用于治疗癌症的二(苯丙素)甘油衍生物技术领域
本发明涉及用于治疗癌症的治疗剂。更具体地,本发明涉及用于治
疗癌症的二肉桂酸丙二酯衍生物及其制备方法。
背景技术
根据世界卫生组织,在2000年,世界范围内所有原因引起的将近
5600万的死亡人数中,恶性肿瘤是其中12%死亡的导致因素。具体地,
530万男性和470万女性发展成为恶性肿瘤,总共620万死于该疾病。
该报告也显示癌症在发展中国家已经成为主要的公众健康问题,与其在
工业化国家中的影响相当。
虽然过去的二十年已经取得实质进展,仍然存在许多传统疗法对其
部分或完全无效的癌症。这些疗法的主要常见问题是不可接受的毒性。
因此,也需要新的化合物、试剂或方法以预防癌症发展,或者在肿
瘤已经发展的情况下,使得宿主有机体无癌症或使其肿瘤负担减少至和
寿命相适合的水平,或至少促进伴随疗法的应用。
本质上,肿瘤(包括癌症)可以被认为是不适当的细胞积聚,违反
了细胞更新和细胞死亡之间的微妙平衡。为发展肿瘤,必须增加细胞更
新或减少细胞死亡,或者两者都存在。这种关系的推论是,有利地影响
宿主有机体的这些过程(因而对肿瘤不利)的试剂是潜在的抗肿瘤药。
已经从天然来源分离和识别了几种抗肿瘤剂。例如,姜黄素
(curcumin或diferuloylmethane),源自植物姜黄(Curcuma longa)(通常
称为姜黄(turmeric))的多酚已在过去的50年中被广泛研究,且这些研
究表明这种多酚可以预防和治疗癌症。更具体地,这些系列研究表明姜
黄素抑制多种肿瘤细胞包括乳腺癌、结肠癌、急性髓性白血病、基底细
胞癌、黑素瘤和前列腺癌的增生。(1-7)尽管该化合物具有明显的药理学
安全性,其作为可能的抗癌剂的效果受施用剂量的差的全身吸收和广泛
的代谢所限制。
经鉴定为咖啡酸苯酯(CAPE)的蜜蜂蜂巢产物蜂胶的特定组分能够
选择性抑制病毒-转化和致癌基因-转化的啮齿动物细胞以及人肿瘤细胞
包括多形性胶质母细胞瘤(GBM-18)、结肠腺癌(HT-29)和黑素瘤(HO-1)
细胞的生长。这些研究也表明CAPE和几种其他的咖啡酸酯抑制氧化偶
氮甲烷诱导的集群(colonie)肿瘤前病变和与结肠致癌有关的鸟氨酸脱
羧酶、酪氨酸蛋白激酶和脂氧化酶活性。(8-13)
虽然源自不同的天然来源,CAPE和类姜黄素类具有结构相似性,
这可能可以解释其抗癌性质,或至少部分解释其安全性和选择性。这种
结构相似性的关于其抗癌性质的意义至今未知。
用于发展新的抗肿瘤剂的方法是合成新的化合物,其对癌症有选择
性,在生物学环境中稳定,保持抗癌药效并总体显示低毒性。
Banskota等人(Journal of Ethnopharmacology(2002),80(1),67-73)从
荷兰蜂胶的MeOH提取物中分离了肉桂酸衍生物咖啡酸苯甲酯、咖啡酸
苯乙酯和咖啡酸肉桂酰酯(cinnamyl caffeate),以及二肉桂酸酯化合物
二(3-(4-羟苯基)丙烯酸)(2E,2′E)-2-乙酰氧基丙-1,3-二酯和3-(4-羟苯基)
丙烯酸(E)-2-乙酰氧基-3-(((E)-3-(4-羟基-3-甲氧苯基)丙烯酰基)氧)丙酯。
咖啡酸苯甲酯、咖啡酸苯乙酯和咖啡酸肉桂酰酯对于B16-BL6的EC50
值分别为2.03μM、3.16μM和1.92μM。二肉桂酸酯化合物二(3-(4-羟
苯基)丙烯酸)(2E,2′E)-2-乙酰氧基丙-1,3-二酯和3-(4-羟苯基)丙烯酸
(E)-2-乙酰氧基-3-(((E)-3-(4-羟基-3-甲氧苯基)丙烯酰基)氧)丙酯对相同
细胞系的EC50值分别为81.9μM和66μM。
发明简述
本发明涉及用于治疗癌症的治疗剂。更具体地,本发明涉及用于治
疗癌症的二肉桂酸丙二酯衍生物及其制备方法。
一方面,本发明提供式(I)或(I′)化合物或其药学可接受盐:
其中:
R1和R2独立地为OH、烷氧基或烷基羰基氧基,
R3和R4独立地为H、OH、烷氧基或烷基羰基氧基,以及
R5是H、OH或烷基羰基氧基,以及
R6是H或烷氧基,
前提是所述化合物不是
3-(4-甲氧苯基)丙烯酸(E)-2-乙酰氧基-3-(((E)-3-(3,4-二甲氧苯基)丙
烯酰基)氧)丙酯或
3-(4-甲氧苯基)丙烯酸(E)-3-(((E)-3-(3,4-二甲氧苯基)丙烯酰基)
氧)-2-羟基丙酯。
另一方面,本发明提供用于治疗受试者的癌症的方法,包括将式(II)
或(II′)化合物或其药学可接受盐施用于受试者:
其中R1、R2、R3、R4、R5、R6和R7独立地为H、OH、烷氧基或烷
