CN101429158A - 2,4-双酮喹啉生物碱及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种新的双酮喹啉生物碱及其制备方法和应用，其结构用式(1)表示，其中R＝CH₂COOCH₃或CH₂COCH₃，并通过将大菅(Micromelum falcatum)用乙醇提取后的粗提取物用乙酸乙酯萃取，得到的乙酸乙酯萃取物进行常压硅胶柱层析，用体积比从9∶1到3∶7的石油醚－丙酮进行梯度洗脱，将7∶3梯度的馏分点板，用体积比为10∶1的氯仿－丙酮溶剂系统进行薄层层析分析，将比移值为0.60～0.70和0.45～0.55的流分分别合并，把前者脱去色素，得到式(1)表示的，其中R＝CH₂COOCH₃的化合物，把后者纯化得到式(1)表示的，其中R＝CH₂COCH₃的化合物。本发明化合物生物毒性较低，可用于抗污损生物幼虫附着及制备抗癌药物。

Description

2，4—双酮喹啉生物碱及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及一种新的生物碱，具体来说涉及一种双酮喹啉生物碱及其制备方法和在抗癌、抗污损生物幼虫附着方面的应用。

背景技术

芸香科植物富含香豆素和生物碱，但是目前从芸香科小芸木属大菅(Micromelumfalcatum)中仅分离得到少量的咔唑类生物碱和吲哚类生物碱(参考文献：Kong YC，But PPH，Ng KH，Li Q，Cheng KF，Waterman PG，Biochem.Syst.Ecol.，1988，16：485；NakaharaK，Trakoontivakorn G，Alzoreky NS，et al.，J.Agric.Food.Chem.，2002，50：4796-4802；Ma CY，Case RJ，Wang YH，et al.，Planta Med.，2005，71：261-267)。

发明内容

本发明的目的是从大菅中分离出新的具有实用价值的双酮喹啉生物碱，另一目的是提供该生物碱的制备方法，还有一个目的是开发它的应用。

我们利用色谱分离技术从大菅中分离得到新的喹啉生物碱，这种生物碱具有抗癌作用和抗污损生物幼虫附着作用，从而实现了本发明的目的。

本发明的2，4—双酮喹啉生物碱，特征是其结构由下述式(1)表示：

式(1)

其中R＝CH₂COOCH₃或CH₂COCH₃。

结构以式(1)表示的，R＝CH₂COOCH₃的化合物的高分辨质谱HRESI-MS m/z 264.0884(C₁₃H₁₄O₅N⁺[M+H]⁺，计算值：264.0872)；结构以式(1)表示的，R＝CH₂COCH₃的化合物的高分辨质谱HRESI-MSm/z 248.0931(C₁₃H₁₄O₅N⁺[M+H]⁺，计算值：248.0923)。以式(1)表示的化合物的氢谱(¹H-NMR)数据和碳谱(¹³C-NMR)数据见表1，这些数据都是以四甲基硅烷(TMS)为内标，分别在500MHz和125MHz的核磁共振仪上测定，溶剂都是CDCl₃，化学位移以ppm为单位，耦合常数J，单位为Hz。根据¹H-NMR谱数据，结构以式(1)表示，其R＝CH₂COOCH₃的化合物有一个ABCD苯环系统(δ_H7.98(dd，J＝7.6，1.4Hz)，7.23(t，J＝7.5Hz)，7.67(dd，J＝7.8，1.5Hz)，7.17(t，J＝8.3Hz))，两个甲基(δ_H 3.49(s，N-CH₃)，3.62(s，OCH₃))和一个亚甲基(δ_H 2.98(2H，dd，J＝18.7，14.6Hz))，¹³C-NMR(DEPT)表明该化合物具有两个甲基(δ_C 30.5(N-CH₃)，52.3(OCH₃))，一个亚甲基(δ_C 43.8)，四个次甲基(δ_C 128.6，123.9，136.4，115.2)和六个季碳(δ_C 170.5，78.4，192.9，120.4，142.5，169.1)。在HMBC谱中，δ_H 3.49(s，N-CH₃)和δ_C 170.5(C-2)，115.2(C-8)与142.5(C-10)，δ_H 4.19(s，OH)和δ_C 170.5(C-2)与192.9(C-4)的相关性表明该化合物是2，4-双酮喹啉生物碱，从亚甲基δ_H 2.98(H-1＇)和δ_C 169.1(C-2＇)，170.5(C-2)，78.4(C-3)与192.9(C-4)，甲基δ_H 3.62(s，OCH₃)和169.1(C-2＇)的相关性可以推断出，具有乙酸基甲酯且位于C-3的位置。将结构以式(1)表示的，R＝CH₂COCH₃的化合物的¹H-NMR和¹³C-NMR(DEPT)数据与上述R＝CH₂COOCH₃的化合物比较，证实这两个化合物都是2，4-二酮喹啉生物碱，只是支链不同。在R＝CH₂COCH₃的化合物的HMBC谱中，δ_H 3.22(dd，J＝15.9，25.0Hz，H-1＇)和δ_C 206.1(C-2＇)，170.7(C-2)，77.0(C-3)与193.0(C-4)，δ_H 2.10(3H，s，H-3＇)和δ_C 51.1(C-1＇)与206.1(C-2＇)的相关性表明化合物具有丙酮基而且位于C-3的位置。

