羅家錙， 宋習(xí)習(xí)， 李梅珊， 王恒山*

(1.廣西師范大學(xué) 化學(xué)與藥學(xué)學(xué)院, 廣西 桂林 541004； 2.省部共建藥用資源化學(xué)與藥物分子工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(廣西師范大學(xué)), 廣西 桂林 541004； 3.藥用資源化學(xué)與藥物分子工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(廣西師范大學(xué))，廣西 桂林 541004； 4.廣西民族藥省部共建協(xié)同創(chuàng)新中心 (廣西師范大學(xué)), 廣西 桂林 541004)

松香烷型二萜具有三環(huán)二萜結(jié)構(gòu)，其分子結(jié)構(gòu)新穎多樣，普遍存在于植物和微生物體內(nèi)，具有廣泛的生物活性[1]。松香烷型二萜主要來(lái)源于松香，是一類應(yīng)用廣泛的化工產(chǎn)品。以三環(huán)二萜結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)進(jìn)一步合成或者修飾的松香化工產(chǎn)品已經(jīng)廣泛應(yīng)用于助焊劑、涂料、油墨、膠黏劑、表面活性劑等領(lǐng)域[2]。近年來(lái)的研究表明，以三環(huán)二萜類松香酸及其衍生物為主要成分的松香具有抗腫瘤、抗菌、抗病毒等生物活性[1, 3-7]，在藥物制劑中常用作藥用輔料、藥物載體等[8]，在殺蟲、除草，抗菌等農(nóng)業(yè)用藥方面也大有用途[9]。

本課題組對(duì)松香烷型二萜的發(fā)現(xiàn)及其結(jié)構(gòu)改造的研究已持續(xù)十多年。結(jié)合本課題組的研究工作，本文從藥學(xué)、農(nóng)藥科學(xué)、藥劑學(xué)、手性藥物檢測(cè)、活性化合物結(jié)構(gòu)與性質(zhì)關(guān)系5個(gè)方面綜述松香烷型二萜在藥學(xué)研究中的應(yīng)用。

1 松香烷型二萜在農(nóng)藥中的應(yīng)用

近年來(lái)，隨著人民生活水平的提高，化學(xué)農(nóng)藥的副作用引起人們的關(guān)注，使傳統(tǒng)化學(xué)農(nóng)藥的使用受到很大限制，天然農(nóng)藥或佐劑是減少化學(xué)農(nóng)藥用量的新選擇。松香具有來(lái)源廣、價(jià)格低、應(yīng)用廣泛等多種優(yōu)勢(shì)，在農(nóng)業(yè)中常用作農(nóng)藥助劑、殺菌劑等，松香烷型二萜在農(nóng)業(yè)發(fā)展中有望得到更廣泛應(yīng)用。

1.1 松香烷型二萜在農(nóng)藥制備中的應(yīng)用

圖1 化合物1～13的結(jié)構(gòu)Fig.1 Chemical structures of 1-13

由細(xì)菌感染、真菌感染、植物病毒侵襲和害蟲引起的農(nóng)作物疾病是當(dāng)前農(nóng)業(yè)面臨的難題之一。松香及其衍生物是林產(chǎn)業(yè)的主要產(chǎn)品，其抑菌、抗蟲等活性較強(qiáng)，在農(nóng)藥應(yīng)用方面已受到廣泛關(guān)注。王恒山等[10]用松香和馬來(lái)酸酐反應(yīng)，得到馬來(lái)酐海松酸，再引入苯脲、硫脲、酰腙等活性基團(tuán)得到馬來(lái)海松酸的取代苯脲、酰腙和酰胺基硫脲等3類共5個(gè)化合物，為通過(guò)馬來(lái)酰海松香酸的結(jié)構(gòu)修飾制備新型農(nóng)藥提供了工作基礎(chǔ)。Rao等[3]以脫氫樅酸為底物設(shè)計(jì)合成6種去氫樅基酰胺類衍生物(6a～6f)(見(jiàn)圖1)，誘食活性實(shí)驗(yàn)顯示，目標(biāo)化合物對(duì)斜紋夜盜蛾具有一定誘食活性，有望開發(fā)成為新型誘食劑。陳乃源等[4]設(shè)計(jì)合成得到20個(gè)新型去氫樅酸基B環(huán)并噻唑-酰胺化合物(7a～7t)，初步生物活性測(cè)試表明，50 mg/L的最終產(chǎn)物去氫樅酸B環(huán)并噻唑-苯甲酰胺(7j)和反應(yīng)中間體去氫樅酸B環(huán)并噻唑-胺(8)對(duì)蘋果輪紋病菌的抑制率分別為90.0%和92.4%，可有效防治蘋果輪紋病。Liu等[6]設(shè)計(jì)合成一系列松香基酯，粘蟲拒食實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，合成的大多數(shù)松香基酯在0.01 g/mL具有顯著的拒食活性，24 h的攝食威懾值均在70%以上，多數(shù)化合物的拒食活性隨碳鏈的增長(zhǎng)而更好，且有部分粘蟲死亡，推測(cè)這些合成松香酯對(duì)粘蟲有胃毒作用，有望作為粘蟲防治制劑。岑波等[11]以天然產(chǎn)物松香為底物，設(shè)計(jì)合成10個(gè)新型馬來(lái)松香基雙硫脲-酰胺化合物(9a～9j)，初步生物活性測(cè)試表明，50 mg/L目標(biāo)化合物對(duì)蘋果輪紋、花生褐斑、黃瓜枯萎、小麥赤霉和番茄早疫等5種植物病原菌顯示出一定的抗菌活性，多數(shù)化合物對(duì)蘋果輪紋病菌的抑制率大于60%，其中化合物9i的抑制率達(dá)71.4%，對(duì)有效防治蘋果輪紋病具有重要意義。翟兆蘭等[12]設(shè)計(jì)合成馬來(lái)海松酸酰胺二鈉(Cn-MPA-2Na,n=12(10), 14(11), 16(12), 18(13))，采用浸葉法研究Cn-MPA-2Na及Cn-MPA-Na(n=12,14,16)對(duì)小地老虎幼蟲的拒食活性，結(jié)果表明：室溫下Cn-MPA-2Na和Cn-MPA-Na均具有良好的水溶性，其烷烴鏈長(zhǎng)和羧酸鈉個(gè)數(shù)對(duì)小地老虎拒食活性均無(wú)明顯影響，C12-MPA-2Na、C18-MPA-2Na、C14-MPA-Na對(duì)小地老虎具有較強(qiáng)的拒食活性，其拒食中濃度(AFC50) 分別為0.51、0.54和0.77 g/L，說(shuō)明該系列化合物對(duì)小地老虎的防治有一定的作用。Mao等[13]以天然松香產(chǎn)物為基礎(chǔ)合成4類脫氫表二?；?1,3,4-噻二唑衍生物(14～19)，抑菌活性實(shí)驗(yàn)表明，化合物14e(見(jiàn)圖2)對(duì)核盤菌、灰葡萄孢菌、尖孢鐮刀菌和稻瘟病菌的EC50為0.618 mg/L，明顯低于陽(yáng)性對(duì)照多菌靈(0.649 mg/L)；生理生化研究表明，化合物14e對(duì)尖孢鐮刀菌的主要作用機(jī)制是改變菌絲形態(tài)，增加細(xì)胞膜通透性，抑制菌絲內(nèi)麥角甾醇的合成；定量構(gòu)效關(guān)系研究表明，分子中的前線軌道能量通過(guò)化合物14e與靶標(biāo)受體之間的共軛和靜電相互作用在抗真菌活性中起關(guān)鍵作用，顯示該類化合物在抗菌方面的應(yīng)用潛力巨大。

