呋甾皂苷及其作为α-糖苷酶抑制剂在抗糖尿病药物中的应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于药物技术领域，涉及一类具有a-糖苷酶抑制活性的呋留皂苷、结构 优化以及它们作为单体或药物组合物在制备治疗糖尿病药物中的应用。 技术背景
[0002] 糖尿病是一种由于胰岛素分泌缺陷及（或）其生物学作用障碍引起的以高血糖为 特征的代谢性疾病。目前糖尿病发病率快速上升，已成为对人类健康的重大威胁。世界卫 生组织将糖尿病主要分为两型，I型糖尿病（即胰岛素依赖型IDDM)主要是由于胰岛0细 胞破坏致使血浆中胰岛素水平低于正常引起的。II型糖尿病（即非胰岛素依赖型NIDDM) 是最常见的一类糖尿病，且发病年龄日趋年轻化。
[0003] 对于糖尿病患者，特别是II型病人，餐后高血糖对机体的危害远远超过空腹高血 糖。食物中的糖类化合物多以多糖和二糖形式存在。在体内多糖及二糖须经多种酶降解成 单糖后才能被人体吸收，a-葡萄糖苷酶、a-淀粉酶、a-半乳糖酶（乳糖酶）是降解多 糖及二糖的常见酶。a-葡萄糖苷酶抑制剂通过竞争性抑制a-糖苷酶的作用来减少糖类 的降解，延缓糖类的吸收，从而有效地降低糖尿病人餐后血糖浓度峰值，达到控制血糖的目 的。在葡萄糖耐量缺损的II型糖尿病早期的治疗中葡萄糖苷酶抑制剂作为我国糖尿病治疗 的一线药物，能够延缓单糖吸收，降低餐后高血糖，对防止糖毒作用十分重要。
[0004] 目前对降血糖药物的研究越来越受到重视，其中从天然药物尤其是植物药中寻找 降血糖的有效成分是一条重要途径。近年来，从多种植物中发现的降血糖活性皂苷如蒺藜 皂苷、荔枝核皂苷，知母皂苷，胡芦巴皂苷等，但大多数是以植物中提取的总皂苷进行活性 研究，不利于进行深入的机理研究及推动其发展成为抗糖尿病药物。
[0005] 咲留阜苷具有多种生物活性。例如：原薯截阜苷（protodioscin，结构如图1.所 示）作为呋留皂苷的典型代表，不仅是用于治疗冠心病、心绞痛等心血管疾病的临床药 物一地奥心血康胶囊的有效成分之一，而且能够抑制白血病细胞M0LT-4、结肠癌细胞 HCT-116、和SW-620、CNS癌细胞SNB-75以及肾癌细胞786-0等生长（GI5。彡2.0yM)。 coreajaponinsA(结构如图1?所示）是新近由Lee小组从日本薯截的根莖中分离得 到一个呋喃留烷型皂苷，研究表明它能增加C6小鼠胶质瘤细胞的神经生长因子（NFG) 的含量（灯!11，1(.11.;灯111，]\1八.；]\1〇〇11，￡.了.；1(1111，5.￥.;〇1〇1，5.2.;5〇11，]\^.;1^6，1(. R.Bioorg.Med.Chem.Lett. 2011,21,2075-2078);parisaponinI(结构如图 1?所不）是Yoshikawa小组于2003年从我国用于治疗慢性支气管炎、乳腺炎、腮腺炎等疾病的传统 中药一华重楼中首次分离得到的一个呋留皂苷，具有保护胃黏膜的活性（Matsuda，H.; Pongpiriy-adacha,Y. ；Morikawa,T. ；Kishi,A. ；Kataoka,K. ；Yoshikawa,M.Bioorg.Med. Chem.Lett. 2003, 13, 1101-1106)。另外，呋留皂苷通常没有溶血活性，这些使其成为药物研 发中理想的苗头化合物。
[0006] 从天然产物中寻找先导结构是药物发现的主要途径之一，但由于在植物体内所含 成分复杂、结构多样，从而限制了对其进行深入的构效关系研究，制约了其进一步开发和利 用。
【发明内容】
