CN101967168B

CN101967168B - 一种三萜皂甙衍生物及其制备方法和用途

Info

Publication number: CN101967168B
Application number: CN 200910060122
Authority: CN
Inventors: 晏菊芳; 王明奎; 李甫; 张蔚瑜; 陈欣
Original assignee: Chengdu Institute of Biology of CAS; Chengdu Diao Pharmaceutical Group Co Ltd
Current assignee: Chengdu Institute of Biology of CAS; Chengdu Diao Pharmaceutical Group Co Ltd
Priority date: 2009-07-27
Filing date: 2009-07-27
Publication date: 2013-06-05
Anticipated expiration: 2029-07-27
Also published as: CN101967168A

Abstract

本发明属于有机化学技术领域，具体涉及一种三萜皂甙衍生物及其制备方法和用途。本发明三萜皂甙衍生物具有如下结构式：其中：Z为-H或-SO₃H或-SO₂R或-SO₂NHR或-PO(OR)₂或-COR或-COOR或常用氨基酸酰基，其中R为-H，或-(CH₂)nCH₃、n＝0-6，或-(CH₂)nAr、n＝0-6、Ar为苯基或含有羟基取代的苯基或含有卤素取代的苯基；Z¹为：-H或碱金属或烷基或糖基或与Z相同的衍生化后的糖基；Z²为：-H或-OH或烷氧基或烷酰氧基或磺酰氧基或磷酰氧基。本发明三萜皂甙衍生物可用于以PTP-1B作为治疗靶点的药物的制造。本发明具有操作简便，易于实现工业化的特点。

Description

一种三萜皂甙衍生物及其制备方法和用途

技术领域

本发明属于有机化学技术领域，具体涉及一种三萜皂甙衍生物及其制备方法和用途。

背景技术

据统计，糖尿病的患病人数正以每年递增的方式发展，以目前的趋势，预计到2025年，全世界将有3亿II型糖尿病患者，它将成为威胁人类健康的主要病种之一。2006年10月，MERCK公司的新型糖尿病药物JANUVIA经美国FDA批准上市，成为糖尿病治疗的又一大武器，使该疾病的治疗用药达到七大类数十种。但面对该病种错综复杂的发病机制和病理改变，仍有许多环节可能成为预防和控制其发生发展的重要靶点，其中就包括酪氨酸磷酸酯酶PTP-1B，作为胰岛素受体及其底物的磷酸化水平调节因子，它对胰岛素信号转导通路起重要调控作用，目前人们正在努力尝试开发其抑制剂用于糖尿病的治疗。

PTP-1B是典型的非受体型蛋白酪氨酸磷酸酯酶(PTPase)家族的成员之一。酪氨酸蛋白磷酸通路是体内主要的信号传导途径之一，胰岛素、表皮生长因子、血小板源生长因子、干扰素等都是通过这一途径进行信号传导从而调节体内的各种生理活动，因此蛋白酪氨酸磷酸化成为一种重要的调节信号传导的翻译后修饰方式。在体内酪氨酸的磷酸化是可逆的动态过程，其磷酸化和去磷酸化分别由蛋白酪氨酸激酶(PTKs)和蛋白酪氨酸磷酸酯酶(PTPs)来调节。对人类基因组的同源序列比对发现，人类PTP家族共有112个成员，按结构分为跨膜受体型，如LAR、PTPα和CD45等；和胞内型，如PTP1B、TCPTP和SHP2等。胞内型PTP1B是最早被纯化和确定生物学特性的蛋白酪氨酸磷酸酯酶，它在胰岛素敏感组织肌肉、肝脏、脂肪组织中广泛表达，与胰岛素抵抗发生机制密切相关。主要机制在于，当胰岛素与其受体结合后，胰岛素受体IR即发生磷酸化而被激活，进而催化其底物IRS使其也发生磷酸化，磷酸化后的IRS成为活性形式，进而再激活后续信号分子，直至胰岛素的信号传递到终端，产生降低血糖效应。而PTP-1B的功能之一即是，对被磷酸化后激活的IR和IRS进行去磷酸化，使其失活，重而终止胰岛素信号传导通路的级联放大效应，削弱胰岛素的生理功能，导致胰岛素抵抗发生，引起糖脂代谢失衡。

