CN104892453A

CN104892453A - 大黄类抗菌、抗肿瘤化合物及其应用

Info

Publication number: CN104892453A
Application number: CN201510233797.4A
Authority: CN
Inventors: 刘进兵; 王子厚; 李忠野
Original assignee: Shaoyang University
Current assignee: Shaoyang University
Priority date: 2015-01-27
Filing date: 2015-05-10
Publication date: 2015-09-09

Abstract

本发明涉及式(Ⅰ)的大黄类化合物的合成和这类化合物在抗菌、抗肿瘤药物的中的应用。体外抗菌活性测试结果表明：所合成的大黄衍生物对金葡萄球菌ATCC25923、大肠杆菌ATCC25922、绿脓杆菌ATCC27853、幽门螺旋杆菌具有较强的抗菌活性，可以用于制备抗菌药物；体外抗肿瘤活性测试结果表明，所合成的大黄衍生物部分具有抗肿瘤活性；通过考察大黄衍生物对巴豆油致小鼠耳廓肿胀的影响，结果表明部分化合物具有抗炎活性。所述大黄类衍生物的化学结构式如下式所示，其中R₁,R₂,R₃如说明书所定义。

Description

大黄类抗菌、抗肿瘤化合物及其应用

技术领域

本发明涉及一种抗菌、抗肿瘤、抗炎化合物以及含有该化合物的组合物及其应用，具体地，涉及大黄醛衍生物、大黄酸衍生物、双醋瑞因衍生物、芦荟大黄素衍生物以及含有该衍生物的组合物及其在抗菌、抗肿瘤、抗炎药物中的应用。

背景技术

大黄素具有广泛的药理作用（参见：药学进展, 2005 , 29 (12) : 540-544；中国药理学通报, 2003 , 19 (8) : 851- 854）,能抑制肿瘤细胞增殖和转移（Life Sci , 1997 , 61 (23) : 2335-2344；Jpn J Cancer R , 2002 , 93 (8) : 874-882；武警医学, 2004 , 15 (7) : 545-546；Phytochemist ry , 2001 , 58(8) : 1213-1217.）、抗菌、抗炎、抑制肝脏和肾脏纤维化、扩张血管及利尿（Eur J Pharmacol , 1991 , 205 (3) : 289-294）等，具有很好的临床应用价值。大黄素是三环共平面结构，具有DNA 嵌入剂的基本结构特征（J Nat Prod , 2001 , 64 (9) : 1162-1168），但由于大黄素本身具有毒性高，生物活性不够好及生物活性机理不是很明确等缺点。为了提高其抗肿瘤活性，降低毒副作用，寻找新的抗肿瘤药物，大黄素的研究日益受到人们的关注（中草药，2004 , (35)11 :1259-1262. 临床肿瘤学杂志,2004 ,9 (4) :340-343）。Demirezer 等（Proc. Natl . Acad. Sci .USA ,1972 ,69 (3) :730-732）.发现大黄素及其类似物对多种肿瘤细胞有细胞毒作用。Graham 等（Helv. Chim. Acta ,1953 ,36 (5) :1109-1115）指出如果在蒽醌的三环共平面结构中引入一个或两个带正电荷的侧链,将提高其细胞毒活性。科研工作者从其母体结构入手进行化学修饰。随着对其药理作用的深入研究,大黄素良好的临床应用前景。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种式(I)表示的化合物及其盐

(I)

其中

R1是酚羟基、烷氧基、酯基；

R2是酚羟基、烷氧基、酯基；

R3是羧基、羟甲基、醛基以及羧酸、醇、醛的衍生物；

其中R1优选为羟基、烷氧基、含有芳环、杂环的酚醚、各类酚酯、葡萄糖苷、核糖苷及无环糖苷。

其中R2优选为羟基、烷氧基、含有芳环、杂环的酚醚、各类酚酯、葡萄糖苷、核糖苷及无环糖苷。

其中R3为羧酸及其衍生物（其结构式如式(II)所示

(II)

其中R4优选为氢，C1-C12的烷基，六元及六元以下的环烷基，含有芳环的醇及含有杂环的醇。

其中R3为醛基及其衍生物,其结构式如式(III)和(IV)所示

(III)

(IV)

