CN102603759B

CN102603759B - 喜树碱e环类似物及其作为药物的用途

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Publication number: CN102603759B
Application number: CN2012100303310A
Authority: CN
Inventors: 张万年; 祝令建; 缪震元; 盛春泉; 姚建忠; 庄春林; 张永强; 郭子照
Original assignee: Second Military Medical University SMMU
Current assignee: Second Military Medical University SMMU
Priority date: 2012-02-10
Filing date: 2012-02-10
Publication date: 2013-12-11
Anticipated expiration: 2032-02-10
Also published as: CN102603759A

Abstract

本发明涉及医药技术领域，具体涉及一类喜树碱E环类似物及其作为药物的用途。本发明的化合物结构如通式I所示，包括其外消旋体、非对映异构体形式以及其这些形式的任意混合物或其药用盐。本发明的化合物具有抑制拓扑异构酶I活性的作用，可用于制备抗肿瘤药物，也可制备抗病毒、真菌感染的药物。

Description

喜树碱E环类似物及其作为药物的用途

技术领域

本发明涉及医药技术领域，具体涉及一种喜树碱E环类似物及其作为药物的用途。

背景技术

喜树碱(Camptothecin)是1966年美国化学家Wall等(J.Am.Chem.Soc.1966，88，3888)从中国珙桐科植物喜树(Camtotheca acuminata)中提取出的一种生物碱，喜树碱是由中氮茚并[1，2-b]喹啉碎片与六元-羟基内酯稠合组成的五环刚性结构，带有-羟基的20位碳是非对称的，它赋予分子旋光特性。其结构如下所示：

喜树碱是发现最早、研究最多、使用最广的的专一性拓扑异构酶I抑制剂(Topo I)，也是最经典的Topo I特异性抑制剂，对多种人肿瘤细胞株均表现出良好的抗肿瘤活性。经过多年的构效关系研究，开发了一大批具有应用价值的喜树碱衍生物，其中伊立替康(Irinotecan，CPT-11)和拓扑替康(Topotecan，TPT)先后由FDA批准上市，贝诺替康于2004年被韩国批准上市。

大量研究表明喜树碱类化合物具有高效、广谱、选择性好等众多优点，然而喜树碱仍然有体内代谢不稳定、水溶性低、毒性作用、种属差异等缺点。起初研究者将喜树碱E环开环制备成羧酸盐形式使其提高水溶性，然而，这种改变使喜树碱的活性显著降低，并且导致了其严重的毒副作用(Cancer Chemother.Rpt.1972，56，95)。

为提高喜树碱类化合物在体内的稳定性从而增强活性，研究者将20-位羟基酯化成前药，这样就可以有效的阻止20位羟基与相邻的羰基分子内氢键的形成从而抑制内酯环水解。1985年，随着喜树碱作用机制的发现，它能特异性的作用于DNA拓扑异构酶I，从而引发了研究者对喜树碱深入研究的第二次热潮。1997年，Olivier Lavergne等人在WO97/00876提出了一类全新的具有β-羟基七元内酯环的喜树碱类似物，又称高喜树碱(homocamptothecin，hCPT)。它不但增强了抗肿瘤活性，并具有种属差异小、毒副作用低、对耐药性抗肿瘤细胞活性高等优点，引起了研究者的关注，目前代表性的有BN80915(diflomotecan)(Expert Opin.Investig.Drugs.2009，18，69)、BN80927(Cancer Res.2004，64，4942)等，分别进入II期、I期临床阶段。2003年，又有研究者合成出了α-羟基的五元环酮，也同样具有优异的抗肿瘤活性和Topo I抑制活性，并且也有代表性化合物进入临床研究(Bioorg Med Chem Lett.2003，13，2731)。

这些E环的喜树碱类似物相比于喜树碱来说，体内代谢稳定性确实大大提高，但是部分化合物在临床研究阶段出现了不同程度的毒副作用，以致影响了该类药物的进一步开发。因此基于此种原因，我们课题组对喜树碱的关键E环进行了进一步的结构修饰改造，以期发现活性更优、代谢稳定性好、毒副作用更小的喜树碱类抗肿瘤候选药物。我们研究的该类新结构化合物在国内外还没有任何报道，属于发明的新结构化合物。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种喜树碱E环类似物及其作为药物的用途，以克服现有技术所存在的上述缺点和不足。

本发明结合喜树碱的由于E环代谢稳定性差而引起的体内毒副作用，对其E环进行合理的结构改造。根据喜树碱之前的构效关系研究结果，我们保留了对其活性起关键作用的20位羟基，而将先前的六元内酯环，改造成取代缩醛的新型E环喜树碱类似物。

本发明所需要解决的技术问题，可以通过以下技术方案来实现：

作为本发明的第一方面，喜树碱E环类似物，包括其外消旋体、非对映异构体形式以及其这些形式的任意混合物或其药用盐，结构如通式I：

其中：

R：表示氢、低级烷基、(CH₂)_mR₅、(CH₂)_mNR₆R₇、(CH₂)_mOR₈、(CH₂)_mC(O)R₉、(CH₂)_mOC(O)R₉、取代或未取代的低级芳烷基，其中取代基是低级烷基、羟基、卤素、硝基、氨基、低级烷基氨基、低级卤代烷基、低级羟基烷基、低级烷氧基、低级烷氧基低级烷基。

