CN103804392B

CN103804392B - 两种三联苯并二恶嗪衍生物及其应用

Info

Publication number: CN103804392B
Application number: CN201410056590.XA
Authority: CN
Inventors: 刘宏伟; 马轲; 韩俊杰; 宝丽
Original assignee: Institute of Microbiology of CAS
Current assignee: Institute of Microbiology of CAS
Priority date: 2014-02-19
Filing date: 2014-02-19
Publication date: 2015-09-02
Anticipated expiration: 2034-02-19
Also published as: CN103804392A

Abstract

本发明的目的是提供两种三联苯并二恶嗪衍生物及其应用。本发明所提供的两种三联苯并二恶嗪衍生物为如下式I和式II所示的化合物。本发明中的两个新的sarcoviolin类化合物可以高效抑制α-葡萄糖苷酶的活性，从而提高对II型糖尿病的控制。同时动物实验也表明两个新的sarcoviolin类化合物可以有效降低动物血糖。本发明的化合物来源于食用真菌，具有一定的安全基础。综上，本发明的两个新的sarcoviolin类化合物拥有开发α-葡萄糖苷酶抑制剂、防治II型糖尿病药物、制备食品或者功能保健品等多种市场应用价值。

Description

两种三联苯并二恶嗪衍生物及其应用

技术领域

本发明涉及两种三联苯并二恶嗪衍生物及其应用，特别涉及两种新的三联苯并二恶嗪类化合物及其在作为α-葡萄糖苷酶抑制剂中的应用。

背景技术

糖尿病是人体内胰岛素缺乏或者相对缺乏而引起的一种临床常见病，世界卫生组织（WHO）将糖尿病主要分为两种：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型糖尿病占了大多数，我国糖尿病患者有2000万以上，其中近90％为II型糖尿病，并且出现多发性、年轻化的特点，严重威胁国民健康。

α-葡萄糖苷酶是小肠内麦芽糖、蔗糖或其他寡糖的水解酶，水解最终产生葡萄糖并经小肠吸收进入血液，是餐后血糖升高的主要原因。餐后高血糖可引起机体对胰岛素的敏感性降低从而加剧II型糖尿病患者病情，甚至导致一系列并发症。因而α-葡萄糖苷酶抑制剂将显著提高对糖尿病的控制。目前市场上使用的α-葡萄糖苷酶抑制剂类药物主要为阿卡波糖、伏格列波糖、米格列醇等，但是值得注意的是，目前使用的这些抑制剂都带来了不同程度上的毒副作用，如胃肠道副作用、荨麻疹、肝功能障碍、心脏系统风险等。因此，积极发展更安全、更强效的α-葡萄糖苷酶抑制剂是必要和紧迫的。

