辛弗林（synephrine）,是一种存在于芸香科柑橘属植物中的生物碱,其结构与肾上腺素及麻黄碱相似且具有类似的生物活性。辛弗林主要表现为肾上腺素α受体兴奋剂作用,对心脏β受体也有一定的兴奋作用,能促进血管收缩、提高心血输出量、升高血压、扩张支气管和气管;能促进新陈代谢、燃烧脂肪,从而具有减肥功效。中医临床上,辛弗林主要用于治疗支气管哮喘及低血压、虚脱、休克、体位性低血压,以及治疗食积不化、化痰除痞、胃下垂等病症;辛弗林注射液也用于抢救各种休克、心力衰竭病人以及治疗胃和十二指肠溃疡等病症;在中轻度抑郁症治疗、血糖调节等方面,辛弗林也取得了良好疗效。由于毒副作用,麻黄碱近年来受到一些国家禁用,但辛弗林副作用小且可用作麻黄碱的替代品,因此市场前景看好。受限于辛弗林的提取效率不高、反应位点复杂难控,目前对辛弗林的研究以化学合成方法、提取方法改进及其分析测试方面为主,对辛弗林衍生物的合成及生物活性研究较少,影响了辛弗林的发展前景。我国作为柑橘生产大国,每年产出的柑橘皮渣超过1000万吨,含有辛弗林5.5万吨以上,但绝大部分资源被浪费,因此研究开发以辛弗林为母核的衍生物及其生物活性,具有重要的理论意义和显著的经济价值。1.以辛弗林为母核的目标物的设计及理论计算本课题基于多靶点药物设计思想,以辛弗林为母核,通过偶联药效团法设计连接型多靶点药物。以实验室多年药物化学经验为背景,选用高活性药效团如含唑片段、磺酰胺基或上市药物氟喹诺酮（FQs）、双氢青蒿素（DHA）片段等作为连接片段,利用药物设计理论设计连接结构,对辛弗林母核结构进行合理衍生,获得本研究的分子结构类型。基于氨基、醇羟基和酚羟基的特性,在预实验的基础上,发现了在辛弗林反应位点高收率且高选择性引入活性片段的方法,进而设计了10类全新结构的辛弗林衍生物;通过物理参数计算,淘汰了部分目标分子,挑选出最终的目标分子。2.目标化合物的合成鉴于目标化合物的结构,设计了多条合成路线;以辛弗林为起始原料,从氨基开始衍生,然后利用醇羟基和酚羟基的差异,采用不同的合成条件和其它片段联结;或者以氨基修饰的辛弗林,与其它片段的中间体进行片段偶联。通过实验条件探索,结合柱层析和薄板层析,最终合成了10个系列、106个目标化合物;所合成的目标化合物结构经~1H NMR、13C NMR及HR MS确证。3.目标化合物生物活性的测试及结果辛弗林衍生物几乎没有,其生物活性难以预知。为了把握分子的可能活性,作者在目标分子中引入了唑环、二氢青蒿素、氟喹诺酮结构,因此优先进行目标分子的抗菌活性测试,选取了6株敏感致病菌株和真菌中的毕赤酵母菌。随后测定它们对耻垢分枝杆菌、两种类型的肿瘤细胞抑制活性来研究目标分子的抗结核能力及抗癌活性,进而考察杂合分子的多靶点性质。抗敏感菌株活性:挑选了6株分别属于革兰阳性菌和阴性菌的常见菌株进行活性测试。测试结果表明,目标化合物除对鲍曼不动杆菌抑制能力较弱外,对其他5株菌株表现出良好的抗菌活性。针对金黄色葡萄球菌,化合物TM8-1、TM8-3、TM8-4、TM9-15、TM9-17的MIC值达到了0.2μg/m L,活性强于抗菌上市药物万古霉素、头孢噻吩、氯霉素、氟苯尼考、洛美沙星、依诺沙星、环丙沙星、诺氟沙星;化合物TM2-6、TM4-3对大肠杆菌的MIC值分别为0.4μg/m L和0.8μg/m L,超越抗菌上市药物万古霉素、氨苄西林、氟苯尼考、氯霉素;针对其他3种菌株的最优MIC值为1.6μg/m L,与阳性对照还存在一定差距,表明此类分子对不同细菌具有一定的选择性。构效关系分析发现,化合物的抗菌活性既与活性片段结构相关,也与Linker的种类及长度有关。