胆酸-α-羟基膦酸酯衍生物及其合成方法

摘要

本发明属药物化学领域，具体涉及一类新型胆酸?α?羟基膦酸酯类化合物及其制备方法。本发明以胆酸和磷酸酯为原料，合成了结构式如下的胆酸?α?羟基膦酸酯系列衍生物，此类化合物具有良好的抗肿瘤活性，部分化合物对人肝癌细胞（HepG2）的生长抑制率高达75.84%，效果优于对照药Amonafide。相较于传统的抗肿瘤药物胆酸顺铂类化合物和磷酸酯类衍生物，胆酸?α?羟基膦酸酯有更为优异的靶向选择性和抗肿瘤活性。

权利要求

1.胆酸-α-羟基膦酸酯衍生物，其特征在于，具有如下结构通式：。

2.如权利要求1所述的胆酸-α-羟基膦酸酯衍生物，其特征在于，选如下化合物：。

3.制备权利要求1所述的胆酸-α-羟基膦酸酯衍生物的方法，其特征在于，通过如下步骤实现：（1）亚磷酸酯和取代苯甲醛以1：1～1.5的摩尔比，以无水氟化钾为催化剂，10～30℃下反应生成系列化合物3；

（2）在四氢呋喃溶液中，在二环己基碳二亚胺/ 4-二甲氨基吡啶作用下，化合物3和胆酸或脱氧胆酸以1：1～1.5摩尔比，在40～70℃下反应生成系列化合物4。

说明书

胆酸-α-羟基膦酸酯衍生物及其合成方法

技术领域

[0001] 本发明涉及药物化学领域，具体涉及一类新型胆酸-α-羟基膦酸酯类化合物及其制备方法与应用。

背景技术

[0002] 恶性肿瘤是当前严重影响人类健康、威胁人类生命的主要疾病之一。癌症与心脑血管疾病和意外事故一起，构成当今世界所有国家三大死亡原因。因此，世界卫生组织(WHO)和各国政府卫生部门都把攻克癌症列为一项首要任务。目前，治疗肿瘤的方法主要有三种：手术治疗、放射线治疗和化学治疗。其中化学治疗是用药物杀死癌细胞，该方法最大的局限在于药物难以识别正常细胞和肿瘤细胞，对人体有较大的毒副作用且容易产生耐药性。为了减少化疗药物的耐药，提高癌症治疗疗效，并克服化疗的毒副作用，科学家们在不断的探索中发现肿瘤新的疗法----靶向治疗，靶向治疗的出现为肿瘤的治疗开辟了新的领域和广阔的前景,这种治疗方法可把治疗作用或药物效应尽量限定在特定的靶细胞、组织或器官内,而不影响正常细胞、组织或器官的功能,从而提高疗效、减少毒副作用。

[0003] 胆酸在人类和高等脊椎动物的肝脏中合成，是胆汁的重要组成部分。中国是世界上率先利用胆汁用以治疗疾病的国家。早在一千八百多年前的东汉时期，中医经典著作《神农本草经》中就记载着利用鲤鱼胆达到清热明目及散翳消肿的疗效。国外对胆酸的研究开始于1805年Liebig对牛胆汁酸进行的初步探究，到1848年Streck发现胆酸，再到Wieland对胆酸结构进行了确认，并获得了1927年的诺贝尔化学奖。从此，胆酸引起了科研人员的重视，被广泛应用于化学、药学、医学、生物学等领域。研究表明，胆酸可以作为药物的靶向载体，是生物体内的内源性天然配基，且具有较好的生物相容性，可以大大提高药物的利用度和特异吸收度，从而降低药物对正常细胞的毒副作用。

[0004] 作为有机磷化学的重要组成之一，膦酸酯类衍生物具有结构多样、易于修饰、生物相容性良好等特点，因此被广泛应用于新型药物的设计与合成。其中， α-羟基膦酸酯作为一种含磷类似物，已在有机磷化学的研究中占有举足轻重的地位。随着人们对其研究的深入，发现其对HIV酶、EPSP合酶及肾素合成酶等具有抑制活性的作用，还有研究发现α-羟基膦酸酯具有抗菌、抗肿瘤等活性。因此，将胆酸与α-氨基膦酸酯结合合成新的胆酸-α-氨基膦酸酯衍生物制得探讨研究，但是在现有文献中，迄今尚未见胆酸-α-羟基膦酸酯衍生物合成的相关报道。

发明内容

[0005] 本发明的主要目的在于提供一类新型胆酸-α-羟基膦酸酯衍生物；另一目的在于提供该类化合物的合成方法；又一目的在于提供该类化合物在药物方面的应用。

[0006] 为实现本发明目的，技术方案如下实现：

[0007] 本发明胆酸-α-羟基膦酸酯具有如下通式结构：

[0008]

[0009] 本发明提供的胆酸-α-羟基膦酸酯的制备方法通过以下反应路线实现：

[0010]

[0011] (1)亚磷酸酯和取代苯甲醛以1：1～1.5的摩尔比，以无水氟化钾为催化剂，10～30℃下反应生成系列化合物3；

[0012] (2)在四氢呋喃溶液中，在二环己基碳二亚胺/4-二甲氨基吡啶(DCC/DMAP)作用下，化合物3和胆酸(脱氧胆酸)以1：1～1.5摩尔比，在40～70℃下反应生成系列化合物4；

