全 文 ：邪蒿素及其衍生物的合成及镇痛活性
郭焕芳 , 周培岚 , 宫泽辉 , 谢　蓝＊
(北京毒理药理研究所 , 北京 100850)
摘要:本文报道了合成天然产物邪蒿素及其衍生物的新方法 , 以 7-羟基-8-乙酰基香豆素或取代香豆素为原料 ,
经与丙酮缩合 、还原 、脱水得到单一的角型三环邪蒿素类化合物。 三步反应条件温和 , 各步收率均 >80%。 12个邪
蒿素类衍生物的小鼠醋酸扭体镇痛试验结果表明合成的邪蒿素(4a)和 4, 8, 8-三甲基-9, 9-二氢 -吡喃 [ 2, 3-f]色烯-2,
10-二酮(2b)具有明显的镇痛活性 , 抑制率分别为 85%和 50%, 明显优于或相当于同试验中的对照药阿司匹林。
关键词:邪蒿素;合成;镇痛活性
中图分类号:R916.2　　　文献标识码:A　　　文章编号:0513-4870(2008)09-0930-04
收稿日期:2008-04-22.
基金项目:北京市科委 “针对重大疾病的创新药物研究 ”专项基
金资助项目(D0204003041631).
＊通讯作者　Tel:86-10-66931690,
E-mail:lanxieshi@yahoo.com
Synthesisandantinociceptiveactivityofseselinderivatives
GUOHuan-fang, ZHOUPei-lan, GONGZe-hui, XIELan＊
(BeijingInstituteofPharmacologyandToxicology, Beijing100850 , China)
Abstract:Naturalproductseselinandrelatedderivativeswithanangularpyranocoumarinskeleton
weresynthesizedfrom 8-acetyl-7-hydroxycoumarinsbycondensationwithacetone, reduction, and
dehydrationsuccessivelyundermildconditionswithtotalyieldof>50%.Twelveseselinderivativeswere
testedbythewrithingresponseassayinducedbyaceticacidatadoseof40mg· kg-1.Seselin(4a)and
4, 8, 8-trimethyl-9, 9-dihydro-pyran[ 2, 3-f] chromene-2 , 10-dione(2b)showedobviouslyantinociceptive
activitywithinhibitoryefectof85%and50%, respectively, moreorquitepotentthanaspirininthesame
assay, suggestingthatseselinderivativescouldbeanovelkindofpotentialantinociceptiveagents.
Keywords:seselin;synthesis;antinociceptiveactivity
　　具有生物活性的天然产物一直是寻找新药先导
物的重要资源之一。邪蒿素(A)是一个具有角型三
环结构的香豆素类天然产物(图 1),广泛存在于芸
香科植物枸橘的根 、伞形科植物印度邪蒿的果实及
花椒树皮中 ,并具有多种生物活性 ,如:抗真菌 [ 1] 、
抗氧化 [ 2] 、镇痛 [ 3] 、抗癌 [ 4] 等。多年来人们对邪蒿
素的角型三环骨架合成方法进行过多方面的研
究 [ 5 ～ 11] ,已报道方法的共同特点是在合成吡喃环(C
环)时都要经过形成炔丙基醚 、Claisen高温重排 ,但
得到的产物不可避免地含有少量线型结构的花椒内
