番荔枝子Fr. 8号流分的化学成分研究开题报告

 2023-01-03 15:20:54

1. 研究目的与意义

内容：番荔枝(Annona squamosa)系番荔枝科（Annonaceae）番荔枝属（Annona）植物，原产于美洲热带,是著名的热带水果。在我国南方广东，广西，云南和海南等地均有栽种。其果形状类似荔枝故名番荔枝，别名林擒、甜果、佛头果等，具食疗功用，在我国民间有用番荔枝根治疗急性赤痢、脊髓骨病和精神抑郁症的传统，叶则被用于治疗膀胱炎、糖尿病、头痛及失眠等疾病,将其果实用作杀寄生虫药剂或治疗恶疮等疾病。中药番荔枝子，记载于《广东植物志》，其味苦，性寒，归心、肺、肝、肾、脾经，具有消积杀虫、清热解毒、解郁、止血等功效，主治恶疮肿痛、驱虫。80年代初，Jolad等在植物Uvaria accuminata (番荔枝科)中分到第一个番荔枝内酯 Uvaricin，其药理实验表明该化合物具有强大抗癌、杀虫、抗菌、杀寄生虫等药理活性。自此激发了海内外植物学家，化学家及药理学家等对番荔枝科植物的广泛关注及研究。目前从番荔枝中分到的化学成分主要为内酯类、生物碱类、萜类、贝壳杉烷型、黄酮类、环肽类、木脂素类等。番荔枝内酯类成分有极强的抗肿瘤活性，通过研究番荔枝内酯的构效关系，推导出模型化合物，后续对该模型化合物进行作用机制的研究，以期发成新药。

意义：本课题主要是对番荔枝子超临界CO2提取物的Fr. 8号流分进行化学成分研究，为后续进一步阐明番荔枝内酯类化合物的构效关系及其作用机制奠定基础。

2. 文献综述

番荔枝中内酯类化合物研究进展

摘 要 番荔枝Annona squamosaLinn.为番荔枝属植物，其内酯类化学成分占多数，具有显著的抗肿瘤活性。番荔枝内酯抗肿瘤作用机制独特，是目前学术界研究的热点之一。本文主要对在10多年内发现的番荔枝中的内酯类化合物进行综述，并对其开发利用进行展望。

关键词 番荔枝内酯；结构分类；番荔枝

Progress in Lactone Components of Annona squamosaLinn.

Abstract: Annona squamosaLinn.attributes to the Annona genus . Its lactone components account for the majority with distinct anti-tumor effects . The plant has been hot in academic world for its unique mechanism of anti-tumor effects. This paper mainly reviews the lactone components of this plant found in more than 10 years and the prospect of its development and utilization .

Key words: Annonaceous acetogenins;Structural classification;Annona squamosa Linn.

1 前言

番荔枝Annona squamosaLinn.是番荔枝科番荔枝属植物，原产于美洲热带地区，在大洋洲、亚洲、非洲和美洲的热带、亚热带地区均有栽培，我国分布有番荔枝科植物24属103种，大多分布在华南，少数在华东[6]。据《广东省中药材标准》记载，番荔枝子有消积杀虫之功，临床主要用于恶疮肿痛、驱虫等[1]。其亦用于治疗痢疾、癫痫、发烧、出血和溃疡；也有抗肿瘤、抗生育等作用[2-3]。番荔枝中含有番荔枝内酯、二萜、环肽、生物碱、少量黄酮、木脂素等成分，尤其是番荔枝内酯(Annonaceous acetogenins,ACGs)，其抗肿瘤活性尤为显著。自Jolad等从紫玉盘属植物中分离出首个番荔枝内酯类化合物Uvaricin以来，科研人员已从40多个属近150种植物中分离得到近500个番荔枝内酯化合物[23-26]。

2 化学结构分类

ACGs与其他天然产物的结构类型有较大区别，其碳原子数多为35-37个，分子中含有0-3个四氢呋喃环（Tetrahydrofuran，THF），末端有1个甲基取代或经重排的γ-内酯环，并由2条长烷基直链将这些部分连接起来，在碳链上还常常带有一些立体化学多变的含氧官能团（羟基、环氧结构等）或双键[4]。根据ACGs中官能团的种类和THF的数目和，将ACGs划分为4种类型:单THF型、双THF型、三THF型和非典型番荔枝内酯，双THF型番荔枝内酯包括邻双THF型番荔枝内酯和非邻双THF型番荔枝内酯，非典型番荔枝内酯包括线性型番荔枝内酯、环氧丙烷型番荔枝内酯、四氢吡啶（THP）型番荔枝内酯和双末端内酯型番荔枝内酯。

