新型刺槐素衍生物的設(shè)計(jì)合成與活性評(píng)價(jià).pdf

1、刺槐素(acacetin)，化學(xué)名5，7-二羥基-4’-甲氧基黃酮，又稱刺槐黃素或金合歡素，可從菊花、天然刺槐、雪蓮等多種植物中提取獲得，屬經(jīng)典的天然黃酮類化合物。刺槐素具有廣泛的生物學(xué)活性，如抗氧化、抗癌、抗病毒、抗哮喘、抗神經(jīng)炎抗心血管疾病等作用，但其效能偏低，確切的作用機(jī)制不明確。
　　近年來，新的研究發(fā)現(xiàn)刺槐素在抗房顫作用、抗痛風(fēng)以及鎮(zhèn)痛方面，表現(xiàn)出了強(qiáng)于臨床常用藥物的活性(IC50值);但是作為黃酮類化合物，黃酮環(huán)的大共

2、軛區(qū)域形成的平面結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致其水溶性差，不利于口服吸收，體內(nèi)生物利用度低，成藥性差。
　　本課題組在前期研究中，設(shè)計(jì)合成了一系列新型刺槐素分子，一方面引入活性藥效團(tuán)，提高特異性治療療效，如抗痛風(fēng)、鎮(zhèn)痛;另一方面利用前藥策略，設(shè)計(jì)氨基酸前藥，利用氨基或者羧基成鹽，提高水溶性，改善生物利用度。通過生物活性評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)高活性化合物Aca-Z12，為刺槐素7位羥基氫被乙酰胺基取代的衍生物，鎮(zhèn)痛活性達(dá)到89.41％，顯著高于刺槐素(69.

3、79％)，且水溶性明顯改善。表明酰胺基團(tuán)的引入對(duì)7位刺槐素的活性提高至關(guān)重要，進(jìn)一步的優(yōu)化設(shè)計(jì)可能發(fā)現(xiàn)新的更高活性的刺槐素衍生物。
　　本課題在保持酰胺基活性藥效團(tuán)的基礎(chǔ)上，以Aca-Z12為先導(dǎo)物，進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì);確定含酰胺基團(tuán)的不同烷基鏈碳原子長度對(duì)刺槐素生物活性的影響，同時(shí)設(shè)計(jì)不同的含酰胺基團(tuán)的7位和5位取代物;為進(jìn)一步提高水溶性，在7位和5位分別引入小分子PEG（聚乙二醇）基團(tuán)和堿性的哌啶基哌啶基團(tuán);設(shè)計(jì)了2類共17個(gè)分別以

4、醚鍵和酯鍵作為連接鍵的新的刺槐素衍生物。
　　對(duì)所合成目標(biāo)化合物利用ESI-MS和1H-NMR確證了其分子量和化學(xué)結(jié)構(gòu)，并且對(duì)化合物的熔點(diǎn)進(jìn)行了測定。應(yīng)用小鼠醋酸扭體模型，小鼠福爾馬林舔爪模型，以及小鼠熱板模型3種常用的疼痛模型，評(píng)價(jià)了化合物的鎮(zhèn)痛活性，并進(jìn)行了初步的構(gòu)效關(guān)系分析。
　　小鼠醋酸扭體模型評(píng)價(jià)結(jié)果表明，所設(shè)計(jì)合成的新化合物均顯示了一定的鎮(zhèn)痛活性，其中腹腔給藥的鎮(zhèn)痛效果強(qiáng)于經(jīng)口灌胃給藥。腹腔注射結(jié)果顯示，刺槐素及

5、其衍生物對(duì)小鼠醋酸扭體模型疼痛均具有較好的鎮(zhèn)痛效果。鎮(zhèn)痛活性顯著強(qiáng)于雙氯芬酸，與前期發(fā)現(xiàn)的活性化合物Aca-Z12的鎮(zhèn)痛效果基本相當(dāng)。灌胃給藥的活性與腹腔注射相比顯著降低，可能是由于刺槐素及其衍生物的溶解性不佳，吸收差導(dǎo)致的。發(fā)現(xiàn)了3個(gè)新化合物Aca-L08、Aca-L09、Aca-L12，腹腔注射及灌胃給藥的鎮(zhèn)痛效果均與陽性對(duì)照化合物Aca-Z12相當(dāng)或略強(qiáng)。且這三個(gè)化合物ED50也是小于刺槐素及Aca-Z12的。
　　初步的構(gòu)

6、效關(guān)系分析表明，酰胺烷基類刺槐素衍生物脂肪碳鏈長度，對(duì)活性的影響不明顯，碳鏈延長化合物Aca-L01、Aca-L02、Aca-L03、Aca-L13、Aca-L14、Aca-L15腹腔注射表現(xiàn)出了與刺槐素相當(dāng)或略有升高的活性，但與Aca-Z12相比活性有所下降;新化合物Aca-L12腹腔注射表現(xiàn)出了顯著高于雙氯芬酸、刺槐素(Aca)以及活性先導(dǎo)物Aca-Z12的活性。表明乙酰氨基官能團(tuán)可能對(duì)于刺槐素衍生物的活性具有特異性，為下一步的優(yōu)化

7、設(shè)計(jì)提供了參考。
　　酰胺基團(tuán)的數(shù)量以及酰胺烷基脂肪鏈側(cè)鏈取代基類型，對(duì)活性也有一定影響，取代基側(cè)鏈為支鏈的活性比直鏈和成環(huán)好。刺槐素的7位成酯及引入PEG片段的衍生物活性較刺槐素有所提升，但不如先導(dǎo)物Aca-Z12的活性高。刺槐素7位引入碳酸酯結(jié)構(gòu)，系列衍生物活性與Aca-Z12活性相當(dāng)。此外，不同位置的取代基對(duì)活性也有影響，5位取代產(chǎn)物相對(duì)于7位取代化合物活性有所提高。確切的構(gòu)效關(guān)系研究結(jié)果還有待于更多化合物活性數(shù)據(jù)的支持。<

8、br>　　小鼠福爾馬林舔爪模型結(jié)果表明，腹腔給藥10 mg/kg的劑量下，新化合物均表現(xiàn)出了一定的神經(jīng)痛抑制活性，與陽性藥Ralfinamide相當(dāng)或者比Ralfinamide鎮(zhèn)痛活性更好。表明刺槐素類化合物對(duì)于神經(jīng)性疼痛也具有抑制作用。這方面的研究文獻(xiàn)報(bào)道較少，值得進(jìn)一步的深入探討。
　　熱板法的結(jié)果，盡管新化合物顯示出了一定的鎮(zhèn)痛效果，但是試驗(yàn)中小鼠行為異常，表現(xiàn)出跳躍行為，而不是舔后足行為，表明熱板法可能不適合刺槐素類化合物

9、的活性評(píng)價(jià)。
　　水溶性結(jié)果顯示:刺槐素衍生物與刺槐素及Aca-Z12相比水溶性均有所提高，部分衍生物水溶解度是刺槐素的幾十倍，如Aca-L05、Aca-L13及Aca-L11;其中連接PEG結(jié)構(gòu)化合物水溶性提高最多;總體觀察到5位羥基被取代化合物水溶性大于7位羥基被取代;末端為酰胺的長鏈醚結(jié)構(gòu)中，水溶解度隨碳鏈的延長而下降。
　　綜上，本課題以前期研究發(fā)現(xiàn)的活性先導(dǎo)物為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)合成了一系列新結(jié)構(gòu)的刺槐素衍生物，通過3種小