（材料学专业论文）海洋天然环肽leucamide+a关键片段的结构改造.pdf

a c b n b o c d c c d c m d m f d m s 0 d m 臣 d b u d i e a e a h o b t h p l c i b 1 1 i ( 勘 缩写词 a c e t y l b e n z y l t e r t - b u t o x y c a r b o n y l 1 , 3 一d i c y c l o h e x y l c a r b o d i i m i d e d i c h l o r o m e t h a n e mn - d i m e t h y l f o r m a m i d e d i m e t h y ls u l f o x i d e 1 ，2 - d i m e t h o x y e t h a n e 1 , 5 - d i a z a b i c y e l o 5 4 0 ju n d e c e n 一5 e n e e t h y l - d i i s o p m p y l - a m i n e e t h y la c e t a t e 1 - h y d r o x y b e n z t f i a z o l e h i 曲p e r f o r m a n c el i q u i dc h r o m a t o g r a p h y i s o - b u t y l i n h i b i t o rc o n c e n t r a t i o na tw h i c he n z y m e i s5 0 i n h i b i t e d l i t h i u md i i s o p r o p y l a m i d e m e t h y u n - b r o m o s u e c i n i m i d e n - m e t h y l - m o r p h o l i n e p h e n y l p e t r o l e u m e t h e r 罚f l u o r o a c e t i ca c i d t e t r a h y d r o f u r a n 乙酰基 苄基 叔丁氧羰基 二环己基碳二亚胺 二氯甲烷 mn - - - 甲基甲酰胺 二甲基亚蕊 甘酵二甲醚 1 ，5 - 二氮杂二环【5 4 o 】十 一烯一 二异丙基乙基胺 乙酸乙酯 1 羟基苯并三唑 高效液体色谱 异丁基 ( 酶抑制剂的) 半数抑制 浓度 二异丙基氨基锂 甲基 - 溴代琥珀酰亚胺 n - 甲基吗啡啉 苯环 石油醚 三氟乙酸 四氢呋喃 姒 麟 m 孙 腿 吼 唧 摘要 摘要 l e u c a m i d ea 是从澳大利亚海绵l e u c e t t am i c r o r a p h i s 中分离而得到 的一种天然环肽化合物，由氨基酸及氨基酸衍生物组成：l 一亮氨酸，嗯 唑，l 丙氨酸，甲基嚼唑，噻唑，l 一缬氨酸和l 脯氨酸。其中，甲基 曝唑和噻唑的4 ，2 一二杂串联的结构单元在环肽中是极其罕见的。研究 表明，l e u c a m i d e a 对人源细胞株h m 0 2 ，h e p 0 2 ，h u h 7 等显示了中等强度 的细胞毒活性。据文献报道，很多含有杂环串联结构单元的化合物具有 显著的生物活性，而且其活性和杂环的位置及其结构特点有关。如小菌 素b 1 7 ，用于临床的抗癌药物博莱霉素等。 l e u c a m i d ea 所具有的特殊的且罕见的噻唑一嗯唑串联结构单元引 起我们的兴趣，围绕这一结构单元进行进一步的结构改造以发现高生物 活性化合物具有重要意义。l e u c a m i d e a 的首次全合成由本小组完成，并 确立了合成噻唑一嗫唑串联结构单元的方法学。 本论文围绕噻唑一噫唑串联结构单元展开了一系列的结构改造，针 对不同的位点合成了大量的化合物。组建此类结构单元的化合物库。其 中一些化合物在病毒方面显示了一定的活性。主要分三部分： 1 针对化合物a 的氨基部位( r 3 ) 进行结构改造。得到1 5 个新化 合物。其中8 个化合物具有较好的生物活性。 2 围绕具有较好生物活性的化合物6 、化合物l l 和化合物1 2 分别 通过对r l tr 2 r 3 三个部位进行结构改造得到1 8 个新化合物。 3 我们用五个长短不同的氨基脂肪酸代替l e u c a m i d ea 中的脯氨酸 和亮氨酸的二肽结构，合成了五个l e u c a m i d ea 的类似物。期望通过结 构改造能改变大环的构象，从而进一步研究构象和活性之问的关系。 