（有机化学专业论文）含氮、氧多官能团异维a酸衍生物合成及结构表征研究.pdf

硕士学位论文 摘要 类维生素a 是指天然维生素a 及其在体内代谢后的衍生物视黄醛、视黄酸以及所 有与它相似的人工合成产物。类维生素a 在调节和控制多种正常组织和上皮细胞的增殖 分化、生长发育、形态发生、代谢、内环境的稳定平衡、暗视觉和生殖等方面具有广泛 的生物学活性。类维生素a 中的重要化合物异维a 酸( 3 ，1 3 c r a ) 己临床用于治 疗皮肤病和某些癌症。研究表明类维生素a 是通过与其受体和x 受体结合并激活受体 而表现活性并发挥作用的。遗憾的是，类维生素a 在高剂量使用或口服时毒性太大，因 而难以发挥其在癌症预防方面的作用。所以寻找具有高疗效、低毒性的类维生素a 衍生 物引起人们的极大兴趣。 研究发现，许多异维a 酸的羧酸酯和酰胺均具有良好的抗衰老、抗光化作用，能治 疗痤疮、皮肤病、乳腺癌等疾病，且副作用比异维a 酸小，因此，推测异维a 酸的毒 性可能是由羧基的极性太大引起的。为降低异维a 酸的毒性、提高其药物活性，寻找治 疗效果和选择性更好的类维a 酸衍生物，本论文通过引入硝基烯、席夫碱和新木脂素对 异维a 酸的羧基进行了修饰，合成了2 2 个尚未见文献报道的异维a 酸酯类衍生物。主 要研究内容可分为三个部分： 第一部分将具有杀菌、抗肿瘤等活性的硝基烯类化合物引入到了异维a 酸中。以醋 酸铵和冰醋酸缓冲溶液为溶剂，十六烷基三甲基溴化铵为相转移催化剂，将醛和硝基乙 烷缩合，合成了几种n - 硝基苯丙烯衍生物；将所得产物与异维a 酸反应，以二环己基 碳酰亚胺( d c c ) 为脱水剂，4 二甲氨基吡啶( d m a p ) 为催化剂，无水二氯甲烷为溶 剂，并采取避光、氮气保护等手段，合成了三种相应的含硝基烯异维a 酸酯衍生物9 a 9 c 。 以硼氢化钠为还原剂，选择性地将与硝基相连的双键还原得到另外三种异维a 酸酯 1 0 a - 1 0 c 。 第二部分异维a 酸与醛基酚( 或对羟基苯胺) 发生酯化反应，生成的异维a 酸酯 与4 - 氨基安替比林( 或醛) 反应，得到异维a 酸席夫碱酯。获得了异维a 酸香草醛酯 l l a 的晶体，用x 射线单晶衍射仪测定了其结构。l l a 属于单斜晶系，刀( 1 ) c 空间群， 晶胞参数：a = 2 2 2 3 5 ( 3 ) a ，b = 7 4 1 1 7 ( 10 ) a ，c = 1 5 9 9 0 ( 2 ) a ，口= 1 0 9 2 5 3 ( 3 ) 。，v = 2 4 8 7 7 ( 6 ) a s ，d e = 1 1 6 0 m g m j ，颤o o o ) = 9 3 6 ，= 0 0 7 6 m m 1 ，z = 4 ，丑= 0 0 6 1 3 ，w r = 0 0 1 4 3 7 ，g o f = 0 8 1 4 。 第三部分以香草醛或对羟基苯甲醛为起始原料，经k n o e v e n a g e l 反应、酯化反应和 以氧化银为氧化剂的自由基仿生氧化偶联反应，合成了苯并二氢呋喃类新木脂素1 6 a 、 1 6 b 。1 6 a 、1 6 b 分别与异维a 酸发生酯化反应，得到了两种新型的异维a 酸新木脂素 酯1 7 a 、1 7 b 。 本论文共合成新化合物2 2 个。用1 hn m r 、1 3 cn m r 、i r 和m s 对所合成的异维a 酸酯衍生物进行了结构表征与确认，生物活性测试工作正在进行中。 吉氮、氧多官能团异维a 酸衍生物合成及结构表征研究 关键词：类维生素a ；异维a 酸；异维a 酸含硝基烯酯；异维a 酸席夫碱酯；异维a 酸新木脂素酯；合成；表征；晶体结构 i i a b s t r a c t r e t i n o i d sc o m a mn a t u r a lv i t a m i n e 九t h e i rm e t a b o l i t e sa n da l ls y n t h e s i z e da n a l o g u e s s t u d yf o u n dt h a tr e t i n o i d sp l a ya l le s s e n t i a lr o l ei nv e r t e b r a t eg r o w t ha n dd e v e l o p m e n t ， s u p p o r t i n gc e l ld i f f e r e n t i a t i o n , e m b r y o n i cd e v e l o p m e n t ，v i s i o n , t h ei l l n l l u n er e s p o n s ea n d r e p r o d u c t i o n a l l - t r a m - r e t i n o i ca c i d ( a t r a ) 1 3 - c 括- r e t i n o i ca c i d ( 1 3 一c - r a ) a sw e l la so t h e r r e t i n o i d sa r ec u