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新型常春藤糖苷衍生物的合成及体外抗人膀胱癌细胞活性

更新时间:2009-03-28

常春藤皂苷元(Chart 1)主要来源于五加科常春藤属植物中华常春藤的提取物,一般为白色粉末,分子式为C30H48O4,常以游离态或苷/酯的形式存在于植物中,例如威灵仙属,黄褐毛忍冬等。常春藤及其衍生物不仅具有抗炎、抗菌和杀虫等药理活性[1],还对多种肿瘤细胞具有体外抑制作用[2-3]。刘包欣子等采用MTT法、粘附实验和划痕实验等方法,研究了常春藤皂苷元对人结肠癌细胞、人胃癌细胞增殖和粘附等性能的影响。结果表明,常春藤皂苷元能明显降低人结肠癌细胞和人胃癌细胞的粘附能力和迁移能力,对癌细胞增殖也有一定抑制作用[4-5]。吴耀民等[6]采用95%乙醇重结晶和与碱成盐等方法,成功合成了常春藤皂苷元钠和常春藤皂苷元钾。毛玝佳等[7]合成了常春藤皂苷元的羧基甲酯衍生物、二乙酰化衍生物以和乙酰化羧甲酯衍生物。

 

Scheme 1

  

Chart 1

常春藤皂苷元的水溶性较差,生物利用度不高等问题限制了其应用效果。洪开文等[8]设计了关于常春藤皂苷元3-OH, 23-CH2OH和28-COOH的结构修饰途径,合成了8个常春藤皂苷元衍生物,并采用MTT法测定了其体外抗HBV活性。在此基础上,本文进一步继续对常春藤皂苷元的糖化学修饰进行了研究。以常春藤皂苷元(1)为起始原料,依次将28-羧基甲基化,23-羟甲基乙酰化得常春藤皂苷元-23-O-乙酰基-28-羧甲酯(2);然后将2的3-羟基进行糖化学结构修饰,合成了3种新型的常春藤糖苷衍生物(35),其结构经1H NMR, 13C NMR和MS(ESI)表征。采用MTT法研究了25的体外抗人膀胱癌细胞(T-24)活性。结果表明:浓度为1×10-6 mol·L-1时,35的抑制活性均高于2,抑制率分别为(14.40±2.29)%, (11.92±3.30)%和(11.92±3.30)%。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

INOVA-400 MHz型和INOVA-500 MHz型核磁共振仪(CDCl3为溶剂,TMS为内标);FINNIGANLACQ-DECA型质谱仪。

在对课程门数设置的调查方面,有57.5%的学生认为专业课程设置门数不能满足学生学习的要求,对课程门数设置的评价如图2所示。课程设置的门数很大程度上决定了学生的视野以及思维扩散能力,研究生课程不能仅设置关于“教育”的课程,还要包含“教育”以外的课程。课程门数设置的单调,必然会带来专业学习上的乏味。

12按文献[8]方法合成;2,3,4,6-四-O-乙酰基-D-吡喃半乳糖三氯乙酰亚胺酸酯(a), 2,3,4,6-四-O-乙酰基-β-D-吡喃半乳糖基-(1→4)-2, 3,6-三-O-乙酰基-D-吡喃葡萄糖三氯乙酰亚胺酸酯(c),对甲基-苯基-S-6-O-苄基-2-去氧-2-邻苯二甲酰亚胺基-β-D-吡喃葡萄糖苷(e),实验室自制;常春藤皂苷元由贵阳中医学院贾宪生教授提供;常春藤皂苷元对照品,纯度≥99%,西安昊轩生物科技有限公司;碘甲烷,分析纯,成都市科龙化工试剂有限公司;其余所用试剂均为分析纯。体外抗T-24活性委托贵州省中国科学院天然产物化学重点实验室药理与活性筛选中心完成。

