新型紫杉烷類(lèi)衍生物的設(shè)計(jì)、合成及抗腫瘤活性研究.pdf

1、紫杉醇(Ta xo l)具有獨(dú)特的抗腫瘤機(jī)理:通過(guò)與腫瘤細(xì)胞微管蛋白結(jié)合,促進(jìn)微管蛋白聚合形成微管,穩(wěn)定微管并抑制其解聚,破壞細(xì)胞正常有絲分裂循環(huán)周期,最終導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞凋亡。多烯紫杉醇(Do ceta xe l)屬于紫杉醇的半合成衍生物,其抗腫瘤機(jī)理與紫杉醇相同。目前,紫杉醇和多烯紫杉醇在臨床上用于多種腫瘤治療。但由于水溶性差、耐藥等問(wèn)題,不良反應(yīng)嚴(yán)重且發(fā)生率高,患者生活質(zhì)量下降、依從性差,嚴(yán)重影響其臨床應(yīng)用。基于紫杉醇構(gòu)效關(guān)系分析,進(jìn)

2、行結(jié)構(gòu)修飾,開(kāi)發(fā)選擇性專(zhuān)一、活性高、毒副作用小的新型紫杉烷衍生物,以滿(mǎn)足臨床腫瘤治療的迫切需求。
　　芳基異噁唑和喹啉衍生物因具有廣泛生物活性近年來(lái)倍受關(guān)注,含有芳基異噁唑或喹啉骨架的很多衍生物被報(bào)道具有抗腫瘤活性。且基于不同的作用機(jī)理喹啉衍生物還具有一定的逆轉(zhuǎn)耐藥活性,通過(guò)與抗腫瘤藥物聯(lián)合使用,可以提高耐藥細(xì)胞對(duì)抗腫瘤藥物的敏感性。
　　拼接原理是藥物分子設(shè)計(jì)中常用方法,我們嘗試將上述芳基異噁唑或喹啉骨架與多烯紫杉醇在C2

3、’-OH或C3’-N位點(diǎn)通過(guò)酯化作用進(jìn)行偶聯(lián)得到芳基異噁唑-多烯紫杉醇或喹啉-多烯紫杉醇衍生物。并以多烯紫杉醇做為陽(yáng)性對(duì)照,MTT法評(píng)估其對(duì)腫瘤細(xì)胞(Hela、SK-OV-3、A549、A2780和MCF-7)以及耐藥腫瘤細(xì)胞(A2780-MDR和MCF-7-MDR)的細(xì)胞毒性,篩選出具有較好抑制活性的目標(biāo)分子。
　　一、新型芳基異噁唑類(lèi)紫杉烷衍生物的設(shè)計(jì)、合成及抗腫瘤活性研究
　　通過(guò)把芳基異噁唑骨架引入到多烯紫杉醇的C2

4、’-OH(1.33a-1.33h,1.41a-1.41h)或C3’-N位點(diǎn)(1.47A-1.47E),我們得到21個(gè)新型的芳基異噁唑-多烯紫杉醇衍生物,所有21個(gè)化合物及中間體均通過(guò)1HNMR、13CNMR和HRMS等進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征。通過(guò)MTT方法評(píng)價(jià)抗腫瘤細(xì)胞增殖活性。數(shù)據(jù)表明,與多烯紫杉醇相比,部分化合物表現(xiàn)出相似或較好的抑制腫瘤細(xì)胞增殖能力:
　　(1)與多烯紫杉醇相比,所有21個(gè)化合物對(duì) He la細(xì)胞均表現(xiàn)出較好的抑制活性

5、,尤其化合物1.41h,其抑制活性比多烯紫杉醇強(qiáng)5倍。
　　(2)化合物1.47A-1.47 E對(duì)A2780細(xì)胞均表現(xiàn)出優(yōu)秀的抑制活性,其中1.47 A和1.47E的抑制活性比多烯紫杉醇強(qiáng)4倍;化合物1.33d、1.41 b和1.41 d對(duì)A2780細(xì)胞的抑制活性比多烯紫杉醇強(qiáng)2倍。
　　(3)化合物1.41c對(duì)Hela細(xì)胞有特異性抑制作用。
　　(4)重要的是,所有21個(gè)化合物對(duì)耐藥腫瘤細(xì)胞 A2780-MDR和MC

