（有机化学专业论文）偏端霉素类似物合成及其质谱裂解规律研究.pdf

郑州大掌硕士掌位论文 摘要 在研究识别d n a 分子片断的过程中，人们发现一些能够结合d n a 的小分子化合 物具有抗病毒，抗肿瘤，抗菌方面的活性，这些小分子能够与d n a 作用形成非共价 键，有的化合物能够破坏d n a 的骨架，这类化合物就包括偏端霉素类化合物。氮芥 在现代药理和临床应用研究中都表明具有明显的抗肿瘤作用，然而由于氮芥类药物 对正常的细胞也有较大的毒副作用，因此必须提高氮芥类药物的选择性才有希望在 临床上得到应用。研究发现氮芥与其他的母体药物或载体结合能降低其毒性，提高 其选择性，因此氮芥和其它的药物分子或基团相连日益成为人们寻找新抗肿瘤氮芥 类药物的一种新途径。 为了获得多聚酰胺氨基酸缀合物、氮芥多聚酰胺氨基酸缀合物、乙氧正丁氧 基磷酰化的n 甲基吡咯氨基酸缀合物，本课题组以n 甲基吡咯为母体两端分别连接 了氨基酸甲酯和氮芥苯氧基磷酰氯或者乙氧正丁氧基磷酰氯，总共合成了a o o i - 新化 合物。其中一些是偏端霉素的衍生物，会有一定的抗菌、抗肿瘤活性活性，而氮芥 也同样如此。本课题组希望能从这里面筛选出细胞毒性较小，又有抗肿瘤活性的化 合物。 本实验主要用到了d c c h o b t 偶合反应，c h l o r o f o r m 反应，p d - c 催化氢化反应， 该系列的合成反应条件温和，反应时间短，易于处理。同时，利用氢谱、碳谱、红 外光谱、电喷雾质谱、高分辨质谱及二维核磁共振谱等分析手段对化合物结构进行 了详细的表征，并从中总结出了一些规律，这对以后判别此类化合物提供了参考。 例如，利用电喷雾质谱可从化合物的断裂途径判断出各个基团的连接顺序。 关键词：氮芥d c c h o b t 偶合反应化合物的合成及表征 郑州大掌硕士掌位论文 a b s t r a c t m a n yr e s e a r c he f f o r t sh a v eb e e na i m e da tt a r g e t i n gs p e c i f i cs e q u e n c e si nd n a r e o r g a n i z a t i o nw i t ht h ei d e ao fd e s i g n i n gd r u g sf o ra n t i v i r a l ，a n t i t u m o ra n da n t i b a c t e r i a l a c t i v i t i e sb yp e o p l e s o m eo ft h e s em o l e c u l e sf o r mn o n c o v a l e n tc o m p l e x e sw i t hd n a w h i l eo t h e r sd n a - b i n d i n gc o m p o u n d sc a u s ec l e a v a g e si nt h ed n ab a c k b o n e ( s u c ha s d i s t a m y c i nd e r i v a t i v e s ) s o m er e s e a r c ht e s t i f i e dt h a tm u s t a r g e ni se f f e c t i v ei na n t i t u m o r a c t i v i t i e si nm o d e r np h a r m a c o d ya n dc l i n i c a la p p l i c a t i o n b u tn i t r o g e nm u s t a r dd r u g sh a v e v e r ym u c hd a m a g i n ge f f e c ti nn o r m a lc e l l s n o ww em u s ti m p r o v et h es e l e c t i v i t yo f m u s t a r g e nt og e tt h ea p p l i c a t i o ni nc l i n i c a l s o m ep e o p l ea l s of i n dt h a tt h ec o m b i n a t i o no f t h em u s t a r g e na n do t h e rd r u g sm a t r i x0 1 c a r r i e rr e d u c et h ec y t o t o x i ca n di m p r o v et h e s e l e c t i v i t y s ot h ec o m b i n a t i o no fn i t r o g e nm u s t a r da n do t h e rd r u g si san e ww a yi n f i n d i n ga n t i t u m o rc o m p o u n d s w ew a n tt od e s i g nt h e s ec o m