CN110028534B - 一种天麻素注射液中的新化合物及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种天麻素类化合物，如式(I)所示。与现有技术相比，本发明提供的天麻素类化合物具有较好的镇痛效果且制备方法简单，可应用于天麻素原料药剂制剂的注册、质量研究、工艺研究以及作为对照页，还可单独或者联合其他成分作为原料药用于药物开发。

Description

一种天麻素注射液中的新化合物及其制备方法与应用
技术领域
本发明属于药物技术领域，尤其涉及一种天麻素注射液中的新化合物及其制备方法与应用。
背景技术
天麻素(Gastrodin，4-羟甲基苯基-β-D-吡喃葡萄糖苷），分子式为C13H18O7，分子量为286，化学结构式为：
Figure 456941DEST_PATH_IMAGE001
。
天麻素首先于兰科植物天麻的干燥根块中提取分离得到，现在已可通过化学合成的方式来获得。现代药理学研究表明，天麻素具有较好的镇静和安眠作用，对神经衰弱、失眠、头痛症状有缓解作用。中药天麻可治疗痛眩晕、肢体麻木、惊痛抽搐。临床上天麻素主要用于治疗椎一基底动脉供血不足、前庭神经元炎、眩晕症等症。
天麻素作为药物已经开发出胶囊、片剂、针剂等多种剂型，但其性能仍有待提高。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种天麻素注射液中的新化合物及其制备方法与应用，该天麻素类化合物具有较好的镇痛性能。
本发明提供了一种天麻素类化合物，如式（I）所示：
Figure 768974DEST_PATH_IMAGE002
式（I）。
本发明还提供了一种天麻素类化合物的制备方法，包括：
S1）将式（II）所示的化合物进行消去反应，得到式（III）所示的化合物；
S2）将所述式（III）所示的化合物与氧化剂进行反应，得到式（IV）所示的化合物；
S3）将所述式（IV）所示的化合物与式（V）所示的化合物反应，得到式（I）所示的化合物；
Figure 754247DEST_PATH_IMAGE003
式（II）；
Figure 877055DEST_PATH_IMAGE004
式（III）；
Figure 10096DEST_PATH_IMAGE005
式（IV）；
Figure 873623DEST_PATH_IMAGE006
式（V）；
Figure 713403DEST_PATH_IMAGE007
式（I）。
优选的，所述步骤S1）中式（II）所示的化合物在试剂A存在的条件下进行消去反应；所述试剂A选自Zn、NaH、In、LiCO4、Ag、SmI2、Al、LiCl，NH4Cl、β-环糊精、NaH2PO4与AcONa中的一种或多种。
优选的，所述步骤S2）中的氧化剂选自二甲基过氧化酮、过氧乙酸、双氧水、间氯过氧苯甲酸、过氧化叔丁醇、过硫酸氢钾或2,6-二氯吡啶氮氧化物。
优选的，所述步骤S3）中所述式（IV）所示的化合物与式（V）所示的化合物在路易斯酸存在的条件下反应；所述路易斯酸选自ZnCl2、BF3OEt2、TMSOTf、AlCl3、FeCl3、CuCl2、CuI或TiCl4。
优选的，所述步骤S1）、步骤S2）与步骤S3）均在有机溶剂中进行；所述有机溶剂选自乙腈、二氯甲烷、氯仿、二氧六环、甲苯、四氢呋喃、N，N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、乙醚、甲基叔丁基醚、苯甲醚、丙酮、甲醇、乙醇与异丙醇中的一种或多种。
优选的，所述步骤S1）中消去反应的温度为50℃~70℃；消去反应的时间为20~40min；
所述步骤S2）具体为：将所述式（III）所示的化合物溶剂溶解在有机溶剂中，加入碱性溶液，降温至5℃~-5℃，然后滴加氧化剂的水溶液，搅拌反应20~40 min后，升至室温继续反应，反应结束后静置分层，用有机溶剂萃取水层，得到式（IV）所示的化合物；
