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论文主要分为以下几部分：
第一部分霉酚酸衍生物的设计合成与免疫抑制活性研究
霉酚酸(MPA)是Gosio于1896年报道的人类发现的第一个抗生素,它是非竞争性和可逆性次黄嘌呤单核苷酸脱氢酶(IMPDH)抑制剂,具有多种生物活性,包括抗真菌、抗细菌、抗病毒和免疫抑制活性。霉酚酸吗啉乙酯(MMF)和霉酚酸钠盐(Myforcic)是两个MPA前药,已经广泛用于临床治疗器官移植后的排斥反应。MMF在治疗过程中有普遍的胃肠道副作用。Myfortic是一种改进的含有霉酚酸钠盐的肠溶片,通过缓慢释放MPA抑制器官免疫排斥反应,主要用于肾移植,对高级胃肠道神经束有保护作用,减少了副作用的产生,从而减少剂量改变和中止使用发生的机率。
总结已报道的MPA衍生物的构效关系,并根据MPA与IMPDH之间的作用方式,对MPA的1、6和7位进行结构改造,试图增强这些位置与IMPDH之间的作用,以便找到免疫抑制活性更高的衍生物。同时,将MPA的4位酚羟基酯化,寻找理化性质更好的前药。25个衍生物免疫抑制活性的初步筛选测试采用ICR小鼠脾细胞,通过测试衍生物对T、B淋巴细胞增殖的抑制情况发现除了MPA的4位酚羟基以外,改变其他任何部位都会导致免疫抑制活性的降低。大部分霉酚酸酚酯的免疫抑制活性与霉酚酸相当甚至增强,细胞毒性降低,具备进一步研究的价值。
在合成霉酚酸衍生物的过程中,研究出合成5,7-二甲氧基-4-甲基苯肽和5,7-二羟基-4-甲基苯肽的新方法,产率分别达到80％和72%,它们是用于合成霉酚酸的重要中间体。在研究通过除去5,7-二甲氧基-4-甲基苯肽的甲基保护来制备5,7-二羟基-4-甲基苯肽的过程中,我们发现了碘代烷烃可以用于芳香甲醚去甲基保护的新方法,并经过大量的实验证明以DMF作溶剂,碘代环己烷能高效除去5,7-二甲氧基-4-甲基苯肽的甲基保护,得到5,7-二羟基-4-甲基苯肽,产率达91%。
第二部分利福霉素衍生物的设计合成与抗菌活性研究
利福霉素(Rifamycins)首先是由Sensi及其合作者于1959年从地中海拟无枝菌酸菌中分离出来,当时得到的是多种成分的混合物。利福霉素类化合物对革兰氏阳性菌具有广泛的抗菌活性,对革兰氏阴性菌也具有一定程度的抗菌活性。利福霉素B只有有限的抗菌活性,但是它可以通过化学反应、酶催化或生物转化成利福霉素SV,而利福霉素SV具有很强的抗菌活性,它也是首个被用于临床的利福霉素类药物。紧接着利福平被筛选出来作为第二代临床候选药物,利福平对革兰氏阳性菌具有较强的抗菌活性,特别是分枝杆菌,对革兰氏阴性菌也比利福霉素B具有更好的抗菌活性,更重要的是它的口服生物利用度非常高,成为治疗肺结核、麻风病以及爱滋病并发的分枝杆菌感染的重要药物之一。利福平主要是通过抑制细菌的依赖DNA的RNA聚合酶的转录,从而有效中止RNA的合成,并最终中止蛋白的合成,从而具备抗菌活性。这也是大部分具有抗菌活性的利福霉素类药物的普遍作用机制。编译依赖DNA的RNA聚合酶β亚基的基因rpoB基于靶标的突变是利福霉素类药物产生耐药性的主要原因。
从利福平与依赖DNA的RNA聚合酶之间的作用模型清楚地看出利福平3位上连接的哌嗪环与聚合酶之间的作用相对其它位置较弱,我们试图在这个位置上接入一些药效基团,以便增强这个位置与酶之间的作用,通过测试获得的衍生物的抗菌活性,从而得到更多利福霉素类药物的构效关系,以便人们更深入地研究其各个位置与聚合酶之间的作用方式。另外,用于合成利福平的原料3-甲酰基利福霉素SV容易制备,因此合成其衍生物相对容易,如果能找到活性更好的衍生物,那么研究这类衍生物相对其它种类的利福霉素衍生物要容易得多。基于以上认识,我们以利福平为先导化合物,设计合成了一系列的衍生物,主要是将连接在利福平3位上的哌嗪环末端氮上的甲基换成其它基团,这些新连接的基团不同于以往报道的基团,都是一些与最近报道的抗菌活性比较强的新化合物结构中所包含的基团相似或相同,如唑类、BM212、呋喃类等。通过测试这些衍生物抗结核分枝杆菌的活性,发现它们大部分都保持了与利福平相当的抗菌活性,其中衍生物81的抗菌活性是利福平的十倍,具有进一步开发的价值。