CN112194660A - 一种pde2抑制剂苯基吡唑并嘧啶类化合物及其制备方法 - Google Patents

一种pde2抑制剂苯基吡唑并嘧啶类化合物及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种PDE2抑制剂苯基吡唑并嘧啶类化合物及其制备方法，属于药物化学领域。所述的苯基吡唑并嘧啶类化合物的通式为，

Description

一种PDE2抑制剂苯基吡唑并嘧啶类化合物及其制备方法
技术领域
本发明属于药物化学领域，具体涉及一种PDE2抑制剂苯基吡唑并嘧啶类化合物及其制备方法。
背景技术
环磷酸腺苷(cAMP)和环磷酸鸟苷(cGMP)是人体内重要的第二信使，分布在各个器官中，对各种人体生理活动均有影响，其体内细胞浓度的变化会导致多种疾病的发生，因此，如何维持其在正常的浓度水平已成为研究重点。磷酸二酯酶(PDEs)是体内唯一可以水解cAMP和cGMP的超级酶家族，PDEs有11个家族，其表达具有组织和细胞特异性，参与到多种细胞通路的转导过程。其抑制剂通过抑制PDEs的活性，调节细胞内cAMP和cGMP的浓度水平，从而影响生理过程，达到治疗疾病的目的。
PDE2是双底物酶，既能水解cAMP，又能水解cGMP，PDE2在人体内多个器官中分布，并且参与到多种生理功能，可作为后续研究的潜在的药物靶标，PDE2亦可作为治疗老年痴呆症疾病、改善记忆力等疾病的研究靶点，是当前研究热点话题之一。尤其是目前市面上还没有批准上市的PDE2抑制剂，市面上抑制效果最好的两类PDE2抑制剂都存在着缺陷，例如BAY60-7550血脑屏障透过率低，代谢稳定差，生物利用度低，脑渗透性差，EHNA体内生物利用度低，药理活性多还处于临床研究阶段等。因此，PDE2抑制剂作为一类新药，具有很高的研究价值，如果能研创出高效且副作用低的PDE2抑制剂将有着广泛的社会和经济效益。
发明内容
本发明要解决的问题：为了克服现有抑制剂存在的不足，体内生物利用度低等问题，研创PDE2抑制剂，满足社会用药需求，本发明提供一种PDE2抑制剂苯基吡唑并嘧啶类化合物及其制备方法，该类化合物具有药效学性能好，结构简单等优点。
为了实现本发明目的，本发明所采用的技术方案如下：
本发明所述的一种PDE2抑制剂苯基吡唑并嘧啶类化合物。通式如下：
Figure BDA0002732337340000021
具体的，式(Ⅰ)中，R为丁烷、己烷、苯甲基、苯乙基、甲基呋喃、甲基四氢呋喃中的一种或两种以上组合，数量不限。
作为优选，一种PDE2抑制剂苯基吡唑并嘧啶类化合物，结构式为：
Figure BDA0002732337340000022
本发明所述的一种PDE2抑制剂苯基吡唑并嘧啶类化合物的制备方法，步骤如下：
Figure BDA0002732337340000031
优选步骤如下：
步骤(1)，称取米黄色固体粉末7-氧代-5-苯基-4,7-二氢吡唑并[1,5-a]嘧啶-3-羧酸乙酯，先加入溶剂，此时温度为20～30℃(优选为20℃)，搅拌均匀后加入助溶剂，再缓慢加入水。升高温度至45～60℃后(优选为45℃)加入KOH，搅拌至固体溶解。维持温度在45～60℃下反应2～4h(优选的，维持温度在50℃反应3h)，再次称取KOH加入反应液中并升温至75～85℃(优选为80℃)，溶液澄清后。3h后再称取KOH加入反应体系，回流反应，10～15h(优选12h)后停止，溶液呈淡粉色，冷却至室温，缓慢滴加HCl调节pH至弱酸性，溶液逐渐变为淡黄色且有白色晶状固体析出。抽滤，滤饼用蒸馏水冲洗后干燥，称重，得白色晶体。