圖2 化合物14～19的結(jié)構(gòu)Fig.2 Chemical structures of 14-19

1.2 松香烷型二萜作為農(nóng)藥助劑的應(yīng)用

隨著研究的不斷深入，松香烷型二萜類化合物的理化性質(zhì)不斷被發(fā)現(xiàn)，該類化合物未來(lái)有望廣泛應(yīng)用于農(nóng)藥及農(nóng)藥助劑。

2 松香烷型二萜在藥物制備中的應(yīng)用

松香是一種傳統(tǒng)中藥，具有抗腫瘤、抗菌、抗病毒等廣泛生物活性[19-23]，經(jīng)結(jié)構(gòu)改造后的松香基化合物有望作為臨床藥物。

2.1 抗腫瘤活性

圖3 化合物20～35的結(jié)構(gòu)Fig.3 Chemical structures of 20-35

據(jù)統(tǒng)計(jì)，癌癥的死亡率已經(jīng)超過(guò)心血管類疾病成為頭號(hào)殺手。但是癌癥的具體發(fā)病機(jī)理尚未明確，臨床上比較難治愈，因此，尋找新的癌癥治療策略是藥物化學(xué)的熱門研究方向。喹啉類化合物臨床應(yīng)用非常廣泛[24-25]。童碧海等[26]以順式-12-氨基脫異丙基脫氫松香甲酯為中間體，合成了2種脫氫松香基喹啉衍生物20、21(見(jiàn)圖3)，在開發(fā)生理活性物質(zhì)方面極具潛力。張業(yè)等[27]以脫氫松香酸甲酯為底物合成了(4R,12bS)-4,12b-二甲基-1,2,3,4,4a,5,6,12b-八氫化萘并[1,2-g]喹啉-4-羧酸甲酯(22)和(7R,10aS)-7,10a-二甲基-5,6,6a,7,8,9,10,10a-八氫化萘并[2,1-f]喹啉-7-羧酸甲酯(23)，為研究脫氫松香基喹啉衍生物的生物活性、開發(fā)其藥用價(jià)值、進(jìn)一步提高脫氫松香酸的利用價(jià)值提供實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。呋咱類化合物的硝基類衍生物可以用作熒光探針[28]，并且具有預(yù)防白血病、抗癌[29-31]、抗病毒擴(kuò)散等生物活性[32]。張業(yè)等[33]以脫氫松香酸為底物合成一種新型化合物12-溴-13,14-脫氫松香酸甲酯氧化呋咱(24)，該化合物具有良好的抗腫瘤活性。根據(jù)呋咱化合物的良好抗腫瘤活性和前期實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，張業(yè)等[34]在脫氫松香酸芳環(huán)上建構(gòu)噻唑啉、噻二唑環(huán)和噻三唑雜環(huán)，設(shè)計(jì)并合成6個(gè)尚未有文獻(xiàn)報(bào)道的含氮雜環(huán)衍生物(25～30)，以期發(fā)現(xiàn)具有重要生理活性的新藥先導(dǎo)化合物。楊新平等[35]以脫氫松香酸為原料，設(shè)計(jì)并合成5個(gè)12位含氮脫氫松香酸衍生物(31～35)，并對(duì)4種人體腫瘤細(xì)胞株進(jìn)行初步體外抗腫瘤活性評(píng)價(jià)，結(jié)果表明部分化合物具有良好的抗腫瘤活性，具有深入研究的價(jià)值。

