CN112826821A - 别嘌呤醇类衍生物在制备预防和/或治疗糖尿病的药物中的用途 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了别嘌呤醇类衍生物在制备预防和/或治疗糖尿病的药物中的用途,该别嘌呤醇类衍生物的结构如式I所示。本发明首次发现该别嘌呤醇类衍生物对DPP‑IV活性具有显著的抑制作用,对糖尿病模型小鼠具有优异的降血糖作用。特别的,与降血糖阳性药物二甲双胍和格列吡嗪相比,别嘌呤醇类衍生物化合物8e在更低给药剂量下的降血糖效果反而优于阳性药物。本发明提供的嘌呤醇类衍生物的药物制剂的稳定性好,质量可靠,可以用来制备DPP‑IV抑制剂,以及制备预防和/或治疗糖尿病的药物,应用前景广阔。
Description
技术领域
本发明属于药物制剂领域,具体涉及别嘌呤醇类衍生物在制备预防和/或治疗糖尿病的药物中的新用途。
背景技术
糖尿病(diabetesmellitus,DM)是一种以高血糖为主要特征的慢性代谢性疾病,是由遗传因素和环境因素相互作用,引起胰岛素分泌或作用缺陷而导致体内血糖、蛋白质、脂肪和电解质等一系列代谢紊乱的综合性疾病。在我国,糖尿病有着较高的发病率,国际糖尿病联合会(IDF)2013年发布的《糖尿病地图》显示,中国糖尿病患者的人数达9800万,居于全球首位。
糖尿病主要有三种类型:1型糖尿病,2型糖尿病和妊娠糖尿病。其中,2型糖尿病(T2DM)患者在全球糖尿病成人患者中所占的比例超过90%,为最常见的糖尿病类型,其通常发生在成人中,但儿童和青少年患者人数也日渐增多。2型糖尿病病人的机体能产生胰岛素,但胰岛素分泌相对不足或作用缺陷(也称胰岛素抵抗),导致血糖升高。2型糖尿病的症状常在患病很多年后才显现,导致许多患者长期意识不到他们的疾病,在这期间,血糖过高会对机体造成损伤,使得很多患者直到糖尿病并发症出现后才被诊断出糖尿病。目前,大多数2型糖尿病的发病是因为受体缺陷导致胰岛素敏感性降低,使葡萄糖不能被人体充分摄取利用,从而导致血糖升高。
目前临床上主要用于治疗糖尿病的药物,如二甲双胍和格列吡嗪,并不能有效的治疗和阻止糖尿病病情的发展,降血糖效果有待进一步提高;而且,这些药物常伴有低血糖、体重増加、胃肠道素乱等副作用。因此,开发新型降血糖药物显得尤为重要。
胰高血糖素样肽酶-1(GLP-1)是一类肠促胰素,人体摄入食物数分钟后,人体肠道受到刺激分泌GLP-1入血,刺激胰岛素分泌,进而降低血糖。然而,GLP-1极易被二肽基肽酶-IV(DPP-IV)分解,半衰期只有1~2分钟。因此,DPP-IV抑制剂具有延长GLP-1半衰期和增强肠促胰岛素活性的作用,在调节胰岛素分泌和控制血糖方面发挥着重要作用。
因此,研究出新的DPP-IV抑制剂,对降低血糖,治疗糖尿病具有非常重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种别嘌呤醇类衍生物在制备预防和/或治疗糖尿病的药物中的新用途。
本发明提供了式I所示化合物、或其药学上可接受的盐、或其立体异构体在制备DPP-IV抑制剂中的用途:
其中,R1选自C1~3烷基、COOR3;R3选自C1~3烷基;
本发明提供了式I所示化合物、或其药学上可接受的盐、或其立体异构体在制备预防和/或治疗糖尿病的药物中的用途:
其中,R1选自C1~3烷基、COOR3;R3选自C1~3烷基;
进一步地,所述糖尿病为2型糖尿病。
进一步地,所述R1选自甲基、COOR3;R3为乙基;
所述卤素优选为氯。
进一步地,所述化合物的结构如式II所示:
进一步地,所述化合物为以下化合物之一:
进一步地,所述预防和/或治疗糖尿病的药物是以上述的化合物、或其药学上可接受的盐、或其立体异构体为活性成分,加上药学上可接受的辅料制得的制剂。
进一步地,所述制剂为口服制剂。
进一步地,所述口服制剂为颗粒剂、胶囊剂或片剂,所述片剂优选为分散片、咀嚼片、口腔崩解片或溶解片。
