CN108530348A - 一种治疗慢性阻塞性肺疾病的药物及其制备方法 - Google Patents

一种治疗慢性阻塞性肺疾病的药物及其制备方法 Download PDF

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    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P11/00—Drugs for disorders of the respiratory system

Abstract

本发明涉及一种N‑吡啶‑2‑基苯甲酰胺类化合物的制备方法及其在制备防治慢性阻塞性肺疾病药物中的应用，属于生物医学技术领域。本申请人长期从事呼吸系统疾病相关工作，经过前期大量的药物合成和广泛的活性筛选，发现N‑吡啶‑2‑基苯甲酰胺类化合物具有COPD活性，由此进行了系列化合物合成并进行了动物模型实验，实验结果证明此类化合物对香烟烟雾暴露所致慢性阻塞性肺疾病实验模型的肺功能有保护作用，对大鼠肺部纤维化病理变化有缓解作用，从而恢复肺功能。因此，此类化合物有望可作为药物活性成分，与药物学上可接受的载体制备防治COPD的药物组合物，为COPD的预防和治疗提供临床指导与依据。

Description

一种治疗慢性阻塞性肺疾病的药物及其制备方法
技术领域
本发明涉及药物化学领域，特别是涉及一种含有N-吡啶-2-基苯甲酰胺类化合物、其制备方法、包含其药物制剂以及其在制备治疗慢性阻塞性肺疾病药物中的应用。
背景技术
慢性阻塞性肺疾病(Chronic Obstructive Pulmonary Disease，COPD)是一种以不完全可逆、呈进行性发展的气流受限为特征的疾病。目前学术界认为COPD的发生与患者肺部对香烟烟雾等有害气体或有害颗粒的异常炎症反应有关。COPD主要累及肺脏，但也可引起全身的不良反应。肺功能检查对明确气流受限有重要意义。在吸入支气管扩张剂后，如果一秒钟用力呼气容积(FEV1)占用力肺活量(FVC)的百分比＜70％，则表明存在不完全可逆的气流受限。
据统计，COPD已经成为全球第四大死因，在预防和治疗方面给公众带来了严峻挑战。2015年在我国七省市进行的大规模流行病学调查显示，我国40岁以上人群COPD的发病率约为9.2％。随着环境问题的日益突出和吸烟人口的增加，世界卫生组织预计，到2020年，COPD将成为我国最大的疾病负担。COPD分为急性加重期(AECOPD)及稳定期。COPD稳定期是指患者咳嗽、咳痰、气短等症状稳定或症状轻微,其治疗以对症治疗为主。AECOPD是指因病情持续恶化,需改变常规用药的患者,其临床表现主要有：患者短期内咳嗽、咳痰、气短和(或)喘息加重，痰量增多，呈脓性或黏脓性，可伴发热等。
COPD治疗主要包括：(1)去除病因：吸烟是引起COPD的主要危险因素，COPD防治的全球倡议(GOLD)已明确指出，戒烟是降低COPD发病风险，也是阻止其发展的唯一的最有效方法，而且戒烟后C0PD患者死亡率下降27％。控制职业性或环境污染、避免或防止粉尘、烟雾及有害气体吸入也是治疗COPD的重要措施；(2)注意卫生习惯、积极预防呼吸道感染、接种疫苗增强机体免疫力可减少下呼吸道感染；(3)应用药物治疗。