所述步骤S3）具体为：将所述式（IV）所示的化合物与式（V）所示的化合物反应在5℃~-5℃条件下搅拌20~40 min后，升至室温继续反应20~30 h，得到式（I）所示的化合物。
本发明还提供了一种天麻素类化合物的制备方法，包括：
A）将四乙酰与还原剂在醇溶剂或醇酯混合溶剂中进行还原反应，反应完成后调节反应液的pH值至2~8，浓缩后与水混合，得到乙酰天麻素；
B）将所述天麻素在醇溶剂中与碱反应，得到天麻素粗品；
C）将所述天麻素粗品用醇溶剂和/或酯溶剂进行精制，得到天麻素精品与母液；
D）将所述母液浓缩除去溶剂，重复精制浓缩步骤，得到固体；
E）将所述固体利用制备型高效液相色谱进行分离，得到式（I）所示的天麻素类化合物；
Figure 256379DEST_PATH_IMAGE002
式（I）。
本发明还提供了上述式（I）所示的天麻素类化合物在制备镇痛类药物中的应用。
本发明还提供了式（I）所示的天麻素类化合物在制备治疗中枢神经系统疾病药物中的应用。
本发明提供了一种天麻素类化合物，如式（I）所示。与现有技术相比，本发明提供的天麻素类化合物具有较好的镇痛效果且制备方法简单，可应用于天麻素原料药剂制剂的注册、质量研究、工艺研究以及作为对照页，还可单独或者联合其他成分作为原料药用于药物开发。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种天麻素类化合物，如式（I）所示：
Figure 548821DEST_PATH_IMAGE008
式（I）。
本发明提供的天麻素类化合物具有较好的镇痛效果且制备方法简单，可应用于天麻素原料药剂制剂的注册、质量研究、工艺研究以及作为对照页，还可单独或者联合其他成分作为原料药用于药物开发。
本发明还提供了一种天麻素类化合物的制备方法，包括：S1）将式（II）所示的化合物进行消去反应，得到式（III）所示的化合物；
S2）将所述式（III）所示的化合物与氧化剂进行反应，得到式（IV）所示的化合物；
S3）将所述式（IV）所示的化合物与式（V）所示的化合物反应，得到式（I）所示的化合物；
Figure 218967DEST_PATH_IMAGE009
式（II）；
Figure 913254DEST_PATH_IMAGE010
式（III）；
Figure 627132DEST_PATH_IMAGE011
式（IV）；
Figure 672448DEST_PATH_IMAGE012
式（V）；
Figure 67658DEST_PATH_IMAGE013
式（I）。
将式（II）所示的化合物进行消去反应；所述消去反应优选在试剂A存在的条件下；所述试剂A优选为Zn、NaH、In、LiCO4、Ag、SmI2、Al、LiCl，NH4Cl、β-环糊精、NaH2PO4与AcONa中的一种或多种；所述试剂A与式（II）所示的化合物的摩尔比优选为1：（0.01~0.1），更优选为1：（0.03~0.08），再优选为1：（0.05~0.06）；所述消去反应优选在有机溶剂中进行；所述有机溶剂优选为述步骤S1）、步骤S2）与步骤S3）均在有机溶剂中进行；所述有机溶剂选自乙腈、二氯甲烷、氯仿、二氧六环、甲苯、四氢呋喃（THF）、N，N-二甲基甲酰胺（DMF）、二甲基亚砜（DMSO）、乙醚、甲基叔丁基醚、苯甲醚、丙酮、甲醇、乙醇与异丙醇中的一种或多种；所述式（II）所示的化合物与有机溶剂的质量体积比优选为1 g：（5~20）ml，更优选为1 g：（5~15）ml，再优选为1 g：10 ml；所述消去反应的温度优选为50℃~70℃，更优选为60℃；所述消去反应的时间优选为20~40 min，更优选为30 min。
在本发明中优选通过TLC显示反应完全后，过滤反应液，将滤液减压浓缩，过柱后式（III）所示的化合物。
