CN1557815A - 异戊烯基酮类化合物及其在制备抗肿瘤药物中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属中医药领域,具体涉及柘树中新的异戊烯基酮类化合物及其在制备抗肿瘤药物中的应用。本发明提供了通式(I)的柘树中新的异戊烯基取代的酮类化合物,所述化合物具有较强且广的抗肿瘤活性,并具有抑制新生血管形成的作用,可用于制备抗肿瘤药物。
Description
技术领域
本发明属中医药领域,涉及天然抗肿瘤药物,具体涉及柘树中新的异戊烯基酮类化合物及其在制备抗肿瘤药物中的应用。
背景技术
肿瘤是严重威胁人类健康的恶性疾病之一,多年来各国政府投入了大量的人力、物力试图去攻克一个个顽癌,并已确实发现了不少有重大使用价值或已在临床应用的有效抗肿瘤药物,但其数量及真正在临床上发挥的有效作用还远离人们的期望。早期的抗肿瘤药物主要是从细胞毒活性入手,通过合成大量的有机或无机类似物进行筛选,即人们所称的化疗药物,由于其毒性太大,驱邪伤正,迫使人们从天然产物中去寻找。目前所发现的具抗肿瘤活性的化合物多数来自中草药或植物药。因此,充分利用我国中草药资源,从中寻找新型的天然抗肿瘤药物是一种有效的新途径。
柘树,又名柘木、穿破石,为桑科柘属植物柘树C.tricuspidata(Carr.)Bur.的根,具有祛风通络、清热除湿、解毒消肿、活血通经、健脾益胃及消炎止痛的功效,临床用于治疗风湿关节痛、跌打损伤、疔疮痈肿、脾虚泄泻、经闭及黄疸等症,近年来又用于治疗胃癌等消化***肿瘤。日本学者Nomura T.研究组从柘树根皮中发现了异戊烯基酮及黄酮类化合物,但未见其对生物活性研究、尤其是与该中草药治疗作用相关的抗肿瘤活性研究的报道。山东大学徐誉泰等研究发现:柘树根黄酮粗提物(未作成分分析)对胃癌细胞NKM大分子的合成具有显著抑制作用,进一步证实了其抗肿瘤活性。然而迄今为止,有关柘树的抗肿瘤活性成分仍然未知。
发明内容
本发明的目的是,在对柘树的抗肿瘤活性成分进行深入研究和认识后,提供一类新的具有抗肿瘤活性的异戊烯基酮类化合物。
本发明的另一目的是提供所述异戊烯基酮类化合物在制备***药物中的应用。
本发明的新异戊烯基酮类化合物具有通式(I)的结构:
其中:
其中,
R1=R4=H R2=R5=OH
化合物为9H--9-酮,1,3,6,7-四羟基-4,8-二(3-甲基-2-丁烯基),简称柘树酮B(2);
其中,
化合物为5H-呋喃并[3,2-b]-5-酮,2,3-二氢-4,7,8-三羟基-2,3,3-三甲基-11-(3-甲基-2-丁烯基),简称柘树酮F(6),
其中,
R4=OH R5=R6=H
化合物为3H,7H-吡喃并[2,3-c]-7-酮,6,10,11-三羟基-3,3-二甲基-5-(1,1-二甲基-2-丙烯基),简称柘树酮H(8);
其中,
化合物为6H-呋喃并[2,3-c]-6-酮,1,2-二氢-5,8,9-三羟基-1,1,2-三甲基-7-(3-羟基-3-甲基丁基),简称柘树酮C(3),
其中
化合物为3H,7H-吡喃并[2,3-c]-7-酮,6,9,10-三羟基-3,3-二甲基-5-(3-甲基-2-丁烯基),简称柘树酮D(4),
其中,
其中,
化合物为9H--9-酮,1,3,6,7-四羟基-4-(1,1-二甲基-2-丙烯基)-8-(3-甲基-2-丁烯基),简称柘树酮A(1),
其中
化合物9H--9-酮,1,3,6,7-四羟基-2,4-二(3-甲基-2-丁烯基),简称柘树酮E(5)。
本发明化合物通过下述方法和步骤制得,
