具有多重關(guān)聯(lián)抗癌機(jī)制的蘆薈大黃素季銨鹽碘乙酸酯的制作方法

具有多重關(guān)聯(lián)抗癌機(jī)制的蘆薈大黃素季銨鹽碘乙酸酯的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有多重關(guān)聯(lián)抗癌機(jī)制的蘆薈大黃素季銨鹽碘乙酸酯及其制備方法；蘆薈大黃素先與三溴化磷反應(yīng)得到溴代蘆薈大黃素，再與二辛基甲基叔胺反應(yīng)生成蘆薈大黃素季銨鹽，最后與氯乙酰氯在碘化鈉存在下發(fā)生碘乙?；玫教J薈大黃素季銨鹽碘乙酸酯：。蘆薈大黃素季銨鹽碘乙酸酯的體外癌細(xì)胞抑制試驗(yàn)表明，對血液病細(xì)胞具有良好的抑制活性，有望被開發(fā)為抗白血病藥物，具有較大的應(yīng)用前景。
【專利說明】
具有多重關(guān)聯(lián)抗癌機(jī)制的蘆寒大黃素季讀鹽碩乙酸醋
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于抗癌藥物的制備領(lǐng)域，具體設(shè)及一種具有多重關(guān)聯(lián)抗癌機(jī)制的蘆苔大 黃素季錠鹽艦乙酸醋。
【背景技術(shù)】
[0002] 癌細(xì)胞與正常細(xì)胞的區(qū)別特點(diǎn)有很多，僅僅針對癌細(xì)胞的單個(gè)特點(diǎn)而設(shè)計(jì)的抗癌 藥物普遍存在抗癌活性不足的問題。例如，羅丹明等親脂性陽離子是一類針對癌細(xì)胞線粒 體膜電位高于正常細(xì)胞而設(shè)計(jì)的抗癌藥物，雖然祀向性高，但基本上不具備單獨(dú)成藥的抗 癌活性。但是簡單地將癌細(xì)胞不具備關(guān)聯(lián)性的多個(gè)特點(diǎn)作為藥物設(shè)計(jì)祀標(biāo)，也很難達(dá)到好 的抗癌效果，因?yàn)橐粋€(gè)藥物分子難W作用于多個(gè)祀標(biāo)。所W尋找有關(guān)聯(lián)性的癌細(xì)胞特點(diǎn)十 分重要。
[0003] 癌細(xì)胞不但線粒體膜電位(約180mV)顯著高于正常細(xì)胞(約IlOmV)，而且不像正常 細(xì)胞那樣耐受活性氧(ROS)的氧化壓力。由于ROS的產(chǎn)生場所是線粒體，所W癌細(xì)胞的運(yùn)兩 個(gè)特點(diǎn)是關(guān)聯(lián)性很強(qiáng)的兩個(gè)特點(diǎn)。本課題組早期合成的大黃素季錠鹽和蘆苔大黃素季錠鹽 就因?yàn)橥瑫r(shí)利用了癌細(xì)胞的運(yùn)兩個(gè)特點(diǎn)而顯示了良好的抗癌活性。此外，根據(jù)著名的 "Warburg effect"(瓦博格效應(yīng)），癌細(xì)胞傾向于利用糖酵解供能。單單破壞癌細(xì)胞的線粒 體供能途徑，可能還不足W嚴(yán)重抑制癌細(xì)胞活性。
[0004] 本申請?jiān)O(shè)想在蘆苔大黃素季錠鹽上引入艦乙酸醋基團(tuán)，艦乙酸醋水解后可釋放出 艦乙酸，后者是典型的糖酵解抑制劑，可抑制糖酵解過程中甘油醒-3-憐酸脫氨酶的活性， 從而抑制癌細(xì)胞糖酵解，破壞癌細(xì)胞糖酵解供能途徑。而水解放出的蘆苔大黃素季錠鹽，貝U 因具有親脂性陽離子結(jié)構(gòu)，可破壞癌細(xì)胞線粒體供能途徑。所W本發(fā)明的蘆苔大黃素季錠 鹽艦乙酸醋，可同時(shí)破壞癌細(xì)胞的兩種供能途徑，因此可W很好地誘導(dǎo)癌細(xì)胞調(diào)亡，從而顯 示很高的抗癌活性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種具有多重關(guān)聯(lián)抗癌機(jī)制的蘆苔大黃素季錠鹽艦乙酸 醋及其制備方法。通過在蘆苔大黃素上引入長碳鏈季錠鹽作為親脂性陽離子祀向線粒體并 產(chǎn)生活性氧，再引入一個(gè)艦乙酸醋，W便水解后產(chǎn)生艦乙酸作為糖酵解抑制劑，從而大大提 高蘆苔大黃素的抗癌活性。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案： 一種具有多重關(guān)聯(lián)抗癌機(jī)制的蘆苔大黃素季錠鹽艦乙酸醋，其結(jié)構(gòu)式如下：
