一种茚酮查尔酮氨基甲酸酯类化合物及其制备方法和用途转让专利
申请号 : CN201910189288.4
文献号 : CN109824637B
文献日 : 2021-03-30
发明人 : 桑志培 , 王柯人 , 柳文敏 , 于林涛 , 时健 , 马倩文 , 王慧娟
申请人 : 南阳师范学院
摘要 :
权利要求 :
1.一种茚酮查尔酮氨基甲酸酯类化合物,其化学结构通式如(I)所示:式中:R表示C1~C12烷氧基或者 这些取代基可在苯环的任意位置,可以是任意的单取代、二取代、三取代和四取代;
X-Y表示C=CH或者CH-CH2;
X-Z表示C-CH2、C-O或者CH-O;
R1、R2各自独立地表示C1~C12烷基。
2.一种权利要求1所述的茚酮查尔酮氨基甲酸酯类化合物的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
A.以酮类化合物和羟基苯甲醛类化合物在第一溶剂和第一碱性条件下缩合,得到查尔酮中间体;
B.查尔酮中间体在第二溶剂和第二碱性条件下与酰化剂升温搅拌回流反应,得茚酮查尔酮氨基甲酸酯类化合物;
C.茚酮查尔酮氨基甲酸酯类化合物在第三溶剂中经催化剂催化,发生氢化还原反应,得到目标产物。
3.根据权利要求2所述的茚酮查尔酮氨基甲酸酯类化合物的制备方法,其特征在于,步骤A中所述的第一溶剂为四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、C3-8脂肪酮、苯、甲苯、乙腈、二氯甲烷、氯仿、C1-8醇或者C5-8烷烃;步骤A中所述的碱性条件用碱为碱金属氢氧化物、碱土金属氢氧化物、碱金属或碱土金属碳酸盐、碱金属或碱土金属碳酸氢盐、C1-6脂肪酸碱金属盐、哌啶、四氢吡咯、三乙胺、三丁胺、三辛胺、吡啶、N-甲基吗啉、N-甲基哌啶、三乙烯二胺和四丁基氢氧化铵中一种或几种;
步骤A中所述的酮类化合物:羟基苯甲醛类化合物:碱的摩尔投料比为1:1~10:1~20,反应温度为25℃~150℃,反应时间为12~72h。
4.根据权利要求2所述的茚酮查尔酮氨基甲酸酯类化合物的制备方法,其特征在于,步骤B中所述的第二溶剂为四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、C3-8脂肪酮、苯、甲苯、乙腈、二氯甲烷、氯仿、C1-8醇或者C5-8烷烃;步骤B中所述的第二碱性条件用碱为碱金属氢氧化物、碱土金属氢氧化物、碱金属或碱土金属碳酸盐、碱金属或碱土金属碳酸氢盐、C1-6脂肪酸碱金属盐、哌啶、四氢吡咯、三乙胺、三丁胺、三辛胺、吡啶、N-甲基吗啉、N-甲基哌啶、三乙烯二胺和四丁基氢氧化铵中一种或几种;
步骤B中所述的查尔酮中间体:酰化剂:碱的摩尔投料比为1:1~10:1~20,反应时间为
5~72h。
5.根据权利要求2所述的茚酮查尔酮氨基甲酸酯类化合物的制备方法,其特征在于,步骤C中所述的第三溶剂为C1-C6脂肪醇、C3-C4脂肪酮、C1-C6脂肪酸、C1-C6脂肪酸与C1-C6脂肪醇所形成酯、乙醚、异丙醚、四氢呋喃、苯、甲苯或者二甲苯;
步骤C中所述的催化剂为1%~20%Pd-C或者1%~20%Pd(OH)2-C,反应压力为0.1-
10MPa,反应温度为25~150℃,反应时间为5~24h。
6.一种茚酮查尔酮氨基甲酸酯类化合物药学上可接受的盐,其特征在于,由权利要求1所述的茚酮查尔酮氨基甲酸酯类化合物与酸合成的药学上可接受的盐。
7.一种权利要求1所述的茚酮查尔酮氨基甲酸酯类化合物或其药学上可接受的盐在制备治疗和/或预防神经退行性相关疾病药物中的应用。
