CN111440112A - 一种热解型二萜生物碱化合物及其制备方法和用途 - Google Patents

Abstract

本发明提供了如式I所示的热解型二萜生物碱化合物、或其盐、或其立体异构体、或其溶剂合物及其制备方法。本发明还提供该化合物或其盐、或其立体异构体、或其溶剂合物用于制备预防和或治疗室性早搏、室性心动过速、抗心律失常药物中的用途，临床前景优良。

Description

一种热解型二萜生物碱化合物及其制备方法和用途

技术领域

本发明属于医药领域，具体涉及一种热解型二萜生物碱化合物及其制备 方法和用途。

背景技术

心律失常是临床上常见而又极具危险性的心血管疾病。长期以来，人们 一直致力于抗心律失常药物的研究，但20余年来并没有明显的突破。

临床上治疗心律失常可以使用抗心律失常药物，或是选择射频消融术和 植入型自动复律除颤器(ICD)。

由于以下原因，抗心律失常药物在治疗心律失常中依然占有重要地位， ①多数快速心律失常急性发作时仍需用药物终止发作；②一些引起症状的室 上性早搏和室性早搏需用药物进行控制和预防复发；③因经济困难而不能安 放ICD或进行射频消融的心律失常患者，仍需用药物减轻症状和改善生活质 量。

根据浦肯野纤维离体实验所得的药物电生理效应及作用机制，一般可将 抗心律失常药分为四类，分别为：Ⅰ类-钠通道阻滞药，其中有A、B、C三个 亚类。ⅠA类为适度阻滞钠通道，代表药物有奎尼丁等；ⅠB类为轻度阻滞钠通 道，代表药物有利多卡因等；ⅠC类为明显阻滞钠通道，代表药物有氟卡尼等。 Ⅱ类—β肾上腺素受体阻滞药，代表药物为普萘洛尔。Ⅲ类—选择地延长复极 过程的药，它们延长APD及ERP，代表药物有胺碘酮等。Ⅳ类—钙拮抗药， 代表药物有维拉帕米等。

其中，利多卡因曾是临床应用最广的ⅠB类药物，是急性心肌缺血、梗死 并发室速的首选药物，并用于急性心肌梗死早期预防室颤的发生。普罗帕酮(心 律平)(ⅠC类)为目前国内广泛使用的ⅠC类药物。普罗帕酮具有强的钠通道阻滞 作用，也具有一定程度的β受体阻滞作用，为广谱抗心律失常药物，对室上 性和室性心律失常都有显著的疗效。

乌头类植物含有二萜生物碱成分，具有较强的毒性，表现为唇、舌、四 肢麻木、心律失常、呼吸痉挛、窒息甚至危及生命。因此，需要炮制后使用。 目前，中医对于乌头类药材的炮制主要采用水煮法(加水煮沸4～6小时)及 蒸制法(蒸6～8小时)，其炮制减毒原理为：有毒生物碱通过酯键水解反应， 由双酯型生物碱依次转化为毒性较低的单酯型和醇胺型生物碱，如乌头碱转 化为苯甲酰乌头原碱和乌头原碱。

与中医采用水煮法和蒸制法不同，藏、羌医通常采用砂炒法炮制乌头类 药材，仅需炒制5～10分钟即可达到减毒的目的。但砂炒法的炮制原理尚未完 全阐明，砂炒过程中毒性生物碱的结构如何转化，转化产物与原型生物碱相 比，毒性是否降低？并且由于砂炒法的炮制原理尚未阐明，砂炒炮制品的质 量评价仍以：药材炒至“外皮焦黄，断面发黄”等主观经验来判断，缺乏定量化 的质控指标。另外有研究表明，有些二萜生物碱虽然结构相近，但作用相反， 例如有的能够引起心律失常，具有心脏毒性，有的却有治疗心律失常的作用。 因此，在比较砂炒产物与原型生物碱毒性的基础上，有必要对砂炒产物是否 具有抗心律失常作用进行研究。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种热解型二萜生物碱化合物、或其盐、或其 立体异构体、或其溶剂合物及其制备方法。本发明还提供该化合物或其盐、 或其立体异构体、或其溶剂合物用于制备预防和/或治疗抗心律失常药物中的 用途。

