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没食子酸羽扇烷醇酯的合成及其体外抗肿瘤活性

Journal of Organic Chemistry Research 有机化学研究, 2016, 4(3), 77-81

Published Online September 2016 in Hans. https://www.sodocs.net/doc/9c3496427.html,/journal/jocr https://www.sodocs.net/doc/9c3496427.html,/10.12677/jocr.2016.43011

文章引用: 李伟杰. 没食子酸羽扇烷醇酯的合成及其体外抗肿瘤活性[J]. 有机化学研究, 2016, 4(3): 77-81.

Synthesis and In Vitro Antitumor Activities of Lupanol Gallate

Weijie Li

School of Chemical and Environmental Engineering, Hanshan Normal University, Chaozhou Guangdong

Received: Sep. 3rd , 2016; accepted: Sep. 18th , 2016; published: Sep. 22nd

, 2016

This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY).

https://www.sodocs.net/doc/9c3496427.html,/licenses/by/4.0/

Abstract

Under the presence of N ,N '-dicyclohexylcarbodiimide (DDC) as dehydrating agent and 4-dimethyl- aminopyridine (DMAP) as catalyst, lupanol was refluxed with excessive gallic acid for 10 h in dichloromethane to give lupanol gallate as a new compound at 69.6% yield. The latter was ex-plored for in vitro antitumor activities against A549, LAC and HepG2 cell lines. The results showed that lupanol and cisplatin as positive control compounds had no inhibitory abilities against the above three tested tumor cell lines. The IC 50 values of lupanol gallate against A549, LAC and HepG2 cells were 51.71 μM, 62.16 μM and 64.34 μM respectively. The antitumor activities of lupanol gal-late against A549 and LAC cells were inferior to those of adriamycin, however its antitumor activ-ity against HepG2 cell exceeded that of adriamycin.

Keywords

Lupanol Gallate, Synthesis, Antitumor Activity

没食子酸羽扇烷醇酯的合成及其体外抗肿瘤活性

李伟杰

韩山师范学院化学与环境工程学院，广东潮州

Open Access

李伟杰

收稿日期：2016年9月3日；录用日期：2016年9月18日；发布日期：2016年9月22日

摘要

在缩合剂N ,N'-二环己基碳二亚胺(DCC)和催化剂4-二甲氨基吡啶(DMAP)的作用下，羽扇烷醇与过量的没食子酸在二氯甲烷中回流10 h ，合成了新化合物没食子酸羽扇烷醇酯，产率为69.6%。研究了没食子酸羽扇烷醇酯体外对肿瘤细胞株A549、LAC 和HepG2的抑制活性。结果表明，羽扇烷醇和顺铂作为阳性对照物，它们对上述3株肿瘤细胞株的增殖没有抑制作用，没食子酸羽扇烷醇酯对A549、LAC 和HepG2的IC 50值分别是51.71、62.16和64.34 μM ，其对肿瘤细胞株A549和LAC 增殖的抑制作用不及阿霉素，而对HepG2增殖的抑制作用比阿霉素的强。

关键词

没食子酸羽扇烷醇酯，合成，抗肿瘤活性

1. 引言

没食子酸是一种天然多酚类化合物，其化学名为3, 4, 5-三羟基苯甲酸，广泛存在于五倍子、漆树和茶等植物中。没食子酸及其酯具有抗菌、抗病毒和抗肿瘤等多种生理活性[1]-[3]。羽扇烷醇属于五环三萜类天然产物，在自然界中含量较少。文献报道表明，羽扇烷醇没有抗肿瘤活性[4]，但其结构修饰物具有多种生物活性[4]-[8]。据文献报道，羽扇烷醇二元羧酸单酯具有抗HIV 活性[6] [7]。笔者最近的研究表明，羽扇烷醇二元羧酸单酯对肿瘤细胞株A549、HepG2和HeLa 的增殖具有很强的抑制活性，其抗肿瘤活性比阿霉素的强[4]；肉桂酸羽扇烷醇酯对食管鳞癌细胞Eca-109、TE-1和EC-9706的增殖均有良好的抑制活性，其抗肿瘤活性与阿霉素的相近[8]。目前，未见文献报道没食子酸羽扇烷醇酯。本文以羽扇烷醇和没食子酸为原料，报道了新的化合物没食子酸羽扇烷醇酯的合成方法(见图1)，并以顺铂和阿霉素作阳性对照药物，研究了其对肿瘤细胞株A549、

