羅 杰, 趙桂龍， 王玉麗a， 邵 華a， 曲寶涵， 湯立達(dá)b

(1. 青島農(nóng)業(yè)大學(xué) 化學(xué)與藥學(xué)院，山東 青島 266109； 2.天津藥物研究院 a. 天津市分子設(shè)計(jì)與藥物發(fā)現(xiàn) 重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室; b. 藥代動(dòng)力學(xué)與藥效學(xué)省部共建國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300193)

胰高血糖素樣肽(GLP-1)是由小腸L細(xì)胞伴隨進(jìn)食而分泌的一種激素，脂質(zhì)和碳水化合物均可有效地刺激該激素的分泌[1]。二肽基肽酶Ⅳ(DPP-Ⅳ)能快速有效地降解GLP-1，因此抑制DPP-Ⅳ能增強(qiáng)內(nèi)源性GLP-1的作用，從而提高血液中胰島素的含量，進(jìn)而降低并維持糖尿病人的血糖水平[2，3]。目前醫(yī)學(xué)已經(jīng)證實(shí)DPP-Ⅳ抑制劑是一種新型的抗糖尿病治療藥物，臨床結(jié)果顯示其具有良好的降血糖效果。由于GLP-1發(fā)揮促進(jìn)胰島素生成和分泌的作用是葡萄糖依賴(lài)性的，因此不會(huì)發(fā)生糖尿病藥物所產(chǎn)生的常見(jiàn)低血糖等嚴(yán)重不良反應(yīng)，也未見(jiàn)體重增加等副作用。

Scheme 1

從部分已經(jīng)上市或者處于Ⅲ期臨床的DPP-Ⅳ抑制劑[4]的結(jié)構(gòu)可見(jiàn),其中多數(shù)是一個(gè)甘氨酰胺衍生物或類(lèi)似物，酰胺的N原子上連接著一個(gè)脂肪族五元或六元環(huán)，甘氨酰胺骨架另一端連接著一個(gè)芳香性或大的剛性結(jié)構(gòu)(如金剛烷骨架)。

近期，Hiroshi Sakashita等[5]發(fā)現(xiàn)，一類(lèi)含噻唑烷的化合物具有較好的降血糖活性。但對(duì)含噻唑環(huán)化合物的合成鮮有報(bào)道。本實(shí)驗(yàn)室[6，7]曾設(shè)計(jì)并合成了一系列含噻唑環(huán)的新型DPP-Ⅳ抑制劑，經(jīng)過(guò)藥理測(cè)試證實(shí)它們具有較好的降血糖活性；構(gòu)效關(guān)系分析發(fā)現(xiàn)含有4-甲基噻唑的化合物具有優(yōu)異的降血糖活性。

本文在4-甲基噻唑結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，引入含氟芳基制得化合物6a,采用小鼠口服糖耐量法(OGTT)測(cè)試其降血糖活性，結(jié)果顯示6a具有很強(qiáng)的降血糖活性。針對(duì)6a的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)設(shè)計(jì)合成路線，由含多氟的芳基甲醛(1b～1j)制備含多氟的芳基甲胺(ArCH2NH2,3b～3j);3與2-[(2-氯乙?；?氨基]-4-甲基噻唑(4)反應(yīng)合成了一系列含多氟的4-甲基噻唑環(huán)的新型二肽基肽酶Ⅳ抑制劑——2-【{2-[(取代芳甲基)氨基]乙?；鶀氨基】甲基噻唑鹽酸鹽(6b～6j, Scheme 1)，其結(jié)構(gòu)經(jīng)1H NMR和ESI-MS表征。以西他列汀為陽(yáng)性對(duì)照藥，OGTT法測(cè)試結(jié)果顯示6c和6h具有明顯的降血糖作用。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1．1 儀器與試劑

X-4型顯微熔點(diǎn)儀(溫度計(jì)未校正);Bruker AV400型核磁共振儀(DMSO-d6作溶劑，TMS內(nèi)標(biāo));安捷倫Q-TOF6510型液相-質(zhì)譜聯(lián)用儀。