其中R5优选为如下结构

, ,其中n为2-16;

其中R6优选为C1-C12烷基、苄基、氢；

，，

具体选自下列化合物：

大黄醛氨基硫脲席夫碱；大黄醛氨基脲席夫碱；大黄醛甲氧基胺席夫碱；

大黄醛苄氧基胺席夫碱；大黄醛乙氧基胺席夫碱；大黄醛肟；

大黄醛乙二胺席夫碱；甲氧基大黄醛乙二胺席夫碱；乙二醇单甲醚大黄醛甲氧基胺席夫碱

其中R3为醛衍生物，其结构式如下：

（V）

优选地，式(I)的具体化合物为：

本发明还提供式(I)的化合物在制备抗菌、抗肿瘤药物中应用。所述菌为需氧菌或厌氧菌，其中所述需氧菌为球菌、杆菌、绿脓菌；所述厌氧菌为幽门螺旋菌、霉菌。

本发明的另一个方面，还提供一种药物组合物，其包括(I)的化合物以及药学上可接受的载体。

反应式 1.

本反应适用于R1和R2为醚键、烷醚基、糖苷，R4为各类烷基、芳基、杂环.(I)在无水碳酸钾的作用下和卤代烃、硫酸酯、磺酸酯反应得(II)；(II)与过量氯化亚砜反应得(III),所得酰氯和各类醇反应得目标化合物(IV)。

反应式 2.

本反应适用于R1和R2为醚键、多醚基、糖苷，R4为各类烷基、芳基、杂环、.(I)在无水碳酸钾的作用下和卤代烃、硫酸酯、磺酸酯反应得(II)；(II)与过量氯化亚砜反应得(III),所得酰氯和各类胺反应得目标化合物(IV)。

反应式 3.

本反应适用于双醋瑞因各类酯和双醋瑞因各类酰胺的合成，特别是氨基酸酰胺的合成。

反应式 4.

本反应适用于各类大黄醛及其衍生物的合成。本反应适用于R1和R2为醚键、多醚基、糖苷，R4为各类烷基、芳基、杂环、.(I)在无水碳酸钾的作用下和卤代烃、硫酸酯、磺酸酯反应得(II)；(II)通过PCC氧化成醛，醛再和各类胺反应得到大黄醛席夫碱衍生物(IV).

反应式 5.

本反应适用于各类大黄醛亚硫酸氢钠加成物的合成。本反应适用于R1和R2为醚键、多醚基、糖苷，R4为各类烷基、芳基、杂环、.(I)在无水碳酸钾的作用下和卤代烃、硫酸酯、磺酸酯反应得(II)；(II)通过PCC氧化成醛，醛再和饱和亚硫酸氢钠反应得到各类大黄醛亚硫酸氢钠加成物(IV).

定义

本文中“芳基”包括芳基和在任何合适位置发生取代的芳基；

所述“烷基”是指直链或支链烷基，以及所有可能的异构体，优选含有1-6个碳原子的烷基。

所述“杂环”是指含有氮和/或氧和/或硫的单环或双环或稠环化合物，优选含有杂原子的芳基，所述杂原子选自氮、氧和硫中的一种或多种。

所述“席夫碱”是指各类胺、取代胺、二胺、氨基酸，优选脂肪族胺。

所述“苷”是指碳苷、氮苷、氧苷，包括呋喃糖、吡喃糖、无环糖。

本文提及的杂环，除另有说明，都指该杂环的所有可能的异构体形式。

本文提及的杂环，除另有说明，都特指该杂环基团的所有可能的位置异构体。

另外，本文提及的单位、符号或缩写都具有本领域技术人员所熟知的含义。

具体实施方式

一、仪器与药品

核磁共振仪 Mercury-Plus300(美国VARIAN)

质谱仪 LCMS-2010A(日本岛津)

熔点仪 WRS-1B数字熔点仪(上海精密科学仪器有限)，未校正

红外光谱分析仪 VECTOR 22(德国BRUKER)

化学试剂购自上海达瑞化学品公司；

柱层析用硅胶购自青岛海洋化工厂。

二、制备实施例

实施例一：大黄酸乙酯的合成

将0.22克大黄酸加入到反应瓶中，加入100毫升二氯甲烷，搅拌下加入5毫升氯化亚砜，于回流状态下反应过夜，直至体系溶清。减压蒸除溶剂之干，加入5毫升甲苯带出多余甲苯，重复3次，得大黄酰氯。

