一种罗汉果酸酰化衍生物及其制备方法
阅读说明：本技术 一种罗汉果酸酰化衍生物及其制备方法 (Momordica grosvenori acid acylation derivative and preparation method thereof ) 是由 李伟 黄华学 贺进军 黄�俊 宋谷良 江小龙 于 2021-05-31 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种罗汉果酸的酰化衍生物,其结构如下式(I)或式(II)所示：其中R为酰基。本发明将含有羟基的几种罗汉果酸(罗汉果酸甲、罗汉果酸丁)分子中的羟基酰化,不改变其药理活性的前提下,修饰分子结构从而提高溶解性。除了溶解性得到改善,羟基酰化的罗汉果酸的分子稳定性得到了提高,可以有效的延长其在生物体内的停留时间,提高生物利用度。发明人还发现,本发明提供的罗汉果酸的酰化衍生物具有优异的抗炎活性,特别是罗汉果酸甲的马来酸酰化衍生物。(The invention relates to an acylated derivative of mogroside, which has the structure shown as the following formula (I) or formula (II): wherein R is acyl. The invention acidylates the hydroxyl in several kinds of mogroside (A, D) molecules containing hydroxyl, and modifies the molecular structure to improve the solubility without changing the pharmacological activity. Besides the improvement of the solubility, the molecular stability of the hydroxyl acylated mogroside is improved, the retention time of the hydroxyl acylated mogroside in a living body can be effectively prolonged, and the bioavailability is improved. The inventor also finds that the acylated derivatives of the mogroside provided by the invention have excellent anti-inflammatory activity, in particular to the maleic acid acylated derivatives of the mogroside A.)
技术领域
本发明涉及罗汉果酸衍生物及其制备方法，具体涉及一种罗汉果酸酰化衍生物及其制备方法。
背景技术
罗汉果是桂林名贵的土特产，主产于永福县和龙胜县，也是国家首批批准的“药食两用”材料之一。罗汉果甜苷是罗汉果中特有的天然高倍甜味剂，其甜度为蔗糖的300倍，其热量为零，具有清热润肺镇咳、润肠通便之功效，对肥胖、便秘、糖尿病等具有防治作用。罗汉果甜苷作为食品是安全无毒的，在国家强制标准《GB2760食品添加剂使用标准》中规定，罗汉果甜苷可不限量用于各类食品。
我国罗汉果鲜果的种植、生产加工以及罗汉果甜苷的终端应用已经颇具规模，且发展迅速。但是目前的生产实际中，对罗汉果的工业化生产利用，主要集中在对罗汉果鲜果中甜苷的提取和分离，对罗汉果根、茎、叶等自然资源并未加以利用，而是当成废弃物处理。由于罗汉果种植和生产加工的规模日益增大，每年都有大量的罗汉果根、茎、叶被废弃。现代科学研究发现，罗汉果根中存在丰富的天然活性成分，包括黄酮类化合物、三萜皂苷、萜酸、多糖等。这些天然化合物，有特殊的生理保健功效，如：增强免疫力、抗肿瘤、抗血栓、抗氧化、抗衰老、降血糖、降血压、降血脂等。
因此，深度研发罗汉果根、茎、叶等资源，从中提取和分离各种天然活性成分的方法，变废为宝，对于环境保护，促进罗汉果整体产业的发展，以及促进种植地区农业经济的发展都具有重要的现实意义。
国内学者王雪芬等从罗汉果根乙醇提取物的乙酸乙酯部位已分离了多种游离的罗汉果酸，包括罗汉果酸甲、罗汉果酸乙、罗汉果酸丙、罗汉果酸丁、罗汉果酸戊(王雪芬等，1996，1998；斯建勇等，1999)。国内学者卢凤来等从罗汉果根中定性并定量分析了两种水溶性较好的三萜酸糖苷——罗汉果酸苷甲Ⅱ、罗汉果酸苷乙Ⅱ(卢凤来等，2010)。
