CN113105390A - 一种二萜生物碱化合物及其抗炎镇痛的应用 - Google Patents
一种二萜生物碱化合物及其抗炎镇痛的应用 Download PDFInfo
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Abstract
一种二萜生物碱化合物及其抗炎镇痛的应用,该发明一种乌头原碱类生物碱新化合物,该化合物是经乌头碱成分强碱酯水解同时1‑甲氧基水解及3、13、15‑脱羟基转化而制得。该新化合物命名为爱可宁(Aconiol),其结构是尼奥宁1‑位羟基的手性异构体,该成分毒性低、抗炎、镇痛的药效强,可用作消炎止痛药物原料,制成治疗各种关节炎、肝炎、肾炎、胆囊炎等炎症及炎症疼痛的药物。
Description
技术领域
本发明属于医药技术领域,具体涉及一种二萜生物碱新化合物及其抗炎镇痛的医药应用。
背景技术
毛茛科乌头属的多种植物作为中药、藏药应用已经有千余年历史,广泛应用的有川乌Aconitum carmichaeli Debx.的母根名乌头药用,子根为附子入药;北乌头Aconitumkusnezoffii Reichb.用作草乌入药,而雪上一枝蒿则来源于乌头属多种植物,如短柄乌头Aconitum brachypodum Diels、铁棒锤A.pendulum Busch或宣威乌头A.nagarumvar.lasiandrum W.T.Wang等。此类中药都具有温阳、祛风、除湿、散寒、止痛的功效,用于主治风寒湿痹、肢体关节冷痛、坐骨神经痛、腹中寒痛、跌打损伤、牙痛、疮疡肿毒、癌性疼痛、亡阳虚脱、心力衰竭症、阳痿宫冷、疮疡肿毒、虫蛇咬伤等症。现代医学可治疗各种炎症,如胃炎、肝炎、肾炎、肠炎、关节炎,尤其是关节炎疼痛。
乌头属植物均含有毒性及镇痛有效成分乌头碱类二萜生物碱,主要毒性在循环系统,极易导致各种心律失常的心脏毒性,但药效上又具有很强的抗炎、消肿及镇痛作用。因此,乌头属植物中的乌头碱类二萜生物碱类既为有毒成分,亦是有效成分。主要成分如乌头碱、新乌头碱、次乌头碱,为含有一个乙酰基及苯甲酰基的双酯型乌头碱,双酯型乌头碱的毒性巨大,如乌头碱口服0.2毫克即能使人中毒,口服3~5毫克即可致死;乌头加工炮制生成单酯型乌头碱,毒性会显著降低,如果酯键再继续完全水解,则生成无酯键的乌头原碱类生物碱,其毒性最低。
为降低乌头碱毒性及增强成药性,将乌头碱降低3-位亲水性的3-羟基乙酰化产物的乙酰乌头碱制成剂型,已用于临床,但是将乌头碱结构中的羟基还原以达到降毒增效的结构修饰尚未见报道。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种乌头原碱类生物碱新化合物,该化合物是经乌头碱成分中1-甲氧基水解,3、13、15-脱羟基转化而制得的。该新化合物命名为爱可宁(Aconiol),其结构是尼奥宁1-位羟基的手性异构体,该成分毒性低、抗炎、镇痛的药效强,可用作消炎止痛药物原料,制成治疗各种关节炎、肝炎、肾炎、胆囊炎等炎症及炎症疼痛的药物。
本发明所采取的技术方案是:
一种二萜生物碱新化合物,其结构式下所示,命名为爱可宁:
一种二萜生物碱新化合物,其特征在于,制备方法包括以下步骤:
(1)取乌头碱1份,加入100-1000份重量的水、0.1-0.5份的无机碱,100-105℃加热回流,回流过程中药液pH呈碱性9-12,回流时间为0.5-4小时,回流结束,过滤,得滤液;
(2)滤液经过非极性大孔树脂柱吸附,树脂用量为50-200份,流速为0.1-1倍树脂体积/min,待完全流过吸附后,去离子水洗脱树脂柱,洗脱体积为树脂体积5-20倍,去除无机盐;
(3)采用50%乙醇溶液洗脱,洗脱体积为树脂体积的3-8倍,收集50%乙醇洗脱液,回收溶剂,得爱可宁粗品;
