专利名称：一氧化氮供体型虎杖苷衍生物、制备方法及医药用途的制作方法
技术领域：
本发明涉及药物化学领域，具体涉及新颖的一氧化氮供体型虎杖苷衍生物，它的制备方法以及该化合物的医药用途，特别是作为预防或治疗缺氧所致肺动脉高压及高原肺水肿及其相关疾病药物用途。
背景技术：
当人员从低海拔地区快速进入高原(海拔> 3000m以上地区)，对人体有时会引起一种特殊类型的疾病一高原肺水肿(high altitude pulmonary edema, HAPE)。HAPE是因高原缺氧致肺脏损伤为主要临床表现的一种常见的、病死率较高的急性高原病。据统计， HAPE的发病率约0. 4-2%,部分快速上到海拔4500m的人，发病率可达10%。HAPE起病急、 进展快、危害大，若不及时救治，可能危及生命，是高原“三大杀手”之一。近年由于西部大开发，进入高原的建设者及旅游人员增加，发病率逐年升高。因而，加快HAPE防治的研究对于进入高原作业、旅游的群体和居民具有重大的公共安全、健康保健意义。现代研究表明高原缺氧是HAPE发病的始动因素，也是根本因素。缺氧可直接刺激肺动脉平滑肌细胞引起肺血管收缩，导致肺动脉高压。缺氧性肺血管收缩是缺氧对肺动脉平滑肌细胞的直接作用，无须神经体液因素参与。传统认为缺氧性肺动脉高压可改善肺内通气血流比例，改善血气交换，因而具有代偿意义。近年研究发现，缺氧性肺动脉高压是导致高原肺水肿最主要的发病原因。由于缺氧性肺血管收缩为非均勻性血管收缩， 造成肺内压力与血流分布不均勻，血流过多区域的血管壁承受不了张力使得管壁完整性破坏，进而发生肺水肿。其发病机制认为是由于缺氧引起肺小血管收缩，导致肺动脉高压 (pulmonary artery hypertension, PAH)，肺毛细血管通透性增高、液体及蛋白质外漏、肺血容量增大、液体潴留以及炎症反应。其确切机制尚不清楚，其中PAH是HAPE发生的启动环节(Kewu Deng，Haibo Liu，Zhicheng Jing. Achievements of basic research in high altitude pulmonary edema. Bull Med Res. 2005，34 :66-68)，也是 HAPE 重要的病理进程禾口发病机制(Sartori C，Allemann Y，Scherrer U. Pathogenesis of pulmonary edema learning from high-altitude pulmonary edema. Respir Physiol Neurobiol. 2007 ；159 338-349)。随着海拔高度增加，肺动脉压也增加。渗漏、炎症及水钠潴留等均继发于上述因素的改变。因此，降低肺动脉压力成为治疗高原性肺水肿的关键。在临床上对HAPE的治疗主要为吸氧、降低肺动脉压、抗炎、利尿、对症及一氧化氮吸入等。广谱的降压药如酚妥拉明、硝普钠，硝苯吡啶等，虽然可以降低肺动脉压，但引起广泛的体循环压力，目前为止并没有哪一种方法能够真正治愈PAH，所以对PAH治疗的探索也就不曾停止。1 1 (Polydatin, PD)Φ1 (Polygonum Cuspidatum Sieb. et Zucc)根茎中提取的天然单体，也称为白藜芦醇苷。在植物中分布广，含量高，具有较强的生物活性。现代药理学研究表明，虎杖苷对心肌细胞、血管平滑肌细胞、抗血小板聚集、改善微循环等有显著作用，此外还能减轻多种因素造成的组织器官损伤，具有保护肝细胞，降血脂及抗脂质过氧化等作用。近十年来，国内外学者对虎杖苷的化学结构、性质、提取分离、药理作用以及含量测定等做了许多研究，但多集中于心血管系统和烧烫伤外用应用。而在特殊环境下如高原、寒冷、劳累等，对生物体的作用如何还知之甚少。我们从虎杖中提取出纯度大于98%的虎杖苷单体，并进行了结构鉴定和制备工艺的研究，经药效学实验发现虎杖苷对低氧大鼠肺动脉高压模型具有预防肺动脉压升高，提高血氧饱和度水平，改善右心功能及降低血液粘滞度的作用，特别是其降低缺氧所致肺动脉高压的同时，血氧分压和体循环动脉压不受影响的优点，克服了血管扩张剂的降低体循环血压等副作用，为降低肺动脉高压，防治HPAE提供了很好的选择机会，有望成为防治高原肺水肿的理想药物。此外，虎杖苷具有的抗缺氧和改善微循环，松弛血管、支气管平滑肌，扩张小动脉，对痉挛性血管扩张作用更强的特点，对初进高原人群更快地习服环境，降低急性高原病的发生有一定的作用。然而，与国际野外医学会(Wilderness Medical Society)推荐的2010年急性高原病防治药物沙丁胺醇、西地那非、波生坦等比较，虎杖苷显示较弱的作用，因此亟待通过结构修饰或增加效应分子基团，提高其降低肺动脉高压的疗效。