CN108623550A

CN108623550A - 黄烷-3-醇衍生物及其用途

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Publication number: CN108623550A
Application number: CN201810529570.8A
Authority: CN
Inventors: 任旭红; 许永男; 刘建宇; 范艳华
Original assignee: Shenyang Pharmaceutical University
Current assignee: Shenyang Pharmaceutical University
Priority date: 2018-05-29
Filing date: 2018-05-29
Publication date: 2018-10-09
Anticipated expiration: 2038-05-29
Also published as: CN108623550B

Abstract

本发明涉及医药技术领域，涉及黄烷‑3‑醇衍生物及其用途。具体涉及一种从安化黑茶中分离得到的黄烷‑3‑醇衍生物及其在制备神经保护药物中的应用。本发明所述的黄烷‑3‑醇衍生物的结构如下。试验结果表明，本发明所述的黄烷‑3‑醇衍生物及其药学上可接受的盐、异构体或溶剂化物具有明显的神经保护作用，可以用于制备神经保护类药物。

Description

黄烷-3-醇衍生物及其用途

技术领域

本发明涉及医药技术领域，涉及黄烷-3-醇衍生物及其用途。具体涉及一种从安化黑茶中分离得到的黄烷-3-醇衍生物及其在制备神经保护药物中的应用。

背景技术

黑茶作为后发酵茶的代表，主要产于中国和日本，主要产地为中国云南、湖南、广西、四川及湖北，其中云南普洱茶、广西六堡茶和湖南安化黑茶是黑茶中的代表。由于加工工艺的不同，黑茶以其特征性的生物活性如减肥、降血脂、降血糖、抗氧化、抗菌及抗诱变等逐渐受到广泛的重视。作为唯一的微生物发酵茶，黑茶特殊的加工过程导致其与未发酵的绿茶及非微生物发酵的白茶、红茶和乌龙茶等的活性成分存在较大差异。而因为特定微生物的作用，安化黑茶与其他产地黑茶的活性成分也有区别。

茶的特征性成分为儿茶素类(即黄烷-3-醇类)，占多酚类物质总量的70％-80％，是多酚类物质的主要成分。一般分为酯型和非酯型。儿茶素类在黑茶中含量低于绿茶和红茶，研究表明其同渥堆发酵过程中微生物的酶促氧化和非酶促作用相关，其中酶促氧化作用占主导。

文献报道从安化黑茶中分离出一系列B环裂环的儿茶素衍生物(R)-6-oxo-4-((2R,3R)-3,5,7-trihydroxychroman-2-yl)-3,6-dihydro-2H-pyran-2-carboxylicacid，茯砖素(fuzhuanin)A-F，文冠木素(xanthocerin)及planchol A，其结构如下。该类化合物仅在安化黑茶中发现，提示其可能为加工过程中的由原料茶中儿茶素类化合物经氧化产生的特征性成分。相对的，普洱茶中发现一系列儿茶素A环同茶氨酸反应得到的具有N-乙基-2-吡咯烷酮片段的儿茶素衍生物，此类化学成分的差异也表明普洱茶同安化黑茶后发酵过程存在差异。本发明从安化黑茶中分离出A环取代的儿茶素类成分，表明安化黑茶的发酵过程中儿茶素类的A环也会受微生物代谢的影响。

