岷江瑞香中的愈创木烷倍半萜衍生物及其应用

文档序号:283286 发布日期:2021-11-23 浏览:40次 >En<

阅读说明:本技术 岷江瑞香中的愈创木烷倍半萜衍生物及其应用 (Guaiane sesquiterpene derivative in regachia and application thereof ) 是由 宋少江 黄肖霄 赵鹏 李志远 于 2021-08-24 设计创作,主要内容包括:岷江瑞香中的愈创木烷倍半萜衍生物及其应用,属于医药科技领域,涉及从瑞香科瑞香属植物岷江瑞香中提取分离的三个结构新颖的愈创木烷倍半萜衍生物。本发明所述化合物是采用硅胶、ODS柱层析、HP20柱层析、HPLC等色谱方法得到的。本发明还提供所述三个化合物在制备抗神经炎症药物中的应用。本发明制备方法简单,重现性好,所得化合物纯度高,获得的化合物具有较好的对LPS诱导的BV-2细胞系抗神经炎症活性。(Guaiane sesquiterpene derivatives in regaining daphne and application thereof, belong to the field of medical science and technology, and relate to three guaiane sesquiterpene derivatives with novel structures extracted and separated from the regaining daphne of the family Thymelaeaceae. The compound is obtained by adopting chromatographic methods such as silica gel, ODS column chromatography, HP20 column chromatography, HPLC and the like. The invention also provides application of the three compounds in preparing anti-neuritis medicines. The preparation method is simple, the reproducibility is good, the purity of the obtained compound is high, and the obtained compound has good anti-neuritis activity on BV-2 cell line induced by LPS.)

岷江瑞香中的愈创木烷倍半萜衍生物及其应用

技术领域

本发明属于医药技术领域,涉及从岷江瑞香中制备愈创木烷倍半萜衍生物的方法和该衍生物的应用,具体涉及从岷江瑞香中提取分离得到的3个愈创木烷倍半萜衍生物在制备抗神经炎症药物中的应用。

背景技术

神经炎症是一种在感染、毒性代谢物、创伤或自身免疫的刺激下于中枢神经系统(CNS)中观察到的病症;其主要特征是对称性感觉运动及植物神经功能障碍,目前已经发现多种常见疾病与神经炎症存在关联,其中包括阿尔兹海默症(AD),脑出血以及创伤性脑损伤等。治疗神经炎症的方法主要包括补充维生素B12,给予一些神经保护的药物等。

之前对瑞香属植物芫花(Daphne genkwaSieb.et Zucc.)的化学成分研究过程中,发现一些具有较好神经保护活性的愈创木烷倍半萜衍生物,之后对其他瑞香属植物研究过程,从广泛分布于四川省的汶川至茂县一带的岷江瑞香(Daphne penicillataRehd.)中发现具有抗神经炎症的3个愈创木烷倍半萜衍生物。本发明所涉及的倍半萜衍生物是通过对岷江瑞香提取制备获得的,具有很好的抗神经炎症活性。本发明所涉及的化合物及其活性,迄今为止尚未见有专利或文献报道。

发明内容

本发明的首要目的是提供3个从岷江瑞香中制备的愈创木烷倍半萜衍生物。

本发明还要提供所述3个愈创木烷倍半萜衍生物的制备方法及所述愈创木烷倍半萜衍生物在制备抗神经炎症药物中的用途。

本发明所述3个从瑞香科瑞香属植物岷江瑞香中提取分离得到的愈创木烷倍半萜衍生物,结构如下:

本发明的从岷江瑞香中提取分离所述3个愈创木烷倍半萜衍生物的方法,包括如下步骤:

(1)取干燥的岷江瑞香全草以乙醇提取,合并提取液浓缩得到浸膏;所得浸膏先后采用乙酸乙酯,正丁醇萃取,乙酸乙酯部分和正丁醇部分分别经硅胶柱色谱,以二氯甲烷/甲醇按体积比100:1~1:1进行梯度洗脱,共收集到4个馏分Fr.A~Fr.D;

(2)馏分Fr.A经聚酰胺柱色谱,以乙醇水梯度洗脱,共收集到2个馏分Fr.A1~Fr.A2;

