本发明专利技术属于季铵盐类抗癌药物的制备领域，具体涉及一种具有水溶性和抗癌活性的芦荟大黄素双季铵盐及其制备方法。先制得芦荟大黄素单季铵盐，再制得芦荟大黄素季铵盐双苄溴，最后制得芦荟大黄素双季铵盐。制备方法简单，副反应少，产品纯度高。所制得的双季铵盐在保持水溶性的同时，对白血病细胞具有较好的抑制能力。这种兼具水溶性和抗癌活性的化合物，有望被开发为抗癌药物，具有很好的应用前景。
【技术实现步骤摘要】
具有水溶性和抗癌活性的芦荟大黄素双季铵盐及其制备
本专利技术属于季铵盐类抗癌药物的制备领域，具体涉及一种具有水溶性和抗癌活性的芦荟大黄素双季铵盐及其制备方法。
技术介绍
季铵盐类抗癌药物具有靶向癌细胞线粒体的功能，因为癌细胞的线粒体膜电位普遍高于正常细胞，所以带正电荷的季铵盐类抗癌药物容易富集于癌细胞的线粒体基质。线粒体是执行凋亡程序的主要细胞器，但线粒体的内膜脂溶性较强，水溶性强的药物通常难以穿过线粒体内膜发挥诱导癌细胞凋亡功能。药物分子因为增强了水溶性而失去抗癌活性的例子比比皆是。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种具有水溶性和抗癌活性的芦荟大黄素双季铵盐及其制备方法。本专利技术在含有长碳链季铵盐的分子中再引入一个具有很强水溶性的短碳链季铵盐，得到双季铵盐。其中短碳链季铵盐发挥亲水功能，长碳链季铵盐发挥携带芦荟大黄素穿过线粒体内膜的功能，使得该双季铵盐可以在保持水溶性的同时，能够顺利穿越癌细胞线粒体内膜进入基质，从而保持较好的抑制癌细胞活性的能力。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种具有水溶性和抗癌活性的芦荟大黄素双季铵盐，其分子结构式为：。一种制备如上所述具有水溶性和抗癌活性的芦荟大黄素双季铵盐的方法：先制得芦荟大黄素单季铵盐：，再制得芦荟大黄素季铵盐双苄溴：，最后制得芦荟大黄素双季铵盐。所述具有水溶性和抗癌活性的芦荟大黄素双季铵盐的制备方法，其具体步骤为：1）芦荟大黄素单季铵盐的合成：将芦荟大黄素与PBr3反应制得溴代芦荟大黄素：，溴代芦荟大黄素再与N-甲基-N-正辛基正辛胺反应制得芦荟大黄素单季铵盐；2）芦荟大黄素季铵盐双苄溴的合成：将芦荟大黄素单季铵盐与对二苄溴反应制得芦荟大黄素季铵盐双苄溴；3）芦荟大黄素双季铵盐的合成：将芦荟大黄素季铵盐双苄溴与三乙醇胺反应制得芦荟大黄素双季铵盐。更具体的，步骤1）为：将芦荟大黄素加入三口烧瓶中，加入CCl4使其溶解，然后加入过量的PBr3，回流反应48h后，旋蒸除去溶剂，固体残留物经硅胶柱层析纯化（洗脱剂为二氯甲烷/石油醚=2:1(v/v)）得到溴代芦荟大黄素；以CHCl3为溶剂，将溴代芦荟大黄素与N-甲基-N-正辛基正辛胺回流反应6h后，旋蒸除去溶剂，固体残留物在硅胶柱层析上经梯度洗脱后得到芦荟大黄素单季铵盐；梯度洗脱顺序为：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。更具体的，步骤2）具体为：将对二苄溴用加入三口瓶中，加入丙酮使其溶解，然后加入K2CO3，搅拌回流；将芦荟大黄素单季铵盐与K2CO3用丙酮溶解，加热至溶液变为紫红色后，用恒压漏斗缓慢滴加至三口瓶的反应体系中，反应2h后，旋蒸除去溶剂；固体残留物用梯度洗脱法过柱纯化得到芦荟大黄素单季铵盐双苄溴；洗脱顺序为：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。更具体的，步骤3）具体为：将芦荟大黄素单季铵盐双苄溴加入三口瓶中，加入氯仿使其溶解，将三乙醇胺用氯仿溶解后加入三口瓶中，反应3h后有黄色絮状物析出，停止反应；旋干溶剂，固体残留物用梯度洗脱法过柱纯化，得芦荟大黄素双季铵盐；梯度洗脱的顺序为二氯甲烷/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。所述具有水溶性和抗癌活性的芦荟大黄素双季铵盐对血液病细胞具有良好的抑制活性，有望被开发为广谱抗癌药物，具有较大的应用前景。本专利技术的有益效果在于：本专利技术所制得的芦荟大黄素双季铵盐合成步骤相对简单，对白血病细胞具有良好抑制作用；因其具有水溶性，容易在体内转运，可以做成针剂注射使用；而且亲脂性阳离子药物毒性较小，开发为抗癌药物的前景光明，具有很高应用价值。附图说明图1大黄素双季铵盐合成路线图；图2为分光光度法测试芦荟大黄素双季铵盐水溶性结果。具体实施方式本专利技术用下列实施例来进一步说明本专利技术，但本专利技术的保护范围并不限于下列实施例。