Huang等[36]設(shè)計(jì)合成一系列具有DHA(dehydroabietic)結(jié)構(gòu)的新型α-氨基磷酸衍生物(36a～36q)(見(jiàn)圖4)，體外生物活性測(cè)試結(jié)果顯示，大部分化合物對(duì)NCI-H460(人肺癌細(xì)胞)、A549(人肺腺癌細(xì)胞)、HepG2(人肝癌細(xì)胞)和SK-OV-3(人卵巢癌細(xì)胞)細(xì)胞株的抑制活性比抗癌藥物5-氟尿嘧啶(5-Fu)強(qiáng)，其中36c對(duì)NCI-H460細(xì)胞株的抑制活性最顯著(IC50=3.33±0.58 μmol/L)，其可誘導(dǎo)NCI-H460細(xì)胞凋亡，主要在G1期阻滯NCI-H460細(xì)胞的增殖，能有效抑制癌細(xì)胞生長(zhǎng)。在此研究基礎(chǔ)上，Huang等[37]在DHA結(jié)構(gòu)上再引入羰基和肟基，合成一系列具有DHA結(jié)構(gòu)的新型硫脲α-氨基磷酸衍生物(37a～38o)，體外生物活性測(cè)試結(jié)果顯示，部分化合物對(duì)NCI-H460、A549、HepG2和SK-OV-3等人癌細(xì)胞株的抑制作用比陽(yáng)性對(duì)照藥5-氟脲嘧啶更顯著，其中化合物38f(IC50=7.00±0.04 μmol/L)能誘導(dǎo)A549細(xì)胞凋亡，證實(shí)了在DHA結(jié)構(gòu)中引入α-氨基磷酸、羰基、肟等活性基團(tuán)可顯著增強(qiáng)DHA的抗腫瘤活性。

圖4 化合物36～38的結(jié)構(gòu)Fig.4 Chemical structures of 36-38

Huang等[38]設(shè)計(jì)合成一系列脫氫丙烯酸二肽衍生物(39a～39s)(圖5)，抗腫瘤活性篩選結(jié)果表明，許多化合物對(duì)NCI-H460、HepG2、SK-OV-3、BEL-7404、HeLa和HTC-116腫瘤細(xì)胞株均表現(xiàn)出中等至高水平的抑制作用，其中一些化合物的抑制活性比商用抗癌藥物5-Fu強(qiáng)，化合物39b通過(guò)線粒體途徑誘導(dǎo)HeLa細(xì)胞凋亡。在此研究基礎(chǔ)上，Huang等[39]在DHA結(jié)構(gòu)上再引入羰基和肟基，合成一系列DHA手性二肽衍生物 (40～41)，生物活性實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，許多化合物對(duì) NCI-H460、HeLa和 MGC-803 3株人癌細(xì)胞系顯示出中到高水平的抗腫瘤活性，與抗癌藥物5-Fu相比顯示出更顯著的抑制效果。通過(guò)四甲吖啶/溴化乙錠染色、Hoechst 33258 染色、JC-1線粒體膜電位染色、TUNEL測(cè)定、流式細(xì)胞術(shù)以及Western Blot實(shí)驗(yàn)，證明細(xì)胞凋亡與線粒體膜電位的喪失、線粒體肌高鐵血紅素釋放和細(xì)胞內(nèi)ROS產(chǎn)生的增強(qiáng)、Bax表達(dá)的升高、Bcl-2的下調(diào)以及caspase-9和-3的激活有關(guān)。并且通過(guò)比對(duì)化合物之間的IC50值，證實(shí)新型脫氫樅酸(DHA)手性二肽衍生物的D-,L-兩種構(gòu)型對(duì)抗腫瘤活性存在差異。

圖5 化合物39～41的結(jié)構(gòu)Fig.5 Chemical structures of 39-41

圖6 化合物42～44的結(jié)構(gòu)Fig.6 Chemical structures of 42-44

Liu等[40]對(duì)植物華北大戟中的新化合物42(圖6)研究表明，其對(duì)NCI-H460和MCF-7的IC50為19.5和18.6 μmol/L，證明華北大戟具有抗肺癌、乳腺癌潛力。Jin等[41]設(shè)計(jì)合成一系列脫氫丙烯酸(DHAA)?；螂逖苌?43a～44o)，對(duì)其體外抗腫瘤活性研究表明，這些化合物對(duì)Hela、SK-OV-3和MGC-803等腫瘤細(xì)胞株都有比較強(qiáng)的細(xì)胞毒性，對(duì)人體正常細(xì)胞株HL-7702的細(xì)胞毒性較低；化合物43n(IC50= 6.58 ± 1.11 μmol/L)對(duì)Hela細(xì)胞比商業(yè)藥物5-Fu(IC50=36.58 ± 1.55 μmol/L)具有更強(qiáng)的抑制作用，通過(guò)細(xì)胞機(jī)制研究發(fā)現(xiàn)，43n可以使細(xì)胞停滯在S期階段，Western Blot實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)該化合物通過(guò)線粒體途徑誘導(dǎo)Hela細(xì)胞凋亡，該化合物的抗腫瘤活性優(yōu)于5-Fu，極具開發(fā)成為抗腫瘤新藥的潛力。

Huang等[42]設(shè)計(jì)合成一系列含磺酰胺基團(tuán)的DHAA 二肽衍生物(45a～45i,46a～46u)(圖7)，活性實(shí)驗(yàn)表明這些化合物在低濃度時(shí)對(duì)MMPs表現(xiàn)出較好的抑制活性；對(duì)最具活性的46k研究表明，其磺酰胺部分和二肽基對(duì)提高活性起著重要作用，其至少部分通過(guò)抑制MMP-3的活性和誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡；傷口愈合實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，46k處理HepG2細(xì)胞后，其體外遷移受到抑制，細(xì)胞周期阻滯于G1期，對(duì)HepG2細(xì)胞的凋亡有明顯的促進(jìn)作用。因此，推測(cè)含磺酰胺部分的DHAA二肽衍生物可能是潛在的具有抑制細(xì)胞遷移能力的MMPs抑制劑。

