CN104327069A

CN104327069A - 9-取代氨基-13-烃基双取代小檗碱衍生物及其制备方法和应用

Info

Publication number: CN104327069A
Application number: CN201410486977.9A
Authority: CN
Inventors: 杨帆; 王静; 李佳; 汤杰; 李静雅; 于丽芳; 段亚南; 刘婷; 计悦阳; 白捷
Original assignee: Shanghai Institute of Materia Medica of CAS; East China Normal University
Current assignee: Shanghai Institute of Materia Medica of CAS; East China Normal University
Priority date: 2014-09-22
Filing date: 2014-09-22
Publication date: 2015-02-04
Anticipated expiration: 2034-09-22
Also published as: CN104327069B

Abstract

本发明公开了式(I)9-取代氨基-13-烃基双取代小檗碱衍生物及其制备方法，小檗碱与丙酮在氢氧化钠作用下生成二氢小檗碱化合物，将其与溴代化合物在乙腈溶剂中反应得到13-取代小檗碱衍生物，进而与胺在乙醇溶剂中反应得到式(I)化合物。本发明还公开了式(I)9-取代氨基-13-烃基双取代小檗碱衍生物在制备促进葡萄糖消耗药物中的应用，其在代谢性疾病治疗药物方面具有潜在的应用前景。

Description

9-取代氨基-13-烃基双取代小檗碱衍生物及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于医药技术领域，涉及一种9-取代氨基-13-烃基双取代小檗碱衍生物及其制备方法和应用。

背景技术

1997年，世界卫生组织将糖尿病确认为一个全球性的健康问题。糖尿病是一组以高血糖为特点的综合症。临床上，病人可分为胰岛素依赖型糖尿病(1型糖尿病)和非胰岛素依赖糖尿病(2型糖尿病)。1型糖尿病属于自体免疫性疾病，可能是由于自体免疫系统破坏产生胰岛素的β细胞引起的。2型糖尿病是由于组织细胞的胰岛素抵抗(通俗地说，就是细胞不再同胰岛素结合，使得进入细胞内部参与生成热量的葡萄糖减少，留在血液中的葡萄糖增多)、β细胞功能衰退或其它多种原因引起的。它是一种多因素引起的疾病，所有患糖尿病人群中，大约90％的患者为2型糖尿病。如果2型糖尿病未得到足够的控制，则会引起一些并发症，如视网膜病变，慢性肾衰竭、包括动脉粥样硬化的心血管系统疾病，并导致死亡率上升。早期2型糖尿病患者可以通过健康饮食、适量运动来控制糖尿病。为了良好控制血糖的水平，患者除了要改变生活方式和饮食，还要注射胰岛素或者口服降血糖的药物。

目前治疗2型糖尿病常用的口服药有双胍类、磺酰脲类、α-葡萄糖苷酶抑制药。近年来新型噻唑烷二酮类(TZDs)胰岛素增敏药(如罗格列酮)的上市，为2型糖尿病的治疗提供了全新的用药选择，但长期使用存在体质量增加、水肿等副作用。小檗碱(Berberine，BBR)为黄连中分离出的一种异喹啉生物碱，在传统中医药中被长期用于治疗由细菌感染引起的胃肠道疾病，在中国小檗碱作为一个传统的中药用于治疗糖尿病的历史可以追溯到公元500年。自从1988年以来，一些小组相继报道了小檗碱在临床上治疗2型糖尿病患者有利的代谢效应。小檗碱作为天然化合物，降糖效果好、副作用小，对治疗伴有并发症的糖尿病患者具有独特优势，但迄今为止尚未开发成真正的治疗糖尿病药物，关键是小檗碱的临床效果无法与现有的双胍类和磺酰脲类相比，因此在小檗碱的基础上进行适当的结构修饰以提高其降糖活性变得非常重要。

发明内容

本发明提供了一种具有式(I)结构的9-取代氨基-13-烃基双取代小檗碱衍生物及其制备方法和用途。本发明9-取代氨基-13-烃基双取代小檗碱衍生物具有如下结构通式(I)：

