CN1978437A

CN1978437A - 穿心莲内酯c15位取代系列衍生物及其制备方法

Info

Publication number: CN1978437A
Application number: CN 200510107247
Authority: CN
Inventors: 刘宏民; 徐海伟; 戴桂馥; 王俊峰
Original assignee: Zhengzhou University
Current assignee: Zhengzhou University
Priority date: 2005-12-07
Filing date: 2005-12-07
Publication date: 2007-06-13
Anticipated expiration: 2025-12-07
Also published as: CN100543021C

Abstract

本发明公开了穿心莲内酯C15位取代系列衍生物及其制备方法。该方法以资源丰富的天然中药植物的主要成分穿心莲内酯为先导化合物经脱水、环氧化、酯化、加成等反应制备了系列的C15位的取代穿心莲内酯衍生物。衍生物制备方法简便、条件温和、不需要官能团保护脱保护，可直接制备、收率高，是制备呋喃酮衍生物的一种新方法；并首次发现穿心莲内酯衍生物具有α－糖苷酶抑制活性。这对进一步开发利用穿心莲内酯，开发我国具有自主知识产权药物有重要的意义。

Description

穿心莲内酯C15位取代系列衍生物及其制备方法

技术领域

本发明涉及有机化合物及其制备方法，尤其涉及一系列穿心莲内酯衍生物及其制备方法。

背景技术

穿心莲内酯(Andrographolide)系自爵床科植物穿心莲Andrographispaniculata(Bum.f.)Nees中提取的二萜类内酯化合物，是中药穿心莲的主要成分之一，具有清热解毒、凉血消肿等功能。现代药理学研究表明，穿心莲内酯及其衍生物具有消炎抗菌、抗病毒感染、抗肿瘤、抗心血管疾病、免疫调节、保肝利胆及抗生育等作用。穿心莲内酯资源广泛，在动物体内吸收快、药效长、生物利用度高，且无明显的毒副作用。近年来，对穿心莲内酯的研究已经成为倍受关注的研究热点。我们以穿心莲内酯为先导化合物，设计合成了穿心莲内酯系列衍生物，这对进一步开发利用穿心莲内酯，推动我国的中医药现代化、开发我国具有自主知识产权药物有重要的意义。

发明内容

本发明目的在于通过以传统中药穿心莲主要活性成分穿心莲内酯为先导，制备出系列穿心莲内酯衍生物，同时提供该系列衍生物的制备方法，以开发自主知识产权新药。

为实现本发明目的，本发明的技术方案如下：

以活性成分穿心莲内酯为原料合成出一系列穿心莲内酯衍生物，其分别有如下通式：

通式1 通式2 通式3

通式1表示14-脱氧-11，12-脱氢穿心莲内酯与醛酮加成的衍生物或者14-脱氧-11，12-脱氢-3，19-酯化穿心莲内酯与醛酮加成的衍生物；通式2表示14-脱氧-11，12-脱氢-8，17-环氧穿心莲内酯的醛酮加成衍生物；通式3表示14-脱氧-11，12-脱氢穿心莲内酯与缩水果糖的加成衍生物或者是14-脱氧-11，12-脱氢-8，17-环氧穿心莲内酯的缩水果糖加成衍生物。通式1中R₁，R₂为氢、C1-16饱和或者不饱和烷基、芳香基、芳香烷基、芳酰基、烷酰基、链烯基、链烯酰基、杂芳基、杂芳酰基、芳烯酰基、芳烷酰基、杂芳烷基、杂芳酰基等；R₃，R₄为氢，COR₅，R₅为C1-16饱和或者不饱和烷基、芳香基、芳香烷基、链烯基、杂芳基、杂芳烷基等基团；通式2中R₁，R₂氢、为C1-16饱和或者不饱和烷基、芳香基、芳香烷基、芳酰基、烷酰基、链烯基、链烯酰基、杂芳基、杂芳酰基、芳烯酰基、芳烷酰基、杂芳烷基、杂芳酰基等基团。通式3中R₁，R₂为双键或者氧键。

