川芎嗪新型衍生物的设计、合成及其生物活性研究

论文摘要

心脑血管疾病是世界范围内危害人类生命健康的第一杀手,具有发病率高、死亡率高、致残率高、复发率高以及并发症多这“四高一多”的特点,因此,大力研发心脑血管药物已成为全球医疗卫生工作的重要战略之一动脉粥样硬化是引发缺血性心脑血管疾病的主要因素。在动脉粥样硬化形成的过程中,血管内皮细胞的损伤是始动步骤,其引发的血小板聚集最终导致了血栓的形成,血栓与组织纤维化钙化构成了动脉粥样硬化。血栓的形成导致血液流通不畅,从而导致局部组织氧和养分的供应中断,造成组织坏死。因此保护血管内皮和抑制血小板聚集是治疗缺血性疾病的重要手段。川芎嗪(Ligustrazine, Lig)是中药川芎的主要活性成分,具有活血化瘀功效,可扩张冠状动脉,增进冠脉流量,并具有抗血栓形成作用,在中国广泛应用于冠状动脉粥样硬化和缺血性心脑血管疾病的治疗。然而,川芎嗪作为抗缺血性疾病药物,药效尚不够显著,为达到治疗效果需要较大剂量,且川芎嗪生物利用度低,代谢快,临床应用时须频繁给药,易导致毒副作用的发生。因此,对川芎嗪进行结构改造,开发高效、低毒的心脑血管疾病治疗药物具有重要意义。川芎嗪的构效关系研究结果表明：川芎嗪分子中的吡嗪环是其药效团,而环上的取代基主要决定其药代动力学性质和毒性。通过对目前临床上一种常用的、安全有效的抗血小板聚集药物奥扎格雷的结构分析,我们发现它的结构可以分为碱性杂环和肉桂酸两部分。本论文参照奥扎格雷的结构,根据电子等排原理和拼合原理,以碱性的川芎嗪环替代奥扎格雷的咪唑环,经过烃化反应与一系列酚羟基肉桂酸类化合物如阿魏酸(酯)、咖啡酸(酯)等以醚键拼合起来,设计合成了20个川芎嗪肉桂酸(酯)酚醚类衍生物。另外,吡拉西坦、水杨酸类及香豆素类等药物在临床上也广泛用于抗脑缺血、抗血栓等缺血疾病的治疗,根据拼合原理,我们设计并合成了川芎嗪与吡拉西坦、水杨酸、香豆素类等的拼合产物共10个以期获得药效加合或协同作用同时药代动力学性质得以改善的新型川芎嗪类抗血小板聚集和保护血管内皮的候选药物。所有设计合成的30个目标化合物均未见文献报道,化合物的结构由红外光谱、核磁共振光谱和质谱共同得到确证。我们对所合成川芎嗪衍生物进行以下活性实验：(1)抗血小板聚集活性实验以奥扎格雷作为阳性对照药,用微量反应板酶标仪比浊法测定所合成的化合物对血小板聚集率的影响。活性实验结果表明：川芎嗪肉桂酸酚醚类衍生物A’2,A’3,A’4,A’5,A′6具有很好的抗血小板聚集活性,IC50分别为0.176,0.157,0.182,0.161,0.054 mM；均超过了阳性对照药奥扎格雷(IC50=0.360 mM),尤其是化合物A’6(川芎嗪与邻羟基肉桂酸的酚醚衍生物)活性最为显著,为阳性对照药奥扎格雷活性的6.7倍以上。对化合物的构效关系的分析发现：(i)羧基是抗血小板聚集的重要基团；(ii)肉桂酸苯环上有一个甲氧基时活性较好,两个甲氧基造成活性下降；(iii)肉桂酸苯环上带有吸电子基如氯、溴等会降低活性。(2)保护血管内皮细胞过氧化损伤活性我们以甲基噻唑蓝比色法(MTT)对所合成的川芎嗪衍生物进行了保护血管内皮细胞过氧化损伤活性试验。活性试验数据显示：化合物A’2,A’5,D1的活性较好,其EC50分别为0.020 mM,0.046 mM,0.004 mM,都远低于阳性对照药川芎嗪(EC50=0.600 mM),最大细胞增殖率(Pmax%)均超过85%,具有进一步研究的价值。总之,我们设计合成了30个新型川芎嗪衍生物,其中部分化合物显示了良好的生物活性,具有很好的研究前景,对于开发新一代川芎嗪类心脑血管药物具有重要意义。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 符号说明
• 第一章 前言
• 1.1 心脑血管疾病及其治疗药物
• 1.1.1 高血压及其治疗药物
• 1.1.2 高血脂症及其治疗药物
• 1.1.3 冠心病及其治疗药物
• 1.1.4 心肌梗死及其治疗药物
• 1.1.5 脑梗死及其治疗药物
• 1.1.6 脑出血及其治疗药物
• 1.2 川芎嗪的药理学及药代动力学研究进展
• 1.2.1 川芎嗪药理学研究进展
• 1.2.2 川芎嗪药代动力学研究进展
• 1.3 川芎嗪的结构改造及其生物活性研究进展
• 第二章 川芎嗪衍生物的设计
• 2.1 设计思想
• 2.1.1 川芎嗪肉桂酸（酯）酚醚类衍生物的设计思想
• 2.1.2 其他川芎嗪类新型衍生物的设计思想
• 第三章 川芎嗪衍生物的合成实验
• 3.1 仪器与试剂
• 3.2 川芎嗪肉桂酸（酯）酚醚类衍生物的合成及其光谱数据
• 3.2.1 中间体2-氯甲基-3,5,6-三甲基吡嗪的合成
• 3.2.2 川芎嗪肉桂酸（酯）酚醚类衍生物的合成路线
• 3.2.3 化合物的光谱数据
• 3.3 其他川芎嗪类新型衍生物的合成及其光谱数据
• 3.4 川芎嗪衍生物的结构式
• 3.4.1 川芎嗪肉桂酸（酯）酚醚类衍生物
• 3.4.2 其他川芎嗪类衍生物
• 3.5 合成实验结果与讨论
• 3.5.1 合成实验结果
• 3.5.2 实验讨论
• 第四章 川芎嗪衍生物生物活性与构效关系分析
• 4.1 化合物的抗血小板聚集活性试验
• 4.1.1 检测原理及方法
• 4.1.2 试剂仪器与实验动物
• 4.1.3 试验步骤
• 4.1.4 试验结果与构效关系分析
• 4.1.5 讨论
• 4.2 化合物保护血管内皮细胞的活性与构效关系分析
• 4.2.1 检测方法及原理
• 4.2.2 药品与试剂
• 4.2.3 试验步骤
• 4.2.4 试验结果
• 4.2.5 讨论
• 第五章 实验总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士研究生期间发表论文情况
• 附录 目标化合物的MS、IR、1H NMR解析
• 学位论文评阅及答辩情况表