不同linker对抗菌活性的影响为:嘧啶linker>2-C linker>4-C linker。对比活性片段,含有FQs片段的分子的抗菌活性优于其他活性片段,其中加替沙星、克林沙星、沙拉沙星和环丙沙星片段对应的分子,抗菌活性更优。我们还发现辛弗林上的氨基保护基团对抗菌活性及抗菌广谱性也有影响,当无保护基团或为乙酰基时抗菌活性较优。这些结果首次表明,辛弗林衍生物具有抗细菌活性。抗耻垢分枝杆菌活性:该活性在西南大学生科院现代生物医药研究所完成。抗耻垢分枝杆菌活性测定结果表明,目标分子TM2-4为所测定分子中活性最强者,MIC值低至0.097μg/m L,强于所对照的12个上市药物。化合物TM2-1、TM2-5、TM4-1、TM4-3、TM4-4、TM8-4的MIC值均小于0.8μg/m L,具有进一步研究价值。分子构效关系分析发现,含有FQs片段的分子活性强于DHA、唑类和磺酰基片段,FQs片段中选用环丙沙星、克林沙星和加替沙星的化合物的活性相对更强;对于linker,柔性的脂肪链烃linker强于刚性的嘧啶环linker,分子量小且链更短的2-C linker强于4-C linker。本研究首次发现辛弗林衍生的某些分子显示很强的抗结核能力,具有进一步开发的潜力。抗真菌活性:目标化合物和部分中间体进行了抗毕赤酵母菌的活性测定。含唑片段或含FQs片段的分子基本在0.256 mg/m L浓度内表现出抗菌活性,大多数分子MIC值在0.064～0.256 mg/m L。虽然测试的化合物的抗真菌活性没有超过阳性对照药物氟康唑（MIC=0.032 mg/m L）,但在分子量大多增加的前提下,与氟康唑活性差距不大。此类分子仍具有进一步改构修饰的前景。本研究也首次发现辛弗林衍生物具有抗真菌活性。抗癌细胞活性:部分目标化合物和部分中间体在重庆文理学院新药创制中心进行了抗癌细胞的活性测定。结果表明,所测试分子对所测试的癌细胞没有表现出高活性。抗柑橘溃疡活性:部分化合物在西南大学柑橘研究所进行了柑橘胶孢炭疽菌、柑橘褐斑病菌和柑橘溃疡病菌活性测试。结果表明,所测试分子对柑橘胶孢炭疽菌菌株Co.3显示出一定的抑制活性,有4个目标化合物在4μg/m L浓度下的抑制率≥40%;化合物TM3-12和TM3-15对柑橘褐斑病菌菌株Al.6表现出接近阳性对照咪鲜胺的抑制活性。但所测化合物对柑橘溃疡病菌没有表现出高活性。本课题首创部分辛弗林衍生物的合成方法,合成得到10个系列、106个目标化合物,目标化合物全部为新化合物。测试浓度下,一些分子显示了非常好的抗细菌活性,某些分子的活性强于上市氟喹诺酮药物。多数分子对毕赤酵母菌显示一定的抑菌活性,但没有超越上市药物氟康唑。在抗耻垢分枝杆菌的测定中,含氟喹诺酮片段的分子表现出较高活性,其中一些分子的抑制活性远远强于抗结核一线药物利福平、异烟肼。目标分子对癌细胞抑制能力较弱,也表明此类分子具有选择性。所有合成的目标分子进行了物理参数计算,除分子量外,基本符合药物设计五原则。因此本研究所得高活性分子可以作为先导分子进一步研究。本课题是本研究室基于药物杂合思想将辛弗林活性片段和药效片段FQs、DHA、唑类及芳香磺酰胺进行分子杂合的初步尝试。活性测定显示,某些分子的活性强于单体分子,达到了药效片段协同增效的能力。因此,研究结果不仅发现了可以进一步研究的高活性分子,而且验证了分子的设计思想,拓宽了辛弗林衍生物的合成路线、新活性及其构效关系,为后续辛弗林衍生物的设计及研究奠定了良好基础。本课题设计分子的其它活性,还在研究中。