柘树C.tricuspidata(Carr)Bur.的根干燥粉碎后,以95%的乙醇提取,提取液减压浓缩得浸膏,浸膏以水混悬后,依次以石油醚、乙酸乙酯或氯仿或二氯甲烷萃取,得石油醚部分、乙酸乙酯或氯仿或二氯甲烷部分和水溶性部分。将乙酸乙酯或氯仿或二氯甲烷部分进行硅胶柱层析,依次用20∶1~5∶5的石油醚-丙酮梯度洗脱,收集流份。从石油醚-丙酮10∶1流份中得到化合物为9H--9-酮,1,3,6,7-四羟基-4,8-二(3-甲基-2-丁烯基);将石油醚-丙酮9∶1流份进行反复柱层析,得到化合物5H-呋喃并[3,2-b]-5-酮,2,3-二氢-4,7,8-三羟基-2,3,3-三甲基-11-(3-甲基-2-丁烯基)和化合物3H,7H-吡喃并[2,3-c]-7-酮,6,10,11-三羟基-3,3-二甲基-5-(1,1-二甲基-2-丙烯基);将石油醚-丙酮8∶2流份进行反复柱层析,得到化合物6H-呋喃并[2,3-c]-6-酮,1,2-二氢-5,8,9-三羟基-1,1,2-三甲基-7-(3-羟基-3-甲基丁基),化合物3H,7H-吡喃并[2,3-c]-7-酮,6,9,10-三羟基-3,3-二甲基-5-(3-甲基-2-丁烯基)和化合物9H--9-酮,1,6,7-三羟基-3-氧-(3-甲基-2-丁烯基)-4-(3-甲基-2-丁烯基);将石油醚-丙酮7∶3流份进行反复柱层析,得到化合物9H--9-酮,1,3,6,7-四羟基-4-(1,1-二甲基-2-丙烯基)-8-(3-甲基-2-丁烯基)和化合物9H--9-酮,1,3,6,7-四羟基-2,4-二(3-甲基-2-丁烯基)。
为进一步说明本发明化合物在制备抗肿瘤药物中的应用,对本发明的化合物进行了体外抑制人肿瘤细胞增殖的试验,细胞株包括:人胃癌(SGC-7901、BGC-823)、肝癌(SMMC-7721)、结肠癌(HCT)、肺癌(A549)、卵巢癌(1A9)、鼻咽癌(KB、KB-VIN)和黑素瘤(SK-MEL-2);由于新生血管形成是肿瘤持续生长的必要条件之一,抑制新生血管形成是肿瘤治疗的重要靶点,因此还将活性较高的化合物进行了抗新生血管形成作用的试验。
结果表明,本发明化合物在体外有较广的、显著的抗肿瘤活性,尤其是柘树酮E、G、H(5,7,8),对4种人消化***肿瘤细胞株以及人肺癌、卵巢癌、鼻咽癌均有较强抑制作用;柘树酮B-D(2-4)对人肝癌、肺癌、鼻咽癌细胞株有较强抑制作用,柘树酮B和D(2和4)还对人结肠癌、胃癌细胞株有较好抑制作用,柘树酮D(4)还对人卵巢癌细胞株有较强抑制作用;柘树酮G(7)对新生血管的形成有一定抑制作用。本发明的化合物可制备新的抗肿瘤药物,具有较好的应用前景。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步阐述,但这些实施例不对本发明有任何限制。
实施例1 从柘树中提取分离新的异戊烯基酮类化合物
柘树C.tricuspidata(Carr.)Bur.的根13.6kg干燥粉碎后,以95%的乙醇提取,提取液减压浓缩得浸膏,浸膏以水混悬后,依次以石油醚、氯仿萃取,得石油醚部分、氯仿部分和水溶性部分。将氯仿部分进行硅胶柱层析,依次用石油醚-丙酮(20∶1~5∶5)梯度洗脱,收集流份。从石油醚-丙酮10∶1流份中得到柘树酮B(2)400mg;将石油醚-丙酮9∶1流份进行反复柱层析,得到柘树酮F(6)710mg和柘树酮H(8)167mg;将石油醚-丙酮8∶2流份进行反复柱层析,得到柘树酮C(3)33mg,柘树酮D(4)220mg和柘树酮G(7)48mg;将石油醚-丙酮7∶3流份进行反复柱层析,得到柘树酮A(1)79mg和柘树酮E(5)30mg。
柘树酮A(1)的理化性质及光谱数据
分子式:C23H24O6;分子量:396;其性状为黄色棱晶(氯仿);熔点:145℃;紫外光谱最大吸收波长值(甲醇):223,244,260,316,365纳米;红外光谱最大吸收频率值(溴化钾):3386,2961,1647,1614,1556,1501,1415,1340,1279,1168,1125,1068,939,835,571厘米-1;电子轰击质谱(质荷比):396[M]+;核磁共振氢谱(400MHz)数据(化学位移:ppm,偶合常数:Hz,溶剂:氘代丙酮):δ13.78(1H,s,OH-1),9.32(2H,br s,OH),7.99(1H,s,OH),6.85(1H,s,H-5),6.35(1H,dd,J=10.6,17.4Hz,H-14),6.23(1H,s,H-2),5.31(1H,m,H-17),5.00(1H,dd,J=1.2,17.4Hz,H-15a),4.89(1H,dd,J=1.2,10.6Hz,H-15b),4.17(2H,br d,J=6.8Hz,H2-16),1.83(3H,br s,H3-19),1.65(6H,s,H3-12,H3-13),1.63(3H,br s,H3-20)。
