DCK簡化結(jié)構(gòu)類似物的合成及其HIV和VEGF抑制活性的探索.pdf

1、Suksdorfin(1)是美國北卡大學藥學院K.H.Lee課題組從LomatiumSuksdorfii的果實中分離而得到的雙氧雜三環(huán)稠雜環(huán)化合物，具有明顯抗HIV活性(EC50=2.6±2.1μ2，TI=30.6±22.4μM，TI=therapeutic index IC50/EC50)Lee小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，先后獲得了DCK(2)(EC50=4×10-4μM，TI=136719)和4-甲基

2、-DCK(6)(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(guān)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類化合物部明顯抑制依賴RNA的DNA合成，而對依賴DNA的DNA聚合酶的活性具有強的抑制作用，DCK類化合物的高活性、高選擇性及其獨特的作用位點，使成為HIV抑制劑研究的一個新領域。對DCK類化合物進一步的化學修

3、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(guān)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，同時還可以通過化合物的活性及化合物上各基團的特性，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)狀況，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O，N-，O，S-，S，O-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-

4、thio-DCK(53a)、7-thio-DCK(52c)、7-carbon-DCK(55c)和五元全碳C環(huán)DCK(56、57)四個結(jié)構(gòu)體系中都具有顯著的抗HIV活性。
　　 這些結(jié)果促使我們進一步開展改變母核上C環(huán)雜環(huán)骨架的化學修飾工作。根據(jù)生物電子等排原理，以氧原子代替化合物57中C環(huán)原有的7-位的碳原子而形成氫化呋喃并香豆素新結(jié)構(gòu)類型的化合物的合成及生物活性研究，對C環(huán)構(gòu)效關(guān)系的分析和藥物作用機理的研究有進一步深入探索和積

5、累資料的學術(shù)意義。
　　 雖然4-Me-DCK(6)與它的衍生物在體外都具有很好的抗HIV活性，但是它們的高分子量、9，10-位的兩個順式的大酯基團的嚴重空間擁擠，易導致生物利用度差，體內(nèi)代謝產(chǎn)物復雜，影響了這類化合物的藥學性質(zhì)。所以在進一步的結(jié)構(gòu)修飾中，我們設想能否簡化化合物的結(jié)構(gòu)，引入極性官能團(肟基)等來進一步探索與活性相關(guān)的的骨架結(jié)構(gòu)要素和重要的藥效團，通過構(gòu)效關(guān)系分析來積累新的資料，為該領域的研究提供新線索?；耍O計

6、合成了兩類具有新結(jié)構(gòu)類型的DCK簡化結(jié)構(gòu)類似物，進行抗病毒活性的探索?；赩EGF抑制劑也是課題組的研究方向，同時將所合成的化合物作為課題組化合物庫的一部分進行VEGF抑制活性的篩選，以尋找新結(jié)構(gòu)類型的先導化合物。
　　 (1)二氫呋喃并香豆素類化合物，即合成保持DCK類化合物的香豆素結(jié)構(gòu)A、B環(huán)結(jié)構(gòu)不變，C環(huán)改為二氫呋喃環(huán)，9-位(相當于DCK類化合物的10-位)為單酯或單肟酯的目標化合物。探索它們的合成及生物活性，通過對構(gòu)效

7、關(guān)系的分析，觀察C環(huán)骨架以及9-位酯基和肟酯基對生物活性的影響。
　　 (2)茚滿類化合物，即對環(huán)戊烷并香豆素類化合物57保持C環(huán)為全碳環(huán)，破A環(huán)，合成具有茚滿類兩環(huán)結(jié)構(gòu)為母體的新結(jié)構(gòu)全碳C環(huán)DCK類似物，在茚滿的1-位引入大的取代基并且嘗試對苯環(huán)的酚羥基進行結(jié)構(gòu)修飾，以探索它們的合成及生物活性。通過對構(gòu)效關(guān)系的分析，觀察原有香豆素A環(huán)和C環(huán)酯基對活性的影響，剖析和了解與活性相關(guān)的結(jié)構(gòu)單元和藥效團。
　　 根據(jù)逆合成分析

