CN103242337A - 一种基于paf/ros双靶点的银杏内酯b衍生物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于PAF/ROS双靶点的银杏内酯B衍生物及其制备方法,其中银杏内酯B衍生物的结构通式由通式(I)和通式(II)表示:
Description
一、技术领域
本发明涉及银杏内酯B衍生物及其制备方法,具体地说是一种基于PAF/ROS双靶点的银杏内酯B衍生物及其制备方法,具有抑制血小板聚集、清除自由基、抑制氧化应激损伤等多重活性,可应用于脑缺血、脑梗塞等脑血管疾病的预防和治疗。
二、背景技术
脑血管疾病,又称脑中风、脑卒中,因其“高发病率、高病死率、高致残率、高复发率”极大地危害人类生命和健康。随着老年人口的不断增加和生活水平的提高,脑血管病的发病率呈不断上升的趋势。临床上脑血管病以缺血性为多见,约占患者总数的60-70%。现认为缺血性脑损伤是由兴奋性氨基酸毒性、钙超载、自由基损害、炎症细胞及细胞因子(PAF及肿瘤坏死因子)损害、NO的双重作用、细胞凋亡等因素相互激发、相互作用形成的“损伤级联反应”,最终导致神经细胞死亡或凋亡。
银杏叶提取物(ginkgo biloba extract,GBE)是治疗脑缺血的临床一线药物,其有效成分以黄酮类和萜内酯类化合物为主(含总黄酮苷≥24%和银杏总内酯≥6%),它们分别具有抗氧化和抗血小板聚集的功能。银杏内酯是一种具有高度专属性的血小板活化因子(platelet-activating factor,PAF)受体拮抗剂,其中以银杏内酯B(Ginkgolide B,GB)的PAF受体拮抗活性最强,从而使GB成为银杏开发中的热门单体。为提高GB的PAF受体拮抗活性、改善水溶性等,许多GB的衍生物被合成并得到研究。目前对于GB结构改性的报道主要集中在对10-位羟基的改造,在1-位或7-位改造的报道较少。
Park等以GB为骨架合成了一系列10-位或1,10-位醚化产物(III),其中以10-位引入取代苄基生成单醚化产物为主,个别情况下可得到1,10-位双醚化产物(WO9518131)。
Nakanishi等以GB为骨架合成了一系列10-位醚化或酯化产物(IV)(Journal of Medicinal Chemistry,2002,45(18):4038-4046),其PAF受体的抑制常数Ki在0.09~0.15μM,明显优于GB的0.56μM;另外还合成了一系列7-位取代的GB衍生物(V)(Journal of Medicinal Chemistry, 2003,46(4):601-608),这些化合物大多也具有较好的PAF受体抑制活性,它们有望成为良好的PAF受体拮抗剂。
秦引林等合成了一系列水溶性增强的GB衍生物(公开号:CN1837212A),其结构如下所示(VI),当R2=COOH,这类化合物可成钠盐;R2=NR3R4时,这类化合物可成盐酸盐。这一系列化合物在成盐后,其水溶性、生物利用度及疗效均有一定的提高和增强。
此外,秦引林还报道一系列氮烷烃类GB衍生物(授权公布号:CN101323621B),结构如下所示(VII),其化合物10-O-二甲基胺基乙基银杏内酯B(R1=CH2CH2,R2=R3=CH3)具有明显的解热镇痛、抵抗各种急慢性炎症作用(公开号:CN102068426A);甲磺酸10-O-二甲基胺基乙基银杏内酯B半水结晶物可抑制PAF诱导的血小板聚集(ZL200710024748.5)。
杨振强等合成一系列GB水溶性氨基酸酯衍生物(公开号:CN 101880286 A),结构如下式(VIII)所示,它们的药用盐不仅改善了水溶性,同时对小鼠急性缺血缺氧及大鼠缺血再灌注都有一定的保护作用。
