β-榄香烯聚乙二醇胺衍生物及其合成方法和用途的制作方法

专利名称：：β-榄香烯聚乙二醇胺衍生物及其合成方法和用途的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种抗癌药物(3-榄香烯衍生物，尤其涉及一种(3-榄香烯聚乙二醇胺衍生物及其合成方法和用途。
背景技术：
：癌症是目前严重危害人们生命健康的常见病，P-榄香烯(p-Elemene)是近年来我国首先从姜科植物温郁金(温莪术)的根茎中提取的抗癌有效成分，其分子式为dsHM，结构式如下董金华等报道了一系列P-榄香烯抗癌化合物(董金华，p-榄香烯系列抗癌化合物的研究，中国科学院大连化学物理研究所博士论文，1995);—些专利文献也公开了各种从中间体P-榄香烯氯代物(氯代P-榄香烯)出发合成的P-榄香烯衍生物，例如CN1462745专利申请公开了|3-榄香烯嘧啶类衍生物,CN1462746公开了卩-榄香烯五元氮杂环衍生物及其合成方法，CN1153168专利公开了榄香烯羟基类衍生物及其作为抗癌药物。P-榄香烯作为中药已经应用于临床，但由于水溶性极差，限制了它的临床应用，因此，如何提高其水溶性一直倍受关注。另一方面，聚乙二醇PEG是一种水溶性良好、无毒的高聚物，广泛地应用于医药工业以改善医药产品的溶解特性。
发明内容本发明要解决的技术问题即是通过在p-榄香烯分子中引入聚乙二醇胺基团，提供一种P-榄香烯聚乙二醇胺衍生物，以提高P-榄香烯水溶性及抗肿瘤效果同时也提供一种P-榄香烯聚乙二醇胺衍生物的合成方法及其用途.因此，本发明提供式I所示的l3-榄香烯聚乙二醇胺衍生物，,"，式I其中，R,、R2独自地为H或-NH(CH2CH20)nCH3，条件是R，、Rz不同时为H，即其中至少有一个为-NH(CH2CH20)nCH3，n为l454的整数，较佳地是780;或其药学上可接受的盐。显然，本发明的P-榄香烯聚乙二醇胺衍生物有下列3种具体结构NH(CH2CH20)nCH3H3Cn(OH2CH2C)HN'I〃H3Cn(OH2CH2C)HNNH(CH2CH20)nCH31〃'所述的盐可为各种盐，如有机酸或无机酸与p-榄香烯聚乙二醇胺衍生物上的N形成的各种盐。本发明上述P-榄香烯聚乙二醇胺衍生物的合成方法，包括下列步骤将式II化合物P-榄香烯氯代物与聚乙二醇胺NH2(CH2CH20)nCH3溶于乙腈中，加入碱性催化剂，在30100'C下反应120小时；其中，<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>式IIX,、X2独自地为H或C1，条件是X,、X2不同时为H,n定义如上所述，即为1454的整数，优选7~80。本发明合成方法(以合成式I'化合物为例)的反应式为-本发明的合成方法与现有方法相比，采用了沸点较低的乙腈代替了DMF,给后处理带来了方便，并且不必要求溶剂无水。本发明的合成方法制得的反应产物混合物冷却至室温后，加入饱和食盐水，然后用二氯甲烷萃取，干燥，过滤，减压蒸去溶剂，得淡黄色产品，经硅胶柱层析后，用石油醚和二氯甲烷梯度洗脱后即可得到纯化了的p-榄香烯聚乙二醇胺衍生物。在本发明的合成方法中，P-榄香烯氯代物与聚乙二醇胺的物质的量比无特殊要求，较佳地为1:110。所述的碱性催化剂可为各种无机碱性催化剂，如K2C03、Na2C03、KOH和NaOH，以及有机碱性催化剂，如1，8-二氮二环[5.4.0]-7-十一烯(DBU)和1，5-二氮二环[4.3.0]-5-辛烯(DBN)中的一种或几种。所述的碱性催化剂与卩-榄香烯氯代物的物质的量比为l:110。较佳地，本发明合成方法中的反应温度优选507(TC,反应时间为58小时。更佳地，本发明上述反应体系中还可加入KI，KI可以与氯代P榄香烯发生置换反应，从而使反应速度更快。其用量为e榄香烯氯代物的5-30%(摩尔比)，优选15%。本发明的p-榄香烯聚乙二醇胺衍生物较P-榄香烯具有良好的水溶性、无毒，可提髙生物利用度，较P-榄香烯具有更佳的抗肿瘤药效等特点。具体实施例方式下面用实施例来进一步说明本发明，但本发明并不受其限制。下列实施例中所用的原料卩-榄香烯氯代物可根据现有技术，如上述
