易于工业控制，有很好的专一性，使产品的合成工艺有很好的特异性，并且易于量化控制。
图1是本发明的合成工艺流程图。
具体实施例方式
实施例1本实施例描述用黄花青蒿制备青蒿素、将青蒿素还原成二氢青蒿素、用二氢青蒿素导入溴源合成溴代二氢青蒿素的过程。
黄花青蒿5000Kg用8倍乙醇24h回流浸提，浸提液注入层析硅胶柱，直到流完；用石油醚洗脱，开始为黄绿液体；洗到液体基本为无色透明或用硅胶G板薄层监测有浅蓝色荧光斑点时，换洗脱液为10％乙酸乙酯+90％石油醚洗脱，并收集其洗脱液，用上述薄层监测至无蓝色荧光斑点；收集的洗脱液浓缩，静置过夜，收集析出的粗结晶；用30倍的50％的乙醇液重结晶，得青蒿素针状结晶；将青蒿素10Kg溶入300L甲醇中，搅拌下加季铵盐EtNCl 4Kg，充分搅拌混均后加入硼氢化钾4Kg，加磷酸二氢钠1.65Kg，室温下反应至白色结晶析出，质液明显分离；将全部反应物倒入0℃的冰水中，静置析出白色固体；收集白色固体，用蒸馏水反复洗涤3次、干燥，得二氢青蒿素，为白色粉末状结晶。
将反应釜用N2干燥，加入100mol二氢青蒿素和1000L氯仿，溶解；加入14KgMnO2，搅匀。并于40～60℃温度下以大约16L/分钟的速度导入液溴100mol，同时进行搅拌；60分钟后，过滤反应物；向过滤物中加入1000～5000L10％的硫代硫酸钠水溶液洗涤，收集有机层；再加入5000～15000L10％的碳酸氢钠溶液洗涤，收集有机层；有机层用无水硫酸钠脱水后减压浓缩成白色结晶，晶体用正己烷洗涤，滤出结晶，干燥，得到溴代二氢青蒿素，为白色粉末状结晶。
实施例2本实施例描述用青蒿素还原成二氢青蒿素、用二氢青蒿素导入溴源合成溴代二氢青蒿素的过程。
市售青蒿素粗粉(与生药比为1∶4)备用加5倍50％乙醇溶解，溶解液注入层析硅胶柱，直到流完；用石油醚洗脱，开始为黄绿液体；洗到液体基本为无色透明或用硅胶G板薄层监测有浅蓝色荧光斑点时，换洗脱液为40％乙酸乙酯+60％石油醚洗脱，并收集其洗脱液，用上述薄层监测至无蓝色荧光斑点；收集的洗脱液浓缩，干燥；用乙酸乙酯精制，得青蒿素针状结晶。
将提纯后的青蒿素10Kg溶入300L50％乙醇中，搅拌下加季铵盐EtNCl 4Kg，充分搅拌混均后加入硼氢化钾4Kg，加磷酸二氢钠1.65Kg，室温下反应至白色结晶析出，质液明显分离；将全部反应物倒入0℃的冰水中，静置析出白色固体；收集白色固体，用蒸馏水反复洗涤3次、干燥，得二氢青蒿素，为白色粉末状结晶。
反应釜用N2干燥，加入100mol二氢青蒿素和1000L四氯化碳，溶解；加入14KgMnO2，搅匀。并于40℃温度下以大约16L/分钟的速度导入液溴，同时进行搅拌；90分钟后，过滤反应物；过滤物用1000～2000L的水搅拌洗涤，收集有机层；有机层用无水硫酸钠脱水后减压浓缩成白色结晶，晶体用正己烷洗涤，滤出结晶，干燥，得到溴代二氢青蒿素，为白色粉末状结晶。
实施例3溴代二氢青蒿素的制备反应釜用N2干燥，加入100mol二氢青蒿素和1000L乙腈，溶解；于室温下以大约10L/分钟的速度导入液溴，同时进行搅拌；在1000W卤素灯光催化下，反应6小时；向反应物中加入1000～5000L10％的硫代硫酸钠水溶液洗涤，收集有机层；再加入5000～15000L10％的碳酸氢钠溶液洗涤，收集有机层；有机层用无水硫酸钠脱水后减压浓缩成白色结晶，晶体用正己烷洗涤，滤出结晶，干燥，得到溴代二氢青蒿素，为类白色粉末状结晶。
实施例4溴代二氢青蒿素的制备1.5Kg二氢青蒿素和5L氯仿混合，溶解；加入14KgMnO2，搅匀。并于40℃温度下以大约16L/分钟的速度导入液溴，同时进行搅拌；90分钟后，过滤反应物；过滤物再用氯仿精制一次；用无水硫酸钠脱水后减压浓缩成白色结晶，晶体用正己烷洗涤，滤出结晶，干燥，得到溴代二氢青蒿素，为白色粉末状结晶。
实施例5中国科学院成都分院分析测试中心分析、测试结果报告单表1
溴化率的计算1、二氢青蒿素(DHA)分子量为284.34，溴原子(Br)分子量为79.90，氢原子(H)分子量为1；
2、二氢青蒿素的一个氢原子被溴原子取代后，溴代二氢青蒿素的分子量为(284.34-1)+79.90＝363.243、溴化率的计算79.90÷363.24＝21.996％≈22.0％。
检验报告上22.90％属正常值。
权利要求
1.一种溴代二氢青蒿素的制备方法，其特征在于合成溴代二氢青蒿素的步骤为将二氢青蒿素溶于酯溶性溶剂，在溶液中导入溴源，进行合成反应，并去除残留溴源，萃取提纯，脱水结晶，得到标的化合物。
2.如权利要求1所述卤代二氢青蒿素的制备方法，其特征在于较为优选的酯溶性溶剂是乙腈、二甲基甲酰胺、乙酸、氯仿、四氯化碳。
3.如权利要求1所述卤代二氢青蒿素的制备方法，其特征在于上述的合成工艺中，所述的溴源可是单一成份的气体或液体，也可是溴化物。
4.如权利要求1所述卤代二氢青蒿素的制备方法，其特征在于在合成工艺中，当导入溴源进行溴化反应时，可加入催化剂对溴化反应进行催化。
5.如权利要求1所述卤代二氢青蒿素的制备方法，其特征在于所述的催化剂是二氧化锰、硅铝酸盐、卤化亚铜；
6.如权利要求1所述卤代二氢青蒿素的制备方法，其特征在于所述催化可用卤钨灯直接进行照射。
全文摘要
本发明公开了一种制备溴代二氢青蒿素的方法，首创将二氢青蒿素上的3－C位甲基溴化，在二氢青蒿素的母核上直接引进杂原子；其溴化工艺简单、易于工业化生产，并且有很好的专一性，使产品的合成工艺有很好的特异性，易于量化控制。
文档编号C07D323/00GK1680391SQ20051002015
公开日2005年10月12日 申请日期2005年1月12日 优先权日2005年1月12日
发明者石雁羽, 杨大陆, 铙水元, 贾安全, 邱德清 申请人:四川大陆蓉东制药有限公司