高烏甲素縮醛類(lèi)化合物的合成及抗腫瘤活性研究

楊文艷， 馮國(guó)忠*， 梁承遠(yuǎn)， 裴少萌， 宋慧慧， 鞠偉會(huì),馮壯壯

(1.中國(guó)藥科大學(xué) 國(guó)際醫(yī)藥商學(xué)院， 江蘇 南京 211198； 2.陜西科技大學(xué) 食品與生物工程學(xué)院， 陜西 西安 710021)

高烏甲素縮醛類(lèi)化合物的合成及抗腫瘤活性研究

楊文艷1， 馮國(guó)忠1*， 梁承遠(yuǎn)2， 裴少萌2， 宋慧慧2， 鞠偉會(huì)2,馮壯壯2

(1.中國(guó)藥科大學(xué) 國(guó)際醫(yī)藥商學(xué)院， 江蘇 南京 211198； 2.陜西科技大學(xué) 食品與生物工程學(xué)院， 陜西 西安 710021)

為尋找抗腫瘤活性好且毒性小的天然產(chǎn)物先導(dǎo)化合物，以高烏甲素與芳香醛雜合化合物為原料，合成了一系列未見(jiàn)文獻(xiàn)報(bào)道的高烏甲素縮醛類(lèi)化合物.通過(guò)1H NMR、13C NMR與HRMS對(duì)合成的化合物進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征，并用MTT法測(cè)定了所合成高烏甲素縮醛類(lèi)化合物對(duì)人肝癌細(xì)胞(HepG2)，人肺癌細(xì)胞(A-549)及人結(jié)腸癌細(xì)胞(HCT-8)的細(xì)胞毒性.結(jié)果顯示合成的化合物對(duì)不同的腫瘤細(xì)胞株表現(xiàn)出不同程度的抑制作用，為高烏甲素的衍生化開(kāi)發(fā)利用提供理論依據(jù).

高烏甲素； 芳香醛雜合化合物； 縮醛化合物； 抗腫瘤； 藥物合成

0 引言

高烏甲素是毛茛科植物高烏頭的主要有效成分，是我國(guó)首創(chuàng)的非成癮性鎮(zhèn)痛藥，具有多種生物活性[1-11]，有較高的藥用開(kāi)發(fā)價(jià)值.高烏甲素結(jié)構(gòu)中具有羥基、酯基、酰胺基等多個(gè)活性位點(diǎn)[12]，易于引入取代基進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾，通過(guò)衍生化可獲得結(jié)構(gòu)新穎且活性更好的高烏甲素衍生物.

高烏甲素是單酯型生物堿，本身具有毒性，而產(chǎn)生毒性的一個(gè)主要原因是8位[13]的羥基容易酯化.據(jù)報(bào)道，有研究對(duì)高烏甲素的C-18、C-14、氮原子[14]、C-4位及C-4位苯環(huán)上的氫原子[15]進(jìn)行衍生化.我們發(fā)現(xiàn)，高烏甲素C-8、C-9位[16]的鄰二羥基能與醛類(lèi)衍生物的羰基縮合生成螺環(huán)結(jié)構(gòu)，根據(jù)相關(guān)報(bào)道，已經(jīng)證實(shí)芳香醛類(lèi)衍生物，無(wú)毒性，具有較好的抗腫瘤活性，該抗腫瘤活性可能與芳香醛類(lèi)小分子方向化合物有關(guān).

本文嘗試對(duì)高烏甲素C-8、C-9位進(jìn)行修飾，利用高烏甲素與芳香醛類(lèi)化合物反應(yīng)合成高烏甲素縮醛類(lèi)化合物，并對(duì)其抗腫瘤活性進(jìn)行初步測(cè)試.

1 材料和方法

1.1 儀器與試劑

實(shí)驗(yàn)中主要使用的試劑及儀器分別如表1和表2所示.

