（有机化学专业论文）鬼臼毒素衍生物的合成及抗肿瘤活性研究.pdf

浙江大学博上学位论文 摘要 鬼臼毒素及其衍生物具有显著的抗肿瘤活性，其中的e t o p s i d e ( v p 1 6 ) 和 t e n i p o s i d e ( v m 2 6 ) 等己成为口前临床上首选的抗癌药物。然而，这类化合物还 存在毒副作用大、水溶性低等缺点。本文在分析了鬼臼毒素类化合物的构效关系 的基础上，设计合成了一一系列新的衍生物，用i r 、m s 、h n m r 和元素分析等 确证了它们的结构，并对这些新化合物进行了抗肿瘤活性的体外筛选。 ( 1 ) 合成了1 2 个新的鬼臼毒素、4 去甲鬼臼毒素及4 一磷酸酯基鬼臼毒素的 羧酸酯衍生物，并进行了抗人鼻咽癌细胞k b 和人慢性髓源白血病细胞k 5 6 2 的 体外药理筛选。结果表明，该类化合物的抗肿瘤活性明显低于v p 一1 6 。 ( 2 ) 合成了2 1 个新的4 b 酰胺基4 一脱氧表鬼臼毒素和2 1 个新的4 d 一酰胺基一4 一 脱氧4 去甲表鬼臼毒素，进行了抗小鼠白n 病细胞p 3 8 8 、人肺腺癌细胞s p c 、 小鼠黑色素癌细胞b 1 6 、人结肠癌细胞m 7 6 0 9 、人卵巢癌细胞s k o v - 3 、胃癌 细胞s b c 7 9 0 1 、人鼻咽癌k b 细胞和人慢性髓源白血病k 5 6 2 细胞的体外抗肿瘤 活性筛选。药理试验表明，该类化合物对p 3 8 8 、k 5 6 2 和k b 细胞有明显的抑制 作川，对b 1 6 、s p c 细胞和胃癌细胞s b c 一7 9 0 1 有效，但作用强度低于临床上使 j 1j 的v p 一1 6 。 ( 3 ) 在微波促进的无溶剂条件下，由4 p 叠氮鬼臼毒素与炔烃反应，合成了8 个含有1 ，2 ，3 - 三氮唑的鬼臼毒素衍生物及其异构体。考察了不同辐射功率( 即不 同反应温度) 与反应时问及反应物不同比例之间组合时的反应情况。该反应产率 高，副产物少，反应时问短，是原子经济性反应。还研究了水相中叠氮化合物与 炔烃的反应，与微波反应得出的结果类似。对所合成的新化合物进行了人鼻咽癌 细胞k b 、人慢性髓源白血病细胞k 5 6 2 和胃癌细胞s b c 7 9 0 1 的体外药理筛选。 结果发现，该类化合物对上述细胞瘤株都有一定抑制作用，但明显低于v p 一1 6 。 ( 4 ) 以柔红霉素糖( 即道诺胺) 和鬼臼毒素为起始原料，经6 步反应，立体 选择性地合成了鬼臼毒素的4 糖苷衍生物，用hn m r 、”c n m r 、d e p t 、h h 苎o ! 晰猎、导肺问麓 匀垒文公布 浙江大学博i 学位论文 c o s y 、c hc o s y 和h r m s 等确定了这个新糖苷化合物的结构。 f 5 ) 甫次培养了鬼臼毒素酮的单晶，利用x 一衍射测定了其晶体结构。发现在 该晶体i l 1 ，存在二三种非经典的分子问氢键，使鬼臼毒素酮分子形成线形的超分子 结构。这一发现不仅为利_ l 二| j 计算机辅助设计鬼臼类药物提供了实验依据，而且丰 富了氢键理论和超分子化学的内容。 关键词：鬼臼毒素，1 ，2 ，3 - 三氮唑，糖苷，单晶结构，抗肿瘤，合成 i i 浙江大学懈1 学位论文 a b s t r a c t p o d o p h y l l o t o x i na n di t sd e r i v a t i v e sp o s s e s sa n t i m m o u ra c t i v i t y , s o m eo fw h i c h ， s u c ha se t o p o s i d e ( v p 一1 6 ) a n dt e n i p o s i d e ( v l v l 2 6 ) h a v eb e e nu s e da sa n t i c a n e e r d r u g sf o rc l i n i c a lc h e m o t h e r a p y h o w e v e r , t h e i r l o ww a t e r s o l u b i l i t ya n dh i g ht o x i c i t y p r o m o t e dp e o p l et os e a r c hf o rn e w d e r i v a t i v e so f p o d o p h y l l o t o x i nw i t hp o t e n ta c t i v i t y , l o wt o x i c i t ya n ds u i t a b l ew a t e rs o l u b i l i t y b a s e do nt h es t r u c t u r e a c t i v i t yr e l a t i o n s h i p s o