CN106674180B - 一种槲皮素衍生物及其制备方法和应用 - Google Patents

一种槲皮素衍生物及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种槲皮素的衍生物及其制备方法和应用。该制备方法首先用槲皮素与甲醛和氨制得槲皮素的Mannich碱，再与2‑噁唑烷（硫）酮、SOCl2反应，再对槲皮素的酚羟基进行保护，用NaNO2氧化，脱保护基制得槲皮素的衍生物。所制备的槲皮素衍生物易于通过血脑屏障，对脑瘤和中枢神经系统瘤具有抑制作用。

Description

一种槲皮素衍生物及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及槲皮素的衍生物及其在制药中的应用，属于医药技术领域。
背景技术
利用我国丰富的中草药资源，分离提取活性成分，并以此为先导物，对其结构进行修饰，以改善其给药途径，增强其药理活性，降低毒副作用，是实现中药现代化和创新新药的重要途径。
槲皮素具有扩张冠状血管、降低血脂、抗血小板聚集、抗炎、抗过敏、抗糖尿病并发症等多种生物活性，但其脂溶性差，半衰期短，药效低，限制了其应用。近年来，槲皮素对肿瘤的化学预防和治疗作用越来越受到人们的关注，使槲皮素及其衍生物的研究进入了一个崭新的阶段。虽然人们对槲皮素抗癌作用机制的认识还很不清楚，但槲皮素无论发挥何种药理作用，都以其所具有的基本母核色原酮为基本结构。因此，本发明以槲皮素作为先导化合物，对其进行结构改造，以期增加其药效、改善吸收、降低毒副作用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种槲皮素衍生物，其具有抗癌的作用。
本发明的另一目的在于提供上述槲皮素衍生物的制备方法。
本发明的再一目的在于提供上述槲皮素衍生物的用途。
以下对本发明进行详细描述。
本发明提供一种槲皮素衍生物，结构如下式所示：
式中：Z为O和S；R选自下列取代基：H、CH3、CH3CO。
所述的槲皮素衍生物的具体实例包括以下结构：
。
本发明还提供了槲皮素衍生物的制备方法，步骤包括：
式中：Z = O和S；R = CH3、CH3CO。
本发明的槲皮素衍生物具有抗癌活性。
有益效果：提供了一种易于通过血脑屏障，对脑瘤和中枢神经系统瘤具有抑制作用的槲皮素衍生物。
通过以下实施例进一步举例说明本发明，但应注意本发明的范围并不受这些实施例的任何限制。
具体实施方式
实施例1
槲皮素衍生物（1）和（5）的制备
将122 mg (1.5 mmol) 的甲醛溶液，175 mg (1.5 mmol)浓氨水，302 mg (1mmol)槲皮素和5 mL乙醇加入密闭耐压反应器中，加3滴盐酸，加热至75-80℃反应3h,自然冷却，析出固体，抽滤，粗品经层析板分离（V（正丁醇）：V(水）：V(HOAc）= 4:1:1，甲醇洗脱，得中间体(a)淡黄色固体105 mg，收率31.7%。m.p.>300℃；1H NMR（400 MHz, DMSO-d6)δ:7.74 (d, 1H), 7.60 (d, 1H), 6.92 (d, 1H), 6.19 (s, 1H), 3.86 (s, 2H)。
N2保护下，将中间体(a)331mg (1.0 mmol)和130.5 mg (1.5 mmol)2-噁唑烷酮混合，加热至120℃反应2h,降温至0℃，加入141.6 mg (1.2 mmol)SOCl2，加热至100℃反应2h,冷却，加入15 mL水,析出固体，过滤，粗品经层析板分离（V（正丁醇）：V(水）：V(HOAc）=4:1:1，甲醇洗脱，得中间体(b-1)淡黄色固体113.8 mg，收率26.1%。m.p.>300℃；1H NMR（400 MHz, DMSO-d6)δ: 7.70 (d, 1H), 7.57 (d, 1H), 6.88 (d, 1H), 6.78 (s, 1H),6.17 (s, 1H), 4.25-4.10 (t, 2H), 3.87 (s, 2H), 3.86-3.80 (m, 1H)。
N2保护下，将中间体(b-1) 436 mg (1.0 mmol)溶于5mLDMF中，加入759 mg (5.5mmol)K2CO3和781 mg (5.5 mmol)CH3I，30-40℃反应3h,减压蒸除溶剂，加入50mL水洗残渣,得粗品。粗品经柱层析分离（V（CH2Cl2）：V(CH3OH）= 40:1）洗脱，得中间体(c-1)黄色固体253.5 mg，收率50.1%。m.p.>300℃；1H NMR（400 MHz, DMSO-d6)δ: 7.71 (d, 1H), 7.56(d, 1H), 6.87 (d, 1H), 6.77 (s, 1H), 6.17 (s, 1H), 4.24-4.11 (t, 2H), 3.86(s, 2H), 3.86-3.80 (m, 1H), 3.71 (s, 15H)。