本发明中,碳氢基团中碳原子含量的最小值和最大值通过前缀表示,例如,前缀Ca~b烷基表示任何含“a”至“b”个碳原子的烷基。例如,C1~3烷基是指包含1~3个碳原子的直链或支链的烷基。
本发明中,“芳基”指具有共轭的π电子体系的全碳单环或稠合多环(也就是共享毗邻碳原子对的环)基团,例如苯基和萘基。所述芳基环可以稠合于其它环状基团(包括饱和和不饱和环),但不能含有杂原子如氮,氧,或硫,同时连接母体的点必须在具有共轭的π电子体系的环上的碳原子上。芳基可以是取代的或未取代的。
“杂芳基”指包含一个到多个杂原子的杂芳族基团。这里所指的杂原子包括氧、硫和氮。例如呋喃基、噻吩基、吡啶基、吡唑基、吡咯基、N-烷基吡咯基、嘧啶基、吡嗪基、咪唑基、四唑基等。所述杂芳基环可以稠合于芳基、杂环基或环烷基环上,其中与母体结构连接在一起的环为杂芳基环。杂芳基可以是任选取代的或未取代的。
卤素为氟、氯、溴或碘。
别嘌呤醇(Allopurinol)是临床上用于治疗高尿酸血症及痛风的药物。本发明首次发现上述别嘌呤醇类衍生物对DPP-IV活性具有显著的抑制作用,对糖尿病模型小鼠具有优异的降血糖作用。特别的,与降血糖阳性药物二甲双胍和格列吡嗪相比,别嘌呤醇类衍生物化合物8e在更低给药剂量下的降血糖效果反而优于阳性药物。本发明取得了意料不到的技术效果。
此外,本发明提供的嘌呤醇类衍生物的药物制剂的稳定性好,质量可靠。该别嘌呤醇类衍生物可以用来制备DPP-IV抑制剂,以及制备预防和/或治疗糖尿病(特别是2型糖尿病)的药物,应用前景广阔。
显然,根据本发明的上述内容,按照本领域的普通技术知识和惯用手段,在不脱离本发明上述基本技术思想前提下,还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更。
以下通过实施例形式的具体实施方式,对本发明的上述内容再作进一步的详细说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。凡基于本发明上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。
具体实施方式
本发明所用原料与设备均为已知产品,通过购买市售产品所得。
参照申请号为CN201210234747.4的中国专利申请记载的方法,制备化合物3、4、6、7、8e。具体步骤参见以下实施例1和实施例2。
实施例1制备化合物4
(1)4-氯-1-乙基-1H-吡唑[3,4-d]嘧啶(简称化合物3)的合成
将4-氯-1H-吡唑并[3,4-d]嘧啶(化合物2,0.lg,0.65mmo1)溶解在5mL干燥的DMF中,反应液在室温搅拌10min,用滴液漏斗慢慢滴加量好的三乙胺(0.20g,1.95mmo1),混合物继续在室温搅拌30min。再将已溶解在3ml,干燥DMF的溴乙烷(0.084g,0.78mmol)慢慢滴加到混合物中,继续搅拌1h后加入催化量的KI。反应液用TLC检测至完全反应,混合液倒入到15mL水中,用稀盐酸调节pH至酸性后,加入乙酸乙酯萃取(4×20mL),有机层用饱和氯化钠洗涤,无水硫酸镁干燥,浓缩得油状物。粗产物经硅胶柱层析,用石油醚:乙酸乙酯
(10:1)洗脱,得到化合物3。
化合物3:白色晶体,76~77℃1H NMR(400MHz,DMS0-d6)δ:8.87(s,1H,CH),8.49(s,1H,CH),4.51(dd,J=7.24Hz,J=14.52Hz,2H,CH2),1.45(t,J=7.26Hz,3H,CH3);13C NMR(100MHz,DMSO-d6)156.65,150.77,150.35,134.40,106.12,42.43,15.12;IR(KBr,v,cm-1):3466 3094,2924,2854,1690,1575,1538,1460,1389,1283,1209,1131,1007,956,782,680,594,533,406.HRMS(ESI)calcd for C7H7ClN4,[M+H]+182.0359found183.0535.
