抗肿瘤大环内酯类化合物 发明领域 本发明涉及新的抗肿瘤化合物、 含有它们的药物组合物以及它们用作抗肿瘤剂。
发明背景
已公开若干大环内酯类具有抗肿瘤、 抗病毒和 / 或抗真菌性质。具体地， Kitagawa 等人报导了从海洋海绵 (Theonella swinhoei) 冲绳样本中分离了显示出细胞毒活性的对 称二聚大环内酯 Swinholide A(Tetrahedron Lett.， 1989， 30， 2963)。
Kitagawa 等人于 1994 年公开了新的 Swinholide 的分离和 Swinholide A 和其异 构体的构效关系研究。在这些研究中， Swinholide A、 B 和 C 显示出对 L1210 和 KB 细胞系 有效的细胞毒性， 其 IC50 值分别为 0.03μg/mL、 0.30μg/mL 和 0.14μg/mL( 对于 L2110) 以 及 0.04μg/mL、 0.04μg/mL 和 0.05μg/mL( 对 于 KB)(Chem.Pharm.Bull.， 1994， 42(1)， 19-26)。 另外， 发现 isoswinholide A 显示低于其它前述提及的大环内酯类的细胞毒性 ( 对 于 L2110， IC50 为 1.35μg/mL 和对于 KB， IC50 为 1.1μg/mL)。
Kitagawa 等人也考察了由 Swinholide A 衍生的数种二聚体的细胞毒性 ：观察到两种二聚体 (8 和 9) 在 KB 细胞中均显示不足的生长抑制能力 ( 分别为 ： 50μg/mL 下 51.1％的抑制和 10μg/mL 下 19.3％的抑制 )。
从 Swinholide A 获得的其它二聚大环内酯类如下所示 ：
这些化合物 (10 至 13) 对 L1210 和 KB 细胞的细胞毒性低于 Swinholide A 所显示 的细胞毒性。
同时地， Kitagawa 等人考察了 Swinholide A 及其异构体在 CDF1 小鼠中对 P388 白 血病细胞系的抗肿瘤作用。出乎意料地观察到 Swinholide A、 isoswinholide A 及异构体 (11) 是有毒的并且没有显示期望的抗肿瘤活性。
此外， 专利申请 WO 88/00195 描述了从 Theonella 属的海绵中提取的数种大环内 酯类 (Misakinolide A(14) 及衍生物 (15)) ：
在 所 述 专 利 申 请 中， 描 述 了 Misakinolide A(14) 对 P388、 HCT-8、 A549 和 MDA-MB-231 癌细胞的体外抗肿瘤活性。类似地， 也描述了 Misakinolide A 除了具有有效 的细胞毒性 (IC50 为 0.035μg/mL(L1210)) 之外， 还具有抗肿瘤活性 ( 在 0.1mg/kg( 小鼠 ) 的剂量下对 P388 白血病的 T/C 140％ )(Chem.Pharm.Bull.， 1994， 42(1)， 19-26)。
最后， 专利申请 WO 2007/068776 公开了具有抗肿瘤活性的通式 (I) 的大环内酯 类：
具体地， 其公开了从海洋海绵 (Theonella swinhoei) 样本中分离的化合物 a 显 示出对 HT29、 MDA-MB-231 和 A549 细胞系有效的细胞毒活性， 其 GI50 值分别为 3.39E-7M、 8.08E-7M 和 2.28E-7M。
由于癌症是引起动物和人类死亡的主要原因， 已经进行了并将继续进行各种努力 以获得对患有癌症的患者给药有效和安全的抗肿瘤剂。 本发明将要解决的问题是提供在治 疗癌症中有用的化合物。
发明概述
一方面， 本发明涉及通式 I 的化合物或其药物可接受的盐、 互变异构体、 前药或立 体异构体，其中 ：
每个 R1、 R3、 R5、 R7、 R9 和 R10 独立地选自氢、 卤素、 ORa、 OCORa、 OCOORa、 OCONRaRb、 OSO2Ra、 OSO3Ra 和＝ O， 前提是当存在＝ O 基团时， 与＝ O 连接的 C 原子上不存在氢 ；
每个 R2、 R 4、 R 6、 R8、 R11、 R12 和 R13 独立地选自氢、 CORa、 COORa、 CONRaRb、 取代的或未取 代的 C1-C12 烷基、 取代的或未取代的 C2-C12 烯基和取代的或未取代的 C2-C12 炔基 ； 或者 R3 和 R4 与和它们相连的相应的 C 原子及它们邻近的 C 原子一起形成 5 元或 6 元的内酯环或内酰 胺环 ；
R14 独立地选自氢、 CORa、 COORa、 CONRaRb、 ORa、 OCORa、 取代的或未取代的 C1-C12 烷基、 取代的或未取代的 C2-C12 烯基和取代的或未取代的 C2-C12 炔基 ；
每个 Ra 和 Rb 独立地选自氢、 取代的或未取代的 C1-C12 烷基、 取代的或未取代的
C2-C12 烯基、 取代的或未取代的 C2-C12 炔基、 取代的或未取代的芳基和取代的或未取代的杂 环基 ；
每条 线表示单键或双键， 前提是当一个碳原子带有一个以上的 线时， 这 些线中的一条能够为双键而其它的为单键。
