产品名称: 1H-吡咯-2-羧酸3-呋喃基甲酯
英文名: 3-Furfuryl 2-pyrrolecarboxylate
中文别名:
英文别名:
Cas 号: 119767-00-9
产品编码:BP2016
分子式: C₁₀H₉NO₃
分子量: 191.186
来源:
物理性状: Oil
化合物类型: Alkaloids

纯度: 95%~99%
分析方法: HPLC-DAD or/and HPLC-ELSD
鉴定方法: 质谱（Mass）, 核磁（NMR）
包装: 棕色小玻璃瓶，标准包装10mg，20mg，50mg；可以按客户需求包装。
可以满足克级以上大量需求，详情请咨询。

提供相关图谱和分析方法指导，可以提供包括色谱柱，标准品和分析方法在内的含量测定整体服务包，价格优惠。
提供改善产品水溶性解决方案，改善化合物在水中的溶解度，便于进行各种活性试验和临床应用。

1H-吡咯-2-羧酸3-呋喃基甲酯的HPLC图谱

储存条件：短期保存 2~8℃，长期保存 -20 ~ -80℃

1H-吡咯-2-羧酸3-呋喃基甲酯：源自太子参的天然抗菌先导化合物

1. 概述

1H-吡咯-2-羧酸3-呋喃基甲酯（3-Furfuryl 2-pyrrolecarboxylate， CAS: 119767-00-9）是一种从传统药用植物太子参（Pseudostellaria heterophylla）根部分离得到的天然含氮杂环化合物。作为吡咯类衍生物的一员，该化合物因其独特的化学结构以及初步揭示的潜在抗菌活性，近年来引起了天然产物化学和药物研发领域的关注。太子参作为著名的“益气健脾”中药，其化学成分研究一直是揭示其药效物质基础的重要方向。该化合物的发现，不仅丰富了太子参的化学成分谱，更重要的是，其靶向多种关键酶（如GYRA、DHFR、ERBB2等）的潜力，暗示了其在对抗革兰氏阳性菌感染等疾病方面可能具有重要的生物活性。本文将从其化学本质、植物来源、药理机制、成药性评估及研究前景等方面，对这一化合物进行系统性的专业科普解读，旨在为相关领域的研究者提供一个清晰、严谨的科学认知框架。

2. 化学结构与理化性质

该化合物的分子式为 C10H9NO3，分子量为 191.1860 g/mol，属于中等偏小的有机分子。其结构特征鲜明，由两个重要的杂环体系通过酯键连接而成：一端是1H-吡咯-2-羧酸片段，另一端是3-呋喃甲基（或称糠基）片段。其SMILES表示（O=C(OCc1ccoc1)c1ccc[nH]1）精确地描述了这一连接方式：一个羧酸酯（O=C(OCC...)）连接着一个呋喃环（c1ccoc1）和一个吡咯环（c1ccc[nH]1）。吡咯环上的氮原子以仲胺（[nH]）形式存在，这是其1H-吡咯命名的由来，也意味着该氮原子具有形成氢键的潜力。

从成药性相关的理化参数分析：
- 脂水分配系数（LogP/LogD）：均为 1.7875。该值处于理想范围（通常认为LogP在1-3之间较佳），表明该化合物具有适度的亲脂性，既能穿透细胞膜，又不会因脂溶性过强而导致代谢或分布问题。
- 拓扑极性表面积（TPSA）：为 55.23 Ų。这主要来源于酯键的羰基氧、醚氧以及吡咯环的氮原子。该数值低于常见的高通透性阈值（约60-70 Ų），提示其可能具有较好的膜渗透性。
- 水溶性：数值为 0.2063（单位可能为mg/mL或log mol/L尺度下的数值，通常表示溶解度有限但可接受）。结合其LogP值，符合“适度亲脂”化合物的典型特征。
- 分子量（MW）：191.19，远低于500 Da，符合小分子药物的基本要求。

这些基本的理化性质为其潜在的生物活性奠定了基础，也初步满足了作为药物先导化合物的结构要求。

3. 植物来源与传统应用

该化合物的唯一已知天然来源是太子参，即Pseudostellaria heterophylla (Miq.) Pax，为石竹科（Caryophyllaceae）植物。太子参是我国传统的名贵中药材，主产于福建、贵州、江苏等地，以其干燥块根入药。在中医理论中，太子参性平，味甘、微苦，归脾、肺经，具有益气健脾、生津润肺的功效。临床上常用于治疗脾虚体倦、食欲不振、病后虚弱、气阴不足、自汗口渴、肺燥干咳等症，是儿科补益药的常用之品，素有“孩儿参”之称。

现代药理学研究证实，太子参提取物具有抗疲劳、增强免疫、抗氧化、镇咳、降血糖等多种活性。其化学成分复杂，主要包括多糖、环肽、皂苷、挥发油、氨基酸、脂肪酸以及多种微量元素。1H-吡咯-2-羧酸3-呋喃基甲酯作为从太子参根部分离得到的一种挥发性或中等极性成分，其发现拓展了太子参活性成分的化学多样性。虽然其在传统水煎剂中的含量和直接贡献尚不明确，但作为植物次生代谢产物，它很可能参与了植物自身的防御系统（如抗菌、抗虫），这也与其现代研究所揭示的潜在抗菌靶点相呼应。从天然产物化学的角度看，从传统药用植物中发现结构新颖的活性分子，是寻找新药先导化合物的重要途径。

