專利名稱：：5-位酰化莽草酸或其低碳醇酯及其制備和應用的制作方法
技術領域：
：本發明屬于多羥基環己烯酸或其低碳醇酯中特定羥基上形成的酯類化合物，具體地講是屬于5-位酰化莽草酸或其低碳醇酯衍生物。
背景技術：
：莽草酸是一種從中藥木蘭科植物八角茴香中提取的具有生理活性的天然產物，有抗血栓和減輕局灶性腦缺血損傷的作用[l]。但由于其存在極性大，口服不易吸收，無法通過血腦屏障等缺點，在一定程度上限制了它作為藥物的應用。為了解決這一問題，人們紛紛設法合成其衍生物，如三乙酰莽草酸[2-5]、異亞丙基莽草酸[6-ll]等，意在改善其極性，增強其脂溶性和血腦屏障的穿透能力。莽草酸中有三個手性羥基，選擇性地只酰化其中的一個羥基，所得到的單酰化衍生物，其油水分配特性將與莽草酸本身，或其全酰化衍生物，或雙酰化衍生物有顯著的差異，這不僅對于研究結構與活性的關系，而且對于由此可提供有效的高活性抗血栓藥物，都是很有意義的，將形成一類具有獨特生理活性的化合物，發展為一類新的藥物。與此同時，5-位酰化莽草酸或其低碳醇酯衍生物因在結構上完好保持莽草酸本身所具有的三個手性中心，對于特定結構的手性藥物或醫藥中間體的合成也是具有非常重要的意義的。除此之外，5-位酰化莽草酸或其低碳醇酯本身具有表面活性，可以作為陰離子型的或非離子型的表面活性劑應用于醫藥、食品或日用化妝品領域。為此，本發明的目的是設計合成5-位酰化莽草酸或其低碳醇酯。參考文獻[1]MAYK馬怡)，SunJianning(孫建寧)，XuQiuping(徐秋萍).InhibitoryEffectsofShikimicAcidonPlateletAggragationandBloodCoagulation.(莽草酸對血小板聚集和凝血的抑制作用)，[J]藥學學報，2000，35(1):1-3[2]CHONGZhao-zhong(種兆忠)，XUQiu-ping(徐秋萍)，SUNJian-ning(孫建寧).Effectsoftriacetylshikimicacidonbraindamageandbloodrheologyafterfocalcerebralischemiainrats(三乙酰莽草酸對局灶性腦缺血后腦組織損傷和血液流變學的作用),ChinPharm沖國藥學)，2000，35，(8):520~523[3]LIXin-zhi(李欣志)，CHONGZhao-zhong(種兆忠)，XUQiu-ping(徐秋萍)，etal.Inhibitoryeffectoftriacetylshikimicacidonplasmacontentsofvasoactivesubstancesandbrainmyeloperoxidaseactivityduringfocalcerebralischemicalreperfusioninrats(三乙酰莽草酸對大鼠局灶性腦缺血再灌注過程中血漿血管活性物質量和腦髓過氧化物酶活性的抑制作用).ChinJPharmacolToxicol(中國藥理學與毒理學雜志).2006，20(1):13~18[4]HUANGFengyang(黃豐陽)，XuQiuping(徐秋萍)，SunJianning(孫建寧)，etal.Inhibitoryeffectsoftriacetylshikimicacidonplateletaggregation(三乙酰莽草酸對血小板聚集的抑制作用).ActaPharmaceuticaSinica(藥學學報)，1999,34(5):345348[5]CHONGZhao-Zhong(種兆忠)，SUNJian-Ning(孫建寧)，XUQiu-Ping(徐秋萍).Effectsoftriacetylshikimicacidonreperfusioninducedbraindamageandbloodrheologicalchangesofratssubjectedtofocalcerebralischemia(三乙酰莽草酸對局灶性腦缺血再灌注后腦組織損傷和血液流變學的作用)ChinJPharmacolToxicol.(中國藥理學與毒理學雜志)，2001，15(1):1~5[6]WANGHong-tao(王宏濤)，JINHong-tao(靳洪濤)，SUNJian-ning(孫建寧)，etal.Experimentalstudiesontheanti-thrombosiseffectof3,4-oxo-isopropylidene-shikimicacid.