CN115124493B - 一种具有抗炎活性的化合物及其制备方法和应用 - Google Patents

一种具有抗炎活性的化合物及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种具有抗炎活性的化合物及其制备方法和应用,该化合物对小鼠巨噬细胞系RAW 264.7有一定的保护作用,具有较为显著的抗炎活性,且该化合物的制备方法操作简单,可控性强,稳定性好。

Description

一种具有抗炎活性的化合物及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及医药技术领域,尤其涉及一种具有抗炎活性的化合物及其制备方法和应用。
背景技术
炎症是机体对有害刺激所产生的一种重要防御机制,炎症反应是机体最基本的抗损伤反应。尽管它可以促进伤口的愈合,并便于捕获微生物,但也能带来很多伤害,如引起关节炎、哮喘以及机体失调,因此抗炎药应运而生。但当今的抗炎药物存在很多问题,如引起胃部不适、增加心脏病发作的危险率等,所以,寻找安全有效的抗炎药仍是我们不懈努力的目标。其中前列腺素E2(prostaglandins E2,PGE2)是参与炎症、疼痛等多种生理病理机制过程的活性物质。因此能有效抑制PGE2的释放的化合物通常会是一个很好的成药物质。
中药是我国医药文化的瑰宝,随着国家对中药开发的逐步重视,优选健康、安全且功效确切的中药,受到消费者的广泛青睐。热毒宁注射液由金银花、栀子和青蒿三味中药精制而成,具有清热、疏风、解毒的功效,临床上主要用于治疗外感风热所致的感冒、咳嗽、上呼吸道感染、急性支气管炎等症,其临床疗效确切、效果显著。但作为中药注射剂,其针对具体病症有效成分不明确的特点给安全性也带来了一定隐患。因此有必要对其中的药理活性成分进行更深入的研究。
发明内容
本发明旨在对热毒宁注射液的药理活性成分进行更深入的研究,发现其发挥抗炎作用的活性成分。
有鉴于此,本发明提出了三环单萜类化合物或其光学异构体、或其外消旋体、其溶剂化物、前药分子、代谢物或其药学上可接受的盐,该化合物具有式I结构:
本发明还提出了一种式I所示化合物的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1:对热毒宁注射液成品进行浓缩,得到浓缩液;本发明对浓缩的方法没有特殊限制,本领域公知的用于浓缩中药注射剂的方法均可,本发明优选采用减压浓缩;
步骤2:将得到的浓缩液经大孔吸附树脂柱分离,以纯化水洗脱后,弃去洗脱液,洗脱液为乙醇与水的体积比为(x):(100-x)的溶液,其中,0≤x≤100;优选依次以(5~10)%的乙醇水溶液、(25~30)%的乙醇水溶液、(45~50)%的乙醇水溶液、(65~70)%的乙醇水溶液和(90~100)%乙醇水溶液梯度洗脱;更优选依次以10%、30%、50%、70%、95%不同浓度的乙醇进行梯度洗脱;其中,每种洗脱液的用量均为1.5~5倍柱体积,更优选为3~4倍柱体积;另外需要指出的是,5%的乙醇水溶液是指,乙醇水溶液中乙醇与水的体积比为5:95,其它百分含量的乙醇水溶液表示的含义与该解释相同;
步骤3:取(90~100)%或优选地95%乙醇水溶液洗脱部位,经100-200目硅胶柱色谱分离,以二氯甲烷-甲醇为洗脱剂进行梯度洗脱,其中洗脱用的二氯甲烷-甲醇体积比依次为1:0、(60~30):1、(30~15):1、(15~5):1、0:1;更优选地依次为1:0、49:1、19:1、9:1、0:1;
步骤4:取二氯甲烷-甲醇(60~30):1、或优选49:1的馏分,再经100-200目硅胶柱色谱分离,石油醚-乙酸乙酯梯度洗脱,其中洗脱用石油醚-乙酸乙酯体积比依次为1:0、(20~10):1、(10~5):1、(5~1):1、0:1;优选1:0、19:1、9:1、4:1、0:1,收集石油醚-乙酸乙酯比例为(5~1):1优选4:1的馏分,经制备液相HPLC分离。
