全 文 :有机化学
Chinese Journal of Organic Chemistry ARTICLE
* E-mail: haji@ms.xjb.ac.cn
Received August 8, 2011; revised September 14, 2011; accepted November 1, 2011.
Project supported by the High-tech Research and Development Program of Xinjiang (No. 200910105), the National Natural Science Foundation of China (No.
20872174) and the China National Science Fund for Distinguished Young Scholars (No. 30925045).
新疆自治区高技术研究发展计划(No. 200910105)、国家自然科学基金(No. 20872174)和国家杰出青年基金科学(No. 30925045)资助项目.
Chin. J. Org. Chem. 2012, 32, 333~337 © 2012 Chinese Chemical Society & SIOC, CAS http://sioc-journal.cn/ 333
DOI: 10.6023/cjoc1108081 研究论文
新型一枝蒿酮酸异噁唑衍生物的合成及其抗 A, B 型流感病毒活性研究
赵江瑜 a,b 阿吉艾克拜尔•艾萨*,a
(a中国科学院新疆理化技术研究所 干旱区植物资源化学重点实验室 乌鲁木齐 830011)
(b中国科学院研究生院 北京 100039)
摘要 为了提高一枝蒿酮酸的生物活性, 以一枝蒿酮酸和 3-取代苯基-5-氨甲基-异噁唑为原料, 在偶合试剂 DCC,
HOBt/ DMAP 的作用下, 合成了 6 个未见文献报道的含异噁唑的一枝蒿酮酸酰胺衍生物 3a~3f. 所合成的化合物均经
过 IR, 1H NMR, 13C NMR, ESI-MS 等分析方法表征及初步体外抗 A (H3N2, H1N1)型和 B 型流感病毒活性研究. 初步实
验结果表明: 化合物 3c 同时具有抗 A (H3N2)型和 B 型流感病毒活性, 化合物 3c 和 3e 表现出比母体化合物强的抗 B
型流感病毒活性.
关键词 一枝蒿酮酸; 异噁唑衍生物; 流感病毒; 活性研究
Synthesis of Novel Isoxazole Contained Rupestonic Acid Derivatives
and in vitro Inhibitory Activity against Influenza Viruses A and B
Zhao, Jiangyua,b Aisa, Haji Akber*,a
(a Key Laboratory of Chemistry of Plant Resources in Arid Region, Xinjiang Technical Institute of Physics and Chemistry,
Chinese Academy of Sciences, Urumqi 830011)
(b Graduate School of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100039)
Abstract To improve biological activity of rupestonic acid, six rupestonic acid amide derivatives containing isoxazole were
synthesized in the presence of DCC, HOBt/DMAP using the rupestonic acid and 3-aryl-5-isoxazole-methylamine as the start-
ing materials. The synthesized compounds 3a~3f were confirmed by the methods of 1H NMR, 13C NMR, IR, ESI-MS tech-
niques and preliminarily assayed in vitro against influenza viruses A and B. The results showed that compound 3c showed
better activity against both influenza viruses A (H3N2) and B, and compounds 3c and 3e had the higher inhibition against in-
fluenza B virus than the parent compound 1.
Keywords rupestonic acid; isoxazole derivative; influenza virus; inhibitory activity
流感是流行性感冒的简称, 是由流感病毒引起的急
性呼吸道疾病, 是一种造成人类及动物患流行性感冒的
单链 RNA 病毒, 具有流行面广、传染性强、发病率高
等特点, 在儿童、老人和高危人群中的死亡率较高. 仅
20世纪就有 5次大规模的流感疫情爆发, 最大规模的一
次流感大流行发生在 1918~1919 年, 共造成 2100~
4000 万人死亡, 超过第一次世界大战的死亡人数. 据不
完全统计, 北半球每年约有 1 亿人感染流感, 500万次就
诊, 30 万次住院, 1 万人死于流感, 每年经济损失超过
100 亿美元.
目前应对流感病毒的主要方式是疫苗和药物治疗.
