番荔枝科植物生物鹼的研究從1855年J.Stenhous自Xylopia polycarpa Oliv 分 離得到 berberine(8)關始,隨後1ΟΟ多年間本科植物之生物鹼的研究報告陸續 出現尤其近幾十年來,有關本本科植物生物鹼的研究報告可謂急據的上升、至目前為 止已有幾百種生物鹼及十餘種生物鹼N-oxides被分離證明出。一般番荔技科植物(約 有12Ο多屬,2,ΟΟΟ多種)皆分佈於熱帶及亞熱帶地區,而處於亞熱帶位置的 台灣依記錄計有6屬14種,然而屬於台灣原有的(indigenus )卻僅有瓜馥木屬( Fissistigma)的毛瓜馥木(F.oldhamii)與白葉瓜馥木(F.glaucescens)及哥納 香屬的恆春哥納香(Goniothalamus amuyon)等3種。而且有關它們的生物鹼之研究 ,至今文獻尚未發表過,因此著者進行此等植物生物鹼成分的分離、確認、新鹽基構 造的研究以及其生物活性的探討。 另方面生物鹼N-oxides亦廣泛存在於自然界中,近幾十年來約有百餘種生物鹼N-oxi- des (屬於isoquinoline型者有三十餘種)由12科以上的植物分離得到。而且其中 有些具有生物活性(biological activity )。但是至目前為止,關於isoquinoline 型生物鹼N-oxides之biological activities 的研究卻鮮有報告。因此著者選取本研 究室現有且其量較多的isoquinoline型生物鹼以m-CPBA為氧化劑之方製備其N-oxides ,以進一步探討它們的biological activity 。僅簡述各章之摘要於下: (1)毛瓜馥木Fissistigma oldhamii(Hemsl)Merr.之生物鹼 台灣產毛瓜馥木地上部之皮部及材部生物鹼成分的研究,得到屬於aporphine型的an- olobine(12), norannuradhapurine(95),xylopine(122)(主要鹽基 )與fissoldine(220)及morphinandienone型的O-methylflavinantine(174 )。而fissoldine(220)為天然界第一次得到的新鹽基。O-methylflavinantine (174)為本科植物第二度得到以外更是台灣產的所有植物中第一次分離得到mor- phinandienone型之鹽基。 (2)白葉瓜馥木 Fissistigma glaucescens(Hemsl)Meer.之生物鹼 台灣產白葉瓜馥木地上部之皮部乃材部生物譣成分的研究,得到屬於tetrahydropro- toberberine 型的discretamine(50),aporphines型的 asimilobine(67), norannuradhaprine(95),crebanine(227),oxoaporphines型的lirioden- ine(1)與oxocrebanine(229),phenanthrenes型的atherosperminine(17 6)(主要鹽基),N-northerosperminine(180)與N-methylatherosrminium( 235)及兩種量少未能解決暫時命名為FGA與FGB的鹽基。其中N-methylatherospe- rminium(235)為天然界第一次得到的新鹽基。另外2級的N-northerospermini- ne(180),3級的atherosperminine(176)與4級的N-methylatherosrmin- ium(235)以及crebanine(227)與oxocrebanine(229)同時從同一植物 分離得到,其在植物生體內in(vivo)之生合成途徑上以及成分分佈觀點上來言,具 有重大的意義。 (3)恆春哥納香Goniothalamus amuyon(Blanco)Merr.之生物鹼 台灣產恆春哥納香地上部之皮部及材部生物鹼成分的研究,得到屬於tetrahydropro- toberberine 型的tetrahydropalmatine(60),protoberberine型的palmatine( 46),aporphine型的anolobine(12)(主要鹽基)與anonaine(11)及oxo- aporphine 型的liriodenine(1)。 以上三種台灣產的番荔枝科植物所分離得到的生物鹼可摘述成表五十三。 表五十三:由台灣產的番荔枝科植物,毛瓜馥木、白葉瓜馥木與恆春哥納香分離得到 的生物鹼
生 物 鹼 毛瓜馥木 白葉瓜馥木 恆春哥納香 Tetrahydroprotoberberines 皮部 材部 皮部 材部 皮部 材部
(-)-Discretamine(50) - - + + - - (-)-Tetrahydropalmatine(60) - - - - + -
Protoberberrines Palmatine(46) - - - - + -
Aporphines (-)-Asimilobine(67) - - + - - - (-)-Norannuradhapurine(95) - + + + - - (-)-Crebanine(227) - - + + - - (-)-Fissoldine(220) + - - - - - (-)-Anolobine(12) - + - - - - (-)-Xylopine(122) + + - - - - (-)-Anonaine(11) - - - - - +