圖7 化合物45a～45i, 46a～46u的結(jié)構(gòu)Fig.7 Chemical structures of 45a-45i, 46a-46u

圖8 化合物47～50的結(jié)構(gòu)Fig.8 Chemical structures of 47-50

李芳耀等[43]設(shè)計(jì)合成一系列脫氫樅酸硝酸酯類化合物(47a～47r)(圖8)，活性實(shí)驗(yàn)表明，47j和47n分別對(duì)CNE-2和BEL-7402癌細(xì)胞株具有顯著的抑制效果，且對(duì)人體正常細(xì)胞顯示出較低細(xì)胞毒性。因此，脫氫樅酸硝酸酯類化合物有望開發(fā)成一種新的抗腫瘤藥物。Li等[44]設(shè)計(jì)合成2個(gè)脫氫松香衍生物N-(5-脫氫樅酸基-1,3,4-噻二唑)基-吡啶-2-甲酰胺 (DTPC48)和二-N-(5-脫氫樅酸基-1,3,4-噻二唑)-基-吡啶-2,6-甲酰胺 (DDTPC49)。體外MTT法測(cè)試表明，DTPC表現(xiàn)出更好的細(xì)胞毒性，DTPC對(duì)A431細(xì)胞系的抗增殖作用強(qiáng)于臨床使用的順鉑和奧沙利鉑；DTPC和DDTPC的細(xì)胞毒性與其DNA結(jié)合能力密切相關(guān)，DTPC有望開發(fā)為新型抗腫瘤藥物。Fei等[45]合成2個(gè)基于脫氫松香酸與二價(jià)銅離子、三價(jià)鐵離子的配合物Cu2(μ2-O)(L)4(DMF)2(A)和[Fe3(μ3-O(L)6(CH3OH)2(CH3O)]·H2O(B)?；衔顰的細(xì)胞毒性(MCF-7)比化合物B要好，且與抗癌藥物順鉑和奧沙利鉑相當(dāng)，化合物A的抗腫瘤機(jī)理表明其通過(guò)產(chǎn)生氧化應(yīng)激、損傷DNA、促進(jìn)脂質(zhì)過(guò)氧化和蛋白質(zhì)羰基化、誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡和自噬等外源性與內(nèi)源性相結(jié)合來(lái)殺死MCF-7細(xì)胞；B顯示出抗轉(zhuǎn)移活性，抑制細(xì)胞侵襲和遷移，以及抗血管生成特性。表明基于松香衍生物的銅絡(luò)合物作為金屬類抗腫瘤藥物值得開發(fā)。Chen等[46]設(shè)計(jì)合成基于脫氫樅酸的B環(huán)稠合噻唑的芳基甲胺衍生物(50a～50r)，體外細(xì)胞活性測(cè)定結(jié)果表明，化合物50j和50n對(duì)癌細(xì)胞具有一定的抑制活性，對(duì)正常細(xì)胞的細(xì)胞毒性較弱，細(xì)胞機(jī)制研究發(fā)現(xiàn)該類化合物對(duì)PI3K/AKT/mTOR信號(hào)通路具有抑制活性，有望成為該信號(hào)通路的抑制劑。

通過(guò)在松香烷型二萜骨架中引入雜環(huán)、肟、肽類以及酰胺等活性結(jié)構(gòu)，得到許多更具生物活性的松香烷型二萜類衍生化合物。這些研究在一定程度上可解決合成活性松香烷型二萜類衍生化合物的盲目性，為今后研究松香烷型二萜類化合物具有指導(dǎo)意義。

2.2 抗炎活性

炎癥反應(yīng)會(huì)導(dǎo)致組織部位的微環(huán)境發(fā)生變化，通常表現(xiàn)為紅、腫、熱、痛等癥狀，過(guò)度的炎癥反應(yīng)會(huì)導(dǎo)致機(jī)體的腸道、關(guān)節(jié)、血管等身體部位受損，甚至?xí)?dǎo)致腫瘤細(xì)胞的產(chǎn)生。因此，更多高效和低毒副作用的抗炎藥物有待發(fā)現(xiàn)。Zhao等[47]從大戟科植物圓葉烏桕中分離到一系列新的松香烷型二萜、三萜類化合物(51～64)(圖9)?；钚詼y(cè)試表明，與陽(yáng)性對(duì)照minocycline (IC50= 16.1 μmol/L) 相比，化合物56、60、63表現(xiàn)出中等抑制活性，其IC50值分別為35.9、17.0、31.5 μmol/L，表明該植物具有很好的生物利用價(jià)值。

圖9 化合物51～64的結(jié)構(gòu)Fig.9 Chemical structures of 51-64

2.3 抗氧化活性

圖10 化合物65，66的結(jié)構(gòu)Fig.10 Chemical structures of 65，66

自由基會(huì)在體內(nèi)導(dǎo)致氧化損傷，給機(jī)體帶來(lái)一系列疾病，如：常見(jiàn)的心血管疾病、糖尿病、癌癥等。為了更好地預(yù)防這些疾病的產(chǎn)生，抗氧化治療至關(guān)重要，因此，亟待尋找更多的抗氧化劑。雷茜等[48]以脫氫松香酸為原料，經(jīng)溴代、硝化、甲酯化等步驟合成7-羰基-12-脫氫松香酸甲酯硫醚(65)(圖10)，發(fā)現(xiàn)其具有較好的自由基清除活性，其IC50值為1.23×10-7mol/L，且清除時(shí)間較短，其快速的反應(yīng)速率和良好的效果使其有望開發(fā)為良好的抗氧化劑。王凱等[49]以脫氫松香酸為底物合成目標(biāo)化合物66，發(fā)現(xiàn)其對(duì)Cu2+和 Fe2+均表現(xiàn)出良好的螯合性能，對(duì)Cu2+與Fe2+的耦合常數(shù)分別為 102.9 L/mol和168.3 L/mol，有望開發(fā)為通過(guò)螯合作用而抑制自由基產(chǎn)生的潛在抗氧化劑。

