双吲哚化合物与石松生物碱Lycopodine的合成及抗癌活性评价

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当前癌症已成为严重威胁人类生命健康的主要疾病之一,因此分离并合成具有抗肿瘤活性的化合物已成为有机合成中的热门研究领域。对一些天然产物的骨架结构进行衍生化合成,是获得活性化合物的一种常用途径。另一种途径则是通过分离提纯自然界中的天然化合物获得,但是对于多数活性化合物来说,在自然界中的含量都及其稀少,因此需要通过化学合成来大量获得。含有双吲哚骨架结构的各类天然产物以及石松生物碱类天然产物大都具有潜在的抗肿瘤活性。基于此,本文围绕双吲哚类化合物以及天然产物石松生物碱Lycopodine的合成研究,发展了钯催化串联Heck/环化反应、钯催化串联C,N-偶联/环化反应、Diels-Alder/aza-Prins串联环化反应以及铑催化[3+2]/aza-Prins(Mannich)环化反应策略。并对部分化合物进行了抗肿瘤活性测试。具体结果如下:(1)发展了一种钯催化串联Heck/环化反应生成3,3’-双吲哚甲烷的方法学。该方法具有很好的官能团耐受性和可扩展性。共计完成了37个3,3’-双吲哚甲烷类化合物的合成。该方法所得的产物可经环化反应转化为更有价值的N,O-缩醛以及N,N-缩醛化合物。最后提出了可能的反应机理,并对反应机理进行了详细的解释。(2)发展了一种钯催化串联C,N-偶联/环化反应合成2,3’-双吲哚的方法学。底物具有很好的官能团耐受性。共计合成了37个2,3’-双吲哚类化合物,并且放大实验也可以获得较高的收率。该方法具有潜在的应用前景。最后对可能的反应机理做出了详细的解释。(3)首先提出了基于Diels-Alder/aza-Prins串联环化反应一步高效构筑石松生物碱Lycopodine骨架结构中BCD三环的策略,并期望以该BCD三环结构作为关键合成砌块,完成一系列Lycopodine型石松生物碱的全合成。在该策略中,由于存在芳构化问题,导致D环未能成功构筑。因此又提出了基于铑催化[3+2]/aza-Prins(Mannich)环化反应策略。在该策略中,我们成功构建出石松生物碱Lycopodine的ABC环系,后续D环的构筑工作正在进行中。(4)对合成的部分化合物进行了体外抗肿瘤活性初筛。发现化合物3-3av对多种肿瘤细胞均具有较好的抑制活性,其中对人急性早幼粒白血病细胞(HL60)的抑制活性最好(IC50=1.47μM)。目前进一步的抗肿瘤活性实验正在进行中。
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