r r e n t l yu s e df o rt r e a t m e n to fd e r m a t o l o g i c a ld i s o r d e r sa n dc e r t a i nt y p e so f c a n c e l t h ea c t i o n so fr e t i n o i d sa r em e d i a t e dt h r o u g hb i n d i n ga n da c t i v a t i o no ft h er e t i n o i c a c i dr e c e p t o r so rr e t i n o i ca c i dx r e c e p t o r s ，w h i c hf u n c t i o na sl i g a n d d e p e n d e n tt r a n s c r i p t i o n f a c t o r s u n f o r t u n a t e t y , r e t i n o i d s ，i n c l u d i n gr e t i n o i ca c i d s ，h a v eb e e nf o u n dt oh et o ot o x i ca t h i g hd o s a g el e v e l s t oh eo fp r a c t i c a lv a l u ef o rc a n c e rp r e v e n t i o ni nh i g h e rm a m m a l s t h e r e f o r ed e v e l o p m e n to fr e t i n o i da n a l o g u e sp o s s e s s i n gah 逗h e rt h e r a p e u t i ci n d e xi so f i n t e r e s t r e s u l t so fb i o a c t i v i t ys h o w e dt h a tm a n yr c t i n o a t e sa n dr e t i n a m i d e sc a nr e d u c t i o no f w r i n k l i n go ft h es k i na sa ni n c i d e n to fa g i n ga n da c t i n i cd a m a g e ，u s e df o rt r e a t m e n to fs k i n d i s e a s e s ，b r e a s tc a n c e r , a n dt h es i d ee f f e c ti sl e s st h a n13 - c r a s ow eg u e s st h et o x i c i t yi s p o s s i b l yd u et ot h es t r o n gc a r b o x y l i cp o l a r i t y i no r d e rt od e c r e a s et o x i c i t i e so f13 c r aa n d e l l h a n c ep h a r m a c a le f f e c t sa n dg a i nt h er e l a t i v ed e r i v a t i v e sw i t hb e t t e rc u r i n ge f f e c ta n d s e l e c t i v i t y , s t r u c t u r e so f1 3 c - r aw 蛳m o d i f i e db yn i t r o a l k e n e s ，s c h i f fb a s e sa n dn e o l i g n a n s t h r e em a j o rs e c t i o n sa r ei n v o l v e di nt h i st h e s i s i nt h ef i r s ts e c t i o n , as e r i e so f a - n i t r y lp h e n y lp r o p e n ed e r i v e r t i v e sw e r es y n t h e s i z e df r o m a i d e h y d e sa n dn i t r o c t h a n ew i t ha m m o n i u ma c e t a t e a c e t i ca c i da ss o l v e n ta n da m m o n i u m c e t y l t r i r n e t h y lb r o m i d e 鹬t h ep h a s et r a n s f e rc a t e l y s t ，t 1 1 cp r o d u c t i o n sr e a c t e dw i