将0.436克大黄酰氯加入到反应瓶中，加入20毫升二氯甲烷，搅拌，于室温下加入2毫升无水乙醇和0.5毫升三乙胺，于室温下反应，TLC跟踪反应（乙酸乙酯：石油醚=1:2），32小时后，体系无明显变化，减压蒸除溶剂，柱层析分离，得17毫克黄色固体，收率7.7%。

1H NMR(400 MHz, d6-DMSO) δ:11.94(s,2H,OH),8.12(s,1H, ArC2-H), 7.87(t, 1H, J =8.0Hz,ArC6-H),7.79(s,1H,ArC4-H), 7.76(d,1H, J =7.6Hz,ArC5-H), 7.44(d, 1H, J =8.4Hz,ArC7-H), 4.42(q,2H, J =7.2Hz, OCH₂),1.40(t,3H, J =7.2Hz). IR(KBr, cm-1 )2991, 2879, 2825, 1627, 1470, 1447, 1383, 749

实施例二：甲氧基大黄酸戊酯的合成

将0.40克大黄酰氯加入到反应瓶中，加入20毫升二氯甲烷，搅拌，于室温下加入2毫升正戊醇和0.5毫升三乙胺，于室温下反应，TLC跟踪反应（乙酸乙酯：石油醚=1:2），32小时后，体系无明显变化，减压蒸除溶剂，柱层析分离，得0.0525克（0.148mmol）黄色固体。

将0.0525克大黄酸正戊酯加入到反应瓶中，加入5毫升二氧六环，搅拌溶解，加入10毫升丙酮，搅拌下加入0.13克无水碳酸钾和0.08克硫酸二甲酯，升温至回流，于回流下保温反应，TLC跟踪反应（乙酸乙酯：石油醚=2:1），28小时后反应完成，减压蒸除溶剂，向反应体系中加入30毫升水，充分搅拌，抽滤，滤饼水洗，干燥，得0.0412克灰色固体。收率72.7%。

1H NMR(400 MHz, d6-DMSO) δ: 8.17(s, 1H, ArC2-H), 7.89(s, 1H, ArC4 -H), 7.80(t, 1H, J = 8.0 Hz, ArC6-H), 7.71(d, 1H, J = 7.6Hz, ArC5-H), 7.57(d, 1H, J = 7.6Hz, ArC7-H), 4.36(t,2H, J =6.8Hz, CH₂), 3.98(s,3H,CH₃), 3.92(s,3H,CH₃), 1.38(t, 3H, J =7.2 Hz, CH₃), 1.77-1.74(m, 2H, CH₂), 1.38-1.36(m, 4H, 2CH₂),0.92(t, 3H, J =6.4Hz, CH₃). IR(KBr, cm-1 )2927, 2841, 1710, 1662, 1467, 1226, 1063

实施例三：大黄酸酰胺的合成

将20毫升无水甲醇加入到反应瓶中，冰浴下滴加2毫升氯化亚砜，滴毕，保温1小时，加入1.3653克精氨酸，升至室温，反应4小时，升温至50℃，反应16小时，减压蒸除溶剂的精氨酸甲酯。

将0.338克大黄酸加入到反应瓶中，加入0.2027克DCC、0.1525克DMAP和0.235克L-精氨酸甲酯、20毫升1,2-二氯甲烷，搅拌，升温至80℃，保温反应23小时，减压蒸除溶剂，向剩余物中加入20毫升无水甲醇，搅拌，滤除不溶物，滤液减压蒸除大部分溶剂，抽滤，滤饼以乙醚洗，得黄色固体，干燥后得0.0738克产品，收率13.7%。

1H NMR(400 MHz, d6-DMSO) δ:11.90(s,2H,ArOH), 8.30(s,1H, NH), 8.11(s,1H,ArC2-H),7.82-7.72 (m,3H, Ar-H), 7.42(d, 1H, J =6.8Hz, ArC7-H),5.60(s,2H,NH₂),3.91(s,1H,CH),3.18(s,3H, OCH₃),1.71 (t,2H, J =3.6Hz,CH₂), 1.24-1.21(m,2H,CH₂), 1.03-1.00(m,2H,CH₂). IR(KBr, cm-1 )3321, 2927, 2845, 1726, 1622, 1445, 744

