CN105622509B - 左旋美普他酚茚酮衍生物和/或其盐类及其制备方法和用途 - Google Patents

Abstract

本发明属制药领域，涉及通式(I)结构的左旋美普他酚茚酮衍生物和/或其盐类及其制备方法和用途，本发明经药理实验结果显示，所述的左旋美普他酚茚酮衍生物和/或其盐类具有抑制乙酰胆碱酯酶和抑制Aβ聚集的双重活性，可用于制备神经退行性疾病和痴呆症的药物，预防和/或治疗包括阿尔茨海默症(AD)和帕金森氏症(PD)在内的神经退行性疾病，以及包括AD、Lewy体痴呆(DLB)和血管性痴呆(VaD)等的各种痴呆症。

Description

左旋美普他酚茚酮衍生物和/或其盐类及其制备方法和用途

技术领域

本发明属制药领域，涉及左旋美普他酚茚酮衍生物和/或其盐类及其制备方法和用途。

背景技术

现有技术公开了阿尔茨海默病(Alzheimer's disease，AD)是一种以进行性记忆减退、智力衰退、语言行为障碍甚至意识丧失为主要症状的神经退行性疾病。研究显示学习和记忆能力减退与前脑基底核和海马区胆碱能神经功能的下降有着密切的联系。乙酰胆碱酯酶(acetylcholinesterase,AChE)抑制剂是目前美国FDA批准用于治疗AD的主要临床药物，该药物通过抑制脑内神经递质乙酰胆碱的水解，提高突触间乙酰胆碱浓度，进而能有效改善AD患者的学习记忆及认知能力。在临床实践中，AChE抑制剂还用于其他神经退行性疾病如帕金森氏症(PD)认知功能障碍的缓解，以及Lewy体痴呆(DLB)和血管性痴呆(VaD)等其他痴呆症的治疗。

常见的AChE抑制剂一般只缓解症状，不能从根本上阻止退行性病变的发展。根据AChE双位点(三合一酶催化位点和外周阴离子位点)的作用特点，以双他克林为代表的双位点或双功能团AChE抑制剂相继被报道(León R,Garcia AG,Marco-Contelles J.Recentadvances in the multitarget-directed ligands approach for the treatment ofAlzheimer's disease.Med Res Rev,2013,33(1):139-189.)。

多奈哌齐是目前美国FDA批准治疗AD的AChE抑制剂中体外活性最强的一个。AChE复合物的X-衍射晶体结构表明其结合具有双位点结合的特性，其苄基部分主要与酶的催化中心位点产生多种相互作用，而其茚酮部分则在外周位点边缘附近产生疏水结合。近年来，研究者针对双位点结合的性质，以多奈哌齐的结构为基础，研发了许多类似的AChE抑制剂，如将他克林与多奈哌齐的茚酮结构进行拼合；或将石杉碱甲简化结构与多奈哌齐的茚酮结构进行拼合，等等。

有研究显示，同时结合于AChE催化位点和外周阴离子位点的双位点抑制剂还具有AChE和Aβ聚集双重抑制作用，有望在改善AD患者痴呆症状的同时，干预退行性病变的病理过程，起到标本兼治的作用。左旋美普他酚是一个中等强度的AChE抑制剂，中国专利CN101037430B公开了一类以全碳链连接的左旋美普他酚双配基衍生物，具有AChE抑制作用。美国专利US8232270B2和日本专利JP5118696B2进一步公开了这类左旋美普他酚双配基衍生物抑制AChE诱导的β-淀粉肽(Aβ)聚集的活性。酶复合物的X-衍射晶体结构表明，其结构中的两个左旋美普他酚结构片段分别结合于催化位点和外周阴离子位点的中心(AvivPaz,et al.The crystal structure of a complex of acetylcholinesterase with abis-(-)-nor-meptazinol derivative reveals disruption of the catalytic triad.JMed Chem,2009,52(8),2543-2549.)。专利申请CN102617471A还公开了一类含杂原子或极性基团取代的连接链的左旋美普他酚双分子衍生物，具有AChE抑制等多靶点作用。

