新型5-氟尿嘧啶前药的合成与抗肿瘤活性研究

西北药学杂志2016年11月第31卷第6期613•化学•新型5-氟尿嘧啶前药的合成与抗肿瘤活性研究杨浩w，单媛媛S曹舫％马埃U(l.西安交通大学第一附属医院药学部，西安 710061;2.陕西省肿瘤医院药剂科，西安 710061)摘要：目的寻找新型、高效的5-氟尿嘧啶（5-Fu)前药并测定其抗肿瘤活性。

方法在5-氟尿嘧啶的N1和N3位引入具有抗肿瘤活性的取代基，合成其前体药物，利用M T T方法测定其对不同肿瘤细胞的增殖抑制活性。

结果合成的6个5-氟尿嘧啶前体药物均显示了较好的肿瘤细胞增殖抑制活性。

结论新型5-氟尿嘧啶前药对肿瘤细胞有较好的抑制活性，值得进一步研究。

关键词：5-氟尿嘧淀；前体药物；抗肿瘤；肿瘤细胞株doi：10. 3969/j.issn. 1004-2407. 2016. 06. 018中图分类号：R914 文献标志码：A文章编号：1004-2407(2016)06-0613-03Synthesis and anticancer evaluation of 5-fluorouracil prodrugsYA N G Hao1,2,SH A N Yuanyuan1 ,CAO Fang2,M A Ying1* (1. Department of Pharmacy,the First Affiliated Hospital of Xi^an Jiaotong University,X i；an 710061 ,China;2. Department of Pharmacy?Shaanxi Provincinal Tumor Hospital?X i^n 710061,China)Abstract：To synthesize and evaluate novel and potent prodrugs of 5-fluorouracil (5-Fu).Six prodrugs of 5-Fu were prepared by incorporated various substituents on Nl and N3position.The in vit ro antiproliferative activity against five cancer cell lines was evaluated by M TT assay.All the six prodrugs of5-Fu displayed potent antiproliferative activity against canc­er cell lines.These novel prodrugs exhibited potent anticancer activity,and were worth of further investigation.Key words：5-fluorourail；prodrugs；anticancer；cancer cell lines恶性肿瘤已经成为影响人类健康的主要疾病之一，人类 因恶性肿瘤而引起的死亡率占所有疾病的第2位，仅次于心脑血管疾病[1]。

目前恶性肿瘤的治疗很大程度上仍以化疗为 主，但是化疗药物已经从传统的细胞毒性药物逐渐转变为具有靶向性且对肿瘤细胞具有高选择性的靶向小分子药物[24]。

5-氟尿嘧啶是最早广泛应用于治疗恶性肿瘤的抗代谢类药物之一，是胸腺嘧啶合成酶抑制剂。

5-氟尿嘧啶抗肿瘤作用疗效确切，但是5-氟尿嘧啶在体内半衰期短，临床使用一般需要 静脉持续灌注给药，毒性和不良反应较高，限制了其在临床上 的应用[5]。

因此，设计合成疗效高、毒性和不良反应低的氟尿嘧啶衍生物一直是研究的热点之一。

阿托夫定是较早上市的5-氟尿嘧啶前体药物，体内代谢稳定性好，能缓慢释放5-氟尿嘧啶发挥抗肿瘤作用。

本课题通过在5-氟尿嘧啶的N1和N3位引人具有抗肿瘤活性的小分子片段，进而延长其在体内的半衰期并增强其抗肿瘤活性。

近年来研究发现，甲醛在增加抗肿瘤活性方面发挥着重要的作用，同时在诱导肿瘤细胞分化和死亡方面是一个关键的抗肿瘤因子。

通过改变基因表达和诱导细胞凋亡，能够改善母体药物的抗肿瘤活性[6]。

二氯乙酸能够通过转移代谢从有糖酵解到葡萄糖氧化促进肿瘤细胞凋亡，抑制肿瘤细胞生长[7]。

在非毒性的药物浓度下，丙戊酸能够妨碍肿瘤细胞生长、诱导 分化以及通过非毒性机制增加肿瘤细胞的免疫原性[8]。

基金项目：陕西省社会发展攻关项目（编号：2〇13K l4-〇2_08) 作者简介：杨浩，男，副主任药师通信作者：马瑛，女，硕士，主任药师为了克服5-氟尿嘧啶的缺点，我们在其结构中引人具有抗肿瘤作用的小分子片段，如：甲醛、二氯乙酸和丙戊酸等，合 成新型5-氟尿嘧啶前体药物，使其在体内能够同时释放具有不同作用机制的小分子及5-氟尿嘧啶，进而对肿瘤细胞进行多靶点作用。

活性筛选结果显示，我们所合成的5-氟尿嘧啶 前体药物均具有一定程度的抗肿瘤活性，为5-氟尿嘧啶前体药物的研究开发奠定一定的基础。

1仪器与材料1.1仪器 SGWX-4A型显微熔点测定仪（温度未经校正，上海仪电物理光学仪器有限公司）；Variammity INOVA-400M H Z核磁共振仪(溶剂CDC13，内标T M S，美国V arian公 司）；Agilent1100 MSD-Trap-VL 质谱仪（日本 Agilent 公司）。

1.2试药合成试剂：5_氟尿嘧啶、2，2-二氯乙酰氯、乙酰氯、氯甲酸异丁酯、丙戊酰氯（南京多点化工）、吡啶、乙酸乙酯、无 水硫酸钠、乙醚、二氯甲烷和甲醛（天津科密欧），所用试剂和溶剂均为分析纯，按照常规方法处理。