基羰基氧基,
前提是该化合物不是二(3-(4-羟苯基)丙烯酸)(2E,2′E)-2-乙酰氧基丙
-1,3-二酯和3-(4-羟苯基)丙烯酸(E)-2-乙酰氧基-3-(((E)-3-(4-羟基-3-甲氧
苯基)丙烯酰基)氧)丙酯。
在又一方面,本发明提供下式中间体:
其中R1和R2都是烷氧基。
附图说明
从以下参考附图的说明书中,本发明的这些以及其他特征将变得更
加明显,其中:
图1和9-11说明用于制备式(II)的二酯化合物的合成路线实例。
图2说明用于制备式(II′)的二酯化合物的合成路线实例。
图3说明用于制备肉桂酸缩水甘油酯衍生物的方法的实例。
图4说明用于制备具有对称端的式(II)和(II′)的二酯化合物的合成路
线实例。
图5和6说明用于形成本发明化合物的中间体的三取代衍生物的合
成路线实例。
图7和8说明用于形成本发明化合物的中间体的二取代衍生物的合
成路线实例。
图12显示不用化合物治疗后人结肠癌HCT116细胞随着时间的显
微照片(对照)。
图13显示用30μM化合物(IIb)治疗后人结肠癌HCT116细胞随着时
间的显微照片。
图14显示用30μM化合物(Ie)治疗后人结肠癌HCT116细胞随着时
间的显微照片。
图15显示用30μM化合物(Id)治疗后人结肠癌HCT116细胞随着时
间的显微照片。
发明详述
本发明涉及用于治疗癌症的治疗剂。更具体地,本发明涉及用于治
疗癌症的二肉桂酸丙二酯衍生物及其制备方法。
第一方面,本发明提供式(I)或(I′)化合物或其药学可接受盐:
其中:
R1和R2独立地为OH、烷氧基或烷基羰基氧基,
R3和R4独立地为H、OH、烷氧基或烷基羰基氧基,以及
R5是H、OH或烷基羰基氧基,以及
R6是H或烷氧基,
前提是所述化合物不是
3-(4-甲氧苯基)丙烯酸(E)-2-乙酰氧基-3-(((E)-3-(3,4-二甲氧苯基)丙
烯酰基)氧)丙酯或
3-(4-甲氧苯基)丙烯酸(E)-3-(((E)-3-(3,4-二甲氧苯基)丙烯酰基)
氧)-2-羟基丙酯。
在上述限定的式(I)或(I′)化合物的一个实例中,R1和R2都是OH、
烷氧基或烷基羰基氧基。
更具体地,本发明提供式(Ia)或(Ia′)化合物或其药学可接受盐:
其中:
R1和R2独立地为OH、烷氧基或烷基羰基氧基,
R4为H、OH、烷氧基或烷基羰基氧基,以及
R6是H或烷氧基,
前提是所述化合物不是
3-(4-甲氧苯基)丙烯酸(E)-2-乙酰氧基-3-(((E)-3-(3,4-二甲氧苯基)丙
烯酰基)氧)丙酯或
3-(4-甲氧苯基)丙烯酸(E)-3-(((E)-3-(3,4-二甲氧苯基)丙烯酰基)
氧)-2-羟基丙酯。
在上述限定的式(Ia)或(Ia′)化合物的一个实例中,R1和R2都是OH、
烷氧基或烷基羰基氧基。
在其他实例中,本发明涉及上述式(I)、(Ia)、(I′)和(Ia′)化合物,其中
R1和R2都是OH或都是烷氧基。
本发明也涉及以上限定的式(I)、(Ia)、(I′)和(Ia′)化合物,其中R4是
H或OH。
本发明也涉及式(Ib)或(Ib′)化合物或其药学可接受盐:
其中:
R1和R2独立地为OH、烷氧基或烷基羰基氧基,以及
R6是H或烷氧基,
前提是所述化合物不是
3-(4-甲氧苯基)丙烯酸(E)-3-(((E)-3-(3,4-二甲氧苯基)丙烯酰基)
氧)-2-羟基丙酯。
在另一个实例中,本发明涉及式(Ic)或(Ic′)化合物或其药学可接受
盐:
其中:
R1和R2独立地为OH、烷氧基或烷基羰基氧基,和
R4为H、OH、烷氧基或烷基羰基氧基。
更具体地,本发明涉及式(Id)、(Ie)、(If)、(Ig)、(Ih)、(Ii)、(Ij)、(Id’)、
(Ie’)、(If’)、(Ig’)、(Ih’)、(Ii’)、(Ij’)化合物:
第二方面,本发明提供用于治疗受试者的癌症,例如肺癌、乳腺癌、
结肠癌、前列腺癌、卵巢癌、皮肤癌或白血病的方法,包括将式(II)或(II′)
化合物或其药学可接受盐施用于受试者:
其中R1、R2、R3、R4、R5、R6和R7独立地为H、OH、烷氧基或烷
基羰基氧基,
前提是该化合物不是二(3-(4-羟苯基)丙烯酸)(2E,2′E)-2-乙酰氧基丙
-1,3-二酯和3-(4-羟苯基)丙烯酸(E)-2-乙酰氧基-3-(((E)-3-(4-羟基-3-甲氧
苯基)丙烯酰基)氧)丙酯。
第三方面,本发明提供式(II)或(II′)化合物或其药学可接受盐在制备
治疗受试者癌症的药物中的用途:
其中R1、R2、R3、R4、R5、R6和R7独立地为H、OH、烷氧基或烷