众所周知，一氧化氮(NO)是一种重要的血管活性分子，它在HAPE的发生中扮演着重要的角色，是防止低氧性肺血管收缩最重要的“阀门”之一，体内NO的升高或降低将直接影响到HAPE的进展程度。研究表明，NO对肺血管有选择性舒张作用，临床上通过吸入NO对 HAPE易感者治疗，可使其肺血管阻力下降36%，有效缓解肺动脉高压。这也印证了 NO缺乏是导致PAH的重要机制。另外还发现，在缺氧离体肺循环中，肺血管松弛作用消失；在患慢性阻塞性肺疾病患者中，内皮依赖的肺动脉松弛功能明显减弱；在大鼠离体肺灌流试验中， 低氧致肺动脉收缩作用可因加入内皮松弛因子(NO)合成抑制剂而明显增强。这些研究均表明缺氧导致的的肺内皮细胞释放NO减少，产生肺动脉高压，进而造成了 HAPE的形成。然而，NO作为气体信号分子，在体内半衰期短，不稳定，可控性差等，所以越来越多的研究集中于利用特异性的载体与NO供体偶联，从而在一定的部位释放N0，达到防治肺血管收缩的作用。到目前为止，NO的靶向性释放仍是研究的重点。基于以上原因，我们设想通过结构修饰与虎杖苷结合制成一氧化氮(NO)供体型衍生物来提高疗效，运用前药设计和拼合原理，在PD分子中引入能释放NO的基团，设计合成具有NO释放作用的新型PD衍生物，通过NO与PD的协同作用，希望所合成的目标化合物可发挥上述两类化合物的协同药理作用。增强降低肺动脉高压活性从而提高抗HAPE作用。目前，NO供体药物研究的趋势主要是利用前药原理将NO与生效药物结合起来形成一种更有效的结合型新药物。这种药物设计方式的优点在于提高药物的生物利用度、增加药物稳定性、减少毒副作用、促使药物长效化。同时，它具有NO供体的特征，提供一种依赖于NO的生物活性。这种结合型新药物包括亚硝基醇硫/药物的结合物、硝基盐/药物的结合物等，其中不少获得专利并在临床上得到应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有双重协同降低肺动脉高压、抗高原肺水肿的的一氧化氮供体型虎杖苷衍生物，即虎杖苷-4’-硝氧基丁酸酯。本发明是与通式(I) 一致的化合物。
权利要求
1. 一氧化氮供体型虎杖苷衍生物，其特征在于，具有通式(I)结构。
2. —种权利要求1的通式(I)化合物的制备方法，包括以植物提取物虎杖苷通式(II) 结构为原料和2，2-二甲氧基丙烷反应合成的步骤。
3.如权利要求2的方法与2，2- 二甲氧基丙烷反应，在室温条件下加入无水ZnCl2,搅拌24小时，抽滤，所得滤液减压蒸干得淡黄色固体，用甲苯重结晶2次，对虎杖苷分子结构上糖苷进行保护，引入甲氧基，获得中间体化合物(III)。
4.如权利要求3的方法，通过中间化合物(III)溶于20mL干燥的二氯甲烷中，冷却至 0°C。在避光条件下，加入2. 60g缩合剂DCC(N，N-二环己基亚胺)和0. 12g催化剂DMAP 0-N， N- 二甲基吡啶)，此温度下搅拌15min。
5.如权利要求4的方法，取1.60g 4-硝氧基丁酸酯(0. 012mol)，室温搅拌Mh，抽滤， 所得滤液减压蒸干，所得样品进行硅胶柱层析(石油醚乙酸乙酯=1 1，体积比)，收集洗脱液，纯化后得白色固体4. 32g，经波谱鉴定为中间化合物(IV)；
6.如权利要求5的方法，中间化合物(IV)溶于15mL干燥的甲醇中，室温下加入0. 25g 单质碘，室温搅拌Mh。抽滤，所得滤液减压蒸干得深黄色固体，将此固体用氯仿重结晶2 次，得白色略显粉色固体1. 45g，经波谱鉴定为目标化合物虎杖苷-硝酸丁酯衍生物(V)，收率为60%。
7.一种可以具有释放一氧化氮的虎杖苷前体药物，含有权利要求1的化合物和药学上可接受的载体。
8.权利要求1的化合物在制备治疗缺氧所致肺动脉高压及高原肺水肿疾病的药物中的应用。
全文摘要
本发明涉及药物化学领域，具体提供一种含有一氧化氮供体的虎杖苷衍生物，由虎杖苷(3，4′，5-三羟基芪-3-B-单-D-葡萄糖苷)4′位羟基与相应的硝酸酯类通过化学反应生成酯键相连的一氧化氮(NO)供体型虎杖苷衍生物。该化合物吸入肺组织后，经过生物转化，酯键断裂，游离出原药虎杖苷和NO供体部分，后者能够缓慢释放出NO，与虎杖苷协同发挥降低肺动脉高压，减轻右心室肥厚，改善肺血管内皮功能，抗脂质过氧化的作用，具有在制备预防或治疗缺氧所致肺动脉高压及高原肺水肿疾病药物中的用途。
文档编号C07H15/203GK102336790SQ201110184249
公开日2012年2月1日 申请日期2011年7月1日 优先权日2011年7月1日
发明者拓小瑞, 汤海峰, 王剑波, 王平安, 王萌, 韦华梅 申请人:中国人民解放军第四军医大学