專利名稱：N－[2－(3－苯基－2－丙烯酰氨基)丙酰基]－噻唑烷酸及其衍生物制備方法
發明名稱N-[2-(3-苯基-2-丙烯酰氨基)丙酰基]-噻唑烷酸及其衍生物制備方法技術領域有機化學背景技術ACEI(Angiotensin Converting Enzyme Inhibitor)即血管緊張素轉換酶抑制劑，是心血管藥物史上的一個新里程碑，它的最大功用就是對高血壓疾病的有效治療，血管緊張素轉換酶ACE(Angiotensin Converting Enzyme)是一種膜固定的金屬蛋白酶，它含有1306個氨基酸，研究結果表明活性中心中含有一個Zn2+、質子化的精氨酸和疏水空腔[1]。在生理作用上，它是體內調節血壓的腎素-血管緊張素系統的關鍵酶[2]。血管緊張素源為一種糖蛋白，經腎素作用后，由453個氨基酸組成的血管緊張素源裂解釋放出10個氨基酸的多肽血管緊張素I(AngI)是一個無活性的多肽，但經血管緊張素轉換酶酶解，得到八肽的血管緊張素II(AngII)，AngII是已知最強的升壓活性物質。
另外，ACE又有降解失活緩激肽的功能，緩激肽有擴張血管、利尿、降低血壓的作用，ACE大量存在于血管內皮細胞的膜表面，血液中內源性Ang I和緩激肽均可被其轉化，從兩個方面作用導致血壓上升。人們根據ACE的這一結構特點設計和合成了許多的血管緊張素轉換酶抑制劑經過20多年的研究與臨床實驗，目前已有30余種ACEI類新藥上市，臨床應用的ACEI根據與體內ACE活性中心結合位點不同，可分為三類第一類為含巰基的ACEI，如卡托普利(captopril)、佐芬普利(zofenopril)、阿拉普利(alacepril)；第二類為含羧基的ACEI，如依那普利(enalapril)、賴諾普利(lidinopril)、希拉普利(cilazapril)、雷米普利(ramipril)、貝那普利(benazepril)、喹那普利(quinapril)；第三類為含磷酰基的ACEI，如福辛普利(fosinpril)。如圖所示
圖ACE活性作用位點的虛擬模型疏水口袋(a)附加結合位點(b)它們在生物利用度、血漿半衰期、排泄途徑、分布、與組織結合ACE的親和體等方面各有所不同。盡管ACEI以口服有效、降壓效果好而持久、治療范圍廣、副作用小等優點受到了國際國內醫藥界的廣泛關注，但也不乏負面報道，有些患者服用后，出現了一些與化合物結構相關的藥物的不良反應，如干咳、哮喘以及骨髓抑制、血管神經性水腫、瘙癢及嗜酸細胞增多癥等[3-5]，已引起了人們越來越多的關注。如何尋找和合成優秀的ACEI是研究心血管疾病的一個十分活躍的領域。
近期的研究表明[6-8]，將α，β-不飽和酰胺類化合物作為一類潛在的ACE抑制劑已經取得了初步成果，該類化合物由于不含巰基，故克服了第一類化合物的毒副作用，預計會有較好的前景。α，β-不飽和酰胺能夠與ACE中活性端的親核部分發生麥克爾加成，而谷氨酸的羧基正是我們所知道的親核試劑。如果α，β-不飽和酰胺的N端作為氫鍵受體與ACE相結合，那么該酰胺的羰基就會結合這個酶的Zn離子部分(如下圖)，然后此酰胺的α，β-不飽和雙鍵通過催化羧化會與該轉換酶的Glu-127(谷氨酸)的羧基發生麥克爾加成反應。最終導致血管緊張素轉換酶被不可逆的抑制。從而達到降低血壓的效果。
這些研究中合成出來一系列α，β-不飽和酰胺及其衍生物中已經發現了幾種取得了較好的動物實驗效果，但尚未進入臨床階段。其中N-[2-(3-苯基-2-丙烯酰氨基)丙酰基]脯氨酸的IC50(mM)為0.23，效果較好。結構如下圖(左)