基羰基氧基,
前提是该化合物不是二(3-(4-羟苯基)丙烯酸)(2E,2′E)-2-乙酰氧基丙
-1,3-二酯和3-(4-羟苯基)丙烯酸(E)-2-乙酰氧基-3-(((E)-3-(4-羟基-3-甲氧
苯基)丙烯酰基)氧)丙酯。
根据本发明第三方面的用途的一个实例,癌症是肺癌、乳腺癌、结
肠癌、前列腺癌、卵巢癌、皮肤癌或白血病。
第四方面,本发明提供用于杀死癌细胞,例如肺癌细胞、乳腺癌细
胞、结肠癌细胞、前列腺癌细胞、卵巢癌细胞、皮肤癌细胞或白血病细
胞的方法,包括使癌细胞和式(II)或(II′)化合物或其药学可接受盐接触:
其中R1、R2、R3、R4、R5、R6和R7独立地为H、OH、烷氧基或烷
基羰基氧基,
前提是该化合物不是二(3-(4-羟苯基)丙烯酸)(2E,2′E)-2-乙酰氧基丙
-1,3-二酯和3-(4-羟苯基)丙烯酸(E)-2-乙酰氧基-3-(((E)-3-(4-羟基-3-甲氧
苯基)丙烯酰基)氧)丙酯。
第五方面,本发明提供(II)或(II′)化合物或其药学可接受盐在杀死癌
细胞中的用途:
其中R1、R2、R3、R4、R5、R6和R7独立地为H、OH、烷氧基或烷
基羰基氧基,
前提是该化合物不是二(3-(4-羟苯基)丙烯酸)(2E,2′E)-2-乙酰氧基丙
-1,3-二酯和3-(4-羟苯基)丙烯酸(E)-2-乙酰氧基-3-(((E)-3-(4-羟基-3-甲氧
苯基)丙烯酰基)氧)丙酯。
根据本发明第五方面的用途的一个实例,癌细胞是肺癌细胞、乳腺
癌细胞、结肠癌细胞、前列腺癌细胞、卵巢癌细胞、皮肤癌细胞或白血
病细胞。
在以上限定的方法或用途的一个实例中,式(II)或(II′)化合物中的R1
和R2都是OH、烷氧基或烷基羰基氧基。
更具体地,本发明涉及上述方法或用途,其中式(II)或(II′)化合物是
式(IIa)或(IIa′)化合物或其药学可接受盐:
其中R1、R2、R4、R6和R7独立地为H、OH、烷氧基或烷基羰基氧
基。
本发明涉及上述方法或用途,其中式(II)或(II′)化合物是式(Ia)或(Ia′)
化合物或其药学可接受盐:
其中:
R1和R2独立地为OH、烷氧基或烷基羰基氧基,
R4为H、OH、烷氧基或烷基羰基氧基,以及
R6是H或烷氧基。
本发明涉及上述方法或用途,其中式(II)或(II′)化合物是式(Ic)或(Ic′)
化合物或其药学可接受盐:
其中:
R1和R2独立地为OH、烷氧基或烷基羰基氧基,和
R4为H、OH、烷氧基或烷基羰基氧基。
在以上限定的方法或用途的一个实例中,式(II)、(IIa)、(Ia)、(Ic)、
(II′)、(IIa′)、(Ia’)和(Ic’)中的R1和R2都是OH、烷氧基或烷基羰基氧基。
在其他实例中,本发明涉及以上限定的方法或用途,其中式(II)、
(IIa)、(Ia)、(Ic)、(II′)、(IIa′)、(Ia’)和(Ic’)中的R1和R2都是OH或都是
烷氧基。
本发明也涉及以上限定的方法或用途,其中式(II)、(IIa)、(Ia)、(Ic)、
(II′)、(IIa′)、(Ia’)和(Ic’)中的R4是H或OH。
更具体地,本发明涉及以上限定的方法或用途,其中施用于受试者
的化合物是式(Id)、(Ie)、(If)、(Ig)、(IIb)、(IIc)、(IId)、(IIe)、(Id’)、(Ie’)、
(If’)、(Ig’)、(IIb’)、(IIc’)、(IId’)、(IIe’)化合物或其组合:
第六方面,本发明提供药物组合物,含有:
或其药学可接受盐,
其中:
R1和R2独立地为OH、烷氧基或烷基羰基氧基,
R3和R4独立地为H、OH、烷氧基或烷基羰基氧基,以及
R5是H、OH或烷基羰基氧基,以及
R6是H或烷氧基,
前提是所述化合物不是
3-(4-甲氧苯基)丙烯酸(E)-2-乙酰氧基-3-(((E)-3-(3,4-二甲氧苯基)丙
烯酰基)氧)丙酯或
3-(4-甲氧苯基)丙烯酸(E)-3-(((E)-3-(3,4-二甲氧苯基)丙烯酰基)
氧)-2-羟基丙酯,
和药学可接受稀释剂或载体。
第七方面,本发明提供下式中间体:
其中R1和R2都是烷氧基。
本发明也涉及含有以上限定的化合物和药学可接受的稀释剂或载
体的药物组合物。
本发明还涉及含有式(I)、(I′)、(II)和(II′)化合物或其混合物的药物组
合物和剂型。
如本发明所使用,术语“烷基”指通式为CnH2n+1的直链或支链烃基,
例如含有1到10、1到9、1到8、1到7、1到6、1到5、1到4、1到
