全 文 ：氮杂岩白菜素衍生物的合成及其初步抗肿瘤活性
毛泽伟1 万春平2 张梦迪1 郑 喜2 饶高雄1*
(1 云南中医学院中药学院 云南 昆明 650500;2 云南中医学院第一附属医院中心实验室 昆明 650021)
毛泽伟 男，34 岁，讲师，从事药物化学研究。* 联系人，饶高雄 教授，E-mail:rao13987124569@ qq． com
云南省应用基础研究计划项目(2013FZ088，2014FZ087)资助
2015-09-01 收稿，2015-11-14 接受
摘 要 岩白菜素因其广泛的生理活性而备受关注。本文通过 Mannich 和 Mitsunobu 反应，合成了 8 个
氮杂岩白菜素衍生物，其结构经1H NMＲ、13C NMＲ及质谱确证。采用 MTT 法初步测试了目标化合物体外抗
肿瘤活性，结果表明，化合物 3c 和 3d 对细胞株 A549 均表现出优于岩白菜素的抑制活性(IC50分别为
3. 74μmol /L和 5. 05μmol /L)，可做进一步研究。
关键词 岩白菜素 衍生物 合成 抗肿瘤活性
Synthesis and Preliminary Antitumor Activity of Aza-Bergenin Derivatives
Mao Zewei1，Wan Chunping2，Zhang Mengdi1，Zheng Xi2，Ｒao Gaoxiong1
(1School of Traditional Chinese Medicine，Yunnan University of Traditional Chinese Medicine，Kunming 650500;2Central
Laboratory，The NO． 1 Affiliated Hospital of Yunnan University of Traditional Chinese Medicine，Kunming 650021)
Abstract Bergenin is attracting more and more attention due to its wide range of biological activities． In this
work，eight aza-bergenin derivatives were synthesized by Mannich reaction and Mitsunobu reaction，and their
structures were characterized by 1H NMＲ，13C NMＲ and HＲMS． Their antitumor activities were studied in vitro
against human tumor cell line A549 by the MTT assay． The results revealed that compound 3c and 3d are the most
potential compounds against A549 (IC50 = 3. 74μmol /L and 5. 05μmol /L，respectively)，which showed better
activity than bergenin and could be used as the lead compounds for further research．
Keywords Bergenin，Derivatives，Synthesis，Anti-tumor activity
岩白菜素(Bergenin，1)是从虎耳草科植物岩
白菜等草药中提出的活性成分［1］，因其良好的镇
咳和抗溃疡作用，被《中华人民共和国药典》收为
镇咳祛痰药。岩白菜素具有毒性低、对咳嗽中枢
有选择性抑制作用和连续使用不产生耐药性等特
点［2］，因此在新药研发方面具有广阔的应用前
景。目前国内外对岩白菜素的衍生化研究主要集
中在羟基的酯化和醚化方面［3 ～ 5］，而对官能团的
转化，特别是含氮岩白菜素衍生物研究报道很
少［6］。为了阐明含氮结构单元对分子活性的影
响，在前期研究基础上［7，8］，本文通过 Mannich 反
应［9］和 Mitsunobu 反应［10］，合成得到了一系列氮
