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生漆是传统的天然涂料,漆酚作为生漆的主体化合物,大量研究主要集中在漆酚自聚合、金属聚合及漆酚有机聚合物的耐化学性能和力学性能等功能材料领域。漆酚具有酚羟基与侧链不饱和双烯的活性基团结构,文献报道具有很好抑制肿瘤的生物活性,但漆酚具有过敏性,如何利用漆酚活性基团合成具有低毒高效抗肿瘤的漆酚基小分子衍生物是国际上研究的难点。本文重点从生漆中分离纯化C15三烯漆酚,再通过化学合成得到了C15三烯漆酚Pechmann、D-A、卤素、硫醇长链烷烃、苯硼酸、氨基亚砜和三氮唑等漆酚衍生物及漆酚基大分子载药胶束材料,并对其抗肿瘤生物活性和安全性等进行评价,为高附加值漆酚衍生物及漆酚基医药胶束材料的药物开发提供理论和应用基础。
(1)从生漆中分离纯化得到CI5单烯漆酚(2a)和C15三烯漆酚(2b),利用漆酚芳基1位活性酚羟基,在酸性条件下与乙酰乙酸乙酯合成得到C15三烯漆酚Pechmann型衍生物(2c),并分离表征了其化学结构。C15漆酚及其Pechmann型衍生物具有刚性苯环骨架、侧链C15烯烃及具有香豆素结构等特征,均有较好的抑制HepG2细胞增殖的活性(2c>2a>2b),半数抑制浓度(IC50)分别为29.3μM、55.5μM和27.1μM。化合物2a、2b、2c与紫杉醇联合用药,对体外HepG2细胞增殖具有明显的协同抑制作用,当漆酚Pechmann型化合物2c与紫杉醇的比例为6.775μM:7.9ng/mL时,协同作用最强,协同指数(CI)达到0.641。
(2)基于Diels-Alder的[4+2]反应,将马来酸酐五元环骨架和不同电负性的-NH,-O及-F,-Cl,-Br卤素引入漆酚烯烃侧链,合成了8个新型漆酚基D-A型衍生物3e~31,并分离表征了其化学结构。在漆酚侧链形成的六元环烯结构,增加了该区域的电子云密度。采用MTT法检测了化合物3a~31对10种人常见肿瘤细胞增殖的抑制作用。其抑制肿瘤细胞增殖的一般规律表现为:漆酚基烯烃侧链马来酸酐类化合物中含NH-Cl(3k)>O-Cl(3h)>NH-Br(31)>O-F(3g>O-Br(3i)>O(3e>NH(3j)。改良后的漆酚D-A衍生物对人的胃癌细胞MKN-45和人的结肠癌细胞HCT-116具有良好的抑制作用。其中,化合物3e和3k对MKN-45和HCT-116的抑制效果最好,分别为3.2μM、2.6μM对MKN-45和1.2μM、0.66μM对HCT-116;化合物3e和3k均能有效抑制其他八种人肿瘤细胞。
(3)采用烷基化、Pechmann反应、硼酸酯化等合成方法,对C15三烯漆酚进行酚羟基保护,增强了漆酚衍生物的原子多样性和电负性,合成了16个新的C15三烯漆酚衍生物,并分离表征了其化学结构。化合物4h在2位漆酚的酚羟基中引入了长链烷基氯。其抗HepG2活性剂量略降至37μM,但对正常肝细胞LO2的毒性作用显著降低至180μM;化合物4j为漆酚Pechmann衍生物,对HepG2抑制活性基本维持在28μM,但对正常肝细胞LO2的毒性作用降低3~4倍,为180μM。化合物4a、4d和4i分别为2位酚羟基醚化引入了巯基、苯硼酸和氨基亚砜的产物;它们对抑制HepG2增殖的IC50值提高到7~15μM,而对正常肝细胞LO2的IC50减弱到120~150μM;其中,漆酚含巯基衍生物4a对HepG2和LO2的IC50分别为7.886μM和150μM。
(4)采用烷基化和点击化学合成方法,对C15三烯漆酚进行酚羟基保护,合成了C15三烯漆酚双酚羟基保护衍生物,并分离表征了其化学结构。具有富电子结构的漆酚三氮唑类化合物5d中三氮唑作为常用药效团,具备较高的电子云密度和与蛋白的亲和能力,对HepG2具有较高的抗肿瘤活性,IC50值为2.833μM。漆酚双酚羟基炔醚化合物5c,5f和漆酚Pechmann酚羟基炔醚化合物5v抗HepG2活性降低,而漆酚Pechmann化合物5j对LO2细胞毒性(IC50=198μM)低于漆酚三氮唑类化合物5d,对LO2的IC50值比HepG2高出20倍以上,对正常肝细胞的LO2有较低毒性。因此,漆酚Pechmann衍生物5v和漆酚三氮唑类化合物5d可以作为今后漆酚衍生物合成的基本骨架。
(5)通过Michael加成反应,疏水性漆酚苯硼酸衍生物和传统的胶束材料组装,制备了一种紫杉醇和漆酚协同释放的pH靶向漆酚基胶束BPAU-NH2-Gal-PTX,并表征了其化学结构。BPAU-NH2和BPAU-NH2-Gal包埋紫杉醇胶束的粒径分别约为135nm和195nm;体外紫杉醇释放结果表明,药物包封量越多,药物间疏水性越强,释放速率越慢。将胶束和紫杉醇溶于良溶剂DMSO中,胶束针对紫杉醇载药的包封率约为99.5%,BPAU-NH2-Gal载药量约为5.0%。在酸性pH4.5环境下,紫杉醇和漆酚的释放率分别约为64.1%和49.5%。可见,酸性条件(pH4.5)可加速药物的释放速率,漆酚基胶束释药行为表现出较强的pH依赖型。体内外毒理实验表明,紫杉醇载药胶束BPAU-NH2-Gal-PTX以细胞内吞作用方式进入HepG2细胞,并通过胶束释放紫杉醇和漆酚,抑制HepG2细胞生长。表明靶向BPAU-NH2-Gal胶束具有高效摄取、增强抗肿瘤的作用。
