CN105859741B - 延命草素型ent-贝壳杉烷衍生物及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及天然药物及药物化学领域,具体涉及一系列具有抗菌活性的延命草素型ent‑贝壳杉烷衍生物及其制备方法和在制备抗菌药物中的用途。所述的衍生物结构式如下,其中R如权利要求书和说明书所述。
Description
技术领域
本发明涉及天然药物及药物化学领域,具体涉及一系列延命草素型ent-贝壳杉烷衍生物。本发明公开了这些化合物的制备方法及抗菌活性。
背景技术
抗药性的产生严重威胁着现代医疗的发展,越来越多的细菌对抗菌药物敏感性降低,为了解决这一健康危机,我们急需研制和开发新的具有独特的作用机制和显著药理活性的抗菌药物。然而,目前抗菌类药物的研究却相对滞后。研究表明,天然产物是抗菌药物的重要来源。从1981到2005的25年间研制和开发的新的骨架类型的抗菌药物中,73%以上来源于天然产物。
唇形科香茶菜属植物广泛分布于非洲南部,亚热带和热带亚洲,以及我国西南部。在我国作为一种民间用药已有悠久的历史,在云南省,I.eriocalyx作为天然药物用于抗菌、抗炎等。在日本,I.japonica和I.trichocarpa的叶子自古以来就被用于胃肠道疾病的治疗。由于该属植物广泛而显著的药理活性,引起了国内外学者的关注。研究表明,该属植物的抗菌、抗肿瘤、抗炎等药理活性,主要来源于植物中的二萜类成分,尤其是ent-贝壳杉烷型二萜,并进一步证实了α-环外亚甲基环戊酮结构为其抗菌、抗肿瘤的活性中心。目前为止,已从该属植物中分离得到1500多个二萜类化合物。其中,延命草素型ent-贝壳杉烷二萜类化合物在自然界中含量较少,且全合成难度大,但被证实对多种癌细胞系均有显著的抗增殖活性,但目前对该类化合物抗菌活性方面的研究很少。
本发明以自然界来源丰富的冬凌草甲素为前体化合物,通过简单高效的合成路线,以及合理的结构设计,合成了通式为I延命草素型二萜类衍生物。
本发明设计并合成了一系列延命草素型ent-贝壳杉烷二萜衍生物,并测试了它们在抗菌方面的生物活性。
发明内容
发明要解决的技术问题是寻找抗菌活性好的延命草素型ent-贝壳杉烷二萜衍生物及其药学上可接受的盐,并进一步提供一种药物组合物。
为解决上述技术问题,本发明提供如下技术方案:
本发明所述的延命草素型ent-贝壳杉烷二萜衍生物及其药学上可接受的盐具有如下的结构通式:
其中,R为含有1-8个碳原子的烷基,3-8个碳原子的环烷基,含有5-12个碳原子的芳香环或卤代芳香环、5-12个碳原子芳杂环或卤代芳杂环,所述的芳杂环中包含1-3个N、O、或S的杂原子。
优选地,R为含有1-8个碳原子的烷基,3-8个碳原子的环烷基,含有6个碳原子的芳香环或卤代芳香环、5-12个碳原子芳杂环或卤代芳杂环,所述的芳杂环中包含1-3个N原子。
更优选地,R为环戊基、环己基、正庚基、4-氟苯基、2-苯基乙基、2-1H-吲哚基、2-喹啉基、3-吡啶基、4-(2-氯-吡啶基)、3-(2-氯-吡啶基)或2-四氢呋喃基。
本发明还具体公开了结构如下所示的延命草素型ent-贝壳杉烷二萜衍生物及其药学上可接受的盐:
所涉及的化合物名称为:
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本发明的衍生物可用下列方法制备得到:
R为含有1-8个碳原子的烷基,3-8个碳原子的环烷基,含有5-12个碳原子的芳香环或卤代芳香环、5-12个碳原子的芳杂环或卤代芳杂环,所述的芳杂环中包含1-3个N、O、或S的杂原子。
优选地,R为含有1-8个碳原子的烷基,3-8个碳原子的环烷基,含有6个碳原子的芳香环或卤代芳香环、5-12个碳原子芳杂环或卤代芳杂环,所述的芳杂环中包含1-3个N原子。
更优选地,R代表环戊基、环己基、正庚基、4-氟苯基、2-苯基乙基、2-1H-吲哚基、2-喹啉基、3-吡啶基、4-(2-氯-吡啶基)、3-(2-氯-吡啶基)或2-四氢呋喃基。
冬凌草甲素(1)用高碘酸钠反应生成延命草素衍生物2,将其与不同的酸在DMAP、EDCI作用下,反应生成延命草素型ent-贝壳杉烷二萜衍生物3-13。
