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从天然资源提取有效成分用于治疗各种疾病的研究是当今国内外生命科学、药物学的热点,并已取得良好的成果。本论文选取已经经过药理实验证明具有较好疗效,但存在一些亟待解决的问题,如物质基础和作用机理不清楚的两种植物一鹊肾树、青钱柳进行了研究。本论文从两种植物的提取物中共分离得到56个化合物,其中5个是新化合物,38个化合物首次从该两种植物中分离得到;对从鹊肾树分离得到的部分化合物进行抗癌试验,对青钱柳叶提取物进行了四氧嘧啶所致糖尿病模型小鼠、葡萄糖所致高血糖小鼠降糖实验,对从青钱柳叶动物降糖实验效果较好的提取物中分离得到的23个化合物进行了a-葡萄糖苷酶和糖原磷酸化酶抑制活性测试;初步确定a-葡萄糖苷酶和糖原磷酸化酶抑制活性与化合物的构效关系。
论文的第1章研究了鹊肾树的化学成分。本章第一节概述了鹊肾树的研究进展,主要包括对该植物化学成分及药理作用的研究概况,第二节论述了对鹊肾树心材化学成分的分离、化合物结构鉴定。
鹊肾树是桑科鹊肾树属植物,它具有强心、抗丝虫、抗癌、抗菌、抗过敏和抗疟疾等多种药理活性;国外已对其进行了较多的研究,已经从鹊肾树中分离得到甾体、甾体苷类,但到目前为止还没有确定鹊肾树的药理作用与其中的化学成分的关系。为了深入了解鹊肾树的化学成分,寻找新型的天然化合物,为下一步确定其药理作用与化学成分的构效关系打下基础,本研究对鹊肾树心材的化学成分进行了较为系统研究。
运用硅胶柱层析、硅胶薄层层析、C18反相柱层析和Sephadex LH-20柱层析等各种色谱技术,共从鹊肾树心材提取物中分离得到30个化合物,通过MS、EA、UV、IR、1H NMR、13C NMR、1H-1H COSY、HMQC、HMBC等波谱的解析和化学方法,以及参考对照文献,鉴定了这些化合物的结构。这些化合物是:鹊肾树内酯(S1)、木兰醇A-2-0-β-D-葡萄糖苷(S2)、鹊肾树木脂醇(S3)、木兰醇A(S4)、厚朴酚(S5)、厚朴醛D(S6)、山橘脂酸(S7)、5-甲氧基-9-β-木糖基-(-)-异落叶松脂醇(S8)、9-β-木糖基-异落叶松脂醇(S9)、lyoniresinol-4′-D-吡喃木糖苷(S10)、6,7-二甲氧基香豆素(S11)、东莨菪内酯(S12)、(+)-儿茶素(S13)、二氢槲皮素(S14)、槲皮素(S15)、银杏双黄酮(S16)、山柰酚-7-O-a-L-鼠李糖苷(S17)、山柰酚3,7-O-a-L-二鼠李糖苷(S18)、β-胡萝卜苷(S19)、β-谷甾醇(S20)、乌苏酸(S21)、5-羟基麦芽酚(S22)、香草酸(S23)、双(5-甲酰基糠基)醚(S24)、5-羟甲基糠酸(S25)、十六碳酸(S26)、丁二酸(S27)、6-乙基-5-羟基-2,7-二甲氧基-1,4-萘醌(S28)、水杨酸甲酯2-O-β-D-葡萄糖苷(S29)、β-D-葡萄吡喃糖-β-D-木吡喃糖水杨酸甲酯(S30)。在这些化合物中,有3个是新化合物,它们分别为化合物S1、S2和S3。除化合物S5、S13、S14、S15、S20以外的其它22化合物都是首次从该植物中分离得到。初步的药理测试表明,木兰醇A-2-0-β-D-葡萄糖苷(S2)、鹊肾树木脂醇(S3)对喉癌细胞(HEp-2)、人肝癌细胞(HepG2)有较好的抑制作用,它们的IC50值分别是13.3 μM,46.4μM和10.1μM,21.7μM。论文的第2章研究了青钱柳的化学成分。本章第1节概述了青钱柳的研究进展,主要包括对该植物化学成分及药理作用的研究概况,第2节论述了具有最强降血糖作用的青钱柳乙醇提取物的氯仿萃取物的化学成分的分离和结构鉴定。
青钱柳系胡桃科青钱柳属植物,是一种只在我国生长的树种。它的叶具有生津止渴、清凉解暑及降糖、降压、强心的作用,在中国南方民间常作为药材使用,可有效地用于防治糖尿病、高血压、冠心病及神经衰弱等疾病,具有很高的开发应用价值。药理试验显示青钱柳叶乙醇提取物的氯仿萃取部分有较好的降血糖的活性。为了阐明青钱柳中降血糖作用的物质基础,寻找具有生物活性的天然产物和新型的天然化合物,本研究对药理试验显示有较好降血糖活性的青钱柳叶乙醇提取物的氯仿萃取部分进行了较为系统的化学成分研究。
