论文摘要
本论文研究进行了HIV抑制剂和VEGF抑制剂二方面的工作:（一） DCK类似物的设计、合成和HIV抑制活性研究Suksdorfin（1）是美国北卡大学药学院K.H.Lee课题组从植物LomatiumSuksdorfii的果实中分离而得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±22.4,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DCK（2）(EC504×10<sub>-4μM,TI=136719)和4-甲基-DCK（11）(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类化合物不明显抑制依赖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,其体外测定的高活性和选择性以及独特药理作用位点,使得DCK类化合物成为非常有潜力的新结构类型抗HIV药物研究领域。因此,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,同时可以探测与之相结合的作用靶点生物大分子的模型和结构信息,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N,N-,O,N-,N,O-,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（22a）、7-thio-DCK（21a）和4-甲基-DCK的内酰胺类似物（17a）（N,O-杂）均显示出优异的抗HIV活性;7-carbon-DCK（24b,25）的活性有一定程度下降,说明在DCK的7-位可能与靶点间存在电效应。在这些结果的基础上,我们进一步开展了针对DCK类化合物A环结构骨架的化学修饰工作。设计了保留化合物（23a）中的1-位S原子,将4-位C原子替换成N原子的1,4-噻嗪-2-酮结构（26）及其异构体1,4-噻嗪-3-酮结构（27）和相应的类似物（28）,进行合成和生物活性探索。这些目标化合物均属结构新颖的杂环体系,在化学合成上存在着一定的难度和挑战性,因此本工作对该类杂环化合物合成方法的探索和发展具有一定的学术意义。根据逆合成分析法,以对甲氧基苯胺为起始原料,分别经过两条合成路线,成功合成了目标化合物的关键三环结构前体化合物（36,39）。在构键9,10-位羟基的时候,发现上述三类A环结构的改变,使9,10-位双键不能顺利发生Sharpless双羟化反应,因而未能完成含9,10-双樟脑酸酯的目标化合物。但通过环氧化、及溴羟化反应的探索,得到了10-位单羟基的前体,并进一步樟脑酰化合成了10-单樟脑酸酯DCK类似物（144）送活性测试。2004年Lee课题组报道了对A环进行结构改造的DCK类化合物的新进展,即将α-吡喃酮环替代为γ-吡喃酮环（DCP 69,70）,结果表明化合物70也具有相当的活性(EC50=0.00032μM,TI=116200)。这一结果证明了对DCK的香豆素型A环的结构改造,是有探索前景和值得进一步研究的。结合DCP类化合物的研究成果和前期研究对DCK类化合物结构修饰过程中积累的对构效关系认识和信息,为了探索A环和C环完整性对活性的影响,进行了Seco-DCK类新结构类似物的设计和合成研究。通过断裂A环和C环的不同碳链位置来剖析结构,寻找最简洁的有效骨架单元和必要药效团,为进一步阐明构效关系提供有用的信息。成功地合成了以下四个系列的Seco-DCK类似物:Seco-DCK类似物是DCK系列抗HIV药物研究中一个结构上的新突破,部分目标化合物的初步活性结果显示具有显著的抗HIV活性,是一类未见文献报道的新结构类型的HIV抑制剂。其中,化合物74表现出良好的抗HIV活性(IC50＞25μg/mL（58.4μM）,EC50＜0.025μg/mL（0.058 gM）,TI＞1000),化合物71b表现出一定的抗HIV活性(IC50＞25μg/mL（39.04μM）,EC50＜0.12μg/mL（0.19μM）,TI＞208),化合物73和75则表现出稍弱的抗HIV活性(IC50＞25μg/mL（39.2μM）,EC50=16.2μg/mL（25.4μM）,TI=1.7;IC50=＞25μg/mL（56.5μM）,EC50=15.8μg/mL（35.7μM）,TI=1.83),化合物72则完全失去了活性。