表1  式(1)的化合物的氢谱和碳谱数据

本发明的2，4—双酮喹啉生物碱的制备方法，其特征包括以下的步骤：

(1)将大菅(Micromelum falcatum)切碎，用乙醇提取，提取液浓缩得到粗提取物；

(2)将步骤(1)得到的粗提取物悬浮于水，用乙酸乙酯萃取，将得到的乙酸乙酯萃取物进行常压硅胶柱层析，以石油醚-丙酮溶剂系统作为洗脱液，体积比从9:1到3:7进行梯度洗脱，将体积比7:3梯度的馏分点板，进行薄层层析分析，以体积比为10:1的氯仿-丙酮溶剂系统作为展开液，将比移值为0.60～0.70的流分和比移值为0.45～0.55的流分分别合并，把前者脱去色素，得到式(1)表示的，其中R＝CH₂COOCH₃的化合物，把后者纯化得到式(1)表示的，其中R＝CH₂COCH₃的化合物。

步骤(1)所述的浓缩可以采用常规的方法例如减压浓缩等。

步骤(2)所述的脱去色素可采用常规的方法如凝胶色谱柱等，并以甲醇为洗脱溶剂，所述的纯化可以采用高压液相色谱，其条件是色谱管尺寸是50mm×10mm，毛细管5μm，流动相甲醇:水为体积比45:55。

实验结果：式(1)表示的，其中R＝CH₂COOCH₃和R＝CH₂COCH₃的化合物，对海虾的平均LD₅₀值分别为143.22μg/mL和354.99μg/mL，对藤壶幼虫平均抗附着活性浓度IC₅₀分别是13.14μg/mL和121.48μg/mL；式(1)表示的，其中R＝CH₂COOCH₃的化合物，对乳腺癌细胞的平均半数抑制率IC₅₀为357.21μg/mL，式(1)表示的，其中R＝CH₂COCH₃的化合物对乳腺癌细胞的平均半数抑制率IC₅₀为65.74μg/mL。实验结果证明本发明的2，4—双酮喹啉生物碱可用于抗污损生物幼虫附着和用于制备抗癌药物。

本发明操作简单，得到的喹啉生物碱的生物毒性较低，能有效地抗癌，及抗污损生物幼虫附着，因而具有良好的应用前景。

具体实施方式

以下实施例是对本发明的进一步说明，不是对本发明的限制。

实施例1：式(1)化合物的制备

以10kg大菅为原料，切碎后分别用95％和50％的热乙醇提取，将提取液浓缩，合并粗提取物。

将粗提取物悬溶于2000mL水中，用乙酸乙酯萃取4次，得到乙酸乙酯萃取物113g，将乙酸乙酯萃取物进行常压硅胶柱层析(高1.5m，直径10cm的玻璃柱)，以石油醚-丙酮溶剂系统为洗脱液，从体积比9:1到3:7进行梯度洗脱，将体积比7:3梯度的馏分点板，进行TLC(GF₂₅₄)分析，以体积比为10:1的氯仿-丙酮溶剂系统为展开液，将R_f值约为0.65和R_f值约为0.5的流分分别合并，R_f值约为0.65的流分再用凝胶Sephadex LH-20(给分离条件等参数)除色素，溶剂甲醇冲洗，得到化合物1共4.0mg，外观为无色油状，根据上述的结构分析证实其结构用式(1)表示，其中R＝CH₂COOCH₃，分子式为C₁₃H₁₃O₅N，化学名称是3-羟基-3-乙酸甲酯-N-甲基-2，4-二酮喹啉(3-hydroxy-N-methyl-2，4-quinoldione-3-methyl acetate)；R_f值约为0.5的流分用高压液相色谱(250mm×10mm，i.d.5μm，MeOH/H₂O，45：55)纯化，得到化合物2共86.7mg，外观为无色油状，根据上述的结构分析证实其结构用式(1)表示，其中R＝CH₂COCH₃，分子式为C₁₃H₁₃O₄N，化学名称是3-羟基-3-丙酮基-N-甲基-2，4-二酮喹啉(3-hydroxy-3-acetonyl-N-methyl-2，4-quinoldione)。

实施例2：细胞毒活性试验—海虾生物致死法

取海虾卵100mg置于500mL烧杯中，加入人工海水400mL，用一小充气泵缓缓充气，室温孵化24h，除去卵壳及未孵化的卵，海虾幼虫继续培养24h，备用。

依照Solis的改良法，取96孔细胞培养板，每孔加200μL含10～15个海虾幼虫的人工海水液，制成测试培养板。设置一个空白对照组和两个样品组，其中每组各设三个平行孔，在空白对照组加5μL二甲基亚砜溶液(DMSO)，样品组1加入实施例1得到的化合物1，样品组2加入实施例1得到的的化合物2，使两个样品组中三个平行孔的终浓度分别为500μg/mL、50μg/mL、5μg/mL，室温培养24h后，在双目解剖镜下检测计数海虾死亡个体数目。海虾生物致死活性用校正死亡率表示，按下列公式计算：校正死亡率＝(对照组存活率—处理组存活率)/对照组存活率×100％。并将校正死亡率输入SPSS计算软件，计算LC₅₀。结果得出，化合物1的平均LD₅₀值为143.22μg/mL；化合物2的平均LD₅₀值为354.99μg/mL。

