抗结核杆菌药物3-烷氧基-8-烷基-12-R<sub>3</sub>-药根碱盐的合成方法及应用的制作方法

专利名称：：抗结核杆菌药物3-烷氧基-8-烷基-12-R₃-药根碱盐的合成方法及应用的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一类新化合物及其医药用途，具体涉及一类新的化学物质，3-烷氧基-8-烷基-12-113-药根碱盐衍生物。小檗碱(Berberine)，又称黄连素，是从黄连中提取的一种传统的天然抗菌活性物质，临床上主要用于肠道细菌性感染的治疗用药。近年来的药理研究发现，盐酸小檗碱及其某些结构衍生物具有抗菌，抗炎，抗肿瘤，降血糖和降血脂等多种药理活性。因此，对盐酸小檗碱药理作用的深入研究和结构改造工作已经引起广泛的兴趣。对小檗碱的构效关系研究结果表明，在小檗碱分子的8位引入烷基(甲垸到辛烷)，其抗菌活性增加。申请人的前期研究结果表明，在8位引入长链烷基(乙烷到12烷基)后，其抗菌活性增加，到8烷基小檗碱时，抗菌活性最大，然后下降；在药根碱(小檗碱类似物)的3位引入烷氧基后，形成的3-烷氧基药根碱的抗菌活性的变化与8-烷基小檗碱完全类似；在药根碱的3位和8位同时引入烷基形成3-烷氧基-8-烷基药根碱盐方面的研究工作尚未见报道，尤其该类化合物在抗结核杆菌方面的研究工作未见任何报道。本发明的目的在于提出3-垸氧基-8-烷基-12-R3-药根碱盐衍生物，公开其抗结核杆菌等细菌方面的用途，该类化合物的抗结核杆菌活性明显高于小檗碱盐酸盐和药根碱盐。本发明涉及一类新的化学物质，3-烷氧基-8-烷基12-R3-药根碱盐，其分子结构式如下<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>其中，X=F、Cr、Br—、r、S042'、NO"P043'、柠檬酸根、醋酸根或乳酸根；R尸CnH2n+l，n=2~10;R2=CnH2n+l，n=2~10;R3=H或者F或Cl或Br或I。3-烷氧基-8-烷基-12-R3-药根碱盐的合成方法如下(1)、以DMF为反应溶剂，将药根碱加入到DMF中，升温溶解后，加入110倍摩尔比的卤代烷，混合均匀后，回流反应25小时；(2)、反应完成后，冷却到一4020°C，过滤，沉淀为3-烷氧基药根碱盐粗品，用DMF洗涤后，乙醇中重结晶13次，得到3-烷氧基药根碱盐纯品；(3)以无水四氢呋喃、乙醚或二氧六环为反应溶剂，在氮气保护下用镁屑和卤代烷按(X-CnH2n+l，n=2~10;X=F\CK、Br\I)11.5:1的摩尔比制备相应的格氏试剂，溶剂(无水四氢呋喃、乙醚或二氧六环)与卤代烷的重量体积比的5100:1;(4)在3-烷氧基药根碱盐中加入无水四氢呋喃或乙醚或二氧六环G-垸氧基药根碱盐与溶剂之比为1:550)，使成3-烷氧基药根碱盐悬液后在氮气保护下进行冰浴降温到-202(TC;(5)在氮气保护和冰浴下，将(3)步合成的格氏试剂加入(4)制备的3-垸氧基药根碱盐悬液中，同时搅拌，加完以后去除冰浴，加热回流使其反应完毕；(6)分离获得上清液，真空浓缩成固体后用甲醇结晶，得到3-烷氧基-8-垸基二氢药根碱中间体；(7)将3-烷氧基-8-垸基二氢药根碱中间体在醋酸中用卤素氧化，3-烷氧基-8-烷基二氢药根碱中间体与卤素的摩尔比为1:12，得到3-垸氧基-8-烷基药根碱卤酸盐产物；(8)3-烷氧基-8-垸基药根碱卤酸盐溶于醋酸中，加入卤素反应，二者的摩尔比为l:l20，得到3-烷氧基-8-烷基-12-R3-药根碱卤酸盐产物。上述获得的3-辛氧基-8-丁基药根碱盐的结构表征结果如下黄色粉末状固体，溶于甲醇，Rf=0.34，收率:64.0%。