CN107033212B - 一种具有抗炎活性的熊果酸衍生物及其制备方法和用途 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有抗炎活性的熊果酸衍生物及其制备方法、用途。本发明合成了一系列具有抗炎活性的熊果酸衍生物。体外药理试验表明，本专利中合成的熊果酸衍生物具有显著的抗炎活性，在制备抗炎药物中具有广泛的用途。

Description

一种具有抗炎活性的熊果酸衍生物及其制备方法和用途
技术领域
本发明涉及熊果酸衍生物、熊果酸衍生物的制备方法及其在抗炎领域的用途。
背景技术
熊果酸(Ursolic acid，UA)，又名乌索酸、乌苏酸，属五环三萜类化合物，化学名3(β)-3-Hydroxyurs-12-en-28-oic acid，其相对分子量为456.68，分子式为 C30H48O3，是一种广泛分布于植物资源中的活性化合物。药理学研究表明，UA 具有抗炎、抗病毒、抗菌、抗肿瘤、抗骨质疏松、抗氧化、治疗糖尿病和保肝等多种功效。但UA水溶性差，生物利用度低，缺乏靶标特异性，限制了其临床应用。
熊果酸的化学结构：
研究表明，UA对巴豆油诱导的小鼠耳部肿胀具有显著的抗炎活性，是非甾体抗炎药吲哚美辛的两倍以上。UA能够抑制花生四烯酸的代谢，减弱诱导型一氧化氮合酶(iNOS)和环氧酶COX-2的表达，还能抑制对苯二甲酸(TPA) 诱导的人乳腺上皮细胞中前列腺素2(PGE2)的生成。
发明内容
本发明目的在于，合成出一系列具有更好抗炎活性的新型熊果酸衍生物。
本发明得到的熊果酸衍生物，其结构通式为Ⅰ、Ⅱ所示：
其中R1、R2和R3如表1、表2所示：
表1化合物Ⅰ-1～Ⅰ-20：
表2化合物Ⅱ-1～Ⅱ-6
本发明的另一目的在于，提供通式为Ⅰ、Ⅱ的熊果酸衍生物的制备方法。本发明中，阿拉伯数字2～23代表反应的中间体化合物，例如，2为化合物3-乙酰氧基熊果酸，本发明的反应流程是通过下列步骤完成的：
(1)熊果酸与乙酸酐在吡啶中反应得到化合物2，化合物2分别与2-氯乙醇、3-氯-1-丙醇反应，得到3和4；化合物3和4分别与甲基磺酰氯在吡啶中反应得到相应磺酸酯衍生物5和6；化合物5和6分别与咪唑反应得到相应化合物Ⅰ-1和Ⅰ-2；化合物5和6分别与哌嗪反应得到相应化合物7和8；化合物7 和8分别与氯乙腈反应，得到化合物Ⅰ-3和Ⅰ-4；化合物5与吡咯反应得到Ⅰ-5。
(2)分别将化合物Ⅰ-1～Ⅰ-5在碱性条件下水解，脱掉3位乙酰基得到化合物Ⅰ-6～Ⅰ-10。
(3)熊果酸与氯铬酸吡啶盐(PCC)反应得到化合物9，化合物9分别与2-氯乙醇、3-氯-1-丙醇反应，得到化合物10和11；化合物10和11分别与甲基磺酰氯在吡啶中反应得到磺酸酯衍生物12和13；化合物12和13分别与咪唑反应得到化合物Ⅰ-11和Ⅰ-12；化合物12和13分别与哌嗪反应得到化合物14 和15；化合物14和15分别与氯乙腈反应，得到化合物Ⅰ-13和Ⅰ-14；化合物 12与吡咯反应得到Ⅰ-15。
(4)化合物Ⅰ-11～Ⅰ-15分别与盐酸羟胺在吡啶中反应得到化合物Ⅰ-16～Ⅰ-20。
(5)化合物9与亚硝酸异戊酯反应生成化合物16，化合物16与盐酸羟胺反应生成化合物17，化合物17与氢氧化钠和次氯酸钠在乙醇中反应得到Ⅱ-1；化合物Ⅱ-1分别与2-氯乙醇、3-氯-1-丙醇反应，得到18和19；化合物18和19 分别与甲基磺酰氯反应得到磺酸酯衍生物20和21；化合物20和21分别与咪唑反应得到Ⅱ-2和Ⅱ-3；化合物20和21分别与无水哌嗪反应得到22和23；化合物22和23分别与氯乙腈反应，得到Ⅱ-4和Ⅱ-5；化合物20与吡咯反应得到Ⅱ-6；
其中化合物2～15为合成通式Ⅰ系列目标化合物过程的中间产物，如下所示，
它们的相关基团R1、R2如表3所示：
表3中间体2～15
其中化合物16、17为通式Ⅱ系列化合物合成过程中的中间产物，结构如下：
