新型非肽類a1受體抗劑的合成及體外抗環(huán)收縮活性研究

新型非肽類a1受體抗劑的合成及體外抗環(huán)收縮活性研究

血管緊張素受體抗劑是血管緊張素轉換酶（ce）抑制劑之后的一種新型抗高血壓藥物。血管緊張素Ⅱ(AⅡ)是腎素-血管緊張素系統(tǒng)(reninangiotensinsystem,RAS)中的重要介質,對血壓調控和保持電解質平衡起著重要作用,它參與了RAS的血管收縮、醛固酮釋放、鈉水潴留和中樞性升壓等過程。非肽類AⅡ受體拮抗劑直接作用于AⅡ受體,無ACE抑制劑的干咳和血管水腫等不良反應,可以口服,生物利用度高,無首過低壓效應,且可用于治療充血性心衰等病癥,應用前景十分廣闊。自1994年Dupont公司的氯沙坦(losartan)上市以來,迄今已有8個AT1受體拮抗劑上市。其中德國的BoehringerIngelheim公司于1997年開發(fā)上市的替米沙坦(BIBR-277)以其拮抗活性強(約為氯沙坦的3倍),作用時間長而備受關注。本文以替米沙坦為原型物,根據(jù)其分子-受體結合模型的研究結果對其進行結構優(yōu)化:(1)運用生物電子等排原理,用苯基吡咯代替替米沙坦結構中的聯(lián)苯部分;(2)在此基礎上將羧基與四氮唑兩種酸性基團的作用進行比較;(3)改變苯并咪唑2位-親脂性側鏈的長度;(4)通過在苯基吡咯環(huán)5-位引入吸電子取代,期望苯基和吡咯環(huán)更傾向于垂直交叉排列,使吡咯環(huán)上2-位酸性基團能更好地與受體結合。因此,設計了3類結構新穎的N-苯基-1H-吡咯取代的雙苯并咪唑類衍生物,并完成了12個目標化合物的合成。所得新化合物的結構經IR、1HNMR、MS和元素分析確證。初步生物活性研究表明,部分化合物具有較好的AT1受體拮抗活性,其中化合物Ⅰd的活性大于先導物替米沙坦。化合物的合成路線如路線1和路線2所示,目標化合物的化學結構、物理性質及光譜數(shù)據(jù)如表1、表2和表3所示。1化學與綜合評價1.1目標化合物a-d的合成以3-甲基-4-酰胺基-5-氨基苯甲酸甲酯(1)為原料,經環(huán)化、酯水解得到3,中間體3與N-甲基鄰苯二胺鹽酸鹽(4)環(huán)合得到4-甲基-6-(1-甲基苯并咪唑-2-基)-2-烷基-苯并咪唑(5),再分別與1-(4-溴甲基苯基)-1H-吡咯-2-腈(6),1-(4-溴甲基苯基)-1H-吡咯-2-羧酸甲酯(8)和1-(4-溴甲基苯基)-1H-吡咯-5-溴-2-羧酸甲酯(9)進行N-烷基化反應得到中間體7,10和11。化合物7與疊氮化鈉、三丁基氯化錫經1,3偶極反應,酸性水解制得目標化合物Ⅰa-d;中間體10及11在氫氧化鈉作用下水解,再酸化得到目標化合物Ⅱa-d和Ⅲa-d。1.2化合物的合成參考有關文獻,化合物3與N-甲基鄰苯二胺鹽酸鹽(4)在溫度150℃時,PPA存在下,可直接環(huán)合成化合物5,我們發(fā)現(xiàn)收率很低,通過摸索,將PPA加熱至120℃,加入化合物3,升溫至150℃待反應體系成為透明狀態(tài),再少量多次加入化合物4,加畢,繼續(xù)升溫至170℃,反應15h,得棕黑色黏稠物,過濾,先調pH至5析出棕黑色固體,經過濾,再調pH至8～9,得淡黃色固體5,收率可達60%～75%。目標物Ⅱa-d和Ⅲa-d的制備,對化合物10和11進行水解時,用飽和碳酸鈉溶液/甲醇進行回流未得到產物;在25℃分別用7%和15%的氫氧化鈉溶液/甲醇(1∶2,v/v)反應24h,得到的產物收率極低;經摸索,采用10%的氫氧化鈉溶液與甲醇(1∶1,v/v),進行回流反應6h,順利得到產物Ⅱa-d和Ⅲa-d。2中間體3,5-溴-1h-吡咯-2-羧酸甲酯2c的合成通法紅外光譜儀為NicoletImpact410型,KBr壓片;核磁共振儀為BruckerACF300型和BruckerAM500型,TMS為內標;質譜儀為FinniganFTMS-2000型,VG-ZAB-HS型和HP1100LC/MSD型,元素分析儀為CarloErba1106型;熔點用XT-4型雙目顯微熔點儀測定,溫度計未經校正。