柘树酮B(2)的理化性质及光谱数据
分子式:C23H24O6;分子量:396;其性状为黄色针晶(甲醇);熔点:204-205℃;紫外光谱最大吸收波长值(甲醇):241,259,314,370;红外光谱最大吸收频率值(溴化钾):3372,2910,1640,1615,1558,1497,1429,1274,1170厘米-1;电子轰击质谱(质荷比):396[M]+;核磁共振氢谱(400MHz)数据(化学位移:ppm,偶合常数:Hz,溶剂:氘代丙酮):δ13.52(1H,s,OH-1),9.48(2H,br s,OH),7.68(1H,br s,OH),6.90(1H,s,H-5),6.26(1H,s,H-2),5.31(1H,m,H-17),5.26(1H,m,H-12),4.18(2H,br d,J=6.8Hz,H2-16),3.45(2H,br d,J=7.3Hz,H2-11),1.85(3H,br s,H3-14),1.82(3H,br s,H3-19),1.634(3H,br s,H3-15),1.628(3H,br s,H3-20)。
柘树酮C(3)的理化性质及光谱数据
分子式:C23H26O7;分子量:414;其性状为黄色棱晶(氯仿);熔点:189℃;比旋光:[α]20 D-48.4°(c 0.60,丙酮);紫外光谱最大吸收波长值(甲醇):224,240,259,276(sh),316,365;红外光谱最大吸收频率值(溴化钾):3532,3373,2967,1651,1620,1560,1505,1482,1375,1286,1157,1060,822,565厘米-1;电子轰击质谱(质荷比):414[M]+;核磁共振氢谱(500MHz)数据(化学位移:ppm,偶合常数:Hz,溶剂:氘代丙酮):δ13.86(1H,s,OH-1),9.21(1H,s,OH-6),8.58(1H,s,OH-7),6.90(1H,s,H-5),6.10(1H,s,H-2),4.54(1H,q,J=6.5Hz,H-14),4.30(1H,br s,OH-18),3.47(2H,t,J=7.2Hz,H2-16),1.89(2H,t,J=7.2Hz,H2-17),1.56,1.29(each 3H,s,H3-12,H3-13),1.39(3H,d,J=6.5Hz,H3-15),1.30(6H,s,H3-19,H3-20)。
柘树酮D(4)的理化性质及光谱数据
分子式:C23H22O6;分子量:394;其性状为黄色针晶(氯仿);熔点:234℃;紫外光谱最大吸收波长值(甲醇):224,258,286,325,385;红外光谱最大吸收频率值(溴化钾):3491,3295,2969,1630,1595,1517,1474,1438,1354,1133,1007,771厘米-1;电子轰击质谱(质荷比):394[M]+;核磁共振氢谱(400MHz)数据(化学位移:ppm,偶合常数:Hz,溶剂:氘代丙酮):δ13.61(1H,s,OH-1),9.31(1H,br s,OH),8.77(1H,br s,OH),7.56(1H,s,H-8),7.02(1H,s,H-5),6.86(1H,d,J=10.0Hz,H-16),5.73(1H,d,J=10.0Hz,H-17),5.23(1H,m,H-12),3.32(2H,br d,J=7.4Hz,H2-11),1.80(3H,br s,H3-14),1.65(3H,br d,J=0.6Hz,H3-15),1.48(6H,s,H3-19,H3-20)。
柘树酮D(5)的理化性质及光谱数据
