CN102558258A - 一种类异胡豆苷内酰胺生物碱及制备方法和用途 - Google Patents

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邹宏斌
祝华建
约阿施·史托克希特
俞永平
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Abstract

本发明提供一种类异胡豆苷内酰胺生物碱及可药用的盐，通过将2-（1-吲哚）-乙胺衍生物及裂环马钱子碱在固定化的异胡豆苷合成酶的催化下制得哌啶并吲哚类异胡豆苷，再通过碱催化一步制备得到目的化合物。本发明提供的化合物体外细胞毒活性试验表明，该化合物对K562肿瘤细胞生长具有抑制作用，可在制备防治人慢性髓原细胞白血病药物中的应用。本发明化合物的结构式。

Description

一种类异胡豆苷内酰胺生物碱及制备方法和用途
技术领域
本发明属酶化学、药物化学领域，涉及一种哌啶并吲哚类异胡豆苷内酰胺生物碱及其可药用的盐和制备方法与用途。
背景技术
萜类吲哚生物碱是天然产物中的一大类，它具有非常广泛的药理活性，如抗癌活性、抗高血压、抗心律失常等。异胡豆苷是大多数萜类吲哚生物碱的关键起始中间体，而天然界中异胡豆苷的合成是由色胺和裂环马钱子碱在异胡豆苷合成酶（STR）催化下发生Pictet-Spengler反应得到的。因此，国际上对于异胡豆苷合成酶的研究有许多相关的报道，尤其是对异胡豆苷合成酶的结构功能等方面有了比较充分的研究（Joachim Stockigt, Andrey P. Antonchick, Fangrui Wu, Herbert Waldmann, The Pictet-Spengler Reaction in Nature and in Organic Chemistry. Angewandte Chemie, 2011, 50, 2-29）。
发明内容
本发明的目的是提供一种类异胡豆苷内酰胺生物碱及其可药用的盐，结构如下：
Figure 977919DEST_PATH_IMAGE001
本发明化合物的9位，10位，11位及12位可选用氢、卤素、含1-8个碳的饱和烃基进行取代。
本发明的又一个目的是提供一种类异胡豆苷内酰胺生物碱及其可药用的盐的制备方法，通过以下方案实现：将2-（1-吲哚）-乙胺及裂环马钱子碱在固定化的异胡豆苷合成酶（来自于蛇根木）的催化下制得哌啶并吲哚类异胡豆苷，再通过一步碱催化制备得到哌啶并吲哚异胡豆苷内酰胺类生物碱，其中所述的无机碱选用碳酸钠、碳酸钾或碳酸锂，所述固定化的异胡豆苷合成酶是将纯化的异胡豆苷合成酶通过恒流泵泵入到镍-氮川乙酸（Ni-NTA）柱，反应式为：
Figure 219544DEST_PATH_IMAGE002
。
本发明的再一个目的是提供所述类异胡豆苷内酰胺生物碱及其可药用的盐在制备防治人慢性髓原细胞白血病中的应用。
本发明通过对酶的构效关系等方面的分析寻找到了一个全新的合成底物，该底物在异胡豆苷合成酶（来自于蛇根木，Hampp N., Zenk MH., Homogeneous strictosidine synthase from cell suspension cultures of Rauvolfia serpentine. Phytochemistry, 1988, 27, 3811-3815 ）的催化下制备得到全新哌啶并吲哚类异胡豆苷生物碱母核，同时通过碱催化一步得到哌啶并吲哚类异胡豆苷内酰胺生物碱，增加了萜类吲哚生物碱库的多样性，也为后期发现新的活性生物碱提供物质基础。同时，本发明所涉及生物碱采用异胡豆苷合成酶催化合成所得，避免了传统化学合成方法效率低及立体选择性差等缺点。根据全世界尤其是中国的常发肿瘤疾病谱及肿瘤细胞的敏感性，本发明选择人慢性髓原细胞白血病细胞株（K562）作为体外细胞毒活性药理评价的指标，结果显示对人慢性髓原细胞白血病癌细胞K562细胞具有细胞毒性，可成为新的具有抗慢性髓原细胞白血病作用的药物。
具体实施方式
下面通过具体的实施例进一步说明本发明。下述实施例给出了代表性化合物的合成及相关结构鉴定数据。必须说明，下述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：(3
Figure 170175DEST_PATH_IMAGE003
,15β,16
Figure 813646DEST_PATH_IMAGE003
,17β)-20,21-双脱氢-16-乙烯基-哌啶并吲哚类异胡豆苷内酰胺-17-β-D-葡萄糖苷的制备
Figure 730569DEST_PATH_IMAGE004
本发明涉及到如上所示的哌啶并吲哚类异胡豆苷内酰胺生物碱即(3,15β,16
Figure 791979DEST_PATH_IMAGE005
