一种益母草碱冰片衍生物、制备方法及其应用
阅读说明：本技术 一种益母草碱冰片衍生物、制备方法及其应用 (Leonurine borneol derivative, preparation method and application thereof ) 是由 李峰 宋艳 宋晓峰 李文保 刘晓坤 张姗姗 于 2021-09-28 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种益母草碱冰片衍生物,所述益母草碱冰片衍生物为B1或B2所示的化合物或其立体异构体或其药学上可接受的盐形式,本发明还提供上述衍生物的制备方法及其在防治神经系统疾病或心脑血管疾病的药物中的应用。本发明提供的益母草碱冰片衍生物具有显著的神经保护作用,能够修复神经细胞损伤,还能够起到明显降脂的功能,因此具有显著治疗和预防神经系统、心脑血管疾病的药理学活性,对于开发新型的预防或治疗神经系统、心脑血管疾病药物具有重要的意义。(The invention provides an leonurine borneol derivative, which is a compound shown as B1 or B2 or a stereoisomer thereof or a pharmaceutically acceptable salt form thereof, and also provides a preparation method of the derivative and application of the derivative in medicines for preventing and treating nervous system diseases or cardiovascular and cerebrovascular diseases. The leonurine borneol derivative provided by the invention has a remarkable neuroprotective effect, can repair nerve cell injury, and also has a remarkable lipid-lowering function, so that the leonurine borneol derivative has a remarkable pharmacological activity for treating and preventing nervous system and cardiovascular and cerebrovascular diseases, and has an important significance for developing novel medicaments for preventing or treating the nervous system and the cardiovascular and cerebrovascular diseases.)
技术领域
本发明属于医药技术领域，具体涉及一种益母草碱冰片衍生物及其制备方法和在防治神经系统疾病或心脑血管疾病的药物中的应用。
背景技术
脑卒中是当今世界严重危害人类健康和生命安全的重大疾病，具有高发病率、高致残率和高死亡率的特点；脑卒中是由于脑部血管突然破裂或因血管阻塞导致血液不能流入大脑而引起脑组织损伤的一组疾病，包括缺血性和出血性卒中。缺血性卒中的发病率高于出血性卒中，占脑卒中总数的60%～70%。在全球范围内每年有一千多万新发卒中，调查显示城乡合计脑卒中已成为我国第一位死亡原因，也是中国成年人残疾的首要原因，给社会和家庭带来严重负担，因此迫切需要有效的卒中预防和治疗措施。脑卒中根据发生部位有不同的治疗方式，其中药物治疗是目前采取的主要治疗方式之一，包括溶栓、抗血小板治疗、早期抗凝和神经保护等。尽管脑卒中治疗药物的研究已取得很大进展，但还有很多问题仍未解决：如溶栓治疗严格的时间窗要求、抗凝降纤治疗的药物选择和联合使用、神经保护药物的临床有效性和安全性等。因此临床上急需一种安全有效、治疗窗较宽的药物用于脑卒中的治疗。
