专利名称：紫杉烷衍生物的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有优异的水溶性的紫杉烷衍生物、包含它们的药物和用于合成该紫杉烷衍生物的中间体。
由下式(ⅰ)表示的紫杉酚(Taxol，注册商标)(ⅰ) 是一种可从近太平洋的浆果紫杉树“短叶紫杉”(Taxus brevifolia)的树皮提取而得的二萜，并且首次由Wall等于1971年分离并测定了结构(美国化学学会会志(J.Am.Chem.Soc.),93,2325,1971)。据报道，它表现出抗卵巢癌和乳腺癌的高功效(内科学纪事(Ann.Int.Med.)111,273,1989)。
但是，将紫杉酚配成注射液需要特殊溶剂，因为它是微溶于水的化合物。所以，紫杉酚伴随的问题是难于生产注射液和可能由溶剂引起的副作用。
因此，近年来为了开发紫杉酚的水溶性衍生物进行了大量工作[Nicolaou等，自然(Nature),364,464,1993]。然而，在目前的情况下，尚未发现具有良好性质的衍生物。
所以，本发明的一个目的是提供一种具有改善的水溶性和高抗恶性肿瘤活性的新型紫杉酚衍生物。
鉴于上述情况，本发明人进行了广泛研究。结果，发现了一种由下述式表示的紫杉烷(紫杉酚骨架的通称)的衍生物具有水溶性和抗恶性肿瘤活性，每种性质都远远高于紫杉酚，所以适用作药物，导致本发明的完成。
因此，本发明提供了由下式(1)表示的紫杉烷衍生物 (其中，A1表示基 (其中，R1表示氢原子，或者取代的或未取代的烷基)或者基 (其中，R2表示氨基、单烷基氨基或二烷基氨基、哌啶子基、吡咯烷基(pyrrolidino)或吗啉代基)，X表示氢原子、烷氧羰基、可被氟原子取代的烷酰基、烯酰基、噻吩基羰基、糠酰基或苯甲酰基，Y表示氢原子或三烷基甲硅烷基，A2表示呋喃基、烷基呋喃基、烷基或氟苯基，Ac表示乙酰基，并且Bz表示苯甲酰基]或其盐。
此外，本发明还提供了一种药物，它包含作为活性组分的、式(1)表示的紫杉烷衍生物或其盐。
本发明还进一步提供了一种抗肿瘤剂，它包含作为活性组分的、式(1)表示的紫杉烷衍生物或其盐。
本发明还进一步提供了一种药物组合物，它包含式(1)表示的紫杉烷衍生物或其盐和药物上可接受的载体。
本发明还进一步提供了式(1)表示的紫杉烷衍生物或其盐作为药物的应用。
本发明还进一步提供了式(1)表示的紫杉烷衍生物或其盐作为抗肿瘤剂的应用。
本发明还进一步提供了一种治疗肿瘤的方法，它包括施用有效量式(1)表示的紫杉烷衍生物或其盐。
本发明的紫杉烷衍生物由式(1)表示。在式(1)中，在A1表示的基中，由R1表示的、作为哌嗪基上取代基的烷基可能是具有1～10个碳原子的烷基，它们的实例可包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、正己基、正庚基、正壬基和正癸基。在这些烷基中，具有1～6个碳子的那些、尤其具有1～4个碳原子的那些是优选的，甲基、乙基和正丙基是更优选的。该烷基的例举性取代基有单烷基氨基羰基和二烷基氨基羰基。C1-6烷基氨基羰基可被提及为更优选的单烷基氨基羰基，并且二(C1-6烷基)氨基羰基可被提及为更优选的二烷基氨基羰基。作为哌啶子基上的取代基而由R2表示的单烷基氨基或二烷基氨基的烷基部分的实例，可提及类似于上面列举的由R1表示的烷基的烷基，甲基、乙基、正丙基和异丙基是优选的。
