CN111253412B

CN111253412B - α-倒捻子素衍生物及其应用

Info

Publication number: CN111253412B
Application number: CN201911353752.5A
Authority: CN
Inventors: 何细新; 罗海彬; 梁津豪; 黄仪有; 于思
Original assignee: Guangzhou University of Traditional Chinese Medicine; Sun Yat Sen University
Current assignee: Guangzhou University of Traditional Chinese Medicine; Sun Yat Sen University
Priority date: 2019-12-25
Filing date: 2019-12-25
Publication date: 2022-07-22
Anticipated expiration: 2039-12-25
Also published as: CN111253412A

Abstract

本发明公开α‑倒捻子素衍生物及其应用，其中该衍生物为具有通式(I)的化合物、其氘代物、药学上可接受的盐或溶剂化物：

其中，n=1～18；R₁选自羧基和吡咯烷基团。本发明式I化合物在制备用于治疗由磷酸二酯酶4介导的疾病、改善认知功能或治疗血管性痴呆的药物中的应用。本发明证实这些化合物能够显著抑制PDE4并具有较高选择性，在体内实验中也证明了这些化合物能够改善认知功能、治疗血管性痴呆。

Description

α-倒捻子素衍生物及其应用

技术领域

本发明涉及医药领域，特别是涉及α-倒捻子素衍生物及其应用。

背景技术

磷酸二酯酶(PDE)是负责降解第二信使cGMP和cAMP的11个成员的酶超家族，作为中枢神经系统(CNS)疾病的药物靶标受到了广泛关注。PDE4(特异性水解cAMP)遍布中枢神经系统，并且被认为通过调节cAMP/PKA/CREB通路在学习和记忆过程中发挥重要作用。PDE4有20多种不同的变体，由四个亚型(PDE4A、PDE4B、PDE4C和PDE4D)编码。这四种PDE亚型在中枢神经系统中具有独特的靶标和调控特性，这也由其在大脑区域的不同分布模式中得到部分反映。PDE4抑制剂(例如，咯利普兰rolipram、罗氟司特roflumilast、阿普斯特apremilast和α-倒捻子素)显示出抗炎、认知改善和神经保护作用，使PDE4抑制剂成为VaD治疗的潜在候选药物。例如，报道IC₅₀为125μM的天然PDE4抑制剂tulinic acid在VaD模型中具有有益作用。

血管性痴呆(VaD)是仅次于阿尔茨海默氏病的老年性痴呆的第二大常见形式，约占痴呆症病例的20％。血管性痴呆是指由脑供血减少或阻断导致脑组织破坏，从而引起的认知功能障碍。目前尚无批准的VaD治疗药物。因此，临床上急需用于治疗VaD的药物，提供一种治疗VaD的药物具有重要临床意义。

发明内容

本发明提供通式(I)的化合物、其氘代物、药学上可接受的盐或酯：

其中，

n＝1～18；R₁选自羧基和吡咯烷基团。

本发明另一方面提供药物组合物，其包含上述通式(I)的化合物中任一个和药学上可接受的载体。

本发明再一方面提供通式(I)的化合物中任一个在制备用于治疗由磷酸二酯酶4介导的疾病的药物中的应用。

本发明再一方面提供通式(I)的化合物中任一个在制备用于治疗血管性痴呆的药物中的应用。

本发明再一方面提供通式(I)的化合物中任一个在制备用于改善认知功能的药物中的应用。

本发明再一方面提供一种在对象中治疗磷酸二酯酶4介导的疾病的方法，所述方法包括向所述对象施用治疗有效量的式I的化合物、其氘代物或其药学上可接受的盐或酯，或施用治疗有效量的包含式I的化合物、其氘代物或其药学上可接受的盐或酯的药物组合物。

本发明再一方面提供一种在对象中治疗血管性痴呆的治疗方法，所述方法包括向所述对象施用治疗有效量的式I的化合物、其氘代物或其药学上可接受的盐或酯，或施用治疗有效量的包含式I的化合物、其氘代物或其药学上可接受的盐或酯的药物组合物。

本发明再一方面提供一种在对象中改善认知功能的治疗方法，所述方法包括向所述对象施用治疗有效量的式I的化合物、其氘代物或其药学上可接受的盐或酯，或施用治疗有效量的包含式I的化合物、其氘代物或其药学上可接受的盐或酯的药物组合物。本发明的发明人通过大量创造性劳动发现：本发明的通式(I)的化合物能够有效抑制磷酸二酯酶4的活性，能够显著改善认知能力，尤其是对于VaD治疗具有良好效果。

附图说明

图1示出了化合物4e与PDE4的结合模式。

图2示出了化合物4e在小鼠单侧颈总动脉闭塞(UCCAO)模型中改善小鼠空间学习记忆能力。在3周内以10mg/kg的口服剂量用化合物4e治疗小鼠。(A)在空间探测试验中的小鼠逃避潜伏时间(ELT)。(B)在空间探测试验中平台站点穿越的频率(min^-1)。(C)在空间探测试验中目标区域的游泳时间。(D)在空间探测试验中每组的代表性游泳轨迹。原始平台的位置和有效区域(平台直径的2倍)分别表示为蓝色和鲜绿色的圆圈。将多奈哌齐(0.7mg/kg，i.g.)用作阳性对照。每组小鼠

。#，相对于对照，p＜0.05；###，与对照相比p<0.001；*，与模型相比，p<0.05；**，与模型相比，p<0.01。

图3示出化合物4e对单侧颈总动脉闭塞(UCCAO)小鼠被动回避任务中获得逃逸反应的影响。(A)被动回避任务的等待时间。(B)被动回避任务的错误时间。每组小鼠n＝

。#，相对于对照，p＜0.05；##，相对于对照，p＜0.01；**，与模型相比，p<0.01。

具体实施方式

如本文所用，术语“组合物”指适于给预期动物对象施用以达到治疗目的的制剂，其含有至少一种药物活性组分，例如化合物。任选地，所述组合物还含有至少一种药物学上可接受的载体或赋形剂。

如本文所用，术语“药学上可接受的”表示所述物质不具有这样的特性，即考虑到将被治疗的疾病或病症以及各自的施用途径，该特性将会使理性谨慎的医学从业者避免给患者服用该物质。例如，对于可注射物来说，通常要求这样的物质是基本无菌的。

在本文中，术语“治疗有效量”和“有效量”表示所述物质和物质的量对于预防、减轻或改善疾病或病症的一种或多种症状，和/或延长接受治疗的对象的存活是有效的。

如本文所用，术语“认知功能”是指高级的大脑功能，包括感觉(sense)、感知(perception)、认识(recognition)、判断和行动或抑制。周围环境的信息不断地通过感觉器官(视觉、听觉、触觉、味觉、和嗅觉)传递给大脑，大脑选择必要的信息。那时，对象要关注多条信息的能力(分散(divided)注意力或分配(allocated)注意力)是重要的。所选定的信息经过整合而形成一条具有具体含义的信息，即，一次感知。接着，所感知到的信息在短的时间段内被记忆，当前的感知与之前的记忆彼此确认(认识)，并进行判断。

可以通过各种测量方法评价认知表现，例如神经心理学测试和神经生理学测试。这种神经心理学测验的实例包括计算机化的认知需求成套测试(Cognitive DemandBattery)(CDB)、CogHealth、韦氏成人智力表、斯坦福比奈智力测试、失认症的视觉感知测试(VPTA)、失用症的标准性能测试(SPTA)、修订版韦氏记忆表、注意力临床评估-自发意念临床评估(Clinical Assessment for Attention-Clinical Assessment forSpontaneity)(CAT-CAS)、注意力数字取消测试(D-CAT)、滨松高级大脑功能表、新Stroop测验、长谷川痴呆表、西村痴呆表、COGNISTAT、多相早期痴呆检查(MEDE)、NS痴呆测试、TAIS、MMSE等。这种神经生理学测试的实例包括事件相关电位(event-related potentials)，事件相关电位包括关联性负变(contingent negative variation)(CNV)、P1-N1-P2、NA、Nd、N2b、P300、MMN、N400等。从更加医学的角度而言，还可能通过使用功能磁共振成像(fMRI)、单光子发射计算机断层扫描(SPECT)、光学测绘(optical topography)等测量大脑的高级功能活动来进行评价。此外，作为一种常用方法，还可能通过所谓的“大脑训练(Nou-Tore)”进行评价，这是一系列的电视游戏软件。此外，可以通过例如用于检查对光的反应所用时间的身体适宜性(physical fitness)测试来评价这种认知表现。

本发明将要治疗的认知功能的损害可以由一种或多种以下失调引起，所述失调本身可不必与PDE4异常相关联：急性疼痛、AD/HD-注意缺陷多动障碍、艾滋病痴呆综合征、酒精中毒、安非他明成瘾(amphetamine addiction)、扁桃体海马切除术、神经性厌食症、前顶骨损伤(anterior parietal damage)、反社会行为、反社会人格障碍、焦虑、自闭症、基底神经节损伤、双相型障碍、边缘型人格障碍、躯干前屈症、卡普格拉斯综合征、类癌综合征、颈动脉内膜切除术、长期误用药物、慢性疲劳综合征、慢性职业性溶剂脑病(chronicoccupational solvent encephalopathy)、慢性疼痛、脑缺血、冠状动脉旁路手术、需要加强护理的危重病、阿尔茨海默型痴呆(DAT)、卢伊体型痴呆、额叶型痴呆(dementia offrontal type)、缺血引起的痴呆、血管性痴呆、牙痛、发育性诵读困难、糖尿病、背外侧额叶皮质压缩(dorsolateral frontal cortical compression)、唐氏综合征、药物滥用、执行功能障碍综合征(dysexecutive syndrome)、纤维肌痛、额叶损伤、额叶切除、额叶变异额颞叶痴呆(frontal variant frontotemporal dementia)、谷蛋白性共济失调(glutenataxia)、幻觉症、头部损伤、听力丧失、心脏病、心力衰竭、大量的社会饮酒(heavy socialdrinking)、肝性脑病、海洛因成瘾、疱疹性脑炎、海马萎缩、HIV/AIDS、亨廷顿病、脑积水、肾上腺皮质醇增多症(hypercortisolemia)、额骨内板增生症、高血压、特发性疼痛、失眠、科萨科夫综合征、晚发性妄想呆痴(late paraphrenia)、铅暴露、左心室收缩功能障碍、眶额叶皮质受损(orbitofrontal cortex lesion)、肝衰竭、跳水的长期健康效果、Machado-Joseph病、慢性汞中毒症、躁狂抑郁症、忧郁症、汞中毒、轻度认知损害(MCI)、老化的轻度认知损害(MCI)、运动神经元病、多发性硬化、多系统性萎缩、发作性睡病、神经元移行紊乱、正常压力脑积水、强迫症、有机磷杀虫剂暴露、惊恐症、妄想痴呆、帕金森病、室周脑损伤、人格障碍、闻汽油(gasoline sniffing)、苯基苯丙酮尿症、脑震荡后综合征、需要加强护理的早产、经前焦虑症、进行性核上麻痹、心理变态、精神病、可疑痴呆、肾癌、Roifman综合征、分裂情感性障碍、精神分裂症、季节性情感障碍、自伤、语义性痴呆、特殊言语损伤、精神分裂症中的社交退缩、溶剂脑病、脊柱裂、Steele-Richardson-Olzsewski综合征、僵人综合征、纹状体内囊梗死(striatocapsular infarct)、蛛网膜下出血、精神药物滥用、迟发性运动障碍、颞叶切除、颞叶损伤、耳鸣、图雷特综合征、短暂性脑缺血、创伤性脑损伤、拔毛发癖、结节性硬化症和白质病变。