t h13 一c r a u n d e rp r o t e c t i n gw i t hn 2 ，a v o i d i n gh g h ta n ds t i r r i i l gc o n d i t i o n sa n dt h r e e1 3 一c i s - r e t i n o a t e s c o n t a i n i n gn i t r o a l k e n ec o r r e s p o n d i n gw e r eo b t a i n e d s e l e c t e dr e d u c t i o n e do fd o u b l eb o n d s w h i c hk r ej o i n e dn i t r y lb ys o d i u mb o r o h y d r i d e ，a n dt h r e eo t h e r13 - c i s - r e t i n o a t e sl o a l o c w e r eo b t a i n e d i nt h es e c o n ds e c t i o n , 1 3 c - r ae s t e r i f i e dw i t hs u b s t i t u e n t h y d r o x y b e n z e n e s r o r 4 - h y d r o x y la n i l i n e ) ，t h ep r o d u c t sr e a c t e dw i t h4 - a m i d o a n t i p y r i n e ( o ra l d e h y d e ) a n de i g h to f s c h i f fb a s e 一1 3 - c i s - r e t i n o a t e sw 雠o b t a i n e d n 虻c r y s t a lo fl l aw a so b t a i n e da n dd e t e r m i n e d b ys i n g l ec r y s t a lx - r a yd i t 矗a c t i o na n a l y s i sa n di t sm o l e c u l a rs t r u c t u r eh a sb e e nc o n f i r m e d c o m p o u n dl l ab e l o n g st om o n o c l i n i cs y s t e mw i t hs p a c eg r o u pp 2 ( 1 ) c ，口= 2 2 2 3 5 ( 3 ) a ，b = 7 4 1 1 7 ( 1 0 ) a ，c = 1 5 9 9 0 ( 2 ) 凡伊1 0 9 2 5 3 ( 3 ) 。，y = 2 4 8 7 7 ( 6 ) a 3 ，z = 4 ，r = 0 0 6 1 3 ，w r = 0 0 1 4 3 7 g o f = 0 8 1 4 i nt h el a s ts e c t i o n , n e o l i g n a n s1 6 a ，1 6 bw e r es y n t h e s i z e dv i ak n o e v e n a g e lr e a c t i o n , e s t e r i f i c a t i o na n d a 9 2 0 一c a t a l y z e d b i o m i m e t i co x i d a t i v e c o u p l i n g 丘o mv a n i l l i no r i i i 兰兰；兰茎至矍竺量矍皇墼尘圭丝竺些垒兰竺至篓竺量 ： p - h y d r o x y l b e z a l d e h y d ea n di m l o n i ea c i d t w on e o l i g n a n - 1 3 - c s - r e t i n o a t e s1 7 a 1 7 bw g t e o b t a i n e db yt h er e a c t i o no f1 6 a ，1 6 ba n d1 3 一c - r aw i t hd i e y c l o h e x y l c a r b o d i i m i d e ( d c c ) a s r e a g e n ta n d4 - d i m e t h r l a m h a o p y r i d i n e ( d m a p ) a sc a t a l y s t w eh a v es y n t h e s i z e d2 2c o m p o u n d sw h i c hn o tr e p o r t e di n1 h e r a t u r e su n t i l o t h e i r s t r u c t u r e sw e r cc h a r a c t e r i z e da n dc o n f