过去几十年的应用充分证明了接种流感疫苗对保护健
康起到很大作用 , 疫苗对健康成年人的保护率高达
80%~90%, 但是对老年人和婴儿的保护作用很小, 而
且疫苗预防的有效性是建立在疫苗的病毒株与正在流
行的流感病毒株相似的基础上的[1], 因而疫苗的作用就
非常有限; 而 Oseltamivir(中文名: 达菲)作为第一个口
服有效的流感病毒神经氨酸酶(NA)抑制剂 , 在治疗
H5N1 禽流感和 H1N1 甲型流感病毒过程中发挥着非常
重要的作用[2,3], 但是最近 Mai 等[4]研究发现禽流感病毒
H5N1 对达菲产生了一定的耐药性. 因此研究新的预防
和治疗流感病毒的有效药物, 尤其是从天然产物中发现
有机化学 研究论文
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新的抗病毒先导化合物显得尤为重要.
新疆一枝蒿(Artemisia rupestris L.)在民间用药历史
悠久, 具有抗炎、抗过敏[5~7]、增强免疫力、解蛇毒、
保肝[8]等活性. 目前已有以新疆一枝蒿为主要成分的复
方制剂复方一枝蒿颗粒用于临床 . 一枝蒿酮酸
(Rupestonic acid, 1)[9]是从新疆一枝蒿中分离出的一种
多官能团的单体倍半萜类化合物[10], 在新疆一枝蒿中
的含量高达 1%左右. 雍建平等[11~13]率先对其进行结构
改造, 合成了70多个一枝蒿酮酸酰胺和酯类衍生物, 并
对它们进行了初步的体外抗流感病毒和单纯的 I, II型疱
疹病毒活性测试. 结果发现 4-叔丁基苯基一枝蒿酮酸对
叔丁基苯酯对甲型流感病毒具有明显的抑制活性
(IC50=0.5 μmol•L-1).
在以上工作的基础上, 为了提高一枝蒿酮酸的生物
活性, 我们继续对一枝蒿酮酸进行修饰, 以期发现活性
高、副作用低的新型抗流感病毒先导化合物. 本研究中,
我们首次以一枝蒿酮酸和 3-取代苯基-5-氨甲基-异噁唑
为原料, 在偶合试剂 DCC, HOBt/DMAP 的作用下, 合
成了6个未见文献报道的一枝蒿酮酸异噁唑酰胺类衍生
物 3a~3f. 通过 IR, 1H NMR, 13C NMR, ESI-MS 对所合
成的目标化合物进行了结构表征, 并初步测定了它们的
体外抗A型(H3N2, H1N1)和B型流感病毒活性. 合成路
线见 Scheme 1.
1 结果与讨论
1.1 目标化合物的合成与表征
本研究以取代苯甲醛为起始原料经过一系列反应,
合成了 3-取代苯基-5-氨甲基-异噁唑衍生物 2a~2f, 再
在偶合试剂 DCC, HOBt/DMAP 的作用下, 与一枝蒿酮
酸(1)反应得到了 6 个新型的含异噁唑的一枝蒿酮酸酰
胺类衍生物 3a~3f. 并通过 IR, 1H NMR, 13C NMR,
ESI-MS 等分析方法对所合成的化合物进行了表征. 在
IR 谱图中, 所有的化合物在 3300 cm-1 出现了酰胺 NH
键的吸收峰, 在 1690 cm-1 左右出现了共轭双键的羰基
峰, 在 1650 cm-1 左右出现了酰胺键中羰基的吸收峰;
在 1H NMR 谱图中, 在 δ 5.6 和 6.2 左右出现了倍半萜骨
架中端烯中的两个质子信号; 在 ESI-MS 谱图中, 所有
的化合物均出现了[M+1]+峰和[M+Na]+峰.
1.2 体外抗病毒活性研究
对所合成的含异噁唑的一枝蒿酮酸酰胺类衍生物
3a~3f 进行了初步的体外抗流感病毒活性测试. 活性数
据见表 1 和表 2.
从表 1 可以看出, 化合物 3c 显示出较强的抗 A
(H3N2)型流感病毒活性, 其 IC50 值达到了 1.09 μmol•
L-1, 具有和阳性对照药 Oseltamivir 相当的 IC50 值(1.1
μmol•L-1). 化合物 3c 和 3e 对 B 型流感病毒均显示出比
母体化合物强的生物活性, IC50 值分别为 3.25 和 9.5
μmol•L-1.