p o u n d st og e tl e s sc y t o t o x i e d r u g s i nt h i sa r t i c l ew ed e s i g ns o m ec o m p o u n d sw h i c hc o n s i s to fp o l y a m i d ea n da m i n o a c i dm e t h y le s t e r s ，m u s t a r g e n - p o l y a m i d ea n da m i n oa c i dm e t h y le s t e r s w eu s en - m e t h y l p y r r o l ea sm o n o m e rt og e tt h ec o m b i n a t i o nc o m p o u n d s i nt h i sw a yw eh a v es y n t h e s i s e d t w e n t yn e wc o m p o u n d si n t o t a l b e c a u s eb o t hd i s t a m y c i nd e r i v a t i v e sa n dn i t r o g e n m u s t a r dh a v ea n f i t u m o ra c t i v i t i e s ，t h ec o m b i n a t i o no ft h e mm a yp r o d u c ea c t i v i t y c o m p o u n d s i nt h ep r o c e s so fs y n t h e s i s t h e r ea g ed c c h o b tc o u p l i n gr e a c t i o n , c l l l o f o f - o r m r e a c t i o n , h y d r o g e n a t i o nr e a c t i o nu s e dp d - c 勰c a t a l y s t s t h er e a c t i o nc o n d i t i o ni sm i l d t h er e a c t i o nt i m ei ss h o r ta n dt h ey i e l do f m a n yc o m p o u n d si sg o o d s o m ea n a l y s i st o o l s a n dm e t h o d sa l ev e r yn e c e s s a r yi nc h a r a c t e r i z a t i o no f s y n t h e t i cp r o d u c t s ，s u c ha s1 hn m r , ”cn m r , i n f r a r e ds p e c t r o s c o p y , e l e o t r o s p r a yi o n i z a t i o nm a s ss p e c t r o m e t e r ( e s i m s ) a n d t w o - d i m e n s i o n a ln u c l e a rm a g n e t i cr e s o n a n c es p e c t r a s o m ec o n c l u s i o n sc a nb eg e tf r o ma l o to f d a t a , t h e yc a nb eu s e da sr e f e r e n c e st oo t h e ra n a l o g u e s f o re x a m p l e , b a s e do nt h e s e c o n c l u s i o n si ti sv e r yc o n v e n i e n tt oe s t i m a t eh o wm a n yn - m e t l l y l p y r r o l er e s i d u e si no b e c o m p o u n dt h r o u g h1 h n m r o r d e ro fr e s i d u e sc o n n e c t i o nc a nb ei d e n t i f i e df r o me a e t u r e p a t h so f c o m p o u n d si ne l e e t r o s p r a yi o n i z a t i o nm a s ss p e c t r o m e t e r 郑州大学硕士掌位论文 k e y w o r d s ： n i t r o g e n m u s t a r d ，d c c h o b tc o u p l i n gr e a c t i o n , s y n t h e s i sa n d c h a r a c t e r i z a t i o no f c o m p o u n d s 郑州大掌硕士掌位论文 第一章前言 随着生命科学的飞速发展，对于核酸三维结构的认识及其遗传信息的研究，使 得人们得以从基因表达调控理论的角度，认识肿瘤细胞的生理及病理特征，设计和 筛选抗肿瘤药物。