木香药材中去氢木香内酯等活性成分提取分离及其衍生研究

摘要

木香作为传统中药，具有健胃消胀、调气解郁、止痛安胎等作用。现代研究表明其含有一些倍半萜类成分，其主要活性成分是去氢木香内酯与木香烯内酯，其具有抗肿瘤、抗菌、抗溃疡等作用。针对木香药材活性成分的特点，本文对木香有效成分的提取分离和纯化开展了较为系统的研究，对纯化产物去氢木香内酯进行了衍生化研究及其衍生物抗肿瘤活性探索。相关研究为快速经济提取分离得到木香中去氢木香内酯和木香烯内酯等活性成分可提供有效的工艺指导，并对木香药材中药用组分进行进一步挖掘和新药研发提供研究基础和实验数据支撑。
　　本文主要研究及工作结果如下：
　　对木香的提取方式，化学成分，药理活性，衍生方式等进行了系统的文献综述和评价，在此基础上提出并形成了本文的总体研究和技术实施方案。
　　以去氢木香内酯和木香烯内酯为指标成分，对比了溶剂提取法、水蒸气蒸馏法、微波辅助提取法等方法对木香进行提取分离的效率，还对比了溶剂萃取和大孔树脂吸附法分离低极性化合物的能力。研究表明：采用微波辅助提取法，在微波400W功率，1：15的料液比条件下提取10min，每份提取3次，100g木香中提取得到去氢木香内酯和木香烯内酯量可达3.5g；采用AB-8型大孔树脂分离木香甲醇提取液时，95％乙醇洗脱产物中去氢木香内酯和木香烯内酯的纯度分别能达到43.1%和46.8%。
　　采用硅胶柱层析法、薄层层析法(TLC)和重结晶等技术，对木香的石油醚萃取层进行有效的分离纯化，得到11个单体化合物；通过TLC、红外、核磁等技术鉴定出7种单体成分，其分别为土木香内酯、异土木香内酯、去氢木香内酯、木香烯内酯、豆甾醇、12-methoxydihydrocostunolid和孕甾烯醇酮。
　　采用高速逆流色谱（HSCCC）技术对木香的石油醚萃取层进行高效分离和纯化。通过 HPLC测试去氢木香内酯和木香烯内酯在不同溶剂系统中的分配系数，结合分析型HSCCC分离效果，有效地指导HSCCC分离纯化过程的溶剂选择；通过正交实验设计，选择合理的转数、流速和溶剂系统，提出HSCCC分离时的最佳条件。实验研究表明HSCCC分离制备去氢木香内酯和木香烯内酯的最佳条件为：石油醚-甲醇-水（5:7:3）溶剂系统，转数为1000rpm，流速为3mL/min。该条件下总分离时间可以控制在150min内，去氢木香内酯和木香烯内酯的制备量一次都能达到140m g以上，为大量制备提供了较为快速有效的方法。提出测定溶剂系统分配系数时，不能片面采用 HPLC测试值，其并不能够真实反映溶剂系统在制备型HSCCC中的真实分配情况，而只能显示出一定的趋势，而分析型HSCCC则比较真实的反映出溶剂系统的真实分配情况。另外，通过HSCCC对石油醚萃取层的分离，得到了一个新化合物10-methoxy-artemisinic acid。
　　针对去氢木香内酯具有一定的抗肿瘤活性而却有生物利用度低、活性不强等缺点，以提高其生物利用度和抗肿瘤活性为目标，对其进行结构修饰和衍生。针对去氢木香内酯的α-亚甲基-γ-内酯结构，根据迈克尔加成（Michael addition reaction）原理，在其 C-13位加成不同基团结构，获得系列衍生化合物。实验完成了哌啶、吗啉等7种衍生修饰反应，采用硅胶柱层析等技术分离得到单体衍生物，利用红外、核磁等鉴定技术对其衍生物进行了结构鉴定。采用MTT法对去氢木香内酯的衍生物及去氢木香内酯和木香烯内酯进行初步抗肿瘤活性测试，结果显示：4-羟基哌啶衍生物、吗啉衍生物、吡咯烷衍生物、甲醇衍生物和二乙醇胺衍生物具有较明显的抗肿瘤活性，且活性较去氢木香内酯有所提升，可作为一种候选药物继续进行深入研究。

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1 绪 论

1.1 引言

1.2 木香的化学成分及其药理作用

1.3 木香有效成分的提取和分析方法

1.4 木香烯内酯与去氢木香内酯的结构修饰和衍生途径、方法及其构效关系

1.5 研究目的意义及内容

2 木香药材中活性成分的系统提取与分离

2.1 引言

2.2 实验方案

2.3 实验方法

2.4 结果与讨论

2.5 本章小结

3 高速逆流色谱分离制备木香中去氢木香内酯和木香烯内酯研究

3.1 引言

3.2 HSCCC分离原理

3.3 实验方法和操作

3.4 结果和讨论

3.5 本章小结

4 去氢木香内酯的衍生物制备及其抗肿瘤活性测试

4.1 引言

4.2 实验部分

4.3 结果与讨论

4.4 本章小结

5 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

致谢

参考文献

附 录