專利名稱：環(huán)丙基和環(huán)丁基埃坡霉素類似物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及埃坡霉素(epothilone)的類似物。更具體地講，本發(fā)明涉及順式-和反式-12，13-環(huán)丙基和12，13-環(huán)丁基埃坡霉素的類似物。
一方面，本發(fā)明涉及由任一下列結(jié)構(gòu)式表示的化合物 和 在上述結(jié)構(gòu)式中，X為選自-O-、-C(Y1)(Y2)-和-C(Y1)(Y2)-C(Y1)(Y2)-的二價(jià)基團(tuán)。Y1和Y2各自為獨(dú)立地選自-H、-F、-Cl和-Br的基團(tuán)。Ar為如下結(jié)構(gòu)式表示的基團(tuán) 在上述結(jié)構(gòu)式中，R1或者與R2形成第一個(gè)稠合環(huán)結(jié)構(gòu)或者為選自-H和由-(C(Z1)(Z2)(Z3))n表示的C1-C6支鏈或直鏈烷基的基團(tuán)，其中1≤n≥6。Z1、Z2和Z3各自為獨(dú)立地選自-H、-F、-Cl、-Br、-OH、-NH2和-(C(Z1)(Z2)(Z3))的基團(tuán)。然而，條件是，如果Z1、Z2或Z3中的任何一個(gè)為-OH或-NH2，則剩余的Z1、Z2和Z3各自獨(dú)立地選自-H和-(C(Z1)(Z2)(Z3))。類似地，R2或者與R1形成第一個(gè)稠合環(huán)結(jié)構(gòu)或者與R3形成第二個(gè)稠合環(huán)結(jié)構(gòu)或者為選自-H和由-(C(Z1)(Z2)(Z3))n表示的C1-C6支鏈或直鏈烷基的基團(tuán)，其中1≤n≥6。Z1、Z2和Z3如上所定義。類似地，R3或者與R2形成第二個(gè)稠合環(huán)結(jié)構(gòu)或者為選自-H和由-(C(Z1)(Z2)(Z3))n表示的C1-C6支鏈或直鏈烷基的基團(tuán)，其中1≤n≥6。同樣，Z1、Z2和Z3如上所定義。第一個(gè)或第二個(gè)稠合環(huán)結(jié)構(gòu)為含有或不含有C1-C6支鏈或直鏈烷基取代基的芳族或雜芳族5-或6-元稠合環(huán)。本發(fā)明這一方面優(yōu)選的物質(zhì)包括下列實(shí)例 和
另一方面，本發(fā)明涉及由任一下列結(jié)構(gòu)式表示的化合物 和 在上述結(jié)構(gòu)式中，X為選自-C(Y1)(Y2)-和-C(Y1)(Y2)-C(Y1)(Y2)-的二價(jià)基團(tuán)。Y1和Y2各自為獨(dú)立地選自-H、-F、-Cl和-Br的基團(tuán)。本發(fā)明這一方面優(yōu)選的物質(zhì)包括下列實(shí)例 和 在上述結(jié)構(gòu)式中，n為1或2。
另一方面，本發(fā)明涉及抗癌劑，它包含溶解或懸浮在適用于給予病人的生理性溶劑中的任一上述化合物?；衔镌谏硇匀軇┲芯哂凶阋詫?duì)癌細(xì)胞產(chǎn)生細(xì)胞毒性的濃度。
另一方面，本發(fā)明涉及殺死癌細(xì)胞的方法，它包括將癌細(xì)胞與含有細(xì)胞毒性濃度的任一上述化合物的溶液接觸的步驟。
此外，本發(fā)明還涉及式I、I-S、II、II-S、III、III-S、IV或IV-S的化合物或所述化合物的可藥用鹽或溶劑化物或水合物在人或動(dòng)物體治療方法中的應(yīng)用。
此外，本發(fā)明涉及式I、I-S、II、II-S、III、III-S、IV或IV-S的化合物或所述化合物的可藥用鹽或溶劑化物或水合物在制備用于治療腫瘤性疾病的藥物產(chǎn)品中的應(yīng)用。
術(shù)語(yǔ)“腫瘤性疾病”特別涉及液體腫瘤性疾病如白血病和固體腫瘤性疾病。
術(shù)語(yǔ)“固體腫瘤性疾病”特別是指乳腺癌、卵巢癌、結(jié)腸癌和通常的胃腸道癌(包括胃癌)、宮頸癌、肺癌如小細(xì)胞肺癌和非小細(xì)胞肺癌、胰腺癌、腎癌、神經(jīng)膠質(zhì)瘤、黑色素瘤、頭頸癌、膀胱癌、甲狀腺癌、肝細(xì)胞癌、前列腺癌和卡波濟(jì)氏肉瘤。
此外，本發(fā)明還提供了治療腫瘤性疾病的方法，該方法包括給予需要所述治療的溫血?jiǎng)游锟顾黾膊∮行Я康氖絀、I-S、II、II-S、III、III-S、IV或IV-S的化合物或所述化合物的可藥用鹽或溶劑化物或水合物。
此外，本發(fā)明還涉及一種藥物制劑，它包含式I、I-S、II、II-S、III、III-S、IV或IV-S化合物或所述化合物的可藥用鹽或溶劑化物或水合物和至少一種可藥用載體，所述載體適用于局部、腸內(nèi)如口服或直腸，或非腸道給藥并且可以是無(wú)機(jī)或有機(jī)的固體或液體。用于口服給藥的片劑或明膠膠囊劑包含活性成分與稀釋劑，例如乳糖、葡萄糖、甘露糖醇和/或甘油，和/或潤(rùn)滑劑和/或聚乙二醇。片劑還可以包含粘合劑，例如硅酸鋁鎂、淀粉如玉米、小麥或水稻淀粉、明膠、甲基纖維素、羧甲基纖維素鈉和/或聚乙烯吡咯烷酮，并且需要時(shí)也可以包含崩解劑，例如淀粉、瓊脂、藻酸或其鹽如藻酸鈉，和/或泡騰劑混合物，或吸附劑、染料、矯味劑和甜味劑。本發(fā)明的藥理學(xué)活性化合物還可以以非腸道給藥組合物的形式或輸液劑的形式使用。所述藥物組合物可以滅菌和/或可以包含賦形劑，例如防腐劑、穩(wěn)定劑、潤(rùn)濕劑和/或乳化劑、增溶劑、調(diào)節(jié)滲透壓的鹽和/或緩沖劑。需要時(shí)可包含其他藥理學(xué)活性物質(zhì)的本發(fā)明藥物組合物可按照本身已知的方式，例如通過(guò)常規(guī)的混合、制粒、調(diào)制、溶解或冷凍干燥方法制備，并且包含大約1％-95％，特別是大約1％-大約20％活性成分。
活性成分的劑量依賴于各種因素，包括患者的類型、物種、年齡、體重、性別和疾病；所治療疾病的嚴(yán)重性；給藥途徑；患者的腎和肝功能和所使用的特定化合物。具有常規(guī)技能的主治醫(yī)師、臨床醫(yī)師或獸醫(yī)可以很容易地確定和開(kāi)處方規(guī)定用于預(yù)防、對(duì)抗或阻止疾病進(jìn)程所需要的藥物的有效量。要想使藥物的濃度精確地達(dá)到可產(chǎn)生功效而且無(wú)毒的范圍內(nèi)，需要以藥物到達(dá)靶部位的利用度的動(dòng)力學(xué)為基礎(chǔ)的給藥方案。其涉及對(duì)藥物分布、平衡和消除的考慮。
本發(fā)明化合物可單獨(dú)給藥或與一種或多種其他治療劑一起聯(lián)合給藥。可能的聯(lián)合治療采取固定的組合物形式，或者將本發(fā)明化合物和一種或多種其他治療劑交錯(cuò)給藥或彼此獨(dú)立地進(jìn)行給藥，或者聯(lián)合給予固定的組合物和一種或多種其他治療劑。具體地講，例如，在腫瘤治療的情況中，可將本發(fā)明化合物的給藥與化學(xué)療法、放射療法、免疫療法、外科手術(shù)介入療法或這些療法的組合聯(lián)合進(jìn)行。如上所述，在其他治療策略中，長(zhǎng)期治療與輔助治療同樣是可能的。其他可能的治療是腫瘤消退后保持患者狀況的治療，或者甚至是對(duì)于有患病危險(xiǎn)的患者的化學(xué)預(yù)防治療。
可能聯(lián)合使用的治療藥物特別是一種或多種抗增殖化合物、細(xì)胞抑制劑或細(xì)胞毒性化合物，例如化學(xué)治療劑或幾種選自下列的藥物，所述藥物包括但不限于多胺生物合成抑制劑；蛋白激酶抑制劑，特別是絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶抑制劑如蛋白激酶C抑制劑，或者是酪氨酸蛋白激酶抑制劑，如EGF受體酪氨酸激酶如PKI166的抑制劑、VEGF受體酪氨酸激酶如PTK787的抑制劑、或PDGF受體酪氨酸激酶如STI571的抑制劑；細(xì)胞因子；負(fù)生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑如TGF-β或IFN-β；芳香酶抑制劑如來(lái)曲唑或阿那曲唑；SH2結(jié)構(gòu)域與磷?；鞍紫嗷プ饔玫囊种苿豢勾萍に?；拓?fù)洚悩?gòu)酶I抑制劑如伊立替康；拓?fù)洚悩?gòu)酶II抑制劑；微管活化劑如紫杉醇、海綿內(nèi)酯(discodermolide)或埃坡霉素；烷化劑；抗腫瘤抗代謝藥如吉西他濱或卡培他濱；鉑配合物如卡鉑或順鉑；抗血管生成化合物；戈那瑞林激動(dòng)劑；抗雄激素；二磷酸酯如AREDIA或ZOMETA；以及曲妥單抗。由編號(hào)代碼、通用名或商品名標(biāo)識(shí)的活性藥物的結(jié)構(gòu)可從現(xiàn)行版本的標(biāo)準(zhǔn)概述“默克索引(The Merck Index)”或數(shù)據(jù)庫(kù)如國(guó)際專利(Patents International)(如IMS國(guó)際公布)中得到。其相應(yīng)的內(nèi)容在此引入作為參考。
另一方面，本發(fā)明提供合成本說(shuō)明書(shū)中所描述的任一上述化合物或其中間體的方法，尤其提供(a)、制備式I化合物的方法，其中X為選自-O-、-C(Y1)(Y2)-和-C(Y1)(Y2)-C(Y1)(Y2)-的二價(jià)基團(tuán)，Y1和Y2各自為獨(dú)立地選自-H、-F、-Cl和-Br的基團(tuán)；并且Ar為由下列結(jié)構(gòu)式表示的基團(tuán) 其中R1或者與R2形成第一個(gè)稠合環(huán)結(jié)構(gòu)或者為選自-H和由-(C(Z1)(Z2)(Z3))n表示的C1-C6支鏈或直鏈烷基的基團(tuán)，其中1≤n≥6并且Z1、Z2和Z3各自為獨(dú)立地選自-H、-F、-Cl、-Br、-OH、-NH2和-(C(Z1)(Z2)(Z3))的基團(tuán)，條件是，如果Z1、Z2或Z3中的任何一個(gè)為-OH或-NH2，則剩余的Z1、Z2和Z3各自獨(dú)立地選自-H和-(C(Z1)(Z2)(Z3))；R2或者與R1形成第一個(gè)稠合環(huán)結(jié)構(gòu)或者與R3形成第二個(gè)稠合環(huán)結(jié)構(gòu)或者為選自-H和由-(C(Z1)(Z2)(Z3))n表示的C1-C6支鏈或直鏈烷基的基團(tuán)，其中1≤n≥6并且Z1、Z2和Z3各自為獨(dú)立地選自-H、-F、-Cl、-Br、-OH、-NH2和-(C(Z1)(Z2)(Z3))的基團(tuán)，條件是，如果Z1、Z2或Z3中的任何一個(gè)為-OH或-NH2，則剩余的Z1、Z2和Z3各自獨(dú)立地選自-H和-(C(Z1)(Z2)(Z3))；
R3或者與R2形成所述第二個(gè)稠合環(huán)結(jié)構(gòu)或者為選自-H和由-(C(Z1)(Z2)(Z3))n表示的C1-C6支鏈或直鏈烷基的基團(tuán)，其中1≤n≥6并且Z1、Z2和Z3各自為獨(dú)立地選自-H、-F、-Cl、-Br、-OH、-NH2和-(C(Z1)(Z2)(Z3))的基團(tuán)，條件是，如果Z1、Z2或Z3中的任何一個(gè)為-OH或-NH2，則剩余的Z1、Z2和Z3各自獨(dú)立地選自-H和-(C(Z1)(Z2)(Z3))；所述第一個(gè)或第二個(gè)稠合環(huán)結(jié)構(gòu)為含有或不含有C1-C6支鏈或直鏈烷基取代基的芳族或雜芳族5-或6-元稠合環(huán)；并且在15-位的立體異構(gòu)體形成中心可具有R或S構(gòu)型，其中，在第一步中，將式V化合物在存在或不存在催化劑的條件下通過(guò)酯化反應(yīng)縮合， 其中X和Ar具有如上關(guān)于式I化合物所定義的含義并且PG為羥基功能團(tuán)的保護(hù)基，然后在第二步中脫除保護(hù)基得到式I的內(nèi)酯；和(b)、制備式III化合物的方法，其中X為選自-C(Y1)(Y2)-和-C(Y1)(Y2)-C(Y1)(Y2)-的二價(jià)基團(tuán)，并且Y1和Y2各自為獨(dú)立地選自-H、-F、-Cl和-Br的基團(tuán)，并且在15-位的立體異構(gòu)體形成中心可具有R或S構(gòu)型，其中，在第一步中，將式VI化合物在存在或不存在催化劑的條件下通過(guò)酯化反應(yīng)縮合，
