由黄连混合生物碱合成黄连碱*

王道武, 庞 雪, 胡江磊, 张 龙

(长春工业大学 吉林省石化资源与生物质综合利用工程实验室,吉林 长春 130012)

黄连混合生物碱(A)是从中药黄连中提取出来的以相同的异喹啉环为主体结构，以甲氧基、羟基、亚甲二氧基为2-, 3-, 9-, 10-位取代的混合生物碱，其中包括小檗碱、黄连碱(1)、巴马汀和药根碱。A具有抗菌、抗肿瘤和抗心律失常、降血糖和保护胃黏膜等活性[1]。研究和应用最广泛的是小檗碱[2]；1因含量极少，提取分离困难，限制了进一步的研究与应用。

本文参照由小檗碱制备1的方法[3]，通过化学修饰将A转化为1。A不经复杂的提纯和分离直接作为起始原料，经脱甲氧基或亚甲二氧基、还原加氢、环合和氧化脱氢四步反应成功合成了1(Scheme 1)，总收率16%，其结构经1H NMR和ESI-MS表征。

1 实验部分

1．1 仪器与试剂

X-4型显微数字熔点仪(温度未经校正)；INOVO 400 MHz型超导核磁共振仪(CD3OD为溶剂,TMS为内标)；Agilent 1100 LC /MSD Trap电喷雾-离子阱质谱仪。

柱层析色谱用硅胶G和硅胶H,青岛海洋化工有限公司；二氯甲烷和二甲基甲酰胺(DMF)经除水处理；其余所用试剂均为市售分析纯或化学纯。

1.2 A的制备

黄连根粉经乙醇抽提三次，减压回收乙醇得浸膏；用0.2%盐酸溶解，过滤，滤液用氨水调至Scheme1pH 10，用氯仿萃取多次，合并萃取液，减压浓缩至干得棕黄色粉末A。

1.3 合成

(1) 四羟基黄连碱(2)的合成

在反应瓶中依次加入A 1.0 g(3 mmol)和二氯甲烷20 mL，搅拌使其溶解，氮气保护，于-40 ℃缓慢加入1 mol·L-1BBr3的二氯甲烷溶液6 mL，加毕，自然升至室温，剧烈搅拌反应过夜。缓慢加入甲醇淬灭反应，减压浓缩至干，经硅胶柱层析[洗脱剂: A=V(甲醇) ∶V(氯仿)=9 ∶1]分离得深棕色粉末2820 mg，产率96%, m.p.>320 ℃;1H NMRδ: 3.25(t,J=6.4 Hz, 2H, 6-H), 5.41(m, 2H, 5-H), 6.90(s, 1H, 4-H), 7.56(s, 1H, 1-H), 7.70(d,J=8.8 Hz, 1H, 12-H), 7.81(d,J=8.8 Hz, 1H, 11-H), 8.53(s, 1H, 13-H), 9.75(s, 1H, 8-H); ESI-MSm/z: 296.1(与文献值[4]一致)。

(2) 四氢四羟基黄连碱(3)的合成

在反应瓶中加入20.6 g(2 mmol)和甲醇20 mL，搅拌使其溶解后分批加入NaBH40.3 g(8 mmol),于室温反应4 h。抽滤，滤饼用乙醇重结晶得棕黄色粉末3520 mg,产率85%, m.p.233 ℃～234 ℃;1H NMRδ: 3.04(m, 2H, 5-He), 3.17(m, 1H, 13-He), 3.37(m, 2H, 5-Ha), 3.77(m, 1H, 13-Ha), 3.57(m, 1H, 14-H), 4.41(d,J=16.0 Hz, 1H, 8-Ha), 4.78(m, 2H, 6-H), 4.83(d,J=16.0 Hz, 1H, 8-He), 6.74(s, 1H, 4-H), 6.76(d,J=8.4 Hz, 1H, 12-H), 6.89(d,J=8.4 Hz, 1H, 11-H), 6.90(s, 1H, 1-H); ESI-MSm/z: 300.1(与文献值[4]一致)。

