（海洋生物学专业论文）芦荟大黄素衍生物的合成及活性研究.pdf

海南大学学位论文原创性声明和使用授权说明 y 17 9 8 9 5 1 原创性声明 本人郑重声明：所里交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。 除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。 对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律结果由本人 承担。 论文作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权说明 本人完全了解海南大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有 关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权海南大学可以将本学 位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和 汇编本学位论文。本人在导师指导下完成的论文成果，知识产权归属海南大学。 保密论文在解密后遵守此规定。 论文作者签名： 日期：年月日 导师签名： 日期：年月日 本人已经认真阅读 c a l l s 高校学位论文全文数据库发布章程”，同意将本人的学位论文提交 c a l l s 高校学位论文全文数据库”中全文发布，并可按“章程”中规定享受相关权益。回童途塞握窑 厦澄厦；团= 生苤盔。 论文作者签名： 日期：年月日 导师签名： 日期：年月日 摘要 首先以芦荟大黄素为初始原料，对芦荟大黄素的结构进行修饰和优化，得到一系列 芦荟大黄素衍生物，然后使用显微镜、熔点仪、核磁共振仪以及红外光谱仪对所合成的 芦荟大黄素衍生物的结晶形态、熔点以及谱学性质进行研究，最后利用溶藻弧菌和副溶 血弧菌作为受试菌种，对合成的芦荟大黄索衍生物的抗弧菌活性进行了初步筛选。研究 结果表明，合成方法简单实用，产率高，合成的芦荟大黄素衍生物对溶藻弧菌和副溶血 弧菌有一定的抑制作用。主要分为以下七个章节： 第一章，通过查阅大量的芦荟大黄素及其类似物的文献，收集了关于芦荟大黄素的 活性、来源、应用、化学性质和研究现状的资料，并对其进行系统的综述。 第二章，使用硫酸二甲酯对芦荟大黄素进行甲基化反应，合成二甲基化芦荟大黄素 衍生物，在参考前人合成方法的基础上，探讨了反应温度、溶剂以及催化剂对反应条件 的影响，最后以大量的丙酮作为溶剂，k 2 c 0 3 作为捕酸剂，在接近回流的温度下进行反 应，获得了单一产物的二甲基化芦荟大黄素衍生物，合成反应产率高达8 0 。 第三章，在不同反应条件下，通过对甲苯磺酰氯的对甲苯磺酰化作用，合成芦荟大 黄素的二取代或三取代对甲苯磺酰化芦荟大黄素。研究表明，在适量的对甲苯磺酰氯和 低温、弱碱催化条件下，可以选择性地合成二取代对甲苯磺酰化芦荟大黄素，产率达到 7 9 ，而在较高的温度和过量的对甲苯磺酰氯条件下，可以合成三取代的对甲苯磺酰化 芦荟大黄素，合成反应产率达到7 5 。 第四章，利用活泼的酰化试剂在无水吡啶的条件下和芦荟大黄素的酚羟基发生酰化 反应，合成了乙酰化芦荟大黄素、苯甲酰化芦荟大黄素和对甲氧基苯甲酰化芦荟大黄素， 合成反应产率分别为7 6 、7 8 和7 8 。与氯代芦荟大黄素的酚羟基发生酰化反应合成 二乙酰化氯代芦荟大黄素的产率为8 6 。 第五章，利用氯化亚砜对芦荟大黄素的醇羟基进行取代，合成氯代芦荟大黄素衍生 物，研究结果表明，氯化亚砜对芦荟大黄素的氯代反应只是发生在醇羟基上，蒽醌环以 及环上的酚羟基在此条件下都不发生氯代反应，因此能够高产率( 合成氯代芦荟大黄素 和二甲基化氯代芦荟大黄素的产率分别为7 9 和8 0 ) 获得单一的含活泼苄氯结构的 氯代芦荟大黄素衍生物，为下一步的合成提供了更加活泼的基团。 第六章，分别用高锰酸钾、氯铬酸钾吡啶嗡盐等氧化剂对芦荟大黄素及其衍生物的 醇羟基进行部分氧化和完全氧化反应，合成芦荟大黄醛、甲基化芦荟大黄醛和二对甲苯 磺酸化芦荟大黄醛的6 5 、9 2 和8 9 。芦荟大黄酸和二对甲基化芦荟大黄酸的氧化反 应的产率分别为6 2 和6 4 。 第七章，用溶藻弧菌和副溶血弧菌作为实验菌，对芦荟大黄素以及合成的芦荟大黄 素衍生物的抑菌活性进行初步筛选。研究结果表明，芦荟大黄素和芦荟大黄酸的抑菌活 性最强，溶藻弧菌抑菌圈的直径分别达到8 r a m 和1 0 m m ，副溶血弧菌抑菌圈的直径分 别达到8 r a m 和? r a m ，而其他芦荟大黄素衍生物的抗弧菌活性较差。 