其中化合物18～23为通式Ⅱ系列目标化合物合成过程中的中间产物，如下所示，它们的相关基团R3如表4所示：
表4化合物18～23
本发明的再一目的在于，提供通式为Ⅰ、Ⅱ的熊果酸衍生物的用途。
通式为Ⅰ、Ⅱ的熊果酸衍生物用于制备抗炎药物的用途。
本发明的优点在于，以熊果酸为先导化合物对其进行化学修饰，得到了一系列熊果酸新衍生物，药理学实验表明所合成的化合物相比现有技术具有更显著的抗炎活性和更高的收率。
具体实施方式
按照上述内容，在不脱离本发明上述基本技术思想的前提下，根据本领域的普通技术知识和惯用手段，对其内容还可以有多种形式的修改、替换或变更。下面通过具体实施例，对本发明的实施内容再进一步详细说明，但它们不是对本发明的限定。凡是基于本发明上述内容实现的技术均属于本发明的范围。
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
化合物Ⅰ-3的合成：
于50mL茄形瓶中加入UA(2.0g,4.38mmol)，溶解于15mL吡啶中，控温0℃～10℃，缓慢滴加乙酸酐(1.0mL,10.58mmol)，滴加完毕后室温搅拌反应14h，TLC(环己烷/丙酮＝3:1)检测显示反应完全。将反应液倒入60mL冰水中，有固体析出，抽滤，滤饼以100mL乙酸乙酯溶解，并依此用1mol/L盐酸、蒸馏水、饱和氯化钠水溶液洗涤，无水硫酸钠干燥过夜，减压浓缩，真空干燥得3-乙酰氧基-UA(2)2.02g，收率92.5％。
于50mL茄形瓶中加入化合物2(1.16g,2.33mmol)，以15mL DMF溶解，加入2-氯乙醇(0.58g,7.20mmol)，碳酸钾(0.49g,3.55mmol)，60℃油浴中搅拌反应1h，TLC(环己烷/丙酮＝3:1)检测显示原料完全消失，停止反应。将反应液倒入50mL冰水中，有大量白色固体析出，抽滤，滤饼以100mL乙酸乙酯溶解，依此用蒸馏水、饱和氯化钠水溶液洗涤(两遍)，无水硫酸钠干燥过夜，减压浓缩、真空干燥得1.20g产物(3)，收率94.8％。
于50mL茄形瓶中加入化合物3(1.2g,2.21mmol)，以10mL吡啶溶解，控温0℃～10℃，缓慢滴加甲基磺酰氯(0.52mL,6.72mmol)，室温搅拌反应100 min，TLC(环己烷/丙酮＝3:1)检测显示反应完全。将反应液倒入50mL冰水中，抽滤，滤饼以80mL乙酸乙酯溶解，并依次用1mol/L盐酸、蒸馏水、饱和氯化钠水溶液洗涤，无水硫酸钠干燥过夜，减压浓缩、真空干燥得1.28g产物(5)，收率98.3％。
于25mL茄形瓶中加入化合物5(0.5g,0.81mmol)，以8mLDMF溶解，加入无水哌嗪(0.6g,6.97mmol)，无水碳酸钾(0.16g,1.16mmol)80℃油浴中反应30min后TLC(环己烷/丙酮＝3:1或二氯甲烷/甲醇＝10:1)检测，显示反应完全。将反应液倒入40mL冰水中，有白色固体析出，抽滤，滤饼用100mL乙酸乙酯溶解，并依次用蒸馏水、饱和氯化钠水溶液洗涤(两遍)，无水硫酸钠干燥，硅胶柱层析纯化，氯仿洗脱，得0.41g化合物7，为白色粉末，收率83.3％。
于25mL茄形瓶中加入化合物7(0.2g,0.33mmol)，以3mLDMF溶解，加入氯乙腈(0.1mL,1.58mmol)，无水碳酸钾(0.1g,0.72mmol)80℃油浴中反应30min后TLC(环己烷/丙酮＝3:1或二氯甲烷/甲醇＝10:1)检测，显示反应完全。以100mL乙酸乙酯、30mL蒸馏水萃取，有机相用饱和氯化钠水溶液洗涤 (两遍)，无水硫酸钠干燥，硅胶柱层析纯化，氯仿洗脱，得0.12g白色粉末(Ⅰ -3)，收率56.3％。mp:84.5-86.9℃，HR-MS:calcd for C40H64N3O4[M+H]+650.48913； found 650.48911.
