1,2-二氢喹啉类化合物的合成及脂质体的抗肿瘤活性筛选研究

1,2-二氢喹啉类化合物的合成及脂质体的抗肿瘤活性筛选研究目前临床上存在很多抗癌药物,比如烷化剂、抗代谢药、抗肿瘤抗生素、金属铂类以及激素类等。这些抗癌药物普遍存在一些缺点,比如可产生耐药性、免疫抑制、选择性差、抑制正常细胞的生长或者治疗效率低等。

虽然它们对于癌症治疗都能起一定作用,但是远远无法满足临床医疗需求。目前多数常见实体瘤如肝癌、肺癌、结肠癌以及胰腺癌还缺乏有效药物,因此开发新型高效、高选择性、低毒性的抗癌药物迫在眉睫。

喹啉化合物是一类非常重要的含氮芳香杂环化合物,其独特的结构使喹啉类化合物在抗肿瘤、抗炎症、抗高血压和杀菌等方面显示出优良活性,在医药和农药等人类健康和农业生产中发挥着重要的作用。其中1,2-二氢喹啉化合物因为具有丰富的功能基团和手性中心,是喹啉化合物中比较重要的一类,最近几年逐渐引起了人们的重视。

本文基于1,2-二氢喹啉类化合物在国内外的研究现状,进一步优化合成方法,设计并合成了一系列新型的1,2-二氢喹啉烯丙基化衍生物,探索了目标化合物的制备条件,并筛选出了抗肿瘤活性较好的化合物,并对其进行了脂质体的制备和抗肿瘤活性的研究。主要工作总结如下:1.1,2-二氢喹啉烯丙基化衍生物的合成与表征首先,以一系列酸与二氯亚砜进行加热回流反应,得到相应的酰氯;利用酰氯、喹啉和氰基三甲基硅烷反应得到相应的喹啉的Reissert产物,也就是α-氰基1,2-二氢喹啉化合物;α-氰基-1,2-二氢喹啉化合物又通过与MBH碳酸酯进行反应生成一系列的烯丙基化产物。

本文共合成了21种化合物,并且利用核磁共振氢谱、核磁共振碳谱和质谱对其结构进行了表征。我们在研究喹啉Reissert产物与MBH碳酸酯反应时发现,

在路易斯碱催化下,通过烯丙基烷基化反应得到的α-取代的1,2-二氢喹啉衍生物具有多种副产物,且产物由于分子量相近难于分离,这对于有机合成目标产物提出了很大的挑战。

因此,我们探索了制备条件对于反应产物的选择性,包括温度、试剂的相对用量、催化剂、溶剂以及氮保护基团等等。我们通过筛选找到了最优化的有机合成制备条件。

最后,结合实验现象和数据,我们分析并给出了生成1,2-二氢喹啉烯丙基化产物的可能的反应机理。2.化合物理化性质检测及抗肿瘤活性筛选本章以上述合成的21种1,2-二氢喹啉类化合物为研究对象,对化合物的理化性质进行了测试,结果表明化合物极难溶于水,在乙醇中的溶解度良好。

通过MTT细胞抑制试验筛选抗肿瘤活性较强的化合物。选取了两种人肝癌Hep G2和SMMC细胞以及HEK-293T正常细胞进行研究。

IC50实验结果显

示,Ethyl2-cyano-2-(2-(methoxycarbonyl)-allyl)quinoline-1(2H)-carboxyl at(化合物3n)对肿瘤细胞的抑制作用较强,对正常细胞的抑制作用较弱,因此选择此化合物作为抗肿瘤药物进行研究。由于此化合物极难溶于水,难于直接给药,所以需要进行制剂的开发。

3.脂质体和阳离子脂质体载药系统的建立为了提高细胞对化合物3n的吸收,我们选择了脂质体这一剂型进行制剂开发。本文以蛋黄卵磷脂(EPC),胆固醇(Chol)和二油酰磷脂酰胆碱(DOTAP)为脂质材料,采用乙醇注入法,制备了两种脂质体,分别是脂质体(Cp3n-n Lip)和阳离子脂质体(Cp3n-c Lip),而且在化合物

3n的基础上进行载药Cp3n-n Lip和载药Cp3n-c Lip的制备。

同时对脂质体进行理化性质考察和载药量优化,研究结果显示优化得到的脂质体制备条件为载药量10%。制备得到的脂质体粒径在120nm左右,阳离子脂质

体粒径在112 nm左右,无明显差异,脂质体电位在-6.45 m V左右,阳离子脂质体电位在41.23 m V左右,有较大差异。

4.脂质体和阳离子脂质体体外评价本文对制备得到的脂质体和阳离子脂质

体载药系统进行体外评价。研究结果表明,通过血清稳定性和体外释放试验发现两种载药系统均能够在血清环境中保持较好的稳定性,且均能达到一定的缓释效果。

流式细胞术和激光共聚焦结果显示在两种细胞系中,Cp3n-c Lip的转染效率明显高于Cp3n-n Lip的转染效率,说明阳离子脂质体能够提高肿瘤细胞对化合物的摄取效率。MTT试验结果显示在Hep G2和SMMC细胞中,Cp3n-c Lip对细胞的抑制作用强于Cp3n-n Lip。

综上所述,我们以1,2-二氢喹啉类化合物作为研究目标,不仅对有机合成的

实验方法和制备条件进行了优化,还探索了这类化合物的抗癌活性。其中,由于α

-取代1,2-二氢喹啉具有手性结构,且异构的副产物众多,在有机合成上制备和

提纯的难度非常大。

因此,我们优化合成方法和制备条件,成功地合成了21种1,2-二氢喹啉产物。接下来,我们又对这21种化合物在体外进行了抗癌活性的筛选,找到了抗癌活性最好的3n化合物。

然后由于该化合物极难溶于水,给药困难,因此我们开发了该化合物的脂质

体制剂。通过阳离子脂质体载药系统的包载能克服原化合物溶解性差,生物利用度低的缺点,达到延长循环时间,肿瘤靶向的作用效果。

本文通过探索1,2-二氢喹啉类化合物的阳离子脂质体制剂在体外的抗癌效果,可以为今后进一步进行体内研究工作打下坚实的基础。