去甲斑蝥素单酸钠盐衍生物及其抗肿瘤应用技术领域
本发明属于新药设计与合成领域，具体涉及一类新型去甲斑蝥素单酸钠盐衍生物
及其抗肿瘤应用。
背景技术
斑蝥，也写作斑蟊，俗称班苗、西班牙苍蝇等，在我国现存最早的中药学专著《本草
纲目》、《神农本草经》等中都曾有记载。斑蝥是芫菁科昆虫南方大斑蟊或黄黑小斑蟊的干燥
体，属鞘翅目芫菁科昆虫，是我国最早发现的具有抗癌作用的药材之一。斑蝥性辛，热，具有
很强的肾毒性，同时具有破血逐瘀、去除淤积，消肿以及攻毒蚀疮的功效，临床常用于恶疮，
顽癣，狂犬病及癌症肿痛等的治疗。而后的研究表明，斑蝥的体内含有一种倍半萜类衍生
物，称之为斑蝥素(cantharidin，C10H12O4)，具有较高的抗癌活性，具有非常高的药用价值。
斑蝥素为无色结晶，不溶于冷水，微溶于热水，溶于丙酮和氯仿。斑蝥素主要存在于多种昆
虫中，能使人体皮肤起疱，斑蝥素及其衍生物抗肿瘤的机制主要是抑制蛋白质与酸的合成，
增强机体对肿瘤细胞的杀伤力而达到治疗目的。斑蝥素及其类似物对肝癌，卵巢癌，食道癌
等有良好的疗效，它是通过改变蛋白质的活性，抗肿瘤侵袭转移，引起细胞周期阻滞，抑制
肿瘤生长，从而使得其死亡。其抗肿瘤的机制为通过减少癌细胞对氨基酸的摄取，抑制蛋白
质的合成，刺激淋巴细胞、巨噬细胞、多形核细胞产生白细胞介素，从而提高机体免疫力，同
时杀伤肿瘤细胞而达到治疗目的，与其他的抗肿瘤药物相比，斑蝥素及其衍生物有许多优
点：其在抑制肿瘤的同时，不仅没有免疫抑制的副作用，还能提升机体白细胞等。
但斑蝥素对泌尿系统和肠胃系统有较大的毒副作用，斑蝥素既是抗肿瘤的活性成
分，同时也是毒性的主要成分。对其进行恰当的结构修饰，会在保留其抗肿瘤活性的基础
上，大大减低对机体的毒副作用，以去甲斑蝥素衍生物的合成为例。去甲斑蝥素不但保留了
其较强的抗肿瘤活性和升高白细胞的作用，还消除了其对泌尿系统的副作用，后来，以去甲
斑蝥素为先导化合物进行结构改造成为了研究的热点。这种优势在抗肿瘤药物中还是少见
的，所以引起了广泛的关注，陆续合成了许多减少其毒副作用但同时又保留其活性的同类
药物，开发更新高效低毒的衍生物是一个很好的研究方向。
对斑蝥素进行结构修饰后用于治疗癌症的衍生物近年来陆续的出现，并开始运用
于临床治疗。如去甲斑蝥素，它比斑蝥素少了两个甲基，其毒性明显减低，而治疗作用却优
于斑蟊素。
目前，斑蝥素和去甲斑蝥素都已经应用在临床中，这两个药物都各具有临床特点，
但不足之处是：这两个药物的水溶性都较差，生物利用度不高。从化学结构中看出，斑蝥素
和去甲斑蝥素的结构中均包含了分子内酸酐结构。而斑蝥酸即斑蝥素化合物的酸酐水解后
得到的二元羧酸化合物；斑蝥酸还未被开发成为药物，仅仅是报道了其结构式。
此外，临床上还研究了斑蝥素钠，去甲斑蝥素钠，甲基斑蝥胺等，这些结构改造均
将斑蝥素及去甲斑蝥素的内酸酐环打开，以开环方式存在，从化学结构上看；对应的开环化
合物其相应的溶解度较大，其体内生物利用度也高。对斑蝥素的结构进行修饰，寻找高效低
毒的斑蝥素抗肿瘤药物，具有重要的工业应用价值和广泛的市场前景。申请号为
ZL201410163619.4、ZL201410163711.0、ZL201410163705.5的中国专利公开了制备去甲基
斑蝥素酸盐的方法，迄今，尚未有报道设计并合成开环的去甲斑蝥素单酸钠盐衍生物结构
及合成方法。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种新型去甲斑蝥素单酸钠盐衍
生物、其合成方法及其抗肿瘤应用。为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：
一方面，本发明提供了一种新型的去甲斑蝥素单酸钠盐衍生物，其结构式如式7所
示，
另一方面，本发明提供了如上所述的去甲斑蝥素单酸钠盐衍生物7的合成方法，包