LAC 和HepG2增殖的抑制活性。

2. 实验方法

2.1. 主要仪器和试剂

Brucker DRX-400核磁共振仪，TMS 为内标；MDS Sciex API 2000 LC/GC/MS 质谱仪；Perkin-Elmer 240C 元素分析仪；Synergy HT 多功能酶标仪(美国BioTek 公司)；羽扇烷醇由本实验室按文献方法制备获得[9]。3-(4′,5′-二甲基噻唑-2′)-2,5-二苯基四氮唑溴盐(MTT) (广州博强生物科技有限公司)；青霉素、链

Figure 1. Synthesis of lupanol gallate 图1. 没食子酸羽扇烷醇酯的合成

李伟杰

霉素、PRMI-1640培养基和胎牛血清(杭州四季青生物工程材料公司)；阿霉素(深圳万乐药业有限公司)；顺铂(济南齐鲁制药有限公司)；没食子酸(Alfa Aesar Co.)；其它试剂均为分析纯。

2.2. 没食子酸羽扇烷醇酯的合成

在干净的100 mL圆底烧瓶中加入214.36 mg (0.50 mmol)羽扇烷醇、102.08 mg (0.60 mmol)没食子酸、123.80 mg (0.60 mmol) DCC、4.89 mg (0.04 mmol) DMAP和30 mL二氯甲烷，装上球形冷凝管，并在冷凝管上装一个干燥管，干燥剂为无水氯化钙，然后回流(40℃)搅拌，反应时间通过薄层层析(TLC)跟踪来确定。反应10 h后冷却，过滤，滤液减压浓缩，以石油醚:丙酮= 4:1作洗脱剂，硅胶200~300目，残留物经柱层析得白色固体202.1 mg，产率为69.6%。产物R f = 0.52 (展开剂：二氯甲烷)；1H NMR (400 MHz, CDCl3), δ：0.74 (3H, s), 0.77 (3H, s), 0.81 (3H, s), 0.85 (6H, d, J = 8.0 Hz), 0.92 (3H, s), 0.95 (3H, s), 1.01 (3H, s), 1.24~1.34 (11H, m), 1.36~1.37 (3H, m), 1.50~1.54 (3H, m), 1.63~1.66 (8H, m), 1.83~1.97 (1H, m),

4.57~4.64 (1H, m), 7.01 (2H, s), 其中3个活泼氢被氘代；ESI-MS, m/z: 579 [M-1]-. Anal. calcd for C37H56O5:

C 76.51, H 9.72; found C 76.21, H 9.75。

2.3. 没食子酸羽扇烷醇酯的体外抗肿瘤活性

2.3.1. 细胞培养

人非小细胞肺癌细胞株A549、肺腺癌细胞株LAC和肝癌细胞株HepG2来源于暨南大学医药研究开发基地，它们分别在含10%胎牛血清、100 U/mL青霉素和100 μg/mL链霉素的RPMI-1640培养基(pH 7.4)中生长。

2.3.2. 细胞毒理试验[8]

收集对数期细胞1 × 104接种于96孔板，置于37℃，5% CO2培养箱培养使细胞贴壁。加入不同浓度的待测样品，实验组每个浓度做3个平行孔，37℃，5% CO2条件下培养72 h。加入20 μL MTT溶液(5 mg/mL，即终浓度为0.5% MTT)继续培养4 h。终止培养，吸去孔内培养液，每孔加入150 μL DMSO，置于摇床上震荡10 min，使结晶物充分溶解。在酶联免疫检测仪570 nm处测量各孔的吸光度值。实验同时设调零孔(培养基，MTT，DMSO)、对照孔(细胞，培养液，MTT，DMSO)和阳性对照孔(顺铂或阿霉素)。计算细胞生长抑制率的公式如下：

()()

A A A A100%

=??×

对照对照

样品空白

细胞生长抑制率

其中A样品、A对照和A空白分别表示样品、对照和空白试验的吸光度。

2.3.3. 统计分析

使用统计软件SPSS11.5处理实验数据。每个样品对癌细胞生长的抑制试验均重复3次，其抑制率为3次实验的平均值，求得样品或药物对癌细胞生长抑制50%所需要的浓度，即是IC50。实验结果见表1。Table 1. IC50 values of lupanol gallate against human tumor cell lines

表1. 没食子酸羽扇烷醇酯对肿瘤细胞株的IC50值

排序样品或药物IC50 (μM)

A549

IC50 (μM)

LAC

IC50 (μM)

