多年來藥物學(xué)家為了增強紫杉醇的水溶性和靶向性持

1、水溶性紫杉醇衍Sinenxan A(SI-A,3)3是由南方紅豆杉愈創(chuàng)組織培養(yǎng)得到的含量較高(干重可達2%)的新型紫杉烷化合物,具有紫杉醇母核類似骨架和14-含氧基團,而無相應(yīng)的1,7,9,13位含氧基團,為尋找新的抗癌藥提供了可以不依賴自然資源的原料。因此,我們圍繞SI-A母核進行了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)修飾,合成了一系列14-側(cè)鏈紫杉醇衍生物4。本文報道我們工作的一部分。經(jīng)計算機分子計算,化合物4和5分子表面靜電勢與紫杉醇相似5,有可能具有較強的抗腫瘤活性,因此這兩個化合物成為我們要合成的目標(biāo)分子?；衔?的合成路線見圖2。從SI-A出發(fā)經(jīng)11步反應(yīng)可以得到起始中間體66。6用氫氧化鉀選擇性水解10位

2、酯基高收率地得到7,7隨后經(jīng)TPAPtetrapropylammoniumperruthenate()氧化生成8。我們參考Nicolaou在全合成紫杉醇所用的方法7,在叔丁醇鉀和苯硒酸酐(PhSeO)2O作用下,化合物8的羰基-氫被氧化為羥基生成9,化合物9的9位羥基構(gòu)型經(jīng)NOE差譜證實處于位。在對9進行硅膠柱分離純化時,發(fā)現(xiàn)9在硅膠中易轉(zhuǎn)變成10。紫杉烷類化合物的10位羰基/9位羥基在硅膠中轉(zhuǎn)變?yōu)?0位羥基/9位羰基,未見文獻報道。與Nicolacu的方法7相比,利用該方法將化合物9轉(zhuǎn)變?yōu)?0,條件溫和,副產(chǎn)物少,容易操作。Nicolaou在全合成紫杉醇時將10位羰基/9位羥基轉(zhuǎn)變?yōu)?0位羥

3、基/9位羰基,采用的方法是先用叔丁醇鉀在-78進行烯醇化生成烯二醇,然后用醋酸酸化實現(xiàn)轉(zhuǎn)變。但我們在實驗中發(fā)現(xiàn)Nicolaou的方法不適合我們這類化合物,產(chǎn)物很復(fù)雜,生成很多極性大的產(chǎn)物,可能是由于這類化合物的四員氧環(huán)對酸更敏感,醋酸的酸性已導(dǎo)致四員氧環(huán)的開環(huán)。圖2制備目標(biāo)化合物4的合成路線Fig.2Synthesis route for target compound 4在4-二甲胺基吡啶(DMAP)作用下,將9進行乙?；玫?1。用四丁基氟化胺(tetrabutylammonium fluoride,TBAF)脫去11的TES保護基時,生成的產(chǎn)物主要為雙鍵轉(zhuǎn)移化合物12,預(yù)期的產(chǎn)物13很少

4、。改用0.5%稀鹽酸去除TES能得到高收率的13。在二環(huán)己基碳二亞胺(DCC)和DMAP作用下,13與用ee保護的側(cè)鏈酸14偶聯(lián)生成15,隨后用0.5%稀鹽酸脫去ee保護基得到目標(biāo)化合物4。化合物5的合成見圖3。與合成4的方法相同,先將10進行乙?；?、脫去TES保護基得到17,17與用ee保護的側(cè)鏈酸14偶聯(lián)后,用稀鹽酸去除ee保護基順利得到目標(biāo)化合物5。所有化合物的結(jié)構(gòu)都經(jīng)IR、1HNMR、13C NMR、FAB-MS證實。目標(biāo)化合物4和5的結(jié)構(gòu)還經(jīng)高分辨質(zhì)譜驗證。圖3制備目標(biāo)化合物5的合成路線Fig.3Synthesis route for target compound 5將4和5進行了

