呫吨酮类化合物的合成文献综述
2020-04-04 13:23:43
一、选题意义
呫吨酮类化合物的结构特征与分类
呫吨酮(Xanthone,9-Xanthenone)又叫二苯并Y一吡喃酮,其母体本身并不存在于植物体中,但其衍生物广泛分布在自然界中,是药用植物的有效成分之一。自然界中得到的呫吨酮衍生物大多是黄色或白色的酚性化合物[1],主要是从龙胆科、桑科、藤黄科、远志科和百合科等科属植物中分离得到。仅在远志属植物中就已经分离出经鉴定的各类型呫吨酮化合物达66种[2]。呫吨酮母体有8个可被取代的位置,但各个部位被取代的几率并不相州,在远志属植物中,考察已知呫吨酮化合物的结构发现:5位取代基最少,4位和8位次之,而1、2、3、7位取代基最常见。呫吨酮根据结构特征可以分为:简单含氧取代呫吨酮、异戊烯基呫吨酮、呫吨酮苷、呫吨酮木质素及其他[3]。呫吨酮类化合物由于具有良好的生物活性,其合成受到广泛关注。
抑郁症是一种常见的心境障碍,可由各种原因引起,以显著而持久的 心境低落为主要临床特征,且心境低落与其处境不相称,严重者可出现自杀念头和行为。多数病例有反复发作的倾向,每次发作大多数可以缓解,部分可有残留症状或转为慢性。
抑郁症至少有 10 %的患者可出现躁狂发作,此时应诊断为双相障碍。另外我们常说的抑郁症,其实是指临床上的重症抑郁症(major depression),人群中有16%的人在一生的某个时期会受其影响。患抑郁症除了付出严重的感情和社会代价之外,经济代价也是巨大的。据世界卫生组织统计,抑郁症已成为世界第4大疾患,预计到2020年,可能成为仅次于冠心病的第二大疾病。
二、国内外研究现状
呫吨酮类化合物有着非常广泛的药理活性,其中包括利尿、抗微生物、抗病毒、强心、抗抑郁、抗结核、抗癌等活性。多数的呫吨酮类化合物能够抑制单胺氧化酶A和B。一些在自然界分布极少的呫吨酮类化合物表现出抗白血病、中枢神经系统镇静作用。此外,呫吨酮类化合物的还有抗炎、抑制脂质氧化等作用。[2,4,5,6]
三、主要内容与待解决的问题
单胺氧化酶(monoamine oxidase )为催化单胺氧化脱氨反应的酶,是一种线粒体酶,缩写MAO。也有称为含黄素胺氧化酶的。可使儿茶胺类神经递质失活的酶。单胺氧化酶存在于细胞线粒体内,大多数在肝、肾、肺、肠道及脑血管等组织中活性胺类生成、贮存和释放的部位,功能是催化去甲肾上腺素,5-羟色胺等单胺类物质,使其失去生理活性作用[7]。单胺氧化酶(简称MAO)是一类选择性抑制机体内MAO活性的药物,能与MAO发生可逆或不可逆结合,形成药物#8212;酶复合物,抑制酶的活性,干扰底物的正常代谢.从而产生各种药理作用和不良反应。早在1957年.发现具有MAOI活性的抗结核药异烟肼(1NH),能使患者情绪提高并有体位性低血压副作用,由此开发出一系列具有MAOI活性的抗抑郁药和抗高血压药,是国外发现的第一个抗抑郁药,但因其有高血压、肝肾毒性等不良反应,临床应用受到一定限制.近10年对MAOI重新评价,并肯定了其抗抑郁的疗效[8].而且,有报道认为,部分MAOI能抑制单胺氧化酶的活性,提高儿茶酚胺水平,促进新陈代谢,可以增强记忆功能(如盐酸普鲁卡因、益康宁片),故临床广泛用于抗衰老[9]。MAOI在临床治疗中发挥着重要的作用,但随着临床用药的增加,不良反应也增多,因此,有必要强调MAOI与其他药物之间的相互作用,以保障临床用药的安全有效[10]。
一般来说,1,3,5,8-和l,3,7,8-取代类型的呫吨酮类化合物,具有MAO抑制作用。在使用5-羟色胺和B-苯乙胺作为MAO-A和MAO-B的相对特异性底物时,Isogentisin 和3-0-葡糖苷均为A型和B型MAO的非选择性抑制剂,两者的抑制作用与两种底物是完全竞争性抑制的,并且,前者具有更好的抑制作用[4]。
经典的呫吨酮衍生物合成方法主要包括两个芳环部分的连接所形成的吡喃酮环,根据键合方式的不同,可将其合成方法分为以下几类[7]:
1.首先生成羰基法
该法是指两个芳环在连接时,首先生成的是酮羰基,然后再成醚键关环。[8]包括以下几种方法:
(1)先发生弗克反应,再发生Snr反应环化,此法由Sundho In于1978年首次提出,该合成法是通过两个芳坏部分首先发生弗克酰基化反应生成酮羰基,再发生分子内亲核反应成醚键。
(2)芳烃阴离子和苯甲酰基的反应,这种合成方法是芳基会属化合物与酰氯反应生成羰基,再成醚环化。
上述反应路线较长,前几步反应中间体收率都较高,但中心反应产率较低,故整个反应的应用不是很广泛,需进一步改进实验条件,提高产率。
2. U1lmann法
U1lmann法的合成设计思维和弗克反应是反其道而行之,它是分子间首先成醚键,再发生酰基化反应成环。U1lmann法是合成呫吨酮衍生物常用的方法之一。
wi1l Jam.T.Tackson 在1993年设计合成具有抗炎活性的Leuko Trien B4(LTB4)的中间体3-羟基-4-丙酸乙酯基-7-甲酸甲酯呫吨酮是采用U1lmann法,合成较为理想[9]。
一般而言,U1lmann醚合成法与弗克酰基化反应相比,其产率要低,所以目前比较流行的合成方法还是弗克反应,即先生成酮羰基,再键合环化。
3.重排反应
Fries重排反应两个芳环部分通过生成酯类化合物而连接,再发生Fries重排,最后环化生成呫吨酮衍生物。
1990年Horne等[10]在合成从植物中提取的呫吨酮衍生物所采取的合成路线每步反应产率都很高,但反应相对而言要求比较高,在文献中这种合成方法引用频率不是很高。
Smiles重排反应方法与Fries重排反应类似,都是首先通过酯基连接两个芳基部分,再发生重排反应,但Smi1es重排生成的醚键再酰化成环。Smiles重排反应比Fries重排反应应用广泛,现在有许多的呫吨酮衍生物都是由此法合成。
Smiles重排反应与U1imann法相比,虽然合成路线增长了,但反应条件温和,产率也较高,所以有时比U1imann法更受欢迎。上述介绍的几种合成法均是两步合成法。
4.一步合成法
一步合成法多采用如下两种方法:
(1)Tanase法,富电子芳环和水杨酸类化合物亲核加成的产物还原成呫吨,再经氧化成呫吨酮类化合物。
由于合成方法中包括还原、氧化、保护羟基等过程,加长了合成路线,最后反应产率不高。由呫吨氧化而得呫吨酮可用的氧化剂很多,如Cr03,HNO。,Se-02等均可,1995年日本的化学研究者Yasutakeishii提出用新型氧化剂^L羟基邻苯二甲酰亚氨(NHPI)氧化呫吨成呫吨酮,其产率高达99%,是一种很好的氧化剂[11]。
(2)用2-羟基苯甲酸乙酯与5-甲基间苯二酚-起加热,能以很高的产率一步生成呫吨酮。
四、设计方法与实施方案
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