其中X具有如上關(guān)于式III化合物所定義的的含義并且PG為羥基功能團(tuán)的保護(hù)基，然后在第二步中脫除保護(hù)基得到式III的內(nèi)酯。
附圖概述

圖1描述了埃坡霉素和優(yōu)選的埃坡霉素類似物的結(jié)構(gòu)。
圖2描述了用于化學(xué)合成所設(shè)計(jì)的12，13-環(huán)烷烴噻唑埃坡霉素類似物3-8的逆向合成分析。
圖3描述了顯示制備結(jié)構(gòu)單元13的方案。
圖4描述了顯示合成醛14的方案。
圖5描述了合成結(jié)構(gòu)單元醛15和16的方案。
圖6描述了闡述噻唑乙烯基碘17的合成的方案。
圖7和8描述了顯示埃坡霉素類似物3、5和7的合成的方案。
圖9和10描述了顯示順式-環(huán)丁基埃坡霉素類似物4和6的合成的方案。
圖11和12描述了顯示反式-環(huán)丁基埃坡霉素類似物8的合成的方案。
圖13描述了埃坡霉素類似物9-12的逆向合成分析和關(guān)鍵片段。
圖14描述了合成醇85和86的方案。
圖15描述了合成吡啶碘化物87的方案。
圖16和17描述了合成前體醛107和113的方案。
圖18和19描述了合成埃坡霉素的環(huán)丙基吡啶類似物9、10、11和12的方案。
化學(xué)合成噻唑埃坡霉素類似物所設(shè)計(jì)的12，13-環(huán)烷烴噻唑埃坡霉素類似物3-8的化學(xué)合成按照由方案1所顯示的逆向合成分析所得到的策略進(jìn)行。因此，利用Nozaki-Hiyama-Kishi偶聯(lián)(Takai，K.等；Tetrahedron Lett.1983，24，5281-5284；Jin，H.等；J.Am.Chem.Soc.1986，108，5644-5646)、羥醛反應(yīng)和Yamaguchi內(nèi)酯化(Inanaga，J.等；Bull.Chem.Soc.Jpn.1979，52，1989-1993；Mulzer，J.等；Synthesis 1992，215-228；Nicolaou，K.C.等；Chem.Eur.J.2000，6，2783-2800；Nicolaou，K.C.等；J.Am.Chem.Soc.1997，119，7974-7991)來(lái)斷開(kāi)所顯示的三個(gè)策略鍵，得到結(jié)構(gòu)單元13-16、17和18。按照方案1所顯示的順序?qū)⑦@些結(jié)構(gòu)單元裝配和加工成為最終的目標(biāo)產(chǎn)物。因此，將C7-C15醛片段與雜環(huán)乙烯基碘偶聯(lián)，然后進(jìn)行加工并與C1-C6酮片段進(jìn)行羥醛反應(yīng)，在進(jìn)一步加工后得到所需要的開(kāi)環(huán)-羥基酸。然后，按照我們的Yamaguchi策略進(jìn)行環(huán)化(Inanaga，J.等；Bull.Chem.Soc.Jpn.1979，52，1989-1993；Mulzer，J.等；Synthesis1992，215-228；Nicolaou，K.C.等；Chem.Eur.J.2000，6，2783-2800；Nicolaou，K.C.等；J.Am.Chem.Soc.1997，119，7974-7991)，在脫保護(hù)后得到所需要的埃坡霉素類似物。
所需要的結(jié)構(gòu)單元13-17如方案2-5所示進(jìn)行合成，而酮18通過(guò)先前描述的途徑制備(Nicolaou，K.C.等；J.Am.Chem.Soc.1997，119，7974-7991)。第一個(gè)所需要的C7-C15醛(13)如方案2所示制備。因此，將旋光性的醛19進(jìn)行Swern氧化(Charette，A.B.等；J.Am.Chem.Soc.1998，120，11943-11952)，然后進(jìn)行Wittig反應(yīng)和酸水解，由此得到同系化的醛20，總收率為85％。利用通過(guò)商業(yè)渠道獲得的鏻鹽21進(jìn)行第二個(gè)Wittig反應(yīng)，得到順式和反式烯烴22的混合物(順式反式大約為20∶1，收率為78％)，將其用二亞胺還原(Pasto，D.J.；Taylor，R.T.，Org.React.1991，40，92-155)，得到飽和醇23(收率為94％)。將23中的游離羥基乙酰化(收率為100％)，得到乙酸酯24，將其芐基醚氫解后得到醇25(收率為78％)。已證明，由于產(chǎn)生大量的環(huán)丙基開(kāi)環(huán)的副產(chǎn)物，因此，直接用鈀催化劑氫化22以便同時(shí)還原雙鍵和裂解芐基醚是不可行的。而且，盡管鈀催化劑可完全地還原22中的雙鍵，但它們也還原芐基的芳環(huán)，而不是氫解C-O鍵。將醇25用TPAP-NMO(試劑和保護(hù)基的縮寫(xiě)參見(jiàn)合成方案中的圖例說(shuō)明)氧化得到相應(yīng)的醛(收率為89％)，然后通過(guò)以上關(guān)于20描述的兩步過(guò)程(Wittig反應(yīng)，然后酸水解)，經(jīng)烯醇醚26同系化得到所需要的醛13，總收率為50％。
方案3顯示的是反式-環(huán)丙基醛14的合成，它與上述順式-對(duì)應(yīng)物13的合成極其相似。因此，將烯丙醇27(Azzena，F(xiàn).等；Tetrahedron 1995，51，10601-10626；Trost，B.M.；Verhoeven，T.R.，J.Am.Chem.Soc.1980，102，4743-4763)進(jìn)行Charette環(huán)丙烷化(Charette，A.B.等；J.Am.Chem.Soc.1998，120，11943-11952)，得到對(duì)映異構(gòu)體過(guò)量的環(huán)丙烷29，收率為98％(通過(guò)Mosher酯分析，ee＞90％)(Dale，J.A.；Dull，D.L.；Mosher，H.S.，J.Org.Chem.1969，34，2543-2549；Dale，J.A.；Mosher，H.S.，J.Am.Chem.Soc.1973，95，512-519)。氧化(SO3·py)，然后進(jìn)行Wittig反應(yīng)得到烯醇醚30(總收率為81％)，將其進(jìn)行脫甲硅烷基化(TBAF)、芐基化(NaH，BnBr)和酸水解得到同系化的醛，然后與鏻鹽21產(chǎn)生的內(nèi)鎓鹽反應(yīng)得到烯烴31，五步的收率為58％。經(jīng)二亞胺還原、乙?；蜌浣獾玫酱?2(總收率為98％)。然后進(jìn)行Dess-Martin氧化得到所需要的醛14，其不經(jīng)分離立即用于接下來(lái)的Nozaki-Hiyama-Kishi偶聯(lián)中(參見(jiàn)下文)。
C12-C13-環(huán)丁基醛15和16的合成如方案4所示進(jìn)行。因?yàn)檫@些化合物與環(huán)丙烷衍生物13和14密切相關(guān)，因此采用類似的合成途徑。因此，由容易通過(guò)酶選擇性皂化相應(yīng)的二乙酸酯獲得的一乙酸酯33開(kāi)始，(Laumen，K.；Schneider，M.Tetrahedron Lett.1985，26，2073-2076；Kasel，W.等；J.Chem.Soc.，Chem.Commun.1985，1563-1564)，通過(guò)Dess-Martin periodinane氧化制備順式-醛34(收率為95％)，而相應(yīng)的反式-醛39可以很方便地通過(guò)34的堿催化差相異構(gòu)化作用獲得(由33開(kāi)始的收率為88％)。按照關(guān)于環(huán)丙基衍生物所描述的途徑，將34和39分別同系化成35和40，并將后面的化合物與由對(duì)映異構(gòu)體純的鏻鹽21和NaHMDS-TMSCl產(chǎn)生的手性正膦偶聯(lián)，分別得到烯烴36和41。用鉑催化劑氫化雙鍵，然后通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的保護(hù)基處理，得到醇38和43，將其如方案4所述再次進(jìn)行同系化和保護(hù)，分別得到醛15和16。
所需要的乙烯基碘17可由醛447開(kāi)始經(jīng)過(guò)下列順序制備，所述順序涉及(i)、改進(jìn)的Corey-Fuchs方案(Grandjean，D.等；Tetrahedron Lett.1994，35，3529-3530)，就地將中間體乙炔化物經(jīng)中間體45(88％)和46(97％)甲基化；(ii)、立體選擇性錫氫化(hydrostannylation)(Betzer，J.-F.等；Tetrahedron Lett.1997，38，2279-2282)(84％)；和(iii)、碘-錫交換(99％)，如方案5所示。該順序在簡(jiǎn)單性和收率方面有顯著改善，優(yōu)于先前描述的初始途徑(Nicolaou，K.C.等；ChemBioChem 2001，1，69-75)。
當(dāng)獲得了所有的結(jié)構(gòu)單元后，就可以開(kāi)始埃坡霉素類似物3-8的最后裝配了。環(huán)丙基類似物3、5和7如方案6所示合成。醛13與乙烯基碘17通過(guò)Nozaki-Hiyama-Kishi方法，用CrCl2-NiCl2進(jìn)行偶聯(lián)(Takai，K.等；Tetrahedron Lett.1983，24，5281-5284；Jin，H.等；J.Am.Chem.Soc.1986，108，5644-5646)，得到醇48的非對(duì)映異構(gòu)體混合物(大約1∶1，收率為56％，非優(yōu)化方法)。在合成過(guò)程中一直使用該混合物，直到進(jìn)行了Yamaguchi大環(huán)內(nèi)酯化后可以通過(guò)色譜法分離兩種異構(gòu)體為止(參見(jiàn)下文)(Inanaga，J.等；Bull.Chem.Soc.Jpn.1979，52，1989-1993；Mulzer，J.等；Synthesis1992，215-228；Nicolaou，K.C.等；Chem.Eur.J.2000，6，2783-2800)。將48硅烷基化(TBSOTf-2，6-二甲基吡啶，收率為100％)得到甲硅烷基醚49，將其去乙?；?DIBAL，收率為99％)，得到高級(jí)中間體醇50。以類似的方式，將反式-醛14與碘化物17偶聯(lián)，但這次，將所得到的差相異構(gòu)體仲醇的混合物氧化(DMP)得到酮56，總收率為75％。將56用(-)-DIPCI進(jìn)行立體選擇性還原(Brown，H.C.；Ramachandran，P.V.，Acc.Chem.Res.1992，25，16-24；Brown，H.C.