fp o d o p h y l l o t o x i n s ，as e r i e so fd e r i v a t i v e so fp o d o p h y l l o t o x i nw e r e p r e p a r e d ， s t r u c t u r a l l yc o n f i r m e db ym s ，n m r ，i rs p e c t r aa sw e l la se l e m e n t a la n a l y s i s ，a n d e v a l u a t e df o rm e i ra n t i t u m o ra c t i v i t i e si nv i t r o ， ( 1 ) t w e l v e4 p e s t e rd e r i v a t i v e sw e r es y n t h e s i z e da n dt e s t e df o rt h e i ra n t i c a n c e r a c t i v i t ya g a i n s th u m a n k bc e l la n dk - 5 6 2c e l li nv i t r o p r e l i m i n a r yp h a r m a c o l o g i c a l t e s t ss h o w e d t h a t 也e ye x h i b i t e dl e s si n h i b i t o r ya c t i v i t yt h a nt h ec l i n i c a lv p - 1 6 ( 2 ) t w e n t y o n e4 p c i n n a n a y l a m i d o 一4 - d e o x y e p i p o d o p h y l l o t o x i n sa n dt w e n t y o n e 4 b c i n n a m y l a m i d o - 4 一d e o x y 一4 一d e m e t h y l e p i p o d o p l h y l l o t o x i n s w e r e p r e p a r e d a n d t e s t e df o rt h e i ra c t i v i t ya g a i n s tm o u s el e u k e m i ap 3 8 8 ，s p c ，m 7 6 0 9 ，s k o v - 3 ，h u m a n k bc e l l ，k 一5 6 2c e l la n ds g c 一7 9 0 1 i tw a sf o t m dt h a tt h e s ec o m p o u n d se x h i b i t e d s i g n i f i c a n ta n t i t u m o r ea c f i v i t y ( 3 ) e i g h tn e w1 ，4 - d i s u b s t i t u t e d1 , 2 ，3 一t f i a z o l p o d o p h y l l o t o x i n a n dt h e i ri s o m e r s w e r es y n t h e s i z e db ym i c r o w a v e - p r o m o t e d1 ，3 - d i p o l a rc y c l o a d d i t i o no fa l k y n e sa n d 4 1 3 一a z i d o p o d o p h y l l o t o x i nu n d e rs o l v e n t f l e ec o n d i t i o n s t h er e a c t i o ni nw a t e rm e d i a w a sa l s or e s e a r c h e da n dr e g i o n a li s o m e r sw e r eo b t a i n e dt o o t h ei nv i t r oa n t i t u m o r a c t i v i t yo f t h e s ec o m p o u n d sa g a i n s th u m a nk bc e l l ，k - 5 6 2c e l la n ds g c 一7 9 0 1w a s t e s t e d t h er e s u l t ss h o w e dt h a ta l lc o m p o u n d sw e r ei n a c t i v et ok bc e l la n dk - 5 6 2 ( 4 ) d a n n o s a m i n e ，t h eg l y c o s i d er e s i d u eo fd a u n o m b i c i n ，a n dp o d o p h y l l o t o x i n w e r eu s e da ss t a r t i n gm a t e r i a lf o rt h es t e r e o s e l e c t i v es y n t h e s i so fp o d o p h y l l o t o x i n g l y c o s i d ed e r i v a t i v eb y6s t e p s t h es t m c t a r eo f t h i sn o v e lg l y c o s i d ew a sc o n f i r m e d b y 1 hn m r , 1 3 c n m r ，d e p t , h hc o s y , c hc o s y a n dh r m s a n a l y s i s ( 5 ) t h es i n g l ec r y s t a l o fp o d o p h y l l o t o x o n ea sa ni m p o r t a n ti n t e r m e d i a t eo f p o t e n t i a la n t i t m n o u ra g e n t sw a s o b t a i n e d 1 t sc r y s t a ls t r u c t u r ew a sc o n f i r m e d b yx - r a y i i i 塑至奎堂堕! ：兰些笙= ：j ；： 一 d i f f r a c t i o n t h et o r s i o na n g l e o ft h ey - l a c t o n ew a sd e t e r m i n e d as u p r a m o l e c u l a r c h a i nc o n t a i n i n gt h r e en o n c l a s s i c a lh y d r o g e n b o n d sw a sf o u n di nt h ec r y s t a ls t r u c t n r e t h i sr e s u i tn o to n l yp r o v i d e sas t r o n g f o u n d a t i o nf o rt h ec o m p u t e ra s s i s t e dd r u g d e s i g n ，b u ta l s oe n r i c h e s t h e h y d r o g e nb o n gt h e o r y o n o r g a n i cc h e m i s t r y k e y w o r d s ：p o d o p h y l l o t o x i n ，l ，2 ，4 一t r i a z o l e ，g l y c o s i d e ，a n t i t u m o u r , s y n t h e s i s ，s i n g l 。 c r y s m l 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表 或撰写过的研究成果，也不包含为获得逝姿盘茎或其他教育机构的学位或证书而使 用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说 明并表示谢意。 学位论文作者签名：蕤建峰签字日期：删i 年牛月；堋 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解逝姿盘星有关保留、使用学位论文的规定，有权保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授 权盘姿盘茎可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影 印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名 云乏建嵴 签字日期：一3 年毕月2 - 0 日 学位论文作者毕业后去向 工作单位： 通讯地址： 导师签名 曼舌广 签字日期：纠年尹月2 p 日 电话： 邮编： 浙江大学博士学位论文 第1 章文献综述 鬼臼类植物是一类具有生物活性，且有漫长应用历史的药用植物。早在2 0 0 0 多年前，古代中国就有用鬼臼的提取液治疗恶性肿瘤 “。鬼臼的提取液还被j 4 泛 用作缓泻、利胆剂、治疗蛇毒、牛皮癣、淋病等的有效药剂【2 l 。1 9 4 2 年，c h a p l a i n s 局部应用鬼臼毒素( 1 1 ) 油治疗尖锐湿疣，获得了满意的效果口】。