專利名稱：水溶性冬凌草甲素衍生物及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冬凌草甲素，尤其涉及水溶性冬凌草甲素衍生物及其制 備方法。
背景技術(shù)：
冬凌草來源于唇形科香茶菜屬植物碎米椏(Rabdosiarubescens (Hemsl.) Hara)。 70年代，河南省醫(yī)學(xué)科學(xué)研究所、河南醫(yī)科大學(xué)和云 南省植物研究共同對冬凌草的化學(xué)成分、藥理作用及臨床療效進(jìn)行了研 究。發(fā)現(xiàn)了其中的主要抗癌活性成分——冬凌草甲素(Oridonin)和冬凌草 乙素(Ponicidin)等?！吨腥A人民共和國藥典》1977年版將冬凌草收載。 由于該植物及其主要活性成分良好的抗腫瘤作用和它們在毒性實驗中 顯示的無明顯毒性，冬凌草引起了國內(nèi)外醫(yī)藥界學(xué)者的廣泛關(guān)注。
從香茶菜屬植物中己分離出的100多個二萜類成分中，有一定抗腫 瘤活性的有30多個。其中具有冬凌草甲素型(貝殼杉烯型)的有17種 左右，而他們在植物中的含量以冬凌草甲素為最高，其活性研究也以冬 凌草甲素的為最多。冬凌草甲素是具有(x-亞甲基環(huán)戊酮的二萜類化合 物，具有確切的體外以及體內(nèi)的抗腫瘤活性，抗癌譜也較廣，如對人體 食管鱗癌細(xì)胞、s180、艾氏腹水癌、人肝癌BEL-7402、網(wǎng)織細(xì)胞肉瘤實 體型(ARS)、肺癌SPCA-1細(xì)胞等均有明顯的殺傷作用(河南省醫(yī)學(xué) 科學(xué)研究所藥理藥化組， 一種新的抗腫瘤物質(zhì)一冬凌草甲素，科學(xué)通報， 1978, 23 (1) : 53-56;張守偉，劉加軍，復(fù)方冬凌草甲素對肺癌SPCA-細(xì)胞的端粒酶活性的影響，臨床肺科雜志，2003， 8 (3) : 204-206)。
冬凌草甲素為無色棱柱狀結(jié)晶，味道極苦，不溶于水，可溶于乙醚、 甲醇、乙醇等有機(jī)溶劑，冬凌草甲素的水溶性僅為0.75mg/ml，其水溶
性差的性質(zhì)大大限制了其作為藥物的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種高水溶性冬凌草甲素 衍生物，其作為冬凌草甲素前藥化合物在血液中可以很快轉(zhuǎn)化成冬凌草 甲素。
本發(fā)明的另一個目的在于提供高水溶性冬凌草甲素衍生物的制備 方法。
本發(fā)明冬凌草甲素衍生物用下述通式(1)表示<image>image see original document page 6</image>
Rl, R2， R3和R4各自單獨代表P03M2、 S03M、 CO(CHX)nC02M、 H或COR5;
M代表金屬離子或胺鹽離子，優(yōu)選為Li+, Na+, K+， l/2Mg++， l/2Ca++ 或者NR6R7R8R9+;
R5代表Cl-C6的直鏈或支鏈的垸基，例如甲基、乙基、丙基、 異丙基、丁基、異丁基、叔丁基、仲丁基、戊基、新戊基、己基等；或 者含有水溶性基團(tuán)的取代烷基，所述水溶性基團(tuán)優(yōu)選為胺基、羧酸基、 磷酸基或者磺酸基；
R6， R7， R8， R9各自單獨代表H、 Cl-C6的直鏈或支鏈的烷基、 或者取代烷基，例如甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、叔 丁基、仲丁基、戊基、新戊基、己基等；
X代表H、 ORIO、 NR11R12、 C02M或者C02NR6R7; Rll和R12各自單獨代表H、 Cl-C6的垸基或者取代烷基，R10 代表H、 Cl-C6的直鏈或支鏈的烷基、或者取代垸基。
優(yōu)選的本發(fā)明化合物是其中Rl代表CO(CHX)nC02Na， R2、 R3和R4代表H，最優(yōu)選為Rl代表CO(CH2)2C02Na， R2、 R3和R4代表H。 優(yōu)選的本發(fā)明化合物是其中Rl代表P03Na2， R2、 R3和R4代表H。 優(yōu)選的本發(fā)明化合物是其中Rl和R2代表P03Na2， R3和R4代表H。
優(yōu)選的本發(fā)明化合物是其中Rl代表S03Na， R2代表H或S03Na， R3和R4代表H。
優(yōu)選的本發(fā)明化合物是其中Rl代表COCHNH2CH3， R2、 R3和R4 代表H。