关键词：l e u e a m i d ea ；天然环肽化合物；结构改造 2 a b s t r a c t a b s t r a c t l e u c a m i d ea ，ab i o a c t i v e c y c l i ch e p t a p e p t i d ec o n t a i n i n g a u n i q u e m i x e d4 , 2 - b i s h e t e r o c y c l et a n d e mp a i rc o n s i s t i n go fa m e t h y l o x a z o l ea n d t h i a z o l es u b u n i tw a sf i r s ti s o l a t e df r o ma u s t r a l i a nm a r i n es p o n g el e u c e t t a m i c r o r a p h i s l e u c a m i d ea i sc h a r a c t e r i z e db yt h ep r e s e n c eo fs e v e na m i n o a c i d sa n da m i n oa c i dd e r i v e d r e s i d u e s ：l l e u c i n e ，o x a z o l e ，l - a l a n i n e ， m e t h y l - o x a z o l e ，t h i a z o l e ，l - v a l i n e ，a n dl p r o l i n e l e u c a m i d ea w a sf o u n d t oi n h i b i tm o d e r a t e l yt h eg r o w t ho ft h et h r e et u m o rc e l ll i n e sh m 0 2 ，h e p g 2 ， a n dh u h 7 m a n yc o m p o u n d sk n o w nt oc o n t a i nb i s h e t e r o e y e l et a n d e mp a i r h a v e r e m a r k a b l yp o t e n tb i o l o g i c a la c t i v i t y w h i c hi sr e l a t e dw i t ht h e l o c a t i o na n ds t r u c t u r eo ft h em o i e t i e s s u c h a s m c e b l 7 ，a n t i t u m o r a n t i b i o t i c sb l e o m y c i n s f r o mt h ea b o v e ，w es h o wg r e a ti n t e r e s ti nl e u c a m i d ea n o to n l y b e c a u s eo ft h es t r u c t u r eo f c y c l i ch e p t a p e p t i d e b u ta l s ot h e u n i q u e m e t h y l o x a z o l ea n dt h i a z o l es u b u n i tw h i c hm a yb ec o n t r i b u t e dt ot h ef u r t h e r s t r u c t u r em o d i f i c a t i o nt of i n dh i g h l ya c t i v ec o m p o u n d s f o l l o w i n gt h ef i r s t t o t a l s y n t h e s i so fl e u c a m i d eaa c c o m p l i s h e db y t h i s g r o u p ， s e v e r a ls m a l lm o l e c u l a r l i b r a r yf o c u s i n g o nt h e 4 , 2 - b i s h e t e r o c y c l e t a n d e m p a i r s u b s t r u c t u r ew e r ec o n s t r u c t e da n ds o m e c o m p o u n d ss h o wa n t i - v i r u sa c t i v i t yo ni n f l u e n z aa ，h b va n dh i vi n t h em o d i f i c a t i o nf r o mt h ea m i n o f u n c t i o n a l i t y o ft h e 4 , 2 b i s h e t e r o c y c l e t a n d e m p a i r s u b s t r u c t u r e 1 5n e w c o m p o u n d s w e r e o b t a i n e d ，i nw h i c h8c o m p o u n d ss h o wc e r t a i na c t i v i t y t h em o d i f i c a t i o no nt h ec o m p o u