(異亞丙基莽草酸抗血.栓作用的實驗研究)。ActaPharmaceuticaSinica(藥學學報)，2002,37(4):245~248[7]MAYi(馬怡),SunJianning(孫建寧),XuQiuping(徐秋萍)，etal.Effectsof3，4-oxo-isopropylidene-shikimicacidonthePGI2ReleaseinVascularEndothelialCell(異亞丙基莽草酸對血管內皮細胞釋放前列環素的影響).JournalofBeijingUniversityofTCM(北京中醫藥大學學報)，2003,26(4):25~27[8]WANGHong-Tao(王宏濤)，SUNJian-Ning(孫建寧)，XUQiu-Ping(徐秋萍)，etal.Effectof3,4-oxo-isopropylidene-shikimicacidonfreeradicalmetabolisminthebrainissueofratssubjectedtomiddlecerebralarterythrombosis(異亞丙基莽草酸對大腦中動脈栓塞大鼠腦組織自由基代謝的影響).ChinesePharmacologicalBulletin(中國藥理學通報)，2002，18(5):569~571[9]WANGHong-Tao(王宏濤)，SUNJian-Ning(孫建寧),XUQiu-Ping(徐秋萍)，etal.Effectof3，4-oxo-isopropylideneshikimicacidonbrainedemaandenergymetabolisminratssubjectedtomiddlecerebralarterythrombosis(異亞丙基莽草酸對大腦中動脈栓塞大鼠腦含水量和能量代謝的影響)。ChinJPharmacolToxicol.(中國藥理學與毒理學雜志),2002，16(4):270~272[10]MAYi(馬怡)，SUNJian-ning(孫建寧)，XUQiu-ping(徐秋萍)，etal.Protectiveeffectof3，4-oxo-isopropylidene-shikimicacidonvascularendothelialcellinjuredbyhydrogenperoxide(異.亞.丙基莽草酸對H202損傷血管內皮細胞的保護作用).ActaPharmaceuticaSinica(中國藥學),2005，40(13):897~899[11]ZHANGGui-yan(張桂燕)，MAHong-fei(馬紅飛)，LIShu-zhi(李淑芝)，etal.Studiesondeterminationof3，4-o-isopropylidene-shikimicacidbyHPLCanditsstabilityinKangshunsutablet(異亞丙基莽草酸原料及其制劑抗栓素片的含量及穩定性研究).ChinPharm(藥學學報)，1990,25(1):1020~1022
發明內容本發明是首次提供一類5-位酰化莽草酸或其低碳醇酯衍生物，其化學式表示如下:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>式中<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>本發明5-位酰化莽草酸或其低碳醇酯的制備方法如下面反應式所示<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>式中<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>該方法由下列步驟組成(1)以脂肪酶為催化劑，在特定的反應體系中，使莽草酸或莽草酸甲(乙)酯的5-羥基和脂肪酸或其低碳醇酯(如脂肪酸甲酯、乙酯、乙烯酯)發生酯化反應或醇解反應，生成5-位酰化的莽草酸或莽草酸甲(乙)酯，得到一個由反應物莽草酸或莽草酸甲(乙)酯、脂肪酸或其低碳醇酯(如脂肪酸甲酯、乙酯、乙烯酯)和反應產物5-位酰化的莽草酸或莽草酸甲(乙)酯以及水或相應的低碳醇(如甲醇、乙醇)構成的平衡混合物。