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香鳞毛蕨为鳞毛蕨科鳞毛蕨属植物,分布于我国东北、华北各省,属民间用药,主要用于医治真菌感染的手足癣、体股癣等,疗效甚佳,不易复发。香鳞毛蕨中生物活性成分主要有间苯三酚类、萜类以及黄酮类等。现代药理学研究表明,香鳞毛蕨中所含的间苯三酚类衍生物种类繁多,具有较强的杀菌、抗病毒、抑制肿瘤和驱虫作用。迄今为止,从鳞毛蕨属植物中分离得到的间苯三酚类化合物有50多种,包括单环、双环、三环和四环类化合物,研究较多的是单环和双环类化合物,如单环类化合物绵马酚和伪绵马酚,双环类化合物黄绵马酸和白绵马素。目前关于香鳞毛蕨中间苯三酚类化合物的研究主要集中在提取分离、化学成分分析和生物活性,关于该类化合物全合成及其衍生化的研究较少。本项目建立并优化黄绵马酸和白绵马素类化合物的全合成路线,针对香鳞毛蕨中双环型间苯三酚类化合物进行全面结构分析,采用结构多样性导向合成策略,构建具有间苯三酚骨架的结构多样性类天然产物小分子化合物库,对合成的黄绵马酸和白绵马素类化合物进行抗肿瘤活性研究,同时探究全合成的黄绵马酸和白绵马素类化合物及中间体的抗菌能力,期望筛选出强活性且易合成的黄绵马酸和白绵马素类化合物。主要的研究内容及结果如下:（1）以间苯三酚为原料,羧酸为酰化剂,经酰基化反应得到2,4-二乙酰基间苯三酚衍生物,然后以碘甲烷作为烷化剂发生烷基化反应,再在硫酸作用下脱去一个酰基得绵马酸片段。间苯三酚与草酰氯在N,N-二甲基甲酰胺作用下发生Vilsmeier-HaacK反应在苯环上引入一个甲酰基,再用锌粉还原,接着以酰氯为酰化剂,在三氯化铝的催化下经Friedel-crafts酰基化反应得到2-甲基-4-丁酰基间苯三酚片段。绵马酸片段和2-甲基-4-丁酰基间苯三酚发生缩合反应得到黄绵马酸类化合物,两个黄绵马酸片段通过拼合得到白绵马素类化合物。最终设计并合成了20个双环型间苯三酚类化合物及24个中间体,包含3个天然黄绵马酸化合物和7个天然白绵马素化合物,并通过MS、1H-NMR和13C-NMR对所有的化合物进行结构表征。同时进一步探究合成绵马酸片段的反应条件对产率的影响,优化出较好的条件。当绵马酸片段合成过程的第一步反应优选100℃高温、第二步优选甲醇钠创造碱性条件、第三步用80%硫酸反应30～40 min时,产率明显提高。（2）采用MTT法探究合成的5个黄绵马酸和15个白绵马素化合物对肝癌细胞HepG2、非小细胞肺癌细胞A549和乳腺癌细胞MCF-7的体外抗癌细胞增殖活性以及代表性化合物对正常肝细胞L-02的细胞毒性。结果表明化合物2-（3-甲基丁酰基）-6-（3-丁酰基-2,4,6-三羟基-5-甲基苄基）-3,5-二羟基-4,4-二甲基环己烷-2,5-二烯酮对非小细胞肺癌A549细胞的增殖抑制活性(IC50=42.31μmol/L)优于阳性对照5-氟尿嘧啶(IC50=45.01μmol/L);化合物2-丁酰基-6-（3-丁酰基-2,4,6-三羟基-5-甲基苄基）-3,5-二羟基-4,4-二甲基环己烷-2,5-二烯酮对乳腺癌MCF-7细胞和肝癌HepG2细胞的增殖抑制活性均比阳性对照5-氟尿嘧啶更强,其IC50值分别为31.54μmol/L和59.35μmol/L。同时,这两个黄绵马酸化合物对人正常肝细胞L-02的细胞毒性均较弱,其IC50值均超过500μmol/L,具有一定的安全性。（3）采用K-B纸片扩散法筛选所合成的黄绵马酸和白绵马素化合物及其中间体对两种革兰阴性菌大肠杆菌和铜绿假单胞菌,四种革兰阳性菌耐甲氧西林金黄色葡萄球菌、白色葡萄球菌、金黄色葡萄球菌和枯草杆菌有无抗菌活性。结果表明化合物抗革兰阴性菌活性效果不明显,对革兰阳性菌呈现不同程度的抑制作用。这可能是由于酰基侧链的变化引起。2,4-二（3-甲基丁酰基）-2,4,6-三羟基苯对四种革兰阳性菌呈现最优的活性,药物敏感度均达到+++。采用微量肉汤稀释法测定黄绵马酸和白绵马素化合物及中间体对四种革兰阳性菌的最低抑菌浓度和最低杀菌浓度。2,4-二（3-甲基丁酰基）-2,4,6-三羟基苯对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌和金黄色葡萄球菌表现最优的活性,其最小抑菌浓度和最小杀菌浓度均为0.98μg/mL,活性优于或接近阳性对照万古霉素,且该化合物对白色葡萄球菌活性与阳性对照基本相当。（4）采用反向分子对接技术研究筛选的代表性化合物潜在的作用靶蛋白,进一步探索小分子配体与靶蛋白关键氨基酸残基之间的相互作用。结果表明配体可能通过调节Bcl-2蛋白家族在细胞凋亡中的作用发挥抗肿瘤作用,通过抑制革兰阳性菌特有的磷壁酸合成酶而产生抗菌作用。2-丁酰基-6-（3-丁酰基-2,4,6-三羟基-5-甲基苄基）-3,5-二羟基-4,4-二甲基环己烷-2,5-二烯酮与Bcl-xl蛋白主要通过氢键、范德华力、疏水作用力紧密地结合。氢键、π-π共轭、疏水作用力以及范德华力是2-（3-甲基丁酰基）-6-（3-丁酰基-2,4,6-三羟基-5-甲基苄基）-3,5-二羟基-4,4-二甲基环己烷-2,5-二烯酮和2,4-二（3-甲基丁酰基）-2,4,6-三羟基苯与靶蛋白结合的主要作用力。综上所述,本研究完成了黄绵马酸和白绵马素的全合成研究,并合成了5个黄绵马酸和15个白绵马素类化合物及24个中间体,并对合成化合物的抗肿瘤和抗菌活性进行了初步评价。结果表明,化合物2-丁酰基-6-（3-丁酰基-2,4,6-三羟基-5-甲基苄基）-3,5-二羟基-4,4-二甲基环己烷-2,5-二烯酮和2-（3-甲基丁酰基）-6-（3-丁酰基-2,4,6-三羟基-5-甲基苄基）-3,5-二羟基-4,4-二甲基环己烷-2,5-二烯酮可能分别与Bcl-xl、Mcl-1蛋白结合产生良好的抗肿瘤活性,2,4-二（3-甲基丁酰基）-2,4,6-三羟基苯可能作用于Ltas表现出显著的抗革兰阳性菌活性。