CN107417657B

CN107417657B - 一种杨梅素席夫碱类改构物及其制备方法和应用

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Publication number: CN107417657B
Application number: CN201710642615.8A
Authority: CN
Inventors: 张咏莉; 柴栋; 陆家政; 付伟; 严高剑; 叶振锋
Original assignee: Guangdong Pharmaceutical University
Current assignee: Guangdong Pharmaceutical University
Priority date: 2017-07-31
Filing date: 2017-07-31
Publication date: 2020-07-17
Anticipated expiration: 2037-07-31
Also published as: CN107417657A

Abstract

本发明提出了一种杨梅素席夫碱类改构物及其制备方法和应用，杨梅素席夫碱类改构物为4‑MYR，其在体外细胞水平上，水溶性、吸收性、抗氧化性、抗肿瘤药效等均获得大幅度提高。本发明的4‑MYR是在不改变其多酚羟基的活性结构及其他空位药效基团的引入的前提下，在杨梅素4位空位羰基处引进席夫碱而成。本发明在保留杨梅素活性基团的基础上对其进行结构修饰，改善杨梅素的水溶性，增强其生理活性和抗肿瘤药效。在成功化学合成和制备杨梅素席夫碱类改构物4‑MYR的基础上研究4‑MYR抗肿瘤药效及其分子机制，为研究及开发抗肿瘤药物4‑MYR提供了可能和依据，因此，本发明还提出了杨梅素席夫碱类改构物在抗肿瘤药物方面的应用。

Description

一种杨梅素席夫碱类改构物及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及一种杨梅素席夫碱类改构物及其制备方法和应用，属于药学和药理学领域。

背景技术

杨梅素(myricetin，MYR)，化学名称为3,5,7,3',4',5'-六羟基黄酮，化学结构式如下：

其主要存在于水果、茶叶、核桃楸皮和红酒中，因在杨梅植株及其果实中含量高而得名。近年来，杨梅素因具有良好的抗氧化和抗肿瘤的作用而备受研究者的关注。

MYR属天然中药材单体，虽具备多种药理学活性，且近些年来因其在抗肿瘤应用方面副作用小，安全性高等被广泛关注，但由于其水溶性低，吸收性不好等原因限制了其在药物领域的开发利用。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题，就是提出一种杨梅素席夫碱类改构物，其在体外细胞水平上，水溶性、吸收性、抗氧化性、抗肿瘤药效等均获得大幅度提高。

本发明所要解决的第二个技术问题，就是提出上述的杨梅素席夫碱类改构物的制备方法，其制备产率已达35.6％，纯度已达﹥95％以上。

此外，本发明还提出上述的杨梅素席夫碱类改构物在抗肿瘤药物方面的应用。

为解决上述第一个技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种杨梅素席夫碱类改构物，所述杨梅素席夫碱类改构物为4-MYR，其化学结构式如下：

为解决上述第二个技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种杨梅素席夫碱类改构物的制备方法，包括如下步骤：

(1)先向反应器中加入杨梅素作为反应原料，以无水乙醇为溶剂，常温搅拌至杨梅素全部溶解，搅拌过程中缓慢滴加苯肼至反应器中，其中，加入的杨梅素和苯肼之间的摩尔比为1:1.1～2；

(2)混合液60℃加热回流，同时TLC监测直至混合物中原料点消失，停止反应，得棕黄色液体；

(3)减压旋蒸除去部分乙醇，析出黄色固体，固体用乙醇洗涤后再次减压旋蒸，接着收集固体和液体，通风厨中室温晾干，再放入真空干燥箱60℃彻底干燥后取出得到粗产品；

(4)粗产品经硅胶柱层析法洗脱，收集所有流份，然后薄层层析检测，合并含相同组分的流份，减压旋蒸，浓缩后放入真空干燥箱60℃彻底干燥后得棕褐色固体，即得产品。

本发明在不改变其多酚羟基的活性结构及其他空位药效基团的引入的前提下，在杨梅素4位空位羰基处引进席夫碱，设计合成了杨梅素席夫碱衍生物类化合物4-MYR。

其化合物合成示意式如下：

作为优选地，所述步骤(1)中，加入的杨梅素和苯肼之间的摩尔比为 1:2。

作为优选地，所述步骤(2)中，加热回流前向反应器中加冰乙酸或者浓盐酸使反应器中的环境偏酸性，杨梅素在偏酸性的环境下更稳定，有利于反应进行。

作为优选地，所述步骤(2)中，TLC监测中展开剂采用乙酸乙酯和石油醚，它们的体积比为V(乙酸乙酯)：V(石油醚)＝3:2，期间加0.05mL冰乙酸调节展开剂的极性。