酯(B)(图 1)类化合物 。两种异构体共存既降低了
预期产物的收率 ,也给分离纯化造成困难。
Figure1　Structuresofseselin(A)andxanthyletin
(B)
作者在有关生物活性天然产物的前期研究中 ,
曾采用文献报道的方法合成了系列邪蒿素衍生物
4a～ 4g,发现总有部分线型异构体的生成。为此 ,作
者探索了一条合成邪蒿素类衍生物的新路线 ,可以
特定生成角型结构的邪蒿素类化合物。新方法反应
条件温和 、避免了线性异构体的生成 、产物纯化简
·930· 药学学报 ActaPharmaceuticaSinica2008, 43(9):930-933DOI :10.16438/j.0513-4870.2008.09.001
便 ,总收率 (大于 60%)明显高于文献 [ 5, 8, 10]报道的
收率(小于 40%)。本研究同时对合成的 12个邪蒿
素类衍生物进行了小鼠醋酸扭体试验 ,以考察该类
化合物的镇痛效果以及构效关系 ,期望从中发现具
有强镇痛活性的新一类化合物 。本文报道邪蒿素及
其衍生物的新合成方法和镇痛活性试验的初步结
果 。
以 7-羟基 -8-乙酰基香豆素或取代香豆素(1a～
1g)为原料 ,在吡咯烷的催化下 ,丙酮与 8-位的乙酰
基缩合并与 7-位羟基成醚即得到角型吡喃并香豆
素的单一产物 2a～ 2g。此反应在室温下 24 h可反
应完全 ,产率高于 80%。值得注意的是吡咯烷仅为
催化量 ,过量会增加副产物的生成。化合物 2a～ 2g
的吡喃环中 4′-位羰基在冰浴下与硼氢化钠在甲醇
中反应 ,得到相应的还原产物 3a～ 3g。该反应温度
高时会得到含甲氧基的副产物。化合物 3a～ 3g可
不经纯化 ,干燥后直接在对甲苯磺酸的催化下 ,无水
苯中回流脱水即得到邪蒿素或相应的衍生物 4a～
4g(合成路线图 1)。本合成路线避免了线性异构体
的生成 ,三步反应条件温和 ,各步收率均大于 80%,
适用于大量合成或工业化生产。本文合成的系列化
合物的结构 、光谱数据 、理化常数以及活性数据见表
1。
文献 [ 3]报道天然产物邪蒿素有较强的抗炎和
镇痛双重作用 , 为此作者对 4a和具有角型三环香
豆素骨架结构的衍生物 2a～ 2c、 3a～ 3b、 4b～ 4g
进行了小鼠醋酸扭体试验 , 以考察该类化合物的镇
痛活性以及结构变化对其活性的影响。从试验结果
i:Acetone/pyrrolidine, r.t.;ii:NaBH4 /MeOH, r.t.;ii:TsOH/benzene, refluxScheme1　Synthesisofseselinderivatives
Table1　Structuresandantinociceptiveactivityofseselinderivatives(2, 3 and4)
Compound R1 R2 R3 Yield/% mp/℃ HR-ESI-MS Inhibition＊ /%
2a H H H 83 228-230 245.081 7[ M+1] 29.9
2b H Me H 83 210-212 259.096 8[ M+1] 50.0
2c Me Me H 81 212-214 273.112 4[ M+1] 24.5
3a H H H 96 134-136 247.096 5[ M+1] 13.1
3b H Me H 94 146-148 161.112 1[ M+1] 18.5
4a H H H 98 118-120 227.072 6[ M-1] 85.0
4b H Me H 97 140-142 241.086 5[ M-1] 33.6
4c Me Me H 98 135-136 257.117 2[ M+1] 34.7
4d Me H Me 99 180-182 257.117 3[ M+1] 36.7
4e Cl Me H 95 148-150 277.062 6[ M+1] 33.6