Oxoaporphines Oxocrebanine(229) - - - + - - Liriodenine(1) - - - + - +
Phenanthrenes Atherosperminine(176) - - - + - - N-Noratherosperminine(180) - - - + - - N-Methylatherosperminium(235) - - + + - -
Morphinandienones (+)-O-Methylflavinantine(174)+ - - - - -
Unknown FGA & FGB - - - + - -
(4)Isoquinloine型生物鹼之N-oxides 選取三十一種isoquinolind型生物鹼(第六章,第1節,表三十二(a)~(h))依 照Craig 等人(201)以m-CPBA為氧化劑的方法製備其N-oxides(第六章,第5節 ~第11節)皆以其物理性質(mp,tlc,uv,ms與Hnmr等)判定並確認之。 其中除 朋(215),(239),(247),(253)與(254)等五種外皆文獻 尚未報告過的新物質。 (5)Aporphine型生物鹼N-oxides之Cope elimination reaction 將aporphine型生物鹼m-CPBA氧化得到之aporphine N-oxides 加熱處理,發現其B 環 C-Ca之鍵會斷裂而轉換成phenanthrene型衍生物。而此等衍生物經由其mp,〔α〕, tlc,uv,Hnmr,ms及對triphenyltetrazolium chloride之呈色反應等物理及化學性 質可證明確認為1-(N-methyl-N-hy-droxylaminoethyl)phenanthrenes 。其 反應過程如Scheme 2所示。而且不論其Ca與N 的configuration 如何(如(304 )~(307)),經由實驗也證實了R-configuration 的aporphine型生物鹼N-ox- ides比S-configuration者較容易轉換。另外尚可推測phenanthrene 型生物鹼其在植 物體內之生合成途徑為:aporphine型生物鹼→aporphine型生物鹼N-oxides→1-( N-methyl-N-hydorxylaminoethyl)phenanthrenes→1-(N-methylaminoethyl )phenanthrenes→1-(N,N-dimethylaminoethyl)phenanthrenes→N-(1-p henanthrylethyl)-N,N,N-trimethylammonium cations。 (6)台灣產番荔枝科植物生物鹼及Isoquinoline型生物鹼與其N-oxides之生物活性 選汰試驗。 本研究的試驗樣本是選取五十五種台灣產番荔枝科植物生物鹼及isoquinoline型生物 鹼與其 N-oxides(第八章,第2節,表四十八)分別依照劉與Tanaka等人及NIH規定 的方法進行對微生物(細菌和徽菌)作用及對KB細胞有cytotoxicity之生物活性選汰 試驗。其結果可顯示出 N-noratherosperminine(180)、atherosperminine(1 76)perchlorate與asimilobine(67)perchlorate 三種生物鹼對綠膿桿菌(p- seudomonas aeruginosa )的生長有抑制作用。 N-Noratherosperminine(180) 、atherosperminine N-oxide(215)、1-(N-mehtyl-N-hydroxylaminoet- hyl)-3,4-(mehtyl-enedioxy-7-mehtoxy)- phenanthrene(300a) 、oxocrebanine(229)、norannuradhapurine(95)hydrobromide、asimilo- bine(67)perchlorate、atherosperminine(176)perchlorate、atherospe- rminine(176)methiodide、dicentrine methine(275)、L-(+)-lau- danidine N-oxide(280)、crychine N-oxide(292)與dicentrine mehti- ne N-oxide(297)十二種生物鹼對金黃色葡萄球菌(Staphylococcus aureus ) 的生長有抑制作用。Fissoldine(220)hydrobromide、O-methylflavinantine( 174)、N-noglaucine(97)hydrobromide、D-(+)-N-mehtylcoclaurine N-oxide(281)、tetrahydropalmatine N-oxide(295)與atherospermini- ne N-oxide(215)六種生物鹼對B 型副傷寒桿菌(Salmonella parathphi B)的 生長有抑制作用。