小檗堿衍生物設(shè)計(jì)、合成及生理活性研究.pdf

1、小檗堿義叫黃連素(Berberine,BBR),是從黃連和黃柏等中藥材中提取出來的異喹啉生物堿。在傳統(tǒng)中醫(yī)中被長(zhǎng)期用于治療由細(xì)菌感染引起的胃腸道疾病。大量研究表明,小檗堿還有抗心律失常、抗傳染性原蟲、抗氧化、降糖、調(diào)脂、降壓和強(qiáng)心等作用。本研究主要以小檗堿抑菌及抗氧化為研究目標(biāo),設(shè)計(jì)合成了8-烷基小檗堿、13-烷基(芐基)小檗堿、8-烷基-13-溴-小檗堿、13-鹵代小檗堿、8-13-二烷基小檗堿、8-烷基-13-芐基小檗堿、系列酚類小

2、檗堿及系列8-烷基酚類小檗堿,并進(jìn)行了抑菌、降糖、抗氧化和對(duì)a-淀粉酶等活性作用研究。實(shí)驗(yàn)方法與結(jié)果如下:
　　 1.小檗堿衍生物的合成1.1 C8烷基及C13鹵代小檗堿衍生物的合成
　　 采用格氏試劑和鹵素分別在C8和C13進(jìn)行取代,生成8-烷基小檗堿、8-烷基-13-溴-小檗堿及13-鹵代小檗堿。并對(duì)13-鹵代小檗堿及8-烷基-13-溴-小檗堿的合成工藝進(jìn)行優(yōu)化。其中小檗堿及烷基小檗堿的最佳溴代反應(yīng)體系為:反應(yīng)溫度為

3、30℃、反應(yīng)物比例為6:1、冰醋酸為60 mL時(shí)最佳添加量為0.5000g,反應(yīng)順序是先加溴,后滴加小檗堿及烷基小檗堿。13-氯代小檗堿的最佳反應(yīng)條件為:反應(yīng)時(shí)間6～10min、反應(yīng)溫度為30℃、氯氣制備的溫度(用溫度來控制氯氣流速)60℃、冰醋酸在30mL時(shí)最佳加樣量為0.2000g。研究發(fā)現(xiàn)反應(yīng)完成后加入少許二氯化鐵,能使產(chǎn)物析出沉淀,這樣既簡(jiǎn)化了產(chǎn)物的回收,又提高產(chǎn)物產(chǎn)率。碘代反應(yīng)因反應(yīng)氧化體系不同,碘取代的位置也不同,在HMNO

4、3/I2/AcOH體系中取代的是13位,而在KI/KIO4/AcOH/H2O體系中取代的可能是11位。
　　 1.213-及8,13-二取代小檗堿衍生物的合成
　　 小檗堿經(jīng)還原、烷基化和氧化三步生成13烷基小檗堿。具體步驟是先利用硼氫化鈉將小檗堿還原成二氫小檗堿,再利用烯胺烷基化生成13烷基或芐基二氫小檗堿取代衍生物,最后用NCS進(jìn)行氧化。8,13-二取代小檗堿是以8-辛基二氫小檗堿作為先導(dǎo)物,其后的合成方法與13烷基

5、小檗堿的合成相同。
　　 1.3酚類小檗堿及酚類烷基小檗堿衍生物的合成
　　 實(shí)驗(yàn)采用N,N-二甲基甲酰胺、間苯三酚/硫酸體系、無水三氯化鋁/吡比啶及三溴化硼/二氯甲烷,分別生成9-羥基-小檗堿衍生物、2,3-二羥基-小檗堿衍生物、2,3,9-三羥基-小檗堿衍生物和2,3,9,10-四羥基-小檗堿衍生物及其相應(yīng)烷基化酚類小檗堿。
　　 2.小檗堿衍生物抗菌活性研究
　　 實(shí)驗(yàn)考查了8-烷基小檗堿、13-烷

6、基(或芐基)小檗堿、8-辛基-13-烷基小檗堿、8-辛基-13-芐基小檗堿、8-烷基-13-溴代小檗堿和鹵代小檗堿對(duì)9種常見微生物的抑菌能力。結(jié)果發(fā)現(xiàn)8-烷基小檗堿的抗菌規(guī)律跟前人報(bào)道一致,8-辛基小檗堿活性最強(qiáng);當(dāng)C13引入一系列烷基后也能增強(qiáng)其抗菌活性,并且也有與8-烷基小檗堿相同的抗菌規(guī)律,即,在八個(gè)碳原子內(nèi)隨著碳鏈的延長(zhǎng)抗菌活性增加,只是抗菌活性要小于相應(yīng)8-烷基小檗堿;當(dāng)小檗堿C13位引入鹵素后也能增強(qiáng)小檗堿的抗菌能力,增加強(qiáng)

7、度與它們吸電子能力有關(guān),只是抗菌活性遠(yuǎn)不及烷基小檗堿;在8-烷基小檗堿的C13引入溴后,其抗菌活性強(qiáng)于相應(yīng)的8-烷基小檗堿,說明C8的烷基與C13的溴具有協(xié)同增效作用;當(dāng)C8和C13同時(shí)引入烷基時(shí),并不是8,13-二辛基-小檗堿抗菌活性最強(qiáng),而是13-丁基-8-辛基-小檗堿抗菌活性最強(qiáng)。
　　 3.小檗堿衍生物對(duì)部分酶類作用研究
　　 用碘-淀粉比色法測(cè)定了小檗堿及其衍生物對(duì)a-淀粉酶的作用,結(jié)果發(fā)現(xiàn)小檗堿及其衍生物對(duì)a

8、-淀粉酶具有很強(qiáng)的抑制能力,其中氯代小檗堿對(duì)a-淀粉酶的IC50值為0.042mg/mL比小檗堿提高了2倍,2,3,9-三羥基小檗堿和2,3,9,10-四羥基小檗堿的IC50值為0.02mg/mL,比小檗堿提高了5倍。但所有小檗堿衍生物對(duì)ACE酶的作用不明顯。
　　 4.小檗堿衍生物的降糖作用研究
　　 本文考查了8-烷基小檗堿、8-烷基-13-溴代小檗堿及13-鹵代小檗堿對(duì)HepG2細(xì)胞降糖的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn)13-氯代小

9、檗堿的降糖作用最強(qiáng)。MTT細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)表明,小檗堿引入烷基后細(xì)胞毒性增強(qiáng),而13-氯代小檗堿的毒性最弱,因此認(rèn)為氯代小檗堿的降糖可能是通過降低對(duì)HepG2細(xì)胞的毒性來實(shí)現(xiàn)的。
　　 5.小檗堿及酚類小檗堿抗氧化作用研究
　　 實(shí)驗(yàn)選用DPPH和羥自由基作為研究對(duì)象考查多酚類小檗堿對(duì)自由基的清除效果,其中2,3,9,10-四羥基小檗堿作用最強(qiáng),對(duì)DPPH的IC50值為0.13 mg/mL,但仍不及BHA,對(duì)羥自由基的IC5