中藥天麻藥用歷史悠久,最早于《神農(nóng)本草經(jīng)》列為上品并記載:“赤箭,味辛溫。主殺鬼精物,蠱毒惡氣。久服益氣力,長(zhǎng)陰肥健,輕身增年。一名離母,一名鬼督郵。”《雷公炮炙論》《開寶本草》首次記錄天麻并列天麻名稱為正品名,記載天麻:主諸風(fēng)濕痹,四肢拘攣,小兒風(fēng)癇驚氣,利腰膝,強(qiáng)筋力。久服益氣,輕身長(zhǎng)年?!侗静菥V目》等歷代本草均收載天麻,只是隨著年代變遷,加工炮制、組方復(fù)配、藥用部位選擇等會(huì)不斷完善,中藥天麻的性味歸經(jīng)和功能主治等在不同年代會(huì)有些許不同。
現(xiàn)代應(yīng)用中藥天麻來(lái)自蘭科(Orchidaceae)天麻屬(Gastrodia)多年生腐生植物天麻(Gastrodia elata Blume)的干燥塊莖,功能息風(fēng)止痙,平抑肝陽(yáng),祛風(fēng)通絡(luò)。用于小兒驚風(fēng),癲癇抽搐,破傷風(fēng),頭痛眩暈,手足不遂,肢體麻木,風(fēng)濕痹痛。天麻屬植物全球約有20余種,分布于亞洲和大洋洲的熱帶以及亞熱帶地區(qū),我國(guó)以云南、四川、貴州、陜西、湖北、安徽等地為主要產(chǎn)區(qū),云南產(chǎn)區(qū)主要分布在昭通和麗江,有昭通烏天麻地理標(biāo)志產(chǎn)品。
中國(guó)科學(xué)院昆明植物研究所天然藥物新藥研發(fā)團(tuán)隊(duì)周俊課題組一直專注于天麻中活性成分的挖掘。上世紀(jì)七八十年代,條件異常艱苦的情況下,周俊等通過(guò)對(duì)天麻主要成分的藥學(xué)研究,從中發(fā)現(xiàn)了治療頭痛、失眠的有效成分天麻素(gastrodin, figure 1),隨后開展了合成天麻素的研究,1980年轉(zhuǎn)讓給昆明制藥廠,生產(chǎn)至今,創(chuàng)造了很好的經(jīng)濟(jì)效益。天麻的化學(xué)研究與主成分的確定為天麻產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了有力的科技支撐。
近年來(lái),為了進(jìn)一步挖掘天麻中的活性成分,借鑒天麻的傳統(tǒng)應(yīng)用歷史以及對(duì)應(yīng)藥用部位,研究人員對(duì)天麻的莖稈進(jìn)行了細(xì)致的研究,最終分離得到了具有新穎結(jié)構(gòu)骨架的(gastrodinol, figure 1)。從結(jié)構(gòu)上看,gastrodinol含有一個(gè)獨(dú)特的6,6,5熔合的三環(huán)骨架(一個(gè)萘環(huán)和一個(gè)重排重構(gòu)的C環(huán)部分),初步藥理活性顯示gastrodinol 具有較好抗菌活性??紤]到gastrodinol新穎的結(jié)構(gòu)骨架和良好的活性,研究人員對(duì)其進(jìn)行了全合成研究。
現(xiàn)代應(yīng)用中藥天麻來(lái)自蘭科(Orchidaceae)天麻屬(Gastrodia)多年生腐生植物天麻(Gastrodia elata Blume)的干燥塊莖,功能息風(fēng)止痙,平抑肝陽(yáng),祛風(fēng)通絡(luò)。用于小兒驚風(fēng),癲癇抽搐,破傷風(fēng),頭痛眩暈,手足不遂,肢體麻木,風(fēng)濕痹痛。天麻屬植物全球約有20余種,分布于亞洲和大洋洲的熱帶以及亞熱帶地區(qū),我國(guó)以云南、四川、貴州、陜西、湖北、安徽等地為主要產(chǎn)區(qū),云南產(chǎn)區(qū)主要分布在昭通和麗江,有昭通烏天麻地理標(biāo)志產(chǎn)品。
中國(guó)科學(xué)院昆明植物研究所天然藥物新藥研發(fā)團(tuán)隊(duì)周俊課題組一直專注于天麻中活性成分的挖掘。上世紀(jì)七八十年代,條件異常艱苦的情況下,周俊等通過(guò)對(duì)天麻主要成分的藥學(xué)研究,從中發(fā)現(xiàn)了治療頭痛、失眠的有效成分天麻素(gastrodin, figure 1),隨后開展了合成天麻素的研究,1980年轉(zhuǎn)讓給昆明制藥廠,生產(chǎn)至今,創(chuàng)造了很好的經(jīng)濟(jì)效益。天麻的化學(xué)研究與主成分的確定為天麻產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了有力的科技支撐。
近年來(lái),為了進(jìn)一步挖掘天麻中的活性成分,借鑒天麻的傳統(tǒng)應(yīng)用歷史以及對(duì)應(yīng)藥用部位,研究人員對(duì)天麻的莖稈進(jìn)行了細(xì)致的研究,最終分離得到了具有新穎結(jié)構(gòu)骨架的(gastrodinol, figure 1)。從結(jié)構(gòu)上看,gastrodinol含有一個(gè)獨(dú)特的6,6,5熔合的三環(huán)骨架(一個(gè)萘環(huán)和一個(gè)重排重構(gòu)的C環(huán)部分),初步藥理活性顯示gastrodinol 具有較好抗菌活性??紤]到gastrodinol新穎的結(jié)構(gòu)骨架和良好的活性,研究人員對(duì)其進(jìn)行了全合成研究。
Figure 1
研究人員首先通過(guò)F-C烷基化、選擇性地甲基化和Sonogashira偶聯(lián)等10步反應(yīng)高效的合成了片段1;利用Knoevenagel反應(yīng)和溴代等4步反應(yīng)制備了片段2。最后利用匯聚式合成的策略,片段1和2經(jīng)過(guò)Sonogashira 偶聯(lián)得到中間體3,然后經(jīng)過(guò)林德拉還原將炔還原為反式的雙鍵。反式雙鍵在光照的條件下(Hg lamp, 500W)首先異構(gòu)化為順式雙鍵,緊接著關(guān)環(huán)和芳構(gòu)化成功的構(gòu)建了B環(huán),最后脫去芐基順利地得到了天然產(chǎn)物gastrodinol (200mg), 為進(jìn)一步的藥理活性實(shí)驗(yàn)提供了足夠的原料保證。
目前以上成果以“Total synthesis of gastrodinol via photocatalytic 6π electrocyclization”為題在線發(fā)表于有機(jī)化學(xué)權(quán)威期刊Organic Letters上(2020, 22, 17, 6822–6826; Doi:10.1021/acs.orglett.0c02335)。中國(guó)科學(xué)院昆明植物研究所17級(jí)博士生呂永峰為該論文的第一作者,周俊研究員和胡江苗副研究員為該論文的共同通訊作者。該研究得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃(2017YFD0201404)和云南省重大科技專項(xiàng)計(jì)劃(2017ZF003-04)支持。