m.p.=143-147°C;UV(CH3OH)Xmax:438，350,243("附);IR(KBr)v:3071(CHAr)、2929and2856(CH)、1605(Ar)、1520(C=N)、1463andl352(CH)、1283—1016(C-O)、730((-CH2-)n，n^4)cm";丄HNMRS(ppm):0.87(s，J-7.2Hz,3H，-CH3)、1.03(t，3H，-CH3)、1.28~1.34(m，8H，-CH2-)、1.62(m，2H，-CH2-)、1.76(m，2H，-0-C-CH2-)、1.80(m，2H，-CH2-)、3.17(t，/:6.0Hz，2H，5-CH2-)、3.80(m,2H,-CH2-);3.93(s，3H，2-OCH3)、4.05(t，J:6.6Hz,2H，0-CH2-)、4.07(s，3H，-OCH3)、4.07(s，3H，-OCH3)、4.82(t，^6.0Hz,2H，6-CH2-)、7.11(s，1H，4-Ar-H)、7.63(s，1H，l-Ar-H)、8.05((d，J^9.0Hz，lH，12-Ar-H)、8.20(d，/=9.0Hz，1H,11-Ar-H)、8.88(s，1H，13-Ar-H);13CNMRS(ppm):160.9、152.2、150.7、148.6、145.4、137.9、132.6、128.7、125.0、124.5、121.0、119.7、119.6、111.2、109.1、68.3、61.4、56.9、56.1、49.6、32.0、31.2、29.8、28.7、28.6、28.5、26.2、25.4、22.5、22.0、13.9、13.6;Anal,calcdforC32H44NC104:C70.91%,H8.13%,N2.59%，CI6.56%;foundC70.92%，H8.12%,N2.58%,CI6.57%.对比3—辛氧基药根碱盐酸盐和3-辛氧基-8-丁基药根碱盐的结构表征数据发现，修饰后的药根碱分子中，3—辛氧基药根碱盐酸盐分子中8位质子消失，新出现烷基相应的峰。表明合成的确实是3-辛氧基-8-丁基药根碱盐。利用同样的光谱数据，可以证明按照上述方法可以合成其他的3-烷氧基-8-烷基药根碱盐。上述获得的3—辛氧基-8-丁基-12-Br-药根碱溴酸盐的结构表征结果如下黄色粉末状固体，溶于甲醇，Rf=0.54，收率:58.0%。m.p.=146-149UV(CH3OH)Xmax:441,352,245("w);IR(KBr)v:3070(CHAr)、2931and2858(CH)、1604(Ar)、1520(C=N)、1465andl351(CH)、1283-1016(C-O)、730((-CH2-)n，n^4)cm";!H画R8(ppm):0.87(s，7=7.2Hz,3H，-CH3)、1.03(t，3H，-CH3)、1.28~1.34(m，8H，-CH2-)、1.62(m，2H，-CH2-)、1.76(m，2H，-0-C-CH2-)、1.80(m，2H，-CH2-)、3.17(t，J-6.0Hz,2H，5-CH2-)、3.80(m,2H,-CH2-);3.93(s，3H，2-OCH3)、4.05(t，/=6.6Hz,2H，0-CH2-)、4.07(s，3H，-OCH3)、4.07(s，3H，-OCH3)、4.82(t,J二6.0Hz，2H，6-CH2-)、7.11(s，1H，4-Ar-H)、7.63(s，1H，l-Ar-H)、8.20(d，/=9.0Hz，lH，ll-Ar-H)、8.88(s，1H，13-