等；J.Org.Chem.1987，52，5406-5412)得到醇57的單一立體異構(gòu)體(通過(guò)1H NMR光譜學(xué)鑒定)，收率為84％，因此證明了該途徑產(chǎn)生任一或兩種C15差相異構(gòu)體的靈活性。根據(jù)還原劑的手性推測(cè)15S立體化學(xué)。將化合物57保護(hù)為T(mén)BS醚(58，TBSOTf，2，6-二甲基吡啶，收率為91％)，然后用DIBAL脫乙?；玫剿枰拇?9，收率為93％。在該階段之后進(jìn)行立體選擇性的羥醛偶聯(lián)，以產(chǎn)生C6-C7鍵并同時(shí)設(shè)定這些立體中心的立體化學(xué)。為此，分別將50和59進(jìn)行DMP氧化，然后按照我們的最佳方案(Nicolaou，K.C.等；Chem.Eur.J.2000，6，2783-2800)，用LDA立即將其與先前描述的C1-C6酮18進(jìn)行羥醛加成(Nicolaou，K.C.等；J.Am.Chem.Soc.1997，119，7974-7991)。通過(guò)該方式，羥醛51(63％)和60(70％)以C6-C7立體化學(xué)完全受控的方式產(chǎn)生和分離(通過(guò)1H NMR光譜學(xué)確定)。將仲羥基保護(hù)為T(mén)BS醚52和61，然后通過(guò)C1位的兩步氧化(通過(guò)HF·py的作用選擇性地釋放)和選擇性地裂解C15 TBS醚(TBAF)，分別得到羥基酸53和62。將53進(jìn)行Yamaguchi大環(huán)內(nèi)酯化(Inanaga，J.等；Bull.Chem.Soc.Jpn.1979，52，1989-1993；Mulzer，J.等；Synthesis 1992，215-228；Nicolaou，K.C.等；Chem.Eur.J.2000，6，2783-2800)得到合并收率為69％的保護(hù)的埃坡霉素衍生物54和55，將其通過(guò)色譜法分離[54(42％)；55(27％)]。類似地，將62進(jìn)行大環(huán)內(nèi)酯化得到雙-甲硅烷基醚63(五步后，由61得到的收率為53％)。將54、55和63用20％TFA的CH2Cl2溶液脫甲硅烷基，最后分別得到所需要的埃坡霉素類似物3、5和7。現(xiàn)通過(guò)比較7與順式異構(gòu)體3和5的1H NMR光譜，進(jìn)一步確證了反式類似物7的15S構(gòu)型，其中7與3的光譜比7與5的光譜更類似，尤其當(dāng)考慮與C2和C15連接的質(zhì)子信號(hào)時(shí)(參見(jiàn)附屬資料)。
順式-環(huán)丁基噻唑埃坡霉素4和6如方案7所述，以類似的方式裝配。順式-醛15和側(cè)鏈乙烯基碘17之間的Nozaki-Hiyama-Kishi偶聯(lián)得到仲醇64(收率為89％)的1∶1的C15差相異構(gòu)體混合物。保護(hù)基處理和氧化后，通過(guò)中間體65和66得到醛67，它與酮18順利地進(jìn)行立體選擇性羥醛偶聯(lián)反應(yīng)得到醇68。進(jìn)一步進(jìn)行保護(hù)基處理和氧化C1位，得到羥基酸72，將其通過(guò)Yamaguchi方案環(huán)化得到兩種內(nèi)酯73和74。此時(shí)，通過(guò)色譜法分離C15差相異構(gòu)體73和74并脫保護(hù)，分別得到所需要的順式-環(huán)丁基埃坡霉素4和6，總收率良好。
反式-環(huán)丁基噻唑埃坡霉素8如方案8所述，通過(guò)類似的順序制備。因此，在醛16和碘化物17之間的Nozaki-Hiyama-Kishi偶聯(lián)后，將所得到的醇氧化為相應(yīng)的烯酮75，然后將其用(-)-DIPCl進(jìn)行立體選擇性還原(Brown，H.C.；Ramachandran，P.V.，Acc.Chem.Res.1992，25，16-24；Brown，H.C.等；J.Org.Chem.1987，52，5406-5412)，僅得到(15S)-差相異構(gòu)體76。剩下的步驟按照順式化合物中描述的相同順序(參見(jiàn)方案7)進(jìn)行，過(guò)程順利，收率類似，得到目標(biāo)物反式-環(huán)丁基埃坡霉素8。吡啶埃坡霉素類似物迄今為止制備的某些活性最強(qiáng)的埃坡霉素類似物均在其結(jié)構(gòu)內(nèi)包含吡啶側(cè)鏈作為天然物質(zhì)的噻唑部分的替代基(Nicolaou，K.C.等；Chem.Biol.2000，7，593-599)。由于用環(huán)丙烷埃坡霉素類似物3已經(jīng)得到了非常有希望的初步結(jié)果，我們推測(cè)，盡管沒(méi)有環(huán)氧化物的氧，但將這兩處結(jié)構(gòu)改進(jìn)進(jìn)行組合可能產(chǎn)生活性很強(qiáng)的化合物。所述化合物(例如9-12，圖1)可能在代謝上更穩(wěn)定，導(dǎo)致體內(nèi)半衰期更長(zhǎng)和毒性更低。在嘗試改進(jìn)這些化合物的全合成過(guò)程中和為了適應(yīng)將來(lái)通過(guò)集合策略制備其他側(cè)鏈修飾的類似物，根據(jù)方案9所顯示的逆向合成分析，設(shè)計(jì)了略為不同的全合成方案。除了逆轉(zhuǎn)所述片段的偶聯(lián)順序外，本發(fā)明構(gòu)建吡啶環(huán)烷烴埃坡霉素(9-12)的策略與用于其噻唑配對(duì)物全合成的策略類似。因此，此時(shí)結(jié)構(gòu)單元84和85與酮18的羥醛反應(yīng)將在與乙烯基碘86的Nozaki-Hiyama-Kishi偶聯(lián)之前進(jìn)行。
所需要的結(jié)構(gòu)單元85和86如方案10所示制備。將由對(duì)映異構(gòu)體純的鏻鹽21和NaHMDS-TMSCl產(chǎn)生的內(nèi)鎓鹽和通過(guò)商業(yè)渠道獲得到醛87進(jìn)行Wittig反應(yīng)(收率為68％)，然后將所得到的醇88保護(hù)為其TBDPS醚(TBDPSCl-咪唑)，得到烯烴89，收率為89％。氫化89中的雙鍵，同時(shí)裂解芐基醚，得到伯醇90，收率為75％。然后，將該化合物(90)通過(guò)暴露于I2/PPh3中轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的碘化物(91)，收率為93％。將92與炔烴92偶聯(lián)(n-BuLi，收率為72％)，然后除去所得到的炔烴93中的TBS基(BF3·OEt2)，得到炔丙醇94(收率為89％)。該化合物用作制備順式-和反式-環(huán)丙基吡啶埃坡霉素類似物(9-12)的通用前體。順式系列化合物的合成由炔烴94的硼化鎳還原開(kāi)始(Taber，D.F.等；J.Org.Chem.1997，62，194-198)，得到順式烯烴95，收率為95％(方案10)，而相應(yīng)的反式烯烴(97)由相同的中間體(94)通過(guò)用LiAlH3(OMe)還原進(jìn)行制備(Ashby，E.C.等；J.Am.Chem.Soc.1975，97，3158-3162)(收率為83％)。將95和97進(jìn)行Charette環(huán)丙烷化(Charette，A.B.等；J.Am.Chem.Soc.1998，120，11943-11952)順利地得到環(huán)丙烷96(收率為99％)和98(93％)，通過(guò)1H NMR光譜分析相應(yīng)的Mosher酯判斷，＞95％de(Dale，J.A.；Dull，D.L.；Mosher，H.S.，J.Org.Chem.1969，34，2543-2549；Dale，J.A.；Mosher，H.S.，J.Am.Chem.Soc.1973，95，512-519)。接下來(lái)將伯羥基芐基化，然后除去在分子另一端的甲硅烷基，分別得到所需要的伯醇85和86。
所需要的側(cè)鏈乙烯基碘87如方案11所示合成。將5-甲基-2-溴吡啶99與丙炔進(jìn)行Sonogashira偶聯(lián)(Arcadi，A.等；Tetrahedron 1994，50，437-452)得到炔烴100，收率為98％。然后將其錫氫化，并通過(guò)用于制備噻唑側(cè)鏈前體17(方案5)的相同方法，將錫交換為碘(兩步總收率為86％)，由此通過(guò)錫烷101得到碘化物87(收率為100％)。
合成目標(biāo)吡啶類似物的最后階段描述于方案12和13。用Dess-Martinperiodinane氧化醇85和86，然后與以上使用的酮18(參見(jiàn)上文)進(jìn)行立體選擇性羥醛偶聯(lián)(Nicolaou，K.C.等；J.Am.Chem.Soc.1997，119，7974-7991)。按照我們通用的方法進(jìn)行該偶聯(lián)(Nicolaou，K.C.等；Chem.Eur.J.2000，6，2783-2800)，得到羥醛102(收率為75％)和108(收率為89％)，兩種情況下的dr大約為10∶1(通過(guò)1H NMR光譜學(xué)鑒定)。這些化合物(102和108)的進(jìn)一步加工涉及用TBS保護(hù)其仲醇，選擇性除去伯TBS基(HF·py)，氧化所得到的伯醇(DMP；NaClO2)和甲基化所得到的羧酸，得到化合物104和110，如方案12所示。氫解104和110的芐基醚，然后氧化所得到的伯醇(105和111)成為相應(yīng)的醛(DMP)并進(jìn)行同系化反應(yīng)建立C15碳原子，由此通過(guò)烯醇醚106和112分別得到醛107和113。
然后將順式-醛107與乙烯基碘87進(jìn)行Nozaki-Hiyama-Kishi偶聯(lián)，得到甲酯114(43％，非優(yōu)化方法)，將其水解為相應(yīng)的酸(115)，收率為76％(方案13)。酯水解(114→115)相當(dāng)慢，需要4天完成。當(dāng)相同的順序用于反式化合物113時(shí)，證實(shí)在Nozaki-Hiyama-Kishi偶聯(lián)后，不可能以實(shí)用的速度水解相應(yīng)的甲酯。顯然，對(duì)于C1羧酸來(lái)說(shuō)需要另一種保護(hù)基，我們選擇試用三甲基甲硅烷基乙基(TMSE)酯代替甲酯。在該情況中，將醛113還原為羥基酯118(NaBH4，收率為72％)，現(xiàn)在可將其水解為相應(yīng)的羥基酸并進(jìn)行保護(hù)(TMSE-OH，EDC，4-DMAP)，得到TMSE酯119，收率為81％。不能成功地直接水解醛113，這表明采用上述方案需要在水解前還原成醇。用Dess-Martin periodinane再氧化119得到醛120(收率為93％)，它與87順利地進(jìn)行Nozaki-Hiyama-Kishi偶聯(lián)，得到羥基酯121，收率為71％。現(xiàn)在用TBAF可以順利地裂解TMSE酯，得到高收率的羥基酸122。將順式和反式異構(gòu)體115和122利用Yamaguchi方案環(huán)化(Inanaga，J.等；Bull.Chem.Soc.Jpn.1979，52，1989-1993；Mulzer，J.等；Synthesis 1992，215-228；Nicolaou，K.C.等；Chem.Eur.J.2000，6，2783-2800)(收率為70％)，然后通過(guò)色譜法分離C15差相異構(gòu)體，得到化合物116、117、123和124。將這些化合物脫甲硅烷基，最終得到收率極佳的所需要的環(huán)丙基埃坡霉素9-12。
