丹参素药理作用与化学合成的研究进展

OH
R
Conc.H2SO4,rt
¢ó
CH4
CH2CHCOOCH2 OH
¢ô
COOCH2
CH2CH OC O N
¢õ
10%Pd-C,H 2 R rt
COOH CH2 CH
OC O
¢ö
compd:¢ö1-4; R=p-OCH 3, H, p-Cl, m-Cl
¢ô +
COOH DCC.DMAP R CH2Cl2, r t
丹参素药理作用与化学合成的研究进展
秦丽＊、周微
天津天士力集团研究院，天津 ３００４０２
摘要： 丹参素是丹参的水溶性有效成分。本文参考大量的文献资料，概述了丹参素的性质、提
取与分离方法、主要药理作用以及化学合成方面的研究进展。
关 键 字 ：丹参素 ；药理；合成；研究进展
中图分类号 ：R969.1
文 献 标 识 码：A
反式肉桂醇先经Sharpless不对称环氧系统环氧化,因氧化系统中天然的或非天然的酒石酸二 异丙酯结构[L ( + ) 或D ( - ) ]不同,可分别制得光学异构的两种环氧醇a 和a’,然后在碳酸氢钠的 存在下,a 和a’分别经Ru2Cl3 - NaIO4 氧化制得相应的环氧酸。因苯基环氧酸很不稳定,故需再先 将其用氨处理,然后将所得铵盐经钯- 碳催化氢化而制得相应的S - ( - ) - β-苯基乳酸b 和R ( + ) -β- 苯基乳酸b’两种光学异构体。
CH2COOH (CH3CO) 2O CH2COOH
R-ph-CHO
NH2
NHCOCH3
NaAc.(Ac) 2O
R
O CH2 CH C
NO
CH3
¢ñ
H2O ¼ÓÈÈ
CH3
CCOOH Zn R
NHCOCH3 Dil. HCl
¢ò
¢ô +
N
COCL DMAP,Et 3N
R C6H6,rt
CH2CHCOOH PhCH2OH
OCOCH3
COOCH2 CH2 CH
OC O
H 3CC O O
¢÷
10%Pd-C,H2
R rt
COOH C H2 C H
OC O
H3C CO O
¢ø
图3 丹参素衍生物的合成路线 初步体外药理实验表明：设计合成的五个衍生物对ADP诱导的家兔血小板聚集均有一定的 抑制作用。 4.2.2 张智波等[26]首先简化丹参素的结构，合成了β-苯基乳酸(PLA) ，进行药理研究，发现其具
①α-乙酰氨基-β-取代苯基丙烯酸( Ⅱ) 克莱门森(Clemmensen) 还原法,即将化合物Ⅱ与锌汞 齐和1mol/ L 盐酸加热搅拌反应7h ,直接还原制得β- (3 ,4 -二羟基苯基) 乳酸（Ⅳ）,再成钠盐制 得丹参素,熔点251℃～252℃，总收率37%[17]。 ②α-乙酰氨基-β-取代苯基丙烯酸（Ⅱ）经改良了的克莱门森还原法,即（Ⅱ）与稀盐酸和处理 锌粉搅拌回流40h ,还原制得相应的取代苯基乳酸 ( Ⅳ)[18] 。 ③β- 取代苯基丙酮酸（Ⅲ）还原法,即（Ⅲ）与锌汞齐和1. 4mol/ L 盐酸于120℃～130℃浴温 中加热搅拌反应6h ,制得较纯产品[19] 。 ④Azlactone（Ⅰ）还原法,即（Ⅰ）与锌汞齐和6mol/ L 盐酸水溶液加热回流8h ,直接还原制得相 应的β- 取代苯基乳酸（Ⅳ）[20] 。 ⑤邓喜玲等将（Ⅱ）用1mol/L盐酸在110～120℃水解制的β- (3 ,4 - 二羟基苯基)丙酮酸（Ⅲ）， 再经还原、成盐制的β- (3 ,4 -二羟基苯基) 乳酸钠。总收率能稳定在31%[21]。 ⑥张彦文等使用硼氢化钾（ KBH4 ）代替锌汞齐，在碱性条件下还原羰基，制得β- (3 ,4 -二羟基 苯基) 乳酸。避免了原Clemmensen还原法不易控制和锌汞齐污染环境的弊端[22]。 4.1.2 反式肉桂醇为原料 即经不对称环氧化法合成光学活性β - 苯基乳酸[23]
1 丹参素的性质
丹参素(danshensu) 是1Leabharlann Baidu80 年从丹参中分离出的一种酚性芳香酸类化合物, 又名D (+ ) –β-
(3, 4-二羟基苯基) 乳酸。白色长针状结晶, 分子式为C9H10O5, 熔点（mp)84℃～ 86℃,在乙醇中 测不出旋光度, FeCl3 反应呈黄绿色。红外光谱 (KCl, cm-1 ) 显示COOH ( 1 732, 2 750～ 2 550) 和OH (3 450～ 3 150) 的存在。核磁共振谱(CD3) 2Coδ: 2186 (2H,八重峰) , 4130 (1H, 四重峰) ;