,17β)-20,21-双脱氢-16-乙烯基-哌啶并吲哚类异胡豆苷内酰胺-17-β-D-葡萄糖苷的合成方法：室温下将10 mg 异胡豆苷合成酶溶解在磷酸缓冲液（50 mM, pH = 7.0）中，并将其固定在Ni-NTA 柱子上。取1.60g 2-（1-吲哚）-乙胺（10 mmol），溶解在100 mL磷酸盐缓冲液（50 mM, pH = 7.0）中。再将3.88 g裂环马钱子碱（10 mmol）溶于100 mL的磷酸盐缓冲液（50 mM, pH = 7.0）中；将两者混合后通过Ni-NTA柱，总流速控制为每分钟1毫升，所得流出液用液氮冷却后冻干燥，经甲醇洗涤除盐后，制备液相分离得到相应的哌啶并吲哚类异胡豆苷；取哌啶并吲哚类异胡豆苷（20毫克，0.040毫摩尔）溶于碳酸钠溶液中（5%，2.0毫升），在氮气保护下，75℃搅拌30分钟，反应完成后将反应液冷冻干燥，冻干粗品加入适量甲醇溶解后离心，取上清液，减压蒸馏除去溶剂，得到的粗产物用制备液相柱色谱分离得到(3
Figure 870794DEST_PATH_IMAGE005
,15β,16
Figure 595791DEST_PATH_IMAGE005
,17β)-20,21-双脱氢-16-乙烯基-哌啶并吲哚类异胡豆苷内酰胺-17-β-D-葡萄糖苷。反应式为：
Figure 367438DEST_PATH_IMAGE002
。
下面用以下表述合成得到的化合物的物理及化学数据。核磁共振氢谱（1H NMR，数据于500MHz核磁共振仪得到）、电喷雾质谱（ESI–MS）；1H NMR所使用的试剂一般为氘代氯仿（CDCl3）；NMR谱图峰形表示为：单峰（s）、双峰（d）、宽单峰（brs）、双双峰（dd）、三重峰（t）、四重峰（q）；耦合常数（J）的单位用赫兹（Hz）表示；化学位移值（δ）单位用ppm表示。具体如下：
(3
Figure 318077DEST_PATH_IMAGE005
,15β,16
Figure 43325DEST_PATH_IMAGE005
,17β)-20,21-双脱氢-16-乙烯基-哌啶并吲哚类异胡豆苷内酰胺-17-β-D-葡萄糖苷：白色固体；1H NMR (500 MHz, CDCl3): δ7.56 (1H, d, J = 7.5 Hz), 7.42 (1H, s), 7.21 (1H, d, J = 7.5 Hz), 7.16 (1H, t, J = 7.5 Hz), 7.10 (1H, t, J = 7.5 Hz), 6.27 (1H, s), 5.57 (1H, m), 5.34 (3H, m), 5.09 (1H, m), 4.91 (1H, m), 4.57 (1H, m), 4.05 (2H, m), 3.74 (2H, m), 3.41 (2H, m), 3.17 (3H, m), 2.96 (1H, m), 2.68 (1H, m), 2.27 (2H, m); HRMS (ESI): m/z (M)+计算值为498.2002, 实测值为498.2008。
为了更好地理解本发明的实质，下面通过药理实施例进一步说明本发明。药理实施例给出了代表性化合物的部分活性数据。必须说明，下述药理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2: (3,15β,16
Figure 670846DEST_PATH_IMAGE003
,17β)-20,21-双脱氢-16-乙烯基-哌啶并吲哚类异胡豆苷内酰胺-17-β-D-葡萄糖苷对人慢性髓原细胞白血病细胞（K562）的细胞毒活性
人慢性髓原细胞白血病细胞(K562)用RPMI 1640培养基培养，培养基中含10％小牛血清，100U/毫升青霉素和100U/毫升链霉素。细胞以每孔1×104个密度接种到96孔板中，在37℃,5%CO2潮湿空气的培养箱中培养24小时。
细胞存活率的测定方法用改良MTT法。细胞经24小时的孵育后，分别将新配的该哌啶并吲哚类异胡豆苷内酰胺生物碱的二甲亚砜溶液以浓度梯度加入到各孔中，使孔中化合物的最终浓度分别为100微克/毫升、50微克/毫升、25微克/毫升、5微克/毫升。72小时后，加入10微升MTT(5毫克/毫升)的生理盐水溶液，再继续在37℃，5%CO2潮湿空气的培养箱中培养3小时，每孔中加入150毫升二甲亚砜，振荡溶解生成的MTT晶体甲臜（formazan），所形成的甲臜用酶标仪在570 nm 波长下比色，细胞存活率由样品OD值对于对照OD值的比值计算。其中化合物对K562细胞的半数抑制浓度（IC50）由剂量效应曲线得到。该哌啶并吲哚类异胡豆苷内酰胺生物碱的IC50为：48.5μM。
本试验以抗肿瘤一线用药喜树碱（CPT）作为阳性对照，CPT对人慢性髓原细胞白血病细胞的半抑制浓度IC50为0.6 μM。
本实验表明此类哌啶并吲哚类异胡豆苷内酰胺生物碱对人慢性髓原细胞白血病癌细胞K562细胞具有细胞毒性，可制备成为新的具有抗慢性髓原细胞白血病作用的药物。