步骤(2)，室温下，将步骤(1)所得固体7-氧代-5-苯基-4,7-二氢吡唑并[1,5-a]嘧啶-3-羧酸溶于DMF中，加入缩合剂搅拌。活化0.5～1.5h后(优选为1h)，滴加通式为RNH2的胺，20～30℃搅拌10～15h(优选的，25℃搅拌12h)停止反应。将反应液滴入饱和NaHCO3水溶液中，有白色絮状固体生成，静置1h后过滤，干燥，得目标产物。
步骤(1)中，7-氧代-5-苯基-4,7-二氢吡唑并[1,5-a]嘧啶-3-羧酸乙酯在溶剂中的质量浓度为1％-2％，优选1.5％。
步骤(1)中，7-氧代-5-苯基-4,7-二氢吡唑并[1,5-a]嘧啶-3-羧酸乙酯与3次添加氢氧化钾的总量的质量比为：1:0.9-1.2，优选1:0.9；第一次添加为总质量的50％，第二次添加总质量的30％。第三次添加总质量的20％。
步骤(1)中，所述的溶剂为乙醇。
步骤(1)中，所述的助溶剂为四氢呋喃。
步骤(1)中，所述的溶剂、助溶剂与水的投料体积比为：2-2.5：1-1.5：2-3，优选2:1:2.5。
步骤(2)中，所述的缩合剂为：EDCl、HOBt、DIEA三种化合物同质量比例配成的混合物。
步骤(2)中，缩合剂与固体7-氧代-5-苯基-4,7-二氢吡唑并[1,5-a]嘧啶-3-羧酸的添加质量之比为：3-2:1，优选2:1。
步骤(2)中，通式为RNH2的胺与固体7-氧代-5-苯基-4,7-二氢吡唑并[1,5-a]嘧啶-3-羧酸的摩尔之比为1.2-1:1。
本发明的有益效果：
本发明公开了一种PDE2抑制剂的苯基吡唑并嘧啶类化合物及其制备方法，有益效果如下：(1)两步简单地反应得到6个全新的化合物；(2)合成此类化合物方法简单、方便，且无需柱层析等后处理，满足工业化要求，且节能环保；(3)第一步水解反应采用溶剂与助溶剂相结合促进溶解，采用分阶段升温和分批投料相结合的方法促进反应最大程度的正向进行，并减少副反应和副产物的发生；第二步反应使用复合缩合剂，大大提高了目标产品的纯度和收率，得到的6个化合物液相纯度高，达到97％以上，总收率高，达到32.0％以上；(4)合成化合物具有较好的PDE2抑制活性，IC50达到1.82μM，表现出更为优异的药效学性能。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行详细的描述。下列实施例用于说明而非限定通式化合物的合成方法。实施方式中，所述苯基吡唑并嘧啶类类化合物包括如下所示的化合物：
Figure BDA0002732337340000051
实施例1：化合物a的制备方法
(1)7-氧代-5-苯基-4,7-二氢吡唑并[1,5-a]嘧啶-3-羧酸的合成
Figure BDA0002732337340000052
称取米黄色固体粉末7-氧代-5-苯基-4,7-二氢吡唑并[1,5-a]嘧啶-3-羧酸乙酯1.2g于250mL圆底烧瓶中，先加入EtOH 32mL，此时温度20℃，搅拌5min后加入THF 16mL，再缓慢加入40mL水。在温度升至45℃后加入KOH 570mg，搅拌10min后固体基本完全溶解。维持温度在50℃反应。3h后，再次称取KOH350mg加入反应液中并升温至80℃，此时溶液基本澄清。3h后再称取KOH200mg加入反应体系，回流，反应12h停止，溶液呈淡粉色，冷却至室温，缓慢滴加1mol/L的HCl调节pH至弱酸性，溶液逐渐变为淡黄色且有白色晶状固体析出。抽滤，滤饼用蒸馏水冲洗后干燥，称重，得白色晶体860mg，高效液相检测纯度为98.54％，收率71.7％。
(2)苯乙基7-氧代-5-苯基-4,7-二氢吡唑并[1,5-a]嘧啶-3-羧酸酯的合成
Figure BDA0002732337340000061
