本發(fā)明屬于藥物制備技術(shù)領(lǐng)域,具體來說,涉及到一種親水性紫杉醇類化合物及其制備方法。
背景技術(shù):
紫杉醇是從紅豆杉屬植物中提取的一種具有高效抗癌活性的二萜類化合物。1977年被確定為抗癌的候選藥物開始臨床實(shí)驗(yàn),隨后發(fā)現(xiàn)紫杉醇對多種人體腫瘤有很強(qiáng)的活性。1992年美國FDA正式批準(zhǔn)紫杉醇用于卵巢癌的治療,此后紫杉醇很快應(yīng)用于多種常見惡性腫瘤如:乳腺癌、肺癌、大腸癌、黑色素瘤、頭頸部癌等,并取得了顯著的療效。紫杉醇為脂溶性藥物,在水中的溶解度只有0.25ug/mL,造成了對該藥制劑應(yīng)用方面的限制,只能借助于助溶劑制成針劑使用。臨床上傳統(tǒng)應(yīng)用的注射劑采用非離子表面活性劑聚氧乙烯蓖麻油(Cremophor EL)作為溶媒,但其毒性大,過敏反應(yīng)發(fā)生率高,易引起低血壓、皮疹和呼吸困難等不良反應(yīng)。因此,解決紫杉醇的水溶性問題,成為近年來紫杉醇新藥研究的熱點(diǎn)。
現(xiàn)有的解決紫杉醇水溶性難題的方法包括改變劑型和化學(xué)結(jié)構(gòu)修飾兩大方面。其中,改變劑型的方法包括制備紫杉醇脂質(zhì)體、紫杉醇微乳、紫杉醇微球和紫杉醇白蛋白納米粒等。上述載藥系統(tǒng)雖然在一定程度上改善了藥物的水溶性,但是也存在不少缺陷,比如:只有含量小于2%的紫杉醇脂質(zhì)體在物理化學(xué)狀態(tài)上是穩(wěn)定的,紫杉醇微球亦被證實(shí)存在毒性問題,而且改變劑型的方法只能減輕不良反應(yīng),卻無法從根本上提高藥效。
化學(xué)修飾技術(shù)是現(xiàn)代藥物改性中最常用的藥物改性技術(shù)。對紫杉醇進(jìn)行的水溶性改造最常用到的水溶性基團(tuán)包括各種有機(jī)酸和水溶性氨基酸,這類載體有一大優(yōu)點(diǎn)就是它們與原藥的羥基成酯后可以進(jìn)一步制成鹽,如羧酸鹽,磺酸鹽,磷酸鹽或銨鹽等,大幅度提高了水溶性。但載體的選擇不當(dāng)有可能會造成前藥的化學(xué)不穩(wěn)定性,或者酯鍵過于穩(wěn)定,在體內(nèi)無法裂解產(chǎn)生原藥。某些載體本身還會造成不良反應(yīng),甚至產(chǎn)生毒副作用。所以載體的選擇非常重要,載體除了具有提高水溶性的特點(diǎn)外,還必須具備無毒,代謝速度合適、生物相容性好等特性。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明提供了一種結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的親水性紫杉醇類化合物及其制備方法。
我們選擇含有兩個及三個羧酸的小分子化合物作為載體,對多烯紫杉醇進(jìn)行不同羥基的衍生化。含有兩個及三個羧酸的小分子化合物,其一個羧基與紫杉醇成酯后,另一個自由羧基可再制成鈉鹽,進(jìn)一步提高水溶性。根據(jù)以上設(shè)計(jì)思路,所選親水性小分子化合物,直接與紫杉醇進(jìn)行反應(yīng)會產(chǎn)生多個副產(chǎn)物。為了使紫杉醇的羥基選擇性的與親水性小分子的一個羧基成酯,先對小分子化合物進(jìn)行側(cè)鏈的保護(hù)。分析紫杉醇的結(jié)構(gòu)可以發(fā)現(xiàn),分子中含有苯甲酰氧基、酯基、酰胺基等不穩(wěn)定基團(tuán)以及多個手性碳,這些造成了紫杉醇的化學(xué)不穩(wěn)定性;此外,分子中舍有四個醇羥基,除了1-OH由于空間位阻的影響反應(yīng)活性很低之外,其它三個羥基的反應(yīng)活性接近。諸多不穩(wěn)定因素對紫杉醇的蘋果酸衍生化提出更高的要求。因此,必須選擇較溫和的反應(yīng)條件以免破壞紫杉醇母核,并使反應(yīng)呈區(qū)域選擇性。經(jīng)過對紫杉烷類化合物的成酯方法進(jìn)行系統(tǒng)的調(diào)研,發(fā)現(xiàn)劇烈的酯化反應(yīng)條件如酰氯法,酸酐法不適宜多烯紫杉醇;最常用方法是在碳二亞胺類脫水劑,如二環(huán)己基碳二亞胺(DCC),二異丙基碳二亞胺(DIC)等及催化劑4-二甲氨基吡啶(DMAP)存在下,直接進(jìn)行酸和醇的酯化。
