CN105431149A - 神经保护多功能抗氧化剂及它们的单功能同型物 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种神经保护多功能抗氧化剂，所述化合物神经保护多功能抗氧化剂含有2-二乙酰氨基部分和-5-羟基嘧啶部分，具有构造式：其中R1是CH2或C2H4；R2是H或者-OR4，其中R4是H或芳基；而且R3a和R3b是从包括H和-O-烷基的基团中独立选出。抗氧剂是口服生物可利用金属减弱多功能氧化剂，其可以独立地削弱过渡金属，以及清除剂自由基。所述多功能抗氧剂化合物，通过它们的独立地螯合金属(例如铁、铜或锌，)的能力，以及清除从不同的源生成的自由基的能力，是神经保护并有利于不同的神经性障碍的治疗，例如阿耳茨海默氏病、帕金森病、ALS、外伤性脑损伤、眼睛病症，例如白内障、青光眼、老年性黄斑变性和其他视网膜变性，以及用于减少糖尿病并发症的发展。

Description

神经保护多功能抗氧化剂及它们的单功能同型物
技术领域
本发明涉及一种本发明涉及抗氧剂，尤其涉及神经保护多功能抗氧化剂，其既可以螯合金属(例如铁、铜或锌)，又可以清除自由基。本发明还涉及到神经保护多功能抗氧化剂化合物的抗氧剂单功能的同型物。所述多功能化合物可以被口服，并能穿过血脑屏障，因此所述多功能化合物单功能对多种神经疾病(例如，阿尔茨海默氏症、帕金森症、ALS(肌萎缩性侧索硬化症)、创伤性脑损伤、眼疾病(例如，白内障、青光眼、年龄相关的黄斑变性和其他视网膜变性))的治疗以及对于降低糖尿病并发症的发展有益。
背景技术
氧化性损伤是神经退行性疾病的特征。氧化应激由活性氧分子(ROS)引起，ROS通过氧化蛋白质、脂类双分子层和DNA的方式破坏细胞组分。这导致蛋白质构象的改变、酶活性的降低、能破坏细胞膜和细胞器膜的脂类过氧化物的生成，以及DNA的改变，DNA的改变可导致链断裂，DNA-蛋白质交联，以及因碱基修改带来的突变。ROS包括超氧阴离子(O2 -)、羟基自由基(·OH)、单线态氧(1O2)，以及过氧化氢(H2O2)。由于分子氧(O2)获得一个额外的电子，因此超氧阴离子在线粒体中不断地形成。所产生的ROS中最具活性和破坏性的羟基自由基，主要由过氧化氢和诸如铁和铜的氧化还原活性过渡金属间的Fenton反应形成。虽然这些金属在此过程中被氧化，但是它们可以通过具有维生素C或其他的细胞还原剂的“氧化还原周期”的过程返回到它们的活性状态(还原态)。在体内经由多步反应产生的过氧化氢，可以转化为高活性和破坏性的羟基自由基，或者也可以转化为水。该水是由如下过程形成的：通过超氧化物歧化酶还原超氧化物自由基，并通过过氧化氢酶或谷胱甘肽过氧化物酶还原为水。
氧化应激随着年龄而增加，并且组织长期处于氧化应激会造成细胞损伤并最终导致细胞死亡。在大脑海马体、黑质和尾状核以及在脊髓液中均已经观察到了ROS活性。大脑内的神经组织尤其易受ROS的影响，原因在于其更高的新陈代谢率，高含量的易被过氧化的脂肪酸，细胞内的高浓度的能催化Fenton反应的过渡金属，低水平的抗氧化剂，以及降低的组织再生能力。神经组织也具有大脑特有的氧化酶，例如可以产生过氧化氢的单胺氧化酶。由活性小胶质细胞，巨噬细胞和促炎性T细胞诱导的神经炎反应也可以产生ROS。
在大脑中，氧化还原活性金属铁(Fe)、铜(Cu)以及锌(Zn)随着年龄的增长而累积，并且这种累积与大脑新陈代谢的改变和淀粉样前体蛋白(APP)表达的增加有关。淀粉样β肽(Aβ)是阿尔茨海默氏病(AD)斑块中主要的促炎细胞因子，并且其与Cu、Fe和Zn的结合促进了Aβ聚集成抗蛋白酶的、富含金属的沉淀析出物。在铜和铁的存在下，Aβ能有效地产生反应性氧。在AD的发展过程中，会发生异常的生物金属动态平衡和金属蛋白反应，并导致与氧化相关的神经退行性变。
与年龄相关的Fe累积也会在AD和帕金森氏症(PD)中改变大脑中的Fe的代谢，其与在大脑离子转运中乳转铁蛋白受体、黑素转铁蛋白、血浆铜蓝蛋白和二价阳离子转运体的表达的变化有关。在诸如帕金森症患者的其他神经退行性疾病中解剖大脑的病理学侵袭区域也已经观察到了Fe水平的升高，并且这些区域对应于更加严重的神经病理学变化。Cu水平的变化也能通过对Fe进行干预来影响大脑。铜结合酶血浆铜蓝蛋白表示了Cu和Fe代谢之间的联系，因为这种酶通过其亚铁氧化酶活性把Fe(II)转化为Fe(III)来调节Fe的氧化还原态。如铜蓝蛋白缺乏症中所见，当Cu不能在蛋白质合成的速率下恰当地与蛋白质结合时，血浆铜蓝蛋白会被很快地降解，其中在铜蓝蛋白缺乏症中Fe止血改变与Fe在神经胶质和神经元中显著积累同时发生。在AD患者中，血浆铜蓝蛋白的神经元诱导的减少可能导致氧化还原活性的铁在神经元中积累。
将目标对准与神经退行性变有关的氧化性途径可能产生疗效。已经报道了如下减少ROS的自由基清除性抗氧化剂：天然产物(姜黄素、褪黑激素、白藜芦醇、银杏叶提取物、绿茶、维生素C、L-肉毒碱、维生素E及大麻素)，以及硫辛酸衍生物，辅酶Q(MitoQ)类似物，和“硫醇-传递”谷胱甘肽模拟物。但是，这些化合物的大部分穿过血脑屏障(BBB)的能力尚未得到证实。
ROS也可通过使用生物金属衰减化合物减少。甲磺酸去铁胺(去铁敏)可结合Fe、Cu、和Zn并降低AD进展。但是，甲磺酸去铁胺不具有口服活性并没有显著地穿过BBB。一种更强亲脂性螯合剂DdP109已被报告当施用给转基因小鼠时减少聚集的不可溶Aβ的水平并增加其可溶形式。具有口服活性的金属鳌合剂氯碘羟喹(PBT1)，其调节芬顿反应，减少脑中Cu摄入，解聚氧化还原金属-诱导的Aβ聚集，并延迟纤维生长，表现出在动物和多个临床试验中的效力。口服PBT2也通过干扰与AP-金属络合物相关的氧化还原活性减少Aβ聚集和毒性。PBT2显著地降低脑中Aβ浓度并快速地逆转认知缺陷，如阶段Ⅱa临床试验所证实，其中AD患者在两个神经心理测试中改善。这些结果支持这个前提：金属-蛋白相互作用的衰减为一种用于治疗性介入的有前景的策略。
在外伤性脑损伤(TBI)或出血性中风期间铁可从血红蛋白中释放出来。游离亚铁离子的增加可导致氧化损害。因为儿童未成熟脑由于某些抗氧化剂分子的不充分表达而导致对氧化应激具有沉默反应，以及儿童发育中的脑不太能够解毒游离铁，所有他们特别容易遭受TBI诱导的出血和细胞死亡。TBI也引起其中产生ROS的急性炎症反应。抗炎剂、抗氧化剂、和铁螯合剂甲磺酸去铁胺已被建议用于治疗在成人和儿科TBI中观察到的加重的炎症，氧化应激和游离铁离子的存在。
与年龄相关的黄斑变性(AMD)危险因素，例如吸烟，表明了AMD与氧化应激有关。氧化应激在AMD中的作用通过AREDS试验结果支持，其发现抗氧化剂和锌通过降低ROS减小AMD进展的风险，以及氧化应激-诱导的内皮功能障碍。患有AMD的患者具有较高视网膜水平的脂质过氧化物，其存在于玻璃疣中。视网膜由于视网膜功能所需的其高水平的氧而导致容易遭受氧化应激。并且，外核层(ONL)中视杆细胞和视锥细胞的膜包含高百分比的易脂质过氧化的多不饱和脂肪酸。因为入射光集中在黄斑上，所以黄斑区特别容易遭受ROS。因为光氧化产生ROS，所以入射光是氧化应激的恒定来源。ROS也通过视网膜色素上皮细胞(RPE)细胞吞噬和脂褐质的光敏活性产生。使RPE细胞暴露于ROS导致细胞凋亡和早衰。
Ap沉积也存在于AMD中。玻璃疣，一种邻近RPE形成的AMD的生物标记物，其包含Aβ，其存在与局部炎症事件相关。作为AD斑的主要促炎性组分，视网膜Aβ与导致视网膜变性和AMD的RPE功能障碍相关。在RPE中，Aβ积累也影响血管内皮生长因子(VEGF)与色素上皮衍生因子(PEDF)之间的平衡。
多种动物模型表现出与氧化应激、铁调节异常、和芬顿化学相关的AMD-样视网膜变化。这些包括暴露于香烟烟雾的C57BL/6小鼠、缺乏SOD1的小鼠、缺乏血浆铜蓝蛋白(Cp)和其同系物膜铁转运辅助蛋白的剔除小鼠(DKO)、和RCS小鼠。将铁直接地引入眼中也导致视网膜变性。
与AMD-联系的视网膜变化相关的靶向氧化途径显示出治疗潜能。AREDS抗氧化剂制剂将AMD进展到晚期的风险降低25％。抗氧化剂也减少培养的RPE细胞中的氧化应激。将牛黑素体或褪黑激素加入无色素的牛RPE中也减少RPE细胞的光敏氧化和铁-介导的氧化。抗氧化剂N-叔丁基羟胺(NtBHA)当加入铁超载的人RPE中时减小ROS并保持GSH水平。同样地，利用水杨醛异烟碱基腙(SIH)的治疗保护RPE细胞免遭芬顿生成的羟基。抗氧化剂槲皮素也保护RPE免遭过氧化氢诱导的氧化应激。自由基清除剂，例如N-乙酰半胱氨酸、二甲基硫脲、银杏提取物、苯基-N-叔丁基硝酮、WR-77913、TempolH，以及依达拉奉，阻止光-诱导的视网膜变性。利用铁螯合剂去铁酮减少在DKO小鼠中的视网膜变性。多功能抗氧化剂JHX-4的施用也通过减少神经视网膜中氧化应激的生物标记物、视网膜ERG模式的保存、以及感光层的保存保护小鼠免受光诱导的视网膜损伤。