另一方面， 本发明涉及用作药物， 特别是用作用于治疗癌症的药物的式 I 的化合 物或其药物可接受的盐、 互变异构体、 前药或立体异构体。
另一方面， 本发明还涉及式 I 的化合物或其药物可接受的盐、 互变异构体、 前药或 立体异构体在治疗癌症或在制备优选地用于治疗癌症的药物中的用途。 本发明的其他方面 为治疗的方法以及在这些方法中使用的化合物。 因此， 本发明进一步提供了治疗感染癌症， 特别是人的患者的方法， 所述方法包括向有需要的所述感染的个体给予治疗有效量的上述 所定义的化合物。
另一方面， 本发明还涉及用作抗癌剂的式 I 的化合物或其药物可接受的盐、 互变 异构体、 前药或立体异构体。
另一方面， 本发明涉及包含式 I 的化合物或其药物可接受的盐、 互变异构体、 前药 或立体异构体和药物可接受的载体或稀释剂的药物组合物。 本发明还涉及从多鞭海绵族、 多乳房属、 多乳房海岸 (Polymastia littoralis) 种 的海绵动物门中分离式 I 的化合物以及由所述分离的化合物形成的衍生物。
发明详述
本发明涉及上述所定义的通式 I 的化合物。
在这些化合物中， 基团能够根据以下指导原则进行选择 ：
烷基可以是直链的或支链的， 并且优选地含有 1 至约 12 个碳原子。一类优选的烷 基含有 1 至约 6 个碳原子。尤其优选是含有 1、 2、 3 或 4 个碳原子的烷基。本发明的化合物 中特别优选的烷基为甲基、 乙基、 正丙基、 异丙基和包括正丁基、 叔丁基、 仲丁基和异丁基的 丁基。 除非另外规定， 本文中使用的术语烷基是指环状和非环状基团， 但是环状基团将包含 至少三个碳环成分。
在本发明的化合物中， 优选的烯基和炔基可以是含有 2 至约 12 个碳原子并具有一 个或多个不饱和链的直链或支链的基团。一类优选的烯基和炔基含有 2 至约 6 个碳原子。 尤其优选的烯基和炔基含有 2、 3 或 4 个碳原子。本文中使用的术语烯基和炔基是指环状和 非环状基团， 但是环状基团在环分子中将含有至少三个碳环成分。
在本发明的化合物中， 适合的芳基基团包括单环和多环化合物， 其包括含有分离 的和 / 或稠合的芳基基团的多环化合物。典型的芳基基团含有 1 至 3 个分离的或稠合的环 和 6 至约 18 个碳环原子。优选的芳基基团含有 6 至约 10 个碳环原子。特别优选的芳基基 团包括取代的或未取代的苯基、 取代的或未取代的萘基、 取代的或未取代的联苯基、 取代的 或未取代的菲基和取代的或未取代的蒽基。
适合的杂环基团包括包含 1 至 3 个分离的和 / 或稠合的环和 5 至约 18 个环原子 的杂芳基和杂脂环基。优选的杂芳基和杂脂环基含有 5 至约 10 个环原子。在本发明的 化合物中， 适合的杂芳基包含一个、 两个或三个选自 N、 O 或 S 原子的杂原子并且包括 ： 诸 如包括 8- 香豆素基的香豆素基、 包括 8- 喹啉基的喹啉基、 异喹啉基、 吡啶基、 吡嗪基、 吡 唑基、 嘧啶基、 呋喃基、 吡咯基、 噻吩基、 噻唑基、 异噻唑基、 三唑基、 四唑基、 异噁唑基、 噁唑
基、 咪唑基、 吲哚基、 异吲哚基、 吲唑基、 中氮茚基、 酞嗪基、 蝶啶基、 嘌呤基、 噁二唑基、 噻二 唑基、 呋咱基、 哒嗪基、 三嗪基、 噌啉基、 苯并咪唑基、 苯并呋喃基、 苯并呋咱基、 苯并噻吩基、 苯并噻唑基、 苯并噁唑基、 喹唑啉基、 喹喔啉基、 萘啶基和呋喃并吡啶基。在本发明的化合 物中， 适合的杂脂环基基团包含一个、 两个或三个选自 N、 O 或 S 原子的杂原子， 并且包括， 例如吡咯烷基、 四氢呋喃基、 二氢呋喃基、 四氢噻吩基、 四氢噻喃基、 哌啶基、 吗啉基、 硫代吗 啉基、 噻噁基、 哌嗪基、 氮杂环丁基、 乙氧甲基、 硫杂环丁基、 高哌啶基、 噁庚基 (oxepanyl)、 噻 庚 基 (thiepanyl)、 氧 氮 杂 (oxazepinyl)、 二 氮 杂 卓 基 (diazepinyl)、 硫氮杂卓基 (thiazepinyl)、 1， 2， 3， 6- 四氢吡啶基、 2- 吡咯啉基、 3- 吡咯啉基、 二氢吲哚基、 2H- 吡喃 基、 4H- 吡喃基、 二噁烷基 (dioxanyl)、 1， 3- 二噁戊烷基、 吡唑啉基、 二噻烷基、 二硫杂环戊 烷基、 二氢吡喃基、 二氢噻吩基、 吡唑烷基、 咪唑啉基、 咪唑烷基、 3- 氮杂二环 [3.1.0] 己基、 3- 氮杂二环 [4.1.0] 庚基、 3H- 吲哚基和喹嗪基。
可以在一个或多个现有的位置上通过一个或多个适合的基团取代上述提及的基 团， 所述适合的基团为例如 ： OR’ 、 ＝ O、 SR’ 、 SOR’ 、 SO2R’ 、 NO2、 NHR’ 、 N(R’ )2、 ＝ N-R’ 、 N(R’ ) COR’ 、 N(COR’ )2、 N(R’ )SO2R’ 、 N(R’ )C( ＝ NR’ )N(R’ )R’ 、 CN、 卤素、 COR’ 、 COOR’ 、 OCOR’ 、 OCOOR’ 、 OCONHR’ 、 OCON(R’ )2、 CONHR’ 、 CON(R’ )2、 CON(R’ )OR’ 、 CON(R’ )SO2R’ 、 PO(OR’ )2、 PO(OR’ )R’ 、 PO(OR’ )(N(R’ )R’ )、 取代的或未取代的 C1-C12 烷基、 取代的或未取代的 C2-C12 烯基、 取代的或未取代的 C2-C12 炔基、 取代的或未取代的芳基和取代的或未取代的杂环基， 其中每个 R’ 基独立地选自氢、 OH、 NO2、 NH2、 SH、 CN、 卤素、 COH、 CO 烷基、 COOH、 取代的或未取 代的 C1-C12 烷基、 取代的或未取代的 C2-C12 烯基、 取代的或未取代的 C2-C12 炔基、 取代的或未 取代的芳基和取代的或未取代的杂环基。当这些取代基团自身被取代时， 取代基可以选自 上述清单。