直到目前为止， 鬼臼毒素还是治疗尖锐湿疣最有效的药剂，主要有鬼臼毒素的乙醇溶液和鬼臼毒 素膏两种药剂形式 4 】。由于鬼臼毒素的醇溶液不稳定，在治疗剂量上很难把握， 加之鬼臼毒素的毒性太大，在1 9 4 0 1 9 6 0 年间，鬼臼毒素作为抗肿瘤药物，在 使用上受到很大的限制。t 9 4 7 年后证实了鬼臼毒素对动物癌细胞的破坏作用， 引起了人们对此进行广泛的医学、生物学和化学研究。5 0 年代开始，国外很多 研究机构( 包括国家癌症治疗中心) 开始对鬼臼毒素进行了很多结构改造工作， 以期得到毒副作用小，但能保留鬼臼毒素的抗肿瘤活性的化合物。s a n d o z 制药 公司的研究者分别在1 9 6 6 和1 9 6 7 年成功的合成了依托泊甙( e t o p o s i d e ，v p - 1 6 ， 1 2 ) 和替尼泊代( t e n i p o s i d e ，v m - 2 6 ，1 3 ) 。这两个化合物被证明对a m l ( a c u t e m y e l o i dl e u k a e m i a ) 、霍吉金氏病、菲霍吉金氏淋巴瘤、肺癌( 包括小细胞和非小 细胞肺癌) 、胃癌、乳腺癌、卵巢癌有效口 。v p - 1 6 在1 9 8 3 年通过f d a 的审批， 成为目前临床使用较多的抗肿瘤药之一。但该药仍存在水溶性差、毒副作用较大、 治疗效果不太好等缺点。现在，人们正在努力探索，期望找到治疗效果更好，毒 副作用更小的鬼臼毒素类抗癌药物。 c 卜b o o g i l a 1 1 o o e h 3 r 0 两。 c h 3 0 上、专八o c h 3 1 2 r ；- c h 3 伯阽。 掣撕 浙江大学博士学位沦文 1 1 鬼臼毒素类衍生物的抗癌机制 鬼臼毒素类化合物的细胞毒性的作用机制： 三要有两种1 6 ，7 】：( 1 ) 抑制微管组 装；f 2 1 抑制拓扑异构酶i i 的活性，从而导致d n a 双链的断裂。当v p 一1 6 与癌 细胞在一起培养时，能观察的d n a 双链的断裂，但v p 1 6 被除去时，d n a 又 能很快的修复【”。当v p 一1 6 和纯的d n a 混合在起时，并不会引起d n a 任何 变化，但v p 1 6 与细胞核混合时，能引起d n a 的解旋、断裂【9 l 。这就证明v p 1 6 是作用于细胞核中的另外。科t 物质引起了d n a 的变化。在以后的研究中发现拓 扑异构酶i i 是v p 一1 6 的作用靶点【。 最近，y a l a m a t i ，d 等 ”1 提出：鬼臼毒素类化合物的细胞毒性可能存在第三利r 尚未阐明的作用机制。目前临床上使用的v p 1 6 及v m - 2 6 与鬼臼毒素不同，只 抑制拓扑异构酶i i 的活性，而对微管组装无抑制作用。 在分子模型的研究基础上，m a cd o n a l d 等提出了拓扑异构酶l i 活性表达的 简化模型”】。根据此模型，对拓扑异构酶i i 活性的抑制取决于三个微区：d n a 嵌入区，细沟键合区，分子适配区。这个简化模型最主要的一个方面是指出：药 物分子抑制拓扑异构酶1 i 活性并不需要同时与三个微区发生作用。 i n t e r c a l a t i o no r “f n t e r c a l a t i o n l i k e ” l nt e r m a r yc o m p l e x g r o o v eb i n d i n g ( m i n o r ) a n d p r o t e i n - a s s o c i a t e dh t e r m a r yc o r n p l e s f i g1 1ac o m p o s i t ep h a r m a c o p h o r e m o d e lf o rt h ee x p r e s s i o no f t o p o i s o m e r a s ea c t i v i t y 浙江大学博士学位论义 1 2 鬼臼毒素的化学修饰 1 2 1 内酯环的修饰 大多数具有抗肿瘤活性的鬼臼毒素衍生物，具有个高张力的反式y 内酯 环。该内酯环在热力学上是不稳定的，容易发牛2 一位异构化生成苦鬼臼毒素，当 2 一位异构化后，化合物的抗肿瘤活性会显著降低，甚至没有活性。为了阻止2 位的异构化，g e n s l e r 等合成了一系列去内酯羰基的化合物1 - 4 ( a - f ) 。该系列化合 物虽然保留了。定的细胞毒性与微管蛋白的结合能力，但与母体化合物相比，都 有所下降。该课题小组还合成了一系列2 氯代、2 一甲基及2 澳取代的鬼臼毒素衍 生物来考察内酯环的作用。最近，p o l i 等通过全合成方法得到了化合物1 5 。 渺甑x 玲。