除AMD外，与铁相关的氧化损伤在视网膜变性例如色素性视网膜炎中发挥作用。锌-甲磺酸去铁胺被认为衰减色素性视网膜炎的rdl0小鼠模型的视网膜变性。
mRNA的增长以及铁调节蛋白转铁蛋白、血浆铜蓝蛋白和铁蛋白的蛋白质水平的增长出现于青光眼中。通过诱发溶酶体膜透化作用和将蛋白组织酶D释放到细胞溶胶中，ROS会导致小梁网(TM)细胞的死亡。通过螯合来减少这种细胞死亡。溶酶体会降解细胞器、长寿命蛋白质以及细胞外与膜结合的材料。由于溶酶体能分解含铁的被内吞和自吞的材料，因此溶酶体内可以积累大量浓度的不稳定铁。这可以导致通过芬顿反应来产生溶酶体羟基自由基。铁螯合剂的神经保护通过螯合氧化还原-活性铁来防止芬顿反应中羟基自由基的形成。铁螯合剂也可以上调或稳定缺氧诱导因子-la(HIF-la)。HIF-la的稳定性通过铁依赖的氧传感酶和使HIF-la降解的HIF脯氨酸-4-羟化酶(PHD)来控制。HIF-la存在于青光眼视网膜中并已经证实与RGC的死亡有关。HIF系统是用于神经保护的新兴目标，因为它促进bHIF-la的稳定并增加HIF-1相关的存活基因的转录。铁螯合剂似乎通过抑制靶向HI”F-1信号途径的PHD和最终活化HIF-1依赖的神经保护基因来提供神经保护。
与氧化应激和ROS相关的白内障包括与老化、电离辐射和UV辐射、玻璃体外科手术导致的增长的氧张力以及烟草烟雾有关的那些白内障。在许多这些白内障中，由于Cu和Fe也随着老化和暴露于烟草烟雾而积累于晶状体中，因此芬顿反应会有助于ROS。在AD病人中，通过作为电子致密沉积物积累于核上/深层皮质晶状体纤维细胞的细胞质中，Aβ沉积也会导致白内障。Aβ沉积物类似地发生在Aβ转基因小鼠中，其中可以通过螯合作用降低Aβ沉积物。
在白内障中，已经广泛地使用抗氧剂来减少实验动物形成白内障。在小鼠中临床和实验上观察到螯合作用减少了Aβ沉积。螯合作用也减少了β-地中海贫血病人和暴露于烟草烟雾中的大鼠的白内障。
细胞暴露于离子辐射可以要么通过辐射与靶向大分子的直接相互作用，要么间接通过由水辐射分解产生ROS来改变原子结构。此外，氧化损伤可以通过氧化还原-调节的胞间机制从靶向细胞向相邻的非靶向的旁邻细胞扩散。辐射也可以通过储存在铁蛋白内的铁的光还原作用开始释放铁。
Cu、Fe、Mn以及Zn的螯合作用促进了需要从辐射性损伤恢复的组织修复过程，包括致死剂量照射的小鼠和大鼠的存活。铁螯合剂也可以帮助防止光老化。对Long-Evans大鼠(给予15Gy的整个头部的伽玛照射)给予多功能抗氧剂JHX-4，显著延迟了白内障的形成，另外部分地缓解了由对辐射的明显的唾腺反应引起的体重减轻。
氧化应激也是糖尿病和糖尿病并发症的主要引发因素之一，并且血红素铁的增加已经被证实与胰岛素抵抗和2型糖尿病风险的增加显著相关。在实验上，已经观察到抗氧剂和螯合剂有利于治疗实验性糖尿病的神经和血管的功能障碍。对糖尿病大鼠给予多功能抗氧剂JHX-4也延迟了白内障的恶化。
因此，需要有一种神经保护多功能抗氧化剂来解决上述问题。
发明内容
一种神经保护抗氧化剂化合物具有以下结构式：
其中R1是CH2或C2H4；R2是H或-OR4，其中R4是H、羰基烷基或羰基芳基；以及R3a和R3b独立地选自含有H和烷氧基或其在药学上可接受的盐组成的基团。当R2为羟基(OH)时，该化合物显示多功能的活性，即该化合物通过其独立地螯合金属(例如Fe、Cu或Zn)以及清除从不同源头产生的自由基的能力来显示神经保护活性。当R2为氢时，多功能抗氧剂的单功能类似物仅通过
螯合可能会另外促进ROS的形成的金属(例如Fe、Cu或Zn)来显示神经保护抗氧剂活性。
另外一种结构类似的神经保护抗氧化剂化合物，其是第一基团的结构类似物，具有以下结构式：
其中R1是CH2或C2H4；R2是H或-OR4，其中R4是H、羰基烷基或羰基芳基；以及R3a和R3b独立地选自含有H和烷氧基的基团或其在药学上可接受的盐。这些化合物有效用于清除自由基，也可用于治疗调解组织损伤的神经疾病，至少部分地通过活性氧簇(ROS)作用。
本发明的优点：多功能化合物通过其独立螯合金属(例如，Fe、Cu或Zn)和清除从不同源头及其单功能类似物产生的自由基的能力保护神经，并且对于多种神经疾病(例如，阿尔茨海默氏症、柏金森氏症、ALS(肌萎缩性侧索硬化症)、创伤性脑损伤、眼疾病(例如，白内障、青光眼、年龄相关的黄斑变性和其他视网膜变性))的治疗以及对于降低糖尿病并发症的发展有益。这些化合物还可以在降低所选疾病中Fe、Cu和Zn金属的积累方面有益。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
图1A是本发明的代表性神经保护单功能抗氧化剂。
图1B是本发明的代表性神经保护多功能抗氧化剂。
图1C是本发明的另一代表性神经保护单功能抗氧化剂。
图1D是本发明的另一代表性神经保护多功能抗氧化剂。
图1E是本发明的另一代表性神经保护单功能抗氧化剂。
图1F是本发明的另一代表性神经保护多功能抗氧化剂。
图1G是本发明的另一代表性神经保护单功能抗氧化剂。
图1H是本发明的另一代表性神经保护多功能抗氧化剂。
图2A是本发明的代表性的非功能性的母体化合物。
图2B是本发明的另一代表性神经保护单功能抗氧化剂。
图2C是本发明的另一代表性非功能性的母体化合物。
图2D是本发明的另一代表性神经保护单功能抗氧化剂。
图2E是本发明的另一代表性非功能性的母体化合物。
图2F是本发明的另一代表性神经保护单功能抗氧化剂。
图2G是本发明的另一代表性非功能性的母体化合物。
图2H是本发明的另一代表性神经保护单功能抗氧化剂。
图3是示出了本发明的神经保护多功能抗氧化剂和神经保护单功能抗氧化剂HK-1至HK-8的合成的反应图解。
图4是示出了图3中引用的编号22的2-氨基嘧啶中间化合物的合成的反应图解。
图5是示出了根据本发明的神经保护单功能抗氧化剂及其父系化合物HK-9至HK-16的合成的反应图解。
图6是示出了在图2B和图2F中引用的用于HK-10化合物和HK-14化合物的合成的中间物的合成的反应图解。
图7示出了表1中HK类似物(根据本发明的神经保护单功能抗氧化剂及其类似物)与可以被所述类似物螯合的多种金属离子的复合的化学计量。
具体实施方式
本发明保护的神经保护抗氧剂化合物具有以下通式：
其中R1是CH2或C2H4；R2是H或-OR4，其中R4是H、羰基烷基或羰基芳基；以及R3a和R3b独立地选自H和O-烷基或其在药学上可接受的盐组成的基团。当R2为羟基(OH)时，该化合物显示多功能活性，即该化合物通过其独立地螯合金属(例如，Fe、Cu或Zn)以及清除从不同源头产生的自由基的能力来显示神经保护活性。当R2是氢时，多功能抗氧剂的单功能类似物仅通过螯合可能另外有助于ROS的形成的金属(例如，Fe、Cu或Zn)来显示神经保护抗氧剂活性。
另外一种结构类似的神经保护抗氧剂化合物(其是第一基团的结构类似物)具有以下结构式：
其中R1是CH2或C2H4；R2是H或-OR4，其中R4是H、羰基烷基或羰基芳基；以及R3a和R3b独立地选自H和O-烷基或其在药学上可接受的盐。这些具有-OR4的化合物有效用于清除自由基，并且也可以用于调解组织损伤的神经疾病的治疗，至少部分地通过活性氧簇(ROS)作用。
如本文中所使用的术语“烷基”包括线性的、分支的以及周期性的(参见下面的环烷基)链碳氢化合物，其在正链中含有约1至10个碳，优选地1至8个碳，更优选地1至4个碳(“低级烷基”)。烷基可以被称为烃基。合适的烷基的示例包括甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、异丁基、戊基、己基、异己基、庚基、4,4-二甲基戊基、辛基、2,2,4-三甲基戊基、壬基、癸基，其各种支链异构体，等等。每个烷基团可以任选地由1至4个取代基来取代，其中取代基包括例如卤素(例如，F、Cl、Br、I)、卤烷基(例如，CCl3或CF3)、烷基、烷氧基、羟基、芳基、芳氧基、芳烷基、环烷基、烷氨基、烷酰基氨基、氧代基、酰基、芳基羰基氨基、氨基的(-NH2)、取代氨基、硝基、氰基、羧基(-COOH)、羰基(-C(＝O))、环氧基、脲基(-NHCONH2)、硫醇(-SH)、烷硫基、烷基氧羰基(---C(＝O-OR)、烷基氧基羰氧基(---OC(＝O-R)、氨基甲酰(NH2C(＝O)-或NHRC(＝O)-)、和/或烷基尿素(-NHCONHR),其中在上述取代基中的R代表烷基。烷基团可以任选地包括一个或多个碳-碳双键(即，烷基可以是不饱和的)。烷基在烃链内也可以包括至少一个(例如，从1至大约4)硫、氧或氮杂原子。例如，烷基可以是-OR、-SR，或-NHR，其中R是烃链。
