CN114014899B - 一种抗癌化合物的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明方法,从连翘中纯化制备出了一种具有抗癌活性的天然化合物,不仅为该化合物的制备提供了一种可行的方法,同时,还为连翘的进一步深入开发利用提供了新的思路和途径。
Description
技术领域
本发明涉及具有抗癌活性的天然化合物的制备方法。
背景技术
癌症指的是恶性肿瘤及其一些来自于间叶组织的肉瘤。起源于上皮组织的恶性肿瘤,是恶性肿瘤中最常见的一类。相对应的,起源于间叶组织的恶性肿瘤统称为肉瘤。有少数恶性肿瘤不按上述原则命名,如肾母细胞瘤、恶性畸胎瘤等。一般人们所说的“癌症”习惯上泛指所有恶性肿瘤。
在癌症的治疗过程中,通常使用化疗、放疗、免疫治疗等手段。而目前常规的手段毒副作用较强,多数患者皆因无法承受治疗中的毒副作用而放弃治疗或治疗失败。
天然植物药物,是从天然植物中寻找到的具有特定治疗活性的药物。天然植物药物在中国发展历程数千年,各天然植物药物的毒副作用也基本了解,若能从中纯化制备得到具备抗癌活性的化合物,或将为癌症治疗带来新的尝试。
发明内容
连翘(Forsythia suspensa)是我国的传统中药,早在《本草图经》中就有记载,其味苦,性微寒,归肺,心,小肠经,具有清热解毒,消肿散结之功效,常用于风热感冒、温病初起、温热入营、高热烦渴、热淋尿闭、痈疽、瘰疬、乳痈、丹毒和肿毒等症。主要分布于我国山西、陕西、山东、安徽西部、河南等地。本发明拟从连翘中寻找可对癌症有效的活性成分。
本发明在研究中,对连翘果实的75%乙醇提取物经多种柱色谱分离纯化,运用高分辨质谱、核磁共振等波谱技术对各种分离部位进行结构确证,分离得到了1个新化合物(式III结构所示)。
通过细胞试验发现,本发明化合物对乳腺癌、恶性黑色素瘤等细胞有显著的抑制活性。
基于本发明研究,提供了如式III所示的化合物的制备方法,它包括如下步骤:
(1)连翘果实乙醇提取物,依次用氯仿、乙酸乙酯萃取;
(2)乙酸乙酯萃取部位,通过非极性或弱极性大孔树脂柱,依次用5-15%、25-35%甲醇-水溶液洗脱,收集5-35%甲醇-水溶液洗脱部位;
(3)5-35%甲醇-水溶液洗脱部位上正相硅胶柱,依次以二氯甲烷-甲醇42-38:1、32-28:1、22-18:1洗脱,收集二氯甲烷-甲醇22-18:1洗脱部位;
(4)二氯甲烷-甲醇22-18:1洗脱部位上聚酰胺柱,依次采用二氯甲烷-甲醇27-23:1、22-18:1洗脱,收集二氯甲烷-甲醇22-18:1洗脱部位;
(5)步骤(4)的二氯甲烷-甲醇22-18:1洗脱部位,上述反相硅胶柱,依次用37-43%、47-53%、57-63%、67-73%、77-83%、87-93%甲醇-水、纯甲醇洗脱,收集纯甲醇洗脱部位;
(6)纯甲醇洗脱部位,上制备液相色谱或半制备液相色谱,流动相为40-60%甲醇水洗脱,得到式III化合物。
本发明中,非极性或弱极性大孔树脂柱,包括但不限于HP-20、AB-8、D101、X-5、HPD-100、D1400、ADS-5等或者类似极性或近似型号。
进一步地,步骤(1)所述乙醇提取物,为70-80%乙醇提取物。
进一步地,步骤(1)所述乙醇提取物为75%乙醇提取物。
本发明中,乙醇提取物可以通过常规天然植物提取方式得到,例如可以采用回流、超声、浸渍、超临界萃取、闪式提取等等。
进一步地,步骤(2)中,乙酸乙酯萃取部位,通过HP-20色谱柱,依次用10%、30%甲醇-水溶液洗脱,收集30%甲醇-水溶液洗脱部位。
进一步地,步骤(3)中,30%甲醇-水溶液洗脱部位上正相硅胶柱,依次以二氯甲烷-甲醇40:1、30:1、20:1洗脱,收集二氯甲烷-甲醇20:1洗脱部位。
进一步地,步骤(4)中,二氯甲烷-甲醇20:1洗脱部位上聚酰胺柱,依次采用二氯甲烷-甲醇25:1、20:1洗脱,收集二氯甲烷-甲醇20:1洗脱部位。
