專利名稱：：β-欖香烯氨基酸衍生物及其合成方法和用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種抗癌藥物，尤其涉及一種P-欖香烯氨基酸衍生物及其合成方法和用途。
背景技術(shù)：
：癌癥是目前嚴(yán)重危害人們生命健康的常見病，P-欖香烯(P-Elemene)是近年來我國首先從姜科植物溫郁金(溫莪術(shù))的根莖中提取的抗癌有效成分，其分子式為C,sH24，結(jié)構(gòu)式如下董金華等報(bào)道了一系列卩-欖香烯抗癌化合物(董金華，(3-欖香烯系列抗癌化合物的研究，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所博士論文，1995);CN1462745專利申請公開了(3-欖香烯嘧啶類衍生物；CN1462746公開了|3-欖香烯五元氮雜環(huán)衍生物及其合成方法；CN1153168專利公開了欖香烯羥基類衍生物及其作為抗癌藥物。宮國梁合成了哌啶基和嗎啉基P-欖香烯衍生物，進(jìn)行了系列衍生物的合成探索，對于芳雜環(huán)取代p-欖香烯單一異構(gòu)體的合成，褚長虎做了有益的探索，得到了單一異構(gòu)體化合物，產(chǎn)率較高，純度亦很好。肖遠(yuǎn)勝利用組合化學(xué)的方法合成了一系列衍生物，其中的一個(gè)重要的中間體是(3-欖香烯哌嗪衍生物。P-欖香烯作為中藥已經(jīng)應(yīng)用于臨床，但由于水溶性極差，限制了它的臨床應(yīng)用，因此，如何提髙其水溶性一直倍受關(guān)注。氨基酸是蛋白質(zhì)的基本組成單元，在人類生命活動(dòng)中有重要作用。引入氨基酸結(jié)構(gòu)單元，一方面可改善水溶性，另一方面可增強(qiáng)P-欖香烯在腫瘤細(xì)胞中的吸收。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問題即是通過將P-欖香烯分子中引入氨基酸基團(tuán)，制備出一系列具有良好的水溶性和生物相容性的(3-欖香烯氨基酸衍生物。由此，本發(fā)明提供式I所示的P-欖香烯氨基酸衍生物或其藥學(xué)上可接受的鹽，其中，R1、W獨(dú)立地為H或氨基上有一個(gè)氫原子被取代的氨基酸，條件是R1、W不同時(shí)為H。本發(fā)明所述的氨基酸是指結(jié)構(gòu)式中帶有至少一個(gè)氨基(-NH2)和至少一個(gè)羧基(-COOH)的化合物，其可以為天然氨基酸，包括帶有非極性基的中性氨基酸如a-氨基丙酸(L-丙氨酸)、苯丙氨酸等，帶有極性基團(tuán)但不帶電荷的中性氨基酸如絲氨酸等，以及酸性氨基酸和堿性氨基酸。所述的氨基酸也可以為分子式為NH2(CH2)nCOOH的非天然氨基酸，其中n為210的整數(shù)，例如n為2的p-氨基丙酸(P-丙氨酸)，或n為3的Y-丁氨酸；或者是NH2(CH2)mC6H5COOH的非天然芳香族氨基酸，其中m為0~3的整數(shù)，優(yōu)選m-l，如對甲氨基苯甲酸。所述的鹽可為各種鹽，如有機(jī)酸或無機(jī)酸與p-欖香烯氨基酸衍生物上的N，或有機(jī)堿或無機(jī)堿與COOH形成的各種鹽。另外，本發(fā)明還提供上述(3-欖香烯氨基酸衍生物的合成方法。同現(xiàn)有技術(shù)(如上述
背景技術(shù)：