发明内容

本发明提供一系列从安化黑茶中分离得到的用于神经退行性疾病的具有神经保护活性的黄烷-3-醇衍生物。

本发明是通过如下技术方案实现的：

本发明提供通式(I)所示的黄烷-3-醇衍生物及其药学上可接受的盐、异构体或溶剂化物：

其中，2位及3位为手性碳原子，

化合物A中，R为氢原子，2位构型为S，3位构型为R，

化合物B中，R为氢原子，2位构型为R，3位构型为R，

化合物C中，R为没食子酰基G，2位构型为R，3位构型为R。

本发明所述的黄烷-3-醇衍生物及其药学上可接受的盐、异构体或溶剂化物的制备方法包括如下步骤：

1)提取：将安化黑茶干燥粉碎，加入溶剂提取。

2)浓缩：提取液浓缩或减压浓缩得到浓缩液。

3)萃取：将浓缩液以石油醚萃取除去低极性杂质后，余下浓缩液以乙酸乙酯萃取得到乙酸乙酯萃取液。

4)浓缩：将3)中所得乙酸乙酯萃取液浓缩或减压浓缩得干燥萃取物。

5)纯化：步骤4)所得乙酸乙酯萃取液经反复硅胶柱层析，并以制备高效液相色谱法纯化得到化合物。

其中：

步骤1)所述的提取方法为热回流提取法。所用溶剂为50％-70％乙醇水溶液，提取温度为80-90℃。提取1-3次，每次2-3小时。

步骤3)所述的萃取用试剂的用量为每100g药材使用100-200mL试剂，萃取次数为2-3次。

步骤5)为将步骤4)所得的乙酸乙酯萃取液浓缩后萃取物，经硅胶柱色谱以二氯甲烷/三氯甲烷-甲醇(100:0-0:100)梯度洗脱。馏分1(100:3)经硅胶柱色谱，以二氯甲烷/三氯甲烷-甲醇(100:2-100:5)洗脱，馏分经循环制备高效液相色谱以甲醇-乙腈-水(1:1:2-1:1:3)纯化，得到化合物A和B。馏分2(100:5)经硅胶柱色谱以二氯甲烷/三氯甲烷-甲醇(100:5-100:7)洗脱，馏分经循环制备高效液相色谱以甲醇-乙腈-水(1:1:2-1:1:4)纯化，得到化合物C。

本发明所述的黄烷-3-醇衍生物及其药学上可接受的盐、异构体或溶剂化物具有明显的神经保护作用，可以用于制备神经保护类药物。

附图说明

图1为化合物A对SY-SH5Y细胞的神经保护作用。

(A)化合物A对SY-SH5Y细胞的细胞毒作用。

(B)化合物A对H₂O₂诱导的SH-SY5Y细胞损伤的神经保护作用(细胞存活率)

(C)AV-PI颜色检测化合物A对降低H₂O₂诱导的SH-SY5Y细胞的凋亡。

图2为化合物A通过Nrf2以及Akt通路抑制H₂O₂诱导的SH-SY5Y细胞的凋亡与损伤。

(A)化合物A通过上调Nrf2的mRNA水平继而增加Nrf2的蛋白水平并调控Nrf2信号通路，抑制H₂O₂诱导的SHSY-5Y细胞损伤，发挥神经保护活性。

(B)化合物A通过激活Akt通路以及ERK从而抑制H₂O₂诱导的SH-SY5Y细胞的凋亡与损伤。

具体实施方式

实施例1：

化合物的制备

安化黑茶干燥叶4kg，以60％乙醇加热回流提取3次，每次3h。提取液过滤合并，减压浓缩后加入10L水混悬，依次以石油醚、乙酸乙酯、正丁醇萃取(各10L×3次)。取乙酸乙酯萃取液浓缩后得245g萃取物，经硅胶柱色谱以二氯甲烷-甲醇(1:0-0:1)梯度洗脱。馏分1(100:3)经硅胶柱色谱，以二氯甲烷-甲醇(100:3)洗脱，馏分经循环制备高效液相色谱以甲醇-乙腈-水(1:1:2.5)纯化，得到化合物A(20mg)和B(2mg)。馏分2(100:5)经硅胶柱色谱以二氯甲烷-甲醇(100:5)洗脱，馏分经循环制备高效液相色谱以甲醇-乙腈-水(1:1:3)纯化，得到化合物C(6mg)。

结构鉴定

1)化合物A，褐色无定型粉末(甲醇)，三氯化铁-铁氰化钾反应阳性，提示结构中有酚羟基存在。HR-ESI-MS：m/z 363.0751[M-H]^-。¹H-NMR(400MHz,MeOD)δ6.35结合¹³C-NMR(100MHz,MeOD)δ105.4，129.4，132.7及145.6，表明结构中存在连三氧取代的苯环。¹H-NMRδ5.96(1H,s)为苯环氢信号。δ2.55(1H,dd,J＝6.8,16.0Hz)，2.75(1H,dd,J＝4.8,16.0Hz)为一组亚甲基氢信号，HMBC谱中与δ66.6和81.9的两个连氧sp3碳原子相关。而δ66.6连接的氢原子位于δ4.72(1H,d,J＝6.8Hz)与上述连三氧取代苯环中δ129.4的碳原子相关。综上推测化合物可能为黄烷类化合物，且具备没食子儿茶素的典型结构特征。此外，δ3.99(3H,s)及δ51.5和170.3提示结构中存在甲氧甲酰基的结构片段，通过与没食子儿茶素的结构进行对照，该基团只能连接在化合物A环的6位或8位，其具体的连接位置需在A环碳信号归属的基础上进行。A环中三个化学位移相近的连氧碳原子(5,7和9位)可通过HMBC确认：δ4.72(1H,d,J＝6.4Hz,H-2)与δ160.2相关，而2.55(1H,dd,J＝6.8,16.0Hz,H-4a)及2.75(1H,dd,J＝4.8, 16.4Hz,H-4b)与δ159.7和160.2相关，因此C-5和C-9分别位于δ159.7和160.2。余下的δ160.7为C-7信号。由于A环唯一的氢原子δ5.96(1H,s)与160.2(C-9)相关但与C-5不相关，因此δ5.96(1H,s)归属为8位氢信号。因此甲氧甲酰基位于A环的6位。综上，化合物A的平面结构确认为6位甲氧甲酰基取代的没食子儿茶素(6-methoxycarbonylgallocatechin)。

