CN109851527A - 一种多靶点氨基甲酸酯类化合物及其制备方法和用途 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多靶点氨基甲酸酯类化合物及其制备方法和用途，本发明多靶点氨基甲酸酯类化合物结构新颖，合成方法简单，生物活性高，可广泛应用于治疗和/或预防神经退行性相关疾病。

Description

一种多靶点氨基甲酸酯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技术领域，具体涉及一种多靶点氨基甲酸酯类化合物及其制备方法和用途。

背景技术

阿尔茨海默症(Alzheimer’s disease，AD)是老年人中发病率和致死率最高的疾病之一。阿尔茨海默症国际协会(Alzheimer’s disease International,ADI)发布的《2015全球阿尔茨海默症报告》指出，2015年全球已有超过4600万人患上痴呆症，据预测，到2050年，全球将有1.315亿人口受到痴呆的困扰，其中中国痴呆症患者的发病率已达到6.61％。随着人均生存年龄的延长，本病已发展为社会和医疗保健系统的主要负担，并且为社会、患者及家属带来了沉重的精神和经济压力。因而，研究开发新型老年痴呆治疗药物意义重大。从市场需求来看，阿尔茨海默症国际协会预测，到2050年老年痴呆症治疗药物的全球销售额将达6000亿美元；在我国，随着老年痴呆症发病率的迅速上升，这类药物的市场也快速膨胀。

AD是一种慢性的、以进行性记忆和认知功能损害为特征的多病因、多环节参与的复杂神经退行性疾病，其主要病理学特征为β-淀粉样肽(β-amyloid peptide,Aβ)大量沉积形成的老年斑(Senile plaque,SP)、tau蛋白过度磷酸化形成的神经纤维缠结(Neurofibrillary tangle,NFT)，并伴随神经元的凋亡和神经突触的退化等。近年来，许多研究者致力于从分子和细胞水平来揭示AD的发病机理，提出了多种假说，如：胆碱能神经元损伤、淀粉样蛋白的沉积、tau蛋白过度磷酸化、炎症、自由基氧化、金属离子失调等，因此，针对这些发病机制来发展的新型治疗途径和手段，将有希望缓解和改善AD患者的病情。目前临床上有效治疗AD的药物主要有两类：(1)基于神经递质乙酰胆碱不足导致认知功能失调的胆碱能假说，采用乙酰胆碱酯酶抑制剂来提高病人脑内乙酰胆碱水平，如：Tacrine、Donepezil、Ravastigmine、Galantamine；(2)采用N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)受体抑制剂减少谷氨酸盐对神经细胞的损伤，如：Memantine Hydrochloride。但长期临床使用表明，这些药物可短期内缓解AD的症状，但不能从根本上有效阻止或逆转病程，而且还会导致经典的胆碱能毒性，如引起幻觉、意识混沌、头晕、恶心、肝脏毒性、食欲不振以及大便频繁等。因此，临床上迫切需要研发具有新型作用机制的AD治疗药物。

AD病因复杂，至今尚未完全阐明其发病机制，但研究表明，患者脑内乙酰胆碱水平降低、β-淀粉样蛋白的过度生成与沉积、金属离子代谢紊乱、Ca²⁺平衡失调、tau-蛋白过度磷酸化导致的神经纤维缠结、谷氨酸受体活性过高、氧化应激产生大量活性氧(ROS)和自由基以及神经炎症反应等多种因素在AD的发病过程中扮演重要角色。针对上述发病因素，研究人员采用传统的“一药一靶”药物设计策略，发现了大量对某一靶点具有高活性和高选择性的药物，如：胆碱酯酶抑制剂和NMDA受体拮抗剂等，这些药物存在作用靶点单一、临床使用毒副作用较多，对AD患者的长期疗效欠佳等问题。

近年来，随着对AD致病机理的不断阐明，发现AD的发生和发展具有多机制、多因素作用的特点，不同机制之间有相互关联相互影响，构成了AD发生和发展过程复杂的网络调控系统。基于上述结果，研究人员提出了“多靶点导向药物(Multitarget-directedLigands，MTDLs)”策略来研发抗神经退行性疾病药物。所谓“多靶点药物”是指单一化学实体同时作用于疾病网络中的多个靶点，对各靶点的作用可产生协同效应，使总效应大于各单效应之和，此类药也称为“Multifunctional”或“Multipotential”药物。多靶点药物与多药联合应用以及复方药物的主要区别在于：可减少服药量、提高治疗效果、避免药物之间的相互作用及由此带来的毒副作用，均一的药代动力学特性，便于使用等。因此，研究开发具有新型化学结构、新型作用机制，具有多靶点作用、低毒副作用的抗神经退行性疾病治疗药物不仅符合社会老龄化进程的迫切需求，而且具有良好的市场前景。在前期报道中，发现了灯盏乙素苷元氨基甲酸酯类衍生物(CN10337956A、CN102603698A)、二苯乙烯或乙烷氨基甲酸酯类化合物(CN102816090A)、异黄酮氨基甲酸酯类化合物(CN102827131A)，阿魏酸氨基甲酸酯类化合物(CN105837497A、CA105601540A、CN105646289A)这些化合物虽具有较好的乙酰胆碱酯酶抑制活性和抗氧化活性，且对Aβ聚集有一点的抑制作用，同时对丁酰胆碱酯酶的抑制活性非常差，导致这些化合物在动物模型中对AD的治疗疗效欠佳。

