CN106749228B - 一种小檗碱药物及其制备方法与应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及医药技术领域，具体涉及是一种新型小檗碱药物及其制备方法，以及在制备治疗糖尿病药物中的应用。本发明化合物的化学结构式如式Ⅰ所示，本发明化合物克服了小檗碱的溶解性差、生物利用度低的缺点。通过对本发明化合物进行α‑淀粉酶活性抑制实验，验证了本发明化合物可用于治疗糖尿病。

Description

一种小檗碱药物及其制备方法与应用

技术领域

本发明涉及医药技术领域，具体涉及是一种新型小檗碱药物及其制备方法，以及在制备治疗糖尿病药物中的应用。

背景技术

小檗碱(berberine)又称黄连素，是一种常见的异喹啉生物碱，它存在于小檗科等四个科十个属的许多植物中。从乙醚中可析出黄色针状晶体；熔点85-86℃；溶于水，难溶于苯、乙醚和氯仿。

黄连素通常用来治疗痢疾和肠炎，目前已有实验表明，小檗碱对于实验性糖尿病动物有明显的降低血糖效果。病理解剖表明，其降血糖的作用机制在于促进胰岛β细胞修复。胰岛β细胞修复和增生可导致胰岛素释放增加，从而起到降血糖的作用，无明显的副作用。小檗碱能显著降低血糖还表现在增加胰岛素敏感性，特点与二甲双胍类似，能调节糖脂代谢异常，改善糖尿病并发症，其降糖作用随着葡萄糖浓度的升高而降低，应主要用于糖耐量异常和轻度高血糖的病人(参见文献：丁阳平等，小檗碱降糖作用机制研究进展，《中草药》，2013年3月，P763-769；郭维文等，小檗碱降糖机制研究进展，《上海中医药杂志》，2014年第48卷第7期，P109-112)。

然而小檗碱的口服吸收差。实验研究发现，大鼠灌胃小檗碱6天后，尿中累计排泄量占给药量的73％，粪排泄相对比较少，只占给药量的10.9％，内胆汁中累计排泄量为给药量的10.1％±0.9％，认为可能存在小檗碱在代谢过程中存在肝肠循环，且肝脏为其主要的转化器官。(参见文献：熊程亿，施绪保，代宗顺等，小檗碱在家兔及小鼠体内的药代动力学研究，中国药理学通报，1989,5(5)：293-296)。

余探等通过实验发现，小檗碱在体内药物平均滞留时间(MRT)为32.63±6.15h，累计尿药排泄量为27.49±2.74微克，仅为总给药量0.014％，说明小檗碱在人体内吸收极差，且主要经过胃肠道被排泄。(参见文献：余深，张慧，潘俊芳等，健康人口服盐酸黄连素片剂后的尿药分析与药物代谢初步研究，中国临床药理学杂志，2000,16(1)：36-39)

而且，小檗碱的盐类在水中的溶解度都比较小，例如盐酸盐为1∶500，硫酸盐为1:30(参见文献：陈超，小檗碱烷基化衍生物的合成及其与小檗碱药理活性的比较，西南大学硕士学位论文2014)

为此，需要改善小檗碱的溶解性，以克服作为药物的缺点。

另外，小檗红碱(berberrubine)，又称9-脱甲基小檗碱、9-脱甲基黄连素等，是小檗碱9位脱甲基产物，结构如式B所示。其与小檗碱具有相似的药理药效。

中国专利申请CN201510934980.7，公开号为CN105497028A，公开了化合物小檗红碱在制备二肽基肽酶IV(DPP-IV)抑制剂药物中的应用。

中国专利申请CN201610107174.7，公开号为CN105541943A，公开了一种双黄苷，是由小檗红碱与黄芩苷合成得到。该化合物与小檗碱和黄芩苷相比，多核分子化合物的毒性得到显著降低，吸收显著提高，提高了生物利用度，延长了代谢时间，可以达到长效的效果，而且增强了抗溃疡性肠炎和抗致病菌的药效。