关键词：芦荟大黄素；衍生物；合成；溶藻弧菌；副溶血弧菌；抑菌活性 l l a b s t r a c t f i r s tas e r i e so fa l o e - e m o d i nd e r i v a t i v e sw e r es y n t h e s i z e du s i n ga l o e - e m o d i na st h e i n i t i a lr a wm a t e r i a lt h r o u g hm o d i l y i n ga n do p t i m i z i n gi t s s t r u c t u r e ，t h e nt h em i c r o s c o p e ， m e l t i n gp o i n ta p p a r a t u s ，n u c l e a rm a g n e t i cr e s o n a n c ea n di n f r a r e ds p e c t r o m e t r yw e r eu t i l i z e d t o t e s tt h ec r y s t a ll i n ef o r m ，m e l t i n gp o i n ta n ds p e c t r o s c o p i cp r o p e r t i e so ft h ea l o e - e m o d i n d e r i v a t i v e ss y n t h e s i sa n da tl a s tv i b r i oa l g i n o l y t i c u sa n df i b r i op a r a h a e m o l y t i c u sw e r c a p p l i e da st e s t i n gs t r a i n so nt h ea c t i v i t ya g a i n s tv i b r i of o ri n i t i a ls c r e e n i n g t h er e s u l t s s h o w e dt h a tt h es y n t h e s i sm e t h o dw a ss i m p l ea n dh i g hy i e l da n da l o e - e m o d i nd e r i v a t i v e s s y n t h e s i z e dh a di n h i b i t i o no n y i b r i oa l g m o l y t i c u sa n dv i b r i op a r a h a e m o l y t i c u st os o m e e x t e n t t h e r ea r es e v e nm a j o rc h a p t e r sa sf o ll o w s ： i n c h a p t e ri ，s u m m a r i z i n gal a r g en u m b e ro fl i t e r a t u r e sa b o u ta l o e e m o d i na n di t s a n a l o g u e s ，t h ep a p e rc o l l e c t e dt h ea c t i v i t y , s o u r c e s ，a p p l i c a t i o n ，c h e m i c a lp r o p e r t i e sa n ds t u d y s t a t u so fi ta n df i n a ll ya s y s t e m a t i cr e v i e wh a db e e nw r i t t e n i n c h a p t e ri i ，d o u b l ym e t h y l a t e d a l o e - e m o d i nd e r i v a t i v e sh a db e e ns y n t h e s i z e db y d i m e t h y ls u l f a t em e t h y l a t i o n r e f e r r i n gt op r e v i o u ss y n t h e s i sm e t h o d st h ei n f l u e n c i n ge f f e c t o nr e a c t i o