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水溶性紫杉醇衍Sinenxan A(SI-A,3)[3]是由南方红豆杉愈创组织培养得到的含量较高(干重可达2%)的
新型紫杉烷化合物,具有紫杉醇母核类似骨架和14β-含氧基团,而无相应的1,7,9,13位含氧 基团,为寻找新的抗癌药提供了可以不依赖自然资源的原料。因此,我们围绕SI-A母核进行了 系统的结构修饰,合成了一系列14β-侧链紫杉醇衍生物[4]。本文报道我们工作的一部分。 经计算机分子计算,化合物4和5分子表面静电势与紫杉醇相似[5],有可能具有较强的抗 肿瘤活性,因此这两个化合物成为我们要合成的目标分子。
化合物4的合成路线见图2。从SI-A出发经11步反应可以得到起始中间体6[6]。6用氢 氧化钾选择性水解10位酯基高收率地得到7,7随后经TPAP[tetrapropylammonium perruthenate(Ⅶ)]氧化生成8。我们参考Nicolaou在全合成紫杉醇所用的方法[7],在叔丁醇钾
和苯硒酸酐[(PhSeO)2O]作用下,化合物8的羰基α-氢被氧化为羟基生成9,化合物9的9位 羟基构型经NOE差谱证实处于α位。在对9进行硅胶柱分离纯化时,发现9在硅胶中易转变 成10。紫杉烷类化合物的10位羰基/9位羟基在硅胶中转变为10位羟基/9位羰基,未见文献
报道。与Nicolacu的方法[7]相比,利用该方法将化合物9转变为10,条件温和,副产物少,容易
操作。Nicolaou在全合成紫杉醇时将10位羰基/9位羟基转变为10位羟基/9位羰基,采用的
方法是先用叔丁醇钾在-78℃进行烯醇化生成烯二醇,然后用醋酸酸化实现转变。但我们在实 验中发现Nicolaou的方法不适合我们这类化合物,产物很复杂,生成很多极性大的产物,可能 是由于这类化合物的四员氧环对酸更敏感,醋酸的酸性已导致四员氧环的开环。
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图2 制备目标化合物4的合成路线
Fig.2 Synthesis route for target compound 4
在4-二甲胺基吡啶(DMAP)作用下,将9进行乙酰化得到11。用四丁基氟化胺
(tetrabutylammonium fluoride,TBAF)脱去11的TES保护基时,生成的产物主要为双键转移
化合物12,预期的产物13很少。改用0.5%稀盐酸去除TES能得到高收率的13。在二环己基
碳二亚胺(DCC)和DMAP作用下,13与用ee保护的侧链酸14偶联生成15,随后用0.5%稀 盐酸脱去ee保护基得到目标化合物4。
化合物5的合成见图3。与合成4的方法相同,先将10进行乙酰化、脱去TES保护基得到 17,17与用ee保护的侧链酸14偶联后,用稀盐酸去除ee保护基顺利得到目标化合物5。 所有化合物的结构都经IR、1HNMR、13C NMR、FAB-MS证实。目标化合物4和5的结构
还经高分辨质谱验证。
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图3 制备目标化合物5的合成路线
Fig.3 Synthesis route for target compound 5
将4和5进行了体外肿瘤细胞抑制试验(MTT法)和微管聚合试验(浊度测定法)[6]。药理 结果表明,这两个化合物对人口腔癌细胞(KB)的IC50>10μg/ml-1,在浓度为10μM时对微 管无聚合作用。而紫杉醇对KB细胞的IC50为2.59×10-3μg/ml-1,在10μM时对微管有聚合
作用。从药理结果可以看出,目标化合物的细胞毒活性比紫杉醇差3个数量级以上,说明分子 表面静电势不是影响活性的关键因素。
紫杉醇的构效关系研究表明,分子北部基团(7,9,10位含氧基团)对活性影响不大[8],这 与我们的初步研究结果相同(9,10位含氧基团互换对活性无明显影响)。从分子结构对比看, 目标分子的侧链处于14β-位而不是13α-位,并且缺乏紫杉醇相应的1位羟基,这可能是导致化
合物活性差的主要原因。有关研究正在进一步进行中。 28 天然产物研究与开发Vo1.12 No.1
收稿日期:1999-07-19
紫杉醇(Taxol,1)〔1〕是近十多年来出现的治 疗晚期乳腺癌、卵巢癌等疗效最好的药物之一,现 已成为治疗这两种癌症的临床一线用药.它的作
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用机理独特〔2〕、化学结构新颖复杂,已引起人们 的广泛关注.但紫杉醇也存在水溶性差、对某些癌 症无效、易产生多药耐受性等缺点.目前紫杉醇临 床用药只能靠从植物中直接提取,或由植物中含 量较高的10-deacetyl baccatinⅢ半合成获得.由 于该植物生长缓慢,且这两条途径都易造成自然 资源的破坏.因此,寻找高效低毒、抗瘤谱广、综合 性能好又不依赖自然资源的新一代紫杉醇类抗癌 药
具
有
重
要
1 合成路线设计
Sinenxan A(SI-A,2)〔3〕是由南方红豆杉愈创 组织培养得到的紫杉烷化合物(干重可达2%), 具有14β-含氧基团和与紫杉醇母核类似的骨架, 而无相应的1,7,9,13位含氧基团,为进行结构修 饰、寻找新的抗癌药提供了可以不依赖自然资源 的原料.因此,围绕SI-A母核进行了系统的结构 修饰,合成了一系列14β-侧链紫杉醇衍生物〔4~6〕. 同时作为对SI-A进行系统结构修饰研究的一部
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意
义
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分,还对其10位进行结构改造,考察10位基团的 极性变化、亲疏水性改变以及空间效应对活性的 影响,合成了10位为羰基、羟基、甲氧基乙酸酯、 苄氧基乙酸酯、羟乙酸酯等共6个新的14β-侧链 紫
杉
醇
衍
生
物.目标化合物的合成路线分别见图 1和图2.
从SI-A出发经7步反应可以顺利得到起始 原料(3)〔7〕.由于化合物(3)的4位羟基空间位阻 大于2位,在二环己基碳二亚胺(DCC)和4-吡咯 烷基吡啶(4-pyrrolidinopyridine,4-PP)作用下,选 择性苯甲酰化得到(4).在夺质子能力很强的
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多年来药物学家为了增强紫杉醇的水溶性和靶向性-持
