王千里[1]2003年在《具有抗癌活性天然产物methyl protodioscin的全合成》文中研究说明呋甾皂苷，长期以来被认为是植物体内螺甾皂苷的合成前体，其生物活性一直不为人们所认识。近年来由于对其生物活性和药理活性认识的逐步加深，呋甾皂苷越来越受到普遍关注。但是由于呋甾皂苷分子的复杂性、不稳定性以及作用机制还不很清楚，国内外迄今对其进行化学合成的报道很少。 Methyl protodioscin(1)是一种呋甾皂苷，化学名为：3-O-[α-L-鼠李糖-(1→2){α-L-鼠李糖-(1→4)}-β-D-葡萄糖]-26-O-[β-D-葡萄糖]-22-甲氧基-25(R)-呋甾-5-烯-3β，26-二醇。1974年Kawasaki等首次从新采集的薯蓣属植物Dioscorea gracillima MiQ的根中分离得到并鉴定了它的结构。长期以来，姚新生教授等一直致力于从传统中草药中寻找活性成分的研究，他们采取活性追踪分离方法，从粉荜解中同样分离得到了methyl protodioscin并经NCI用60种人癌症细胞株筛选其体外抗癌活性。在所筛选的14个甾体皂苷化合物中，6个化合物具有较好的体外活性，其中methyl protodioscin活性最好。为了获得足够数量的样品进行进一步的生物活性研究，立项对其进行化学合成。 根据逆向合成分析，methyl protodioscin理论上可以分成叁个部分：苷元部分，26-位葡萄糖部分以及3-位叁糖部分。在分析苷元结构特点的基础上，我们设计了合成苷元的两条路线并进行了系统地研究。最后，利用路线2的方法，我们以薯蓣皂苷元为起始原料，经叁步反应得到目标物，叁步反应总收率可达到49％。即：用TBDPSCl保护薯蓣皂苷元3-位羟基、然后用DMDO选择性氧化5,6-位双键和16-位碳，所得产物不需分离纯化即可直接用于下步还原开环和乙酰化反应。整个路线步骤短，操作简单，是合成呋甾皂苷元的较理想的方法。 结构上，叁糖组成非常独特，由两分子鼠李糖分别连在葡萄糖的2-和4-位构成。为此我们设计了叁条合成路线并进行了摸索，最终以路线3的方法合成了叁糖活性前体。与路线1和2相比，路线3巧妙地利用了葡萄糖各个羟基活性的差别以及特戊酰基具有较大空间位阻的特点，具有设计更加合理，路线短，操作简便的优点。 然后，我们用TMSOTf将葡萄糖叁氯乙酰亚胺酯与苷元的26-位羟基成功相连，用N-碘代丁二酰亚胺(NIS)和催化量叁氟甲磺酸(TfOH)将叁糖活性前体与苷元的3-位羟基相连，所得产物再用硼氢化钠选择性还原其C_(16)-羰基成羟基并自动与C_(22)-羰基环合成半缩酮结构化合物，最后再用甲醇钠的甲醇溶液脱去糖上的全部苯甲酰基和 沈阳药科大学博士学位论文 天然产物Methyl Protodioscin的全合成及抗癌活性研究一特戊酚基保护基，同时 C。。－羟基甲基化成功得到陕凿皂苦 methy Protodioscin。 这样，通过两年多的努力，最终确定了以市场上易得的薯颓皂昔元为起始原料，经过主要9步反应合成目标物的方法，总收率达到7．8％。反应中所得到的中间产物均经过’H－N’MR、”C－N’MR和 ESIMS鉴定，并且固体产物还测定了其熔点和旋光值。所合成的最终产物的理化性质及光谱数据等与天然得到的样品基本一致，如：L巳、’H－N’MR、uC－N’MR、DEPT、ES恤S、熔点和旋光值。 总之，首次成功地实现了mCthy一fot。dbSCh的全合成，为 mCthyl protod1OSClll类似物的合成研究铺平了道路。
徐庆春[2]2009年在《抗癌活性天然产物甲基原薯蓣皂苷的合成和fesogenin皂苷的合成研究》文中进行了进一步梳理皂苷广泛存在于植物中,有多种生理活性,具有很高的药用价值和开发潜力。随着对皂苷类化合物各种研究成果的积累,目前对其结构的研究重点已由对苷元的研究深入到对苷元和糖链部分共同的研究。然而由于皂苷在植物中含量很低,而且分离纯化过程复杂,在一定程度上限制了其药理活性的研究。化学合成方法可以制备一定量、结构多样的皂苷类化合物,由此越来越受到关注。从中药粉萆解中分离得到的天然产物甲基原薯蓣皂苷methyl protodioscin(MPD)经NCI用60种人癌症细胞株体外活性筛选,发现其具有显着的抗癌活性。