中提及的專利文獻(xiàn))相類似，本發(fā)明的合成方法也是從式II化合物卩-欖香烯氯代物(氯代(3-欖香烯)出發(fā)來合成，包括將式II化合物p-欖香烯氯代物與氨基酸溶于乙醇中，加入堿性催化劑，在10100'C下反應(yīng)148小時(shí)；<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>式n其中，X1、X2獨(dú)自地為H或C1，條件是X1、X2不同時(shí)為H。本發(fā)明的合成方法中，氨基酸與p-欖香烯氯代物的物質(zhì)的量比(摩爾比)無特殊要求，較佳地為1:13。所述的堿性催化劑可為各種無機(jī)堿性催化劑，如KOH或NaOH，以及有機(jī)堿性催化劑，如1,8-二氮二環(huán)[5.4.0]-7-十一烯(DBU)和1,5-二氮二環(huán)[4.3.0]-5-辛烯(DBN)中的一種或幾種。所述的|3-欖香烯氯代物與堿性催化劑的物質(zhì)的量比(摩爾比)可為1:0.35~1.10。較佳地，本發(fā)明合成方法中所述的乙醇濃度優(yōu)選7080v/v。/。，反應(yīng)溫度優(yōu)選60~70°C，反應(yīng)時(shí)間可為8~48小時(shí)。使用本發(fā)明的合成方法反應(yīng)完畢后，蒸去溶劑，加入二氯甲烷，調(diào)pH為12，如出現(xiàn)沉淀，則過濾得到的沉淀物即為純的(3-欖香烯氨基酸衍生物，如不出現(xiàn)沉淀，則用氯仿或二氯甲烷萃取，可進(jìn)一步經(jīng)硅膠柱層析，用二氯甲垸和甲醇洗脫即可得到純的(3-欖香烯氨基酸衍生物。現(xiàn)有技術(shù)中，在利用欖香烯與含氨基化合物反應(yīng)合成欖香烯的含氨基化合物時(shí)，均是將欖香烯氯代物直接與氨類化合物在乙醇中回流，不加堿，并且要求溶劑無水，而本發(fā)明加入堿性催化劑，而對溶劑的要求沒有那么苛刻，避免了處理溶劑所帶來的額外的工作量。本發(fā)明所提供的p-欖香烯氨基酸衍生物含有活潑的羧基，可用于合成其它的P-欖香烯衍生物，是一類重要的反應(yīng)中間體。本發(fā)明的P-欖香烯氨基酸衍生物具有良好的水溶性和生物相容性，可提高藥效和生物利用度，較P-欖香烯具有更佳的抗腫瘤藥效等特點(diǎn)。對癌細(xì)胞株的體外試驗(yàn)表明，在P-欖香烯結(jié)構(gòu)中引入氨基酸結(jié)構(gòu)增強(qiáng)了化合物的抗癌活性。具體實(shí)施方式下面用實(shí)施例來進(jìn)一步說明本發(fā)明，但本發(fā)明并不受其限制。下列實(shí)施例中所用的原料(3-欖香烯氯代物可根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)合成，如上述
背景技術(shù)：
內(nèi)容中提及的各份文獻(xiàn)自行合成；氨基酸是ACROS公司產(chǎn)品；其他未具體注明的藥品或?qū)嶒?yàn)條件按照本領(lǐng)域的常規(guī)條件或其制造廠商所建議的條件。①式II化合物p-欖香烯氯代物的合成根據(jù)文獻(xiàn)(賈衛(wèi)民，抗癌新藥P-欖香烯及其衍生物的合成、結(jié)構(gòu)和構(gòu)效研究，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所博士論文，1991)合成P-欖香烯氯代物，具體步驟如下將O.Olmol(3-欖香烯溶于10mL二氯甲烷中，加入2mL甲酸，溫度控制在05-C，于2小時(shí)內(nèi)緩慢滴加15mL次氯酸鈉溶液，繼續(xù)反應(yīng)35小時(shí)。反應(yīng)完畢，加入飽和的碳酸氫鈉水溶液調(diào)節(jié)pH至78，將反應(yīng)混合液靜止分層，分出有機(jī)相，水相用3X10mL的二氯甲烷萃取，合并有機(jī)相，并用無水硫酸鈉干燥，過濾，除去溶劑二氯甲烷，得淡黃色油狀物，經(jīng)硅膠柱層析后可得到無色油狀物，經(jīng)氣相色譜分析為氯代(3-欖香烯混合物，即為p-欖香烯氯代物與(3-欖香烯的混合物，P-欖香烯氯代物的含量約為4050%。其中的P-欖香烯氯代物含有下列三種化合物，主要是單取代的，即式l和式2化合物，其中又以式l化合物為主，式2化合物的含量很少。