(2)1-N-乙基-4-肼基-1H-吡唑[3,4-d]嘧啶(简称化合物4)的合成
将化合物3(0.1g,0.56mol)溶解在5ml,乙腈中,再将水合肼(0.034g,068mmo1)慢慢加入到混合液中,反应物室温搅拌3h,用TLC检测至完全反应。反应液经浓缩得固体粗产物,粗产物经水洗、乙酸乙酯重化后得化合物4。
化合物4:白色固体,198~200℃1HNMR(400MHz,DMS0-d6)δ:8.29(s,1,CH),8.05(s,1H,CII),4.85(s,2H,NH2),4.65(s,1H,NH),4.30(dd,J=7.18Hz,J=14.38Hz,2H,CH2),1.36(t,J=7.22Hz,3H,CH3);13CNMR(100MHz,DMS0-d6)161.03,155.41,153.66,135.16,99.12,41.50,15.20;IR(KBr,v,cm-1):1717,1659,1599,1538,1497,1441,1375,1346,1295,1251,1182,1091,962,913,860,785,694,620,541.HRMS(ESI)calcdfor CJHN6[M+H*178.0967found179.1044.
实施例2制备化合物8e
(1)(4-氯-11-吡唑[3,4-d]嘧啶-N-1-)-2-乙酸乙酯(简称化合物6)的合成
将TEA(1.78g,17.62mmol)慢慢加入到已溶解在20mL干燥DMF的4-氯-1H-吡唑并[3,4-d]嘧啶(化合物2,0.81g,5.26mmo1)中,室温搅拌30min,再将已溶解在5ml.干燥DMF的溴乙酸乙酯(1.06g,6.39mmol)慢慢滴加到混合物中并继续搅拌2h。反应液用TLC检测至反应完全后倒入到30mL水中,用稀盐酸调节pH值至酸性后,加入乙酸乙酯萃取(3×25mL),有机层用饱和氯化钠洗涤,浓缩得絮状物。粗产物经硅胶柱层析,用石油醚:乙酸乙酯(6:1)洗脱,得到化合物6。
化合物6:白色晶体,83~84℃1H NMR(400MHz,DMS0-d6)δ:8.91(s,1H,CH),8.58(s,1H,CH),5.45(s,2H,CH2),4.17(dd,J=7.10Hz,J=14.22Hz,2H,CH2),1.20(t,J=7.10Hz,3H,CH3);13C NMR(100MIz,DMS0-d6)167.90,156.53,151.47,151.09,135.32,106.29,61.80,48.86,14.36;1R(KBr,v,cm-1):3458,3116,2992,2938,1734,1591,1556,1486,1404,1357,1250,1218,1188,1134,1019,950,861,786,713,568;HRMS(ESI)caled forC9H9ClN4O2,[M+H]+240.0414found241.0492.
(2)(N-(4-氨基苯基)-4-氨基-1H-吡唑[3,4-d]嘧啶-N-1)-2-乙酸乙酯(简称化合物7)的合成
将化合物6(1.73g,7.21mmol)溶解在25ml乙腈中,再将对苯二胺(0.78g,7.21mmol)慢慢加入到混合液中,反应物升温至80℃搅拌3h,用TLC检测至完全反应。反应液经浓缩得固体粗产物,粗产物经硅胶柱层析,用石油醚:丙酮(2:1)再加几滴三乙胺洗脱,得到化合物7。
化合物7:灰色固体,179.8~181.9℃1HNMR(400MHz,DMSO d6)δ:9.76(br,1H,NH)8.27(s,2H,CH),7.37(s,2H,ArH),6.62(s,2H,ArH),5.02~5.18(m,4H),4.14(dd,J=7.04Hz,J=14.16Hz,2H,CH2),1.19(t,J=7.08Hz,3H,CH3);13C NMR(100MHz,DMSO-d6)167.80,155.73,154.30,153.61,132.52,127.41,123.34,113.94,100.76,61.18,47.80,13.94;IR(KBr,v,cm-1):3476,3381,3200,2940,1735,1591,1514,1440,1329,1291,1254,1212,1019,915,795,740,706,603,516;HRMS(ESI)calcd for C15H16N6O2[M+H]+312.1335found313.1439
(3)(N-((4-氯乙酰胺基)苯基)-4-氨基-1H-吡唑[3,4-d]嘧啶-N-1-)-2-乙酸乙酯(简称化合物8e)的合成