5、體外腫瘤細胞抑制試驗(MTT法)和微管聚合試驗(濁度測定法)6。藥理結(jié)果表明,這兩個化合物對人口腔癌細胞(KB)的IC50>10g/ml-1,在濃度為10M時對微管無聚合作用。而紫杉醇對KB細胞的IC50為2.59×10-3g/ml-1,在10M時對微管有聚合作用。從藥理結(jié)果可以看出,目標(biāo)化合物的細胞毒活性比紫杉醇差3個數(shù)量級以上,說明分子表面靜電勢不是影響活性的關(guān)鍵因素。紫杉醇的構(gòu)效關(guān)系研究表明,分子北部基團(7,9,10位含氧基團)對活性影響不大8,這與我們的初步研究結(jié)果相同(9,10位含氧基團互換對活性無明顯影響)。從分子結(jié)構(gòu)對比看,目標(biāo)分子的側(cè)鏈處于14-位而不是13-

6、位,并且缺乏紫杉醇相應(yīng)的1位羥基,這可能是導(dǎo)致化合物活性差的主要原因。有關(guān)研究正在進一步進行中。28天然產(chǎn)物研究與開發(fā)Vo1.12No.1收稿日期:1999-07-19紫杉醇(Taxol,1)1是近十多年來出現(xiàn)的治療晚期乳腺癌、卵巢癌等療效最好的藥物之一,現(xiàn)已成為治療這兩種癌癥的臨床一線用藥.它的作用機理獨特2、化學(xué)結(jié)構(gòu)新穎復(fù)雜,已引起人們的廣泛關(guān)注.但紫杉醇也存在水溶性差、對某些癌癥無效、易產(chǎn)生多藥耐受性等缺點.目前紫杉醇臨床用藥只能靠從植物中直接提取,或由植物中含量較高的10-deacetyl baccatin半合成獲得.由于該植物生長緩慢,且這兩條途徑都易造成自然資源的破壞.因此,尋找高

7、效低毒、抗瘤譜廣、綜合性能好又不依賴自然資源的新一代紫杉醇類抗癌藥具有重要意義. 1合成路線設(shè)計Sinenxan A(SI-A,2)3是由南方紅豆杉愈創(chuàng)組織培養(yǎng)得到的紫杉烷化合物(干重可達2%),具有14-含氧基團和與紫杉醇母核類似的骨架,而無相應(yīng)的1,7,9,13位含氧基團,為進行結(jié)構(gòu)修飾、尋找新的抗癌藥提供了可以不依賴自然資源的原料.因此,圍繞SI-A母核進行了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)修飾,合成了一系列14-側(cè)鏈紫杉醇衍生物46.同時作為對SI-A進行系統(tǒng)結(jié)構(gòu)修飾研究的一部分,還對其10位進行結(jié)構(gòu)改造,考察10位基團的極性變化、親疏水性改變以及空間效應(yīng)對活性的影響,合成了10位為羰基、羥基、甲氧基乙酸酯

8、、芐氧基乙酸酯、羥乙酸酯等共6個新的14-側(cè)鏈紫杉醇衍生物.目標(biāo)化合物的合成路線分別見圖1和圖2.從SI-A出發(fā)經(jīng)7步反應(yīng)可以順利得到起始原料(3)7.由于化合物(3)的4位羥基空間位阻大于2位,在二環(huán)己基碳二亞胺(DCC)和4-吡咯烷基吡啶(4-pyrrolidinopyridine,4-PP)作用下,選擇性苯甲?；玫?4).在奪質(zhì)子能力很強的lithium bis(trimethylsilyl)amide(LHMDS)作用下,以乙酰氯作為酰化劑得到(5).用氫氧化鉀水解化合物(5)的10位乙酸酯,選擇性不高,除得到所需的化合物(6)外,還得到(7)6以及多羥基化合物.用TES(三乙基氯硅

9、)保護(6)的10位羥基,隨后水解14位乙酸酯得到化合物(9).在DCC和4-二甲胺基吡啶(DMAP)作用下,(9)與側(cè)鏈酸(10)偶聯(lián)后,用稀鹽酸同時去除ee(乙氧基乙基)和TES保護基得到目標(biāo)化合物(13).(9)與用ee保護的-內(nèi)酰胺側(cè)鏈(11)偶聯(lián)8,再用稀鹽酸同時去除ee和TES保護基則得到另一個目標(biāo)化合物(15).a)PhCO2H,DCC,4-PP,PhMe,80;b)LHMDS,THF,AcCl,0;c)KOH,MeOH;d)TESCl,imidazole,DMF,0;e)KOH,MeOH;f)10,DCC,DMAP,PhMe;g)11,LHMDS,THF,0;h)HCl,EtO

