以藤黄酸为模板的类天然产物合成与构效关系研究文献综述

 2023-01-14 08:01

开题报告内容:(包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述,不少于2000字)

天然产物骨架的复杂性和丰富的官能团化赋予了天然产物特有的生物学活性。天然产物一直是先导化合物甚至药物的重要来源统计数据显示, 1981~2010 年全世界发现的1 073 种药用小分子新化学实体中有64% 直接或间接地来源于天然产物[1]。以天然产物的药效骨架为模板开展类天然产物的研究, 从而获取结构新颖、药理活性增强及成药性改善的先导化合物或候选药物, 是新药研发的重要途径之一[24]。

藤黄(gamboge)是热带及亚热带地区的藤黄属植物的树干划裂后分泌的胶状树脂,其主产于柬埔寨、印度、泰国和越南,我国广东省和海南省均有栽培。中医对其早有记载,藤黄性寒,味酸、辛、涩,有毒,具破血散结、解毒、止血、杀虫之功效,自古以来就被用于治疗瘰疬、痈疸、疖肿等顽疾[1]。藤黄在国外常被用作利尿剂,治疗水肿和脑出血时的血压升高。通过现代的研究手段, 人们从藤黄属植物中先后提取分离得到了一系列含有4-氧杂三环[4.3.1.03,7]癸烯-2-酮桥环特征骨架的呫吨酮类化合物, 如藤黄酸 (gambogic acid, GA, 1)、gambogin(2)、morellin (3)、morellinol (4)、desoxymorellin(5)、morellic acid (6)、deoxygaudichaudione A (7)、 gaudichaudione A (8) 等 (图1), 其中天然产物藤黄酸 (1) 的抗肿瘤活性最为显著而倍受关注[5]。藤黄酸体外及体内实验中对多种肿瘤细胞均有明显的生长抑制作用, 其IC50 值在微摩尔水平[68], 而对造血和免疫系统功能没有明显影响[9]。

然而, 以藤黄酸直接作为新药的开发过程中仍存在诸多问题。首先, 藤黄酸结构复杂, 全合成非常困难, 至今未有成功的全合成方法报道, 目前藤黄酸均是从藤黄属植物中分离提取获得, 但产率较低[11]。其次, 由于缺乏必要的水溶性基团以及结构刚性过大, 导致其理化性质、药代动力学性质不佳[12]。例如,藤黄酸的水溶性很差 (小于0.5 mu;gmL1), 藤黄酸注射液制剂中需加入特殊的助溶剂; 藤黄酸的口服生物利用度较低, 只能注射给药, 口服抗肿瘤药效大幅度下降。这两方面实际上是基于天然产物进行新药研发普遍存在的可获得性及成药性问题的具体体现。针对天然产物藤黄酸上述所存在的问题, 国内外研究组特别是我国中国药科大学某课题组旨在保留其抗肿瘤活性的同时, 对藤黄酸进行结构简化和改造[13], 以期寻找结构简化易于合成、具有良好成药性的新型类天然产物。但是在某些重要中间体的具体的合成方法和工艺上有不足,目前国内外关于此类的报道和研究很少,没有过多的进行深入的探索,比如重要中间体类天然三环呫酮类烯丙基化的合成,反应所需溶剂毒性很大,所需原料价格较高,副反应多目标物不易分离且产率不高。针对这种情况笔者及所在课题组对重要中间体的合成路线探索,以期寻找到合适、环保经济、产率高的最佳合成路线。本论文的设计路线为:首先,原料2,3,4-三甲氧基苯甲酸与间苯三酚在一定条件下生成重要的起始中间体3,5,6-四羟基-9H-呫吨-9-酮(1)如下图反应A所示;其次,原料甲基丁炔醇在一定条件下经过合成生成3-氯-3-甲基丁-1-炔(2)如下图反应B所示;然后,3,5,6-四羟基-9H-呫吨-9-酮与3-氯-3-甲基丁-1-炔在一定条件下反应,这个关键条件是我们需要在这篇论文中重点研究和探索的,反应生成产物(3)和(4)如下图反应C所示。

经合成得到的产物(3)和(4)在一定的反应条件下进行下面的合成路线最终得到六个我们预期的类天然藤黄酸化合物[14]。

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