本文所使用的起始材料可通過(guò)商業(yè)渠道獲得或按照已知的方式制備。
在圖13、14以及16-19中描述了式I或式II化合物的制備，其中X為CH2并且Ar為由下列結(jié)構(gòu)式表示的基團(tuán) 其中R1和R3為H并且R2為甲基。
如下式I化合物，其中在所述基團(tuán)中，R1或者與R2形成第一個(gè)稠合環(huán)結(jié)構(gòu)或者為選自-H和由-(C(Z1)(Z2)(Z3))n表示的C1-C6支鏈或直鏈烷基的基團(tuán)，其中1≤n≥6并且Z1、Z2和Z3各自為獨(dú)立地選自-H、-F、-Cl、-Br、-OH、-NH2和-(C(Z1)(Z2)(Z3))的基團(tuán)，條件是，如果Z1、Z2或Z3中的任何一個(gè)為-OH或-NH2，則剩余的Z1、Z2和Z3各自獨(dú)立地選自-H和-(C(Z1)(Z2)(Z3))；R2或者與R1形成第一個(gè)稠合環(huán)結(jié)構(gòu)或者與R3形成第二個(gè)稠合環(huán)結(jié)構(gòu)或者為選自-H和由-(C(Z1)(Z2)(Z3))n表示的C1-C6支鏈或直鏈烷基的基團(tuán)，其中1≤n≥6并且Z1、Z2和Z3各自為獨(dú)立地選自-H、-F、-Cl、-Br、-OH、-NH2和-(C(Z1)(Z2)(Z3))的基團(tuán)，條件是，如果Z1、Z2或Z3中的任何一個(gè)為-OH或-NH2，則剩余的Z1、Z2和Z3各自獨(dú)立地選自-H和-(C(Z1)(Z2)(Z3))；
R3或者與R2形成所述第二個(gè)稠合環(huán)結(jié)構(gòu)或者為選自-H和由-(C(Z1)(Z2)(Z3))n的C1-C6支鏈或直鏈烷基的基團(tuán)，其中1≤n≥6并且Z1、Z2和Z3各自為獨(dú)立地選自-H、-F、-Cl、-Br、-OH、-NH2和-(C(Z1)(Z2)(Z3))的基團(tuán)，條件是，如果Z1、Z2或Z3中的任何一個(gè)為-OH或-NH2，則剩余的Z1、Z2和Z3各自獨(dú)立地選自-H和-(C(Z1)(Z2)(Z3))；所述第一個(gè)或第二個(gè)稠合環(huán)結(jié)構(gòu)為含有或不含有C1-C6支鏈或直鏈烷基取代基的芳族或雜芳族5-或6-元稠合環(huán)；可通過(guò)例如如下的方法制得首先將式VII的吡啶衍生物 其中R1、R2和R3具有如上所定義的相同含義，在適宜的溶劑中，在Pd(II)-催化劑和碘化亞銅(I)的存在下與HCCCH3反應(yīng)，得到式VIII的吡啶衍生物， 其中R1、R2和R3具有如上所定義的含義，在第二步中，將所得到的式VIII產(chǎn)物錫氫化以便得到式IX的吡啶衍生物， 其中R1、R2和R3具有如上所定義的相同含義，在第三步中，通過(guò)與碘反應(yīng)將式IX的吡啶衍生物轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的式X的碘化物
其中R1、R2和R3具有如上所定義的相同含義。然后，可用所述式X的碘化物代替化合物87用于圖18和19所說(shuō)明的反應(yīng)順序中。
而且，例如，所述式X的碘化物也可以代替碘化物17用于圖9所說(shuō)明的反應(yīng)順序中，由此得到如下式l化合物，其中X為式-CH2-CH2-的二價(jià)基團(tuán)并且Ar為由下列結(jié)構(gòu)式表示的基團(tuán) 其中R1、R2和R3具有式X化合物中提供的相同的含義。
本文所使用的術(shù)語(yǔ)“羥基保護(hù)基”是指羥基的酸不穩(wěn)定保護(hù)基，這些基團(tuán)本身是已知的。這些保護(hù)基的特點(diǎn)是它們很容易除去，即沒(méi)有不需要的副反應(yīng)，典型地可通過(guò)溶劑分解、還原、光解或者也可以通過(guò)酶活性，例如，在類似于生理?xiàng)l件的條件下進(jìn)行，并且它們不存在于終產(chǎn)品中。專家們已知或者可以很容易地確定對(duì)于上文和下文中提到的反應(yīng)來(lái)說(shuō)，哪些保護(hù)基是適宜的。
例如，通過(guò)保護(hù)基來(lái)保護(hù)羥基，保護(hù)基本身及其裂解反應(yīng)描述于標(biāo)準(zhǔn)參考書(shū)，如J.F.W.McOmie，″有機(jī)化學(xué)中的保護(hù)基″，Plenum出版社，倫敦和紐約1973，T.W.Greene，″有機(jī)合成中的保護(hù)基″，Wiley，紐約1981，″肽″；第3卷(編者E.Gross和J.Meienhofer)，Academic出版社，倫敦和紐約1981，″Methoden der organischen Chemie″(有機(jī)化學(xué)的方法)，Houben Weyl，第4版，第15/I卷，Georg Thieme Verlag，Stuttgart 1974，H.-D.Jakubke and H.Jescheit，″Aminosuren，Peptide，Proteine″(氨基酸、肽、蛋白質(zhì))，Verlag Chemie，Weiuheim，Deerfield Beach，和Basel1982，以及Jochen Lehmann，″Chemie der KohlenhydrateMonosaccharide und Derivate″(碳水化合物的化學(xué)單糖和衍生物)，GeorgThieme Verlag，Stuttgart 1974。
優(yōu)選的保護(hù)基是酸不穩(wěn)定的甲硅烷基醚如叔丁基二甲基-甲硅烷基(TBS)醚、三乙基甲硅烷基(TES)醚、三異丙基甲硅烷基(TIPS)醚、二乙基異丙基甲硅烷基(DEIPS)醚、異丙基二甲基甲硅烷基(IPDMS)醚或1，1，2-三甲基丙基二甲基甲硅烷基(TDS)醚。
化學(xué)生物學(xué)通過(guò)細(xì)胞毒性和微管蛋白聚合分析來(lái)評(píng)價(jià)所合成埃坡霉素的生物學(xué)活性。首先，在一組卵巢癌細(xì)胞系中評(píng)價(jià)細(xì)胞毒性，所述卵巢癌細(xì)胞系包括親代細(xì)胞系(1A9)和三個(gè)耐藥細(xì)胞系，即耐紫杉醇細(xì)胞系(Giannakakou，P.等；J.Biol.Chem.1997，272，17118-17125)1A9/PTX10和1A9/PTX22和耐埃坡霉素-細(xì)胞系(Giannakakou，P.等；Proc.Natl.Acad.Sci.USA2000，97，2904-2909)1A9/A8。這些耐藥細(xì)胞系庇護(hù)后天獲得的不同的β-微管蛋白突變，影響藥物-微管蛋白相互作用并導(dǎo)致受損和紫杉烷和埃坡霉素-驅(qū)動(dòng)的微管蛋白聚合。這些生物學(xué)研究的結(jié)果概述于表1中。利用一組人表皮樣癌細(xì)胞系進(jìn)行進(jìn)一步的細(xì)胞毒性研究，所述人表皮樣癌細(xì)胞系包括親代細(xì)胞系(KB-31)和耐紫杉醇(由于P-gp過(guò)度表達(dá))細(xì)胞系(KB-8511)。這些研究的結(jié)果概述于表2中。
與以前的報(bào)道一致(Nicolaou，K.C.等；ChemBioChem 2001，1，69-75；Johnson，J.等；Org.Lett.2000，2，1537-1540)，我們發(fā)現(xiàn)，環(huán)丙基埃坡霉素A(3)比母體化合物埃坡霉素A(1)略微更有效地抑制1A9和KB-31細(xì)胞生長(zhǎng)。15S-環(huán)丁基埃坡霉素A(4)保留了良好的活性，但效力小于1或3。值得注意的是兩化合物的15R-異構(gòu)體(5和6)在低濃度時(shí)無(wú)抗親代敏感性1A9和KB-31細(xì)胞的活性。有趣的是，甚至(12R，13S)-反式-取代的埃坡霉素7和8都顯示良好的活性，而且環(huán)丙基類似物仍然是最有效的。這些結(jié)果與我們以前關(guān)于埃坡霉素A和B的反式-環(huán)氧化物類似物的報(bào)道一致(Nicolaou，K.C.等；Angew.Chem.Int.Ed.Engl.1997，36，2097-2103)。在另一研究中(Nicoloau，K.C.等；Chem.Biol.1998，5，365-372)，我們發(fā)現(xiàn)，最初不正確地指定為(13S)-非對(duì)映異構(gòu)體的(13R)-環(huán)丙基埃坡霉素125和126(見(jiàn)圖2)是無(wú)活性的。因此，我們現(xiàn)已制備并測(cè)試了12，13-環(huán)丙基埃坡霉素A的所有四種可能的非對(duì)映異構(gòu)體，根據(jù)這些結(jié)果可以看出，盡管在C12的構(gòu)型對(duì)細(xì)胞毒性有相對(duì)較小的影響，但13S構(gòu)型是必需的。
值得注意的是，反式-環(huán)丙基吡啶類似物11顯示杰出的抗所有細(xì)胞系的活性，在1A9人卵巢癌細(xì)胞系中，IC50＝0.6nM。順式類似物9也有很高的活性，但活性比11小3-5倍。同樣，15R異構(gòu)體類似物(10和12)也是無(wú)活性的。
值得注意的是，與埃坡霉素A(1)相比，活性化合物(3、4、7、8、9和11)顯示類似的抗β-微管蛋白突變體的細(xì)胞毒性圖(見(jiàn)表1)。換句話說(shuō)，這些化合物損失了一些抗克隆PTX10(β270)和A8(β274)的活性，這表明殘基270和274對(duì)于這些類似物與微管蛋白的結(jié)合來(lái)說(shuō)是很重要的。然而，對(duì)于所有這些細(xì)胞系來(lái)說(shuō)，活性最強(qiáng)的類似物(11)仍然保持IC50＜10nM。此外，我們?cè)谀壳暗难芯恐邪l(fā)現(xiàn)，和以前的報(bào)道(Nicolaou，K.C.等；ChemBioChem 2001，1，69-75；Giannakakou，P.等；J.Biol.Chem.1997，272，17118-17125；Giannakakou，P.等；Proc.Natl.Acad.Sci.USA 2000，97，2904-2909)一致的是，經(jīng)紫杉醇選擇的克隆PTX22(β364)保持對(duì)埃坡霉素的敏感性，特別是在最具活性的類似物(9和11)的情況下，相對(duì)抗藥性(RR)值＜1。
細(xì)胞毒性分析中補(bǔ)充了由兩個(gè)獨(dú)立的體外微管蛋白聚合分析獲得的數(shù)據(jù)。在一個(gè)分析中，測(cè)定當(dāng)暴露到已知濃度的各化合物中時(shí)聚合到微管中的微管蛋白部分(見(jiàn)表2)。在另一個(gè)分析中，利用純化的鼠腦微管蛋白，通過(guò)在350nm測(cè)定吸收度來(lái)測(cè)定當(dāng)暴露到各化合物中時(shí)微管蛋白聚合的動(dòng)力學(xué)(見(jiàn)圖3)。在該分析中，紫杉醇、埃坡霉素A(1)和埃坡霉素B(2)用作對(duì)照，而選擇化合物9、11和12用于體外分析?；衔?2沒(méi)有體外活性，這與該化合物缺乏細(xì)胞毒性(表1)是一致的?；衔?和11顯示良好的體外活性，盡管與埃坡霉素A(1)相比，這些化合物誘導(dǎo)的微管蛋白聚合的最大程度較小。然而，相對(duì)于埃坡霉素A(1)來(lái)說(shuō)，化合物9和11的細(xì)胞毒性增加可能可以通過(guò)化合物9和11誘導(dǎo)的聚合動(dòng)力學(xué)加快來(lái)解釋[對(duì)于化合物9和11來(lái)說(shuō)，A350＝0.25的時(shí)間＜1分鐘，對(duì)于埃坡霉素A(1)來(lái)說(shuō)為2分鐘]。
