3,3’-羟基姜黄素类似物及其制备方法和用图
【技术领域】
[0001] 本发明属于药物技术领域，涉及一种姜黄素类似物，具体的讲是一种3, 3' -羟基 姜黄素类似物及其制备方法和用途。
【背景技术】
[0002] 肝癌是世界范围内常见的恶性肿瘤之一，每年大约有100万的新发病例，位居恶 性肿瘤死亡率第七位。中国是世界上肝癌的高发地区之一，全球每年新发的肝癌病例中 45%在中国大陆，每年约有11万人死于肝癌，位居恶性肿瘤死亡率的第二位。因此，对肝癌 的药物治疗仍是目前的一个研究热点。
[0003] 姜黄素是从姜黄的根茎中提取得到的一种植物色素，是姜黄的主要活性成分。它 具有色泽稳定、低毒等特性，因此，在印度、中国等亚洲国家广泛食用。同时，世界卫生组织 和美国食品药品管理局准许其作为食品添加剂使用。药理研究证实，该分子有着广泛的生 物活性，对癌症、神经性疾病、心血管疾病、代谢疾病、炎症等多种生理疾病有着显著的预防 和治疗效果。其抗癌活性备受关注，并且临床实验也正在进行中。
[0004]研究发现，姜黄素作为一个多效分子，通过共价键、疏水作用及氢键形式直接或间 接的调控多种信号分子。这些受调控的分子包括炎症相关因子（〇?-1，0?-2，1即-&等）、 蛋白激酶（GSK-3,PKC等）、还原蛋白（TrxR，ALR2等）、运载蛋白（HSA，BSA，Casein等）、 金属离子（Mn，Cu，Fe等）和其他分子（MMP，Bcl-2,Keapl等）。姜黄素和这些分子的化学 基础依赖于其结构单元：两个邻甲基化的酚、两个a，不饱和羰基和一个中心活性亚甲 基。
[0005]很多对接研究表明姜黄素能够通过苯环结构的疏水作用（范德华力）与多种氨基 酸残基结合。而其邻羟基甲氧基官能团及羰基结构很容易和氨基酸残基形成氢键，增加其 与靶点分子的结合力。例如，姜黄素能够通过直接结合方式抑制C0X-1，对接实验显示其苯 环被包围在Leu384,Phe518,Met522,Leu357组成的疏水环境中，而且其甲氧基基团能够与 Ser530形成氢键，增加其结合能力。而其a，不饱和羰基结构单元不仅能络合过渡金属 离子，减少过量金属离子对机体造成的损伤，还能够络合蛋白活性中心的金属离子，抑制蛋 白活性。在HIV1蛋白作用中，姜黄素与其结合不仅存在疏水和氢键作用，还通过a，不 饱和羰基结构单元络合其活性中心的镁离子。更为重要的是，a，不饱和羰基结构单元 可以作为Michael加成受体与蛋白发生共价修饰。Fang等发现姜黄素能与TrxR暴露在表 面的活性中心Cys496和Sec497发生共价反应，通过提高NADPH氧化酶的活性，促进R0S 的产生，进而引起其级联反应，最终诱导细胞凋亡。作为天然抗肿瘤活性成分，姜黄素独特 的分子结构使得姜黄素能够与多种信号分子结合，可作用于肿瘤的各个阶段，具有毒性小， 分子结构简单等优点，近年来引起了广大研究者的兴趣。但是由于其生物利用度低，吸收困 难，代谢快等原因，阻碍了其临床应用。针对姜黄素的以上缺点，对其结构进行适当的修饰， 已获得了很多令人欣喜的成果，包括五碳链（直链或者环状类似物）或构型被固定的七碳 链类似物等等。然而，目前国内外对于3, 3' -羟基姜黄素类似物及其制备方法和用途的研 究较缺乏。
【发明内容】
[0006] 本发明目的在于以3-羟基苯甲醛为原料，合成出对肝癌细胞HepG2增殖抑制具有 优越活性的3, 3'-羟基姜黄素类似物。该姜黄素类似物通过促进活性氧的产生进而导致细 胞内的氧化还原失衡、脂质过氧化、线粒体膜电位的崩溃以致细胞凋亡。并且该姜黄素类似 物的增殖抑制活性优越于天然产物姜黄素。
[0007] 本发明目的是由以下技术方案实现的：
[0008] -种3, 3' -羟基姜黄素类似物，具有如下结构式：
[0009]
[0010] 本发明还提供了一种3, 3' -羟基姜黄素类似物的制备方法，包括如下反应式：
[0011]
[0012] 所还安頁系失似籾的市I」食力法也炻卯
卜步骤：
[0013] 在氧化硼/硼酸三丁酯/正丁胺条件下，3-羟基苯甲醛与乙酰丙酮缩合得到 3, 3'-羟基姜黄素类似物。
[0014] 本发明的一种3, 3' -羟基姜黄素类似物的制备方法，还可以由以下技术方案实 现：
[0015] -种3, 3' -羟基姜黄素类似物的制备方法，所述，3-羟基苯甲醛与乙酰丙酮发生 缩合反应的络合剂包括氧化硼，溶剂包括乙酸乙酯，碱包括正丁胺，淬灭剂包括4N盐酸，反 应温度包括40°C，柱层析纯化中洗脱用的溶剂包括石油醚、乙酸乙酯、二氯甲烷、正己烷、环 己烷中的至少一种。
[0016] -种3, 3' -羟基姜黄素类似物的制备方法，包括如下步骤：
