基于色酮骨架氧化吲哚类化合物的合成及其抗肿瘤活性评价

发布时间：2020-10-17 00:01

　　 抗癌是一个全球性的课题。目前,抗癌的治疗药物普遍存在毒副作用大,并且某些肿瘤细胞还对药物产生耐药性,需要联合用药。因此,寻找新的毒副作用小的抗肿瘤药物势在必行。而许多具有天然产物骨架的化合物则具有较好的抗肿瘤活性,氧化吲哚类化合物就是人们研究的重点,例如:Indirubin及其衍生物对肿瘤细胞具有一定的抑制作用,辉瑞公司研发的SU11248可用于治疗胃肠道基质肿瘤和转移性肾细胞癌等。此外,具有色酮骨架的化合物同样也是人们研究的热点,Furoaloesone是一种从开普芦荟中提取得到的天然产物,对艾氏腹水肿瘤细胞株有较好的抑制作用。所以对天然产物骨架结构进行修饰和改造是发现具有一定生物活性的先导化合物骨架的重要途径。本论文根据新药合成的方法学研究和活性骨架跃迁的药物拼接原理,通过1,3-偶极环加成反应高效构建了一系列具有色酮骨架的3,3'-吡咯烷螺环吲哚酮类化合物,后续工作通过1,3H迁移/Aldol串联反应合成了一系列的含色酮骨架的3-羟甲基氧化吲哚类化合物。随后对合成的化合物进行体外抗肿瘤活性评价,期待找到一些高效、低毒的先导化合物骨架,为体内抗肿瘤活性评价提供一定的物质基础。第一部分是含色酮骨架的3,3'-吡咯烷螺环吲哚酮类化合物的合成,通过Knoevenagel缩合和1,3-偶极环加成两步反应成功构建了含色酮骨架的3,3'-吡咯烷基双螺环吲哚酮类化合物,其中吡咯烷具有4个连续的立体中心,以高达89%的收率得到,并且具有大于20:1良好的非对映选择性。通过对反应适用性的研究,当靛红氮上有甲基3aa、乙基3ab、苄基3ac或苯基3ad保护时,均能以较好的反应活性参与反应并获得了高收率和非对映选择性的化合物;而靛红的芳环上无论是有吸电子取代基3ak或给电子取代基3aj时,通过最佳反应条件依然能够以较高收率和非对映选择性获得终产物。此外,当使用不同取代的亲偶极体时,同样也以高收率和非对映选择性获得了一系列的化合物。当用肌氨酸代替硫代脯氨酸类化合物进行反应时,在最优条件下也很顺利的合成了目标化合物3''aa-3''fa,反映出了该路线具有较好的普适性。第二部分工作中以二氢色原酮类和靛红类化合物为起始底物通过4步反应得到一系列的3-羟甲基-3-(4-氧-4H-色酮-3-基)吲哚-2-酮类化合物,该反应以甲醛水溶液为原料和溶剂,在加热和无催化剂添加的条件下进行了1,3H迁移/Aldol串联反应,以较高的收率得到一系列的3-羟甲基-3-(4-氧-4H-色酮-3-基)吲哚-2-酮类化合物,该反应路线具有环保、经济、高效的特点,同时也为构建含色酮骨架的3-羟甲基氧化吲哚类化合物提供了方法。第三部分工作是对合成的化合物进行了体外抗肿瘤活性的评价。采用MTT法,以临床常用具有广谱抗癌活性的抗癌药物顺铂作为阳性对照,对合成的40个3,3'-吡咯烷螺环吲哚酮类化合物进行体外抗肿瘤活性研究,考察其人慢性髓系白血病细胞K562细胞株的抑制作用。结果显示,化合物3ae、3ai、3al、3ba、3bb、3bf、3bi、3bl、3bm、3''ai对K562有较好的抗肿瘤活性,均与阳性对照药顺铂的IC_(50)值(IC_(50)=18.6μM)达到同一个数量级,表现出了潜在的研究价值。然后对这10个化合物进行对人正常细胞L929细胞株的细胞毒性研究,结果表明这些化合物对人正常细胞具有较低的抑制活性,细胞毒性均低于阳性对照药顺铂。为了进一步研究这些化合物构效关系对活性的影响,将3ai(IC_(50)=12.3μM),3al(IC_(50)=7.8μM),3ba(IC_(50)=12.5μM),3bb(IC_(50)=13.5μM)这四个对K562肿瘤细胞具有较好抑制活性化合物进行了进一步的’研究,在保持取代基不变的情况下发现当色酮骨架被替换为酯基时,其对K562肿瘤细胞的抑制作用降低,IC_(50)值全部大于100μM,表明了色酮结构是较为关键的活性骨架。
【学位单位】：贵州大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：R914;R96
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
缩略词表
1 前言
    1.1 引言
    1.2 色酮类化合物研究进展
    1.3 螺环氧化吲哚类化合物研究进展
    1.4 1,3-偶极环加成反应研究进展
    1.5 3-季碳羟甲基氧化吲哚类化合物研究进展
    1.6 论文设计思路
2 基于色酮骨架氧化吲哚类化合物的合成
    2.1 基于色酮骨架的3,3'-吡咯烷-双螺环吲哚酮类化合物的合成
        2.1.1 合成路线设计
        2.1.2 实验主要仪器及试剂
        2.1.3 靛红的合成
        2.1.4 含色酮骨架的亲偶极体的合成
        2.1.5 含色酮骨架的3,3'-吡咯烷螺环吲哚酮类化合物的合成
        2.1.6 化合物3的表征数据
    2.2 基于色酮骨架的3-羟甲基氧化吲哚类化合物的合成
        2.2.1 反应底物的合成
        2.2.2 终产物的合成
        2.2.3 结果与讨论
        2.2.4 反应机理
        2.2.5 单晶数据
        2.2.6 化合物5的表征数据
3 基于色酮骨架氧化吲哚类化合物体外抗肿瘤活性研究
    3.1 实验主要仪器及试剂
        3.1.1 细胞株的来源
        3.1.2 实验主要仪器
        3.1.3 实验试剂
    3.2 实验方法
        3.2.1 试剂及其配制方法
        3.2.2 体外抗肿瘤活性实验方法
        3.2.3 实验数据处理方法
    3.3 实验结果与讨论
4 总结与展望
参考文献
致谢
附录 (一)论文发表情况
附录 (二)部分中间体化合物的图谱
附录 (三)部分化合物单晶数据

【参考文献】

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本文编号：2843968