王 樂,楊宗斌,王 甜,郭?;?,王福生
(大理大學(xué)藥學(xué)院,云南大理 671000)
Secologanol是裂環(huán)烯醚萜苷類成分,最早于1989年由法國學(xué)者從龍膽科龍膽屬植物春龍膽(Gentiana verna)中發(fā)現(xiàn)〔1〕。在后續(xù)的研究中,有學(xué)者從龍膽科雙蝴蝶屬植物雙蝴蝶(Tripterospermum chinense)〔2〕和刺蓮花科巖蕁麻屬植物巖蕁麻(Euc?nidebartonioides)〔3〕中也分離得到該化合物,但含量極低。本課題組前期對(duì)龍膽屬植物微籽龍膽(Genti?ana delavayi)的研究中發(fā)現(xiàn)Secologanol為量豐化合物,進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)它能顯著抑制人APP∕PS1 CHO細(xì)胞產(chǎn)生Aβ40寡聚體,具有潛在的研究開發(fā)價(jià)值〔4〕。由于環(huán)烯醚萜苷類成分的極性大,脂溶性和穩(wěn)定性較差,而糖基修飾能提高糖苷類成分的化學(xué)穩(wěn)定性〔5〕,加之,本課題組發(fā)現(xiàn),環(huán)烯醚萜苷糖基不同位置?;奶烊划a(chǎn)物具有不同的抗阿爾茨海默?。ˋlzheimer's disease,AD)活性〔6〕,為此,本實(shí)驗(yàn)擬對(duì)Secologanol進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾,合成其相應(yīng)?;a(chǎn)物,以期增強(qiáng)其衍生物的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及抗AD活性,為進(jìn)一步對(duì)它進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化打下基礎(chǔ)。
有學(xué)者對(duì)裂環(huán)馬錢子苷(secoxyloganin)進(jìn)行轉(zhuǎn)化過程中,曾得到Secologanol的糖基四乙?;a(chǎn)物2〔7〕,其方法是:先將裂環(huán)馬錢子苷進(jìn)行糖基乙?;?,再將7-位羧基還原得到化合物2,反應(yīng)中7-位羧基還原為伯醇羥基較難,需要用氯甲酸乙酯活化才能反應(yīng)。為此,本實(shí)驗(yàn)對(duì)Secologanol的乙?;捅郊柞;a(chǎn)物的合成條件進(jìn)行了探討,結(jié)果發(fā)現(xiàn),通過控制反應(yīng)條件,可以快速、高效得到化合物2及4個(gè)新的Secologanol酰化產(chǎn)物1、3、4和5。其合成路線、反應(yīng)條件及結(jié)構(gòu)見圖1。
圖1 Secologanol?;a(chǎn)物的合成路線、反應(yīng)條件及其結(jié)構(gòu)
1.1 儀器與試劑 儀器:磁力攪拌器(北京大龍興創(chuàng)實(shí)驗(yàn)儀器股份公司);AvanceⅢ-400型核磁共振波譜儀(德國布魯克公司);循環(huán)水式真空泵(鞏義市予華儀器有限公司);旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(上海亞榮生化儀器廠);分析天平(梅特勒-托利多儀器有限公司)。
試劑:Secologanol由本課題組自己制備;吡啶、乙酸酐、碳酸氫鈉(NaHCO3)、苯甲酸、氯化亞砜(SOCl2)、二甲基甲酰胺(DMF)、四氫呋喃、三乙胺、乙酸乙酯、無水硫酸鈉均購自國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;氘代氯仿(CDCl3)購自北京百靈威科技有限公司。
1.2 實(shí)驗(yàn)步驟