AD患者大脑神经元外出现大量淀粉样蛋白堆积形成的老年斑，并与高浓度的金属离子(铜、铝、锌、铁等)存在有关。Aβ金属离子之间的相互作用产生的活性氧导致β-淀粉样蛋白的神经毒性，是AD大脑氧化损伤的直接诱因。研究表明，过渡金属离子Cu²⁺和Fe²⁺作为生物分子氧化损伤的催化剂，是引起氧化应激的一个重要因素，氧化应激在神经元变性中起着重要作用，能够损伤了蛋白质、脂质和DNA等生物大分子。锌离子在生理状态下能够调节突触传递和可塑性，但是过量的Zn²⁺能加剧Aβ聚集和Tau蛋白过磷酸化的形成，进而产生神经毒性作用。研究表明过量的铝不仅能够非竞争性抑制乙酰胆碱酯酶、促进神经原纤维缠结形成产生神经毒性作用，而且还能够调节血清的金属离子动态平衡，促进Fe²⁺介导的氧化反应而间接发挥毒性作用，从而引发AD。因此，调节金属离子体内平衡为AD的治疗提供了一个新的策略。

另外，单胺氧化酶(monoamine oxidase,MAO)是黄素腺嘌呤二核苷酸包含的位于线粒体外膜的酶，它能够催化内源性单胺类神经递质和外源性胺氧化脱氨，包括了单胺氧化酶-A(MAO-A)和单胺氧化酶-B(MAO-B)两种亚型，MAO-A主要位于儿茶酚胺能神经元，MAO-B主要存在于5-羟色胺能神经元和星形神经胶质细胞。研究表明AD患者脑内MAO-A的活性基本没有变化，对MAO-A具有强选择性的抑制剂可能造成5-羟色胺浓度水平失衡，容易导致焦虑和愤怒，而老年斑周围的MAO-B活性比正常值增加了三倍，产生过量的H₂O₂，造成脑内毒害神经的羟基自由基水平提升，加剧氧化应激，进一步促进了Aβ沉积和tau蛋白磷酸化。因此，选择性MAO-B抑制剂对于AD具有一定的防治作用。

综述所述，同时具有AChE/BChE活性、金属离子螯合活性、抗氧化活性、抑制自身诱导Aβ聚集和选择性抑制MAO-B活性的多靶点抑制剂对AD治疗将极具潜力。

血管性痴呆(Vascular Dementia，VD)是由缺血性脑血管病、出血性脑血管疾病、急性和慢性缺氧性脑血管疾病等各种类型的脑血管疾病所致的智能及认知功能障碍的临床综合征，其主要临床表现包括：认知能力、记忆力和社会生活能力的减退以及情感、性格的改变，是一种慢性进行性疾病。在中国、日本等亚洲国家血管性痴呆是老年期痴呆的第一位原因；随着世界人口向老龄化的不断推进，脑血管病日益增多，血管性痴呆发病率有逐渐上升的趋势，严重影响老年人的工作和生活质量，并给社会和家庭带来沉重的经济和精神负担。因此，VD已成为当今老年医学与精神医学领域中一个重要的研究热点。血管性痴呆由于发病机制复杂，尚无能够阻断疾病发展的药物，目前临床治疗以改善脑部血液循环和脑代谢，加强脑部营养为主。

近年来，国内外研究表明，在VD患者表现认知功能损伤的同时也经常伴有胆碱能系统的异常。VD患者海马区ChAT阳性神经元及纤维密度降低，脑内不同部位的ChAT活性下降，在VD患者脑脊液中的ACh浓度明显低于正常水平，并且其浓度降低的程度与痴呆的严重程度呈正相关；而脑缺血可以导致脑内乙酰胆碱酯酶活性上升；同时也发现乙酰胆碱酯酶抑制剂如：HuperzineA和Revastigmine可以保护缺血造成的神经元损伤，且可以促进脑缺血后神经损伤和脑功能的恢复，这表明乙酰胆碱酯酶抑制剂也可用于血管性痴呆的治疗。

发明内容

为克服上述缺陷，本发明的第一目的在于公开一种多靶点氨基甲酸酯类化合物。

本发明的第二目的的还在于公开一种多靶点氨基甲酸酯类化合物的制备方法。

本发明的第三目的的还在于公开一种治疗神经退行性疾病的药物组合物，包括多靶点氨基甲酸酯类化合物或其药学上可接受的盐。

本发明的第四目的还在于公开一种多靶点氨基甲酸酯类化合物或其药学上可接受的盐在制备治疗和/或预防神经退行性相关疾病药物中的应用。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种多靶点氨基甲酸酯类化合物，其化学结构通式如(I)所示：

