CN102030809B

CN102030809B - 一种具有抗菌功效的茶皂苷元衍生物及其制备方法与应用

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Publication number: CN102030809B
Application number: CN2010105159548A
Authority: CN
Inventors: 叶勇; 罗月婷
Original assignee: South China University of Technology SCUT
Current assignee: South China University of Technology SCUT
Priority date: 2010-10-21
Filing date: 2010-10-21
Publication date: 2012-07-18
Anticipated expiration: 2030-10-21
Also published as: CN102030809A

Abstract

本发明公开了一种具有抗菌功效的茶皂苷元衍生物及其制备方法与应用。一种具有抗菌功效的茶皂苷元衍生物，是28-(4-二氧戊环-1-乙基氧丁氧基)-茶皂草精醇，由以下步骤制备得到：取三苯基氯甲烷与茶皂苷元进行反应，其结果是将茶皂苷元C28上的伯羟基保护起来；再用乙酸酐与茶皂苷元反应，将茶皂苷元上的仲羟基保护起来；加入三苯甲基脱保护剂，脱去三苯甲基，使茶皂苷元C28上的伯羟基去保护；再加入4-二氧戊环-1，1-二乙基氧丁烷与茶皂苷元反应、连接；最后加入乙酰基脱保护剂，脱去茶皂苷元上的乙酰基，经结晶获得如式I所示的茶皂苷元衍生物。本发明茶皂苷元衍生物的抗菌活性显著提高，克服了现有茶皂苷抑菌能力不强的缺陷。

Description

一种具有抗菌功效的茶皂苷元衍生物及其制备方法与应用

技术领域

本发明涉及卫生和医药领域，具体涉及一种具有抗菌功效的茶皂苷元衍生物28-(4-二氧戊环-1-乙基氧丁氧基)-茶皂草精醇及其制备方法，以及其用于制备抗菌药物的应用。

背景技术

抗菌药是指具有杀菌和抑菌活性的药物，是目前临床上应用最广泛的一类药物。然而随着抗菌剂的普遍使用甚至滥用，细菌耐药性逐年增加，耐药性细菌感染不仅严重危害人类健康，而且已成为世界范围的棘手问题。面临对人类健康危害日益严重的耐药性细菌感染，加快研发安全有效的新抗菌药物至关重要。但是令人遗憾的是，自20世纪80年代以来，获准上市的新抗菌药物数量却在逐年减少，如1998-2002年间仅有6种新抗菌药物获得上市许可，而在随后的4年间更是减至3种。而且目前大多数抗菌药研发是基于传统药物的结构修饰。

天然产物中含有许多抗菌成分，它们不易产生耐药性，对人体安全，毒副作用小，如中药抗菌剂越来越多地应用于临床。但是相比于抗生素、合成抗菌药，天然产物抗菌成分的有效抑菌浓度高，需要与其它抗菌药配合使用才能达到良好的效果，而且资源少也限制了许多天然抗菌药物的使用。

茶皂苷是存在于茶籽或油茶籽中一种主要的五环三萜化合物，由皂苷元、糖体和有机酸三部分组成。我国是油茶高产的国家，油茶籽中皂素的含量为12％，具有较大的开发价值。

茶皂苷具有抗菌活性。黄文卫等(油茶皂素抑菌效果研究，经济林研究，2002，20(1)：17～19)发现，油茶皂素对黑霉菌、桔青菌、大肠杆菌、117假丝酵母菌抑菌作用明显，但对金黄色葡萄球菌作用较弱。Sagesaka Y M等(Antimicrobial and anti-inflammatory actions of tea-leaf saponin，Yakugaku Zassi，1996，116(3)：238～243)对从茶树中提取的混合茶叶皂苷抗微生物和炎症作用作了研究，证明茶叶皂甙混合物对皮肤致病真菌表现出良好的抑制活性，其对小孢霉属病菌的MIC值为10ug/mL。Yuji Yamauchi等(Development of asimple preparation method for tea-seed saponins and investigation on their antiyeastactivity，JARQ，2001，35(3)：185～188)试验了茶皂甙对六种不同种酵母的抑菌作用，证明了茶皂甙有很强的抑制酵母生长的活性。Tomita M等(TheasaponinE-1 destroys the salt tolerance of yeast，Journal of Bioscience and Bioengineering，2000，90(6)：637～642)发现，在低浓度下茶皂甙能杀死嗜盐接合酵母菌，且随NaCl浓度升高，抑制作用增强，而在高糖渗透压的基本培养基中，观察不到明显的抑制作用。以上报道表明，茶皂苷具有抑制一些细菌和霉菌的生物学活性。

