CN101665491A - 小檗碱13位衍生物和小檗红碱13位衍生物的合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了小檗碱13位衍生物和小檗红碱13位衍生物的合成方法。所制得的衍生物：13－苄基小檗碱、13－(2’，4’－二硝基)苄基小檗碱、13－苄基小檗红碱和13－(2’，4’－二硝基)苄基小檗红碱显示出了优异的抑制革兰氏阳性菌的作用，小檗碱的最低抑菌浓度即MIC值为64μg/mL，小檗红碱的MIC值大于128μg/mL，13－苄基小檗碱的MIC值为32μg/mL，13－(2’，4’－二硝基)苄基小檗碱的MIC值为16μg/mL，13－苄基小檗红碱的MIC值为32μg/mL，13－(2’，4’－二硝基)苄基小檗红碱为8μg/mL。所合成的衍生物表现出比其母体更好的抗菌活性，可作为抗菌药的原料。
Description
技术领域
本发明涉及一种小檗碱13位衍生物和小檗红碱13位衍生物的合成方法。
背景技术
革兰氏阳性菌引起的下列各种感染性疾病：泌尿系统感染：急性尿道炎、急性肾盂炎、前列腺炎等；扁桃体炎、化脓性中耳炎、鼻窦炎等；急性支气管炎、慢性支气管炎发作、肺炎、肺脓肿和支气管扩张合并感染等。大多数化脓性球菌都属于革兰氏氏阳性菌，它们能产生外毒素使人致病。常见的革兰氏阳性菌有：葡萄球菌、链球菌、肺炎双球菌、炭疽杆菌、白喉杆菌、破伤风杆菌等。
小檗碱亦称黄连素，它是从中药黄连、黄檗等原料中提出的一种抗菌性生物碱，其盐酸盐为黄色粉末，味苦，微溶于水。其在试管中能杀死痢疾杆菌、结核杆菌和葡萄球菌等，药效较一般抗菌素低，其口服后吸收较差，对细菌性痢疾和某些肠道感染有效。其注射后对循环和呼吸有一定的抑制作用。其外用可治疗化脓性感染和眼结膜炎等。
小檗碱的抗菌作用应用广泛，研究发现其能够穿透磷脂双分子膜和金葡菌细胞膜，是一种穿透性阳离子和多药耐药泵作用物。小檗碱还可通过抑制恶性疟原虫端粒酶活性治疗疟疾。杨柳萌等研究了小檗碱、己基小檗碱(13一hexylberberine)、巴马汀(palmatine)和己基巴马汀(13一hexylpalmatine)4种结构非常相似的季胺型异喹啉类生物碱对HIV一1的作用，发现小檗碱和巴马汀有较强的体外抑制HIV一1重组逆转录酶活性，己基巴马汀有一定的抗HIV一1活性，巴马汀对各种细胞系的细胞毒性较其他3种化合物小。另有研究表明，小檗碱衍生物HB-13有抗单纯疱疹病毒的作用。Hayashi等还发现，小檗碱能在病毒侵入宿主细胞后和病毒DNA复制前起作用，抑制人巨细胞病毒的复制。
科研人员对小檗碱抗菌抗病毒的课题已进行了近十年的研究，大量的实验数据表明：小檗碱对白色念珠菌、热带假丝酵母、鲁希特念珠菌、克柔念珠菌、烟曲霉、土曲霉及隐球菌均具有较好的抑制作用。Hong等[1]研究了9位酰氧取代的小檗碱的抗菌活性：随着9位酰氧链的增长，其抗革兰阳性菌的活性增强，说明9位取代基亲脂性的增强有助于抗菌活性的增强；其中9-月桂酰小檗碱的抗菌活性较强，它抑制革兰阳性菌的活性比小檗碱强32倍，但却仅是卡那霉素硫酸盐的1/2～1/8。Kim等[2]比较了小檗碱9位酰氧基和9位烷氧基取代对抗菌活性的影响，发现烷氧基类似物比酰氧基类似物有更强的抗菌活性，太长或太短的取代基都会降低活性。还研究了9位酰氧基和9位苯甲酰氧基取代9一去甲基小檗碱对其抗菌活性的影响，发现取代基的亲脂性和大小对活性影响较大。
小檗碱的抗菌的作用机制是因为其能够穿透磷脂双分子膜和金葡菌属细胞膜，而且取代基的亲脂性和大小对其抗菌活性有活性较大影响。(参考文献[1]Hong SW，Kim SH，Jeun JA，et al.Antimicrobialactivity of 9-O-acy1-and 9-O-benzy1-substituted berberrubines[J].PlantaMed，2000，66：361-363.
[2]Kim SH.Lee SJ.Lee JH，et al.Antimicrobial activity of 9-O-acy1-and9-O-alky1 berberrubine derivatives[J].Planta Med，2002，68：277-281.)
