两种胡椒碱的酸性衍生物的合成∗

秦 蓓，辛元晶，余丽丽，李 立，杨 欣，王 荣

(1.西安医学院药学院 药物研究所，陕西 西安710021;2.西安交通大学 理学院，陕西 西安710049)

胡椒碱(Piperine)是胡椒科植物中提取的一种重要的活性生物碱，属于桂皮酞胺类生物碱，具有抗胃溃疡、抗氧化、降血脂、抗炎症、抗肿瘤、抗抑郁和免疫调节等作用[1-5]。如1999年研究者们就在对中药有效成分筛选中发现胡椒的主要生物碱——胡椒碱能够有效地抑制黑色素细胞的增值[6]。20世纪70年代乌恩[7]通过对传统药材荜茇的研究发现其出色的调节血脂的作用，同时发现了可能的12种活性物质，其中就包含GBO及其多种衍生物。周毅等[8]则发现胡椒碱对多药耐药乳腺癌细胞具有耐药逆转作用。廖红波等[9]的研究表明胡椒碱具有较好的抗抑郁作用。近年来学者们通过研究不断证实胡椒碱及其衍生物具有多种生物活性[10-11]，包兰兰等[12]研究胡椒碱对大鼠血脂水平的影响，发现胡椒碱有抑制外源性血脂升高的作用。但是胡椒碱本身存在毒性较大的问题，极大地限制了其临床上的应用开发。有研究表明胡椒碱的某些衍生物即具有良好调血脂等效果且毒性较低[10，13-15]，据此作者拟将通过水解、酰胺化反应，固相水解等过程在胡椒碱结构中引入氨基酸结构，获得一些氨基酸修饰的胡椒碱类似物，为后续的药理研究提供基础原料。

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

胡椒碱:质量分数98%，西安瑞盈生物科技有限公司;L-丙氨酸甲酯盐酸盐:质量分数98%、L-缬氨酸甲酯盐酸盐:质量分数98%，上海萨恩化学技术有限公司;甲磺酰氯(MeSO2Cl):质量分数99%、中性氧化铝(Al2O3):75～150μm，阿拉丁试剂，上海晶纯生化科技股份有限公司;二氯甲烷(DCM)、三乙胺(TEA):分析纯，天津市富宇精细化工有限公司;石油醚(PE)、甲醇、无水乙醇、氟化钾(KF):分析纯，天津市天力化学试剂有限公司;乙酸乙酯(EA):分析纯，天津市科密欧化学试剂有限公司;无水硫酸钠:分析纯，天津市恒兴化学试剂制造有限公司;盐酸:分析纯，西陇化工股份有限公司;碳酸氢钠:分析纯，成都市科龙化工试剂厂;氢氧化钾(KOH):分析纯，天津欧博凯化工有限公司。

全自动熔点仪:MP300，济南海能仪器有限公司;三重四级杆液质联用仪:Agilent LC1260-MS6460，安捷伦科技有限公司。

1.2 实验方法

两种胡椒碱的酸性衍生物的合成路线见图1。

1.2.1 胡椒酸(1)的制备

胡椒碱(17.5 mmol，5 g)加入质量分数20%KOH甲醇(150 m L)，80℃回流72 h后水解完成后，减压蒸馏除去甲醇，得到黄色油状液。加100 m L蒸馏水溶解后，加6 mol/L HCl调节至p H＜1，有黄色固体物质析出，抽滤得固体(见图1)。50℃下，将黄色固体溶解于足够少的甲醇中，自然冷却至室温后冰水浴使其结晶。抽滤得到黄色固体(2.973 g，产率为77.7%)。

1.2.2 酰胺(A)和酰胺(B)的合成

酰胺(A)(胡椒酸丙氨酸甲酯偶联物)的合成(见图1):胡椒酸(5 mmol，1.09 g)和新蒸的DCM(20 m L)混合后，在低温搅拌器中(－15℃)搅拌10 min，加入TEA(10 mmol，1 300μL)，随后加入新蒸的甲磺酰氯(4.5 mmol，750μL)，－15℃搅拌1 h。将L-丙氨酸甲酯盐酸盐(5 mmol，0.70 g)溶于新蒸的DCM中，加入5 m L TEA搅拌30～40 min，将该溶液缓慢滴加至上述低温反应混合物中。在0℃下搅拌30 min后，在室温下搅拌2～3 h。反应过程中通过薄层色谱板监测，展开体系:[V(CH2Cl2)∶V(EA)∶V(PE)＝20∶1∶1]，将30 m L DCM加入反应混合物中，然后分别用质量分数5%HCl(3×30 m L)，饱和Na HCO3(3×30 m L)洗涤，用无水硫酸钠干燥24 h，过滤，浓缩，得到固体粗产物。将粗产物溶于尽可能少的EA中，缓慢滴加PE重结晶得到黄色固体(0.58 g，产率为38%)。

