一类具有抗癌活性的特定结构的化合物及其生产方法 本专利揭示一类具有抗癌活性的特定结构的化合物及其生产方法,以及该类化合物对人和动物具有抗癌、防癌和增强免疫的作用。
本发明是关于一类具有特定化学结构的化合物,以及生产这类化合物的方法。该类化合物的结构必须由末端基团、前端基团、及与它们相互连接的长链烷基或长链烯基3个部分组成:1,末端基团必须是异丙基、仲丁基、或是叔丁基;2,末端基团必须通过长链烷基或长链烯基与前端基团相接;3,前端基团必须是极性基团,极性越强,该类化合物的抗癌作用亦越强。此外,该类化合物还有防癌与提高免疫功能的作用,而对人与动物无毒副作用。
本发明人已阐述过一组具有抗癌活性的特异支链脂肪酸,(US Patent pending SerialNo.09/173,681),在动物实验中,这些物质对很多癌细胞都能通过诱导凋亡表现抗癌活性,包括但不限于对白血病、乳腺癌、前列腺癌和肺癌,并且毒性极低。
一组特异的支链脂肪酸是指末端甲基支链、异与前异、饱和与不饱和的脂肪酸。
研究这一组脂肪酸之衍生物非常重要,因为通过研究可发现抗癌活性更强、化学性质更稳定(生物半衰期更长)。水溶性更好、更易于吸收的新物质。
本发明的主要内容是揭示一类具有特定化学结构的化合物。该类化合物的结构必须由末端基团、前端基团、及与它们相互连接的长链烷基或长链烯基三部分组成:
1,末端基团必须是异丙基或仲丁基
2,末端基团必须通过长链烷基或长链烯基与前端基团相连,长链碳的个数是介于5-19的整数。
3,前端基团必须是具有极性的基团,该基团极性越大,抗癌效果越强。这是本发明的关键部分,因为如果该基团是不带极性的,那么这类化学结构地化合物就失去抗癌活性及其他生物活性。
这类化合物可以用人工合成方法获得,也可以是存在自然界生物体中。
本发明揭示一类具有特定化学结构的化合物。该类化合物的结构必须由末端基团、前端基团、及与它们相互连接的长链烷基或长链烯基三部分组成:
1,末端基团必须是异丙基或仲丁基
2,末端基团必须通过长链烷基或长链烯基与前端基团相连,长链碳的个数是介于5-19的整数。
3,前端基团必须是具有极性的基团,该基团极性越大,抗癌效果越强。这是本发明的关键部分,因为如果该基团是不带极性的,那么这类化学结构的化合物就失去抗癌活性及其防癌和提高免疫功能的活性作用。这类化合物可以用以下结构表示:其中n=5~19,m=0~n/2;R为任何具有极性的基团,R可以是,但不限于以下几类结构:苯酚胺基 其中酚羟基数目为1-5,可以在结构允许的任何位置上,例如 酰基衍生物
-CO-R1,其中R1可以为,但不限于以下结构:
苯酚胺基(其中酚羟基数目为1-5,可以在结构允许的任何位置上)、氨基酸、葡萄糖、二乙胺、呱啶、吡咯烷、吗啉、或羟基-羧基-苯胺基(其中羟基、羧基可在结构允许的任何位置)。 羟基取代苯甲酰氧基衍生物如 羟基苯甲酰基
其中酚羟基数目为1-5个,可以在结构允许的任何位置。羟基苯基
其中酚羟基数目为1-5个,可以在结构允许的任何位置。α-取代羧酸衍生物,其结构可以用一般式表示如下:
R2可以为卤素、氨基等基团。R亦可以是CHCOOH,该结构的化合物是不饱和的支链脂肪酸。必须指出不饱和的支链脂肪酸比饱和的支链脂肪酸抗癌活性强,其不饱和的双键位置越靠近羧基,其抗癌活性越大。这正是本发明所指出的关键:不饱和双键越靠近羧基,就越增强了R基团的极性,使其抗癌活性增强。详见实验2。
用化学合成方法可以获得以上所述的特定结构的化合物,本发明的化学合成方法可以、但不限于以下的方法。
1,末端是异丙基和仲丁基的基团以及所需的烷基与烯基,可以从相应的异脂肪酸和前异脂肪酸获取。叔丁基基团以及所需的烷基和烯基,可以从相应的叔脂肪酸合成。叔脂肪酸的一般结构式为: 其中n=5~19,m=0~n/2的整数,该化合物具有抗癌活性。
现以12,12-二甲基十三烷酸为例,说明该类化合物的合成方法。
将十二烷二酸单甲酯、新戊酸、金属钠的无水甲醇溶液进行电解反应,制得12,12-二甲基十三烷酸甲酯,用NaOH水解,制得12,12-二甲基十三烷酸,(12,12-Dimethyl-tridecanoic acid)。
详细操作见实施例一。
2,前端基团R是苯酚胺基类化合物。现以N-(11-甲基十二烷基)-4-氨基-1,2-苯二酚为例,说明该类化合物的合成方法。
将11-甲基十二烷酸甲酯用金属钠和甲醇还原为11-甲基-1-十二醇,将其与氯化亚砜反应得到11-甲基-1-氯十二烷,再将其与4-氨基-1,2-苯二酚反应制得N-(11-甲基十二烷基)-4-氨基-1,2-苯二酚,(N-(11-Methyldodecyl)-4-amino-1,2-benzerdiol)。
3,前端基团R是酰基衍生物-CO-R1
(1)R1为苯酚胺基类化合物。现以N-(13-甲基十四烷酸酰)-4-氨基-1,2-苯二酚为例,说明该类化合物的合成方法。
将13-甲基十四烷酸和氯化亚砜反应制得13-甲基十四烷酰氯,将其与4-氨-1,2-苯二酚在NaOH水溶液中反应,制得N-(13甲基十四烷酸酰)-4-氨基-1,2-苯二酚,(N-(13-Methyltetracanoyl)-4-amino-1,2-benzendiol)。
详细操作见实施例二。
(2)R1为氨基酸、葡萄糖、二乙胺、呱啶、吡咯烷、吗琳等物质。现以N-(13-甲基十四烷酸酰)-L-谷氨酸为例,说明该类化合物的合成方法。
将13-甲基十四烷酸与氯化亚砜反应,制得13-甲基十四烷酰氯,将其与L-谷氨酸在NaOH水溶液中反应,制得N-(13甲基十四烷酸酰)-L-谷氨酸,(N-(13-Methyltetradecanoyl)-L-glulamic acid)。
