鹰嘴豆芽素A作为一种具有潜在药理活性的天然成分,其代谢稳定性和生物利用度对于其应用具有重要意义。本文旨在探讨提高鹰嘴豆芽素A的药理活性以及增加其代谢稳定性的多种方法和策略。
背景:鹰嘴豆芽素A(biochanin A,4′-甲氧基-5, 7-二羟基异黄酮)属于天然异黄酮家族,在豆类植物和红三叶草中含量丰富。近年的研究表明,鹰嘴豆芽素A还具有抗菌、抗炎、抗氧化、抗骨质疏松、降血糖、抑制黑色素生成和神经保护等多种生物活性,但其溶解性差,在体内代谢和清除速率快,因此生物利用度很低。
1. 三氮唑木糖苷化鹰嘴豆芽素A的合成:
将糖基引入三氮唑类分子中可增强其亲水性和导向性,改变药代动力学性能,并增强其生物活性,已成为设计和合成具有新颖结构和优异活性的新化合物的重要途径之一。
为了提高鹰嘴豆芽素A的药理活性、增加其代谢稳定性和生物利用度,景临林等人以D-木糖,炔丙基溴和鹰嘴豆芽素A为原料,根据药物拼合原理,将糖基化三氮唑分子与鹰嘴豆芽素A结合,合成得到三氮唑木糖苷化鹰嘴豆芽素A。具体合成步骤如下:
(1)1.3 4′-甲氧基-5-羟基-7-炔丙氧基异黄酮 (1)
将2.84g (10mmol) 鹰嘴豆芽素A、3.36g (20mmol) K2CO3和100mL无水丙酮加入单口瓶中, 剧烈搅拌下缓慢加入2mL溴丙炔, 回流反应3h.TLC监测反应完全后, 体系降至室温, 加入100mL水, 45℃减压除去丙酮, 过滤, 滤饼依次用200mL蒸馏水、100mL 1mol/L盐酸溶液和200mL蒸馏水洗涤, 真空干燥后得到3.09g浅黄色固体,产率96%。
(2)4′-甲氧基-7- (1- ( (2′, 3′, 4′-三乙酰基-β-D-木糖基) -1, 2, 3-三氮唑-4-基) 甲氧基) -5-羟基异黄酮 (2)
将3.23g (10mmol) 化合物1分散于100mL叔丁醇和水 (体积比1∶1) 的混合溶剂中, 搅拌下依次加入4.48g (12mmol) 三乙酰木糖叠氮化物、0.2mmol抗坏血酸钠和0.1mmol五水硫酸铜, 55℃剧烈搅拌反应6h, 将反应体系降至室温, 加入20mL 2mol/L HCl, 用100mL CH2Cl2萃取一次, 有机相用水洗涤 (100mL×2) , 无水硫酸钠干燥12h, 过滤, 减压除去溶剂后快速柱层析分离, 浓缩干燥后得5.42g白色固体, 产率83%。
(3)4′-甲氧基-7- (1- ( (2′, 3′, 4′-三羟基-β-D-木糖基) -1, 2, 3-三氮唑-4-基) 甲氧基) -5-羟基异黄酮 (3)
将0.62g (1mmol) 化合物2置于100mL三口烧瓶中, 加入50mL甲醇, 冷却至0℃, 氮气保护下缓慢滴加1.2mL 1.0mol·L-1甲醇钠的甲醇溶液, 升温至室温继续反应3~4h, 利用TLC监测反应完全后, 用732阳离子树酯调节体系至中性, 有大量白色不溶物析出, 冷却后过滤, 用冰甲醇洗涤滤饼数次, 真空干燥后得0.46g白色固体, 为目标化合物3.产率92%.mp:172.5~174.4℃。
2. 半乳糖苷三氮唑鹰嘴豆芽素A的合成
范小飞等人以D-半乳糖、炔丙基溴和鹰嘴豆芽素A 为原料,将具有生物活性的糖苷与鹰嘴豆芽素A分 子通过1,4-二取代的1,2,3-三氮唑连接,合成了一 种衍生物——半乳糖苷三氮唑鹰嘴豆芽素A。制备步骤如下:
(1)4'-甲氧基-5-羟基-7-炔丙氧基异黄酮(化合物1)
将鹰嘴豆芽素A 2.84 g(10 mmol)、K2CO3 3.36 g(20 mmol)加入单口瓶中,加入100 ml无水丙 酮,剧烈搅拌下缓慢加入溴丙炔(2 ml),回流反应 3 h。待毕(TLC监测),加入50 ml水,减压除去丙酮,过滤,滤饼依次用水、1 mol/L HCl溶液和水洗涤,空气中干燥后得浅黄色固体,为目标化合物1,产率95%。
(2)4'-甲氧基-7-(1-((2',3',4',6'-四乙酰基-β-D-吡喃半乳糖基)-1,2,3-三氮唑-4-基)甲氧基)-5- 羟基异黄酮(化合物2)
将β-D-四乙酰半乳糖叠氮化物4.48 g(12 mmol)、化合物1 2.93 g(10 mmol) 悬浮于100 ml叔丁醇∶水(1∶1)的混合溶剂中,搅拌下依次加入0.2 mmol抗坏血酸钠和0.1 mmol CuSO4·5H2O,55℃剧烈搅拌反应6 h,停止反应,待体系降至室温时,向反应体系中加入100 ml CH2Cl2 和20 ml 2 mol/L HCl,分液,有机相用水洗涤两次,无水硫酸钠干燥过夜,抽滤,减压除去溶剂后快速柱层析分离,得白色固体,为目标化合物2, 产率85%。
(3)4'-甲氧基-7-(1-((2',3',4',6'-四羟基-β-D-吡喃半乳糖基)-1,2,3-三氮唑-4-基)甲氧基)-5-羟基异黄酮(化合物3)
将化合物2 0.70 g(10 mmol) 置于一三口烧瓶中,加入50 ml甲醇,冰水浴冷却至 0℃,氮气保护下缓慢滴加甲醇钠的甲醇溶液 (1.2 ml,1.0 mol/L)。加毕,升至室温继续反应3~ 4 h。待毕(TLC监测),用732强酸苯乙烯阳离子交 换树脂调节体系至中性,此时有白色不溶物析出,过滤,用甲醇洗涤滤饼数次,真空干燥后得目标化合物 3,产率94%。
参考文献:
[1]景临林;范小飞;马慧萍;樊鹏程;贾正平. 半乳糖苷三氮唑鹰嘴豆芽素A的合成与抗缺氧活性研究 [J]. 解放军医药杂志, 2014, 26 (11): 34-37.
[2]景临林;范小飞;马慧萍;樊鹏程;贾正平. 木糖苷三氮唑鹰嘴豆芽素A的合成与结构表征 [J]. 化学研究, 2014, 25 (04): 341-344. DOI:10.14002/j.hxya.2014.04.003