茶皂苷的糖体部分是由半乳糖、阿拉伯糖、木糖等组成的多糖结构，分子量结构大，不利于其进入细菌和真菌细胞，因此其抑菌浓度高，达不到直接杀菌的目的。

发明内容

本发明的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种高抗菌活性的茶皂苷元衍生物。

本发明的另一目的在于提供上述茶皂苷元衍生物的制备方法。

本发明的再一目的在于提供上述茶皂苷元衍生物的应用。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种茶皂苷元衍生物，是28-(4-二氧戊环-1-乙基氧丁氧基)-茶皂草精醇，具有如式I所示的结构，

(式I)

上述茶皂苷元衍生物的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

取三苯基氯甲烷与茶皂苷元进行反应，其结果是将茶皂苷元C28上的伯羟基保护起来；再用乙酸酐与茶皂苷元反应，将茶皂苷元上的仲羟基保护起来；加入三苯甲基脱保护剂，脱去三苯甲基，使茶皂苷元C28上的伯羟基去保护；再加入4-二氧戊环-1，1-二乙基氧丁烷与茶皂苷元反应、连接；最后加入乙酰基脱保护剂，脱去茶皂苷元上的乙酰基，经结晶获得如式I所示的茶皂苷元衍生物。

所述茶皂苷元可以是从茶叶或茶籽中分离获得的茶皂苷元中的任何一种。

所述三苯基氯甲烷的用量是茶皂苷元的1～1.5倍摩尔量，其与茶皂苷元的反应温度为25～50℃，反应时间为8～16h。

所述乙酸酐的用量是茶皂苷元的2～4倍摩尔量，其与茶皂苷元的反应温度为50～80℃，反应时间为8～15h。

所述三苯甲基脱保护剂为甲酸，其用量为与三苯基氯甲烷等摩尔量，其与茶皂苷元的反应温度是100～110℃，反应时间为1h。

所述4-二氧戊环-1，1-二乙基氧丁烷的用量与茶皂苷元等摩尔量，其与茶皂苷元的反应温度为70～80℃，连接反应时间为3～9h。

所述乙酰基脱保护剂为碳酸钾，其用量为乙酸酐的等摩尔量；反应温度是20～30℃，反应时间为1h。

上述茶皂苷元衍生物的应用，其特征在于：所述茶皂苷元衍生物用于制备抗菌药物制剂。

所述茶皂苷元衍生物可与药用辅料或药学上可配伍的药物制成抗菌药物制剂。

所述药物制剂为外用、口服或注射用药剂型的任何一种。

所述药物制剂为含有茶皂苷元衍生物的单方或复方制剂。

本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：

(1)本发明以茶皂苷元为原料药经过衍生化处理后，获得的茶皂苷元衍生物结构小，抗菌活性显著提高。

(2)本发明茶皂苷元衍生物的制备，采用伯羟基和仲羟基分别保护，实现活性基团的定向连接，保证了结构的一致性。

(3)本发明制备工艺简单，并采用全羟基保护，中间体无需精制，反应条件温和，产品纯度高，可用于工业化生产。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

将茶皂苷元(C₃₀H₅₀O₅)固体100g，加入到300mL的吡啶中，加热至50℃使之溶解，按与茶皂苷元等摩尔量加入三苯基氯甲烷(56.7g)，保温(50℃)搅拌反应8h；加入茶皂苷元2倍摩尔量的乙酸酐(41.6g)，50℃搅拌反应15h；加入甲酸9.4mL，反应温度100℃，回流1h；再加入4-二氧戊环-1，1-二乙基氧丁烷45g，反应温度70℃，搅拌反应9h；冷却至20℃后，加入碳酸钾56g，搅拌1h，减压蒸去吡啶后，加入1000mL水洗涤，水不溶物加入甲醇中结晶，真空干燥，制得34g的茶皂苷元衍生物。

对产物的结构分析显示，MS：m/z 662；元素组成为：C70.66％，H10.03％，O19.31％，其分子式为C₃₉H₆₆O₈，¹H-NMR与¹³C-NMR的氢和碳信号显示比茶皂苷元增加了2个次亚甲基、6个亚甲基和1个甲基。证明产物是28-(4-二氧戊环-1-乙基氧丁氧基)-茶皂草精醇。