发明内容
为了解决已有技术存在的问题，通过在小檗碱和小檗红碱的13位引入苄基类亲脂取代基显著提高其抗菌活性。本发明的目的是提供一种小檗碱13位衍生物和小檗红碱13位衍生物的制备方法。
本发明提供的小檗碱13位衍生物和小檗红碱13位衍生物的制备方法，所述的小檗碱13位衍生物和小檗红碱13位衍生物分别为：13-苄基小檗碱、13-(2’，4’-二硝基)苄基小檗碱、13-苄基小檗红碱和13-(2’，4’-二硝基)苄基小檗红碱；其分子结构式分别如式1-4所示：
式1， 式2
式3， 式4；
本发明还提供了一种由小檗碱制备小檗红碱的方法；小檗红碱的分子结构式5如下：
式5；
小檗碱13位衍生物和小檗红碱13位衍生物的制备过程中需要合成两个反应中间体，分别为8-乙酰基小檗碱和8-乙酰基小檗红碱；8-乙酰基小檗碱和8-乙酰基小檗红碱的分子结构式6和7分别如下：
式6， 式7；
1)、13-苄基小檗碱的制备
a.8-乙酰基小檗碱的制备
将小檗碱用1-7mol/L氢氧化钠溶液溶解，小檗碱在氢氧化钠溶液中的浓度不高于0.025g/mL，以0.17毫升/分钟的速度滴加丙酮进行反应，丙酮与小檗碱的摩尔比为1-5∶1，反应温度为20-50℃，反应时间不少于4h，反应完毕后抽滤，滤出不溶物，不溶物经硅胶柱纯化，得最终产物；经红外光谱、电喷雾质谱和氢核磁共振检测其分子量为396.3，分子式为[C23H26NO4]+，确定化合物为8-乙酰基小檗碱，；
结构表征数据如下：熔点：283-284℃；1H NMR(300MHz，DMSO)δ：1.13(s，2H，CH2)，2.17(d，J＝2.652HZ，3H，CH3)，3.26(s，2H，CH2)，3.39(s，2H，CH2)，3.58(dd，J＝13.62HZ，2H，CH2)，3.67(s，2H，CH2)，3.78(s，3H，CH3)，3.84(s，3H，CH3)，4.83(d，J＝1.61HZ，1H，CH)，6.68(d，J＝3.009HZ，1H，CH苯环)，6.82(s，1H，CH苯环)，6.86(s，1H，CH苯环)，6.99(s，1H，CH苯环)，7.19(dd，J＝4.137HZ，1H，CH双键)；IR(KBr)v：1715，1254、1046、2853、3067、699、1120、3082、730、1429、2926；MS m/z：396.3。
b.13-苄基小檗碱的制备
将8-乙酰基小檗碱用甲醇溶解，8-乙酰基小檗碱在甲醇中的浓度不高于0.025g/mL，加入催化剂溴化钠或溴化钾和氯苄进行反应，，催化剂与8-乙酰基小檗碱的质量比为1.6-4∶1，氯苄与8-乙酰基小檗碱的摩尔比为1-4∶1，反应温度为50-80℃，反应时间不少于6h，反应完毕后抽滤，滤液减压蒸馏，经硅胶柱纯化，得最终产物；经红外光谱、电喷雾质谱和氢核磁共振检测其分子量为426.3，分子式为[C27H24NO4]+，确定化合物为13-苄基小檗碱。
结构表征数据如下：熔点：296-297℃；1H NMR(300MHz，DMSO)δ：1.13(s，2H，CH2)，2.17(s，2H，CH2)，2.63(d，J＝6.741，2H，CH2)，3.78(d，J＝2.133，3H，CH3)，3.84(s，3H，CH3)，3.92(s，2H，CH2)，6.07(d，J＝8.436，1H，苯环CH)，6.86(d，J＝1.936，1H，CH苯环)，6.99(s，1H，CH苯环)，7.06(d，J＝4.312，2H，CH苯环)，7.24(d，J＝6.334，2H，CH苯环)，7.69(dd，J＝2.069，4.51，1H，CH苯环)，9.78(s，1H，吡啶H)；IR(KBr)v：1254、1046、2853、3067、699、1120、3082、730、1429、2926；MS m/z：426.3。
2)13-(2’，4’-二硝基)苄基小檗碱的制备
将8-乙酰基小檗碱用甲醇溶解，8-乙酰基小檗碱在甲醇中的浓度不高于0.025g/mL，加入催化剂溴化钠或溴化钾和2，4-二硝基氯化苄进行反应，催化剂与8-乙酰基小檗碱的质量比为1.6-4∶1，2，4-二硝基氯化苄与8-乙酰基小檗碱的摩尔比为1-4∶1，反应温度为50-80℃，反应时间不少于10h，反应完毕后抽滤，滤液减压蒸馏，硅胶柱纯化，得最终产物，经红外光谱、电喷雾质谱和氢核磁共振检测其分子量为516.3，分子式为[C27H22N3O8]+，确定化合物为13-(2’，4’-二硝基)苄基小檗碱。