4f F Me H 93 122-124 261.092 1[ M+1] 27.5
4g (CH2)4 H 94 156-158 283.132 7[ M+1] 6.16
Morphine 99.6
Aspirin 51.9
＊Assayonthewrithingresponseinducedbyaceticacidinmice;Dose:aspirin(200mg· kg-1);compounds(40 mg· kg-1)
·931·郭焕芳等:邪蒿素及其衍生物的合成及镇痛活性
(表 1)可知:4a的镇痛效果与文献报道的天然邪蒿
素的镇痛效果相近 , 抑制率约为 85%, 镇痛效果明
显;化合物 4, 8, 8-三甲基-9, 9-二氢-吡喃 [ 2, 3-f]色
烯 -2, 10-二酮(2b)的镇痛效果与试验中的阳性对照
药阿司匹林相当 , 抑制率约为 50%。但其他化合物
镇痛效果差 , 抑制率小于 40%(表 1)。在邪蒿素及
其类似物中 , 邪蒿素镇痛效果最好 , 当香豆素环上
的 3-或 4-位引入甲基或卤素(氯或氟)时 , 其镇痛活
性明显下降 , 但可以发现甲基或卤素的影响大致相
当(4b～ 4f), 但当 3, 4-位为环己烷相稠合时(4g),
则镇痛活性基本丧失 。由此表明香豆素环上取代基
的存在有可能不利于分子的镇痛活性 。另外值得注
意的是化合物 3a、 3b的镇痛活性几乎丧失 , 而化
合物 2b的镇痛活性则相当于阿司匹林。这两类化
合物的骨架结构的差异在于化合物 2的吡喃环上
4′-位的羰基可以与苯环形成共轭 ,从而有可能使分
子保持与邪蒿素类似的平面骨架结构;而化合物 3
的吡喃环则可能呈扭船式构象 , 与邪蒿素在分子构
象上会有明显差异。由此推测类似邪蒿素的角型三
环共轭骨架结构有可能是保持该类分子镇痛活性的
一个必要结构 , 而 C环仍有进行结构改造的空间 。
更进一步的结构修饰和构效关系研究正在进行之
中 。
实验部分
REICHERT显微熔点仪 (温度未校正 );JNM-
ECA-400超导核磁共振仪 (400 Mz, 日本电子公
司);TLC薄层板(硅胶 GF254 ,青岛海洋化学有限公
司);Combiflash快速制备色谱仪(美国 ISCO公司);
Agilent1100高效液相色谱仪(Agilent公司);Bruker
APEX-IFT-MS高分辨质谱仪(美国 Bruker公司);
所用试剂均为分析纯;昆明种小鼠由军事医学科学
院动物中心提供 。
1　8, 8-二甲基-9, 9-二氢-吡喃 [ 2, 3-f]色烯-2, 10-二
酮(2a～ 2g)
7-羟基 -8-乙酰基香豆素(2 mmol)溶于二氯甲
烷(5mL)中 ,氮气保护下加入丙酮(0.5mL)和催化
量吡咯烷 (0.05 mL),棕色溶液在室温搅拌 24 h,
TLC(石油醚 -乙酸乙酯 2∶1)检测原料点消失 。加
入水(3mL), 搅拌下用 5%盐酸调节反应液 pH至
5 ～ 6,分出水层 ,有机相依次用水 、饱和食盐水洗涤 ,
无水硫酸钠干燥 。过滤除去干燥剂 ,溶剂蒸干得棕
黄色固体 ,干燥后可直接用于下步反应 。 2a～ 2c用
乙醇重结晶得淡黄色片状结晶 。 1HNMR(CDCl3)
δ:2a:1.50(6H, s, 8-CH3 ×2), 2.79(2H, s, 9-CH2),
6.33(1H, d, J=9.6 Hz, 3-H), 6.86(1H, d, J=8.8
Hz, 6-H), 7.53(1H, d, J=8.8 Hz, 5-H), 7.62(1H,
d, J=9.6 Hz, 4-H);2b:1.50(6H, s, 8-CH3 ×2),
2.40(3H, s, 4-CH3), 2.79(2H, s, 9-CH2), 6.20(1H,
s, 3-H), 6.88(1H, d, J=8.8 Hz, 6-H), 7.67(1H, d,