曲格列汀(Trelagliptin)是一种二肽基肽酶IV(DPP-4)抑制剂，结构如式C所示，通过选择性、持续性抑制DPP-4，控制血糖水平。DPP-4是一种酶，能够引发肠促胰岛素(胰高血糖素样肽-1(GLP-1)和糖尿病依赖性促胰岛素多肽(GIP)的失活，而这两种肠降胰岛素在血糖调节中发挥着重要的作用。抑制DPP-4，能够增加血糖水平依赖性胰岛素分泌，从而控制血糖水平。曲格列汀的疗效在所有试验中均得到了证实，同时具有良好的安全性和耐受性。曲格列汀每周给药1次便可有效控制血糖水平，有望改善患者的用药依从性(参见中国专利CN201510347134)。

有关曲格列汀，武田药品工业株式会社通过PCT专利申请(国际公布为WO2005095381)，进入中国，中国专利申请为CN200480042457.3，要求保护母体化合物或其盐、或其立体异构体、制备方法，及其在制备DPP-4抑制剂药物中的用途，已被驳回。CN200480042457.3后申请了7个分案，涉及到曲格列汀的有三个，分别是CN201110005289.2，要求保护母体化合物，已被驳回；CN201110005788.1，要求保护曲格列汀的制备方法，目前还在实审阶段；CN201110006009.X，要求保护曲格列汀等20多个化合物，目前也还在实审阶段。

现有技术中曲格列汀的合成过程中需要用到封管反应，封管反应是一种高温高压的反应，放大具有很高的危险性，可操作性差，设备要求很高，成本较高；另外，在高温高压条件下，副反应较多，杂质增加；后续纯化难度大。

因此，本发明人已经申请了中国专利CN201610138121.1，公开号为CN105622575A，公开了一种曲格列汀的制备方法，是在单一有机溶剂或混合溶剂中，将2-(6-氯-3-甲基-2,4-二氧-3,4-二氢嘧啶-1(2H)-甲基)-4-氟苯腈与(R)-3-氨基哌啶双盐酸盐，在缚酸剂的碱性条件下进行常压反应，从而得到曲格列汀化合物。该方法避免了高压反应，极大地增强了反应的安全性，且反应条件温和、易控制，有利于大规模工业化生产。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型小檗碱药物，本发明的另一目的在于提供该小檗碱药物的制备方法，以及该小檗碱药物在制备治疗糖尿病药物中的应用。

本发明的主要技术方案如下：

我们首先设想将小檗碱和曲格列汀合成一个新型化合物，由于小檗碱本身结构所限，无法直接与曲格列汀连接。

而小檗红碱具有一个酚羟基，可以酯键与丁二酸连接，丁二酸的另一端以酰胺键与曲格列汀的胺基连接，才获得一个新型化合物，命名为BT-1。

合成方法中，本发明相继摸索了酯化反应、酰胺化等条件，才得到收率高、纯度高的目标化合物。

本发明期待新的化合物能够克服小檗碱的溶解性差、生物利用度低等缺点，对新化合物进行了溶解性实验，并进一步通过α-淀粉酶活性抑制实验，验证了本发明化合物的药效。

本发明的第一方面，提供一种新型小檗碱药物，该药物的化学名称为(R)-9-((4-((1-(3-(2-氰基-5-氟苯基)-1-甲基-2,6-二酮-1,2,3,6-四氢嘧啶-4-基)哌啶-3-基)胺基)-4-丁酰基)氧)-10-甲氧基-5,6-二氢-[1,3]二氧亚甲基[4,5-g]异喹啉并[3,2-a]喹啉-7-盐酸盐，其化学结构式如式Ⅰ所示：

本发明的第二方面，提供了该化合物的制备方法，其反应流程式如下：

所述制备方法，包括如下步骤：

A、制备中间体1(称为酯化反应)

