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研究目的:α-甲亚基内酯化合物普遍存在于各种天然产物中,且具有多种生物活性,在药物开发中具有重要的研究价值。本课题拟建立一种简单有效的合成方法,以二烯酸作为底物合成一系列具有活性的卤代α-甲亚基内酯化合物,并初步测试该系列化合物对野生型和突变型非小细胞肺癌细胞的细胞毒性。研究方法:以戊二烯酸及其衍生物为底物,分别经过氟代、氯代、溴代和碘代,合成系列不同卤代α-甲亚基-γ-丁内酯化合物;然后针对α-甲亚基内酯的结构,通过延长底物碳链长度,使用相同的合成路线合成六元以及七元环内酯;另外还通过变换底物中远离羰基双键上的取代基团合成具有两个手性中心及螺环结构的卤代内酯化合物;之后利用对所合成的α-甲亚基内酯化合物进行初步生物活性测定,评估系列化合物体外抑制野生型和突变型非小细胞肺癌细胞的活性作用;以α-甲亚基内酯化合物和谷胱甘肽反应模拟内酯化合物在人体的反应,并利用~1H-NMR探讨其反应机制。研究结果:1.以相应二烯酸为底物合成得到32个卤代α-甲亚基内酯化合物,除化合物7和16反应收率较低外,其他产物反应收率达70%～99%,其中2a～2k、(R)-3a、(S)-3a、4、5a、5b、6、7为α-甲亚基-γ-丁内酯,(R)-9a和(S)-9a为α-甲亚基-δ-戊内酯,11为七元环α-甲亚基内酯,13、15a、15b、16为具有两个手性中心的α-甲亚基-γ-丁内酯,18和20a～20c为螺环α-甲亚基-γ-丁内酯;2.体外活性研究结果表明,α-甲亚基-γ-丁内酯化合物2a～2j对非小细胞肺癌细胞H1975(突变型)和A431(野生型)有显著的抑制作用,构效关系发现当苯环上取代基为对位取代时具有更好的药效,而且当苯环上取代基为吸电子基时对肿瘤细胞的细胞毒性得到提高,而供电子基降低其毒性作用;3.溴代α-甲亚基-γ-丁内酯对非小细胞肺癌细胞抑制作用强于氟代和氯代α-甲亚基-γ-丁内酯,碘代α-甲亚基-γ-丁内酯有较强的细胞毒性效果,对突变型的药效是野生型的3倍;4.溴代α-甲亚基-γ-丁内酯药效均优于溴代α-甲亚基-δ-戊内酯和溴代七元环α-甲亚基内酯,七元环α-甲亚基内酯结构会引起药效下降;5.对具有两个手性中心的α-甲亚基-γ-丁内酯进行研究发现15a选择性作用于非小细胞肺癌细胞H1975(L858R/790M),具有较低的半数抑制浓度,而螺环α-甲亚基-γ-丁内酯20b和20c与阳性对照药物小白菊内酯作用相当;6.α-甲亚基-γ-丁内酯2h、5a、5b、15a对非小细胞肺癌细胞HCC827和A549均具有抑制作用,但选择性较低,对人正常肝细胞HL7702亦具有毒性作用,且对EGFR(L858R/T790)和EGFR(WT)半数抑制浓度较高;7.机理探究表明,GSH更容易与碘代α-甲亚基-γ-丁内酯5a的环外双键发生Michael加成反应,与结构上碘基团的S_N2反应较弱,提示碘基团反应性弱于α-甲亚基内酯母核。研究结论:本课题合成了一系列具有抑制非小细胞肺癌细胞作用的新型卤代α-甲亚基内酯化合物,以溴代α-甲亚基-γ-丁内酯抑制野生型和突变型非小细胞肺癌细胞药效较明显,内酯环4位手性中心和5位的苯环是抑制癌细胞活性的重要基团,其中15a能选择抑制双突变型非小细胞肺癌细胞;该系列化合物对非小细胞肺癌细胞HCC827和A549同样具有抑制作用,同时可抑制人正常肝细胞HL7702,选择性低,且对EGFR(L858R/T790)和EGFR(WT)两种EGFR的抑制效果差;机理研究结果提示该类化合物可能通过内酯结构上环外双键与体内含有巯基的亲核物质发生共价不可逆结合,对癌细胞产生抑制作用。