优选R表示氢、低级烷基、(CH₂)_mR₅、(CH₂)_mNR₆R₇、(CH₂)_mOR₈、(CH₂)_mC(O)R₉、(CH₂)_mOC(O)R₉；

R₁、R₂、R₃、R₄独立地表示下列基团：氢、羟基、氨基、低级烷基氨基、低级烷基、卤素、低级卤代烷基、低级烷氧基、低级链烯基、氰基、低级氰基烷基、硝基、低级硝基烷基、酰胺基、低级酰胺基烷基、肼基、低级肼基烷基、叠氮基、低级叠氮基烷基、(CH₂)_mNR₁₀R₁₁、(CH₂)_mOR₁₂、(CH₂)_mSR₁₂、(CH₂)_mNR₁₀C(O)R₁₃、(CH₂)_mC(O)R₁₃、(CH₂)_mOC(O)R₁₃、O(CH₂)_mNR₁₀R₁₁、OC(O)NR₁₀、OC(O)(CH₂)_mOC(O)R₁₃或(CH₂)_n[N＝X]、OC(O)[N＝X]、(CH₂)_mOC(O)[N＝X](在本发明中，[N＝X]表示含氮原子N的4至7元杂环基，N是杂环基团的一个原子，X表示构成此杂环需要的其余原子，它们选自O、S、CH₂、CH、NR₁₀和COR₁₃)、取代或未取代的低级芳烷基，其中取代基是低级烷基、卤素、硝基、氨基、低级烷基氨基、低级卤代烷基、低级羟基烷基、低级烷氧基或低级烷氧基低级烷基。

优选R₁、R₂、R₃、R₄独立地表示下列基团：氢、卤素、低级烷基、硝基、氨基、(CH₂)_mNR₁₀R₁₁、(CH₂)_mOR₁₂、(CH₂)_mC(O)R₁₃、(CH₂)_mOC(O)R₁₃、取代或未取代的低级芳烷基，其中取代基是低级烷基、羟基、卤素、硝基、氨基、低级烷基氨基、低级卤代烷基、低级羟基烷基、低级烷氧基、低级烷氧基低级烷基，或者R₂和R₃一起形成3或4元的链，其中该链的单元选自CH、CH₂、O、S或NR₁₂；

R₅表示氢、羟基、硝基、氰基、低级烷基、低级卤代烷基。

优选R₅表示氢；

R₆、R₇、R₈独立地表示氢、低级烷基、含3至6个碳原子环烷基、低级芳烷基，其中取代基是卤素、低级烷基或低级卤代烷基；

优选R₆、R₇、R₈独立地表示氢、低级烷基；

R₉表示氢、羟基、低级烷基、低级烷氧基、氨基、取代氨基、含3至6个碳原子环烷基、低级芳烷基，取代或未取代的芳基、其中取代基是卤素、低级烷基或低级卤代烷基。

优选R₉表示羟基、低级烷基；

R₁₀、R₁₁独立地表示氢、低级烷基、低级羟基烷基、低级烷基低级胺基烷基、低级胺基烷基、环烷基、环烷基低级烷基、低级链烯基、低级烷氧基低级烷基、低级卤代烷基或者取代或未取代的低级芳烷基，其中取代基为低级烷基、卤素、氨基、低级烷基氨基、低级卤代烷基、低级羟基烷基、低级烷氧基或低级烷氧基低级烷基；

R₁₂表示氢、低级烷基、低级羟基烷基、氨基、低级烷基氨基、低级烷基低级胺基烷基、低级胺基烷基、环烷基、环烷基低级烷基、低级链烯基、低级烷氧基、低级烷氧基低级烷基、低级卤代烷基及或者取代或未取代低级芳烷基，其中取代基为低级烷基、羟基、卤素、硝基、氨基、低级烷基氨基、低级卤代烷基、低级羟基烷基、低级烷氧基或低级烷氧基低级烷基；

R₁₃表示氢、低级烷基、低级卤代烷基、芳基或被下列一个或多个基团取代的芳基：低级烷基、羟基、卤素、硝基、氨基、低级烷基氨基、低级卤代烷基、低级羟基烷基、低级烷氧基或低级烷氧基；

m是0至6之间的整数

n是1或2；

[N＝X]表示4至7元杂环基，X表示完成所述杂环基需要的链并选自O、S、CH₂、CH、NR₁₂、COR₁₃；

所谓低级烷基为含1至6个碳原子直链或支链烷基；低级烷氧基为含1至6个碳原子直链或支链烷氧基；低级卤代烷基为含1至3个卤原子取代的低级烷基；低级芳烷基为连接有芳基的低级烷基。