10、HFig·1The synthetic route for target compounds (13) and (15)目標(biāo)化合物(19),(22),(25),(26)的合成見圖2.由紫杉烷中間體(16)5出發(fā),參照Holton的方法9、用tetrapropylammonium perruthenate(TPAP)/N-methylmorpholineN-oxide(NMO)氧化得到(17),(17)用稀鹽酸脫去TES保護基后,與帶ee保護基的側(cè)鏈酸(10)偶聯(lián),再用稀鹽酸去除ee得到目的物(19).中間體(16)直接進行?；?采用合成(19)的類似方法,即先去除14位TES保護基

11、,再與側(cè)鏈酸(10)偶聯(lián),最后脫去ee得到化合物(22)和(25).不同之處在于改用四丁基氟化胺(TBAF:tetrabutylammonium fluoride)去除TES.由于用稀鹽酸去除TES,反應(yīng)時間長,常常需要數(shù)天時間才能反應(yīng)完全,而用TBAF僅需幾個小時,二者收率相當(dāng).以氫氧化鈀為催化劑,化合物(25)經(jīng)常壓氫化得到目的物(26).191期劉瑞武等:10位結(jié)構(gòu)修飾14-側(cè)鏈紫杉醇衍生物的合成及其抗腫瘤活性紫杉醇(paclitaxel)是治療卵巢癌的一線藥物，易引起骨髓抑制、神經(jīng)毒性、心臟毒性等不良反應(yīng)，降低了紫杉醇臨床應(yīng)用價值。為了避免或減少紫杉醇在應(yīng)用中產(chǎn)生的毒副作用，國內(nèi)外相關(guān)

12、學(xué)者開展了實驗室和臨床的廣泛研究。尤其是近五年來對紫杉醇的新劑型如乳劑、膠囊、包合物、脂質(zhì)體、納米粒、凝膠、植入劑和藥物釋放支架等1，給藥方法如靜脈給藥、腹腔給藥、每周給藥法等，以及聯(lián)合用藥等的研究較多，至今已取得階段性成果。美國蒙大拿州立大學(xué)植物病理系化學(xué)家Andre Stierle博士8從短葉紅豆杉的韌皮部分離到一株能產(chǎn)紫杉醇的真菌Taxomyces andreanae。紫杉醇產(chǎn)生菌的發(fā)現(xiàn),為紫杉醇資源提供了一條新途徑。從而,從植物內(nèi)生菌中篩選具有療效的新型化合物9。1紫杉醇的藥源保護人工栽培和綜合利用植物資源是紫杉醇藥源保護的要途徑。首先,依靠種子繁殖及扦插等無性繁殖方法,有計劃大批量培

13、育紅豆杉科植物的幼苗,是當(dāng)前有效保護和再資源的主要方法之一。美國BMS公司在1991年已種植紅豆杉樹400萬株5。我國的云南、湖南等地也開展了大片栽培試驗,云南已成功繁育了5萬株紅豆杉樹,成活率達94·3%;湖南已首次人工繁殖出紅豆杉幼苗3 000多株,移栽大田長勢良好6。據(jù)筆者調(diào)查,近年,廣西暉昂生化制藥有限公司在廣西資源縣等地進行曼地亞紅豆杉引種實驗并取得成功,目前長勢良好。其次,綜合利用紅豆杉植物的嫩枝、針葉,可節(jié)約天然資源。在一項由美國NCI和美國FDA共同資助的項目研究中,對歐洲幾種不同紅豆杉屬植物的針葉樣品測定結(jié)果顯示,許多種針葉樣品的紫杉醇含量可與干燥的短葉紅豆杉樹皮相

