具有水溶性和抗癌活性的蘆薈大黃素雙季銨鹽及其制備
【技術領域】
[0001] 本發明屬于季銨鹽類抗癌藥物的制備領域，具體涉及一種具有水溶性和抗癌活性 的蘆薈大黃素雙季銨鹽及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 季銨鹽類抗癌藥物具有靶向癌細胞線粒體的功能，因為癌細胞的線粒體膜電位普 遍高于正常細胞，所以帶正電荷的季銨鹽類抗癌藥物容易富集于癌細胞的線粒體基質。線 粒體是執行凋亡程序的主要細胞器，但線粒體的內膜脂溶性較強，水溶性強的藥物通常難 以穿過線粒體內膜發揮誘導癌細胞凋亡功能。藥物分子因為增強了水溶性而失去抗癌活性 的例子比比皆是。

【發明內容】

[0003] 本發明的目的在于針對現有技術的不足，提供一種具有水溶性和抗癌活性的蘆薈 大黃素雙季銨鹽及其制備方法。本發明在含有長碳鏈季銨鹽的分子中再引入一個具有很強 水溶性的短碳鏈季銨鹽，得到雙季銨鹽。其中短碳鏈季銨鹽發揮親水功能，長碳鏈季銨鹽發 揮攜帶蘆薈大黃素穿過線粒體內膜的功能，使得該雙季銨鹽可以在保持水溶性的同時，能 夠順利穿越癌細胞線粒體內膜進入基質，從而保持較好的抑制癌細胞活性的能力。
[0004] 為實現上述目的，本發明采用如下技術方案： 一種具有水溶性和抗癌活性的蘆薈大黃素雙季銨鹽，其分子結構式為：
[0005] -種制備如上所述具有水溶性和抗癌活性的蘆薈大黃素雙季銨鹽的方法：先制得 蘆薈大黃素單季銨鹽
，再制得蘆薈大黃素季銨鹽 雙芐溴：
，最后制得蘆薈大黃素雙季銨鹽。
[0006] 所述具有水溶性和抗癌活性的蘆薈大黃素雙季銨鹽的制備方法，其具體步驟為： 1) 蘆薈大黃素單季銨鹽的合成：將蘆薈大黃素與PBr3反應制得溴代蘆薈大黃素：
溴代蘆薈大黃素再與N-甲基-N-正辛基正辛胺反應制得蘆薈大 黃素單季銨鹽； 2) 蘆薈大黃素季銨鹽雙芐溴的合成：將蘆薈大黃素單季銨鹽與對二芐溴反應制得蘆薈 大黃素季銨鹽雙芐溴； 3) 蘆薈大黃素雙季銨鹽的合成：將蘆薈大黃素季銨鹽雙芐溴與三乙醇胺反應制得蘆薈 大黃素雙季銨鹽。
[0007] 更具體的，步驟1)為：將蘆薈大黃素加入三口燒瓶中，加入〇：14使其溶解，然后加 入過量的PBr3，回流反應48 h后，旋蒸除去溶劑，固體殘留物經硅膠柱層析純化(洗脫劑為 二氯甲烷/石油醚=2:1 (v/v))得到溴代蘆薈大黃素；以CHC13為溶劑，將溴代蘆薈大黃素與 N-甲基-N-正辛基正辛胺回流反應6 h后，旋蒸除去溶劑，固體殘留物在硅膠柱層析上經梯 度洗脫后得到蘆薈大黃素單季銨鹽；梯度洗脫順序為：二氯甲烷/乙醇=50:1 -二氯甲烷/ 乙醇=40:1 -二氯甲燒/乙醇=35:1 -二氯甲燒/乙醇=30:1 -二氯甲燒/乙醇=25:1。
[0008] 更具體的，步驟2)具體為：將對二芐溴用加入三口瓶中，加入丙酮使其溶解，然后 加入K2C03，攪拌回流；將蘆薈大黃素單季銨鹽與K2C03用丙酮溶解，加熱至溶液變為紫紅 色后，用恒壓漏斗緩慢滴加至三口瓶的反應體系中，反應2 h后，旋蒸除去溶劑；固體殘留 物用梯度洗脫法過柱純化得到蘆薈大黃素單季銨鹽雙芐溴；洗脫順序為：二氯甲烷/乙醇 =50:1 -二氯甲燒/乙醇=40:1 -二氯甲燒/乙醇=35:1 -二氯甲燒/乙醇=30:1 -二氯 甲燒/乙醇=25:1 -二氯甲燒/乙醇=20:1。
[0009] 更具體的，步驟3)具體為：將蘆薈大黃素單季銨鹽雙芐溴加入三口瓶中，加入氯 仿使其溶解，將三乙醇胺用氯仿溶解后加入三口瓶中，反應3 h后有黃色絮狀物析出，停止 反應；旋干溶劑，固體殘留物用梯度洗脫法過柱純化，得蘆薈大黃素雙季銨鹽；梯度洗脫的 順序為二氯甲烷/乙醇=50:1 -二氯甲烷/乙醇=40:1 -二氯甲烷/乙醇=35:1 -二氯 甲烷/乙醇=30:1 -二氯甲烷/乙醇=25:1 -二氯甲烷/乙醇=20:1 -二氯甲烷/乙醇 =10:1〇
[0010] 所述具有水溶性和抗癌活性的蘆薈大黃素雙季銨鹽對血液病細胞具有良好的抑 制活性，有望被開發為廣譜抗癌藥物，具有較大的應用前景。
[0011] 本發明的有益效果在于： 本發明所制得的蘆薈大黃素雙季銨鹽合成步驟相對簡單，對白血病細胞具有良好抑制 作用；因其具有水溶性，容易在體內轉運，可以做成針劑注射使用；而且親脂性陽離子藥物 毒性較小，開發為抗癌藥物的前景光明，具有很高應用價值。
【附圖說明】
[0012] 圖1大黃素雙季銨鹽合成路線圖； 圖2為分光光度法測試蘆薈大黃素雙季銨鹽水溶性結果。
【具體實施方式】
[0013] 本發明用下列實施例來進一步說明本發明，但本發明的保護范圍并不限于下列實 施例。