式(I)中，R₁为苯基、对甲基苯基、间氟苯基、对氟苯基、对异丙基苯基、对甲氧基苯基或正丁基；R₂为正丁基、正戊基、羟丙基或羟乙基。

优选地，R₁为苯基、对甲基苯基、间氟苯基、对甲氧基苯基。

优选地，R₂为正丁基、羟丙基。

本发明还提出了9-取代氨基-13-烃基双取代小檗碱衍生物的制备方法，包括以下步骤：

(1)原料小檗碱与丙酮在氢氧化钠的作用下生成二氢小檗碱化合物；

(2)前述制得的二氢小檗碱化合物与溴代化合物在乙腈溶剂中反应得到13-取代小檗碱衍生物；

(3)前述制得的13-取代小檗碱衍生物与胺在乙醇溶剂中反应得到式(I)9-取代氨基-13-烃基双取代小檗碱衍生物。

本发明制备方法的反应路线，如下所示：

其中，步骤(1)中，所述丙酮与小檗碱的当量比为4～6∶1；优选地，所述丙酮与小檗碱的当量比为5∶1。其中，所述氢氧化钠浓度选用5N。

其中，步骤(2)中，所述二氢小檗碱化合物(式(i)化合物)与溴代化合物的当量比为1∶1.2～1.8；优选地，所述二氢小檗碱化合物式(i)与溴代化合物的当量比为1∶1.5。

其中，步骤(3)中，所述13-取代小檗碱衍生物(式(ii)化合物)与胺的当量比为1∶35～45；优选地，所述13-取代小檗碱衍生物(式(ii)化合物)与胺的当量比为1∶40。

其中，步骤(3)中，所述13-取代小檗碱衍生物(式(ii)化合物)与胺的反应中溶剂为无水乙醇。

本发明还提出了一种式(I)9-取代氨基-13-烃基双取代小檗碱衍生物在制备促进葡萄糖消耗的药物中的应用。在具体实施例中，本发明式(I)化合物在细胞水平具有促进葡萄糖消耗的作用，其中化合物I_a(R₁＝C₆H₅，R₂＝CH₂CH₂CH₂CH₃)，I_b(R₁＝4-MeC₆H₄，R₂＝CH₂CH₂CH₂CH₃)，I_c(R₁＝3-FC₆H₄，R₂＝CH₂CH₂CH₂CH₃)，I_g(R₁＝4-OMeC₆H₄，R₂＝CH₂CH₂CH₂CH₂CH₃)在5μM浓度下促进葡萄糖消耗的作用强于10μM Berberine，可达Berberine的1.3倍。本发明式(I)9-取代氨基-13-烃基双取代小檗碱衍生物可促进葡萄糖消耗，其与现有技术具有不同结构，可用于发展新型治疗II型糖尿病药物。

附图说明

图1表示本发明式(I)化合物在细胞水平上表现出对葡萄糖消耗的明显促进，其中，图1(A)表示式(I)化合物对L6肌管细胞葡萄糖消耗的影响(与DMSO比较)，图1(B)表示式(I)化合物对L6肌管细胞葡萄糖消耗的影响(与Berberine比较)。

具体实施方式

结合以下具体实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的保护内容不局限于以下实施例。在不背离发明构思的精神和范围下，本领域技术人员能够想到的变化和优点都被包括在本发明中，并且以所附的权利要求书为保护范围。实施本发明的过程、条件、试剂、实验方法等，除以下专门提及的内容之外，均为本领域的普遍知识和公知常识，本发明没有特别限制内容。以下实施例所用的原料均为市售分析纯化学品。

实施例1化合物I_a(R₁＝C₆H₅，R₂＝CH₂CH₂CH₂CH₃)的制备。

将盐酸小檗碱(5.0g，13.5mmol)溶于5N NaOH(23mL)，边搅拌边逐滴加入丙酮(5mL)，滴完后室温搅拌1h，过滤得到的固体用80％甲醇溶液洗涤(10ml×3)，得到黄色固体i 4.15g，产率为83％。

将化合物i(4.0g，10.2mmol)溶于乙睛(50ml)，加入NaI(1.87g，12.5mmol)，苄溴(2.61g，15.3mmol)，在80C温度下回流4h。浓缩后柱层析分离(三氯甲烷/甲醇＝12/1)得黄色化合物ii(R₁＝C₆H₅)3.80g，产率为75％。

