CN101830848B

CN101830848B - 一种多胺衍生物及其制备方法和应用

Info

Publication number: CN101830848B
Application number: CN2010101528666A
Authority: CN
Inventors: 王超杰; 甘莹; 赵瑾; 姬汴生
Original assignee: Henan University
Current assignee: HENAN HAIHUI PHARMA-TECH Co Ltd
Priority date: 2010-04-22
Filing date: 2010-04-22
Publication date: 2012-05-30
Anticipated expiration: 2030-04-22
Also published as: CN101830848A

Abstract

本发明涉及一种多胺衍生物，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。此外，本发明还公开了该多胺衍生物的制备方法，该方法具有操作简便、条件温和、反应收率高等特点，本发明所述多胺衍生物能够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等。

Description

一种多胺衍生物及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于药物化合物领域，特别涉及一种多胺衍生物，此外，还涉及该多胺衍生物的制备方法以及其在制备神经元保护药物、神经元保护药物先导化合物方面的应用。

背景技术

多胺如腐胺(Put 1)、亚精胺(Spd 2)、精胺(Spm 3)广泛存在于原核及真核细胞中，是维持细胞生长的重要物质。研究发现，人工合成的多胺衍生物可以作为多胺生物合成的抑制剂，还可以作为潜在的细胞生长抑制剂和抗肿瘤药物。近些年来的研究还发现，多胺还可以作为一些神经元的离子通道调控器，尤其是与NMDA受体相关的Na⁺和Ca²⁺离子传导通道。多胺具有很好的血脑屏障通透性，可以作为自由基淬灭剂与一些离子通道相互作用，另外，一些含多胺结构的无脊椎动物毒素可以作为钙通道拮抗剂和谷氨酸受体拮抗剂。而且多胺还可以调节缺血性损伤的细胞反应。

在工业化城市，除了心血管疾病和肿瘤，脑中风是第三类常见的、易引起死亡的疾病。缺血介导的神经元缺失的病理生理学是很复杂的，大部分机制与缺血神经元损伤有关，包括过量的谷氨酸受体活化，电压依赖性离子通道的开启，线粒体膜电位的损耗，自由基的生成和一些蛋白酶的活化等。由谷氨酸的过量释放引起的兴奋性毒素损伤在局灶脑出血的发病机制中起着重要作用，谷氨酸受体抑制剂尤其是NMDA受体可以提供神经元保护，而NMDA抗结剂在一些显著位点可以产生非竞争性阻断，与谷氨酸或甘氨酸识别位点竞争，在这些位点多胺可以增强NMDA受体的功能。因此在神经元保护药物中引入多胺结构，设计、合成了一种新型结构的多胺衍生物，通过这些结构新颖的多胺衍生物来实现对神经元的保护。

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、CH₃、CH₂CH₃、(CH₂)₂CH₃或(CH₂)₃CH₃；

(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C_2-4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。

附图说明

图1是本发明实例1的¹HNMR图谱；

图2是本发明实例2的¹HNMR图谱；

图3是本发明实例3的¹HNMR图谱；

图4是本发明实例4的¹HNMR图谱；

图5是本发明实例5的¹HNMR图谱；

图6是本发明实例6的¹HNMR图谱。

实验仪器名称与型号：

Bruker AV-400型核磁共振仪(D₂O做溶剂)；

Esquire 3000型LC-MS质谱仪。

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)8_H：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)δ_H：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)δ_H：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)δ_H：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)δ_H：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)δ_H：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。

Claims

1.一种多胺衍生物，其特征在于，为以下通式化合物：

2.如权利要求1所述多胺衍生物，其特征在于，m＝3或4，n＝3或4，X＝H、CH₃或CH₂CH₃。

3.如权利要求2所述多胺衍生物，其特征在于，m＝4，X＝H。

4.一种如权利要求1所述衍生物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)以为原料，与BOC酸酐反应得到化合物b，其中m＝2、3或4，X＝H、CH₃、CH₂CH₃、(CH₂)₂CH₃或(CH₂)₃CH₃；

(2)化合物b溶于乙腈中，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C_2-4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；

(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；其合成路线如下：

5.如权利要求4所述衍生物的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为无水乙醇、甲醇或乙酸乙酯。

6.如权利要求5所述衍生物的制备方法，其特征在于，所述无机碱为K₂CO₃、KHCO₃、KOH、Na₂CO₃、NaHCO₃或NaOH。

7.如权利要求1至3任一所述衍生物在制备神经元保护药物中的应用。

8.如权利要求1至3任一所述衍生物在制备神经元保护药物先导化合物上的应用。