具体地,所述大孔吸附树脂选自D101型大孔吸附树脂、HP-20型大孔吸附树脂、HPD-100型大孔吸附树脂、HPD-100A型大孔吸附树脂和HPD-300型大孔吸附树脂中的一种或几种。
进一步地,该制备液相HPLC分离的条件为:色谱柱:Gemini C18-MS-II column(5μm;i.d.250×4.6mm,Phenomenex),分离的流动相优选为甲醇水溶液,其中,甲醇与水的体积比优选为(40~60):(60~40),更优选为(45~55):(55~45),最优选为49:51;所述流速优选为4~12mL/min,更优选为5~11mL/min,最优选为8mL/min;检测的波长优选为230nm。保留时间为24.0min。
本发明还提出了如式I所示化合物或其光学异构体、或其外消旋体、其溶剂化物、前药分子、代谢物或其药学上可接受的盐在制备抗炎药物中的应用。
所述的抗炎药是指用于治疗组织受到损伤后所发生炎症反应的药物。具体地,化合物具有对炎症的治疗作用,该治疗可以是包括预防在内的一切有益于减轻患者炎症症状的方式,本领域技术人员可以根据本发明的化合物所具有的治疗作用,合理推测出其可能也具有相应的预防作用。当式I所示化合物选自口服给药时,经换算,其治疗/预防有效量推荐为15mg·kg-1/d以上。
本发明还提出了一种包括式I所示化合物或其光学异构体、或其外消旋体、其溶剂化物、前药分子、代谢物或其药学上可接受的盐的药物组合物,其特征在于,该药物组合物还包括药学上可接受的辅料。所述药学上可接受的辅料,可根据剂型和实际情况进行恰当选择,例如常用的辅料有淀粉、低取代羟丙基纤维素、微粉硅胶、硬脂酸镁、淀粉浆、蔗糖、糊精、羧甲基淀粉钠、滑石粉、聚山梨酯、聚乙二醇、注射用大豆磷脂和注射用甘油等;利用本发明制备所需药物的各种剂型时,可以按照药剂学领域的常规生产方法制备。如将该提取物与一种或多种载体混合,然后制成相应的剂型。
具体地,所述药物组合物的剂型包括注射剂、片剂、栓剂、软膏剂、凝胶剂、丸剂、片剂、颗粒剂、胶囊剂和合剂。
利用本发明的制备方法,对热毒宁注射液的有效成分进行进一步提取分离,得到了一种式Ⅰ所示结构的化合物,该化合物对小鼠巨噬细胞系RAW 264.7有一定的保护作用,可以显著抑制PGE2的分泌,显示出较强的抗炎作用。
附图说明
图1为本发明本实施例1制得的式I结构的化合物的HR-ESI-Q-TOF-MS谱图;
图2为本发明实施例1制得的式I结构的化合物的1H-NMR谱图;
图3为本发明实施例1制得的式I结构的化合物的13C-NMR谱与DEPT-135谱图;
图4为本发明实施例1制得的式I结构的化合物的H1-H1 COSY谱图;
图5为本发明实施例1制得的式I结构的化合物的HSQC谱图;
图6为本发明实施例1制得的式I结构的化合物的HMBC谱图;
图7为本发明实施例1制得的式I结构的化合物的结构片段图;
图8为本发明实施例1制得的式I结构的化合物的主要HMBC相关和H1-H1 COSY相关;
图9为本发明实施例1制得的式I结构的化合物的主要NOSEY相关;
图10为本发明实施例1制得的式I结构的化合物的ECD谱图;
图11为本发明实施例1制得的式I结构的化合物的结构式。
具体实施方式
以下将结合实验例的内容进行具体描述。
特别需要指出的是,针对本发明所做出的类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的,它们都被视为包括在本发明。相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合,来实现和应用本发明技术。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。