方法一:将化合物7(0.50g,1.60mmo1)和TEA(0.50g,4.95mmo1)在冰浴条件下依次加入到13ml二氯甲烷中,搅拌均匀,再将已溶解在2mL二氯甲烷中的苯甲酰氯(0.25,1.79mmo1)慢慢滴加到混合物中,滴加完毕后移入室温加热到50℃继续搅拌1h。反应液用TLC检测至反应完全后倒入到20mL水中,用稀盐酸调节pH值至酸性后,加入二氯甲烷萃取(3×15mL),有机层用饱和氯化钠洗涤,浓缩得固体。粗产物经硅胶柱层析,用石油醚:丙酮:二氣甲烷:氮仿=1:1:3:1的混合溶剂洗脱,得化合物8e。
方法二:将化合物7(0.50g,1.60mmo1)和TEA(0.50g,4.95mmo1)在冰浴条件下依次加入到13ml THF中,搅拌均匀,再将已溶解在2mL THF中的苯甲酰氯(0.25g,1.79mo1)慢慢滴加到混合物中,冰浴条件下继续搅拌。反应液用TLC检测至反应完全后倒入到20mL水中,加入乙酸乙酯萃取(3×15mL),有机层用饱和氯化钠洗涤,浓缩得固体。粗产物用无水甲醇重结晶得化合物8e。
化合物8e:粉红色固体,189.7~191.5℃1HNMR(400MHz,DMS0-d6)δ:10.34(br,1H,NH),10.14(br,1H,NH),8.40(s,1H,CH),8.26(s,1H,CH),7.78(d,J=8.52Hz,2H,ArH),7.62(d,J=8.96Hz,2H,ArH),5.23(s,2H,CH2),4.26(s,2H,CH2),4.15(dd,J=7.10Hz,J=14.22Hz,2H,CH2),1.20(t,J=7.10Hz,3H,CH3);13C NMR(100MHz,DMSO-d6)168.23,164.89,156.00,154.78,154.05,135.26,134.86,132.97,122.40,120.27,101.29,61.72,48.40,44.04,14.43;IR(KBr,v,cm-1):3627,3265,3197,3110,2992,1742,1667,1572,1513,1434,1294,1209,1095,1019,966,919,844,785,705,656,520;HRMS(ESI)caledforC17H17ClN6O3[M+H]+388.1051found389.1121.
以下通过实验例证明本发明的有益效果。
实验例1化合物8e对KM小鼠体内血清DPP-IV活性的抑制作用
1.试验材料:
1.1药品:
受试药:化合物8e。
1.2试验器材:
EnVision多功能微孔板检测系统,由PerkinElmer公司提供;
FA2204B电子天平,由上海精密仪器科学仪器有限公司提供;
METTLER-toledo分析天平,XS-105型,由瑞士梅特勒-托利多公司提供;
1.3试验动物
KM小鼠,6周龄,体重18~22g,雌雄各半,70只,由成都达硕生物科技有限公司提供。动物购回后饲养于动物房,适应性观察至少3天,检疫合格后用于试验。
2.DPP-IV比活力测定方法:
2.1分组及给药:动物分为7个组,受试组按照表1灌胃不同剂量的化合物8e,空白对照组口服给予灭菌注射用水,连续给药3天,末次给药当天进行口服葡萄糖耐量试验(OGTT)和DPP-IV比活力测定。动物禁食16小时,称重并记录禁食后小鼠体重,尾静脉取血微量检测空腹血糖值(T0),随后根据小鼠体重(10μL/g)迅速经口灌胃20%葡萄糖溶液。分别检测并记录灌胃葡萄糖后15min、30min、60min和120min的血糖值,于给药前及给药后0.5h、1h、2h、4h、6h、9h、12h眼框取血,取血清待测。
表1试验分组及给药
2.2DPP-IV比活力测定:
取5μl血清样品,加入80mM MgCl2缓冲液50μl,混匀,室温中预孵浴5分钟,加入10μl 0.1mM反应底物Gly-Pro-AMC及40μl缓冲液,避光,混匀后每间隔3分钟进行一次荧光测定(激发波380nm/发射波460nm),直到18分钟,共测6次,根据测定结果做时间—荧光值曲线,得斜率为活力值,以给药前血清DPP-IV活力值为100%,按下列公式计算给药后各时间点血清DPP-IV的比活力值。比活力值越低,对KM小鼠体内血清DPP-IV活性的抑制作用越好。
比活力值(%)=给药后活力值/给药前活力值×100%
(3)试验结果:
表2化合物8e给药后各时间点对KM小鼠体内血清DPP-IV的比活力值
注:与空白对照组相比,*P<0.05、**P<0.01;
