趙龍鉉,宋蕾蕾,周曉琳,趙德千,田明珠,賀興隆
(1.遼寧師范大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院,遼寧 大連 116029;2.遼寧師范大學(xué)生物技術(shù)與分子藥物研發(fā)遼寧省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,遼寧 大連 116029)
2α,3β-二羥基齊墩果烷 -12-烯 -28β-醛的合成、表征及抗腫瘤活性研究
趙龍鉉1,2,*,宋蕾蕾1,周曉琳1,趙德千1,田明珠1,賀興隆1
(1.遼寧師范大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院,遼寧 大連 116029;2.遼寧師范大學(xué)生物技術(shù)與分子藥物研發(fā)遼寧省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,遼寧 大連 116029)
以具有一定抗腫瘤活性的齊墩果酸為先導(dǎo)化合物,通過(guò)對(duì) C-2位、C-3位和 C-28位進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾,得到具有抗腫瘤活性的五環(huán)三萜類(lèi)化合物 2α,3β-二羥基齊墩果烷 -12-烯 -28β-醛。并通過(guò)IR、H NMR和13C NMR對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。研究其對(duì)MCF-7(人乳腺癌細(xì)胞)和 Hela(人宮頸癌細(xì)胞)的抑制作用。結(jié)果表明中間體和目標(biāo)產(chǎn)物對(duì)兩種癌細(xì)胞抑制作用均優(yōu)于齊墩果酸。
齊墩果酸;三萜類(lèi);合成;抗腫瘤
齊墩果酸 (oleanolic acid,簡(jiǎn)稱(chēng) OA)是多種天然產(chǎn)物的主要功能成分,屬于有機(jī)三萜酸[1],在自然界中分布廣泛,顯示出抗腫瘤[2]、抗炎[3]、降血糖[4]等多種藥理作用。
Tokuda等[5]測(cè)試齊墩果酸和熊果酸的體內(nèi)抗癌活性的結(jié)果表明,齊墩果酸和熊果酸能夠顯著抑制由 TPA誘導(dǎo)的小鼠皮膚腫瘤的生長(zhǎng),而且熊果酸對(duì)腫瘤生長(zhǎng)的抑制作用可能與齊墩果酸、維甲酸略有不同。Ukiya[6]發(fā)現(xiàn)熊果酸二醇、三醇萜類(lèi)化合物具有較好的抑制腫瘤生長(zhǎng)的作用。Nishino[7]等對(duì)五環(huán)三萜類(lèi)衍生物構(gòu)效關(guān)系的研究中發(fā)現(xiàn) 18β-齊墩果烷 -12-烯 -3β,23α,28β-三醇具有很強(qiáng)的抑制由病毒引起的腫瘤生長(zhǎng)的效果。據(jù)此我們以 OA為起始物質(zhì)經(jīng)九步合成了目標(biāo)產(chǎn)物 2α,3β-二羥基齊墩果烷 -12-烯 -28β-醛,并對(duì)該化合物及中間體進(jìn)行了腫瘤細(xì)胞體外抑制試驗(yàn)。
圖 1 齊墩果酸、齊墩果醛 (O-5)和 2α,3β-二羥基齊墩果烷 -12-烯 -28β-醛 測(cè) 定
紅外測(cè)定使用WGH-30型雙光束紅外分光光度計(jì),KBr壓片;1H NMR和13C NMR使用Varian-400MHz,Bruker Avance-500MHz核磁共振儀,T MS為內(nèi)標(biāo),CDCl3為溶劑;熔點(diǎn)測(cè)定使用 X-5顯微熔點(diǎn)測(cè)定儀 (控溫型),溫度未經(jīng)校正;所用試劑均為分析純或化學(xué)純。
圖 2 2α,3β-二羥基齊墩果烷 -12-烯 -28β -醛的合成路線