如在本文中使用的术语“环烷基”包括含1到3个环的饱和或不饱和环状烃基团，即是单环烷基、二环烷基和三环烷基。如在以下对“芳基”所描述的那样，环烷基基团可以包含形成环的共3到20个碳，优选为为形成环的3到10个碳，环烷基基团可以任选熔化为1个或2个芳环。不饱和环烷基基团可以包含一个或多个双键和/或三键。环烷基包括，但不限于环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基、环癸基和环十二烷基、环戊烯基环己烯基、环己烯基、环辛烯基、环己二烯基，以及环庚二烯基。每个环烷基可以任选地被例如卤素、烷基、烷氧基、羟基、芳基、芳氧基、芳烷基、环烷基、烷酰胺基、烷酰基氨基、氧代基、酰基、芳基碳酰氨基、氨基、取代氨基、硝基、氰基、硫醇和/或烷硫基的取代物所取代。
如在本文中使用的术语“芳基”指在环部分中含有6到10个碳的单环的和二环芳基基团。芳基团的例子包括，但不限于苯基或萘基，例如1-萘基和2-萘基，或茚基。芳基团可以任选地包括一到三个熔化为环烷基环或杂环的另外的环。芳基可以通过具有选自氢、卤素、烷基、多卤代烷基、烷氧基、烯基、三氟甲基、三氟甲氧基、炔基、芳基、杂环基、芳烷基、芳氧基、芳氧基烷基、芳烷氧基、芳硫基、芳基偶氮、杂环、羟基、硝基、氰基、磺酰基阴离子、氨基或取代氨基的1个、2个或3个基团的可利用的碳原子被任选地取代。
术语“卤素”、“光环”和“卤素”指氯、溴、氟或碘。
如在本文中所使用的术语“多功能”指化合物能螯合金属(例如铁、铜或锌)，并清除自由基，从而有助于防止或抑制活性氧簇(ROS)的以其他方式通过与金属反应的形成，并通过把ROS转化成低危害形式直接清除自由基。
如图1A到1H所示，代表性的神经保护多功能抗氧化剂和它们的单功能类似物是化合物HK-1至HK-8。如图2的反应流程所示，2-氨基嘧啶19、20、21和22通过与市售的琥珀酸酐17或戊二酐18耦合可以被合成化合物HK-1至HK-8，接着进行氢化。如之前的内布拉斯加州大学董事会：USA，U.P.办公室，编辑2012，卡罗等人合著的多功能抗氧化剂及其使用方法第33页中描述的那样，获得氨基嘧啶19和20(图3)。
化合物21(图3)是可从市场上买到的。如图4的反应流程所示，通过具有苄胺的2-氯原子的亲核取代可以从市售的2-氯代-4,6-二甲氧基嘧啶中获得化合物22，接着进行氢化。
下面的实施例说明神经保护多功能的和单功能抗氧化剂的制备。
实施例1
N-苄基-4,6-二甲氧基嘧啶-2-胺
(化合物28)
2-氯-4,6-二甲氧基嘧啶(27)(50.0g、0.29mol)、BnNH2(93.3ml、0.85mol)和二氧己环(1.0L)中的碳酸钾(2.5g、0.45mol)的混合物回流反应4天。反应物被过滤且滤液经真空浓缩得到黄色油，然后用20：1到10：1的己烷：EtOAc经硅胶柱色谱法纯化后产生61.7g(87％)的白色固体28。1HNMR(CDCL3)δ7.36-7.27(m，5H)、5.42(s，1H)、5.25(s，1H)、4.61(d，J＝5.86Hz，2H)、3.83(s，6H)。
实施例2
2氨基-4,6-二甲氧基嘧啶
(化合物22)
在400mlMeOH中的化合物28(27.0g、0.11mol)在5.4g20％Pd(OH2)催化剂存在的条件下于室温下氢化2天。在过滤后和溶剂蒸发后，在经硅胶柱色谱法后通过使用化合物22的50：1CHCl3：MeOH得到的16.8g*98％)获得白色固体。1HNMR(CDCL3)δ5.47(s，1H，4.90(s，2H)、3.84(s.6H)。
实施例3
HK-1、HK-3、HK-5，以及HK-7的合成
以下描述了l-(2-嘧啶基)毗咯烷-2,5-二酮(HK-1)，l-(4,6-二甲氧基-2-嘧啶基)吡咯烷-2,5-二酮(HK-3)，l-(2-嘧啶基)哌啶-2,6-二酮(HK-5)，l-(4,6-二甲氧基-2-嘧啶基)哌啶-2,6-二酮(HK-7)，l-(5-苄氧基-2嘧啶基)吡咯烷-2,5(化合物23)，l-(5苄氧基-2嘧啶基)哌啶-2,6-二酮(化合物24)，l-(4,6-二甲氧基-5苄氧基-2嘧啶基)吡咯烷-2,5二酮(化合物25)，以及l-(4,6-二甲氧基-5苄氧基-2-嘧啶基)哌啶-2,6-二酮(化合物26)的一般的合成。
参照图3，42.0g(0.42mol)琥珀酸酐(17)溶于300ml甲苯，加入溶有20g(0.21mol)2-氨基嘧啶(21)的200ml丙酮，该混合物加热到85℃维持3天。冷却到(室温)后，产物沉淀、过滤并用甲苯洗涤。滤液在真空下干燥，然后干燥产物溶于300ml无水Ac2O，再加热到85℃维持3小时。在真空下去除剩余的Ac2O后，通过含有CHCl3的硅胶柱色谱纯化该产品并从EtOAc中重结晶从而获得白色固体HK-1，熔点为148.5-149.5℃，收率为32％。1HNMR(CDCl3)δ8.92(d，J＝4.88Hz，2H)，7.42(t，J＝4.88Hz，1H)，2.96(s，4H)；C8H7N3O2的分析计算值：C，54.24；H，3.98；N，23.72。实验值：C，54.29；H，4.19；N，23.90。
用化合物22替代化合物21，获得白色固体HK-3，熔点为166.9-168.7℃，收率60％。1HNMR(CDCl3)δ6.09(s，1H)，3.94(s，6H)，2.92(s，4H)：C10H11N3O4的分析计算值：C，50.63；H，4.67；N，17.71。实验值：C，50.78；H，4.80；N，17.80。
在HK-1的生产工艺流程中用化合物18替代化合物17，获得白色固体HK-5，熔点为220.8-221.3℃，收率51％。1HNMR(CDCl3)δ8.88(d，J＝4.88Hz，2H)，7.40(t，J＝4.88Hz，1H)，2.83(t，J＝4.59Hz，4H)，2.18-2.15(m，2H)；C9H9N3O2的分析计算值：C，56.54；H，4.74；N，21.98。实验值：C，56.77；H，4.85；N，21.70。
在HK-1的生产工艺流程中用化合物18替代化合物17并且用化合物22替代化合物21，获得白色固体HK-7，熔点为229.2-232.4℃，收率63％。1HNMR(CDCl3)δ6.06(s，1H)，3.92(s，6H)，2.79(t，J＝6.59Hz，4H)，2.15-2.12(m，2H)：C11H13N3O4的分析计算值：C，52.59；H，5.22；N，16.73。实验值：C，52.60；H，5.40；N，16.63。
如图3所示，通过化合物17和化合物19的反应，以100：1的CHCl3：MeOH作为洗脱液，通过硅胶柱色谱纯化化合物，获得白色固体，收率为86％。1HNMR(CDCl3)δ8.57(s，2H)，7.44-7.43(m，5H)5.21(s，2H)，2.93(s，4H)。
如图3所示，通过化合物18和化合物19的反应，以100：1的CHCl3：MeOH作为洗脱液，通过硅胶柱色谱纯化化合物，获得白色固体，收率为70％。1HNMR(CDCl3)δ8.54(s，2H)，7.44-7.39(m，5H)，5.19(s，2H)，2.81(t，J＝6.59Hz，4H)，2.17-2.13(m，2H)。
如图3所示，通过化合物17和化合物20的反应，以100：1的CHCl3：MeOH作为洗脱液，通过硅胶柱色谱纯化化合物，获得白色固体，收率为73％。1HNMR(CDCl3)δ7.44-7.31(m，5H)，5.07(s，2H)，(s，6H)，2.28(s，4H)。
通过用化合物18的化合物20的反应，如图3所示，以100：1的CHCl3：MeOH作为洗脱液，通过硅胶柱色谱纯化，获得白色固体化合物26，收率为63％。1HNMR(CDCl3)δ7.47-7.35(m，5H)，5.03(s，2H)，(s，6H)，2.80(t，J＝6.59Hz，4H)，2.15-2.13(m，2H)。
实施例4
HK-2、HK-4、HK-6和HK-8的合成
以下描述了1-(5-羟基-2-嘧啶基)吡咯烷-2,5-二酮(HK-2)、1-(4,6-二甲氧基-5-羟基-2-嘧啶基)吡咯烷-2,5-二酮(HK-4)、1-(5-羟基-2-嘧啶基)哌啶-2,6-二酮(HK-6)和1-(4,6-二甲氧基-5-羟基-2-嘧啶基)哌啶-2,6-二酮(HK-8)的一般合成。
参照图3的反应图解，溶于750ml丙酮的化合物23(14.7g，51.9mmol)与3.7g的10％Pd/C催化剂在室温下氢化反应12小时。过滤和溶剂蒸发之后，获得白色蓬松固体HK-2。接着与i-PrOH重结晶，获得10gHK-2，熔点为278.0-280.0℃，收率76％。1HNMR(DMSO-d6)δ11.02(s，1H)，8.46(s，2H)，2.85(s，4H)：C8H7N3O3的分析计算值：C，49.74；H，3.65；N，21.75。实验值：C，50.00；H，3.69：M，21.54。
