螺环化合物、其组合物、其制备方法和用途
【专利摘要】本发明属于医药化工领域，涉及螺环化合物、其组合物、其制备方法和用途。具体地，涉及式I化合物或其药学上可接受的盐，其结构特征是，螺环六元环上有两个环氧乙烷片段和同时连有一个氧取代基和一个碳取代基的sp3杂化碳，与螺环五元环相连的脂肪酸侧链上有一个双键。本发明还涉及用于制备式I化合物的产紫青霉。经实验证实，该类化合物可用于制备细胞骨架蛋白抑制剂、细胞凋亡诱导剂、肿瘤细胞增殖抑制剂、肿瘤细胞杀伤剂、或抗肿瘤药物。本发明的化合物具有良好的抗肿瘤活性。式I
【专利说明】螺环化合物、其组合物、其制备方法和用途
【技术领域】
[0001]本发明属于医药化工领域，涉及1-氧杂螺[4，5]癸烷类螺环化合物，本发明还涉及包含所述1-氧杂螺[4，5]癸烷类螺环化合物的组合物以及1-氧杂螺[4，5]癸烷类螺环化合物的制备方法和用途。
【背景技术】
[0002]肿瘤(Tumor)是机体在各 种致癌因素作用下，局部组织的某一个细胞在基因水平上失去对其生长的正常调控，导致其克隆性异常增生而形成的新生物。一般将肿瘤分为良性和恶性两大类。所有的恶性肿瘤总称为癌症(cancer)。
[0003]螺环化合物结构类型非常丰富。仅螺[4，5]癸烷类化合物，就可因螺环骨架上不同位置的一处或多处被氧、氮、硫等杂原子取代而形成很多种不同结构类型。具有1-氧杂螺[4，5]癸烷骨架结构的螺环化合物迄今已知的已有一些，但在该类螺环骨架的环己烷环上具有两个环氧乙烷结构片段的已知化合物却并不很多。其中，环己烷的6，7位和9，10位分别为环氧乙烷片段、碳8位为酮羰基或为Sp3杂化的氧取代碳原子，其五元螺环上的碳2位为内酯羰基或半缩醛碳的已知1-氧杂螺[4，5]癸烷类化合物更是为数有限。文献 I (H.ff.Fehlhaber et al, Structure of aranorosin, a new antibiotic of a novelskeletal type, J.Am.Chem.Soc.，1988，110 (24):8242_8244)、文献 2 (H.-ff.Fehlhaber etal,Aranorosin, a novel antibiotic from Pseudoarachniotus roseus, I1.Structureelucidation,J.Antibiot.,1988,XLI (12):1785-1794)和文献 3 (F.Koizumi, etal, E1-2128-1, a novel interleukin-1β converting enzyme inhibitor produced byPenicillium sp.E-2128, J.Antibiot.，2003，56(11):891-898)记述了四个该类碳8位为酮羰基、碳2位为内酯羰基或半缩醛碳、碳3位连有携带两个支链甲基的不饱和十二碳脂肪酰胺取代基的螺环化合物。该类部分化合物具有抗菌活性(参见上述文献1、文献2、文献3和文献 4 [K.Roy, et al, Aranorosin, a novel antibiotic from Pseudoarachniotus roseus1.Taxonomy, fermentation, isolation, chemical and biological properties, J.Antibiot.，1988，XLI (12): 1780-1784])，有些还具有对白介素_1 β转换酶活性的选择性抑制作用和抑制脂多糖(LPS)诱导THP-1细胞分泌成熟的白介素-1 β转换酶的作用(参见上述文献3)。文献 5 (K.Roy, et al, Aranorosinol A and aranorosinol B, two new metabolitesfrom Pseudoarachniotus roseus!Production, isolation, structure elucidation andbiological properties, J.Antibiot., 1992, 45 (10): 1592-1598)则记述了五个碳 8 为连有氧取代基的sp3杂化碳、碳2为内酯羰基或半缩醛碳、碳3位连有携带两个支链甲基的不饱和十二碳脂肪酰胺取代基的该类螺环化合物，其中碳8上同时连有碳-碳相连取代基的仅3个化合物。目前已知该类两个化合物具有弱的抗细菌和抗真菌活性(参见上述文献5)。
