基于迈克尔和曼尼希反应的双嘧啶并噻嗪及双嘧啶并噻二嗪酮衍生物的合成及其作为VEGFR2/KDR抑制剂的抗肿瘤活性研究

本研究针对肿瘤血管生成关键靶点VEGFR-2/KDR，通过迈克尔和曼尼希反应设计合成新型双杂环化合物。研究人员开发出具有显著结合活性的bis-thiadiazine衍生物10i（IC50 =2.60±1.41μM），其抗乳腺癌细胞MCF-7活性优于索拉非尼，并通过分子对接和ADMET分析证实其药物开发潜力，为靶向抗血管生成治疗提供新策略。

　　

血管内皮生长因子受体2（Vascular Endothelial Growth Factor Receptor 2, VEGFR-2）是肿瘤血管生成的核心调控因子，其过度表达与多种恶性肿瘤的进展和转移密切相关。尽管已有索拉非尼等VEGFR-2抑制剂应用于临床，但肿瘤耐药性和药物毒性问题仍亟待解决。近年来，含硫杂环化合物因其独特的生物活性成为抗肿瘤药物研发热点，其中双杂环结构因其可同时作用于多个靶点的特性备受关注。

为开发新型VEGFR-2抑制剂，Imam Mohammad Ibn Saud Islamic University的研究团队创新性地以对苯二甲醛为起始原料，通过迈克尔加成和曼尼希反应构建了系列双杂环化合物。研究成功合成出bis-pyrimidinthione衍生物4，并进一步获得bis-thiazine（6a-f）、bis-thiazole（8）及bis-thiadiazine（10）等三类共15种新化合物。通过核磁共振（NMR）和质谱（MS）进行结构确证后，采用分子对接技术评估其与VEGFR-2（PDB ID:3CPC）的结合能力，并开展ADMET性质预测。体外实验显示，化合物10i对MCF-7细胞的抑制活性（IC₅₀
=2.60±1.41μM）显著优于阳性对照索拉非尼（3.51±1.43μM），其VEGFR-2酶抑制活性（IC₅₀
=5.15±2.89μM）也接近临床药物水平。该成果发表于《Journal of Molecular Structure》，为开发低毒性抗血管生成药物提供了先导化合物。

关键技术方法包括：1）采用迈克尔反应构建C-S键合成bis-thiazine系列；2）通过曼尼希反应引入胺基合成bis-thiadiazine；3）基于3CPC晶体结构的分子对接模拟；4）MTT法测定MCF-7细胞毒性；5）体外VEGFR-2酶活性抑制实验。

【化学合成】
以对苯二甲醛、氰基乙酸乙酯和硫脲为原料，在碳酸钾催化下回流制得关键中间体4。该化合物通过硫羰基与芳亚甲基丙二腈发生迈克尔加成获得6a-f，与DMAD反应生成8；与芳香胺/甲醛经曼尼希反应制得10系列。

【分子对接】
所有化合物与VEGFR-2 ATP结合域对接显示，10i通过形成氢键（ASP1046、GLU885）和π-π堆积（PHE1047）获得最高结合能（-9.8 kcal/mol），其双噻二嗪结构可同时占据疏水口袋和催化区域。

【生物活性】
10i对MCF-7细胞的抑制活性较索拉非尼提高35%，且ADMET预测显示其具有良好口服生物利用度（F=73%）和血脑屏障穿透性（PS=15.3 nm/s）。

该研究证实双杂环结构可增强VEGFR-2抑制活性和肿瘤细胞毒性，其中10i的优化结构能同时满足靶向性和药代动力学要求。这一发现不仅为克服现有抗血管生成药物耐药性提供了新思路，其模块化合成策略更为开发多靶点抗肿瘤药物开辟了途径。未来研究将聚焦于10i的体内药效评价和结构进一步优化。