详细操作见实施例三。
4,前端基团R是羟基取代苯甲酰氧基。现以3,4,5-三羟基苯甲酸-13-甲基十四烷基酯为例,说明该类化合物的合成方法。
在金属钠的甲苯溶液中,滴加13甲基十四烷酸甲酯的无水甲醇溶液,加毕,加热回流直到金属钠消失。加入少量水,回流,使固体全部溶解,酸化,过滤,蒸除溶剂,残液进行真空减压分馏,收集140-142℃/1mmHg馏分,得13-甲基十四烷醇。
将13-甲基十四烷醇,3,4,5-三羟基苯甲酸在浓硫酸存在下,以甲苯回流带水进行酯化反应,制得3,4,5-三羟基苯甲酸-13甲基十四烷基酯。
5,前端基团R是2,4-二羟基苯甲羰基
现以1-(2,4-二羟基苯基)-1-(13-甲基十四酮)的合成为例,说明该类化合物的合成方法。
将13甲基十四烷酸和间苯二酚在无水氯化锌存在下进行缩合反应,制得1-(2,4-二羟基苯基)-1-(13-甲基十四酮),(1-(2,4-Dihydroxyphenyl)-1-(13methyl)-tetradecanone)。
详细操作见实施例四。
6,前端基团R是2,4-二羟基苯基
现以4-(13甲基十四烷基)-1,3-苯二酚的合成为例,说明该类化合物的合成方法。
将1-(2,4-二羟基苯基)-1-(13-甲基)十四酮通过锌粉、盐酸进行还原反应,制得4-(13甲基十四烷基)-1,3-苯二酚,(4-(13-Methyltetradecyl)-1,3-benzenediol)。
7,前端基团R是α-取代羧酸衍生物。现以2-氨基-13甲基十四烷酸为例,说明该类化合物的合成方法。
将13-甲基十四烷酸与溴在少量三氯化磷存在下,制得2-溴-13-甲基十四烷酸。再将其与氨水反应,制得2-氨基-13-甲基十四烷酸,(2-Amino-13-methyl-tetradecanoicacid)。
8,前端基团R是CHCOOH。现以15-甲基-2-十六烯酸合成为例,说明该类化合物的合成方法。
将13-甲基十四烷酸甲酯,用金属钠和甲醇进行还原反应,制得13-甲基-1-十四烷醇。将其用氯铬酸吡啶盐氧化制得13-甲基十四醛。将13-甲基十四醛、丙二酸进行缩合反应,制得15-甲基-2-十六烯酸,(15-Methyl-2-hexadecenoic acid)。
详细操作见实施例五。实验一
按本发明所揭示的特定化学结构,用本发明所指出的生产方法合成出如下物质:12,12-二甲基十三烷酸,12,12-二甲基十三烷酰-4-氨基-1,2-苯二酚,N-(12甲基十四烷酸酰)-4-氨基-1,2-苯二酚,1-(2,4-二羟基苯基)-1-(十三甲基十四酮),4-(13甲基十四烷基)-1,3-苯二酚,2-氨基-13甲基十四烷酸,N-(13甲基十四烷酸酰)-4-氨基-2-羟基苯甲酸,N-(13-甲基)-十四碳酰基-L-苯丙氨酸,N-(13-甲基)-十四碳酰基-L-丙氨酸,N-(13-甲基)-十四碳酰基甘氨酸,N-(13-甲基)-十四碳酰基-L-缬氨酸,N-(13-甲基)-十四碳酰基-L-亮氨酸,N-(13-甲基)-十四碳酰基-L-异亮氨酸,N-(13-甲基)-十四碳酰基-L-脯氨酸,N,N-二乙基-13-甲基-十四碳酰胺,N-(13-甲基)-十四碳酰基哌啶,N-(13-甲基)-十四碳酰基吡咯烷,N-(13-甲基)-十四碳酰基吗啉,10,10-二甲基十一烷酸,2-氨基-13甲基十四烷酸,N-(13-甲基十四烷酸酰)-2-氨基-2-脱氧葡萄糖。用上述化学合成的物质,以13-甲基十四烷酸为阳性对照,进行体外抗癌活性实验。
试剂及配制方法
准确称取样品各5mg,加0.5mlDMSO溶解,4℃冰箱保存。临用时用无血清的1640培养液稀释到所需的浓度。
实验方法
人白血病K562细胞株,1640培养液含5%血清,37℃ 5%CO2条件下培养,每两天传代一次。实验时接种于96孔培养板,每孔4×104个细胞。同时加药作用48小时。用台盼蓝排染法计数活细胞,Bliss法计算IC50和IC95。
小鼠黑素瘤B16细胞株,1640培养液含5%血清,37℃ 5%CO2条件下培养,胰蛋白酶消化,每两天传代一次。实验时接种于55孔培养板,每孔2×104个细胞。12小时后细胞贴壁生长,加药作用48小时。SRB法测定贴壁细胞量:每孔加50μl 5%TCA固定1小时,用去离子水洗涤3次,凉干后加50μl 1%SRB染液,作用10分钟,1%醋酸洗涤3次,加0.2ml Tris缓冲液(pH=9.6)。在510nm处,用酶标仪测光密度。结果表1,特定化合物与13甲基十四烷酸对K562和B16细胞的IC50、IC95(μg/ml)
实验二将化学合成获得的N-(13甲基十四烷酸酰)-4-氨基-苯酚,N-(13甲基十四烷酸酰)-4-氨基-1,2-苯二酚,3,4,5-三羟基苯甲酸-13甲基-十四烷基酯,作癌细胞体外抗癌效果对比实验,以13甲基十四烷酸为阳性对照药物。
试剂及配制方法
准确称取样品各5mg,加0.5mlDMSO溶解,4℃冰箱保存。临用时用无血清的1640培养液稀释到所需的浓度。
实验方法同实验一
结果表2,三种特定化合物与13甲基十四烷酸对K562和816细胞的IC50、IC95(μg/ml)K562B16IC50IC95IC50IC9513甲基十四烷酸27.140.825.139.2N-(13甲基十四烷酸酰)-4-氨基-苯酚25.536.323.735.4N-(13甲基十四烷酸酰)-4-氨基-1,2-苯二酚8.611.57.611.73,4,5-三羟基苯甲酸-13甲基-十四烷基酯3.87.33.17.0