在一個(gè) 250mL的燒瓶?jī)?nèi)加入 10g(21.90mmol)OA、7.56g(55mmol)無(wú)水碳酸鉀和100mL N,N-二甲基甲酰胺,攪拌下加入 2.80mL(43.80mmol)碘甲烷。室溫下攪拌 6個(gè)小時(shí)。反應(yīng)混合物用乙酸乙酯提取,合并有機(jī)相并用飽和氯化鈉洗滌。分出有機(jī)相,用無(wú)水硫酸鎂干燥。過(guò)濾除去干燥劑,減壓蒸餾除去溶劑得白色固體。用乙酸乙酯/石油醚 (1:5,v:v)作洗脫劑進(jìn)行色譜分離,得到白色固體 O-1。產(chǎn)量:10g,產(chǎn)率:97%,熔點(diǎn):197.1-198℃。 IR(KBr):3348,2948,1728,1462cm-1;1H NMR (400 MHz,CDCl3):5.27(t,J = 3.6Hz,1H,H-12),3.61 (s,3H,OCH3),3.20(dd,J=10.4Hz,5.2Hz,1H,H-3),2.85(dd,J=14.0Hz,4.0Hz,1H,H-18),1.12,0.98,0.92,0.90,0.89,0.77,0.72(s,each 3H)。
在一個(gè) 250mL的燒瓶?jī)?nèi),加入 5g(10.62mmol)O-1、0.50g四丁基碘化銨 (TBA I)和50mL四氫呋喃,攪拌下加入 4.25g(106.22mmol)60%的氫化鈉。向此反應(yīng)體系中加入3.80mL(31.87mmol)芐基溴,加熱回流 2h。反應(yīng)混合物在減壓下蒸餾除去四氫呋喃,向殘留物質(zhì)中加入少量水,用乙酸乙酯提取,合并有機(jī)相并用飽和氯化鈉洗滌。分出有機(jī)相,用無(wú)水硫酸鎂干燥。過(guò)濾除去干燥劑,減壓蒸餾除去溶劑得白色固體。用乙酸乙酯 /石油醚 (1:10,v:v)作洗脫劑進(jìn)行色譜分離,得到純凈的白色固體 O-2。產(chǎn)量:4.6g,產(chǎn)率:77%,熔點(diǎn):170.2-172.3℃。 IR (KBr):3448,2940,1728,1460,1386 cm-1;1H NMR(400MHz,CDCl3):7.28-7.37(m,5H,Ph-),5.29(t,J=3.6Hz,1H,H-12),4.67(d,J=11.6Hz,1H,O--Ph),4.43(d,J=11.6Hz,1H,O--Ph),3.63(s,3H,OCH3),2.93(dd,J=11.6Hz,4.4Hz,1H,H-3),2.86(dd,J=13.6Hz,4.4Hz,1H,H-18),1.13,0.99,0.93,0.92,0.90,0.84,0.73(s,each 3H);13C NMR(100MHz,CDCl3):178.49,144.02,139.73,128.38,127.64,127.40,122.62,86.73,71.56,55.96,51.74,47.85,46.98,46.11,41.87,41.53,39.54,39.11,38.59,37.23,34.08,33.33,32.91,32.61,30.91,28.52,26.16,23.86,23.67,23.29,22.94,18.49,17.07,16.84,15.53。
將 1.55g(2.76mmol)O-2溶于四氫呋喃溶液中,在室溫下加入到 0.16g(4.15mmol)氫化鋁鋰的四氫呋喃溶液中,回流 1小時(shí)。反應(yīng)混合物在減壓下蒸餾除去四氫呋喃。加入乙酸乙酯及 1NHCl過(guò)濾以除去氫氧化鋁和氫氧化鋰沉淀,殘留液用水洗至中性再用乙酸乙酯提取,合并有機(jī)相并用飽和氯化鈉洗滌。分出有機(jī)相,用無(wú)水硫酸鎂干燥。過(guò)濾除去干燥劑,減壓蒸餾除去溶劑得淺黃色油狀物。用乙酸乙酯/石油醚(1:20,v:v)作洗脫劑進(jìn)行色譜分離,得到純凈的白色固體 O-3。產(chǎn)量:4.2g,產(chǎn)率:70.7%,熔點(diǎn):228~228.9℃。 