CN109369554B - 一种含有异羟肟酸的取代杂环类化合物及其制备方法和用途 - Google Patents

Abstract

本发明属于药物化学领域，具体涉及一种含有异羟肟酸的取代杂环类化合物及其制备方法和用途。本发明提供的该类化合物具体结构为式I所示，具有酸性鞘磷脂酶抑制活性。本发明还提供了式I中化合物的合成方法及其在与动脉粥样硬化和抑郁症中的作用。该类化合物可用于开发治疗动脉粥样硬化(AS)、糖尿病、肺气肿、肺水肿、肺部纤维化、囊性纤维化、慢阻肺、肺动脉高压、非酒精性脂肪肝、阿尔兹海默(AD)、多发性硬化症(MS)、脑卒中、抑郁症相关药物。

Description

一种含有异羟肟酸的取代杂环类化合物及其制备方法和用途

技术领域

本发明属于药物化学领域，具体涉及式I所示的化合物、其制备方法及其在相关疾病中的应用。

背景技术

神经酰胺是一种重要的脂质信号分子，可在信号转导过程中发挥作用，参与多种细胞功能，如调节细胞生长、增殖、变异，引起细胞凋亡，调节蛋白质分泌，参与免疫过程及炎症反应等作用(Progress in Lipid Research，2016，61：51-62)。

由酸性鞘磷脂酶水解鞘磷脂是体内生成神经酰胺最快最直接的途径。迄今为止，已发现多种内源性和外源性的因子包括肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白介素-β(IL-β)、干扰素-γ等，以及氧化应激、离子辐射、紫外线照射、热撞击、创伤、细菌感染和化学试剂等均可以激活酸性鞘磷脂酶，导致神经酰胺的大量生成和聚集。

神经酰胺水平升高后，一方面自身可以作为脂质信号分子参与体内信号转导，另一方面在细胞膜聚集，形成脂质信号平台，参与细胞内外的信号转运和物质传递(FEBSLett，2010，584(9)：1728-1740)。

大量研究表明，酸性鞘磷脂酶一神经酰胺通路参与体内炎症、细胞凋亡和氧化应激等过程，与多种疾病的发生发展密切相关(Progress in Lipid Research，2016，61：51-62；Apoptosis，2015，20：607-620)。

目前已发现酸性鞘磷脂酶参与的疾病包括动脉粥样硬化(AS)，糖尿病，肺气肿，肺水肿，肺部纤维化及囊性纤维化(CF)，非酒精性脂肪肝，阿尔兹海默(AD)，多发性硬化症(MS)，抑郁症等(The FASEB Journal，2008，22：3419-3431；Biol.Chem.2015，396：707-736)。

通过抑制酸性鞘磷脂酶，使神经酰胺恢复正常水平，能够有效地缓解相关疾病的病症。但是已报道的酸性鞘磷脂酶直接抑制剂只有底物类似物，二磷酸酯类，3，5-二磷酸肌醇类以及少数的天然产物类。已报到的抑制剂具有选择性差，对类药性差、磷酸酯酶稳定性差、透膜能力差等缺陷，不能应用到相关疾病的药物开发中(Cell Physiol.Biochem.2010，26：01-08)。

因此，酸性鞘磷脂酶是一个潜在的治疗靶点，目前亟需开发新型的抑制剂用于开发治疗相关疾病的候选药物。

发明内容

本发明提供了作为新型酸性鞘磷脂酶直接抑制剂的化合物，制备方法及其在医药中的应用。

本发明提供的化合物如式I所示：

R₁选自C₄-C₁₅直链烷基、C₄-C₁₅支链烷基，芳基、杂环基。

式I中n＝1-4；X，Y，Z各自相同或不相同，分别选自C、N、O、S中的一种，形成不饱和五元杂环，选自恶唑、异恶唑、恶二唑、咪唑、吡唑、噻唑、异噻唑、吡咯、呋喃、噻吩。

R₁代表的芳基选自苯基、联苯基、萘基吡啶-2-基、吡啶-3-基、吡啶-4-基；所述芳基为无取代、单取代或双取代，取代基选自F、Cl、Br、CF₃、CN、C₃-C₈的直链或支链烷基、C₃-C₆的环烷基、OR₂。