事实上，大量研究证据也表明，PTP-1B和胰岛素抵抗、肥胖及II型糖尿病等疾病密切相关相关。其一、关于PTP-1B基因敲除小鼠的研究。PTP-1B基因缺失的小鼠能维持正常的生理状态，无生育障碍，对高脂类食物诱导的肥胖有一定的抵抗能力，II型糖尿病的发病率极低，这种表型主要归因于机体组织对胰岛素敏感性的增强以及体内能量代谢速度的提高。其二、人类的遗传学研究证据。研究发现，当视网膜脂肪组织中PTP-1B过表达且活性过高时，会引起该组织胰岛素敏感性下降，从而导致全身的胰岛素抵抗；在一些人群中发现了一个能提高PTP-1B的mRNA稳定性的3’非翻译区的插入突变，从而造成PTP-1B的表达量提高，而在此人群中常伴随胰岛素抵抗及甘油三酯和高密度脂蛋白的的提高；还有众多的遗传学研究都提示：PTP-1B的表达量增加和活性增强与胰岛素抵抗的发生有非常密切的相关性。其三、反义核酸类PTP-1B抑制剂的动物实验也证明，此类抑制剂有明显的抗糖尿病、抗肥胖的作用。这也从另一个侧面证明了抑制PTP-1B的活性与改善胰岛素抵抗、治疗糖尿病和肥胖的关系。

综上所述，PTP-1B是一个极具潜力的治疗胰岛素抵抗、糖尿病和肥胖症的新靶点，以PTP-1B为靶点的新的一大类胰岛素增敏剂能够通过对胰岛素信号传导和瘦素信号传导两条途径进行调节来对抗糖尿病患者体内糖、脂代谢紊乱的病理改变，且不会有产生PPARγ激动剂类胰岛素增敏剂相类似的体重增加负作用。因此，寻找PTP-1B的特异性抑制剂已成为糖尿病和肥胖药物研究的一个重要研究领域。

另外，还有研究表明，抑制PTP-1B活性还有助于治疗其它类型的疾病，包括：自身免疫疾病，急、慢性炎症、骨质疏松和肿瘤等。显然，PTP1B抑制剂未来拥有广大的应用前景和巨大的市场价值。

本发明的三萜皂甙衍生物前体为银莲花素A。银莲花素A是中药竹节香附(Anemoneraddeana Regel)中的主要成分，是一种三萜皂甙，性状为无色粉末，熔点：242-244℃(分解)；分子式：C₄₇H₇₆O₁₆·H₂O；[α]_D ²⁰：-8°(c 0.8，CH₃OH)。现代药学研究表明，银莲花素A具有抗肿瘤、抗炎、镇痛、抗惊厥等作用，迄今为止，还没有关于它及其衍生物对PTP-1B抑制活性的报道。本发明首次公开其衍生物对PTP-1B的抑制活性以及它的制备方法和用途。

发明内容

本发明公开了具有如下结构式的三萜皂甙衍生物及其药学上可接受的盐，用于治疗以抑制PTP-1B活性为治疗靶点的疾病，如用于治疗胰岛素抵抗、糖尿病、肥胖、及其他受益于抑制PTP-1B活性的疾病。

其中：Z为-H或-SO₃H或-SO₂R或-SO₂NHR或-PO(OR)₂或-COR或-COOR或常用氨基酸酰基，在同一化合物中，至少一个Z不是-H，而是其它取代基；其中R为-H，或-(CH₂)nCH₃、n＝0-6，或-(CH₂)nAr、n＝0-6、Ar为苯基或含有羟基取代的苯基或含有卤素取代的苯基。

Z¹为：-H或碱金属或烷基或糖基或与Z相同的衍生化后的糖基。

Z²为：-H或-OH或烷氧基或烷酰氧基或磺酰氧基或磷酰氧基。

当Z¹＝-H，Z²＝-H，Z＝-SO₃H或至少一个是-SO₃H，其余是-H时，该三萜皂甙衍生物为银莲花素A硫酸酯；

当Z¹＝-H，Z²＝-H，Z＝-PO₃H₂或至少一个是-PO₃H₂，其余是-H时，该三萜皂甙衍生物为银莲花素A磷酸酯。

本发明还提供了该三萜皂甙衍生物用于其它以PTP为媒介的疾病，例如癌症、神经退行性疾病和类似病症。

本发明还提供了一种药用组合物，它是含有通式中的任一化合物或其药效学上可接受的酯、盐、盐的水合物、溶剂化物或前体药物与药学上可接受的载体制备而成的制剂，其中，所述的制剂是片剂、胶囊、丸剂、注射剂、缓释制剂、控释制剂以及各种微粒给药系统。