作为优选地，所述步骤(4)中，硅胶柱层析的具体方法如下：首先在铁架台上固定好层析柱，然后称取35g200-300目硅胶，倒入250mL的锥形瓶中，倒入100mL的石油醚浸泡并且搅拌，成浆糊状的时候，顺着玻璃棒湿法装柱，注意柱子内部避免气泡，上样；然后梯度洗脱，洗脱液分别为①石油醚，②-⑥分别为V(乙酸乙酯)：V(石油醚)＝1:10、1:5、1:3、1:1、2:1，⑦是乙酸乙酯、⑧甲醇。

本发明在保留杨梅素活性基团的基础上对其进行结构修饰，以改善杨梅素的水溶性，从而增强其生理活性和抗肿瘤药效。在成功化学合成和制备杨梅素席夫碱类改构物4-MYR的基础上研究4-MYR抗肿瘤药效及其分子机制，为进一步深入的研究及开发抗肿瘤药物4-MYR提供了可能和依据，因此，本发明提出上述的杨梅素席夫碱类改构物在抗肿瘤药物方面的应用。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：

1)本发明国内外首次化学合成杨梅素席夫碱类改构物4-MYR，体现了源头药物研发上的创新性。

2)与现有的相似改构物实现方案相比，本发明在化合物合成工艺上进行了改良，增加了硅胶柱层析方法等环节，使合成改构物纯度显著提高，达到 95％以上，体现了技术方法上的创新性。

3)杨梅素改构物4-MYR生理活性明显增强，经检测4-MYR与DNA结合作用和抗氧化活性较MYR、8-MYR有较大提高，为杨梅素的药物研发提供了创新性和可行性。

4)杨梅素改构物4-MYR水溶性、可吸收性和抗肿瘤活性明显增强，经检测其在体外水平上抗人肝癌细胞增殖抑制作用等较MYR、8-MYR有较大提高，为杨梅素类中药材单体中药现代化提供创新性思维，并为4-MYR在抗肿瘤药物上的应用打下基础，同时提供了4-MYR未来成药的可能性。

附图说明

图1为本发明针对4-MYR的红外鉴定图；

图2为本发明针对4-MYR的¹³CNMR鉴定图；

图3为本发明针对4-MYR的¹HNMR鉴定图；

图4为本发明针对4-MYR的质谱鉴定图；

图5为本发明中MYR、8-MYR及4-MYR对羟基自由基(·OH)的清除作用效果示意图；

图6为本发明中4-MYR对人肝癌细胞HepG2和肝正常细胞LO2的增殖抑制作用示意图；

图7为本发明中透射电镜下4-MYR处理后的HepG2细胞图，其中，A： Control；B、C、D：4-MYR不同剂量组；E：MYR组；F：5-Fu组。

具体实施方式

为让本领域的技术人员更加清晰直观的了解本发明，下面将结合附图，对本发明作进一步的说明。

实施例1

称取0.318g(1mmol)杨梅素放入圆底烧瓶中，加入20mL无水乙醇，常温搅拌10分钟至杨梅素全部溶解，将0.121g(1.1mmol)苯肼在10分钟搅拌的内缓慢滴加到烧瓶中混合均匀，加0.3mL冰乙酸，60℃加热回流，同时TLC监测〔展开剂为V(乙酸乙酯)：V(石油醚)＝3:2，加0.05mL冰乙酸〕直至混合物中原料点消失，停止反应，得棕黄色液体，后减压旋蒸，乙醇洗涤，真空干燥箱中60℃彻底干燥。然后实施硅胶柱层析。称取35g硅胶 (200-300目)，倒入100mL石油醚浸泡并且搅拌，后湿法装柱，上样，梯度洗脱。洗脱液选取①石油醚，②-⑥V(乙酸乙酯)：V(石油醚)＝1:20、1:10、1:5、 1:2、1:1，⑦乙酸乙酯⑧甲醇。收集所有流份行薄层层析检测，合并含相同组分的流份，减压旋蒸，浓缩后放真空干燥箱中60℃彻底干燥，后得棕褐色固体。

实验效果：硅胶柱层析中洗脱液②-⑥乙酸乙酯：石油醚(体积比)使用 1:20、1:10、1:5、1:2、1:1进行，结果各流份的分离相分开得不够清晰，收集流份时有所混杂，收集有些困难，分析原因可能要收集的目标物极性较大，故进一步加大洗脱液极性，提高V(乙酸乙酯)：V(石油醚)的比例。

