阅读说明：本技术 一种葛根素新型衍生物及其制备方法和用途 (Puerarin novel derivative and preparation method and application thereof ) 是由 袁崇均 陈帅 罗森 王笳 于 2019-08-07 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种化合物、或其盐、或其晶型,所述化合物的结构如式I所示。本发明提供的化合物为一种结构新颖的葛根素衍生物,其易溶于水,在水中的溶解度为葛根素的100倍；并且具有明显的抗缺氧活性,且效果优于葛根素,临床上可广泛用于制备预防和/或治疗心脑血管疾病及糖尿病、高血压、脑梗死、病毒性心肌炎、青光眼等疾病的药物。<Image he="480" wi="700" file="DDA0002159179600000011.GIF" imgContent="drawing" imgFormat="GIF" orientation="portrait" inline="no"></Image>(The invention provides a compound, or a salt or a crystal form thereof, wherein the structure of the compound is shown as a formula I. The compound provided by the invention is a puerarin derivative with a novel structure, is easy to dissolve in water, and has the solubility 100 times that of puerarin in water; has obvious anti-anoxia activity and better effect than puerarin, and can be widely used for preparing clinicallyCan be used for preventing and/or treating cardiovascular and cerebrovascular diseases, diabetes, hypertension, cerebral infarction, viral myocarditis, glaucoma, etc.)

一种葛根素新型衍生物及其制备方法和用途

技术领域

本发明属于药物制备领域，具体涉及一种葛根素新型衍生物及其制备方法和用途。

背景技术：

葛根素(Puerarin)是从豆科植物野葛Puerarialobata(Willd.)Ohwi的干燥根中提取分离得到的一种异黄酮苷类化合物，化学名称为8-β-D-吡喃葡萄糖-4',7-二羟基异黄酮，化学结构式为：

葛根素为白色至微黄色结晶性粉末，其在甲醇中溶解，在乙醇中略溶，在水中微溶。

葛根素具有广泛的药理活性。药理研究表明，它具有β肾上腺素受体阻滞作用，可以降低血管阻力，扩大冠动脉，改善心肌收缩功能，降低心肌耗氧量，减少急性心梗面积，对心肌缺血再灌注损伤具有保护作用。在临床上广泛地应用于治疗心血管系统的疾病，例如冠心病、心绞痛、心肌梗塞、视网膜动脉和静脉阻塞、突发性耳聋以及糖尿病、高血压、脑梗死、病毒性心肌炎、青光眼等。

葛根素具有异黄酮类物质化学结构的特点，B环受吡喃环羰基的立体阻碍影响，在空间上只能形成大的共轭体系而成为近似平面结构，晶格排列紧密，刚性较强，且7，4'位上的两个酚羟基可形成分子间氢键，使葛根素分子间作用力增大，熔点较高，脂溶性和水溶性均较差，吸收差，消除快，影响其生物活性及药效发挥，从而制约了其在临床上的广泛应用。临床使用的注射剂，由于葛根素在水中溶解度小，配方中常加人丙二醇、乙二醇或聚乙烯吡咯烷酮(PVP)等作为助溶溶媒，而由助溶剂引起的血管刺激、发热、过敏、红细胞溶解等相关不良反应报道也逐年增多。

如何通过改变葛根素的结构来改善葛根素衍生物的溶解性能，从而来优化葛根素类化合物的药动学性质，形成安全、有效和持久的药效，提高其生物利用度越来越受到重视。前人对葛根素进行过非常多的结构改造，但均着眼于葛根素分子结构中的4'、7位酚羟基，3'、5'位上的氢以及葡糖糖分子结构中的6”位氢进行修饰，提高其水溶性和脂溶性，改善其在体内的油水分配系数，延长药效，提高其生物利用度，增强其药理活性。但均未有重大突破，未见葛根素衍生物新药或临床试验方面的报道。

