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乙型肝炎病毒是一种具有嗜肝性的双链DNA病毒,主要通过母婴、血液、性接触和医源性途径传播。据世界卫生组织统计,全世界约有2.96亿乙肝患者,每年因感染HBV而死亡的人数达82万。中国属于乙肝高发国之一,慢性乙肝患者约有3000万。现有的治疗HBV的上市药物主要包括干扰素和核苷（酸）类似物（nucleos（t）ide analogues,NAs）。但是干扰素在治疗过程中容易引起骨髓抑制,而核苷（酸）类似物易耐药,停药后易复发。这两种药物都不能彻底治愈乙肝。因此,研发安全、有效和不易耐药的HBV治疗药物迫在眉睫。针对病毒复制周期中关键靶标的小分子抑制剂的开发是当下药物研发的热点。其中衣壳蛋白参与pgRNA的衣壳化、逆转录、rcDNA的合成和成熟病毒颗粒的形成等多个环节。值得关注的是,衣壳蛋白还与cccDNA的基因修饰有关。cccDNA在整个复制周期中持续稳定存在,其隐匿性是乙肝难以根除的主要原因。长期使用NAs可在一定程度上阻止病毒新生,然而停止治疗后cccDNA将重新复苏。衣壳蛋白参与cccDNA的蛋白修饰,影响衣壳组装的药物可将游离的衣壳蛋白单体耗尽,影响cccDNA的结构与功能,阻碍病毒逆转录。因此,衣壳蛋白抑制剂的开发有望清除cccDNA,根治乙肝。目前,数十种不同结构的HBV衣壳蛋白抑制剂正处于临床前和临床研究,如二氢嘧啶类、磺酰苯甲酰胺类、丙烯酰胺类及哒嗪酮类等。根据作用机制不同将衣壳蛋白抑制剂分为两类,Ⅰ类抑制剂以二氢嘧啶类为代表,通过促进核心蛋白聚集,形成结构异常的非衣壳结构,从而阻断病毒的增殖。Ⅱ类抑制剂以磺酰苯甲酰胺类为代表,通过干扰pgRNA的衣壳化,形成不含病毒基因组的空衣壳。临床Ⅱ期磺酰苯甲酰胺类药物NVR3-778是首个在HBV感染者体内表现出抗病毒活性的衣壳蛋白抑制剂。但其抗病毒活性仅处于微摩尔级水平（HepG2.2.15:EC50=0.40 μM,CC50=14.5 μM）,有待进一步提高。此外,NVR3-778水溶性差的缺陷（pH=2.0,0.003 mg/mL）制约了其临床应用。本论文以NVR3-778为先导化合物,以提高抗病毒活性,改善水溶性为目的,进行化合物设计。NVR3-778与衣壳蛋白的共晶结构显示,NVR3-778结合于衣壳蛋白二聚体之间的空腔内。除NVR3-778外,该空腔还可容纳其他多种结构类型的衣壳蛋白抑制剂。二氢嘧啶类代表化合物HAPR01（HepG2.2.15:EC50=6.4 nM）以6位的羧基为优势,与溶剂开口区的Ser141形成双重氢键。NVR3-778与HAPR01的共晶结构叠合显示,HAPR01二氢嘧啶环的6位侧链与NVR3-778的磺酰胺侧链共同朝向溶剂开口区。此外,随着对衣壳蛋白靶点结构和功能研究的深入,研究人员发现在溶剂开口区存在与衣壳解聚相关的热点残基（Asn136、Ala137和Ile139）,且Asn136的酰胺键侧链上含有氢键供受体。根据以上分析,我们可以运用分子杂合策略进行药物设计。在本论文第二章中,我们运用分子杂合策略,设计合成了 22个含羧基的化合物,以期提高NVR3-778的抗病毒活性和水溶性。活性测试结果显示,仅有化合物I-5a-7表现出对HBV DNA的抑制活性（HepDES19:EC50=2.80±0.24μM,CC50＞100μM）。水溶性测试结果显示,在三种pH条件下,I-5a-7的水溶性均优于NVR3-778。我们对化合物活性进行分析,发现羧基的引入使得溶剂开口区的磺酰胺侧链无法与周围的氨基酸残基环境兼容,使得化合物活性丧失。根据第二章对活性的分析,我们将羧基替换为了硼酸,设计合成了 27个化合物。在HepDES19细胞中对化合物进行了体外细胞水平的抗HBV活性测试。结果显示,化合物 I-4h 活性（EC50=0.83±0.33 μM,CC50=19.40±5.03 μM）与 NVR3-778 活性相当（EC50=0.73±0.20 μM,CC50=23.40±6.97μM）。我们选取了 4个活性较好的化合物（I-4i、I-4k、I-4h和I-41）在HepAD38细胞中进行抗HBV DNA活性再评价,结果显示4个化合物均对HBV DNA表现出低微摩尔抑制活性（EC50范围:0.47～1.14 μM）,与在HepDES19细胞条件下活性趋势一致,表明含硼酸类化合物具有稳定的细胞活性。我们通过分子排阻色谱实验和衣壳蛋白及衣壳内pgRNA的定量实验对I-4h机制进行验证,结果显示,I-4h属于Ⅱ类衣壳蛋白抑制剂。分子动力学模拟结果显示I-4h可与溶剂开口区Leu140和热点残基Asn136形成氢键,验证了设计思路。水溶性测试结果显示,在三种pH条件下I-4h的水溶性均优于NVR3-778。体外稳定性结果显示,I-4h在37℃人血浆中十分稳定（T1/2=170.8 min）,但在人肝微粒体中代谢较快（T1/2=8.6 min）。对I-4h进行了 SD大鼠体内的药代动力学研究,结果显示,口服清除率远高于静脉清除率,生物利用度仅有2.85%,推测I-4h具有明显的肝脏提取率和首过效应。在本论文中,我们以NVR3-778为先导化合物,运用基于靶标的合理设计、分子杂合等策略,设计合成了含羧酸及硼酸的新型磺酰苯甲酰胺类HBV衣壳抑制剂,代表性化合物为I-4h,水溶性改善,细胞水平抗病毒活性与候选药物NVR3-778相当,值得进一步研究。