CN101712676A - 水溶性葛根素衍生物及其制备方法与用途 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种如通式(I)和(II)所述的葛根素衍生物及其制备方法，含有一个或多个这些化合物成分的药物组合物，及该类化合物在制备治疗心脑血管疾病、视网膜动静脉阻塞，糖尿病等疾病的药物中的应用。

Description

水溶性葛根素衍生物及其制备方法与用途

技术领域

本发明涉及葛根素，尤其涉及水溶性葛根素衍生物及其制备方法与用途。

背景技术

葛根素是自多年生豆科植物野葛(Pueraria lobata(Willd.)Ohwi)或甘葛藤(又称“粉葛”)(Pueraria thomsonii Benth)的干燥根中提取的一种黄酮苷。化学名为7，4’-二羟基-8-β-D-葡萄糖异黄酮，分子式为C₂₁H₂₀O₉，分子量416.38，CAS号为82373-94-2；作为葛根的特有成分，具有独特的化学结构、生物活性和药理作用。葛根素有扩张冠状动脉和脑血管作用，具有降血糖、血脂、抗氧化、改善血液流变学特性而广泛用于临床高血压、冠心病、急性脑梗死、糖尿病等病症的治疗。

葛根素在水中的溶解度较低，仅为1.1×10^-2mol/L，其临床使用的注射剂中需要加入助溶剂，以提高溶解度。目前临床应用的葛根素注射液大多需加入高浓度丙二醇作为助溶剂，以及赖氨酸、精氨酸、组氨酸、烟酰胺、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)等(王成，刘玉玲等，葛根素的溶解性及其络合助溶的研究，中国药学杂志，1993，28(5)：294-296)。

通过制剂方式改善其溶解性能毕竟有限，并且制剂中应用的助溶剂等辅料易引起机体的过敏反应、肝肾损害等严重的副作用，为用药安全增加了极高的危险系数。更为彻底有效的是通过结构修饰改变分子结构，从根本上改善葛根素的水溶性和脂溶性，增强葛根素的药理活性和药效。现有技术对此也有一些尝试：1978年Ronald等全合成了7，4′-二甲氧基葛根素。1999年杨若林等(杨若林、李娜等，葛根素衍生物的制备及其活性，中国药科大学学报，1999，30(2)：81-85)分别选择了对葛根素脂溶性、水溶性和空间结构有较大影响的基团，用醚化及酰化的方法对葛根素的酚羟基和糖C-6″醇羟基进行了修饰，得到了10个衍生物，并用彩色微球法(Colored microspheres)研究了葛根素衍生物对兔眼内各组织(脉络膜、视网膜、睫状体、虹膜)血流量的影响，结果表明乙酰化的衍生物可增加眼内各组织的血流量。

中国专利02135352.2公开了一种羟乙葛根素在制备治疗缺血性脑血管新药中的应用，该羟乙葛根素是以从葛根中提取的葛根素和环氧乙烷经羟乙基化方法制备的，其脂溶性较葛根素相比大大提高了，可用于制备治疗脑血管病的药物。

中国专利申请02159418.X公开了一种含水溶性基团的葛根素化合物及可作为药用的盐的制备方法，其水溶性较葛根素相比大大提高，该化合物可用于制备治疗或预防心脑血管疾病，特别是各类心脑缺血缺氧症的药物。

中国专利申请200610054014.7报导了一种具有抗缺氧功能、可药用的葛根素衍生物及其制备方法，将葛根素的酚羟基进行酰化或烷基化，使得溶出率大，并且具有较好的抗缺氧活性。

中国专利申请200610000814.0公开了一种新的葛根素衍生物及其制备方法，将葛根素的酚羟基进行酰化，来提高其水溶性，该化合物可用于制备与心脑循环有关疾病的药物。

中国专利申请200510020570.8公开了一种水溶性葛根素盐化合物及其制备方法，通过结构改变将葛根素加上氨基，提高其水溶性。

综上所述，改良葛根素的脂溶性或水溶性的方法主要是在不影响其生物活性的基础上添加水溶性基团，从而提高其药效和生物利用度。水溶性葛根素衍生物有利于葛根素的临床应用，解决不良反应等问题。