N-[2-(3-苯基-2-丙烯酰氨基)內酰基]脯氨酸N-[2-(3-苯基-2-丙烯酰氨基)丙酰基]噻唑烷酸及其衍生物本發明以上述N-[2-(3-苯基-2-丙烯酰氨基)丙酰基]脯氨酸為基礎，對其改構修飾，我們保留其結構中不飽和雙鍵部分，設計合成路線，以期獲得高效、低毒的新型的ACEI。在合成路線中我們將其脯氨酸部分更換為噻唑烷酸及其衍生物，得到一系列N-[2-(3-苯基-2-丙烯酰氨基)丙酰基]-噻唑烷酸及其衍生物，結構如上圖(右)，這類化合物也屬于α，β-不飽和酰胺類化合物，從藥理上來說，噻唑烷酸被證明具有抗腫瘤作用[9-18]，作用機理是其在體內分解為半胱氨酸及甲醛。半胱氨酸作為載體，對腫瘤組織有一定親和力，醛部分則可作用于瘤細胞的核酸或蛋白質的親核部分。
從結構上說，最近的研究表明[19]，噻唑烷酸較之脯氨酸有更大的電荷密度，這是由于噻唑烷羧酸既是一種取代的脯氨酸，且CH2被S取代以后，S上存在的富電子能加強4位上羧酸的電荷密度，使其能與疏水口袋更穩定的結合，與ACE中質子化精氨酸部位結合得到了加強。研究發現將第二類ACEI中的依那普利結構中的脯氨酸部分改構為噻唑烷酸及其衍生物，已經取得了較好的藥理實驗結果。
發明內容
文獻中涉及到的化合物已經有了較好的藥理實驗結果，本發明在此基礎上進行改構修飾，依據創新藥物設計理念，我們從3個方面進行了考慮第一，保留現有上市ACEI的傳統基本活性位點；第二，設法掩蔽現有ACEI毒副作用位點；第四，突破現有上市ACEI作用機制，設計全新作用機制的新型ACEI化合物，本發明設計的合成路線，其目標是獲得高效、低毒的新型ACEI。
在合成路線設計策略上我們采用目前多肽合成的一般方法，即用分別被Boc-基團和酯基保護的丙氨酸和噻唑烷酸縮合形成二肽，然后脫保護后將已經酰化的肉桂酸接到二肽的N端，即得到我們的目標化合物。
其中R為
具體實施方式
實驗步驟如下噻唑烷酸及其衍生物的合成[17-18]將L-半胱氨酸鹽酸鹽一水合物5g，(0.028mol)(M＝175.64)，KAC3.5g，95％的乙醇15ml和水25ml混合，加入36％的甲醛3ml(0.029mol)，室溫下攪拌3h，冰水冷卻析出晶體，抽濾，乙醇洗滌，干燥得粗品，將粗品用水25ml加熱溶解，趁熱過濾，濾液中加入95％乙醇25ml，冷卻至3℃，抽濾，用95％的乙醇洗滌三次，干燥得白色晶體3.2g，收率84.4％。
其余衍生物合成方法同上。
噻唑烷酸酯的鹽酸鹽的合成[21]將2g(0.015mol)L-硫代脯氨酸懸浮于16mL無水乙醇中，室溫下通入干燥的氯化氫氣體至飽和(攪拌加快L-硫代脯氨酸的溶解)。放置過夜，減壓濃縮至干。將沉淀用少量無水乙醇溶解，再減壓蒸干并重復操作兩次以除盡多余的氯化氫，否則產物容易發粘。最后將沉淀再溶于少量溫熱的無水乙醇中，加無水乙醚直至不再析出結晶為止。于冰箱中放置數小時后，過濾，收集晶體，用乙醇—乙醚(1∶2)混合液洗滌，干燥稱重，得化合物。
其余的噻唑烷酸的鹽酸鹽的合成同上。
肽鍵的生成將2.93g(0.0155mol)的Boc-L-丙氨酸溶于30ml的THF中，加入4.18g(0.031mol)的HoBt、3.13g(0.0155mol)的硫代脯氨酸乙酯鹽酸鹽和1.99ml(0.0155mol)的N-乙基嗎啡啉。在0℃冷卻攪拌下加入3.37g(0.0163mol)DCC的5ml的冰冷的THF溶液，0℃攪拌1h，室溫再攪拌1h，TLC監測反應進程。濾去DCU，濾液減壓濃縮至干。殘留物溶于乙酸乙酯中，依次用飽和的NaHCO3、2N的檸檬酸、NaHCO3和飽和的NaCl洗至中性。加無水NaSO4干燥，減壓濃縮去溶劑。得產物。
其余衍生物合成方法同上。
