四氢小檗碱化合物的设计、合成及降脂活性分析

徐斯盛，郭抗萧，臧婧蕾，周 羽

（长沙卫生职业学院，湖南长沙 410001）

四氢小檗碱在临床应用实践中体现出了良好的降脂以及降糖活性，可通过促进LDL-R 表达水平的方式促进体内血脂水平的控制。但既往报道中显示，四氢小檗碱在临床应用中存在口服生物利用率偏低，心脏毒性等缺点。因此，为进一步改善其类药性，促进生物利用度水平的提升，本工作基于生物电子等排设计策略，修饰并改造四氢小檗碱类化合物A、D 环结构，设计全新结构四氢小檗碱类化合物的成分，并对不同化合物体外降脂活性水平进行评价。

1 化合物设计

首先，引入不同烷氧基取代四氢异喹啉A 环、D 环所对应2位、3位、9位、10位、11位以及12位，引入甲基取代的四氢异喹啉C 环所对应8位，形成四氢小檗碱类化合物，编号定义为A1～A16，并对其降脂活性进行评价。然后，基于生物电子等排原理，以吲哚环替代A 环，3，4，5-三甲氧基苯环替代D 环，以评估7位甲基、9位甲基以及C 环开环条件下对降脂活性的影响，形成四氢小檗碱类化合物，编号定义为A17～A20。在此基础之上，对以吲哚环替代D 环，不同烷氧基替代A 环2位、3位条件下对四氢小檗碱降脂活性的影响进行评价，形成四氢小檗碱类化合物，编号定义为A21～A32。

2 化合物合成

对于四氢小檗碱化合物A1～A16而言，具体的合成路线为：取代羟基苯甲醛2-1在碱性环境下进行加热处理，通过与取代溴甲基苯进行合成反应的方式生成化合物，定义为2-2。2-2通过与硝基甲烷进行克脑文盖尔缩合反应的方式生成α，β-不饱和硝基化合物，将其定义为2-3。2-3通过氢化铝锂还原的方式生成取代芳香乙胺化合物，将其定义为2-4。在缩合剂、三乙胺条件下，2-4与取代苯乙酸发生缩合反应，生成一定比例的酰胺类中间体，将其定义为2-5。2-5在氮气保护条件下同氧氯化磷发生环化反应，生成二氢异喹啉类中间体，将其定义为2-6。在硼氢化钠还原反应作用下，生成四氢异喹啉类中间体，将其定义为2-7。在酸性条件下，2-7直接与乙醛（甲醛）产生反应，生成中间体，将其定义为2-8，在此基础之上于酸性条件下进行加热反应，生成目标化合物，编号为A1～A16。

在上述反应过程当中，基本条件以及参与反应关键试剂如下：①溴甲基苯（取代溴甲基苯），碳酸钾，丙酮，在65.0℃条件下进行4.0h 反应干预；②硝基甲烷，乙酸铵，乙酸，在80.0℃条件下进行8.0～10.0h 反应干预；③氢化铝锂，四氢呋喃，在0℃条件下进行反应；④缩合剂EDCI，HOBt，二氯甲烷，三乙胺，在室温条件下进行4.0～6.0h 反应干预；⑤氧氯化磷，乙腈，氮气保护，在90.0℃条件下进行0.5～2.0h 反应干预；⑥硼氢化钠，无水甲醇，一定比例二氯甲烷助溶、0℃，在室温条件下过夜；⑦乙醛（甲醛），甲酸，在85.0℃条件下进行2.0～4.0h反应干预；⑧乙醇，6M 盐酸，在80.0℃条件下进行4.0h 反应干预。

四氢小檗碱类化合物A17～A20具体的合成路线为：吲哚甲醛3-1与硝基甲烷（硝基乙烷）通过克脑文盖尔缩合反应形成α，β-不饱和硝基化合物，将其定义为3-2。在氧化铝锂还原反应作用下生成一定比例的吲哚乙胺化合物，定义为3-3。按照同样的还原反应可生成一定比例纯类化合物，将其定义为3-5。在氧化剂氧化反应作用下，中间体3-5生成醛类中间体3-6。在此基础之上，3-3以及3-6通过P-S 关怀反应的方式形成中间体3-7，即四氢小檗碱类A20化合物。在酸性环境下，中间体与甲醛（乙醛）通过化学反应形成四氢小檗碱类目标化合物A17～A19。

在上述反应过程当中，基本条件以及参与反应关键试剂如下：①硝基甲烷，乙酸铵，乙酸，在80.0℃条件下进行8.0～10.0h反应干预；②氢化铝锂，四氢呋喃，在0℃条件下进行反应干预；③氢化铝锂，四氢呋喃，在0℃条件下进行反应干预；④氧化剂，二氯甲烷，碳酸氢钠；⑤乙腈，乙酸，在95.0℃条件下进行反应干预；⑥乙醛，甲酸，在85.0℃条件下进行2.0～4.0h 反应干预。

