CN106187898B - 氨基甲酸酯衍生物及其合成方法和用途 - Google Patents

氨基甲酸酯衍生物及其合成方法和用途 Download PDF

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Abstract

本发明涉及具有乙酰胆碱酶抑制作用的药物组合物及其合成方法和用途，涉及通式为(I)的氨基甲酸酯类化合物，其中符号A具有说明书所给出的含义。本发明公开了这些化合物结构和合成方法及体外乙酰胆碱酯酶抑制活性，可进一步开发成为杀虫剂及治疗阿尔兹海默症的新药。

Description

氨基甲酸酯衍生物及其合成方法和用途
技术领域
本发明属药物技术领域，涉及氨基甲酸酯衍生物以及其合成方法和应用。
背景技术
乙酰胆碱酯酶属于丝氨酸蛋白酶，是一种膜结合蛋白。神经信号在突触间隙的传递是通过突触前膜分泌神经递质乙酰胆碱到突触间隙，作用于突触后膜的乙酰胆碱受体，激发下一个神经细胞产生神经冲动。乙酰胆碱酶通过迅速水解乙酰胆碱，使其分解为胆碱和乙酸分子，来终结神经冲动。因此，乙酰胆碱酯酶是一个重要的药物设计靶标，乙酰胆碱酶抑制剂可以通过抑制乙酰胆碱酯酶水解乙酰胆碱，增加神经递质乙酰胆碱在突触间隙的浓度，从而延长并增强乙酰胆碱的作用，由此产生相应的毒理和生理作用。乙酰胆碱酶抑制剂可被用于杀虫剂和相关疾病治疗药物。
阿尔茨海默病以记忆力减退和认知功能损伤为特征的神经退行性老年痴呆症，神经纤维缠结和淀粉样斑为其两大病理特征。关于发病机理有四个学说(胆碱能学说、氧化应激学说、金属离子学说和β淀粉蛋白级联学说)，但是目前没有一个学说能完全解释阿尔茨海默病的病理特征。目前，美国FDA批准的五个用于阿尔茨海默病治疗的药物中，有四个为基于胆碱能学说的乙酰胆碱酶抑制剂，分别为他克林、多奈派齐、卡巴拉汀和加兰他敏，另外NMDA拮抗剂盐酸美金刚被批准用于中重度至重度阿尔茨海默型痴呆。因此，乙酰胆碱酶抑制剂是目前治疗阿尔茨海默病的主要药物。
但是目前市售抗老年痴呆药物存在肝毒性、外周副作用、半衰期短或者肠道副反应,所以进一步发现和开发新型高效的乙酰胆碱酯酶抑制剂对阿尔兹海默症的治疗具有意义(Liu H,Huang X,Lou D,Liu X,Liu W,Wang Q.Bioorg,Med.Chem.Lett,2014,24(19):4749-4753.)。2012年，中国专利CN 102603675B公布了含有氨基甲酸酯键的哌嗪类化合物作为乙酰胆碱酶抑制剂，但是其合成的化合物的活性相对较低，10μM的抑制率最高的为64.96％。2010年，国际专利WO2008097546(A2)公开了一系列氨基甲酸酯类乙酰胆碱酶抑制剂，但是所申请的化合物是根据药物拼合原理设计的，化合物分子质量大，成药性差。
本发明提供了一系列氨基甲酸酯类衍生物，合成方法简单，结构新颖，对乙酰胆碱酯酶的抑制活性高，可进一步开发为治疗阿尔茨海默症的新型高效药物。
发明内容
本发明的目的是提供一系列具有良好的乙酰胆碱酯酶抑制活性的新型苯基氨基甲酸酯衍生物，可作为治疗阿尔茨海默症的药物或杀虫剂。
本发明合成了具有通式(I)的化合物。
其中A部分的化学结构为下列结构之一：
其中：R1，R2，R3，R4，R5，R6，R7，R8，R9为各自独立的选自H、F、Cl、Br、I、CN、NO2、CF3、OCF3、SCF3、OH、SH、NH2、COOR、R、OR、SR、NHR、NRR′、OCOR、SCOR、NHCOR，其中R和R′为C1-6的直链烷基、支链烷基、脂环基或苯基。
式(I)中的各类基团可以用生物电子等排体或者同系列基团进行替换。
本发明的氨基甲酸酯类衍生物的制备方法，其特征是采用间甲酚为原料，经过以下三步合成最终产物：1)间甲苯基二甲氨基甲酸酯的合成，(2)NBS制备3-(溴甲基)苯基二甲氨基甲酸酯，(3)氨基甲酸酯类化合物合成。
反应步骤为：
其中：NBS为N-溴代琥珀酰亚胺，AIBN为偶氮二异丁氰，DMF为氮氮二甲基甲酰胺。A部分的化学结构为下列结构之一：：
其中：R1，R2，R3，R4，R5，R6，R7，R8，R9为各自独立的选自H、F、Cl、Br、I、CN、NO2、CF3、OCF3、SCF3、OH、SH、NH2、COOR、R、OR、SR、NHR、NRR′、OCOR、SCOR、NHCOR，其中R和R′为C1-6的直链烷基、支链烷基、脂环基或苯基。