2.4 其他

為發(fā)現(xiàn)更多生物活性化合物，張貴杰等[50]對(duì)臭牡丹植物的化學(xué)成分進(jìn)行研究，分離得到10個(gè)化合物，包括一個(gè)新的松香烷二萜(67)(圖11)和一個(gè)長(zhǎng)鏈脂肪酸化合物(68)。該研究不僅豐富了天然小分子化合物庫(kù)的多樣性，也為進(jìn)一步研究該植物的藥用價(jià)值提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。

圖11 化合物67，68的結(jié)構(gòu)Fig.11 Chemical structures of 67，68

松香烷型二萜類化合物作為具有廣泛生物用途的天然化合物，其分子多樣性不斷被豐富，更多的藥理活性等待發(fā)掘。

3 松香烷型二萜在藥物制劑中的應(yīng)用

目前對(duì)松香及其衍生物在藥物制劑方面的研究較少。松香聚合物、聚乙二醇松香衍生物等松香衍生物具有緩釋或控釋藥物的作用，因此松香聚合物、聚乙二醇松香衍生物等松香衍生物在藥物制劑中常用作藥物薄膜包衣劑、緩釋微球、片劑表面涂覆材料等[8,51]。松香烷型二萜在藥物制劑的應(yīng)用鮮有報(bào)道。

圖12 化合物69～72的結(jié)構(gòu)Fig.12 Chemical structures of 69-72

段文貴等[52]以殼聚糖和松香為原料，合成一種新型殼聚糖衍生物馬來(lái)松香酰化殼聚糖69(MRCI)(圖12)，并研究殼聚糖和 MRCI 作為藥物非諾洛芬鈣緩釋制劑的載體及緩釋性能。結(jié)果表明，MRCI 載體在人工腸液中有良好的緩釋作用。次年，該課題組[53]再次合成另一種新型脫氫松香殼聚糖衍生物70(DAMC)，該聚合物作為菲諾洛芬鈣的載體顯示出比MRCI更好的控釋效果。5-ASA(5-氨基水楊酸)容易在上消化道的酸性環(huán)境下滲透，針對(duì)酸性下5-ASA 的延遲釋放，Singh等[54]通過(guò)納米沉淀法制備了平均尺寸為 267 nm 的羧甲基纖維素-松香膠混合納米粒子(CRNPs)，在模擬胃液 (SGF) 和腸液 (SIF) 中監(jiān)測(cè)了5-ASA從CRNPs的結(jié)腸特異性靶向體外釋放，與天然羧甲基纖維素或松香膠在5 h或8 h內(nèi)全部釋放相比，CRNPs在SGF中前 2h的釋放速率非常慢，而在 SIF中，釋放速率較快，72%的藥物在12 h內(nèi)以受控方式釋放，其延遲釋放對(duì)提高藥物在結(jié)腸中的生物利用度很有幫助。Morkhade等[55]合成2個(gè)聚乙二醇松香衍生物(PRDs)D1和D2，PRDs(71)(圖12)可生物降解和可生物兼容，制備含PRDs-司帕沙星的緩釋抗菌薄膜可用于治療牙周炎。Lin等[56]以松香為原料合成一種具有3個(gè)親水基團(tuán)和1個(gè)剛性疏水基團(tuán)的新型松香基酯叔胺RETA(72)。RETA具有獨(dú)特的pH響應(yīng)，在pH=5.76、8.04和9.38時(shí)，其分別自組裝成類蠕蟲膠束、直徑為130 nm的球形膠束和直徑為2 μm的大球形類蠕蟲聚集體。由于RETA對(duì)pH的特別響應(yīng)性，細(xì)胞毒性較小，在傳遞鹽酸阿霉素(DOX)中具有潛在的應(yīng)用前景。

茶樹精油是一種天然抗菌化合物，但因?yàn)槠涑煞执蠖酁閾]發(fā)油等易揮發(fā)物質(zhì)，未能得到有效利用。Qiu等[57]通過(guò)胺化介孔二氧化硅和松香鈉的靜電或化學(xué)作用，制備了含有茶樹精油且具有生物兼容性的低揮發(fā)性載體。通過(guò)測(cè)量最小抑菌濃度(MIC)和最小殺菌濃度(MBC)值來(lái)評(píng)價(jià)茶樹精油與載體結(jié)合體的抗菌性能，實(shí)驗(yàn)結(jié)果為：對(duì)大腸桿菌的MIC值和MBC值分別為0.3和0.6 g/L；對(duì)金黃色葡萄球菌的MIC和MBC分別為0.15和0.3 g/L。更引人注目的是，茶樹精油與該載體結(jié)合后還顯示了長(zhǎng)期的抗菌性能。因此，這項(xiàng)研究為揮發(fā)性抗菌藥物的傳遞提供一種新的途徑，以達(dá)到緩釋和長(zhǎng)效抗菌效果。

以松香衍生物為基礎(chǔ)合成的材料作為一些藥物的覆膜或者緩釋劑，已經(jīng)取得階段性成就，將來(lái)有望在藥物制劑中得到廣泛應(yīng)用。

4 松香烷型二萜在手性藥物檢測(cè)中的應(yīng)用

手性藥物研究是藥學(xué)研究領(lǐng)域的重要內(nèi)容之一。當(dāng)前許多手性藥物仍然以消旋體的形式出售和使用[58]，為了進(jìn)一步了解手性藥物對(duì)映體之間的構(gòu)效差異，手性藥物檢測(cè)識(shí)別與拆分具有重大研究意義。

