焦脫鎂葉綠酸a醚類氨基酸衍生物及其制備方法和用圖
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及醫(yī)藥技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及是一種新型二氫卟吩類光敏劑一一焦脫鎂葉 綠酸a醚類氨基酸衍生物及其制備方法，以及在制備抗腫瘤藥物中的用途。
【背景技術(shù)】
[0002] 光動力療法（photodynamic therapy，F(xiàn)1DT)是在上世紀八十年代逐漸發(fā)展起來的 腫瘤靶向治療新技術(shù)即給藥（光敏劑）后用波長與光敏劑固有的紅光區(qū)最大吸收波長相匹 配的激光定向輻照病灶（腫瘤）組織，由光敏劑誘發(fā)組織中的基質(zhì)氧（O 2)激發(fā)產(chǎn)生單態(tài)氧 (1O2)等活性氧物質(zhì)（ROS)，導(dǎo)致腫瘤細胞凋亡或壞死而發(fā)揮腫瘤靶向治療作用。由于 對腫瘤組織實施靶向光照，可選擇性地破壞腫瘤細胞而對正常組織或器官則幾乎沒有損害 或損害很小，在臨床上也具有很好的控制性，因此，它是一種對人體非侵害性的治療技術(shù)， 具有副作用?。o手術(shù)產(chǎn)生的創(chuàng)傷痛苦，無放療和化療產(chǎn)生的嘔吐、惡心和免疫抑制）、可 單獨或配合其它治療手段重復(fù)多次使用等優(yōu)點。
[0003] 光照、組織中的氧和光敏劑是TOT的三大要素，其中，光敏劑是核心。第一代卟啉 類光敏劑如卟吩姆鈉 （porfimer sodium)等成功用于腫瘤臨床治療，取得了令人矚目的療 效，但也存在明顯缺陷：（1)紅光區(qū)最大吸收波長短^30nm)使得波長與之相匹配的激光穿 透殺傷腫瘤深度不夠；且摩爾吸收系數(shù)（ε )小，導(dǎo)致光敏活性低；(2)為多組分卟啉混合 物；（3)體內(nèi)清除慢導(dǎo)致滯留光毒性大。因此，從上世紀九十年代末起開展了二氫卟吩如苯 并卟啉衍生物（benzoporphyrin derivative，BPD)及葉綠素 a降解衍生物為代表的第二 代光敏劑的研發(fā)。由于二氫卟吩類光敏劑具有結(jié)構(gòu)單一明確、紅光區(qū)（> 600nm)最大吸 收波長較卟啉類紅移至660-690nm致使該波長激光具有更佳的腫瘤殺傷深度且摩爾吸收 系數(shù)（ε)高一個數(shù)量級、光敏活性強、體內(nèi)代謝快、滯留光毒性小，已成為光敏新藥研究熱 點。其中，維替泊芬（verteporfin)、替莫泊芬（temoporfin)和他拉泊芬（talaporfin)分 別于2000年、2001年和2004年成功上市。
[0004] 焦脫鎂葉綠酸a目前的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，廣泛地在其3-乙烯基、131-酮羰基及17 3-羧基 三個部位分別進行結(jié)構(gòu)改造（劉春林，等.3-烷（?；┤〈?131-去氧焦脫鎂葉綠酸-a 甲酯的合成.煙臺大學學報：自然科學與工程版，2008,（I) :23-28 ;邱俊，等.Ε/Ζ-0-雜 芳酰焦脫鎂葉綠酸甲酯131-酮肟的合成.吉林化工學院學報，2007, 23(4) :8-11; Rancanj F.,et al.Fullerene-Pyropheophorbide a Complexes as Sensitizer for Photodynamic Therapy:Uptake and Photo-Induced Cytotoxicity on Jurkat Cells. Journal of Photochemistry and Photobiology BiBiologyj2005,80:1-7.)〇
[0005] 其中，文獻報道卟啉和二氫卟吩分子結(jié)構(gòu)中引入水溶性氨基酸殘基可以改善其藥 效和制藥學性質(zhì)（Hitoshi，T.，et al. Synthesis of chlorophyll-amino acid conjugates as models for modification of proteins with chromo/fluorophores.Bioorg. Med. Chem. 2014, 22, 1421-1428. ；Kwitniewski, M. , et al. Diamino acid derivatives of PpIX as potential photosensitizers for photodynamic therapy of squamous cell carcinoma and prostate cancer:in vitro studies. J. Photochem. Photobiol. B 2009,94,214 - 222. ；SerrajV. V., New porphyrin amino acid conjugates:synthesis and photodynamic effect in human epithelial cells. Bioorg. Med. Chem. 2010, 18,6170 -6178. ；ffang, Η. M. ；Porphyrin with amino acid moieties:a tumor photosensitizer. Chem. Biol. Interact. 