2.1单THF型番荔枝内酯

图1. 单THF型番荔枝内酯代表性结构图

表1. 单THF型番荔枝内酯

化合物

TFH

立体构型

羟基位置

双键位置；内酯环类型

分子式

参考文献

lepirenin

th/t/th

15,20

C23=C24；a

C35H62O5

[9]

dotistenin

th/t/er

15,20

C23=C24；a

C35H62O5

[9]

murisolin

th/t/th

9,15,20

a

C35H64O6

[7]

annoglaxin

th/t/th

8,15,20,22

C12=O；a

C37H66O8

[7]

4-

deoxyannoreticuin

th/t/th

9,15,20

a

C35H64O6

[10]

cis-4-

deoxyannoreticuin

th/c/th

9,15,20

a

C35H64O6

[10]

(2,4-cis and trans)

-squamoxinone

th/t/th

11,17,22

b

C37H68O7

[10]

squafosacin F

th/c/er

15,20

a

C35H64O5

[11]

squafosacin G

th/c/er

19,24

a

C37H68O5

[11]

cis-annotemoyin-1

th/c/th

17,22

a

C35H64O5

[11]

squafosacin C

th/t/th

11,17,22

a

C35H64O6

[11]

squafosacin B

th/t/th

15,20,27,28

a

C37H66O8

[11]

squadiolin A

th-th/t/er

15,16,

19,24,28

a

C37H68O8

[11]

squadiolin B

t/th-th-th

16,19,

20,23,24

a

C37H68O8

[11]

squadiolin C

t/th-th

4,16,21,22

a

C35H64O7

[11]

squamocenin

th/t/er

17,22

25，26；a

C37H66O5

[9]

annotemoyin-2

th/t/er

17,22

a

C35H62O5

[9]

reticulatain-2

th/t/er

19,24

a

C37H68O5

[9]

solamin

th/t/th

15,20

a

C35H64O5

[12]

annosquamin A

th/t/er

9,14

a

C35H64O5

[12]

annosquamin B

th/t/er

11,16

a

C35H64O5

[12]

annotemoyin-1

th/t/th

17,22

a

C35H64O5

[21,29,

12,29]

annosquamin C

th/t/th

9,14

a

C35H64O5

[12,30,

12,29]

uvariamicin-II

th/t/th

17,22

a

C37H68O5

[12,30,

12,29]

uvariamicin-III

th/t/th

19,24

a

C37H68O5

[13]

squamoxinone D

th/t/th

4,12,17

7，8；a

C37H66O7

[13]

2.2双THF型番荔枝内酯
2.2.1邻双THF型番荔枝内酯
图2. 邻双THF型番荔枝内酯代表性结构图

这类番荔枝内酯分子结构中均含有2个相邻的四氢呋喃环，所不同的是结构中碳原子的数目、羟基的数目和位置、末端内酯的类型以及取代基的立体构型。由于邻双THF型ACGs的极性适中，在植物中的含量也较高，常常较容易被分离得到，这种类型分子被报道的数目最多，第一个分离得到的番荔枝内酯Uvaricin就属于这种类型。

表2. 邻双THF型番荔枝内酯

化合物

TFH

立体构型

羟基位置

双键位置；

内酯环类型

分子式

参考文献

uvarigrandin A

th/t/th/t/th

5,15,24

a

C37H66O7

[23,14,16]

squamocin

th/t/th/t/er

15,24,28

a

C37H66O7

[23,14,16,29,18,15]

motrilin

th/t/th/t/th

15,24,29

a

C37H66O7

[22,14]

bullatacin

th/t/th/t/er

4,15,24

a

C37H66O7

[7,27,18]

neo-desacetyluvaricin

th/t/th/t/er

13,22

a

C37H66O7

[7]

annonareticin

th/t/th/t/er

14,23

a

C37H66O7

[7]

(2,4-cis and trans)

-squamolinone

th/t/th/t/er

15,24

b

C35H64O5

[10]

(2,4-cis and trans)

