喜树碱的仿生合成：一个四分之一世纪的故事

喜树碱是从中国植物喜树(Camptotheca acuminata)中分离得到的抗癌生物碱 ，由于其独特的抗癌机理而成为抗癌药研究中的热门课题．喜树碱属于单萜吲哚生 物碱类，由色胺和secologanin缩合、衍生而来．它的仿生合成始于1972年，先后 有多人参加，直到1997年在经历了四分之一世纪之后才取得了成功．介绍喜树碱仿 生合成背后鲜为人知的故事．     

喜树碱衍生物的合成研究进展

目前有不少关于对喜树碱分子结构改进和修饰的报道，许多高活性的喜树碱衍生物相继问世。其中，10-经基喜树碱、拓普替康、伊立替康以及9-氨基、9-硝基喜树碱、7-乙基-10-羟基喜树碱等在临床显示了广泛的抗癌活性。本文综述对喜树碱衍生物的一些最新合成进展。参考文献19篇。     

5-位烷基化取代的喜树碱衍生物的合成和抗肿瘤活性研究

喜树碱(Camptothecin,CPT)是美国化学家Wall和Wani在1966年首先从中国珙桐科植物喜树(Camptothecaacuminata)中提取出来的一种生物碱.试验表明它对许多实体瘤有抗肿瘤活性.药物学家对喜树碱分子的结构修饰,大多数集中在喜树碱的A,B和E环上.喜树碱的C环上5-位取代往往降低活性.我们在制备喜树碱烷基化衍生物过程中发现,喜树碱及其衍生物在碳酸钾和活泼溴代烷作用下得到5-位烷基化产物,用不同的溴代烷分别得到单取代或双取代产物.我们合成的5-位烷基化的喜树碱衍生物经过人肿瘤细胞(KB,KB/VCR,A549,HCT-8,Bel7402,A2780)的体外筛选实验,表明这一类化合物细胞毒性显著降低甚至丧失,这可能是因为取代基的空间位阻作用影响了D环羰基和受体的结合.     

树脂吸附层析法分离喜树果中的喜果甙

自 1 96 6年 Wall等 [1] 首次从喜树植物中分离出喜树碱后 ,至今已有 2 0多种化学成分从中分离出来 ,包括喜树碱 (Camptothecine,CPT)、 1 0 -羟基喜树碱、 1 1 -羟基喜树碱、 1 0 -甲氧基喜树碱、喜树次碱、白桦脂酸及喜果甙 (Vincoside- lactam,VCS- LT)等 [2 ] .研究表明 ,喜树碱类化合物和喜果甙均具有抗癌活性 [3～ 5] .从喜树果中分离喜果甙对充分利用我国丰富的喜树资源具有重要意义 .目前文献报道的分离提取喜果甙方法主要是溶剂萃取和氧化铝柱层析法 [6] ,过程复杂 ,收率很低 .本文采用树脂吸附法对喜果甙进行分离纯化 ,再经…     

喜树碱结构与活性的关系

喜树碱是从我国特有植物喜树中分离得到的。它是一种广谱抗癌药物，对多种肿瘤有疗效，但同时也有副作用。为了寻找一种既具抗癌活性，毒性又小的喜树碱类似物，国外学者对喜树的五个环分别进行了修饰，并对修饰产物进行了药理研究，找到了抗癌活性与结构之间的关系。本文着重介绍他们的研究结果并简要总结一下喜树碱的结构、性质。     

新喜树碱衍生物的核磁共振谱分析与结构鉴定

以20(S)-喜树碱(CPT)为起始原料,对其进行结构修饰,合成了一种新的喜树碱衍生物CPT-A.并利用1D(~1H、~(13)C和DEPT135)和2D(异核单量子相关谱和异核多碳相关谱)核磁共振(NMR)技术对该化合物进行了结构确定,详细归属了CPT-A~1H和~(13)C NMR谱的化学位移,喜树碱骨架的指认结果与文献报道基本一致,并发现喜树碱骨架6位碳与取代基苯环3’位碳的化学位移相同,谱峰完全重叠,这在~(13)C谱中是不常见的.研究结果可为喜树碱类天然产物的发现和结构鉴定提供NMR数据支持和方法指引.     

