CN105175477A

CN105175477A - 一种多糖苷化五环三萜-28-酸及其制备方法与应用

Info

Publication number: CN105175477A
Application number: CN201510557018.6A
Authority: CN
Inventors: 洪艳平; 徐健聪; 上官新晨; 聂旭亮; 蒋艳; 陈继光; 吴少福; 胡洁芳; 尹小莉
Original assignee: Jiangxi Agricultural University
Current assignee: Jiangxi Agricultural University
Priority date: 2015-09-02
Filing date: 2015-09-02
Publication date: 2015-12-23

Abstract

本发明公开一种多糖苷化五环三萜-28-酸及其制备方法与应用，它是在保持或提高多羟基五环三萜-28-酸降糖活性的基础上进一步增强其水溶性，通过在多羟基五环三萜-28-酸的羟基位置上引入多个强极性的糖基成苷，合成了系列水溶性好的多糖苷化五环三萜-28-酸。经研究表明，此类化合物具有较好的体外α-葡萄糖苷酶抑制活性。本发明提供筛选出水溶性好，抑制活性高，作用温和，毒副作用小的α-葡萄糖苷酶抑制剂的方法，能为后续在抗糖尿病临床方面具有更广泛的应用。

Description

一种多糖苷化五环三萜-28-酸及其制备方法与应用

技术领域

本发明涉及医药及其制备和应用的技术领域，具体涉及一种多糖苷化五环三萜-28-酸及其制备方法及在制备抗糖尿病药物中的应用。

背景技术

糖尿病是一种以慢性血糖水平增高为特征的代谢疾病，近年来，患病率及死亡率都呈现出迅速上升的趋势，成为继肿瘤、心血管疾病之后的威胁人类健康的第三大疾患。目前主要诊治方法为通过注射胰岛素和口服降糖药物来控制血糖浓度。目前较为常见的化学药物主要有双胍类化合物、噻唑烷二酮类化合物(TZDs)以及磺酰脲类化合物等，这些合成药物虽然见效快、疗效明显，但副作用也较大。因此，研究天然资源中作用温和、毒副作用小的降糖成分是发展的趋势和方向。许多研究表明，多羟基五环三萜酸类化合物诸如科罗索酸、山楂酸等具有一定的抗糖尿病活性。但其水溶性差和生物利用率低等问题严重制约了它们在临床的应用。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种通过引入糖基基团，使得具有一定降糖活性的多羟基五环三萜-28-酸类化合物在保持或者提高其降糖活性的基础上改善其水溶性，得到水溶性好、作用温和、毒副作用小的新型α-葡萄糖苷酶抑制剂:多糖苷化五环三萜-28-酸,可应用于糖尿病的治疗。

本发明的第二个目的是提供一种多糖苷化五环三萜-28-酸的制备方法，该多糖苷化五环三萜-28-酸对α-葡萄糖苷酶体外抑制活性进行评价。

本发明的第三个目的是提供多羟基五环三萜酸糖苷在制备抗糖尿病药物中的应用。

本发明的第一个目的是这样实现的：

一种多糖苷化五环三萜-28-酸，具有以下结构通式：

其中：其中：R₁,R₂＝CH₃或H；R₄＝R₃O或C＝O；R₅＝COOH或CH₃或CH₂OR₃；R₆＝CH₃或CH₂OR₃；R₃为醛糖作原料形成的基团，醛糖为单糖：葡萄糖、半乳糖、鼠李糖、甘露糖、阿拉伯糖、木糖、核糖，或双糖：乳糖，麦芽糖，或三糖：麦芽三糖、异麦芽三糖，或四糖：麦芽四糖、异麦芽四糖。

本发明的第二个目的是这样实现的：

一种多糖苷化五环三萜-28-酸的制备方法，具体步骤如下：

(1)将卤化苄和多羟基五环三萜-28-酸按照摩尔比1-10:1混合，并加入相对于多羟基五环三萜-28-酸1-5倍摩尔量的无机碱，最后加入有机溶剂(如二甲基亚砜)并混匀；在50-150℃油浴条件下搅拌反应1-48h；加入蒸馏水，待固体析出，过滤，烘干，得多羟基五环三萜酸-28-苄酯；

