1、非核苷類HIV-1逆轉錄酶抑制劑2, 5, 6-三取代S-DABO及6-萘甲基取代N-DABC類似物的分子設計、合成及構效關系研究艾滋病即獲得性免疫缺陷綜合癥( Acquired immunodeficiencysyndrome,AIDS)是由人類免疫缺陷病毒(Humarimmunodeficiency virus,HIV ) 引起的全球性流行疾病 , 嚴重威脅著人類的生命和健康 , 是當今最危險的流行病 之一。 HIV 逆轉錄酶( Reverse transcriptase,RT )是病毒特有的 , 感染宿主細 胞必需的一種關鍵酶。它主導著HIV的RNA被反轉錄為DNA勺過程,是抗HIV/A

2、IDS藥物研發的重要 靶標之一。目前已上市的 22個抗艾滋病藥物中 ,HIV 逆轉錄酶抑制劑多達 14 個。二氫烷氧基芐基嘧啶酮( Dihydroalkoxybenzyloxopyrimidines,DABOs )類 衍生物是非核苷類逆轉錄酶抑制劑( Non-nucleoside reverse transcriptase inhibitors,NNRTIs )中頗具代表性的一類化合物 , 因其具有較小的毒副作用和較 高的抗HIVol活性而倍受關注。本課題組在NNRTIs的研究與開發中，已成功設計 并合成了一系列高活性的6-萘甲基、6-萘硫基取代的S-DAB(類衍生物，為該系 列NNRTIs的

3、進一步研發奠定了堅實的基礎。構效關系研究表明，S-DABO類化合物是以其C-6位芳環干擾HIV-1 RT結合 口袋(non-nucleoside binding pocket,NNBP)中的 Tyr188 和 Tyr181 等氨基酸 殘基的構象而起作用,干擾越強,活性越強；S-DABOs的C-2位取代基位于NNB沖 的柔性部位 , 由于誘導契合 ,C-2 位取代基可以是結構差異比較大的基團 , 如為烷 基硫基、芳基烴基硫基或芳基羰基甲基硫基等 , 都能獲得高活性的 HIV-1 抑制劑。 此外,C-5位取代基對S-DABO似物的抗HIV-1活性也至關重要，但其影響復雜, 須進一步深入研究本論文以

4、HIV-1 RT為靶標,采用Autodock程序對S-DABO和RT的相互作用方式進行了對接研究。并以此為基礎,對S-DABO類衍生物的C-2、C-5和C-6位 取代基進行結構修飾和改造 :1） 設計了 2,6- 二氯芐基、萘甲基、 3,5- 二甲基芐基、 3,5-雙（三氟甲基）芐基以及3-溴芐基等作為C-6位取代基,期望它們即能對活 性腔穴中的Tyr181和Tyr188的構象起較強的干擾作用，又能充分地和NNB中的 保守氨基酸殘基 Trp229 發生范德華作用 , 從而提高目標化合物對野生型 HIV-1 及其變異病毒株的抑制活性；2）考慮到HIV-1 RT對S-DABO類衍生物C-2位側鏈

5、的適應性,本論文選擇了對甲氧基苯基羰基甲基硫基、對甲氧基芐基硫基、仲丁 基硫基等三種不同結構類型的取代基作為目標化合物的C-2位側鏈，以進一步篩選出最優的 C-2 位取代基。此外,本論文還設計了 H,Me,Et,i-Pr等基團作為C-5位取代基，以考查C-5 位結構改造對目標分子生物活性的影響。基于以上分析 , 本論文設計了系列 2- （芳基羰基甲基或芳基甲基或烷基）硫基-5-烷基-6-芳基甲基取代的S-DABO類 衍生物作為目標化合物 , 以期發現更高活性的 HIV-1 抑制劑并對其構效關系進行 深入探討。N-DABOI化合物與S-DABO在結構和構效關系上的相似性，使得這兩類化合 物的設計