从上述实验结果可以看出,R基团上的羟基数目增加,其极性增大,相应的抗癌活性也增强。实验三不饱和支链脂肪酸与饱和支链脂肪酸的抗癌活性对比
用化学合成的15-甲基-2-十六烯酸、15-甲基-6-十六烯酸、9-甲基-2-癸烯酸、9-甲基-6-癸烯酸,和15-甲基-十六烷酸、9-甲基-癸酸,做癌细胞体外抗癌效果对比实验。
实验方法同实验一。
结果
表3,饱和与不饱和支链脂肪酸的抗癌活性对比
从上述实验结果可以看出,不饱和支链脂肪酸比饱和支链脂肪酸抗癌活性强,其不饱和双键必须是靠近COOH,这样会加强R基团的极性,达到增强抗癌活性的效果。实验四抗癌活性体内药效对比实验(实体瘤型)
用小鼠宫颈癌U14模型做实验。取TCR系小鼠40只,雄性,体重19-22g,随机分成4组,每组10只,按常规于各鼠的右前肢腋部皮下接种U14小块(约2mm3/粒)后,取2组分别灌胃(i.q.)N-(13甲基十四烷酸酰)-4-氨基-1,2-苯二酚与13甲基十四烷酸,用量各为0.4g/kg,每日一次,11日/疗程,其余两组分别i.g.环磷酰胺(CTX)25mg/kg(d1)和水0.2ml/10g,作为对照组。疗程结束次日,处死所有小鼠,剖瘤称重,计算抑瘤率,并进行t检验。
结果如表。
表4,抗癌活性体内药效对比实验结果
从上述实验结果可以看出,N-(13甲基十四烷酸酰)-4-氨基-1,2-苯二酚比13甲基十四烷酸有更好的抗癌效果,其效果与环磷酰胺相当。从小鼠体重变化也看不出有毒性。实验五抗癌活性体内药效对比实验(腹水型)
ICR系小鼠40只,雌性,18~219,随机分为4组,每组10只,按常规于每鼠腹腔注射小鼠肝癌(腹水型)HAc悬液(107细胞/mm3)0.2ml/只。取其中2组分别i.g.N-(13甲基十四烷酸酰)-4-氨基-1,2-苯二酚与13甲基十四烷酸400g/kg,每日一次,直至死亡。另2组分别i.g.5-Fu 25mg/kg(d1,3,5)和水0.2ml/10g,分别做为阳性对照组和模型对照组。以荷瘤鼠存活天数为指标计算给药组的生命延长率,结果进行t检验。结果详见表5。
表5,化合物对腹水型肝癌HAC荷瘤鼠的生命延长作用药物鼠数体重(g,X±SD)存活期(日,X±SD)生命延长率(%)药前药后水0.2ml/10g1019.7±1.334.9±3.59.8±1.113-甲基十四烷酸0.4g/kg1019.6±1.246.2±6.514.6±1.848.9N-(13甲基十四烷酸酰)-4-氨基-1,2-苯二酚0.4g/kg1019.5±1.147.8±6.316.5±1.968.45-Fu25mg/kg(d1,3,5)1019.6±1.243.7±12.814.1±1.243.9实验六N-(13-甲基十四烷酸酰)-4-氨基-1,2-苯二酚对人乳腺癌MCF7ras移植裸鼠的药效实验
材料与方法
雌性裸鼠Balb/c-nu/nu 30只,6周大,体重18-22g,整个实验中喂养在SPF的环境中。
在无菌条件下,进行人乳腺癌MCF7ras皮下移植手术。将瘤块切成小块(约0.18×0.18×0.20mm),用套针从皮下注入各只裸鼠的右乳脂垫。移植后随机分成3组,每组10只。实验组在接种后第二天开始灌胃N-(13-甲基十四烷酸酰)-4-氨基-1,2-苯二酚,日剂量为400mg/kg。其余两组分别灌胃环磷酰胺(CTX)25mg/kg和水0.2ml/10g作为对照组。23天后处死所有裸鼠,剖瘤称重,计算抑瘤率,并进行t检验。
结果
表6,N-(13-甲基十四烷酸酰)-4-氨基-1,2-苯二酚对人乳腺癌MCF7ras的瘤重抑制率
从上述实验可以看出,N-(13-甲基十四烷酸酰)-4-氨基-1,2-苯二酚对人乳腺癌MCF7ras有很强的抑制作用,从体重曲线看出无毒副作用。
此外,用N-(13-甲基十四烷酸酰)-4-氨基-1,2-苯二酚对人前列腺癌细胞DU145、人胃癌细胞SNU-1、人肺癌细胞H1688、人直肠癌细胞HCT116、人肝癌细胞SNU-423、人胰腺癌细胞CRL-1687、人中枢神经系统(CNS)癌细胞SF-268、人肾癌细胞Caki-1、人黑素瘤细胞SK-MEL-5做过抗癌活性实验。以台盼蓝排染法计算活细胞数,计算抑制率,按直线回归法求N-(13-甲基十四烷酸酰)-4-氨基-1,2-苯二酚对上述各种人癌细胞的IC90为8.3μg/ml-23.2μg/ml。
本发明所合成的有特定结构的新化合物,对人的各种癌细胞均有显著的杀伤作用,而对人的外周血淋巴细胞在剂量大于400μg/ml时仍无杀伤作用。实验七N-(13-甲基十四烷酸酰)-4-氨基-1,2-苯二酚(样品)对於紫外线B(UVB)引起皮肤癌的药物预防作用
材料与方法
用脂质体包裹N-(13-甲基十四烷酸酰)-4-氨基-1,2-苯二酚,终浓度为10%。
30只雌性没有毛的SKH-1小鼠随机分成对照组和实验组,每组15只,每只老鼠均用5.12μgDMBA溶於200μl丙酮的药液外敷一次,引发皮肤癌。一周後(第8天),实验组老鼠开始每只每天涂200μl的本样品溶液,对照组每只每天涂200μl脂质体溶剂,并於涂药30分钟後用紫外线B(即290~320nm)照射,剂量为(180mJ/cm2/天)以达到紫外线B辐射促使肿瘤生长。30周後检查小鼠的皮肤癌发展。
结果
实验结果表明,本样品在皮肤癌诱发阶段能起预防作用。在实验结束时看到,经N-(13-甲基十四烷酸酰)-4-氨基-1,2-苯二酚处理过的实验组小鼠皮肤癌发病率降低53%:而且与对照组相比,实验组发病鼠的肿瘤大小亦减小87%。