部分目标化合物的最终精确活性数据尚在测定中。通过比较,可以得出以下一些DCK类衍生物抗HIV构效关系及与其相作用的生物靶分子结构的新信息和新认识:（1） 4-Me-DCK的A环C2-C3位开环后的类似物71b仍保持了一定的的抗HIV活性,说明对A环完整性是否有必要值得深入研究,揭示了A环开环类似物的研究,具有进一步修饰的空间。A环部分与受体的结合是通过氢键、电效应还是空间上的嵌合可通过对A环开环类似物的深入研究得以进一步阐明,从而为设计合成和寻找新结构类型的抗HIV药物提供新的线索。（2）化合物72活性的消失说明可能由于两个樟脑酰基药效团的优势构象在空间上远离了原来DCK类的9,10-位靶点结合区域,以致活性的消失。从而证明了樟脑酰基药效团应该保留在香豆素环8-位取代基上。（3）化合物73和75仅保留了较弱的活性,揭示了受体在与DCK类化合物9,10-位樟脑酸酯结合的位点,在α-面仅存在一个非常狭小的空穴。10-位樟脑酸酯处于分子β-面与受体靶点相结合,其10-位α-面的H改变为-CH3后活性显著下降,α-面更大的基团将导致活性的大幅度下降.此点与DCK类化合物中两个樟脑酸酯基严格的构型要求的经验相一致。（4）化合物74保留了较强的活性,说明DCK中10-位的樟脑酰基是必要基团,而9-位的樟脑酰基对药效的影响并非十分重要;C环的完整性也不是绝对必要的;而且这类C环Seco-DCK化合物的分子量大大减小、药物设计软件显示log P值、溶解度和生物利用度都有可能好于4-Me-DCK,同时也避免了4-Me-DCK类化合物中由于两个空间拥挤邻位顺式樟脑酯大基团的存在而造成代谢不稳定的影响。此外,由于结构的简化,特别是去除了分子中的手性要求,在合成上大大简化了难度,有利于成药性的提高。这些初步研究结果,为新一类HIV抑制剂的深入研究提供了线索,打下了重要基础。我们还以化合物74为hit设计合成了一系列类似物（110-117）,待活性结果返回后可以提供更详细的信息。另外,化合物71b在HCV的活性筛选中表现出了一定的活性,为今后的研究提供了一个新的先导化合物,我们可以以其为hit进行设计研究,丰富和扩展我们的抗病毒药物研究内容。在合成中遇到的一些化学反应意外行为进行了较细致的研究,分别鉴定了产物的结构并解释了异常产物形成的原因,对该类化合物的合成方法和化学性质提供了新知。（二）苯并噻唑啉衍生物的设计、合成和VEGF抑制活性研究1.以邻甲氨基苯硫酚和各种醛、酮化合物缩合合成的2-取代苯并噻唑啉化合物（2）及其衍生物（3,4）在VEGF的活性筛选中均表现出一定程度的抑制作用;其中个别化合物表现出了较好的活性水平(2b(EC50=0.07 mM,SI=25);21(EC50=0.115 mM,SI＞32);3g(EC50=0.03 mM,SI＞32);4b(EC50＜0.15mM,SI＞32));该类化合物的VEGF抑制作用未见文献报道,为新结构VEGF抑制剂的寻找和发现提供了新的信息。2.发现了2-位单取代苯并噻唑啉化合物普遍存在的自发游离基氧化偶联反应现象,并对影响该反应的因素进行了细微深入的研究:在大多数有机溶剂中均会自发发生氧化偶联反应生成相应的二硫化合物;在醇类溶剂或有少量酸存在的的情况下则会抑制该类反应的发生;这类化合物发生的速率与2-位苯环上的取代基有关:温度可以显著提高该类化合物反应速率和转化率。对反应过程中得到的多种意外产物确证了结构,丰富了该类杂环化合物化学的新认识。3.对采用苯并噻唑啉作为羰基保护基和脱保护的方法进行了拓展研究。在对课题组发现的pTS/vinyl ether脱保护法扩展底物的研究中发现:对于由芳醛形成的噻唑啉底物该方法过于剧烈,会将底物破坏,产生复杂的聚合物;而和某些2-单芳基取代噻唑啉化合物反应时会定量生成季胺盐。由酮形成的噻唑啉,即2-位双取代的噻唑啉底物可用浓盐酸脱保护,对于2-位单取代的噻唑啉底物则盐酸的存在可以抑制其氧化偶联游离基反应的发生,过量的浓盐酸会生成相应的噻唑季胺盐.此外,还发现了CH3UTHF/H2O体系也可进行该类化合物的脱保护。不同脱保护试剂的研究以及在脱保护反应中选择性行为,为在有机合成上的应用提供了新的线索。上述两部分研究共合成化合物180个,其中90余个是未见文献报道的新化合物,均经波谱测定确证结构。