吉馬酮的制備、結(jié)構(gòu)修飾及活性評價.pdf

1、目前癌癥的發(fā)病率和死亡率高居不下，我國面臨的形勢尤為嚴峻。癌癥的治療目前主要包括手術(shù)和化療，但由于癌癥的術(shù)后高復(fù)發(fā)性和耐藥性，使得尋找到一種高效低毒的新型抗癌新藥成為熱點。
　　莪術(shù)作為一種主要的中藥材被廣泛利用，具有抗炎，抗病毒，抗腫瘤等功效，莪術(shù)揮發(fā)油作為莪術(shù)的重要活性成分，表現(xiàn)出比較好的生物活性。作為莪術(shù)油中一種重要的倍半萜類化合物，吉馬酮有明顯的抗癌活性。但同時吉馬酮也存在著作用靶點不夠明確、藥物的生物利用度比較低以及不穩(wěn)

2、定等劣勢，因此尋找出一種高效低毒靶點明確的新型吉馬酮類衍生物成為了研究的熱門。迄今為止，采用藥物合成的方法對吉馬酮進行結(jié)構(gòu)修飾的報道較少。
　　從天然產(chǎn)物中發(fā)現(xiàn)并優(yōu)化先導(dǎo)化合物是新藥研究與開發(fā)的重要途徑之一。本課題組在對莪術(shù)油抗癌作用研究中，分離純化得到吉馬酮并對其進行衍生化和活性評價。試驗結(jié)果表明，該類衍生物具有較強和較為廣譜的抗癌活性。本實驗的主要研究內(nèi)容和研究結(jié)果如下：
　　運用星點設(shè)計-效應(yīng)面優(yōu)化法優(yōu)化莪術(shù)油中吉馬酮

3、的提取工藝，并利用高效液相色譜法對其進行含量測定，根據(jù)最佳條件提取的吉馬酮平均得率為8.13％，和理論預(yù)測值的結(jié)果相符。
　　通過對莪術(shù)油中吉馬酮的極性段進行多次硅膠柱層析粗分，然后通過半制備液相制備得到高純度吉馬酮，再配以萃取等分離純化手段，濃縮得到吉馬酮，經(jīng)HPLC測定，純度為99.0%；13C-NMR、1H-NMR進行結(jié)構(gòu)確認，得到高純度吉馬酮。
　　以吉馬酮的母體結(jié)構(gòu)為研究基礎(chǔ)，通過對其C-8位羰基的結(jié)構(gòu)進行改造，衍

4、生合成了還原產(chǎn)物吉馬醇，再對吉馬醇 C-8羥基的修飾，設(shè)計和合成了兩個系列共11個新型吉馬酮羧酸酯類和吉馬酮磺酸酯類衍生物，包括(E,E)-3,7-二甲基-10-(1-甲基亞乙基)-3,7-環(huán)癸二烯-1-乙酸酯，(E,E)-3,7-二甲基-10-(1-甲基亞乙基)-3,7-環(huán)癸二烯-1-對甲苯甲酸酯，(E,E)-3,7-二甲基-10-(1-甲基亞乙基)-3,7-環(huán)癸二烯-1-間甲苯甲酸酯， (E,E)-3,7-二甲基-10-(

5、1-甲基亞乙基)-3,7-環(huán)癸二烯-1-對三氟甲基苯甲酸酯，(E,E)-3,7-二甲基-10-(1-甲基亞乙基)-3,7-環(huán)癸二烯-1-肉桂酸酯；(E,E)-3,7-二甲基-10-(1-甲基亞乙基)-3,7-環(huán)癸二烯-1-甲磺酸酯，(E,E)-3,7-二甲基-10-(1-甲基亞乙基)-3,7-環(huán)癸二烯-1-三氟甲磺酸酯，(E,E)-3,7-二甲基-10-(1-甲基亞乙基)-3,7-環(huán)癸二烯-1-乙磺酸酯，(E,E)-3,7-二甲基-10

6、-(1-甲基亞乙基)-3,7-環(huán)癸二烯-1-苯磺酸酯，(E,E)-3,7-二甲基-10-(1-甲基亞乙基)-3,7-環(huán)癸二烯-1-對甲苯磺酸酯，(E,E)-3,7-二甲基-10-(1-甲基亞乙基)-3,7-環(huán)癸二烯-1-對氟苯磺酸酯等，并對合成路線的機理進行研究和優(yōu)化，所有化合物均經(jīng)過確征，所選合成路線操作簡便、原料易得，收率較高。
　　通過MTT法測定了吉馬酮及其衍生物對人肝癌Bel-7402細胞株、HepG2細胞株、人非小細胞

7、肺癌A549細胞株和宮頸癌Hela細胞株的抗腫瘤活性，結(jié)果表明吉馬酮衍生物對這四種腫瘤細胞均表現(xiàn)出較好的抑制作用且大多數(shù)都強于吉馬酮，其中甲酸酯類衍生物(E,E)-3,7-二甲基-10-(1-甲基亞乙基)-3,7-環(huán)癸二烯-1-對甲苯甲酸酯的活性最強，其對HepG2細胞株的IC50值為68.23μM；磺酸酯類衍生物對甲基苯磺酸酯的活性最好，它對HepG2細胞株的IC50值為56.22μM。同時對吉馬酮衍生物進行c-Met激酶活性實驗，結(jié)

8、果表明對甲基苯甲酸酯和對甲基苯磺酸酯活性最強，和 MTT實驗相吻合。
　　根據(jù)MTT實驗以及c-Met激酶活性實驗，對合成的兩類吉馬酮衍生物進行了分子對接研究，分子對接結(jié)果顯示，大多數(shù)化合物與c-Met位點均有作用力產(chǎn)生，吉馬酮(E,E)-1,5-環(huán)癸二烯系統(tǒng)和靶點蛋白晶體之間的疏水作用很強，其他作用力包括π-π堆積作用和σ-π共軛效應(yīng)等；同時為了進一步驗證分子對接的結(jié)果，本課題進一步對對接效果最好的化合物進行了分子動力學(xué)模擬，在

9、8ns的模擬過程中，衍生物和口袋的結(jié)合趨向穩(wěn)定可靠，ΔGpred計算結(jié)果為-28.36 kcal/mol，低于-25 kcal/mol。
　　綜上所述，本課題主要對莪術(shù)揮發(fā)油進行提取分離、純化得到高純度的吉馬酮，并優(yōu)化了提取工藝、純化方法等，在此基礎(chǔ)上，設(shè)計并合成了兩類共11個尚未報道的新型吉馬酮衍生物，對所有反應(yīng)均進行了機理研究和條件優(yōu)化，得到的吉馬酮衍生物針對四種不同的癌細胞和c-Met靶點均具有較好的抗腫瘤活性，同時運用分子