靛玉红及其衍生物的设计合成与初步生物活性评价

发布时间：2020-04-11 05:22

【摘要】：对中药和天然产物中的有效成分进行化学结构修饰,提高药理活性、降低毒副作用,以获得安全有效的药物是新药开发的重要途径之一。中药复方当归龙荟丸对治疗慢性髓性白血病(CML)有显著疗效,它由十一种中药组成,其中主要药效成分--青黛的活性成分为靛玉红(indirubin)。靛玉红及其衍生物有广泛的生物活性,对肿瘤具有潜在药理活性。目前,已合成出来的靛玉红及其衍生物大部分水溶性不好,对其生物活性的探索也尚不完全。为了寻找亲水性良好、生物活性更好的化合物,本研究采用课题组已经研究成功的简便合成方法合成出靛玉红及其衍生物14个,接着进行结构修饰得到其羟肟衍生物12个,并进一步进行了初步生物活性评价,为新型抗肿瘤药物的研究开发提供理论依据。本研究通过吲哚醌及其衍生物与KBH_4还原偶联一步反应生成靛玉红及其衍生物,靛玉红及其衍生物再与盐酸羟胺反应合成3’-NOH靛玉红及其衍生物。总计合成靛玉红和3’-NOH靛玉红26个,其中靛玉红及其衍生物14个,3’-NOH靛玉红及其衍生物12个,其中新化合物8个。采用人结肠癌细胞株HCT-116、人肺癌细胞株A549、人慢性髓系白血病细胞株K562、小鼠胚胎成骨细胞前体细胞株MC-3T3-E1、小鼠单核巨噬细胞白血病细胞株Raw264.7为实验对象,用噻唑蓝染色法(MTT)初步评价了26个靛玉红及其衍生物和3’-NOH靛玉红及其衍生物的抗肿瘤活性。结果显示,本课题所合成的化合物大多数对癌细胞具有较好的抑制活性,对正常细胞小鼠胚胎成骨细胞前体细胞MC-3T3-E1抑制作用较弱。其中,6,6’-二溴靛玉红对人结肠癌细胞株HCT-116的抑制活性最强,IC_(50)值为:1.35μmol/l;6,6’-二溴3’-NOH靛玉红对人肺癌细胞株A549的抑制活性最强,IC_(50)值为:3.92μmol/l;5,5’-二氟3’-NOH靛玉红对人慢性髓系白血病细胞株K562细胞的抑制活性最强,IC_(50)值为:0.45μmol/l。更重要的一点是,在我们所合成的新化合物中,5,5’-二甲基3’-NOH靛玉红生物活性较好,对K562细胞有较强的抑制活性(IC_(50)值为:7.46μmol/l),强于靛玉红(IC_(50)值为:43.21μmol/l)),对正常细胞作用弱。初步分析构效关系表明对于6被取代的衍生物及7位上被取代的靛玉红衍生物而言,被吸电性弱的基团取代的衍生物的癌细胞抑制活性强于被吸电性强的基团取代的。7位上被吸电性强的基团取代的3’-NOH靛玉红衍生物癌细胞抑制活性强于被吸电性弱的基团取代的衍生物。溴取代6位的靛玉红及其3’-NOH靛玉红衍生物对HCT116和A549细胞的抑制活性强于溴取代5位的靛玉红及其3’-NOH靛玉红衍生物。溴取代6位的靛玉红衍生物对K562细胞的抑制活性强于溴取代5位的靛玉红衍生物,而3’-NOH靛玉红衍生物的这一规律与之相反。本研究设计合成了一系列的靛玉红衍生物,并初步探索了这些化合物的抗癌活性。综合它们对癌细胞抑制活性、水溶性及对正常细胞细胞的抑制作用等因素,我们筛选出了6,6’-二溴靛玉红、6,6’-二溴3’-NOH靛玉红、以及5,5’-二甲基3’-NOH靛玉红可以分别作为抗结肠癌、抗肺癌和抗慢性随性白血病药物继续探索研究,为进一步的抗癌活性研究提供依据。
【图文】：

靛玉红,机理,化合物

西北大学硕士学位论文分子间反应。最后，中间体被来自空气的 O2氧化生成靛玉红。该反应中还原剂 KBH4加入到反应液的过程中易引起爆沸，，因此需缓慢加入。此外，反应中产生的瞬态中间体需被空气中 O2氧化后才能产生靛玉红（如下图，图 1 所示），因此在回流反应的过程中需间断性的取下烧瓶震荡，从而使得空气进入烧瓶中与反应液反应。本实验对所合成的化合物进行分离纯化后，我们得到的化合物为性状稳定的固体粉末。通过红外光谱 IR、质谱 MS 和1HNMR 对这些化合物进行了表征。分析这些化合物的熔点，红外光谱数据，质谱数据，以及核磁数据，结果表明本实验所合成的化合物表征所得的结构与目标结构一致。这一结果为后续对化合物生物活性评价打下了物质基础。总之，我们用吲哚醌及其衍生物在 KBH4催化下一步反应合成靛玉红及其衍生物共 14 个，2 个新衍生物，为进一步活性研究提供了物质保证。
【学位授予单位】：西北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R284.3;R285.5

【参考文献】