本发明如未注明具体条件者,均按照常规条件或制造商建议的条件进行,所用原料药或辅料,以及所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市购获得的常规产品。
实施例1式Ⅰ所示结构的化合物的制备
1)5千支热毒宁注射液成品,减压干燥,得到热毒宁注射液浓缩液;
2)取步骤1)的浓缩液加入纯化水使稀释,室温静置,取上清液经HP-20大孔吸附树脂柱分离,以4倍柱体积的纯化水洗脱,弃去洗脱液,以不同浓度的乙醇进行梯度洗脱(10%乙醇、30%乙醇、50%乙醇、70%乙醇、95%乙醇,每种洗脱液收集4个柱体积),收集95%乙醇洗脱部位;
3)取步骤2)的95%乙醇洗脱部位,经硅胶柱(100-200目硅胶)色谱分离,以二氯甲烷-甲醇为洗脱剂进行梯度洗脱(二氯甲烷-甲醇体积比分别为1:0、49:1、19:1、9:1、0:1,每种洗脱液收集500mL/次,相同的色带每500mL收集一次,样品回收后,通过HPLC法分析样品,将色谱峰相同的样品进行合并,避免不同色谱峰的样品混在一起),收集二氯甲烷-甲醇比例为49:1的馏分;
4)取步骤3)的二氯甲烷-甲醇49:1的馏分,再经硅胶柱(100-200目硅胶)色谱分离,石油醚-乙酸乙酯溶液梯度洗脱(石油醚-乙酸乙酯体积比分别为1:0、19:1、9:1、4:1、0:1,每种洗脱液收集500mL/次),收集石油醚-乙酸乙酯比例为4:1的馏分0.9g。
5)取步骤4)的石油醚-乙酸乙酯比例为4:1的馏分,经制备液相HPLC分离,色谱柱:Gemini C18-MS-II column(5μm;i.d.250×4.6mm,Phenomenex),以比例为49:51的甲醇-水为流动相,检测波长为230nm,流速8mL/min,在制备液相上的保留时间为24.0min。分离所得溶液干燥,得到油状液体395.4mg。
该液体为黄色油状物;ESI-MS(positive)给出m/z 209[M+H]+,226[M+NH4]+,HR-ESI-Q-TOF-MS(positive)给出m/z 209.0833[M+H]+,提示化合物分子量为208,确定化合物分子式C11H12O4,计算不饱和度为6。通过对实施例1得到的固体进行了结构鉴定,如图1~图9,图1为本发明本实施例1制得的式I结构的化合物的HR-ESI-Q-TOF-MS谱图;图2为本发明实施例1制得的式I结构的化合物的1H-NMR谱图;图3为本发明实施例1制得的式I结构的化合物的13C-NMR谱与DEPT-135谱图;
图4为本发明实施例1制得的式I结构的化合物的H1-H1 COSY谱图;图5为本发明实施例1制得的式I结构的化合物的HSQC谱图;图6为本发明实施例1制得的式I结构的化合物的HMBC谱图;图7为本发明实施例1制得的式I结构的化合物的结构片段图;图8为本发明实施例1制得的式I结构的化合物的主要HMBC相关和H1-H1 COSY相关;图9为本发明实施例1制得的式I结构的化合物的主要ROSEY相关;图10为本发明实施例1制得的式I结构的化合物的ECD谱图;图11为本发明实施例1制得的式I结构的化合物的结构式。
本化合物的1H-NMR(400MHz,in CD3OD)共显示了11个氢信号,包括低场区的2个烯氢质子信号[δ7.22(1H,s,H-2),7.15(1H,s,H-4)]和高场区的1个甲氧基信号[δ3.72(3H,s,)]。
13C-NMR(100MHz,in CD3OD)结合DEPT-135谱共显示了11个碳信号,包括:1个酯羰基碳信号(δ176.1),2个双键上季碳信号(δ134.9,130.4),6个次甲基碳信号(δ135.6,131.2,76.8,56.9,44.9,43.2),1个亚甲基碳信号(δ48.5)以及1个甲氧基碳信号(δ52.5)。
