一种白桦脂酮酸衍生物及其制备方法与应用技术

本发明专利技术属于医药技术领域，公开了一种白桦脂酮酸衍生物及其制备方法与应用。本发明专利技术利用微生物转化技术，对白桦脂酮酸成功地进行了结构修饰，获得了16个具有母核结构修饰的新型白桦脂酮酸衍生物，这些化合物具有显著的心肌细胞保护作用，可有效保护缺氧/复氧对H9c2心肌细胞的损伤，可以作为治疗心肌梗死、冠状动脉粥样硬化性心脏病、慢性心力衰竭药物的活性成分。此外，这些化合物还具有良好的抗神经炎症活性和抗肿瘤活性，可以作为抗神经炎症药物和抗肿瘤药物的活性成分，具有广泛的用途。具有广泛的用途。

【技术实现步骤摘要】
一种白桦脂酮酸衍生物及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于医药
，具体涉及一种白桦脂酮酸衍生物及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]白桦脂酮酸(betulonic acid)，又名路路通酸、桦木酮酸，属于羽扇豆烷型五环三萜，广泛分布于药用植物中，例如白桦Betula platyphylla Suk.树皮，枫香树Liquidambar formosana Hance干燥成熟果序(中药路路通)等。白桦脂酮酸在植物内的含量普遍较低，因此通常情况下选用白桦树皮中含量更丰富的白桦醇(betulin)或白桦脂酸(betulinic aicd)，经过化学半合成或生物转化的方式得到白桦脂酮酸。
[0003]白桦脂酮酸作为白桦酸的氧化产物，是药物化学研究的重要中间体。白桦脂酮酸本身拥有十分广泛的生物活性，如抗炎、抗菌、抗病毒、抗肿瘤、抗氧化、保肝护肝等作用。但是，该化合物极性较小，易溶于有机溶剂，而不溶于水，导致生物利用度低。通常使用化学修饰的方法，以白桦脂酮酸为底物进行结构改造，以期能得到具有更强溶解性和生物活性的衍生物。有研究发现，白桦脂酮酸经过有机化学的结构修饰后产物的抗肿瘤活性和抗HIV活性得以增强。
[0004]现有技术中，由于五环三萜类化合物结构的特殊性，母核缺乏化学反应活性基团。利用有机化学方法对白桦脂酮酸进行结构修饰的位点主要为白桦脂酮酸现有的两个化学反应活性基团——3位的羰基和28位的羧基(International Journal of Molecular Sciences 2021,22:3676)。白桦脂酮酸母核上的大多数C
‑
H键为非化学反应活性位点，采用常规化学反应方法难以对母核结构进行修饰，从而获得母核上具有羟基、羰基等化学活性基团修饰的衍生物。因此，严重限制了白桦脂酮酸化学结构修饰的反应位点与衍生物的多样性。
[0005]微生物转化是利用微生物细胞体内的酶对底物进行结构修饰，使其转化成为其他化合物的过程。发酵真菌、放线菌等微生物在生长过程中产生的细胞内或细胞外特殊的酶不仅可以催化自身物质，对于外来化合物也能催化特定的化学反应，例如水解、氧化、还原、裂解、骨架重排等，因而成为了复杂天然产物结构修饰与改造的有力工具。本课题组长期从事天然活性成分的微生物转化研究，尤其是天然活性三萜的微生物转化研究。利用多种微生物对天然来源的常见三萜(包括达玛烷型、环阿尔廷烷型、乌苏烷型、齐墩果烷型三萜和羽扇豆烷型等)进行转化研究，发现微生物酶体系能选择性催化三萜母核上的多个非化学反应活性位点，从而获得母核上具有羟基、羰基等化学活性基团的衍生物(Phytochemistry 2021,182:112608；Natural Product Research 2021,35(16):2685
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2690；Phytochemistry 2019，166:112076；Planta Medica 2019,85(1):56
‑
61)。微生物转化产物一方面可以获得更强生物活性的衍生物直接用于药物研发，另一方面经微生物转化后母核上新引进的化学活性基团增加了进行化学修饰与改造的位点，解决了三萜类化合物有机化学制备衍生物反应位点少的难题。而与有机化学的方法相比，微生物转化是不能从理论上或者发酵方法本
