多年来药物学家为了增强紫杉醇的水溶性和靶向性,持

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。

图2制备目标化合物4的合成路线

Fig.2Synthesis 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。

图3制备目标化合物5的合成路线

Fig.3Synthesis 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Vo1.12No.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

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

药具有重要意义.

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

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

lithium bis(trimethylsilyl)amide(LHMDS)作用

下,以乙酰氯作为酰化剂得到(5).用氢氧化钾水

解化合物(5)的10位乙酸酯,选择性不高,除得到

所需的化合物(6)外,还得到(7)〔6〕以及多羟基化

合物.用TES(三乙基氯硅)保护(6)的10位羟基,

随后水解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)与侧链酸

(10)偶联后,用稀盐酸同时去除ee(乙氧基乙基)

和TES保护基得到目标化合物(13).(9)与用ee

保护的β-内酰胺侧链(11)偶联〔8〕,再用稀盐酸同

时去除ee和TES保护基则得到另一个目标化合

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,EtOH

Fig·1The synthetic route for target compounds (13) and (15)

目标化合物(19),(22),(25),(26)的合成见

图2.由紫杉烷中间体(16)〔5〕出发,参照Holton的

方法〔9〕、用tetrapropylammonium perruthenate

(TPAP)/N-methylmorpholineN-oxide(NMO)氧

化得到(17),(17)用稀盐酸脱去TES保护基后,

与带ee保护基的侧链酸(10)偶联,再用稀盐酸去

除ee得到目的物(19).中间体(16)直接进行酰化