专利名称：叔丁氧羰基二氢青蒿素、其制备方法及药物组合物的制作方法
技术领域：
本发明涉及萜类化合物，具体涉及青蒿素衍生物、其制备方法及含该衍生物的抗寄生虫病药物组合物。
背景技术：
据世界卫生组织统计，疟疾是当今最严重的传染病之一，至今有20多亿人生活在疟区，每年有5亿人患疟疾。由于疟原虫对氯喹、甲氯喹、卤泛群、奎宁、磺胺类抗疟药产生抗药性，死亡人数每年高达200多万，其中一半是儿童。1972年中国研究人员从中药青蒿(植物黄花蒿Artemisia annua L.)中提取出青蒿素，证明它具有强大的抗疟作用，能治愈抗药性疟疾。为了改善它的溶解度和生物利用度，国内外研究人员曾制备了各种青蒿素的衍生物提供筛选，其中蒿甲醚、青蒿琥酯、二氢青蒿素和蒿乙醚已经先后上市。 青蒿素 二氢青蒿素R＝H(α+β) R’＝Me，Et，Pr(n)，Pr(i)，蒿甲醚R＝Me(β) Bu(n)，Bu(i)，苯基，蒿乙醚R＝Et(β) 1-金刚烷基青蒿琥酯R＝COCH2CH2COOH(α)本发明者等还曾发展了一类二氢青蒿素的碳酸酯衍生物(R’为甲基，乙基，正丙基，异丙基，正丁基，异丁基，苯基和金刚烷基。见李英等，药学学报，1981，16429；化学学报，1982，40557；中国专利ZL 93112454.9)。它们的抗疟活性也很高，但因为它们在油内的溶解度不如蒿甲醚，所以没有深入研究下去。
上述青蒿素类抗疟药能快速、安全地治愈抗药性疟疾，已得到广泛的临床应用。但个别患者可见网织红细胞一过性减少，谷草转氨酶和谷丙转氨酶轻度升高。极个别患者可能有心律失常(如室性早搏等)。
发明概述本发明的一个目的是提供一种活性更强、毒性更低的青蒿素衍生物。
本发明的另一个目的是提供这种青蒿素衍生物的制备方法。
本发明的再一个目的是提供含这种青蒿素衍生物的药物组合物。
本发明提供的青蒿素衍生物是叔丁氧羰基二氢青蒿素，它的化学结构式如下 本发明提供的叔丁氧羰基二氢青蒿素制备方法是在有机溶剂中将二氢青蒿素与双叔丁基二碳酸酯进行酰化反应。
本发明提供的抗寄生虫病药物组合物包含治疗有效量的叔丁氧羰基二氢青蒿素和药学上可接受的载体。
发明详述本发明的叔丁氧羰基二氢青蒿素是以二氢青蒿素为起始原料，与双叔丁基二碳酸酯进行酰化反应而制得。将二氢青蒿素10毫克分子溶于30～100毫升有机溶剂中，加入双叔丁基二碳酸酯(克分子比为1.0-3.0)，在搅拌下进行反应。
有机溶剂可选自二氯甲烷、二氯乙烷、四氢呋喃、乙腈、二甲基甲酰胺等。
反应温度可控制在-10℃到85℃之间。
可加入酰化催化剂如二甲胺基吡啶(1-10％克分子比)以加速反应。
反应基本结束后经一般后处理，即得叔丁氧羰基二氢青蒿素粗品，它由12-α体和12-β体二个差向异构体组成，用重结晶法或柱层析法可得到它们的纯品。
它们的物理数据如下叔丁氧羰基二氢青蒿素(12-α体)熔点157-158℃，旋光值[α]D25＝+13.2°(C＝1.14，CHCl3)元素分析(C20H32O7)理论值C 62.48，H 8.39实测值C 62.30，H 8.21核磁共振谱5.54(1H，d，J＝9.7Hz)，5.41(1H，s)，1.47(9H，s)，1.41(3H，s)，0.94(3H，d，J＝6.0Hz)，0.88(3H，d，J＝7.0Hz)红外光谱2951-2870，1751，1456，1373，1279，1257，1165，1146，1040，928，864。
叔丁氧羰基二氢青蒿素(12-β体)熔点154-6℃，旋光值[α]D25＝+137.2°(C＝0.95，CHCl3)元素分析(C20H32O7)理论值C 62.48，H 8.39实测值C 62.54，H 8.40核磁共振谱6.01(1H，d，J＝3.5Hz)，5.49(1H，s)，1.47(9H，s)，1.38(3H，s)，0.93(3H，d，J＝6.3Hz)，0.88(3H，d，J＝7.2Hz)红外光谱(cm-1)2937-2870，1736，1458，1373，1283，1161，1113，1043，920，837。