表1 儀器列表

表2 試劑列表

高烏甲素(Sigma-Aldrich)，NMR由Bruker公司的核磁共振儀(ADVANCEⅢ-400 MHZ)測(cè)定，HRMS由Bruker公司的質(zhì)譜儀(MicrOTOF-QⅡ)測(cè)定.所用試劑均為分析純，使用前未經(jīng)進(jìn)一步純化.人肝癌細(xì)胞株，人肺癌細(xì)胞株，人結(jié)腸癌細(xì)胞株由廣東醫(yī)科大學(xué)提供.

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 高烏甲素縮醛類(lèi)化合物的合成

(1)于100 mL圓底燒瓶中，按芳香醛類(lèi)化合物與原甲酸三甲酯摩爾比1∶2的比例投料，甲苯作為溶劑，室溫磁力攪拌，在酸性條件下進(jìn)行反應(yīng)，用薄層色譜判斷是否有新的產(chǎn)物生成以及追蹤反應(yīng)進(jìn)度.

(2)按高烏甲素與芳香醛類(lèi)化合物摩爾比為1∶1.2的比例向反應(yīng)器中投入高烏甲素，加50 mL溶劑，置于磁力攪拌器上攪拌，保持酸性環(huán)境，加熱在回流條件下進(jìn)行反應(yīng)，TLC追蹤實(shí)驗(yàn)進(jìn)度，反應(yīng)完全后將溶劑減壓蒸出.

(3)經(jīng)柱層析進(jìn)行分離提純，得目標(biāo)產(chǎn)物，稱(chēng)重并計(jì)算收率.合成路線如圖1所示.

圖1 高烏甲素縮醛類(lèi)化合物的合成路線

1.2.2 高烏甲素縮醛類(lèi)化合物的結(jié)構(gòu)鑒定

取適量高烏甲素縮醛類(lèi)化合物溶于氘代DMSO中，通過(guò)核磁共振氫譜(1H-NMR)、碳譜(13C-NMR)與質(zhì)譜(HRMS)進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征.

1.3 高烏甲素縮醛類(lèi)化合物的抗腫瘤活性測(cè)定

對(duì)合成的化合物用MTT法進(jìn)行腫瘤細(xì)胞增殖抑制試驗(yàn).細(xì)胞株選用：人肝癌細(xì)胞(HepG2)，人肺癌細(xì)胞(A-549)，人結(jié)腸癌細(xì)胞(HCT-8)，培養(yǎng)液為DMEM+15%NBS+雙抗.

1.3.1 主要溶液的配制

(1)MTT貯存液：將1 mg的MTT粉溶于1 mL D-hanks液中，使終濃度為1 mg/ml，現(xiàn)配現(xiàn)用.

(2)DMEM培養(yǎng)基處理：DMEM培養(yǎng)基10.4 g溶于1 000 mL超純水中，加NaHCO33.7 g，Hepes 2.385 g，青霉素，鏈霉素各10萬(wàn)Units，用CO2氣調(diào)pH為7.2，過(guò)濾除菌，4 ℃冰箱保存，臨用時(shí)加血清調(diào)濃度至10%.

(3)MEM培養(yǎng)基處理：MEM培養(yǎng)基10.4 g溶于1 000 mL 蒸餾水中，加NaHCO32.2 g，Heps 4.8 g，青霉素，鏈霉素各10萬(wàn)Units，用CO2氣調(diào)pH為7.2，過(guò)濾除菌，4 ℃冰箱保存，臨用時(shí)加血清調(diào)濃度至10%.

(4)結(jié)晶紫：用2.5%的多聚甲醛溶液溶解結(jié)晶紫，濃度為0.5%.

(5)樣品液：用DMSO(Merck)溶解后，加入PBS(-)配成的100μmol/L的溶液或者均勻的混懸液，然后用DMSO的PBS(-)稀釋?zhuān)罱K濃度分別為0.1，1，10，20，40，60，80，100μmol/L.

(6)對(duì)照液：將高烏甲素和上市的抗腫瘤藥物5-氟脲嘧啶以同樣的條件配成對(duì)照品溶液.