本发明提供了一种热解型二萜生物碱化合物、或其盐、或其立体异构体、 或其溶剂合物，其特征在于：化合物结构如式I所示：

其中，R₁～R₈各自独立地选自氢、羟基、羧基、C_1-6烷基、C_1-6烷氧基、 C_1-6酰氧基、芳甲酰氧基。

优选地，其中，

R₁、R₃、R₆、R₇各自独立地选自氢、羟基、甲氧基；

R₂、R₅选自氢、羟基、乙酰氧基、苯甲酰氧基；

R₄选自氢、羟基；

R₈选自氢、甲基、乙基、乙酰基。

更优选地，化合物结构如式II所示：

本发明提供制备式II化合物的方法，其特征在于：由下述步骤制备：

步骤a：取3-乙酰乌头碱置于反应器中，加溶剂溶解，蒸干溶剂后，油 浴加热反应，得含有目标产物式II化合物的粗品；

步骤b：步骤a中粗品使用硅胶柱色谱分离纯化，得到目标化合物式II 化合物。

进一步地，步骤a中，反应器为圆底烧瓶，溶剂为二氯甲烷，油浴温度 为180℃，反应时间为15min；

步骤b中，所述分离纯化是两步纯化：首先，硅胶柱吸附，采用石油醚、 丙酮和三乙胺的混合溶液进行梯度洗脱，梯度洗脱采用的溶液是石油醚、丙 酮和三乙胺的体积比分别为8:1:0.01、6:1:0.01、4:1:0.01、3:1:0.01的混合溶液， 薄层板检视，合并相近组分后，得到含有目标产物式II化合物的中间纯化品； 第二，取中间纯化品，硅胶柱吸附，采用石油醚、丙酮和三乙胺的混合溶液 进行等度洗脱，石油醚、丙酮和三乙胺的体积比为3:1:0.01，得到目标产物式 II化合物。

本发明还提供所述的化合物、或其盐、或其立体异构体、或其溶剂合物 在制备预防和/或治疗室性早搏药物中的用途。

本发明还提供所述的化合物、或其盐、或其立体异构体、或其溶剂合物 在制备预防和/或治疗室性心动过速药物中的用途。

本发明还提供所述的化合物、或其盐、或其立体异构体、或其溶剂合物 在制备预防和/或治疗抗心律失常药物中的用途。

本发明还提供一种药物，它是以所述的化合物、或其盐、或其立体异构 体、或其溶剂合物为活性成分，加上药学上可接受的辅料制备得到的制剂。

本发明化合物可以延长大鼠室性早搏(VPB)潜伏期和降低室性心动过 速(VT)发生率，进一步可以抗心律失常。本发明化合物可以应用于制备预 防和/或治疗室性早搏、室性心动过速、抗心律失常药物中，具有广阔的应用 前景。

除非有相反的陈述，在说明书和权利要求书中使用的术语具有下述含义。

术语“烷基”是指饱和碳链，其可以是直链或支链或它们的组合，除非该碳 链被另外定义。具有前缀“烷”的其它基团，诸如烷氧基和烷酰基，还可以是直 链或支链或它们的组合，除非另外定义碳链。烷基的例子包括(但不限于) 甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、仲和叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、 壬基。

术语“C_1-6酰氧基”是指C_1-6烷基-COO-，烷基与酯基中羰基碳相连，烷基 的定义如前所述。本发明中的例子：乙酰氧基指CH₃COO-。

术语“烷氧基”是指通过氧原子连接至母体分子部分的如上文所定义的烷 基。实例包括(但不限于)甲氧基、乙氧基、丙氧基、2-丙氧基、丁氧基、叔丁 氧基、戊氧基及己氧基。