本发明的药物组合物含有0.1-99.9％(重量)叔丁氧羰基二氢青蒿素和适量药学上可接受的载体，可制成适合于口服、注射或肠道给药使用的制剂形式。
用于口服的固体药物组合物可以是散剂、片剂、硬胶囊、软胶囊、滴丸等。其中可含以下辅料糖(乳糖、葡萄糖、蔗糖等)，淀粉(玉米淀粉、马铃薯淀粉、改性淀粉等)，纤维素及其衍生物(微晶纤维素、羧甲基纤维素钠、羧丙基纤维素、乙基纤维素钠、纤维素乙酸酯等)，聚乙二醇，聚乙烯基吡咯烷酮，甘露醇，山梨醇，磷酸氢钙，微粉硅胶，硬脂酸、硬脂酸镁，单硬脂酸甘油酯，明胶，虫蜡，植物油，氢化植物油，十八醇(硬脂醇)，十六醇(鲸蜡醇)，半合成脂肪酸酯，滑石，稳定剂，调味剂，防腐剂等。
用于口服的液体药物组合物(包括悬浮剂)可以包括悬浮剂吐温、司盘、山梨醇、糖溶液、羧甲基纤维素钠、羧丙基纤维素等；乳化剂脱水山梨醇单油酸酯等；溶剂植物油、甘油酯等；防腐剂对羟基苯甲酸酯等。
用于注射的药物组合物，可溶于植物油(如橄榄油、芝麻油、豆油、花生油、茶油等)制成油针剂。
用于肠道使用时，可制成栓剂。它的赋形剂可以是聚乙二醇、吐温、司盘、月桂酸甘油酯、羧甲基纤维素钠、甲基纤维素、硬脂醇、硬脂酸、单硬脂酸铝、明胶等。
本发明的药物组合物用于治疗疟疾时，成年病人的用药量一般是每天25-150毫克活性物质。用于血吸虫病预防时，成年人的用药量一般是每2-3周50-200毫克活性物质。实际用药量取决于多种因素，如，患者年龄、一般健康状况、疾病严重程度和病程、给药途径、个体对药物的敏感性，以及疫区流行情况等。
本发明的药物组合物可针对不同病员选择不同的给药方式，对严重的昏迷病人优先使用注射剂和栓剂。对患病幼儿适宜用含糖散剂、悬浮剂和栓剂。
具体实施例方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式
作进一步阐述，但这些实施例绝不是对本发明的任何限制。
合成例1先将二氢青蒿素(2.84克，10毫克分子)溶于40毫升二氯甲烷中，加入双叔丁基二碳酸酯(2.84克，12.8毫克分子)，再加入酰化催化剂二甲胺基吡啶(20毫克)，室温搅拌反应。待反应基本结束，反应液用水洗，再用硫酸镁干燥。蒸去溶剂，将所得粗产物用乙酸乙酯-石油醚重结晶，得叔丁氧羰基二氢青蒿素(12-α体)3.00克(产率78％)和叔丁氧羰基二氢青蒿素(12-β体)0.19克(产率5％)。
合成例2先将二氢青蒿素(2.84克，10毫克分子)溶于50毫升无水乙腈中，加入双叔丁基二碳酸酯(2.5克，11.3毫克分子)，加热回流反应。待反应基本结束，反应液减压蒸去溶剂，将所得粗产物用柱层析法(硅胶，6％乙酸乙酯/石油醚作洗脱剂)分得叔丁氧羰基二氢青蒿素(12-α体)1.46克(产率38％)和叔丁氧羰基二氢青蒿素(12-β体)1.54克(产率40％)。
制剂例1 散剂将叔丁氧羰基二氢青蒿素(12-α体)100克和乳糖100克经研磨、100目过筛、混合均匀后分装成1000包(每包200毫克，含活性物质100毫克)。
制剂例2 片剂将叔丁氧羰基二氢青蒿素(12-α体)500克过100目筛，淀粉40克过100目筛，混合均匀，加入淀粉浆170克搅拌均匀，通过16目筛网制成颗粒，干燥后，过筛，加入硬脂酸镁3克，混合均匀，压成10000片。每片含有效物质50毫克。
试验例1 体外抗疟试验此项实验数据由世界卫生组织提供。
抗疟活性的测定采用下列文献描述方法进行Trager W，Jensen JB.Human malaria parasites in continuous culture.Science，1976，193673-677.