制备通式1所示化合物的方法：14-脱氧-11，12-脱氢穿心莲内酯或者14-脱氧-11，12-脱氢-3，19-酯化穿心莲内酯中的一种与不同的醛酮溶解于甲醇或者乙醇或

14-脱氧-11，12-脱氢 14-脱氧-11，12-脱氢-

穿心莲内酯 3，19-烟酸酯穿心莲内酯者四氢呋喃中，在碱催化下，于温度15～70℃下加热反应即可得到通式1所示的穿心莲内酯衍生物。其中所用的碱是碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钾、碳酸氢钠、三乙胺、吡啶、N，N-二甲基氨基吡啶中的一种；其用量为0.2～5％摩尔。

所用醛酮是C1-16的饱和或者不饱和脂肪醛、芳香醛、杂芳醛，比如三聚乙醛、正丁醛、苯甲醛、取代苯甲醛、糠醛、取代糠醛、柠檬醛等。

通式2所示化合物的制备方法：14-脱氧-11，12-脱氢-8，17-环氧穿心莲内酯溶解于

14-脱氧-11，12-脱氢-

8，17-环氧穿心莲内酯

甲醇或者乙醇或者四氢呋喃中在碱催化下与醛酮于温度15～70℃下加热反应，即可得到通式2所示的穿心莲内酯衍生物。其中所用的碱是碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钾、碳酸氢钠、三乙胺、吡啶、N，N-二甲基氨基吡啶中的一种；其用量为0.2～5％摩尔。

通式3所示化合物的制备方法：14-脱氧-11，12-脱氢穿心莲内酯或者14-脱氧-11，12-脱氢-8，17-环氧穿心莲内酯溶解于甲醇或者乙醇或者四氢呋喃中在碱催化

缩水果糖

下，于温度15～70℃与缩水果糖反应即可得到通式3所示的穿心莲内酯衍生物。其中所用的碱是碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钾、碳酸氢钠、三乙胺、吡啶、N，N-二甲基氨基吡啶中的一种；其用量为0.2～5％摩尔。

上述方法内酯/醛酮投料摩尔比为1/1.1～1/6。

本发明有益效果如下：1、本发明所提供的穿心莲内酯衍生物的制备方法简单方便、条件温和、不需要官能团保护脱保护直接制备、收率高，可以方便地制备出穿心莲内酯系列衍生物，也是制备C15-取代穿心莲内酯衍生物的新方法。2、本发明发现了穿心莲内酯骨架上新的修饰部位，初步证实所合成的系列穿心莲内酯衍生物在体外对多个人癌细胞株(系)由细胞毒性、免疫调节活性以及α-葡萄糖苷酶抑制活性，其中首次发现穿心莲内酯类似物的α-葡萄糖苷酶抑制活性，为进一步的活性筛选提供了大量新的候选化合物。3、本发明所用的先导化合物为天然中药植物的主要成分，在我国资源丰富，有很强的地域资源优势，为进一步开发利用穿心莲内酯提供了一个新途径。

具体实施方式

为能更好地对本发明进行详细说明，举实例如下：

实施例1：制备通式1所示R₁＝R₂＝Me，R₃＝R₄＝H时的衍生物

14-脱氧-11，12-脱氢穿心莲内酯60mg，丙酮0.5ml溶解于2ml甲醇中，加入10mg碳酸钠，25℃反应72小时。反应结束后，浓缩反应体系并向其中加乙酸乙酯15ml，依次用稀盐酸、饱和食盐水、水洗涤，有机相无水硫酸钠干燥，分离得50 mg白色固体，收率75％。实验数据如下：