(2)将多羟基五环三萜酸-28-苄酯与三氯乙酰亚胺糖酯按摩尔比1:1-10溶于二氯甲烷中，加入分子筛，搅拌1-60min；滴入20滴催化剂，室温搅拌1-24h；过滤，减压浓缩，再经柱层析分离后得到多全苯甲酰化糖苷-五环三萜酸-28-苄基酯；

(3)将多全苯甲酰化糖苷-五环三萜酸-28-苄基酯溶于乙酸乙酯中并加入钯碳(Pd/C)，将H₂通入反应体系，搅拌反应1-12h；过滤，减压蒸馏得多全苯甲酰化糖苷-五环三萜-28-酸；

(4)将多全苯甲酰化糖苷-五环三萜-28-酸溶于甲醇中，并加入甲醇-甲醇钠溶液，常温搅拌1-24h；向体系中加入氢型酸性阳离子树脂，过滤，减压浓缩，再经柱层析分离得到目标产物：多糖苷化五环三萜-28-酸。

所述多羟基五环三萜-28-酸为：

其中：R₁,R₂＝CH₃或H；R₄＝OH或C＝O；R₅＝COOH，CH₃或CH₂OH；R₆＝CH₃或CH₂OH。

所述多羟基五环三萜酸-28-苄酯为：

其中：R₁,R₂＝CH₃或H；R₄＝OH或C＝O；R₅＝COOBn，CH₃或CH₂OH；R₆＝CH₃或CH₂OH。

所述三氯乙酰亚胺糖酯为具有醛糖结构的还原糖为原料形成的三氯乙酰亚胺糖酯(下式实例为三氯乙酰亚胺葡萄糖酯)。醛糖为单糖：葡萄糖、半乳糖、鼠李糖、甘露糖、阿拉伯糖、木糖、核糖，或双糖：乳糖，麦芽糖，或三糖：麦芽三糖、异麦芽三糖，或四糖：麦芽四糖、异麦芽四糖。

所述多全苯甲酰化糖苷-五环三萜-28-酸苄基酯为：

其中：R₁,R₂＝CH₃或H；R₄＝R₃’O或C＝O；R₅＝COOBn,，CH₃或CH₂OR₃’；R₆＝CH₃或CH₂OR₃’；R₃’为醛糖中羟基经苯甲酰基进行全保护，所得到的全苯甲酰化的糖基(上式实例为全苯甲酰化葡萄糖基)。醛糖为单糖：葡萄糖、半乳糖、鼠李糖、甘露糖、阿拉伯糖、木糖、核糖，或双糖：乳糖，麦芽糖，或三糖：麦芽三糖、异麦芽三糖，或四糖：麦芽四糖、异麦芽四糖。

所述多全苯甲酰化糖苷-五环三萜-28-酸为：

其中：R₁,R₂＝CH₃或H；R₄＝R₃’O或C＝O；R₅＝COOH,，CH₃或CH₂OR₃’；R₆＝CH₃或CH₂OR₃’；R₃’为醛糖中羟基经苯甲酰基进行全保护，所得到的全苯甲酰化的糖基(上式实例为全苯甲酰化葡萄糖基)。醛糖为单糖：葡萄糖、半乳糖、鼠李糖、甘露糖、阿拉伯糖、木糖、核糖，或双糖：乳糖，麦芽糖，或三糖：麦芽三糖、异麦芽三糖，或四糖：麦芽四糖、异麦芽四糖。

步骤(1)中所述卤化苄为溴化苄或氯化苄。

步骤(1)中所述无机碱为碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠或碳酸氢钾。

步骤(1)中所述有机溶剂为DMSO、DMF或1，4-二氧六环。

步骤(2)中所述催化剂为三氟甲基磺酸三甲基硅酯(TMSOTf)或三氟化硼乙醚。

α-葡萄糖苷酶是依附在小肠上皮膜的结合酶，主要作用是催化二糖和寡糖糖苷键的裂解作用，从而使得人体血糖浓度升高。本发明通过抑制α-葡萄糖苷酶的活性，能很大程度的维持人体内血糖浓度，从而控制糖尿病症状并减少并发症的发生。因此，本发明通过对所合成的多羟基五环三萜酸糖苷进行体外α-葡萄糖苷酶活性测试，来评价其抗糖尿病的活性。