-9-oxo-asimicinone

th/t/th/t/th

15,24

C9=O；b

C37H68O5

[10]

bullacin B

th/t/th/t/th

6,15,24

a

C35H64O5

[10]

decacetyluvaricin

th/t/th/t/er

15,24

a

C37H66O6

[28,27]

isodecacetyluvaricin

th/t/th/t/th

15,24

a

C37H66O8

[28,27]

squamocin-I

er/t/th/t/th

13,22

a

C35H62O6

[15]

squamocin B

th/t/th/t/er

13,22,26

a

C35H62O7

[15]

annosquacin A

th/t/th/t/er

11,20

a

C35H62O6

[16]

annosquacin D

th/t/th/t/er

13,22

a

C37H66O6

[16]

annosquacin B

th/t/th/t/er

11,20

a

C37H66O6

[16]

annosquacin C

th/t/th/t/er

11,20,23

a

C37H66O7

[16]

annosquacin-I

th/t/th/t/er

10,19,23

a

C37H66O7

[16]

squamocin-I

th/t/th/t/er

4,14,23

a

C37H66O7

[17]

squamocin-II

th/t/th/t/er

12,21,22

a

C37H66O7

[17]

squamocin-III

th/t/th/t/er

14,23,29

a

C37H66O7

[17]

squamocin-O1

th/t/th/t/th;

12R

12,15,

24,28

a

C37H66O8

[18]

squamocin-O2

th/t/th/t/th;

12S

12,15,

24,28

a

C37H66O8

[18]

2.2.2非邻双THF型番荔枝内酯

图3. 非邻双THF型番荔枝内酯代表性结构图

这类番荔枝内酯分子中也是存在2个THF环，但这两环之间相隔了4个碳原子，其中一个环两侧有羟基，另一个THF环的一侧有一个羟基。

表3. 非邻双THF型番荔枝内酯

化合物

TFH

立体构型

羟基位置

分子式

参考文献

squamostatin D

t/th-th/t/er

16,19,24

C37H66O7

[14,16,18]

squamostatin E

t/th-th/t/er

16,19,24

C37H66O7

[14,16,18]

squamostatin C

t/th-th/t/er

16,19,24,28

C37H66O8

[7,18]

12,15-cis-squamostatin

c/th-th/t/er

16,19,24,28

C37H66O8

[28,27]

cherimolin-1

t/th-th/t/er

4,16,19,24

C37H66O8

[15]

cherimolin-2

t/th-th/t/er

4,16,19,24

C37H66O8

[15]

annosquatin A

t/th-th/t/er

13,16,21

C37H66O7

[16]

annosquatin B

t/th-th/t/er

13,16,21,29

C37H66O8

[16]

annosquatin-I

t/th-th/t/er

21,24,29,30

C37H66O8

[19]

annosquatin-II

t/th-th/t/er

4,21,24,29

C37H66O8

[19]

squamostatin A

t/th-th/t/er

16,19,24,28

C37H66O8

[14,16]

squamostantin A

t/th-th/t/th

15,18,23,27

C37H66O8

[8]

squamostantin B

t/th-th/t/er

15,18,23,27

C37H66O8

[8]

2.3三THF型番荔枝内酯

图4. 三THF型番荔枝内酯代表性结构图

这类番荔枝内酯分子中有3个THF环，三个THF环相邻。目前对于邻三THF型番荔枝内酯的报道较少。

2.4 非典型番荔枝内酯

图5. 线性型番荔枝内酯代表性结构图

图6. 四氢吡啶（THP）型番荔枝内酯代表性结构图

图7. 双末端内酯型番荔枝内酯代表性结构图

表4. 双末端内酯型番荔枝内酯

化合物

羟基位置

分子式

参考文献

squamostolide

15

C22H36O5

[20]

图8. 环氧丙烷型番荔枝内酯代表性结构图

表5. 环氧丙烷型番荔枝内酯

化合物

环氧位置

双键位置

分子式

参考文献

neo-expoxyrolin

18,19

6，7

C36H64O3

[7]

expoxyrolinB

18,19

C36H66O3

[8]

dieposabadelin

13,14；17,18

C35H62O4

[9]

squamocenin

15,16；19,20

23，24

C35H60O4

[9]

3结构解析

人体内的受体是手性的，一对对映异构体可能会有不同的药理学性质，手性分子的绝对构型会直接影响药物的疗效和毒副作用。ACGs末端γ-内酯环、环状官能团与长烷基链相连的基本结构为ACGs与受体作用提供最基本的空间构象。因此，确定的ACGs立体结构是研究其药效的理论前提。

番荔枝内酯类化合物虽然结构简单，但由于其结构中多数耦合为高级耦合裂分，且存在多个手性碳原子，所以其波谱规律较为复杂，又多为蜡状脂溶性固体，不易单独结晶，往往需要使用多种波谱方能确定其完整的结构。我们常用核磁共振氢谱和碳谱确定具体结构类型并结合高分辨质谱确定分子结构。一般先确定内酯环的结构类型；其次是确定结构中碳链上是否有含氧环状结构以及具体的个数及附近取代基情况；最后通过高分辨质谱确定分子量以及离子碎片确定重要取代基所在碳链的具体位置。