实施例四：双醋瑞因戊酯的合成

将1克双醋瑞因加入到250毫升反应瓶中，加入150毫升二氯甲烷，搅拌，加入15毫升氯化亚砜，升温至回流，保温反应至体系溶清，减压蒸除溶剂之干，加入5毫升甲苯带出多余甲苯，重复3次，得双醋瑞因酰氯。

取0.4克双醋瑞因酰氯加入到50毫升反应瓶中，加入20毫升二氯甲烷和2毫升正戊醇，0.5毫升三乙胺，搅拌，于室温下反应，以TLC跟踪反应（乙酸乙酯：石油醚=1:2），3小时后体系无变化，减压蒸除溶剂，经柱层析分离得98.2毫克，收率32.98%。

1H NMR(400 MHz, d6-DMSO) δ: 8.55(s,1H,ArC2-H),8.17(d,1H, J =7.6Hz, ArC5-H),8.08(s,1H,ArC4-H),7.99(t,1H, J =8.0Hz,ArC6-H),7.68(d,1H, J =8.4Hz, ArC7-H),4.38(t,2H, J =6.4Hz,-OCH₂),2.42(s,3H,CH₃), 2,41(s,3H,CH₃),1.79- 1.76(m,2H,CH₂),1.40-1.38(m,4H,2CH₂),0.93(t,3H, J =6.8Hz,CH₃). IR(KBr, cm-1 )2985, 2940, 1764, 1720, 1678, 1367, 749

实施例五：大黄醛甲氧基胺席夫碱的合成

将1克芦荟大黄素加入到150毫升圆底烧瓶中，加入100毫升二氯甲烷，搅拌下加入10克硅胶负载的DCC，于回流状态下反应36小时，反应过程以TLC跟踪，反应完毕，趁热过滤，滤液减压蒸除溶剂，干燥后得0.62克大黄醛。

取0.2克大黄醛加入到50毫升反应瓶中，加入20毫升无水乙醇，搅拌下加入0.08克甲氧基胺盐酸盐和0.25毫升三乙胺，于室温下保温反应，TLC跟踪反应（乙酸乙酯：石油醚=1:1），16小时后反应基本完成，减压蒸除溶剂，柱层析分离得黄色大黄醛甲氧基胺席夫碱14.1毫克，收率7.1%。

1H NMR(300 MHz, d6-DMSO) δ:11.91(s, 1H, OH),11.69(s, 1H, OH), 8.39(s,1H,CH), 8.06(s, 1H, ArC2-H),7.92(s, 1H, ArC4-H),7.83(t,1H, J = 8.1 Hz, ArC6-H),7.72(d,1H, J = 8.1 Hz, ArC5-H),7.39(d,1H, J = 8.1 Hz, ArC7-H),3.55(s,3H,OCH₃). IR(KBr, cm-1 ) 2943, 2885, 1665, 1281, 1236, 1047, 756

实施例六：大黄醛氨基硫脲席夫碱的合成

取0.27克大黄醛加入到50毫升反应瓶中，加入10毫升无水乙醇和10毫升二氧六环，搅拌，于室温下加入0.14克氨基硫脲，室温下保温反应，TLC跟踪反应（乙酸乙酯：石油醚=1:1），14小时后反应基本完成，减压蒸除溶剂，柱层析分离得黄色大黄醛氨基硫脲席夫碱84.3毫克，收率31.2%。

1H NMR(300 MHz, d6-DMSO) δ:11.94(s,2H,OH),11.70(s, H, CH), 8.55(s, 1H,NH2),8.38(s, 1H,NH2), 8.37(s,1H,NH), 7.93(s, 1H, ArC2-H),7.85(s, 1H, ArC4-H),7.76(t,1H, J =7.8Hz, ArC6-H), 7.68(d, 1H, J =7.8Hz, ArC5 -H), 7.53(d, 1H, J =7.8Hz, ArC7-H) .IR(KBr, cm-1 )2940, 2885, 1630, 1505, 1470, 1454, 746

