氨基酸苄酯修饰的β-咔啉，活性，纳米结构，合成和应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及15种1-[乙基-Asp(AA-0Bzl)AA-0Bzl]-e-咔啉-3-羧酸苄酯（式 中AA为L-Leu残基，L-Phe残基，L-Val残基，L-Ala残基，L-Gly残基，L-Asp (OBzl)残基， L-Glu (OBzl)残基，L-Trp残基，L-Tyr残基，L-Ser残基，L-Thr残基，L-Pro残基，L-Met残 基，L-Arg(N02)残基，L-Asn残基，L-Gln残基和L-Lys(Fm〇C)残基），涉及它们的制备方法， 涉及它们的纳米结构，涉及它们的抑制肿瘤细胞增殖的活性，进一步涉及它们抑制S180实 体瘤在小鼠体内的肿瘤增值抑制活性。实验结果表明，本发明的化合物具有优异的抗肿瘤 活性。具有良好的临床应用前景。本发明属于生物医药领域。
【背景技术】
[0002] 癌症是一组可影响身体任何部位的多种疾病的通称。使用的其它术语为恶性肿瘤 和赘生物。据世界卫生组织统计，癌症是世界上的头号死因之一，尤其是在发展中国家。而 全世界癌症死亡人数预计将继续上升，到2030年将超过1310万。因此，开发新的高效，低 毒，毒副作用小的抗肿瘤药物一直是新药研究的重要课题之一。
[0003] 随着对肿瘤特性和发病本质的认识，最近几年抗肿瘤药物不断从传统的细胞毒药 物向发展非细胞毒药物过渡。咔啉是天然来源的细胞毒性抗肿瘤化合物。发明人认识 至IJ，β-咔啉抗肿瘤的细胞毒性本质是与肿瘤细胞DNA之间的嵌插。这种形式的扦插可造 成细胞毒性。发明人曾经发现，β-咔啉可以插入肿瘤细胞DNA之间的双螺旋碱基之间。 在进一步的研究中，发明人认识到，β_咔啉的抗肿瘤活性来自嵌插。发明人还认识到，在 β-咔啉的1位引入二肽生成β-咔啉-3-羧酸苄酯及衍生物可增强β-咔啉与肿瘤细 胞的作用，增强抗肿瘤活性。根据这些认识，发明人提出下式的1-[乙基-Asp(AA-OBzl) AA-OBz1] -β-咔啉-3-羧酸苄酯。与发明人前期的发明1-(乙基-AA-OBz1) -β-咔啉-3-羧 酸苄酯相比，本发明的突出创造性在于，保留了β-咔啉与肿瘤细胞DNA之间的嵌插作用， 在低剂量下显示高抗肿瘤活性。于是，1-[乙基-48卩(44-0821)44-0821]-0-咔啉-3-羧酸 苄酯显示了良好的抑制肿瘤细胞增殖作用和抗肿瘤活性。
【发明内容】
[0004] 本发明的第一个内容是提供下式的15种1-[乙基-六8口(4六-(?21)44-(?21]-3-咔 啉-3-羧酸苄酯，通式中ΑΑ为L-Leu残基，L-Phe残基，L-Val残基，L-Ala残基，L-Gly残 基，L-Asp(OBzl)残基，L-Glu(OBzl)残基，L-Trp残基，L-Tyr残基，L-Ser残基，L-Thr残 基，L-Pro残基，L-Met残基，L_Arg(N02)残基，L-Asn残基，L-Gln残基，L-Lys(Fmoc)残基。
[0005]
[0006] 本发明的第二个内容是提供制备15种1-[乙基-Asp(AA-0BZl)AA-0Bzl]-e-咔 啉-3-羧酸苄酯的方法，该方法由以下步骤构成：
[0007] 1)在三氟醋酸（TFA)存在下Trp-OBzl与1，1，3,3_四甲氧基丙烷发生 Pictet-Spengler缩合，生成 3S-1- (2, 2- 一 甲氧基乙基）_2, 3,4,9-四氧-1H-批陡并[3， 4-b]吲哚-3-羧酸苄酯；
[0008] 2)在四氢呋喃（THF)与水的混合溶液中，3S-l-(2,2-二甲氧基乙基）-2,3,4， 9-四氢-1H-吡啶并[3,4-b]吲哚-3-羧酸苄酯被高锰酸钾氧化为1-(2,2_二甲氧基乙 基）-1H-吡啶并[3,4-b]吲哚-3-羧酸苄酯；
[0009] 3)在醋酸，水与盐酸的混合溶液中，1-(2, 2-二甲氧基乙基）-1Η-吡啶并[3,4-b] 吲哚-3-羧酸苄酯水解得到1-乙醛基-β-咔啉-3-羧酸苄酯；