[0014] 實施例1 一種具有水溶性和抗癌活性的蘆薈大黃素雙季銨鹽的制備方法，具體步驟為： (1) 溴代蘆薈大黃素的合成 將1.38 g蘆薈大黃素（5. 11 mmol)用150 mL CC14溶于250 mL三口燒瓶中，加入5 mL PBr3 (過量）后回流攪拌48 h;冷卻后旋蒸除去溶劑，固體殘留物經硅膠柱層析洗脫得到橙 色固體1. 23g，即溴代蘆薈大黃素，洗脫劑為二氯甲烷/石油醚=2:1 (v/v);產物表征數據如 下：產率為 72.1% ;m. ρ· (400 MHz，CDC13) δ: 12.09 (s，1H，Ar-〇H)， 12.06 (s, 1H, Ar-〇H), 7.89 (d, ^5. 2H^, 1H, Ar-H), 7.88 (s, 1H, Ar-H), 7. 73 (t, 方7. 6Hz, J=8. 4Hz, 1H, Ar-H), 7. 36 (s, 1H, Ar-H), 7. 35 (d,方6. 4Hz, 1H, Ar-H)， 4. 51 (s, 2H, ArCH2Br) ；ESI-MS m/z 331. 1 (M-H) ; HRMS (ESI ) : calcd for C15H8BrN04[M-H] = 330.9611; Found, 330.9619. (2) 蘆薈大黃素單季銨鹽的合成 在50 mL圓底燒瓶中，加入25 mL CHCljPlOO mg溴代蘆薈大黃素（0. 30mmol)，加 熱回流后再加入0. 1 mL N-甲基-N-正辛基正辛胺（略過量)，回流反應6 h ;停止反應，旋 蒸除去溶劑，殘留物在硅膠層析柱上經梯度洗脫得到暗紅色固體118 mg，即蘆薈大黃素單 季銨鹽。洗脫順序為：二氯甲烷/乙醇=50:1 -二氯甲烷/乙醇=40:1 -二氯甲烷/乙 醇=35:1-二氯甲烷/乙醇=30:1-二氯甲烷/乙醇=25:1。產物表征數據如下：產率為 67.4%; m. ρ· 80-81°C ; 4 NMR (400 MHz, CDC13) δ: 11.94 (s，1H，Ar-〇H), 11.88 (s, 1H, Ar-OH), 7.94 (s, 1H, Ar-H), 7.83 (d, J=7.6Ez, 1H, Ar-H), 7.81 (s, 1H, Ar-H)，7. 73 (t，方7. 6Hz，1H，Ar-H)，7. 35 (d，方8. 4Hz，1H，Ar-H)，5. 29 (s，2H， ArCH2N+), 3.58-3.45 (m, 4H, 2 X NCH2C7H5-n), 3.37 (s, 3H, NCH3), 1.93-1.76 (m, 4H, 2XNCH2CH2C6H13-n), 1.48-1.25 (m, 20H, 2 X (CH2) 5CH3), 0.91(t, J=7.2Ez, 6H, 2XCH3); ESI-MS m/z 508. 57 (M-Br)+; Anal. Calcd for C32H46BrN04 · 0. 5H20: C 64.31, H 7.93, N 2.34; Found : C 64.54, H 7.86, N 2.65. (3) 蘆薈大黃素單季銨鹽雙芐溴的合成 將450 mg對芐二溴(過量）用15 mL丙酮溶于三口瓶中，加入100 mg K2C03 (0.73 mmol)后加熱至回流；將100 mg蘆薈大黃素單季銨鹽（0. 17mmol)與100 mg K2C03用10 ml丙酮溶解，加熱至溶液變為紫紅色后，用恒壓漏斗緩慢地滴加進裝有對芐二溴的三口 瓶中，攪拌回流2 h后停止反應，反應液變為黃色且有黃色固體生成；直接將反應液連同 固體一起旋干，用梯度洗脫法過柱處理，得到黃色固體產物60 mg，即蘆薈大黃素單季銨鹽 雙芐溴；洗脫順序為：二氯甲烷/乙醇=50:1 -二氯甲烷/乙醇=40:1 -二氯甲烷/乙 醇=35:1 - 二氣甲燒/乙醇=30:1 - 二氣甲燒/乙醇=25:1 - 二氣甲燒/乙醇=20:1 ;廣 物表征數據如下：產率為 36.2%;蟲 NMR (400 MHz, CDC13) δ: 8.31 (s, 1H, Ar-H), 7.77-7.71 (m, 4H, Ar-H), 7.59-7.54 (m, 3H, Ar-H), 7.45-7.43 (m, 2H, Ar-H), 7. 38-7. 36 (m, 2H, Ar-H)，7. 24 (d,方8.4Hz, 1H, Ar-H)，5.47 (s, 2H, ArCH2N+)， 5. 25 (s, 2H, ArCH20Ar), 5. 20 (s, 2H, ArCH20Ar), 4. 58 (s, 2H, ArCH2Br), 4. 54 (s, 2H, ArCH2Br), 3.38-3.30 (m, 4H, 2 XNCH2C7H15-n)，2.99 (s, 3H, NCH3), 1.83-1.72 (m, 4H, 2XNCH2CH2C6H13-n), 1.38-1.28 (m, 20H, 2 X (?