氨基酸苄酯修饰的β-咔啉、合成、纳米结构、活性及应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及氨基酸苄酯修饰的β-咔啉，S卩1-(4-羟基-3-甲氧羰基苯基）-β-咔 啉-3-甲酰氨基酸苄酯及其制备方法，涉及它们的纳米结构，涉及它们的抗肿瘤作用和在 制备抗肿瘤药物、制备逆转肿瘤耐药药物中的应用。本发明属于生物医药领域。 技术背景
[0002] 恶性肿瘤严重威胁人类的健康。在临床肿瘤治疗中，化疗仍然占有最重要的地位。 可是，肿瘤多药耐药和交叉耐药使得付出巨大劳动发明的抗肿瘤药物很快丧失疗效。于是， 发明具有抗肿瘤和逆转肿瘤耐药的药物一直是抗肿瘤药物研究的前沿。
[0003] 在抗肿瘤药物研究中，申请人曾经用氨基酸苄酯修饰四氢咔啉-3-羧酸、 β-咔啉-3-羧酸及1-位取代的β-咔啉-3-羧酸，包括1-位取代的四氢-β-咔啉-3-羧 酸或1-位取代的β-咔啉-3-羧酸制备高效的抗肿瘤化合物。其中1-(4-羟基-3-甲氧 羰基苯基）-β-咔啉-3-甲酰硝基精氨酸苄酯在1μmol/kg剂量下显示了明确的抗肿瘤作 用。发明人相信，精氨酸苄酯的胍基被硝基保护可影响活性。在这种思路的引导下，发明人 期待，用其它氨基酸苄酯代替硝基精氨酸苄酯（图1)，可获得意想不到的效果。
【发明内容】
[0004] 本发明的第一个内容是提供下式的1-(4-羟基-3-甲氧羰基苯基）-β-咔 啉-3-甲醜氨基酸节酯，式中AA=L_Ala，Gly，L_Leu，L_Ile，L_Val，L_Phe，L_Asp，L_Glu, L_Ser，L_Aln，L-Glu，L_Met，L_Tyr，L_His，L_Cys和L_The残基。
[0005]
[0006] 本发明的第二个内容是提供1-(4-羟基-3-甲氧羰基苯基）-β-咔啉-3-甲酰氨 基酸苄酯的制备方法，该方法包括：
[0007] (1)在浓硫酸存在下，5-甲酰水杨酸在甲醇中微波90°C反应2h，生成5-甲酰水杨 酸甲酯；
[0008] (2)在多聚磷酸的存在下，L-色氨酸和苯甲醇反应，生成L-色氨酸苄酯；
[0009] (3)在三氟醋酸存在下，在二氯甲烷中5-甲酰水杨酸甲酯和L-色氨酸苄酯缩合为 1-(4-羟基-3-甲氧羰基苯基）-1，2, 3,4_四氢-β-咔啉-3-羧酸苄酯；
[0010] (4)在2, 3-二氯-5,6-二腈基-1，4-苯醌（DDQ)的存在下，1-(4-羟基-3-甲氧 羰基苯基）-1，2, 3,4-四氢-β-咔啉-3-羧酸苄酯在四氢呋喃中氧化为1- (4-羟基-3-甲 氧撰基苯基）_β_咔啉_3_竣酸节酯；
[0011] (5)在Pd/C和H2存在下，在甲醇中1- (4-羟基-3-甲氧羰基苯基）-β-咔啉-3-羧 酸苄酯反应生成1- (4-羟基-3-甲氧羰基）-β-咔啉-3-羧酸；
[0012] (6)在DCC和HOBt存在下，1-(4-羟基-3-甲氧羰基苯基）-β-咔啉-3-羧酸在无 水二氯甲烷中与Ala-OBz1，Gly-OBz1，Leu-OBz1，11e-〇Bz1，Val-OBz1，Phe-OBz1，Asp-OBz1， Glu-OBzl，Ser-OBzl，Aln-OBzl，Glu-OBzl，Met-OBzl，Tyr-OBzl，His-OBzl，Cys-OBzl和 The-OBzl缩合为1-(4-羟基-3-甲氧羰基苯基）-β-咔啉-3-甲酰氨基酸苄酯。
[0013] 本发明的第三个内容是测定1-(4-羟基-3-甲氧羰基苯基）-β-咔啉-3-甲酰氨 基酸苄酯的纳米结构。
[0014] 本发明的第四个内容是评价1-(4-羟基-3-甲氧羰基）-β-咔啉-3-甲酰氨基酸 苄酯的抗肿瘤瘤活性。
【附图说明】
[0015] 图1.用氨基酸苄酯代替1-(4-羟基-3-甲氧羰基苯基）-β-咔啉-3-甲酰硝基 精氨酸苄酯中的硝基精氨酸苄酯，得到本发明的化合物，式中AA=Ala，Gly，Leu，Ile，Val， Phe，Asp，Glu，Ser，Aln，Glu，Met，Tyr，His，Cys和The残基。