(1)从生漆中分离纯化得到CI5单烯漆酚(2a)和C15三烯漆酚(2b),利用漆酚芳基1位活性酚羟基,在酸性条件下与乙酰乙酸乙酯合成得到C15三烯漆酚Pechmann型衍生物(2c),并分离表征了其化学结构。C15漆酚及其Pechmann型衍生物具有刚性苯环骨架、侧链C15烯烃及具有香豆素结构等特征,均有较好的抑制HepG2细胞增殖的活性(2c>2a>2b),半数抑制浓度(IC50)分别为29.3μM、55.5μM和27.1μM。化合物2a、2b、2c与紫杉醇联合用药,对体外HepG2细胞增殖具有明显的协同抑制作用,当漆酚Pechmann型化合物2c与紫杉醇的比例为6.775μM:7.9ng/mL时,协同作用最强,协同指数(CI)达到0.641。
(2)基于Diels-Alder的[4+2]反应,将马来酸酐五元环骨架和不同电负性的-NH,-O及-F,-Cl,-Br卤素引入漆酚烯烃侧链,合成了8个新型漆酚基D-A型衍生物3e~31,并分离表征了其化学结构。在漆酚侧链形成的六元环烯结构,增加了该区域的电子云密度。采用MTT法检测了化合物3a~31对10种人常见肿瘤细胞增殖的抑制作用。其抑制肿瘤细胞增殖的一般规律表现为:漆酚基烯烃侧链马来酸酐类化合物中含NH-Cl(3k)>O-Cl(3h)>NH-Br(31)>O-F(3g>O-Br(3i)>O(3e>NH(3j)。改良后的漆酚D-A衍生物对人的胃癌细胞MKN-45和人的结肠癌细胞HCT-116具有良好的抑制作用。其中,化合物3e和3k对MKN-45和HCT-116的抑制效果最好,分别为3.2μM、2.6μM对MKN-45和1.2μM、0.66μM对HCT-116;化合物3e和3k均能有效抑制其他八种人肿瘤细胞。
(3)采用烷基化、Pechmann反应、硼酸酯化等合成方法,对C15三烯漆酚进行酚羟基保护,增强了漆酚衍生物的原子多样性和电负性,合成了16个新的C15三烯漆酚衍生物,并分离表征了其化学结构。化合物4h在2位漆酚的酚羟基中引入了长链烷基氯。其抗HepG2活性剂量略降至37μM,但对正常肝细胞LO2的毒性作用显著降低至180μM;化合物4j为漆酚Pechmann衍生物,对HepG2抑制活性基本维持在28μM,但对正常肝细胞LO2的毒性作用降低3~4倍,为180μM。化合物4a、4d和4i分别为2位酚羟基醚化引入了巯基、苯硼酸和氨基亚砜的产物;它们对抑制HepG2增殖的IC50值提高到7~15μM,而对正常肝细胞LO2的IC50减弱到120~150μM;其中,漆酚含巯基衍生物4a对HepG2和LO2的IC50分别为7.886μM和150μM。
(4)采用烷基化和点击化学合成方法,对C15三烯漆酚进行酚羟基保护,合成了C15三烯漆酚双酚羟基保护衍生物,并分离表征了其化学结构。具有富电子结构的漆酚三氮唑类化合物5d中三氮唑作为常用药效团,具备较高的电子云密度和与蛋白的亲和能力,对HepG2具有较高的抗肿瘤活性,IC50值为2.833μM。漆酚双酚羟基炔醚化合物5c,5f和漆酚Pechmann酚羟基炔醚化合物5v抗HepG2活性降低,而漆酚Pechmann化合物5j对LO2细胞毒性(IC50=198μM)低于漆酚三氮唑类化合物5d,对LO2的IC50值比HepG2高出20倍以上,对正常肝细胞的LO2有较低毒性。因此,漆酚Pechmann衍生物5v和漆酚三氮唑类化合物5d可以作为今后漆酚衍生物合成的基本骨架。
(5)通过Michael加成反应,疏水性漆酚苯硼酸衍生物和传统的胶束材料组装,制备了一种紫杉醇和漆酚协同释放的pH靶向漆酚基胶束BPAU-NH2-Gal-PTX,并表征了其化学结构。BPAU-NH2和BPAU-NH2-Gal包埋紫杉醇胶束的粒径分别约为135nm和195nm;体外紫杉醇释放结果表明,药物包封量越多,药物间疏水性越强,释放速率越慢。将胶束和紫杉醇溶于良溶剂DMSO中,胶束针对紫杉醇载药的包封率约为99.5%,BPAU-NH2-Gal载药量约为5.0%。在酸性pH4.5环境下,紫杉醇和漆酚的释放率分别约为64.1%和49.5%。可见,酸性条件(pH4.5)可加速药物的释放速率,漆酚基胶束释药行为表现出较强的pH依赖型。体内外毒理实验表明,紫杉醇载药胶束BPAU-NH2-Gal-PTX以细胞内吞作用方式进入HepG2细胞,并通过胶束释放紫杉醇和漆酚,抑制HepG2细胞生长。表明靶向BPAU-NH2-Gal胶束具有高效摄取、增强抗肿瘤的作用。