芒果苷酯化衍生物的化學合成及藥理活性研究.pdf

1、1、研究背景：
　　芒果苷(Mangiferin)系純天然化合物，具有廣泛的生物活性，植物來源廣，生產(chǎn)技術成熟，市售產(chǎn)品純度高達95％以上。芒果苷至今仍未被開發(fā)為臨床藥物的原因之一是其藥理作用泛而弱，定位不突出。有學者指出，芒果苷屬于BCS-4類藥物，溶解性和跨膜通透性均很弱，生物利用度低，從而制約了芒果苷藥理作用的發(fā)揮。
　　為了提高芒果苷的生物利用度從而提高其藥理活性，大多研究從提高芒果苷的水溶性入手，但收效不明顯;另有

2、一些研究從提高芒果苷的跨膜通透性入手，這些研究全部集中在制備高脂溶性衍生物方面，雖有一些成效，但也不甚理想，所制備的衍生物至今均未得到開發(fā)應用。
　　本論文也從提高芒果苷的跨膜通透性入手，制備高脂溶性的芒果苷酯化衍生物。目前尚未見到與芒果苷酯化衍生物有關的文獻報道，本論文從這一空白點切入，預計會得到一些較有意義的研究結果。
　　2、方法與結果：
　　本論文的研究，涵蓋化學合成、分離純化、化合物結構確證、理化性質(zhì)表征、藥

3、理學研究等內(nèi)容。
　　(1)化學合成。以芒果苷為起始化合物，以酸酐為溶劑，以H+為催化劑，使芒果苷分別與乙酸酐、丙酸酐和丁酸酐反應，生成芒果苷酯化衍生物。反應的選擇性不強，反應產(chǎn)物中包含3～5個酯化程度不同的“多酯化衍生化合物”。
　　(2)分離純化和結構確證。采用硅膠柱層析方法從反應產(chǎn)物中分離得到7個新結構化合物（化合物Ⅰ～Ⅳ、PAM、HPM、HBM），依據(jù)1HNMR
　　圖譜、13C NMR圖譜和HMBC圖譜，全部

4、確證其化學結構。其中3個產(chǎn)率最高的分別為:(1)7，2'，3'，4'，6'-五乙酯化芒果苷衍生物，或7，2'，3'，4'，6'-penta-acetyl-mangiferin（PAM），分子式:C29H28O16;(2)3，6，7，2'，3'，4'，6'-七丙酯化芒果苷衍生物，或3，6，7，2'，3'，4'，6'-hepta-propionyl-mangiferin(HPM)，分子式:C40H46O18;(3)3，6，7，2'，3'，4

5、'-六丁酯化芒果苷衍生物，或3，6，7，2'，3'，4'-hexa-butyryl-mangiferin(HBM)，分子式:C43H54O17。論文對這3個化合物進行了重點研究。
　　(3)理化性質(zhì)。PAM、HPM和HBM不溶于水而易溶于醋酸乙酯;在pH＜9水中穩(wěn)定，在堿水中有少部分分解;熔點明顯降低，較芒果苷低近100℃;紫外吸收特征明顯。
　　(4)表觀油/水分配系數(shù)。分別測定芒果苷、PAM、HPM和HBM在正辛醇和水組

6、成的液—液互萃兩相中的濃度，計算出油/水分配系數(shù)。芒果苷的油/水分配系數(shù)隨pH值的減小而增大，但絕對數(shù)值較小（小于6）;PAM、HPM和HBM的油/水分配系數(shù)均大于100，最大值出現(xiàn)在pH7(均大于270)，并隨溶液酸度或堿度的增大而減小。
　　(5)采用濃氨水致咳的小鼠模型研究止咳作用。與空白對照組比較，芒果苷高、中劑量組(1.0、0.5 mmol·kg-1)均有顯著的止咳作用，可顯著延長小鼠的咳嗽潛伏期(P＜0.05)，并能顯

7、著減少咳嗽次數(shù)（P＜0.01）。PAM、HPM和HBM雖有一定的止咳作用趨勢，引咳潛伏期也有所延長，但未顯示出統(tǒng)計學顯著性差異（P＞0.05）;咳嗽次數(shù)也有所減少，但未顯示出統(tǒng)計學顯著性差異（P＞0.05）。
　　(6)采用小鼠氣管排泌酚紅模型研究化痰作用。與空白對照組比較，芒果苷高、中劑量組(1.0、0.5 mmol·kg-1)均能顯著促進小鼠排泌酚紅(P＜0.05或P＜0.01);PAM、HPM和HBM雖然也有一定的促進排泌作

