氨基酸芐酯修飾的β-咔啉、合成、納米結(jié)構(gòu)、活性及應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及氨基酸芐酯修飾的β-咔啉，S卩1-(4-羥基-3-甲氧羰基苯基）-β-咔 啉-3-甲酰氨基酸芐酯及其制備方法，涉及它們的納米結(jié)構(gòu)，涉及它們的抗腫瘤作用和在 制備抗腫瘤藥物、制備逆轉(zhuǎn)腫瘤耐藥藥物中的應(yīng)用。本發(fā)明屬于生物醫(yī)藥領(lǐng)域。 技術(shù)背景
[0002] 惡性腫瘤嚴重威脅人類的健康。在臨床腫瘤治療中，化療仍然占有最重要的地位。 可是，腫瘤多藥耐藥和交叉耐藥使得付出巨大勞動發(fā)明的抗腫瘤藥物很快喪失療效。于是， 發(fā)明具有抗腫瘤和逆轉(zhuǎn)腫瘤耐藥的藥物一直是抗腫瘤藥物研究的前沿。
[0003] 在抗腫瘤藥物研究中，申請人曾經(jīng)用氨基酸芐酯修飾四氫咔啉-3-羧酸、 β-咔啉-3-羧酸及1-位取代的β-咔啉-3-羧酸，包括1-位取代的四氫-β-咔啉-3-羧 酸或1-位取代的β-咔啉-3-羧酸制備高效的抗腫瘤化合物。其中1-(4-羥基-3-甲氧 羰基苯基）-β-咔啉-3-甲酰硝基精氨酸芐酯在1μmol/kg劑量下顯示了明確的抗腫瘤作 用。發(fā)明人相信，精氨酸芐酯的胍基被硝基保護可影響活性。在這種思路的引導(dǎo)下，發(fā)明人 期待，用其它氨基酸芐酯代替硝基精氨酸芐酯（圖1)，可獲得意想不到的效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的第一個內(nèi)容是提供下式的1-(4-羥基-3-甲氧羰基苯基）-β-咔 啉-3-甲醜氨基酸節(jié)酯，式中AA=L_Ala，Gly，L_Leu，L_Ile，L_Val，L_Phe，L_Asp，L_Glu, L_Ser，L_Aln，L-Glu，L_Met，L_Tyr，L_His，L_Cys和L_The殘基。
[0005]
[0006] 本發(fā)明的第二個內(nèi)容是提供1-(4-羥基-3-甲氧羰基苯基）-β-咔啉-3-甲酰氨 基酸芐酯的制備方法，該方法包括：
[0007] (1)在濃硫酸存在下，5-甲酰水楊酸在甲醇中微波90°C反應(yīng)2h，生成5-甲酰水楊 酸甲酯；
[0008] (2)在多聚磷酸的存在下，L-色氨酸和苯甲醇反應(yīng)，生成L-色氨酸芐酯；
[0009] (3)在三氟醋酸存在下，在二氯甲烷中5-甲酰水楊酸甲酯和L-色氨酸芐酯縮合為 1-(4-羥基-3-甲氧羰基苯基）-1，2, 3,4_四氫-β-咔啉-3-羧酸芐酯；
[0010] (4)在2, 3-二氯-5,6-二腈基-1，4-苯醌（DDQ)的存在下，1-(4-羥基-3-甲氧 羰基苯基）-1，2, 3,4-四氫-β-咔啉-3-羧酸芐酯在四氫呋喃中氧化為1- (4-羥基-3-甲 氧撰基苯基）_β_咔啉_3_竣酸節(jié)酯；
[0011] (5)在Pd/C和H2存在下，在甲醇中1- (4-羥基-3-甲氧羰基苯基）-β-咔啉-3-羧 酸芐酯反應(yīng)生成1- (4-羥基-3-甲氧羰基）-β-咔啉-3-羧酸；