4. 药理活性与作用机制

数据库信息显示，该化合物与五个明确的蛋白质靶点存在潜在相互作用：GYRA、GYRB、DHFR、FOLA和ERBB2。这些靶点主要指向两大治疗领域：抗菌和抗肿瘤。结合其相关疾病标注为“革兰氏阳性菌”，其首要的潜在药理活性很可能是抗菌作用。

4.1 针对革兰氏阳性菌的抗菌机制

1. 抑制DNA回旋酶（靶点：GYRA, GYRB）：
   DNA回旋酶是细菌（尤其是革兰氏阳性菌和部分革兰氏阴性菌）特有的、维持DNA超螺旋结构的关键酶，由GyrA和GyrB两个亚基组成。它是喹诺酮类抗生素（如环丙沙星）的经典作用靶点。化合物若能抑制此酶，将阻碍细菌DNA的复制、转录和修复，导致细菌死亡。该化合物被预测与GYRA和GYRB同时作用，暗示其可能以一种不同于典型喹诺酮的方式结合或影响该酶复合体的功能，这为开发新型抗菌药物提供了线索。

2. 抑制二氢叶酸还原酶（靶点：DHFR）：
   二氢叶酸还原酶是细菌叶酸合成途径中的关键酶，负责将二氢叶酸还原为四氢叶酸。四氢叶酸是合成嘌呤、胸腺嘧啶等核酸前体的必需辅因子。甲氧苄啶（TMP）就是经典的细菌DHFR抑制剂。抑制DHFR将导致细菌“饥饿”，无法合成DNA和RNA，从而抑制其生长繁殖。该化合物靶向DHFR，进一步强化了其作为抗代谢类抗菌剂的潜力。

3. 靶向叶酸合成酶（靶点：FOLA）：
   FOLA可能指代与叶酸合成相关的酶，如二氢蝶酸合酶（DHPS），这是磺胺类药物的作用靶点。叶酸合成途径对细菌至关重要，而哺乳动物细胞可从食物中直接摄取叶酸，因此该途径是理想的抗菌靶点。同时靶向DHFR和FOLA相关靶点，意味着该化合物可能具有双重阻断叶酸代谢的潜力，从而产生协同抗菌效应，并可能延缓耐药性的产生。

4.2 潜在的抗肿瘤活性（靶点：ERBB2）

ERBB2（又称HER2）是人类表皮生长因子受体家族的一员，是一种具有酪氨酸激酶活性的跨膜蛋白。ERBB2的过表达或激活与多种癌症（特别是乳腺癌、胃癌）的侵袭性生长、转移和不良预后密切相关。曲妥珠单抗（赫赛汀）就是靶向ERBB2的单克隆抗体药物。一个天然小分子化合物被预测与ERBB2相互作用，提示其可能具有调节该信号通路、抑制肿瘤细胞增殖的潜力。这为太子参“扶正抗癌”的传统功效提供了一个可能的现代化解释方向，尽管这需要严格的实验验证。

作用机制小结：综合来看，1H-吡咯-2-羧酸3-呋喃基甲酯最突出的潜在活性是针对革兰氏阳性菌的抗菌作用。其可能通过多靶点协同的机制发挥作用：既攻击细菌的DNA复制机器（抑制DNA回旋酶），又破坏其必需营养物质的合成（抑制叶酸代谢途径）。这种多靶点特性，如果得到实验证实，可能意味着更强的抗菌效果和更不易产生耐药性的优势。同时，其对ERBB2的潜在作用，为其在抗肿瘤领域的应用开启了另一扇窗。

5. 成药性评估

基于提供的成药性参数，我们可以运用“类药五原则”（Lipinski's Rule of Five）等标准对该化合物作为口服药物先导结构的潜力进行初步评估：

1. Lipinski五规则符合性：
2. 分子量（MW）：191.19 < 500， 符合。
3. 脂水分配系数（LogP）：1.7875 < 5， 符合。
4. 氢键供体数（HBD）：从结构看，仅有吡咯环上一个N-H，故HBD = 1 < 5， 符合。

5. 氢键受体数（HBA）：酯基中2个氧，呋喃环中1个醚氧，共3个（严格计算为N和O原子数），故HBA = 4 (N1, O3) < 10， 符合。
   该化合物完全符合Lipinski五规则，预示其具有较好的口服吸收潜力。

6. 吸收与分布：

7. Caco-2通透性：数值为 11.9511（单位通常为10⁻⁶ cm/s）。这是一个相对较高的数值，表明该化合物在肠道模型中有良好的渗透性，支持其口服吸收的预测。
8. 血脑屏障通透性（BBB）：标注为 “高”。结合其适中的LogP和较小的TPSA，该化合物确实可能具备穿透血脑屏障的能力。这对于治疗中枢神经系统感染（如某些革兰氏阳性菌引起的脑膜炎）可能是一个优势，但也需警惕潜在的中枢神经系统副作用。