n d 6 c o m p o u n d1 1 a n dc o m p o u n d 1 2f r o mt h r e ev a r i o u s l o c a t i o n s ( r t ，r 2 ，r 3 ) 1 8n e wc o m p o u n d s w e r e o b t a i n e d 3 a b s t r a c t 5a n a l o g u e so fl e u c a m i d eaw c r c p r e p a r e db yr e p l a c i n g t h e d i p e p t i d ep r o l e uo fl e u c a m i d e aw i t hv a r i o u sa m i n oa c i dw i t h2 - 6c a r b o n y a od e y o n g ( m a t e r i a ls c i e n c e ) d i r e c t e db yp r o f e s s o r x i n gy a c h e n ga n dn a nf a j u n k e yw o r d s ：l e u c a m i d ea ；b i o a e t i v e c y c l i ch e p t a p e p t i d e ；s t r u c t u r e m o d i f i c a t i o n 4 前言 海洋微生物中蕴藏着巨大的、种类繁多的次级代谢产物。近年来，由 于反向h p l c 技术、光谱技术、手性技术的发展，从海洋微生物中分离得 到了大量的化学结构新颖、生物活性独特的次级代谢产物。一些代谢产物 已经作为药物研究的先导化合物或者作为生命科学研究的药理学工具。尤 其重要的是，从海洋微生物中发现了一系列高效、低毒的抗肿瘤化合物， 目前已有一些化合物进入临床前或临床试验阶段。如以d i d e m n i nb 为代 表的海洋环肽已作为抗癌药物进入临床试验】；从海兔d o l a b e l l a a u r i c u l a r i a 分离得到的d o l a s t a t i n1 0 及d o l a s t a t i n l 5 合成类似物l u l 0 3 7 9 3 均已进入i i 期临床眈3 ；从加勒比海海鞘( e c t e i n a s c i d i at u r b i n a t e ) 获得的 生物碱e c t c i n a s s i d i n7 4 3 ( e t 一7 4 3 ) 已经入i i i 期临床，可望近年首先进 入欧洲市场1 ；令人振奋的是，镇痛药z i c o n o t i d e ( 源于芋螺c o m sm a g n u s 的肽类毒素) 已成功通过i i i 期临床，并获得f d a 批准上市1 。 海洋微生物含噻唑( 嗯唑) 一噻唑( 嗯唑) 串联结构单元的环肽是海 洋天然产物中最重要的化合物之一。它是一类分子环骨架上含有噻唑啉、 噻唑、嚼唑啉、曙唑等五元杂环的海洋天然环肽。在过去的的十几年中， 从海洋微生物中分离得到的含噻唑( 嗯唑) 一噻唑( 嗯唑) 串联结构单元 的环肽主要有含三个嗯唑环直接串联结构单元的环肽、含嗯唑一噫唑串联 结构单元的环肽、含噻唑一嗯唑串联结构单元的环肽和含噻唑一噻唑串联 结构单元的环肽。这些环肽由于c 端和n 端未离子化，使得它能较容易穿 过细胞膜，大大降低了体内酶解的速度，提高了生物利用度，更重要的是 它们呈现出很强的抗癌、抗病毒、免疫抑制性及消炎等生理活性，有些已 经成为药理学研究的工具化合物。它们特殊的杂环串联结构已经引起药物 化学家和合成化学家的广泛关注。4 1 。 1 、 含三个嗯唑环直接串联结构单元的环肽 5 目前，从海洋微生物中分离得到的含三个噫唑环直接串联结构单元 的环肽主要有u l a p u a l i d c s 、k a b i r a m i d c s 、j a s p i s a m i d e s 、m y c a l o l i d e s 、 h a l i s h i g a m i d e s 8 - 93 ( 图1 ) ；它们结构复杂( 例如u l a p u a l i d ea 的绝对构型 在分离得到1 7 年后才得以确定0 1 ) ，而且在自然界中极其罕见，从而弓 起了合成化学家和药物化学家对它们的浓厚兴趣。 r lr 2r 3r 4r 5 r 6r 7r r 9 u l a p u a l i d ea i a s p i s a m i d ea h a l i c h o n d r a m i d c h a l i s h i g a m i d ea h h h h h0o o ho0 h00 n h 2 oo h m e m o m e b - m eo m ea cm e b o m ehm ch b o m ehm eh b o m ehm eh k a b i r a m i d ea c o n h 2 m co hh c h 2 0 ha - o m eo m em c m c k a b i r a m i d eb k a b i r a m i d ec k a b i r a m i d ed k a b i r a m i d ee c o n h 2 m co hh c o n h 2 m eo h h hm eo hh c o c h s m eo hh m c m c m e m e - o m eo hm c m c o o m eo m em c m e u o m eo m em c m c a o m co m em e m e o h c 、 6 o ) j氏q r 胁飞。 