c 嫩 a r 1 4a a r 1 4 b 瓴丈e s a r 1 4e a r 1 4c y 内酯环虽然对鬼臼毒素的生物活性起了重要作用，但它不是必须的。许 多开环衍牛物仍然显示出了很强的抗肿瘤活性。g o r d a l i z a 的合成的化合物1 6 ， 抗p 3 8 8 肺癌细胞的i c 5 0 达到了0 1 u g m l 。t i a n 等合成的含氮氧自由基的开环 化合物1 7 ，在相同的剂量下，1 7 的抗肿瘤活性与v p 一1 6 相当，但毒性明显降低 。 觋川翟 塑垩查兰堕主兰堡笙兰 。 。怕冷删。 o c h 3 1 51 6 ；飞飞弋 、0 7 弋g o n 卜n o c h 3 l _ 7 。a 皑h ? o 近来，s u b r a h m a n y a m 等合成了系列e 环开环成酯或与c 4 一羟基成酯的衍 生物1 8 ( a e ) 和1 9 一e ) 。这些化合物都表现了很好的牛物活性，再次证明鬼 臼毒素d 环也是一个有效修饰点”j 。 9 儿oo 一“o h 联勰：o 。，z 溉 c 卜b o 。人专；人o c h 3c 卜b 。寺人o c h 3 a r 1 = c h 3 ；r 2 2 一c 嚆 b r 1 = c h 3 ；r 2 = - c h 2 c 1 - 1 3 cr = c r 2 ：一c h 2 c h 茹卜b dr 1 = h ：r 2 = 一c h 3 er 1 = h ：r 2 = - c h 2 c h 3 1 8 ( a “e ) 1 2 2a 环的修饰 ar 1 = c l - l 3 = r 2 = - ( 3 1 - 1 3 br 1 = c h 3r 2 = 一c i - 1 2 c h 3 c r i = c h 3 ；r 2 = 一c h 2 c h 2 c h 3 d r i = h ：r 2 = - c h 3 er 1 = h ：r 2 = 一c h 茹h 3 1 9 ( a e ) 为了得到活性更好的鬼臼毒素衍生物，同时为了进一步考察鬼臼毒素的抗肿 瘤机理，c h o 等合成了一系列含有新的母体环的衍生物1 1 0 ( a 咱【”】。结果显示， 化台物1 1 0b 和1 1 0d 具有新的抗癌机理。同时，l 1 0b 的细胞毒性比v p 1 6 有明显的提高。 m 吾l泓 1 浙江大学博i + 学位论文 最近，p u j o l 等合成了a 环为毗喃环的化合物1 1 1 及1 1 2 t 2 。 。丫y ”丫丫、r 。 c i 搀n v - - f：藏。 1 1 0ar = o h1 1 0cr = o h1 1 0er = o h 1 1 0 r = p - n i t r o a n i l i n e 1 1 0dr 2 p - n i t r o a n i l i n e 1 1 0 fr 2 p - n i t r o a n i l i n e 1 1 1 对白血病、肺癌、肾癌具有选择性的抑制作用。b e r t o u n e s q u e 等合成了a 环 含吡嗪环的鬼臼毒素衍牛物1 1 3 。该化合物具有与被主体分子( 如微管蛋白) 识别 的客体分子相似的形状，还具有一定的碱性，提高了与微管蛋白相互作用的能力， 还容易制成盐，以提高化合物的水溶性叫。 o 、乒八，太， l 】j 】 0 八 c o c h 3 1 1 l 篓 ：国9 篡 c h 3 0 o c h 3 1 1 2 o c h 3c o o c h 3 1 1 3 o o c h 3 鬼臼毒素的a 环类似物d i p h l l i n 对s i n d b i s 病毒的抑制比鬼臼毒素有划2 “。 k a m a 等合成了一系列a 环开环、c 环为芳香环的鬼臼毒素类似物1 1 4 ( a - e ) ， 并考察了e 环上不同取代基对拓扑异构酶i i 的抑制作用。研究表明，这些化合 物的抗肿瘤活性并不是很好口”。但他们的工作对这一领域以后的工作是卜分有益 的。 。瓤 驭 。 删 q 呲 。 删 ：q 吼 o q 吼 舌， 吵碱 浙江大学博士学位论文 0 r 3 a o c h 3o c h 3 h b o c h 3o r ：1 - 1 3o c 卜b c c h = c h c h = c h d o c h 3o c h 2 c d - 1 5o c h 3 e o c h 3 o h o c h 3 最近，d a n t z i g 等合成了a 环开环化合物1 1 5 。由于用呋喃环取代了反式的 v 一内酯，还能避免c 2 的异构化，该化合物的体外活性达到了v p 1 6 的数i 倍【2 4 。 1 2 3b 环的修饰 了。 c 嚆o o c h 3 1 1 5 0 c h 3 对b 环的修饰文献报导比较少。t h u r s t o n 等合成了系列5 - 取代化合物1 1 6 ( a - j ) ，含糖基的化合物1 1 6h 与1 1 6 i 的牛物活性比v p - 1 6 低很多，该结果显示 糖残基必须是在c 4 位，而非b 环上，才能使活性提高。