本文所用术语“治疗”意指患者(例如哺乳动物(尤其为人类))的疾病或医学病况(例如哮喘、COPD或血管性痴呆)的治疗，其包括：(a)防止所述疾病或医学病况发生，即，患者的预防性治疗；(b)改善所述疾病或医学病况，例如，通过消除患者的所述疾病或医学病况或使其消退；(c)抑制所述疾病或医学病况，例如，通过减缓或阻止患者的所述疾病或医学病状的发展；或(d)减轻患者的所述疾病或医学病况的症状。例如，术语“治疗COPD”包括防止COPD发生、改善COPD、抑制COPD、和/或减轻COPD的症状。术语“治疗哮喘”包括防止哮喘发生、改善哮喘、抑制哮喘、和/或减轻哮喘的症状。术语“治疗血管性痴呆”包括包括防止血管性痴呆发生、改善血管性痴呆、抑制血管性痴呆、和/或减轻血管性痴呆的症状。

式I的化合物、其氘代物及其药学上可接受的盐或酯

可用于本发明的方法或应用的化合物包括式I的化合物、其氘代物或其药学上可接受的盐或酯，

其中，

n＝1～18；R选自羧基、吡咯烷基团。

在一些实施方式中，其中所述化合物选自2-((5-羟基-8-甲氧基-2,2-二甲基-7-(3-甲基丁-2-烯-1-基)-6-氧代-2H，6H-吡喃并[3,2-B]呫吨-9-基)氧基)乙酸；4-((5-羟基-8-甲氧基-2,2-二甲基-7-(3-甲基丁-2-烯-1-基)-6-氧代-2H，6H-吡喃并[3,2-B]呫吨-9-基)氧基)丁酸；5-((5-羟基-8-甲氧基-2,2-二甲基-7-(3-甲基丁-2-烯-1-基)-6-氧代-2H，6H-吡喃并[3,2-B]呫吨-9-基)氧基)戊酸；6-((5-羟基-8-甲氧基-2,2-二甲基-7-(3-甲基丁-2-烯-1-基)-6-氧代-2H，6H-吡喃并[3,2-B]呫吨-9-基)氧基)己酸；7-((5-羟基-8-甲氧基-2,2-二甲基-7-(3-甲基丁-2-烯-1-基)-6-氧代-2H，6H-吡喃并[3,2-B]呫吨-9-基)氧基)庚酸；8-((5-羟基-8-甲氧基-2,2-二甲基-7-(3-甲基丁-2-烯-1-基)-6-氧代-2H，6H-吡喃并[3,2-B]呫吨-9-基)氧基)辛酸；9-((5-羟基-8-甲氧基-2,2-二甲基-7-(3-甲基丁-2-烯-1-基)-6-氧代-2H，6H-吡喃并[3,2-B]呫吨-9-基)氧基)壬酸；以及5-羟基-8-甲氧基-2,2-二甲基-7-(3-甲基丁-2-烯-1-基)-9-((6-(吡咯烷-1-基)己基)氧基)-2H，-6H-吡喃并[3,2-b]呫吨-6-酮。在一些实施方式中，其中n可选地为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、或18。在一些实施方式中，其中n优选为7或6。

本发明的化合物可以被配制为药学上可接受盐的形式。预期的药学上可接受的盐形式包括但不限于，单盐、双盐、三盐、四盐等。药学上可接受盐在它们被施用的量和浓度下是无毒的。在不阻止其发挥生理效应的情况下，通过改变化合物的物理特性，这样的盐的制备可以便于药理学应用。在物理性质上有用的改变包括降低熔点以便经粘膜给药，以及增加溶解度以便施用更高浓度的药物。

药学上可接受的盐包括酸加成盐，例如那些含硫酸盐、氯化物、氢氯化物、延胡索酸盐、马来酸盐、磷酸盐、氨基磺酸盐、乙酸盐、柠檬酸盐、乳酸盐、酒石酸盐、甲磺酸盐、乙磺酸盐、苯磺酸盐、对甲苯磺酸盐、环己氨基磺酸盐和奎尼酸盐的盐。药学上可接受的盐可以从酸获得，所述酸例如盐酸、马来酸、硫酸、磷酸、氨基磺酸、乙酸、柠檬酸、乳酸、酒石酸、丙二酸、甲磺酸、乙磺酸、苯磺酸、对甲苯磺酸、环己氨基磺酸、延胡索酸和奎尼酸。

当酸性官能团例如羧酸或酚存在时，药学上可接受的盐也包括碱加成盐，例如那些含有苄星青霉素、氯普鲁卡因、胆碱、二乙醇胺、乙醇胺、叔丁胺、乙二胺、葡甲胺、普鲁卡因、铝、钙、锂、镁、钾、钠、铵、烷基胺和锌的盐。使用合适的相应的碱可以制备此类盐。

通过标准技术，可以制备药学上可接受的盐。例如，将游离碱形式的化合物溶解在合适的溶剂中，例如含有适宜酸的水性溶液或水-醇溶液中，然后蒸发溶液进行分离。在另一个实例中，通过使游离碱和酸在有机溶剂中反应来制备盐。

因此，例如，如果特定化合物是碱，则可以通过本领域可得的任何合适方法制备所需的药学上可接受的盐，例如，用无机酸或有机酸处理游离碱，所述无机酸如盐酸、氢溴酸、硫酸、硝酸、磷酸和类似酸，所述有机酸如乙酸、马来酸、琥珀酸、扁桃酸、富马酸、丙二酸、丙酮酸、草酸、乙醇酸、水杨酸、吡喃糖苷酸(pyranosidyl acid)如葡糖醛酸或半乳糖醛酸、α-羟基酸如柠檬酸或酒石酸、氨基酸如天冬氨酸或谷氨酸、芳香酸如苯甲酸或肉桂酸、磺酸如对甲苯磺酸或乙磺酸或类似物。

同样，如果特定化合物是酸，则可以通过任何合适方法制备所需的药学上可接受的盐，例如，用无机碱或有机碱处理游离酸，所述无机碱或有机碱例如胺(伯胺、仲胺或叔胺)、碱金属氢氧化物或碱土金属氢氧化物或类似物。合适的盐的示范性例子包括有机盐，其衍生自氨基酸(如L-甘氨酸、L-赖氨酸和L-精氨酸)、氨、伯胺、仲胺和叔胺，以及环胺(如羟乙基吡咯烷、哌啶、吗啉和哌嗪)，以及无机盐，其衍生自钠、钙、钾、镁、锰、铁、铜、锌、铝和锂。

化合物的药学上可接受的盐可以作为络合物存在。络合物的例子包括8-氯茶碱络合物(类似于，例如，茶苯海明：苯海拉明8-氯茶碱(1:1)络合物；晕海宁)和各种包含环糊精的络合物。

本发明还预期包括使用该化合物的药学上可接受的氘代化合物或其他非放射性取代化合物。氘代是将药物活性分子基团中的一个或多个或全部氢替换成同位素氘，因其无毒无放射性，又比碳氢键稳定约6～9倍，可以封闭代谢位点而延长药物的半衰期，从而降低治疗剂量，同时又不影响药物的药理活性，而被认为是一种优良的修饰方法。

本文所用的术语“酯”是指本发明式I的化合物或其盐，其中羟基已经使用例如无机或有机酸酐，酸或酰氯转化为相应的酯。术语“药学上可接受的酯”是指本文所述的式I化合物的酯，其是药理学上可接受的并且对施用其的受试者基本上无毒。更具体地，这些酯保留了本文所述的式I化合物的生物有效性和性质，并且充当前药，当在体内施用时，其以产生母体化合物的方式被代谢或裂解。

酯的实例尤其包括以下基团：(1)羧酸酯；(2)磺酸酯，例如烷基-或芳基烷基-磺酸酯(例如甲磺酸酯)；(3)膦酸酯；(4)单磷酸酯，二磷酸酯或三磷酸酯(包括磷酰胺环酯)；(5)氨基甲酸酯(例如N-甲基氨基甲酸酯)；(6)通过羟基酯化得到的碳酸酯(例如甲基碳酸酯)，酯基包括例如直链或支链烷基(例如乙基，正丙基，叔丁基，正丁基，甲基，丙基，异丙基，丁基，异丁基或戊基)，烷氧基烷基(例如甲氧基甲基，乙酰氧基甲基和2,2-二甲基丙酰氧基甲基)，芳烷基(例如苄基)，芳氧基烷基(例如苯氧基甲基)，芳基(例如任选地被例如卤素，C1-4烷基或C1-4烷氧基或氨基取代的苯基)。关于用于递送药物化合物的酯的制备和使用的进一步信息可在Design of Prodrugs.Bundgaard H ed.(Elsevier,1985)中获得。还参见H.Ansel等人，Pharmaceutical Dosage Forms and Drug Delivery Systems(第6版.1995)第108–109页；Krogsgaard-Larsen等人，Textbook of Drug Design and Development(第2版.1996)第152–191页；Jarkko Rautio等人，Nat.Rev.Drug Discov.,7,pp.255-270(2008)；和Pen-Wei Hsieh等人，Curr.Pharm.Des.,15(19),pp.2236-2250(2009)。

本文所述的式I化合物可通过各种常规方法酯化，包括使适当的酸酐，羧酸或酰氯与本文所述化合物的醇基反应。例如，适当的酸酐可以在碱如1,8-双[二甲基氨基]萘或N,N-二甲基氨基吡啶的存在下与醇反应，以促进酰化。此外，合适的羧酸可以在脱水剂如二环己基碳二亚胺，1-[3-二甲基氨基丙基]-3-乙基碳二亚胺或用于通过除去水来驱动反应的其它水溶性脱水剂和任选的酰化催化剂的存在下与醇反应。酯化也可以使用适当的羧酸进行。也可以进行酰氯与醇的反应。当本文所述的化合物含有许多游离羟基时，可以保护那些未转化为前药官能团的基团(例如使用叔丁基-二甲基甲硅烷基)，然后脱保护。而且，酶促方法可用于选择性地磷酸化或去磷酸化醇官能团。本领域技术人员将容易地知道如何成功地实施这些以及其它已知的醇酯化方法。