钞：。麓 巳； 前言 f i g u r e1s t r u c t u r eo ft r i s o x a z o l em a c r o l i d e s 从功能上看，肌动蛋自是这类大环内酯( 拟肽) 的靶点，它们对肌 动蛋白( a c t i n ) 具很强的亲合力和专一性，显示了很强的纤丝切割 ( f i l a m e n ts e v e r i n g ) 和单体隔绝( m o n o m e r s e q u e s t e r i n g ) 活性，使f 一 肌动蛋白( f a c t i n ) 解聚，干扰肌动蛋白丝的动力学过程，最终导致细 胞死亡剀。最近，研究肌动蛋白与k a b i r a m i d ec 的复合物的x 一射线衍 射图像发现：( 1 ) 含三嗯唑结构单元的大环内酯( 拟肽) 与肌动蛋白的 亚区域1 ( s u b d o m a i n1 ) 相互结合，脂肪链伸入肌动蛋白的亚区域1 和 亚区域3 ( s u b d o m a i n3 ) 之间的深度中央裂隙；( 2 ) 大环内酯与肌动蛋 白凝溶胶蛋白( g e l s o l i n ) 竞争相同的肌动蛋白结合位点；( 3 ) 这类大环内 酯毒素切割与覆盖肌动蛋白丝的作用机制与胍动蛋白凝溶胶蛋白的机制 类似引。基于含有独特的三个嗯唑环直接串联结构单元的大环内酯与肌 动蛋白相互作用的原理，设计相关类型的类似物，对治疗肿瘤转移、胆 囊纤维质生成、组织梗塞、青光眼以及其它由肌动蛋白细胞骨架调节功 能失常引起的疾病将起积极的指导作用钔。 这类环肽显示了极强的细胞毒活性( 部分化合物的活性如表1 所 示) ，可以作为新一类抗癌药物研究的起点。 7 i c 5 0i _ t g m l ( i nv i t r o ) l 1 2 1 0r o u t i n el e u k e m i ac e l lk bh u m a ne p i d e r m o i dc a r c i n o m ac e l l t a b l e1c y t o t o x l c i t yo ft r i s o x a z o l em a c r o l i d e s 2 、舍嚼唑一嚼唑串联结构单元的环肽 从菲律宾群岛采集的海鞘d i a z o n aa n g u l a t a 中分离得到的 d i a z o n a m i d ea 1 5 1 是不常见的卤化环肽。结构上，它含有嗯唑一嗯唑串 联结构单元、吲哚单元和双环缩醛胺结构单元。功能上，d i a z o n a m i d ea 对人源结肠癌细胞株和鼠科黑肿瘤细胞株的体外i c 5 0 值均小于1 5 n g m l ：进一步研究发现，用d i a z o n a m i d e a 处理过的细胞停留在细胞周 期的g 2 m 阶段，细胞的纺锤丝和分裂间期的微管网严重损坏； d i a z o n a m i d ea 与d o l a s t a t i n l 0 一样，能非常有效的抑制微管的组装 ( t n b u l i na s s e m b l y ) 和微管依赖的g t p 水解机制( t u b u l i n - - d e p e n d e n tg t p h y d r o l y s i s ) 1 6 。d i a z o n a m i d ea 独特的化学结构和罕见的活性特征引起 许多合成化学家的浓厚兴趣1 7 。h a r r a n 等人成功合成了1 ( 图2 ) ，但细 胞毒活性较差，而且非常不稳定。于是，化学家们重新确定它的结构， 并最终确定结构为2 ( 图2 ) ，完成了合成工作。目前，d i a z o n a m i d e a 以 及它的衍生物正在进行深入的药理学研究1 8 。 8 淖执邓暾 f i g u r e2s t r u c t u r eo fd i a z o n a m i d e a 3 、含噻唑一噻唑串联结构单元的环肽 最近n a g a i 等人从海绵h a l i c h o n d r i aj a p o n i c a 中分离得到菌株 b a c i l l u sc e r e u sq n 0 3 3 2 3 ，将菌株发酵培养，从中分离得到y m 一2 6 6 1 8 3 及y m 一2 6 6 1 8 4 1 9 。它们对革兰氏阳性菌( 例如m p s a ，m r s e ，v r e ) 有抗菌作用，而对革兰氏阴性菌无抑菌活性。