本发明属于药物化学及医药技术领域，具体涉及一种丙酰化的梓醇衍生物及其制备方法和应用。
背景技术：
衰老通常是指人体在其生长发育达到成熟期以后，随着年龄的增长，在形态、结构和生理功能方面必然出现的一系列全身性、多方面的退行性变化，如皮肤萎缩、骨质丢失、动脉粥样硬化、老年性痴呆等。随着全球人口老龄化趋势的加剧，各国研究者在长寿机制、表观遗传调节衰老、代谢与衰老等诸多方面取得了明显的进展，抗衰老药物的研究已经成为当前老年医学领域的热点，而中药以其独特的疗效，在抗衰老的研究中占有日益重要的地位。如我国的传统中药材地黄的主要有效活性成分：张秀丽等(梓醇对d-半乳糖致亚急性衰老小鼠学习记忆及脑中相关抗氧化酶活性的影响[j].中国生化药物杂志，2011，32(2):103-106)研究证明，梓醇具有抗衰老作用，李孟宇等(梓醇防治阿尔茨海默病作用研究进展[j].国际药学研究杂志，2016，43(2):199-203)和wangz等(catalpolprotectsratpheochromocytomacellsagainstoxygenandglucosedeprivation-inducedinjury[j].neurologicalresearch，2008，30(1):106112)也研究表明，梓醇在防治阿尔茨海默病、帕金森等神经系统疾病等方面有着重要的作用。梓醇作为一种小分子药物，水溶性较高，易口服，但wangq等(hplcp-apci-ma/mamethodforthedeterminationofcatalpolinratplasmaandcerebropinalfluid:applicationtoaninvivopharmacolineticstudy[j].journalofpharmaceuticalandbiomedicalanalysis，2012，70:337-343)研究表明，梓醇的脂溶性较低，不易透过血脑屏障，在脑中分布不高，这制约了梓醇作为抗衰老药物的临床应用。因此，对梓醇进行结构修饰，得到较高血脑屏障通透性较高，且具有抗衰老活性的梓醇衍生物具有重要的意义。
2007年，zhangxl等(catalpolamelioratescognitiondeficitsandattenuatesoxidativedamageinthebrainofsenescentmiceinducedbyd-galactose[j].pharmacolbiochembehav，2007，88(1):64-72)在d-半乳糖诱导的昆明小鼠老化模型中发现，与对照组相比，注射梓醇后的小鼠的学习和记忆能力得到了显著的提高。更深一步的研究发现，梓醇增加了小鼠大脑皮质和海马中sod和gsh-px的活性，降低了其中mda的水平，并提高了na+-k+-atp酶的活性，表明梓醇可提高内源性抗氧化酶的活性和降低自由基的产生发挥抗衰老的作用。2016年，huangjz等(catalpolpreservesneuralfunctionandattenuatesthepathologyofalzheimer′sdiseaseinmice[j].molecularmedicinereports，2016，13(1):491-496)在实验中发现，梓醇可通过提高小鼠脑皮质中活性氧簇相关酶，如sod和gsh-px的活性和浓度来降低模型小鼠大脑皮质中氧化应激，可通过调节胰岛素降解酶中可溶性aβ40和aβ42水平，从而抑制老年斑的形成。一系列研究表明，谷胱甘肽过氧化物酶(gsh-px)和超氧化物岐化酶(sod)是多数抗衰老药物发挥其抗衰老疗效的其两个重要的靶标。保持药物的基本结构，仅在某些功能基上作一定的化学结构改变，称为化学结构修饰。由于方法相对简单，工艺相对成熟，化学结构修饰是药物结构修饰的首选。酯化衍生是提高药物脂溶性的一种常用的前药设计策略。药物分子量越大，体积越大，扩散系数越小，跨膜通透性越低，所以要尽可能选择分子量较小的酸酐进行衍生化。