药物组合物

本发明另一方面提供一种药物组合物，其包含有效量的式I的化合物、其氘代物或其药学上可接受的盐或酯，以及药学上可接受的载体。

在本发明中，“药物组合物”是指包含式I化合物和药学上可接受的载体的组合物，其中化合物和药学上可接受的载体以混合形式存在于组合物中。所述组合物一般将被用于人类对象的治疗。然而，它们也可以被用于治疗在其它动物对象中的相似的或相同的病症。在本文中，术语“对象”、“动物对象”和类似术语指人和非人类脊椎动物，例如哺乳动物，如非人类灵长类，竞技动物和商业动物，例如马、牛、猪、绵羊、啮齿类动物，和宠物(如狗和猫)。

合适的剂型，部分地取决于用途或给药的途径，例如经口、经皮、经粘膜、吸入或通过注射(肠胃外)。此类剂型应当使该化合物能够到达靶细胞。其它因素在本领域中是熟知的，包括需要考虑的事项，诸如毒性和延迟化合物或组合物发挥其效应的剂型。

载体或赋形剂可以被用于生产组合物。所述载体或赋形剂可以被选择为促进化合物的给药。载体的例子包括碳酸钙、磷酸钙、各种糖(例如乳糖、葡萄糖或蔗糖)、或淀粉类型、纤维素衍生物、明胶、植物油、聚乙二醇和生理相容性溶剂。生理上相容性溶剂的例子包括注射用水(WFI)无菌溶液、盐溶液和葡萄糖。

可以通过不同的路径施用组合物或组合物的组分，包括静脉内、腹膜内、皮下、肌内、经口、经粘膜、直肠、经皮或吸入。在一些实施方式中，优选注射剂或冻干粉针剂。对口服而言，例如，化合物可以被配制为常规口服剂型，例如胶囊、片剂，以及液体制剂，例如糖浆、酏剂和浓缩滴剂。

可以获得口服用途的药物制剂，例如通过将组合物或其组分与固体赋形剂组合，任选研磨所形成的混合物，以及在加入合适的辅剂之后(如需要)加工颗粒的混合物，从而获得片剂或糖衣丸。合适的赋形剂特别是，填料例如糖，包括乳糖、蔗糖、甘露糖醇或山梨醇；纤维素制剂，例如玉米淀粉、小麦淀粉、大米淀粉、马铃薯淀粉、明胶、黄蓍树胶、甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素钠(CMC)和/或聚乙烯吡咯烷酮(PVP：聚维酮(povidone))。如果需要，可以加入崩解剂，例如交联的聚乙烯吡咯烷酮、琼脂或藻酸或它们的盐，例如藻酸钠。

作为选择，可以使用注射(肠胃外给药)，例如肌内的、静脉内的、腹膜内的和/或皮下的。对于注射而言，本发明的组合物或其组分被配制为无菌液体溶液，优选在生理相容的缓冲液或溶液中，例如盐水溶液、Hank溶液或Ringer溶液。另外，组合物或其组分可以被配制为固体形式，并在使用之前一刻被再溶解或悬浮。也可以生产冻干粉形式。

给药也可以通过经粘膜、局部或经皮方式。对于经粘膜、局部或经皮给药，在配方中使用适合待穿透的屏障的穿透剂。这样的穿透剂在本领域中是普遍已知的，包括，例如，对于经粘膜给药，胆汁盐和梭链孢酸衍生物。另外，去垢剂可以用于促进穿透。经粘膜给药，例如，可以通过鼻喷雾或栓剂(经直肠或阴道)。

通过标准程序可以确定待施用的各种组分的有效量，考虑的因素例如所述化合物IC₅₀、所述化合物的生物半衰期、对象的年龄、大小和体重以及与对象有关的病症。这些因素和其它因素的重要性对本领域普通技术人员而言是熟知的。一般而言，剂量将在被治疗的对象的大约0.01mg/kg至50mg/kg之间，优选在0.L mg/kg至20mg/kg之间。可以使用多次剂量。

本发明的组合物或其组分还可以与治疗相同疾病的其他治疗剂结合使用。这种结合使用包括在不同时间施用这些化合物以及一种或多种其他治疗剂，或同时使用这种化合物和一种或多种其他治疗剂。在一些实施方式中，可对本发明的一种或多种化合物或结合使用的其他治疗剂的剂量进行修改，例如，通过本领域技术人员已知的方法降低相对于单独使用的化合物或治疗剂的剂量。

应该理解的是，结合使用或联用包括与其他疗法、药物、医学程序等一起使用，其中该其他疗法或程序可在不同于本发明的组合物或其组分的时间(例如，在短期内(如几个小时，如1、2、3、4-24小时)或在较长时间内(如1-2天、2-4天、4-7天、1-4周)或在与本发明的组合物或其组分相同的时间被施用。结合使用还包括与一次或不频繁施用的疗法或医学程序(如手术)一起使用，并伴随本发明的组合物或其组分在该其他疗法或程序之前或之后的短期或较长时间段内的施用。在一些实施方式中，本发明用于递送本发明的组合物或其组分和一种或多种其他药物治疗剂，它们通过相同或不同给药途径递送。

任何给药途径的结合施用包括通过相同给药途径将本发明的组合物或其组分和一种或多种其他药物治疗剂以任何制剂形式一起递送，包括两种化合物化学地相连且它们在施用时保持各自治疗活性的制剂。在一个方面，其他药物疗法可与本发明的组合物或其组分共同施用。通过共同施用的结合使用包括施用共制剂(co-formulation)或化学上连接的化合物的制剂，或在短期内(例如，一个小时内、2小时内、3小时内、直至24小时内)施用两种或多种独立制剂形式的化合物，它们以相同或不同的途径给药。

独立制剂的共同施用包括经由一个装置的递送的共同施用，例如相同吸入装置、相同注射器等，或相对彼此短期内由不同装置施用。通过相同给药途径递送的本发明的化合物和一种或多种额外的药物疗法的共制剂包括将材料一起制备从而它们可通过一个装置被施用，包括不同化合物组合在一种制剂中，或化合物被修饰从而使得它们在化学上连接在一起但仍保持各自的生物学活性。这种化学上连接的化合物可包括将两个活性成分分开的连接体，该连接体在体内基本维持，或在体内可能降解。

方法和应用

在某些其他的实施方式中，所选本发明的化合物可对PDE表现结合亲和力。在某些实施方式中，相对于PDE的其他亚型，本发明的化合物对PDE4D具有增强的结合亲和力，以使得所述化合物相对于PDE的其他亚型的对于PDE4D呈现约20倍至约600倍结合亲和力。在某些其他实施方式中，相对于PDE的其他亚型，本发明的化合物对于PDE4D呈现约20倍至约40倍结合亲和力。在某些其他实施方式中，相对于PDE的其他亚型，本发明的化合物对于PDE4D呈现约51倍至约100倍结合亲和力。在某些其他实施方式中，相对于PDE的其他亚型，本发明的化合物对于PDE4D呈现约101倍至约200倍结合亲和力。在某些其他实施方式中，相对于PDE的其他亚型，本发明的化合物对于PDE4D呈现呈现约201倍至约250倍结合亲和力。在某些其他实施方式中，相对于PDE的其他亚型，本发明的化合物对于PDE4D呈现呈现约251倍至约300倍结合亲和力。在某些其他实施方式中，相对于PDE的其他亚型，本发明的化合物对于PDE4D呈现约301倍至约600倍结合亲和力。在某些实施方式中，相对于PDE的其他亚型，本发明的化合物对于PDE4D呈现至少约39或199倍结合亲和力。

本发明另一方面提供式I的化合物、其氘代物或其药学上可接受的盐或酯在制备治疗PDE4介导的疾病的药物中的应用。相应地，本发明提供式I的化合物、其氘代物或其药学上可接受的盐或酯在治疗磷酸二酯酶4表达上调的疾病的应用。在一些实施方式中，所述疾病包括炎症疾病或括神经和精神障碍。相应地，本发明提供一种治疗患者的PDE4介导的疾病的方法，该方法包括向该患者施用有效量的式I的化合物、其氘代物或其药学上可接受的盐或酯；或上述药物组合物。在一些实施方式中，所述疾病包括：涉及炎症的疾病，例如哮喘、COPD和肺纤维化，变应性疾病状态，例如特应性皮炎、荨麻疹、变应性鼻炎、变应性结膜炎、春季结膜炎、嗜酸细胞肉芽肿、银屑病、炎性关节炎、类风湿性关节炎、脓毒性休克、炎症性肠病(IBD，其包括溃疡性结肠炎和克罗恩病)、心肌和脑再灌注损伤、慢性肾小球性肾炎、内毒素性休克、囊性纤维化、动脉再狭窄、动脉粥样硬化、角化病、类风湿性脊椎炎、骨关节炎、发热(pyresis)、糖尿病、尘肺、中毒和过敏性接触性湿疹、特应性湿疹、脂溢性湿疹、单纯性苔癣、晒伤、肛门生殖器区域瘙痒、斑秃、肥大性瘢痕、盘状红斑狼疮、系统性红斑狼疮、滤泡性和广泛性脓皮病(follicular and wide-area pyodermias)、内源性或外源性痤疮、红斑痤疮、Beghet’s病，过敏性紫癜肾炎(anaphylactoidpurpura nephritis)、炎性肠病、白血病、多发性硬化、胃肠疾病、自身免疫病等。它们还包括神经和精神障碍，例如阿尔茨海默病，多发性硬化、肌萎缩性侧索硬化症(ALS)、多发性系统萎缩(MSA)、精神分裂症、帕金森病、亨廷顿氏病、皮克病、抑郁、中风、以及脊髓损伤、血管性痴呆。

本发明再一方面提供通式(I)的化合物中任一个在制备用于治疗血管性痴呆的药物中的应用。本发明再一方面提供一种在对象中治疗血管性痴呆的治疗方法，所述方法包括向所述对象施用治疗有效量的式I的化合物、其氘代物或其药学上可接受的盐或酯，或施用治疗有效量的包含式I的化合物、其氘代物或其药学上可接受的盐或酯的药物组合物。

本发明再一方面提供通式(I)的化合物中任一个在制备用于改善认知功能的药物中的应用。本发明再一方面提供一种在对象中改善认知功能的治疗方法，所述方法包括向所述对象施用治疗有效量的式I的化合物、其氘代物或其药学上可接受的盐或酯，或施用治疗有效量的包含式I的化合物、其氘代物或其药学上可接受的盐或酯的药物组合物。在一些实施方式中，所述认知功能为记忆丧失或学习障碍。

