CN102516071A - 具有抗禽流感病毒活性的手性棉酚酸及其制备方法 - Google Patents

具有抗禽流感病毒活性的手性棉酚酸及其制备方法 Download PDF

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CN102516071A CN2011104233026A CN201110423302A CN102516071A CN 102516071 A CN102516071 A CN 102516071A CN 2011104233026 A CN2011104233026 A CN 2011104233026A CN 201110423302 A CN201110423302 A CN 201110423302A CN 102516071 A CN102516071 A CN 102516071A
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杨健
吴叔文
田波
陈刚
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Wuhan University WHU
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Abstract

本发明公开了具有抗禽流感病毒活性的手性棉酚酸及其制备方法,本发明手性棉酚酸包括左旋棉酚酸和右旋棉酚酸,其中,左旋棉酚酸和右旋棉酚酸的结构式分别如下: , ;其制备方法为:以左旋棉酚或右旋棉酚为原料,将左旋棉酚或右旋棉酚的酚羟基经乙酰化保护,然后氧化其醛基,最后脱乙酰化,即可得到左旋棉酚酸和右旋棉酚酸。本发明手性棉酚酸对H5N1禽流感病毒A/VietNam/1194/2004有很强的抑制活性。

Description

具有抗禽流感病毒活性的手性棉酚酸及其制备方法
 
技术领域
本发明属于有机药物化学领域,具体涉及具有抗禽流感病毒活性的手性棉酚酸及其制备方法。
背景技术
流感是流感病毒引起的急性呼吸道传染病。自1997年中国香港报道了人类第一例感染H5N1型病毒的禽流感死亡病例以来,该病毒已在中国、越南、泰国和荷兰等国流行,具有高致病性和高死亡率的特点,目前在我国流行的A型禽流感病毒为H5N1亚型。如今,全世界正面临着禽流感大流行的危险,尤其要警惕禽流感病毒的抗原性变异,或它与目前人群中流行的A型禽流感病毒发生基因重配,形成重配株,而造成人类流感暴发。因此,禽流感是一种人禽共患的高致病传染性疾病,不仅在世界范围引起了重视,也是我国重点预防与控制的一种传染性疾病。
禽流感虽然影响大,但抗禽流感病毒的药物发展缓慢,品种较少。A型禽流感病毒已对金刚烷胺产生了耐药性,进口的达菲是目前国内外治疗禽流感唯一有效的药物,但国外已出现了达菲耐药性的报道。因此寻找结构新颖、新靶点和高效低毒的抗禽流感病毒药物是摆在药物工作者面前的重大难题。
    棉酚是锦葵科植物棉花的根、茎和种子所含的一种黄色多元酚类化合物,是一对具有手性的阻旋型旋光异构体。棉酚在棉籽中含量为0.15~1.8%,在棉根皮中含量为0.56~3%。有文献[1-3]报道棉酚对A型和B型流感病毒也有较强的抑制作用,棉酚抗A和B型流感病毒可能与其作用于病毒蛋白壳有关。从结构上看,棉酚不同于目前临床使用的抗禽流感病毒药物,如金刚乙脘和达菲,因此,棉酚对于解决禽流感病毒的耐药性是有帮助的。棉酚的甲酰基不是抗病毒活性的必需基团,但与棉酚的毒性有关,对其改造可降低毒性[4]。目前还没有关于手性棉酚酸抗禽流感病毒的报道。
文中涉及的参考文献如下:
[1]S.A. VIchkanova, L.V.Goryunova. Antibiotiki, 1968, 828.
[2] Baram, N. I.; Ismailov, A.I.; Ziyaev, Kh. L.; Rezhepov, K. Zh. Chem.Nat.Compd. 2004, 40, 199-204.
[3]A.G.Rakhmanova, V.A.Isakov, Yu.I.Kiselev, E.V.Stepanova, V.V.Turtin. Interferon-92 [Russian], S.V.Prozorovakii, ed., Moscow(1992).
[4]Lin, T.S.; Schinazi, R.F.; Zhu, J.; Birks, E.; Carbone, R.; Si, Y.; Wu, K.; Huang, L.; Prusoff, W.H. Biochem. Pharmacol. 1993, 46, 251-255。
发明内容
针对现有技术存在的不足,本发明通过对棉酚的醛基进行改造,寻找到一种抗禽流感病毒活性更强、毒性更小的手性棉酚酸及其制备方法。
为了解决上述技术问题,本发明采用如下的技术方案:
一、一种具有抗禽流感病毒活性的手性棉酚酸,包括左旋棉酚酸和右旋棉酚酸,其中: 
左旋棉酚酸((-)-棉酚酸)的结构式如下: 
Figure 2011104233026100002DEST_PATH_IMAGE001
右旋棉酚酸((+)-棉酚酸)的结构式如下: 
Figure 2011104233026100002DEST_PATH_IMAGE002