背景技术：
内容中提及的各份文献自行合成；聚乙二醇胺是百灵烕公司产品。①P-榄香烯氯代物的合成根据文献(贾卫民，抗癌新药e-榄香烯及其衍生物的合成、结构和构效研究，中国科学院大连化学物理研究所博士论文，1991)合成P-榄香烯氯代物，具体步骤如下将O.Olmoip-榄香烯溶于10mL二氯甲烷中，加入2mL甲酸，温度控制在05'C,于2小时内缓慢滴加15mL次氯酸钠溶液，继续反应35小时。反应完毕，加入饱和的碳酸氢钠水溶液调节pH至78，将反应混合液静止分层，分出有机相，水相用3X10mL的二氯甲烷萃取，合并有机相，并用无水硫酸钠干燥，过滤，除去溶剂二氯甲烷，得淡黄色油状物，经硅胶柱层析后可得到无色油状物，经气相色谱分析为P-榄香烯氯代物与p-榄香烯的混合物(简称p-榄香烯氯代混合物)，P-榄香烯氯代物的含量约为4050%。该反应混合物中的P-榄香烯氯代物主要有下列三种化合物由于P-榄香烯在这一步不易从p-榄香烯氯代混合物中分离，而其极性与最终产物p-榄香烯衍生物的极性相差很大，极易分离，故可将P-榄香烯氯代混合物直接用于反应。其中的p-榄香烯氯代物主要是单取代的，即上述式l和式2化合物的混合物(C1-13E)，其中主要的为式l化合物，而式2化合物的含量很少。实施例1式I化合物(n-l)，简称P-榄香烯PEG(1)衍生物将5.8mmolH2NCH2CH2OCH3、9mmol卩-榄香烯氯代混合物(含Cl-eE4.5mmol)、0.6mmolKI、6.3mmol&20)3和5mL乙腈的反应混合物在5(TC搅拌反应8小时。反应完毕，冷却，加入20mL饱和食盐水，然后用3XIOmL二氯甲烷萃取，合并有机相，有机物用无水Na2S04千燥，过滤，除去溶剂二氯甲烷，得淡黄色粗产品，经硅胶柱层析，用二氯甲烷和甲醇(体积比20:1)梯度洗脱得黄色液体。该产品经'H—NMR和"C一NMR鉴定为卩-榄香烯的聚乙二醇胺衍生物(是纯的单取代化合物I')。'H-NMR(CDC13，TMS，500MHz)，S1.03(s,3H，CH3),1.45-1.77(m,6H)，1.73(s，3H),2.05-2.11(m,2H)，3.00(t,J-5.15，2H),3.41(s，3H)，3.51(s，2H)，3.66(t,J=4.99，2H)，4.61(s，1H)，4.86(s，1H)，4.91(s，1H),4.94(d，J-5.42，1H),5.10(s,1H)，5.14(s,1H)，5.80(dd，J-18.00，11.31，1H);13C-NMR(CD3OD，TMS，125MHz)，S16.54,24.80，27.12，33.14，39.72，42.18，4730,52.12，52.49，58.85，69.29，69.80，109.97，111.61，112.15，145.39，147.44，149.97。实施例2式I化合物(n=7)，简称P—榄香烯PEG350衍生物将5.8mmolH2N(CH2CH20)7CH3、9mmolP-榄香烯氯代混合物(含Cl-eE4.5mmol)、0.6mmolKI、6.3mmolK2C03和5mL乙腈的反应混合物在5(TC搅拌反应8小时。