式中：R表示OH、C₁～C₁₂烷基、C₁～C₁₂烷氧基基、CN或者卤素，这些取代基可在苯环的任意位置，可以是任意的单取代、二取代和三取代；

X-Y表示C＝CH或者CH-CH₂；

X-Z表示CH-CH₂、CH-O、CH-CH₂-CH₂或者CH-CH₂-O；

R₁、R₂各自独立地表示C₁～C₁₂烷基、C₃～C₈环烷基、苯基、苄基、取代苯基或取代苄基，但R₁和R₂不同时为H；

或者NR₁R₂表示四氢吡咯基、吗啉基、哌啶基、4-位被C₁～C₁₂烷基所取代的哌啶基、哌嗪基、4-位被C₁～C₁₂烷基所取代的哌嗪基、4-位被苄基或取代苄基所取代的哌嗪基。

优选地，所述的取代苄基或者取代苯基是指苯环上被1-4个选自下组的基团所取代：F、Cl、Br、I、C_1-4烷基、C_1-4烷氧基、三氟甲基、三氟甲氧基、硝基、氨基、二甲氨基、羧基、羟基和氰基，这些取代基可在苯环的任意可能位置。

一种多靶点氨基甲酸酯类化合物的制备方法，包括以下步骤：

A.以酮类化合物和羟基苯甲醛类化合物在第一溶剂和第一碱性条件下缩合，得到查尔酮中间体；

B.查尔酮中间体在第二溶剂和第二碱性条件下与酰化剂搅拌回流反应，得到多靶点氨基甲酸酯类化合物；

C.多靶点氨基甲酸酯类化合物在第三溶剂中经催化剂催化，发生氢化还原反应，得到目标产物。

其化学反应通式为：

式中：R、X、Y、Z、R₁和R₂的定义与多靶点氨基甲酸酯类化合物(I)的化学结构通式相同。

优选地，步骤A中所述的第一溶剂为四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、C_3-8脂肪酮、苯、甲苯、乙腈、二氯甲烷、氯仿、C_1-8醇或者C_5-8烷烃；步骤A中所述的第一碱性条件用碱为碱金属氢氧化物、碱土金属氢氧化物、碱金属或碱土金属碳酸盐、碱金属或碱土金属碳酸氢盐、C_1-6脂肪酸碱金属盐、哌啶、四氢吡咯、三乙胺、三丁胺、三辛胺、吡啶、N-甲基吗啉、N-甲基哌啶、三乙烯二胺和四丁基氢氧化铵中一种或几种；

步骤A所述的酮类化合物：羟基苯甲醛类化合物：碱的摩尔投料比为1:1～10：1～20，反应温度为25℃～150℃，反应时间为12～72h。

优选地，步骤B中所述的第二溶剂为四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、C_3-8脂肪酮、苯、甲苯、乙腈、二氯甲烷、氯仿、C_1-8醇、或C_5-8烷烃；步骤B中所述的第二碱性条件用碱为碱金属氢氧化物、碱土金属氢氧化物、碱金属或碱土金属碳酸盐、碱金属或碱土金属碳酸氢盐、C_1-6脂肪酸碱金属盐、哌啶、四氢吡咯、三乙胺、三丁胺、三辛胺、吡啶、N-甲基吗啉、N-甲基哌啶、三乙烯二胺和四丁基氢氧化铵中一种或几种；

步骤B所述的查尔酮中间体：酰化剂：碱的摩尔投料比为1:1～10:1～20，反应时间为12～72h。

优选地，步骤C中所述的第三溶剂为C₁-C₆脂肪醇、C₃-C₄脂肪酮、C₁-C₆脂肪酸、C₁-C₆脂肪酸与C₁-C₆脂肪醇所形成酯、乙醚、异丙醚、四氢呋喃、苯、甲苯或者二甲苯；

步骤C中所述的催化剂为1％～20％Pd-C或者1％～20％Pd(OH)₂-C，反应压力为0.1～10.0Mpa，反应温度为25～150℃，反应时间为12～72h。

一种多靶点氨基甲酸酯类化合物药学上可接受的盐，本发明多靶点氨基甲酸酯类化合物分子中含有氨基，该氨基显碱性，可与任何合适的酸通过药学上常规的成盐方法制得其药学上可接受的盐。

优选地，所述的酸为盐酸、氢溴酸、硝酸、硫酸、磷酸、C_1-6脂肪羧酸、草酸、苯甲酸、水杨酸、马来酸、富马酸、琥珀酸、酒石酸、柠檬酸、C_1-6烷基磺酸、樟脑磺酸、苯磺酸或者对甲苯磺酸的盐。

一种多靶点氨基甲酸酯类化合物或其药学上可接受的盐在制备治疗和/或预防神经退行性相关疾病药物中的应用，所述的神经退行性相关疾病为：血管性痴呆、阿尔茨海默氏病、帕金森症、亨廷顿症、HIV相关痴呆症、多发性硬化症、进行性脊髓侧索硬化症、神经性疼痛或者青光眼。