9. 血浆蛋白结合率（PPB）：79.81%，属于中等偏高水平。这意味着在血液中，大部分药物与血浆蛋白（主要是白蛋白）结合，只有约20%的游离药物能发挥药理作用。这会影响药物的分布容积和起效浓度，在后续优化中可能需要关注。

10. 代谢与毒性：

11. hERG抑制：否。这是非常关键的利好信息，表明该化合物在目前预测水平下，不抑制心脏钾离子通道hERG，从而降低了引发致命性心律失常（如尖端扭转型室性心动过速）的潜在风险。
12. AMES试验：数值为 0.6（通常为致突变指数或概率，小于1.1可能被视为阴性或弱阳性）。结合 “染色体畸变：有” 的提示，需要高度警惕该化合物的遗传毒性风险。这是其成药道路上最大的“红色警报”，必须通过实验（如体外微核试验、体内彗星试验等）进行严格验证。
13. 肝毒性标志物：血清谷氨酰转移酶（Ser_GGT）和丙氨酸氨基转移酶（Ser_ALT）预测为阳性（“是”），而碱性磷酸酶（Ser_ALK）和天冬氨酸氨基转移酶（Ser_AST）为阴性。这提示该化合物可能对肝脏有一定潜在影响，需进一步评估。
14. 其他毒性：皮肤致敏性、呼吸道致敏性、光毒性预测均为阴性，这是有利的。

成药性评估小结：该化合物在药代动力学性质（吸收、分布）方面表现优异，完全符合类药五原则，且无hERG抑制风险。然而，其潜在的遗传毒性和肝毒性信号是阻碍其进一步发展的主要障碍。在后续的药物化学优化中，首要任务是通过结构修饰（如引入特定基团、改变杂环体系）来消除或显著降低这些毒性，同时尽可能保留其多靶点抗菌活性。

6. 研究现状与应用前景

目前，关于1H-吡咯-2-羧酸3-呋喃基甲酯的公开研究信息相对有限，主要集中于其从太子参中的分离鉴定。其丰富的靶点预测信息和初步的成药性分析，主要来源于计算化学和生物信息学数据库的挖掘。因此，该化合物目前尚处于非常早期的先导化合物发现阶段。

未来研究方向和前景：

1. 活性验证与机制深入研究：
2. 体外抗菌实验：首要任务是使用标准菌株（如金黄色葡萄球菌、肺炎链球菌等革兰氏阳性菌），通过最小抑菌浓度（MIC）、最小杀菌浓度（MBC）测定，验证其预测的抗菌活性。
3. 靶点验证实验：通过酶活性抑制实验（针对纯化的DNA回旋酶、DHFR）、细胞热位移分析（CETSA）、表面等离子共振（SPR）等技术，直接验证其与GYRA、GYRB、DHFR等靶点的结合能力和抑制效力。

4. 作用机制研究：通过时间-杀菌曲线、耐药性诱导实验、与现有抗菌药的协同作用研究，以及利用转录组学、代谢组学等方法，全面阐明其抗菌作用模式。

5. 结构优化与成药性提升：

6. 毒性消除：针对其遗传毒性和肝毒性预警，进行系统的构效关系（SAR）研究。通过合成一系列结构类似物，确定毒性基团，并对其进行修饰或替换，在降低毒性的同时保持或增强抗菌活性。

7. 性质优化：虽然其ADME性质总体良好，但仍可针对其较高的血浆蛋白结合率等进行微调，以改善其药效学特性。

8. 拓展研究领域：

9. 抗肿瘤活性探索：鉴于其与ERBB2的预测关联，值得在ERBB2过表达的肿瘤细胞系（如SK-BR-3乳腺癌细胞）中测试其抗增殖、促凋亡活性，并研究其对HER2信号通路的影响。
10. 其他生物活性：基于吡咯和呋喃骨架在天然产物中广泛存在的生物活性（如抗氧化、抗炎），可探索该化合物在其他疾病模型（如炎症、神经退行性疾病）中的应用潜力。

应用前景：如果其强效、多靶点的抗菌活性得到实验证实，且毒性问题能够通过结构优化成功解决，该化合物有望发展成为一款新型的、针对多重耐药革兰氏阳性菌（如MRSA）的抗菌药物。其可能穿透血脑屏障的特性，使其在治疗中枢神经系统感染方面具有独特价值。此外，作为源自传统中药的天然产物，其研究本身也是中药现代化和国际化的重要组成部分，有助于从分子层面阐释太子参“益气扶正”（可能通过调节免疫或微生态）的科学内涵。

总之，1H-吡咯-2-羧酸3-呋喃基甲酯是一个结构新颖、靶点丰富、成药性基础良好的天然先导化合物。尽管面临毒性挑战，但它无疑为应对日益严峻的细菌耐药性问题和新药研发提供了一个有价值的起点。未来的研究需要在严谨的科学实验基础上，充分挖掘其潜力，规避其风险，推动其从数据库中的一个分子走向真正的候选药物。