WB852类似物的设计、合成及其抗癌作用机理和构效关系研究

摘要

对天然抗肿瘤萜类化合物进行系统的构效关系研究，发现α-亚甲基-Y-丁内酯或α-亚甲基环戊酮是绝大多数倍半萜类或二萜类化合物具有抗肿瘤活性的必需结构。计志忠教授等将这些天然结构简化，设计合成了以WB852为代表的近五百个2-取代胺甲基-5-取代亚甲基环戊(己)酮类化合物，这些化合物具有抗癌活性显著、毒性低、结构简单和易合成等特点。初步作用机理研究结果表明，WB852可经消除反应，生成α，B-不饱和酮结构；然后与还原型谷胱甘肽(GSH)结合，生成1，4-Micheal加成产物。WB852通过降低细胞内GSH浓度，抑制谷胱甘肽转移酶兀(GST<,兀>)的活性(IC<,so>为30Umol/L)，诱导细胞凋亡。 为深入研究2-取代胺甲基-5-取代亚甲基环戊(己)酮类化合物的抗癌作用机理，寻找新型肿瘤细胞凋亡诱导剂，本文在总结这类化合物的抗癌活性、构效关系的基础上，以WB852为先导化合物，对取代亚甲基、取代胺甲基、羰基部分进行系统的结构修饰和改造，设计和合成了三类共79个WB852类似物，其中有52个2-取代胺甲基-5(6)-取代亚甲基环戊(己)酮类化合物(Wl-1-w1-21，W2-1～w2-1～W2-11.W3-1～W3-5,W4-1～W4-15)，11个2-(取代)亚甲基-5-取代芳亚甲基环戊酮类化合物(J1-1～J1-9，J2-1～J2-2)，16个2一(E)一取代苯亚甲基-5(6)-取代胺甲基．1．取代苯基环戊(己)醇类化合物(L1-1～L1-16)。经IR、 H-NMR和MS等分析数据确证其中72个为未见文献报道的新化合物。在合成中间体中，有17个化合物未见文献报道，均经<’I>H-NMR证实。 首次将Eschenmoser’s salt用于2-胺甲基-5-取代亚甲基环戊酮类化合物的制备，简化了操作过程，避免了经典的Mannich反应常见的聚合、脱胺基化等副反应，大大提高了反应收率(由低于20％提高到接近60％)。通过控制反应温度，提高了反应的区域选择性，成功地制备了2-取代胺甲基-5-取代甲基环戊酮类化合物(W2-9～W2-10)。 总结了目标化合物的IR规律与EI／MS谱规律；根据含取代苯丙烯酸酯结构化合物(W4-1～W4-15)双键两氢原子间的偶合常数J=15．9Hz，判断双键上两氢原子为反式构型；利用<’1>H-<’1>HCOSY谱配合局部放大图，确定了化合物2-二苯甲基-5-二甲基胺甲基环戊酮盐酸盐(W2-9)、2-（E）-[4-[3-(4’-氯代苯基)丙烯酰氧基]]-苯亚甲基-5-二甲胺基甲基环戊酮盐酸盐(W4-4)的氢谱归属，为该类化合物的结构解析提供了依据。 采用可见分光光度法测定了GSH与六个不同浓度(0、10、20、40、50、160umol／L)的目标化合物的结合情况。结果显示： 2-取代胺甲基-5(6)-取代亚甲基环戊(己)酮类化合物(W类)与2-亚甲基-5-取代芳亚甲基环戊酮类化合物(J类)均能与磷酸盐缓冲液中的GSH 结合，降低 GSH 的浓度，这种减少呈浓度依赖方式。但是亚甲基被取代后的(2E，5E)-2,5-双取代亚甲基环戊酮类化合物(J2-1～J2-2)、结构中不含有2-取代胺甲基基团的α,β-不饱和环戊酮类化合物(M01～M19)及环戊(己)酮羰基被加成后所得的化合物(L1-1～L1-16)没有表现出与GSH的结合作用。 参照Habig的酶动力学方法，测定了部分化合物在30lμmol/L时细胞外对GSTπ活性的影响。结果表明：具有取代胺甲基结构的化合物(W类)与具有α-亚甲基环戊酮结构的化合物(J1类)均能不同程度地抑制GSTn的活性，其中化合物W2-1～W2-10对GSTπ的抑制作用强于WB852，抑制率在77％-98％；α-亚甲基被取代后的(2E 5E)-2,5-双取代亚甲基环戊酮类化合物(J2类)、结构中不含有2-取代胺甲基基团的α,β-不饱和环戊酮类化合物(M01～M19)及环戊(己)酮羰基被加成后所得的化合物(L1-1～L1-16)均不能抑制GSTπ的活性。 采用MTT法和台盼蓝染色两种方法进行了体外细胞毒活性筛选，所用肿瘤细胞株为人乳腺癌细胞T47D、MCF-7(GSTyπ无表达)、MCF-7/Adr(对多柔比星耐药的细胞株，GSTπ高表达)及人急性早幼粒白血病细胞HL-60；采用AO(acridine orange)和EB(ethidiumbromide)双染色法，测定了诱导HL-60细胞的凋亡活性。结果表明：2-取代亚甲基-5-取代胺甲基环戊酮类化合物（W类)的抗肿瘤活性与 WB852 相当； 1.0μg/mL浓度时W1类化合物诱导凋亡的作用与WB852相当，值得进行深入的研究。2-二芳基亚甲基-5-取代胺甲基环戊酮盐酸盐类化合物(W2类)对MCF-7与MCF-7/Adr两种细胞的IC<,50>值差别不大，可能与多柔比星无交叉耐药作用，可望发展成为一类新型的逆转肿瘤多药耐药的抗肿瘤药物。 GSH结合作用强的化合物，抗肿瘤作用也相当强，再次证实了此类化合物的抗肿瘤作用是它们与GSH或结构中含有巯基的酶结合所致，但是抗肿瘤作用与它们对GSTπ的抑制作用无直接关系。

目录

文摘

英文文摘

第一章研究背景和依据

第二章目标化合物的设计

第三章目标化合物的合成路线

第四章结果与讨论

第五章结论

第六章实验部分

参考文献

致谢

个人简历

附图1

附图2

附图3

攻读学位期间已发表的论文