(2)對該平衡混合物進行分離提^i,得到5-位酰化的莽草酸或莽草酸甲(乙)酯。制備過程中所用的脂肪酶可以是Novozym435,也可以是胰脂肪酶或任何其它市場上可以買到的能夠催化該反應進行的脂肪酶品種。所采用的反應體系由溶劑、反應底物和脂肪酵構成。其中的溶劑可以是丙酮、叔戊醇(2-甲基-2-丁醇)、己垸、甲苯、離子液體、超臨界流體、反應物本身以及其他任何可供脂肪酶在其中催化該反應進行的液體。反應在-30~200°C，最好是35~65°C,0.0001-0.5MPa,最好是0.0010.005MPa的條件下進行。對反應混合物進行分離提取的步驟為萃取、結晶、柱層析、溶劑回收以及其他任何必要的從反應混合物中得到純物質的操作過程。本發明對5-位酰化莽草酸或其低碳醇酯的安全性、生理活性和表面活性進行了評價，發現該類物質無毒、具有抗凝血的生理活性和一定的表面活性，適合作為功能性表面活性劑用于醫藥用品、食品或日用化妝品。具體實施方式為了更好地理解本發明，下面以實施例說明之，但并不限止本發明的內容。實例1，莽草酸酶促酰化合成在一個500ml具塞三角瓶中加入lg莽草酸和200g25%的油酸(市售工業級)叔戊醇溶液，然后放入恒溫空氣浴振蕩器中加熱，使物料達到55。C，然后加入Novozym43510g，讓體系反應20hrs，得到反應混合物。該混合物經HPLC-MS分析檢測，發現有油酸、亞油酸、棕櫚油酸、花生酸等一系列脂肪酸的莽草酸單酰化產物生成。相應的分子離子峰分別為單油酰莽草酸MS(m/z):461(M+Na+)，437(1Vf")。單亞油酰莽草酸MS(m/z):459(M+Na+)，435(M-1)。單棕櫚油酰莽草酸MS(m/z):433(M+Na+)，409(M")。單花生酰莽草酸MS(m/z):467(M+Na+)，491(M")。實例2，月桂酰莽草酸甲酯的酶促合成在一個500ml具塞三角瓶中加入lg莽草酸甲酯和200g25。/。的月桂酸乙酯叔戊醇溶液，然后放入恒溫空氣浴振蕩器中加熱，使物料達到55。C,然后加入Novozym43510g，讓體系反應20hrs，得到反應混合物。用TLC法檢測，在硅膠GF254板上點樣，用氯仿-甲醇-正己烷-甲酸(5:l:l:0.1)進行展開，可觀測到反應產物的出現，即在Rf=0.4-0.5附近出現一個新的斑點，此斑點的Rf值與反應物莽草酸甲酯(RfN).35)和月桂酸乙酯(R1K).8，碘薰法顯色)有明顯差異。注意待叔戊醇揮發后再展開，未揮發的叔戊醇會影響Rf值。混合物經HPLC-MS分析檢測，反應體系中主要含兩種物質單月桂酰莽草酸甲酯和月桂酸乙酯。其中單月桂酰莽草酸甲酯的分子離子峰為MS(m/z):393(M+十Na+)，369(M")。實例3，棕櫚酰莽草酸的酶促合成在一個500ml具塞三角瓶中加入lg莽草酸和200g25%的棕櫚酸叔戊醇溶液，然后放入恒溫空氣浴振蕩器中加熱，使物料達到55。C，然后加入Novozym43510g，讓體系反應20hrs,得到反應混合物。用TLC法檢測，在硅膠GF254板上點樣，用氯仿-甲醇-正己烷-甲酸(5:l:l:0.1)進行展開，可觀測到反應產物的出現，即在Rf=0.4-0.5附近出現一個新的斑點，此斑點的Rf至于反應物莽草酸(Rf=0.1)和棕櫚酸(RfN).8,碘薰法顯色)有明顯差異。注意待叔戊醇揮發后再展開，未揮發的叔戊醇會影響Rf值。實例4，棕櫚酰莽草酸粗品的制備將500ml在實例3中獲得的液體反應混合物小心傾倒入一預先干燥的500ml蒸餾燒瓶中，跟酶分離，酶可回收再用。將收集得到的液體置旋轉蒸發儀上減壓蒸餾回收溶劑。燒瓶中的殘余溶劑和水分用氮氣吹干，得到35.72g固體，為棕櫚酰莽草酸,未反應的棕櫚酸和莽草酸的混合物。實例5,產物的純化與結構確認將實驗4中得到的留在蒸餾燒瓶中的固體35.72g，然后將固體粉碎后上柱，用柱層析硅膠(200300目)分離。在一根(K0x500mm具塞砂芯過濾層析柱中上樣，然后用己烷3個柱體積、乙醚2個柱體積(此時上樣固體幾乎消失)，氯仿-甲醇-己烷(5:l:4)2個柱體積、氯仿-甲醇(5:1)2個柱體積，甲醇1個柱體積作為流動相，依次洗脫，用TLC跟蹤監測流出液的組成，獲得僅含有單一的反應產物組分的流出液。