姜黃素類(lèi)化合物的合成及抗腫瘤活性

1、<p>　　姜黃素類(lèi)化合物的合成及抗腫瘤活性</p><p>　　【摘要】 目的 設(shè)計(jì)合成6個(gè)姜黃素類(lèi)化合物并研究其抗腫瘤活性。方法 分別用芳醛和2,4戊二酮的硼化合物為原料在正丁胺的催化作用下，80 ℃反應(yīng)3 h，合成目標(biāo)化合物；采用MTT法、Hoechst染色法、DNA凝膠電泳法對(duì)目標(biāo)化合物的抗腫瘤活性進(jìn)行研究。結(jié)果 6種姜黃素類(lèi)化合物可明顯地誘導(dǎo)黑色素瘤細(xì)胞凋亡，且隨濃度增加化合物對(duì)細(xì)胞生長(zhǎng)的

2、抑制作用也增強(qiáng)。結(jié)論 姜黃素類(lèi)化合物的抗腫瘤活性與其結(jié)構(gòu)有密切關(guān)系。 </p><p>　　【關(guān)鍵詞】 抗腫瘤藥 姜黃素 黑色素瘤 構(gòu)效關(guān)系 </p><p>　　Abstract:Objective To synthesize six curcumin derivatives and evaluate their antitumor activities. Methods Aroma

3、tic aldehyde and 2,4pentanedione was used as the starting materials, which were dissolved in ethyl acetate in the presence of boron oxide and nbutylamine. The reaction was kept at 80 ℃ for 3 h. MTT method, morphologica

4、l observation, agarose gel electrophoresis were used to evaluat the antitumor activities of these derivatives. Result and Conclusion Curcumin derivatives had significan</p><p>　　Key words:curcumin；chemical s

5、ynthesis；antitumor activity </p><p>　　姜黃素（curcumin）是從姜科姜黃屬植物姜黃根莖中提取的一種酚性色素，有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和廣泛的藥理作用，如抗氧化、抗炎、抗動(dòng)脈粥樣硬化、降血脂等。有報(bào)道指出姜黃素是有效的抗致突變劑，能夠誘導(dǎo)細(xì)胞周期停滯和細(xì)胞凋亡,是一種很有發(fā)展前景的抗腫瘤藥［1］。姜黃素在1910年通過(guò)合成的方法獲得并確定了其化學(xué)結(jié)構(gòu)，但合成反應(yīng)需要八步，而且產(chǎn)率

6、很低。Pareira等將香草醛、戊二酮及硼化合物（2∶1∶2）加熱30 min來(lái)合成姜黃素，一步反應(yīng)，產(chǎn)率達(dá)10%，而后他們又對(duì)此方法進(jìn)行改進(jìn)，產(chǎn)率大大提高［2］。 </p><p>　　為更好地研究姜黃素類(lèi)化合物的構(gòu)效關(guān)系，本文用芳醛類(lèi)化合物和2,4戊二酮為原料在正丁胺及氧化硼的催化作用下，N，N二甲基甲酰胺為溶劑，硼酸三丁酯為除水劑，合成了6個(gè)姜黃素類(lèi)化合物。此合成路線簡(jiǎn)單、產(chǎn)率高且產(chǎn)品純度高，其中CU1

7、、CU2、CU3為新化合物［3］。并通過(guò)測(cè)定6個(gè)化合物對(duì)黑色素瘤細(xì)胞（A375S2）生長(zhǎng)的影響，以探討結(jié)構(gòu)與活性之間的關(guān)系［4］。此構(gòu)效關(guān)系對(duì)于合成具有較高抗腫瘤活性的姜黃素類(lèi)新化合物具有重要的指導(dǎo)意義。合成路線見(jiàn)圖1。圖1 目標(biāo)化合物的合成路線 </p><p>　　Fig.1 Synthetic route of the target compounds </p><p><

8、;b>　　1 合成實(shí)驗(yàn) </b></p><p>　　1.1 儀器與試藥 </p><p>　　BRUKERARX300型核磁共振光譜儀，EQUINOX55 FTIR 紅外光譜儀（美國(guó)BRUKER公司），PE2400元素分析儀（美國(guó)PE公司），WRR熔點(diǎn)測(cè)定儀（上海精密科技儀器公司）。 </p><p>　　香草醛(沈陽(yáng)市試劑三廠)，氧