由于該氯代p-欖香烯混合物中的P-欖香烯不易分離，而在反應(yīng)結(jié)束后，因?yàn)閜-欖香烯的極性與本發(fā)明最終產(chǎn)物的極性相差很大，極易分離。因此同現(xiàn)有技術(shù)，該氯代P-欖香烯混合物可直接用于本發(fā)明的合成反應(yīng)，而參與反應(yīng)的主要為式1化合物，故下面實(shí)施例反應(yīng)式以其為例來說明。實(shí)施例1p-欖香烯Y-丁氨酸衍生物的合成將0.1481g(1.4mmol)Y-丁氨酸，0.0609gNaOH，加入5mLCH3CH2OH和1.6mLH20，在室溫下攪拌至完全溶解，然后加入0.64g(2.7mmol)氯代P-欖香烯混合物。在65'C的油浴下磁力攪拌，加熱44個(gè)小時(shí)，溶液透明呈青色，反應(yīng)完畢蒸除溶劑，加入CH2Cb,用鹽酸調(diào)pH值為12，沒有出現(xiàn)沉淀，則用CHCl3萃取(10mLX3)，得黃色油狀液體。通過硅膠柱采用CH2C12:CH3OH=10:1(v/v)將產(chǎn)物分離出來，在展開劑是CH2Cl2:CH3OH=5:1(v/v)時(shí)，產(chǎn)物Rf值為0.59。表征IRVmax:3080(C=C-H),1709(C=O);'H-畫R(CDC13,TMS,500MHz),S0.99(s,3H,CH3)，1.20—1.79(m,6H)，1.70(s,3H,CH3)，1.92—2.24(m，4H)，2.45(s,2H)，3.06(s，2H),3.45-3.70(m，2H)，4.53-4.75(m，1H)，4.77-5.01(m,3H)，5.05-5.48(m,2H)，5.72-5.90(m,1H),8.74(s,2H，HNandCOOH);13C-NMR(CD3OD，TMS,125MHz),S17.36,23.53，25.66，28.49，34.58,37.10，41.05，41.16,43.96，51.81,54.00,110.93,113.21，114.20，147.67，148.95,151.55,181.00。實(shí)施例2卩-欖香烯P-丙氨酸衍生物的合成NHCH2CH2COOH將0.1378g(1.5mmol)卩-Ala，0.1281gNaOH，加入5mLCH3CH2OH和1.8mLH20，在室溫下攪拌至完全溶解，然后加入0.70g(3.0mmol)氯代(3-欖香烯混合物。在65'C的油浴下磁力攪拌，加熱48個(gè)小時(shí)，溶液透明呈黃色，反應(yīng)完畢蒸除溶劑，加入CH2Cl2，用鹽酸調(diào)pH值為12。沒有出現(xiàn)沉淀，則用CHCl3萃取(10mLX3)，得黃色油狀液體。通過硅膠柱采用CH2C12:CH3OH=10:1將產(chǎn)物分離出來，在展開劑是CH2C12:CH3OH=5:1時(shí)，產(chǎn)物Rf值為0.59。表征IRVmax:3080(C=C-H)，1719(C=O),1637(C=C);tH-NMR(CDC13，TMS,500固z)，S0.99(s，3H，CH3)，1.20-1.35(m，1H):1.36-1.78(m，5H)，1.73(s，3H,CH3)，1.99-2.19(m,2H)，2.76(s，2H),3.20(s，2H)，3.68(s,2H)，4.97-4.57(4H,m)，5.08-5.49(2H，m)，5.80(dd，J=17.58,6.93,1H);H國畫R(CD3OD，TMS，500MHz)，S1.06(s,3H)，1.30-1.35(m,1H)，1.48-1.56(m，2H)，1.59-1.69(m,3H)，1.75(s,3H)，2.07-2.16(m，2H)，2.69-2.74(m,2H)，3.24-3.28(m，2H)，3.73(s,2H),4.64(s,1H)，4.86-4.98(m,3H),5.32(s,1H)，5.25(s，1H),5.87(dd,J=17.56，10.8，1H);13C-NMR(CD3OD，TMS，125MHz),S16.46，20.96，24.83，26.91，32.75，39.54,39.59,41.94,43.09,51.13,52.20,110.09,112.25,114.58,144.29,147.15,149.73，175.00。