6、F-7-MDR均有抗細(xì)胞增殖作用。其中1.33g對(duì)A2780-MDR的抑制活性比多烯紫杉醇強(qiáng)15倍;1.41f和1.41h對(duì)MCF-7-MDR的抑制活性比多烯紫杉醇強(qiáng)10倍。
　　為了進(jìn)一步探索這些化合物的作用機(jī)理,我們考察了化合物1.47A-1.47E對(duì)腫瘤細(xì)胞骨架的影響。結(jié)果顯示這五個(gè)化合物對(duì)A2780細(xì)胞骨架均有明顯的破壞作用。
　　上述結(jié)果表明在多烯紫杉醇C2’-OH或C3’-N位點(diǎn)引入芳基異噁唑骨架有利于提高抗腫瘤

7、細(xì)胞增殖活性。同時(shí),我們優(yōu)化了一條在C3’-N位點(diǎn)修飾改造的全新路線(xiàn),該路線(xiàn)操作簡(jiǎn)單、純化方便、產(chǎn)率較高。
　　二、新型喹啉類(lèi)紫杉烷衍生物的設(shè)計(jì)、合成及抗腫瘤活性研究
　　通過(guò)把喹啉骨架引入到多烯紫杉醇的C2’-OH位點(diǎn),我們得到14個(gè)新型的喹啉-多烯紫杉醇衍生物(2.13a-2.13g,2.15a-2.15g),所有14個(gè)化合物及中間體均通過(guò)1HNMR、13CNMR和HRMS等進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征。通過(guò)MTT方法評(píng)估其對(duì)不同腫瘤細(xì)

8、胞的細(xì)胞毒性?；钚詳?shù)據(jù)表明,與多烯紫杉醇相比,大部分化合物表現(xiàn)出相似或較好的抑制腫瘤細(xì)胞增殖能力:
　　(1)所有14個(gè)化合物對(duì)He la細(xì)胞均表現(xiàn)出較好的抑制活性,其中2.15f的抑制活性比多烯紫杉醇強(qiáng)5倍。
　　(2)化合物2.13f對(duì)A549細(xì)胞的抑制活性比多烯紫杉醇強(qiáng)2倍;化合物2.15c和2.15d對(duì)A2780細(xì)胞的抑制活性比多烯紫杉醇強(qiáng)2倍。
　　(3)化合物2.13b、2.13d和2.13e對(duì)MCF-7細(xì)

9、胞具有較強(qiáng)的抗增殖作用,其中2.13e的抑制活性比多烯紫杉醇強(qiáng)3倍。
　　(4)一些化合物對(duì)耐藥腫瘤細(xì)胞表現(xiàn)出較好的逆轉(zhuǎn)耐藥活性。其中化合物2.13d對(duì)A2780-MDR的抑制活性比多烯紫杉醇強(qiáng)10倍;2.13a和2.13c對(duì)MCF-7-MDR的抑制活性比多烯紫杉醇強(qiáng)20倍。
　　上述結(jié)果表明將喹啉骨架引入多烯紫杉醇分子可以提高抗腫瘤細(xì)胞增殖活性,同時(shí)改善耐藥性。
　　三、抗腫瘤藥物卡巴他賽的合成工藝改進(jìn)及產(chǎn)業(yè)化

10、>　　卡巴他賽(Cabazitaxel),是多烯紫杉醇C7-OH和C10-OH被甲基化后的衍生物,被美國(guó) FDA在2010年批準(zhǔn)上市用于治療晚期前列腺癌,其抗腫瘤機(jī)理與多烯紫杉醇相同,屬于微管抑制類(lèi)藥物。目前對(duì)于卡巴他賽的合成已有不少報(bào)道,但存在著總產(chǎn)率低或純化困難等缺陷,不利于規(guī)?；a(chǎn)。我們?cè)O(shè)計(jì)了一條全新路線(xiàn),以10-DAB為原料,經(jīng)四步反應(yīng)得到卡巴他賽,總產(chǎn)率為43.6％,純度達(dá)到99.28%。該路線(xiàn)的核心是關(guān)鍵中間體3.3的制備