根据1H谱中烯氢质子信号的特征(峰形为单峰),可推断出共有两个3取代双键,结合HMBC谱中,H-2与C-1/C-4/C-5之间的相关峰,H-4与C-1/C-2/C-5之间的相关峰,H-9与C-5以及H-6与C-4/C-5之间的相关峰可以推断出结构片段I(见图7)。1H-1H COSY谱中,可见H-6/H-7/H-8/H-9的相关信号,结合HMBC谱中H-6与C-9/C-11,H-8与C-11,H-9与C-6以及H-10与C-7/C-8之间存在的相关信号,可以推断出结构片段II(见图7)。从结构片段I、II中可以看出C6,C9为两个片段共有碳,故判断C6,C9为片段之间的连接点。将得到的结构片段与化合物26的分子式C11H12O4进行对比,发现片段中少了1个氢和1个氧,且由于C-8的化学位移δ76.8与正常的饱和的次甲基碳相比向低场偏移,因此判断C-8与羟基相连(结构见图7)。
本发明化合物的相对构型同样通过NOESY实验确定的,在NOE谱(图9)中可见H-7/H-10,H-8/H-10之间以及H-6/H3-12之间的相关信号,表明H-7,H-8,H-10处于分子的同一侧(β),H-6和甲氧羰基处于分子的同一侧(α)。通过比较其实验ECD光谱与(6S,7S,8R,9S)-1和(6R,7R,8S,9R)-1的计算光谱来阐明其绝对构型。计算出的(6R,7R,8S,9R)-1的ECD光谱(图10)与实验光谱非常吻合,确定化合物的绝对构型为6R,7R,8S,9R。
综合以上分析,最终将化合物的结构鉴定为一个新的三环单萜类化合物,结构如式I所示,命名为japopenoid D。所有的碳氢信号归属见表1,表1为式I所示化合物的各个碳和氢的归属,其为一个新的三环单萜类化合物。
表1化合物的核磁数据(CD3OD,1H-NMR 400MHz,13C-NMR 100MHz)
实施例2式Ⅰ所示结构的化合物的制备
1)5千支热毒宁注射液成品,减压干燥,得到热毒宁注射液浓缩液;
2)取步骤1)的浓缩液加入纯化水使稀释,室温静置,取上清液经D101大孔吸附树脂柱分离,以4倍柱体积的纯化水洗脱,弃去洗脱液,以不同浓度的乙醇进行梯度洗脱(10%乙醇、30%乙醇、50%乙醇、70%乙醇、95%乙醇,每种洗脱液收集4个柱体积),收集95%乙醇洗脱部位;
3)取步骤2)的95%乙醇洗脱部位,经硅胶柱(100-200目硅胶)色谱分离,以二氯甲烷-甲醇为洗脱剂进行梯度洗脱(二氯甲烷-甲醇体积比分别为1:0、49:1、19:1、9:1、0:1,每种洗脱液收集500mL/次),收集二氯甲烷-甲醇比例为49:1的馏分;
4)取步骤3)的二氯甲烷-甲醇49:1的馏分,再经硅胶柱(100-200目硅胶)色谱分离,石油醚-乙酸乙酯溶液梯度洗脱(石油醚-乙酸乙酯体积比分别为1:0、19:1、9:1、4:1、0:1,每种洗脱液收集500mL/次),收集石油醚-乙酸乙酯比例为4:1的馏分0.72g。
5)取步骤4)的石油醚-乙酸乙酯比例为4:1的馏分,经制备液相HPLC分离,色谱柱:Gemini C18-MS-II column(5μm;i.d.250×4.6mm,Phenomenex),以比例为49:51的甲醇-水为流动相,检测波长为230nm,流速8mL/min,在制备液相上的保留时间为24.0min。分离所得溶液干燥,得到液体300.0mg。
采用和实施例1同样的鉴定方法对化合物进行分析可知,本发明得到的化合物的结构为式Ⅰ所示的化合物。
实施例3式Ⅰ所示结构的化合物体外抗PGE2实验
1.材料
1.1药物结构式I所示化合物;
1.2细胞模型小鼠巨噬细胞系RAW 264.7,来源于中国医学科学院基础医学研究所基础医学细胞中心,由委托方江苏康缘药业股份有限公司提供;培养条件:DMEM+10%胎牛血清(FBS),37℃,5%CO2
2.原理和方法
2.1实验原理
