CN109776565B

CN109776565B - 一种苦味素类化合物及其制备方法与应用

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Publication number: CN109776565B
Application number: CN201910079379.2A
Authority: CN
Inventors: 程林; 孙建禄; 马忠俊; 梁卫青; 胡轶娟; 张宏建; 浦锦宝
Original assignee: Zhejiang Academy of Traditional Chinese Medicine
Current assignee: Zhejiang Academy of Traditional Chinese Medicine
Priority date: 2019-01-28
Filing date: 2019-01-28
Publication date: 2020-06-16
Anticipated expiration: 2039-01-28
Also published as: CN109776565A

Abstract

本发明提供一种苦味素类化合物，其结构如以下式I所示：

所述的化合物可从锦灯笼中提取分离得到，且显示其具有抗炎活性。

Description

一种苦味素类化合物及其制备方法与应用

技术领域

本发明涉及生物化学医药领域，具体地，涉及一种从锦灯笼中提取的苦味素类化合物及其在抗炎药物中的应用。

背景技术

(1)炎症研究

炎症是具有血管系统的活体组织对各种损伤因子刺激所产生的防御反应，可发生于机体的任何部位和组织除去有害刺激并恢复受伤组织，临床表明，炎症与多种疾病和自身免疫系统疾病发展均有一定联系，如感染性休克、二型糖尿病及前列腺炎等。前炎症因子有COX-2、TNF-α、白介素、以及组胺等。这些病理生理变化组成了炎症反应网络，NO在炎症级联反应中起到关键的调节作用，尤其在炎症反应的发生和信号传导方面。在传统中草药中，具有抗炎作用的药物众多，目前因此，近年来，探索发现天然抗炎药物及其作用机制吸引了国内、外研究者的注意。

(2)细胞毒性研究

细胞毒性是化学物质作用于细胞基本结构或生理过程，如细胞膜或细胞骨架结构，细胞新陈代谢过程，细胞组分或产物的合成、降解或释放，离子调控及细胞分裂等过程，导致细胞存活、增殖或功能紊乱所引发的不良反应。按作用机制可分3中类型：基本细胞毒性、选择细胞毒性和细胞特殊功能毒性。

(3)锦灯笼概述

锦灯笼是茄科植物酸浆干燥宿萼或带果实的宿萼，又名酸浆、红姑娘、灯笼草等。锦灯笼在我国主要分在东北三省及内蒙古地区。在《本草经集注》中记载：“酸浆，一名醋浆。味酸，平，无毒。治热，烦满，定志，益气，利水道，产难，吞气实立产。生川泽及人家田园中。五月采，阴干”，唐《新修本草》：“处处人家多有，叶亦可食。子作房，房中有子如梅李大，皆黄赤色。小儿食之，能除热，亦主黄病，多效。”锦灯笼含有甾体类、黄酮类、萜类、生物碱类等多种化学成分，具有多种药理作用。

酸浆苦味素为锦灯笼中主要活性成分之一，具有一定抗炎、细胞毒性和抗菌等药理作用，其结构特征在于具有高度氧化结构，Yang等对酸浆苦味类26个化合物进行构效关系研究，Physalin B、Physalin F、Physalin J具有较高的细胞毒性，结果表明C₅-C₆位具有双键或者环氧桥结构的酸浆苦味素类化合物具有较高的细胞毒性。CN108033970A公开一种酸浆活性提取物及提取方法与应用，结果显示提取物具有抗炎活性，根据其记载，所述提取物中包含了六种化合物，然而其并未明确记载六种化合物与抗炎活性之间的关系，且结构中含有多个有双键或者环氧桥结构。

发明内容

基于以上问题，第一方面，本发明提供一种苦味素类化合物，其结构如以下式I所示：

化合物名称为：Physalinol A。

第二方面，本发明提供的如式I所示的化合物在制备抗炎药物中的应用。

第三方面，本发明提供一种如式I所示的化合物制备方法，所述的苦味素类化合物从锦灯笼中提取后分离得到。

进一步优选地，所述的苦味素类化合物从锦灯笼中提取后分离得到。

更进一步优选，所述的苦味素类化合物从锦灯笼中提取分离步骤为：

(1)锦灯笼用乙醇水溶液多次提取，合并提取液，减压回收溶剂，得锦灯笼浸膏；

(2)锦灯笼浸膏用水混悬，用二氯甲烷萃取，二氯甲烷萃取液减压浓缩，得二氯甲烷部位；二氯甲烷部位用50％乙醇溶解，加入等体积的石油醚进行脱脂，二氯甲烷脱脂后部位减压浓缩，得到二氯甲烷脱脂部位；