在COPD的药物治疗中，应根据其病情，针对性用药，如果没有明显的药物不良反应或病情恶化，应将药物长期维持在同一水平规律治疗，同时根据患者的药效反应及时调整治疗方案。常用的治疗药物主要包括：支气管扩张剂、糖皮质激素、抗生素、黏液溶解剂、免疫调节剂、疫苗、中药等。然而，目前所有治疗COPD的药物都不能改变肺功能长期下降的趋势，药物治疗的目的是缓解症状，减少急性加重的严重度和频率，改善运动能力，改善生命质量，降低病死率。COPD临床治疗存在如下问题：单纯戒烟并不能阻止COPD气道慢性炎症的持续性发展；单纯吸入糖皮质激素(ICS)抗炎效果不好，不能阻止或逆转COPD的发展进程；单纯使用支气管扩张剂(β-AR激动剂)作用十分有限；联合治疗(ICS/β-AR激动剂)，虽可以部分改善肺功能，但不能降低死亡率。
发明内容
本发明提供一种化合物在制备治疗慢性阻塞性肺疾病的药物中的应用，以解决目前治疗慢性阻塞性肺疾病缺乏相关有效药物的问题。
本发明采取的技术方案是本发明提供一种含有N-吡啶-2-基苯甲酰胺类化合物，所述化合物具有式I的结构：
其中R1选自氢、氟、氯、溴、甲基、乙基、异丙基、氰基、甲氧基；
R2选自甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、N,N-二甲氨基，以及上述化合物在药学上可接受的盐，水合物或溶剂合物。
优选地，上述所述的可用于制备治疗慢性阻塞性肺疾病药物的化合物，其特征在于所述化合物选自下列化合物或其药学上可接受的盐：
优选地，上述所述的可用于制备治疗慢性阻塞性肺疾病药物的化合物，其特征在于所述的药学上可接受的盐包括：盐酸盐，磷酸盐，对甲苯磺酸盐，乙酸盐，三氟乙酸盐，马来酸盐，酒石酸盐，富马酸盐。
优选地，上述所述的可用于制备治疗慢性阻塞性肺疾病药物的化合物的方法，其特征在于合成路线如下：
第一步：取代的2-氨基吡啶与4-氟-3氰基苯甲酸反应，生成取代的4-氟-3-氰基-N-吡啶-2-基苯甲酰胺；
第二步：4-氟-3-氰基-N-吡啶-2-基苯甲酰胺在碱性条件下，与不同的醇或胺反应生成目标化合物；
本发明还提供一种治疗慢性阻塞性肺疾病的药物制剂，其特征在于含有前述的化合物或其药学上可接受的盐和药学上可接受的辅料。
本发明用于制备治疗慢性阻塞性肺疾病的药物时，其口服或非口服给药均是安全的。在口服情况下，其可以是任何常规形式给药，如散剂、颗粒剂、片剂、胶囊剂、丸剂、滴丸、软胶囊、漂浮剂、口服液、悬浮液、糖浆、口腔含片、喷雾剂或气雾剂等；当该药物非口服给药时，可采用任何常规形式，如栓剂、注射剂：静脉注射、肌肉注射、软膏剂、吸入剂等。
本发明制备治疗慢性阻塞性肺疾病的药物时是与固体或液体的赋形剂一起构成的，这里使用的固体或液体赋形剂在本领域是众所周知的，固体制剂的赋形剂有乳糖、淀粉、浆糊精、碳酸钙、合成或天然硫酸铝、氯化镁、硬脂酸镁，碳酸氢钠、干燥酵母等；液体制剂的赋形剂有水、甘油、丙二醇、单糖浆、乙醇、乙二醇、聚乙二醇、山梨糖醇等；软膏剂的赋形剂可以使用脂油，含水羊毛脂、凡士林、甘油、蜂蜡、木腊、液体石蜡、树脂、高级蜡等组合成的疏水剂或亲水剂。