杂岩白菜素衍生物，并对其体外抗肿瘤活性进行
初步筛选。这为岩白菜素的构效关系研究拓展了
思路，合成路线见图式 1。
1 实验部分
IKA-ＲCT 加热磁力搅拌器;Bruker AM-300
核磁共振波谱仪，TMS 为内标;YANACO 显微熔
点仪，温度未校正;AutoSpec Premier P776 型双聚
焦三扇型磁质谱仪;二氧化碳培养箱;Epoch 连续
波长酶标仪;ＲPMI-1640 培养基。所用试剂及溶
剂均为市售分析纯级(溶剂使用前经干燥处理);
柱色谱硅胶及薄层色谱硅胶板均为青岛海洋化工
厂产品。
1. 1 化合物(2a ～ 2d)的合成
称取 656mg(2mmol)岩白菜素于 25mL 圆底
烧瓶中，依次加入 10mL 乙醇、1mL 甲醛水溶液和
3mmol胺类化合物。回流反应 8h 后，真空浓缩，
残余物进行柱层析(CDCl3 /CH3OH = 8 ∶ 1，体积
比)分离，得到目标产物。
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DOI:10.14159/j.cnki.0441-3776.2016.04.016
图式 1 氮杂岩白菜素衍生物的合成
Scheme 1 Synthesis of aza-bergenin compounds
化合物 2a:白色固体，收率 48%。mp:247 ～
250℃;1H NMＲ(300MHz，DMSO-d6)δ:8. 98(s，
1H)，7. 74(s，1H) ，5. 03(s，2H) ，4. 91(d，J =
5. 4Hz，1H) ，4. 72(d，J = 5. 4Hz，1H) ，4. 21 ～ 4. 29
(m，2H) ，3. 37(s，4H) ，3. 30 ～ 3. 41(m，2H) ，3. 14
(s，3H) ，2. 86 ～ 2. 94(m，2H) ，2. 77 ～ 2. 82(m，
2H) ，2. 01(s，4H) ;13 C NMＲ(75MHz，DMSO-d6)
δ:162. 77，153. 77，146. 78，139. 46，117. 58，
116. 47，115. 05，81. 40，78. 87，73. 53，72. 27，
70. 48，61. 02，59. 49，54. 09，51. 62，50. 32，25. 17。
化合物 2b:白色固体，收率 44%。mp:248 ～
250℃;1H NMＲ(300MHz，DMSO-d6)δ:9. 00(s，
1H)，7. 73(s，1H) ，5. 02(s，2H) ，4. 92(d，J =
5. 4Hz，1H) ，4. 73(d，J = 5. 4Hz，1H) ，4. 26(d，J =
6. 3Hz，1H) ，4. 18 ～ 4. 23(m，2H) ，3. 38(t，J =
4. 5Hz，4H) ，3. 32(t，J = 9. 6Hz，1H) ，3. 15(s，
3H) ，2. 84 ～ 2. 95(m，2H) ，2. 77 ～ 2. 83(m，2H) ，
1. 62 ～ 1. 69(m，4H) ，1. 22 (s，2H) ;13 C NMＲ
(75MHz，DMSO-d6)δ:162. 69，153. 92，146. 44，
138. 99，117. 34，117. 01，115. 11，80. 67，78. 48，
73. 48，72. 54，71. 12，60. 93，59. 42，53. 18，52. 03，
49. 60，24. 82，20. 72。
化合物 2c:白色固体，纯度 95. 7%，收率 58%。
mp:244 ～ 246℃;1H NMＲ(300MHz，DMSO-d6)δ:
8. 97(s，1H)，7. 76(s，1H) ，5. 02(s，2H) ，4. 91(d，J
=5. 4Hz，1H) ，4. 71(d，J = 5. 4Hz，1H) ，4. 23 ～ 4. 29
(m，2H) ，3. 49 ～ 3. 58(m，4H) ，3. 34 ～ 3. 45(m，
2H) ，3. 23(s，3H) ，2. 84(q，J = 7. 2Hz，4H) ，1. 29(t，
J = 7. 2Hz，6H) ;13 C NMＲ(75MHz，DMSO-d6)δ:
162. 80，153. 33，145. 71，138. 92，117. 68，116. 29，
