陶雪芬

(浙江中醫(yī)藥大學藥學院，浙江　杭州　310053)

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告達庭丙酸酯及丙二酸酯的合成*

陶雪芬

(浙江中醫(yī)藥大學藥學院，浙江杭州310053)

以耳葉牛皮消CynanchumauriculatumRoyle ex Wight 的塊根為原料，經(jīng)乙醇、氯仿提取，經(jīng)硅膠柱色譜分離獲得告達庭單體，并以其為原料，經(jīng)半合成獲得告達庭丙酸酯和告達庭丙二酸酯，以便進一步對其進行抗腫瘤活性研究。以告達庭為原料，在DCC和少量DAMP的催化下與酸反應成酯。結果表明：合成了告達庭丙酸酯和丙二酸酯，結構經(jīng)1H NMR和13C NMR鑒定，并開展藥理活性實驗。通過該實驗方法能合成告達庭酯類化合物。

告達庭；丙酸酯；丙二酸酯；合成

我國植物資源豐富，而且眾多植物具有藥用活性成分[1]，如生物堿、多糖、苷等。其中，從玄參科、毛茛科等[2]植物中發(fā)現(xiàn)的C21甾體衍生物，因具有抗炎、抗腫瘤等功能，目前被廣泛應用于臨床中。這類生物活性物質還普遍存在于蘿摩科植物，如白薇C.atratumBunge、徐長卿C.paniculatumKitagawa、白首烏Cunanchumauriculatum等。盡管C21甾體苷有良好的藥理活性，但由于其在植物中含量很低，而且提取、分離、純化以及鑒定等工作比較繁瑣。相比較而言，獲取苷元顯得比較簡便[3]。通過得到的苷元，對其進行結構修飾，改變其水溶性，有利于提高其生物利用度。因此，本實驗探究以白首烏提取的告達庭苷元為中間體，通過半合成的方法制備C21甾體苷，具有實際意義。

1　實驗部分

1.1儀器與試劑

DHJF-8002低溫恒溫攪拌反應浴，鄭州長城科工貿有限公司；恒溫磁力攪拌儀；ZF-7型暗箱三用紫外線分析儀，上海嘉鵬科技有限公司；旋轉蒸發(fā)儀，鄭州長城科工貿易有限公司。

丙酸(分析純)，天津博迪化工股份有限公司；丙二酸(分析純)，天津博迪化工股份有限公司；4-二甲氨基吡啶(DMAP)，上海源葉生物技術有限公司；N,N-二環(huán)己基碳二亞胺(DCC)，上海源葉生物技術有限公司。

白首烏經(jīng)浙江省醫(yī)學科學院藥物所張治國研究員鑒定為耳葉牛皮消CynanchumauriculatumRoyle ex Wight 的塊根，購自四川省。

1.2合成路線

以自行提取得到的告達庭苷元(1)為原料，在DCC和DMAP的催化下與酸反應得告達庭酯(2a～b)。結構式、合成路線見圖1、圖2。

圖1　合成路線

圖2　告達庭及其衍生物的結構

1.3告達庭苷元的提取分離

1.3.1總苷提取[4-6]

取白首烏干燥塊根10 kg，粉碎，加入240 L MeOH，回流提取3次(每次2 h)，合并提取液，減壓回收溶劑，得MeOH提取物880 g。往該提取物中加入8 L氯仿，水浴加熱2 h，冷卻后過濾，減壓回收氯仿，得氯仿提取物320 g。再將氯仿提取物浸入3 L n-C6H14中，加熱回流2次(每次30 min)，得n-C6H14不溶部分，干燥，得總苷305 g。

1.3.2酸水解[7-8]

取總苷32.4 g，加入250 mL 10%HCl-乙醇溶液，加熱回流4 h，反應至TLC不顯示原料斑點。待反應結束，將反應產物置于室溫環(huán)境自然冷卻。

1.3.3酸水解產物處理分離

用40% NaOH溶液中和至pH=7，減壓濃縮干燥，在硅膠柱中進行洗脫，洗脫劑CH2Cl2:CH3OH=80:1(V:V)，得到化合物1。化合物1的1H NMR和13C NMR數(shù)據(jù)與文獻[9]報道中告達庭苷元數(shù)據(jù)相符。