[OOU/」所化具巧爹重天巧巧爐機(jī)制的戶當(dāng)天巧素李巧盛艦乙酸醋，其合成路線如圖I所 示： 其具體包括W下步驟： 1) 漠代蘆苔大黃素的合成：將5.1 mmol蘆苔大黃素溶于150 1111(：口4中，室溫下加入5 ml P化3,升溫至65 °C，回流下攬拌反應(yīng)48 h;然后旋蒸除去溶劑，殘留物經(jīng)硅膠柱層析純 化得漠代蘆苔大黃素； 2) 蘆苔大黃素季錠鹽的合成:將0.30 mmol漠代蘆苔大黃素溶于25 ml CHCb中，加熱 回流后加入0.1 mL二辛基甲基叔胺，攬拌下回流反應(yīng)6 h，反應(yīng)結(jié)束后將溶劑旋干，殘留物 經(jīng)硅膠柱層析梯度洗脫得蘆苔大黃素季錠鹽； 3) 蘆苔大黃素季錠鹽艦乙酸醋的合成:將0.34 mmol蘆苔大黃素季錠鹽、12.05 mmol 艦化鐘和3.62 mmol碳酸鐘用30 mL丙酬溶于立口瓶中，加入1.38 mmol氯乙酷氯，攬拌反應(yīng) 30min;停止反應(yīng)后用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀除去溶劑，梯度洗脫進(jìn)行柱層析提純，得到蘆苔大黃素季 錠鹽艦乙酸醋。
[000引步驟1)中硅膠柱層析純化所用的洗脫劑為:C出C12和石油酸按體積比2:1混合而成 的溶劑。
[0009] 步驟2)中梯度洗脫具體為：K(OfeCb): KC2曲0H)=50:1 一40:1 一35:1一30:1一25: Io
[0010] 步驟3)中梯度洗脫具體為：K(OfeCb): KC2曲0H)=50:1 一 40:1 一 30:1 一25:1 一 20:1。
[0011] -種如上所述的具有多重關(guān)聯(lián)抗癌機(jī)制的蘆苔大黃素季錠鹽艦乙酸醋在制備治 療癌癥藥物中的應(yīng)用;所述的癌癥包括白血病。
[0012] 本發(fā)明的顯著優(yōu)點(diǎn)在于： 本發(fā)明合成的蘆苔大黃素季錠鹽艦乙酸醋具有長碳鏈季錠鹽，可W利用癌細(xì)胞線粒體 膜電位高而富集于癌細(xì)胞線粒體;其還同時(shí)具有蔥釀結(jié)構(gòu)，有電子傳遞能力，所W容易在線 粒體呼吸鏈上捕獲電子轉(zhuǎn)移給氧氣后形成活性氧；在此基礎(chǔ)上再引入一個(gè)艦乙酸醋，水解 后可產(chǎn)生著名的糖酵解抑制劑艦乙酸(抑制糖酵解中的甘油醒-3-憐酸脫氨酶），可抑制癌 細(xì)胞的糖酵解;因此，本發(fā)明合成的該化合物具有多重抗癌機(jī)制，可W很大程度地破壞癌細(xì) 胞的能量供應(yīng);而且運(yùn)些抗癌機(jī)制之間關(guān)聯(lián)度很高，容易發(fā)揮抗癌協(xié)同效應(yīng)而顯示高抗癌 活性。
【附圖說明】
[0013] 圖1蘆苔大黃素季錠鹽艦乙酸醋的合成路線。
【具體實(shí)施方式】
[0014]為了使本發(fā)明所述的內(nèi)容更加便于理解，下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明所述的 技術(shù)方案做進(jìn)一步的說明，但是本發(fā)明不僅限于此。