一種制備如通式(1)所示冬凌草甲素衍生物的方法，包括以下步
驟
1)將冬凌甲素在酸性條件下與酮反應(yīng)，利用冬凌草甲素的一個半 縮酮羥基和一個羥基形成縮酮保護(hù)，形成通式(2)所述化合物，化學(xué) 反應(yīng)式如下
<formula>formula see original document page 7</formula>(2)
R13和R14自單獨代表垸基或環(huán)狀烷基； 2)將通式(2)所示化合物與酸反應(yīng)形成水溶性酯，可分為以下幾 種情況
a)將通式(2)所示化合物與活化的羧酸衍生物反應(yīng)，優(yōu)選為二酸
酐，形成有水溶性基團(tuán)的酯，及應(yīng)式如下<formula>formula see original document page 7</formula>
其中n二l—6;
b)將通式(2)所示化合物與POCl3反應(yīng)，經(jīng)水解去保護(hù)和成鹽，
形成有水溶性基團(tuán)的磷酸酯衍生物，反應(yīng)式如下<formula>formula see original document page 7</formula>1) POCI3
2) HCI
3) NaOH
Na203P'
OH
c)將通式(2)所示化合物與過量POCl3反應(yīng)，經(jīng)水解去保護(hù)和成
鹽，形成有水溶性基團(tuán)的二磷酸酯衍生物，反應(yīng)式如下
Na203P'
1) excess POCI3
2) HCI
3) NaOH
OH 。、.Ri3
PQ3Na2
d)將通式(2)所示化合物與SOrPy或過量SOrPy反應(yīng)，經(jīng)水解 去保護(hù)和成鹽，形成水溶性基團(tuán)的磺酸酯衍生物，反應(yīng)式如下-
( H 「 Na03S、 K "S03-Py
^ R'14R13
2) HCI
3) NaOH
其中R2代表H或S03Na; e)將通式(2)所示化合物與氨基t-BOC保護(hù)的氨基酸反應(yīng)，經(jīng)水
(去保護(hù)和成鹽，形成水溶性氨酸酯衍生物，反應(yīng)式如下
OH R, R13
K14
1) protected amino acid, DCC, Base, CIH3N
2) HCI
3) NaOH
上述制備如通式(1)所示冬凌草甲素衍生物的方法，其中酮優(yōu)選 為丙酮，將冬凌草甲素在對甲苯磺酸條件下與酮反應(yīng)，利用冬凌草甲素 的一個半縮酮羥基和一個羥基形成縮酮保護(hù)，形成丙叉保護(hù)的冬凌草甲 素，化學(xué)反應(yīng)式如下
8其中R13和R14分別代表CH:
用本發(fā)明所述方法合成的冬凌草甲素前藥衍生物水溶性較冬凌草 甲素相比都大大提高了，水溶性均大于100mg/ml的溶解度，增強(qiáng)了它 們的藥物性質(zhì)。另外所合成的冬凌草甲素前藥衍生物在血液中利用磷酸 酯酶(phosphotases)和酯化酶(esterases)轉(zhuǎn)化成冬凌草甲素半衰期tl/2 為15分鐘至三小時，適合藥用。
具體實施例方式
實施例l丙叉保護(hù)的冬凌草甲素的合成
在氮氣保護(hù)下，10mg對甲苯磺酸加到0.3g (0.823mmo1)冬凌草甲 素，0.51 ml 2、 2-二甲氧基丙垸(4.12mmo1)和丙酮的混合物中，室溫 下攪拌6個小時。加碳酸氫鈉粉末中和，蒸干。殘余物用中性氧化鋁純 化，PE: EA=1: 1洗脫，得到3.27g丙叉保護(hù)的冬凌草甲素(yield=98%)， 為純白色的固體粉末。HI NMR (CDC13): 6.14 (s, 1H), 5.73 (d， J = 11.2 Hz: 1H), 5.54 (s, 1H)， 4.78 (s, 1H)， 4.23 (d, J = 10 Hz， 1H), 4.05 (d, J = 10.0 Hz, 1H), 3.91(m, 1H), 3.46(m， 1H)， 3.05(d, J = 8.8 Hz， 1H)， 2,53 (m， 1H), L95(m, 1H), 1.81-1.43 (m, IOH)， 1.73 (s, 3H), 1.33(s， 3H), 1.17(s， 3H), U5(s， 3H)。
實施例2