[0010] 4)在二环己基碳二亚胺（DCC)和Ν-羟基苯并三氮唑（HOBt)存在下Boc-Asp在无 水四氢呋喃（THF)中与ΑΑ-OBzl缩合为Boc-Asp(AA-〇Bzl)AA-〇Bzl(AA为L-Leu残基，L-Phe 残基，L-Val残基，L-Ala残基，L-Gly残基，L-Asp(OBzl)残基，L-Glu(OBzl)残基，L-Trp残 基，L-Tyr残基，L-Ser残基，L-Thr残基，L-Pro残基，L-Met残基，L-Arg(N02)残基，L-Asn 残基，L-Gln残基和L-Lys(Fmoc)残基）；
[0011] 5)在氯化氢的乙酸乙酯溶液中将Boc-Asp(AA-OBz1) -AA-OBz1脱除Boc得到 Asp(AA-〇Bzl)-AA-〇Bzl；
[0012] 6)在THF溶液中，1-乙醛基-β-咔啉-3-羧酸苄酯与Asp(Gly-〇Bzl)-Gly-〇Bzl 被氰基硼氢化钠还原胺化为1-[乙基-Asp(Gly-0BZl)Gly-0Bzl]-i3 -咔啉-3-羧酸苄酯；
[0013] 7)在THF溶液中，1-乙醛基-β-咔啉-3-羧酸苄酯与Asp(Phe-〇Bzl)-Phe-〇Bzl 被氰基硼氢化钠还原胺化为1-[乙基-Asp(Phe-0BZl)Phe-0BZl]-i3 -咔啉-3-羧酸苄酯；
[0014] 8)在THF溶液中，1-乙醛基-β-咔啉-3-羧酸苄酯与Asp(Val-〇Bzl)Val-〇Bzl被 氰基硼氢化钠还原胺化为为1-[乙基-Asp(Val-0BZl)Val-0Bzl]-i3 -咔啉-3-羧酸苄酯；
[0015] 9)在THF溶液中，1-乙醛基-β-咔啉-3-羧酸苄酯与Asp(Leu-〇Bzl)-Leu-〇Bzl 被氰基硼氢化钠还原胺化为1_[乙基_Asp(Leu-0Bzl)Leu-0Bzl] -β-咔啉_3_竣酸节酯；
[0016] 10)在THF溶液中，1-乙醛基-β-咔啉-3-羧酸苄酯与Asp(Ile-〇Bzl) -Ile-〇Bzl 被氰基硼氢化钠还原胺化为1-[乙基-Aspdle-OBzl)Ι1θ-0Βζ1]-β-咔啉-3-羧酸苄酯；
[0017] 11)在THF溶液中，1-乙醛基-β-咔啉-3-羧酸苄酯与Asp(Trp-〇Bzl)Trp-〇Bzl 被氰基硼氢化钠还原胺化为1-[乙基-Asp(Trp-OBzl)Trp-OBzl]-β-咔啉-3-羧酸节酯；
[0018] 12)在THF溶液中，1-乙醛基-β-咔啉-3-羧酸苄酯与Asp(Thr-〇Bzl)Thr-〇Bzl 被氰基硼氢化钠还原胺化为1-[乙基-Asp(Thr-0BZl)Thr-0Bzl]-i3 -咔啉-3-羧酸苄酯；
[0019] 13)在THF溶液中，1-乙醛基-β-咔啉-3-羧酸苄酯与Asp(Ser-〇Bzl)Ser-〇Bzl 被氰基硼氢化钠还原胺化为卜[乙基-Asp(Ser-0Bzl)Ser-0Bzl]-0 -咔啉-3-羧酸节酯；
[0020] 14)在THF溶液中，1-乙醛基-β-咔啉-3-羧酸苄酯与Asp(Tyr-〇Bzl)Tyr-〇Bzl 被氰基硼氢化钠还原胺化为1-[乙基-Asp(Tyr-0Bzl)Tyr-0Bzl]-0-咔啉-3-羧酸节酯；
[0021] 15)在THF溶液中，1-乙醛基-β-咔啉-3-羧酸苄酯与Asp[Lys(Fmoc)-0Bzl]-L ys (Fmoc) -OBzl被氰基硼氢化钠还原胺化为1-[乙基-Asp [Lys (Fmoc) -OBzl] -Lys (Fmoc) -0 Βζ1]-β-咔啉-3-羧酸苄酯；
[0022] 16)在THF溶液中，1-乙醛基-β-咔啉-3-羧酸苄酯与Asp[Asp(OBzl) OBzl]-Asp(OBzl)-OBzl被氰基硼氢化钠还原胺化为1-[乙基-Asp[Asp(OBzl)OBzl] Asp(OBzl)-OBzl] -β-咔啉-3-羧酸苄酯；
[0023] 17)在THF溶液中，1-乙醛基-β-咔啉-3-羧酸苄酯与Asp[Glu(OBzl) OBzl]-Glu(OBzl) -OBzl被氰基硼氢化钠还原胺化为1-[乙基-Asp[Glu(OBzl)OBzl] Glu(OBzl)-OBzl] -β-咔啉-3-羧酸苄酯；