活性氧(reactive oxygen species,ROS)也是脑缺血损伤的主要因素之一,近年来,医学界对抗氧化剂在神经保护治疗方面给予了高度的关注,自由基清除剂能最大限度地保护脑组织,降低中风的危险。自由基清除剂依达拉奉的临床试验表明,依达拉奉在治疗缺血性脑卒中急性期伴神经症状治疗非常有效;硫辛酸作为一种“万能抗氧化剂”,它对缺血再灌注损伤有较好的预防和治疗作用,可使脑缺血再灌注后大脑GSH-Px、SOD活力显著升高,MDA含量显著降低。
三、发明内容
本发明旨在提供一种基于PAF/ROS双靶点的银杏内酯B衍生物及其制备方法,所要解决的技术问题是遴选合适的分子结构使其具有较优的抗血小板聚集活性和抗氧化活性,并且具有低毒性和易制备的特点。
本发明解决技术问题采用如下技术方案:
本发明基于PAF/ROS双靶点的银杏内酯B衍生物,是银杏内酯B的吡唑啉酮类衍生物,其结构由以下通式(I)表示:
通式(I)中R1独立的表示-Me、-Ph、-(2-ClPh)、-(2-MePh)、-(4-ClPh)、-(4-MePh)或-Naphth;R2独立的表示-Me、-Pr、-CF3或-(t-Bu);m=1-4。
本发明基于PAF/ROS双靶点的银杏内酯B衍生物的制备方法,包括酰氯化反应、醚化反应以及后处理各单元过程:
所述酰氯化反应是将吡唑啉酮、卤代烷基酰氯及碱按摩尔比1:1:2的比例加入有机溶剂中,加热回流反应1-3小时,得到中间体A;
所述吡唑啉酮的结构通式为:
其中R1独立的表示-Me、-Ph、-(2-ClPh)、-(2-MePh)、-(4-ClPh)、-(4-MePh)或-Naphth;R2独立的表示-Me、-Pr、-CF3或-(t-Bu);
所述卤代烷基酰氯的结构通式为:
其中m=1-4;X=-Br或-Cl;
所述中间体A的结构通式为:
其中R1独立的表示-Me、Ph、-(2-ClPh)、-(2-MePh)、-(4-ClPh)、-(4-MePh)或-Naphth;R2独立的表示-Me、-Pr、-CF3或-(t-Bu);m=1-4;X=-Br或-Cl。
所述醚化反应是将中间体A与银杏内酯B及碱按摩尔比(1-2):1:(2-3)的比例加入有机溶剂中,常温反应15-20小时或回流反应2-3小时,柱层析分离纯化得到目标产物(I);其中柱层 析所用的洗脱剂为石油醚和丙酮混合溶剂(体积比4-1:1)。
酰氯化反应中所述碱选自碱金属碳酸盐、碱金属碳酸氢盐、碱土金属的氢氧化物、三乙胺或吡啶;
醚化反应中所述碱选自碱金属碳酸盐、碱金属氢氧化物、碱土金属的氢氧化物、钠氢、钾氢、醇钠或醇钾。
酰氯化反应中所述有机溶剂选自二氧六环、四氢呋喃、N,N′-二甲基甲酰胺、丙酮、三氯甲烷或二氯甲烷;
醚化反应中所述有机溶剂选自乙腈、四氢呋喃、丙酮、N,N′-二甲基甲酰胺或二氯甲烷。
反应过程如下:
本发明基于PAF/ROS双靶点的银杏内酯B衍生物,是银杏内酯B的硫辛酸酯类衍生物,其特征在于其结构由通式(II)表示:
本发明基于PAF/ROS双靶点的银杏内酯B衍生物是通过酯化反应制得,具体是将硫辛酸、 银杏内酯B、脱水剂和催化剂按摩尔比(1-1.5):1:(1-1.5):0.1的比例加入有机溶剂中,室温下反应15-20小时,柱层析分离纯化得到目标产物(II);其中柱层析所用的洗脱剂为石油醚和丙酮混合溶剂(体积比4-1:1)。
所述硫辛酸的结构通式为:
所述脱水剂为二环己基碳酰亚胺,所述催化剂为4-二甲氨基吡啶(DCC/DMAP);或所述脱水剂为1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺,所述催化剂为4-二甲氨基吡啶(EDC/DMAP);或所述脱水剂为1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺,所述催化剂为1-羟基苯并三唑(EDC/HOBt)。
所述有机溶剂选自乙腈、四氢呋喃、丙酮、N,N′-二甲基甲酰胺、二氯甲烷中的一种或几种。