(3)馏分Fr.A1先后经HP20柱色谱分离和ODS柱分离,以乙醇水梯度洗脱,收集得到5个馏分Fr.A1-I,Fr.A1-II,Fr.A1-III,Fr.A1-IV,Fr.A1-V;

(4)馏分Fr.A1-I经硅胶柱,以石油醚/乙酸乙酯按体积比100:1~5:1梯度洗脱,其中洗脱得到的第2个馏分Fr.A1-I-2经制备型HPLC,以甲醇/水洗脱,得到8个馏分Fr.A1-I-2-1~Fr.A1-I-2-8,Fr.A1-I-2-3再经过半制备型HPLC色谱,以乙腈/水洗脱,分离纯化得到化合物1,Fr.A1-I-2-7-5经过半制备型HPLC色谱,以甲醇/水洗脱,分离纯化得到化合物2和化合物3。

上述提取方法,其中:

步骤(1)中所述乙醇为70-80%工业乙醇,回流提取2-3次。

步骤(2)中所述乙醇/水的梯度浓度为:20%,70%。

步骤(3)中先后经HP20柱色谱分离和ODS柱分离的乙醇水的梯度浓度分别为:20%,50%,90%和40%,50%,60%,70%,80%,90%。

所得的化合物经过系统结构鉴定,结果如下,对应图谱如图2~26所示:

Daphnenoid A(1):无色晶体(甲醇),HRESIMS给出准分子离子峰[M+H]+峰m/z 291.1220(calcd for C16H19O5,291.1227),结合1H-NMR、13C-NMR推测其分子式为C16H18O5,计算其不饱和度为8。UV图谱中在238nm波长下显示有吸收峰,UV(MeOH)λmax(logε):238nm(0.81)。

1H-NMR(600MHz,CDCl3)中,δH6.16(1H,d,J=1.5Hz)为一个烯氢质子信号,δH3.93(1H,s)为一个羟基信号,δH2.11(1H,brd,J=5.3Hz)为一个次甲基质子信号,δH3.63(3H,s)为甲氧基上质子信号,δH2.02(3H,d,J=1.4Hz),δH1.23(3H,s)为两个甲基碳上的氢信号。结合HSQC谱,对13C-NMR(150MHz,CDCl3)谱进行分析显示出16个碳信号,其中有四个sp3杂化的季碳信号(δC84.7,68.2,60.5,59.0),四个sp2杂化的季碳信号(δC212.6,198.0,171.0,158.9),一个连有质子的双键碳信号(δC125.4),一个次甲基碳信号(δC53.5),三个亚甲基碳信号(δC38.6,33.0,32.2)和三个甲基碳信号(δC52.5,22.7,11.9,其中δC52.5的碳上连氧)。考虑到有一个双键,三个羰基以及八个不饱和度,根据以上信息推断化合物1可能是一个拥有四环系统的倍半萜类化合物。

通过对HMBC谱分析,H-5(δH2.11)与C-3(δC212.6)相关,H-2(δH2.98,δH 2.57)与C-5(δC53.5)相关以及H3-15(δH1.23)与C-3(δC212.6),C-4(δC59.0)和C-5(δC 53.5)的相关证实了由C-1,C-2,C-3,C-4,C-5组成的五元碳环A的存在,并且其C-3位上酮的存在以及C-4位上甲基的存在。H3-16(δH3.63)与C-13(δC171.0)的相关证实了甲氧酰基的存在。为了进一步确定化合物1的平面结构,我们利用计算机辅助结构解析系统(CASE)得到一系列符合化合物1的2D核磁数据可能的平面结构,接着基于经验NMR化学位移预测选出最可能的结构。如下内容所示的“化合物1的CASE结果和关键NOESY相关以及晶体结构”,在1.0s内生成4个结构并根据13C的平均偏差进行排列。根据最低标准偏差值确定化合物1匹配最好的结构。在MCD图中,C-12位上的亚甲基氢(δH2.31,1.82)与五个季碳(C-1,C-3,C-4,C-7,C-11)和一个叔碳(C-5)存在相关,确定了C-1和C-7通过C-11桥连在一起并且甲氧酰基连接在C-11位上,以及由C-1,C-4,C-5,C-12和C-11所组成的五元碳环B的存在。7位上的OH(δH3.93)与C-6(δC32.3),C-8(δC198.0),C-11(δC68.2)存在相关,说明了7-OH连接在C-7上,C-8位上存在酮羰基。根据以上信息,并结合1H-1H COSY谱中所显示的自旋偶合系统,说明了笼状结构的存在。最后,推断化合物1的平面结构是一个具有四环[5.3.2.01,6.04,11]十二烷骨架新颖的笼状倍半萜。

