一种雄烯二酮衍生物及其制备方法和应用与流程

本发明涉及一种雄烯二酮衍生物及其制备方法和应用，属于甾族化合物技术领域。

背景技术：

乳腺癌属于女性中常见的恶性肿瘤，全球每年约有120万妇女患乳腺癌，大约50万人死于该疾病。在美国，女性一生患乳腺癌的概率高达八分之一，是死亡率第二的恶性肿瘤。我国乳腺癌的发病率正在逐年上升，北京、上海等大都市发病率达56/10万，已经成为妇女发病率第一的恶性肿瘤。

乳腺癌的治疗药物根据机理可以分为四类：包括抗雌激素、芳香酶抑制剂(ai)、促黄体生成激素释放激素(lhrh)类似物和孕激素，其中抗雌激素和芳香酶抑制剂占有主导地位。雄烯二酮类衍生物属于芳香酶抑制剂中的甾体类药物，该类药物与芳香化酶内源性作用底物雄烯二酮和睾酮结构相似，通过共价键形式与其不可逆结合，引起酶永久性的失活，从而抑制雌激素的合成。随着芳香酶抑制剂在临床的广泛应用，新品种也在不断推出，依西美坦、阿那曲唑等成为目前主要的临床用药。

依西美坦(ⅱ，exemestane)化学名为6-亚甲基-雄甾-1,4-二烯-3,17-二酮，是由意大利公司pharmacia&upjoin研究开发的一种不可逆的第三代芳香酶抑制剂，1999年首次在英国上市。其分子式为c20h24o2，结构通式如下：

其依靠与甾体芳香酶自然底物——雄烯二酮的相似结构，不可逆的结合其活性部位，使之永久灭活，从而使体内激素水平迅速、持续地降低，以达到治疗目的。

us4876045和ep307134报道了6-亚甲基-雄甾-1,4-二烯-3,17-二酮衍生物的制备方法。ep0326430公开6-亚甲基-雄甾-1,4-二烯-3,17-二酮多取代烷基衍生物的制备方法。us4808616报道了6-亚烷基-雄甾-1,4-二烯-3,17-二酮衍生物的制备方法及其在药物化学方面的应用。cn1453288a和cn1415624a公开了以雄烯二酮为原料，采用一锅法经mannich反应制备得到6-亚烷基-雄甾-1,4-二烯-3,17-二酮衍生物。cn101312743a公开了(s)-6-甲基氧杂烷基依西美坦化合物用于抑制癌细胞或者肿瘤细胞生长的方法。

目前，寻找一种高效、稳定、低副作用的药物仍是治疗乳腺癌的关键问题。因此，进一步研发新型有效的治疗药物具有重大的意义。

基于此，做出本申请。

技术实现要素：

针对现有乳腺癌领域中所存在的上述缺陷，本申请首先提供一种新的雄烯二酮衍生物，该化合物具有较高的药用价值，可用于处理、治疗或减轻转移性乳腺癌以及绝经后的女性晚期乳腺癌。

为实现上述目的，本申请采取的技术方案如下：

一种雄烯二酮衍生物，该雄烯二酮衍生物为6，16-二亚甲基雄甾-1，4-二烯-3，17-二酮或其水合物、前药以及药学上可接受的盐，其结构式为：记为化合物ⅰ。

体外抗肿瘤试验表明：该雄烯二酮衍生物具有明显的抑制肿瘤的效果。试验所用的细胞株为国际通用的肿瘤细胞株—人肝癌细胞hepg2，人卵巢癌细胞sk-ov-3。

同时，本申请还提供的一种上述雄烯二酮衍生物的制备方法，以依西美坦(ⅱ)和多聚甲醛为原料，二甲胺盐酸盐为催化剂，采用一锅法的方法，经mannich反应制备得到产物6，16-二亚甲基雄甾-1，4-二烯-3，17-二酮。

上述反应过程可表示为：

进一步的，作为优选：

所述的催化剂二甲胺盐酸盐的投料量为0.01-0.1mol/mol依西美坦。优选的，所述的催化剂添加量为0.05-0.1mol/mol依西美坦。

所述的反应原料以溶剂溶解，溶剂采用乙醇，其投料量为1000-1600ml/mol依西美坦，更优选的，所述的溶剂添加量为1184-1480ml/mol依西美坦(即4-5ml/g依西美坦)。

所述的多聚甲醛等量或过量添加，其聚合度为10-100，更优选的，所述的依西美坦和多聚甲醛的投料摩尔比为1：(1-1.5)，过量添加时依西美坦和多聚甲醛的投料摩尔比优选为1：1.1-1.3。