化合物ii(R₁＝C₆H₅)(505.1mg，1mmol)溶于无水乙醇(10mL)，加入丁胺(4mL，40mmol)，加热回流，点板跟踪反应直至化合物ii反应完全。反应结束后浓缩反应液，柱层析分离(氯仿/甲醇＝8/1)得红色化合物Ia(R₁＝C₆H₅，R₂＝CH₂CH₂CH₂CH₃)300mg，产率为55％。¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ10.92(s，1H)，7.29～7.42(m，4H)，7.12(d，J＝7.3Hz，2H)，7.06(d，J＝8.9Hz，1H)，6.93(s，1H)，6.85(s，1H)，6.63(s，1H)，5.99(s，2H)，5.11(s，2H)，4.58(s，2H)，3.91(s，3H)，3.85～3.88(m，2H)，3.13(t，J＝5.5Hz，2H)，1.75～1.82(m，2H)，1.42～1.52(m，2H)，0.96(t，J＝7.3Hz，3H).¹³C NMR(100MHz，CD₃OD)δ14.28，21.12，29.40，34.45，37.15，50.88，57.32，58.47，103.52，109.31，109.81，116.81，118.59，121.87，123.57，127.96，129.22，130.27，131.55，134.42，134.78，140.20，140.28，147.03，148.54，151.26.ESI-HRMS(m/z)：[M-Br]⁺calcd.for C₃₀H₃₁N₂O₃，467.2329；found 467.2342.

实施例2化合物I_b(R₁＝4-MeC₆H₄，R₂＝CH₂CH₂CH₂CH₃)的制备。

将实施例1中的原料苄溴替换为对甲基苄溴，参照实施例1的实验方法得到化合物I_b，三步反应总收率为37％。红色固体；¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ10.93(s，1H)，7.40(d，J＝8.9Hz，1H)，7.16(d，J＝7.8Hz，2H)，7.06(d，J＝8.9Hz，1H)，7.02-6.93(m，3H)，6.84(s，1H)，6.65(s，1H)，5.99(s，2H)，5.10(s，2H)，3.90(s，3H)，3.86(t，J＝7.1Hz，2H)，3.12(t，J＝5.6Hz，2H)，2.35(s，3H)，1.74-1.82(m，2H)，1.52-1.40(m，2H)，0.96(t，J＝7.3Hz，3H).¹³C NMR(100MHz，CDCl₃)δ14.03，20.23，21.06，28.90，33.62，36.10，47.39，55.69，101.89，108.42，108.96，112.70，116.32，120.52，123.56，127.77，129.29，130.03，132.93，133.46，135.16，135.36，136.71，139.97，145.78，146.49，147.11，149.55.ESI-HRMS(m/z)：[M-Br]⁺calcd.for C₃₁H₃₃N₂0₃，481.2483；found481.2483.

实施例3化合物I_c(R₁＝3-FC₆H₄，R₂＝CH₂CH₂CH₂CH₃)的制备。

将实施例1中的原料苄溴替换为间氟苄溴，参照实施例1的实验方法得到化合物I_c，三步反应总收率为41％。红色固体；¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ10.90(s，1H)，7.42(d，J＝8.8Hz，1H)，7.34(dd，J＝14.1，7.9Hz，1H)，7.02-6.99(m，2H)，6.94-6.81(m，4H)，6.63(s，1H)，6.01(s，2H)，5.11(s，2H)，4.56(s，2H)，3.92(s，3H)，3.90-3.88(m，2H)，3.13(t，J＝5.7Hz，2H)，1.83-1.74(m，2H)，1.50-1.45(m，2H)，0.96(t，J＝7.4Hz，3H).¹³C NMR(100MHz，CDCl₃)δ14.02，20.22，28.88，33.63，36.26，47.49，56.69，101.98，108.62，112.68，114.11，114.32，114.91，116.05，120.28，123.37，123.56，128.09，130.94，131.02，133.09，135.53，140.21，140.86，146.02，146.58，147.19，149.72.ESI-HRMS(m/z)：[M-Br]⁺calcd.for C₃₀H₃₀FN₂O₃，485.2235；found 485.2233.