所以，研究一种结构新颖、溶解性好、药理活性优异的葛根素衍生物，对临床上治疗脑血管疾病及糖尿病、高血压、脑梗死、病毒性心肌炎、青光眼等疾病的新药的开发非常重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种葛根素新型衍生物及其制备方法和用途。

本发明提供了一种化合物、或其盐、或其晶型，所述化合物的结构如式I所示：

其中，glc的结构为

R₁、R₂、R₃各自独立地选自H、-OR₄、C_1-5烷基，R₄选自H、C_1-5烷基、-COR₅，R₅选自C_1-5烷基。

进一步地，R₁、R₂、R₃各自独立地选自H、-OR₄、C_1-3烷基，R₄选自H、C_1-3烷基、-COCH₃。

进一步地，所述化合物的结构如式II所示：

其中，glc的结构为

本发明还提供了一种制备上述化合物的方法，所述方法包括以下步骤：

(1)葛根素与碱性水溶液反应，反应结束后，将所得体系的pH至6～7，备用；

(2)将步骤(1)所得备用液脱盐，即得。

进一步地，步骤(1)中，所述碱性水溶液选自NaOH水溶液、KOH水溶液或Na₂CO₃水溶液；所述反应的溶剂为乙醇；所述葛根素、碱性水溶液、反应的溶剂的质量体积比为1.0g：(0.5～2.0)ml：(10.0～30.0)ml；所述反应的时间为5～60min；

优选地，所述碱性水溶液中，NaOH、KOH或Na₂CO₃与水的质量体积比为1％～10％g/ml；所述反应的溶剂为体积浓度为75％的乙醇；所述葛根素、碱性水溶液、反应的溶剂的质量体积比为1.0g：1.0ml：20.0ml。

进一步地，步骤(2)中，所述脱盐的方法为：

方法i:将步骤(1)所得备用液浓缩，干燥，然后用加入乙醇溶解，过滤，取滤液，浓缩干燥，即得；

或，方法ii:将步骤(1)所得备用液浓缩，然后加入剩余液体10倍体积的水，利用大孔吸附树脂柱吸附洗脱，收集洗脱液，过滤，取滤液，浓缩干燥，即得；

或，方法iii:将步骤(1)所得备用液浓缩，然后利用G3垂熔玻砂漏斗吸附洗脱，收集洗脱液，浓缩干燥，即得；

优选地，方法i中，所述溶解方式为超声溶解，所述过滤采用的是G3垂熔玻砂漏斗；

方法ii中，所述洗脱时采用的洗脱剂先是水，当洗脱液无氯离子存在后，再采用体积浓度为70％的乙醇作为洗脱剂，并收集洗脱液；所述过滤采用的是G3垂熔玻砂漏斗；

方法iii中，所述洗脱时采用的洗脱剂是乙醇。

进一步地，所述方法还包括：将步骤(2)脱盐后所得产物在溶剂中重结晶；

优选地，所述溶剂为体积浓度为70％的乙醇或水；所述脱盐后所得产物与溶剂的质量体积比为1:1g/ml；所述重结晶的条件为：加热溶解后室温静置10～14小时。

本发明还提供了上述化合物、或其盐、或其晶型在制备抗缺氧药物中的用途。

进一步地，所述抗缺氧药物为预防和/或治疗以下疾病的药物：心脑血管疾病、糖尿病、高血压、脑梗死、病毒性心肌炎、青光眼。

本发明还提供了一种药物组合物，所述药物组合物是由上述化合物、或其盐、或其晶型为活性成分，加上药学上可接受的载体制成的制剂。

进一步地，所述制剂选自注射剂、冻干粉针、片剂、散剂、颗粒剂、胶囊剂、丸剂、口服溶液、滴眼液；

优选地，所述片剂包括：普通压制片、咀嚼片、泡腾片、多层片、缓释片、控释片、包衣片、分散片、***片、舌下片；丸剂包括：滴丸、含化滴丸、微丸等；胶囊剂包括：硬胶囊剂、软胶囊剂、肠溶胶囊剂、缓释胶囊剂、微囊。

