骨靶向抗肿瘤药物中间体N-Boc-N′-3,3-双(二乙氧膦酰基)丙基甘氨酰胺的合成

廖昌军, 袁立华, 蒋庆琳

(1. 四川大学 化学学院,四川 成都 610064; 2. 成都医学院 药学院，四川 成都 610083)

骨肿瘤在临床上是一种常见病，其危害性和治疗难度相当大，因其来源不同，可分为原发与继发两种[1]。研究发现各种癌症50%以上都会有骨转移瘤的出现[2]。骨疾病治疗中普遍存在的难点是由于骨组织硬度大、渗透性差和生理生化过程特殊，治疗药物难以有效的转运到作用部位，并且某些药物需要全身给药，才能在骨组织中达到治疗浓度，既增加剂量，经济费用高，对病人的非骨组织和器官也带来了不必要的毒副作用。因此针对骨肿瘤疾病设计的靶向抗肿瘤药物应运而生，迄今已有多种结构单元被研究用来作为骨靶向连接药物的载体，例如:四环素类[3]、邻羟基羧酸小杂环类[4]、聚丙二酸酯类[5]和偕二磷酸[6]，其中以偕二磷酸骨靶向性最为显著。

骨组织中无机盐占骨干重的2/3，其成分主要为羟磷灰石结晶，而偕二磷酸化合物含有P-C-P结构和磷羟基结构，能通过磷酸基团上的氧原子和羟基与羟磷灰石晶体中的钙离子发生多位点协同鳌合而发挥其骨靶向作用[7，8]，利用偕二磷酸良好的趋骨性，将化疗药物与偕二磷酸骨靶向载体通过化学方法偶联起来，使化疗药物集中于骨组织中，发挥其靶向化疗杀灭肿瘤细胞的功能，减少其全身分布和毒副作用。在以偕二磷酸做为载体的骨靶向抗肿瘤药物合成中，有无桥偶联[9]和有桥偶联[10]两种方式。无桥偶联相对于有桥偶联，靶向性低；有桥链接目前大多采用醇做桥，以醚键链接[11]，进入体内后不易代谢。

本文在偕二磷酸载体上设计延长一个桥链，采用甘氨酸二肽(Ⅱ)作桥，以酰胺键作偶联，合成了骨靶向前药的关键中间体——N-Boc-N′-3,3-双(二乙氧膦酰基)丙基甘氨酰胺(4, Scheme 1)。

本设计不仅可以使二磷酸更好地暴露在外，从而有更高的骨亲和性，而且用Ⅱ作桥，可使其在体内酰胺水解酶的作用下水解酰胺键释放出原药，代谢成甘氨酸，在起到治疗疾病作用的同时不至于对人体产生毒副作用。

1 实验部分

1．1 仪器与试剂

瓦里安400 MHz型核磁共振仪[CDCl3(1H)或DMSO-d6(13C)为溶剂，TMS为内标]；岛津FR-8400型红外光谱仪(KBr压片)；安捷伦Q-TOF型高分辨质谱仪。

亚甲基偕二膦酸四乙酯(Ⅰ),分析纯,上海杰尔逊医药技术有限公司；N,N′-二环己基碳二亚胺(DCC)和1-乙基-3-(3-二甲胺丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDCI),分析纯,国药集团化学试剂有限公司；N-羟基苯并三氮唑(HOBT),分析纯,武汉嘉凯隆精细化工有限公司;其余所用试剂均为分析纯。

1.2 合成

(1) 亚乙烯基偕二膦酸四乙酯(1)的合成

在反应瓶中加入无水二乙胺10.20 g(140 mmol),混合多聚甲醛20.80 g(700 mmol)和无水甲醇250 mL,搅拌下回流反应至透明;于室温滴加Ⅰ 40 g(140 mmol),滴毕,回流反应24 h。减压浓缩后加入干燥甲苯200 mL，再减压浓缩(尽可能除去甲醇)得透明深棕色油状液体;用甲苯(150 mL)溶解后加入对甲苯磺酸(TsOH)，搅拌下回流反应12 h。浓缩后用氯仿(150 mL)溶解,用水(2×50 mL)洗涤,无水硫酸钠干燥，浓缩后经硅胶快速柱层析[洗脱剂: A=V(石油醚) ∶V(丙酮)=3 ∶1]纯化得无色油状液体139.6 g，产率86%(79.0%[12])。

(2) 3,3-双(二乙氧基膦酰基)-1-硝基丙烷(2)的合成

在反应瓶中加入19.75 g(32.3 mmol)的氯仿(120 mL)溶液，搅拌下依次加入水20 mL，硝基甲烷39.5 g(323 mmol), KOH 1 g和三乙基苄基氯化铵(TEBA) 500 mg,剧烈搅拌下于室温反应24 h。 分液，水层用氯仿(2×50 mL)萃取，合并有机层，用饱和氯化钠溶液洗涤，无水硫酸钠干燥，浓缩后经硅胶快速柱层析(洗脱剂: A=4 ∶1)纯化得黄色油状液体210 g,产率85%(91.5%[13])。

(3) 3,3-双(二乙氧基膦酰基)丙基胺(3)的合成

在反应瓶中加入2200 mg(0.55 mmol)的甲醇溶液和10%Pd/C 20 mg，常压通H2反应24 h。抽滤，滤液用甲醇洗涤，旋干溶剂得3粗品(遇硅胶不稳定，直接用于下一步反应)。

(4)4的合成

在反应瓶中加入3粗品184.2 mg(0.56 mmol), Ⅱ 174.2 mg(0.75 mmol)的THF(10 mL)溶液，DCC 146.9 mg(0.70 mmol)和HOBT 98.6 mg(0.72 mmol),搅拌下于室温反应24 h。抽滤，滤液用THF洗涤，旋干后用二氯甲烷溶解，经硅胶快速柱层析[洗脱剂:V(二氯甲烷) ∶V(甲醇)=70 ∶1]纯化得淡黄色油状液体4174 mg，产率57%;1H NMRδ: 4.15(m, 8H, f-H), 3.95(s, 2H, b-H), 3.89(s, 2H, a-H), 3.45(s, 2H, c-H), 2.39(m, 1H, e-H), 2.15(m, 2H, d-H), 1.44(s, 9H, CH3in Boc), 1.34(t, 12H, g-H);13C NMRδ: 169.8, 168.8, 156.0, 78.3, 62.1, 43.6, 42.1, 40.3, 39.2, 28.3, 16.4; IRν: 3 295, 2 981, 2 933, 1 668, 1 532, 1 245, 1 097, 1 024 cm-1; MSm/z: Calcd for C20H41N3O10P2546.233 9, found 546.233 0{[M+H]+}。

2 结果与讨论

在合成2时，分别采用TEBA和三乙基苄基碘化铵(TEIA)为相转移催化剂，虽然产率分别达到85%和90%，但由于TEIA价格较高，为了降低了成本，本文选用TEBA为催化剂。

合成4时，用DCC或EDCI为缩合剂，TLC分析都取得理想效果，但收率EDCI法明显低于DCC法。其原因可能是4的结构由亲水的二肽部分和亲油的二磷酸部分组成，类似于表面活性剂，在后处理过程中用水洗涤易造成产率损失。

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