论文摘要
Suksdorfin（1）是美国北卡大学药学院K．H．Lee课题组从LomatiumSuksdorfii的果实中分离而得到的双氧杂三环稠杂环化合物，具有明显抗HIV活性(EC50=2．6±2．1μM，TI=30．6±22．4μM，TI=therapeutic index IC50／EC50)Lee小组以此化合物为先导，进行了一系列的结构修饰和生物活性观察，先后获得了DCK（2）(EC50=4×10-4μM，TI=136719)和4-甲基-DCK（6）(EC50=1．57×10-7μM，TI>109)等化合物，其极低的EC50值和极高的TI值引起了极为广泛的关注。最近的药理作用机理研究表明，HIV-1逆转录酶可能是DCK类化合物的作用靶点，DCK类化合物部明显抑制依赖RNA的DNA合成，而对依赖DNA的DNA聚合酶的活性具有强的抑制作用，DCK类化合物的高活性、高选择性及其独特的作用位点，使成为HIV抑制剂研究的一个新领域。对DCK类化合物进一步的化学修饰和结构改造研究，进而揭示其结构与活性之间的关系，一方面可以为寻求活性更好的先导化合物提供信息和线索，同时还可以通过化合物的活性及化合物上各基团的特性，探测与之相结合的作用靶点生物大分子的模型和结构状况，对研究这类化合物的分子药理作用机制具有重要的学术意义。近年来，本课题组相继完成了用O,N-，O,S-，S,O-及O,C-分别代替DCK类化合物中A环或C环原有的氧原子而形成的三环稠杂环衍生物的合成及生物活性测试，其中1-thio-DCK （53a）、7-thio-DCK （52c）、7-carbon-DCK（55c）和五元全碳C环DCK（56、57）四个结构体系中都具有显著的抗HIV活性。这些结果促使我们进一步开展改变母核上C环杂环骨架的化学修饰工作。根据生物电子等排原理，以氧原子代替化合物57中C环原有的7-位的碳原子而形成氢化呋喃并香豆素新结构类型的化合物的合成及生物活性研究，对C环构效关系的分析和药物作用机理的研究有进一步深入探索和积累资料的学术意义。虽然4-Me-DCK（6）与它的衍生物在体外都具有很好的抗HIV活性，但是它们的高分子量、9，10-位的两个顺式的大酯基团的严重空间拥挤，易导致生物利用度差，体内代谢产物复杂，影响了这类化合物的药学性质。所以在进一步的结构修饰中，我们设想能否简化化合物的结构，引入极性官能团（肟基）等来进一步探索与活性相关的的骨架结构要素和重要的药效团，通过构效关系分析来积累新的资料，为该领域的研究提供新线索。基此，设计合成了两类具有新结构类型的DCK简化结构类似物，进行抗病毒活性的探索。基于VEGF抑制剂也是课题组的研究方向，同时将所合成的化合物作为课题组化合物库的一部分进行VEGF抑制活性的筛选，以寻找新结构类型的先导化合物。（1）二氢呋喃并香豆素类化合物，即合成保持DCK类化合物的香豆素结构A、B环结构不变，C环改为二氢呋喃环，9-位（相当于DCK类化合物的10-位）为单酯或单肟酯的目标化合物。探索它们的合成及生物活性，通过对构效关系的分析，观察C环骨架以及9-位酯基和肟酯基对生物活性的影响。（2）茚满类化合物，即对环戊烷并香豆素类化合物57保持C环为全碳环，破A环，合成具有茚满类两环结构为母体的新结构全碳C环DCK类似物，在茚满的1-位引入大的取代基并且尝试对苯环的酚羟基进行结构修饰，以探索它们的合成及生物活性。通过对构效关系的分析，观察原有香豆素A环和C环酯基对活性的影响，剖析和了解与活性相关的结构单元和药效团。根据逆合成分析法，分别从7-羟基-4-甲基香豆素、苯酚出发，经过两条合成路线，成功合成了具有二氢呋喃并香豆素结构，茚满结构两类新结构类型共24个可供活性筛选的新化合物，均经波谱测定确定结构。