发明内容

本发明的一个目的是提供两种新的三联苯并二恶嗪化合物。

本发明所提供的三联苯并二恶嗪化合物，为如式I或式II所示的化合物：

上述两个化合物中，结构如式Ⅰ所示的化合物命名为sarcoviolinβ，结构如式Ⅱ所示的化合物命名为episarcoviolinβ。

所述化合物或其可药用盐在如下（A1）-（A4）任一中的应用也属于本发明的保护范围：

（A1）作为α-葡萄糖苷酶抑制剂；

（A2）制备治疗和/或预防II型糖尿病的药物；

（A3）制备抑制α-葡萄糖苷酶的药物；

（A4）制备具有降糖作用的食品或功能保健品。

本发明的再一个目的是提供一种治疗和/或预防II型糖尿病的药物。

本发明所提供的治疗和/或预防II型糖尿病的药物，其活性成分为所述化合物或其可药用盐。

本发明的还一个目的是提供一种抑制α-葡萄糖苷酶的药物。

本发明所提供的抑制α-葡萄糖苷酶的药物，其活性成分为所述化合物或其可药用盐。

本发明的另一个目的是提供一种具有降糖作用的食品或功能保健品。

本发明所提供的具有降糖作用的食品或功能保健品，其活性成分为所述化合物或其可药用盐。

以上所有的所述药物均可为片剂、粉剂、胶囊、口服液、乳剂、膏剂、霜剂、注射剂、混悬剂、酊剂、颗粒剂或气雾剂。上述各种剂型的药物均可以按照药学领域的常规方法制备。

在本发明中，以上所有的所述治疗和/或预防II型糖尿病具体体现在：降低Ⅱ型糖尿病模型大鼠的空腹血糖值。

本发明所提供的两个新化合物均为首次被发现，亦没有关于两个化合物的化学合成方面的相关报道。为实现本发明所获得的两个新化合物的应用目的，发明人测试了两个化合物化合物对α-葡萄糖苷酶的抑制活性，实验证明式I所示化合物与式II所示化合物表现出很强的抑制α-葡萄糖苷酶的活性。通过测定两个化合物对α-葡萄糖苷酶半数抑制浓度（IC₅₀值）显示：式I所示结构的化合物抑制α-葡萄糖苷酶的强度是阳性对照药物阿卡波糖的1296倍；式II所示结构的化合物抑制α-葡萄糖苷酶的强度是阳性对照药物阿卡波糖的702倍。在以大鼠为模型动物实验中，两个化合物都可明显降低Ⅱ型糖尿病模型大鼠的血糖值。

本发明的有益之处在于：式(I)和式(II)的两个化合物均为首次发现。同时两者均具有极其强效抑制α-葡萄糖苷酶的功效、并在防治II型糖尿病方面具有成药潜力，为开发成为治疗II型糖尿病创新药物、开发抑制α-葡萄糖苷酶的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。另外，上述的两个化合物分离自被大众广泛食用的真菌，其安全性具有初步的保障。

具体实施方式

下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。

下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

α-葡萄糖苷酶：购买自Sigma公司（货号为G5003）；4-硝基苯-α-D-吡喃葡萄糖苷：购买自百灵威科技有限公司（货号为270305）；链脲霉素：购买自百灵威科技有限公司（货号为M02540）。wistar雄性大鼠（SPF级）：北京维通利华实验动物技术有限公司提供。

Sarcodon leucopus：记载于“Corrad Geraci,Placido Neri,Cinzia Paterno,et al.AnUnusual Nitrogenous Terphenyl Derivative from Fruiting Bodies of the BasidiomyceteSarcodon leucopus.J.Nat.Prod.2000,63,347-351”一文，公众可从中国科学院微生物研究所获得。

实施例1、式I所示化合物和式II所示化合物的制备

一、式I所示化合物和式II所示化合物的制备

取新鲜的Sarcodon leucopus子实体，干燥粉碎后称取200克，再用2升无水乙醇浸泡，超声破碎60分钟后浸泡过夜（12-16h），过滤收集滤液。重复上述无水乙醇浸泡-超声-过滤的操作3次后合并滤液，减压浓缩、干燥获得乙醇提取物浸膏12.6克。

使用体积分数为20%的乙醇水溶液500毫升溶解上述的浸膏，将所得溶液通入大孔吸附树脂柱中（D101型，柱总体积为1500毫升，径高比为1:10），反复吸附4次，而后先用2升的体积分数为50%的乙醇水溶液解吸，再用体积分数为85%的乙醇水溶液解吸至解吸液无色。吸附和解吸时的流速均为1.5个柱保留体积每小时。将体积分数为85%的乙醇水溶液解吸获得的解吸液混合，减压浓缩、干燥获得紫红色固体2.3克。

将上述2.3克固体用10ml体积比为70:30的甲醇和水的混合液溶解，5000rpm离心5min，收集上清液，将上清液上样于凝胶柱sephadex LH-20（Φ3.0×150cm，sephadexLH-20，Merck公司），然后采用体积比为70:30的甲醇和水的混合液作为流动相进行洗脱，收集第160毫升至第210毫升的洗脱液（记为溶液甲）；收集第220毫升至第260毫升的洗脱液（记为溶液乙）。