在本发明的化合物中， 适合的卤素基团或取代基包括 F、 Cl、 Br 和 I。
术语 “药物可接受的盐” 是指当给予患者时， 能够 ( 直接地或间接地 ) 提供本文所 述化合物的任何盐。 应当理解， 非药物可接受的盐也属于本发明的范围内， 这是因为它们可 以用于制备药物可接受的盐。能够通过本领域已知的方法制备盐。
例如， 通过常规化学方法由含有碱或酸部分的母体化合物合成本文提供的化合物 的药物可接受的盐。 通常， 通过例如在水、 有机溶剂或二者的混合物中使这些化合物的游离 酸或碱形式与化学计量的适当的碱或酸反应来制备这样的盐。 通常， 优选的非水介质为醚、 乙酸乙酯、 乙醇、 2- 丙醇或乙腈。 酸加成盐的实例包括矿物酸加成盐例如诸如， 盐酸盐、 氢溴 酸盐、 氢碘酸盐、 硫酸盐、 硝酸盐、 磷酸盐和有机酸加成盐例如诸如， 乙酸盐、 三氟乙酸盐、 马 来酸盐、 富马酸盐、 柠檬酸盐、 草酸盐、 琥珀酸盐、 酒石酸盐、 苹果酸盐、 扁桃酸盐、 甲烷磺酸 盐和对甲苯磺酸盐。碱加成盐的实例包括无机盐例如诸如， 钠盐、 钾盐、 钙盐和铵盐和有机 碱盐例如诸如， 乙二胺、 乙醇胺、 N， N- 二亚烷基乙醇胺、 三乙醇胺和碱性氨基酸盐。
本发明化合物可以是游离化合物或者溶剂化物 ( 例如水合物、 乙醇化物、 尤其是 甲醇化物 ) 的结晶形式并且旨在将这两种形式包括在本发明的范围内。通常， 溶剂化方法 是本领域公知的。本发明的化合物可以存在不同的多晶形式， 本发明也旨在包括这样的形 式。
作为式 I 化合物前药的任何化合物也包括在本发明的范围内。术语 “前药” 以其最 广的含义使用， 并且包括在体内被转化为本发明化合物的那些衍生物。前药的实例包括但不限于， 式 I 化合物的衍生物和代谢产物包括诸如可生物水解的酰胺、 可生物水解的酯、 可 生物水解的氨基甲酸酯、 可生物水解的碳酸酯、 可生物水解的酰脲和可生物水解的磷酸酯 类似物的可生物水解的部分。优选地， 带有羧基官能团的化合物的前药为羧酸的低级烷基 酯。 通过分子上存在的任何羧酸部分的酯化反应很容易形成羧酸酯。 通常， 使用众所周知的 方法能够制备前药， 例如那些被 Burger 的 “Medicinal Chemistry and Drug Discovery 6th ed.(Donald J.Abraham ed.， 2001， Wiley) 和 “前药设计及应用 (Design and Applications of Prodrugs)” (H.Bundgaard ed.， 1985， Harwood Academic Publishers) 描述的那些方 法。
本文涉及的任何化合物旨在代表这样的具体化合物以及某些变体或形式。特别 地， 本文涉及的化合物可能具有不对称中心并且因此以不同的对映异构体形式存在。本文 涉及的化合物的全部光学异构体和立体异构体及其混合物被考虑包括在本发明的范围内。 因此， 本发明涉及的任何给定的化合物旨在代表任何一种外消旋化合物、 一种或多种对映 异构体形式、 一种或多种非对映异构体形式、 一种或多种阻旋异构体形式和其混合物。 特别 地， 由上述式 I 代表的本发明的化合物可以包括取决于它们的非对称性或非对映异构性的 对映异构体。双键的立体异构现象也是可能的， 因此在某些情况下分子能够以 (E)- 异构体 或 (Z)- 异构体的形式存在。如果分子含有数个双键， 每个双键将具有能够与分子的其他双 键的立体异构现象相同或不同的自身的立体异构现象。 单一的异构体和异构体混合物在本 发明的范围内。 此外， 本文涉及的任何化合物可以以互变异构体的形式存在。 具体地， 术语互变异 构体是指平衡存在的并且易于从一种异构体形式转化为另一异构体形式的化合物。 常见的 互变异构体对为胺 - 亚胺、 酰胺 - 亚胺酸、 酮 - 烯醇、 内酰胺 - 内酰亚胺等。另外， 当所述形 式在介质中存在时， 本文涉及的任何化合物旨在代表水合物、 溶剂化物和多晶型物和其混 合物。此外， 本文涉及的化合物可以以同位素标记的形式存在。本文涉及的化合物的全部 几何异构体、 互变异构体、 阻旋异构体、 水合物、 溶剂化物、 多晶型物和同位素标记的形式以 及其混合物也被考虑包括在本发明的范围内。
为了提供更简洁的描述， 本文给定的每个量意思是不限于术语 “约” 。 应当理解， 术 语 “约” 是否准确地使用， 本文给定的每个数量意味着参考实际的给定值， 并且也意味着参 考接近基于本领域一般技术人员能够合理推断出的这样的给定值， 其包括由于用于这样的 给定值的实验和 / 或检测条件的等值和近似值。