结构表征数据如下：熔点：309-310℃；1H NMR(300MHz，DMSO)δ：1.13(s，2H，CH2)，2.17(s，2H，CH2)，2.63(s，2H，CH2)，3.78(s，3H，CH3)，3.84(s，3H，CH3)，3.92(s，2H，CH2)，6.07(s，1H，苯环CH)，6.86(s，1H，CH苯环)，6.99(s，1H，CH苯环)，7.06(s，2H，CH苯环)，8.38(d，2H，CH苯环)，8.93(s，1H，CH苯环)9.78(s，1H，吡啶H)；IR(KBr)v：1355、853、3113、3082、1254、1046、2853、699、1120、3082、730、1429、2926；MS m/z：516.3。
3)13-苄基小檗红碱的制备
a.小檗红碱的制备
将小檗碱用甲苯溶解，小檗碱在甲苯中的浓度不高于0.025g/mL，加入lewis酸与其反应，lewis酸为氯化铝、氯化锌或氯化锑，lewis酸与小檗碱的摩尔比为3-6∶1，反应温度为90-120℃，反应时间不少于9h，反应完毕后减压蒸馏，经硅胶柱纯化，得最终产物，经红外光谱、电喷雾质谱和氢核磁共振检测其分子量为322.3，分子式为[C19H16NO4]+，确定化合物为小檗红碱。
结构表征数据如下：熔点：249-250℃；1H NMR(300MHz，DMSO)δ：1.13(s，2H，CH2)，2.17(s，2H，CH2)，2.63(d，J＝14.746，2H，CH2)，3.78(d，J＝9.387，3H，CH3)，3.84(s，2H，CH2)，4.85(d，J＝6.506，1H，OH)，6.28(s，1H，CH苯环)，6.99(s，1H，CH苯环，6.24(s，1H，苯环CH)，8.84(d，J＝5.907，1H，吡啶H)，9.55(d，J＝1.606，1H，吡啶H)；IR(KBr)v：1231、3244、650、1254、1046、2853、3067、699、1120、3082、730、1429、2926；MS m/z：322.3。
b.8-乙酰基小檗红碱
将小檗红碱用1mol/L-7mol/L氢氧化钠溶液溶解，小檗红碱在氢氧化钠溶液中的浓度不高于0.025g/mL，以0.17毫升/分钟的速度滴加丙酮，小檗碱与丙酮的摩尔比为1-5∶1，反应温度为20-50℃，反应时间不少于4h，反应完毕后抽滤，滤出不溶物，不溶物硅胶柱纯化，得最终产物，经红外光谱、电喷雾质谱和氢核磁共振检测其分子量为382.3，分子式为[C22H24NO5]+，确定化合物为8-乙酰基小檗红碱。
结构表征数据如下：熔点：278-279℃；1H NMR(300MHz，DMSO)δ：1.13(s，2H，CH2)，2.17(d，J＝2.652HZ，3H，CH3)，3.2(s，2H，CH2)，3.39(s，2H，CH2)，3.58(dd，J＝13.62HZ，2H，CH2)，3.67(s，2H，CH2)，3.78(s，3H，CH3)，4.83(d，J＝1.61HZ，1H，CH)，5.23(s，1H，OH)，6.68(d，J＝3.009HZ，1H，CH苯环)，6.82(s，1H，CH苯环)，6.86(s，1H，CH苯环)，6.99(s，1H，CH苯环)，7.19(dd，J＝4.137HZ，1H，CH双键)；IR(KBr)v：1231、3244、650、1715，1254、1046、2853、3067、699、1120、3082、730、1429、2926；MSm/z：382.3。
c.将8-乙酰基小檗红碱用甲醇溶解，8-乙酰基小檗红碱在甲醇中的浓度不高于0.025g/mL，加入催化剂溴化钠或溴化钾和氯苄进行反应，催化剂与8-乙酰基小檗红碱的质量比为1.6-4∶1，氯苄与8-乙酰基小檗红碱的摩尔比为1-4∶1，反应温度为50-80℃，反应时间不少于6h，反应完毕后抽滤，滤液减压蒸馏，硅胶柱纯化，得最终产物，经红外光谱、电喷雾质谱和氢核磁共振检测其分子量为412.3，分子式为[C26H22NO4]+，确定化合物为13-苄基小檗红碱。