在圆底烧瓶中加入c 68 mg(0.09 mmol), 2 59 mg(0.12 mmol)和4 Å分子筛50 mg,抽真空,N2保护,加入无水DCM 3 mL,搅拌使其溶解;于-40 ℃平衡10 min,加入TMSOTf 3 μL,反应至终点(TLC检测,展开剂:A, Rf=0.45)。加入TEA,萃取,有机相经硅胶柱层析(洗脱剂:A)纯化得白色固体d 38 mg,收率39.6%。将d加入适量的新制甲醇钠溶液中,经HL-20凝胶柱(洗脱剂:MeOH)纯化得白色固体粉末4 25.6 mg,收率95.3%; 1H NMR δ: 5.23(brt, J=3.4 Hz, 1H, 12-H), 4.36(d, J=7.6 Hz, 1H, 1″-H), 4.28(d, J=7.9 Hz, 1H, 1′-H), 3.60(s, 3H, OCH3), 3.89~3.27(m, 15H, 4″,5″,3″,2″,6″,3′, 6′,6″,5′,6′,3,23,4′,2′-H), 2.85(dd, J=13.7 Hz, 4.3 Hz, 1H, 18-H), 2.06~0.90(m, 22H, 1,2,5,6,7,9,11,15,16,19,21,22-H), 1.13 (s, 3H, 27-H), 0.95(s, 3H, 30-H), 0.92 (s, 3H, 30-H), 0.90(s, 3H, 29-H), 0.72(s, 3H, 26-H), 0.69(s, 3H, 24-H); 13C NMR δ: 180.0(C28), 145.0(C13), 123.7(C12), 105.1(C1′), 104.5(C1″), 80.9(C3), 76.6~62.1(10C, C4′,C5″,C3′,C5′,C2′,C3″,C2″,C4″,C6′,C6″), 70.2(C23), 49.5(C9), 48.4 (C5), 48.0(C17), 47.0(C19), 43.4(C4), 42.8(C14), 42.7(C18), 40.4 (C8), 39.4(C1), 37.9(C10), 34.7(C21), 33.6(C29), 33.5(C22), 33.4 (C7), 31.5(C20), 28.7(C15), 27.1(C27), 26.5(C2), 24.4(C11), 24.0 (C30), 23.9(C16), 18.9 (C6), 17.5(C26), 16.3 (C25), 12.9 (C24); MS(ESI) m/z: {[M+Na]+}833.3。

1.2 合成

(1) 3的合成

合成35的反应涉及单糖,二糖片段与常春藤皂苷元的合成,该步骤是合成常春藤皂苷元衍生物的关键。催化剂的选择与用量对反应影响较大。传统方法[9-10]以三氟甲磺酸(TfOH)或TMSOTf为催化剂,但由于TfOH和TMSOTf的使用条件比较复杂,用量要求精确,给实验操作带来较大困难。因此我们考虑用BF3·Et2O替代TfOH进行反应,发现BF3·Et2O的使用条件虽然比TfOH温和,但选择性差,反应副产物较多。最终,依旧选择TfOH或TMSOTf作催化剂。在反应体系中加入适当稀释的TfOH(或TMSOTf),同时在低温下进行反应,收率最高。此外,随着糖片段的增大,糖苷衍生物的合成越困难,这可能是受空间立体阻碍的影响。

节水增粮行动项目的建设实施均利用取水工程取用地表水或地下水,为促进水资源的高效利用和有效保护,需切实加强取水许可管理。项目法人或建设管理机构应在水资源论证报告书审批通过后,按《取水许可管理和水资源费征收管理条例》《取水许可管理办法》规定,依法向县级水行政主管部门提出取水许可申请,由具有管理权限的水行政主管部门审批,并按有关规定办理取水许可手续。节水灌溉设施建成运行后,取水许可审批机关依法对其取水行为进行监督管理。

