一种单羰基姜黄素类似物及制备方法和用图
【技术领域】
[0001] 本发明属于药物技术领域，具体的讲是一种单羰基姜黄素类似物及制备方法和用 途。
【背景技术】
[0002] 近50年来，全世界肺癌的发病率和死亡率呈明显上升趋势，肺癌已成为严重威胁 人类健康的肺部恶性常见肿瘤。2007年美国肺癌新发病例213380人，由肺癌导致的相关死 亡人数160390。估计到2030年，死于肺癌的人数将居癌症死因的首位。因此，对肺癌的药物 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(C0X-l，C0X-2，TNF-a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α，β_不饱和羰基和一个中心活性亚甲基。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⑶Χ-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α，β_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α，β-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，α，β-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Cys 496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。
[0005] 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，目前国内外对于单羰 基姜黄素类似物及其制备方法和对NCI-H460细胞的凋亡诱导机制的研究较缺乏。因此，制 备单羰基姜黄素类似物及研究其对NCI-H460细胞的凋亡诱导机制，对指导前药的发现及先 导化合物的设计，具有重要意义。
【发明内容】
[0006] 本发明目的在于以氟取代苯甲醛作为原料，合成出对NCI-H460细胞增殖抑制具有 优越活性的姜黄素类似物，其可以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及细胞凋亡，并且其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] -种单羰基姜黄素类似物，具有如下通式(I):
[0009]
[0010] 其中，R为氟，R的取代位次为2、3、4-位，两个苯环通过1，4-戊二烯-3-酮连接。
[0011] 进一步的，本发明还提供了一种单羰基姜黄素类似物的制备方法，
[0012] 包括如下反应式：
[0013]
[0014]所述制备方法包括如下步骤：
[0015] 在Na0H/H20/溶剂条件下，氟取代苯甲醛与丙酮发生羟醛缩合反应得到单羰基姜 黄素类似物;其中反应式中a代表反应条件Na0H/H 20/溶剂。
[0016] -种单羰基姜黄素类似物的制备方法，包括如下步骤：
[0017] 1)将氟取代苯甲醛20mmol溶于8mL溶剂中，加入丙酮0.74mL，一定温度下缓慢滴加 碱溶液；
[0018] 2) -定温度下搅拌反应一段时间；
[0019] 3)加入淬灭剂将反应体系调至pH〈6，过滤，水洗得固体产物；
[0020] 4)将固体产物柱层析分离得到单羰基姜黄素类似物。
[0021] -种单羰基姜黄素类似物的制备方法，所述氟取代苯甲醛与丙酮发生羟醛缩合反 应的溶剂优选为乙醇，所述碱溶液优选为氢氧化钠溶液，滴加碱液的温度优选为-1 〇~1 〇 °C ;步骤2)所述搅拌反应温度优选为室温，搅拌反应时间优选为40~50h;步骤3)所述淬灭 剂优选为稀盐酸;步骤4)所述柱层析纯化中洗脱用的溶剂优选为石油醚、乙酸乙酯、丙酮、 二氯甲烷、正己烷或环己烷中一种或多种的混合物。
[0022] -种单羰基姜黄素类似物的制备方法，包括如下步骤：
[0023] 1)将氟取代苯甲醛20mmol溶于8mL乙醇中，加入丙酮(0 · 74mL，lOmmol)，0°C下缓慢 滴加氢氧化钠溶液；
[0024] 2)室温搅拌48h;
[0025] 3)加入稀盐酸将反应体系调至酸性，过滤，水洗得固体产物；
[0026] 4)将固体产物经正己烷:乙酸乙酯= 15:1，柱层析分离得到单羰基姜黄素类似物。
[0027]本发明的一种单羰基姜黄素类似物主要应用于肺癌的药物治疗。
[0028]本发明的有益效果
[0029] 本发明以邻、间、对氟取代苯甲醛为原料，通过与丙酮缩合生成单羰基姜黄素类似 物，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。单 羰基姜黄素类似物在含10 %血清培养基中的稳定性优于天然产物姜黄素。药理实验结果表 明，氟取代单羰基姜黄素对人肺癌NCI-H460细胞的增殖抑制活性明显优越于天然产物姜黄 素，并且单羰基姜黄素类似物可以通过促进活性氧的产生导致细胞内的氧化还原失衡、月旨 质过氧化、线粒体膜电位的崩溃以及细胞凋亡，可以用作治疗肺癌的姜黄素类先导物。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】
[0030] 图1为本发明的姜黄素类似物的结构式。
[0031] 图2位本发明的姜黄素类似物的反应式。
[0032]图3为本发明的姜黄素类似物A的氢谱。
[0033]图4为本发明的姜黄素类似物A的碳谱。
[0034] 图5为本发明的姜黄素类似物B的氢谱。
[0035] 图6为本发明的姜黄素类似物B的碳谱。
[0036] 图7为本发明的姜黄素类似物C的氢谱。
[0037] 图8为本发明的姜黄素类似物C的碳谱。
[0038]图9为本发明的姜黄素类似物A、B、C对NCI-H460细胞增殖抑制活性的浓度依赖性 曲线。
[0039]图10为本发明的姜黄素类似物A和Curcumin在含10%血清培养基中的稳定性曲 线。
[0040]图11为GSH和NAC对本发明的姜黄素类似物A诱导的NCI-H460细胞凋亡的抑制结果 图。
[0041 ]图12为本发明的姜黄素类似物A和Curcumin促进NCI-H460细胞R0S的产生结果图。
[0042] 图13为本发明的姜黄素类似物A对NCI-H460细胞氧化还原平衡的影响结果图。
[0043] 图14为本发明的姜黄素类似物A诱导NCI-H460细胞脂质过氧化结果图。
[0044]图15位GSH和NAC对本发明的姜黄素类似物A诱导NCI-H460细胞线粒体膜电位崩溃 的影响结果图。
[0045]备注:所有附图中A代表2，2 氟单羰基姜黄素类似物，B代表3，3 氟单羰基姜黄 素类似物，C代表4，4 氟单羰基姜黄素类似物，curcumin代表姜黄素。
【具体实施方式】
[0046]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。
[0047] 实施例1
[0048] 2，2 氟单羰基姜黄素类似物(A)的制备
[0049]
[0050] 2-氟苯甲醛（2.48g，20mmol)溶于8mL无水乙醇中，加入丙酮(0.74mL，lOmmol)，分 别在-10°c、0°C、10°C条件下缓慢滴加6mL 20%的氢氧化钠溶液后，室温搅拌48h，加入稀盐 酸将反应体系调至pH = 5,过滤，水洗，正己烷/乙酸乙酯（15:1)柱层析分离得2,2'-F-单羰 基姜黄素，产率分别为70%、75%、68% ,Η NMR(400MHz，CD3C1 )，δ7.85((1, J= 16·4Ηζ，2H), 7.62(dt,J = 7.6，1.6Hz，2H) ,7.37-7.42(m，2H) ,7.12-7.23(m,6H) ;13C 匪R(100MHz, CD3C1)，S189.0,162.9,160.4,136.1,131.9,129.4,127.6,124.5,122.9,116.4。
[0051 ] 实施例2
[0052] 3，3 氟单羰基姜黄素类似物(B)的制备
[0053]
[0054] 3-氟苯甲醛（2.48g，20mmol)溶于8mL无水乙醇中，加入丙酮(0.74mL，lOmmol)，分 别在-10°c、0°C、10°C条件下缓慢滴加6mL 20%的氢氧化钠溶液后，室温搅拌48h，加入稀盐 酸将反应体系调至pH = 5,过滤，水洗，正己烷/乙酸乙酯（15:1)