所有这些化合物的细 胞毒性都强于v p 1 6 ，但抑制拓扑异构酶i i 的活性低于v p 一1 6 ，这可能与它们抑 制微管形成的能力有关 2 5 】。 叫，麓 浙江大学博士学位论文 r o c h 3 1 1 6 1 2 4c 环的修饰 ar = c 0 2 c h 2 c 6 h 5 br = c o c h 3 cr = c o c p l z c h 2 c o o h dr = c o c h 2 c h 2 c h 3 er = c o c h 2 c h 3 fr = c o c h # 6 h 5 9r = c h s r = b e e r s 等合成了一系列c 环是芳香环的鬼臼毒素衍生物1 1 7 ( a - e ) ，并测了它 们对人类d n a 拓扑异构酶i i 的抑制活性。结果表明，所有这些化合物的活性都 比母体化合物差，即使用药浓度达到2 0 0 u m o l 1 ，抑制效果也并不好。另外，它 们的细胞毒性也并不好。 0 r ， 。丫秆。 o 飞。 ： o 国 c h 3 07 7 弋o c h 3 o r 2 1 1 7 a r i = h ，r 2 = c 卜b br t = r 2 = h cr 1 ；c h 3r 2 = h dr 1 ；c h 2 c h 3r 2 ；h er i = c f l 2 c h 2 c h 3 ，r 2 ；c 卜b 除了使c 环芳构化，有人在c 环中引入了杂原子。j u r d 等合成了c 环为毗 喃环的1 1 8 ，该化合物在美国国家癌症研究中心的体外筛选中，发现对6 0 多种 人类肿瘤细胞有效2 ”。h i t o t s u y a n a g i 等合成了c 环含n 、o 的1 1 9 和n 、s 的 1 2 0 ，发现1 1 9 对抗阿霉素的肺癌p 3 8 8 细胞f 分有效( i c 5 0 = o 0 3 1 u g m 1 ) 陇2 ”。 鲰 峰 南 h 浙江大学i 冉上学位论文 x 积。 。足，弧。诋。 禽o o 奈o o 公o c 。斗。c c 。扣妙。旧火：咎洲。 1 1 8 1 2 5 e 环的修饰 1 1 9 1 2 0 构效关系研究数据显示，v p 1 6 的c 一4 位自由羟基对d n a 断裂和抗癌活性 有重要作用，4 一的自由酚羟基可以增强药物分子弓拓扑异构酶i i 或d n a 的柏互 作用，从而提高活性。为了研究鬼臼毒素或v p - 1 6 体外抑制作用与e 环的氧化 程度的之间的关系，b c r k o w i z 等合成了鬼臼毒素的e 环去氧类似物3 ，4 ，5 一三去 甲氧鬼臼毒素1 2 1 ，对于药物敏感的人白血病细胞群c c r f c e m ，1 2 1 有很强 的抑制作用，并具有鬼臼毒素的m d r 特性。由此可以看出，e 环的氧化程度与 鬼臼毒素的抗肿瘤活性或m d r 特性之间并无很大的联系【3 0 。对e 环的修饰也引 起了很多研究者的兴趣。1 2 2a - c 是s a u l n i e r 等合成的环去氧v p - 1 6 类似物，在 对p 3 8 8 肺癌细胞的测试中发现，这些化合物的活性低于v p 1 6 ”】。 h h 1 2 1 o hr 1 r 2 1 2 2 o r 3 1 2 r i = r z = o c h 3r 3 = o h a r 12 0 c h 3r ；t 2 hr 3 。o h b r 1 = 艮= o c h 3 民= h c r 1 = 艮= h ，r 3 = o h v i s s e r 等报道合成1 8 - f 标记的v p 1 6 和鬼臼毒素时，发现f 原子在e 环上， 而没有牛成能抑制内酯环构型转换的2 取代衍生物口“。兰州大学的田暄老师等 合成了系列糖甙鬼臼毒素衍生物3 ”1 2 3 铲c 是其中有代表性的几个例子。 。赡掣瓣 浙江大学博上学位论且_ o o br = 0 c h a o c o r 1 2 3 1 2 6c 4 一位的修饰 研究表明，c 4 一位取代基的8 构型对于提高鬼臼毒素类化合物的抗肿瘤活性、 降低毒副作用是必不可少的。同时，由于4 。去甲表鬼臼糖甙类似物v p - 1 6 和 v m 2 6 优越的临床效果，近年来一些学者对v p - 1 6 类似物的合成产生了极大的 兴趣。 d u r s t 等人合成了系列c 4 一位碳取代的衍生物 3 4 , 3 5 ，所有这些化合物的抗 肿瘤活性都明显低于v p 1 6 ，表明c 4 一位碳取代并不是一个很好的取代基。意外 的是，u t s u g i 等人合成的4 氨烷基_ 4 一去甲鬼臼毒素1 2 4 ( t o p - 5 3 ) 却有很强的抗 癌活性。体外细胞毒性测试中，该化合物抗大鼠肿瘤细胞的i c 5 0 达0 0 1 6 u g m l ， 这可能与该化合物成盐后水溶性增大有关【3 6 1 。 