砜类氮氧自由基作为辐射防护剂的应用.pdf

本发明公开了结构通式（I）所示的砜类氮氧自由基及其作为辐射防护剂的应用，其中，R1不存在或为卤素、C1-C3的烷基、C1-C3的烷氧基或-CF3；R2为氢、卤素、C1-C3的烷基、C1-C3的烷氧基或-CF3。本发明兼具自由基淬灭和保护DNA等生物活性分子、抑制细胞凋亡的作用。（1）。

权利要求书
1.  结构通式（I）所示化合物，
（1）
其中，R1不存在或为卤素、C1- C3的烷基、C1- C3的烷氧基或-CF3；
R2为氢、卤素、C1- C3的烷基、C1- C3的烷氧基或-CF3。

2.  结构通式（I）所示化合物的制备方法，技术路线如下：

以巯基乙酸和取代氯苄为原料，所获得的硫醚a在双氧水氧化下制备砜类化合物b，继而与取代苯甲醛缩合为取代苯甲酸c，再与氮氧自由基的羟基成酯，获得结构通式（I）所示化合物。

3.  权利要求1所述化合物在制备抗辐射防护药物中的应用。

说明书砜类氮氧自由基作为辐射防护剂的应用
技术领域
本发明涉及一类兼具芳香砜和氮氧自由基的辐射防护活性药物，属于医药技术领域。
背景技术
电离辐射，是指能使原子或分子电离的高能量辐射。高能量射线可以使化合物的化学键发生断裂，形成高密度自由基，正常机体难以及时清除这些自由基，在一系列蛋白和基因参与下，会进一步导致DNA损伤，引起细胞凋亡，损害骨髓干细胞、肠隐窝细胞等，引起造血系统、胃肠道系统等放射损伤。比如，辐射敏感的P53蛋白，在正常状态下可以参与细胞周期负调控、具有修复DNA和促细胞凋亡作用。受电离辐射照射后，P53发生磷酸化，继而下调Bcl2和激活Bax，进行转录调节，引起正常细胞凋亡。人体受到高能量辐射后，可引起机体一系列生理和病理改变，产生严重的辐射损害，如器官病变、辐射诱变（基因突变和染色体畸变）和辐射致癌（白血病、骨肿瘤）等。
氮氧自由基是一类针对辐射产生的有害自由基而发挥作用的防护剂，因其独特的淬灭有害自由基的方式—“催化量”反应。在生物体内，氮氧自由基通过与羟胺、铵正离子形成得失电子循环，在反应中氮氧自由基可以循环使用。它通过这种独特的“催化”模式，淬灭有害自由基，保护细胞膜和线粒体膜，从上游源头阻断射线损伤，保护生物大分子不受辐射损害，避免基因突变、细胞凋亡、组织癌变等发生。
P53在辐射诱导的DNA损伤和细胞凋亡中起重要作用。DNA损伤使蛋白P53磷酸化，进而影响下游的Bax, p21和Bcl2，引起修复中细胞周期阻滞，同时，P53的磷酸化不仅使自身活化，而且可以通过弱化它与MDM2（P53的负调节子)的相互作用而使之更稳定。芳香砜类化合物可抑制依赖P53蛋白的细胞凋亡而发生作用。它可以加速外周血恢复，保护骨髓干细胞和肠隐窝细胞，对辐射引起的骨髓造血系统和胃肠道系统损伤有很好的防护和治疗作用。
发明内容
本发明的目的是提供了一类具有高效辐射防护活性的药物。
该药物的结构通式（I）如下所示，
        
其中，R1不存在或为卤素、C1-3的烷基、烷氧基及-CF3；R2不存在或为卤素、C1-3的烷基、烷氧基及-CF3；
结构通式（I）所示化合物的制备方法如下：
        
本发明以巯基乙酸和取代氯苄为原料，所获得的硫醚a在双氧水氧化下制备砜类化合物b，继而与取代苯甲醛缩合为取代苯甲酸c，再与氮氧自由基的羟基成酯，获得终产物——砜类氮氧自由基。
本发明药效学实验证明：针对有害自由基产生的辐射上游损伤，氮氧自由基有较好的“防”效果，可以“防止上游的自由基损害”，而对DNA分子损伤、细胞凋亡等辐射下游损伤，芳香砜类化合物表现出了优秀的“护”活性，能“保护下游的受损细胞”，本发明兼具自由基淬灭和保护DNA等生物活性分子、抑制细胞凋亡的作用。
附图说明
图1为化合物1的X-单晶衍射结构图；
图2为化合物2的前体砜类苯甲酸2c的H-NMR图谱。
具体实施方式
                          