在HK-1的合成中用化合物25替代化合物23，获得白色固体HK-4，熔点为193.7-195.0℃，从Et2O中重结晶后，收率91％。1HNMR(CDCl3)δ5.15(s，1H)，4.03(s，6H)，2.91(s，4H)；C10H11N3O5的分析计算值：C，47.43；H，4.38；N，16.59。实验值：C，47.53；H，4.48；N，16.58。
在HK-1的合成中用化合物24替代化合物23，获得白色固体HK-6，熔点为243.5-244.3℃，从丙酮中重结晶后，收率89％。1HNMR(DMSO-d6)δ10.85(s，1H)，8.39(s，2H)，2.75(t，J＝6.35Hz，4H)，1.99-1.96(m，2H)；C9H9N3O3的分析计算值：C，52.17；H，4.38；N，20.28。实验值：C，52.14；H，4.52；N，20.04。
在HK-1的合成中用化合物26替代化合物23，获得白色固体HK-8，熔点为222.0-224.0℃，从Et2O中重结晶后，收率86％。1HNMR(CDCl3)δ6.06(s，1H)，3.92(s，6H)，2.80(t，J＝6.59Hz，4H)，2.15-2.13(m，2H)；C11H13N3O5的分析计算值：C，49.44；H，4.90；N，15.72。实验值：C，49.52；H，4.99；N，15.65。
实施例5
HK-9、HK-11、HK-13和HK-15的合成
下面描述2-(吡咯烷-1-基)嘧啶(HK-9)、4,6-二甲氧基-2-(吡咯烷-1-基)嘧啶(HK-11)、2-(哌啶-1-基)嘧啶(HK-13)、4,6-二甲氧基-2-(哌啶-1-基)嘧啶(HK-15)、5-苯甲基氧基-2-(吡咯烷-1-基)嘧啶(化合物35)、5-苯甲基氧基-2-(哌啶-1-基)嘧啶(化合物36)、5-苯甲基氧基-4,6二甲氧基-2-(吡咯烷-1-基)嘧啶(化合物37)以及5-苯甲基氧基-4,6二甲氧基-2-(哌啶-1-基)嘧啶(化合物38)的一般合成。
参照图5的反应图解，含有9.53ml(116mmol)吡咯烷(29)的400ml无水的THF加入2.78g氢化钠(116mmol)，该混合物回流0.5小时。冷却到室温后，逐滴加入12g(105mmol)2-氯嘧啶(33)，该混合物回流2天，然后在冰浴中冷却。冷却的反应混和物中加入水(200ml)，在真空下除去THF。采用CHCl3萃取水层，合并后的CHCl3层经盐洗、硫酸镁干燥、过滤。在真空下去除溶剂之后，以20：1的己烷：EtOAc作为洗脱液，通过硅胶柱色谱纯化残留物。然后产品从二乙醚(Et2O)中重结晶从而获得12.0g黄色固体HK-9(收率76％)，熔点39.0-39.6℃。1HNMR(CDCl3)δ8.31(d，J＝4.88Hz，2H)，6.45(t，J＝4.88Hz，1H)，3.57(t，J＝4.4Hz，4H)，2.01-1.98(m，4H)。C8H11N3的分析计算值：C，64.40；H，7.43；N，28.16。实验值：C，64.42；H，7.53；N，27.97。
在HK-9的合成中用化合物34替代化合物33，获得白色固体HK-11，熔点为63.3-63.7℃，从Et2O中重结晶后，收率71％。1HNMR(CDCl3)δ5.34(s，1H)，3.87(s，6H)，3.56(t，J＝6.59Hz，4H)，1.93-1.96(m，4H)；C10H15N3O2的分析计算值：C，57.40；H，7.23；N，20.08。实验值：C，57.20；H，7.03；N，19.91。
在HK-9的合成中用化合物30替代化合物29，在90℃、0.25mmHg下的减压蒸馏后获得无色油状HK-13，收率90％。1HNMR(CDCl3)δ8.22(d，J＝4.64Hz，2H)，6.35(t，J＝4.64Hz，1H)，3.71(t，J＝5.37Hz，4H)，1.64-1.58(m，2H)，1.56-1.51(m，4H)；C9H13N3的分析计算值：C，66.23；H，8.03；N，25.74。实验值：C，66.49；H，7.95；N，25.81。
在HK-9的合成中用化合物30替代化合物29并且用化合物34替代化合物33，获得白色固体HK-15，熔点59.8-60.4℃，收率74％。1HNMR(CDCl3)δ5.25(s，1H)，3.77(s，6H)，3.68(t，J＝5.49Hz，4H)，1.60-1.55(m，2H)，1.52-1.48(m，4H)；C11H17N3O2的分析计算值：C，59.17；H，7.67；N，18.82。实验值：C，58.94；H，7.49；N，18.56。
如图5所示，通过化合物29和化合物31的反应，获得化合物，收率86％。1HNMR(CDCl3)δ8.06(s，2H)，7.34-7.25(m，5H)，4.93(s，2H)，3.45(t，J＝6.59Hz，4H)，1.58-1.52(m，6H)。
如图5所示，通过化合物30和化合物31的反应，获得化合物，收率75％。1HNMR(CDCl3)δ8.04(s，2H)，7.33-7.25(m，5H)，4.94(s，2H)，3.63(t，J＝4.88Hz，4H)，1.93-1.90(m，4H)。
如图5所示，通过化合物29和化合物32的反应，获得化合物，收率80％。1HNMR(CDCl3)δ7.47-7.32(m，5H)，4.84(s，2H)，3.90(s，6H)，3.51(t，J＝6.59Hz，4H)，1.95-1.92(m，4H)。
如图5所示，通过化合物30和化合物32的反应，获得化合物，收率75％。1HNMR(CDCl3)δ7.46-7.27(m，5H)，4.85(s，2H)，3.89(s，6H)，3.69(t，J＝5.49Hz，4H)，1.66-1.57(m，6H)。
实施例6
HK-10、HK-12、HK-14和HK-16的合成
下面描述5-羟基-2-(吡咯烷-1-基)嘧啶(HK-10)、5-羟基-4,6-二甲氧基-2-(吡咯烷-1-基)嘧啶(HK-12)、5-羟基-2-(哌啶-1-基)嘧啶(HK-14)以及5-羟基-4,6-二甲氧基-2-(哌啶-1-基)嘧啶(HK-16)的一般制备方法。
参照图5的反应图解，溶于350ml丙酮的化合物38(17.6g，53.4mmol)与4.4g10％Pd/C催化剂在室温下氢化反应12小时，过滤和溶剂蒸发后获得淡红色固体HK-16。从Et2O中重结晶获得12.7gHK-16(收率80％)，熔点120.1-120.5℃。1HNMR(DMSO-d6)δ7.63(brs，1H)，3.81(s，6H)，3.59(t，J＝5.25Hz，4H)，1.60-1.56(m，2H)，1.52-1.47(m，4H)；C11H17N3O3的分析计算值：C，55.22；H，7.16；N，17.56。实验值：C，55.15；H，7.21；N，17.48。
如图5所示，用化合物37替代化合物38，从Et2O中重结晶后获得黄色固体HK-12，熔点108.7-109.2℃，收率78％。1HNMR(DMSO-d6)δ7.49(brs，1H)，3.82(s，6H)，3.41(t，J＝6.47Hz，4H)，1.89-1.86(m，4H)；C10H15N3O3的分析计算值：C，53.32；H，6.71；N，18.66。实验值：C，53.51；H，6.80；N，18.80。
如图5所示，用化合物35替代化合物38，从Et2O中重结晶后获得淡黄色固体HK-10，熔点151.5-151.8℃，收率84％。1HNMR(CDCl3)δ8.05(s，2H)，3.55-3.75(m，4H)，1.96-1.92(m，4H)。C8H11N3O的分析计算值：C，58.17；H，6.71；N，25.44。实验值：C，57.92；H，6.67；N，25.18。
如图5所示，用化合物36替代化合物38，从Et2O中重结晶后获得淡红色固体HK-14，熔点94.3-94.7℃，收率79％。1HNMR(CDCl3)δ8.06(s，2H)，3.47(t，J＝6.59Hz，4H)，1.70-1.40(m，6H)。C9H13N3O的分析计算值：C，60.32；H，7.31；N，23.45。实验值：C，60.15；H，7.25；N，23.26。
实施例7
5-氨基-2-氯嘧啶的合成
(化合物40)
参照图6的反应图解，将140g(0.88mol)2-氯-5-硝基嘧啶(39)溶于700mLEtOH后，加入到含有1400mL乙酸，700mL水和197g铁粉(70m目，<212μm)的混合物中。将混合物在70℃下加热过夜，并冷却至室温后过滤。真空除去滤液中的EtOH，用12N的NaOH调节pH至8，产物用EtOAc连续液液萃取过夜。滤饼用EtOAc洗涤，并将合并后的EtOAc层经水洗，盐洗，硫酸镁干燥后，过滤。真空除去溶剂并用EtOH重结晶后，得到97.2g(85％)浅棕色固体产物。1HNMR(DMSO-d6)δ8.94(s，2H)，5.77(brs，2H)。
