哌嗪类α1A受体拮抗剂的设计、合成及活性研究

摘要

背景：
　　良性前列腺增生是中老年男性的常见病，多发病，以临床多出现尿频、尿急、尿潴留等下尿路症状影响生活质量而成为全球性关注的公共健康问题。选择性的α1-AR拮抗剂越来越多地用于 BPH的治疗。膀胱颈、前列腺包膜及增生的前列腺基质中的平滑肌上以α1-AR为主，α1A、α1D亚型占绝大多数，选择性地作用于α1A及α1D亚型成为公认的有效治疗BPH的有效靶标。由于传统拮抗剂治疗BPH会产生的体位性低血压等严重副作用，而避免对α1B-AR的阻断有助于减少心血管副作用。因此，当前在设计α1-AR拮抗剂用于BPH最受关注的是提高对α1-AR亚型的选择性，即选择性地阻断α1A、α1D，而避免或减少对α1B亚型的阻断。目前临床上应用的具有选择性的α1-AR拮抗剂仅有少数药物，如坦索罗辛、萘哌地尔等，这类选择性的α1-AR拮抗剂，治疗价值高，不良反应和副作用低，具有潜在的应用价值，成为研究新热点。
　　研究内容：
　　本论文围绕寻找治疗良性前列腺增生的候选药物做了如下几个工作：
　　1.利用手性源合成方法，合成了吲哚类衍生物和苯并三氮唑类衍生物，HJ-1~HJ-6，18个α1受体拮抗剂，包括光学异构体12个及其消旋体6个。对这18个化合物进行双荧光素酶报告基因的活性筛选试验，并选取其中两组化合物HJ-1-R，HJ-1-rac，HJ-1-S，HJ-4-R，HJ-4-rac，HJ-4-S通过大鼠体外组织肌条生物功能测试实验研究其手性药理学，探讨手性是否影响该类化合物对α1亚型受体拮抗作用和亚型选择性大小。
　　2.参阅大量文献，并结合计算机辅助药物设计模块，根据骨架替换和生物电子等排体等原理设计并合成了一系列吲哚类新型的酰胺结构α1受体拮抗剂化合物HJ-Z-1~HJ-Z-11，对合成的化合物进行双荧光素酶报告基因的活性筛选，对构效关系进行分析总结，为进一步设计与合成新型的用于治疗良性前列腺增生的α1亚型受体拮抗剂药物提供依据。
　　3.从组织器官水平，成功建立了筛选α1亚型受体拮抗剂活性的生物功能测试实验方法，测试化合物对去甲肾上腺素引起的大鼠不同组织（输精管：α1A，脾：α1B，胸主动脉：α1D）收缩的舒张效应，在存在和不存在拮抗剂的情况下测定这三种组织的收缩反应，根据经典的Schild Plot方法，借助Graphpad Prism5.0软件计算出各个化合物对各个亚型受体的拮抗参数pA2，比较目标化合物间及不同异构体之间的活性差异及亚型选择性差异。
　　4.建立了优于高效液相色谱法（HPLC）的超临界流体色谱仪（SFC）拆分芳基哌嗪类消旋体化合物的方法，并阐述了3种手性固定相及6种改性剂，以及柱温，背压和改性剂比例对分离的影响，为进一步地建立手性半制备获得异构体化合物的方法奠定基础。
　　研究结果：
　　1.吲哚类衍生物和苯并三氮唑类衍生物，HJ-1~HJ-6，这6组化合物经过质谱、氢谱、碳谱、红外、手性HPLC等结构鉴定，与目标化合物结构一致，纯度大于99％，单体ee值85-99%。通过双荧光素酶报告基因检测试验，发现该18个化合物中除了HJ-3-R、HJ-4-R、HJ-4-S的活性稍低于阳性对照药哌唑嗪，其余化合物均强于哌唑嗪。比较3种构型间的差别，可以发现吲哚类的3个结构，对α1A的拮抗活性均是S构型> rac构型> R构型，且邻甲氧基取代≈邻乙氧基取代>邻氯取代。苯并三氮唑类的邻甲氧基取代化合物的3个构型对α1A的活性作用差异较大，其中单体的作用不如消旋体rac的活性。邻乙氧基取代和邻氯基取代化合物的3种构型之间的差异不大，呈协同作用。这充分显示了手性化合物的药理作用的不同，在研究具有手性中心的化合物时，必须要研究其单体之间的差异及与消旋体之间的活性差异。