实施例2
化合物Ⅰ-6的合成：
于25mL茄形瓶中加入化合物5(0.5g,0.81mmol)，以8mLDMF溶解，加入咪唑(0.1g,1.47mmol)，无水碳酸钾(0.15g,1.09mmol)80℃油浴中反应 30min后TLC(环己烷/丙酮＝3:1)检测，显示反应完全。将反应液倒入40mL 冰水中，有白色固体析出，抽滤，滤饼用100mL乙酸乙酯溶解，并依次用蒸馏水、饱和氯化钠水溶液(两遍)洗涤，无水硫酸钠干燥，硅胶柱层析纯化(石油醚/乙酸乙酯＝5:1)，得0.40g化合物Ⅰ-1，为白色粉末，收率83.8％。
于50mL茄形瓶中加入Ⅰ-1(0.3g,0.51mmol)，以24mL甲醇/水(v/v＝5:1) 溶解，加入氢氧化钠(0.1g，2.50mmol)，30℃搅拌反应8h，TLC(石油醚/乙酸乙酯＝3:1)检测显示原料完全消失。减压浓缩，加入100mL乙酸乙酯，并依次用蒸馏水、饱和氯化钠水溶液洗涤，无水硫酸钠干燥过夜，减压浓缩、真空干燥得白色粉末240mg(Ⅰ-6)，收率86.2％，mp:116.4-118.3℃。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.70(1H,s,H in imidazole),7.11(1H,s,H inimidazole),6.95(1H,s,H in imidazole),5.17(1H,s,H-12),4.33–4.16(4H, m,2CH3),3.21(1H,dd,J＝11.2,4.0Hz,H-3),2.15(1H,d,J＝11.7Hz,H-18),1.05 (3H,s,CH3),0.98(3H,s,CH3),0.93(3H,d,J＝5.0Hz,CH3),0.88(3H,s,CH3),0.84 (3H,d,J＝6.4Hz,CH3),0.77(3H,d,J＝5.3Hz,CH3),0.61(3H,s,CH3).
HR-MS:calcd for C35H55N2O3[M+H]+551.42072；found 551.41865.
实施例3
化合物Ⅰ-10的合成：
于25mL茄形瓶中加入化合物5(0.5g,0.81mmol)，以8mLDMF溶解，加入吡咯(80mg,1.19mmol)，无水碳酸钾(0.15g,1.09mmol)80℃油浴中反应30min后TLC(环己烷/丙酮＝3:1)检测，显示反应完全。将反应液倒入40mL 冰水中，有白色固体析出，抽滤，滤饼用100mL乙酸乙酯溶解，并依次用蒸馏水、饱和氯化钠水溶液(两遍)洗涤，无水硫酸钠干燥，硅胶柱层析纯化(石油醚/乙酸乙酯5:1)，得350mg化合物Ⅰ-5，为白色粉末，收率73.4％。
参照化合物Ⅰ-6的合成方法，以Ⅰ-5替代Ⅰ-1，得到化合物Ⅰ-10为白色粉末，收率83.5％。mp:89.5-91.0℃。
HR-MS:calcd for C36H56NO3[M+H]+550.42547；found 550.42568.