它们的结构如图3 所示： y ”m - “2 e 6 ”1 e 4 昌：器：宅：m “e , 麓常i o or i - 洲r 2 啊r l c p o , o d n hr t h r 2 h r i o h , r - h 啪。由p 2r l - 凡- h 两一r - o f i g u r e3s t r u c t u r eo fy m 一2 6 6 1 8 3 y m 一2 6 6 1 8 4a n dm i e r o c o c c i np 从结构上看，大环内含有噻唑一吡啶一噻唑串联结构单元及一些由 特殊氨基酸衍生而来的噻唑结构单元；侧链含有吡啶一噻唑一噻唑串联 结构单元；该结构与从东非土壤中分离得到的m i c r o c o c c i np 【2 0 1 及从微生 物p l a n o b i s p o r ar o s e a 中分离得到的g e 2 2 7 0 心极为相似。这类化合物 结构极为复杂，到目前为止，他们的结构未能明确确定心们。从功能上看， 它们直接作用于核糖体来抑制细菌蛋白合成，达到抑菌效果2 2 。 目前，从对这类环肽进行的药理学研究得到的结果看，它们表现出 的独特的生理活性与噻唑( 嗯唑) 一噻唑( 嗯唑) 串联结构单元有关， 因此该结构单元是非常有效的药效基团，围绕它进行深入的药物化学研 9 究，必将找到药理活性性质更加令人满意的先导化合物。 4 、含噻唑一嚼唑串联结构单元的环肽 l e u c a m i d e a 心3 3 ( 图4 ) 从澳大利亚海绵中分离而得，含有l 一亮氨 酸，嗯唑，l 丙氨酸，甲基嗯唑，噻唑，l 一缬氨酸和l 脯氨酸。甲基 噫唑和噻唑的4 ，2 一二杂串联的结构单元在环肽中是极其罕见的。 l e u c a m i d e a 能抑制细胞株h m 0 2 ( g 1 5 0 = 5 2g g m l ) ，h e p g 2f g i s o = 5 9 t t g m l ) ，h u h ( g 1 5 0 = 5 1i t g m l ) 。 f i g u r e4s t r u c t u r eo fl e u c a m i d ea 尽管l e u c a m i d e a 的生理活性未受到关注，但其特有的4 。2 一噻唑一 嗯唑串联结构单元与已知活性化合物相似而引起人们极大的兴趣。 综上所述，海洋微生物独特的生理活性产物已成为重要的海洋药物 资源，越来越受到重视。它们生活在高盐、高压、低温、低照的特殊环 境中，形成独特的生理活性产物。相当多的海洋微生物与其它海洋生物 处于共生、附生、寄生、或共栖关系，可以产生各种各样的物质( 如抗 生素、毒素、抗病毒物质等) 以利于宿主生长代谢或增强宿主的抵抗能 力。因此，海洋微生物的代谢产物是药物研究最重要也是最好的天然化 合物库，对它们进行深入的药理学和药物化学研究，必能找到高效、低 毒、结构相对简单的小分子药物。 1 0 第一章l e u c a m i d ea 中关键片段的结构改造 第一章l e u o a m id ea 中关键片段的结构改造 一、研究背景 l c u c a m i d ea 从澳大利亚海绵中分离而得，含有l 一亮氨酸，噫唑， l 丙氨酸，甲基嚼唑，噻唑，l 一缬氨酸和l 脯氨酸。甲基噫唑和噻唑 的4 ，2 一二杂串联的结构单元在环肽中是极其罕见的。l c u c a m i d ea 能 抑制细胞株h m 0 2 ( o i s o = 5 2i x g ，m l ) ，h e p g 2 ( g 1 5 0 = 5 9i t g m l ) ， h u h 7 ( g i s o = 5 1l _ t g m l ) 。类似曝唑和噻唑4 ，2 一二杂串联的结构单元在 多肽m i c r o c i nb 1 7 中也存在( 图5 ) 。实验证明，细菌d n a 促旋酶( 该 酶在d n a 复制过程中起主要作用) 是m i c r o c i nb 1 7 的靶点；细胞经 m i c r o c i n b l 7 处理之后，细胞d n a 合成停止，最终导致细胞死亡；该过 程中，m i c r o c i n b l 7 中的噻唑一嗯唑串联结构单元在抑制细菌d n a 合成 过程中起了重要作用 2 4 3 r o y 等人在研究m i c r o c i nb 1 7 及其类似物抗菌 活性过程中发现多肽的活性与杂环串联的类型，串联杂环的个数以及串 联杂环在多肽中所处的位置有关 2 4 e 用于临床的抗癌药物博莱霉素( 图 6 ) 也具噻唑一噻唑串联的结构单元，该结构单元被认为直接与d n a r n a 的特定部位结合，在抑制d n a 复制过程起关键作用2 6 3 0l e u c a m i d e a 引起我们极大的兴趣，这不仅在于它具有的特殊的大环结构，而且它所 特有的4 ，2 一噻唑一嚼唑串联结构单元对迸一步的结构改造以发现高生 物活性化合物具有重要意义。 