圖13 化合物73～84的結(jié)構(gòu)Fig.13 Chemical structures of 73-84

農(nóng)容豐等[59]利用核磁共振波譜手段對(duì)12-溴代脫氫松香酸的立體結(jié)構(gòu)和溶液構(gòu)像進(jìn)行研究，并對(duì)其一維譜圖進(jìn)行歸屬，總結(jié)了天然脫氫松香酸及其C-12位取代化合物的骨架分子構(gòu)型規(guī)律，為進(jìn)一步深入研究天然脫氫松香酸及其C-12位取代化合物的理化性質(zhì)提供了理論基礎(chǔ)。王恒山等[60]利用脫氫松香酸天然手性骨架，將其改造并制備12-溴代脫氫松香酸化合物(73a，73b)(圖13)，以手性衍生試劑的形式將73a用于手性化合物的檢測(cè)和分離中，取得良好效果。農(nóng)容豐等[76]首次報(bào)道了化合物73a、73b的NMR數(shù)據(jù)，用二維核磁共振波譜法對(duì)其立體結(jié)構(gòu)和溶液構(gòu)像進(jìn)行鑒定，為進(jìn)一步設(shè)計(jì)新型手性試劑提供了理論和實(shí)驗(yàn)依據(jù)。Zhao等[61]和Wang等[62]設(shè)計(jì)并合成降解脫氫松香基異硫氰酸酯(DDHA-NCS)和脫氫松香基異硫氰酸酯(DHA-NCS)，將這2個(gè)手性衍生試劑應(yīng)用于毛細(xì)管電泳分離氨基酸對(duì)映體取得較好效果。但其發(fā)色基團(tuán)為苯環(huán)，被檢測(cè)的靈敏度不高，因此，王迎春等[63]用硫酸二甲酯酯化后，通過(guò)傅克?；磻?yīng)，直接在松香芳環(huán)12位上構(gòu)建苯甲?；鶊F(tuán)，再通過(guò)水解、酰氯化、Curtius反應(yīng)等步驟，合成一種新型手性熒光衍生試劑12-苯甲酰基脫氫松香異硫氰酸酯(74)，顯著增強(qiáng)其檢測(cè)靈敏度。馮少波等[64]設(shè)計(jì)并合成異硫腈酸酯類、酰氯類和琥珀酰亞胺酯類共4個(gè)手性衍生試劑(75～78)用于胺類消旋體拆分，對(duì)比研究它們與消旋體的衍生性能及在毛細(xì)管電泳和高效液相色譜(HPLC)下對(duì)氨基酸消旋體的拆分能力。研究表明，脫氫松香異硫腈酸酯(DHA-NCS)對(duì)D,L-半胱氨酸和D,L-丙氨酸衍生后通過(guò)毛細(xì)管電泳得到較好的拆分；酰氯、琥珀酰亞胺酯類等目標(biāo)化合物可與上述氨基酸進(jìn)行衍生并在HPLC條件下達(dá)到基線分離，有效提高了氨基酸消旋體的拆分能力。Jiang等[65]利用高對(duì)映選擇性的含松香基硫脲衍生物(79～82)催化得到具有高光學(xué)活性的螺[惡唑啉-3,3′-羥吲哚]類化合物，使用急性神經(jīng)炎癥模型對(duì)幾種螺惡唑啉進(jìn)行初步生物學(xué)評(píng)估，結(jié)果顯示化合物具有不錯(cuò)的解熱活性，為發(fā)現(xiàn)新的解熱劑提供了機(jī)會(huì)。吳強(qiáng)等[66]以松香為底物通過(guò)3步反應(yīng)高收率合成手性單醇(83)和手性二醇(84)，將它們用于手性助劑制備有機(jī)膦衍生試劑，分別對(duì)單官能團(tuán)手性化合物(單醇、單胺)和雙官能團(tuán)化合物(雙醇、雙胺及氨基醇)進(jìn)行衍生，經(jīng)31P NMR 測(cè)定，均能夠在測(cè)定條件下實(shí)現(xiàn)對(duì)映體峰的基線分離，對(duì)單官能團(tuán)手性化合物有比較好的分離效果。