Ar-H);13CNMR8(ppm):160.9、152.2、150.7、148.6、145.4、137.9、132.6、128.7、125.0、124.5、121.0、119.7、119.6、111.2、109.1、68.3、61.4、56.9、56.1、49.6、32.0、31.2、29.8、28.7、28.6、28.5、26.2、25.4、22.5、22.0、13.9、13.6;Anal,calcdforC32H44NC104:C70.91%,H8.13%,N2.59%，Br8.66%;foundC70.92%,H8.12%,N2.58%,CI6.57%.对比3-辛氧基-8-丁基药根碱盐和3-辛氧基-8-丁基-12-Br-药根碱盐的结构表征数据发现，修饰后的分子中，3-辛氧基-8-丁基药根碱盐分子中12位质子消失。表明合成的确实是3-辛氧基-8-丁基-12-Br-药根碱盐。利用同样的光谱数据，可以证明按照上述方法可以合成其他的3-垸氧基-8-烷基-12-R3-药根碱盐。该类化合物具有以下几个特点1、3-烷氧基-8-烷基-12-R3-药根碱盐为第一次合成的新物质。2、对3-垸氧基-8-烷基-12-R3-药根碱盐，随着衍生物的烷基链长度增加，其抗结核杆菌等抗菌活性先增加，然后下降。3、对3-辛氧基-8-烷基-药根碱盐，随着衍生物的垸基链长度增加，其抗结核杆菌等抗菌活性先增加；当烷基链的长度大于4以后，其抗结核杆菌活性下降。4、本化合物收率高，价格低，具有极好的开发利用价值。小檗碱和药根碱是黄连中的主要抗菌活性成分，具有广泛的抗菌活性，传统中药用于抗菌消炎。本发明发现，3-垸氧基-8-烷基-12-R3-药根碱盐的抗菌活性明显高于小檗碱盐和药根碱，因此，将3-垸氧基-8-垸基-12-R3-药根碱盐做成抗结核杆菌的药物片剂等剂型单独使用，或者与其他抗结核杆菌药物同时使用，或者与其他中药和中成药同时使用，其治疗肺结核的效果将更好。因此3-垸氧基-8-烷基-12-R3-药根碱盐可以作为一种治疗肺结核的新原料药开发利用。本发明化合物可以组合物的形式通过口服、注射或外用等给药的方式用于相关疾病的患者。用于口服时，可将其制成常规的固体制剂如片剂、粉剂、粒剂、胶囊等，制成液体制剂如水油悬浮剂或糖浆等；用于注射给药时，可将其制成注射用溶液或油悬浮剂等；用于外用可以制成贴膏或擦剂。以上各种剂型可以按照药学领域的常规生产方法制备。本发明化合物的施用量可根据用药途径、患者的年龄、体重、所治疗疾病的类型和严重程度等变化。以下的实施例可以使本专业技术人员更全面地理解本发明，但不以此限制本发明。实施例l:3_辛氧基-8-丁基药根碱溴酸盐制备方法如下①、将0.1摩尔药根碱溶于100毫升DMF中，升温到8(TC，搅拌下缓慢加入1摩尔的溴代正辛垸，加完后，回流反应3小时；②、反应完成后，冷却到一402(TC，过滤，沉淀为3—辛氧基药根碱溴酸盐粗品。用少量DMF洗涤后，乙醇中重结晶13次，得到3—辛氧基药根碱溴酸盐纯品。③、干燥所有的反应玻璃仪器，称取干燥后的镁屑0.12mol置250mL三颈烧瓶中，以无水乙醚100mL为反应溶剂，在氮气保护下加入0.06mol的溴代正丁烷，制备相应的格氏试剂。、称取0.03mol的干燥3—辛氧基药根碱溴酸盐置于500mL三颈烧瓶中，加入100mL无水乙醚，使成3—辛氧基药根碱溴酸盐悬液后在氮气保护下冰浴到0°C。、在氮气保护和冰浴下将制备的格氏试剂缓慢加入到3—辛氧基药根碱溴酸盐悬液中，同时搅拌，加完以后去除冰浴，使回到室温，加热回流2h后反应完毕。具体实施例方式◎、将反应液离心，取上清液后，再加入乙醚提取，反复多次，用薄层法监测反应产物的提取情况，至原料点很小为止。