接下来通过NOESY谱确定了化合物1的相对构型,H-5(δH2.11)与H-15(δH1.23)的NOE相关,说明H-5与H-15在同一侧,归属为α朝向;H-2β/H-12β以及H-6β/H-12α的相关进一步证实上述推断。由于5/5/5/6笼状四环系统的空间位阻和五元碳环C以及环D的刚性连接,因此相对构型被归属为1R*,4R*,5R*,7S*,11S*。然后,利用NMR化学位移计算进一步确定化合物1的平面结构和相对构型。为了确定其绝对构型,在B3LYP/6-311++G(2d,p)水平下对化合物1进行计算ECD,其中(1R,4R,5R,7S,11S)-1的计算ECD谱图与化合物1的实验ECD谱图吻合。在经过多次尝试后,在二氯甲烷/甲醇(1:1)的混合溶剂中得到化合物1的单晶,之后X-ray衍射结果证实了绝对构型的归属以及立体结构的推测(图10,CCDC 1876453,Flackparameter=-0.04(3))。经scifinder数据库检索,化合物1为未报道的新化合物,命名为Daphnenoid A。

Daphnenoid B和Daphnenoid C(2-3):无色油状物,化合物2的旋光值为 化合物3的旋光值为HRESIMS给出化合物2的准分子离子峰m/z273.1464[M+Na]+(calcd for C15H22O3Na,273.1461),化合物3的准分子离子峰m/z273.1462[M+Na]+(calcd for C15H22O3Na,273.1461)。结合1H-NMR、13C-NMR推测化合物2和3的分子式都为C15H22O3,计算不饱和度为5。对化合物2和3的13C-NMR(150MHz,CDCl3)以及HSQC谱图的分析显示出15个碳信号,包括一个sp3杂化的季碳信号,三个sp2杂化的季碳信号,一个质子化的烯氢碳信号,三个次甲基碳信号,五个亚甲基碳信号以及两个甲基碳信号。在所有观察到的信号中,一个双键和两个羰基占据了三个不饱和度,剩余两个不饱和度可能组成两个碳环骨架,根据以上信息说明化合物2和3是一对具有相同双环系统骨架的倍半萜。

对HMBC谱分析,H2-2与C-1,C-4和C-5的相关以及H2-3与C-1和C-5的相关说明了五元碳环A的存在,并且其C-1位上存在酮羰基而C-4位上存在甲基。H2-13与C-7,C-11和C-12的HMBC相关也说明了末端双键的存在。由H-4与C-6和C-12,H-12与C-1和C-6以及H-6与C-1和C-12的HMBC相关说明了双环系统由一个螺碳原子C-5连接在一起。由于H-7的关键HMBC相关缺失以及H-8和H-3的化学位移值的重叠使得环B的归属遇到困难,尽管H-6α与C-11存在相关,但是没有其他足够的证据证明五元碳环B的存在。此外,在自然界中奇特的5/5螺环倍半萜还没有被发现,甚至5/6螺环系统的倍半萜在植物中和海洋微生物中也很稀少。为了进一步准确证实环B的结构,采用计算机辅助结构解析系统(CASE)来生成所有可能的结构,相比其他候选结构,具有5/5骈合螺环系统的结构具有最低13C平均偏差,被认为是最合理的结构。之后又进一步通过NMR化学位移计算得到证实。最后,Daphnenoid B和DaphnenoidC(2-3)平面结构得到确定,并且其螺[4.4]壬烷骨架也得到确定。