【发明内容】
[0004]本发明人通过创造性的劳动和不懈的努力，成功获得了 2株突变型产紫青霉(Penicillium purpurogenum) BD-1-3和3_f_31菌株，并从其发酵产物中发现了下述式I
所示的1-氧杂螺[4，5]癸烷类化合物:
[0005]
【权利要求】
1.式I化合物，或其药学上可接受的盐，
2.根据权利要求1所述的式I化合物，或其药学上可接受的盐， 其中， R1代表取代或未取代的C1,(例如(V8)直链或支链烷基，优选1-(2-甲基)辛烷基; R2和R4各自独立地代表氢、取代或未取代的以下基团:C2_18 (例如C2_6、C2_1(l、C7_8、C7_12)直链或支链饱和或不饱和的脂肪酰基或芳香酰基(例如苯甲酰基)； R3代表α或β取向的羟基、取代或未取代的以下基团=C1,(例如Cn(^8)直链或支链的烷氧基、或C2_18直链或支链(例如C2_6、C2_1(1、C7_8、C7_12)饱和或不饱和的脂肪酰氧基或芳香酰氧基(例如苯甲酰氧基)； 所述取代基选自羟基、卤素(例如氟、氯、溴、碘)、硝基、苄氧基，所述取代基的个数为1-3个(例如I个、2个、3个)。
3.根据权利要求1或2所述的式I化合物，或其药学上可接受的盐， 其中， R1代表1-(2-甲基)辛烷基； R2和R4各自独立地代表氢、乙酰基、苯甲酰基、对硝基苯甲酰基、对氯苯甲酰基、对氟苯甲酰基、没食子酰基、或三苄基没食子酰基； R3代表α或β取向的羟基、甲氧基、乙氧基、乙酰氧基、没食子酰氧基、三苄基没食子酰氧基、苯甲酰氧基、对硝基苯甲酰氧基、对氯苯甲酰氧基、或对氟苯甲酰氧基。
4.产紫青霉BD-1-3 (Penicillium purpurogenum BD-1-3),其保藏编号为 CGMCCN0.4284，保藏日期为2010年11月I日，保藏地点为中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)。
5.产紫青霉3_f_31 (Penicillium purpurogenum3-f_31),其保藏编号为 CGMCCN0.7286，保藏日期为2013年3月7日，保藏地点为中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)。
6.化合物I的制备方法，包括如下步骤: 将权利要求4或权利要求5所述的产紫青霉进行发酵培养，获得含有所述化合物的发酵物，将发酵物进行分离纯化，得到所述的化合物； 其中所述化合物I为权利要求1的式I化合物，其中，R1代表1-(2-甲基)辛烷基，R2和R4代表氢，R3代表羟基。
7.根据权利要求6所述的方法，包括如下步骤: 1)将所述的产紫青霉进行发酵培养，获得发酵液； 2)将发酵液过滤，得到滤液和菌体； 3)将步骤2)得到的滤液用乙酸乙酯萃取，得到滤液的乙酸乙酯萃取物； 4)将步骤2)得到的菌体悬浮于50%— 95% (v/v)的丙酮水溶液中，超声破碎菌体细胞，室温浸提过滤，滤液经减压浓缩至不含丙酮后用乙酸乙酯萃取，得乙酸乙酯萃取物； 5)将步骤3)和步骤4)得到的乙酸乙酯萃取物合并后减压浓缩至干，得到乙酸乙酯总浸膏； 6)将乙酸乙酯总浸膏直接用氯仿-甲醇体积比为1:1的混合溶剂溶解，或者将乙酸乙酯总浸膏经大量甲醇溶解除去甲醇不溶物后将所得甲醇可溶部分用二氯甲烷-甲醇体积比为1:2的混合溶剂溶解，用100-200目硅胶柱分离，以石油醚-氯仿-甲醇溶剂系统或者以石油醚-二氯甲烷-丙酮-甲醇溶剂系统为洗脱剂进行减压梯度洗脱，得到含有所述化合物的粗组分，再经对所 得粗组分的两次S^hadex LH-20柱层析(均用氯仿-甲醇体积比为1:1的混合溶剂洗脱)和一次100-200目硅胶柱层析(用氯仿-丙酮溶剂系统梯度洗脱)分离，或者一次S^hadex LH-20柱层析(用体积分数95%的乙醇洗脱)和一次反相硅胶ODS柱层析(用水-甲醇-丙酮溶剂系统梯度洗脱)分离，得到所含主要成分为所述化合物的柱层析组分； 7)将含有所述化合物的柱层析组分用HPLC(C18柱，甲醇-水体积分数80:20洗脱)分离精制，制得所述的化合物。