结果如表2所示。可以看出,与空白对照组相比,化合物8e在体内表现出很强的DPP-IV抑制活性,给药剂量在0.1mg/kg~20mg/kg时、在给药后的各时间点均对小鼠血清中的DPP-IV活性有极显著抑制作用(**P<0.01)。
此外,从表2的量效关系还可以看出,化合物8e对DPP-IV的抑制活性呈现出一定的剂量依赖性;抑制效果随剂量增高而加强。当剂量≥0.5mg/kg时,给药后2小时对DPP-IV的抑制率就高达到70%以上,且能持续至给药后12小时。
本发明提供的化合物8e在实验剂量范围内对DPP-IV活性具有显著的抑制作用,在0.1mg/kg~5mg/kg,尤其是0.1mg/kg~1mg/kg范围呈明显剂量依赖性。
实验例2化合物8e对KM小鼠口服葡萄糖耐量试验(OGTT)试验(1)试验材料:
受试药:化合物8e;
二甲双胍,购自山东云门药业有限责任公司;
格列吡嗪(美吡达),海南赞邦制药有限公司生产;
葡萄糖,规格:500g/瓶,由常州市海拓实验仪器有限公司生产;
研究涉及化学试剂均为市售色谱纯;
三诺安稳免调码型血糖仪购自三诺生物传感股份有限公司。
(2)实验动物
取18-22g昆明种健康雄性小鼠60只,四川达硕。
(3)制备四氧嘧啶诱导2型糖尿病小鼠模型
精密称取0.022g四氧嘧啶,使用1mL冰盐水稀释现配现用,
根据体重随机分组10只进空白组,不进行四氧嘧啶造模正常饲养。其余小鼠禁食18小时,禁食后腹腔注射四氧嘧啶(220mg/kg),注射后4-5h,灌胃30%葡萄糖溶液0.52mL,之后24h内喂以5%葡萄糖,以防止四氧嘧啶引起低血糖导致小鼠死亡。
注射四氧嘧啶72h后,取小鼠尾血测血糖值。
检测血糖前禁食6小时,之后利用血糖仪测定小鼠尾血血糖值。
选取血糖值在11.1~26.1mmol/L的小鼠40只,根据血糖值的体重随机分组。
(4)动物实验
分组及给药:动物分为5个组,每组10只,受试组按照表3灌胃化合物8e的最佳剂量和各阳性药,空白对照组口服给予灭菌注射用水,每天给药一次,连续给药14天。
开始给药后第7天、第14天分别检测一次血糖,血糖检测前半小时给药,检测当天早上开始小鼠禁食6小时,取尾血检测血糖值。
表3试验分组及给药
(5)试验结果
表4各组对四氧嘧啶诱导糖尿病小鼠血糖值的影响
组别 | 数量 | 血糖值-D7 | 血糖值-D14 |
空白对照组 | 10 | 5.39±1.23 | 6.76±1.78 |
模型对照组 | 10 | 32.65±5.66** | 31.89±3.98** |
化合物8e组 | 10 | 20.56±8.21&& | 19.92±9.63&& |
二甲双胍组 | 10 | 21.38±5.01&& | 20.55±6.38&& |
格列吡嗪组 | 10 | 20.96±4.56&& | 21.44±9.65&& |
注:与空白组比较,**代表p<0.01;与模型组比较,&&代表p<0.01
上述结果表明,本发明提供的化合物8e对糖尿病模型小鼠具有优异的降血糖作用;而且,本发明化合物8e在更低的给药剂量下,降血糖效果反而优于阳性药物二甲双胍和格列吡嗪。
因此,本发明提供的化合物8e在制备预防和/或治疗糖尿病,特别是预防和/或治疗2型糖尿病的药物中应用前景良好。
综上,本发明提供了式I所示的别嘌呤醇类衍生物在制备预防和/或治疗糖尿病的药物中的用途。本发明首次发现该别嘌呤醇类衍生物对DPP-IV活性具有显著的抑制作用,对糖尿病模型小鼠具有优异的降血糖作用。特别的,与降血糖阳性药物二甲双胍和格列吡嗪相比,别嘌呤醇类衍生物化合物8e在更低给药剂量下的降血糖效果反而优于阳性药物,本发明取得了意料不到的技术效果。本发明提供的嘌呤醇类衍生物的药物制剂的稳定性好,质量可靠,可以用来制备DPP-IV抑制剂,以及制备预防和/或治疗糖尿病(特别是2型糖尿病)的药物,应用前景广阔。
Claims (10)
3.根据权利要求2所述的用途,其特征在于:所述糖尿病为2型糖尿病。
7.根据权利要求2~6任一项所述的用途,其特征在于:所述预防和/或治疗糖尿病的药物是以权利要求2~6任一项所述的化合物、或其药学上可接受的盐、或其立体异构体为活性成分,加上药学上可接受的辅料制得的制剂。
8.根据权利要求7所述的用途,其特征在于:所述制剂为口服制剂。
9.根据权利要求8所述的用途,其特征在于:所述口服制剂为颗粒剂、胶囊剂或片剂。
10.根据权利要求9所述的用途,其特征在于:所述片剂优选为分散片、咀嚼片、口腔崩解片或溶解片。
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