基于本技术领域的现状，本申请的发明人拟提供一种新的左旋美普他酚茚酮衍生物和/或其盐类。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型左旋美普他酚茚酮衍生物和/或其盐类；尤其是一种由左旋美普他酚与多奈哌齐的茚酮结构拼合成的新型左旋美普他酚茚酮衍生物和/或其药学上可接受的盐。

本发明提供了具有如下结构通式(I)的左旋美普他酚茚酮衍生物：

其中n为2-7；n优选为5，6，7。

本发明所述的左旋美普他酚茚酮衍生物药学上可接受的盐，可以是与药学上可接受的酸形成的酸加成盐，也可以是与药学上可接受的碱形成的碱加成盐。

所述的酸加成盐可以是：盐酸盐、氢溴酸盐、氢碘酸盐、硝酸盐、硫酸盐或硫酸氢盐、磷酸盐或磷酸二氢盐或磷酸氢盐、酒石酸盐、乙酸盐、扁桃酸盐、马来酸盐、富马酸盐、苯甲酸盐、琥珀酸盐、乳酸盐、柠檬酸盐、葡糖酸盐、甲磺酸盐、苯磺酸盐、对甲苯磺酸盐或一种以上所述盐的组合物。

所述的碱加成盐可以是：钾盐、钠盐、锂盐、镁盐、钙盐或一种以上所述盐的组合物。

本发明的另一目的在于提供制备上述左旋美普他酚茚酮衍生物和/或其盐类的方法，其制备通过如下述的路线和步骤：

其中R和R’独立地选自甲基、乙基；X和X’独立地选自氯、溴、碘；n为2-7；

所述步骤1，制备通式(IV)化合物：

5,6-二甲氧基-2,3-二氢-1-茚酮与碳酸酯或卤甲酸酯在惰性溶剂中，于碱存在下回流反应4-6小时，制得通式(IV)化合物；

所述碳酸酯选自碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯，优选为碳酸二乙酯；所述卤甲酸酯选自氯甲酸甲酯、氯甲酸乙酯；所述惰性溶剂选自四氢呋喃(THF)、氯仿、二氯甲烷、苯、甲苯、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)或由上述溶剂组成的混合溶剂，优选为甲苯；所述碱选自甲醇钠、乙醇钠、叔丁醇钾、氢化钠或氨基钠，优选为氢化钠；

所述步骤2，制备通式(III)化合物：

通式(IV)化合物与二卤代烷在惰性溶剂中，于碱存在下，20-60℃反应12-24小时，制得通式(III)化合物；

所述二卤代烷选自二氯代烷、二溴代烷、二碘代烷，优选为二溴代烷；所述惰性溶剂选自四氢呋喃(THF)、乙醚、氯仿、二氯甲烷、苯、甲苯、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)或由上述溶剂组成的混合溶剂，优选为DMF；所述碱选自氢氧化钾、氢氧化钠、甲醇钠、乙醇钠、叔丁醇钾、氢化钠或氨基钠，优选为氢化钠；

所述步骤3，制备通式(II)化合物：

(S)-N-去甲基美普他酚(V)在惰性溶剂中，碱的存在下，与通式(III)化合物在0-100℃反应4-12小时，制得通式(II)化合物；

所述惰性溶剂选自乙腈、四氢呋喃(THF)、乙醚、氯仿、二氯甲烷、苯、甲苯、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)或由上述溶剂组成的混合溶剂，优选为乙腈；所述碱选自吡啶、三乙胺、4-二甲氨基吡啶、二异丙基乙胺、碳酸钾或钠、氢氧化钾或钠等，优选为三乙胺；反应温度优选为40-70℃，更优选为50℃；反应时间优选为6-10小时，更优选为8小时；

所述步骤4，制备通式(I)化合物：

通式(II)化合物在极性溶剂中，碱的存在下，在60-150℃反应4-12小时，水解脱羧制得通式(I)化合物；

所述极性溶剂选自水或甲醇、乙醇、异丙醇、四氢呋喃、二氧六环、乙腈等与水以任意比例组成的混合溶剂，优选为甲醇/水、乙醇/水；所述碱选自氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化锂等，优选为氢氧化钾；反应温度优选为70-110℃，更优选为80℃；反应时间优选为6-10小时，更优选为8小时；

