一种喜树碱类化合物及其制备方法和用图
【技术领域】
[0001] 本发明的目的在于提供一种新的喜树碱类化合物，同时，本发明的另一目的是提 供这类新化合物的制备方法及其在制备抗肿瘤药物中的用途。
【背景技术】
[0002] 喜树碱是Wall等于1966年首先从中国特有的珙桐科植物喜树（camptotheca acuminata)中分离得到的一种具有显著细胞毒活性的喹啉类生物碱（J. Nat. Prod. 2004， 67,129-135)，对骨癌、肝癌、膀胱癌和白血病等多种恶性肿瘤表现出较好的抑制作用，但在 临床使用时发现，喜树碱在发挥其抗肿瘤活性时会产生骨髓抑制、呕吐和腹泻等较严重的 副作用，同时因其分子结构中喹啉环上氮的特殊碱性而水溶性较差，不能直接人体非肠道 给药。为进一步改善其水溶性和降低其毒副作用，20世纪70年代初期对喜树碱的水溶性 钠盐进行了 I期临床试验，虽然观察到了一定的抗癌活性和大大提高了该类药物的水溶 性，却因其严重而且不可预见的毒副作用使得进一步临床试验中断。近年来，国内外研究者 对喜树碱类药物进行了系统深入的研究，其中以其为先导衍生合成的多个活性化合物如伊 立替康、拓扑替康、9-氣基喜树喊、9-硝基喜树喊、DX-8951f、GG-211、BNP-1350、ST-1481 和CKD-602等已被FDA批准上市或处于临床研究阶段（① Bioorg. Med. Chem. 2004,12， 15851604 ;②Phytochem. 2004,65, 27352749)。但由于喜树碱类衍生物结构中具有抗肿瘤 活性的内酯环（E环）在人体内生理条件下容易水解开环，造成抗肿瘤活性降低。且实验证 明，在血浆中内酯环形式与开环形式存在平衡，内酯环形式的浓度和药物疗效存在正比关 系。而开环形式是导致不良反应的原因所在，如引起骨髓抑制、呕吐、腹泻和血尿等（①药 学学报.2003, 38, 715720 ;② J.Org. Chem.，2000,65,4601-4606。）。因此对 E 环-20 位的 结构修饰和改造，提高内酯环形式在人血浆中的比例以期提高该类化合物的活性并减小毒 性，成为目前研发喜树碱类药物的主要研究课题之一。
[0003] 鉴于喜树碱类化合物表现出的良好的抗肿瘤活性，是一类极具开发价值的抗肿瘤 药物先导分子，因此，本发明在掌握了喜树碱结构与抗肿瘤活性关系的基础上，考虑将喜树 碱20位羟基进行修饰形成酯键，进一步阻止羟基和邻位酯羰基形成了分子内氢键，提高内 酯环的稳定性，将有可能提高活性和降低毒。再者，因氨基酸在体内被主动转运，可作为药 动团连于药效团，以利于吸收和转运，基于此，应用活性官能团拼合策略，将氨基酸作为连 接基进一步耦合合成一系列的喜树碱20-氨基酸酰硫脲类化合物，可望通过这种结构优化 方式提高药物抗肿瘤活。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一类新的喜树碱类化合物，同时，本发明的另一目的是提 供这类新化合物的制备方法及其在制备抗肿瘤药物中的用途。
[0005] 本发明所述的一种新的喜树碱类化合物具有式（I)所示的化学结构：
[0006]
[0007] 结构式（I)中：取代基札选自Η、甲基、异丁基、苄基、2-甲硫基乙基。R2选自苯基、 对甲基苯基、对氯苯基、间氯苯基、对氟苯基、间氟苯基、间溴苯基、2-噻吩基、环己基、环戊 基、3-吡啶基、2-萘基、对碘苯基和对甲氧苯基。
[0008] 本发明所述的喜树碱类化合物制备方法按如下化学反应式1进行：
[00091
[0010] 本发明的化合物制备方法是将不同取代的酰基异硫氰酸酯溶于乙腈中后，在氮气 保护下，逐滴加入到喜树碱-20-0-L-氨基酯的乙腈溶液中，室温搅拌2小时，反应完毕后， 薄层层析检测，柱层析（洗脱体系为氯仿：甲醇）分离，得到目标化合物。
[0011] 本发明的化合物最佳制备方法是将相应的（〇. 12mmol)酰基异硫氰酸酯溶解于 10mL的乙腈中，缓慢的滴加到10mL溶解有0. lmmol的喜树碱氨基酸酯的乙腈溶液中，室温 搅拌2小时，即得目标化合物。
[0012] 本发明所用的原料不同取代的酰基异硫氰酸酯的制备方法参见文献方法（有机 化学，2005, 5,06-1310)。
[0013] 本发明所用的原料喜树碱-20-0-L-氨基酯的制备方法参见文献方法（Bioorg. Med. Chem.，1998,6,551-562)
[0014] 经体外抗肿瘤活性筛选结果表明，式I的化合物对人肺腺癌细胞（A549)、人乳腺 癌细胞株（MDA-MB-231)、人口腔表皮样癌细胞（KB)和人口腔表皮样癌细胞耐药株（KBvin) 表现出较强的抑制活性，且一些化合物高于目前临床药物拓扑替康，因此本发明的化合物 可用于制备抗肿瘤的药物。本发明所述的喜树碱类化合物结构新颖、合成工艺简单、产品纯 度高，对肿瘤细胞表现出较强的抑制作用，具有优良的应用前景。