最后，將這些化合物的微管蛋白聚合產(chǎn)物通過(guò)電子顯微鏡檢定(圖4)以排除由于形成非微管聚合物引起的可能的吸收度增加。如圖4所示，除化合物12未觀察到微管外，所有試驗(yàn)化合物均誘導(dǎo)形成微管聚合物。
附圖詳述圖1顯示的是一系列環(huán)丙基和環(huán)丁基埃坡霉素類似物(3-12)的結(jié)構(gòu)。用所合成的化合物進(jìn)行的生物學(xué)研究證實(shí)了埃坡霉素類似物3、4、7、8、9和11為有效的微管蛋白聚合促進(jìn)劑和細(xì)胞毒性劑，并且證實(shí)了(12R，13S，15S)-環(huán)丙基5-甲基吡啶埃坡霉素A(11)是最有效的化合物，其效力(例如，抗1A9卵巢癌細(xì)胞系的IC50＝0.6nM)接近埃坡霉素B。這些研究揭示了許多重要的構(gòu)效關(guān)系，包括環(huán)氧化物或C12位的立體化學(xué)都不是必需的，而C13和C15位的立體化學(xué)對(duì)于生物學(xué)活性來(lái)說(shuō)是至關(guān)重要的這一結(jié)論。這些研究也證實(shí)了環(huán)丙基和5-甲基吡啶部分在使埃坡霉素支架結(jié)構(gòu)具有有效的和可能在臨床上有用的生物學(xué)特性方面的重要性。
圖2說(shuō)明的是用于化學(xué)合成所設(shè)計(jì)的12，13-環(huán)烷烴噻唑埃坡霉素類似物3-8的逆向合成分析。利用Nozaki-Hiyama-Kishi偶聯(lián)(Takai，K.等；Tetrahedron Lett.1983，24，5281-5284；Jin，H.等；J.Am.Chem.Soc.1986，108，5644-5646)、羥醛反應(yīng)和Yamaguchi內(nèi)酯化(Inanaga，J.等；Bull.Chem.Soc.Jpn.1979，52，1989-1993；Mulzer，J.等；Synthesis 1992，215-228；Nicolaou，K.C.等；Chem.Eur.J.2000，6，2783-2800；Nicolaou，K.C.等；J.Am.Chem.Soc.1997，119，7974-7991)來(lái)斷開(kāi)所顯示的三個(gè)策略鍵，得到結(jié)構(gòu)單元13-16、17和18。按照方案1所顯示的順序?qū)⑦@些結(jié)構(gòu)單元裝配和加工成為最終的目標(biāo)產(chǎn)物。因此，將C7-C15醛片段與雜環(huán)乙烯基碘偶聯(lián)，然后進(jìn)行加工并與C1-C6酮片段進(jìn)行羥醛反應(yīng)，在進(jìn)一步加工后得到所需要的開(kāi)環(huán)-羥基酸。然后，按照前面的Yamaguchi策略進(jìn)行環(huán)化(Inanaga，J.等；Bull.Chem.Soc.Jpn.1979，52，1989-1993；Mulzer，J.等；Synthesis 1992，215-228；Nicolaou，K.C.等；Chem.Eur.J.2000，6，2783-2800；Nicolaou，K.C.等；J.Am.Chem.Soc.1997，119，7974-7991)，在脫保護(hù)后得到所需要的埃坡霉素類似物。
圖3是顯示制備結(jié)構(gòu)單元13的方案。試劑和條件(a)(COCl)2(1.5當(dāng)量)，DMSO(2.0當(dāng)量)，Et3N(5.0當(dāng)量)，CH2Cl2，-78℃；(b)MeOCH2PPh3Cl(1.5當(dāng)量)，NaHMDS(1.4當(dāng)量)，THF，-78℃；(c)催化量的HCl，丙酮∶水9∶1，65℃，1小時(shí)，3步的收率為85％；(d)21(1.5當(dāng)量)，n-BuLi(3.0當(dāng)量)，THF，-78℃，78％；(e)(NCO2K)2(20當(dāng)量)，HOAc(40當(dāng)量)，MeOH，吡啶，25℃，48小時(shí)，94％；(f)Ac2O(1.1當(dāng)量)，Et3N(1.2當(dāng)量)，4-DMAP(0.1當(dāng)量)，CH2Cl2，25℃，0.5小時(shí)，88％；(g)20％ Pd(OH)2/C，H2(1大氣壓)，EtOAc∶EtOH1∶1，25℃，2小時(shí)，76％；(h)TPAP(0.05當(dāng)量)，NMO(1.5當(dāng)量)，MS4，CH2Cl2，25℃，1小時(shí)，89％；(i)MeOCH2PPh3Cl(1.2當(dāng)量)，NaHMDS(1.1當(dāng)量)，THF，0℃，71％；(j)催化量的HCl，丙酮∶水9∶1，55-60℃，2小時(shí)，87％。4-DMAP＝4-二甲基-氨基吡啶，NaHMDS＝六甲基二硅氮烷鈉，NMO＝N-甲基嗎啉N-氧化物，py＝吡啶，TPAP＝過(guò)釕酸四-正丙基銨。
圖4是顯示醛14合成的方案。試劑和條件(a)DME(2.2當(dāng)量)，Et2Zn(2.2當(dāng)量)，CH2I2(4.4當(dāng)量)，28(1.2當(dāng)量)，CH2Cl2，收率為98％，＞90％ee；(b)Et3N(6.0當(dāng)量)，SO3·py(3.0當(dāng)量)，CH2Cl2∶DMSO4∶1，0℃，2小時(shí)；(c)MeOCH2PPh3Cl(1.5當(dāng)量)，NaHMDS(1.3當(dāng)量)，THF，-40至25℃，12小時(shí)，2步的收率為81％；(d)TBAF(1.5當(dāng)量)，THF，25℃，2小時(shí)；(e)NaH(1.5當(dāng)量)，BnBr(2.0當(dāng)量)，THF∶DMF5∶1，0至25℃，10小時(shí)；(f)催化量的HCl，丙酮∶水9∶1，50℃，5小時(shí)；(g)21(1.5當(dāng)量)，NaHMDS(2.8當(dāng)量)，TMSCl(1.5當(dāng)量)，THF，4步的收率為58％；(h)(NCO2K)2(20當(dāng)量)，HOAc(40當(dāng)量)，MeOH，吡啶，25℃，7小時(shí)；(i)Ac2O(2.0當(dāng)量)，Et3N(5.0當(dāng)量)，4-DMAP(0.1當(dāng)量)，CH2Cl2，0℃，20分鐘；(j)20％Pd(OH)2/C，H2(1大氣壓)，EtOAc∶EtOH1∶1，25℃，6小時(shí)，3步的收率為98％；(k)DMP(1.2當(dāng)量)，CH2Cl2，0至25℃，40分鐘。4-DMAP＝4-二甲基氨基吡啶，DMP＝Dess-Martin periodinane，NaHMDS＝六甲基二硅氮烷鈉，py＝吡啶。
圖5是合成結(jié)構(gòu)單元醛15和16的方案。試劑和條件(a)DMP(1.2當(dāng)量)，NaHCO3(5.0當(dāng)量)，CH2Cl2，25℃，3小時(shí)，95％；(b)由醇33開(kāi)始(COCl)2(1.1當(dāng)量)，DMSO(2.2當(dāng)量)，Et3N(5.0當(dāng)量)，CH2Cl2，-78℃；然后是Et3N，25℃，5天，2步的收率為88％；c)MeOCH2PPh3Cl(1.15當(dāng)量)，NaHMDS(1.10當(dāng)量)，THF，-78至25℃，89％；(d)0.12N HCl(水溶液)∶丙酮(1∶9)，回流，1小時(shí)，98％(35)，94％(40)；(e)21(2.0當(dāng)量)，NaHMDS(3.8當(dāng)量)，THF，0℃，2小時(shí)；然后TMSCl(2.0當(dāng)量)，25℃，20分鐘；然后是35(或40)，THF，-78至25℃，20小時(shí)，59％(36)，83％(41)；(f)(NCO2K)2(20當(dāng)量)，AcOH(40當(dāng)量)，py∶MeOH(5∶1)，25℃，48小時(shí)；然后是PtO2(0.05當(dāng)量)，H2(1大氣壓)，MeOH，25℃，20分鐘，82％；(g)10wt％Pt/碳(0.02當(dāng)量)，EtOAc，25℃，8小時(shí)，96％；(h)TBSOTf(1.0當(dāng)量)，2，6-二甲基吡啶(2.5當(dāng)量)，CH2Cl2，-78至0℃，20分鐘；(i)DIBAL(2.0當(dāng)量)，CH2Cl2，-78℃，5分鐘，2步的收率為99％(38)，90％(43)；(j)DMP(1.2當(dāng)量)，NaHCO3(5.1當(dāng)量)，CH2Cl2，25℃，3小時(shí)，94％；(k)(COCl)2(1.1當(dāng)量)，DMSO(2.2當(dāng)量)，Et3N(5.0當(dāng)量)，CH2Cl2，-78至25℃，97％；(l)MeOCH2PPh3Cl(1.15當(dāng)量)，NaHMDS(1.10當(dāng)量)，THF，-78至25℃；(m)0.12N HCl(水溶液)∶丙酮(1∶9)，回流，1小時(shí)；(n)Ac2O(1.1當(dāng)量)，Et3N(2.5當(dāng)量)，4-DMAP(0.02當(dāng)量)，CH2Cl2，0℃，20分鐘，3步的收率為60％(15)，62％(16)。DIBAL＝氫化二異丁基鋁，4-DMAP＝4-二甲基氨基吡啶，DMP＝Dess-Martin periodinane，NaHMDS＝六甲基二硅氮烷鈉，py＝吡啶，TMSCl＝三甲基氯硅烷。
圖6是闡明噻唑乙烯基碘17合成的方案。試劑和條件(a)PPh3(4.0當(dāng)量)，CBr4(2.0當(dāng)量)，CH2Cl2，0℃，4小時(shí)，88％；(b)NaHMDS(1.0當(dāng)量)，MeLi(2.0當(dāng)量)，MeI(5.0當(dāng)量)，-78至25℃，12小時(shí)，97％；(c)n-BuLi(4.0當(dāng)量)，(n-Bu3Sn)2(4.0當(dāng)量)，CuCN(2.0當(dāng)量)，MeOH(110當(dāng)量)，THF，87％；(d)I2(1.1當(dāng)量)，CH2Cl2，0℃，99％。NaHMDS＝六甲基二硅氮烷鈉。