活性测试结果表明: 在一枝蒿酮酸分子中引入异噁
唑环后, 和母体化合物相比, 在一定程度上提高了抗流
感病毒的活性, 但同时化合物本身的毒性也相对较高;
当苯环上的氢原子被电负性大的氟原子取代时, 其抗流
感病毒活性和母体化合物一枝蒿酮酸相比, 活性增强而
且毒性增大; 但对于电负性和体积适中的氯原子而言,
其抗流感病毒活性与含氟原子的一枝蒿酮酸衍生物相
比, 活性减弱而且毒性减小; 对于苯环上不同位置被供
电子基团甲基取代的化合物 3d 和 3e, 活性与甲基在苯
环上的位置有着紧密的联系, 当甲基位于苯环的邻位
时, 其活性相比于甲基位于对位的化合物毒性减弱而且
活性也减弱. 化合物 3c 可作为抗流感病毒的先导化合
物. 此化合物正进行动物试验.
CHO CH=N OH
OH
ON
OH
CH3SO2Cl
(CH3CH2)3N
ON
N3
ON
NH2
O
COOH
CH3H
DCC/DMAP
O
CONH
CH3H
NOHOBt
ON
OMs
NaN3
R R R
R R R
R
NH2OH, Na2CO3
(1) NCS
(2)
(3) (CH3CH2)3N
Zn/NH4Cl
CH3CH2OH/H2O
DCM, r.t. to reflux
+
3a~3f
2a~2f
1
3a: R = H 3b: R = p-Cl 3c: R = p-F 3d: R = o-CH3O 3e: R = p-CH3O 3f: R = p-CH3
CH3OH/H2O
2a~2f
Scheme 1
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表 1 化合物 3a~3f 抑制 A (H3N2 和 H1N1)型流感病毒活性测试结果
Table 1 The results of the rupestonic acid derivatives 3a~3f against influenza A (H3N2 and H1N1) viruses
Against influenza H3N2 virus Against influenza H1N1 virus Compd. TC50/(μmol•L
-1)a
IC50/(μmol•L
-1)b SIc IC50/(μmol•L
-1)b SIc
1d 4653 25.77 180.6 >1344 —e
3a 30.6 10.2 3.00 27.5 1.11
3b 107.9 >9.4 —e >0.94 —e
3c 22.7 1.09 20.83 >0.97 — e
3d 768.0 >85.3 —e 230.4 3.33
3e 66.22 >9.5 —e >0.94 —e
3f 6.8 >3.3 —e >3.3 —e
Ribavirin 1278 3.88 329.4 1.92 665.6
Oseltamivirf 1260 1.11 1135.1 15.5 81.29
a 50% cytotoxic concentration; b 50% virus-inhibitory concentration, determined by CPE inhibition assay; c selectivity index (TC50/IC50); d parent compound; e the SI
can not be calculated, since the highest concentration tested was less than IC50; f the positive drug, orally more active for anti-influenza virus in clinical to today.
表 2 化合物 3a~3f 抑制 B 型流感病毒活性测试结果
Table 2 The results of the rupestonic acid derivatives 3a~3f
against influenza B virus
Against influenza B virus Compd. TC50/(μmol•L
-1)a
IC50/(μmol•L
-1)b SIc
1d >4032 >4032 —e
3a 30.6 >10.2 —e
3b 107.9 >9.4 —e
3c 22.7 3.25 6.99
3d 768.0 >85.3 —e
3e 66.22 9.5 6.98
3f 6.8 >3.3 —e
Ribavirin 1278 14.7 86.9
Oseltamivirf 1260 >500 —e
a 50% cytotoxic concentration; b 50% virus-inhibitory concentration, deter-
mined by CPE inhibition assay; c selectivity index (TC50/IC50); d parent com-
pound; e the SI can not be calculated, since the highest concentration tested
was less than the IC50; f the positive drug, orally more active for anti-influenza
virus in clinical to today.
2 实验部分
2.1 仪器与试剂
X-4 数字显示显微熔点测定仪(北京泰克仪器有限
公司生产); Varian Inova-400 核磁共振仪 ; Shimadzu
FTIR-8400S 红外光谱仪(日本岛津制作所生产); 质谱在
HP1100LC/MS(ESI 源)上测定.
一枝蒿酮酸[自己分离制备, HPLC 纯度: 98%; 其它
试剂均为市售的分析纯, 在使用前未进一步纯化, 四氢
呋喃(THF)使用前进行严格的无水处理.