1.3.2 細(xì)胞培養(yǎng)

貼壁生長(zhǎng)腫瘤細(xì)胞細(xì)胞培養(yǎng)于含10% 滅活新生牛血清和青霉素、鏈霉素(各100萬(wàn)U/L)的1640培養(yǎng)液中，置于37 ℃，5% CO2，飽和濕度的二氧化碳培養(yǎng)箱中培養(yǎng).細(xì)胞貼壁生長(zhǎng)，每2～3 d傳代1次，傳代時(shí)首先倒出培養(yǎng)液，PBS洗2次，胰酶消化后，加入新鮮的培養(yǎng)液吹打均勻，調(diào)整細(xì)胞至適當(dāng)濃度移入新的培養(yǎng)瓶中，添加培養(yǎng)液至適量.取對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期細(xì)胞用于實(shí)驗(yàn).

1.3.3 測(cè)試方法

取對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期細(xì)胞，消化、計(jì)數(shù)，以2×104/mL 的密度接種于 96 孔培養(yǎng)板中，每孔100μL.培養(yǎng) 24 h后，將待測(cè)化合物以2，4，8，16，32，64μmol/L濃度處理細(xì)胞.實(shí)驗(yàn)組每個(gè)濃度設(shè)5個(gè)復(fù)孔，以含0.4% DMSO的培養(yǎng)液作對(duì)照.藥物作用48 h后，去上清，每孔加入100μL MTT(2-(4，5-二甲基-2-噻唑基)-3，5-二苯基-2H-四唑氫溴酸鹽)(1 mg/mL)，繼續(xù)培養(yǎng) 4 h，棄上清，每孔加入100μL DMSO，振蕩混勻，用酶標(biāo)儀在570 nm處測(cè)定吸光度值.計(jì)算抑制率，公式：抑制率=(1-給藥組吸光度值)/對(duì)照組吸光度值×100%.

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

將所得數(shù)據(jù)用SPSS 20統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行錄入、分析、處理，計(jì)量資料用(x±s)表示，兩組間的計(jì)數(shù)資料比較進(jìn)行t檢驗(yàn)，以P<0.05 為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義.

2 結(jié)果與討論

2.1 高烏甲素縮醛類(lèi)化合物的合成

本課題按照上述實(shí)驗(yàn)步驟，合成了8個(gè)高烏甲素縮醛類(lèi)化合物，產(chǎn)率在60.2 %～73.4%.

2.2 高烏甲素縮醛類(lèi)化合物的結(jié)構(gòu)及表征

2.2.1 化合物(1)

名稱(chēng):(2R,3S,3aS,6aS,7R,7aR,10S,13S,13aR,13bS,14S,17S )-8-ethyl-5- ( 4- hydroxyphen yl ) -3,13,17- trimethoxy -13b,14-dimethyldodecah ydro -10,13a,7-( epiethane [1,1,2] triyl )-2,6a-ethano [1,3] dioxolo [4′,5′:7,7a] indeno [5,4-b] azocin -10-yl 2-acetamidobenzoate.

化合物(1)的結(jié)構(gòu)如圖2所示.

圖2 化合物(1)的化學(xué)結(jié)構(gòu)

白色無(wú)定粉末，產(chǎn)率為68.4%，M.P.232～234 ℃.1H NMR (400 MHz,DMSO- d6)δ(ppm):10.71 (1 H,s),8.27(1 H,d,J=8.6 Hz),7.85(1 H,d,J=8.0 Hz),7.76(2 H,d,J=8.8 Hz),7.57(1 H,t,J=7.9 Hz),7.17(1 H,t,J=7.7 Hz),6.92(2 H,d,J=7.8 Hz),5.83(1 H,s),5.25(1 H,s),3.41(1 H,d,J=11.3 Hz),3.38(6 H,s),3.26(3 H,s),3.18(8 H,m),2.89(1 H,s),2.68(2 H,q),2.34(1 H,d,J=10.8 Hz),2.26(2 H,t,J=7.9 Hz),2.12(3 H,s),2.05(2 H,dd,J=15.0,6.5),1.91(3 H,m),1.39(2 H,q),1.03(3 H,t,J=7.2 Hz).13C NMR(100 MHz,DMSO-d6)δ(ppm):168.11,165.89,163.29,156.37,154.61,139.94,133.64,132.35,132.07,130.60,130.14,129.48,128.38,122.53,115.80,89.32,84.08,82.66,78.13,73.50,57.04,55.87,55.36,50.56,48.18,42.46,35.24,31.47,26.02,25.63,24.14,13.25.HRMS(ESI) calcd.for C39H48N2O9[M+H]+:689.336 0,found:689.339 3.