9、化硼（上海開(kāi)原化學(xué)試劑廠），N，N二甲基甲酰胺（天津市化學(xué)試劑一廠），戊二酮（中國(guó)醫(yī)藥（集團(tuán)）上?；瘜W(xué)試劑一廠），硼酸三正丁酯（中國(guó)醫(yī)藥（集團(tuán)）上海化學(xué)試劑一廠），正丁胺（中國(guó)醫(yī)藥公司北京采購(gòu)供應(yīng)站），醋酸（天津市化學(xué)試劑一廠）。 </p><p>　　1.2 Curcumin的合成 </p><p>　　香草醛1.9 g（0.0125 moL），氧化硼0.42 g（0.0062 mo

10、L），N，N二甲基甲酰胺3 mL（0.164 moL），戊二酮0.63 mL（0.00625 moL）、硼酸三正丁酯2.9 mL（0.0125 moL）加入到三口瓶中，回流攪拌至80 ℃，在1 h內(nèi)滴加入正丁胺0.25 mL（0.0025 moL），繼續(xù)反應(yīng) 3 h，倒入60 ℃ 40 mL 5%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）HAc溶液中酸化，攪拌1 h左右，抽濾水洗，呈橙色粉末固體，再倒入35.7 mL 75%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）HCN溶液中，加入活性碳，水

11、浴上煮沸，趁熱濾過(guò)，濾液倒入錐形瓶中，置冰箱內(nèi)放置過(guò)夜，得淡黃色針狀晶體1.7 g。 </p><p>　　1.3 CU1的合成 </p><p>　　萘醛3.6 mL（0.0225 moL），氧化硼0.84 g（0.012 moL），N，N二甲基甲酰胺6 mL（0.124 moL），2,4戊二酮1.26 mL（0.0125 moL）、硼酸三正丁酯5.8 mL（0.025 moL）加

12、入到三口瓶中，回流攪拌至80 ℃，在1.5 h內(nèi)滴加入正丁胺0.5 mL（0.005 moL），繼續(xù)反應(yīng)3 h，倒入150 mL 5%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）HAc溶液中酸化，室溫?cái)嚢? h左右，將水溶液倒出，用丙酮將瓶壁上的固體全部溶下，蒸干后，用丙酮反復(fù)重結(jié)晶，得橙色粉末3.5 g。 </p><p>　　1.4 CU2的合成 </p><p>　　向三口瓶中加入肉桂醛1.26 mL(0.01

13、moL)、戊二酮0.51 mL (0.005 moL)、N，N二甲基甲酰胺1 mL和硼酸1 g，水浴加熱5 min，分批加入嗎啉0.1 mL、HAc 0.3 mL和N，N二甲基甲酰胺的混合液，繼續(xù)沸水浴加熱4 h，冷卻后，將20%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）冰醋酸50 mL加入到三口瓶中，激烈攪拌1 h左右，將粗產(chǎn)品抽濾、水洗、干燥，再用丙酮反復(fù)重結(jié)晶，得橙黃色粉末1.5 g。 </p><p>　　1.5 CU3的合成 &

14、lt;/p><p>　　對(duì)甲酰基苯甲酸甲酯7.5 g（0.05 moL）,氧化硼1.68 g（0.025 moL）,N，N二甲基甲酰胺12 mL，戊二酮2.53 mL（0.025 moL）、硼酸三正丁酯11.6 mL（0.0375 moL）加入到三口瓶中，回流攪拌至80 ℃，在1.5 h內(nèi)滴加入正丁胺1 mL（0.01 moL），繼續(xù)反應(yīng)3 h，倒入280 mL 10%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）HAc溶液中酸化，室溫?cái)嚢? h，

15、抽濾水洗，干燥后用丙酮反復(fù)重結(jié)晶，得黃色粉末6.8 g。 </p><p>　　1.6 CU4的合成 </p><p>　　對(duì)羥基苯甲醛6.1 g（0.05 moL），氧化硼1.6 g（0.024 moL），N，N二甲基甲酰胺12 mL，戊二酮2.52 mL（0.025 moL）、硼酸三正丁酯11.6 mL（0.05 moL）加入到三頸瓶中，回流攪拌至80 ℃，在2 h內(nèi)滴加入正丁胺