圖7和8是顯示埃坡霉素類似物3、5和7的合成的方案。試劑和條件(a)17(1.5-2.0當(dāng)量)，CrCl2(10-13當(dāng)量)，NiCl2(0.02-0.13當(dāng)量)，DMSO，25℃，6-12小時(shí)，56％(48)，由32開(kāi)始的收率為91％；(b)DMP(1.2當(dāng)量)，CH2Cl2，0至25℃，0.5小時(shí)，83％；(c)(-)-DIPCl(3.0當(dāng)量)，Et2O，-15至25℃，18小時(shí)，84％；(d)TBSOTf(1.1-2.0當(dāng)量)，2，6-二甲基吡啶(2.5當(dāng)量)，CH2Cl2，-78℃，0.5-1小時(shí)，91-100％；(e)DIBAL(2.0-3.1當(dāng)量)，CH2Cl2，-78℃，15分鐘-1小時(shí)，93-96％；(f)DMP(1.2當(dāng)量)，CH2Cl2，25℃，1.5小時(shí)；(g)LDA(3.1當(dāng)量)，18(3.0當(dāng)量)，THF，-78℃，4分鐘，63％(51)，70％(60)；(h)TBSOTf(2.0當(dāng)量)，2.6-二甲基吡啶(2.5當(dāng)量)，CH2Cl2，-20至25℃，1.5-12小時(shí)，86％(52)，94％(61)；(i)HF·吡啶，吡啶，0-25℃，3-4小時(shí)；(i)DMP(1.2-1.5當(dāng)量)，NaHCO3(1.5當(dāng)量)，CH2Cl2，25℃，15分鐘-2小時(shí)；(k)NaClO2(5.0當(dāng)量)，2-甲基-2-丁烯(7.5當(dāng)量)，NaH2PO4(2.5當(dāng)量)，t-BuOH∶H2O4∶1，25℃，10-20分鐘；(l)TBAF(12當(dāng)量)，THF，25℃，16-26小時(shí)，4步的收率為46％(53)；(m)2，4，6-三氯苯甲酰氯(2.4當(dāng)量)，Et3N(6.0當(dāng)量)，THF，0℃，1小時(shí)，然后是4-DMAP(2.2當(dāng)量)，甲苯，75℃，3-11小時(shí)，42％(54)，27％(55)，5步的收率為53％(63)；(i)20％ TFA/CH2Cl2，0℃，2小時(shí)，78％(3)，65％(5)；(o)25％TFA/CH2Cl2，25℃，7小時(shí)，73％。DIBAL＝氫化二異丁基鋁，DIPCl＝二異松莰烯基(diisopinocampheyl)氯硼烷，4-DMAP＝4-二甲基氨基吡啶，DMP＝Dess-Martin periodinane，LDA＝二異丙基酰胺鋰，NaHMDS＝六甲基二硅氮烷鈉，py＝吡啶，TBAF＝氟化四丁基銨。
圖9和10是顯示順式-環(huán)丁基埃坡霉素類似物4和6合成的方案。試劑和條件(a)17(1.5當(dāng)量)，CrCl2(12.6當(dāng)量)，NiCl2(0.13當(dāng)量)，DMSO，25℃，6小時(shí)，(89％，C15差相異構(gòu)體的2∶3混合物)；(b)TBSOTf(1.0當(dāng)量)，2，6-二甲基吡啶(2.5當(dāng)量)，CH2Cl2，-78至0℃，20分鐘；(c)DIBAL(2.0當(dāng)量)，CH2Cl2，-78℃，5分鐘，2步的收率為99％；(d)DMP(1.2當(dāng)量)，CH2Cl2，25℃，1.5小時(shí)；(e)LDA(3.1當(dāng)量)，18(3.0當(dāng)量)，THF，-78℃，4分鐘，2步的收率為67％；(f)TBSOTf(2.0當(dāng)量)，2，6-二甲基吡啶(2.5當(dāng)量)，CH2Cl2，-20至25℃，1.5或12小時(shí)，96％；(g)HF·吡啶，吡啶，THF，0至25℃，3小時(shí)，91％；(h)DMP(1.2-1.5當(dāng)量)，NaHCO3(1.5當(dāng)量)，CH2Cl2，25℃，15分鐘或2小時(shí)；(i)NaClO2(5.0當(dāng)量)，2-甲基-2-丁烯(7.5當(dāng)量)，NaH2PO4(2.5當(dāng)量)，t-BuOH∶H2O4∶1，25℃，10-20分鐘，2步的收率為93％；(j)TBAF(12當(dāng)量)，THF，25℃，16-26小時(shí)，54％；(k)2，4，6-三氯苯甲酰氯(2.4當(dāng)量)，Et3N(6.0當(dāng)量)，THF，0℃，1小時(shí)，然后是4-DMAP(2.2當(dāng)量)，甲苯，75℃，3或11小時(shí)，21％(73)，38％(74)；(l)20v/v％ TFA/CH2Cl2，25℃，1或8小時(shí)，61％(4)，60％(6)。4-DMAP＝4-二甲基氨基-吡啶，DMP＝Dess-Martin periodinane，LDA＝二異丙基酰胺鋰，py＝吡啶，TBAF＝氟化四丁基銨。
圖11和12是顯示反式-環(huán)丁基埃坡霉素類似物8合成的方案。試劑和條件(a)17(1.5當(dāng)量)，CrCl2(12.6當(dāng)量)，NiCl2(0.13當(dāng)量)，DMSO，25℃，6小時(shí)，91％；(b)DMP(1.2當(dāng)量)，NaHCO3(5.0當(dāng)量)，CH2Cl2，25℃，3小時(shí)；(c)(-)-DIPCl(3.0當(dāng)量)，Et2O，-15至25℃，18小時(shí)，2步的收率為47％；(d)TBSOTf(1.0當(dāng)量)，2，6-二甲基吡啶(2.5當(dāng)量)，CH2Cl2，-78至0℃，20分鐘；(e)DIBAL(2.0當(dāng)量)，CH2Cl2，-78℃，5分鐘，2步的收率為84％；(f)DMP(1.2當(dāng)量)，CH2Cl2，25℃，1.5小時(shí)；(g)LDA(3.1當(dāng)量)，18(3.0當(dāng)量)，THF，-78℃，4分鐘，2步的收率為75％；(h)TBSOTf(2.0當(dāng)量)，2，6-二甲基吡啶(2.5當(dāng)量)，CH2Cl2，-20至25℃，1.5或12小時(shí)，96％；(i)HF·吡啶，吡啶，THF，0至25℃，3小時(shí)，81％；(j)DMP(1.2-1.5當(dāng)量)，NaHCO3(1.5當(dāng)量)，CH2Cl2，25℃，15分鐘或2小時(shí)；(k)NaClO2(5.0當(dāng)量)，2-甲基-2-丁烯(7.5當(dāng)量)，NaH2PO4(2.5當(dāng)量)，t-BuOH∶H2O4∶1，25℃，10-20分鐘；(l)TBAF(12當(dāng)量)，THF，25℃，16-26小時(shí)，3步的收率為47％；(m)2，4，6-三氯苯甲酰氯(2.4當(dāng)量)，Et3N(6.0當(dāng)量)，THF，0℃，1小時(shí)；然后是4-DMAP(2.2當(dāng)量)，甲苯，75℃，3-11小時(shí)，50％；(n)20％TFA/CH2Cl2，0℃，2小時(shí)，79％。DIBAL＝氫化二異丁基鋁，DIPCl＝二異松莰烯基-氯硼烷，4-DMAP＝4-二甲基氨基吡啶，DMP＝Dess-Martin periodinane，LDA＝二異丙基酰胺鋰，py＝吡啶，TBAF＝氟化四丁基銨。
圖13顯示埃坡霉素類似物9-12的逆向合成和關(guān)鍵片段。除了逆轉(zhuǎn)所述片段的偶聯(lián)順序外，本發(fā)明構(gòu)建吡啶環(huán)烷烴埃坡霉素(9-12)的策略與用于其噻唑配對(duì)物全合成的策略類似。因此，此時(shí)結(jié)構(gòu)單元84和85與酮18的羥醛反應(yīng)將在與乙烯基碘86的Nozaki-Hiyama-Kishi偶聯(lián)之前進(jìn)行。
圖14是合成醇85和86的方案。試劑和條件(a)NaHMDS(2.1當(dāng)量)，TMSCl(1.1當(dāng)量)，THF，-78至25℃，6小時(shí)，68％；(b)TBPDSCl(1.1當(dāng)量)，咪唑(2.0當(dāng)量)，DMF，25℃，1小時(shí)，89％；(c)10％Pd/C，H2(1大氣壓)，MeOH∶THF5∶1，50℃，10小時(shí)，75％；(d)PPh3(1.4當(dāng)量)，4-DMAP(0.01當(dāng)量)，I2(1.5當(dāng)量)，咪唑(2.0當(dāng)量)，MeCN/Et2O，25℃，1小時(shí)，93％；(e)n-BuLi(3.3當(dāng)量)，3-(叔丁基二甲基甲硅烷氧基)丙炔(3.5當(dāng)量)，THF/HMPA，-78至-30℃，2.5小時(shí)，72％；(f)BF3·OEt2(2.0當(dāng)量)，CH2Cl2，25℃，1.5小時(shí)，89％；(g)NiCl2(1.0當(dāng)量)，NaBH4(1.0當(dāng)量)，EDA(3.0當(dāng)量)，H2(1大氣壓)，EtOH，0℃，1小時(shí)，95％；(h)LiAlH4(1.0當(dāng)量)，MeOH(1.0當(dāng)量)，THF，50℃，0.5小時(shí)，83％；(i)DME(2.2當(dāng)量)，Et2Zn(2.2當(dāng)量)，CH2I2(4.4當(dāng)量)，28(1.2當(dāng)量)，CH2Cl2，-15至25℃，6小時(shí)，99％(96)，93％(98)；(i)Ag2O(3.0當(dāng)量)，BnBr(2.6當(dāng)量)，TBAI(0.1當(dāng)量)，甲苯，24小時(shí)，25至50℃；(k)TBAF(5.0當(dāng)量)，THF，25℃，4小時(shí)，2步的收率為83％(85)，85％(86)。4-DMAP＝4-二甲基氨基吡啶，DME＝二甲氧基乙烷，DMP＝Dess-Martin periodinane，EDA＝乙二胺，HMPA＝六甲基磷酰胺，NaHMDS＝六甲基二硅氮烷鈉，TBAF＝氟化四丁基銨，TBAI＝碘化四丁基鋰。
圖15顯示吡啶乙烯醇87的合成。將5-甲基-2-溴吡啶99與丙炔進(jìn)行Sonogashira偶聯(lián)(Arcadi，A.等；Tetrahedron 1994，50，437-452)得到炔烴100，收率為98％。然后將其錫氫化，并通過(guò)用于制備噻唑側(cè)鏈前體17(方案5)的相同方法，將錫交換為碘(兩步總收率為86％)，由此通過(guò)錫烷101得到碘化物87(收率為100％)。試劑和條件(a)Pd(PPh3)2Cl2(0.01當(dāng)量)，CuI(0.02當(dāng)量)，丙炔(1大氣壓)，DMF/(i-Pr)2NH，25℃，3小時(shí)，98％；(b)n-BuLi(4.0當(dāng)量)，(n-Bu3Sn)2(4.0當(dāng)量)，CuCN(2.0當(dāng)量)，MeOH(110當(dāng)量)，THF，-10℃，15小時(shí)，86％；(c)I2(1.05當(dāng)量)，CH2Cl2，25℃，5分鐘，100％。
圖16和17是顯示醛107和113合成的方案。試劑和條件(a)DMP(1.2當(dāng)量)，CH2Cl2，25℃，1.5小時(shí)；(b)LDA(2.5當(dāng)量)，18(2.4當(dāng)量)，THF，-78℃，4分鐘，75％(102)，2步的收率為89％(108)，(c)TBDPSOTf(4.0當(dāng)量)，2，6-二甲基吡啶(5.0當(dāng)量)，CH2Cl2，-20至25℃，1小時(shí)，93％(103)，100％(109)；(d)HF·吡啶，吡啶，25℃，2小時(shí)；(e)DMP(1.2當(dāng)量)，NaHCO3(1.5當(dāng)量)，CH2Cl2，25℃，6小時(shí)；(f)NaClO2(5.0當(dāng)量)，2-甲基-2-丁烯(7.5當(dāng)量)，NaH2PO4(2.5當(dāng)量)，t-BuOH∶H2O4∶1，25℃，10分鐘；(g)TMSCHN2(2.0當(dāng)量)，MeOH∶苯1∶1，4步的收率為92％(104)，88％(110)；(h)20％Pd(OH)2/C，H2(1大氣壓)，EtOAc∶EtOH1∶1，25℃，6小時(shí)，93％(105)，80％(111)；(i)DMP(1.2當(dāng)量)，NaHCO3(1.5當(dāng)量)，CH2Cl2，25℃，1.5小時(shí)；(i)MeOCH2PPh3Cl(1.5當(dāng)量)，NaHMDS(1.3當(dāng)量)，THF，-40至25℃，70％(106)，79％(112)；(k)TsOH(20當(dāng)量)，二噁烷∶H2O10∶1，50℃，5小時(shí)；然后如(c)所述進(jìn)行硅烷基化，61％(107)，76％(113)。DM P＝Dess-Martin periodinane，NaHMDS＝六甲基二硅氮烷鈉，py＝吡啶。