i r m e db yi 1 hn m r , ”cn m ra n dm s s p e c t r a t h e b i o a c t i v i t i e s o f t h e m h a v eb e e n e v a l u a t i n g i no n r l a b k e yw o r d s ：r e t i n o i d s ；1 3 一c s - r e t i n a i ea c i d ；1 3 - c s - r e t i n o a t e sc o n t a i n i n gn i t r o a l k e n e s e h i f f b a s e - 1 3 - c s - r e t i n o a t e s ；n e o l i g n a n - 1 3 - c s - r e t i n o a t e s ；s y n t h e s i s c h a r a c t e r i t t i o n ；c r y s t a ls t r u c t u r e i v 硕士学位论文 插图索引 图1 1视黄醇、全反式维a 酸、1 3 - 顺维a 酸、9 顺维a 酸、芳香维a 酸和 阿达帕林的化学结构2 图1 2 类维a 酸的两种受体r a r 和r x r 5 图2 1 含硝基烯异维a 酸酯的合成路线1 7 图2 2 硝基的还原设计及异维a 酸酯l o a l o c 的合成路线1 7 图2 3 异维a 酸酯的反应机理2 2 图3 1 二胺类席夫碱2 4 图3 2 异维a 酸4 氨基安替比林席夫碱酯的合成路线2 8 图3 | 3 异维a 酸对羟基苯胺席夫碱酯的合成路线2 8 图3 4 化合物l l a 的分子结构3 6 图3 5 化合物l l a 的晶胞结构3 6 图4 1分离出的第一个木脂素3 7 图4 2 鬼臼毒素类似物e p t o s i d e 3 7 图4 3k a d a u r e n i n 的合成4 0 图4 4 异维a 酸新木脂素酯的合成路线4 2 图4 5自由基仿生氧化偶联反应的机理4 6 v 含氮、氧多官能团异维a 酸衍生物合成及结构表征研究 附表索引 表2 1异维a 酸酯的反应时间和柱色谱分离条件1 8 表3 1 化合物l l a 的晶体数据及结构修正3 4 表3 2 化合物l l a 的非氢原子坐标和各向异性热参数3 5 表3 3 化合物l l a 的部分键长、键角和扭转角3 5 v i 湖南大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的 研究成果。除了文中特另t l d l ：i 以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或 集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均 已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：起调f 日期：2 0 0 6 年5 月2 4 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借 阅。本人授权湖南大学可以将本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和汇编本学位论文。 本学位论文属于 1 、保密口，在年解密后适用本授权书。 2 、不保密团。 ( 请在以上相应方框内打“4 ”) 作粤链电赵徊f 作者签名：越删f 导师签名：孝：7 逢矗 日期：2 0 0 6 年5 月2 4 日 日期：2 0 0 6 年5 月2 4 日 第1 章绪论 1 1 类维生素a ( r e t i n o i d s ) 及其应用 1 1 1 类维生素a 与类维a 酸简介 上个世纪2 0 年代，医学科学家和营养学家就已经知道，维生素a ( 视黄醇，1 ， r e t i n o l ，见圈1 1 ) 在脊椎动物的生长、发育、促进细胞分化、胚胎发育、视觉、 免疫反应以及繁殖等过程中发挥十分重要的作用。1 9 4 3 年人们成功地合成了维生 素a ，从此。维生素a 在皮肤科中被广泛地用于多种皮肤病的治疗，包括痤疮、银 屑病以及扁平苔藓等【1 1 。然而，在治疗这些皮肤病、癌症等疾病时，维生素a 的治 疗剂量接近它的中毒剂量，从而严重限制了维生素a 的临床应用。为了获取高效低 毒的化合物，化学家对维生素a 的化学结构进行了改造，得到了多种维生素a 的结 构类似物，统称为“r e t i n o i d s ”，由于它们主要是维生素a 酸的衍生物，因此，国 内学者将其译为“类维生素a ”或“维a 酸”。 类维生素a ( r e t i n o i d s ) 是指天然维生素a 及其在体内代谢后的衍生物视黄醛、 视黄酸以及所有与它相似的人工合成产物。类维生素a 在调节和控制多种正常组织 和上皮细胞的增殖分化、生长发育、形态发生、代谢、内环境的稳定平衡、暗视 觉和生殖等方面具有广泛的生物学活性1 2 j 。