肿瘤细胞在某种情况下，表现出基因过度扩增，蛋白堆积，细胞 无限增殖的无序状态。这种无序状态是由它的基因及其在分子水平上的有序性所决 定的。癌基因表达基本上遵循中心法则：即由d n a 转录成r n a ，r n a 翻译成蛋白 质，受癌基因调控因子的调控，而且所有蛋白酶及其受体的生物合成都来于d n a 、 r n a 的编码和组装。以核酸为靶设计和筛选抗肿瘤药物，是在r n a 复制，r n a 转 录等各水平上对癌基因的表达进行阻断，对肿瘤进行有效抑制。 d n a 是许多抗肿瘤药的靶分子，抗肿瘤药通过嵌入、沟槽等方式与肿瘤细胞的 d n a 结合。使肿瘤细胞d n a 双螺旋链松弛，分开或者断裂，改变d n a 的模板性质， 阻止形成d n a 嘌呤与d n a 依赖型r n a 聚合酶。同时阻止了d n a 和r n a 的合成、 复制和转录。因此，抑制肿瘤细胞的分裂增生，最终使肿瘤细胞增殖停滞，或使肿 瘤细胞向正常细胞分化，或诱发肿瘤细胞发生编程性死亡，从而产生抗肿瘤作用【1 1 。 抗肿瘤药物根据作用机制不同主要分为：抗代谢药物、放射增敏剂、激素类药物、 免疫调节剂、纺锤体有丝分裂抑制剂( m i t o t i cs p i n d l ei n h i b i t o r ) 以及作用于d n a 的药 物。作用于d n a 的药物一般又分为烷化剂、嵌入剂和d n a 沟区结合剂 2 1 。d n a 双 螺旋的表面有两个凹下去的槽，一个大槽和一个小槽，分别称为大沟和小沟。大沟区 中有大量的氢键受体和供体，它们的亲和力决定了该区有较强的序列识别能力，它 们主要结合一些特异性蛋白【3 】。分子质量小1 0 0 0 的小分子，包括一些抗生素，主要 作用于小沟区，d n a 小沟区与蛋白质的作用是非特异性和可逆性的，它是小分子药 物的主要作用靶点。这是由于d n a 小沟区常常处于一种空穴状态，易受外界物质的 攻击；d n a 小沟区是a t 富集区，它易结合一些由眯唑或吡咯基团组成的“月牙” 形状的小分子物质，这些化合物中的芳环结构可自由扭转，匹配小沟区内的螺旋曲 线，取代沟区中的小分子水，并与碱基间以范德华力结合。小分子药物与d n a 作用主 要是与胸腺嘧啶基c - 2 位的羰基氧或腺嘌呤基n 3 位的氮原子形成氢键，虽然同样 的基团在g c 碱基对上也存在，但鸟嘌呤上的氨基对氢键的形成有空间位阻作用。 郑州大掌硕士学位论文 另外，l o w n 等【4 】提出细胞d n a 解旋酶的作用部位也是小沟区结合剂的结合部位。解 旋酶可将d n a 链酶化，再使双链解开，因此，解旋酶对于细胞d n a 复制、转录及修复 具有重要的意义。d n a 小沟区结合剂通过与d n a 结合，抑制r n a 的转录和d n a 的复制，表现出抗肿瘤和抗多种微生物的活性【5 】。目前，d n a 小沟区结合剂主要是对 一些经典的结合剂进行的结构改造。b m i c e 等总结了经典小沟区结合剂的结构特征， 认为它们的结构中常含有吡咯、咪唑或噻唑氨羰基基团，称之为l c x i t r o p s i n 分子。本 章对近年来d n a 小沟区结合剂的研究概况进行综述。 1 1双苯并咪唑类似物 1 1 1 h o e c h s t3 3 2 5 8 类似物 h o e e h s t 3 3 2 5 8 ( 4 ) 易于渗透进入哺乳动物细胞中。优先结合在d n a 的a t 富集区四 个或五个连续的a t 碱基对上。d a s s o n n e v i l l e 等1 6 i 开究了跨激活区域( t r a n s a c t i v a t i o n r e s p o n s er e g i o n t a r ) r n a 与h o e c h s t3 3 2 5 8 的结合作用。结果显示：天然r n a 嘧啶 凸出部分不仅对t a r 的结构稳定性非常重要而且对药物结合r n a 也是必要的。圆二 色谱显示：复合物中药物的双苯并咪唑部分垂直于r n a 的螺旋角。有意义的是：药 物对t a r 结合部位的识别可阻碍t a rr n a 与蛋白的结合，据此原理有可能设计出一 些理想的抗h i v 药物。化合物1 是4 的类似物，具有抑制解旋酶的活性，其抗肿瘤活性 由内源性还原剂n a d h 或n a d p h 导致的生物还原氧化反应调节。化合物2 ，3 是碘化的 化合物4 的修饰物。荧光光谱分析测定3 与胸腺d n a 结合的平衡常数( k a ) 为2 1 5 7 1 0 7 ( m o l l ) 1 。患l s l 7 4 t 肿瘤的无胸腺小鼠服用h o e c h s t3 3 3 4 2 ，4 h 后肿瘤吸收量为注 射剂量的3 1 0 4 1 0 ，肿瘤血液中的药物吸收量比为1 6 l 8 【”。 o 卑池 1 o 阜pi 一。