室温下将上步所得固体255mg(1mmol)溶于10mLDMF中，加入EDCl230mg(1.2mmol)、HOBt 162mg(1.2mmol)、DIEA 155mg(1.2mmol)搅拌。活化1h后，滴加苯乙胺144mg(1.2mmol)，25℃搅拌过夜，次日停止反应。准备饱和NaHCO3水溶液，将反应液滴入其中，有白色絮状固体生成，静置1h后过滤，干燥，得产物176mg，高效液相检测纯度为99.62％，收率44.7％。1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ8.68(s,1H),7.97(s,1H),7.85–7.76(m,2H),7.42(t,J＝3.5Hz,3H),7.30–7.22(m,5H),6.07(s,1H),3.64(t,J＝6.5Hz,2H),2.88(t,J＝6.9Hz,2H)。
实施例2：化合物b的制备方法
除了使用苯甲胺替代苯乙胺外，其余合成步骤与实施例1中化合物a的合成方法相同。N-苄基-7-氧代-5-苯基-4,7-二氢吡唑并[1,5-a]嘧啶-3-羧酰胺的合成
Figure BDA0002732337340000062
高效液相检测纯度为98.12％，收率49.4％。1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ9.08(s,1H),8.01(s,1H),7.91–7.82(m,2H),7.39–7.32(m,8H),6.10(s,1H),4.56(s,2H)。
实施例3：化合物c的制备方法
除了使用正丁胺替代苯乙胺外，其余合成步骤与实施例1中化合物a的合成方法相同。N-丁基-7-氧代-5-苯基-4,7-二氢吡唑并[1,5-a]嘧啶-3-羧酰胺的合成
Figure BDA0002732337340000071
高效液相检测纯度为97.62％，收率54.8％。1HNMR(400MHz,DMSO-d6)δ8.70(s,1H),7.98(d,J＝7.4Hz,2H),7.93(s,1H),7.52–7.34(m,3H),6.07(s,1H),3.32(t,J＝10.0Hz,2H),1.59–1.49(m,2H),1.43–1.40(m,2H),0.93(t,J＝7.2Hz,3H)。
实施例4：化合物d的制备方法
除了使用正已胺替代苯乙胺外，其余合成步骤与实施例1中化合物a的合成方法相同。N-己基-7-氧代-5-苯基-4,7-二氢吡唑并[1,5-a]嘧啶-3-羧酰胺的合成
Figure BDA0002732337340000072
高效液相检测纯度为97.62％，收率50.3％。1HNMR(400MHz,DMSO-d6)8.72(s,1H),8.01(d,J＝7.47Hz,2H),7.79(s,1H),7.48–7.43(m,3H),6.11(s,1H),3.35(t,J＝12.0Hz,2H),1.59–1.55(m,2H),1.46–1.42(m,2H),1.35–1.24(m,4H),0.86(t,J＝7.2Hz,3H)。
实施例5：化合物e的制备方法
除了使用2-四氢呋喃甲胺替代苯乙胺外，其余合成步骤与实施例1中化合物a的合成方法相同。7-氧代-5-苯基-N-(((四氢呋喃-2-基)甲基)-4,7-二氢吡唑并[1,5-a]嘧啶-3-羧酰胺的合成
Figure BDA0002732337340000081
高效液相检测纯度为98.87％，收率59.1％。1HNMR(400MHz,DMSO-d6)δ9.03(s,1H),8.15(d,J＝7.1Hz,2H),7.97(s,1H),7.46(d,J＝8.5Hz,3H),6.14(s,1H),3.99(m,1H),3.91(d,J＝7.9Hz,1H),3.76–3.50(m,3H),1.97(m,4H)。