在通式 I 的化合物中， 每个 R1、 R5、 R7、 R9 和 R10 优选地并且独立地选自 ORa、 OCORa 和 OCOORa， 其中 Ra 选自氢和取代的或未取代的 C1-C12 烷基。特别优选的 Ra 为氢和取代的或 未取代的 C1-C6 烷基 ； 并且尤其优选的为氢、 甲基、 乙基、 正丙基、 异丙基和包括正丁基、 叔丁 基、 仲丁基和异丁基的丁基。更优选地， R 1、 R5、 R 7、 R9 和 R10 为 ORa， 其中 Ra 独立地选自氢和 取代的或未取代的 C1-C6 烷基 ； 并且尤其优选的 Ra 独立地选自氢、 甲基、 乙基、 正丙基、 异丙 基和包括正丁基、 叔丁基、 仲丁基和异丁基的丁基。最优选的 R1、 R5 和 R7 基团为甲氧基并且 最优选的 R9 和 R10 基团为羟基。
特别优选的 R2、 R6、 R8、 R11 和 R12 各自独立地选自氢和取代的或未取代的 C1-C12 烷 基。更优选地， R2、 R6、 R8、 R11 和 R12 各自独立地选自氢和取代的或未取代的 C1-C6 烷基。尤 其优选地， R2、 R6、 R 8、 R11 和 R12 各自独立地选自甲基、 乙基、 正丙基、 异丙基和包括正丁基、 叔
丁基、 仲丁基和异丁基的丁基 ； 并且最优选的是甲基。
R13 优选地选自氢和取代的或未取代的 C1-C12 烷基。更优选地， R13 为取代的或未 取代的 C1-C6 烷基。特别优选地， 烷基被一种或多种适合的取代基所取代， 其作为取代基 优选地选自 OR’ 、 SR’ 、 NHR’ 、 N(R’ )2、 NHCOR’ 、 N(COR’ )2、 卤素、 OCOR’ 、 OCOOR’ 、 OCONHR’ 和 OCON(R’ )2， 其中每个 R’ 基独立地选自氢、 取代的或未取代的 C1-C6 烷基、 取代的或未取代的 C2-C6 烯基和取代的或未取代的 C2-C6 炔基 ； 并且尤其优选的取代基为 OR’ ， 其中 R’ 为未取 代的 C1-C6 烷基。最优选地， R13 为取代的甲基 ； 并且最优选的基团为甲氧基甲基。
特别优选的 R14 选自氢和取代的或未取代的 C1-C12 烷基。更优选地， R14 选自氢和 取代的或未取代的 C1-C6 烷基。尤其优选地， R14 独立地选自氢、 甲基、 乙基、 正丙基、 异丙基 和包括正丁基、 叔丁基、 仲丁基和异丁基的丁基 ； 并且最优选氢。
特别优选的 R3 选自 ORa、 OCORa 和 OCOORa， 其中 Ra 选自氢和取代的或未取代的 C1-C12 烷基。特别优选的 Ra 为氢和取代的或未取代的 C1-C6 烷基 ； 并且尤其优选地为氢、 甲基、 乙 基、 正丙基、 异丙基和包括正丁基、 叔丁基、 仲丁基和异丁基的丁基。更优选地， R3 为 ORa， 其 中 Ra 独立地选自氢和取代的或未取代的 C1-C6 烷基 ； 并且尤其优选地， Ra 独立地选自氢、 甲 基、 乙基、 正丙基、 异丙基和包括正丁基、 叔丁基、 仲丁基和异丁基的丁基。最优选的 R3 基团 为羟基。
特别优选的 R4 选自氢和取代的或未取代的 C1-C12 烷基。更优选地， R4 为取代的或 未取代的 C1-C6 烷基。特别优选地， 烷基被一种或多种适合的取代基所取代， 其作为取代基 优选地选自 SO2R’ 、 COR’ 、 COOR’ 、 CONHR’ 、 CON(R’ )2、 CON(R’ )OR’ 、 CON(R’ )SO2R’ 、 PO(OR’ )2、 PO(OR’ )R’ 、 PO(OR’ )(N(R’ )R’ ) 和取代的或未取代的杂环基、 其中每个 R’ 基独立地选自 氢、 取代的或未取代的 C1-C6 烷基、 取代的或未取代的 C2-C6 烯基和取代的或未取代的 C2-C6 炔基 ； 并且尤其优选地， 所述取代基为 COOR’ ， 其中 R’ 为未取代的 C1-C6 烷基。最优选的 R4 为取代的甲基 ； 并且最优选的基团为甲氧基羰基甲基。
在本发明另一类优选的化合物中， R3 和 R4 与和它们相连的相应的 C 原子及它们邻 近的 C 原子一起形成 5 元或 6 元的内酯环。更优选地为下式的 6 元内酯环 ：
并且尤其优选地为下式的 6 元内酯环 ：
其中标记的 C 原子对应于式 I 中它们的同名异物。 特别优选是每条 线为双键， 前提是当一个碳原子带有一个以上的 线时，这些线中的一条为双键而其它的为单键。更优选地， 每条 线为双键， 前提是当一个碳 原子带有一个以上的 线时， 这些线中的一条为双键而其它的为单键， 并且至少一个内 酯环具有与其羰基共轭的双键。更特别地， 本发明提供了通式 II 的化合物或其药物可接受的盐、 互变异构体、 前 药或立体异构体，
其中 R1-R14 和所述 线具有上述相同的含义。
