新型2-(哌啶-4-基)-1,2,3,4-四氢异喹啉和2-(哌啶-4-基)十氢异喹啉抗真菌化合物的合成与生物活性评价

本文报道了13种新型哌啶-异喹啉杂合分子的合成及抗真菌活性研究。通过还原胺化等关键反应构建结构，发现多个化合物对临床相关念珠菌（如C. albicans、C. krusei）和曲霉菌具有显著抑制活性（MIC100低至1.6 μg/mL），其作用机制可能与抑制麦角固醇（Ergosterol）生物合成中的Δ14-还原酶和C7/8-异构酶有关。该类化合物兼具低细胞毒性（IC50为6-23 μg/mL）和良好类药性，为抗耐药真菌药物开发提供了新方向。

　　

1 引言

侵袭性真菌感染已成为免疫缺陷患者及住院人群的重大临床挑战。当前抗真菌药物主要局限于四大类：唑类（如氟康唑Fluconazole）、多烯类（如两性霉素B Amphotericin B）、棘白菌素类（如卡泊芬净Caspofungin）以及抗代谢物氟胞嘧啶（Flucytosine）。然而，耐药性日益严重，尤其是唑类耐药念珠菌和曲霉菌的出现，亟需开发新型抗真菌药物。

哌啶类抗真菌剂（如芬普地丁Fenpropidin）作为麦角固醇生物合成抑制剂，通过抑制Δ14-还原酶和C7/8-异构酶，导致毒性麦角固醇前体积累和细胞膜通透性改变。而异喹啉衍生物（如四氢异喹啉和十氢异喹啉）亦表现出显著抗真菌活性，其活性与烷基链长度密切相关（C₁₁链活性最高）。本研究将两类先导结构杂交，设计合成新型杂合分子，以模拟麦角固醇结构或其生物合成中的高能中间体（HEI）。

2 结果与讨论

2.1 化学合成

以叔丁基4-氧代哌啶-1-羧酸酯（1a）为起始原料，通过还原胺化反应与四氢异喹啉（2a）、6,7-二甲氧基四氢异喹啉（2b）或十氢异喹啉（2c）反应，得到Boc保护的二胺中间体（3a-c）。经盐酸脱保护后，游离仲胺（4a-c）与直链（C₄、C₈、C₁₂）酰氯反应生成酰胺（5b, 5d-i），再经LiAlH₄还原得到目标叔胺化合物（6b, 6d-i）。另通过直接还原烷基化合成含支链不饱和醛（如香叶醛Geranial）的衍生物（6e-f, 6j-l），以及N-苄基哌啶类化合物（7a-c）。所有化合物结构经NMR、MS和HPLC验证。

2.2 药理学与生物学活性

抗真菌活性通过微稀释法测定MIC₁₀₀（完全抑制生长浓度）。前体化合物（4和5）无活性，而N-烷基哌啶类化合物（6系列）对Yarrowia lipolytica表现出显著抑制（MIC₁₀₀为1.6-12.5 μg/mL）。活性化合物进一步测试对致病性念珠菌和霉菌的抑制效果：

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  6f和6i（十二烷基链）对C. albicans、C. glabrata和C. krusei的MIC₉₀为2-16 μg/mL，其中6f对C. krusei的活性优于氟康唑（FLZ）。
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  支链衍生物6k/6l对念珠菌和毛霉目Rhizopus arrhizus有效，且对通常耐药性极强的接合菌表现出罕见抑制。
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  化合物活性依赖于质子化胺基和长烷基链（>4碳），酰胺类似物无活性。

细胞毒性测试（HL-60细胞MTT法）显示，活性化合物6f和6i的IC₅₀分别为6和23 μg/mL，与临床常用药物泊沙康唑（Posaconazole）和阿莫罗芬（Amorolfine）相当。SwissADME分析表明化合物符合Lipinski五规则，具备口服生物利用度潜力。

3 结论

本研究成功合成了一系列2-(哌啶-4-基)四氢/十氢异喹啉杂合分子，并证实其抗真菌活性与烷基链长度及胺基质子化能力密切相关。化合物6f和6i对多种念珠菌具有强效抑制，且细胞毒性可控，其作用机制可能通过干扰麦角固醇生物合成实现。该类结构为开发抗耐药真菌药物提供了新策略，尤其针对念珠菌病（Candidiasis）具有应用前景。

4 实验部分

4.1 化学合成

所有反应在无水条件下进行，溶剂经标准方法纯化。核磁共振（NMR）使用400/500 MHz仪器测定，质谱（MS）采用EI/CI模式，高效液相色谱（HPLC）验证纯度（>87%-99%）。关键步骤包括：

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  还原胺化（General procedure I）：底物与NaBH(OAc)₃在THF中反应。
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  Boc脱保护（General procedure II）：采用乙酰氯/甲醇条件。
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  酰胺化与还原（General procedure III/IV）：酰氯与胺缩合后经LiAlH₄还原。

4.2 药理学实验

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  抗真菌测试：参照EUCAST指南，使用RPMI 1640培养基，测定MIC₉₀和MIC₁₀₀。
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  细胞毒性：HL-60细胞培养于含10% FBS的RPMI 1640中，MTT法检测IC₅₀。