c h 3 。 o o c h a c h 3 ) 22 h g i o h 1 2 4t o p - 5 3 近年来对v m - 2 6 的研究发现，v m - 2 6 能d n a 双螺旋的小沟特异性结合， 从而阻断拓扑异构酶i i 的作用部位，使d n a 一蛋白质复合体不能形成，导致d n a 双链的断裂【3 7 l 。该结果显示d n a 双螺旋小沟与分子识别有关。l o w n 等合成了 。对一 承舰。咏容 浙江大学博士学位论文 含双功能团的化合物1 2 5 ( a - e ) ，当化合物含有3 个吡咯单元时，对拓扑异构酶 i i 有特异性的阻碍作用吲。 h o “ bn = 2 c n23 当用酯基或醚取代v p 1 6 中的糖基时，会发现化合物的生物活性大大降低 3 9 , 4 0 。g u p t a 等合成了多个c 4 一酯代的4 - 去甲鬼臼毒素衍生物1 2 6 ( a i ) 4 1 】。结 果发现，同为噻吩环，接在糖基上时，化合物呈现的是v p 一1 6 的抗癌机理，当 在c 4 一位酯化时，却是以鬼臼毒素的机理发生作用。 ar = - o c o c h a 即一t n = c a 即一 br = - o c o c e h s , r = h c l cr = 0 0 c 印即h 岬”“凡一。”瞄批 e 一一一。c o 。一 h r = 一o 。c j 即c o o c h 岛h 。 r i = h i r = _ c ；o c c h = c ( c h 3 ) 2r 1 = c o o c h 茹6 h s 在对鬼臼毒素的结构修饰中，c 4 氮衍生化是最主要的工作，北卡罗来纳大 学的l e e 在这方面进行了开创性的研究。他们合成了很多c 4 芳胺化的鬼臼毒素 衍牛物，1 2 7 ( a 叩) 是其中有代表性的几个例子。 鼙 豳枣蜥 o 0 渐江大学博十学位论文 r ar 2 br = cr = dr = 一 o 一 w 赴 一 c u 一 r o h 。r ：。 4b 一苯甲酰胺基。 二海医药工业研究院的m a 等人合成了4 取代巯基鬼臼毒素衍生物l - 3 1 和 1 3 2 。由h 2 s 与去甲表鬼臼毒素在b f 3e t 2 0 存在下低温反应，立体专一的制得 4 一巯基一4 - 去甲表鬼臼毒素，进一步酯化和烷基化得到化合物1 3 1 和1 3 2 4 。除 个别化合物外，4 - 取代巯基表鬼臼毒素衍生物都只显示弱的抗肿瘤活性，且整个 系列化合物的体外抗肿瘤活性均低于同类得4 取代氨基鬼臼毒素。除取代巯基衍 生物外，他们还合成了4 烷硒基表鬼臼毒素1 3 3 ，它们显示显著的抗l 1 2 1 0 和 浙扛大学博士学位论文 k b 细胞的活性【5 。 锨。 s e r 。 禽。禽。 c 岍7 昝。c “；c n 归，久。c h 3 1 2 7 糖的修饰 1 3 1 r = s c o r 7 1 。3 2 r = s r 1 3 3 p a g a m 等人用二甲氨基取代v p - 1 6 葡萄糖中的个羟基，得到新化合物1 3 4 ( n k - 6 1 1 ) 5 ”，n k - 6 1 1 的水溶性大于v p - 1 6 ，因而有利于提高抗肿瘤活性。实验 表明，n k 6 1 1 有类似于v p 1 6 的作用机理，活性为v p - 1 6 的两倍，目前该化台 物正在进行二期临床试验。 c h 3 0 o h 1 3 4n k 一6 1 1 o o o c h 3 由于v p 一1 6 的优异临床表现，人们对v p 1 6 的合成方法进行了大量的探索。 浙江大学博士学位论义 最近，s i l v e r b e r g 等人巧妙的利用结晶诱导的方法，高产率( 7 9 1 的专一性发生0 糖苷化反应生成v p 一1 6 ，得到非常满意的结果1 5 2 】。 t 9 磊器嚣州一 0 翻 c r y l 知m 0 鲰茹h “m 2 r ，m g h 2 避抽。h s c h e m e1c r y s t a l l i z a t i o n - i n d u c e ds t e r e o s e l e c t i v eg l y c o s i d a t i o n r e a c t i o ni ns y n t h e s i so f e t o p o s i d e 由于v p 1 6 的水溶性比较差，影响了它的药效的发挥，b r i s t o l - m y e r ss q u i b b 制药公司的研究人员合成了4 7 磷酸酯化的v p - 1 61 3 5 ( e t o p o p h o s ) ”，1 3 5 溶解 性得到了明显的改善，增加了在体内的吸收效果。另外，e t o p o p h o s 被人体吸收 后，在体内磷酸酯酶的作用下水解脱去磷酸根，还原成有效的v p - 1 6 。