CN105061324A

CN105061324A - 一种2-芳基-1,3-二氢苯并咪唑衍生物及其合成方法和应用

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Publication number: CN105061324A
Application number: CN201510502195.4A
Authority: CN
Inventors: 彭艳; 刘友华; 卢幸; 洪雪
Original assignee: Guangxi Normal University; Southern Hospital Southern Medical University
Current assignee: Guangxi Normal University; Southern Hospital Southern Medical University
Priority date: 2015-08-14
Filing date: 2015-08-14
Publication date: 2015-11-18
Anticipated expiration: 2035-08-14
Also published as: CN105061324B

Abstract

本发明公开了一种2-芳基-1,3-二氢苯并咪唑衍生物及其合成方法和应用。所述2-芳基-1,3-二氢苯并咪唑衍生物的合成方法为：取4-硝基邻苯二胺和2,4-二氯苯甲醛置于有机溶剂中，于常温或加热条件下反应，所得反应物抽滤，即得目标物粗品。申请人对本发明所述化合物的抗肾纤维化、抗慢性肾病活性研究表明，该化合物体外抗肾纤维化活性显著，具有较好的潜在药用价值，有望用于各种抗肾纤维化、抗慢性肾病药物的制备。本发明所述化合物具有如下式(I)所示的化学结构：

Description

一种2-芳基-1,3-二氢苯并咪唑衍生物及其合成方法和应用

技术领域

本发明涉及医药技术领域，具体涉及一种2-芳基-1,3-二氢苯并咪唑衍生物及其合成方法和应用。

背景技术

慢性肾脏病以肾功能进行性丧失、细胞外基质(ECM)大量聚积所导致的肾纤维化为特征，主要包括肾小球硬化和小管间质纤维化。肾间质纤维化几乎是所有慢性肾脏疾病发展的最终结果，与肾功能衰竭进展密切相关，是导致终末期肾衰竭的主要病因。若早期对肾脏纤维化进行干预治疗，将有助于延缓慢性肾脏病进展，极大减少终末期肾病的发生率及其并发症，减轻其所造成的社会经济负担。

研究发现，转化生长因子-β(TGF-β)及其介导的Smad信号通路在肾间质纤维化中起重要作用，被认为是最关键、最强的纤维化诱导因子，参与肾纤维化的各个环节中。它的过度表达能够刺激系膜细胞、间质成纤维细胞合成大量胶原蛋白(Collagen)、纤连蛋白(FN)和层粘连蛋白(LN)，刺激成纤维细胞增殖并活化成肌成纤维细胞，促进ECM的分泌与沉积。TGF-β还能介导肾小管上皮细胞向间质细胞的转分化(EMT)。目前临床上尚无有效的抗肾脏纤维化的治疗方法。拮抗TGF-β及其介导的信号通路，抑制ECM合成或促进其降解，可能为寻找治疗肾脏纤维化提供一个有效的途径。

苯并咪唑是一类重要的芳香杂环化合物，该类化合物常见于一些生物活性分子中，例如：维生素B12就包含有一个5,6-二甲基苯并咪唑基团。苯并咪唑类化合物具有多种生物活性，因此多种含有苯并咪唑骨架的化合物已经应用于临床，例如雷贝拉唑和奥美拉唑可以用于治疗胃溃疡；阿苯达唑和奥苯达唑可用于抗寄生虫；替米沙坦和坎地沙坦可用于抗高血压。该类化合物有着良好的发展前景，但是目前还未见有2-(2,4-二氯苯基)-5-硝基-1,3-二氢苯并咪唑及其合成和应用的相关报道。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种新的2-芳基-1,3-二氢苯并咪唑衍生物即2-(2,4-二氯苯基)-5-硝基-1,3-二氢苯并咪唑，以及它的合成方法和应用。