[0016] 图2. 1-(4-羟基-3-甲氧羰基苯基）_β-咔啉-3-甲酰氨基酸苄酯的合成路 线.i)三氟醋酸，5-甲酰水杨酸甲酯，L-色氨酸苄酯；ii)DDQ;iii)Pd/C，H2 ;iv)DCC， HOBt,Ala-〇Bzl,Gly-OBzl,Leu-〇Bzl,Ile-〇Bzl,Val-〇Bzl,Phe-〇Bzl,Asp(OBzl)-OBzl, Glu(0Bzl)_0Bzl,Ser-OBzl,Aln-OBzl,Gln-OBzl,Met-OBzl,Tyr-OBzl,His-〇Bzl， Cys(Trt) -〇Bzl和The-OBzl. 4a中AA=Ala残基，4b中AA=Gly残基，4c中AA=Leu残 基，4d中AA=lie残基，4e中AA=Val残基，4f中AA=Phe残基，4g中AA=Asp(OBzl) 残基，4h中AA=Glu(OBzl)残基，4i中AA=Ser残基，4j中AA=Ain残基，4k中AA=Gin 残基，41中AA=Met残基，4m中AA=Tyr残基，4n中AA=His残基，4〇中AA=Cys(Trt) 残基，4p中AA=The残基。
[0017] 图3. 1-(4-羟基-3-甲氧羰基苯基）-β-咔啉-3-甲酰氨基酸苄酯的透射电镜照 片。
【具体实施方式】
[0018] 为了进一步阐述本发明，下面给出一些列实施例。这些实施例完全是例证性的，它 们仅用来对本发明进行具体描述，不应当理解为对本发明的限制。
[0019] 实施例1制备5-甲酰水杨酸甲酯
[0020] 将6. 64g(40. 0mmol)5-甲酰水杨酸置于微波反应器中，加入30mL甲醇后缓慢加入 lmL浓H2S04，设定微波反应器反应温度95°C，反应时间为2h，2h后终止反应，温度降至室温 后，将反应液转移至250mL茄形瓶中，在冰浴搅拌下用浓氨水调pH值至7,反应液减压浓缩 至干后，加大量乙酸乙酯溶解后依次用饱和NaHC03水溶液和饱和NaCl水溶液洗三遍，乙酸 乙酯层经无水Na2S04干燥3h，过滤，滤液减压浓缩至干，室温放置过夜，得6. 43g(88. 9 % ) 淡黄色针状晶体。ESI-MS(m/e) :181[M+H]+。
[0021] 实施例2制备Trp-〇Bzl
[0022]取5. 0g(14. 8mmol)多聚磷酸于250mL茄形反应瓶中，加入150mL苯甲醇，将此混 合物于60°C的油浴中搅拌至溶解后加入3. 35g(16. 7mmol)L-色氨酸，安装冷凝管反应60h，TLC(二氯甲烷：甲醇=5 : 1)显示原料点消失。终止反应，待反应液温度降至室温后，在 冰浴搅拌下往反应瓶中倒入250mL无水乙醚，搅拌过夜后用布氏过滤，滤饼用无水乙醚反 复洗，除去苯甲醇。得到的无色固体用200mL乙酸乙酯悬浮，三乙胺调溶液pH值至8,得到 的澄清溶液依次用饱和NaHC03水溶液和饱和NaCl水溶液洗三遍，乙酸乙酯层经无水Na2S04 干燥后，过滤，滤液减压浓缩至干，得4. 26g(86. 5% )标题化合物，为无色固体。ESI-MS(m/ e) :295[M+H]+〇
[0023] 实施例3制备1- (4-羟基-3-甲氧羰基苯基）-1，2, 3,4-四氢-β-咔啉-3-羧酸 节酯（1)
[0024] 将15mL无水四氢呋喃缓慢加入到有150mLCH2C12的250mL的茄形反应瓶中，搅拌 均匀后分别加入2. 7g(15. 0mmol)5_甲酰水杨酸甲酯和4. 85g(16. 5mmol)Trp-〇Bzl，反应液 变橘黄色。室温反应96h后，冰浴的条件下缓慢滴加饱和NaHC03调节pH值至8左右，将反 应液依次用饱和NaHC03、饱和NaCl分别萃洗三遍，CH2C12层用无水Na2S04干燥后，过滤，滤 液减压浓缩至干，得5. 5g(81.5%)标题化合物，为黄色固体。ESI-MS(m/e) :457[M+H] +。
[0025] 实施例4制备1- (4-羟基-3-甲氧羰基苯基）-β-咔啉-3-羧酸苄酯（2)
