灯盏乙素聚乙二醇前药的合成与表征

灯盏乙素聚乙二醇前药的合成与表征叶海' ,张灿*沈文斌2,盛龙生2'中国药科大学新药研究中心南京210009 ;2中国药科大学分析测试中心南京210009[摘要]目的:冶成黄酮类化合物灯盏乙素聚乙二醇前药。方法:以聚乙二醇单甲醚2000为原料,与琥珀酸酐反应后再与N-羟基琥珀酰亚胺缩合得到活泼酯,最后与灯盏乙素反应得到目标化合物。结果:分别用FT-IR、'H NMR和质谱对其结构进行了表征并初步测定了其在水中的溶解度。结论高分子前药水溶性大大.提高，为延长药物体内半衰期及提高生物利用度提供了可能。[关键词]灯盏乙素聚乙二醇:前药;合成[中图分类号] R943[文献标识码][文章编号] 1672-3651( 2006 )04-0283-04黄酮类化合物广泛存在于蔬菜、水果和药用重要地位8]。植物中,毒副作用小是很多药用植物的主要活性本文合成了灯盏乙素聚乙二醇前药,经FT-成分1]。灯盏乙素( scuellain)又称野黄芩苷，是IR、'H NMR和质谱表征了其结构,并初步测定了菊科植物短葶飞蓬( Erigeron breriscapus( Vant. )其水溶性。聚乙二醇前药的水溶性较灯盏乙素大Hand.-Mazz. )提取物灯盏花素的主要成分属黄酮大增加，为延长药物半衰期及提高生物利用度提类化合物。经证明有扩张血管、增加心脏冠脉流供了可能。量、增加脑血流量、降低脑血管阻力、提高血脑屏障通透性以及对抗由二磷酸腺苷引起的血小板凝1实验集作用，已用于临床多年[23]。但灯盏乙素难溶于1.1 试剂与仪器水,口服生物半衰期短,绝对生物利用度低,临床.灯盏乙素( 95% )购自云南玉溪万方药业;应用需大剂量多次给药才能达到治疗目的,不能mPEG2K购于Fluck公司;丁二酸酐、二环己基碳维持有效血药浓度而发挥持久治疗功效[45]。二亚胺(DCC)对二甲氨基吡啶(DMAP)均购于国前药的设计可有效地解决某些药物的水溶性药集团化学试剂有限公司;N_羟基琥珀酰亚胺和稳定性问题增加药物的血液存留时间,改变药(NHS)购于扬州宝盛生物化工有限公司SP700型物体内分布,提高生物利用度和降低毒副作用。大孔树脂购于日本三菱;Sephadex G-25葡聚糖凝近年来高分子前药引起了研究者极大的关注[6] ,胶购于Pharmacia 公司;其 余试剂均为分析纯。所通过延长药物在体内的半衰期来提高药效;避免有试剂使用前均预先干燥。降解增加药物的稳定性;提高细胞通过内吞作用IR(岛津FT-IR-8400S ); 'H NMR ( Bruker对药物的摄取;通过配体使药物对靶向细胞有位( Avace) AV-300、AV-500 核磁共振仪) ;质谱( Agi-点特异性识别7。聚乙二醇以良好的水溶性、无lent 1100LC/TOF MSD系统)。毒、良好的生物相容性和无免疫原性等其他高分1.2方法子无法比拟的优点,在前药的合成和制备中占有1.2.1聚乙二醇单甲醚2K琥珀酸单酯(mPEG2K-A)的合成[9]。称取干慢的mPEG2K(40g,20mmol)[收稿日期] 2005-11-25中国煤化I==酸酐(2.5g25mmol)[基金项目]科技部国际重大科技合作与交流项目( No.和1YHCNMH(应48h减压回收溶剂,2005DF A30050)向残余物中加入50 mL饱和NaHCO,溶液溶解，过.[。通讯作者] 张灿:教授,Tel :025-85333041 ,E-mail : zhangean @滤用30mL乙酸乙酯萃取2次,水相冷却至0 Ccpu. edu.cn中國天然单月第4卷第4期CNAChin J Nat Med_ July 2006 Vol.4 No.4 283后用2motL-'的盐酸酸化至pH2左右。用氯仿.mmol和DMAP(0.3 g 2.4 mmol )溶于10 mL干燥60mL分3次萃取,合并氯仿层,无水Na2SO4干燥DMF中,投入50 mL茄形瓶中。另称取Ss-过夜。滤去干燥剂浓缩至粘稠振摇下加入无水mPEG2K(4g2mmol)溶解在15mL干燥DMF中,乙醚200mL放入冰箱静置待产品完全析出后过滴加入反应液,30 min滴完,升温至50°C ,搅拌下滤,抽干,R2O3干燥,称重,得mPEG2K-A( 30 g,反应24 h。反应完毕减压蒸去溶剂,残余物倾入.75%)mp50~52C。.30 mL水中过滤滤液用氯仿10mL萃取3次合1.2.2 聚乙二醇2K单甲醚琥珀酸单酯的N_羟基并氯仿层分别用1 mot L-'盐酸、水各洗2次。无琥珀酰亚胺活性酯( SS-mPEG2K )的合成9]称取水Na2SO,干燥过夜。蒸去氯仿异丙醇重结晶，得N_羟基琥珀酰亚胺( NHSX0.8 g 7 mmol),溶于100粗品淡黄色粉末( 3.8 g ,77.6% )。mL干燥DMF中预冷至0C。称取mPEG2K-A(20将粗品过SP700大孔树脂柱,70%丙酮洗脱,g5mmol溶于50mL氯仿中冰浴冷却至0C后加浓缩,过Sephadex G-25葡聚糖凝胶柱冻干,得淡.入二环己基碳二亚胺( DCCX0.73 g ,7 mmol) ,保持黄色粉末(2.2 g 57.9% ):mp 55~57 C。TLC( 正0C搅拌20min加入预冷的NHS的DMF溶液0C丁醇-水-冰醋酸= 7:2:1 )展开,反应中小分子物反应2h ,自然升至室温再反应24 h。减压蒸去溶质R,值均>0.2,而mPEG与灯盏乙素连接后紫外剂加入50mL氯仿溶解残余物,过滤,浓缩,再加灯下显示有吸收,但在原点不动。