3或1到2个碳原子的烷基。烷基的例子包括但不限于甲基、乙基、丙
基、异丙基和叔丁基。
术语“药学可接受盐”指保持相应游离碱或游离酸的生物有效性和
性质的盐,且其不是生物学或其他方面不合需要的。该盐可由向游离酸
添加无机碱或有机碱制得。源自无机碱的盐包括但不限于:钠、钾、锂、
铵、钙、镁盐等。源自有机碱的盐包括但不限于:伯胺、仲胺和叔胺盐,
取代的胺包括天然存在的取代胺、环胺和碱离子交换树脂例如异丙胺、
三甲胺、二乙胺、三乙胺、三丙胺、乙醇胺、赖氨酸、精氨酸、N-乙基
哌啶、哌啶或聚乙烯亚胺树脂。
本发明化合物或其相应药学可接受盐可以以用于肠内、胃肠外或局
部施用的药物组合物的形式使用。例如,它们可以例如以片剂、包衣片
剂、糖衣丸、硬胶囊和软胶囊、溶液、乳剂或悬浮液的形式经口施用;
例如以栓剂的形式直肠施用;例如以注射液或悬浮液或滴注液的形式胃
肠外施用;例如以软膏、霜剂或油剂的形式局部施用。
适当的载体材料不但包括无机载体材料,而且包括有机载体材料。
因此,例如,乳糖、玉米淀粉或其衍生物、滑石、硬脂酸或其盐可以用
作片剂、包衣片剂、糖衣丸和硬胶囊的载体材料。用于软胶囊的适当的
载体例如是植物油、蜡、脂肪和半固体和液体多元醇(取决于活性成分
的性质,然而,在软胶囊情况下可能不需要载体)。用于制备溶液和糖
浆的适当载体材料例如是水、多元醇、蔗糖、转化糖等。用于注射液的
适当载体材料例如是水、醇、多元醇、甘油和植物油。用于栓剂的适当
载体例如是天然或硬化油、蜡、脂肪和半液体或液体多元醇。用于局部
制剂的适当载体是甘油酯、半合成和合成甘油酯、氢化油、液体蜡、液
体石蜡、液体脂肪醇、甾醇、聚乙二醇和纤维素衍生物。
以上限定的通式(I)、(I′)、(II)和(II′)表示的二肉桂酸丙二酯衍生物可
以用于治疗、预防和防止癌症及其他增生性疾病,包括但不限于:肿瘤、
炎症和人免疫缺陷(HIV)。本发明化合物显示的抗癌剂活性可以通过细
胞毒性、抗增生、细胞周期激酶抑制或通过细胞分化显示。
本发明也涉及制备由通式(I)、(I′)、(II)和(II′)限定的化合物或其混合
物、其立体异构体、其多晶型物、其药学可接受盐和其药学可接受溶剂
合物的方法。
通式(II)化合物可以根据图1和9-11所示合成路径形成。具体参考
图1,1,3-甘油二酯5(式(II),R4=OH)可以通过在相转移催化剂(PTC)存
在下使肉桂酸衍生物1或2与相应的肉桂酸缩水甘油酯衍生物3或4反
应而形成。二酯5可以被进一步烷基化或酰化,以生成衍生化二酯6。
其中R4为氢的式(II)化合物可以通过使肉桂酸衍生物1和2与交联
剂7交联以生成二酯化合物8而形成。随后用酰化剂例如RC(O)L部分
或完全酰化二酯8,得到酰化的二酯衍生物17。
如图2所示,式(II′)化合物可以在相转移催化剂(PTC)的存在下通过
肉桂酸衍生物9或10经相应的肉桂酸缩水甘油酯衍生物3或4的酯化
以得到1,2-甘油二酯衍生物13而制得,其可以被进一步烷基化或酰化
以制备二酯14。
其中R4为氢的式(II′)化合物可以通过使肉桂酸衍生物1和2与交联
剂15交联以制备二酯化合物16而制得。随后用酰化剂例如RC(O)L部
分或完全酰化二酯8,得到酰化的二酯衍生物18。
可用于形成二酯化合物5和13的相转移催化剂的例子包括溴化四
丁铵或氯化四丁铵。用于形成二酯5、6、8、13、14和16-18的图示反
应在适当的惰性溶剂例如二噁烷中进行,并在60-120℃或100-105℃的
反应温度下进行。
可用于化合物7和15中的离去基团的例子包括但不限于:卤素,
例如Cl、Br或碘、甲磺酰基、苯基磺酰氧基、对甲苯磺酰氧基、甲磺
酰氧基、乙酰氧基或苯甲酰氧基。
中间体肉桂酸缩水甘油酯化合物3和4可以通过包括相应的肉桂酸
酯衍生物1或2和摩尔过量的表氯醇或其他适当的表卤代醇的取代反应
来制备(图3)。该反应在适当的惰性溶剂例如二噁烷中以及任选在催化
剂存在下在大约50-100℃或70-95℃的反应温度下进行大约12到18小
时。
当取代基R1、R2和R3分别与取代基R7、R6和R5相同时,通式(II)
化合物可以在叔胺如吡啶存在下通过包括肉桂酰卤化物衍生物9和化
学计量的甘油的反应以生成对称的1,3-甘油二酯5而制得,其可以进一
步烷基化或酯化以得到被保护的化合物6(图4)。
为制备通式(II′)化合物,当可变的R4是H,且可变的R1、R2和R3
分别与R7、R6和R5相同时,肉桂酰卤化物衍生物9可以在催化量吡啶
的存在下与甲基甘油反应以生成二酯化合物16。
肉桂酰卤化物衍生物9或10可以通过使肉桂酸的相应衍生物与亚