IR(KBr):3444,2944,2360,1460,1384 cm-1;1H NMR (400MHz,CDCl3):δ7.24-7.38(m,5H,Ph-),5.20(t,J=3.6Hz,1H,H-12),4.67(d,J=11.6Hz,1H,OCH2-Ph),4.43(d,J=11.6Hz,1H,O-CH2-Ph),3.56(d,J=10.8Hz,1H,H-28),3.22(d,J=10.8Hz,1H,H-28),2.94(dd,J=11.6Hz,4.4Hz,1H,H-3),1.17,1.01,0.96,0.95,0.90,0.89,0.86(s,each 3H);13C NMR(100MHz,CDCl3):δ144.43,139.70,128.38,127.62,127.39,122.59,86.69,71.56,69.86,55.88,47.78,46.67,42.54,41.92,40.03,39.13,38.73,37.13,37.10,34.30,33.41,32.79,31.23,31.16,28.49,26.15,25.74,23.80,23.78,22.96,22.21,18.50,16.95,16.84,15.74。
在一個(gè) 50mL圓底燒瓶?jī)?nèi)加入 2.09g(5.55mmol)PDC、0.19mL乙酸酐和 20mL二氯甲烷攪拌 30分鐘。在室溫下向此反應(yīng)體系中緩慢加入 3.70g(6.94mmol)O-3和 10mL二氯甲烷的混合溶液,回流 2h。反應(yīng)混合物用乙酸乙酯稀釋后過(guò)濾除去沉淀,殘留液用水稀釋后再用乙酸乙酯提取,合并有機(jī)相并用飽和氯化鈉洗滌。分出有機(jī)相,用無(wú)水硫酸鎂干燥。過(guò)濾除去干燥劑,減壓蒸餾除去溶劑得淺褐色固體。用乙酸乙酯/石油醚 (1:20,v:v)作洗脫劑進(jìn)行色譜分離,得到純凈的白色產(chǎn)品 O-4。產(chǎn)量:2.4g,產(chǎn)率:65.2%,熔點(diǎn):148.3-150.6℃。 IR(KBr):3444,2944,1722,1456 cm-1;1H NMR(400MHz,CDCl3):δ9.40(s,1H,-CHO),7.25-7.37(m,5H,Ph-),5.34(t,J=3.6Hz,1H,H-12),4.67(d,J=11.6Hz,1H,O-CH2-Ph),4.43(d,J=11.6Hz,1H,O-CH2-Ph),2.93(dd,J=11.6Hz,4.8Hz,1H,H-3),2.63(dd,J=13.6Hz,4.8Hz,1H,H-18),1.17,0.99,0.92,0.91,0.89,0.84,0.74(s,each 3H);13C NMR(100MHz,CDCl3):δ207.75,143.22,139.73,128.39,127.65,127.41,123.53,86.71,71.56,55.95,49.32,47.79,45.84,41.94,40.66,39.85,39.13,38.66,37.21,33.40,33.30,33.00,30.87,28.54,27.98,26.97,25.78,23.70,23.66,22.35,18.47,17.27,16.85,15.59。
將 300mg(0.57mmol)O-4溶于 30mL無(wú)水乙醇中,在攪拌下加入 50mg 10%Pd/C,在氫氣中攪拌 24h。過(guò)濾除去不溶物,濾液在減壓下蒸餾得到粗產(chǎn)品。用乙酸乙酯/石油醚 (1:5,v:v)作洗脫劑進(jìn)行色譜分離,得到純凈的白色產(chǎn)品 O-5。產(chǎn)量:205mg,產(chǎn)率:82.3%,熔點(diǎn):168.5~170.2℃。 IR(KBr):3516,2944,1714,1462 cm-1;1H NMR (400MHz,CDCl3):δ9.40(s,1H,H-28),5.34(t,J=3.6Hz,1H,H-12),3.20(dd,J=10.8Hz,5.2Hz,1H,H-3),2.63(brd,J=14.0Hz,1H,H-18),1.14,0.98,0.92,0.91,0.90,0.78,0.73(s,each 3H);13C NMR(100MHz,CDCl3):δ207.78,143.23,123.48,79.21,55.41,49.30,47.77,45.82,41.92,40.63,39.78,38.96,38.70,37.22,33.37,33.27,32.95,28.32,27.95,27.40,26.95,25.75,23.63,22.31,18.50,17.22,15.77,15.54。