[0012] (6)在DCC和HOBt存在下，1-(4-羥基-3-甲氧羰基苯基）-β-咔啉-3-羧酸在無 水二氯甲烷中與Ala-OBz1，Gly-OBz1，Leu-OBz1，11e-〇Bz1，Val-OBz1，Phe-OBz1，Asp-OBz1， Glu-OBzl，Ser-OBzl，Aln-OBzl，Glu-OBzl，Met-OBzl，Tyr-OBzl，His-OBzl，Cys-OBzl和 The-OBzl縮合為1-(4-羥基-3-甲氧羰基苯基）-β-咔啉-3-甲酰氨基酸芐酯。
[0013] 本發(fā)明的第三個內(nèi)容是測定1-(4-羥基-3-甲氧羰基苯基）-β-咔啉-3-甲酰氨 基酸芐酯的納米結(jié)構(gòu)。
[0014] 本發(fā)明的第四個內(nèi)容是評價1-(4-羥基-3-甲氧羰基）-β-咔啉-3-甲酰氨基酸 芐酯的抗腫瘤瘤活性。
【附圖說明】
[0015] 圖1.用氨基酸芐酯代替1-(4-羥基-3-甲氧羰基苯基）-β-咔啉-3-甲酰硝基 精氨酸芐酯中的硝基精氨酸芐酯，得到本發(fā)明的化合物，式中AA=Ala，Gly，Leu，Ile，Val， Phe，Asp，Glu，Ser，Aln，Glu，Met，Tyr，His，Cys和The殘基。
[0016] 圖2. 1-(4-羥基-3-甲氧羰基苯基）_β-咔啉-3-甲酰氨基酸芐酯的合成路 線.i)三氟醋酸，5-甲酰水楊酸甲酯，L-色氨酸芐酯；ii)DDQ;iii)Pd/C，H2 ;iv)DCC， HOBt,Ala-〇Bzl,Gly-OBzl,Leu-〇Bzl,Ile-〇Bzl,Val-〇Bzl,Phe-〇Bzl,Asp(OBzl)-OBzl, Glu(0Bzl)_0Bzl,Ser-OBzl,Aln-OBzl,Gln-OBzl,Met-OBzl,Tyr-OBzl,His-〇Bzl， Cys(Trt) -〇Bzl和The-OBzl. 4a中AA=Ala殘基，4b中AA=Gly殘基，4c中AA=Leu殘 基，4d中AA=lie殘基，4e中AA=Val殘基，4f中AA=Phe殘基，4g中AA=Asp(OBzl) 殘基，4h中AA=Glu(OBzl)殘基，4i中AA=Ser殘基，4j中AA=Ain殘基，4k中AA=Gin 殘基，41中AA=Met殘基，4m中AA=Tyr殘基，4n中AA=His殘基，4〇中AA=Cys(Trt) 殘基，4p中AA=The殘基。
[0017] 圖3. 1-(4-羥基-3-甲氧羰基苯基）-β-咔啉-3-甲酰氨基酸芐酯的透射電鏡照 片。
【具體實施方式】
[0018] 為了進一步闡述本發(fā)明，下面給出一些列實施例。這些實施例完全是例證性的，它 們僅用來對本發(fā)明進行具體描述，不應(yīng)當理解為對本發(fā)明的限制。
[0019] 實施例1制備5-甲酰水楊酸甲酯
[0020] 將6. 64g(40. 0mmol)5-甲酰水楊酸置于微波反應(yīng)器中，加入30mL甲醇后緩慢加入 lmL濃H2S04，設(shè)定微波反應(yīng)器反應(yīng)溫度95°C，反應(yīng)時間為2h，2h后終止反應(yīng)，溫度降至室溫 后，將反應(yīng)液轉(zhuǎn)移至250mL茄形瓶中，在冰浴攪拌下用濃氨水調(diào)pH值至7,反應(yīng)液減壓濃縮 至干后，加大量乙酸乙酯溶解后依次用飽和NaHC03水溶液和飽和NaCl水溶液洗三遍，乙酸 乙酯層經(jīng)無水Na2S04干燥3h，過濾，濾液減壓濃縮至干，室溫放置過夜，得6. 43g(88. 9 % ) 淡黃色針狀晶體。ESI-MS(m/e) :181[M+H]+。