技术实现要素：
本发明目的在于提供一种丙酰化的梓醇衍生物，同时提供其相应的制备方法和应用是本发明的另一发明目的。
基于上述目的，本发明采取以下技术方案：
一种丙酰化的梓醇衍生物，由梓醇与丙酸酐酯化得到。
酯化时，梓醇的全部或部分羟基与丙酸酐发生酯化反应。
梓醇全部羟基参与酯化反应时结构式为：
5个羟基参加酯化反应的结构式为：
4个羟基参加酯化反应的结构式为：
3个羟基参加酯化反应的结构式为：
2个羟基参加酯化反应的结构式为：
1个羟基参加酯化反应的结构式为：
丙酰化的梓醇衍生物的制备方法，包括以下步骤：
1)将梓醇溶解于有机溶剂a中，加入丙酸酐，于30-90℃下，反应12-48h，蒸干有机溶剂a，得产物；所述丙酸酐与梓醇的摩尔用量比为(6-12)︰1；
2)将步骤1)的产物溶解于有机溶剂b中，加入碱性剂，静置分层，弃下层水相，对有机相进行干燥除水，蒸干有机溶剂b、柱层析、蒸干、抽滤，得梓醇衍生物。
步骤1)中有机溶剂a为吡啶，梓醇溶解于吡啶中的浓度为15-25g/l。
步骤2)中有机溶剂b为乙酸乙酯；碱性剂为饱和碳酸钠溶液。
步骤2)中使用无水硫酸钠对有机相进行干燥除水；步骤1)和步骤2)中蒸干均采取旋蒸。
步骤2)中柱层析时采用的洗脱剂为二氯甲烷与甲醇的混合物，二氯甲烷与甲醇的体积用量比为5︰1。
步骤1)中梓醇为生地黄天然产物提取物，纯度为98％。
丙酰化的梓醇衍生物的应用，该梓醇衍生物作为抗衰老药物的临床应用。
梓醇的6个羟基全部参与酯化反应时，反应式为：
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1)本发明采用丙酸酐和梓醇发生酯化反应，生成了梓醇六个羟基或1～5个羟基参加酯化反应的酯化产物，也即全丙酰化或部分酰化的梓醇衍生物，该类梓醇衍生物具有良好的抗衰老活性，提高了梓醇的血脑屏障通透性，酯化产率可达96.71％；为梓醇衍生物与靶点蛋白的作用模式以及抗衰老作用机制研究提供了思路，更为进一步合成活性更高、生物利用度更高的抗衰老药物提供了参考，有助于梓醇的后期开发；
2)吡啶不仅起到溶剂的作用，还起到了缚酸剂的作用，使得合成梓醇衍生物过程保持在合适的酸度介质。
附图说明
图1为小分子与gsh-px蛋白的氨基酸残基相互作用模式图；
图2为小分子与sod蛋白的氨基酸残基相互作用模式图；
图3为全丙酰化的梓醇衍生物的hrms图；
图4为全丙酰化的梓醇衍生物的1hnmr图；
图5为全丙酰化的梓醇衍生物的13cnmr图。
具体实施方式
下述实施例中试剂与仪器
实验所用梓醇为实验室自地黄中提取，纯度为98％；丙酸酐、吡啶、碳酸氢钠、无水硫酸钠为上海阿尔法化工有限公司生产分析纯级产品；甲醇、乙腈为天津四友精细化学品有限公司生产的色谱纯级试剂；甲基硅油为常州龙城有机硅有限公司生产；色谱所用水为超纯水。
实验所用高效液相色谱仪为waters生产的e2695色谱仪，所用质谱为thermo公司生产的高分辨率质谱仪；exactive实验所用re-2000b型旋转蒸发器、dlsb-5/20型低温冷却液循环泵、shb-ⅲ型真空泵、kpcj-1型数显磁力搅拌器均为郑州凯鹏实验仪器有限公司生产；ar224cn型电子天平(精度0.0001g)奥豪斯仪器公司生产；kq-500de型数控超声波清洗仪为昆山舒美公司生产；10-100，20-200，100-1000μl规格的移液枪为德国艾本德eppendorf公司生产；mill-qadvantagea10型超纯水仪为美国millipore公司生产；2xz-2(120l)型真空泵为上海五龙真空泵厂生产。
实验方法
