新結(jié)構(gòu)HIV及VEGF抑制劑的研究.pdf

1、本論文研究進行了HIV抑制劑和VEGF抑制劑二方面的工作：
　　 (一)DCK類似物的設計、合成和HIV抑制活性研究
　　 Suksdorfin(1)是美國北卡大學藥學院K.H.Lee課題組從植物LomatiumSuksdorfii的果實中分離而得的雙氧雜三環(huán)稠雜環(huán)化合物，具有明顯抗HIV活性(EC50=2.6±2.1μM，TI=30.6±22.4，TI=therapeutic index IC50/EC50)。Lee小

2、組以此化合物為先導，進行了一系列的結(jié)構(gòu)修飾和生物活性觀察，先后獲得DCK(2)(EC50=4×10-4μM，TI=136719)和4-甲基-DCK(11)(EC50=1.57×10-7μM，TI>109)等化合物，其極低的EC50值和極高的TI值引起了極為廣泛的關注。
　　 最近的藥理作用機理研究表明，HIV-1逆轉(zhuǎn)錄酶可能是DCK類化合物的作用靶點，DCK類化合物不明顯抑制依賴RNA的DNA合成，而對依賴DNA的DNA聚合酶的

3、活性具有強的抑制作用，其體外測定的高活性和選擇性以及獨特藥理作用位點，使得DCK類化合物成為非常有潛力的新結(jié)構(gòu)類型抗HIV藥物研究領域。因此，對DCK類化合物進一步的化學修飾和結(jié)構(gòu)改造研究，進而揭示其結(jié)構(gòu)與活性之間的關系，一方面可以為尋求活性更好的先導化合物提供信息和線索，同時可以探測與之相結(jié)合的作用靶點生物大分子的模型和結(jié)構(gòu)信息，對研究這類化合物的分子藥理作用機制具有重要的學術(shù)意義。
　　 近年來，本課題組相繼完成了用N，N-

4、，O，N-，N，O-，O，S-，及O，C-分別代替DCK類化合物中A環(huán)或C環(huán)原有的氧原子而形成的三環(huán)稠雜環(huán)衍生物的合成及生物活性測試，其中1-thio-DCK(22a)、7-thio-DCK(21a)和4-甲基-DCK的內(nèi)酰胺類似物(17a)(N，O-雜)均顯示出優(yōu)異的抗HIV活性；7-carbon-DCK(24b，25)的活性有一定程度下降，說明在DCK的7-位可能與靶點間存在電效應。
　　 在這些結(jié)果的基礎上，我們進一步開展

5、了針對DCK類化合物A環(huán)結(jié)構(gòu)骨架的化學修飾工作。設計了保留化合物(23a)中的1-位S原子，將4-位C原子替換成N原子的1，4-噻嗪-2-酮結(jié)構(gòu)(26)及其異構(gòu)體1，4-噻嗪-3-酮結(jié)構(gòu)(27)和相應的類似物(28)，進行合成和生物活性探索。這些目標化合物均屬結(jié)構(gòu)新穎的雜環(huán)體系，在化學合成上存在著一定的難度和挑戰(zhàn)性，因此本工作對該類雜環(huán)化合物合成方法的探索和發(fā)展具有一定的學術(shù)意義。
　　 根據(jù)逆合成分析法，以對甲氧基苯胺為起始原

6、料，分別經(jīng)過兩條合成路線，成功合成了目標化合物的關鍵三環(huán)結(jié)構(gòu)前體化合物(36，39)。在構(gòu)鍵9，10-位羥基的時候，發(fā)現(xiàn)上述三類A環(huán)結(jié)構(gòu)的改變，使9，10-位雙鍵不能順利發(fā)生Sharpless雙羥化反應，因而未能完成含9，10-雙樟腦酸酯的目標化合物。但通過環(huán)氧化、及溴羥化反應的探索，得到了10-位單羥基的前體，并進一步樟腦酰化合成了10-單樟腦酸酯DCK類似物(144)送活性測試。
　　 2004年Lee課題組報道了對A環(huán)進行

7、結(jié)構(gòu)改造的DCK類化合物的新進展，即將α-吡喃酮環(huán)替代為γ-吡喃酮環(huán)(DCP69，70)，結(jié)果表明化合物70也具有相當?shù)幕钚?EC50=0.00032μM，TI=116200)。這一結(jié)果證明了對DCK的香豆素犁A環(huán)的結(jié)構(gòu)改造，是有探索前景和值得進一步研究的。
　　 結(jié)合DCP類化合物的研究成果和前期研究對DCK類化合物結(jié)構(gòu)修飾過程中積累的對構(gòu)效關系認識和信息，為了探索A環(huán)和C環(huán)完整性對活性的影響，進行了Seco-DCK類新結(jié)構(gòu)類

8、似物的設計和合成研究。通過斷裂A環(huán)和C環(huán)的不同碳鏈位置來剖析結(jié)構(gòu)，尋找最簡潔的有效骨架單元和必要藥效團，為進一步闡明構(gòu)效關系提供有用的信息。成功地合成了以下四個系列的Seco-DCK類似物：
　　 Seco-DCK類似物是DCK系列抗HIV藥物研究中一個結(jié)構(gòu)上的新突破，部分目標化合物的初步活性結(jié)果顯示具有顯著的抗HIV活性，是一類未見文獻報道的新結(jié)構(gòu)類型的HIV抑制劑。其中，化合物74表現(xiàn)出良好的抗HIV活性(IC50>25μg