进一步地,步骤(5)中,步骤(4)的二氯甲烷-甲醇20:1洗脱部位,上述反相硅胶柱,依次用40%、50%、60%、70%、80%、90%甲醇-水、纯甲醇洗脱,收集纯甲醇洗脱部位。
进一步地,步骤(6)中,流动相为50%甲醇水。在流速为2.5mL/min时候式III化合物的保留时间为约44min。
步骤(6)中,流速、流动相、温度等都可以根据需求进行调整,通过常规方式追踪获取相应条件下的式III化合物保留时间。
本发明方法,从连翘中纯化制备出了一种具有抗癌活性的天然化合物,不仅为该化合物的制备提供了一种可行的方法,同时,还为连翘的进一步深入开发利用提供了新的思路和途径。
具体实施方式
实施例1
1仪器和材料
P850型旋光仪(中国海能公司);Shimadzu UV-1780紫外可见分光光度计(日本Shimadzu公司);Bruker AV 600NMR型核磁共振波谱仪(德国Bruker公司);Agilent 6545型高分辨率质谱仪(美国Agilent公司);Waters 515-2996高效液相色谱仪(美国Waters公司);YMC-Pack ODS-A反相半制备色谱柱(250×10mm,5μm)。柱色谱硅胶(100-200目,200-300目,青岛海洋化工厂);GF254(青岛海洋化工厂);ODS柱色谱填料(60~80μm,德国Merck);HP-20吸附树脂(日本三菱公司)。
D-葡萄糖标准品(纯度是>99%,日本和光株式会社),L-葡萄糖标准品(纯度是>99%,日本和光株式会社);浓盐酸(分析纯,天津市天力化学试剂有限公司)、吡啶(99.8%,P111513,Aladdin)、氯仿(分析纯,天津市天力化学试剂有限公司)、邻甲苯异硫氰酸酯(98%,M831176,Macklin)。
2提取与分离
中药连翘(F.suspensa)的干燥果实11.8kg,以75%乙醇超声提取3次,合并提取液并减压浓缩至浸膏,得总提取物1.9kg。浸膏用水复溶,依次用氯仿、乙酸乙酯和正丁醇试剂按照1:1的比例进行萃取,得到氯仿层(650.9g)、乙酸乙酯层(213.2g)和正丁醇层(700.3g)。
乙酸乙酯部位通过HP-20色谱柱进行分离,流动相依次为体积分数为10%、30%、50%、70%、90%甲醇-水以及纯甲醇进行梯度洗脱(每个梯度7个柱体积),得到6个流份(E-1~E-6)(每个梯度合并成为一个流份,下同)。取E-2通过正相硅胶柱色谱,以二氯甲烷-甲醇(40:1、30:1、20:1、10:1、8:1、4:1)梯度洗脱得6个流份(E-2-1~E-2-6)。E-2-3经聚酰胺柱色谱分离,以二氯甲烷-甲醇(25:1、20:1、15:1、10:1、5:1)进行梯度洗脱得到5个流份(E-2-3-1~E-2-3-5)。E-2-3-2经开放ODS柱色谱分离,流动相依次为体积分数40%、50%、60%、70%、80%、90%甲醇-水以及纯甲醇,梯度洗脱得到7个流份(E-2-3-2-1~E-2-3-2-7)。E-2-3-2-7通过半制备液相分离,流动相为50%甲醇水,流速为2.5mL/min,得到式III化合物(tR=44min,10.2mg)。
3结构鉴定
式III化合物:浅黄色油状(甲醇),HR-ESI-MS显示其准分子离子峰为m/z 489.2108[M+Na]+(Calcd.489.2101,C24H34O9Na),提示式III化合物的分子式为C24H34O9,不饱和度为8。
1H-NMR(DMSO-d6,600MHz)谱(Table 1)中,低场区观察到一组AA′BB′偶合系统的苯环氢信号δH 7.00(2H,d,J=8.5Hz,H-2,H-6)和6.64(2H,d,J=8.5Hz,H-3,H-5)提示存在一个对位取代的苯环,另外还有一个sp2杂化的烯烃质子δH 6.91(1H,t,J=2.6Hz,H-2″)。高场区显示有2个连氧亚甲基氢信号δH 3.59(1H,dt,J=10.2,8.0Hz,H-8a),3.76(1H,dt,J=10.2,8.0Hz,H-8b),4.35(1H,dd,J=11.5,2.0Hz,H-6′a)和4.08(1H,dd,J=11.5,6.9Hz,H-6′b);2个甲基氢信号δH 1.04(3H,s,H-9″)和1.05(3H,s,H-10″)。