实施例6：化合物f的制备方法
除了使用2-呋喃甲胺替代苯乙胺外，其余合成步骤与实施例1中化合物a的合成方法相同。N-(呋喃-2-基甲基)-7-氧代-5-苯基-4,7-二氢吡唑并[1,5-a]嘧啶-3-羧酰胺的合成
Figure BDA0002732337340000082
高效液相检测纯度为99.12％，收率56.9％。1HNMR(400MHz,DMSO-d6)δ9.14(s,1H),8.07–7.88(m,3H),7.69(s,1H),7.46–7.41(m,3H),6.56–6.32(m,2H),6.13(s,1H),4.55(s,2H)。
实施例7：化合物的IC50测试
IC50(半抑制浓度)测试结果：采用Alphascreen试剂盒法，选择检测化合物a、b、c、d、e、f，Bay60-7550被用作参考化合物，IC50为8.4nM。根据检测结果，实验体系稀释倍数及公式计算抑制率计算化合物a、b、c、d、e、f的IC50，如表1。
表1 合成PDE2抑制剂对应结构式及其IC50
Figure BDA0002732337340000091

Claims (10)

1.一种PDE2抑制剂苯基吡唑并嘧啶类化合物，其特征在于，通式如下：
Figure FDA0002732337330000011
具体的，式(Ⅰ)中，R为丁烷、己烷、苯甲基、苯乙基、甲基呋喃、甲基四氢呋喃中的一种或两种以上组合，数量不限。
2.一种PDE2抑制剂苯基吡唑并嘧啶类化合物，其特征在于，结构式为：
Figure FDA0002732337330000012
3.一种PDE2抑制剂苯基吡唑并嘧啶类化合物的制备方法，其特征在于，步骤如下：
Figure FDA0002732337330000021
步骤(1)，称取米黄色固体粉末7-氧代-5-苯基-4,7-二氢吡唑并[1,5-a]嘧啶-3-羧酸乙酯，先加入溶剂，此时温度为20～30℃，搅拌均匀后加入助溶剂，再缓慢加入水；升高温度至45～60℃后加入KOH，搅拌至固体溶解；维持温度在45～60℃下反应2～4h，再次称取KOH加入反应液中并升温至75～85℃，溶液澄清后；3h后再称取KOH加入反应体系，回流反应，10～15h后停止，溶液呈淡粉色，冷却至室温，缓慢滴加HCl调节pH至弱酸性，溶液逐渐变为淡黄色且有白色晶状固体析出；抽滤，滤饼用蒸馏水冲洗后干燥，称重，得白色晶体；
步骤(2)，室温下，将步骤(1)所得固体7-氧代-5-苯基-4,7-二氢吡唑并[1,5-a]嘧啶-3-羧酸溶于DMF中，加入缩合剂搅拌；活化0.5～1.5h后，滴加通式为RNH2的胺，20～30℃搅拌10～15h停止反应；将反应液滴入饱和NaHCO3水溶液中，有白色絮状固体生成，静置1h后过滤，干燥，得目标产物。
4.一种PDE2抑制剂苯基吡唑并嘧啶类化合物的制备方法，其特征在于，步骤如下：
Figure FDA0002732337330000022
步骤(1)，称取米黄色固体粉末7-氧代-5-苯基-4,7-二氢吡唑并[1,5-a]嘧啶-3-羧酸乙酯，先加入溶剂，此时温度为20℃，搅拌均匀后加入助溶剂，再缓慢加入水；升高温度至45℃后加入KOH，搅拌至固体溶解；维持温度在50℃下反应3h，再次称取KOH加入反应液中并升温至80℃，溶液澄清后；3h后再称取KOH加入反应体系，回流反应，12h后停止，溶液呈淡粉色，冷却至室温，缓慢滴加HCl调节pH至弱酸性，溶液逐渐变为淡黄色且有白色晶状固体析出；抽滤，滤饼用蒸馏水冲洗后干燥，称重，得白色晶体；