本发明所涉及目标化合物的合成路线：

实施例1.化合物2b-2c、3a-3g的制备。

中间体1的合成：α-倒捻子素(5.0g,12.18mmol)溶解于干燥苯中(80mL)，而后加入二氯二氰基苯醌(DDQ))(3.0,13.39mmol)。反应液加热到80℃并回流3h。反应结束后，趁热过滤并蒸干滤液中的溶剂。所得的粗产物经硅胶柱层析(V_乙酸乙酯：V_石油醚＝3:20)提纯得到黄色固体1(4.1g,10.04mmol,收率82％)。

化合物:5,9-二羟基-8-甲氧基-2,2-二甲基-7-(3-甲基丁-2-烯-1-基)-2H，-6H-吡喃并[3,2-B]呫吨-6-酮5,9-dihydroxy-8-methoxy-2,2-dimethyl-7-(3-methylbut-2-en-1-yl)-2H,6H-pyrano[3,2-B]xanthen-6-one(1).产率:82％.¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ13.69(s,1H),6.82(s,1H),6.72(d,J＝10.2Hz,1H),6.35(s,1H),6.24(s,1H),5.56(d,J＝10.0Hz,1H),5.31-5.21(m,1H),4.08(d,J＝6.3Hz,2H),3.80(s,3H),1.83(s,3H),1.69(s,3H),1.46(s,6H).¹³C NMR(100MHz,CDCl₃)δ182.10,159.99,158.02,156.38,155.85,154.68,142.75,137.10,132.33,127.27,123.24,115.83,112.31,104.62,103.85,101.80,94.29,78.07,62.20,28.44,26.68,25.97,18.37.ESI-HRMS m/z:409.1630[M+H]⁺(计算值C₂₄H₂₄O₆,409.1646).

化合物2a的合成：中间体1(100mg,0.24mmol)和碳酸钾(130mg,0.96mmol)溶解于无水丙酮(5mL)，而后加入1,5二溴戊烷(0.1ml,0.98mmol)。反应液加热到50℃并回流过夜。反应结束后，加入20ml的水并用等体积的乙酸乙酯萃取3次。合并有机相并用无水硫酸钠干燥。蒸干有机相，所得的粗产物经硅胶柱层析(V_乙酸乙酯：V_石油醚＝2:98)提纯得到黄色固体2a(112mg,0.20mmol,收率84％)。

化合物2b的合成：中间体1(100mg,0.24mmol)和碳酸钾(100mg,0.72mmol)溶解于无水丙酮(5mL)，而后加入1,6二溴己烷(0.1ml,0.62mmol)。反应液回流过夜、旋干，而后加入10ml的水并用等体积的二氯甲烷萃取3次。合并有机相并用无水硫酸钠干燥。蒸干有机相，所得的粗产物经硅胶柱层析(V_乙酸乙酯：V_石油醚＝1:99)提纯得到黄色固体2b(105mg,0.18mmol,收率76％)。

化合物2c的合成：中间体1(120mg,0.29mmol)和碳酸钾(100mg,0.72mmol)溶解于无水丙酮(5mL)，而后加入1,7二溴庚烷(0.1ml,0.59mmol)。反应液回流8h、旋干，而后加入10ml的水并用等体积的乙酸乙酯萃取3次。合并有机相并用无水硫酸钠干燥。蒸干有机相，所得的粗产物经硅胶柱层析(V_乙酸乙酯：V_石油醚＝5:95)提纯得到黄色固体2c(116mg,0.20mmol,收率68％)。

化合物3a的合成：中间体1(100mg,0.24mmol)和碳酸钾(132mg,0.72mmol)溶解于无水丙酮(5mL)，而后加入溴乙酸乙酯(0.1ml,0.89mmol)。反应液在常温下反应5h、旋干，而后加入10ml的水并用等体积的乙酸乙酯萃取3次。合并有机相并用无水硫酸钠干燥。蒸干有机相，所得的粗产物经硅胶柱层析(V_乙酸乙酯：V_石油醚＝3:97)提纯得到黄色固体3a(112mg,0.23mmol,收率94％)。

化合物3b的合成：中间体1(120mg,0.29mmol)和碳酸钾(160mg,1.16mmol)溶解于无水丙酮(5mL)，而后加入4-溴丁酸乙酯(0.1ml,0.70mmol)。反应液回流过夜、旋干，而后加入10ml的水并用等体积的乙酸乙酯萃取3次。合并有机相并用无水硫酸钠干燥。蒸干有机相，所得的粗产物经硅胶柱层析(V_乙酸乙酯：V_石油醚＝3:97)提纯得到黄色固体3b(143.2mg,0.27mmol,收率94％)。

化合物3c的合成：中间体1(80mg,0.20mmol)和碳酸钾(160mg,1.16mmol)溶解于无水丙酮(5mL)，而后加入5-溴戊酸乙酯(0.1ml,0.63mmol)。反应液回流过夜、旋干，而后加入10ml的水并用等体积的乙酸乙酯萃取3次。合并有机相并用无水硫酸钠干燥。蒸干有机相，所得的粗产物经硅胶柱层析(V_乙酸乙酯：V_石油醚＝3:97)提纯得到黄色固体3c(85mg,0.16mmol,收率79％)。

化合物3d的合成：中间体1(100mg,0.24mmol)和碳酸钾(99mg,0.72mmol)溶解于无水丙酮(5mL)，而后加入6-溴己酸乙酯(0.1ml,0.56mmol)。反应液回流过夜、旋干，而后加入10ml的水并用等体积的乙酸乙酯萃取3次。合并有机相并用无水硫酸钠干燥。蒸干有机相，所得的粗产物经硅胶柱层析(V_乙酸乙酯：V_石油醚＝3:97)提纯得到黄色固体3d(126.6mg,0.23mmol,收率96％)。

化合物3e的合成：中间体1(2.9g,6.86mmol)和碳酸钾(1.9g,13.72mmol)溶解于无水丙酮(25mL)，而后加入7-溴庚酸乙酯(2.0ml,10.26mmol)。反应液回流过夜、旋干，而后加入50ml的水并用等体积的乙酸乙酯萃取3次。合并有机相并用无水硫酸钠干燥。蒸干有机相，所得的粗产物经硅胶柱层析(V_乙酸乙酯：V_石油醚＝3:97)提纯得到黄色固体3e(3.4g,6.02mmol,收率88％)。

化合物3f的合成：中间体1(120mg,0.29mmol)和碳酸钾(160mg,1.16mmol)溶解于无水丙酮(5mL)，而后加入8-溴辛酸乙酯(0.1ml,0.57mmol)。反应液回流过夜、旋干，而后加入10ml的水并用等体积的乙酸乙酯萃取3次。合并有机相并用无水硫酸钠干燥。蒸干有机相，所得的粗产物经硅胶柱层析(V_乙酸乙酯：V_石油醚＝2:98)提纯得到黄色固体3f(153.1mg,026mmol,收率91％)。

化合物3g的合成：中间体1(100mg,0.24mmol)和碳酸钾(50mg,0.36mmol)溶解于无水丙酮(5mL)，而后加入9-溴壬酸乙酯(0.06ml,0.29mmol)。反应液回流过夜、旋干，而后加入10ml的水并用等体积的乙酸乙酯萃取3次。合并有机相并用无水硫酸钠干燥。蒸干有机相，所得的粗产物经硅胶柱层析(V_乙酸乙酯：V_石油醚＝3:97)提纯得到黄色固体3g(136.5mg,0.23mmol,收率96％)。

对应化合物的2a-2c，3a-3g的¹H NMR和¹³C NMR的核磁数据如下：

9-((5-溴代戊基)氧)-5-羟基-8-甲氧基-2,2-二甲基-7-(3-甲基丁-2-烯-1-基)-2H，-6H-吡喃并[3,2-b]呫吨-6-酮(9-((5-bromopentyl)oxy)-5-hydroxy-8-methoxy-2,2-dimethyl-7-(3-methylbut-2-en-1-yl)-2H,6H-pyrano[3,2-b]xanthen-6-one)(2a).产率:84％.¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ13.76(s,1H),6.73(d,J＝10.0Hz,1H),6.71(s,1H),6.22(s,1H),5.56(d,J＝10.0Hz,1H),5.24(t,J＝7.1Hz,1H),4.13-4.10(m,2H),4.10-4.04(m,2H),3.80(s,3H),3.46(t,J＝6.3Hz,2H),2.02-1.95(m,2H),1.95-1.89(m,2H),1.84(s,3H),1.74-1.69(m,2H),1.68(s,3H),1.46(s,6H).¹³C NMR(100MHz,CDCl₃)δ182.15,159.80,158.08,157.58,156.34,155.42,144.21,137.29,131.95,127.20,123.27,115.88,111.88,104.58,103.99,99.01,94.10,78.04,68.61,61.03,33.58,32.43,28.45,28.29,26.31,26.06,24.93,18.32.ESI-HRMS m/z:557.1522[M+H]⁺(计算值C₂₉H₃₃BrO₆,557.1533).

9-((6-溴己基)氧基)-5-羟基-8-甲氧基-2,2-二甲基-7-(3-甲基丁-2-烯-1-基)-2H，6H-吡喃并[3,2-b]呫吨-6-酮(9-((6-bromohexyl)oxy)-5-hydroxy-8-methoxy-2,2-dimethyl-7-(3-methylbut-2-en-1-yl)-2H,6H-pyrano[3,2-b]xanthen-6-one)(2b).产率:76％.¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ13.77(s,1H),6.73(d,J＝10.0Hz,1H),6.71(s,1H),6.22(s,1H),5.56(d,J＝10.0Hz,1H),5.23(t,J＝6.8Hz,1H),4.11(d,J＝6.7Hz,2H),4.06(d,J＝6.6Hz,2H),3.79(s,3H),3.43(t,J＝6.9Hz,2H),1.95-1.91(m,2H),1.91-1.88(m,2H),1.85(s,3H),1.68(s,3H),1.59-1.56(m,2H),1.56-1.54(m,2H),1.46(s,6H).¹³C NMR(100MHz,CDCl₃)δ182.16,159.80,158.09,157.67,156.35,155.44,144.21,137.23,131.93,127.19,123.29,115.88,111.82,104.57,103.99,99.01,94.09,78.03,68.76,60.98,33.81,32.71,28.93,28.45,27.96,26.31,26.07,25.44,18.32.ESI-HRMS m/z:571.1682[M+H]⁺(计算值C₃₀H₃₅BrO₆,571.1690).