2.2.2 化合物(2)

名稱(chēng)：(2R,3S,3aS,6aS,7R,7aR,10S,13S,13aR,13bS,14S,17S)-8-ethyl-5-(3-hydroxyphenyl)-3,13,17-trimethoxy-13b,14-dimethyldodecahydro-10,13a,7-(epiethane[1,1,2]triyl)-2,6a-ethano[1,3]dioxolo[4′,5′:7,7a]indeno[5,4-b]azocin-10-yl-2-acetamidobenzoate.

化合物(2)的結(jié)構(gòu)如圖3所示.

圖3 化合物(2)的化學(xué)結(jié)構(gòu)

淡黃色無(wú)定型粉末，產(chǎn)率為70.3%.M.P.218 ～220 ℃.1H NMR(400 MHz,DMSO-d6)δ(ppm):10.50(1 H,s),8.27(1 H,d,J=8.3 Hz),7.85(1 H,d,J=8.0 Hz),7.58(1 H,dd,J=6.8,6.8 Hz),7.42(1 H,t,J=7.7 Hz),7.36(1 H,d,J=7.5 Hz),7.25(1 H,m),7.17(1 H,t,J=10.2 Hz),7.10(1 H,d,J=7.9 Hz),5.81(1 H,s),5.36(1 H,s),3.41(1 H,d,J=11.3 Hz),3.35(3 H,s),3.27(6 H,s),3.18(8 H,m),2.89(1 H,s),2.68(2 H,q),2.35(1 H,d,J=10.8 Hz),2.25(3 H,m),2.12(3 H,s),1.91(4 H,m),1.39(2 H,q),1.03(3 H,t,J=7.1 Hz).13C NMR(100 MHz,DMSO-d6)δ(ppm):168.40,165.90,157.95,139.96,137.61,133.94,130.27,122.85,121.76,121.03,117.83,114.61,89.22,84.33,83.94,83.67,83.42,82.83,82.37,78.13,73.40,60.19,57.04,55.87,55.36,55.20,50.69,50.56,48.14,42.46,37.05,35.24,31.11,25.94,24.72,23.51,13.25.HRMS(ESI) calcd.for C39H48N2O9[M+H]+:689.336 0,found:689.339 3.

2.2.3 化合物(3)

名稱(chēng)：(2R,3S,3aS,6aS,7R,7aR,10S,13S,13aR,13bS,14S,17S)-8-ethyl-3,13,17-trimethoxy-13b,14-dimethyl-5-(4-nitrophenyl)dodecahydro-10,13a,7-(epiethane[1,1,2]triyl)-2,6a-ethano[1,3]dioxolo[4′,5′:7,7a]indeno[5,4-b]azocin-10-yl-2-acetamidobenzoate.

化合物(3)的結(jié)構(gòu)如圖4所示.

圖4 化合物(3)的化學(xué)結(jié)構(gòu)

白色無(wú)定型粉末，產(chǎn)率為60.2%，M.P.208～210 ℃.1H NMR(400 MHz,DMSO-d6)δ(ppm):10.81(1 H,s),8.44(2 H,s,J=7.2 Hz),8.27(1 H,d,J=8.0 Hz),8.17(2 H,d,J=6.8 Hz),7.84(1 H,d,J=9.5 Hz),7.57(1 H,t,J=7.8 Hz),7.17(1 H,t,J=8.2 Hz),5.83(1 H,s),3.41(1 H,d,J=11.3 Hz),3.30(9 H,s),3.19(8 H,m),2.88(1 H,s),2.68(2 H,q),2.42(1 H,m),2.35(1 H,d,J=10.6 Hz),2.25(3 H,m),2.12(3 H,s),1.91(3 H,m),1.39(2 H,q),1.03(3 H,t,J=7.1 Hz).13C NMR(100 MHz,DMSO-d6)δ(ppm):168.41,166.11,149.11,139.95,134.22,134.15,133.80,130.60,130.51,129.80,124.28,122.98,120.60,117.88,89.22,84.33,83.43,82.83,78.13,73.40,60.31,57.04,55.87,55.36,55.19,50.69,50.56,48.22,48.14,47.47,42.77,35.58,31.40,26.40,25.94,24.72,23.76,13.26.HRMS(ESI) calcd.for C39H47N3O10[M+H]+718.336 4,found:718.349 3.