[0007] 本发明涉及呋留皂苷A作为a_糖苷酶抑制剂发现，硫代、硒代、碲代等类似物的 制备以及它们作为a-糖苷酶抑制剂的活性研究和在抗糖尿病药物中的应用。
[0008] (1)本发明申请人在系统合成多个天然呋留皂苷的基础上，通过对它们进行活 性筛选，获得了具有优良的a-糖苷酶抑制活性的呋留皂苷A(化合物A)，其IC5。值为 0? 96X10 4mol/L。
[0009]
[0010] (2)本发明以化合物A为苗头化合物，通过合理设计对化合物A进行结构改造，制 备了结构通式如下式所示的呋留皂苷：
[0011]
[0012]其中，
[0013] 虚线表示5,6位之间是单键或双键（A5)，并当其为单键时，5位氢原子位于a-面 或面；
[0014] 曲线表示22位碳的绝对构型是R或S;
[0015] X可以分别是 0，S，Se，Te;
[0016]S1是单糖取代基。
[0017] 所述单糖取代基为P-D-吡喃葡萄糖、P-D-吡喃半乳糖、P-D-吡喃甘露糖、 a-D-吡喃甘露糖、P-L-吡喃甘露糖、a-L-吡喃甘露糖、P-D-吡喃木糖、P-D-吡喃氨 基葡萄糖、a-L-吡喃鼠李糖、a-D-吡喃鼠李糖、P-D-吡喃/呋喃阿拉伯糖、a-D-吡喃 /呋喃阿拉伯糖、a-L-啦喃/呋喃阿拉伯糖、0 -L-啦喃/呋喃阿拉伯糖、a-L-啦喃岩藻 糖、P-D-吡喃葡萄糖醛酸、P-D-吡喃半乳糖醛酸基中的一种。
[0018] 当X分别是S，Se或Te时，命名为26位硫代或硒代或碲代呋留皂苷。
[0019] 本发明的呋甾皂苷具有优秀的a_糖苷酶抑制活性，其抑制活性均优于阳性对照 阿卡波糖，可以用于抗糖尿病药物的制备。
[0020] 如图1所示，具体各步骤如下：
[0021] (1)化合物2的制备：
[0022] 在溶剂中，皂苷元（化合物1)(彭雁南，澳洲茄碱和（22S，25R)_a-茄碱的合成， [硕士学位论文]，中国海洋大学，2013)与碘、三苯基膦和咪唑，在0-150°C条件下反应10 分钟-10小时，得到26位碘代的胆留皂苷元（化合物2)。
[0023] 其中所述碘、三苯基膦、咪唑和皂苷元1的摩尔比为（1-20) : (1-20) : (1-30) : 1 ;
[0024] 所述溶剂为有机溶剂，所述的有机溶剂是Q-C；的卤代烃、1，4 -二氧六环、乙醚 (Et20)、乙腈（CH3CN)、2, 2, 2 -三甲基乙腈（t-BuCN)、四氢呋喃（THF)、N，N-二甲基甲酰胺 (DMF)、N，N-二甲基乙酰胺（DMA)、六甲基磷酰胺（HMPA)、甲苯中的一种或它们的混合物。
[0025] (2)化合物3的制备：
[0026] 在溶剂中或相转移催化剂存在下，26位碘代的胆留皂苷元（化合物2)与硫或硒或 碲的亲核试剂在0_150°C条件下反应10分钟-10小时，得到26位S或Se或Te取代的产物 (化合物3)。
[0027] 其中，所述碘代物与亲核试剂的摩尔比为1. 0: (1. 0-5. 0);
[0028] 所述的溶剂是有机溶剂和/或水；所述有机溶剂是CfC6的卤代烃、1，4 -二氧六 环、乙醚（Et20)、乙腈（CH3CN)、2, 2, 2 -三甲基乙腈（t-BuCN)、四氢呋喃（THF)、N，N-二甲 基甲酰胺（DMF)、N，N-二甲基乙酰胺（DMA)、六甲基磷酰胺（HMPA)、甲苯中的一种或它们的 混合物；
[0029] 所述的亲核试剂是Na2S2、Li2S2、Cs2S2、K2S# 的任意一种或Na2Se2、Li2Se2、Cs2Se2、 K2Se2中的任意一种或Na2Te2、Li2Te2、Cs2Te2、K2Te2中的任意一种；