實(shí)施例3J3-欖香烯L-丙氨酸衍生物的合成COOH將0.7543g(8.4mmol)a-丙氨酸，0.5774gNaOH，加入15mLCH3CH20H和5mLH20，在室溫下攪拌至完全溶解，然后加入4g(16.8mmol)氯代p-欖香烯混合物。在66"C的油浴下磁力攪拌，加熱28個(gè)小時(shí)，溶液透明呈黃色，反應(yīng)完畢蒸除溶劑，加入CH2Cl2，用鹽酸調(diào)pH值為l-2。有不溶物出現(xiàn)，則將該溶液過濾，得到白色固體，產(chǎn)率57.4%。表征IRVmax:3080(C=C-H),1637(C=0);^-畫R(CD3OD，TMS,500畫z),S0.99(s,3H),1.39-1.58(m，6H)，1.59(d，J=6.07,3H)，1.70(s，3H)，2.01-2.10(m,2H)，3.59-3.63(m,1H),3.74-3.83(m，2H),4.57(s，1H),4.82(s,1H),4.89(s，1H),4.91(d,J=3.34，1H),5.21(s,1H)，5.28(s,1H)，5.80(dd,J=17.94，10.9,1H)。實(shí)施例4P-欖香烯L-苯丙氨酸衍生物的合成將0.2079g(1.25mmol)L-苯丙氮酸，0.1058gNaOH，加入9mlCH3CH2OH和2.8ml&0,在室溫下攪拌至完全溶解，然后加入0.837g(3.5mmol)氯代P-欖香烯混合物。在66'C的油浴下磁力攪拌，加熱8個(gè)小時(shí)，反應(yīng)完畢蒸除溶劑，加入CH2Cl2，用鹽酸調(diào)pH值為12，萃取干燥，蒸除溶劑得黃色粗產(chǎn)物。用硅膠柱層析，洗脫液為二氯甲垸甲醇(體積比15:1)，得產(chǎn)物0.462g，產(chǎn)率46.5%。^-NMR(CD3ODTMS,500MHz),30.90(s,3H)，1.21-1.58(m，6H)，1.67(s,3H),1.84-2.05(m，2H),3.21(s,1H)，3.27-3.50(m，3H),3.81(s，1H),4.52(s，1H),4.67-4.97(m，3H),5.06(s,2H),5.74(dd，J=17.31，10.92，1H),7.23-7.34(m，5H)。實(shí)施例5卩-欖香烯L-絲氨酸衍生物的合成將0.1822g(1.7mmol)L-絲氨酸，0.1417gNaOH，加入10mlCH3CH2OH和2.5mlH20,在室溫下攪拌至完全溶解，然后加入0.96g(4.0mmol)氯代卩-欖香烯混合物。在67"C的油浴下磁力攪拌，加熱18個(gè)小時(shí)，反應(yīng)完畢后蒸除溶劑，加入CH2Cb，用鹽酸調(diào)pH值為12，萃取干燥，蒸除溶劑得黃色粗產(chǎn)物。用硅膠柱層析，洗脫液為二氯甲垸甲醇(體積比10:1)，得產(chǎn)物0.187g，產(chǎn)率35%。^-麗R(CD3OD，TMS，500MHz)，50.98(s，3H)，1.26-1,61(m，6H)，1.70(s,3H),1.94-2.27(m,2H)，3.62-3.81(m,3H),4.00-4.23(m，2H),4.57(s，1H),4.81(s,1H)，4.83-4.91(m，2H),5.20-5.47(m，2H),5.56-5.59(m，1H)。