式(1)中的X表示的基是氢原子或烷氧羰基、烷酰基、烯酰基、噻吩基羰基、糠酰或苯甲酰基，其中，C1-6烷氧羰基是优选的，以叔丁氧羰基为特别优选的。可被氟原子取代的烷酰基的实例包括线型C1-6烷酰基、支化C1-6烷酰基和环状C3-6烷酰基，及其氟取代的烷酰基-至于氟取代的烷酰基，可提及三氟乙酰基。所述烷氧羰基的烷基部分可以是线型、支化的和环状的任一种。Y表示的基是氢原子或三烷基甲硅烷基。至于该三烷基甲硅烷基，可提及三(C1-6烷基)甲硅烷基。不过，Y优选是氢原子。至于A2表示的烷基呋喃基的烷基部分，可提及与上述由R1表示的烷基类似的基，甲基是特别优选的。
A2表示的烷基的实例包括线型C1-6烷基、环状烷基和支化烷基，更具体地说，包括乙基、丙基、丁基、环丙基、环丙基甲基、叔丁基和异丁基。
本发明的紫杉烷衍生物(1)的例举性盐是药物上可接受的盐，例如，阴离子盐，例如盐酸盐、氢溴酸盐、氢碘酸盐、酒石酸盐、醋酸盐、甲磺酸盐、马来酸盐、琥珀酸盐和戊二酸盐，以及与氨基酸(例如精氨酸、赖氨酸或丙氨酸)的盐。此外，本发明的紫杉烷衍生物或其盐还可呈水合物的形式。水合物也包括于本发明中。
本发明的紫杉烷衍生物例如可按下列反应图式制备。 [其中，A1、A2、X、Y、Ac和Bz具有与前述相同的含义；X’表示氢原子或烷氧羰基；Y’表示三烷基甲硅烷基；R3表示氢原子、烷氧羰基、烯丙氧羰基或苄氧羰基；并且R4和R5各自表示氢原子、烷基或烷氧苯基，但条件是，R4和R5不同时表示氢原子，或者当R4或R5中的任一个表示烷氧苯基时，则另一个是氢原子]。
具体地说，靶紫杉烷衍生物(1)是通过这样获得的提供一种已知的化合物10-脱乙酰基浆果赤霉素Ⅲ(ⅱ)作原料，用三烷基甲硅烷基保护它的7-羟基，在形成的化合物(ⅲ)中引入A基而酰化(甲氨酰化)它，于是赋予它水溶性，为了引入赋予水溶性的A基，将形成的化合物(ⅳ)的13-羟基噁唑烷基化，使形成的化合物(Ⅴ)的噁唑烷环开环，如果需要的话，往它的氨基中引入基X。
可按已知方法进行10-脱乙酰基浆果赤霉素Ⅲ的7-羟基的保护，更具体地说，通过用三烷基甲硅烷基氯在吡啶中处理。保护基是三烷基甲硅烷基，以三(C1-6烷基)甲硅烷基为更优选的，三乙基甲硅烷基是特别优选的。
然后酰化(甲氨酰化)化合物(ⅲ)的10-羟基，引入具有赋予水溶性的功能的侧链(A1-)。
酰化(甲氨酰化)方法的实例可包括在合适的碱存在下应用前面列举的酸衍生物的方法和应用缩合剂的方法。
本文可应用的酰化(甲氨酰化)试剂实例有酰基氯、酸酐和酸性酯，以及与这些试剂等效的衍生物。
作为一种引入基(A1-)的特定方法，例如4-二甲氨基哌啶子基羰基化，可通过这样实现在合适的碱(例如正丁基锂)存在下，同时应用合适的溶剂(例如THF)，用4-二甲氨基哌啶子基碳酰氯进行处理。
然后将13-羟基噁唑烷基化而得化合物(Ⅴ)。噁唑烷基化例如可通过这样进行在缩合剂(例如DCC)的存在下，将噁唑烷羧酸的衍生物(例如N-苄氧羰基(Cbz)-2,2-二甲基-4-A2-噁唑烷羧酸、N-烯丙氧羰基-2,2-二甲基-4-A2-噁唑烷羧酸、N-烷氧羰基-2-烷氧苯基)-4-A2-噁唑烷羧酸等)与化合物(ⅳ)反应。
接着，可通过这样打开噁唑烷环用酸在溶剂(例如乙醇)中处理形成的化合物(Ⅴ)，于是除去保护基(除去TES)，然后，在披钯碳的存在下进行催化还原，从而得化合物(1’)。也可应用四(三苯膦)钯进行噁唑烷环的开环反应。在该开环反应之后可进行去保护。当N-烷氧羰基-2-(烷氧苯基)-4-Ar-噁唑烷羧酸被用于所述噁唑烷基化时，则可通过用酸(例如对甲苯磺酸)处理而打开形成的噁唑烷环。在该情况下，可获得具有烷氧羰基(例如X1)的化合物(1’)。
