本文關(guān)鍵詞： 丙型肝炎病毒 HCV抑制劑 喹唑啉 羰基化 菌頭偶聯(lián)反應(yīng) 氮雜色原酮　出處：《浙江大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：本論文分為兩個部分:1)喹唑啉類丙型肝炎病毒抑制劑的設(shè)計、合成以及活性研究,2)氮雜色原酮多樣性的合成。丙型肝炎病毒(HCV)為黃病毒屬的陽性單鏈RNA病毒,其在全球范圍內(nèi)的蔓延感染對人類健康構(gòu)成了重大威脅。我國也是HCV感染的重災(zāi)區(qū),據(jù)報道國內(nèi)大約有4000萬的丙肝患者�？笻CV藥物開發(fā)是現(xiàn)今的一個熱點(diǎn)研究領(lǐng)域,近年來國外成功開發(fā)了以索菲布韋(Sofosbuvir)和Harvoni為代表的一系列直接作用藥物,并且有更多抑制劑處于臨床試驗(yàn)階段。目前HCV直接作用抗病毒藥物(DAA)主要為以下三類,即NS3/4A、NS5A以及NS5B抑制劑。雖然目前已有較多的HCV抑制劑,但大都集中在以上三類抑制劑中。作為RNA型病毒,HCV的適應(yīng)性很強(qiáng),容易產(chǎn)生耐藥性,因此仍有必要開發(fā)具有機(jī)制新穎、抗HCV能力更強(qiáng)的抑制劑。本課題組前期的研究發(fā)現(xiàn)抗登革熱病毒活性化合物2,4-二氨基喹唑啉類化合物P-1同樣具有良好的抗HCV活性,經(jīng)過結(jié)構(gòu)改造獲得活性更強(qiáng)的化合物P-2,其對于HCV復(fù)制子抑制作用的EC50達(dá)0.47 μM。該化合物具有結(jié)構(gòu)簡單,易于合成和改造等優(yōu)點(diǎn)。在此基礎(chǔ)之上,為獲得抗病毒活性更高、毒性更低、ADMET特性更佳的化合物,我們從P-2出發(fā),在喹唑啉母環(huán)的2,4等位置上進(jìn)行了結(jié)構(gòu)改造,引入了多樣性的胺基取代,共設(shè)計合成了23個化合物,并進(jìn)行體外抗HCV活性以及細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)。結(jié)果顯示化合物S-30和S-33有良好的抗HCV活性和較低的細(xì)胞毒性。化合物S-30的IC50為0.56μM和CC50為15.37μM,而化合物S-33的IC50為1.3μM和CC50為20.08μM。這兩個化合物都是在4位具有吡咯烷取代的喹唑啉類衍生物。S-30同時還有2位的吡咯烷取代基,而S-33有叔丁基苯胺取代。這些結(jié)果為這類2,4-二取代喹唑啉類HCV抑制的進(jìn)一步研究奠定了基礎(chǔ)。另外本文對合成路線中的部分反應(yīng)進(jìn)行了優(yōu)化。首先我們優(yōu)化了中間體S-3的合成。我們發(fā)現(xiàn)強(qiáng)堿和高溫會導(dǎo)致過度反應(yīng),致使產(chǎn)物進(jìn)一步環(huán)化成為副產(chǎn)物S-3b。因此我們將K2CO3替換為NaHCO3,堿性的降低抑制了副產(chǎn)物S-3b的形成。除此之外,我們還對反應(yīng)時間和溫度等條件進(jìn)行了優(yōu)化。結(jié)果表明,在40℃下反應(yīng)15小時的條件較優(yōu),可以以73%的產(chǎn)率獲得產(chǎn)物,而幾乎沒有S-3b形成。其次本文優(yōu)化了 S-5的合成。主要改進(jìn)點(diǎn)在于將環(huán)合反應(yīng)物三光氣替換為羰基二咪唑(CDI),從而將S-5的收率提高至68%。CDI是一個偶聯(lián)劑,反應(yīng)性弱于三光氣,可減少由于三光氣的使用而產(chǎn)生的副產(chǎn)物。其與三光氣相比也更為安全、而便于使用。我們發(fā)現(xiàn),在反應(yīng)起始溫度很高的情況下,兩分子的S-5會通過氮位上的羰基耦聯(lián),形成副產(chǎn)物S-5c。而降低反應(yīng)有利于選擇性地形成產(chǎn)物S-5b,而減少S-5c的生成�？