2008, 172, 154-158.);另外，二氫卟吩的2-位乙烯基的醚類衍生 物比其先導(dǎo)物具有更強的光敏活性和腫瘤PDT療效（姚建忠等，二氫卟吩f甲醚的合 成及其光敏化力和腫瘤光生物活性.藥學學報，2000, 35(1) :63-66 ;姚建忠等，2-(1-羥 基）乙基二氫卟吩f及其醚類衍生物的合成和腫瘤光生物活性.中國藥物化學雜志， 2001，39 (1) : 1-4.)，本發(fā)明擬在此基礎(chǔ)上研發(fā)新的一類二氫卟吩類光敏劑。
[0006] 目前尚無文獻報道將焦脫鎂葉綠酸a作為先導(dǎo)結(jié)構(gòu)，同時引入氨基酸殘基和2-位 乙烯基的醚化結(jié)構(gòu)設(shè)計。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的是提供一類焦脫鎂葉綠酸a醚類氨基酸衍生物，本發(fā)明的另一目的 在于提供該類焦脫鎂葉綠酸a醚類氨基酸衍生物的制備方法，本發(fā)明的第三目的是提供該 類焦脫鎂葉綠酸a醚類氨基酸衍生物在制備抗腫瘤藥物中特別是光敏劑中的用途。
[0008] 本發(fā)明以結(jié)構(gòu)穩(wěn)定且制備方便的葉綠素 a降解產(chǎn)物焦脫鎂葉綠酸a為先導(dǎo)結(jié)構(gòu)， 同時在其17-位丙羧基引入水溶性氨基酸殘基并對2-位乙烯基進行醚化，優(yōu)化設(shè)計合成了 一類新型二氫卟吩類光敏劑一一焦脫鎂葉綠酸a醚類氨基酸衍生物。
[0009] 本發(fā)明的第一方面，提供了一類焦脫鎂葉綠酸a醚類氨基酸衍生物及其藥用鹽， 本發(fā)明所述的焦脫鎂葉綠酸a醚類氨基酸衍生物的化學結(jié)構(gòu)如式（I )所示：
[0011] 式（I )中，
[0012] R1 代表 H、低級烷基、高級烷基、（CH 丄OR3或（CH JniNR4R5;優(yōu)選 CH 3、n-C3H7、n-C5Hn、 n_C6H13、n_CsH17#〇
[0013] 私代表各種氨基酸殘基；優(yōu)選賴氨酸、谷氨酸、天冬氨酸等。
[0014] R3代表H、低級烷基；
[0015] R4和R 5獨立地表示低級烷基；
[0016] m表示2-6之間的整數(shù)；
[0017] 所述的低級烷基，指含1-6個碳原子的直鏈或支鏈烷基；
[0018] 所述的高級烷基，指含7-18個碳原子的直鏈或支鏈烷基。
[0019] 本發(fā)明所述的焦脫鎂葉綠酸a醚類氨基酸衍生物，部分優(yōu)選化合物I 15的R1 和R2分別組合如表1所示：
[0020] 表1 :本發(fā)明部分優(yōu)選化合物1丨~I 15
[0023] 其中η表示"正_"。
[0024] 進一步地，本發(fā)明還提供了上述焦脫鎂葉綠酸a醚類氨基酸衍生物的藥用鹽和藥 學上可接受制劑，所述的藥用鹽可以為堿金屬鹽，優(yōu)選鈉鹽等，所述的制劑優(yōu)選脂質(zhì)體和脂 肪乳等靜脈制劑。
[0025] 本發(fā)明的第二方面，提供了上述的焦脫鎂葉綠酸a醚類氨基酸衍生物的制備方 法。
[0026] 本發(fā)明提供一種原料來源廣、制備方法簡單、毒性低的新型二氫卟吩類光敏 劑--焦脫鎂葉綠酸a醚類氨基酸衍生物的制備方法。
[0027] 本發(fā)明所用原料為葉綠素 a穩(wěn)定降解產(chǎn)物一焦脫鎂葉綠酸a (pyropheophorbide a)，其化學結(jié)構(gòu)式如下：
[0029] 焦脫鎂葉綠酸a結(jié)構(gòu)中的3-乙烯基和17-丙羧基，分別與醇和氨基酸經(jīng)醚化和成 肽反應(yīng)，合成得到本發(fā)明新的結(jié)構(gòu)類型的二氫卟吩類光敏劑一一焦脫鎂葉綠酸a醚類氨基 酸衍生物。
[0030] 上述原料可用蠶沙中的葉綠素 a經(jīng)酸堿降解制備。
[0031] 我國是世界蠶絲生產(chǎn)大國，蠶沙（家蠶糞）是蠶業(yè)的主要副產(chǎn)物之一。我國每年 蠶絲生產(chǎn)中約可產(chǎn)生100萬噸蠶沙。蠶沙中葉綠素 a含量約占0. 75%，是極為豐富而廉價 的葉綠素資源。利用蠶沙制備焦脫鎂葉綠酸a醚類氨基酸衍生物，可拓展蠶業(yè)廢物資源的 醫(yī)藥應(yīng)用，最終實現(xiàn)"變廢為寶"。
[0032] 焦脫鎂葉綠酸a也可直接購買，或用文獻方法合成得到（姚建忠，等.蠶沙中葉綠 素 a降解過程的化學研究.中草藥，1999, 30 (8) : 568-57.)