本发明所涉及的新型化合物通过体外乙酰胆碱酯酶抑制活性实验的药效学研究，结果显示所述化合物具有良好的乙酰胆碱酯酶抑制活性，可进一步研制开发成为治疗阿尔兹海默症的新型药物或杀虫剂。
具体实施方法
以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定。
实施例1
3-((1H-吲唑-1-基)甲基)苯基二甲氨基甲酸甲酯(I1)的制备
(1)间甲苯基二甲氨基甲酸甲酯的合成
将4g间甲酚溶于15mL DMF中，加入1.2g氢化钠。搅拌15min，之后滴加4g二甲氨基甲酰氯。反应2h之后，加入15mL水，然后用10mL的乙酸乙酯萃取三次，合并三次有机相之后，旋蒸除掉乙酸乙酯。放置于45℃的真空干燥箱中干燥24h，得5.9g淡粉红色透明液体产物，产率71.7％。
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.25(t,J＝7.8Hz,1H,Ar-H),7.02(d,J＝7.6Hz,1H,Ar-H),6.93(m,J＝13.6,5.5Hz,2H,Ar-H),3.12(s,3H,N-CH3),3.03(s,3H,N-CH3),2.37(s,3H,Ar-CH3).
(2)3-(溴甲基)苯基二甲氨基甲酸酯的制备
将0.5g间甲苯基二甲氨基甲酸甲酯、0.593g溴代丁二酰亚胺和15mg偶氮二异丁腈加入10mL四氯化碳中，回流反应5h。反应完全之后，加入10mL乙酸乙酯。然后用10mL水对有机相洗三次。用无水硫酸镁干燥，干燥之后，旋蒸除掉有机溶剂。得淡黄色液体产物0.62g，产率85％。
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.35(m,J＝10.2,5.6Hz,1H,Ar-H),7.19(t,J＝1.9Hz,1H,Ar-H),7.08(m,J＝8.1,2.3,1.0Hz,1H,Ar-H),6.97–6.90(m,1H,Ar-H),4.49(s,2H,Ar-CH2-Br),3.12(s,3H,N-CH3),3.04(s,3H,N-CH3).
(3)3-((1H-吲唑-1-基)甲基)苯基二甲氨基甲酸甲酯的制备
将112mg吲唑溶于5mL DMF，加入130mg碳酸钾和200mg 3-(溴甲基)苯基二甲氨基甲酸酯，室温搅拌。约4小时后反应完全之后，加入5mL水，用10mL乙酸乙酯萃取三次。合并有机相，无水硫酸镁干燥，减压蒸馏去乙酸乙酯，柱色谱分离，于真空干燥箱中45℃干燥，得淡黄色固体138mg，产率60％。
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ9.12(s,1H,Ar-H),8.80(s,1H,N-CH-Ar),8.14(m,J＝7.8,1.7Hz,1H,Ar-H),7.42(d,J＝1.8Hz,1H,Ar-H),7.25(d,J＝1.8Hz,1H,Ar-H),7.14–7.12(m,1H,Ar-H),7.07(d,J＝7.6Hz,1H,Ar-H),7.03–6.99(m,2H,Ar-H),5.19(s,2H,N-CH2-Ar),3.14(s,3H,N-CH3),3.04(s,3H,N-CH3).
实施例2
3-[(咪唑-1-基)甲基]苯基二甲氨基甲酸甲酯(I2)的制备
将68mg咪唑溶于5mL DMF中，加入130mg碳酸钾和200mg 3-(溴甲基)苯基二甲氨基甲酸酯，室温搅拌。约4小时后反应完全之后，加入5mL水，用10mL乙酸乙酯萃取三次。合并有机相，减压蒸馏去乙酸乙酯。然后，加入5mL盐酸(1N)，用2mL的乙酸乙酯洗涤三次。然后用无水碳酸钾调节水相pH至碱性，然后用5mL乙酸乙酯萃取三次，合并有机相，用无水硫酸镁干燥。旋转蒸发除掉乙酸乙酯，于真空干燥箱中45℃干燥，得无色透明液体144mg，产率76％。
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.71(s,1H,N-CH-N),7.36(t,J＝7.9Hz,1H,Ar-H),7.14(s,1H,Ar-H),7.10(d,J＝8.0Hz,1H,N-CH-CH),7.00(d,J＝7.7Hz,1H,N-CH-CH),6.93(d,J＝1.7Hz,2H,Ar-H),5.14(s,2H,N-CH2-Ar),3.11(s,3H,N-CH3),3.02(s,3H,N-CH3).