结构表征数据如下：熔点：290-291℃；1H NMR(300MHz，DMSO)δ：1.13(s，2H，CH2)，2.17(s，2H，CH2)，2.63(s，2H，CH2)，3.78(s，3H，CH3)，3.92(s，2H，CH2)，5.23(s，1H，OH)，6.07(s，1H，苯环CH)，6.86(s，1H，CH苯环)，6.99(s，1H，CH苯环)，7.06(s，2H，CH苯环)，7.24(s，2H，CH苯环)，7.69(s，1H，CH苯环)9.78(s，1H，吡啶H)；IR(KBr)v：1231、3244、650、1254、1046、2853、3067、699、1120、3082、730、1429、2926；MS m/z：412.3。
4)13-(2’，4’-二硝基)苄基小檗红碱的制备
将8-乙酰基小檗红碱用甲醇溶解，8-乙酰基小檗红碱在甲醇中的浓度不高于0.025g/mL，加入催化剂溴化钠或溴化钾和2，4-二硝基氯化苄进行反应，催化剂与8-乙酰基小檗红碱的质量比为1.6-4∶1，2，4-二硝基氯化苄与小檗碱的摩尔比为1-4∶1，反应温度为50-80℃，反应时间不少于10h，反应完毕后抽滤，滤液减压蒸馏，硅胶柱纯化，得最终产物，经红外光谱、电喷雾质谱和氢核磁共振检测其分子量为502.3，分子式为[C26H20N3O8]+，确定化合物为13-(2’，4’-二硝基)苄基小檗红碱。
结构表征数据如下：Mp：301-302℃；1H NMR(300MHz，DMSO)δ：1.13(s，2H，CH2)，2.17(s，2H，CH2)，2.63(s，2H，CH2)，3.78(s，3H，CH3)，3.92(s，2H，CH2)，5.23(s，1H，OH)，6.07(s，1H，苯环CH)，6.86(s，1H，CH苯环)，6.99(s，1H，CH苯环)，7.06(s，2H，CH苯环)，8.38(d，2H，CH苯环)，8.93(s，1H，CH苯环)9.78(s，1H，吡啶H)；IR(KBr)v：1231、3244、650、1254、1046、2853、3067、699、1120、3082、730、1429、2926、1355、853；MS m/z：502.3。
有益效果：对上述制得的小檗碱和小檗红碱的衍生物进行药物活性的实验发现，其抗革兰氏阳性菌作用显著，具体地说：
本发明制得的小檗碱13位衍生物和小檗红碱13位衍生物在抗菌实验中显示出了优异的抑制革兰氏阳性菌的作用，它比目前公认具有抗革兰氏阳性菌作用的、结构最相关的化合物盐酸小檗碱和小檗红碱的效果要好的多，MIC值低很多。从表1中数据可知，小檗碱的最低抑菌浓度即MIC值为64μg/mL，小檗红碱的最低抑菌浓度即MIC值为大于128μg/mL，而本发明制得的小檗碱13位衍生物和小檗红碱13位衍生物与小檗碱与小檗红碱相比，最低抑菌浓度即MIC值显著下降，13-苄基小檗碱为32μg/mL，13-(2’，4’-二硝基)苄基小檗碱为16μg/mL，13-苄基小檗红碱为32μg/mL，13-(2’，4’-二硝基)苄基小檗红碱为8μg/mL，因此本发明制得的小檗碱13位衍生物和小檗红碱13位衍生物显示出更高的抗菌活性。
本发明制得的小檗碱13位衍生物和小檗红碱13位衍生物抗革兰氏阳性菌的作用，主要是体现在抑制金黄色葡萄球菌、白色念珠菌、热带假丝酵母菌、鲁西特念珠菌、克柔念珠菌、烟曲霉、土曲霉和隐球菌的生长。
本发明按照前体药物的设计原理，以小檗碱和小檗红碱为母体进行化学结构修饰合成，得到能更加优良的小檗碱和小檗红碱氯苄及2，4-二硝基氯化苄衍生物，为开发新的抗菌药物组合物打下了基础，有利于扩大其应用范围。小檗碱、小檗红碱及小檗碱13位衍生物和小檗红碱13位衍生物的抗菌活性见表1。从表1的数据可以看出，小檗碱的最低抑菌浓度即MIC值为64μg/mL，小檗红碱的最低抑菌浓度即MIC值为大于128μg/mL，而本发明制得的小檗碱13位衍生物和小檗红碱13位衍生物与小檗碱与小檗红碱相比，最低抑菌浓度即MIC值显著下降，13-苄基小檗碱为32μg/mL，13-(2’，4’-二硝基)苄基小檗碱为16μg/mL，13-苄基小檗红碱为32μg/mL，13-(2’，4’-二硝基)苄基小檗红碱为8μg/mL。因此所合成的小檗碱13位衍生物和小檗红碱13位衍生物表现出比其母体更好的抗菌活性，可作为抗菌药的原料。