[001引實(shí)施例1 具有多重關(guān)聯(lián)抗癌機(jī)制的蘆苔大黃素季錠鹽艦乙酸醋的制備方法，具體步驟為： 1) 漠代蘆苔大黃素的合成 將5.1 mmol蘆苔大黃素溶于150 ml CC14,室溫下加入5 ml PBn (過量），升溫至65 °C，回流下攬拌反應(yīng)48 h;旋蒸除去溶劑后，殘留物經(jīng)硅膠柱層析純化（洗脫劑KC出Cb): K (石油酸)=2:1)得澄色固體漠代蘆苔大黃素;產(chǎn)物表征數(shù)據(jù)如下： 產(chǎn)率72.1%;烙點(diǎn)：72-73°C;i H 醒R (400 MHz, CDC13) S: 12.09 (S, 1H, ArOH), 12.06 (s, 1H, ArOH), 7.89 (d, /=5.2 Hz, 1H, ArH), 7.88 (s, 1H, ArH), 7.73 (t, /=7.6 Hz, 1H, ArH), 7.36 (s, 1H, ArH), 7.35 (d, /=6.4 Hz, 1H, ArH), 4.51 (s, 2H, ArCH2化）；ESI-MS m/z 331.1 (M-H)-; HRMS m/z 330.9619,理論值（M-H)- 330.9611. 2) 蘆苔大黃素季錠鹽的合成 將步驟1)合成的0.3 mmol漠代蘆苔大黃素溶于25 ml CCU，加入回流后0.1 mL二辛基 甲基叔胺，回流下攬拌反應(yīng)化;旋蒸除去溶劑后，殘留物經(jīng)硅膠柱層析梯度洗脫得暗紅色固 體，即蘆苔大黃素季錠鹽;洗脫順序?yàn)?；KC此Cl2) : KC2曲OH) = 50:1 一 40:1 一 35:1 一 30:1 一25:1;產(chǎn)物表征數(shù)據(jù)如下： 產(chǎn)率67.3%;m.p. 80-8rC;i H NMR (400 MHz, CDC13) S: 11.94 (S, 1H, ArOH), 11.88 (s, IH, ArOH), 7.94 (s, IH, Arfl), 7.83 (d, /=7.6 Hz, IH, ArH), 7.81 (s, IH, Aril)， 7.73 (t, /=7.6 Hz, IH, Aril)， 7.35 (d, /=8.4Hz, IH, Aril)， 5.29 (s, 2H, ArC此N), 3.58-3.45 (m, 4H, 2XNCH20Hi5), 3.37(s, 3H, NCH3), 1.93-1.76 (m, 4H, 2XNCH2CH2C姐13)，1.48-1.25 [m, 20H, 2X(CH2)sC出]，0.91 (t, /=7.2 Hz, 6H, 2XCH3);i3 C 醒R (400 MHz, CDCI3) S: 192.1，180.3，162.7，162.3，137.8， 137.1, 133.5, 132.8, 129.5, 125.1, 123.0, 120.3, 116.4, 115.3, 63.9, 61.2, 48.3， 31.6， 29.12， 29.09， 26.4， 22.6， 14.1; ESI-MS m/z 508.6 (M-Br)+; Calcd for C32H46BrN〇4* 0.5出0: C 64.31，H 7.93，N 2.34; Found: C 64.54，H 7.86，N 2.65. 3) 蘆苔大黃素季錠鹽艦乙酸醋的合成 將步驟2)合成的蘆苔大黃素季錠鹽0.34 mmol和艦化鐘12.05 mmolW及碳酸鐘3.62 mmol,用30 mL丙酬溶于S 口瓶中，加入氯乙酷氯1.38 mmol,攬拌反應(yīng)半小時(shí)；停止反應(yīng)后 用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀除去溶劑，梯度洗脫進(jìn)行柱層析提純，得到黃色化合物蘆苔大黃素季錠鹽艦 乙酸醋;洗脫順序?yàn)椋篕C出C12): KC2曲0H)=50:1一 40:1一 30:1一25:1一20:1。