2.2 化合物的合成与表征
2.2.1 3-取代苯基-5-氨甲基-异噁唑 2a~2f 的合成
合成方法参考文献[14, 15].
2.2.2 N-[(3-取代苯基-异噁唑-5-基)-甲基]-一枝蒿
酮酸酰胺衍生物 3a~3f 合成的一般过程
将 0.125 g (0.50 mmol)一枝蒿酮酸和 0.11 g (0.55
mmo1) N,N-二环己基碳二酰亚胺(DCC)溶解于 8 mL 干
燥的四氢呋喃中, 室温搅拌 10 min 后, 将 0.08 g (0.60
mmo1)的 HOBt 和 0.07 g (0.55 mmol) DMAP 溶解在 3
mL 干燥的四氢呋喃中, 冰浴搅拌下加入上述体系中,
搅拌 30 min 后, 将 0.75 mmol 3-取代苯基-5-氨甲基-异
噁唑 2a~2f加入反应体系中, 冰浴搅拌 30 min后, 自然
升至室温继续反应, TLC 检测反应完全后, 滤掉沉淀
DCU, 减压蒸去溶剂, 残渣用二氯甲烷溶解, 依次用
5%的碳酸氢钠溶液、5%的柠檬酸溶液和水洗涤, 无水
硫酸钠干燥, 浓缩后柱色谱分离, V(石油醚)∶V(乙酸乙
酯)=5∶1~2∶1, 即得目标产物 3a~3f[12,13].
N-[(3-苯基-异噁唑-5-基)-甲基]-一枝蒿酮酸酰胺
(3a): 产率 56%, 白色固体. m.p. 150~152 ;℃ 1H NMR
(400 MHz, CDCl3) δ: 0.65 (d, J=6.4 Hz, 3H, CH3),
1.63~1.66 (m, 4H, 2CH2), 1.82 (s, 3H, CH3), 2.01~2.05
(m, 1H), 2.11~2.12 (m, 1H), 2.43~2.54 (m, 1H), 2.56~
2.60 (m, 1H), 2.84~2.89 (m, 1H), 2.92~2.98 (m, 1H),
3.18 (s, 1H), 4.67~4.68 (m, 2H), 5.41 (s, 1H), 5.63 (s,
1H), 6.53 (s, 1H), 6.63 (s, 1H), 7.27~7.77 (m, 5H, PhH);
13C NMR (100 MHz, CDCl3) δ: 208.4, 174.4, 169.2, 169.1,
162.9, 151.2, 151.0, 138.0, 130.4, 129.2, 128.9, 126.9,
116.2, 100.8, 46.0, 41.6, 38.8, 38.3, 36.7, 35.6, 35.5, 31.5,
12.3, 8.2; IR (KBr) ν: 3357 (NH), 2930, 1674 (C=O),
1619 (NH—C=O), 1522, 1443, 1382, 1251, 1174, 944
cm-1; ESI-MS (70 eV) m/z (%): 405 ([M+1]+, 10), 427
([M+Na]+, 40).
N-[(3-对氯苯基-异噁唑-5-基)-甲基]-一枝蒿酮酸
酰胺(3b): 产率 60%, 白色固体. m.p. 168~170 ; ℃ 1H
NMR (400 MHz, CDCl3) δ: 0.65 (d, J=6.8 Hz, 3H, CH3),
1.62~1.68 (m, 4H, 2CH2), 1.83 (s, 3H, CH3), 2.02~2.06
(m, 1H), 2.13~2.18 (m, 1H), 2.44~2.50 (m, 1H), 2.52~
2.62 (m, 1H), 2.84~2.89 (m, 1H), 2.92~2.98 (m, 1H),
3.17 (s, 1H), 4.67~4.69 (m, 2H), 5.43 (s, 1H), 5.61 (s,
1H), 6.47 (s, 1H), 6.52 (s, 1H), 7.42~7.73 (m, 4H, PhH);
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13C NMR (100 MHz, CDCl3) δ: 208.4, 174.3, 169.5, 169.1,
162.0, 151.2, 138.1, 136.5, 129.5, 128.2, 127.4, 116.3,
100.7, 46.1, 41.6, 38.9, 38.3, 36.8, 35.6, 35.5, 34.1, 31.5,
25.8, 25.1, 12.3, 8.2; IR (KBr) ν: 3324 (NH), 2927, 1688
(C=O), 1623 (NH—C=O), 1526, 1429, 1383, 1178,
1093, 921 cm-1; ESI-MS (70 eV) m/z (%): 439 ([M+1]+,
15), 461 ([M+Na]+, 10).