8.化合物I的衍生物的制备方法，包括如下步骤: 将化合物I分别与醇、酸、酸酐、或酰氯等试剂进行衍生化反应，将反应产物进行分离纯化，得到所述的化合物； 其中所述化合物I为权利要求1的式I化合物，其中，R1代表1-(2-甲基)辛烷基，R2和R4代表氢，R3代表羟基。 优选地，所述方法包括如下步骤: 1)将化合物I用甲醇、乙醇、丙酮、或无水吡啶溶解； 2)在室温避光和加盐酸催化或不加盐酸催化的条件下，分别与溶液中的甲醇或乙醇、或与新添加的醋酐、没食子酸、三苄基没食子酰氯、苯甲酰氯、P-硝基苯甲酰氯、P-氯苯甲酰氯、或P-氟苯甲酰氯进行衍生化反应I 一 48h或3 — 10天； 3)将反应产物用制备硅胶薄层层析(氯仿-甲醇体积比80:20— 99:1的混合溶剂作为展开剂)进行分离纯化，制得所述的化合物。
9.组合物，其含有权利要求1至3任一项所述的式I化合物或其药学上可接受的盐，任选地，还含有一种或多种药用载体或赋形剂。
10.权利要求1至3任一项所述的式I化合物或其药学上可接受的盐、或者权利要求9所述的组合物在制备细胞骨架蛋白抑制剂、细胞凋亡诱导剂、肿瘤细胞增殖抑制剂、或肿瘤细胞杀伤剂等试剂中的用途；进一步地，所述肿瘤细胞为白血病细胞或来源于上皮的癌细胞(例如为宫颈癌细胞、胃癌细胞、乳腺癌细胞、肺癌细胞、肝癌细胞、或结肠癌细胞)；更进一步地，所述白血病细胞为慢性髓性白血病细胞或急性早幼粒细胞白血病细胞；更进一步地，所述肿瘤细胞为人慢性髓性白血病K562细胞、人急性早幼粒细胞白血病HL-60细胞、人子宫颈癌HeLa细胞、人胃癌BGC-823细胞、或人乳腺癌MCF-7细胞。
11.权利要求1至3任一项所述的式I化合物或其药学上可接受的盐、或者权利要求9所述的组合物在制备杀伤肿瘤细胞或抑制肿瘤细胞增殖的药物或试剂中的用途；进一步地，所述肿瘤细胞为白血病细胞或来源于上皮的癌细胞(例如为宫颈癌细胞、胃癌细胞、乳腺癌细胞、肺癌细胞、肝癌细胞、或结肠癌细胞)；更进一步地，所述白血病细胞为慢性髓性白血病细胞或急性早幼粒细胞白血病细胞；更进一步地，所述肿瘤细胞为人慢性髓性白血病K562细胞、人急性早幼粒细胞白血病HL-60细胞、人子宫颈癌HeLa细胞、人胃癌BGC-823细胞、或人乳腺癌MCF-7细胞。
12.—种在体内或体外杀伤肿瘤细胞或者抑制肿瘤细胞增殖的方法，包括使用有效量的权利要求1至3任一项所述的式I化合物或其药学上可接受的盐、或者权利要求9所述的组合物的步骤；进一步地，所述肿瘤细胞为白血病细胞或来源于上皮的癌细胞(例如为宫颈癌细胞、胃癌细胞、乳腺癌细胞、肺癌细胞、肝癌细胞、或结肠癌细胞)；更进一步地，所述白血病细胞为慢性髓性白血病细胞或急性早幼粒细胞白血病细胞；更进一步地，所述肿瘤细胞为人慢性髓性白血病K562细胞、人急性早幼粒细胞白血病HL-60细胞、人子宫颈癌HeLa细胞、人胃癌BGC-823细胞、或人乳腺癌MCF-7细胞。
13.权利要求1至3任一项所述的式I化合物或其药学上可接受的盐、或者权利要求9所述的组合物在制备抗肿瘤药物中的用途；具体地，所述肿瘤为白血病或来源于上皮的癌(例如宫颈癌、胃癌、乳腺癌、肺癌、肝癌、或结肠癌)；进一步地，所述白血病为慢性髓性白血病、急性早幼粒细胞白血病。
【文档编号】C12P17/18GK103467479SQ201310190518
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年5月22日 优先权日:2013年5月22日
【发明者】崔承彬, 房士明, 李长伟, 王楠, 吴长景 申请人:中国人民解放军军事医学科学院毒物药物研究所