CN1303090C - 具有高肿瘤选择性的水溶性卟啉铂化合物及其用于治疗良性和恶性肿瘤疾病的用途 - Google Patents

Abstract

本发明涉及四芳基卟啉铂衍生物类型或者血卟啉铂衍生物类型的具有高肿瘤选择性的新的、水溶性卟啉铂化合物及其用于治疗良性和恶性肿瘤疾病的用途。特别地，本发明的化合物适合光动力抗肿瘤治疗。

Description

具有高肿瘤选择性的水溶性卟啉铂化合物及其 用于治疗良性和恶性肿瘤疾病的用途

技术领域

本发明涉及具有高肿瘤选择性的新的水溶性卟啉铂化合物及其用于治疗良性和恶性肿瘤疾病的用途。特别地，本发明的化合物适合对人和哺乳动物的光动力抗肿瘤治疗。

现有技术

下面的出版物中已经描述了铂(II)与卟啉配基的络合物以及它们作为有效的抑制细胞和光线损害抗肿瘤药物的应用。

W.M.Sharman，C.M.Allen和J.E.van Lier，DDT 4，(11)507-517(1999)。光动力治疗：基本原理和临床应用(Photodynamictherapeutics：basic principles and clinical applications)。

T.Okunaka和H.Kato，Rev.Contemp.Pharmacother.，10，59-68(1999)。光动力治疗的有效应用(Potential Applications ofPhotodynamic Therapy)。

H.Brunner，H.Obermeier and R.-M.Szeimies，Chem.Ber.，1995，128，173-181。铂(II)与卟啉配基的络合物：合成和光动力治疗中的协同作用(Platinum(II)complexes with porphyrin ligands：synthesis and synergism during photodynamic therapy)。

H.Brunner，K.-H.Schellerer和B.Treittinger，Inorg.Chim.Acta 1997，264，67-69。铂(II)络合物中血卟啉型配基的合成以及作为有效的抑制细胞和光线损害抗肿瘤药物的体外试验(Synthesis andin vitro testing of hematoporphyrin type ligands in platinum(II)complexes as potent cytostatic and phototoxic antitumor agents)。

本发明的描述

在本发明中，描述了新的卟啉铂衍生物，其具有细胞毒性性质。令人惊奇地，所述化合物具有好的水溶性和高选择性。所述化合物能治疗癌症，特别地，用于肿瘤的光动力治疗。

四芳基卟啉铂衍生物类型的要求的化合物的通式是：

式I

X：O，S，NH，N-烷基；

R2/R3：H，烷基，芳基，芳烷基，杂芳基，杂芳基烷基，环烷基；

R4：H，烷基，芳基，芳烷基，杂芳基，杂芳基烷基，环烷基；

R5：H，烷基，O-烷基，S-烷基，卤原子，硝基，氰基，氨基，取代的氨基；

R6：H，烷基，O-烷基，S-烷基，卤原子，硝基，氰基，氨基，取代的氨基。

式II

X：O，S，NH，N-烷基；

R1/R2/R3/R4：H，烷基，芳基，芳烷基，杂芳基，杂芳基烷基，环烷基；

或者R2-Z-R3，其中Z：(CH₂)_n，n＝0-6；

R1/R4：H，-(CH₂)_n-COOR8，n＝0-6；

R5：H，烷基，芳基，芳烷基，杂芳基，杂芳基烷基，环烷基；

R6：H，烷基，O-烷基，S-烷基，卤原子，硝基，氰基，氨基，取代的氨基；

R7：H，烷基，0-烷基，S-烷基，卤原子，硝基，氰基，氨基，取代的氨基；

R8：H，烷基。

血卟啉铂衍生物型的要求的化合物的通式是：

式III

R2/R3：H，烷基，芳基，芳烷基，杂芳基，杂芳基烷基，环烷基；

R4：H，烷基，环烷基；

R5：H，烷基，环烷基；

R6：H，烷基，芳基，芳烷基，杂芳基，杂芳基烷基，环烷基；

结构式IV

R1/R2/R3/R4：H，烷基，芳基，芳烷基，杂芳基，杂芳基烷基，环烷基；

或者R2-Z-R4，其中Z：(CH₂)_n，n＝0-6；

或者R1/R3：H，-(CH₂)_n-COOR6，n＝0-6；

R4/R5：H，烷基，芳基，芳烷基，杂芳基，杂芳基烷基，环烷基；

R6：H，烷基，芳基，芳烷基，杂芳基，杂芳基烷基，环烷基；

R7：H，烷基，芳基，芳烷基，杂芳基，杂芳基烷基，环烷基。

如果本发明的化合物具有至少一个不对称中心，则它们可以是下面的形式：其外消旋体，其纯的对映异构体和/或其非对映异构体或者是这些对映异构体或其非对映异构体的混合物的形式。

