EGFR酪氨酸激酶抑制剂的设计、合成和生物活性筛选以及吡咯类化合物的合成研究

摘要

肺癌是我国发病率和死亡率最高的恶性肿瘤。其中非小细胞肺癌约占所有肺癌的85％，约75％的患者发现时已处于中晚期，5年生存率很低。而对于晚期非小细胞肺癌患者来说，靶向治疗是临床上一种理想的治疗方式。表皮生长因子受体(EGFR)是目前治疗非小细胞肺癌的一个重要靶点。
　　以EGFR作为靶点的药物主要分为两类，一类是单克隆抗体药物，另一类是小分子激酶抑制剂。目前为止，已有多个小分子激酶抑制剂上市应用于临床治疗。其中可逆性抑制剂（吉非替尼等）在治疗非小细胞肺癌时，大部分患者会出现耐药问题，T790M突变是其获得性耐药的主要原因。而不可逆抑制剂（奥希替尼等）可以与靶标蛋白形成稳定共价键，进而提高药物亲和力。这类抑制剂的出现为克服吉非替尼耐药提供了新的药物设计思路。
　　本文基于对嘧啶类EGFR激酶抑制剂和突变EGFR蛋白结晶复合物的构效关系分析，设计合成了53个化合物。化合物主要分为二类:一类是以嘧啶类抑制剂为结构基础，于其丙烯酰胺双键上引入不同的取代基团（如卤素，三氟甲基以及苯基），试图通过改变Michael受体的加成性质进而提高化合物活性和安全性的化合物（系列12、17和21）;另一类是连有丙烯酰胺片段的咪唑并吡啶类化合物（系列32和43）。所有合成化合物均通过氢谱、HPLC-HRMS以及熔点检测表征。
　　所有化合物均进行了体外细胞抗增殖抑制活性评价。结果表明，12，17和21系列中大部分双键上引入氟原子或氯原子的化合物对EGFRWT高表达的人表皮癌细胞株A431和Gefitinib耐药的人非小细胞肺癌细胞株H1975（EGFRL858R/T790M）有较好的增殖抑制活性。选取细胞抑制活性较好的10个化合物进行体外激酶抑制活性评价。结果显示，无论是对双突变EGFRL858R/T790M激酶或是野生型EGFRWT激酶，双键上引入氯原子的化合物较引入氟原子的化合物都表现出更好的抑制活性。进一步选取氯代化合物121和氟代化合物12j进行小鼠体内药效评价，这两个化合物都没有表现出明显的抑制肿瘤生长效果。同时在小鼠肝S9代谢稳定性评价中发现双键引入氯原子的化合物代谢稳定性不佳，这佐证了化合物121在动物体内药效不佳的原因。而化合物12j可能是由于其激酶活性一般影响了化合物对小鼠体内肿瘤的抑制效果。
　　而在32和43系列化合物的细胞活性评价中我们发现了苗头化合物43a和38c，这两个化合物对H1975和A431细胞株的抑制活性与阳性药CO1686和WZ4002接近，同时他们具有对EGFRL858R/T790M突变细胞株H1975良好的选择性。目前对这两个化合物后续的活性评价仍在继续。
　　除了EGFR抑制剂外，本论文还开发了一种N-取代-2-氨基-3-氰基吡咯的合成方法。该类毗咯是多种药物合成的中间体并且具有较强的应用价值。该方法是以硝基环氧化物，苯胺以及丙二腈为合成子反应生成相应吡咯的。该反应的特点为原料合成简单，反应步骤少，操作简单以及反应条件温和。

目录

声明

致谢

摘要

缩写、符号清单、术语

第一部分 EGFR及其酪氨酸激酶抑制剂的研究进展

第一章 EGFR酪氨酸激酶

第一节 EGFR酪氨酸激酶的结构研究

第二节 EGFR酪氨酸激酶的活化机制及信号转导通路

第二章 以EGFR为靶点的药物研究进展

第一节 单克隆抗体抑制剂

第二节 小分子激酶抑制荆

第三节 EGFR抑制剂的耐药机理

第三章 小结与展望

参考文献

第二部分 含丙烯酰胺双键修饰的嘧啶类EGFR激酶抑制剂的设计、合成及活性研究

第一章 含丙烯酰胺双键修饰的嘧啶类EGFR抑制剂的设计

第一节 含丙烯硫胺双键修饰的嘧嚏类抑制荆的设计背景

第二节 含丙烯酰胺双键修饰的嘧嚏类抑制荆的设计

第二章 含丙烯酰胺双键修饰的嘧啶类EGFR抑制剂的合成以及体外生物活性评价

第一节 含丙烯酰胺双键修饰的嘧啶类EGFR抑制剂的合成

第二节 含丙烯酰胺双键修饰的嘧啶类EGFR抑制剂的细胞抑制活性评价

第三节 含丙烯酰胺双键修饰的嘧啶类EGFR抑制剂的激酶抑制活性评价

第三章 含丙烯酰胺双键修饰的嘧啶类EGFR抑制剂的动物体内生物活性评价

第一节 化合物对A431皮下异种移植小鼠肿瘤模型体内药效学研究

第二节 化合物对NCI-H1975皮下异种移植小鼠肿瘤模型体内药效学研究

第四章 化合物小鼠肝S9中代谢稳定性评价

第五章 实验部分

第一节 相关化合物的具体合成步骤及谱图数据

第二节 生物活性测试和评价操作方案

参考文献

第三部分 咪唑并吡啶类EGFR酪氨酸激酶抑制剂的设计、合成及活性评价

第一章 咪唑并吡啶类EGFR抑制剂的设计

第一节 第三代EGFR抑制剂的结构

第二节 咪唑并吡啶类EGFR抑制剂的设计

第二章 咪唑并吡啶类EGFR抑制剂的合成以及生物活性评价

第一节 咪唑并吡啶类EGFR抑制剂的合成

第二节 咪唑并吡啶类EGFR抑制剂的生物活性评价

第三节 小结与展望

第三章 实验部分

第一节 相关化合物的具体合成步骤及谱图数据

第二节 生物活性测试和评价操作方案

参考文献

第四部分 N-取代2-氨基-3-氰基吡咯的合成

第一章 前言

第二章 2-氨基-3-氰基吡咯的合成方法

第一节 2-氨基-3-氰基吡咯的合成方法比较

第二节 原料硝基环氧化合物的合成

第三节 反应条件优化

第四节 底物适用性考察

第五节 反应机理的推测

第三章 实验部分

参考文献

附录

作者简历