14、當(dāng)(約0·01%),在美國不同地區(qū)栽培的35種紅豆杉新鮮針葉,至少有6種含量高于或等于干燥短葉紅豆杉樹皮,此項目已提供了1·362萬公斤干枝葉供提取和加工研究5。最后,從非紅豆杉屬植物中尋找和分離紫杉醇,將能很好地保護珍稀的紅豆杉物種,拓展紫杉醇藥源,又能保護生態(tài)環(huán)境。有研究報道6從一種常見的榛科植物榛中提取紫杉醇和其類似物,提取出來的紫杉醇純度符合美國FDA制備針劑的要求,其化學(xué)性質(zhì)與從紅豆杉樹皮中提取的紫杉醇相一致?；瘜W(xué)全合成法，尚無用于臨床半合成法，等首次報道用10-去乙基-baccatin為原料半合成了紫杉醇,1992年Holton等12報道了紫杉醇半合成路線。10

15、-去乙基-baccatin從歐洲紅豆杉的針葉分離出,其產(chǎn)率可達0·1%,由于針葉再生能力強,為紫杉醇半合成提供了豐富的原料。半合成方法是目前世界上紫杉醇原料藥提供的主要途徑,10-去乙基-baccatin在枝葉中的含量是紫杉醇的3倍以上,與通過植物提取紫杉醇相比,半合成紫杉醇可以大大地改善紫杉醇供應(yīng)的短缺情況;通過半合成,還可以使紫杉醇的側(cè)鏈具有更大的可變性,有可能獲得活性更高的紫杉醇衍生物13。內(nèi)生真菌培養(yǎng) 安德列菌Taxomyces andreanae組織細胞培養(yǎng)代謝工程從紅豆杉屬植物中分離紫杉醇類似物,是尋找替代紫杉醇的新化合物或半合成紫杉醇前體的有效方法,迄今為止已從紅豆杉樹

16、皮中分離出170多種紫杉醇類似物。徐學(xué)民等24從四川產(chǎn)云南紅豆杉(T.yunnensis)的樹皮中分得一個具有較強生物活性的新紫杉醇烷類似物,命名為紫杉次堿(Taxotine)。經(jīng)TDR摻入法測定該化合物對P388淋巴細胞白血病DNA合成的抑制強度比平行操作的對照品紫杉醇大6·5倍(紫杉次堿的IC501·12mg/ml,紫杉醇的IC50為7·4mg/ml)。除從天然資源中分離新的有效的紫杉醇類似物外,合成新的有效的紫杉醇類似物還可克服紫杉醇自身的缺陷,如解決其水溶性問題。斯坦福大學(xué)Wender25以蒎烯為原料合成了一些紫杉醇類似物,并證實其中紫杉醇脫氧類似物對腫瘤

17、有較高細胞毒作用。1988年法國Potie等在半合成紫杉醇過程中,以10-去乙基-baccatin為原料合成了docetaxel,doc-etaxel已由Rhone-Poulenc Rorer(RPR)公司開發(fā)生產(chǎn),并于1994年4月在墨西哥上市,用于治療乳腺癌和非小細胞腫瘤,隨后RPR公司又向美國、日本、加拿大、瑞典、挪威、荷蘭申請上市,半合成docetaxel被認(rèn)為是唯一能與紫杉醇相媲美的抗癌藥26,成為紫杉醇的第二代產(chǎn)品。在對紫杉醇耐藥的細胞中,docetaxel活性至少比紫杉醇高5倍,期臨床試驗表明,對晚期復(fù)發(fā)性乳腺癌的有效率為25%,對耐鉑卵巢癌的有效率為35%27-29。因此,尋找

18、和研究新的有效的紫杉醇類似物將成為開發(fā)抗癌藥的新課題。13Ixempra(ixabepilone,伊沙匹隆)Ixempra是一種類似紫杉醇促使微管蛋白聚合并且抑制微管解聚活性的埃坡霉素(epothilones)類抗腫瘤新藥。與紫杉醇相比,埃坡霉素類抗腫瘤藥具有抗腫瘤活性更強、水溶性好、結(jié)構(gòu)簡單而易于化學(xué)合成和結(jié)構(gòu)衍生化、對具有耐藥性腫瘤細胞殺傷性強、無紫杉醇細胞內(nèi)毒素活性不良反應(yīng)等優(yōu)點,有望成為比紫杉醇更有效的抗腫瘤藥物。本品單藥治療蒽環(huán)糖苷類抗生素、紫杉烷衍生物和卡培他濱治療無效的轉(zhuǎn)移性或局部進展的晚期乳腺癌,以及與卡培他濱聯(lián)用治療蒽環(huán)糖苷類抗生素和紫杉烷衍生物無效的轉(zhuǎn)移性或局部進展的晚期乳

