发明内容
本发明目的在于提供一种多胺衍生物。
本发明进一步目的是提供一种操作简便、条件温和、反应收率高的多胺衍生物的制备方法。
本发明另一目的在于提供一种多胺衍生物在制备神经元保护药物、神经元保护药物先导化合物的应用。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种多胺衍生物,为以下通式化合物:
其中,a=0或1;n=2、3或4;m=2、3或4;p=3或4;X=H、CH3、CH2CH3、(CH2)2CH3或(CH2)3CH3;当a=0时p=3,当a=1时p=4。
进一步,所述多胺衍生物,其化学结构式为,m=3或4,n=3或4,X=H、CH3或CH2CH3。
优选地,所述多胺衍生物,其化学结构式为,m=4,X=H。
上述多胺衍生物的合成路线如下:
依据上述合成路线的具体合成步骤为:
(1)以
为原料,与二碳酸二叔丁酯(BOC酸酐)反应得到化合物b,其中m=2、3或4,X=H、CH
3、CH
2CH
3、(CH
2)
2CH
3或(CH
2)
3CH
3;
(2)化合物b溶于乙腈溶剂中,在无机碱作用下与N-溴代烷基邻苯二甲酰亚胺反应得到化合物c,其中,N-溴代烷基邻苯二甲酰亚胺中的烷基为C2-4的饱和脂肪烷基;
(3)化合物c与BOC酸酐反应得到化合物d;
(4)化合物d溶于有机溶剂中,在水合肼催化下,室温回流肼解得到化合物e;
(5)化合物f溶于二氧六环中,用SeO2氧化得到化合物g,其中,化合物f可以为2-甲基喹啉或4-甲基喹啉;
(6)化合物g与化合物b或e在氯仿/甲醇混合溶剂中经醛-胺缩合、硼氢化钠还原得化合物h,其中,氯仿和甲醇的体积比优选为3∶1;
(7)化合物h溶于有机溶剂中,用盐酸酸化脱去保护基得到化合物i,其中,盐酸浓度优选为2~6mol/l;
所述有机溶剂优选为无水乙醇、甲醇或乙酸乙酯。
所述无机碱优选为K2CO3、KHCO3、KOH、Na2CO3、NaHCO3或NaOH。
本发明基于天然多胺结构,合成一种新型结构的多胺衍生物;该类多胺衍生物可以增强NMDA受体的功能,对神经元进行有效地保护,可用于制备神经元保护药物、神经元保护药物先导化合物,此外,本发明制备多胺衍生物的方法具有操作简便、反应温和、反应收率高等优点。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明做进一步的说明,但本发明的保护范围不限于此。实施例1:制备a=0,m=4,p=3,X=H时的多胺衍生物(M1)
1.制备化合物b:取6.19g(0.028mol)BOC酸酐溶于30ml甲醇中得溶液A;取5g(0.056mol)1,4-丁二胺溶于100ml的三乙胺甲醇混合溶剂(V三乙胺∶V甲醇=1∶9)中,在冰水浴条件下,滴加30ml上述溶液A,滴毕,室温反应12h;减压蒸除溶剂,剩余物溶于30ml氯仿中,用水洗涤,干燥,减压蒸除溶剂,得化合物b。
2.制备化合物g:将13.5g SeO2、5ml水与120ml二氧六环混合,加热至45℃使其溶,然后向其中滴加25ml二氧六环溶液(25ml二氧六环溶液中含15g 2-甲基喹啉),搅拌反应15min后,回流1h,过滤,滤液减压蒸除二氧六环,剩余物用水蒸汽蒸馏,滤出物中析出白色粗品,乙醇重结晶得化合物g。
3.制备化合物h:取2.4mmol化合物g溶于10ml的氯仿/甲醇混合溶剂(V氯仿∶V甲醇=3∶1)中,室温下滴加含2mmol化合物b的氯仿/甲醇混合溶剂10ml,滴毕室温搅拌12h,冰浴下加入12mmol NaBH4,加毕自然升至室温,反应12h,减压蒸除溶剂,剩余物于20ml氯仿中溶解,10wt%Na2CO3水溶液洗涤,无水Na2SO4干燥,减压蒸除溶剂,柱层析(V氯仿∶V甲醇=20∶1)得化合物h。
4.制备目标化合物i:将2mmol化合物h溶于10ml无水乙醇中,冰浴下,加入4mol/l盐酸2ml,自然升至室温,搅拌12h,减压蒸除溶剂得淡黄色固体,无水乙醇洗涤、干燥得目标化合物i。