nc o n d i t i o n sh a db e e nd i s c u s s e db yr e a c t i o nt e m p e r a t u r e ，s o l v e n ta n d c a t a l y s t , a n d f i n a l l yal a r g ea m o u n to fa c e t o n em a k e d u s ea st h es o l v e n t , k 2 c 0 3a sc a t c h i n gt h ea c i d ，u n d e r t h er e a c t i o nt e m p e r a t u r ec l o s et or e f l u x i n gt e m p e r a t u r ea s i n g l ed o u b l ym e t h y l a t e dp r o d u c to f a l o e e m o d i nd e r i v a t i v e sw a so b t a i n e da n ds y n t h e s i sr e a c t i o ny i e l d su pt o8 0 i nc h a p t e ri i i ，u n d e rd i f f e r e n tc o n d i t i o n sb y4 - t o l u e n es u l f o n y lr e a c t i o nt o4 - t o l u e n e s u l f o n y lc h l o r i d ed i s u b s t i t u t e do rt r i s u b s t i t u t e da l o e - e m o d i nw a ss y n t h e s i z e d t h es t u d y s u g g e s t e dt h a ti fw i t ha na p p r o p r i a t ea m o u n to f4 - t o l u e n es u l f o n y lc h l o r i d e ，l o wt e m p e r a t u r e a n dw e a kb a s ec a t a l y s i s ，d i s u b s t i t u t e d4 - t o l u e n es u l f o n y lo fa l o e - e m o d i nc o u l db es e l e c t i v e l y s y n t h e s i z e dt og i v et h ey i e l do f7 9 ，o p p o s i t e l yi nt h eh i g ht e m p e r a t u r ea n de x c e s s i v et o s y l c h l o r i d ec o n d i t i o n s ，t h r e es u b s t i t u t e dt o s y lo fa l o ee m o d i nw o u l db es y n t h e s i z e dt og i v et h e y i e l do f7 5 i n c h a p t e ri v , u n d e ra n h y d r o u sp y r i d i n ec o n d i t i o n s a c t i v ea c y l a t i n g r e a g e n ta n d p h e n o l i ch y d r o x y lo fa l o e e m o d i nc o u l dm a k ea c y l a t i o nr e a c t i o na n dg e ta c e t y l a t e d a l o e - e m o d i n ，b e n z o y l a t e da l o e e m o d i na n dt r i m e t h o x y b e n z e n ef o r m y l a t e da l o e - e m o d i n t h e y i e l d sw e r er e s p e c t i v e l y7 6 ，7 8 a n d7 8 a c e t y lc h l o r i d ea l o e - e m o d i nw a ss y n t h e s i z