當(dāng)Rl代表CO(CH2)2C02Na， R2、 R3禾B R4代表H時，通式1所示 的冬凌草甲素衍生物的制備:在氮氣保護(hù)下，74mg 丁二酸酐(0.74mmd) 加到100mg丙叉保護(hù)的冬凌草甲素(0.247mmo1)和吡啶的混合物中， 加熱至8(TC攪拌24小時，蒸干。殘余物上大孔吸附樹脂柱AB-8，先用 pH值為4的水沖洗，然后用pH值為7.0的水沖洗，最后用乙醇洗脫， 濃縮得白色固體。該白色固體溶于甲醇和強(qiáng)酸性陽離子樹脂攪拌2天， 過濾，濾液濃縮，經(jīng)反相柱純化，甲醇/水洗脫，NaOH中和獲得冬凌草甲素丁二酸鈉。HI畫R (D20): 6.16 (s， 1H)， 5.68 (s， 1H), 4.96 (s, 1H), 4.33 (d, J = 10.4 Hz, 1H)， 3.70 (d， J = 6.0 Hz， 1H), 3.10(d， J = 10.0, 1H)， 2.51(m, 2H), 2.47(m， 3H), 2.53 (m, 3H), 2.20-1.40 (m, 10H), 1.33 (s， 3H)， 1.27(s,3H)。室溫下，其在水中的溶解度大于5g/100ml，將一定量的樣 品與大鼠抗凝血漿混勻，37。C下孵育，于不同的時間點以乙腈提取藥物 進(jìn)行HPLC分析，測定藥物在血中的半衰期為2.2h。
實施例3
當(dāng)Rl代表P03Na2， R2、 R3和R4代表H時，通式1所示的冬凌 草甲素衍生物的制備在氮氣保護(hù)下，13^1三氯氧磷加(0.15mmo1)到 20mg丙叉保護(hù)的冬凌草甲素(0.05mmo1)和吡啶的混合物中，室溫攪 拌24小時，蒸干。殘余物上大孔吸附樹脂柱AB-8，先用pH值為4的 水沖洗，然后用pH值為7.0的水沖洗，最后用乙醇洗脫，濃縮得15mg 白色固體。該白色固體溶于甲醇和強(qiáng)酸性陽離子樹脂攪拌2天，過濾， 濾液濃縮，經(jīng)反相柱純化，甲醇/水洗脫，NaOH中和獲得冬凌草甲素磷 酸鈉。Hl畫R (D20): 6.24 (s， 1H), 5.77 (s， 1H)， 5.10 (s, 1H), 4.36 (d, J = 10.4 Hz， 1H), 4.20 (d， J = 10.4 Hz, 1H)， 3.94(m, 1H)， 3.79(d, J = 6.4 Hz)， 3.16 (d, J = 9.4 Hz, 1H)， 2.61 (m， 1H)， 2.16(m, 2H), 2.53 (m, 3H), 1.80-1.40 (m， IOH)， 1.49 (s, 3H)， 1.07(s， 3H)， P13函R (D20):曙1.56(s)。室溫下， 其在水中的溶解度大于13g/100ml，將一定量的樣品與大鼠抗凝血漿混 勻，37'C下孵育，于不同的時間點以乙腈提取藥物進(jìn)行HPLC分析，測 定藥物在血中的半衰期為20min。
實施例4
當(dāng)Rl和R2代表P03Na2， R3和R4代表H時，通式1所示的冬凌 草甲素衍生物的制備在氮氣保護(hù)下，44pl三氯氧磷加(0.5mrno1)到 20mg丙叉保護(hù)的冬凌草甲素(0.05mmd)和吡啶的混合物中，室溫攪 拌24小時，蒸干。殘余物上大孔吸附樹脂柱AB-8，先用pH值為4的 水沖洗，然后用pH值為7.0的水沖洗，最后用乙醇洗脫，濃縮得白色 固體。該白色固體溶于甲醇和強(qiáng)酸性陽離子樹脂攪拌2天，過濾，濾液
10濃縮，經(jīng)反相柱純化，甲醇/水洗脫，NaOH中和獲得冬凌草甲素二磷酸 鈉。HI NMR (D20): 6.27 (s, 1H)， 5.80 (s, 1H), 5.09 (s, 1H), 4.38 (d, J = 10.4 Hz, 1H), 4.23 (d, J = 10.4 Hz, 1H)， 4.04 (m, 1H)， 3.83 (d， J = 6.4 Hz)， 3.22 (d, J = 9.4 Hz, 1H), 2.63 (m， 1H), 2.20-1.40 (m, 10H), 1.36 (s, 3H), 1.10(s, 3H)， P13畫R(D2O):-11.0(s),-14.7。室溫下，其在水中的溶解 度大于14g/100ml，將一定量的樣品與大鼠抗凝血漿混勻，37。C下孵育， 于不同的時間點以乙腈提取藥物進(jìn)行HPLC分析，測定藥物在血中的半 衰期為35min。
實施例5
