CN102000059B - 一种槲皮素二聚体黄酮用于制备糖苷酶抑制剂的药物用途 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种槲皮素二聚体黄酮用于制备糖苷酶抑制剂的药物用途，具体而言，本发明公开了一种槲皮素二聚体黄酮或其可药用盐用于制备抑制α-葡萄糖苷酶剂、防治II型糖尿病的药物之用途，该槲皮素二聚体黄酮具有极其显著的抑制α-葡萄糖苷酶的活性，其在4微克/毫升浓度时对α-葡萄糖苷酶的抑制活性强度已达到75.0％，通过测定其半数抑制浓度显示：该槲皮素二聚体黄酮抑制α-葡萄糖苷酶的强度是阳性对照药物阿卡波糖的88倍。药效学结果表明该槲皮素二聚体黄酮或其可药用盐可预期作为糖苷酶抑制剂药物尤其是防治II型糖尿病的药物之用途。

Description

一种槲皮素二聚体黄酮用于制备糖苷酶抑制剂的药物用途

技术领域

本发明涉及医药技术领域，具体而言，本发明涉及一种槲皮素二聚体黄酮或其可药用盐用于制备抑制α-葡萄糖苷酶、防治II型糖尿病也即非胰岛素依赖型糖尿病药物中的用途，该槲皮素二聚体黄酮具有极其显著的抑制α-葡萄糖苷酶的活性，其在4微克/毫升浓度时对α-葡萄糖苷酶的抑制活性强度已达到75.0％，通过测定其半数抑制浓度显示：该槲皮素二聚体黄酮抑制α-葡萄糖苷酶的强度是阳性对照药物阿卡波糖的88倍，因此该化合物或其可药用的盐，以及与制剂允许的药物赋形剂或载体制备成的药物组合物可预期作为糖苷酶抑制剂药物尤其是防治II型糖尿病也即非胰岛素依赖型糖尿病药物之用途。

背景技术

随着科技进步和生活水平的提高，在全球范围内，糖尿病的发病率正在提高。据统计，糖尿病发生在约3％的人身上，全世界患者总人数已超过一亿两千万，造成国民经济的重大损失。

糖尿病是临床常见的内分泌代谢性疾病。西医认为糖尿病病人可分为两种：即I型糖尿病(或称胰岛素依赖型，IDDM)和II型糖尿病(或称非胰岛素依赖型，NIDDM)，其中II型糖尿病更广，危害更大。我国糖尿病患者有2000万以上，其中近90％为II型糖尿病。随着生活方式、饮食习惯的改变，以及科技和医疗水平的发展，检测早期糖尿病水平不断提高等因素，世界各国预期寿命和糖尿病发病率都在不断提高。该病在我国更是出现了多发性、年轻化的特点，给国民经济和生产力发展造成了非常大的损失。

目前治疗II型糖尿病的口服药物有磺酰脲类、双胍类、α-糖苷酶抑制剂类和胰岛素增敏剂类四大种类，但各具优缺点。α-糖苷酶抑制剂是上世纪70年代开始兴起的新的治疗NIDDM之研发理念。此为治疗磺胺类药物继发无效之II型糖尿病的补充治疗手段。文献报道，使用竞争性α-糖苷酶抑制剂，可以推迟淀粉、蔗糖等糖类化合物在消化道内的转化和吸收，减轻肾脏负担；抑制饭后血糖急剧上升，使血糖浓度在一天内变化波动幅度减小。此乃有效抑制糖尿病患者前期的葡萄糖调节受损尤其是葡萄糖耐量受损(IGT)阶段，许多尚未发病的糖尿病潜在患者仍处于此阶段当中。德国拜耳公司研制的α-葡糖苷酶抑制剂阿卡波糖(acarbose)于1990年在德国上市，现已成为多个国家，包括我国，治疗II型糖尿病的一线用药，其商品名为拜糖平。亚太地区II型糖尿病政策研究组2005年给出治疗指南，将α-葡糖苷酶(α-glucosidase)抑制剂作为降低餐后血糖的首选用药。各国针对新的α-葡糖苷酶抑制剂暨降糖药物展开激烈竞争。日本开发的α-糖苷酶抑制剂voglibose(伏格列波糖)也已于1994年上市。然而其居高的价格必将受到新型低廉创新性同类药物的竞争。正在临床试验的α-糖苷酶抑制剂还有miglitol(米格列醇)、emigliate等。值得注意的是：越来越多的已上市α-糖苷酶抑制剂之不良反应也对更新换代的新型抑制剂提出要求。胃肠道副作用、红斑、皮疹和荨麻疹等皮肤过敏反应，黄疸、GOT、GPT上升等的严重肝功能障碍，心脏系统风险等都是该类已上市药物的治疗盲区[参见：李中芬，《药物不良反应杂志》2001年第4期；杨晓辉等，《中国药物警戒》2009年1期；等文献报道]。因而，积极发展更为强效、安全的新型非生物碱类α-葡糖苷酶抑制剂有着紧迫性和必要性。