在圆底烧瓶中加入f 50 mg(0.10 mmol), 2 43 mg(0.05 mmol), N-碘代琥珀酰亚胺(NIS)30 mg(0.12 mmol)和4 Å分子筛50 mg,抽真空,N2保护,加入DCM,搅拌使其溶解;于0 ℃保温10 min,加入TfOH 2 μL(0.02 mmol),搅拌下反应1 h(TLC检测,展开剂:A=1/1, V/V, Rf=0.46)。加入DCM,萃取,有机相用无水MgSO4干燥,过滤,滤液浓缩,残余物经硅胶柱层析(洗脱剂:A)纯化得淡黄色固体g 25 mg,收率38.5%。将g加入适量的新制甲醇钠溶液中,反应完全后经HL-20凝胶柱(洗脱剂:MeOH)纯化得白色固体粉末5 18.0 mg,收率95.7%; 1H NMR δ: 7.35~7.24(m, 5H, ArH), 5.44(d, J=8.0 Hz, 1H, 1′-H), 5.23(brt, J=2.8 Hz, 1H, 12-H), 4.92(m, 1H, 3-H), 4.67~3.30(m, 12H, Bn-CH2, 1′,2′,3′,4′,5′,1″,2″,3″,4″,5″-H), 3.62(s, 3H, OCH3), 3.41(d, J=9.5 Hz, 1H, 23-H), 2.90(d, J=9.4 Hz, 1H, 23-H), 2.84(dd, J=14.0 Hz, 4.8 Hz,1H, 18-H), 2.01(s, 3H, NHCOCH3), 2.04~0.58(m, 22H, 1,2,5,6,7,9,11,15,16,19,21,22-H), 1.12(s, 3H, 27-H), 0.96(s, 3H, 26-H), 0.93(s, 3H, 30-H), 0.88 (s, 3H, 24-H), 0.69(s, 6H, 25,29-H); 13C NMR δ: 180.1(C28), 173.6(NHCOCH3), 145.2(C13), 140.0~128.9(5C, Ar), 123.9(C12), 105.6(C1′), 104.8(C1″), 83.0(C3), 77.2~62.7(11C, C4,C3,C2,C5,C6′,Bn-CH2, C5″,C3″,C4″ ,C2″,C6″), 62.8(C23), 52.4(OCH3), 49.08(C9), 48.5(C5), 48.2(C17), 47.4(C19), 44.0(C4), 43.2(C14), 43.1(C18), 40.8(C8),39.7(C1), 37.9(C10), 33.9(C21), 33.6(C29), 33.4(C22), 31.9(C7), 31.1(C20), 30.8(C15), 29.1(C27), 26.6(C2), 24.4(C11), 24.3(NHCOCH3),24.1(C30), 23.9(C16), 19.0(C6), 18.0(C26), 16.75(C25), 13.7(C24); MS(ESI) m/z: {[M+Na]+}964.5。

两组围手术期指标结果见表1。前路组手术时间少于后路组,差异无统计学意义(P>0.05);同时,前路组术中出血显著少于后路组,差异有统计学意义(P<0.05);前路组术后住院天数小于后路组,差异有统计学意义(P<0.05)。

在圆底烧瓶中加入a 50 mg(1.02 mmol), e 77 mg(1.52 mmol)和4Å分子筛100 mg,抽真空,N2保护,加入无水 DCM 20 mL,搅拌使其溶解;搅拌下于-5 ℃(冰盐浴)反应10 min,加入TMSOTf 8 μL(0.041 mmol),于0 ℃反应1 h(TLC检测,展开剂:A=2/3, V/V, Rf=0.65)。加入少量TEA,萃取,有机相用无水MgSO4干燥,过滤,滤液减压浓缩,残余物经硅胶柱层析(洗脱剂:A=2/1)纯化得白色固体f 59 mg,收率67.9%。

(3) 5的合成

(2)激励机制不够。目前船舶运行服务外包公司对船员管理方面缺乏激励机制,船员工资基本上是大家的全部收入,其他相应的考核奖励和补贴基本上没有,干多干少一个样的局面导致了部分船员混日子。从人事管理角度来看,人才的竞争必然要求建立相应的激励机制作为配套措施,只有制定了相应的激励政策,竞争的环境和结果才能得到根本保障。