本发明揭示的特定结构的化合物,不限于N-(13-甲基十四烷酸酰)-4-氨基-1,2-苯二酚,也不限于对皮肤癌有预防作用。由于它们是无毒物质,人或动物经常服用,亦能预防各种癌症的发生。实验八N-(13-甲基十四烷酸酰)-4-氨基-1,2-苯二酚(样品)对免疫功能的影响
1.网状内皮系统吞噬功能
取ICR系小鼠50只,雌性,19~249,随机分为5组,每组10只。其中,正常对照组(组1)每日i.g.水O.2ml/10g;阳性对照组(组2)于d1,6分别i.g.CTX 25 mg/kg;其余3组小鼠为样品给药组,分别观察单用本样品0.4g/kg×9d(组3),以及在CTX抑制免疫的同时本样品0.1g/kg(组4)和0.4g/kg(组5)i.g.×9对免疫功能的影响。末次给药后30分钟,各鼠尾静脉注射一得阁(1∶10)0.15ml/只,并于此后1和5分钟分别取血清20μl加入0.1%NaCO3中摇匀,测定OD680,计算廓清指数K=(lgOD1-lgOD2)/(t2-t1),结果进行t检验,详见表7。
表7本样品对正常及免疫抑制小鼠血清碳粒廓清指数的影响药物(i.g.)鼠数K值(X±SD)P值与组1比与组2比水0.2ml/10g100.0782±0.0342<0.001CTX25mg/kg100.0238±0.0161<0.001本样品400mg/kg100.0812±0.0290>0.05<0.001本样品100mg/kg+CTX25mg/kg100.0412±0.0310<0.001<0.001本样品400mg/kg+CTX25mg/kg100.0543±0.0410<0.001<0.001
表7提示,N-(13-甲基十四烷酸酰)-4-氨基-1,2-苯二酚对正常小鼠碳廓清率无明显影响(P1,3>0.05),而对因CTX抑制的小鼠碳廓清有所提高(P2,4以及P2,5均<0.001)。
2.血清溶血素生成
取ICR系小鼠50只,雄性,20~23g,随机分为5组,每组10只,给药情况同上法(实验六之1.),但在给药后第6天给各鼠腹腔注射(i.p)3:5(V/V)绵羊血RBC悬液0.2ml/只,进行免疫4天后(d10),取血分离血清并稀释600倍。取稀释后的血清1ml,加入10%绵羊血RBC悬液0.5ml混匀。空白管以生理盐水代替血清,37℃温育30分钟,离心(2000r/min)5分钟,取上清液测OD540,计算半数溶血素HC50=(样品OD/半数溶血OD)×稀释倍数。
结果进行t检验,详见表8。
表8本样品对正常及免疫抑制小鼠血清溶血素生成的影响
从表8可见,N-(13-甲基十四烷酸酰)-4-氨基-1,2-苯二酚无论对正常或被CTX抑制的小鼠血清溶血素生成均无明显影响(P1,3,P2,4及P2,5均高于0.05)。这提示,本样品对机体的体液免疫无明显影响。
3.迟发超敏反应
取ICR系小鼠50只,雌性,18~21g,随机分为5组,每组10只,各组给药情况同上(实验六之1.),但是在疗程第5日各鼠经尾静脉注射10%绵羊血RBNC悬液50μl/只,致敏4日(即d8)后,于各鼠左、右后肢足跖皮下注射10%绵羊血RBC悬液和生理盐水20μl,经过24小时,测定各足掌厚度,并以左、右足掌厚度之差值为指标进行t检验,详见表9。
表9本样品对正常及CTX抑制小鼠迟发超敏反应的影响
从表9可见,N-(13-甲基十四烷酸酰)-4-氨基-1,2-苯二酚对正常小鼠以及受CTX抑制的小鼠迟发超敏反应均无抑制作用,P1,3,P2,4以及P2,5均高于0.05。这说明本样品对细胞免疫水平无明显影响。
4.免疫器官重量
迟发超敏反应试验(实验六之3.)结束的小鼠处死后,分别摘除胸腺和脾脏,计算相关的脏器系数(mg/10g体重),结果进行t检验,详见表10。表10本样品对正常及CTX抑制免疫小鼠脾、胸腺系数的影响药物(i.g.)鼠数胸腺系数(mg/10g)脾系数(mg/10g)水0.2ml/10g103.623±1.3694.513±0.895CTX25mg/kg101.387±0.7012.287±1.023本样品400mg/kg103.505±1.2124.132±0.487本样品100mg/kg+CTX25mg/kg102.591±0.5172.395±0.894本样品400mg/kg+CTX25mg/kg103.165±0.6353.085±1.152
表10提示,N-(13-甲基十四烷酸酰)-4-氨基-1,2-苯二酚对正常小鼠的免疫器官重量无明显影响(无论是胸腺或脾脏P1,3均大于0.05)。对于受CTX抑制免疫功能的小鼠(单用CTX时P1,2均小于0.001),合用本样品后,脾脏和胸腺重量均有所改善,胸腺系数提高在统计学上差异有显著意义(P2,5及P2,4均小于0.001)。这说明,N-(13-甲基十四烷酸酰)-4-氨基-1,2-苯二酚与目前临床常用的抗癌化合物不同,在抗癌剂量下不抑制免疫功能。
本发明所揭示的特定结构化合物,均能象N-(13-甲基十四烷酸酰)-4-氨基-1,2-苯二酚一样,不但不抑制生物体的免疫功能,反而有提高免疫功能的作用。当它们与其他化疗药物合用时,能减轻其他化疗药物的毒副作用。实验九N-(13-甲基十四烷酸酰)-4-氨基-1,2-苯二酚(样品)的小鼠急性毒性实验
1.灌胃:在预试验证明无法测出本样品灌胃LD50的基础上,取ICR系小鼠20只,18~20g,雌雄各半,每鼠i.g.本样品2.5g/kg,2次/日,连续观察14日。结果,所有受试鼠除给药第1、2日食料消耗量减少外,未见其他异常,全部健在,提示,本样品口服LD50超过5g/kg,基本无毒。