该化合物于2003年首次由王千里合成得到,然而由于不能解释在C_3位糖链构建时是如何得到β构型的糖苷键,该路线在理论上具有缺陷。为了克服这一困难,本文设计了两条路线重新对甲基原薯蓣皂苷进行合成。第一条路线是以王千里完成的路线为基础,在构建C_3位糖链时引入了保护基操作,利用保护基的邻基参与作用,定向得到β构型的糖苷键。这条路线由于不能实现选择性脱保护过程而被放弃。第二条路线则首先研究了由螺甾到胆甾结构的关键中间体3-O-substituted kryptogenin的异构化现象,建立起以Zn/KI/HOAc还原反应直接合成该中间体的过程,这提供了一个更好的合成甲基原薯蓣皂苷及其他呋甾皂苷的方法。以薯蓣皂素为起始原料,采用逐步糖苷化的方法,在薯蓣皂素C_3位上引入了一个葡萄糖和两个鼠李糖,构建完成叁糖模块,保证了立体化学的正确性,再经过氧化和还原开环,另一分子葡萄糖与C_(26)位羟基连接,用NaBH_4还原后E环关环。经过9步反应得到MPD,收率为1.3%。Fesogenin为甾体化学上合成得到的化合物,以其为苷元的皂苷还未见报道。我们以fesogenin与五种单糖给体为起始原料,采用随机糖苷化策略,通过10个批次的反应,制备得到23个结构新颖的双糖链fesogenin皂苷化合物(41a-41w),其药理活性正在测试中。
王博[3]2012年在《具有抗肿瘤活性薯蓣皂素衍生物的合成及作用机制的研究》文中提出甾体皂苷以其良好的生物活性,尤其是抗肿瘤活性获得了广泛的关注。由于皂苷在植物中的含量较低,并且分离纯化过程相对复杂,因此近年来以廉价易得的皂苷元为起始原料,通过对皂苷分子中的糖链和(或)皂苷元的结构改造,定向的半合成了大量的皂苷衍生物,同时也得到了若干具有良好抗肿瘤应用前景的候选化合物。本文首先对甾体皂苷进行了概述,根据皂苷元的结构不同可以分成螺甾皂苷、呋甾皂苷和胆甾皂苷叁种,并指出了他们存在化学上实现简单相互转化的可能；随后又综述了薯蓣皂素这一在自然界中分布最为广泛的螺甾皂苷元的抗肿瘤作用及其衍生物的研究进展。由于甾体皂苷的抗肿瘤活性是皂苷元和糖链两个部分协同作用的结果,因此本文的第一部分工作是以薯蓣皂素为原料,探讨简便的制备天然活性呋甾皂苷的方法,为甾体皂苷类化合物从苷元上进行结构改造提供更加简便的途径；第二部分工作是对薯蓣皂素进行糖苷化反应,获得一系列非天然的新型螺甾皂苷化合物,以探讨糖链对螺甾皂苷的抗肿瘤活性的影响；第叁部分工作是对薯蓣皂素氨基葡萄糖苷分子中的氨基进行抗肿瘤活性基团的修饰,以探讨糖链上的结构修饰对螺甾皂苷的抗肿瘤活性的影响。针对两种重要的天然抗肿瘤呋甾皂苷methyl protodioscin和icogenin的合成过程繁琐、不利于衍生物制备的缺点,本文发展了用叁氟化硼-乙醚/醋酐高效打开螺甾烷E-环的方法,并以薯蓣皂素为起始原料,通过该E-环开环反应联合脱保护后的E-环自动合环的方法构建了呋甾皂苷的F-环开链结构,以7步反应、24%总收率优化制备得到了天然产物methyl protodioscin;并在反应过程中发现通过控制水解条件,该E-环开环反应可用于高效的合成胆甾烷、22-OH和22-OMe呋甾烷。在后续的实验中,又发展了用叁氟化硼-乙醚/叁氟乙酸酐/冰醋酸高效打开螺甾烷F-环的方法。通过该F-环开环反应,以薯蓣皂素为起始原料,以3步反应简便的合成了methyl protodioscin和icogenin的苷元——甲基原薯蓣皂素；在验证了该方法对糖苷键的兼容性后,应用该方法成功实现了对天然呋甾皂苷icogenin的高效合成。针对糖链结构的变化对薯蓣皂素糖苷分子抗肿瘤活性影响的研究,本文将一种常见于具有抗肿瘤作用的叁萜皂苷中的二糖模块,即a-L-rhamnopyranosyl-(1→2)-α-L-arabinopyranosyl模块,引入到薯蓣皂素的3-位羟基,并将6种不同的糖分子分别引入该二糖模块中的阿拉伯糖4-位羟基或鼠李糖4-位羟基,得到了6个线状糖链衍生物和6个分支状糖链衍生物。这12个化合物的体外细胞毒活性筛选结果表明,化合物65对A549细胞具有较强的抑制活性。继而,通过细胞形态学观察、特异性染色、DNA片段化、流式细胞术以及蛋白免疫印迹法等方法,具体证明了该化合物是通过死亡受体途径诱导A549细胞发生凋亡从而抑制A549细胞的活力。