实施例3
3-(苯胺基甲基)苯基二甲氨基甲酸甲酯(I3)的制备
将93mg苯胺溶于5mL DMF中，加入130mg碳酸钾和200mg 3-(溴甲基)苯基二甲氨基甲酸酯，室温搅拌。约4小时后反应完全之后，加入5mL水，用10mL乙酸乙酯萃取三次。合并有机相，无水硫酸镁干燥，减压蒸馏去乙酸乙酯，柱色谱分离，于真空干燥箱中45℃干燥，得黄色固体141mg，产率67％。
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.35(t,J＝7.8Hz,1H,Ar-H),7.24–7.16(m,4H,Ar-H),7.04(m J＝8.0,1.8Hz,1H,Ar-H),6.77–6.71(m,1H,Ar-H),6.65(m,J＝11.6,4.0Hz,2H,Ar-H),4.36(s,2H,N-CH2-Ar),3.12(s,3H,N-CH3),3.03(s,3H,N-CH3).
实施例4
3-[1-哌啶基甲基]苯基二甲氨基甲酸甲酯(I4)的制备
将80mg哌啶溶于5mL DMF中，加入130mg碳酸钾和200mg 3-(溴甲基)苯基二甲氨基甲酸酯，室温搅拌。约4小时后反应完全之后，加入5mL水，用10mL乙酸乙酯萃取三次。合并有机相，减压蒸馏去乙酸乙酯。然后，加入5mL盐酸(1N)，用2mL的乙酸乙酯洗涤三次。然后用无水碳酸钾调节水相pH至碱性，然后用5mL乙酸乙酯萃取三次，合并有机相，用无水硫酸镁干燥。旋转蒸发除掉乙酸乙酯，于真空干燥箱中45℃干燥，得无色透明169mg，产率83％。
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.30(m,J＝9.5,5.6Hz,1H,Ar-H),7.16(d,J＝7.7Hz,1H,Ar-H),7.12–7.09(m,1H,Ar-H),7.03–7.00(m,1H,Ar-H),3.48(s,2H,N-CH2-Ar),3.11(s,3H,N-CH3),3.03(s,3H,N-CH3),2.38(t,J＝16.6Hz,4H,N-CH2-CH2),1.59(m J＝11.1,5.6Hz,4H,CH2-CH2-CH2),1.44(m,J＝4.4Hz,2H,CH2-CH2-CH2).
实施例5
3-(邻甲氧基苯胺基甲基)苯基二甲氨基甲酸甲酯(I5)的制备
将115mg邻甲氧基苯胺溶于5mL DMF中，加入130mg碳酸钾和200mg 3-(溴甲基)苯基二甲氨基甲酸酯，室温搅拌。约4小时后反应完全之后，加入5mL水，用10mL乙酸乙酯萃取三次。合并有机相，无水硫酸镁干燥，减压蒸馏去乙酸乙酯，柱色谱分离，于真空干燥箱中45℃干燥，得黄色液体142mg，产率61％。
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.34(t,J＝7.8Hz,1H,Ar-H),7.24(d,J＝7.6Hz,1H,Ar-H),7.17(s,1H,Ar-H),7.06–7.03(m,1H,Ar-H),6.87–6.80(m,2H,Ar-H),6.72(t,J＝7.2Hz,1H,Ar-H),6.61(d,J＝7.7Hz,1H,Ar-H),4.38(s,2H,N-CH2-Ar),3.88(s,3H,O-CH3),3.11(s,3H,N-CH3),3.03(s,3H,N-CH3).
实施例6
3-(间甲氧基苯胺基甲基)苯基二甲氨基甲酸甲酯(I6)的制备
将115mg间甲氧基苯胺溶于5mL DMF中，加入130mg碳酸钾和200mg 3-(溴甲基)苯基二甲氨基甲酸酯，室温搅拌。约4小时后反应完全之后，加入5mL水，用10mL乙酸乙酯萃取三次。合并有机相，无水硫酸镁干燥，减压蒸馏去乙酸乙酯，柱色谱分离，于真空干燥箱中45℃干燥，得黄色液体147mg，产率63％。
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.34(t,J＝7.8Hz,1H,Ar-H),7.24(d,J＝7.6Hz,1H,Ar-H),7.17(s,1H,Ar-H),7.05(m,J＝9.4,8.0Hz,1H,Ar-H),6.88–6.79(m,2H,Ar-H),6.72(t,J＝7.2Hz,1H,Ar-H),6.61(d,J＝7.7Hz,1H,Ar-H),4.37(d,J＝11.5Hz,2H,N-CH2-Ar),3.88(s,3H,O-CH3),3.11(s,3H,N-CH3),3.03(s,3H,N-CH3).