发明内容

为解决葛根素水溶性差及所引起的制剂不稳定性问题，本发明的目的在于设计和合成高水溶性葛根素衍生物前药，主要是葛根素磷酸盐、磺酸盐等衍生物。这些水溶性葛根素衍生物前药在血液中或体内通过内在的酶快速转化成葛根素。

本发明的另一个目的在于提供一系列葛根素衍生物的制备方法。

本发明进一步的目的是提供一种治疗心脑血管疾病、视网膜动静脉阻塞的药物组合物。

本发明的再一个目的是提供上述化合物和组合物在制备治疗心脑血管疾病、视网膜动静脉阻塞的药物方面的用途。

下述通式(I)葛根素衍生物：

R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R₆分别选自氢、-P(＝O)(OM)₂、-C(＝O)R₇、-S(＝O)₂(OM)，但R₁、R₂不同时为氢；

其中：

R7选自氢、C1-C10的烷基、取代烷基或者含有O，N和S杂原子的烷基，C1-C10的烯基或者取代烯基，C1-C10的芳香基或者含有O，N和S杂原子的芳香基；

M代表氢、金属阳离子或者氨基。

其中M代表氢或者Na⁺，K⁺，1/2Mg⁺⁺，1/2Ca⁺⁺，1/2Zn++或者氨基。

其中R7选自氢或者C1-C10的烷基、取代烷基。

其中氨基选自伯氨基，取代氨基或者环氨基。

下述通式(II)葛根素衍生物：

R₃、R₄、R₅、R₆分别选自氢、-P(＝O)(OM)₂、-C(＝O)R₇或-S(＝O)₂(OM)；

其中：

R₆还可以为氨基；

X和Y分别选自O，NH或S；

W和Z分别选自PO3M2，SO3M；

R₈，R₉，R₁₀，R₁₁分别选自氢，C1-C6的烷基或取代烷基，C1-C6的烯基或取代烯基；

M代表氢、金属阳离子或者氨基。

其中M代表氢或者Na⁺，K⁺，1/2Mg⁺⁺，1/2Ca⁺⁺，1/2Zn++或者氨基。

其中氨基选自伯氨基，取代氨基或者环氨基。

通式(I)或通式(II)所述葛根素衍生物的制备方法，包括以下步骤：

1)葛根素在吡啶溶剂中与乙酸酐反应，成生乙酰基葛根素；

2)酚乙酰基葛根素在弱碱性条件下，进行选择性酚羟基的水解，获得部分乙酰基保护的葛根素；

3)在吡啶条件下部分乙酰基保护的葛根素与三氯氧磷或者三氧化硫吡啶反应，将酚羟基磷酸化或磺酸化；获得相应的葛根素磷酸盐或磺酸盐；或者部分乙酰基保护的葛根素与三价磷衍生物反应，经H2O2等氧化剂氧化获得葛根素磷酸盐；或者乙酰基保护的葛根素或葛根素与氯甲基磷酸酯反应，获得葛根素甲氧基磷酸盐。

4)步骤3)所得产物加入氨水，搅拌至乙酰基全部脱去。

本发明的药物组合物含有治疗有效量的上述化合物中的一种或多种为活性成分，以及含有一种或多种药学上可接受的载体。

本发明的化合物和药物组合物可用于制备治疗心脑血管疾病和视网膜动静脉阻塞的药物。

上述药学上可接受的载体是指药学领域常规的药物载体，例如：稀释剂、赋形剂如水等，填充剂如淀粉、蔗糖等；黏合剂如纤维素衍生物、藻酸盐、明胶和聚乙烯吡咯烷酮；湿润剂如甘油；崩解剂如琼脂、碳酸钙和碳酸氢钙；吸收促进剂如季铵化合物；表面活性剂如十六烷醇；吸收载体如高岭土和皂黏土；润滑剂如滑石粉、硬脂酸钠和镁、聚乙二醇等。另外还可以在组合物中加入其他辅剂如香味剂、甜味剂等。