基于此目的，发明人曾完成多项开发新型α-糖苷酶抑制剂类天然产物及其结构改造衍生物的研究，并发现多种抑制α-葡萄糖苷酶活性的化合物，从而说明从天然产物及其合成衍生物中筛选出强效抑制α-糖苷酶抑制剂的创新性降糖药物是可行的[参见：“阿江榄仁酸在制备糖苷酶抑制剂药物中的应用”，张荣平、窦辉、赵昱、巫秀美等，CN 101416970；“桦木酸在制备糖苷酶抑制剂药物中的应用”，郑汉其、窦辉、张荣平、赵昱、巫秀美等，CN 101416971；“A环多氧化取代的五环三萜类衍生物及其制备方法和用途”，赵昱、冯菊红、巫秀美、白骅、约阿施·史托克希特，CN 101117349；“A环和C环多氧化取代的五环三萜及其制备方法和用途”，赵昱、陈海永、郑汉其、巫秀美、白骅、约阿施·史托克希特，CN 101117348]。毋庸置疑，继续从天然产物及其结构改造衍生物中寻找能够抑制α-葡糖苷酶的先导化合物是非常必要和紧迫的。

槲皮素是一种黄酮醇，先前的研究结果报道过槲皮素对醛糖还原酶有抑制活性，然而其见报于抑制糖苷酶、治疗糖尿病方面之文献相对较少，尤其是其对α-葡萄糖苷酶之抑制活性尚未见报道。Hirose等发现槲皮素还可以形成二聚体(Chemistry Letters，1999，8，775-776)，然而关于该二聚体的生物活性及制药用途方面未见报道。

由于Hirose等所阐述的该二聚体比槲皮素分子量大几乎一倍，分子中含有更多羟基等活性基团，发明人从而对该化合物结构更感兴趣。我们设计并制备了一种黄酮二聚体衍生物，也即将槲皮素在银盐催化下进行偶合反应生成二聚体，延长了整个分子共轭范围和共轭强度，同时引入数量更多的游离羟基基团，如此设计可以生成新型空间结构不同于槲皮素的一类新型黄酮二聚体类化合物，以期发现超乎寻常的抑制α-葡萄糖苷酶的活性乃至先导化合物。据此完成本发明。

发明内容

本发明的目的是提供式(1)所示结构的槲皮素二聚体黄酮或其可药用盐用于制备抑制α-葡萄糖苷酶、治疗NIDDM疾病药物之用途；

式(1)化合物的名称为：1，3，11a-三羟基-8-(3，5，7-三羟基-4H-1-苯并吡喃-4-酮-2)-5a-(3，4-二羟基苯基)-5，6，11-三氧-并四苯-12-酮。

本发明还提供了一种制备式(1)所示的槲皮素二聚体黄酮类化合物的方法，其特征是：用市售或者自制的槲皮素在无水条件下，有银盐催化进行自由基偶合反应偶联而得。

本发明的另一个目的是提供了一种用于抑制α-葡萄糖苷酶、治疗NIDDM疾病的药物组合物，其特征为由含有治疗有效量的作为活性成分的式(1)化合物或者它的可药用盐和可药用辅料组成的混合物。其药物剂型可以是片剂、胶囊剂、注射剂、气雾剂、栓剂、膜剂、滴丸剂、贴片剂、皮下植埋剂、外用搽剂、口服液或软膏剂，还可以采用现代制药界所公知的控释或缓释剂型或纳米制剂。

发明人制备的槲皮素二聚体黄酮化合物(1)与天然黄酮木脂素类化合物槲皮素相比较，具有诸多结构和物化性质上差异化的特征，包括其疏水性、芳香性、吉布斯自由能、氢键受体、电性、分子间范德华力、以及3D构象、伸展方向、分子重心、共轭程度、电性分布中心等特质均与槲皮素有着明显不同；且化合物(1)分子量比槲皮素增大了300个质量单位。上述特征都决定了式(1)所示化合物之三维构象与α-葡萄糖苷酶之3D空间结构相结合之配体-受体结合复合物形态和结合方式都可能产生较大的差别，其结合位点和结合模式、其结合自由能等均会产生较大的改变，因而可能在抑制α-葡萄糖苷酶方面有着意想不到的效果。