m o 留 2 r i = ii t 尸e t 3r l = ir 2 = h 2 艄 仨n 郑州大掌硕士掌位论文 1 1 2 苯骈二氮杂卓( 廿卓) 毗咯苯骈二氮杂卓( p b d s ) 是一类从不同链霉菌中筛选出来的抗生素。它们能识 别和结合d n a 的特异性序列，具有抗肿瘤活性，可作为抗肿瘤药物、基因调节剂及 d n a 探针。安曲霉素( a n t h r a m y c i n4 ) 是p b d s 的典型化合物。p b d s 类似物通常是在 芳香a 环和吡咯c 环的数量、类型、取代基的位置及c 环上的c 2 与c 3 的饱和程度上 有所不同。b 环中的n 1 0 与c 1 1 以亚胺或甲醇胺甲醚形式存在，它是化合物烷化d n a 的亲电中心。许多小分子d n a 断裂剂都对a t 富集区具有序列特异性，然而目前临床 上使用的抗肿瘤药物如氮芥、丝裂霉素及一些嵌插剂的主要作用部位是g c 富集区 域。因此，开发g c 序列特异结合的断裂剂具有重要意义。t h u r s t o n 等报道了e d t a 部分与d c 8 1 结合的化合物5 ，它是第一个共价结合g c 序列的d n a 断裂剂，选择性地 结合5 - p u g p u 序列( p u - 嘌呤，g = 鸟嘌呤) 。( e d t a d c 8 0f e ”横跨4 5 碱基对，并在3 方向特异性断裂5 p u g p u 的邻近序列。 4 c o n h 2 o 1 2 l e x i t r o p s i n 结构类似物 1 2 1 偏端霉素及其类似物 5 1 9 6 2 年人们从链霉菌培养波【9 】中分离出三聚毗咯酰胺偏端霉素衍生物a 6 【s 】，研究发现它是一种天然的抗菌抗生素试剂，之后研究人员又通过液相【1 哪和固相 【“1 两种方法完成了它的全合成，并研究了它的抗菌抗病毒活性。最重要的是它对 d n a ( 单纯疱毒，带状疱疹，牛痘病毒等) 病毒有效，而对r n a 病毒无能为力。最 近，人们研究发现偏端霉素a 具有抗原生虫活性，特别是对恶性疟原生虫1 2 】彳艮敏感， 3 秽 舛 郑州大掌硕士掌位论文 效果持久。 偏端霉素a 的结构特征是具有寡聚酰胺框架并在尾部带一个脒基。这样通过氢 键，范德华力和静电的共同作用优先选择绑定d n a 凹槽的a t 碱基对【】3 1 。通过合成 不含n 端甲酰胺结构单元的三聚吡咯一偏端霉素a 的类似物，证明虽然不影响绑定 d n a 凹槽的a t 碱基对的性质，可是这种功能被减弱了f 1 3 , 1 4 。四聚的吡咯一偏端霉素 a 的类似物7 ，对l 1 2 1 0 白细胞系显示了比较低的细胞毒性，至少是偏端霉素a 2 0 倍的活性。研究还证明增加寡聚酰胺框架的吡咯环同时也能使得d n a 的a t 碱基对 的连续性增强。带五个毗咯环的偏端霉素a 的类似物8 可能是一种端粒酶抑制因子， 事实上这种化合物能够感应端粒酶抑制活性的剂量大小l l 研。 胁纣b 。 6 ( d i s t a m y c i n a ) n = 3 ；r = n h c h o ；i c = 5 2 1 6n g m l ；o d = 2 0 0m g k g ；t c = 113 7 n - 4 ；r = n h c h o ；1 c 5 旷2 8 5 n g m l 8n = 5 ：r = n h c h o l o w n 等人已经合成出一系列的含有两个对称的偏端霉素残基连接n - 羧酸的衍 生物，这些双偏端霉素衍生物显示出很明显的抗逆转录酶病毒活性，特别是在对 h u m a ni m m u n od e f i c i e n c yv i r u s ( h ) 的抑制作用相比偏端霉素效果更好1 1 6 j7 l 。 在已经合成的化合物中，经过对h i v - i 病毒复制抑制活性的测试，发现化合物9 ( 含有对苯二酰基) 产生了8 倍于偏端霉素a 的活性。 与之类似的化合物l o ，在对金黄色葡萄糖菌和肠道球菌产生了更强的抗菌活性。 在这些n 端取代基中异戊基和环丙基对产生活性的大小贡献最大【”】。另一种双偏端霉 素类化合物1 1 ( n s c6 5 1 0 1 6 ) ，选择性的抑制趋化因子受体。这种受体是h i v - i 进入 人体细胞的受体，化合物1 l 在对h i v 1 病毒感染的化疗和阻止h i v - i 病毒的传播方面 有很好的疗刘1 9 1 。 n 端连有异噻唑的三聚n 甲基吡咯酰胺( 1 2 系列化合物) ，具有良好的抗革兰氏 阳性菌活性，这种抗菌性能取决于这种化合物的碱性如何，碱性越小其活性就降低 2 0 1 。一系列的寡聚噻唑衍生物( 1 3 系列化合物，能够抑$ i l i - i l v - i 转录酶的转化活性， 相比偏端霉素a 的浓度要小的多【2 ”。 4 郑州大掌硕士掌位。沧文 h h 2 n v n h c l n h r 、r o h n 9n = 3 ，r l ：c h 3 r 弋卜 l on = 1 ，r l ：- c h 3 ，c h 2 c h 2 c h 3 ，3 甲基丁基，l t = 纣廊k 2 l 1 0 1 1 h n 、r 1 2r i = ( c h 2 ) n n ( c h 3 ) 2 n = 3 ，4 ，6 ；r 2 = ( c h 2 ) n n h 2 ，n = 3 ，4 ，5 r 3 h n ( h 2 c ) 5 0 c 1 3 n = 1 - 4 ；r 3 = h ，e d t a ；r 4 = n f i ( c h 2 ) 3 n ( c h 3 ) 2 1 2 1 1 一溴代丙烯酰胺偏端霉素衍生物 偏端霉素a 6 和四聚吡咯偏端霉素a 的类似物7 都已经作为d n a 序列选择不同亲 电部分的载体。