姜黄素类似物及其制备和应用
【技术领域】：
[0001] 本发明涉及新的姜黄素类似物及其制备方法，还涉及合成所述姜黄素类似物的中 间体及其制备方法和作为抗肿瘤药物的应用。
【背景技术】：
[0002] 姜黄是姜科姜黄属多年生草本植物。《本草纲目》中记载，姜黄释名宝鼎香，气 味辛、苦、大寒、无毒，用于必痛难忍W及胎寒腹痛的治疗。姜黄素是姜黄发挥药理作用 最重要的活性成分且具有广泛的药理作用。研究表明姜黄素对人类的胃癌、肝癌W及白 血病等多种癌症均有明显的抑制作用并且毒副作用小（崔淑香，金东庆，周玲等.姜 黄素抗肿瘤作用试验观察.肿瘤防治杂志，2002,9(1) :50-52.)。美国国立癌症研究 所（nationalcancerinstitute,NCI)已将其列为第Η代肿瘤化学预防药物（Qiauhan DP.Chemotherapeuticpotentialofcurcuminforcolorect曰1c曰ncer[J].CurrPh曰rm Des，2002,8(19) :1695-1706.)，现已进入临床I期和临床II期试验。但姜黄素同时也存在 水溶性低、稳定性差、体内代谢迅速等缺陷。因此，本发明W姜黄素为先导化合物，对其进行 结构改造与修饰，W期望提高其稳定性、水溶性W及抗肿瘤活性。
[0003] 体外研究表明，α,目-不饱和目-二丽结构是造成姜黄素不稳定的主要原因。 在日光照射W及碱性条件下姜黄素在此部位分解，日光照射降解产物为香草醒、香草酸、 2-居基-香芙兰己丽、原儿茶醒、去氨姜油丽、反式阿魏酸W及顺式阿魏酸；碱性条件下 降解产物为香草醒、香草酸W及反式阿魏酸（冯生光，罩耿幸，邱峰等.姜黄素降解产 物的分离鉴定及姜黄素的稳定性考察[J].沈阳药科大学学报，2004, 26巧）：361-366.)。 另外，目-二丽结构还是aldo-keto还原酶的底物，在体内能被迅速代谢分解（Grogan G.Emergentmechanisticdiversityofenzyme-catalysedβ-diketonecleavage[J]. BiochemicalTournal. 2005. 388:721-730.) 〇Anand等研究发现目-二丽结构及其活 性亚甲基有助于姜黄素在生理条件下被迅速代谢（AnandP,Kunnuma化araAB,Newman RA,etal.Bioavailabilityofcurcumin:problemsandpromises[J].Molecular Pharmacology. 2007, 4:807-818.)，Gupta等也进一步证实了送个结论（GuptaSC,Prasad S,KimJH,etal.Multitargetingbycurcuminasrevealedbymolecularinteraction Sadies[J].化1:uralproductr巧orts. 2011,28:1937-1955.)。
[0004] 姜黄素的酪居基既是其活性基团也是其代谢基团。研究发现，酪居基可在 体内相关酶的催化下，与内源性物质葡糖糖醒酸、硫酸及甘氨酸结合，使其极性增大， 易于排出体外，导致代谢迅速。Tamvakopoulos等研究发现，将姜黄素两端的酪居基 转化为甲氧基后，其体外抗肿瘤活性是姜黄素的2~4倍（TamvakopoulosC,Dimas Κ,SofianosZD,etal.MetabolismandAnticancerActivityoftheCurcumin Analogue,Dimethoxycu;rcumin[J].Clin.CancerRes, 2007, 13:1269-1277.)。本实验室前 期工作也在姜黄素或四氨姜黄素两侧苯环的酪居基上引入极性基团，即氨烷基，药理结果 显示它们都具有良好的药理活性，即将苯环酪居基姪化引入亲水的氨烷基侧链能够显著 提高其抗肿瘤活性<XiuBM,XiaMY,JiXL,etal.Synthesisandantiproliferative effectofnovelcurcuminanalogues.Qiem.Pharm.Bull. 2013, 61 (7) :757-763.)因此为 提高姜黄素的稳定性、改善极性或亲水性、延长体内代谢时间，增强其抗癌活性，本发明合 成了具有式I、式II及式III的结构的姜黄素类似物。
【发明内容】
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[0005] 本发明所解决的技术问题是W姜黄素为先导化合物，为提高姜黄素的稳定性、极 性或亲水性、增强其抗癌活性，设计合成了Η种类型的姜黄素类似物及其盐类或它们的溶 剂化物。