[0026] 称取6.86区(15.0_〇1)1-(4-羟基-3-甲氧羰基苯基）-1，2,3,4-四氢-@-咔 啉-3-羧酸苄酯置于250mL茄形瓶中，用四氢呋喃溶解，冰浴搅拌。称取6. 81g(30.Ommol) DDQ于100mL烧杯中，用四氢呋喃溶解后缓慢加入反应瓶中，数分钟后反应液中有不溶物 析出。8h后反应完全，反应液过滤，得到的固体用10/1的二氯甲烷和甲醇的混合溶液泡 洗，过滤，得到5.43g(82. 7%)目标化合物，为灰白色固体。ESI-MS(m/e) :453[M+H]+;Mp: 189-191°C.?NMR(300MHz,DMS〇-d6) ：δ/ppm=8. 87 (s, 1H),8. 42 (m, 2H),8. 10 (dd,J= 2. 1Hz,J= 2. 1Hz, 1H) ,7. 69(d,J=8. 1Hz, 1H), 7. 57 (m, 3H), 7. 37 (m, 3H), 7. 04 (d,J= 6. 3Hz, 1H) ,5. 46(s, 1H) ,3. 88(s,3H) ·13CNMR(75MHz,DMS〇-d6) ：δ/ppm= 169.28,165.93, 142. 35,137. 07,135. 13,131. 75,129. 30,128. 98,128. 47,128. 41,122. 40,121. 73,120. 62, 116. 54,114. 71,66. 39,52. 47。
[0027] 实施例5制备1- (4-羟基-3-甲氧羰基苯基）-β-咔啉-3-羧酸（3)
[0028] 称取2. 27g(5.Ommol) 1-(4-羟基-3-甲氧羰基苯基）-β-咔啉-3-羧酸苄酯用 100mL甲醇悬浮，加入250mgPd/C，水泵排除反应瓶中的空气，然后通入氢气，室温反应36h， 反应完全后，反应液过滤，虑液减压浓缩至干，得1. 18g(63. 1% )目标化合物，为黄色固体。
[0029]ESI-MS(m/e) :361 [M-H];Mp:226-227。〇。
[0030] 实施例6制备1- (4-羟基-3-甲氧羰基苯基）-β-咔啉-3-甲酰丙氨酸苄酯（4a)
[0031 ] 将0. 720g(2.Ommol)I-(4-羟基甲氧撰基苯基）-β-卩卡琳竣酸混悬于lmL无水DMF中，向反应瓶中加入40mL无水二氯甲烷，加入0. 27g(2.Ommol) 1-羟基苯并三唑 (HOBt)，冰浴搅拌下加入0. 45g(2. 8mmol)二环己基碳二亚胺（DCC)，搅拌30分钟，得到反应 液。把0. 74g(2. 2mmol)HCl.Ala-OBzl悬浮于20mL无水二氯甲烷中，用N-甲基吗啉（NMM) 调PH8,然后将其加入刚刚得到的反应液中，用NMM调pH8。室温搅拌15h，TLC(二氯甲烷： 甲醇=150 :D显示反应完成，将反应液浓缩至干，加入50mLZ酸乙酯，滤除析出的二环 己基脲（D⑶)，滤液依次用饱和NaHC03水溶液（20mLX3)，饱和NaCl水溶液（20mLX3)， 5 %KHS04 水溶液（20mLX3)，饱和NaCl水溶液（20mLX3)，5 %NaHC03 水溶液（20mLX3)， 饱和NaCl水溶液（20mLX3)萃洗。乙酸乙酯层用无水Na2S04干燥，过滤，滤液减压浓缩至 干，得到的黄色固体经硅胶柱层析纯化（梯度洗脱，二氯甲烷：甲醇= 500 : 1-100 : 1)， 得到 〇· 61g(58. 1 % )标题化合物。ESI+-MS(m/e) :524[M+H]+;Mp:171. 3-171. 6°C; [α]^°= -7.12(c=0.31,CH3OH)；IR(KBr) :3375. 43,3424. 34,3066. 82,3055. 24,3032. 10, 2951. 09,2879. 72,1741. 72,1686. 23, 1650. 14,1624.06,1562.34,1521.84,1502. 13, 1448. 54,1384. 89,1355. 96,1334. 74,1290. 38,1251. 80,1209.37,1174.65,1155.36, 1118. 71，1089. 78,1045. 42,794. 67,740. 67,698. 23,624. 94,605. 65. 匪R(300MHz， DMS0-d6)δ/ppm= 11. 90 (s, 1H), 10. 76 (s, 1H), 8. 91 (d,J= 7. 5Hz, 1H), 8. 84 (s, 1H), 8. 46 (d,J= 3Hz, 1H) ,8. 42 (d,J= 3Hz, 1H) ,8. 25 (m, 1