分子式:C23H24O6;分子量:396;其性状为黄色针晶(氯仿);熔点:203-204℃;紫外光谱最大吸收波长值(甲醇):235,262,321,373;红外光谱最大吸收频率值(溴化钾):3380,3156,2969,2914,1642,1615,1567,1488,1434,1290,1202,1163,802厘米-1;电子轰击质谱(质荷比):396[M]+;核磁共振氢谱(400MHz)数据(化学位移:ppm,偶合常数:Hz,溶剂:氘代丙酮):δ13.48(1H,s,OH-1),8.97,8.23(3H,br s,OH-3,6,7),7.57(1H,s,H-8),6.98(1H,s,H-5),5.24(2H,m,H-12,H-17),3.57(2H,br d,J=7.2Hz,H2-16),3.44(2H,br d,J=7.0Hz,H2-11),1.89(3H,br s,H3-19),1.79(3H,br s,H3-14),1.66(6H,br s,H3-15,H3-20)。
柘树酮F(6)的理化性质及光谱数据
分子式:C23H24O6;分子量:396;其性状为淡黄色棱晶(氯仿);熔点:208℃;比旋光:[α]20 D-6.4°(c1.00,丙酮);紫外光谱最大吸收波长值(甲醇):244,261,322,369;红外光谱最大吸收频率值(溴化钾):3518,3272,2965,1633,1610,1565,1520,1476,1290,1069,998厘米-1;电子轰击质谱(质荷比):396[M]+;核磁共振氢谱(500MHz)数据(化学位移:ppm,偶合常数:Hz,溶剂:氘代丙酮):δ13.41(1H,s,OH-1),9.00(2H,br s,OH-6,7),7.55(1H,s,H-8),6.98(1H,s,H-5),5.27(1H,br t,J=7.2Hz,H-17),4.53(1H,q,J=6.5Hz,H-14),3.40(2H,br d,J=7.2Hz,H2-16),1.86(3H,br s,H3-19),1.66(3H,br s,H3-20),1.49,1.24(each 3H,s,H3-12,H3-13),1.45(3H,d,J=6.5Hz,H3-15)。
柘树酮G(7)的理化性质及光谱数据
分子式:C23H24O6;分子量:396;其性状为黄色针晶(氯仿);熔点:206-207℃;紫外光谱最大吸收波长值(甲醇):215,235,259,312,375;红外光谱最大吸收频率值(溴化钾):3474,3229,2960,2916,1642,1599,1473,1423,1289,1257,1175,1078,802厘米-1;电子轰击质谱(质荷比):396[M]+;核磁共振氢谱(500MHz)数据(化学位移:ppm,偶合常数:Hz,溶剂:氘代丙酮):δ13.21(1H,s,OH-1),9.30(1H,br s,OH),8.74(1H,br s,OH),7.55(1H,s,H-8),6.98(1H,s,H-5),6.41(1H,s,H-2),5.54(1H,br t,J=6.5Hz,H-12),5.23(1H,br t,J=7.2Hz,H-17),4.70(2H,br d,J=6.5Hz,H2-11),3.46(2H,br d,J=7.2Hz,H2-16),1.86(3H,br s,H3-19),1.80(3H,br s,H3-14),1.81(3H,br s,H3-15),1.64(3H,br s,H3-20)。
柘树酮H(8)的理化性质及光谱数据
分子式:C23H22O6;分子量:394;其性状为黄色棱晶(氯仿);熔点:175℃;紫外光谱最大吸收波长值(甲醇):209,218,258,272,335,380(sh);红外光谱最大吸收频率值(溴化钾):3460,3213,2976,1618,1600,1562,1524,1438,1252,1183,1152,1000厘米-1;电子轰击质谱(质荷比):394[M]+;核磁共振氢谱(500MHz)数据(化学位移:ppm,偶合常数:Hz,溶剂:氘代丙酮):δ14.42(1H,s,OH-1),8.88(2H,br s,OH),7.65(1H,d,J=8.6Hz,H-8),7.05(1H,d,J=10.0Hz,H-16),6.99(1H,d,J=8.6Hz,H-7),6.32(1H,dd,J=10.3,17.4Hz,H-14),5.69(1H,d,J=10.0Hz,H-17),4.91(1H,br d,J=17.4Hz,H-15a),4.80(1H,br d,J=10.3Hz,H-15b),1.61(6H,s,H3-12,H3-13),1.47(6H,s,H3-19,H3-20)。
