大豆苷元的合成方法

葛根大豆苷元为异黄酮结构,在空间上为平板结构,堆砌紧密。此外,其在7位、4′位有二酚羟基,可形成分子间氢键。因此,由于晶格的排列、氢键的形成等使葛根大豆苷元的分子间作用力大,而使其熔点高,水溶性差,因此,许多葛根大豆苷元的结果改造发生在7位、4′位,以期影响氢键形成改变晶格排列及增加化合物的溶解度,改善其吸收动力学,提高生物利用度,从而增强其药效,提高这类化合物的活性。国内外文献的报道中,也有改变2位、3′位取代基以改善其溶解度或增强疗效。

目前采用化学法对大豆苷元进行结构修饰主要是通过酯化、磺化、醚化、磷酸化、糖苷化等衍生化反应以改变其理化性质,扩大应用范围,同时增强其活性。

1.酯化　目前对大豆苷元的化学修饰主要是通过酯化,改变其水溶性或脂溶性较差的弱点。文献报道的多是在大豆苷元的7位、4′位酚羟基上与不同链长的酸酯化。在其7位、4′位分别引入两种不同的长链脂肪酸——硬脂酸和油酸,设计并合成了6种脂肪酸酯,其合成步骤为:0.04mmol异黄酮与一定量叔丁醇钾溶于无水DMF中,氩气保护,30℃下搅拌2.5h,将脂肪酰氯溶于无水DMF中并添加到该反应液中,继续反应2.5h。加入冰水中,用乙醚/乙酸乙酯(1/1)萃取,用饱和碳酸氢钠洗涤,干燥并除去溶剂,减压蒸出溶剂得到粗产品,经硅胶柱精分离(流动相:氯仿/甲醇,95/5)得到异黄酮脂肪酸酯纯品。这些衍生物明显改善了大豆苷元的脂溶性,并发现这些脂肪酸酯在细胞水平上能很好地与低密度脂蛋白结合,同时大豆苷元的抗氧化能力增强。

2.磺化　利用磺化反应对大豆苷元进行结构修饰和改性是提高其水溶性的一个非常有效的手段。利用磺化反应对大豆苷元进行结构修饰和改性,合成了一系列新的强水溶性的大豆苷元磺化物,溶解度比大豆苷元明显增加,并且药理实验证明了新化合物的抗缺氧和缺血作用明显优于大豆苷元。比如以大豆苷元为原料首先在浓硫酸中反应,然后在饱和氯化钠溶液中析出,直接得到大豆苷元-3′-磺酸盐;或者对大豆苷元先单甲基化,再磺化成盐合成单甲氧基大豆苷元-3′-磺酸钠,对大豆苷元进一步双甲基化,再次磺化成盐合成出了强水溶性磺化物7,4′-二甲氧基异黄酮-3′-磺酸钠。还有在此基础上对大豆苷元进行乙基化,然后再进行磺化成盐得到强水溶性磺化物。

3.醚化　醚化也是改善大豆苷元溶解度、提高生物活性的常用方法之一。

依据葛根大豆苷元7位、4′位酚羟基氢的不同活性,在选择醚化7位的基础上,再在4′位为引入与7位不同的取代基,如乙基、羟乙基、乙酸基、乙酸乙酯基等。最后形成7位和4′位有不同取代基的葛根大豆苷元衍生物,具体合成步骤如下:在50ml圆底烧瓶中,加入7-羟乙氧基-大豆苷元1.2g,2mol/L氢氧化钠3.2ml,水3.8ml,丙酮30ml,水浴回流5h;回收溶剂后,加水变成溶剂,调节p H至4～5,过滤,水洗至中性,干燥;用70%乙醇重结晶,得产物。

4.磷酸化　为了提高大豆苷元的生物利用度,利用水溶性的微生物转变的方式设计并合成了大豆苷元的水溶性的衍生物大豆苷元亚磷酸酯,并通过31 P-NMR和13 C-NMR证实反应仅在大豆苷元的7-位。

5.糖苷化　利用固/液冠醚相转移催化系统直接利用葡萄糖对大豆苷元进行改性合成了水溶性的大豆苷元衍生物大豆苷元4′-O-β-葡萄糖苷。

为了提高大豆苷元的水溶性也可以利用多糖对其进行修饰。用人工培养的植物细胞不仅制备出水溶性的大豆苷元的单糖衍生物,还制备出了水溶性的大豆苷元的多糖衍生物。