e d b ya c y l a t i o no np h e n o lh y d r o x y li nc h l o r i n a t e da l o e - e m o d i na n dt h ey i e l dw a s8 6 i n c h a p t e rvb ym e a n so ft h i o n y l c h l o r i d e r e p l a c i n gh y d r o x y l i nc h l o r i n a t e d a l o e - e m o d i nd e r i v a t i v e sw e r es y n t h e s i z e da n dt h er e s u l t ss h o w e dt h a tt h ec h l o r i d er e a c t i o nb y i i i t h i o n y lc h l o r i d ec o u l do n l yo c c u r r e do nt h ea l c o h o lh y d r o x y l t h ea n t h r a q u i n o n er i n ga n dt h e h y d r o x y lg r o u p so ft h er i n gw o u l dn o to c c u rt h ec h l o r i n a t i o ni n t h i sc o n d i t i o n ，t h u st h e m e t h o de n a b l e dt og e th i g hy i e l d s ( t h ey i e l d so ft h es y n t h e t i cc h l o r i n a t e da l o e - e m o d i na n d d i m e t h y lc h l o r i n a t e da l o e - e m o d i nw e r e7 9 a n d8 0 ) a n do b t a i nas i n g l ec h l o r i n a t e d a l o e e m o d i nd e r i v a t i v e sp r o d u c tc o n t a i n i n ga c t i v eb e n z y lc h l o r i d ea n dp r o v i d eam o r el i v e l y g r o u pf o rf u r t h e rs y n t h e s i s i nc h a p t e rv i ，u s i n gp o t a s s i u mp e r m a n g a n a t e ，p o t a s s i u mc h r o m a t ep y r i d i n ec h l o r i d e s a l to ro t h e ro x i d a n tt oc o n d u c tp a r t i a lo x i d a t i o na n dc o m p l e t eo x i d a t i o nr e a c t i o no nt h e a l c o h o l h y d r o x y l o fa l o e e m o d i n ，t h ep r o d u c t so fa l o e - e m o d i na l d e h y d e ，m e t h y l a t e d a l o e - e m o d i na l d e h y d ea n dd o u b l yt o s y l a t i o na l o e - e m o d i na l d e h y d ew e r ep r e p a r e d t h e i r y i e l d s w e r er e s p e c t i v e l y6 5 ，9 2 a n d8 9 b u ta l o e r h e i na n dd o u b l em e t h y l a t i o n a l o e - - r h e i nw h i c hw e r es y n t h e s i z e df r o mt h eo x i d a t i o no ft h ea l o e - e m o d i no n l yh a dt h ey i e l d s o f 6 2 a