摘要
甾体皂苷(steroidal saponins)是一类重要的天然糖苷，广泛分布于高等植物和一些海洋生物中。甾体皂苷在抗肿瘤、抗真菌、防治心血管疾病等方面表现为良好的药理活性，是一类重要的药物资源。其活性不仅与苷元有关，而且与糖链部分有更密切的联系。糖链中单糖组成、连接方式、糖苷键的构型等都直接影响甾体皂苷的活性。本文对糖苷生物碱(glycoalkaloids)和薯蓣皂苷(dioscin和gracillin)两类结构相关的甾体皂苷成分进行了提取分离和结构鉴定，对甾体皂苷的糖链结构进行化学修饰，得到了6-OH选择性硫酸化、乙酰化、糖基化和酸水解等一系列修饰产物，采用MTT法分析了甾体皂苷及其衍生物对肿瘤细胞增殖的抑制作用。目的在于进一步研究甾体皂苷分子中糖链对其抗肿瘤活性的影响，并探讨其结构与生物活性的关系。 从马铃薯(Solanum tuberosum L.)芽和龙葵(S. nigrum L.)果实中提取分离得到糖苷生物碱α-chaconinc、α-solanine、α-solamargine和α-solasonine。由穿龙薯蓣(Dioscorea nipponica Makino)的根茎分离得到两种甾体皂苷dioscin和gracillin。产物经硅胶柱层析纯化，并通过薄层层析(TLC)、高效液相色谱(HPLC)和<'13>C NMR方法鉴定了它们的结构。 对三种糖苷生物碱成分chaconine、solanine和solamargine糖链部分的6-OH进行选择性硫酸化修饰，合成了6-O-sulfated chaconine、6-O-sulfated solamargine和6,6′-di-O-sulfated solanine。方法是利用糖苷生物碱糖链C-6位伯醇羟基化学反应的特殊性，使用DMT-C1(4，4′-双甲氧基三苯甲基氯)对C-6位羟基进行选择性保护，然后将剩余羟基进行全乙酰化保护，使用三氟乙酸(TFA)的二氯甲烷液将C-6位伯醇羟基的DMTr保护基脱去，游离C-6位羟基，然后对C-6位羟基进行定位硫酸化修饰，最后脱去乙酰化保护，得到选择性硫酸化修饰产物。利用糖链C-6位羟基与其它次级羟基反应活性的差异，未经羟基保护，而直接对chaconine进行硫酸化修饰，同样得到了6-O-sulfated chaconine。反应只需一步完成，与上述采用保护基策略经多步合成反应得到硫酸化产物相比，方法简单。 采用乙酸酐一吡啶法高产率(91％)合成了全乙酰化chaconine(per-O-acetyled chaconine)。 合成了chaconine和solamargine葡萄糖基化产物。Koenigs-knorr法制备糖基化供体反应步骤少，操作简单，但反应产率不高。我们采用此方法对chaconine和solamargine糖链部分的6-OH进行选择性糖基化。采用前述方法制备6-OH游离的乙酰化chaconine和solamargine，再与四乙酰溴代葡萄糖供体反应生成6-葡萄糖基化产物，产率为41％～53％。合成了diosgenyl β-D-galacopyranosyl-(1→4)-β-D-glucopyranoside。糖的三氯乙酰亚胺酯法(Schmidt法)制备了乳糖供体。Diosgenin与乳糖供体在低温条件下(-20℃)反应，以BF<,3>·Et<,2>O作催化剂，生成乙酰基保护的糖基化产物，经NaOMe-MeOH液脱乙酰，得产物，产率达87％。 合成了diosgenyl β-D-galacopyranosyl-(1→4)-β-D-glucopyranosyl(1→2)-β-D-glucopyranoside。从trillin出发，与苯甲醛在ZnCl<,2>作催化剂条件下，高产率形成trillin吡喃葡萄糖4,6-位苯缩醛保护产物，产率为91％。产物在0℃下与特戊酰氯(Piv-Cl)反应，选择性保护trillin吡喃葡萄糖的C-3位羟基，得到4,6-位苯缩醛保护，3-位特戊酰基保护，只有2-位羟基游离的trillin糖基化受体。受体与乳糖供体在-20℃下，以BF<,3>·Et<,2>O为催化剂进行糖基化反应。产物产率为65％。产物经脱保护基，得到diosgenyl β-D-galacopyranosyl-(1→4)-β-D-gluco-pyranosyl(1→2)-β-D-glucopyranoside(产率81％)。 对三种甾体皂苷类化合物solamargine、solasonine和dioscin进行了酸水解，并研究了水解的选择性，制备了一系列糖链长度不同的酸水解产物。采用TLC和<'13>C NMR波谱鉴定了水解产物的结构。结果表明，solamargine水解得到β<,1>-、β<,2>-、γ-solamargine和solasodine四种产物。Solasonine得到三种水解产物，β<,1>-solasonine无法得到，可能是其不稳定所致。γ-Solasonine的产率也很低，这可能是因为β-solasonine产物直接水解生成苷元或γ-solasonine不稳定而迅速水解生成苷元所致。Dioscin的酸水解得到四个产物，用浓度为2％的H<,2>SO<,4>水解dioscin，在90℃条件下反应75min，主要得到γ-dioscin(trillin)水解产物，具有很好的选择性；而用5％的H<,2>SO<,4>水解，在75℃下反应75min，则得到β-diosein为优势水解产物。 研究了糖苷生物碱及其衍生物的抗肿瘤活性及构效关系。采用MTT法分析了糖苷生物碱及其衍生物对HCT-8肿瘤细胞增殖的抑制作用。四种糖苷生物碱chaconine、solanine、solamargine和solasonine对HCT-8肿瘤细胞增殖有很好的抑制作用，IC<,50>值分别为7.12，10.9，10.63，16.04μM。抑制作用在1～40 μM范围内呈浓度依赖关系。三种6-OH选择性硫酸化的糖苷生物碱(6-O-sulfated glycoalkaloids)对HCT-8肿瘤细胞无抑制作用(IC50>40μM)。β<,1>-β<,2>-，γ-solamargine和β<,2>，γ-solasonine水解产物活性明显降低。苷元solasodine在低浓度(7.5μM)下有一定活性。构效关系分析表明，糖苷生物碱糖链的6-OH对其发挥抗肿瘤作用至关重要，可能是发挥抗肿瘤作用的活性中心。 采用MTT分析法研究了solamargine、solasonine、gracillin、dioscin及其水解产物和两种新合成甾体皂苷对L929、Hela和H7402肿瘤细胞的抑制作用。结果表明，solamargine和dioscin对三种肿瘤细胞都有明显的抑制作用，而solasonine和gracillin的抑制作用很弱。新合成甾体diosgenyl β-D-galacopyranosyl-(1→4)-β-D-glucopyranoside对L929肿瘤细胞有一定的抑制作用，而化合物Diosgenyl β-D-galacopyranosyl-(1→4)-β-D-glucopyranosyl(1→2)-β-D-gluco pyranoside无活性。Dioscin的β<,1>水解产物有一定的活性，而β<2>-、γ-dioscin和diosgenin无活性。构效关系分析表明，以chaeotriosyl为糖链的甾体皂苷(solamargine和dioscin)抗肿瘤活性明显高于其它糖链的甾体皂苷。Dioscin的水解产物活性明显降低，说明糖链长度直接影响甾体皂苷的活性。β<,1>-dioscin有一定的活性，而β<,2>-dioscin无活性，说明糖链的连接位置显著影响甾体皂苷的生物活性。
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