EDCI/DMAP存在下7-乙基喜树碱与乙酰水杨酸的反应

以EDCI为脱水剂,DMAP为催化剂,对7-乙基喜树碱与乙酰水杨酸的酯化反应进行了研究。经硅胶柱层析纯化和波谱结构鉴定,所得产物并非预期的酯化产物——20(S)-O-乙酰水杨酸-7-乙基喜树碱酯(2),而是20(S)-O-乙酸-7-乙基喜树碱酯(3)。推测在此条件下7-乙基喜树碱优先与乙酰水杨酸的酯基之间发生了酯交换反应,通过反应机理对上述反应结果进行了解释。化合物3在8 mg·kg-1剂量腹腔给药,对小鼠肉瘤S180较弱抑瘤活性。     

20(S)-O-喜树碱肉桂酸酯衍生物的合成及其抗肿瘤活性研究

为了提高喜树碱内酯环的稳定性降低其毒性, 增加其抗肿瘤效能, 以喜树碱为先导化合物, 通过酯化反应直接合成了17个20(S)-喜树碱肉桂酸酯衍生物, 并采用MTT法测定了对于人胃癌细胞SGC-7901的体外抗肿瘤活性, 活性测试结果表明有些化合物的抑制活性明显高于母体化合物喜树碱.     

拓扑替康中三个有关物质的合成

采用易得的原料、简单的化学方法和方便的操作,设计了新的合成路线,制备了拓扑替康药物报批中的三种相关杂质。分别由拓扑替康盐酸盐(1)经游离、酯水解开环反应制备得到了拓扑替康羧酸钠盐(2),由拓扑替康(11)经正丙醇取代反应制备得到9-丙氧甲基-10-羟基喜树碱(4),以及由10-羟基喜树碱(5)经羟甲基化反应制备得到9-羟甲基-10-羟基喜树碱(3)。     

薄层荧光扫描法测定喜树果中喜树碱及10-羟基喜树碱

建立了薄层荧光扫描法测定中药喜树果中喜树碱和10-羟基喜树碱的方法.以无水甲醇为溶剂从喜树果样品中提取喜树碱和10-羟基喜树碱.在硅胶H板上以氯仿∶丙酮(7∶3)为展开剂可使喜树碱与10-羟基喜树碱很好地分离.以荧光激发波长350 nm线性扫描进行定量分析.在0.010 5～0.063 0μg范围内,喜树碱的积分荧光强度A与其质量m呈线性,相关系数为0.998,加标回收率为99％.在0.003 3 ～0.033 0 μg范围内,10-羟基喜树碱的积分荧光强度与质量呈线性,相关系数为0.999,加标回收率为96％.该方法简便,重复性好.以此方法测得喜树果样品中喜树碱和10-羟基喜树碱的含量分别为0.122％和0.013％.     

抗癌植物喜树化学成分的研究——Ⅴ.喜树果中的其它化学成分

前曾报导从喜树(Camptotheca acuminata Decne)中分得九种化学成分,其中七种从果中分到。喜树碱、10-羟基喜树碱均有明显的抗癌作用,引起我们分离其他成分的兴趣。又从果中分离并鉴定了十四种微量成分:11-羟基喜树碱(Ⅰ)、10-甲氧基喜树碱(Ⅱ)、脱落酸(Ⅲ)、丁香脂素(Ⅳ)、β-谷甾醇(Ⅴ)、丁香酸(Ⅵ)、3,4’-o-二甲基鞣花酸(Ⅶ)、3,3’,4-o-三甲基鞣花酸(Ⅷ)、3,4-o,o-次甲基-3′-o-甲基鞣花酸(Ⅸ)、3,4-o,o-次甲基鞣花酸(Ⅹ)、3′,4′-o-二甲基-3,4-o,o-次甲基鞣花酸(Ⅺ)、3,4-o,o-次甲基-3,4-o二甲基-5’-甲氧基鞣花酸(Ⅻ)、3,3′,4,4′,5′-o-五甲基鞣花酸(ⅩⅢ)、3,4-o,o-次甲基-3′,4′-o-二甲基-     

