槲皮素类化合物及其糖苷的金属配合物及其应用

摘要

本发明涉及槲皮素类化合物及其糖苷的金属配合物，以及该配合物在制备治疗糖尿病药物中的应用。实验证明，本发明涉及的槲皮素类化合物及其糖苷的金属配合物，对α－葡萄糖苷酶具有优良的抑制活性，可用于制备有效的防治糖尿病及其并发症的药物。所述的槲皮素类化合物和糖苷的金属配合物的化学结构式如式I所示，式中M与R1、R2、R3和R4如说明书所定义。

说明书

技术领域

本发明涉及槲皮素类化合物及其糖苷的金属配合物，以及该类金属配合物在制备治疗糖尿病药物中的应用。

背景技术

糖尿病是一种内分泌及代谢紊乱综合症，以血糖持续性增高和尿糖为特征，是人类最常见的代谢内分泌疾病之一。糖尿病主要分为2种类型：I型糖尿病(胰岛素依赖型)和II型糖尿病(非胰岛素依赖型)。其中II型糖尿病近年来有激增趋势。II型糖尿病治疗研究的方向是开发给药方便的口服药物。目前临床上使用的主要药物有磺酰脲类、双胍类和α-葡萄糖苷酶抑制剂等，但都具有一定的毒副作用。

α-葡萄糖苷酶是人体内糖类物质代谢中的一类重要酶系，在多糖降解方面具有重要的功能。它能特异性地将低聚糖类底物的非还原末端的-1，4糖苷键切开，释放出葡萄糖，是餐后高血糖的主要来源。α-葡糖苷酶抑制剂是八十年代出现的一类新的抗糖尿病药物，是一类非竞争性的抑制剂，II型糖尿病人有效。α-葡萄糖苷酶抑制剂通过抑制小肠上皮绒毛膜刷状沿上的α-糖苷酶的作用来减少糖类的降解，可有效地降低糖尿病人餐后血糖浓度峰值，达到控制血糖的目的。该类药主要作用于肠壁，基本不被吸收，对肝肾没有影响，是药理作用独特、安全有效的新型口服降糖新药。

目前上市的α-葡萄糖苷酶竞争性抑制剂类药物只有阿卡波糖、伏格列波糖、米格列醇三种。从传统中药的有效成分中筛选更有效的α-葡萄糖苷酶抑制剂药物，有着广阔发展前景。

中药的活性成分中类黄酮约有4000多种。槲皮素(Quercetin)是其中的一种，存在于多种中药中，具有降血压、降血脂、抗敏、抗癌等药理作用，但是对于槲皮素作为α-葡萄糖苷酶抑制剂的抗糖尿病药物应用还未见报道。

已有研究证明，某些金属离子，如钒、锌、铬等对II型糖尿病具有一定的治疗作用，可以缓解糖尿病高血糖、预防糖尿病合并症。但是单纯的金属离子的脂溶性小，生物利用度低，活性不高，所需剂量大，因此毒副作用也很大，没有临床应用价值。

发明内容

本发明的目的是提供一种槲皮素类化合物及其糖苷的金属配合物，以及该金属配合物在制备防治糖尿病及其并发症的药物中的应用。

发明人的研究证明，槲皮素类化合物及其糖苷含有酚羟基，羰基等配位基团，具有良好的与金属离子络合特性。由槲皮素类化合物及其糖苷与某些金属离子形成的配合物，具有很好的α-葡萄糖苷酶抑制活性，生物利用度比较高，具有开发成为新型口服降糖新药的应用前景。实验证明，本发明涉及的槲皮素类化合物及其糖苷的金属配合物，对α-葡萄糖苷酶具有优良的抑制活性，可用于制备防治糖尿病及其并发症的药物。