硫酰卤化物例如亚硫酰氯在适当溶剂例如二噁烷中在室温下反应大约
15-20分钟来制备。
形成二酯衍生物5、8、13和16的反应通常在吡啶存在下进行,使
反应大约20-30分钟。反应完全后,用碳酸氢钠或其他适当的中和剂中
和反应混合物。然后过滤反应混合物,通过减压干燥有机层接着从乙酸
乙酯或乙酸乙酯和环己烷的混合物结晶来分离最终化合物。
图5和6说明用于制备不同的肉桂酸三取代衍生物1和2的合成路
线实例。这些路线的每个初始涉及没食子酸20的酯化以制备没食子酸
甲酯21,使其对位选择性地苄化以制备受保护的衍生物22。用两当量
的烷基卤RX烷基化衍生物22,得到二烷基酯23,其随后经受氢解以
生成苯酚衍生物24。用氢化锂铝(LAH)还原苯酚24,接着用氯铬酸吡啶
(PCC)部分氧化所得的烷基醇,生成醛25,其可以在吡啶中与丙二酸和
哌啶反应生成肉桂酸衍生物26。
或者,可以直接还原没食子酸甲酯21,产生的亚甲基醇(methylene
alcohol)用PCC部分氧化,得到醛27,其随后可以在吡啶中与丙二酸
和哌啶反应生成肉桂酸衍生物26。
在另一个实例中,用一当量烷基卤RX烷基化衍生物22得到一烷
基化的酯29,其随后经受氢解以去除苄基保护基。然后用LAH还原所
得苯酚生成亚甲基醇,所述亚甲基醇经PCC部分氧化形成醛30,所述
醛30可以在吡啶中与丙二酸和哌啶反应生成肉桂酸衍生物31。
图6说明用于制备三羟基化肉桂酸的一-、二-和三烷基化衍生物(34,
37和40)的合成路线实例。该合成路线包括没食子酸甲酯21和1、2或
3当量的烷基卤RX在碘化四丁铵和K2CO3的存在下分别生成一烷基化
酯32、二烷基化酯35和三烷基化酯38的初始反应。然后用LAH还原
这些酯生成各自的醇,用PCC部分氧化分别形成醛33、36和39,随后
再在吡啶中与丙二酸和哌啶反应分别生成烷基化肉桂酸衍生物34、37
和40。
图7说明用于制备二羟基化肉桂酸的一-和二烷基化物衍生物(44、
46和50)的合成路线实例。首先咖啡酸41在MeOH中酯化以生成咖啡
酸甲酯42,然后其在TBAI和K2CO3的存在下与1或2当量的烷化剂
RX反应生成一烷基化中间体43或二烷基化中间体45。然后酯43和45
在碱性条件下水解分别生成相应的酸44和46。
为制备在苯环3-位具有烷氧基的咖啡酸衍生物,首先用1当量苯甲
酰基卤化物保护酯42得到在苯环的对位具有苯甲酰氧基的受保护的衍
生物47,随后其与1当量的烷基卤反应生成一烷基化衍生物48。衍生
物48的脱保护导致形成在苯环的对位具有游离羟基和在苯环的3位具
有烷氧基的酯49。最后,酯49在碱性条件下水解生成羧酸50。
图8说明用于制备3,5-二羟基肉桂酸的烷基化衍生物的合成路线实
例。在图示的合成路线中,首先在MeOH中酯化3,5-二羟基肉桂酸51
生成3,5-二羟基肉桂酸甲酯52,然后其与1或2当量的烷化剂RX在
TBAI和K2CO3的存在下进行反应,生成一烷基化中间体53或二烷基化
中间体55。然后在碱性条件下水解酯53和55分别生成相应的酸54和
56。
类似地,间-或对香豆酸的一烷基化衍生物可以通过以下步骤制备:
在MeOH中酯化香豆酸生成香豆酸甲酯,然后其与烷化剂反应生成一烷
基化中间体。随后在碱性条件下水解该中间体生成相应的间-或对香豆
酸的烷基化衍生物。
图9-11说明用于形成二酯5和13的不同的受保护衍生物的合成路
线实例。参考图9,显示了用于形成具有酰化苯酚残基的二酯衍生物的
合成路线的实例,其包括首先用叔丁基二甲基甲硅烷基(TBS)保护二酯5
的仲羟基生成TBS-醚60,然后用酰化剂例如酰基卤酰化游离的酚羟基
生成酰化的受保护的衍生物61。然后用四丁基氟化胺(TBAF)除去TBS
基生成醇62,其再被烷基化得到酰化的烷基醚63。
图10所示的另一个实例中,TBS醚60的酚羟基被部分酰化以生成
具有一个或多个游离酚羟基的TBS醚61a。TBS醚61a用TBAF脱保护
后,所得醇62a的酚羟基用三苯甲基-Cl选择性保护以形成具有游离仲
羟基的三苯甲基化衍生物62b。然后醇62b可以再被烷基化以得到部分
酰化的烷基醚63a。
在图11所示的其他实例中,可以使用过量的酰化剂例如酰基卤酰
化二酯5的游离酚羟基和仲醇基。或者,可用三苯甲基-Cl选择性保护
二酯5的酚羟基以形成具有游离仲羟基的三苯甲基化衍生物70。随后烷
基化或酰化醇70,然后脱保护酚羟基,生成烷基化或酰化的衍生物72。
给出以下非限制性的实施例来说明本发明。
具体实施方式