　　2.新型酰胺类化合物HJ-Z系列经过质谱、氢谱、碳谱、红外等结构鉴定，与目标化合物结构一致，纯度大于99%。通过双荧光素酶报告基因检测试验，发现化合物HJ-Z-10（5-氯-2-羧酸取代物）、HJ-Z-1（2-羧酸取代物）对α1A的拮抗活性稍低于对照药哌唑嗪，其余化合物的活性均强于哌唑嗪。比较碳链长度对活性的影响，可以发现延长碳链长度，可以提高活性，HJ-Z-5（3-丁基羧酸取代物）>HJ-Z-4（3-丙基羧酸衍生物）>HJ-Z-3（3-乙基羧酸取代物）>HJ-Z-2（5-羧酸取代物）>HJ-Z-1（2-羧酸取代物）。右侧吲哚基团的5位、7位最好不要引入吸电子基团（HJ-Z-10、HJ-Z-11），而5位引入给电子基团（HJ-Z-6、HJ-Z-7）则使活性加强。在吲哚基的6位可以引入吸电子基团（HJ-Z-9）。
　　3.从组织器官水平，成功建立了筛选α1亚型受体拮抗剂活性的生物功能测试实验方法。阳性对照药特拉唑嗪通过该试验计算得出的pA2值与文献值基本一致，由此证实了该方法的稳定性和可行性。并选取两组化合物HJ-1-R，HJ-1-rac，HJ-1-S，HJ-4-R，HJ-4-rac，HJ-4-S经过生物功能测试实验方法筛选，发现这6个受试化合物对三种亚型受体的拮抗作用均强于或近似于阳性对照药萘哌地尔，其中HJ-4-S的活性最弱。左侧为吲哚环的结构的药理活性强于左侧为苯并三氮唑的结构。吲哚类衍生物的rac构型对α1A、α1D选择性强于另两种构型。HJ-1-rac对α1D和α1A的选择性分别是对α1B的6.46和16.22倍。而苯并三氮唑类的3种构型对α1A/1D均有一定的亚型选择性，其中，rac构型的选择性最弱，而R构型对α1D和α1A的选择性分别是对α1B的11.48和15.49倍。由此可见，化合物HJ-1-rac、HJ-4-R是药理活性高于NAF，亚型选择性与NAF类似的两个潜在的α1A/1D拮抗剂。
　　4.利用超临界流体色谱仪（SFC）拆分七个芳基哌嗪类消旋体化合物，并阐述了3种手性固定相（Chiralpak IA、Chiralpak IB、Chiralpak IC柱）及6种改性剂（甲醇、乙醇、异丙醇、四氢呋喃、乙腈、二氯甲烷），以及柱温（20-40℃），背压（100-200bar）和改性剂比例（20-35%）对两个异构体分离度和对映体选择性的影响，最终摸索出最佳分离条件为：流动相为CO2：异丙醇：二乙胺=65:35:0.1，柱温35℃，背压120 bar，检测波长283 nm，流速3 ml/min，所有化合物的分离度都大于4.00。并与同等条件下的高效液相色谱（HPLC）进行对比，发现SFC使这7个化合物的分离时间更短，对映体选择性更高，分离度更大。该方法的建立为该类型不对称手性合成反应过程的监测，手性化合物 ee值的测定等提供了新的方法，与HPLC方法相互补充，下一步将在此基础上建立手性半制备获得异构体化合物的方法，为做进一步的药理活性筛选实验提供更多的样品。

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前 言

第一章 哌嗪类α1A受体拮抗剂的设计与合成

1.1 吲哚衍生物和苯并三氮唑衍生物的合成

1.2酰胺类化合物的设计与合成

1.3 实验仪器与试剂

1.4 本章小结

第二章 药理活性方法的建立与化合物的活性测试

2.1 引言

2.2 实验原理及方案

2.3 实验结果

2.4 实验试剂与仪器

2.5 本章小结

第三章 超临界流体色谱仪拆分芳基哌嗪类化合物

3.1 引言

3.2 实验部分

3.3 实验结果

3.4 本章小结

参考文献

第四章 综 述

4.1 引言

4.2α1亚型受体拮抗剂的研究进展

4.3 小结

全文小结

附 录

攻读学位期间成果

致谢

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