R₁代表的杂环基指含有从氧、氮、硫原子中任选一个或一个以上的杂原子的芳香五元或六元杂环。所述杂环基为无取代或单取代，取代基选自苯基、C₃-C₈的直链或支链烷基、C₃-C₆的环烷基、OR₂。

所述取代基中R₃选自H、C₁-C₄的直链或支链烷基、C₃-C₆的环烷基、苯基。

本发明所用术语烷基包括饱和烷基和不饱和烷基。

本发明另一个目的是提供式I所示的化合物的制备方法：

式I所示化合物的合成方法如下：

由中间体1与卤代烷烃进行取代反应，然后在羟胺钾的甲醇溶液中胺解得到目标化合物。

R为取代芳基时，式I所示化合物制备方法如下：

中间体3带有卤素取代基，X选自氯、溴或碘，在催化剂条件下合成中间体4，最后在羟胺钾的甲醇溶液中胺解得到目标化合物；

本发明的又一目的是提供了上述化合物作为酸性鞘磷脂酶抑制剂的应用。

本发明的又一目的提供上述酸性鞘磷脂酶抑制剂或其药学上可以接受的盐、酯或前药在制备治疗相关疾病中的应用，包括治疗动脉粥样硬化、糖尿病、肺气肿、肺水肿、肺部纤维化、囊性纤维化、慢阻肺、肺动脉高压、非酒精性脂肪肝、阿尔兹海默、多发性硬化症、脑卒中、抑郁症。

具体实施方式

以下通过实施例对本发明作进一步阐述，但是本发明不限于下述的实施例。

实施例1 本发明部分化合物合成。

3-(癸氧基)-N-羟基异恶唑-5-甲酰胺的制备：

将3-羟基异恶唑-5-羧酸甲酯1g(6.99mmol)溶于20mL丙酮中，加入碳酸钾1.93g(13.98mmol)，碘化钾50mg，溴癸烷1.85g(8.39mmol)，升温至回流反应10h，冷却至室温。将反应液过滤，滤饼用二氯甲烷洗涤3次，合并有机相，旋干溶剂，柱层析纯化(石油醚∶乙酸乙酯＝8∶1)得白色固体1.88g，收率95％。将得到的产物用10mL甲醇溶解，加入20mL 1.76M的羟胺钾的甲醇溶液，氮气保护下室温搅拌6h，加入15％HCl水溶液调至酸性，析出产物3-(癸氧基)-N-羟基异恶唑-5-甲酰胺，为白色固体1.0g，收率87.8％。M.P.153-155℃，¹H-NMR(300MHz，DMSO-d₆)：δ11.70(s，1H)，9.52(s，1H)，6.74(s，1H)，4.22(t，J＝6.0Hz，2H)，1.76-1.69(m，2H)，1.38-1.27(m，14H)，0.88(t，J＝6.0Hz，3H)；HRMS(ESI-TOF)：calcd forC₁₄H₂₆N₂O₄[M+H]⁺285.1809，found 285.1815。

3-(辛氧基)-N-羟基异恶唑-5-甲酰胺(I-2)

参照I-1的合成方法，产物为白色固体，收率77.8％.M.P.145-146℃，¹H-NMR(300MHz，DMSO-d₆)：δ11.71(s，1H)，9.52(s，1H)，6.72(s，1H)，4.21(t，J＝6.0Hz，2H)，1.77-1.69(m，2H)，1.38-1.29(m，10H)，0.89(t，J＝6.0Hz，3H)；HRMS(ESI-TOF)：calcd forC₁₂H₂₁N₂O₄[M+H]⁺257.1496，found 257.1495。

3-(([1，1′-联苯]-4-基)甲氧基)-N-羟基异唑-5-甲酰胺(I-3)