m a m a * 1 一一扣门扮童一a 带髻刍曼碍吼髻卫、 k c h b l 7 f i g u r e5s t r u c t u r eo fm l c r o c i nb1 7 l l 第一章l c u c a m i d c a 中关键片段的结构改造 f i g u r e6s t r u c t u r eo fb l e o m y c i n s 本课题组首次完成了对海洋天然杂环环肽l e u c a m i d e a 的全合成1 2 6 构 建了合成4 ，2 一噻唑一嗯唑串联这一罕见的结构单元的方法学。 本论文旨在围绕l e u c a m i d e a 中含有的独特的4 ，2 一噻唑一嚼唑串联结构 单元展开一系列的结构改造和结构修饰，设计合成新的化学实体( n c e ) ， 在病毒水平的活性筛选结果表明，这种衍生化策略成功地产生了天然产 物l e u c a m i d e a 所不具有的生物活性，部分验证了我们的初始推测。 二、基于l e u o a m j d e 中关键片断的结构改造 l e u c a m i d ea 中所含噻唑一嗯唑双杂环串联结构在环肽中是极其罕 见的，也可能是它产生生物活性的主要原因。因此，继本小组完成其全 合成之后，我们展开了围绕这一结构单元的结构改造和新化合物的合成。 构建了含有此类结构单元的小分子化合物库。基于前文所述，这类结构 产生生物活性的可能机制主要是因为和某些d n a r n a 特定部位的结合。 所以，所产生化合物的生物活性测试主要集中在一些细胞水平的抗病毒 药物筛选模型上，如乙肝病毒( h b v ) ，流感病毒( i n f l u e n z aa ) 等和一些与 病毒复制相关的分子水平的筛选模型如h i v 整合酶、h i v 蛋白水解酶等。 1 围绕化合物a 的结构改造 l e u c a m i d e a 中噻唑一曝唑双杂环串联结构单元如f i g u r e7 所示。它 含易于修饰的氨基和羧基。我们起始的结构改造主要从r 。，r ：这两个部位 进行。首先根据全合成中发展的杂环串联的合成方法制各了大量的中间 】2 第一章l e u c a m i d ea 中关键片段的结构改造 体a 2 们，在n 上引入不同的酰基官能团，产生n 一酰化的小分子库。 圃 m 殳文# 文从儿文心 一 鞋化l 。叉争s 酶e e - 。铲苦。m 手砂一博。尺伊确。天6 伊扩“峨 r 2 = h m 0 f i g u r e7m e t h y i o x a z o i ea n dt h l a z o l es u b u n i t n 上酰化所选用的酰基官能团包括一些易得的直链酰氯、羧酸，含 有不饱和双键的酰氯、羧酸，取代的芳环酰氯等以论证结构的多样性。 n 一酰基化方法主要有三种： 1 1 酰氯直接酰化法 l - 鸭 + “蟊矿 a 将化合物a ( 1 e q ) 与n a h c 0 3 ( 1 0 e q ) 混合溶于h 2 0 e t o a c ( 体 积比1 4 ) 中，渐渐加入酰氯( 1 s e q ) ，反应结束后用e t o a c 稀释，水 相e t o a c 萃取。合并有机相，饱和n a c l 溶液洗，m g s 0 4 干燥，浓缩。 混合物经色谱柱纯化，得产品。用此方法得到7 个化合物。 1 2 混合酸酐法 第一章l e u c a m i d e a 中关键片段的结构改造 将酸( 1 e q ) 溶于c h 2 c 1 2 中，冰盐浴冷却，数分钟后，依次加入n 一甲基吗啡啉( n m m ) ( 1 5 e q ) ，氯甲酸异丁酸酯( c 1 c o o b u ) ( 1 2 e q ) ， 之后加入化合物a ( 1 e q ) 。逐渐升至室温，当反应结束后，用水淬灭反 应。e t o a c 萃取，有机相饱和食盐水洗，无水m g s 0 4 干燥，减压浓缩。 混合物经色谱柱纯化，得产品。用此方法得到3 个化合物。 1 3 直接偶联法 将a ( 1 e q ) 与分子筛，h o b t ( 0 3 e q ) 混合，加入处理d m f ，冰盐 浴条件下加入酸，后加入e d c i ( 1 5 e q ) 。反应体系逐渐升至室温。反应 完全后，体系用大量e t o a c 稀释，有机相用适量水洗数遍，饱和食盐水 洗，无水m g s 0 4 干燥，减压浓缩。混合物经色谱柱纯化，得产品。用此 方法得到5 个化合物。 通过以上三种方法，共获得含有4 ，2 一噻唑一嗯唑串联结构单元的n 一酰化 化合物1 5 个。化合物活性测试结果如表2 所示。 1 4 第一章l e u c a m i d e a 中关键片段的结构改造 t a b l e2b l o a c t i v i t yo fc o m p o u n d s1 - 1 5 第一章l e u c a m i d o a 中关键片段的结构改造 从以上筛选结果可知，化合物2 ，3 ，9 ，1 4 对抗甲型流感有一定地抑制 作用。其中化合物3 和化合物9 达到了中等强度的活性。化合物6 对h i v 整合酶具有一定地抑制作用。化合物1 3 对h i v 蛋白酶具有一定地抑制 作用。化合物1 ，1 1 对h b v 的d n a 复制过程具有一定的抑制作用。这些 初步筛选结果从一定程度上说明了含噻唑嗯唑杂环串联结构单元的化 合物具有的抗病毒活性可能是与d n a 特定区域结合所引起的，这部分验 证了我们的假设。 