本发明的化合物在选择的肿瘤细胞系中表现出细胞毒性活性。用600至730nm波长的电磁辐射照射将使其抗肿瘤活性加强。因此本发明涉及顺铂型铂化合物细胞毒性物质与卟啉衍生物型光动力活性分子以这样一种方式的化学结合，使得获得好的水溶性和高选择性的化合物。

本发明的化合物能以片剂、膜包衣片剂、胶囊，包衣片剂，粉末剂，颗粒剂、滴剂、糖浆、软膏剂、吸入粉末剂、输入液、饮用液的形式或者一些其他合适的形式经动脉内、大脑内、肌内、腹膜内、鞘内、静脉内、口服、肠胃外、鼻内、直肠、皮下和/或局部施用。

药物除了含有常规生理耐受载体和/或稀释剂或辅剂之外含有一种或几种化合物。

药物的制备方法特征在于使用常规药学载体和/或稀释剂或其他辅剂加工一种或几种化合物得到药物制剂或者制成治疗可施用形式。

描述本发明的合成。

四芳基卟啉铂衍生物

取代的苯甲醛的合成。关于与4-羟基-苯甲醛的反应，根据文献方法用甲苯磺酰氯在其醇末端活化各种寡-和聚乙二醇单甲基醚。通过在DMF中将甲苯磺酸化醇和4-羟基苯甲醛与K₂CO₃一起回流进行醚化。通过过滤分离取代的苯甲醛并且通过柱层析法纯化。

关于要合成的四芳基卟啉铂配位化合物，需要在取代的苯甲醛中的一个中引入两个相邻的羧酸基团。因此，在碱性条件下用溴代丙二酸二乙酯将4-羟基苯甲醛醚化。和取代的苯甲醛一起使用2-(4-甲酰基苯氧基)丙二酸二乙酯用于合成不对称四芳基卟啉。

卟啉配基的合成。利用Lindsey方法进行不对称四芳基卟啉的合成。吡咯和各种苯甲醛在Lewis酸催化剂存在下反应生成卟啉原，其被对-氯醌氧化成相应的卟啉。通过几次柱层析纯化四芳基卟啉酯。通过用CHCl₃和20％甲醇KOH的混合物溶液或者只用纯20％甲醇KOH溶液将酯水解来制备与铂(II)片段配位所必需的羧酸。

铂片段的合成。1，2-二氨基乙烷，1，3-二氨基丙烷，反-1，2-二氨基环己烷和2，2′-双吡啶可商业购得并且被用作配基根据文献方法制备相应的二氯铂(II)络合物。根据文献方法合成DL-2，3-二氨基丙酸乙酯二盐酸盐，L-2，4-二氨基丁酸乙酯二盐酸盐和内消旋-4，5-二氨基辛二酸二乙酯二盐酸盐并且用作用于制备相应的二碘代铂(II)络合物的配基。

铂络合物的合成。对于与卟啉羧酸的反应，必须通过转化为二氨(二水)顺铂(II)氢氧化物将顺铂活化。它与等摩尔量的卟啉配基在CHCl₃、乙醇和水的混合物中反应，或者在水溶性配基的情况下在纯水中反应。得到的二氨(丙二酸)铂(11)络合物沉淀。向水溶性络合物的反应混合物中加入CH₂Cl₂去除中性杂质。将含水相蒸发获得产物。

通过转化为二氨(二羟基)铂(II)物质将二胺(二氯)铂(II)片段活化，它与等摩尔量的各卟啉丙二酸在CH₂Cl₂、乙醇和水的混合物中反应，或者在水溶性配基的情况下在纯水中反应。络合物沉淀。向水溶性络合物中加入CH₂Cl₂去除中性杂质，然后将含水相蒸发获得产物。