傊�,改進(jìn)后采用CDI是為偶聯(lián)劑,以及室溫反應(yīng)1小時后加熱至70℃進(jìn)行環(huán)合反應(yīng)條件較原來的條件有了顯著的提高。再次本文優(yōu)化了從S-5制備S-6的反應(yīng)。S-6通過S-5與POC13反應(yīng)而得,使S-5酰胺上的羰基發(fā)生氯化;該反應(yīng)有一個常見的副產(chǎn)物,可能是由甲氧基苯基環(huán)的副反應(yīng)所形成的。為了減少該副產(chǎn)物的形成,我們進(jìn)行了一系列反應(yīng)來確定最佳反應(yīng)時間。我們發(fā)現(xiàn)隨著反應(yīng)時間的延長副產(chǎn)物比例會增加,因此設(shè)計了不同實(shí)驗(yàn)測定副產(chǎn)物的形成是否與反應(yīng)時間有關(guān)。結(jié)果表明,該副產(chǎn)物(有365nm熒光發(fā)射)與反應(yīng)時間直接相關(guān),與我們的猜想一致。經(jīng)優(yōu)化之后,最佳的合成條件如下:S-5、DMA、POC13的混合物加氮?dú)獗Ｗo(hù),在110℃下反應(yīng)2小時(收率為55%)。獲得主要中間體S-6后,可采用不同的胺進(jìn)行兩步簡單的親核取代反應(yīng)來合成2,4-雙取代的喹唑啉類似物。P-2有著良好的HCV抑制作用(晁博等),然而進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)其存在細(xì)胞毒性。我們猜測這可能是由P-2上2、4位的胺未被取代所產(chǎn)生的,因此設(shè)想需要對其喹唑啉母核的2、4位進(jìn)行改造。對喹唑啉骨架進(jìn)行仔細(xì)評估后,我們發(fā)現(xiàn)4位氫取代的衍生物S-27對HCV也有良好的抑制效果,11μM的濃度下能對HCV復(fù)制子產(chǎn)生90%的抑制效率。然而進(jìn)一步的研究結(jié)果表明該化合物同樣也存在細(xì)胞毒性。為了解決這個問題,我們合成了 一系列類似物,在4位氫取代S-27的基礎(chǔ)上,同時改變5位的取代基。共合成并評估了 8個化合物,其余化合物無HCV抑制活性。然而對于S-22詳細(xì)研究結(jié)果表明,其有很強(qiáng)的細(xì)胞毒性,因此我們停止了對該系列化合物的研究。為了繼續(xù)尋求解決未被取代的胺所產(chǎn)生的毒性問題,對喹唑啉2、4位包括伯胺、仲胺、烷基胺、芳香胺在內(nèi)的多種胺進(jìn)行了進(jìn)一步的改造。共合成并評估了13個化合物,其中2個化合物顯示出良好的有效性和安全性。第一個化合物(S-30)的2、4位通過吡咯烷取代,IC50和CC50分別為0.56μM和15.37μM。該化合物的效果與P-2相近。第二個化合物(S-33)的4位和2位分別具有吡咯烷基取代和對叔丁基苯胺取代。其IC50僅為1.3μM,然而其CC50高達(dá)20.03 μM。吡咯烷系列的化合物已顯示出良好的HCV抑制作用和安全性,值得進(jìn)一步研究�；衔颯-30和S-33為喹唑啉類HCV抑制劑的進(jìn)一步改造奠定了基礎(chǔ)。論文的第二部分為通過羰基化-菌頭-環(huán)化級聯(lián)反應(yīng)從3-碘-4-羥基吡啶與炔合成氮雜色原酮。色酮片段廣泛存在于各種天然產(chǎn)物和合成的生物活性物質(zhì)當(dāng)中。與此同時,6-氮雜色原酮是一類有趣的化合物,也具有較多的生物活性,例如抗過敏、抗菌、β-內(nèi)酰胺酶抑制作用等等。目前這類化合物的研究報道較少,其制備合成方法也相對有限。文獻(xiàn)報道的主要合成方法是通過3-乙酰-喹唑啉與草酸二乙酯(或苯甲醛或維爾斯邁爾試劑)的縮合反應(yīng),這限制了這類化合物的開發(fā)和多樣化。在研究如何生成多樣化天然產(chǎn)物樣骨架的過程中,本文發(fā)展了一個簡單的新方法,即從3-碘代-4-羥基吡啶出發(fā),通過串聯(lián)的CO插入反應(yīng)、厳頭偶聯(lián)、環(huán)化反應(yīng)合成氮雜色原酮。