13C-NMR(DMSO-d6,150MHz)谱和135°DEPT谱提示存在24个碳信号,其中δC 128.9(C-1),130.1(C-2,6),115.5(C-3,5)和156.1(C-4)为苯环上的碳信号;δC 103.52(C-1′),75.8(C-2′),77.0(C-3′),70.7(C-4′),74.1(C-5′)和64.0(C-6′)为一组葡萄糖碳信号[3],1H-NMR(DMSO-d6,600MHz)谱中δH 4.22(1H,d,J=8.0Hz,H-1′)为葡萄糖上半缩醛的端基质子,结合单糖衍生化样品的保留时间分析,确定为β-D-葡萄糖[5]。13C-NMR谱高场区中1个酯羰基碳信号δC 166.7(7″-C)和2个烯碳信号δC 130.0(1″-C)以及140.5(2″-C),提示存在一个α,β-不饱和羰基。在1H-1H COSY谱(Figure 2)中,H-2″/H-3″,H-3″/H-4″,H-4″/H-5″和H-5″/H-6″的相关,提示为-CH-CH2-CH-CH2-CH2-片段。结合HMBC谱中H-9″/C-8″以及H-10″/C-4″的远程相关,推断δC 27.6(C-9″)和27.0(C-10″)为偕二甲基,且连在C-8″位季碳上。结合HMBC谱中H-2″/C-6″和C-7″的远程相关,推断存在一个4-(2-羟基丙烷-2-基)环己烯-1-羧酸结构(oleuropeic acid unit)。对式III化合物的酸水解反应产物中苷元部分进行旋光度测定(+40.2°),与文献报道的S-松油酸(oleuropeic acid)(-114°)和R-松油酸(+46.5°)进行比较,结果表明苷元为R构型。在HMBC谱中H-2″/C-7″的H-6′/C-7″的远程相关,葡萄糖通过C-6′位糖苷键连接到苷元C-7″酯羰基碳上。
综上所述,式III化合物的结构如下:
4MTT抗肿瘤活性测定
采用MTT比色法初步研究式III化合物对人乳腺癌细胞MCF-7、人恶性黑色素瘤细胞A-375、人前列腺癌细胞系PC-3和人肝癌细胞Hep-G2的细胞的抑制作用。待测细胞加入0.25%胰酶消化液使贴壁细胞消化脱落,形成细胞混悬液,对细胞进行记数,并将细胞稀释到1×104个/ml。将细胞悬液接种在96孔板上,每孔加入180μL,放置在37℃、5%CO2的恒温箱中培养,培养12h使细胞贴壁。更换新鲜培养液,加入待测化合物和阳性对照药5-氟尿嘧啶,40μM/孔和100μM/孔,在恒温箱中培养48h。吸去上清,加入100μL新鲜DMEM高糖培养液,再加入配置好的10μL MTT溶液(5mg/mL,0.5%MTT),继续在恒温箱中培养4h。吸去上清液后,每孔加入100μL的formazan溶解液,置摇床上低速振荡10min,在37℃条件下孵育3~4h。待结晶物充分溶解后,在酶联免疫检测仪570nm处测量各个孔的吸光值。结果显示,式III化合物在40μM浓度下对MCF-7,A-375细胞系的抑制率为39.85%和43.38%,在100μM浓度下对PC-3,Hep-G2细胞系没有抑制活性。
5糖取代基绝对构型的确定