8.一种治疗神经退行性相关疾病的药物组合物,其特征在于,包括权利要求1所述的茚酮查尔酮氨基甲酸酯类化合物或其药学上可接受的盐。
说明书 :
一种茚酮查尔酮氨基甲酸酯类化合物及其制备方法和用途
技术领域
背景技术
全球阿尔茨海默症报告》指出,2015年全球已有超过4600万人患上痴呆症,据预测,到2050
年,全球将有1.315亿人口受到痴呆的困扰,其中中国痴呆症患者的发病率已达到6.61%。
随着人均生存年龄的延长,本病已发展为社会和医疗保健系统的主要负担,并且为社会、患
者及家属带来了沉重的精神和经济压力。因而,研究开发新型老年痴呆治疗药物意义重大。
从市场需求来看,阿尔茨海默症国际协会预测,到2050年老年痴呆症治疗药物的全球销售
额将达6000亿美元;在我国,随着老年痴呆症发病率的迅速上升,这类药物的市场也快速膨
胀。
形成的老年斑(Senile plaque,SP)、tau蛋白过度磷酸化形成的神经纤维缠结
(Neurofibrillary tangle,NFT),并伴随神经元的凋亡和神经突触的退化等。近年来,许多
研究者致力于从分子和细胞水平来揭示AD的发病机理,提出了多种假说,如:胆碱能神经元
损伤、淀粉样蛋白的沉积、tau蛋白过度磷酸化、炎症、自由基氧化、金属离子失调等,因此,
针对这些发病机制来发展的新型治疗途径和手段,将有希望缓解和改善AD患者的病情。目
前临床上有效治疗AD的药物主要有两类:(1)基于神经递质乙酰胆碱不足导致认知功能失
调的胆碱能假说,采用乙酰胆碱酯酶抑制剂来提高病人脑内乙酰胆碱水平,如:Tacrine、
Donepezil、Ravastigmine、Galantamine;(2)采用N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)受体抑制剂减
少谷氨酸盐对神经细胞的损伤,如:Memantine Hydrochloride。但长期临床使用表明,这些
药物可短期内缓解AD的症状,但不能从根本上有效阻止或逆转病程,而且还会导致经典的
胆碱能毒性,如引起幻觉、意识混沌、头晕、恶心、肝脏毒性、食欲不振以及大便频繁等。因
此,临床上迫切需要研发具有新型作用机制的AD治疗药物。
酸化导致的神经纤维缠结、谷氨酸受体活性过高、氧化应激产生大量活性氧(ROS)和自由基
以及神经炎症反应等多种因素在AD的发病过程中扮演重要角色。针对上述发病因素,研究
人员采用传统的“一药一靶”药物设计策略,发现了大量对某一靶点具有高活性和高选择性
的药物,如:胆碱酯酶抑制剂和NMDA受体拮抗剂等,这些药物存在作用靶点单一、临床使用
毒副作用较多,对AD患者的长期疗效欠佳等问题。
控系统。基于上述结果,研究人员提出了“多靶点导向药物(Multitarget-directed
Ligands,MTDLs)”策略来研发抗神经退行性疾病药物。所谓“多靶点药物”是指单一化学实
体同时作用于疾病网络中的多个靶点,对各靶点的作用可产生协同效应,使总效应大于各
单效应之和,此类药也称为“Multifunctional”或“Multipotential”药物。多靶点药物与多
药联合应用以及复方药物的主要区别在于:可减少服药量、提高治疗效果、避免药物之间的
相互作用及由此带来的毒副作用,均一的药代动力学特性,便于使用等。因此,研究开发具
有新型化学结构、新型作用机制,具有多靶点作用、低毒副作用的抗神经退行性疾病治疗药
物不仅符合社会老龄化进程的迫切需求,而且具有良好的市场前景。在前期报道中,发现了
灯盏乙素苷元氨基甲酸酯类衍生物(CN10337956A、CN102603698A)、二苯乙烯或乙烷氨基甲