实施例4
化合物Ⅰ-11的合成：
于500mL茄形瓶中加入熊果酸(10.0g,21.90mmol)，以300mL 1,4-二氧六环溶解，加入PCC(11.8g,54.70mmol)室温搅拌，反应5h，TLC(石油醚/乙酸乙酯＝3:1)检测显示原料完全消失，停止反应。加入亚硫酸钠(4.2g,33.30 mmol)的水溶液35mL，搅拌1h，反体系变为墨绿色。将反应液倾入500mL 冰水中，有固体析出，抽滤，适量水洗涤滤饼，滤饼以乙酸乙酯溶解，置于分液漏斗中，有机相依次用蒸馏水、饱和氯化钠水溶液洗涤，无水硫酸钠干燥过夜，过滤，减压浓缩，经硅胶柱层析纯化(石油醚(60-90℃)：乙酸乙酯＝3:1)，得 3-氧代熊果酸(9)8.06g，为白色粉末，收率81.0％。
于50mL茄形瓶中加入化合物9(1.5g,3.30mmol)，以15mLDMF溶解，加入2-氯乙醇(0.6g,7.45mmol)，碳酸钾(0.5g,3.62mmol)，60℃油浴中搅拌反应1h，TLC(环己烷/丙酮＝3:1)检测显示原料完全消失，停止反应。将反应液倒入50mL冰水中，有大量白色固体析出，抽滤，滤饼以100mL乙酸乙酯溶解，依此用蒸馏水、饱和氯化钠水溶液洗涤(两遍)，无水硫酸钠干燥过夜，减压浓缩、真空干燥得1.55g产物(10)，收率94.2％。
于50mL茄形瓶中加入化合物10(1.0g,2.00mmol)，以8mL吡啶溶解，控温0℃～10℃，缓慢滴加甲基磺酰氯(0.5mL,6.46mmol)，室温搅拌反应100min， TLC(环己烷/丙酮＝3:1)检测显示反应完全。将反应液倒入50mL冰水中，抽滤，滤饼以80mL乙酸乙酯溶解，并依次用1mol/L盐酸、蒸馏水、饱和氯化钠水溶液洗涤，无水硫酸钠干燥过夜，减压浓缩、真空干燥得1.1g产物(12)，收率95.4％。
参照Ⅰ-1的合成方法，但以12替代5，得化合物Ⅰ-11，为白色粉末，收率83.1％，mp:77.1-79.8℃；1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.60(1H,s,H in imidazole),7.10(1H,s,H inimidazole),6.95(1H,s,H in imidazole),5.20(1H,s, H-12),4.37–4.15(4H,m,2CH2),1.07(3H,s,CH3),1.05(3H,d,J＝5.2Hz,CH3), 1.03(3H,s,CH3),1.02(3H,s,CH3),0.94(3H,d,J＝4.6Hz,CH3),0.88–0.80(3H, m,CH3),0.66(3H,s,CH3).HR-MS:calcd for C35H53N2O3[M+H]+549.40507；found 549.40288.
实施例5
Ⅰ-16的合成
于25mL茄形瓶中加入Ⅰ-11(500mg,0.91mmol)溶于6mL吡啶中，加入盐酸羟胺(237mg,3.40mmol)，110℃反应20min。停止反应，将反应液倒入冰水中，有淡粉红色固体析出，抽滤，滤饼用适量乙酸乙酯溶解，并依次用1mol/L 盐酸、蒸馏水、饱和氯化钠水溶液洗涤有机相，有机相用无水硫酸钠干燥，过滤，减压浓缩，得淡粉红色粉末490mg(Ⅰ-16)，为，收率95.6％，mp:86.4-88.7℃。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.63(1H,s,H in imidazole),7.10(1H,s,H inimidazole),6.95(1H,s,H in imidazole),5.19(1H,s,H-12),4.25(2H,dd,J＝9.5,4.3Hz,CH2),4.20(2H,d,J＝4.8Hz,CH2),2.16(1H,d,J＝10.4Hz,H-12),1.13(3H,s, CH3),1.04(6H,d,J＝5.2Hz,2CH3),0.99(3H,s,CH3),0.93(3H,d,J＝5.1Hz,CH3), 0.83(3H,d,J＝6.3Hz,CH3),0.65(3H,s,CH3).HR-MS:calcd for C35H54N3O3 [M+H]+564.41597；found564.41421.