Makler MT，Ries JM，Williams JA，Bancroft JE，Piper RC，Gibbins BL，Hinrichs DJ.Parasite lactate dehydrogenase as an assay for Plasmodium falciparumdrug sensitivity.American Journal of Tropical Medicine and Hygiene，1993，48739-41.
将试验样品用DMSO溶解，配制成一定浓度。用去离子水作1∶2系列稀释，从1/2连续稀释到1/16浓度。将2微升不同浓度的样品加入96孔微量测定板的孔中，其中已有190微升疟原虫接种物。另设不加试验样品的原虫生长对照组。在37℃培养72小时后，将测定板在-20℃深冻。解冻后，每孔中取出20微升转移到另一板上，与100微升Malstat[TM]和10微升PES和NBT(1∶1)的混合物一起，避光放置2小时，然后用655纳米的分光光度计测定颜色的变化。与对照组比较，得出不同剂量组的减虫率，最后计算出试验样品的IC50(见表1)。
表1 叔丁氧羰基二氢青蒿素的体外抗疟作用
试验例2 鼠疟(P.yoelii ssp NS，抗氯喹株)试验此项实验数据由世界卫生组织提供。
用Peters的四日抑制试验法测定叔丁氧羰基二氢青蒿素(12-α体)的ED50和ED90。小鼠在D0天静脉注射0.2毫升接种体(2×106原虫寄生的红细胞/毫升血)后，分成试验组和对照组。将试验样品配制成数种浓度，2小时后口服或皮下给药0.2毫升，D1-D3天连续给药，每天一次。D4天各组小鼠取血，涂制薄血膜片，吉姆隆染色，显微镜下至少检查1000个红细胞，进行原虫感染细胞计数。与对照组比较，得出不同剂量组的原虫抑制率，最后计算出药物的ED50和ED90(具体数据见表2)。
表2 叔丁氧羰基二氢青蒿素(12-α体)的抗鼠疟作用
注SSV混悬液由羧甲基纤维素钠盐(Na-CMC)、苯甲醇、吐温80和0.9％氯化钠水溶液配制而成。
从表2可见，在口服或皮下注射不同用药途径测试时，叔丁氧羰基二氢青蒿素(12-α体)的抗疟活性相当于或稍高于已知抗疟药青蒿琥酯。
试验例3 血吸虫病预防作用取昆明系小鼠(18-22克)，自腹部感染40-60条日本血吸虫尾蚴，7天后随机分组，经胃管一次灌服试验样品，给药四周后将全部小鼠处死并剖腹检查小鼠腹部存活的血吸虫虫数，计算减虫率，从而评价预防效果(结果见表3)。
表3 叔丁氧羰基二氢青蒿素(12-α体)的预防血吸虫病作用
表3的结果表明，在同样剂量(300mg/kg)下叔丁氧羰基二氢青蒿素(12-α体)的减虫率高于已知血吸虫病预防药蒿甲醚，在同样减虫效果的情况下叔丁氧羰基二氢青蒿素(12-α体)的剂量(200mg/kg)低于蒿甲醚的剂量(300mg/kg)。可见叔丁氧羰基二氢青蒿素(12-α体)的血吸虫病预防作用高于蒿甲醚。
