一种靶向肿瘤细胞的黄酮类化合物及其制备方法
【专利摘要】本发明属于有机化学领域，涉及一种靶向肿瘤细胞的黄酮类化合物，其化学结构式为下式(Ⅰ)所示。本发明所述的黄酮类化合物由异黄酮在NaH作用下和IR783反应，然后酸性条件下脱保护得到。本发明所述的黄酮类化合物抑制肿瘤细胞生长的效果显著提高。
【专利说明】
一种靶向肿瘤细胞的黄酮类化合物及其制备方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及杂环化合物物，具体涉及黄酮类化合物。
【背景技术】
[0002] 自古以来，因中草药本身活性作用的影响早已被广泛用于防止不同慢性疾病的发 生和治疗，曾有报道，在抗肿瘤药物中有超过60%来源于自然界。据美国国家癌症研究所 (NCI)调查结果分析，在美国的不同植物以及其它天然产物提取物中，黄酮类化合物被称为 天然抗癌化合物最重要的一组。在亚洲的饮食结构中，大豆是其中一种最重要的食物组成 部分，其含有大豆黄酮类成分。国内外大量研究数据表明，黄酮类化合物如大豆异黄酮，如 4'，5,7_三羟基异黄酮，具有体内外的抗肿瘤作用，其中包括乳腺癌、前列腺癌、肝癌、结肠 癌。染料木素曾用来保护性地预防化学诱导的老鼠乳腺癌，体现在减少肿瘤的发生和变异， 增加潜伏期。尽管临床实验观察使用大量的大豆食物能有助于减少乳腺癌的发生。
[0003] 以前黄酮类化合物主要是指基本母核为2-苯基色原酮类化合物，现在主要泛指两 个具有酚羟基的苯环(A环与B环)通过中央三碳原子相互连接而成的系列化合物。黄酮类化 合物在很多实验动物以及有限的人体实验身上均存在口服生物利用度低的问题，结果表明 这类化合物的口服生物利用度往往不到10%甚至低于5%。黄酮类化合物的苷元溶解度很 低，在水中常低于20g/ml，因而会导致药物的生物利用度低。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题是提供一种靶向肿瘤细胞的黄酮类化合物，该黄酮类 化合物抑制肿瘤细胞生长的效果显著提高。
[0005] 本发明解决上述问题的技术方案是：
[0006] -种靶向肿瘤细胞的黄酮类化合物，其结构为化学式(I)所示：
[0007]
[0008] 本发明所述的黄酮类化合物采用本领域常用方法合成，如，将（Π )式所示的异黄 酮在NaH作用下和IR783反应得到（ΙΠ )式所示化合物，然后将(ΙΠ )式所示化合物脱保护得到 (I)式所示的黄酮类化合物。
[0009] 本发明人所推荐的具体方法由以下步骤组成：
[0010] (1)将1摩尔份的4'，5,7_三羟基异黄酮，1摩尔份的氢氧化钾和0.01摩尔份的碘化 钾加入DMF中，室温下缓慢加入1.2摩尔份的氯甲基甲醚，搅拌12小时;将得到的反应液加入 去离子水中，并调整溶液为酸性，过滤得到白色固体;将得到的白色固体在乙醇中重结晶， 得到下式（Π )所示的异黄酮，
[0011]
[0012] (2)取1摩尔份（Π )式所示的异黄酮和适量无水DMF混合均匀；缓慢加入4摩尔份 NaH，0°C下搅拌15分钟；加入1摩尔份IR783,室温反应18h;乙醚萃取，乙醚萃取液干燥得到 粗产物;将粗产物水洗并干燥得到下式(ΙΠ )所示化合物，
[0013]
[0014] (3)取1摩尔份（ΙΠ )式所示化合物和适量甲醇混合均匀，加入盐酸调PH至0~1.0去 保护基团Μ0Μ，室温搅拌4h;过滤，滤渣水洗后干燥得到粗产物;粗产物过硅胶柱纯化，得到 式(I)所示的黄酮类化合物。
[0015] 上述的合成方法的具体反应路线如下所示：
