多靶点型乌苯美司前药衍生物及其制备方法和用途
【专利摘要】本发明公开了一类乌苯美司分子伴侣多靶点抗肿瘤药物的设计、合成及活性研究。更具体的说，本发明提供了结构通式(I)所示的化合物（其中R的定义见说明书），该类衍生物是由氨肽酶(APN)抑制剂乌苯美司与某些已上市的抗肿瘤药物通过酯键连接而得到的一类多靶点化合物，适合作为抗肿瘤药物用于治疗各种恶性肿瘤，尤其适用于治疗各种实体瘤。
【专利说明】多靶点型乌苯美司前药衍生物及其制备方法和用途
【技术领域】
[0001]本发明涉及药物化学领域，具体涉及多靶点型乌苯美司前药衍生物及其制备方法，以及这些化合物的医药用途，特别是作为抗肿瘤(尤其是实体瘤)药物的用途。
【背景技术】
[0002]氨肽酶N (APN/⑶13)是一种II型跨膜锌离子依赖性金属蛋白酶，属于Ml家族的Gluzincins亚族，以同源二聚体糖蛋白的形式结合于细胞膜(NucleicAcids Res.，1999，27(1):325-331)。APN在多种组织的细胞表面都有表达，例如中枢神经系统突触细胞、滑膜液成纤维细胞、活化的内皮细胞、肝细胞、肠粘膜上皮细胞、胎盘、骨髓始祖细胞、单核细胞、破骨细胞等，尤其在肾脏和肠刷状缘细胞大量富集Qiaema.f 2003, ￥仞..必K价)。此外，相比较于正常细胞，APN在多种肿瘤细胞如黑色素瘤、卵巢癌、前列腺癌、结肠癌、胰腺癌、乳腺癌、肺癌等细胞表面高水平表达。
[0003]近年来研究发现，APN是一种多功能蛋白质，同时扮演着蛋白水解酶、病毒受体、细胞膜表面信号转导分子等角色，并与肿瘤的侵袭、转移以及新生血管的生成有着密切的关系。最近研究表明，肿瘤细胞表面的CD13改变周围组织微环境，在肿瘤的侵袭和新生血管生成中发挥着重要作用(PNAS 2012，109,1637-1642)。此外，Haraguchi等研究表明，⑶13是肝癌干细胞的表面标志物，与肝癌干细胞的生存有着重大关系(/C/i/7 Invest2010，120, 3326-3339 ).众所周知，肿瘤干细胞是导致肿瘤化疗耐药、复发和转移的罪魁祸首。因此，CD13抑制剂乌苯美司能够阻断肿瘤干细胞的作用，但本身几乎没有抑制肿瘤细胞增殖的能力。因而乌苯美司与其它细胞毒类抗肿瘤药联合应用会大大提高其疗效，更重要的是会阻止肿瘤的复发和转移。
[0004]乌苯美司(Ubenimex, Bestatin)是从网状撤揽链霉 1MiStreptomycesο I Ivoret I cull)培养液中发现的一种二肽结构化合物，于1987年在日本上市作为免疫增强剂用于白血病的治疗；乌苯美司于1998年在国内上市，商品名百士欣。Bestatin是具有靶向抗癌作用的免疫增强剂，具有双重机制。Bestatin对APN的抑制活性研究报道广泛，对⑶13抑制作用的IC5tl在2.5-16.9 μ M之间。体外研究表明，Bestatin可抑制小鼠黑色瘤高转移株B16BL6侵袭；也能够抑制HUVECs形成管腔结构{Cancer let, 2004’ 216(1):35-42)。在小鼠移植瘤实验中发现，Bestatin可以抑制肿瘤细胞转移和肿瘤诱发的血管生成{Bi。.Pharm，Bull.，1996，19(1):6-10);在临床上，Bestatin可配合化疗、放疗及联合应用于白血病、多发性骨髓瘤、骨髓增生异常综合症，以及其他实体瘤等疾病。但对其协同作用的机理并不清楚。
[0005]最近研究表明，在小鼠肝癌移植瘤实验中，比较单独使用乌苯美司，5-氟尿嘧啶和联合使用两种药物结果发现，联合组表现出了极高的抑瘤活性。此外，进一步实验发现，将经过5-氟尿嘧啶治疗的小鼠体内肝细胞移植到另一只小鼠上，分别比较加乌苯美司组与不加乌苯美司组肿瘤复发情况。结果显示，加乌苯美司治疗组肿瘤不再复发，不加乌苯美司组出现肿瘤复发现象。这一研究结果为乌苯美司与5-氟尿嘧啶及其他化疗药物的联合应用提供了很好的实验证据C/ Clin Invest 2010, 120，於。也证实了在肿瘤化疗中同时抑制肿瘤干细胞的重要性。