在通式 II 的化合物中， 每个 R1、 R5、 R7、 R9 和 R10 优选地并且独立地选自 ORa、 OCORa 和 OCOORa， 其中 Ra 选自氢和取代的或未取代的 C1-C12 烷基。特别优选的 Ra 为氢和取代的或 未取代的 C1-C6 烷基 ； 并且尤其优选的为氢、 甲基、 乙基、 正丙基、 异丙基和包括正丁基、 叔丁 基、 仲丁基和异丁基的丁基。更优选地， R 1、 R5、 R 7、 R9 和 R10 为 ORa， 其中 Ra 独立地选自氢和 取代的或未取代的 C1-C6 烷基 ； 并且尤其优选的 Ra 独立地选自氢、 甲基、 乙基、 正丙基、 异丙 基和包括正丁基、 叔丁基、 仲丁基和异丁基的丁基。最优选的 R1、 R5 和 R7 基团为甲氧基并且 最优选的 R9 和 R10 基团为羟基。
特别优选的 R2、 R6、 R8、 R11 和 R12 各自独立地选自氢和取代的或未取代的 C1-C12 烷 基。更优选地， R2、 R6、 R8、 R11 和 R12 各自独立地选自氢和取代的或未取代的 C1-C6 烷基。尤 其优选地， R2、 R6、 R 8、 R11 和 R12 各自独立地选自甲基、 乙基、 正丙基、 异丙基和包括正丁基、 叔 丁基、 仲丁基和异丁基的丁基 ； 并且最优选的是甲基。
R13 优选地选自氢和取代的或未取代的 C1-C12 烷基。更优选地， R13 为取代的或未 取代的 C1-C6 烷基。特别优选地， 烷基被一种或多种适合的取代基所取代， 其作为取代基 优选地选自 OR’ 、 SR’ 、 NHR’ 、 N(R’ )2、 NHCOR’ 、 N(COR’ ) 2、 卤素、 OCOR’ 、 OCOOR’ 、 OCONHR’ 和 OCON(R’ )2， 其中每个 R’ 基独立地选自氢、 取代的或未取代的 C1-C6 烷基、 取代的或未取代的 C2-C6 烯基和取代的或未取代的 C2-C6 炔基 ； 并且尤其优选地， 所述取代基为 OR’ ， 其中 R’ 为 未取代的 C1-C6 烷基。最优选的 R13 为取代的甲基 ； 并且最优选的基团为甲氧基甲基。
特别优选的 R14 选自氢和取代的或未取代的 C1-C12 烷基。更优选地， R14 选自氢和 取代的或未取代的 C1-C6 烷基。尤其优选地， R14 独立地选自氢、 甲基、 乙基、 正丙基、 异丙基 和包括正丁基、 叔丁基、 仲丁基和异丁基的丁基 ； 并且最优选为氢。
特别优选的 R3 选自 ORa、 OCORa 和 OCOORa， 其中 Ra 选自氢和取代的或未取代的 C1-C12 烷基。特别优选的 Ra 为氢和取代的或未取代的 C1-C6 烷基 ； 并且尤其优选地为氢、 甲基、 乙 基、 正丙基、 异丙基和包括正丁基、 叔丁基、 仲丁基和异丁基的丁基。更优选地， R3 为 ORa， 其
中 Ra 独立地选自氢和取代的或未取代的 C1-C6 烷基 ； 并且尤其优选地， Ra 独立地选自氢、 甲 基、 乙基、 正丙基、 异丙基和包括正丁基、 叔丁基、 仲丁基和异丁基的丁基。最优选的 R3 基团 为羟基。
特别优选的 R4 选自氢和取代的或未取代的 C1-C12 烷基。更优选地， R4 为取代的或 未取代的 C1-C6 烷基。特别优选地， 烷基被一种或多种适合的取代基所取代， 其作为取代基 优选地选自 SO2R’ 、 COR’ 、 COOR’ 、 CONHR’ 、 CON(R’ )2、 CON(R’ )OR’ 、 CON(R’ )SO2R’ 、 PO(OR’ )2、 PO(OR’ )R’ 、 PO(OR’ )(N(R’ )R’ ) 和取代的或未取代的杂环基、 其中每个 R’ 基独立地选自 氢、 取代的或未取代的 C1-C6 烷基、 取代的或未取代的 C2-C6 烯基和取代的或未取代的 C2-C6 炔基 ； 并且尤其优选地， 所述取代基为 COOR’ ， 其中 R’ 为未取代的 C1-C6 烷基。最优选的 R4 为取代的甲基 ； 最优选的基团为甲氧基羰基甲基。
在本发明另一类优选的化合物中， R3 和 R4 与和它们相连的相应的 C 原子及它们邻 近的 C 原子一起形成 5 元或 6 元的内酯环。更优选地为下式的 6 元内酯环 ：
并且尤其优选地为下式的 6 元内酯环 ：其中标记的 C 原子对应于式 II 中它们的同名异物。
特别优选为每条 线为双键， 前提是当一个碳原子带有一个以上的 线时， 这些线中的一条为双键而其它的为单键。更优选地， 每条 线为双键， 前提是当一个碳 原子带有一个以上的 线时， 这些线中的一条为双键而其它的为单键， 并且至少一个内 酯环具有与其羰基共轭的双键。
在其它优选的实施方案中， 将上述用于不同取代基的优选基团组合。本发明还涉 及上述式 I 或式 II 中优选取代基的这样的组合。
在本文的描述和定义中， 当在本发明的化合物中出现数个取代基 Ra 或 Rb 时并且除 非将其明确规定， 应当理解， 在给定的定义范围内它们能够各自独立地不同， 即在本发明给 定的化合物中， Ra 不必同时地代表相同的基团。
本发明特别优选的化合物为具有下式的那些或其药物可接受的盐、 互变异构体、 前药或立体异构体 ：