本发明的优点在于：通过在多羟基五环三萜-28-酸的羟基位置上引入多个强极性的糖基成苷，在保持或提高多多羟基五环三萜-28-酸降糖活性的基础上进一步增强其水溶性，合成了一系列水溶性好，作用温和，毒副作用小的α-葡萄糖苷酶抑制剂，可更广泛地进行抗糖尿病方面的临床应用。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步地详细说明，但本发明要求保护的范围并不局限于实施例所表示的范围。

实施例1

一种2α,3β-2-(O-β-D-吡喃葡萄糖苷)齐墩果烷-28-酸的合成，具体步骤如下：

(1)2α,3β-二羟基-齐墩果烷-28-酸苄酯的合成：

将2a-羟基齐墩果酸(10g，21.2mmol)，碳酸钾(6g，43.6mmol)溶于50mLDMF中，并加入4.2mLBnBr，在反应温度为50℃的条件下，搅拌反应24h。加入蒸馏水，待固体析出，过滤，烘干得目标产物11.0g，收率为92.0％，熔点为155-157℃；

(2)2α,3β-二-O-(2,3,4,6-4-O-苯甲酰基-β-D-吡喃葡萄糖苷)-齐墩果烷-28-酸苄酯的合成：

将步骤(1)的产物(1g，1.8mmol)与三氯乙酰亚胺葡萄糖酯(2.94g,3.95mmol)溶于二氯甲烷中，并加入5滴TMSOTf，室温搅拌24h。过滤，减压浓缩，粗产物以石油醚/乙酸乙酯进行柱层析分离，得到1.56g产物，收率为50.5％。熔点143-144℃；

(3)2α,3β-二-O-(2,3,4,6-3-O-苯甲酰基-β-D-吡喃葡萄糖苷)-齐墩果烷-28-酸的合成：

将步骤(2)中产物(0.99g，0.58mmol)溶于30mL乙酸乙酯中，加入700mgPd/C并通入氢气，搅拌反应24h。过滤，减压浓缩除去乙酸乙酯，得到产物0.83g,产率为88.2％，熔点161-162℃；

(4)2α,3β-二-(O-β-D-呋喃葡萄糖苷)-齐墩果烷-28-酸的合成：

将步骤(3)中产物(754mg，0.46mmol)溶于20mL甲醇中，加入1.0mL甲醇-甲醇钠溶液(33％)，搅拌反应24h。加入DowexH⁺resin将反应体系pH调至中性，过滤，减压浓缩，以氯仿/甲醇的展开剂体系对粗产物进行柱层析分离，得到目标产物498mg,产率为88.3％，熔点为253-255℃。

谱图数据：¹HNMR(400MHz,DMSO-d₆):δ5.14(s,1H),4.46(d,J＝4.4Hz,1H),4.30(d,J＝7.1Hz,1H),4.02-4.01(m,1H),3.71-3.68(m,1H),3.65-3.62(m,2H),3.54-3.36(m,8H),3.32-3.30(m,2H),3.28-3.26(m,1H),3.23-3.13(m,5H),3.09-3.06(m,1H),3.05-3.02(m,1H),2.99-2.95(m,1H),2.74-2.72(m,1H),1.97-1.96(m,1H),1.89-1.82(m,3H),1.86-1.56(m,3H),1.52-1.45(m,3H),1.42-1.36(m,2H),1.31-1.26(m,2H),1.23-1.21(m,1H),1.07(s,3H),1.02(s,3H),0.87(s,3H),0.86(s,3H),0.85(s,3H),0.79(s,3H),0.69(s,3H).¹³CNMR(100MHz,DMSO-d₆):δ178.8,144.1,121.3,104.4,96.4,86.5,76.5,73.7,72.1,70.5,70.1,69.5,69.3,65.4,62.8,54.3,52.2,47.1,45.8,45.5,44.0,41.4,40.9,38.9,37.3,33.5,32.9,32.4,32.2,30.5,28.1,25.7,23.5,23.2,22.7,17.8,17.7,16.9,16.3.MS(HRMS):m/z[M+Na]⁺calcdforC₄₀H₆₄O₁₂Na:759.4290；found:759.4259。

