抗肿瘤剂氯化两面针碱在碱溶液中的反应
作者：杨洪勤 万维勤 周耘
单位：杨洪勤(第二军医大学药学院药物化学教研室, 上海 200433)；万维勤(海军医学系防护医学教研室)；周耘(海军医学系防护医学教研室)
关键词：氯化两面针碱；氢氧化钠
第二军医大学学报000817[摘要] 目的：通过两面针碱在碱溶液中的反应实验，对文献报道的氯化两面针碱可能存在C(6)=N(5)双键结构高反应活性的抗癌机制提出质疑。方法：在无氧条件下, 抗癌生物碱氯化两面针碱与不含某些特定氨基酸的氢氧化钠水溶液反应。结果和结论：在该反应条件下生成等量的5, 6-二氢两面针碱和氧化两面针碱。该结果和相关的理论分析基本否定了有关文献提出的氯化两面针碱可能的抗癌机制，并认为其机制尚待深入研究。
[中图分类号] R 282.710.5 [文献标识码] A
, 百拇医药
[文章编号] 0258-879X(2000)08-0756-03
Reaction between antineoplastic nitidine chloride and sodium hydroxide solution
YANG Hong-Qin
(Department of Medicinal Chemistry， College of Pharmacy, Second Military Medical University, Shanghai 200433, China)
WAN Wei-Qin ZHOU Yun
(Department of Protective Medicine, Faculty of Navy Medicine)
, 百拇医药
[ABSTRACT] Objective: To challenge the previously proposed anticancer mechanism of nitidine chloride, which suggest there exist anti-tumor C(6)=N(5) double bond structure. Methods: An antitumor alkaloid, nitidine chloride, was treated in aqueous sodium hydroxide solution without the presence of certain kinds of amino acids and oxygen. Results and Conclusion: It had been revealed that virtually equal amount of 5, 6-dihydronitidine and oxynitidine was produced under such circumstances. The results suggest the anticancer mechanism of nitidine chloride need further investigation.
, http://www.100md.com
[KEY WORDS] nitidine chloride; sodium hydroxide
氯化两面针碱(1)是我国学者从两面针[Zanthoxylum nitidum (Roxb) DC.]植物的根中分离到的具有抗肿瘤活性的生物碱[1]，其作用机制尚未完全阐明。陈元柱等[2, 3]提出了氯化两面针碱作用的分子机制，认为其生物活性与分子中存在的C(6)=N(5)双键结构单元的高反应活性有关。我们注意到作者在证明这一设想时，使氯化两面针碱与某些含羟基或巯基的氨基酸在碱溶液中反应，但并没有得到期望中的两面针碱与氨基酸结合的产物(简称加合物)，而是获得了等量的氧化两面针碱(2)和二氢两面针碱(3)。他们认为加合物是生成的，但由于它的不稳定而被进一步氧化为(2)。至于(3)，虽测定了其晶体结构，但并没有分析其可能的生成途径。我们研究了两面针碱在不含特定的氨基酸的强碱溶液中的反应，以验证文献[2，3]提出的两面针碱抗癌机制的正确性。
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1 材料和方法
1.1 试剂和仪器 氯化两面针碱由中国科学院上海药物研究所提供，mp274～275℃; 所用试剂均为分析纯。所用仪器：熔点用Kofler显微熔点仪测定，温度未校正；磁共振氢谱用Bruker AM-300型磁共振仪测定；红外光谱用Perkin-Elmer 599B型红外光谱仪测定；质谱用MAT95型质谱仪测定。
1.2 反应与后处理 将100 mg氯化两面针碱(以甲醇重结晶过)溶于通氮除氧的水中，在纯氮保护下加热回流数分钟，一次加入固体NaOH 50 mg，反应液很快变浑浊，有黄色沉淀生成，过滤生成的沉淀，以除氧冰冷水充分洗涤。固体干燥后进行硅胶柱层析，得基本等量的两种产物(各约40 mg)(2)和(3)，理化性质及波谱测试[1]确证它们分别为氧化两面针碱和二氢两面针碱。反应方程式如下：
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2 结果和讨论
