4-苯乙烯基吡啶衍生物的合成及活性研究

摘要

恶性肿瘤严重威胁人类的健康和生存状况，全世界每年600多万人死于各种恶性肿瘤，并且死亡人数呈逐年递增趋势，它的预防和治疗也已成为全球科学家共同研究的热点课题。随着对肿瘤发生机制研究的深入，作用于细胞信号转导通路的药物开始引起研究者的关注，成为抗肿瘤药物研发的重要靶点之一。其中PI3K(phosphatidylinositol 3-kinase)/Akt(protein kinaseB,PKB)信号通路参与调节细胞凋亡、增殖、分化和代谢等一系列生理活动，其持续的激活被认为是肿瘤细胞生长与存活的决定性因素，阻断该通路的持续活化为靶向治疗癌症提供了新策略。此信号通路的抑制剂成为肿瘤，尤其是对于由PI3K/Akt信号通路的持续活化所引起的肿瘤的潜在治疗药物。
　　 丝氨酸/苏氨酸（Ser/Thr,serine/threonine）蛋白激酶Akt作为PI3K的下游靶标在大多数肿瘤细胞中，如卵巢癌、乳腺癌、胰腺癌及白血病细胞等，都有很高的表达，当Akt被激活后可以磷酸化一系列的底物，从而阻断细胞凋亡通路，促进细胞增殖，对肿瘤的发生、发展以及转移，维持肿瘤细胞的生存具有促进作用。现在Akt抑制剂已经成为了研究热点，已报道了数种不同机理的小分子化合物，但目前还没有此类药物上市。
　　 我们课题组基于Akt的晶体结构，对其与ATP抑制剂的结合位点进行研究分析，采用基于碎片的设计方法（fragment-based design），并且利用计算机Auto Dock4.0软件辅助设计，将含氢键受体的基团，含氢键供体狭长的基团以及含氨基的基团连接于平面芳香结构上，设计合成一系列4-苯乙烯吡啶结构的化合物。
　　 目标化合物的合成以取代水杨醛为原料，通过缩合反应、水解反应、醚化反应、酰化反应、Sonogashira反应、氨基的保护及脱保护等一系列反应而得。合成的化合物均未见文献报道，其结构通过了MS、IR以及IH-NMR谱确证。同时我们测定了目标化合物对K562肿瘤细胞的抑制活性，结果显示多数化合物具有较好的细胞抑制活性。其中，化合物vii-5的活性最好，IC50为4.34±1.04uM，化合物vii-4的活性次之，IC50为6.35±2.83uM。下一步将测定化合物对Akt激酶的抑制活性。
　　 初步构效关系表明，反-4-苯乙烯基吡啶母环上的吡啶基是活性必须基团；当苯环上的氨基侧链为柔性链，且不在紧邻氨基处接刚性环时，活性都较好；当这条侧链的对位被氯或溴原子取代时，化合物活性也会提高。
　　 这些研究结果为进一步结构优化、筛选候选药物奠定了基础。

目录

文摘

英文文摘

CONTENTS

符号说明

第一章 前言

1． 概述

1.1 PI3K/Akt信号通路

1.2 Akt的生理功能

2． Akt抑制剂

2.1 ATP竞争性抑制剂

2.2 Akt变构抑制剂

2.3 磷脂酰肌醇类似物抑制剂

2.4 假底物抑制剂

2.5 生物还原烷基化抑制剂

2.6 机理未知的抑制剂

3． 结语

第二章 目标化合物的合理设计

1． Akt的结构

2． Akt抑制剂的机制

3． 化合物的设计

第三章 实验部分

1． 化合物的合成

1.1 试剂及规格

1.2 试剂的预处理

1.3 合成路线

1.4 合成方法

1.5 合成试验讨论

2． 化合物的活性测试

2.1 实验材料

2.2 实验方法

2.3 活性测试结果

2.4 活性结果讨论

第四章 总结与展望

1． 总结

1.1 实验总结

1.2 化合物构效关系分析

2． 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文目录

附录I 化合物的结构与中英文名称对照

附录II 重要中间体的lH-NMR和MS图谱

附录III 目标化合物的1H-NMR、MS和IR图谱

学位论文评阅及答辩情况表