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幽门螺杆菌感染可引起多种胃肠疾病,包括胃炎、消化性溃疡、胃癌及黏膜相关性淋巴组织淋巴瘤,世界卫生组织已将幽门螺杆菌确定为Ⅰ类致癌因子,并明确为胃癌的危险因素。所以,有效控制和根除Hp感染已成为治疗Hp相关性胃病的重要手段,也是胃肠病研究中最热门的课题之一。随着国内外中医药治疗Hp感染相关胃病研究的不断深入,已有大量关于中药及其复方制剂抗幽门螺杆菌的研究报道,并取得令人满意的临床效果。但是,目前大多研究工作仅局限于简单的水醇粗提物组分的研究,分离中药有效成分进行抗菌实验的研究报道尚不多见。因此,从天然药用资源中寻找抗幽门螺杆菌的有效成分,发掘结构新颖的抗幽门螺杆菌先导化合物,并通过结构改造和全合成的方法寻找可用于进一步开发的活性候选物成为中药抗Hp研究的一条新的途径。
本课题在补骨脂抗幽门螺杆菌(Helicobacterpylori,Hp)生物活性跟踪基础上,以活性先导物补骨脂素为基本母核,根据活性考察目的和结构改造需要,共设计合成了分子骨架改变,香豆素环、中心芳香苯环或呋喃环取代,以及骨架简化的香豆素类衍生物三大系列100余种化合物。纯度和波谱鉴定结果表明,所合成化合物纯度高,具体结构与目标物结构相符。而且,通过对重要中间体合成工艺的改进和采用有效的骨架构建办法,成功地建立了呋喃香豆素类化合物新的合成路线和方法。
上述化合物体外抗幽门螺杆菌SS-1的活性测定结果显示,呋喃香豆素母体结构中香豆素环(A环)为该类化合物抗幽门螺杆菌的必需结构。线型呋喃香豆素结构改造和全合成的衍生物中,呋喃环(C环)为吸电基团Cl、Br和NO2取代时活性保留或有所增强,而为甲基、氯甲基取代,成醚、成胺或酯化后,活性降低或消失;除硝基取代化合物19a外,所合成呋喃香豆素中心芳环(B环)取代衍生物抗幽门螺杆菌活性均大为降低或消失;呋喃香豆素中香豆素环(A环)4位取代对其生物活性影响很大,当4位为甲基取代时(30),活性最强,为先导化合物1a的20倍,为甲硝唑的1.6倍。4位引入CHO(37),CH2OH(38a),CH2OAc(38b)和CH2Br(39)可一定程度增强母体骨架的抗幽门螺杆菌活性,但相对甲基取代而言活性有所降低。根据已有简单香豆素类衍生物的生物活性测定结果可以看出,绝大部分合成化合物均无明显抗幽门螺杆菌活性。其中,含碘化合物53具有一定的抗幽门螺杆菌活性,而苯环上引入NO2基团的某些简单香豆素类衍生物,42a,42b,43a和46a具有明显的抑制幽门螺杆菌的活性,而且分子骨架中游离羟基可能为活性必需。
综合分析分子结构与抗幽门螺杆菌活性之间的关系,可以看出母体结构中呋喃香豆素并非活性先导物产生抗幽门螺杆菌活性的必需结构,其中的香豆素环为该类化合物发挥抗幽门螺杆菌活性的必需结构,而且分子骨架中引入硝基可能增强该类化合物的生物活性。同时提示,保留活性先导物母体中香豆素环,简化该类化合物的结构,合成简单的香豆素类化合物,也是研究该类化合物构效关系,寻求高效低毒抗幽门螺杆菌药物的一个重要方向。