系列唑来膦酸衍生物的合成、亲骨性及抗肿瘤活性研究

论文摘要

自1969年发现双膦酸具有高度亲骨性和抑制骨吸收活性以来,双膦酸在临床上已广泛用于治疗多种代谢性骨病；近年来又发现双膦酸对肿瘤细胞有抑制作用。唑来膦酸是第三代双膦酸的代表,有很高的亲骨性和较强的抗肿瘤活性。本文对唑来膦酸分子进行改造,以期得到性能更优异的双膦酸。本文设计了系列新型唑来膦酸衍生物。经三步反应,以咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基咪唑、2-丙基咪唑和2-丁基咪唑为原料,合成了五个双膦酸：1-羟基-6-（1H咪唑-1-基）己烷-1,1-双膦酸（3a）、1-羟基-6-（2-甲基-1H咪唑-1-基）己烷-1,1-双膦酸（3b）、1-羟基-6-（2-乙基-1H-咪唑-1-基）己烷-1,1-双膦酸（3c）、1-羟基-6-（2-丙基-1H-眯唑-1-基）己烷-1,1-双膦酸（3d）和1-羟基-6-（2-丁基-1H-咪唑-1-基）己烷-1,1-双膦酸（3e）。对目标物分离提纯工艺进行了改进,简化了操作,提高了产率。中间体和目标物用元素分析、红外、质谱和核磁共振氢谱予以表征,确认了结构。用溶液法（缓慢挥发或冷却）培养了四个双膦酸的单晶,并用X射线单晶衍射测定了结构,初步探讨了它们的构象特征。用高效液相色谱法（HPLC）测定了这五个新型双膦酸和唑来膦酸在羟基磷灰石（HA）上的吸附量,并考察了影响吸附量的因素。结果表明,双膦酸的起始投入量越多,吸附达到饱和平衡的时间越短；投入量越多,饱和吸附量逐渐增大,并最终保持恒定不变；吸附量还受到pH的影响。酸性条件下,1-羟基-6-（2-甲基-1H咪唑-1-基）己烷-1,1-双膦酸（3b）的饱和吸附量高达130μmol/g,而唑来膦酸在实验范围内没有表现出吸附饱和现象。pH=7.4时,化合物3b饱和吸附量为115μmol/g,而唑来膦酸饱和吸附量高达142μmol/g。化合物3b的饱和吸附量大于其他四个双膦酸,其亲骨性比其他四个双膦酸强,推测其在体内骨摄取将会高于其他四个双膦酸,保留时间也会更长。MTT法检测了五个双膦酸在体外对人骨肉瘤U2-OS细胞的抑制作用,测得化合物3a,3b,3c,3d和3e对人骨肉瘤U2-OS细胞的半抑制浓度IC50值分别是341、429、511、534和755μM,这表明它们对人骨肉瘤U2-OS细胞的抑制作用弱；双膦酸分子咪唑环C-2位烷基取代基碳链增长使双膦酸抑制人骨肉瘤U2-OS细胞作用降低。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 双膦酸作为抑制骨吸收药物的研究进展
• 1.2 双膦酸抗肿瘤研究进展
• 99mTc标记)用于骨显像的研究进展'>1.3 双膦酸(用^99mTc标记)用于骨显像的研究进展
• 1.4 双膦酸金属配合物的研究进展
• 1.5 选题背景和依据
• 1.6 研究内容
• 第二章 系列双膦酸的合成与表征
• 2.1 引言
• 2.2 实验仪器与试剂
• 2.3 实验方法
• 2.3.1 化合物1的合成
• 2.3.2 化合物2的合成
• 2.3.3 化合物3的合成
• 2.4 结果及表征
• 2.4.1 化合物3a及其中间体2a的表征
• 2.4.1.1 化合物6-（1H-咪唑-1-基）己酸（2a）的表征
• 2.4.1.2 化合物1-羟基-6-（1H咪唑-1-基）己烷-1,1-双膦酸（3a）的表征
• 2.4.2 化合物3b及其中间体2b的表征
• 2.4.2.1 化合物6-（2-甲基-1H-咪唑-1-基）己酸（2b）的表征
• 2.4.2.2 化合物1-羟基-6-（2-甲基-1H咪唑-1-基）己烷-1,1-双膦酸（3b）的表征
• 2.4.3 化合物3c及其中间体2c的表征
• 2.4.3.1 化合物6-（2-乙基-1H咪唑-1-基）己酸（2c）的表征
• 2.4.3.2 化合物1-羟基-6-（2-乙基-1H咪唑-1-基）己烷-1,1-双膦酸（3c）的表征
• 2.4.4 化合物3d及其中间体2d的表征
• 2.4.4.1 化合物6-（2-丙基-1H-咪唑-1-基）己酸（2d）的表征
• 2.4.4.2 化合物1-羟基-6-（2-丙基-1H-咪唑-1-基）己烷-1,1-双膦酸（3d）的表征
• 2.4.5 化合物3e及其中间体2e的表征
• 2.4.5.1 化合物6-（2-丁基-1H-咪唑-1-基）己酸（2e）的表征
• 2.4.5.2 化合物1-羟基-6-（2-丁基-1H咪唑-1-基）己烷-1,1-双膦酸（3e）的表征
• 2.5 讨论
• 2.5.1 化合物2的合成和分离提纯
• 2.5.2 化合物3的合成和分离提纯
• 2.5.3 系列双膦酸纯度检测
• 2.5.4 双膦酸的表征
• 2.6 本章小结
• 第三章 晶体结构研究
• 3.1 引言
• 3.2 系列双膦酸化合物单晶的获得
• 3.3 单晶结构测定
• 3.4 结果与讨论
• 3.5 本章小结
• 第四章 双膦酸亲骨性模拟实验
• 4.1 引言
• 4.2 实验仪器与试剂
• 4.3 实验原理和过程
• 4.3.1 流动相的配制
• 4.3.2 标准曲线的测定
• 4.3.3 吸附实验
• 4.4 实验结果
• 4.5 讨论
• 4.6 本章小结
• 第五章 抗肿瘤活性研究
• 5.1 引言
• 5.2 细胞实验
• 5.2.1 试剂与仪器
• 5.2.2 细胞培养
• 5.2.3 MTT比色实验
• 5.3 结果
• 5.4 讨论
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 致谢