具有生物活性的异戊烯基及香叶基黄酮类化合物

陈积常，黄初升，刘红星，汤家泽，孙 卓

（广西师范学院化学与生命科学学院，广西 南宁 530001）

天然异戊烯基及香叶基黄酮类化合物主要分布在桑科植物中，据文献报道，从桑科植物分离出超过6500个黄酮类化合物，其中至少有400个化合物是异戊烯基和香叶基黄酮类化合物，该类化合物具有广泛的生理活性，比如抗肿瘤[1～2]、抗细胞毒素[3]、抗疟疾[4]、抗艾滋病毒[5～6]、抗白血病[7～8]、抑制酪氨酸酶[9]、抑制5α还原酶[10]。同时，随着异戊烯基及香叶基在黄酮上的取代位置不同，而使该类化合物具有不同的物化性质和药理活性。本文对近年来具有生物活性的天然异戊烯基及香叶基黄酮类化合物具有代表性的研究工作进行综述。

1 异戊烯基黄酮类化合物

Zhang等人[11]从Broussonetia Kazinoki叶的乙醇浸膏中分离出5个黄酮类化合物，其中有3个是异戊烯基黄酮类化合物（1～3），测试了这些化合物对A549、HCT-8、KB细胞的抑制作用。化合物1对A549及HCT-8细胞有良好的生物活性，其ED50值分别为7.77μg·mL-1和9.63μg·mL-1。化合物 2对A549和HCT-8细胞的抑制作用不大，但对KB细胞表现出良好的抑制活性，ED50值为4.15μg·mL-1。化合物3对3种细胞的活性都不如化合物1及化合物2，从化合物2与化合物3对3种癌细胞的活性可知，异戊烯基在8位对3种细胞的活性比在6位的活性好。

Wang等人[12]在Artocarpus chama根的乙醇浸膏中，通过A549及MCF-7细胞筛选发现氯仿相对2种肿瘤细胞具有良好的抑制作用。从氯仿相中分离出6个新化合物，并对这6个化合物进行活性筛选，发现化合物 4对 A549、MCF-7、1A9、HCF-8、CAKI-1、SK-MEL-2、U-87-MG、PC-3、MDA-MB-231、KB、KB-VIN等10种细胞有良好的生物活性，ED50值分别为 3.3、3.3、3.4、3.8，4.9、5.4、3.7、4.1、3.8、3.2、3.6μg·mL-1。

Agli等人[13]在E.Sagittatum的干浸膏中，通过HPLC-UV RP C18柱方法分离出化合物5，对化合物5进行结构修饰，合成出5个化合物8的类似物5～10，并从3个方面探讨其构效关系。其一，由化合物5经过纤维素酶在醋酸钠的缓冲溶液中脱去异戊烯基黄酮7位上的糖苷生成化合物6，再由化合物6经过溴乙醇、碳酸钾催化下及丙酮溶液中回流8h在7位的羟基上乙醇基保护生成化合物8，发现化合物6及化合物8对PDE5A1细胞比天然产物5对PDE5A1细胞的抑制作用好，化合物5、6、8对PDE5A1细胞IC50值分别为(5.9±1.1)μM、(0.16±0.02)μM、(0.36±0.06)μM。其二，化合物5经过柚皮苷酶及醋酸钠的缓冲溶液作用同时脱掉3、7位上2个糖苷生成化合物7，再由化合物7经过溴乙醇、碳酸钾催化下及丙酮溶液中回流8h在3、7位上2个乙醇基生成化合物10，化合物10对PDE5A1细胞比化合物7及天然产物5对PDE5A1细胞的抑制作用好，甚至可与西地那非对PDE5A1细胞的抑制活性相媲美。化合物7、10及西地那非对PDE5A1细胞IC50值分别为(2.2±0.09)μM、(0.074±0.007)μM、(0.075±0.004)μM。其三，化合物5经过硫酸及二氧六环的作用回流24h脱掉2个糖苷的同时7位上的羟基与8位异戊烯基双键形成一个五元环生成化合物9，其对PDE5A1细胞IC50值为(45.5±4.6)μM。化合物9对PDE5A1细胞的活性最差，可见，异戊烯基是一个活性基团，脱掉一个糖苷的活性比脱掉两个糖苷的活性好。化合物5～10的合成路线如下：

Fang等人[14]在Artocarpus heterophyllus的果肉中，通过柱层析的分离方法，分离出3个化合物，其中化合物11为异戊烯基黄酮，然后对化合物11进行活性测定，发现化合物11在RAW264.7细胞能够很好抑制LPS诱导NO、PGE2和ROS。可见，化合物11对人体血管舒张有一定的作用。