所述的酸为:环戊基甲酸、环己基甲酸、正辛酸、4-氟苯甲酸、3-苯丙酸、1H-吲哚-2-甲酸、喹啉-2-甲酸、吡啶-3-甲酸、2-氯-吡啶-4-甲酸、2-氯-吡啶-3-甲酸和四氢呋喃-2-甲酸。
药理试验证明,本发明的延命草素型ent-贝壳杉烷二萜衍生物具有很好的抗菌作用,可以用于进一步制备抗菌药物。
具体实施方式:
实施例1
ent-6β-羟基-7,15-二氧代-1,7-内酯-6,20-半缩酮-14α-O-环戊酰基-6,7-开环-16-贝壳杉烯(3)
将364mg冬凌草甲素(1mmol)溶于约50ml水中,加入3.16g高碘酸钠(14.8mmol),室温下搅拌反应24-36h,TLC监测反应,待反应完全后停止。二氯甲烷萃取三次,每次20ml,合并有机相,再用饱和食盐水洗两次,无水硫酸钠干燥,过滤、浓缩,粗产物可直接用于下一步反应,硅胶柱层析(二氯甲烷:甲醇=80:1),得360mg白色粉末状固体2,产率99%。取72mg(0.2mmol)用于下步反应,溶于10ml无水二氯甲烷中,加入环戊基甲酸(0.3mmol)、EDCI(93mg,0.6mmol)、催化量的DMAP,室温搅拌6h。TLC监测反应,待反应完全时,停止反应。水洗后分液,有机相用饱和食盐水洗,再用无水硫酸钠干燥、过滤、浓缩,硅胶柱层析(二氯甲烷:甲醇=100:1),得到目标化合物,产率46%:mp.206-208℃;IR(KBr)υmax3466,2954,2870,2850,2363,1757,1646,953,912,730cm-1;1H NMR(CDCl3,300MHz),δ(ppm):6.63(1H,s,17-CH2),5.55(1H,s,14-CH),5.35(1H,s,17-CH2),5.32(1H,m,6-OH),4.56(1H,m,1-CH),4.05,3.96(each 1H,dd,JA=JB=9.4Hz,20-CH2),3.12(1H,d,J=9.9Hz,13-CH);MS ESI m/z:459.2[M+H]+,476.2[M+NH4]+;HR-MS(ESI,M+NH4)m/z:calcd for C26H38NO7:476.2643,found476.2648。
实施例2
ent-6β-羟基-7,15-二氧代-1,7-内酯-6,20-半缩酮-14α-O-环己酰基-6,7-开环-16-贝壳杉烯(4)
白色粉末状固体,产率33%:mp.78-80℃;IR(KBr)υmax 3448,2919,2850,1735,1719,1685,1654,958,897,730,669cm-1;1H NMR(CDCl3,300MHz),δ(ppm):6.14(1H,s,17-CH2),5.68(1H,s,14-CH),5.55(1H,s,17-CH2),5.33(1H,s,6-OH),4.56(1H,m,1-CH),4.08,3.93(each1H,dd,JA=JB=9.4Hz,20-CH2),3.15(1H,d,J=9.9Hz,13-CH);MS ESI m/z:473.2[M+H]+,490.2[M+NH4]+;HR-MS(ESI,M+NH4)m/z:calcd for C27H40NO7:490.2799,found490.2808。
实施例3
ent-6β-羟基-7,15-二氧代-1,7-内酯-6,20-半缩酮-14α-O-正辛酰基-6,7-开环-16-贝壳杉烯(5)
无色油状物,产率42%:IR(KBr)υmax 3417,2928,2359,1738,1461,1158,1047,752cm-1;1H NMR(CDCl3,300MHz),δ(ppm):6.21(1H,s,17-CH2),5.72(1H,s,14-CH),5.55(1H,s,17-CH2),5.33(1H,s,6-OH),4.57(1H,m,1-CH),4.06,3.94(each 1H,dd,JA=JB=9.7Hz,20-CH2),3.12(1H,d,J=7.7Hz,13-CH),2.73(2H,m,-COCH2-);MS ESI m/z:489.2[M+H]+,506.3[M+NH4]+;HR-MS(ESI,M+NH4)m/z:calcd for C28H44NO7:506.3112,found 506.3119。