实施例2：

2α,3β-二-O-(β-D-吡喃半乳糖苷)-(1→4)-(β-D-吡喃葡萄糖苷)-乌苏烷-28-酸的合成，具体合成步骤同实施例1。

熔点：291-293℃。

谱图数据：¹HNMR(400MHz,DMSO-d₆):δ5.10(s,1H),4.47(d,J＝7.5Hz,1H),4.36(d,J＝7.0Hz,1H),4.18-4.15(m,2H),3.90-3.88(m,1H),3.76-3.74(m,2H),3.62-3.59(m,4H),3.58-3.54(m,4H),3.53-3.50(m,4H),3.49-3.42(m,8H),3.33-3.28(m,9H),3.27-3.21(m,6H),3.12-3.06(m,2H),2.13-2.12(m,2H),1.91-1.83(m,4H),1.73(s,2H),1.55-1.39(m,8H),1.26-1.21(m,5H),1.05(s,3H),1.01(s,3H),0.88(s,6H),0.79(s,3H),0.76(s,3H),0.74(s,3H).¹³CNMR(100MHz,DMSO-d₆):δ176.2,138.8,124.0,104.1,103.3,98.3,87.2,81.4,80.9,79.2,75.6,75.2,75.0,74.8,74.7,74.1,73.3,72.8,71.5,70.7,70.6,68.2,60.9,60.8,60.5,54.8,52.7,47.1,47.0,43.7,41.8,40.2,38.7,37.0,36.6,32.8,30.5,28.7,27.7,24.1,23.7,23.2,23.1,21.3,18.1,18.0,17.2,16.3.MS(HRMS):m/z[M+Na]⁺calcdforC₅₄H₈₈O₂₄Na:1143.5558；found:.1143.5508。

实施例3：

对实施例1和2中所合成的多糖苷化五环三萜-28-酸进行α-葡萄糖苷酶抑制活性测试并评价其抗糖尿病活性。

α-葡萄糖苷酶抑制模型。

反应体系总体积250μL，空白反应体系：10μL1U/mLα-葡萄糖苷酶，220μL67mmol/LKH₂PO₄-K₂HPO₄缓冲液和20μL5.8mmol/L对硝基苯-α-D-葡萄糖吡喃苷(PNPG)溶液。

配制好一系列浓度梯度的2α,3β-二-(O-β-D-吡喃葡萄糖苷)-齐墩果烷-28-酸，加到含有10μL1U/mLα-葡萄糖苷酶和一定量的缓冲液中，在37℃，pH＝6.8的条件下孵化10min，最后将20μL的PNPG溶液作为底物快速加入到反应体系中，反应10min后放入酶标仪进行精确读数，得到相应的吸光度值，4次平行实验。

抑制率＝[(A-(A₁-A₂))/A]×100％，A为空白反应体系所测吸光度值，A₁为添加了α-葡萄糖苷酶抑制剂的反应体系所测吸光度值，A₂为α-葡萄糖苷酶抑制剂的空白吸光度值。

利用SPSS软件，对抑制率-浓度关系进行分析，求得相应的IC₅₀值。

表1实施例1，实施例2所合成产物以及阿卡波糖(作为阳性对照)抑制α-葡萄糖苷酶活性数据比较，将所得数据汇总于表1中。

表1

化合物	实施例1	实施例2	阿卡波糖
				IC₅₀(μM)	5362±41	428±5	750±24

实施例4：

用本技术领域公知的方法，以乳糖和2α,3β-二羟基-齐墩果烷-28-酸为原料制成2α,3β-二-O-(β-D-吡喃半乳糖苷)-(1→4)-(β-D-吡喃葡萄糖苷)-齐墩果烷-28-酸口服液，用于治疗糖尿病。