试验例4 急性毒性(小鼠，口服，CMC混悬液)昆明种小鼠40只，雌雄各半，随机分成2组(对照组和用药组)，分别单次灌胃给予0.5％CMC(羧甲基纤维素钠)和12.79％(为最高浓度)的叔丁氧羰基二氢青蒿素(12-α体)，灌胃体积为70ml/kg(为最大体积)，观察其对小鼠的急性毒性反应。结果，用药后观察7天，二组动物的活动、饮食、体重增长均正常。也未见动物死亡。用药组7天后，用颈椎脱臼法处死小鼠，尸检各主要脏器肉眼未见明显病变。因此，叔丁氧羰基二氢青蒿素(12-α体)的急性毒性实验结果为雄鼠LD50＞8950mg/kg；雌鼠LD50＞8950mg/kg以上的实施例和试验例仅仅是举例说明本发明化合物、药物组合物的制备和药理实验结果，但对本领域的技术人员来说可以对此作出种种修改和变化，而不背离本发明的精神和范围，所附的权利要求书覆盖本发明范围内的所有这些修改。
产业上利用的可能性进一步的实验结果表明，本发明的叔丁氧羰基二氢青蒿素(12-α体和12-β体)均具有相当于或稍高于已知抗疟药青蒿琥酯的抗疟活性及高于蒿甲醚的血吸虫病预防作用。
在与本发明同样条件下进行的急性毒性试验中，蒿甲醚的LD50为895mg/kg，青蒿琥酯的LD50为1409mg/kg，青蒿素的LD50为4228mg/kg，而叔丁氧羰基二氢青蒿素的LD50＞8950mg/kg，毒性比青蒿素、青蒿琥酯和蒿甲醚小得多。
治疗指数(TI＝LD50/ED50)常用于判断药物的安全性。与已知的青蒿素类抗疟药治疗指数相比(蒿甲醚-447，青蒿琥酯-793，青蒿素-384)，叔丁氧羰基二氢青蒿素(12-α体和12-β体)有最大的治疗指数(＞1700)。
因此，本发明的叔丁氧羰基二氢青蒿素是高效、低毒的抗寄生虫药物。在防治血吸虫病、疟疾等寄生虫病过程中可减少毒副作用的产生，尤其是在恶性疟疾的治疗中，对降低儿童死亡率有重大的意义。
权利要求
1.具有如下结构的叔丁氧羰基二氢青蒿素
2.权利要求1所述叔丁氧羰基二氢青蒿素的制备方法，其特征在于在有机溶剂中将二氢青蒿素与双叔丁基二碳酸酯进行酰化反应。
3.如权利要求2所述的方法，其中有机溶剂选自二氯甲烷、二氯乙烷、四氢呋喃、乙腈、二甲基甲酰胺。
4.如权利要求2所述的方法，其中所述酰化反应在-10℃～85℃温度下进行。
5.如权利要求2所述的方法，其中还使用酰化催化剂二甲氨基吡啶。
6.如权利要求2所述的方法，其中还包括用重结晶法或柱层析法将叔丁氧羰基二氢青蒿素分离成12-α体和12-β体二个差向异构体纯品。
7.一种抗寄生虫病药物组合物，包含治疗有效量的叔丁氧羰基二氢青蒿素和药学上可接受的载体。
全文摘要
本发明提供结构式所示的叔丁氧羰基二氢青蒿素系以二氢青蒿素为起始原料，与双叔丁基二碳酸酯在有机溶剂中进行酰化反应而制得。本发明的抗寄生虫病药物组合物包含治疗有效量的叔丁氧羰基二氢青蒿素和药学上可接受的载体。与以前合成的青蒿素衍生物相比，叔丁氧羰基二氢青蒿素有最大的治疗指数(＞1700)，是高效、低毒的抗寄生虫药物。在防治血吸虫病、疟疾等寄生虫病过程中可减少毒副作用的产生，尤其是在恶性疟疾的治疗中，对降低儿童死亡率有重大的意义。
文档编号A61P33/06GK1405168SQ0212849
公开日2003年3月26日 申请日期2002年9月4日 优先权日2001年9月7日
发明者李英, 王方道, 张瑜, 隋毅, 肖树华 申请人:中国科学院上海药物研究所