陶李明,劉文奇,胡玉龍,周蕓,伍躍東(.湘南學(xué)院化學(xué)與生命科學(xué)系,郴州市 42000;2.湖南師范大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院,長沙市 4008;.湘南學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)部,郴州市 42000)
髓樣分化蛋白88(MyD88)依賴性信號(hào)通路是介導(dǎo)機(jī)體天然免疫和獲得性免疫的重要的信號(hào)通路,近年發(fā)現(xiàn)該通路也參與多種心血管疾病的調(diào)控,如心肌梗死、缺血再灌注損傷、心肌肥大等[1,2]。白介素1受體(IL-1R)是介導(dǎo)天然免疫和獲得性免疫的重要受體[3],當(dāng)IL-1R胞外段與相應(yīng)配體結(jié)合后,其胞內(nèi)的Toll/IL-1 receptor(TIR)區(qū)即與下游的MyD88的TIR區(qū)相互結(jié)合,同時(shí)誘導(dǎo)MyD88死亡結(jié)構(gòu)域活化,而形成TIR-MyD88活性復(fù)合體,并進(jìn)一步激活下游的信號(hào)通路,啟動(dòng)一系列基因表達(dá)[4~6]。因此,IL-1R/MyD88-TIR具有重要的生物活性。為進(jìn)行相關(guān)研究,筆者以N-叔丁氧羰基-L-纈氨酸羥基琥珀酰亞胺酯為原料,采用2步反應(yīng)合成了小分子IL-1R/MyD88-TIR擬似物N-(3-甲基-1-吡咯烷基)-1-丁酮基-苯丙酰胺,結(jié)果總收率為81.1%。并與其他院校合作對(duì)其生物功能進(jìn)行了驗(yàn)證[7],發(fā)現(xiàn)該擬似物對(duì)人胚腎細(xì)胞HEK 293A未見細(xì)胞毒性,可以抑制IL-1β介導(dǎo)的p-38絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)磷酸化程度以及IL-1R相關(guān)激酶(IRAK)-1磷酸化激活程度,能競爭性阻斷IL-1R-TIR與MyD88-TIR的結(jié)合,從而抑制IL-1β介導(dǎo)的MyD88依賴性信號(hào)通路的激活。該擬似物是IL-1R-TIR和MyD88-TIR區(qū)之間的拮抗擬似物,在臨床上有望成為有效減輕心血管疾病發(fā)生、發(fā)展的新的治療靶點(diǎn)。
該擬似物的具體合成路線見圖1。
圖1 N-(3-甲基-1-吡咯烷基)-1-丁酮基-苯丙酰胺的合成Fig 1 Synthesis of N-(3-methyl-1-pyrrolidinyl)-1-butan-oxo-benzenepropanamide
N-叔丁氧羰基-L-纈氨酸羥基琥珀酰亞胺酯(美國Sigma公司,批號(hào):3392-12-9,分析純),其它試劑和催化劑均為分析純。
INOVA-400 MHz核磁共振(NMR)儀(美國Varian公司);質(zhì)譜(MS)儀(日本Shimadzu公司)。
在25 mL圓底燒瓶中,分別加入N-叔丁氧羰基-L-纈氨酸羥基琥珀酰亞胺酯(314 mg,1.0 mmol)、吡咯烷(85 mg,1.2 mmol)以及甲苯10 mL,混合物在室溫下攪拌反應(yīng),反應(yīng)過程用薄層色譜(TLC)板跟蹤反應(yīng)進(jìn)度,6 h后反應(yīng)完全。反應(yīng)混合物用乙醚(15 mL×5)萃取,萃取液經(jīng)水洗(15 mL×5)、無水硫酸鎂干燥,減壓蒸干乙醚,再以正己烷/乙酸乙酯(2∶1)為洗脫液,經(jīng)柱層析分離提純得化合物3-甲基-2-叔丁氧羰氨基-1-吡咯烷基-1-丁酮,為無色固體,251 mg,該步收率92.7%。
在50 mL圓底燒瓶中,取化合物3-甲基-2-叔丁氧羰氨基-1-吡咯烷基-1-丁酮(240 mg,0.89 mmol)、三氟醋酸(10 mL)、二氯甲烷(20 mL),混合物在室溫下攪拌反應(yīng)4 h后,減壓蒸干溶劑,再加入苯丙酸乙酯(271 mg,1 mmol)、二氯甲烷(15 mL)以及三乙胺(2 mL),混合物繼續(xù)在室溫下攪拌反應(yīng),反應(yīng)過程用TLC板跟蹤反應(yīng)進(jìn)度,8 h后反應(yīng)完全。反應(yīng)混合物用乙醚(15 mL×3)萃取,萃取液再經(jīng)水洗(15 mL×5)、碳酸氫鈉稀溶液洗(15 mL×2),無水硫酸鎂干燥,減壓蒸干乙醚得粗產(chǎn)品,再以正己烷/乙酸乙酯(1∶1)為洗脫液,經(jīng)柱層析分離提純得相應(yīng)的化合物N-(3-甲基-1-吡咯烷基)-1-丁酮基-苯丙酰胺,其為無色液體,235 mg,該步收率87.5%。