目前有研究发现，慢性阻塞性肺疾病COPD病人的气道和肺实质中都有慢性炎症，特别是在急性加重期，气道炎症处在高反应时期，中性粒细胞、巨噬细胞以及淋巴细胞等分泌的类炎症介质、细胞因子参与了COPD发病过程。在参与COPD炎症的诸多细胞因子中，IL-6和IL-10是起主要作用的炎症因子，IL-6和IL-10的表达水平能够代表该病的严重程度。IL-6在COPD急性发作期病人的诱导痰与血清中均被检测到升高，且IL-6水平随着COPD级数的增大而逐渐上升，反映了COPD的炎症严重程度；IL-10作为一种免疫应答的调节剂，被发现COPD肺组织和气道损害与IL-10的表达下降有直接关系。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
实施例1
4-氟-3-氰基-N-吡啶-2-基苯甲酰胺的合成：向4-氟-3-硝基苯甲酸(2mmol)、2-氨基吡啶(3mmol,1.5eq)、EDCI(575.1mg,3mmol,1.5eq)和HOBT(405.36mg,3mmol,1.5eq)的DMSO(3ml)溶液中快速加入N-甲基吗啉(809mg,8mmol,4eq)，固体缓慢溶解，室温下反应过夜。将反应液倒入冰水中，搅拌10min，静置10min，固体过滤，水洗，干燥得4-氟-3-氰基-N-吡啶-2-基苯甲酰胺棕色固体。
将4-氟-3-氰基-N-吡啶-2-基苯甲酰胺(3mmol)溶于10mL干燥的DMF中，加入无水甲醇(9mmol)和Cs2CO3(9mmol)，25℃下反应过夜。用乙酸乙酯(50mL)稀释，加入水(25mL)萃取，水层用乙酸乙酯(2×25mL)萃取两次，收集乙酸乙酯层，水洗，无水硫酸钠干燥。过滤，减压旋干得目标化合物1，即4-甲氧基-3-氰基-N-吡啶-2-基苯甲酰胺，如上式所示，相关数据见表1。
实施例2
4-氟-3-氰基-N-吡啶-2-基苯甲酰胺的合成：向4-氟-3-硝基苯甲酸(2mmol)、2-氨基吡啶(3mmol,1.5eq)、EDCI(575.1mg,3mmol,1.5eq)和HOBT(405.36mg,3mmol,1.5eq)的DMSO(3ml)溶液中快速加入N-甲基吗啉(809mg,8mmol,4eq)，固体缓慢溶解，室温下反应过夜。将反应液倒入冰水中，搅拌10min，静置10min，固体过滤，水洗，干燥得4-氟-3-氰基-N-吡啶-2-基苯甲酰胺棕色固体。
将4-氟-3-氰基-N-吡啶-2-基苯甲酰胺(20mmol)和甲胺(20mmol)溶于干燥的DMF中，加入LiOH(50mmol)反应36h。向反应体系中加入水和乙酸乙酯，萃取，有机相干燥，过滤，浓缩后柱层析，得目标化合物2，即4-(N,N-二甲基氨基)-3-氰基-N-吡啶-2-基苯甲酰胺，黄色固体，如上式所示，相关数据见表1。
实施例3
4-氟-3-氰基-N-吡啶-2-基苯甲酰胺的合成：向4-氟-3-硝基苯甲酸(2mmol)、2-氨基吡啶(3mmol,1.5eq)、EDCI(575.1mg,3mmol,1.5eq)和HOBT(405.36mg,3mmol,1.5eq)的DMSO(3ml)溶液中快速加入N-甲基吗啉(809mg,8mmol,4eq)，固体缓慢溶解，室温下反应过夜。将反应液倒入冰水中，搅拌10min，静置10min，固体过滤，水洗，干燥得4-氟-3-氰基-N-吡啶-2-基苯甲酰胺棕色固体。
4-氟-3-氰基-N-吡啶-2-基苯甲酰胺(3mmol)溶于10mL干燥的DMF中，加入无水乙醇(9mmol)和Cs2CO3(9mmol)，25℃下反应过夜。用乙酸乙酯(50mL)稀释，加入水(25mL)萃取，水层用乙酸乙酯(2×25mL)萃取两次，收集乙酸乙酯层，水洗，无水硫酸钠干燥。过滤，减压旋干得目标化合物3，即4-乙氧基-3-氰基-N-吡啶-2-基苯甲酰胺，如上式所示，相关数据见表1。