实施例1：化合物1 的合成
在250mL三颈圆底烧瓶中，将氢氧化钠固体（16g）溶解于100mL甲醇中，搅拌下滴加巯基乙酸（4.6g），再加入对氯氯苄（8.0g），反应液搅拌回流3h，TLC 监测，原料也基本反应完全，将反应液冷却，迅速倾倒入冰水中，用稀盐酸调至pH7，析出沉淀，过滤，洗涤，得到白色固体产物，用无水乙醇重结晶纯化得S-对氯苄基巯基乙酸1a，8.5g。
在250mL 单颈烧瓶中加入8.0g 上述的S-对氯苄基巯基乙酸和冰醋酸33mL，冰浴冷却，分次加入30%双氧水（29.8mL），冰浴中搅拌30min，再加热回流1h，TLC 监测，原料反应完全，将反应液冷却, 迅速倾倒入冰水中，过滤，洗涤，得到白色固体S-对氯苄基砜乙酸1b，6.1g。
在250mL 单颈烧瓶中，将6.0g 上述的S-对氯苄基砜乙酸和对羧酸苯甲醛（3.9g）溶解于35mL冰醋酸中，搅拌下，加入0.6mL苄胺，搅拌回流6h。TLC 监测，原料反应完全，将反应液冰浴冷却，得到白色固体，冰水洗涤，得到砜基取代苯甲酸1c,5.3g。
250mL 单颈烧瓶中，将2.4gTEMPOL氮氧自由基溶解于吡啶，搅拌下将5.2g上述砜基取代苯甲酸的吡啶溶液逐滴加入以上溶液，氩气保护下搅拌回流反应15h，TLC 监测反应至完全，将反应液冷却，稀盐酸处理，乙酸乙酯萃取，饱和食盐水洗涤，无水硫酸镁干燥，柱层析分离，得到橙红色晶体化合物1为3.8g，X-ray单晶衍射图如图1所示。
实施例2：化合物2 的合成
在250mL三颈圆底烧瓶中，将氢氧化钠固体（16g）溶解于100mL甲醇中，搅拌下滴加巯基乙酸（4.6g），再加入对三氟甲氧基氯苄（9.4g），反应液搅拌回流3h，TLC 监测，原料也基本反应完全，将反应液冷却，迅速倾倒入冰水中，用稀盐酸调至pH7，析出沉淀，过滤，洗涤，得到白色固体产物，用无水乙醇重结晶纯化得S-对三氟甲氧基巯基乙酸2a，9.1g。
在250mL 单颈烧瓶中加入9.0g 上述的S-对三氟甲氧基巯基乙酸和冰醋酸33mL，冰浴冷却，分次加入30%双氧水（29.8mL），冰浴中搅拌30min，再加热回流1h，TLC 监测，原料反应完全，将反应液冷却, 迅速倾倒入冰水中，过滤，洗涤，得到白色固体S-对氯苄基砜乙酸2b，6.7g。
在250mL单颈烧瓶中，将6.5g 上述的S-对氯苄基砜乙酸和对羧酸苯甲醛（3.9g）溶解于35mL冰醋酸中，搅拌下，加入0.6mL苄胺，搅拌回流6h。TLC 监测，原料反应完全，将反应液冰浴冷却，得到白色固体，冰水洗涤，得到砜基取代苯甲酸2c，5.8g，核磁图谱如图2所示。
250mL 单颈烧瓶中，将2.4gTEMPOL氮氧自由基溶解于吡啶，搅拌下将5.5g上述砜基取代苯甲酸的吡啶溶液逐滴加入以上溶液，氩气保护下搅拌回流反应28h，TLC 监测反应至完全，将反应液冷却，稀盐酸处理，乙酸乙酯萃取，饱和食盐水洗涤，无水硫酸镁干燥，柱层析分离，得到橙红色晶体化合物2为3.9g。
实施例3：化合物1-2 辐射防护药效学实验
此实施例中，以现有药物WR2721和氮氧自由基单体TEMPOL为药物对照组，考察了化合物1和2 对辐照后小鼠的生存率影响。
（1）实验方案
A. 动物模型复制及给药：将雄性昆明种小鼠随机分组：正常对照组、照射对照组、WR2721为药物对照组1、氮氧自由基TEMPOL为药物对照组2，受试药对照组，将受试药对照组按照给药剂量分为三个剂量组。给药组在辐射前40min 腹腔一次给药，对照组给予相同体积的生理盐水，除正常对照组外，其余动物接受一次性全身照射。
B. 对急性放射病小鼠存活率的影响：观测辐照小鼠的存活状况，连续记录四周，记录辐照鼠的死亡时间、数目，研究受试药的辐射防护作用。
C. 结果：正常小鼠肌肉丰满，运动有力，双眼鲜红，精神饱满，被毛光鲜。受60Co-γ照射后小鼠活动减少、食欲降低、被毛蓬松，双眼偶出血，尾部苍白等，与模型组相比：
照射前给药可显著提高照射小鼠的四周存活率。
（2）实验结果如表1-2所示