(3)将二氯甲烷脱脂部位采用硅胶柱色谱分离，采用二氯甲烷和甲醇体系进行梯度洗脱；将二氯甲烷和甲醇体积比为100:1的洗脱部分用C18反相柱色谱进行分离，采用甲醇-水梯度洗脱，收集洗脱液；

(4)将步骤(3)获得洗脱液上凝胶柱进行分离，获得洗脱液；

(5)将步骤(4)获得洗脱液经过两次反相高效液相色谱分离色谱柱，浓缩得到化合物。

在本发明一个实施例中，所述的步骤(1)中，所述锦灯笼药材与乙醇重量比为1:8，；所述用量的乙醇水溶液能够将锦灯笼中的有效成分充分提取，特别是酸浆苦味素类化合物。作为优选，所述的乙醇水溶液中乙醇的质量的百分比为95％，有利于酸浆苦味素类化合物充分提取。

在本发明一个实施例中，所述锦灯笼乙醇水溶液提取次数为3次，每次提取时间为2小时。

在本发明一个实施例中，所述的步骤(3)中，所述的硅胶柱层析法包括以下步骤：将样品溶于甲醇中，再加柱层析硅胶(样品:硅胶＝1:1)拌样，采用湿法装柱，然后采用二氯甲烷和甲醇体系进行梯度洗脱；所述二氯甲烷:甲醇梯度洗脱体积比例为：100:0、100:1、50:1、30:1、20:1、10:1。

在本发明一个实施例中，所述的步骤(4)中，所述凝胶柱采用纯甲醇为流动相。

在本发明一个实施例中，所述的步骤(5)中，所述两次两次反相高效液相色谱分离色谱柱为：第一次采用乙腈和水作为洗脱体系，洗脱条件：0～40min，乙腈的质量百分数为40～100％(即在0～40min，洗脱体系中乙腈的质量百分数从40变为100)；第二次采用甲醇和水作为洗脱体系，洗脱条件：0～40min，甲醇的质量百分数为40～100％(即在0～40min，洗脱体系中甲醇的质量百分数从40变为100)；其中第一次和第二次的检测波长均为：230nm。

在本发明一个实施例中，所述的步骤(3)中，所述的甲醇-水梯度洗脱的体积比例为30:70、50:50、70:30、100:0，收集30:70洗脱液组分减压浓缩。

本发明提供的式I所示的化合物具有好的抗炎活性，且细胞毒性较低，这可能由于在C₅-C₆具有双键结构，环中过氧桥结构空间位阻较大，阻碍活性位点结合。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1.本法明提供一种具有抗炎活性以及低细胞毒性的苦味素类化合物；

2.本发明从锦灯笼(Physalis alkekengi L.var.franvhetii(Mast.)Makino)中提取出较高纯度的化合物，且在结构上较之以前发现的化合物分子量更小，结构更为简单，细胞毒性试验显示本发明获得的化合物毒性低，这依赖于环中过氧桥结构空间位阻较大，阻碍活性位点结合；

3.本发明提供的原料锦灯笼分布广泛，易于得到；本发明提供的苦味素类化合物提取制备方法简单，成分低。

附图说明

图1为本发明提供的苦味素类化合物的¹H NMR图谱；

图2为本发明提供的苦味素类化合物的¹³C NMR图谱；

图3为本发明提供的苦味素类化合物的HSQC图谱；

图4为本发明提供的苦味素类化合物的HMBC图谱；

图5为本发明提供的苦味素类化合物的¹H-¹H COSY图谱；

图6为本发明提供的苦味素类化合物的的NOESY图谱。

具体实施方式

为了使本发明目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下实施例对本发明进行进一步详细说明，但不应将实施例理解为对本发明的限制。在不脱离本发明上述思想情况下，根据本领域普通技术知识和常规操作手段变换或改进，均落入本发明的保护范围。