实施例8
2-氯嘧啶-5-醇的合成
(化合物41)
参照图6的反应图解，化合物40(40g，0.31mol)在2N硫酸中回流2小时。将反应的混合物冷却至室温后，用EtOAc连续快速液-液萃取。将合并后的EtOAc层经盐洗，硫酸镁干燥后，过滤。真空除去溶剂并用EtOH重结晶后，得到10g(25％)黄色固体41。1HNMR(DMSO-d6)δ10.93(brs，1H)，6.45(t，J＝4.88Hz，1H)，3.57(t，J＝4.4Hz，4H)，2.01-1.98(m，4H)。
实施例9
2-氯-5-苄氧基-嘧啶的合成
(化合物31)
参照图6的反应图解，在含有10g所述醇40(76.6mmol)的500mLMeOH中依次加入碳酸钾(11.6g，84.3mmol)和苄基溴(10.1mL，84.3mmol)。在室温下搅拌14小时后，加入水(300mL)终止反应。蒸去MeOH，将剩余的水层用CHCl3萃取。合并后的CHCl3层经盐洗，硫酸镁干燥后，过滤。除去溶剂后，用硅胶色谱纯化处理(洗脱剂为CHCl3：MeOH＝100：1)，得到15g(89％)白色固体2-氨基-5-苄氧基-嘧啶(31)。1HNMR(CDCl3)δ8.27(s，2H)，7.37-7.30(m，5H)，5.09(s，2H)。
实施例10
金属削弱—螯合活性
化合物HK-1至HK-8很容易与氧化还原活性的金属Cu1+、Cu2+、Fe2+，Fe3+和Zn2+形成配合物，但不与Ca2+或Mg2+形成配合物(图7)。使用连续变量法(工作曲线)确定的化学计量关系，和多功能JHX化合物所得的结果类似。配制若干组每一种化合物和目标金属离子的溶液，所配制的溶液在保持HK-1到HK-8和金属离子总浓度不变的情况下，改变溶液中每个组分的摩尔分数。达到平衡后，每种化合物的最大吸收率的变化记为一个与金属离子摩尔分数有关的函数。可以得出两个线性相关性，一个属于在金属离子低摩尔分数的情形，另一个属于高摩尔分数的情形。通过计算趋势线交点(或没有交点)所在的摩尔分数，得出化学计量比。该过程对所有化合物和所有上述离子均重复进行三次。由图7汇总得HK-1到HK-8系列的结果可知，化合物以1：2或2：1的比例与金属进行结合，且与镁和钙均没有相互作用。
实施例11
细胞培养研究
用细胞活力研究(CellViabilityStudies)，超氧化物测定(SuperoxideAssay)，生/存活力/毒性测定(Viability/CytotoxicityAssay)考察MFAOs及其单功能类似物减少过氧化物、羟基自由基和超氧化物自由基所产生的ROS的能力，其方法如下。
根据前述，体外细胞活力研究使用SH-SY5Y神经母细胞(ATCC)并根据ATCC给出的步骤在含有Earle's平衡盐缓冲液的Eagles最小基本培养基EMEM和哈姆F12(EMEM-F12)比例为1：1培养基(包含10％胎牛血清FBS)中进行培养，温度为37℃，空气CO2浓度为5％。细胞活力研究在96孔板上进行，时间为24小时，使用CellTiterAqueous单溶液细胞增殖检测试剂盒(MTS，Promega，Madison，WI)，并加入溶解于0.16％DMSO的1mM的一种化合物或氯碘羟喹(PBT1)。氯碘羟喹购自TCI(98％，日本东京)并用重结晶做进一步纯化。这是一种比色法，用来在细胞增殖或细胞毒性分析中测定存活细胞数量，其中OneSolution试剂包含MTS(3-(4,5-二甲基噻唑-2-基)-5-(3-羧甲氧基苯基)-2-(4-磺酸苯基)-2H-四氮唑)，并含有吩嗪硫酸甲酯(PMS)。
化合物MTS被细胞生物还原成有色的甲臜产物，在490nm处测定得的甲臜产物的吸光度量，直接与培养基中的存活细胞数量成正比。与DMSO处理过的细胞相比，当与Trolox接触后，含有五元环的HK-2和HK-4以及六元环的HK-6的24小时细胞活力下降大约20％，但HK-8的细胞活力下降了30％。与氯碘羟喹接触的细胞活力降低最多，达到50％。检验了这些化合物对H2O2和由芬顿反应生成的羟自由基的保护作用。在没有氧化剂的情况下，使用氯碘羟喹也观察到细胞活力的相似的减小。然而，此效果没有在氧化剂存在下那么显著。当仅暴露于H2O2时，在所有已处理的细胞中氧化性损伤降低，并且与未处理的细胞(仅DMSO和H2O2)相比观察到存活力增强。在芬顿反应中，在氯碘羟喹处理过的细胞中的存活力低于DMSO对照组，这表明除了在所使用的浓度下的氯碘羟喹的内在毒性之外没有药物作用。
在SH-SY5Y神经母细胞和ARPE-19视网膜色素上皮细胞两者中评估了多功能抗氧剂化合物和单功能抗氧剂化合物的HK系列特别在减少活细胞中超氧化物自由基方面的能力。使用MitoSOXTM红色试剂(纽约市格兰德岛InvitrogenLifeSciences)用荧光显微镜来显示线粒体产生超氧化物，其中MitoSOXTM红色试剂渗入活细胞并在其中选择性靶向线粒体。其通过超氧化物快速地氧化，但不是通过其他活性氧自由基(ROS)和活性氮自由基(RNS)。氧化产物当与核酸结合时是高荧光的。在这些研究中，细胞被接种到96孔板并且在37℃5％CO2气氛下在标准培养基(对于人的SH-SY5Y神经母细胞为具有厄尔平衡盐溶液与含有10％的胎牛血清(FBS)的哈姆F12(EMEM-F12)培养基的1：1Eagles最小必需培养基，或对于人的ARPE-19视网膜色素上皮细胞为含有4％的FBS的杜比克改进Eagles介质(DMEM))中生长直到完成80％的融合(约24小时)。然后从每个孔中去除细胞培养基，并用PBS冲洗孔。然后将溶解在DMSO(10pL)中的化合物(HK系列和JHX系列以及抗氧剂标准物(对苯二酚(HQ)、生育酚(T)、维生素E(VE)、维生素C(VC)))与无血清白蛋白(FBS)的新鲜培养基(140μL)一起加入每个孔中。超氧化物歧化酶(SOD，500pg/mL，10μL)用作另外对照组，并且所有组(对照组、药物处理组以及SOD处理组)中的细胞暴露于相同量的DMSO。在添加之后，在37℃5％CO2气氛下将细胞培养1小时。然后添加(25mU/mL)黄嘌呤氧化酶(XO)以生成约100μM的超氧化物，并且再继续培养1小时。然后再次去除培养基，并且用PBS冲洗细胞。最后，用100μL的MitoSOX红色试剂(5μM)对细胞染色，并且再培养2小时之后，使用荧光显微镜在Ex/Em＝510/580nm下测量每个孔的荧光。
在这些试验条件下通过全部两者抗氧剂减少了超氧化物的生成。在SH-SY5Y神经母细胞和ARPE-19视网膜色素上皮细胞两者中以剂量相关的方式检测了保护性多功能抗氧剂。在SH-SY5Y神经母细胞中，HK-2、HK-4和氯碘羟喹证实了超氧化物自由基的相似的减少，同时化合物HK-9和HK-11(不具有所需羟基的类似物)对于减少超氧化物阴离子自由基没有影响。单功能抗氧剂HK-10、HK-12、HK-14和HK-16也证实了保护作用，同时单功能螯合剂HK-1、HK-3、HK-5和HK-7没有保护作用。在ARPE-19视网膜色素上皮细胞中，氯碘羟喹和MFAOs氏HK-2、HK-4和JHX-4以及抗氧剂生育酚一起示出了超氧化物阴离子自由基的类似的剂量相关的减少。
使用生/生存力/细胞毒性测(纽约市格兰德岛InvitrogenLifeSciences)在SH-SY5Y神经母细胞和ARPE-19视网膜色素上皮细胞两者中评估了多功能抗氧剂化合物的HK系列特别在保护防止羟自由基诱导细胞死亡方面的能力。细胞被接种到96孔板并且在37℃5％CO2气氛下在标准培养基(对于人的SH-SY5Y神经母细胞为1：1含有10％FBS的EMEM-F12培养基，或对于人的ARPE-19视网膜色素上皮细胞为含有4％FBS的DMEM)中生长直到完成80％的融合(约24小时)。然后去除培养基，并且用PBS冲洗细胞。然后将溶解在DMSO(10pL)中的化合物(HK系列和JHX系列或抗氧剂标准物(对苯二酚(HQ)、生育酚(T)、维生素E(VE)、维生素C(VC)))与无FBS的适当的培养基一起再次加入细胞中。随后在37℃5％CO2气氛下培养1小时，将芬顿试剂(将Fe2+和过氧化氢溶解在无FBS的适当的培养基中以使其最终浓度为100μM)加入每个孔中，并且继续培养。在使用芬顿试剂培养2小时之后，将培养基去除并用PBS冲洗细胞。使用100pL的包含钙黄绿素AM(AM，NB为8μM)和溴乙锭同源二聚体-1(EthD-1，NB为16μM)的LIVE/DEAD试剂在37℃下对细胞染色1小时。利用荧光微板读取器在Ex/Em＝494/517nm(用于活细胞的Fsam)和Ex/Em＝528/617nm(用于死细胞的Fsam)下测量每个孔的荧光。对照样品的荧光也如下测量：活细胞的Fmax(在只标记有AM的活细胞样品中在Ex/Em＝494/517nm下的荧光)；用于活细胞的Fmin(在只标记有EthD-1的活细胞样品中在Ex/Em＝494/517nm下的荧光)；用于活细胞的Fmax(在只标记有EthD-1的死细胞样品中在Ex/Em＝528/617nm下的荧光)；用于死细胞的Fmin(在只标记有AM的死细胞样品中在Ex/Em＝528/617nm下的荧光)；空白494/517(不含染料和细胞的在Ex/Em＝494/517nm下的荧光)；空白494/517(不含染料和细胞的在Ex/Em＝528/617nm下的荧光)。对于死细胞对照，使细胞与70％乙醇在37℃下孵育30min。利用以下等式，由荧光读数计算活细胞百分比：