反应过程如下:
本发明基于PAF/ROS双靶点的两类银杏内酯B衍生物具有抑制血小板聚集、清除自由基、抑制氧化应激损伤等多重作用,其中银杏内酯B的吡唑啉酮类衍生物(目标产物(I))抗PAF诱导的血小板聚集略强于GB,且保留了母体药物依达拉奉(1-苯基-3-甲基-5-吡唑啉酮)较强的直接清除自由基的作用;而银杏内酯B的硫辛酸酯类衍生物(目标产物(II))抗PAF诱导的血小板聚集作用与GB相当或略低,且保留了母体药物硫辛酸的较优的抑制脂质过氧化作用,这两类GB衍生物可作为改良的PAF受体拮抗剂或PAF/ROS双靶点药物应用于脑血管疾病的预防和治疗。
与已有技术相比,本发明的有益效果体现在:
1、与现有药物依达拉奉、硫辛酸、银杏内酯B等的单作用靶点相比,本发明的银杏内 酯B衍生物可作用于PAF/ROS两个靶点,通过抑制PAF诱导的血小板聚集、直接清除活性氧、抑制氧化应激损伤等多途径干预脑缺血的损伤机制,从而更有效地预防和治疗脑缺血、脑梗塞等疾病。
2、本发明的银杏内酯B衍生物具有与GBE类似的治疗机制,如抗血小板聚集、抗氧化等,但有效避免了GBE中70%的不明物/非限定物质造成的药品质控困难和药效不稳,同时减小了人体代谢负荷和安全隐患,有利于患者长期用药。
四、具体实施方式
实施例1:中间体A的合成—1-苯基-3-甲基-4-(2`-溴乙酰基)-5-吡唑啉酮
称取4.5g1-苯基-3-甲基-5-吡唑啉酮及3.8g Ca(OH)2于反应瓶中,加入70ml1,4-二氧六环作为反应介质。随后滴加2ml溴乙酰氯至反应体系,15min内滴毕,加热回流反应1h。反应结束后,过滤除去不溶的Ca(OH)2,并向反应体系中加入30ml1mol/L盐酸水溶液,收集生成的晶体,MeOH-H2O重结晶得到产物4.95g,产率65%。
1H NMR(CDCl3,500MHz):7.58-7.64(m,2H),7.18-7.26(m,2H),6.98-7.02(m,1H),4.32(s,2H),3.27(s,1H),0.87(s,3H).
实施例2:中间体A的合成—1-甲基-3-三氟甲基-4-(4`-溴丁酰基)-5-吡唑啉酮
合成过程如实施例1,不同的是将实施例1中1-苯基-3-甲基-5-吡唑啉酮替换为1-甲基-3-三氟甲基-5-吡唑啉酮。产率57%。
1H NMR(CDCl3,500MHz):3.45(t,2H),3.31(s,1H),2.64(s,3H),2.45(t,2H),2.11(m,2H).
实施例3:目标产物(I-1)的合成
称取0.85g GB和0.83g无水K2CO3于反应瓶中,加入30ml CH3CN作为反应溶剂,随后滴加1-苯基-3-甲基-4-(2`-溴乙酰基)-5-吡唑啉酮0.885g的CH3CN溶液,30min内滴毕,室温继续反应20h。反应结束后,过滤除去不溶物,滤液减压浓缩,加入20ml2mol/L盐酸水溶液并用CH2Cl2或CHCl3萃取三次,合并萃取液,水洗,无水MgSO4干燥。减压浓缩得粗品,柱层析分离纯化,石油醚/丙酮=2:1为洗脱剂,最终得到无色固体0.918g,产率为72%。
1H NMR(500MHz,CD3COCD3):7.57-7.63(m,2H),7.15-7.23(m,2H),7.00-7.04(m,1H),6.00(s,1H,H-12),5.61(d,J=3.5Hz,1H,H-6),4.97(s,1H,H-10),4.66(d,J=7.7Hz,1H,H-2),4.50(s,2H),4.38(d,J=7.7Hz,1H,H-1β),3.27(s,1H),3.07(q,J=7.1Hz,1H,H-14),2.27(m,1H,H-7β),2.17(m,1H,H-7α),1.98(m,1H,H-8),1.28(d,J=7.0Hz,3H,H-16),1.11(s,9H,t-Bu).0.87(s,3H).