实施例4
4-氟-3-氰基-N-吡啶-2-基苯甲酰胺的合成：向4-氟-3-硝基苯甲酸(2mmol)、2-氨基吡啶(3mmol,1.5eq)、EDCI(575.1mg,3mmol,1.5eq)和HOBT(405.36mg,3mmol,1.5eq)的DMSO(3ml)溶液中快速加入N-甲基吗啉(809mg,8mmol,4eq)，固体缓慢溶解，室温下反应过夜。将反应液倒入冰水中，搅拌10min，静置10min，固体过滤，水洗，干燥得4-氟-3-氰基-N-吡啶-2-基苯甲酰胺棕色固体。
将4-氟-3-氰基-N-吡啶-2-基苯甲酰胺(3mmol)溶于10mL干燥的DMF中，加入丙醇(9mmol)和Cs2CO3(9mmol)，25℃下反应过夜。用乙酸乙酯(50mL)稀释，加入水(25mL)萃取，水层用乙酸乙酯(2×25mL)萃取两次，收集乙酸乙酯层，水洗，无水硫酸钠干燥。过滤，减压旋干得目标化合物4，即4-丙氧基-3-氰基-N-吡啶-2-基苯甲酰胺，如上式所示，相关数据见表1。
实施例5
4-氟-3-氰基-N-吡啶-2-基苯甲酰胺的合成：向4-氟-3-硝基苯甲酸(2mmol)、2-氨基吡啶(3mmol,1.5eq)、EDCI(575.1mg,3mmol,1.5eq)和HOBT(405.36mg,3mmol,1.5eq)的DMSO(3ml)溶液中快速加入N-甲基吗啉(809mg,8mmol,4eq)，固体缓慢溶解，室温下反应过夜。将反应液倒入冰水中，搅拌10min，静置10min，固体过滤，水洗，干燥得4-氟-3-氰基-N-吡啶-2-基苯甲酰胺棕色固体。
将4-氟-3-氰基-N-吡啶-2-基苯甲酰胺(3mmol)溶于10mL干燥的DMF中，加入3-二甲氨基-1-丙醇(9mmol)和Cs2CO3(9mmol)，25℃下反应过夜。用乙酸乙酯(50mL)稀释，加入水(25mL)萃取，水层用乙酸乙酯(2×25mL)萃取两次，收集乙酸乙酯层，水洗，无水硫酸钠干燥。过滤，减压旋干得目标化合物5，即4-(3-二甲氨基-1-丙氧基]-3-氰基-N-吡啶-2-基苯甲酰胺，如上式所示，相关数据见表1。
实施例6
4-氟-3-氰基-N-吡啶-2-基苯甲酰胺的合成：向4-氟-3-硝基苯甲酸(2mmol)、2-氨基吡啶(3mmol,1.5eq)、EDCI(575.1mg,3mmol,1.5eq)和HOBT(405.36mg,3mmol,1.5eq)的DMSO(3ml)溶液中快速加入N-甲基吗啉(809mg,8mmol,4eq)，固体缓慢溶解，室温下反应过夜。将反应液倒入冰水中，搅拌10min，静置10min，固体过滤，水洗，干燥得4-氟-3-氰基-N-吡啶-2-基苯甲酰胺棕色固体。
将4-氟-3-氰基-N-吡啶-2-基苯甲酰胺(3mmol)溶于10mL干燥的DMF中，加入2-(2-乙氧基乙氧基)乙醇(9mmol)和Cs2CO3(9mmol)，25℃下反应过夜。用乙酸乙酯(50mL)稀释，加入水(25mL)萃取，水层用乙酸乙酯(2×25mL)萃取两次，收集乙酸乙酯层，水洗，无水硫酸钠干燥。过滤，减压旋干得目标化合物6，即4-[2-(2-乙氧基乙氧基)乙氧基]-3-氰基-N-吡啶-2-基苯甲酰胺，如上式所示，相关数据见表1。
表1合成的化合物1-6的核磁共振氢谱和质谱数据
实施例7