所述的反应温度为70-80℃，反应时间为3-5小时。

所述的mannich反应过程中以薄层跟踪，mannich反应结束后，将反应液蒸干回收溶剂，残留物硅胶柱层析提纯，即得成品化合物i。

本申请上述化合物i可在处理、治疗或减轻转移性乳腺癌以及绝经后的女性晚期乳腺癌的药物中应用。

本发明还提供了一种上述化合物i所形成的药物组合物，以化合物i及其水合物作为活性成分，并配以前药、药学上可接受的盐或药学上可接受的载体形成药物组合物。

药学上可接受的载体是指药学领域常规的载体，是指一种或多种惰性的、非毒性的固体或液体填充物、稀释剂、助剂等，它们不与活性化合物或病人发生作用。

本发明组合物的剂型可以是片剂、胶囊、丸剂等药剂学上常用剂型。

附图说明

图1为本申请的雄烯二酮衍生物气质联用图；

图2为本申请实施例1制备条件下产物的氢谱核磁图；

图3为本申请实施例1制备条件下产物的碳谱核磁图(¹³c，dept135，dept90)。

具体实施方式

实施例中使用的分析仪器与设备：气质联用，ms5973n-gc6890n(美国安捷伦公司)；核磁共振仪，avancedmxⅱⅰ400m(tms内标，bruker公司)；高效液相色谱仪：agilenttechnologies1200series；红外光谱仪，nicolet360ft-ir(美国尼高力仪器公司)。

实施例1：化合物ⅰ的制备

依次将29.6克依西美坦(0.10mol)、3.3克多聚甲醛(0.11mol)、0.8克二甲胺盐酸盐(0.01mol)和130毫升乙醇加入到250毫升的四口反应瓶中，加热于75℃反应，薄层色谱跟踪检测反应(展开剂：乙酸乙酯：石油醚＝1：3)，约3小时反应结束。减压回收溶剂至干，残留物柱层析提纯(洗脱剂乙酸乙酯：石油醚＝1：6)，得到淡黄色晶体16.2克，熔点150-151℃，收率52.9％。

产物结构验证(相关谱图见附图)：

ms：308，293，281，265，207，160，148(100％)，128，105，91，77。

¹hnmr(δ,ppm,400mhz,cdcl3)：7.096(d,j＝10.4hz,1h,ch＝ch)；6.274(d,j＝10.4hz,1h,ch＝ch)；6.190(s,1h,ch＝ch)；6.117,5.440(s,1h,1h,＝ch2)；5.082,5.013(s,1h,1h,＝ch2)；2.591-2.663(m,2h,-ch2-)；2.269-2.341(m,2h)；1.929-2.057(m,6h)；1.189(s,3h,ch3)；0.979(s,3h,ch3)。

¹³cnmr(δ,ppm,100mhz,cdcl3)：207.35；187.06；167.85；153.86；145.19；143.60；127.87；122.85；119.34；112.50；49.90；48.16；47.76；43.65；39.35；34.87；31.15；29.15；22.04；19.70；14.17。

dept135cnmr(δ,ppm,100mhz,cdcl3)：153.92；127.86；122.84；119.39(d)；112.53(d)；49.86；48.13；39.35(d)；34.84；31.15(d)；29.15(d)；22.04(d)；19.70；14.18。

dept90cnmr(δ,ppm,100mhz,cdcl3)：153.92；127.86；122.84；119.39(d)；112.53(d)；49.86；48.13；34.84。

实施例2：不同条件下的mannich反应制备化合物i

依次将依西美坦29.6克(0.1摩尔)、多聚甲醛、二甲胺盐酸盐和乙醇加入到250毫升的四口反应瓶中，于一定温度下搅拌反应，薄层色谱跟踪检测反应至结束，之后减压回收溶剂，硅胶柱层析(洗脱剂：乙酸乙酯:石油醚＝1:6)，称重，计算产率，结果如表1。

其中，本实施例中，制备条件主要包括多聚甲醛用量、二甲胺盐酸盐用量、乙醇用量和反应温度四个参数。

表1不同制备条件下的产物收率

上述表1中各序号所对应条件下所得到的产品核磁数据与实施例1相同。

对上述表1的收率、物料比、合成条件进行综合考量，结论如下：

(1)多聚甲醛量的影响：本申请中，多聚甲醛为合成原料之一，根据其反应式可以看出，多聚甲醛与依西美坦的理论反应摩尔比为1:1，即等量，但基于依西美坦转化率的考虑，多聚甲醛与依西美坦的摩尔比为1:1状态时，其反应并不理想，具体体现为依西美坦转化率低，收率低(参见表1中序号1和2)；在反应中适宜将其控制在微过量状态(如表1中序号3、4、5)时，不仅满足反应过程中依西美坦的反应需求，同时满足了反应过程中的损耗；然而过量不宜太大，当多聚甲醛与依西美坦的反应摩尔比为大于1.3时，由于过量的多聚甲醛易生成其它杂质，反而不利于反应的进行，具体体现为杂质多，提纯后收率不高(参见表1中序号6和7)。因此，依西美坦与多聚甲醛的摩尔比宜控制在1：1.0-1.5，尤其是依西美坦与多聚甲醛的摩尔比宜控制在1：1.1-1.3时，反应效率最佳。