离心上清液真空浓縮成固体后用甲醇结晶，晶体即为3—辛氧基-8-丁基二氢药根碱。⑦、用移液管量取0.015molBiv溶入10mL冰醋酸中，称取O.Olmol3—辛氧基-8-丁基二氢药根碱溶入100mL冰醋酸后将两液混合，加热回流lh。⑧、反应液冷却后过滤，沉淀用10M的Na2S2O5溶液洗涤，最后水洗沉淀，沉淀用甲醇结晶，即3_辛氧基-8-丁基药根碱溴酸盐。实施例2:3—丁氧基-8-癸基药根碱盐酸盐制备方法如下<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>①、将0.1摩尔药根碱溶于100毫升DMF中，升温到8(TC，搅拌下缓慢加入5摩尔的氯代正丁烷，加完后，回流反应3小时；②、反应完成后，冷却到一402(TC，过滤，沉淀为3—丁氧基药根碱盐酸盐粗品。用少量DMF洗涤后，乙醇中重结晶13次，得到3—丁氧基药根碱盐酸盐纯品。③、干燥所有的反应玻璃仪器，称取干燥后的镁屑0.12mol置250mL三颈烧瓶中，以无水乙醚100mL为反应溶剂，在氮气保护下加入0.06mol的氯代正癸烷，制备相应的格氏试剂。、称取0.03mol的干燥3—丁氧基药根碱盐酸盐置于500mL三颈烧瓶中，加入100mL无水乙醚，使成3—丁氧基药根碱盐酸盐悬液后在氮气保护下冰浴到0°C。◎、在氮气保护和冰浴下将制备的格氏试剂缓慢加入到3—丁氧基药根碱盐酸盐悬液中，同时搅拌，加完以后去除冰浴，使回到室温，加热回流2h后反应完毕。◎、将反应液离心，取上清液后，再加入乙醚提取，反复多次，用薄层法监测反应产物的提取情况，至原料点很小为止。离心上清液真空浓縮成固体后用甲醇结晶，晶体即为3—丁氧基-8-癸基二氢药根碱。⑦、用移液管量取0.015molBr2溶入10mL冰醋酸中，称取O.Olmol3—丁氧基-8-癸基二氢药根碱溶入lOOmL冰醋酸后将两液混合，加热回流lh。⑧、反应液冷却后过滤，沉淀用10%的>^28205溶液洗涤，最后水洗沉淀，沉淀用甲醇结晶，即3—丁氧基-8-癸基药根碱。实施例3:3_丁氧基-8-乙基药根碱碘酸盐<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>制备方法如下①、将0.1摩尔药根碱溶于100毫升DMF中，升温到80'C，搅拌下缓慢加入5摩尔的氯代正丁垸，加完后，回流反应3小时；②、反应完成后，冷却到一402(TC，过滤，沉淀为3—丁氧基药根碱盐酸盐粗品。用少量DMF洗涤后，乙醇中重结晶13次，得到3—丁氧基药根碱盐酸盐纯品。◎、干燥所有的反应玻璃仪器，称取干燥后的镁屑0.12mol置250mL三颈烧瓶中，以无水乙醚50mL为反应溶剂，在氮气保护下加入0.08mol的碘代正乙垸，制备相应的格氏试剂。、称取0.03mol的干燥3—丁氧基药根碱盐酸盐置于500mL三颈烧瓶中，加入50mL无水乙醚，使成3—丁氧基药根碱盐酸盐悬液后在氮气保护下冰浴到0°C。◎、在氮气保护和冰浴下将制备的格氏试剂缓慢加入到3—丁氧基药根碱盐酸盐悬液中，同时搅拌，加完以后去除冰浴，使回到室温，加热回流2h后反应完毕。◎、将反应液离心，取上清液后，再加入乙醚提取，反复多次，用薄层法监测反应产物的提取情况，至原料点很小为止。离心上清液真空浓缩成固体后用甲醇结晶，晶体即为3—丁氧基-8-乙基二氢药根碱。⑦、用移液管量取0.015molBr2溶入15mL冰醋酸中，称取O.Olmol3—丁氧基-8-乙基二氢药根碱溶入lOOmL冰醋酸后将两液混合，加热回流lh。⑧、反应液冷却后过滤，沉淀用10n/。