Torto等[4]人曾预测，白屈菜红碱在以氨水处理过程中，醇类溶剂可与之作用，产生次级产物6-乙氧基-5, 6-二氢白屈菜红碱。黄治勋等[1，5]提取得到了另一种产物6-甲氧基-5, 6-二氢白屈菜红碱[5]并认为其可能是“人造”产物。据此，陈元柱等[2，3]指出，由于氯化两面针碱与白屈菜红碱的结构非常相似，因此它能与细胞中的生命物质诸如丝氨酸、苏氨酸、核糖(均含-OH)以及半胱氨酸(含-SH)等发生类似的加成反应，并以此提出了氯化两面针碱抗肿瘤作用的机制。值得注意的是，虽然白屈菜红碱与氯化两面针碱化学结构非常相似，仅在D环上取代基位置有微小差别，但是它们C(6)=N(5)双键的反应性能并不相同：由于D环上取代基的影响，白屈菜红碱中该双键更活泼些[6]。二者药理活性亦有较大差别，前者表现出很强的细胞毒活性，抗癌活性不明显，而后者却有很显著的抗癌活性。以此来推测两面针碱有相似的反应活性，值得进一步探讨。我们发现，在无氧条件下，将乙醇和氯化两面针碱在强碱中作用，并无6-乙氧基-5, 6-二氢两面针碱生成。因此，氯化两面针碱可以和含-OH或-SH的生命分子生成加合物的推理似难成立。
, 百拇医药
陈元柱等[5]将氯化两面针碱分别与上述氨基酸在强碱环境中作用，但并未获得期望的加合物(4)，而是获得了(2)和(3)。他们认为(4)是能生成的，只是不够稳定，被进一步氧化为(2)。
我们按照他们的反应体系，只是不加入有关的氨基酸，将两面针碱在强碱溶液中反应，同样获得了(2)和(3)。因此，是否真有加合物(4)的生成看来是值得探讨的。早期文献[7,8]中曾报道N-烷基喹啉季铵盐在强碱溶液中能形成“假碱”形式(5)，该“假碱”能够以开链醛(6)的形式存在。将N-甲基喹啉季铵盐与过量的氢氧化钠温热，会发生类似于Cannizzaro岐化反应的转变，生成N-甲基二氢喹啉和N-甲基喹啉酮[9]。
由此我们认为将两面针碱在强碱溶液中温热，首先发生的是OH-对C(6)的亲核进攻，获得一种过渡形式“假碱”(7)，它相当于一个开环的芳醛(8)，在强碱条件下，(8)发生岐化反应，生成氧化两面针碱和二氢两面针碱。就是说，与二氢两面针碱一样，氧化两面针碱也是氯化两面针碱岐化反应的直接产物，并非由不稳定的中间产物氧化而来。
, 百拇医药
由于黄治勋等[1]在提取两面针中生物碱时，有以氨水处理等过程，我们的研究工作提示，他们所获得的氧化两面针碱及二氢两面针碱极有可能是两面针碱的“人造”次生产物。
像两面针碱这类N-甲基菲啶盐类生物碱的抗肿瘤作用机制可能是多方面的，既有结合部位亲核基团与C(6)=N(5)双键的反应，也有芳环对DNA碱基对的嵌入作用以及分子中正电荷与生物大分子上负电荷(比如核酸分子中的磷酸根负离子)的静电作用，究竟何种作用更为重要，值得深入研究。
[作者简介] 杨洪勤(1964-)，男(汉族)，博士，副研究员.
[参 考 文 献]
[1] 黄治勋，李志和. 两面针抗肿瘤有效成分的研究[J].化学学报, 1980, 38(6): 535-542.
, http://www.100md.com [2] 陈元柱，徐本杰，黄治勋. 氯化两面针碱的晶体结构[J]. 科学通报, 1989, 34(19): 1473-1475.
[3] 陈元柱，唐根源，徐本杰，等. 两面针碱的生成和晶体结构——兼论两面针碱(正离子)的抗癌机理[J].中国科学(B辑), 1991, (8): 853-859.
[4] Torto FG, Sefcovic P, Dadson BA. Medicinal plants of ghana‘indentity of alkaloid form fagara Xanthoxyloides’[J]. Tetrahedron Lett, 1966, 2(2): 181-183.
[5] 陈元柱，徐本杰，杨丽丽, 等. 6-甲氧基-5，6-二氢白屈菜红碱的晶体结构和分子结构[J]. 科学通报, 1989, 34(2): 108-110.
, http://www.100md.com
[6] Caolo MA, Stermitz FR. Benzophenanthridinium salt equtlifria[J]. Heterocycles, 1979, 12(1): 11-15.
[7] Hantzsch K. Uefer pseudoammoniumfasen[J]. Beritiche die Chemic, 1899, 32(13): 3109-3148.
[8] Kaufmann A, Strufin P. Zur konstitution der pseudoammoniumfasen[J]. Beritiche die Chemic, 1911, 44(1): 680-690.
[9] Decker H. Uefer einige ammoniumerfindungen einwikung von alkalien auf die oxidihydrofasen[J]. Beritiche die Chemic, 1903, 36(3): 2568-2572.