身预测或确定哪个微生物具有转化的能力，也不能预测或确定转化产物的结构，只有制备得到化合物后经结构鉴定才能确认。已有研究表明，即使是结构相似的先导化合物，经过微生物酶体系选择性催化所获得的衍生物结构差异会非常显著，例如白桦醇和白桦脂酸，两个先导化合物的结构差异只在于28位的羟基和羧基，但是它们经微生物转化后所获得的衍生物却有显著的差异(Phytochemistry 2019，166:112076；Phytochemistry 2021,182:112608)。即使是相同的先导化合物，不同的微生物酶催化后所获得的衍生物结构也会有显著差异，而这也是微生物转化的多样性特色，例如同样是先导化合物原人参二醇的微生物转化，选择不同的菌株进行催化，所获得的衍生物也会是有显著差异(Biotechnology Letters 2013,35:439
‑
443；Fitoterapia 2013,84:6
‑
10)。因而，微生物转化法作为一种化合物结构修饰的方法，其产物结构具有多样性和不确定性的特征，只有制备获得并经结构确证才能最终确定。因此，微生物转化法并不能像有机化学那样先设计好化合物，然后再去反向合成。同时，药物分子作为完整的化合物结构，即使仅仅是羰基、羟基和甲基的区别，表现出来的药理活性也会有显著差异。而在没有获得相应化合物并进行药理性测试之前，并不能准确预测其效果。自然界中微生物的种类繁多，挑选合适的微生物菌株是采用微生物转化法对白桦脂酮酸进行结构修饰与改造的关键。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种白桦脂酮酸衍生物及其制备方法与应用，该白桦脂酮酸衍生物可用于作为医药中间体，也可以应用于制备治疗心血管疾病的药物、抗肿瘤药物及抗神经炎症药物。
[0007]本专利技术提供的白桦脂酮酸衍生物为结构式为式
Ⅰ‑
式XVI的化合物：
[0008][0009]结构式为式Ⅰ、式Ⅱ、式Ⅲ、式Ⅳ、式
Ⅴ
、式
Ⅵ
、式
Ⅶ
、式
Ⅷ
、式
Ⅸ
、式
Ⅹ
、式
Ⅺ
、式
Ⅻ
、式XIII、式XIV、式XV和式XVI的化合物为本专利技术首次公开的白桦脂酮酸新衍生物。
[0010]本专利技术还提供了上述白桦脂酮酸衍生物的制备方法，包括如下步骤：
[0011]1)发酵培养微生物，向培养基中加入白桦脂酮酸，接着进行转化培养，除去菌丝体后得到发酵液，所述微生物为根霉，犁头霉，毛霉或共头霉属的菌株；
[0012]2)将所述发酵液经萃取后，蒸干萃取液，得到转化粗提物；
[0013]3)转化粗提物经反相硅胶柱色谱，以甲醇：水作为流动相进行梯度洗脱，收集流份后经HPLC分析合并得5个组分。
[0014]4)将所述组分用反相高效液相色谱纯化，得到白桦脂酮酸衍生物。
[0015]优选的，步骤1)中，进行转化培养前，培养基中白桦脂酮酸的浓度为2
‑
5000μg/mL。
[0016]优选的，步骤2)中，所述萃取的萃取溶剂为乙酸乙酯。
[0017]优选的，步骤3)中，优选梯度洗脱条件为甲醇：水20:80
‑
40:60
‑
60:40
‑
80:20
‑
100:0。
[0018]本专利技术还提供了上述白桦脂酮酸衍生物或其药学上可接受的盐在制备治疗心血
管疾病的药物中的应用，所述心血管疾病包括心肌梗死、冠状动脉粥样硬化性心脏病或慢性心力衰竭。
[0019]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种白桦脂酮酸衍生物或其药学上可接受的盐，其特征在于，所述白桦脂酮酸衍生物的结构式选自如下任一结构式：2.权利要求1所述白桦脂酮酸衍生物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)在培养基中发酵培养微生物，然后加入白桦脂酮酸进行转化培养，后除去菌丝体后得到发酵液，所述微生物为根霉，犁头霉，毛霉或共头霉属的菌株；2)将步骤1)得到的发酵液经萃取，得到转化粗提物；3)将步骤2)得到的转化粗提物经过反相硅胶ODS
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C18柱层析，采用甲醇
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水两相系统梯度洗脱，收集合并组分；4)将步骤3)得到的组分用反相高效液相色谱进一步纯化，获得所述白桦脂酮酸衍生物。3.根据权利要求2所述的制备方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈广通，吴艳妮，朱心娟，陆游佳，范博义，宋妍，
申请(专利权)人：南通大学，
类型：发明
国别省市：