Sutthivaiyakit等人[15]在Eriosema的根中，用anti-TB细胞对正己烷浸膏进行初筛，发现这部分对anti-TB细胞有良好的抑制作用，通过柱层析方法从正己烷相及二氯甲烷相分离出13个异戊烯基黄酮类化合物，其中有9个化合物12～20对anti-TB、KB、NCI-H187及Vero细胞有良好的抑制作用。化合物12对anti-TB、KB、NCI-H187及Vero细胞的IC50值分别为25μg·mL-1、3.1μg·mL-1、3.0μg·mL-1、7.9μg·mL-1，化合物 13 对这 4 种细胞的IC50值分别为 50μg·mL-1、3.8μg·mL-1、4.3μg·mL-1、6.9μg·mL-1，化合物 14 对这 4 种细胞的IC50值分别为 100μg·mL-1、6.7μg·mL-1、2.4μg·mL-1、7.0μg·mL-1，化合物15对这4种的细胞的IC50值分别为 25μg·mL-1、5.4μg·mL-1、3.3μg·mL-1、6.4μg·mL-1，化合物16对anti-TB、KB、NCI-H187细胞的IC50值分别 为 25μg·mL-1、1.73μg·mL-1、3.5μg·mL-1，化 合物17对这4种细胞的IC50值分别为12.5μg·mL-1、5.8μg·mL-1、3.9μg·mL-1、11.1μg·mL-1，化合物 18 对前3种细胞的IC50值分别为12.5μg·mL-1、3.3μg·mL-1、2.1μg·mL-1，化合物19和化合物 20对前3种癌细 胞 的 IC50值 分 别 为 12.5μg·mL-1、5.8μg·mL-1、6.0μg·mL-1，12.5μg·mL-1、2.4μg·mL-1、6.5μg·mL-1。

Arung等人[16～17]以活性筛选作为指导，发现Artocarpus heterophllus茎的甲醇浸膏对B16细胞有良好的抑制活性，经过硅胶柱粗分，再通过高效液相色谱分出化合物21，化合物21对酪氨酸酶及黑色素的IC50值分别为76.3μM和56.7μM，化合物21却对酪氨酸酶具有良好的抑制活性，而天然产物luteolin对酪氨酸酶没有明显的抑制作用。可见，3-prenyl luteolin中异戊烯基是活性基团，在3位可提高其对酪氨酸酶的活性。并且用同样的方法在该相中分离出9个单体，其中有8个异戊烯基黄酮类化合物22～29，探讨它们的生物活性及构效关系，化合物22对B16细胞的IC50值为10.3μM，化合物23对B16细胞的IC50值为9.2μM，化合物24对B16细胞的IC50值为32.5μM，化合物25对B16细胞的IC50值为14.2μM，化合物26对B16细胞的IC50值为7.8μM，化合物27对B16细胞的IC50值为84.7μM，化合物28对B16细胞的IC50值为12.5μM，化合物29对B16细胞的IC50值为10.7μM，化合物29～36对B16细胞抑制作用。实验结果表明，有2个异戊烯基比有一个异戊烯基的活性更好。

Ruy等人[18]从Cudrania tricuspidato的根中，以活性筛选作为指导，分离出6个化合物，其中有5个是异戊烯基黄酮类化合物30～34，这5个化合物对唾液酸酶有很好的抑制作用。化合物30对唾液酸酶的IC50值达到380nM，化合物31对唾液酸酶的IC50值为(1.53±0.8)μM，化合物32对唾液酸酶的IC50值为(10.74±2.4)μM，化合物33的3位上异戊烯基亚甲基与B环2'位上的羟基形成一个五元环变成化合物34，但是化合物33对唾液酸酶活性是化合物34的3倍。