而且通過較為細(xì)致的條件優(yōu)化發(fā)現(xiàn),不同的堿對環(huán)合反應(yīng)影響較大。通過堿的控制(即不同的堿的使用(二異丙基乙基胺與碳酸銫等)以及堿的用量等),可以實(shí)現(xiàn)對T系列以及T2系列的氮雜色原酮產(chǎn)物進(jìn)行選擇性地合成,收率中等至良好。綜上所述,在本文的第一部分中,我們首先對合成關(guān)鍵性中間體(即2,4-二氯喹唑啉)路線中的三步反應(yīng)進(jìn)行了優(yōu)化。隨后我們設(shè)計并合成了 23個2,4-雙取代喹唑啉化合物,并對這些化合物的有效性和安全性進(jìn)行了評估。對于喹唑啉類HCV抑制劑的研究表明,4位氫取代以及2位胺未被取代的類似物有著良好的HCV抑制活性,但其有很強(qiáng)的毒性。我們對5位也進(jìn)行了改造的嘗試,雖然發(fā)現(xiàn)一些其他的對HCV也具有良好抑制活性的分子,但并未克服其毒性。因此,我們對2、4位的SAR進(jìn)行了進(jìn)一步的研究和探索,并發(fā)現(xiàn)了與P-2效果相近但毒性較低的兩個化合物S-30、S-33。在本文的第二部分中,我們發(fā)展了串聯(lián)的羰基化-菌頭-環(huán)合反應(yīng)來合成T系列以及T2系列的氮雜色原酮化合物。發(fā)現(xiàn)通過堿的調(diào)控(二異丙基乙基胺與碳酸銫等)可以實(shí)現(xiàn)對T系列和T2系列的氮雜色原酮的選擇性合成。這些合成方法為將來進(jìn)一步對這類的化合物的生物活性研究奠定了基礎(chǔ)。
[Abstract]:This paper is divided into two parts : 1 ) The design , synthesis and activity of the quinazoline - type hepatitis C virus inhibitor . The results show that the compound S - 30 and S - 33 have good anti - HCV activity . The IC50 of compound S - 30 is 0 . 56渭m and CC50 is 15.37 渭M . The results show that the compounds S - 30 and S - 33 have good anti - HCV activity and low cytotoxicity . A series of analogues were synthesized and evaluated . The results showed that 4 - position hydrogen - substituted derivatives S - 27 had good inhibitory effect on HCV .

【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：R914

【參考文獻(xiàn)】

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1 Naomi Khaing Than Hlaing;Debolina Banerjee;Robert Mitrani;Soe Htet Arker;Kyaw San Win;Nyan Lin Tun;Zaw Thant;Khin Maung Win;K Rajender Reddy;;Hepatitis C virus therapy with peg-interferon and ribavirin in Myanmar: A resource-constrained country[J];World Journal of Gastroenterology;2016年43期

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本文編號：1498337