利用以下等式，由荧光读数计算死细胞百分比：
利用生/存活力/细胞毒性试验得到的结果与活细胞的类似的剂量依赖性增加互补，以及利用多功能抗氧化剂化合物和抗氧化剂标准观察到死细胞的减少。在SH-SY5Y神经母细胞瘤细胞和ARPE-19视网膜色素上皮细胞中暴露于由1mM芬顿试剂产生的羟基2小时使活细胞减少并使死细胞增加。在SH-SY5Y神经母细胞瘤细胞中，MFAOsHK-2和HK-4、以及多功能螯合剂HK-10、HK-12、HK-14和HK-16、连同氯碘羟喹具有类似的剂量依赖性保护免于暴露于羟基2小时，但是化合物HK-9和HK-11(不具有所需羟基的类似物)没有保护细胞的作用。在ARPE-19视网膜色素上皮细胞中，抗氧化剂，连同MFAOsHK-2、HK-4和JHX-4以及氯碘羟喹，表现出类似的剂量依存性保护免于暴露于羟基2小时。单功能抗氧化剂HK-10、HK-12、HK-14和HK-16也表明剂量依存性保护。
实施例12
线粒体存活力/毒性
激光染料若丹明123已被证实为一种用于定位活细胞中线粒体的特异性探针。因为其针对线粒体的选择性，所有此染色剂可用于药物引起的线粒体探针变化。因此，进行研究以确定MFAOs是否可通过它们螯合过渡金属的能力负面地影响线粒体功能。
将人SH-SY5Y神经母细胞瘤细胞接种到8-孔显微镜平板(BDFalcon，800μ-载玻片)中，并使细胞在含有10％FBS的EMEM-F12培养基中在37℃下在5％CO2空气中培养。一旦细胞在每个孔中约80％汇合，则去除培养基并利用PBS冲洗细胞。然后，在37℃下，在5％CO2空气中，使细胞与200μL不含FBS的含有药物JHX-1、-4、-5、-8、HK-2、-4、-9、-11或氯碘羟喹溶解的DMSO的HBSS培养基中预培养，以达到在4％DMSO中1mM的最终药物浓度。然后，将MnCl2加入适宜的细胞群中以得到1mM的最终浓度，并再培养该群2小时。暴露于锰3小时后，去除培养基并利用PBS冲洗细胞。在37℃，5％CO2下，每孔细胞利用100pL荧光染料若丹明123(Rhl23)(20μM)和Hoechst33342(8μM)染色30分钟。然后，利用培养基冲洗细胞3次，长达5分钟，并最后利用无菌HPLC级水冲洗。最后，移走培养板托架，将十微升包含10％FBS的细胞培养基加入每个孔中，利用矩形玻璃盖覆盖孔。覆盖玻璃与载波片之间的间隙利用指甲油密封，然后利用聚焦荧光显微镜检测细胞。对RPE细胞研究应用类似程序。但是，使ARPE-19RPE细胞与包含4％FBS的DMEM培养。
检测的成神经细胞瘤和RPE细胞表明线粒体红色若丹明123染色，以及利用蓝染色Hoechst33342的DNA在细胞核中的存在。当将MFAOs或它们的单一功能类似物加入细胞中时，没有观察到罗丹明染色的变化。但是，将ImMMnCl2加入这些细胞中导致若丹明染色的损失，表明线粒体功能紊乱。当将MnCl2加入包含MFAOs类似物或氯碘羟喹的细胞中，没有观察到若丹明123染色的此损失。这些研究表明MFAOs类似物对线粒体不具有毒性。相反，它们，连同氯碘羟喹，通过明显地络合Mn保护线粒体功能。
实施例13
MFAOs可改变Aβ1_42/Zn络合物
Aβ斑块存在于AD病人的脑、晶状体和视网膜。从淀粉样蛋白β肽(Aβ)到淀粉样蛋白斑的聚集是在阿耳茨海默氏病中的重要活动。因此根据粉样蛋白级假设，淀粉样蛋白聚集物通过活性氧簇的产生对神经元是有毒的，并因此是直接与病因有关。锌离子扮演重要角色，因为它们能结合到淀粉样蛋白并影响聚集性能。阿耳茨海默氏病的治疗剂氯碘羟喹和PBT2通过从络合物中释放锌促进淀粉样蛋白β退化。
使用来自美国的肽公司股份有限公司(加州Vista)的Aβ1_42调查MFAOs从淀粉样蛋白β/锌络合物中释放锌的能力。Aβ1_42/锌络合物按如下方法制备。ZnSO4溶液(200μM)和Aβ1_42(200pM)混在一起并在37℃下培养。在48个小时培养之后，混合物在14000xg下离心3分钟，使聚集的Aβ1_42沉淀。然后聚集的Aβ1_42在水中或200μM的药品中再次悬浮。络合物用汉克平衡盐溶液(HBSS)稀释以给使各组成分的最终浓度为10μM。采用人SH-SY5Y成神经细胞瘤和ARPE-19色素上皮细胞，此络合物然后用于如下研究。研究重复2-4次。
将人的SH-SY5Y成神经细胞瘤细胞接种到8-孔显微镜平板(BDFalcon，800p-载玻片)中，并使细胞在含有10％FBS的EMEM-F12培养基中在37℃下在5％CO2空气中培养。一旦细胞在每个孔中约80％融合，则去除培养基并利用磷酸盐缓冲盐水(PBS)冲洗细胞。然后，细胞用含10μM药物(JHX-1，-4，-5，-8，HK-2，-4，-9，-11，或溶入DMSO的氯碘羟喹)的200μL的HBSS培养基中在37℃在5％CO2空气下进行1小时预培养，培养基中不含FBS。在每一个药品的暴露1小时之后，培养基与200μLHBSS培养基交换，200μLHBSS培养基含有10μM的Aβ1_42/锌/药品(1/1/1)，或为控制组，HBSS培养基含有Aβ1_42/锌、锌/药品、Aβ1_42/药品，或Aβ1_42。然后细胞进一步在37℃、5％CO2空气下培养1小时。再除去培养基，利用PBS冲洗，然后细胞在每孔中利用在EMEM-F12(1：1)中的100μL的荧光染料zinquin(10μM)进行染色。在37℃在5％CO2空气下培养30分钟之后，移除zinquin培养基，换上含有4％仲甲醛的PBS。然后，使用DAPI(4',6-二氨基-2-苯基吲哚)DAPI过滤装置，通过共焦荧光显微技术在固定化细胞中测量zinquin荧光，评估锌的细胞内间隔。研究重复2-4次。
实施例14
生物利用度研究
在持续14天供给含有0.05％的每种药品(90mg/kg/天平均量)的食物的C57BL/6老鼠中，实施生物利用度试验。在整个身体被充满药品死亡之后，移除晶状体、神经视网膜和脑并通过HPLC-MS分析。这些化合物与JHX-4和-8相比明显具有更高的脑药物水平。然而，与JHX系列形成对比，这些HK化合物未能达到在晶状体(平均±SEM)中的充足水平。图表显示所有的MFAOs具有对至少一个靶子组织的良好的口服生物利用度。除JHX-8之外，预测的原因是所有的化合物也符合里宾斯基五规则。里宾斯基五规则证明口服生物利用度链接到以下参数：(1)氢连接供体(NH或OH)≤5；(2)氢键接受体(N或O)≤10；(3)分子量≤500；和(4)辛醇-水分配系数logP＝log(COctanoi/Cwater)<5。JHX-8拥有12个氢键接受体；仍然，它仍然展示良好的好生物利用度。
实施例15
利用分子描述符预测脑/晶状体摄取
对分析眼组织和神经组织的这些MFAOs的吸收和分布的验定要求一些复杂的药物动力学的步骤。对于晶状体，这要求穿过血脑屏障(BAB)，进入水溶液，并且最后通过扩散进入晶状体，同时对神经视网膜和脑来说，这分别要求穿过血视网膜屏障(BRB)或血脑屏障(BBB)。虽然这些化合物是亲脂的并不被预计与特定的摄取或流出接受体相互作用，但在透镜状摄取和药品亲油性之间的预期的关系或对亲油性的预期的相似的BBB和BRB渗透率关系均不会被观察到。相反，利用分子描述符的有前景的回归分析建议那在理解力方面在晶状体、脑和视网膜中的亲脂MFAOs的重要差异可以是通过选择分子描述符的分析进行预测。检查这些化合物的物理性能。