本发明涉及具有下述式(I)所示结构的化合物或其药学上可接受的盐：

上述式(I)所示化合物的化学名称为2-(2,4-二氯苯基)-5-硝基-1,3-二氢苯并咪唑，分子量为：310.1。

上述式(I)所示化合物的合成方法为：取4-硝基邻苯二胺和2,4-二氯苯甲醛置于有机溶剂中，于常温或加热条件下反应，所得反应物抽滤，即得目标物粗品。在合成时，经历缩合、环化等反应，才得到目标物。申请人采用“一锅法”完成以上过程，无需分离中间产物。合成路线如下：

本发明所述合成方法中，所用原料4-硝基邻苯二胺的用量通常为另一原料2,4-二氯苯甲醛的物质量的1～3倍。

本发明所述合成方法中，所述的有机溶剂可以是选自无水甲醇、无水乙醇、丙酮、氯仿和二氯甲烷中的一种或两种以上的组合，当有机溶剂的选择为上述任意两种以上的组合时，它们之间的配比可以为任意配比。所述有机溶剂的用量可以根据需要确定，具体可以按10mmol的4-硝基-邻苯二胺加入50～80ml有机溶剂为基准来计算。

本发明所述合成方法中，4-硝基邻苯二胺和2,4-二氯苯甲醛在有机溶剂中的反应可以在常温或加热条件下进行，优选是在加热条件下进行，进一步优选在40℃至有机溶剂的回流温度下进行。反应是否完全可以可采用TLC跟踪检测。反应的方式优选采用回流反应，当采用回流反应时，反应更优选在有机溶剂的回流温度下进行，在上述限定条件下反应至完全大约需要6～12h的时间。反应完成后，所得反应物冷却后抽滤，收集滤饼即为目标物粗品。

上述合成方法制得的是式(I)化合物的粗品，可采用现有常规的纯化方法对其进行纯化以提高式(I)化合物的纯度。通常采用硅胶柱层析或重结晶的方式来进行纯化。当采用硅胶柱层析的方式进行纯化时，用由体积比为100：10～40的石油醚和二氯甲烷组成的洗脱剂进行洗脱，洗脱液蒸除溶剂，得到纯化后的目标物。当采用重结晶的方式进行纯化时，用由体积比为100：10～30的无水甲醇和二氯甲烷组成的溶剂进行重结晶。

本发明还包括上述式(I)所述化合物或其药学上可接受的盐在制备抗肾纤维化药物和/或抗慢性肾病药物中的应用。

本发明还包括以上述式(I)所述化合物作为活性成分制备的抗肾纤维化药物和/或抗慢性肾病药物。

与现有技术相比，本发明提供了一种2-芳基-1,3-二氢苯并咪唑衍生物即2-(2,4-二氯苯基)-5-硝基-1,3-二氢苯并咪唑及其合成方法和应用。申请人对本发明所述化合物的抗肾纤维化、抗慢性肾病活性研究表明，该化合物体外抗肾纤维化活性显著，具有较好的潜在药用价值，有望用于各种抗肾纤维化、抗慢性肾病药物的制备。

附图说明

图1为本发明实施例1制得的最终产物的核磁共振氢谱图；

图2为本发明实施例1制得的最终产物的核磁共振碳谱图；

图3为本发明实施例1制得的最终产物的蛋白质免疫印迹实验图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步的详述,以更好地理解本发明的内容,但本发明并不限于以下实施例。

实施例1

1)将1.53g(10mmol)的4-硝基邻苯二胺，1.75g(10mmol)的2,4-二氯苯甲醛,50ml无水甲醇加入150ml圆底烧瓶，加热至回流温度回流反应8h。待反应结束，静置冷却至室温，抽滤得到橙色粗产物。

2)粗产物以石油醚：二氯甲烷＝100:20(体积比)组成的溶剂作为洗脱剂，硅胶柱层析，得到橙色固体产物(2.85g，产率92％)。

对所得橙色固体产物进行核磁表征，其核磁共振氢谱和碳谱分别如图1和2所示。

¹HNMR(500MHz,DMSO-d6)δ8.96(s,1H),8.45(d,J＝8.5Hz,1H),8.00(d,J＝2.5Hz,1H),7.95(dd,J＝9.0,2.5Hz,1H),7.77(d,J＝2.0Hz,1H),7.57(dd,J＝8.5,1.7Hz,1H),6.85(s,2H),6.79(d,J＝9.0Hz,1H).¹³CNMR(126MHz,DMSO-d6)δ153.99,151.04,136.68,135.80,135.72,133.25,131.63,130.58,129.34,127.70,124.79,113.23,112.98.