术语C_1-6表示1～6个碳原子。

术语“芳基”是指含有5-14个碳原子的单环、二环或三环碳环芳族环或环 系，其中所述环中的至少一个是芳族的。芳基的例子包括(但不限于)苯基、 萘基和菲基。

术语“芳甲酰氧基”是指芳基-COO-，芳基与酯基中羰基碳相连，芳基的定 义如前所述。本发明中的一个例子为：苯甲酰氧基，是指苯-COO-。

本发明所述药学上可接受的辅料，是指除活性成分以外包含在剂型中的 物质。

本发明式II化合物命名为pyroacetylaconitine或3α,13β,-14α-三醇-20-乙 基-1α,6α,16β-三甲氧基-4β-甲氧甲基-15-酮基-3-乙酰氧基-14苯甲酰氧基-乌 头烷。

显然，根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段， 在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，还可以做出其它多种形式的修改、 替换或变更。

以下通过实施例形式的具体实施方式，对本发明的上述内容再作进一步 的详细说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。 凡基于本发明上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。

附图说明

图1式II化合物的高分辨质谱图；

图2式II化合物的¹H-NMR图谱；

图3式II化合物的¹³C-NMR图谱；

图4式II化合物的HMBC代表性图谱；

图5式II化合物的¹H-¹H COSY代表性图谱；

图6式II化合物的NOESY代表性图谱；

图7式II化合物的¹H-¹H COSY(-),HMBC(H→C)and NOESY

相关谱；

图8不同剂量式II化合物对SD大鼠的VPB潜伏期的影响，

注：与模型对照组比较：^*P＜0.05；与普罗帕酮组比较：^#P＜0.05；与利 多卡因组相比：⁺P＜0.05；

图9不同剂量式II化合物对SD大鼠的VT发生率，

注：与0.05～0.10mg/kg剂量组比较：^*P＜0.05；

图10不同剂量式II化合物对SD大鼠心律失常完全抑制率。

具体实施方式

本发明具体实施方式中使用的原料、设备均为已知产品，通过购买市售 产品获得。

实施例1式II化合物的制备

取3-乙酰乌头碱(3-acetylaconitine)500mg，置250ml圆底烧瓶中，加 适量二氯甲烷溶解，用旋转薄膜蒸发仪在40℃条件下蒸干溶剂，使3-乙酰乌 头碱均匀地附着在圆底烧瓶内壁，并于180℃下油浴15min，取出，放凉， 得到3-乙酰乌头碱炮制产物(400mg)，供上柱用。

将3-乙酰乌头碱炮制产物进行硅胶柱色谱(200-300目，120g)分离纯 化，分别用石油醚-丙酮-三乙胺(8:1:0.01(0.63L)，6:1:0.01(0.7L)，4:1:0.01 (0.75L)，3:1:0.01(3.2L))梯度洗脱，薄层板检视，合并相近组分后， 得到含有目标产物式II化合物的中间纯化品。中间纯化品(180mg)进一步 采用硅胶柱色谱(200-300目，120g)分离纯化，洗脱剂为石油醚-丙酮-三乙 胺(3:1:0.01)，得到目标产物式II化合物pyroacetylaconitine(90mg)。