对于已知皂苷结构中的糖链用其他基团进行修饰也是一种常见的皂苷衍生化方法。根据文献调研发现,薯蓣皂素氨基葡萄糖苷分子中的氨基取代基会对该化合物的抗肿瘤作用产生重要影响,据此本论文设计并合成了氨基取代基为肉桂酰基、脲和缩氨基硫脲的叁个系列、共36个新型薯蓣皂素氨基葡萄糖苷衍生物。结合它们对多种肿瘤细胞的体外细胞毒活性测试结果,总结了该类化合物的构效关系,发现当取代基为肉桂酰基时其活性明显优于取代基为脲和缩氨基硫脲的活性；肉桂酰基衍生物中苯环上取代基的取代位置、数量和电性都能显着影响该化合物的活性和选择性。初步研究了其中一个活性较好的化合物91c对人外周血单核细胞的毒性和抑制MCF-7细胞活力的作用机制。研究结果表明,化合物91c对人外周血单核细胞具有一定毒性；而其抑制MCF-7细胞活力的初步机制是诱导MCF-7细胞发生凋亡,而不是程序性坏死或自噬。
高健[4]2012年在《活性天然皂苷的合成、衍生物制备及抗肿瘤活性研究》文中研究说明天然皂苷(Natural saponins)广泛地存在于陆生植物和部分海洋生物中,具有抗肿瘤、抗炎、抗真菌、抗寄生虫、抗病毒、保肝、神经保护及抗诱变等多种生物学活性,其作为新药研发的先导化合物已引起科学家们的广泛关注。本论文主要涉及活性天然皂苷的合成、衍生物制备、抗肿瘤活性研究及相关作用机制的初步探索。本论文第一章对具有代表性意义的皂苷的生物学活性以及它们结构与活性之间的构效关系进行简单综述,同时介绍了皂苷化学合成方面所涉及的几种经典合成策略及其在不同结构类型的皂苷合成中的应用。本论文第二章选定具有显着抗肿瘤活性的紫花茄皂苷Indioside E为先导化合物,首先以D-木糖、L-鼠李糖和IPTG等为起始原料对其叁糖糖基模块进行组装,然后以此叁糖的亚胺酯为糖基供体对Indioside E进行了全合成,为对其进行深入的生物学活性研究提供了物质保障。以此合成路线为基础,首次合成了其五个苷元衍生化产物(替代苷元分别为剑麻皂素、胆固醇、β-谷甾醇、蒲公英赛醇和羽扇豆醇)。MTT比色法测定了所合成的六个皂苷对四种肿瘤细胞株(K562,KB, MCF-7和U87)和叁种正常细胞株(HL7702,H9C2和EVC304)的细胞毒活性,结果显示,Indioside E和衍生物2(替代苷元为剑麻皂素)对所测试的四种肿瘤细胞株均具有较强的抑制增殖活性,IC50为1.32-3.77μM,且相比于Indioside E,皂苷2对人正常肝细胞HL7702的细胞毒性稍有减弱,其它苷元替代产物的抗肿瘤活性则显着降低或消失,以上结果表明螺甾烷型苷元对于Indioside E及其衍生物维持抗肿瘤活性至关重要。活细胞实时观测发现皂苷2可诱导MCF-7和K562细胞胀亡性死亡；通过测定胞液中LDH的漏出率及细胞内PI染色,发现皂苷2可对肿瘤细胞膜的完整性产生破坏、通透性增加；细胞免疫荧光染色发现皂苷2对MCF-7细胞骨架具有显着的破坏作用；此外,结合细胞毒活性数据和构象迭合分析得出Indioside E苷元中的△5,6双键是对其进行下-步结构修饰的较好位点。本论文第叁章以具有显着抗肿瘤活性的齐墩果烷型天然皂苷Spinasaponin A methyl ester和Calenduloside G methyl ester为研究对象,以D-葡萄糖、D-半乳糖和齐墩果酸为起始原料共17步反应、约12%的产率首次实现了上述两个天然皂苷的化学全合成。为深入探讨它们的皂苷元结构单元对其抗肿瘤活性的影响,以及探索发现新型的具有显着抗癌活性的糖苷类化合物,我们以熊果酸和甘草次酸对它们结构中的齐墩果酸苷元进行了替换,制备了其四个苷元衍生化产物。MTT法测定了所合成的六个皂苷对叁种肿瘤细胞株(MCF-7, HepG-2和K562)的细胞毒活性,结果显示皂苷Calenduloside G methyl ester的抗肿瘤活性最强,对叁种肿瘤细胞株的IC50为1.87-2.36μM, Spinasaponin A methyl ester活性稍弱,对MCF-7和HepG-2细胞的IC50分别为4.52和8.36μM,而四个衍生物的细胞毒活性明显降低或消失；以上实验表明,上述两个天然皂苷中的齐墩果酸苷元对其抗肿瘤活性至关重要,苷元上非常小的结构变化即可导致其抗肿瘤活性的降低或消失。