[0033] 本發(fā)明所述的焦脫鎂葉綠酸a醚類氨基酸衍生物的制備方法，以蠶沙葉綠素粗提 物 市售糊狀葉綠素為基始原料的制備方法如下：
[0034] A、用葉綠素 a(chlorophyll a，VH)為原料制備焦脫鎂葉綠0|a(pyropheopho;rbidea，V )， 反應(yīng)流程為：
[0036] B、用化合物V制備目標化合物焦脫鎂葉綠酸a醚類氨基酸衍生物I，反應(yīng)流程如 下：
[0037]
[0038] 具體合成步驟為：
[0039] A、以葉綠素 a(chlorophyll a，VH )為原料制備焦脫鎂葉綠酸 a(pyropheophorbide a， V)：
[0040] (Al)方法一
[0041] 首先，市售糊狀葉綠素的乙醚溶液，在0~5°C的低溫條件下與等體積量濃鹽酸攪 拌反應(yīng)0. 5h生成脫鎂葉綠酸a(pheophorbide a，VI);然后，化合物VI在冰醋酸溶液中回流 反應(yīng)4h制得V ;
[0042] (A2)方法二
[0043] 市售糊狀葉綠素的乙醚溶液，在室溫條件下與等體積量濃鹽酸攪拌反應(yīng)2d制得 V ;
[0044] B、由化合物V制備焦脫鎂葉綠酸a醚類氨基酸目標衍生物⑴：
[0045] (BI)制備焦脫鎂葉綠酸a醚類衍生物（III)
[0046] 首先將化合物V與過量的33 % HBr冰醋酸液室溫反應(yīng)24h，制得31-溴-31-去乙 烯基焦脫鎂葉綠酸-a (IV);然后化合物IV在過量K2CO3S在下與各種醇（R1OH)反應(yīng)即得化 合物III ;
[0047] (B2)制備焦脫鎂葉綠酸a醚類氨基酸目標衍生物⑴：
[0048] 將化合物III的二氯甲烷液在1-(3-二甲氨基丙基）-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽 (EDC · HC1)、N-羥基苯并三唑（HOBt)和N，N-二甲基異丙基胺（DIPEA)存在下分別與各種 保護氨基酸鹽酸（R2NH 2 ^HCl)反應(yīng)制得氨基或羧基保護的焦脫鎂葉綠酸a醚類氨基酸衍生 物（II )，化合物II經(jīng)三氟醋酸（TFA)脫叔丁基或叔丁氧羰基以及氫氧化鋰脫甲基酯即得焦 脫鎂葉綠酸a醚類氨基酸目標化合物I。
[0049] 本發(fā)明的部分優(yōu)選化合物If I 15的R JP R 2分別組合如下：
[0051] 本發(fā)明的第三方面，提供上述的焦脫鎂葉綠酸a醚類氨基酸衍生物的制藥用途。
[0052] 本發(fā)明焦脫鎂葉綠酸a醚類氨基酸衍生物對人腸癌細胞HCT116、人胃癌細胞 MKN45和人乳腺癌細胞MDA-MB-231具有優(yōu)良的光動力殺傷效應(yīng)，且具有高效、低毒的優(yōu)點。
[0053] 與現(xiàn)有臨床應(yīng)用的新一代光敏劑維替泊芬（verteporfin)相比，本發(fā)明焦脫鎂葉 綠酸a醚類氨基酸衍生物具有高效、低毒等優(yōu)點，可用于制備抗腫瘤藥物，特別是新的光動 力治癌藥物、光動力治療良性血管性疾病如老年性黃斑變性（一種視網(wǎng)膜微血管增生性疾 病）及鮮紅斑痣（一種先天性皮膚微血管畸形病變）的藥物和光動力治療尖銳濕疣（人乳 頭瘤病毒感染疾?。┧幬铩?br>【具體實施方式】
[0054] 現(xiàn)結(jié)合實施例，對本發(fā)明作詳細描述，但本發(fā)明的實施不僅限于此。本發(fā)明所用試 劑和原料均市售可得或可按文獻方法制備。