6、可相互借鑒。基于對分子對接得到的配體 /RT復合物模型的分析，結合 已有N-DABO的構效關系，我們認為以萘甲基為N-DABOI衍生物的C-6位取代基 可能對提高 HIV-1 抑制活性有利。一方面,萘環可為受體的結合部位提供額外的 n堆積作用；另一方面,還可提供與HIV-1 RT的NNB沖的Tyr188、Tyr181等氨基酸殘基的芳香性側鏈相適應的疏水性相互作用以增強目標化合物的生物活性。在此基礎上 ,本論文設計了 C-2和C-5位具有不同取代基的N-DABOS生物,以初步確此類化合物的構效關系。其中,以萘甲基作為N-DABO的 C-6位取代基為本課題組首次提出。本論文 成功探索了多條不同路線

7、分別用于合成各系列目標化合物。其中S-DAB口 N-DAB倆類目標化合物都需要的關鍵中間體芳基乙酰乙酸乙酯（又稱B -酮酯）采用兩種方法合成：1）改進的Clay合成法:2）Blaise 合成法。 其中,Clay合成法以易得的取代丙二酸酯和芳基乙酸為原料合成 B -酮酯,具有 操作簡單、方便 , 產物純度高等優點。而Blaise合成法則適用于具有位阻的B -酮酯的合成。此外,本論文還成功探索了一條由不同的胺制備取代胍的通用合成路線。在S-DABC類衍生物的合成中，只須將硫脲和B -酮酯在醇鈉中縮合即可得關 鍵中間體2-硫尿嘧啶,然后讓其與不同的鹵代物在 DMF溶液中,在K2v/subCO3v/s

8、ub存在下進行S-烷基化反應,即可制得S-DAB熒目 標化合物WYPS001-WYPSQ6在N-DABO類目標化合物的合成中,本論文采用了兩 條路線來完成。路線一采用B -酮酯和取代胍一步縮合的方法合成了目標化合物WYPN001-WYPN0此路線的優點是可同時修飾改造 N-DABO嘧啶環上C-2和C-5 位取代基。路線二則以2-硫尿嘧啶為起始原料，經S-烴基化、氯化、甲氧化、氧化、親 核取代、脫甲基共六步反應合成了目標化合物 WYPN014-WYPN01此路線的優點 是可方便地在 C-2 位上引入不同的取代基。本論文共合成 150多個化合物 ,其中目標化合物 88個。除化合物 WYPS018和

9、WYPS06外,其余86個均為新化合物,未見文獻報道所有化合物經 1H NMR 13C NMR IR、MS和元素分 析確證,并對目標化合物WYPS04進行了 X-單晶結構解析。對化合物進行的抗HIV 細胞活性和毒性測定實驗主要包括對 HIV感染MT-4細胞的抑制活性。生物活性測定表明，S-DABO類化合物具有顯著的抗HIV-1活性,尤以C-2位 取代基為芳基羰基甲基硫基的衍生物活性最好 ,含有此類取代基的目標化合物有 多個為高活性的HIV-1抑制劑。其中,活性最好的化合物為 WYPS01環僅活性比 對照品 Nevimpine 和 Delavirdine 提高了 7 倍（EC50=0.010/I

10、M）,還 具有非常高的選擇性指數（SI 31800）。此外，化合物 WYPS005,WYPS007,WYPS01W/YPS01 的 HW-1抑制活性均在納 摩爾濃度范圍內（EC50/subS別為 0.054,0.044,0.040 和 0.018 卩 M）,且 具有很高的選擇性指數（SI分別為5704,6318,4675和13278）,均高于對照品 Nevimpine和Delavirdine。值得注意的是，化合物 WYPS01對變異病毒株RES056（丫181C和K103C變異）也顯示出很好的抑制作用，其活性雖略低于對照品 Efavirenz, 但其選擇性指數卻和 Efavirenz 的相同。因此化合物WYPS01可作為一個新的先導化合物進一步深入研究，以開發出 更好的針對耐藥病毒株的HIV-1抑制劑。本論文所合成的19個N-DAB鍥衍生物 中,13個化合物顯示出比對照品 DDI及HEPT更好的HW-1抑制活性。其中，活性最好的化合物為 WYPN004L對照品DDI及HEPT增強了約25倍， 而選擇性指數則提高了 7倍。此外,大部分N-DABOs寸HIV-2型病毒無抑制作用， 但化合物WY PN006卻顯示出