本发明所述的槲皮素类化合物及其糖苷的金属配合物的化学结构如式I所示。

                            式I

式I中：M为V＝O，Zn，Cu，O＝Cr＝O，Mg或Mn等金属离子；R₁，R₂，R₃和R₄分别代表氢原子、羟基、烷氧基、芳香氧基、-O-葡萄糖或-O-鼠李糖等；R₁，R₂，R₃和R₄可以相同，也可以不同。

本发明所述的式I所示的槲皮素类化合物和糖苷的金属配合物，可以由天然的槲皮素类化合物及其糖苷与金属离子制备成目标的金属配合物，也可以用合成或半合成得到的槲皮素类化合物及其糖苷与金属离子制备成目标的金属配合物。

对α-葡萄糖苷酶体外的抑制实验证明，本发明所述的式I所示的槲皮素类化合物及其糖苷的金属配合物是高效的非竞争型α-葡萄糖苷酶抑制。经糖尿病动物模型(小鼠)试验证明，该金属配合物(式I)可显著降低试验动物的餐后高血糖和改善糖尿病并发症病情，无明显毒副作用，具有临床应用前景。因此，本发明所述的槲皮素类化合物及其糖苷的金属配合物可用于制备防治糖尿病及其并发症的药物。

本发明还提供一种用于防治糖尿病及其并发症的药物，其含有所述的式I所示的槲皮素类化合物及其糖苷的金属配合物，以及药学上可接受的辅助剂。所述的药物可以是注射剂、片剂、丸剂、胶囊、悬浮剂或乳剂。

具体实施方式

以下通过实施例对本发明做进一步的说明。

实施例一：槲皮素氧钒配合物的合成

将10mmol槲皮素溶于70mL无水乙醇溶液中，滴加5mmol VOSO₄·3H₂O的水溶液，加热至60℃，回流搅拌反应12小时，冷却至室温后，加入适量水，放置30小时。抽滤，用乙醇和水分别将沉淀洗涤数次后，真空干燥48小时，得到深兰色粉末状固体产物。

产物结构：

产物结构分析数据：

¹HNMR(300MHz，DMSO-d₆)δ：11.60(1H，5-OH)；δ10.74(1H，7-OH)；δ9.32(1H，4′-OH)；δ9.25(1H，3′-OH)；δ7.93(1H，H-2′)；δ7.12(1H，H-6′)；δ6.71(1H，H-5′)；δ6.54(1H，H-8)；δ6.31(1H，H-6)；δ3.0～3.6(H-O)。m/z：753.1(M+)。

其它槲皮素类化合物及其糖苷的氧钒配合物的合成方法与上述方法基本相同。

实施例二：槲皮素锌配合物的合成

将5mmol醋酸锌加入到含10mmol槲皮素和适量醋酸钠的70mL无水乙醇溶液中，回流搅拌反应10小时，有黄色絮状沉淀产生。冷却至室温后，加入适量水，放置24小时，抽滤.用乙醇和水分别将沉淀洗涤数次后，真空干燥48小时，得到黄色粉末状固体产物。

产物结构：

产物结构分析数据：

¹HNMR(300MHz，DMSO-d₆)δ：11.63(1H，5-OH)；δ10.74(1H，7-OH)；δ9.32(1H，4′-OH)；δ9.25(1H，3′-OH)；δ7.93(1H，H-2′)；δ7.12(1H，H-6′)；δ6.71(1H，H-5′)；δ6.54(1H，H-8)；δ6.31(1H，H-6)；δ3.0～3.6(H-O)。m/z：690.1(M+)。

其它槲皮素类化合物及其糖苷的锌配合物的合成方法与上述方法基本相同。

实施例三：槲皮素铜配合物的合成

将5mmol的醋酸铜加入到含10mmol槲皮素和适量醋酸钠的70mL无水乙醇溶液中，回流搅拌反应10小时，有绿色絮状沉淀产生.冷却至室温后，加入适量水，放置48小时，抽滤。用乙醇和水分别将沉淀洗涤数次后，真空干燥40小时，得到绿色粉末状固体产物。