1.4告達庭酯的合成

1.4.1告達庭丙酸酯(2a)合成

在50 mL的三頸瓶中依次加入告達庭苷元 98 mg(0.2 mmol)，DMAP4.9 mg(0.04 mmol)，丙酸11 mg(0.24 mmol)，二氯甲烷溶液(8 mL)，冰水浴冷卻至0 ℃后加入DCC 49.5 mg(0.24 mmol)，加畢自然升溫至室溫，維持室溫反應直到TLC不顯示原料斑點。過濾反應液，用二氯甲烷(10 mL)洗3次。合并二氯甲烷液，再用5%鹽酸(3×20 mL)，飽和碳酸氫鈉溶液(3×20 mL)和飽和氯化鈉溶液(3×20 mL)洗。取有機相用無水硫酸鈉干燥，過濾，濾液減壓濃縮，硅膠色譜柱純化得白色非結晶粉末 27.3 mg，產率25%。結構經(jīng)1H NMR 分析，并通過與告達庭苷元的1H NMR比較，確定為告達庭丙酸酯。

1.4.2告達庭丙二酸酯(2b)合成

依次加入告達庭苷元 98 mg(0.2 mmol)，DMAP4.9 mg(0.04 mmol)，丙二酸11 mg(0.24 mmol)，二氯甲烷溶液(8 mL)，冰水浴冷卻至0 ℃后加入DCC 49.5 mg(0.24 mmol)，加畢自然升溫至室溫，維持室溫反應直到TLC不顯示原料斑點。過濾反應液，用二氯甲烷(10 mL)洗3次。合并二氯甲烷液，再用5%鹽酸(3×20 mL)，飽和碳酸氫鈉溶液(3×20 mL)和飽和氯化鈉溶液(3×20 mL)洗。取有機相用無水硫酸鈉干燥，減壓濃縮，硅膠色譜柱純化得白色非結晶粉末 23.04 mg，產率20%。結構經(jīng)1H NMR 分析，并通過與告達庭苷元H信號比較，確定為目標產物告達庭丙二酸酯。

1.5分離與純化

1.5.1洗脫劑的選擇

良好的洗脫劑應滿足以下兩個條件：能使待測組分分開且Rf值在0.25～0.3之間。在本實驗中，嘗試了不同的有機溶劑配比對反應物的洗脫能力，經(jīng)過比較，最終選擇了二氯甲烷:甲醇=60:1(V:V)作洗脫劑。

1.5.2裝柱和上樣

取柱層析硅膠適量，加入二氯甲烷攪拌溶解成流體，加至約柱長的2/3，讓其沉降至不再變動，將上述反應產物溶于少量二氯甲烷中，上樣。

1.5.3洗脫

二氯甲烷:甲醇=60:1(V:V)為洗脫劑進行洗脫，以20 mL試管接洗脫液,TLC檢測(以告達庭苷元為對照)，結果顯示告達庭丙酸酯：試管1～10無斑點，11～14有斑點(為產物)，17～19有斑點(為原料)，15～16、20～25無斑點；告達庭丙二酸酯：試管1～8無斑點，9～11有斑點(為產物)，14～15有斑點(為原料)，12～13、16～21無斑點。將顯示同一斑點的試管內容物收集，用旋轉蒸發(fā)儀旋干，即得產物與原料。

2　討論與結論

C21甾體衍生物是一類具有抗炎、抗腫瘤等功能的生物活性物質。目前就抗腫瘤方面，近年來有大量的實驗人員做了相關實驗，來驗證C21甾體苷有抗腫瘤作用。例如，張如松等[10]研究發(fā)現(xiàn)耳葉牛皮消甾體總苷具廣譜的抗腫瘤作用；王冬艷等[11]通過小鼠造模實驗，探究并推測了白首烏C21甾體苷對肝癌實體瘤細胞的凋亡作用及其機制；印敏等[12]通過體外抗腫瘤實驗，發(fā)現(xiàn)白首烏甾體總苷對4種人癌細胞株(人大腸癌細胞、人前列腺癌細胞、人宮頸癌細胞、人肺癌細胞)均有較強的體外細胞毒作用，且呈濃度依賴性。但由于C21甾體苷在植物中含量很低，提取、分離、純化以及鑒定等工作比較繁瑣，相比較而言，獲得苷元比較簡便。因此，探究以苷元為中間體，通過半合成的方法制備各種C21甾體苷，為后續(xù)進行藥理活性實驗具有實際意義。