[0021] 實施例2制備Trp-〇Bzl
[0022]取5. 0g(14. 8mmol)多聚磷酸于250mL茄形反應(yīng)瓶中，加入150mL苯甲醇，將此混 合物于60°C的油浴中攪拌至溶解后加入3. 35g(16. 7mmol)L-色氨酸，安裝冷凝管反應(yīng)60h，TLC(二氯甲烷：甲醇=5 : 1)顯示原料點消失。終止反應(yīng)，待反應(yīng)液溫度降至室溫后，在 冰浴攪拌下往反應(yīng)瓶中倒入250mL無水乙醚，攪拌過夜后用布氏過濾，濾餅用無水乙醚反 復(fù)洗，除去苯甲醇。得到的無色固體用200mL乙酸乙酯懸浮，三乙胺調(diào)溶液pH值至8,得到 的澄清溶液依次用飽和NaHC03水溶液和飽和NaCl水溶液洗三遍，乙酸乙酯層經(jīng)無水Na2S04 干燥后，過濾，濾液減壓濃縮至干，得4. 26g(86. 5% )標題化合物，為無色固體。ESI-MS(m/ e) :295[M+H]+〇
[0023] 實施例3制備1- (4-羥基-3-甲氧羰基苯基）-1，2, 3,4-四氫-β-咔啉-3-羧酸 節(jié)酯（1)
[0024] 將15mL無水四氫呋喃緩慢加入到有150mLCH2C12的250mL的茄形反應(yīng)瓶中，攪拌 均勻后分別加入2. 7g(15. 0mmol)5_甲酰水楊酸甲酯和4. 85g(16. 5mmol)Trp-〇Bzl，反應(yīng)液 變橘黃色。室溫反應(yīng)96h后，冰浴的條件下緩慢滴加飽和NaHC03調(diào)節(jié)pH值至8左右，將反 應(yīng)液依次用飽和NaHC03、飽和NaCl分別萃洗三遍，CH2C12層用無水Na2S04干燥后，過濾，濾 液減壓濃縮至干，得5. 5g(81.5%)標題化合物，為黃色固體。ESI-MS(m/e) :457[M+H] +。
[0025] 實施例4制備1- (4-羥基-3-甲氧羰基苯基）-β-咔啉-3-羧酸芐酯（2)
[0026] 稱取6.86區(qū)(15.0_〇1)1-(4-羥基-3-甲氧羰基苯基）-1，2,3,4-四氫-@-咔 啉-3-羧酸芐酯置于250mL茄形瓶中，用四氫呋喃溶解，冰浴攪拌。稱取6. 81g(30.Ommol) DDQ于100mL燒杯中，用四氫呋喃溶解后緩慢加入反應(yīng)瓶中，數(shù)分鐘后反應(yīng)液中有不溶物 析出。8h后反應(yīng)完全，反應(yīng)液過濾，得到的固體用10/1的二氯甲烷和甲醇的混合溶液泡 洗，過濾，得到5.43g(82. 7%)目標化合物，為灰白色固體。ESI-MS(m/e) :453[M+H]+;Mp: 189-191°C.?NMR(300MHz,DMS〇-d6) ：δ/ppm=8. 87 (s, 1H),8. 42 (m, 2H),8. 10 (dd,J= 2. 1Hz,J= 2. 1Hz, 1H) ,7. 69(d,J=8. 1Hz, 1H), 7. 57 (m, 3H), 7. 37 (m, 3H), 7. 04 (d,J= 6. 3Hz, 1H) ,5. 46(s, 1H) ,3. 88(s,3H) ·13CNMR(75MHz,DMS〇-d6) ：δ/ppm= 169.28,165.93, 142. 35,137. 07,135. 13,131. 75,129. 30,128. 98,128. 47,128. 41,122. 40,121. 73,120. 62, 116. 54,114. 71,66. 39,52. 47。