实施例1本实施例提供一种式I所示化合物的制备方法，该方法包括从锦灯笼中提取分离出式I所示化合物，

具体包括如下步骤：

(1)将锦灯笼(8kg)用8倍量95％乙醇浸泡过夜，加热回流提取3次，每次2小时，合并多次提取液，减压浓缩得锦灯笼浸膏1.31kg；

(2)锦灯笼浸膏在用500mL热水混悬，在用二氯甲烷萃取3次，每次1000mL，二氯甲烷萃取液减压浓缩，得二氯甲烷部位；二氯甲烷部位用50％乙醇溶解，加入等体积的石油醚进行脱脂，二氯甲烷脱脂后部位减压浓缩，得到二氯甲烷脱脂部位0.22kg；

(3)二氯甲烷脱脂部位采用硅胶柱色谱，先用二氯甲烷-甲醇100:0、100:1、50:1、30:1、20:1、10:1(V/V)梯度洗脱，收集二氯甲烷-甲醇100:1(V/V)洗脱液组分减压浓缩，浓缩液上C₁₈反相柱色谱进行分离，用甲醇-水30:70、50:50、70:30、100:0(V/V)梯度洗脱，收集30:70洗脱液组分减压浓缩；

(4)浓缩液上凝胶柱进行分离，用100％甲醇等度洗脱，收集含有目标化合物洗脱液，减压浓缩；

(5)浓缩液以反相高效液相色谱分离(Sepax Amethyst C-18(5μm,21.2×250mm)色谱柱，检测波长230nm)，以乙腈-水40％-100％为流动相梯度洗脱，流速10mL/min，收集含有目标化合物部分，减压浓缩；再用反相高效液相色谱分离(Sepax Amethyst C-18(5μm,21.2×250mm)色谱柱，检测波长230nm)以甲醇-水40％-100％为流动相梯度洗脱，流速10mL/min，最终得到目标化合物。

目标化合物的表征：

经核磁共振光谱(¹H-NMR、¹³C-NMR、HSQC、HMBC、¹H-¹H COSY、NOESY)及高分辨率质谱(HR-ESI-MS)技术鉴定：目标化合物(即式Ⅰ结构化合物)为无色柱状晶体，HR-ESI-MS给出准分子离子峰m/z 595.1783[M+Na]⁺确定分子式为C₂₉H₃₂O₁₂。¹H-NMR(Methanol-d₄)谱中有3个甲基信号δ1.22(3H，s)、1.82(3H，s)、1.43(3H，s)。一个连氧甲基信号δ3.71(3H，s)。三个烯氢信号δ5.86(1H，dt，J＝7.4、11.6，H-3)、6.01(1H，qd，J＝1.9、11.6，H-4)、6.42(1H，d，J＝6.1，H-6)。¹³C-NMR(MeOH)中显示29个碳信号，结合HSQC及HMBC信号，化合物有4个甲基碳信号δ16.5、21.9、30.0、52.4，其中δ52.4信号为与酯基氧相连的甲基碳，5个亚甲基碳信号δ21.7、29.4、31.1、34.6、62.4，9个次甲基碳信号δ41.9、41.9、49.6、49.6、71.4、79.0、126.1、127.1、128.3，7个季碳信号δ29.8、79.9、80.7、81.9、82.9、84.4、143.0，4个酯基碳信号δ171.6、172.3、174.0、174.1.核磁共振数据及信号归属如表1所示，其标注如下(箭头表示碳-氢相关，加粗化学键表示氢-氢相关)。

表1(¹H NMR 600MHz，¹³C NMR 150MHz,in methanol-d₄)

本发明提供的苦味素类化合物的¹H NMR(核磁共振氢谱)图谱如图1所示；本发明提供的苦味素类化合物的¹³C NMR(核磁共振碳谱)图谱如图2所示；本发明提供的苦味素类化合物的HSQC(异核单量子关系)图谱如图3所示；本发明提供的苦味素类化合物的HMBC(多键碳氢关系)图谱如图4所示；本发明提供的苦味素类化合物的¹H-¹H COSY；(氢-氢相关谱)图谱如图5所示，本发明提供的苦味素类化合物的NOESY图谱如图6所示。