114. 98，81. 26，77. 08，73. 51，71. 74，70. 53，61. 11，
59. 43，53. 82，49. 67，15. 96;HＲMS:m / z C19 H26 NO9
(M +H)+ 412. 1608，实测值 412. 1626。
化合物2d:淡黄色固体，收率52%。mp:244 ～
247℃;1H NMＲ(300MHz，DMSO-d6)δ:8. 97 (s，
1H)，7. 75(s，1H) ，5. 03(s，2H) ，4. 92(d，J =5. 4Hz，
1H) ，4. 74(d，J = 5. 4Hz，1H，4. 22 ～ 4. 28(m，2H) ，
3. 38 ～3. 46(m，4H) ，3. 31 ～ 3. 41(m，2H) ，3. 21(s，
3H) ，2. 85 ～2. 93(m，1H) ，1. 32(d，J = 6. 8Hz，6H) ，
1. 28(d，J = 6. 8Hz，6H) ;13 C NMＲ(75MHz，DMSO-
d6)δ:162. 77，153. 77，146. 78，139. 46，117. 58，
116. 47，115. 05，81. 40，78. 87，73. 53，72. 27，70. 48，
61. 02，59. 49，54. 09，50. 01，16. 03，15. 94。
1. 2 化合物(3a ～ 3d)的合成
称取 656mg (2mmol)岩白菜素和 787mg
(3mmol)三苯基膦于 25mL 二颈瓶中，在氮气保
护下，加入 10mL 无水 THF 溶解。在冰水浴下依
次滴加 606mg(3mmol)DIAD 和 4mmol 四氢吡咯
或二乙胺，30min 后升至 45℃反应 15h。TLC 检
测反应完成后，真空浓缩。残余物以 DCM/
CH3OH =6∶ 1(体积比)为洗脱剂进行柱层析，分
离得到目标产物。
化合物 3a:白色固体，收率 54%。mp:246 ～
249℃;1H NMＲ(300MHz，DMSO-d6)δ:8. 97 (s，
1H)，7. 71(s，1H) ，6. 36(s，1H) ，4. 91(d，J =5. 4Hz，
1H) ，4. 70(d，J =5. 4Hz，1H) ，4. 21 ～4. 32(m，2H) ，
3. 35(s，3H) ，3. 27 ～ 3. 31(m，3H) ，3. 19(s，2H) ，
2. 82 ～ 2. 93 (m，2H) ，2. 02 (s，4H) ;13 C NMＲ
(75MHz，DMSO-d6)δ:164. 09，151. 11，147. 55，
139. 92，117. 90，115. 83，108. 82，81. 23，79. 68，
73. 53，72. 04，70. 62，61. 02，50. 06，49. 43，25. 78。
化合物 3b:灰白色固体，收率 48%。mp:242
～ 244℃;1H NMＲ(300MHz，DMSO-d6)δ:8. 95(s，
1H)，7. 72(s，1H) ，6. 34(s，1H) ，4. 91(d，J =
5. 4Hz，1H) ，4. 71(d，J = 5. 4Hz，1H) ，4. 24 (d，
J = 5. 3Hz，1H) ，4. 14 ～ 4. 20(m，1H) ，3. 51 ～ 3. 62
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(m，4H)，3. 32(t，J = 9. 2Hz，1H) ，3. 29(s，3H) ，
2. 81 ～ 2. 90(m，2H) ，2. 76 ～ 2. 80(m，2H) ，1. 28
(t，J = 7. 2Hz，6H) ;13 C NMＲ(75MHz，DMSO-d6)
δ:163. 88，150. 23，147. 77，140. 02，117. 92，
115. 81，109. 40，81. 60，76. 34，73. 25，72. 06，
70. 29，60. 33，50. 12，45. 68，13. 21。
化合物 3c:白色固体，纯度 97. 1%，收率
51%。mp:253 ～ 255℃;1H NMＲ(300MHz，DMSO-