溶液甲经减压浓缩、干燥后获得1120毫克棕红色固体，经HPLC面积归一法分析测定该固体为单一化合物，命名为episarcoviolinβ，即式II所示化合物；溶液乙经减压浓缩、干燥后获得268毫克棕红色固体，经HPLC面积归一法分析测定该固体为单一化合物，命名为sarcoviolinβ，即式I所示化合物。

二、化合物的结构确认

式I所示化合物（sarcoviolinβ），其波谱数据如下所示：

HRTOFMS(正离子模式)m/z:[M+H]⁺595.1950(calcd.for C₃₀H₃₁N₂O₁₁,595.1922);其分子式为C₃₀H₃₀N₂O₁₁。¹H-NMR(500MHz，甲醇-d₄):δ7.35(2H,d,J=8.4Hz,H-2’’,H-6’’)，δ7.24(1H,s,H-2)，δ7.23(1H,d,J=7.0Hz,H-6)，δ7.10(1H,d,J=7.0Hz,H-5),δ6.82(2H,d,J=8.4Hz,H-3’’,H-5’’),δ2.98(1H,m,H-4α),δ2.51(1H,m,H-4β),δ1.87(1H,m,H-5β),δ1.52(1H,m,H-5α),δ1.34(1H,m,H-5β),δ1.30(3H,d,J=6.8Hz,H-7β),δ1.25(1H,m,H-5α),δ1.03(3H,t,J=7.4Hz,H-6β),δ0.92(3H,d,J=7.0Hz,H-7α),δ0.82(3H,t,J=7.6Hz,H-6α)。¹³C-NMR(125MHz，甲醇-d4):δ169.7(C-2’,C-3’,C-5’,C-6’,C-3α),δ161.1(C-3β),δ159.1(C-2α),δ158.2(C-4’’),δ141.9(C-3),δ141.4(C-4),δ133.0(C-2’’,C-6’’),δ129.0(C-1),δ126.9(C-6),δ122.5(C-1’’),δ120.5(C-2),δ117.1(C-4’),δ116.8(C-5),δ115.5(C-3’’,C-5’’),δ115.2(C-1’),δ92.9(C-2β),δ43.3(C-4β),δ34.7(C-4α),δ27.6(C-5α),δ24.5(C-5β),δ16.3(C-7α),δ14.5(C-7β),δ12.7(C-6β),δ12.4(C-6α)。

据此，确定该化合物的结构式如式I所示：

式II所示化合物（episarcoviolinβ），其波谱数据如下所示：

HRTOFMS(正离子模式)m/z:[M+H]⁺595.1953(calcd.for C₃₀H₃₁N₂O₁₁,595.1922);其分子式为C₃₀H₃₀N₂O₁₁。¹H-NMR(500MHz，甲醇-d₄):δ7.32(2H,d,J=8.3Hz,H-2’’,H-6’’)，δ7.26(1H,s,H-2)，δ7.24(1H,d,J=8.3Hz,H-6)，δ7.08(1H,d,J=8.3Hz,H-5),δ6.80(2H,d,J=8.3Hz,H-3’’,H-5’’),δ2.50(1H,m,H-4β),δ2.19(1H,m,H-4α),δ1.85(1H,m,H-5β),δ1.40(2H,m,H-5α,H-5β),δ1.33(3H,d,J=6.8Hz,H-7β),δ1.17(1H,m,H-5α),δ1.02(3H,t,J=7.4Hz,H-6β),δ0.83(3H,br.,H-7α),δ0.79(3H,t,J=7.3Hz,H-6α)。¹³C-NMR(125MHz，甲醇-d₄):δ168.6(C-2’,C-3’,C-5’,C-6’,C-3α),δ161.0(C-3β),δ157.4(C-2α),δ158.2(C-4’’),δ142.1(C-4),δ141.5(C-3),δ133.0(C-2’’,C-6’’),δ128.9(C-1),δ127.5(C-6),δ122.5(C-1’’),δ121.3(C-2),δ117.0(C-4’),δ116.7(C-5),δ115.5(C-3’’,C-5’’),δ115.2(C-1’),δ92.3(C-2β),δ42.8(C-4β),δ38.9(C-4α),δ27.6(C-5α),δ24.4(C-5β),δ17.2(C-7α),δ14.4(C-7β),δ12.9(C-6β),δ11.8(C-6α)。