8、用，但未顯示出統(tǒng)計學顯著性差異（P＞0.05）。
　　(7)采用組胺-膽堿聯(lián)合引喘法研究平喘作用。與空白對照組比較，芒果苷高、中劑量組(1.0、0.5 mmol·kg-1)組均能顯著延長豚鼠的引喘潛伏期（P＜0.05或P＜0.01）;PAM、HPM和HBM雖然也顯示出一定的延長作用趨勢，但未顯示出統(tǒng)計學顯著性差異（P＞0.05）。
　　(8)采用體外細菌平皿培養(yǎng)法研究抑菌作用。PAM、HPM和HBM除在最大濃度(75 mg·

9、mL-1)時對金黃色葡萄球菌敏感株(G+)和乙型副傷寒桿菌(G-)有抑制作用外，對其它菌株均未表現(xiàn)出抑制作用。
　　(9)采用體外抗HSV-1研究抗單純皰疹病毒作用。芒果苷、PAM、HPM和HBM均表現(xiàn)出一定的細胞毒性，但毒性很低;對皰疹病毒HSV-1的抑制作用不明顯，CPE抑制率均不超過25％。
　　(10)通過測定小鼠耳廓腫脹度及其腹腔毛細血管通透性來研究抗炎作用。與空白對照組比較，芒果苷高中劑量組（1.0、0.5 mm

10、ol·kg-1）、PAM高中劑量組(0.25、0.125 mmol·kg-1)、HPM高中低劑量組(0.25、0.125、0.063mmol·kg-1)和HBM高中低劑量組（0.25、0.125、0.063mmol·kg-1）均能顯著抑制小鼠耳廓腫脹（P＜0.05）;芒果苷低劑量組(0.25 mmol· kg-1)、PAM低劑量組(0.063mmol· kg-1)雖然有抑制腫脹的趨勢，但未顯示出統(tǒng)計學顯著性差異（P＞0.05）。腹腔通透

11、性試驗，芒果苷高中低劑量組(1.0、0.5、0.25mmol·kg-1)、PAM高中劑量組(0.25、0.125mmol·kg-1)、HPM高中低劑量組(0.25、0.125、0.063mmol·kg-1)和HBM高中劑量組(0.25、0.125mmol·kg-1)均能顯著抑制毛細血管的通透性，減少腹腔液滲出，顯示出顯著的抗炎作用（P＜0.01或P＜0.05）;PAM低劑量組（0.063mmol·kg-1）和HBM低劑量組(0.063

12、mmol· kg-1)也有抑制毛細血管通透性的作用趨勢，但未顯示出統(tǒng)計學顯著性差異（P＞0.05）。
　　(11)采用MTT法和荷瘤動物研究抑制腫瘤作用。MTT法結果表明，PAM、HPM和HBM能使7901、hella和7404細胞株的活細胞數(shù)量減少，提示藥物可促使腫瘤細胞死亡。與空白對照組比較，HBM高劑量組(1.0mmol·kg-1)對小鼠荷瘤(S180)有一定的抑制作用（P＜0.05）;中劑量組(0.5mmol·kg-1)有

13、一定的作用趨勢，但未顯示出統(tǒng)計學顯著性差異（P＞0.05）。
　　(12)降血糖活性及降血糖作用機制研究。①采用鏈脲佐菌素所致糖尿病小鼠模型研究降血糖作用。與空白對照組比較，PAM高中劑量組(0.25，0.125 mmol·kg-1)，HPM高中劑量組(0.25，0.125 mmol·kg-1)和HBM高中低劑量組(0.25，0.125，0.063 mmol·kg-1)顯示顯著的降血糖作用(P＜0.01);芒果苷高中劑量組(1.0

14、，0.5mmol·kg-1)，PAM低劑量組(0.063 mmol·kg-1)和HPM低劑量組(0.063 mmol·kg-1)顯示一定的降血糖作用(P＜0.05）;芒果苷低劑量組(0.25 mmol·kg-1)有降血糖的作用趨勢，但未顯示出統(tǒng)計學顯著性差異(P＞0.05)。②采用腎上腺素所致高血糖小鼠模型研究對抗急劇血糖升高的作用。芒果苷高劑量組(1.0mmol· kg-1)、PAM高劑量組(1.0mmol· kg-1)、HPM高劑量