光谱法研究喜树碱与牛血清白蛋白的相互作用

采用多种光谱技术对喜树碱和牛血清白蛋白的相互作用进行了研究.结果表明喜树碱和牛血清白蛋白可形成基态复合物,引起牛血清白蛋白内源荧光猝灭.通过计算获得了二者在不同温度下的结合常数及结合位点数.根据喜树碱和牛血清白蛋白结合的热力学参数,确定了二者之间主要为疏水作用力.根据F(o)rster非辐射能量转移理论确定了喜树碱和牛血清白蛋白的作用距离.同步荧光光谱显示喜树碱主要与蛋白中色氨酸残基发生相互作用,改变其周围的局部构象.红外光谱提示喜树碱可引起蛋白的构象发生改变,α-螺旋二级结构减少.     

喜树碱环磷酸酯前药的合成研究

为了提高抗肿瘤药物喜树碱的靶向作用,设计并合成了一种喜树碱的环磷酸酯前药。以间氯苯乙酮为起始原料,经过缩合、还原反应,制备了1-间氯苯基-1,3-丙二醇(2),研究了反应温度对缩合反应的影响。将其与对硝基苯二氯磷酸酯反应合成了制备环磷酸酯前药的重要中间体1-间氯苯基-1,3-丙基环磷酸酯(3),再以10-羟基喜树碱为底物,与中间体3合成了目标化合物喜树碱环磷酸酯前药(4)。探讨了两种催化剂对目标产物喜树碱环磷酸酯前药合成反应的影响,结果表明,叔丁基氯化镁催化效果较好,反应时间缩短到24 h,产物收率42.5%。中间体及产物结构经~1H NMR表征。     

10-羟基喜树碱在碳纳米管-离子液体修饰电极上的电催化氧化及电分析方法

用多壁碳纳米管(MWCNTs)和亲水性离子液体N-乙基吡啶四氟硼酸盐([Et Py]BF4)作修饰剂,构置了修饰玻碳电极(MWCNTs-[Et Py]BF4/GCE),并应用电镜扫描法(SEM)和电化学阻抗法(EIS)对MWCNTs-[Et Py]BF4/GCE进行了表征。MWCNTs在[Et Py]BF4离子液体中能有效分散,增加了电极表面的活性位点,与裸GCE和MWCNTs-DMF/GCE相比,MWCNTs-[Et Py]BF4/GCE电导率最高。在pH 6.8的PBS缓冲溶液中,用循环伏安法(CV)和差分脉冲伏安法(DPV)研究了10-羟基喜树碱在该修饰电极上的电化学行为,建立了一种测定10-羟基喜树碱注射液中10-羟基喜树碱含量的新方法。10-羟基喜树碱在MWCNTs-[Et Py]BF4/GCE上出现一对灵敏、可逆的氧化还原峰,峰电位差(△Ep)为40 m V,与MWCNTs-DMF/GCE相比减小了80 m V;10-羟基喜树碱在MWCNTs-[Et Py]BF4/GCE上的氧化、还原峰电流响应分别是在M WCNTs-DM F/GCE上的3.3倍和2.0倍,表明M WCNTs-[Et Py]BF4/GCE对10-羟基喜树碱的氧化还原反应有良好的电催化作用。在20~500 m V/s扫速范围内,氧化还原峰电流均与扫速平方根(v1/2)呈线性关系,表明该电极反应过程受扩散控制。在DPV曲线上,10-羟基喜树碱的氧化峰电流与其浓度在5.0×10-6~1.8×10-4g/L范围内呈良好的线性关系,检出限为1.0×10-6g/L。方法用于10-羟基喜树碱药物的含量测定,RSD为2.9%~3.5%,加标回收率为98.6%~105%。     