通过DAPI染色和Annexin V-FITC/PI双染发现Calenduloside G methyl ester能以浓度依赖性方式诱导MCF-7细胞凋亡,且伴随着MCF-7细胞内ROS的累积和线粒体膜电势△Ψm的降低。本论文第四章首次实现了马铃薯叁糖、a-L-鼠李糖和β-D-葡萄糖生物素标记产物的化学合成,并结合QD-streptavidin与激光共聚焦显微镜观测建立了一种方便、直观观测肿瘤细胞膜表面鼠李糖凝集素受体(RBLR)的分布及表达量的方法。实验发现单鼠李糖或含鼠李糖的寡糖可以和RBLR特异性结合,且RBLR在不同肿瘤细胞膜上的表达量存在差异,表达量越高或澳洲茄胺皂苷中鼠李糖基团越多则皂苷抗肿瘤效果越明显。利用本章建立的方法可以帮助设计和筛选最有效的抗肿瘤寡糖链,利用此糖链对不同苷元进行修饰,可以为我们基于RBLR为靶点来设计合成靶向性好的抗肿瘤糖苷类药物奠定化学基础；此外可向糖苷类药物的结构中引入鼠李糖基以进行结构修饰,期待增加肿瘤细胞对药物的吸收、增强药物靶向效果以及肿瘤细胞对糖苷类药物的敏感性等。
刘姣[5]2008年在《天然活性产物甲基原薯蓣皂苷衍生物的合成及生物活性研究》文中研究指明近年来,国内外对呋甾皂苷化合物的生物活性和药理活性的研究逐渐深入,已经确定这类化合物普遍具有多种生理功能,如抗癌、抗菌、消炎、调节免疫功能、降血压、抗病毒等,由此引起人们越来越多的关注。从中药粉萆解中分离得到的天然产物甲基原薯蓣皂苷methyl protodioscin(MPD)经NCI用60种人癌症细胞株体外活性筛选,发现其具有显着的抗癌活性。我们在此研究的基础上立项合成系列MPD的衍生物,期待发现具有生物活性的先导化合物。目标化合物包括原薯蓣皂苷PD1、乙基原薯蓣皂苷PD2、Δ~(20,22)伪薯蓣皂苷PD3。此外,将甲基原薯蓣皂苷C_(26)位的葡萄糖基以其C_3位的叁糖模块替换,制备得到另外两个结构新颖的双叁糖链呋甾皂苷DT1和DT4。以薯蓣皂素为起始原料,采用逐步糖苷化的方法,在薯蓣皂素C_3位上引入了一个葡萄糖和两个鼠李糖,构建完成叁糖模块,再经过氧化和还原开环,另一分子葡萄糖与C_(26)位羟基连接,用NaBH_4还原后E环关环。分别经过11步反应得到PD1和PD3,总收率分别为8.7%和7.3%;另外经过10步反应得到目标化合物PD2,总收率为8.8%。对于DT1和DT4的合成,我们同样采用逐步糖苷化的方法来保证两侧糖苷键构型的专一,经过11步反应得到目标化合物,总收率为10.4%和10.1%。新的合成方法与原有的方法相比缩短了合成路线。其中部分产品后处理采用重结晶的方法,操作简单,提高了收率。目标产物和重要中间产物均经过~1H-NMR、~(13)C-NMR和ESI-MS鉴定,并且固体产物还测定了其熔点和旋光值。
蒋先兴[6]2011年在《新型松香胺—手性硫脲双功能催化体系的建立及在不对称有机合成中的应用：药物导向的非天然氨基酸模块和生物活性分子的手性合成》文中研究表明有机催化是一种利用不含活性金属反应中心的亚化学剂量的有机小分子来对化学反应进行加速的过程。有机催化以其操作简单、易于获取、价格低廉、可稳定贮藏以及比起酶和生物有机催化剂而言更加有效等特点,成为具有吸引力的合成复杂结构的方法。相比较早发展起来的催化系统,有机催化提供了一个进行多组分、串联、多米诺类型的多步反应的反应平台,能以高立体化学控制的方式合成更加复杂的产物。另外,使用该催化模式不用考虑金属残留和废物处理过程中昂贵的回收程序。该方法在生物活性天然产物以及药用化合物的合成中得到了越来越多的应用。当今,有机催化以其环境友好、绿色、可持续发展的特点已被视为一种代替传统基于金属的反应的新模式。近年来氢键活化作为小分子合成催化体系中亲电试剂激活的重要途径的巨大潜力已引起了有机化学学者的广泛关注。而且手性氢键供体结构已逐渐成为不对称合成的一类普适性催化剂。有机合成其它领域的快速发展以及同时期出现的手性氢键供体催化的早期研究,使得化学学者们清楚地认识到简单有机分子在不对称催化中的应用潜力。尽管氢键供体催化剂的概念已被广泛接受,但其作用机理方面的信息还非常有限。