15、組(1.0mmol· kg-1)和HBM高劑量組(1.0mmol·kg-1)均沒有對抗腎上腺素的升血糖作用（P＞0.05）。③在體外抑制蛋白酪氨酸磷酸酶1B(PTP1B)活性的試驗中，在5μg·mL-1濃度時，PAM、HPM和HBM就顯示出較高的PTP1B酶抑制作用;在20μg·mL-1濃度時，PTP1B酶產(chǎn)生明顯沉淀，表明PAM、HPM和HBM具有極強的抑制作用。
　　3、結論：
　　(1)合成方法簡單易行，可產(chǎn)生多種新化

16、合物。采用酸酐直接?；セ┓?，很容易從芒果苷制備芒果苷酯化衍生物;采用常規(guī)的硅膠柱層析法可方便、較大量地分離和純化芒果苷酯化衍生物，得到化合物單體。本文所得7個酯化衍生物均為新結構化合物，其結構為首次報道。
　　(2)酯化衍生物PAM、HPM和HBM的為高脂溶性物質(zhì)，其理化性質(zhì)、油/水分配系數(shù)的數(shù)值大小和變化趨勢完全不同于芒果苷;油/水分配系數(shù)遠大于芒果苷的。
　　(3)酯化衍生物的藥理作用有明顯改變。芒果苷在止咳、化痰

17、、平喘、抑菌、抗病毒等方面有一定的活性，而酯化衍生物PAM、HPM和HBM卻沒有，提示PAM、HPM和HBM因化學結構改變而喪失了這些藥理活性。PAM、HPM和HBM在體外細胞培養(yǎng)中，能使7404、hella和7901細胞株的活細胞數(shù)量減少，提示其具有促進腫瘤細胞死亡的作用;HBM對荷瘤小鼠的腫瘤細胞(S180)也有較弱的抑制生長作用，這些作用與芒果苷相似，提示PAM、HPM和HBM保持了芒果苷的這一活性。PAM、HPM和HBM抗炎和降

18、血糖作用的效價強度比芒果苷的高，只需1/4的摩爾劑量，即可產(chǎn)生與芒果苷相似的抗炎和降血糖效果，提示其抗炎和降血糖活性比芒果苷的高;此外，PAM、HPM和HBM能明顯抑制蛋白酪氨酸磷酸酶1B(PTP1B)，提示PAM、HPM和HBM因化學結構改變而使抗炎和降血糖活性大大增強。
　　(4)抗炎和降血糖作用顯示一定的結構-效應關系。從芒果苷、PAM(乙酯化)、HPM（丙酯化）到HBM（丁酯化），酯化基團大小遞增，脂溶性也遞增，在相同劑量

19、時，抗炎和降血糖作用強度呈遞增變化。
　　(5)酯化衍生物的降糖作用機制。芒果苷及其酯化衍生物PAM、HPM、HBM不具有胰島素樣作用，也不能刺激胰島細胞在短時間內(nèi)分泌大量胰島素。PAM、HPM和HBM的降血糖作用機制可能是對PTP1B的抑制和促進受損胰島細胞的恢復:一方面，通過抑制PTP1B，提高胰島素受體濃度，從而提高胰島素的利用率;另一方面，藥物的高脂溶性使跨膜通透性增加，使更多藥物進入胰島細胞，使胰島細胞得到更好地恢復，從

20、而使胰島細胞的分泌量增加。
　　(6)化學結構對藥理作用的影響大。從結構變化與藥理活性變化的關系分析，芒果苷苷元上-OH基團的有無及數(shù)量，決定了止咳、化痰、平喘、抑菌、抗病毒活性的有無;而抗炎、抑制PTP1B活性和降血糖作用，只與芒果苷母核的化學結構和結構特點有關，與母核上鏈接的其它基團無關。
　　(7)芒果苷苷元比芒果苷本身更具有研究開發(fā)價值。去除葡萄糖基后的芒果苷苷元，在相同劑量下其抗炎、降血糖作用可能更加顯著;如進行酯