當(dāng)Rl代表S03Na， R2代表H， R3和R4代表H時，通式1所示的 冬凌草甲素衍生物的制備在氮氣保護(hù)下，SO3-Py(0.15mmol)加到20mg 丙叉保護(hù)的冬凌草甲素(0.05mmd)和吡啶的混合物中，室溫攪拌24 小時，蒸干。殘余物上大孔吸附樹脂柱AB-8,先用pH值為4的水沖洗， 然后用pH值為7.0的水沖洗，最后用乙醇洗脫，濃縮得15mg白色固體。 該白色固體溶于甲醇和強(qiáng)酸性陽離子樹脂攪拌2天，過濾，濾液濃縮， 經(jīng)反相柱純化，甲醇/水洗脫，NaOH中和獲得冬凌草甲素硫酸鈉。Hl NMR (D20): 6.25 (s, 1H)， 5.87 (s, 1H), 5.10 (s， 1H), 4.36 (d, J = 10.4 Hz， 1H)， 4.20 (d， J = 10.4 Hz， 1H)， 4.11 (m, 1H)， 3.79(d， J = 6.4 Hz), 3.16 (d， J = 9.4 Hz， 1H), 2.61 (m， 1H)， 2.16(m, 2H), 2.53 (m, 3H), 1.80-1.40 (m, 10H), 1.49(s，3H)， 1.07(s，3H)。室溫下，其在水中的溶解度大于10g/100ml，將 一定量的樣品與大鼠抗凝血漿混勻，37t:下孵育，于不同的時間點以乙 腈提取藥物進(jìn)行HPLC分析，測定藥物在血中的半衰期為1.2h。
實施例6
當(dāng)Rl代表S03Na， R2代表S03Na， R3和R4代表H時，通式1所 示的冬凌草甲素衍生物的制備方法同實施例5，獲得冬凌草甲素二硫 酸鈉。Hl畫R (D20): 6.30 (s， 1H), 5.83 (s, 1H), 5.13 (s, 1H), 4.41 (d, J = 10.4 Hz, 1H), 4.26 (d， J = 10.4 Hz， 1H), 4.16 (m， 1H)， 3.85 (d， J = 6.4 Hz), 3.24 (d， J = 9.4 Hz， 1H), 2.63 (m, 1H), 2.20-1.40 (m, 10H), 1.36 (s, 3H),1.10(s，3H)。室溫下，其在水中的溶解度大于12g/100ml，將一定量的樣 品與大鼠抗凝血漿混勻，37X:下孵育，于不同的時間點以乙腈提取藥物 進(jìn)行HPLC分析，測定藥物在血中的半衰期為1.6h。
實施例7
當(dāng)Rl代表COCHNH2CH3, R2、 R3和R4代表H時，通式1所示的 冬凌草甲素衍生物的制備在氮氣保護(hù)下，t-BocNH-Ala (0.40mmo1) 加到100mg丙叉保護(hù)的冬凌草甲素(0.247mmo1)， DCC，催化量DMAP 和吡啶的混合物中，加熱至8(TC攪拌24小時，蒸干。殘余物上大孔吸 附樹脂柱AB-8，先用pH值為4的水沖洗，然后用pH值為7.0的水沖 洗，最后用乙醇洗脫，濃縮得白色固體。該白色固體溶于甲醇和強(qiáng)酸性 陽離子樹脂攪拌2天，過濾，濾液濃縮，經(jīng)反相柱純化，甲醇/水洗脫， HC1酸化，獲得冬凌草甲素丙氨酸酯。Hl NMR(D20): 6.13 (s， 1H), 5.65 (s, 1H)， 4.96 (s， 1H)， 4.60 (br s， 3H) , 4.33 (d， J = 10.4 Hz, 1H), 3.70 (d, J = 6.0 Hz, 1H), 3.34(m, 1H), 3.10(d， J = 10.0, 1H)， 2.51(m， 2H), 2.47(m， 3H)， 2.53 (m, 3H), 2.20-1,40 (m， IOH)， 1.78(d， 3H), 1.33 (s， 3H), 1.27(s， 3H)。室 溫下，其在水中的溶解度大于10g/100ml，將一定量的樣品與大鼠抗凝 血漿混勻，37。C下孵育，于不同的時間點以乙腈提取藥物進(jìn)行HPLC分 析，測定藥物在血中的半衰期為lh。
權(quán)利要求
1、下述通式(1)化合物R1，R2，R3和R4各自單獨代表PO3M2、SO3M、CO(CHX)nCO2M、H或COR5；其中M代表金屬離子或胺鹽離子NR6R7R8R9+；R5代表C1-C6的烷基，或者含有水溶性基團(tuán)的取代烷基；R6，R7，R8，R9各自單獨代表H、C1-C6的烷基或者取代烷基；N＝1-5；X代表H、OR10、NR11R12、CO2M或者CO2NR6R7；R11和R12各自單獨代表H、C1-C6的烷基或者取代烷基，R10代表H、C1-C6的烷基或者取代烷基。