在本文中，与烷基、烷硫基和烷氧基有关的术语“低级”指含1至6个碳原子的直链或支链饱和脂肪烃基团，例如，甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、甲硫基、乙硫基、甲氧基和乙氧基，与术语链烯基或链炔基有关的术语“低级”指含2至6个碳原子和一个或多个双键或三键的基团，例如：乙烯基、烯丙基、异烯丙基、戊烯基、己烯基、丙烯基、乙炔基、丙炔基和丁炔基。术语环烷基是指含3至7个碳的环，例如，环丙基、环丁基、环戊基或环己基。术语芳基指单、二或三环烃化合物，其中至少一个环为芳香环，每个环含最多7个碳原子，例如，苯基、萘基、蒽基、联苯基或茚基。术语卤素指氯、溴、碘或氟。相应于术语低级卤代烷基、低级氰基烷基、低级硝基烷基、低级酰胺基烷基、低级肼基烷基、低级烷氧基低级烷基、低级叠氮基烷基、低级芳烷基、低级羟基烷基、低级烷硫基低级烷基和低级烷基低级磺酰基烷基的基团分别被一个至三个卤素、氰基、硝基、酰胺基、肼基、烷氧基、叠氮基、芳基、羟基、低级烷基硫基低级烷基或低级磺酰基烷基取代。低级烷基氨基可含有一个或两个低级烷基，例如表示NHCH₃、NHCH₂CH₃、N(CH₃)₂或CH₃NCH₂CH₃。

式I化合物选自：

21-甲氧基喜树碱、

21-乙氧基喜树碱、

21-丙氧基喜树碱、

21-异丙氧基喜树碱、

21-丁氧基喜树碱、

21-戊氧基喜树碱、

21-异丁氧基喜树碱、

21-(仲丁基氧基)喜树碱、

21-(2-甲氧基乙基氧基)喜树碱、

21-(2-乙氧基乙基氧基)喜树碱、

21-(1-甲基-2-甲氧基乙基氧基)喜树碱、

21-(1-甲基-2-乙氧基乙基氧基)喜树碱、

21-(2-氟乙氧基)喜树碱、

21-(2，2，2-三氟乙氧基)喜树碱、

21-(3-羧基丙酰氧基)喜树碱、

9-硝基-21-(2-乙氧基乙基氧基)喜树碱、

21-(2，2，3，3，3-五氟丙氧基)喜树碱、

10-甲氧基-21-(2-乙氧基乙基氧基)喜树碱、

7-正丁基-21-(2-乙氧基乙基氧基)喜树碱。

本发明化合物的20和21位碳原子均为手性碳原子，其中20位碳原子保留了喜树碱的母体构型，即S构型，而21位碳原子有R和S两种构型。这样这类化合物就有S，R和S，S两个非对映异构体，这两个非对映异构体在普通的薄层板上是分不开的，而我们通过高效液相半制备柱分离得到部分化合物的光学纯异构体。本发明包括这些化合物的对映体构型、非对映异构体和他们的各种结合。

本发明还提供了该类新型喜树碱E环类似物的制备方法。合成路线如下：

用下面描述的并且对于本发明优选化合物举例的方法能制备式(I)化合物。

不同取代的起始中间体III是由喜树碱母核衍生化得到，可以参照喜树碱A和B环衍生物合成方法[Chem.Pharm.Bull.1991，39，2574；Synthesis2006(12)1940-1942等]得到，然后将它们进行酯羰基的还原得到中间体II，最后在Lewis酸的催化下和各种醇反应得到我们的目标化合物。下面以喜树碱为例，详细说明具体合成步骤：

1、对于式III化合物，R₁、R₂、R₃、R₄都是氢时，则起始物就为喜树碱母核，将喜树碱悬浮于某些溶剂中，通常采用极性或非极性溶剂如甲醇、乙醇、乙腈、四氢呋喃、乙酸、甲苯、苯等，优选甲醇或乙醇等极性溶剂。还原所用的还原剂可选用硼氢化钾、硼氢化钠、氢化锂铝等，在此我们特别优选硼氢化钾作为还原剂。

2、将中间体II 21-羟基喜树碱悬浮于合适的溶剂中，加入相应的醇，在Lewis酸催化下即可得到我们的目标产物，此处的Lewis酸催化剂的选择是我们合成的关键，不同的底物或者醇，需要在不同的催化条件下才会得到产物。此处的催化剂体系我们可以选择盐酸(3M)、盐酸(6M)、三氟化硼乙醚/二氯甲烷、三甲基氯硅烷/N，N-二甲基甲酰胺、碘/N，N-二甲基甲酰胺等。

应当明确的是，当R₁、R₂、R₃、R₄分别有取代时，采用同样的方法也可得到类似的化合物，如：R₃是甲氧基时，首先得到21-羟基-10-甲氧基喜树碱；R₃、R₄均有F取代时即为21-羟基-10，11-二氟喜树碱；R₃、R₄成亚乙二氧基，即得21-羟基-10，11-亚乙二氧基喜树碱。然后按上述路线就可得相应的E环缩醛的喜树碱类似物。

本发明的某些化合物可按照常规方法制备为药用盐的形式。包括其有机酸盐及无机酸盐：无机酸包括(但不限于)盐酸、硫酸、磷酸、二磷酸、氢溴酸、硝酸等，有机酸包括(但不限于)乙酸、马来酸、富马酸、酒石酸、琥珀酸、乳酸、对甲苯磺酸、水杨酸、草酸等。