(2) 4的合成

2 结果与讨论

2.1 合成

在圆底烧瓶中加入a 50 mg(0.10 mmol), 2 59 mg(0.12 mmol)和4 Å分子筛50 mg,抽真空,N2保护下加入无水DCM 3 mL,搅拌使其溶解;于-40 ℃反应10 min,加入三氟甲磺酸三甲基硅脂(TMSOTf)2 μL,反应至终点(TLC检测,展开剂:A=Cy/EtOAc=2/1, V/V, Rf=0.56)。加入TEA,萃取,有机相经硅胶柱层析(洗脱剂:A)纯化得白色固体b 48 mg,收率57.8 %。将b加入适量新制甲醇钠溶液中,经HL-20凝胶柱(洗脱剂:MeOH)纯化得白色固体粉末3 35.6 mg,收率98.1%; 1H NMR δ: 5.17(brt, J=2.8 Hz, 1H, 12-H), 4.83(d, J=8.0 Hz, 1H, 1′-H), 4.55(m, 1H, 3-H), 3.62(s, 3H, OCH3), 3.65(d, J=9.5 Hz, 1H, 23-H), 3.54(d, J=9.4 Hz, 1H, 23-H), 2.86(d, J=14.0 Hz, 4.8 Hz, 1H, 18-H), 2.07~0.89(m, 22H, 1,2,5,6,7,9,11,15,16,19, 21,22-H), 1.12(s, 3H, 27-H), 0.94(s, 3H, 26-H), 0.93(s, 3H, 30-H), 0.89(s, 3H, 24-H), 0.67(s, 3H, 29-H), 0.64(s, 3H, 25-H); 13C NMR δ: 180.0(C28), 145.1(C13), 123.9(C12), 105.6(C1′), 84.4(C3), 78.5~64.7(5C, C5′,C3′,C2′,C4′,C6′), 62.4(C23), 52.0(OCH3), 49.5(C9), 49.4(C5), 48.1(C17), 47.0(C19), 43.8(C4), 42.8(C14), 42.7(C18), 40.5(C8), 39.4(C1), 37.6(C10), 34.7(C21), 33.6(C29), 33.5(C22), 33.3(C7), 31.5(C20), 28.7(C15), 26.4(C27), 26.3(C2), 24.5(C11), 24.0(C30), 23.9(C16), 18.9 (C6), 17.6(C26), 16.3(C25), 13.0(C24); MS(ESI) m/z: {[M+Na]+}671.3

2.2 抗人膀胱癌细胞活性

采用MTT法研究了25的体外抗人膀胱癌细胞(T-24)活性,结果见表1。由表1可以看出,4种化合物在3种不同浓度下对T-24均具有抑制作用。浓度为1×10-6 mol·L-1时,35的抑制率均高于2,分别为(14.40±2.29)%, (11.92±3.30)%和(11.92±3.30)%。同一衍生物的抑制活性随其浓度的增加而提高。

单因素及正交试验:用烧杯取一定量的水置于恒温水浴锅中加热至某一温度,将一定量熟料加入烧杯中,搅拌溶出一定时间后过滤,采用重铬酸钾滴定法测定溶出液中铁的浓度,计算铁的提取率。

 

表1 25对T-24的抑制活性

 

Table 1 Inhibition activities of 25 against T-24

  

Comp终浓度/mol·L-1抑制率/%21×10-41×10-51×10-69.36±0.525.66±4.913.93±1.3331×10-41×10-51×10-692.36±10.6534.58±3.9014.40±2.2941×10-41×10-51×10-631.23±2.8120.46±9.1111.92±3.3051×10-41×10-51×10-695.96±7.2924.24±5.8511.92±3.30阿霉素1×10-61×10-781.74±3.5917.01±5.85

合成了3种未见文献报道的糖苷衍生物并研究了其对人膀胱癌细胞的抑制活性。虽然合成化合物的药理活性不如阿霉素,但对贵州开展天然药物研究有一定参考意义。此外,糖基片段基本没有毒性,可为低毒性常春藤皂苷元前体药物的设计提供可能。

致谢:感谢贵州省中国科学院天然产物化学重点实验室药理与活性筛选中心协助完成体外抗人膀胱癌细胞T-24活性测定。

参考文献

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王欢,孙航宇,洪开文,张勇民,董登祥
《合成化学》 2018年第04期
《合成化学》2018年第04期文献

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