酸的有效成部位，将乙烯酮化合物乙酰化的方法得到的[16]。根据起始材料的不同，主要有两类 路径：
4.1.1 以甘氨酸为起始材料 合成路线如图 2。
O
R1 R2
CHO
R1 NHCOCH 3 NaAc
+ CH2COOH
( A c )2 O
R2
CH C C NO
C H3
R1 H+
(CH3)2C O R2
丹参素在无血清培养液中可显著抑制胃腺癌细胞株NGCC的生长及繁殖，并在实验范围内 有较好的剂量依赖关系 [14]。方杰[15]发现，丹参素对乳腺癌MCF 细胞株亦具有抑制作用，其机制 可能与阻断肿瘤细胞内胆固醇合成有关。
4 化学合成 目前，国内已上市的丹参类药物有：丹参片、复方丹参滴丸、丹参注射液等。但由于丹参
3.3 对动脉粥样硬化的拮抗作用及降血脂作用
孙锡铭等[8]用细胞模型研究了丹参素的药理作用，结果表明丹参素具有降低细胞内胆固醇 含量及抗脂质过氧化作用，可明显减慢氧化脂蛋白电泳迁移率，削弱对细胞的毒性作用．同时 还具有抗低密度脂蛋白氧化的作用． 因此具有保护血管屏障, 防止脂质沉积及动脉粥样硬化作 用。王南等[9]采用主动脉平滑肌细胞模型对丹参素进行研究结果表明，丹参素具有抑制细胞修
6160 (1H, 双峰, J = 7 Hz) , 6.80 (1H, 单峰) , 分别显示典型的ABX 型(A r-CH2-CH-CO ) 和3个 芳香质子的存在。13C核磁共振δ143. 3 表示两个羟基互为邻位, 其质谱裂解为典型的α 开裂 [30]。其结构式如图1。
HO
HO
图1
CH 2CHCOOH OH
3.2 抑制血小板聚集及抗凝作用
丹参素是丹参多种水溶性成分中唯一具有抗血栓形成、抗血小板聚集及促进纤维蛋白 (原) 降解等作用的化合物，可降低血液的黏稠度，起到活血化瘀的作用．李承株等 [ 5 ]通过动物实验 发现，从正品丹参提取的水溶性丹参素，即丹参 182 具有抑制体外血栓形成的作用．高海泉等[ 6 ] 报道丹参素具有抑制血小板聚集的作用．史举彤等[7]报道, 丹参素可提高红细胞的负电荷, 使彼 此不易聚集; 降低全血粘度, 抑制血小板聚集, 激活纤溶酶系统; 增加红细胞膜的机械强度, 减 少红细胞的破坏。
饰低密度脂蛋白（LDL）的作用，提示丹参素可用于动脉粥样硬化的预防与治疗． 3.4 抗菌消炎及增强机体免疫作用
丹参素可分别激活单核吞噬细胞分泌的TNF-α,L-1,L-6,L-8;还可显著抑制由内毒素诱导的 上述因子的大量分泌，提示丹参素可能具有抗炎及增强机体免疫能力的双重调节作用 [10]。
3.5 对微循环的影响 程彰华 [11]在实验中发现丹参素可明显改善微循环障碍，其作用机制可能为通过开放更多的
的来源有限，丹参素在丹参中的含量较低（仅 1%左右），提取分离步骤较为繁杂，且丹参素极 易氧化，这些影响了临床用药的质量和天然产物的进一步开发和持续发展。而天然产物的全合 成是解决用药资源、提高药用产品质量的唯一方法。因此，近些年不断有学者从 事丹参素及其 衍生物的合成。
4.1 丹参素的合成 最早关于β- (3, 4-二羟基苯基) 乳酸合成的报道是Harington 等人于 1931 年通过分离氨基
4.2 丹参素衍生物的合成 4.2.1 于建明[25]等根据药物拼合原理，将烟酸和aspirin分子中的羧基同取代苯基乳酸的羟基结合
起来，合成了五个衍生物（Ⅵ1 -4 、Ⅷ）。将Ⅲ中的羧基用苄醇保护，得Ⅳ。Ⅳ在 4- 二甲氨基吡啶 (DMAP)催化下用烟酰氯酰化得V：和aspir in用DCC缩合得Ⅶ，各自用10％ Pd-C，H2脱去保护基 得到VI和Ⅷ。路线如图3：
3 药理作用
3.1 对心肌缺血的保护作用
郑若云等[4]研究丹参水提取物（主要成分为丹参素）对动物实验性心肌缺血的保护作用， 发现丹参素具有缩小心肌梗死范围和减轻病程的作用。 同时对心肌缺 血/再灌注损伤具有保护 作用。张力等报道丹参素为超氧阴离子(O÷2) 清除剂, 从而推测其可保护心肌线粒体免受氧自由 基引发的脂质过氧化物的损伤。
丹参素的化学结构
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2 提取与分离