实施例1:
肉桂酸缩水甘油酯(130)的制备
向溶于50mL去离子水中并加热至50°-60℃的5.66g(0.10mol)的氢
氧化钾,在搅拌下加入15g(0.10mol)肉桂酸(100)。在40-50℃的真空烘
箱中干燥所得反应浆料,得到肉桂酸钾(110)。
用于制备肉桂酸钾(110)的替代方法
在大约30℃下,向肉桂酸(100,15g,0.10mol)于THF(150mL)的溶
液中加入5.66g(0.10mol)新鲜磨碎的氢氧化钾小球粉末,生成肉桂酸钾
(110)的白色沉淀物。过滤该沉淀物并在40-50℃的真空烘箱中干燥。
将肉桂酸钾(110;5.3g;0.028mol)和催化量(0.85g;2.7mmol)的溴化
四丁铵加入到配备有机械搅拌器和回流装置的反应容器中的
50g(0.54mol)的表氯醇(120)中并加热到95°-105℃以形成混合物,使该
混合物反应60分钟。然后将混合物冷却到室温,用55mL氯仿稀释并
过滤去除固体沉淀物。依次用50mL的5%NaHCO3和去离子水洗涤有
机滤液,在30°-40℃减压蒸馏所得有机层,得到肉桂酸缩水甘油酯
(130)。
实施例2:3-(3,4-二甲氧苯基)丙烯酸(E)-3-(肉桂酰氧基)-2-羟丙酯(Id)
的制备
将3,4-二甲氧基肉桂酸(140;3.82g;18.37mol)溶解在60mL二噁烷
中并回流加热(60°-70℃)。依次将催化量(22.5mg;0.7mmol)的溴化四丁
铵和1.5g(7.35mmol)的肉桂酸缩水甘油酯(130)加入3,4-二甲氧基肉桂酸
(140)溶液中。将所得混合物加热到100°-105℃,并持续搅拌15-16小时,
然后减压蒸馏得到化合物(Id)。1H-NMR(CD3OD)δ3.81(s,3H),3.83(s,
3H),4.14(m,1H),4.27(d,4H,J=8Hz),6.42(d,1H,J=16Hz),7.64(d,
1H,J=16Hz),7.15(dd,1H,J=8Hz,2Hz),6.92(d,1H,J=8Hz),7.18(d,
1H,J=2Hz),6.53(d,1H,J=16Hz),7.70(d,1H,J=16Hz),7.35(m,3H),
7.56(m,2H)。
质子
化学位移
2,6
7.56
3,5
7.35
4
7.35
7
7.70
8
6.53
2’
7.18
5’
6.92
6’
7.15
7’
7.64
8’
6.42
10,10’
4.27
11
4.14
OCH3
3.83
OCH3
3.81
实施例3:(E)-环氧乙烷-2-基甲基3-(3,4-二甲氧苯基)(170)的制备
向溶于30mL去离子水中并加热到50°-60℃的5.0g(0.24mol)的氢氧
化钾,在搅拌下加入1.34g(0.024mol)的3,4-二甲氧基肉桂酸(140)。在
40-50℃的真空烘箱中干燥所得反应浆料,得到3,4-二甲氧基肉桂酸钾
(160)。
将3,4-二甲氧基肉桂酸钾(160;11.83g;0.048mol)和
0.772g(0.0024mol)的溴化四丁铵加入到配备有机械搅拌器和回流装置的
反应容器的55.32g(0.60mol)表氯醇(120)中,以形成混合物,使该混合物
反应60分钟并在80°-90℃下加热。然后将混合物冷却到室温,过滤以
除去固体沉淀物,并在真空下干燥以生成化合物170。
实施例4:(E)-3-(3,4-二甲氧苯基)丙烯酰氯(180)的制备
向置于反应容器中的5mL干燥的亚硫酰氯(SOCl2)中缓慢加入
4g(19mmol)的3,4-二甲氧基肉桂酸(140)和50μl干燥的N’N’-二甲基甲酰
胺。在室温下连续混合反应容器中的内容物10-15分钟,在真空下在
30-40℃干燥所得产物,得到(E)-3-(3,4-二甲氧苯基)丙烯酰氯(180)。
实施例5:3-(3,4-二甲氧苯基)丙烯酸(E)-2-(肉桂酰氧基)-3-羟丙酯
(Id’)的制备
向溶于20mL二噁烷的3,4-二甲氧基肉桂酰氯(180;2.5g;11mmol)
中,加入催化量(250mg)的溴化四丁铵和1.33g(6.5mmol)的肉桂酸缩水甘
油酯(130)。在回流下(90°-95℃)加热所得混合物,连续搅拌16-17小时,
然后减压蒸馏得到化合物(Id’)。
实施例6:咖啡酰氯(200)的制备
室温下将500mg(2.78mmol)的咖啡酸(190)溶解在12mL干燥二噁烷
中,然后在大约20分钟内在搅拌下缓慢加入600μL的SOCl2(亚硫酰氯),