圖14 化合物85～112的結(jié)構(gòu)Fig.14 Chemical structures of 85-112

楊達(dá)等[67]利用天然松香為原料合成4個(gè)甜菜堿類化合物85～91(圖14)和1個(gè)陰離子化合物87，并對(duì)目標(biāo)產(chǎn)物的臨界膠束濃度(CMC)、臨界膠束濃度的表面張力值(VCMC)、乳化性質(zhì)(EP)和泡沫性質(zhì)(FP)進(jìn)行測(cè)定和比較，結(jié)果表明91具有良好的乳化能力和表面活性，有望應(yīng)用到化合物手性分離中。王恒山等[68]設(shè)計(jì)并合成1個(gè)新型N-芳香基馬來(lái)海松酸二酰亞胺，首次發(fā)現(xiàn)松香骨架的衍生物在溶劑中能夠進(jìn)行構(gòu)型的動(dòng)力學(xué)翻轉(zhuǎn)，并利用二位核磁共振波譜確定其trans(92)和cis(93)在溶液中的構(gòu)像，對(duì)深入研究和開發(fā)松香化合物的手性用途具有重要意義。姚貴陽(yáng)等[69]合成2個(gè)化合物24,24-二苯基馬來(lái)海松酸酐單甲酯(94)和21,21,24,24-四苯基馬來(lái)海松酸酐單醇(95)，化合物94的X-ray單晶衍射數(shù)據(jù)驗(yàn)證格氏加成的區(qū)域選擇性，同時(shí)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明格氏反應(yīng)對(duì)松香環(huán)式原有的立體結(jié)構(gòu)沒(méi)有影響，化合物94和95有望開發(fā)成手性衍生試劑。韋京辰等[70]設(shè)計(jì)合成一個(gè)新的手性酸(96)，與馬來(lái)海松酸對(duì)比，化合物96對(duì)胺的識(shí)別效果顯著增強(qiáng)，有望作為手性識(shí)別試劑。黃國(guó)保等[71]以脫氫松香酸為原料，通過(guò)酯化、水解、異構(gòu)化、溴代等反應(yīng)合成磁各向異性更強(qiáng)的6-溴-7-異丙基-1,10-二甲基-1,2,3,4-四氫蒽-1-羧酸(97)，該類化合物容易利用核磁數(shù)據(jù)檢測(cè)分析。花世鮮等[72]合成一系列脫氫松香基12位芳基取代衍生物(98～101)，對(duì)化合物99和101的光譜性質(zhì)進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)與脫氫松香酸甲酯相比，其最大紫外吸收波長(zhǎng)、激發(fā)波長(zhǎng)和發(fā)射波長(zhǎng)都有很大程度的紅移，表明紫外吸收和熒光得到很大程度的改善，有望進(jìn)一步改造成優(yōu)良的手性熒光衍生試劑。黃勝梅等[73]以脫氫松香酸為底物合成7-異丙基-1,10-二甲基-1,2,3，4-四氫蒽-1-羧酸酰氯(102)，利用核磁共振波譜技術(shù)研究其對(duì)外消旋α-苯乙胺的手性識(shí)別能力，結(jié)果表明主體手性酰氯對(duì)外消旋的手性胺表現(xiàn)出良好的識(shí)別效果，與其手性碳相連的甲基碳原子的化學(xué)位移差異值高達(dá)0.33，顯著增強(qiáng)了核磁共振波譜技術(shù)對(duì)外消旋手性胺類化合物的識(shí)別。陳華妮等[74]合成一系列馬來(lái)海樅酸二酰亞胺模型化合物(103～109)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)引入手性背景后，其二酰亞胺環(huán)平面發(fā)生扭曲，導(dǎo)致能壘下降，并且N-雜萘基二酰亞胺體系的阻轉(zhuǎn)能壘較低，在室溫下即可產(chǎn)生位阻異構(gòu)現(xiàn)象，有利于純化異構(gòu)體及對(duì)異構(gòu)體的理化性質(zhì)研究。金樂(lè)等[75]合成一系列N-芳基馬來(lái)海松香二酰亞胺，純化得到光學(xué)純的N-(1-萘基)馬來(lái)海松酸二酰亞胺(110)及其甲酯(111),具有多個(gè)手性中心的松香二萜架構(gòu)引入二酰亞胺后使異構(gòu)體能夠通過(guò)非對(duì)映體形式用普通硅膠色譜分離，從中獲得單一構(gòu)型的產(chǎn)物，從而達(dá)到手性識(shí)別效果。王恒山等[76]以松香為原料設(shè)計(jì)合成手性二醇5-芐氧甲基-5,9-二甲基-13β,14β-二羥基甲基-16-異丙基四環(huán)[10.2.2.01,10.04,9]十六烷-15-烯，制備用作NMR手性膦試劑，分別對(duì)單官能團(tuán)手性底物(單醇、單胺)進(jìn)行衍生，通過(guò)測(cè)定31P NMR化學(xué)位移差異值檢驗(yàn)松香基手性膦試劑的手性識(shí)別能力，其芳基底物對(duì)映體衍生物的膦化學(xué)位移差異值在0.14～0.41，均能在測(cè)定條件下實(shí)現(xiàn)對(duì)映體峰的基線分離。

松香烷型二萜類化合物結(jié)構(gòu)中存在多個(gè)手性中心，對(duì)某些特定結(jié)構(gòu)具有較好的選擇性，因此，該類化合物在手性試劑檢測(cè)與手性拆分試劑方面擁有比較好的應(yīng)用前景。

5 松香烷型二萜的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)關(guān)系

結(jié)構(gòu)改造是開發(fā)和利用天然產(chǎn)物的重要手段。天然產(chǎn)物研究為藥物先導(dǎo)化合物提供重要的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，在天然產(chǎn)物研究的基礎(chǔ)上對(duì)先導(dǎo)化合物結(jié)構(gòu)進(jìn)行修飾，以增強(qiáng)其生物活性是藥學(xué)研究的重要內(nèi)容。脫氫松香酸(DHA)是一種天然二萜類化合物，以往研究表明，DHA具有增強(qiáng)抗癌藥物在多種細(xì)胞中抑制活性的特性，如宮頸癌細(xì)胞、肝癌細(xì)胞和乳腺癌細(xì)胞等[1-2, 22]。在DHA結(jié)構(gòu)上引入各種官能團(tuán)以達(dá)到提高DHA各種生物活性的研究已經(jīng)有較多報(bào)道(圖15)。

圖15 化合物構(gòu)效關(guān)系Fig.15 Compounds structure-activity relationship

5.1 對(duì)DHA C-12位的修飾

楊新平等[35]在DHA的C-12位引入苯并咪唑、鄰苯二甲酰亞胺、萘酰亞胺、吖啶酮等含氮活性基團(tuán)，得到的5個(gè)化合物都具有一定的抗腫瘤活性，其中化合物35對(duì)T24細(xì)胞株顯示出顯著的抑制效果(IC50= 5.67 μmol/L)。Huang等[42]分別在DHA的C-12位引入一個(gè)二肽磺胺衍生物基團(tuán)和C-18位引入二肽衍生物基團(tuán)得到一系列化合物，經(jīng)體外MTT法測(cè)試篩選得到抑制作用較好的化合物，IC50值為0.4 ± 0.1 μmol/L(MMP-3)、 6.6 ± 0.1 μmol/L(MMP-8)、 8.8±0.6 μmol/L(MMP-9)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示DHA的C-12碳原子上的二肽磺胺基團(tuán)對(duì)化合物的MMPs蛋白酶抑制作用有重要影響。 此外，實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)一步證明氨基酸D-，L-構(gòu)型對(duì)其生物活性有一定影響。