一种治疗神经退行性疾病的药物组合物，包括多靶点氨基甲酸酯类化合物或其药学上可接受的盐，本发明所公开的药物组合物包括治疗有效量的一种或多种多靶点氨基甲酸酯类化合物或其药学上可接受的盐，该药物组合物可进一步含有一种或多种药学上可接受的载体或赋形剂。所述“治疗有效量”是指引起研究者或医生所针对的组织、系统或动物的生物或医药反应的药物或药剂的量；所述“药学上可接受的载体”是指药学上可接受的物质、组合物或载体，如：液体或固体填充剂、稀释剂、赋形剂、溶剂或包囊物质，它们携带或转运某种化学物质。本发明所提供的药物组合物中多靶点氨基甲酸酯类化合物或其药学上可接受的盐作为活性成分占总重量比2％～99.5％。

本发明的积极有益效果：

1.本发明多靶点氨基甲酸酯类化合物对乙酰胆碱酯酶和丁酰胆碱酯酶均具有显著抑制作用，其IC₅₀分别为1.8μM～9.4μM，0.64μM～3.1μM；本发明所公开的化合物对Aβ_1-42自身诱导的聚集均具有显著抑制作用，在25.0μM浓度下对Aβ_1-42自身聚集的抑制率均≥70.4％；本发明多靶点氨基甲酸酯类化合物(I)均表现出对金属离子有强络合作用；本发现所公开的多靶点氨基甲酸酯类化合物(I)在25.0μM浓度下对Cu²⁺-诱导的Aβ_1-42自身聚集的抑制率均≥65.7％；本发明所公开的化合物的抗氧化活性为Trolox的1.2-1.8倍，说明该类化合物具有强抗氧化活性；本发明所公开的化合物抑制MAO-A和MAO-B的IC₅₀分别为8.9μM～35.7μM和0.12μM～2.1μM，为选择性MAO-B抑制剂；本发明化合物在10^-5mol/L～10^-6mol/L浓度下对过氧化氢诱导的PC12细胞损伤均有显著的保护作用；本发明多靶点氨基甲酸酯类化合物(I)对AlCl₃诱导斑马鱼阿尔茨海默症模型的防治作用；本发明所公开的化合物对东莨菪碱致小鼠获得记忆障碍具有剂量依赖性的改善作用，与模型组比较均具有统计学差异；本发明所公开的化合物能够增强乙酰胆碱转移酶(ChAT)的活力。

2.本发明多靶点氨基甲酸酯类化合物结构新颖，合成方法简单，生物活性高，可广泛应用于治疗和/或预防神经退行性相关疾病。

附图说明

图1为本发明多靶点氨基甲酸酯类化合物对H₂O₂诱导的PC12细胞损伤的保护作用筛选结果检测图；

图2为本发明多靶点氨基甲酸酯类化合物对AlCl₃诱导斑马鱼阿尔茨海默症模型的防治作用检测结果图；

图3为本发明多靶点氨基甲酸酯类化合物对东莨菪碱所致小鼠自发交变的百分比变化检测结果图；

图4为本发明多靶点氨基甲酸酯类化合物对小鼠海马区AChE活力的影响检测结果图；

图5为本发明多靶点氨基甲酸酯类化合物对对小鼠海马区ChAT活力的影响检测结果图。

具体实施方式

下面结合一些具体实施例对本发明进一步说明。

实施例1

一种多靶点氨基甲酸酯类化合物，其化学结构通式如(I)所示：

式中：R、X、Y、Z、R₁、R₂的定义见表1和表2。

表1本发明多靶点氨基甲酸酯类化合物之一(Ia)

表2本发明多靶点氨基甲酸酯类化合物之二(Ib)

以实施例1为例，一种多靶点氨基甲酸酯类化合物的制备方法，包括以下步骤：

(1)将2.0mmol相应的酮类化合物(1)、3.0mmol相应的羟基苯甲醛类化合物(2)和20mL乙醇加入反应瓶中，搅拌均匀后，加入50％KOH水溶液(其中5mmol KOH)，25℃搅拌72h(反应进程用TLC跟踪)，反应结束后，减压蒸干溶剂，残余物中加入30mL去离子水，用10％HCl调节pH至强酸性，再用饱和碳酸氢钠溶液调节pH至弱碱性，用120mL二氯甲烷分三次萃取，有机层合并用饱和氯化钠溶液洗涤，经无水硫酸钠干燥过滤，减压蒸除溶剂，残余物经硅胶柱层析纯化(洗脱液：石油醚：丙酮＝100:1v/v)，得相应的羟基查尔酮类化合物(3)；

(2)在反应瓶中加入2.0mmol羟基查尔酮类化合物(3)、10mmol相应的氨基甲酰氯(4)、11mmol无水碳酸钾和50ml乙腈，搅拌均匀后，升温回流搅拌反应12h(反应进程用TLC跟踪)；反应结束后，减压蒸干溶剂，加入80ml去离子水，用150mL二氯甲烷分三次萃取，有机层合并后用饱和氯化钠洗涤，经无水硫酸钠干燥过滤，减压蒸干溶剂，残余物经柱层析纯化(二氯甲烷：丙酮＝100:1v/v)，得相应的多靶点氨基甲酸酯类化合物(Ia)，见表1；