產(chǎn)物表征 數(shù)據(jù)如下： 產(chǎn)率27.3%;m.p. 65-66°C;i H NMR (400 MHz, CDC13) S: 11.72 (S, 1H, ArOH), 7.78 (s, 2H, A巧），7.64 (s, 2H, A巧），7.24 (s, 2H, A巧），5.25 (s, 2H, ArOfcN), 5.14 (s, IH, COCH2I)，4.15 (s, IH, COCH2I)，3.47 (m, 4H, N(CH2〇Hi5)2), 3.34 (s, 3H, NCH3), 1.86 (m, 4H, N(CH2CH2C6H13)2) , 1.28 (m, 20H, N (C2H4C5Hi〇CH3)2), 0.88 (t, 6H, N(C7Hi4CH3)2); 13 C NMR (400 MHz, CDCI3) S: 193.45， 162.86, 162.24, 143.33, 142.11, 136.87, 134.90, 124.42, 119.18, 118.90, 116.56, 115.37, 115.31, 65.95, 61.32, 49.56, 32.72, 31.69, 29.69, 29.16, 29.11, 26.30, 22.85, 22.60, 14.06; ESI-MS, m/z\ 676.35 (M-Br^"; HRMS, m/z: 676.2483 (M-Br-r,理論值：676.2499 (M-化-) + . 應(yīng)用實(shí)施例1 蘆苔大黃素季錠鹽艦乙酸醋對白血病細(xì)胞增殖抑制實(shí)驗(yàn) 將蘆苔大黃素季錠鹽艦乙酸醋作為受試藥物，用培養(yǎng)基將藥物稀釋；將白血病細(xì)胞 化L60)的密度調(diào)整為IX IO5個(gè)/mL,接種于96孔板，每孔10化L，置37°C、5% C〇2培養(yǎng)箱中培養(yǎng) 24 h;移去舊的培養(yǎng)基，加入受試藥物，每孔10化L，另設(shè)空白對照組、蘆苔大黃素組和蘆苔 大黃素季錠鹽組，每組設(shè)4個(gè)復(fù)孔。藥物作用4她后，吸棄含藥培養(yǎng)基，于每孔中加入無血清、 無酪紅1640培養(yǎng)基10化L，再加入MTT溶液10化，繼續(xù)解育地，終止培養(yǎng);小屯、吸棄96孔板孔 內(nèi)上清液，每孔加入10化L DSMO，振蕩IOmin，在酶標(biāo)儀上于570nm波長處測定各孔光吸收值 (OD值），計(jì)算半數(shù)抑制濃度ICso值。結(jié)果如表1所示。
[0016] 表1蘆苔大黃素季錠鹽艦乙酸醋、蘆苔大黃素和蘆苔大黃素季錠鹽對白血病細(xì)胞 HL60的抑制活性（IC5Q，皿ol/L) 頭粒結(jié)巧巧巧，戶當(dāng)天巧奈孚巧猛供^酸
肥囚刃緑甘不I」用J賭細(xì)肥W步里天巧化賭機(jī) 審IJ，對白血病細(xì)胞化60顯示了很好的抗癌活性，其抗癌活性比先導(dǎo)物蘆苔大黃素提高30倍 W上，比蘆苔大黃素季錠鹽的抗癌活性也提高近一倍。運(yùn)個(gè)結(jié)果表明將艦乙酸與蘆苔大黃 素季錠鹽進(jìn)行共價(jià)結(jié)合是良好的抗癌藥物設(shè)計(jì)思路，將糖酵解抑制劑與能抑制線粒體供能 的化合物相結(jié)合是抗癌藥物設(shè)計(jì)值得不斷嘗試的工作。
