喜樹堿衍生物的合成及其抗腫瘤活性的研究.pdf

1、喜樹堿是從珙桐科植物喜樹等植物中提取的具有抗癌活性的生物堿。喜樹堿及其衍生物是高效的拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅰ的抑制劑。其抗腫瘤機(jī)理是通過穩(wěn)定拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅰ-DNA的復(fù)合物，影響DNA的復(fù)制來實(shí)現(xiàn)的。近幾十年來，人們合成成千上萬的喜樹堿衍生物并對(duì)其生物活性進(jìn)行測試，已經(jīng)發(fā)展了三個(gè)喜樹堿衍生物的抗腫瘤藥(Irinotecan，Topotecan和Belotecan)，另有數(shù)十個(gè)衍生物正處于臨床或臨床前實(shí)驗(yàn)。本論文在前人研究得到的喜樹堿結(jié)構(gòu)活性關(guān)系以及反應(yīng)

2、性的基礎(chǔ)上，對(duì)喜樹堿進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾，獲得了3類新的喜樹堿衍生物，并對(duì)合成的衍生物進(jìn)行體內(nèi)體外抗腫瘤活性研究。 1.7-位環(huán)烷基喜樹堿衍生物的合成及抗腫瘤活性研究 喜樹堿7-位取代基特別是親脂性基團(tuán)在血液中具有獨(dú)特的性質(zhì)，它們能阻止喜樹堿E環(huán)體內(nèi)水解產(chǎn)生的開環(huán)羧酸鹽與人血清蛋白(HSA)的結(jié)合，提高內(nèi)酯環(huán)的體內(nèi)穩(wěn)定性，進(jìn)而提高活性，降低毒性。喜樹堿7-位取代基主要是通過自由基取代引入的。我們將溴代烷烴的自由基烷基化反應(yīng)應(yīng)用到

3、7-烷基取代的喜樹堿衍生物的合成，發(fā)展了一條新的合成路線。該路線原料價(jià)廉易得，產(chǎn)率中等，在合成7-環(huán)烷基喜樹堿系列化合物時(shí)與現(xiàn)有的方法(Sawada方法)相當(dāng)甚至更好。利用該路線，我們成功合成了一系列的7-環(huán)烷基-10-取代的喜樹堿衍生物。初步的體外細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該系列的衍生物具有非常高的抗腫瘤活性，最高的比Topotecan高出40倍。其結(jié)構(gòu)與活性關(guān)系與我們之前的定量計(jì)算相一致，即7-取代基的親脂性越大，其生物活性越高。但7-環(huán)

4、辛基喜樹堿的情況出現(xiàn)例外，其活性反而比親脂性較小的小環(huán)取代的喜樹堿衍生物低。我們推測可能與環(huán)辛基的空間位阻有關(guān)。 2.E環(huán)開環(huán)衍生物的合成及其生物活性評(píng)價(jià) 完整的E環(huán)一度被認(rèn)為是保持喜樹堿活性的重要因素。然而調(diào)查發(fā)現(xiàn)喜樹堿E環(huán)開環(huán)的“羥基-酰胺”化合物或“酯-酰胺”化合物具有與喜樹堿相當(dāng)?shù)幕钚?。我們首次引入了嗎啉、咪唑等堿基，用簡單的方法合成了兩類10個(gè)E環(huán)開環(huán)衍生物，并通過初步的體外細(xì)胞抑制測試各篩選一個(gè)“羥基-酰胺”

5、和“酯-酰胺”衍生物進(jìn)行小鼠和裸鼠移植瘤的抑制研究。結(jié)果表明含有嗎啉基的衍生物的活性比含咪唑基的活性高，而丙酯比乙酯對(duì)活性更有利。含嗎啉基團(tuán)的“羥基-酰胺”化合物3-5a不僅具有比對(duì)照藥物喜樹堿、SN-38以及Topotecan更高的體外活性，而且有效抑制多種裸鼠的移植瘤的生長，毒性小。7/10位的取代基有利于提高這類開環(huán)衍生物的活性。結(jié)果表明喜樹堿“羥基-酰胺”化合物并非僅僅是喜樹堿的“前藥”，而自身是有比喜樹堿更優(yōu)的生物特性。

6、 3.E環(huán)五元環(huán)內(nèi)酯衍生物的合成及其生物活性評(píng)價(jià) 高喜樹堿(hCPT)及其他數(shù)類具有活性的E環(huán)修飾過的喜樹堿類似物的發(fā)現(xiàn)，改變了人們對(duì)喜樹堿E環(huán)作用的看法。這激勵(lì)我們設(shè)計(jì)合成了一類新的喜樹堿E環(huán)修飾的化合物--γ-酰胺五元環(huán)內(nèi)酯類似物，其合成包括一個(gè)關(guān)鍵的三步串聯(lián)反應(yīng)：喜樹堿內(nèi)酯經(jīng)胺解開環(huán)得“羥基-酰胺”，然后在PDC-CH2Cl2條件下直接獲得目標(biāo)化合物。端基三級(jí)胺因?yàn)檠趸瘲l件可能也會(huì)氧化三級(jí)胺不能按上述策略引入。經(jīng)過探索，

7、我們通過片斷拼接的方式經(jīng)中間體醛基的還原胺化引入，增加其水溶性。本部分共合成了包括7/10位取代的E環(huán)γ-酰胺五元環(huán)內(nèi)酯喜樹堿類似物50幾個(gè)，其中的21個(gè)化合物進(jìn)行體外生物活性測試?？上н@個(gè)系列化合物的生物活性與喜樹堿及陽性對(duì)照藥物相比下降了很多，最好的也只與Topotecan相當(dāng)。分析這類化合物活性低的原因，可能跟新生成的17-位羰基會(huì)與D環(huán)的羰基發(fā)生競爭配位有關(guān)。7/10位的取代基在這個(gè)系列的化合物中表現(xiàn)出了兩種不同的結(jié)構(gòu)活性關(guān)系：