2.2.4 化合物(4)

名稱(chēng)：(2R,3S,3aS,6aS,7R,7aR,10S,13S,13aR,13bS,14S,17S)-8-ethyl-3,13,17-trimethoxy-13b,14-dimethyl-5-(3-nitrophenyl)dodecahydro-10,13a,7-(epiethane[1,1,2]triyl)-2,6a-ethano[1,3]dioxolo[4′,5′:7,7a]indeno[5,4-b]azocin-10-yl-2-acetamidobenzoate.

化合物(4)的結(jié)構(gòu)如圖5所示.

圖5 化合物(4)的化學(xué)結(jié)構(gòu)

白色無(wú)定型粉末，產(chǎn)率為72.5%，M.P.241 ～243 ℃.1H NMR(400 MHz,DMSO-d6)δ(ppm):10.95(1 H,s),8.71(1 H,t,J=1.9 Hz),8.55(1 H,d),8.35(1 H,d,J=7.6 Hz),8.27(1 H,d,J=8.3 Hz),7.91(1 H,t,J=8.5 Hz),7.84(1 H,d,J=8.0 Hz),7.57(1 H,t,J=7.9 Hz),7.17(1 H,t,J=7.2 Hz),5.83(1 H,s),3.41(1 H,d,J=11.3 Hz),3.29(9 H,m),3.18(8 H,m),2.88(1 H,s),2.68(2 H,q),2.42(1 H,m),2.35(1 H,d,J=10.7 Hz),2.25(2 H,t,J=7.3 Hz),2.12(3 H,s),2.06(2 H,m),1.91(3 H,m),1.39(2 H,q),1.03(3 H,t,J=7.1 Hz).13C NMR(100 MHz,DMSO-d6)δ(ppm):167.83,165.91,148.16,139.95,137.14,134.87,133.65,130.93,128.53,124.05,120.64,111.76,89.02,84.26,83.91,83.35,82.10,77.95,73.40,60.31,57.04,55.69,55.33,50.51,48.07,47.27,42.44,35.59,31.26,25.91,24.74,23.60,13.26.HRMS(ESI) calcd.for C39H47N3O10[M+H]+:718.336 4,found:718.349 3.

2.2.5 化合物(5)

名稱(chēng)：(2R,3S,3aS,6aS,7R,7aR,10S,13S,13aR,13bS,14S,17S)-8-ethyl-5-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)-3,13,17-trimethoxy-13b,14-dimethyldodecahydro-10,13a,7-(epiethane[1,1,2]triyl)-2,6a-ethano[1,3]dioxolo[4′,5′:7,7a]indeno[5,4-b]azocin-10-yl-2-acetamidobenzoate.

化合物(5)的結(jié)構(gòu)如圖6所示.

圖6 化合物(5)的化學(xué)結(jié)構(gòu)