片剂的制备:取2.5克化合物1，加入淀粉8g，混合均匀，喷入70％乙醇为润湿剂，制成软材；过20目筛网，得湿颗粒；60℃干燥，每30min翻动一遍，水分控制在1％～3％。加入硬脂酸镁粉末，混匀，压制成100片。
实施例8
胶囊剂的制备:将原辅料均过五号筛，以利于混合完全、均匀，称取5g化合物1，淀粉20g，混合均匀，装胶囊100粒。
实施例9
下边通过以下药效学试验进一步说明本发明所提供化合物的医药用途。
本发明所合成化合物对慢性阻塞性肺疾病(COPD)模型大鼠肺部纤维化病理变化的减缓作用实验如下：气管注射脂多糖(LPS)及熏烟联合造模方法制备COPD大鼠模型：第1、14天大鼠腹腔注射戊巴比妥钠(1％，40mg/kg)，使麻醉，固定，头低位，暴露声门，快速插入18号静脉套管针气管，拔出针芯，用注射器1s内注入0.2mL脂多糖生理盐水溶液(200μg/μL)，然后将大鼠直立左右旋转，使脂多糖均匀分布两肺。第2-28天(第14天除外)将大鼠分组置入自制密闭造模箱内，每日上午，给予大鼠香烟烟熏30min，每次5支香烟。
90只大鼠随机平均分为9组：正常对照组、安慰剂组、阴性对照组及合成的目标化合物1-6组。阴性对照组为造模成功后，随即处死，取样观察肺组织病理学情况；正常对照组为空白对照组，为健康的大鼠；安慰剂组为造模成功后，连续14天灌胃给予纯净水(30mL/kg)；合成的化合物1-6组分别对造模成功的大鼠灌胃给予合成的化合物1-6(30mg/kg)，连续给药14天。观察大鼠肺组织外观、颜色、弹性以及渗出情况，并称取肺组织质量；对右肺下叶常规脱水。并用石蜡进行包埋、切片，行苏木素-伊红(HE)染色，在光镜下观察对比各组大鼠肺组织病理学改变。
结果显示：正常对照组：大鼠支气管粘膜上皮结构完整，支气管纤毛排列整齐，肺泡结构完整，气管及各级支气管仅见散在的杯状细胞，未见腺体增生及明显炎细胞浸润；
阴性对照组：支气管纤毛部分脱落，支气管管腔狭窄，血管及支气管周围可见大量淋巴细胞、少量中性粒细胞以及吞噬细胞的浸润，肺间质可见少量炎细胞浸润；
安慰剂组：支气管纤毛上皮部分脱落，纤毛粘连倒伏、变性，支气管管腔内有中度渗出物，气管黏膜下层、肌层可见大量嗜酸性细胞、淋巴细胞浸润；
合成化合物1-6组：均表现出血管周围较多炎细胞浸润，肺泡间隔变窄断裂明显，可见代偿性肺气肿形成。其中化合物5组的大鼠肺部血管及支气管周围淋巴细胞浸润明显减少。
与正常对照组比较，14天后，安慰剂组大鼠肺体积膨大，颜色灰白，局部有坏死，肺组织弹性减弱，手指按压后压痕不容易消退。给予合成化合物1-6的各组介于正常组和安慰剂组之间，与阴性对照组的大鼠情况类似，说明给予本发明合成的化合物1-6后，可延缓大鼠肺部纤维化进程。
实施例10
本发明所合成化合物对慢性阻塞性肺疾病(COPD)模型大鼠肺功能的影响：
雄性Wister大鼠，体重120-150g。实验第1、14天采用水合氯醛麻醉大鼠后，手术暴露气管，滴入脂多糖(LPS)(1g/L，200μL)，次日将大鼠置于烟室中，点烟熏，每日1次，每次30min，共28天。造模成功后，90只大鼠随机平均分为9组，每组10只：正常对照组、阴性对照组、安慰剂组及合成的化合物1-6组。正常对照组、安慰剂组分别灌胃给予纯净水(30mL/kg)14天，合成的化合物1-6各剂量组分别灌胃给于合成的化合物1-6(30mg/kg)，连续给药14天，阴性对照组为对造模成功第一天后的大鼠进行肺功能测试。