括以下步骤：1)、5-烯去甲斑蝥素1与苄醇反应得到5-烯去甲斑蝥素单酸苄酯5，2)、5-烯去
甲斑蝥素单酸苄酯5与氢氧化钠水溶液反应得到5-烯去甲斑蝥素单酸钠盐6，3)、到5-烯去
甲斑蝥素单酸钠盐6在有机溶剂中在催化剂存在下加氢还原得到去甲斑蝥素单酸钠盐7；合
成路线为：
上述合成方法中，所述步骤3)的催化剂选自Pd/C，Pd(OH)2/C，Pt/C或Raney Ni等
氢化催化剂；所述步骤1)的催化剂优选Pd/C或Pd(OH)2/C。
在上述合成方法中，有机溶剂可以依据反应对温度、溶剂极性的需求，从N，N-二甲
基甲酰胺、二甲基亚砜、二氯甲烷、氯仿、乙腈、四氢呋喃或乙醚中选择。例如，所述步骤3)的
采用的反应溶剂为醚类溶剂、卤代烃或醇类溶剂，例如：甲醇、乙醇、丙醇、乙酸乙酯、乙醚、
丙醚、四氢呋喃、二氯甲烷或氯仿等；更优选的，所述步骤3)的采用的反应溶剂为甲醇、乙
醇、丙醇、乙酸乙酯或四氢呋喃。
活性测试证明，本发明设计并合成得到的去甲斑蝥素单酸钠盐衍生物7对肝癌、胃
癌及结肠癌三种肿瘤细胞具有良好的抑制活性。因此，本发明的第三方面提供了去甲斑蝥
素单酸钠盐衍生物7用于制备抗肝癌、胃癌及结肠癌三种肿瘤的药物中的用途。
术语
本文中的缩写具有以下含义：小时缩写为h，分钟缩写为min；四氢呋喃缩写为THF，
求，N，N-二甲基甲酰胺缩写为DMF、二甲基亚砜缩写为DMSO；4-二甲氨基吡啶缩写为DMAP在
合成实施例中M代表mol/L，分子量缩写为FW。
具体实施方式
以下将通过具体实施例进一步阐述本发明，但并不用于限制本发明的保护范围。
在不脱离本发明构思的前提下，本领域技术人员可在权利要求范围内对制备方法和使用仪
器作出改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附
权利要求为准。本发明中使用的呋喃，顺丁烯二酸酐，呋喃，四氢呋喃，二氯甲烷等反应试剂
及有机溶剂均来自上海国药集团。除特别说明外，所用试剂均为化学纯。
合成路线为：
上述合成路线的各步骤反应，可以用色谱法、液质连用谱来监控反应进程。色谱法
中，可适用薄层色谱TLC还可用气相色谱法或液相色谱法如HPLC代替等。
实施例1.5-烯去甲斑蝥素1的制备
从试剂瓶中取出一定量的顺丁烯二酸酐，置于干燥的研体中研细，再用电子天平
称取研细的顺丁烯二酸酐12.021g，置于干燥的三口烧瓶中，塞上塞子，再加乙醚搅拌，在乙
醚量为90mL时顺丁烯二酸酐完全溶解。待顺丁烯二酸酐完全溶解后，用滴液漏斗缓慢加入
13mL呋喃，用时13min。控制温度在38℃开始反应。反应1h后溶液出现白色固体，且时间越长
白色固体越多。反应至24h后抽滤，得白色固体的化合物1，即5-烯去甲斑蝥素。干燥称重为
17.46g，收率85.8％。熔点：122～123℃，比移值Rf：0.52(展开剂为石油醚∶乙酸乙酯＝3∶
1)；1HNMR(CDCl3)：δ:3.18(s，2H)，5.47(s，2H)，6.58(s，2H)。
实施例2.5-烯去甲蝥素单酸苄酯5的制备
步骤：称取5-烯去甲斑蝥素3g(C8H6O4，18.06mmol)，溶于二氯甲烷30ml中，加入
2.81ml苄醇(27.09mmol，1.5e.q.)和DMAP 220.63g(18.06mmol，0.1equ.)，室温下搅拌反应
3天，反应结束后溶剂中出现白色固体产物，抽滤，真空干燥，得到5-烯去甲蝥素单酸苄酯5
的固体产物2.538g，产率为51.24％，1HNMR(DMSO-d6):δ:12.43(s，1H)，7.31-7.35(m，5H)，
6.43(d，J＝4Hz，2H)，4.92-5.10(m，4H)，2.76(t，J＝8Hz，2H).13CNMR(DMSO-d6)，δ:173.07，
171.93，137.15，136.97，128.79，128.40，80.49，80.15，66.30，47.14，46.41.