化合物A的2,3位手性碳原子的相对构型通过如下方法确认。B环的Newman投影式存在四种可能的情况，当H-2和H-3为反式二直立键时，两个氢的二面角为180°，H-2和H-3有较大的偶合常数；而其余三种情况下二面角均为60°其偶合常数较小。化合物1的¹H-NMR(400MHz,MeOD)中，H-2偶合常数J＝6.8Hz，符合反式二直立键的情况，因此2,3位的苯环和羟基为反式二取代。

化合物A的绝对构型通过CD测试确认。波长260nm处为负Cotton效应。根据文献报道的规律，2位的构型为S。因此2,3位的构型分别为S和R。化合物A的比旋光度数据([α]_D ²⁰-29°，(c 1.0,MeOH))与文献中(+)-没食子儿茶素([α]_D ²⁰+150°，(c 0.1,MeOH))及(-)-没食子儿茶素([α]_D ²⁴-11.2°，(c 0.1,MeOH))比较。综上，化合物的结构鉴定为2S,3R-6-甲氧甲酰基没食子儿茶素(2S,3R-6-methoxycarbonylgallocatechin)。

2)化合物B，黄色无定型粉末(甲醇)，三氯化铁-铁氰化钾反应阳性，提示结构中有酚羟基存在。HR-ESI-MS：m/z 363.0830[M-H]^-。化合物B的¹H-NMR(400MHz,MeOD)和¹³C-NMR(100MHz,MeOD)同化合物1高度相似。仅在sp3杂环碳原子区域存在轻微差别，其中4位氢信号差别明显。提示其可能为化合物1的光学异构体。

化合物B的¹H-NMR(400MHz,MeOD)谱中，H-2被残留水峰覆盖，因此，加入一滴重水进行核磁测试，残留水峰向高场位移，H-2信号得以辨认。H-2偶合常数在400MHz核磁中未得到很好的识别，近似为单峰，因此H-2与H-3的偶合常数较小，其二面角为60°左右，由于B环与3位羟基反式二直立键时体系能量较大不稳定，因此推测2,3位为顺式取代。

化合物B的CD测试，波长260nm处为正Cotton效应。根据文献报道的规律，3位的构型为R。因此2,3位的构型均为R。化合物2的比旋光度数据([α]_D ²⁰-30.5°，(c 1.0,MeOH))与文献中(-)-表没食子儿茶素([α]_D ²⁰-50°，(c 0.04,EtOH)) 比较。综上，化合物的结构鉴定为2R,3R-6-甲氧甲酰基没食子儿茶素(2R,3R-6-methoxycarbonylgallocatechin)。

3)化合物C，褐色无定型粉末(甲醇)，三氯化铁-铁氰化钾反应阳性，提示结构中有酚羟基存在。HR-ESI-MS：m/z 539.0742[M+Na]⁺。化合物C的¹H-NMR(400MHz,MeOD)和¹³C-NMR(100MHz,MeOD)同化合物B相似，能够识别出化合物B的结构片段，仅H-2和H-3向低场位移。此外，还可识别出明显的没食子酰基的结构片段：¹H-NMR(400MHz,MeOD)δ6.93(s,1H)，¹³C-NMR(100MHz,MeOD)δ108.8，119.8，138.5和144.9。HMBC谱表明没食子酰基同化合物B的3位羟基成酯，故其平面结构为6-甲氧甲酰基没食子儿茶素-3-O-没食子酸酯。

化合物C的CD测试，波长260nm处为正Cotton效应。根据文献报道的规律，3位的构型为R。因此2,3位的构型均为R。化合物C的比旋光度数据([α]_D ²⁰-13°，(c 1.0,MeOH))与上述化合物B比较。综上，化合物的结构鉴定为2R,3R-6-甲氧甲酰基没食子儿茶素-3-O-没食子酸酯(2R,3R-6-methoxycarbonylgallocatechin-3-O-gallate)。

表1化合物A-C的NMR数据(CD₃OD,400MHz)