用于每个化合物的三维(3D)结构利用分子操作环境(MOE2007.09，化学计算集团有限公司)来产生，并且该3D构像之后被利用哈密顿量(MMFF94X)能量最小化程序最小化。多个分子描述符随后在这一最低能量构象被计算。这些包括logP，其是在正辛醇和水之间的化合物分配系数的对数，log(COctanol/Cwater)，并描述亲水性或亲油性。具有高辛醇/水分离系数的疏水性药物优选地分配至疏水性区室，例如细胞的脂质双分子层，同时亲水性药物(低辛醇/水分离系数)优选地被发现于亲水区室，例如血清中。拓扑极性表面积(TPSA)也被计算，其被定义为所有极性原子的表面总和，(N、O、S)，包括附着的氢。该参数被用来预测吸收率。带有极性表面积大于的分子通常被认为是渗透性差2度细胞膜。对于穿透BBB的分子，TPSA应当小于同样计算的是：偶极矩(DM：μ、AM1_μ、MNDO_μ、pM3_μ)，这是一种对分子上的电荷系统的电极性的测度。该分子的偶极矩确定其极性，且该参数通常用于药物-受体相互作用及定量结构活性关系研究。同样计算的是摩尔折射率(MR)，其估计分子的极化度。它是用于QSAR研究的最早和最成功的描述符之一。MR经常显示具有配体结合的强相关，和与logP的互补。MR给出了非亲脂性互相作用的量度。MR不仅与分子的体积有关，而且与在药物受体相互作用中London散力作用有关。
同样计算的是原子极化率(apol)，其是平均分子极化度的估计。Apol基于化合物的结构，且因此独立于所使用探针的数量和类型。同样计算的是：水可接触表面积(ASA)，其是为水所能接近的分子表面区域。对于极性和疏水性表面区域(PSA、HSA)，PSA经极性区域影响的总和被计算，同时HSA经疏水区域影响的总和被计算。同样计算的是电荷加权负/正表面积(CASA-/+)，其是总电荷加权部分带负或正电荷的分子表面积。同样计算的是：疏水性体积(D)，其被定义为产生有吸引力的疏水性相互作用的分子包膜。在八个不同的能量水平的疏水性描述符被调整到疏水性相互作用(从0.2至1.6kcal/mol)的平常能量范围。
同样计算的是亲水性体积(W)，其描述与水分子能接近的并且很好地相互作用的分子包膜。W值随相互作用能级的水平变化。W1-W3从-0.2至-1.0kcal/mol的分子领域说明极化度以及分散力；W4-W8从-2.0至-6.0kcal/mol的分子领域说明极性和强氢键供体-受体区域。同样计算的是极性体积(Wp)，其是分子的极性基团的体积。同样计算的是κ形状指数(Kierl-3)，其是分子分支的度量并能够提供空间大小的度量。
同样计算分子球性(G)，其定义为体积的球的表面面积外的分子表面的比率，并涉及分子柔顺性。G1.0是完美球形分子。同样计算临界包覆参数(CP)，其限定在分子的亲水和亲脂部分之间的比率。与亲水性-亲脂性平衡相比，CP仅仅指分子形状，其定义为：体积(亲脂部分)/[(表面(亲水部分)*(亲脂部分的长度)]。同样计算拓扑描述符(fMF)，其基于相对于化合物的总尺寸的它的分子构架(MF)的尺寸描述了所述化合物的结构复杂性。fMF定义为分子构架的尺寸占整个分子的尺寸的分数。混乱度，定义为分子与蛋白质形成非特定倍数相互作用的能力，在所述fMF值较大时与fMF相关。示出了在上述理化/拓扑描述符的每一者和6MFAOs的浓度和在任一晶状体、神经视网膜和脑的同型物之间观察到的各个相关性。虽然回归分析表示出显著的关系，但在许多情况下，由于在图表的任一端簇聚的点(在晶状体、logP、CASA-CASA+中)的分布并不均匀，这些相关性可能是人为的。因此，只有展示分布较宽的点的图表(例如在晶状体、TPSA、DM、PSA、fMF中)，才认为是真实的。在晶状体和脑中的类似分子描述符给出负相关性，同时并没有由神经视网膜得到观测相关性。
实施例16
暴露于人ARPE-19视网膜色素上皮细胞的锌的细胞的区域化的Zinquin
分析
对于此项研究，采用与用于神经母细胞瘤细胞系的描述相同的程序，除了ARPE-19RPE细胞用含有4％FBS的DMEM培养。
Zinquin染色，其具有蓝色荧光，显示在细胞质中存在不稳定zinc2+，在Aβ1_42/锌配合物添加到细胞之后此染色消失，表明现在不稳定锌变得不再可用或它从络合物中释放出。当细胞与MFAOs或氯碘羟喹温育的时候，此情形不会发生，这表示在聚集的Aβ1_42/锌配合物存在下这些化合物维持了不稳定锌的水平。类似效应在成神经细胞瘤和RPE细胞系两者中都观察得到。类似的活性同样用于PBT2。
总之，HK-2、HK-4、HK-6，以及HK-8是多功能的神经保护抗氧剂，这些抗氧剂既螯合过渡金属——否则可能将非活性氧物质转化成活性氧物质(ROS)，又清除自由基，使ROS转化成低危害化合物。HK-1、HK-3、HK-5，以及HK-7是螯合过渡金属否则可能将非活性的氧物质转化成活性氧物质(ROS)的单功能的神经保护抗氧剂。HK-10、HK-12、HK-14，以及HK-16是清除自由基将ROS转化成低危害化合物的单功能的神经保护抗氧剂。所有这些化合物可以作为酯前体药物(通过添加脂基引入亲脂性并掩上活性化合物的氢键基团来转换酯前体药物是本领域中的公知技术)的口服给药，并且它们全部显示能够穿过血-脑屏障。
HK-2、HK-4、HK-6以及HK-8，通过它们能够独立螯合例如铁、铜或锌的金属和清除来自不同源产生的自由基的能力，它们是神经保护的并且有利于治疗各种神经疾病以及减缓糖尿病并发症的进展，神经疾病例如阿尔茨海默氏病、帕金森氏病、ALS、创伤性脑损伤、眼部疾病，如白内障、青光眼、年龄相关性黄斑变性和其他视网膜变性。这些化合物还可以有益于降低所选疾病中Fe、Cu和Zn金属的积累。
单功能的抗氧化剂螯合剂HK-1、HK-3、HK-5、HK-7和它们的同型物，通过它们螯合如Fe、铜或锌的这样的金属的能力，有利于治疗亨廷顿氏病和阿耳茨海默氏病，以及铜中毒或铁中毒。
单功能自由基清除剂HK-10、HK-12、HK-14、HK-16和它们的同型物，通过它们清除自由基的能力，不仅有利于上述年龄相关疾病，也可作为针对电离辐射的辐射保护药剂。
应理解，本发明不限制于上文描述的实施方式，而是包括所附权利要求的范围内的任何及所有实施方式。

Claims (17)

1.一种神经保护多功能抗氧化剂，包括具有以下结构式的化合物：
其中R1是CH2或C2H4；R2是-OR4，其中R4是H、羰基烷基或羰基芳基；且R3a和R3b分别选自由H和-烷氧基组成的组及它们的可药用盐。
2.如权利要求1所述的神经保护多功能抗氧化剂，其中所述化合物选自由下列物质组成的组：
及以及它们的可药用盐。
3.如权利要求2所述的神经保护多功能抗氧化剂，其中所述化合物被用作一种口服的酯类前体药物的配方。
4.如权利要求1所述的神经保护多功能抗氧化剂，其中所述化合物具有以下结构式：及其可药用盐。
5.如权利要求1所述的神经保护多功能抗氧化剂，其中所述化合物具有以下结构式：及其可药用盐。
6.如权利要求1所述的神经保护多功能抗氧化剂，其中所述化合物具有以下结构式：及其可药用盐。
7.如权利要求1所述的神经保护多功能抗氧化剂，其中所述化合物具有以下结构式：及其可药用盐。
8.一种神经保护单功能抗氧化剂，包括一种具有以下结构式的化合物：
其中R1是CH2或C2H4；R2是H；且R3a和R3b分别选自由H和-O-烷基组成的组及它们的可药用盐。
9.如权利要求8所述的神经保护单功能抗氧化剂，其中所述化合物选自由下列物质组成的组：
10.如权利要求9所述的神经保护单功能抗氧化剂，其中所述化合物被制成用于口服的酯类前体药物。
11.如权利要求8所述的神经保护单功能抗氧化剂，其中所述化合物具有以下结构式：及其可药用盐。
12.如权利要求8所述的神经保护单功能抗氧化剂，其中所述化合物具有以下结构式：及其可药用盐。
13.如权利要求8所述的神经保护单功能抗氧化剂，其中所述化合物具有以下结构式：及其可药用盐。
14.如权利要求8所述的神经保护单功能抗氧化剂，其中所述化合物具有以下结构式：及其可药用盐。
15.一种神经保护抗氧化剂，包括一种具有以下结构式的化合物：
其中R1是CH2或C2H4；R2是-OR4，其中R4是H、羰基烷基或羰基芳基；且R3a和R3b分别选自由H和-O-烷基组成的组及它们的可药用盐。
16.如权利要求15所述的神经保护抗氧化剂，其中所述化合物是选自由下列物质组成的组及其可药用盐。
17.如权利要求16所述的神经保护抗氧化剂，其中所述化合物是被用于口服的酯类前体药物的配方。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109517640A (zh) * 2018-11-21 2019-03-26 烟台索山机械有限公司 6-（2-吡啶基）-4-对氟苯基-2-氨基嘧啶作为润滑油抗氧化剂的应用
CN111138415A (zh) * 2019-12-31 2020-05-12 中国人民解放军第四军医大学 双功能螯合剂在铀的促排及辐射防护中的应用
TWI743414B (zh) * 2018-11-13 2021-10-21 大江生醫股份有限公司 蒔蘿籽萃取物用於降低腦神經細胞損傷及減緩腦神經細胞凋亡的用途

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104292213A (zh) * 2014-09-08 2015-01-21 湖南华腾制药有限公司 一种嘧啶衍生物的制备方法
