金雀花碱的药理作用和提取合成方法!

小杨|

2023-01-19


一、背景及概述


金雀花碱,系一种抗心律失常药。本品能降低心肌应激性和传导性,减慢心率,抑制心肌收缩力。临床上用于治疗心动过速。其针剂每支1ml含30mg。肌注1次60~150mg,必要时1小时后可重注1次。其硫酸盐水合物,为无色结晶 或白色结晶粉末,无臭,有苦咸 味。易溶于水、乙醇,不溶于氯 仿和乙醚。于100℃时可失去结 晶水,变棕褐色。本品具有降 低心肌应激性、传导性和收缩 力,减慢心率、延长不应期等作 用。主要用于室性心动过速和功 能性心悸。对子宫有收缩作用, 亦可用于催产和子宫出血等。也用于配制人工冬眠疗法的冬眠合 剂等。


金雀花碱,化学名: 1,5-乔亚甲基-8H-吡啶并[1,2a][1,5]二氮芳辛-8-酮。金雀花碱于 1865 年由 Husemann 和 Marme 首次从金雀儿属金链花中分离出来,其累积在种子中,多分布于豆科槐属、野决明属或小檗科植物如金雀花(Cytisus osmariensis)、苦豆子(Sophora alopecuroids)、苦参(Sophora flavecens) 、披针叶黄花 (Thermopsis lanceolata)、小叶野决明(T.chinensin) 等中。虽然它在 19 世纪被首次分离,但它的结构在 1932 年才确定,其构型在约 30 年后才被证实。金雀花碱具有增强心肌收缩力、兴奋呼吸、增强运动能力、改善认知功能、 抗抑郁、抗癌等作用。金雀花碱所属的喹诺里西叮类生物碱生物活性多样,具有很高的研究价值。


披针叶黄花(T.lanceolata R.Br.)又名牧马豆、野决明,系豆科(Leguminoseae)野决明属(Thermopsis)多年生草本植物,药用其成熟的种籽,分布于中国东北、华北及西北广大地区,资源丰富。该植物中含有多种生物碱,其中金雀花碱(Cytisine)含量相对最高,约占总生物碱含量一半。金雀花碱对呼吸系统的作用类似烟碱,能反射性地兴奋呼吸,其兴奋作用强于同剂量的山梗碱,临床上用0.15%水溶液肌肉或者静脉注射,抢救手术创伤及窒息性毒剂、氰类毒剂、麻醉剂等引起中毒性的反射性呼吸暂停,或者传染性疾病使得呼吸、心血管活动的衰竭以及休克、虚脱状态和新生儿窒息等等。最近几年,金雀花碱作为疗效明显的戒烟药物引起国际医药界的关注。


二、药理作用研究


于蕾等人研究了维药布亚中金雀花碱对人肝癌细胞HepG-2的抑制增殖及诱导凋亡作用,对金雀花碱3位N进行结构修饰,并对其抗肿瘤活性进行初步测定。方法:MTT法考察金雀花碱对HepG-2细胞的生长抑制作用,倒置显微镜和透射电子显微镜观察细胞形态及细胞超微结构变化,流式细胞仪检测细胞凋亡率。采用亲核取代的方法对活泼氢进行取代,得到金雀花碱衍生物,MTT法比较金雀花碱及其衍生物对HepG-2细胞的增殖抑制作用。结果: 金雀花碱对HepG-2细胞的IC50为5.36 mmol/L,可观察到形态变化和凋亡细胞,并出现明显的凋亡峰。1H-NMR证实化学修饰产物为N-乙酰基金雀花碱,其IC50为7.51 mmol/L。结论: 金雀花碱体外具有抑制HepG-2细胞生长的作用,能够诱导HepG-2细胞凋亡。N-乙酰基金雀花碱能够抑制HepG-2细胞的生长,但其作用较金雀花碱弱,表明3位N上修饰链状结构Ac2O并不能增强金雀花碱的抗肿瘤活性。


三、提取


经过粉碎的披针叶黄花种籽20kg,加入100kg的甲醇,回流提取3小时,过滤,滤渣继续加入100kg的甲醇,回流提取2小时,过滤,合并所有甲醇,减压浓缩至浸膏状含金雀花碱的总生物碱混合物,加入20kg水稀释,然后用盐酸调节pH值至3-4,用二氯甲烷萃取2次,每次用10kg二氯甲烷,水相用氢氧化钠调节pH值至8—9,加入380 g二叔丁基二碳酸酯,室温下搅拌2小时,得到N-叔丁氧羰基金雀花碱,然后水相用乙酸乙酯萃取2次,每次5kg,合并所有乙酸乙酯相,然后浓缩至2L左右,通入氯化氢气体,过滤收集析出的固体,得到金雀花碱盐酸盐315g。


金雀花碱盐酸盐315g中加入3L甲醇,加热溶解,然后滴加甲醇钠甲醇溶液至中性,过滤除去氯化钠,浓缩干得到260g金雀花碱。


四、全合成


20 世纪 90 年代对烟碱神经传递的深入研究促进了 nAChRs 对新配体的需求,从而发展了药物化学家对金雀花碱全合成的研究。研究金雀花碱的全合成路线如图 2 所示。可分为: ① 按照环 B→A→C成环顺序。② 按照环 B→C→A 成环顺序。③ 按照环 A→C→B 成环顺序。④ 按照环 C→A→B 成环顺序。B 环环合还分为 2 种: ① 通过 C6-N7 形成 B环。② 通过 C1-C12 形成 B 环。