的Na2S2O5溶液洗涤，最后水洗沉淀，沉淀用甲醇结晶，即3—丁氧基-8-乙基药根碱。实施例4:3—辛氧基-8-丁基-12-溴代药根碱溴酸盐<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>制备方法将0.1摩尔3—辛氧基-8-丁基药根碱溴酸盐溶于100毫升醋酸中，加入0.6摩尔溴，室温下反应30分钟，冷却到1(TC，过滤；沉淀溶于乙醇中重结晶一次，得到3—辛氧基-8-丁基-12-溴代药根碱溴酸盐产物。实施例5:3—丁氧基-8-己基-12-碘代药根碱碘酸盐<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>制备方法将0.1摩尔3—丁氧基-8-己基-药根碱碘酸盐溶于100毫升醋酸中，加入1摩尔碘，室温下反应30分钟，冷却到1(TC，过滤；沉淀溶于乙醇中重结晶一次，得到3—丁氧基-8-己基-12-碘代药根碱碘酸盐产物。实施例6:3_乙氧基-8-乙基-12-氟代药根碱氟酸盐<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>制备方法将0.1摩尔3—乙氧基-8-乙基-药根碱氟酸盐溶于100毫升醋酸中，加入0,2摩尔氟，室温下反应30分钟，冷却到10。C，过滤；沉淀溶于乙醇中重结晶一次，得到3—乙氧基-8-乙基-12-氟代药根碱氟酸盐产物。实施例7:3—辛氧基-8-丁基药根碱溴酸盐的抗结核杆菌药物片剂取10克3_辛氧基-8-丁基药根碱溴酸盐(药物)，加入球粒状乳糖(辅料)70克、硬脂酸镁(辅料)15克、微晶纤维素(辅料)5克，混合均匀后压制成为0.5克一片的片剂。即为每片含药50mg。口服，即可作为抗结核杆菌的药物。实施例8:3_辛氧基-8-丁基-12-溴代药根碱溴酸盐的抗菌药物片剂取10克3_辛氧基-8-丁基-12-溴代药根碱溴酸盐(药物)，加入球粒状乳糖(辅料)80克、硬脂酸镁(辅料)5克、微晶纤维素(辅料)5克，混合均匀后压制成为0.5克一片的片剂。即为每片含药50mg。口服，即可作为抗菌药物。实施例9:3—己氧基-8-己基药根碱碘酸盐的抗菌口服液取10克3—己氧基-S-己基药根碱碘酸盐(药物)，加入Tween-80(乳化剂辅料)5克、甜菊糖(甜味剂辅料)l克，混合均匀后定容到1000毫升，过滤和灭菌后灌装成5毫升一支的口服液，每支含药50mg。口服，即可作为抗菌药物。实施例10:3—己氧基-8-己基-12-氯代药根碱盐酸盐的抗菌口服液取10克3—己氧基-8-己基-12-氯代药根碱盐酸盐(药物)，加入Tween-80(乳化剂辅料)10克、甜菊糖(甜味剂辅料)1克，混合均匀后定容到2000毫升，过滤和灭菌后灌装成10毫升一支的口服液，每支含药50mg。口服，即可作为抗菌药物。实施例11:3—烷氧基-8-垸基-12-R3-药根碱盐酸盐的抗菌效果①、实验材料。试验药小檗碱盐(阳性对照)、药根碱盐(阳性对照)、3—辛氧基-8-乙基药根碱盐、3_辛氧基-8-丁基药根碱盐、3—辛氧基-8-己基药根碱盐、3—辛氧基-8-辛基药根碱盐、3—辛氧基-8-癸基药根碱盐、3_辛氧基-8-丁基-12-溴代药根碱溴酸盐，配制为1000ppm/ml。②、菌种结核杆菌、金黄色葡萄球菌(标准菌株，ATCC25923)、金黄色葡萄球菌(耐药菌，MR)、大肠杆菌、幽门螺杆菌。③、培养基MH肉汤，MH琼脂均为售品。、定性试验(采用纸片法)菌液制备将结核杆菌等培养24小时(脓肿分枝杆菌培养2天)后，用NS洗下，比浊法配成l()8cfu/ml菌液。纸片制备将直径约6mm的纸片浸泡于药液，每片约10pl，置冰箱干燥后保存。