化合物7 的末端现在开始被苯甲酰氮芥( b a m ) ，氮芥，卤代丙烯酰 胺等取代i 丝，2 3 1 。目前已经检测出偏端霉素a 6 和四聚吡咯一偏端霉素a 的类似物7 在体 外的细胞毒性和体内对l 1 2 1 0 鼠类白血病细胞的效能相比化合物1 5 都有增加。在这类 化合物中，活性最高的化合物1 6 ( p n u l 5 1 8 0 7 ) ，四聚吡咯含有a 一溴代丙烯酰基，其 5 郑州大掌硕士掌位论文 最大活性是偏端霉素a 的1 0 0 0 倍，但毒性是他莫司汀1 4 的5 倍。尽管1 6 能够像偏端霉 素和他莫司汀一样与a t 碱基对进行非共价键的相互作用，但是在体外分析中发现它 不能烷基化任何d n a 序列，推测a 一溴代丙烯酰偏端霉素衍生物是一种新型的不同于 d n a 直接烷基化机理的小沟绑定分子 2 4 , 2 s 。p r e c l i n i e a l 的研究表明p n u1 5 1 8 0 7 是一种 具有广谱活性且超越了他莫司汀。 胁器b 。 6 ( d i s t a m y c i n a ) i l = 3 ：r = n h c h o ； 1 4 i l = 3 ：r - - 4 - ( c i c h 2 c h 2 ) z n c 6 h 4 c o n h 1 5 n = ；4 ：r = 4 - ( c 1 c h 2 c h 2 ) 2 n c 6 1 h c o n h 1 6 n - - - 4 ；r = c h 2 = c b r c o n h 目前已经有人研究了偏端霉素衍生物的活性与结构之问的关系1 2 6 ，值得注意的 是a 溴和丙烯酰氯衍生物显示出了相当的细胞毒性，而a 一氟代丙烯酰胺衍生物则有 很大的活性，1 7 系列化合物是脒基被各种基团取代的产物，以a 一溴代丙烯酰脒基为 例，脒基或则碱基并不是产生体内体外活性的必然要求。而事实上脒基被取代且不 含碱基的p n u1 5 1 8 0 7 就是一个很好的证明【拥。 x 奋 o 1 ；j l r j n 1 7 n = 2 - 4 ；x = h ，f ，c i ，b r b - - c ( n h ) n h 2 ；c o q c n ) n h 2 ；c ( n r i ) n r 2 ；c ( n o h ) n h 2 ； c ( n n h 2 ) n h 2 ； n h c ( n h 悄h 2 ；c n r l ，r 2 ( c h 2 ) mm = 2 ，3 1 6 剃：x = b r ；b = c ( n h ) n h 2 h c i 1 8i f = 4 ；x 芦b r ；b = n h c ( n h ) n h 2 h a 在这一系列化合物中，最重要的是以a 一卤代丙烯酰类化合物，其中带有四个毗 咯环和鸟嘌呤的a 一溴代丙烯酰脒基偏端霉素衍生物1 8 ( b r o s t a l l i c i t hp n u - 1 6 6 1 9 6 ) ，在 体内和体外的活性测试中发现具有广谱的抗肿瘤活性。与比折来新，阿多来新，他 莫斯汀相比活性更高伫羽。目前推测1 6 _ 手4 1 1 8 活性转移机理，可能是分子量小以及缺少 强的碱基的a 一溴代丙烯酰脒基偏端霉素衍生物中，a 一溴代丙烯酰基的新陈代谢能 6 oh 悟 郑州大掌硕士掌位论文 力所致【2 9 】。 1 2 12 苯甲酸氮芥偏端霉素衍生物 衍生物1 4 被选为抗恶性肿瘤的替代药，因为它在人体异种移植和抗肿瘤活性都 有很重要的作用【3 0 】。尽管这样它的临床评估显示其具有很大的细胞毒性，这就影响 了为了达到治疗目的所用的剂量，因此它的临床二期研究中断了【3 ”。很明确的是 它的细胞毒性可以通过增加吡咯环的数目( 从三个到四个) 来得到改善【丝。孙。在随 后合成的化合物中，苯丁酸氮芥取代的苯甲酸氮芥1 9 ( m e n - 1 0 7 1 0 ) ，在体内的活性测 试中与他莫斯汀相比表现出更大的细胞毒性，较小的骨髓毒性。与他莫斯汀不同的 是它能形成与d n a 的双螺旋交联结构，诱导d n a 断裂 3 3 3 4 。 a 、 f c i n h 2 h c l b a r d o s 3 5 1 在烷基化试剂的化学和生物活性的研究发现在芳香氮芥中，反应的活性 被卤代离去基团所控制，用溴取代氯能增加抗肿瘤活性。因此p h a r m a c i aa n du p j o h n 决定用双( 2 卤乙基) 苯胺基团取代双( 2 氯乙基) 苯胺基团。它们的细胞毒性取决 于芥类的反应活性，如果x = o h ，f ，这些衍生物是没有活性的。2 0 和2 l 与1 4 相比它们 对l 1 2 1 0 细胞系的活性类似，但是2 0 和2 1 的体内抗白血病活性就高得多，而且细胞毒 性比1 4 少了4 - 7 0 倍。