酰胺(B)(胡椒酸缬氨酸甲酯偶联物)的合成(见图1):具体过程同酰胺(A)的合成，将氨基酸盐酸盐换为L-缬氨酸甲酯盐酸盐(5 mmol，0.84 g)。产物为浅黄色蜡状固体(1.54 g，产率为92%)。

图1 两种胡椒碱的酸性衍生物

1.2.3 A酸和B酸的合成

质量分数40%KF-Al2O3的制备:将15 g中性氧化铝和10 g KF分散于200 m L水中，在旋转蒸发仪上50～60℃下除去水，放入真空烘箱中50℃干燥12 h，置于干燥器中备用。

A酸(胡椒酸丙氨酸偶联物)的制备(见图1):取酰胺A(0.5 mol，0.152 g)与0.5 g KF-Al2O3混合，在小表面皿中研磨分散。将分散均匀的粉末转移至50 m L的茄型瓶中，在50℃加热搅拌2 h。冷却后将5 m L水加至固相体系中，搅拌5 min。过滤，将滤液用质量分数10% 盐酸酸化，过滤，干燥后得黄色固体粉末(0.13 g，产率为90%)。

B酸(胡椒酸缬氨酸偶联物)的制备(见图1):具体过程同A酸，最终得到浅黄色固体(0.15 g，产率94%)。

2 结果与讨论

2.1 胡椒酸

胡椒酸(1)的相对分子质量为218.06，质谱(ESI-MS，Agilent LC1260-MS6460)检测中可见m/z＝217.0(M-1)可见相对分子质量基本符合。测定胡椒碱和胡椒酸的熔点分别为206℃和198.3℃。

2.2 酰胺(A)和酰胺(B)的结构表征

酰胺(A)的相对分子质量为303.11，质谱(ESI＋)得m/z＝304(M＋1)，可见相对分子质量基本符合。酰胺(A)的1H-NMR图谱(CCl3D)见图2。

图2 酰胺(A)的1 H-NMR图

酰胺(B)的相对分子质量为331.14，质谱(ESI＋)得m/z＝332(M＋1)，可见相对分子质量基本符合。酰胺(B)的1H-NMR图谱(CCl3D)见图3。

图3 酰胺(B)的1 H-NMR图

2.3 胡椒碱的衍生物——A酸和B酸的结构表征

胡椒碱的衍生物——A酸的相对分子质量为289.10，质谱(ESI＋)得m/z＝290.0(M＋1)，可见相对分子质量基本符合。A酸的1H-NMR(DMSO-D6)图谱见图4。

图4 A酸的1 H-NMR图

由图4可知，12.52为羧基氢，8.37～8.35为酰胺上的氢(N H)，7.28～6.89为双键上与羰基相邻的的信号以及苯环和靠近苯环的双键上的氢(C2)，6.16～6.12为羰基相邻的C3氢，6.04为C4氢(O CH2O)，4.30～4.27为 C5(NH—CH—CO)上的氢，1.30～1.28为C6氢(CH3)。

胡椒碱的衍生物——B酸的相对分子质量为317.13，质谱(ESI＋)得m/z＝318.1(M＋1)，相对分子质量符合。B酸的1H-NMR图谱(DMSOD6)见图5。

图5 B酸的1 H-NMR图

由图5可知，12.56为羧基氢，8.21～8.19为酰胺上的氢(NH)，7.29～6.90为双键上与羰基相邻的一个H的信号以及苯环和靠近苯环的双键上的氢(C2)，6.32～6.28为羰基相邻的，6.05为C4(O CH2O)，4.26～4.23为 C5(NH—CH—CO)上的氢，2.11～2.04为C6上的氢[CH(CH3)2]，0.92～0.89为 C7上的氢 [CH(CH3)2]。

3 结 论

作者以胡椒碱为原料通过水解、氨基的酰胺化反应、水解三步反应，合成了A酸和B酸两种衍生物。

整个合成过程采用了重结晶的纯化方式，减少了繁琐的柱层析分离，最后一步水解采用了固相水解的方式，很好的保护了结构中的酰胺键，避免了实验过程和后处理过程的溶剂的使用，实现了绿色合成。

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