4作用机制

线粒体是细胞产生能量的主要场所，番荔枝内酯显著的生物活性来自于其对哺乳动物细胞线粒体呼吸链的抑制作用。通过抑制线粒体中NADH-UQ氧化还原酶和癌细胞质膜NADH氧化酶，番荔枝内酯可以有效抑制细胞能量代谢活动。其中以抑制NADH-UQ氧化还原酶为主, 若不能形成氧化磷酸化反应所需要的质子梯度，ATP合成酶将无法参加反应，从而使ATP的产生迅速减少。

ACGs的作用靶点为细胞的线粒体，有研究报道，番荔枝内酯在G1期与肿瘤细胞作用，诱导Bax (Bcl-2 associated X protein)表达，增强caspase-3的活性，引起肿瘤细胞凋亡；另有报道ACGs能降低细胞内cAMP (cyclic adenosine monophosphate)和cGMP (cyclic guanosine monophosphate)的水平而诱导肿瘤细胞的凋亡[58]。而ACGs对多药耐药性(MDR)肿瘤的作用，主要是抑制线粒体NADH (nicotinamide adenine dinucleotide diaphorase)氧化还原酶，抑制线粒体呼吸链的传递，使细胞产生的能量迅速减少，且P-gp(P-glycoprotein）是依赖于能量的药物排出泵，由于能量产生障碍，影响P-gp的功能，最终导致P-gp功能丧失，从而克服肿瘤MDR[5]。

5前景展望

近年来，番荔枝内酯因其显著的抗肿瘤活性而倍受研究学者青睐，极有希望开发为新型抗癌药。然而番荔枝内酯类化合物种类繁多，构效研究等方面的研究成果仍然十分有限，因此，做好番荔枝内酯类化合物的分类和立体构型测定工作对筛选出有极显著抗癌活性的番荔枝内酯意义重大。

参考文献

[1]广东省食品药品监督管理局.广东省中药材标准. 2011:广东科技出版社

[2]Chandrashekar, C. and V.R. Kulkarni, Isolation,Characterizations and Free radical scavenging activity of Annona squamosa leaf. Journal of Pharmacy Research, 2011(3): 610-611

[3]Watt G, Periodic E., Dictionary of the Econpmic product of India Vol I [M]. New Delhi:cosmo Publications, 1972:260

[4]陈瑛与于德泉, 抗癌有效成分番荔枝内酯化合物末端内酯环和四氢呋喃环的化学分类及NMR鉴别特征. 药学学报, 1998(07): 74-81

[5] Miyoshi H, Ohshima M, Shimada H,et al.Essential structural factors of annonaceous acetogenins as potent inhibitors of mitochondrial complexI[J].Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Bioenergetics, 1998, 1365: 443-452.

[6] 候宽绍. 中国种子植物科属词典(第二版) [M]. 北京: 科学出版社, 1982: 31.

[7]Li, X., et al., Annonaceous acetogenins from the seeds of Annona squamosa. Chemistry of Natural Compounds, 2010. 46(1): 101-105

[8]Yang, H.J., et al., Two new cytotoxic acetogenins from Annona squamosa. J Asian Nat Prod Res, 2009. 11(3): 250-6

[9]Bajin Ba Ndob, I., et al., Annonaceous acetogenins: Precursors from the seeds of Annona squamosa. Phytochemistry Letters, 2009. 2(2): 72-76

[10]Hopp, D.C., et al., Mono-THF ring annonaceous acetogenins from Annona squamosa. Phytochemistry, 1998. 47(5): 803-809

[11]Liaw, C.C., et al., Mono-tetrahydrofuran Annonaceous Acetogenins from Annona squamosa as Cytotoxic Agents and Calcium Ion Chelators. J.nat.prod, 2008. 71(9): 1077-1077

[12]Chen, Y., J.W. Chen and X. Li, Monotetrahydrofuran annonaceous acetogenins from the seeds of Annona squamosa. Phytochemistry Letters, 2012. 5(1): 3336

[13]Miao, Y., et al., Four cytotoxic annonaceous acetogenins from the seeds of Annona squamosa. Natural Product Research, 2015: 1-7

[14]徐莎莎等.番荔枝种子的化学成分研究. 中草药, 2012. 43(2): 195-197

[15]余竞光.番荔枝种子化学成分研究. 药学学报, 2005. 2(40): 153 - 158

[16]陈勇.番荔枝内酯类化合物的分离、构效关系及毒性研究, 2013, 南京中医药大学

[17]Miao, Y., et al., Four cytotoxic annonaceous acetogenins from the seeds of Annona squamosa. Natural Product Research, 2015: 1-7