白色無(wú)定型粉末，產(chǎn)率為73.4%，M.P.244～246 ℃.1H NMR(400 MHz,DMSO-d6)δ(ppm):10.61(1 H,s),8.27(1 H,d,J=8.2 Hz),7.85(1 H,d,J=8.0 Hz),7.58(1 H,d,J=1.9 Hz),7.56(1 H,d,J=2.1 Hz),7.40(2 H,d,J=4.5 Hz),7.17(1 H,d,J=7.6 Hz),5.79(1 H,s),3.88(3 H,s),3.84(3 H,s),3.41(1 H,d,J=11.3 Hz),3.35(3 H,s),3.27(6 H,m),3.20(8 H,m),2.89(1 H,s),2.68(2 H,q),2.34(1 H,d,J=10.8 Hz),2.26(3 H,m),2.12(3 H,s),1.95(3 H,m),1.38(2 H,q),1.03(3 H,t,J=7.1 Hz).13C NMR(100 MHz,DMSO-d6)δ(ppm):168.40,165.60,154.16,149.14,139.95,129.61,126.10,122.85,120.63,117.83,111.24,109.36,89.02,83.94,82.68,77.93,73.49,59.93,56.78,55.85,55.47,55.36,47.90,47.24,42.82,35.25,25.73,24.45,23.51,22.22,13.25.HRMS(ESI) calcd.for C40H50N2O10[M+H]+:719.346 4,found:719.359 2.

2.2.6 化合物(6)

名稱(chēng)：(2R,3S,3aS,6aS,7R,7aR,10S,13S,13aR,13bS,14S,17S)-5-(3,4-dimethoxyphenyl)-8-ethyl-3,13,17-trimethoxy-13b,14-dimethyldodecahydro-10,13a,7-(epiethane[1,1,2]triyl)-2,6a-ethano[1,3]dioxolo[4′,5′:7,7a]indeno[5,4-b]azocin-10-yl-2-acetamidobenzoate.

化合物(6)的結(jié)構(gòu)如圖7所示.

圖7 化合物(6)的化學(xué)結(jié)構(gòu)

白色無(wú)定型粉末，產(chǎn)率為68.5%，M.P.245～ 247 ℃.1H NMR(400 MHz,DMSO-d6)δ(ppm):10.61(1 H,s),8.27(1 H,d,J=8.2 Hz),7.85(1 H,d,J=8.0 Hz),7.58(1 H,d,J=1.9 Hz),7.56(1 H,d,J=2.1 Hz),7.40(2 H,d,J=4.5 Hz),7.17(1 H,d,J=7.6 Hz),5.79(1 H,s),3.88(3 H,s),3.84(3 H,s),3.41(1 H,d,J=11.3 Hz),3.35(3 H,s),3.27(6 H,m),3.20(8 H,m),2.89(1 H,s),2.68(2 H,q),2.34(1 H,d,J=10.8 Hz),2.26(3 H,m),2.12(3 H,s),1.95(3 H,m),1.38(2 H,q),1.03(3 H,t,J=7.1 Hz).13C NMR(100 MHz,DMSO-d6)δ(ppm):168.40,165.60,154.16,149.14,139.95,129.61,126.10,122.85,120.63,117.83,111.24,109.36,89.02,83.94,82.68,77.93,73.49,59.93,56.78,55.85,55.47,55.36,47.90,47.24,42.82,35.25,25.73,24.45,23.51,22.22,13.25.HRMS(ESI) calcd.for C41H52N2O10[M+H]+:733.256 4,found:733.269 3.

2.2.7 化合物(7)

名稱(chēng)：(2R,3S,3aS,6aS,7R,7aR,10S,13S,13aR,13bS,14S,17S)-8-ethyl-5-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)-3,13,17-trimethoxy-13b,14-dimethyldodecahydro-10,13a,7-(epiethane[1,1,2]triyl)-2,6a-ethano[1,3]dioxolo[4′,5′:7,7a]indeno[5,4-b]azocin-10-yl-2-acetamidobenzoate.

化合物(7)的結(jié)構(gòu)如圖8所示.