实施例2本发明化合物体外抑制人肿瘤细胞增殖试验
1、对SGC-7901、BGC-823、SMMC-7721、HCT细胞增殖的筛选
采用改良MTT法,将上述处于对数生长期的肿瘤细胞加入96孔培养板中,每孔90μL。随后,在每孔中分别加入4种浓度的受试样品(0.31-20μg/mL)10μL。加样品组设3个复孔。细胞在37℃、5%CO2培养箱中孵育72小时后,加入MTT溶液5mg/mL,10μL。继续培养4小时后,加入三联液[10% SDS-5%异丁醇-0.012mol/LHCl],90μL/孔,12小时后,用酶标仪在550nm波长下测定各孔的OD值。
细胞抑制率=(对照组OD值-用药组OD值)/对照组OD值×100%。用GWBASIC软件计算各样品的IC50值。
2、对A549、1A9、KB、KB-VIN、SK-MEL-2细胞增殖筛选
采用SRB法,将处于对数生长期的肿瘤细胞加入96孔培养板中,每孔1500-7500个细胞。随后,在每孔中分别加入4种浓度的受试样品(2.5-20μg/mL)10μL。细胞在37℃、5%CO2培养箱中孵育72小时后,加预冷的50%TCA固定细胞,然后加0.4%的SRB染色,用酶标仪在562nm波长下测定各孔的OD值。用ED50值表示细胞生长抑制率为50%的药物浓度。
实施例3
本发明化合物对鸡胚绒毛***(CAM)血管生成的影响
实验方法:
(1)种蛋消毒后放入37℃孵化箱,气室向上,每天转动3-4次,到孵蛋第九天,消毒种蛋表面后在气室顶端打1-2mm小孔,在距胎头前1cm、两条卵黄静脉之间的卵壳投影部位标记1.0cm×1.5cm的长方形区域,磨切透卵壳,在卵壳膜上轻轻划破直径约为1mm的小孔,滴加少许无菌纯净水分离小孔边缘的卵壳膜,将无菌的直径为6mm的微孔滤膜载体放在CAM的血管最少处,然后在载体中央加入待测化合物大、中、小剂量组药液,空白组加入相同体积的生理盐水。加药液量为每枚蛋10μL。
(2)用无菌透明胶封窗,标记后再放入37℃的孵箱内再孵育三天。
(3)加药三天后,每蛋注入1∶1的甲醇、丙酮等量混合固定液2.5mL,室温下固定20min,待CAM上的血管内的血液凝固后,揭去封窗的透明膜,剪除CAM水平以上的蛋壳,以滤膜载体为中心把CAM剪下,放入盛有少量水并铺有滤纸的平皿里展开,阴干,连同滤纸保存。
(4)解剖显微镜下以相同放大倍数记数血管,以实验部位边缘(即微孔滤膜载体边缘)1mm范围内为一级血管,以实验部位边缘5mm处为二级血管,凡属趋向性生长的血管,即以载体为中心发出,与滤膜半径的夹角小于45℃者均予计数;而穿行、绕行的血管则不算在内。一、二及血管分别观察计数。
表1是柘树酮A-H(1-8)的核磁共振碳谱(100或125MHz)数据(化学位移:ppm,溶剂:氘代丙酮),表2是本发明化合物对人肿瘤细胞增殖的抑制作用(IC50:μg/mL),表3是本发明化合物对人肿瘤细胞增殖的抑制作用(ED50:μg/mL),表4是本发明化合物对鸡胚绒毛***(CAM)血管生成的影响。
表1
碳原子编号化合物1a 化合物2a 化合物3 化合物4a 化合物5a 化合物6 化合物7 化合物8
1 162.9 162.4 165.4 160.9 159.2 157.7 162.6 163.8
2 99.9 98.1 93.7 111.7 110.7 117.0 95.7 117.6
3 164.0 162.4 166.2 158.4 160.4 164.6 163.7 160.3
4 111.3 106.0 112.5 101.4 106.6 103.2 108.2 102.5
4a 156.4 155.1 153.2 151.0 153.9 156.1 155.0 151.6
4b 152.9 152.4 153.75 152.6 152.7 153.0 152.9 147.1
