黄芩素全合成及其酰化Mannich碱衍生物结构设计

摘要

在细胞增殖过程中的细胞周期蛋白激酶CDK1是唯一必须的，已成为抗癌药物研究的最新靶点。天然的黄酮类化合物是CDK1选择性抑制剂，其中黄芩素的活性最强。黄芩素不直接杀伤细胞，而是利用正常细胞和肿瘤细胞的氧化还原状态的不同机制，通过对细胞内活性氧的调控，选择性诱导肿瘤细胞凋亡，而不影响正常细胞功能。但由于其溶解性差，生物利用度低的原因不能达到临床用药要求。因此，以黄芩素为先导化合物的结构修饰引起人们的关注，其中最有效的为黄芩素Mannich衍生物。
　　本文以间苯三酚二水合物和乙腈为原料，在三氯氧磷催化下，经Hoesch反应，缩合成三羟基苯乙亚胺，再水解成三羟基苯乙酮一水合物（收率85.8％，纯度98.0％）;三羟基苯乙酮一水合物和苯甲酰乙酸乙酯热减压缩合成6-乙酰基白杨素（收率65.0％，纯度95.0％）;6-乙酰基白杨素在4％ NaOH中用H2O2溶液氧化，全合成得到黄芩素（收率86.6％，纯度96.0％）。以黄芩素为原料，经过酰化反应，得到3种酰化黄芩素:6-乙酰基-黄芩素，6-丁酰基-黄芩素和6-苯甲酰基-黄芩素。
　　以黄芩素，6-乙酰基白杨素和酰化黄芩素为先导化合物与有机仲胺和甲醛，在有机溶剂中，经Mannich反应，热缩合得到6种黄酮Mannich衍生物:8-哌啶醇亚甲基-黄芩素（黄芩素哌啶醇，BA-j），6-乙酰基-8-哌啶醇亚甲基-白杨素(CH-j)，6-乙酰化-8-哌啶醇亚甲基-黄芩素(ACBA-j)，6-乙酰化-8-脯氨醇亚甲基-黄芩素，6-丁酰化-8-哌啶醇亚甲基-黄芩素，6-苯甲酰化-8-哌啶醇亚甲基-黄芩素。共得到5种新化合物，并采用波谱学进行了结构表征。
　　采用细胞内H2O2选择性荧光探针PF1技术，评价所设计合成的黄酮Mannich碱衍生物对细胞内H2O2水平的影响。结果显示:CH-j，BA-j和ACBA-j均可提高对肿瘤细胞H2O2水平;BA-j和ACBA-j均可提高对被激活的B/T淋巴细胞内的H2O2水平，ACBA-j比BA-j强1倍，对正常单核细胞无影响;CH-j对正常单核细胞和被激活的B/T淋巴细胞内的H2O2水平均无影响。采用MTT法来评价体外抗肿瘤细胞癌增殖活性。结果显示:BA-j，ACBA-j和CH-j的IC50分别为12.5 u M、11.36 u M和6.25μ M。结果表明:CH-j的体外抗肿瘤增殖活性比BA-j和ACBA-j强1倍。
　　综上所述，以间苯三酚，苯甲酰乙酸乙酯和哌啶醇为主要原料，设计全合成得到黄芩素和BA-j以及5种新Mannich碱衍生物。活性评价显示，其中CH-j作为候选化合物对实体瘤可能具有一定的应用前景。

目录

声明

摘要

引言

1 文献综述

1．1 细胞周期蛋白激酶

1．2 靶向细胞周期蛋白激酶抑制剂

1．2．1 广谱CDKs抵制剂

1．2．2 CDK2选择性抑制剂

1．2．3 CDK4／6抑制剂

1．2．4 CDK1抑制剂

1．3 细胞内H2O2的作用

1．4 黄芩中主要成分和药理活性

1．5 黄芩素的制备方法

1．5．1 提取法

1．5．2 全合成法

1．6 黄芩素的结构修饰

1．7 本文的主要研究内容

2 黄芩素的全合成

2．1 实验材料

2．1．1 药品与试剂

2．1．2 仪器

2．2 实验方法

2．2．1 三羟基苯乙酮一水合物

2．2．2 6-乙酰基-白杨素

2．2．3 黄芩素

2．3 检测方法

2．3．1 薄层色谱法

2．3．2 HPLC-UV含量测定

2．4 结果与讨论

2．4．1 三羟基苯乙酮一水合物

2．4．2 6-乙酰基-白杨素

2．4．3 黄芩素

2．5 小结

3 6-乙酰基-8-哌啶醇亚甲基-白杨素的合成与表征

3．1 实验材料

3．1．1 药品与试剂

3．1．2 仪器

3．2 实验方法

3．3 检测方法

3．3．1 聚酰胺薄层色谱法

3．3．2 HPLC-UV含量测定

3．4 结果与讨论

3．4．1 6-乙酰基-8-哌啶醇亚甲基-白杨素

3．4．2 甲磺酸黄芩素哌啶醇

3．5 小结

4 酰化黄芩素哌啶醇的制备和表征

4．1 实验材料

4．1．1 药品与试剂

4．1．2 仪器

4．2 实验方法

4．2．1 6-酰化黄芩素

4．2．2 6-酰化黄芩素Mannich碱衍生物

4．3 检测方法

4．3．1 硅胶薄层色谱法

4．3．2 HPLC-UV含量测定

4．4 结果与讨论

4．4．1 6-乙酰化-8-哌啶醇亚甲基-黄芩素

4．4．2 6-乙酰化-8-脯氨醇亚甲基-黄芩素

4．4．3 6-丁酰化-8-哌啶醇亚甲基-黄芩素

4．4．4 6-苯甲酰化-8-哌啶醇亚甲基-黄芩素

4．5 小结

5 生物活性评价

5．1 实验材料

5．1．1 实验动物

5．1．2 药品与试剂

5．1．3 仪器

5．2 实验方法

5．2．1 药物与探针等的配制

5．2．2 PF1检测细胞内H2O2试验

5．2．3 细胞系培养

5．2．4 肿瘤细胞和原代肝细胞

5．2．5 外周血单核细胞与被激活的淋巴细胞

5．2．6 酶联免疫检测仪荧光检测和呈像

5．3 结果与讨论

5．3．1 体外抗癌活性

5．3．2 活性氧探针检测细胞内ROS

5．4 小结

结论

参考文献

附图

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