本发明具有操作简便，易于实现工业化的特点。

具体实施方式

下面用实施例进一步说明本发明，但不意味着对本发明的限制。

实施例1：银莲花素A硫酸酯化产物的制备

a.在三颈瓶中加入无水吡啶10mL，冰水浴冷却，剧烈搅拌，缓慢向其中滴入4mL氯磺酸，30min内滴加完毕，室温下继续搅拌30min，然后加入35mL无水DMF，搅拌溶解，于冰箱中保存。

b.称取1g银莲花素A溶解于上述溶液中，室温搅拌4h。

c.将反应液用500mL蒸馏水稀释，吸附于D-101大孔树脂上，用大量蒸馏水洗脱除去其中的有机溶剂，然后用50％甲醇水溶液洗脱，洗脱液减压蒸干得黄色固体1.46g(收率：89％)，即银莲花素A硫酸酯(H型)。IR(KBr)v_max：3452，2946，1657，1457，1262，1002，813，757cm^-1；元素分析：S含量为15.6％，经计算取代度(平均每个糖上取代基的数目)为2.4。

实施例2：银莲花素A硫酸酯Na盐的制备

如实施例1的a，b步骤制备出产物后，向反应液中加入30mL蒸馏水稀释，用1mol/L的NaOH水溶液中和，当液体颜色由黄色变红色时，中和完毕，再用500mL蒸馏水稀释，吸附于D-101大孔树脂上，用大量蒸馏水洗脱出去其中的有机溶剂，然后用30％甲醇水溶液洗脱，洗脱液减压蒸干得黄色固体，即银莲花素A硫酸酯(Na盐)。

实施例3：银莲花素A硫酸酯化产物的制备

将实施例1中的无水吡啶换成无水三乙胺，其它步骤同实施例1，得到了和实施例1完全相同的产物。

实施例4：银莲花素A单硫酸酯的制备

制备步骤同实施例1，仅将氯磺酸的量降为0.2g，经相同的方法处理得到单取代粗品。经硅胶柱层析(氯仿/甲醇洗脱)纯化得到0.12g银莲花素A单硫酸酯(收率：11％)。IR(KBr)v_max3419，2944，1639，1387，1260，1073cm^-1；(-)ESI-MS：m/z 975[M-H]^-，(-)ESI-MS²：m/z829，587，455；¹³C-NMR：39.7(C-1)，28.8(C-2)，89.9(C-3)，40.3(C-4)，56.6(C-5)，19.3(C-6)，34.2(C-7)，40.6(C-8)，48.9(C-9)，37.9(C-10)，24.7(C-11)，123.3(C-12)，145.8(C-13)，42.9(C-14)，29.2(C-15)，24.7(C-16)，47.4(C-17)，43.1(C-18)，47.6(C-19)，31.9(C-20)，34.2(C-21)，34.2(C-22)，30.9(C-23)，17.7(C-24)，16.4(C-25)，19.4(C-26)，27.2(C-27)，181.1(C-28)，35.2(C-29)，27.0(C-30)；105.0(ara-1)，77.5(ara-2)，73.4(ara-3)，70.8(ara-4)，63.5(ara-5)；107(glc-1)，79.6(glc-2)，76.5(glc-3)，72.3(glc-4)，79.0(glc-5)，69.3(glc-6)；101.5(rha-1)，74.4(rha-2)，73.2(rha-3)，76.1(rha-4)，72.1(rha-5)，18.3(rha-6)。

实施例5：银莲花素A磷酸酯化产物的制备

a.在三颈瓶中加入10mL无水吡啶，5mL磷酸三乙酯，冰水浴中剧烈搅拌，氮气保护下缓慢加入0.45mL三氯氧磷，滴加完毕后继续搅拌30min，加入0.5g银莲花素A，冰水浴中搅拌4h。反应液用30mL蒸馏水稀释，然后用1mol/L的NaOH水溶液中和。

b.将中和后的溶液置于通风橱中，加热除去溶剂，残留物溶于水中，过D-101大孔树脂柱，水洗脱后，用50％甲醇水溶液洗脱，洗脱液减压蒸干得白色粉末0.34g(收率：27.8％)，即银莲花素A磷酸酯(Na盐)。元素分析：P含量为7.05％。取代度为0.83。