5.2 對(duì)DHA C-18位的修飾

Huang等[36]將氨基磷酸活性基團(tuán)引入DHA的C-18位后得到一系列具有α結(jié)構(gòu)的新型α-氨基磷酸DHA衍生物。Jin等[41]在DHA結(jié)構(gòu)C-18位引入?；螂寤?，得到系列具有DHA結(jié)構(gòu)的硫脲肽衍生物，經(jīng)體外MTT法測(cè)試，化合物(44n)對(duì)癌細(xì)胞生長(zhǎng)顯示出較強(qiáng)的抑制作用，IC50= 6.58 ± 0.11 μmol/L(HeLa)。李芳耀等[43]將硝氧基引入脫氫樅酸酯的C-18位，得到一系列抗腫瘤活性明顯提高的硝酸酯類化合物，IC50值為8.36 ± 0.14 μmol/L(CNE-2), 11.23 ± 0.21 μmol/L(BEL-7402)。Li等[44]將脫氫樅酸作為基團(tuán)引入N-噻二唑-吡啶-2-甲酰胺中，得到的化合物對(duì)A431細(xì)胞系的抗增殖作用強(qiáng)于臨床使用的順鉑和奧沙利鉑。

5.3 對(duì)DHA C-7位的修飾

Huang等[37]對(duì)具有DHA結(jié)構(gòu)的氨基磷酸衍生物進(jìn)行更深入的結(jié)構(gòu)改造，在DHA結(jié)構(gòu)中C-7位分別再引入羰基和肟基。引入羰基和羥胺基后部分化合物對(duì)人肺癌細(xì)胞(A549)和人卵巢癌細(xì)胞(SK-OV-3)的抑制作用顯著增強(qiáng)，IC50分別為7.00 ± 0.04、8.41 ± 0.08 μmol/L。Huang等[38]在DHA結(jié)構(gòu)C-7位引入二肽衍生物得到系列具有DHA結(jié)構(gòu)的二肽衍生物，經(jīng)MTT法測(cè)得所有化合物的抗腫瘤活性，化合物39b顯示出較好的抗腫瘤活性，IC50值為4.94 ± 0.88 μmol/L(HeLa)。在此工作基礎(chǔ)上，Huang等[39]在具有DHA結(jié)構(gòu)的二肽衍生物的C-7位引入羰基和肟基，得到系列抗腫瘤活性好而對(duì)正常細(xì)胞毒性比較小的二肽衍生物，并且實(shí)驗(yàn)證明在DHA結(jié)構(gòu)引入二肽的D-、L-兩種構(gòu)型對(duì)癌細(xì)胞的抑制作用存在明顯差異。Chen等[46]將脫氫樅酸的B環(huán)稠合噻唑芳基甲胺，最終產(chǎn)物對(duì)人體正常細(xì)胞毒性較小且對(duì)癌細(xì)胞有一定抑制作用，IC50為24.41 ± 0.26 μmol/L(HepG2), 21.79 ± 0.34 μmol/L(SCC9)。顯而易見(jiàn)，未經(jīng)過(guò)結(jié)構(gòu)修飾的松香烷型二萜類化合物與結(jié)構(gòu)修飾過(guò)后的松香烷型二萜類衍生物的生物活性差異甚大，有的化合物結(jié)構(gòu)修飾后的生物活性提高了幾十倍。因此，結(jié)構(gòu)修飾能夠有效提高化合物母核的生物活性。未來(lái)可以以一定的構(gòu)效關(guān)系作為結(jié)構(gòu)修飾研究導(dǎo)向，對(duì)松香烷型二萜類化合物進(jìn)行更深入的結(jié)構(gòu)修飾研究，更進(jìn)一步開發(fā)和利用該類化合物的潛在價(jià)值。

6 結(jié)論與展望

本文綜述近年來(lái)松香烷型二萜在農(nóng)藥學(xué)、藥學(xué)、藥物制劑、手性藥物檢測(cè)以及構(gòu)效關(guān)系方面的研究進(jìn)展。松香烷型二萜來(lái)源非常廣泛，具有廉價(jià)易得的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)該類化合物又具有廣泛的生物活性，如：抗腫瘤、抗炎、抗菌和抗病毒等活性。對(duì)該類化合物進(jìn)行初步的結(jié)構(gòu)改造，發(fā)現(xiàn)其生理活性可以得到很大提高，并對(duì)其抗腫瘤等機(jī)制進(jìn)行了研究，為更深入研究其構(gòu)效關(guān)系和尋找生物活性優(yōu)異的先導(dǎo)化合物提供了理論基礎(chǔ)。查閱文獻(xiàn)資料和整理本團(tuán)隊(duì)研究?jī)?nèi)容時(shí)發(fā)現(xiàn)：當(dāng)前報(bào)道松香烷型二萜在手性試劑、表面修飾劑、工業(yè)輔料等方面的應(yīng)用比較多，但是其生物活性明確活性靶點(diǎn)的應(yīng)用比較少；其結(jié)構(gòu)手性中心多，在手性拆分試劑方面應(yīng)用比較有前景；但由于其分子量大，溶解性不好，對(duì)底物適應(yīng)性較差，其應(yīng)用缺乏廣譜性。對(duì)其結(jié)構(gòu)修飾的位置，已有的報(bào)道顯示在C環(huán)C-12和A環(huán)C-18位進(jìn)行修飾的比較多，對(duì)B環(huán)的修飾相對(duì)較少。因此，在未來(lái)對(duì)松香烷型二萜類化合物的研究當(dāng)中，期望能夠改善其溶解性問(wèn)題，尋找更多生物活性明確的活性靶點(diǎn)，擴(kuò)大其在藥學(xué)研究中的應(yīng)用。

近幾年來(lái)，多靶點(diǎn)治療被認(rèn)為是提高治療效果的有效策略，尤其是雙靶點(diǎn)治療。松香烷型二萜經(jīng)過(guò)結(jié)構(gòu)修飾后具有K+通道開啟作用[22]，可作為K+通道的激動(dòng)劑?；诒緢F(tuán)隊(duì)已經(jīng)完成的一些松香烷型二萜的生物活性作用機(jī)制研究，進(jìn)一步對(duì)松香烷型二萜的離子通道活性篩選將有助拓展新的先導(dǎo)化合物，為實(shí)現(xiàn)松香類藥用資源開發(fā)提供新方向。