2-(1H)-喹啉酮衍生物的设计合成和生物活性研究
Synthesis And Biological Activities of Quinolin-2(1H)-One Derivatives

本研究以具有多种生物和药理活性的2(1H)-喹啉酮为母核,利用计算机辅助药物设计和活性叠加原理,合理地引入活性药效团氨基膦酸酯、芳氨基噻唑、苄(亚)氨基噻唑和苄亚肼基噻唑,设计合成了5个系列抗肿瘤新化合物和2个系列抗流感神经氨酸酶(NA)抑制剂.由中间体2-氧代-1,2-二氢喹啉-3-甲醛(G)合成了目标化合物A,以3-(4,4-二甲基-3-氧代-2-溴戊基)-2(1H)-喹啉酮(J)合成了目标化合物B、C、D和E.分别测试了化合物A、B、C、D和E对3~4种肿瘤细胞的体外细胞毒活性,化合物C和E对流感病毒神经氨酸酶的抑制活性.(1)[(芳氨基)(2-氧代-1,2-二氢喹啉-3-基)甲基]膦酸二乙酯(A)的合成与抗肿瘤活性以2-(1H)-喹啉酮为母核,在3位上引入抗癌活性基团芳氨基膦酸酯,设计和合成了30个新颖的[(芳氨基)(2-氧代-1,2-二氢喹啉-3-基)甲基]膦酸二乙酯;抗肿瘤活性测试显示,氨基膦酸酯的引入能有效地改善母核的抗肿瘤活性,其中化合物A21和A24对A549、MCF-7和U2OS细胞株具有很好的抑制活性,IC50值均小于10μM.利用Hoechst33342单染色法和AO/EB双染色法检测化合物A21对宫颈癌细胞HeLa的诱导凋亡作用,结果表明化合物A21对肿瘤细胞具有较好的诱导凋亡作用;细胞凋亡与周期实验表明,化合物A21能阻滞细胞有丝分裂于G2/M和S期.(2)3-[(4-叔丁基-2-(芳氨基)噻唑-5-基)甲基]-2(1H)-喹啉酮(B)的合成与抗肿瘤活性以2-(1H)-喹啉酮为母核,引入具有优良生物活性的噻唑环,设计和合成了29个3-[(4-叔丁基-2-(芳氨基)噻唑-5-基)甲基]-2(1H)-喹啉酮;抗肿瘤活性测试结果显示化合物B3、B7和B28对MCF-7细胞株表现出很好的抑制活性,IC50为0.4±0.1μM、1.1±0.1μM和1.8±0.6μM.利用Hoechst33342单染色法和AO/EB双染色法检测化合物B7对宫颈癌细胞HeLa的诱导凋亡作用,结果表明化合物B7对肿瘤细胞具有较好的诱导凋亡作用;细胞凋亡与周期实验表明,化合物B7能阻滞细胞有丝分裂于G1期,随着浓度的增加亦能对G2期发生阻滞.(3)(E)-3-[[4-叔丁基-2-(2-羟基苄(亚)氨基)噻唑-5-基]甲基]喹啉-2(1H)-酮(C)和(D)的合成与生物活性以2-(1H)-喹啉酮为母核,保留活性基团氨基噻唑,利用缩合反应引入具有优良生物活性的取代水杨醛衍生物.设计和合成了10个(E)-3-[[4-叔丁基-2-(2-羟基苄亚氨基)噻唑-5-基]甲基]喹啉-2(1H)-酮(C),研究了其抗肿瘤活性和神经氨酸酶抑制活性.为了克服希夫碱不稳定性,在不限制其它结构的平面性的基础上,将碳氮双键还原为更加稳定的碳氮单键,得到了9个3-[[4-叔丁基-2-(2-羟基苄氨基)噻唑-5-基]甲基]喹啉-2(1H)-酮(D),并对比了其还原前后抗肿瘤活性的差异.抗肿瘤活性结果表明化合物C对三种肿瘤细胞均有较好的抑制活性,其中化合物C3和C5的对HeLa细胞表现出良好的抑制活性,IC50值分别为8.2±0.9μM和11.1±1.5μM;将C=N还原为稳定的C-N后,大部分的化合物D对HeLa和MCF-7细胞株的抑制活性增强,但还原后的化合物D却由于柔性的增加对A549细胞株的抑制活性比亚胺差.利用Hoechst33342单染色法和AO/EB双染色法检测化合物D1对宫颈癌细胞HeLa的诱导凋亡作用,结果表明化合物D1对肿瘤细胞具有较好的诱导凋亡作用;细胞凋亡与周期实验表明,化合物D1能阻滞细胞有丝分裂于G2期.神经氨酸酶(NA)抑制活性测试结果显示化合物C对NA具有一定的抑制作用.分子对接分析表明,化合物C是一个双位点抑制剂,有进一步结构改造的价值.(4)(E)3-[(4-叔丁基-2-(苄亚肼基)噻唑-5-基)甲基]-2(1H)-喹啉酮(E)的合成与生物活性以2-(1H)-喹啉酮为母核,通过合理设计延长侧链,合成了26个3-[(4-叔丁基-2-(苄亚肼基)噻唑-5-基)甲基]-2(1H)-喹啉酮(E).抗肿瘤测试结果表明化合物E对3种肿瘤细胞均有较好的抑制活性:化合物E1、E10和E11对HeLa细胞表现出很好的抑制活性,IC50值均小于5μM;化合物E9、E11、E14、E15和E21对A549细胞表现出较好的抑制活性,IC50均小于10μM.利用Hoechst33342单染色法和AO/EB双染色法检测化合物E对宫颈癌细胞HeLa的诱导凋亡作用,结果表明化合物E10对肿瘤细胞具有较好的诱导凋亡作用;细胞凋亡与周期实验表明,化合物E10阻滞细胞有丝分裂主要在G2期.NA抑制活性测试结果显示,化合物E对NA具有较好的抑制活性,其中化合物E12的抑制活性最好,IC50值为44.66μM.通过分子对接发现化合物E12能同时作用于NA的SA-Cavity和430-Cavity,是一个新颖的双位点NA抑制剂.