本发明化合物可以组合物的形式通过口服、鼻吸入、直肠或胃肠外给药的方式施用于需要这种治疗的患者。用于口服时，可将其制成常规的固体制剂如片剂、粉剂、粒剂、胶囊等，制成液体制剂如水或油悬浮剂或其他液体制剂如糖浆、酏剂等；用于肠胃外给药时，可将其制成注射用的溶液、水、粉针或油性悬浮剂等。还可以制成其他非口给药形式，例如栓剂、鼻喷雾剂等。

本发明药物组合物的各种剂型可以按照药学领域的常规生产方法制备。例如使活性成分与一种或多种载体混合，然后将其制成所需的剂型。

本发明的葛根素衍生物可经口或不经过口给药，给药量因药物不同而各有不同，对成人来说，每天50-800mg比较合适。水溶性研究

葛根素的水溶性很低，较大程度上限制了它的临床应用。我们所合成的葛根素前药衍生物都表现出水溶性大于100mg/ml的溶解度，增强了它们的药物性质。

血液转化研究

我们所合成的葛根素前药衍生物在血液中利用磷酸酯酶phosphotases和酯化酶esterases转化成葛根素。它们的半衰期t1/2为15分钟至三小时。

说明书附图

图1是葛根素磷酸盐和磺酸盐的合成流程图。

图2是葛根素甲氧基磷酸盐合成流程图。

具体实施方式

下面结合图1进一步详细叙述葛根素磷酸钠具体合成步骤：

葛根素吡啶中，在室温搅拌下，加入乙酸酐，在室温继续搅拌，反应完成后经处理，获得白色粉末六乙酰基葛根素(式2所示)。六乙酰基葛根素在二氯甲烷或其它有机溶剂，加入饱和碳酸氢钠溶液或其它有机碱使酚乙酰基水解，获得四乙酰基葛根素(式3所示)。四乙酰基葛根素与三氯氧磷或三价磷化合物，或者三氧化硫吡啶反应，将酚羟基磷酸化或磺酸化；获得相应的高水溶性四乙酰基葛根素磷酸盐(式4所示)或磺酸盐(式5所示)。该四乙酰基葛根素磷酸盐或磺酸盐可以进一步与氨水反应除去全部乙酰基保护基，获得高水溶性葛根素磷酸盐或磺酸盐。

实施例1

将4.5克(10.8mmol)葛根素(式1所示)溶于心30mL干燥的吡啶中，在室温搅拌下，慢慢加入7.5mL乙酸酐。在室温继续搅拌24小时。减压蒸流除去吡啶，加入稀HCl调PH至6左右。用乙酸乙酯，继续搅拌24h，薄层检测跟踪至原料点消失(展开剂二氯甲烷∶甲醇9∶1)，减压蒸去吡啶，加入稀HCl水溶液调pH值至6，乙酸乙酯萃取，MgSO₄干燥后过滤，蒸干乙酸乙酯得粗产品，柱色谱分离，洗脱液为二氯甲烷∶甲醇＝25∶1，收集蒸干得5.05g白色粉末乙酰基葛根素(式2所示)。H1NMR(CDCl3)：δ8.20(d，J＝8.0Hz，1H)，8.00(s，1H)，7.57(d，J＝8.4Hz，2H)，7.17(d，J＝8.4Hz，2H)，7.0(d，J＝8.4HZ，1H)，5.48(m，2H)，5.34(m，1H)，4.38(d，J＝8.8，1H)，4.36(d，J＝8.8Hz，1H)，4.13(m，1H)，4.00(m，1H)，2.32(s，3H)，2.15(s，3H)，2.09(s，3H)，2.05(s，3H)，2.02(s，3H)，1.69(s，3H).

实施例2

在室温下，将上白色粉末乙酰基葛根素(式2所示)5克(7.48mmol)溶解于干燥100mL二氯甲烷中，缓慢加入饱和碳酸氢钠溶液30mL并搅拌，薄层检测跟踪至原料点消失，加入适量水，二氯甲烷萃取，无水Na₂SO₄干燥后过滤，蒸干滤液得粗产品，柱色谱纯化，洗脱条件为二氯甲烷∶甲醇＝45∶1，得3.2g白色固体(式3所示)，收率为69.4％。H1NMR(CDCl3)：δ8.30(br s，1H)，8.21(d，J＝8.8HZ，1H)，7.99(s，1H)，7.39(d，J＝7.6HZ，2H)，7.28(s，1H)，7.03(d，J＝8.8HZ，1H)，6.89(d，J＝7.6HZ，2H)，5.99(br s，1H)，5.48(m，3H)，5.37(m，1H)，4.40(dd，J＝8.0，3.6HZ，1H)，4.25(d，J＝8.0Hz，1H)，4.00(m，1H)，2.16(s，3H，2，12(s，3H)，2.06(s，3H)，1.71(s，3H).