4按文獻(xiàn)[5，6]方法制備;所用溶劑均經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)方法干燥處理;其他所用試劑均為市售分析純。

1．2 合成

(1) 取代芳基甲肟(2a～2j)的合成

在圓底燒瓶中加入110 mmol和鹽酸羥胺30 mmol的甲醇(10 mL)溶液,用10%NaOH甲醇溶液調(diào)至pH 8～9，反應(yīng)至終點(diǎn)(TLC跟蹤)。稍加濃縮后用3%鹽酸調(diào)至pH 4～5，用二氯甲烷(3×50 mL)萃取，合并萃取液用飽和食鹽水(2×50 mL)洗滌，無(wú)水Na2SO4干燥，旋蒸脫溶，用油泵徹底干燥得白色固體2a～2j粗品，直接用于下步反應(yīng)。

(2)3a～3j的合成

在圓底燒瓶中加入2的THF(20 mL)溶液，冰水浴冷卻，慢慢加入LiAlH430 mmol,反應(yīng)至終點(diǎn)(TLC跟蹤)。45 ℃左右油浴加熱30 min，冷卻至室溫，緩慢倒入冰水浴中，抽濾，濾液用二氯甲烷(3×50 mL)萃取，合并萃取液用飽和食鹽水(2×50 mL)洗滌，無(wú)水Na2SO4干燥，旋蒸脫溶得淡黃色固體3a～3j粗品，直接用于下步反應(yīng)。

(3) 2-【{2-[(取代芳甲基)氨基]乙?；鶀氨基】-4-甲基噻唑(5a～5j)的合成

在圓底燒瓶中加入410 mmol和310 mmol)的THF(10 mL)溶液，三乙胺3.03 g(30 mmol)，攪拌下于室溫反應(yīng)過(guò)夜(TLC跟蹤)。旋蒸脫溶，殘余物用二氯甲烷(150 mL)溶解，飽和食鹽水(2×50 mL)洗滌，無(wú)水Na2SO4干燥，旋蒸脫溶,殘余物經(jīng)柱層析[洗脫劑：V(乙酸乙酯) ∶V(石油醚)=1 ∶1]純化得無(wú)色晶體5a～5j。理化數(shù)據(jù)見(jiàn)表1，光譜數(shù)據(jù)表2。

(4)6a～6j的合成

在圓底燒瓶中加入55 mmol的乙醚(50 mL)溶液，攪拌下于室溫滴加10%HCl的乙醚溶液10 mL(約27 mmol),滴畢,反應(yīng)30 min。抽濾,濾餅于50 ℃真空干燥定量制得白色固體6a～6j。理化數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

表1 5和6的理化數(shù)據(jù)

表 2 5的光譜數(shù)據(jù)

續(xù)表2

2 結(jié)果與討論

2.1 合成

合成2時(shí)，由于甲醇對(duì)NaOH的溶解能力有限，故在甲醇中加入少量的水以提高NaOH的溶解能力。該步所引入的水，在后面處理中將會(huì)除去，不會(huì)影響LiAlH4的加入。合成3時(shí)，反應(yīng)體系置于冰水浴中以除去過(guò)量的LiAlH4；生成的鋁鹽難溶于水，需要抽濾后再萃取。

