乏氧选择性茚(1,2-b)喹喔啉-5,10-二氧-11-酮肟衍生物抗肿瘤前药的设计、合成与体外细胞毒性研究-有机化学专业论文.docxVIP

摘 要 摘 要 肿瘤的乏氧环境为肿瘤的治疗提供了靶点，生物还原性药物能选择性地抑制乏氧肿 瘤细胞生长，氮氧化物是其中具有代表性、有发展前景的一类化合物。喹喔啉类氮氧 化物茚(1,2-b)喹喔啉-5,10-二氧-11-酮属于氮氧化物的一种，具有一定的乏氧选择活 性，但其溶解性较差导致扩散能力弱，限制了其应用。 针对茚(1,2-b)喹喔啉-5,10-二氧-11-酮脂溶性差的缺点，以邻苯二胺、水合茚三酮 为起始原料，经缩合、肟化、醚化、氧化和胺化反应得到不同侧链长度及端位取代基 的茚(1,2-b)喹喔啉-5,10-二氧-11-酮肟醚化合物。探讨溶剂、试剂等反应条件对收率的 影响。采用 IR、NMR、MS 等手段对产物及中间体的结构进行表征；采用 MTT 法分别 在常氧和乏氧条件下测定了茚(1,2-b)喹喔啉-5,10-二氧-11-酮肟醚 对 Hela、A549、 MCF-7 细胞系的体外细胞毒性，计算乏氧毒性比，探讨侧链长度及端位取代基的结构 对乏氧毒性比的影响；采用 PI 单染法检测法及 Annexin V/PI 双染法凋亡检测 II-a 对 Hela 细胞周期的阻滞情况及凋亡作用；采用彗星实验在常氧及乏氧条件下检测 IV-a 对 Hela 细胞 DNA 的损伤情况，探究茚(1,2-b)喹喔啉-5,10-二氧-11-酮肟醚产生乏氧选择活 性的机制。 结果表明：肟醚链及端位取代基的引入，分子的脂溶性增大了 3 倍，水溶性增强了 2 倍。MTT 结果显示茚(1,2-b)喹喔啉-5,10-二氧-11-酮肟醚具有较高的细胞毒性及一定的 乏氧选择活性，化合物 IV-a 的乏氧条件下对于 A549 细胞 IC50 达到了 2.34 μmol/L，乏 氧毒性比（HCR）为 2.7。肟醚链及端位取代基引入后增大了化合物的细胞毒性与乏氧 选择活性。当端位取代基相同时，侧链的长度越短化合物乏氧选择活性越强，当侧链 长度相同时，端位取代基修饰的茚(1,2-b)喹喔啉-5,10-二氧-11-酮肟醚乏氧毒性比的顺 序为哌啶吡咯二丁胺吗啉。细胞周期及细胞凋亡实验结果表明化合物 II-a 能将 Hela 细胞的细胞周期阻滞在 G0/G1 期，引起细胞凋亡，且随着化合物浓度的增大，细胞周 期阻碍及细胞凋亡现象更加明显；当 II-a 浓度从 5 μmol/L 升至 10 μmol/L 后 Hela 细胞 的 G0/G1 期比例从 57.33%升至 68.83%，早期凋亡比例从 31.25%升至 55.62%，晚期凋 亡比例从 0.13%升至 2.20%。彗星实验结果表明化合物 IV-a 在乏氧条件下对 Hela 细胞 DNA 的损伤程度比在常氧条件下更加明显。在常氧条件下 control 组尾部 DNA 百分含 摘 要 量为 0.01%，加药组为 3.63%，乏氧条件下 control 组尾部 DNA 百分含量为 0.01%，加 药组为 7.43%。茚(1,2-b)喹喔啉-5,10-二氧-11-酮肟醚在乏氧环境下所释放的羟基自由基 是造成 Hela 细胞 DNA 损伤的可能原因，继而引起 Hela 细胞的细胞周期阻滞及凋亡。 关键词：乏氧；喹喔啉；氮氧化合物；肟醚 Abstract Abstract The hypoxia environment of tumor provides a target for tumor therapy. Bio-reducing drugs can selectively inhibit cell growth and tumor hypoxia. Nitrogen oxides compound is one of the representative and promising compounds. Quinoxaline nitrogen oxides indene (1,2-b) quinoxaline-5,10-dioxane-11-one belonging to a nitrogen oxide, has hypoxia activity. However, its poor solubility results in the low diffusion ability, limiting its applications. Taken the poor fat-solubility of indene(1,2-b)quinoxaline-5,10-dioxane-11-one into consideration, we used 1,2-diaminobenzene and 1,2,3-Indantrione hydrate as raw materials. The indene(1,2-b)quinoxa