N-[(3-对氟苯基-异噁唑-5-基)-甲基]-一枝蒿酮酸
酰胺(3c): 产率 63%, 白色固体. m.p. 174~176 ; ℃ 1H
NMR (400 MHz, CDCl3) δ: 0.65 (d, J=6.4 Hz, 3H, CH3),
1.63~1.68 (m, 4H, 2CH2), 1.82 (s, 3H, CH3), 2.01~2.05
(m, 1H), 2.13~2.16 (m, 1H), 2.48~2.52 (m, 1H), 2.56~
2.61 (m, 1H), 2.85~2.89 (m, 1H), 2.92~2.95 (m, 1H),
3.18 (s, 1H), 4.66~4.68 (m, 2H), 5.42 (s, 1H), 5.64 (s,
1H), 6.50 (s, 1H), 6.62 (s, 1H), 7.14~7.78 (m, 4H, PhH);
13C NMR (100 MHz, CDCl3) δ: 208.4, 174.4, 169.2, 169.1,
165.3, 162.8, 151.2, 138.0, 128.9, 125.1, 116.4, 116.2,
100.6, 46.0, 41.6, 38.8, 38.3, 36.7, 35.6, 35.5, 31.5, 12.3,
8.2; IR (KBr) ν: 3349 (NH), 2930, 1672 (C=O), 1619
(NH—C=O), 1525, 1434, 1384, 1231, 1153, 944 cm-1;
ESI-MS (70 eV) m/z (%): 423 ([M+1]+, 15), 445 ([M+
Na]+, 100).
N-[(3-对甲氧基苯基-异噁唑-5-基)-甲基]-一枝蒿
酮酸酰胺(3d): 产率 68%, 白色固体. m.p. 160~162 ; ℃
1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ: 0.65 (d, J=6.8 Hz, 3H,
CH3), 1.61~1.68 (m, 4H, 2CH2), 1.83 (s, 3H, CH3),
2.01~2.06 (m, 1H), 2.12~2.18 (m, 1H), 2.47~2.55 (m,
1H), 2.57~2.63 (m, 1H), 2.84~2.89 (m, 1H), 2.92~2.97
(m, 1H), 3.18 (s, 1H), 3.86 (s, 3H, CH3O), 4.66~4.67 (m,
2H), 5.41 (s, 1H), 5.60 (s, 1H), 6.45 (s, 1H), 6.48 (s, 1H),
6.96~7.72 (m, 4H, PhH); 13C NMR (100 MHz, CDCl3) δ:
208.4, 174.4, 174.3, 169.1, 168.9, 168.8, 162.5, 161.3,
151.3, 138.0, 128.4, 121.4, 116.2, 114.6, 100.5, 55.6, 46.1,
41.6, 38.9, 38.3, 36.8, 35.6, 35.5, 31.5, 29.9, 12.3, 8.2; IR
(KBr) ν: 3340 (NH), 2924, 2853, 1691 (C=O), 1616
(NH—C=O), 1529, 1433, 1385, 1253, 1179, 913 cm-1;
ESI-MS (70 eV) m/z (%): 435 ([M+1]+, 70), 457 ([M+
Na]+, 100).