实施例2

将茶皂苷元(C₃₀H₅₀O₅)固体100g，加入到300mL的吡啶中，室温(25℃)使之溶解，按茶皂苷元1.5倍摩尔量加入三苯基氯甲烷(85g)，保温搅拌反应12h；加入茶皂苷元3倍摩尔量的乙酸酐(83.2g)，70℃搅拌反应10h；加入甲酸14mL，反应温度105℃，回流1h；再加入4-二氧戊环-1，1-二乙基氧丁烷45g，反应温度75℃，搅拌反应6h；冷却至30℃后，加入碳酸钾112g，搅拌1h，减压蒸去吡啶后，加入1000mL水洗涤，水不溶物加入甲醇中结晶，真空干燥，制得49g的茶皂苷元衍生物。

产物的结构分析数据同实施例1。证明产物是28-(4-二氧戊环-1-乙基氧丁氧基)-茶皂草精醇。

实施例3

将茶皂苷元(C₃₀H₅₀O₅)固体100g，加入到300mL的吡啶中，加热到40℃使之溶解，按茶皂苷元1.2倍摩尔量加入三苯基氯甲烷(68g)，保温搅拌反应16h；加入茶皂苷元4倍摩尔量的乙酸酐(62.4g)，80℃搅拌反应8h；加入甲酸11.3mL，反应温度110℃，回流1h；再加入4-二氧戊环-1，1-二乙基氧丁烷45g，反应温度80℃，搅拌反应3h；冷却至25℃后，加入碳酸钾84g，搅拌1h，减压蒸去吡啶后，加入1000mL水洗涤，水不溶物加入甲醇中结晶，真空干燥，制得43g的茶皂苷元衍生物。

实施例4

实施例1-3制备的茶皂苷元衍生物的体外抗菌性实验：

方法：将大肠杆菌(Escherichia coli)、金黄色葡萄球菌(Staphyloccocus aureusRosenbach)、铜绿假单胞菌(P.Aeruginosa)的实验菌液，分别加入到MH肉汤培养基中，配制成10⁸cfu/mL的浓度，于37℃培养6～8h，备用。

采用试管内药液稀释法，将茶皂苷元衍生物溶液2.0mL(浓度为1mg/mL，溶剂是乙醇溶液)用肉汤稀释成1∶2，1∶4，1∶8，1∶16.1∶32，1∶64.1∶128，1∶256.1∶512共9个梯度浓度的溶液，其中第10管不加药物而加实验菌液作为阳性对照，第11管只加药物而不加细菌作阴性对照。分别与上述3种试验菌液0.1mL混匀后一起放入37℃孵箱中培育16～24h。将茶皂苷元衍生物浓度最低的一管清亮未生长细菌的肉汤转种到琼脂平板上，仍无细菌生长，即表示该管的药量就是茶皂苷元衍生物的最小抑菌浓度(MIC)。

结果：茶皂苷元衍生物对三种致病细菌均有良好的抑制作用，对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、铜绿假单孢菌的最低抑菌浓度分别为0.015，0.008和0.125mg/mL。与茶皂苷相比，本衍生物对该三种致病菌的抑菌作用显著提高。结果见表1。

表1茶皂苷元衍生物对致病菌的抑菌实验

注：″+″表示有细菌生长，″-″表示无细菌生长

实施例5

实施例1-3制备的茶皂苷元衍生物的体内抗菌实验

方法：将培养18h的金黄色葡萄球菌(Staphyloccocus aureus Rosenbach)、绿脓杆菌(p.aeruginosa)培养液分别稀释成10⁸、10⁷、10⁶、10⁵cfu/mL的浓度，取0.5mL稀释液注入小鼠腹腔内，观察小鼠的感染情况。结果注入10⁵cfu/mL金黄色葡萄球菌、注入10⁷cfu/mL绿脓杆菌时，小鼠第1天有30％的死亡，第4天有90％的小鼠死亡。因此将10⁵cfu/mL金黄色葡萄球菌，10⁷cfu/mL绿脓杆菌定为感染浓度。

将小鼠100只随机分为空白对照组、茶皂苷元衍生物高中低剂量组、阿莫西林阳性对照组，每组20只。空白对照组予等量生理盐水灌胃，茶皂苷元衍生物组分别按表2中的剂量连续灌胃给药3天，在第4天时，腹腔给菌0.5mL/只，观察7天内各组动物的死亡情况。采用χ²检验，采用SPSS 11软件进行统计分析。