C₂₃H₃₂O₄，mp 179.1～181.4℃；IR 3337，3080，2928，2855，1746，1642，1445，1175，1073，1034，896cm^-1；¹HNMR(400MHz，CDCl₃)7.26(1H，d，J＝3.67Hz)，6.83(1H，dd，J＝10.0，15.8Hz)，6.15(1H，d，15.8Hz)，4.78(1H，d，J＝1.5Hz)m)，4.54(1H，d，1.48Hz)，4.22(1H，d，J＝11.1Hz)，3.50(1H，dd，J＝11.4，4.7Hz)，3.35(1H，d，J＝11.0Hz)，2.47(1H，m)，2.33(1h，d，J＝9.8Hz)，2.05(1H，m)，2.01(3H，s)，1.93(3H，s)，1.82(1H，m)，1.78(2H，m)，1.53(1H，m)，1.34(1H，m)，1.26(3H，s)，1.25(1H，m)，1.20(1H，m)，0.82(3H，s)；¹³CNMR(100MHz，CDCl₃)：δ169.1，148.1，144.8，136.3，130.6，126.9，122.0，121.8，109.2，80.9，64.2，61.9，54.7，43.0，38.7，38.7，36.6，29.7，28.1，23.0，22.6，18.7，15.9；R-MSm/z：[M+Na]⁺ 395.2197(calcd.395.2198)。

实施例2制备通式1所示R₁＝H，R₂＝pFC₆H₄，R₃＝R₄＝H时的衍生物

14-脱氧-11，12-脱氢穿心莲内酯60mg，对氟苯甲醛15mg溶解于2ml甲醇中，加入10mg三乙胺，于45℃反应24小时。反应结束后，浓缩反应体系并向其中加乙酸乙酯15ml，依次用稀盐酸、饱和食盐水、水洗涤，有机相无水硫酸钠干燥，分离得55mg黄绿色固体，收率70％。实验数据如下：

C₂₇H₃₁O₄F，mp 213.5～215.0℃；IR 3293，3081，2944，2849，1747，1642，1600，1507，1449，1418，1232，1162，1038，986，943，989cm^-1；¹HNMR(400MHz，CDCl₃)7.80(2H，m)，7.73(1H，s)，7.30(1H，m)，6.83(1H，dd，J＝1o.1，15.8Hz)，6.35(1H，s)，6.27(1H，d，15.8Hz)，5.05(1H，bs)，4.75(1H，s)，4.45(1H，s)，4.1(1H，bs)，3.86(1H，d，J＝10.9)，3.30(1H，d，J＝11.0Hz)，3.23(1H，m)，2.43(1H，d，J＝10.1Hz)，2.38(1H，br)，2.0(1H，m)，1.71(1H，br)，1.59(2H，m)，1.38(1H，m)，1.34(1H，m)，1.20(2H，m)，1.10(3H，s)，0.79(3H，s).¹³CNMR(100MHz，CDCl₃)：δ168.6，163.4，163.4，160.9，148.9，147.3，137.2，132.6，132.5，130.1，126.2，121.5，116.3，116.1，111.8，108.4，78.8，62.9，60.9，53.9，42.6，38.7，38.2，36.4，27.8，23.3，23.2，15.7；HR-MSm/z：[M+Na]⁺461.2110(calcd.461.2104)。

实施例3：制备通式1所示R₁＝H，R₂＝C₄H₃O(1-呋喃基)，R₃＝R₄＝C₆H₄ON(烟酰基)时的衍生物

14-脱氧-11，12-脱氢-3，19-烟酸酯穿心莲内酯100mg，糠醛30mg溶解于2ml甲醇中，加入10mg碳酸氢钠，25℃反应48小时。反应结束后，浓缩反应体系并向其中加乙酸乙酯15ml，依次用稀盐酸、饱和食盐水、水洗涤，有机相无水硫酸钠干燥，分离得103mg咖啡色固体，收率90％。实验数据如下：

