专利名称：具有抗肿瘤活性的类莪术内酯衍生物及其制备方法
技术领域：
本发明涉及具有抗肿瘤活性的类莪术内酯衍生物及其制备方法，其制备方法涉及 一种新的倍半萜类化合物的结构修饰改造的新方法，即利用生物转化或化学转化法或两者 相结合获得新的化合物，结构修饰涉及到母核结构由吉马烷型到螺内酯型的转变。
背景技术：
中药莪术为姜科姜黄属植物蓬莪术(Curcumaphaeocaulis Val.)、广西莪术 (Curcumakwangs i ens i s S.G.Lee et C. F. Liang)禾口温郁金(Curcuma wenyujin Y H. Chen et C. ling)的干燥根茎。莪术油为中药莪术中提取出的挥发油组分，莪术油具有抗肿瘤 (Sun et al.，2009 ；Wu et al. ,2000)、抗氧化(Loc et al.，2008 ；Mau et al.，2003)、抗菌 (Lai et al. ,2004 ；Wilson et al. ,2005)等药理作用。近来研究表明莪术油具有抗H5W 亚型禽流感病毒的作用。(黄亚东et al. ,2009)中药莪术中的主要活性成分包括倍半萜 类，姜黄素类等，而倍半萜类是其中主要活性成分之一，到目前为止，已经分离得到80多种 此类化合物。(Matsuda et al.，2001a ；Matsuda et al.，2001b ；刘晓宇 et al. ,2007 ；张金 梅，2006)根据结构骨架可以分为吉马烷型、愈创木烷型、蒈烷型、桉烷型、没药烷型、榄香烷 型、苍耳烷型、杜松烷型、螺内酯型、蛇麻烷型、拉松烷型等类型。现代药理及临床研究表明 莪术中的多种倍半萜类化合物具有抗肿瘤、抗血栓和抑制D-galactosamine/LPS诱导的肝 损伤等多种药理活性。(Lee, 2006 ；Matsuda et al·，2001b)莪术二酮(Curdione)是从莪术油中分离得到的主要活性成分之一。研究发现莪 术二酮能够抑制D-半乳糖胺(D-galactosamin)/脂多糖(Iipopolysaccharide)诱导的急 性肝损伤。(Matsuda，2001 ；Matsuda et al.，1998)最近研究发现莪术二酮能够抑制环氧化 酶2基因mRNA的表达，(Oh et al.，2007)还能够降低CYP3A4的蛋白表达水平。(Hou et al.，2010)但是莪术二酮的化学结构决定了其水溶性低，易溶于乙醇、乙醚、氯仿、丙酮等有 机溶剂的特性，而不溶于水，也就限制了其应用。科学家尝试对其进行结构修饰，以增强其 水溶性，或对其进行衍生化，以开发具有其他生物活性的药物。利用多种真菌及植物细胞能 够转化莪术二酮得到多种羟基化及环氧化的莪术二酮。(Asakawa et al. , 1991 ；Horiike et al.，1997 ；Ma et al.，2006 ；Maet al.，2007 ；Ma et al.，2005)莪术内酯(Curcumalactone) 是一种螺内酯型倍半萜类化合物，其并非天然存在的化合物，而是在莪术药材中提取挥发 油过程中由莪术二酮转变生成的化合物，并发现莪术二酮在盐酸的作用下转变成为莪术内 酯，其立体结构通过X射线单晶衍射的方法得到确证。(GAO et al.，1986 ；胡皆汉et al., 1986)莪术内酯同样不溶于水，易溶于乙醇、氯仿丙酮等有机溶剂，与莪术二酮不同的是莪 术内酯包含4个手性中心。近些年，生物转化逐渐成为有机合成反应中，特别是在不对称合成和手性化合物 拆分中经常用到的一种重要工具。与传统的化学合成相比，生物转化具有高度的立体选择 性和区域选择性，特别是在非活泼碳原子上立体选择性的官能化是较难通过普通的有机化 学方法实现的。(Lamare and Furstoss, 1990)因此，生物转化的方法在对生物活性天然产物的结构改造及精细化工中制备手性中间体的过程中有着广泛的应用。(David，2008 ； Duetz et al. ,2001)倍半萜类化合物是天然产物中数量较多的一种，广泛存在于多种芳香油中。研究 发现很多倍半萜类具有抗菌、抗病毒及抗肿瘤等活性，因此科学家们系统的进行了大量的 筛选以找到具有新的有生物活性倍半萜类物质，并在原有结构上进行结构修饰获得多种衍 生物，进行进一步筛选。而生物转化通常可以在温和条件下对天然化合物进行结构修饰，另 外还可以相对容易的将一些含量丰富容易得到的萜类官能化，从而成为潜在的手性助剂或 不对称合成中的手性单元。(Azerad，2000)