小檗红碱和丁二酸酐，碱，在溶剂一中反应5分钟至1小时，反应温度为0-50摄氏度(优选为10摄氏度)，生成中间体1；

所述的溶剂一，选自水、二甲基亚砜(DMSO)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、四氢呋喃、乙腈或丙酮等；

所述的碱，选自碳酸钾、碳酸铯、碳酸钠、氢氧化钠或氢氧化钾等；

B、制备目标化合物BT-1(称为胺酸缩合反应)

中间体1和曲格列汀、缚酸剂在缩合剂和溶剂二中反应20分钟至12小时，反应温度15—30摄氏度(优选为20摄氏度)，生成目标化合物BT-1；

所述的溶剂二，选自二氯甲烷、三氯甲烷、四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)或乙腈等；

所述的缚酸剂选自三乙胺、二异丙基乙基胺等；

所述的缩合剂，选自氨基酸缩合剂HATU、HBTU、EDCI、HOBt等。

本发明的第三方面，提供了上述化合物在制备治疗糖尿病药物中的应用。

本发明化合物在制备治疗糖尿病药物中的应用，所述的药物是由药物活性成分BT-1和药学上可接受的辅料组成的药物组合物。

所述的药学上可接受的辅料是指药学领域常规的药物辅料，其中，稀释剂、赋形剂如水等；粘合剂如纤维素衍生物、明胶或聚乙烯吡咯烷酮等；填充剂如淀粉等；崩裂剂如碳酸钙或碳酸氢钠；也可以在组合物中加入其他辅助剂如香味剂和/或甜味剂。

所述的药物组合物可采用医学领域常规的方法，将BT-1作为活性成分，与药学上可接受的辅料制成各种剂型。当用于口服时，可将其制备成常规的固体制剂如片剂、粉剂或胶囊剂等；用于注射时，可将其制备成注射液。在各种制剂中，活性成分的重量含量为0.1％～99.9％，优选的重量含量为0.5～90％。

所述的药物组合物可以用于降低血糖。可以按剂型通过口服、腹腔注射、皮下注射、静脉注射、肌肉注射、淋巴结内注射、粘膜用药等途径应用于需要治疗的个体。个体可以是人或动物。剂量一般为1～1000mg/公斤体重/天，具体可根据个体的年龄、病情等进行变化。

本发明化合物的有益效果：

本发明化合物克服了小檗碱的溶解性差、生物利用度低的缺点。

通过对本发明化合物进行了溶解性实验，α-淀粉酶活性抑制实验，验证了本发明化合物的在治疗糖尿病方面的效果。

具体实施方式

现结合实施例，对本发明作详细描述，但本发明的实施不仅限于此。本发明所用试剂和原料均市售可得或可按文献方法制备。

下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。

实施例1：中间体1的制备

将2g小檗红碱(购自四川维克奇生物科技有限公司)悬浮于50ml氢氧化钠溶液(浓度0.1mol/L)中，10摄氏度加入1倍量丁二酸酐，加完搅拌1小时，冰浴滴加0.5mol/L盐酸溶液，调节pH6.5左右，过滤收集固体，减压干燥得产物中间体1，直接用于下一步反应。收率65％。LC-Ms：ESI：423.3(M+H)。

实施例2：本发明化合物BT-1的制备

将2g实施例1得到的中间体1悬浮于50ml无水四氢呋喃中，加入1倍量曲格列汀，加入1.2倍的三乙胺，冰浴加入1倍量HATU(购自吉尔生化)，自然升温至20摄氏度，搅拌2小时。

加入二氯甲烷和水各100ml，分出有机层，水洗1次，干燥，浓缩。粗品经硅胶柱层析(甲醇：二氯甲烷＝20:1)得产物BT-1，收率52％。

¹H NMR(400MHz,DMSO-d₆)δ8.68(s,1H),8.50(d,J＝8.2Hz,1H),7.84-8.46(m,9H),5.8(s,2H),4.2(s，1H),3.32-3.86(m，11H)，2.52(t,2H)，2.41-2.51(m，8H)，2.22(t,2H)，1.82-1.91(m,4H)。LC-Ms：ESI：762.3(M+H)。