产物结构：

产物结构分析数据：

¹HNMR(300MHz，DMSO-d₆)δ：11.63(1H，5-OH)；δ10.74(1H，7-OH)；δ9.32(1H，4′-OH)；δ9.25(1H，3′-OH)；δ7.93(1H，H-2′)；δ7.12(1H，H-6′)；δ6.71(1H，H-5′)；δ6.54(1H，H-8)；δ6.31(1H，H-6)；δ3.0～3.6(H-O)。m/z：716.1(M+)。

其它槲皮素类化合物及其糖苷的锌配合物的合成方法与上述方法基本相同。

实施例四：槲皮素氧铬配合物的合成

将5mmol铬酸钠加入到含10mmol槲皮素和适量醋酸钠的70mL无水乙醇溶液中，回流搅拌反应10小时，有棕色絮状沉淀产生。冷却至室温后，加入适量水，放置48小时，抽滤。用乙醇和水分别将沉淀洗涤数次后，真空干燥30小时，得到棕色粉末状固体产物。

产物结构：

产物结构分析数据：

¹HNMR(300MHz，DMSO-d₆)δ：11.60(1H，5-OH)；δ10.74(1H，7-OH)；δ9.32(1H，4′-OH)；δ9.25(1H，3′-OH)；δ7.93(1H，H-2′)；δ7.12(1H，H-6′)；δ6.71(1H，H-5′)；δ6.54(1H，H-8)；δ6.31(1H，H-6)；δ3.0～3.6(H-O)。，m/z：753.3(M+)。

其它槲皮素类化合物及其糖苷的铬氧配合物的合成方法与上述方法基本相同。

实施例五：槲皮素镁配合物的合成

将5mmol醋酸镁加入到含10mmol槲皮素和适量醋酸钠的70mL无水乙醇溶液中，回流搅拌反应10小时，有黄色絮状沉淀产生。冷却至室温后，加入适量水，放置48小时，抽滤。用乙醇和水分别将沉淀洗涤数次后，真空干燥20小时，得到黄色粉末状固体产物。

产物结构：

产物结构分析数据：

¹HNMR(300MHz，DMSO-d₆)δ：11.63(1H，5-OH)；δ10.74(1H，7-OH)；δ9.32(1H，4′-OH)；δ9.25(1H，3′-OH)；δ7.93(1H，H-2′)；δ7.12(1H，H-6′)；δ6.71(1H，H-5′)；δ6.54(1H，H-8)；δ6.31(1H，H-6)；δ3.0～3.6(H-O)。m/z：656.10(M+)。

其它槲皮素类化合物及其糖苷的镁配合物的合成方法与上述方法基本相同。

实施例六：槲皮素锰配合物的合成

将5mmol醋酸锰加入到含10mmol槲皮素和适量醋酸钠的70mL无水乙醇溶液中，回流搅拌反应10小时，有棕色絮状沉淀产生。冷却至室温后，加入适量水，放置48小时，抽滤。用乙醇和水分别将沉淀洗涤数次后，真空干燥30小时，得到棕色粉末状固体产物。

产物结构：

产物结构分析数据：

¹HNMR(300MHz，DMSO-d₆)δ：11.63(1H，5-OH)；δ10.74(1H，7-OH)；δ9.32(1H，4′-OH)；δ9.25(1H，3′-OH)；δ7.93(1H，H-2′)；δ7.12(1H，H-6′)；δ6.71(1H，H-5′)；δ6.54(1H，H-8)；δ6.31(1H，H-6)；δ3.0～3.6(H-O)。，m/z：687.1(M+)，