[0030] 所述的相转移催化剂是四丁基溴化铵（TBAB)、四丁基碘化铵（TBAI)、四丁基硫酸 氢铵（TBAH)、18-冠-6 (18-C-6)、聚乙二醇-400 (PEG-400)中的一种。
[0031] (3)化合物4的制备：
[0032] 在醇类溶剂中，在还原剂存在下，将化合物3还原为相应的钠盐，然后加入酰基保 护的单糖溴苷进行取代反应得到酰基保护的26硫代或硒代或碲代呋留皂苷（化合物4)。
[0033] 其中，所述的醇类溶剂是甲醇、乙醇、正丁醇、异丙醇中的一种；化合物3与还原剂 与溴苷的摩尔比为1. 〇: (1. 0-5. 0) : (1. 0-5. 0);
[0034] 所述的还原剂是硼氢化钠、硼氢化四丁基铵或硼烷中的一种；
[0035] 所述酰基保护的单糖溴苷是C2_CS脂肪酰基或C6-(；。芳香酰基，优选为全苯甲酰化 葡萄糖溴苷。
[0036] (4)呋甾皂苷5的合成：
[0037] 在溶剂中，-20-60°C条件下，酰基保护的26硫代或硒代或碲代呋留皂苷（化合物 4)分别在有机氟试剂存在下反应10分钟-60小时，脱去硅基保护基，再在碱存在下，反应 10分钟-60小时脱去所有保护基得26硫代或硒代或碲代呋留皂苷5。
[0038] 所述的溶剂是有机溶剂和/或水；所述的有机溶剂是CfC6的卤代烃、1，4 -二氧 六环、乙醚（Et20)、乙腈（CH3CN)、2, 2, 2 -三甲基乙腈（t-BuCN)、四氢呋喃（THF)、N，N-二 甲基甲酰胺（DMF)、N，N-二甲基乙酰胺（DMA)、六甲基磷酰胺（HMPA)、甲苯中的一种或它们 的混合物；
[0039] 所述的有机氟试剂是四丁基氟化铵和/或氢氟酸吡啶；
[0040] 所述的碱是无机或有机碱；所述的酰基保护的26位硫代或硒代或碲代呋留皂苷 (化合物4)与碱的摩尔比为1. 0: (0. 2-20);
[0041 ] 所述的碱可以是无机碱，如氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、氢氧化铯、碳酸钠、碳 酸钾、碳酸铯中的一种；也可以是有机碱，如叔丁醇钾、甲醇钠、乙醇钠、甲氧基镁中的一种。
[0042] 本发明的方法推荐在惰性气体保护下进行，如氩气、氮气等。
[0043] 本发明的另一目的是提供含有一种或多种本发明的呋留皂苷的药物组合物，其可 用于制备抗糖尿病药物。
【附图说明】
[0044] 图1.【背景技术】中具有代表性的呋留皂苷结构；
[0045] 图2实施例中呋甾皂苷的合成图。
[0046] 试剂与条件：（a)Ph3P, 12,imidazole,THFrt, 78. 0 % ; (b) (i)Na2S,DMF,rt, 89 % for3a, (ii)Na2Se,DMF,rt, 85 %for3b,(iii)Na2Te,DMF,rt, 80 %for3c；c) NaBH4,EtOH, 0°C；per-benzylateglucosylbromide, 85 %for4a, 83 %for4b, 76 %for4c；d) (i)TBAF,THF, (ii)LiOH?H20, 1, 4-Dioxane,H20, 60°C, 70%for5a, 60. 3%for 5b, 75%for5c〇
【具体实施方式】
[0047] 下面结合附图，分别以26位硫代葡萄糖基呋留皂苷、26位硒代葡萄糖基呋留皂苷 及26位碲代葡萄糖基呋留皂苷的合成作为具体实施例，对本发明进行详细说明，但本发明 不限于以下内容。
[0048] (1)化合物2的制备
[0049] 向装有磁力搅拌子