益母草碱于1930年首次从益母草中分离，益母草碱具有活血化淤、利水消肿、兴奋子宫、增强心肌收缩力、兴奋呼吸及心血管保护、中枢保护等作用，其机制可能与其抗氧化，抗细胞凋亡和调节线粒体功能和抗炎等作用有关等功能。
冰片为龙脑香料植物龙脑香树的树脂和挥发油加工品提取获得的结晶，冰片味辛苦，微寒；归心经；清香宣散，具有开窍醒神，清热散毒，明目退翳的功效，主治热病高热神昏，中风痰厥惊痫，暑湿蒙蔽清窍，喉痹耳聋，口疮齿肿，疮痈疳痔，目赤肿痛，翳膜遮睛。
现有技术中未有益母草碱冰片衍生物的报道。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种益母草碱冰片衍生物、制备方法及其在防治神经系统疾病或心脑血管疾病的药物中的应用，实现以下发明目的：
本发明所述益母草碱冰片衍生物具有保护神经作用，能够修复神经细胞损伤；具有减少脑梗死面积及降低神经行为学评分的作用。
为解决上述技术问题，本发明采取以下技术方案：
一种益母草碱冰片衍生物，所述益母草碱冰片衍生物为B1或B2所示的化合物或其立体异构体或其药学上可接受的盐形式：
以下是对上述技术方案的进一步改进：
所述B1的制备方法如下：
（1）制备M-1
将莰烯、2-溴乙醇和蒙脱石K-10加入二氯甲烷中，室温下搅拌24 小时，得到M-1；
所述莰烯与2-溴乙醇的摩尔比为1:1.1；所述莰烯与蒙脱石K-10的质量比为1:2；所述莰烯与二氯甲烷的质量体积比为1g:13.3 mL；
（2）制备M-2
将丁香酸溶于二氯甲烷中，得到丁香酸的二氯甲烷溶液，依次加入氢氧化钾、碳酸钾、四丁基溴化铵和水，搅拌下缓慢滴加含M-1的二氯甲烷溶液，30分钟滴完，室温下反应24小时，得到M-2；
所述丁香酸与氢氧化钾、碳酸钾、四丁基溴化铵、M-1的摩尔比为10:18:10:1:10；
所述四丁基溴化铵与水的质量体积比为1g：30mL；
所述丁香酸的二氯甲烷溶液，丁香酸与二氯甲烷的质量体积比为1g:5 mL；
所述含M-1的二氯甲烷溶液，M-1与二氯甲烷的质量体积比为1g:1.28mL；
（3）制备M-4
室温下将M-2溶于DCM中，依次加入M-3、4-二甲氨基吡啶对甲苯磺酸盐、N, N'-二异丙基碳二亚胺，反应5 h，得到M-4；
所述M-2、M-3、4-二甲氨基吡啶对甲苯磺酸盐、N, N'-二异丙基碳二亚胺的摩尔比为1：1.5：2：2；
所述M-2与DCM的质量体积比为1g：15.9 mL；
（4）制得B1
将M-4溶于二氯甲烷中，0 ℃下滴入三氟乙酸，搅拌5 min，将温度升到室温反应8h，制得B1；
所述M-4与二氯甲烷的质量体积比为1mg：0.05mL；所述二氯甲烷与三氟乙酸的体积比为20:1；
所述B2的制备方法如下：
（1）制备M-5
将丁香酸溶于二氯甲烷中，得到丁香酸的二氯甲烷溶液，依次加入氢氧化钾、碳酸钾、四丁基溴化铵和水，搅拌下缓慢滴加溴代冰片的二氯甲烷溶液，30分钟内滴完，室温下反应24小时，制得M-5；
所述丁香酸、氢氧化钾、碳酸钾、四丁基溴化铵、溴代冰片的摩尔比为10:18:10:1:10；
所述四丁基溴化铵与水的质量体积比为1g:30 mL；
所述丁香酸的二氯甲烷溶液，丁香酸与二氯甲烷的质量体积比为1g:5mL；
所述溴代冰片的二氯甲烷溶液，溴代冰片与二氯甲烷的质量体积比为1 g:1.54mL；
（2）制备M-6
室温下将M-5溶于DCM中，依次加入M-3、4-二甲氨基吡啶对甲苯磺酸盐、N, N'-二异丙基碳二亚胺，室温反应5 h，制得M-6；