其它槲皮素类化合物及其糖苷的锰配合物的合成方法与上述方法基本相同。

实施例七：槲皮素金属配合物对酵母α-葡萄糖苷酶抑制作用

将活力为10U/mg的α-葡萄糖苷酶(浓度约为1mg/ml)和上述实施例得到的槲皮素金属配合物(浓度为1μM～100μM)溶于pH＝7的0.05M的磷酸盐缓冲溶液中，振荡约1分钟后，于37℃下恒温约30分钟，加入底物对-硝基苯酚葡萄糖苷(浓度为2mg/ml)，混合均匀后测试λ＝400nm处的吸光度随反应时间的变化。改变槲皮素金属配合物的浓度，按同样方法测试，并同时测试未加抑制剂时酶和底物在相同条件下反应时吸光度随反应时间的变化。利用专业数据处理软件Microcal Origin Professional处理实验数据，可得到的槲皮素金属配合物对α-葡萄糖苷酶抑制的IC₅₀值和抑制类型。结果表明槲皮素金属配合物是酵母α-葡萄糖苷酶的非竞争性抑制剂，其IC₅₀值如表1所示。

表1 槲皮素金属配合物对α-葡萄糖苷酶抑制作用(IC₅₀)

  化合物  槲皮素  槲皮素氧钒  槲皮素锌  槲皮素铜  槲皮素镍  槲皮素镁  槲皮素锰  IC₅₀  20μM  3.5nM  66nM  3.2μM  150nM  30μM  50μM

从表1中可以看出，槲皮素氧钒配合物、槲皮素锌配合物和槲皮素镍配合物具有很强的α-葡萄糖苷酶抑制活性，特别是槲皮素氧钒配合物对α-葡萄糖苷酶抑制作用的IC₅₀值达到3.5nM。而其他几种的抑制活性则较弱。

实施例八：槲皮素金属配合物对糖尿病动物模型(小鼠)试验结果

受试动物为昆明小鼠，体重20-24g，雌雄兼用。阳性对照药为阿卡波糖。小鼠按体重随机分为7组：正常对照组、四氧嘧啶模型组、阿卡波糖组、槲皮素组、槲皮素氧钒配合物组、槲皮素锌配合物组、槲皮素镍配合物组，每组10只。用生理盐水将四氧嘧啶配制成2％溶液，除正常对照组外其余各组小鼠腹腔注射2％四氧嘧啶溶液0.2g/kg，正常饲养3d。

小鼠ig给药，阿卡波糖组小鼠ig阿卡波糖片40mg/kg.d，槲皮素组小鼠ig槲皮素100mg/kg.d，槲皮素氧钒配合物组小鼠ig槲皮素氧钒配合物5mg/kg.d，槲皮素锌配合物组组小鼠ig槲皮素锌配合物5mg/kg.d，槲皮素镍配合物组小鼠ig槲皮素镍5mg/kg.d，四氧嘧啶模型组小鼠ig 100mg/kg.d生理盐水，每天给药1次，连续给药12d，于末次给药后禁食10h，小鼠尾尖取血，采用葡萄糖氧化酶法测定血糖值(血糖值测定方法按药盒说明书进行)。实验结果见下表：

表2.槲皮素、槲皮素氧钒配合物、槲皮素锌配合物、槲皮素镍

               配合物对四氧嘧啶糖尿病小鼠血糖的影响

  组别  动物数(n)  剂量(mg/kg)  血糖值(mmol/L)  正常对照组  四氧嘧啶模型组  阿卡波糖片组  槲皮素组  槲皮素氧钒配合物组  槲皮素锌配合物组  槲皮素镍配合物组  10  10  10  10  10  10  10  -  -  40  100  5  5  5  7.96±0.72  11.83±1.34  8.87±1.89  9.53±2.14  8.10±0.97  8.54±0.66  8.67±1.16

表2的结果表明，槲皮素降低四氧嘧啶糖尿病模型小鼠空腹血糖作用较弱。槲皮素氧钒配合物、槲皮素锌配合物、槲皮素镍配合物具有显著降低四氧嘧啶糖尿病模型小鼠空腹血糖能力。