N-[(3-邻甲氧基苯基-异噁唑-5-基)-甲基]-一枝蒿
酮酸酰胺(3e): 产率 52%, 白色固体. m.p. 167~169 ; ℃
1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ: 0.65 (d, J=6.8 Hz, 3H,
CH3), 1.25 (s, 1H), 1.61~1.63 (m, 4H, 2CH2), 1.83 (s, 3H,
CH3), 2.01~2.05 (m, 1H), 2.11~2.12 (m, 1H), 2.13~
2.18 (m, 1H), 2.51~2.56 (m, 1H), 2.59~2.63 (m, 1H),
2.89~2.95 (m, 1H), 3.18 (s, 1H), 3.88 (s, 3H, OCH3),
4.68~4.69 (m, 2H), 5.40 (s, 1H), 5.61 (s, 1H), 6.55 (s,
1H), 6.72 (s, 1H), 7.01~7.85 (m, 4H, PhH); 13C NMR
(100 MHz, CDCl3) δ: 208.4, 174.4, 169.1, 167.7, 160.6,
157.4, 151.3, 138.0, 131.6, 129.6, 121.1, 117.8, 116.0,
111.6, 104.2, 55.7, 54.0, 46.0, 41.6, 38.9, 38.3, 36.8, 35.6,
35.5, 31.4, 29.5, 12.3, 8.2; IR (KBr) ν: 3329 (NH), 2923,
1691 (C=O), 1624 (NH—C=O), 1527, 1470, 1359, 1250,
1181, 921 cm-1; ESI-MS (70 eV) m/z (%): 435 ([M+1]+,
30), 457 ([M+Na]+, 100).
N-[(3-对甲基苯基-异噁唑-5-基)-甲基]-一枝蒿酮
酸酰胺(3f): 产率 70%, 白色固体. m.p. 185~187 ; ℃ 1H
NMR (400 MHz, CDCl3) δ: 0.65 (d, J=6.8 Hz, 3H, CH3),
1.62~1.67 (m, 4H, 2CH2), 1.82 (s, 3H, CH3), 1.91~1.92
(m, 1H), 2.01~2.06 (m, 1H), 2.13~2.17 (m, 1H), 2.40 (s,
3H, Ar-CH3), 2.42~2.51 (m, 1H), 2.55~2.60 (m, 1H),
2.61~2.62 (m, 1H), 2.84~2.95 (m, 1H), 3.18 (s, 1H),
3.85 (s, 3H, OCH3), 4.66~4.68 (m, 2H), 5.41 (s, 1H), 5.61
(s, 1H), 6.47 (s, 1H), 6.50 (s, 1H), 7.24~7.67 (m, 4H,
PhH); 13C NMR (100 MHz, CDCl3) δ: 208.4, 174.3, 169.1,
168.9, 162.9, 151.3, 140.6, 138.1, 129.9, 126.9, 126.0,
116.2, 100.7, 46.1, 41.6, 38.9, 38.3, 36.8, 35.6, 35.5, 34.1,
31.5, 25.8, 25.1, 21.6, 12.3, 8.2; IR (KBr) ν: 3329 (NH),
2926, 2855, 1690 (C=O), 1624 (NH—C=O), 1529, 1432,
1384, 1226, 1184, 915 cm-1; ESI-MS (70 eV) m/z (%):
419 ([M+1]+, 50), 441 ([M+Na]+, 40).
2.3 抗病毒活性测试
2.3.1 测试样品溶液的配制
将各样品溶于适量的 DMSO, 再用培养液配制成
1000 μg/mL 的初始浓度, 然后用培养液做 3 倍稀释, 各
8 个稀释度(浓度依次为 250, 62.5, 15.6, 3.9, 1.0, 0.2,
0.06, 0.02 μg/mL).
2.3.2 抗流感病毒活性测试
将狗肾(MDCK)细胞接种于 96 孔培养板, 置于 5%
CO2, 37 ℃培养 24 h, MDCK 细胞分别加入 A 型流感病
毒(H3N2/江西东湖/312/2006, H1N1/广东罗湖 219/2006)
1×10-3.3 (50 倍 TCID50), B 型流感病毒(济防 97-13)
1×10-2 (10倍TCID50), 37 ℃吸附2 h后移出病毒液, 然
后分别加入不同稀释度的药物. 设病毒对照﹑细胞对照
和阳性药对照, 37 ℃培养 36 h, 观察结果, 纪录细胞病
变程度CPE, 用Reed-Muench法分别计算各样品半数中
毒浓度(TC50)值和对流感病毒半数抑制浓度(IC50)值, 实
验结果见表 1 和表 2.
致谢 活性筛选试验由中国医学科学院医药生物技术
研究所协助测定, 在此对他们的帮助表示诚挚的谢意.
Chinese Journal of Organic Chemistry ARTICLE
Chin. J. Org. Chem. 2012, 32, 333~337 © 2012 Chinese Chemical Society & SIOC, CAS http://sioc-journal.cn/ 337
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