实施例4:目标产物(I-2)的合成
合成过程同实施例3,不同的是将实施例3中的1-苯基-3-甲基-4-(2`-溴乙酰基)-5-吡唑啉酮替换为1-甲基-3-三氟甲基-4-(4`-溴丁酰基)-5-吡唑啉酮。产率67%。
1H NMR(500MHz,CD3COCD3):6.03(s,1H,H-12),5.61(d,J=3.5Hz,1H,H-6),4.98(s, 1H,H-10),4.66(d,J=7.7Hz,1H,H-2),4.38(d,J=7.7Hz,1H,H-1β),3.51(t,2H),3.27(s,1H),3.07(q,J=7.1Hz,1H,H-14),2.60(s,3H),2.43(t,2H),2.27(m,1H,H-7β),2.17(m,1H,H-7α),2.09(m,2H).1.98(m,1H,H-8),1.28(d,J=7.0Hz,3H,H-16),1.11(s,9H,t-Bu).
实施例5:目标产物(II-1)的合成
称取2.12g GB与1.34g硫辛酸于反应瓶中,加入80ml CH3CN作为反应溶剂。0℃冰水浴搅拌下,分次加入65mg DMAP和1.25g EDC·HCl,反应混合物在冰水浴下反应1小时,室温继续反应16h。反应结束后,反应液减压浓缩至干,粗产物溶于乙酸乙酯(约100ml),并用质量浓度5%NaHCO3水溶液洗涤二次,饱和食盐水洗一次,收集乙酸乙酯萃取液,无水Na2SO4干燥。浓缩得粗品,硅胶柱层析分离纯化,洗脱剂为石油醚/丙酮=1/1,收集相应组分的洗脱液,减压浓缩得到白色固体1.62g,即为目标产物,产率53%。
1H NMR(500MHz,d-DMSO)6.39(s,1H,H-10α),6.14(s,1H,H-12),5.62(d,J=3.6Hz,1H,H-6),4.66(d,J=7.6Hz,1H,H-2),4.41(d,J=7.4Hz,1H,H-1β),3.07(q,J=7.0Hz,1H,H-14),2.52-2.60(m,3H),2.32(m,1H,H-7β),2.23(t,2H),2.07(m,1H H-7α),1.86-1.97(m,3H,H-8),1.56-1.71(m,4H),1.26-1.30(m,2H),1.35(d,J=7.0Hz,3H,H-16),1.08(s,9H,t-Bu).
实施例6:目标产物(II-2)的合成
合成过程同实施例5,不同的是将实施例5中的硫辛酸替换为二氢硫辛酸(6,8-二巯基辛酸)。产率61%。
1H NMR(500MHz,d-DMSO)6.30(s,1H,H-10α),6.10(s,1H,H-12),5.61(d,J=3.6Hz,1H,H-6),4.66(d,J=7.6Hz,1H,H-2),4.37(d,J=7.4Hz,1H,H-1β),3.05(q,J=7.0Hz,1H,H-14),2.50-2.58(m,3H),2.34(m,1H,H-7β),2.20(t,2H),2.08-2.11(m,1H H-7α),1.78-1.95(m,3H,H-8),1.55-1.73(m,4H),1.27-1.31(m,2H),1.35(d,J=7.0Hz,3H,H-16),1.08(s,9H,t-Bu).