实施例3：药物溶解性实验测试

试验方法：分别称取100mg待测药物(对照品盐酸小檗碱，购自上海源叶生物科技有限公司)，在25摄氏度下，加入纯水1ml，每隔5分钟振摇30秒，若不溶解，每次加入0.1ml纯水，间隔2分钟振摇30秒，直至药物完全溶解。

每种药物重复实验3次，结果如1表所示。

表1 溶解性实验结果

3次溶解性实验测试结果取平均值：

溶解50mg盐酸小檗碱的水用量为(24.9+25.2+25.2)/3＝25.1(ml)

溶解50mgBT-1的水用量为(4.7+4.8+4.9)/3＝4.8(ml)

上述实验结果表明，本发明药物的水溶性大大提高了。

实施例4：α-淀粉酶活性抑制实验

1.实验用品

α-淀粉酶：美国sigma公司；

二甲基亚砜：上海博光生物科技有限公司；

阿卡波糖：德国Bayer公司；

盐酸小檗碱：上海源叶生物科技有限公司；

酶标仪：美国Bio-Tek公司；

其他所用试剂购自国药集团化学试剂有限公司。

2.实验方法

不同浓度的待测样品溶液25μl，再加入12.5μlα-淀粉酶溶液(含量为27.8mg/L，25mM的PIPES缓冲液配制而成，PH6.9)，37℃温孵10min，向体系中加入12.5μl浓度为0.16％的淀粉溶液，37℃温孵，在10min结束时向体系中加入100μl显色试剂，同时终止反应，在630nm波长下测定吸光度(A)，反应剩余显色试剂的量反映被酶水解的淀粉的量，直接反映淀粉酶的活性。阿卡波糖、盐酸小檗碱、作为本法的阳性对照，同时设定空白对照，酶活性对照。

抑制率(％)计算公式如下：

抑制率(％)＝[1-(样品withoutE-样品withE)/(对照withoutE-对照withE)]×100％

3.实验结果

实验结果如表2所示。

表2 α-淀粉酶活性抑制实验结果

上述实验表明，本发明的药物对α-淀粉酶具有一定的抑制作用。

以上已对本发明创造的较佳实施例进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明创造精神的前提下还可作出种种的等同的变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (7)

1.一种化合物，其化学结构式如式Ⅰ所示：

2.如权利要求1所述的化合物的制备方法，其反应流程式如下：

所述的制备方法，包括如下步骤：

A、制备中间体1

小檗红碱和丁二酸酐，碱，在溶剂一中反应5分钟至1小时，反应温度为0-50摄氏度，生成中间体1；

所述的碱选自：碳酸钾、碳酸铯、碳酸钠、氢氧化钠或氢氧化钾；

所述的溶剂一选自：水、二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃、乙腈或丙酮；

B、制备目标化合物BT-1

中间体1和曲格列汀、缚酸剂在缩合剂和溶剂二中反应20分钟至12小时，反应温度15—30摄氏度，生成目标化合物BT-1；

所述的缩合剂选自：氨基酸缩合剂HATU、HBTU、EDCI或HOBt；

所述的溶剂二选自：二氯甲烷、三氯甲烷、四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺或乙腈。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤A中，

反应温度为10摄氏度。

4.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，步骤B中，

所述的缚酸剂选自：三乙胺或二异丙基乙基胺。

5.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，步骤B中，反应2小时，反应温度20摄氏度。

6.如权利要求1所述的化合物在制备治疗糖尿病药物中的应用。

7.根据权利要求6所述的化合物在制备治疗糖尿病药物中的应用，其特征在于，所述的药物是由如权利要求1所述的化合物作为唯一药物活性成分和药学上可接受的辅料组成的药物组合物。