实施例4化合物I_d(R₁＝C₆H₅，R₂＝CH₂CH₂CH₂OH)的制备。

将实施例1中的原料正丁胺替换为丙醇胺，参照实施例1的实验方法得到化合物I_d，三步反应总收率为44％。红色固体；¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ10.75(s，1H)，7.45(d，J＝8.9Hz，1H)，7.38-7.30(m，3H)，7.11-7.17(m，3H)，6.94(s，1H)，6.85(s，1H)，6.27(s，1H)，5.99(s，2H)，5.11(s，2H)，4.60(s，2H)，4.14-3.82(m，7H)，3.15(t，J＝5.7Hz，2H)，2.01(dt，J＝11.4，5.8Hz，2H).¹³C NMR(100MHz，CDCl₃)δ28.92，33.16，36.51，45.56，56.68，57.28，59.12，101.94，108.49，108.89，113.83，116.77，120.35，123.07，127.12，127.91，129.45，133.05，133.36，135.76，138.25，139.64，145.83，147.00，147.17，149.70.ESI-HRMS(m/z)：[M-Br]⁺calcd.for C₂₉H₂₉N₂O₄，469.2122；found 469.2121.

实施例5化合物I_e(R₁＝4-MeC₆H₄，R₂＝CH₂CH₂CH₂OH)的制备。

将实施例1中的原料苄溴替换为对甲基苄溴、正丁胺替换为丙醇胺，参照实施例1的实验方法得到化合物I_e，三步反应总收率为25％。红色固体；¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ10.74(s，1H)，7.45(d，J＝8.9Hz，1H)，7.16(d，J＝7.1Hz，3H)，7.00-6.97(m，3H)，6.85(s，1H)，6.25(s，1H)，5.99(s，2H)，5.11(s，2H)，4.55(s，2H)，4.00-3.88(m，7H)，3.15(t，J＝5.4Hz，2H)，2.35(s，3H)，1.99-2.02(m，2H).¹³C NMR(100MHz，CDCl₃)δ21.04，28.90，33.13，36.11，45.53，56.66，57.27，59.10，101.91，108.45，108.94，113.91，116.81，120.38，123.07，127.76，129.79，130.05，133.00，133.42，135.08，136.75，139.54，145.72，146.97，147.13，149.65.ESI-HRMS(m/z)：[M-Br]⁺calcd.for C₃₀H₃₁N₂O₄，483.2278；found 483.2280.

实施例6化合物I_f(R₁＝3-FC₆H₄，R₂＝CH₂CH₂CH₂OH)的制备。

将实施例1中的原料苄溴替换为间氟苄溴，原料正丁胺替换为丙醇胺，参照实施例1的实验方法得到化合物I_f，三步反应总收率为31％。红色固体；¹H NMR(400MHz，CDCl₃)δ10.76(s，1H)，7.46(d，J＝8.9Hz，1H)，7.31-7.37(m，1H)，7.10(d，J＝8.9Hz，1H)，7.00(t，8.3Hz，1H)，6.92-6.84(m，4H)，6.33(s，1H)，6.01(s，2H)，5.11(s，2H)，4.59(s，2H)，3.97-3.89(m，7H)，3.63(s，1H)，3.16(t，J＝5.7Hz，2H)，1.98-2.04(m，2H).¹³C NMR(100MHz，CDCl₃)δ28.90，33.13，36.25，45.56，56.67，57.20，59.12，102.00，108.59，108.66，113.37，114.14，114.35，114.91，116.59，120.16，123.05，123.59，128.55，130.96，131.05，133.08，133.18，135.83，139.87，140.79，140.86，146.08，147.00，147.21，149.80.ESI-HRMS(m/z)：[M-Br]⁺calcd.for C₂₉H₂₈FN₂O₄，487.2028；found 487.2046.