5 101.3 101.3 101.4 103.7 103.6 103.9 103.7 133.4
6 153.7 153.7 153.67 154.3 154.1 154.4 154.3 153.0
7 142.1 141.6 141.5 144.1 143.9 144.4 144.0 114.1
8 129.2 129.2 131.5 109.3 109.4 109.6 109.4 118.2
8a 112.0 111.9 111.8 113.8 113.7 114.1 113.7 115.1
9 184.0 183.4 183.2 180.8 180.9 181.5 181.0 182.1
9a 104.9 104.0 104.5 103.3 103.4 104.6 103.4 103.6
11 42.0 22.1 44.4 21.7 22.2 44.8 66.5 42.0
12 30.0 123.5 21.6 123.2 123.2 21.3 120.3 29.9
13 30.0 131.4 26.1 131.5 132.4 26.0 138.9 29.9
14 151.9 18.0 91.5 18.0 18.0 91.7 18.3 151.8
15 108.3 25.9 14.5 25.9 25.9 15.1 25.8 108.0
16 26.6 26.3 22.5 116.0 22.5 22.9 22.3 116.8
17 124.8 124.5 44.1 127.8 123.2 123.3 123.4 127.8
18 131.7 131.3 71.4 78.7 132.3 132.4 131.6 79.4
19 18.7 18.3 29.7 28.3 18.1 18.3 18.0 28.3
20 26.4 26.0 29.7 28.3 25.9 26.2 25.9 28.3
a核磁共振碳谱在100MHz测定
表2.
化合物 HCT-116 SMMC-7721 SGC-7901 BGC-823
1 >30 >30 >30 15.2
2 3.9 6.9 4.3 >30
3 12.2 8.9 >30 >30
4 4.1 4.2 9.8 >30
5 4.7 4.2 5.4 1.6
7 1.8 2.7 3.4 1.6
8 3.8 4.0 2.1 2.4
表3.
化合物 A549 1A9 KB KB-VIN SK-MEL-2
1 >4 >4 >4 >4 >4
2 1.6 2.5 1.8 1.8 2.6
3 1.0 2.1 1.5 1.0 2.6
4 1.3 0.8 1.8 1.9 2.1
5 1.5 1.1 1.6 1.9 3.2
7 1.0 0.7 1.4 1.4 2.8
8 0.8 1.0 1.3 0.8 2.7
表4.
样品 浓度 一级血管数(X±S) 二级血管数(X±S)
μg/mL 数量 抑制率(%) 数量 抑制率(%)
生理盐水组 2.52±0.48 12.65±1.98
化合物7 80 1.19±0.42 52.8 7.75±1.65 38.7
40 1.38±0.60 45.2 8.96±1.83 29.2
4 1.62±0.56 35.7 9.21±1.80 27.2
Claims (15)
9、根据权利要求1所述的异戊烯基
酮类化合物,其特征是所述化合物是9H-
-9-酮,l,3,6,7-四羟基-2,4-二(3-甲基-2-丁烯基)。
10、权利要求1-9所述任一化合物在制备抗肿瘤药物中的应用。
11、权利要求4或7或9所述化合物在制备抗人肝癌,人结肠癌,胃癌,肺癌,卵巢癌和/或鼻咽癌肿瘤药物中的应用。
12、权利要求2或5或6所述化合物在制备抗人肝癌,肺癌和/或鼻咽癌肿瘤药物中的应用。
13、权利要求2或6所述化合物在制备抗人结肠癌和/或胃癌肿瘤药物中的应用。
14、权利要求6所述化合物在制备抗人卵巢癌肿瘤药物中的应用。
15、权利要求7所述化合物在制备抑制肿瘤新生血管形成药物中的应用。
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