实施例4
ent-6β-羟基-7,15-二氧代-1,7-内酯-6,20-半缩酮-14α-O-(4-氟苯甲酰基)-6,7-开环-16-贝壳杉烯(6)
白色粉末状固体,产率37%:mp.151-153℃;IR(KBr)υmax 3471,2954,2922,1753,1715,1604,1509,1358,1313,1023,1014,1000,946,769,732cm-1;1H NMR(CDCl3,300MHz),δ(ppm):7.97(2H,t,J=6.0Hz,Ar-H),7.05(2H,t,J=8.2Hz,Ar-H),6.25(1H,s,17-CH2),5.86(1H,s,14-CH),5.56(1H,s,17-CH2),5.35(1H,s,6-OH),4.60(1H,m,1-CH),4.10,4.00(each 1H,dd,JA=JB=9.0Hz,20-CH2),3.32(1H,d,J=9.0Hz,13-CH),2.82(1H,m,6-CH),2.63(1H,m,12-CH2),2.04(1H,m,12-CH2),1.98(2H,m,11-CH2),1.81(1H,m,9-CH),1.73(2H,m,-CH2),1.54(2H,m,-CH2),1.25(1H,m,5-CH),1.03(3H,s,-CH3),0.97(3H,s,-CH3);MS ESIm/z:485.2[M+H]+,502.2[M+NH4]+,507.2[M+Na]+;HR-MS(ESI,M+NH4)m/z:calcd forC27H33FNO7:502.2236,found 502.2231。
实施例5
ent-6β-羟基-7,15-二氧代-1,7-内酯-6,20-半缩酮-14α-O-(3-苯丙酰基)-6,7-开环-16-贝壳杉烯(7)
白色粉末状固体,产率32%:mp.117-119℃;IR(KBr)υmax 3504,2925,2853,1754,1647,1281,1077,1046,911,735,699cm-1;1H NMR(CDCl3,300MHz),δ(ppm):7.21(5H,m,Ar-H),6.18(1H,d,J=8.0Hz,6-OH),5.70(1H,s,17-CH2),5.53(1H,s,17-CH2),4.54(1H,m,1-CH),4.05,3.94(each 1H,dd,JA=JB=9.4Hz,20-CH2);MS ESI m/z:495.1[M+H]+,512.3[M+NH4]+;HR-MS(ESI,M+NH4)m/z:calcd for C29H38NO7:512.2643,found 512.2637。
实施例6
ent-6β-羟基-7,15-二氧代-1,7-内酯-6,20-半缩酮-14α-O-(2-1H-吲哚甲酰基)-6,7-开环-16-贝壳杉烯(8)
白色粉末状固体,产率26%:mp.112-114℃;IR(KBr)υmax 3447,2929,1758,1692,1278,1251,1158,1076,1042,949,913,865,733,701cm-1;1H NMR(CDCl3,300MHz),δ(ppm):7.36(5H,m,Ar-H),6.26(1H,s,17-CH2),5.82(1H,s,14-CH),5.59(1H,s,17-CH2),5.33(1H,s,6-OH),4.57(1H,m,1-CH),4.38(1H,m,6-CH),4.11,3.77(each 1H,dd,JA=JB=9.3Hz,20-CH2),4.02(2H,m,12-CH2),3.39(1H,d,J=9.3Hz,13-CH);MS ESI m/z:506.2[M+H]+;HR-MS(ESI,M+NH4)m/z:calcd for C29H35N2O7:523.2439,found 523.2431。
实施例7
ent-6β-羟基-7,15-二氧代-1,7-内酯-6,20-半缩酮-14α-O-(2-喹啉甲酰基)-6,7-开环-16-贝壳杉烯(9)