运用各种色谱技术,共从青钱柳叶乙醇提取物的氯仿萃取部分中分离得到26个化合物,通过波谱学方法和化学方法鉴定了26个化合物的结构。这些化合物是:3-甲氧基-枫叶内酯(C1)、2-氨基-3,4-二羟基-5-甲氧基苯甲酸(C2)、枫叶内酯(C3)、川芎哚(C4)、3-羧基川芎哚(C5)、3,6,3,5-四甲氧基-5,7,4’-三羟基黄酮醇(C6)、山柰酚(C7)、4’-甲氧基-7-羟基异黄酮(C8)、3,5,7,3’,4’,-五羟基黄酮(C9)、山奈酚-7-O-α-L-鼠李糖(C10)、山奈酚-4’-甲氧基-7-O-β-D-甘露糖(C11)、异黄酮-3’-甲氧基-5’-羟基-7-a-L-鼠李糖-(1→4)-β-D-葡萄糖(C12)、没食子酸(C13)、香草酸(C14)、β-谷甾醇(C15)、3β,20-二羟基-5β-孕甾烷(C16)、三十一烷(C17)、山俞酸(C18)、齐墩果酸(C19)、β-香树脂醇(C20)、a-乳香酸(C21)、β-香树脂酮(C22)、β-乳香酸(C23)、3β-O-反式-咖啡酸-19-烯-28-齐墩果酸(C24)、焦谷氨酸(C25)、丁二酸(C26)。在这些化合物中,有2个是新化合物,它们分别为化合物C1和C2。化合物(23、C4、C5、C6、C8、C9、C11、C12、C13、C16、C20、C21、C22、C23、C24和C25共16个化合物是首次从该植物中分离得到。论文的第3章首先简述了治疗糖尿病的研究进展,第1节研究了青钱柳叶提取物对四氧嘧啶所致糖尿病模型小鼠、葡萄糖所致高血糖小鼠的动物降血糖作用,第2节对从青钱柳中分离得到的23化合物进行抑制口.葡萄糖苷酶活性测试,第3节研究了从青钱柳中分离得到的23化合物对糖原磷酸化酶的抑制活性。
青钱柳叶提取物不同溶剂的5个萃取物样品在大、中剂量下均对四氧嘧啶所致糖尿病模型小鼠、葡萄糖所致高血糖小鼠具有明显降血糖作用和对血糖水平升高有明显抑制作用。其中青钱柳叶提取物的氯仿、正丁醇萃取物的降血糖作用最强。
对从青钱柳中分离得到的23化合物进行抑制α-葡萄糖苷酶活性、糖原磷酸化酶活性的测试表明:化合物C2、C13、C14、C19、C20、C21、C22、C23和C24对两种酶的活性都有抑制作用。而尤以没食子酸及其衍生物、齐墩果酸及其衍生物的作用较好,其中化合物C2、C13的作用最强;化合物C2抑制α-葡萄糖苷酶和糖原磷酸化酶的IC50值是4.257±2.154 μM和7.674±0.954 μM,化合物C13抑制α-葡萄糖苷酶和糖原磷酸化酶的IC50值是4.673±0.582 μM和6.828±2.285 μM。这两种化合物抑制α-葡萄糖苷酶的活性远远大于阳性对照品阿卡波糖,抑制糖原磷酸化酶的活性与阳性对咖啡因相当。从化合物C2、C13、C14的结构来看,苯甲酸衍生物的羧基可能是抑制α-葡萄糖苷酶活性、糖原磷酸化酶活性的重要基团;对抑制α-葡萄糖苷酶活性而言,随着苯甲酸化合物中羟基、氨基等取代基的增多,其抑制能力增强;从化合物C19和C24的结构和IC50值来看,齐墩果酸3-位脂化后,其抑制α-葡萄糖苷酶活性能力比齐墩果酸的弱。
对从青钱柳中分离得到的23化合物抑制α-葡萄糖苷酶和糖原磷酸化酶的抑制活性筛选结果发现,苯甲酸衍生物、三萜类化合物既有一定的α-葡萄糖苷酶抑制活性,又有一定的糖原磷酸化酶抑制活性。齐墩果酸在许多降血糖药理研究中,已确定有较好的降血糖作用。本实验的研究揭示苯甲酸衍生物、三萜类化合物降血糖可能是通过抑制α-葡萄糖苷酶和抑制糖原磷酸化酶的双重作用机理来实现的。这说明苯甲酸衍生物、三萜类化合物作为青钱柳的主要成分,可能是青钱柳的降血糖的主要活性成分。本研究的进行,有利于说明青钱柳治疗糖尿病的物质基础和作用机理,并有良好的学术价值和新药开发前景。这一研究结果为更好地开发利用青钱柳打下了化学成分及药理作用基础。