BOC-保護基的脫除將由上步反應生成的化合物2.1g(0.005mol)加入到15ml的HCl-EtOAc溶液中。攪拌，TLC監測反應進程，待BOC反應結束后，35-40℃水浴中旋干，EtOAc交換3次，真空干燥，即得化合物。
肉桂酰氯的制備重蒸過的SOCl21.79g(30mmol)加入到20mmol的肉桂酸中，在80℃下攪拌2h，剩余的SOCl2旋蒸除去。
目標化合物的制備在冰水浴中將二肽溶解在1mol/L的NaOH6.5ml中，室溫劇烈攪拌下加入3.5ml(2mol/L)的NaOH和新制備的肉桂酰氯(6.5mmol)，反應3h，反應產物用乙醚提取，水層用濃鹽酸酸化到PH 1-2，乙酸乙酯提取，水洗，無水MgSO4干燥，過濾，減壓蒸去溶劑，剩余物用乙醚—氯仿重結晶，得產物。
發明人情況代斌男，1969年10月生，教授，博士，石河子大學化學化工學院王東男，1972年6月，實驗師，碩士生，石河子大學化學化工學院劉志勇男，1969年10月生，副教授，博士生，石河子大學化學化工學院顧承志男，1975年3月生，講師，碩士，石河子大學化學化工學院仲伶俐女，1982年10月生，碩士生，石河子大學化學化工學院馬曉偉女，1979年10月，助教，碩士生，石河子大學化學化工學院李文娟女，1980年11月，助教，碩士生，石河子大學化學化工學院參考文獻[1]沈耀，顏元清.非巰基類ACEI的臨床藥效學和藥動學[J].同濟醫科大學鄖陽醫學院學報，1994，13(1)47. 鄭虎.藥物化學[M].北京人民衛生出版社，1998. 雷綏民，張樹義.ACEI臨床應用近況[J].臨床薈萃，1998，13(9)385. 傅文錦.ACEI引起干咳11例[J].陜西醫學雜志，1994，5(23)5. 韓永霞.ACEI的現代應用及注意事項[J].求醫問藥，2003，10(9)58-60. Ghosh S.S.，Wu Y.Q.，Mobashery S.，J.Biol.Chem.226(1991)8759-8764. Ghosh S.S.，Dakoji S.，Tanaka Y.，Mobashery S.，Bioorg.Med.Chem.4(1996)1487-1492. Hea Young Park Choo，Kyung Hee PeaK，Jongsei Park.，Eur.J.Med.Chem.35(2000)643-648. Brugarolas A.et alLancet 1980，1(8159)68[10]李以欣.國外藥學[J].1981，2(1)22. 貢堅.新藥與臨床[J].1984，3192. 馮告閎.江西醫學院學報[J].1984，(2)83. 黃樂汯.腫瘤[J].1984，280. Paul B et al.J Med chem[J].1976，191002. Tillian H W et al.E UR j cancer[J].1976，1299. 日本公開特許1980，167220(CA 1981，941325830). 張延良等.噻唑烷糖衍生物的合成及其抗腫瘤活性[J].醫藥工業，1988，19(4)152. 劉紀云等.噻唑烷酸類化合物的合成及其抗腫瘤作用的研究[J].醫藥工業，1988，19(5)203. 貢肖巍.新型噻唑烷-4-羧酸類血管緊張素轉化酶抑制劑的設計與合成[D].濟南山東大學，2001. 黃惟德，陳常慶.《多肽合成》北京科學出版社，1981。
權利要求
1.設計思路文獻中涉及到的化合物已經有了較好的藥理實驗結果，本發明在此基礎上進行改構修飾，依據創新藥物設計理念，設計了合成路線，其目標是獲得高效、低毒的新型ACEI。
2.N-[2-(3-苯基-2-丙烯酰氨基)丙酰基]-噻唑烷酸及其衍生物的合成路線噻唑烷酸及其衍生物的合成路線圖如下 目標化合物的合成路線圖如下