n d6 4 i nc h a p t e rv i i ，w h a tw a su s e da st h ee x p e r i m e n t a lb a c t e r i at os c r e e n i n i t i a l l yt h e a n t i b a c t e r i a l a c t i v i t yo fa l o e - e m o d i nd e r i v a t i v e sw e r eh b r i oa z g i o z y t i c u sa n dh b r i o p a r a h a e m o l y t i c u st h er e s u l ts h o w e dt h a ta l o e - e m o d i na n da l o e r h e i ca c i dh a ds t r o n g e r a c t i v i t yt h a no t h e r s t h ed i a m e t e r so fa n t i b a c t e r i a lc i r c l eo fh b r i oa l g m o & t i c u sw e r e8 m m a n d1o m m v i b r i op a r a h a e m o l y t i c u s8 m ma n d7 m m o t h e ra l o e e m o d i nd e r i v a t i v e sh a d p o o r e ra c t i v i t ya g a i n s tv i b r i o k e yw o r d s ：a l o e - e m o d i n ；d e r i v a t i v e s ；s y n t h e s i s ；h b r i oa l g i n o l y t i c u s ；v i b r i o p a r a h a e m o l y t i c u s ；a n t i b a c t e r i a la c t i v i t y i v 目录 摘要i a b s t r a c t i i i 第一章前言1 1 1 芦荟大黄素简介1 1 2 芦荟大黄素的结构特征l 1 3 芦荟大黄素的性质l 1 4 芦荟大黄素的来源2 1 5 芦荟大黄素的应用2 。 1 6 本文的理论意义和研究价值5 1 7 实验仪器和药品5 第二章甲基化芦荟大黄素衍生物的合成一8 2 1 反应目标8 2 2 合成路线8 2 3 实验步骤8 2 3 1 3 ( 羟甲基) 1 ，8 - 二甲氧基蒽9 ，1 0 二酮的合成8 2 4 结果与讨论9 2 4 1 甲基化试剂的影响9 2 4 2 溶剂的影响9 2 4 3 反应温度的影响9 2 4 4 反应时间的影响l0 2 4 5 甲基化芦荟大黄素的反应机理1 0 2 5 结 仑l0 第三章对甲苯磺酰化芦荟大黄素衍生物的合成11 v 3 1 反应目标。1 l 3 2 合成路线1 l 3 3 实验步骤l2 3 3 1 3 一( 羟甲基) 9 ，1 0 二氧9 ，1 0 二氢蒽1 ，8 二( 4 甲基苯磺酸酯) 的合成1 2 3 3 2 9 ，1 0 二氧3 ( 对甲苯磺酰氧甲基) 9 ，1 0 一二氢蒽- l ，8 - 二( 4 甲基苯磺酸酯) 的合成13 3 3 3 3 氯甲基9 ，1 0 二氧9 ，1 0 二氢蒽1 ，8 二( 4 甲基苯磺酸酯) 的合成1 3 3 4 结果与讨论l3 3 4 1 对甲苯磺酰化试剂的影响1 3 3 4 2 反应溶剂的影响1 4 3 4 3 反应温度的影响l4 3 4 4 反应时间的影响1 4 3 4 5 芦荟大黄素磺酰化反应机理1 4 3 5 结论15 第四章乙酰化和苯甲酰化芦荟大黄素衍生物的合成17 4 1 反应目标一17 4 2 合成路线17 4 3 实验步骤18 4 3 1 3 - ( l 酰氧甲基) 9 ，1 0 二氧9 ，1 0 - 二氢葸一l ，8 二乙酸酯的合成。1 8 4 3 2 3 ( 苯甲酰氧基甲基) 9 ，1 0 二氧9 ，1 0 二氢蒽1 ，8 二苯甲酰酯的合成1 9 4 3 3 3 - ( 4 - 甲氧基苯甲酰氧甲基) 9 ，1 0 二氧- 9 ，1 0 二氢蒽一l ，8 - z ( 4 - 甲氧基苯甲酸酯) 的合成19 4 3 4 3 - ( 氯甲基) 9 ，1 0 二氧9 ，1 0 二氢葸1 ，8 - - 7 _ , 酸酯的合成2 0 4 4 结果与讨论2 0 4 4 1 乙酰化和苯甲酰化试剂的影响2 0 4 4 2 溶剂的影响2 0 4 4 3 反应温度的影响2 0 4 4 4 反应时间的影响2 0 4 4 5 乙酰化和苯甲酰化芦荟大黄素衍生物的反应机理2 l 4 5 结 念2 2 第五章氯代芦荟大黄素衍生物的合成2 4 5 1 反应目标2 4 5 3 实验步骤2 5 5 3 1 3 ( 氯甲基) 1 ，8 二羟基蒽9 ，1 0 二酮的合成。