实施例3.5-烯去甲斑蝥素苄酯钠盐6的制备
步骤：取5-烯去甲蝥素单酸苄酯1g(C15H14O5，3.65mmol)，溶于35ml甲醇中，加入氢
氧化钠153mg(3.83mmol)，室温下搅拌反应，反应结束后，减压除去溶剂，以甲醇为洗脱液过
硅胶柱，点板，收集显色样品，旋蒸干燥，得到固体产物1.075g(296.4)，产率为99％，Rf＝
0.71(展开剂为石油醚∶乙酸乙酯＝3∶1)，1HNMR(D2O):δ:7.25-7.28(m，5H)，6.30(d，J＝
36Hz，2H)，4.90(dd，J＝12Hz，12Hz，4H)，2.64(dd，J＝8Hz，4Hz，2H).13CNMR(D2O):δ:178.71，
175.11，137.03，135.38，128.62，128.37，128.27，81.02，79.74，67.12，49.64，46.10.
实施例4.去甲斑蝥素单酸钠盐7的制备
取5-烯去甲斑蝥素苄酯钠盐615.8mg(C15H13NaO5，FW296.25，2.08mmol)，加入5ml甲
醇40ml水使其溶解，加入61.58mg钯碳，真空除去烧瓶中空气，通入氢气，室温下搅拌反应，
反应结束后抽滤除去钯碳，减压除去溶剂，干燥，得到产物242.5mg，产率为56.05％，1HNMR
(CD3OD)+D2O：δ:4.65(s，2H)，2.81(s，2H)，1.50(dd，J＝8Hz，4Hz，2H).
实验例5.去甲斑蝥素单酸钠盐7的抗肿瘤活性测试
细胞株和溶剂
人肝癌细胞HEPG2，
人胃癌细胞BGC803，
人结肠癌细胞SW480，
人胰腺癌细胞PANK-1，
细胞培养于含10％胎牛血清的RPMI 1640中培养基，
溶剂：二甲亚砜(简称为DMSO)。
CCK-8染色法检测细胞抗肿瘤活性实施方案
本试验按照SRB方法，以斑蟊素为阳性对照，DMSO溶剂为空白对照，进行了浓度为
50nnmol/mL的去甲斑蝥素单酸钠盐衍生物7对肝癌细胞HEPG2、人胃癌细胞BGC803、结肠癌
细胞SW480及人胰腺癌细胞PANK-1的三种肿瘤细胞的抑制活性测试。
具体测试方案为：选用待测肿瘤活细胞比例达90％以上的细胞进行实验。细胞增
殖抑制试验采用EnoGeneCellTM Counting Kit-8(简称为CCK-8)细胞活力检测试剂盒。细胞
消化、计数、制成浓度为1×105个/mL的细胞悬液，96孔板中每孔加入100μL细胞悬液(每孔1
×104个细胞)；96孔板置于37℃，5％CO2培养箱中培养24小时；每孔加入100μL相应的含药
物的培养基，作用浓度为50μMol/L(即：微摩尔/升)，同时设立阴性对照组，溶媒对照组，阳
性对照组(阳性对照分别选用斑蝥素和喜树碱)，每组5复孔；96孔板置于37℃，5％CO2培养
箱中培养72小时后；每孔加入10μL CCK-8溶液，将培养板在培养箱内孵育4小时，用酶标仪
测定在450nm处的吸光值(简称OD值)，计算各个化合物对人肝癌细胞HEPG2、人胃癌细胞
BGC803及人结肠癌细胞SW480肿瘤细胞的抑制率。
实验结果详见表1。
表1、去甲斑蝥素单酸钠盐衍生物7对于三种肿瘤细胞的抑制活性
测试样品
HEPG2
BGC803
SW480
斑蟊素(阳性对照)
70.39％
71.69％
72.42％
DMSO溶剂(空白对照)
99.78％
99.21％
100.61％
化合物7(R＝Me，M＝Na)
38.98％
47.31％
62.86％
由表1可知，在50nmol/L的相当低的作用浓度下，本发明合成得到的去甲斑蝥素单
酸钠盐衍生物7对人肝癌细胞HEPG2、人胃癌细胞BGC803及人结肠癌细胞SW480三种肿瘤细
胞具有一定的抑制效果，可将其用于制备抗肝癌的候选药物。