[0006]5-氟尿嘧啶(5-Fluorouracil，5-FU)化学名为2，4_ 二羟基_5_氟嘧啶，为嘧啶类的氟化物，属于抗代谢抗肿瘤药，能抑制胸腺嘧啶核苷酸合成酶，阻断脱氧嘧啶核苷酸转换成胸腺嘧啶核苷核，干扰DNA合成，对RNA的合成也有一定的抑制作用。临床用于结肠癌、直肠癌、胃癌、乳腺癌、卵巢癌、绒毛膜上皮癌、恶性葡萄胎、头颈部鳞癌、皮肤癌、肝癌、膀胱癌等，是治疗实体肿瘤的首选药物。而且该药与常用抗肿瘤药无交叉耐药现象，是一种广泛应用于临床的抗肿瘤药。此外，临床上有许多药物可与5-FU联合应用以增强细胞毒性，已有一些与5-FU联合用药用于治疗白血病的研究18 (2011) 362 - 365~)。尽管5-FU在临床上运用广泛，对多种肿瘤都有一定疗效。但也存在着很多的缺点:5-FU的有效治疗剂量与其毒性剂量相差不大，在临床上表现为有较严重的骨髓抑制和胃肠道反应等毒副作用。半衰期短，代谢稳定性差(被双氢嘧啶脱氢酶很快降解成FUH2)以及有些高表达胸苷酸合酶的肿瘤对5-FU的抵制。口服不规则，个体差异大，脂溶性低，药物对组织细胞内浸透性差，临床上主要通过静脉或者动脉给药，难以制成使用方便的口服制剂，不适于长期化疗。
[0007]近年来，研究者通过各种途径来减少或避免5-FU的不足。这其中主要有通过开发前体药物来提高其体内代谢稳定性，降低毒性，增加治疗指数。目前，已有许多5-FU的前体药物衍生物被合成并有一些已用于临床如:替加氟(FTO)、卡莫氟(HCFU)、脱氧氟尿苷、卡培他滨(希罗达)、阿托氟啶(ATFU)、B0F-A2等。其中希罗达是FDA批准的目前最具临床应用价值的口服氟尿嘧啶类抗癌药物，能够达到甚至超过氟尿嘧啶连续静脉给药的疗效；阿托氟啶可在体内逐级代谢降解TFU、5-FU，进而持续发挥作用。本研究以希罗达、TFU作为阳性对照药来研究我们所设计的多靶点型乌苯美司-5FU拼合前药的口服药效学试验。
[0008]羟基脲(Hydroxycarbamide)是一种核苷二磷酸还原酶抑制剂,可阻止核苷酸还原为脱氧核苷酸，干扰嘌呤及嘧啶碱基生物合成，选择性地阻碍DNA合成，对RNA及蛋白质合成无阻断作用。它是一种周期性的特异性药，对S期细胞敏感。临床上用于恶性黑色素瘤、胃癌、肠癌、乳癌、膀胱癌等实体瘤的治疗。
[0009]表阿霉素(Epirubicin)是一类抗生素类抗肿瘤药，其结构为阿霉素的同分异构体。表阿霉素主要的抗肿瘤作用机制是能直接嵌入DNA核碱对之间，干扰转录过程，从而阻止mRNA的形成，起到抑制DNA和RNA的合成。此外，经研究发现，表阿霉素对拓朴异构酶II也有抑制作用，是一类细胞周期非特异性药物。其在临床上主要用于急性白血病、肾母细胞瘤、软组织肉瘤、膀胱癌、睾丸癌、前列腺癌、胃癌、恶性淋巴瘤、乳腺癌、支气管肺癌、卵巢癌、肝癌(包括原发性肝细胞癌和转移性癌)等多种实体瘤。目前，关于表阿霉素的联合应用比较多，比如和紫杉醇联用、与索拉菲尼联用用于晚期乳腺癌等。
[0010]达沙替尼(Dasatinib)由Bristol-Myers Squibb 公司研发，于 2006 年 6 月通过美国FDA审批用于伊马替尼治疗失败或耐药的CML患者。它是一类口服酪氨酸激酶抑制剂，通过对一系列酪氨酸激酶抑制酶的靶向作用抑制CML或者Ph+ALL患者骨髓中白血细胞的过量增殖达到治疗慢性髓细胞白血病的目的。达沙替尼能抑制Src激酶，因而可抑制其它不表达BCR-ABL的人体肿瘤细胞，如PC-3(前列腺癌细胞，IC5tl为5~9 nmol/L)，MDA-MB-211(乳腺癌细胞，IC5tl为10~12 nmol/L)和WiDr (结肠直肠癌细胞，ICki为38 ~52 nmol/L)等 iProc Am Assoc Cancer Res, 2005，46: 159)。
[0011]乌苯美司、5-氟尿嘧啶、羟基脲、表阿霉素、达沙替尼的化学结构式如下图示:
多革巴点药物(multitarget drugs)是当今新药研究的一个重要趋势,它指可以同时作
用于同一疾病的多个不同病理靶点而发挥协同治疗作用的药物，其通过全面调节疾病相关的多个靶标而起到更佳的治疗效果、更少的副作用，尤其适用于治疗多病理机制和多基因相关的各种重大疾病，包括白血病及其他恶性肿瘤、中枢神经系统疾病、心血管疾病和代谢性疾病等。其中，采用多靶点药物进行多靶点治疗已经成为包括白血病在内的各种恶性肿瘤的最有效治疗方法之一。