细胞毒性如此大的差异可能与在氮芥上邻苯取代基活性有关，推 测苯环能够进入d n a 的凹槽，在d n a 的嵌入方面发挥了作用【3 q 。 1 h n 饥 7 1 4r i = r 2 = h 2 0 r i = c h 3 ；r 2 = h 2 1r , = r 2 = c h 3 hh 除 郑州大掌硕士学位论文 h n 1 4r i = r 2 = h ：r o = c h 2 c h 2 c l 2 2r i = r 2 = h ；r o = h 2 3r i = r 2 = h ；r o = c h 2 c h 3 n h 2 h c i 苯乙烯基氮芥2 4 ( p n u 1 5 7 9 1 1 ) ，也可以作为他莫司汀的类似物对待，主要是因为 它的化学反应活性增加了，在体内外的活性测试中其潜力都好于他莫司汀。而乙基一 氯乙基的半氮芥化合物2 5 ( v r o 1 6 0 3 6 6 ) 显示了与有两个“手臂”的苯乙烯氮芥化合 物3 5 相同的细胞毒性。化合物2 4 和2 5 与他莫司汀相比其细胞毒性骨髓毒性的比率的 重要性都超过了他莫司汀。因此，在抗肿瘤和人类异体移植方面对它们进行更深入 更广泛的研究p 6 】。 o 2 4r i = r 2 = h ；r o - - - c h 2 c h 2 c i 2 5r i = r , z = h ；r o = c h 2 c h 3 h n 脒基被修饰的衍生物1 4 ，2 2 ，2 3 和2 4 以及2 6 ，2 7 系列化合物都很明显的提高了 生物活性，苯甲酰氮芥衍生物氰胺2 8 和n 甲基脒基类2 9 ，分别含有弱的和强的碱基， 表现出与他莫斯汀相同的毒性和生物活性，这些证据表明脒基的碱性结构与细胞毒 性之间缺少必然的关系。值得注意的是他莫司汀衍生物3 0 ( 非脒基类) 是丙酰胺基 被二甲基胺丙基取代的产物，显示了低的细胞毒性和对l 1 2 l o 细胞系的作用潜力p ”， 而且化合物3 0 和他莫司汀都显示对人类慢性白血病k 5 6 2 细胞的相同毒性i ”j 。 8 o a n h k f 郑州大掌硕士掌位论文 j n k 村l 。 1 4r o = c h 2 c h 2 c i ；b = c ( n h ) n h 2 h c l 2 8r o = c h 2 c h 2 c i ；i 扣c ( n c n ) n h 2 2 9r o = c h 2 c h 2 c i ；b = c ( n c c h 3 ) n h 2 3 0r o = c h 2 c h 2 c i ；b = c h 2 n ( c h 3 ) 2 h c l 2 3r o = c h 2 c h 3 ；b = c ( n h ) n h 2 h c i 3 1r o = c h 2 c h 3 ；b = c ( n c c h ；) n h 2 h c l 3 2r o = c h 2 c h 3 ；b = n h c ( n h ) n h 2 h c i 2 2 r o = h 3 3b = c 0 q c n ) n h 2 。h c l 3 4b = n h c ( n h ) n h 2 h c l 在苯甲酰氮芥被修饰成半氮芥类的化合物中，脒基的修饰也起到了积极作用， 像3 1 , 3 2 , 3 3 , 3 4 。总之，脒基或者碱基并不是偏端霉素氮芥类衍生物在体内或者体外的 活性所必需的。 1 2 1 3 他莫司汀杂环类似物 这类化合物是吡咯环被其它杂环取代的产物，最明显的是包括1 - 3 个s 或者n 杂原 予也就是噻唑，咪唑，吡唑等杂环。一些文献3 9 4 1 l 已经这些化合物的合成，抗肿瘤 活性。这些体系包括各种毗咯吡唑结合物，以及三聚毗唑的他莫司汀类似物。目的 是为了证明吡唑的数目、它们的位置和细胞毒性之间的关系i 4 2 。 在这系列衍生物中，化合物3 5 两个吡咯环被两个毗唑环取代，且末端带有脒基。 尽管它在对l 1 2 1 0 细胞系的毒性明显不如他莫司汀，但是在抗白血病活性方面显示了 超强能力( o d = 1 2 5m p , k g , t i c = 2 1 3f o r1 5 0v s o d = 6 2 5m g k g , t c o ：1 2 5f o r t a l l i m u s t i n e ) ，在这个化合物寡肽的框架里增加吡咯环的数目导致细胞毒性的增加。 事实上在化合物3 5 的末端吡咯环和苯甲酸氮芥之间引入一个吡咯环得到的化合物 3 6 ，与3 5 楣比细胞毒性增加1 0 倍，但是并没有增加它的抗白血病活性。与之相反的 是毗唑类似物3 7 ，显示了接近3 倍于3 5 的抗增殖活性【3 9 , 4 0 1 。 9 郑州大掌硕士掌位论文 三聚吡唑类似物3 7 ，显示了比他莫司汀少2 0 倍的细胞毒性( 1 3 2 5n g m lv s 5 0 3 n e c m l ) 以及更高的体内抗白血病活性( o d = = 1 2 5m g 傲& t c = 1 0 0v s o d = - 6 2 5m 舭吕 t c = 1 2 5 ) 。 一系列的吡咯吡唑他莫司汀类似物的抗白血病活性，严格的来说取决于吡咯和 吡唑环的位置。