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的化合物，其中R5代表Cl-C6的烷基， 或者含有水溶性基團(tuán)的取代烷基，所述水溶性基團(tuán)為胺基、羧酸基、 磷酸基或者磺酸基。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的化合物，其中M代表Li+, Na+， K+， l/2Mg++， 1/2CaW或者NR6R7R8R9+。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的化合物，其中Rl代表CO(CH2)nC02Na， R2、 R3和R4代表H。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的化合物，其中Rl代表P03Na2， R2、 R3禾口 R4代表Ho
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的化合物，其中Rl和R2代表P03Na2， R3和R4代表H。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的化合物，其中Rl代表S03Na， R2代 表H或S03Na， R3和R4代表H。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述化合物，其中Rl代表COCHNH2CH3， R2、 R3和R4代表H。
9、 一種制備如權(quán)利要求1所述通式(1)所示化合物的方法，包 括以下步驟1)將冬凌甲素在酸性條件下與酮反應(yīng)，利用冬凌草甲素的一個 半縮酮羥基和一個羥基形成縮酮保護(hù)，形成通式(2)所述化合物，化學(xué)反應(yīng)式如下<formula>formula see original document page 3</formula>R13和R14自單獨代表烷基或環(huán)狀烷基；2)將通式(2)所示化合物與酸反應(yīng)形成水溶性酯。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種制備如權(quán)利要求1所述通式(1) 所示化合物的方法，其中，將通式(2)所示化合物與活化的羧酸衍生 物反應(yīng)，形成有水溶性基團(tuán)的酯。
11、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種制備如權(quán)利要求1所述通式(1) 所示化合物的方法，其中，將通式(2)所示化合物與POC13反應(yīng)，經(jīng) 水解去保護(hù)和成鹽，形成有水溶性基團(tuán)的磷酸酯衍生物。
12、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種制備如權(quán)利要求1所述通式(1) 所示化合物的方法，其中，將通式(2)所示化合物與過量POC13反應(yīng)， 經(jīng)水解去保護(hù)和成鹽，形成有水溶性基團(tuán)的二磷酸酯衍生物。
13、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種制備如權(quán)利要求1所述通式(1) 所示化合物的方法，其中，將通式(2)所示化合物與S03-Py或過量 S03-Py反應(yīng)，經(jīng)水解去保護(hù)和成鹽，形成水溶性基團(tuán)的磺酸酯衍生物。
14、根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種制備如權(quán)利要求1所述通式(1)所示化合物的方法，將通式(2)所示化合物與氨基t-BOC保護(hù)的氨基酸反應(yīng)，經(jīng)水解去保護(hù)和成鹽，形成水溶性氨酸酯衍生物。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種如通式(1)所述的冬凌草甲素衍生物及其制備方法，通過結(jié)構(gòu)增加如丁二酸酯，磷酸酯，磺酸酯等水溶性基團(tuán)，大大增加其水溶性和藥物特性。
文檔編號C07F9/6561GK101525338SQ20081006550
公開日2009年9月9日 申請日期2008年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月7日
發(fā)明者張健存 申請人:張健存