作为本发明的第二方面，喜树碱E环类似物，选自其外消旋体、非对映异构体形式，以及其这些形式的任意混合物或其药用盐，在制备拓扑异构酶I抑制剂中的应用。

本发明的式I化合物具有抑制拓扑异构酶的作用，并具有抗肿瘤活性。现有技术暗示本发明的化合物具有抗病毒活性[Chiang.J.Li等，The Journal ofBiological Chemistry，269：7051(1994)]及抗真菌活性[Fostel J.等，FEMSMicrobiology Letters，138：105(1996)]，因此本发明的化合物可用于制备相应的治疗药物。

作为本发明的第三方面，本发明的化合物具有抗肿瘤活性，喜树碱E环类似物，在制备治疗肿瘤疾病的药物中的应用。

本发明的化合物具有抗肿瘤活性，它们可用于治疗肿瘤，包括食道、胃、肠、直肠、口腔、咽、喉、肺、结肠、乳腺、子宫、子宫内膜、卵巢、前列腺、睾丸、膀胱、肾、肝、胰腺、骨、结缔组织、皮肤、眼、脑和中枢神经系统等部位发生的癌症，以及甲状腺癌、白血病、霍金氏病、淋巴瘤和骨髓瘤等。

作为本发明的第四方面，本发明的喜树碱E环类似物在制备用于治疗病毒感染及真菌感染的药物中的应用。本发明化合物的药理活性使其可以用于制备抗肿瘤、抗真菌及抗病毒药物，因此本发明还包括以这些化合物及其药用盐作为活性成分的药物组合物。该药物组合物可以是固体形式或是液体形式。

应了解的是，本发明的化合物的外消旋体、非对映异构体以及这些形式的任意混合物或其药用盐也具有抑制拓扑异构酶的作用，具有抗肿瘤活性、抗病毒活性及抗真菌活性，可用于制备抗肿瘤、抗真菌及抗病毒药物。

本发明还包括式I化合物，包括其外消旋体、非对映异构体以及其这些形式的任意混合物或其药用盐，在制备下列药物方面的用途：抑制拓扑异构酶的药物、抗肿瘤药物，抗真菌药物和抗病毒药物方面。

本发明的有益效果：本发明结合喜树碱的由于E环代谢稳定性差而引起的体内毒副作用，对其E环进行合理的结构改造，保留了对其活性起关键作用的20位羟基，而将先前的六元内酯环，改造成取代缩醛的新型喜树碱E环类似物。

该喜树碱E环类似物活性更优、代谢稳定性好、毒副作用更小。用于制备抑制拓扑异构酶的药物、抗肿瘤药物，抗真菌药物和抗病毒药物。

具体实施方式

以下结合具体实施例，对本发明作进一步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本发明而非用于限定本发明的范围。

下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或厂商提供的条件进行。

实施例1、21-羟基喜树碱

将1.00g喜树碱悬浮于50mL的甲醇中，室温下搅拌5分钟后，加入0.30g硼氢化钾，室温下继续反应1h，此时反应液澄清，蒸去溶剂得淡绿色固体，加入50mL水使之溶解，然后在冰水浴下用乙酸调节PH为酸性，此时析出大量固体，抽滤水洗，真空干燥得0.99g淡黄色固体21-羟基喜树碱(98.4％)。

¹H-NMR(DMSO)：

0.91(t，3H)，1.72(q，2H)，4.49-4.63(q，2H)，4.94(s，1H)，5.00(d，1H)，5.25(s，2H)，6.73(d，1H)，7.38(s，1H)，7.69(t，1H)，7.85(t，1H)，8.11(d，1H)，8.16(d，1H)，8.66(s，1H)。

实施例2、10-甲氧基-21-羟基喜树碱的合成

将1.00g 10-甲氧基喜树碱悬浮于50mL的甲醇中，室温下搅拌5分钟后，加入0.30g硼氢化钾，室温下继续反应1h，此时反应液澄清，蒸去溶剂得淡绿色固体，加入50mL水使之溶解，然后在冰水浴下用乙酸调节PH为酸性，此时析出大量固体，抽滤水洗，真空干燥得0.96g淡黄色固体10-甲氧基-21-羟基喜树碱(95.4％)。

¹H-NMR(DMSO)：

0.90(t，3H)，1.70(q，2H)，3.93(s，3H)，4.46-4.64(q，2H)，4.91(s，1H)，4.97(d，1H)，5.21(s，2H)，6.74(d，1H)，7.30(s，1H)，7.47(d，1H)，7.50(s，1H)，8.05(d，1H)，8.51(s，1H)。

实施例3、9-硝基-21-羟基喜树碱的合成

将1.00g 9-硝基喜树碱悬浮于50mL的甲醇中，室温下搅拌5分钟后，加入0.30g硼氢化钾，室温下继续反应1h，此时反应液澄清，蒸去溶剂得淡绿色固体，加入50mL水使之溶解，然后在冰水浴下用乙酸调节PH为酸性，此时析出大量固体，抽滤水洗，真空干燥得0.95g淡黄色固体21-羟基喜树碱(94.5％)。