[0027] 實施例5制備1- (4-羥基-3-甲氧羰基苯基）-β-咔啉-3-羧酸（3)
[0028] 稱取2. 27g(5.Ommol) 1-(4-羥基-3-甲氧羰基苯基）-β-咔啉-3-羧酸芐酯用 100mL甲醇懸浮，加入250mgPd/C，水泵排除反應(yīng)瓶中的空氣，然后通入氫氣，室溫反應(yīng)36h， 反應(yīng)完全后，反應(yīng)液過濾，慮液減壓濃縮至干，得1. 18g(63. 1% )目標化合物，為黃色固體。
[0029]ESI-MS(m/e) :361 [M-H];Mp:226-227。〇。
[0030] 實施例6制備1- (4-羥基-3-甲氧羰基苯基）-β-咔啉-3-甲酰丙氨酸芐酯（4a)
[0031 ] 將0. 720g(2.Ommol)I-(4-羥基甲氧撰基苯基）-β-卩卡琳竣酸混懸于lmL無水DMF中，向反應(yīng)瓶中加入40mL無水二氯甲烷，加入0. 27g(2.Ommol) 1-羥基苯并三唑 (HOBt)，冰浴攪拌下加入0. 45g(2. 8mmol)二環(huán)己基碳二亞胺（DCC)，攪拌30分鐘，得到反應(yīng) 液。把0. 74g(2. 2mmol)HCl.Ala-OBzl懸浮于20mL無水二氯甲烷中，用N-甲基嗎啉（NMM) 調(diào)PH8,然后將其加入剛剛得到的反應(yīng)液中，用NMM調(diào)pH8。室溫攪拌15h，TLC(二氯甲烷： 甲醇=150 :D顯示反應(yīng)完成，將反應(yīng)液濃縮至干，加入50mLZ酸乙酯，濾除析出的二環(huán) 己基脲（D⑶)，濾液依次用飽和NaHC03水溶液（20mLX3)，飽和NaCl水溶液（20mLX3)， 5 %KHS04 水溶液（20mLX3)，飽和NaCl水溶液（20mLX3)，5 %NaHC03 水溶液（20mLX3)， 飽和NaCl水溶液（20mLX3)萃洗。乙酸乙酯層用無水Na2S04干燥，過濾，濾液減壓濃縮至 干，得到的黃色固體經(jīng)硅膠柱層析純化（梯度洗脫，二氯甲烷：甲醇= 500 : 1-100 : 1)， 得到 〇· 61g(58. 1 % )標題化合物。ESI+-MS(m/e) :524[M+H]+;Mp:171. 3-171. 6°C; [α]^°= -7.12(c=0.31,CH3OH)；IR(KBr) :3375. 43,3424. 34,3066. 82,3055. 24,3032. 10, 2951. 09,2879. 72,1741. 72,1686. 23, 1650. 14,1624.06,1562.34,1521.84,1502. 13, 1448. 54,1384. 89,1355. 96,1334. 74,1290. 38,1251. 80,1209.37,1174.65,1155.36, 1118. 71，1089. 78,1045. 42,794. 67,740. 67,698. 23,624. 94,605. 65. 匪R(300MHz， DMS0-d6)δ/ppm= 11. 90 (s, 1H), 10. 76 (s, 1H), 8. 91 (d,J= 7. 5Hz, 1H), 8. 84 (s, 1H), 8. 46 (d,J= 3Hz, 1H) ,8. 42 (d,J= 3Hz, 1H) ,8. 25 (m, 1