[0055] 下列實施例中未注明具體條件的實驗方法，通常按照常規(guī)條件，或按照制造廠商 所建議的條件。
[0056] 實施例1 :焦脫鎂葉綠酸a( V )的制備
[0057] 蠶沙糊狀葉綠素，購自浙江海寧市鳳鳴葉綠素有限公司。
[0058] 方法一：蠶沙糊狀葉綠素100g，加入500mL的乙醚和等體積的濃鹽酸，通N2后密 閉反應(yīng)2d，反應(yīng)液倒入分液漏斗中靜置分取下層酸水液，加2倍量水稀釋，冷卻下用IOmol/ L的NaOH中和至pH為5-6,抽濾，P2O5干燥后經(jīng)硅膠H柱色譜分離[流動相為CH 2Cl2: CH3C0CH3:CH 30H :HC02H = 60:1:1: 0· I (v/v/v/v)]得到化合物 V純品 2g〇
[0059] MS (ESI+) m/z: 535. 54 (M+H，100 % ) ; 1068. 98 (2M+1，100 % )。
[0060] 1H NMR (300MHz, CDCl3, δ , ppm) : 9. 36 (1H, s, mes〇-H), 9. 26 (1H, s, meso -Η), 8. 50 (1Η, s, meso-H), 7. 91 (1Η, dd, J = 18. 0, 9. 0Hz, 31-? , 6. 22 (1Η, d, J = 18. OHz, 32-Hb), 6. 18 (1H, d, J = 9. OHz, 32-?), 5. 22 (1H, d, J = 10. 5Hz, 132-?), 5. 06 (1H, d, J =10. 5Hz, 132-Ha), 4. 41-4. 47 (1H, m, 17-H), 4. 25-4. 27 (1H, m, 18-H), 3. 60 (2H, q, J = 7. 5Hz, S1-CH2)，3. 57 (3H, s, 12-CH3)，3. 36 (3H, s, 7-CH3)，3. 15 (3H, s, 2-CH3)，2. 56-2. 69 (2H ，m，172-CH2)，2. 16-2. 39 (2H，m，H1-CH2)，I. 79 (3H，d，J = 7. 5Hz，18-CH3)，I. 63 (3H，t，J = 7. 8Hz, S2-CH3)，-I. 75 (1H, s,環(huán)內(nèi) NH)。
[0061] 方法二：蠶沙糊狀葉綠素（νπ ) 200g溶于500mL乙醚，于O~5°C條件下加入等體 積的濃鹽酸并攪拌反應(yīng)0. 5h，分取下層酸液，加2倍量水稀釋，冷卻下用lOmol/L的NaOH中 和至pH為5-6,抽濾，P2O 5干燥后得到黑色粉末脫鎂葉綠酸a(VI)粗品10g。取化合物VI 粗品2g，溶于冰乙酸100mL，回流反應(yīng)4h后，停止反應(yīng)。將反應(yīng)液倒入IL的冷水中，用二氯 甲烷（DCM)萃?。?00mLX 3)，合并有機相，水洗3次，無水Na2SO4干燥，減壓回收有機溶劑， 經(jīng)硅膠H柱色譜分離得到化合物V I. 5g。MS (ESI+)m/z: 535. 54 (M+H，100% )。
[0062] 實施例2 :31-漠乙基-31-去乙烯基焦脫儀葉綠酸a( IV )的制備
[0063] 化合物V (1.0 g)，加33 % HBr冰醋酸液100mL，室溫密封反應(yīng)24h，減壓蒸除冰醋 酸，得到墨綠色固體化合物IV，不做純化直接用于下一步反應(yīng)。
[0064] 實施例3 :31-甲氧基-31-去乙烯基焦脫鎂葉綠酸a( III i)的制備
[0065] 上述墨