有研究发现，通过对罗汉果根提取物进行抗肿瘤筛选，发现其在体外对多种肿瘤具有较强的抗癌活性，尤其是罗汉果酸乙在体外有明显的抗肿瘤活性。由此可见，罗汉果酸可以作为临床药物开发使用，具有广泛的应用前景。
罗汉果酸甲，罗汉果酸乙的化学结构如下所示：
罗汉果酸丙，罗汉果酸丁的化学结构如下所示：
罗汉果酸水溶性极差，限制了其药物剂型、使用方式和人体吸收量；且如果作为药物直接使用，其半衰期短，影响了疗效并增大了用量。再加上罗汉果酸在天然植物中的含量稀少、分离纯化难度较大、应用研究还处在初级阶段等原因，导致其在食品、保健品、化妆品及药品等领域的应用都受到了局限。罗汉果酸甲和罗汉果酸丁具有羟基，罗汉果酸上具有羧基，可以方便的取代一些基团进行罗汉果酸的衍生化。如果可以通过化学反应，对罗汉果酸的分子结构加以修饰，使其转化为各种类型的衍生物，在保留其原有的生理活性的前提下，不但可以改善其溶解性、延长半衰期，还可能获得新的生理活性。
发明内容
针对目前对于罗汉果酸及其衍生物的开发较少，为了进一步扩大罗汉果的应用范围，加深罗汉果的资源利用，本发明提供了一种罗汉果酸酰化衍生物及其制备方法和应用，目的是通过酰化反应，将含有羟基的几种罗汉果酸(罗汉果酸甲、罗汉果酸丁和罗汉果酸戊) 分子中的羟基酰化，不改变其药理活性的前提下，修饰分子结构从而提高溶解性。除了溶解性得到改善，羟基酰化的罗汉果酸的分子稳定性得到了提高，可以有效的延长其在生物体内的停留时间，提高生物利用度。发明人还预料不到发现，罗汉果酸甲的马来酸酰化衍生物物具有明显增强的消炎活性。
目前，尚没有酰化罗汉果酸的相关文献报道，本发明探究并确定了酰化罗汉果酸及其合成方法和抗炎方面的应用。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：
本发明第一个目的是提供一种罗汉果酸的酰化衍生物，其结构如下式(I)或式(II)所示：
其中R为酰基。
进一步地，所述R为乙酰基、丙酰基、丁酰基、琥珀酰基、马来酰基、邻苯二甲酰基。
进一步地，所述汉果酸的酰化衍生物的结构式如下：
本发明的第二个目的是提供一种罗汉果酸的酰化衍生物的制备方法，包括以下步骤:
将罗汉果酸甲或罗汉果酸丁，与酰化试剂反应得到相应的酰化产物。
进一步地，所述酰化试剂为有机酸酐，比如乙酸酐、丙酸酐、琥珀酸酐、马来酸酐、邻苯二甲酸酐。
进一步地，所述酰化反应是在缚酸剂和催化剂条件下，10-30℃下进行。所述缚酸剂为三乙胺、三甲胺、环己胺、丙二胺、吡啶、咪唑、甲基咪唑、二甲胺、二乙胺、中的至少一种，所述催化剂为常规脱水用催化剂，比如DIC，EDCI，DCC，DMAP，优选采用 DCC/DMAP。酰化试剂，缚酸剂和催化剂的用量没有特别的限定，为本领域所熟知。比如，酰化试剂是罗汉果酸甲或罗汉果酸丁的的1-1.5当量，缚酸剂用量为罗汉果酸甲或罗汉果酸丁的1.1-1.5当量，DCC用量是罗汉果酸甲或罗汉果酸丁的1.1-1.3当量，DMAP是罗汉果酸甲或罗汉果酸丁的0.1-0.15当量。
酰化反应的溶剂没有特别限定，一般为非质子溶剂，比如乙酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸丁酯、二氯甲烷、三氯甲烷、乙醚、苯、甲苯中的至少一种，有机溶剂的用量为罗汉果酸重量的5-20倍(ml/g)。
进一步地，酰化反应后进行后处理，一般为水洗，干燥，纯化水洗的目的之一是除去反应液中过量的催化剂，目的之一是除去酰化反应的副产物等杂质，以提高反应产物的纯度。所述干燥剂为无水硫酸镁、无水硫酸钠、无水硫酸钙，干燥剂的用量是有机溶剂用量的2％-10％(g/ml)。使用干燥剂的目的是，浓缩之前除去溶液中的水，防止浓缩过程中由于水、酸碱和高温的条件下，反应产物发生分解。纯化为萃取、柱层析分离、重结晶等常规纯化分离方法，如果需要可以多种纯化方法一起联用。
发明人发现酰化罗汉果酸具有良好的消炎作用，特别是3-O-马来酰罗汉果酸甲，作为消炎药物的活性成分，运用于生物医药、生物农药、保健食品、药品和兽药中。
附图说明
图1是罗汉果酸甲酰化衍生物中1H NMR碳原子编号。
图2是罗汉果酸丁酰化衍生物中1H NMR碳原子编号。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
本发明实施例所使用的罗汉果酸购于湖南华诚生物资源股份有限公司，是从天然植物罗汉果根提取、再由高压制备色谱分离纯化得到，经高效液相(HPLC)法测定，罗汉果酸甲、罗汉果酸丁含量均大于95％；本发明实施例所使用的辅料或化学试剂，如无特殊说明，均通过常规商业途径获得。
