一种能够清除自由基的穿心莲内酯衍生物及其制备方法与流程

本发明属于化学药物合成技术领域，涉及一种能够清除自由基的穿心莲内酯衍生物及其制备方法。

背景技术：

穿心莲内酯是天然植物穿心莲的有效成分，具有清热解毒、消炎止痛之功效，近年的研究表明，穿心莲内酯具有抗氧化功效，抗氧化作用主要表现在升高sod水平，清除活性氧等自由基、减缓病理性脂质过氧化反应、抗脂质过氧化损伤等方面。本发明以穿心莲内酯为基础化合物，在此结构上引进新的化合基团，以期待得到抗氧化活性更好的全新化合物，并未见相关结构的报道。

技术实现要素：

本发明提供了一种能够清除自由基的穿心莲内酯衍生物，其衍生物具有式(i)分子结构：

其中r为h、na、k或nh4。

本发明的另一个目的在于提供了一种能够清除自由基的穿心莲内酯衍生物的制备方法，包括如下步骤：

(1)将穿心莲内酯溶解在有机溶剂a中，通惰性气体，加氧化剂，室温搅拌反应，结束反应真空浓缩，干燥即可；

(2)将步骤(1)产物溶解在有机溶剂b中，加入碱，反应结束，反应液加入冰水，调ph值6～7，真空浓缩、干燥即可；

(3)将步骤(2)产物溶解于有机溶剂c中，加入酰基化试剂，加2～3滴dmf(n，n-二甲基甲酰胺)，温度为50～80℃下回流，反应结束除去多余的酰基化试剂；残留物中加入柠檬酸，淬灭反应，乙烷或环己烷萃取，浓缩、干燥，粗产物经硅胶柱层析纯化即得目标产物；

步骤(1)中所述有机溶剂a为二氯甲烷、甲苯、四氢呋喃、1,4-二氧六环、n-n-甲基吡咯烷酮或n,n-二甲基甲酰胺；

所述惰性气体为氮气、氦气、氩气、氖气、氪气、氙气或氡气；

所述氧化剂为三氧化铬的硫酸溶液，所述氧化剂的加入方式是缓慢滴加，滴加时温度控制在-5～0℃。

步骤(2)中所述有机溶剂b为甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、氯苯、甲氧苯或乙酸丁酯；

所述的碱为碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钠、氢氧化钾、磷酸钠、磷酸钾、醋酸钾、三甲胺、三乙胺、三丁胺、咪唑、吡啶或n-甲基吗啡啉。

步骤(3)中所述有机溶剂c为二氯甲烷、三氯甲烷、1,2-二氯乙烷、甲苯、二甲苯、四氢呋喃、乙酸乙酯或乙腈；

所述酰基化试剂为草酰氯或二氯亚砜；所述酰基化试剂的加入方式为缓慢滴加，滴加速度以控制反应体系的温度不超过0℃为准；

所述淬灭反应为加入冰水和稀盐酸水溶液；

所述酰基化反应是在无水环境下进行。

根据上述制备方法的一种优选，包括如下步骤：

(1)将15.0g穿心莲内酯加入到100ml甲苯中，通氮气保护，回流溶解30min，温度冷却至-5～0℃，缓慢滴加三氧化铬的硫酸溶液，滴毕，升温至室温，搅拌反应2h，反应结束，真空浓缩，干燥即可；

(2)将9.6g步骤(1)产物溶解于100ml乙醇中，加入11.0g碳酸钾，混合物80℃反应4h，反应结束，反应液加入冰水，氢氧化钠调节溶液ph值6～7，真空浓缩即可；

(3)将6.7g步骤(2)产物溶解于100ml无水三氯甲烷中，控制温度-5℃～0℃，缓慢滴加草酰氯45.8g，滴毕后搅拌30min，加2～3滴dmf(n，n-二甲基甲酰胺)，升温至60℃回流5h，反应结束旋蒸去除多余的草酰氯；残留物中加入8.4g柠檬酸，温度为80℃下反应3h，用冰水和稀盐酸水溶液淬灭反应，用乙烷萃取反应液，合并有机相浓缩、干燥，粗产物经硅胶柱层析纯化即得目标产物。

本发明化合物在制备抗氧化药物中的应用。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过水解、氧化、酯化制备出结构新颖的穿心莲内酯衍生物，新化合物对不饱和油脂具有较好的抗氧化活性，对dpph自由基也具有显著的清除活性，总之，本发明制备的化合物在抗氧化方面具有突出优势，说明本发明的技术方案可以为抗氧化药物的研究提供些许思路；本发明的制备方法简单、原料廉价易得、操作简便、制备过程中使用的溶剂均可再生利用，这样既充分利用资源、又降低生产成本、且无环境污染，便于工业化生产。