Nanomolides A-C 是 从 韧 海 绵 (Hadromerida) 目 硬 海 绵 (Polymastiidae) 族 多 乳 房 属 多 乳 房 海 岸 种 的 海 绵 动 物 门 分 离 的。 多 乳 房 海 岸 在 1995 年 被 Stephens 的 (Transactions of the Royal Society of Edinburgh 50(2) ： 423-467， pls XXXVIII-XL) 最先描述。带有编码 SHIM-565 的多乳房海岸样本储存在墨西哥国立自治大学的海洋科 学及湖沼学研究所 (Institute of Marine Sciences and Limnology of UniversIdad Nacional Autónoma of Mexico) 中。 通过使用 SCUBA 在蒙巴萨岛 Schimoni 海峡 (Schimoni Channel Mombasa)， 肯尼亚 (04° 40.576’ S/39° 26.182’ E) 中潜水至 27 米至 30 米深度 手工采集所述海绵。
所述海绵的描述如下 ： 平均厚度接近 1cm、 直径为 5×1cm、 乳头长度达到 0.6mm 并 且直径接近 1-3mm 的壳状和垫形的海绵。当存活时， 它的颜色为褐色而当保存于酒精中时 它的颜色为灰褐色。它的皮层由形成厚度接近 100μm 至 150μm 的栅栏组织的微小型组成 并且其刚好突出表面。微小海绵针的密集真皮层的厚度为约 0.3mm。由 100-250mm 宽的神 经束组成的神经元体细胞 (Choanosomal) 骨架从海绵底部向皮层生长。少许纵向的神经元
体细胞的神经束穿透皮层并稍微向海绵表面的另一侧突出。 外部神经元细胞类型是 503μm 长的直线， 并且带有平均为 87μm 至 150μm 的非常细长的顶部。带有细长顶部的神经元体 细胞类型为平滑的、 具有连续一致的直径， 平均长度从 500 至 850μm。
另外， 通过按照合成有机化学和本领域技术人员已经公知的常规步骤的合成能 够获得本发明的化合物。例如， 通过调整在参考文献 ： M.B.Smith， J.March in March′ s th Advanced Organic Chemistry， 6 ed.， John Wiley and Sons， Inc.， New York， 2007、 综 合有机合成 (Comprehensives Organic Synthesis)， B.M.Trost， 主编， Pergamon Press， th Oxford 1991、 Carey， Organic Chemistry， 6 ed.， McGraw-Hill， New York， 2006 ； Larock 综 合有机转化 (Comprehensive Organic Transformations)， 2th ed.Wiley-VCH， New York， 1999 中描述的步骤能够获得本发明的化合物。
类似地， 能够通过各种化学反应进一步修饰本发明天然的、 合成的或已经修饰的 化合物以获得本发明另外的化合物。 因此， 通过标准的偶联或酰化过程能够酰化羟基基团， 例如在吡啶或类似的溶液中通过使用乙酸、 乙酰氯或乙酸酐酰化羟基基团。通过在甲酸中 加热羟基前体获得甲酸酯基团。通过加热羟基前体和异氰酸酯获得氨基甲酸酯。通过中 间态的碘代磺酸酯、 溴代磺酸酯或氯代磺酸酯或直接使用用于氟化物的 ( 二乙氨基 ) 三氟 化硫能够将羟基基团转化为卤素基团 ； 或可以通过中间态的磺酸酯的还原将它们还原为 氢。 通过使用烷基溴、 烷基碘或磺酸酯的烷基化也能够将羟基基团转化为烷氧基基团， 或通 过使用诸如被保护的 2- 溴乙胺将羟基基团转化为氨基低级烷氧基基团。通过标准的烷基 化或酰基化步骤能够烷基化或酰基化氨基基团， 例如通过在吡啶或类似溶液中分别使用 KH 和碘甲烷或乙酰氯来烷基化或酰基化氨基基团。酯基能够水解成羧酸或被还原成醛或醇。 通过标准的偶联或酰基化过程能够使羧酸与胺发生偶联以提供酰胺。
必要时， 在取代基上能够使用适当的保护基团以确保反应基团不受影响。这些保 护基团是本领域技术人员众所周知的。 在 Wuts， P.G.M.and Greene T.W. 在有机合成中的保 护基团 (in Protection group in Organic Synthesis)， 4th Ed.、 Wiley-Interscience， 和 th 通过 Kocienski P.J. 在保护基团中 (in Protecting Group)， 3 Ed.Georg Thieme Verlag 中提供了有机化学中保护基团的一般性综述。全部这些参考文献以整体的方式并入本文 中。
能够设计合成以使用能够在适合的阶段转化为期望的取代基的前体取代基。 能够 引入或去除环结构中的饱和性或不饱和性来作为合成反应的一部分。 如期望地修饰起始材 料和试剂以确保合成期望的化合物。
以上本文中描述的式 I 和式 II 化合物的重要特征是它们的生物活性并且特别是 它们的细胞毒活性。
通过本发明， 我们提供了具有细胞毒活性的通式 I 和 II 化合物的新颖的药物组合 物及它们用作抗肿瘤剂。因此， 本发明进一步提供了包含本发明化合物或其药物可接受的 盐、 互变异构体、 前药或立体异构体和药物可接受的载体或稀释剂的药物组合物。
术语 “载体” 是指活性成分给药所使用的佐剂、 赋形剂或介质。在 E.W.Martin 的 《雷氏药学大全》 (“Remington’ s Pharmaceutical Sciences” )， 1995 中描述了适合的药 物载体。