[0015] 以下通过【具体实施方式】，对本发明的上述内容做进一步的详细说明。但不应将此 理解为对本发明的限制。
【具体实施方式】
[0016] 实施例1
[0017] 喜树碱-20-0- (Ν' -苯甲酰硫脲基）-L-甘氨酸酯（la)的合成
[0018]
[0019] 原料苯甲酰基异硫氰酸酯的合成：在圆底烧瓶中加入0. 12mmol的苯甲酸，加入新 蒸的二氯亚砜5mL，回流4小时之后，减压蒸去过量的二氯亚砜，得到苯甲酰氯。随后加入 10mL的无水乙腈和0. 15mmol的硫氰酸钾，回流2小时,过滤得到苯甲酰基异硫氰酸酯的乙 腈溶液。合成方法参见文献方法（有机化学，2005, 25, 306-1310)。
[0020] 其反应参见反应式2
[0021]
[0022] 原料喜树碱20-0-L-甘氨酸酯的合成：取3. 13mmol的N-Boc-甘氨酸于圆底烧瓶 中，加入200mL的干燥的二氯甲烷使其溶解，随后在冰浴条件下加入喜树碱3. 13_〇1、N， Ν'-二异丙基碳二亚胺（DIPC，3. 13mmol)以及4-二甲氨基吡啶（即DMAP，3. 13mmol)。 反应在室温下搅拌16小时。薄层层析检测反应完成后，抽滤除去固体杂质，随后用0.1 N 的HC1洗涤有机相，干燥，减压浓缩后得到白色固体，用甲醇重结晶得到中间体喜树 喊-2〇-〇- (Ν' -叔丁氧撰基）-L-甘氨酸酯。之后，取喜树喊-2〇-〇- (Ν' -叔丁氧撰基）-L-甘 氨酸酯2mmol于圆底烧瓶中，加入CH2Cl2(2mL)和TFA(2mL)，室温搅拌2小时后减压除去溶 剂，用乙醚和二氯甲烷重结晶得到最终的喜树碱-20-0-L-甘氨酸酯的三氟乙酸盐。合成方 法参见文献方法（Bioorg. MecL Chem.，1998,6, 551-562)。
[0023] 其反应参见反应式3
[0024]
[0025」 喜树佩-20-0- (N7 -苯甲既硫脲基
）-L-甘氨酸酯的合成：将0. lmmol喜树 碱-20-0-L-甘氨酸酯三氟乙酸盐溶解于10mL的乙腈中，在不断搅拌的条件下滴加一滴三 乙胺。随后在氮气保护下，用分液漏斗缓慢地向反应体系滴加0. 12_01苯甲酰基异硫氰酸 酯的乙腈稀释液，待其滴加完毕后，室温搅拌2小时。TLC检测反应进度。待反应完成后，减 压除去溶剂，柱层析（洗脱体系为氯仿：甲醇=60 : 1)纯化得到目标化合物la。
[0026] 其反应参见反应式4
[0027]
[0028] 产物的检测数据如下：产率：50% ;熔点：265-266°C JH NMR(400MHz，DMS0-d6) δ : 11. 49(s，1H，C = 0皿），11. 08(t，1Η，J = 5· 2Hz，L-甘氨酸-腿），8· 69(s，1H，C7-H)，8· 14(m， 2H,C9-H,C12-H) ,8. 87 (m, 3H, Ph-H), 7. 72 (t, 1H, J = 7. 2Hz, C10-H), 7. 60 (t, 1H, J = 7. 2Hz, Cll-H), 7. 45 (m, 3H, C14-H, Ph-H), 5. 52 (s, 2H, C17-H), 5. 31 (s, 2H, C5-H), 4. 78 (dd, 1H, J = 18. 0,5. 6Hz, C23-H) ,4. 65 (dd, 1H, J = 18. 0,6. 0Hz, C23-H), 2. 18(m,2H, C18-H) ,0. 96 (t, 3H, J = 7. 2Hz, C19-H) ；MS-ESI m/z ：591. 1[M+Na]+.
[0029] 实施例2
[0030] 喜树碱-20-0-(Ν' -对甲基苯甲酰硫脲基）-L_甘氨酸酯（lb)的合成
[0031]
[0032] 实验步骤与实施例1同，仅以对甲基苯基代替苯基。
[0033] 产物的检测数据如下：产率：51% ;熔点：262-264°C JH NMR(DMS0-d6,400MHz) δ : 11. 40(s，1H，C = 0皿），11. 10(t，1Η，J = 4· 8Hz，L-甘氨酸-腿），8· 69(s，1H，C7-H)，8· 14(m， 2H, C9-H, C12-H) ,7. 87(t, 1H, J = 7. 2Hz, C10-H), 7. 80 (d, 2H, J = 8. 4Hz, p-CH3Ph-H), 7. 72 (t, 1H, J = 7. 2Hz, Cll-H) ,7.