1.2.1 化合物1和2的合成 稱取化合物Secologanol 500 mg(1.28 mmol),裝入25 mL圓底燒瓶中,加入4 mL吡啶充分溶解,再加入乙酸酐181μL(1.92 mmol),在氮?dú)獗Wo(hù)下室溫反應(yīng)約12 h。薄層色譜法(TLC)檢測,待反應(yīng)原料消失,發(fā)現(xiàn)有1個(gè)主要產(chǎn)物生成,加入飽和NaHCO3溶液淬滅反應(yīng),用乙酸乙酯萃取5次,合并有機(jī)相,無水硫酸鈉干燥,減壓濃縮,殘余物經(jīng)硅膠柱色譜(石油醚:乙酸乙酯=2:1)純化得到化合物2(白色固體610.5 mg)和化合物1(白色固體65 mg)。收率按以下公式計(jì)算:收率=實(shí)際產(chǎn)量∕理論產(chǎn)量×100%?;衔?和2的收率分別為8.5%和85.3%。
同上,稱取化合物Secologanol 50 mg(0.13 mmol),裝入10 mL圓底燒瓶中,加入1 mL吡啶充分溶解,再加入乙酸酐31μL(0.33 mmol)。在氮?dú)獗Wo(hù)下室溫反應(yīng)約24 h。TLC檢測,反應(yīng)至僅有1個(gè)主要產(chǎn)物,經(jīng)處理及柱層析后得到化合物1(白色固體67.8 mg,收率90.6%)。
為了驗(yàn)證化合物2是否能完全轉(zhuǎn)化為化合物1,稱取化合物2 50 mg(0.09 mmol)置于10 mL圓底燒瓶中,加入1 mL吡啶充分溶解,再滴加乙酸酐22μL(0.23 mmol),在氮?dú)獗Wo(hù)下室溫反應(yīng)約24 h,TLC檢測,待原料消失,發(fā)現(xiàn)僅有1個(gè)主要產(chǎn)物。同上方法處理,經(jīng)硅膠柱色譜(石油醚:乙酸乙酯=2:1)純化得到化合物1(白色固體45.2 mg,收率83.7%),證明化合物2也可以完全轉(zhuǎn)化為化合物1。
化合物1:白色固體;1H-NMR(400 MHz,CDCl3)δ:7.32(s,1H),5.57(dt,J=17.1,9.8 Hz,1H),5.31(d,J=1.4 Hz,1H),5.28~5.23(m,3H),5.18(dd,J=9.5,0.8 Hz,1H),5.09(td,J=9.7,0.9 Hz,1H),4.99(ddd,J=9.5,8.1,1.0 Hz,1H),4.85(d,J=8.1 Hz,1H),4.27(dd,J=12.4,4.5 Hz,1H),3.68(s,3H),3.28(dd,J=4.1,0.9 Hz,1H),2.70(dt,J=40.8,4.6 Hz,2H),2.08(s,3H),2.03(s,3H),2.00(s,3H),1.98(s,3H),1.90(s,3H);13C-NMR(100 MHz,CDCl3)δ:171.56,171.06,170.63,169.79,169.41,167.33,151.03,133.04,120.81,111.30,96.43,96.10,72.50,72.56,70.87,68.47,62.61,62.02,51.00,73.00,43.26,27.86,27.64,21.37,21.18,21.01,20.63。
化合物2:白色固體;1H-NMR(400 MHz,CDCl3)δ:7.51(d,J=2.4 Hz,1H),5.42(dt,J=17.0,9.8 Hz,1H),5.28(t,J=2.2 Hz,2H),5.18(d,J=9.5 Hz,1H),5.04(t,J=9.7 Hz,1H),4.95(t,J=8.8 Hz,1H),4.87(d,J=8.1 Hz,1H),4.40(dt,J=11.2,3.3 Hz,1H),4.09(dd,J=12.5,2.1 Hz,1H),3.72(s,3H),2.64(ddd,J=9.7,5.7,1.7 Hz,1H),2.05(s,3H),1.98(s,3H),1.96(s,3H),1.92(s,3H);13C-NMR(100 MHz,CDCl3)δ:170.20,170.16,170.01,169.80,166.23,150.03,132.04,120.01,110.30,96.33,95.80,72.30,72.16,70.67,67.47,63.61,63.12,50.00,53.00,42.06,27.56,27.24,21.27,21.11,20.61,20.53。1.2.2 化合物3、4和5的合成 苯甲酰氯的制備〔8〕:稱取苯甲酸500 mg(4.10 mmol)裝入25 mL圓底燒瓶中,氮?dú)獗Wo(hù)下滴加1滴干燥的DMF作為催化劑,隨后在冰浴條件下緩慢地滴加SOCl2893μL(12.29 mmol),使其充分混溶。升至室溫后反應(yīng)1.5 h,再加熱至80℃回流反應(yīng)4 h。反應(yīng)完成后,減壓除去過量的SOCl2,得黃色油狀物(558 mg,收率97.3%)。
