由黃連混合生物堿合成黃連堿*

王道武, 龐 雪, 胡江磊, 張 龍

(長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué) 吉林省石化資源與生物質(zhì)綜合利用工程實(shí)驗(yàn)室,吉林 長(zhǎng)春 130012)

黃連混合生物堿(A)是從中藥黃連中提取出來(lái)的以相同的異喹啉環(huán)為主體結(jié)構(gòu)，以甲氧基、羥基、亞甲二氧基為2-, 3-, 9-, 10-位取代的混合生物堿，其中包括小檗堿、黃連堿(1)、巴馬汀和藥根堿。A具有抗菌、抗腫瘤和抗心律失常、降血糖和保護(hù)胃黏膜等活性[1]。研究和應(yīng)用最廣泛的是小檗堿[2]；1因含量極少，提取分離困難，限制了進(jìn)一步的研究與應(yīng)用。

本文參照由小檗堿制備1的方法[3]，通過(guò)化學(xué)修飾將A轉(zhuǎn)化為1。A不經(jīng)復(fù)雜的提純和分離直接作為起始原料，經(jīng)脫甲氧基或亞甲二氧基、還原加氫、環(huán)合和氧化脫氫四步反應(yīng)成功合成了1(Scheme 1)，總收率16%，其結(jié)構(gòu)經(jīng)1H NMR和ESI-MS表征。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1．1 儀器與試劑

X-4型顯微數(shù)字熔點(diǎn)儀(溫度未經(jīng)校正)；INOVO 400 MHz型超導(dǎo)核磁共振儀(CD3OD為溶劑,TMS為內(nèi)標(biāo))；Agilent 1100 LC /MSD Trap電噴霧-離子阱質(zhì)譜儀。

柱層析色譜用硅膠G和硅膠H,青島海洋化工有限公司；二氯甲烷和二甲基甲酰胺(DMF)經(jīng)除水處理；其余所用試劑均為市售分析純或化學(xué)純。

1.2 A的制備

黃連根粉經(jīng)乙醇抽提三次，減壓回收乙醇得浸膏；用0.2%鹽酸溶解，過(guò)濾，濾液用氨水調(diào)至Scheme1pH 10，用氯仿萃取多次，合并萃取液，減壓濃縮至干得棕黃色粉末A。

1.3 合成

(1) 四羥基黃連堿(2)的合成

在反應(yīng)瓶中依次加入A 1.0 g(3 mmol)和二氯甲烷20 mL，攪拌使其溶解，氮?dú)獗Ｗo(hù)，于-40 ℃緩慢加入1 mol·L-1BBr3的二氯甲烷溶液6 mL，加畢，自然升至室溫，劇烈攪拌反應(yīng)過(guò)夜。緩慢加入甲醇淬滅反應(yīng)，減壓濃縮至干，經(jīng)硅膠柱層析[洗脫劑: A=V(甲醇) ∶V(氯仿)=9 ∶1]分離得深棕色粉末2820 mg，產(chǎn)率96%, m.p.>320 ℃;1H NMRδ: 3.25(t,J=6.4 Hz, 2H, 6-H), 5.41(m, 2H, 5-H), 6.90(s, 1H, 4-H), 7.56(s, 1H, 1-H), 7.70(d,J=8.8 Hz, 1H, 12-H), 7.81(d,J=8.8 Hz, 1H, 11-H), 8.53(s, 1H, 13-H), 9.75(s, 1H, 8-H); ESI-MSm/z: 296.1(與文獻(xiàn)值[4]一致)。

(2) 四氫四羥基黃連堿(3)的合成

在反應(yīng)瓶中加入20.6 g(2 mmol)和甲醇20 mL，攪拌使其溶解后分批加入NaBH40.3 g(8 mmol),于室溫反應(yīng)4 h。抽濾，濾餅用乙醇重結(jié)晶得棕黃色粉末3520 mg,產(chǎn)率85%, m.p.233 ℃～234 ℃;1H NMRδ: 3.04(m, 2H, 5-He), 3.17(m, 1H, 13-He), 3.37(m, 2H, 5-Ha), 3.77(m, 1H, 13-Ha), 3.57(m, 1H, 14-H), 4.41(d,J=16.0 Hz, 1H, 8-Ha), 4.78(m, 2H, 6-H), 4.83(d,J=16.0 Hz, 1H, 8-He), 6.74(s, 1H, 4-H), 6.76(d,J=8.4 Hz, 1H, 12-H), 6.89(d,J=8.4 Hz, 1H, 11-H), 6.90(s, 1H, 1-H); ESI-MSm/z: 300.1(與文獻(xiàn)值[4]一致)。