步骤(2)，室温下，将步骤(1)所得固体7-氧代-5-苯基-4,7-二氢吡唑并[1,5-a]嘧啶-3-羧酸溶于DMF中，加入缩合剂搅拌；活化1h后，滴加通式为RNH2的胺，25℃搅拌12h停止反应；将反应液滴入饱和NaHCO3水溶液中，有白色絮状固体生成，静置1h后过滤，干燥，得目标产物。
5.根据权利要求3或4所述的一种PDE2抑制剂苯基吡唑并嘧啶类化合物的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，7-氧代-5-苯基-4,7-二氢吡唑并[1,5-a]嘧啶-3-羧酸乙酯在溶剂中的质量浓度为1％-2％；7-氧代-5-苯基-4,7-二氢吡唑并[1,5-a]嘧啶-3-羧酸乙酯与3次添加氢氧化钾的总量的质量比为：1:0.9-1.2；第一次添加为总质量的50％，第二次添加总质量的30％；第三次添加总质量的20％；所述的溶剂为乙醇；所述的助溶剂为四氢呋喃；所述的溶剂、助溶剂与水的投料体积比为：2-2.5：1-1.5：2-3。
6.根据权利要求5所述的一种PDE2抑制剂苯基吡唑并嘧啶类化合物的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，7-氧代-5-苯基-4,7-二氢吡唑并[1,5-a]嘧啶-3-羧酸乙酯在溶剂中的质量浓度1.5％；步骤(1)中，7-氧代-5-苯基-4,7-二氢吡唑并[1,5-a]嘧啶-3-羧酸乙酯与3次添加氢氧化钾的总量的质量比为1:0.9；步骤(1)中，所述的溶剂、助溶剂与水的投料体积比为2:1:2.5。
7.根据权利要求3或4所述的一种PDE2抑制剂苯基吡唑并嘧啶类化合物的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述的缩合剂为：EDCl、HOBt、DIEA三种化合物同质量比例配成的混合物；缩合剂与固体7-氧代-5-苯基-4,7-二氢吡唑并[1,5-a]嘧啶-3-羧酸的添加质量之比为：3-2:1；通式为RNH2的胺与固体7-氧代-5-苯基-4,7-二氢吡唑并[1,5-a]嘧啶-3-羧酸的摩尔之比为1.2-1:1。
8.根据权利要求5所述的一种PDE2抑制剂苯基吡唑并嘧啶类化合物的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述的缩合剂为：EDCl、HOBt、DIEA三种化合物同质量比例配成的混合物；缩合剂与固体7-氧代-5-苯基-4,7-二氢吡唑并[1,5-a]嘧啶-3-羧酸的添加质量之比为：3-2:1；通式为RNH2的胺与固体7-氧代-5-苯基-4,7-二氢吡唑并[1,5-a]嘧啶-3-羧酸的摩尔之比为1.2-1:1。
9.根据权利要求6所述的一种PDE2抑制剂苯基吡唑并嘧啶类化合物的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述的缩合剂为：EDCl、HOBt、DIEA三种化合物同质量比例配成的混合物；缩合剂与固体7-氧代-5-苯基-4,7-二氢吡唑并[1,5-a]嘧啶-3-羧酸的添加质量之比为：3-2:1；通式为RNH2的胺与固体7-氧代-5-苯基-4,7-二氢吡唑并[1,5-a]嘧啶-3-羧酸的摩尔之比为1.2-1:1。
10.根据权利要求9所述的一种PDE2抑制剂苯基吡唑并嘧啶类化合物的制备方法，其特征在于，缩合剂与固体7-氧代-5-苯基-4,7-二氢吡唑并[1,5-a]嘧啶-3-羧酸的添加质量之比为2:1。
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