所述M-5、M-3、4-二甲氨基吡啶对甲苯磺酸盐、N, N'-二异丙基碳二亚胺的摩尔比为1:1.5:2:2；
所述M-5与DCM的质量体积比为1g:18.2mL；
（3）制备B2
将M-6溶于二氯甲烷中，0 ℃下滴入三氟乙酸，搅拌5 min，将温度升到室温反应8h，制得B2；
所述M-6与二氯甲烷的质量体积比为1mg：0.05mL；所述二氯甲烷与三氟乙酸的体积比为20:1。
所述M-1、M-2、M-3、M-4、M-5、M-6的结构式为：
。
所述的益母草碱冰片衍生物药学上可接受的盐包括无机酸和有机酸衍生的盐；无机酸和有机酸包括盐酸、氢溴酸、硫酸、磷酸、甲磺酸、三氟甲磺酸、苯磺酸、对甲苯磺酸、1-萘磺酸、2-萘磺酸、乙酸、三氟乙酸、苹果酸、酒石酸、柠檬酸、乳酸、草酸、琥珀酸、富马酸、马来酸、苯甲酸、水杨酸、苯基乙酸和杏仁酸。
本发明还提供上述益母草碱冰片衍生物在防治神经系统疾病或心脑血管疾病的药物中的应用。
所述神经系统疾病包括脑卒中、阿尔茨海默病、帕金森症、脑性瘫痪、脑萎缩、记忆力下降、失眠症、健忘症、神经衰弱、癫痫、精神分裂症、精神错乱、注意力缺陷障碍；所述心脑血管疾病包括高血脂、高血压、高血糖、动脉粥样硬化、脑动脉硬化、短暂性脑缺血发作、多发性硬化症。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明经药理学实验证明，本发明所述基于益母草碱冰片结构的衍生物具有保护神经作用，能够修复神经细胞损伤，还能够起到明显降脂的功能，因此具有显著治疗和预防神经系统、心脑血管疾病的药理学活性。
在氧糖剥夺致PC12神经细胞损伤模型中，本发明化合物B1、B2相较于益母草碱组，可以明显提高神经细胞的存活率，和阳性药组Baicalein的效果相当；
本发明化合物B1、B2可以有效减少脑梗死面积及改善神经行为学的作用，化合物B1、B2在20 mg/kg 浓度下的效果优于阳性药组依达拉奉。
附图说明
图1为衍生物B1、B2对大鼠短暂性脑缺血造成的脑梗死面积的柱状图；
图2为衍生物B1、B2对大鼠短暂性脑缺血后的神经行为学评分图；
图3为衍生物B1、B2对大鼠短暂性脑缺血的改善情况图。
具体实施方式
下述实施方式更好地说明本发明内容，但本发明不限于下述实施例。
实施例1：M-1的合成路线如下：
将莰烯 (15.0g, 0.1mol)、2-溴乙醇 (13.6g, 0.11mol)和蒙脱石K-10（30.0g）加入二氯甲烷（200mL）中，室温下搅拌24 小时，反应完全后，过滤，滤饼用饱和盐水（100mL）洗涤，无水硫酸钠干燥，减压浓缩，柱层析得无色油M1，收率72%；ESI-MS：（m/z，%）= 260 [M+H]+。
实施例2：M-2的合成路线如下：
将丁香酸（5.94g, 30mmol）溶于二氯甲烷30mL中，得到丁香酸的二氯甲烷溶液，依次加入氢氧化钾（3.0g, 54mmol）、碳酸钾（4.1g, 30 mmol）、四丁基溴化铵（1.0g,3 mmol）和水30mL，搅拌下缓慢滴加含M-1（7.8g, 30mmol）的二氯甲烷（10mL）溶液，30分钟滴完，室温下反应24小时，反应完全后调pH = 5，分出有机层，有机相水洗，水的用量30mL，水洗后浓缩至干，柱层析得到M-2，收率51%。1H NMR (500 MHz, DMSO-d 6) δ = 7.28 (s, 2H), 4.13(t, 2H), 3.81 (s, 6H), 3.76 (t, 2H), 3.04 (m, 1H), 1.86-1.55 (m, 7H), 1.01(s, 3H), 0.97 (s, 6H). ESI-MS：（m/z，%）= 379 [M+H]+。
实施例3：M-4的合成路线如下：
