CN107814791B - 一种取代苯基呋喃甲酰基吡唑类化合物及其制备方法和应用 - Google Patents

一种取代苯基呋喃甲酰基吡唑类化合物及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种取代苯基呋喃甲酰基吡唑类化合物,其结构通式如式(I)所示;其中,所述R基为氢、卤素、硝基、羟基、碳原子数为1~4的烷基或烷氧基中一个或多个。本发明提供的化合物不仅制备方法简单、产率高、结构新颖,还具有良好的抑制PDE4的活性,其抑制效果最佳可达到IC50为1.7±0.3μM;所述化合物作为PDE4抑制剂,在预防与治疗磷酸二酯酶调控的疾病中具有潜在的应用价值,如在哮喘和慢性肺梗阻疾病治疗中的应用。

Description

一种取代苯基呋喃甲酰基吡唑类化合物及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于杂环化合物合成领域,具体地,涉及一种取代苯基呋喃甲酰基吡唑类化合物及其制备方法和应用。
背景技术
磷酸二酯酶IV(PDE4)是参与免疫、炎症和呼吸道平滑肌细胞中环腺苷酸(cAMP)代谢的主要酶,能特异性水解cAMP生成5’-AMP,降低胞内cAMP水平,使胞内cAMP/cGMP比例失衡,从而引发哮喘(Brain Res. Bull.2016, 122, 255-262;李峰,2008,山东大学硕士学位论文)。
慢性阻塞性肺病和哮喘是两种常见的呼吸系统疾病,已成为世界范围内严重威胁人民健康的疾病(Bioorg. Med. Chem. Lett, 2015, 25, 4610-4614)。慢性阻塞性肺病(chronic obstructive pulmonary diseases, COPD)是一种严重的慢性呼吸系统疾病,它与肺部吸入有害气体和颗粒所产生的异常炎症有关,以不完全可逆的气流受阻为特征,病变呈渐进性发展,严重影响患者的劳动能力和生活质量(中华中医药学刊,2010,28, 1857-1860)。哮喘是由多种炎症细胞参与的慢性气道炎症,常伴有广泛而多变的气流阻塞,这种气道阻塞是可逆的(中国实用内科杂志,2013, 33, 615-622)。世界卫生组织(WHO)估计,到2020年,COPD可能成为人类第三致死原因(徐斐,2008,南京医科大学博士学位论文)。
虽然目前对于这两种疾病的治疗,已开发出一些药物用来减轻病人的痛苦,但是尚无可以根治这两种疾病的药物和方法。而其中PDE4抑制剂通过降低PDE4的活性,可抑制气道平滑肌内cAMP的水解,提高胞内cAMP水平,达到松弛气管平滑肌与抗炎效果,从而降低慢性阻塞性肺病和哮喘的发病率(Eur. J. Pharmacol.2015, 746, 14-21)。
因此,寻求高效的PDE4抑制活性的化合物对于预防和治疗慢性阻塞性肺病和哮喘具有极大的实际意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种取代苯基呋喃甲酰基吡唑类化合物。本发明通过在与呋喃相连的芳香环上取代不同的基团,制备得到取代苯基呋喃甲酰基吡唑类化合物。所述化合物具有良好的抑制磷酸二酯酶IV(PDE4)的活性,可作为PDE4抑制剂应用于哮喘和慢性肺梗阻疾病的预防与治疗。
本发明的另一目的在于提供所述取代苯基呋喃甲酰基吡唑类化合物的制备方法。
本发明的再一目的在于提供所述取代苯基呋喃甲酰基吡唑类化合物的应用。
本发明的上述目的是通过以下方案予以实现的:
本发明所述取代苯基呋喃甲酰基吡唑类化合物,其结构同时如式(I)所示:
Figure 902046DEST_PATH_IMAGE002
其中,所述R基为氢、卤素、硝基、羟基、碳原子数为1~4的烷基或烷氧基中的一个或多个。
优选地,所述R基为氢、2-氯基、3-氯基、4-氯基、2-氟基、3-氟基、4-氟基、4-溴基、2,4-二氟基、2,6-二氟基、4-甲基、4-甲氧基、2-硝基、3-硝基或4-硝基中至少一种。
更优选地,所述R基为4-甲基、4-甲氧基、2,4-二氟基、2,6-二氟基、4-氯基、4-氟基或4-硝基中至少一种。
本发明同时还保护所述取代苯基呋喃甲酰基吡唑类化合物的制备方法,包括如下步骤:
S1在稀释剂存在条件下,式(III)所示化合物与SOCl2反应,制备式(II)化合物;
Figure 52404DEST_PATH_IMAGE004
S2.在稀释剂和缚酸剂存在条件下,式(II)化合物与3,5-二甲基吡唑进行反应,分离得到式(I)化合物;
Figure 116175DEST_PATH_IMAGE006
其中,式(III)化合物可参考现有技术进行制备。例如,R为氢的苯基取代呋喃甲酸可以以呋喃甲酸为起始原料,经Meerwein芳基化反应制得((a)Chinese Journal ofOrganic Chemistry.,2010,30(10),1482-1491;(b)Chinese Journal of OrganicChemistry.,2007, 27(10),1300-1304),反应过程如下所示;R为其它取代基的苯基取代呋喃甲酸也可以参照上述方法制备得到。
Figure 642972DEST_PATH_IMAGE008
优选地,步骤S2中先将稀释剂、部分缚酸剂和3,5-二甲基吡唑混合,再缓慢加入式(II)所示化合物及余下的缚酸剂,升温反应。
优选地,步骤S1中稀释剂、式(III)所示化合物与SOCl2的摩尔比为(40~80):(1~1.5):(1~3)。
更优选地,步骤S1中稀释剂、式(III)所示化合物与SOCl2的摩尔比为60:1:1.5。
优选地,步骤S2中稀释剂、式(II)所示化合物与3,5-二甲基吡唑的摩尔比优选为(40~80):(1~1.5):(1~5)。
更优选地,步骤S2中稀释剂、式(II)所示化合物与3,5-二甲基吡唑的摩尔比优选为:60:1:2.5。
优选地,步骤S2的反应温度为0~160℃;反应时间为3~15h。
更优选地,步骤S2的反应温度为40~60℃;反应时间为8h。
优选地,所述稀释剂为惰性有机溶剂,选自苯、甲苯、二甲苯、氯苯、二氯苯、己烷、环己烷、二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、丙酮、丁酮、甲基异丁酮、乙腈、丙腈、丁腈、乙醚、石油醚、二异丙醚、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、二乙二醇单甲醚或二乙二醇单乙醚、乙酸甲酯、乙酸乙酯、二甲基亚砜、二恶烷、四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基-甲酰苯胺、N-甲基吡咯烷酮或六甲基磷酰三胺。
更优选地,所述稀释剂选自苯、甲苯、四氢呋喃或二氯甲烷。
优选地,所述缚酸剂为氢氧化钠、碳酸钾、乙醇钠、三乙胺、三甲胺、三丁胺、吡啶、N,N-二甲基苯胺、N,N-二甲基苄胺、N-甲基哌啶、N-甲基吗啉、N,N-二甲基氨基吡啶、二氮杂二环辛烷、二氮杂二环壬烯或二氮杂二环十一碳烯。
更优选地,所述缚酸剂为氢氧化钠。
本发明同时还保护所述取代苯基呋喃甲酰基吡唑类化合物作为PDE4抑制剂的应用。
优选地,所述取代苯基呋喃甲酰基吡唑类化合物在制备治疗哮喘和慢性阻塞性肺病药物中的应用。
与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:
本发明提供的取代苯基呋喃甲酰基吡唑类化合物不仅制备方法简单、产率高、结构新颖,还具有良好的抑制PDE4的活性,其抑制效果最佳可达到IC50为1.7±0.3μM;所述化合物作为PDE4抑制剂,在预防与治疗磷酸二酯酶调控的疾病中具有潜在的应用价值,如在哮喘和慢性肺梗阻疾病治疗中的应用。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的解释说明,但具体实施例并不对本发明作任何限定。除非特别说明,实施例中所涉及的试剂、方法均为本领域常用的试剂和方法。
实施例1:化合物I-3的制备
在装有温度计的50mL三口烧瓶中加入15mmol 3,5-二甲基吡唑与10mL二氯甲烷,室温下滴加含15mmol氢氧化钠的10%(wt.)氢氧化钠水溶液,控制滴加速度在每秒一滴,使温度保持在室温。待氢氧化钠水溶液滴加完毕后,滴加含有7.5mmol 5-(4-氯苯基)-2-呋喃甲酰氯的二氯甲烷溶液10mL,控制滴加速度在每秒一滴。滴加完毕,慢慢升温至50℃,在50℃反应3~10h。反应完毕后,过滤,去除沉淀,旋蒸滤液以去除溶剂,得到淡黄色固体。用硅胶柱(洗脱剂为:石油醚/乙酸乙酯V/V=5/1)分离得到I-3化合物,收率:73%。