将1g(3.08mmol)的3-((4-溴苄基)氧基)异恶唑-5-甲酸甲酯溶于15mL1，4-二氧六环中，依次加入苯硼酸0.38g(3.08mmol)、碳酸铯2g(6.16mmol)、四三苯基磷钯178mg(0.152mmol)，氮气保护下升温至回流反应4h，过滤除去碳酸铯，滤饼用二氯甲烷洗涤至无荧光。合并滤液，浓缩后柱层析纯化，得白色固体806mg，收率80.9％。随后将所得产物用10mL甲醇溶解，加入14mL 1.76M的羟胺钾的甲醇溶液，氮气保护下室温搅拌6h，加入15％HCl水溶液调至酸性，析出产物702mg，收率90.8％，M.P.190-192℃，¹H-NMR(300MHz，DMSO-d₆)：δ11.73(s，1H)，9.54(s，1H)，7.74-7.59(m，6H)，7.53-7.38(m，3H)，6.83(s，1H)，5.36(s，2H)；HRMS(ESI-TOF)：calcd for C₁₇H₁₅N₂O₄[M+Na]⁺333.0846，found 333.0845。

3-((4′-氯-[1，1′-联苯]-4-基)甲氧基)-N-羟基异唑-5-甲酰胺(I-4)

参照I-3的合成方法，产物为白色固体，收率85.8％.M.P.212-213℃，¹H-NMR(300MHz，DMSO-d₆)：δ11.70(s，1H)，9.51(s，1H)，7.73-7.70(m，4H)，7.59-7.52(m，4H)，6.81(s，1H)，5.34(s，2H)；HRMS(ESI-TOF)：calcd for C₁₇H₁₅ClN₂O₄[M+H]⁺367.0456，found367.0457。

3-((4-(吡啶-3-基)苄基)氧基)-N-羟基异恶唑-5-甲酰胺(I-5)

参照I-3的合成方法，产物为白色固体，收率74.7％.M.P.222-221℃，¹H-NMR(300MHz，DMSO-d₆)：δ11.79(s，1H)，9.54(s，1H)，9.24-9.23(m，1H)，8.71-8.69(m，1H)，8.44-8.43(m，1H)，7.53-7.50(m，2H)，7.49-7.46(m，2H)，6.89(s，1H)，5.30(s，2H)；HRMS(ESI-TOF)：calcd for C₁₇H₁₅ClN₂O₄[M+H]⁺312.0979，found 312.0980。

3-(((4-己烯基)苄基)氧基)-N-羟基-5-甲酰胺(I-6)

取3-((4-溴苄基)氧基)异恶唑-5-甲酸甲酯1g(3.08mmol)加入到圆底烧瓶中，依次加入1-己烯1.3g(15.4mmol)、三乙胺1.6g(15.4mmol)、二三苯基膦二氯化钯108mg(0.154mmol)，用甲苯溶解后升温至回流反应6h，反应结束后柱层析纯化，得无色油状物463mg，收率46.3％。随后将所得产物用10mL甲醇溶解，加入46.3mg Pd/C氢气条件下室温搅拌过夜，过滤后在滤液中加入8mL1.76M羟胺钾的甲醇溶液，氮气保护下室温搅拌6h，加入15％HCl水溶液调至酸性，析出产物230mg，收率51.6％，M.P.91-92℃，1H-NMR(300MHz，DMSO-d₆)，δ：11.21(s，1H)，9.01(s，1H)，7.42-7.39(m，2H)，7.21-7.18(m，2H)，6.92(s，1H)，2.62(t，J＝6.6Hz，2H)，1.60(m，2H)，1.29-1.32(m，6H)，0.89(t，J＝6.60Hz，3H0；HRMS(ESI-TOF)：calcd for C₁₄H₁₄NO₃[M+H]⁺319.1652，found 319.1650.

