刺槐素(acacetin)又称金合欢素,是一种天然的黄酮类化合物,常存在于维管植物花或叶中,是这些植物生物活性成分的重要物质基础之一。近年来,新的研究发现刺槐素在抗房颤作用、抗痛风以及镇痛等方面表现出了强于临床常用药物的活性。刺槐素可抑制超快激活延迟整流K+电流(IKur)及心脏其它电流,能显著延长心房有效不应期而对QT间期无影响,具有心房选择性,而没有心室副作用;其次,刺槐素显示出较强的黄嘌呤氧化酶抑制活性,能够降低大鼠体内尿酸水平,对痛风治疗有重要意义;刺槐素腹腔注射给药的小鼠体内镇痛活性优于常用非甾体抗炎药物双氯芬酸;刺槐素的抗病毒活性优于利巴韦林,且安全系数更高。尽管由于其过低的水溶性导致其体内生物利用度偏低,成药性差,但是适当的化学修饰以及进行前药设计等,可显著改善其水溶性,提高体内生物利用度。因此,刺槐素具有成为新的天然来源药物活性先导物研究潜力。刺槐素的4’位甲氧基是其区别于芹菜素的特异性结构单元,也可能是其活性的特异性官能团。本课题在保持刺槐素4’位甲氧基的基础上,对其5位或7位的羟基进行衍生化改造,引入特异性药效团或者能够提高水溶性的极性基团,来提高其特异性的生物活性,同时提高水溶性,改善药代动力学性质。引入具有镇痛活性的脂肪链羧基药效团以及含N碱性杂环基团,通过醚键与刺槐素的5位或7位羟基偶联,来增强其镇痛选择性,同时利用羧基或碱性基团的成盐性来改善水溶性;将天然的特定氨基酸与5位或7位的羟基以酯键或者氨基甲酸酯键偶联,设计成不同类型的氨基酸前药,利用氨基酸盐的强亲水性来提高刺槐素的水溶液溶解度,改善药代动力学性质。设计合成了两类化合物共20个,其中氨基酸前药8个,刺槐素衍生物12个。利用1H-NMR及ESI-MS确证了化合物结构。并对所设计合成的化合物进行了水溶液稳定性及镇痛活性、黄嘌呤氧化酶抑制活性及α-葡萄糖苷酶的抑制活性评价。根据活性评价结果进行了初步的构效关系分析。水溶性实验结果表明,羧酸衍生物和含氮衍生物及氨基酸前药的水溶性显著提高,部分衍生物水溶解度达到50mg·mL-1以上,如ZBH-ZYY-04、ZBH-ZYY-05 及 ZBH-ZYY-06,比刺槐素的水溶性(低于 0.01mg·mL-1)提高5000倍以上。稳定性结果表明,在pH 7.4条件下羧酸衍生物能够较稳定存在,而氨基酸衍生物在水溶液中稳定性较差,很快降解成刺槐素原药。小鼠醋酸扭体镇痛活性评价结果表明,灌胃及腹腔注射给药,刺槐素衍生物均表现出了一定的镇痛活性,有6个化合物(ZBH-ZYY-05,ZBH-ZYY-06,ZBH-ZYY-07,ZBH-ZYY-08,ZBH-ZYY-10,ZBH-ZYY-11)腹腔注射时镇痛活性强于刺槐素,其中ZBH-ZYY-10及ZBH-ZYY-11灌胃时镇痛活性与刺槐素相当。对于黄嘌呤氧化酶的抑制活性结果表明,衍生物连接羧基的碳链片段越长,抑制黄嘌呤氧化酶的活性越低;刺槐素双取代衍生物、含N杂环衍生物未显示出黄嘌呤氧化酶抑制活性。α-葡萄糖苷酶的活性实验结果表明,刺槐素羧基衍生物的抑制活性与刺槐素相比显著降低。初步的构效关系分析表明,对刺槐素的7-OH或5,7-OH进行改造,可显著影响其生物活性,如其镇痛活性提高,但是其黄嘌呤氧化酶抑制活性显著降低。尤其是双取代羧基衍生物、极性较大的含N杂环衍生物的镇痛活性显著提高,而黄嘌呤氧化酶抑制活性则显著降低。表明对其特定位点的修饰确实可以提高其生物活性的选择性,初步验证了我们的设计思路具有一定的合理性。