当化合物(1’)中的X1表示氢原子时，本发明的化合物(1)可通过将它的氨基进行烷氧羰基化、烷酰化、烯酰化、噻吩基羰基化或苯甲酰化而获得。这里，优选的烷氧羰基化是C1-6烷氧羰基化，叔丁氧羰基化是特别优选的。叔丁氧羰基化例如可通过用叔丁氧羰基-4,6-二甲基-2-巯基嘧啶和三乙胺处理而实现，而烷酰化、烯酰化、噻吩基羰基化或苯甲酰化则可通过与酸酐或酰基卤反应来实现。
用于本发明化合物(1)的制备方法中并由式(2)表示的化合物 [其中，A1、Y、Ac和Bz具有与前述相同的含义，Z表示氢原子或如下基 (其中，A2、R3、R4和R5具有与前述相同的含义)]是一种新型化合物且适用作为合成化合物(1)的中间体。
R4或R5表示的烷基实例包括C1-10(尤其C1-6)烷基，甲基是更优选的。作为烷氧苯基，4-(C1-6烷氧基)苯基是优选的，4-甲氧苯基是特别优选的。
通过实验(实验2)证实了本发明的紫杉烷衍生物(1)具有优异的抗肿瘤活性，所述实验是通过应用抗细胞株KB的生长抑制效果作为指标而进行的。
由于本发明的紫杉烷衍生物及其盐具有很高的水溶性(是紫杉酚的1000倍或更高)，所以它们可被用作药物制剂(药物组合物)(例如注射液)而无需应用任何特殊溶剂。作为药物制剂，注射液(例如静脉内注射液或肌内注射液)是优选的。除了这类注射液之外，它们还可被配制成液体制剂，例如吸入剂、糖浆剂或乳剂；固体制剂，例如片剂、胶囊或颗粒剂；或者外用制剂，例如软膏或栓剂。
这些制剂通常可含药物上可接受的载体，例如溶解助剂、稳定剂、湿润剂、乳化剂、吸收增强剂和表面活性剂(根据需要)。其它载体的实例有注射级蒸馏水、林格氏注射液、葡萄糖、蔗糖糖浆、明胶、食用油、可可脂、硬脂酸镁和滑石粉。
含于上述各药物制剂中的紫杉烷衍生物(1)的量根据被施给该药物制剂的患者状况、它的剂型等而变。不过，一般说来，每单位剂型它的量可根据需要在约0.5～100mg范围内(就注射液来说)，在约5～1,000mg范围内(就口服制剂来说)和在约5～1,000mg范围内(就栓剂来说)。此外，具有上述剂型的药物的日剂量根据各位患者的状况、体重、年龄、性别等而变，不能以成批方式确定。不过，日剂量通常可以是约0.1～50mg/kg、优选约1～20mg/kg/成人)。优选以单剂量或以分份剂型(每天二～四次)施用该剂量。
实施例下面将通过实施例更详细地描述本发明。但是应记住，本发明不限于它们或者不受它们的限制。
将实施例3中获得的化合物(2-2)(50mg,0.045mmol)溶于乙醇(16mL)，接着添加0.1N盐酸(4.5mL)。在室温下搅拌形成的混合物达17小时。减压蒸馏出溶剂，往残余物中添加饱和碳酸氢钠水溶液。用氯仿萃取形成的混合物。在硫酸钠上干燥有机层，再减压浓缩至干。往残余物中添加甲醇(5mL)、水(0.5mL)和10％披钯活性炭(20mg)，接着在常温和常压下的氢气氛中搅拌3小时。过滤该反应混合物，减压浓缩滤液至干。往残余物中添加饱和碳酸氢钠溶液，用乙酸乙酯萃取形成的混合物。在硫酸钠上干燥有机层，减压浓缩至干，于是得残余物(28mg)。将残余物溶于四氢呋喃(8mL)，接着添加碳酸氢钠(20mg)和二叔丁基二碳酸酯(9mg,0.04mmol)。在室温下搅拌形成的混合物达20小时。往该反应混合物中添加饱和碳酸氢钠溶液，用乙酸乙酯萃取所得混合物。