8、法，分別從7-羥基-4-甲基香豆素、苯酚出發(fā)，經(jīng)過兩條合成路線，成功合成了具有二氫呋喃并香豆素結(jié)構(gòu)，茚滿結(jié)構(gòu)兩類新結(jié)構(gòu)類型共24個可供活性篩選的新化合物，均經(jīng)波譜測定確定結(jié)構(gòu)。
　　 具有茚滿類結(jié)構(gòu)和二氫呋喃并香豆素結(jié)構(gòu)的部分DCK簡化結(jié)構(gòu)類似物送抗HIV生物活性測試。在已獲得的初步篩選結(jié)果中，只有少部分化合物具有微弱的抗HIV活性，其余大部分化合物活性較差。通過比較可以得出以下一些DCK簡化結(jié)構(gòu)類似物抗HIV構(gòu)效關(guān)系的新認識和

9、新信息：具有茚滿類化合物的anti-HIV結(jié)果顯示，只有少部分化合物有很微弱的活性，大部分化合物沒有活性。二氫呋喃并香豆素類化合物(11-19)以及化合物61-65的活性尚未完全返回，但從已返回化合物，特別是9-位具有樟腦酯基的化合物14的活性結(jié)果來看，二氫呋喃并香豆素類化合物由于C環(huán)的縮環(huán)使活性顯著下降?？赡苁怯捎诳s環(huán)以后，導致該區(qū)域藥效團在空間上不能很好與靶點生物大分子結(jié)合，從而影響了二氫呋喃并香豆素類化合物的活性。另外兩類化合物的

10、C環(huán)上都引入了肟酯、酰胺等基團，所得的這類化合物均沒有良好活性，但是由于這些化合物同時存在C環(huán)的縮環(huán)或A環(huán)的不完整的影響，所以對肟酯、酰胺官能團對活性的影響尚難作否定的評估。雖然我們在抗HIV活性測試方面得到了負面的結(jié)果，但是對于該類化合物的構(gòu)效關(guān)系積累和今后如何合理簡化化合物結(jié)構(gòu)方面的研究提供了新的認識和線索。
　　 因為VEGF抑制劑也是課題組的一個研究方向，大部分合成的目標化合物也送VEGF生物活性測試，從VEGF抑制活性

11、結(jié)果可以初步得出以下結(jié)論：
　　 1.具有茚滿類兩環(huán)結(jié)構(gòu)的新化合物表現(xiàn)出良好的或一定的VEGF抑制活性，為新結(jié)構(gòu)VEGF抑制劑的研究提供了線索。茚滿類化合物的7-位有乙酰氧基、芐氧基的化合物25、110、111均表現(xiàn)出優(yōu)于陽性對照2-ME(IC50=1.655 mM，EC50=0.496 mM，TI=3.33)的抑制VEGF活性。7-位較小取代基團(如甲氧基、羥基)，1-位的取代基為酯基與肟酯基的化合物的VEGF抑制活性不顯著，

12、而1-位肟基的氧醚化合物112則具有較好的活性。上述結(jié)果提示在茚滿類化合物的7-位和1-位取代基對活性的影響有必要進行進一步的修飾和研究。
　　 2.二氫呋喃并香豆素類化合物(11-19)和8-位氯取代呋喃并香豆素類化合物(61-63)的VEGF抑制活性不顯著，說明呋喃并香豆素類骨架對于VEGF抑制活性不是很明顯。
　　 在合成研究工作中，發(fā)現(xiàn)了一些化合物及反應的特殊化學行為和性質(zhì)，對一些反應結(jié)果和機理進行了初步研究和討

13、論，主要包括：
　　 (1)發(fā)現(xiàn)了9-羥亞胺基-4-甲基-8，9-二氫呋喃并[2，3-h]色烯-2-酮(36)與酰氯在成酯過程中的異常重排反應，研究了不同條件下的反應行為，除找到了生成5個正常的酯化產(chǎn)物(15-19)的條件以外，還查明了發(fā)生異常重排的原因，該異常重排反應中得到9-酰胺基-8-氯-4-甲基-2H-呋喃并[2，3-h]色烯-2-酮(61-63)及8-酰氧基-4-甲基-2H-呋喃并[2，3-h]色烯-2，9-二酮(64

14、-65)兩種不同母核結(jié)構(gòu)的5個意外產(chǎn)物，確證了結(jié)構(gòu)并對它們的形成提出了可能的重排機理。
　　 (2)發(fā)現(xiàn)了7-乙酰氧基-2，3-二氫-1-茚酮(45)和7-羥基-2，3-二氫-1-茚酮(44)在用金屬硼氫化物還原羰基中的異常行為，對不同條件下的還原反應進行了研究，對于還原45得到7-位酯基水解的化合物71和1-位羰基被還原為亞甲基、7-位酯基被脫除形成酚羥基的化合物70以及化合物44用NaBH3CN作為還原劑得到化合物70異常產(chǎn)