將上述產(chǎn)物用NMR和MS進(jìn)行表征,結(jié)果如下。
3-甲基-2-叔丁氧羰氨基-1-吡咯烷基-1-丁酮:白色固體,mp:48.5~49.3 ℃,1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ:5.27(d,J=9.5 Hz,1H),4.28~4.23(m,1H),3.72~3.62(m,1H),3.57~3.39(m,3H),2.10~1.82(m,5H),1.44(s,9H),0.97(d,J=6.6 Hz,3H),0.94(d,J=7.3 Hz,3H);13C NMR(100 MHz,CDCl3)δ:177.4,168.3,154.0,80.2,56.5,30.4,28.4,24.7,17.7。
N-(3-甲基-1-吡咯烷基)-1-丁酮基-苯丙酰胺:無色液體,1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ:7.34~7.17(m,5H),6.24(d,J=8.4 Hz,1H),4.60,4.58(dd,J=6.8 Hz,7.2 Hz,1H),3.74~3.70(m,1H),3.49~3.40(m,3H),2.99~2.92(m,3H),2.53(t,J=8.0 Hz,1H),1.97~1.83(m,5H),0.90(d,J=6.8 Hz,3H),0.82(d,J=6.8 Hz,3H);13C NMR(100 MHz,CDCl3)δ:173.1,172.9,140.2,128.9,127.5,126.3,57.1,48.9,35.2,34.6,31.5,26.3,17.5;MS(70 eV)m/z(%):302(M+,5),260(2),204(14),154(5),127(4),105(8),91(14),72(100)。
結(jié)果,所得目標(biāo)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)表征值與文獻(xiàn)[8]值相似,證實(shí)合成的化合物為目標(biāo)產(chǎn)物,總收率為81.1%。
N-叔丁氧羰基-L-纈氨酸羥基琥珀酰亞胺酯與吡咯烷在甲苯中,室溫下反應(yīng)6 h后即可生成3-甲基-2-叔丁氧羰氨基-1-吡咯烷基-1-丁酮。其中物料比以N-叔丁氧羰基-L-纈氨酸羥基琥珀酰亞胺酯/吡咯烷(1∶2)更有利于反應(yīng)的進(jìn)行。筆者曾比較在其它有機(jī)溶劑如二氯甲烷、乙腈等進(jìn)行的反應(yīng),結(jié)果發(fā)生,產(chǎn)率雖然相差不大,但在甲苯溶劑中進(jìn)行的反應(yīng)所需時(shí)間更短;反應(yīng)完成后,用乙醚萃取混合物,萃取液需經(jīng)水洗至少5次,才能除去反應(yīng)中所生成的N-羥基琥珀酰亞胺。
在合成N-(3-甲基-1-吡咯烷基)-1-丁酮基-苯丙酰胺時(shí),加入化合物3-甲基-2-叔丁氧羰氨基-1-吡咯烷基-1-丁酮、三氟醋酸以及二氯甲烷后,攪拌反應(yīng)要充分,使3-甲基-2-叔丁氧羰氨基-1-吡咯烷基-1-丁酮中氨基上的保護(hù)基團(tuán)叔丁氧羰基充分被脫保護(hù)劑三氟醋酸洗脫和脫保護(hù)[9,10],且反應(yīng)時(shí)間不能低于4 h,減壓蒸干溶劑,得到淡黃色的三氟醋酸鹽;同時(shí),不需要將脫保護(hù)后的三氟醋酸鹽提純,可以直接進(jìn)行下一步反應(yīng)。然后再加入苯丙酸乙酯及三乙胺,三乙胺用以調(diào)節(jié)溶液的酸堿性,促使反應(yīng)正向進(jìn)行。反應(yīng)完成后,混合物用乙醚萃取,萃取液需經(jīng)水洗至水層無色、碳酸氫鈉稀溶液再洗滌,以除去殘余的三乙胺、三氟醋酸等。
綜上所述,以N-叔丁氧羰基-L-纈氨酸羥基琥珀酰亞胺酯為原料,合成了小分子IL-1R/MyD88-TIR擬似物N-(3-甲基-1-吡咯烷基)-1-丁酮基-苯丙酰胺,該反應(yīng)只需2步,操作方便且產(chǎn)率較高,特別是在反應(yīng)的第2步,不需要將脫保護(hù)后的三氟醋酸鹽提純,可以直接進(jìn)行后續(xù)的反應(yīng)操作。該擬似物是IL-1R-TIR和MyD88-TIR區(qū)之間的拮抗擬似物,可以有效阻斷MyD88依賴性信號(hào)通路,從而成為臨床上阻斷MyD88依賴性信號(hào)通路的新的治療靶點(diǎn)。本研究可為后續(xù)研究提供原料藥的來源。
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