若上柱一次達不到純化效果，可再上柱純化一次，小30x300mm具塞砂芯過濾層析柱，正己烷1個柱體積，氯仿甲醇(5:1)2個柱體積，甲醇1個柱體積對含有單一的反產物組分的流出液進行溶劑回收，得到產物0.5328g,若產物呈淡黃色，可再-4。C下用0.5ml-lml甲醇洗潘。經結構確認，該產物為5-棕櫚酰酰莽草酸。其特征的理化及結構分析參數為m.p.115-1160CIR(KBr，cm—)3353.53,2916.05，2849.45,1740.59，1695.36，1651.24.NMR(400MHz，DMSO):S(ppm)12.422(s，1H),6.632(d,1H),5.004(s，1H)，4.991(m,1H)，4,963(t,1H)，4.172(s,1H)，3.672(t,1H)，2.671(d,1H)，2.288(t，2H)，2.132(d，1H)，1.494(m，2H),1.234(m,24H),0.869(t，3H)MS(m/z):435.8(M++Na+),411.7(M-l)。實例6，5-棕櫚酰酰莽草酸急性毒性試驗實驗所用動物為清潔級ICR小白鼠，雌雄兼用，4周齡，體重23-25g，由揚州大學比較醫學中心提供許可證號SCXK(蘇)2007-0001。實驗結果如下表15-棕櫚酰酰莽草酸對小鼠體重的影響<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表2急性毒性實驗結果<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>通過觀察，給藥后lh內小鼠活動均減少，4h后逐漸恢復正常活動。試驗組7d內進食量逐漸增加，且小鼠食欲、精神、毛色均正常；7d后，脫頸處死，肉眼尸檢未見心、肝、脾、肺、腎等主要臟器病變和中毒現象。觀察期7d內每天稱重，試驗組小鼠的體重不斷增加。研究結果表明，在5-棕櫚酰酰莽草酸大劑量灌胃的情況卜，未出現小鼠死亡，也未有明顯毒性反應。說明其毒性很小，其最大安全劑量在1.2g/kg以上。實例7,5-棕櫚酰酰莽草酸藥效試驗動靜脈環路血栓正常大鼠，雌雄各半，按表1隨機分組，灌胃給藥莽草酸水溶液和5-棕櫚酰酰莽草酸水溶液(吐溫10助溶，0.05ml/10ml)及對照組(等濃度吐溫10溶液)，連續給藥3d。末次給藥后lh腹腔注射8°/。水合氯醛350mgkg"麻醉，仰臥位固定，分離右側頸總動脈和左側頸外靜脈。在10cm長的聚乙烯管中段放入一根提前稱重的7號手術線(長約8cm)并充滿生理鹽水，其兩端連接充滿肝素的插管(長約3cm)，一端插入頸靜脈，另一端插入頸總動脈。打開動脈夾后，形成體外環路血流。15min后中斷血流，迅速取出血栓稱重，該重量減去絲線重量即得血栓濕重。血栓抑制率(空白組血栓濕重-給藥組血栓濕重)/空白組血栓濕重統計學處理實驗數據以3fis表示，用單因素方差分析判斷差異的顯著性。t,表示莽草酸和5-棕櫚酰莽草酸與空白組之間的t檢驗結果，t2表示空白組和5-棕櫚酰莽草酸與莽草酸之間的t檢驗結果。表3血栓抑制率<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>方差分析，P〈0.05;與空白組比較**P0.01，*P<0.05由表3可知，5-棕櫚酰酰莽草酸組和莽草酸組的血栓抑制率與對照組的差異具有顯著性(P0.01),5-棕櫚酰酰莽草酸和莽草酸均能抑制血栓形成，增強其抗凝血功能。5-棕櫚酰酰莽草酸血栓抑制率達12.9%,高于莽草酸的抑制率(12.5%)，但5-棕櫚酰酰莽草酸組和莽草酸組之間差異不顯著(PX).05)。權利要求1.一類5-位酰化莽草酸或其低碳醇酯，其特征是化學式為id="icf0001"file="A2008101238370002C1.tif"wi="34"he="23"top="30"left="90"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/>式中<tablesid="tabl0001"num="0001"><table><tgroupcols="3"><colspeccolname="c001"colwidth="11%"/><colspeccolname="c002"colwidth="40%"/><colspeccolname="c003"colwidth="49%"/><thead></column></row><row><column><entrymorerows="1">R＝</entry><entrymorerows="1">H</entry><entrymorerows="1">烷基C1～C2</entry></column></row></thead><tbody></column></row><row><column><entrymorerows="1">R1＝</entry><entrymorerows="1">直鏈烴基C1～C23，可以是飽和的或不飽和的。