*¹H NMR data of compound B was detected with CD₃OD added one drop ofD₂O

表2化合物C的没食子酰基部分NMR数据(CD₃OD,400MHz)

实施例2

化合物的活性测试

细胞培养

SH-SY5Y细胞培养于含有10％胎牛血清，100单位/mL青霉素，100μg/mL链霉素，2mML-谷氨酰胺的RPMI 1640培养基中。在37℃，5％CO₂条件下培养。2～3d用0.25％胰酶和0.02％EDTA1:1的混合液传代一次，取对数生长期细胞进行实验。

MTT活性测试

收集处于对数生长期的SH-SY5Y细胞，计数、调整细胞至适当浓度并接种100μL细胞至96孔板中使最终细胞密度10000个/孔。细胞在培养箱子培养12h后加入对应浓度的药物100μL或DMSO处理72h后，加入20μL的MTT至终浓度为0.5mg/ml。于于37℃下共同孵育4h。小心吸除上清液，每孔加入DMSO溶液200μL，振荡溶解后使用酶标仪于570nm下测定OD值。细胞存活率％＝(ODDFX117的平均值/ODDMSO的平均值)×100％。抑制率％＝100-细胞存活率％。

H₂O₂诱导的SH-SY5Y细胞损伤模型

细胞以1.0×10⁵cells/mL接种于96孔培养板，100μL/well，24h后，给药组加入一定浓度的系列化合物，每组设6个平行孔，作用2h，加入H₂O₂储备液100μL(终浓度为200μM)，继续作用2h，每孔加入20μLMTT(终浓度为0.5mg/mL)，避光作用4h，吸出各孔内的培养液，加入DMSO 150μL/well，振摇10min后，用酶标仪在490nm下测定OD值。

神经保护率的计算：

细胞存活率％＝(受试化合物组平均OD值)/(对照组平均OD值)×100％

神经保护率％＝(受试化合物组平均OD值－损伤组平均OD值)/(对照组平均OD值－损伤组平均OD值)×100％。

Annexin V-FITC/PI染色

取8×10⁵个细胞接种于60mm的培养皿中置于培养箱中培养过夜。给药组加入一定浓度的系列化合物，每组设6个平行孔，作用2h，加入H2O2储备液100μL(终浓度为200μM)，继续作用2h，收集细胞以PBS洗涤2次。分别按照试剂盒上的说明进行染色。室温下避光染色15min后利用流式细胞仪检测。

Western Blot实验

1)取2×106个细胞接种于100mm的培养皿中置于培养箱中培养过夜。给药组加入一定浓度的系列化合物，每组设6个平行孔，作用2h，加入H₂O₂储备液100μL(终浓度为200μM)，继续作用2h，收集细胞以PBS洗涤2次。加入预热完全溶解的Lysis buffer(提取蛋白),一般直径为100mm的培养皿，视细胞的数量加入200-300μL的Lysis buffer，旋转培养皿使lysis buffer经过整个培养皿表面，确保所有细胞脱落。将含有收集好的细胞的lysisbuffer液于100℃下煮沸10-15min。样品可置于-80℃长期保存，或置于-20℃保存数月。

2)蛋白定量：取上一步骤中的lysis buffer蛋白样品10μL，并以1mL的10％的TCA与4℃下放置10min后，13000rpm离心10min。去除TCA液，加入1mL的BCA工作液与60℃孵育1h.同时配置蛋白标准样品，每个样品10μL，同样加1mL的BCA工作液与60℃孵育1h。每个样品取200μL于96孔板中，在595nm下测定OD值，计算蛋白浓度。

3)电泳

制备SDS-PAGE凝胶(8％-12％)制作分离胶，加入分离胶后，以2mL异丙醇液封。将该分离胶放置于室温下30min左右，待其凝固后倾倒移除异丙醇，并以双蒸水淋洗分离胶3次。然后制备浓缩胶并立即插入样品梳，于室温下放置30min，带浓缩胶聚合后即可上样。加满1×的电泳缓冲液，将样品按预定的顺序加到样品孔中开始电泳，样品在浓缩胶时电压为80V。待样品泳到分离胶时，将电压调至110-120V。

4)免疫印迹

电泳结束后，以预染蛋白Ladder作为参照，小心将没有蛋白的部分胶切掉。将膜依次浸在甲醇中10s，去离子水5min，转移缓冲液5min。按照以下的顺序安装电转膜的装置：负极→棉垫→滤纸→凝胶→PVDF膜→滤纸→棉垫→正极，将上述的物品逐一叠放成“三明治”状，并用玻璃棒排除气泡。将转膜装置置于转膜盒内，确认电极无误后，加入转膜液。转膜盒四周用冰块覆盖，接通电源。以100V恒流转膜60-80min(分子量<20的小分子蛋白如HistoneH3转膜时间设定为60min)。