式II化合物结构鉴定(相关图谱见图1～图6)：

表1式II化合物(pyroacetylaconitine)的NMR数据

式II化合物为白色晶体,mp:102～104℃,

(c＝0.78,CH₃OH),C₃₄H₄₅NO₁₀。HR-ESI-MS:m/z 628.3114[M+H]⁺(calcd.628.3043),从NMR谱 (表1)可以看出，式II化合物具有一个-N-CH₂-CH₃(δ_H 1.02,3H,t,J＝7.4Hz；δ_H 2.42,2.46,each 1H,m；δ_C13.3q,49.1t),四个甲氧基(δ_H 3.19,3.23,3.60,3.28, each 3H,s；δ_C 56.4q,58.3q,61.8q,58.9q),一个乙酰氧基(δ_H 2.04,3H,s；δ_C 170.2s,21.2q),一个苯甲酰氧基(δ_H7.41,2H,t,J＝7.3Hz；7.54,1H,t,J＝7.3Hz； 7.94,2H,d,J＝7.3Hz；δ_C 167.2s,129.7s,129.8d(2C),128.4d(2C),133.2d), δ_H 5.18(1H,d,J＝4.8Hz)归属于H-14β,表明苯甲酰氧基连接于C-14位,在 HMBC谱中,1-OCH₃(δ_H 3.19,s),6-OCH₃(δ_H 3.23,s),16-OCH₃(δ_H 3.60,s), 18-OCH₃(δ_H 3.28,s)分别与C-1(δ_C 82.9,d),C-6(δ_C 84.5,d),C-16(δ_C 89.3,d) 和C-18(δ_C 71.9,t)相关,表明四个甲氧基分别位于C-1,C-6,C-16和C-18位； 式II化合物与3-乙酰乌头碱的NMR图谱相似，两者的区别在于:(1)3-乙酰 乌头碱的C-8位有一个乙酰氧基，C-8的化学位移为91.9,式II化合物没有 乙酰氧基的信号，C-8的化学位移向高场迁移到48.5；(2)3-乙酰乌头碱的C-15 的化学位移为78.9,而式II化合物的C-15的化学位移向低场迁移到211.9, HMBC谱显示C-15(δ_C 211.9,s)与H-8(δ_H 2.80),H-9(δ_H 2.81)和H-16(δ_H3.29) 相关,提示C-15位为酮基结构，上述特征表明式II化合物属于热解型的乌头 碱类二萜生物碱。

式II化合物具有十个含氧碳信号,因此,除了苯甲酰氧基、乙酰氧基、 酮基和四个甲氧基外,式II化合物还应具一个羟基,HMBC谱表明C-13(δ_C 76.3,s)与H-9(δ_H 2.81),H-12(δ_H 2.76,2.25),H-14(δ_H 5.18),H-16(δ_H 3.29)相 关。因此,这个羟基位于C-13位。根据¹H-NMR,¹³C-NMR及2D-NMR(HMBC, ¹H-¹H COSY,NOESY)数据(表1)，式II化合物的H-H或H-C相关关系如图 7所示。可以确定式II化合物的结构为pyroacetylaconitine(3α,13β,-14α-三醇 -20-乙基-1α,6α,16β-三甲氧基-4β-甲氧甲基-15-酮基-3-乙酰氧基-14苯甲酰氧 基-乌头烷)。

式II化合物的结构式如下所示：

测试例1式II化合物心脏毒性

取SD大鼠20只，雌雄各半，随机分为2组(n＝10)，对照组3-乙酰乌 头碱组和实验组式II化合物组。

通过前期预实验，确定0.08mg/kg的3-乙酰乌头碱，即可引起大鼠室性 心律失常，如室性早搏(Ventricular premature beat，VPB)和室性心动过速 (Ventriculartachyrhythmia，VT)；通过观察相同剂量下转化产物式II化合 物是否引起心律失常。结果如下表2。