AⅡ(Sigma公司);偶氮二異丁腈、三丁基氯化錫等(美國Aldrich公司);其他所用原料和試劑均為市售分析純,其中石油醚的沸點為60～90℃。2.13-氨基-4-正丁酰胺基-5-甲基苯甲酸甲酯(1c)1c參考文獻自制,收率為65%,mp150～151℃,IR(KBr)ν:3553,3426,1709,1678cm-1。同法制備原料1a,1b和1d。2.21-(4-溴甲基苯基)-1H-吡咯-2-腈(6)參考文獻方法制備。收率為90%,mp70～72℃;1HNMR(CDCl3)δ:4.50(2H,s),6.32(1H,m),6.85～7.30(6H,m);FAB-MS:261(M+1)+。2.31-(4-溴甲基苯基)-1H-吡咯-2-羧酸甲酯(8)參考文獻方法制備。收率為87%,mp82～84℃;1HNMR(CDCl3)δ:3.70(3H,s),4.50(2H,s),6.26(1H,m),6.80～7.51(6H,m)。2.41-(4-溴甲基苯基)-5-溴-1H-吡咯-2-羧酸甲酯(9)參考文獻方法制備。收率為58%,mp90～92℃;1HNMR(CDCl3)δ:3.70(3H,s),4.52(2H,s),6.25(1H,m),6.90～7.55(5H,m)。2.52-正丙基-4-甲基-苯并咪唑-6-羧酸甲酯(2c)將1c(1.5g,6mmol)溶于醋酸15mL中,回流12h,蒸除醋酸,加水10mL,濃氨水調pH至8～9,用乙酸乙酯(15mL×3)提取,無水硫酸鈉干燥,濃縮得粗品2c1.16g,收率90%。IR(KBr)ν:3402,1720,1590,1500,1446,745cm-1;1HNMR(CDCl3)δ:0.87(3H,t,J=7.29),1.78(2H,m),2.49(3H,s),2.89(2H,t,J=7.59),3.86(3H,s),7.69(1H,s),8.04(1H,s),10.71(1H,br)。ESI-MS:233(M+1)+。同法制備中間體2a,2b和2d。2.62-正丙基-4-甲基苯并咪唑-6-羧酸(3c)將2c(1.16g,5mmol),甲醇15mL,水9mL,氫氧化鈉1.2g混合,回流3h,濃縮,加入水20mL,用30%檸檬酸調pH至5,抽濾,得白色固體3c0.94g,收率86%,mp246～247℃。同法制備中間體3a,3b和3d。2.74-正丙基-6-(1-甲基苯并咪唑-2-基)-2-甲基-苯并咪唑(5c)將3c(1.5g,7mmol)于120℃溶于PPA中,升溫至150℃,待反應體系成為透明狀態(tài)后,分批加入N-甲基鄰苯二胺鹽酸鹽(4)(1.2g,9mmol),于170℃反應15h,倒入冰水中,調pH至5,析出棕黑色固體,過濾,再調pH至8～9,抽濾,得灰白色固體5c1.19g,收率60%,mp132～133℃。IR(KBr)ν:3406,2924,1590,1510,1445cm-1;1HNMR(CDCl3)δ:0.92(3H,t,J=7.32),1.87(2H,m),2.55(3H,s),2.94(2H,t,J=7.85),3.92(3H,s),7.32(1H,s),7.43(3H,s),7.62～7.93(2H,m)。ESI-MS:305(M+1)+。同法制備中間體5a,5b和5d。2.82-正丙基-1-[4-(2-腈基-1H-吡咯-1-基)苯甲基]-4-甲基-6-(1-甲基-1H-苯并咪唑-2-基)-1H-苯并咪唑(7c)將5c(3.0g,10mmol)溶于DMF20mL中,加入NaH(0.40g,10mmol),攪拌反應10min,0℃下滴加1-(4-溴甲基苯基)-1H-吡咯-2-腈(6)(2.7g,10.4mmol)的DMF溶液10mL,加完升溫至25℃,攪拌反應24h,倒入飽和食鹽水中,用乙酸乙酯提取,無水硫酸鈉干燥,濃縮,殘余物經柱層析(乙酸乙酯∶石油醚,1∶3和3∶1)提純,得淡黃色油狀物7c1.72g,收率51%。