因此，可确定上述橙色固体产物为：2-(2,4-二氯苯基)-5-硝基-1,3-二氢苯并咪唑，其化学结构式如下式(I)所示：

实施例2

1)将1.53g(10mmol)的4-硝基邻苯二胺，0.88g(5mmol)的2,4-二氯苯甲醛,50ml无水乙醇加入150ml圆底烧瓶，加热至回流温度回流反应8h。待反应结束，静置冷却至室温，抽滤得到橙色粗产物。

2)粗产物以石油醚：二氯甲烷＝100:15(体积比)组成的溶剂作为洗脱剂，柱层析，得到橙色固体产物(1.36g，产率88％)。

所得橙色固体产物经过核磁表征，确定为本发明所述的2-(2,4-二氯苯基)-5-硝基-1,3-二氢苯并咪唑。

实施例3

1)将1.53g(10mmol)的4-硝基邻苯二胺，1.75g(10mmol)的2,4-二氯苯甲醛,25ml甲无水醇和25ml无水乙醇加入150ml圆底烧瓶，加热至回流温度回流反应6h。待反应结束，静置冷却至室温，抽滤得到橙色粗产物。

2)粗产物以体积比石油醚：二氯甲烷＝100:15(体积比)组成的溶剂作为洗脱剂，柱层析，得到橙色固体产物(2.48g，产率80％)。

实施例4

1)将1.53g(10mmol)的4-硝基邻苯二胺，0.88g(5mmol)的2,4-二氯苯甲醛,50ml二氯甲烷和10ml氯仿加入150ml圆底烧瓶，加热至回流温度回流反应12h。待反应结束，静置冷却至室温，抽滤得到橙色粗产物。

2)粗产物以无水甲醇：二氯甲烷＝100:10(体积比)组成的溶剂重结晶，得到橙色固体产物(0.93g，产率60％)。

实施例5

1)将1.53g(10mmol)的4-硝基邻苯二胺，0.88g(5mmol)的2,4-二氯苯甲醛,60ml丙酮加入150ml圆底烧瓶，加热至回流温度回流反应10h。待反应结束，静置冷却至室温，抽滤得到橙色粗产物。

2)粗产物以无水甲醇：二氯甲烷＝100:20(体积比)组成的溶剂重结晶，得到橙色固体产物(1.03g，产率66％)。

申请人对本发明所述的2-(2,4-二氯苯基)-5-硝基-1,3-二氢苯并咪唑进行了抗肾纤维化实验，具体如下：

一、2-(2,4-二氯苯基)-5-硝基-1,3-二氢苯并咪唑对大鼠正常肾成纤维细胞NRK-49F的增殖抑制活性实验：

1、细胞株与细胞培养

本实验选用大鼠正常肾成纤维细胞NRK-49F细胞株。

所用细胞株培养在含10wt％小牛血清、100U/mL青霉素、100U/mL链霉素的RPMI-1640培养液内，置37℃含体积浓度5％CO₂孵箱中培养。

2、待测化合物的配制

所用的2-(2,4-二氯苯基)-5-硝基-1,3-二氢苯并咪唑为本发明实施例1制得产物，由柱层析提纯所得，纯度≥95％,将其DMSO储液(浓度为0.002mol/L)通过RMPI1640培养基依次稀释成三个浓度梯度，分别为10、5、2.5μmol/L，其中助溶剂DMSO终浓度≤1％。首先测试不同浓度下的目标产物对于NRK-49F细胞增殖的抑制率，视为初筛结果；再分别测试不同梯度浓度下目标产物对NRK-49F细胞的增殖抑制程度，用以拟合计算半数抑制浓度，即IC₅₀值。

3、细胞生长抑制实验(MTT法)