药物组合物的实例包括用于口服、 局部或肠胃外给药的任何固体 ( 片剂、 丸剂、 胶囊、 颗粒剂等 ) 或液体 ( 溶液、 混悬液或乳液 ) 的组合物。
可以通过任何适合的方法， 如通过静脉内输注、 口服制剂和腹膜内和静脉内给药 来进行本发明化合物或组合物的给药。优选地， 所用的输注时间高达 24 小时， 更优选地 1 至 12 小时， 最优选地 1 至 6 小时。尤其期望短的输注时间， 这是由于其允许进行治疗， 而不 需在医院中过夜。然而， 若有需要， 可以使用 12 至 24 小时或更长的输注时间。可以以适当 的间隔进行输注， 如 1 至 4 周。可以通过缓释剂型内脂质体或纳米球包封或者通过其他标 准的递送方法进行包含本发明化合物的药物组合物的递送。
所述化合物的正确剂量将根据所用的特定剂型、 应用形式和特殊位置、 待治疗的 宿主和肿瘤而变化。还必须考虑到其它因素， 如年龄、 体重、 性别、 饮食、 给药时间、 排泄率、 宿主的健康状况、 药物组合、 疾病的敏感性和疾病的严重程度。 能够在最大耐受剂量范围内 连续或定期给药。
如本文使用的术语 “治疗” (treat)、 “治疗” (treating)、 “治疗” (treatment) 包括 肿瘤或者早期的、 局部的或转移性的癌细胞或组织的根除、 切除、 缓解或控制和最小化或延 缓癌症的扩散。
本发明的化合物对数种癌症类型都具有抗癌活性， 所述癌症类型包括但不限于， 肺癌、 结肠癌和乳腺癌。
因此， 在本发明备选的实施方案中， 将包含如上所定义的式 I 或 II 化合物的药物 组合物用于治疗肺癌、 结肠癌或乳腺癌。 实施例 实施例 1 ： 海洋生物和采集地点的描述
通过使用 SCUBA 在蒙巴萨岛 Schimoni 海峡 (Schimoni Channel Mombasa)， 肯尼亚 (04° 40.576’ S/39° 26.182’ E) 中潜水至 27 米至 30 米深度手工采集多乳房海岸。将动物 材料通过 Dr.JoséLuis Carballo( 墨西哥国立自治大学 (UnIversidad Nacional Autónoma of Mexio)) 鉴定。带有编码 SHIM-565 试样的样本储存在墨西哥国立自治大学的海洋科学 及湖沼学研究所中。
实施例 2 ： 分离 NANOMOLIDE A
在 23 ℃ 下， 研 磨 实 施 例 1 的 冷 冻 试 样 (66g) 并 用 CH3OH ∶ CH2Cl2(50 ∶ 50， 4×300mL) 的混合物进行萃取。将合并的有机萃取液浓缩以得到粗产品 2.69g。使用从 H2O 至 MeOH 的梯度将所述材料在 Polygoprep C18 硅胶的 VLC 中进行分离。通过半制备反相 HPLC(Atlantis dC18， 10μm， 10×150mm， 在 18 分钟内从 40％至 61.6％ CH3CN 的 H2O ∶ CH3CN 梯度， UV 检测， 流速 4.0mL/min， 保留时间为 16.5 分钟 ) 从用 H2O ∶ MeOH 1 ∶ 9 洗脱的馏 分 (215.4mg) 中分离 Nanomolide A(9.7mg)。
Nanomolide A ：无 定 形 的 无 色 固 体。(+)-HRMALDITOFMS m/z 1053.6033 + M (C58H87NO16 的 计 算 值 为 1053.6019)、 m/z 1076.5938[M+Na]+(C58H87NO16Na 的 计 算 值 为 1076.5917)。1H(500MHz) 和 13C NMR(125MHz) 参见表 1。
表 1.Nanomolide A 的 1H 和 13C NMR 数据 (CD3OD 和丙酮 -d6)
*通过 HSQC 检测。实施例 3 ： 分离 NANOMOLIDE B 和 NANOMOLIDE C
在 23 ℃ 下，研 磨 实 施 例 1 试 样 的 第 二 组 样 本 (304.5g) 并 用 CH3OH ∶ CH2Cl2(50 ∶ 50) 的混合物进行萃取。将有机萃取液减压蒸除溶剂以得到粗产品 11.85g。使用从 H2O 和 CH2Cl2 至 MeOH 和 CH2Cl2 的梯度将所述材料在 Lichroprep RP-18 中 进行色谱分离 (VLC)。通过制备的反相 HPLC(Atlantis Prep dC18， 5μm， 19×150mm， 在 18 分钟内从 40％至 61.6％ CH3CN 的 H2O ∶ CH3CN 梯度， 14.4mL/min， UV 检测 ) 用 H2O ∶ MeOH 1 ∶ 9 的洗脱的馏分 (621.2mg) 以得到 3 组馏分 (H1 至 H3)。来自所述色谱分离的 H2 馏 分通过半制备 HPLC(X-Bridge C18， 5μm， 10×150mm， 在 40 分钟内 H2O ∶ CH3CN 57 ∶ 43 等 梯度， 4.0mL/min， UV 检测 ) 进行色谱分离以得到 Nanomolide A(17.1mg， 保留时间为 31.6 分钟 )、 Nanomolide C(2.5mg， 保留时间为 35.8 分钟 ) 和混合物 ( 保留时间为 30 至 31 分 钟 )， 将该混合物通过半制备 HPLC(X-Terra 苯基， 5μm， 10×150mm， 在 30 分钟内 H2O ∶ CH3CN 60 ∶ 40 等梯度， 4.0mL/min， UV 检测 ) 进行分离以得到另外量的 Nanomolide A(1.6mg， 保 留时间为 25.1 分钟 ) 和 Nanomolide B(0.8mg， 保留时间为 27.1 分钟 )。