C₃₇H₃₆N₂O₇，mp 234～236℃；IR 3426，2934，2852，1770，1719，1643，1590，1474，1424，1296，1126，1023，991，738cm^-1；¹HNMR(400MHz，CDCl₃)9.15(1H，s)，9.14(1H，d，J＝1.0Hz)，8.74(1H，d，J＝3.6Hz)，8.68(1H，d，J＝3.5Hz)，8.20(2H，m)，7.50(1H，d，J＝1.5H7.33(1H，m)，7.22(1H，m)，7.10(1H，s)，7.04(1H，d，J＝3.4Hz)，6.9(1H，dd，J＝10.1，15.7Hz)，6.55(1H，dd，J＝1.60，3.3Hz)，6.25(1H，d，J＝15.7Hz)，6.0(1H，s)，5.02(1H，t，J＝7.2Hz)，4.85(2H，m)，4.58(2H，m)，2.54(1H，d，J＝13.0Hz)，2.46(1H，d，J＝10.0Hz)，2.1(1H，br)，1.98(1H，br)，1.90(2H，m)，1.70(1H，d，J＝3.5Hz)，1.68(1H，d，J＝3.3Hz)，1.52(1H，m)，1.39(1H，m)，1.25(3H，s)，1.01(3H，s)；¹³CNMR(100MHz，CDCl₃)：δ168.2，165.1，164.7，153.3，150.7，150.6，149.3，147.4，145.6，143.9，136.9，136.8，136.7，134.3，126.9，125.9，123.3，123.1，122.0，114.9，113.0，109.7，101.4，81.1，65.4，61.8，54.8，42.1，38.8，38.2，36.5，24.3，23.8，22.7，15.4；HR-MSm/z：[M+H]⁺621.2601(calcd.621.2601)。

实施例4：制备通式2所示R1＝R2＝Me

取14-脱氧-11，12-脱氢-8，17-环氧穿心莲内酯60mg，丙酮0.5ml溶解于2ml甲醇中，加入10mg碳酸钠，于20℃反应48小时。反应结束后，浓缩反应体系并向其中加乙酸乙酯15ml，依次用稀盐酸、饱和食盐水、水洗涤，有机相无水硫酸钠干燥，分离得57mg白色固体，收率85％。实验数据如下：

C₂₃H₃₂O₅，mp 208.5～210.0℃；IR 3405，3081，2937，2858，1727，1665，1445，1388，1172，1067，1033cm_-1；¹HNMR(400MHz，CDCl₃)7.23(1H，s)，6.46(1H，dd，J＝9.6，15.6Hz)，6.18(1H，d，J＝4.4Hz)，4.22(1H，d，J＝10.4Hz)，3.48～3.35(2H，m)，2.82(1H，d，J＝4.4Hz)，2.56(1H，d，J＝4.4Hz)，2.17(1H，d，J＝9.6Hz)，1.99(3H，s)，1.92(3H，s)，1.90～1.87(2H，m)，1.73(2H，m)，1.56～1.45(3H，m)，1.27(3H，s)，1.16～1.09(2H，m)，0.96(3H，s)；¹³CNMR(100MHz，CDCl₃)：δ169.0，144.7，131.6，131.3，126.3，124.9，122.7，80.5，64.1，59.3，58.3，54.3，51.0，42.8，39.0，38.0，35.6，27.6，22.8，21.3，18.8，18.7，16.1.HR-MSm/z：[M+Na]⁺411.2141(calcd.411.2147)。

实施例5：制备通式2所示R₁＝H，R₂＝pMeOC₆H₄时的衍生物

14-脱氧-11，12-脱氢-8，17-环氧穿心莲内酯60mg，茴香醛15mg溶解于2ml甲醇或者乙醇中，加入10mg吡啶，于60℃反应24小时。反应结束后，浓缩反应体系并向其中加乙酸乙酯15ml，依次用稀盐酸、饱和食盐水、水洗涤，有机相无水硫酸钠干燥，分离得56mg淡黄色固体，收率70％。实验数据如下：