结果：高、中剂量给药组金黄色葡萄球菌、绿脓杆菌感染小鼠死亡率与空白对照组比，差别有统计学意义(P＜0.05)，但与阳性对照组差别不显著。说明高中剂量茶皂苷元对金黄色葡萄球菌、绿脓杆菌感染小鼠有较好的保护作用。结果见表2。

表2茶皂苷元衍生物对致病菌感染小鼠的作用实验

实施例6

取实施例1的茶皂苷元衍生物10g，加入正丁醇10g，表面活性剂AEO-6 5g，加水制成茶皂苷元衍生物含量为1％的乳剂，作为外用消毒乳剂。

实施例7

取实施例2的茶皂苷元衍生物10g，与乳糖、结晶纤维素按3∶7质量比组成的混合物30g、1％硬脂酸镁混合均匀，经压片机制成每片含茶皂苷元衍生物200mg的片剂。

实施例8

称取实施例3制得的茶皂苷元10g，加入药用微晶纤维素30g，混合均匀，湿法制粒，用乙醇调节，制得颗粒松散过20目筛，晾干。干燥后填充胶囊，即得茶皂苷元衍生物的胶囊剂。

实施例9

取实施例1的茶皂苷元衍生物10g，用多乙氧基醚1000mL溶解后，灌入小瓶，制成注射针剂。

实施例10

称取实施例2制得的茶皂苷元衍生物10g，加入50g PEG6000，加热至60℃熔化后混合均匀，置于滴丸机内，用液体石蜡致冷，滴丸。冷却即得茶皂苷元的滴丸剂。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种茶皂苷元衍生物，其特征在于：所述茶皂苷元衍生物是28-(4-二氧戊环-1-乙基氧丁氧基)-茶皂草精醇，具有如式I所示的结构：

(式I)。

2.权利要求1所述茶皂苷元衍生物的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

取三苯基氯甲烷与茶皂苷元进行反应，其结果是将茶皂苷元C28上的伯羟基保护起来；再用乙酸酐与茶皂苷元反应，将茶皂苷元上的仲羟基保护起来；加入三苯甲基脱保护剂，脱去三苯甲基，使茶皂苷元C28上的伯羟基去保护；再加入4-二氧戊环-1，1-二乙基氧丁烷与茶皂苷元反应、连接；最后加入乙酰基脱保护剂，脱去茶皂苷元上的乙酰基，经结晶获得如式I所示的茶皂苷元衍生物；

所述茶皂苷元是从茶叶或茶籽中分离获得的茶皂苷元中的任何一种。

3.根据权利要求2所述茶皂苷元衍生物的制备方法，其特征在于：所述三苯基氯甲烷的用量是茶皂苷元的1～1.5倍摩尔量，其与茶皂苷元的反应温度为25～50℃，反应时间为8～16h。

4.根据权利要求2所述茶皂苷元衍生物的制备方法，其特征在于：所述乙酸酐的用量是茶皂苷元的2～4倍摩尔量，其与茶皂苷元的反应温度为50～80℃，反应时间为8～15h。

5.根据权利要求2所述茶皂苷元衍生物的制备方法，其特征在于：所述三苯甲基脱保护剂为甲酸，其用量为与三苯基氯甲烷等摩尔量，其与茶皂苷元的反应温度是100～110℃，反应时间为1h。

6.根据权利要求2所述茶皂苷元衍生物的制备方法，其特征在于：所述4-二氧戊环-1，1-二乙基氧丁烷的用量与茶皂苷元等摩尔量，其与茶皂苷元的反应温度为70～80℃，连接反应时间为3～9h。

7.根据权利要求2所述茶皂苷元衍生物的制备方法，其特征在于：所述乙酰基脱保护剂为碳酸钾，其用量为乙酸酐的等摩尔量，其与茶皂苷元的反应温度是20～30℃，反应时间为1h。

8.权利要求1所述茶皂苷元衍生物的应用，其特征在于：所述茶皂苷元衍生物用于制备抗菌药物制剂。

9.根据权利要求8所述茶皂苷元衍生物的应用，其特征在于：所述茶皂苷元衍生物与药用辅料或药学上可配伍的药物制成抗菌药物制剂。

10.根据权利要求8或9所述茶皂苷元衍生物的应用，其特征在于：所述药物制剂为外用、口服或注射用药剂型的任何一种。