二、一种具有抗禽流感病毒活性的手性棉酚酸的制备方法,包括以下步骤:
步骤一,(-)-1,1',6,6',7,7'-六乙酰棉酚或(+)-1,1',6,6',7,7'-六乙酰棉酚的制备:
将左旋棉酚或右旋棉酚溶于有机溶剂中,并向有机溶剂中滴加有机酸酸酐或酰氯,再加入4-二甲氨基吡啶得到反应液,将得到的反应液于室温下充分搅拌后倒入去离子水中,有絮状物析出,经萃取、洗涤、干燥后,蒸馏除去溶剂,经柱层析后即得到(-)-1,1',6,6',7,7'-六乙酰棉酚或(+)-1,1',6,6',7,7'-六乙酰棉酚;
步骤二,(-)-1,1',6,6',7,7'-六乙酰棉酚酸或(+)-1,1',6,6',7,7'-六乙酰棉酚酸的制备:
将步骤一所得的(-)-1,1',6,6',7,7'-六乙酰棉酚或(+)-1,1',6,6',7,7'-六乙酰棉酚在冰浴下溶于有机溶剂中,并加入NaH2PO4和双氧水得到反应液;将氧化剂溶于水后加入反应液中,并将反应液于室温下充分搅拌后加入冰水混合物中,并将反应液的pH值调至3-5, 有固体析出,经萃取、洗涤、干燥后,蒸馏除去溶剂,经重结晶后即得到(-)-1,1',6,6',7,7'-六乙酰棉酚酸或(+)-1,1',6,6',7,7'-六乙酰棉酚酸;
步骤三,左旋棉酚酸或右旋棉酚酸的制备:
将步骤二所得的(-)-1,1',6,6',7,7'-六乙酰棉酚酸或(+)-1,1',6,6',7,7'-六乙酰棉酚酸溶于有机溶剂中,并加入Na2CO3或NaOH水溶液得到反应液,将反应液于加热回流条件下反应1-24h后,将反应液的pH值调至3-5,有固体析出,经萃取、洗涤、干燥后,蒸馏除去溶剂,经重结晶后即得到左旋棉酚酸或右旋棉酚酸。
步骤一中,所述左旋棉酚或右旋棉酚与所述有机溶剂的用量为:每克左旋棉酚或右旋棉酚采用1~200毫升有机溶剂来溶解;所述的左旋棉酚或右旋棉酚与所述的有机酸酸酐或酰氯的摩尔比为1:6~12;所述的左旋棉酚或右旋棉酚与所述的4-二甲氨基吡啶( DMAP )的摩尔比为1:0.1~5;所述的左旋棉酚或右旋棉酚与所述的去离子水的用量为:每克左旋棉酚或右旋棉酚采用1~200毫升去离子水;所述的萃取是采用乙酸乙酯萃取;所述的洗涤是采用饱和食盐水洗涤乙酸乙酯层至乙酸乙酯层的pH值为中性;所述的干燥是采用无水硫酸钠干燥;所述的柱层析以硅胶为填充料,以石油醚和乙酸乙酯的混合溶剂为洗脱剂,并且:石油醚和乙酸乙酯的体积比为4:1。
步骤一的萃取中乙酸乙酯的优选用量为:每克(-)-1,1',6,6',7,7'-六乙酰棉酚或(+)-1,1',6,6',7,7'-六乙酰棉酚采用1~200毫升的乙酸乙酯进行萃取;洗涤中饱和食盐水溶液的优选用量为:每克(-)-1,1',6,6',7,7'-六乙酰棉酚或(+)-1,1',6,6',7,7'-六乙酰棉酚采用1~200毫升的饱和食盐水进行洗涤;干燥中无水硫酸钠的优选用量为:无水硫酸钠与(-)-1,1',6,6',7,7'-六乙酰棉酚或(+)-1,1',6,6',7,7'-六乙酰棉酚的摩尔比为1~50:1。
步骤二中,所述的(-)-1,1',6,6',7,7'-六乙酰棉酚或(+)-1,1',6,6',7,7'-六乙酰棉酚与所述的有机溶剂的用量为:每克(-)-1,1',6,6',7,7'-六乙酰棉酚或 (+)-1,1',6,6',7,7'-六乙酰棉酚采用1~200毫升有机溶剂来溶解;所述的(-)-1,1',6,6',7,7'-六乙酰棉酚或(+)-1,1',6,6',7,7'-六乙酰棉酚与所述的NaH2PO4的摩尔比为1:1~5;所述的(-)-1,1',6,6',7,7'-六乙酰棉酚或(+)-1,1',6,6',7,7'-六乙酰棉酚与所述的双氧水中过氧化氢的摩尔比为1:1~12;所述的(-)-1,1',6,6',7,7'-六乙酰棉酚或(+)-1,1',6,6',7,7'-六乙酰棉酚与所述的氧化剂的摩尔比为1:2~12;所述的(-)-1,1',6,6',7,7'-六乙酰棉酚或(+)-1,1',6,6',7,7'-六乙酰棉酚与所述的冰水混合物的用量为:每克(-)-1,1',6,6',7,7'-六乙酰棉酚或 (+)-1,1',6,6',7,7'-六乙酰棉酚采用1~200毫升冰水混合物;所述的萃取是采用乙酸乙酯萃取;所述的洗涤是采用饱和食盐水洗涤乙酸乙酯层至乙酸乙酯层的pH值为中性;所述的干燥是采用无水硫酸钠干燥;所述的重结晶以石油醚和丙酮作为溶剂。
步骤二的萃取中乙酸乙酯的优选用量为:每克(-)-1,1',6,6',7,7'-六乙酰棉酚酸或(+)-1,1',6,6',7,7'-六乙酰棉酚酸采用1~200毫升乙酸乙酯进行萃取;洗涤中饱和食盐水的优选用量为:每克(-)-1,1',6,6',7,7'-六乙酰棉酚酸或(+)-1,1',6,6',7,7'-六乙酰棉酚酸采用1~200毫升饱和食盐水进行洗涤;干燥中无水硫酸钠的优选用量为:无水硫酸钠与(-)-1,1',6,6',7,7'-六乙酰棉酚酸或(+)-1,1',6,6',7,7'-六乙酰棉酚酸的摩尔比为1~50:1。
步骤三中,所述的(-)-1,1',6,6',7,7'-六乙酰棉酚酸或 (+)-1,1',6,6',7,7'-六乙酰棉酚酸与所述的有机溶剂的用量为:每克(-)-1,1',6,6',7,7'-六乙酰棉酚酸或 (+)-1,1',6,6',7,7'-六乙酰棉酚酸采用1~200毫升有机溶剂来溶解;所述的(-)-1,1',6,6',7,7'-六乙酰棉酚酸或 (+)-1,1',6,6',7,7'-六乙酰棉酚酸与所述的Na2CO3或NaOH水溶液中Na2CO3或NaOH的摩尔比为1:8~18;所述的萃取是采用乙酸乙酯萃取;所述的洗涤是采用饱和食盐水洗涤乙酸乙酯层至乙酸乙酯层的pH值为中性;所述的干燥是采用无水硫酸钠干燥;所述的重结晶以石油醚和丙酮作为溶剂。