2.皮下注射:在预试验基础上,取ICR系小鼠20只,18~20g,雌雄各半,于背部脊柱左、右侧各皮下注射本样品1g/kg,连续观察14日,结果,给药后所有小鼠无明显异常表现,全部健在。这提示,本样品皮下注射LD50大于2g/kg。属于基本无毒。实验十N-(13-甲基十四烷酸酰)-4-氨基-1,2-苯二酚的抗癌机理研究
1,N-(13-甲基十四烷酸酰)-4-氨基-1,2-苯二酚(样品)引起细胞凋亡
本样品对癌细胞的杀伤作用是通过引起癌细胞自行死亡(凋亡),这是由以下两种实验所证实:
(1)原位细胞凋亡实验
白血病细胞株K562及肝癌细胞株SNU-423经本样品处理后制片,并用原位细胞凋亡测试盒(Boehringer Mannheim)检测细胞凋亡情况。检测结果表明,癌细胞经本样品处理4小时和8小时后,显示大量的染色细胞,并明显高于对照组的水平,证明本样品引起了细胞凋亡。
(2)DNA片段化实验
白血病细胞株K562及肝癌细胞株SNU-423经本样品处理后,细胞内DNA采用凋亡片段化试剂盒(Apo-alert PCR kit,Clontech,CA)检验。8小时及24小时处理组经电泳后,可见DNA片段的条带,这证明本样品确实引起凋亡。
2,N-(13-甲基十四烷酸酰)-4-氨基-1,2-苯二酚(样品)引起细胞凋亡与Caspase途径密切相关
本样品引起癌细胞凋亡的分子机理与Caspase途径关系密切,这体现在:
(1)细胞色素C由线粒体进入胞浆
癌细胞经本样品处理后,4小时起即可在胞浆中通过蛋白杂交测到细胞色素C的存在,证明本样品的处理促使细胞色素C由线粒体进入胞浆,这个变化已被许多实验证实为Caspase活化的先前步骤。
(2)Caspase的多种底物,包括Lamin-B、Rb及PARP被降解。
通过蛋白抗体杂交实验,可以发现Lamin-B、Rb及PARP从处理4小时后即有被切断的小片段出现。与大部分文献报道一致,这证明Caspase的活化致使这些底物被降解。Rb的去磷酸化也可观察到,这与已有文献中关于去磷酸化的Rb可引起游离的癌细胞死亡的报道一致。
本发明所指的特定结构化合物,无论是从化学合成获得,或是从自然界生物体内提取获得,或是不经提取连同生物体一起使用,均对人和动物有显著抗癌防癌效果。它们可以制成液体、粉剂、片剂、针剂、胶囊,或经脂质体包裹,或以乳剂、膏剂或洗液供口服、注射、或外用。实施例一12,12-二甲基十三烷酸的合成
将十二烷二酸单甲酯139g(0.56mol),新戊酸56g(0.56mol),金属钠0.65g(0.028mol),无水甲醇1390ml在2.0A的直流电源下进行电解反应,直至反应液呈碱性,蒸除甲醇,水洗,真空分馏,收集120℃/0.4mmHg馏分,得12,12-二甲基十三烷酸甲酯21.5g。将上述用10%NaOH 53.5ml,甲醇64.5ml,回流2小时,蒸除甲醇,用10%HCl调至pH=2,冷却,过滤,水洗至中性,得白色固体,真空分馏,收集170℃/0.4mmHg馏份,乙醇重结晶,得12,12,二甲基十三烷酸15.8g。实施例二N-(13-甲基十四烷酸酰)-4-氨基-1,2-苯二酚的合成
在1000ml的三口烧瓶中加入69.55g(0.5mol)的对硝基酚和200ml浓盐酸,加热溶解后冷却,在搅拌下缓慢滴加含61.25g(0.5mol)KClO3的水溶液600ml,滴完后在常温下搅拌1小时,放置过夜,抽滤,蒸馏水洗涤。所得固体用稀乙酸水溶液重结晶,得淡黄色针状结晶,得2-氯-4-硝基苯酚,熔点110-111℃,得率91%。
将64.44g(0.4mol)2-氯-4-硝基苯酚和300ml 4M的NaOH水溶液加热回流6小时,冷却,抽滤,结晶用少量60℃热水溶,再用10%HCl液调PH=2,搅拌下冷却,过滤,所得固体用水重结晶,得4-硝基-1,2-苯二酚,得率84%。
向1000ml的三口烧瓶中加入4-硝基-1,2-苯二酚49.6g(0.32mol),再加入403ml的水和16ml浓HCl液(0.16mol),在搅拌下分批加入83.2g(1.28mol)的Zn粉,加毕,加热回流8小时,冷却,抽滤,沉淀物用95%乙醇充分洗涤,洗涤液用活性炭脱色,过滤,蒸除乙醇至溶液微混浊,冷却,置冰箱冷冻,抽滤得4-氨基-1,2-苯二酚,得率75%。
将23.2g(0.18mol)的4-氨基-1,2-苯二酚用95%乙醇溶解,在冰盐浴下,同时滴加140ml 2M的NaOH液和含23.2g(0.18mol)13-甲基-十四碳酰氯的二氯甲烷溶液150ml,滴毕于室温搅拌6小时。用HCl调PH=3,冷冻,过滤,水洗至中性,沉淀物用50%乙醇重结晶,得N-(13-甲基十四烷酸酰)-4-氨基-1,2-苯二酚,熔点85-86℃,得率85%。实施例三N-(13-甲基)-十四碳酰基-L-苯丙氨酸的合成
在10 ml圆底烧瓶中加入1.0 g(4.1mmol)13-甲基-十四碳羧酸和2 ml二氯亚砜,加热回流4小时,蒸去二氯亚砜,加入10 ml石油醚带除残余的二氯亚砜,所得酰氯直接进行下一步反应。
在50 ml三颈瓶中加入苯丙氨酸682.6 mg(4.1mmole)和2M的氢氧化钠水溶液3.1ml(6.2mmol),搅拌至溶解。于冰水浴条件下,由两个恒压漏斗同时滴入2M的氢氧化钠水溶液3.1ml(6.2 mmol)和上述所得酰氯的二氯甲烷溶液10 ml,滴毕,于室温搅拌6小时,在反应中有大量白色固体产生。向反应液中加入乙醇,使固体溶解,蒸去有机溶剂,向剩余物中加入少量水,使呈澄明溶液,滴入10%的稀盐酸,析出白色固体,滤集后,乙醇-水重结晶得白色固体1.0 g,产率92.8%,mp.105-107℃。1H-NMR(CDCl3):δ7.16-7.34(m,4H,ArH),5.88(m,1H,NH),4.88(m,1H,CH),3.20(m,2H,CH2),2.19(m,2H,COCH2),1.52(m,3H,CH,CH2),1.26(m,18H),0.88(d,6H,2CH3);MS(m/e):389(M+,1),148(40),91(100),57(10),43(20)。