发明内容
本发明的目的是提供一类具有抗肿瘤活性的类莪术内酯衍生物本发明所述的类莪术内酯衍生物具有如下结构通式
权利要求
具有结构式为通式I A的类莪术内酯型化合物所述化合物选自如下化合物中的一种4位甲基为β构型，C 5位为R型，C 1为β构型，R1、R2为氢，C 7位为β构型异丙基；4位甲基为β构型，C 5位为R型，C 1为β构型，R1为羟基、R2为氢或羟基，C 7位为α或β构型异丙基或C 7与C 11之间为双键；4位甲基为β构型，C 5位为R型，C 1为β构型，R1为氢、R2为羟基，C 7位为α或β构型异丙基或C 7与C 11之间为双键；4位甲基为β构型，C 5位为R型，C 1为α构型，R1、R2为氢，C 7位为α或β构型异丙基；4位甲基为β构型，C 5位为R型，C 1为α构型，R1、R2为氢或羟基，C 7位为β构型异丙基或C 7与C 11之间为双键；4位甲基为β构型，C 5位为S型，C 1为α或β构型，R1、R2为氢或羟基，C 7位为α或β构型异丙基或C 7与C 11之间为双键；4位甲基为α构型，C 5位为S或R型，C 1为α或β构型，R1、R2为氢或羟基，C 7位为α或β构型异丙基或C 7与C 11之间为双键。FSA00000209038400011.tif
2.具有结构式为通式I-B的类莪术内酯型化合物I-B
3.具有结构式为通式I-C的类莪术内酯型化合物4位甲基为α或β构型，C-5位为R或S型，C-I为α或β构型，RpR2为氢或羟基， C-7位为α或β构型异丙基或C-7与C-Il之间为双键或为环氧键。
4.权利要求1 3任何一项中化合物的礼、R2>R3> R4还可以各自独立为F、Cl、Br、 I、-NO2, -OR、-COR、-SO3H,其中R为-NH2或带有取代基的氨基、或1_10个碳的饱和的或不 饱和的烃基。
5.权利要求1 4任何一项所述化合物的药学上可以接受的盐。
6.权利要求1 5任何一项所述化合物内酯键断开后，原有的酯键中C-5位取代基成 为为羟基或-OR，C-8位为-COOH或-C0R，R为-NH2或烷氧基或带有取代基的氨基、或1_10 个碳的饱和的或不饱和的烃基。
7.权利要求6所述化合物的药学上可以接受的盐。
8.权利要求1 5任何一项所述化合物的制备方法，，其特征在于，利用生物转化法制 备，主要步骤为(1)将生物进行常规培养，获得其生物组织，直接或制备其粗酶液作为生物催化剂，以 通式II中R5、R6各自为氢所限定的化合物为底物，加入到生物转化体系中，底物终浓度为 0. 001 100g/L，转化温度为15 50°C，转化反应时间为0. 1 144小时；(2)反应结束后，除去反应体系中的生物组织或酶，剩余反应液经有机溶剂萃取，浓缩后获得生物转化粗产物，粗产物经柱层析分离得到权利要求1 5中所述化合物。
9.权利要求1 5任何一项所述化合物，可通过生物转化与化学转化相结合的方法制 备，其特征在于，主要步骤为(1)将生物常规培养，获得其生物组织，直接或制备其粗酶液作为生物催化剂，以通 式II中R5、R6各自为氢所限定的化合物为底物，加入到生物转化体系中，底物终浓度为 0. 001 100g/L，转化温度为15 50°C，转化反应时间为0. 1 144小时；(2)反应结束后，除去反应体系中的生物组织或酶，剩余反应液经有机溶剂萃取，浓缩 后获得生物转化粗产物，粗产物经柱层析分离得到转化中间产物。(3)步骤(2)中获得的化合物溶解于适当的溶剂中，底物终浓度为0.001 100g/L，加 入质子酸或路易斯酸使其成为酸性环境，反应温度为-50 20(TC，反应时间0. 1 96小 时；(4)经过柱层析或重结晶等方法分离得到权利要求1 5中所述化合物。