9-((7-溴庚基)氧基)-5-羟基-8-甲氧基-2,2-二甲基-7-(3-甲基丁-2-烯-1-基)-2H，6H-吡喃并[3,2-b]呫吨-6-酮(9-((7-bromoheptyl)oxy)-5-hydroxy-8-methoxy-2,2-dimethyl-7-(3-methylbut-2-en-1-yl)-2H,6H-pyrano[3,2-b]xanthen-6-one)(2c).产率:68％.¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ13.77(s,1H),6.73(d,J＝10.0Hz,1H),6.72(s,1H),6.22(s,1H),5.56(d,J＝10.0Hz,1H),5.24(t,J＝6.5Hz,1H),4.12(d,J＝6.5Hz,2H),4.07(t,J＝6.4Hz,2H),3.80(s,3H),3.42(t,J＝6.8Hz,2H),1.95-1.89(m,2H),1.89-1.86(m,2H),1.85(s,3H),1.68(s,3H),1.58-1.52(m,2H),1.52-1.48(m,2H),1.46(s,6H),1.45-1.38(m,2H).¹³C NMR(100MHz,CDCl₃)δ182.18,159.79,158.10,157.72,156.36,155.47,144.23,137.22,131.95,127.19,123.30,115.89,111.80,104.58,104.00,99.01,94.09,78.04,68.90,60.98,34.00,32.79,28.97,28.58,28.45,28.17,26.32,26.07,26.05,18.33.ESI-HRMS m/z:585.1839[M+H]⁺(计算值C₃₁H₃₇BrO₆,585.1846).

2-((5-羟基-8-甲氧基-2,2-二甲基-7-(3-甲基丁-2-烯-1-基)-6-氧代-2H，6H-吡喃并[3,2-b]呫吨-9-基)氧基)乙酸乙酯(ethyl 2-((5-hydroxy-8-methoxy-2,2-dimethyl-7-(3-methylbut-2-en-1-yl)-6-oxo-2H,6H-pyrano[3,2-b]xanthen-9-yl)oxy)acetate)(3a).产率:94％.¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ13.69(s,1H),6.73(d,J＝10.0Hz,1H),6.61(s,1H),6.22(s,1H),5.57(d,J＝10.0Hz,1H),5.23(t,J＝6.6,1H),4.77(s,2H),4.30(q,J＝7.1Hz,2H),4.13(d,J＝6.6Hz,2H),3.86(s,3H),1.85(s,3H),1.68(s,3H),1.46(s,6H),1.32(t,J＝7.1Hz,3H).¹³C NMR(100MHz,CDCl₃)δ182.12,167.83,159.95,158.06,156.31,156.19,155.04,144.28,138.03,132.19,127.30,123.06,115.82,112.86,104.66,104.01,99.19,94.15,78.12,65.48,61.91,61.20,28.45,26.33,26.07,18.34,14.29.ESI-HRMS m/z:517.1796[M+Na]⁺(计算值C₂₈H₃₀O₈,517.1833).

4-((5-羟基-8-甲氧基-2,2-二甲基-7-(3-甲基丁-2-烯-1-基)-6-氧代-2H，6H-吡喃并[3,2-b]呫吨-9-基)氧基)丁酸乙酯(ethyl 4-((5-hydroxy-8-methoxy-2,2-dimethyl-7-(3-methylbut-2-en-1-yl)-6-oxo-2H,6H-pyrano[3,2-b]xanthen-9-yl)oxy)butanoate)(3b).产率:95％.¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ13.75(s,1H),6.74(s,1H),6.73(d,J＝9.9Hz,1H),6.22(s,1H),5.56(d,J＝9.9Hz,1H),5.24(t,J＝6.9Hz,1H),4.20-4.15(m,2H),4.15-4.12(m,2H),4.12-4.10(m,2H),3.79(s,3H),2.60-2.54(m,2H),2.26-2.18(m,2H),1.84(s,3H),1.68(s,3H),1.46(s,6H),1.26(t,J＝6.9Hz,3H).¹³C NMR(100MHz,CDCl₃)δ182.18,172.97,159.84,158.09,157.43,156.36,155.42,144.21,137.37,131.99,127.22,123.25,115.88,112.01,104.60,104.01,99.15,94.12,78.06,67.81,61.05,60.76,30.76,28.45,26.31,26.06,24.46,18.32,14.37.ESI-HRMS m/z:523.2314[M+H]⁺(计算值C₃₀H₃₄O₈,523.2326).

5-((5-羟基-8-甲氧基-2,2-二甲基-7-(3-甲基丁-2-烯-1-基)-6]-氧代-2H，6H-吡喃乙基[3,2-b]呫吨-9-基)氧基)戊酸乙酯(ethyl 5-((5-hydroxy-8-methoxy-2,2-dimethyl-7-(3-methylbut-2-en-1-yl)-6-oxo-2H,6H-pyrano[3,2-b]xanthen-9-yl)oxy)pentanoate)(3c).产率:79％.¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ13.76(s,1H),6.74(s,1H),6.71(s,1H),6.22(s,1H),5.56(d,J＝10.0Hz,1H),5.22(t,J＝7.1Hz,1H),4.18-4.12(m,2H),4.12-4.10(m,2H),4.10-4.06(m,2H),3.79(s,3H),2.42(t,J＝6.6Hz,2H),1.99-1.91(m,2H),1.91-1.86(m,2H),1.84(s,3H),1.67(s,3H),1.46(s,6H),1.28-1.25(m,3H).³C NMR(100MHz,CDCl₃)δ182.16,173.37,159.80,158.08,157.57,156.35,155.42,144.22,137.28,131.94,127.19,123.28,115.88,111.89,104.58,103.99,99.02,94.10,78.04,68.47,61.01,60.55,33.94,28.52,28.44,26.31,26.05,21.73,18.31,14.38.ESI-HRMS m/z:537.2474[M+H]⁺(计算值C₃₁H₃₆O₈,537.2483).

6-((5-羟基-8-甲氧基-2,2-二甲基-7-(3-甲基丁-2-烯-1-基)-6-氧代-2H，6H-吡喃并[3,2-b]呫吨-9-基)氧基)己酸乙酯(ethyl 6-((5-hydroxy-8-methoxy-2,2-dimethyl-7-(3-methylbut-2-en-1-yl)-6-oxo-2H,6H-pyrano[3,2-b]xanthen-9-yl)oxy)hexanoate)(3d).产率:96％.¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ13.76(s,1H),6.71(d,J＝10.0Hz,1H),6.69(s,1H),6.21(s,1H),5.55(d,J＝10.0Hz,1H),5.24(t,J＝7.0Hz,1H),4.17-4.11(m,2H),4.11-4.08(m,2H),4.08-4.03(m,2H),3.78(s,3H),2.34(t,J＝7.1Hz,2H),1.96-1.86(m,2H),1.84(s,3H),1.78-1.70(m,2H),1.67(s,3H),1.60-1.51(m,2H),1.46(s,6H),1.25(t,J＝6.6Hz,3H).¹³C NMR(100MHz,CDCl₃)δ182.13,173.60,159.76,158.06,157.63,156.32,155.40,144.19,137.17,131.87,127.15,123.29,115.87,111.78,104.53,103.95,98.98,94.07,78.00,68.68,60.93,60.42,34.27,28.79,28.42,26.28,26.04,25.77,24.73,18.29,14.37.ESI-HRMS m/z:551.2631[M+H]⁺(计算值C₃₂H₃₈O₈,551.2639).

7-((5-羟基-8-甲氧基-2,2-二甲基-7-(3-甲基丁-2-烯-1-基)-6-氧代-2H，6H-吡喃并[3,2-b]呫吨-9-基)氧基)庚酸乙酯(ethyl 7-((5-hydroxy-8-methoxy-2,2-dimethyl-7-(3-methylbut-2-en-1-yl)-6-oxo-2H,6H-pyrano[3,2-b]xanthen-9-yl)oxy)heptanoate)(3e).产率:88％.¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ13.76(s,1H),6.72(d,J＝10.0Hz,1H),6.69(s,1H),6.21(s,1H),5.55(d,J＝10.0Hz,1H),5.22(t,J＝7.1Hz,1H),4.16-4.11(m,2H),4.11-4.08(m,2H),4.04(t,J＝6.8Hz,2H),3.78(s,3H),2.31(t,J＝7.1Hz,2H),1.95-1.87(m,2H),1.84(s,3H),1.71-1.67(m,2H),1.67(s,3H),1.58-1.49(m,2H),1.46(s,6H),1.44-1.36(m,2H),1.25(t,J＝6.9Hz,3H).¹³C NMR(100MHz,CDCl₃)δ182.13,173.78,159.76,158.07,157.69,156.32,155.42,144.20,137.15,131.86,127.14,123.31,115.88,111.75,104.53,103.96,98.98,94.07,78.00,68.84,60.93,60.36,34.32,28.89,28.88,28.42,26.28,26.04,25.89,24.93,18.29,14.38.ESI-HRMS m/z:565.2796[M+H]⁺(计算值C₃₃H₄₀O₈,565.2796).

8-((5-羟基-8-甲氧基-2,2-二甲基-7-(3-甲基丁-2-烯-1-基)-6-氧代-2H，6H-吡喃并[3,2-b]呫吨-9-基)氧基)辛酸乙酯(ethyl 8-((5-hydroxy-8-methoxy-2,2-dimethyl-7-(3-methylbut-2-en-1-yl)-6-oxo-2H,6H-pyrano[3,2-b]xanthen-9-yl)oxy)octanoate)(3f).产率:72％.¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ13.78(s,1H),6.74(s,1H),6.72(d,J＝10.0Hz,1H),6.22(s,1H),5.56(d,J＝10.0Hz,1H),5.24(t,J＝7.0Hz,1H),4.16-4.12(m,2H),4.12-4.09(m,2H),4.06(t,J＝7.0Hz,2H),3.79(s,3H),2.30(t,J＝7.2Hz,2H),1.94-1.86(m,2H),1.84(s,3H),1.67(s,3H),1.64(s,2H),1.52(t,J＝7.3Hz,2H),1.46(s,6H),1.43-1.39(m,2H),1.39-1.34(m,2H),1.25(t,J＝6.9Hz,3H).¹³C NMR(100MHz,CDCl₃)δ182.18,173.90,159.78,158.10,157.75,156.36,155.47,144.23,137.18,131.91,127.17,123.31,115.90,111.77,104.56,103.99,99.00,94.08,78.02,68.95,60.95,60.35,34.42,29.13,29.08,29.00,28.44,26.31,26.06,26.02,24.99,18.31,14.40.ESI-HRMS m/z:579.2942[M+H]⁺(计算值C₃₄H₄₂O₈,579.2952).

