吡咯并[2,3-d]嘧啶類葉酸拮抗劑的設計與合成研究.pdf

1、葉酸代謝是人體內(nèi)嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸生物合成中的重要環(huán)節(jié)。以葉酸代謝為作用靶點的葉酸拮抗劑在臨床上已經(jīng)應用于抗腫瘤、抗微生物、抗原生生物和抗炎治療。已上市的多個藥物，如甲氨喋呤(methotrexate，MTX)，培美曲塞(pemetrexed，PMX)，雷替曲塞(raltitrexed)和2009年獲批的普拉曲沙(pralatrexate)作為抗腫瘤化療藥物已廣泛被國內(nèi)外臨床使用。
　　胸苷酸合成酶(TS)和二氫葉酸還原酶(D

2、HFR)是葉酸拮抗劑的兩個重要作用靶。二氫葉酸還原酶在細胞內(nèi)催化二氫葉酸還原為四氫葉酸，而胸苷酸合成酶是催化單磷酸脫氧尿苷(dUMP)從頭合成單磷酸胸腺嘧啶核苷(dTMP)所需的酶。抑制二氫葉酸還原酶和胸苷酸合成酶將引起胞內(nèi)還原態(tài)葉酸不足或者“胸苷酸缺陷狀態(tài)”，從而使得細胞無法完成精確的DNA復制，最終導致細胞死亡。除二氫葉酸還原酶和胸苷酸合成酶外，嘌呤從頭合成中依賴葉酸發(fā)揮作用的兩個酶，甘氨酰核苷酸甲基轉移酶(GARFTase)和氨基

3、咪唑甲酰胺核苷酸甲基轉移酶(AICARFTase)也可以作為葉酸拮抗劑的靶點。
　　臨床應用的經(jīng)典葉酸拮抗劑作為一類抗代謝藥物，雖然已經(jīng)取得巨大成功的藥物，但是仍具有選擇性差、毒副作用大的缺點。其分子結構中用于模擬天然葉酸分子中的谷氨酸側鏈，在生理pH下，被電離而使藥物分子帶負電荷，進而難以通過被動轉運的方式進入細胞內(nèi)發(fā)揮作用。人體內(nèi)轉運葉酸和經(jīng)典葉酸拮抗劑的載體主要包括葉酸受體(FR)、還原葉酸轉運蛋白(RFC)和質子偶聯(lián)葉酸轉

4、運體(PCFT)，其中RFC是生理pH條件下轉運葉酸的主要載體。目前臨床使用的經(jīng)典葉酸拮抗劑均為RFC的底物，在進入腫瘤細胞的同時無選擇性的進入正常人體細胞，無法選擇性殺死腫瘤細胞。而FR和PCFT在正常組織中有限表達，在腫瘤細胞中廣泛表達，為選擇性抑制腫瘤細胞提供了新的有效靶點。
　　已報道的一系列6-取代吡咯并[2，3-d]嘧啶類化合物是FR和PCFT特異性底物而非RFC底物，相比目前應用于臨床的葉酸拮抗劑MTX和PMX具有更

5、好的選擇性。該類化合物分子內(nèi)作用靶點為甘氨酰胺核苷甲?；D移酶(GARFTase)。在此工作基礎上，本課題通過設計并合成新型葉酸拮抗劑，對前期工作中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的選擇性被FR和PCFT轉運的化合物進行進一步的優(yōu)化和改進，得到更好的藥物前體，早日進入臨床試驗;通過研究PCFT的結構特征和轉運機制，發(fā)現(xiàn)特異性結合PCFT的小分子，發(fā)掘其構效關系，論證其作為腫瘤靶向治療的新型目標靶點。
　　目的:合成兩個系列的6-取代-吡咯并[2,3-d]

6、嘧啶類化合物。
　　方法:以2，4-二氨基-6-羥基嘧啶和4-氯乙酰乙酸乙酯為原料，經(jīng)過合環(huán)、水解，得到2-氨基-4-氧-6-乙酸-吡咯并[2，3-d]嘧啶4?；衔?分別與對氨基苯甲酸甲酯5、對甲氨基苯甲酸甲酯6、對氨甲基苯甲酸甲酯鹽酸鹽7和4-哌啶甲酸甲酯鹽酸鹽8以1-乙基-（3-二甲基氨基丙基）碳酰二亞胺鹽酸鹽(EDCI)、1-羥基苯并三唑(HOBt)為催化劑進行?；磻?，生成2-氨基-4-氧-6-(乙酰-4-甲酸甲酯苯胺)

7、-吡咯并[2,3-d]嘧啶9、2二氨基-4-氧-6-（乙酰-4-甲酸甲酯-N-甲基苯胺）-吡咯并[2，3-d]嘧啶10、2-氨基-4-氧-6-(乙酰-4-甲酸甲酯苯甲胺)-吡咯并[2，3-d]嘧啶11和化合物12四個重要中間體。合成的四個重要中間體水解后，分別和2-氨基吡啶17、3-氨基吡啶18、2-氨甲基吡啶19、4-氨甲基吡啶20、L-谷氨酸二乙酯鹽酸鹽37、和3-硝基苯胺46分別以2-氯-4，6-二甲氧基-1，3，5-三嗪(CDM

8、T)、N-甲基嗎啉(NMM)為催化劑和以EDCI、HOBt為催化劑進行?；磻?，得到24個6-取代吡咯并[2，3-d]嘧啶類化合物，其中4個經(jīng)典葉酸拮抗劑，20個非經(jīng)典葉酸拮抗劑通過熔點、質譜、核磁等手段對各中間體和目標化合物進行鑒定。
　　結果:按照設計的路線合成了兩個系列系列6-取代吡咯并[2，3-d]嘧啶類化合物共24個并通過1H-NM和MS-ESI(m/z)對結構進行了初步確認。另外，對工藝中一些反應條件進行了優(yōu)化。