室温下将M-2 (6.3 g, 16.66 mmol) 溶于100 mL的DCM中，依次加入M-3 (6 g,24.98 mmol)、4-二甲氨基吡啶对甲苯磺酸盐 (9.8 g, 33.32 mmol)、N, N'-二异丙基碳二亚胺 (4.2 g, 33.32 mmol)，反应5 h后，水洗，DCM萃取，收集下层溶液，蒸干后，柱层析得白色泡沫状固体M-4，收率67%。
1H NMR (500 MHz, DMSO-d 6) δ = 9.31 (s, 1H), 8.33 (s, 1H), 7.20 (s,2H), 4.24-4.20 (m, 1H), 4.13 (t, 2H), 4.02 (q, 1H), 3.80 (s, 6H), 3.75 (t,2H), 3.04 (m, 1H), 1.98-1.56 (m, 13H), 1.46 (s, 9H), 1.37 (s, 9H), 1.01 (s,3H), 0.97 (s, 6H). ESI-MS：（m/z，%）= 692 [M+H]+。
实施例4：B1的合成路线如下：
将M-4（200 mg, 0.29 mmol）溶于10 mL二氯甲烷中，0 ℃下滴入0.5 mL的三氟乙酸，搅拌5 min，将温度升到室温反应8 h，反应完毕后蒸干溶剂除掉三氟乙酸，加入20 mL水，以二氯甲烷（10 mL x 3）萃取水相，水相蒸干得固体B1，收率为92%。
1H NMR (500 MHz, CD3OD) δ = 7.36 (s, 2H), 5.36 (dd, 1H), 4.39 (t, 2H),3.91 (s, 6H), 4.13 (t, 2H), 3.79 (t, 2H), 3.66-3.54 (m, 4H), 3.04 (m, 1H),1.89-1.57 (m, 11H), 1.00 (s, 3H), 0.97 (s, 6H). ESI-MS：（m/z，%）= 492 [M+H]+。
实施例5：M-5的合成路线如下：
将丁香酸（5.94g, 30mmol）溶于二氯甲烷30mL中，得到丁香酸的二氯甲烷溶液，依次加入氢氧化钾（3.0g, 54mmol）、碳酸钾（4.1g, 30 mmol）、四丁基溴化铵（1.0g,3 mmol）和水30mL，搅拌下缓慢滴加溴代冰片（6.5g, 30mmol）的二氯甲烷（10mL）溶液，30分钟内滴完，室温下反应24小时，反应完全后调pH = 5，分出有机层，有机相水洗，水的用量为30mL，水洗后浓缩至干，柱层析得到M-5，收率46%。
1H NMR (500 MHz, DMSO-d 6) δ = 7.29 (s, 2H), 3.80 (s, 6H), 3.34 (m,1H), 2.06-1.85 (m, 2H), 1.66-1.45 (m, 5H), 0.91 (s, 3H), 0.87 (s, 6H). ESI-MS：（m/z，%）= 335 [M+H]+。
实施例6：M-6的合成路线如下：
室温下将M-5 (5.5 g, 16.66 mmol) 溶于100 mL的DCM中，依次加入M-3 (6 g,24.98 mmol)、4-二甲氨基吡啶对甲苯磺酸盐(9.8 g, 33.32 mmol)、N, N'-二异丙基碳二亚胺 (4.2 g, 33.32 mmol)，室温反应5 h后，水洗，DCM萃取，收集下层溶液，蒸干后柱层析得白色泡沫状固体M-6，收率61%。1H NMR (500 MHz, DMSO-d 6) δ = 9.30 (s, 1H), 8.36(s, 1H), 7.15 (s, 2H), 4.26-4.21 (m, 1H), 4.02 (q, 1H), 3.80 (s, 6H), 3.34(m, 1H), 2.06-1.85 (m, 2H), 1.68-1.51 (m, 9H), 1.46 (s, 9H), 1.43 (s, 9H),0.92 (s, 3H), 0.87 (s, 6H). ESI-MS：（m/z，%）= 648 [M+H]+。