实施例2

称取0.318g(1mmol)杨梅素放入圆底烧瓶中，加入20mL无水乙醇，常温搅拌10分钟至杨梅素全部溶解，0.121g(1.1mmol)苯肼10分钟内缓慢滴加到烧瓶中，加0.3mL冰乙酸，60℃加热回流，同时TLC监测〔展开剂为 V(乙酸乙酯)：V(石油醚)＝3:2，加0.05mL冰乙酸〕直至混合物中原料点消失，停止反应，得棕黄色液体，后减压旋蒸，乙醇洗涤，真空干燥箱中60℃彻底干燥。后实施硅胶柱层析。称取35g硅胶(200-300目)，倒入100mL石油醚浸泡并且搅拌，后湿法装柱，上样，梯度洗脱。洗脱液选取①石油醚，②-⑥ V(乙酸乙酯)：V(石油醚)＝1:10、1:5、1:3、1:1、2:1，⑦乙酸乙酯⑧甲醇。收集所有流份行薄层层析检测，合并含相同组分的流份，减压旋蒸，浓缩后放真空干燥箱中60℃彻底干燥，后得棕褐色固体。

实验效果：硅胶柱层析中洗脱液②-⑥V(乙酸乙酯)：V(石油醚)的比例改为1:10、1:5、1:3、1:1、2:1进行，结果各流份的分离相分开较好，收集流份时各组分纯度提高，收集较容易，故以此梯度洗脱液比例进行后续研究。

按杨梅素和苯肼的反应物料比1:1.1后得到的物质进行质谱检测，结果质谱图中317的质谱峰很强，此峰为杨梅素的分子离子峰，考虑可能是反应原料杨梅素没有反应完全，故加大杨梅素和苯肼的反应物料比。

实施例3

称取0.318g(1mmol)杨梅素放入圆底烧瓶中，加入20mL无水乙醇，常温搅拌10分钟至杨梅素全部溶解，0.165g(1.5mmol)苯肼10分钟内缓慢滴加到烧瓶中，加0.3mL冰乙酸，60℃加热回流，同时TLC监测〔展开剂为 V(乙酸乙酯)：V(石油醚)＝3:2，加0.05mL冰乙酸〕直至混合物中原料点消失，停止反应，得棕黄色液体，后减压旋蒸，乙醇洗涤，真空干燥箱中60℃彻底干燥。后实施硅胶柱层析。称取35g硅胶(200-300目)，倒入100mL石油醚浸泡并且搅拌，后湿法装柱，上样，梯度洗脱。洗脱液选取①石油醚，②-⑥ V(乙酸乙酯)：V(石油醚)＝1:10、1:5、1:3、1:1、2:1，⑦乙酸乙酯⑧甲醇。收集所有流份行薄层层析检测，合并含相同组分的流份，减压旋蒸，浓缩后放真空干燥箱中60℃彻底干燥，后得棕褐色固体。

实验效果：按杨梅素和苯肼的反应物料比1:1.5后得到的物质进行质谱检测，结果质谱图中317的质谱峰明显变弱，说明反应原料杨梅素进一步提高了反应量，未反应的部分变少，目标物纯度变高，故继续加大杨梅素和苯肼的反应物料比。

实施例4

称取0.318g(1mmol)杨梅素放入圆底烧瓶中，加入20mL无水乙醇，常温搅拌10分钟至杨梅素全部溶解，0.220g(2mmol)苯肼10分钟内缓慢滴加到烧瓶中，加0.3mL冰乙酸，60℃加热回流，同时TLC监测〔展开剂为 V(乙酸乙酯)：V(石油醚)＝3:2，加0.05mL冰乙酸〕直至混合物中原料点消失，停止反应，得棕黄色液体，后减压旋蒸，乙醇洗涤，真空干燥箱中60℃彻底干燥。后实施硅胶柱层析。称取35g硅胶(200-300目)，倒入100mL石油醚浸泡并且搅拌，后湿法装柱，上样，梯度洗脱。洗脱液选取①石油醚，②-⑥ V(乙酸乙酯)：V(石油醚)＝1:10、1:5、1:3、1:1、2:1，⑦乙酸乙酯⑧甲醇。收集所有流份行薄层层析检测，合并含相同组分的流份，减压旋蒸，浓缩后放真空干燥箱中60℃彻底干燥，后得棕褐色固体。

实验效果：杨梅素和苯肼的反应物料比从1:1.5提高到1:2后，反应原料杨梅素317的质谱峰消失，说明杨梅素反应完全，杂质极少，获得的目标物4-MYR纯度较高，检测达到95％以上。