[0016]
[0017] 上述方法中，（Π )式所示的异黄酮可以按照文献(强晓明，袁文，桑志培，邓勇，染 料木素氨基甲酸酯类衍生物的合成及生物活性研究，有机化学，2013,33:621-629)所述方 法制备。
[0018] 由4'，5,7_三羟基异黄酮的化学结构可知，其4'与7位于比较容易与IR783连接，而 本发明特意性地选择将IR783与4 '，5，7-三羟基异黄酮的V位羟基连接，因此较现有技术具 有以下有益效果:不仅既具有抗肿瘤的活性和靶向肿瘤细胞效用，而且大大提高了化合物 的水溶性，进而显著提高了其抑制肿瘤细胞生长的效果。
【附图说明】
[0019] 图1为本发明所述黄酮类化合物及合成其两种原料对乳腺癌细胞抑制活性的曲 线。
[0020] 图2为10%和25%两种药物浓度下，本发明所述黄酮类化合物及合成其两种原料 对乳腺癌细胞抑制活的条形图。
[0021] 图3为本发明所述黄酮类化合物及合成其两种原料对正常乳腺细胞毒力的曲线。 [0022]图4为25%和50%两种药物浓度下，本发明所述黄酮类化合物及合成其两种原料 对正常乳腺细胞毒力的条形图。
【具体实施方式】
[0023]实施例一(制备黄酮类化合物）
[0024] 1. ( Π )式所示的异黄酮的合成
[0025]按照文献(强晓明，袁文，桑志培，邓勇，染料木素氨基甲酸酯类衍生物的合成及生 物活性研究，有机化学，2013，33:621-629)公开的方法，在反应瓶中加入4 '，5，7-三羟基异 黄酮（5.(^，18.5臟〇1)，1(0!1(1.18，18.5111111〇1)，碘化钾（0.3 8，1.85111111〇1)和~少-二甲基甲酰 胺(40mL)，室温搅拌反应1小时后滴加入氯甲基甲醚（1.68mL，22.2mmo 1)，继续室温搅拌反 应12h。反应结束后，将反应液倒入去离子水（120mL)中，用质量分数为10%HC1水溶液调节 溶液pH至酸性，过滤析出的类白色固体粗品，所得粗品经乙醇重结晶，即得（Π )式所示的异 黄酮(见
【发明内容】
）。
[0026] 2· (ΙΠ )式所示化合物的合成
[0027] 取2mmol的（Π )式所示的异黄酮溶解在3ml的无水DMF，缓慢加入8mmol的NaH，0°C 下搅拌15分钟后加入已溶解在1:1DMF: MeOH (40mL)的2mmo 1 IR78 3，室温下反应18小时后， 加入乙醚萃取三次，合并乙醚萃取液干燥得到粗产物。将粗产物水洗后干燥得到深绿色固 体1.73 8，产率85%。
[0028] 按常规方法对上述得到的深绿色固体进行了质谱、核磁共振氢谱分析。结果如下：
[0029] 质谱(MALDI-T0F)为[m/z 1026(M+)]
[0030] 4 NMR(500MHz，CD30D)Sppm:1.38(s，12H，CH3x 4)，1.75-2.11(m，10H)，2.79(t，J = 5.0Hz,4H,CH2) ,2.88(t,J = 5.0Hz,4H,CH2) ,3.48(s,3H,0CH3) ,4.15(t,J = 5.0Hz,4H, CH2x 2) ,5.27(s,2H,CH2),6.22(d ,J=15.0Hz,2H,ArH) ,6.45(s, 1H,CH) ,6.63(s, 1H,CH), 7.20(m,4H,ArH) ,7.30(d,J=10.0Hz,2H,ArH) ,7.37(m,4H,ArH)7.64(d,J=10.0Hz,2H, ArH),8.01 (d,J = 15.0Hz,2H,=CH),8.18(s,lH,ArH)8.38(s,lH,exchangeable OH)