圖8 化合物(7)的化學(xué)結(jié)構(gòu)

白色無(wú)定型粉末，產(chǎn)率為62.3%，M.P.188～190 ℃.1H NMR(400 MHz,DMSO-d6)δ(ppm):1H NMR(400 MHz,DMSO-d6)δ(ppm):10.87(1 H,s),8.27(1 H,d,J =8.2 Hz),7.85(1 H,d,J=8.0 Hz),7.57(1 H,t,J=7.8 Hz),7.42(1 H,d,J=2.0 Hz),7.40(1 H,d,J=2.0 Hz),7.25(1 H,d,J=1.9 Hz),7.12(1 H,d,J=8.0 Hz),5.82(1 H,s),5.27(1 H,s),3.87(3 H,s),3.41(1 H,d,J=11.3 Hz),3.35(3 H,s),3.26(3 H,s),3.19(9 H,m),2.89(1 H,s),2.68(2 H,dd,J=14.6,7.5 Hz),2.44(2 H,m),2.36(1 H,m),2.27(2 H,m),2.12(3 H,s),2.04(1 H,m),1.95(4 H,m),1.39(2 H,q),1.03(3 H,t,J=7.1 Hz).13C NMR(100 MHz,DMSO-d6)δ(ppm):168.40,165.89,153.32,146.99,139.63,133.93,129.81,124.36,120.62,113.44,111.57,89.03,84.58,83.94,83.65,82.65,82.08,78.13,73.40,60.19,57.04,55.87,55.76,55.37,50.56,48.48,48.23,47.89,47.54,46.60,42.46,35.53,25.37,24.15,23.50,12.72.HRMS(ESI) calcd.for C40H50N2O10[M+H]+:719.336 1,found:719.347 2.

2.2.8 化合物(8)

名稱(chēng)：(2R,3S,3aS,6aS,7R,7aR,10S,13S,13aR,13bS,14S,17S)-8-ethyl-3,13,17-trimethoxy-13b,14-dimethyl-5-(3,4,5-trimethoxyphenyl)dodecahydro-10,13a,7-(epiethane[1,1,2]triyl)-2,6a-ethano[1,3]dioxolo[4′,5′:7,7a]indeno[5,4-b]azocin-10-yl-2-acetamidobenzoate.

化合物(8)的結(jié)構(gòu)如圖9所示.

圖9 化合物(8)的化學(xué)結(jié)構(gòu)

淡黃色無(wú)定型粉末，產(chǎn)率為62.7%.M.P.248～250 ℃.1H NMR(400 MHz,DMSO-d6)δ(ppm):10.76(1 H,s),8.27(1 H,d,J=8.3 Hz),7.85(1 H,d,J=6.4 Hz),7.57(1 H,t,J=7.1 Hz),7.27(2 H,s),7.17(1 H,t,J=8.1 Hz),5.80(1 H,s),3.87(12 H,s),3.77(3 H,s),3.41(1 H,d,J=11.3 Hz),3.35(3 H,s),3.26(3 H,m),3.19-3.21(8 H,m),2.89(1 H,s),2.68(2 H,dd,J=14.5,7.4 Hz),2.35(1 H,d,J=10.7 Hz),2.25(2 H,m),2.12(3 H,s),1.92-1.94(3 H,m),1.38(2 H,q),1.03(3 H,t,J=7.1 Hz).13C NMR(100 MHz,DMSO-d6)δ(ppm):168.40,165.90,153.30,142.78,139.95,133.29,131.62,124.13,122.85,120.63,106.69,101.67,89.00,84.23,82.66,78.13,73.19,60.18,59.91,57.04,56.02,55.87,55.36,48.17,47.25,42.18,36.17,35.79,31.09,25.37,24.72,24.43,13.25.HRMS(ESI) calcd.for C42H54N2O11[M+H]+:763.372 8,found:763.376 0.

2.3 高烏甲素縮醛類(lèi)化合物的抗腫瘤活性

經(jīng)MTT法對(duì)化合物1-8 進(jìn)行初步的抗腫瘤活性測(cè)試，使用高烏甲素[17-20]和抗腫瘤藥物5-氟脲嘧啶作為陽(yáng)性對(duì)照，通過(guò)軟件SPSS 20計(jì)算，得到半數(shù)抑制濃度IC50，如表 3所示.

表3 高烏甲素及其衍生物對(duì)細(xì)胞株HepG2、

注：-表示IC50值>100μmol/mL.