生成含有咖啡酰氯(200)的反应混合物。
实施例7:二(3-(3,4-二羟基苯基)丙烯酸(2E,2’E)-2-羟基丙-1,3-二酯
(IIb)的制备
将248mg(1.39mmol)的无水甘油和催化量(300μL)的吡啶加入实施
例6的粗反应混合物中。搅拌混合物30-40分钟,然后加入大约1.0g的
NaHCO3和10mL甲醇-乙酸乙酯(50∶50)混合物。室温下再搅拌大约30
分钟后,过滤反应混合物,除去溶剂。然后在大约60℃下减压干燥反
应混合物。将干燥物质溶解在50mL乙酸乙酯中,用100mL的pH3.7
的甲酸铵洗涤三次。用Na2SO4干燥洗涤后的有机层,然后减压获得化
合物(IIb)。然后化合物(IIb)从乙酸乙酯和环己烷(1∶3)的混合物中重结晶。
1H-NMR(CD3OD)d 4.15(m,1H),4.27(m,4H),6.32(d,2H,d=16Hz),
7.60(d,2H,J=16Hz),6.95(dd,2H,J=8,2Hz),6.77(d,2H,d=8Hz),
7.05(d,2H,J=2Hz)。
质子
化学位移
2,2’
7.05
5,5’
6.77
6,6’
6.95
7,7’
7.60
8,8’
6.32
10,10’
4.27
11
4.15
实施例8:3-(4-羟苯基)丙烯酸钾(200)的制备
在60-70℃下在搅拌下将5g香豆酸190(30mmol)缓慢加入15mL的
0.002mM氢氧化钾水溶液中。在30-40℃下在真空中干燥所得香豆酸钾
(200)。
实施例9:3-(4-羟苯基)丙烯酸(E)-3-((E)-3-(3,4-二甲氧苯基)丙烯酰
氧基)-2-羟丙酯(IIc)的制备
向溶于30mL干燥二噁烷中的1.5g(5.68mmol)的3-(3,4-二甲氧苯基)
丙烯酸环氧乙烷-2-基甲酯(170),加入100mg溴化四丁铵和溶于20mL
二噁烷的2.29g(11.36mmol)的香豆酸钾(200),将产生的混合物加热到
105-110℃持续16-18小时,以生成二酯(IIc)。
实施例10:3-(3,4-二羟苯基)丙烯酸(E)-3-(丙烯酰氧基)-2-羟丙酯(Ie)
的制备
在大约30℃下在搅拌下将咖啡酸(41;18.02g;0.10mol)溶解在
THF(180mL)中,生成10%的溶液。将新鲜磨碎的氢氧化钠小球粉末
(4.00g;0.10mol)加入咖啡酸溶液中,形成咖啡酸钠(210)的固体沉淀物,
过滤并减压干燥。
在60°-70℃下,向咖啡酸钠(210;7.35mmol)于DMSO(20mL)的溶
液中加入肉桂酸缩水甘油酯(130;7.35mmol)。所得混合物加热到
60°-75℃,同时连续搅拌22-24小时,然后减压蒸馏得到化合物(Ie)。
1H-NMR(CD3OD)δ4.16(s,1H),2.28(s,4H),6.29(d,1H,J=16Hz),6.65
(d,1H,J=16Hz),6.75(d,1H,J=8Hz),6.93(1H,dd,J=8,2Hz),7.03(d,
1H,J=2Hz),7.37(m,1H),7.38(m,1H),7.55(m),7.59(d,1H,J=16Hz),
7.72(d,1H,J=16Hz)。
抗癌活性
本发明制备的化合物对于人B-16黑素瘤细胞系具有良好的体外抗
癌活性。在补充有10%FCS、0.1%碳酸氢钠和12mM谷氨酰胺的EMEM
培养基中培养该细胞系。在常规过程中,将1x104细胞接种在每孔含
有90μL体积培养基的96孔板中。在CO2的存在下温孵板24小时,使
细胞贴壁。24小时后,以五个10倍稀释物(1∶10、1∶100、1∶1000、1∶10000
和1∶100000)来评估测试化合物。往各测试孔加入100μL的测试化合物
溶液,将含有载体的培养基加入对照孔中,进一步温孵板。温孵24小
时后,将10μL的[3H]-胸苷加入各孔以获得每孔1μCi浓度,再温孵24
小时。终止板,收集细胞并通过microbeta板读数器读数。结果显示于
表1。
表1、本发明的化合物在B-16黑素瘤细胞系中的EC50值,μM
对于本发明抗癌化合物的MTT(细胞增殖和活力)试验
在补充有10%FBS(胎牛血清)的DMEM(Dulbeco’s Modified
Essential Medium)中培养正常的人成纤维细胞系(GM9503和GM8399)和
人癌细胞系MCF-7、A549、HCT116、SKOV-3和PC-3。另外,在补充
有5%FBS的RPMI 1640培养基中培养鼠科动物白血病MDAY-D2细胞。