[0031] 由上述鉴定结果可知，所得固体为（m )式所示化合物，其结构式为
经计算本例所述方法的产率为85%。
[0032] 3.(1)式所示的黄酮类化合物的合成。
[0033] 将1. Ommol (ΙΠ )式所示化合物溶解在40ml甲醇里，加入HC1调PH至1.0去保护基团 MOM，室温下反应4小时后，过滤，滤渣水洗涤后干燥得到粗产物。粗产物过硅胶柱纯化，用体 积比为1:1的乙腈与甲醇混合溶液作为洗涤液，收集绿色洗涤液，干燥得到深绿色固体 393mg，经计算本例所述方法的产率41 %。
[0034] 按常规方法对上述深绿色固体进行了质谱、核磁共振氢谱分析。结果如下：
[0035] 质谱(MALDI-T0F)为[m/z 959(M-)]
[0036] ΧΗ NMR(500MHz,dms〇-d6)5ppm:1.29(s,12H,CH3x 4),1.75-2.22(m,1OH),1.94(m, 4H,CH2) ,2.74( t,J = 5.0Hz,4H, CH2), 4.13(t,J = 5.0Hz,4H,CH2X 2), 6.22(d ,J = 15.0Hz , 2H,ArH),6.38(s,lH,CH),6.63(s,1H,CH),7.18(m,4H,ArH),7.24(d,J=10.0Hz,2H,ArH), 7.35(m,4H,ArH)7.48(d,J=10.0Hz,2H,ArH),7.81(d,J=10.0Hz,2H,ArH) ,7.83(brd,J = 10.0Hz,2H,=CH),8.18(s,lH,ArH)8.36(s,lH,exchangeable OH).
[0037] 由上述鉴定结果可知，所得固体为（I )式所示化合物，其结构式为
[0038]实施例二(效果实验）
[0039]下述实验中所用本发明所述的黄酮类化合物均为(I)式所示化合物。
[0040] (1)本发明所述的黄酮类化合物的溶解度实验
[00411 称取0.8mg 4'，5,7_三羟基异黄酮，将其溶解在500yL正辛醇中，超声处理5分钟后 待其溶液变澄清再向其中加入500此的水;称取2.78mg本发明所述的黄酮类化合物，将其溶 解在500yL水中，待其溶液变澄清后再向其中加入500yL的正辛醇。将以上两种溶液以4000 转的转速离心5分钟(Fisher Scientific Eppendorf MiniSpin)，再从以上两种溶液中分 别取50yL的正辛醇层和50yL的水层加入到200yL的DMS0中，平行取三次，放置在96孔板中。 取50yL正辛醇和50yL水分别加入到200yLDMS0中配制成空白对照组，用酶标仪(Molecular Devices Spectra MAX 190)在280nm条件下检测UV吸收值。通过检测UV吸收值，计算出4'， 5，7-三羟基异黄酮和本发明所述的黄酮类化合物的log P值分别为0.76和-0.92。
[0042]按2015年版《中华人民共和国药典》凡例溶解度测试验法测定，在25°C ± 2°C条件 下，每隔5分钟强力振摇30秒钟，30分钟观察溶解情况，如看不见溶质颗粒时，即认为已完全 溶解，结果发现4'，5,7_三羟基异黄酮在100ml的水中的极限溶解量为0.297mg;本发明所述 的黄酮类化合物在l〇〇ml的水中的极限溶解量为0.1179g。可见，本发明所述的黄酮类化合 物的溶解度是4 '，5，7-三羟基异黄酮的422.58倍。