步骤三的萃取中乙酸乙酯的优选用量为:每克左旋棉酚酸或右旋棉酚酸采用1~200毫升乙酸乙酯进行萃取;洗涤中饱和食盐水的优选用量为:每克左旋棉酚酸或右旋棉酚酸采用1~200毫升饱和食盐水进行洗涤;干燥中无水硫酸钠的优选用量为:无水硫酸钠与左旋棉酚酸或右旋棉酚酸的摩尔比为1~50:1。
上述有机溶剂为乙腈、丙酮、吡啶、二氯甲烷、氯仿、乙酸乙酯或四氢呋喃,酸酐为醋酐或丙酐,酰氯为乙酰氯或丙酰氯。氧化剂为亚氯酸钠。
三、通过对本发明手性棉酚酸进行研究,结果表明其在体外对H5N1禽流感病毒A/VietNam/1194/2004有很强的抑制作用,所以本发明手性棉酚酸可用作抗禽流感病毒药物有效成分。
本发明方法涉及如下反应式:
1、左旋棉酚酸((-)-棉酚酸)的合成反应式如下:
Figure 2011104233026100002DEST_PATH_IMAGE003
   2、右旋棉酚酸((+)-棉酚酸)的合成反应式如下:
          
Figure 2011104233026100002DEST_PATH_IMAGE004
发明人研究棉酚发现,由于棉酚细胞毒性较大,IC50没有测定;不同光学活性的棉酚抗H5N1活性有一定的差异,右旋棉酚抗H5N1活性强于左旋棉酚,右旋棉酚(IC50=1.87μmol/l,CC50=3.53μmol/l抗禽流感病毒活性大约是左旋棉酚(IC50=3.82μmol/l,CC50=35.33μmol/l)的2倍,超过阳性对照药金刚烷胺,但细胞毒性几乎是左旋棉酚的10倍,选择指数不理想。而本发明的右旋棉酚酸(IC50=1.54μmol/l,CC50=36.32μmol/l)和左旋棉酚酸(IC50=2.84μmol/l,CC50=60.58μmol/l)抗H5N1活性都有相应提高,右旋棉酚酸活性也强于左旋棉酚酸,选择指数较右旋棉酚和左旋棉酚均明显改善。本发明所研制的右旋棉酚酸抗H5N1活性比右旋棉酚提高约10%,但毒性只有右旋棉酚的十分之一,治疗指数提高约二十倍。左旋棉酚酸抗H5N1活性比左旋棉酚提高约30%,毒性只有右旋棉酚的二分之一,治疗指数提高了约二倍。其中右旋棉酚酸抗禽流感病毒活性超过阳性对照药金刚烷胺,也具有较高的治疗指数,其结构不同于已有的抗禽流感病毒药物如达菲和金刚烷胺,可作为抗禽流感病毒的先导化合物,具有进一步研究开发价值。     
具体实施方式
本发明方法以左旋棉酚或右旋棉酚为原料,将左旋棉酚或右旋棉酚的酚羟基经乙酰化保护,然后氧化其醛基,最后脱乙酰化,即得到左旋棉酚酸和右旋棉酚酸。为了更好的理解本发明,下面结合实施例对本发明做进一步的说明。
实施例1
左旋棉酚酸(I)的制备,具体步骤如下:
1.左旋棉酚((-)-棉酚) 的制备(可参见公开号为CN 101020626A、公开日为2007年8月22日、发明名称为高纯度光学活性(-)-棉酚或(+)-棉酚的制备方法的中国专利),具体如下: 
1.1 (-)-棉酚-L-色氨酸甲酯希夫碱和(+)-棉酚-L-色氨酸甲酯希夫碱的制备
(a)  (-)-棉酚-L-色氨酸甲酯希夫碱的制备:
称取15.736g(61.776×10-3mol)L-色氨酸甲酯盐酸盐溶于200ml乙醇中,加入2.471g (61.776×10-3mol)NaOH,溶解后,加入16.017g(30.888×10-3mol)棉酚,在45℃反应4h。反应完全后,体系浑浊,有黄色固体析出,抽滤,黄色固体用乙醇洗涤并干燥,得到6.453g(-)-棉酚-L-色氨酸甲酯希夫碱,收率45.5%。[α]20 D: -720° (c 0.02, CH3OH)。mp:178-180℃。IR(KBr,cm-1):3475, 3388, 2957, 2874, 1741, 1607, 1534, 1340, 1281, 1170, 1099, 1019。1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) : δ 13.47 (dd, J=12.1,8.2Hz,2H,2×=CH-NH), 11.11(s,2H,2×NH-Indole),9.80 (d,J=12.4Hz,2H,2× =CH-NH),8.46 (s,2H,2×6-OH),7.85(s,2H,2×1-OH),7.48 (d,J = 7.7 Hz,2H,2×4'-H),7.44 (s,2H,2×4-H),7.31 (d,J = 8.1 Hz,2H,2×7'-H),7.14(d, 2H, J =2.0 Hz, 2×2' -H),7.03 (t,J = 7.4 Hz,2H,2×6'-H),6.93 (t,J = 7.3 Hz,2H,2×5 '-H),4.81 (dd,J = 13.4,6.1 Hz,2H,2×α-CH),3.67 (s,6H,2×COOCH 3 ),3.40 (d,J=5.2Hz,4H,2×CH 2 ),3.37(sept,2H,2×CH(CH3)2),1.93 (s,6H,2×Ar-CH 3 ),1.43 (d,J=6.7Hz,12H,2×CH(CH 3)2)。ESI-MS: m/z 919.1[M+H]。 