表2 3-乙酰乌头碱及砂炒产物式II化合物的毒性比较

“—”表示在给药30min内，未出现VPB。

由上表可以看出，本发明式II化合物在0.08mg/kg剂量下，没有致心律 失常作用。

测试例2式II化合物抗心律失常活性研究

1取123只SD大鼠，雌雄各半，随机分为8组，即溶剂对照组(溶剂的 配制：4ml 1％盐酸乙醇，加生理盐水定容至100ml)、模型对照组(生理 盐水)、普罗帕酮组(剂量为3.20mg/kg，使用溶剂对照组的溶剂配制)、 利多卡因组(剂量为5.00mg/kg，使用溶剂对照组的溶剂配制)及不同剂量 式II化合物组(剂量为0.05mg/kg、0.10mg/kg、0.20mg/kg、0.30mg/kg， 使用溶剂对照组的溶剂配制)。各组SD大鼠，乌拉坦1.2g/kg腹腔注射麻 醉后，仰位固定，针型电极插入四肢皮下，静置观察并记录Ⅱ导联心电图 (Electrocardiogram，ECG)；20min后，式II化合物各剂量组分别经股静脉 快速推注不同剂量的式II化合物，两个阳性药对照组分别注射相应剂量的普 罗帕酮和利多卡因，模型对照组给等量生理盐水，溶剂对照组给对应剂量的 溶剂。观察大鼠反应并记录Ⅱ导联ECG；10min后，各组(除溶剂对照组外) 再经股静脉快速推注乌头碱(0.03mg/kg)，分别记录出现VPB、VT等心律 失常现象的时间(即潜伏期)并观察静注完乌头碱30min内是否有未出现心 律失常的情况发生。

2统计学分析

数据采用SPSS统计软件处理，VPB潜伏期以

表示，组间比较采用 单因素方差分析；VT发生率及心律失常完全抑制率组间比较采用卡方分析， 均以P＜0.05表示差异具有统计学意义。

3结果

3.1式II化合物对乌头碱诱发大鼠VPB潜伏期的影响

VPB是心律失常发生初期的表现，与正常心电图相比，主要表现为QRS 波提前出现，形态异常，T波与QRS主波方向相反，且P波消失。VPB潜 伏期是指注射乌头碱后，至VPB出现的时间，该时间段越长，表明受试化合 物的抗心律失常作用越强。

乌头碱致心律失常模型对照组中，SD大鼠VPB潜伏期为(97.7±23.7) s；普罗帕酮组(Pro)为(142.3±17.5)s，利多卡因组(Lid)为(180.9±51.0) s；与模型对照组相比，两种阳性药均有显著性差异(P＜0.05)。

式II化合物不同剂量组(0.05mg/kg、0.10mg/kg、0.20mg/kg、0.30mg/kg) 的VPB潜伏期分别为：(300.3±127.1)s，(317.5±149.5)s，(524.1±174.9) s，(653.1±313.1)s；与模型对照组相比，4个剂量组均有显著性差异(P ＜0.05)；与普罗帕酮组相比，除0.10mg/kg组外，其他剂量组均有显著性 差异(P＜0.05)；与利多卡因组相比，0.20mg/kg和0.30mg/kg剂量组均有 显著性差异(P＜0.05)，如图8所示。

由表和图可知本发明式II化合物不同剂量组的VPB潜伏期均有延长， 0.20mg/kg剂量以上的式II化合物对VPB潜伏期的延长显著优于普罗帕酮组 和利多卡因组。

3.2式II化合物对大鼠VT发生率的影响

VT是VPB进一步发展的结果，其心电图特点为：连续出现3次或3次 以上的室性期前收缩，QRS波群宽大畸形，无恒定的P波。因此，VT发生 率可以评价受试药物是否能够控制心律失常的进一步发展。

为了探究式II化合物不同剂量组出现心动过速的情况，将式II化合物分 为2个组：0.05～0.10mg/kg和0.20～0.30mg/kg剂量组。卡方检验结果显示： 与0.05～0.10mg/kg组相比，0.20～0.30mg/kg剂量组的VT发生率显著降低(P ＜0.05)，见表3、图9。

表3式II化合物0.05～0.10mg/kg和0.20～0.30mg/kg剂量组VT发生率比较分析

注：P＜0.05有统计学意义

由表和图可知，随着本发明式II化合物剂量的增加，VT发生率显著降 低。其中0.20～0.30mg/kg剂量组的VT发生率小于20％。

3.3式II化合物对大鼠心律失常完全抑制率的影响

心律失常总发生率是指大鼠预先注射受试药物，并用乌头碱建立心律失 常模型后，30min内出现心律失常的比例(包括早搏、心动过速或室颤)。 心律失常完全抑制率＝100％-心律失常总发生率，即30min内未出现心律失 常的比例，可以评价受试药物是否能够完全拮抗乌头碱的致心律失常作用。

