五环三萜类化合物及其作为人肠羧酸酯酶抑制剂的应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于生物医药技术领域，主要涉及一种五环三萜类化合物及其作为人肠羧 酸酯强效抑制剂应用。
【背景技术】
[0002] 羧酸酯酶（CEs)属于B族酯酶，人体内参与酯类药物代谢的CEs主要为羧酸酯酶 1 (hCE-1)和羧酸酯酶2(hCE_2)。hCE-1在肝脏中高表达，并在巨噬细胞、肺上皮细胞、心 脏、睾丸等组织中存在，但在胃肠道表达甚微。hCE-2在小肠、结肠、肾、肝脏、心脏和脑组织 中存在。CEs参与机体多种内源性和外源性化合物的水解代谢，并与其他代谢酶或运载体 共同作用，在酯类药物的体内代谢与清除过程发挥着重要作用。CEs可水解多种含酯键的药 物或酯类前药，例如血管紧张肽转化酶抑制药（替莫普利、西拉普利、喹那普利），抗肿瘤药 (伊立替康和卡培他滨）以及麻醉药（可卡因、海洛因和哌替啶）等。hCE-1与hCE-2拥有 48%的氨基酸同源序列，但两者的底物特征有较大差异。由于伊立替康和海洛因表现出小 酰基端和大羟基端，是hCE-2的良好底物，有报道称，人体十二指肠、空肠、回肠、肾组织中 约99%的伊立替康的生物转换由hCE-2负责。
[0003] 伊立替康（CPT-11)是喜树碱类衍生物SN38的前体药物。目前，由于CPT-11广谱的 抗癌活性使其被广泛地应用于各种癌症的化疗之中。但是，由于其严重且不可预测的腹泻 反应，使它的临床应用受到了一定限制。CPT-11所致的腹泻包括急性腹泻（给药后24h内发 生）和迟发性腹泻（给药后24h后发生）两种[Mol Pharmacol, 2004, 65 (6) : 1336-13431]。 CPT-11临床用药所导致的3级和4级迟发性腹泻发生率高达40%，严重限制了 CPT-11的 临床使用。国内外大量研究表明CPT-11导致的迟发型腹泻的发生原因是由于活性代谢产 物SN-38在肠道中过多积聚。人肠道羧酸酯酶，尤其是hCE-2在此发病机制中起了重要作 用。因此，开发一种强效的、选择性的hCE-2抑制剂，降低CPT-11向SN-38的转化，从而可 以降低腹泻等肠道的毒副反应[J Med Chem，2009, 52(12) : 3742-37521]。
[0004] 国内外许多学者致力于研究伊立替康不良反应的发生与缓解机制，以求提高伊立 替康使用的安全性和疗效。目前，对伊立替康所导致的腹泻主要采取的是给予洛哌丁胺来 进行治疗。洛哌丁胺通过抑制肠道平滑肌的收缩，减少肠蠕动，减少肠壁神经末梢释放乙酰 胆碱，直接抑制蠕动反射而发挥减轻腹泻的作用。但需要特别指出的是，腹泻作为机体的一 种防御措施，是在将毒性较大的SN-38排出体外，减少腹泻次数，对于降低其对机体的毒性 并没有根本性的益处。而伊立替康作为SN-38的前药，由于其活性/活性基团被封闭，其毒 性仅为SN-38的1/1000。因此，如果能在局部（肠道）减少伊立替康的水解，对于降低对机 体的损害程度是十分有益的。因此，开发出一种安全强效的羧酸酯酶2的抑制剂，用来减少 肠道局部伊立替康过多地水解成毒性成分SN-38,显得尤为必要。
[0005] 甘草为多年生草本植物甘草（Glycyrrhiza urlensis Fisch)的根及根莖，性味 甘平，归心、肺、脾、胃经，是一味重要的传统中药材。在2000多种中草药中甘草的用量最 大，中药配方中素有"十方九草，无草不成方"之说。作为我国著名的国药之一的甘草，也是 国家卫生部批准的药食同源食物之一。现代医学研究表明甘草的主要药理学活性物质为 甘草酸（Glycyrrhizic acid)及其苷元甘草次酸（Glycyrrhetinic acid, GA)，前者是一类 三萜类皂苷，约占甘草根干重的4%~5%。甘草酸类药物在人体内的代谢过程已经比较 清楚，甘草酸静脉注射后，进入肝脏，在肝细胞内由溶酶体中的0 -D-葡萄糖醛酸苷酶代谢 成3-单-葡萄糖醛酸甘草次酸后，随胆汁排入肠内，由肠内菌群代谢成甘草次酸，再吸收入 血。近些年，大量的研究表明，甘草次酸及其衍生物具有抗过敏、镇痛、抗炎、抗癌、抗艾滋病 毒、抗溃疡、抗氧化、保肝等活性。然而，甘草次酸及其衍生物对人羧酸酯酶的抑制作用一直 未见报道，也没有利用甘草次酸及其衍生物缓解CPT-11所致迟发型腹泻的报道。此外，许 多含有羧酸酯键的口服药物常会被胃肠道中分布的羧酸酯酶代谢，易在吸收入血之前就被 水解成水溶性较大的活性药物，从而降低了其吸收入血的药物量，影响了生物利用度。若同 时共服安全的人羧酸酯酶抑制剂，可减少前药在吸收过程中的水解，从而提高其口服生物 利用度。