实施例7
3-(对硝基苯胺基甲基)苯基二甲氨基甲酸甲酯(I7)的制备
将130mg对硝基苯胺溶于5mL DMF中，加入130mg碳酸钾和200mg 3-(溴甲基)苯基二甲氨基甲酸酯，室温搅拌。约4小时后反应完全之后，加入5mL水，用10mL乙酸乙酯萃取三次。合并有机相，无水硫酸镁干燥，减压蒸馏去乙酸乙酯，柱色谱分离，于真空干燥箱中45℃干燥，得黄色固体83mg，产率34％。
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ8.11(m,J＝9.2,2.7Hz,3H,Ar-H,Ar-NH-CH2),7.36(t,J＝7.8Hz,1H),7.23–7.19(m,1H),7.17(d,J＝7.4Hz,1H),7.07(m,J＝11.4,8.6Hz,1H),6.61(d,J＝9.1Hz,2H,Ar-H),4.45(s,2H,N-CH2-Ar),3.13(d,J＝3.0Hz,3H,N-CH3),3.04(s,3H,N-CH3).
实施例8
3-((1H-吲哚-1-基)甲基)苯基二甲氨基甲酸甲酯((I8)的制
将109mg吲哚溶于5mL DMF中，加入63mg氢化钠和200mg 3-(溴甲基)苯基二甲氨基甲酸酯，室温搅拌。约4小时后反应完全之后，加入5mL水，用10mL乙酸乙酯萃取三次。合并有机相，无水硫酸镁干燥，减压蒸馏去乙酸乙酯，柱色谱分离，于真空干燥箱中45℃干燥，得粉红色固体162mg，产率71％。
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.67(d,J＝8.3Hz,1H,Ar-H),7.62(d,J＝7.8Hz,1H Ar-H),7.35(d,J＝3.5Hz,1H,N-CH-CH),7.33–7.29(m,2H,Ar-H),7.24–7.13(m,3H,Ar-H),6.74(m,J＝8.0,2.9Hz,1H,Ar-CH-CH),6.63(d,J＝3.4Hz,1H,N-CH2-Ar),5.30(s,1H,N-CH2-Ar),3.12(d,6H,N-CH3).
化合物活性测试结果
乙酰胆碱酯酶抑制活性的测试方法是采用常规方法Ellman法(Ellman G L,Courtney K D,Featherstone R M.Biochemical pharmacology,1961,7:88.)。Ellman法的原理如下：乙酰胆碱酯酶可以水解硫代乙酰胆碱生成硫代胆碱与乙酸。硫代胆碱可以与5,5-二巯基-双(2-硝基苯甲酸)(dithiobisnitrobenzoate，巯基显色剂)反应生成对称三硝基苯(TNB，Sym-Trinitrobenzene)黄色化合物。可以依据生成的对称三硝基苯颜色的深浅来比色定量硫代胆碱，从而反映出乙酰胆碱酶活力。采用该方法测试化合物的IC50，用以表征其生物活性，以酒石酸卡巴拉汀为阳性对照。
本发明中化合物的乙酰胆碱酯酶抑制活性结果如下表(以酒石酸卡巴拉汀为阳性对照，单位：μM)。

Claims (5)

1.一种氨基甲酸酯衍生物，其特征是具有通式(I)的结构：
其中A部分的化学结构为下列结构之一：
其中：R4，R5，R6，R7，R8为各自独立的选自H、F、Cl、Br、I、CN、NO2、CF3、OCF3、SCF3、OH、SH、NH2、R、OR、SR、NHR、NRR′，其中R和R′为C1-6的直链烷基或支链烷基。
2.一种权利要求1所述的氨基甲酸酯衍生物，其特征是具有下述结构的化合物I1～I8中的任一化合物：
3.一种权利要求1或2所述的化合物在制备用作乙酰胆碱酯酶抑制剂的用途。
4.一种权利要求1或2所述的化合物在制备用作治疗阿尔茨海默症药物的用途。
5.一种权利要求1或2所述的化合物的制备方法，其特征在于采用间甲酚为原料，经过以下三步合成最终产物：(1)间甲苯基二甲氨基甲酸酯的合成，(2)NBS制备3-(溴甲基)苯基二甲氨基甲酸酯，(3)氨基甲酸酯类化合物合成；反应步骤为：
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