(b)  (+) -棉酚-L-色氨酸甲酯希夫碱的制备:
称取15.736g(61.776×10-3mol)L-色氨酸甲酯盐酸盐溶于200ml乙醇中,加入2.471g (61.776×10-3mol)NaOH,溶解后,加入16.017g(30.888×10-3mol)棉酚,在45℃反应4h。反应完全后,体系浑浊,有黄色固体析出,过滤,取滤液。然后浓缩滤液,抽干后,二氯甲烷溶解过滤,滤除不溶性白色粉末,母液浓缩,得到4.624g(+)-棉酚-L-色氨酸甲酯希夫碱,收率为32.6%。[α]20 D: +268° (c 0.02, CH3OH)。mp:238-240℃。IR(KBr,cm-1):3483, 3418, 2957, 2873, 1742, 1611, 1526, 1347, 1239, 1177, 1095, 1019。1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) : δ 13.47 (dd, J=12.5,7.9Hz,2H,2×=CH-NH), 10.92(s,2H,2×NH-Indole),9.66 (d,J=12.4Hz,2H,2× =CH-NH),8.44 (s,2H,2×6-OH),7.61 (s,2H, 2×1-OH),7.49 (d,J = 7.7 Hz, 2H,2×4'-H),7.44(s,2H,2×4-H),7.29 (d,J = 8.0 Hz,2H,2×7'-H),7.15(d, J =2.0 Hz, 2H, 2×2' -H),6.99 (t,J = 7.1 Hz,2H,2×6'-H),6.92 (t,J = 7.1 Hz,2H,2×5 '-H),4.79 (dd,J = 13.2,6.8 Hz,2H,2×α-CH),3.67 (s,6H,2×COOCH 3 ),3.37(sept,2H,2×CH(CH3)2),3.34 (d,J=4.8Hz,4H,2× CH 2 ),1.92 (s,6H,2×Ar-CH 3 ),1.43 (d,J=7.3Hz,12H,2×CH(CH 3)2)。ESI-MS: 917.5 [M-H]-
1.2 左旋棉酚((-)-棉酚)的制备:
称取3.001g(3.268×10-3mol)(-)-棉酚-L-色氨酸甲酯希夫碱溶于200ml乙醚中,加入12ml冰醋酸,于50℃下搅拌。加入100μL浓盐酸(盐酸浓度为37%),搅拌2h,反应结束后,过滤除去不溶性白色粉末,乙醚层用水洗至PH=7,无水硫酸钠干燥后,浓缩乙醚液,加入石油醚有结晶析出,得到1.127g黄色粉末左旋棉酚((-)-棉酚),收率66.5%。 [α]20 D: -436°(c 0.05, CHCl3)。mp:145-147℃。IR(KBr,cm-1):3497,2961,2875,1618,1444,1382,1337,1181,1056。1H NMR (400 MHz, CDCl3): δ 14.97 (s, 2H,2×7-OH), 11.12 (s, 2H, 2×CHO), 7.79 (s, 2H, 2×4-H), 6.37 (s, 2H, 2×6-OH), 6.17 (s, 2H, 2×1-OH), 3.91 (sept, 2H, 2×CH(CH3)2), 2.17 (s, 6H, 2×Ar-CH 3 ), 1.57 (d, J = 6.9 Hz, 12H, 2×CH(CH 3 )2)。ESI-MS: m/z 517.3 [M-H]-
2. (-)-1,1',6,6',7,7'-六乙酰基棉酚的制备:
称取1.00g(1.9285×10-3mol)左旋棉酚溶于100ml二氯甲烷中,滴加1.75ml(18.725×10-3mol)醋酐至二氯甲烷溶液中,再加入0.075g(0.615×10-3mol) 4-二甲氨基吡啶(DMAP)至溶液中得到反应液,将得到的反应液于室温下搅拌12h后倒入100ml去离子水中,有大量絮状物析出。静置待絮状物完全析出后,用乙酸乙酯萃取3次,饱和食盐水多次洗涤乙酸乙酯层并用无水硫酸钠干燥过夜。滤除硫酸钠固体,滤液浓缩后经柱层析(本实施例中的柱层析是以硅胶为填充料,以石油醚和乙酸乙酯的混合溶剂为洗脱剂,并且:石油醚和乙酸乙酯的体积比为4:1)得到1.049g(-)-1,1',6,6',7,7'-六乙酰棉酚,产率为70.6%。[α]20 D: -228° (c 0.042, CH3OH)。m.p.174-176℃。IR(KBr,cm-1):2956,2923,2855, 1776,1623, 1460,1370,1200,1018。1HNMR (400MHz,CDCl3) : δ 10.47(s,2H,2×CHO),8.11(s,2H,2×4-H),4.11(sept, 2H, 2×CH(CH3)2),2.41(s, 6H, 7,7'-OCOCH 3 ),2.30(s, 6H, 6,6'-OCOCH 3 ),2.27(s, 6H, 1,1'-OCOCH 3 ),2.05(s, 6H, 2×Ar-CH 3 ),1.49(d,J = 4.1 Hz,12H, 2×CH(CH 3 )2)。ESI-MS: m/z 792.8[M+Na]+
3. (-)-1,1',6,6',7,7'-六乙酰基棉酚酸的制备:
称取1.0g(1.298×10-3mol)(-)-1,1',6,6',7,7'-六乙酰棉酚在冰浴下溶于60ml乙腈中,后加入0.195g NaH2PO4和0.5ml质量百分比浓度为30%的H2O2得到反应液,将0.6g(6.735×10-3mol)亚氯酸钠溶于2ml水中后加入到反应液中,并将反应液在室温下搅拌24h后加入100ml冰水中,采用4mol/L盐酸溶液将反应液的pH值调至有大量固体析出后,用乙酸乙酯萃取3次,饱和食盐水多次洗涤有机层,无水硫酸钠干燥过夜。滤去固体硫酸钠,浓缩滤液用石油醚/丙酮重结晶得到0.64g(-)-1,1',6,6',7,7'-六乙酰棉酚酸,收率为61.5%。[α]20 D: -32°(c 0.0468, CH3OH). m.p>285℃(分解)。IR(KBr,cm-1):3420,2927,2874, 1771,1624,1401,1203,1045。1HNMR (400MHz,DMSO-d6): δ 12.64(s,2H,2×COOH),7.96(s,2H,2×4-H),4.13(sept, 2H, 2×CH(CH3)2),2.41(s, 6H, 7,7'-OCOCH 3 ), 2.30(s, 6H, 6,6'-OCOCH 3 ), 2.27(s, 6H, 1,1'-OCOCH 3 ), 2.05(s, 6H, 2×Ar-CH 3 ),1.48(d,J = 4.1 Hz,12H, 2×CH(CH 3 )2)。ESI-MS: m/z 803.0[M+H]+
4. 左旋棉酚酸(又称(-)-棉酚酸)的制备:
称取0.5g(0.6232×10-3mol)(-)-1,1',6,6',7,7'-六乙酰棉酚酸溶于80ml四氢呋喃中,向溶液中加入5ml质量百分比浓度为20%的Na2CO3水溶液得到反应液,将反应液在加热回流条件下反应10h,采用4mol/L盐酸溶液加入反应液中将反应液的PH调至有大量固体析出,静置至固体完全析出后,用乙酸乙酯萃取3次,并用饱和食盐水多次洗涤有机层至PH为中性,无水硫酸钠干燥过夜。滤去固体硫酸钠,滤液浓缩后用石油醚/丙酮重结晶得到0.221g左旋棉酚酸((-)-棉酚酸),产率为64.5%。[α]20 D: -175° (c 0.04, CH3OH)。m.p.>300℃(分解)。IR(KBr,cm-1):3412,2960,2873, 1621,1441,1303,1066。1HNMR (400MHz,DMSO-d6) : δ 12.28(s,2H,2×COOH),9.04(s,2H,2×7-OH),7.56(s,2H,2×4-H), 7.38(s,2H,2×6-OH),5.19(s,2H,2×1-OH),4.19(sept,2H,2×CH(CH3)2),2.12(s,6H,2×Ar-CH 3 ),1.44(s,12H,2×CH(CH 3)2)。ESI-MS: m/z 551.7[M+H]+
 
实施例2
右旋棉酚酸的制备,具体步骤如下:
1. 右旋棉酚((+)-棉酚)的制备(可参见公开号为CN 101020626A、公开日为2007年8月22日、发明名称为高纯度光学活性(-)-棉酚或(+)-棉酚的制备方法的中国专利),具体如下: 
称取3.00g(3.268×10-3mol)(+) -棉酚-L-色氨酸甲酯希夫碱(其制备详见实施例1中的步骤1.1(b)) 溶于200ml乙醚中,加入12ml冰醋酸,于50℃下搅拌。加入100μL浓盐酸(盐酸浓度为37%),搅拌2h,反应结束后,过滤除去不溶性白色粉末,乙醚层用水洗至PH≈7,无水硫酸钠干燥后,浓缩乙醚液,加入石油醚有结晶析出,干燥得到1.16g黄色粉末右旋棉酚((+)-棉酚),收率68.5%。[α]20 D: +266°(c 0.05, CHCl3)。mp:147-149℃。IR(KBr, cm-1):3492,2961,2875, 1615,1444,1382,1338,1181,1056。1H NMR (400 MHz, CDCl3): δ 15.08 (s, 2H,2×7-OH), 11.11 (s, 2H, 2×CHO), 7.80 (s, 2H, 2×4-H), 6.42 (s, 2H, 2× 6-OH), 6.07 (s, 2H, 2×1-OH), 3.93 (sept, 2H, 2×CH(CH3)2), 2.18 (s, 6H, 2×Ar-CH 3 ), 1.57 (d, J = 6.5 Hz, 12H, 2×CH(CH 3 )2)。ESI-MS: m/z 517.3 [M-H]-
2.  (+)-1,1',6,6',7,7'-六乙酰棉酚的制备