2,N-(13-甲基)-十四碳酰基-L-丙氨酸的合成
在10 ml圆底烧瓶中加入1.0g(4.1mmol)13-甲基-十四碳羧酸和2 ml二氯亚砜,加热回流4小时,蒸去二氯亚砜,加入10 ml石油醚带除残余的二氯亚砜,所得酰氯直接进行下一步反应。
在50 ml三颈瓶中加入丙氨酸368.2 mg(4.1mmol)和2M氢氧化钠水溶液3.1 ml(6.2mmol),搅拌至溶解。于冰水浴条件下,由两个恒压漏斗同时滴入2M的氢氧化钠水溶液3.1ml(6.2 mmol)和上述所得酰氯的二氯甲烷溶液10 ml,滴毕,于室温搅拌6小时,在反应中有大量白色固体产生。向反应液中加入乙醇,使固体溶解,蒸去有机溶剂,向剩余物中加入少量水,使呈澄明溶液,滴入10%的稀盐酸,析出白色固体,滤集后,乙醇-水重结晶得白色固体1.01 g,产率78.7%,mp.65-67℃。1H-NMR(CDCl3):δ6.03(m,1H,NH),4.61(m,1H,CH),2.21-2.41(m,5H,COCH2,CH3),1.62(m,2H,CH2),1.50(m,1H,CH),1.17-1.28(m,18H),0.88(d,6H,2CH3);MS(m/e):284(M-29,1),242(20),199(20),129(30),73(80),60(75),43(100)。
3.N-(13-甲基)-十四碳酰基甘氨酸的合成
在10 ml圆底烧瓶中加入600 mg(2.48 mmol)13-甲基-十四碳羧酸和2 ml二氯亚砜,加热回流4小时,蒸去二氯亚砜,加入10 ml石油醚带除残余的二氯亚砜,所得酰氯直接进行下一步反应。
在50 ml三颈瓶中加入甘氨酸186.1 mg(2.48 mmol)和2M的氢氧化钠水溶液2.48 ml(4.96mmol),搅拌至溶解。于冰水浴条件下,由两个恒压漏斗同时滴入2M的氢氧化钠水溶液2.48ml(4.96 mmol)和上述所得酰氯的二氯甲烷溶液10 ml,滴毕,于室温搅拌6小时,在反应中有大量白色固体产生。向反应液中加入乙醇,使固体溶解,蒸去有机溶剂,向剩余物中加入少量水,使呈澄明溶液,滴入10%的稀盐酸,析出白色固体,滤集后,乙醇-水重结晶得白色固体0.52 g,产率70.1%,mp.78-81℃。1H-NMR(CDCl3):δ5.98(m,1H,NH),4.09(m,2H,CH2),2.27(m,2H,COCH2),1.62(m,2H,CH2),1.50(m,1H,CH),1.15-1.32(m,18H),0.86(d,6H,2CH3);MS(m/e):299(M+,2),130(25),117(100),99(60),76(30),44(30)。
4.N-(13-甲基)-十四碳酰基-L-缬氨酸的合成
在10 ml圆底烧瓶中加入1.0 g(4.1 mmol)13-甲基-十四碳羧酸和2 ml二氯亚砜,加热回流4小时,蒸去二氯亚砜,加入10 ml石油醚带除残余的二氯亚砜,所得酰氯直接进行下一步反应。
在50 ml三颈瓶中加入缬氨酸484mg(4.1 mmol)和2M的氢氧化钠水溶液3.1 ml(6.2mmol),搅拌至溶解。于冰水浴条件下,由两个恒压漏斗同时滴入2M的氢氧化钠水溶液3.1ml(6.2 mmol)和上述所得酰氯的二氯甲烷溶液10 ml,滴毕,于室温搅拌6小时,在反应中有大量白色固体产生。向反应液中加入乙醇,使固体溶解,蒸去有机溶剂,向剩余物中加入少量水,使呈澄明溶液,滴入10%的稀盐酸,析出白色固体,滤集后,乙醇-水重结晶得白色固体1.07 g,产率76.5%,mp.79-81℃。1H-NMR(CDCl3):δ6.00(m,1H,NH),4.60(m,1H,CH),2.21-2.44(m,3H,COCH2,CH),1.64(m,1H,CH),1.17-1.26(m,20H),0.99(m,6H,2CH3),0.88(d,6H,2CH3);MS(m/e):341(M+,1),242(15),159(35),141(25),72(100),43(40)。
5.N-(13-甲基)-十四碳酰基-L-亮氨酸的合成
在10 ml圆底烧瓶中加入1.0 g(4.1 mmol)13-甲基-十四碳羧酸和2 ml二氯亚砜,加热回流4小时,蒸去二氯亚砜,加入10 ml石油醚带除残余的二氯亚砜,所得酰氯直接进行下一步反应。
在50 ml三颈瓶中加入亮氨酸542 mg(4.1 mmol)和2M的氢氧化钠水溶液3.1 ml(6.2mmol),搅拌至溶解。于冰水浴条件下,由两个恒压漏斗同时滴入2M的氢氧化钠水溶液3.1ml(6.2 mmol)和上述所得酰氯的二氯甲烷溶液10 ml,滴毕,于室温搅拌6小时,在反应中有大量白色固体产生。向反应液中加入乙醇,使固体溶解,蒸去有机溶剂,向剩余物中加入少量水,使呈澄明溶液,滴入10%的稀盐酸,析出白色固体,滤集后,乙醇-水重结晶得0.94g,产率93.4%,mp.84-87℃。1H-NMR(CDCl3):δ5.86(m,1H,NH),4.62(m,1H,CH),2.38(m,2H,CH2),2.29(t,2H,COCH2),1.74(m,2H,CH2),1.51(m,1H,CH),1.17-1.27(m,18H),0.97(d,6H,2CH3),0.88(d,6H,2CH3);MS(m/e):355(M+,2),299(20),173(80),155(35),132(40),117(65),86(100),44(40)。