将所述式（III）所示的化合物与氧化剂进行反应，得到式（IV）所示的化合物；所述氧化剂优选为二甲基过氧化酮（DMDO）、过氧乙酸（ACOOH）、双氧水（H2O2）、间氯过氧苯甲酸（m-CPBA）、过氧化叔丁醇、过硫酸氢钾（Oxone）或2,6-二氯吡啶氮氧化物（Cl2pyNO）；所述式（III）所示的化合物与氧化剂的质量比优选为1：（1.5~2），更优选为1：（1.6~1.8），再优选为1：（1.6~1.7）；在本发明中此步骤优选具体为：将所述式（III）所示的化合物溶剂溶解在有机溶剂中，加入碱性溶液，降温至5℃~-5℃，优选为0℃，然后滴加氧化剂的水溶液，搅拌反应20~40 min后，优选30 min后，升至室温继续反应，反应结束后静置分层，用有机溶剂萃取水层，得到式（IV）所示的化合物；所述有机溶剂优选为乙腈、二氯甲烷、氯仿、二氧六环、甲苯、四氢呋喃、N，N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、乙醚、甲基叔丁基醚、苯甲醚、丙酮、甲醇、乙醇与异丙醇中的一种或多种；所述碱性溶液优选为饱和碳酸氢钠溶液；所述有机溶剂与碱性溶液的体积比优选为（1~1.5）：1；所述氧化剂的水溶液中氧化剂与水的质量体积比优选为1：（4~6），更优选为1：（4.5~5.5），再优选为1：5；升至室温后优选经TLC检测直至原料反应完全，静置分层，水层用有机溶剂萃取；所述有机溶剂同上所述，在此不再赘述；合并有机萃取层后，干燥，过滤，减压浓缩后，得到式（IV）所示的化合物。
将式（IV）所示的化合物与式（V）所示的化合物反应，得到式（I）所示的化合物；该反应优选在有机溶剂中进行，所述有机溶剂优选为乙腈、二氯甲烷、氯仿、二氧六环、甲苯、四氢呋喃、N，N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、乙醚、甲基叔丁基醚、苯甲醚、丙酮、甲醇、乙醇与异丙醇中的一种或多种；在本发明中，该反应优选在路易斯酸存在的条件下反应；所述路易斯酸优选为ZnCl2、BF3OEt2、TMSOTf、AlCl3、FeCl3、CuCl2、CuI或TiCl4；所述路易斯酸与式（V）所示的化合物的摩尔比优选为1：（0.8~1.2），更优选为1：（1~1.1）；本发明中，优选先将式（IV）所示的化合物溶解在有机溶剂中，降温至5℃~-5℃，优选降温至3℃~-3℃,优选降温至0℃，加入式（V）所示的化合物与路易斯酸，在5℃~-5℃，优选3℃~-3℃，更优选0℃条件下搅拌20~40 min后，优选搅拌30 min后，升至室温继续反应20~30 h，优选继续反应20~28 h，更优选继续反应22~26 h，再优选继续反应24 h；反应结束后，优选用水淬灭反应，静置分层，用有机溶剂萃取水层，合并萃取相后干燥，过滤，浓缩得到式（I）所示的化合物。
为了确定式（I）所示的化合物的安全性，本发明利用合成所得式（I）所示的化合物进行毒理学和药效学研究，结果显示式（I）所示的化合物与天麻素比较，显示出更好的镇静和镇痛作用，可用于镇静和镇痛等中枢神经系统疾病的治疗，安全性较好。
本发明还提供了一种上述天麻素类化合物的制备方法，包括：A）将四乙酰与还原剂在醇溶剂或醇酯混合溶剂中进行还原反应，反应完成后调节反应液的pH值至2~8，浓缩后与水混合，得到乙酰天麻素；B）将所述天麻素在醇溶剂中与碱反应，得到天麻素粗品；C）将所述天麻素粗品用醇溶剂和/或酯溶剂进行精制，得到天麻素精品与母液；D）将所述母液浓缩除去溶剂，重复精制浓缩步骤，得到固体；E）将所述固体利用制备型高效液相色谱进行分离，得到式（I）所示的天麻素类化合物。
其中所述步骤A）~步骤C）按照申请号为201210450047.9的中国专利进行制备即可。
将得到的母液通过浓缩除去溶剂，然后再重复精制浓缩步骤，优选精制浓缩4~6次，得到固体。