对于与卟啉丙二酸的反应，必须通过转化为二胺(二硝化)铂(II)物质活化二胺(二碘)铂(II)络合物，它是水溶性的。它们以这种方式与等摩尔量的卟啉配基在CH₂Cl₂、乙醇和水的混合物中反应。将溶液浓缩之后沉淀出水不溶性络合物。

血卟啉铂衍生物类型

卟啉配基和铂前体的合成。将氯化血红素(Hemin)转移给原卟啉二甲酯，从它开始所有的以下反应。首先，用30％氢溴酸的乙酸溶液处理原卟啉二甲酯，得到HBr与两个乙烯双键的不稳定的Markownikoff加成物，它通过相应的烷氧化物与不同类型的醇反应置换溴。我们选择亲水性寡-和聚乙二醇单甲基醚作为醇。在醚化反应中，形成的HBr催化甲酯酯交换成相应的醇的酯。通过柱层析法纯化醚化的血卟啉酯。通过用20％甲醇KOH溶液将酯水解来制备与铂(II)部分配位所需要的羧酸。

1，2-二氨基乙烷，1，3-二氨基丙烷，反-1，2-二氨基环己烷和2，2′-双吡啶可商业购得并且被用作配基根据文献方法制备相应的二氯铂(II)络合物。根据文献方法合成DL-2，3-二氨基丙酸乙酯二盐酸盐，L-2，4-二氨基丁酸乙酯二盐酸盐和内消旋-4，5-二氨基辛二酸二乙酯二盐酸盐并且用作用于制备相应的二碘代铂(II)络合物的配基。

铂络合物的合成。顺铂与卟啉羧酸的反应不产生期望的络合物。因此，必须通过转化为二氨(二水)顺铂(II)氢氧化物将顺铂活化，它与等摩尔量的卟啉配基在乙醇和水的混合物中反应，或者在水溶性配基的情况下在纯水中反应。得到的二氨(二羧酸)铂(11)络合物沉淀。向水溶性络合物的反应混合物中加入CH₂Cl₂去除中性杂质，然后将含水相蒸发获得产物。

通过转化为二氨(二羟基)铂(II)物质将二胺(二氯)铂(II前体活化，它与等摩尔量的各卟啉羧酸在乙醇和水的混合物中反应，或者在水溶性配基的情况下在纯水中反应。络合物沉淀。向水溶性络合物中加入CH₂Cl₂去除中性杂质，并且将含水相蒸发获得产物。

对于与卟啉羧酸的反应，必须通过转化为二胺(二硝化)铂(II)物质活化二胺(二碘)铂(II)络合物，它是水溶性的。它们以这种方式与等摩尔量的卟啉配基在乙醇和水的混合物中反应，或者在水溶性配基的情况下在纯水中反应。将溶液浓缩之后沉淀出水不溶性络合物。通过在二氧化硅上层析分离水溶性络合物。

举例的实施方案

下面的实施例是为了更详细地解释本发明。

本发明的化合物是实施例1和2举例说明的四芳基卟啉铂衍生物，和实施例3，4和5举例说明的血卟啉铂衍生物。

实施例：

实施例1

二氨[2-(4-{10，15，20-三[4-(1，4，7-三氧杂辛基)苯基]卟啉-5-基}苯氧基)丙二酸(malonato)]铂(II)(图1中的No.21)

将化合物2-(4-{10，15，20-三[4-(1，4，7-三氧杂辛基)苯基]卟啉-5-基}苯氧基)丙二酸(109mg，0.100毫摩尔)溶解于10毫升CHCl₃和20毫升EtOH，与0.100毫摩尔的二氨(二水)顺铂(II)氢氧化物水溶液混合并且搅拌20小时。产率：81.0毫克(54.2μmol，54％)紫色粉末，mp 213-214℃。

元素分析值(C₆₂H₆₆N₆O₁₄Pt·10H₂O，1494，5)C：计算值49，83；实测值49，19.H，N：计算值：5，62；实测值6.09。

实施例2

(±)-反-1，2-二氨基环己烷[2-(4-{10，15，20-三[4-(1，4，7，10-四氧杂十一烷基)苯基]卟啉-5-基}苯氧基)丙二酸]铂(II)(图1中的No.29).