所述步骤5，制备通式(I)化合物盐类：

通式(I)化合物与无机酸或有机酸反应制得酸加成盐，所述无机酸是盐酸、氢溴酸、氢碘酸、硝酸、硫酸、磷酸中的一种或任意两种或以上的组合物；所述有机酸是酒石酸、乙酸、扁桃酸、马来酸、富马酸、苯甲酸、琥珀酸、乳酸、柠檬酸、葡糖酸、甲磺酸、苯磺酸和对甲苯磺酸中的一种或任意两种或以上的组合物；

通式(I)化合物与碱反应制得碱加成盐，所述碱是氢氧化钾/钠/锂/镁/钙、碳酸钾/钠/锂/镁、碱式碳酸镁的一种或任意两种或以上组成的混合碱。

本发明对左旋美普他酚茚酮衍生物进行了体外活性测试，结果显示，所述的左旋美普他酚茚酮衍生物抑制AChE的活性达到12-14nM，比对照药多奈哌齐(IC₅₀＝55nM)高4-5倍；所述的左旋美普他酚茚酮衍生物在50μM下对AChE诱导的Aβ聚集均有不同程度的抑制，比对照药多奈哌齐作用强。

本发明通过药效实验证明，所述左旋美普他酚茚酮衍生物和/或其盐类在AChE抑制和抗Aβ聚集两方面产生了双重作用的有益效果，可用于制备神经退行性疾病和痴呆症的药物，预防和/或治疗包括阿尔茨海默症(AD)和帕金森氏症(PD)在内的神经退行性疾病，以及包括AD、Lewy体痴呆(DLB)和血管性痴呆(VaD)等的各种痴呆症。

本发明进一步提供了上述左旋美普他酚茚酮衍生物和/或其盐类在制备预防和/或治疗包括AD在内的神经退行性疾病和多种痴呆症药物中的应用。

具体实施方式

本发明通过以下具体的实施例进一步说明本发明，但不作为本发明的限制。

本发明所述N-去甲基左旋美普他酚(V)可由左旋美普他酚经N-去甲基反应制得，制备方法参见中国专利CN101037430B，其中，左旋美普他酚可由美普他酚拆分制得，方法参见中国专利CN1850804B。

制备中间体IV：5,6-二甲氧基-1-氧代-2,3-二氢-1H-茚酮-2-甲酸乙酯(IV)

分散于油中的80％钠氢2.3g(78mmol)和碳酸二乙酯9.5mL(78mmol)加入200mL甲苯中，氩气保护下升温回流后滴加5,6-二甲氧基-2,3-二氢-1-茚酮7.5g(39mmol)的甲苯溶液，继续回流反应5小时，冷却，加入200mL水和10mL冰醋酸淬灭反应，二氯甲烷200mL×3萃取，合并有机层，饱和氯化钠溶液洗涤，无水硫酸钠干燥，过滤后硅胶柱层析，洗脱剂为石油醚:乙酸乙酯＝3:1，得淡黄色固体(IV)6.3g，产率62％；LC-MS(ESI)：265.1[M+H]⁺；

制备中间体III：2-(2-溴乙基)-5,6-二甲氧基-1-氧代-2,3-二氢-1H-茚酮-2-甲酸乙酯(IIIa)(n＝2)

分散于油中的80％钠氢90mg(3mmol)和化合物(IV)528mg(2mmol)加入20mL DMF中，氩气保护下室温搅拌30分钟后加入1,2-二溴乙烷344μL(4mmol)，室温反应过夜。加入1mol/L的HCl溶液淬灭反应并调节pH至6-7，再加入150mL水后乙酸乙酯50mL×3萃取，合并有机层，饱和氯化钠溶液洗涤，无水硫酸钠干燥，过滤后硅胶柱层析，洗脱剂为石油醚:乙酸乙酯＝5:1，得淡黄色油状物(IIIa)449mg，产率60％；LC-MS(ESI)：370.8,372.8[M+H]⁺；

同法制备如表1所示的中间体化合物IIIb-f：

表1

制备中间体II：2-{2-[(S)-3-乙基-3-(3-羟基苯基)-氮杂环庚烷-1-基]-乙基}-5,6-二甲

氧基-1-氧代-2,3-二氢-1H-茚酮-2-甲酸乙酯(IIa)(n＝2)