本發(fā)明所述的一種親水性紫杉醇類化合物,所述化合物的具體結(jié)構(gòu)如下:
其中,R1為小分子親水性化合物羧酸鹽,R2為氫。
本發(fā)明所述親水性紫杉醇類化合物的制備方法,所述制備方法的步驟具體如下:將紫杉醇與親水性小分子化合物在堿性催化劑催化下反應(yīng)得到親水性紫杉醇化合物前體,然后脫去保護(hù)性基團(tuán)得到最終產(chǎn)物親水性紫杉醇化合物。
本發(fā)明所述親水性紫杉醇類化合物的制備方法,所述制備方法的步驟具體如下:按比例將20-100mg紫杉醇和親水性小分子羧酸化合物5-50mg加入2-10mL無水二氯甲烷中,低溫條件下加入脫水縮合劑和堿性催化劑,低溫?cái)嚢?-10小時,抽濾,水洗,飽和食鹽水洗滌,無水硫酸鈉干燥;過濾減壓濃縮,殘留物以硅膠柱層析純化,以石油醚:乙酸乙酯為洗脫劑,得到水溶性紫杉醇化合物前體1;將水溶性紫杉醇化合物前體1 50-100mg溶于HOAc、THF和H2O的混合溶液,減壓回收除去有機(jī)溶劑,加5-20mL水稀釋殘留物,凍干得到粗品,經(jīng)制備高效液相分離純化,以乙腈:水(1:1)為流動相,得水溶性紫杉醇化合物前體2;將水溶性紫杉醇化合物前體2 50-100mg溶于丙酮2-10ml中,在NaHCO3水溶液攪拌l-3小時;減壓回收除去丙酮,殘留物凍干,即得。
本發(fā)明所述親水性紫杉醇類化合物的制備方法,所述堿性催化劑為三乙胺、4-二甲氨基吡啶、N-氧化石松堿M、碳酸鈉、碳酸鉀和碳酸氫鈉中的一種或多種。
本發(fā)明所述親水性紫杉醇類化合物的制備方法,所述親水性小分子化合物為蘋果酸、檸檬酸、酒石酸、丁二酸、乳酸、偏酒石酸、己二酸、富馬酸、2-羥基戊二酸。
本發(fā)明所述親水性紫杉醇類化合物的制備方法,所述脫水縮合劑為DCC或/和DIC。
本發(fā)明所述親水性紫杉醇類化合物的制備方法,所述HOAc、THF和H2O的混合溶液中HOAc、THF和H2O的比例為(1-2):(1-2):1。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明所述的親水性紫杉醇類化合物制備方法具有簡便、快速、收率高等優(yōu)點(diǎn);紫杉醇經(jīng)此方法結(jié)構(gòu)修飾后,化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,水溶性有很大的提高。
附圖說明
圖1為實(shí)施例1中的親水性紫杉醇類化合物的合成路線圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明所述的親水性紫杉醇類化合物及其制備方法作進(jìn)一步說明,但是本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于此。
實(shí)施例1
蘋果酸1.86g(13.8mmol)加入丙酮72ml中,反應(yīng)液中加入對甲苯磺酸86mg(0.5mmol),混舍液室溫?cái)嚢?4小時。三乙胺中和反應(yīng)液至pH 6.7,減壓濃縮,殘留物以硅膠柱層析純化,以石油醚:丙酮(3:1)為洗脫劑,得到漿狀物,減壓干燥過夜后得白色固體1,2-O-異丙叉基-蘋果酸1.20g。
在氬氣保護(hù)下,將紫杉醇80.8mg(0.1mmol)和1,2-O-異丙叉基-蘋果酸19.1mg(0.11mmol)加入2.5mL無水二氯甲烷中,降溫至-10℃。而后加入DCC 30.9mg(0.15mmol)和DMAP l8.3mg(0.15mmol),保持低溫-10℃攪拌7小時,抽濾,水洗,飽和食鹽水洗滌,無水硫酸鈉干燥。過濾減壓濃縮,殘留物以硅膠柱層析純化,以石油醚:乙酸乙酯(2:1)為洗脫劑,得到白色固體2'-(1,2-O-異丙叉基-蘋果酸-4-基)-紫杉醇67.4mg,收率70%。