使10毫升CH₂Cl₂和20毫升EtOH中的122毫克(0.100毫摩尔)的化合物2-(4-{10，15，20-三[4-(1，4，7，10-四氧杂十一烷基)苯基]卟啉-5-基}苯氧基)丙二酸与0.100毫摩尔活化的(±)反-1，2-二氨基环己烷(二氯)铂(II)反应。产率：113毫克(73.9μmol，74％)紫色固体，mp 208℃。元素分析值(C₇₄H₈₆N₆O₁₇Pt，1526.6)C，H，N。

实施例3

二氨{7，12-双[1-(1，4，7-三氧杂辛基)乙基]-3，8，13，17-四甲基卟啉-2，18-二丙酸}铂(II)(图2中的No.21)。

将化合物7，12-双[1-(1，4，7-三氧杂辛基)乙基]-3，8，13，17-四甲基卟啉-2，18-二丙酸(80.3毫克，0.100毫摩尔)溶解于6毫升的EtOH中，与0.100毫摩尔的二氨(二水)顺铂(II)氢氧化物水溶液混合并且搅拌20小时。产率：23.0毫克(22.3μmol，22％)暗棕色粉末，mp＞250℃。元素分析值(C₄₄H₆₂N₆O₁₀Pt，1030.1)。C：计算值51.30；实测值50.75.H：计算值6.07；实测值5.49.N

实施例4

(±)-反-1，2-二氨基环己烷{7，12-双[1-(1，4，7-10，13，16-六氧杂十七烷基)乙基]-3，8，13，17-四甲基卟啉-2，18-二丙酸}铂(II)(图2中的No.38)。

将化合物7，12-双[1-(1，4，7-10，13，16-六氧杂十七烷基)乙基]-3，8，13，17-四甲基卟啉-2，18-二丙酸(107毫克，0.100毫摩尔)溶解于10毫升的EtOH中，并且与0.100毫摩尔活化的(±)-反-1，2-二氨基环己烷(二氯)铂(II)反应。

产率：25.5毫克(17.2μmol，17％)棕红色粉末剂；mp 245℃：元素分析值(C₆₂H₉₄N₆O₁₆Pt·6H₂O，1482.6).C：计算值50.23；实测值49.02.H：计算值7.21；实测值6.33.N：计算值5，67；实测值6.41。

实施例5

2，2′-双吡啶{7，12-双[1-(1，4，7-三氧杂辛基)乙基]-3，8，13，17-四甲基卟啉-2，18-二丙酸}铂(II)(图2中的No.40a)。

42.2毫克(0.100毫摩尔)的化合物2，2′-双吡啶(二氯)铂(II)悬浮于15毫升的H₂O中。10分钟之后超声处理，加入34.0毫克(0.200毫摩尔)的AgNO₃，并且在室温下在避光下将反应混合物搅拌4小时。过滤沉淀的AgCl并且用水洗涤。蒸发含有活化的铂(II)络合物的滤液。残余物溶解于5毫升的H₂O并且与10毫升EtOH中的80.3毫克(0.100毫摩尔)的7，12-双[1-(1，4，7-三氧杂辛基)乙基]-3，8，13，17-四甲基卟啉-2，18-二丙酸混合。50℃下搅拌20小时并且冷却至室温之后，过滤沉淀出的固体，用水和EtOH洗涤并且真空干燥。

产率：64.0毫克(55.5μmol，55％)暗粉色粉末，mp＞250℃。分析值(C₅₄H₆₄N₆O₁₀Pt，1152.2)C，H，N。

生物字数据

例如用人肿瘤细胞系TCC-SUP和J82获得细胞毒性效果数据。在避光下和在600-730nm波长光照下研究化合物的作用。毫无疑问，光照下选择的化合物更具有细胞毒性活性。铂成分的细胞毒性作用和光动力学原理之间有协同性。

细胞系和一般方法

为了确定新的卟啉配基和相应的具有两个不同的胺非离去基团的铂络合物的抗增殖活性，选择两个膀胱癌细胞系TCC-SUP和J82作为体外模型。

为了区别细胞毒性作用和光毒性作用，所有的实验都进行两次。将细胞接种到微量培养板上，并且在48小时之后加入试验化合物。一批微量培养板保持避光直到实验结束，同时，加入物质48小时之后以24J-cm^-2的光剂量对其他微量培养板照射10分钟，然后培养板在避光下再培养。