[0017] 将乙酰丙酮（0. 5g，5mmol)和氧化硼（0. 25g，3. 5mmol)溶于5mL乙酸乙酯中，40°C 搅拌0. 5小时，加入，3-羟基苯甲醛（1.22g，10mmol)和硼酸三丁酯（2. 3g，10mmol)，搅拌 〇. 5小时，再滴加正丁胺（0. 5mL)的5mL乙酸乙酯溶液，40°C搅拌4小时，静置过夜，加入 0. 4N盐酸7mL水解1小时，冷却，乙酸乙酯萃取，水洗，无水硫酸钠干燥。过滤浓缩，正己烷 /乙酸乙酯（5:1)柱层析分离得姜黄素类似物。
[0018] 本发明还提供了一种3, 3' -羟基姜黄素类似物的用途，该姜黄素类似物用于肝癌 的药物治疗。
[0019] 本发明的有益效果
[0020] 本发明的3, 3'-羟基姜黄素类似物以，3-羟基苯甲醛为原料，原料易得，产物分子 结构简单，制备工艺简单，反应条件温和，比较适合工业化生产。该姜黄素类似物的药物作 用机理是通过促进活性氧的产生进而导致细胞内的氧化还原失衡、脂质过氧化、线粒体膜 电位的崩溃以致细胞凋亡，与天然姜黄素的药物作用机理相同。并且该姜黄素类似物对肝 癌细胞IfepG2的增殖抑制活性优越于天然产物姜黄素。本发明的姜黄素类似物对指导前药 的发现及先导化合物的设计，具有重要意义。
【附图说明】
[0021] 图1为本发明的姜黄素类似物的结构式。
[0022] 图2为本发明的姜黄素类似物的氢谱。
[0023] 图3为本发明的姜黄素类似物的碳谱。
[0024] 图4为本发明的姜黄素类似物对HepG2细胞增殖抑制活性的浓度依赖性曲线。
[0025] 图5为GSH和NAC对本发明的姜黄素类似物诱导的IfepG2细胞凋亡的抑制结果图。
[0026] 图6为本发明的姜黄素类似物与姜黄素促进IfepG2细胞R0S的产生结果图。
[0027] 图7为本发明的姜黄素类似物对IfepG2细胞氧化还原平衡的影响结果图。
[0028] 图8为本发明的姜黄素类似物诱导IfepG2细胞脂质过氧化结果图。
[0029] 图9为姜黄素与本发明的姜黄素类似物诱导HepG2细胞线粒体膜电位崩溃结果 图。
[0030] 图10中A为GSH和NAC对本发明的姜黄素类似物诱导的IfepG2细胞的增殖抑制 活性的影响结果图。
[0031] 图10中B为GSH和NAC对本发明的姜黄素类似物诱导的HepG2细胞的R0S生成 的影响结果图。
[0032] 图10中C为GSH和NAC对本发明的姜黄素类似物诱导的IfepG2细胞的线粒体膜 电位崩溃的影响结果图。
[0033] 备注：
[0034] 所有附图中A2代表3, 3' -羟基姜黄素类似物，curcumin代表姜黄素。
【具体实施方式】
[0035] 根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实 施例所描述的具体的物料配比、工艺条件及其结果仅用于说明本发明而不应当也不会限制 权利要求书中所详细描述的本发明。
[0036] 实施例1
[0037] -种3, 3' -羟基姜黄素类似物，具有如下结构式：
[0038]
[0039] -种3, 3' -羟基姜黄素类似物的制备方法
[0040]
[0041] 将乙酰丙酮（0. 5g，5mmol)和氧化硼（0. 25g，3. 5mmol)溶于5mL乙酸乙酯中，40°C 搅拌0. 5小时，加入3-羟基苯甲醛（1.22g，10mmol)和硼酸三丁酯（2. 3g，10mmol)，搅拌 〇. 5小时，再滴加正丁胺（0. 5mL)的5mL乙酸乙酯溶液，40°C搅拌4小时，静置过夜，加入 0. 4N盐酸7mL水解1小时，冷却，乙酸乙酯萃取，水洗，无水硫酸钠干燥。过滤浓缩，正己 烷/乙酸乙酯（5:1)柱层析分离得姜黄素类似物，产率42%。4NMR400MHz(Acet〇ne-d6 ),8 8. 56 (s, 2H), 7. 60 (d,J= 15. 6Hz, 2H), 7. 25 (t,J= 8. 0Hz, 2H), 7. 15-7. 19 (m, 4H), 6. 9 0 (dd,J= 8. 0, 1. 6Hz, 2H), 6. 79 (d,J= 8. 0Hz, 2H), 6. 12 (s, 1H)；13HNMR100MHz(DMS〇-d6) ,8 184. 6, 158. 8, 141. 4, 137. 5, 131. 0, 125. 2, 120. 7, 118. 3, 115. 5, 102. 5〇
[0042] 实施例2
[0043] 本发明的姜黄素类似物对人肝癌IfepG2细胞的增殖抑制活性分析
[0044] 实验原理：
[0045]MTT全称是3-(4, 5-二甲基噻唑-2)-2, 5-二苯基四氮唑溴盐，是一种黄色染料。 MTT比色法是一种评价细胞存活和生长的方法。其检测原理是活细胞线粒体中的琥珀酸脱 氢酶能使外源性MTT还原为不溶于水的蓝紫色结晶（甲瓒，Formazan)并沉淀在细胞中，但 是死细胞没有此种功能。而二甲基亚砜能够溶解细胞中的