实施例3

将1克四乙酰基葛根素(式3所示化合物)溶于干燥吡啶中，室温下搅拌，分批加入1.57克三氯氧磷(POCl₃)，加完后搅拌24h；薄层检测跟踪至原料点消失(展开剂为二氯甲烷∶甲醇＝13∶1，v/v)，蒸去吡啶，加入适量水，洗脱液用2N NaOH溶液中和至pH为7，大孔树脂AB-8分离，纯水洗脱并收集，减压蒸干水得四羟基葛根素磷酸盐白色粉末(式4所示)500mg。

室温下，其在水中的溶解度大于200mg/100ml。将一定量的样品与大鼠抗凝血浆混匀，37℃下孵育，于不同的时间点以乙腈提取药物进行HPLC分析，测定葛根素磷酸钠在血中转换成葛根素的半衰期为3.5h。

实施例4

将(式4所示)四羟基葛根素磷酸盐所示化合物300mg溶于5ml水中，在室温下，加入氨水，搅拌至乙酰基全部脱去，蒸去溶剂，残留用大孔树脂AB-8纯化，纯水洗脱并收集，减压蒸干水得白色粉末葛根素磷酸钠(式5所示)180mg。H1NMR(DMSO-d6)：δ8.17(d，J＝8.8HZ，1H)，7.62(d，J＝8.8HZ，1H)，7.49(s，1H)，7.44(d，J＝8.4HZ，1H)，7.26(d，J＝8.4HZ，2H)，5.29(d，J＝10.4Hz，1H)，5.14(d，J＝10.0HZ，1H)，3.75(m，5H).P31NMR(DMSO-d6)：δ2.8(s)，0.76(s).

室温下，其在水中的溶解度大于300mg/100ml。将一定量的样品与大鼠抗凝血浆混匀，37℃下孵育，于不同的时间点以乙腈提取药物进行HPLC分析，测定葛根素磷酸钠在血中转换成葛根素的半衰期为0.5h。

下面结合图2进一步详细叙述葛根素磺酸钠具体合成步骤：

四乙酰基葛根素(式3所示)也可与与二叔丁氧基氯甲氧基磷酸酯在弱碱性条件下反应，生成二叔丁氧基甲氧基磷酸酯葛根素化合物(式8所示)。经强酸如三氟乙酸或盐酸处理，除去叔丁基保护基，获得四乙酰基葛根素甲氧基磷酸及相应的磷酸盐(式9所示)。再经氨水反应除去全部乙酰基保护基，获得高水溶性葛根素甲氧基磷酸盐(式10所示)。

实施例5

将1g四羟基葛根素(式3所示化合物)溶于干燥吡啶中，室温下搅拌，分批加入1.5克硫酸吡啶(Py-SO3)，加完后搅拌24h；薄层检测跟踪至原料点消失(展开剂为二氯甲烷∶甲醇＝13∶1，v/v)，蒸去吡啶，加入适量水，洗脱液用2N NaOH溶液中和至pH为7，大孔树脂AB-8分离，纯水洗脱并收集，减压蒸干水得葛根素磺酸钠盐色粉末(式6所示)600mg.

室温下，其在水中的溶解度大于200mg/100ml。将一定量的样品与大鼠抗凝血浆混匀，37℃下孵育，于不同的时间点以乙腈提取药物进行HPLC分析，测定葛根素磺酸钠在血中转换成葛根素的半衰期为3.2h。

实施例6

将式6所示化合物360mg溶于5ml水中，在室温下，加入过量氨水，搅拌至乙酰基全部脱去，蒸去溶剂，残留用大孔树脂AB-8纯化，纯水洗脱并收集，减压蒸干水得白色粉末葛根素磺酸钠(式7所示)220mg。