(4)爱可宁粗品采用无水乙醇重结晶,得爱可宁纯品,HPLC-ELSD检测爱可宁纯度大于98%,未检出乌头碱、苯甲酰乌头原碱。
一种二萜生物碱新化合物,其特征在于,制备方法步骤(1)中所述的无机碱为氢氧化钙或氢氧化钠、碳酸钠中1-2种,用量为0.2-0.4份。
一种二萜生物碱新化合物,其特征在于,制备方法步骤(1)中所述的无机碱为氢氧化钙,用量为0.2份。
一种二萜生物碱新化合物,其特征在于,制备方法步骤(2)中所述的非极性大孔树脂型号为AB-8、D101、PHD-400中1-2种,用量为100份。
一种二萜生物碱新化合物,其特征在于,制备方法步骤(2)中所述的非极性大孔树脂型号为AB-8,用量为100份。
一种二萜生物碱新化合物,在制备消炎止痛药物中的应用。
一种二萜生物碱新化合物及其药剂学上可接受的辅料,制备成片剂、胶囊剂、注射剂、软膏剂或透皮控释贴剂。
本发明的有益效果是:
本发明的二萜生物碱爱可宁属于新化合物,其具有抗炎、镇痛的医药效果;此新化合物可通过乌头碱或乌头属植物,经碱水加热煎煮或蒸煮,结合大孔树脂精制、重结晶纯化制得,本方法易获取、成本低,方法简单,便于大生产。
附图说明
图1为爱可宁HSQC相关谱。
图2为爱可宁HMBC相关谱。
图3为爱可宁的平面结构。
图4为尼奥宁氢谱。
图5为爱可宁氢谱。
图6为爱可宁与尼奥宁的结构对比图。
图7为反应机制图。
实施例1
爱可宁的分离制备:取乌头碱1g,加氢氧化钙2g、氢氧化钠0.2g,置于圆底烧瓶内,加水1000ml,加热回流60min,取出,反应液为爱可宁与氢氧化钙混合溶液;溶液静置,冷却,取上清液,慢慢流经装100ml已预处理AB-8大孔径树脂的层析柱,加500ml去离子水洗脱,去除无机碱,继续用50%乙醇溶液300ml洗脱,收集洗脱液,减压浓缩,烘干,得成分爱可宁(粗品),经乙醇重结晶,得纯度大于98%的爱可宁820mg,其中主要相关物质为乌头原碱,含量低于1%。
实施例2
结构解析:高分辨质谱给出本化合物的准分子离子峰[M+H]+为m/z 438.2829,确定分子式为C24H39NO6;此外还存在碎片离子(m/z):420.2716、388.2457、362.2310、356.2201、324.1950。由于本化合物由乌头碱经碱处理转化而来,其碳架与乌头碱相同,为乌头生物碱类结构。
从HSQC相关谱(图1)可以分析,爱可宁的伯、仲、叔、季的碳数与尼奥宁一致,有四个甲基,七个亚甲基,三个季碳;与尼奥宁一样,为四个连氧叔碳:70.79、82.35、75.16、82.73,一个连氧仲碳79.01,一个连氧季碳74.05,以及三个甲氧基碳(伯碳)58.75、55.67、57.85,但是其核磁氢谱特征差异明显,可能为其同分异构体。
从H-H COSY相关谱(表1)可以分析出以下重要的相关连接:δH 4.17(H-1)和δH1.83(H-2α),δH 1.58(H-2β)和δH 2.18、2.07(H-3)有相关信号;δH 2.26(H-5)和δH 4.47(H-6)有相关信号;δH 4.45(H-14)和δH 2.38(H-9),δH 2.38(H-9)和δH 1.94(H-10),δH 1.94(H-10)和δH 1.89、2.09(H-12)有相关信号;δH 3.54(H-16)和δH 2.50、2.86(H-15)有相关信号;δH1.30(H-21)又和δH 3.33、3.26(H-20)有相关信号。
从HMBC相关谱(表1与图2)可以分析出以下关键的相关信号:δH 4.17(H-1)和δC28.18(C-3),δC 44.12(C-10)有相关信息;δH 4.47(H-6)和δC 38.23(C-4)、δC 74.05(C-8)、δC 64.20(C-17)有相关信号;δH 3.55(H-17)和δC 82.35(C-6)、δC 74.05(C-8)、δC 57.77(C-19)、δC 50.29(C-11)、δC 43.35(C-5)有相关信号;δH 3.54(H-16)和δC 30.78(C-12)、δC75.16(C-14)、δC 55.67(C-23)有相关信号。