所有培养基补充有100单位/mL的链霉素和100μg/mL的青霉素(全部来
自Hyclone,Logan,UT)。在含有5%CO2的湿润空气中在37℃下温孵细
胞。
使用溴化3-(4,5-二甲基噻唑-2-基)-2,5-二苯基四唑(MTT)减少试验
测定细胞生长和活力。以5mg/ml浓度在ddH2O(5X溶液)中配制MTT
试剂(Sigma,St.Louis,MO),过滤灭菌并储存在-20℃的暗处。
为测定每孔接种细胞的最佳数目,进行初步实验,在96孔板中检
查增加的细胞密度。以各种密度接种细胞并在96小时后在显微镜下检
查。基于这些实验和生长曲线分析,选择各细胞系的最佳细胞密度。简
言之,收获指数生长细胞,并将含有大约2000个细胞的100μL细胞悬
液涂覆在96-孔微量滴定板中。温孵24小时后,使细胞贴壁,用补充有
5%FBS的培养基中的浓度改变的测试样品(60μL/孔)处理细胞,并在5%
CO2中在37℃下温孵72小时。添加MTT后3小时,用Spectramax Plus
384板读数器用分光光度法在570nm测定形成的甲的量。
为评估新化合物对生长和活力的影响,将GM9503(正常的人成纤维
细胞;2.08x103细胞/孔)、GM8399(正常的人成纤维细胞;2.04x103细
胞/孔)、A549(人肺癌细胞;2.05x103细胞/孔)、HCT116(人结肠癌细胞;
2.19x103细胞/孔)、MCF-7(人乳腺癌细胞;2.19x103细胞/孔)、SKOV-3(人
卵巢癌细胞;2.10x103细胞/孔)、PC-3(人前列腺癌细胞;2.08x103细胞
/孔)和MDAY-D2(鼠科动物白血病细胞;2.5x103细胞/孔)接种在补充培
养基中的96孔板中。接种后24小时,用补充有5%FBS(作为对照)或用
浓度增加的化合物(IIb)、(Ie)和(Id)处理细胞。温孵72小时后,测定细
胞生长和活力。各化合物测试三次,表2-4所示数据显示对比培养基对
照的平均活细胞。
表2、体外抑制癌细胞,对比的EC50(μM)。
*NE(没有明显的抑制效果)
表3、体外抑制癌细胞,对比的IC50(μM)。
表4、体外正常的人成纤维细胞中本发明化合物的对比毒性(IC50,
μM)
如表4所示,在正常的人成纤维细胞系中,紫杉醇和咖啡酸的毒性
比化合物(IIb)、(Ie)和(Id)更大。
抗癌化合物的治疗指数比较化合物在正常细胞中的毒性和在癌细
胞中的抗增殖效果。该指数是抗癌化合物安全性的尺度。特定的抗癌化
合物在正常人细胞(例如人成纤维细胞GM9503细胞)中的IC50值与在人
癌细胞系中的IC50值的比率提供该抗癌化合物的安全性和选择性的比
较信息。表5所示的治疗指数值说明抗癌化合物(Ib)、(Ie)和(Id)与紫杉
醇(批准的抗癌药物)相比具有更大的治疗指数,因此具有更小的毒性。
这些结果是重要的,因为成功的抗癌治疗必须不仅显示抗肿瘤的细胞毒
性,而且对正常健康细胞具有可耐受的毒性。
表5、本发明抗癌化合物的治疗(安全)指数*值
*治疗指数=毒性(成纤维细胞)/抗癌抑制=IC50(GM9503)/IC50(癌细
胞系)
作用机理
用化合物(IIb)、(Ie)和(Id)处理人结肠癌细胞系HCT116并在一定时
期内观察以确定细胞死亡的机理。该实验按照下列步骤进行:
接种HCT116细胞并用各化合物处理。在各时间点,用中性显微镜
以63X放大倍率使细胞成像,然后固定。时间点为2、4、6、8、12和
16小时。
经化合物(IIb)、(Ie)和(Id)处理的细胞显示通常在细胞凋亡期间观察
到的膜气泡形态学特征(参见图12-15)。化合物(IIb)似乎是最有效的,接
着是化合物(Ie)和化合物(Id)。在4小时,各孔中的一些细胞显示膜气泡,
且大多数初始细胞群体似乎在6小时和8小时时间点经历细胞凋亡。在
10和12小时时间点,与2和4小时时间点相比,观察到明显减少的活
细胞,然而,在16小时细胞群体似乎略微增加。这可能由该时间点的
群体加倍引起。
应理解,本文公开的本发明实施方式是本发明原理的说明。可以使
用的其他修改在本发明范围内。因此,通过举例但非限制,可以根据本
文的教导使用本发明的选择性构造。因此,本发明不局限于精确显示和
描述的那些。
因此,为所有目的,本申请引用的所有专利、专利申请和出版物以
引用方式全部合并于此,如同各专利、专利申请和出版物单独表示的相
同程度。
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