改变检测波长高效液相色谱法测定喜树碱和羟基喜树碱的含量

建立了改变检测波长测定喜树种子中喜树碱和 10 羟基喜树碱的高效液相色谱法。使用TechspheseODSC18(4.6mm× 2 5cm ,5 μm)色谱柱 ,以水∶乙腈 =3∶7(V/V)为流动相 ,流速为 1.0mL/min ,2 5℃下检测。检测波长 :0～ 8min时为 2 6 6nm ,8～ 2 0min时为 2 5 4nm。结果表明 :喜树碱的平均回收率为 10 0 .92 % ,RSD值 1.4 0 % ;羟基喜树碱的平均回收率为 10 0 .0 9% ,RSD值 1.34%。此方法简单、可靠。     

dl-10-羟基喜树碱及dl-10-甲氧基喜树碱的全合成

本文详细报道以1',2',3',5'-四氢-5'-氧代-6'-氰基-7'(1-乙氧羰基)丙基-螺(1,3-二噁茂烷-2,1'- 吲嗪)为原料,经6步及5步反应合成dl-10-羟基喜树碱及dl-10-甲氧基喜树碱的方法。合成产品与天然生物碱的薄板层析、紫外光谱、核磁共振谱和质谱均一致。dl-10-羟基喜树碱正在临床试用中。     

抗癌植物喜树化学成分的研究 Ⅳ.11-羟基喜树碱等化学成分的分离鉴定

从喜树果中又分离出五种化学成分,用光谱及化学方法鉴定为11-羟基喜树碱(1),10-甲氧基喜树碱(2),脱落酸(3),丁香脂素(4)和β-谷甾醇.1为新生物碱,动物试验表明1,2均有明显的抗癌作用.     

羟基喜树碱在单壁碳纳米管修饰电极上的伏安行为及应用

试验发现修饰电极上的单壁碳纳米管层能显著提高羟基喜树碱的氧化峰电流,通过选择和优化各项参数,提出了一种直接而灵敏测定羟基喜树碱的伏安分析方法.该方法的线性范围为0.05-2.5μmol·L-1.富集3 min后,检出限(3S/N)为0.02 μmol·L-1.1.0μmol·L-1羟基喜树碱平行测定10次的相对标准偏差为4.8%.分剐加入3种不同浓度的羟基喜树碱标准溶液进行方法的回收试验,测得回收率在95.5%-104.0%之间.该方法应用于羟基喜树碱注射液中羟基喜树碱的含量测定,所得结果与UV-分光光度法所测得结果相符.     

20(S)-O-取代苯甲酸-7-乙基喜树碱酯类化合物的合成及其抗肿瘤活性

在AcOH/98％ H2S04体系中,喜树碱和正丙醛经烷基化反应制得7-乙基喜树碱(2);以1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐为脱水剂,4-二甲氨基吡啶为催化剂,2与取代苯甲酸直接酯化合成了一系列新型的20(S)-O-取代苯甲酸-7-乙基喜树碱酯类化合物(4a -4k),其结构经1H NMR,IR和MS表征.采用MTT法初步考察了4a～4k对人肺癌细胞(LLC-E9FP),人肺腺癌细胞(95D),人胃癌细胞(BGC-803),人胃癌细胞( HGC-27)和人肝癌细胞(7721)的抑制活性.结果表明,4b和4e对LLC-E9FP具有明显强于喜树碱的抑制活性;4h～4k对HGC-27,95D,7721也有明显的抑制活性.     

苦丁茶挥发性化学成分的分析

苦丁茶是植物冬青科冬青属苦丁茶(Llex Kudincha C.J.Tseng)的叶.具有提神醒脑,清热解毒,清肝明目、降脂、降压、解烟、解酒等功效,药用价值较高,因而引起人们广泛注意.