具有茚满类结构和二氢呋喃并香豆素结构的部分DCK简化结构类似物送抗HIV生物活性测试。在已获得的初步筛选结果中，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较差。通过比较可以得出以下一些DCK简化结构类似物抗HIV构效关系的新认识和新信息：具有茚满类化合物的anti-HIV结果显示，只有少部分化合物有很微弱的活性，大部分化合物没有活性。二氢呋喃并香豆素类化合物（11-19）以及化合物61-65的活性尚未完全返回，但从已返回化合物，特别是9-位具有樟脑酯基的化合物14的活性结果来看，二氢呋喃并香豆素类化合物由于C环的缩环使活性显著下降。可能是由于缩环以后，导致该区域药效团在空间上不能很好与靶点生物大分子结合，从而影响了二氢呋喃并香豆素类化合物的活性。另外两类化合物的C环上都引入了肟酯、酰胺等基团，所得的这类化合物均没有良好活性，但是由于这些化合物同时存在C环的缩环或A环的不完整的影响，所以对肟酯、酰胺官能团对活性的影响尚难作否定的评估。虽然我们在抗HIV活性测试方面得到了负面的结果，但是对于该类化合物的构效关系积累和今后如何合理简化化合物结构方面的研究提供了新的认识和线索。因为VEGF抑制剂也是课题组的一个研究方向，大部分合成的目标化合物也送VEGF生物活性测试，从VEGF抑制活性结果可以初步得出以下结论：1．具有茚满类两环结构的新化合物表现出良好的或一定的VEGF抑制活性，为新结构VEGF抑制剂的研究提供了线索。茚满类化合物的7-位有乙酰氧基、苄氧基的化合物25、110、111均表现出优于阳性对照2-ME(IC50=1．655 mM，EC50=0．496 mM，TI=3．33)的抑制VEGF活性。7-位较小取代基团（如甲氧基、羟基），1-位的取代基为酯基与肟酯基的化合物的VEGF抑制活性不显著，而1-位肟基的氧醚化合物112则具有较好的活性。上述结果提示在茚满类化合物的7-位和1-位取代基对活性的影响有必要进行进一步的修饰和研究。2．二氢呋喃并香豆素类化合物（11-19）和8-位氯取代呋喃并香豆素类化合物（61-63）的VEGF抑制活性不显著，说明呋喃并香豆素类骨架对于VEGF抑制活性不是很明显。在合成研究工作中，发现了一些化合物及反应的特殊化学行为和性质，对一些反应结果和机理进行了初步研究和讨论，主要包括：（1）发现了9-羟亚胺基-4-甲基-8,9-二氢呋喃并[2，3-h]色烯-2-酮（36）与酰氯在成酯过程中的异常重排反应，研究了不同条件下的反应行为，除找到了生成5个正常的酯化产物（15-19）的条件以外，还查明了发生异常重排的原因，该异常重排反应中得到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（64-65）两种不同母核结构的5个意外产物，确证了结构并对它们的形成提出了可能的重排机理。（2）发现了7-乙酰氧基-2,3-二氢-1-茚酮（45）和7-羟基-2,3-二氢-1-茚酮（44）在用金属硼氢化物还原羰基中的异常行为，对不同条件下的还原反应进行了研究，对于还原45得到7-位酯基水解的化合物71和1-位羰基被还原为亚甲基、7-位酯基被脱除形成酚羟基的化合物70以及化合物44用NaBH3CN作为还原剂得到化合物70异常产物的形成提出了可能的机理。（3）对7-甲氧基-2，3-二氢茚-1-酮肟（41）的还原成胺的反应进行了研究，最后得到铝汞齐还原肟这个较好的还原方法。此外，经二条路线的探索，完成了7-取代巯基-8-醛基香豆素的合成，为7-硫代C环seco-DCK类似物的合成和研究打下了基础。同时还合成了9-溴-10-（-）-樟脑酸酯DCK类似物，待送生物活性测试。