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病毒感染类疾病肆虐全球,据不完全统计,在人类传染病中,病毒性感染高达60%-65%,远远超过细菌感染(15%),它能引起艾滋病,各种类型肝炎和疱疹病毒感染等多种疾病,严重危害人类的健康和生命。因此作为一个全球性公共卫生问题,开发和研制新型抗病毒治疗的药物显得尤为重要。在目前己上市的及应用于临床的抗病毒药物中,核苷类化合物占半数以上,在抗病毒治疗中具有相当重要的地位。然而由于核苷类药物普遍具有毒性大,体内半衰期短,且应用时易诱发耐药株等缺陷,使临床应用受到很大限制。因而研发高效、低毒且不易产生耐药的新型核苷类似物有非常重要的意义。本论文在大量文献调研的基础上,分别从大分子前药修饰和核苷中碱基结构改造两个方面设计了两种新型的核苷类化合物,并对所合成化合物进行了结构认证,并针对所合成化合物的特点对其进行了相应的体内释放及体外活性研究。一、聚乙二醇(PEG)修饰齐多夫定(AZT)前药设计：针对抗HIV药物齐多夫定半衰期短,口服生物利用度差,毒性大易耐药等缺陷,采用不同分子量单甲氧基醚聚乙二醇(mPEG,分子量为750Da,2k,5k和10k Da)修饰齐多夫定(AZT),合成了一系列不同分子量的AZT大分子前药mPEG750-AZT (2a), mPEG2k-AZT (2b), mPEG5k-AZT (2c)和mPEG10k-AZT (2d),并对其进行了飞行时间质谱(MALDI-TOF),1H核磁共振谱(NMR)及红外光谱(FT-IR)的结构认证。对所合成化合物进行了体外释放,大鼠体内药代动力学及体外抗HIV活性的研究。研究结果表明所有化合物在体外释放中都表现出了很好的稳定性。在大鼠体内的药动学中,所有化合物的半衰期(T1/2)相对于原药都有明显的延长,特别是化合物mPEG750-AZT (2a)其半衰期T1/2达到了AZT的2.3倍,而口服生物利用度也增加到了AZT的224%。在体外MT-4细胞中测试抗HIV活性的结果表明所有化合物对HIV病毒表现出很好的抑制活性和较低的毒性,其中化合物2a的抗野生病毒株HIV-1和HIV-2的活性分别达到了0.11和0.090μmol/L,明显的高于其他大分子缀合物,而它的浓度直到110μmol/L仍未表现出明显的毒性。总之,聚乙二醇修饰是一种有效可行的缓释前药设计,其中分子量为750Da的mPEG修饰的AZT前药mPEG75o-AZT (2a)在体外体内的测试中均表现出了明显的优势,是一个值得进一步研究和具有开发潜力的大分子前药。二、新型噻二嗪碱基核苷类似物研究：根据碱基配对原则中氢键与碱基结构改造的关系,本论文设计并合成了一系列新型1,2,4-噻二嗪碱基无环膦酸核苷类类似物。并对其进行了质谱及’H核磁共振谱图的认证,并对个别代表性化合物进行了13C核磁共振谱图分析。为了评价所合成化合物的构效关系,我们对所合成化合物分别进行了体外抗乙肝病毒活性(HBV)研究和体外抗HIV活性的研究。在体外抗乙肝病毒活性中,采用HepG2.2.15肝癌细胞株测试化合物对乙肝表面s抗原(HBsAg)和e抗原(HBeAg)的抑制作用。结果显示1,2,4-噻二嗪碱基核苷类却对HBeAg的抑制作用更好。其中化合物7f1抑制HBeAg的活性(IC50为25.54μmol/L)与对照药阿德福韦酯相当(IC50为25.16μmol/L),其对乙型病毒肝炎的治疗指数(SI=4.01)明显高于同系列其他化合物。而且,7f1也表现出比其他同类化合物较小的毒性,是一个具有进一步研究价值的化合物。另外,值得注意的是,该系列碱基结构新颖,与天然碱基区别较大,但是均保留了一定的抗乙肝病毒活性,为进一步探讨拥有类似碱基结构的核苷类似物的提供了依据。所合成化合物的体外抗HIV病毒活性由比利时鲁汶(Leuven)大学Rega研究院微生物与免疫学研究所测试,目前该活性尚在测试中。三、新型硫代嘧啶碱基核苷类似物研究：根据先导化合物苯硫基取代嘌呤核苷类似物阿拉福韦(MCC-478)的结构特点,本论文设计并合成了一系列新型硫代嘧啶无环膦酸核苷类似物。并对其进行了质谱及1H核磁共振谱图的认证,并对个别代表性化合物进行了13C核磁共振谱图及碳氢远程相关谱(HMBC)分析。为了评价所合成化合物的构效关系,我们对所合成化合物分别进行了体外抗乙肝病毒活性(HBV)研究和体外抗HIV活性的研究。在体外抗乙肝病毒活性中,采用HepG2.2.15肝癌细胞株测试化合物对乙肝表面s抗原(HBsAg)和e抗原(HBeAg)的抑制作用。结果显示该类化合物对HBsAg的抑制作用优于对HBeAg的抑制作用。其中以炔丙基硫取代的一类嘧啶核苷类似物(化合物4d,5d,6d1,6d2,6d3)表现出了优于其他硫取代嘧啶核苷化合物的抗乙肝病毒活性,尤其是化合物6d1,6d2,6d3,他们抑制HBsAg的IC50分别为12.01,14.55和14.98μmol/L,抗HBV活性明显的高于对照药拉米夫定和阿德福韦酯(IC50分别为27.20和26.92μmol/L),是一类值得进一步探讨的新型核苷类结构,同时也为我们以后的核苷结构修饰提供了一定的指导作用。所合成化合物的体外抗HIV病毒活性由比利时鲁汶(Leuven)大学Rega研究院微生物与免疫学研究所测试,目前该活性尚在测试中。本论文采用mPEG大分子前药修饰和碱基改造两种途径对核苷类新型抗病毒化合物进行研究,分别发现了相应的优势核苷类型,为进一步发现新的抗病毒核苷类药物奠定了基础。同时拥有1,2,4-噻二嗪全新碱基结构的核苷类似物也为未来的核苷修饰提供了新的思路。