HepG2

1 顺铂>100 >100 >100

2 阿霉素35.15 ± 0.65 20.48 ± 0.47 79.50 ± 0.86

3 羽扇烷醇>100 >100 >100

4 没食子酸羽扇烷醇酯51.71 ± 0.78 62.16 ± 0.52 64.34 ± 0.93

李伟杰

3. 结果与讨论

3.1. 没食子酸羽扇烷醇酯的合成

目前，没食子酸酯的合成方法主要有4种[1] [2] [10]-[16]：1) 直接酯化法。没食子酸与脂肪醇在路易斯酸的作用下反应，合成没食子酸酯，产率可达90%以上。该方法主要适用于制备没食子酸脂肪醇酯。

2) 羟基保护-酯化法。该方法是没食子酸通过苄基化或乙酰化反应先将其3个酚羟基保护起来，然后与二

氯亚砜或五氯化磷反应形成酰氯，再与醇反应形成酯，最后脱去保护基制得没食子酸酯。该方法反应步骤较多，副反应多，产率较低，且使用有腐蚀性的酰化试剂。3) DCC法。没食子酸的3个酚羟基用苄基或乙酰基保护，然后以N,N'-二环己基碳二亚胺(DCC)作缩合剂和4-二甲氨基吡啶(DMAP)作催化剂，与醇反应形成酯，再脱去保护基制得没食子酸酯；或者以DCC作缩合剂和DMAP作催化剂，没食子酸与醇直接反应制备没食子酸酯。前者反应条件温和，反应时间短，产率高，反应底物醇的适用范围广，但反应步骤较多；后者反应条件温和，反应时间短，产率较低，反应底物醇的适用范围较窄。4) 生物酶催化合成法。在酶的催化下，没食子酸与醇反应合成没食子酸酯。寻找合适的酶作催化剂，是制备没食子酸酯的关键。目前该方法仍不成熟，产率较低。没食子酸羽扇烷醇酯是一种新化合物，其合成方法未见文献报道。本文以DCC作缩合剂，DMAP为催化剂，羽扇烷醇与过量的没食子酸在二氯甲烷中回流10 h (回流温度为40℃)，一步反应合成了没食子酸羽扇烷醇酯，产率为69.6%。该方法不需要酚羟基的预先保护，操作简便。

3.2. 没食子酸羽扇烷醇酯的体外抗肿瘤活性

以非小细胞肺癌细胞A549、肺腺癌细胞LAC和肝癌细胞HepG2为肿瘤细胞模型，顺铂和阿霉素为阳性对照药物，笔者采用MTT法研究了新化合物没食子酸羽扇烷醇酯对上述3株肿瘤细胞的体外抗肿瘤活性，实验结果见表1。

样品或药物的抗肿瘤活性分别通过上述3株肿瘤细胞生长的半数抑制浓度来表达，即IC50。以IC50 < 100 μM作为评价样品或药物是否具有抗肿瘤活性的标准。IC50值越小，表示样品或药物的抗肿瘤活性越好；而IC50>100 μM，则表示样品或药物没有抗肿瘤活性。从表1可见，顺铂和羽扇烷醇对上述3株实验肿瘤细胞株的IC50值均高于100 μM，表明它们对实验肿瘤细胞株的增殖没有抑制作用；而没食子酸羽扇烷醇酯和阿霉素对实验细胞株的增殖具有抑制作用。没食子酸羽扇烷醇酯对非小细胞肺癌细胞A549和肺腺癌细胞LAC的IC50值分别为51.71 μM和62.16 μM，其对上述2株肿瘤细胞增殖的抑制作用不及阿霉素；而没食子酸羽扇烷醇酯对肝癌细胞HepG2的IC50值为64.34 μM，其对HepG2增殖的抑制活性比阿霉素强；没食子酸羽扇烷醇酯对A549和HepG2的抗肿瘤活性比羽扇烷醇二元羧酸单酯的弱[4]。

4. 结论

1) 在DCC和DMAP的作用下，羽扇烷醇与过量的没食子酸在二氯甲烷中回流10 h，一步反应合成

了新化合物没食子酸羽扇烷醇酯，产率为69.6%。该合成方法不需要酚羟基的预先保护，操作简便。

2) 没食子酸羽扇烷醇酯对A549和LAC增殖的抑制活性不及阿霉素，而对HepG2增殖的抑制活性

比阿霉素强。

基金项目

国家级星火计划项目(2014GA780069)和广东省普通高校特色创新项目(2014KTSCX161)。

李伟杰

参考文献(References)

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