10.权利要求1 5任何一项所述化合物，可通过生物转化与化学转化相结合的方法制 备，其特征在于，主要步骤为(1)在适当的溶剂中加入质子酸或路易斯酸使其成为酸性环境，以通式II中R5、R6各 自为氢所限定的化合物为底物，加入到步骤1中的溶剂中底物终浓度为0. 001 100g/L，反 应温度为-50 200°C，反应时间0. 1 96小时；(2)经过柱层析或重结晶等方法分离得到化学转化产物；(3)将生物进行常规培养，获得其生物组织，直接或制备其粗酶液作为生物催化剂；(4)以步骤(2)中得到的化合物为底物，加入到生物转化体系中，底物终浓度为 0. 001 100g/L，转化温度为15 50°C，转化反应时间为0. 1 144小时；(5)反应结束后，除去反应体系中的生物组织或酶，剩余反应液经有机溶剂萃取，浓缩 后获得生物转化粗产物，粗产物经柱层析分离得到权利要求1 3所述化合物。
11.权利要求8 10任何一项所述转化法，其特征在于，步骤(1)所述底物还可以为 通式II中R5、R6均为羟基或-OR所限定的化合物为底物，R为-NH2或带有取代基的氨基、 或1-10个碳的饱和的或不饱和的烃基；或为通式II中R5、R6其一为羟基或-0R，另一为氢 所限定的化合物为底物，R为-NH2或带有取代基的氨基、或1-10个碳的饱和的或不饱和的 经基。
12.权利要求8 10任何一项所述化合物的制备方法，利用生物转化法制备的过程中 所用的生物催化剂，其特征在于，所选生物包括但不限于真菌中的酵母属(Saccharomyces)、根霉属(Rhizopus)、青霉属(Penicillium)、 毛霉属(Mucor)、曲霉属(Aspergillus)、链格孢菌属(Alternaria)和小克银汉霉 (Cunninghamella)；细菌中的肠杆菌属(Enterobacter)、葡萄球菌属(Staphylococcus)、芽孢杆菌属 (Bacillus)；植物中的忍冬属(Lonicera)和姜黄属(Curcuma)。
13.权利要求1 5所述化合物，可通过化学转化法制备，其特征在于，主要步骤为(1)在适当的溶剂中加入质子酸或路易斯酸使其成为酸性环境；(2)以通式II*R5、R6其一为羟基或-0R、另一为氢所限定的化合物底物，加入到步骤1 中的溶剂中底物终浓度为0. 001 100g/L，反应温度为-50 200°C，反应时间0. 1 144小时，R的限定如上定义；(3)经过柱层析或重结晶等方法分离得到权利要求1 3中所述化合物。
14.权利要求13所述制备方法，其特征在于，所选底物还可以为以下化合物 通式II中(1)4位甲基为β构型，C-7位为β构型异丙基，R5、R6各自为氢；(2)4位甲基为α构型，C-7位为α或β构型异丙基，R5、R6各自为氢；(3)4位甲基为α构型，C-7与C-Il之间为双键，R5、R6各自为氢；(4)4位甲基为α或β构型，C-7位为α或β构型异丙基或C_7与C_ll之间为双 键，R5、R6均为羟基或-OR所限定的化合物，R为-NH2或带有取代基的氨基、或1-10个碳的 饱和的或不饱和的烃基。
15.权利要求1 7任何一项所述化合物在制备抗肿瘤药物中的应用。
全文摘要
本发明属于医药技术领域，具有抗肿瘤活性的类莪术内酯衍生物及其制备方法，所述的类莪术内酯及其氧代衍生物的结构，如通式(I)所示化合物具有螺内酯型母核结构，还公开了这类化合物的制备方法，其中利用到生物转化方法，发明还公开了制备过程中如通式(II)所示的中间体。本发明制备的化合物具有抗肿瘤活性。
文档编号C07D407/04GK101948456SQ20101023972
公开日2011年1月19日 申请日期2010年7月29日 优先权日2010年7月29日
发明者万晓辉, 吴英良, 徐慰倬, 游松, 秦斌, 贾娴, 银月, 陈奕南, 马小双 申请人:沈阳药科大学