胍基修饰的吡咯席夫碱铜（II）配合物超氧化物歧化酶的模拟研究

用化学手段合成与天然超氧化物歧化酶活性相近的小分子模拟物作为临床治疗药物的研究受到广泛的重视。本项目提出设计、制备胍基修饰的吡咯席夫碱Cu（Ⅱ）配合物作为天然Cu,Zn超氧化物歧化酶的模拟物。拟通过精氨酸酯与多取代甲酰基吡咯缩合形成的席夫碱配体作为先导化合物，在构筑Cu（Ⅱ）活性中心"四氮配位平面"的基础上引入胍基，充分发挥带正电的胍基对超氧阴离子自由基的静电诱导作用。同时，通过改变吡咯环母体的取代基，调整模拟物活性中心附近的疏水环境,使其接近天然Cu,Zn超氧化物歧化酶活性中心的微配位环境，从而得到活性比拟天然Cu,Zn超氧化物歧化酶的模拟化合物。本项目的成功实施将为进一步认识天然Cu,Zn超氧化物歧化酶的结构与功能的相关规律，开发研制新型超氧化物歧化酶模拟制剂，提供重要的数据支持和理论依据。

项目进行中发现酰基吡咯衍生物其与精氨酸酯的缩合反应进行不彻底，副产物非常多，不利于提纯；以Cu(II)离子为模板的“一锅法”也宣告失败。考虑到吡咯衍生物优良的生物活性，项目实施过程中着重进行了酰基吡咯的合成及其相关席夫碱配体及金属配合物的合成和表征，并研究了相关化合物的生物活性。具体而言，一、使用knorr反应和Barton-Zard反应构筑了6种吡咯衍生物，继而通过Vilsmeier甲酰化反应得到3种酰基吡咯，通过单晶X衍射确定了所有中间体结构；二、以合成的酰基吡咯衍生物5-甲酰基-3,4-二甲基-吡咯-2-甲酸乙酯、2,4-二甲基-5-甲酰基-吡咯-3-甲酸乙酯及5-甲酰基-吡咯-2-甲酸乙酯分别与不同的双胺，酰肼及取代氨基硫脲反应，得到相关席夫碱、酰腙或缩氨基硫脲配体28个，通过单晶X衍射确定了其中9个配体或其溶剂合物的结构；三、以合成的配体与过渡金属Zn(II)、Ni(II)、Cu(II)或Co(II)盐反应，得到24个配合物的单晶结构，其中单核配合物居多，同时还有双核及配位聚合物，中心金属展现多种配位构型，包括扭曲的平面正方形、四面体、四方锥及八面体。四、研究了部分配合物的生物活性，发现酰基吡咯双胺席夫碱Cu(II)配合物的SOD活性（IC50≈0.30µmol/L）接近天然Cu,Zn-SOD，酰基吡咯4-甲基水杨酰腙Cu(II)配合物具有优异的抗菌活性（抑制金黄色葡萄球菌和鼠伤寒沙门氏菌，最低抑菌浓度MIC=7.81和3.96µg/mL），酰基吡咯4-羟基苯甲酰腙对人肝癌细胞Hep G2具有良好的抑制作用（IC50≈2µmol/L），酰基吡咯缩氨基硫脲类化合物具有良好的抗肿瘤活性，结果仍在整理中。五、依托本项目，合成了4个喹啉氧基乙酰胺型配体，研究了其与不同金属离子的配位模式及部分配合物在溶液中的荧光行为，合成了四个3-羟基苄基取代氨基酸配体及其Cu(II)配合物，研究了其SOD活性，3-羟基苄基甘氨基酸Cu(II)配合物活性与天然Cu,Zn-SOD相当，IC50值约为0.04 µmol/L，其与DNA结合常数最大，具有最强的结合能力，是潜在的抗肿瘤药物。