9-((5-羟基-8-甲氧基-2,2-二甲基-7-(3-甲基丁-2-烯-1-基)-6-氧代-2H，6H-吡喃并[3,2-b]呫吨-9-基)氧基)壬酸乙酯(ethyl 9-((5-hydroxy-8-methoxy-2,2-dimethyl-7-(3-methylbut-2-en-1-yl)-6-oxo-2H,6H-pyrano[3,2-b]xanthen-9-yl)oxy)nonanoate)(3g).产率:96％.¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ13.79(s,1H),6.73(d,J＝10.0Hz,1H),6.72(s,1H),6.22(s,1H),5.56(d,J＝10.0Hz,1H),5.24(t,J＝6.6Hz,1H),4.16-4.12(m,2H),4.12-4.09(m,2H),4.06(t,J＝6.5Hz,2H),3.79(s,3H),2.29(t,J＝7.5Hz,2H),1.93-1.86(m,2H),1.84(s,3H),1.68(s,3H),1.65-1.61(m,2H),1.55-1.48(m,2H),1.46(s,6H),1.41-1.36(m,2H),1.36-1.34(m,2H),1.34-1.31(m,2H),1.25(t,J＝7.1Hz,3H).¹³CNMR(100MHz,CDCl₃)δ182.19,174.00,159.77,158.09,157.77,156.36,155.48,144.20,137.17,131.97,127.19,123.28,115.89,111.74,104.57,104.00,98.99,94.09,78.03,68.98,60.97,60.35,34.47,29.30,29.24,29.18,29.02,28.44,26.31,26.13,26.08,25.05,18.33,14.40.ESI-HRMS m/z:593.3060[M+H]⁺(计算值C₃₅H₄₄O₈,593.3109).

实施例2.化合物4a-4g的制备。

化合物4a的合成：盐酸羟胺(31mg,0.44mmol)和氢氧化钠(44mg,1.10mmol)溶解于无水丙酮(3mL)。反应液常温搅拌10分钟后，加入3a(110mg,0.22mmol)并加热到50℃，回流6h。反应结束后，加入10ml的5％稀硫酸并用等体积的乙酸乙酯萃取3次。合并有机相并用无水硫酸钠干燥。蒸干有机相，所得的粗产物经硅胶柱层析(V_甲醇：V_二氯甲烷＝1:99)提纯得到黄色固体4a(60.5mg,0.13mmol,收率59％)。

化合物4b的合成：盐酸羟胺(32mg,0.46mmol)和氢氧化钠(46mg,1.15mmol)溶解于无水丙酮(5mL)。反应液常温搅拌10分钟后，加入3b(120mg,0.23mmol)并回流过夜。反应结束后旋干溶剂，加入10ml的5％稀硫酸并用等体积的二氯甲烷萃取3次。合并有机相并用无水硫酸钠干燥。蒸干有机相，所得的粗产物经硅胶柱层析(V_乙酸乙酯：V_石油醚＝25:75)提纯得到黄色固体4b(105mg,0.21mmol,收率93％)。

化合物4c的合成：盐酸羟胺(18mg,0.24mmol)和氢氧化钠(24mg,0.60mmol)溶解于无水丙酮(5mL)。反应液常温搅拌10分钟后，加入3c(64mg,0.12mmol)并回流过夜。反应结束后旋干溶剂，加入10ml的5％稀硫酸并用等体积的二氯甲烷萃取3次。合并有机相并用无水硫酸钠干燥。蒸干有机相，所得的粗产物经硅胶柱层析(V_乙酸乙酯：V_石油醚＝15:85)提纯得到黄色固体4c(48mg,0.09mmol,收率78％)。

化合物4d的合成：盐酸羟胺(22mg,0.32mmol)和氢氧化钠(32mg,0.80mmol)溶解于无水丙酮(5mL)。反应液常温搅拌10分钟后，加入3d(90mg,0.16mmol)并回流过夜。反应结束后旋干溶剂，加入10ml的5％稀硫酸并用等体积的乙酸乙酯萃取3次。合并有机相并用无水硫酸钠干燥。蒸干有机相，所得的粗产物经硅胶柱层析(V_乙酸乙酯：V_石油醚＝15:85)提纯得到黄色固体4d(79mg,0.15mmol,收率94％)。

化合物4e的合成：盐酸羟胺(591mg,8.50mmol)和氢氧化钠(850mg,21.25mmol)溶解于无水丙酮(50mL)。反应液常温搅拌10分钟后，加入3e(2.4g,4.25mmol)并回流过夜。反应结束后旋干溶剂，加入10ml的5％稀硫酸并用等体积的二氯甲烷萃取3次。合并有机相并用无水硫酸钠干燥。蒸干有机相，所得的粗产物经硅胶柱层析(V_乙酸乙酯：V_石油醚＝25:75)提纯得到黄色固体4e(2.0g,3.81mmol,收率90％)。

化合物4f的合成：盐酸羟胺(28mg,0.40mmol)和氢氧化钠(40mg,1.00mmol)溶解于无水丙酮(5mL)。反应液常温搅拌10分钟后，加入3f(120mg,0.20mmol)并回流过夜。反应结束后旋干溶剂，加入10ml的5％稀硫酸并用等体积的二氯甲烷萃取3次。合并有机相并用无水硫酸钠干燥。蒸干有机相，所得的粗产物经硅胶柱层析(V_乙酸乙酯：V_石油醚＝35:65)提纯得到黄色固体4f(101mg,0.18mmol,收率88％)。

化合物4g的合成：盐酸羟胺(26mg,0.38mmol)和氢氧化钠(38mg,0.95mmol)溶解于无水丙酮(3mL)。反应液常温搅拌10分钟后，加入3g(110mg,0.19mmol)并回流过夜。反应结束后旋干溶剂，加入10ml的5％稀硫酸并用等体积的乙酸乙酯萃取3次。合并有机相并用无水硫酸钠干燥。蒸干有机相，所得的粗产物经硅胶柱层析(V_甲醇：V_二氯甲烷＝1:99)提纯得到黄色固体4g(87mg,0.15mmol,收率83％)。

对应化合物的4a-4g的¹H NMR和¹³C NMR的核磁数据如下：

2-((5-羟基-8-甲氧基-2,2-二甲基-7-(3-甲基丁-2-烯-1-基)-6-氧代-2H，6H-吡喃并[3,2-B]呫吨-9-基)氧基)乙酸((2-((5-hydroxy-8-methoxy-2,2-dimethyl-7-(3-methylbut-2-en-1-yl)-6-oxo-2H,6H-pyrano[3,2-b]xanthen-9-yl)oxy)acetic acid))(4a).产率:59％,纯度:99％.¹HNMR(400MHz,CDCl₃)δ13.63(s,1H),6.71(d,J＝10.0Hz,1H),6.63(s,1H),6.21(s,1H),5.57(d,J＝10.0Hz,1H),5.23(t,J＝6.4Hz,1H),4.81(s,2H),4.12(d,J＝6.4Hz,2H),3.84(s,3H),1.84(s,3H),1.68(s,3H),1.46(s,6H).¹³C NMR(100MHz,CDCl3)δ182.04,171.96,160.06,158.05,156.28,155.79,155.02,144.23,138.32,132.28,127.36,122.98,115.79,113.18,104.73,104.00,99.52,94.18,78.19,65.10,61.36,28.48,26.35,26.06,18.34.ESI-HRMS m/z:467.1670[M+H]⁺(计算值C₂₆H₂₆O₈,467.1700).

4-((5-羟基-8-甲氧基-2,2-二甲基-7-(3-甲基丁-2-烯-1-基)-6-氧代-2H，6H-吡喃并[3,2-B]呫吨-9-基)氧基)丁酸(4-((5-hydroxy-8-methoxy-2,2-dimethyl-7-(3-methylbut-2-en-1-yl)-6-oxo-2H,6H-pyrano[3,2-b]xanthen-9-yl)oxy)butanoic acid)(4b).产率:93％,纯度:98％.¹HNMR(400MHz,CDCl₃)δ13.74(s,1H),6.74(s,1H),6.73(d,J＝10.0Hz,1H),6.23(s,1H),5.57(d,J＝10.0Hz,1H),5.26-5.20(m,1H),4.16(t,J＝6.1Hz,2H),4.12(d,J＝6.7Hz,2H),3.79(s,3H),2.66(t,J＝7.1Hz,2H),2.28-2.21(m,2H),1.84(s,3H),1.68(s,3H),1.46(s,6H).¹³CNMR(100MHz,CDCl₃)δ182.13,178.36,159.84,158.06,157.31,156.33,155.38,144.16,137.42,131.99,127.22,123.24,115.86,112.05,104.60,103.99,99.15,94.12,78.07,67.60,61.06,30.48,28.45,26.30,26.05,24.24,18.32.ESI-HRMS m/z:495.1983[M+H]⁺(计算值C₂₈H₃₀O₈,495.2013).

5-((5-羟基-8-甲氧基-2,2-二甲基-7-(3-甲基丁-2-烯-1-基)-6-氧代-2H，6H-吡喃并[3,2-B]呫吨-9-基)氧基)戊酸(5-((5-hydroxy-8-methoxy-2,2-dimethyl-7-(3-methylbut-2-en-1-yl)-6-oxo-2H,6H-pyrano[3,2-b]xanthen-9-yl)oxy)pentanoicacid)(4c).产率:79％,纯度:98％.¹HNMR(400MHz,CDCl₃)δ13.76(s,1H),6.73(d,J＝10.0Hz,1H),6.72(s,1H),6.23(s,1H),5.56(d,J＝10.0Hz,1H),5.25-5.21(m,1H),4.16-4.11(m,2H),4.11-4.07(m,2H),3.80(s,3H),2.49(t,J＝6.9Hz,2H),2.01-1.93(m,2H),1.93-1.86(m,2H),1.84(s,3H),1.68(s,3H),1.46(s,6H).¹³C NMR(100MHz,CDCl₃)δ182.15,179.06,159.82,158.07,157.51,156.34,155.41,144.19,137.32,131.96,127.21,123.26,115.87,111.92,104.59,103.99,99.03,94.11,78.05,68.39,61.03,33.59,29.83,28.44,26.31,26.06,21.49,18.32.ESI-HRMS m/z:509.2137[M+H]⁺(计算值C₂₉H₃₂O₈,509.2170).

6-((5-羟基-8-甲氧基-2,2-二甲基-7-(3-甲基丁-2-烯-1-基)-6-氧代-2H，6H-吡喃并[3,2-B]呫吨-9-基)氧基)己酸(6-((5-hydroxy-8-methoxy-2,2-dimethyl-7-(3-methylbut-2-en-1-yl)-6-oxo-2H,6H-pyrano[3,2-b]xanthen-9-yl)oxy)hexanoic acid)(4d).产率:95％,纯度:95％.¹HNMR(400MHz,CDCl₃)δ13.76(s,1H),6.72(d,J＝9.9Hz,1H),6.70(s,1H),6.21(s,1H),5.56(d,J＝9.9Hz,1H),5.24(t,J＝6.9Hz,1H),4.13-4.09(m,2H),4.09-4.04(m,2H),3.79(s,3H),2.43(d,J＝7.5Hz,2H),1.92(t,J＝7.3Hz,2H),1.84(s,3H),1.75(t,J＝7.6Hz,2H),1.67(s,3H),1.59(t,J＝7.8Hz,2H),1.46(s,6H).¹³C NMR(100MHz,CDCl₃)δ182.14,179.50,159.79,158.06,157.61,156.33,155.42,144.18,137.23,131.91,127.18,123.29,115.88,111.83,104.57,103.97,99.01,94.10,78.03,68.61,60.97,33.95,28.78,28.44,26.30,26.05,25.71,24.45,18.31.ESI-HRMS m/z:523.2293[M+H]⁺(计算值C₃₀H₃₄O₈,523.2326).