实施例2 化合物抑制酸性鞘磷脂酶活性实验。

酸性鞘磷脂酶可在细胞内水解鞘磷脂生成神经酰胺，针对一定量的荧光标记的反应底物，不同的酶活性催化生成不同量的产物，通过检测产物的含量可以考察酶活性的高低。本发明依据此原理进行实验设计。提取已培养好的细胞中的蛋白，加入缓冲液、荧光标记的反应底物，然后分别加入不同浓度的化合物，设置空白对照组，反应结束后进行荧光分析，最后计算化合物的IC₅₀值。

具体结果如表所示：

表1：本发明部分化合物的酸性鞘磷脂酶抑制活性

实施例3 化合物抗动脉粥样硬化活性

实验方法：选取雄性ApoE敲除小鼠40只，随机分成空白组、阿托伐他汀对照组、I-1高剂量给药组、I-1低剂量给药组。阿托伐他汀使用12mg/Kg剂量。I-1低剂量为12mg/Kg，高剂量为24mg/kg。每组10只鼠，分别给予高脂饲料喂养12周。在高脂喂养的同时开始灌胃给药。给药12周以后，处死动物，剪取主动脉进行油红O染色。

表2：化合物I.1降低动脉粥样硬化小鼠主动脉脂肪斑块

分组	空白	阿托伐他汀	I-1(12mg/Kg)	I-1(24mg/Kg)
					动脉脂肪斑块百分比(％)	25±1.2	11±0.4	16±1.0	10±0.3

实验结果显示化合物I-1可以有效减低高脂饮食小鼠大动脉中的动脉粥样硬化斑块的生成，抑制了动脉粥样硬化的发生。

实施例4 化合物抗抑郁活性

实验方法：选取雌性SD大鼠40只，随机分成正常组、抑郁组、阿米替林组、I-1低剂量组、I-1高剂量组。阿米替林使用12mg/Kg剂量。I-1f氐剂量为12mg/Kg，高剂量为24mg/kg。每组8只鼠，除正常组以外，其余各组大鼠腹腔注射利血平(4mg/kg)，给药一次，同时按组别及给药方案予以相应药物，早晚1次。通过给药1周后，通过糖水消耗实验和敞箱实验检测大鼠行为学变化。

表3；化合物I-1抗抑郁作用

以上结果显示化合物I-1可以有效改善抑郁大鼠在敞箱中的行为和糖水消耗能力，表现出与阿米替林相当的抗抑郁活性。

基于以上研究结果，式I和式II化合物能够有效的抑制酸性鞘磷脂酶，其中I-1显示出显著地抗动脉粥样硬化和抗抑郁作用，可以用于开发相关疾病的治疗药物。

Claims (7)

1.一种含有异羟肟酸的化合物，其结构由式I所示：

或式I化合物的药学上可接受的盐；

其中，R₁选自C₄-C₁₅直链烷基、C₄-C₁₅支链烷基或芳基；n＝1-4；

X、Y和Z各自相同或不相同，分别选自C、N、O中的一种，形成不饱和五元杂环，选自噁唑或异噁唑；

A选自O；

其中R₁代表的芳基选自苯基或联苯基；所述芳基为无取代、单取代或双取代，取代基选自F、Cl、Br、CF₃、C₃-C₈的直链或支链烷基；

或者，式I化合物为

2.如权利要求1所述的化合物，其特征在于R₁选自C₇H₁₅，C₈H₁₇，C₉H₁₉，C₁₀H₂₁，C₁₂H₂₅，[1，1′-联苯]-4-基，4′-氯-[1，1′-联苯]-4-基；A选自O；X、Y、Z所形成的杂环为异噁唑或噁唑。

3.如权利要求1所述的化合物，其特征在于，式I化合物具体为：

4.一种药物组合物，其包含权利要求1-3中任一项所述的化合物或其药学上可以接受的盐。

5.如权利要求1-3中任一项所述的式I化合物或其药学上可接受的盐在制备酸性鞘磷脂酶抑制剂的药物中的应用。

6.如权利要求1-3中任一项所述的式I化合物或其药学上可接受的盐在制备用于治疗动脉粥样硬化、糖尿病、冠心病、肺气肿、肺部纤维化、囊性纤维化、慢阻肺、肺动脉高压、非酒精性脂肪肝、阿尔兹海默、多发性硬化症、脑卒中、抑郁症方面的药物中的用途。

7.如权利要求1-3中任一项所述的式I化合物或其药学上可接受的盐在制备用于治疗动脉粥样硬化、糖尿病、冠心病、囊性纤维化、抑郁症、肺部纤维化、慢阻肺、肺动脉高压方面的药物中的用途。