革兰阴性菌外膜的脂多糖(LPS)(美国Sigma公司,批号:114M4009)是介导感染性炎症损伤的最主要的病原分子之一,许多疾病与LPS诱导的持续亚临床炎症密切相关。在动物和细胞实验中,LPS被广泛用来诱导炎症的发生。
巨噬细胞在炎症反应中起着至关重要的作用,被刺激后,巨噬细胞产生大量的炎症因子和炎症介质,如:TNF-α,IL-1β,IL-6,NO和PGE2等。这些炎症因子和介质激活是炎症的关键过程,对它们的抑制作用常常作为评价药物抗炎活性的重要指标。
2.2药物对分泌PGE2的抑制试验
方法步骤:
(1)药液的配制:将药物以10%FBS的DMEM培养基溶解,制得100μmol/L的储备液。临用时以培养基稀释药液浓度分别为25μmol/L、12.5μmol/L、6.25μmol/L。
(2)实验方法:将细胞以0.25%胰酶(含0.02%EDTA)消化,含10%FBS的DMEM培养基调整细胞密度为1×105个/ml,均匀接种至24孔板,每孔400μl,种板后放入培养箱培养24小时。
在96孔细胞培养板的小鼠巨噬细胞系RAW 264.7单层细胞中,分别加入不同质量浓度的japopenoid D化合物,置37℃、5%CO2培养箱中培养96h,观察细胞病变。
空白对照组(N组):每孔加入495μl无血清的DMEM培养基;
溶媒组/溶剂对照组(RM组):每孔加入495μl含千分之一DMSO的无血清DMEM培养基;
模型组(M组):每孔加入495μl 100μg/ml的LPS;
给药样品组:每孔加495μl含不同浓度含药的培养基;
同时设6个复孔,加药完毕后将24孔板放入CO2细胞培养箱培养1小时。
1小时后,除空白对照和溶剂对照组外,其余每孔加入5μl的100μg/ml的LPS(终浓度为1μg/ml),溶剂对照组每孔加入5μl的无血清的DMEM培养基,加药完毕后将24孔板放入CO2细胞培养箱继续培养18小时。
18小时后收集细胞培养液,按试剂盒说明,用ELISA法检测细胞上清中PGE2的含量。
PGE2抑制率(%)=(模型组PGE2的平均含量-样品组PGE2的平均含量)/(模型组PGE2的平均含量-溶剂组PGE2的平均含量)×100%。
3.实验结果
3.1药物样品对小鼠巨噬细胞系RAW 264.7细胞上清PGE2的影响
结果表明,药物样品可以显著抑制LPS诱导小鼠巨噬细胞RAW 264.7PGE2的分泌,显示出较强的抗炎作用。数据结果如表2。
表2化合物(I)各浓度对小鼠巨噬细胞系RAW 264.7细胞上清PGE2的影响(n=6)
本发明采用Graphadprism 7.00分析软件,通过线性回归分析方法测的发明中的化合物体外抑制LPS诱导小鼠巨噬细胞RAW 264.7分泌炎性介质PGE2的IC50为8.91μM。
4.结论
本发明化合物对LPS诱导小鼠巨噬细胞RAW 264.7分泌炎性介质PGE2有显著的抑制作用,显示出较强的抗炎作用,且随着药物浓度的上升,对PGE2分泌的抑制作用也增加,其IC50为8.91μM。
实施例4:式I所示结构的化合物制备胶囊剂药物
将350g式I所示结构的化合物和32g淀粉、6g低取代羟丙基纤维素、4.5g微粉硅胶、1.5g硬脂酸镁、及适量10%淀粉浆混合,装入胶囊,得到式I所示结构的化合物的胶囊制剂1000粒。
实施例5:式I所示结构的化合物制备颗粒剂药物
将350g式I所示结构的化合物和1000g蔗糖及500g糊精混合,按照常规方法制成1000包式I所示结构的化合物颗粒剂。
实施例6:式I所示结构的化合物制备片剂药物
将350g式I所示结构的化合物和50g淀粉、7.5g羧甲基淀粉钠、0.8g滑石粉、50g糊精、0.8g硬脂酸镁及适量10%淀粉浆适混合,按照常规方法制成式I所示结构的化合物片剂1000片。
实施例7:式I所示结构的化合物制备丸剂药物