TW201630882A (zh) * 2014-10-15 2016-09-01 辛格納生物科學公司 色醯胺組合物及使用方法
US9956254B2 (en) * 2015-02-26 2018-05-01 Naturewise Biotech & Medicals Corporation Extract of taiwanese propolis for treating ocular diseases

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120010183A1 (en) * 2010-07-12 2012-01-12 Pfizer Limited Chemical Compounds

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3888773A (en) * 1972-04-27 1975-06-10 Mobil Oil Corp Nitrogen compounds linked to a heterocyclic ring as multifunctional additives in fuel and lubricant compositions
US4711888A (en) 1985-07-24 1987-12-08 Pfizer Inc. Hydroxy and alkoxy pyrimidines
JPH0742230B2 (ja) * 1986-11-20 1995-05-10 三菱化学株式会社 過酸化脂質生成抑制剤
US5071852A (en) 1988-12-14 1991-12-10 Pfizer Inc. Derivatives of 5-hydroxy and 5-methoxy 2-amino-pyrimidines as inhibitors of interleukin-1 production
JP3280040B2 (ja) * 1990-03-26 2002-04-30 武田薬品工業株式会社 アミノベンゼン化合物
US5177079A (en) 1991-01-31 1993-01-05 Warner-Lambert Company 2-substituted-4,6-di-tertiarybutyl-5-hydroxy-1,3-pyrimidines useful as antiinflammatory agents
JPH10306077A (ja) * 1997-05-07 1998-11-17 Daiichi Rajio Isotope Kenkyusho:Kk ビピラゾール誘導体並びにこれを有効成分とする医薬および試薬
WO2002000683A2 (en) 2000-06-23 2002-01-03 Vanderbilt University Novel chain-breaking antioxidants
AU9022901A (en) * 2000-09-18 2002-03-26 Eisai Co Ltd Pyridazinones and triazinones and medicinal use thereof
WO2003010154A1 (en) * 2001-07-26 2003-02-06 Samsung Electronics Co. Ltd. Seleno compounds containing nitrone moiety, their preparation and their therapeutic uses
HUP0501011A3 (en) * 2001-12-14 2009-04-28 Novo Nordisk As Carbamates as hormone-sensitive lipase inhibitors, process for producing them, pharmaceutical compositions containing them and their use
US20040259926A1 (en) * 2003-06-05 2004-12-23 Bruendl Michelle M. 3-Aryloxy and 3-heteroaryloxy substituted benzo[b]thiophenes as therapeutic agents
CA2563038C (en) * 2004-04-02 2013-10-29 Gaik Beng Kok Neurologically-active compounds
JP2007532768A (ja) 2004-04-28 2007-11-15 ザ プロクター アンド ギャンブル カンパニー 酸化防止剤組成物
CA2581454A1 (en) * 2004-09-23 2006-03-30 Reddy Us Therapeutics, Inc. Novel pyrimidine compounds, process for their preparation and compositions containing them
US8367669B2 (en) 2005-06-15 2013-02-05 Vanderbilt University Inhibitors of hemeprotein-catalyzed lipid peroxidation
US8268849B2 (en) 2007-09-25 2012-09-18 Board Of Regents Of The University Of Nebraska Multifunctional Antioxidants and methods of use thereof
US8563715B2 (en) * 2008-03-31 2013-10-22 Zenyaku Kogyo Kabushikikaisha Pyrimidine derivative having cell protecting effect and uses thereof
WO2009144253A1 (en) 2008-05-29 2009-12-03 Karolinska Institutet Innovations Ab Compounds comprising a 3-pyridinol or 5-pyrimidinol ring having an organoseleno or organotelluro substituent for use as antioxidants
MY153941A (en) * 2009-02-26 2015-04-15 Boehringer Ingelheim Int Compounds as bradykinin b1 antagonists

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120010183A1 (en) * 2010-07-12 2012-01-12 Pfizer Limited Chemical Compounds

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
S.A.A.ZAIDI等: "Transition Metal Complexes of 2-(NSuccinimidyl) Pyrimidine", 《SYNTHESIS AND REACTIVITY IN INORGANIC AND METAL-ORGANIC CHEMISTRY》 *
刘新锦等: "《无机元素化学》", 31 January 2005, 科学出版社 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI743414B (zh) * 2018-11-13 2021-10-21 大江生醫股份有限公司 蒔蘿籽萃取物用於降低腦神經細胞損傷及減緩腦神經細胞凋亡的用途
CN109517640A (zh) * 2018-11-21 2019-03-26 烟台索山机械有限公司 6-（2-吡啶基）-4-对氟苯基-2-氨基嘧啶作为润滑油抗氧化剂的应用
CN111138415A (zh) * 2019-12-31 2020-05-12 中国人民解放军第四军医大学 双功能螯合剂在铀的促排及辐射防护中的应用
CN111138415B (zh) * 2019-12-31 2023-03-17 中国人民解放军第四军医大学 双功能螯合剂在铀的促排及辐射防护中的应用

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