【发明内容】
[0006] 本发明涉及一种五环三萜类化合物及其作为人羧酸酯酶的抑制剂的应用。该化合 物具有11-脱氧-甘草次酸骨架结构，其可强效地、选择性地抑制人羧酸酯酶亚型2的活 性。体外活性测定发现该类化合物抑制人羧酸酯酶2的IC 5。可达0. 02微摩，抑制人羧酸酯 酶1的IC5。与抑制人羧酸酯酶2的1C 5。比率可达1020。该抑制剂可以提高口服酯类前药 的生物利用度并延长其代谢半衰期，并减少肠道酯类物质的摄取。此外该抑制剂还可缓解 临床多种化疗药物导致的迟发型腹泻。
[0007] 本发明提供了一种五环三萜类化合物，该衍生物具有11-脱氧-甘草次酸骨架结 构，其结构式如下：
[0008]
[0009] 其中，R为甲基、乙基、丙基中的任意一种。
[0010] -种五环三萜类化合物的制备方法，该化合物的合成按照以下步骤进行：
[0011] 1)采用锌粉-盐酸还原体系，高选择性地脱除甘草次酸11位羰基；获得11-脱 氧-甘草次酸；
[0012] 2)以卤代烷（碘甲烷、溴乙烷、溴丙烷）为酯化试剂，缚酸剂可为碳酸钾、碳酸钠， 实现了 30位羧基的选择性酯化，获得18 0 -11-脱氧-甘草次酸-30-酯；
[0013] 3)以琥珀酸酐为酯化试剂，4-二甲氨基吡啶为高效的反应促进剂，高效地在3位 引入琥珀酸，得到产物18 0 -(3-羧丙酰基）-11-脱氧-甘草次酸-30-酯；
[0014] 所述步骤（3) 18 e -(3-羧丙酰基）-11_脱氧-甘草次酸-30-酯的制备方法具体 如下：
[0015] 室温下，依次将18 0 -11-脱氧-甘草次酸-30-酯、4-二甲氨基吡啶、琥珀酸酐加 入到二氯甲烷溶液中，加完室温反应，薄板层析（TLC)监测反应；反应完全后，加水，1M HC1 溶液调pH = 2-3,乙酸乙酯萃取三次，合并有机相水洗、饱和氯化钠溶液洗，无水硫酸钠干 燥，蒸除溶剂，粗产物柱层析得产物18 0 - (3-羧丙酰基）-11-脱氧-甘草次酸-30-酯3 ; 各反应试剂的用量按摩尔比为18 0 -11-脱氧-甘草次酸-30-酯：琥珀酸酐：4_二甲氨基 吡啶=1. 0:1. 5-3. 0:1. 5-3. 0。
[0016] -种五环三萜类化合物作为人肠羧酸酯酶抑制剂的应用，该化合物作为一种人肠 道羧酸酯酶的强效抑制剂，可强效地、选择性地抑制人羧酸酯酶亚型2的活性，其抑制人羧 酸酯酶1的IC 5。与抑制人羧酸酯酶2的1C 5。比率可达1020倍。
[0017] -种五环三萜类化合物作为人肠羧酸酯酶抑制剂的应用，可制备含五环三萜类化 合物的药物，该药物可通过强效抑制人肠道羧酸酯酶提高口服酯类前药的生物利用度，进 而发挥酯类前药增效剂的功效。
[0018] -种五环三萜类化合物作为人肠羧酸酯酶抑制剂的应用，可制备含五环三萜类化 合物的药物，该药物可通过强效抑制人肠道羧酸酯酶减缓脂肪酸类物质的肠道吸收，进而 用于肥胖、糖尿病等代谢紊乱性疾病的辅助治疗。
[0019] -种五环三萜类化合物作为人肠羧酸酯酶抑制剂的应用，可制备含五环三萜类化 合物的药物，该药物通过强效抑制人肠道羧酸酯酶，进而可以缓解临床多种化疗药物导致 的迟发型腹泻。
[0020] 所述的化疗药物包括但不限于盐酸伊立替康、顺铂、5-氟尿嘧啶、紫杉醇、拓扑替 康、甲氨蝶呤、阿霉素、依托泊苷、环磷酰胺、卡莫司汀、吉西他滨、表柔比星、长春瑞滨等。
[0021] 本发明提供了所述的五环三萜类化合物作为人肠羧酸酯酶抑制剂的应用，该衍生 物主要抑制人体肠道高表达的羧酸酯酶2,进而可以提高前药（羧酸酯酶底物）的口服生物 利用度：该抑制剂在与前药（羧酸酯酶底物）共服时，通过抑制人胃肠体系的羧酸酯酶，可 减少前药（羧酸酯酶底物）的胃肠水解及首过效应，提高其生物利用度。
[0022] 本发明提供了所述的五环三萜类化合物作为人肠羧酸酯酶抑制剂的另一个应用， 该羧酸酯酶抑制剂能减弱抗肿瘤