(3)将步骤C得到的多靶点氨基甲酸酯类化合物(Ia)1.0mmol、乙醇20mL加入反应瓶中，搅拌均匀后，加入5％Pd/C，通氢气置换三次后，压力5MPa，25℃下通氢搅拌反应24h(反应进程用TLC跟踪)，反应结束后，减压蒸除溶剂，残余物经硅胶层析纯化(洗脱液：二氯甲烷：甲醇＝100:1v/v)，得相应的多靶点氨基甲酸酯类化合物(Ib)，见表2。

实施例2-5所述的多靶点氨基甲酸酯类化合物的制备方法与实施例1基本相同，相同之处不重述，不同之处见表3-5。

表3本发明实施例1-5的多靶点氨基甲酸酯类化合物制备方法参数之一

表4本发明实施例1-5的多靶点氨基甲酸酯类化合物制备方法参数之二

表5本发明实施例1-5的多靶点氨基甲酸酯类化合物制备方法参数之三

生物活性测试

(1)多靶点氨基甲酸酯类化合物(I)对乙酰胆碱酯酶和丁酰胆碱酯酶的抑制活性

向96孔板中依次加入1.0mmol/L碘化硫代乙酰胆碱或硫代丁酰胆碱(均购自Sigma公司)30μL，pH8.0的PBS缓冲液40μL，待测化合物溶液20μL(DMSO含量小于1％)和10μL电鳗乙酰胆碱酯酶(EeAChE)或马血清丁酰胆碱酯酶(eqBuChE)，加毕混匀后，37℃孵育15min，向各孔中加入质量分数为0.2％的5,5'-二硫代-双(2-硝基)苯甲酸(DTNB，购自Sigma公司)溶液30μL显色，用酶标仪测定412nm处各孔的光密度(OD值)，与不加待测样品的空白孔比较，计算化合物对酶的抑制率[酶抑制率＝(1－样品组OD值/空白组OD值)×100％]；选择化合物的五至六个浓度，测定其酶抑制率，并以该化合物摩尔浓度的负对数与酶的抑制率线性回归，求得50％抑制率时的摩尔浓度即为该化合物的IC₅₀，检测结果见表6。

表6本发明化合物的胆碱酯酶抑制活性、抗氧化活性、单胺氧化酶的抑制活性和诱导Aβ_1-42聚集抑制活性

测定结果表明，本发明所公开的化合物对乙酰胆碱酯酶和丁酰胆碱酯酶均具有显著抑制作用，其IC₅₀分别为1.8μM～9.4μM，0.64μM～3.1μM，而阳性对照药物——Rivastigmine对乙酰胆碱酯酶和丁酰胆碱酯酶抑制的IC₅₀为7.6μM和1.1μM。

(2)多靶点氨基甲酸酯类化合物(I)抑制Aβ聚集活性测定

取20μL的Aβ_1-42溶液+20μL的待测化合物溶液、20μL的Aβ_1-42溶液+20μLPBS缓冲液(含2％DMSO)、20μL PBS缓冲液(含2％DMSO)+20μL PBS缓冲液(含25％DMSO)于黑色96孔板中，化合物和Aβ_1-42的最终浓度均为25μM。37℃孵育24h，然后加入160μL含有5μM硫黄素T的50mM的甘氨酸-NaOH缓冲液(pH＝8.5)，振摇5s后立即用Varioskan Flash MultimodeReader(Thermo Scientific)多功能酶标仪在446nm激发波长和490nm发射波长下测定荧光值；Aβ_1-42+待测化合物溶液的荧光值记录为IF_i，Aβ_1-42+PBS缓冲液的荧光值记录为IF_c，只含有PBS缓冲液的荧光值记录为IF₀，由化合物抑制Aβ_1-42自身聚集的抑制率计算公式为：100-(IF_i-IF₀)/(IF_c-IF₀)*100。每个化合物每个浓度测定两个复孔，检测结果见表6。

测定结果表明，本发明所公开的化合物对Aβ_1-42自身诱导的聚集均具有显著抑制作用，在25.0μM浓度下对Aβ_1-42自身聚集的抑制率均≥70.4％，而姜黄素在相同浓度下的抑制率为43.1％。

(3)多靶点氨基甲酸酯类化合物(I)与金属离子络合作用的测定

用甲醇溶解CuCl₂.2H₂O、ZnCl₂、FeSO₄.7H₂O、AlCl₃及待测化合物，配成75μmol/L的溶液，向96孔板中加入100μL待测化合物溶液和100μl金属离子溶液，混匀，室温静置30分钟，在多功能酶标仪上记录200-600nm范围内的紫外吸收曲线，并以100μL待测化合物溶液和100μL甲醇混合液为对照，观察金属离子与待测化合物混合液的最大吸收峰的红移现象及最大吸收峰的强度。

