1. 研究目的与意义
本项目拟合成40多个具有新型结构且与文献报道相比结构差异性大的脱氢枞胺衍生物产品,将杂原子引入B环或A环中,测定抗癌活性及与DNA相互作用,总结出脱氢枞胺衍生物结构对抗癌活性的影响及对DNA作用之间的关系,争取发现更加简便的体外筛选生物活性的化学生物学方法。同时以本项目研究为入口,发现新的研究课题,将天然产物的化学生物学研究引向一个新的研究层次。
脱氢枞胺含氧衍生物不太容易合成,可能会有生物活性,如果有所发现,对开发新药有意义。
2. 国内外研究现状分析
脱氢枞胺
在催化剂钨酸铵作用和高温下用氨气处理歧化松香,歧化松香中的羧基与氨成盐后,经过两次脱水得到歧化松香腈。将歧化松香腈在骨架镍催化剂存在下加压氢化,得到歧化松香胺。
北京理工大学王道林等人将歧化松香胺和对甲苯磺酸在乙醇中作用,将形成的盐与氢氧化钠水溶液和甲苯混合搅拌,释出的脱氢枞胺被萃取到甲苯层,旋蒸得到纯品。南京林业大学陈泳将这一提纯工艺设计成实验供林化专业学生练习。
3. 研究的基本内容与计划
1)以脱氢枞胺为原料合成超过40个具有不同结构、构型、含有不同数量的羟基、硝基、氟、溴、氯、烷氧基、二甲氨基、羰基、羟基、肟基,酰胺基、环氧基以及芳环、杂环等不同基团的脱氢枞胺衍生物,其中一些产物的b环上引入氮、氧甚至其他杂原子成含杂环的三环稠环结构,也可以在a环上骈上一个杂环甚至引入类似于甾体a环上的羰基、羟基结构等。对新型化合物的结构及合成路线进行设计、合成、产物的分离与提纯并进行结构测定。
2)将本项目合成的40个衍生物进行抗癌活性研究。进行卵巢癌细胞(hey-1b)、前列腺癌细胞(pc-3)及肝癌细胞(hepg2)抗癌生物活性测定,在初筛的基础上,观察各个化合物对癌细胞的毒杀活性的ic50值。是不是需要对其它癌细胞进行抗癌活性测试,则根据研究的情况而定。
3)采用电喷雾质谱、琼脂糖凝胶电泳等方法(其他方法根据研究过程中的需要采用),选择一些特定的dna片断(包括hiv-1基因调控区12个碱基对(5'-aagcagctgctt-3')的dna片断)测试拟合成化合物及已知有好活性的化合物对dna的作用,确定化合物与所测dna有没有作用,如果有作用是相互之间以共价、非共价(静电、沟漕、插入)还是切割作用。切割点与相互作用点,是不是与特定的碱基对相对应,有没有选择性,其中有没有相应的规律可寻。
4. 研究创新点
1)拟合成一些结构新颖的脱氢枞胺衍生物,特别是拟在脱氢枞胺三元菲环结构上引入杂原子,在分子中引入氟等活性基团,观察这些特殊结构与基团对抗癌活性及对dna作用的影响。其中绝大多数化合物的结构类型是非常新颖且没有文献报道的。
2)研究脱氢枞胺衍生物与dna的相互作用及作用方式,探索结构对与dna作用的影响,探索与dna作用与抗癌活性之间的关系,探索是否能够通过测试与dna作用来筛选脱氢枞胺衍生物的抗癌活性,这项研究目前没有见任何文献报道,属于前沿性的研究工作。
3)松香是我国的最重要的林化产品,目前深加工的经济附加值不高且研究没有突破一个瓶颈,大自然赋予的特殊三元菲环结构(与具重要生理活性的四环甾类化合物结构相近)没有得到充分利用,只是利用其增粘性能与普通的石油加工产物甚至石油加工中的下脚料加工产品相竞争(例c5、c9石油树脂),申请人认为,这是非常大的自然资源的浪费。如果本项目的研究有突破性进展,可望给后续研究提供很好的参考。