實(shí)施例6P-欖香烯甘氨酸衍生物的合成H將0.375lg(5.0mmol)甘氨酸，0.1417gNaOH，加入10mlCH3CH2OH和2.5mlH20,在室溫下攪拌至完全溶解，然后加入2.385g(10mol)氯代卩-欖香烯混合物。在67'C的油浴下磁力攪拌，加熱18個(gè)小時(shí)，反應(yīng)完畢后蒸除溶劑，加入CH2Cl2，用鹽酸調(diào)pH值為12，萃取干燥，蒸除溶劑得黃色粗產(chǎn)物。用硅膠柱層析，洗脫液為二氯甲烷甲醇(體積比10:1)，得產(chǎn)物0.6231g，產(chǎn)率42%。^-畫R(CDC13,TMS，500MHz)，S0.96(s，3H，CH3)，1.30—1.62(m,6H)，1.66(s，3H，CH3)，1.94一2.03(m,1H)，2.08-—2.19(m，1H)，3.09(s,2H)，3.18(s，2H)，4.58(s，1H),4.78(s,1H)，4,85(d,J=4.51，1H),4.89(s,1H),4.91(s，2H),5.80(dd，J=17.92，10,41,1H)。實(shí)施例7p-欖香烯對甲氨基苯甲酸衍生物的合成將OZ7581g(5.0mmol)對甲氨基苯甲酸，0.1417gNaOH，加入10mlCH3CH20H和2.5ml1120,在室溫下攪拌至完全溶解，然后加入2.385g(10mol)氯代欖香烯混合物。在67"C的油浴下磁力攪拌，加熱18個(gè)小時(shí)，反應(yīng)完畢后蒸除溶劑，加入CH2Cl2，用鹽酸調(diào)pH值為12，萃取干燥，蒸除溶劑得黃色粗產(chǎn)物。用硅膠柱層析，洗脫液為二氯甲垸甲醇(體積比10:1)，得產(chǎn)物0.7805g，產(chǎn)率41%?；疦MR(CDC13，TMS,500MHz),S0.94(s，3H),1.32-1.38(m，2H),1.43-1.52(m，3H),1.55-1.62(m,1H),1.65(s，3H),1.97-2.09(m,2H),3.59(s,2H),4.19(s，2H)，4.57(s,1H)，4.78(s，1H),4.85(d,J=6.03,1H)，4.88(s,1H),5.17(s，1H)，5.19(s，1H),5.79(dd,J=17.01,10.62,1H)。HRMS(EI)m/z355.2497,C23H31N02requiresM+2,355.2511。試驗(yàn)實(shí)施例l體外抗癌活性試驗(yàn)1.對人慢性白血病K562細(xì)胞株的抑制作用。取對數(shù)生長期的K562細(xì)胞，用RPMI1640懸浮后進(jìn)行細(xì)胞計(jì)數(shù)，加入96孔培養(yǎng)板，每孔90!il(lxl04個(gè)細(xì)胞)，然后加入不同濃度(100，10，1，0.1,0.01^M)的實(shí)施例3-6的P-欖香烯氨基酸衍生物(用DMSO助溶，終濃度0.5w/ve/cO10^，共設(shè)5個(gè)濃度，每個(gè)濃度設(shè)2個(gè)復(fù)孔，放入37i:的C02箱繼續(xù)培養(yǎng)24h。然后加入10^ilWST-l(水溶性四氮唑)溶液，培養(yǎng)箱中繼續(xù)培養(yǎng)2h，置于酶標(biāo)儀讀數(shù)，測定波長為450nm，計(jì)算抑制率，求得線性回歸方程，計(jì)算1(350。2.對人宮頸癌Hela細(xì)胞的抑制作用。人宮頸癌Hela細(xì)胞復(fù)蘇后，傳代培養(yǎng)，取處于對數(shù)生長期的細(xì)胞，0.25%胰酶消化后進(jìn)行細(xì)胞計(jì)數(shù)，加入到96孔培養(yǎng)板，每孔IOOpl(5xl03個(gè)細(xì)胞)，在37。C培養(yǎng)箱里過夜。次日將培養(yǎng)基吸掉，然后加入用培養(yǎng)基配制的不同濃度的藥物，其余步驟同上。