Dat等人[19]在Morus alba的叶中，从乙酸乙酯相通过硅胶柱及半制备LH20柱分离出11个化合物，其中有8个是异戊烯基及香叶基黄酮类化合物35～42，这8个化合物对HeLa、MCF-7、Hep-3B有良好的抑制活性并探讨其构效关系。化合物35对HeLa、MCF-7、Hep-3B这3种细胞的IC50值分别为(1.32±0.51)μM、(3.92±0.91)μM、(5.22±0.95)μM，化合物 36对HeLa、MCF-7、Hep-3B这3种细胞的IC50值分别为(1.66±0.27)μM、(5.27±1.02)μM、(4.71±1.04)μM。化合物37与化合物38是同分异构体，香叶基位置不同，这2个化合物对HeLa细胞的活性相差不大，IC50值分别为 (1.64±0.21)μM、(2.24±0.48)μM，但化合物38对MCF-7细胞活性是化合物37对MCF-7细胞活性的2倍多，其IC50值分别为(3.21±0.87)μM、(7.02±1.66)μM。同样，化合物38对Hep-3B细胞活性是化合物37对Hep-3B细胞活性的2倍多，IC50值分别为(3.65±0.81)μM、(8.47±2.07)μM。化合物39对HeLa、MCF-7、Hep-3B这3种细胞的IC50值分别为(3.69±0.86)μM、(7.19±0.77)μM、(6.64±1.23)μM，化合物40与化合物41也是同分异构体，吡喃环位置不一样导致对HeLa、MCF-7、Hep-3B这3种细胞的活性不一样。化合物40对HeLa、MCF-7、Hep-3B这3种细胞的IC50值分别为(2.28±0.40)μM、(4.56±0.71)μM、(5.30±1.45)μM，化 合 物 41对 HeLa、MCF-7、Hep-3B这3种细胞的IC50值分别为(2.29±1.64)μM、(3.51±0.59)μM、(3.09±0.67)μM，化合物 42对HeLa、MCF-7、Hep-3B这3种细胞的 IC50值分别为(0.64±0.14)μM、(7.88±1.89)μM、(9.21±2.06)μM。异戊烯基及香叶基是对3种癌细胞的活性基团，香叶基在A环8位的活性比在B环2'位上有所提高。

Cho等人[20]在Morus Ihou的茎中，以BACE-1细胞作为活性筛选，发现甲醇粗提物对BACE-1细胞有抑制作用，IC50值为78.4Mg·mL-1,从该相中分离出8个单体化合物，其中有3个是异戊烯基黄酮类化合物43～45，所分离出来的8个化合物进行对BACE-1细胞的活性测定，发现3个异戊烯基黄酮类化合物对BACE-1细胞活性最好，化合物43对BACE-1细胞的IC50值为(3.4±1.3)μM，化合物44与化合物45是同分异构体，因吡喃环位置的改变其对BACE-1细胞活性有所不同，化合物45对BACE-1细胞的活性优于化合物44，其IC50值分别为 (5.3±0.2)μM，(59.4±12.7)μM。异戊烯基是对BACE-1细胞的活性基团，在B环间羟基也是对BACE-1细胞的活性基团。

2 香叶基黄酮类化合物

S y mejkal等人[21]在Paulownia Tomentosa果实的乙醇浸膏中，经DPPH方法进行筛选，发现粗提物表现出很不错的抗氧自由基清除率，通过RD-HPLC及柱层析手段分离出7个异戊烯基和香叶基黄酮类单体，并进行DPPH测定，发现化合物46抗氧化活性最好，其次是化合物47，再次是化合物48。他们对这3个单体再进一步进行活性研究，发现化合物46对WB344细胞的抑制作用与其对DPPH抗氧化活性成线性关系，IC50值为14.3μM，而化合物47及化合物48对WB344细胞的抑制活性恰好与其对DPPH抗氧化活性相反。化合物7的IC50值为30.2μM，化合物6对WB344细胞的抑制作用不好，有甲氧基对DPPH抗氧化活性降低，在B环有间羟基可提高对WB344细胞的活性。

JEONG等人[22]在Morus Ihou根的甲醇浸膏中，通过柱层析法，按照极性的不同分离出12个单体，其中有4个是异戊烯基和香叶基黄酮类化合物49～52，化合物49对酪氨酸酶的IC50值为(47.5±4.0)μM，化合物50对酪氨酸酶的IC50值大于200μM，化合物51对酪氨酸酶的IC50值为(42.2±0.9)μM，化合物52对酪氨酸酶的IC50值为(131.8±10.6)μM。根据这4个化合物的结构及对酪氨酸酶的活性可知，在B环4'的羟基变成甲氧基，活性减少，在A环8位上有异戊烯基可增大其活性。

3 结语

综上所述，目前国内外对天然异戊烯基及香叶基黄酮类化合物从不同的生物活性方面进行构效关系的研究，研究表明该类化合物的生物活性与其结构息息相关，异戊烯基及香叶基取代位置不同，对不同细胞表现出不同的活性。异戊烯基在黄酮母核的8位比异戊烯基在6位的活性要好，B环的间二酚是对癌细胞的活性基团。研究可为异戊烯基和香叶基黄酮类化合物的合成提供活性参考，期待从该类化合物开发出活性更好的先导化合物。

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