2 5 5 3 2 3 - ( 氯甲基) 1 , 8 二甲氧基蒽9 ，1 0 二酮的合成。2 5 5 4 结果与讨论。2 5 5 4 1 氯代试剂的影响2 5 5 4 2 溶剂的影响2 5 5 4 3 反应温度的影响2 6 5 4 4 反应时间的影响2 6 5 4 5 氯代芦荟大黄素衍生物的反应机理2 6 5 5 结论2 7 第六章芦荟大黄素的氧化反应及其产物2 8 6 1 反应目标。2 8 6 2 合成路线。2 8 6 3 实验步骤3 0 6 3 1 4 ，5 二羟基9 ，1 0 二氧9 ，1 0 二氢蒽2 甲醛的合成3 0 6 3 2 4 ，5 二甲氧基9 ，1 0 二氧9 ，1 0 二氢蒽2 甲醛的合成3 0 6 3 3 3 - 甲酰9 ，1 0 一二氧- 9 ，1 0 二氢蒽1 ，8 二( 4 甲基苯磺酸酯) 的合成3 l 6 3 44 , 5 - 二羟基一9 ，1 0 二氧9 ，1 0 二氢蒽2 羧酸的合成3 1 6 3 5 4 ，5 二甲氧基9 ，1 0 二氧9 ，1 0 二氢蒽2 羧酸的合成3 l 6 4 结果与讨论3 1 6 4 1 氧化剂的影响3 l 6 4 2 溶剂的影响3 2 6 4 3反应温度的影响3 2 6 4 4 反应时间的影响3 2 6 4 5 芦荟大黄索的氧化反应机理3 2 v l l 6 5 结论3 3 第七章芦荟大黄素系列衍生物的生物抗弧菌实验3 6 7 1 生物活性实验准备3 7 7 2 生物活性实验方法。3 8 7 3 实验结果。3 8 7 4 结 仑4 0 第八章总结4 1 8 1 结 仑41 8 2 本课题展望。41 8 3 进一步研究的建议。4 1 附录4 2 致谢5 5 本人在研究生阶段发表的论文和成果5 6 参考文献5 7 v 1 1 1 芦荟大黄素衍生物的合成及活性研究 第一章前言弟一早月ui 1 1 芦荟大黄素简介 芦荟大黄素( a l o e e m o d i n ) 是从蓼属、大黄属、芦荟属、鼠李科等中药中分离得 到的活性成分，是一种分布很广的含有酚羟基的蒽醌类( a n t h r a q u i n o n e s ) 物质【1 1 。芦 荟大黄素的药理活性己被广泛应用在抗菌、抗炎、镇痛、抗肿瘤、调节免疫力等方面。 1 2 芦荟大黄素的结构特征 芦荟大黄素，别名芦荟泻素( r h a b a r b e r o n e ) ，是一种蒽醌类化合物。其分子式为 c l s h l 0 0 s ，分子量为2 7 0 2 3 ，化学名为1 ，8 - - - 羟基- 3 一羟甲基蒽醌【l ，8 d i h y d r o x y 3 一 ( h y d r o x y m e t h y l ) a n t h r a q u i n o n e ，也叫1 ，8 一二羟基一3 - ( 羟甲基) 蒽- 9 ，1 0 二酮【1 ，8 d i h y d r o x y - 3 一( h y d r o x y m e t h y l ) a n t h r a c e n e - 9 ，10 d i o n e 。 分子结构：芦荟大黄素的结构式见图1 1 。在3 位上羟基容易发生氧化反应、取代 反应和酯化反应。9 ，1 0 位两个羰基可以发生还原缩合反应。1 ，8 位的酚羟基有酸性，容 易发生电离产生氧负离子，发生取代反应和酯化反应，且芦荟大黄素各个单双键之间大 多为单双键共轭体系。 o 6 7 o ho o h 图1 1芦荟大黄素的结构式 f i g 1 1 s t r u c t u r eo ft h ea l o e - e m o d i n 1 3 芦荟大黄素的性质 物理性质：橙色针状结晶，有时为土黄色结晶粉末。熔点2 2 3 2 2 4 ，易升华。 在3 7 5 n m 波长紫外灯照射下有荧光。可溶于n ，n 二甲基甲酰胺、丙酮、乙醛、乙醚、 苯、热乙醇等有机溶剂中，还能溶于氨水、碳酸钠及硫酸等溶液中。在稀醇中的溶解度 比在高浓度醇中大，难溶于氯仿或其他与水不相混溶的有机溶剂【2 1 。 海南大学硕士学位论文 酸性：在其结构l ，8 - a 位上有两个酚羟基，在3 号位上还有一个醇羟基，因为主体 苯环电子云密度很大，芦荟大黄素显弱酸性。