①高效液相色谱仪检测方法:检测器，pda(二极管阵列扫描),210nm；色谱柱，agilent-c18，1250×4.6mm，5um。柱温，25℃；检测方法:取少许样品用甲醇溶解进样，进样量为5μl。流动相比例：乙腈(70)：水(30)。
②高分辨率质谱仪检测条件：esi电离源；流动相采用10％的甲醇与高纯水混合；流速为200μl/min；毛细管温250℃；毛细管电压60v；tube电压120v；进样量10μl；辅助气为氮气(10l/min)；鞘气40l/min；skimmer电压22v；扫描时间2min；扫描范围：m/z360-800。电子传输管温度275℃；扫描方式采用正离子模式。
实施例1
一种丙酰化的梓醇衍生物，由梓醇与丙酸酐酯化得到。酯化时，梓醇的6个羟基或1～5个羟基参加酯化反应。
丙酰化的梓醇衍生物的制备方法，包括以下步骤：
1)将100mg(0.27mmol)梓醇溶解于5ml吡啶中，加入424.57μl(3.25mmol)丙酸酐，于60℃下，反应48h，液相监测反应结束，进质谱检测得酯化产率为96.71％，蒸干吡啶，得产物；
2)将步骤1)的产物溶解于40ml乙酸乙酯中，然后加入40ml饱和碳酸钠溶液，静置分层，弃下层水相(加入饱和碳酸钠溶液，静置分层，弃下层水相，此步骤重复3次)，使用无水硫酸钠对有机相进行干燥除水，蒸干乙酸乙酯、柱层析、蒸干洗脱剂、抽滤去除溶剂，得121.27mg梓醇衍生物(0.17mmol，收率为64.35％)，柱层析时采用的柱子为硅胶柱、洗脱剂为二氯甲烷与甲醇的混合物，二氯甲烷与甲醇的体积用量比为5︰1。
步骤1)和步骤2)中蒸干均采取旋蒸。
丙酰化的梓醇衍生物的应用，该梓醇衍生物作为抗衰老药物的临床应用。
实施例2
一种丙酰化的梓醇衍生物，由梓醇与丙酸酐酯化得到。酯化时，梓醇的部分羟基参加酯化反应。
丙酰化的梓醇衍生物的制备方法，包括以下步骤：
1)将0.27mmol梓醇溶解于6.5ml吡啶中，加入1.63mmol丙酸酐，于30℃下，反应24h，蒸干吡啶，得产物；
2)将步骤1)的产物溶解于30ml乙酸乙酯中，加入20ml饱和碳酸钠溶液，静置分层，弃下层水相(加入饱和碳酸钠溶液，静置分层，弃下层水相，此步骤重复3次)，使用无水硫酸钠对有机相进行干燥除水，蒸干乙酸乙酯、柱层析、蒸干洗脱剂、抽滤去除溶剂，得梓醇衍生物，柱层析时采用的柱子为硅胶柱、洗脱剂为二氯甲烷与甲醇的混合物，二氯甲烷与甲醇的体积用量比为5︰1。
其他同实施例1。
实施例3
一种丙酰化的梓醇衍生物，由梓醇与丙酸酐酯化得到。酯化时，梓醇的部分羟基参加酯化反应。
丙酰化的梓醇衍生物的制备方法，包括以下步骤：
1)将0.27mmol梓醇溶解于4ml吡啶中，加入2.43mmol丙酸酐，于90℃下，反应12h，蒸干吡啶，得产物；
2)将步骤1)的产物溶解于40ml乙酸乙酯中，加入40ml饱和碳酸钠溶液，静置分层，弃下层水相(加入饱和碳酸钠溶液，静置分层，弃下层水相，此步骤重复3次)，使用无水硫酸钠对有机相进行干燥除水，蒸干乙酸乙酯、柱层析、蒸干洗脱剂、抽滤去除溶剂，得梓醇衍生物，柱层析时采用的柱子为硅胶柱、洗脱剂为二氯甲烷与甲醇的混合物，二氯甲烷与甲醇的体积用量比为5︰1。
其他同实施例1。
实施例4分子对接模拟试验
4.1对接方法
使用chemoffice2010软件进行小分子配体丙酰化的梓醇衍生物的构建并保存成mol2格式。将小分子导入sybyl软件中，命名并进行能量优化。优化过程中，加载gasteiger－hückel电荷，采用tripos力场对其进行1000步的结构能量优化。采用powell能量梯度法，收敛条件为