将所述固体利用制备型高效液相色谱进行分离，得到式（I）所示的天麻素类化合物；所述高效液相色谱优选以 YMC–Actus Triart C18 （150 mm×30 mm，5 µm）为色谱柱；柱温优选为25℃；流动相优选为0.1%磷酸溶液-乙腈(97:3)；检测波长优选为220 nm。
本发明还提供了上述式（I）所示的天麻素类化合物在制备镇痛类药物中的应用。
本发明还提供了上述式（I）所示的天麻素类化合物在制备治疗中枢神经系统疾病药物中的应用。
为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的一种天麻素注射液中的新化合物及其制备方法与应用进行详细描述。
以下实施例中所用的试剂均为市售。
实施例1
收集25 L左右天麻素生产过程中精制工序所产生的母液，浓缩除去溶剂，将得到固体样品按照精制工序的操作进行再次精制，母液继续浓缩富集四次得到化合物含量相对较高的样品。将该样品按照天麻素注射液有关物质检查的色谱条件进行测定，MS中有[M+Na]+为477和[2M+Na]+为931的分子离子峰，推定该化合物的分子量为454，进一步利用高分辨质谱第该化合物进行测定，显示MS有[M+Na]+为477.1393，分子式为C21H26NaO11。
利用制备型高效液相色谱仪对上述样品进行分离，得到12 mg纯的样品；所述高效液相色谱以 YMC–Actus Triart C18 （150 mm×30 mm，5 µm）为色谱柱；柱温为25℃；流动相为0.1%磷酸溶液-乙腈(97:3)；检测波长为220 nm；高分辨质谱测定显示MS有[M+Na]+为477.1393，分子式为C21H26NaO11。同时核磁检测为：1H NMR (500MHz ,CDCl3) δ: 7.91 (d,J = 8.7 Hz, 2 H), 7.19 (d, J = 8.7 Hz, 2 H), 5.77 (d, J = 8.1 Hz, 1 H), 5.43(s, 1 H), 5.20 (s, 2 H),5.12 (d, J = 1.5 Hz, 1 H), 5.03 (t, J = 9.8 Hz, 1 H),4.36 - 4.27 (m, 1 H), 4.24 - 4.17 (m, 1 H), 4.09 (dd, J = 2.1, 12.4 Hz, 1 H),2.02 (s, 6 H), 2.01 (s, 3 H), 1.98 (s, 3 H)。
该化合物的分子量与乙酰天麻素分子量相同，但HPLC出峰时间不相同，推定其为乙酰天麻素的同分异构体，即天麻素五个羟基上有四个乙酰基；核磁数据也印证了这一结果。结合天麻素生产过程，推断其来源于水解工序，据此推断水解时只有一个乙酰基发生水解。根据五乙酰天麻素五个乙酰基水解的难易程度，推断其为式（I）所示化合物：
Figure 429500DEST_PATH_IMAGE014
式（I）
实施例2：式（III）所示化合物的合成
Figure 517542DEST_PATH_IMAGE015
将20.00 g式（II）所示的化合物溶解在200 mL乙腈，加入26.02 g氯化铵和31.80g锌粉，反应升温到60℃并搅拌30分钟，TLC显示反应完全；过滤反应液，滤液减压浓缩，过柱得到白色固体即式（III）所示的化合物12.4 g，收率：93.6%。MS(ESI) m/z: 295[M+Na+]。
实施例3：式（IV）所示化合物的合成
Figure 784575DEST_PATH_IMAGE016
将12.00 g式（III）所示化合物溶解在180 mL二氯甲烷和18 mL丙酮，加入180 mL饱和碳酸氢钠溶液，搅拌均匀后降温至0℃；将20.39 g Oxone溶解在100 mL水中并缓慢滴加到反应中；滴加完毕后，反应在0℃下搅拌30分钟后升至室温，TLC检测直至原料反应完全。分液，水层用二氯甲烷萃取，合并有机层并用无水硫酸镁干燥，过滤，滤液减压浓缩得到固体11.30 g即式（IV）所示的化合物直接用于下一步反应。