由于q 羟基与羰基形成稳定的分子内氢键 而使其酸性减弱。所以反应更容易在3 号位上的醇羟基上发生1 3 j 。 颜色反应：当溶解于n ，n 二甲基甲酰胺、丙酮、乙醛、乙醚、苯、热乙醇等有机 溶剂中时呈黄色；向其滴加氨水或碳酸钠等碱性溶液时颜色加深呈现酒红色：在与硫酸 等酸性溶液接触时显绯红色；遇含有醋酸镁的甲醇溶液显红色至紫色。 1 4 芦荟大黄素的来源 芦荟大黄素多存在于大黄的根茎、巴天酸模的根茎、翠叶芦荟的叶、鼠李的果实和 决明子的种子等中，特别是掌叶大黄的根茎中含量较多。 大黄属( 学名：r h e u m ) 通称大黄，是双子叶植物纲蓼科的一个属i 4 q 】，原产自中 国，普遍认为四川出产的最好。在中国药用大黄历史悠久，西汉初己运销欧洲，是中国 主要出口药材之一。主要品种有掌叶大黄，唐古特大黄，药用大黄，和食用大黄等。中 药大黄具有攻积滞、清湿热、泻火、凉血、利胆、祛瘀、解毒等功效【p 9 。 芦荟属( 学名：a l o e ) 通称芦荟，是单子叶植物纲百合目百合科的一个属，起源于 非洲南部热带地区，最早发现于地中海地区，为独尾草亚科多年生草本植物【旧 1 1 1 。芦 荟主要用于治疗创伤、致泻、治疗溃疡等病症。具有药用价值的芦荟品种主要有：洋芦 荟( 又名库拉索芦荟) 、巴巴多斯芦荟、翠叶芦荟、蕃拉芦荟、好望角芦荟以及元江芦 荟等。芦荟具有润肠通便，保胃护肝，抗肿庙，抗菌，保护皮肤等功效1 1 2 - t 6 1 。 1 5 芦荟大黄素的应用 虽然据各种研究表明，芦荟大黄素具有一定刺激作用和毒素【1 。丌，但鉴于其在抗肿瘤 等人类重视但难以攻克的医学领域有较为突出的研究价值和实验结果，所以其仍有广阔 的开发前景。另外通过其衍生物的人工合成，有一定几率降低其对人体的毒副作用。本 文试图通过合成芦荟大黄素的衍生物，为其可观的应用前景提供可行性方梨1 8 】。 ( 1 ) 芦荟大黄素对消化系统的作用 芦荟大黄素对于人和大鼠较易出现泻下作用，主要原因是蒽醌类衍生物具有促进大 肠蠕动的功能，其刺激性会产生泻下作用，对便秘和痔疮有特殊疗效。特别是对于老年 患者的便秘治疗效果更为明显。但是它能刺激胃肠粘膜，导致腹痛、盆腔器官充血等副 作用，严重者可引起肾炎1 1 9 】。芦荟大黄素可渗透皮肤，具有抑制胰腺酶活性的作用。芦 2 芦荟大黄素衍生物的合成及活性研究 荟大黄素对c c l 4 损伤原代培养大鼠肝细胞的保护作用【2 0 2 1 】。 ( 2 ) 芦荟大黄素对细菌的抑制作用 芦荟大黄素抑菌作用较好，对葡萄球菌、链球菌、白喉杆菌、枯草杆菌、炭疽、副 伤寒杆菌、痢疾杆菌等均有抑制作用，尤其对革兰氏阳性菌的抑制能力明显好于革兰氏 阴性菌。其抑菌的有效浓度为1 5 一2 5 m g m l ，其作用为抑菌而非杀菌。芦荟大黄素对葡 萄球菌和链球菌最敏感，抑菌的有效浓度为1 5 - - 2 5 1 a g m l 。芦荟大黄素对金黄色葡萄球 菌的核酸和蛋白质合成有较强的抑制作用。芦荟大黄素对临床常见的厌氧性细菌有较强 的抑制作用，其中对常见的抗逆性差的杆菌能抑制9 0 1 0 0 的菌株生长。其最低抑 菌浓度略高于甲硝唑。在8 p g m i 浓度能使7 6 9 1 的厌氧菌受抑。 文献报划2 2 1 使用金黄色葡萄球菌2 0 9 p 、大肠杆菌、福氏痢疾杆菌和从临床患者体 内分离的1 1 9 株金黄色葡萄球菌作为实验菌，经p h 8 1 肉汤培养观察。发现对2 0 9 p 的 体外最低抑菌浓度为7 5 m g l ：对大肠杆菌的体外最低抑菌浓度为6 0 0 m g l ；对福氏痢 疾杆菌的体外最低抑菌浓度为6 0 m g l ：对临床分离的1 1 9 株金黄色葡萄球菌体外最低 抑菌浓度为1 0 - - 8 0 m g l 。 ( 3 ) 芦荟大黄素对肿瘤细胞的作用 芦荟大黄素能促进舌癌t c a s i1 3 、肺癌y t m l e 肿瘤细胞、人肺鳞状细胞癌细胞 ( c h 2 7 ) 和人肺非小细胞癌细胞( h 4 6 0 ) 细胞的凋亡。凋亡通路包括e a s p a s e s 以依赖 性p 5 3 、p 2 1 蛋白依赖性通路【2 3 2 5 1 。芦荟大黄素还能抑制人胃癌细胞的生长。它通过调 控细胞周期相关蛋白的表达水平，阻止细胞周期的进行，抑制胃癌细胞的生长。文献幽 2 8 1 报道了芦荟大黄素能诱导神经外胚层肿瘤细胞的凋亡，具有特异性地抑制癌瘤细胞生 长的功能。此后芦荟大黄素被公认为可能会是一种新型特异性抗肿瘤的药物。 ( 4 ) 芦荟大黄素对炎症的作用 炎症是具有血管系统的活体组织对损伤因子发生的防御反应，与胞内p t k 、p k c 、 c a m p k s 等多种激酶的过度活化有关。