表1爱可宁结构主要H-H COSY,HMBC和NOESY相关信息表
将上述片段进行连接,并结合乌头碱类结构母核,可以分析出本化合物的结构,见图3。
查阅文献可知,爱可宁的平面结构与尼奥宁相同,但对比爱可宁与尼奥宁的核磁共振氢谱与碳谱(图4、图5及表2),两者存在明显的差异,因此推测本化合物应为尼奥宁的同分异构体。
表2爱可宁与尼奥宁的1H-NMR谱及13C-NMR谱对比表(溶剂C5D6N)
实施例3立体构型解析
爱可宁立体结构解析:爱可宁与尼奥宁的结构区别为1-位羟基的手的性差异,从分子模型分析,由于1-位羟基处于低能态的平伏键(e键),A环发生从船式构型转变成椅式构型的改变,从而使A环以及与A环连接碳上的质子位移发生变化,对比如图6。
从图6可知,A环质子H-1、H-2、H-3及A环邻碳上质子H-6、H-10、H-17、H-18、H-19包括空间阻碍的相关质子H-20、H-21均明显发生位移,其中最显著的使H-1明显向低声移动,从4.17移动至最低场的4.45;H-17单峰明显向高场移动从3.55移动到2.93;H-18二个氢化学位移相近使dd峰重叠成3.50位置的t峰,而立体异构化后,二个氢差异变大,其中一个氢明显向低场移动至3.69,另一个为3.42,各呈d峰;H-19二个氢则其中一个氢3.37移动至2.84明显向高场移动,另一个3.24移动至2.39略向低场移动,二个峰之间差值增大;N乙基上的质子非常明显,亚甲基向低场移动,而甲基1.30移动至1.01显著向高场移动。
H-1、H-17、H-18二个氢、H-19二个氢、N乙基上的甲基质子(H-21),可作为A环立体异构体鉴定的特征,可以将此规律用于其它化合物的结构鉴定,见下表3。
表3 1-羟基立体异构的氢谱特征
此外,由于本化合物为乌头碱结构转化而来,从1-甲氧基的水解反应机理来分析,其1-位手性在-OH进攻时从手性另一侧进攻,会发生了手性反转的变化,如图7所示,结合乌头碱、乌头原碱的立体结构,其结构是尼奥宁1-位羟基的手性异构体,命名为爱可宁,该化合物为首个鉴定的乌头碱类1-α-OH化合物(与C17在异侧)。
实施例4毒性实验
毒性试验:取实施例1中的爱可宁以及乌头碱,分别配置成浓度为含爱可宁6.5mg/ml,含乌头碱0.01mg/ml的生理盐水溶液;取20只20g体重的小鼠,分成二组,每组10只,各组分别腹腔注射给药爱可宁、乌头碱溶液各1ml/只,观察动物死亡数,实验结果见表4。结果表明,爱可宁的毒性相比乌头碱降低了650倍以上,爱可宁毒性大大降低。
表4乌头碱与爱可宁毒性比较
实施例5抗炎实验
以二甲苯致小鼠耳廓肿胀模型研究爱可宁的抗炎效果。以盐酸青藤碱为阳性,设模型组、阳性组、爱可宁小、中、大剂量组,每组小鼠各10只。各组分别灌胃给予生理盐水,盐酸青藤碱(50mg/kg);爱可宁低剂量组(1.25mg/kg)、爱可宁中剂量组(3.75mg/kg)、爱可宁大剂量组(11.25mg/kg),连续给药三天,并于末次给药后1小时,采用二甲苯致小鼠耳廓肿胀法进行造模,在造模后30min、60min、90min检测耳廓肿胀度,与空白耳廓对照,计算肿胀度,结果见表5。
表5爱可宁对二甲苯致小鼠耳廓肿胀急性炎症模型小鼠的抗炎作用
组别 | 剂量 | 30min时肿胀度 | 60min时肿胀度 | 90min时肿胀度 |
模型组 | - | 62.35±14.86 | 60.82±12.81 | 49.99±19.35 |
盐酸青藤碱组 | 50mg/kg | 45.89±13.26<sup>*</sup> | 42.75±12.44<sup>**</sup> | 38.13±17.49 |