將化合物2'-(1,2-O-異丙叉基-蘋果酸-4-基)-紫杉醇96.4mg(0.10mmol)溶于混合溶液HOAc-THF-H2O(5:5:5mL),25℃下攪拌20小時,減壓回收除去有機(jī)溶劑,加10mL水稀釋殘留物,凍干得到粗品,經(jīng)制備高效液相分離純化,以乙腈:水(1:1)為流動相,得到白色固體2'-(蘋果酸-4-基)-紫杉醇79.5mg。
將化合物2'-(蘋果酸-4-基)-紫杉醇92.4mg(0.10mmol)溶于丙酮4ml中,將NaHC038.4mg(0.10mmol)的水溶液8ml加入反應(yīng)液。反應(yīng)液在25℃下攪拌l小時。減壓回收除去丙酮,殘留物凍干得到白色固體多烯紫杉醇2’-蘋果酸鈉94.6mg,收率93.2%。
實(shí)施例2
2-羥基-戊二酸2.07g(13.8mmol)加入丙酮75ml中,反應(yīng)液中加入對甲苯磺酸86mg(0.5mmol),混舍液室溫?cái)嚢?4小時。三乙胺中和反應(yīng)液至pH 6.7,減壓濃縮,殘留物以硅膠柱層析純化,以石油醚:丙酮(3:1)為洗脫劑,得到漿狀物,減壓干燥過夜后得白色固體1,2-O-異丙叉基-戊酸1.27g。
在氬氣保護(hù)下,將紫杉醇80.8mg(0.1mmol)和1,2-O-異丙叉基-戊酸20.4mg(0.11mmol)加入2.5mL無水二氯甲烷中,降溫至-10℃。而后加入DCC 30.9mg(0.15mmol)和DMAP l8.3mg(0.15mmol),保持低溫-10℃攪拌7小時,抽濾,水洗,飽和食鹽水洗滌,無水硫酸鈉干燥。過濾減壓濃縮,殘留物以硅膠柱層析純化,以石油醚:乙酸乙酯(2:1)為洗脫劑,得到白色固體2'-(1,2-O-異丙叉基-戊酸-4-基)-紫杉醇65.8mg,收率68.3%。
將化合物2'-(1,2-O-異丙叉基-戊酸-4-基)-紫杉醇94.2mg(0.10mmol)溶于混合溶液HOAc-THF-H2O(5:5:5mL),25℃下攪拌20小時,減壓回收除去有機(jī)溶劑,加10mL水稀釋殘留物,凍干得到粗品,經(jīng)制備高效液相分離純化,以乙腈:水(1:1)為流動相,得到白色固體2'-(戊酸-4-基)-紫杉醇78.2mg。
將化合物2'-(戊酸-4-基)-紫杉醇92.4mg(0.10mmol)溶于丙酮4ml中,將NaHC038.4mg(0.10mmol)的水溶液8ml加入反應(yīng)液。反應(yīng)液在25℃下攪拌l小時。減壓回收除去丙酮,殘留物凍干得到白色固體多烯紫杉醇2’-蘋果酸鈉91.8mg,收率90.5%。
實(shí)施例3
2-羥基-戊二酸2.07g(13.8mmol)加入丙酮75ml中,反應(yīng)液中加入對甲苯磺酸86mg(0.5mmol),混舍液室溫?cái)嚢?4小時。N-氧化石松堿M中和反應(yīng)液至pH6.7,減壓濃縮,殘留物以硅膠柱層析純化,以石油醚:丙酮(3:1)為洗脫劑,得到漿狀物,減壓干燥過夜后得白色固體1,2-O-異丙叉基-戊酸1.51g。
在氬氣保護(hù)下,將紫杉醇80.8mg(0.1mmol)和1,2-O-異丙叉基-戊酸20.4mg(0.11mmol)加入2.5mL無水二氯甲烷中,降溫至-10℃。而后加入DCC 30.9mg(0.15mmol)和DMAP l8.3mg(0.15mmol),保持低溫-10℃攪拌7小時,抽濾,水洗,飽和食鹽水洗滌,無水硫酸鈉干燥。過濾減壓濃縮,殘留物以硅膠柱層析純化,以石油醚:乙酸乙酯(2:1)為洗脫劑,得到白色固體2'-(1,2-O-異丙叉基-戊酸-4-基)-紫杉醇65.8mg,收率68.3%。
將化合物2'-(1,2-O-異丙叉基-戊酸-4-基)-紫杉醇94.2mg(0.10mmol)溶于混合溶液HOAc-THF-H2O(5:5:5mL),25℃下攪拌20小時,減壓回收除去有機(jī)溶劑,加10mL水稀釋殘留物,凍干得到粗品,經(jīng)制備高效液相分離純化,以乙腈:水(1:1)為流動相,得到白色固體2'-(戊酸-4-基)-紫杉醇78.2mg。
將化合物2'-(戊酸-4-基)-紫杉醇92.4mg(0.10mmol)溶于丙酮4ml中,將NaHC038.4mg(0.10mmol)的水溶液8ml加入反應(yīng)液。反應(yīng)液在25℃下攪拌l小時。減壓回收除去丙酮,殘留物凍干得到白色固體多烯紫杉醇2’-蘋果酸鈉91.8mg,收率90.5%。