我们测试了该化合物对α-葡萄糖苷酶的生长抑制作用，试验结果发现：该槲皮素二聚体黄酮具有极其显著的抑制α-葡萄糖苷酶的活性，其在4微克/毫升浓度时对α-葡萄糖苷酶的抑制活性强度已达到75.0％，通过测定其半数抑制浓度显示：该槲皮素二聚体黄酮抑制α-葡萄糖苷酶的强度是阳性对照药物阿卡波糖的88倍，以上药效学结果说明式(1)化合物有着意想不到的抑制α-葡萄糖苷酶效果，从而可以预期该槲皮素二聚体黄酮或其可药用盐可预期作为糖苷酶抑制剂药物尤其是防治II型糖尿病也即非胰岛素依赖型糖尿病药物之用途。

经本发明人详细的文献查阅，到目前为止，尚无有关该化合物治疗NIDDM疾病和制备抑制α-葡萄糖苷酶药物的报道。综上所述，我们制备的该槲皮素二聚体黄酮既有结构上的独特性，又有抑制糖苷酶作用方面研究的新颖性，并在降糖活性测试中发现了不寻常的抑制α-葡萄糖苷酶的活性，有望成为抑制α-葡萄糖苷酶及治疗NIDDM之先导化合物。槲皮素二聚体黄酮式(1)化合物对于α-葡萄糖苷酶强效抑制均属于意想不到的发现，有着确切的原创性。

本发明有益之处在于：首次发现式(1)所示之槲皮素二聚体黄酮具有极其强效抑制α-葡萄糖苷酶的功效、并在防治NIDDM疾病方面具有成药潜力，为开发成为治疗NIDDM疾病创新药物、开发抑制α-葡萄糖苷酶之创新型降糖药物提供了新的物质基础。具有潜在巨大的社会效益和经济效益。本发明再一特点为：本发明之合成起始物来源方便，其制备方法简单易行，成本低，污染小，利于节能减排条件下的大规模生产。产业化前景十分明确。

具体实施方式

本发明人通过多步简单合成，并通过层析手段得到该能有效抑制α-葡萄糖苷酶活性的一个槲皮素二聚体黄酮类活性化合物，又经质谱和核磁共振波谱等综合解析推导出其化学结构。本发明人发现，式(1)化合物对α-葡萄糖苷酶具有显著的抑制作用。因此，根据本发明人的研究，发明人所设计并合成的式(1)所示之槲皮素二聚体黄酮化合物可以用于制备抑制α-葡萄糖苷酶、防治NIDDM疾病的药物和用于治疗II型糖尿病。

为了更好地理解本发明的实质，下面分别用式(1)化合物的制备及其对α-葡萄糖苷酶之抑制作用试验的结果，说明其在制药领域中的新用途。实施例给出了式(1)化合物的部分合成、结构鉴定、和活性数据。必须说明，本发明的实施例是用于说明本发明而不是对本发明的限制。根据本发明的实质对本发明进行的简单改进都属于本发明要求保护的范围。

实施例1：式(1)化合物的制备

1.1仪器与试剂：

紫外光谱用Shimadzu UV-240紫外分光光度计测定；核磁共振氢谱¹H-NMR由INOVA型超导核磁共振波谱仪(VARIAN INOVA-400MHz)测定(四甲基硅醚TMS为内标)；电喷雾质谱ESI-MS由BrukerEsquire 3000+质谱仪测定，柱层析用硅胶(100-200，200-300和300-400目)以及薄层层析用硅胶GF254(10-40目)均由青岛海洋化工厂生产；所用试剂均为分析纯；薄层制备层析(PTLC)用Merck公司的铝箔硅胶板；柱色谱用葡聚糖凝胶Sephadex LH-20采用瑞典Amersham Pharmacia Biotech AB公司产品；反相硅胶RP-18采用日本Fuji Silysia Chemical公司的Chromatorex产品；MCI为日本三菱化工公司产品，薄板(TLC)检测用254和365nm的紫外灯；显色剂用碘蒸气、10％硫酸-乙醇以及磷钼酸溶液。