测定结果表明，本发明所公开的多靶点氨基甲酸酯类化合物(I)均表现出对金属离子有强络合作用。

(4)多靶点氨基甲酸酯类化合物(I)对Cu²⁺-诱导的Aβ_1-42自身聚集的抑制活性

在室温条件下将Aβ_1-42三氟乙酸盐(1mg)溶于1ml六氟异丙醇(HFIP)中，超声5min后，室温孵育24h，室温减压除掉溶剂，用DMSO再次溶解，配成200μM的Aβ_1-42储备液，于-80℃储存，使用前用50mM的PBS缓冲液(pH＝7.4)稀释至50μM；待测化合物用DMSO溶解配成2.5mM储备液，使用前用50mM的PBS缓冲液(pH＝7.4)稀释至50μM。取20μL PBS缓冲液(含2％DMSO)+20μLPBS缓冲液(含25％DMSO)(空白组)、20μL的Aβ_1-42溶液+20μL PBS缓冲液(含2％DMSO)(对照组)、20μL的Aβ_1-42溶液(测试组)、于黑色96孔板中。37℃孵育24h，向测试组中加入20μL的待测化合物溶液，化合物和Aβ_1-42的最终浓度均为25μM。37℃再孵育24h，然后加入160μL含有5μM硫黄素T的50mM的甘氨酸-NaOH缓冲液(pH＝8.5)，振摇5s后立即用VarioskanFlash Multimode Reader多功能酶标仪在446nm激发波长和490nm发射波长下测定荧光值；Aβ_1-42+待测化合物的荧光值记录为IF_i，Aβ_1-42+PBS缓冲液的荧光值记录为IF_c，只含有PBS缓冲液的荧光值记录为IF₀，由化合物抑制Aβ_1-42自身聚集的抑制率计算公式为：100-(IF_i-IF₀)/(IF_c-IF₀)*100，每个化合物每个浓度测定两个复孔，以姜黄素为阳性对照，检测结果见表6。

测定结果表明，本发现所公开的多靶点氨基甲酸酯类化合物(I)在25.0μM浓度下对Cu²⁺-诱导的Aβ_1-42自身聚集的抑制率均≥65.7％，姜黄素在相同浓度下的抑制率为53.8％。

(5)多靶点氨基甲酸酯类化合物(I)的抗氧化活性(ORAC-FL方法)

6-羟基-2,5,7,8-四甲基色烷-2-羧酸(Trolox)用pH7.4的PBS缓冲液配成10-80μmol/L的溶液，荧光素(flrorescein)用pH7.4的PBS缓冲液配成250nmol/L的溶液，2,2’-偶氮二异丁基脒二盐酸盐(AAPH)使用前用pH7.4的PBS缓冲液配成40mmol/L的溶液。向96孔板中加入50-10μmol/L的化合物溶液和荧光素溶液，混匀，37℃孵育15min，加入AAPH溶液，使每孔总体积为200μL，混匀，立即置于Varioskan Flash Multimode Reader仪中，在485nm激发波长和535nm发射波长下连续测定90min。计算出荧光衰减曲线下面积AUC，其中以1-8μmol/L的Trolox作为标准，以不加待测样品为空白，化合物的抗氧化活性结果表达为Trolox的当量，其计算公式为[(AUC Sample-AUC blank)/(AUC Trolox-AUC blank)]/[(concentration of Trolox/concentration of sample)]，每个化合物每次测定3个复孔，检测结果见表6。

测定结果表明，本发明所公开的化合物的抗氧化活性为Trolox的1.2-1.8倍，具有强抗氧化活性。

(6)多靶点氨基甲酸酯类化合物(I)对单胺氧化酶A(MAO-A)和单胺氧化酶B(MAO-B)的抑制活性

取犬尿胺溶液(225μM或150μM)100μL，加入不同浓度(0-500μM)的待测化合物溶液100μL，12.5μg/mL的MAO-A溶液(或MAO-B)300μL，使反应体系总体积为500μL(犬尿胺、待测化合物和MAO-A(或MAO-B)的最终浓度分别为45μM、0-100μM和7.5μg/mL，含4％的DMSO)，混匀，37℃孵育20min。加入2mol/L的NaOH溶液400μL和水1000μL终止反应，16000g离心10min，取上清液，在激发波长310nm，发射波长400nm处测定荧光强度；将4-羟基喹啉溶于500μL磷酸钾缓冲液(最终浓度0.047-1.56μM，含4％DMSO)，加入2mol/L的NaOH溶液400μL和水1000μL，在同样条件下建立标准曲线.通过GraphPad Prism以犬尿胺被氧化的初速度对抑制剂浓度的对数作图，绘制剂量相关的S曲线，计算出化合物抑制单胺氧化酶的IC₅₀。绘制S曲线至少选择三个不同数量级的六个抑制剂浓度，每组实验独立重复三次，检测结果见表6。

测定结果表明，本发明所公开的化合物抑制MAO-A和MAO-B的IC₅₀分别为8.9μM～35.7μM和0.12μM～2.1μM，为选择性MAO-B抑制剂，且抑制活性高，而阳性对照药物——Rasagiline对MAO-A和MAO-B的IC₅₀为0.587μM和0.028μM。