实施例7化合物I_g(R₁＝4-OMeC₆H₄，R₂＝CH₂CH₂CH₂CH₂CH₃)的制备。

将实施例1中的原料苄溴替换为对甲氧基苄溴，原料正丁胺换为正戊胺，参照实施例1的实验方法得到化合物I_g，三步反应总收率为24％。¹H NMR(400MHz，CD₃OD)δ9.66(s，1H)，7.80(s，1H)，7.63(d，J＝9.1Hz，1H)，7.34(d，J＝9.0Hz，1H)，7.02-6.91(m，3H)，6.90(s，1H)，6.80(d，J＝8.7Hz，2H)，5.90(s，2H)，4.73-4.67(m，2H)，4.53(s，2H)，3.91(s，3H)，3.68(s，3H)，3.56(t，J＝7.1Hz，2H)，3.09-3.03(m，2H)，1.61(dt，J＝14.8，7.4Hz，2H)，1.37(dq，J＝14.7，7.4Hz，2H)，0.88(t，J＝7.4Hz，3H).¹³C NMR(100MHz，CD₃OD)δ14.29，21.13，29.39，34.45，36.34，50.81，55.79，57.34，58.48，79.53，103.51，109.29，109.85，115.65，116.90，118.65，121.90，123.62，130.24，131.95，131.99，134.48，137.27，140.09，146.93，148.52，149.35，151.21，160.08.ESI-HRMS(m/z)：[M-Br]⁺calcd.for C₃₁H₃₃N₂O₄，497.2435；found 497.2400.

实施例8：细胞水平上化合物(I)的葡萄糖消耗评估

测试方法：

1、L6肌管细胞以6000/孔接种于96孔板中，第三天将培养基换成2％FBS高糖DMEM进行分化，隔天换液，分化4天进行实验。

2、化合物(分别为实施例1～7制备得到的I_a、I_b、I_c、I_d、I_e、I_f、I_g)处理，每孔70μl(化合物I_a、I_b、I_c、I_d、I_e、I_f、I_g分别用含0.5％BSA-低糖DMEM培养基配置)，阳性化合物为Berberine 10μM，系列化合物(Ia、Ib、Ic、Id、Ie、If、Ig)作用浓度分别为5μM、20μM和80μM，DMSO 4‰。

3、上述化合物分别作用12h后，每孔吸取4μl(LG)于96孔板上。

4、用葡萄糖检测试剂盒检测培养基的葡萄糖量，用总的葡萄量(同样点于板上在培养箱中蒸腾)减去培养基中剩余葡萄糖量便是所消耗的葡萄糖量。

上述化合物I_a、I_b、I_c、I_d、I_e、I_f、I_g的测试结果如图1所示。其中，化合物I_a-I_g在5μM和20μM两个浓度下均能促进L6肌管细胞葡萄糖吸收；化合物I_a、I_b、I_c和I_g在5μM浓度下促进葡萄糖消耗的作用强于10μM Berberine，约为Berberine的1.3倍；化合物I_d和I_e在5μM浓度下促进葡萄糖消耗的作用与10μM Berberine相当。

Claims

1.一种9-取代氨基-13-烃基双取代小檗碱衍生物，其特征在于，其结构如下式(I)所示：

2.如权利要求1所述的9-取代氨基-13-烃基双取代小檗碱衍生物，其特征在于，R₁为苯基、对甲基苯基、间氟苯基、对甲氧基苯基；R₂为正丁基、羟丙基。

3.一种式(I)9-取代氨基-13-烃基双取代小檗碱衍生物的制备方法，其特征在于，原料小檗碱与丙酮在氢氧化钠作用下生成二氢小檗碱化合物；将该二氢小檗碱化合物与溴代化合物在乙腈溶剂中反应得到13-取代小檗碱衍生物；然后，将该13-取代小檗碱衍生物与胺在乙醇溶剂中反应得到式(I)9-取代氨基-13-烃基双取代小檗碱衍生物。

4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法的路线如下所示：

其中，R₁为苯基、对甲基苯基、间氟苯基、对氟苯基、对异丙基苯基、对甲氧基苯基或正丁基；R₂为正丁基、正戊基、羟丙基、或羟乙基。

5.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述丙酮与小檗碱的当量比为4～6∶1。

6.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述二氢小檗碱化合物与溴代化合物的当量比为1∶1.2～1.8。

7.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述13-取代小檗碱衍生物与胺的当量比为1∶35～45。

8.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述13-取代小檗碱衍生物与胺在无水乙醇中反应。

9.式(I)9-取代氨基-13-烃基双取代小檗碱衍生物在制备促进葡萄糖消耗药物中的应用。