综上，本发明对葛根素异黄酮骨架进行结构修饰，通过C环开环使葛根素形成链状二苯乙酮苷类化合物，从而打破了葛根素的平面结构，制得了一种结构新颖的葛根素衍生物。本发明的葛根素衍生物易溶于水，在水中的溶解度为葛根素的100倍；并且具有明显的抗缺氧活性，且效果优于葛根素，临床上可广泛用于制备预防和/或治疗心脑血管疾病及糖尿病、高血压、脑梗死、病毒性心肌炎、青光眼等疾病的药物。

关于本发明的使用术语的定义：除非另有说明，本文中基团或者术语提供的初始定义适用于整篇说明书的该基团或者术语；对于本文没有具体定义的术语，应该根据公开内容和上下文，给出本领域技术人员能够给予它们的含义。

碳氢基团中碳原子含量的最小值和最大值通过前缀表示，例如，C_1-5烷基是指包含1～5个碳原子的直链或支链的烷基。

本发明中，“药学上可接受的”是指某载体、运载物、稀释剂、辅料，和/或所形成的盐通常在化学上或物理上与构成某药物剂型的其它成分相兼容，并在生理上与受体相兼容。

本发明化合物加上药学上可接受的载体而制成不同的药物制剂，如注射剂、冻干粉针、片剂、散剂、颗粒剂、胶囊剂、丸剂、口服溶液、滴眼液等，其中片剂包括：普通压制片、咀嚼片、泡腾片、多层片、缓释片、控释片、包衣片、分散片、***片、舌下片等；丸剂包括滴丸、含化滴丸、微丸等。胶囊剂包括：硬胶囊剂、软胶囊剂、肠溶胶囊剂、缓释胶囊剂、微囊等。

本发明中，“正反应”是指能发生化学反应；“负反应”是指不能发生化学反应。

显然，根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更。

以下通过实施例形式的

具体实施方式

，对本发明的上述内容再作进一步的详细说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。凡基于本发明上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。

附图说明

图1为本发明化合物的紫外光谱图谱。

图2为本发明化合物的红外光谱图谱。

图3为本发明化合物的质谱图。

图4为本发明化合物的高分辨质谱图。

图5为本发明化合物的¹HNRM氢谱图。

图6为本发明化合物的¹³CNRM碳谱图。

具体实施方式

本发明所用原料与设备均为已知产品，通过购买市售产品所得。

实施例1本发明化合物的制备

①化学反应

葛根素50g，加75％V/V乙醇20倍量于2L圆底烧瓶中，水浴加热回流，然后加1～10％W/V的NaOH或KOH或Na₂CO₃水溶液50ml，反应5～60min，取出反应液，用盐酸调PH值至6～7，备用。

②脱盐

方法1：将步骤①的备用液于60℃减压回收溶剂，于水浴锅中用蒸发皿浓缩成浸膏，60℃减压干燥，得棕黄色干燥粉末。用500ml无水乙醇分5次超声溶解，G3垂熔玻砂漏斗过滤，合并滤液，回收溶剂，60℃减压干燥，得棕黄色干燥粉末，备用。

方法2：将步骤①的备用液于60℃减压回收溶剂，于水浴锅中用蒸发皿浓缩至100ml，再加水1000ml，摇匀，溶液上D₁₀₁大孔吸附树脂柱(柱规格：直径10cm×长度65cm)，水洗至流出液无氯离子存在，再用70％V/V乙醇洗脱，用G3垂熔玻砂漏斗过滤，回收溶剂，60℃减压干燥，得棕黄色干燥粉末，备用。

方法3：将步骤①的备用液于60℃减压回收溶剂，于水浴锅中用蒸发皿浓缩至100ml，加80～100目硅胶100g，吸附、拌匀，60℃干燥，放入500mlG3垂熔玻砂漏斗中，然后用500ml无水乙醇搅拌、洗脱，合并洗脱液，回收溶剂，60℃减压干燥，得棕黄色干燥粉末，备用。