[18]Araya, H., et al., Squamocin-O(1) and squamocin-O(2), new adjacent bis-tetrahydrofuran acetogenins from the seeds of Annona squamosa. Phytochemistry, 2002. 61(8): 999-1004

[19]Yong, C., C. Jian-Wei and L. Xiang, Cytotoxic Bistetrahydrofuran Annonaceous Acetogenins from the Seeds of Annona squamosa. J.nat.prod, 2011. 74(11): 2477-81

[20]HaiHuiXIE, et al., A New Cytotoxic Acetogenin from the Seeds ofAnnona squamosa. Chinese Chemical Letters, 2003. 14(06): 588-590

[21]Zhou, C., et al., Cytotoxic Diterpenoids from the Stem Bark of Annona squamosa L. Helvetica Chimica Acta, 2013. 96(4): 656662

[22]Nicholas H. Oberlies, C.C.A.J., Structure-Activity Relationships of Diverse Annonaceous Acetogenins against Multidrug Resistant Human Mammary Adenocarcinoma (MCF-7/Adr) Cells. J. Med. Chem, 1997. 40: 2102-2106

[23]Wu, Y.C., et al., Identification of ent-16 beta, 17-dihydroxykauran-19-oic acid as an anti-HIV principle and isolation of the new diterpenoids annosquamosins A and B from Annona squamosa. Journal of Natural Products, 1996. 59(6):635-637

[24]Jayendra, Y. Kumar and S.S. Kumar, Two new tetrahydroisoquinoline analogs from Indian medicinal plant Annona squamosa. Journal of Pharmacy Research, 2013. 7(6): 510515

[23] Kojima N, Tanaka T. Medicinal chemistry of annonaceousacetogenins: design, synthesis, and biologicalevaluation of novel analogues [J]. Molecules, 2009, 14(9):

3621-3661

[24] McLaughlin J L. Paw paw and cancer: Annonaceousacetogenins from discovery to commercial Products [J]. JNat Prod, 2008, 71(7): 1311-1321

[25] Bermejo A, Figadere B, Zafra-Polo M, et al. Acetogeninsfrom Annonaceae: recent progress in isolation, synthesisand mechanisms of action [J]. Nat Prod Rep, 2005, 22(2):269-303

[26] Zeng L, Ye Q, Oberlies N H, et al. Recent advances inannonaceous acetogenins [J]. Nat Prod Rep, 1996, 13(4):275-306

[27]Chen, Y., et al., Antitumor activity and toxicity relationship of annonaceous acetogenins. Food and Chemical Toxicology, 2013. 58: 394-400

[28]孙丽蕊等, 番荔枝皮化学成分及其抗肿瘤活性的研究. 中国中药杂志, 2012. 37(14): 2100-2104

[29]Mukhlesur Rahman, M., et al., Antimicrobial and cytotoxic constituents from the seeds of Annona squamosa. Fitoterapia, 2005. 76(5): 484-489

[30]Yuan, F., et al., Structureactivity relationships of diverse ACGs against multidrug resistant human lung cancer cell line A549/Taxol. Bioorganic Medicinal Chemistry Letters, 2015. 25(4):787-790

3. 设计方案和技术路线

1、提取：经过粗粉去皮，粉碎过20目筛，以超临界CO2法萃取，条件为 35摄氏度，20 Mpa，夹带剂：20%乙醇，提取3h。

2、将Fr. 8的浸膏称重，硅胶拌样，然后进行反复的硅胶柱层析，此外还结合ODS开放柱、LH-20凝胶柱和半制备液相分离纯化得到单体化合物。

3、确定结构类型：采用现代手段（如UR、IR、1HNMR、13CNMR）对所分离得到的单体成分进行结构鉴定，并参考各类化合物的光谱规律特征对分得的化合物进行结构解析，明确化合物的结构。

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4. 工作计划

2022年1月-2022年3月 查阅文献，完成文献综述及开题报告

2022年3月-2022年4月 番荔枝Fr.8流分初步分离

2022年4月-2022年5月 对初分后的不同流分进行细分，使用硅胶柱层析、LH-20凝胶柱和半制备液相进行分离并纯化，得到单体化合物，采用现代的光谱手段对结构进行解析。

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5. 难点与创新点

番荔枝在全球热带地区均有栽培，我国广东、云南、广西、浙江、海南、台湾均有大面积引种栽培。

番荔枝果实作为一种水果，有大量的消费，而种子作为废弃物被随意丢弃，既浪费资源，又污染环境。

所以对番荔枝子的研究，以期开发其药用价值尤为必要。

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