7-((5-羟基-8-甲氧基-2,2-二甲基-7-(3-甲基丁-2-烯-1-基)-6-氧代-2H，6H-吡喃并[3,2-B]呫吨-9-基)氧基)庚酸(7-((5-hydroxy-8-methoxy-2,2-dimethyl-7-(3-methylbut-2-en-1-yl)-6-oxo-2H,6H-pyrano[3,2-b]xanthen-9-yl)oxy)heptanoicacid)(4e).产率:84％,纯度:98％.¹HNMR(400MHz,CDCl₃)δ13.77(s,1H),6.73(d,J＝10.6Hz,1H),6.71(s,1H),6.22(s,1H),5.56(d,J＝10.0Hz,1H),5.27-5.20(m,1H),4.11(d,J＝6.6Hz,2H),4.07(t,J＝6.4Hz,2H),3.79(s,3H),2.38(t,J＝7.4Hz,2H),1.95-1.86(m,2H),1.84(s,3H),1.74-1.68(m,2H),1.68(s,3H),1.59-1.51(m,2H),1.46(s,6H),1.46-1.40(m,2H).¹³C NMR(100MHz,CDCl₃)δ182.18,179.58,159.79,158.09,157.70,156.36,155.47,144.21,137.23,131.95,127.20,123.29,115.89,111.81,104.58,104.00,99.02,94.10,78.04,68.83,60.98,33.96,28.87,28.82,28.45,26.31,26.07,25.89,24.64,18.32.ESI-HRMS m/z:537.2476[M+H]⁺(计算值C₃₁H₃₆O₈,537.2483).

8-((5-羟基-8-甲氧基-2,2-二甲基-7-(3-甲基丁-2-烯-1-基)-6-氧代-2H，6H-吡喃并[3,2-B]呫吨-9-基)氧基)辛酸(8-((5-hydroxy-8-methoxy-2,2-dimethyl-7-(3-methylbut-2-en-1-yl)-6-oxo-2H,6H-pyrano[3,2-b]xanthen-9-yl)oxy)octanoic acid)(4f).产率:88％,纯度:>99％.¹HNMR(400MHz,CDCl₃)δ13.78(s,1H),6.74(d,J＝10.0Hz,1H),6.72(s,1H),6.23(s,1H),5.56(d,J＝10.0Hz,1H),5.27-5.20(m,1H),4.12(d,J＝6.5Hz,2H),4.07(t,J＝6.4Hz,2H),3.80(s,3H),2.37(t,J＝7.4Hz,2H),1.94-1.86(m,2H),1.84(s,3H),1.68(s,3H),1.71-1.62(m,2H),1.57-1.49(m,2H),1.46(s,6H),1.44-1.41(m,2H),1.41-1.35(m,2H).¹³C NMR(100MHz,CDCl₃)δ182.17,179.74,159.78,158.09,157.73,156.35,155.47,144.21,137.19,131.92,127.18,123.31,115.89,111.77,104.57,103.99,99.01,94.09,78.03,68.93,60.97,34.06,29.05,28.99,28.44,26.31,26.06,26.00,24.69,18.32.ESI-HRMS m/z:551.2605[M+H]⁺(计算值C₃₂H₃₈O₈,551.2639).

9-((5-羟基-8-甲氧基-2,2-二甲基-7-(3-甲基丁-2-烯-1-基)-6-氧代-2H，6H-吡喃并[3,2-B]呫吨-9-基)氧基)壬酸(9-((5-hydroxy-8-methoxy-2,2-dimethyl-7-(3-methylbut-2-en-1-yl)-6-oxo-2H,6H-pyrano[3,2-b]xanthen-9-yl)oxy)nonanoic acid)(4g).产率:83％,纯度:96％.¹HNMR(400MHz,CDCl₃)δ13.79(s,1H),6.74(d,J＝10.0Hz,1H),6.72(s,1H),6.23(s,1H),5.56(d,J＝10.0Hz,1H),5.27-5.20(m,1H),4.12(d,J＝6.5Hz,2H),4.07(t,J＝6.5Hz,2H),3.80(s,3H),2.36(t,J＝7.5Hz,2H),1.93-1.86(m,2H),1.84(s,3H),1.68(s,3H),1.66-1.59(m,2H),1.55-1.48(m,2H),1.46(s,6H),1.43-1.38(m,2H),1.38-1.36(m,2H),1.36-1.32(m,2H).^13C NMR(100MHz,CDCl₃)δ182.20,179.42,159.78,158.09,157.77,156.36,155.49,144.19,137.19,131.99,127.20,123.27,115.89,111.75,104.58,104.00,99.00,94.09,78.05,68.98,60.98,34.02,29.24,29.19,29.06,29.02,28.44,26.32,26.11,26.09,24.74,18.33.ESI-HRMS m/z:565.2752[M+H]⁺(计算值C₃₃H₄₀O₈,565.2796).

实施例3.化合物5的制备。

化合物5的合成：2b(56.4mg,0.10mmol)和碳酸钾(166mg,1.20mmol)溶解于无水丙酮(5mL)，而后加入吡咯烷(0.1ml,1.21mmol)。反应液加热到50℃并回流过夜。反应结束后，加入10ml的水并用等体积的乙酸乙酯萃取3次。合并有机相并用无水硫酸钠干燥。蒸干有机相，所得的粗产物经硅胶柱层析(V_甲醇：V_二氯甲烷＝3:97)提纯得到黄色固体5(40mg,0.07mmol,收率71％)。

化合物：5-羟基-8-甲氧基-2,2-二甲基-7-(3-甲基丁-2-烯-1-基)-9-((6-(吡咯烷-1-基)己基)氧基)-2H，-6H-吡喃并[3,2-b]呫吨-6-酮(5-hydroxy-8-methoxy-2,2-dimethyl-7-(3-methylbut-2-en-1-yl)-9-((6-(pyrrolidin-1-yl)hexyl)oxy)-2H,6H-pyrano[3,2-b]xanthen-6-one)(5).产率:71％.¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ13.78(s,1H),6.74(d,J＝10.0Hz,1H),6.72(s,1H),6.22(s,1H),5.56(d,J＝10.0Hz,1H),5.27-5.20(m,1H),4.11(d,J＝6.5Hz,2H),4.07(t,J＝6.5Hz,2H),3.79(s,3H),2.57-2.51(m,2H),2.51-2.48(m,2H),2.48-2.42(m,2H),1.94-1.88(m,2H),1.84(s,3H),1.82-1.79(m,2H),1.79-1.74(m,2H),1.67(s,3H),1.62-1.56(m,2H),1.56-1.50(m,2H),1.46(s,6H),1.45-1.38(m,2H).¹³C NMR(100MHz,CDCl₃)δ182.20,159.78,158.10,157.77,156.37,155.49,144.23,137.20,131.97,127.19,123.28,115.90,111.77,104.58,104.01,99.01,94.09,78.04,68.94,60.98,56.66,54.39,29.06,29.01,28.44,27.50,26.32,26.17,26.08,23.52,18.33.ESI-HRMS m/z:562.3156[M+H]⁺(计算值C₃₄H₄₃NO₆,562.3163).

实施例4.化合物抑制PDE4的活性。

先将表达质粒pET15b-PDE4D2(催化结构域，86-413)转化入大肠杆菌(E.coli)菌株BL21(codonplus)中。携带重组质粒的大肠杆菌(E.coli)细胞在LB培养基中在37℃下生长至A600＝0.7，然后加入0.1mM异丙基-β-D-硫代吡喃半乳糖苷(IPTG)诱导表达，并在15℃培养20h。重组的PDE4D2催化结构域通过Ni-NTA亲和柱(Qiagen)、Q柱(GE Healthcare)和Superdex 100柱(GE Healthcare)纯化。经十二烷基磺酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)测试可知PDE4D2(催化结构域)蛋白质的纯度达到95％以上。

待测化合物和含有重组蛋白PDE4D2、20mM Tris-HCl(pH7.5)、2mM二硫苏糖醇(dithiothreitol)、10mM MgCl₂以及20,000-30,000cpm的³H-cAMP在室温下孵育15分钟,然后分别用0.2M ZnSO₄和Ba(OH)₂中止反应，然后利用PerkinElmer2910计数仪测量上清液中未反应的3H-cGMP，每个分子至少测量三次，通过浓度测试及非线性回归计算获得对PDE4D2蛋白活性抑制的IC₅₀值。结果见表1。

表1化合物抑制PDE4活性

由上表可知，与阳性对照咯利普兰(IC₅₀＝540nM)和α-倒捻子素(IC₅₀＝1310nM)相比，具有羧酸残基的化合物4a-4g和具有吡咯烷残基的化合物5a具有对PDE4D2的强的结合亲和力(<100nM)。另外，烷基接头的长度在化合物4a-4g与PDE4D2的结合亲和力中起重要作用。发现羧酸基团和母体支架1之间的6和7个碳原子的烷基链对效能的提高最为有利，相应化合物4e和4f的IC50值分别确定为17和16nM。

实施例5.化合物4e与PDE4的结合方式。

PDE4D催化域晶体通过气象扩散法来进行生长，此法是目前应用较为广泛的一种结晶的方法，其通过蛋白液滴液与沉淀剂溶液之间的沉淀剂浓度差，使蛋白液滴中的水分子在密闭环境中进行慢慢地扩散，在逐渐达到平衡的过程中使蛋白液滴中沉淀剂及蛋白浓度的逐渐增加，以达到过饱和状态，最终析出晶体。PDE4D催化域在0.1M Hepes(pH 7.5)，0.1M MgCl2，15％PEG335，10％异丙醇和25％乙二醇条件下能获得较好质量的晶体，晶体长到足够大后捞取PDE4D空晶体浸泡在含10mM化合物的溶液中，浸泡数小时后快速转移到Xcalibur Nova生物大分子X-射线单晶衍射仪的上，然后始终置于氮气流的冷冻保护环境下进行X-射线衍射和数据采集。收集完以后，用CrysAlisPro软件对数据自动进行处理。最后，用CCP4或Phenix软件用分子置换的方法对衍射数据进行解析及后续的优化，用Coot软件可以对蛋白质、小分子及水分子等进行坐标与电子云的匹配及修正。