L-(+)-Laudanidine N-oxide(280)、tetrahydropalma- tine(60)、oxocrebanine(229)、xylopine(112)、dicentrine(75 )methiodide、atherosperminine N-oxide(215)、N-norglaucine(97)hy- drobromide、O-methylflavinantine(174)、 N-noratherosperminine(180 )、atherosperminine(176)perchlorate與L-(+)-armepavine N-oxide( 279)十一種生物鹼對大腸桿菌(Escherichiacoli)的生長有抑制作用。Asimil- obine(67)perchlorate、atherosperminine N-oxide(215)、norannuradh- apurine(95)hydrobromide、N-noratherosperminine (180)、atherosper- minine(176)perchlorate、L-(+)-laudanidine N-oxide(280)與di- centrine methine N-oxide(297)七種生物鹼對β-溶血性鏈球菌(β-Hemol- yticus streptococcus)的生長有抑制作用。Dicentrine methine(275)、tet- rahydropalmatine N-oxide(295)、dihydroochotensimine N-oxide(296) 、tetrahydropalmatine(60)、O-mehtylflavinantine(174)、atherosper- minine(176)perchlorate與 O-mehtylbulbocapnine N-oxide(287)七種生 物鹼對白色念珠菌(Candida albicans)的生長有抑制作用。Oxoushinsunine(1) 、dicentrine methine(275)、oxoglaucine(5)、xylopine(122)、di- hydroochotensimine N-oxide(296)、dicentrine N-oxide(283)、palma- tine(46)iodide、N-noratherosperminine(180)、oxoxylopine(162) 、D-(-)-armepavine N-oxide(279)與 dicentrine mehtine N-oxide(2 97)十一種生物鹼對KB細胞cytotoxicity的作用。上述結果顯示在抗微生物及抗KB 細胞之生物活性選汰試驗有顯著的意義。 (7)台灣產番荔枝科植物生物鹼及Isoquinoline型生物鹼對Human Hepatoma cell line(HuH-7)的antitumor選汰試驗 選取二十七種台灣產番荔枝科植物鹼及isoquinoline型生物鹼(第八章,第4節,表 五十一)依照Umezawa等人的方法進行對 Human Hepatoma cell(HuH-7)的抗腫瘤 選汰試驗。結果顯示oxoxylopine(162),dicentrine(75),actinodaphni- ne(316),N-methyllaurotetanine(93),boldine(79),laurotetani- ne(85),N-noratherosperminine(180)與norannuradhapurine(95)hy- drobromide八種生物鹼在高濃度(2.5μg/ml)下對 HuH-7Hepatoma cell有很 強的antitumor作用(inhibition≧90%)。 綜合上述生物活性選汰試驗之結果,oxoaporphine型生物鹼,如 liriodenine(1) ,oxoglaucine(5)與oxoxylopine(162)等對KB細胞有 cytotoxicity的作用。 phenanthrene型生物鹼及其N-oxide,如N-noratherosperminine(180)、ather- minine(176)perchlorate、dicentrine N-oxdie(275)、atherospermini- ne N-oxide(215)與 dicentrine methine N-oxide(297)等對KB細胞之cy- totoxicity及antibacterias皆有作用,而且N-noratherosperminine(180)對a- ntitumor activity 選汰試驗也有很強的作用。由上述的結果與討論,很明顯的可看 出N-noratherosperminine(180)同時具有很強的KB細胞cytotoxicity、antiba- cterias及antitumor的作用。因此 N-noratherosperminine(180)可做為未來開 發新醫藥的指標。
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