如图1、图2、图3、图4和图5所示，结合表1，表明本发明得到的目标化合物为式Ⅰ结构的化合物。

试验例1抗炎活性检测试验

将实施例1得到的化合物进行抗炎活性检测试验；

试验情况如下：

采用LPS诱导RAW264.7细胞产生NO的筛选模型评价本发明化合物对NO生成的抑制作用：

化合物母液配制：化合物溶于DMSO中配制成100μM的母液，-20℃储存。

(1)接种细胞：将RAW 264.7细胞接种于DMEM培养基(10％胎牛血清+1％抗生素)，于37℃、5％的CO₂恒温培养箱中，每隔2～3天传代一次，取处于对数生长期的小鼠巨噬细胞RAW264.7，用含10％胎牛血清的DMEM培养液制成细胞悬液，以1×10⁵/孔接种于96孔板，每孔100μL，于恒温培养箱培养24h。

(2)加入待测药物：实验分为空白组(培养液)、LPS组(LPS+培养液)、阳性药物组(L-NMMA+LPS+培养液)、化合物组(不同剂量化合物+LPS+培养液)，化合物组分为100μM、75μM、50μM、25μM、12.5μM五个剂量组；小心吸出残留培养液后，根据不同分组分别给予不同的试剂和培养液。

(3)标准曲线配制：(按照Griess试剂盒说明操作)，配制浓度为100μM、60μM、40μM、20μM、10μM、5μM、2.5μM、1.25μM、0μM，绘制标准曲线图。

(4)NO含量检测：小心吸取上清液50μL，加入Griess I液50μL，再加入GriessⅡ液50μL，振摇混匀，在全波长酶联免疫检测仪540nm处读取吸光值，根据NO₂ ^-含量标准曲线计算出NO含量。

(5)计算的本发明化合物对LPS诱导RAW264.7细胞产生NO的IC₅₀为57.3μM(阳性对照L-单甲基精氨酸(L-NMMA)，IC₅₀为33.5μM)，表明本发明化合物具有抗炎活性。

试验例2细胞毒性检测试验

取实施例1所制备的化合物进行细胞毒性检测试验，试验情况如下：

采用SRB法测定化合物对PC-3(人胰腺癌细胞)存活率影响，评估其细胞毒性

化合物母液配制：化合物溶于DMSO中配制成10mg/mL的母液，-20℃储存。

(1)接种细胞：将PC-3细胞接种于培养液中，于37℃、5％的CO₂恒温培养箱中，每隔2～3天传代一次，取处于对数生长期PC-3细胞，用含10％胎牛血清的DMEM培养液制成细胞悬液，以1×10⁵/孔接种于96孔板，每孔100μL，于恒温培养箱培养24h。

(2)加入待测药物：实验分为空白组(培养液)、化合物组(DMSO+化合物)、阳性对照组(DMSO+Doxorubicin)。

(3)计算的本发明化合物对在10mg/mL浓度下对PC-3(人胰腺癌细胞)抑制率为15.5％，表明本发明化合物具有较低细胞毒性

(4)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，凡在本发明原则之内所做的任何修改等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种苦味素类化合物，其特征在于：其结构如以下式I所示：

2.如权利要求1所述的苦味素类化合物在制备抗炎药物中的应用。

3.一种如权利要求1所述的苦味素类化合物的制备方法，其特征在于：所述的苦味素类化合物从锦灯笼中提取后分离得到；所述的苦味素类化合物从锦灯笼中提取分离步骤为：

(4)将步骤(3)获得洗脱液上凝胶柱进行分离，获得洗脱液；

4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述的步骤(1)中，所述锦灯笼药材与乙醇重量比为1:8，所述乙醇水溶液中乙醇的质量百分数为95％。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述锦灯笼乙醇水溶液提取次数为3次，每次提取时间为2小时。

6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述的步骤(3)中，所述二氯甲烷:甲醇梯度洗脱体积比例为：100:0、100:1、50:1、30:1、20:1、10:1。

7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述的步骤(4)中，所述凝胶柱采用纯甲醇为流动相。

8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述的步骤(5)中，所述两次反相高效液相色谱分离色谱柱为：以乙腈-水40％-100％为流动相梯度洗脱，收集含有目标化合物部分，减压浓缩；再用反相高效液相色谱分离色谱柱，以甲醇-水40％-100％为流动相梯度洗脱，最终得到目标化合物。

9.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述的步骤(3)中，甲醇-水梯度洗脱的体积比例为30:70、50:50、70:30、100:0，收集30:70洗脱液组分减压浓缩。