(3) 四氫黃連堿(4)的合成

在反應(yīng)瓶中依次加入30.45 g(1.5 mmol),氟化銫2.28 g(15 mmol)和二甲基甲酰胺30 mL,氮?dú)獗Ｗo(hù)，于60 ℃攪拌至固體完全溶解后緩慢滴加溴氯甲烷0.2 mL(3.0 mmol),滴畢，于110 ℃反應(yīng)24 h。冷卻至室溫，抽濾，濾液減壓濃縮，用水溶解后用乙醚多次萃取，合并萃取液，用無(wú)水Mg2SO4干燥，減壓濃縮至干，經(jīng)硅膠柱層析(洗脫劑:A=1 ∶10)分離得近白色粉末4156 mg，產(chǎn)率32%, m.p.198 ℃～199 ℃;1H NMRδ: 2.64(m, 2H, 5-H), 2.82(m, 1H, 13-Ha), 3.13(m, 2H, 6-H), 3.23(m, 1H, 13-H), 3.54(d, 1H,J=8.2 Hz, 8-Ha), 3.57(d, 1H,J=8.0 Hz, 14-H), 4.09(d, 1H,J=8.2 Hz, 8-He), 5.92(s, 2H, OCH2O), 5.95(s, 2H, OCH2O), 6.56(s, 1H, 4-H), 6.67(d, 1H,J=8.0 Hz, 11-H), 6.62(d, 1H,J=8.0 Hz, 12-H), 6.80(s, 1H, 1-H); ESI-MSm/z: 324.1(與文獻(xiàn)值[5]一致)。

(4)1的合成

在反應(yīng)瓶中加入乙醇和乙酸(V∶V=2 ∶1) 30 mL,攪拌下加熱至沸騰，依次加入40.13 g(0.40 mmol)和醋酸鈉0.47 g(0.56 mmol);于50 ℃緩慢加入I20.23 g(0.9 mmol)的乙醇(5 mL)溶液(約20 min)，于室溫反應(yīng)過(guò)夜。過(guò)濾，濾餅用乙醇洗滌后經(jīng)硅膠柱層析(洗脫劑:A=1 ∶9)分離得黃色晶體180 mg，產(chǎn)率63%, m.p.>300 ℃;1H NMRδ: 3.26(m, 2H, 6-H), 4.76(m, 2H, 5-H), 6.05(s, 2H, OCH2O), 6.41(s, 2H, OCH2O), 6.90(s, 1H, 4-H), 7.61(s, 1H, 1-H), 7.76(d,J=8.2 Hz, 1H, 12-H), 7.80(d,J=8.2 Hz, 1H, 11-H), 8.68(m, 1H, 13-H), 9.66(s, 1H, 8-H); ESI-MSm/z: 320.1(與文獻(xiàn)值[6]一致)。

2 結(jié)果與討論

由于從黃連混合生物堿中分離出黃連堿比較困難,本文選擇不經(jīng)純化的黃連混合生物堿為原料經(jīng)2-, 3-, 9-, 10-位的羥基化、異喹啉環(huán)的還原加氫、環(huán)合和氧化脫氫制得黃連堿。影響總收率的關(guān)鍵步驟是第三步環(huán)合反應(yīng)。反應(yīng)溫度的控制比較重要,溫度過(guò)低容易生成一個(gè)亞甲二氧基的關(guān)環(huán)產(chǎn)物,溫度過(guò)高易發(fā)生多分子聚合反應(yīng)。另外盡量降低黃連混合生物堿的濃度，也能有效地抑制副反應(yīng)。

本方法步驟簡(jiǎn)單、易于操作、成本較低，適合黃連堿的批量生產(chǎn)，具有潛在的應(yīng)用前景。可為其他中草藥中含有類似結(jié)構(gòu)的主要成分的轉(zhuǎn)化研究提供借鑒思路，對(duì)于提高中藥的利用價(jià)值和發(fā)展創(chuàng)制新藥具有很好的指導(dǎo)意義。

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