试验将试验菌液均匀涂抹于MH琼脂平板上，放上药物纸片，金黄色葡萄球菌培养24h后观察,记录抑菌环直经。、定量试验(采用液体培养基连续稀释法)用肉汤将各试验药倍半稀释为1:2、1:4、1:8、1:16、1:32、1:64、1:128、1:256、1:512、1:1024、1:2048、1:4096、1:8192，另设不加试验药的阳性对照管；每试验管加入试验菌液0.05ml(108cfu/ml)，混匀后置37°C培养24h观察结果。定性实验结果见表l，定量实验结果见表2。表l、定性抑菌实验结果<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>从上述实验结果可以看到，3—辛氧基-8-乙基药根碱盐的抗结核杆菌的活性比药根碱和小檗碱高1041倍2083倍；3—辛氧基-8-丁基-12-溴代药根碱盐的抗结核杆菌效果最好，比药根碱和小檗碱高2083倍4166倍。权利要求1.3-烷氧基-8-烷基-12-R3-药根碱盐，其分子结构式如下其中，X＝F-、Cl-、Br-、I-、SO42-、NO3-、PO43-、柠檬酸根、醋酸根或乳酸根；R1＝CnH2n+1，n＝2～10；R2＝CnH2n+1，n＝2～10；R3＝H或者F或Cl或Br或I。2、权利要求1所述的3-烷氧基-8-垸基-12-R3-药根碱盐的合成方法，其特征在于步骤如下:(1)、以DMF为反应溶剂，将药根碱加入到DMF中，升温溶解后，加入110倍摩尔比的卤代垸，混合均匀后，回流反应25小时；(2)、反应完成后，冷却到一402(TC，过滤，沉淀为3-烷氧基药根碱盐粗品，用DMF洗涤后，乙醇中重结晶13次，得到3-烷氧基药根碱盐纯品；(3)以无水四氢呋喃、乙醚或二氧六环为反应溶剂，在氮气保护下用镁屑和卤代烷按(X-CnH2n+l，n=2~10;X=F、CT、Br\I)11.5:1的摩尔比制备相应的格氏试剂，反应溶剂与卤代垸的重量体积比的5100:1;(4)按重量体积比1:550在3-烷氧基药根碱盐中加入无水四氢呋喃或乙醚或二氧六环，使成3-垸氧基药根碱盐悬液后在氮气保护下进行冰浴降温到-202(TC;(5)在氮气保护和冰浴下，将(3)步合成的格氏试剂加入(4)制备的3-垸氧基药根碱盐悬液中，同时搅拌，加完以后去除冰浴，加热回流使其反应完毕；(6)分离获得上清液，真空浓縮成固体后用甲醇结晶，得到3-垸氧基-8-垸基二氢药根碱中间体；(7)将3-垸氧基-8-垸基二氢药根碱中间体在醋酸中用卤素氧化，3-垸氧基-8-垸基二氢药根碱中间体与卤素的摩尔比为1:12，得到3-烷氧基-8-烷基药根碱卤酸盐产物；(8)3-烷氧基-8-烷基药根碱卤酸盐溶于醋酸中，加入卤素反应，二者的摩尔比为l:l20，得到3-垸氧基-8-烷基-12-R3-药根碱卣酸盐产物。3、权利要求1或2所述的3-垸氧基-8-烷基-12-Rr药根碱盐在抗结核杆菌方面的应用。全文摘要本发明涉及一类新的化学物质，3-烷氧基-8-烷基-12-R₃-药根碱盐，其分子结构式如右所示，其中，X＝F^-、Cl^-、Br^-、I^-、SO₄^2-、NO₃^-、PO₄^3-、柠檬酸根、醋酸根或乳酸根；R₁＝C_nH2n+1，n＝2～10；R₂＝C_nH2n+1，n＝2～10；R₃＝H或者F或Cl或Br或I。本类物质具有明显的抗结核杆菌活性，其抗结核杆菌的活性比小檗碱和药根碱高100～5000倍，是一种极有前途的抗结核杆菌等药用价值的新化合物。文档编号A61P31/06GK101367800SQ20081023283公开日2009年2月18日申请日期2008年10月9日优先权日2008年10月9日发明者叶小利,李学刚,袁吕江申请人:西南大学