具体实施方式
实施例1：8-乙酰基小檗碱的制备
称取小檗碱0.5g于50ml三颈瓶中，加入20ml摩尔浓度为1mol/L的氢氧化钠溶液，使其全部溶解，以0.17毫升/分钟的速度缓慢滴加0.11mL丙酮，于24℃下搅拌反应4小时，得到8-乙酰基小檗碱0.25g。收率为42％。
实施例2：8-乙酰基小檗碱的制备
称取小檗碱0.5g于50mL三颈瓶中，加入20mL摩尔浓度为4mol/L的氢氧化钠溶液，使其全部溶解，以0.17毫升/分钟的速度缓慢滴加0.33mL丙酮，于24℃下搅拌反应4小时，得到8-乙酰基小檗碱0.49g。收率为84％。
实施例3：8-乙酰基小檗碱的制备
称取小檗碱0.5g于50mL三颈瓶中，加入20mL摩尔浓度为7mol/L的氢氧化钠溶液，使其全部溶解，以0.17毫升/分钟的速度缓慢滴加0.55ml丙酮，24℃搅拌反应4小时，得到8-乙酰基小檗碱0.39g。收率为67％。
实施例4：13-苄基小檗碱的制备
将0.5g8-乙酰基小檗碱用20mL甲醇溶解，加入0.8g溴化钾和0.15ml氯苄，溴化钾与8-乙酰基小檗碱的质量比为1.6∶1，氯苄与8-乙酰基小檗碱的摩尔比为1∶1，于64℃搅拌下反应6h，反应完毕后抽滤，减压蒸馏，硅胶柱纯化(氯仿∶甲醇＝9∶1)，得到13-苄基小檗碱0.29g。收率为53％。
实施例5：13-苄基小檗碱的制备
将0.5g8-乙酰基小檗碱用20mL甲醇溶解，加入1.5g溴化钾和0.3ml氯苄，溴化钾与8-乙酰基小檗碱的质量比为3∶1，氯苄与8-乙酰基小檗碱的摩尔比为2∶1，于64℃搅拌下反应6h，反应完毕后抽滤，减压蒸馏，硅胶柱纯化(氯仿∶甲醇＝9∶1)得13-苄基小檗碱0.46g。收率为86％。
实施例6：13-苄基小檗碱的制备
将0.5g8-乙酰基小檗碱用30mL甲醇溶解，加入2.0g溴化钾和0.6ml氯苄，溴化钾与8-乙酰基小檗碱的质量比为4∶1，氯苄与8-乙酰基小檗碱的摩尔比为4∶1，于64℃搅拌下反应6h，反应完毕后抽滤，减压蒸馏，硅胶柱纯化(氯仿∶甲醇＝9∶1)，得到13-苄基小檗碱0.37g。收率为68％。
实施例7：13-苄基小檗碱的制备
将0.5g8-乙酰基小檗碱用20mL甲醇溶解，加入1.5g溴化钠和0.3ml氯苄，溴化钠与8-乙酰基小檗碱的质量比为3∶1，氯苄与8-乙酰基小檗碱的摩尔比为2∶1，于64℃搅拌下反应6h，反应完毕后抽滤，减压蒸馏，硅胶柱纯化(氯仿∶甲醇＝9∶1)，得到13-苄基小檗碱0.39g。收率为72％。
实施例8：13-(2’，4’-二硝基)苄基小檗碱的制备
将0.5g8-乙酰基小檗碱用20mL甲醇溶解，加入0.8g溴化钾和0.32g2，4-二硝基氯化苄，溴化钾与8-乙酰基小檗碱的质量比为1.6∶1，2，4-二硝基氯化苄与8-乙酰基小檗碱的摩尔比为1∶1，于64℃搅拌下反应10h，反应完毕后抽滤，减压蒸馏，硅胶柱纯化(氯仿∶甲醇＝9∶1)，得到13-(2’，4’-二硝基)苄基小檗碱0.27g。收率为41％。
实施例9：13-(2’，4’-二硝基)苄基小檗碱的制备
将0.5g8-乙酰基小檗碱用20mL甲醇溶解，加入1.5g溴化钾和0.64g2，4-二硝基氯化苄，溴化钾与8-乙酰基小檗碱的质量比为3∶1，2，4-二硝基氯化苄与8-乙酰基小檗碱的摩尔比为2∶1，于64℃搅拌下反应10h，反应完毕后抽滤，减压蒸馏，硅胶柱纯化(氯仿∶甲醇＝9∶1)，得到13-(2’，4’-二硝基)苄基小檗碱0.55g。收率为84％。
实施例10：13-(2’，4’-二硝基)苄基小檗碱的制备
将0.5g8-乙酰基小檗碱用20mL甲醇溶解，加入2.0g溴化钾和1.28g2，4-二硝基氯化苄，溴化钾与8-乙酰基小檗碱的质量比为4∶1，2，4-二硝基氯化苄与8-乙酰基小檗碱的摩尔比为4∶1，于64℃搅拌下反应10h，反应完毕后抽滤，减压蒸馏，硅胶柱纯化(氯仿∶甲醇＝9∶1)，得到13-(2’，4’-二硝基)苄基小檗碱0.38g。收率为58％。
实施例11：13-(2’，4’-二硝基)苄基小檗碱的制备