如图1所示的PDE4与4e的共晶体结构，(2Fo-Fc)和(Fo-Fc)中的电子密度明确示出4e结合了PDE4的活性位点。4e采用了和传统PDE4抑制剂(如鲁氟司特和咯利普兰)不同的结合模式。化合物4e仅在活性位点的入口处结合PDE4，并且与保守口袋内Glu365没有氢键连接。应当指出的是，在罗氟司特和咯利普兰的情况下，这些相互作用被认为是至关重要的。相反，4e的羧基延伸到金属区域并与锌原子直接配位。在其他PDE抑制剂中很少观察到。同样，羧基具有强大的氢键网络，在金属区域(包括His160)中残基与His164和水配位。此外，高度共轭的4e支架被疏水夹夹在中间，包括一侧为Phe372/Tyr375/Ile376，另一侧为Phe340/Met357。这些整合的相互作用提供化合物与PDE4的高度亲和力。

实施例6.化合物4e是PDE4的特异性抑制剂。

化合物4e与含有重组PDE4D2蛋白(该重组蛋白的制备方法参见文献：BiochemicalPharmacology，2014年，89卷，页码：86–98)，20mM Tris-HCl,pH 7.5,2mM二硫苏糖醇(dithiothreitol),10mM MgCl2以及20,000-30,000cpm的3H-cGMP在室温下孵育15分钟，然后分别用0.2M ZnSO4 and Ba(OH)₂中止反应，然后利用PerkinElmer 2910计数仪测量上清液中未反应的3H-cAMP，每个分子至少测量三次。对PDE4D2蛋白活性抑制的IC₅₀值通过浓度测试及非线性回归，计算获得。化合物4e对PDE家族其他亚型的选择性列于表2中。4e对PDE1B、PDE2A、PDE3A、PDE8A、PDE9A和PDE10A的抑制力非常弱，IC₅₀值大于10μM，选择性倍数大于580。此外，PDE5A和PDE7对4e的IC₅₀值分别为3390nM和620nM，选择性分别为199和36倍。这些结果表明4e可以有效抑制PDE4并且这种抑制是选择性的。

表2.化合物4e对于PDE家族的抑制活性

实施例7.化合物4e的药物代谢动力学评价。

将SD大鼠随机分组(空白组、静脉注射组和口服组)，每组3只。静脉注射组和口服组给予受试药4e后，于不同时间点采集血样，检测受试物的浓度并计算相关参数，考察受试物在体内的药代动力学特征，口服组血浆用于建立标准曲线。静脉组在给药前和给药后5min、15min、30min、1h、2h、4h、6h、8h和24h，口服组在给药前和给药后15min、30min、1h、2h、4h、6h、8h、10h和24h，经颈静脉采血约0.25mL，肝素钠抗凝，血液样本采集后置于冰上，离心分离血浆(离心条件：8000转/分钟，6分钟，4℃)。收集的血浆分析前存放于–80℃。分析时取50μL血浆样品至1.5mL离心管中，加入250μL内标溶液(空白不加内标补加相同体积的甲醇)，涡旋混匀，14000转/分钟离心5分钟，取200μL上清液加入到96孔进样板中，LC-MS/MS进样分析，绘制药物浓度-时间曲线计算药代动力学参数。

申请人进一步评估了4e的理化性质、药代动力学、对于细胞色素和hERG抑制作用、血浆蛋白结合率和急性安全性。表3示出了4e在SD大鼠中的代表性药代动力学特征。口服4e(5mg/kg)给大鼠后、最大血清浓度(Cmax)、半衰期(t_1/2)和口服生物利用度(F)分别确定为661ng/mL、3.48h和28％。化合物4e示出了在大鼠肝微粒体中具有较好的稳定性，半衰期为168.28分钟(表4)。此外，未观察到4e与人肝CYP1A2、2B6、2C9、2D6和3A4酶的强烈相互作用(IC₅₀>10μM)，这表明4e可能不会被这五种主要CYP亚型降解。进一步的评估表明，4e对hERG钾通道的IC₅₀值大于30μM，在大鼠中4e的血浆结合率(plasma binding rat)为99％。最后，在小鼠的急性毒性试验中，直到剂量达到1.5g/kg时都没有观察到急性毒性，这表明4e毒性很弱并且小鼠对其耐受性良好。

表3化合物4e在SD大鼠中药物代谢动力学

表4化合物4e的类药物特征

实施例8.化合物对于VaD的治疗作用。

采用右侧单侧颈总动脉结扎C57-BL6小鼠方法建立血管痴呆模型，采用Morris水迷宫方法对小鼠学习认知能力进行评价。将小鼠随机分为4组(假手术组、模型组、阳性药多奈哌齐组和受试药4e组)，采用1％的戊巴比妥钠对小鼠进行麻醉，模型组和给药组(阳性药多奈哌齐组和受试药4e组)小鼠仰卧在手术台上，常规消毒后，右侧颈部切口，钝性分离右侧颈总动脉，单侧永久性结扎后缝合。假手术组小鼠麻醉后仰卧在手术台上，常规消毒后，右侧颈部切口，钝性分离右侧颈总动脉后缝合。第二天开始给药，假手术组和模型组每天给予溶剂，阳性药组和受试药4e组每天用多奈哌齐(0.7mg/kg，i.g.)和4e(10mg/kg，p.o.)给药，21d后，采用Morris水迷宫评价。

Morris水迷宫选用小鼠通用型，圆桶形，水温控制在19-20℃，水中加人无毒二氧化钛，使其呈白色不透明状，在水池壁的边沿均匀分布4个不同形状的标记，由此将水池等分为4个象限，选第三象限正中放置高度为平台，没入水下1.5cm，迷宫外参照物保持固定。记录Morris水迷宫测试过程中小鼠的逃避潜伏期及穿越平台次数。22-25天进行定位航行实验，将小鼠依次从各象限中点面向池壁放入水中，使其自由寻找平台，记录其运动轨迹和时间，设定寻找时间为60s，小鼠在平台上15s后结束该象限实验，60s后未找到平台则引导小鼠游向平台，使其在平台上15s后结束该象限实验。定位航行实验持续进行4天；26天进行空间探索实验，在测试的第5天撤除平台，在平台所在象限对侧象限中点使小鼠面向池壁入水，记录并分析小鼠的逃避潜伏期以及在60s内穿越平台所在位置的次数和在平台位置滞留时间。

为了确定化合物4e对VaD的体内记忆改善作用，采用莫里斯水迷宫试验在单侧颈总动脉闭塞(UCCAO)小鼠模型中进行。与对照组相比，用UCCAO处理的小鼠表现出显着增加的逃避潜伏期时间(ELT)，以及平台移出后平台区域穿越的频率和目标区域的时间减少(图2)。这一结果表明，成功建立了具有空间记忆缺陷的UCCAO小鼠模型。对于每天用4e(10mg/kg，p.o.)和多奈哌齐(0.7mg/kg，i.g.)治疗21天的UCCAO小鼠，ELT显着降低(图2A)。同时，平台区域交叉的频率和在平台上的停留时间显着增加(图2B-2C)。这些结果证明化合物4e改善了UCCAO小鼠的认知障碍和记忆功能。此外，在被动回避任务中，口服4e显着增加了UCCAO小鼠的潜伏时间并减少了错误时间(图3)，这表明认知和记忆功能得到了良好的改善。所有这些行为学实验表明，4e可以有效地恢复UCCAO小鼠模型中VaD的认知障碍，同时也揭示了本发明的化合物能够治疗VaD。

Claims

1.通式(I)的化合物、其氘代物或药学上可接受的盐：

其中，

n=1～18；R₁选自羧基和吡咯烷基团。

2.根据权利要求1所述的化合物，其中所述化合物选自

2-（（5-羟基-8-甲氧基-2,2-二甲基-7-（3-甲基丁-2-烯-1-基）-6-氧代-2H，6H-吡喃并[3,2-B] 呫吨-9-基）氧基）乙酸；

4-（（5-羟基-8-甲氧基-2,2-二甲基-7-（3-甲基丁-2-烯-1-基）-6-氧代-2H，6H-吡喃并[3,2-B] 呫吨-9-基）氧基）丁酸；

5-（（5-羟基-8-甲氧基-2,2-二甲基-7-（3-甲基丁-2-烯-1-基）-6-氧代-2H，6H-吡喃并[3,2-B] 呫吨-9-基）氧基）戊酸；

6-（（5-羟基-8-甲氧基-2,2-二甲基-7-（3-甲基丁-2-烯-1-基）-6-氧代-2H，6H-吡喃并[3,2-B] 呫吨-9-基）氧基）己酸；

7-（（5-羟基-8-甲氧基-2,2-二甲基-7-（3-甲基丁-2-烯-1-基）-6-氧代-2H，6H-吡喃并[3,2-B] 呫吨-9-基）氧基）庚酸；

8-（（5-羟基-8-甲氧基-2,2-二甲基-7-（3-甲基丁-2-烯-1-基）-6-氧代-2H，6H-吡喃并[3,2-B] 呫吨-9-基）氧基）辛酸；

9-（（5-羟基-8-甲氧基-2,2-二甲基-7-（3-甲基丁-2-烯-1-基）-6-氧代-2H，6H-吡喃并[3,2-B] 呫吨-9-基）氧基）壬酸；以及

5-羟基-8-甲氧基-2,2-二甲基-7-（3-甲基丁-2-烯-1-基）-9-（（6-（吡咯烷-1-基）己基）氧基）-2H，-6H-吡喃并[3,2-b]呫吨-6-酮。

3.药物组合物，其包含权利要求1或2所述的化合物和药学上可接受的载体。

4.权利要求1或2所述化合物在制备用于治疗由磷酸二酯酶4介导的疾病的药物中的应用。

5.根据权利要求4所述的应用，其中所述磷酸二酯酶4介导疾病是指磷酸二酯酶4表达上调的疾病。

6.根据权利要求5所述的应用，其中所述疾病是炎症疾病或神经和精神障碍。

7.根据权利要求6所述的应用，所述神经和精神障碍为阿尔茨海默病、多发性硬化症、肌萎缩性侧索硬化症(ALS)、多系统萎缩(MSA)、精神分裂症、帕金森病、亨廷顿氏病、皮克病、抑郁、中风、脊髓损伤、或血管性痴呆。

8.根据权利要求6所述的应用，所述炎症疾病为银屑病、肺纤维化、炎症性肠病、哮喘或COPD。

9.根据权利要求1或2所述的化合物在制备用于改善认知功能的药物中的应用。

10.权利要求1或2所述化合物在制备用于治疗血管性痴呆的药物中的应用。