通过对化合物2和3的NOESY谱进行分析,H-6β与H-9和H3-15的相关证明了CH3-15和H-7都为α-朝向;在化合物2中发现了H-7与H-12的相关,说明了H-7与H-12在同一侧,为α-朝向,而在化合物3中没有发现H-7与H-12的相关,却发现了H-4与H-12的相关,说明在化合物3中H-12为β-朝向,这说明化合物2和3是非对映异构体。此外,为了进一步确证化合物2和3这对非对映异构体的区别,之后在PCM溶剂模型的氯仿中并在mPW1PW91/6-311+G(d,p)//ωB97XD/6-31G(d)水平下,对两个候选结构(A和B)的NMR化学位移进行计算,首先使用基于量子机制化学位移分析得到的R2值来区别化合物2和3,但是R2值的区别很小,无法用来确证化合物2和3的H-12的相对构型;之后,采用MAEΔΔδ来归属H-12的构型,最低的MAEΔΔδ值指示化合物2与结构A和化合物3与结构B的组合匹配最好;最后又采用另一个高可信度的用于非对映异构体结构归属的参数CP3,CP3计算结果显示4R*,5R*,7S*,12R*的构型(即结构B)属于化合物3,并基于实验和计算1H和13C化学位移比较的结果,确定其可能性为100%。据此,NOESY分析,R2值,MAEΔΔδ以及CP3结果都一致,因此化合物2和3的相对构型分别为4R*,5R*,7S*,12S*和4R*,5R*,7S*,12R*。但是由于2-丁酮部分的柔性,对化合物2和3的单晶没有培养成功;最后采用实验与计算ECD谱图比较来确定化合物2和3的绝对构型,化合物2和3的绝对构型分别确定为4S,5S,7R,12R和4S,5S,7R,12S。

经scifinder数据库检索,化合物2和3为未报道的新化合物,命名为Daphnenoid B(2)和Daphnenoid C(3)。

化合物1-3的1H NMR数据和13C NMR数据

化合物1-2的HMBC和1H-1H COSY相关

化合物1的CASE结果和关键NOESY相关以及晶体结构

化合物2-3的关键NOESY相关

本发明还提供一种药物组合物,包括所述的愈创木烷倍半萜衍生物、该化合物在药学上可接受的盐、药学上可接受的赋形剂或/和载体。

本发明还提供岷江瑞香提取物在治疗抗神经炎症的药物中的应用。

本发明还提供所述3个愈创木烷倍半萜衍生物在治疗抗神经炎症的药物中的应用。

对本发明涉及的3个愈创木烷倍半萜衍生物进行抗神经炎症活性评价。结果化合物1-3显示出与阳性药Dex相当的对LPS诱导的BV-2小鼠小胶质细胞抗神经炎症活性。因此,本发明所述的愈创木烷倍半萜衍生物具有临床治疗抗神经炎症药物的潜力。

本发明的优点在于,所述愈创木烷倍半萜衍生物均为新化合物,结构新颖,且均为立体构型确定的光学纯化合物,同时有较好的抗神经炎症活性,具有进一步开发的价值。

附图说明

图1化合物1-3的结构;

图2化合物1的质谱;

图3化合物1的1H-NMR谱(600MHz,CDCl3);

图4化合物1的13C-NMR谱(150MHz,CDCl3);

图5化合物1的HSQC谱(600MHz,CDCl3);

图6化合物1的HMBC谱(600MHz,CDCl3);

图7化合物1的1H-1H COSY谱;

图8化合物1的NOESY谱(600MHz,CDCl3);

图9由CASE系统生成化合物1的可能结构和MCD图;

图10化合物1计算与实验ECD比较和单晶图;

图11化合物2的质谱;

图12化合物2的1H-NMR谱(600MHz,CDCl3);

图13化合物2的13C-NMR谱(150MHz,CDCl3);

图14化合物2的HSQC谱(600MHz,CDCl3);

图15化合物2的HMBC谱(600MHz,CDCl3);

图16化合物2的1H-1H COSY谱;

图17化合物2的NOESY谱(600MHz,CDCl3);