圖18和19顯示埃坡霉素的環(huán)丙基吡啶類似物9、10、11和12的合成。試劑和條件(a)NaBH4(1.1當(dāng)量)，CH2Cl2/EtOH，-78℃，1小時(shí)，72％；(b)LiOH，H2O/t-BuOH，40℃，48小時(shí)，98％；(c)EDC(2.0當(dāng)量)，4-DMAP(0.5當(dāng)量)，TMSE-OH∶CH2Cl22∶1，25℃，2小時(shí)，83％；(d)DMP(2.5當(dāng)量)，py(10當(dāng)量)，CH2Cl2，0℃，2.5小時(shí)，93％；(e)87(2.0當(dāng)量)，CrCl2(10當(dāng)量)，NiCl2(0.02當(dāng)量)，DMSO，25℃，12或36小時(shí)，43％(114)，71％(121)；(f)LiOH，H2O∶t-BuOH2∶3，25℃，4天，76％；(g)TBAF(18當(dāng)量)，THF，0℃，2小時(shí)；(h)2，4，6-三氯苯甲酰氯(9.0當(dāng)量)，Et3N(22當(dāng)量)，THF，0℃，1小時(shí)，然后是4-DMAP(3.0當(dāng)量)，甲苯，75℃，3小時(shí)，38％(116)，32％(117)，31％(123)，39％(124)；(i)20％TFA/CH2Cl2，25℃，2-22小時(shí)，60％(9)，59％(10)，89％(11)，74％(12)。4-DMAP＝4-二甲基氨基吡啶，DMP＝Dess-Martin periodinane，EDC＝1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽，py＝吡啶，TBAF＝氟化四丁基銨，TMSE＝2-(三甲基甲硅烷基)乙基。
表1是顯示埃坡霉素1-12和紫杉醇抗1A9人卵巢癌細(xì)胞和用紫杉醇或埃坡霉素A選擇的β-微管蛋白突變體細(xì)胞系的細(xì)胞毒性的表。a在72小時(shí)生長(zhǎng)抑制試驗(yàn)中，利用SRB(磺基羅丹明-B)測(cè)定來(lái)評(píng)價(jià)試驗(yàn)化合物抗親代1A9和經(jīng)紫杉醇和埃坡霉素選擇的耐藥克隆(分別為PTX10、PTX22和A8)的抗增殖作用(Skehan，P.等；J.Natl.Cancer Inst.1990，82，1107-1112)。各化合物的IC50值以nM為單位并且表示3-5次獨(dú)立實(shí)驗(yàn)的平均值±平均值的標(biāo)準(zhǔn)差。用對(duì)各抗藥的亞細(xì)胞系的IC50值除以對(duì)親代細(xì)胞系(1A9)的IC50值計(jì)算相對(duì)抗藥性(RR)。b來(lái)自參考文獻(xiàn)3的數(shù)據(jù)。CP＝環(huán)丙基，CB＝環(huán)丁基，na＝不適用的，nd＝未測(cè)定的，py＝5-甲基吡啶側(cè)鏈。
埃坡霉素1-12和紫杉醇抗人卵巢癌細(xì)胞和用紫杉醇或埃坡霉素A選擇的β-微管蛋白突變體細(xì)胞系的細(xì)胞毒性。a
a在72小時(shí)生長(zhǎng)抑制試驗(yàn)中，利用SRB(磺基羅丹明-B)測(cè)定來(lái)評(píng)價(jià)試驗(yàn)化合物抗親代1A9和經(jīng)紫杉醇和埃坡霉素選擇的耐藥克隆(分別為PTX10、PTX22和A8)的抗增殖作用(Skehan，P.等；J.Natl.Cancer Inst.1990，82，1107-1112)。各化合物的IC50值以nM為單位并且表示3-5次獨(dú)立實(shí)驗(yàn)的平均值±平均值的標(biāo)準(zhǔn)差。用對(duì)各抗藥的亞細(xì)胞系的IC50值除以對(duì)親代細(xì)胞系(1A9)的IC50值計(jì)算相對(duì)抗藥性(RR)。b來(lái)自Nicolaou，K.C.等；ChemBioChem 2001，1，69-75的數(shù)據(jù)。CP＝環(huán)丙基，CB＝環(huán)丁基，na＝不適用的，nd＝未測(cè)定的，py＝5-甲基吡啶側(cè)鏈。
表2是埃坡霉素1-12和紫杉醇抗人表皮樣癌細(xì)胞系的微管蛋白聚合力a和細(xì)胞毒性b的表。a％TP＝微管蛋白與已知濃度的化合物(通常為3μM)一起孵育后微管蛋白的聚合百分?jǐn)?shù)。b對(duì)人類癌細(xì)胞系的細(xì)胞毒性用IC50值表示，以nM為單位。KB-31表皮樣瘤Taxol-敏感的，KB-8511表皮樣瘤Taxol-耐藥的(由于P-gp過(guò)度表達(dá))。
埃坡霉素1-12和紫杉醇抗人表皮樣癌細(xì)胞系的微管蛋白聚合力a和細(xì)胞毒性b
a％TP＝微管蛋白與已知濃度的化合物(通常為3μM)一起孵育后微管蛋白的聚合百分?jǐn)?shù)。b對(duì)人類癌細(xì)胞系的細(xì)胞毒性用IC50值表示，以nM為單位。KB-31表皮樣瘤Taxol-敏感的，KB-8511表皮樣瘤Taxol-耐藥的(由于P-gp過(guò)度表達(dá))。
權(quán)利要求
1.式I化合物或其鹽， 其中X為選自-O-、-C(Y1)(Y2)-和-C(Y1)(Y2)-C(Y1)(Y2)-的二價(jià)基團(tuán)，Y1和Y2各自為獨(dú)立地選自-H、-F、-Cl和-Br的基團(tuán)；并且Ar為由下列結(jié)構(gòu)式表示的基團(tuán) 其中R1或者與R2形成第一個(gè)稠合環(huán)結(jié)構(gòu)或者為選自-H和由-(C(Z1)(Z2)(Z3))n表示的C1-C6支鏈或直鏈烷基的基團(tuán)，其中1≤n≥6并且Z1、Z2和Z3各自為獨(dú)立地選自-H、-F、-Cl、-Br、-OH、-NH2和-(C(Z1)(Z2)(Z3))的基團(tuán)，條件是，如果Z1、Z2或Z3中的任何一個(gè)為-OH或-NH2，則剩余的Z1、Z2和Z3各自獨(dú)立地選自-H和-(C(Z1)(Z2)(Z3))；R2或者與R1形成第一個(gè)稠合環(huán)結(jié)構(gòu)或者與R3形成第二個(gè)稠合環(huán)結(jié)構(gòu)或者為選自-H和由-(C(Z1)(Z2)(Z3))n表示的C1-C6支鏈或直鏈烷基的基團(tuán)，其中1≤n≥6并且Z1、Z2和Z3各自為獨(dú)立地選自-H、-F、-Cl、-Br、-OH、-NH2和-(C(Z1)(Z2)(Z3))的基團(tuán)，條件是，如果Z1、Z2或Z3中的任何一個(gè)為-OH或-NH2，則剩余的Z1、Z2和Z3各自獨(dú)立地選自-H和-(C(Z1)(Z2)(Z3))；R3或者與R2形成所述的第二個(gè)稠合環(huán)結(jié)構(gòu)或者為選自-H和由-(C(Z1)(Z2)(Z3))n表示的C1-C6支鏈或直鏈烷基的基團(tuán)，其中1≤n≥6并且Z1、Z2和Z3各自為獨(dú)立地選自-H、-F、-Cl、-Br、-OH、-NH2和-(C(Z1)(Z2)(Z3))的基團(tuán)，條件是，如果Z1、Z2或Z3中的任何一個(gè)為-OH或-NH2，則剩余的Z1、Z2和Z3各自獨(dú)立地選自-H和-(C(Z1)(Z2)(Z3))；所述第一個(gè)或第二個(gè)稠合環(huán)結(jié)構(gòu)為含有或不含有C1-C6支鏈或直鏈烷基取代基的芳族或雜芳族5-或6-元稠合環(huán)；并且在15-位的立體異構(gòu)體形成中心可具有R或S構(gòu)型。
2.權(quán)利要求1所述的式I化合物或其鹽，其中15-位的立體異構(gòu)體形成中心具有S構(gòu)型，因此代表式I-S的化合物， 其中X為選自-O-、-C(Y1)(Y2)-和-C(Y1)(Y2)-C(Y1)(Y2)-的二價(jià)基團(tuán)，Y1和Y2各自為獨(dú)立地選自-H、-F、-Cl和-Br的基團(tuán)；并且Ar為由下列結(jié)構(gòu)式表示的基團(tuán) 其中R1或者與R2形成第一個(gè)稠合環(huán)結(jié)構(gòu)或者為選自-H和由-(C(Z1)(Z2)(Z3))n表示的C1-C6支鏈或直鏈烷基的基團(tuán)，其中1≤n≥6并且Z1、Z2和Z3各自為獨(dú)立地選自-H、-F、-Cl、-Br、-OH、-NH2和-(C(Z1)(Z2)(Z3))的基團(tuán)，條件是，如果Z1、Z2或Z3中的任何一個(gè)為-OH或-NH2，則剩余的Z1、Z2和Z3各自獨(dú)立地選自-H和-(C(Z1)(Z2)(Z3))；R2或者與R1形成第一個(gè)稠合環(huán)結(jié)構(gòu)或者與R3形成第二個(gè)稠合環(huán)結(jié)構(gòu)或者為選自-H和由-(C(Z1)(Z2)(Z3))n表示的C1-C6支鏈或直鏈烷基的基團(tuán)，其中1≤n≥6并且Z1、Z2和Z3各自為獨(dú)立地選自-H、-F、-Cl、-Br、-OH、-NH2和-(C(Z1)(Z2)(Z3))的基團(tuán)，條件是，如果Z1、Z2或Z3中的任何一個(gè)為-OH或-NH2，則剩余的Z1、Z2和Z3各自獨(dú)立地選自-H和-(C(Z1)(Z2)(Z3))；R3或者與R2形成所述的第二個(gè)稠合環(huán)結(jié)構(gòu)或者為選自-H和由-(C(Z1)(Z2)(Z3))n表示的C1-C6支鏈或直鏈烷基的基團(tuán)，其中1≤n≥6并且Z1、Z2和Z3各自為獨(dú)立地選自-H、-F、-Cl、-Br、-OH、-NH2和-(C(Z1)(Z2)(Z3))的基團(tuán)，條件是，如果Z1、Z2或Z3中的任何一個(gè)為-OH或-NH2，則剩余的Z1、Z2和Z3各自獨(dú)立地選自-H和-(C(Z1)(Z2)(Z3))；所述第一個(gè)或第二個(gè)稠合環(huán)結(jié)構(gòu)為含有或不含有C1-C6支鏈或直鏈烷基取代基的芳族或雜芳族5-或6-元稠合環(huán)。
3.由下列結(jié)構(gòu)式表示的權(quán)利要求1所述的式I化合物
4.由下列結(jié)構(gòu)式表示的權(quán)利要求2所述的式I-S化合物
5.由下列結(jié)構(gòu)式表示的權(quán)利要求1所述的式I化合物
6.式II化合物或其鹽 其中X為選自-C(Y1)(Y2)-和-C(Y1)(Y2)-C(Y1)(Y2)-的二價(jià)基團(tuán)，Y1和Y2各自為獨(dú)立地選自-H、-F、-Cl和-Br的基團(tuán)；并且Ar為由下列結(jié)構(gòu)式表示的基團(tuán) 其中R1或者與R2形成第一個(gè)稠合環(huán)結(jié)構(gòu)或者為選自-H和由-(C(Z1)(Z2)(Z3))n表示的C1-C6支鏈或直鏈烷基的基團(tuán)，其中1≤n≥6并且Z1、Z2和Z3各自為獨(dú)立地選自-H、-F、-Cl、-Br、-OH、-NH2和-(C(Z1)(Z2)(Z3))的基團(tuán)，條件是，如果Z1、Z2或Z3中的任何一個(gè)為-OH或-NH2，則剩余的Z1、Z2和Z3各自獨(dú)立地選自-H和-(C(Z1)(Z2)(Z3))；R2或者與R1形成第一個(gè)稠合環(huán)結(jié)構(gòu)或者與R3形成第二個(gè)稠合環(huán)結(jié)構(gòu)或者為選自-H和由-(C(Z1)(Z2)(Z3))n表示的C1-C6支鏈或直鏈烷基的基團(tuán)，其中1≤n≥6并且Z1、Z2和Z3各自為獨(dú)立地選自-H、-F、-Cl、-Br、-OH、-NH2和-(C(Z1)(Z2)(Z3))的基團(tuán)，條件是，如果Z1、Z2或Z3中的任何一個(gè)為-OH或-NH2，則剩余的Z1、Z2和Z3各自獨(dú)立地選自-H和-(C(Z1)(Z2)(Z3))；R3或者與R2形成所述的第二個(gè)稠合環(huán)結(jié)構(gòu)或者為選自-H和由-(C(Z1)(Z2)(Z3))n表示的C1-C6支鏈或直鏈烷基的基團(tuán)，其中1≤n≥6并且Z1、Z2和Z3各自為獨(dú)立地選自-H、-F、-Cl、-Br、-OH、-NH2和-(C(Z1)(Z2)(Z3))的基團(tuán)，條件是，如果Z1、Z2或Z3中的任何一個(gè)為-OH或-NH2，則剩余的Z1、Z2和Z3各自獨(dú)立地選自-H和-(C(Z1)(Z2)(Z3))；所述第一個(gè)或第二個(gè)稠合環(huán)結(jié)構(gòu)為含有或不含有C1-C6支鏈或直鏈烷基取代基的芳族或雜芳族5-或6-元稠合環(huán)；并且在15-位的立體異構(gòu)體形成中心可具有R或S構(gòu)型。