实施例6：银莲花素A磷酸酯化产物的制备

将实施例5中的无水吡啶换成无水三乙胺，其它步骤同实施例5，得到了和实施例5完全相同的产物。

通过以下药效学试验进一步证明本发明的有益效果。

实施例7：三萜皂甙衍生物抑制PTP-1B酶活性的测定

在样品测试孔中加入适量自制的PTP-1B酶、各种浓度的银莲花素A磷酸酯或银莲花素A硫酸酯样品和缓冲液(50Mm NaAC，pH6.0)，同时设立空白对照(不含酶和样品)和阴性对照(不含样品)，37℃反应10min，加入底物PNPP(0.2mM)，37℃反应30min，最后加入0.07N的NaOH终止反应，405nm测定光吸收值(OD值)，计算抑制率和IC₅₀。抑制率＝(OD阴性-OD空白)-(OD阴性-OD样品)/(OD阴性-OD空白)。根据抑制率，应用Xlfit软件中的4Parameter Logistic Model计算IC₅₀值。结果如下表所示：

样品名称	化合物名称	IC₅₀值
			WMK001	银莲花素A磷酸酯	3.13nM
WMK002	银莲花素A硫酸酯	9.00nM
			WMK003	银莲花素A单硫酸酯	100nM

从上述表中结果可以看出，受试化合物具有很强的PTP-1B抑制活性。

Claims

1.一种三萜皂甙衍生物，其特征是：为银莲花素A单硫酸酯，具有如下结构式：

2.一种三萜皂甙衍生物，其特征是：为银莲花素A硫酸酯，其制备方法为包含以下步骤：

a.在三颈瓶中加入无水吡啶或无水三乙胺10mL，冰水浴冷却，剧烈搅拌，缓慢向其中滴入4mL氯磺酸，30min内滴加完毕，室温下继续搅拌30min，然后加入35mL无水DMF，搅拌溶解，于冰箱中保存；

b.称取1g银莲花素A溶解于上述溶液中，室温搅拌4h；

c.将反应液用500mL蒸馏水稀释，吸附于D-101大孔树脂上，用大量蒸馏水洗脱除去其中的有机溶剂，然后用50％甲醇水溶液洗脱，洗脱液减压蒸干得黄色固体，即银莲花素A硫酸酯。

3.一种三萜皂甙衍生物，其特征是：为银莲花素A磷酸酯，其制备方法为包含以下步骤：

a.在三颈瓶中加入10mL无水吡啶或无水三乙胺，5mL磷酸三乙酯，冰水浴中剧烈搅拌，氮气保护下缓慢加入0.45mL三氯氧磷，滴加完毕后继续搅拌30min，加入0.5g银莲花素A，冰水浴中搅拌4h，反应液用30mL蒸馏水稀释，然后用1mol/L的NaOH水溶液中和；

b.将中和后的溶液置于通风橱中，加热除去溶剂，残留物溶于水中，过D-101大孔树脂柱，水洗脱后，用50％甲醇水溶液洗脱，洗脱液减压蒸干得白色粉末，即银莲花素A磷酸酯。

4.权利要求1所述的三萜皂甙衍生物的制备方法，其特征在于包含以下步骤：

a.在三颈瓶中加入无水吡啶10mL，冰水浴冷却，剧烈搅拌，缓慢向其中滴入0.2g氯磺酸，30min内滴加完毕，室温下继续搅拌30min，然后加入35mL无水DMF，搅拌溶解，于冰箱中保存；

b.称取1g银莲花素A溶解于上述溶液中，室温搅拌4h；

c.将反应液用500mL蒸馏水稀释，吸附于D-101大孔树脂上，用大量蒸馏水洗脱除去其中的有机溶剂，然后用50％甲醇水溶液洗脱，洗脱液减压蒸干得单取代粗品，经硅胶柱层析用氯仿/甲醇洗脱纯化得到银莲花素A单硫酸酯。

5.权利要求1或2或3所述的三萜皂甙衍生物在以PTP-1B作为治疗靶点的药物制造中的用途。

6.权利要求1或2或3所述的三萜皂甙衍生物在PTP-1B表达或活性异常增强相关疾病药物制造中的用途。

7.权利要求1或2或3所述的三萜皂甙衍生物或其药效学上可接受的盐与药学上可接受的载体制备而成的制剂或药物组合物在以PTP-1B作为治疗靶点的药物制造中的用途。

8.根据权利要求7所述的三萜皂甙衍生物或其药效学上可接受的盐与药学上可接受的载体制备而成的制剂或药物组合物的用途，其特征是：所述的制剂为片剂或胶囊或丸剂或注射剂或缓释制剂或控释制剂或微粒给药系统。