图18化合物3的质谱;

图19化合物3的1H-NMR谱(600MHz,CDCl3);

图20化合物3的13C-NMR谱(150MHz,CDCl3);

图21化合物3的HSQC谱(600MHz,CDCl3);

图22化合物3的HMBC谱(600MHz,CDCl3);

图23化合物3的1H-1H COSY谱;

图24化合物3的NOESY谱(600MHz,CDCl3);

图25化合物2和3的实验和计算13C NMR化学位移的CP3计算和MAEΔΔδ参数;

图26化合物2和3的实验和计算ECD谱图;

图27化合物1-3对LPS诱导的BV-2小鼠小胶质细胞神经炎症损伤保护活性;所有数据以means±SD表示(三次独立实验);Dex为阳性药。

具体实施方式

下面所列实施例有助于本领域技术人员更好地理解本发明,但不以任何方式限制本发明。

实施例1:由岷江瑞香制备愈创木烷倍半萜衍生物1-3的制备方法,包括以下步骤:

(1)取干燥的岷江瑞香全株(48kg)以75%工业乙醇回流提取三次,合并提取液浓缩得到浸膏。所得浸膏先后采用乙酸乙酯,正丁醇萃取。乙酸乙酯层提取物(600g)和正丁醇层提取物(1.2kg)经减压硅胶柱色谱,以二氯甲烷/甲醇系统按体积比100:1,50:1,30:1,20:1,10:1,5:1,3:1,1:1进行梯度洗脱,共收集到4个馏分Fr A~Fr D。

(2)馏分Fr.A(200g)经聚酰胺柱色谱,以乙醇水系统进行梯度洗脱(20%,70%),共收集到2个馏分Fr.A1~Fr.A2。

(3)馏分Fr.A1(90g)首先经HP20柱色谱,以乙醇水梯度洗脱(20%,50%,90%),然后经ODS柱色谱,以乙醇水梯度洗脱(40%,50%,60%,70%,80%,90%),收集馏分得到5个馏分Fr.A1-I,Fr.A1-II,Fr.A1-III,Fr.A1-IV,Fr.A1-V。

(4)馏分Fr.A1-I(12g)经硅胶柱色谱,以石油醚/乙酸乙酯梯度洗脱(按体积比100:1,50:1,30:1,20:1,10:1,5:1)。得到的第2馏分Fr.A1-I-2经制备型HPLC,以甲醇/水洗脱(按体积比40:60),得到8个馏分(Fr.A1-I-2-1~Fr.A1-I-2-8),Fr.A1-I-2-3再经过半制备型HPLC色谱,以乙腈/水洗脱(按体积比20:80),分离纯化得到化合物1(12mg),Fr.A1-I-2-7-5经过半制备型HPLC色谱,以甲醇/水洗脱(按体积比25:75),分离纯化得到化合物2(1.2mg)和化合物3(2.2mg)。得到的化合物1-3的结构如图1所示。

实施例2:得到的愈创木烷倍半萜衍生物1-3的抗神经炎症活性检测。

将BV2小鼠小胶质细胞于含10%FBS的DMEM培养基中,并置于充有37℃、5%CO2饱和湿度培养箱中培养。细胞汇合度达80%时进行传代。

通过NO含量检测考察由岷江瑞香得到的愈创木烷倍半萜衍生物1-3的抗神经炎症活性。将BV2小胶质细胞种于96孔板,种板密度为6×104个/mL,每孔100μL,设置3个复孔,置于37℃、5%CO2饱和湿度培养箱培养。12h后,加药(10μM)。1h后,加入10μg/mL LPS刺激BV2小胶质细胞。24小时后,收集培养上清液,使用NO测定试剂盒来测量上清液中的一氧化氮含量。

首先将Griess ReagentⅠ和ReagentⅡ恢复室温,在96孔板中按每孔50μL加入培养基上清,再依次加入Griess ReagentⅠ和ReagentⅡ试剂,采用酶标仪于540nm处测定吸光度。所有实验都平行进行并重复三次,设置空白组及阳性对照组,并利用GraphPad Prism 6软件进行分析,结果如图27所示。

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