在此基础上，我们有针对性的以上述具有一定活性的化合物为导向， 进行进一步的结构改造。我们主要以化合物6 、化合物1 1 和化合物1 3 为起点，针对h i v 整合酶和h i v 蛋白酶两个模型进行了一系列的结构改 造，以期获得高活性化合物。 2 围绕化合物6 、化合物l l 针对h i v 整合酶展开结构改造 艾滋病病毒h i v 自身能产生三种酶( 即具有催化作用的蛋白质) 一一 逆转录酶、蛋白酶和整合酶，以帮助h i v 病毒突破人体内的免疫防线， 复制、感染、生存下来，并破坏人体的免疫功能。其中，整合酶负责h i v 病毒将其遗传信息插入宿主细胞的d n a 中，再不断复制、感染2 7 30 因此， 寻找对整合酶功能有抑制作用的小分子化合物，在抗h i v 病毒药物研究 中备受关注。 2 1 围绕化合物6 展开的结构改造 从化合物6 的分子结构中可以看到，它的r 位为一个异丙基，此基 团体积为中等大小。我们想通过改变该位点的空间大小来看其活性的变 化。因此，引入了体积大的基团苄基和小体积的氢原子来代替异丙基得 到化合物1 6 和化合物1 7 ，并进一步对其进行结构修饰得到系列化合物 来看其对h i v 整合酶是否具有抑制性。 1 6 第一章l e u c a m i d ea 中关键片段的结构改造 1 9 化合物1 8 、1 9 分别由化合物1 6 、1 7 在乙酸乙酯和水( 4 ：1 ) 的体 系中，在n a h c 0 3 作用下和苯甲酰氯反应制得。化合物1 6 ，1 7 分别以苯 丙氨酸和甘氨酸为起始原料参照噻唑一嗯唑的合成方法制得，具体合成 路线如下： 瞄“上瞄上g 砭一z 醛一辞。o h 9 9 8卜o e t严 1 h l b b j o 1 b h 1 b r e a c t i o n sa n dc o n d i t i o n s ：a ：b o c 2 0 ，n a h c 0 3 h 2 0 d l o x a n e ( 1 ：1 ) ：b = n m m ，c i c 0 0 b u ， d m e ，n h a ；c ：l a w s s o n 。i sr e a g e n t d m e ；d ：3 - b r o m o - 2 - o x o - p r o p l o n l ca d d 酬哪e s t e r d m e ；e ：l i o h ，e t o h h 2 0 ( 4 ：1 】，tn m m c i c o o i b u l * t h r e o n l n em ee s t e rh c i ；g ：d s t k h c o s - c h 2 c b ；h ：d b u 。b r c c l 3 c h 2 c 1 21 1 _ f c h 2 c 1 2 b 0 0 2 0 保护的苯丙氨酸在n m m ，c i c 0 0 1 b u 的作用下形成酸酐，接着 1 7 。扩 沁 )孙 。 _ l 第一章l c u c a m i d e a 中关键片段的结构改造 通入氨气，得到酰胺1 6 b 。1 6 b 在l a w e s s o n 试剂作用下室温反应得到硫 代酰胺，再与溴代丙酮酸乙酯直接作用生成1 6 d 2 8 o1 6 d 在l i o h 作用 下水解后，与苏氨酸甲酯盐酸盐发生偶联反应得到1 6 f 。然后通过d a s t 成环得到1 6 9 。d b u 脱氢得到化合物1 6 h ，随后在t f a 作用下脱去n - b o c 保护基得到化合物1 6 。 化合物1 7 是从甘氨酸为起始原料，按照与化合物1 5 相类似的合成 方法制得。 然后我们针对化合物1 6 和1 7 的氨基衍生化，合成以下一系列化合物： 2 2 围绕化合物1 1 展开的结构改造 芳香性1 3 一二酮酸类化合物是一类最具治疗潜力的h i v 整合酶抑制 剂2 射。其中，1 , 3 一二酮酸结构单元是抑制h i v 整合酶活性的主要片段。 1 8 第一章l c u c a n f i d e a 中关键片段的结构改造 因此，我们以化合物1 1 为起点合成含b 一二酮酸类化合物。合成路线如 下： 抖一他。 卓；埯 鬟埯8 丫儿臼0 ：l 2 e 2 7 r e a c t l o r a n d c o n d f i i o n s t 口m e m c d u b h 4 , t h r - 2 3 1 c ；k ( c o c d z d m s o e t a n c h 2 c h c ：t b u o n a ( c 0 2 m e ) 2 t h f - d m e ( 1 ： ) ；d ：1 n n e o h i h f - - c h s o h l l ：1 ) 首先，化合物1 l 在m c m g i ，l i b h 4 作用下还原得到化合物2 6 a ( 3 0 o 然后经过s w e r n 氧化得到化合物2 6 b 3 1 , 3 2 再在b u o n a 作用下与草酸 二甲酯反应得到化合物2 6 一一 ) 61 0 3 ( d ，j = 