在有机合成化学中,催化剂的设计和合成其宗旨是：要最大限度的利用容易获得的原料,而且要尽量避免资源的浪费。随着不对称合成的不断发展,在过去几十年里,有机化学家付出了很大的精力去发展有效的手性催化剂,尤其对天然产物及其衍生物进行手性改造引起了有机化学家极大的兴趣。大量的手性有机催化剂已经被报道。然而,它们几乎常常基于很少的一些天然手性池“核心结构”。例如：天然的氨基酸结构,鸡金纳碱,糖苷等。基于目前可用于不对称催化剂合成应用的手性池还非常有限,发现和发展新的手性池来源,将变得非常的紧迫和重要。如果一种资源丰富,价格低廉,可再生的手性源能够成功应用于不对称催化领域,将极大的推动该领域的发展。尽管天然松香在自然界中广泛存在,价格低廉,有多个手性中心,叁环菲骨架具有良好的疏水性和立体结构,但是迄今为止,却没有成功地应用到不对称合成中的研究报道。我们成功地合成了一类新型高效天然松香-手性硫脲催化剂。第一次成功地将天然松香应用于不对称催化反应之中,为不对称催化剂的合成指明了一种手性池来源。扩大了为数不多的硫脲催化剂的范围,事实表明,我们合成的硫脲催化效果非常优秀,而且有报道过的硫脲催化剂所达不到的催化效果。此研究提供了一种天然松香的应用途径,在国际上第一次证明了天然松香为基础的催化剂在不对称催化反应中强大的催化活性,为将来天然松香在不对称催化反应中进一步的研究做出了创新性的工作。通过我们的研究工作,我们发现了该类松香胺-手性硫脲双功能催化剂在许多不对称有机催化反应中表现出了非常优秀的催化活性(如：Michael加成反应、Mannich反应、Henry反应、Aldol反应、Friedel-Crafts反应、反转电子的Diels-Alder反应、串联Michael/环化反应、Michael/酰基迁移反应Morita-Baylis-Hillman反应,以及多步环化反应等)。在我的研究工作中,基于上述新型松香胺-手性硫脲双功能催化剂的合成以及高效的催化体系的建立,利用不对称合成的策略,成功地发展了多种光活非天然氨基酸的合成方法。特别是采用双手性控制的不对称合成方式,能够便利地在相同的有机催化条件下,实现高效地合成多种不同构型的光活非天然氨基酸(不同构型非天然α-或β-脯氨酸类,不同构型非天然α-氨基酸类,不同构型非天然p-氨基酸类,不同构型非天然丫-氨基酸类,不同构型非天然β-羟基-α-氨基酸类,羟基取代的非天然β-氨基酸类,以及具有重要药物活性的非天然手性氨基酸模块类等),其中多个光活非天然氨基酸还是第一次合成,极大地推动了非天然氨基酸嵌入多肽药物的活性研究。除此之外,药物导向的以及围绕着具有生物活性骨架的复杂手性化合物的不对称合成已经成为有机合成主要的目标之一。而且通过高效简洁的方法合成光学纯的天然生物碱、具有药物或生物活性的有机分子及其类似物,然后进行初步生物活性研究,最终贡献于药物的开发是一项很具有挑战性的工作。在我的研究工作中,基于上述新型松香胺-手性硫脲双功能催化剂的合成以及高效的有机催化体系的建立,通过快速简洁的不对称合成策略,成功地建立了多种结构多样性的天然生物碱其类似物,以及具有重要药物或生物活性的有机手性骨架的合成方法。
雷锐锐[7]2017年在《基于炔酰胺叶立德捕捉的α，β-二氨基酸酯衍生物的合成与生物活性初步研究》文中研究表明炔基广泛存在于天然产物和一些药物中,尤其是抗癌药中,主要是由于炔基能和一些靶蛋白的半胱氨酸残基上的巯基会发生加成反应而形成共价作用,进而增强了药物与一些靶点蛋白的结合而更好地发挥药物作用。炔基是一个高能量、不饱和的活泼官能团,很容易与其他基团如氨基、羟基、亚胺、重氮等发生反应,所以在含有多官能团的复杂分子中快速引入炔基是不易的。基于亚胺捕捉铵基叶立德的多组分反应(MCRs),我们使用一些简单原料通过"一锅"法成功的构建含多官能团、结构多样性的炔酰胺取代的α,β-二氨基酸酯衍生物4,并研究了其生物活性,并初步对其进行构效关系研究。论文第一章,介绍了炔基在抗癌药物中的重要作用及其构建方法,并在课题组现有研究基础上提出了本论文的研究构思和课题目标。论文第二章,我们首先创建了一种以芳基重氮甲酸酯1、丙炔酰胺2和亚胺3为底物,醋酸铑为催化剂的"一锅"法以较好的收率和高非对映选择性成功地实现了构建炔酰胺取代的α,β-二氨基酸酯衍生物4。