称取1.00g(1.9285×10-3mol)右旋棉酚((+)-棉酚)溶于100ml二氯甲烷中,滴加1.75ml(18.725×10-3mol)醋酐至二氯甲烷溶液中,再加入0.075g(0.615×10-3mol) 4-二甲氨基吡啶(DMAP)至溶液中得到反应液,将得到的反应液于室温下搅拌12h后倒入100ml去离子水中,有大量絮状物析出。静置待絮状物完全析出后,用乙酸乙酯萃取3次,饱和食盐水多次洗涤乙酸乙酯层并用无水硫酸钠干燥过夜。滤除硫酸钠固体,滤液浓缩后柱层析(本实施例中的柱层析是以硅胶为填充料,以石油醚和乙酸乙酯的混合溶剂为洗脱剂,并且:石油醚和乙酸乙酯的体积比为4:1)得到1.058g(+)-1,1',6,6',7,7'-六乙酰棉酚,产率为71.2%。[α]20 D:+105° (c 0.059, CH3OH)。m.p.174-176℃。IR(KBr,cm-1):2956,2923,2875, 1775,1620, 1460,1370,1200,1018。1HNMR (400MHz,CDCl3) : δ 10.47(s,2H,2×CHO),8.11(s,2H,2×4-H),4.11(sept, 2H, 2×CH(CH3)2), 2.41(s, 6H, 7,7'-OCOCH 3 ), 2.30(s, 6H, 6,6'-OCOCH 3 ), 2.27(s, 6H, 1,1'-OCOCH 3 ),2.05(s, 6H, 2×Ar-CH 3 ),1.48(d,J = 4.1 Hz,12H,2×CH(CH 3)2)。ESI-MS: m/z 792.7[M+Na]+ 。
3. (+)-1,1',6,6',7,7'-六乙酰棉酚酸的制备    
称取1.00g(1.298×10-3mol)(+)-1,1',6,6',7,7'-六乙酰棉酚在冰浴下溶于60ml乙腈中,后加入0.195g NaH2PO4和0.5ml质量百分比浓度为30% H2O2得到反应液,将0.6g(6.735×10-3mol)亚氯酸钠溶于2ml水中后加入到反应液中,并将反应液在室温下搅拌24h后加入100ml冰水中,采用4mol/L盐酸溶液将反应液的pH值调至大量固体析出,用乙酸乙酯萃取3次,饱和食盐水多次洗涤有机层,无水硫酸钠干燥过夜。滤去固体硫酸钠,浓缩滤液用石油醚/丙酮重结晶得0.63g(+)-1,1',6,6',7,7'-六乙酰棉酚酸,收率为60.5%。[α]20 D: +29° (c 0.0456, CH3OH)。m.p.>285℃(分解)。IR(KBr,cm-1):3403,2928,2874,1771,1623,1401,1203,1022。1HNMR (400MHz,DMSO-d6): δ 12. 64(s,2H,2×COOH),7.96(s,2H,2×4-H),4.13(sept, 2H,2×CH(CH3)2),2.41(s, 6H, 7,7'-OCOCH 3 ),2.32(s, 6H, 6,6'-OCOCH 3 ),2.29(s, 6H, 1,1'-OCOCH 3 ),2.05(s, 6H, 2×Ar-CH 3 ),1.49(d,J = 4.0Hz,12H,2×CH(CH 3)2) 。ESI-MS: m/z 825.1[M+Na]+
4. 右旋棉酚酸((+)-棉酚酸)的制备
称取0.5g(0.6232×10-3mol)(+)-1,1',6,6',7,7'-六乙酰棉酚酸溶于80ml四氢呋喃中,向溶液中加入5ml质量百分比浓度为20%Na2CO3水溶液得到反应液,将反应液在加热回流条件下反应10h,采用4mol/L盐酸溶液加入反应液中将反应液的pH调至有大量固体析出,静置至固体完全析出后,用乙酸乙酯萃取3次,并用饱和食盐水多次洗涤有机层至PH为中性,无水硫酸钠干燥过夜。滤去固体硫酸钠,滤液浓缩后用石油醚/丙酮重结晶得到0.218g右旋棉酚酸((+)-棉酚酸),产率为63.6%。[α]20 D: +156° (c 0.0416, CH3OH)。m.p.>300℃(分解)。IR(KBr,cm-1):3437,2960,2875, 1624,1437,1302,1061。1HNMR (400MHz,DMSO-d6) : δ 12.17(s,2H,2×COOH),8.98(s,2H,2×7-OH),7.55(s,2H,2×4-H), 7.37(s,2H,2×6-OH),4.92(s,2H,2×1-OH),4.24(sept,2H,2×CH(CH3)2),2.09(s,6H,2×Ar-CH 3 ),1.47(s,12H,2×CH(CH 3)2)。ESI-MS: m/z 551.5[M+H]+
    上述实施例1-2的步骤3和4中,将反应液的pH值控制在3-5范围内时可析出大量固体;实施例1-2的步骤4中,将反应液在加热回流条件下的反应时间控制在1-24h范围内,均是可行的,对实验结果无明显影响。
    上述实施例1-2的步骤4中所采用的质量百分比浓度为20%的Na2CO3水溶液可用质量百分比浓度为1-10%的NaOH水溶液替换,并对实验结果无明显影响。
实施例3   
左旋棉酚酸和右旋棉酚酸抗禽流感病毒实验
1.实验材料
(1)病毒:H5N1毒株是A/VietNam/1194/2004,前期测得其效价为4×109PFU/ml,感染时用培养基按10-2稀释,即40~50PFU/孔,由武汉大学病毒学国家重点实验室提供。
(2)细胞:MDCK细胞(中国典型培养物保藏中心来源,MDCK细胞是流感病毒噬斑实验的经典细胞),武汉大学病毒学国家重点实验室提供。        
(3)阳性对照药:金刚烷胺,武汉大学病毒学国家重点实验室提供。
(4)样品处理: 金刚烷胺和本发明化合物用DMSO配成10mg/ml的母液,使用时用DMSO稀释成相应梯度。
2. 实验方法
2.1 细胞毒性实验(MTT分析法) 
MTT分析法以活细胞代谢物还原剂MTT为基础。MTT全称为3-(4,5-Dimethyl-2-Thiazolyl)-2,5-Diphenyl Tetrazolium Bromide;汉语化学名为3-(4,5-二甲基-2-噻唑)-2,5-二苯基溴化四氮唑; 商品名为噻唑蓝。