(1)取对数生长期的细胞，经胰蛋白酶消化后，用含10％小牛血清的培养液配制成浓度为5000个/mL的细胞悬液，以每孔190μL接种于96孔培养板中，使待测细胞密度至1000～10000个/孔(边缘孔用无菌PBS填充)；

(2)5％CO₂，37℃孵育24h，至细胞单层铺满孔底，每孔加入一定浓度梯度的药物10μL，每个浓度梯度设4个复孔；

(3)5％CO₂，37℃孵育48小时，倒置显微镜下观察；

(4)每孔加入10μL的MTT溶液(5mg/mLPBS，即0.5％MTT)，继续培养4h；

(5)终止培养，小心吸去孔内培养液，每孔加入150μLDMSO充分溶解甲瓒沉淀，振荡器混匀后，在酶标仪用波长为570nm，参比波长为450nm测定各孔的光密度值；

(6)同时设置调零孔(培养基、MTT、DMSO)，对照孔(细胞、相同浓度的药物溶解介质、培养液、MTT、DMSO)。

(7)根据测得的光密度值(OD值)，来判断活细胞数量，OD值越大，细胞活性越强。

利用公式：

计算化合物对细胞生长的抑制率。其测试结果如以下表1所示。

表1：化合物在不同浓度下对NRK-49F细胞株的生长抑制率(％)

进一步通过SPSS软件对三个浓度梯度的抑制率数据进行拟合，求出产物对NRK-49F细胞株的半数抑制浓度(IC₅₀值，单位μmol/L)，化合物对于NRK-49F细胞株的IC₅₀值如表2所示。

表2：化合物对NRK-49F细胞株的IC₅₀值(μM)

从体外测试结果来看，2-(2,4-二氯苯基)-5-硝基-1,3-二氢苯并咪唑对大鼠正常肾成纤维细胞NRK-49F细胞株都表现出显著的增殖抑制活性，用MTT法测得在2.5μM,5.0μM,10μM浓度时抑制率分别为24.5％，43.7％，53.1％,计算得到IC₅₀值为8.9μM。

二、2-(2,4-二氯苯基)-5-硝基-1,3-二氢苯并咪唑对肾纤维化相关蛋白的蛋白质免疫印迹实验：

TGF-β1在肾纤维化中起非常重要的作用，被公认为最重要的致纤维化的因子。本发明用TGF-β1(2ng/ml)刺激NRK-49F细胞，建立体外纤维化模型，同时加入不同浓度(0.2μM，0.5μM，1.0μM)的上述(I)所示化合物，共同作用48小时后，将细胞裂解后抽提蛋白，进行蛋白质免疫印迹实验，分析纤连蛋白(Fibronectin,FN)、α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)、胶原蛋白Ⅰ(CollagenⅠ)和波形蛋白(vimentin)的表达情况，具体操作如下：

1.蛋白提取

(1)接种细胞：选择收集生长状态良好的NRK-49F细胞，种于直径为10cm的培养皿，置于37℃，CO₂浓度为5％的恒温培养箱继续培养。

(2)给药：待细胞贴壁增殖达对数生长期时，分别加入2ng/ml的TGF-β1和不同体积、浓度为2×10^-3M的化合物Ⅰ(由实施例1制得)，充分混合均匀后在恒温培养箱中孵育48h。

(3)收集细胞：待细胞给药处理48h后，用浓度为0.25％胰蛋白酶消化贴壁细胞，转移至15mL离心管中，转至离心机，2000rpm离心10min。

(4)细胞裂解：用细胞裂解液：PMSF(苯甲基磺酰氟)＝100:1的体积比分别加入，混匀悬浮细胞，置于冰上低温环境下裂解30min。

(5)收集蛋白：将裂解好的细胞悬液低温离心10min；上清液用BCA蛋白浓度测定试剂盒(增强型)进行蛋白定量，-80℃储存。

2.SDS-PAGE电泳

(1)浓缩胶与分离胶的制备：根据实验需要，配制10％、12％分离胶与5％的浓缩胶。将分离胶灌入垂直玻璃槽中，用蒸馏水进行液封。分离胶凝固后，弃去蒸馏水，再将浓缩胶灌入垂直玻璃槽插入梳子，待胶凝固。待分离胶凝固后，拔出梳子，将垂直电泳装置放入电泳槽中等待后续加待测样品进行电泳。