将0.5g8-乙酰基小檗碱用20mL甲醇溶解，加入1.5g溴化钠和0.64g2，4-二硝基氯化苄，溴化钠与8-乙酰基小檗碱的质量比为3∶1，2，4-二硝基氯化苄与8-乙酰基小檗碱的摩尔比为2∶1，于64℃搅拌下反应10h，反应完毕后抽滤，减压蒸馏，硅胶柱纯化(氯仿∶甲醇＝9∶1)，得到13-(2’，4’-二硝基)苄基小檗碱0.44g。收率为67％
实施例12：小檗红碱的制备
称取0.5g小檗碱于50ml三颈瓶中，加入20ml甲苯使其全部溶解，加入0.6g氯化铝，氯化铝与小檗碱的摩尔比为3∶1，于110℃下加热回流反应9小时。反应完毕后抽滤，干燥，硅胶柱纯化(氯仿∶甲醇＝9∶1)，得到小檗红碱0.16g。收率为34％。
实施例13：小檗红碱的制备
称取0.5g小檗碱于50ml三颈瓶中，加入20ml甲苯使其全部溶解，加入0.8g氯化铝，氯化铝与小檗碱的摩尔比为4∶1，于110℃下加热回流反应9小时。反应完毕后抽滤，干燥，硅胶柱纯化(氯仿∶甲醇＝9∶1)，得到小檗红碱0.35g。收率为72％。
实施例14：小檗红碱的制备
称取0.5g小檗碱于50ml三颈瓶中，加入20ml甲苯使其全部溶解，加入1.2g氯化铝，氯化铝与小檗碱的摩尔比为6∶1，于110℃下加热回流反应9小时。反应完毕后抽滤，干燥，硅胶柱纯化(氯仿∶甲醇＝9∶1)，得到小檗红碱0.26g。收率为54％。
实施例15：8-乙酰基小檗红碱的制备
称取小檗红碱0.5g于50ml三颈瓶中，加入20ml摩尔浓度为1mol/L的氢氧化钠溶液，使其全部溶解，以0.17毫升/分钟的速度缓慢滴加0.11ml丙酮，于24℃下搅拌反应4小时，得到8-乙酰基小檗红碱0.24g。收率为41％。
实施例16：8-乙酰基小檗红碱的制备
称取小檗碱0.5g于50ml三颈瓶中，加入20ml摩尔浓度为4mol/L的氢氧化钠溶液，使其全部溶解，以0.17毫升/分钟的速度缓慢滴加0.33ml丙酮，于24℃下搅拌反应4小时，得到8-乙酰基小檗红碱0.50g。收率为84％。
实施例17：8-乙酰基小檗红碱的制备
称取小檗碱0.5g于50ml三颈瓶中，加入20ml摩尔浓度为7mol/L的氢氧化钠溶液，使其全部溶解，以0.17毫升/分钟的速度缓慢滴加0.55ml丙酮，24℃搅拌反应4小时，得到8-乙酰基小檗红碱0.39g。收率为65％。
实施例18：13-苄基小檗红碱的制备
将0.5g8-乙酰基小檗红碱用20mL甲醇溶解，加入0.8g溴化钾和0.15ml氯苄，溴化钾与8-乙酰基小檗红碱的质量比为1.6∶1，氯苄与8-乙酰基小檗红碱的摩尔比为1∶1，于64℃搅拌下反应6h，反应完毕后抽滤，减压蒸馏，硅胶柱纯化(氯仿∶甲醇＝9∶1)，得到13-苄基小檗红碱0.28g。收率为52％。
实施例19：13-苄基小檗红碱的制备
将0.5g8-乙酰基小檗红碱用20mL甲醇溶解，加入1.5g溴化钾和0.3ml氯苄，溴化钾与8-乙酰基小檗红碱的质量比为3∶1，氯苄与8-乙酰基小檗红碱的摩尔比为2∶1，于64℃搅拌下反应6h，反应完毕后抽滤，减压蒸馏，硅胶柱纯化(氯仿∶甲醇＝9∶1)，得到13-苄基小檗红碱0.50g。收率为93％。
实施例20：13-苄基小檗红碱的制备
将0.5g8-乙酰基小檗红碱用20mL甲醇溶解，加入2.0g溴化钾和0.6ml氯苄，溴化钾与8-乙酰基小檗红碱的质量比为4∶1，氯苄与8-乙酰基小檗红碱的摩尔比为4∶1，于64℃搅拌下反应6h，反应完毕后抽滤，减压蒸馏，硅胶柱纯化(氯仿∶甲醇＝9∶1)，得到13-苄基小檗红碱0.39g。收率为72％。
实施例21：13-苄基小檗红碱的制备
将0.5g8-乙酰基小檗红碱用20mL甲醇溶解，加入1.5g溴化钠和0.3ml氯苄，溴化钠与8-乙酰基小檗红碱的质量比为3∶1，氯苄与8-乙酰基小檗红碱的摩尔比为2∶1，于64℃搅拌下反应6h，反应完毕后抽滤，减压蒸馏，硅胶柱纯化(氯仿∶甲醇＝9∶1)，得到13-苄基小檗碱0.44g。收率为81％。
实施例22：13-(2’，4’-二硝基)苄基小檗红碱的制备
将0.5g8-乙酰基小檗红碱用20mL甲醇溶解，加入0.8g溴化钾和0.32g2，4-二硝基氯化苄，溴化钾与8-乙酰基小檗红碱的质量比为1.6∶1，2，4-二硝基氯化苄与8-乙酰基小檗红碱的摩尔比为1∶1，于64℃搅拌下反应10h，反应完毕后抽滤，减压蒸馏，硅胶柱纯化(氯仿∶甲醇＝9∶1)，得到13-(2’，4’-二硝基)苄基小檗红碱0.30g。收率为45％。