化合物3、4和5的合成:稱取Secologanol 100 mg(0.26 mmol)裝入10 mL圓底燒瓶中,在氮?dú)獾谋Wo(hù)下,用2 mL四氫呋喃溶解,然后滴加三乙胺358μL(2.60 mmol),在冰浴條件下緩慢滴加苯甲酰氯36 mg(0.26 mmol),室溫反應(yīng)約6 h后原料消失,TLC檢測發(fā)現(xiàn)主要產(chǎn)物為衍生物4和5。延長反應(yīng)時(shí)間至12 h,發(fā)現(xiàn)有新衍生物3生成,衍生物4和5的量減少。加入飽和NaHCO3溶液淬滅反應(yīng),用乙酸乙酯萃取5次,合并有機(jī)相,無水硫酸鈉干燥,減壓濃縮,殘余物經(jīng)硅膠柱層析(石油醚:乙酸乙酯=2:1)純化得到化合物3(白色固體48.9 mg,收率21.0%)、化合物4(白色固體39.7 mg,收率26.1%)、化合物5(白色固體43.7 mg,收率29.0%)。
為了驗(yàn)證Secologanol是否能完全轉(zhuǎn)化為化合物3,稱取Secologanol 50 mg(0.13 mmol)裝入25 mL圓底燒瓶中,在氮?dú)獾谋Wo(hù)下,用1 mL四氫呋喃溶解,滴加三乙胺179μL(1.30 mmol)。滴加完畢后,冰浴條件下緩慢滴加苯甲酰氯55 mg(0.39 mmol),室溫反應(yīng)約24 h。待原料消失,發(fā)現(xiàn)僅有1個(gè)主要產(chǎn)物生成,殘余物經(jīng)硅膠柱層析(石油醚:乙酸乙酯=2:1)純化得到化合物3(白色固體95.1 mg,收率81.9%)。證明Secologanol可以完全轉(zhuǎn)化為化合物3。
化合物3:白色固體;1H-NMR(400 MHz,CDCl3)δ:8.07(d,J=1.2 Hz,2H),8.05(d,J=1.6 Hz,2H),8.03(d,J=1.2 Hz,1H),8.01(d,J=1.5 Hz,2H),7.90(ddd,J=8.4,4.1,1.4 Hz,7H),7.84(d,J=1.3 Hz,2H),7.82(d,J=1.5 Hz,2H),7.41(s,1H),7.13(d,J=1.5 Hz,2H),5.91(d,J=9.6 Hz,1H),5.71(t,J=9.7 Hz,2H),5.35(d,J=4.5 Hz,2H),5.32(d,J=1.4 Hz,1H),4.66(d,J=3.2 Hz,1H),4.63(d,J=3.1 Hz,1H),4.53(d,J=5.1 Hz,1H),4.50(d,J=5.0 Hz,1H),3.34(s,3H),2.93~2.82(m,1H),2.78~2.62(m,1H);13C-NMR(100 MHz,CDCl3)δ:166.57,166.41,166.11,165.74,165.15,164.71,150.77,133.53,133.32,133.23,133.10,132.87,132.78,130.34,130.12,129.84,129.78,129.77,129.74,129.69,129.47,129.12,128.99,128.70,128.65,128.45,128.42,128.34,128.31,126.28,120.30,110.60,96.68,96.57,72.63,72.53,71.15,69.50,62.94,62.83,51.02,43.03,31.95,29.69。