将350g式I所示结构的化合物和12g聚乙二醇-6000、80.5g聚山梨酯-80、适量液状石蜡混合,按照常规方法制成式I所示结构的化合物丸剂1000粒。
实施例8:式I所示结构的化合物制备注射剂药物
将200g式I所示结构的化合物和15g注射用大豆磷脂、25g注射用甘油,注射用水定容至1000mL,按照常规方法制成式I所示结构的化合物注射剂1000支。
以上仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种具有抗炎活性的化合物或其光学异构体、或其外消旋体、或其药学上可接受的盐,该化合物具有式I结构:
2.一种如权利要求1所述化合物的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1:对热毒宁注射液成品进行减压浓缩,得到浓缩液;
步骤2:将得到的浓缩液经大孔吸附树脂柱分离,以纯化水洗脱后,弃去洗脱液,依次以5~10%的乙醇水溶液、25~30%的乙醇水溶液、45~50%的乙醇水溶液、65~70%的乙醇水溶液和90~100%乙醇水溶液梯度洗脱;
步骤3:取90~100%乙醇水溶液洗脱部位,经100-200目硅胶柱色谱分离,以二氯甲烷-甲醇为洗脱剂进行梯度洗脱,其中洗脱用的二氯甲烷-甲醇体积比依次为1:0、60~30:1、30~15:1、15~5:1、0:1;
步骤4:取二氯甲烷-甲醇60~30:1的馏分,再经100-200目硅胶柱色谱分离,以石油醚-乙酸乙酯为洗脱剂进行梯度洗脱,其中洗脱用石油醚-乙酸乙酯体积比依次为1:0、20~10:1、10~5:1、5~1:1、0:1,收集石油醚-乙酸乙酯比例为5~1:1的馏分,经制备液相HPLC分离。
3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述步骤2的梯度洗脱为依次以10%、30%、50%、70%、95%不同浓度的乙醇水溶液进行梯度洗脱。
4.根据权利要求2或3所述的制备方法,其特征在于,所述步骤2的梯度洗脱中,每次洗脱的洗脱液用量为1.5~5倍柱体积。
5.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述步骤3的洗脱为,取95%乙醇水溶液洗脱部位经硅胶柱分离后依次以二氯甲烷-甲醇体积比为1:0、49:1、19:1、9:1、0:1进行梯度洗脱。
6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述步骤4的洗脱为,取49:1的二氯甲烷-甲醇洗脱部位依次以石油醚-乙酸乙酯体积比为1:0、19:1、9:1、4:1、0:1进行梯度洗脱,收集4:1的馏分。
7.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述大孔吸附树脂选自D101型大孔吸附树脂、HP-20型大孔吸附树脂、HPD-100型大孔吸附树脂、HPD-100A型大孔吸附树脂和HPD-300型大孔吸附树脂中的一种或几种。
8.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述制备液相HPLC分离的条件包括:以比例为49:51的甲醇-水为流动相,色谱柱:型号为5μm;250×4.6mm,Phenomenex的GeminiC18-MS-
IIcolumn,检测波长为230nm,流速8mL/min。
9.如权利要求1所述化合物或其光学异构体、或其外消旋体、或其药学上可接受的盐在制备抗炎药物中的应用。
10.一种包括权利要求1所述化合物或其光学异构体、或其外消旋体、或其药学上可接受的盐的药物组合物,其特征在于,该药物组合物还包括药学上可接受的辅料。
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