化合物I-3的结构如下,名称为(3,5-二甲基-1H-吡唑基)(N’-5-(4-氯苯基)-2-呋喃甲酰基)甲酮。
Figure 872702DEST_PATH_IMAGE010
参照上述合成方法和步骤,仅将5-(4-氯苯基)-2-呋喃甲酰氯中的4-氯苯基上的4-氯基团按照表1中R基团进行替代,制备化合物I-1、I-2、I-4~I-15。所有化合物的R基团、外观和核磁共振氢谱数据见表1所示。由上可知,上述编号依次为I-1~I-15的化合物结构正确,均为式(I)所示化合物。
表1. 化合物的外观及核磁共振氢谱数据
化合物 R基 外观 <sup>1</sup>HNMR(ppm)
I-1 2-Cl 白色固体 (400 MHz, CDCl3) δ 8.08 (dd, J = 7.9,1.7 Hz, 1H), 8.02 (d, J = 3.8 Hz, 1H),7.47 (d, J = 7.9 Hz, 1H), 7.37 (td, J= 7.5, 1.1 Hz, 1H), 7.32 – 7.27 (m, 2H),6.04 (s, 1H), 2.64 (s, 3H), 2.31 (s,3H).
I-2 3-Cl 淡黄色固体 (600 MHz, CDCl3) δ 8.03 (d, J = 3.7 Hz,1H), 7.86 (s, 1H), 7.74 (d, J = 7.6Hz, 1H), 7.41 – 7.32 (m, 2H), 6.92 –6.81 (m, 1H), 6.06 (s, 1H), 2.66 (s,3H), 2.32 (s, 3H).
I-3 4-Cl 淡黄色固体 (400 MHz, CDCl3) δ 8.01 (d, J = 3.7 Hz,1H), 7.77 (d, J = 8.4 Hz, 2H), 7.40(d, J = 8.4 Hz, 2H), 6.82 (d, J = 3.7Hz, 1H), 6.03 (s, 1H), 2.63 (s, 3H),2.30 (s, 3H).
I-4 2-F 粉色固体 (600 MHz, CDCl3) δ 8.08 (t, J = 7.7 Hz,1H), 8.03 (d, J = 3.7 Hz, 1H), 7.36 –7.31 (m, 1H), 7.27 – 7.22 (m, 1H), 7.15(dd, J = 11.0, 8.4 Hz, 1H), 7.02 (t, J =3.7 Hz, 1H), 6.04 (s, 1H), 2.64 (s,3H), 2.31 (s, 3H).
I-5 3-F 橙色固体 (600 MHz, CDCl3) δ 8.01 (d, J = 3.7 Hz,1H), 7.62 (d, J = 9.1 Hz, 1H), 7.55(d, J = 8.2 Hz, 1H), 7.42 – 7.37 (m,1H), 7.06 (t, J = 9.2 Hz, 1H), 6.85(d, J = 3.7 Hz, 1H), 6.04 (s, 1H), 2.64(s, 3H), 2.30 (s, 3H).
I-6 4-F 黄色固体 (600 MHz, CDCl3) δ 8.01 (d, J = 3.7 Hz,1H), 7.83 (dd, J = 8.9, 5.3 Hz, 2H),7.13 (t, J = 8.7 Hz, 2H), 6.77 (d, J =3.7 Hz, 1H), 6.04 (s, 1H), 2.64 (s, 3H),2.30 (s, 3H).
I-7 2,4-di-F 白色固体 (600 MHz, CDCl3) δ 8.05 (td, J = 8.7,6.5 Hz, 1H), 8.02 (d, J = 3.7 Hz, 1H),6.99 (td, J = 8.6, 2.4 Hz, 1H), 6.95 (t,J = 3.7 Hz, 1H), 6.92 (ddd, J = 11.1,8.7, 2.4 Hz, 1H), 6.04 (s, 1H), 2.63(s, 3H), 2.30 (s, 3H).