C₂₈H₃₄O₆，mp 214～216℃；IR 3286，2930，2856，1748，1603，1443，1258，1035，881cm^-1；¹HNMR(400MHz，CDCl₃)7.75(2H，d，J＝17.7Hz)，7.30(1H，s)，6.94(2H，d，J＝8.9Hz)，6.54(1H，dd，J＝9.8，15.5Hz)，6.25(1H，d，J＝15.5Hz)，5.94(1H，s)，4.28(1H，m)，3.88(3H，s)，3.53(1H，br)，3.42(1H，t，J＝10.1Hz)，2.60(1H，d，J＝4.4Hz)，2.45(1H，d，J＝4.1Hz)，2.23(1H，d，J＝9.8Hz)，1.97～1.94(2H，br)，1.85(1H，br)，1.76(1H，br)，1.62～1.53(3H，m)，1.32(3H，s)，1.20～1.15(2H，m)，1.0(3H，s)；¹³CNMR(100MHz，CDCl₃)：δ168.9，160.3，146.1，136.4，132.3，131.8，126.2，125.5，124.6，114.4，113.4，80.7，64.0，59.4，58.2，55.4，54.3，50.9，43.0，39.1，38.0，35.5，27.7，22.7，21.3，16.1.HR-MSm/z：[M+Na]⁺489.2262(calcd.489.2253)。

实施例6：制备通式3所示R1，R2＝双键时的衍生物

14-脱氧-11，12-脱氢穿心莲内酯100mg，缩水果糖50ml(mmol)溶解于2ml甲醇中，加入10mg碳酸钾，室温反应72小时。反应结束后，浓缩反应体系并向其中加乙酸乙酯15ml，依次用稀盐酸、饱和食盐水、水洗涤，有机相无水硫酸钠干燥，分离得112mg白色固体，收率78％。实验数据如下

C₂₈H₃₆O₈，mp208～210℃；IR 3415，2935，2878，1753，1639，1450，1388，1348，1304，1207，1084，1041，902cm^-1；¹HNMR(400MHz，DMSO)7.53(1H，d，J＝1.56Hz)，6.72(1Hdd，J＝10.0，15.8Hz)，6.10(1H，d，J＝15.8Hz)，5.8(1H，s)，5.0(2H，m)，4.91(1H，d，J＝6.8Hz)，4.71(1H，s)，4.40(H，m)，4.32(1H，d)，4.22(1H，t)，4.10(2H，m)，3.8(2H，m)，3.73(1H，d，J＝9.3Hz)，3.53(1H，d，J＝9.28Hz)，2.36(1H，s)，2.33(1H，s)，1.9(1H，br)，1.75(1H，br)，1.60(2H，m)，1.35(2H，m)，1.20～1.15(2H，m)，1.07(3H，s)，0.74(3H，s)；¹³CNMR(100MHz，DMSO)：δ172.4，149.7，146.9，135.6，130.0，122.1，108.9，83.2，82.9，82.6，81.4，79.5，74.5，72.8，72.6，63.5，61.5，54.6，43.2，39.2，38.8，37.1，28.5，24.1，23.9，16.3；HR-MSm/z：[M-H]^-475.2283(calcd.475.2332)。

α-葡萄糖苷酶抑制活性的测定：在96孔板中每孔加入40μl的药物(初筛用0.067M磷酸钾缓冲液配制成0.25mM含10％DMSO的溶液；IC₅₀测定采用0.067M磷酸钾缓冲液配制成一系列浓度梯度的含10％DMSO的溶液)和40μl 0.1u/ml的α-葡萄糖苷酶(baker’s yeast，美国Sigma公司)，37℃保温40min后，每孔加入2.5mM反应底物对硝基苯α-D葡萄糖苷(pNPG)20μl，37℃保温5min后加入终止缓冲液0.1M Na₂CO₃100μl，于405nm比色测定OD值。阴性对照用含10％DMSO的0.067M磷酸盐缓冲液代替药物。抑制率＝(1-药品OD值/阴性对照OD值)×100％，IC₅₀通过作图求出。

化合物	取代基	浓度	α-葡萄糖苷酶抑制活性
化合物	取代基	浓度	α-葡萄糖苷酶抑制活性	通式1	R₁＝R₂＝CH₃，R₃＝R₄＝H	0.1mM	18.1％(抑制率)
通式1	R₁＝R₃＝R₄＝H，R₂＝CH₂CH₂CH₃	0.1mM	71.0％(抑制率)	通式1	R₁＝R₂＝CH₃，R₃＝R₄＝H	0.1mM	18.1％(抑制率)