据此，确定该化合物的结构式如式II所示：

实施例2、式I所示化合物和式II所示化合物的制备

取新采集的Sarcodon leucopus子实体（鉴定见实施例1），干燥粉碎后称取50克，再用1000毫升乙酸乙酯浸泡，超声破碎60分钟后浸泡过夜（12-16h），过滤收集滤液。重复上述乙酸乙酯浸泡-超声-过滤的操作6次后合并滤液，减压浓缩、干燥获得乙酸乙酯提取物浸膏2.8克。

使用体积分数为20%的乙醇水溶液100毫升溶解上述的浸膏，将所得溶液通入大孔吸附树脂柱中（D101型，柱总体积为300毫升，径高比为1:8），反复吸附3次，而后用800毫升的体积分数为50%的乙醇水溶液洗脱，再用体积分数为85%的乙醇水溶液洗脱至洗脱液无色。吸附和解吸时的流速均为1.5个柱保留体积每小时。将体积分数为85%的乙醇水溶液洗脱获得的洗脱液混合，减压浓缩、干燥获得紫红色固体98毫克。

将上述98毫克固体用1ml体积比为70:30的甲醇和水的混合液溶解，5000rpm离心5min，收集上清液，将上清液上样于凝胶柱sephadex LH-20（Φ1.0×120cm，sephadexLH-20，Merck公司），然后采用体积比为70:30的甲醇和水的混合液作为流动相进行洗脱，收集第110毫升至第140毫升的洗脱液（记为溶液丙）；收集第145毫升至第165毫升的洗脱液（记为溶液丁）。

溶液丙经减压浓缩、干燥后获得45毫克棕红色固体，经HPLC面积归一法分析测定该固体为单一物质，进一步对其进行波谱测定，结果与实施例1步骤二中的episarcoviolinβ一致，证实该化合物正为式II所示化合物；溶液丁经减压浓缩、干燥后获得9.8毫克棕红色固体，经HPLC面积归一法分析测定该固体为单一化合物，进一步对其进行波谱测定，结果与实施例1步骤二中的sarcoviolinβ一致，证实该化合物正为式I所示化合物。

实施例3、两种化合物的体外抑制α-葡萄糖苷酶活性试验

供试样品溶液：终浓度分别为25.0μM、12.5μM、6.3μM、3.1μM、1.6μM、0.8μM的式I所示化合物溶液和式II所示化合物溶液（溶于少量DMSO后，用蒸馏水稀释至相应浓度，控制DMSO的最终体积分数<0.1%）；以及作为阳性对照的终浓度分别为4000μM、1000μM、250μM、62.5μM的阿卡波糖溶液（溶于少量DMSO后，用蒸馏水稀释至相应浓度，控制DMSO的最终体积分数<0.1%）。

取25μL不同浓度的以上供试样品溶液，加入25μLα-葡萄糖苷酶水溶液（浓度为0.2U/mL）及175μL磷酸盐缓冲溶液（50mM，pH7.0）。混合溶液于室温放置10min后加入25μL4-硝基苯-α-D-吡喃葡萄糖苷水溶液（浓度为2.5mM），37℃恒温孵育30min，5000rpm离心5min，取上清150μL至96孔板中，在波长405nm处测定吸光值。