[0017] W上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與 修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種具有多重關(guān)聯(lián)抗癌機(jī)制的蘆薈大黃素季銨鹽碘乙酸酯，其特征在于:其結(jié)構(gòu)式 如下：2. -種制備如權(quán)利要求1所述的具有多重關(guān)聯(lián)抗癌機(jī)制的蘆薈大黃素季銨鹽碘乙酸酯 的方法，其特征在于:將蘆薈大黃素與過量三溴化磷反應(yīng)，得到溴代蘆薈大黃素;溴代蘆薈 大黃素再與二辛基甲基叔胺進(jìn)行親核取代反應(yīng)得到蘆薈大黃素季銨鹽;蘆薈大黃素季銨鹽 與氯乙酰氯在碘化鈉存在下發(fā)生酯化反應(yīng)和碘代反應(yīng)得到蘆薈大黃素季銨鹽碘乙酸酯。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有多重關(guān)聯(lián)抗癌機(jī)制的蘆薈大黃素季銨鹽碘乙酸酯的制備 方法，其特征在于:具體包括以下步驟： 1) 溴代蘆薈大黃素的合成:將5.1 mmol蘆薈大黃素溶于150 mLCCl4中，室溫下加入5 mL ΡΒ?，升溫至65 °C，回流下攪拌反應(yīng)48 h;然后旋蒸除去溶劑，殘留物經(jīng)硅膠柱層析純化得 溴代蘆薈大黃素； 2) 蘆薈大黃素季銨鹽的合成:將0.30 mmol溴代蘆薈大黃素溶于25 mL CHC13中，加熱回 流后加入0.1 mL二辛基甲基叔胺，攪拌下回流反應(yīng)6 h，反應(yīng)結(jié)束后將溶劑旋干，殘留物經(jīng) 硅膠柱層析梯度洗脫得蘆薈大黃素季銨鹽； 3) 蘆薈大黃素季銨鹽碘乙酸酯的合成：將0.34 mmol蘆薈大黃素季銨鹽、12.05 mmol 碘化鉀和3.62 mmol碳酸鉀用30 mL丙酮溶于三口瓶中，加入1.38 mmol氯乙酰氯，攪拌反應(yīng) 30min;停止反應(yīng)后用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀除去溶劑，梯度洗脫進(jìn)行柱層析提純，得到蘆薈大黃素季 銨鹽碘乙酸酯。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有多重關(guān)聯(lián)抗癌機(jī)制的蘆薈大黃素季銨鹽碘乙酸酯的制備 方法，其特征在于:步驟1)中硅膠柱層析純化所用的洗脫劑為:CH 2C12和石油醚按體積比2:1 混合而成的溶劑。5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有多重關(guān)聯(lián)抗癌機(jī)制的蘆薈大黃素季銨鹽碘乙酸酯的制備 方法，其特征在于：步驟2)中梯度洗脫具體為：K(CH2Cl2): K(C2H50H)=50:1-40:1-35:1 - 30:1-25:1。6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有多重關(guān)聯(lián)抗癌機(jī)制的蘆薈大黃素季銨鹽碘乙酸酯的制備 方法，其特征在于：步驟3)中梯度洗脫具體為：K(CH2Cl2): K(C2H50H)=50:1- 40:1- 30:1 -25:1-20:1。7. -種如權(quán)利要求1所述的具有多重關(guān)聯(lián)抗癌機(jī)制的蘆薈大黃素季銨鹽碘乙酸酯在制 備治療癌癥藥物中的應(yīng)用。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的具有多重關(guān)聯(lián)抗癌機(jī)制的蘆薈大黃素季銨鹽碘乙酸酯在制備 治療癌癥藥物中的應(yīng)用，其特征在于:所述的癌癥包括白血病。
【文檔編號】A61P35/00GK105924364SQ201610302809
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年5月10日
【發(fā)明人】王文峰, 孔露瑤, 胡秀芳, 苗軍衛(wèi), 朱莉, 耿慧娟, 蘇培榮
【申請人】福州大學(xué)