結(jié)果見表l。表1(3-欖香烯氨基酸衍生物對白血病細(xì)胞K562和人宮頸癌Hela細(xì)胞<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>觀察了P-欖香烯氨基酸的衍生物對人白血病細(xì)胞株K562和宮頸癌Hela細(xì)胞株的體外抑制作用，并采用WST-1染色法對細(xì)胞存活率進(jìn)行檢測，計(jì)算IC50。這一結(jié)果說明，通過在p-欖香烯結(jié)構(gòu)中引入氨基酸結(jié)構(gòu)確實(shí)可以增強(qiáng)化合物的抗癌活性。結(jié)論B-欖香烯氨基酸衍生物的體外抗癌活性較(3-欖香烯本身有所提高。權(quán)利要求1、一種式I所示的β-欖香烯氨基酸衍生物或其藥學(xué)上可接受的鹽，其中，R1、R2獨(dú)立地為H或氨基上有一個(gè)氫原子被取代的氨基酸，條件是R1、R2不同時(shí)為H。2.如權(quán)利要求1所述的P-欖香烯氨基酸衍生物，其特征在于所述的氨基酸為天然氨基酸。3.如權(quán)利要求1所述的P-欖香烯氨基酸衍生物，其特征在于:所述的氨基酸為分子式為NH2(CH2)nCOOH或NH2(CH2)mC6H5COOH的非天然氨基酸，其中n為210的整數(shù)，m為03的整數(shù)。4.如權(quán)利要求3所述的卩-欖香烯氨基酸衍生物，其特征在于n為2~3，m=1。5.一種權(quán)利要求14任一項(xiàng)所述的P-欖香烯氨基酸衍生物的合成方法，該合成方法包括將式n化合物p-欖香烯氯代物與氨基酸溶于乙醇中，加入堿性催化劑，在10100'C下反應(yīng)1~48小時(shí)；式n其中，X1、X2獨(dú)自地為H或C1，條件是X1、X2不同時(shí)為H。6、如權(quán)利要求5所述的合成方法，其特征在于氨基酸與卩-欖香烯氯代物的摩爾比為1:1~3。7、如權(quán)利要求5所述的合成方法，其特征在于所述的堿性催化劑為無機(jī)堿性催化劑和/或有機(jī)堿性催化劑，P-欖香烯氯代物與所述的堿性催化劑的摩爾比為1:0.35-1.10。8、如權(quán)利要求7所述的合成方法，其特征在于所述的無機(jī)堿性催化劑為KOH和/或NaOH;所述的有機(jī)堿性催化劑為1,8-二氮二環(huán)[5.4.0]-7-十一烯和/或1，5-二氮二環(huán)[4.3.0]-5-辛烯。9、如權(quán)利要求5所述的合成方法，其特征在于所述的乙醇濃度為70~80v/v%，反應(yīng)溫度為60~70°C，反應(yīng)848小時(shí)。10、權(quán)利要求14任一項(xiàng)所述的卩-欖香烯氨基酸衍生物或其藥學(xué)上可接受的鹽在合成其它P-欖香烯衍生物或制備抗癌藥物中的用途。全文摘要本發(fā)明公開了一種式I所示的β-欖香烯氨基酸衍生物或其藥學(xué)上可接受的鹽，式I中，R¹、R²獨(dú)立地為H或氨基上有一個(gè)氫原子被取代的氨基酸，條件是R¹、R²不同時(shí)為H。本發(fā)明還公開了β-欖香烯氨基酸衍生物的合成方法及其在制備抗癌藥物中的用途。本發(fā)明的β-欖香烯氨基酸衍生物較β-欖香烯具有良好的水溶性、生物相容性及更高的抗癌活性；其也是一類重要的反應(yīng)中間體，可用于合成其它的β-欖香烯衍生物。文檔編號(hào)C07C229/14GK101225049SQ20071018182公開日2008年7月23日申請日期2007年10月15日優(yōu)先權(quán)日2006年10月20日發(fā)明者任云峰,劉貴鋒,孫艷紅,成康民,沈玉梅,王謀華申請人:中國科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所