¹HNMR(DMSO)：

0.91(t，3H)，1.72(q，2H)，4.70-4.81(q，2H)，4.94(s，1H)，5.14(d，1H)，5.27(s，2H)，6.77(d，1H)，7.44(s，1H)，8.03(t，1H)，8.52(t，1H)，8.57(d，1H)，9.15(s，1H)。

实施例4、7-正丁基-21-羟基喜树碱的合成

将1.00g 7-乙基喜树碱悬浮于50mL的甲醇中，室温下搅拌5分钟后，加入0.30g硼氢化钾，室温下继续反应1h，此时反应液澄清，蒸去溶剂得淡绿色固体，加入50mL水使之溶解，然后在冰水浴下用乙酸调节PH为酸性，此时析出大量固体，抽滤水洗，真空干燥得1.0g淡黄色固体7-乙基-21-羟基喜树碱(99.5％)。

¹H-NMR(DMSO)：

0.90(t，3H)，0.95(t，3H)，1.47-1.51(m，2H)，1.65-1.74(m，4H)，3.19(t，2H)，4.49-4.64(q，2H)，4.94(s，1H)，5.00(d，1H)，5.25(s，2H)，6.74(d，1H)，7.35(s，1H)，7.69(t，1H)，7.83(t，1Hz)，8.15(d，1H)，8.25(d，1H)。

实施例5、21-甲氧基喜树碱

将0.5g的21-羟基喜树碱悬浮于40mL的甲醇中，油浴加热至50℃，30min后，向反应液中加入3M盐酸20mL，继续反应3h后，冰水浴冷却至5℃左右，用3M氢氧化钠溶液调节PH为碱性，然后用二氯甲烷(20mL×3)萃取水溶液，合并有机相，无水硫酸钠干燥，过滤，蒸去溶剂得淡黄色油状物，用硅胶色谱柱(洗脱剂：CH₂Cl₂/CH₃OH100∶1)分离得到250mg淡黄色固体21-甲氧基喜树碱，[α]^D ₂₀＝+516.9(c 0.043，CH₂Cl₂)。

¹H-NMR(DMSO)：

0.91(t，3H)，1.72(q，2H)，3.41(s，3H)，4.45-4.59(dd，2H)，4.68(s，1H，CH)，5.20(s，1H)，5.24(s，2H)，7.36(s，1H)，7.69(t，1H)，7.85(t，1H)，8.11(d，1H)，8.15(d，1H)，8.66(s，1H)。

实施例6、21-乙氧基喜树碱

按照实施例5的方法，以乙醇代替甲醇，得300mg淡黄色固体21-乙氧基喜树碱，[α]^D ₂₀＝+217(c 0.07，CH₂Cl₂)。

¹H-NMR(DMSO)：

0.92(t，3H)，1.15(t，3H)，1.72(q，2H)，3.59-3.79(dq，2H)，4.46-4.58(dd，2H)，4.78(s，1H)，5.04(s，1H)，5.24(d，2H)，7.37(s，1H)，7.69(t，1H)，7.85(t，1H)，8.11(d，1H)，8.15(d，1H)，8.65(s，1H)。

实施例7、21-丙氧基喜树碱

按照实施例5的方法，以丙醇代替甲醇，得100mg淡黄色固体21-丙氧基喜树碱，[α]^D ₂₀＝+525(c 0.04，CH₂Cl₂)。

¹H-NMR(DMSO)：

0.85(t，3H)，0.91(t，3H)，1.54(m，2H)，1.72(q，2H)，3.48-3.68(dm，2H)，4.47-4.58(dd，2H)，4.76(s，1H)，5.03(s，1H)，5.25(d，2H)，7.37(s，1H)，7.69(t，1H)，7.85(t，1H)，8.11(d，1H)，8.16(d，1H)，8.66(s，1H)。

实施例8、21-异丙氧基喜树碱

按照实施例5的方法，以异丙醇代替甲醇，得210mg淡黄色固体21-异丙氧基喜树碱，[α]^D ₂₀＝+110.5(c 0.063，CH₂Cl₂)。

¹H-NMR(DMSO)：

0.92(t，3H)，1.15(t，6H)，1.72(q，2H)，3.94(m，1H)，4.49-4.58(dd，2H)，4.84(s，2H)，5.25(d，2H)，7.37(s，1H)，7.69(t，1H)，7.85(t，1H)，8.11(d，1H)，8.16(d，1H)，8.66(s，1H)。

实施例9、21-丁氧基喜树碱

按照实施例5的方法，以丁醇代替甲醇，得130mg淡黄色固体21-丁氧基喜树碱，[α]^D ₂₀＝+165(c 0.053，CH₂Cl₂)。

¹H-NMR(DMSO)：

0.85(t，3H)，0.91(t，3H)，1.30(m，2H)，1.51(m，2H)，1.72(q，2H)，3.53-3.72(dm，2H)，4.46-4.58(dd，2H)，4.76(s，1H)，5.02(s，1H)，5.25(d，2H)，7.37(s，1H)，7.70(t，1H)，7.85(t，1H)，8.11(d，1H)，8.16(d，1H)，8.66(s，1H)。