酸酯类化合物(CN102816090A)、异黄酮氨基甲酸酯类化合物(CN102827131A),阿魏酸氨基
甲酸酯类化合物(CN105837497A、CA105601540A、CN105646289A)这些化合物虽具有较好的
乙酰胆碱酯酶抑制活性和抗氧化活性,且对Aβ聚集有一点的抑制作用,同时对丁酰胆碱酯
酶的抑制活性非常差,导致这些化合物在动物模型中对AD的治疗疗效欠佳。另外,单胺氧化
酶(monoamine oxidase,MAO)是黄素腺嘌呤二核苷酸包含的位于线粒体外膜的酶,它能够
催化内源性单胺类神经递质和外源性胺氧化脱氨,包括了单胺氧化酶-A(MAO-A)和单胺氧
化酶-B(MAO-B)两种亚型,MAO-A主要位于儿茶酚胺能神经元,MAO-B主要存在于5-羟色胺能
神经元和星形神经胶质细胞。研究表明AD患者脑内MAO-A的活性基本没有变化,对MAO-A具
有强选择性的抑制剂可能造成5-羟色胺浓度水平失衡,容易导致焦虑和愤怒,而老年斑周
围的MAO-B活性比正常值增加了三倍,产生过量的H2O2,造成脑内毒害神经的羟基自由基水
平提升,加剧氧化应激,进一步促进了Aβ沉积和tau蛋白磷酸化。因此,选择性MAO-B抑制剂
对于AD具有一定的防治作用。综述所述,同时抑制AChE/BChE活性、抑制自身诱导Aβ聚集和
选择性抑制MAO-B的多靶点抑制剂对AD治疗将极具潜力。
床综合征,其主要临床表现包括:认知能力、记忆力和社会生活能力的减退以及情感、性格
的改变,是一种慢性进行性疾病。在中国、日本等亚洲国家血管性痴呆是老年期痴呆的第一
位原因;随着世界人口向老龄化的不断推进,脑血管病日益增多,血管性痴呆发病率有逐渐
上升的趋势,严重影响老年人的工作和生活质量,并给社会和家庭带来沉重的经济和精神
负担。因此,VD已成为当今老年医学与精神医学领域中一个重要的研究热点。血管性痴呆由
于发病机制复杂,尚无能够阻断疾病发展的药物,目前临床治疗以改善脑部血液循环和脑
代谢,加强脑部营养为主。
降,在VD患者脑脊液中的ACh浓度明显低于正常水平,并且其浓度降低的程度与痴呆的严重
程度呈正相关;而脑缺血可以导致脑内乙酰胆碱酯酶活性上升;同时也发现乙酰胆碱酯酶
抑制剂如:HuperzineA和Revastigmine可以保护缺血造成的神经元损伤,且可以促进脑缺
血后神经损伤和脑功能的恢复,这表明胆碱酯酶抑制剂也可用于血管性痴呆的治疗。
发明内容
基。
基和氰基,这些取代基可在苯环的任意可能位置。
碱为碱金属氢氧化物、碱土金属氢氧化物、碱金属或碱土金属碳酸盐、碱金属或碱土金属碳
酸氢盐、C1-6脂肪酸碱金属盐、哌啶、四氢吡咯、三乙胺、三丁胺、三辛胺、吡啶、N-甲基吗啉、
N-甲基哌啶、三乙烯二胺和四丁基氢氧化铵中一种或几种。
件用碱为碱金属氢氧化物、碱土金属氢氧化物、碱金属或碱土金属碳酸盐、碱金属或碱土金
属碳酸氢盐、C1-6脂肪酸碱金属盐、哌啶、四氢吡咯、三乙胺、三丁胺、三辛胺、吡啶、N-甲基吗
啉、N-甲基哌啶、三乙烯二胺和四丁基氢氧化铵中一种或几种。
盐方法制得其药学上可接受的盐。
苯磺酸的盐。
眼。
种药学上可接受的载体或赋形剂。所述“治疗有效量”是指引起研究者或医生所针对的组
织、系统或动物的生物或医药反应的药物或药剂的量;所述“药学上可接受的载体”是指药
学上可接受的物质、组合物或载体,如:液体或固体填充剂、稀释剂、赋形剂、溶剂或包囊物
质,它们携带或转运某种化学物质。本发明药物组合物中茚酮查尔酮氨基甲酸酯类化合物
或其药学上可接受的盐作为活性成分占总重量比2%~99.5%。