实施例3：噻唑蓝(MTT)法测试化合物抗乳腺癌的活性试验

收集HNNY-LQ-8601乳腺癌细胞，接种100μL于96孔板中，每孔细胞数大约为1.0×10⁵个，孔板放入CO₂培养箱中培养24小时。加入10倍稀释的，实施例1得到的化合物1 100μL，取3个平行，培养24小时，阴性对照不加药物。再吸出培养液，每孔加完全培养基150μL和浓度2mg/mL的MTT50μL，培养4小时后吸出液体，加DMSO 150μL，振荡10min，酶标仪490nm下测定结果。计算细胞生长抑制率，计算公式如下：生长抑制率(％)＝[(A_阴性—A_试验)/(A_阴性—A_空白)]×100％。再利用SPSS软件计算，得出结构用式(1)表示的，R＝CH₂COOCH₃的化合物对乳腺癌细胞的平均半数抑制率IC₅₀为357.21μg/mL。

实施例4：MTT法测试化合物抗肺癌的活性试验

收集HNNY-LQ-8602肺癌细胞，接种100μL于96孔板中，每孔细胞数大约为1.0×10⁵个，孔板放入CO₂培养箱中培养24小时。加入10倍稀释的，实施例1得到的化合物2100μL，取3个平行，培养24小时，阴性对照不加药物。再吸出培养液，每孔加完全培养基150μL和浓度2mg/mL的MTT 50μL，培养4小时后吸出液体，加DMS0150μL，振荡10min，酶标仪490nm下测定结果。按照实施例3的方法计算细胞生长抑制率，再利用SPSS软件计算，得出结构用式(1)表示的，R＝CH₂COCH₃的化合物对乳腺癌细胞的平均半数抑制率IC₅₀为65.74μg/mL。

实施例6：抗污损生物幼虫的附着活性

采用24孔板分别测定实施例1得到的两种化合物的抗藤壶幼虫的附着活性。每个板孔中加入1mL含有10～15个成熟的藤壶幼虫的培养液，将实施例1得到的两种化合物分别溶于DMSO，然后用灭菌海水稀释成浓度100μg/mL，10μg/mL，1.0μg/mL和0.1μg/mL。每个浓度3个平行，并以无菌海水做空白对照。将培养板置于室温下培养24小时，在解剖镜下统计附着的幼虫数，用SPSS程序进行统计分析。统计结果显示，化合物1在浓度100μg/mL，10μg/mL，1.0μg/mL和0.1μg/mL时对藤壶幼虫的平均附着率分别是17.2％，28.1％，55.6％，60.0％；化合物2在浓度100μg/mL，10μg/mL，1.0μg/mL和0.1μg/mL时对藤壶幼虫的平均附着率分别是32.7％，45.9％，53.3％，60.0％，空白对照组对藤壶幼虫的平均附着率为63.6％。根据幼虫附着抑制率＝(空白对照—附着率)/空白对照×100％的公式计算化合物的抗幼虫附着活性，得出化合物1的抗幼虫附着活性浓度IC₅₀是13.14μg/mL，化合物2的平均抗幼虫附着活性浓度IC₅₀是121.48μg/mL。

Claims (5)

1.下述式(1)表示的化合物：

式(1)

其中R＝CH₂COOCH₃或CH₂COCH₃。

2.权利要求1所述化合物的制备方法，其特征包括以下的步骤：

(1)将大菅(Micromelum falcatum)切碎，用乙醇提取，提取液浓缩得到粗提取物；

(2)将步骤(1)得到的粗提取物悬浮于水，用乙酸乙酯萃取，将得到的乙酸乙酯萃取物进行常压硅胶柱层析，以石油醚-丙酮溶剂系统作为洗脱液，从体积比9:1到3:7进行梯度洗脱，将体积比7:3梯度的馏分点板，进行薄层层析分析，以体积比为10:1的氯仿-丙酮溶剂系统作为展开液，将比移值为0.60～0.70的流分和比移值为0.45～0.55的流分分别合并，把前者脱去色素，得到式(1)表示，其中R＝CH₂COOCH₃的化合物，把后者纯化得到式(1)表示的，其中R＝CH₂COCH₃的化合物。

3.根据权利要求2所述的化合物的制备方法，其特征是步骤(1)所述的浓缩是减压浓缩，步骤(2)所述的脱去色素采用凝胶色谱柱，并以甲醇为洗脱溶剂，所述的纯化采用高压液相色谱，其条件是色谱管尺寸是50mm×10mm，毛细管5μm，流动相甲醇:水为体积比45:55。

4.权利要求1所述的化合物在抗污损生物幼虫附着中的应用。

5.权利要求1所述的化合物在制备抗癌药物中的应用。