19、腺癌。Ixem-pra的費用為每人每年1. 842. 30萬美元。預(yù)計到2012年, Ixempra的全球銷售額將達到5億美元。FDA對Ixempra的批準(zhǔn)基于2項多中心、多國籍臨床試驗的數(shù)據(jù),這兩項試驗共納入878例,評價了Ixempra單藥或與聯(lián)用治療無效的轉(zhuǎn)移性或局部進展的晚期乳腺癌的有效性和安全性。結(jié)果Ixempra與卡培他濱聯(lián)用患者的腫瘤縮小或不增長的平均時間為5. 7個月(95% CI, 4. 86. 7個月),而單獨使用卡培他濱的患者僅為4. 1個月(95% CI, 3. 14·3個月)(P<0. 000 1)12。綜上所述, C13側(cè)鏈對紫杉醇抗癌活性的重要作用

20、勿庸置疑。對C2-羥基的研究表明,該基團雖不是活性構(gòu)象決定因素,但其作用卻不容忽視。其原因一般認(rèn)為是C2-羥基作為氫鍵供體直接與微管蛋白的一個殘基結(jié)合,起到了穩(wěn)定分子與微管結(jié)合的作用。而對C3取代基的研究存在兩種觀點,一種認(rèn)為C3取代基是決定分子活性的關(guān)鍵基團。第二種則認(rèn)為無論是C3-苯環(huán)還是C3-N端取代得到的C3取代基,其與受體的結(jié)合對分子抗癌活性影響都不大。這兩種觀點還需化學(xué)家進一步的實驗驗證和理論探討。另一方面,某些結(jié)構(gòu)修飾,如在C2和C3位連接較大取代基或增大C2所在碳原子、C2所連R基團及C3所連第1個N原子的負(fù)電荷密度也有助于提高抗癌活性。2紫杉醇的制劑學(xué)研究紫杉醇是四環(huán)三萜類化

21、合物,通過誘導(dǎo)與促進微管蛋白聚合,裝配與穩(wěn)定微管阻止腫瘤細胞生長,對卵巢癌、乳腺癌、頭頸部癌、非小細胞性肺癌及前列腺癌療效顯著,紫杉醇幾乎不溶于水,這給臨床運用帶來了諸多不便。目前臨床用制劑以聚氧乙烯蓖麻油-無水乙醇溶液作為溶劑。但該制劑使用時存在很多問題。如臨床使用前的稀釋易使紫杉醇結(jié)晶析出,紫杉醇在溶液中易與玻璃或者塑料的表面發(fā)生非特異性結(jié)合導(dǎo)致濃度降低等9。因此,有必要探索開發(fā)新的紫杉醇給藥系統(tǒng)。陳永法10等人通過制備紫杉醇凍干納米乳,研究了其體外理化性質(zhì)。研究以外觀和重分散性為指標(biāo),對紫杉醇凍干納米乳所使用的凍干保護劑進行了篩選,考察了納米乳滴的形態(tài),粒徑和電位以及制劑的含量和有關(guān)物質(zhì)

22、,并對最優(yōu)處方進行了加速穩(wěn)定試驗。結(jié)果表明,選用甘露醇作為凍干保護劑較好,甘氨酸可提高凍干納米乳的外觀和重分散性能。紫杉醇凍干納米乳加入10mL0. 9%NaCl溶液振搖1分鐘后變?yōu)閹{色乳光的均一體系。凍干前后納米乳的形態(tài),粒徑和電位變化不大,表明凍干保護劑能起到較好的效果。紫杉醇凍干納米乳60加速試驗結(jié)果表明, 10 d后制劑外觀和重分散性能良好,含量為標(biāo)示量的98. 36%,有關(guān)物質(zhì)為0. 81%。上述實驗結(jié)果表明,紫杉醇的納多年來藥物學(xué)家為了增強紫杉醇的水溶性和靶向性，持續(xù)對其劑型進行研究，目前常采用的有：紫杉醇酯質(zhì)體，紫杉醇微球，2-羥丙基-環(huán)糊精包合物，紫杉醇聚合物膠囊以及紫杉醇納