反应完毕，冷却，加入20mL饱和食盐水，然后用3X10mL二氯甲烷萃取，合并有机相，有机物用无水Na2S04干燥，过滤，除去溶剂二氯甲烷，得淡黄色粗产品，经硅胶柱层析，用二氯甲烷和甲醇(体积比20:1)梯度洗脱得黄色液体。该产品经'H—NMR和"C一NMR鉴定为P-榄香烯的聚乙二醇胺衍生物(是纯的单取代化合物I')。IRV鹏3080(C=C-H),1640(C=C)，1109(C-O-C);'H-NMR(CDC13,TMS,500MHz),5:0.93(s，3H，CH3)，1.15—1.55(m，6H)，1.64(s，3H,CH3),1.卯一2.06(m，2H)，2.95-3.01(m，2H)，3.08(q，J=7.36，2H)，3.31(s，3H，OCH3)，3.45—3.49(m，4H)，3.53-3.63(m，20H),3.71-3.76(m,2H)，4.51(s，lH)，4.75(s，1H)，4.82(s，1H),4.84(d，J-6.03，1H)，5.04(s，1H)，5.11(s，1H)，5.75(dcU=17.29，10.57，1H);"C-NMR(CDC13，TMS，125MHz)，17.17，25.31，27.85，33.92，40.33，40.48，42.99,49.06，53.29，53.75,59.51，70.75，70.86，71.11，72.47，109.22，110.41，112.68，143.00，150.71，152.33。实施例3式I化合物(n-16)，简称0—榄香烯PEG750衍生物将0.8mmolH2N(CH2CH2O)wCH3、1.52mmolP-榄香烯氯代混合物(含Cl-0EO.76mmo1)、0.09mmolKOH、5mL乙腈的反应混合物在60lC反应6小时。反应完毕，冷却，加入20mL饱和食盐水，然后用3X10mL二氯甲烷萃取，合并有机相，有机物用无水Na2S04干燥，过滤，除去溶剂二氯甲垸，得淡黄色粗产品，经硅胶柱层析，用二氯甲垸和甲醇(体积比20:1)梯度洗脱得黄色液体(是纯的单取代化合物I')。IRVmax:3080(C=C-H),1640(C=C)，1110(C-O-C);'H-NMR(CDC13,TMS,500MHz),S:0.94(s，3HCH3)，1.38-1.53(m,6H)，1.64(s，3H,CH3),1.952.01(m，2H)，3.31(s，3H，OCH3)，3.47-3.52(m，6H)，3.52-3.62(m，56H)，3.94(t，J=12.73，2H)，4.51(s，1H)，4.75(s，1H)，4.82(s,1H)，4.85(d,J=6.49，1H)，4.89(s，1H)，4.96(s，1H)，5.75(dd，J=17.88，11.39，1H);13C-NMR(CDC13，TMS，125MHz)，617.10,25.18，27.68,33.78,40.28，41.70,42.11，53.06，53.42，59.36，60.29,69.09,70.95，71.22,72.32,110.23,110.70，112.57，147.91,150.67，152.78。实施例4式I化合物(n-80)，简称e—榄香烯PEG3550衍生物将0.5mmolH2N(CH2CH20)8QCH3、1.1mmolP-榄香烯氯代混合物(含Cl-0.5mmol)、0.08mmolKOH、10mL乙腈的反应混合物在70'C反应5小时。反应完毕，冷却，加入30mL饱和食盐水，然后用3X10mL二氯甲烷萃取，合并有机相，有机物用无水Na2S04干燥，过滤，除去溶剂二氯甲烷，得淡黄色粗产品，经硅胶柱层析，用二氯甲烷和甲醇(体积比20:1)梯度洗脱得黄色固体(是纯的单取代化合物I')。