[收稿日期] 2000-01-10
[修回日期] 2000-04-05, http://www.100md.com
单位：杨洪勤(第二军医大学药学院药物化学教研室, 上海 200433)；万维勤(海军医学系防护医学教研室)；周耘(海军医学系防护医学教研室)
关键词：氯化两面针碱；氢氧化钠
第二军医大学学报000817[摘要] 目的：通过两面针碱在碱溶液中的反应实验，对文献报道的氯化两面针碱可能存在C(6)=N(5)双键结构高反应活性的抗癌机制提出质疑。方法：在无氧条件下, 抗癌生物碱氯化两面针碱与不含某些特定氨基酸的氢氧化钠水溶液反应。结果和结论：在该反应条件下生成等量的5, 6-二氢两面针碱和氧化两面针碱。该结果和相关的理论分析基本否定了有关文献提出的氯化两面针碱可能的抗癌机制，并认为其机制尚待深入研究。
[中图分类号] R 282.710.5 [文献标识码] A
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[文章编号] 0258-879X(2000)08-0756-03
Reaction between antineoplastic nitidine chloride and sodium hydroxide solution
YANG Hong-Qin
(Department of Medicinal Chemistry， College of Pharmacy, Second Military Medical University, Shanghai 200433, China)
WAN Wei-Qin ZHOU Yun
(Department of Protective Medicine, Faculty of Navy Medicine)
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[ABSTRACT] Objective: To challenge the previously proposed anticancer mechanism of nitidine chloride, which suggest there exist anti-tumor C(6)=N(5) double bond structure. Methods: An antitumor alkaloid, nitidine chloride, was treated in aqueous sodium hydroxide solution without the presence of certain kinds of amino acids and oxygen. Results and Conclusion: It had been revealed that virtually equal amount of 5, 6-dihydronitidine and oxynitidine was produced under such circumstances. The results suggest the anticancer mechanism of nitidine chloride need further investigation.
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[KEY WORDS] nitidine chloride; sodium hydroxide
氯化两面针碱(1)是我国学者从两面针[Zanthoxylum nitidum (Roxb) DC.]植物的根中分离到的具有抗肿瘤活性的生物碱[1]，其作用机制尚未完全阐明。陈元柱等[2, 3]提出了氯化两面针碱作用的分子机制，认为其生物活性与分子中存在的C(6)=N(5)双键结构单元的高反应活性有关。我们注意到作者在证明这一设想时，使氯化两面针碱与某些含羟基或巯基的氨基酸在碱溶液中反应，但并没有得到期望中的两面针碱与氨基酸结合的产物(简称加合物)，而是获得了等量的氧化两面针碱(2)和二氢两面针碱(3)。他们认为加合物是生成的，但由于它的不稳定而被进一步氧化为(2)。至于(3)，虽测定了其晶体结构，但并没有分析其可能的生成途径。我们研究了两面针碱在不含特定的氨基酸的强碱溶液中的反应，以验证文献[2，3]提出的两面针碱抗癌机制的正确性。
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1 材料和方法
1.1 试剂和仪器 氯化两面针碱由中国科学院上海药物研究所提供，mp274～275℃; 所用试剂均为分析纯。所用仪器：熔点用Kofler显微熔点仪测定，温度未校正；磁共振氢谱用Bruker AM-300型磁共振仪测定；红外光谱用Perkin-Elmer 599B型红外光谱仪测定；质谱用MAT95型质谱仪测定。
1.2 反应与后处理 将100 mg氯化两面针碱(以甲醇重结晶过)溶于通氮除氧的水中，在纯氮保护下加热回流数分钟，一次加入固体NaOH 50 mg，反应液很快变浑浊，有黄色沉淀生成，过滤生成的沉淀，以除氧冰冷水充分洗涤。固体干燥后进行硅胶柱层析，得基本等量的两种产物(各约40 mg)(2)和(3)，理化性质及波谱测试[1]确证它们分别为氧化两面针碱和二氢两面针碱。反应方程式如下：
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2 结果和讨论