5)封闭

转膜完毕后，立即把蛋白膜放置到预先准备好的5％的BSA溶液中，于室温下在摇床上缓慢摇动封闭1-2h。

6)孵育抗体

参考一抗的说明书，按照适当比例用封闭液稀释一抗，加入一抗后PVDF膜在4℃下缓慢摇动孵育过夜。次日1×TPBS洗膜3次，每次10min。加入按照抗体说明书配置好的二抗，室温孵育1-2h。以1×TPBS洗膜3次，每次10min。

7)蛋白质的检测

按1:1的比例混匀发光的A、B液，将PVDF膜的蛋白面朝下浸入发光液中，反应1-2min。取出PVDF膜，用新鲜保鲜膜包裹，并置于暗盒中，上方放置X光底片，暗室曝光，取出底片显影。根据显影的效果决定是否重复曝光，以及曝光显影的时间。

结果与讨论

不同浓度化合物A处理后，SH-SY5Y细胞存活率没有下降，表明化合物对细胞没有毒性。同空白对照组比较，H₂O₂使细胞存活率显著下降(50％)，表明H₂O₂可诱导神经细胞损伤。而不同浓度的化合物A对细胞存活率具有不同程度的恢复作用。其中，高浓度(2μM)处理后细胞存活率可到80％。中低浓度(1μM，0.5μM)处理后细胞存活率分别为60％及50％。进一步研究表明，化合物A通过上调Nrf2的mRNA水平继而增加Nrf2的蛋白水平并调控Nrf2信号通路，抑制H₂O₂诱导的SH-SY5Y细胞损伤，发挥神经保护活性。此外，化合物A通过激活Akt通路以及ERK从而抑制H₂O₂诱导的SH-SY5Y细胞的凋亡与损伤。同样方法对化合物B及C进行了活性测试，结果表明化合物B及C均具有相应活性。

活性研究数据表明化合物A、B、C可通过激活Akt通路以及ERK从而抑制H₂O₂诱导的SH-SY5Y细胞的凋亡与损伤，提示其具有神经保护活性。

Claims

1.如下的黄烷-3-醇衍生物及其药学上可接受的盐、异构体或溶剂化物：

2.如权利要求1所述衍生物及其药学上可接受的盐、异构体或溶剂化物的制备方法，其特征在于，步骤如下：

1)提取：将安化黑茶干燥粉碎，加入溶剂提取；

2)浓缩：提取液浓缩或减压浓缩得到浓缩液；

3)萃取：将浓缩液以石油醚萃取除去低极性杂质后，余下浓缩液以乙酸乙酯萃取得到乙酸乙酯萃取液；

4)浓缩：将3)中所得乙酸乙酯萃取液浓缩或减压浓缩得干燥萃取物；

5)纯化：步骤4)所得萃取物经反复硅胶柱层析，并以制备高效液相色谱法纯化得到化合物，所述的经硅胶柱层析以二氯甲烷/三氯甲烷-甲醇100:0-0:100梯度洗脱。

3.根据权利要求2所述的制备方法。其特征在于，步骤1)所述的提取方法为热回流提取法，所用溶剂为50％-70％乙醇水溶液，提取温度为80-90℃，提取1-3次，每次2-3小时。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤3)所述的萃取用石油醚或乙酸乙酯的用量为每100g药材使用100-200mL试剂，萃取次数为2-3次。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤5)中，馏分1(100:3)经硅胶柱色谱，以二氯甲烷/三氯甲烷-甲醇(100:2-100:5)洗脱，馏分经循环制备高效液相色谱以甲醇-乙腈-水(1:1:2-1:1:3)纯化，得到化合物A和B；馏分2(100:5)经硅胶柱色谱以二氯甲烷/三氯甲烷-甲醇(100:5-100:7)洗脱，馏分经循环制备高效液相色谱以甲醇-乙腈-水(1:1:2-1:1:4)纯化，得到化合物C。

6.药物组合物，包含权利要求1所述的黄烷-3-醇衍生物及其药学上可接受的盐、异构体或溶剂化物和药学上可接受的载体。

7.权利要求1所述的黄烷-3-醇衍生物及其药学上可接受的盐、异构体或溶剂化物在制备神经保护药物中的应用。

8.权利要求6所述的药物组合物在制备神经保护药物中的应用。