类维a 酸是类维生素a 中含有羧基官能 团的一大类化合物，如全反式维a 酸( 2 ，也称维甲酸，a l l - t r a n s r e t i n o i ca c i d ， a t r a ) 、异维a 酸( 3 ，也称异维甲酸，1 3 c s r e t i n o i ca c i do ri s o t r e t i n o i n ，1 3 - c r a ) 、 9 顺维a 酸( 4 ，9 c s r e t i n o i ca c i d ) 、阿维a 酸( 5 ，a c i t r e t i n ) 、阿达帕林( 6 ，a d a p a n e n e ) 等。类维生素a 及其衍生物在分子结构和生物活性等方蔼均表现出相似性。在结构 方面，类维生素a 及其衍生物的分子结构t 都可划分为三部分：环己烯终末基团、富 电子的共轭烯烃侧链和极性羧基或羧基衍生终末基团。因分子中具有较长的富电 子共轭多烯链，所以都不稳定。类维生素a 在生物活性方面也表现出相似性，而且 全反式维a 酸、9 - 顺维a 酸和异维a 酸是几何异构体。在体内可相互转化，三者均 为非选择性类维a 酸药物【，一1 。但类维生素a 的各种异构体的生物活性也不尽相同， 例如，异维a 酸在毒性和致畸作用方面右l 【比全反式维a 酸要d , t 5 1 ，而稳定性又比全 反式维a 酸差。本论文的主要研究对象异维a 酸是继全反式维a 酸后合成的第一代 类维生素a t 6 1 ，它同其它类维生素a 一样具有多方面相似的药理作用。 含氮、氧多官能团异维a 酸衍生物合成及结构表征研究 汝义忒c h 2 叫汝义忒c o o h ip e t i n o l ，v i t a m i na 313 - c s r e t i n o i ca c i d c 跫一h 2a l l - t r a n s r e t i n o i ca c i d h c o o h 5a c i t r e t i n6a d a p a n e n e 图1 1 视黄醇、全反式维a 酸、1 3 一顺维a 酸、9 一顺- 维a 酸、 阿维a 酸和阿达帕林的化学结构 f i g 1 1r e t i n o l ，a l l - t r a n s - r e t i n o i ca c i d ，1 3 - c s - r e t i n o i ca c i d ，9 - c i s - re t i n o i ca c i d ， a c i t r e t i na n da d a p a n e n e 月前人工合成的类维生索a 药物已达2 5 0 0 余种，对约1 2 0 余种皮肤病治疗有效， 被广泛用于治疗各种角化异常性皮肤病、光老化性皮肤病以及多种皮肤肿瘤，并取得了 较好的治疗效果。此外，近年大量新类维生素a 药物的合成以及大量的l 临床试验研究发 现，类维生素a 可抑制肿瘤的发生 6 1 及癌细胞的繁殖和扩散等口一1 。1 9 8 9 年类维a 酸的 两种细胞核受体类维a 酸受体( r e t i n o i ca c i dr e c e p t o r ，r a r ) 和类维a 酸x 受体 ( r e t i n o i dx r e c e p t o r , r x r ) 的发现使人们对类维a 酸的生物活性作用机制研究有了非常 大的发展 9 “1 2 1 。围绕类维a 酸的研究类维a 酸与其受体的作用机制的生理学研究、 寻找具有更好疗效的类维生素a 和异维a 酸的衍生物的合成研究和类维生素a 在皮肤 病、癌症领域的临床试验和研究等，吸引了许多研究者的兴趣。 1 1 2 类维生素a 药物在皮肤病和癌症治疗方面的应用 目前，类维生素a 药物按其化学结构的不同和开发上市时间可分为三代药物【l 1 “： 第一代类维生素a 药物( 1 9 6 9 - 1 9 7 4 年) 是非芳族维a 酸或天然类维生素a 及其代谢 物，包括全反式维a 酸、异维a 酸、维胺酯等。第二代类维生素a 药物( 1 9 7 4 1 9 8 0 年) 是单芳族维a 酸或合成类维生素a ，包括阿维a 酯、阿维a 等。第三代类维生素 a 药物( 1 9 8 0 1 9 9 6 年) 是多芳族维a 酸或受体选择性类维生素a ，包括芳香维a 酸、 芳香维a 酸乙酯、阿达帕林等。 硕士学位论文 1 1 2 1 类维生素a 药物在皮肤病方面的应用 类维生素a 在皮肤科的临床应用被称为皮肤科治疗学的“第三个里程碑”【l 】，类维 生素a 药物在皮肤病治疗方面的主要临床适应症有o a 3 ：( 1 ) 痤疮：如口服异维a 酸结 合全反式维a 酸外用治疗痤疮取得了较好效果；( 2 ) 角化异常性皮肤病：类维生素a 药 物已广泛的用于治疗各种角化异常性皮肤病，成为治疗毛囊角化病、鱼鳞病、毛发红糠 疹等疾病的一线用药；( 3 ) 银屑病：类维生素a 药物单独治疗或与其它治疗方法联合治 疗各类银屑病，己成为临床治疗银屑病不可缺少的治疗药物；( 4 ) 酒渣鼻：本病包括 鼻赘、口周皮炎、面部播散性粟粒性狼疮和酒渣鼻淋巴水肿，应用异维a 酸有效 1 ”； ( 5 ) 头皮播散性蜂窝织炎：亦称头部脓肿性穿掘性毛囊周围炎，这是一种罕见的慢性 化脓性头皮疾病，其特征为疼痛性结节、脓肿和瘢痕性秃发。