5mg/ml MTT的配制:称取0.5g MTT 粉末,溶于100ml 磷酸盐缓冲液(PBS)或者无酚红培养基中,用0.22um滤膜过滤除菌,4℃避光保存。MTT最好现配现用,4℃避光保存两周内有效。或者于-20℃长期冻存,分装成小管,避免反复冻融。
三联甲臜溶解液的配制:25g十二烷基磺酸钠(SDS)、250ul浓度为11.6mol/l的盐酸和12.5ml 异丁醇,加去离子水定容至250ml即得到三联甲臜溶解液,该溶解液中十二烷基磺酸钠(SDS)的质量百分比为10%、盐酸摩尔浓度为0.012mol/l、丁醇的质量百分比为5%。
本细胞毒性实验步骤依次如下:
(1)将MDCK细胞株消化后用DMEM完全培养基稀释成2×105个/ml,铺入96孔板,100μl/孔,置37℃ 5%CO2细胞培养箱培养4小时,使细胞充分贴壁;
(2)将受试本发明化合物母液(10mg/ml)用DMSO梯度稀释,终浓度分别为33.33 μg/ml、6.66 μg/ml、 3.33 μg/ml、 0.33 μg/ml和 0.03μg/ml,加入96孔版中,每孔1μl。每个浓度设三个平行孔。对照孔同样设三个平行孔,每孔加1μlDMSO。另将阳性对照药做同样处理作为对照;
(3)培养48小时后,去除上清液,单细胞层用灭菌的磷酸盐缓冲液(PBS)冲洗三次;
(4)每孔加入100μl的MTT与新鲜培养基混合液(MTT终浓度0.5mg/ml),在37℃孵育4小时,使MTT还原为甲臢;
(5)除去上清液,每孔加100μl三联甲臜溶解液,37℃孵育4小时,使甲臢全部溶解;
(6)以655 nm处的光吸收值为背景,在570 nm处测定光吸收值。
完成上述实验后,按照以下公式计算细胞死亡率:
细胞死亡率(%)=[1-(加化合物细胞OD值/对照细胞OD值)]×100;
本发明化合物、阳性对照药的半数毒性浓度(CC50)的计算方法为:以化合物浓度为横坐标,细胞死亡率为纵坐标作图,然后得到50%死亡率时候的化合物浓度,就是CC50,计算结果如表1所示。
2.2  抗H5N1活性实验
将MDCK细胞培养于24孔板中,待细胞长到100%满时,用PBS洗涤2次,按照以下不同方式处理病毒和细胞,每组4个复孔:1. 阳性对照孔:将阳性对照药与病毒混匀后直接加入细胞中;2. 病毒感染对照:将病毒悬液加入细胞中;3. 细胞对照:用DMEM与细胞孵育;4. 新化合物处理孔:用本发明化合物和病毒在300μl培养基中混匀后直接加入细胞中。所用培养基不含血清,加入终浓度10μg/ml的胰酶催进感染。本发明化合物用DMSO配成10mg/ml的母液,使用时用DMSO梯度稀释,本发明化合物终浓度分别为33.33μg/ml、6.66 μg/ml、3.33μg/ml、0.33μg/ml和0.03μg/ml,每孔加1μl。另将阳性对照药做同样处理作为对照。
37℃感染2 h后弃上清,用PBS洗涤2次,加入无酚红DMEM培养基和1%琼脂糖的(混合液(预先融化且于37℃保温以避免凝固),该混合液中DMEM和琼脂糖的体积比为1:1,再加入终浓度10μg/ml的胰酶促进感染。正面向上室温放置20-40 min,待凝固后倒置于37℃、5% CO2培养箱培养2-4天。待噬斑大而清晰时,用0.5%的结晶紫染色,130μl/孔,避光染色6-8 h后用肉眼计数噬斑,每孔计数2遍,结果相同时计数有效,不同时重复计数,直至两遍完全相同时记为有效。每组的噬斑数为3个孔的平均值。
    完成上述实验后,采用以下公式计算本发明化合物、阳性对照药对病毒感染的抑制率:
抑制率(%)=[(病毒感染对照组的噬斑数-加化合物组的噬斑数)/病毒感染对照组的噬斑数]×100。
本发明化合物、阳性对照药的半数抑制浓度(IC50)的计算方法为:以化合物浓度为横坐标,抑制率为纵坐标作图,得到50%抑制率时候的化合物浓度,就是IC50 。SI为选择性指数,其值为CC50/IC50。上述计算结果见表1。
如表1所示,棉酚由于细胞毒性较大,未测定其半数抑制浓度IC50。棉酚经拆分后,右旋棉酚(IC50=1.87μmol/l,CC50=3.53μmol/l抗禽流感病毒活性是左旋棉酚(IC50=3.82μmol/l,CC50=35.33μmol/l)的2倍,右旋棉酚的抗禽流感病毒活性超过阳性对照药金刚烷胺,但右旋棉酚的细胞毒性是左旋棉酚的10倍,选择指数SI不理想;右旋棉酚酸(IC50=1.54μmol/l,CC50=36.32μmol/l)和左旋棉酚酸(IC50=2.84μmol/l,CC50=60.58μmol/l)都有较好的抑制活性,选择指数SI较右旋棉酚和左旋棉酚均明显改善,其中,右旋棉酚酸抗禽流感病毒活性强于左旋棉酚酸,而且其活性超过阳性对照药金刚烷胺,可作为抗禽流感病毒的先导化合物。
           
Figure 2011104233026100002DEST_PATH_IMAGE005

Claims (8)

1.具有抗禽流感病毒活性的手性棉酚酸,其特征在于:包括左旋棉酚酸和右旋棉酚酸,其中,
左旋棉酚酸的结构式如下: 
Figure 2011104233026100001DEST_PATH_IMAGE001
;
右旋棉酚酸的结构式如下: 
Figure 855489DEST_PATH_IMAGE002
