本论文工作分为两个部分:1.他克林-异羟肟酸衍生物的设计、合成及抗AD活性评;2、Resminostst(4SC-201)的合成路线优化。阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)是常发于老年人群中的一种神经退行性疾病,俗称老年痴呆。其主要的临床特征包括胆碱能神经递质丢失、语言表达能力下降,记忆和认知障碍等并伴随着不同程度的抑郁症状。AD发病机制复杂,很多生理生化异常在AD发病过程中都扮演着关键的作用,比如胆碱能神经递质丢失、Tau蛋白过度磷酸化、Aβ淀粉样蛋白引起的神经毒性、金属离子异常、线粒体功能损坏、谷氨酸兴奋性神经毒性、氧化应激以及炎症等。目前,临床上用于治疗AD的药物靶点单一,只能缓解AD症状却不能根治。因此,多靶点抗AD药物成为AD药物研究的一个新的策略。在多靶点药物设计中,由于胆碱酯酶抑制剂在缓解AD记忆相关的症状方面作用突出,一般保留其胆碱酯酶的靶点,并在此基础上使化合物表现出对其他靶点的改善作用。近年来越来越多的研究表明表观遗传修饰在神经退行性疾病中发挥着重要的作用,而其中组蛋白去乙酰化酶(HDACs)在与AD患者的认知相关的基因表达与信号转导过程中具有重要的调控作用,为AD的药物研发提供了新的研究策略。但不同亚型的HDACs在AD认知功能变化中扮演的角色不同,比如神经保护或神经抑制作用,其中HDAC2和HDAC6在AD的发生、发展过程中的负调节作用被广泛研究。根据文献报道胆碱酯酶活性口袋为一个深而窄的峡谷,其主要的功能区包括:催化阴离子活性位点(CAS,催化底物胆碱能分解)以及外周阴离子作用位点(PAS),实验证明化合物与PAS的结合可以缓解Aβ淀粉样蛋白的聚集,抗氧化等相关症状。同时作用于胆碱酯酶CAS和PAS活性位点的化合物对多靶点AD的治疗及其重要。HDACs抑制剂主要包括三部分:1、Cap基团,位于HDACs的进口端,用来识别HDACs。2、锌离子螯合基团(ZBG)3、用来连接Cap和ZBG基团的linker部分。基于以上分析,胆碱酯酶抑制剂和组蛋白去乙酰化酶抑制剂在结构上存在很大的重叠性,因此我们选取具有乙酰胆碱酯酶抑制活性的他克林作为HDACi的Cap基团,保证了化合物与胆碱酯酶催化活性位点作用的活性,另外,选取异羟肟酸作为ZBG基团,Linker部分引入肉桂酸或者杂环结构以期达到与胆碱酯酶PAS作用的功能。基于这个设计理念共设计合成28个他克林-异羟肟酸衍生物并对其进行了 AD相关靶点的活性评价。我们对化合物进行了胆碱酯酶(ChE)包括乙酰胆碱酯酶(AChE)、丁酰胆碱酯酶(BChE)、HDAC体外抑酶活性及ABTS抗氧化活性筛选,其活性结果显示他克林-异羟肟酸衍生物表现出了良好的抑酶和抗氧化活性,其中化合物A5,A10分别表现出了对BChE或AChE的选择性且和HDAC活性达到了很好的平衡作用(A5:AChEIC50=13 nM,BChEIC50=0.58nM,HDACIC50=50.74 nM、A10:AChEIC50=0.12 nM,BChEIC50=361.52nM,HDACIC50=0.23nM)。进一步,选取抑酶活性较好的化合物分析其对A β 1-42聚集的抑制能力和解聚能力,化合物A5,A10,A12等对A β1-42的聚集都表现出不同程度的抑制活性,并且对A β1-42的聚集表现出较好的解聚活性。其抑制率分别为52.12%、32.66%、38.36%,解聚率分别为56.93%、40.74%、59.48%。由于体内铜离子的存在会促进Aβ1-42的聚集,所以选取部分化合物对其进行铜离子螯合能力评估。其结果显示被测化合物表现出良好的铜离子螯合能力,其螯合能力和阳性药EDTA.2Na相当。HDAC亚型选择性实验结果显示化合物为广谱HDACi。通过预测模拟显示化合物具有一定的血脑穿透能力。我们选取AChE选择性较高的化合物A10对其进行进一步的研究,包括AChE抑酶动力学、分子对接,肝毒性评估等,其实验结果表明化合物A10为混合型酶抑制剂,能同时作用于AChE的CAS和PAS(图13-14),与设计理念一致。肝毒性实验结果显示化合物A5、A10具有和他克林相当的肝毒性。此外,我们对处于临床二期的HDAC选择性抑制剂Resminostat进行了工艺优化,经过优化将其8步的原研路线缩短为5步反应,同时对反应条以及后处理过程进行优化,优化后的路线操作简单,成本更低,产率明显提高,且反应中避免了有害气体的产生符合绿色化学的要求,更加适合工业化生产。总的来说:1、通过对临床二期HDAC选择性抑制剂Resminostat的工艺优化,我们筛选出了一条更适合其工艺化生产的路线。2、为了探究他克林-异羟肟酸衍生物作为多靶点抗AD药物的潜力,本论文共设计、合成28个他克林-异羟肟酸衍生物,并通过初步活性评价筛选出了具有多靶点抗AD的小分子先导化合物A10,为多靶点他克林-异羟肟酸衍生物的设计提供一定的理论依据。