d6)δ:8. 97(s，1H)，7. 72(s，1H) ，6. 35(s，1H) ，
4. 94(d，J = 5. 4Hz，1H) ，4. 72(d，J = 5. 5Hz，1H) ，
4. 24 ～ 4. 34(m，2H) ，3. 36 ～ 3. 47(m，4H) ，3. 33
(s，3H) ，2. 87 ～ 2. 94(m，2H) ，2. 85(q，J = 7. 2Hz，
4H) ，1. 30(t，J = 7. 2Hz，6H) ;13 C NMＲ(75MHz，
DMSO-d6)δ:163. 87，151. 04，146. 89，139. 26，
117. 61，113. 48，108. 09，82. 17，78. 02，73. 41，
72. 19，70. 61，61. 38，49. 70，15. 96;HＲMS:m/z
C18H26NO8(M +H)
+ 384. 1658，实测值:384. 1639。
化合物 3d:白色固体，纯度 96. 3%，收率
37%。mp:251 ～ 254℃;1H NMＲ(300MHz，DMSO-
d6)δ:8. 98(s，1H)，7. 72(s，1H) ，6. 36(s，1H) ，
4. 92(d，J = 5. 4Hz，1H) ，4. 72(d，J = 5. 4Hz，1H) ，
4. 26 (d，J = 5. 3Hz，1H) ，4. 18 ～ 4. 25(m，2H) ，
3. 35 ～ 3. 45(m，4H) ，3. 33(s，3H) ，2. 84 ～ 2. 95
(m，3H) ，1. 30 ～ 1. 37 (m，12H) ;13 C NMＲ
(75MHz，DMSO-d6)δ:164. 17，152. 04，145. 98，
140. 73，117. 92，115. 81，109. 40，81. 60，76. 34，
73. 25，72. 05，71. 16，59. 86，50. 02，49. 97，16. 18，
16. 03;HＲMS:m/z C20H30NO8(M +H)
+ 412. 1971，实
测值:412. 1950。
1. 3 抗肿瘤活性测试
以顺铂(DDP)为对阳性对照，以 A549 为待测
细胞株，采用 MTT法［11］测定目标化合物的体外抗
肿瘤活性。取对数生长期的肿瘤细胞(5 × 104 个 /
mL)接种于 96孔板中，培养过夜后加入化合物，设
置 6 个浓度梯度，每个浓度 3 个复孔。作用 48h
后，每孔加入 20μL 5mg /mL的 MTT，继续培养 4h，
于 3000rpm 离心 10min，吸弃培养液，加入 150μL
DMSO终止反应，于振荡器振荡 10min，酶标仪
570nm波长测定吸光度，并计算 IC50，结果见表 1。
2 结果与讨论
从表 1 可以看出，化合物 3c 和 3d 对细胞株
A549 均表现出优于岩白菜素和 DDP 的抑制活
性，IC50分别为 3. 74μmol /L和 5. 05μmol /L。通过
表 1 化合物对细胞株 A549 的体外抑制活性
Tab． 1 IC50 value (μmol /L)of compounds against A549 in vitro
Compound A549
Bergenin ＞ 50
2a ＞ 50
2b ＞ 50
2c ＞ 50
2d ＞ 50
3a 35. 02
3b ＞ 50
3c 3. 74
3d 5. 05
DDP 16. 65
对分子结构进行比较发现，在糖基部分引入含氮
单元后，化合物的细胞毒活性明显增强。另外，化
合物 3a 与 3c、3d 相比，活性偏低，原因可能是吡
咯环位空间阻较大，降低了分子与肿瘤细胞的结
合作用。由此可以推断，糖基部分可能是决定化
合物活性的主要片段，对糖基部分进行结构修饰
能有效改善化合物的活性，这为深入开展此类化
合物的构效关系研究提供了参考。
3 结论
本文通过 Mannich 反应和 Mitsunobu 反应合
成得到了一系列氮杂岩白菜素衍生物，并且部分
化合物对肿瘤细胞株 A549 表现出良好的体外抑
制活性。为了研究不同含氮结构单元对分子活性
的影响，更多氮杂岩白菜素衍生物的合成及活性
研究正在进行中。
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