(S)-N-去甲基美普他酚(V)260mg(1.19mmol)和化合物(IIIa)440mg(1.19mmol)溶于20mL乙腈中，加入三乙胺821μL(5.95mmol)后，氩气保护下升温至50℃反应8小时。待反应液冷却，减压浓缩后加入10mL水，二氯甲烷20mL×3萃取，合并有机层，无水硫酸钠干燥。过滤后硅胶柱层析，洗脱剂为二氯甲烷:乙醇＝15:1，得淡黄色油状物(IIa)120mg，产率20％。LC-MS(ESI)：510.3[M+H]⁺。

同法制备如表2所示的中间体化合物IIb-f：

表2

实施例12-{2-[(S)-3-乙基-3-(3-羟基苯基)-氮杂环庚烷-1-基]-乙基}-5,6-二甲氧基-2,3-二氢-1H-茚酮(Ia)(n＝2)

化合物(IIa)110mg(0.21mmol)溶于6mL/1.5mL的乙醇/水中，加入氢氧化钾96mg(1.72mmol)，氩气保护下升温至80℃反应8小时。待反应液冷却后加入10mL水，用1mol/L的HCl溶液调节pH至8-9，二氯甲烷20mL×3萃取，合并有机层，无水硫酸钠干燥。过滤后硅胶柱层析，洗脱剂为二氯甲烷:乙醇＝15:1，得淡黄色油状物(Ia)90mg，产率95％；¹HNMR(400MHz,CDCl₃)δ7.18(dd,J＝17.8,9.7Hz,2H),7.09–6.90(m,1H),6.90–6.78(m,2H),6.69(dd,J＝7.9,2.1Hz,1H),3.99(d,J＝1.4Hz,3H),3.92(d,J＝6.4Hz,3H),3.29–3.07(m,1.5H),2.99(dd,J＝8.2,4.5Hz,1H),2.90–2.79(m,1H),2.78–2.50(m,5.5H),2.19–2.05(m,2H),1.77–1.48(m,8H),0.60(dt,J＝11.0,7.4Hz,3H)；LC-MS(ESI)：438.2[M+H]⁺。

实施例2-6采用与实施例1相类似的方法，以化合物IIb-f为起始原料，制备实施例2-6(化合物Ib-f)(n＝3-7)(如表3所示)：

表3

实施例72-{2-[(S)-3-乙基-3-(3-羟基苯基)-氮杂环庚烷-1-基]-乙基}-5,6-二甲氧基-2,3-二氢-1H-茚酮(Ia)盐酸盐(n＝2)

2-{2-[(S)-3-乙基-3-(3-羟基苯基)-氮杂环庚烷-1-基]-乙基}-5,6-二甲氧基-2,3-二氢-1H-茚酮(Ia)90mg加无水乙醚20mL溶解，滴加无水HCl-乙醚溶液1.2mL，析出类白色粉末。过滤，少量无水乙醚洗，P₂O₅干燥器真空干燥过夜，得(Ia)盐酸盐60mg，收率62％。[α]_D＝-26.70°(c＝0.22,MeOH)。

实施例8-12采用与实施例7相类似的方法，以化合物Ib-f为起始原料，制备实施例8-12(Ib-f盐酸盐)(n＝3-7)(如表4所示)：

表4

实施例13左旋美普他酚茚酮衍生物和/或其盐类对AChE的抑制作用

1)实验原理：AChE抑制活性采用Ellman比色法测定。AChE能够水解底物乙酰胆碱生成胆碱和乙酸，活性测定选用乙酰硫胆碱作为底物，生成硫胆碱和乙酸，硫胆碱可以与巯基显色剂5,5'-二硫代双(2-硝基苯甲酸)(DTNB)反应生成黄色的2-硝基-5-硫代苯甲酸(NTB)类化合物，根据颜色深浅进行比色定量，水解产物硫胆碱的数量可反映AChE的活力；在体系中加入酶抑制剂后，其酶活力与未加抑制剂相比则可反映抑制剂的抑制活性；