J=8.8 Hz, 5-H);2c:1.43(6H, s, 8-CH3 ×2), 2.07
(3H, s, 3-CH3), 2.36(3H, s, 4-CH3 ), 2.83(2H, s,
9-CH2), 6.95(1H, d, J=8.8 Hz, 6-H), 7.91(1H, d,
J=8.8 Hz, 5-H)。
2　3′, 3′-二氢-4′-羟基邪蒿素(3a～ 3g)的合成
8, 8-二甲基-9, 9-二氢-吡喃 [ 2, 3-f]色烯 -2, 10-
二酮(1mmol)溶于甲醇(5 mL)中 ,冰水浴冷却 ,搅
拌下慢慢将含有 NaBH4(0.1 g)的水溶液(1 mL)滴
加到上述甲醇溶液中 。室温搅拌 12 h, TLC(石油
醚-乙酸乙酯 3∶1)检测原料点消失 。用 5%盐酸调
节反应液的 pH至 5 ～ 6,乙酸乙酯萃取 3次 ,有机相
依次用饱和 NaHCO3水溶液 、水 、饱和食盐水洗涤 ,
无水硫酸钠干燥。过滤除去干燥剂 ,溶剂蒸干得到
的固体可直接用于下步反应 。相应的产物 3a～ 3b
用快速中压柱分离(正相硅胶;梯度洗脱:0 ～ 30%
乙酸乙酯-石油醚 )纯化得白色固体 。 1H NMR
(CDCl3)δ:3a:1.42, 1.49(各 3H, s, 2′-CH3), 2.14
(2H, d, J=5.2 Hz, 3′-CH2 ), 3.46(1H, d, J=3.2
Hz, 4′-OH), 5.25(1H, m, 4′-CH), 6.24(1H, d, J=
9.6 Hz, 3-H), 6.77(1H, d, J=8.8 Hz, 6-H), 7.32
(1H, d, J=8.8 Hz, 5-H), 7.65(1H, d, J=9.6 Hz, 4-
H);3b:1.42, 1.48(各 3H, s, 2′-CH3), 2.14(2H, d,
J=5.2 Hz, 3′-CH2), 2.40(3H, s, 4-CH3), 5.25(1H,
m, 4′-H), 6.13(1H, s, 3-H), 6.80(1H, d, J=8.8
Hz, 6-H), 7.45(1H, d, J=8.8Hz, 5-H)。
3　邪蒿素类衍生物(4a～ 4g)
3′, 3′-二氢 -4′-羟基邪蒿素 (1 mmol)溶于无水
苯(5mL)中 , 加入催化量 TsOH, 加热回流 15 min,
TLC(石油醚-乙酸乙酯 10∶1)检测原料点消失。冷
却到室温 , 加入水 , 用 10% NaOH水溶液调节反应
液的 pH至 7 ～ 8, 用乙酸乙酯萃取 3次 , 有机相依
次用水 、饱和食盐水洗涤 , 无水硫酸钠干燥 。过滤
除去干燥剂 , 溶剂蒸干得淡黄色固体 。用快速中压
柱分离(正相硅胶;梯度洗脱:0 ～ 10%乙酸乙酯-石
油醚)得纯品 4a～ 4g。氢谱数据同文献 [ 5, 8, 10, 11]报
道。
4　小鼠醋酸扭体试验
化合物用含 20% Tween的水溶解 。选用 18 ～
·932· 药学学报 ActaPharmaceuticaSinica2008, 43(9):930-933
22 g的昆明种小鼠 ,每一药物剂量组用 10只小鼠 ,
雌雄各半 ,每个试验重复 3次 。小鼠实验前禁食 8
h。以 20% Tween0.4mL为溶剂对照 ,以阿司匹林
200mg· kg-1为外周消炎镇痛药对照 ,邪蒿素及其
类似物 40mg· kg-1 ,皮下给药 30min后 ,腹腔注射
0.6%冰醋酸 0.4 mL, 5min后观察小鼠在 15min内
的扭体次数 。溶剂对照组为模型组 ,其致痛效率为
100%。与模型组比较 ,计算阳性药物和试验药物对
扭体的抑制率(%)。
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·933·郭焕芳等:邪蒿素及其衍生物的合成及镇痛活性