实施例7:抑制PAF诱导的血小板聚集活性测定
健康新西兰白兔腹主动脉插管取血,以3.8%枸橼酸钠抗凝(血与抗凝剂体积比为9:1),室温下200g离心10min制备富血小板血浆(Platelet rich plasma,PRP)及贫血小板血浆(Platelet poor plasma,PPP)。精密吸取1μL不同浓度(2、4、8、16μM)的GB、(I-1)(I-2)(II-1)(II-2)溶液或GBE溶液加入到200μL PRP中,空白对照组加入等体积DMSO,37℃孵育3min后,用PPP调零,再加入5μg/ml的PAF溶液5μL,于37℃搅拌条件下观察用药前后PRP在5min内的最大聚集率,按照下式计算血小板聚集抑制率,并计算半数抑制浓度IC50(μM或μg/ml),实验结果如表1所示:
表1目标化合物拮抗PAF诱导的血小板聚集活性
化合物 | IC50(μM) | IC50(μg/ml) |
(I-1) | 7.59 | 4.6 |
(I-2) | 7.14 | 4.7 |
(II-1) | 8.43 | 5.2 |
(II-2) | 8.56 | 5.3 |
GB | 8.35 | 3.5 |
GBE | 107.8 |
表1的结果表明:对GB进行结构修饰后其抗血小板聚集活性仍然保留或略有增强。相比而言,GB的醚化修饰产物(I-1)(I-2)较酯化修饰产物(II-1)(II-2)的抗血小板聚集活性略强。
实施例8:抑制·OH的活性测定
采用Fenton反应产生·OH,邻二氮菲与Fe2+能形成红色的络合物,在536nm处有最大吸收峰;当加入H2O2后,Fe2+被·OH氧化为Fe3+,从而536nm处最大吸收峰消失。
取磷酸盐缓冲溶液、邻二氮菲、硫酸亚铁、目标物、H2O2溶液,混合后在37℃反应,在536nm处测吸光度值As。对照组不加目标物和H2O2溶液,在同样条件下测定吸光度A;空白组不加目标物溶液,测定吸光度A0。按下式计算OH·清除率,并求出目标物清除·OH的IC50值,实验结果如表2所示:
表2目标化合物抑制·OH的活性
化合物 | IC50(μM) | IC50(μg/ml) |
(I-1) | 8.9 | 5.7 |
(I-2) | 10.3 | 6.8 |
(II-1) | 25.3 | 15.5 |
(II-2) | 18.7 | 11.5 |
GBE | 18.9 | |
依达拉奉 | 5.8 | 1.2 |
硫辛酸 | 12.5 | 2.6 |
二氢硫辛酸 | 4.8 | 1.0 |
表2的结果表明:在GB结构上缀合清除活性氧的喹唑啉酮或硫辛酸基团后,其GB衍生物均具有一定程度清除·OH的能力;但与各自清除活性氧的母体药物(如:依达拉奉、硫辛酸、二氢硫辛酸)相比,其GB衍生物的·OH清除能力都略有降低。两类衍生物中,以银杏内酯B的吡唑啉酮类衍生物的清除自由基作用较强。
实施例9:对脑缺血再灌注损伤大鼠脑梗塞范围及脂质过氧化的保护作用影响
将SD大鼠随机分为假手术组、缺血对照组、GB给药组、(I-1)给药组、(II-2)给药组。采用线栓法局灶性大鼠缺血模型,每组8只,各组动物于缺血即刻于腹腔给药一次,12小时后再予以相同剂量和方式给药一次。假手术组与模型组给予等量的溶媒。
动物于缺血1小时再灌注21小时后断头,迅速置于冰盘上取脑,去掉嗅球、小脑和低位脑干,将大脑均匀切成6片置于TTC染液中(每5mL染液中含4%TTC1.5mL,1mol/L K2HPO4 0.1mL),37℃孵箱孵育15min,孵育后将其转入10%甲醛溶液固定。脑缺血经TTC染色后的结果为非缺血区呈玫瑰红色,缺血部分呈白色,将其用小刀剔出,称重。计算脑梗塞指数。其中:脑梗塞指数=脑梗塞重量/脑重量×100%,结果如表3所示:
表3目标化合物对大鼠局灶性脑缺血再灌注的影响(x±s)
化合物 | 给药剂量(mg/Kg) | 梗塞指数(%) |
模型组 | 17.5±3.2 | |
假手术组 | 0.0 | |
(I-1) | 7.5 | 10.8±3.4 |
(II-2) | 7.2 | 12.0±3.2 |
GB | 5 | 11.7±2.8 |
GBE | 30 | 12.1±2.9 |