表3顯示，高烏甲素及大部分衍生物對(duì)三種腫瘤細(xì)胞的增殖均有較好的抑制作用，尤其是高烏甲素與異香草醛的衍生物7對(duì)HepG2、A549、HeLa三種腫瘤細(xì)胞的半數(shù)抑制濃度IC50值分別為4.86、6.45、3.29μmol/mL，接近于對(duì)照藥物5-FU的抑制效果，且高于高烏甲素的抑制作用.高烏甲素與甲基香蘭素的衍生物6的對(duì)腫瘤細(xì)胞的抑制效果次之.提示高烏甲素及其衍生多種腫瘤細(xì)胞有較強(qiáng)的細(xì)胞毒作用，尤其是對(duì)人宮頸癌細(xì)胞株 HeLa的抑制效果最好.衍生物4、5對(duì)細(xì)胞的抑制率隨著濃度的增加變化不明顯，且對(duì)不同腫瘤細(xì)胞株的抑制效果不同.

分析其原因，香蘭醛和胡椒醛基團(tuán)在不改變高烏甲素藥效團(tuán)與烏頭烷優(yōu)勢(shì)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，提高高烏甲素衍生物的溶解性與滲透性，使高烏甲素衍生物的抗腫瘤活性提高.

3 結(jié)論

本文以高烏甲素與芳香醛雜合化合物為原料，成功合成了一系列高烏甲素縮醛類(lèi)化合物，采用1H NMR、13C NMR與HRMS對(duì)所合成的化合物進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征，并使用HepG2、A-549與HCT-8三種細(xì)胞株進(jìn)行了初步的抗腫瘤活性測(cè)試，合成的化合物對(duì)三個(gè)細(xì)胞株呈現(xiàn)出不同程度的抑制作用，抑制活性都強(qiáng)于高烏甲素.經(jīng)初步活性測(cè)試，上述合成的一系列高烏甲素縮醛類(lèi)化合物均具有抗腫瘤活性，為進(jìn)一步作用機(jī)制與臨床前研究提供可靠依據(jù).

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【責(zé)任編輯：陳 佳】

Synthesis and antitumor activity of lappaconitine acetal compounds derivatives

YANG Wen-yan1, FENG Guo-zhong1*, LIANG Cheng-yuan2, PEI Shao-meng2, SONG Hui-hui2, JU Wei-hui2, FENG Zhuang-zhuang2

(1.School of International Pharmaceutical Business, China Pharmaceutical University, Nanjing 211198, China; 2.School of Food and Biological Engineering, Shaanxi University of Science & Technology, Xi′an 710021, China)

To discover novel compounds with better antitumor activities and less toxicities,in the present work,a series of compounds of lappaconitine acetal have been synthesized from the hybrids of lappaconitine and aromatic aldehydes,which have not been reported in other literature before.The structure of the synthesized compounds were characterized by1H NMR,13C NMR and HRMS.Additionally,the cytotoxicity of the synthesized compounds on human hepatocarcinoma cells (HepG2),human lung cancer cells (A-549) and human colon cancer cells (HCT-8) have further been detected by MTT method.The results revealed that these compounds have potent inhibition on different cell lines in various degrees,specifically,the most potent compound 6 and 7 are worth further studying owing to their satisfactory cytotoxic activities.

lappaconitine; aromatic aldehyde hybrid compounds; acetal compounds; antitumor activity; drug synthesis

2016-10-28 基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(81602967)； 中國(guó)博士后科學(xué)基金項(xiàng)目(2016M592898XB)； 陜西省科技廳自然科學(xué)基金項(xiàng)目(2014JQ4154)； 陜西省教育廳專(zhuān)項(xiàng)科學(xué)研究計(jì)劃項(xiàng)目(15JK1076)； 陜西省人力資源與社會(huì)保障廳博士后基金資助項(xiàng)目(2015); 國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目(201510708172，201610708019)

楊文艷(1989-)，女，江蘇南京人,在讀碩士研究生,研究方向：醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)技術(shù)與經(jīng)濟(jì)

馮國(guó)忠(1961-)，男，江蘇南京人,教授，研究方向：藥學(xué)、醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)與診斷咨詢(xún),fen-zhongcpu@126.com

1000-5811(2017)02-0135-07

R914.5

A