6 6h z ，3 h ) ，1 0 4 ( d ，j = ( s ，3 h ) ，3 9 4 ( s ，3 h ) ，5 4 2 ( d d ，j = 8 7h z ， ，1 h ) ，6 7 1 ( d ，j = 6 9h z ，1 h ) ，6 8 3 ( d ，j = 1 h ) ，7 4 5 ( d ，j = 6 9h z ，1 h ) ，8 0 1 ( s ，1 n ) 1 hn m r ( 3 0 0 m h z ，c d c l 3 ) 60 9 4 ( d ，j = 6 9h z ，3 h ) ，1 0 1 - 1 0 6 ( 9 h ) ， 1 4 5 【s ，9 n ) ，2 3 9 ( m ，1 n ) ，2 6 6 ( m ，1 n ) ，2 7 3 ( s ，3 h ) ，3 9 4 ( s ，3 h ) ，4 9 0 ( m ， 3 3 篁三主窭墼墅坌 l r i ) ，5 1 5 ( m ，l r i ) ，5 3 6 ( d o ，j = 9 0t t z ，6 9h z ，1 n ) ，7 9 3 ( d ，j = 9 3h z ， l s ) ，8 0 1 ( s ，l n ) ，8 0 4 ( s ，l n ) ( p e ：e t o a e = 1 ：1 ，y i e l d ：5 3 ) 化合物1 4 ： p y 啪“ 卢n 囝。忡 斗：场 1 hn m r ( 3 0 0 m h z ，c d c l 3 ) 6o 9 7 ( d ，j = 6 6h z ，3 i t ) ，1 0 2 ( d ，j = 6 6h z ，3 i - i ) ，2 6 2 ( m ，l n ) ，2 6 9 ( s ，3 n ) ，3 8 9 ( s ，3 h ) ，4 0 3 ( s ，3 h ) ，5 4 9 ( d d ， ，= 7 5t t z ，5 1h z ，x u ) ，6 9 9 ( d ，j = 8 4i t z ，t n ) ，7 0 5 ( t ，j = 7 5h z ，1 1 1 ) ， 7 4 4 ( d d ，j = 7 5t t z ，8 1h z ，1 n ) ，7 9 6 ( s ，a n ) ，8 1 6 ( d ，j = 8 1h z ，1 n ) ， 8 7 0 ( d ，j = 8 1h z ，i n ) 1 3 cn m r ( 7 5 m h z ，c d c l 3 ) 61 2 0 2 ，1 7 2 5 ，1 9 4 2 ，3 2 9 3 ，5 1 8 6 ，5 6 0 6 ， 5 6 8 7 ，1 1 1 3 6 ，1 2 0 0 1 ，1 2 0 8 5 ，1 2 1 3 1 ，1 2 8 2 6 ，1 3 2 3 2 ，1 3 3 0 8 ，1 4 2 7 9 ， 1 5 5 2 0 ，1 5 6 2 0 ，1 5 7 5 4 ，1 6 2 5 1 ，1 6 5 1 4 ，1 7 3 8 5 ( p e ：e t o a c = 1 ：1 ， y i e l d ：6 0 ) 化合物1 5 ： 妒 字n s 喝 1 hn m r ( 3 0 0 m t t z ，c d c l 3 ) 61 0 0 ( d ，j = 6 9h z ，3 h ) ，1 0 7 ( d ，j = 6 6h z ，3 h ) ，2 5 2 ( m ，l n ) ，2 7 3 ( s ，3 n ) ，3 9 4 ( s ，3 h ) ，5 4 0 ( d d ，j = 8 4h z ， 7 2h z ，1 n ) ，6 9 0 ( t ，j = 7 5h z ，1 n ) ，6 9 9 ( d ，j = 8 4h z ，x i - i ) ，7 2 2 ( d ，j = 笙三童塞堕塑坌 _ 一一 8 7h z ，1 8 ) ，7 4 2 ( t ，j = 7 5h z ，1 h ) ，7 5 3 ( d ，j = 7 8h z ，1 h ) ，8 0 2 ( s ，1 n ) ( p e ：e t o a c = 1 5 ：1 ，y i e l d ：4 6 ) 6 化合物1 6 的制备 1 甜 1 6 1 蜘 1 8 h 1 6 a 的制备 将苯丙氨酸( 4 9 ，2 4 2 m m 0 1 ) 溶于8 0 m l h 2 0 和8 0 m l 二氧六环中，搅拌 溶解后，加入n a h c 0 3 ( 8 0 6 9 ，9 6 8 r e t 0 0 1 ) ，后加入( b o c ) 2 0 ( 6 8 1 9 ， 3 1 5 r e t o o l l 。室温搅拌过夜。反应结束后，向反应体系里加入适量的水， 用1 nh c l 调p h = 2 ，e t o a c 萃取，合并有机相，饱和n a c i 洗，无水m g s 0 4 干燥。减压浓缩得1 6 a5 8 9 。产率；9 1 。 1 6 b 的制备 将1 6 a ( 5 8 ，2 1 9 m m o l 溶于8 0 m l 的无水d m e 中。溶解后，冰盐浴 条件下依次加入n 一甲基吗啡啉( n m m ) ( 2 4 m l ，2 1 9 m m 0 1 ) ，氯甲酸异 拈 娃 上