[0006] 本发明的第二个目的是提供该类似物的制备方法。
[0007] 本发明的第Η个目的是提供含有该类似物的药物组合物。
[0008] 本发明的第四个目的是提供该类似物的用途，具体为所述姜黄素类似物或组合物 在制备各种抗肿瘤药物中的应用。
[0009] 本发明是通过如下技术方案实现的：
[0010] 1.在姜黄素目-二丽亚甲基位置引入双甲基或双予基，并在一侧苯环的酪居基上 引入甲基，阻止在体内被迅速代谢，而在另一侧苯环的酪居基上引入氨烷基侧链，W提高化 合物的极性或亲水性。合成了式I化合物。
[0011] 2.将影响姜黄素稳定性和代谢动力学性质的α，目-不饱和目-二丽结构的二个 撰基还原为醇居基，并对两端的酪居基进行胺烷基化修饰，合成了式II化合物。
[0012] 3.将影响姜黄素稳定性和代谢动力学性质的α，目-不饱和目-二丽结构的二个 撰基还原为醇居基，碳-碳双键还原为饱和键，并对两端的酪居基进行胺烷基化修饰，合成 了式III化合物。
[0013]本发明提供的姜黄素类似物具有如下结构特征的化合物或其药学上可接受的药 用盐或溶剂化物：
[0014]
[001引其中R为Bn,邸3;Ri、R2独立地为C1-C4烷基、C1-C4居基烷基，或NRiR2为取代或未 取代的含氮和/或氧的5-10元杂环基，所述取代基为C1-C4烷基、C1-C4居基烷基。
[0016]优选地，NR1r2 为N(CH3)2,N(C2H5)2,N(C2H40H)2，
[0017]
[001引其中Ri、r2独立地为C1-C4烷基、C1-C4居基烷基，或nr1r2为取代或未取代的含氮 和/或氧的5-10兀杂环基，所述取代基为烷基、居基烷基。
[0019]优选地，NR1r2为N(CH3)2, N(C2H5)2, N(C2H40H)2，
[0020]
[002。 其中Ri、R2独立地为C1-C4烷基，或NRiR2为取代或未取代的含氮和/或氧的5-10 兀杂环基，所述取代基为烷基；
[00过优选地，NRiR2为
[002引本发明所提供的实施方案中，本发明的化合物含有碱性基团，则可与酸成盐，采用 本领域技术人员所熟知的方法可W制备姜黄素类似物的药用盐。
[0024] 本发明提供了含上述姜黄素的类似物及其药用盐类，其特征在于，所述的药用盐 为与合适的非毒性有机酸或无机酸成的盐。
[00巧]本发明还提供了上述姜黄素类似物的制备方法。
[0026] 式I姜黄素类似物的制备方法，其特征在于；W3, 4-二甲氧基苯甲醒为原料，先 与己醜丙丽缩合得中间体A1，再与香兰素缩合得到中间体A2。W醋酢对其酪居基进行保 护，再在目-二丽位置引入双姪基，最后在无水碳酸钟的条件下脱去保护基得到关键中间 体A5/A8。WA5/A8为原料，与1，3-漠氯丙焼反应，在酪居基上引入氯丙烷基侧链得中间体 A6/A9,最后再与脂肪胺类、取代脈嗦、吗晰、四氨化咯、脈巧、氮杂环庚焼进行组合反应得到 式I化合物。
[0027]
[0028] 式II姜黄素类似物的制备方法，其特征在于；W姜黄素为原料，将其结构中的酪 居基W己醜基保护，然后用贿甲焼对其活性亚甲基的两个氨原子进行亲核取代W引入双甲 基，最后脱去己醜基保护基而得关键中间体B4。WB4为原料，与1，3-漠氯丙焼反应，在酪 居基上引入氯丙烷基侧链。然后，在冰浴条件下，经测氨化钢还原，将两个丽撰基还原为醇 居基，得关键中间体B6。最后再与脂肪胺类、取代脈嗦、吗晰、四氨化咯、脈巧进行组合反应 得到式II化合物。
[0029]
[0030] 式III姜黄素类似物的制备方法，其特征在于；W姜黄素为原料，先W醋酢将酪居 基保护，在目-二丽亚甲基位置位引入双予基，脱保护得到双予基姜黄素C1。经催化氨化将 双键还原生成四氨双予基姜黄素，再与1，3-漠氯丙焼反应并用测氨化钢将撰基还原得到 C4,最后与不同的仲胺反应得到式III化合物。
[0031]
[0032] 本发明上述姜黄素类似物及其药用盐类的制备过程中反应条件为常规反应条件， 所用溶剂为常用的反应溶剂，无特殊要求。
[0033] 本发明所述姜黄素类似物具有较好的水溶性，通过Μ?Τ法对人宫颈癌细胞化La， 人肝癌细胞化pG2,人纤维肉瘤细胞HT-1080,人结肠癌细胞肥T116,人黑色素瘤细胞 A375-S2,人乳腺癌细胞MCF-7,人肺癌细胞A549,人组织细胞淋己瘤细胞U-937,人慢性髓 原白血病细胞K562,人原髓细胞白血病细胞化60等十类细胞的体外活性测试，与姜黄素相 比，活性和选择性都有很大提高，因此，可W用于制备抗肿瘤的药物。
[0034] 本发明具有如下有益技术效果：
[0035] 1.在目-二丽亚甲基位置引入双甲基或双予基，W破坏姜黄素的α,目-不饱和 目-二丽结构，消除二个撰基之间的亚甲基送一反应活性位点，提高其稳定性，改善代谢动 力学性质。