大黄蒽醌类物质有抑制这些激酶的活性的作用1 2 9 1 。 ( 5 ) 芦荟大黄素对病毒的作用 大黄蒽醌类衍生物有广谱的抗病毒活性，对多种病毒有抑制或杀毒灭活的作用。芦 荟大黄素能直接杀灭有被膜的单纯疱疹病毒1 、有被膜的单纯疱疹病毒2 、流感病毒和 假狂犬病病毒的活性。其原理可能是通过破坏病毒囊膜结构来达到杀毒效果1 3 0 】。 ( 6 ) 芦荟大黄素的抗氧化作用 衰老和肿瘤都与超氧阴离子自由基【0 2 】、羟自由基【o h 】等氧自由基有密切关 3 海南大学硕士学位论文 系。【0 2 。】的清除主要是因为芦荟大黄素是含有两个酚羟基蒽醌类化合物，它的酚羟基 基团与超氧阴离子发生了单电子转移的氧化还原反应；【o h 】的清除主要是因为芦荟大 黄素的酚羟基和醇基能够提供活泼的质子，游离质子易与羟自由基快速地结合形成稳定 的产物。由于芦荟大黄素易溶于有机溶剂而不易溶于水，所以在生物体内的抗氧化效果 更好【3 1 1 。 ( 7 ) 芦荟大黄素的抗紫外线作用 用芦荟大黄素稀释液涂抹一组豌豆叶，另一组豌豆叶不涂芦荟大黄素作为对照。当 增大紫外线照射强度时，发现没有涂抹芦荟大黄素的豌豆的生长高度降低高达4 2 8 4 ， 而涂有芦荟大黄素的豌豆生长高度只降低了3 9 3 。实验结果表明，芦荟大黄素的抗紫 外线作用对豌豆的体重和叶绿素含量也有着不同程度的影响1 3 2 。 ( 8 ) 芦荟大黄素的利尿作用 芦荟大黄素对家兔排尿、排n a + 、排k + 有明显的促进作用。其原理可能是芦荟大 黄素对兔肾髓质n a + k + a t p 酶活性有较强的抑制作用。n a + k + a t p 酶是一种调节酶， 而肾小管对n a + 的重吸收是通过n f l + k + - a t p 酶的主动转输过程来进行的。经研究芦荟 大黄素对此酶有很强的抑制作用，导致n a + 的重吸收减少，造成尿中排n f l + 增多，达到 利尿作用1 3 3 1 。 ( 9 ) 芦荟大黄素对免疫系统的作用 芦荟大黄素会使正常的大鼠腹腔巨噬细胞( p m 妒) 和被细菌脂多糖( l p s ) 刺激的 大鼠腹腔巨噬细胞释放肿瘤坏死因子反( t n f 仅) ，并且影响以上两种细胞内的自由c a 2 + 浓度( c a 2 + 】，) 。用噻唑蓝( m t t ) 法检测肿瘤坏死因子仅量，用细胞钙离子成像系统 检测单细胞内自由c a 2 + 浓度的动态变化，检测结果表明芦荟大黄素对肿瘤坏死因子一仅 释放的抑制作用有随浓度增高而减弱的趋势。它诱发正常巨噬细胞的胞内自由c a 2 + 浓度 呈波动式变化，其中细胞内自由c a 2 + 浓度升高归因于细胞外钙内流和细胞内钙池释放钙。 芦荟大黄素在低浓度时对细胞内自由c a 2 + 浓度升高有明确的抑制作用，它对巨噬细胞细 胞内自由c a 2 + 浓度和释放肿瘤坏死因子反表现出双向调节作用，对细胞内自由c a 2 + 浓 度动力学的调制与其调节巨噬细胞的释放肿瘤坏死因子仅间有明确的对应性瞰】。 ( 1 0 ) 芦荟大黄素对抗脑缺血损伤的作用 芦荟大黄素对大鼠脑缺血损伤的具有保护作用。大鼠脑缺血损伤后出现明显的神经 症状，脑组织含水量明显增高，脑梗塞面积明显增大。芦荟大黄素可改善脑缺血大鼠的 神经症状、降低脑组织含水量以及减小脑梗塞面积【3 5 1 。 芦荟大黄素己广泛应用于食品、化妆品、保健品、医药等f 3 6 3 7 1 。加大对芦荟大黄 4 1 6 本文的理论意义和研究价值 文献调研表明，芦荟大黄素被世界医学界公认为是一种天然药品，现今其应用已经 不仅仅局限于“泻下”这一原始功能。在临床上的应用范围扩展到消化、免疫、泌尿等多 方面【4 3 4 6 。在实际应用上，瑞士赞备臣制药有限公司以芦荟大黄素为原料，经过简单的 乙酰化、氧化、水解反应后得到双乙酰化大黄酸即双醋瑞因( d i a c e r e i n ) ，是白介素1 的抑制剂，能缓解骨关节炎的疼痛，已经作为抗关节炎药物在欧美使用。双醋瑞因获得 的成功，只是依据前药原理对芦荟大黄素的结构进行改进而获得的结果，而芦荟大黄素 在新药研究和开发方面至今尚没有获得很大成就。通过人工合成己知的有活性化合物的 衍生物，可以提高这个化合物的稳定性，延长药物作用时间，降低其毒副作用以及消除 - t 不良气味，而且还能增强药效和提高生物利用度【4 7 5 0 1 。因此，通过对芦荟大黄素的结构 进行修饰和优化，合成一系列的结构类似物，有可能得到毒副作用更低、活性更高的衍 生物，为新药开发提供新的候选药物。 1 7 实验仪器和药品 实验主要仪器： a r 2 1 3 0 电子天平，梅特勒托利多仪器( 上海) 有限公