兩種胡椒堿的酸性衍生物的合成?

秦 蓓，辛元晶，余麗麗，李 立，楊 欣，王 榮

(1.西安醫學院藥學院 藥物研究所，陜西 西安710021;2.西安交通大學 理學院，陜西 西安710049)

胡椒堿(Piperine)是胡椒科植物中提取的一種重要的活性生物堿，屬于桂皮酞胺類生物堿，具有抗胃潰瘍、抗氧化、降血脂、抗炎癥、抗腫瘤、抗抑郁和免疫調節等作用[1-5]。如1999年研究者們就在對中藥有效成分篩選中發現胡椒的主要生物堿——胡椒堿能夠有效地抑制黑色素細胞的增值[6]。20世紀70年代烏恩[7]通過對傳統藥材蓽茇的研究發現其出色的調節血脂的作用，同時發現了可能的12種活性物質，其中就包含GBO及其多種衍生物。周毅等[8]則發現胡椒堿對多藥耐藥乳腺癌細胞具有耐藥逆轉作用。廖紅波等[9]的研究表明胡椒堿具有較好的抗抑郁作用。近年來學者們通過研究不斷證實胡椒堿及其衍生物具有多種生物活性[10-11]，包蘭蘭等[12]研究胡椒堿對大鼠血脂水平的影響，發現胡椒堿有抑制外源性血脂升高的作用。但是胡椒堿本身存在毒性較大的問題，極大地限制了其臨床上的應用開發。有研究表明胡椒堿的某些衍生物即具有良好調血脂等效果且毒性較低[10，13-15]，據此作者擬將通過水解、酰胺化反應，固相水解等過程在胡椒堿結構中引入氨基酸結構，獲得一些氨基酸修飾的胡椒堿類似物，為后續的藥理研究提供基礎原料。

1 實驗部分

1.1 試劑與儀器

胡椒堿:質量分數98%，西安瑞盈生物科技有限公司;L-丙氨酸甲酯鹽酸鹽:質量分數98%、L-纈氨酸甲酯鹽酸鹽:質量分數98%，上海薩恩化學技術有限公司;甲磺酰氯(MeSO2Cl):質量分數99%、中性氧化鋁(Al2O3):75～150μm，阿拉丁試劑，上海晶純生化科技股份有限公司;二氯甲烷(DCM)、三乙胺(TEA):分析純，天津市富宇精細化工有限公司;石油醚(PE)、甲醇、無水乙醇、氟化鉀(KF):分析純，天津市天力化學試劑有限公司;乙酸乙酯(EA):分析純，天津市科密歐化學試劑有限公司;無水硫酸鈉:分析純，天津市恒興化學試劑制造有限公司;鹽酸:分析純，西隴化工股份有限公司;碳酸氫鈉:分析純，成都市科龍化工試劑廠;氫氧化鉀(KOH):分析純，天津歐博凱化工有限公司。

全自動熔點儀:MP300，濟南海能儀器有限公司;三重四級桿液質聯用儀:Agilent LC1260-MS6460，安捷倫科技有限公司。

1.2 實驗方法

兩種胡椒堿的酸性衍生物的合成路線見圖1。

1.2.1 胡椒酸(1)的制備

胡椒堿(17.5 mmol，5 g)加入質量分數20%KOH甲醇(150 m L)，80℃回流72 h后水解完成后，減壓蒸餾除去甲醇，得到黃色油狀液。加100 m L蒸餾水溶解后，加6 mol/L HCl調節至p H＜1，有黃色固體物質析出，抽濾得固體(見圖1)。50℃下，將黃色固體溶解于足夠少的甲醇中，自然冷卻至室溫后冰水浴使其結晶。抽濾得到黃色固體(2.973 g，產率為77.7%)。

1.2.2 酰胺(A)和酰胺(B)的合成

酰胺(A)(胡椒酸丙氨酸甲酯偶聯物)的合成(見圖1):胡椒酸(5 mmol，1.09 g)和新蒸的DCM(20 m L)混合后，在低溫攪拌器中(－15℃)攪拌10 min，加入TEA(10 mmol，1 300μL)，隨后加入新蒸的甲磺酰氯(4.5 mmol，750μL)，－15℃攪拌1 h。將L-丙氨酸甲酯鹽酸鹽(5 mmol，0.70 g)溶于新蒸的DCM中，加入5 m L TEA攪拌30～40 min，將該溶液緩慢滴加至上述低溫反應混合物中。在0℃下攪拌30 min后，在室溫下攪拌2～3 h。反應過程中通過薄層色譜板監測，展開體系:[V(CH2Cl2)∶V(EA)∶V(PE)＝20∶1∶1]，將30 m L DCM加入反應混合物中，然后分別用質量分數5%HCl(3×30 m L)，飽和Na HCO3(3×30 m L)洗滌，用無水硫酸鈉干燥24 h，過濾，濃縮，得到固體粗產物。將粗產物溶于盡可能少的EA中，緩慢滴加PE重結晶得到黃色固體(0.58 g，產率為38%)。