将中间体(c-1) 506 mg (1.0 mmol)溶于5 mL甲酸中，冷至0℃，滴加含82.8 mg(1.2 mmol)的50%的NaNO2水溶液，0-5℃反应3h,加入50mL水,析晶，过滤,得粗品。粗品经柱层析分离（V（CH2Cl2）：V(CH3OH）= 60:1）洗脱，得化合物（5）黄色固体150.0mg，收率28%。m.p.>300℃；1H NMR（400 MHz, DMSO-d6)δ: 7.72 (d, 1H), 7.58 (d, 1H), 6.88 (d, 1H),6.79 (s, 1H), 6.17 (s, 1H), 4.25-4.12 (t, 2H), 3.88 (s, 2H), 3.87-3.81 (m,1H), 3.70 (s, 15H)。EIS [M+Na]+ = 558.1。
N2保护下，将化合物(5) 267 mg (0.5 mmol)溶于6mLCH2Cl2中，加入416 mg (4.0mmol)Me3SiCl，加热回流6h，冷却，用1mol·L-1的HCl溶液调pH3-4, 过滤，层析板分离（V（正丁醇）：V(水）：V(HOAc）= 4:1:1，甲醇洗脱，得化合物（1）黄色固体200mg，收率86%。m.p.>300℃；1H NMR（400 MHz, DMSO-d6)δ: 7.73 (d, 1H), 7.59 (d, 1H), 6.88 (d, 1H), 6.79(s, 1H), 6.18 (s, 1H), 4.25-4.11 (t, 2H), 3.87 (s, 2H), 3.87-3.80 (m, 1H)。EIS[M+Na]+ = 488.0。
实施例2
槲皮素衍生物（2）和（6）的制备
用154.5 mg (1.5 mmol)2-噁唑硫酮代替实施例1中的130.5 mg (1.5 mmol)2-噁唑烷酮,其它操作与实施例1相同，得化合物（2）黄色固体190.7 mg，得化合物（6）黄色固体197.9 mg，m.p.均>300℃；化合物（2）的1H NMR（400 MHz, DMSO-d6)δ: 7.73 (d, 1H), 7.59(d, 1H), 6.89 (d, 1H), 6.79 (s, 1H), 6.18 (s, 1H), 4.24-4.10 (t, 2H), 3.88(s, 2H), 3.87-3.80 (m, 1H)。EIS [M-Na]+ = 458.0。化合物（6）的1H NMR（400 MHz,DMSO-d6)δ: 7.72 (d, 1H), 7.59 (d, 1H), 6.88 (d, 1H), 6.79 (s, 1H), 6.17 (s,1H), 4.24-4.10 (t, 2H), 3.87 (s, 2H), 3.87-3.80 (m, 1H)，3.71 (s, 15H)。EIS [M+Na]+ = 574.0。
实施例3
槲皮素衍生物（3）的制备
用300 mg (8.1 mmol)无水NaOAc和7mL醋酐代替实施例1中的759 mg (5.5 mmol)K2CO3和781 mg (5.5 mmol)CH3I，回流反应2h，反应毕，倾入100 mL冰水中，过滤，水洗至中性，干燥，95%乙醇重结晶，其它操作同实施例1，得到化合物（3）黄色固体230.9 mg，m.p.>300℃；1H NMR（400 MHz, DMSO-d6)δ: 7.73 (d, 1H), 7.59 (d, 1H), 6.89 (d, 1H),6.79 (s, 1H), 6.18 (s, 1H), 4.24-4.10 (t, 2H), 3.88 (s, 2H), 3.87-3.80 (m,1H), 2.04 (s, 15H)。EIS [M+Na]+ = 698.1。
实施例4
槲皮素衍生物（4）的制备
用154.5 mg (1.5 mmol)2-噁唑硫酮代替实施例1中的130.5 mg (1.5 mmol)2-噁唑烷酮,操作同实施例1，其它操作与实施例3相同，得化合物（4）黄色固体199.2 mg，m.p.>300℃；1H NMR（400 MHz, DMSO-d6)δ: 7.74 (d, 1H), 7.60 (d, 1H), 6.90 (d, 1H),6.79 (s, 1H), 6.18 (s, 1H), 4.24-4.10 (t, 2H), 3.87 (s, 2H), 3.87-3.81 (m,1H), 2.03 (s, 15H)。EIS [M+Na]+ = 714.0。
实施例5
槲皮素衍生物（7）的制备
N2保护下，将675 mg (1.0 mmol)化合物(3) 溶于6mLCHCl3中，加入156 mg (1.1mmol)MeI 和151mg (1.1 mmol)K2CO3, 回流2h，然后蒸除CHCl3，加入5 mL甲醇和5 mL10%NaOH溶液，室温反应1h, 用10%HCl溶液调pH3-4，蒸除甲醇，加入5 mL水，过滤，得粗品。经层析板分离（V（正丁醇）：V(水）：V(HOAc）= 4:1:1，甲醇洗脱，得化合物（7）黄色固体282.6 mg，收率59%。m.p.>300℃；1H NMR（400 MHz, DMSO-d6)δ: 7.73 (d, 1H), 7.59 (d, 1H), 6.88(d, 1H), 6.79 (s, 1H), 6.18 (s, 1H), 4.25-4.11 (t, 2H), 3.87 (s, 2H), 3.87-3.80 (m, 1H), 3.70 (s, 3H)。EIS [M+Na]+ = 502.1。