有显著抑制作用,在25.0μM浓度下对Aβ1-42自身聚集的抑制率均≥68.3%;本发明化合物抑
制MAO-A和MAO-B的IC50分别为12.9μM~45.7μM和0.19μM~2.7μM,为选择性MAO-B抑制剂,且
抑制活性高;本发明茚酮查尔酮氨基甲酸酯类化合物对AlCl3诱导斑马鱼阿尔茨海默症模
型的显著防治作用,本发明所公开的化合物对东莨菪碱致小鼠获得记忆障碍具有剂量依赖
性的改善作用。
附图说明
具体实施方式
(m,3H).13C NMR(101MHz,Chloroform-d)δ183.21,163.33,157.57,153.64,152.46,147.57,
146.55,132.35,129.28,122.10,112.91,111.21,103.91,95.57,56.62,56.29,42.30,
42.25,14.25,13.35,13.22。
13
1.22(dt,J=18.6,6.7Hz,6H). C NMR(101MHz,Chloroform-d)δ183.19,163.32,157.57,
154.29,152.39,147.59,146.55,132.35,129.39,122.10,112.88,111.13,103.88,95.57,
56.62,56.28,53.49,36.70,36.48。
3H),1.26(dt,J=20.8,7.2Hz,3H).13C NMR(101MHz,Chloroform-d)δ183.21,163.33,
157.58,154.01,153.84,152.42,147.58,146.55,132.36,130.82,129.36,129.32,129.05,
122.11,121.74,121.19,112.89,111.19,103.91,103.16,95.94,95.57,56.62,56.48,
56.29,56.21,56.18,48.50,44.12,44.02,34.25,33.85,13.23,12.42。
(反应进程用TLC跟踪),反应结束后,减压蒸干溶剂,残余物中加入30mL去离子水,用10%
HCl调节pH至强酸性,再用饱和碳酸氢钠溶液调节pH至弱碱性,用120mL二氯甲烷分三次萃
取,有机层合并用饱和氯化钠溶液洗涤,经无水硫酸钠干燥过滤,减压蒸除溶剂,残余物经
硅胶柱层析纯化(洗脱液:石油醚:丙酮=100:1v/v),得相应的羟基查尔酮类化合物(3);
踪);反应结束后,减压蒸干溶剂,加入80ml去离子水,用150mL二氯甲烷分三次萃取,有机层
合并后用饱和氯化钠洗涤,经无水硫酸钠干燥过滤,减压蒸干溶剂,残余物经柱层析纯化
(二氯甲烷:丙酮=100:1v/v),得相应的茚酮查尔酮氨基甲酸酯类化合物(Ia),见表1;
搅拌反应24h(反应进程用TLC跟踪),反应结束后,减压蒸除溶剂,残余物经硅胶层析纯化
(洗脱液:二氯甲烷:甲醇=100:1v/v),得相应的茚酮查尔酮氨基甲酸酯类化合物(Ib),见
表2。
乙酰胆碱酯酶(EeAChE)或马血清丁酰胆碱酯酶(eqBuChE),加毕混匀后,37℃孵育15min,向
各孔中加入质量分数为0.2%的5,5'-二硫代-双(2-硝基)苯甲酸(DTNB,购自Sigma公司)溶
液30μL显色,用酶标仪测定412nm处各孔的光密度(OD值),与不加待测样品的空白孔比较,
计算化合物对酶的抑制率[酶抑制率=(1-样品组OD值/空白组OD值)×100%];选择化合
物的五至六个浓度,测定其酶抑制率,并以该化合物摩尔浓度的负对数与酶的抑制率线性
回归,求得50%抑制率时的摩尔浓度即为该化合物的IC50,检测结果见表6。