本文研究比较了式II化合物不同剂量组(0.05mg/kg、0.10～0.20mg/kg、 0.30mg/kg)对大鼠的心律失常完全抑制率的影响，卡方检验结果显示：3个 剂量组的心律失常完全抑制率有差异(P＜0.05)(表4)。两两比较结果显 示，与0.05mg/kg组相比，0.10～0.20mg/kg和0.30mg/kg两个剂量组的心律 失常完全抑制率均有所升高，但无显著性差异，如图10所示。

表4心律失常完全抑制率分析

注：P＜0.05有统计学意义

由表和图可知，本发明式II化合物不同剂量组(0.05mg/kg、0.10～0.20 mg/kg、0.30mg/kg)对大鼠的心律失常均有不同程度的完全抑制作用。随着 剂量的增加，心律失常完全抑制率增加。

综上所述，本发明化合物可以延长大鼠VPB潜伏期和降低VT发生率， 进一步可以抗心律失常，其在0.20mg/kg与0.30mg/kg剂量下对大鼠VPB 潜伏期的延长效应优于阳性对照普罗帕酮和利多卡因组。本发明化合物可以 应用于制备预防和/或治疗室性早搏、室性心动过速、抗心律失常药物中，具 有广阔的应用前景。

Claims (9)

1.一种热解型二萜生物碱化合物、或其盐、或其立体异构体、或其溶剂合物，其特征在于：化合物结构如式I所示：

其中，R₁～R₈各自独立地选自氢、羟基、羧基、C_1-6烷基、C_1-6烷氧基、C_1-6酰氧基、芳甲酰氧基。

2.根据权利要求1所述的化合物，其特征在于：其中，

R₁、R₃、R₆、R₇各自独立地选自氢、羟基、甲氧基；

R₂、R₅选自氢、羟基、乙酰氧基，苯甲酰氧基；

R₄选自氢、羟基；

R₈选自氢、甲基、乙基、乙酰基。

3.根据权利要求2所述的化合物，其特征在于，如式II所示：

4.制备权利要求3所述式II化合物的方法，其特征在于：由下述步骤制备：

步骤a：取3-乙酰乌头碱置于反应器中，加溶剂溶解，蒸干溶剂后，油浴加热反应，得含有目标产物式II化合物的粗品；

步骤b：步骤a中粗品使用硅胶柱色谱分离纯化，得到目标化合物式II化合物。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：

步骤a中，反应器为圆底烧瓶，溶剂为二氯甲烷，油浴温度为180℃，反应时间为15min；

步骤b中，所述分离纯化是两步纯化：首先，硅胶柱吸附，采用石油醚、丙酮和三乙胺的混合溶液进行梯度洗脱，梯度洗脱采用的溶液是石油醚、丙酮和三乙胺的体积比分别为8:1:0.01、6:1:0.01、4:1:0.01、3:1:0.01的混合溶液，薄层板检视，合并相近组分后，得到含有目标产物式II化合物的中间纯化品；第二，取中间纯化品，硅胶柱吸附，采用石油醚、丙酮和三乙胺的混合溶液进行等度洗脱，石油醚、丙酮和三乙胺的体积比为3:1:0.01，得到目标产物式II化合物。

6.权利要求1-3任意一项所述的化合物、或其盐、或其立体异构体、或其溶剂合物在制备预防和/或治疗室性早搏药物中的用途。

7.权利要求1-3任意一项所述的化合物、或其盐、或其立体异构体、或其溶剂合物在制备预防和/或治疗室性心动过速药物中的用途。

8.权利要求1-3任意一项所述的化合物、或其盐、或其立体异构体、或其溶剂合物在制备预防和/或治疗抗心律失常药物中的用途。

9.一种药物，其特征在于：它是以权利要求1-3任意一项所述的化合物、或其盐、或其立体异构体、或其溶剂合物为活性成分，加上药学上可接受的辅料制备得到的制剂。

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