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一,2-(3-氨基苯基)吡啶[2,3-d]并噁唑、眯唑类GSK3β抑制剂的研究
在真核生物中普遍存在的糖原合成酶激酶3β(GSK3β)是一种丝氨酸/苏氨酸类激酶。其在哺乳动物中包括两个亚型,即GSK3α和GSK3β。GSK3β在胰岛素,Wnt/wingless等多条细胞信号转导通路中扮演重要角色。该激酶的作用包括调控糖原的合成代谢,参与细胞的分化与增殖等。研究发现,GSK3β与阿尔采末氏症、非胰岛素依赖型糖尿病(NIDDM)、癌症等密切相关,因而,糖原合成酶激酶已经是被医药研究工作者广泛接受的潜在药物靶点。
本论文通过对GSK3β ATP结合口袋的结构特征分析,辅之以计算机药物辅助设计的手段,以随机筛选发现的Hit化合物为基础,设计合成了六大类八十多个化合物。通过生物活性测试,发现其中两个化合物活性提高近十倍。在总结构效关系的基础上,又设计合成了两个系列易于改造,结构简单,对GSK3β具有普遍抑制活性的含杂环的酰胺化合物,为进一步的结构改造提供契机。
在进行Hit化合物结构改造的同时,发现并建立了一种苯并咪唑[1,2-c]喹唑啉及其衍生物的新的、简便的一锅煮合成方法。此方法具有普遍的通用性,而且在反应时间,反应温度,后处理等多方面优于文献报道的方法。在此基础上,完成了N-酰基和N-烷基两个系列苯并咪唑[1,2-c]喹唑啉化合物的合成工作;与此同时,在确证反应中间产物结构的基础上,阐述了此方法可能的反应机理。
二,5-脂氧酶(5-LOX)和环氧合酶(COX)双重抑制剂的设计和合成研究
花生四烯酸(Arachidonic Acid,AA)是在磷脂细胞膜中发现的最丰富的不饱和脂肪酸。花生四烯酸的代谢通过两条途径:一是环氧合酶(COX,包括COX-1,COX-2两种亚型)途径,最终产生前列腺素(PGs)和血凝素(TXA2);一是5-脂氧酶(5-LOX)途径,最终产生白三烯(LTs)类化合物。对此两条AA代谢途径的同时阻断,即设计合成COX/5-LOX双重抑制剂可能比经典的非甾体抗炎药以及选择性的COX-2抑制剂具有更好的抗炎作用和较小的毒副作用。
本论文通过对文献报道的环氧合酶(COX)及5-脂氧酶(5-LOX)双重抑制剂的结构特征进行分析,确定利用拼接原理,将铁离子螯合基团及COX-2的特异性药效团引入到经典非甾体抗炎药吲哚美辛的结构中,设计合成了两个系列吲哚美辛的羟肟酸类似物及吲哚美辛的3-羟基4-吡啶酮类似物约三十多个化合物,其相关生物活性研究正在进行中。
本论文在进行环氧合酶(COX)及5-脂氧酶(5-LOX)双重抑制剂的合成研究中,利用计算机控制的微波反应仪作为实验手段,探索研究了微波辅助下的3-羟基-4-吡啶酮类化合物的合成方法。
在碱或酸的催化反应条件下,微波加热可以大大缩短反应时间,以较好收率获得目的产物。碱性催化条件适用于无空间位阻的脂肪胺与3-羟基-4-吡喃酮的反应,芳香胺或有空间位阻的脂肪胺在相同反应条件下则得不到预期产物;酸性催化条件适用于芳香胺与3-羟基-4-吡喃酮的反应,芳香胺的吸电子基取代或供电子基取代对反应的结果影响不大,影响反应结果的唯一因素是空间位阻。酸性催化条件下,脂肪胺与3-羟基-4-吡喃酮反应,未得到预期产物。在实验证据的基础上,对产生相应的实验现象和实验结果的可能原因进行了解释和阐述。