將 200mg(0.45mmol)O-5溶解在二氯甲烷 (3mL)中加入 0.63mL三乙胺。冰浴下,向混合液中滴加 0.35mL(4.50mmol)甲基磺酰氯,控制溫度在 0℃左右,混和液攪拌 3h。過(guò)濾,濾液以鹽酸洗滌至微酸性,再水洗至中性。用乙酸乙酯提取,合并有機(jī)相并用飽和氯化鈉洗滌。分出有機(jī)相,用無(wú)水硫酸鎂干燥,過(guò)濾除去干燥劑,減壓蒸餾除去溶劑得白色固體。用乙酸乙酯/石油醚 (1:10,v:v)做洗脫劑進(jìn)行色譜分離,得到白色粉末狀固體 O-6。產(chǎn)量:188mg,產(chǎn)率:80.5%,熔點(diǎn):196.4-197℃。 IR (KBr):3444,2944,2360,1722,1466cm-1;1H NMR(400MHz,CDCl3):δ9.28(s,1H,H-28),(t,J=3.6Hz,1H,H-12),4.31(m,1H,H-3),2.98(s,3H,-SO2CH3),0.99,0.93,0.92,0.85,0.84,0.83,0.73(s,each,3H)。
將 180mg(0.35mmol)O-6溶解在 4mL N,N-二甲基乙酰胺中并加入 51mg(1.03mmol)碳酸鋰,混合液攪拌回流 15min。反應(yīng)完畢后,混合物用乙酸乙酯提取,合并有機(jī)相并用飽和氯化鈉洗滌。分出有機(jī)相,用無(wú)水硫酸鎂干燥,過(guò)濾除去干燥劑,減壓蒸餾除去溶劑得淺黃色油狀物,用乙酸乙酯 /石油醚 (1:10,v:v)做洗脫劑進(jìn)行色譜分離,得淺黃色固體 O-7產(chǎn)量:125mg,產(chǎn)率:84.5%,熔點(diǎn):135.4~137.5℃。 IR(KBr): 3428, 1728, 1464cm-1;1H NMR(400MHz,CDCl3):δ9.42(s,1H,H-28),5.37~5.41(m,3H,H-2,H-3&H-12),2.64(dd,J=14.0Hz,4.0Hz,1H,H-18),0.92(s,6H),1.15,0.95,0.94,0.88,0.78(s,each 3H);13C NMR(100MHz,CDCl3):δ207.77,143.02,138.17,123.71,121.59,52.24,49.38,46.39,46.28,45.83,45.78,41.00,40.81,36.38,34.68,33.42,33.29,32.43,32.02,30.87,27.99,26.92,25.60,23.64,23.55,23.00,22.43,19.71,17.04,15.82。
將 170mg(0.4mmol)O-7溶于 2mL二氯甲烷中,加入 76mg(0.44mmol)mCPBA,室溫下攪拌 6h。反應(yīng)完畢后,用飽和碳酸氫鈉將 pH調(diào)節(jié)至微堿性,再水洗至中性。水相用二氯甲烷提取,合并有機(jī)相并用飽和氯化鈉洗滌。分出有機(jī)相,用無(wú)水硫酸鎂干燥,過(guò)濾除去干燥劑,減壓蒸餾除去溶劑得白色固體。用乙酸乙酯/石油醚(1:10,v:v)做洗脫劑進(jìn)行色譜分離,得白色固體 O-8。產(chǎn)量:88mg,產(chǎn)率:50.3%,熔點(diǎn):204.1-206℃。 I R (KBr):2952,2708,2360,1722,1464,1376,1304cm-1;1H NMR (500MHz,CDCl3):δ9.39(s,1H,H-28),5.35(t,J=3.6Hz,1H,H-12),3.16-3.18(dd,J=6.2Hz,4.0Hz,1H,H-2),2.79(d,J=3.8Hz,1H,H-3),2.63(dd,J=14.0Hz,4.0Hz,1H,H-18,1.11,1.09,1.00,0.91,0.90,0.70(s,each 3H)。