通式1	R₁＝R₃＝R₄＝H，R₂＝p-OCH₃Ph	0.016mM	50.0％(抑制率)
通式1	R₁＝R₃＝R₄＝H，R₂＝p-OCH₃Ph	0.016mM	50.0％(抑制率)	通式2	R₁=H，R₂＝m-OCH₃-o-OHPh	0.1mM	47.1％(抑制率)
通式3	R₁，R₂为双键	0.1mM	17.49％(抑制率)	通式2	R₁=H，R₂＝m-OCH₃-o-OHPh	0.1mM	47.1％(抑制率)

Claims

1、穿心莲内酯C15位取代系列衍生物，其特征在于，具有通式1结构，通式1表示14-脱氧-11，12-脱氢穿心莲内酯与醛酮加成的衍生物或者14-脱氧-11，12-脱氢-3，19-酯化穿心莲内酯与醛酮加成的衍生物，

通式1

通式1中R₁，R₂＝氢、C1-16的饱和或者不饱和烷基、芳香基、芳香烷基、芳酰基、烷酰基、链烯基、链烯酰基、杂芳基、杂芳酰基、芳烯酰基、芳烷酰基、杂芳烷基、杂芳酰基；R₃，R₄为氢，COR₅，R₅为C1-16的饱和或者不饱和烷基、芳香基、芳香烷基、链烯基、杂芳基、杂芳烷基基团。

2、穿心莲内酯C15位取代系列衍生物，其特征在于，具有通式2结构，通式2表示14-脱氧-11，12-脱氢-8，17-环氧穿心莲内酯的醛酮加成衍生物，

通式2

通式2中R₁，R₂为氢、C1-16的饱和或者不饱和烷基、芳香基、芳香烷基、芳酰基、烷酰基、链烯基、链烯酰基、杂芳基、杂芳酰基、芳烯酰基、芳烷酰基、杂芳烷基、杂芳酰基基团。

3、穿心莲内酯C15位取代系列衍生物，其特征在于，具有通式3结构，通式3表示14-脱氧-11，12-脱氢穿心莲内酯或者14-脱氧-11，12-脱氢-8，17-环氧穿心莲内酯与缩水果糖的加成衍生物，

通式3

通式3中R₁，R₂为双键或者氧键。

4、依照权利要求1所述的通式1所示化合物的制备方法，其特征在于，将14-脱氧-11，12-脱氢穿心莲内酯或14-脱氧-11，12脱氢-3，19-酯化穿心莲内酯溶解于溶剂中，在碱催化下，于温度15～70℃下加热与醛酮加成反应即可得到通式1所示的穿心莲内酯衍生物。

5、依照权利要求2所述的通式2所示化合物的制备方法，其特征在于，将14-脱氧-11，12-脱氢-8，17-环氧穿心莲内酯溶解于溶剂中，在碱催化下，于温度15～70℃下加热与醛酮反应，制得通式2所示化合物。

6、依照权利要求3所述的通式3所示化合物的制备方法，其特征在于，将14-脱氧-11，12-脱氢穿心莲内酯或者14-脱氧-11，12-脱氢-8，17-环氧穿心莲内酯溶解溶剂中，在碱催化下，于温度15～70℃下加热，与缩水果糖反应即可得到通式3所示的穿心莲内酯衍生物。

7、依照权利要求4或5或6所述的化合物的制备方法，其特征在于，所用溶剂为甲醇或者乙醇或者四氢呋喃中的一种；所用的碱是碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钾、碳酸氢钠、三乙胺、吡啶、N，N-二甲基氨基吡啶中的一种；所用碱的量为0.2～5％摩尔。

8、依照权利要求4或5或6所述的化合物的制备方法，其特征在于，反应温度25-30℃为较佳温度。

9、依照权利要求4或5或6所述的化合物的制备方法，其特征在于，内酯/醛酮投料摩尔比为1/1.1～1/6；所用醛酮是C1-16的饱和或者不饱和脂肪醛、芳香醛、杂芳醛、比如三聚乙醛、正丁醛、苯甲醛、取代苯甲醛、糠醛、取代糠醛、柠檬醛。