如图1所示,是实施例1产物的1HNMR图谱,实验数据如下:
C14H22Cl3N3,产率78.4%,淡黄色固体。1H NMR(CDCl3,400MHz)8H:8.90~8.88(d,1H,Ar-H,J=8.0Hz),8.18~8.14(t,2H,Ar-H,J=16.0Hz),8.06~8.02(t,1H,Ar-H,J=16.0Hz),7.93~7.91(d,1H,Ar-H,J=8.0Hz),7.87~7.83(t,1H,Ar-H,J=16.0Hz),4.76(s,2H,-CH2-NH),3.32~3.28(t,2H,CH2,J=16.0Hz),3.04~3.00(t,2H,CH2,J=16.0Hz),1.89~1.69(m,4H,2×CH2);ESI-MSm/z:230.0(M-3HCl+1)+。
实施例2:制备a=1,n=3,m=4,p=4,X=H时的多胺衍生物(M2)
1.制备化合物b:本步骤同实施例1中步骤1。
2.制备化合物c:将3.0g(15.9mmol)b溶于80ml乙腈中,加3g(21.7mmol)K2CO3,室温搅拌下加入3.8g(13.7mmol)N-3-溴代丙基邻苯二甲酰亚胺,控温45℃,TCL(薄层层析)跟踪反应。减压蒸除乙腈,剩余物用30ml氯仿提取,10wt%Na2CO3水溶液洗涤,干燥,减压蒸除氯仿,得淡黄色油状物c。
3.制备化合物d:将7.8mmol化合物c溶于50ml甲醇,加入3.45g(15.9mmol)BOC酸酐,室温搅拌12h,减压蒸除溶剂,剩余物用20ml氯仿提取,水洗涤,有机相用无水Na2SO4干燥,减压蒸除氯仿,柱层析(V氯仿∶V甲醇=80∶1)分离提纯得化合物d。
4.制备化合物e:将2.5g(5.1mmol)化合物d溶于50ml无水乙醇中,加2g水合肼,室温搅拌12h,减压蒸除溶剂,剩余物溶于35ml氯仿中,10wt%Na2CO3水溶液洗涤,有机相用无水Na2SO4干燥,减压蒸除溶剂,柱层析(V氯仿∶V甲醇=10∶1)分离提纯得化合物e。
5.制备化合物g:将13.5g SeO2、5ml水与120ml二氧六环混合,加热至45℃使其溶,然后向其中滴加25ml二氧六环溶液(25ml二氧六环溶液中含15g 2-甲基喹啉),搅拌反应15min后,回流1h,过滤,滤液减压蒸除二氧六环,剩余物用水蒸汽蒸馏,滤出物中析出白色粗品,乙醇重结晶得化合物g。
6.制备化合物h:取2.4mmol化合物g溶于10ml的氯仿/甲醇混合溶剂(V氯仿∶V甲醇=3∶1)中,室温下滴加含2mmol化合物e的氯仿/甲醇混合溶剂10ml,滴毕室温搅拌12h,冰浴下加入12mmol NaBH4,加毕自然升至室温,反应12h,减压蒸除溶剂,剩余物于20ml氯仿中溶解,10wt%Na2CO3水溶液洗涤,无水Na2SO4干燥,减压蒸除溶剂,柱层析(V氯仿∶V甲醇=20∶1)得化合物h。
7.制备目标化合物i:将2mmol化合物h溶于10ml无水乙醇中,冰浴下,加入4mol/l盐酸2ml,自然升至室温,搅拌12h,减压蒸除溶剂得淡黄色固体,无水乙醇洗涤、干燥得目标化合物i。
如图2所示,是实施例2产物的1HNMR图谱,实验数据如下:
C17H30Cl4N4,产率81.3%,淡黄色固体。1H NMR(CDCl3,400MHz)δH:8.39~8.37(d,1H,Ar-H,J=8.0Hz),8.04~8.02(d,1H,Ar-H,J=8.0Hz),7.99~7.95(t,1H,Ar-H,J=16.0Hz),7.82(s,1H,Ar-H),7.65(s,1H,Ar-H),7.52~7.50(t,1H,Ar-H,J=8.0Hz),4.58(s,2H,-CH2-NH),3.32~3.02(m,8H,4×CH2),2.22~2.21(t,2H,CH2,J=4.0Hz),1.75(s,4H,2×CH2);ESI-MS m/z:287.1(M-4HCl+1)+.