6.N-(13-甲基)-十四碳酰基-L-异亮氨酸的合成
在10 ml圆底烧瓶中加入726mg(3.0 mmol)13-甲基-十四碳羧酸和2 ml二氯亚砜,加热回流4小时,蒸去二氯亚砜,加入10 ml石油醚带除残余的二氯亚砜,所得酰氯直接进行下一步反应。
在50 ml三颈瓶中加入异亮氨酸393.5mg(3.0 mmol)和2M的氢氧化钠水溶液2.25 ml(4.5mmol),搅拌至溶解。于冰水浴条件下,由两个恒压漏斗同时滴入2M的氢氧化钠水溶液2.25ml(4.5 mmol)和上述所得酰氯的二氯甲烷溶液10 ml,滴毕,于室温搅拌6小时,在反应中有大量白色固体产生。向反应液中加入乙醇,使固体溶解,蒸去有机溶剂,向剩余物中加入少量水,使呈澄明溶液,滴入10%的稀盐酸,析出白色固体,滤集后,乙醇-水重结晶得白色固体0.61 g,产率57.3%,mp.75.5-78.5℃。1H-NMR(CDCl3):δ 6.0(m,1H NH),4.62(m,1H,CH),2.28(m,2H,COCH2),1.96(m,1H,CH),1.60(m,2H,CH2),1.09-1.25(m,18H),0.84-0.97(m,12H,4CH3);MS(m/e):355(M+,1),242(20),173(25),155(20),117(15),86(100),57(50),43(70)。
7.N-(13-甲基)-十四碳酰基-L-脯氨酸的合成
在10 ml圆底烧瓶中加入726 mg(3.0 mmol)13-甲基-十四碳羧酸和2 ml二氯亚砜,加热回流4小时,蒸去二氯亚砜,加入10 ml石油醚带除残余的二氯亚砜,所得酰氯直接进行下一步反应。
在50 ml三颈瓶中加入脯氨酸345.4 mg(3.0 mmol)和2M的氢氧化钠水溶液2.25 ml(4.5mmol),搅拌至溶解。于冰水浴条件下,由两个恒压漏斗同时滴入2M的氢氧化钠水溶液2.25ml(4.5 mmol)和上述所得酰氯的二氯甲烷溶液10 ml,滴毕,于室温搅拌6小时,在反应中有大量白色固体产生。向反应液中加入乙醇,使固体溶解,蒸去有机溶剂,向剩余物中加入少量水,使呈澄明溶液,滴入10%的稀盐酸,析出白色固体,滤集后,乙醇-水重结晶得白色固体0.81 g,产率79.6%,mp.24-26℃。1H-NMR(CDCl3):δ4.63(m,1H,CH),3.42-3.61(m,2H,NCH2),2.55(m,1H,1/2CH2),2.36(t,2H,COCH2),1.88-2.06(m,3H,CH2,1/2CH2),1.69(m,2H,CH2),1.52(m,1H,CH),1.13-1.31(m,18H),0.86(d,6H,2CH3);MS(m/e):339(M+,1),157(40),113(20),70(100),43(20)。
8.N,N-二乙基-13-甲基-十四碳酰胺的合成
在10 ml底烧瓶中加入726 mg(3.0 mmol)13-甲基-十四碳羧酸和2 ml二氯亚砜,加热回流4小时,蒸去二氯亚砜,加入10 ml石油醚带除残余的二氯亚砜,所得酰氯直接进行下一步反应。
在50 ml三颈瓶中加入二乙胺548mg(7.5 mmol)、N,N-二甲基氨基吡啶(DMAP)30 mg和二氯甲烷5 ml,搅拌至溶解,于冰水浴条件下,滴入上述所得酰氯的二氯甲烷溶液10 ml,滴毕,于室温搅拌8小时。向反应液中加入10%的稀盐酸10 ml,搅拌30分钟,加入水20 ml,用乙酸乙酯萃取反应液(30 ml×3),合并有机相,水洗至中性,无水硫酸镁干燥,浓缩得淡黄色油状液体0.73 g,产率81.9%,1H-NMR(CDCl3):δ3.34(m,4H,2NCH2),2.85(t,2H,COCH2),1.62(m,2H,CH2),1.49(m,1H,CH),1.07-1.26(m,24H),0.86(d,6H,2CH3);MS(m/e):297(M+,2),128(25),115(100),100(25),58(35),43(20)。
9.N-(13-甲基)-十四碳酰基哌啶的合成
在10 m1圆底烧瓶中加入1.0 g(4.1 mmol)13-甲基-十四碳羧酸和2 ml二氯亚砜,加热回流4小时,蒸去二氯亚砜,加入10 ml石油醚带除残余的二氯亚砜,所得酰氯直接进行下一步反应。
在50 ml三颈瓶中加入哌啶850.6 mg(10 mmol)、N,N-二甲基氨基吡啶(DMAP)30 mg和二氯甲烷5 ml,搅拌至溶解,于冰水浴条件下,滴入上述所得酰氯的二氯甲烷溶液10 ml,滴毕,于室温搅拌8小时。向反应液中加入10%的稀盐酸10 ml,搅拌30分钟,加入水20 ml,用乙酸乙酯萃取反应液(30 ml×3),合并有机相,水洗至中性,无水硫酸镁干燥,浓缩得淡黄色油状液体1.01 g,产率79.7%,于冰箱中放置固化,mp.<0℃。1H-NMR(CDCl3):δ3.52(brs,2H,NCH2),3.38(brs,2H,NCH2),2.29(t,2H,COCH2),1.44-1.62(m,9H),1.12-1.28(m,18H),0.83(d,6H,2CH3);MS(m/e):309(M+,2),294(10),140(70),127(100),112(25),84(40),43(35)。
10.N-(13-甲基)-十四碳酰基吡咯烷的合成