2.如权利要求1所述的具有抗禽流感病毒活性的手性棉酚酸的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一,(-)-1,1',6,6',7,7'-六乙酰棉酚或(+)-1,1',6,6',7,7'-六乙酰棉酚的制备:
将左旋棉酚或右旋棉酚溶于有机溶剂中,并向有机溶剂中滴加有机酸酸酐或酰氯,再加入4-二甲氨基吡啶得到反应液,将得到的反应液于室温下充分搅拌后倒入去离子水中,有絮状物析出,经萃取、洗涤、干燥后,蒸馏除去溶剂,经柱层析后即得到(-)-1,1',6,6',7,7'-六乙酰棉酚或(+)-1,1',6,6',7,7'-六乙酰棉酚;
步骤二,(-)-1,1',6,6',7,7'-六乙酰棉酚酸或(+)-1,1',6,6',7,7'-六乙酰棉酚酸的制备:
将步骤一所得的(-)-1,1',6,6',7,7'-六乙酰棉酚或(+)-1,1',6,6',7,7'-六乙酰棉酚在冰浴下溶于有机溶剂中,并加入NaH2PO4和双氧水得到反应液;将氧化剂溶于水后加入反应液中,并将反应液于室温下充分搅拌后加入冰水混合物中,并将反应液的pH值调至3-5, 有固体析出,经萃取、洗涤、干燥后,蒸馏除去溶剂,经重结晶后即得到(-)-1,1',6,6',7,7'-六乙酰棉酚酸或(+)-1,1',6,6',7,7'-六乙酰棉酚酸;
步骤三,左旋棉酚酸或右旋棉酚酸的制备:
将步骤二所得的(-)-1,1',6,6',7,7'-六乙酰棉酚酸或(+)-1,1',6,6',7,7'-六乙酰棉酚酸溶于有机溶剂中,并加入Na2CO3或NaOH水溶液得到反应液,将反应液于加热回流条件下反应1-24h后,将反应液的pH值调至3-5,有固体析出,经萃取、洗涤、干燥后,蒸馏除去溶剂,经重结晶后即得到左旋棉酚酸或右旋棉酚酸。
3.根据权利要求2所述的具有抗禽流感病毒活性的手性棉酚酸的制备方法,其特征在于:
步骤一中,所述左旋棉酚或右旋棉酚与所述有机溶剂的用量为:每克左旋棉酚或右旋棉酚采用1~200毫升有机溶剂来溶解;所述的左旋棉酚或右旋棉酚与所述的有机酸酸酐或酰氯的摩尔比为1:6~12;所述的左旋棉酚或右旋棉酚与所述的4-二甲氨基吡啶的摩尔比为1:0.1~5;所述的左旋棉酚或右旋棉酚与所述的去离子水的用量为:每克左旋棉酚或右旋棉酚采用1~200毫升去离子水;
步骤二中,所述的(-)-1,1',6,6',7,7'-六乙酰棉酚或(+)-1,1',6,6',7,7'-六乙酰棉酚与所述的有机溶剂的用量为:每克(-)-1,1',6,6',7,7'-六乙酰棉酚或 (+)-1,1',6,6',7,7'-六乙酰棉酚采用1~200毫升有机溶剂来溶解;所述的(-)-1,1',6,6',7,7'-六乙酰棉酚或(+)-1,1',6,6',7,7'-六乙酰棉酚与所述的NaH2PO4的摩尔比为1:1~5;所述的(-)-1,1',6,6',7,7'-六乙酰棉酚或(+)-1,1',6,6',7,7'-六乙酰棉酚与所述的双氧水中过氧化氢的摩尔比为1:1~12;所述的(-)-1,1',6,6',7,7'-六乙酰棉酚或(+)-1,1',6,6',7,7'-六乙酰棉酚与所述的氧化剂的摩尔比为1:2~12;所述的(-)-1,1',6,6',7,7'-六乙酰棉酚或(+)-1,1',6,6',7,7'-六乙酰棉酚与所述的冰水混合物的用量为:每克(-)-1,1',6,6',7,7'-六乙酰棉酚或 (+)-1,1',6,6',7,7'-六乙酰棉酚采用1~200毫升冰水混合物;
步骤三中,所述的(-)-1,1',6,6',7,7'-六乙酰棉酚酸或 (+)-1,1',6,6',7,7'-六乙酰棉酚酸与所述的有机溶剂的用量为:每克(-)-1,1',6,6',7,7'-六乙酰棉酚酸或 (+)-1,1',6,6',7,7'-六乙酰棉酚酸采用1~200毫升有机溶剂来溶解;所述的(-)-1,1',6,6',7,7'-六乙酰棉酚酸或 (+)-1,1',6,6',7,7'-六乙酰棉酚酸与所述的Na2CO3或NaOH水溶液中Na2CO3或NaOH的摩尔比为1:8~18。
4.根据权利要求2所述的具有抗禽流感病毒活性的手性棉酚酸的制备方法,其特征在于:
步骤一中,所述的萃取是采用乙酸乙酯萃取,所述的洗涤是采用饱和食盐水洗涤乙酸乙酯层至乙酸乙酯层的pH值为中性,所述的干燥是采用无水硫酸钠干燥,所述的柱层析以硅胶为填充料,以石油醚和乙酸乙酯的混合溶剂为洗脱剂,并且:石油醚和乙酸乙酯的体积比为4:1;
步骤二和步骤三中,所述的萃取是采用乙酸乙酯萃取,所述的洗涤是采用饱和食盐水洗涤乙酸乙酯层至乙酸乙酯层的pH值为中性,所述的干燥是采用无水硫酸钠干燥,所述的重结晶以石油醚和丙酮作为溶剂。
5.根据权利要求2或3所述的具有抗禽流感病毒活性的手性棉酚酸的制备方法,其特征在于:
步骤一中所述的有机酸酸酐为醋酐或丙酐,酰氯为乙酰氯或丙酰氯。
6.根据权利要求2或3所述的具有抗禽流感病毒活性的手性棉酚酸的制备方法,其特征在于:
步骤二中所述的氧化剂为亚氯酸钠。
7.根据权利要求2或3所述的具有抗禽流感病毒活性的手性棉酚酸的制备方法,其特征在于:
所述的有机溶剂为乙腈、丙酮、吡啶、二氯甲烷、氯仿、乙酸乙酯或四氢呋喃。
8.根据权利要求1所述的具有抗禽流感病毒活性的手性棉酚酸作为抗禽流感病毒药物有效成分的应用。
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