[0036] 2.为了避免酪居基与葡萄糖醒酸或硫酸等内源性物质结合而发生迅速代谢，对酪 居基进行烷基化保护。
[0037] 3.通过酪居基的胺烷基化引入亲水的碱性基团来增加水溶性，并且氮原子的引 入，通常能够提高与受体的结合能力，增强抗肿瘤活性。
[0038] 式I类型化合物的设计；在姜黄素目-二丽亚甲基位置引入双甲基或双予基，并在 一侧苯环的酪居基上引入甲基，阻止在体内被迅速代谢，而在另一侧苯环的酪居基上引入 氨烷基侧链，W提高化合物的极性或亲水性。
[0039] 此类化合物与其它姜黄素类似物的不同之处在于其具有不对称结构。因为本实验 室前期的研究是同时在两端的酪居基上引入氨烷基侧链，结果发现其中的大部分化合物体 外对10种人癌细胞株的增殖抑制活性都要强于姜黄素。但在体内研究实验过程中发现， 正常剂量下小鼠的死亡率偏高，送说明二侧同时引入氨烷基侧链的化合物虽然有着较好的 抗肿瘤活性，但也有着较强的毒副作用。所W本实验中只对一端苯环的酪居基进行氨烷基 化，而对另外一端苯环的酪居基甲基化，W期望在保留良好抗肿瘤作用的同时降低毒副作 用。此外，此类化合物具有明显的不对称结构，一侧具有亲水性，而另一侧具有亲脂性，使得 分子具有良好的两亲性，有利于透过细胞膜，从而增加药理活性。体外抑制肿瘤细胞增殖的 药理试验数据已经证明双甲基取代的单侧引入氨烷基侧链的目标化合物对HT-1080、化-60 和U397肿瘤细胞的生长抑制活性要明显优于双甲基或双予基取代的双侧引入氨烷基侧链 的目标化合物，即本发明中式I类型化合物的新颖性在于只在一侧苯环的酪居基上引入氨 烷基侧链，且证明比双侧引入更有助于提高抗肿瘤活性。
[0040] 式II类型化合物的设计：α，目-不饱和目-二丽结构是造成姜黄素不稳定的主 要原因，α,目-不饱和丽结构，曾被认为是姜黄素发挥抗肿瘤作用的重要药效团。但Weber 等研究发现，不含有α,目-不饱和丽结构的四氨姜黄素及其类似物对TNF-a诱导NF-KB 活化的抑制活性几乎与姜黄素相当。故他们认为α,目-不饱和丽不是活性必要基团（Wber WM,HunsakerLA,LimtrakulP.TetrahydrocurcumininhibitsHTlOSOcellmigration andinvasionviadownregulationofMMPsanduPAl[J].Actapharmacologica sinica. 2008, 29, 853-860.)。本实验室前期研究也表明四氨姜黄素衍生物对10种人癌细 胞株的生长抑制活性都要强于姜黄素，甚至要优于一些抗癌活性较好的姜黄素类似物化iu BM，XiaMY，JiXL,etal.Synthesisandantiproliferativeeffectofnovelcurcumin analogues.Chem.Pharm.Bull. 2013,61 (7) :757-763.)。因此设计式II类型化合物的新 颖性在于通过将目-二丽的两个丽撰基还原为醇居基，保留碳碳双键，来消除不稳定的 α,目-不饱和目-二丽结构，并对两端的酪居基进行烷基化和胺烷基化修饰。结果表明此 类化合物仍然具有体外抗肿瘤活性，且表现出对化La和化pG2细胞的选择性，即与抑制其 它种类的肿瘤细胞相比，抑制化La和化pG2细胞增殖作用要明显优于撰基还原前所相对应 的化合物W及姜黄素。
[0041] 式III类型化合物的设计；基于α,目-不饱和丽不是活性的必要基团，将式II 类型化合物的碳-碳双键还原，W增加分子的柔性，希望能更好的与受体结合，提高抗癌活 性。药理数据显示与对应的只将其双键还原的四氨姜黄素类似物相比，仅对A375-S2和 Κ562细胞的增殖抑制作用稍有下降，而对其它种类的肿瘤细胞的增殖抑制作用无明显差 异。
【具体实施方式】：
[0042] 下面通过实施例来说明本发明的可实施性，本领域的技术人员应当理解，根据现 有技术的教导，对相应的技术特征进行修改或替换，仍然属于本发明要求保护的范围。
[0043] 实施例1 1-化4-二甲氧基苯基）-3, 5-二丽-1-己帰（Α1)的制备
[0044] 将己醜丙丽（16. 3血，leOmmol)和Η氧化二测（7.8g, 112mmol)加入到100血的己 酸己醋中，升温70^反应0.化。缓慢加入3,4-二甲氧基苯甲醒（13.2邑，80臟〇1)和测酸 Η正了醋（21. 6血，SOmmol)，于70°C下反应0.化。正了胺8血加入己酸己醋10血，滴毕。 100°C下反应1.化。降温至60°C，加入50血0. 4mol'Li盐酸，反应0.化。反应毕，冷却至室 温，水洗，水层用己酸己醋（30mLX3)萃取，合并有机相，饱和氯化钢溶液