有报告长疗程使用异维a 酸0 5 m g ( k g d ) 有效；( 6 ) 色素增加性皮肤病：由于类维生素a 药物具有抗黑素作用， 可抑制酪氨酸酶活性，减少黑素颗粒形成和传递，因此被广泛用于治疗色素增加性皮肤 病，主要包括黄褐斑、黑变病等；( 7 ) 光老化性皮肤病：长期外用全反式维a 酸治疗， 可使皮肤光老化症状及表现减轻。 1 1 2 2 类维生素a 药物在癌症方面的应用 癌的化学预防( c a n c e rc h e m o p r e v e n t i o n ) 是指用化学药物预防肿瘤的发生，或使肿 瘤细胞分化逆转，从而达到预防恶性肿瘤的目的。癌的化学预防药物的研究及开发已成 为肿瘤防治最有前景的新领域。1 9 8 9 年类维a 酸细胞核受体的发现使人们对类维生素 a 的生物活性作用机制研究有了非常大的发展1 9 1 2 】。 类维生素a 药物己广泛应用于癌前期病变及肿瘤的防治研究，临床研究结果表明， 类维生素a 在脑癌、乳腺癌、子宫颈癌和其它数种皮肤癌的化学预防中起着十分重要的 作用i ”。其癌化学预防作用主要包括以下几个方面 9 , 1 5 l ： 1 抗肿瘤细胞增殖作用 类维生素a 的缺乏会导致上皮组织化和角化过度，且增加对多种致癌剂的易感性， 这些影响可以通过给予外源性类维生素a 而受到抑制。动物实验表明类维生素a 对许多 鳞状细胞上皮癌有作用，类维生素a 酸可调节上皮细胞和组织的形态及生长，调节不典 型增生和抑制肿瘤细胞的增殖。许多突变细胞中均明显可以见到这种抗增殖作用，如对 i l 6 0 细胞株有抑制作用，抑制早幼粒细胞白血病株的增殖，还可以抑制多种乳腺癌细胞 系的增殖，且能消除雌激素对雌激素受体阳性细胞系的刺激作用，这些作用是通过类维 生素a 酸受体直接介导的【1 6 】。 2 诱导细胞凋亡 凋亡是指细胞在基因控制下，主动的自身程序性死亡过程。这一过程是在基因的调 控下进行的，如b c l 2 、p 5 3 、b a x 等。凋亡可清除有遗传损伤的细胞，是一种防止癌变的 有效方法。诱导细胞凋亡是类维生素a 酸癌化学预防作用的重要机制之一，实验证明类 含氮、氧多官能幽异维a 酸衍生物台成及结构表征研究 维生素a 酶可以诱导细胞凋亡。p i a c e n t i n i 用维生素a 酸处理成神经细胞瘤细胞系 s k n b e l 2 后显示不仅细胞的增殖受到抑制，细胞内也出现了特征性的凋亡小体。4 h p r 能够明显诱导h n s c c 细胞、白血病细胞的凋亡。而且类维生素a 酸诱导细胞凋亡的作用 机制与其抗增殖、诱导分化的作用途径不同，有人认为与核受体状态及受体表达水平无 关，可能具有不同的分子机制。同时有的类维生素a 酸在诱导肿瘤细胞分化时也并不诱 导凋亡【1 7 】。但也存在相反的观点认为细胞的凋亡是接受体r a r 和r x r 介导的。 3 诱导肿瘤细胞分化 类维生素a 酸对多种肿瘤细胞均表现为促进分化、诱导肿瘤细胞逆转。类维生素a 酸的诱导作用也是通过受体介导的。目前广泛应用于白血病的诱导治疗，并取得了很大 的成功。目前也发现其在实体瘤分化诱导的可行性，如对肺癌、子宫颈癌、大肠癌、皮 肤癌等多种肿瘤细胞有明显的诱导分化作用【l ”。类维生素a 酸作用于肿瘤细胞后，出现 提示细胞分化的超微结构改变及细胞内酶活性的变化，如用类维生素a 酸处理白血病细 胞株h f l l 时，选择性调节各种激酶活性，如抑制蛋白激酶c 等，谷氨酰胺转移酶也被诱 导升高，细胞增殖减弱。 实际上对大多数类维生素a 酸而言，其抗增殖、诱导分化和诱导凋亡作用同时存在， 只是其信号传导途径可能不同，不同种类的类维生素a 酸以及作用于不同肿瘤细胞时， 可能以某一方面作用为主，但这三方面都在肿瘤的化学预防中起重要作用。另外类维生 素a 酸还具有阻止肿瘤细胞的侵袭，在防止原位损害转化为浸润性癌起重要作用。 随着对受体一选择性类维生素a 和类维生素a 瓤陈代谢选择性抑制剂，以及对类维 生素a 作用机制等方面问题研究的不断发展，必将有更多的类维生素a 应用到各种类 型癌症的预防和临床治疗一j 。 1 1 2 3 类维生素a 酸的癌化学预防作用机制 类维生素a 酸类化合物需要通过与其核受体结合发挥生物学作用。类维生素a 酸受 体属于甾醇甲状腺素核转录因子家族，现已发现两大类受体可与类维生素a 酸结合，即 类维生素a 酸受体r a r 和类维a 酸x 受体r x r c 。9 l ( 见图1 2 ) ，r x r 署 i r a r 受体的每一成 员均有许多异构体。r a r 和r x r 受体的共同特征为与其靶向基因上的一小段特定的d n a 调节区域结合，调节基因的转录，这段d n a 序列称为类维生素a 酸顺式反应元件( r a r e ) ， 它一般存在于靶向基因的肩动子及调控顺序部分。r x r 不仅能和r a r 形成异二聚体，还 能和核受体家族的其它成员，包括一些“孤儿”受体，形成异二聚体，二聚体之间的相 互变构作用产生具有独特性质的复合物，可能r x r 正是通过这种方法控制与配基的反 应。 