23、米粒等。在這些劑型中以紫杉醇納米粒最好、最完善?，F(xiàn)將紫杉醇納米粒作一介紹。2004年F eng等2從添加各種天然乳化劑如膽固醇、磷脂、維生素E，通過“抽提-蒸發(fā)”技術(shù)制備出聚乳酸-羥基乙酸納米粒，直徑為0.1100nm。其外形用掃描電鏡和原子顯微鏡測定，用H PL C法測定封包率及釋放動力學(xué)。由于制成的納米粒的直徑小，分布范圍窄而使其包封率達100%，完全可以控制釋放動力學(xué)。將H T-29癌細胞系與納米粒共同培養(yǎng)24h，由于納米粒具有表面反應(yīng)活性高、表面活性中心多、吸附能力強等優(yōu)點。使癌細胞死亡率比紫杉醇普通注射劑高13倍。目前臨床治療卵巢癌的標(biāo)準(zhǔn)化療方案是：紫杉醇175m g/m2+卡鉑(c

24、arboplatin)，靜脈給藥，每周3次，共6次。但靜脈給藥毒副作用較多，常見的有：骨髓抑制、過敏反應(yīng)、神經(jīng)毒等。為了減輕毒副作用進行了許多有關(guān)給藥途徑的研究。2005年G offin等5研究認(rèn)為較好的是靜脈、腹腔聯(lián)合給藥。因為腹腔給藥主要的問題是藥物通過表面滲透進入腫瘤的深度很有限，一般僅數(shù)毫米，因此藥物不能與腫瘤很好接觸而發(fā)揮治療作用。用腹腔注射給藥僅適用于腫瘤直徑小于1cm殘留灶結(jié)節(jié)，因此僅適用于術(shù)后卵巢癌的二線治療。紫杉醇現(xiàn)已用于臨床治療晚期乳腺癌、卵巢癌、非小細胞肺癌等,它的類似物taxotere(2)也于1996年5月被FDA批準(zhǔn)臨床治療晚期乳腺癌。但它們都存在一些缺點,比如水溶

25、性差、存在多藥耐受性、對某些癌癥無效等。因此,尋找高效低毒、抗瘤譜廣、綜合性能好的新一代紫杉醇類抗癌藥成為新的研究熱點,但早期的結(jié)構(gòu)修飾工作主要集中在側(cè)鏈的改造上,近期的工作也大多限于紫杉醇的母核上基團的修飾,對其它結(jié)構(gòu)類型的紫杉烷結(jié)構(gòu)修飾研究較少?；衔?有2個乙酯基,為選擇性地水解7的14-乙酯得到8并避免進一步水解,經(jīng)仔細考察發(fā)現(xiàn),化合物8在甲醇中溶解度較低,選用盡量少的甲醇作溶劑,用K2CO3水解7可得到較高收率(69%)的8。以二環(huán)己基碳二亞胺(DCC)為縮合劑,在4-Pyrrolidinopyridine (4-PP)作用下,8與帶保護基Cbz的側(cè)鏈酸偶聯(lián),可選擇性地酯化14位羥基

26、得到化合物9。按文獻方法8,在80和DCC,4-PP作用下,9與苯甲酸或間氯苯甲酸反應(yīng)可以順利得到預(yù)期的產(chǎn)物10a和10b。但9與正戊酸或苯乙酸等脂肪酸在同樣條件下反應(yīng)卻得到了2位和4位雙酯化的產(chǎn)物,這可能是因為脂肪酸與DCC形成的加成物的立體位阻相對較小,并且親電反應(yīng)活性強于芳香酸與DCC形成的加成物,在高溫和奪質(zhì)子能力很強的4-PP的存在下難以達到選擇性地酯化2位的目的。改用正戊酸酐或苯乙酸酐作?；瘎?在溫和的條件下室溫,4-二甲氨基吡啶(DMAP)可以得到產(chǎn)物10c和10d,收率分別為92·5%和79·3%。10a10d經(jīng)中壓催化氫解生成游離胺,然后用苯甲酸酐或Dit