实施例3:制备a=1,n=4,m=4,p=4,X=H时的多胺衍生物(M3)
本实施例制备方法参照实施例2,其中,将实施例2中步骤2的N-3-溴代丙基邻苯二甲酰亚更换为N-4-溴代丁基邻苯二甲酰亚胺,其它不变。
如图3所示,是实施例3产物的1HNMR图谱,实验数据如下:
C18H32Cl4N4,产率79.9%,白色固体。1H NMR(CDCl3,400MHz)δH:8.33~8.31(d,1H,Ar-H,J=8.0Hz),8.00~7.98(d,1H,Ar-H,J=8.0Hz),7.92~7.89(d,1H,Ar-H,J=12.0Hz),7.80~7.76(t,1H,Ar-H,J=16.0Hz),7.63~7.59(t,1H,Ar-H,J=16.0Hz),7.48~7.45(d,1H,Ar-H,J=12.0Hz),4.50(s,2H,-CH2-NH),3.24~3.21(t,2H,CH2,J=12.0Hz),3.10~2.99(m,6H,3×CH2,),1.88~1.73(m,8H,4×CH2);ESI-MS m/z:301.1(M-3HCl+1)+.
实施例4:制备a=0,m=4,p=3,X=H时的多胺衍生物(M4)
本实施例制备方法参照实施例1,其中,将实施例1步骤2中的2-甲基喹啉更换为4-甲基喹啉,其它不变。
如图4所示,是实施例4产物的1HNMR图谱,实验数据如下:
C14H22Cl3N3,产率75.2%,白色固体。1H NMR(CDCl3,400MHz)δH:9.18~9.17(d,1H,Ar-H,J=4.0Hz),8.41~8.39(d,1H,Ar-H,J=8.0Hz),8.29~8.27(d,1H,Ar-H,J=8.0Hz),8.21~8.17(t,1H,Ar-H,J=16.0Hz),8.15~8.13(d,1H,Ar-H,J=8.0Hz),8.07~8.03(t,1H,Ar-H,J=16.0Hz),5.11(s,2H,-CH2-NH),3.41~3.37(t,2H,CH2,J=16.0Hz),3.07~3.03(t,2H,CH2,J=16.0Hz),1.95~1.88(m,2H,CH2),1.83~1.75(m,2H,CH2);ESI-MS m/z:230.0(M-3HCl+1)+.
实施例5:制备a=1,n=3,m=4,p=4,X=H时的多胺衍生物(M5)
本实施例制备方法参照实施例2,其中,将实施例2中步骤5(制备化合物g)中的2-甲基喹啉更换为4-甲基喹啉,其它不变。
如图5所示,是实施例5产物的1HNMR图谱,实验数据如下:
C17H30Cl4N4,产率80.1%,白色固体。1H NMR(CDCl3,400MHz)δH:9.19~9.18(d,1H,Ar-H,J=4.0Hz),8.42~8.40(d,1H,Ar-H,J=8.0Hz),8.28~8.26(d,1H,Ar-H,J=8.0Hz),8.20~8.16(t,2H,Ar-H,J=16.0Hz),8.06~8.02(t,1H,Ar-H,J=16.0Hz),5.14(s,2H,-CH2-NH),3.50~3.46(t,2H,CH2,J=16.0Hz),3.24~3.20(t,2H,CH2,J=16.0Hz),3.14~3.11(t,2H,CH2,J=12.0Hz),3.04~3.02(t,2H,CH2,J=8.0Hz),2.31~2.23(m,2H,CH2),1.77~1.76(m,4H,2×CH2);ESI-MS m/z:287.1(M-4HCl+1)+.
