高等真菌活性成分Pulverolide及其类似物的合成和构效关系研究

Pulverolide, a new macrofungi bioactive compound with a rare skeleton isolated from Pulveroboltus ravenelii in Yunnan province, poses potentiating α-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazolepropionic acid receptor (AMPAR) activity and reveals the properties as potential drugs, which had not been systematically studied yet. On the basis of previous research，which accomplished the total synthesis and bioactivity testing，this programme is focus on two aspects. First, to clarify the aldol reaction mechanisms via investigating the infulence of steric hindrance and electronic effect and the role of acid-base catalyst in dehydration-cyclization reaction though microwave-assisted, is approach to improve the yield in total synthesis and to construct the methodology for effective synthesis of pulverolide analogue. Second, the analogues of pulverolide have been screened for positive modulation of AMPAR by in vitro (using brain piece of patch clamp record technology) and in vivo (using Morris water maze to combine open field test) methods, after chemical structural modification of pulverolide applied to hit-to-lead optimization. On the basis of bioactivity results, the structure-activity relationship can be discussed. This research will provide theoretical support for finding a new class of potentiating AMPAR agents.

Pulverolide是源自云南野生黄粉末牛肝菌（Pulveroboletus Ravenelii）的活性成分之一，其结构新颖，对α-氨基-3-羟基-5-甲基-异恶唑丙酸受体（AMPAR）有较好的激动作用，具有潜在药物的特性，但目前尚未对其进行过系统的研究。本项目拟在前期全合成和活性研究工作的基础上开展：（1）空间位阻与电子效应对aldol反应的作用机制和酸碱同时催化微波辅助酚醚化脱水关环反应的反应机理研究，解决前期全合成收率偏低的问题，进而建立有效、稳定的构建该类骨架化合物的方法；（2）利用药物先导化合物优化原理对其进行结构修饰，通过体外（脑片膜片钳记录）、体内（Mirros水迷宫实验结合开野实验）活性筛选实验，深入探讨构效关系，为发现新型AMPAR调节剂或激动剂先导化合物提供理论支持。

本项目对源自云南野生黄粉末牛肝菌（Pulveroboletus Ravenelii）的具有新颖结构的活性成分之一——pulverolide，进行较为系统的研究，以探明关键步骤aldol反应的影响机制和酚醚化关环反应的反应机理，进而提高其全合成收率，获得更多的类似物，并对所得化学实体进行生物活性筛选，以寻找到有良好生物活性的化合物。目前，已完成的主要研究工作如下：.（1）深入研究了构建pulverolide骨架的两步关键反应——aldol反应的影响机制和酸碱同时催化微波辅助酚醚化脱水关环反应的反应机理。研究发现：aldol反应的主要影响因素是空间位阻，电子效应的影响次之；酚醚化脱水关环反应的发生需要非极性溶剂，温和的酸碱两性催化剂以及高温环境等，采用量子化学对该反应进行计算，查清了其反应机理为分步反应——酚和烯醇脱水成醚后，再脱水芳构化形成pulverolide骨架。.（2）探究并初步建立了由HMPA引发自由基的“一锅法”构建2氢-呋喃-[2,3-并]-苯并吡喃-2-酮骨架化合物的方法，为该骨架化合物的合成提供了绿色、有效、稳定的新途径。.（3）优化了pulverolide的合成路线，并合成了一系列类似物。目前已获得卤素（氟、氯、溴）、甲基、甲氧基、三氟甲基等取代的pulverolide类似物化学实体35个。.（4）对所得化学实体进行了生物活性筛选，寻找到5个具有较好乙酰胆碱酯酶抑制活性的化合物。后续在此基础上，深入研究其构效关系，指导活性分子的结构优化，有望获得治疗神经退行性疾病（如老年痴呆症）的先导化合物。.项目预期研究任务已按期完成，项目执行期间已发表论文6篇，其中SCI收录论文5篇。申请发明专利2项。