含酚杂环衍生物的设计合成及其抗癌与抗氧化活性评价：基于4H-吡喃/1,4-二氢吡啶/1,3-二氢嘧啶酮骨架的构效关系研究

为解决癌症治疗中多药耐药和缺乏靶向性等问题，研究人员通过多组分反应合成24种含酚杂环衍生物，系统评价其抗氧化（DPPH/FRAP/PRAP）和抗癌活性（AGS/A549细胞）。发现化合物15通过FHT/SPLET机制展现优异抗氧化活性，化合物9通过caspase依赖途径诱导癌细胞凋亡且对HaCaT细胞低毒，为开发多靶点抗癌药物提供新策略。

　　

癌症治疗领域长期面临两大困境：传统化疗药物缺乏特异性导致严重副作用，以及肿瘤细胞对单一靶点药物迅速产生多药耐药性(MDR)。据国际癌症研究机构预测，2050年全球将新增3500万癌症病例，死亡人数超1800万。这种严峻形势催生了对多靶点药物的迫切需求。与此同时，氧化应激被证实与癌症发生发展密切相关，开发兼具抗氧化和抗癌活性的化合物成为突破方向。

葡萄牙研究团队创新性地将天然抗氧化剂酚类结构与具有广谱生物活性的杂环骨架（4H-吡喃、1,4-二氢吡啶、1,3-二氢嘧啶酮）进行分子杂交，采用多组分反应一锅法合成24种新型化合物。通过DFT理论计算结合多维度实验验证，该研究不仅阐明活性分子的作用机制，更发现可选择性杀伤癌细胞的先导化合物，相关成果发表于《European Journal of Medicinal Chemistry》。

关键技术包括：1）Hantzsch/Biginelli多组分反应构建杂环核心；2）DPPH/FRAP/金属螯合等多模型抗氧化评价体系；3）人源胃癌AGS和肺癌A549细胞系的体外抗增殖实验；4）HaCaT正常角质细胞毒性筛选；5）QM-ORSA量子化学计算预测抗氧化机制；6）流式细胞术检测caspase依赖性凋亡通路。

【合成】
通过三种酚醛（3-羟基苯甲醛、4-羟基苯甲醛、香草醛）与不同杂环前体的缩合反应，高效构建含1,4-二氢吡啶(DHPs,1-18)、二氢嘧啶酮(DHPMs,19-21)和4H-吡喃(22-24)骨架的衍生物，收率达75-92%。核磁(¹H/¹³C NMR)和质谱(HRMS)证实结构正确性。

【抗氧化评价】
香草醛衍生物6/9/12/15在DPPH清除实验中IC₅₀≈70 μM，显著优于母体香草醛(>500 μM)。化合物15在极性环境中通过形式氢转移(FHT)和单质子损失电子转移(SPLET)双机制发挥作用，其PRAP值达3.2 mmol Trolox当量，并能有效螯合Cu(II)形成稳定配合物。

【抗癌活性】
化合物9对AGS和A549细胞的IC₅₀分别为18.7±1.2 μM和22.4±1.5 μM，而对HaCaT细胞的毒性(IC₅₀>100 μM)显示良好选择性。凋亡实验表明，9通过激活caspase-3/9使癌细胞阻滞于G2/M期，这与经典微管抑制剂Monastrol的作用机制相似。

【结论与意义】
该研究首次揭示1,4-二氢吡啶-香草醛杂合体(如化合物9)可通过双重作用机制实现抗癌/抗氧化协同效应：一方面通过caspase依赖通路诱导肿瘤细胞凋亡，另一方面通过自由基清除和金属螯合减轻氧化损伤。密度泛函理论(DFT)计算为理解抗氧化活性的环境依赖性提供理论依据。这种"多靶点"设计策略为克服肿瘤耐药性开辟新途径，化合物9因其卓越的选择性成为抗癌药物开发的优选先导物。