异黄酮碳苷类化合物葡酮胺的全合成及制剂优化研究

发布时间：2020-03-22 19:26

【摘要】：异黄酮碳苷类化合物是指糖基以C-C键的形式直接连接异黄酮环上的一类化合物,它不易被酸性胃液水解,具有多种生物活性如抗辐射、抗心肌缺血、抗糖尿病等。异黄酮碳苷类化合物的全合成目前仅有查尔酮途径一种,以苯乙酮碳苷类化合物为起始物。该合成路线的不足在于:关键中间体查尔酮的合成中,常常使用剧毒物硝酸铊;许多不含乙酰基的碳苷无法通过此策略制备异黄酮碳苷,这些均限制了该策略的应用。因此,开发一种绿色高效的异黄酮碳苷全合成方法,对于活性异黄酮碳苷类化合物的研发十分重要。葛根素是从中药葛根中提取的一种具有抗心肌缺血作用的异黄酮碳苷类化合物。葛根素水溶性差、渗透性差且临床应用出现溶血副作用,极大地限制了其临床应用。3’-(二甲基氨基)甲基葛根素盐酸盐(葡酮胺,葛胺酮,G20)是由本课题组研发的具有很好水溶性的葛根素衍生物。其抗心肌缺血和脑缺血作用强于葛根素,且无溶血副作用,目前作为抗心肌缺血新药处于临床前研究阶段。G20的研究目前存在三方面问题:1)目前由葛根素半合成而得,缺乏合理的全合成方法;2)口服生物利用度低,需要进行制剂优化;3)相关心肌靶蛋白尚不明确。故本文从这三个方面开展工作,并取得以下重要进展:1.鉴于异黄酮碳苷的传统全合成方法存在的缺点,以结构简单并易于合成的6-叔丁基葛根素为研究对象,发展了异黄酮碳苷类化合物的两种全合成路线:改良的查尔酮合成路线和简单高产的脱氧安息香路线。首先,采用改良的查尔酮途径全合成一种异黄酮碳苷类化合物(6-叔丁基葛根素),总收率为2.8%。在关键中间体查尔酮氧化过程中,使用绿色环保的碘苯二乙酸代替剧毒的硝酸铊。该全合成方法绿色环保,适合异黄酮碳苷类化合物的合成。其次,采用脱氧安息香途径成功全合成了两种异黄酮碳苷(6-叔丁基葛根素和6-叔丁基-4'-甲氧基葛根素),该路线只需五步反应,总产率分别为14.6%和14.2%。与传统的查尔酮合成路线相比,该合成路线以Vilsmeier-Haack环合反应基础,简单便捷,产率高。该方法既有利于实现葡酮胺的全合成,又极大地促进了异黄酮碳苷类化合物的深入研究。2.采用改良的查尔酮途径和脱氧安息香途径成功全合成葡酮胺,总产率分别为0.5%和1.6%。首先将具有温和的供电子效应的乙基类取代基(如乙基、对甲氧基苯乙基等)巧妙连接到碳苷芳香环上,这可以增强氧碳重排反应的选择性和反应活性,同时可以使下一步的脱叔丁基反应和氧化反应顺利进行。然后采用查尔酮途径和脱氧安息香途径完成异黄酮环的合成,得到葛根素,最后通过曼尼希反应将葛根素转化为葡酮胺。该乙基取代策略适合异黄酮碳苷化合物的合成。3.为了制备葡酮胺(G20)磷脂复合物,并考察其药动学行为。通过溶剂挥发法制备复合物。以反应溶剂种类、药脂比、溶剂量和反应温度为影响因素,复合率为评价指标,正交试验优化制备工艺。对所得复合物进行X射线衍射分析。SD大鼠分别灌胃给予G20及其磷脂复合物,HPLC法测定G20血药浓度,计算药动学参数。结果表明,最佳条件为G20与磷脂的投料摩尔比为1∶1.5,乙醇量为40mL,反应温度为50℃,反应时间为2h。复合率为100%。G20以无定型状态存在于复合物中,是一种新物相,而非物理混合物。G20磷脂复合物的口服生物利用度是G20的1.6倍,与G20注射组相比,G20溶液组和G20磷脂复合物组的绝对生物利用度分别为3.02%和4.84%。4.采用微乳技术来增强G20的口服生物利用度。利用伪三元相图确立了微乳自乳化区域,使用激光粒度仪测定多种微乳配方的平均粒径,最终确定了两种G20微乳的最佳配方—油包水型微乳F3和水包油型微乳F6。与G20溶液组相比,G20微乳具有更高的口服生物利用度。水包油型微乳组和油包水型微乳组的相对口服利用度分别是G20的5.78倍和4.38倍。与G20注射组相比,G20溶液组、水包油型微乳组和油包水型微乳组的绝对生物利用度分别为3.02%,17.3%和13.2%。5.以merrifield树脂为起始物,通过三步反应设计合成了G20固化树脂。总产率为22.0%。该树脂具有13个原子的连接臂,方便与心肌蛋白发生亲和作用。为G20靶蛋白发现奠定基础。本文首先以简单易于合成的6-叔丁基葛根素为研究对象,发展了异黄酮碳苷类化合物的两种全合成路线:改良的查尔酮合成路线和简单高产的脱氧安息香路线。然后利用乙基取代策略通过这两条路线完成葡酮胺的全合成。采用磷脂复合物以及微乳技术,显著提高了葡酮胺的生物利用度,为研制葡酮胺口服制剂提供了实验依据。成功制备了葡酮胺固定化树脂,为以后心肌靶蛋白的寻找和鉴定奠定基础。
【图文】：

HPLC法检测G20含量

磷脂复合物,大豆卵磷脂,酮胺

图 4-3 大豆卵磷脂(A) G20 (B) 物理混合物(C)和 G20 磷脂复合物(D)的 XRD 图Fig.4-3 X-ray diffractograms of soybean lecithin (A), G20 (B), physical mixture of G20 withsoybean lecithin (C) and G20- soybean lecithin complex (D)4.3.4 大鼠血浆中葡酮胺测定方法的建立4.3.4.1 方法专属性考察如图 4-4 所示，，G20 与对羟基苯甲醛峰形呈现正态峰，分离良好，血浆中的杂质并不影响它们的检测。保留时间分别为 9.5 min 和 19.5 min。
【学位授予单位】：北京工业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R914

【参考文献】