I-8 2,6-di-F 黄色固体 (400 MHz, CDCl3) δ 8.03 (d, J = 3.7 Hz,1H), 7.32 (tt, J = 8.3, 6.1 Hz, 1H),7.05 – 6.97 (m, 3H), 6.03 (s, 1H),2.64 (d, J = 0.8 Hz, 3H), 2.31 (s, 3H).
I-9 2-NO<sub>2</sub> 黄色固体 (400 MHz, CDCl3) δ 7.99 (d, J = 3.7 Hz,1H), 7.90 (d, J = 7.8 Hz, 1H), 7.79(d, J = 8.0 Hz, 1H), 7.65 (t, J = 7.6Hz, 1H), 7.53 (t, J = 8.2 Hz, 1H),6.79 (d, J = 3.7 Hz, 1H), 6.04 (s, 1H),2.63 (s, 3H), 2.30 (s, 3H).
I-10 3-NO<sub>2</sub> 黄色固体 (600 MHz, CDCl3) δ 7.99 (d, J = 3.7 Hz,1H), 7.90 (d, J = 7.8 Hz, 1H), 7.79(d, J = 8.0 Hz, 1H), 7.65 (t, J = 7.7Hz, 1H), 7.53 (t, J = 8.5 Hz, 1H),6.79 (s, 1H), 6.04 (s, 1H), 2.62 (s,3H), 2.30 (s, 3H).
I-11 4-NO<sub>2</sub> 黄色固体 (600 MHz, CDCl3) δ 8.32 – 8.29 (m, 2H),8.06 (d, J = 3.7 Hz, 1H), 8.01 – 7.99(m, 2H), 7.03 (d, J = 3.7 Hz, 1H), 6.07(s, 1H), 2.65 (s, 3H), 2.31 (s, 3H).
I-12 H 淡黄色固体 (600 MHz, CDCl3) δ 8.03 (d, J = 3.7 Hz,1H), 7.87 (d, J = 7.4 Hz, 2H), 7.45(t, J = 7.6 Hz, 2H), 7.38 (t, J = 7.4Hz, 1H), 6.85 (d, J = 3.7 Hz, 1H),6.04 (s, 1H), 2.66 (s, 3H), 2.32 (s,3H).
I-13 4-CH<sub>3</sub> 浅棕色固体 (600 MHz, CDCl3) δ 8.00 (d, J = 3.6 Hz,1H), 7.74 (d, J = 7.9 Hz, 2H), 7.23(d, J = 7.8 Hz, 2H), 6.77 (d, J = 3.4Hz, 1H), 6.02 (s, 1H), 2.63 (s, 3H),2.38 (s, 3H), 2.30 (s, 3H).
I-14 4-OCH<sub>3</sub> 浅棕色固体 (600 MHz, CDCl3) δ 8.02 (d, J = 3.7 Hz,1H), 7.80 (d, J = 8.8 Hz, 2H), 6.97(d, J = 8.8 Hz, 2H), 6.72 (d, J = 3.7Hz, 1H), 6.03 (s, 1H), 3.86 (s, 3H),2.65 (s, 3H), 2.31 (s, 3H).
I-15 4-Br 淡黄色固体 (600 MHz, CDCl3) δ 8.01 (d, J = 3.7 Hz,1H), 7.71 (d, J = 8.6 Hz, 2H), 7.56(d, J = 8.6 Hz, 2H), 6.83 (s, 1H), 6.04(s, 1H), 2.63 (s, 3H), 2.30 (s, 3H).