附图说明

图1：实施例1为能够清除自由基的穿心莲内酯衍生物的核磁共振氢谱图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细描述，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于下述实施例。

实施例1

(1)将15.0g穿心莲内酯加入到100ml二氯甲烷中，通氮气保护，回流溶解30min，温度冷却至-5～0℃，缓慢滴加三氧化铬的硫酸溶液，滴毕，升温至室温，搅拌反应2h，反应结束，真空浓缩，干燥即可；

(2)将9.6g化合物1溶解于100ml甲醇中，加入11.0g无水碳酸钠，混合物60℃反应4h，反应结束，反应液加入冰水，氢氧化钠调节溶液ph值6～7，真空浓缩，干燥即可；

(3)将6.7g化合物2溶解于100ml无水二氯甲烷中，控制温度-5℃～0℃，缓慢滴加草酰氯45.8g，滴毕后搅拌30min，加2～3滴dmf(n，n-二甲基甲酰胺)，升温至50℃回流5h，反应结束旋蒸去除多余的草酰氯；残留物中加入8.4g柠檬酸，温度为80℃下反应3h，用冰水和稀盐酸水溶液淬灭反应，用乙烷萃取反应液，合并有机相浓缩、干燥，粗产物经硅胶柱层析纯化即得目标产物。

实验例2本发明化合物对不饱和油脂的抗氧化性能测试

采用schaal烘箱法测定目标产物对植物油脂热氧化的抑制能力。按1kg底物油+0.4kg抗氧剂的比例，分别称取实验组(实施例1制备的目标产物)，对照组2(穿心莲内酯)，对照组3(柠檬酸)，分别在容器中加入3ml的60％的乙醇，然后分别加入30g底物亚麻油，不加任何抗氧化剂，只加油样作为空白对照组(对照组1)，再加入1滴span80，振荡混合使其充分乳化，置于60±2℃烘箱内，每隔一定时间取油样3g，用碘量法(gb/5538-1995《油脂过氧化值测定法》)测定其过氧化值pov(meq/kg)，测试结果如表1。

表1本发明化合物对不饱和油脂的抗氧化性能测试结果

从以上数据可以得知，相比于穿心莲内酯、柠檬酸，本发明制备的化合物对不饱和油脂具有较好的抗氧化作用，可能是引入的柠檬酸可以络合金属离子，抑制过氧化物分解为自由基，从而起到了抗氧化的目的。

实验例3本发明化合物对金属离子的络合性能测定

为进一步验证本发明制备的化合物与fe²⁺离子的络合能力，选取实施例1的目标产物与fe²⁺离子生成有色络合物，其有色络合物在波长为584nm处有特征吸收峰，用分光光度计测有色络合物的吸光度，吸光度与络合物的浓度成正比。

在5ml浓度为0.02mg/ml的试样溶液中，分别加入0、1、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5ml浓度为0.482mg/ml的fe²⁺溶液，再分别用蒸馏水定容至10ml，用分光光度计在584nm处分别测定吸光度。当fe²⁺溶液加入量增加至吸光度保持恒定时，表明试样溶液对fe²⁺离子的络合已经饱和。计算出目标产物与fe²⁺离子的络合能力最大为420mg/g，由此表明，目标产物具有较强的络合金属离子的能力。

实验例4本发明化合物清除自由基能力测试

采用dpph法测定化合物的抗氧化能力，配制dpph乙醇溶液，将实施例1的化合物分别用无水甲醇配制成不同浓度：1.48、5.92、14.4、57.6、115、230、460、921(ppm)作为样品溶液(实验组)，在试管中加入0.1ml样品溶液和2.9mldpph乙醇溶液，摇匀。在37℃恒温下避光保存30min，在紫外波长517nm处测定吸光度，每个样品平行测定3次，取其平均值。用同样的方法配制维生素c(对照组1)、穿心莲内酯(对照组2)、柠檬酸(对照组3)作为对照溶液。按式(1)计算各待测样品对dpph自由基的清除率。

式中：ai是0.1ml样品溶液和2.9mldpph乙醇溶液混合后吸光度；aj是0.1ml样品溶液和2.9ml无水乙醇(空白溶剂)混合后的吸光度；ao是0.1ml无水甲醇和2.9mldpph乙醇溶液混合后的吸光度。

表2本发明化合物的抗氧化活性测试结果

由表2数据表明本发明的穿心莲内酯衍生物对dpph·自由基具有显著的清除能力，与同浓度的维生素c清除能力基本相当，却比单独作用的穿心莲内酯、柠檬酸具有更好的抗氧化活性，由此说明穿心莲内酯衍生物具有发展为抗氧化药物的潜力和意义。