最近， w r a s i d o 等合成了v p 1 6 的4 碳酸酯衍生物1 3 6 ，体外活性显示，1 3 6 的肿瘤 细胞抑制率达到了v p - 1 6 的三倍。与e t o p o p h o s 相似的是，1 3 6 在体内也是在 碳酸酯酶的催化f 首先水解成v p - 1 6 拉。 1 4 豢帆 。玲x。办；p。 广、 ：8 、，3 q 虬旷 “ 悱 浙江大学懈i 学位论文 c h 3 0 1 3 5e t o p o p h o s 0 1 3 6 o o o c h 3 为了研究不同糖基对鬼臼毒素类衍生物抗肿瘤活性的影响，d a l e y 等人合成 了系列3 - 氨基一2 一去氧一b d - 核糖的鬼臼毒素衍生物1 3 7 ( 矿f ) 5 ”。生物活性研 究显示，这些化合物并没有与v p 1 6 类似的作用机理，即使在大剂量时对拓扑 异构酶i i 没有明显的作用。对l 1 2 1 0 细胞的抑制作用除1 3 5 f 较差外，所有这些 化合物的抑制率v p 1 6 或n k - 6 1 1 相当。 禽。 c h 3 0 少八o c h 3 o h 1 3 7a 0 。厨三。厨三 早。= 蟛 浙江大学1 霹_ 上学位沦文 1 2 8 其他山式的修饰 o o c h 3 h o 1 3 7e o h 1 3 7 f 为了阻止y 内酯的异构化，两个独立的研究小组同时在1 9 8 9 年合成了2 一 氮杂鬼臼毒素1 3 8 ，由于用了氮原子取代了2 - 位的s p 3 碳，y 一内酯能保持反式构 型。1 3 8 对k b 细胞和p 3 8 8 白血病细胞具有显著的抑制作用。p e a r c e 等合成 了2 一氮杂的v p 一1 61 3 9 ，意外的是，该化合物没有生物活性 5 7 。 o h o 嫩。 o 偷 c h 3 0 少八o c h 3 o h 1 3 8 c h 3 0 o h 1 _ 3 9 o 0 o c 在寻找新型抗肿瘤药物过程中，9 0 年代初人们发现了抗肿瘤活性十分优异 的紫杉醇( t 缸0 1 ，p a c l i t a x e l ) 嘲。近来，s h i 等通过l i n k e r 把紫杉醇和鬼臼毒素相 连接，以期利用两个抗肿瘤活性分子的联合作用，提高活性。但体外测试结果却 表明，得到的化合物1 4 0 的活性反而大大下降，这可能与化合物分子量过大有 稳 浙江大学博士学位论文 关59 1 。 魁a o 。烈 h 1 h! o p a c l i t a x e l 1 3 鬼臼毒素衍生物的构效关系研究 c h o 等用c o m f a ( c o m p a r a t i v em o l e c u l a rf i e l da n a l y s i s ) 对1 0 1 个4 - 0 一去甲 鬼臼毒素衍生物的3 d 构效关系6 0 a 作了构效关系研究。结果发现，鬼臼毒素的 有效结构与m c d o n a l d 提出的结构模型丰| j 似6 洲，4 - 位是一个| _ 分有效的修饰点， 可以有很多种变化。他们还建立了三维立体和静电相互作用模型( f i g u e 2 ， f i g u e 3 ) ，显示r 基团不能太大，还要有一定的柔性，否则会妨碍药物分子与d n a 的相互作用，药效降低。 最近，x i a o 等人用k n nq s a rf kn e a r e s tn e i g h b o rq u a n t i t a t i v es t r u c t u r e a c t i v i t yr e l a t i o n s h i p ) 研究了1 5 7 个化合物的构效关系 6 1 j 。其q 2 ( c r o s s v a l i d a t e d c o r r e l a t i o nc o e f f i c i e n t ) 约为0 4 左右。显示在表鬼臼毒素的骨架上进行修饰，是开 发鬼臼毒素类抗肿瘤药物的很好的方向。 浙江大学博土学位论文 f i g u e2t h ec o m f as t e r i cs t d e v + c o e f f c o n t o u rp l o to f a l i g n m e n t2 f , g r e e nr e g i o n s r e 1 r e s e n tac o n t r i b u t i o nl e v e lo f8 0 s t e r i c a l l yf a v o r e da r e a s y e l l o wr e g i o n s r e p r e s e n tac o n t r i b u t i o n1 e v e lo f2 0 s t e r i c a l l yd i s f a v o r e da r e a s e t