^-NMR(CDC13，TMS,500MHz)，S:0.94(s，3H，CH3),1.38-1.56(m,6H)，1.64(s，3H，CH3),1.922.07(tn,2H)，3.31(s,3H,OCH3)，3.47-3.51(m,6H)，3.51-3.71(m，312H)，3.82-3.99(m,2H)，4.51(s，1H)，4.75(s,IH)，4.82(s，lH)，4.85(d,J=6.49,1H)，4.89(s,1H)，4.96(s，1H)，5.75(dd，J=17.88，11.39,1H)。实施例5式I化合物(n454)，简称e—榄香烯PEG20000衍生物将0.5mmolH;jN(CH2CH2O)454CH3、1.3mmolp-榄香烯氯代混合物(含Cl-eE0.45mmol)、0.09mmolKOH、10mL乙腈的反应混合物在70T:反应5小时。反应完毕，冷却，加入30mL饱和食盐水，然后用3X10mL二氯甲烷萃取，合并有机相，有机物用无7jCNa2S04干燥，过滤，除去溶剂二氯甲烷，得淡黄色粗产品，经硅胶柱层析，用二氯甲烷和甲醇(体积比20:1)梯度洗脱得黄色固体(是纯的单取代化合物r)。'H-NMR(CDCl3，TMS，500MHz)，S:0.94(s，3H，CH3)，1.38-1.56(m，6H)，1.64(s，3H，CH3)，1.922.07(m，2H)，3.31(s，3H，OCH3)，3.47—3.73(m，1814H)，3.82-3.99(m,2H),4.51(s,1H)，4.75(s，1H)，4.82(s，1H),4.85(d，J-6.49,1H),4.89(s，1H)，4.96(s，1H),5.75(dd，J=17.88，11.39，1H)。试验实施例l本发明式I化合物体外抗癌活性试验1.材料受试药物取实施例1-3的0—榄香烯的三个PEG衍生物，分别为PEG(1)、PEG350、PEG750衍生物，用培养基配成10umol/ml的浓度备用(用lX的DMSO助溶)。对照药物3—榄香烯纯品，46.7umol/ml(10mg/ml,用1X的DMS0助溶)溶液备用。细胞株人白血病细胞株K562，人宫颈癌细胞Hela细胞株，购自中科院上海细胞所。试剂新生牛血清、RPMI-1640培养基、0.25%的胰酶，美国GIBCO公司；WST—1细胞增殖及毒性检测试剂盒，碧云天生物技术研究所。2.方法及结果2.1对人白血病K562细胞的影响K562细胞复苏后，传代培养，取对数生长期的细胞调浓度为2X1()S个/ml，加入到96孔培养板，每孔lOOul,取用培养基配好的药物原液，用培养基做对倍稀释，加入96孔板中使终浓度分别为1、0.5、0.25、0.125、0.062、0.03lHmol/ml，在002培养箱37'C孵育48h后，用WST-1法(按试剂盒操作说明书操作)，在酶标仪上450mn波长测定吸光度，计算癌细胞增殖抑制率，结果见下表。表1e—榄香烯PEG衍生物对人白血病K562细胞的影响<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>0.0621.019±0.01642.40.1250.923土0.03949.90-榄香烯0.2500.864±0細56.1Y-11.747X+47.520.2110.5800.842±0.07555.3R2-0.9161.3000.800±0.01054.92.3400.237±0.00583.84.6700.189±0.01299.82.2对人宫颈癌Hela细胞的影响人宫颈癌Hda细胞复苏后，传代培养，取处于对数生长期的细胞，0.25%胰酶消化后调浓度为lXl()5个/ml，加入到96孔培养板，每孔100ul，在37'C培养箱里过夜。