酰胆碱酯酶和丁酰胆碱酯酶抑制的抑制率分别为7.6μM和1.1μM。
中,化合物和Aβ1-42的最终浓度均为25μM。37℃孵育24h,然后加入160μL含有5μM硫黄素T的
50mM的甘氨酸-NaOH缓冲液(pH=8.5),振摇5s后立即用Varioskan Flash Multimode
Reader(ThermoScientific)多功能酶标仪在446nm激发波长和490nm发射波长下测定荧光
值;Aβ1-42+待测化合物的荧光值记录为IFi,Aβ1-42+PBS缓冲液的荧光值记录为IFc,只含有
PBS缓冲液的荧光值记录为IF0,由化合物抑制Aβ1-42自身聚集的抑制率计算公式为:100-
(IFi-IF0)/(IFc-IF0)*100,每个化合物每个浓度测定两个复孔,检测结果见表6。
制率为43.1%。
化合物和MAO-A(或MAO-B)的最终浓度分别为45μM、0-100μM和7.5μg/mL,含4%的DMSO),混
匀,37℃孵育20min。加入2mol/L的NaOH溶液400μL和水1000μL终止反应,16000g离心10min,
取上清液,在激发波长310nm,发射波长400nm处测定荧光强度;将4-羟基喹啉溶于500μL磷
酸钾缓冲液(最终浓度0.047-1.56μM,含4%DMSO),加入2mol/L的NaOH溶液400μL和水1000μ
L,在同样条件下建立标准曲线.通过GraphPad Prism以犬尿胺被氧化的初速度对抑制剂浓
度的对数作图,绘制剂量相关的S曲线,计算出化合物抑制单胺氧化酶的IC50。绘制S曲线至
少选择三个不同数量级的六个抑制剂浓度,每组实验独立重复三次,检测结果见表6。
MAO-A和MAO-B的IC50为0.587μM和0.028μM。
g/mL浓度,阳性对照药多奈哌齐8μM,同时设置正常对照组(未处理)和模型对照组(AlCl3
组),每实验浓度组30尾斑马鱼。给药3天后,用行为分析仪分别观察记录各实验组斑马鱼在
60min内3个明暗周期(即:黑暗10min、光照10min交替3个周期)的运动距离,分析斑马鱼
60min的运动距离,以运动距离与模型对照组进行统计分析,以统计学意义评价化合物对斑
马鱼阿尔兹海默症模型的防治作用,检测结果见图1。
哌齐组相比,药物(Ib-8)的高、中剂量组的运动距离较多奈哌齐组显著增长(p<0.01,p<
0.05),本发明茚酮查尔酮氨基甲酸酯类化合物(I)对AlCl3诱导斑马鱼阿尔茨海默症模型
的防治作用。
0.5%CMC-Na,给药体积均为0.1ml/10g;药后45min,正常组小鼠腹腔注射生理盐水,其余各
组动物均注射东莨菪碱(5mg/kg),给药体积均为0.1ml/10g;造模30min后,将小鼠放入非电
刺激Y迷宫进行行为学测试。测试时将小鼠放于一臂末端,让其在迷宫内自由穿行8min,记
录其进入各臂的次数和交替次数,按照以下公式计算交替率:交替率%=[交替次数/(总进
入次数-2)]×100,结果以均数±标准差表示,组间差异采用单因素方差分析,检测结果见
图2。
计学差异(p<0.01)。
15min,-20℃储存上清液待测,通过考马斯亮蓝测定总蛋白浓度。按照试剂盒规定的方法在
412nm的波长下测定AChE含量,AChE活力表示为U/mg,检测结果见图3。ChAT的活力通过ChAT
催化的ACh合成反应来测定。操作方法同样根据试剂盒的说明,在412nm波长下测定,ChAT的
活力用U/g来表示,检测结果见图4。
的精神和范围,均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。