在本次實驗中，采用了酸水解來獲得告達庭苷元。由于總苷水解率較低，通過改變酸的濃度比較水解產率，最終發(fā)現(xiàn)并選擇適當提高酸的比例，從而使水解相對趨向完全。在分離純化時，考慮到柱效問題，因此選擇了細長型的層析柱。此外，在上樣時，由于產物的量比較少，故采用了濕法上樣。濕法上樣時，加入了少量二氯甲烷來溶解，并用滴管吸取后淹層析柱的內壁緩慢滴加，以保證產物轉移完全，減少損失。在TLC檢測時，有時候斑點因邊緣效應或制備缺陷而難以判斷，所以為避免影響判斷，使用了交叉點板。

現(xiàn)代藥理研究表明C21甾體衍生物有顯著抗腫瘤效果，對資源的開發(fā)和利用起到了積極作用，但實驗合成的目標產物告達庭丙酸酯及丙二酸酯，還需進一步研究其抗腫瘤活性。

[1]金璽. 我國藥用植物資源利用的研究[J]. 中國資源利用,2011, 29(4): 39-41.

[2]陶雪芬, 徐佳麗, 張如松. 蘿藦科各屬植物C21甾體苷類成分及藥理活性研究進展[J]. 中國民族民間醫(yī)藥,2009, 17: 40-42.

[3]陶雪芬, 張如松. 告達庭葡萄糖苷的合成及抗腫瘤活性研究[J]. 中國現(xiàn)代應用藥學, 2011, 28(7): 644.

[4]宋康, 張鋒, 杜方嶺. 不同提取工藝下白首烏C21甾苷含量研究[J]. 中國食物與營養(yǎng),2010, (10): 47-49.

[5]劉海港,黃雄,謝光輝,等. 白首烏中一個新的C21甾體苷類化合物[J]. 中國藥科大學學報,2009, 40(1): 34-36.

[6]張如松, 葉益萍, 李曉譽等. 黑鰻藤中C21甾體苷的分離和結構測定[J]. 化學學報, 2003, 61(12): 1991-1996.

[7]趙鑫,沈舒,李友賓. 白首烏中C21甾總苷鹽酸水解條件的優(yōu)化[J]. 現(xiàn)代中藥研究與實踐, 2011, 25(1): 39-41.

[8]徐佳麗. 白首烏總苷A(CGA)酸水解產物的抗腫瘤作用研究[D]. 浙江, 浙江中醫(yī)藥大學, 2010:12.

[9]Bando H,Amiya T,Sato E.Mitsuhashi H.Studies on the constituents of Asclepiadaceae plants. XI. VIII.5α, 6α-epoxycaudatin, a new polyoxypregnane derivative from Cynanchum caudatum Max[J]. Chem Pharm Bull, 2000, 28(7): 2258-2260.

[10]張如松, 葉益萍, 劉雪莉. 白首烏甾體總苷的體外抗腫瘤作用[J]. 中草藥,2000, 31(8): 599-601.

[11]王冬艷,張洪泉,李心. 白首烏C21甾體苷誘導肝癌細胞凋亡的作用及其機制[J].藥學學報, 2007, 42(4): 366-370.

[12]印敏,馮煦,董云發(fā),等.白首烏化學成分與藥理活性研究進展[J].中國野生植物資源,2004, 23(2): 8-11.

Synthesis of 3-O-propionyl Caudatin and 3-O-(α-carboxyl) Acetyl Caudatin*

TAOXue-fen

(College of Pharmaceutical Science, Zhejiang Chinese Medicinal University, Zhejiang Hangzhou 310053, China)

3-O-propionyl Caudatin and 3-O-(α-carboxyl) acetyl Caudatinin were synthesized to further research. The target compounds of 3-O-propionyl Caudatin and 3-O-(α-carboxyl) acetyl Caudatin were synthesized from Caudatin by reaction with acid catalyzed by DCC and DAMP. Results showed that 3-O-propionyl Caudatin and 3-O-(α-carboxyl) acetyl Caudatin were synthesized. Bytheexperimental methods of the products 3-O-propionyl Caudatin and 3-O-(α-carboxyl) acetyl Caudatin were synthesized.

caudatin; propionate; malonate; synthesis

浙江省教育廳科研項目 (Y201327138);浙江中醫(yī)藥大學科研基金重點項目(2012ZZ08)。

陶雪芬(1977-)，女，講師，博士，主要從事藥物設計與研發(fā)。

TQ914.1

A

1001-9677(2016)02-0042-03