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昆明植物所在天麻活性物质研究中取得进展

文章来源:植物化学与西部植物资源持续利用国家重点实验室  |  发布时间:2020-10-09  |  作者:吕永峰,胡江苗  |  浏览次数:  |  【打印】 【关闭

 

  中药天麻药用历史悠久,最早于《神农本草经》列为上品并记载:“赤箭,味辛温。主杀鬼精物,蛊毒恶气。久服益气力,长阴肥健,轻身增年。一名离母,一名鬼督邮。”《雷公炮炙论》《开宝本草》首次记录天麻并列天麻名称为正品名,记载天麻:主诸风湿痹,四肢拘挛,小儿风痫惊气,利腰膝,强筋力。久服益气,轻身长年。《本草纲目》等历代本草均收载天麻,只是随着年代变迁,加工炮制、组方复配、药用部位选择等会不断完善,中药天麻的性味归经和功能主治等在不同年代会有些许不同。 

 

  现代应用中药天麻来自兰科(Orchidaceae)天麻属(Gastrodia)多年生腐生植物天麻(Gastrodia elata Blume)的干燥块茎,功能息风止痉,平抑肝阳,祛风通络。用于小儿惊风,癫痫抽搐,破伤风,头痛眩晕,手足不遂,肢体麻木,风湿痹痛。天麻属植物全球约有20余种,分布于亚洲和大洋洲的热带以及亚热带地区,我国以云南、四川、贵州、陕西、湖北、安徽等地为主要产区,云南产区主要分布在昭通和丽江,有昭通乌天麻地理标志产品。 

  中国科学院昆明植物研究所天然药物新药研发团队周俊课题组一直专注于天麻中活性成分的挖掘。上世纪七八十年代,条件异常艰苦的情况下,周俊等通过对天麻主要成分的药学研究,从中发现了治疗头痛、失眠的有效成分天麻素(gastrodin, figure 1),随后开展了合成天麻素的研究,1980年转让给昆明制药厂,生产至今,创造了很好的经济效益。天麻的化学研究与主成分的确定为天麻产业发展提供了有力的科技支撑。 

  近年来,为了进一步挖掘天麻中的活性成分,借鉴天麻的传统应用历史以及对应药用部位,研究人员对天麻的茎秆进行了细致的研究,最终分离得到了具有新颖结构骨架的(gastrodinol, figure 1)。从结构上看,gastrodinol含有一个独特的6,6,5熔合的三环骨架(一个萘环和一个重排重构的C环部分),初步药理活性显示gastrodinol 具有较好抗菌活性。考虑到gastrodinol新颖的结构骨架和良好的活性,研究人员对其进行了全合成研究。 

Figure 1 

  研究人员首先通过F-C烷基化、选择性地甲基化和Sonogashira偶联等10步反应高效的合成了片段1;利用Knoevenagel反应和溴代等4步反应制备了片段2。最后利用汇聚式合成的策略,片段12经过Sonogashira 偶联得到中间体3,然后经过林德拉还原将炔还原为反式的双键。反式双键在光照的条件下(Hg lamp, 500W)首先异构化为顺式双键,紧接着关环和芳构化成功的构建了B环,最后脱去苄基顺利地得到了天然产物gastrodinol (200mg), 为进一步的药理活性实验提供了足够的原料保证。 

  目前以上成果以Total synthesis of gastrodinol via photocatalytic 6π electrocyclization为题在线发表于有机化学权威期刊Organic Letters(2020, 22, 17, 6822–6826; Doi:10.1021/acs.orglett.0c02335)。中国科学院昆明植物研究所17级博士生吕永峰为该论文的第一作者,周俊研究员和胡江苗副研究员为该论文的共同通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划(2017YFD0201404)和云南省重大科技专项计划(2017ZF003-04)支持。 

(责任编辑:李雪)

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原本山川 极名草木