白色粉末状固体,产率36%:mp.138-140℃;IR(KBr)υmax 3448,2954,2923,1757,1718,1647,1256,1139,1002,669,629cm-1;1H NMR(CDCl3,300MHz),δ(ppm):8.26(2H,m,Ar-H),8.07(1H,s,Ar-H),7.85(2H,m,Ar-H),7.65(1H,s,Ar-H),6.16(1H,s,17-CH2),6.02(1H,s,14-CH),5.58(1H,s,17-CH2),5.37(1H,m,6-OH),4.69(1H,m,1-CH),4.05,3.95(each 1H,dd,JA=JB=9.3Hz,20-CH2),3.49(1H,d,J=9.1Hz,13-CH),2.85(1H,m,6-CH),2.65(2H,m,12-CH2);MS ESI m/z:518.2[M+H]+;HR-MS(ESI,M+NH4)m/z:calcd for C30H35N2O7:535.2439,found 535.2432。
实施例8
ent-6β-羟基-7,15-二氧代-1,7-内酯-6,20-半缩酮-14α-O-(3-吡啶甲酰基)-6,7-开环-16-贝壳杉烯(10)
白色粉末状固体,产率35%:mp.130-132℃;IR(KBr)υmax 3433,2925,2852,1758,1731,1281,1112,1076,914,736,701,603cm-1;1H NMR(CDCl3,300MHz),δ(ppm):9.14(1H,s,Ar-H),8.76(1H,s,Ar-H),8.21(1H,s,Ar-H),7.36(1H,m,Ar-H),6.27(1H,s,17-CH2),5.91(1H,s,14-CH),5.61(1H,s,17-CH2),5.33(1H,d,J=15.0Hz,6-OH),4.63(1H,m,1-CH),4.11,4.04(each 1H,dd,JA=JB=9.7Hz,20-CH2),3.36(1H,d,J=7.7Hz,13-CH);MS ESI m/z:485.2[M+NH4]+;HR-MS(ESI,M+NH4)m/z:calcd for C26H33N2O7:485.2282,found485.2278。
实施例9
ent-6β-羟基-7,15-二氧代-1,7-内酯-6,20-半缩酮-14α-O-4-(2-氯-吡啶甲酰基)-6,7-开环-16-贝壳杉烯(11)
白色粉末状固体,产率21%:mp.236-238℃;IR(KBr)υmax 3448,2923,2851,1751,1717,1306,1257,1124,1076,946,884,761,730,698cm-1;1H NMR(CDCl3,300MHz),δ(ppm):8.49(1H,d,J=5.0Hz,Ar-H),7.77(1H,s,Ar-H),7.68(1H,d,J=5.0Hz,Ar-H),6.29(1H,s,17-CH2),5.89(1H,s,14-CH),5.62(1H,s,17-CH2),5.35(1H,s,6-OH),4.59(1H,m,1-CH),4.09,3.98(each 1H,dd,JA=JB=9.5Hz,20-CH2),3.32(1H,d,J=9.2Hz,13-CH),2.85(1H,m,6-CH),2.65(2H,m,12-CH2);MS ESI m/z:502.2[M+H]+,540.6[M+K]+;HR-MS(ESI,M+NH4)m/z:calcd for C26H32ClN2O7:519.1893,found 519.1897。
实施例10
ent-6β-羟基-7,15-二氧代-1,7-内酯-6,20-半缩酮-14α-O-3-(2-氯-吡啶甲酰基)-6,7-开环-16-贝壳杉烯(12)