③结晶

将步骤②的备用粉末用70％V/V乙醇或水(溶剂与粉末的比例为1：1V/W)重结晶(加热溶解后室温静置10～14小时)，即得本发明化合物，为无色至微红色结晶性粉末，收率80％(以葛根素投料量计)。

本发明化合物熔点mp:108～110℃,UVλ_max281nm，其紫外光谱图谱、红外光谱图谱(IR)、质谱图(MS)、高分辨质谱图、¹HNRM、¹³CNRM依次见图1～6，经鉴定为4,6,4'-三羟基二苯乙酮-5-β-D-吡喃葡萄糖苷，化学结构式如下：

以下为本发明化合物制剂的制备。

实施例2制备本发明化合物的注射剂

以制备本发明化合物1000ml注射剂为例，所用的原辅料如下：

采用常规注射剂的制备工艺，用1％盐酸调PH4～6，每支2ml，含本发明化合物50mg。本品为无色澄明液体。

实施例3制备本发明化合物的片剂

以制备本发明化合物片剂1000片为例，所用的原辅料如下：

本发明化合物 25g

淀粉 160g

硬脂酸镁 15g

采用常规片剂的制备工艺制成，每片重0.2g，每片含本发明化合物25mg。

实施例4制备本发明化合物的胶囊剂

以制备本发明化合物胶囊剂1000粒为例，所用的原辅料如下：

本发明化合物 25g

淀粉 260g

硬脂酸镁 15g

采用常规胶囊剂的制备工艺制成，每粒重0.3g，每粒含本发明化合物25mg。

实施例5制备本发明化合物的口服溶液

以制备本发明化合物口服溶液1000支为例，所用的原辅料如下：

采用常规口服溶液的制备工艺制成，用1％盐酸调PH4～6，每支10ml，每支含本发明化合物50mg。本品为无色澄明液体。

实施例6制备本发明化合物的滴眼液

以制备本发明化合物滴眼液1000支为例，所用的原辅料如下：

采用常规口服溶液的制备工艺制成，每支5ml，每支含本发明化合物50mg。本品为无色澄明液体。

以下通过实验例证明本发明化合物的有益效果。

实验例1本发明化合物的理化常数测定及化学反应(与葛根素比较)

(1)按中国药典2015版四部0401所述的方法进行紫外光谱测定，结果本发明化合物λ_max280.6nm，葛根素λ_max250.7nm(文献报道λ_max250nm)。

(2)按中国药典2015版四部0612，第一法所述的方法进行熔点测定，结果本发明化合物mp.108～110℃，葛根素mp.186～189℃(文献报道mp.187～189℃)。

(3)按中国药典2015版四部第Ⅹ页所述的方法进行溶解度测定，结果本发明化合物在水中溶解度为0.48g/ml，葛根素在水中溶解度为4.6mg/ml(文献报道4～6mg/ml)。

(4)与盐酸-镁粉反应：葛根素为正反应，反应液为鲜黄色至深棕色，本发明化合物为负反应。

(5)与碱性试剂反应(1％NaOH)：均为正反应，葛根素反应液为鲜黄色，本发明化合物反应液为深棕色。

上述实验表明，本发明化合物与葛根素比较，熔点降低，紫外吸收红移，在水中溶解度增加。本发明化合物已不具有异黄酮的结构特点，酚羟基增多，活性增强。

实验例2本发明药物对小鼠常压耐缺氧试验

1、实验方法：小鼠36只，体重20～22g，雌雄各半，随机分为3组，即空白组、葛根素组(葛根素购于陕西绿清生物工程有限公司，批号181203，含量＞99％)、本发明化合物组，每组小鼠12只。空白组每日灌胃给予等体积溶媒(西黄蓍胶混悬液)，葛根素组及本发明化合物组用西黄蓍胶混悬，剂量为100mg·kg^-1·d^-1。灌胃给药，连续给药7天后处理动物。即于末次给药后1h开始耐缺氧试验，将小鼠放入密闭的广口瓶内，凡士林涂抹瓶口，盖严，记录小鼠自入瓶开始至死亡的存活时间。