式III化合物(1mg)用2M HCl在90℃下水解2h,将混合物在真空下蒸发干燥,残渣用水溶解,用氯仿提取三次,收集水层。在真空中干燥后,将残留物溶解在含有L-半胱氨酸甲酯(1mg)的吡啶(1mL)(Aladdin,China)中。在60℃下加热1小时,再加入邻甲苯异硫氰酸酯(5μL)(Macklin,China)在60℃下加热1小时,减压干燥。将残留物用甲醇水溶解至0.5mL左右,过0.45μm有机滤膜,待用。通过高效液相色谱(HPLC)进行分析。色谱柱为YMC-PackODS-A色谱柱(日本YMC公司,250×4.6mm i.d.,5μm),柱温25℃,35%甲醇水溶液等梯度洗脱,流速为0.6mL/min的流速洗脱,于250nm处检测峰。标准单糖衍生物的峰出现在tR=14.0min(L-Glu)和16min(D-Glu)。
6讨论
本发明采用各种色谱分离技术与波谱手段,并结合化学方法,从连翘的果实中分离得到1个新化合物(如式III所示),且对该化合物进行了抗肿瘤活性初筛,发现该化合物具有一定的抗癌活性。
表1式III化合物的1H-NMR和13C-NMR数据
Claims (9)
1.如式III所示的化合物的制备方法,其特征在于:它包括如下步骤:
(1)连翘果实乙醇提取物,依次用氯仿、乙酸乙酯萃取;
(2)乙酸乙酯萃取部位,通过非极性或弱极性大孔树脂柱,依次用5-15%、25-35%甲醇-水溶液洗脱,收集5-35%甲醇-水溶液洗脱部位;
(3)5-35%甲醇-水溶液洗脱部位上正相硅胶柱,依次以二氯甲烷-甲醇42-38:1、32-28:1、22-18:1洗脱,收集二氯甲烷-甲醇22-18:1洗脱部位;
(4)二氯甲烷-甲醇22-18:1洗脱部位上聚酰胺柱,依次采用二氯甲烷-甲醇27-23:1、22-18:1洗脱,收集二氯甲烷-甲醇22-18:1洗脱部位;
(5)步骤(4)的二氯甲烷-甲醇22-18:1洗脱部位,上反相硅胶柱,依次用37-43%、47-53%、57-63%、67-73%、77-83%、87-93%甲醇-水、纯甲醇洗脱,收集纯甲醇洗脱部位;
(6)纯甲醇洗脱部位,上制备液相色谱或半制备液相色谱,流动相为40-60%甲醇水洗脱,得到式III化合物。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤(1)所述乙醇提取物,为70-80%乙醇提取物。
3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于:步骤(1)所述乙醇提取物为75%乙醇提取物。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤(2)中,乙酸乙酯萃取部位,通过HP-20色谱柱,依次用10%、30%甲醇-水溶液洗脱,收集30%甲醇-水溶液洗脱部位。
5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤(3)中,30%甲醇-水溶液洗脱部位上正相硅胶柱,依次以二氯甲烷-甲醇40:1、30:1、20:1洗脱,收集二氯甲烷-甲醇20:1洗脱部位。
6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤(4)中,二氯甲烷-甲醇20:1洗脱部位上聚酰胺柱,依次采用二氯甲烷-甲醇25:1、20:1洗脱,收集二氯甲烷-甲醇20:1洗脱部位。
7.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤(5)中,步骤(4)的二氯甲烷-甲醇20:1洗脱部位,上反相硅胶柱,依次用40%、50%、60%、70%、80%、90%甲醇-水、纯甲醇洗脱,收集纯甲醇洗脱部位。
8.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤(6)中,流动相为50%甲醇水。
9.根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于:式III化合物的保留时间为约44min。
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