經Diels-Alder加成建立樺木酸D-E環(huán)甾體類似結構及生物活性的初步探索.pdf

1、樺木酸(betulinic acid)是美國北卡大學藥學院于上世紀九十年代末從桃金娘科植物中提取分離出的具有明顯的抗HIV-1活性(EC50=1.4μM,TI=13)的五環(huán)三萜類化合物,美國北卡大學藥學院在其結構基礎上對其3-位羥基進行不同酯結構修飾和生物活性觀察,發(fā)現(xiàn)衍生物PA-457的抗HIV-1活性(EC50<3.5×104μM,TI>20000)顯著提高。而同時Mayaux等人對樺木酸C-28位側鏈進行結構修飾合成了一系列酰胺衍

2、生物,其中IC9564對HIV-1抑制活性強,治療指數最佳(EC50=0.053μM,IC50>10μM)。
　　 該兩類樺木酸衍生物既不是HIV逆轉錄酶抑制劑也不是蛋白酶抑制劑的作用機制。C-3側鏈修飾衍生物可以特異地擾亂CA前體(p25)裂解成成熟的CA(p24),使得裝配完成的病毒顆粒缺損、無感染能力,即在病毒生命周期較晚期阻斷HIV-1的復制；而C-28側鏈修飾衍生物通過靶向HIV-1囊膜糖蛋白來抑制HIV-1囊膜介導的

3、膜融合,即在病毒生命周期較早階段發(fā)揮抗病毒融合的活性。目前樺木酸的來源主要依賴于植物提取或半合成,規(guī)模化生產的原料是目前需要解決的問題之一。
　　 本課題組在長期從事甾體及抗病毒(包括HIV-1)藥物研究中,首次發(fā)現(xiàn)一些簡單甾體化合物具有明顯的抑制HIV活性。因此本課題旨在以來源方便、易進行化學修飾的甾體骨架為母核,構建與樺木酸類三萜化合物相似的五環(huán)結構,并在相應活性位點(對應于樺木酸骨架的C-3,C-20和C-28)進行結構修

4、飾,研究甾體骨架化合物的抗HIV-1活性及其構效關系。
　　 本文以孕甾雙烯醇酮醋酸酯為原料,利用D環(huán)的α,β-不飽和羰基,將20-位羰基轉變?yōu)榱u基后進行消除或直接烯醇化構造二烯結構,然后與帶有羧基或酯基的親二烯體發(fā)生Diels-Alder環(huán)加成反應,成功構建了甾體的E環(huán)并引入游離羧基,并在3-位引入樺木酸結構中的藥效團3',3'-二甲基丁二酸酯結構,得到目標化合物。全文共合成化合物35個,其中21個未見文獻報道的新化合物。在合

5、成的12個目標化合物中,3個為甾體E環(huán)側鏈具有游離羧基的目標化合物,6個為3-位側鏈成3',3'-甲基丁二酸酯,3個為既具有E環(huán)側鏈游離羧基又在3-位側鏈成3',3'-二甲基丁二酸酯的目標化合物。
　　 對本論文中合成的部分化合物和目標化合物進行了HIV生物活性檢測。但由于HIV生物活性測定在國外進行,周期較長,因此目前手頭已獲得的活性數據十分有限,且多數為各個設計路線起始步驟的一些結構簡單的中間體,參考意義不大,具體構效分析需

6、獲得全部目標化合物的活性反饋后再進行討論和研究。同時對本論文合成的一些化合物進行了血管內皮生長因子的生物活性檢測,送檢的11個化合物均具有不同程度的抑制活性,尤其是化合物46(EC50=0.0472 mM,TI=18.51)和25(EC50=0.0121 mM,TI=10.03)活性和選擇性優(yōu)于陽性對照2-ME(EC50=0.4964 mM,TI=3.33)。該11個化合物在16、17及20位結構差異較大,但均具一定活性,顯示存在較大的

7、進一步修飾空間,同時也暗示與靶點可能存在多個結合點。因此,這對進一步的深入研究構效關系提供了一定的參考。
　　 本文在探索三條合成路線的合成研究工作中,對一些化合物和反應的化學行為進行了初步的研究和討論。
　　 a)通過改造甾體D環(huán)△16-α,β-不飽和羰基,完成一條成功構建與樺木酸類似的五環(huán)結構合成路線,同時在E環(huán)側鏈順利引入游離羧基,為E環(huán)C-20進一步進行取代基修飾奠定基礎。
　　 b)在甾體母核D環(huán)△16

8、-α,β-不飽和羰基的反應活性研究中發(fā)現(xiàn)C-18角甲基對20-位基團的反應產生較大的位阻影響。在利用甲基碘化鎂對△16-α,β-不飽和羰基的格氏加成及利用硼氫化鈉對其進行還原的反應中,由于C-18角甲基的影響使得相當數量的試劑從空間位阻相對較小的C-16進攻,而生成近半量的1,4-加成副產物；我們通過使用分子體積更小的試劑或活性更強的試劑解決了△16-α,β-不飽和羰基選擇性加成問題。
　　 c)本論文還分別摸索了兩種適用于甾體