实施例10、21-戊氧基喜树碱

按照实施例5的方法，以正戊醇代替甲醇，得110mg黄色固体21-戊氧基喜树碱，[α]^D ₂₀＝+207.7(c 0.043，CH₂Cl₂)。

¹H-NMR(DMSO)：

0.84(t，3H)，0.91(t，3H)，1.26(m，4H)，1.53(m，2H)，1.72(q，2H)，3.52-3.71(dm，2H)，4.46-4.58(dd，2H)，4.76(s，1H)，5.02(s，1H)，5.25(d，2H)，7.37(s，1H)，7.69(t，1H)，7.85(t，1H)，8.11(d，1H)，8.16(d，1H)，8.66(s，1H)。

实施例11、21-异丁氧基喜树碱

按照实施例5的方法，以异丁醇代替甲醇，得156mg淡黄色固体21-异丁氧基喜树碱，[α]^D ₂₀＝+354(c 0.093，CH₂Cl₂)。

¹H-NMR(DMSO)：

0.09-0.13(m，6H)，0.23(t，3H)，1.06-1.13(m，3H)，2.61-2.79(dm，2H)，3.87(s，2H)，4.04(s，2H)，4.47(s，2H)，6.88(t，1H)，6.93(s，1H)，7.04(t，1H)，7.24(d，1H)，7.36(d，1H)，7.79(s，1H)。

实施例12、21-仲丁基氧基喜树碱

按照实施例5的方法，以仲丁醇代替甲醇，得78mg黄色固体21-仲丁基氧基喜树碱，[α]^D ₂₀＝+176(c 0.053，CH₂Cl₂)。

¹H-NMR(DMSO)：

0.80-0.88(m，2H)，0.91(t，3H)，1.13(m，2H)，1.72(q，2H)，3.69-3.72(m，1H)，4.55(d，2H)，4.85(s，2H)，5.25(d，2H)，7.38(s，1H)，7.69(t，1H)，7.84(t，1H)，8.10(d，1H)，8.15(d，1H)，8.65(s，1H)。

实施例13、21-(2-甲氧基乙基氧基)喜树碱

按照实施例5的方法，以乙二醇单甲醚代替甲醇，以6M盐酸代替3M盐酸，得245mg黄色固体21-(2-甲氧基乙基氧基)喜树碱，[α]^D ₂₀＝-81.8(c0.07，CH₂Cl₂)，。

¹H-NMR(DMSO)：

0.91(t，3H)，1.72(q，2H)，3.22(s，3H)，3.48(s，2H)，3.48-3.84(dm，2H)，4.50-4.58(dd，2H)，4.82(s，1H)，5.03(s，1H)，5.24(d，2H)，7.37(s，1H)，7.69(t，1H)，7.85(t，1H)，8.11(d，1H)，8.16(d，1H)，8.66(s，1H)。

实施例14、21-(2-乙氧基乙基氧基)喜树碱

按照实施例5的方法，以乙二醇单乙醚代替甲醇，以6M盐酸代替3M盐酸，得325mg黄色固体21-(2-乙氧基乙基氧基)喜树碱，[α]^D ₂₀＝-112(c 0.05，CH₂Cl₂)。

¹H-NMR(DMSO)：

0.92(t，3H)，1.07(t，3H)，1.71(q，2H)，3.42(q，2H)，3.52(t，2H)，3.70-3.82(dm，2H)，4.55(s，2H)，4.84(s，1H)，5.01(s，1H)，5.24(d，2H)，7.37(s，1H)，7.69(t，1H)，7.85(t，1H)，8.11(d，1H)，8.16(d，1H)，8.65(s，1H)。

实施例15、21-(1-甲基-2-甲氧基乙基氧基)喜树碱

按照实施例5的方法，以丙二醇单甲醚代替甲醇，6M盐酸代替3M盐酸，得230mg黄色固体21-(1-甲基-2-甲氧基乙基氧基)喜树碱，[α]^D ₂₀＝-88.2(c 0.057，CH₂Cl₂)。

¹H-NMR(DMSO)：

0.91(t，3H)，1.12(d，3H)，1.72(q，2H)，3.26(s，5H)，3.97(q，1H)，4.52-4.60(dd，2H)，4.69(s，1H，CH)，5.00(s，1H)，5.24(d，2H)，7.36(s，1H)，7.69(t，1H)，7.85(t，1H)，8.11(d，1H)，8.16(d，1H)，8.66(s，1H)。

实施例16、21-(1-甲基-2-乙氧基乙基氧基)喜树碱

按照实施例5的方法，以丙二醇单乙醚代替甲醇，6M盐酸代替3M盐酸，得135mg黄色固体21-(1-甲基-2-乙氧基乙基氧基)喜树碱，[α]^D ₂₀＝-41.3(c 0.09，CH₂Cl₂)。

¹H-NMR(DMSO)：

0.92(t，3H)，1.09-1.13(m，6H)，1.71(q，2H)，3.40-3.46(m，4H)，3.97(m，1H)，4.50-4.61(dd，2H)，4.65(s，1H)，5.04(s，1H)，5.24(d，2H)，7.35(s，1H)，7.69(t，1H)，7.85(t，1H)，8.11(d，1H)，8.16(d，1H)，8.65(s，1H)。