四氢小檗碱类化合物A21～A32具体的合成路线为：羟基苯甲酸4-1在碱性环境下加热处理，与溴甲基苯反应生成化合物4-2。其与硝基甲烷通过克脑文盖尔缩合反应形成α，β-不饱和消极化合物4-3。在此基础之上，经氢化铝锂还原反应生成芳香乙胺化合物，将其定义为4-4。同样在缩合剂以及三乙胺的共同作用下，与吲哚乙酸产生缩合反应，生成一定比例酰胺类中间体，定义为4-5。在氮气保护条件下，通过与氧氯化磷进行环化反应生成中间体4-6。经硼氢化钠还原反应生成中间体4-7。并通过与甲醛进行酸性环境反应的方式，形成中间体4-8，经酸性加热条件处理，得到四氢小檗碱类化合物A21～A30。

在上述反应过程当中，基本条件以及参与反应关键试剂如下：①溴甲基苯，丙酮，碳酸钾，在65.0℃条件下进行4.0h反应干预；②乙酸铵，硝基乙烷，乙酸，在80.0℃条件下进行8.0～10.0h 反应干预；③四氢呋喃，氢化铝锂，在0℃条件下进行反应干预；④缩合反应试剂HOBt，EDCI，二氯甲烷，三乙胺，在室温条件下进行4.0～6.0h 反应干预；⑤乙腈，氧氯化磷，氮气保护，在90.0℃条件下进行0.5～2.0h 反应干预；⑥硼氢化钠，二氯甲烷，无水甲醇，在室温条件下过夜；⑦乙醛，甲酸，在85.0℃条件下进行2.0～4.0h 反应干预；⑧乙醇，6M盐酸，在80.0℃条件下进行4.0h 反应干预。

3 降脂活性评价

设计全新结构四氢小檗碱类化合物的成分，经课题组对所设计合成化合物A1～A32进行药理活性分析，经分析认定部分化合物体外降脂活性良好。体外LDL 摄取实验数据如表1所示。结合表1数据可见，化合物体外LDL 摄取率在100.0%以上，证实上述化合物体外降脂活性良好。同时，表1中数据显示，A10、A13以及A21所对应体外LDL 摄取率分别为122.3%、125.3%以及122.7%，均达到120.0%以上，与普伐他汀阳性对照LDL 摄取率结果基本一致，体外降脂活性良好。

表1 体外LDL摄取实验数据示意表

首先，对四氢小檗碱化合物B 环、C 环以及D 环进行固定处理，在A 环所对应R1取代基上引入羟基，同时将羟甲基引入R2取代基上，生成A1化合物，与之对应LDL 摄取率达到104.2%。在此基础之上，将苄氧基引入R1取代基中，同时将羟甲基引入R2取代基上，生成A2化合物，与之对应的LDL 摄取率达到98.4%。在以甲氧基替代化合物D 环R4取代基位以及R7取代基位，并将不同取代苄氧基引入化合物A 环R1取代基位上，得到不同化合物，按照A3～A9进行编号，所对应体外摄取率与A1有良好一致性关系。随后，将羟基引四氢小檗碱化合物A 环R1取代基位上，所得到化合物编号为A10，与之对应体外摄取率明显提升（自98.4%提升至122.3%）。以此为基础，将不同烷氧基取代化合物A 环R1取代基位以及R2取代基位，所得化合物按照A11～A14编号（此环节中以苯并二氢呋喃替换化合物A 环，形成化合物编号为A13），与之对应体外LDL 摄取率达到最高值，为125.3%。而在甲基取代化合物C 环R7取代基位的情况下，所对应体外LDL 摄取率呈现出一定的下降趋势。

4 降脂活性结果

为进一步促进四氢小檗碱化合物生物利用度水平的提升，同时改善其应用过程中的毒副反应，可基于生物电子等排策略，对四氢小檗碱化合物A 环结构以及D 环结构进行改造。与此同时，对B 环、C 环第6 位以及第8 位甲基替代对体外LDL 摄取率的影响，以及四氢小檗碱化合物C 环开环对体外LDL 社区率的影响进行考察，设计全新结构四氢小檗碱化合物成分，在此基础之上对化合物A1～A32所对应体外降脂活性水平进行测定，并总结初步构效关系。

5 结束语

本文通过分析，总结得到以下几个方面的结论：第一，就四氢小檗碱化合物降脂活性水平受A 环取代基的影响进行评估，在R1取代基位为羟基，R2取代基位为甲氧基的情况下，所对应活性水平较高。反之，在R1以及R2取代基为不同苄氧基的情况下，对四氢小檗碱化合物活性水平的影响是最弱的。在此基础之上，选用杂环取代化合物A 环，在A 环取代为吲哚基的情况下，活性水平与取代前基本一致，为获得最高活性水平，应以苯并二氢呋喃替代A 环；第二，在针对四氢小檗碱化合物B 环、C 环进行考察的过程中发现，化合物活性水平会受甲基取代的影响，无论属于6位或8位，均会造成其活性水平的下降，C 环开环对化合物活性水平的影响也同样如此。根据这一实验结果，四氢小檗碱化合物降脂活性水平在很大程度上受四氢异喹啉骨架的影响；第三，对四氢小檗碱化合物D 环取代基种类进行考察，结果显示化合物降脂活性水平受D 环吲哚基取代的影响最小。并且，在D 环上存在甲氧基取代的情况下，降脂活性水平偏高，D 环为2，5-二甲氧基苯的条件下，化合物降脂活性水平达到最优状态。