实验同时设置空白组：使用25μL的磷酸盐缓冲液（50mM，pH7.0）代替供试样品溶液；空白对照组：使用25μL的磷酸盐缓冲液（50mM，pH7.0）代替供试样品溶液，同时25μL的磷酸盐缓冲液（50mM，pH7.0）代替α-葡萄糖苷酶水溶液；样品对照组：使用25μL的磷酸盐缓冲液（50mM，pH7.0）代替α-葡萄糖苷酶水溶液。

上述每个实验组均重复三次，结果取平均值。使用下述公式计算样品对α-葡萄糖苷酶的抑制率：

抑制率(%)=[1-(样品组吸光值-样品对照组吸光值)/(空白组组吸光值-空白对照组吸光值)]×100%

对实验数据统计分析，使用IC₅₀软件计算各供试样品的IC₅₀值结果如表1所示。可见，式I所示化合物sarcoviolinβ的α-葡萄糖苷酶抑制活性为阳性药物阿卡波糖的1296倍；式II化合物episarcoviolinβ的α-葡萄糖苷酶抑制活性为阳性药物阿卡波糖的702倍。

表1两种化合物的α-葡萄糖苷酶抑制活性检测结果

供试样品	式I所示化合物	式II所示化合物	阿卡波糖
				IC₅₀值，μM	0.58±0.02	1.07±0.04	751.68±0.89

实施例4、两种化合物的动物实验

一、大鼠II型糖尿病大鼠模型的构建

1、实验动物

取wistar雄性大鼠50只，适应性饲养一周：室温18-25℃，湿度50-60％，明暗周期12/12小时，自由摄食、饮水；给予标准大鼠饲料。

2、II型糖尿病大鼠模型造模实验

空白组：10只wistar雄性大鼠，给予普通的标准大鼠饲料。

模型组：40只wistar雄性大鼠，给予高糖高脂饲料。

将空白组和模型组大鼠均喂养4周后，禁食8小时，于第29天取大鼠尾静脉血测量空腹血糖，并静脉注射链脲霉素45mg/kg体重，在静脉注射后饲喂72小时，禁食8小时，取大鼠尾静脉血测空腹血糖。

结果显示，注射链脲霉素后，模型组大鼠的空腹血糖值为18.21±0.86mmol/L，显著高于空白组大鼠的4.83±0.92mmol/L（P＜0.01）。而且模型组大鼠的状况欠佳，出现多饮、多尿、多食等糖尿病症状明，以上结果说明II型糖尿病大鼠模型造模成功。

二、给药实验

给药实验分组如表2所示，其中，模型组随机分为4组，每组10只步骤一构建成功的II型糖尿病大鼠；空白对照组为10只正常wistar雄性大鼠。

表2给药实验分组及处理

注：式I所示化合物、式II所示化合物和阿卡波糖均溶于蒸馏水中。

各组大鼠同条件下喂养相应的饲料，并灌胃给药，每天一次，连续给药一周，取各组大鼠的尾静脉血测量空腹血糖。

结果如表3所示，可见，式I所示化合物和式II所示化合物具有显著控制Ⅱ型糖尿病模型大鼠血糖值的作用，其作用效果较阳性药物阿卡波糖更强。

表3各组大鼠空腹血糖值

Claims

1.一种化合物，如式I或式II所示：

2.权利要求1所述化合物或其可药用盐在如下(A1)-(A4)任一中的应用：

(A1)制备α-葡萄糖苷酶抑制剂；

(A2)制备治疗和/或预防II型糖尿病的药物；

(A3)制备抑制α-葡萄糖苷酶的药物；

(A4)制备具有降糖作用的食品或功能保健品。

3.治疗和/或预防II型糖尿病的药物，其活性成分为权利要求1所述化合物或其可药用盐。

4.抑制α-葡萄糖苷酶的药物，其活性成分为权利要求1所述化合物或其可药用盐。

5.具有降糖作用的食品或功能保健品，其活性成分为权利要求1所述化合物或其可药用盐。