实施例23：13-(2’，4’-二硝基)苄基小檗红碱的制备
将0.5g8-乙酰基小檗红碱用20mL甲醇溶解，加入1.5g溴化钾和0.64g2，4-二硝基氯化苄，溴化钾与8-乙酰基小檗红碱的质量比为3∶1，2，4-二硝基氯化苄与8-乙酰基小檗红碱的摩尔比为2∶1，于64℃搅拌下反应10h，反应完毕后抽滤，减压蒸馏，硅胶柱纯化(氯仿∶甲醇＝9∶1)，得到13-(2’，4’-二硝基)苄基小檗红碱0.57g。收率为87％。
实施例24：13-(2’，4’-二硝基)苄基小檗红碱的制备
将0.5g8-乙酰基小檗红碱用20mL甲醇溶解，加入2.0g溴化钾和1.28g2，4-二硝基氯化苄，溴化钾与8-乙酰基小檗红碱的质量比为4∶1，2，4-二硝基氯化苄与8-乙酰基小檗碱的摩尔比为4∶1，于64℃搅拌下反应10h，反应完毕后抽滤，减压蒸馏，硅胶柱纯化(氯仿∶甲醇＝9∶1)，得到13-(2’，4’-二硝基)苄基小檗红碱0.34g。收率为51％。
实施例25：13-(2’，4’-二硝基)苄基小檗红碱的制备
将0.5g8-乙酰基小檗红碱用20mL甲醇溶解，加入1.5g溴化钠和0.64g2，4-二硝基氯化苄，溴化钠与8-乙酰基小檗红碱的质量比为3∶1，2，4-二硝基氯化苄与8-乙酰基小檗碱的摩尔比为2∶1，于64℃搅拌下反应10h，反应完毕后抽滤，减压蒸馏，硅胶柱纯化(氯仿∶甲醇＝9∶1)，得到13-(2’，4’-二硝基)苄基小檗红碱0.49g。收率为74％。
试验例
实施例4、5、6、7、8、9、10、18、19、20、21、22、23、24、25所制备的小檗碱13位衍生物和小檗红碱13位衍生物在抗菌实验中表现出良好的抑菌活性。具体实验过程如下：
配制牛肉膏胰蛋白胨培养基(每100mL培养基含牛肉膏0.3g，胰蛋白胨1g，氯化钠0.5g，琼脂2g，蒸馏水100mL)，于121℃，0.1MPa下高压蒸汽灭菌0.5小时，取无菌试管12个，编号分别为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12；1号试管加入8mL牛肉膏胰蛋白胨培养基，其余每个试管中加入5mL牛肉膏胰蛋白胨培养基；在1号试管中加入浓度为1280μg/mL的13-苄基小檗碱2mL，混匀后从1号试管中吸取13-苄基小檗碱与牛肉膏胰蛋白胨培养基的混合液5mL至2号试管，混匀后再从2号试管中吸取5mL13-苄基小檗碱与牛肉膏胰蛋白胨培养基的混合液至3号试管，……，如此倍比稀释至11号试管；并从11号试管中吸取13-苄基小檗碱与牛肉膏胰蛋白胨培养基的混合液5mL弃去；12号试管为不含13-苄基小檗碱的空白培养基对照。此时1号至11号试管中13-苄基小檗碱的浓度(分别为256、128、64、32、16、8、4、2、1、0.5和0.25μg/mL。
取无菌培养皿12个，编号分别为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12；在无菌操作下，按相应的顺序将各试管倒平板，即将试管中13-苄基小檗碱与培养基的混合物倒入无菌培养皿中，然后静置冷却形成平板。各平板接种金黄色葡萄球菌。培养皿放入二氧化碳细胞培养箱中，于37℃培养48小时，测定13-苄基小檗碱的最低抑菌浓度即MIC值。
测定13-苄基小檗碱抑制白色念珠菌、鲁西特念珠菌、克柔念珠菌、烟曲霉、土曲霉、隐球菌生长的试验例方法同上。
测定13-(2’，4’-二硝基)苄基小檗碱、13-苄基小檗红碱和13-(2’，4’-二硝基)苄基小檗红碱抑制白色念珠菌、鲁西特念珠菌、克柔念珠菌、烟曲霉、土曲霉、隐球菌生长的试验例方法同上。
试验结果见表1。从表1的数据可以看出，小檗碱的最低抑菌浓度即MIC值为64μg/mL，小檗红碱的最低抑菌浓度即MIC值为大于128μg/mL，而本发明制得的小檗碱13位衍生物和小檗红碱13位衍生物与小檗碱与小檗红碱相比，最低抑菌浓度即MIC值显著下降，13-苄基小檗碱为32μg/mL，13-(2’，4’-二硝基)苄基小檗碱为16μg/mL，13-苄基小檗红碱为32μg/mL，13-(2’，4’-二硝基)苄基小檗红碱为8μg/mL。因此所合成的小檗碱13位衍生物和小檗红碱13位衍生物表现出比其母体更好的抗菌活性，可作为抗菌药的原料。
