吡咯并[2,3-d]嘧啶類(lèi)葉酸拮抗劑的設(shè)計(jì)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(diǎn)的葉酸拮抗劑在臨床上已經(jīng)應(yīng)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(gè)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(guó)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(gè)重要作用靶。二氫葉酸還原酶在細(xì)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(xì)胞無(wú)法完成精確的DNA復(fù)制，最終導(dǎo)致細(xì)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(lài)葉酸發(fā)揮作用的兩個(gè)酶，甘氨酰核苷酸甲基轉(zhuǎn)移酶(GARFTase)和氨基

3、咪唑甲酰胺核苷酸甲基轉(zhuǎn)移酶(AICARFTase)也可以作為葉酸拮抗劑的靶點(diǎn)。
　　臨床應(yīng)用的經(jīng)典葉酸拮抗劑作為一類(lèi)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(diǎn)。其分子結(jié)構(gòu)中用于模擬天然葉酸分子中的谷氨酸側(cè)鏈，在生理pH下，被電離而使藥物分子帶負(fù)電荷，進(jìn)而難以通過(guò)被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)的方式進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮作用。人體內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)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(zhuǎn)運(yùn)蛋白(RFC)和質(zhì)子偶聯(lián)葉酸轉(zhuǎn)

4、運(yùn)體(PCFT)，其中RFC是生理pH條件下轉(zhuǎn)運(yùn)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(jìn)入腫瘤細(xì)胞的同時(shí)無(wú)選擇性的進(jìn)入正常人體細(xì)胞，無(wú)法選擇性殺死腫瘤細(xì)胞。而FR和PCFT在正常組織中有限表達(dá)，在腫瘤細(xì)胞中廣泛表達(dá)，為選擇性抑制腫瘤細(xì)胞提供了新的有效靶點(diǎn)。
　　已報(bào)道的一系列6-取代吡咯并[2，3-d]嘧啶類(lèi)化合物是FR和PCFT特異性底物而非RFC底物，相比目前應(yīng)用于臨床的葉酸拮抗劑MTX和PMX具有更

5、好的選擇性。該類(lèi)化合物分子內(nèi)作用靶點(diǎn)為甘氨酰胺核苷甲?；D(zhuǎn)移酶(GARFTase)。在此工作基礎(chǔ)上，本課題通過(guò)設(shè)計(jì)并合成新型葉酸拮抗劑，對(duì)前期工作中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的選擇性被FR和PCFT轉(zhuǎn)運(yùn)的化合物進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化和改進(jìn)，得到更好的藥物前體，早日進(jìn)入臨床試驗(yàn);通過(guò)研究PCFT的結(jié)構(gòu)特征和轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制，發(fā)現(xiàn)特異性結(jié)合PCFT的小分子，發(fā)掘其構(gòu)效關(guān)系，論證其作為腫瘤靶向治療的新型目標(biāo)靶點(diǎn)。
　　目的:合成兩個(gè)系列的6-取代-吡咯并[2,3-d]

6、嘧啶類(lèi)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(guò)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(duì)氨基苯甲酸甲酯5、對(duì)甲氨基苯甲酸甲酯6、對(duì)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(jìn)行?；磻?yīng)，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(gè)重要中間體。合成的四個(gè)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(jìn)行酰化反應(yīng)，得到24個(gè)6-取代吡咯并[2，3-d]嘧啶類(lèi)化合物，其中4個(gè)經(jīng)典葉酸拮抗劑，20個(gè)非經(jīng)典葉酸拮抗劑通過(guò)熔點(diǎn)、質(zhì)譜、核磁等手段對(duì)各中間體和目標(biāo)化合物進(jìn)行鑒定。
　　結(jié)果:按照設(shè)計(jì)的路線合成了兩個(gè)系列系列6-取代吡咯并[2，3-d]嘧啶類(lèi)化合物共24個(gè)并通過(guò)1H-NM和MS-ESI(m/z)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了初步確認(rèn)。另外，對(duì)工藝中一些反應(yīng)條件進(jìn)行了優(yōu)化。