[0043] (2)本发明所述的黄酮类化合物对人乳腺癌细胞MCF 7的抑制作用 [0044] 将人乳腺癌细胞MCF 7细胞悬液接种于12孔板中（每孔2.6 X 104个细胞），吸取培 养液，分别加入以下三种化合物11?783、4'，5,7-三羟基异黄酮和化学式（1)所示化合物溶 液，浓度分别为每孔化合物浓度为5卩1、10卩1、25卩1、5(^1、75卩1，每个浓度平行设定两个孔 板。
[0045] 将上述12孔板在5 %⑶2、37°C下孵育72小时后，培养液冲洗两次后加入lml的 HEPES-MgCl2缓冲液振荡15分钟，再加入ZAP 0.1ml振荡10分钟，每个孔板中取出lml加入 9ml的Isoton中，用细胞计数仪对细胞核进行计数，用细胞计数仪对细胞核进行计数。以表 明化学式(I)所示化合物对人乳腺癌细胞MCF 7的影响(见图1和2)。
[0046] 结果表明（I)式所示化合物、4'，5,7_三羟基异黄酮和IR 783相比较，对MCF7乳腺 癌细胞具有明显的抑制作用。
[0047] (3)本发明所述的黄酮类化合物对人正常乳腺细胞MCF 10A的作用
[0048]将人正常乳腺细胞MCF 10A接种在12孔板中，每孔接种细胞2.6X104个，加入含 5%Horse serum的DMEM/F12培养基，在5%⑶2、37°C下孵育48小时，等待细胞贴壁生长到 50-70%，吸取培养液，分别加入以下三种化合物IR783、4'，5，7-三羟基异黄酮和化学式（I) 所示化合物溶液，浓度分别为每孔化合物浓度为5μΜ、ΙΟμΜ、25μΜ、50μΜ、75μΜ，每个浓度平行 设定两个孔板。
[0049] 将上述12孔板在5 %⑶2、37°C下孵育72小时后，培养液冲洗两次后加入lml的 HEPES-MgCl2缓冲液振荡15分钟，再加入ZAP 0.1ml振荡10分钟，每个孔板中取出lml加入 9ml的Isoton中，用细胞计数仪对细胞核进行计数，以表明（I)式所示化合物对人乳腺癌细 胞MCF 7的影响（见图3和4)。
[0050] 结果表明（I)式所示化合物和IR 783相比较，对人肿瘤细胞MCF 7具有明显的抑制 作用，且对人正常乳腺细胞MCF 10A的抑制作用不明显。
【主权项】
1. 一种靶向肿瘤细胞的黄酮类化合物，其结构为化学式(I)所示：2. -种制备权利要求1所述的黄酮类化合物的方法，该方法由以下步骤组成， (1) 将1摩尔份的4'，5,7_三羟基异黄酮，1摩尔份的氢氧化钾和0.01摩尔份的碘化钾加 入DMF中，室温下缓慢加入1.2摩尔份的氯甲基甲醚，搅拌12小时;将得到的反应液加入去离 子水中，并调整溶液为酸性，过滤得到白色固体;将得到的白色固体在乙醇中重结晶，得到 下式（Π )所示的异黄(2) 取1摩尔份（Π )式所示的异黄酮和适量无水DMF混合均匀；缓慢加入4摩尔份NaH，0 °C下搅拌15分钟；加入1摩尔份IR783,室温反应18h;乙醚萃取，乙醚萃取液干燥得到粗产 物;将粗产物水洗并干燥得到下式(ΙΠ )所示化合物，(3) 取1摩尔份（ΙΠ )式所示化合物和适量甲醇混合均匀，加入盐酸调PH至0~1.0去保护 基团MOM，室温搅拌4h;过滤，滤渣水洗后干燥得到粗产物;粗产物过硅胶柱纯化，得到式（I) 所示的黄酮类化合物。
【文档编号】C07D405/14GK106008481SQ201610338291
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月19日
【发明人】刘中秋, 潘东风, 官扬, 马汉卓.柯迪尔, 吴鹏, 卢琳琳, 朱丽君
【申请人】广州中医药大学