次日取用培养基配好的药物原液，用培养基做对倍稀释，加入96孔板中使终浓度分别为1、0.5、0.25、0.125、0.062、0.031nmol/ml，在C02培养箱孵育48h后，用WST-1法(按试剂盒操作说明书操作)，在酶标仪上450nm波长测定吸光度，计算癌细胞增殖抑制率，结果见下表。表2P—榄香烯PEG衍生物对人宫颈癌Hela细胞的影响药物浓度吸光度抑制率线性方程IC50(pmol/ml)(fimol/ml)空白对照0.162±0.005一无药对照1.195±0.097—0.0151.189±0.0446.7Y=403.97X+8.120.110PEG7500.0311.044±0.03814.3R2=0.911衍生物0.0620.818士0.02836.30.1250.407±0.08378.40.2500.163±0.00499.60.0311.147±0.02450.0621.062±0.16913.9PEG3500.1251.172±0.0044.4Y=192.17X-10.170.313衍生物0.2501.085±0,02813.1R2=0.830.5000.170±0.00198.6<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>可见，本发明的p-榄香烯聚乙二醇胺衍生物较p-榄香烯有更佳的抗肿瘤效果，且随着聚合度n的增大，抗肿瘤效果增强。权利要求1、一种式I所示的β-榄香烯聚乙二醇胺衍生物，式I其中，R1、R2独自地为H或-NH(CH2CH2O)nCH3，条件是R1、R2不同时为H，n为1～454的整数；或其药学上可接受的盐。2、如权利要求1所述的P-榄香烯聚乙二醇胺衍生物，其特征在于n为780。3、一种权利要求1所述的P-榄香烯聚乙二醇胺衍生物的合成方法，其包括下列步骤将式II化合物卩-榄香烯氯代物与聚乙二醇胺NH2(CH2CH20)nCH3溶于乙腈中，加入碱性催化剂，在30100"下反应120小时;其中，X"X2独自地为H或C1，条件是&、X2不同时为H，n为l454的整数。4、如权利要求3所述的合成方法，其特征在于P-榄香烯氯代物与聚乙二醇胺的摩尔比为l:110。5、如权利要求3或4所述的合成方法，其特征在于所述的碱性催化剂为无机碱性催化剂和/或有机碱性催化剂，P-榄香烯氯代物与所述的碱性催化剂的物质的量比为l:110。6、如权利要求5所述的合成方法，其特征在于所述的无机碱性催化剂为K2C03、Na2C03、KOH和/或NaOH。7、如权利要求5所述的合成方法，其特征在于所述的有机碱性催化剂为DBU(1，8-二氮二环[5.4.0]-7-~|-烯)和/或DBN(l，5-二氮二环[4.3.0]-5-辛烯)。8、如权利要求3或4所述的合成方法，其特征在于在反应时还加入KI。9、如权利要求8所述的合成方法，其特征在于所述KI的摩尔用量是0榄香烯氯代物的5-30%。10、权利要求1或2所述的p-榄香烯聚乙二醇胺衍生物在制备抗癌药物中的用途。全文摘要本发明公开了一种式I所示的β-榄香烯聚乙二醇胺衍生物，其中，R₁、R₂独自地为H或-NH(CH₂CH₂O)_nCH₃，条件是R₁、R₂不同时为H，n为1～454的整数；或其药学上可接受的盐。本发明还公开了β-榄香烯聚乙二醇胺衍生物的合成方法及其在制备抗癌药物中的用途。本发明的β-榄香烯聚乙二醇衍生物具有良好的水溶性并较β-榄香烯有更高的抗癌活性。文档编号A61K47/48GK101161290SQ200610117008公开日2008年4月16日申请日期2006年10月11日优先权日2006年10月11日发明者冯翠兰,孙艳红,成康民,沈玉梅申请人:中国科学院上海应用物理研究所