(2)催化剂添加量的影响：本申请以二甲胺盐酸盐为催化剂，催化剂的添加主要影响的是反应速率和反应充分程度。相同条件下，对催化剂量进行测试，当催化剂的添加量低于0.01mol/mol依西美坦(参见表1中序号8和9)时，由催化剂量过低，导致反应效率偏低，相同反应时间内，反应无法充分进行；当催化剂的添加量增加至0.01mol/mol依西美坦时，反应速率虽然仍然较慢，但基本可以满足反应的进行，具体表现在收率有所提高；尤其是当催化剂的添加量达到0.05-0.1mol/mol依西美坦时，反应可以平稳快速的进行(参见表1中的序号10-23)；继续增加催化剂量，当催化剂量大于0.1mol/mol依西美坦时，各原料的反应活性已经达到饱和，多余的催化剂反而会导致杂质增加，收率降低，并不利于反应的正常进行(参见表1中的序号24-25)。因此，催化剂量宜控制在0.01-0.1mol/mol依西美坦，尤其是当催化剂量控制在0.05-0.1mol/mol依西美坦时，反应效果最佳。

同时，对比12-23还可以看出，相同依西美坦与多聚甲醛的摩尔比、相同催化剂量和相同反应时间下，同时降低溶剂量和反应温度，则收率会降低(对比序号12与13、14与15)；降低溶剂量，增加反应温度，则收率相差不大(对比序号18与19)；增大溶剂量，降低反应温度(对比序号20与21、22与23)，则收率相差不大。

(3)溶剂添加量的影响：本申请以乙醇作为溶剂，将直接影响产品的反应效率和反应速率。相同条件下，对乙醇添加量进行测试，结果表明，当乙醇添加量低于1000ml/mol依西美坦，由于溶剂量过低，导致中间体溶解量不足，无法满足反应的需求，因而收率低于40％(具体参见表1中序号26-27)；随着乙醇添加量的增加，当其添加量超过1000ml/mol依西美坦时，反应逐渐趋于充分，尤其是当乙醇添加量介于1184-1480ml/mol依西美坦时，由于原料如依西美坦可以实现充分溶解，且溶解的原料如依西美坦可以满足反应的需求，因此反应得以充分进行，产物的稳定性也逐渐增加，产品品质良好，收率可到达52.9％以上(具体参见表1中序号31-34)；继续增加乙醇的添加量，虽然确保了依西美坦的完全溶解，但当乙醇添加量为1600ml/mol依西美坦，由于浓度降低，反应速度减慢，导致收率反而下降(具体参见表1中序号36)，继续增加乙醇量，当乙醇添加量增加至1800ml/mol依西美坦时，由于浓度太低，继续增加乙醇量，则出现反应速率降低，收率下降的趋势(具体参见表1中序号37-38)。因此，乙醇添加量适宜控制在1000-1600ml/mol依西美坦，尤其是当乙醇添加量控制在1184-1480ml/mol依西美坦时，反应效率最佳。

(4)反应温度的影响：反应过程中，反应温度会对反应活性造成影响。相同条件下，对反应温度进行测试，结果表明，当反应温度低于70℃时，由于反应速度过于缓慢，导致收率低于35％(具体参见表1中序号39-40)；随着反应温度的增加，当其超过70℃时，反应逐渐趋于稳定，尤其是当反应温度介于70-80℃时，收率稳定在50％左右(具体参见表1中序号41-44)；继续提高反应温度，虽然会加快反应速度，但由于超过溶剂乙醇的沸点，导致技术上难以实施。

实施例3：雄烯二酮衍生物的应用

体外抗肿瘤活性测定实验：

实验采用国际通用的mtt法进行，对化合物ⅰ进行体外肿瘤细胞抑制活性实验：首先，在96孔细胞板上接种2×10⁴个对数生长期的乳腺癌细胞bs524(t47d)，3个复孔，细胞贴壁后，再加入不同浓度待测样品，共设置7个药物浓度梯度(单位ug/ml)，浓度分别为：1.0，5.0，10，20，30，40和50的化合物ⅰ样品组；72小时后，于96孔板对应孔中加入5mg/ml的mtt溶液20ul，继续培养3小时，弃去孔板中上清液，加入100ul的dmso溶解，使用酶标仪检测570nm波长下的吸光值并计算待测样品对细胞生长的半数抑制浓度ic50，其ic50为19.45ug/ml。实验结果表明，该化合物对乳腺癌细胞株均有明显的抑制作用，为研制新的抗肿瘤药物提供了先导化合物，具有重要意义。

以上内容是结合本发明创造的优选实施方式对所提供技术方案所作的进一步详细说明，不能认定本发明创造具体实施只局限于上述这些说明，对于本发明创造所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明创造的保护范围。