可以确定的是吡咯的位置在活性的产生作用中相当重要。事实上这 个含有苯甲酰氮芥相连杂环的基团在体内外活性的产生上是必不可少的。 c 。 o h 1 4 ( t a l l i m u s t i n 曲i l = 0 ：b = c = d c h 3 5n 0 ：d - - c h ：b = c = n 3 6n = l ：c - d = c h ：a b - n 3 7n = l ：c = c h ：a = b = d = - n 3 8n = o ：b = = d = n 3 9l f o ：b = c = c h ：d = - n o 3 8 x = c h ；y = n 3 9 x = y = n 4 0 x - 1 卢c h 在这些他莫司汀类似物中，吡咯环与b a m 相连的重要作用也被杂环被咪唑f 4 3 朋 和噻唑【4 1 1 取代的两个他莫司汀类似物的合成所证明，通过氢键的作用这两个化合物 能够识别d n a 的g c 片段。g c 片段中鸟嘌呤c 2 胺基的存在对配位结合g c 序列有立体 l o 弘 x o h ， y 。 、。 叶u 、j 郑州大掌硕士掌位论文 的阻碍作用，但是吡咯被咪唑和噻唑取代以后，这种立体的阻碍被转化成能量，对 氢键的形成提供了帮助。因此，一种一个或者多个吡咯被昧唑和噻唑取代的d n a 结 合分子被叫做“信息阅读”寡肽，在g c 片段的结合部位能够产生很强的配位能力。 另外，咪唑和噻唑他莫司汀类似物中，吡唑处于和吡咯相同的位置，与他莫司汀相 比缺乏明显的细胞毒性。还有，值得研究的是三聚咪唑他莫司汀类似物的细胞毒性 【4 4 1 ，与他莫司汀自身相比，它们都选择性的结合g c 片段的凹槽，而其细胞毒性减少 t t 4 5 1 。为了得到新的含有不同杂环的寡肽结构，l o w n 已经合成出两个杂毗咯味唑偏 端霉素类似物3 8 和3 9 1 4 6 。3 8 和3 9 对k b 癌细胞的细胞抑制活性大约比偏端霉素衍生 物4 0 少了1 0 - 3 0 倍。 根据最近的报导，在寡肽链相同的情况下烷基的不同也对细胞毒性有很明显的 影响。如取代基为苯甲酰氮芥的化合物4 l 与岱一溴代丙烯酰取代基的化合物4 2 相比， 在细胞毒性和抗白血病活性方面表现较好 4 7 1 。另外，b a r a l d i 课题组研究取代的双( 2 - 氯乙基) 苯胺化合物3 5 和取代的双( 2 溴乙基) 苯胺化合物4 3 ( p n u1 5 7 9 7 7 ) 1 4 8 1 。 在对l 1 2 1 0 鼠类肿瘤细胞系的体内外研究发现4 3 在细胞毒性方面大约是3 5 的4 0 倍。研 究结果表明在氮芥中( c h 2 c h 2 x ) 离去基团x 的性质对细胞毒性的影响作用巨大， 如3 5 和4 3 具有相同的寡肽框架，有良好离去基团的化合物化学反应活性增加，从而 使得体内外的生物活性也增加。 。 4 lx - 1 r h ；2 譬n ；r = 4 - ( c i c h 2 c h 2 ) 2 n c e h 4 c o n h 4 2x = y = c h ；弘n ；肛c h 2 = c b r c o n h 3 5x = y - 1 n ：z = c h ；r = 4 - ( o c h 2 c h 2 h n c d - h c o n h 4 3x = - y _ n ：z = c h ；r = 4 - ( b r c h z c h 2 ) 2 n c 6 , i - h c o n h 1 , 2 i 4 偏端霉素杂环类似物 b a r a l d i 课题组预先报导了甲酰基被带有两个不同烷化基团的吡咯2 羰基取代的 偏端霉素类似物，一个是苯甲酰氮芥基另一个是。一溴代丙烯酰取代基( 分别是化合 物1 5 ，1 6 ) ，这两个化合物对肿瘤细胞都有一定的细胞毒性，并且在体内都有抗肿瘤 。 h 。 郑州大掌司e 士掌位论文 活性。这些发现导致了人们去合成新的有潜力的d n a d 、沟结合分子，因此，含有n 甲基吡咯并连接烷基化结构单元的化合物1 5 ，1 6 被异咪唑或者噻唑环所取代l 棚。 在“4 7 这些四聚酰胺化合物中，只有带有咪唑苯甲酰氮芥基的化合物4 6 的细胞 毒性比较小，其他的都大大高于偏端霉素a 。在招同的多聚酰胺的框架下，带有不同 取代基基团对化合物的毒性有很大的影响，如带有a 一溴代丙烯酰取代基的化合物 4 5 ，4 7 的细胞毒性是带有苯甲酰氮芥基团的化合物4 4 ，4 6 的6 0 倍以上，带有a 一溴代 丙烯酰取代基的化合物4 5 ，4 7 的衍生物其潜力远远超出了他莫司汀。一般来讲，具 有四聚寡肽结构而n 端带有不同杂环的化合物，其抗增殖活性远大于带有噻唑和眯唑 环的化合物1 4 9 】。 