实施例4：式（I）所示化合物的合成
Figure 45792DEST_PATH_IMAGE017
将11.00 g式（V）所示化合物溶解在150 mL二氯甲烷中，降温至0℃，加入6.34 g式（V）所示化合物和5.20 g氯化锌，反应在0℃下搅拌30分钟后升至室温，并在室温下搅拌过夜；将反应用水萃灭，分层，水层用二氯甲烷萃取，合并有机层并用无水硫酸镁干燥，过滤，滤液减压浓缩，过柱得到式I所示白色固体8.4 g，收率：48.4%；纯度98.2%。
MS(ESI) m/z: 477[M+Na+]
实施例5
参照天麻素注射液有关物质检查的色谱条件（用十八烷基硅烷键合硅胶为填充剂；以0.1%磷酸溶液-乙腈(97:3)为流动相；检测波长为220 nm），取实施例4中获得的化合物个体少量，加入到天麻素注射液样品进行测定，样品色谱图中该新化合物峰显著加强，证明获得的化合物单体与样品中的新化合物为同一物质。
实施例6：式（I）所示的天麻素类化合物的毒理试验及药效实验
1、急性毒性实验：小鼠雌雄各半，体重18~20 g。
灌胃给药：用小鼠分组做毒性预实验，给予实施例4所得的式（I）所示的天麻素类化合物溶液灌胃，灌胃体积为20 ml/kg，剂量设置1000 mg/kg、3000 mg/kg、5000 mg/kg。给药后观察7天，各剂量组未见中毒及死亡现象。
静脉注射：将小鼠分组做毒性试验，用式（I）所示的天麻素类化合物做尾静脉注射，剂量由剂量设置1000 mg/kg、2000 mg/kg、3000 mg/kg，给药后观察7天，各剂量组未见中毒及死亡现象。
2、实施例4所得的式（I）所示的天麻素类化合物药效学实验
（1）对小鼠的镇静作用：按Schlaginweit氏法（即抖动笼描记法），取小白鼠一批，体重18~20 g，雌雄各半。先皮下注射苯甲酸钠咖啡因50 mg/kg，使其活动增多，30 min后再注射式（I）所示的天麻素类化合物，对照组皮下注射生理盐水、阳性组皮下注射苯巴比妥钠，观察180 min，以活动少于120 min为指标，结果见下表。结果表明式（I）所示的天麻素类化合物具有镇静作用，且镇静作用疗效呈剂量相关性，与同等剂量天麻素对比具有明显镇静作用。
表1. 式（I）所示的天麻素类化合物对小白鼠的镇静作用
Figure 449092DEST_PATH_IMAGE018
注：镇静指数=对照组平均活动时间/实验组平均活动时间
（2）对小鼠的镇痛作用：选择扭体法和热板法两种试验方法分别观察天麻素二聚体对化学因素和物理因素所致疼痛的影响。
扭体法：选用雄鼠，各组动物按设定剂量腹腔注射给药30 min后，腹腔注射0.6%冰醋酸10 ml/kg，分别记录15 min内各组小鼠扭体次数。计算药物对扭体反应次数的抑制百分率，用t检验判断2组间差异。
热板法：选用雌鼠，以小鼠舔后足作为痛反应的指标，选择痛阈潜伏期不超过30 s的小鼠用于试验，剔除反应过于敏感的小鼠（小于5 s），各组动物按设定剂量腹腔注射给药30 min后，将动物置于热刺痛仪，测定舔足时间。
扭体法实验结果见下表，结果表明该式（I）所示的天麻素类化合物高、中剂量小鼠扭体次数显著减少（P<0.01，0.05），对醋酸致痛的小鼠有镇痛作用。
表2 对小鼠醋酸致痛扭体次数的影响（扭体法）
Figure 708035DEST_PATH_IMAGE019
与对照组比较，*P<0.05，**P<0.01。
热板法试验结果见下表，结果表明式（I）所示的天麻素类化合物高、中、低剂量与对照组比较均有显著镇痛作用，高剂量化合物与同等剂量天麻素对比有明显镇痛作用。
表3 对小鼠热板痛阈值的影响（热板法）
Figure 275413DEST_PATH_IMAGE020
与给药前比较，*P<0.05，**P<0.01。
