香豆素类化合物生物活性研究进展
2019-04-27刘进兵
张 宇,刘进兵
(邵阳学院 食品与化学工程学院,湖南 邵阳 422000)
香豆素是一种具有苯并α-吡喃酮母核的内脂化合物,在自然界中分布广泛,最早是从零陵香豆中分离得到,做为一种调味剂使用。香豆素母环上常有羟基、烷氧基、异戊烯基、羰基等取代基,随之获得了多种香豆素,如简单香豆素、呋喃香豆素、吡喃香豆素等等[1]。由于香豆素衍生物具有较好的药理活性,如抗癌[2]、抗菌[3]、抗炎[4]、抗氧化[5]、抗病毒、抗HIV[6]以及抑制酪氨酸酶[7]等生物活性。此外,香豆素类衍生物在可见光范围内具有良好的荧光性,可作为荧光染料以及激光染料使用。因此,香豆素类化合物受到了各界学者广泛的关注,其应用研究也成为了当今研究热点。本文综述了近几年来香豆素衍生物的生物活性研究进展。
1 抗癌活性
自上世纪60年代开始,出现了大量的有关香豆素衍生物具有抗癌活性的报道,很多基于香豆素母环的分子都具有抑制癌细胞作用。
Wang[7]等人合成了多种香豆素苯并咪唑衍生物,并对该类化合物进行了体外抗癌活性评价,结果表明化合物7-(二乙胺基)-3-(1,5,6-三甲基-1H-苯并[d]咪唑-2-基)-2H-色烯-2-酮(GI50=1.50)以及化合物7-(二乙胺基)-3-(1,5-二甲基-1H-苯并[d]咪唑-2-基)-2H-色烯-2-酮(GI50=0.59),对KATO-III(人胃癌细胞)具有优良的抑制活性,并且发现苯并咪唑结构片段被甲基化后,其抗癌活性的效果显著增强。
Megharaja Holiyachi[8]等人发现香豆素苯并咪唑衍生物也具有良好的抗癌活性,当环上有甲基或甲氧基取代时,对子宫颈癌细胞具有强烈的抑制作用,而当环上被甲基或者溴取代时,则对人结肠癌细胞表现出优越的抑制活性。
2017年Moustafa[9]等人设计合成了一系列具有抗癌活性的香豆素噻唑席夫碱类化合物。其中含有2,6-二氯苯基结构化合物对Hela肿瘤细胞有良好的抑制活性。具有2-氯-5-硝基苯基及10-氯蒽基结构时,不仅对Hela肿瘤细胞有良好的抑制活性,对COS-7肿瘤细胞也具有较好的抑制效果,均优于阳性对照多柔比星。
2017年,Luo[10]等通过体外细胞毒性筛选发现,3-取代的4-苯胺基香豆素衍生物对MCF-7、HepG2、HCT116和Panc-1癌细胞均有一定的抑制作用,其中当化合物氨基上的氢被苯并二恶茂和2-羟基-3-甲基苯基取代时,其抑制活性均比阳性对照物5-氟脲嘧啶好。
2018年,Gejjalagere[11]等人合成了香豆素异噁唑啉化合物(图1),并对所合成化合物进行了人体黑色素瘤细胞研究,其中部分化合物对人黑素瘤(UACC 903)具有显著的抗增殖作用。
图1 香豆素异噁唑啉化合物
Manojkumar[12]等人合成了多种香豆素杂环衍生物,体外细胞毒性测试结果显示,部分化合物对EAC(埃利希腹水癌细胞)和DLA(道尔顿淋巴瘤细胞)细胞均具有较好的抑制活性,与阳性对照物5-氟脲嘧啶活性接近。
2 抗菌活性
Wang[13]等人以4-羟基香豆素和环氧氯丙烷为原料,合成了香豆素哌嗪衍生物(图2),并对其进行了抗菌活性研究,实验发现,该类化合物对革兰氏阳性菌株显示出良好的抗菌活性。其中哌嗪N上的氢被4-甲氧基苯基取代时,其抗菌活性优于阳性对照物青霉素。
图2 香豆素哌嗪衍生物