因此可用TLC入50 mL氯仿过滤至滤液澄清,浓缩至粘稠,加.来检测产物。入150 mL无水乙醚放入冰箱过夜。抽滤得白色.2结果与讨论固体真空干燥,得SS-mPEG2K( 16.5 g ,82.5% ):mp 49~52 C。2.1合成1.2.3 灯盏乙素聚乙二醇2K单甲醚前药( DZm-合成路线见图1。PEG2K )的合成称取干 燥的灯盏乙素( 1.1 g2.4CH,OCH2CH20-CH2CH2O CH2CH20H -CH;OCH2CH2O -CH2CH20H CH2CH2O-C- -CH,CH- -000HmPEG2KmPEG-A2KHO-N8CH,OCH2CH20- fCH2CH20)。 -CH2CH20-C- -CH,CH,-C- -0-iDCCSS-mPEG2KSow CH,0CI12CH20 +CHCH20) -CH,CH2,O-g_-CH,CH-R=OH一0DMAPOH HO'DZmPEG2KOH 0Fig 1 Synthetic route of DZmPEG2K2.2表征乙素所以在'HNMR上只能看见很弱的灯盏乙素mPEG2K和DZmPEG2K 的FTIR图谱见图2 ,氢的信号无法准确积分氢的个数。8:2.5~2.8产物DZmPEG2K与原料mPEG2K相比,增加了( -CO-CH2CH2-C0-),2.9~3.0糖环上3个_0H),1733cm-'的酯羰基吸收峰和586cm-'附近取代苯3.29( -0CH3),3.3~ 3.8 -0-CH2CH2-0- ),4.1~4.2的特征峰,可以推断出灯盏乙素已经连接在mPEG(C中国煤化工个O相连的C上的上。YHC NMH G4H),6.4~7.8(苯环图3为DZmPEG2K的'HNMR图谱,由于上5H和3-H )。mPEG的相对分子质量氬个数远超过所载的灯盏284 Chin J山y 2006 Vol.4_ No.4CN中國天然荣物2006年7月 第4卷第4期64204000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500pmcm-'Fig2 IR spectra of mPEG2K( a ) and DZmPEG2K(b)Fig3 'H NMR spectra of DZmPEG2K993,55293529 [M+H'+K"广1016. 069216.6609855646 (M+H*+Na"5553929 5327p85 55961002 04691017.07080.5462309445 0550100566105.59 p 8 5628979.001013.5915pyu 0955J1g10.0519976980984988992996100010041008101210161020m/zFig4 MS of DZmPEG2K由于PEG本身为具有-定平均分子量的混合酮类化合物在植物界的分布、药用价值和新药的寻找[ J].物rCH2CH20-为重复出现的基团导致分子离子植物学报( Acta Bot Sin ) ,1980 22( 1 ) 87-92.峰为一组重复出现固定间隔的峰,即:峰间距xn[2] 孙文基( Sum WJ)绳金房( Sheng JF). 天然活性成分简明手册[K]北京:冲国医药科技出版社,1997 :509.=44 ,n为电荷数。从图4的质谱图可以看出,本[3] 崔建梅(Cui JM)吴 松( Wu s). 灯盏花素的研究进展[ J].文所合成的高分子前药DZmPEG2K重复出现的峰天然产物研究与开发( Nat Prod Res Dev ) ,2003 , 15(3 ) :255-间距为1016.0692 - 994.0544= 22.0148则电荷数258.n = 44/22=2。 而相邻的两组峰993.5529 -[4] 葛庆华(GeQH)周 臻( ZhouZ) ,支晓瑾( Zhi XJ),等.灯盏花素在犬体内的药动学和绝对生物利用度研究[ J].中国医985. 5646= 7.9883 ,即( K-Na)/2 ,所以可以得出图药工业杂志( Chin J Pharm ) 2003 , 34( 12) 618-620.4中993.5529的峰为[M+H+K]+,与其临近的[5] 钟海军( Zhong H)邓英杰( Deng YJ) ,王丽君( Wang IJ),等.985. 5646的峰为[ M+H+ Na]+。灯盏花素脂质体/水分配系数的研究与应用[J].沈阳药科2.3溶解度大学学报( J Shenyang Pharm Univ ) 2005 ,22(2)110-114.DZmPEG2K室温25C时在蒸馏水中的溶解度[6] Takakura Y , Hashida M. Macronolecular drug arrier systems incancer chenotherapy macromolecular prodrugs[J]. Crit Rev 0ncol约为800 mg mL-1 与灯盏乙素(53.4 y mL-1 )相Hematol , 1995 , 18( 3) 207-231.比得到大大改善。[7] Paranjpe PV , Chen Y , Kholodorych V ,et al. Tumor-targeted bio-conjugate based delivery of camptothecin : design , synthesis and in3结论viro evaluatior[ J]. J Conrolled Release , 2004，100 ( 2): 275-292.