1 5 x = y h ：r = 4 一 ( c i c h 2 c h 2 ) 2 n c 6 h 4 c o n h 1 6x = y = c h ：l bc h 2 = c b r c a n h 4 4 x = c h ；y = n ；r = 4 一 ( c i c h 2 c h 2 ) 2 n c 6 h 4 c o n h 4 5 x = c h ：y = n ：r = c h 2 = c b r c o n h 4 6x _ 】n ；y = c h ；r = 4 ( c i c h 2 c h 2 ) 2 n c 6 h 4 c o n h 4 7x = 0 q ：y = c h ：r = c h 2 = c b r c o n h n h z h c i 4 8a = n h ；b ；n ：x = 4 - ( c i c h 2 c h 2 ) 2 n c 6 1 - h c o n h 4 9a = n c h 3 ；b - - c h ；x = ( c i c i - 1 2 c h 2 ) 2 n 1 2 、州1hh k f 丌o x 火 hi 万忆 r h h n h 6 一 n h k f 。 郑州大掌硕士掌位论文 b r 飞 o o 阶纣b b 5 l x = c h ，n ；y = c h ，n ；2 譬n h ，n m e ，0 ，s r j = hr 2 = c h 3 ，r i = r 2 = c h 3 ，r l = c nr 2 = h x hy = nr i = hr e - - c h 35 2 x - - c hy = nr 尸c nr 2 = h 5 3 以下几个化合物有一个显著的特征，其体内抗鼠类白血病细胞系l 1 2 1 0 的活性相 当或者好与他莫司汀。在这些化合物中，氮芥或者a 一溴代丙烯酰取代基直接连接到 苯并杂环上的显示出良好的病毒活性，而带有苯甲酰氮芥的苯并杂环化合物的病毒 活性减少了，两4 8 就是这类化舍物。化合物4 9 ，5 一氮芥n 甲基吲哚的偏端霉素衍生 ， 物，与他莫司汀相比在体内显示了最好的抗白血病活性和更长的存活时间，已经被 进行更广泛的评估。这些新的衍生物更适合做小沟的绑定，可以用来提高多聚吡咯 骨架的稳定性。 通过含有岱一溴代丙烯酰噻唑，咪唑以及苯并杂环取代基的偏端霉素衍生物4 9 和 5 0 的合成，证明了脒基的一些修饰也可以起到积极的作用。一些这类化合物，能够 提高对鼠类白血病l 1 2 1 0 细胞系的抑制活性。另外一点，咪唑脒基的衍生物5 l 和5 2 在 抑制鼠类自血病l 1 2 1 0 细胞系方面表现不如化合物4 7 ，这可能与这种药物进入细胞的 能力有关。这些新合成的化合物显示了在高浓度条件下与d n a 良好的相互作用能力。 尽管含有a 一溴代丙烯酰基的5 0 和s 1 的作用机理还不清楚，我们可以假设这些化含物 的作用机理不同于直接d n a 的烷基化【s o j 。 1 2 2 其它l e x i t r o p s i n 结构类似物 1 2 2 1 l e x i t r o p s i n 甲酰亚氨基偶联物 g u p t a 等剐研究了化合物5 4 对d n a 的结合能力及序列选择性，结果显示：化合物 作用在d n a 大沟区的鸟嘌呤的n 一7 位，它对人类k b 鼻咽肿瘤细胞有毒性。化合物5 5 末 1 3 鼢 h n 郑州大掌硕士掌位论文 端含有一个二甲氨丙基，与d n a 结合的i c s o 值为2 0 0pt o o l l ，并显示出对拓扑异构酶 i 的抑制活性f 5 2 1 。 1 , 2 2 2 l e x i t r o p s i n 聚合体类 ；j 站。 h 胡一茗衢h n i n 陬 1 4 5 7 l i = 4 ：5 8 n = 5 ；5 9 n = 6 援渊 e 郑州大掌司e 士学位论文 化合物m e n l 0 7 1 0 ( 6 0 ) 中柔性亚甲基链的存在使得它与d n a 的结合方式与化 合物5 6 、美法兰( m e l p h a l a n ) 不同。已发现6 0 在低浓度时能与d n a 形成外部链的交 联，有效率是美法兰的2 0 0 多倍，化合物6 0 还能通过抑错f d n a 连接酶的活性诱导 d n a 结构的变化【5 5 】。 1 2 2 3 双纺锤霉素铂化类似物 * k n 删h 二 9 名 hi、 “t 飞i n ac l 夕飞夕少洲3 + m e l p h a l a n 铂双纺锤霉素( 6 1 ) 是一种d n a 序列特异性结合剂。圆二色谱研究和热力学性质 显示该化合物与多个a t - 聚体或含核酸序列5 - c c ( t a ) n c c - 3 d n a ( n ；4 , 5 ，6 ) 的 d n a 寡聚体形成两种类型的复合物：种是铂双偏端霉素以伸展的结构结合d n a 序列，且以一个化合物分子覆盖一个a t 碱基对的比例进行结合：另一种是化合物以 折叠式发夹结构结合d n a , 结合时化合物分子中肩并肩平行的肽部分进入d n a d 沟 区而达到饱和状态。铂化的双纺锤霉素结合d n a 的选择性强于单体纺锤霉素和单体 偏端霉素。但其亲和力要弱于这两个化合物。 叱啖 h 2 n 6 1 郑州大掌硕士掌位论文 1 2 2 4 双l e x i t r o p s i n 米托葸醌偶联物 化合物6 2 是米托葸醌的胺烃基部分分别连上一纺锤霉素残基部分，它对小鼠 l 1 2 1 0 白血病细胞和人类m c f 7 肿瘤细胞有细胞毒活性啪】。6 2 的细胞毒性低于米托 葸醌，但其细胞抑制生长率远远高于纺锤霉素。c d 光谱和电