式（I）所示的天麻素类化合物能减少醋酸所致的小鼠扭体次数，且能提高小鼠的痛阈，有抗化学因素和物理因素引起的小鼠疼痛作痛，表明其具有一定的镇痛作用。

Claims (9)

1.一种天麻素类化合物，其特征在于，如式(I)所示：
Figure FDA0002660630880000011
2.一种天麻素类化合物的制备方法，其特征在于，包括：
S1)将式(II)所示的化合物进行消去反应，得到式(III)所示的化合物；
S2)将所述式(III)所示的化合物与氧化剂进行反应，得到式(IV)所示的化合物；
S3)将所述式(IV)所示的化合物与式(V)所示的化合物反应，得到式(I)所示的化合物；
Figure FDA0002660630880000012
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1)中式(II)所示的化合物在试剂A存在的条件下进行消去反应；所述试剂A选自Zn、NaH、In、LiClO4、Ag、SmI2、Al、LiCl，NH4Cl、β-环糊精、NaH2PO4与AcONa中的一种或多种。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2)中的氧化剂选自二甲基过氧化酮、过氧乙酸、双氧水、间氯过氧苯甲酸、过氧化叔丁醇、过硫酸氢钾或2,6-二氯吡啶氮氧化物。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S3)中所述式(IV)所示的化合物与式(V)所示的化合物在路易斯酸存在的条件下反应；所述路易斯酸选自ZnCl2、BF3OEt2、TMSOTf、AlCl3、FeCl3、CuCl2、CuI或TiCl4。
6.根据权利要求2所示的制备方法，其特征在于，所述步骤S1)、步骤S2)与步骤S3)均在有机溶剂中进行；所述有机溶剂选自乙腈、二氯甲烷、氯仿、二氧六环、甲苯、四氢呋喃、N，N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、乙醚、甲基叔丁基醚、苯甲醚、丙酮、甲醇、乙醇与异丙醇中的一种或多种。
7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1)中消去反应的温度为50℃～70℃；消去反应的时间为20～40min；
所述步骤S2)具体为：将所述式(III)所示的化合物溶剂溶解在有机溶剂中，加入碱性溶液，降温至5℃～-5℃，然后滴加氧化剂的水溶液，搅拌反应20～40min后，升至室温继续反应，反应结束后静置分层，用有机溶剂萃取水层，得到式(IV)所示的化合物；
所述步骤S3)具体为：将所述式(IV)所示的化合物与式(V)所示的化合物反应在5℃～-5℃条件下搅拌20～40min后，升至室温继续反应20～30h，得到式(I)所示的化合物。
8.权利要求1所述的式(I)所示的天麻素类化合物在制备镇痛类药物中的应用。
9.权利要求1所述的式(I)所示的天麻素类化合物在制备治疗中枢神经系统疾病药物中的应用。
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SYNTHESIS OF SUBSTITUTED 2,7-DIOXABICYCL0[4.1.O]HEPTANES: 1,2-ANHYDRO-3,4,6-TRI-O-BENZYL AND 1,2-ANHYDRO-3,4,6-TRI-0-(p-BROMOBENZYL)-a-D-GALACTOPYRANOSE;FANZUO KONG，et al.;《Carbohydrate&Research》;19871231(第162期);第217-225页 *
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