以天然生物碱冬青生菌素H为先导的药物设计、合成及生物活性研究

冬青生菌素H是从冬青生菌株MFC-870中提取分离得到的4-羟基-2-吡啶酮类生物碱，体外具有抗真菌活性。迄今为止，冬青生菌素H的合成研究报道不多，尚未有其结构简化和生物活性的研究报道。由于其在真菌中含量较低，使用微生物发酵的方法难以得到大量的化合物以用于体内生物活性研究。所以，利用人工合成手段对冬青生菌素H进行结构修饰与优化，发现生物活性强的化合物可以解决冬青生菌素H的来源问题，不仅具有重要的理论意义，而且有相当的应用价值。.本项目拟以冬青生菌素H等为先导化合物，运用药物设计原理，通过结构简化或修饰，完成冬青生菌素H的结构优化与绿色合成，并进行抗真菌活性研究。同时合成基于4-羟基-2-吡啶酮结构的小分子荧光探针，研究它们对真菌线粒体的抑制作用和以及对真菌DNA凋亡等的影响，阐明该类化合物的效关系(SAR)和作用机理，为新药研究奠定基础。

冬青生菌素H（Ilicicolin H）是日本学者Hayakawa等从山毛榉树枯萎的叶片中分离得到的柱枝双孢菌属冬青生菌（Cylindrocladium ilicicola）MFC-870中提取分离得到的2-吡啶酮类天然生物碱，体外研究发现其作用于真菌线粒体细胞色素bc(1)复合体，阻遏线粒体呼吸链的传递产生抗真菌活性。由于其结构新颖和具有独特的抗真菌活性机理，吸引了广泛的研究兴趣。 .本项目以冬青生菌素H为先导化合物，首先简化其结构中的八氢萘环结构片段。以肉桂酸为起始原料，经与叠氮磷酸二苯酯(DPPA)反应得到肉桂酰基叠氮，再经过Curtuis重排得到肉桂酸异氰酸酯，与丙二酸二乙酯和乙酰乙酸乙酯等缩合，而后将缩合产物经分子内化环合等一系列反应合成了一系列5-芳基-3-乙酰-4-羟基-2-吡啶酮和5-芳基-4-羟基-2-吡啶酮-3-羧酸甲酯类化合物，获得了1-甲基-3-乙酰基-4-羟基-5-对甲氧基苯基-2-吡啶酮的单晶结构。发现了(E)-N-苯乙烯基-2-氨甲酰基丙二酸二乙酯类化合物经在二苯醚、缩二乙二醇二乙醚等溶液中热环合得到N-(4-甲氧基苯乙烯基)-4-羟基-5-(4-甲氧基苯基)-2-吡啶酮-3-甲酰胺，其结构经IR、1HNMR、13C NMR和HRMS进行了确证，对反应机理进行了较为深入的研究。.以丙二酸、二氯亚砜和苯乙腈等为起始原料，经氯代和环合等反应得到一系列4-羟基-5-苯基-2-吡啶酮及其6H-吡喃并[3,2-c]吡啶类化合物。发展了4-羟基-2-吡啶酮的有效的合成方法，发现了DABCO促进的4-甲氧基-2-吡啶酮类化合物脱甲基得到4-羟基-3-氰基-2-吡啶酮类化合物，产物收率85%以上，对反应机理进行了研究。.以氟康唑为阳性对照药，对本文所合成的4-羟基-2-吡啶酮类化合物测定了体外对白色念珠菌和近平滑念珠菌等的抗真菌活性。生物活性研究表明，部分化合物显示了抗真菌活性，MIC为32 ug/mL，活性低于氟康唑MIC为1.25 ug/mL，对该类化合物的构效关系进行了初步研究分析。.综上所述，本项目已建立了4-羟基-2-吡啶酮类化合物的有效合成方法，合成了4-羟基-2-吡啶酮类化合物60余个，已发表论文7篇，申请国家专利1项，培养硕士研究生5名。