肺功能测定：大鼠麻醉，切开颈部皮肤，钝性分离皮下组织暴露气管，在气管软骨间环行剪开一小切口，插入气管插管并扎紧，仰卧，头低位，置于小动物肺功能测定仪密闭体积描记箱内。气管插管一端与动物呼吸机相连。描记一段平静呼吸后检测用力肺活量(FVC)、0.3s用力呼气容积(FEV0.3)、FEV0.3/FVC、最大呼气峰值流速(PEFR)。
结果：与正常对照组比较，阴性对照组大鼠肺功能参数FVC、FEV0.3、FEV0.3/FVC、PEFR均显著降低，差异均有统计学意义(P＜0.05或P＜0.01)，表明大鼠存在气流阻塞，说明造模成功。合成的化合物1-6组肺功能参数FVC、FEV0.3、FEV0.3/FVC、PEFR差异均有统计学意义(P＜0.05或P＜0.01)，结果见表2。
表2本发明所合成化合物对COPD模型大鼠肺功能的影响(n＝10，X±SD)
注：正常对照组为未造模的健康大鼠连续给水14天后的肺功能测试，安慰剂组和合成的化合物1-6组均为造模后的大鼠连续给药或给水14天后的肺功能测试，阴性对照组为造模成功第一天后的大鼠肺功能测试。
由上表可知，使用本发明合成的化合物1-6后，相应组别的呼气高峰流量(PEFR)接近于阴性对照组，说明本发明所合成的化合物可延缓COPD模型大鼠的肺纤维化进程。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.一种可用于制备治疗慢性阻塞性肺疾病药物的化合物，其特征在于所述化合物具有式I的结构：
其中R1选自氢、氟、氯、溴、甲基、乙基、异丙基、氰基、甲氧基；
R2选自甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、N,N-二甲氨基，以及上述化合物在药学上可接受的盐，水合物或溶剂合物。
2.根据权利要求1所述的可用于制备治疗慢性阻塞性肺疾病药物的化合物，其特征在于所述化合物选自下列化合物或其药学上可接受的盐：
3.根据权利要求1所述的可用于制备治疗慢性阻塞性肺疾病药物的化合物，其特征在于所述的药学上可接受的盐包括：盐酸盐，磷酸盐，对甲苯磺酸盐，乙酸盐，三氟乙酸盐，马来酸盐，酒石酸盐，富马酸盐。
4.一种制备权利要求1所述的可用于制备治疗慢性阻塞性肺疾病药物的化合物的方法，其特征在于合成路线如下：
第一步：取代的2-氨基吡啶与4-氟-3氰基苯甲酸反应，生成取代的4-氟-3-氰基-N-吡啶-2-基苯甲酰胺；
第二步：取代的4-氟-3-氰基-N-吡啶-2-基苯甲酰胺在碱性条件下，与不同的醇或胺反应生成目标化合物；
5.一种治疗慢性阻塞性肺疾病的药物制剂，其特征在于含有权利要求1-3任一项的化合物或其药学上可接受的盐和药学上可接受的辅料。
6.根据权利要求5所述的一种治疗慢性阻塞性肺疾病的药物组合物，其特征在于所述辅料为崩解剂、填充剂、润滑剂、润湿剂、乳化剂或粘合剂中的一种或多种。
7.根据权利要求6所述的一种治疗慢性阻塞性肺疾病的药物制剂，其特征在于所述药物制剂包括片剂、胶囊剂、丸剂、溶液剂、注射剂、散剂、吸入制剂、喷雾剂、气雾剂、糖浆剂、口服溶液制剂。
8.权利要求1-3任一项的化合物或其药学上可接受的盐或权利要求5所述的药物组合物在制备预防和/或治疗慢性阻塞性肺疾病药物中的应用。
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