5,7-二甲氧基-1,4-萘醌衍生物的合成及抗细胞增殖活性机制研究

摘要

与正常细胞相比，肿瘤细胞具有较高的活性氧（ROS）水平和受损的抗氧化防御系统，因此，促ROS生成的药物可以通过加剧细胞的氧化应激状态来杀死癌细胞。更重要的是，由于正常细胞具有强大的抗氧化防御系统，所以可以抵御外来的ROS应激损伤。所以，促ROS生成的肿瘤药物，可以降低药物治疗的副作用。研究表明：1,4-萘醌类化合物可以增加细胞的ROS水平，进而杀死肿瘤细胞。本论文以拉帕醇为先导化合物，设计合成了一系列5,7-二甲氧基-1,4-萘醌衍生物并研究了它们的抗细胞增殖活性机制。主要内容如下：
　　1．目标化合物的设计：在文献调研的基础上，我们以2-羟基-1,4-萘醌为母核，将甲氧基引入芳环旨在增加醌环的亲电性和降低氧化还原电位；通过改变侧链长度和空间结构，旨在增加化合物的脂溶性和研究碳链的长度以及体积对抗细胞增值活性的影响；将相同的策略应用于2-甲氧基-1,4-萘醌和2-氯-1,4-萘醌系列。最后，我们利用成药5规则对设计的目标化合物进行初筛，发现基本满足成药5规则的要求。
　　2．目标化合物的合成：根据目标化合物设计合成路线，对关键反应步骤：傅克酰基化反应和2-氯-1,4-萘醌系列合成的反应条件进行优化，最终获得最优的合成路线。
　　3．目标化合物抗细胞增殖活性机制研究：通过MTT方法检测目标化合物对于六种肿瘤细胞A549（人非小细胞肺癌）、Hela（人宫颈癌细胞）、Hep-G2（人类肝癌细胞）、NCI-H460（人大细胞肺癌细胞）、HL60（急性白血病细胞）、K562（人慢性骨髓性白血病细胞）和两种人正常细胞WI-38（人胚胎肺成纤维细胞）、HEK293（人类胚胎肾细胞）的抗细胞增殖活性。
　　其中，化合物9e对HL60细胞的半抑制浓度IC50为3.80μM。相对于正常细胞WI-38细胞，其选择性指数为10.7，说明化合物在杀死癌细胞的同时，几乎不影响正常细胞。然后我们发现化合物9e可以诱导HL-60细胞凋亡，阻滞细胞周期在G2/M期，以及诱导ROS水平升高。加入抗氧化剂N-乙酰半胱氨酸（NAC），可以抑制凋亡，周期阻滞和ROS生成，表明ROS参与杀死细胞的过程。
　　4．构效关系分析：随着烷基侧链变长，化合物7a-7i的抗增殖活性逐渐增加。具有环己烷或取代苯基团的化合物7j-7n表现出更好的抗增殖活性。化合物9e具有最好的抗增殖活性，表明C-2位置氯取代对其抗增殖活性非常有利。

目录

声明

第一章 1,4-萘醌的合成及生物活性研究进展

1.1 引言

1.2 1,4-萘醌环的合成研究进展

1.2.1 萘酚氧化法

1.2.2 构建1,4-萘醌环法

1.3 1,4-萘醌化合物的生物活性研究进展

1.3.1 抗氧化活性

1.3.2 抗锥虫活性

1.3.3 抗炎活性

1.3.4 抗肿瘤活性

1.4 1,4-萘醌类化合物的抗肿瘤机制研究进展

1.4.1 作为蛋白酶体抑制剂抗肿瘤机制

1.4.2 作为hNAT1抑制剂抗肿瘤机制

1.4.3 作为Cdc25磷酸酶抑制剂抗肿瘤机制

1.4.4 作为拓扑异构酶-II抑制剂抗肿瘤机制

1.4.5 作为Hsp90抑制剂抗肿瘤机制

1.4.6 作为PI3激酶抑制剂抗肿瘤机制

1.4.7 作为Stat3和肿瘤干细胞抑制剂抗肿瘤机制

第二章 5,7-二甲氧基-1,4-萘醌衍生物的合成

2.1 化合物的设计

2.2 合成路线的设计与优化

2.2.1 合成路线的设计

2.2.2 合成路线的优化

2.3 合成实验

2.3.1 实验试剂与仪器

2.3.2 目标化合物的合成

第三章 5,7-二甲氧基-1,4-萘醌衍生物抗细胞增殖活性机制研究

3.1引言

3.2 实验部分

3.2.1 实验材料

3.2.2 细胞毒活性实验方法

3.2.3 细胞凋亡实验方法

3.2.4 细胞周期实验方法

3.2.5 活性氧实验方法

3.3 结果与讨论

3.3.1 细胞毒活性实验

3.3.2 细胞凋亡实验

3.3.3 细胞周期实验

3.3.4 活性氧实验

第四章 结论

4.1 主要结论

4.2 研究展望

参考文献

硕士期间工作与研究成果

致谢

附录