7.權(quán)利要求6所述的式II化合物或其鹽，其中15-位的立體異構(gòu)體形成中心具有S構(gòu)型，因此代表式II-S的化合物， 其中X為選自-O-、-C(Y1)(Y2)-和-C(Y1)(Y2)-C(Y1)(Y2)-的二價(jià)基團(tuán)，Y1和Y2各自為獨(dú)立地選自-H、-F、-Cl和-Br的基團(tuán)；并且Ar為由下列結(jié)構(gòu)式表示的基團(tuán) 其中R1或者與R2形成第一個(gè)稠合環(huán)結(jié)構(gòu)或者為選自-H和由-(C(Z1)(Z2)(Z3))n表示的C1-C6支鏈或直鏈烷基的基團(tuán)，其中1≤n≥6并且Z1、Z2和Z3各自為獨(dú)立地選自-H、-F、-Cl、-Br、-OH、-NH2和-(C(Z1)(Z2)(Z3))的基團(tuán)，條件是，如果Z1、Z2或Z3中的任何一個(gè)為-OH或-NH2，則剩余的Z1、Z2和Z3各自獨(dú)立地選自-H和-(C(Z1)(Z2)(Z3))；R2或者與R1形成第一個(gè)稠合環(huán)結(jié)構(gòu)或者與R3形成第二個(gè)稠合環(huán)結(jié)構(gòu)或者為選自-H和由-(C(Z1)(Z2)(Z3))n表示的C1-C6支鏈或直鏈烷基的基團(tuán)，其中1≤n≥6并且Z1、Z2和Z3各自為獨(dú)立地選自-H、-F、-Cl、-Br、-OH、-NH2和-(C(Z1)(Z2)(Z3))的基團(tuán)，條件是，如果Z1、Z2或Z3中的任何一個(gè)為-OH或-NH2，則剩余的Z1、Z2和Z3各自獨(dú)立地選自-H和-(C(Z1)(Z2)(Z3))；R3或者與R2形成所述的第二個(gè)稠合環(huán)結(jié)構(gòu)或者為選自-H和由-(C(Z1)(Z2)(Z3))n表示的C1-C6支鏈或直鏈烷基的基團(tuán)，其中1≤n≥6并且Z1、Z2和Z3各自為獨(dú)立地選自-H、-F、-Cl、-Br、-OH、-NH2和-(C(Z1)(Z2)(Z3))的基團(tuán)，條件是，如果Z1、Z2或Z3中的任何一個(gè)為-OH或-NH2，則剩余的Z1、Z2和Z3各自獨(dú)立地選自-H和-(C(Z1)(Z2)(Z3))；所述第一個(gè)或第二個(gè)稠合環(huán)結(jié)構(gòu)為含有或不含有C1-C6支鏈或直鏈烷基取代基的芳族或雜芳族5-或6-元稠合環(huán)。
8.由下列結(jié)構(gòu)式表示的權(quán)利要求6所述的式II化合物
9.由下列結(jié)構(gòu)式表示的權(quán)利要求7所述的式II-S化合物
10.由下列結(jié)構(gòu)式表示的權(quán)利要求6所述的式II化合物
11.式III化合物或其鹽 其中X為選自-C(Y1)(Y2)-和-C(Y1)(Y2)-C(Y1)(Y2)-的二價(jià)基團(tuán)，Y1和Y2各自為獨(dú)立地選自-H、-F、-Cl和-Br的基團(tuán)并且15-位的立體異構(gòu)體形成中心可具有R或S構(gòu)型。
12.權(quán)利要求11所述的式III化合物，其中15-位的立體異構(gòu)體形成中心具有S構(gòu)型，因此代表式III-S的化合物 其中X為選自-C(Y1)(Y2)-和-C(Y1)(Y2)-C(Y1)(Y2)-的二價(jià)基團(tuán)，并且Y1和Y2各自為獨(dú)立地選自-H、-F、-Cl和-Br的基團(tuán)。
13.由下列結(jié)構(gòu)式表示的權(quán)利要求12所述的式III-S化合物 其中n為1或2。
14.式IV化合物或其鹽 其中X為選自-C(Y1)(Y2)-和-C(Y1)(Y2)-C(Y1)(Y2)-的二價(jià)基團(tuán)，并且Y1和Y2各自為獨(dú)立地選自-H、-F、-Cl和-Br的基團(tuán)并且1 5-位的立體異構(gòu)體形成中心可具有R或S構(gòu)型。
15.權(quán)利要求14所述的式IV化合物，其中15-位的立體異構(gòu)體形成中心具有S構(gòu)型，因此代表式IV-S的化合物， 其中X為選自-C(Y1)(Y2)-和-C(Y1)(Y2)-C(Y1)(Y2)-的二價(jià)基團(tuán)，并且Y1和Y2各自為獨(dú)立地選自-H、-F、-Cl和-Br的基團(tuán)。
16.由下列結(jié)構(gòu)式表示的權(quán)利要求14所述的式IV化合物 其中n為1或2。
17.由下列結(jié)構(gòu)式表示的權(quán)利要求1 5所述的式IV-S化合物 其中n為1或2。
18.由下列結(jié)構(gòu)式表示的權(quán)利要求14所述的式IV化合物 其中n為1或2。
19.一種殺死癌細(xì)胞的方法，它包括將癌細(xì)胞與含有細(xì)胞毒性濃度的權(quán)利要求1-18所描述的任一化合物的溶液接觸的步驟。
20.應(yīng)用于人或動(dòng)物體的治療方法中的權(quán)利要求1-18任一項(xiàng)所述的式I、I-S、II、II-S、III、III-S、IV或IV-S化合物，或所述化合物的可藥用鹽或溶劑化物或水合物。
21.權(quán)利要求1-18任一項(xiàng)所述的式I、I-S、II、II-S、III、III-S、IV或IV-S化合物或所述化合物的可藥用鹽或溶劑化物或水合物在制備用于治療腫瘤性疾病的藥物產(chǎn)品中的用途。
22.一種治療腫瘤性疾病的方法，該方法包括給予需要所述治療的溫血?jiǎng)游锟顾黾膊∮行Я康臋?quán)利要求1-18任一項(xiàng)所述的式I、I-S、II、II-S、III、III-S、IV或IV-S化合物或所述化合物的可藥用鹽或溶劑化物或水合物。
23.一種藥物制劑，它包含權(quán)利要求1-18任一項(xiàng)所述的式I、I-S、II、II-S、III、III-S、IV或IV-S化合物或所述化合物的可藥用鹽或溶劑化物或水合物以及至少一種可藥用載體。
24.制備式I化合物的方法， 其中X為選自-O-、-C(Y1)(Y2)-和-C(Y1)(Y2)-C(Y1)(Y2)-的二價(jià)基團(tuán)，Y1和Y2各自為獨(dú)立地選自-H、-F、-Cl和-Br的基團(tuán)；并且Ar為由下列結(jié)構(gòu)式表示的基團(tuán) 其中R1或者與R2形成第一個(gè)稠合環(huán)結(jié)構(gòu)或者為選自-H和由-(C(Z1)(Z2)(Z3))n表示的C1-C6支鏈或直鏈烷基的基團(tuán)，其中1≤n≥6并且Z1、Z2和Z3各自為獨(dú)立地選自-H、-F、-Cl、-Br、-OH、-NH2和-(C(Z1)(Z2)(Z3))的基團(tuán)，條件是，如果Z1、Z2或Z3中的任何一個(gè)為-OH或-NH2，則剩余的Z1、Z2和Z3各自獨(dú)立地選自-H和-(C(Z1)(Z2)(Z3))；R2或者與R1形成第一個(gè)稠合環(huán)結(jié)構(gòu)或者與R3形成第二個(gè)稠合環(huán)結(jié)構(gòu)或者為選自-H和由-(C(Z1)(Z2)(Z3))n表示的C1-C6支鏈或直鏈烷基的基團(tuán)，其中1≤n≥6并且Z1、Z2和Z3各自為獨(dú)立地選自-H、-F、-Cl、-Br、-OH、-NH2和-(C(Z1)(Z2)(Z3))的基團(tuán)，條件是，如果Z1、Z2或Z3中的任何一個(gè)為-OH或-NH2，則剩余的Z1、Z2和Z3各自獨(dú)立地選自-H和-(C(Z1)(Z2)(Z3))；R3或者與R2形成所述的第二個(gè)稠合環(huán)結(jié)構(gòu)或者為選自-H和由-(C(Z1)(Z2)(Z3))n表示的C1-C6支鏈或直鏈烷基的基團(tuán)，其中1≤n≥6并且Z1、Z2和Z3各自為獨(dú)立地選自-H、-F、-Cl、-Br、-OH、-NH2和-(C(Z1)(Z2)(Z3))的基團(tuán)，條件是，如果Z1、Z2或Z3中的任何一個(gè)為-OH或-NH2，則剩余的Z1、Z2和Z3各自獨(dú)立地選自-H和-(C(Z1)(Z2)(Z3))；所述第一個(gè)或第二個(gè)稠合環(huán)結(jié)構(gòu)為含有或不含有C1-C6支鏈或直鏈烷基取代基的芳族或雜芳族5-或6-元稠合環(huán)；并且在15-位的立體異構(gòu)體形成中心可具有R或S構(gòu)型，其中，在第一步中，在存在或不存在催化劑的條件下，將式V化合物通過(guò)酯化反應(yīng)縮合 其中X和Ar具有如上關(guān)于式I化合物所定義的含義并且PG為羥基功能團(tuán)的保護(hù)基，然后在第二步中脫除保護(hù)基得到式I的內(nèi)酯。
25.制備式III化合物的方法， 其中X為選自-C(Y1)(Y2)-和-C(Y1)(Y2)-C(Y1)(Y2)-的二價(jià)基團(tuán)，并且Y1和Y2各自為獨(dú)立地選自-H、-F、-Cl和-Br的基團(tuán)并且15-位的立體異構(gòu)體形成中心可具有R或S構(gòu)型，其中，在第一步中，在存在或不存在催化劑的條件下，將式VI化合物通過(guò)酯化反應(yīng)縮合， 其中X具有如上關(guān)于式III化合物所定義的含義并且PG為羥基功能團(tuán)的保護(hù)基，然后在第二步中脫除保護(hù)基得到式III的內(nèi)酯。
全文摘要
本發(fā)明涉及式(I)－(IV)的順式－和反式－12，13－環(huán)丙基和12，13－環(huán)丁基埃坡霉素其中Ar為由下列結(jié)構(gòu)式表示的基團(tuán)并且其它基團(tuán)和符號(hào)具有本文所定義的相同含義；本發(fā)明還涉及它們的化學(xué)合成和生物學(xué)評(píng)價(jià)；它們?cè)谥委熌[瘤性疾病中的應(yīng)用以及包含所述化合物的藥物制劑。本文所描述的化合物是有效的微管蛋白聚合促進(jìn)劑和細(xì)胞毒性劑。
文檔編號(hào)C07D417/12GK1545411SQ02816441
公開(kāi)日2004年11月10日 申請(qǐng)日期2002年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月23日
發(fā)明者K·C·尼科拉烏, K·那莫托, A·里岑, T·烏爾文, M·肖吉, K-H·阿爾特曼, ⒍羋, K C 尼科拉烏 申請(qǐng)人:諾瓦提斯公司, 斯克里普斯研究所