[0013] 所用胆酸类为胆酸或脱氧胆酸。

[0014] 本发明优点及创新点在于：

[0015] 作为人类内源性化合物，胆酸可被肝脏特异性吸收，具有良好的双亲性及对人体无毒害作用等特性。以胆酸为药物的靶向载体，可实现对癌细胞的选择性杀灭，大大降低对正常细胞的毒副作用。膦酸酯类衍生物具有结构多样、易于修饰、生物相容性良好等特点，本发明以胆酸和磷酸酯为原料，合成了胆酸-α-羟基膦酸酯系列衍生物，此类化合物具有良好的抗肿瘤活性，部分化合物对人肝癌细胞(HepG2)的生长抑制率高达75.84％，效果优于对照药Amonafide。相较于传统 的抗肿瘤药物胆酸顺铂类化合物和磷酸酯类衍生物，胆酸-α-羟基膦酸酯有更为优异的靶向选择性和抗肿瘤活性。

具体实施方式

[0016] 根据本发明通式化合物Ⅰ的合成路线并结合实施例对发明进行进一步说明，但并非限制本发明的范围。

[0017] 实施例1：

[0018] (1)化合物3的合成：在50mL的圆底烧瓶中加入10mmol的化合物2A(或2B)，再缓慢滴加12mmol的化合物1A(或1B、1C)，搅拌均匀后，加入1.15g的无水氟化钾。室温下剧烈搅拌，至烧烧瓶中液体全部变成白色固体，加入30mL二氯甲烷使其溶解，过滤除去氟化钾，减压蒸馏将滤液旋干，重结晶即得中间体3A化合物(或3B～3J)。

[0019] (2)化合物4的合成：取6mmol的DCC和1mmol的DMAP溶解在10mL的四氢呋喃中，放置一旁备用。将40mL的已干燥的四氢呋喃加入到100mL的圆底烧瓶中，再加入5mmol的3A化合物(或3B～3J)和6mmol的胆酸，搅拌使其溶解。冰浴下，将催化剂缓慢滴加到圆底烧瓶中，滴加完毕后，将温度升至65℃回流，TLC监测反应进度。反应结束后，减压蒸馏除去溶剂，再用乙酸乙酯溶解，依次用饱和碳酸氢钠溶液、饱和食盐水洗涤三次，有机相用无水硫酸钠干燥，过滤，减压除去溶剂，常压柱层析[V(乙酸乙酯)∶V(石油醚)∶V(二氯甲烷)＝1∶5∶0.1]分离，即得产物4A化合物(或4B～4J)。

[0020] 采用上述方法合成的部分优选化合物3A～3J,4A～4J结构、红外、核磁数据见下表1：

[0021]

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[0028]

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[0030]

[0031]

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[0035] 本发明合成的目标化合物均具有抗肿瘤活性，利用MTT法对目标化合物4A～4J进行抗肿瘤活性测试，方法如下：

[0036] 1.材料和方法

[0037] 1.1实验仪器

[0038] 表2主要实验仪器

[0039]

[0040]

[0041] 1.2药品及试剂

[0042] 表3主要药品与试剂

[0043]

[0044] 1.3实验方法

[0045] 分别取处于对数生长期的人白血病细胞(K-562)和人肝癌细胞(HepG2)，调整细胞密度为5×103个/mL，接种在96孔板上，每孔100μL，放入体积分数为5％CO2恒温培养箱内24h，温度设置为37℃；再加入三种不同浓度的目标化合物，每孔10μL，在37℃继续培养48h；
再加入100μL的MTT溶液，4h后除去原培养基，接着加入150μL的DMSO。分为空白组(无细胞)、对照组(无样品)和样品组三组，利用酶标仪测试在570nm波长处的吸光度值(OD)，对照药为Amonafide。按照公式计算目标化合物4A～4J对K-562和HepG2细胞的生长抑制率：

[0046] 生长抑制率＝(对照组OD值-样品组OD值)/(对照组OD值-空白组OD值)×100％。

[0047] 2结果

[0048] 表4目标化合物4A～4J对K-562细胞的生长抑制率

[0049]

[0050] 由表可知，目标化合物4A～4J对K-562细胞的生长抑制率较低，在浓度为40μmol/L时最高抑制率才达17.47％。另外，目标化合物4A～4J对K-562细胞的生长抑制率并不随着目标化合物浓度的增大而明显的增大，也不随着官能团的变化而有明显的波动。因此：目标化合物4A～4J对K-562细胞没有明显的肿瘤细胞抑制活性。

[0051] 表5目标化合物4A～4J对HepG2细胞的生长抑制率

[0052]

[0053]

[0054] 由表4～5可以看出，目标化合物4A～4J对人肝癌细胞(HepG2)表现出良好的增殖抑制活性。首先，随着目标化合物4A～4J浓度的增大，对HepG2细胞的生长抑制率也随之相应的提高；其次，取代基R1的变化对HepG2细胞的生长抑制率有显著的影响，不同的目标化