酰胺(B)(胡椒酸纈氨酸甲酯偶聯物)的合成(見圖1):具體過程同酰胺(A)的合成，將氨基酸鹽酸鹽換為L-纈氨酸甲酯鹽酸鹽(5 mmol，0.84 g)。產物為淺黃色蠟狀固體(1.54 g，產率為92%)。

圖1 兩種胡椒堿的酸性衍生物

1.2.3 A酸和B酸的合成

質量分數40%KF-Al2O3的制備:將15 g中性氧化鋁和10 g KF分散于200 m L水中，在旋轉蒸發儀上50～60℃下除去水，放入真空烘箱中50℃干燥12 h，置于干燥器中備用。

A酸(胡椒酸丙氨酸偶聯物)的制備(見圖1):取酰胺A(0.5 mol，0.152 g)與0.5 g KF-Al2O3混合，在小表面皿中研磨分散。將分散均勻的粉末轉移至50 m L的茄型瓶中，在50℃加熱攪拌2 h。冷卻后將5 m L水加至固相體系中，攪拌5 min。過濾，將濾液用質量分數10% 鹽酸酸化，過濾，干燥后得黃色固體粉末(0.13 g，產率為90%)。

B酸(胡椒酸纈氨酸偶聯物)的制備(見圖1):具體過程同A酸，最終得到淺黃色固體(0.15 g，產率94%)。

2 結果與討論

2.1 胡椒酸

胡椒酸(1)的相對分子質量為218.06，質譜(ESI-MS，Agilent LC1260-MS6460)檢測中可見m/z＝217.0(M-1)可見相對分子質量基本符合。測定胡椒堿和胡椒酸的熔點分別為206℃和198.3℃。

2.2 酰胺(A)和酰胺(B)的結構表征

酰胺(A)的相對分子質量為303.11，質譜(ESI＋)得m/z＝304(M＋1)，可見相對分子質量基本符合。酰胺(A)的1H-NMR圖譜(CCl3D)見圖2。

圖2 酰胺(A)的1 H-NMR圖

酰胺(B)的相對分子質量為331.14，質譜(ESI＋)得m/z＝332(M＋1)，可見相對分子質量基本符合。酰胺(B)的1H-NMR圖譜(CCl3D)見圖3。

圖3 酰胺(B)的1 H-NMR圖

2.3 胡椒堿的衍生物——A酸和B酸的結構表征

胡椒堿的衍生物——A酸的相對分子質量為289.10，質譜(ESI＋)得m/z＝290.0(M＋1)，可見相對分子質量基本符合。A酸的1H-NMR(DMSO-D6)圖譜見圖4。

圖4 A酸的1 H-NMR圖

由圖4可知，12.52為羧基氫，8.37～8.35為酰胺上的氫(N H)，7.28～6.89為雙鍵上與羰基相鄰的的信號以及苯環和靠近苯環的雙鍵上的氫(C2)，6.16～6.12為羰基相鄰的C3氫，6.04為C4氫(O CH2O)，4.30～4.27為 C5(NH—CH—CO)上的氫，1.30～1.28為C6氫(CH3)。

胡椒堿的衍生物——B酸的相對分子質量為317.13，質譜(ESI＋)得m/z＝318.1(M＋1)，相對分子質量符合。B酸的1H-NMR圖譜(DMSOD6)見圖5。

圖5 B酸的1 H-NMR圖

由圖5可知，12.56為羧基氫，8.21～8.19為酰胺上的氫(NH)，7.29～6.90為雙鍵上與羰基相鄰的一個H的信號以及苯環和靠近苯環的雙鍵上的氫(C2)，6.32～6.28為羰基相鄰的，6.05為C4(O CH2O)，4.26～4.23為 C5(NH—CH—CO)上的氫，2.11～2.04為C6上的氫[CH(CH3)2]，0.92～0.89為 C7上的氫 [CH(CH3)2]。

3 結 論

作者以胡椒堿為原料通過水解、氨基的酰胺化反應、水解三步反應，合成了A酸和B酸兩種衍生物。

整個合成過程采用了重結晶的純化方式，減少了繁瑣的柱層析分離，最后一步水解采用了固相水解的方式，很好的保護了結構中的酰胺鍵，避免了實驗過程和后處理過程的溶劑的使用，實現了綠色合成。

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