本文合成了灯盏乙素聚乙二醇前药,结构经[8] Greenwald RB. PEC drugs : an overvien[ J]. J Controlled Release ,FTIR、'H NMR和质谱表征。具有较强水溶性的该2001 ,74(3): 159-171.高分子前药,有望延长灯盏乙素的半衰期和生物[9] XiaF , Yuan YJ , Wu JC. Synthesis and evaluation of water-soluble利用度,有关进-步的研究正在进行中。"yd Chem Lett ，2002 , 12(22 ):中国煤化工”参考文献MHCNMHG[1] 傅丰永( FuFY),刘永幟Liu YL)尚天民( ShangTM),等.黄中國天然兼万亩数据月第4卷第4期CINMChin J Nat Med_ July 2006 Vol.4 No.4 285Synthesis and Characterization of Scutellarin PEG ProdrugsYE Hai' ,ZHANG Can!* , SHEN Wen- Bin? , SHENG Long-Sheng21 Center of Drug Discovery , China Pharmaceutical University , Nanjing 210009 ;'Center of Instrumental Analysis , China Pharmaceutical University , Nanjing 210009 , China[ ABSTRACT] AIM :To synthesize and characlerize scutellarin PEG prodrugs. METHODS :The fficient procedure to prepare scutel-larin PEG prodrugs was established using a three-step reaction. The mPEG2K first reacted with succinie anhydride , and then was treatedwith N-hydroxyl succinic anhydride( NHS ). Finally , suellarin was added in to give the targeted product scutellarin PEG prodrugs. RE-SULTS AND CONCLUSION :The chemical structure of scutellarin PEG prodrug was characterized by FTIR ,'H NMR and MASS. Wa-ter solubility of the product was determined. It shows much better solubility in water and it may prolong biological half-life , and improvesbioavailability of scutellarin.[KEY WORDS] Scutellarin ; PEG ; Prodrug ; Synthesis[ Foundation Item ] This project was supported by Chinese Department of Science & Technology for Intemational Science & TechnologyResearch Cooperation( No .2005DFA30050 ).会讯:2006年(第六届)中国药学会学术年会医药自主创新与可持续发展■主办单位:中国药学会■协办单位:广东普乐康药业有限公司■时间2006年10月9日~13日■地点广州市■论文撰稿要求★论文需是未公开发表的每篇字数控制在4000字以内,另附800字摘要(宋体4号字1.5倍行距)摘要、关键词及参考文献均应符合要求格式请参照《中国药学杂志》文责自负。★论文邮寄地点北京市朝阳区建外大街4号建外SOHO九号楼18层中国药学会学术部孙文虹收邮政编码:10022。同时论文必须以WORD格式E-mail至:gyg@ kingyee. com.cn收件人为北京金叶天翔科技有限公司郭义国(电话010-64405225)请务必注明稿件所属专业,以便于分类编辑制作论文集光盘。★征集论文截止日期2006年9月8日(以邮戳为准)请务必正楷填写回执表注明稿件所属专业。网址www.cpa.org.cn■联系方式★中国药学会联系人:孙文虹( 010- 58699275 - 819)鲁毅( 010- 58699275 - 820)地址北京市朝阳区建外大街4号建外SOHO九号楼18层邮编:100022 传真010-58699125E- mail :yxhwag @ cpa . org . cn isunwenhong2002 @ 163. como★广东普乐康药业有限公司联系人:朱萍( 020-85621811 020-85622277 )地址广州市天河区黄埔大道中翠湖山庄11号楼邮编510640 传真020-85621215中国煤化工E-mail dahai9968 @ 163 . comMYHC NMH G_286 Chin J山y 2006 Vol.4 No.4CN中國天然荣物2006年7月 第4卷第4期