实施例6
Ⅱ-1的合成
于50mL茄形瓶中加入化合物9(1.0g,2.20mmol)，溶于20mL叔丁醇中，加入叔丁醇钾(1.23g,10.98mmol)、亚硝酸异戊酯(1.24g,10.58mmol)，室温搅拌2.5h，TLC(环己烷/丙酮＝3:1)检测，原料完全消失。减压浓缩，加入100mL乙酸乙酯溶解，依次以蒸馏水、饱和氯化钠水溶液洗涤，无水硫酸钠干燥过夜，过滤，45℃减压浓缩，硅胶柱层析纯化(石油醚(60-90℃)/乙酸乙酯＝5:1)，得797mg淡粉色粉末(16)，收率75％。
于25mL茄形瓶中加入化合物16(550mg,1.10mmol)溶于6mL吡啶中，加入盐酸羟胺(237mg,3.40mmol)，110℃反应2h。停止反应，将反应液倒入冰水中，有淡粉红色固体析出，抽滤，滤饼用适量乙酸乙酯溶解，并依次用1mol/L 盐酸、蒸馏水、饱和氯化钠水溶液洗涤有机相，有机相用无水硫酸钠干燥，过滤，减压浓缩，得550mg淡粉红色粉末(17)，收率96.8％。
于100mL茄形瓶中加入化合物17(550mg,1.14mmol)，溶解于40mL 无水乙醇中，加入氢氧化钠(120mg,3.00mmol)，滴加次氯酸钠溶液2mL，室温搅拌2min，TLC(环己烷/丙酮＝2.5:1)检测显示反应完全。减压浓缩，残余物以适量乙酸乙酯溶解，并依次用蒸馏水、饱和氯化钠水溶液洗涤(两遍)，无水硫酸钠干燥过夜，过滤，减压浓缩、真空干燥，得502mg白色粉末(Ⅱ-1)，收率88.7％。mp:>286℃；1H NMR(400MHz,CDCl3)δ5.29(1H,s,H-12),2.72(1H,d,J＝16.6Hz,H-1a),2.23(1H,d,J＝11.6Hz,H-18),2.17(3H,s),1.41(3H,s,CH3), 1.30(3H,s,CH3),1.10(3H,s,CH3),0.95(3H,d,J＝5.9Hz,CH3),0.91(3H,s,CH3), 0.86(3H d,J＝6.3Hz,CH3),0.82(1H,s,CH3).HR-MS:calcd for C30H45O4N2 [M+H]+497.33738；found497.33572.
实施例7
合成的熊果酸新衍生物的抗炎活性：
脂多糖(LPS)能够诱导巨噬细胞释放炎症介质NO，采用Griess法测定 NO的稳定代谢产物NaNO2来反映 NO的浓度，从而评价衍生物的抗炎活性。
取对数生长期的小鼠巨噬细胞RAW264.7，用RPMI 1640培养基稀释至 1×106个/mL，接种于96孔板，200μL/孔，置于 恒温恒湿CO2培养箱中培养1h。
将细胞分为三组：空白组、LPS组和给药组，每个浓度平行3个复孔。空白组加入细胞培养级DMSO 0.4μL/孔；LPS组加入DMSO 0.4μL/孔和LPS 2 μL/孔(终浓度为1μg/mL)；给药组每孔加入LPS 2μL和不同浓度化合物的 DMSO溶液0.4μL(给药浓度为100、50、25、12.5、6.25、3.125、1.5625μM)。给药后置于培养箱中培养24h，吸取100μL细胞上清液后置于新的96孔板中。
等体积混合GriessA、B溶液各1mL，得Griess试剂2mL。(Griess A:1％磺胺、5％磷酸，Griess B:0.1％N-萘乙二胺盐酸盐)
每孔加入Griess试剂100μL，置于摇床上反应10min，使用酶标仪测定 540nm波长下的吸光值。
分别用浓度为1、10、20、50μM的NaNO2溶液来作出浓度吸光值标准曲线，根据此标准曲线计算RAW264.7细胞上清液中亚硝酸根(NO2 -)的浓度，并计算出药物对NO释放的抑制水平，公式如下：
NO抑制率(％)＝([NO2 -]LPS-[NO2 -]给药组)/([NO2 -]LPS-[NO2 -]空白组)
绘制NO释放抑制率曲线，通过曲线拟合得到函数计算抑制率在50％时对应的化合物浓度即为其IC50。
表5衍生物对脂多糖诱导巨噬细胞释放炎症介质NO的抑制活性结果
表5中，a:化合物浓度为100μM时测得的抑制率。
从表5数据可看出，实施例1～6所合成的熊果酸衍生物对LPS诱导巨噬细胞释放的炎症介质NO具有显著的抑制作用，与熊果酸相比，多数衍生物在 100μM时的抑制率显著提高，IC50值不同程度降低，表明所合成的衍生物较熊果酸有更强的抗炎活性，且实施例中化合物均未表现出明显的细胞毒性。
实验结果表明，本发明所提供的部分熊果酸衍生物可以开发出新的具有更好药理活性的抗炎药物。

Claims (2)

1.具有抗炎活性的熊果酸衍生物，其特征在于结构式如(Ⅰ)和(Ⅱ)所示：
其中，R1选自基团时，R2选自基团
R1选自基团-OH时，R2选自基团
R1选自基团＝O时，R2选自基团
R1选自基团时，R2选自基团
R3选自基团H。
2.权利要求1所述熊果酸衍生物的用途，其特征在于所述熊果酸衍生物用于抗炎药物制备的应用。
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