Claims (4)

1.一种类异胡豆苷内酰胺生物碱及其可药用的盐，结构式如下：
Figure 174195DEST_PATH_IMAGE001
。
2.根据权利要求1所述的一种类异胡豆苷内酰胺生物碱及其可药用的盐的制备方法，其特征在于，通过以下方案实现：将2-（1-吲哚）-乙胺及裂环马钱子碱在固定化的异胡豆苷合成酶的催化下制得哌啶并吲哚类异胡豆苷，再通过一步碱催化制备得到目的化合物，其中无机碱选用碳酸钠、碳酸钾或碳酸锂，反应式为：
Figure DEST_PATH_IMAGE003
。
3.根据权利要求2所述的一种类异胡豆苷内酰胺生物碱及其可药用的盐的制备方法，其特征在于，所述固定化的异胡豆苷合成酶是将纯化的异胡豆苷合成酶通过恒流泵泵入到镍-氮川乙酸柱子上。
4.根据权利要求1所述的一种类异胡豆苷内酰胺生物碱及其可药用的盐在制备防治人慢性髓原细胞白血病中的应用。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN101805383A (zh) * 2010-04-09 2010-08-18 浙江大学 异胡豆苷内酰胺类衍生物及制备和用途

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Title
FANGRUI WU ET AL.: "Scaffold Tailoring by a Newly Detected Pictet−Spenglerase Activity of Strictosidine Synthase: From the Common Tryptoline Skeleton to the Rare Piperazino-indole Framework", 《J.AM.CHEM.SOC.》 *
FANGRUI WU ET AL.: "Scaffold Tailoring by a Newly Detected Pictet−Spenglerase Activity of Strictosidine Synthase: From the Common Tryptoline Skeleton to the Rare Piperazino-indole Framework", 《J.AM.CHEM.SOC.》, 29 December 2011 (2011-12-29) *

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