Sined[14]等人合成了一系列香豆素酯化合物(图3)。考察了该类化合物抗菌、抗真菌活性,结果显示部分化合物抑菌活性强于阳性对照氨苄西林。
图3 香豆素酯化合物
Rodanant[15]等人从九里香叶中提取出了四种香豆素化合物(图4),所提取出化合物均对牙龈卟啉单胞菌表现出优异的抑制活性。
图4 四种香豆素化合物
图5 香豆素氨基磷酸酯衍生物
Ji[16]设计并合成了一系列新型的香豆素氨基磷酸酯衍生物(图5),体外几丁质合成酶活性(CHS)以及抗微生物活性结果显示,部分化合物抗菌活性具有一定选择性。
Desai[17]等人通过微波法合成了一系列含氰基吡啶香豆素衍生物,抑菌活性结果显示部分化合物具有与氨苄西林(50μg/ mL)相当的活性。
2017年,Rakesh[18]等人报道一类香豆素吡唑衍生物(图6),对该类化合物的抗菌及抗炎实验表明,化合物(2b)和(2d)具有良好的抗菌作用,化合物(2b)和(2d)对革兰氏阳性金黄色葡萄球菌菌株最低抑菌浓度为0.78μg/mL和1.562μg/mL;抗炎活性结果表明,化合物(2a)和(2c)比标准药物醋氯芬酸更有效。
图6 香豆素吡唑衍生物
3 抗氧化活性
Kassim[19]等人从芸香科蜜茱萸属茯苓树皮中提取出了四种香豆素类化合物,显示出对DPPH自由基的强烈抑制作用,优于阳性对照维生素C。
Roussaki[20]等人合成了多种3取代芳基香豆素衍生物,抗氧化测试发现,自由基清除活性与阳性对照去甲二氢愈创木酸相当。
Niu[21]等人以2-溴异丁酸乙酯和对羟基苯乙酮为起始原料,合成了多种香豆素衍生物。发现该类化合物抗氧化活性优于阳性对照水溶性维生素E。
4 抗病毒活性
王洁[22]合成了一系列香豆素衍生物(图7),并对部分化合物进行抗HIV活性初筛,化合物1以及化合物2具有较好的抗HIV活性。
图7 香豆素衍生物
Wang[23]等人通过对香豆素进行结构修饰得到了一系列香豆素衍生物(图8)。病毒测试研究中,发现化合物3a与3c有较好的抑制人结肠病毒作用,化合物3a和3c在HEK293细胞中EC50分别为3.29和4.85 μmol/L;在RD细胞中EC50分别2.5和3.98 μmol/L。
图8 香豆素衍生物
Hamdy[24]等人以4-甲基-6,7-二羟基香豆素为原料经过Suzuki-Miyauara偶联反应制备三芳基香豆素(图9)。并对化合物进行了抗HIV活性研究,其中化合物3a和3d具有良好的抑制HIV活性,IC50分别为4.57和13.20μmol/L。
图9 三芳基香豆素
Osman[25]等人合成了一系列香豆素噻唑类衍生物。并对所合成化合物进行了抗菌、抗结核以及抗病毒活性测试。抗病毒活性筛选显示部分化合物对流感病毒有较好的抑制活性。
5 其它活性
2018年,权彦[26]等人以4-羟基香豆素为原料,合成了多种4-羟基香豆素衍生物,并对所合成4-羟基香豆素衍生物进行了抗凝血活性研究,结果表明该类型化合物均有良好的抗凝血作用。
Pintus[27]等人通过结构修饰合成了3取代香豆素衍生物(图10),化合物1和化合物2表现出优良的抑制酪氨酸酶活性,IC50值为0.15和0.38 μmol/L。
图10 3取代香豆素衍生物
6 展望
综上所述,香豆素及其衍生物在生物活性领域应用的越来越广泛。香豆素母环经过结构修饰后,在新药的研发有着重要的研究价值。此外,在抑制酪氨酸酶活性方面也具有较好的活性,有助于寻找新的食品保鲜剂以及酪氨酸酶抑制剂。