实施例6
槲皮素衍生物（8）的制备
用277 mg (2.2 mmol)Me2SO4 和303 mg (2.2 mmol)K2CO3代替156 mg (1.1mmol)MeI 和151 mg (1.1 mmol)K2CO3,其它操作同实施例5，得化合物（8）黄色固体310 mg，收率63%。m.p.>300℃；1H NMR（400 MHz, DMSO-d6)δ: 7.73 (d, 1H), 7.59 (d, 1H), 6.88(d, 1H), 6.79 (s, 1H), 6.18 (s, 1H), 4.25-4.11 (t, 2H), 3.87 (s, 2H), 3.87-3.80 (m, 1H), 3.70 (s, 6H)。EIS [M+Na]+ = 516.8。
实施例7
槲皮素衍生物（9）的制备
N2保护下，将535 mg (1.0 mmol)化合物（5）溶于6 mLDMF中，加入2g蒙脱土（montmorillonite)，60℃反应30min，过滤，滤液蒸除DMF，用10%HCl溶液调pH4-5，乙酸乙酯萃取3x10mL，干燥，过滤，蒸干，硅胶柱层析纯化（V（乙酸乙酯）：V(石油醚） = 3:1），得到化合物（9）476 mg，收率91.3%。m.p.>300℃；1H NMR（400 MHz, DMSO-d6)δ: 7.72 (d, 1H),7.59 (d, 1H), 6.89 (d, 1H), 6.78 (s, 1H), 6.17 (s, 1H), 4.25-4.10 (t, 2H),3.88 (s, 2H), 3.87-3.80 (m, 1H), 3.71 (s, 12H)。EIS [M+Na]+ = 544.0。
实施例8
槲皮素衍生物抗肿瘤活性
槲皮素衍生物用灭菌水配制成10mg／ml的原药贮存液：4℃保存，临用时以RPMI-1640培养基稀释，0.22µm微孔滤膜过滤。ECl09(人食管鳞癌细胞)、U251(人脑胶质瘤细胞系细胞)、Hep-2（人肝癌细胞）、MGC-803(人胃癌细胞)、PC-3(人前列腺癌细胞)均购买于中国科学院上海生命科学研究院细胞库。各细胞系均用含有10％优级胎牛血清的RPMI-1640培养基培养，培养条件为5％C02、37℃。
用MTT法检测不同浓度的槲皮素及衍生物对ECl09细胞、U251细胞、Hep-2细胞、MGC-803细胞、PC-3细胞增殖的抑制作用。取对数生长期细胞，调整浓度为6x103个／每孔，接种于96孔培养板中，每孔200μl,5％C02、饱和湿度37℃孵育箱中培养。待细胞贴壁，实验组加入RPMll640培养基稀释的槲皮素衍生物至终浓度分别O.5、l、2、4、8、16、32、64、128μg／ml，溶剂对照组各加入完全培养基，每孔终体积为200μ1，每组设6个复孔。培养72h后取出培养板，倒置显微镜下形态学观察并拍照。再加入5mg／ml MTT(20μ1／每孔)继续培养4h，倒掉原培养液后用PBS清洗每孔，加入DMSO(150μL/孔)，晃匀使沉淀溶解，室温下20min(紫红色溶液)后将96孔板置于酶标仪上，用酶标仪测在492nm波长处各孔光密度值(OD值)，计算出各组均值。按公式：
GI(生长抑制率)=l-(药物组OD值／对照组OD值)×100％计算各组的生长抑制率。根据结果，采用SPSSl9.0计算IC50(表1)。结果显示：与槲皮素相比，所述槲皮素衍生物对ECl09细胞、U251细胞、Hep-2细胞、MGC-803细胞、PC-3细胞的增殖均有显著的抑制作用。

Claims (2)

1.一种槲皮素的衍生物，其特征在于，包括以下结构式：
。
2.根据权利要求1所述的槲皮素衍生物用于制备治疗癌症药物的用途，所述癌症选自人食管鳞癌、人脑胶质瘤、人肝癌、人胃癌、人前列腺癌。
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Synthesis and antitumor activity evaluation of a novel combi-nitrosourea prodrug: Designed to release a DNA cross-linking agent and an inhibitor of O6-alkylguanine-DNA alkyltransferase;G. Sun et al.;《Bioorg. Med. Chem.》;20160325;第24卷;第2097-2107页
黄酮类化合物衍生物结构设计与合成;代永盛;《中国优秀博硕士学位论文全文数据库(硕士工程科技)Ⅰ辑》;20061215(第12期);B16-214页

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