实施例7：B2的合成路线如下：
将M-6（200 mg, 0.31 mmol）溶于10 mL二氯甲烷中，0 ℃下滴入0.5 mL的三氟乙酸，搅拌5 min，将温度升到室温反应8 h，反应完毕后蒸干溶剂除掉三氟乙酸，加入20 mL水，以二氯甲烷（10 mL x 3）萃取水相，水相蒸干固体B2，收率为95%。
1H NMR (500 MHz, CD3OD) δ = 7.46 (s, 2H), 5.38 (dd, 1H), 3.83 (s, 6H),4.23 (t, 2H), 3.65-3.54 (m, 4H), 3.35 (m, 1H), 2.05-1.87 (m, 2H), 1.67-1.51(m, 9H), 0.90 (s, 3H), 0.87 (s, 6H). ESI-MS：（m/z，%）= 448 [M+H]+。
实施例8： 测定益母草碱冰片衍生物对氧糖剥夺（OGD）致PC12神经细胞损伤模型的作用
缺血性卒中是由于脑血管狭窄或阻塞，引起脑组织供氧及能量代谢障碍，出现局灶性神经系统症状和体征的临床综合症。PC12 细胞是大鼠嗜铬细胞瘤细胞，具有很多神经细胞的特性，常代替神经细胞用于研究，广泛用于体外缺血损伤的研究。氧糖剥夺(Oxygen-glucose deprivation, OGD)模型能较好地模拟脑缺血对神经细胞造成的损害，并为研究药物的神经保护作用提供了一个简便易行的体外模型。
实验分组：空白对照组、模型组、阳性药组（Baicalein）10µmol、益母草碱3个剂量组（10、20、40µmol）、供试化合物3个剂量组（10、20、40µmol）；
样品处理：样品用DMSO溶解，低温保存；
上述不同剂量组的药物加入96孔板时，均需要进行1000倍稀释后得到含待筛选药物的稀释液。
材料：DMEM无糖培养基、含10%FBS的高糖DEME培养基购自Gibco公司；PC12神经细胞购于中科院上海生化细胞所。
实验方法：取复苏后的PC12细胞，按照2×104个细胞/孔加入96孔板中，每孔加入50μL的含10%FBS的高糖DEME培养基孵育过夜后，更换新的含10%FBS的高糖DEME培养基，加入20μL含待筛选药物的稀释液，作用24h后，更换为50μLDMEM无糖培养基，置于缺氧孵箱中(5%CO2，1%O2)中2h，随后更换为50μL含10%FBS的高糖DEME培养基，同时加入20μL含待筛选药物的稀释液，并置于普通细胞培养箱(95% O2，5% CO2)，24h后用MTT（加入96孔板时终浓度应为0.5mg/ml）检测细胞存活率。实验结果如表1所示。
表1 神经细胞存活率检测结果
由表1可见：在氧糖剥夺致PC12神经细胞损伤模型中，化合物B1、B2与OGD损伤组相比有显著性差异，说明具有一定的神经保护效果。
实施例9：测定益母草碱冰片衍生物对大鼠中动脉阻塞模型的药效评价
实验分组：模型组，阳性药组（A）依达拉奉（20 mg/kg），B1（20 mg/kg），B2（20 mg/kg）每组8只大鼠。
实验方法：体重250-280 g的SD雄性大鼠，线栓法形成中动脉阻塞脑缺血模型，于动脉阻塞后2h、4h、6h尾静脉注射给药，24h后检测鼠脑梗死面积，行为学评分指标。2，3，5-氯化三苯基四氮唑（TTC）染色测定脑梗死面积；Longa test测试神经行为学评分。
实验结果：剔除24h后死亡、造模失败大鼠，用于统计的大鼠数量为每组8只。
表2 脑梗死面积及神经行为学评分
结果显示：化合物B1、B2在20 mg/kg 浓度下有改善脑梗死面积及神经行为学的作用。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。
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