实施例17、21-(2-氟乙氧基)喜树碱

按照实施例5的方法，以2-氟乙醇代替甲醇，以三氟化硼乙醚代替3M盐酸，同时改用二氯甲烷为溶剂，得435mg黄色固体21-(2-氟乙氧基)喜树碱，[α]^D ₂₀＝-120(c 0.17，CH₂Cl₂)。

¹H-NMR(DMSO)：

0.24(t，3H)，1.08(q，2H)，3.10-3.27(qm，2H)，4.73-4.85(dt，2H)，3.91(d，2H)，4.13(s，1H)，4.35-4.46(dd，2H)，6.87(t，1H)，6.92(s，1H)，7.03(t，1H)，7.22(d，1H)，7.34(d，1H)，7.76(s，1H)。

实施例18、21-(2，2，2-三氟乙氧基)喜树碱

按照实施例5的方法，以三氟乙醇代替甲醇，以三氟化硼乙醚代替3M盐酸，同时改用二氯甲烷为溶剂，得370mg黄色固体21-(2，2，2-三氟乙氧基)喜树碱，[α]^D ₂₀＝-106.7(c 0.06，CH₂Cl₂)。

¹H-NMR(DMSO)：

0.92(t，3H)，1.73(q，2H)，4.24-4.33(m，2H)，4.54-4.64(dd，2H)，4.96(s，1H)，5.26(d，2H)，5.40(s，1H)，7.39(s，1H)，7.70(t，1H)，7.85(t，1H)，8.11(d，1H)，8.15(d，1H)，8.66(s，1H)。

实施例19、21-(3-羧基丙酰氧基)喜树碱

将0.5g的21-羟基喜树碱溶解于20mL的吡啶中，此时加入0.4g的丁二酸酐，于30℃下反应24h后，TLC监测基本反应完全，蒸去溶剂，残留物在硅胶色谱柱(洗脱剂：CH₂Cl₂/CH₃OH100∶1-100∶5梯度)分离得到380mg淡黄色固体21-(3-羧基丙酰氧基)喜树碱，[α]^D ₂₀＝+228(c 0.05，DMF)。

¹H-NMR(DMSO)：

0.93(t，3H)，1.79(q，2H)，2.41-2.49(m，4H)，4.65(s，2H)，5.23-5.32(dd，2H)，5.56(s，1H)，6.05(s，1H)，7.39(s，1H)，7.70(t，1H)，7.86(t，1H)，8.12(d，1H)，8.16(d，1H)，8.67(s，1H)，12.14(s，1H)。

实施例20、9-硝基-21-(2-乙氧基乙基氧基)喜树碱

将0.5g的9-硝基-21-羟基喜树碱溶解在20mLDMF中，加入3mL的乙二醇单乙醚，再加入0.2mL的三甲基氯硅烷，然后升温至80℃反应1h，真空蒸去溶剂，柱色谱分离纯化得180mg淡黄色固体9-硝基-21-(2-乙氧基乙基氧基)喜树碱，[α]^D ₂₀＝-98.5(c 0.09，CH₂Cl₂)。

¹H-NMR(DMSO)：

0.92(t，3H)，1.07(t，3H)，1.72(q，2H)，3.40(q，2H)，3.52(t，2H)，3.70-3.82(dm，2H)，4.57(s，2H)，4.85(s，1H)，5.04(s，1H)，5.31(d，2H)，7.41(s，1H)，8.03(t，1H)，8.50(d，1H)，8.56(d，1H)，9.12(s，1H)。

实施例21、21-(2，2，3，3，3-五氟丙氧基)喜树碱

按照实施例5的方法，以2，2，3，3，3-五氟丙醇代替甲醇，以三氟化硼乙醚代替3M盐酸，同时改用二氯甲烷为溶剂，得60mg黄色固体21-(2，2，3，3，3-五氟丙氧基)喜树碱，[α]^D ₂₀＝-156(c 0.08，CH₂Cl₂)。

¹H-NMR(DMSO)：

0.91(t，3H)，1.73(q，2H)，4.31-4.41(m，2H)，4.53-4.67(dd，2H)，4.98(s，1H)，5.26(d，2H)，5.33(s，1H，7.39(s，1H)，7.70(t，1H)，7.86(t，1H)，8.11(d，1H)，8.15(d，1H)，8.65(s，1H)。

实施例22、10-甲氧基-21-(2-乙氧基乙基氧基)喜树碱

按照实施例5的方法，以10-甲氧基-21-羟基喜树碱为起始物，以丙二醇单乙醚代替甲醇，6M盐酸代替3M盐酸，得160mg黄色固体10-甲氧基-21-(2-乙氧基乙基氧基)喜树碱，[α]^D ₂₀＝-123.7(c 0.053，CH₂Cl₂)。

¹H-NMR(DMSO)：

0.91(t，3H)，1.07(t，3H)，1.71(q，2H)，3.40(q，2H)，3.52(t，2H)，3.70-3.80(dm，2H)，3.94(s，3H)，4.54(s，2H)，4.83(s，1H)，5.00(s，1H)，5.21(s，2H)，7.30(s，1H)，7.49(d，1H)，7.86(dd，1H)，8.51(d，1H)，8.63(s，1H)。