用饱和氯化钠溶液洗涤有机层，在硫酸钠上干燥，再减压浓缩至干。通过色谱法在硅胶柱上纯化残余物[氯仿-甲醇(95∶5)]，然后，通过反相高效液相色谱法[洗脱液10mM磷酸二氢钾-乙腈(3∶2)]进一步纯化，于是得标题化合物(10mg,23％)无色固体。1H-NMR(CDCl3)δ:1.15(3H,s,C17或C16-Me),1.26(3H,s,C17或C16-Me),1.34(9H,s,t-Bu),1.68(3H,s,C19-Me),1.89(1H,m),1.90(3H,s,C18-Me),2.35(6H,s,C4-OAc和N-Me),2.35(2H,m,C14-H),2.42-2.58(5H,m),3.40-3.75(4H,m),3.81(1H,d,J=7Hz,C3-H),4.18(1H,d,J=9Hz,C20-H),4.31(1H,d,J=9Hz,C20-H),4.44(1H,dd,J=7Hz,11Hz,C7-H),4.54(1H,d,J=2Hz,C2′-H),4.97(1H,d,J=8Hz,C5-H),5.11(1H,d,J=10Hz),5.20(1H,d,J=10Hz),5.67(1H,d,J=7Hz,C2-H),6.24(1H,t,J=8Hz,C13-H),6.28(1H,s,C10-H),6.45(1H,s，呋喃基H),7.43-7.44(1H,m,ArH),7.48-7.52(3H,m,ArH),7.58-7.62(1H,m,ArH),8.10-8.14(2H,m,ArH).SIMS m/z:924(M+H)+
4.34(2H,m),4.31(1H,d,J=9Hz,C20-H),4.46(1H,dd,J=7Hz,11Hz,C7-H),4.72(1H,d,J=2Hz,C2′-H),4.97(1H,d,J=8Hz,C5-H),5.25(1H,d,J=10Hz),5.35(1H,d,J=10Hz),5.67(1H,d,J=7Hz,C2-H),6.25(1H,t,J=8Hz,C13-H),6.27(1H,s,C10-H),6.32-6.33(1H,m，呋喃基H),6.37-6.38(1H,m，呋喃基H),7.41-7.42(1H,m,ArH),7.48-7.53(2H,m,ArH),7.59-7.64(1H,m,ArH),8.11-8.12(2H,m,ArH).SIMS m/z:980[M+H]+
按与实施例4类似的方法，应用实施例25的化合物(2-13)(107mg,0.087mmol)进行反应和后处理，于是得标题化合物(20mg,23％)无色晶体。1H-NMR(CDCl3)δ:0.88-0.98(6H,m),1.15(3H,s,C17或C16-Me),1.20-2.00(13H,m),1.26(3H,s,C17或C16-Me),1.35(9H,s,t-Bu),1.67(3H,s,C19-Me),1.89(1H,m),1.91(3H,s,C18-Me),2.30-2.40(2H,m,C14-H),2.40(3H,s),2.45-3.05(7H,m),3.20(1H,s),3.82(1H,d,J=7Hz,C3-H),4.18(1H,d,J=9Hz,C20-H),4.18-4.32(2H,m),4.30(1H,d,J=9Hz,C20-H),4.46(1H,dd,J=7Hz,11Hz,C7-H),4.72(1H,d,J=2Hz,C2′-H),4.97(1H,d,J=8Hz,C5-H),5.27(1H,d,J=10Hz),5.35(1H,d,J=10Hz),5.67(1H,d,J=7Hz,C2-H),6.25(1H,t,J=8Hz,C13-H),6.2 