硼酸吖啶衍生物的設(shè)計(jì)、合成與活性研究.pdf

1、近年來(lái),有機(jī)硼酸化合物逐漸應(yīng)用于生命科學(xué)領(lǐng)域。硼酸中的sp2雜化的硼原子為缺電子中心,它能夠與酶中蘇氨酸、絲氨酸殘基的羥基或者組氨酸殘基咪唑環(huán)的氮原子共價(jià)結(jié)合,兩個(gè)羥基可與氨基、羰基等形成氫鍵。即硼酸與富電子體系有較強(qiáng)的相互作用。有機(jī)硼酸化合物可以與cis-1,2-和cis-1,3-二醇反應(yīng)生成五元或六元環(huán)狀酯,從而被廣泛應(yīng)用于分子水平上對(duì)不同單糖化合物的識(shí)別和檢測(cè)以及細(xì)胞水平上與腫瘤細(xì)胞表面過(guò)量表達(dá)糖鏈的特異性結(jié)合。惡性腫瘤細(xì)胞區(qū)別于

2、正常細(xì)胞的關(guān)鍵是細(xì)胞膜N-糖鏈的改變,而N-糖鏈的改變又以末端巖藻糖和唾液酸的增多最為明顯和最具有特異性,許多特異糖鏈已經(jīng)成為腫瘤標(biāo)志物。利用糖鏈的改變來(lái)提高抗腫瘤藥物的靶向性尚未見(jiàn)文獻(xiàn)報(bào)道。
　　 胺吖啶是用于臨床的治療急性粒細(xì)胞白血病藥物,其吖啶環(huán)插入到DNA堿基對(duì)之間,側(cè)鏈則起到輔助作用。白細(xì)胞表面具有豐富的sLex抗原,急性粒細(xì)胞白血病細(xì)胞表面的sLex抗原顯著增多,而sLex抗原是可以被硼酸識(shí)別的。我們以此為參考設(shè)計(jì)了

3、帶有硼酸基團(tuán)的吖啶衍生物,希望利用硼酸識(shí)別特定糖的能力,將化合物分子富集到腫瘤組織;然后在吖啶環(huán)與DNA作用時(shí),硼酸與表面帶負(fù)電荷的磷酸骨架相互作用,從而增強(qiáng)吖啶衍生物與DNA的作用,提高療效。
　　 本論文的具體內(nèi)容包括:
　　 1.以腫瘤細(xì)胞表面糖鏈末端巖藻糖和唾液酸增多為出發(fā)點(diǎn),利用有機(jī)硼酸基團(tuán)能識(shí)別特異性糖分子以及缺電子的性質(zhì),參照現(xiàn)有的治療急性粒細(xì)胞白血病藥物胺吖啶,設(shè)計(jì)合成了三大類(lèi)硼酸吖啶衍生物,共計(jì)合成目標(biāo)

4、化合物50個(gè),均未見(jiàn)文獻(xiàn)報(bào)道。本文還對(duì)含有硼酸基團(tuán)的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行了方法學(xué)研究。
　　 1)在PaCl2(dppf)的催化下,二頻哪醇基二硼烷硼與鹵代苯反應(yīng)制備取代苯硼酸頻哪醇酯時(shí),發(fā)現(xiàn)苯環(huán)上取代基對(duì)反應(yīng)有著重要影響。苯環(huán)上拉電子基團(tuán)有利于反應(yīng)的進(jìn)行,供電子基團(tuán)則降低反應(yīng)收率。C-I鍵的活性遠(yuǎn)大于C-Br鍵。用高碘酸脫除苯硼酸酯的頻哪醇時(shí),苯環(huán)上供電子基團(tuán)縮短反應(yīng)時(shí)間,拉電子基團(tuán)延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間,且與拉電子能力有相關(guān)性。通過(guò)對(duì)反應(yīng)中副

5、產(chǎn)物的分析,闡明了反應(yīng)時(shí)間對(duì)該反應(yīng)的重要性。用DMT-MM將對(duì)羧基苯硼酸和3-羧基-5-硝基苯硼酸高效地連在PAM樹(shù)脂上,制備了兩種苯硼酸樹(shù)脂,通過(guò)酯交換反應(yīng)脫除硼酸酯中的頻哪醇。該兩種樹(shù)脂制備簡(jiǎn)單、原料易得,具有實(shí)用性。
　　 2)羧基苯硼酸與胺反應(yīng)進(jìn)行酰胺化反應(yīng)時(shí),溶劑用醇代替DMF,以DMT-MM為縮合劑,高效地得到了二羥基硼基苯甲酰胺衍生物。
　　 3)含硼酸基化合物的純化是一個(gè)難點(diǎn)。苯基硼酸是一個(gè)比較特殊的基團(tuán)

6、,它與其縮水產(chǎn)物-硼酐以平衡狀態(tài)存在,在強(qiáng)堿性和酸性或氧化劑存在的條件下均不穩(wěn)定,它還可在硅膠的作用下轉(zhuǎn)變?yōu)榉?。二乙醇胺?shù)脂的出現(xiàn)解決了這個(gè)難題。我們參照Merrifield Resin與三乙胺的反應(yīng),改進(jìn)了二乙醇胺樹(shù)脂的制備方法。利用二乙醇胺樹(shù)脂成功地分離純化了目標(biāo)產(chǎn)物。還發(fā)現(xiàn)二乙醇胺樹(shù)脂可用來(lái)脫除硼酸酯中的保護(hù)基。將對(duì)溴甲基苯硼酸固定在二乙醇胺樹(shù)脂上,與苯胺反應(yīng),將苯胺單芐基化,然后與碘甲烷反應(yīng),再氫解脫除芐基,制得了N-甲基苯胺。

7、這是一個(gè)方法制備仲胺的新方法。
　　 2.對(duì)部分化合物的DNA插入活性進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)硼酸基團(tuán)可以增強(qiáng)化合物的插入能力。抑制腫瘤細(xì)胞P388實(shí)驗(yàn)表明,目標(biāo)化合物具有明顯的活性。其中化合物5a和5b的活性較好。選取分別能穩(wěn)定表達(dá)生存素報(bào)告基因和順鉑耐藥性報(bào)告基因的兩種肺癌細(xì)胞株H1650,進(jìn)行了抗腫瘤活性試驗(yàn),結(jié)果顯示在1μM濃度下部分化合物具有明顯的活性。其中化合物B16對(duì)肺癌細(xì)胞株表達(dá)生存素報(bào)告基因的抑制活性最強(qiáng),化合物B54