实施例七：甲氧基大黄醛甲氧基胺席夫碱的合成

称取1克芦荟大黄素加入到150毫升反应瓶中，加入100毫升干燥的丙酮，搅拌下加入2克无水碳酸钾，升温至回流，保温1小时，加入0.5毫升硫酸二甲酯，回流反应18小时，反应过程中以TLC跟踪反应，反应完毕，滤除碳酸钾，减压蒸除溶剂，向剩余物中加入100毫升1%的氢氧化钠溶液，于室温下搅拌5小时，抽滤，滤饼晾干，得0.4329克棕色固体甲氧基大黄素。

将上述所得的甲氧基大黄素加入到反应瓶中，加入80毫升丙酮，搅拌下加入2.3克硅胶负载的DCC，升温至回流，反应过程以TLC跟踪，36小时后体系无变化，趁热过滤，滤液减压蒸除溶剂，剩余物加入50毫升水，搅拌，抽滤，滤饼晾干，得0.36克黄色固体。

将0.11克甲氧基大黄醛加入到50毫升反应瓶中，分别加入10毫升二氧六环和10毫升无水乙醇，搅拌，加入0.031克甲氧基胺盐酸盐和0.037克三乙胺，于室温下反应，TLC跟踪反应（乙酸乙酯：石油醚=1:2），24小时后体系无明显变化。减压蒸除溶剂，剩余物经柱层析分离得21毫克黄色固体产品。收率19.1%。

1H NMR(400 MHz, d6-DMSO) δ:8.38(s,1H, ArC2-H),7.92(s,1H, ArC4-H),7.80- 7.74(m,1H, Ar-H),7.72(d,1H, J =5.6Hz, ArC7-H), 7.68(s,1H,CH),7.57(d,1H, J =5.6Hz, Ar-H),4.01(s,3H,OCH₃), 3.93(s,3H,ArOCH₃),3.91(s,3H,ArOCH₃). IR(KBr, cm-1 )2943, 2885, 1665, 1281, 1236, 1047, 756

实施例八：烯丙醚大黄醛的合成

将1.08克芦荟大黄素加入到100毫升反应瓶中，加入50毫升干燥的DMF，搅拌，于室温下分别加入1.16克烯丙基溴，搅拌下加入2.21克无水碳酸钾，升温，于55℃保温反应，反应过程以TLC跟踪，15小时后反应基本完成，停止反应，将反应体系冷至室温，向反应瓶中加入40毫升水，搅拌2小时，转入分液漏斗，以乙酸乙酯萃取，合并有机相，经水洗后，无水硫酸钠干燥，减压蒸除大部分溶剂，冷却，抽滤，得黄色固体0.422克烯丙醚大黄素。滤液经柱层析分离后得0.4943克黄色固体。合并固体产品，得0.9365克烯丙醚大黄素。收率66.9%。

将0.422克烯丙氧基大黄素加入到100毫升反应瓶中，加入60毫升二氯甲烷，搅拌，加入1.8克硅胶负载的PCC，升温至回流，反应过程以TLC跟踪，11小时后，反应已完成，趁热过滤，减压蒸除溶剂，得0.2628克产品，收率62.9%。

1H NMR(400 MHz, d6-DMSO) δ:10.14(s, 1H, -CHO), 8.20(s, 1H, ArC2-H), 7.92(s, 1H, ArC4-H), 7.79(d, 1H, J = 7.6 Hz, ArC5-H), 7.75(t, 1H,J=6.8 Hz, ArC6-H), 7.57(d, 1H, J = 7.6 Hz, ArC7-H), 6.15-6.04 (m, 2H, C=C-H), 5.67(dd, 2H, J = 5.6 Hz, C=C-H), 5.35((t, 2H, J = 9.2 Hz, C=C-H),4.86(d, 2H, J = 4.4 Hz, CH₂),4.77(d, 2H, J = 4.4 Hz, CH₂)。IR(KBr, cm-1 )3065, 3014, 2863, 1694, 1582, 1230, 1130, 1002, 929, 746。