9、/mL(58.4μM)，EC50<0.025μg/mL(0.058μM)，TI>1000)，化合物71b表現(xiàn)出一定的抗HIV活性(IC50>25μg/mL(39.04μM)，EC50<0.12μg/mL(0.19μM)，TI>208)，化合物73和75則表現(xiàn)出稍弱的抗HIV活性(IC50>25μg/mL(39.2μM)，EC50=16.2μg/mL(25.4μM)，TI=1.7；IC50=>25μg/mL(56.5μM)，EC50=15

10、.8μg/mL(35.7μM)，TI=1.83)，化合物72則完全失去了活性。部分目標化合物的最終精確活性數(shù)據(jù)尚在測定中。通過比較，可以得出以下一些DCK類衍生物抗HIV構(gòu)效關系及與其相作用的生物靶分子結(jié)構(gòu)的新信息和新認識：
　　 (1)4-Me-DCK的A環(huán)C2-C3位開環(huán)后的類似物71b仍保持了一定的的抗HIV活性，說明對A環(huán)完整性是否有必要值得深入研究，揭示了A環(huán)開環(huán)類似物的研究，具有進一步修飾的空間。A環(huán)部分與受體的結(jié)合

11、是通過氫鍵、電效應還是空間上的嵌合可通過對A環(huán)開環(huán)類似物的深入研究得以進一步闡明，從而為設計合成和尋找新結(jié)構(gòu)類型的抗HIV藥物提供新的線索。
　　 (2)化合物72活性的消失說明可能由于兩個樟腦?；幮F的優(yōu)勢構(gòu)象在空間上遠離了原來DCK類的9，10-位靶點結(jié)合區(qū)域，以致活性的消失。從而證明了樟腦?；幮F應該保留在香豆素環(huán)8-位取代基上。
　　 (3)化合物73和75僅保留了較弱的活性，揭示了受體在與DCK類化合物9，

12、10-位樟腦酸酯結(jié)合的位點，在α-面僅存在一個非常狹小的空穴。10-位樟腦酸酯處于分子β-面與受體靶點相結(jié)合，其10-位α-面的H改變?yōu)?CH3后活性顯著下降，α-面更大的基團將導致活性的大幅度下降。此點與DCK類化合物中兩個樟腦酸酯基嚴格的構(gòu)型要求的經(jīng)驗相一致。
　　 (4)化合物74保留了較強的活性，說明DCK中10-位的樟腦?；潜匾鶊F，而9-位的樟腦?；鶎λ幮У挠绊懖⒎鞘种匾籆環(huán)的完整性也不是絕對必要的；而且這類C

13、環(huán)Seco-DCK化合物的分子量大大減小、藥物設計軟件顯示log P值、溶解度和生物利用度都有可能好于4-Me-DCK，同時也避免了4-Me-DCK類化合物中由于兩個空間擁擠鄰位順式樟腦酯大基團的存在而造成代謝不穩(wěn)定的影響。此外，由于結(jié)構(gòu)的簡化，特別是去除了分子中的手性要求，在合成上大大簡化了難度，有利于成藥性的提高。這些初步研究結(jié)果，為新一類HIV抑制劑的深入研究提供了線索，打下了重要基礎。
　　 我們還以化合物74為hit設

14、計合成了一系列類似物(110-117)，待活性結(jié)果返回后可以提供更詳細的信息。
　　 另外，化合物71b在HCV的活性篩選中表現(xiàn)出了一定的活性，為今后的研究提供了一個新的先導化合物，我們可以以其為hit進行設計研究，豐富和擴展我們的抗病毒藥物研究內(nèi)容。
　　 在合成中遇到的一些化學反應意外行為進行了較細致的研究，分別鑒定了產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)并解釋了異常產(chǎn)物形成的原因，對該類化合物的合成方法和化學性質(zhì)提供了新知。
　　 (

15、二)苯并噻唑啉衍生物的設計、合成和VEGF抑制活性研究
　　 1.以鄰甲氨基苯硫酚和各種醛、酮化合物縮合合成的2-取代苯并噻唑啉化合物(2)及其衍生物(3，4)在VEGF的活性篩選中均表現(xiàn)出一定程度的抑制作用；其中個別化合物表現(xiàn)出了較好的活性水平(2b(EC50=0.07 mM，SI=25)；21(EC50=0.115 mM，SI>32)；3g(EC50=0.03 mM，SI>32)；4b(EC50<0.15mM，SI>32))

16、；該類化合物的VEGF抑制作用未見文獻報道，為新結(jié)構(gòu)VEGF抑制劑的尋找和發(fā)現(xiàn)提供了新的信息。
　　 2.發(fā)現(xiàn)了2-位單取代苯并噻唑啉化合物普遍存在的自發(fā)游離基氧化偶聯(lián)反應現(xiàn)象，并對影響該反應的因素進行了細微深入的研究；在大多數(shù)有機溶劑中均會自發(fā)發(fā)生氧化偶聯(lián)反應生成相應的二硫化合物；在醇類溶劑或有少量酸存在的的情況下則會抑制該類反應的發(fā)生；這類化合物發(fā)生的速率與2-位苯環(huán)上的取代基有關；溫度可以顯著提高該類化合物反應速率和轉(zhuǎn)化率

17、。對反應過程中得到的多種意外產(chǎn)物確證了結(jié)構(gòu)，豐富了該類雜環(huán)化合物化學的新認識。
　　 3.對采用苯并噻唑啉作為羰基保護基和脫保護的方法進行了拓展研究。在對課題組發(fā)現(xiàn)的pTS/vinyl ether脫保護法擴展底物的研究中發(fā)現(xiàn)：對于由芳醛形成的噻唑啉底物該方法過于劇烈，會將底物破壞，產(chǎn)生復雜的聚合物；而和某些2-單芳基取代噻唑啉化合物反應時會定量生成季胺鹽。由酮形成的噻唑啉，即2-位雙取代的噻唑啉底物可用濃鹽酸脫保護，對于2-位單