(7)本发明制备的多靶点氨基甲酸酯类化合物(I)对H₂O₂诱导的PC12细胞损伤的保护作用筛选(以化合物Ib-54为例进行说明)

PC12细胞用含10％小牛血清的DMEM培养液，以1×10⁵个/mL密度接种于96孔培养板上，接种体积为100mL/孔，随后放入含5％CO₂的37℃恒温培养箱内培养。培养24小时后，给药组中加相应浓度的化合物(终浓度为10^-5mol/L，10^-6mol/L)10mL/孔，预孵育2小时(对照组与损伤组分别加10μL/孔PBS，使其体积保持相等)。PC12细胞孵育2小时后，在给药组与损伤组中分别加入100μΜH₂O₂损伤剂10μL/孔(对照组加10μL/孔PBS)，30分钟后，将各组的培养液均换成无小牛血清的RPMI1640培养液继续放入恒温培养箱内培养24小时，培养液体积认为100μL/孔。继续培养24小时后，各组加入5mg/mLMTT100μL/孔，进行活细胞染色。待3小时后，各组中加入100％DMSO终止液100μL/孔，充分溶解混匀。在490nm的波长下测定各组的OD值，测试结果重复3次，用Duncan’s test方法统计，各组数值表示为均数±S.E.M.，以对照组为100％，给药组及损伤组值以对照组的百分比表示，检测结果见图1。

测定结果表明，本发明化合物在10^-5mol/L～10^-6mol/L浓度下对H₂O₂诱导的PC12细胞损伤均有显著的保护作用。

(8)本发明多靶点氨基甲酸酯类化合物(I)对AlCl₃诱导斑马鱼阿尔茨海默症模型的防治作用(以化合物Ib-54为例进行说明)。

随机选取3dpf野生型AB系斑马鱼于六孔板中，用三氯化铝(AlCl₃)诱发斑马鱼阿尔兹海默症模型(以下简称AD斑马鱼)，分别水溶给予“Ib-54”0.09μg/mL、0.26μg/mL和0.78μg/mL浓度，阳性对照药多奈哌齐8μM，同时设置正常对照组(未处理)和模型对照组(AlCl₃组)，每实验浓度组30尾斑马鱼。给药3天后，用行为分析仪分别观察记录各实验组斑马鱼在60min内3个明暗周期(即：黑暗10min、光照10min交替3个周期)的运动距离，分析斑马鱼60min的运动距离，以运动距离与模型对照组进行统计分析，以统计学意义评价化合物对斑马鱼阿尔兹海默症模型的防治作用，检测结果见图2。

测试结果表明，与正常对照组(7303mm)相比，模型对照组的运动距离(5203mm)显著降低，而阳性对照组多奈哌齐则能使运动距离增加至6358mm(p<0.05)，与阳性对照多奈哌齐组相比，药物(Ib-54)的高、中剂量组的运动距离较多奈哌齐组显著增长(p<0.01，p<0.05)，本发明多靶点氨基甲酸酯类化合物(I)对AlCl₃诱导斑马鱼阿尔茨海默症模型的防治作用。

(9)本发明多靶点氨基甲酸酯类化合物(I)对东莨菪碱所致小鼠记忆获得障碍的影响(以化合物Ib-54为例进行说明)

SPF级ICR雄性小鼠，25-30g，随机分为：正常组、模型组、受试药高、中、低剂量组(10、5.0、2.5mg/kg)，每组10只动物。一次性灌胃给予受试药物，空白组和模型组给予溶媒0.5％CMC-Na，给药体积均为0.1ml/10g；药后45min，正常组小鼠腹腔注射生理盐水，其余各组动物均注射东莨菪碱(5mg/kg)，给药体积均为0.1ml/10g；造模30min后，将小鼠放入非电刺激Y迷宫进行行为学测试。测试时将小鼠放于一臂末端，让其在迷宫内自由穿行8min，记录其进入各臂的次数和交替次数，按照以下公式计算交替率：交替率％＝[交替次数/(总进入次数-2)]×100，结果以均数±标准差表示，组间差异采用单因素方差分析，检测结果见图3。

测定结果表明，在该实验条件下，本发明所公开的化合物对东莨菪碱致小鼠获得记忆障碍具有剂量依赖性的改善作用，与模型组比较，药物(Ib-54)的高、中剂量组均具有统计学差异(p<0.01)。

行为实验完毕立即将小鼠断头取脑，用预冷生理盐水冲洗，在冰盒上迅速分离出脑海马组织，称取海马组织重量，加9倍4℃生理盐水制成10％的匀浆，3500r/min，4℃离心15min，-20℃储存上清液待测，通过考马斯亮蓝测定总蛋白浓度。按照试剂盒规定的方法在412nm的波长下测定AChE含量，AChE活力表示为U/mg，检测结果见图4。ChAT的活力通过ChAT催化的ACh合成反应来测定。操作方法同样根据试剂盒的说明，在412nm波长下测定，ChAT的活力用U/g来表示，检测结果见图5。