实施例6:制备a=1,n=4,m=4,p=4,X=H时的多胺衍生物(M6)
本实施例制备方法参照实施例2,其中,将实施例2中步骤2(制备化合物c)中的N-3-溴代丙基邻苯二甲酰亚胺更换为N-4-溴代丁基邻苯二甲酰亚胺,将实施例2步骤5(制备化合物g)中的2-甲基喹啉更换为4-甲基喹啉,其它不变。
如图6所示,是实施例6产物的1H NMR图谱,实验数据如下:
C18H32Cl4N4,产率83.5%,白色固体。1H NMR(CDCl3,400MHz)δH:9.20~9.19(d,1H,Ar-H,J=4.0Hz),8.43~8.41(d,1H,Ar-H,J=8.0Hz),8.32~8.29(d,1H,Ar-H,J=12.0Hz),8.23~8.19(t,2H,Ar-H,J=16.0Hz),8.17~8.15(d,1H,Ar-H,J=8.0Hz),8.09~8.05(d,1H,Ar-H,J=16.0Hz),5.13(s,2H,-CH2-NH),3.43~3.39(t,2H,CH2,J=16.0Hz),3.15~3.09(m,4H,2×CH2),3.05~3.02(t,2H,CH2,J=12.0Hz),1.96~1.72(m,8H,4×CH2;ESI-MS m/z:301.1(M-4HCl+1)+.
采用本发明方法制备的多胺衍生物,可用于制备神经元保护药物和神经元保护药物的先导化合物,其应用实验如下:
应用实验:
细胞培养条件:将PC12细胞接种于含10%(体积分数)小牛血清(杭州四季青公司生产)的DMEM培养液(美国Gibco公司生产)中。于37℃、5%CO2的环境中培养,2~3d换液,待细胞长至70%~80%单层后,用2.5g/l的胰蛋白酶消化传代培养,当传代细胞进入对数生长期时即可加药进行实验。
谷氨酸模型筛选多胺衍生物:取对数生长的PC12细胞接种于96孔板,待细胞铺满单层,用不含小牛血清的DMEM培养液洗两遍后,每孔加入含10%小牛血清的DMEM培养液100μl,分别与终浓度为5×10-5mol/l、1×10-5mol/l、5×10-6mol/l的本发明实施例产物M1、M3、M4、M5及终浓度为5×10-5mol/l的尼莫地平(Sigma公司生产)于37℃作用1~2h,然后加入终浓度为5×10-2mol/l的谷氨酸,37℃继续培养24h后,用噻唑蓝(MTT)比色法检测细胞活力。
细胞活力测试:在上述培养液中加入25μl浓度为5g/l的MTT溶液,37℃孵育4h。每孔加入100μl的裂解液(裂解液成分为:十二烷基硫酸钠SDS:80g,二甲基甲酰胺DMF:200ml,水:222ml,醋酸:16ml,37wt%盐酸:2ml)。37℃孵育24h。波长570nm测各孔光密度(OD)值。结果见表1。
表1本发明实施例产物的细胞活力测试值
注:损伤抑制率/%=(OD药物组-OD谷氨酸组)/(OD空白组-OD谷氨酸组)×100%
空白组:不含谷氨酸、本发明实施例产物M1、M3、M4、M5及尼莫地平;
谷氨酸组:含有谷氨酸但不含本发明实施例产物M1、M3、M4、M5及尼莫地平;
药物组:谷氨酸组添加本发明实施例产物M1、M3、M4、M5或尼莫地平。
表1中细胞活力测试结果表明:本发明所述多胺衍生物具有较好的体外神经元保护能力,且随着实施例产物浓度的增加,其体外细胞损伤抑制率也随之提高。实施例1产物M1(5×10-6mol/l)和实例4产物M4(5×10-5mol/l)的体外细胞损伤抑制率比市售药尼莫地平(5×10-5mol/l)的细胞损伤抑制率还要高。综上,本发明多胺衍生物可以实现对神经元的有效地保护,可用于制备神经元保护药物、神经元保护药物先导化合物。