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本论文主要分为两部分:(1)天然产物ChlorohololidesA的全合成研究;(2)吡唑-5-羧酸酰胺类CDC25B抑制剂的构效关系研究。
(1)Chlorohololides A是乌药烷型倍半萜内酯二聚体,由中科院上海药物研究所岳建民等从金粟兰属植物中分离得到的。Chlorohololides A具有较强的钾离子通道阻滞作用,IC50值为10.9μM,是经典的阳性对照四乙基氯化铵的96倍。
我们首先用环戊烯酮做模板反应,尝试了Michael加成合成路线,以及Claisen重排合成路线都未获成功;通过Pd(dba)2催化的1,6-烯炔还原环化反应以近定量收率成功的得到甲基构型相反的关键中间体(±)117a、(±)117b;又经5步反应,利用分子内Heck反应关第二个环,得单体骨架化合物(±)126,然而Heck反应收率仅10%:经改进底物的分子内Heck反应、Heck串联反应、以及Heck反应底物衍生的RCM反应的尝试均未获成功。
从关键中间体(±)117a出发,尝试Pauson-Khand反应路线,虽然从两种途径分别得到PK反应前体,然而由于前体合成收率低的原因未获成功。
由关键中间体(±)117a出发,经7步高收率的反应得自由基关环前体化合物(±)203,再经SmI2诱导的自由基还原环化反应得第二个关环产物(±)204,再氧化、脱甲醇成内酯环成功获得了具有Chlorohololides A单体碳环骨架的化合物(±)206,进一步将呋喃酮结构还原得到含呋喃环化合物(±)208,以利于后期的末端甲烯化反应。
最后,通过对已有的烯炔环化反应非对映选择性研究的分析,对论文中1,6-烯炔环化反应的结果从反应机理角度给出了合理的解释。并利用[CpRu(MeCN)3]PF6催化剂改变该反应的非对映选择性进行了初步的尝试。
(2)CDC25蛋白酪氨酸酯酶属于高保守的双位点磷酸酯酶,它是细胞周期中的重要调节蛋白,由于它的高表达与癌症存在千丝万缕的联系,所以现在CDC25已经被认为是一个新的具有很好潜力的抗肿瘤药物靶点。
通过以CDC25B作为筛选靶点,对化合物库的高通量筛选,我们得到阳性化合物D1(Hit),对CDC25B有一定的抑制活性(IC50=31μM),陈海军博士合成并确定了该化合物的结构,建立了其合成方法学。然后我们主要利用这一合成方法学对该化合物进行了结构改造。
首先,对左侧苯环区改造,发现对活性没有好的影响;进一步改造右侧羰基取代时发现,该部分结构变化对活性影响很大,特别是引入长饱和烷基链时,活性明显提高,对17个碳长链的化合物进行了拓展研究,得到活性提高100多倍的化合物D38;打开酰亚胺环,并在芳环上引入羧基,找到了活性最好的化合物D54(IC50=0.12μM),活性比阳性化合物D1提高了近300倍。
最后,根据80多个化合物的活性结果,总结了该类化合物的构效关系,为进一步改造提供思路,为深入研究建立重要基础。