测定结果表明，在该实验条件下，本发明所公开的化合物能够增强乙酰胆碱转移酶(ChAT)的活力，与空白组比较药物(Ib-54)的高、中剂量组均具有统计学差异(p<0.01)。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种多靶点氨基甲酸酯类化合物，其化学结构通式如(I)所示：

式中：R表示OH、C₁～C₁₂烷基、C₁～C₁₂烷氧基基、CN或者卤素，这些取代基可在苯环的任意位置，可以是任意的单取代、二取代和三取代；

X-Y表示C＝CH或者CH-CH₂；

X-Z表示CH-CH₂、CH-O、CH-CH₂-CH₂或者CH-CH₂-O；

R₁、R₂各自独立地表示C₁～C₁₂烷基、C₃～C₈环烷基、苯基、苄基、取代苯基或取代苄基，但R₁和R₂不同时为H；

或者NR₁R₂表示四氢吡咯基、吗啉基、哌啶基、4-位被C₁～C₁₂烷基所取代的哌啶基、哌嗪基、4-位被C₁～C₁₂烷基所取代的哌嗪基、4-位被苄基或取代苄基所取代的哌嗪基。

2.根据权利要求1所述的多靶点氨基甲酸酯类化合物，其特征在于，所述的取代苄基或者取代苯基是指苯环上被1-4个选自下组的基团所取代：F、Cl、Br、I、C_1-4烷基、C_1-4烷氧基、三氟甲基、三氟甲氧基、硝基、氨基、二甲氨基、羧基、羟基和氰基，这些取代基可在苯环的任意可能位置。

3.一种多靶点氨基甲酸酯类化合物的制备方法，包括以下步骤：

A.以酮类化合物和羟基苯甲醛类化合物在第一溶剂和第一碱性条件下缩合，得到查尔酮中间体；

B.查尔酮中间体在第二溶剂和第二碱性条件下与酰化剂搅拌回流反应，得到多靶点氨基甲酸酯类化合物；

C.多靶点氨基甲酸酯类化合物在第三溶剂中经催化剂催化，发生氢化还原反应，得到目标产物。

4.根据权利要求3所述的多靶点氨基甲酸酯类化合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤A中所述的第一溶剂为四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、C_3-8脂肪酮、苯、甲苯、乙腈、二氯甲烷、氯仿、C_1-8醇或者C_5-8烷烃；步骤A中所述的第一碱性条件用碱为碱金属氢氧化物、碱土金属氢氧化物、碱金属或碱土金属碳酸盐、碱金属或碱土金属碳酸氢盐、C_1-6脂肪酸碱金属盐、哌啶、四氢吡咯、三乙胺、三丁胺、三辛胺、吡啶、N-甲基吗啉、N-甲基哌啶、三乙烯二胺和四丁基氢氧化铵中一种或几种；

步骤A所述的酮类化合物：羟基苯甲醛类化合物：碱的摩尔投料比为1:1～10：1～20，反应温度为25℃～150℃，反应时间为12～72h。

5.根据权利要求3所述的多靶点氨基甲酸酯类化合物的制备方法，其特征在于，步骤B中所述的第二溶剂为四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、C_3-8脂肪酮、苯、甲苯、乙腈、二氯甲烷、氯仿、C_1-8醇、或C_5-8烷烃；步骤B中所述的第二碱性条件用碱为碱金属氢氧化物、碱土金属氢氧化物、碱金属或碱土金属碳酸盐、碱金属或碱土金属碳酸氢盐、C_1-6脂肪酸碱金属盐、哌啶、四氢吡咯、三乙胺、三丁胺、三辛胺、吡啶、N-甲基吗啉、N-甲基哌啶、三乙烯二胺和四丁基氢氧化铵中一种或几种；

步骤B所述的查尔酮中间体：酰化剂：碱的摩尔投料比为1:1～10:1～20，反应时间为12～72h。

6.根据权利要求3所述的多靶点氨基甲酸酯类化合物的制备方法，其特征在于，步骤C中所述的第三溶剂为C₁-C₆脂肪醇、C₃-C₄脂肪酮、C₁-C₆脂肪酸、C₁-C₆脂肪酸与C₁-C₆脂肪醇所形成酯、乙醚、异丙醚、四氢呋喃、苯、甲苯或者二甲苯；

步骤C中所述的催化剂为1％～20％Pd-C或者1％～20％Pd(OH)₂-C，反应压力为0.1～10.0Mpa，反应温度为25～150℃，反应时间为12～72h。

7.一种多靶点氨基甲酸酯类化合物药学上可接受的盐，由多靶点氨基甲酸酯类化合物与酸合成的药学上可接受的盐。

8.一种多靶点氨基甲酸酯类化合物或其药学上可接受的盐在制备治疗和/或预防神经退行性相关疾病药物中的应用。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述的神经退行性相关疾病为血管性痴呆、阿尔茨海默氏病、帕金森症、亨廷顿症、HIV相关痴呆症、多发性硬化症、进行性脊髓侧索硬化症、神经性疼痛或者青光眼。

10.一种治疗神经退行性疾病的药物组合物，包括多靶点氨基甲酸酯类化合物或其药学上可接受的盐。