实施例1一种具有水溶性和抗癌活性的芦荟大黄素双季铵盐的制备方法，具体步骤为：（1）溴代芦荟大黄素的合成将1.38g芦荟大黄素（5.11mmol）用150mLCCl4溶于250mL三口烧瓶中，加入5mLPBr3（过量）后回流搅拌48h；冷却后旋蒸除去溶剂，固体残留物经硅胶柱层析洗脱得到橙色固体1.23g，即溴代芦荟大黄素，洗脱剂为二氯甲烷/石油醚=2:1(v/v)；产物表征数据如下：产率为72.1%；m.p.72-73℃；1HNMR(400MHz,CDCl3)δ:12.09(s,1H,Ar-OH),12.06(s,1H,Ar-OH),7.89(d,J=5.2Hz,1H,Ar-H),7.88(s,1H,Ar-H),7.73(t,J=7.6Hz,J=8.4Hz,1H,Ar-H),7.36(s,1H,Ar-H),7.35(d,J=6.4Hz,1H,Ar-H),4.51(s,2H,ArCH2Br)；ESI-MSm/z331.1(M-H)-;HRMS(ESI-):calcdforC15H8BrNO4[M-H]-=330.9611;Found,330.9619.（2）芦荟大黄素单季铵盐的合成在50mL圆底烧瓶中，加入25mLCHCl3和100mg溴代芦荟大黄素（0.30mmol），加热回流后再加入0.1mLN-甲基-N-正辛基正辛胺（略过量），回流反应6h；停止反应，旋蒸除去溶剂，残留物在硅胶层析柱上经梯度洗脱得到暗红色固体118mg，即芦荟大黄素单季铵盐。洗脱顺序为：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。产物表征数据如下:产率为67.4%;m.p.80-81℃;1HNMR(400MHz,CDCl3)δ:11.94(s,1H,Ar-OH),11.88(s,1H,Ar-OH),7.94(s,1H,Ar-H),7.83(d,J=7.6Hz,1H,Ar-H),7.81(s,1H,Ar-H),7.73(t,J=7.6Hz,1H,Ar-H),7.35(d,J=8.4Hz,1H,Ar-H),5.29(s,2H,ArCH2N+),3.58-3.45(m,4H,2×NCH2C7H5-n),3.37(s,3H,NCH3),1.93-1.76(m,4H,2×NCH2CH2C6H13-n),1.48-1.25(m,20H,2×(CH2)5CH3),0.91(t,J=7.2Hz,6H,2×CH3);ESI-MSm/z508.57(M-Br)+;Anal.CalcdforC32H46BrNO4·0.5H2O:C64.31,H7.93,N2.34;Found:C64.54,H7.86,N2.65.（3）芦荟大黄素单季铵盐双苄溴的合成将450mg对苄二溴（过量）用15mL丙酮溶于三口瓶中，加入100mgK2CO3（0.73mmol）后加热至回流；将100mg芦荟大黄素单季铵盐（0.17mmol）与100mgK2CO3用10ml丙酮溶解，加本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种具有水溶性和抗癌活性的芦荟大黄素双季铵盐，其特征在于：其分子结构式为：。
【技术特征摘要】
1.一种具有水溶性和抗癌活性的芦荟大黄素双季铵盐，其特征在于：其分子结构式为：。2.一种制备如权利要求1所述具有水溶性和抗癌活性的芦荟大黄素双季铵盐的方法，其特征在于：先制得芦荟大黄素单季铵盐：，再制得芦荟大黄素季铵盐双苄溴：，最后制得芦荟大黄素双季铵盐；1）芦荟大黄素单季铵盐的合成：将芦荟大黄素与PBr3反应制得溴代芦荟大黄素：，溴代芦荟大黄素再与N-甲基-N-正辛基正辛胺反应制得芦荟大黄素单季铵盐；2）芦荟大黄素季铵盐双苄溴的合成：将芦荟大黄素单季铵盐与对二苄溴反应制得芦荟大黄素季铵盐双苄溴；3）芦荟大黄素双季铵盐的合成：将芦荟大黄素季铵盐双苄溴与三乙醇胺反应制得芦荟大黄素双季铵盐；步骤1）具体为：将芦荟大黄素加入三口烧瓶中，加入CCl4使其溶解，然后加入过量的PBr3，回流反应48h后，旋蒸除去溶剂，固体残留物经硅胶柱层析纯化得到溴代芦荟大黄素；以CHCl3为溶剂，将溴代芦荟大黄素与N-甲基-N-正辛基正辛胺回流反应6h后，旋蒸除去溶剂，固体残留物在硅胶柱层析上经梯度洗脱后得到芦荟大黄素单季铵盐；步骤2）具体为：将对二苄溴用加入三口瓶中，加入丙酮使其溶解，然后加入K2CO3，搅拌回流；将芦荟大黄素单季铵盐与K2CO3用丙酮溶解，加热至溶液变为紫红色后，用恒压漏斗缓慢滴加至三口瓶的反应体系中，反应2h后，旋蒸除去溶剂；固体残留物用梯度洗脱法过柱...
【专利技术属性】
技术研发人员：王文峰，胡秀芳，苗军卫，谢世波，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：福建;35
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