1.3 材料人非小细胞肺癌细胞（A549)、人肝癌细胞(7721)、人乳腺癌细胞（MCF-7)和人结肠癌细胞（LOVO)细 胞株，由西安交通大学药学院天然药物研究中心惠赠。

活性实验：RPM I1640粉末培养基、胎牛血清（Gibco公 司牛胰岛素（Sigm a公司）；胰蛋白酶（北京华美生物工程公司青霉素和链霉素（华北制药集团）。

2方法2.1化合物的制备所有目标化合物均以5-氟尿嘧啶为起始原料，与不同的具有抗肿瘤活性片段酰化制得。

本文采用http：//XBYZ. cbpt. cnki. net614西北药学杂志2016年11月第31卷第6期的具有抗肿瘤活性的酰化片段包括：2,2-二氯乙酰氯、乙酰 氯、氯甲酸异丁酯和丙戊酰氯。

我们设计的第1个系列S -氟 尿嘧啶前体药物是在N 3位引入各种具有抗肿瘤活性的酰基 片段，分别合成了 N 3-酰化的S -氟尿嘧啶前薄。

这些前药在 体内的代谢产物为活性抗肿瘤片段和5 -氟尿嘧啶，通过在体 内释放氟尿嘧啶使其保持相对稳定的血药浓度，从而克服 5-氟尿嘧啶代谢稳定性差的特性，同时代谢产生的活性小分 子片段能够协同发挥抗肿瘤作用，具体合成路线见图Ui f F.1 室温、【丫F 义莲RCl 吡啶"I 1|5-Fu(FU-1)CHCI2 (FU-2)OCH2CH(CH3)2 (FU-3) CH(C3H7)2 (FU-4)图1 5-氟尿嘧啶的iV 1取代前体药物合成路线Fig. 1 The synthesis route of N 1 replace precursor drugs of 5- Fu2.1.1 N 3-乙酰基-5-氟尿嘧啶(F U -1)的制备冰浴条件下，将2. 60 g (20 mmol) 5-氟尿卩密陡的卩比陡溶液C 48 m L )在10m in 内逐滴加入到40 mmol (5. 70 m L )乙酰氯的卩比陡溶液(15 m L )中。

滴加完成后，混合物在室温条件下反应3h [9]。

TLC 检测反应进程，待反应完全后，将混合物倒入冰水中，用乙酸 乙酯萃取，水洗有机相，无水硫酸钠干燥。

减压蒸除溶剂后得 粗品，乙醚重结晶得到白色固体(2.30 g ，产率67.0%) •熔点： 112〜114 t :。

ESI/MS ("2./z):173. 1('100 M H z ，CDC13> 8 2. 61 Cs :，3H )，7. 31 (d j = 7. 0 H z ， 1H )。

2. 1.2Ms -二氯乙酰基-5-氟尿嘧啶(FU -2)的制备冰浴条件下，将2. 60 g (20 mmol) 5-_尿卩密陡的卩比陡溶液(48 m L)在 IQ m in 内逐滴加入到40 mmol (3. 85 mL) 2,2-二氯乙酰氯的 吡啶溶液（10 m L )*,滴加完成后，混合物在室温条件下反 应6 h。

T L C 检测反应进程，待反应完全后，将混合物倒入冰 水中，用乙酸乙酯萃取，水洗有机相，无水硫酸钠干燥。

减压 蒸除溶剂后得粗品，乙醚重结晶得到白色固体（2.55 g ，产率 53.0%)，熔点！185〜187 °C 。

ESI/M S241. 2 [M +HD i ^H-NMR (400 M H z ,CDC 13) ^ 7. 68 (d ,J = 7. 0 H z , 1H )，7. 15 (s ，l H )02.1.3-丙戊酰基-5-氟尿嘧啶(FU-3)的制备冰浴条件下，将0. 39 g (3 mmol> 5-氟尿卩密陡的卩比陡溶液（10 m L)在10 m in 内逐滴加入到5 mmol 丙戊酰氯的卩比陡溶液（5 m L )中。

滴加完成后，混合物在室温条件下反应8 h。

T L C 检测反应 进程，待反应完全后，将混合物倒入冰水中，用乙酸乙酯萃取， 水洗有机相，无水硫酸钠干减压蒸除溶剂后得粗品，乙醚 重结晶得到白色固体(B. 55 g ，产率53. 0%)，熔点：101〜102: °C 。

ESI/M S (;%/怎）s 2群.3 [M +H J^H -N M R <400 M H z ， CDC1；3) ^ 7. 88 (d ,/ = 6. 7 H z ,lH ),2. 52—1. 55 (m ,4H ), l,58〜：L 62(m ，4H )，1.50〜：L 54(m ，4H )，1.07(t J = 6‘4 H z,6H ),2. 1.4N 3-异丁氧甲酰-5-氟尿嘧啶(F U -4)的制备冰浴条件下，将24 mmol 氯甲酸异丁酯的吡啶溶液（10 m L )在10 m in 内逐滴加入到2. 60 g( 20 mmol) 5-氟尿卩密陡的:雜陡溶液 (J 5m L )中。

滴加完成后，混合物在室温条件下反应7 h 。

T L C 检测反应进程，待反应完全后，将混合物倒入冰水中，用 乙酸乙酯萃取，水洗有机相，无水硫酸钠干燥。

减压蒸除溶剂 后得粗品，二氯甲烷童结晶得到白色固体（3. 27 g¥产率71.0%),熔点！ 172〜174 TL ESI/MS (m /繁入 231. 1 [M + H J^H -N M R (m o M H z ,CDC 13) ^8. 22 = 0 Hz,1H )，;1(37 (d J = 6. 7 Hz ，l H ),2. 12〜1. 33 (m ，l H )，l. 08(t J = 6. 6 Hz ，6H )。