2)实验材料

(1)AChE溶液的配制：AChE酶源选用电鳗AChE(-C3389-500UN)，稀释成2.5U/mL的生理盐水溶液待用；

(2)测试样品溶液的配制：准确称取适量的待测化合物，溶于50μL DMSO中，加生理盐水稀释至10mL，配成待测样品储备液(～10^-4M)。储备液测试前用生理盐水逐级稀释至各浓度；

(3)测试采用乙酰胆碱酯酶(AChE)测试盒(南京建成科技有限公司-A024)；测试用硫代乙酰胆碱溶液、巯基显色剂溶液、完全抑制剂溶液均按照测试盒说明书配制及保存。

3)实验方法：20μL酶液(2.5U/mL)和200μL抑制剂样品溶液于37℃孵育20分钟后，依次加入底物(碘化硫代乙酰胆碱)溶液250μL和显色剂溶液250μL，充分混匀后于37℃准确反应6分钟，加入抑制剂20μL终止反应，室温下静置20分钟，用紫外分光光度计在室温时412nm波长下测定各管吸光度值(OD)；设定以生理盐水代替待测样品溶液的空白管，各浓度样品测定管和空白管均设定以生理盐水代替酶溶液的对照管，各测定管(5-7个浓度)的光密度值与空白管比较计算得出酶活力的降低百分率即为酶抑制率，并以样品摩尔浓度的负对数与酶抑制率进行非线性回归，求得50％抑制时样品的摩尔浓度即为该样品化合物抑制乙酰胆碱酯酶的IC₅₀值；每个抑制率均为两次平行测试的平均值。

抑制率＝[(OD_空白测定－OD_空白对照)－(OD_测定-OD_测定对照)]/(OD_空白测定－OD_空白对照)×100％

4)实验结果显示，本发明的左旋美普他酚茚酮衍生物的AChE抑制活性较对照品多奈哌齐(55nM)高4-5倍(其中实施例4或10(n＝5)和实施例5或11(n＝6)的IC₅₀值分别为12nM和14nM)。

表5显示了左旋美普他酚茚酮衍生物对电鳗乙酰胆碱酯酶(EeAChE)的抑制活性。

表5

化合物	连接链含碳数(n)	IC50(nM)
			实施例1或7	2	470
实施例2或8	3	93
			实施例3或9	4	87
实施例4或10	5	12
			实施例5或11	6	14
实施例6或12	7	23
			多奈哌齐	-	55

实施例14左旋美普他酚茚酮衍生物和/或其盐类对Aβ聚集的抑制作用

1)实验原理：根据AChE的外周阴离子位点能够诱导Aβ聚集，Aβ沉积纤维的形成可用硫磺素T荧光法检测的原理测定抑制Aβ聚集活性；

2)实验材料：AChE酶源选用重组HuAChE(-C1682-.1MG)；Aβ选用Aβ1-40PTD Human Protein(Biosource--03-136)；

3)实验方法：Aβ_1-40肽(Biosource)2μL于六氟异丙醇(HFIP)中冻干后溶解在DMSO中，加0.215M磷酸钠缓冲液(pH 8.0)配制成230μM的Aβ试液；Aβ试液中加入16μL人重组AChE(Sigma-Aldrich)配制成AChE终浓度为2.30μM的AChE-Aβ试液；AChE-Aβ试液中加入2μL供试抑制剂配制成抑制剂-AChE-Aβ试液。上述试液室温孵育48h；孵育结束，加入含1.5μM硫磺素T(Sigma-Aldrich)的50mM甘氨酸-NaOH缓冲液(pH 8.5)稀释成2.0mL。荧光检测，激发波长和发射波长分别为446nm和490nm。计算测试化合物在50μM浓度下对AChE诱导Aβ聚集的抑制百分率，计算公式：100-(IF_i/IF_o×100)，IF_i和IF₀分别表示抑制剂-AChE-Aβ试液和AChE-Aβ试液的荧光强度。每个抑制率均为两次平行测试的平均值；

4)抑制Aβ聚集的实验结果表明，左旋美普他酚茚酮衍生物(实施例4或10(n＝5)和实施例5或11(n＝6)在50μM下对AChE诱导的Aβ聚集均有不同程度的抑制，较对照品多奈哌齐(100μM抑制率22％)抑制作用强(如表2所示)。表6显示了左旋美普他酚茚酮衍生物抑制AChE诱导Aβ聚集的活性。