白色粉末状固体,产率29%:mp.194-196℃;IR(KBr)υmax 3474,3126,2925,1753,1646,1280,1252,1142,1061,914,767cm-1;1H NMR(CDCl3,300MHz),δ(ppm):8.05(1H,d,J=5.0Hz,Ar-H),7.74(1H,s,Ar-H),6.27(1H,s,17-CH2),5.89(1H,s,14-CH),5.63(1H,s,17-CH2),5.36(1H,s,6-OH),4.60(1H,m,1-CH),4.10,4.00(each 1H,dd,JA=JB=9.6Hz,20-CH2),3.33(1H,d,J=8.7Hz,13-CH),2.85(1H,m,6-CH);MS ESI m/z:502.2[M+H]+,540.5[M+K]+;HR-MS(ESI,M+NH4)m/z:calcd for C26H32ClN2O7:519.1893,found 519.1890。
实施例11
ent-6β-羟基-7,15-二氧代-1,7-内酯-6,20-半缩酮-14α-O-(2-四氢呋喃甲酰基)-6,7-开环-16-贝壳杉烯(13)
白色粉末状固体,产率35%:mp.228-230℃;IR(KBr)υmax 3475,2918,2850,1751,1708,1685,1282,1047,731,637,603cm–1;1H NMR(CDCl3,300MHz),δ(ppm):6.22(1H,s,17-CH2),5.73(1H,s,14-CH),5.57(1H,s,17-CH2),5.33(1H,s,6-OH),4.60,4.40(each 1H,dd,JA=JB=9.5Hz,20-CH2),4.05(1H,m,1-CH),3.91(1H,m,6-CH),3.17(1H,d,J=8.7Hz,13-CH);MS ESI m/z:461.2[M+H]+,478.2[M+NH4]+;HR-MS(ESI,M+NH4)m/z:calcd forC25H35NO8:478.2435,found 478.2440。
实施例12
下面是本发明部分化合物的药理实验结果:
实验设备与试剂
仪器 超净工作台(苏净集团安泰公司)
灭菌锅(日本株式会社平山制作所)
恒温培养箱(Thermo electron Corporation)
恒温培养震荡器(上海智城分析仪器制造有限公司)
磁力搅拌器(北京欣维尔)
试剂 均购置于禹王和莱博试剂公司
菌株 枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis(CMCC 63501),金黄色
葡萄球菌Staphylococcus aureus(ATCC 29213)
实验方法
体外抑菌活性实验方法
分别配制枯草芽孢杆菌和金黄色葡萄球菌的菌悬液,首先菌种活化传代培养至F2代,用灭菌蒸馏水和培养基稀释菌悬液分别至1×107CFU/mL,备用。氯霉素用作阳性对照药,将待测化合物和阳性对照药均配置成1mg/mL浓度,无菌条件下,将不同浓度药物及菌悬液依次加入96孔板中,同时设立阳性对照组和溶媒空白对照组,之后置37℃培养箱中培养18-24h,观察有无菌落生长,以未见细菌生长的最低药物浓度为最低抑菌浓度(MIC)。
实验结果
表1实施例对2种菌株抑制活性的MIC值(μg/ml)
Claims (7)
1.延命草素型ent-贝壳杉烷二萜衍生物及其药学上可接受的盐,选自:
2.一种药物组合物,含有治疗有效量的权利要求1所述的衍生物及其药学上可接受的盐和药学上可接受的载体。
3.一种药物制剂,包含权利要求1所述的衍生物及其药学上可接受的盐或权利要求2所述的药物组合物。
4.权利要求1所述的衍生物及其药学上可接受的盐在制备抗菌药物中的应用,其特征在于,所述的菌为枯草芽孢杆菌或金黄色葡萄球菌。
5.权利要求2所述的药物组合物在制备抗菌药物中的应用,其特征在于,所述的菌为枯草芽孢杆菌或金黄色葡萄球菌。
6.权利要求3所述的药物制剂在制备抗菌药物中的应用,其特征在于,所述的菌为枯草芽孢杆菌或金黄色葡萄球菌。
7.延命草素型ent-贝壳杉烷二萜衍生物及其药学上可接受的盐在制备抗菌药物中的应用,所述的菌为枯草芽孢杆菌或金黄色葡萄球菌,其特征在于,所述的延命草素型ent-贝壳杉烷二萜衍生物及其药学上可接受的盐具有如下的结构:
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