表1小檗碱、小檗红碱及小檗碱13位衍生物和小檗红碱13位衍生物的体外抗菌活性
Claims (1)
1、一种小檗碱和小檗红碱13位衍生物的合成方法，其特征在于，其步骤和条件如下：所述的小檗碱13位衍生物和小檗红碱13位衍生物为：13-苄基小檗碱、13-(2’，4’-二硝基)苄基小檗碱、13-苄基小檗红碱和13-(2’，4’-二硝基)苄基小檗红碱；其分子结构式如式1-4所示：
式1， 式2，
式3， 式4；
下面提供了一种由小檗碱制备小檗红碱的方法；小檗红碱的分子结构式5如下：
小檗碱13位衍生物和小檗红碱13位衍生物的制备过程中需要合成两个反应中间体，分别为8-乙酰基小檗碱和8-乙酰基小檗红碱；8-乙酰基小檗碱、8-乙酰基小檗红碱的分子结构式6和式7如下：
式6， 式7；
1)13-苄基小檗碱的制备
a.8-乙酰基小檗碱的制备
将小檗碱用1-7mol/L氢氧化钠溶液溶解，小檗碱在氢氧化钠溶液中的浓度不高于0.025g/mL，以0.17毫升/分钟的速度滴加丙酮进行反应，所述的丙酮与小檗碱的摩尔比为1-5∶1，反应温度为20-50℃，反应时间不少于4h，反应完毕后抽滤，滤出不溶物，不溶物经硅胶柱纯化，得8-乙酰基小檗碱；
b.13-苄基小檗碱的制备
将8-乙酰基小檗碱用甲醇溶解，8-乙酰基小檗碱在甲醇中的浓度不高于0.025g/mL，加入催化剂溴化钠或溴化钾和氯苄进行反应，，所述的催化剂与8-乙酰基小檗碱的质量比为1.6-4∶1，氯苄与8-乙酰基小檗碱的摩尔比为1-4∶1，反应温度为50-80℃，反应时间不少于6h，反应完毕后抽滤，滤液减压蒸馏，经硅胶柱纯化，得13-苄基小檗碱；
2)13-(2’，4’-二硝基)苄基小檗碱的制备
将8-乙酰基小檗碱用甲醇溶解，8-乙酰基小檗碱在甲醇中的浓度不高于0.025g/mL，加入催化剂溴化钠或溴化钾和2，4-二硝基氯化苄进行反应，所述的催化剂与8-乙酰基小檗碱的质量比为1.6-4∶1，2，4-二硝基氯化苄与8-乙酰基小檗碱的摩尔比为1-4∶1，反应温度为50-80℃，反应时间不少于10h，反应完毕后抽滤，滤液减压蒸馏，硅胶柱纯化，得13-(2’，4’-二硝基)苄基小檗碱；
3)13-苄基小檗红碱的制备
a.小檗红碱的制备
将小檗碱用甲苯溶解，小檗碱在甲苯中的浓度不高于0.025g/mL，加入lewis酸与其反应，所述的lewis酸为氯化铝、氯化锌或氯化锑，lewis酸与小檗碱的摩尔比为3-6∶1，反应温度为90-120℃，反应时间不少于9h，反应完毕后减压蒸馏，经硅胶柱纯化，得小檗红碱；
b.8-乙酰基小檗红碱的制备
将小檗红碱用1mol/L-7mol/L氢氧化钠溶液溶解，小檗红碱在氢氧化钠溶液中的浓度不高于0.025g/mL，以0.17毫升/分钟的速度滴加丙酮，所述的小檗碱与丙酮的摩尔比为1-5∶1，反应温度为20-50℃，反应时间不少于4h，反应完毕后抽滤，滤出不溶物，不溶物硅胶柱纯化，得8-乙酰基小檗红碱；
c.将8-乙酰基小檗红碱用甲醇溶解，8-乙酰基小檗红碱在甲醇中的浓度不高于0.025g/mL，加入催化剂溴化钠或溴化钾和氯苄进行反应，所述的催化剂与8-乙酰基小檗红碱的质量比为1.6-4∶1，氯苄与8-乙酰基小檗红碱的摩尔比为1-4∶1，反应温度为50-80℃，反应时间不少于6h，反应完毕后抽滤，滤液减压蒸馏，硅胶柱纯化，得13-苄基小檗红碱；
4)13-(2’，4’-二硝基)苄基小檗红碱的制备
将8-乙酰基小檗红碱用甲醇溶解，8-乙酰基小檗红碱在甲醇中的浓度不高于0.025g/mL，加入催化剂溴化钠或溴化钾和2，4-二硝基氯化苄进行反应，所述的催化剂与8-乙酰基小檗红碱的质量比为1.6-4∶1，2，4-二硝基氯化苄与小檗碱的摩尔比为1-4∶1，反应温度为50-80℃，反应时间不少于10h，反应完毕后抽滤，滤液减压蒸馏，硅胶柱纯化，得13-(2’，4’-二硝基)苄基小檗红碱。
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