3.目標化合物III即為目標化合物其中取代基R與噻唑烷酸及其衍生物的合成中的R相同。 N-[2-(3-苯基-2-丙烯酰氨基)丙酰基]-噻唑烷酸及其衍生物4.目標化合物合成方法噻唑烷酸及其衍生物的合成將L-半胱氨酸鹽酸鹽一水合物5g，(0.028mol)(M＝175.64)，KAC3.5g，95％的乙醇15ml和水25ml混合，加入36％的甲醛3ml(0.029mol)，室溫下攪拌3h，冰水冷卻析出晶體，抽濾，乙醇洗滌，干燥得粗品，將粗品用水25ml加熱溶解，趁熱過濾，濾液中加入95％乙醇25ml，冷卻至3℃，抽濾，用95％的乙醇洗滌三次，干燥得白色晶體3.2g，收率84.4％。其余衍生物合成方法同上。噻唑烷酸酯的鹽酸鹽的合成將2g(0.015mol)L-硫代脯氨酸懸浮于16mL無水乙醇中，室溫下通入干燥的氯化氫氣體至飽和(攪拌加快L-硫代脯氨酸的溶解)。放置過夜，減壓濃縮至干。將沉淀用少量無水乙醇溶解，再減壓蒸干并重復操作兩次以除盡多余的氯化氫，否則產物容易發粘。最后將沉淀再溶于少量溫熱的無水乙醇中，加無水乙醚直至不再析出結晶為止。于冰箱中放置數小時后，過濾，收集晶體，用乙醇-乙醚(1∶2)混合液洗滌，干燥稱重，得化合物。其余的噻唑烷酸的鹽酸鹽的合成同上。肽鍵的生成將2.93g(0.0155mol)的Boc-L-丙氨酸溶于30ml的THF中，加入4.18g(0.031mol)的HoBt、3.13g(0.0155mol)的硫代脯氨酸乙酯鹽酸鹽和1.99ml(0.0155mol)的N-乙基嗎啡啉。在0℃冷卻攪拌下加入3.37g(0.0163mol)DCC的5ml的冰冷的THF溶液，0℃攪拌1h，室溫再攪拌1h，TLC監測反應進程。濾去DCU，濾液減壓濃縮至干。殘留物溶于乙酸乙酯中，依次用飽和的NaHCO3、2N的檸檬酸、NaHCO3和飽和的NaCl洗至中性。加無水NaSO4干燥，減壓濃縮去溶劑。得產物。其余衍生物合成方法同上。BOC-保護基的脫除將由上步反應生成的化合物2.1g(0.005mol)加入到15ml的HCl-EtOAc溶液中。攪拌，TLC監測反應進程，待BOC反應結束后，35-40℃水浴中旋干，EtOAc交換3次，真空干燥，即得化合物。肉桂酰氯的制備重蒸過的SOCl21.79g(30mmol)加入到20mmol的肉桂酸中，在80℃下攪拌2h，剩余的SOCl2旋蒸除去。目標化合物的制備在冰水浴中將二肽溶解在1mol/L的NaOH6.5ml中，室溫劇烈攪拌下加入3.5ml(2mol/L)的NaOH和新制備的肉桂酰氯(6.5mmol)，反應3h，反應產物用乙醚提取，水層用濃鹽酸酸化到PH 1-2，乙酸乙酯提取，水洗，無水MgSO4干燥，過濾，減壓蒸去溶劑，剩余物用乙醚-氯仿重結晶，得產物。
全文摘要
文獻中涉及到的化合物已經有了較好的藥理實驗結果，依據創新藥物設計理念，本發明在此基礎上對其進行改構修飾，我們從2個方面進行了考慮第一，設法掩蔽現有ACEI毒副作用位點；第二，突破現有上市ACEI作用機制，設計全新作用機制的新型ACEI化合物。我們保留了文獻中有活性化合物結構中不飽和雙鍵部分，設計合成路線，將其脯氨酸部分更換為噻唑烷酸及其衍生物，得到一系列N－[2－(3－苯基－2－丙烯酰氨基)丙酰基]－噻唑烷酸及其衍生物，以期獲得高效、低毒的新型的ACEI。
文檔編號C07D277/00GK1939912SQ20051010609
公開日2007年4月4日 申請日期2005年10月1日 優先權日2005年10月1日
發明者代斌, 王東, 劉志勇, 顧承志, 仲伶俐, 馬曉偉, 李文娟 申請人:代斌