新型類查爾酮化合物Des-C、FMC衍生物的設計合成及其體外抗腫瘤、抗氧化研究.pdf

1、從天然產物中尋找和開發(fā)新藥或先導化合物是新藥創(chuàng)制的有效途徑,查爾酮化合物廣泛分布于植物的花、葉、皮、根中,由于查爾酮類化合物骨架結構柔性大,能與多種受體結合,具有抗癌,抗氧化,抗菌,抗瘧,抗艾滋等生理活性,是一類重要的有研究價值的天然產物。
　　本論文以從毛葉假鷹爪根中分離得到的新骨架類查爾酮天然產物Desmosdumotin C(Des-C)和從水翁花中分離得到的查爾酮天然產物FMC作為先導化合物,對其進行結構修飾,得到系列衍生

2、物;并對衍生物進行抗腫瘤、抗氧化活性研究。研究內容主要分為兩部分:
　　(一) Des-C衍生物的設計、合成及抗腫瘤活性研究:
　　1、本論文在前期研究基礎上,通過整理已報道的Des-C衍生物對A549腫瘤細胞株的細胞毒活性數(shù)據(jù),構建一個3D-QSAR模型,進行CoMFA分析,結果表明增加A、B環(huán)的位阻,B環(huán)的正電性對活性提高有幫助。于是我們將A環(huán)烷基鏈適當延長,設計了三乙基、三丙基取代的衍生物,并在 B環(huán)引入大位阻、吸電子

3、、供電子取代基,延長C鏈結構,得到43個新的A環(huán)長烷基鏈取代衍生物(其中42個未見報道)和1個巰乙基取代衍生物TMMS。對其合成路線進行優(yōu)化,并對關鍵步驟進行了討論。
　　2、Des-C類化合物的抗腫瘤作用機制尚不明確,是否通過誘導腫瘤細胞凋亡而發(fā)揮抗腫瘤作用未見有研究報道。本論文用8μg/mL合成衍生物作用HL-60細胞后,流式細胞儀檢測受試物對細胞凋亡的作用。結果表明,合成衍生物的抑制活性大多高于或與先導化合物相當,其中抑制率

4、高于先導物Des-C的有27個,抑制率>40％的有10個,20-40%的7個。對活性好的化合物TEP-11進行初步的凋亡機制研究,結果提示:1)誘導靶細胞 Fas及 FasL表達,從而啟動包漿內相關致死性信號傳導通路;2)通過升高Hela細胞中Bax表達的同時下調Bcl-2的表達,使得Bcl-2/Bax的比例顯著下調,從而誘導了Hela細胞的凋亡,是該類化合物誘導腫瘤細胞凋亡的兩條途徑。
　　3、對所得到的活性數(shù)據(jù)進行構效關系分析

5、發(fā)現(xiàn):A環(huán)長烷基鏈取代,B環(huán)大位阻取代基取代及 B環(huán)對位取代對活性的提高均有很大貢獻,但取代基結構過大或影響母核的構象時可能導致活性降低;取代基電性對活性的影響未顯示出明顯規(guī)律;B環(huán)為雜環(huán)取代時活性多有降低;通過延長C鏈或在C鏈中引入柔性基團對提高活性沒有幫助。通過本部分的研究,我們獲得了多個活性提高數(shù)倍的衍生物,明確了該類衍生物的初步抗腫瘤作用機制,并對構效關系進行分析,希望對今后該類化合物的研究提供數(shù)據(jù)支持。
　　(二)FMC

6、及其衍生物的合成及體外抗腫瘤活性篩選和體外抗氧化活性評價
　　本部分完成了3'-formyl-4',6'-dihydroxy-2'-methoxy-5'-methylchalcone(FMC)的首次全合成工作。以2,4,6-三羥基苯乙酮為起始原料,通過四步反應:第一步,Vilsmeier-Haack反應在苯環(huán)3位甲?；?第二步,用CH3I做甲基化試劑在堿性條件下在苯環(huán)5位上上一個甲基;第三步,用TMSCHN2作甲基化試劑,在-40

7、℃條件下,在苯環(huán)2位酚羥基上選擇性甲基化;第四步,通過Claisen-Schmidt縮合反應得到終產物。該反應路線簡短,整條路線不需要進行底物保護就可完成,反應條件不苛刻,該路線的打通為后續(xù)大量衍生物的獲得打下基礎。初步的體外抗腫瘤活性篩選表明,B環(huán)4位Br取代衍生物FMC-2表現(xiàn)出強于先導化合物FMC10倍的活性(對6種細胞株的抑制活性在10.8±0.9-20.2±1.6μM),說明對先導物的結構改造能獲得活性更高的衍生物,進一步的衍

8、生物合成及活性研究還在進行中。
　　在進行對FMC和Des-C衍生物TEP-11的抗氧化研究時,為了更全面地考察結構與抗氧化活性之間的關系,本論文結合四個結構特異的查爾酮化合物:FMC、TEP-11、TMMS、Des-D,又篩選四個結構具有代表性的黃酮類化合物:多羥基黃酮——芹菜素(Apigenin)和白楊素(Chrysin);多羥基黃酮醇——山奈酚(Kaempferol);黃酮苷——異槲皮苷(Isoquercitrin);和含臨

9、二酮結構的化合物TJHH。通過建立并優(yōu)化清除DPPH自由基、羥自由基、超氧陰離子自由基、NO自由基和鐵離子抗氧化體系五種抗氧化模型,系統(tǒng)的對9種具有代表性的黃酮化合物,從不同方向對其體外抗氧化能力進行評價。
　　從實驗結果中可以看出,黃酮化合物Isoquercitrin與 Kaempferol的抗氧化能力最強;Apigenin和TJHH次之;Chrysin在多個模型中未表現(xiàn)出抗氧化能力。總結發(fā)現(xiàn),對于黃酮化合物來說:C環(huán)3位羥基取

10、代,B環(huán)羥基取代尤其是3,4位二羥基取代,對黃酮結構抗氧化能力貢獻最大,此外臨二酮結構對抗氧化能力也有一定的提高作用。對于查爾酮類結構Des-D、FMC、TMMS、TEP-11來說,含酚羥基結構的Des-D、FMC抗氧化能力明顯高于A環(huán)苯環(huán)共軛結構被打開的TMMS,TEP-11。說明酚羥基是查爾酮類化合物抗氧化活性的必要基團。TMMS,TEP-11所表現(xiàn)出的與抗氧化相關的生理作用可能是通過間接途徑完成的。通過評價9種化合物對五種抗氧化模