实施例2 表1中化合物对磷酸二酯酶IV的抑制活性。
试验方法:以下实验过程参考文献Selective phosphodiesterase-4 inhibitorsin chronic obstructive lung disease.(Curr in Pulm Med, 2005, 11, 129 -134.)中对PDE4酶活抑制检测实验。
反应过程:将底物和酶参考上述文献所述步骤分别用Tris-HCl缓冲液稀释2.5倍,稀释后的浓度与文献中保持一致。待测化合物用DMSO溶解并配置成呈浓度梯度的待测液。分别向实验板中加入相同体积的呈浓度梯度的待测化合物,然后分别向实验板中加入4μL酶液,充分振摇;再分别向实验板中加入4μL底物,充分振摇,盖住实验板,于室温下反应60min。其中,对照组为不添加任何化合物,其余的与测试组相同;空白组用等体积的DMSO代替酶液,其余的与测试组相同。
结果检测:制备抗体荧光标记溶液,待反应结束后分别向每个实验板中加入5μL并培育60min。培育结束后检测结果。将检测得到的RFU(相对荧光单位)曲线转变成百分浓度抑制曲线。按照以下公式计算百分浓度抑制率:
百分浓度抑制率=(样品的RFU-最小值)/(最大值-最小值);
其中“最小值”表示未添加化合物的对照组的RFU值,“最大值”表示空白组的RFU值。根据化合物浓度与相应抑制率用MicroSoft excel制作散点图,添加趋势线,计算斜率求出IC50值。
测试化合物对PDE4酶活抑制结果见表2。
表2. 式(I)所示化合物对PDE4的抑制活性(IC50/μM)
化合物 IC<sub>50</sub> 化合物 IC<sub>50</sub>
I-1 52.4±2.1 I-9 62.7±2.9
I-2 20.9±1.1 I-10 35.9±2.8
I-3 3.9±0.5 I-11 15.4±1.5
I-4 45.3±1.8 I-12 70.3±4.2
I-5 20.2±1.2 I-13 8.4±0.4
I-6 7.2±0.5 I-14 1.7±0.3
I-7 3.2±0.4 I-15 51.1±1.9
I-8 14.5±1.2
从表2中可以看出,式(I)所示化合物对PDE4均具有一定的抑制效果。其中,化合物I-3、I-6、I-7、I-8、I-11、I-12和I-14的IC50低于20μM,表明这7个化合物对PDE4具有明显的抑制作用,而此7个化合物均为在苯环4为上存在取代基,在苯环上的取代基团依据化合物活性的高低排列顺序为:4-OCH3> 2,4-di-F > 4-Cl > 4-F > 4-CH3> 2,6-di-F >4-NO2;抑制效果最佳的是化合物I-14,其IC50为1.7±0.3μM,R取代基为4--OCH3
从上述数据可知,式(I)所示化合物可作为PDE4抑制剂应用于预防和治疗磷酸二酯酶调控的疾病,如在哮喘和慢性肺梗阻疾病治疗中的应用。

Claims (8)

1.一种取代苯基呋喃甲酰基吡唑类化合物,其特征在于,所述取代苯基呋喃甲酰基吡唑类化合物的结构通式如式(I)所示:
Figure FDA0003058425610000011
其中,所述R基为4-甲氧基。
2.一种权利要求1所述取代苯基呋喃甲酰基吡唑类化合物的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1.在稀释剂存在条件下,式(III)所示化合物与SOCl2反应,制备式(II)化合物;
Figure FDA0003058425610000012
S2.在稀释剂和缚酸剂存在条件下,式(II)化合物与3,5-二甲基吡唑进行反应,分离得到式(I)化合物;
Figure FDA0003058425610000013
3.根据权利要求2所述取代苯基呋喃甲酰基吡唑类化合物的制备方法,其特征在于,步骤S1中稀释剂、式(III)所示化合物与SOCl2的摩尔比为(40~80):(1~1.5):(1~3)。
4.根据权利要求3所述取代苯基呋喃甲酰基吡唑类化合物的制备方法,其特征在于,步骤S2中稀释剂、式(II)所示化合物与3,5-二甲基吡唑的摩尔比优选为(40~80):(1~1.5):(1~5)。
5.根据权利要求2所述取代苯基呋喃甲酰基吡唑类化合物的制备方法,其特征在于,步骤S2的反应温度为0~160℃。
6.根据权利要求2所述取代苯基呋喃甲酰基吡唑类化合物的制备方法,其特征在于,步骤S2的反应时间为3~15h。
7.一种权利要求1所述取代苯基呋喃甲酰基吡唑类化合物的应用,其特征在于,所述取代苯基呋喃甲酰基吡唑类化合物在制备PDE4抑制剂中的应用。
8.根据权利要求7所述的应用,其特征在于,所述取代苯基呋喃甲酰基吡唑类化合物在制备治疗哮喘和慢性阻塞性肺病药物中的应用。
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