27、ertbutyl dicarbonate (BOC)2O?；玫侥繕?biāo)物11a11e。對10a10d的4位羥基乙?；瘲l件進行了詳細考察,嘗試了多種反應(yīng)條件,最終獲得成功,以乙酸酐為酰化劑、甲苯為溶劑,在DMAP作用下可得到12a12d,12b12d,隨后進行中壓催化氫解和酰化得到產(chǎn)物13b13d。13a和13e的合成見另文報道9。合成化合物1013的各步反應(yīng)收率見表1。最終化合物均經(jīng)1HNMR和FAB-MS鑒定。以化合物4和紫杉醇作對照,將11a11e,13a13e共10個化合物進行了微管聚合試驗(濁度測定法)和體外腫瘤細胞抑制試驗(MTT法)。所有化合物在濃度為10mol·L-1時,

28、均無促進微管聚合活性。在體外腫瘤細胞抑制試驗中,大部分化合物對口腔上皮細胞(KB)、卵巢癌細胞(A2780)及結(jié)腸癌細胞(HCT-8) 3種細胞株都有邊緣活性,只有13d對3種細胞株的IC50均大于10g·ml-1,試驗結(jié)果見表2。·912·藥學(xué)學(xué)報Acta Pharmaceutica Sinica 1998,33(12)910918從表2可看出,14-側(cè)鏈紫杉醇衍生物的活性與紫杉醇相比相差甚遠,更令人意外的是,它們的活性與對照化合物4在同一個數(shù)量級甚至更差。紫杉醇衍生物構(gòu)效關(guān)系表明,4-去乙酰紫杉醇的活性低于紫杉醇3個數(shù)量級10;而紫杉醇的2位苯甲酸酯以間氯苯甲

29、酸酯取代后,細胞毒性增強700倍8;以環(huán)己基甲酸酯代替后,細胞毒活性降低幾十倍11,12。與紫杉醇衍生物相比,這類14-側(cè)鏈紫杉醇的構(gòu)效關(guān)系有如下差異:1) 4位羥基化合物與4位乙酸酯比較,4位羥基化合物活性好(11c與13c活性相當(dāng));2) 2位基團的改變對活性無明顯影響,紫杉醇是一種具有廣譜抗癌活性的化合物,是近十多年來出現(xiàn)的治療晚期乳腺癌、卵巢癌等療效最好的藥物之一,現(xiàn)已成為治療這兩種癌癥的臨床一線用藥,它具有獨特結(jié)構(gòu)的二萜類成分,它的骨架被命名為紫杉烷(taxane)。由于其獨特的作用機制,化學(xué)結(jié)構(gòu)新穎復(fù)雜和對耐藥細胞也有效。已引起人們的廣泛關(guān)注。但紫杉醇也存在水溶性差,對某些癌癥無效

30、,易產(chǎn)生多藥耐受性等缺點?，F(xiàn)就紫杉醇的藥理作用及近期研究進展作一綜述2。將小分子可溶性基團與紫杉醇的2'-或7-羥基連接，可形成酯類衍生物，如琥珀酸酯、磺酸、氨基酸衍生物3，這樣可使其親水性大大提高。具體過程如下：紫杉醇與琥珀酐在不同反應(yīng)條件下可產(chǎn)生2'-琥珀酰紫杉醇(室溫)和2',7-二琥珀酰紫杉醇(85)，分別加入等量氫氧化鈉，蒸發(fā)或凍干除去溶劑后即得兩種琥珀酸酯的鈉鹽，溶解度分別提高到1、3mg/mL4。琥珀酰紫杉醇、異丁基氯甲酸鹽與牛磺酸四丁基銨鹽(或2-氨基丙磺酸)的反應(yīng)得到的紫杉醇磺酸鈉鹽，其分配系數(shù)(C水/C辛醇)分別是紫杉醇的191和118倍，水溶性大幅

31、提高5。而2'-(N,N-二甲基甘氨酰)紫杉醇及2'-3-(N,N-二乙氨)丙酰紫杉醇的甲磺酸鹽，與原藥相比，均具有較高水溶性(5mg/mL的藥物水溶液依然保持澄清，至少保持4小時不析出)6。還可利用核糖核苷二磷酸還原酶設(shè)計紫杉醇前藥，以提高紫杉醇親水性。該酶與核苷酸增多有關(guān)，它通過將核苷酸2'-OH替代為2'-H來催化4種嘌呤、嘧啶核苷酸的還原，因此可利用某種核苷酸類似物來抑制該還原酶，借此阻礙與癌細胞分裂有關(guān)的基因物質(zhì)的復(fù)制途徑。含腺嘌呤的三磷酸-g-(Z)-亞乙基-2,3-二甲氧基-丁烯酸內(nèi)酯是核糖核苷二磷酸還原酶的作用底物之一，具有很高的水溶性和極低的脂