丹参的水溶性成分有多种提取方法, 如传统水煎法、乙醇回流法、动态湿浸法、超声波法 和渗漉法等。目前丹参的水溶性成分的提取分离多采用水提醇沉法, 这也是目前制作丹参注射 液及口服液的主要提取方法。即将丹参粉碎后，加水煎煮，煎液过滤后浓缩至一定浓度，加入 一定量 95% 乙醇，冷藏静置，取上清液蒸干，残渣如前水溶醇沉。取上清液控制一定 p H浓缩到 适当的体积，放置析出沉淀，用稀乙醇洗涤，即得丹参素粗品。粗品用稀盐酸溶解，用水饱和 醋酸乙酯提取，提取液干燥后，回收溶剂即得丹参素精品[1][2]。在丹参素提取分离过程中发现， 随着沉淀用乙醇浓度增高，丹参素的损失率增大，故在提取液浓缩到一定体积后，先加乙醇到 60%浓度，沉淀出一部分杂质，然后再用较高浓度的乙醇进一步沉淀，以保证在除去杂质的同 时尽量减少丹参素的损失[2]。唐昌炯在此基础上改进了提取工艺，在其它提取工艺基本相同的 情况下，将丹参在用水提取前进行酸碱处理，使丹参素的收率有了明显提高，可达2.6%[3]。
有丹参素相同的药理作用，为进一步寻找心血管病药物，保留此苯基乳酸的基本结构，根据苯
环上取代基的不同又分别合成了对氟苯基乳酸(p-FPLA)、邻氟苯基乳酸(o-FPLA)、对甲基苯基 乳酸(p-MPLA)、邻甲基苯基乳酸(o-MPLA) 、邻氯苯基乳酸(o-CIPLA) 、间氯苯基乳酸(m-CLPLA) 和呋喃基乳酸(FLA)。金昔陆等[27]观察八种丹参素衍生物对兔血小板聚集性的影响，结果提示八 种取代乳酸均具有体外抗血小板聚集的作用 ，其中P L A、o- MPLA、o- CLPLA的作用活性强于乙 酰水杨酸（ASA），因此，他们推测苯基乳酸可能是抗血小板聚集活性的有效部位。 4.2.3 丹参素及其衍生物分子中存在游离的酚羟基和α- 羟基, 分子易发生氧化和聚合, 张彦文 等[28]设计将其乙酰化，并认为乙酰化后的产物进入体内可水解释放出羟基发挥作用, 从而合成 了α- 乙酰氧基-β- ( 3, 4- 二乙酰氧基苯基) 丙酸，即取β- ( 3, 4- 二羟基苯基) 乳酸加入无水
丹参为唇形科植物丹参Salvia miltiorrhiza Bunge 的干燥根, 是化学成分研究进行的比较深 入的一种中草药。从20世纪30 年代起人们对丹参的化学成分即开始进行研究, 已阐明结构的成 分近50 种。研究表明, 丹参中脂溶性成分主要为丹参酮型的二萜类化合物; 水溶性成分主要为 酚性芳香酸类化合物, 多含有苯丙烷结构, 以及该类酸缩合形成的多酚芳酸。从丹参中分离得到 的脂溶性成分主要有异丹参酮Ⅰ、异丹参酮ⅡA、隐丹参酮、异隐丹参酮、羟基丹参酮ⅡA、左 旋二氢丹参酮Ⅰ 等, 其中隐丹参酮的抑菌活性最强, 且含量较高, 因此是总丹参酮中抑菌活性 的主要成分。从丹参中分离得到的水溶性成分主要有丹参素 (丹参酸甲 )、丹参酸乙、丹参酸丙、 原二茶醛、丹酚酸A、丹酚酸C 和迷迭香酸等。其中丹参素和原儿茶醛是丹参水溶性成分中的 主要药效成分。本文就丹参素的药理作用与合成的研究进展做了概述, 为丹参的进一步开发提 供依据。
¢ñ
CH C COOH NHCOCH 3
¢ò
R1 HCL
H 2O R2
CH2 C COOH O
¢ó
R1 Zn-Hg
HCL R2
CH 2CHCOOH
R1
C H 3O H OH
NaHCO3
R2
¢ô
CH2CHCOONa OH
¢õ
图 2 以甘氨酸为起始材料的合成路线 根据此主要合成路线，文献报道采用了几种不同的方法：
毛细血管；扩张微动脉，增加微循环内血流量，加快血流速度。消除微循环障碍时的血液瘀滞。
3.6 对肝脏的保护作用 蒋莉等[12] 采用离体肝细胞原代培养技术观察了丹参素对不同浓度内毒素所引起的肝细胞
损伤的影响，结果表明内毒素可使肝细胞乳酸脱氢酶漏出增多，培养基上清液中超氧化歧化酶 活性减弱，一氧化氮增多，但应用丹参素后可部分逆转上述改变，其作用机制为丹参素通过增 强超氧化歧化酶活性，减少一氧化氮产生，发挥保护肝细胞的作用。郑元义等[13]对丹参素治疗 肝纤维化进行研究，提示丹参素对免疫性肝纤维化有明显的防治作用，其主要机制为丹参素对 肝星状细胞（HSC）明显的增殖抑制作用。 3.7 抗肿瘤作用