(2)上样与电泳：取20μg样品用5×上样缓冲液按体积比为4:1比例稀释，沸水浴中加热5min，冷却后上样，在胶板左侧，加入5μL蛋白预染。加入电泳液，电泳槽灌满，按浓缩胶60V,60min，分离胶80V,160min进行电泳。

(3)转膜：取出玻璃板，将凝胶剥离并浸于转膜缓冲液中平衡10min；根据彩色预染蛋白条带进行切胶。取8张滤纸剪裁成与转膜海绵相同大小，在转膜缓冲液中浸湿备用；取合适孔径大小(0.45μm或0.22μm)醋酸纤维素膜(PVDF)，剪裁成与切割的PAGE胶相同大小。取8张滤纸剪裁成与转膜海绵相同大小，在转膜缓冲液中浸湿备用；取合适孔径大小(0.45μm或0.22μm)醋酸纤维素膜(PVDF)，剪裁成与切割的PAGE胶相同大小。将转膜夹放入转膜槽中，加入转膜缓冲液，恒流200mA，进行转膜电泳。待转膜结束，可用考马斯亮蓝染胶，用丽春红染液染膜，检测转膜效果；PVDF膜用清水洗过后，进行下一步操作。

(4)免疫反应：待转膜结束，PVDF膜用TBST漂洗后再用快速封闭液封闭20min。TBST漂洗5min，转至按适当比例配置的一抗纤连蛋白(Fibronectin,FN)、α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)、胶原蛋白Ⅰ(CollagenⅠ)和波形蛋白(vimentin))溶液中，4℃孵育过夜。用二抗稀释液稀释二抗，室温下在脱色摇床上孵育约1h，用TBST漂洗后进行化学发光反应。

(5)化学发光：取化学发光试剂(superECL超敏发光液，普利莱基因技术有限公司)，与膜蛋白面充分接触，在化学发光成像系统上显影。

实验结果如图3所示。

从抗肾纤维化测试结果来看，2-(2,4-二氯苯基)-5-硝基-1,3-二氢苯并咪唑可显著抑制TGF-β1诱导的NRK-49F细胞的FN、α-SMA、CollagenI的表达，且呈剂量依赖关系，表明该化合物体外抗肾纤维化活性显著，具有较好的潜在药用价值，有望用于各种抗肾纤维化、抗慢性肾脏病药物的制备。

Claims

1.具有下述式(I)所示结构的化合物或其药学上可接受的盐：

2.权利要求1所述化合物的合成方法，其特征在于：取4-硝基邻苯二胺和2,4-二氯苯甲醛置于有机溶剂中，于常温或加热条件下反应，所得反应物抽滤，即得目标物粗品。

3.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于：所述的有机溶剂选自无水甲醇、无水乙醇、丙酮、氯仿和二氯甲烷中的一种或两种以上的组合。

4.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于：所述反应在40℃至有机溶剂的回流温度下进行。

5.根据权利要求2～4中任一项所述的合成方法，其特征在于：还包括纯化步骤：具体是将制得的目标物粗品经硅胶柱层析或重结晶以获得纯化后的目标物。

6.根据权利要求5所述的合成方法，其特征在于：当采用硅胶柱层析的方式进行纯化时，用由体积比为100：10～40的石油醚和二氯甲烷组成的洗脱剂进行洗脱。

7.根据权利要求5所述的合成方法，其特征在于：当采用重结晶的方式进行纯化时，用由体积比为100：10～30的无水甲醇和二氯甲烷组成的溶剂进行重结晶。

8.权利要求1所述化合物或其药学上可接受的盐在制备抗肾纤维化药物和/或抗慢性肾病药物中的应用。

9.以权利要求1所述化合物作为活性成分制备的抗肾纤维化药物和/或抗慢性肾病药物。