化合物表征表

1. 蒽醌醇类化合物结构表征数据

2. 蒽醌酚酯类衍生物结构表征数据

3. 蒽醌酸类衍生物结构表征数据

4. 蒽醌醛类衍生物结构表征数据

实施例九：本发明的化合物的体外抗菌活性测定

1. 样品稀释方法：以上样品先用相应溶媒将浓度配至2560 ug/ml, 按琼脂二倍稀释法进行二倍稀释。取无菌平皿编号后，于每个培养皿中加1ml药液，再加入19ml已加热融化的选择性培养基（融化后冷至50℃时，加入10%无菌脱纤维兔血），使培养皿中的药物终浓度为128、64、32……0.03、0.015、0.008ug/ml。

2. 菌液配制：菌株于37℃微需氧环境培养2-3天，取阳性者用于试验。选取受试菌株，以接种环挑取单菌落稀释于生理盐水中，以0.5号麦氏比浊管比浊，接种菌量约为10⁶CFU/ml。采用多点接种仪(Denley A400)将细菌接种于含不同药物浓度的琼脂平皿表面。接种后将培养皿置于37℃微需氧环境培养2-3天观察结果，以无菌生长的平皿培养基中所含药物最低浓度为药物对该菌的最低抑菌浓度（Minimum Inhibitry Concentration , MIC）。

3. 试验结果：部分化合物的试验数据（MIC₅₀、MIC₉₀及MIC_range）等统计见下表。

部分化合物体外H.P活性

实施例十：本发明的化合物的抗炎活性测定

取健康小鼠40只，雄性，按体重随机分大黄酸组、芦荟大黄素组、大黄醛组、双醋瑞因组和模型对照组五组，每组8只。各组灌胃给药，连续3d。各用药组给0.0105mmol/L干预药物，给药容量均为0.1ml／10g体重，模型对照组给予相同体积的0.5%CMC-Na。末次给药后1h，于每鼠右耳涂2%巴豆油0.05ml致炎，4h后处死动物，剪切两耳，用直径9mm的打孔器在两耳相同部位打下圆形耳片，称重，计算肿胀度(左右耳片重量差值)和抑制率。抑制率：(1一用药组肿胀度均值／模型对照组肿胀度均值)×100％。以肿胀度作为指标，用方差分析比较组间均值差异。两两比较用LSD检验。

大黄衍生物对巴豆油致小鼠耳廓肿胀的影响（mean±SD，n=8）

**<0.01，与模型对照组比

肿瘤活性测试采用MTT法。

MTT筛选结果IC₅₀（M）

Claims

1.式（I）的化合物以及这些化合物的盐

（I）

其中

R₁是酚羟基、烷氧基、酯基；

R₂是酚羟基、烷氧基、酯基；

R₃是羧基、羟甲基、醛基以及羧酸、醇、醛的衍生物。

2.权利要求1的化合物以及这些化合物的盐，其中R₁为羟基、烷氧基、含有芳环、杂环的酚醚、各类酚酯、葡萄糖苷、核糖苷及无环糖苷。

3.权利要求1的化合物以及这些化合物的盐，其中R₂为羟基、烷氧基、含有芳环、杂环的酚醚、各类酚酯、葡萄糖苷、核糖苷及无环糖苷。

4.权利要求1的化合物以及这些化合物的盐，其中R₃为羧酸及其衍生物（其结构式如式(II)所示

(II)

其中R₁、R₂为羟基、烷氧基、含有芳香基团的醚，R₄为氢，C1-C12的烷基，六元及六元以下的环烷基，芳环及杂环。

5.权利要求1的化合物以及这些化合物的盐，其中R₃为醛基及其衍生物,其结构式如式(III)和(IV)所示

(III)

(IV)

其中R₅是如下结构

, , 其中n为2-16;

其中R₆为C₁-C₁₂烷基、苄基、氢；

，，。

6. 权利要求1的化合物以及这些化合物的盐，其中R₃为醛衍生物，其结构式如下：

（V）。

7. 权利要求1的化合物，其选自下列化合物：

大黄醛乙二胺席夫碱；甲氧基大黄醛乙二胺席夫碱；乙二醇单甲醚大黄醛甲氧基胺席夫碱。

8. 权利要求1的化合物在制备抗菌药物中的应用。

9. 一种药物组合物，所述组合物包含权利要求1的化合物和药学上可接受的载体。