硕士学位论文 图1 2 类维生素a 酸的两种受体r a r 和r x r 1 2t h et w or e c e p t o r so fr e t i n o i ca c i d 类维生素a 酸受体的不同亚型介导的生物学反应各有差异，与其在对肿瘤细胞作用 时表现出的不同生物学行为密切相关。大量的研究表明r a rb 在类维生素a 酸对肿瘤的 预防中起关键性作用。人类肺癌组织或细胞株有3 p 2 1 2 4 的缺失，而鼬慢p 基因定位接近 此区。肺癌细胞对类维生素a i 睃信息传递途径的异常主要表现在鼬rbm r n a 表达异常 及r a rb 基因对类维生素a 酸的反应异常上。类维生素a 酸能够调节气管、支气管上皮的 增殖分化，l i 1 9 】等人研究了全反式维a 酸和受体亚型选择性类维生素a 酸对人肺癌细胞 生长和凋亡的影响。全反式维a 酸能抑 i 刚c a l u - 6 和h 4 6 0 的生长，同时诱导r a rb 的表达， 但它对h 2 9 2 、5 k - m e s 1 和h 6 6 1 肺癌细胞系无作用，并且在这些细胞中r a rb 没有被诱 导表达。向这几种全反式维a ! 竣抵抗的细胞中加人r a rb ，在低血浆浓度环境中，能恢 复全反式维a 酸的生长抑制作用，说明r a r6 的表达在介导类维生素a 酸对肺癌细胞的反 应中起关键作用。 r ) 澉在介导类维生素a 酸的癌化学预防作用过程中也起着重要作用。除可形成同源 二聚体外，还可与r a r 形成异二聚体，它们的特异性配体产生的不同生物活性可能与 r x r - r x r 、r ) 承- r a r 调节不同的基因表达有关，尤其是r x r 还可与甲状腺受体、维生 素d 3 受体等多种甾体类激素受体形成异源二聚体，激活或抑制特定基因的转录活性，广 泛调控核基因的表达活性，因而r x r 是调节细胞生长发育的一个非常重要的环节。有人 在白血病研究中发现，类维生素a 酸对生长和分化的作用是通过r a i l s 介导的，而凋亡则 是通过r x r s 介导的1 2 ”。l g d l 0 6 9 f l a r g r e t i nj 是砣l 选择性配基，与a t 有很高的亲和力。 其对n 亚硝基- n 甲脲诱导的大鼠乳腺癌，引起7 2 的肿瘤完全退化，且耐受性好，长 期使用未出现典型的类维生素a 酸相关毒性的征象。有学者认为r x r 特异性激动剂与 r a r 特异性激动剂相比很少出现维a 酸过多综合症，体外致畸实验发现维a 酸致畸能力 古氨、氧多官能团异维a 酸衍生物台成及结构表征研究 与激动r a r 能力平行，但随激动r x r 的能力下降【2 ”。 尽管类维生素a 酸核受体r a r 和r x r 在类维生素a 酸的信号传导中起重要作用，但 有证据表明仍然存在其它作用途径，包括有可能存在其它类维生素a 酸受体。类维生素 a 酸抑制某些细胞增殖的作用可能是通过抑制转录活性因子a p 一1 来实现的，并没有激活 r a r s 。a p 一1 即活性蛋白1 ，是一种转录因子，能刺激肿瘤的形成。实验证明抑制a p 1 表达可抑制肿瘤的形成，目前研究发现类维生素a 酸的作用与它有一定的关系。h u a n g 等人用a p 1 荧光素酶转基因小鼠作为动物模型，检测一种新类维生素a 酸的作用途径， 是通过抑制a p 1 或是通过r a r e 的激活。发现用特异性抑制a p 一1 的类维生素a 酸 a r l1 3 0 2 等能显著抑肯r j t p a 所致的乳头状瘤形成，并抑制用d m b a 作为启动剂处理的小 鼠皮肤的a p 1 活性；相反，反复应用s r l l 2 3 5 一种r a r e 转录激活的类维生素a 酸，无 a p 1 抑制作用于小鼠模型，不能明显抑制乳头状瘤的形成和a p 一1 的活性。提示类维生素 a 酸的某些作用是通过介导阻断a p 1 活性，而不是通过激活r a r e 的途径。但在一些其 它种类癌细胞中，单纯抗a p 1 的类维生素a 酸对癌细胞无作用，如r x rv 选择性类维生 素a 酸对乳腺癌细胞的抗增殖作用与a p 1 无关【2 2 】。 1 1 3 类维生素a 药物的毒副作用及不良反应 类维生素a 药物( 包括异维a 酸) 对多种皮肤病和癌症都有较好的疗效，但是它 对人体各部分有不同程度的毒副作用及不良反应【2 3 】： 1 对血液系统的副作用服用异维a 酸药物后有可能发生血小板减少症和粒细胞 缺乏症；口服类维生素a 治疗急性早幼粒细胞白血病时可能会出现白细胞增多。 2 对眼睛的副作用异维a 酸较严重的副作用有致眼角膜浑浊和视神经乳头水肿， 但停药后可恢复。视神经乳头水肿可发生于良性颅内高血压之后，特别是在与四环素类 合用后。口服维a 酸类药物可能会影响l 肾功能；还有多例报道可使色彩感改变、夜间视 力差和畏光。 3 对血清脂质的副作用异维a 酸使血清甘油三酯含量增高，与其剂量有关。每天 剂量1 m g k g 的患者中约2 5 发生血浆甘油三酯含量增高1 0 或更高，并伴有血清胆 固醇和低密度脂蛋白胆固醇量增加和高密度脂蛋白胆固醇量降低口”。 