32、溶性，該三磷酸鹽與紫杉醇?；锇l(fā)生烷基化反應(yīng)所得產(chǎn)物的水溶性較紫杉醇增加500倍，其脂溶性也較三磷酸鹽增加1000倍7紫杉醇的生物前藥isotaxel的水溶性約比紫杉醇高1800倍(0.45±0.04mg/mL)。isotaxel本身無活性，但在生理pH條件下，發(fā)生O-N分子內(nèi)?；D(zhuǎn)移，在12分鐘內(nèi)轉(zhuǎn)化為活性化合物紫杉醇。紫杉醇與水溶性高分子聚乙二醇(PEG)、聚谷氨酸等共聚可改善水溶性，如紫杉醇2'-PEG共聚物根據(jù)所連接高分子的分子量的遞減(40000、20000及5000)，溶解度遞增(125、500及660mg/mL)。在紫杉醇與多聚物間引入氨基酸或多肽型間隔臂，是為

33、了控制部分共聚物釋藥速度，其中氨基酸間隔臂較為有效8。還可利用新型多聚物與紫杉醇制備共聚物以增大水溶性。單甲基聚乙二醇-聚丙交酯(MPEG-PLA)為兩親性多聚物，在水性介質(zhì)中形成膠束，PLA形成疏水內(nèi)核、MPEG親水分布在外殼。紫杉醇在0二環(huán)己基碳二亞胺、二甲基氨基吡啶作用下，與帶羧基末端的MPEG-PLA酯化得到MPEG-PLA-紫杉醇共聚物，在水性介質(zhì)中溶解時同樣形成膠束，從而增大紫杉醇溶解度。紫杉醇疏水性強，處于膠束內(nèi)核，且與PLA共價連接，所以紫杉醇的釋放速率與PEG-紫杉醇相比較慢，原因不僅取決于連接的酯鍵，還與PLA嵌段的生物降解有關(guān)。考布他汀考布他汀(CA-4)是從南非Comb

34、retum caffrum樹皮中分離出的活性物質(zhì)，正開發(fā)用于治療結(jié)腸癌、肺癌和白血病9。但其水溶性非常有限，使其不易給藥，人們一直嘗試合成CA-4的水溶性前藥。Bedford等10曾報道CA-4的水溶性磷酸酯和甘氨酸氨基甲酸酯前藥，溶解度分別提高到2.8和5.0mg/mL。改善藥物親脂性在藥物的多種理化性質(zhì)中，除了分子大小、離子化程度以外，藥物的親脂性是控制其在體內(nèi)吸收、代謝的最重要因素之一。改善藥物的親脂性有利于特定藥物傳遞系統(tǒng)，如脂質(zhì)體、乳劑的制備。通過酯化反應(yīng)、?；磻?yīng)引入小分子脂溶性基團或長碳鏈分子可提高藥物的親脂性。紫杉醇紫杉醇的2'-OH與油酸酯化可合成紫杉醇油酸酯，其脂溶性為34nmol(紫杉醇為12.8mmol)，油水分配系數(shù)為8074(紫杉醇為311)。經(jīng)磷酸緩沖液(PBS)、血漿透析發(fā)現(xiàn)24小時內(nèi)未產(chǎn)生泄漏，脂溶性明顯增大。紫杉醇細胞毒性作用主要依賴于藥物釋放時間的長短，上述前藥能達到緩慢釋放紫杉醇的效果，可增強對癌細胞的毒性作用13。Mayhew等14在紫杉醇的2'-OH上引入酰基鏈，然后在酰基鏈的a-C原子上插入溴原子，生成2'-2-溴代棕櫚醛紫杉醇，該藥物脂溶性較原藥提高15倍左右。溴原子的插入能加快釋放紫杉醇，提高療效。紫杉醇 增強靶向性紫杉醇嵌入式抗癌免疫共聚物20是由紫杉醇脫去間隔臂PABC(p-氨基苯甲氧基羰基)與雙肽