表6

化合物	连接链含碳数(n)	50μM下的抑制率(％)
			实施例4或10	5	18.2％
实施例5或11	6	33.2％
			多奈哌齐	-	22％at 100μM a

aBiochem.Pharmacol.2003,65,407–416。

Claims (15)

1.具有如下结构通式(I)的左旋美普他酚茚酮衍生物和/或其盐类：

其中n为2，3，4，5，6或7。

2.按权利要求1所述的左旋美普他酚茚酮衍生物和/或其盐类，其特征在于，其中n为5，6，7。

3.按权利要求1或2所述的左旋美普他酚茚酮衍生物和/或其盐类，其特征在于，所述的盐类由左旋美普他酚茚酮衍生物与无机酸或有机酸形成药学上可接受的酸加成盐。

4.按权利要求1或2所述的左旋美普他酚茚酮衍生物和/或其盐类，其特征在于，所述的盐类由左旋美普他酚茚酮衍生物与碱形成药学上可接受的碱加成盐。

5.按权利要求3所述的左旋美普他酚茚酮衍生物和/或其盐类，其特征在于，所述的无机酸为盐酸、氢溴酸、氢碘酸、硝酸、硫酸、磷酸中的一种或任意两种或以上的组合物；所述有机酸为酒石酸、乙酸、扁桃酸、马来酸、富马酸、苯甲酸、琥珀酸、乳酸、柠檬酸、葡糖酸、甲磺酸、苯磺酸和对甲苯磺酸中的一种或任意两种或以上的组合物。

6.按权利要求4所述的左旋美普他酚茚酮衍生物和/或其盐类，其特征在于，所述的碱为包含钾、钠、锂、镁和钙离子碱中的一种或任意两种或以上的组合物。

7.按权利要求1-6中任一项所述的左旋美普他酚茚酮衍生物和/或其盐类在制备预防和/或治疗神经退行性疾病或痴呆症药物中的用途。

8.按权利要求7所述的用途，其特征在于，所述的神经退行性疾病为阿尔茨海默症(AD)或帕金森氏症(PD)；所述的痴呆症为阿尔茨海默症(AD)、Lewy体痴呆(DLB)或血管性痴呆(VaD)。

9.一种制备权利要求1所述的左旋美普他酚茚酮衍生物和/或其盐类的方法，其特征在于，其中包括：步骤A：(S)-N-去甲基美普他酚在惰性溶剂中、碱(1)的存在下，与通式(III)化合物反应制得通式(II)中间体；步骤B：通式(II)中间体在极性溶剂中、碱(2)的存在下，加热水解脱羧后制得；通过下述制备路线：

其中R选自甲基、乙基；X选自氯、溴、碘；其中n为2，3，4，5，6或7。

10.按权利要求9所述的方法，其特征在于，步骤A中：所述的惰性溶剂选自乙腈、四氢呋喃(THF)、乙醚、氯仿、二氯甲烷、苯、甲苯、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)或由上述溶剂组成的混合溶剂；所述的碱(1)选自吡啶、三乙胺、4-二甲氨基吡啶、二异丙基乙胺、碳酸钾或钠、氢氧化钾或钠；反应温度为0-100℃，反应时间为4-12小时。

11.按权利要求10所述的方法，其特征在于，步骤A中：反应温度为40-70℃，反应时间为6-10小时。

12.按权利要求11所述的方法，其特征在于，步骤A中：所述的惰性溶剂为乙腈；所述的碱(1)为三乙胺；反应温度为50℃；反应时间为8小时。

13.按权利要求9所述的方法，其特征在于，步骤B中：所述的极性溶剂选自水或甲醇、乙醇、异丙醇、四氢呋喃、二氧六环或乙腈与水以任意比例组成的混合溶剂；所述的碱(2)选自氢氧化钾、氢氧化钠或氢氧化锂；反应温度为60-150℃，反应时间为4-12小时。

14.按权利要求13所述的方法，其特征在于，步骤B中：反应温度为70-110℃，反应时间为6-10小时。

15.按权利要求14所述的方法，其特征在于，步骤B中：所述的极性溶剂为甲醇/水或乙醇/水；所述的碱(2)为氢氧化钾；反应温度为80℃；反应时间为8小时。