4 对呼吸系统的副作用有使用异维a 酸后发生运动引起的喘鸣和嗜酸性胸膜腔 积液的报道；另外，还有使哮喘进一步恶化，致复发性气胸，引起间质纤维化和肺肉芽 肿的病例。 5 对肝脏的副作用异维a 酸可致肝酶轻、中度增高，停药或减量恢复正常【2 5 】。治 疗期间肌酸磷酸激酶值偶尔升高，故对服药患者均应监钡i j c p k 值。 6 对肌肉骨骼系统的副作用 长期大剂量服用异维a 酸，如每日服用1 m g k g ，4 个 月后可发生与弥漫性骨肥厚相似的骨化性疾病，并伴有肌痛、关节痛和强直；儿童服用 后可发生骺闭合不全。口服异维a 酸还可能发生高钙尿症或高钙血症，另外也有有关肌 硕士学位论文 肉损害的报道。 7 对皮肤的副作用常见该药引起的皮肤和头皮干燥、脆性增加、瘙痒，还有发生 皮肤肉芽肿性损害、加剧红皮病、手疹、足疹、痒疹、头皮毛囊炎、手足粘性、手足表 皮脱落、头发稀少、出汗、皮肤感染和暴发性痤疮的个例报道。 8 血管综合征 口服异维a 酸后会发生脉管炎及w e g e n e r 肉芽肿病。有的病例在治 疗早期发生，有的则在治疗一段时间后发生，还有的可因使用或接触抗生素后发生。还 有发生与循环中免疫复合物有关的红斑结节的报道。 9 对孕妇及新生儿的影响异维a 酸可致自发性流产以及胎儿畸型( 包括颅面、心 脏、胸腺和中枢神经系统畸型) ，部分婴儿可出现智力低下和其它中枢神经系统损害。 因此在本品使用前一个月内就应注意避孕，并在停药后至少一个月后方可怀孕。 类维生素a 的毒副作用一般较轻，且是可逆的，最严重的副作用是致畸胎作用。类 维生素a 在毒副作用方面的缺陷至今仍未得到很好的解决，严重限制了它们在各方面、 各领域的应用。但同时类维生素a 在皮肤病和癌症预防及治疗方面的独特性能，特别是 类维a 酸与其受体的作用机制的研究等使得类维生素a 受到生理学、药学、临床医学和 合成化学多方面研究工作者的广泛关注，因而对类维生素a 进行各种方式的结构修饰、 寻找具有更好疗效的类维生素a 及其衍生物的工作从未间断过。 类维a 酸( r e t i n o i e a c i d ) 化合物的结构修饰主要是从合成类维a 酸酯( r e t i n o a t e s ) 和类维a 酰胺( r e t i n a m i d e s ) 两种途径进行。如文献1 1 3 1 指出某些类维a 酸酯在皮肤癌、 膀胱癌、肺癌和乳腺癌的化学预防方面有良好性能；文献【2 】指出类维a 酰胺 ( r e t i n a m i d e s ) 也表现较好的癌症化学预防活性。 1 2 类维a 酸羧酸酯及酰胺的合成方法研究 文献报道的类维a 酸的衍生物羧酸酯和酰胺的合成方法主要有类维a 酸盐和 卤代烃缩合法、酰卤法( 酰氟法和酰氯法) 、d c c 缩合法、重氮甲烷法、相转移催化法、 d c c d m a p 法等。 1 2 1 类维a 簸盐和卤代烃缩合法 c _ m n d e r r 6 1 等先将全反式维a 酸用0 6 4 m o l l 的k o h c h 3 0 h 溶液中和制得粉状的 钾盐，然后在 ( c h 3 ) 2 n 3 p o 中与2 - 溴- 3 ，4 ，5 - 三甲氧基苯乙酮室温反应过夜合成酯。 汝点一一k o h - c h 3 0 h 汝赢一 渺一刚= 谁也 r 一b r ( c j ) 2 n 1 3 p o 含氨、氧多官能团异维a 酸衍生物合成及结构袭征研究 1 2 2 酰卤法 酰卤法包括酰氟法和酰氯法。 b a r u a 5 1 等首先将全反式维a 酸和异维a 酸等与d a s t ( d i e t h y l a m i n o s u l f u r t r i f l u r i d e ) 在一7 0 的无水乙醚中反应并经柱色谱纯化制得维a 酰氟，随后与葡萄糖酸 钠反应合成糖酯，产率为2 5 5 0 。 敬。，汝义一。，薏 n r 厶 认 、o h o o 液 0 2 h 该法虽有制得的酰氟稳定性好的优点，但它的缺点有：1 要求一7 0 的低温和无水 条件；2 第一步制得的酰氟要经柱色谱纯化，否则氟化反应的副产物会阻碍下一步与葡 萄糖酸钠的反应；3 要用到较昂贵的d a s t 等；4 产率较低。 酰氯法所用的氯化试剂有三氯化磷、氯化亚砜、草酰氯等。该法比酰氟法操作简便、 价格便宜，但缺点是维a 酰氯和异维a 酰氯的溶液非常不稳定，对光、热、氧气非常 敏感，且易在碱催化下分解【2 6 1 。 s h e a l y t 2 】等在无水苯中用p c l 3 作氯化试剂先制得异维a 酰氯，随后与乙胺反应得到异 维a 酰胺，产率为7 8 。 溆_ 删占 、r 飞念 l 、人 n h c h ：c 如 汝义c h 3 c h 2 n h 2 m a r y a n o t t f 2 7 1 等克服了用p c l 3 、s o c l 2 作氯化试剂将维a 酸类制成酰氯时有聚合物生 成、产率不高等缺陷，改用草酰氯与d m f 作用，制成固体氯化试剂 ( d i m e t h ) r l c h l