16、1 mL（0.01 moL），繼續(xù)反應(yīng)3 h，倒入60 ℃ 280 mL 5%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）HAc溶液中酸化，攪拌2 h左右，抽濾水洗，晾干后用75%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）HCN重結(jié)晶，得橙色片狀晶體6.8 g。 </p><p>　　1.7 CU5的合成 </p><p>　　茴香醛3.4 mL（0.05 moL），氧化硼0.84 g（0.012 moL），N，N二甲基甲酰胺11 mL（0.12

17、4 moL），戊二酮1.27 mL（0.0125 moL）、硼酸三正丁酯5.8 mL（0.025 moL）加入到三口瓶中，回流攪拌至80 ℃，在1.5 h內(nèi)滴加入正丁胺0.5 mL（0.005 moL），繼續(xù)反應(yīng)3 h，倒入75 mL 5%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）HAc溶液中酸化，室溫?cái)嚢? h左右，抽濾水洗，用丙酮反復(fù)重結(jié)晶，得黃色粉末3.0 g。 </p><p><b>　　2 活性實(shí)驗(yàn) </b>

18、;</p><p>　　2.1 儀器與試藥 </p><p>　　Motic AE31三目倒置式生物顯微鏡（麥克奧迪公司），二氧化碳培養(yǎng)箱（沈陽(yáng)偉明醫(yī)療設(shè)備廠），TECAN SPECTRA酶標(biāo)測(cè)試儀（奧地利）。黑色素瘤細(xì)胞（A375S2）購(gòu)自美國(guó)American Type Culture Collection (ATCC)。 </p><p>　　2．2 體

19、外抗腫瘤實(shí)驗(yàn) </p><p>　　對(duì)合成的6個(gè)姜黃素類(lèi)化合物用A375細(xì)胞進(jìn)行體外抗腫瘤實(shí)驗(yàn)。通過(guò)MTT法測(cè)吸光度,發(fā)現(xiàn)6個(gè)姜黃素類(lèi)化合物對(duì)A375細(xì)胞均有抑制作用,且隨濃度增加化合物對(duì)細(xì)胞生長(zhǎng)的抑制作用也增強(qiáng)［5］，見(jiàn)表 2。 </p><p>　　2．3 瓊脂糖凝膠電泳實(shí)驗(yàn) </p><p>　　以化合物CU3為例做了瓊脂糖凝膠電泳實(shí)驗(yàn)，通過(guò)瓊脂糖凝膠電泳實(shí)

20、驗(yàn),觀察到24 h時(shí)即出現(xiàn)明顯的DNA梯狀條帶,證明化合物CU3可誘導(dǎo)A375細(xì)胞凋亡［6-7］，見(jiàn)圖2。 </p><p>　　2．4 細(xì)胞形態(tài)學(xué)觀察 </p><p>　　收集以化合物CU3作用12 h的A375細(xì)胞，熒光顯微鏡下觀察細(xì)胞核的形態(tài)學(xué)變化。陰性對(duì)照組, A375細(xì)胞表現(xiàn)完整的形態(tài)，A375細(xì)胞在加入化合物CU3后,出現(xiàn)明顯細(xì)胞核的粒狀熒光點(diǎn)，多數(shù)細(xì)胞發(fā)生收縮，細(xì)胞變圓，

21、體積縮小，胞膜完整，并可觀察到一些凋亡小體的形成，表明CU3可誘導(dǎo)A375細(xì)胞凋亡［8］，見(jiàn)圖3。表2 目標(biāo)化合物對(duì)A375細(xì)胞的抑制率 </p><p><b>　　3 討 論 </b></p><p>　　6個(gè)姜黃素類(lèi)化合物對(duì)腫瘤細(xì)胞的抑制實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，Curcumin、CU4及CU5的抗腫瘤活性較高，主要由于分子中有羥基、甲氧基兩個(gè)活性基團(tuán)，尤其是羥基的存在大

22、大提高了化合物的抗腫瘤活性；化合物CU1對(duì)腫瘤細(xì)胞的抑制作用不高，可能由于萘環(huán)的空間效應(yīng)對(duì)化合物的活性有一定影響；另外CU1和CU2分子中沒(méi)有羥基、甲氧基等活性基團(tuán)，這也是其活性低的重要原因；此外，隨著化合物濃度的提高，這些化合物對(duì)腫瘤細(xì)胞的抑制率都相應(yīng)提高，因此，可以推測(cè)姜黃素類(lèi)化合物的結(jié)構(gòu)與活性有密切關(guān)系。 </p><p><b>　　【參考文獻(xiàn)】 </b></p>&l

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