Nanomolide B ：无 定 形 的 无 色 固 体。(+)-ESIMS m/z 1060.4[M+K]+、 1044.5[M+Na]+、 990.2[M-MeOH+H]+、 972.3[M-MeOH-H2O+H]+、 954.3[M-MeOH-2×H2O+H]+。 1 H(500MHz) 和 13C NMR(125MHz) 参见表 2。
Nanomolide C ：无 定 形 的 无 色 固 体。(+)-ESIMS m/z 1076.4[M+Na]+、 1022.5[M-MeOH+H]+、 1004.5[M-MeOH-H2O+H]+、 986.5[M-MeOH-2×H2O+H]+。1H(500MHz) 和 13C NMR(125MHz) 参见表 3。
表 2.Nanomolide B 的 1H 和 13C NMR 数据 ( 丙酮 -d6)
表 3.Nanomolide C 的 1H 和 13C NMR 数据 ( 丙酮 -d6)
实施例 4 ： 抗肿瘤活性的生物测定
所述测定的目的是评价被测试样本的体外细胞增殖抑制 ( 具有延缓或抑制肿瘤 细胞生长的能力 ) 或细胞毒活性 ( 杀死肿瘤细胞的能力 )。
细胞系
名称 A549 HT29 MDA-MB-231
ATCC 号 CCL-185 HTB-38 HTB-26物种 人 人 人组织 肺 结肠 乳房特性 肺癌 (NSCLC) 结肠腺癌 乳腺癌使用 SBR 比色测定评价细胞毒活性
已经采用使用黄酰罗明丹 B(SBR) 反应的比色测定以提供细胞生长和繁殖力的定 量检测 ( 按照 Skehan 等人的 J.Natl.Cancer Inst.1990， 82， 1107-1112 描述的技术 )。
该形式的测定采用 SBS- 标准 96 孔细胞培养微孔板 (Faircloth 等人的 Methodsin Cell Science， 1988， 11(4)， 201-205、 Mosmann 等 人 的 Journal of Immunological Methods， 1983， 65(1-2)， 55-63)。在该研究中使用的全部细胞系得自美国典型菌种收藏所 (ATCC) 并衍生自不同类型的人类癌症。
于 37 ℃、 5 ％ CO2 和 98 ％湿度下将细胞保持在补充有 10 ％胎牛血清 (FBS)、 2mL L- 谷氨酰胺、 100U/mL 青霉素和 100U/mL 链霉素的 Dulbecco 的改进的 Eagle 培养基 (DMEM) 中。为了实验， 从使用胰蛋白酶化作用的分汇合培养中收获细胞并在计数和平皿接种之前 在新鲜的培养基中再次悬浮。
在 96 孔微滴定板中的等量的 150μL 培养基中以每孔 5×103-7.5×103 细胞的形 式繁殖细胞， 并且允许细胞在没有药物的培养基中与板表面接触 18 小时。此后， 固定 ( 如 下文所述 ) 每个细胞系的一块对照板 ( 未处理的 ) 并用作时间零的参考值。然后， 采用使 用十个系列的稀释液 ( 浓度范围从 10μg/mL 至 0.00262μg/mL) 和三份培养基 (1％最终 浓度的 DMSO) 的测试化合物 (50μL 等量溶液 4× 在纯的培养基另加 4％ DMSO 中的储备溶 液中 ) 处理培养板。经过 72 小时处理后， 使用 SRB 方法检测抗肿瘤作用 ： 简单地说， 细胞 用 PBS 洗涤两次， 在室温下 1％戊二醛溶液中固定 15 分钟， 在 PBS 中冲洗两次并在室温下 0.4％ SRB 溶液中染色 30 分钟。然后， 将细胞用 1％乙酸溶液冲洗数次并在室温下风干。然 后， 在 10mM 三羟甲基碱 (trizma base) 溶液中萃取 SRB 并且在 490nm 的自动分光光度板读 数仪中检测其吸光度。通过使用 NCI 算法 (Boyd MR 和 Paull KD.Drug Dev.Res.1995， 34， 91-104) 评价对细胞生长和存活的影响。
使用三份培养基的平均数 ±SD， 应用非线性回归分析自动生成剂量响应曲线。通 过自动插值法计算 (NCI 算法 ) 三个参考参数 ： GI50 ＝导致 50％细胞生长抑制的化合物浓 度， 作为与对照培养基的对比 ； TGI ＝导致总细胞生长抑制的化合物浓度 ( 繁殖抑制作用 ) 以及 LC50 ＝导致 50％净细胞死亡的化合物浓度 ( 细胞毒性作用 )。
表 4 例示本发明化合物的生物活性数据。
表 4.Nanomolide A-C 的细胞毒性测定 - 活性数据 ( 摩尔 )
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