6(1H,s,C10-H),6.32-6.33(1H,m，呋喃基H),6.37-6.38(1H,m，呋喃基H),7.43-7.44(1H,m,ArH),7.48-7.53(2H,m,ArH),7.59-7.64(1H,m,ArH),8.11-8.13(2H,m,ArH).SIMS m/z:1036[M+H]+
4.26(1H,d,J=8Hz),4.43-4.48(2H,m),4.80-5.03(2H,m),4.88-4.90(1H,m),5.20(brs,1H),5.65(1H,d,J=7Hz),6.21-6.25(1H,m),6.38(1H,s),6.85-7.36(m,9H),7.47-7.52(2H,m),7.60-7.64(1H,m),8.02-8.05(2H,m)。SI-MS m/z:
4.9上(d,J=10Hz,1H,C5-H),5.60(d,J=7Hz,1H,C2-H),6.14(t,J=9Hz,1H,C13-H),6.22(s,1H,C10-H),7.43(t,J=7Hz,2H),7.55(t,J=7Hz,1H),8.05(d,J=7Hz,2H)SI-MS m/z:886[M+H]+
上述实施例1～80中制备的化合物如表1～13中所示。
表1
表2
表3
表4
表5
表6
表7
表8
表9
表10
表11
表12
表13
实验1新型水溶性紫杉烷衍生物的溶解性Ⅲ)校正曲线的绘制称取重量为2.3mg的化合物(1-4)，往其中添加2.3mL乙腈，于是溶解该化合物而得标准溶液。应用一份10μL的标准溶液，通过HPLC(操作条件1)进行试验。通过自动求积分法测定化合物(1-4)的峰面积(它已得自标准溶液的色谱图)。将作为三次测量的平均值获得的峰面积对每10μL中化合物(1-4)的量(10pg)描点，于是绘制了校正曲线。
化合物(1-4)的校正曲线Y=1.518×10-5X[X峰面积，Y化合物(1-4)的量(μg)][HPLC操作条件1]柱Inertsil ODS-2(5-250),40deg.流动相0.01M KH2PO4-CH3CN(3∶2)。流速1.0mL/min。检测紫外吸收光度计(225nm),0.2AUFS。Ⅱ)化合物(1-4)的溶解性试验称取重量为3.7mg的化合物(1-4)，然后悬浮于2.0mL净化水。往形成的悬浮液中添加41.3pL(1.05eq.)0.1N盐酸。通过超声处理，使形成的混合物变成均匀的悬浮液，再在室温下振荡2小时。通过膜滤器(0.22pm)过滤这样获得的混合物，滤液用作试液。应用一份5pL的该试液，通过HPLC(操作条件1)进行测试。从三次测定的平均值获得的面积，测得化合物(1-4)的溶解度。
作为三次测定的平均值获得的化合物(1-4)的面积(X)518226。
溶解的化合物(1-4)的量(Y):7.87pg/5μL(1.574mg/mL)。