</entry><entrymorerows="1">直鏈烴基C15，C19～C23，可以是飽和的或不飽和的。</entry></column></row></tbody></tgroup></column></row><table></tables>2.如權利要求1所述的5-位酰化莽草酸或其低碳醇酯的制備方法，其特征是以莽草酸或莽草酸甲(乙)酯為底物，在脂肪酶的催化下，在反應體系中，跟另一底物脂肪酸或其低碳醇酯(如脂肪酸甲酯、乙酯、乙烯酯)按照下面的反應方程式發生酯化反應制得<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula><table>tableseeoriginaldocumentpage2</column></row><table>該方法由下列步驟組成(1)以脂肪酶為催化劑，在特定的反應體系中，使莽草酸或莽草酸甲(乙)酯的4-羥基和脂肪酸或其低碳醇酯(如脂肪酸甲酯、乙酯、乙烯酯)發生酯化反應或醇解反應，生成4-位酰化的莽草酸或莽草酸甲(乙)酯，得到一個由反應物莽草酸或莽草酸甲(乙)酯、脂肪酸或其低碳醇酯(如脂肪酸甲酯、乙酯、乙烯酯)和反應產物4-位酰化的莽草酸或莽草酸甲(乙)酯以及水或相應的低碳醇(如甲醇、乙醇)構成的平衡混合物。(2)對該平衡混合物進行分離提取，得到4-位酰化的莽草酸或莽草酸甲(乙)酯。3.如權利要求2所述的5-位酰化莽草酸或其低碳醇酯的制備方法，其特征是脂肪酶，系指Novozym435,胰脂肪酶以及其它市場上可以買到的任何能夠催化該反應進行的脂肪酶品種。4.如權利要求2所述的5-位酰化莽草酸或其低碳醇酯的合成方法，其特征是反應體系系指由溶劑、反應物連同脂肪酶一起構成的混合物。5.如權利要求2所述的5-位酰化莽草酸或其低碳醇酯的制備方法，其特征是酯化反應或醇解反應系指反應體系在一定的溫度、壓力下，利用脂肪酶，催化底物發生化學變化生成反應產物的過程。6.如權利要求2所述的5-位酰化莽草酸或其低碳醇酯的制備方法，其特征是分離提取為萃取、結晶、柱層析、溶劑回收以及其他任何必要的從反應混合物中得到純物質的操作過程。7.如權利要求4所述的5-位酰化莽草酸或其低碳醇酯的制備方法，其特征是溶劑可以是丙酮、叔戊醇(2-甲基-2-丁醇)、己垸、甲苯、離子液體、超臨界流體、反應物本身以及其他任何可供脂肪酶在其中催化該反應進行的液體。8.如權利要求5所述的5-位酰化莽草酸或其低碳醇酯的制備方法，其特征是酯化反應或醇解反應，在-30-200°C，0.0001-0.5MPa的條件下進行。9.如權利要求1所述的5-位酰化莽草酸或其低碳醇酯作為醫療用品中的活性成分、藥物合成中間體或表面活性劑在醫藥、食品、日用化妝品領域中的應用。全文摘要本發明設計并合成5-位酰化莽草酸或其低碳醇酯。莽草酸是一種具有生理活性的天然產物，有抗血栓和減輕局灶性腦缺血損傷的作用。但由于其極性大，口服不易吸收，因而合成其單酰化衍生物，改善其極性，增強其脂溶性和血腦屏障的穿透能力，便具有重要意義；5-位酰化莽草酸或其低碳醇酯將是一類具有獨特生理活性的化合物，將發展為一類新的藥物。與此同時，5-位酰化莽草酸或其低碳醇酯因在結構上完好保持莽草酸本身所具有的三個手性中心，是一種有用的手性藥物合成的出發物和中間體。除此之外，5-位酰化莽草酸或其低碳醇酯本身具有表面活性，可作為一種表面活性劑用于醫藥、食品及日用化妝品領域。文檔編號C07C69/757GK101284780SQ20081012383公開日2008年10月15日申請日期2008年6月6日優先權日2008年6月6日發明者陽孫,湯魯宏,虹相,超鄧,邱麗穎,偉陳申請人:江南大學