实施例5：

用本技术领域公知的方法，以乳糖和2α,3β-二羟基-乌苏烷-28-酸为原料制成2α,3β-二-O-(β-D-吡喃半乳糖苷)-(1→4)-(β-D-吡喃葡萄糖苷)-乌苏烷-28-酸口服液，用于治疗糖尿病。

Claims

1.一种多糖苷化五环三萜-28-酸，其特征在于：具有以下结构通式：

其中：R₁,R₂＝CH₃或H；R₄＝R₃O或C＝O；R₅＝COOH或CH₃或CH₂OR₃；R₆＝CH₃或CH₂OR₃；R₃为醛糖作为原料形成的基团，醛糖为单糖：葡萄糖、半乳糖、鼠李糖、甘露糖、阿拉伯糖、木糖、核糖，或双糖：乳糖，麦芽糖，或三糖：麦芽三糖、异麦芽三糖，或四糖：麦芽四糖、异麦芽四糖。

2.一种多糖苷化五环三萜-28-酸的制备方法，其特征在于：具体步骤如下：

(3)将多全苯甲酰化糖苷-五环三萜酸-28-苄基酯溶于乙酸乙酯中并加入钯碳(Pd/C)，将H2通入反应体系，搅拌反应1-12h；过滤，减压蒸馏得多全苯甲酰化糖苷-五环三萜-28-酸；

3.根据权利要求2所述制备的方法，其特征在于：所述多羟基五环三萜-28-酸为：

4.根据权利要求2所述制备的方法，其特征在于：所述多羟基五环三萜酸-28-苄酯为：

5.根据权利要求2所述制备的方法，其特征在于：所述三氯乙酰亚胺糖酯为具有醛糖结构的还原糖为原料形成的三氯乙酰亚胺糖酯。醛糖为单糖：葡萄糖、半乳糖、鼠李糖、甘露糖、阿拉伯糖、木糖、核糖，或双糖：乳糖，麦芽糖，或三糖：麦芽三糖、异麦芽三糖，或四糖：麦芽四糖、异麦芽四糖。

6.根据权利要求2所述制备的方法，其特征在于：所述多全苯甲酰化糖苷-五环三萜-28-酸苄基酯为：

其中：R₁,R₂＝CH₃或H；R₄＝R₃’O或C＝O；R₅＝COOBn,，CH₃或CH₂OR₃’；R₆＝CH₃或CH₂OR₃’；R₃’为醛糖中羟基经苯甲酰基进行全保护，所得到的全苯甲酰化的糖基。醛糖为单糖：葡萄糖、半乳糖、鼠李糖、甘露糖、阿拉伯糖、木糖、核糖，或双糖：乳糖，麦芽糖，或三糖：麦芽三糖、异麦芽三糖，或四糖：麦芽四糖、异麦芽四糖。

7.根据权利要求2所述制备的方法，其特征在于：所述多全苯甲酰化糖苷-五环三萜-28-酸为：

其中：R₁,R₂＝CH₃或H；R₄＝R₃’O或C＝O；R₅＝COOH,，CH₃或CH₂OR₃’；R₆＝CH₃或CH₂OR₃’；R₃’为醛糖中羟基经苯甲酰基进行全保护，所得到的全苯甲酰化的糖基。醛糖为单糖：葡萄糖、半乳糖、鼠李糖、甘露糖、阿拉伯糖、木糖、核糖，或双糖：乳糖，麦芽糖，或三糖：麦芽三糖、异麦芽三糖，或四糖：麦芽四糖、异麦芽四糖。

8.根据权利要求2所述制备的方法，其特征在于：步骤(1)中所述卤化苄为溴化苄或氯化苄；所述无机碱为碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠或碳酸氢钾；步骤(1)中所述有机溶剂为DMSO、DMF或1，4-二氧六环。

9.根据权利要求2所述制备的方法，其特征在于：步骤(2)中所述催化剂为三氟甲基磺酸三甲基硅酯(TMSOTf)或三氟化硼乙醚。

10.一种多糖苷化五环三萜-28-酸在制备抗糖尿病药物中的应用。