终点化学灵敏性分析

血卟啉铂衍生物类型

在1μM的剂量下，非离去基团的类型影响卟啉-铂偶联物的避光-和光毒性。在避光和照射之后，浓度为1μM的带有2，2′-双吡啶(40，41)，DL-2，3-二氨基丙酸乙酯(42-46)、DL-2，3-二氨基丁酸乙酯(47-51)、内消旋-4，5-二氨基辛二酸二乙酯(52-55)配基的铂络合物没有活性。带有1，2-二氨基乙烷(27-30)和1，2-二氨基丙烷(31-34)离去基团的化合物对于抗TCC-SUP细胞也是没有活性的。最让人感兴趣的卟啉-铂偶联物是那些带有二氨(21-26)和(±)-反-1，2-二氨基环己烷(35-39)配基的铂偶联物。在这些系列化合物中，水溶性络合物26和39最具有活性，T/C_corr.分别是30％和15％左右，在1μM浓度下，参照物顺铂具有大约2％的T/C_corr.值。在这个剂量下，对膀胱癌细胞照射的细胞毒性没有统计学意义上的提高。

络合物40-55的浓度提高至5μM不导致避光毒性的增加或者只导致最低限度的增加(图2)。这些络合物中的大多数光毒性不比没有照射所观察到的细胞毒性高得多。但是，对于42，45，47，49，50和53，有显著影响，而对于40和44，观察到照射下对TCC-SUP细胞的增殖有着非常强的影响(图2)。对于化合物52，发现导致肿瘤细胞细胞溶解的最大协同作用。

除了顺铂之外，对带有二氨(21-26)和(土)-反-1，2-二氨基环己烷(35-39)非离去基团的卟啉-铂偶联物系列测定最高抗肿瘤活性。避光和光-诱导毒性之间的差别对于在卟啉离去基团的7和12位带有n≈17侧链长度的水溶性卟啉-铂偶联物26和39是最好的。所有的乙二胺和丙二胺络合物27-34表现出显著的光-诱导毒性(图2)。

四芳基卟啉铂衍生物类型

在1μM和5μM的剂量下，非离去基团的类型高度影响四芳基卟啉-铂偶联物21-38的避光-和光毒性，结果与上面讨论的血卟啉-铂络合物的那些相吻合。23，29和30是最具有活性的四芳基卟啉-铂偶联物，在1μM浓度下，T/C_corr.值分别是37％，57％和63％左右。这与血卟啉-铂络合物相类似，最具有活性的是带有二氨或(±)-反-1，2-二氨基环己烷非离去基团的那些。在1μM浓度下，照射下带有n＝2和n＝3侧链长度的四芳基卟啉-铂偶联物的细胞毒性只有少许增大。平均来说，光-诱导T/C_corr.值是比避光细胞毒性低大约20％(数据没有给出)。

络合物浓度增加至5μM增强避光作用和光毒性，如图1所示。除了顺铂之外，对带有二氨(21-23)和(±)-反-1，2-二氨基环己烷(28-30)非离去基团的四芳基卟啉-铂偶联物测得最高抗肿瘤活性。避光和光-诱导毒性之间的差别对于带有n＝2和n＝3侧链长度的四芳基卟啉-铂络合物24，27，32-34，36和38是最好的(图1)。

Claims (6)

1.下面的卟啉铂衍生物：

根据式I的四芳基卟啉铂衍生物类型：

n：2，3或17

X为O；

R2和R3为H；

R4为-CH₃；

R5为H；

R6为H；

或根据式II的四芳基卟啉铂衍生物类型：

n：2，3或17

X为O；

R7和R10为H，

R8和R9为-(CH₂)-，并且R8和R9与Z一起形成环，其中Z＝(CH₂)₂；

或者，

R7和R10各自独立地为H、-COOC₂H₅或-(CH₂)₂-COOC₂H₅，

R8和R9为H，

Z不存在；

R11为-CH₃；

R12和R13为H。

2.根据权利要求1的化合物作为治疗活性化合物用于制备治疗膀胱癌的药物的用途。

3.根据权利要求2的用途，其中的药物是用于膀胱癌光动力学治疗的药物。

4.根据权利要求2或3的用途，其中的药物是用于通过用波长600至730nm的电磁放射照射进行膀胱癌光动力学治疗的药物。

5.含有根据权利要求1的一种或几种化合物和常规生理耐受载体和/或稀释剂或辅助剂的药物。

6.权利要求5的药物的制备方法，其特征在于使用常规药学载体和/或稀释剂或其他辅助剂加工根据权利要求1的一种或几种化合物，得到药物制剂或者制成治疗可施用形式。

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