2.2 6的降血糖活性

采用小鼠OGTT法[8，9]測(cè)定6的降血糖活性。6以1%羧甲基纖維素鈉配制成1 mg·mL-1的混懸液，給藥容量為0.1 mL·(體重20 g)-1，相當(dāng)于5 mg·kg-1。健康ICR小鼠，雌雄各半，體重20 g～24 g，符合一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。動(dòng)物禁食16 h，藥后2 h腹腔注射2 g·kg-1的葡萄糖鹽水溶液(陽(yáng)性對(duì)照藥西他列汀藥后1.5 h注射葡萄糖)，于造模后0.5 h, 1.0 h, 2.0 h, 3.0 h和4.0 h定時(shí)用毛細(xì)管自小鼠球后靜脈叢取血，離心分離血清，用葡萄糖氧化酶法測(cè)定各時(shí)間點(diǎn)血清葡萄糖含量。根據(jù)“血糖濃度-時(shí)間”曲線面積(AUC)計(jì)算抑制率(%)，結(jié)果見(jiàn)表3。由表3可見(jiàn)，陽(yáng)性對(duì)照西他列汀在低劑量下即表現(xiàn)出很強(qiáng)的降血糖作用，在小鼠OGTT實(shí)驗(yàn)中抑制率可達(dá)到63%。6給予同劑量后，6c和6h也表現(xiàn)出較強(qiáng)的降血糖活性，6c的抑制率(59%)與西他列汀相當(dāng)，6h的抑制率(72%)還顯著高于西他列汀。

與前期工作[10]使用高劑量(50 mg·kg-1～100 mg·kg-1)得到的滿意結(jié)果相比，本文使用5 mg·kg-1劑量評(píng)價(jià)仍然得到了6c和6h兩個(gè)降血糖活性?xún)?yōu)異的化合物，說(shuō)明本工作在前期工作基礎(chǔ)上所選擇的優(yōu)化先導(dǎo)結(jié)構(gòu)是正確的。對(duì)6c和6h的深入評(píng)價(jià)以及在本工作的基礎(chǔ)上進(jìn)一步的優(yōu)化正在進(jìn)行之中。

*藥容量5 mg·kg-1

[1] 楊英,陳建華. 胰高血糖素樣肽1及其類(lèi)似物的研究進(jìn)展[J].中國(guó)醫(yī)藥生物技術(shù),2008,3(2):140-142.

[2] Cheon H G, Kim S S, Kim K R,etal. Inhibition of dipeptidyl peptidase Ⅳ by novel inhibitors with pyrazolidine scaffold[J].Biochem Pharmacol,2005,70:22-29.

[3] Kondo T, Sugimoto I, Nekado T,etal. Design and synthesis of long-acting inhibitors of dipeptidyl peptidase Ⅳ[J].Bioorg Med Chem,2007,15:2715-2735.

[4] Deacon C F, Holst J J. Dipeptidyl peptidase Ⅳ inhibitors:A promising new therapeutic approach for the management of type 2 diabetes[J].Int J Biochem Cell Biol,2006,38:831-844.

[5] Hiroshi S, Fumihiko A, Hiroshi K,etal. (S)-γ-(arylamino)prolyl]thiazolidine compounds as a novel series of potent and stable DPP-Ⅳ inhibitors[J].Bioorg Med Chem,2006,14:3662-3671.

[6] 戰(zhàn)付旭,王玉麗,趙桂龍,等. 含噻唑環(huán)的二肽基肽酶Ⅳ抑制劑的設(shè)計(jì)、合成和降血糖活性研究[J].有機(jī)化學(xué),2009,29(8):1236-1242.

[7] 戰(zhàn)付旭,趙桂龍,王玉麗,等. 含噻唑環(huán)的新型二肽基肽酶Ⅳ抑制劑的設(shè)計(jì)合成及其降血糖作用[J].中國(guó)藥物化學(xué)雜志,2009,19(5):334-339.

[8] Fukushima H, Hiratate A, Takahashi M,etal. Synthesis and structure-activity relationships of potent 3- or 4-substituted-2-cyanopyrrolidine dipeptidyl peptidase Ⅳ inhibitors[J].Bioorg Med Chem,2004,12:6053-6061.

[9] Hulin B, Cabral S, Lopaze M G,etal. New fluorinated pyrrolidine and azetidine amides as dipeptidyl peptidase Ⅳ inhibitors[J].Bioorg Med Chem Lett,2005,15:4770-4773.

[10] 羅杰,趙桂龍,王玉麗,等. 含4-甲基噻唑環(huán)的新型二肽基酶Ⅳ抑制劑的設(shè)計(jì)、合成及降血糖活性測(cè)試[J].中國(guó)藥物化學(xué)雜志,2010,20(6):496-500.