[0024] 18)在THF溶液中，1-乙醛基-β-咔啉-3-羧酸苄酯与Asp(Pro-OBzl)Pro-OBzl 被氰基硼氢化钠还原胺化为1-[乙基-Asp(Pr0-0Bzl)Pr0-0Bzl]-P-咔啉-3-羧酸节酯；
[0025] 19)在THF溶液中，1-乙醛基-β-咔啉-3-羧酸苄酯与 Asp[Arg(N02)-OBzl]-Arg(N02)-OBzl被氰基硼氢化钠氨化还原为 1-[乙基-Asp[Arg(N02)_ OBz1 ]-Arg(N02)-OBz1 ] -β-咔啉-3-羧酸苄酯；
[0026] 20)在THF溶液中，1-乙醛基-β -咔啉-3-羧酸苄酯与Asp (Met-〇Bzl) -Met-〇Bzl 被氰基硼氢化钠还原胺化为1-[乙基-Asp(Met-0BZl)Met-0BZl]-i3 -咔啉-3-羧酸苄酯。
[0027] 本发明的第三个内容是测定15种1-[乙基-Asp (ΑΑ-0Βζ1) ΑΑ-0Βζ1] - β-咔 啉-3_羧酸苄酯的纳米结构。
[0028] 本发明的第四个内容是评价15种1-[乙基-Asp(AA-OBzl)AA-OBzl] -β-咔 啉-3_羧酸苄酯抑制肿瘤细胞增殖的作用。
[0029] 本发明的第五个内容是评价15种1-[乙基-Asp(AA-OBzl)AA-OBzl] -β-咔 啉-3_羧酸苄酯抑制荷S180小鼠肿瘤生长的作用。
【附图说明】
[0030] 图1化合物4a-0的合成路线.i)二氯亚砜，苯甲醇；ii)三氟乙酸，1，1，3,3-四 甲氧基丙烷，二氯甲烷；iii)高锰酸钾，四氢呋喃冰浴；iv)浓盐酸，冰醋酸，水；v)氰基硼 氢化钠，N-甲基吗啉，Asp(AA-〇Bzl)AA-〇Bzl。其中4a中AA=Arg(N02)残基4b中AA= Glu(OBzl)残基；4c中AA=Asp(OBzl)残基；4d中AA=Val残基；4e中AA=lie残基； 4f中AA=Leu残基；4g中AA=Gly残基；4h中AA=Phe残基；4i中AA=Met残基；4j 中AA=Trp残基；4k中AA=Ser残基；41中AA=Thr残基；4m中AA=Lys (Fmoc)残基； 4n中AA=Tyr残基；4〇中AA = Pro残基。
[0031] 图2化合物4a_o在纯水中1X10 5M浓度下的透射电镜照片。
【具体实施方式】
[0032] 为了进一步阐述本发明，下面给出一系列实施例。这些实施例完全是例证性的，它 们仅用来对本发明进行具体描述，不应当理解为对本发明的限制。
[0033]实施例1制备3S-1-(2, 2--甲氧基乙基）_2, 3,4,9-四氧批陡并[3,4-b] 吲哚-3-羧酸苄酯（1)
[0034] 将5g(15. 2mmol)色氨酸苄酯倒入250mL圆底烧瓶中，溶解于50mL二氯甲烷中，在 圆底烧瓶中加入5mLl，1，3, 3-四甲氧基丙烷与5mL三氟乙酸，室温反应，反应TLC(石油醚 /丙酮，4 : 1)监测，48h原料点消失后，用浓氨水调节pH= 7,减压旋干，残余物用乙酸乙 酯溶解，乙酸乙酯溶液用饱和碳酸氢钠溶液、饱和氯化钠溶液、饱和硫酸氢钾溶液洗涤，后 乙酸乙酯层以无水硫酸钠干燥，过滤，滤液旋干，残余物经过柱层析（石油醚/丙酮，4 : 1) 纯化得到2.8g(47%)标题化合物为淡黄色油状物质。ESI-MS(m/e) :395[M+H]+。
[0035] 实施例2制备3S-l-(2,2-二甲氧基乙基）-吡啶并[3,4-b]吲哚-3-羧酸苄酯 (2)
[0036]将 3. 5g(8. 9mmol) 1- (2, 2-一甲氧基乙基）_2, 3,4,9-四氧-1H-批陡并[3， 4-b]吲哚-3-羧酸苄酯倒入250ml圆底烧瓶中，溶于100mL四氢呋喃，冰浴下加入 2.8g(17. 77mmol)高锰酸钾，反应4h，TLC(石油醚/丙酮，4 : 1)显示反应完成，反应液过 滤，并加入THF冲洗滤饼，滤液减压浓缩除去THF，再将残余水相用70mL二氯甲烷提取，共提 取3次，合并的二氯甲烷用饱和食盐水洗3次，无水硫酸钠干燥，过滤，减压回收溶剂，残余 物用硅胶柱层析（石油醚：丙酮，3 : 1)纯化，得到1. 8mg(51. 9% )标题化合物，为淡黄色 固