2.10 2 α,3β-二羥基齊墩果烷 -12-烯-28β-醛 (O-9)的合成將 120mg(0.27mmol)O-8溶于 1mL四氫呋喃中,滴加入濃硫酸 2滴和 0.20mL水,回流下攪拌 1h。反應(yīng)混合物用水稀釋,用乙酸乙酯提取,合并有機(jī)相并用飽和氯化鈉洗滌。分出有機(jī)相,用無(wú)水硫酸鎂干燥。過(guò)濾除去干燥劑,減壓蒸餾除去溶劑得白色固體。用乙酸乙酯 /石油醚 (1:10,v:v)做洗脫劑進(jìn)行色譜分離,得白色固體 O-9。產(chǎn)量:45mg,產(chǎn)率:36%,熔點(diǎn):202.5-205℃。 IR (KBr):3424,2928,1728,1464,1384,cm-1;1H NMR(500MHz,CDCl3):δ9.38(s,1H,H-28),5.36(t,J=3.6Hz,1H,H-12),3.75(m,1H,H-2),3.64(d,J=10.4Hz,1H,H-3),2.62(dd,J=14.0Hz,4.0 Hz,1H,H-18),1.14,1.09,1.00,0.92,0.91,0.73(s,each 3H)。13C NMR(125MHz,CDCl3):δ207.43,142.94,123.34,78.25,69.04,51.03,49.17,48.20,45.55,41.97,40.63,39.87,37.36,33.23,33.08,32.24,30.67,29.72,27.76,26.66,25.52,23.93,23.42,23.40,23.26,22.16,20.93,19.87,16.76。
小牛血清 Hyclone,NewZealand
RPM I1640 Hyclone,NewZealand
DMEM Hyclone,NewZealand
胰蛋白酶 北京拜爾迪生物公司
MTT Ameresco
二甲基亞砜(DMSO)Solarbio
人宮頸癌細(xì)胞(Hela) 中國(guó)協(xié)和醫(yī)科大學(xué)
人乳腺癌細(xì)胞(MCF-7) 中國(guó)協(xié)和醫(yī)科大學(xué)
B IORAD 550型酶標(biāo)儀
四氮唑鹽【3,(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyl-tetrazolium bromide,MTT】還原法。收集生長(zhǎng)良好的腫瘤細(xì)胞,用含 10%小牛血清的 RPM I1640培養(yǎng)基配制成 1X104/ml細(xì)胞懸液,于 96孔培養(yǎng)板內(nèi)接種,每孔 200μl,置37℃,5%CO2溫箱內(nèi)培養(yǎng) 24小時(shí)后加藥,試驗(yàn)設(shè)空白對(duì)照,受試樣品設(shè)四個(gè)濃度,每個(gè)濃度 4個(gè)平行孔,置 37℃,5%CO2溫箱內(nèi)培養(yǎng) 24小時(shí)。棄去上清液,每孔加入 DMSO 200μl溶解Fomazan顆粒,輕度震蕩后,用 550型酶標(biāo)儀在檢測(cè)波長(zhǎng) 540nm下測(cè)定 OD值。以藥物的不同濃度及對(duì)細(xì)胞的抑制率,從中求出半數(shù)抑制濃度(I C50)。
表 1 化合物 OA、O-5及 O-9對(duì)癌細(xì)胞的抑制作用
齊墩果酸衍生物具有多種生物活性,近年來(lái),它們的抗腫瘤活性研究備受關(guān)注。為了詳細(xì)研究齊墩果酸及其衍生物的結(jié)構(gòu)與抗腫瘤活性之間的關(guān)系,我們做了以下工作:(1)首先以 OA為原料,DMF做溶劑,在碳酸鉀存在下,加入碘甲烷得到 C-28位的羧基甲酯化的產(chǎn)物。此甲酯化產(chǎn)物,在 NaH和 TBA I存在下,加入芐基溴得到 3β-芐氧基齊墩果烷 -12-烯 -28β-羧酸甲酯,進(jìn)一步用 LiAlH4還原得到 3β-芐氧基齊墩果烷 -12-烯 -28β-醇。(3)以此中間體為基礎(chǔ),通過(guò) PDC氧化將 C-28位變成醛基。再以 10%Pd/C做催化劑,用氫氣還原得到中間體齊墩果醛 (O-5);在該產(chǎn)物的 C-3位導(dǎo)入離去基團(tuán) -OMs后,再以 DMAP為溶劑 Li2CO3存在下加熱回流得到化合物 O-7:齊墩果烷 -2,12-二烯 -28β-醛。(3)進(jìn)一步用 mCPBA將 C-2,C-3位雙鍵氧化,最后在濃硫酸條件下水解得到最終產(chǎn)物 O-9:2α,3β -二羥基齊墩果烷 -12-烯 -28β-醛。(4)合成的中間體和最終產(chǎn)物進(jìn)行了對(duì)人宮頸癌細(xì)胞 (Hela)和人乳腺癌細(xì)胞 (MCF-7)的抑制作用的測(cè)試,所得數(shù)據(jù)見(jiàn)表 1,結(jié)果顯示 O-5及 O-9對(duì) Hela、MCF-7兩種癌細(xì)胞的抑制作用均優(yōu)于OA。
