开题报告内容：（包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述，不少于2000字）
- 实验背景
组蛋白去乙酰化酶(histone deacetylase, HDACs)是一类小分子蛋白酶，其能够影响染色体的结构修饰和基因的表达调控。对人体有十分重要的影响，它可以去除组蛋白中的乙酰基，稳定并使染色质凝聚，从而达到抑制基因转录的效果。此外，HDACs还可从一些非组蛋白中去除乙酰基，影响其功能。一般来说，组蛋白的乙酰化有利于DNA与组蛋白八聚体的解离，从而使核小体结构松弛，使各种转录因子与协同转录因子能与DNA结合位点特异性结合，从而激活基因的转录，其中，在细胞核中组蛋白的乙酰化与去乙酰化过程是处于动态平衡的，并且由乙酰化酶和去乙酰化酶的共同调控。抑制HDACs的酶活性不仅能够改变多种细胞构成，还能够影响血管生成。HDACs家族共含有18 种去乙酰化酶，这十八种去乙酰化酶在结构、底物特异性、酶活性机制、亚细胞定位和组织特异性等方面各有不同，根据它们与酵母细胞去乙酰化酶序列的同源性，可分为 4个不同的家族，即 I、 II、III、IV类。I、II、IV类HDACs的催化口袋底部有一个锌离子，对去乙酰化反应是必需的。其中II 类HDACs因其磷酸化状态不同而具有组织特异性，它们在细胞质和细胞核之间穿梭，可分为两个亚组 ：IIa 类，包括HDAC4、5、7、9 ；IIb 类，包括HDAC6、10。II类HDACs大都含有核定位信号和核输出信号，其中HDAC9只含有核定位信号，HDAC10只含有核输出信号。组蛋白去乙酰化酶 6 (HDAC6) 属于IIb家族，可在细胞质和细胞核中穿梭，主要定位于细胞质，是HDACs 中唯一具有两个功能同源的催化结构域和C末端泛素结合锌指结构域的同工酶。因此，HDAC6 可通过使底物蛋白去乙酰化或泛素化调控一系列细胞进程，影响人类疾病。
通过研究发现，在多种疾病发生后，如自身免疫性疾病、神经退行性疾病、癌症等。HDAC6 的表达和活性都变得异常。因此，HDAC6 被认为极具应用前景的药物靶标。临床前数据表明，许多特异性靶向HDAC6 的小分子抑制剂在多种疾病的治疗中发挥作用。其去乙酰化酶活性主要集中于非组蛋白底物，如微管蛋白、热休克蛋白(HSP)90、皮质肌动蛋白及过氧化物还原酶的去乙酰化等，这使得HDAC6参与了许多细胞运动、粘附、迁移、细胞生长、免疫突触形成、应激颗粒形成等过程。选择性抑制HDAC6在健康细胞中不表现出细胞毒性作用，有利于克服广谱HDAC抑制剂存在的选择性差、副作用差等缺点，选择性HDAC6抑制剂结构可分为三部分，即表面识别区（Cap）、连接区（Linker）、锌离子结合区或功能区（Function）,通过与HDAC6酶活性位点上的锌离子螯合，从而抑制HDAC6的去乙酰化活性，通常与抑制I类HDAC亚型有关，它在治疗神经退行性疾病、肿瘤、炎症、细菌感染、自身免疫性疾病和器官移植方面具有潜在的临床应用价值。此外，HDAC6在许多疾病中都有高表达，包括肿瘤和神经系统疾病;HDAC6的抑制微管动力学，导致细胞周期阻滞和凋亡，使HDAC6在癌症治疗方面成为一个有吸引力的目标。
HDAC6作为去乙酰化酶的功能HDAC6作为含有两个功能催化结构域并主要定位在细胞质的去乙酰化酶，主要的靶蛋白是定位在细胞质中的非组蛋白，如alpha;-tubulin、cortactin、HSP90alpha;、过氧化物还原酶 (peroxiredoxin I and II, Prx I/II) 和Ku70等。HDAC6通过使 alpha;-tubulin 赖氨酸40位和cortactin去乙酰化参与细胞分裂和迁移。HDAC6 不仅通过蛋白酶体非依赖的聚集体的形式参与蛋白降解，也可通过使HSP90alpha;去乙酰化调控蛋白酶体的状态参与蛋白降解。在没有HDAC6时，乙酰化的Prxs聚集，增强了Prxs的过氧化氢还原活性及超氧化物抗性，因此HDAC6在调控过氧化氢相关压力所引起的细胞反应中扮演重要角色。HDAC6使Ku70去乙酰化，随后抑制BAX，进而使细胞抗凋亡能力增强。最后，HDAC6 可能参与PI3K/AKT和MAPK/ERK信号通路，或者与HDAC11、SMRT/N-CoR和SUMO化的p300 形成组蛋白去乙酰化复合物。除此之外，HDAC6也可以使一些定位在细胞核的蛋白去乙酰化。本实验室的研究表明，HDAC6可以使转录因子FRA1赖氨酸116去乙酰化，促进肠癌细胞干性增强。HDAC6在细胞核中可以与一些DNA错配修复蛋白，如MSH2、MSH6和MSH1形成复合物，参与DNA损伤修复。2019年，Zhang等研究表明，HDAC6在体内外和MLH1相互作用并使MLH1去乙酰化，阻断MutLalpha;-MutSalpha;复合物的形成，使细胞耐受DNA损伤。
然而在癌细胞中，组蛋白去乙酰化酶则会导致组蛋白去乙酰化作用加强，通过增加DNA与组蛋白之间的吸引力，从而使核小体紧密起来，使特定基因的表达受阻，导致疾病的发生。而组蛋白去乙酰化酶抑制剂（HDACIs）能通过控制核小体的松紧程度发挥作用，从而选择性的恢复部分癌症抑制因子及抗癌基因的表达，除此之外HDACIs还可以间接地抑制血管生成因子的表达，从而帮助阻断对肿瘤的血液供应。
对于早期发现的先导化合物1，其抑制HDAC6的活性IC50=63.4nM。我们期望能将该类化合物的活性提高至个位数nM级别，达到目前常见的HDAC6抑制剂的活性标准。我们在此主要考虑Cap区的不同取代基对活性产生的影响。
- 实验目的和意义
通过阅读相关文献，并根据HDAC6的结构特征，对含有苯并咪唑结构的先导化合物进行结构优化，涉及并合成约3-5个相关中间体或目标化合物，通过HNMR和MS确定其结构。
- 实验内容
（一）
- 将20mmol的化合物2溶于无水乙醇中，加入10mmol化合物1，加热回流3h，冷却静置，得沉淀，过滤，用乙醇洗涤沉淀，得产物3；
- 在甲醇溶液中加入适量NH2OH及KOH,与化合物3在0摄氏度下反应3h，得到化合物4；
- 以化合物4为原料，甲醇作为烷基化试剂，在3MPa压力下，以硫酸为催化剂进行液相合成，生成的粗品经蒸馏除去杂质得到最终产物。
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