论文第叁章,我们对这类新型α,β-二氨基酸酯衍生物4进行生物学抗肿瘤或抗癌活性研究,发现这类化合物在结肠癌和人肝癌细胞中初步显示了良好的生物学抗癌活性,IC50值在几微摩尔水平。而后,进行构效关系研究发现,不带羟基的炔酰胺取代的产物4抗癌活性可达到纳摩尔级别,尤其是在人骨肉瘤SJSA-1细胞中IC50值可达9.56 nM,表明羟基为非必须官能团;当炔基被烯基或烷基取代或关环所得苯并恶唑哌嗪酮类衍生物7,直接无抗癌作用,说明炔基是该类化合物表现抗癌作用的关键因素。总之,我们设计合成的炔酰胺取代的α,β-二氨基酸酯衍生物4是一类非常有效的潜在抗癌药物,这为我们后续的药理学研究提供了物质基础,为成药性研究提供了可能性。
刘娟娟[8]2017年在《含N/S活性砌块对异海松酸生物活性影响的研究》文中指出异海松酸是从松香中单离出来的一种重要的海松酸型树脂酸,其化学结构中含有可反应的官能团羧基及双键,因此可将其作为化工中间体或以其骨架结构作为药理活性中心,对其结构进行修饰或改造,开发具有更广泛和高效生物活性的新型异海松酸类衍生物,这对提高异海松酸利用率及开发松香深加工产品具有重要的意义。本研究以异海松酸为母体分子,以其羧基为反应点,通过化学反应,构建了4种含N/S原子酰胺、酰腙、硫脲和磺酰胺砌块到异海松酸分子上,合成了4个系列共57种异海松酸衍生物,并采用FT-IR、1H NMR、13C NMR、HRMS和元素分析等现代分析方法对异海松酸衍生物的结构进行了表征与鉴定。采用肉汤稀释法测试了异海松酸衍生物对2种细菌(金黄色葡萄球菌和大肠杆菌)和1种真菌(白色念珠菌)的抑菌活性。结果表明,所有的异海松酸衍生物对两种细菌表现出较弱的抑制活性,而大部分酰胺、酰腙和硫脲类化合物对白色念珠菌表现出比异海松酸更强的抗真菌活性,其中化合物2e对白色念珠菌的MIC值为3.9 mg/L,与阳性对照药物利福平的抑菌活性相当;此外,化合物2j、3i和4l对白色念珠菌的MIC值均为7.8 mg/L,也表现出较显着的抑制活性。上述几种化合物有望作为先导结构用于具有抑制真菌活性的异海松酸衍生物的分子结构设计。采用MTT法初步评价了4类异海松酸衍生物对4种人肿瘤细胞(HepG-2、MDA-MB-231、PC-3和Hela)的增殖抑制活性。结果表明,部分酰胺、酰腙和磺酰胺类化合物显示出优于异海松酸的抗癌活性。在所有化合物中,3b对HepG-2细胞的IC50值为8.79μmol/L,表现出比阳性对照药物紫杉醇和5-FU更好的抗癌效果,其还对MDA-MB-231和PC-3也具有较强的抗癌活性,IC50分别为18.63和10.51μmol/L;此外,化合物2d对HepG-2细胞的IC50值为15.80μmol/L、3j对MDA-MB-231和PC-3细胞的IC50值分别为8.04和18.48μmol/L,这两种化合物也表现出较强的抗癌活性。研究了含N/S原子砌块与异海松酸衍生物对白色念珠菌的抑菌活性之间的构效关系。结果发现含N/S原子的砌块带入的杂环上引入取代基时较有利于改善异海松酸的抗真菌活性;带入苯基时,酰胺苯基上引入取代基一般都能进一步改善异海松酸的抑菌活性;酰腙苯基上引入取代基时,则部分取代基能进一步改善异海松酸的抑菌活性;而硫脲苯基上引入取代基时,多数不能进一步改善异海松酸的抑菌活性。在所有化合物中,酰胺嘧啶环上同时引入1个OCH3和1个Cl原子时,对提高异海松酸的抑菌活性贡献最大,使异海松酸的抑菌活性提高到原来的16倍。此外,酰胺和酰腙的苯基邻位引入F原子或噻唑上引入1个CH3时,使异海松酸的抑菌活性提高到原来的8倍。研究了含N/S原子砌块结构与异海松酸衍生物对4种人肿瘤细胞的抗癌活性的抗癌活性之间的构效关系,进而探讨了含N/S的酰胺、酰腙和磺酰胺砌块对增强异海松酸抗癌活性的影响。结果表明,异海松酸分子上引入含N的酰胺和酰腙砌块结构一定程度上拓宽了异海松酸的有效抗癌范围,引入含N和S原子的磺酰胺砌块则更大程度地拓宽了异海松酸的有效抗癌范围。构建含N/S原子的砌块结构时带入的杂环上引入取代基时,多有利于提高异海松酸的抗癌活性;带入的苯基上引入吸电子取代基时,一般表现出增强异海松酸抗癌活性的效果,部分供电子基有利于改善异海松酸的抗癌活性。其中,酰腙砌块苯基邻位引入OH时,较有利地增强了异海松酸对HepG-2、MDA-MB-231和PC-3细胞的抗癌活性;此外,酰胺嘧啶上同时引入2个OCH3时,也较大程度地改善了异海松酸对HepG-2细胞的抗癌活性;酰腙砌块苯基邻位引入NO2时,极大地改善了异海松酸对MDA-MB-231和PC-3细胞的抗癌活性。
