經(jīng)Diels-Alder加成建立樺木酸D-E環(huán)甾體類似結(jié)構(gòu)及生物活性的初步探索.pdf

1、樺木酸(betulinic acid)是美國北卡大學(xué)藥學(xué)院于上世紀(jì)九十年代末從桃金娘科植物中提取分離出的具有明顯的抗HIV-1活性(EC50=1.4μM,TI=13)的五環(huán)三萜類化合物,美國北卡大學(xué)藥學(xué)院在其結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上對其3-位羥基進(jìn)行不同酯結(jié)構(gòu)修飾和生物活性觀察,發(fā)現(xiàn)衍生物PA-457的抗HIV-1活性(EC50<3.5×104μM,TI>20000)顯著提高。而同時Mayaux等人對樺木酸C-28位側(cè)鏈進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾合成了一系列酰胺衍

2、生物,其中IC9564對HIV-1抑制活性強(qiáng),治療指數(shù)最佳(EC50=0.053μM,IC50>10μM)。
　　 該兩類樺木酸衍生物既不是HIV逆轉(zhuǎn)錄酶抑制劑也不是蛋白酶抑制劑的作用機(jī)制。C-3側(cè)鏈修飾衍生物可以特異地擾亂CA前體(p25)裂解成成熟的CA(p24),使得裝配完成的病毒顆粒缺損、無感染能力,即在病毒生命周期較晚期阻斷HIV-1的復(fù)制；而C-28側(cè)鏈修飾衍生物通過靶向HIV-1囊膜糖蛋白來抑制HIV-1囊膜介導(dǎo)的

3、膜融合,即在病毒生命周期較早階段發(fā)揮抗病毒融合的活性。目前樺木酸的來源主要依賴于植物提取或半合成,規(guī)模化生產(chǎn)的原料是目前需要解決的問題之一。
　　 本課題組在長期從事甾體及抗病毒(包括HIV-1)藥物研究中,首次發(fā)現(xiàn)一些簡單甾體化合物具有明顯的抑制HIV活性。因此本課題旨在以來源方便、易進(jìn)行化學(xué)修飾的甾體骨架為母核,構(gòu)建與樺木酸類三萜化合物相似的五環(huán)結(jié)構(gòu),并在相應(yīng)活性位點(對應(yīng)于樺木酸骨架的C-3,C-20和C-28)進(jìn)行結(jié)構(gòu)修

4、飾,研究甾體骨架化合物的抗HIV-1活性及其構(gòu)效關(guān)系。
　　 本文以孕甾雙烯醇酮醋酸酯為原料,利用D環(huán)的α,β-不飽和羰基,將20-位羰基轉(zhuǎn)變?yōu)榱u基后進(jìn)行消除或直接烯醇化構(gòu)造二烯結(jié)構(gòu),然后與帶有羧基或酯基的親二烯體發(fā)生Diels-Alder環(huán)加成反應(yīng),成功構(gòu)建了甾體的E環(huán)并引入游離羧基,并在3-位引入樺木酸結(jié)構(gòu)中的藥效團(tuán)3',3'-二甲基丁二酸酯結(jié)構(gòu),得到目標(biāo)化合物。全文共合成化合物35個,其中21個未見文獻(xiàn)報道的新化合物。在合

5、成的12個目標(biāo)化合物中,3個為甾體E環(huán)側(cè)鏈具有游離羧基的目標(biāo)化合物,6個為3-位側(cè)鏈成3',3'-甲基丁二酸酯,3個為既具有E環(huán)側(cè)鏈游離羧基又在3-位側(cè)鏈成3',3'-二甲基丁二酸酯的目標(biāo)化合物。
　　 對本論文中合成的部分化合物和目標(biāo)化合物進(jìn)行了HIV生物活性檢測。但由于HIV生物活性測定在國外進(jìn)行,周期較長,因此目前手頭已獲得的活性數(shù)據(jù)十分有限,且多數(shù)為各個設(shè)計路線起始步驟的一些結(jié)構(gòu)簡單的中間體,參考意義不大,具體構(gòu)效分析需

6、獲得全部目標(biāo)化合物的活性反饋后再進(jìn)行討論和研究。同時對本論文合成的一些化合物進(jìn)行了血管內(nèi)皮生長因子的生物活性檢測,送檢的11個化合物均具有不同程度的抑制活性,尤其是化合物46(EC50=0.0472 mM,TI=18.51)和25(EC50=0.0121 mM,TI=10.03)活性和選擇性優(yōu)于陽性對照2-ME(EC50=0.4964 mM,TI=3.33)。該11個化合物在16、17及20位結(jié)構(gòu)差異較大,但均具一定活性,顯示存在較大的

7、進(jìn)一步修飾空間,同時也暗示與靶點可能存在多個結(jié)合點。因此,這對進(jìn)一步的深入研究構(gòu)效關(guān)系提供了一定的參考。
　　 本文在探索三條合成路線的合成研究工作中,對一些化合物和反應(yīng)的化學(xué)行為進(jìn)行了初步的研究和討論。
　　 a)通過改造甾體D環(huán)△16-α,β-不飽和羰基,完成一條成功構(gòu)建與樺木酸類似的五環(huán)結(jié)構(gòu)合成路線,同時在E環(huán)側(cè)鏈順利引入游離羧基,為E環(huán)C-20進(jìn)一步進(jìn)行取代基修飾奠定基礎(chǔ)。
　　 b)在甾體母核D環(huán)△16

8、-α,β-不飽和羰基的反應(yīng)活性研究中發(fā)現(xiàn)C-18角甲基對20-位基團(tuán)的反應(yīng)產(chǎn)生較大的位阻影響。在利用甲基碘化鎂對△16-α,β-不飽和羰基的格氏加成及利用硼氫化鈉對其進(jìn)行還原的反應(yīng)中,由于C-18角甲基的影響使得相當(dāng)數(shù)量的試劑從空間位阻相對較小的C-16進(jìn)攻,而生成近半量的1,4-加成副產(chǎn)物；我們通過使用分子體積更小的試劑或活性更強(qiáng)的試劑解決了△16-α,β-不飽和羰基選擇性加成問題。
　　 c)本論文還分別摸索了兩種適用于甾體