实施例1
(1)酰化反应：取罗汉果酸甲4.72g(0.01mol)，2.47g(0.012mol)DCC，1.5g三乙胺溶于35mL乙酸乙酯，冰浴下搅拌30min，再缓慢滴加15mL溶有1.33g(0.013mol)乙酸酐和0.12gDMAP的乙酸乙酯溶液，1h内滴加完毕，室温下搅拌反应8小时，HPLC检测反应完全。
(2)后处理：反应毕，将反应液用水洗至中性，加入2.5g无水硫酸钠脱水，减压浓缩，真空干燥，得到白色固体，以乙酸乙酯：石油醚＝1:2(v/v)为展开溶剂，最终得到4.49g产品白色结晶3-O-乙酰罗汉果酸甲，HPLC检验纯度98.31％，收率85.78％。
实施例2
(1)酰化反应：取罗汉果酸丁4.56g(0.01mol)，2.47g(0.012mol)DCC，4.2g吡啶溶于50mL乙酸乙酯，冰浴下搅拌30min，再缓慢滴加15mL溶有1.33g(0.013mol)乙酸酐和0.12gDMAP的乙酸乙酯溶液，1h内滴加完毕，室温下搅拌反应8小时，HPLC检测反应完全。
(2)后处理：反应毕，将反应液用水洗至中性，加入3g无水硫酸镁脱水，减压浓缩，真空干燥，得到白色固体，以乙酸乙酯：石油醚＝1:2(v/v)为展开溶剂，最终得到4.49g产品白色结晶20-O-乙酰罗汉果酸甲，HPLC检验纯度97.54％，收率85.78％。
实施例3
其他条件和操作和实施例1相同，区别在于将1.33g(0.013mol)乙酸酐替换为1.69g(0.013mo)丙酸酐。最终得到4.60g产品白色结晶3-O-丙酰罗汉果酸甲，HPLC检验纯度98.17％，收率85.45％。
实施例4
其他条件和操作和实施例1相同，区别在于将1.33g(0.013mol)乙酸酐替换为1.2g(0.012mol)琥珀酸酐。最终得到4.76g产品白色结晶3-O-琥珀酰罗汉果酸甲，HPLC检验纯度97.63％，收率81.17％。
实施例5
其他条件和操作和实施例1相同，区别在于将1.33g(0.013mol)乙酸酐替换为1.18g (0.012mol)马来酸酐。最终得到4.72g产品白色结晶3-O-马来酰罗汉果酸甲，HPLC检验纯度97.80％，收率80.91％。
实施例6
其他条件和操作和实施例1相同，区别在于将1.33g(0.013mol)乙酸酐替换为1.92g (0.013mol)邻苯二甲酸酐。最终得到5.03g产品白色结晶3-O-马来酰罗汉果酸甲，HPLC 检验纯度97.28％，收率78.86％。
实施例1-6所得化合物表征如下表1所示：
罗汉果酸甲酰化衍生物中1H NMR碳原子编号如图1所示，罗汉果酸丁酰化衍生物中1H NMR碳原子编号如图2所示。其中部分H的化学位移，特别是亚甲基(CH2)中H的化学位移呈多重峰，混杂在一起，难以标引。所得化合物的1H NMR谱图和文献吻合。
文献1：“广西特产织物罗汉果根的化学成分研究”，《药学学报》，1999，34(12)。
文献2：“罗汉果根化学成分研究(I)”，《中草药》，1996，27，55。
文献3：“罗汉果根化学成分研究(II)”，《中草药》，1998，29，293。
表1
应用例
将实施例1-6的罗汉果酸酰化衍生物进行消炎的活性实验，具体操作和结果如下：
取80只小鼠()，随机分为8组(雌雄各半)，分别是阴性对照组(水)，阳性对照组(氢化可的松)，实验组1-6(实施例1-6)。氢化可的松以及实施例1-6的罗汉果酸酰化衍生物用1％CMC-Na配制为1.5mg/mL浓度，给药剂量30mg/kg，阴性对照组给予相同剂量的水。给药30min后，小鼠右耳滴加50μL二甲苯溶液，30min后脱颈椎处死，迅速剪下小鼠双耳，用直径6mm打孔器取下相同部位耳片，精密称量同一小鼠左右两耳片的重量。以同一小鼠的肿胀耳与正常耳质量差异作为肿胀度指标，试验组和阴性对照组的肿胀度差异的显著性，计算抑制率。结果如下表2所示：
表2
抑制率(％)
阴性对照组
-
阳性对照组
36.5*
实验组1
33.2*
实验组2
18.5
实验组3
33.6*
实验组4
35.1*
实验组5
42.3*
实验组6
31.6*
*表示P<0.05，n＝10，具有显著性差异。
通过表2数据可知，本发明得到的罗汉果酸酰化衍生物具有优异的抗急性组织炎性肿胀作用，部分实验组对耳小鼠耳肿胀抑制率接近氢化可的松，部分实验组抑制率优于氢化可的松。其中实验组4，实验组5，即3-O-琥珀酰罗汉果酸甲，3-O-马来酰罗汉果酸甲的抗炎活性要强于氢化可的松，特别是3-O-马来酰罗汉果酸甲，消炎活性显著增强。本发明提供的罗汉果酸酰化衍生物，对抗炎活性药物提供了新的化合物的选择和思路。