本发明所获得的部分实验结果如下：

1)采用硅胶柱层析、红外、质谱、核磁共振等技术对杨梅素改构物4-MYR 进行纯化和鉴定，成功获得目标化合物，实验数据见下。

化合物4-MYR：产物为棕褐色固体，0.145g，产率35.6％，m.p.>300℃， IR(KBr)，ν/cm^-1：3427 2926 1658 1599 1513 1466。¹HNMR(500MHz， DMSO-d₆)，δ：12.50(s，1H；5OH),10.85(d，3H；3’,4’,5’-OH),9.34(s，1H； 7-OH),8.8(s，1H；N-H)，7.25(s，2H；2’,6’-H)，6.38(d，2H；2”,6”-H),6.19 (m，3H；3”,4”,5”-H),3.4(d，2H；6,8-H)；¹³CNMR(500MHz，DMSO)δ： 175.8(C-4)，163.9(C-3)，160.8(C-1’),156.1(C-2)，146.9(C-1”),145.8(C-4’)，135.9(C-7)，120.8(C-5)，107.2(2C-3’,5’)，103.0(2C-6,8),98.2(C-4”)， 93.2(2C-2”,6”)；EI-MS(m/Z,C₂₁H₁₆N₂O₇):407([M-H]^-100)331(65)；元素分析，计算值(理论值)：C 60.90(61.77)H 4.02(3.95)N 6.82(6.86)O 28.26 (27.42)。谱图见图1-图4。

2)采用紫外-可见吸收光谱法、Fenton反应检测杨梅素改构物与DNA结合作用及抗氧化活性。其紫外-可见吸收光谱结果见表1。

表1：化合物MYR、8-MYR和4-MYR紫外吸收光谱图的变化值：

由表1可知，4-MYR、8-MYR和MYR的K_b值大小顺序为： 4-MYR>8-MYR>MYR。此结果提示4-MYR可能通过与DNA的结合，抑制细胞DNA合成和位移，从而有效地抑制细胞分裂周期，上述途径可成为杨梅素类改构物抗肿瘤细胞增殖的有效途径之一，并且4-MYR在此方面可具备更强的抑瘤优越性。

4-MYR、8-MYR和MYR对羟基自由基的清除作用实验结果见图5和表2。

表2：MYR、8-MYR及4-MYR对羟基自由基(·OH)的清除作用：

由图5和表2可知，在10μmol/L浓度时，4-MYR、8-MYR和MYR对羟基自由(·OH)的清除率达到68.1％、63.6％和61.3％，提高其剂量，作用随之增强，并且4-MYR抗氧化的活性最强。

3)采用MTT法检测杨梅素改构物对人肝癌HepG2细胞和正常肝细胞 LO2增殖抑制活性，同时采用透射电镜观察经过杨梅素改构物处理后，肝癌 HepG2细胞自噬体超微结构的变化。其结果见图6和图7。

由图6可知，200μM浓度时MYR与4-MYR相比，24、48、72h时HepG2 细胞存活率要高，而LO2细胞存活率要低，提示4-MYR在抑瘤药效和毒性方面可具备优越性，尤其在24h给药时，4-MYR对HepG2细胞的杀伤远大于正常细胞，正常肝细胞LO2的存活率约为HepG2的1.6倍。说明4-MYR 给药在24h时间点具有较好的安全性。上述说明改构物4-MYR在体外有较强的抗肝癌活性，副作用低，具备开发潜力，故本发明获得较好有益效果。

由图7可知，4-MYR、MYR和5-Fu可诱导HepG2细胞发生抑癌性自噬，胞浆内出现大量囊泡状的自噬体结构。另外由电镜结果初步判断4-MYR诱导 HepG2细胞发生自噬具有剂量—效应关系，其200μΜ浓度时作用远强于 MYR，产生的自噬效果与阳性药物组5-氟尿嘧啶(5-Fu)相似，而自噬是 4-MYR抗肿瘤药效的机制之一。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种杨梅素席夫碱类改构物，所述杨梅素席夫碱类改构物为4-MYR，其化学结构式如下：

2.一种权利要求1所述的杨梅素席夫碱类改构物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，加入的杨梅素和苯肼之间的摩尔比为1:2。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，加热回流前向反应器中加冰乙酸或者浓盐酸使反应器中的环境偏酸性，杨梅素在偏酸性的环境下更稳定，有利于反应进行。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，TLC监测中展开剂采用乙酸乙酯和石油醚，它们的体积比为V(乙酸乙酯)：V(石油醚)＝3:2，期间加0.05mL冰乙酸调节展开剂的极性。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤(4)中，硅胶柱层析的具体方法如下：首先在铁架台上固定好层析柱，然后称取35g200-300目硅胶，倒入250mL的锥形瓶中，倒入100mL的石油醚浸泡并且搅拌，成浆糊状的时候，顺着玻璃棒湿法装柱，注意柱子内部避免气泡，上样；然后梯度洗脱，洗脱液分别为①石油醚，②-⑥分别为V(乙酸乙酯)：V(石油醚)＝1:10、1:5、1:3、1:1、2:1，⑦是乙酸乙酯、⑧甲醇。

7.根据权利要求1所述的杨梅素席夫碱类改构物在制备抗肝癌药物上的应用。