室温下，其在水中的溶解度大于400mg/100ml。将一定量的样品与大鼠抗凝血浆混匀，37℃下孵育，于不同的时间点以乙腈提取药物进行HPLC分析，测定葛根素磺酸钠在血中转换成葛根素的半衰期为0.6h。

实施例7

将1g四羟基葛根素(式3所示化合物)溶于丙酮中，加入氯甲氧基二叔丁基磷酸酯，薄层检测跟踪至原料点消失。蒸去丙酮，加入适量水，用二氯甲烷萃取三次。然后用水和饱和氯化钠溶液洗涤，硫酸镁干燥。旋转蒸发溶剂，然后用乙酸乙酯和正己烷进行柱层析，获得化合物(式8所示)，150毫克。

实施例8

将280毫克化合物(式8所示)溶解于10毫升二氯甲烷中，加入1毫升三氟乙酸，室温下搅拌一小时，旋转蒸发获得葛根素甲氧基磷酸化合物(式9所示)，120毫克。

实施例9

葛根素甲氧基磷酸化合物(式9所述)溶解于乙腈或四氢呋喃溶剂中，加入二当量的氢氧化钠溶液，然后蒸发除去溶剂，获得葛根素甲氧基磷酸钠盐(式10所示)260毫克。

Claims (10)

1.下述通式(I)葛根素衍生物；

R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R₆分别选自氢、-P(＝O)(OM)₂、-C(＝O)R₇、-S(＝O)₂(OM)，但R₁、R₂不同时为氢；

其中：

R7选自氢、C1-C10的烷基、取代烷基或者含有O，N和S杂原子的烷基，C1-C10的烯基或者取代烯基，C1-C10的芳香基或者含有O，N和S杂原子的芳香基；

M代表氢、金属阳离子或者氨基。

2.根据权利要求1所述的葛根素衍生物，其中M代表氢或者Na⁺，K⁺，1/2Mg⁺⁺，1/2Ca⁺⁺，1/2Zn++或者氨基。

3.根据权利要求1所述的葛根素衍生物，其中R7选自氢或者C1-C10的烷基、取代烷基。

4.根据权利要求1或2所述的葛根素衍生物，其中氨基选自伯氨基，取代氨基或者环氨基。

5.下述通式(II)葛根素衍生物：

R₃、R₄、R₅、R₆分别选自氢、-P(＝O)(OM)₂、-C(＝O)R₇或-S(＝O)₂(OM)；

其中：

R₆还可以为氨基；

X和Y分别选自O，NH或S；

W和Z分别选自PO3M2，SO3M；

R₈，R₉，R₁₀，R₁₁分别选自氢，C1-C6的烷基或取代烷基，C1-C6的烯基或取代烯基；

M代表氢、金属阳离子或者氨基。

6.根据权利要求5所述的葛根素衍生物，其中M代表氢或者Na⁺，K⁺，1/2Mg⁺⁺，1/2Ca⁺⁺，1/2Zn++或者氨基。

7.根据权利要求5或6所述的葛根素衍生物，其中氨基选自伯氨基，取代氨基或者环氨基。

8.权利要求1或2所述葛根素衍生物的制备方法，包括以下步骤：

1)葛根素在吡啶溶剂中与乙酸酐反应，成生乙酰基葛根素；

2)酚乙酰基葛根素在弱碱性条件下，进行选择性酚羟基的水解，获得部分乙酰基保护的葛根素；

3)在吡啶条件下部分乙酰基保护的葛根素与三氯氧磷或者三氧化硫吡啶反应，将酚羟基磷酸化或磺酸化；获得相应的葛根素磷酸盐或磺酸盐；或者部分乙酰基保护的葛根素与三价磷衍生物反应，经氧化剂氧化获得葛根素磷酸盐；或者乙酰基保护的葛根素或葛根素与氯甲基磷酸酯反应，获得葛根素甲氧基磷酸盐。

4)步骤3)所得产物加入氨水，搅拌至乙酰基全部脱去。

9.一种药物组合物，其特征在于：含有权利要求1-8任意一项所述化合物的任一种或多种，及药学上可接受的载体。

10.权利要求1-8任意一项所述化合物在制备治疗心脑血管疾病、视网膜动静脉阻塞药物的应用。

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