[0012]协同前药或多靶点药物相比联合用药具有单一的理化特性和均一的药代动力学特性，可以避免药物混合物的组分间相互作用以及各组分吸收分布代谢不同步等问题，从而可以更好的发挥协同作用，尤其在低浓度情况下，多靶点药物的疗效明显好于对应的单靶点药物联合用药的疗效。因而采用拼合原理设计合成具有协同治疗作用的新型抗癌药物，尤其将具有抑制肿瘤干细胞的乌苯美司与其他抗肿瘤药物协同作用对于解决肿瘤的复发、转移和耐药具有重要意义。
【发明内容】
[0013]本发明的目的在于，克服现有技术的不足，提供了一种多靶点型乌苯美司前药衍生物及其制备方法，以及这些化合物的医药用途，本发明采用药效团拼合的方法将CD13抑制剂乌苯美司(Bestatin)通过酯键融合到另一上市药物(如5-FU、羟基脲、表阿霉素、达沙替尼)分子结构中，设计合成一系列新的协同前药。该化合物保留了 CD13的抑制活性，在进入到体内后，CD13抑制剂通过抑制CD13的活性，起到抑制肿瘤干细胞的靶向抗癌作用。
[0014]为解决上述技术问题`，本发明的技术方案为:通式(I)所示的多靶点型乌苯美司前药衍生物，以及其光学异构体、非对映异构体和消旋体混合物，其药学上可接受的盐，溶剂合物:
【权利要求】
1.通式(I)所示的多靶点型乌苯美司前药衍生物，以及其光学异构体、非对映异构体和消旋体混合物，其药学上可接受的盐，溶剂合物:
2.根据权利要求1所述的多靶点型乌苯美司前药衍生物，其特征在于:所述结构通式(I)中R为下面取代基:
3.根据权利要求1所述的多靶点型乌苯美司前药衍生物，其特征在于:所述结构通式(I)中R为下面取代基:
4.根据权利要求1所述的多靶点型乌苯美司前药衍生物，其特征在于:所述结构通式(I)中R为下面取代基:
5.根据权利要求1所述的多靶点型乌苯美司前药衍生物，其特征在于:所述结构通式(I)中R为下面取代基:
6.如权利要求2所述的多靶点型乌苯美司前药衍生物的制备方法，其特征在于: 五氟尿嘧啶溶于37%甲醛溶液中，室温反应得到相应的中间体2，2溶于无水THF中在DCC和DMAP催化下与Boc-Z-亮氨酸反应得到3，中间产物3在盐酸饱和的乙酸乙酯溶液中脱去保护基得化合物4，4在无水DCM中经EDCI和HOBt与Boc-AHPA缩合得到化合物5，5经盐酸饱和的乙酸乙酯脱保护得目标化合物6 (BC-Ol)； 其具体合成路线如下:
7.如权利要求3所述的多靶点型乌苯美司前药衍生物的制备方法，其特征在于: Boc-Z-亮氨酸溶于无水THF中，在EDCI作用下与五氟苯酚反应得8，中间体8在N-甲基吗啉作用下得化合物9，9在盐酸饱和的乙酸乙酯溶液中脱去保护基得化合物10，10在无水DCM中经EDCI和HOBt与Boc-AHPA缩合得到化合物11，11经盐酸饱和的乙酸乙酯脱保护得目标化合物12 ； 其具体合成路线如下:
8.如权利要求4所述的多靶点型乌苯美司前药衍生物的制备方法，其特征在于: 表阿霉素经(Boc) 20保护得化合物14，14在无水DCM中经EDCI和HOBt与Cbz-Z-亮氨酸缩合得到化合物15，15经钯炭氢气脱氨基保护基得16，16在无水DCM中经EDCI和HOBt与Boc-AHPA缩合得到化合物17，17经盐酸饱和的乙酸乙酯脱保护得目标化合物18 ；其具体合成路线如下:
9.如权利要求5所述的多靶点型乌苯美司前药衍生物的制备方法，其特征在于: Boc-Z-亮氨酸在无水DCM中经EDCI和HOBt与达沙替尼(Dasatinib)缩合得到化合物19，19经盐酸饱和的乙酸乙酯脱保护得化合物20，20在无水DCM中经EDCI和HOBt与Boc-AHPA缩合得到化合物21，21经盐酸饱和的乙酸乙酯脱保护得目标化合物22 ； 其具体合成路线如下:
10.如权利要求1-5中任意一项的多靶点型乌苯美司前药衍生物在预防或治疗各种肿瘤药物中的应用，尤其作为抗化疗耐药实体肿瘤药物中的应用。
【文档编号】C07D309/14GK103588713SQ201310393152
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年9月3日 优先权日:2013年6月7日
【发明者】徐文方, 江余祺, 邹明明 申请人:潍坊博创国际生物医药研究院