1.2目标化合物的制备

在干燥的反应瓶中加入343毫克槲皮素(本室自行制备，HPLC检测纯度98％)，550毫克碳酸银，于氮气保护下加入20毫升干燥过的丙酮和60毫升无水苯溶液，在55-60℃之间搅拌20小时。混合物静置，滤除不溶物。母液减压浓缩，得黄色固体。以200-300目硅胶柱层析，以氯仿/甲醇(20∶1)洗脱。得黄色固体182毫克。R_f(氯仿∶甲醇＝10∶1)＝0.18；红外IR(KBr压片)cm^-1：3195，1689，1647，1588，1495；核磁共振氢谱¹H NMR(400MHz，氘代丙酮)：6.05(双峰，J＝2.0Hz，1H，H-6′)，6.10(双峰，J＝2.0Hz，1H，H-8′)，6.28(双峰，J＝2.0Hz，1H，H-6)，6.62(双峰，J＝2.0Hz，1H，H-8)，6.81(双峰，J＝8.4Hz，1H，H-13)，7.16(双双峰，J＝2.4，8.4Hz，1H，H-14′)，7.29(双峰，J＝8.0Hz，1H，H-13′)，7.35(双峰，J＝2.4Hz，H-10′)，7.96(双峰，J＝2.0Hz，1H，H-10)，8.00(双双峰，J＝2.0，8.8Hz，1H，H-14)；核磁共振碳谱¹³CNMR(100MHz，氘代丙酮，δppm)：91.4(C-3′)，94.6(C-8)，97.3(C-8′)，98.0(C-6′)，99.3(C-6)，100.9(C-4′a)，101.6(C-2′)，104.2(C-4a)，115.4(C-9′)，116.5(C-14′)，117.7(C-10)，118.2(C-13)，121.1(C-10′)，123.4(C-14)，126.2(C-9′)，126.9(C-13)，137.6(C-3)，141.8(C-11)，143.0(C-12)，145.4(C-2，C-11′)，147.6(C-12′)，157.8(C-8a)，160.7(C-8′a)，162.3(C-4a)，165.1(C-5′)，165.2(C-7)，169.2(C-7′)，176.7(C-4)，189.0(C-4′)；电喷雾质谱ESI-MS：m/z 603[M+H]⁺(100)。

实施例2：化合物(1)对α-葡萄糖苷酶的抑制活性检测

2.1仪器与试剂：

2.1.1实验仪器

酶标仪：ELISA plate reader(Bio-Tek Instruments，USA)

2.1.2试剂

α-葡萄糖苷酶即α-D-glucosidase(Sigma，500U/毫升)；4-硝基酚-α-D-吡喃葡萄糖苷(PNPG，Merck)，还原性谷胱甘肽(上海生工)，阿卡波糖即拜糖平(拜耳医药保健有限公司，北京)。

2.2测试方法：

化合物对α-葡萄糖苷酶的抑制作用测定采用比色法。样品孔中加入磷酸缓冲液(67毫摩尔/升，pH6.8，170微升)，还原型谷胱甘肽(1毫克/毫升，5微升)，α-D-glucosidase(用磷酸缓冲液稀释成0.2U/毫升，25微升)，化合物(1)用二甲亚砜溶解，用磷酸缓冲液稀释，每孔25微升，使其终浓度为0.04毫克/毫升，0.004毫克/毫升，0.0004毫克/毫升，最后加入底物4-硝基酚-α-D-吡喃葡萄糖苷(23.2毫摩尔/升，25微升)，37℃，水浴反应15分钟后，加入碳酸钠(1摩尔/升，50微升)终止反应，在405nm波长处比色测定。空白孔中用相同体积的Tris-HCl缓冲液代替底物。溶剂对照孔中加入与化合物等浓度的二甲亚砜。化合物对α-葡萄糖苷酶的抑制率由样品OD值对于空白和对照OD值计算。样品对α-葡萄糖苷酶的半数抑制浓度(IC₅₀)由剂量效应曲线得到。

2.3试验结果如下表1所示：

表1

2.4实验结论：

α-葡萄糖苷酶是α-糖苷酶抑制剂药物筛选中的的指标性测试酶，许多药物是基于对α-葡萄糖苷酶竞争性抑制作用而成为降糖药物的。本实验表明式(1)所示结构之槲皮素二聚体黄酮具有强效抑制α-葡萄糖苷酶的作用，其在4微克/毫升浓度时对α-葡萄糖苷酶的抑制活性强度已达到75.0％，通过测定其半数抑制浓度显示：该槲皮素二聚体黄酮抑制α-葡萄糖苷酶的强度是阳性对照药物阿卡波糖的88倍，因而具有非常强效的开发潜力，有可能进一步发展成为新的治疗II型糖尿病用药。

在上述说明书阐述本发明时，同时提供了实施例的目的是举例说明本发明的实际操作过程和本发明的意义。在进入本发明权利要求和其等同物范围内时，本发明的实际应用包括所有一般变化、配合，或改进。

Claims (2)

1.具有式(1)所示结构之槲皮素二聚体黄酮或其可药用盐在制备防治II型糖尿病的药物中的用途；

式(1)

式(1)化合物的名称为：1，3，11a-三羟基-8-(3，5，7-三羟基-4H-1-苯并吡喃-4-酮-2)-5a-(3，4-二羟基苯基)-5，6，11-三氧-并四苯-12-酮。

2.具有式(1)所示结构之槲皮素二聚体黄酮或其可药用盐在制备抑制α-葡萄糖苷酶的降糖药物中的应用；

式(1)

式(1)化合物的名称为：1，3，11a-三羟基-8-(3，5，7-三羟基-4H-1-苯并吡喃-4-酮-2)-5a-(3，4-二羟基苯基)-5，6，11-三氧-并四苯-12-酮。