陈琳伟[9]2017年在《螺环氧化吲哚类天然产物及衍生物的高效合成、生物活性及构效关系研究》文中认为天然源抗植物病毒活性物质是高效植物病毒病防治药剂的重要来源,受天然产物分子固有结构及理化性质的限制,其结构多样性衍生往往难以实现。为了突破天然产物固有骨架的限制,使分子结构更加简单和多样化,本论文借鉴课题组前期β-咔啉类抗植物病毒高活性衍生物的创制研发经验,以色氨酸生物活性研究的初步结果为基础,系统开展以生源合成前体色氨酸为基本原料的结构多样性导向的绿色高效植物病毒病防治新药剂的创制研究。本论文主要内容包括发展高效构筑螺环吲哚分子骨架的合成方法,设计合成具有结构多样性的螺环吲哚类天然产物,研究其抗植物病毒活性和构效关系;基于前药原理,对课题组前期分离得到的菲并吲哚里西啶类生物碱进行结构改造。在合成方法学方面,发展了通过Pd催化的环化异构化/亲核加成/还原反应来高效构筑哚类生物碱的关键骨架C-2螺-3-酮的新方法。通过机理研究发现该反应涉及到Pd催化的5-exo-dig硝基炔烃的环化以及分子内N-O键的断裂过程。还发现代表性的目标新化合物具有杀菌活性、杀虫活性以及优异的抗TMV活性,表明该方法在构筑具有生物活性分子方面的应用价值。在结构多样性衍生方面,首先选取多种吲哚生物碱生源合成重要前体色氨酸作为基本原料,设计合成了一系列新颖的具有结构多样性的螺环氧化吲哚酰腙类天然产物,并首次对生物活性进行了研究,系统总结了该类化合物的构效关系。发现大部分目标化合物展现出了优良的抗烟草花叶病毒(TMV)活性,无论是离体还是活体(活体钝化、活体治疗、活体保护)。其中,化合物IV-4、IV-5、IV-9-IV-11、IV-16、IV-24、IV-29的活性要高于商品化品种病毒唑(38.2,36.4±0.2,37.5±0.2,and 36.4±0.1%at 500μg/mL),尤其是化合物IV-4(48.4,58±0.4,55.2±2.3,and 49.7±0.2%at 500μg/m L)展现出了最为优异的抗病毒活性。除此之外,这些化合物也展现出广谱的杀菌以及杀虫活性。例如,大部分化合物在50 mg/kg浓度下展现出了高于60%的杀苹果轮纹真菌活性。即便在非常低的浓度下(0.25mg/kg),IV-17和以D-色氨酸为起始原料的化合物IV-26表现出60%杀蚊幼虫活性。另外,基于上一章螺环氧化吲哚骨架以及氢键原理在药物研发中的应用,继续在以色氨酸为生源合成前体的螺环氧化吲哚的结构多样化上深入,设计合成了螺环氧化吲哚乙内酰(硫)脲类化合物。发现未成环产物脲V-22的抗烟草花叶病毒离体和活体钝化、活体治疗、活体保护活性在500μg/m L时分别达到了42.3,46.9±2.8,39.8±1.1,49.2±0.3%,这比商品化的品种病毒唑还要高。较其他同类乙内酰(硫)脲来说,没成环的脲反而能给出最优的活性,这恰好说明正是由于脲中有N-H键的存在可能形成氢键进而增强化合物的抗TMV活性,证实了设计思想的合理性。同时还发现这部分化合物具有广谱的杀菌活性,几乎所有的乙内酰硫脲化合物对苹果轮纹、油菜菌核、小麦纹枯这叁种植物病原真菌表现出了抑制效果。其中,化合物V-1、V-21对14种病原真菌中的10种都表现出活性。化合物V-8和V-19在50 mg/kg浓度下对苹果轮纹的抑制率达到了93.1%。此外,化合物V-6和V-21在50 mg/kg浓度下对油菜菌核的抑制率分别达到了90.2%和96.1%。最后,基于前药原理,对课题组前期分离的高活性化合物——6-O-脱甲基安托芬、娃儿藤碱以及14-羟基娃儿藤碱进行结构改造,以克服这类生物碱低溶解性、不稳定性、高细胞毒性等缺点。分别进行6-位羟基的硼化衍生、季铵盐衍生化、二氯乙酰化衍生等。抗癌活性以及分解动力学研究表明对这类菲并吲哚里西啶生物碱的前药设计是合理的、可行的。