(3) 四氢黄连碱(4)的合成

在反应瓶中依次加入30.45 g(1.5 mmol),氟化铯2.28 g(15 mmol)和二甲基甲酰胺30 mL,氮气保护，于60 ℃搅拌至固体完全溶解后缓慢滴加溴氯甲烷0.2 mL(3.0 mmol),滴毕，于110 ℃反应24 h。冷却至室温，抽滤，滤液减压浓缩，用水溶解后用乙醚多次萃取，合并萃取液，用无水Mg2SO4干燥，减压浓缩至干，经硅胶柱层析(洗脱剂:A=1 ∶10)分离得近白色粉末4156 mg，产率32%, m.p.198 ℃～199 ℃;1H NMRδ: 2.64(m, 2H, 5-H), 2.82(m, 1H, 13-Ha), 3.13(m, 2H, 6-H), 3.23(m, 1H, 13-H), 3.54(d, 1H,J=8.2 Hz, 8-Ha), 3.57(d, 1H,J=8.0 Hz, 14-H), 4.09(d, 1H,J=8.2 Hz, 8-He), 5.92(s, 2H, OCH2O), 5.95(s, 2H, OCH2O), 6.56(s, 1H, 4-H), 6.67(d, 1H,J=8.0 Hz, 11-H), 6.62(d, 1H,J=8.0 Hz, 12-H), 6.80(s, 1H, 1-H); ESI-MSm/z: 324.1(与文献值[5]一致)。

(4)1的合成

在反应瓶中加入乙醇和乙酸(V∶V=2 ∶1) 30 mL,搅拌下加热至沸腾，依次加入40.13 g(0.40 mmol)和醋酸钠0.47 g(0.56 mmol);于50 ℃缓慢加入I20.23 g(0.9 mmol)的乙醇(5 mL)溶液(约20 min)，于室温反应过夜。过滤，滤饼用乙醇洗涤后经硅胶柱层析(洗脱剂:A=1 ∶9)分离得黄色晶体180 mg，产率63%, m.p.>300 ℃;1H NMRδ: 3.26(m, 2H, 6-H), 4.76(m, 2H, 5-H), 6.05(s, 2H, OCH2O), 6.41(s, 2H, OCH2O), 6.90(s, 1H, 4-H), 7.61(s, 1H, 1-H), 7.76(d,J=8.2 Hz, 1H, 12-H), 7.80(d,J=8.2 Hz, 1H, 11-H), 8.68(m, 1H, 13-H), 9.66(s, 1H, 8-H); ESI-MSm/z: 320.1(与文献值[6]一致)。

2 结果与讨论

由于从黄连混合生物碱中分离出黄连碱比较困难,本文选择不经纯化的黄连混合生物碱为原料经2-, 3-, 9-, 10-位的羟基化、异喹啉环的还原加氢、环合和氧化脱氢制得黄连碱。影响总收率的关键步骤是第三步环合反应。反应温度的控制比较重要,温度过低容易生成一个亚甲二氧基的关环产物,温度过高易发生多分子聚合反应。另外尽量降低黄连混合生物碱的浓度，也能有效地抑制副反应。

本方法步骤简单、易于操作、成本较低，适合黄连碱的批量生产，具有潜在的应用前景。可为其他中草药中含有类似结构的主要成分的转化研究提供借鉴思路，对于提高中药的利用价值和发展创制新药具有很好的指导意义。

[1] 李彩虹,周克元. 黄连活性成分的作用及机制研究进展[J].时珍国医国药,2010,21(2):466-468.

[2] 李波,朱维良,陈凯先.小檗碱及其衍生物的研究进展[J].药学学报,2008,43(8):773-787.

[3] Maria Laura Colombo, Carlo Bugatti, Andrea Mossa,etal. Cytotoxicity evaluation of natural coptisine and synthesis of coptisine from berberine[J].Ⅱ Farmaco,2001,(56):403-409.

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[5] 刘川,赵守训. 江苏元胡块茎中化学成分的研究[J].中国药科大学学报,1989,20(5):261-265.

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