Torto等[4]人曾预测，白屈菜红碱在以氨水处理过程中，醇类溶剂可与之作用，产生次级产物6-乙氧基-5, 6-二氢白屈菜红碱。黄治勋等[1，5]提取得到了另一种产物6-甲氧基-5, 6-二氢白屈菜红碱[5]并认为其可能是“人造”产物。据此，陈元柱等[2，3]指出，由于氯化两面针碱与白屈菜红碱的结构非常相似，因此它能与细胞中的生命物质诸如丝氨酸、苏氨酸、核糖(均含-OH)以及半胱氨酸(含-SH)等发生类似的加成反应，并以此提出了氯化两面针碱抗肿瘤作用的机制。值得注意的是，虽然白屈菜红碱与氯化两面针碱化学结构非常相似，仅在D环上取代基位置有微小差别，但是它们C(6)=N(5)双键的反应性能并不相同：由于D环上取代基的影响，白屈菜红碱中该双键更活泼些[6]。二者药理活性亦有较大差别，前者表现出很强的细胞毒活性，抗癌活性不明显，而后者却有很显著的抗癌活性。以此来推测两面针碱有相似的反应活性，值得进一步探讨。我们发现，在无氧条件下，将乙醇和氯化两面针碱在强碱中作用，并无6-乙氧基-5, 6-二氢两面针碱生成。因此，氯化两面针碱可以和含-OH或-SH的生命分子生成加合物的推理似难成立。
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陈元柱等[5]将氯化两面针碱分别与上述氨基酸在强碱环境中作用，但并未获得期望的加合物(4)，而是获得了(2)和(3)。他们认为(4)是能生成的，只是不够稳定，被进一步氧化为(2)。
我们按照他们的反应体系，只是不加入有关的氨基酸，将两面针碱在强碱溶液中反应，同样获得了(2)和(3)。因此，是否真有加合物(4)的生成看来是值得探讨的。早期文献[7,8]中曾报道N-烷基喹啉季铵盐在强碱溶液中能形成“假碱”形式(5)，该“假碱”能够以开链醛(6)的形式存在。将N-甲基喹啉季铵盐与过量的氢氧化钠温热，会发生类似于Cannizzaro岐化反应的转变，生成N-甲基二氢喹啉和N-甲基喹啉酮[9]。
由此我们认为将两面针碱在强碱溶液中温热，首先发生的是OH-对C(6)的亲核进攻，获得一种过渡形式“假碱”(7)，它相当于一个开环的芳醛(8)，在强碱条件下，(8)发生岐化反应，生成氧化两面针碱和二氢两面针碱。就是说，与二氢两面针碱一样，氧化两面针碱也是氯化两面针碱岐化反应的直接产物，并非由不稳定的中间产物氧化而来。
, 百拇医药
由于黄治勋等[1]在提取两面针中生物碱时，有以氨水处理等过程，我们的研究工作提示，他们所获得的氧化两面针碱及二氢两面针碱极有可能是两面针碱的“人造”次生产物。
像两面针碱这类N-甲基菲啶盐类生物碱的抗肿瘤作用机制可能是多方面的，既有结合部位亲核基团与C(6)=N(5)双键的反应，也有芳环对DNA碱基对的嵌入作用以及分子中正电荷与生物大分子上负电荷(比如核酸分子中的磷酸根负离子)的静电作用，究竟何种作用更为重要，值得深入研究。
[作者简介] 杨洪勤(1964-)，男(汉族)，博士，副研究员.
[参 考 文 献]
[1] 黄治勋，李志和. 两面针抗肿瘤有效成分的研究[J].化学学报, 1980, 38(6): 535-542.
, http://www.100md.com [2] 陈元柱，徐本杰，黄治勋. 氯化两面针碱的晶体结构[J]. 科学通报, 1989, 34(19): 1473-1475.
[3] 陈元柱，唐根源，徐本杰，等. 两面针碱的生成和晶体结构——兼论两面针碱(正离子)的抗癌机理[J].中国科学(B辑), 1991, (8): 853-859.
[4] Torto FG, Sefcovic P, Dadson BA. Medicinal plants of ghana‘indentity of alkaloid form fagara Xanthoxyloides’[J]. Tetrahedron Lett, 1966, 2(2): 181-183.
[5] 陈元柱，徐本杰，杨丽丽, 等. 6-甲氧基-5，6-二氢白屈菜红碱的晶体结构和分子结构[J]. 科学通报, 1989, 34(2): 108-110.
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[6] Caolo MA, Stermitz FR. Benzophenanthridinium salt equtlifria[J]. Heterocycles, 1979, 12(1): 11-15.
[7] Hantzsch K. Uefer pseudoammoniumfasen[J]. Beritiche die Chemic, 1899, 32(13): 3109-3148.
[8] Kaufmann A, Strufin P. Zur konstitution der pseudoammoniumfasen[J]. Beritiche die Chemic, 1911, 44(1): 680-690.
[9] Decker H. Uefer einige ammoniumerfindungen einwikung von alkalien auf die oxidihydrofasen[J]. Beritiche die Chemic, 1903, 36(3): 2568-2572.
[收稿日期] 2000-01-10
[修回日期] 2000-04-05, http://www.100md.com