作为参比，溶解的紫杉酚量是0.4pg/mL。实验2紫杉烷衍生物(1)的生长抑制活性原料和方法细胞作为得自人口腔癌的KB细胞，应用了购自DainipponPharmaceutical Co.,Ltd.和以冻干形式贮存于该公司的研究所的那些细胞。在含10％胎牛血清的Dulbecco氏改良伊格氏培养基(NISSUI PHARMACEUTICAL Co.,LTD.的产品)中培养该KB细胞，并保持在5％CO2-空气和37℃的条件下。药物应用的每种化合物都是以10mg/mL的浓度溶于DMSO中。药物处理(1)KB在第1天，通过应用含10％胎牛血清(不含酚红)的培养基(Dulbecco氏改良伊格氏培养基(Sigma))在96孔微量滴定板(Falcon#3072)上以2,000个细胞/100μl/孔接种处于对数生长期的细胞，并培养一夜。在第0天，将已用相同的培养基稀释到0.03～10,000ng/mL的每种化合物以100μL等分样加到各个孔中，并将这些细胞培养3天。每种药物每个浓度应用三个孔。每块板备有三个只含培养基的空白孔，还有八个孔作为未用药物处理的对比孔。XTT分析在应用时，将XTT(Sigma)以1mg/mL的浓度溶于每种不含血清的培养基。将在5mM的浓度下溶于PBS的苏木精硫酸二甲酯(Sigma)以1/200的体积比加到形成的溶液中。以每孔50μl的量往每个孔添加这样配制的溶液。接着培养4小时，通过ELISA在450nm处测定OD。50％生长抑制浓度(GI50)的计算GI50是通过内插法从浓度-生长抑制率(GIR)曲线计算的。按下式测定了GIR 引用的参考文献Scudiero.DA，等(1988)癌研究(Cancer Rds.)48:p4827-4833。
Carcinostatic Screening Special Committee的报告，“癌和<p>表4(续)净化试验结果(卤素系气体三氯化硼)
注*升/1升净化剂表5净化剂的附着组分
权利要求
1．由下式(1)表示的紫杉烷衍生物或其盐 其中，A1表示基 (其中，R1表示氢原子，取代的或未取代的烷基)或者基 (其中，R2表示氨基、单烷基氨基或二烷基氨基、哌啶子基、吡咯烷基或吗啉代基)，X表示氢原子、烷氧羰基、可被氟原子取代的烷酰基、烯酰基、噻吩基羰基、糠酰基或苯甲酰基，Y表示氢原子或三烷基甲硅烷基，A2表示呋喃基、烷基呋喃基、烷基或氟苯基，Ac表示乙酰基，Bz表示苯甲酰基。
2．由下式(2)表示的紫杉烷衍生物或其盐 其中，A1表示基 (其中，R1表示氢原子，或者取代的或未取代的烷基)或者基 (其中，R2表示氨基、单烷基氨基或二烷基氨基、哌啶子基、吡咯烷基或吗啉代基)，Y表示氢原子或三烷基甲硅烷基，Z表示氢原子或下式的基 (其中，R3表示氢原子、烷氧羰基、烯丙氧羰基或苄氧羰基，R4和R5各自表示氢原子、烷基或烷氧苯基，但条件是，R4和R5不同时表示氢原子，并且，当R4或R5中的任一个表示烷氧苯基时，另一个就表示氢原子，A2表示呋喃基、烷基呋喃基、烷基或氟苯基)，Ac表示乙酰基，并且Bz表示苯甲酰基。
3．一种药物，它包含作为活性组分的、权利要求1的紫杉烷衍生物或其盐。
4．一种抗肿瘤剂，它包含作为活性组分的、权利要求1的紫杉烷衍生物或其盐。
5．一种药物组合物，它包含权利要求1的紫杉烷衍生物或其盐和药物上可接受的载体。
6．权利要求1的紫杉烷衍生物或其盐作为药物的应用。
7．权利要求1的紫杉烷衍生物或其盐作为抗肿瘤剂的应用。
8．一种治疗肿瘤的方法，它包括施用有效量权利要求1的紫杉烷衍生物或其盐。
全文摘要
由通式(Ⅰ)表示的紫杉烷衍生物或其盐以及包含它们作为活性组分的药物,其中,A
文档编号C07D407/12GK1286686SQ9881317
公开日2001年3月7日 申请日期1998年12月16日 优先权日1997年12月19日
发明者清水英明, 安倍淳博, 小川贵德, 永田洋, 泽田诚吾 申请人:株式会社益力多本社