薛瑞旭[10]2016年在《内生真菌Undifilum oxytropis次级代谢产物研究及发酵条件优化》文中指出植物内生真菌在其生活史的某一阶段或整个阶段生活在植物组织内,它在同宿主长期共进化过程中形成了独特的代谢途径,不仅能够产生与宿主植物相类似的化学成分,而且还能产生其他结构新颖的化合物,成为药用化合物重要的资源库之一。本实验以疯草内生真菌Undifilum oxytropis为研究对象,通过发酵培养、代谢产物分离纯化、代谢产物波谱分析(GC、GC-MS、LC-MS联用技术)等对次级代谢产物进行了分析,并进行了发酵条件优化筛选,为该微生物的生物利用提供了重要的理论依据。研究结果如下:1.通过系统预试初步确定Undifilum oxytropis发酵产物中主要含有生物碱、蛋白质、酚类与鞣质、黄酮类、醌类、挥发油、油脂等物质。2.薄层色谱检测Undifilum oxytropis菌丝体和发酵液石油醚相、氯仿相、乙酸乙酯相和正丁醇相中至少含有5种化合物,且发酵液和菌丝体中存在相类似的化合物,与SW标准品对比发现菌丝体和发酵液正丁醇相均有苦马豆素及其类似物存在。进一步利用气相色谱分析得出Undifilum oxytropis发酵液和菌丝体中苦马豆素含量分别为5.17×10-3 g.L-1和0.466 mg.g-1。3.GC-MS联用分析结合质谱数据库鉴定得出Undifilum oxytropis发酵产物石油醚相、氯仿相及乙酸乙酯相分别含有59、64、35种单体化合物,且多数是烷烃、酯类物质,其中共存在105种不同的化合物。除此之外,还有部分含量较高的未知化合物,有待进一步分析。LC-MS联用技术得出Undifilum oxytropis发酵产物正丁醇相中存在苦马豆素、氮氧化苦马豆素、斑荚素、倒千里光裂碱和2-羟基吲哚里西定5种生物碱,其中后叁种生物碱为首次从Undifilum oxytropis中鉴定出。4.正交试验得出Undifilum oxytropis发酵温度、时间、L-赖氨酸和L-哌啶酸四因素中温度为主效应因素,且使菌丝体产量最大的最佳配比组合为30℃、发酵40 d、0.5×10-3mol.L-1的L-赖氨酸和10-4 mol.L-1 L-哌啶酸;使发酵液SW含量最高的最佳配比为30℃、发酵40 d、2.0×10-3 mol.L-1的L-赖氨酸和10-3 mol.L-1 L-哌啶酸;使菌丝体SW含量最大的最佳配比为30℃、发酵40 d、0.5×10-3mol.L-1的L-赖氨酸和10-5mol.L-1L-哌啶酸。上述实验结果表明,疯草内生真菌Undifilum oxytropis发酵产物不仅含有多种次级代谢产物,更重要的是含有苦马豆素及其类似物,这为后续疯草内生真菌Undifilumoxytropis苦马豆素生物合成通路研究提供了理论基础。另外我们还初步筛选获得高产SW的优化发酵条件,为该菌由实验室培养到工业生产转化奠定了基础。
参考文献：
[1]. 具有抗癌活性天然产物methyl protodioscin的全合成[D]. 王千里. 沈阳药科大学. 2003
[2]. 抗癌活性天然产物甲基原薯蓣皂苷的合成和fesogenin皂苷的合成研究[D]. 徐庆春. 沈阳药科大学. 2009
[3]. 具有抗肿瘤活性薯蓣皂素衍生物的合成及作用机制的研究[D]. 王博. 沈阳药科大学. 2012
[4]. 活性天然皂苷的合成、衍生物制备及抗肿瘤活性研究[D]. 高健. 山东大学. 2012
[5]. 天然活性产物甲基原薯蓣皂苷衍生物的合成及生物活性研究[D]. 刘姣. 沈阳药科大学. 2008
[6]. 新型松香胺—手性硫脲双功能催化体系的建立及在不对称有机合成中的应用：药物导向的非天然氨基酸模块和生物活性分子的手性合成[D]. 蒋先兴. 兰州大学. 2011
[7]. 基于炔酰胺叶立德捕捉的α，β-二氨基酸酯衍生物的合成与生物活性初步研究[D]. 雷锐锐. 华东师范大学. 2017
[8]. 含N/S活性砌块对异海松酸生物活性影响的研究[D]. 刘娟娟. 中国林业科学研究院. 2017
[9]. 螺环氧化吲哚类天然产物及衍生物的高效合成、生物活性及构效关系研究[D]. 陈琳伟. 南开大学. 2017
[10]. 内生真菌Undifilum oxytropis次级代谢产物研究及发酵条件优化[D]. 薛瑞旭. 西北农林科技大学. 2016