2、实验结果：结果见表1。结果表明本发明药物能明显延长小鼠耐缺氧的存活时间，与空白组比较有显著差异(P<0.05)，且效果优于葛根素，证明本发明药物能显著增强机体耐缺氧能力。

表1本发明化合物对小鼠常压耐缺氧试验(

n＝12)

组别	剂量(mg/kg)	存活时间(s)
			空白组	/	13.05±1.78
葛根素组	100	18.25±2.08<sup>*</sup>
			本发明化合物组	100	23.17±3.52<sup>**</sup>

注：与空白对照组比较，^*P<0.05，^**P<0.01

实验例3本发明化合物对小鼠急性脑缺血试验

1、实验方法：小鼠36只，体重20～22g，雌雄各半，随机分为3组，即空白组、葛根素组、本发明化合物组，每组小鼠12只。空白组每日灌胃给予等体积溶媒(西黄蓍胶混悬液)，葛根素组及本发明化合物组用西黄蓍胶混悬，剂量为100mg·kg^-1·d^-1。灌胃给药，连续给药7天后处理动物。即于末次给药后1h，自小鼠耳后部迅速断头，记录小鼠从断头开始到最后一次喘息时间。

2、实验结果：结果见表2。结果表明本发明化合物能明显延长小鼠急性脑缺血的存活时间，与空白组比较有显著差异(P<0.01)，且效果优于葛根素，证明本发明药物可用于缺血性脑血管疾病的治疗。

表2本发明化合物对小鼠急性脑缺血试验(

n＝12)

组别	剂量(mg/kg)	存活时间(s)
			空白组	/	14.48±2.15
葛根素组	100	22.95±2.21<sup>**</sup>
			本发明化合物组	100	25.37±2.68<sup>***</sup>

注：与空白对照组比较，^**P<0.01，^***P<0.001

实验例4本发明化合物对小鼠化学性缺氧试验

1、实验方法：小鼠36只，体重20～22g，雌雄各半，随机分为3组，即空白组、葛根素组、本发明化合物组，每组小鼠12只。空白组每日灌胃给予等体积溶媒(西黄蓍胶混悬液)，葛根素组及本发明化合物组用西黄蓍胶混悬，剂量为100mg·kg^-1·d^-1。灌胃给药，连续给药7天后处理动物。即于末次给药后1h，各组均腹腔注射NaNO₂200mg·kg^-1，立即开始记录小鼠存活时间。

2、实验结果：结果见表3。结果表明本发明化合物能明显延长小鼠化学性缺氧的存活时间，与空白组比较有显著差异(P<0.01)，且效果优于葛根素，证明本发明药物能显著提高机体耐缺氧能力。

表3本发明化合物对小鼠化学性缺氧试验(

n＝12)

组别	剂量(mg/kg)	存活时间(s)
			空白组	/	9.72±1.17
葛根素组	100	12.53±2.81<sup>**</sup>
			本发明化合物组	100	15.85±2.57<sup>***</sup>

注：与空白对照组比较，^**P<0.01，^***P<0.001

综上，本发明对葛根素异黄酮骨架进行结构修饰，通过C环开环使葛根素形成链状二苯乙酮苷类化合物，从而打破了葛根素的平面结构，制得了一种结构新颖的葛根素衍生物。本发明的葛根素衍生物易溶于水，在水中的溶解度为葛根素的100倍；并且具有明显的抗缺氧活性，且效果优于葛根素，临床上可广泛用于制备预防和/或治疗心脑血管疾病及糖尿病、高血压、脑梗死、病毒性心肌炎、青光眼等疾病的药物。