通过对接，全丙酰化的梓醇衍生物(梓醇的6个羟基参加酯化反应)和部分丙酰化的梓醇衍生物(梓醇的2个羟基参加酯化反应)分别与两种蛋白质(分别为gsh-px和sod)对接，对接得分表如表1所示，以及全丙酰化的梓醇衍生物的相应的小分子与氨基酸残基相互作用模式图，【参考其他证明文件中效果图1和2所示，图中杆状分子为氨基酸残基，加粗球棍状分子为全丙酰化的梓醇衍生物；红色代表o原子，白色代表c原子，蓝色代表n原子，青蓝色代表h原子】。荧光黄色的虚线为化合物与周围氨基酸残基形成的氢键。
表1全丙酰化(a)和2个羟基参加酯化反应(b)的梓醇衍生物与两种蛋白的对接得分
其中：表1中，totalscore表示总打分，表示了配体与受体的结合程度，与配体—受体的解离平衡常数的负对数(-logkd)相关，一般来说分值越大，说明小分子和配体结合得越稳定。crash揭示了结合位点里一些不适当的碰撞，负数代表渗透，得分越趋近于零，表明结合效果越好；polar表示蛋白质和配体间的极性，数值越大表示极性相互作用对对接结果的贡献作用越大。d_score是对蛋白质受体与小分子配体间的电荷作用和范德华作用力的评价，数值越低越好。pmf_score，即potentialofmeanforce，表示蛋白质配体源自对相互作用的赫尔姆次自由能，数值越低越好。g_score是对小分子配体和受体之间氢键作用能和键转动能的评价，数值越低越好；chemscore是测定蛋白受体和小分子配体的转动能级，氢键大小等，其数值越小越好。
由表1可知，全丙酰化和2个羟基参加酯化反应的梓醇衍生物与gsh-px和sod的对接总分分别为8.30、7.15和6.47、6.10，这说明全丙酰化和部分丙酰化的梓醇衍生物具有很好的抗衰老活性，羟基被取代数目对其抗衰老活性具有一定程度的影响。
由图1和图2中得知，(1)在全丙酰化的梓醇衍生物与gsh-px的对接图中，化合物与周围氨基酸形成7个氢键。其中，4号位、10号位上的羰基氧原子分别与天冬酰胺(asn77)、谷氨酰胺(gln78)上的氢原子产生氢键，8号位上的羰基氧原子同时与甘氨酸(gly80)和组氨酸(his81)上的氢原子产生氢键。环氧基与8号位上的醚键氧原子与苏氨酸(thr149)上的氢原子形成氢键，6号碳所连醚键氧原子与天冬酰胺(asn77)上的氢原子形成氢键。醚键与氨基酸产生疏水作用，羰基与周围氨基酸产生静电作用和亲水作用；(2)在全丙酰化的梓醇衍生物与sod的对接图中，化合物与周围氨基酸形成4个氢键，其中，化合物1号位、2号位、8号位上的羰基氧原子分别与丙氨酸(ala55)、谷氨酰胺(gln48)、缬氨酸(val191)上的氢原子形成氢键，4号位上的醚键氧原子与谷氨酰胺(gln48)上的氢原子形成氢键。这表明，全丙酰化的梓醇衍生物与两个受体蛋白的活性位点是通过氢键结合力、疏水作用、静电作用和亲水作用产生了较强的相互作用的。
实施例5全丙酰化的梓醇衍生物的结构表征
本发明利用实施例1的方法制得的全丙酰化的梓醇衍生物利用hrms，1hnmr和13cnmr对其进行表征，谱图分别如图4、图5、图3所示。
目标产物经计算得m/z＝698.28。
由图3可知，在响应强nl＝1.50e8下，出现了3个主峰。从质谱图导出其详细数据，根据质谱正离子扫描原理，可以得到：m/z＝699.2864峰为m+h峰，m/z＝716.3131为m+nh4+峰，m/z＝721.2773为m+na+峰。实测数据与理论数据相符。
本发明利用丙酸酐对梓醇进行结构修饰，制成了全丙酰化的梓醇衍生物。分子对接结果表明：全丙酰基保护的梓醇衍生物与谷胱甘肽过氧化物酶(gsh-px)和超氧化物岐化酶(sod)这两个抗衰老药物的靶点蛋白通过氢键结合力、疏水作用、静电作用和亲水作用产生了较强的结合力，预示着目标物可能具有良好的抗衰老活性；合成的梓醇的酯化衍生物，提高了梓醇的血脑屏障通透性，酯化产率可达96.71％；本研究为梓醇衍生物与靶点蛋白的作用模式以及抗衰老作用机制研究提供了思路，更为进一步合成活性更高、生物利用度更高的抗衰老药物提供了参考，有助于梓醇的后期开发。