三种姜花属植物化学成分与拟单萜生物碱合成及活性研究

摘要

本论文由两部分组成。内容包括：三种姜科姜花属植物滇姜花、圆瓣姜花和毛姜花的化学成分研究，二萜成分的结构修饰或改造。以栀子苷为原料，制备了一系列的拟单萜生物碱。对部分姜花属植物化学成分与拟单萜生物碱进行了一系列的生物活性筛选。对姜花属植物化学成分研究进行了综述；对三种环烯醚萜苷类成分的含氮衍生物的制备进行了综述。 第一部分 三种姜花属植物化学成分与活性研究 为了寻找姜花属中具有抗肿瘤活性或抗炎活性的二萜成分，我们对三种姜科姜花属植物滇姜花、毛姜花和圆瓣姜花化学成分进行了研究。利用植物化学成分研究中的多种提取分离方法和材料，包括硅胶柱层析（LC）、硅胶-AgNO3柱层析、氧化铝柱层析、Sephadex LH-20凝胶柱层析、ODS反相柱层析、溶剂萃取分段及重结晶等手段，以及化学结构的波谱解析技术（UV、IR、MS、一维和二维NMR），辅以结构转换、薄层层析（TLC）对照，从上述三种植物中共分离鉴定了50个化合物。其中，从滇姜花根茎中分离得到23个化合物，从圆瓣姜花根茎中分离得到13个化合物，从毛姜花根茎中分离得到16个化合物，包括了二萜、倍半萜、单萜、三萜、甾体、糖及苷类成分，其中包括20个新化合物。采用了光敏氧化、Diels-Alder反应、还原反应，对部分二萜成分进行结构修饰及转化，制备了18个二萜衍生物。对其中10个二萜成分进行了初步的抗肿瘤活性研究。7-hydroxy-hedychenone、滇姜花素A、滇姜花素B对人白血病细胞株K562具较为明显的细胞毒活性，滇姜花素A、滇姜花素B和圆瓣姜花素B对人肺腺癌细胞株A549具有较为明显的细胞毒活性，所有被测试的成分对人胃腺癌细胞株BGC-823无活性或者具有很弱的细胞毒活性。此外，化合物16-hydroxy-labda- 8(17),11,13–trien-15,16-olide与15-hydroxy-11,15- epoxylabda-8(17),12-dien-16-al对1-1细胞、IMWT细胞、IMBB细胞均显示了显著的细胞毒活性。 最后，我们对姜花属植物化学成分研究进行了综述。 第二部分 拟单萜生物碱的合成与活性研究 环烯醚萜苷类成分是一类重要的天然产物，其中的secologanin又是单萜吲哚生物碱的重要中间体。借鉴了secologanin与色胺反应、从而在单萜分子中引入氮原子的仿生合成途径，我们以不含氮的前体栀子苷为原料，与胺类等成分进行了合成，得到了拟单萜生物碱。首先，我们从药用植物栀子中分离得到栀子苷，并经酶水解得到栀子苷元。然后以栀子苷元为原料，与胺类等成分在不同的条件下进行胺化或还原胺化反应。其中主要包括了如下手段：栀子苷元与胺类或醇胺类等直接进行胺化反应；栀子苷元与胺类在NaBH4作为还原剂时的还原胺化反应，栀子苷元与胺类或氨基酸甲酯盐酸盐在NaBH3CN作为还原剂时的还原胺化反应，氢化栀子苷元与胺类进行反应。共计合成了92个拟单萜生物碱；此外还分离或制备了32个中间体。 对部分拟单萜生物碱进行了生物活性筛选，其中包括：抗血小板凝集活性筛选（包括样品对AA、PAF和ADP三种诱导剂引起兔血小板聚集的影响）；抑菌或抗真菌活性筛选（包括金黄色葡萄球菌、结核分枝杆菌和橙色青霉菌）；抗乙酰胆碱酯酶活性筛选；对糖尿病药物靶标PTP1B酶的抑制活性筛选。最后，对三种环烯醚萜苷类成分的含氮衍生物的制备进行了综述。