本文以齊墩果酸為起始物,通過(guò) 9步反應(yīng)共合成包括目標(biāo)產(chǎn)物在內(nèi)的 9個(gè)化合物,其中未見(jiàn)報(bào)道的化合物 4個(gè)。使用 I R、1H NMR和13C NMR等波譜數(shù)據(jù)對(duì)相關(guān)化合物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。運(yùn)用 MTT比色法對(duì) O-5、O-9及 OA進(jìn)行了抗腫瘤活性測(cè)試,結(jié)果顯示 O-5及 O-9對(duì)Hela,MCF-7兩種癌細(xì)胞均有良好的抑制作用,且優(yōu)于母體OA的抑制作用。
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Synthesis and Characterization of 2α,3β -D ihydroxylUrsa-12-en-28β-aldehyde and Prel im inary Study on Anti-tumor Activities
ZHAO Long-xuan1,2,SONGLei-lei1,ZHOU Xiao-lin1,ZHAO De-qian1,T IAN Ming-zhu1,HE Xing-long1
(1.College of Chemistry and Chemical Engineering,LiaoningNormalUniversity,Dalian116029,China)(2.Liaoning Provincial KeyLaboratory ofBiotechnology and DrugDiscovery,LiaoningNormalUniversity,Dalian116029,China)
In order to develop petacyclic triterpenoidswith potential anti-tumor activities,we take the natural product oleanolic acid which with anti-tumor activity as the lead compounds formodifying their structures in this paper.2,3-DihydroxylUrsa-12-en-28-aldehyde were synthesized through modification at C-2,C-3 and C-28 of oleanolic acid.The structures of the compoundswere confir med by IR,1H NMR and 13C NMR.Finally,anti-tumor activities comparison among the new derivatives and OA was carried out.The result shows that the activation of targetmaterial and one of the intermediate was superior to oleanolic acid in anti-tumor.
oleanolic acid;triterpenoids;synthesis;anti-tumor
O624.33 < class="emphasis_bold">文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):
1008-2395(2010)06-0028-06
2009-10-23
趙龍鉉 (1967-),男,教授,Email:lxzhao@lnnu.edu.cn