在10 ml圆底烧瓶中加入1.0 g(4.1 mmol)13-甲基-十四碳羧酸和2 ml二氯亚砜,加热回流4小时,蒸去二氯亚砜,加入10 ml石油醚带除残余的二氯亚砜,所得酰氯直接进行下一步反应。
在50 ml三颈瓶中加入吡咯烷711.2mg(10 mmol)、N,N-二甲基氨基吡啶(DMAP)30 mg和二氯甲烷5 ml,搅拌至溶解,于冰水浴条件下,滴入上述所得酰氯的二氯甲烷溶液10 ml,滴毕,于室温搅拌8小时。向反应液中加入10%的稀盐酸10 ml,搅拌30分钟,加入水20 ml,用乙酸乙酯萃取反应液(30 ml×3),合并有机相,水洗至中性,无水硫酸镁干燥,浓缩得淡黄色油状液体1.0 g,产率82.7%,mp.<15℃。1H-NMR(CDCl3):δ3.41(m,4H,2NCH2),2.22(t,2H,COCH2),1.77-1.96(m,4H,2CH2),1.67(m,2H,CH2),1.48(m,1H,CH),1.08-1.44(m,18H),0.83(d,6H,2CH3);MS(m/e):295(M+,1),126(20),113(100),43(20)。
11.N-(13-甲基)-十四碳酰基吗啉的合成
在10 ml圆底烧瓶中加入1.0 g(4.1 mmol)13-甲基-十四碳羧酸和2 ml二氯亚砜,加热回流4小时,蒸去二氯亚砜,加入10 ml石油醚带除残余的二氯亚砜,所得酰氯直接进行下一步反应。
在50 ml三颈瓶中加入吗啉871.2mg(10 mmol)、N,N-二甲基氨基吡啶(DMAP)30 mg和二氯甲烷5 ml,搅拌至溶解,于冰水浴条件下,滴入上述所得酰氯的二氯甲烷溶液10 ml,滴毕,于室温搅拌8小时。向反应液中加入10%的稀盐酸10 ml,搅拌30分钟,加入水20 ml,用乙酸乙酯萃取反应液(30 ml×3),合并有机相,水洗至中性,无水硫酸镁干燥,浓缩得白色固体,乙醇-水重结晶得白色固体1.02 g,产率80%,mp.36.5-37.5℃。1H-NMR(CDCl3):δ3.67(m,4H,OCH2),3.54(brs,4H,NCH2),2.32(t,2H,COCH2),1.64(m,2H,CH2),1.51(m,1H,CH),1.15-1.30(m,18H),0.86(d,6H,2CH3);MS(m/e):311(M+,3),142(25),129(100),57(25),43(20)。
12,N-(13-甲基十四烷酸酰)-2-氨基-2-脱氧葡萄糖的合成
将13-甲基十四烷酸和二氯亚砜反应制得13-甲基十四烷酰氯。将其与盐酸-D-氨基-2-脱氧葡萄糖在NaOH水溶液中,反应制得N-(13-甲基十四烷酸酰)-2-氨基-2-脱氧葡萄糖。实施例四1-(2,4-二羟基苯基)-1-(13-甲基)十四酮的合成
将无水氯化锌165g(1.2mol),13-甲基十四烷酸290g(1.2mol)加热溶解,搅拌下加入间苯二酚1 32g(1.2mol),加热至155℃,搅拌反应3小时。反应毕,冷却,加入10%盐酸500ml稀释,过滤,用10%盐酸洗,水洗,50%乙醇重结晶,得1-(2,4-二羟基苯基)-1-(13-甲基)十四酮。实施例五15-甲基-2-十六烯酸的合成
在装有搅拌装置、冷凝器、干燥管的三口烧瓶内,加入300ml干燥的甲苯和138g(6.0mol)金属钠,搅拌下滴加256g(1.0mol)13-甲基十四烷酸甲酯的200ml无水甲醇溶液,5分钟内加完,继续加入800ml甲醇,搅拌加热回流至金属钠完全消失。加水200ml,加热回流30分钟,蒸除甲醇和甲苯,分层除去水层,油层进行真空分馏,收集140-142℃/1mmHg的馏份,得13-甲基-1-十四烷醇142.6g,收率63%。
在装有搅拌装置和冷凝器的三口烧瓶内加入氯铬酸吡啶盐161.6g(0.75mol),二氯甲烷450ml,搅拌下缓慢滴加114g(0.50mol)13-甲基-1-十四烷醇的150ml二氯甲烷溶液,室温下搅拌1.5小时。静置,倾取上层液体,并和乙醚100ml洗涤剩余胶状物。合并液体,分别用饱和NaCl,10%HCl,及含5%NaHCO3的饱和NaCl溶液洗涤,无水氯化钙干燥,蒸除溶剂,得13-甲基-十四醛57.6g,收率51%。
在烧瓶内加入13-甲基十四醛56.5g(0.25mol),丙二酸26.5g(0.51mol),吡啶30.8ml(0.374mol),加热回流反应3小时。冷却下加入30%硫酸至PH=3。用乙醚提取,蒸除乙醚,真空分馏收集170-172℃/1mmHg的馏份,得15-甲基-2-十六烯酸50.9g,收率76%。
9-甲基-2-癸烯酸的合成
将己二酸单酯102g(0.42mol),异戊酸84.4g(0.84mol),金属钠0.5g(0.022mol),甲醇1020ml,在1.5A的直流电源下进行电解合成,至反应液呈碱性,蒸除甲醇,水洗,真空分馏,收集108℃/23mmHg的馏分,得7-甲基辛酸甲酯53g,收率52%。
合成方法同(1)。
金属钠39.5g(1.72mol),甲苯100ml,7-甲基辛酸甲酯52g(0.29mol),无水甲醇260ml反应得7-甲基-1-辛醇44.3g,收率85%。
7-甲基-1-辛醇44.3g(0.31mol),氯铬酸吡啶盐100g(0.465mol)反应得7-甲基辛醛31g,收率70%。
7-甲基辛醛20g(0.14mol),吡啶15ml,丙二酸15g(0.14mol),反应得9-甲基-2-癸烯酸16g,收率80%。
本发明不限于这些实施例,因为它们只是用来具体阐明本发明的,而具有同等功能的物质及其生产方法亦应落入本发明的范围内。