化合物4:白色固體;1H-NMR(400 MHz,CDCl3)δ:8.03(dt,J=7.0,1.4 Hz,1H),8.00(d,J=1.2 Hz,1H),7.99~7.97(m,1H),7.95(d,J=1.5 Hz,1H),7.91(ddd,J=8.4,4.0,2.5 Hz,1H),7.49(dt,J=7.5,1.9 Hz,1H),7.47~7.44(m,1H),7.40~7.32(m,2H),5.64~5.59(m,1H),5.43(d,J=6.6 Hz,1H),5.01(d,J=7.8 Hz,1H),3.92(s,1H),3.65(s,3H),3.31~3.24(m,1H),3.15(s,1H);13C-NMR(100 MHz,CDCl3)δ:167.82,165.85,165.79,150.12,133.69,133.04,133.01,130.14,130.11,129.89,129.87,129.86,129.81,128.57,128.55,128.52,128.46,120.46,111.26,109.04,79.58,74.38,73.45,71.24,68.86,44.87,33.52,30.65,29.01,28.34。
化合物5:白色固體;1H-NMR(400 MHz,CDCl3)δ:8.04(dd,J=8.3,1.4 Hz,1H),7.91(ddd,J=8.5,3.5,1.4 Hz,2H),7.86(dd,J=8.4,1.4 Hz,1H),7.51(s,1H),7.46~7.40(m,2H),7.39~7.27(m,2H),5.96(t,J=9.8 Hz,1H),5.74(t,J=9.7 Hz,1H),5.56(dd,J=10.0,8.1 Hz,1H),5.40(d,J=1.3 Hz,1H),5.29~5.19(m,2H),4.66(dd,J=12.3,3.0 Hz,1H),4.53(d,J=4.8 Hz,1H),4.26~4.18(m,1H),4.10(dd,J=12.9,7.0 Hz,1H),3.48(s,3H),2.67~2.58(m,1H);13C-NMR(100 MHz,CDCl3)δ:167.19,165.85,165.85,150.12,133.69,133.04,133.04,130.14,130.14,129.89,129.89,129.86,129.86,128.57,128.55,128.52,128.52,120.46,111.30,108.70,80.20,73.36,72.19,69.20,61.10,52.29,44.90,33.52,30.68,28.60。
在對(duì)Secologanol進(jìn)行?;磻?yīng)過程中,發(fā)現(xiàn)?;瘎┑牧考胺磻?yīng)時(shí)間均對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物產(chǎn)生較大影響。在乙酰化反應(yīng)中,當(dāng)酰化劑為1.5當(dāng)量,反應(yīng)時(shí)間為12 h時(shí),化合物2為主產(chǎn)物,收率為85.3%,而化合物1的收率僅為8.5%,說明Secologanol糖基上羥基相較7-位羥基更容易被?;划?dāng)?;瘎?.5當(dāng)量,反應(yīng)時(shí)間為24 h時(shí),僅得到全乙?;a(chǎn)物1且收率為90.6%。該結(jié)果說明,通過控制反應(yīng)條件,可快速、高效得到化合物1和2。
在進(jìn)行苯甲?;^程中,當(dāng)?;瘎?.0當(dāng)量,反應(yīng)時(shí)間為6 h時(shí),化合物4和5為主要產(chǎn)物;增加反應(yīng)時(shí)間至12 h,有新衍生物3生成,化合物3、4和5的收率分別為21.0%、26.1%和29.0%。當(dāng)苯甲酰氯的量為3.0當(dāng)量,反應(yīng)時(shí)間為24 h,反應(yīng)僅得到全苯甲?;a(chǎn)物3,收率為81.9%。該結(jié)果說明,通過控制反應(yīng)條件,也可快速、高效得到化合物3、4和5。
在進(jìn)行?;磻?yīng)時(shí),需嚴(yán)格控制在無水條件下進(jìn)行。全乙?;a(chǎn)物1和四乙?;a(chǎn)物2的高收率制備,為Secologanol的進(jìn)一步結(jié)構(gòu)修飾打下良好基礎(chǔ);其新苯甲酰化產(chǎn)物3、4和5的制備,為其活性研究提供了新的衍生物。Secologanol不同?;a(chǎn)物1~5的生物活性有待進(jìn)一步研究。