爱可宁低剂量组 | 1.25mg/kg | 52.36±19.64 | 37.82±23.79<sup>*</sup> | 37.26±23.26 |
爱可宁中剂量组 | 3.75mg/kg | 41.83±12.27<sup>**</sup> | 32.17±11.89<sup>***</sup> | 24.77±10.93<sup>**</sup> |
爱可宁高剂量组 | 11.25mg/kg | 41.69±12.83<sup>**</sup> | 32.24±11.75<sup>***</sup> | 25.28±10.57<sup>**</sup> |
注:*:P<0.05;**:P<0.01;***:P<0.001;
结果表明,爱可宁样品在中、大剂量组30、60、90min时,均有显著效果,与模型组相比,**P<0.01或***P<0.001。从数据分析来看,大剂量组相比阳性药盐酸青藤碱,作用趋势更强、时间更久。
实施例6镇痛实验
以醋酸致小鼠扭体模型研究爱可宁的镇痛效果。以盐酸青藤碱为阳性药,设模型组、阳性药组、爱可宁小、中、大剂量组,每组10只。各组分别灌胃给予生理盐水,盐酸青藤碱(50mg/kg);爱可宁低剂量组(1.25mg/kg)、爱可宁中剂量组(3.75mg/kg)、爱可宁大剂量组(11.25mg/kg),连续给药三天,并于末次给药后1小时,腹腔注射10%醋酸溶液30ul/只造成疼痛模型,观察各组动物扭体数量,结果见表6。
表6爱可宁对醋酸致小鼠扭体模型的镇痛作用
注:*:P<0.05;**:P<0.01;***:P<0.001;
结果显示,15分钟内模型组扭体次数在20-40次之间,而爱可宁低、中、高剂量组平均扭体次数均比模型组低,其中,中、高剂量组的平均值约为模型组的1/3,与模型组相比,具有极显著差异(***P<0.001),提示爱可宁具有显著的镇痛效果。
Claims (8)
2.如权利要求1所述一种二萜生物碱新化合物,其特征在于,制备方法包括以下步骤:
(1)取乌头碱1份,加入100-1000份重量的水、0.1-0.5份的无机碱,100-105℃加热回流,回流过程中药液pH呈碱性9-12,回流时间为0.5-4小时,回流结束,过滤,得滤液;
(2)滤液经过非极性大孔树脂柱吸附,树脂用量为50-200份,流速为0.1-1倍树脂体积/min,待完全流过吸附后,去离子水洗脱树脂柱,洗脱体积为树脂体积5-20倍,去除无机盐;
(3)采用50%乙醇溶液洗脱,洗脱体积为树脂体积的3-8倍,收集50%乙醇洗脱液,回收溶剂,得爱可宁粗品;
(4)爱可宁粗品采用无水乙醇重结晶,得爱可宁纯品,HPLC-ELSD检测爱可宁纯度大于98%,未检出乌头碱、苯甲酰乌头原碱。
3.如权利要求2所述的一种二萜生物碱新化合物,其特征在于,制备方法步骤(1)中所述的无机碱为氢氧化钙或氢氧化钠、碳酸钠中1-2种,用量为0.2-0.4份。
4.如权利要求2所述的一种二萜生物碱新化合物,其特征在于,制备方法步骤(1)中所述的无机碱为氢氧化钙,用量为0.2份。
5.如权利要求2所述的一种二萜生物碱新化合物,其特征在于,制备方法步骤(2)中所述的非极性大孔树脂型号为AB-8、D101、PHD-400中1-2种,用量为100份。
6.如权利要求2所述的一种二萜生物碱新化合物,其特征在于,制备方法步骤(2)中所述的非极性大孔树脂型号为AB-8,用量为100份。
7.如权利要求1、2所述的一种二萜生物碱新化合物,在制备消炎止痛药物中的应用。
8.如权利要求1、2所述的一种二萜生物碱新化合物及其药剂学上可接受的辅料,制备成片剂、胶囊剂、注射剂、软膏剂或透皮控释贴剂。
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