实施例23、7-正丁基-21-(2-乙氧基乙基氧基)喜树碱

按照实施例5的方法，以7-乙基-21-羟基喜树碱为起始物，以丙二醇单乙醚代替甲醇，6M盐酸代替3M盐酸，得300mg黄色固体7-乙基-21-(2-乙氧基乙基氧基)喜树碱，[α]^D ₂₀＝-67.9(c 0.13，CH₂Cl₂)。

¹H-NMR(DMSO)：

0.91(t，3H)，0.95(t，3H)，1.07(t，3H)，1.48(m，2H)，1.68-1.73(m，4H)，3.18(t，3H)，3.40(q，2H)，3.52(t，2H)，3.70-3.82(dm，2H)，4.56(s，2H，CH₂O)，4.84(s，1H)，5.00(s，1H)，5.20-5.29(q，2H)，7.37(s，1H)，7.72(t，1H)，7.83(t，1H)，8.14(d，1H)，8.25(d，1H)。

实施例24、本发明化合物的抗肿瘤活性试验

对本发明的化合物进行了肿瘤细胞增殖抑制试验，试验方法采用常规的MTT法(如吕秋军主编《新药药理学研究方法》，2007：242-243)。

细胞株选用A549(人肺癌细胞)、MDA-MB-435(人乳腺癌细胞)、HCT116(人肠癌细胞)，由上海医药工业研究院药理实验室冻存和传代。培养液为RPMI1640+15％NBS+双抗。

MTT溶液配制：称取MTT0.5克，溶于100ml的磷酸缓冲液(PBS)或无酚红的培养基中，用0.22μm滤膜过滤以除去溶液里的细菌，放4℃避光保存。

样品液配制：用DMSO(Merck)溶解后，加入PBS(-)配成100μg/mL的溶液或均匀的混悬液，然后用DMSO的PBS(-)稀释，最终浓度分别为10μg/mL、1μg/mL、0.1μg/mL、0.01μg/mL、0.001μg/mL、0.0001μg/mL。

将上市的抗肿瘤药物拓扑替康(TPT)以同样的条件配成对照品溶液。

MTT法：96孔板每孔加入浓度为4-6×10⁴个/ml的细胞悬液100μl，置37℃，5％CO₂培养箱内。24h后，加入样品液，10μl/孔，设双复孔，37℃，5％CO₂作用72h。每孔加入5mg/ml的MTT溶液20μl，作用4h后加入溶解液，100μl/孔，置培养箱内，溶解后用MK-2全自动酶标仪测570nmOD值。计算半数抑制浓度IC₅₀。

表1、测试化合物对肿瘤细胞的半数抑制浓度IC₅₀(单位：μg/ml)

试验结果见表1，其中，样品是指相应实施例中制备的高喜树碱类化合物(例如实施例4即7-(4-硝基苯基)乙烯基高喜树碱)。

以上实验结果表明，本发明的化合物具有良好的抗肿瘤活性，多个化合物高于上市药物拓扑替康，因此本发明化合物及其盐类可以用于制备抗肿瘤药物。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims

1.喜树碱E环类似物，包括其外消旋体、非对映异构体形式以及其这些形式的任意混合物或其药用盐，结构如通式I：

其中：

R:表示氢、低级烷基、(CH₂)_mR₅、(CH₂)_mOR₈、(CH₂)_mC(O)R₉、低级卤代烷基；

R₁、R₂、R₃、R₄独立地表示下列基团：氢、低级烷基、硝基、(CH₂)_mOR₁₂；

R₅表示氢、低级烷基、低级卤代烷基；

R₈表示低级烷基；

R₉表示丙酸基；

R₁₂表示低级烷基；

m是0至6之间的整数；

所谓低级烷基为含1至6个碳原子直链或支链烷基；低级卤代烷基为含1至3个卤原子取代的低级烷基。

2.根据权利要求1所述化合物，其特征在于，所述R为低级烷基、低级卤代烷基。

3.根据权利要求1所述化合物，其特征在于，所述式I化合物选自：

21-甲氧基喜树碱、

21-乙氧基喜树碱、

21-丙氧基喜树碱、

21-异丙氧基喜树碱、

21-丁氧基喜树碱、

21-戊氧基喜树碱、

21-异丁氧基喜树碱、

21-仲丁基氧基喜树碱、

21-(2-甲氧基乙基氧基)喜树碱、

21-(2-乙氧基乙基氧基)喜树碱、

21-(1-甲基-2-甲氧基乙基氧基)喜树碱、

21-(1-甲基-2-乙氧基乙基氧基)喜树碱、

21-(2-氟乙氧基)喜树碱、

21-(2,2,2-三氟乙氧基)喜树碱、

21-(3-羧基丙酰氧基)喜树碱、

9-硝基-21-(2-乙氧基乙基氧基)喜树碱、

21-(2,2,3,3,3-五氟丙氧基)喜树碱、

10-甲氧基-21-(2-乙氧基乙基氧基)喜树碱、

7-正丁基-21-(2-乙氧基乙基氧基)喜树碱。

4.权利要求1至3任一项中的任一化合物在制备拓扑异构酶Ⅰ抑制剂中的应用。

5.权利要求1至3任一项中的任一化合物在制备治疗肿瘤疾病的药物中的应用。