动物于缺血1小时再灌注21小时后断头,于冰盘上取脑,去除嗅球与低位脑干,称重后,以生理盐水1:9在冰水浴中匀浆制成10%脑组织匀浆,按各测定指标要求处理得上清液,测定SOD活性、MDA含量、NO含量、GSH-PX活力等氧化应激相关指标,结果如表4所示。
表4目标化合物对缺血大鼠脑组织中氧化应激相关指标的影响(x±s)
表3和表4的结果表明:与缺血模型组相比,目标物(I-1)和(II-2)均能有效减小大鼠脑梗塞范围,在一定程度上抑制脑缺血造成的氧化应激损伤,其改善作用不低于GB或GBE。两类衍生物中,以银杏内酯B的硫辛酸酯类衍生物的抑制脂质氧化作用较强。
实施例10:目标产物(I-1)(II-2)的小鼠急性毒性实验
实验动物:昆明鼠,体重18-22g,雌雄各半,适应性饲养3-4天后进行预试验及正式试验。
药品配制:将目标产物(I-1)、目标产物(II-2)溶于PEG400/EtOH中,最大溶解度分别达到120mg/ml和200mg/ml。
实验方法:分别通过小鼠尾静脉注射目标产物(I-1)及目标产物(II-2)(500、350、245、172、120、84、58.8、41.2mg/kg),注射体积以0.1ml/20g体重计算,采用等容量不等浓度单次尾静脉注射给药,每天观察记录动物的外观、精神、行为、摄食等毒性反应和死亡分布情况,连续观察小鼠14天。
实验结果:用Bliss法计算半数致死剂量(LD50)及其95%可信限,小鼠尾静脉注射目标产物(I-1)的LD50为238.41mg/kg,95%可信区间为(162.9~440.51)mg/kg;目标产物(II-2)的LD50为279.59mg/kg,95%可信区间为(183.09~660.88)mg/kg。表明目标产物(I-1)、目标产物(II-2)的毒性相对较小,临床使用相对安全。
Claims (8)
2.一种权利要求1所述的银杏内酯B衍生物的制备方法,包括酰氯化反应、醚化反应以及后处理各单元过程,其特征在于:
所述酰氯化反应是将吡唑啉酮、卤代烷基酰氯及碱按摩尔比1:1:2的比例加入有机溶剂中,加热回流反应1-3小时,得到中间体A;
所述吡唑啉酮的结构通式为:
其中R1独立的表示-Me、-Ph、-(2-ClPh)、-(2-MePh)、-(4-ClPh)、-(4-MePh)或-Naphth;R2独立的表示-Me、-Pr、-CF3或-(t-Bu);
所述卤代烷基酰氯的结构通式为:
其中m=1-4;X=-Br或-Cl;
所述醚化反应是将中间体A与银杏内酯B及碱按摩尔比(1-2):1:(2-3)的比例加入有机溶剂中,常温反应15-20小时或回流反应2-3小时,柱层析分离纯化得到目标产物(I)。
3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于:
酰氯化反应中所述碱选自碱金属碳酸盐、碱金属碳酸氢盐、碱土金属的氢氧化物、三乙胺或吡啶;
醚化反应中所述碱选自碱金属碳酸盐、碱金属氢氧化物、碱土金属的氢氧化物、钠氢、钾氢、醇钠或醇钾。
4.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于:
酰氯化反应中所述有机溶剂选自二氧六环、四氢呋喃、N,N′-二甲基甲酰胺、丙酮、三氯甲烷或二氯甲烷;
醚化反应中所述有机溶剂选自乙腈、四氢呋喃、丙酮、N,N′-二甲基甲酰胺或二氯甲烷。
7.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于:
所述脱水剂为二环己基碳酰亚胺,所述催化剂为4-二甲氨基吡啶;或所述脱水剂为1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺,所述催化剂为4-二甲氨基吡啶;或所述脱水剂为1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺,所述催化剂为1-羟基苯并三唑。
8.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于:
所述有机溶剂选自乙腈、四氢呋喃、丙酮、N,N′-二甲基甲酰胺、二氯甲烷中的一种或几种。
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