IR(KBr)ν:3414,2961,2215,1451,1261cm-1;1HNMR(CDCl3)δ:1.10(3H,t,J=7.35),1.88～1.91(2H,m),2.79(3H,s),2.97(2H,t,J=7.70),3.84(3H,s),5.49(2H,s),6.35(1H,s),7.00～7.53(11H,m),7.82(1H,s)。同法制備中間體7a,7b和7d。2.92-正丙基-1-[4-[2-(1H-四氮唑-5-基)-1H-吡咯-1-基]苯甲基]-4-甲基-6-(1-甲基-1H-苯并咪唑-2-基)-1H-苯并咪唑(Ⅰc)氮氣保護下,將7c(0.5g,0.9mmol),NaN3(0.06g,0.9mmol),n-Bu3SnCl(0.25mL,0.9mmol)溶于二甲苯25mL,回流反應72h,蒸除甲醇,殘余物溶于10%氫氧化鈉溶液,乙酸乙酯提取,水層用濃鹽酸調pH至4,析出黃色固體,再用乙酸乙酯提取,無水硫酸鎂干燥,濃縮,經柱層析(氯仿∶甲醇,20∶1)提純,得白色固體Ⅰc0.21g。目標物Ⅰa,Ⅰb和Ⅰd的制備方法同Ⅰc。2.102-正丙基-1-[4-(2-甲氧羰基-1H-吡咯-1-基)苯甲基]-4-甲基-6-(1-甲基-1H-苯并咪唑-2-基)-1H-苯并咪唑(10c)將5c(3.0g,10mmol)溶于DMF15mL中,加入NaH(0.40g,10mmol),攪拌反應10min,0℃下,滴加1-(4-溴甲基苯基)-1H-吡咯-2-羧酸甲酯(8)(2.6g,12mmol)的DMF溶液8mL,于25℃攪拌反應24h,倒入飽和食鹽水中,用乙酸乙酯提取,無水硫酸鈉干燥,濃縮,殘余物經柱層析(乙酸乙酯∶石油醚,1∶3和2∶1)提純,得淡黃色油狀物10c1.82g,IR(KBr)ν:3412,2926,1720,1595,1510,1415cm-1。直接投入下步反應。2.112-正丙基-1-[4-(2-羧基-1H-吡咯-1-基)苯甲基]-4-甲基-6-(1-甲基-1H-苯并咪唑-2-基)-1H-苯并咪唑(Ⅱc)將10c(0.5g,1.0mmol)溶于甲醇15mL,加入10%氫氧化鈉15mL,回流反應6h,蒸除甲醇,殘余物加水20mL溶解,過濾,濾液用10%鹽酸調pH至4,得白色固體,經柱層析(氯仿∶甲醇,15∶1)提純,得白色固體Ⅱc0.21g。目標物Ⅱa,Ⅱb和Ⅱd的制備方法同Ⅱc。2.122-正丙基-1-[4-(2-甲氧羰基-5-溴-1H-吡咯-1-基)苯甲基]-4-甲基-6-(1-甲基-1H-苯并咪唑-2-基)-1H-苯并咪唑(11c)將5c(3.0g,10mmol)溶于DMF15mL中,加入NaH(0.40g,10mmol),攪拌反應10min,0℃下,滴加1-(4-溴甲基苯基)-1H-吡咯-5-溴-2-羧酸甲酯(9)(3.5g,12mmol)的DMF溶液8mL,于25℃攪拌反應24h,倒入飽和食鹽水中,用乙酸乙酯提取,無水硫酸鈉干燥,濃縮,殘余物經柱層析(乙酸乙酯∶石油醚,1∶3和2∶1)提純,得淡黃色油狀物11c1.89g,IR(KBr)ν:3432,2926,1718,1590,1500,1410cm-1。直接投入下步反應。2.132-正丙基-1-[4-(2-羧基-5-溴-1H-吡咯-1-基)苯甲基]-4-甲基-6-1-甲基-1H-苯并咪唑-2-基-1H-苯并咪唑(Ⅲc)將11c(0.5g,0.9mmol)溶于甲醇15mL,加入10%氫氧化鈉15mL,回流反應6h,蒸除甲醇,殘余物加水20mL溶解,過濾,濾液用10%鹽酸調pH至4,得白色固體,經柱層析(氯仿∶甲醇,20∶1)提純,得白色固體Ⅲc0.19g。目標物Ⅲa,Ⅲb和Ⅲd的制備方法同Ⅲc。3a受體抗劑的制備所用儀器為:XWT-464型臺式自動平衡記錄儀,Css01型超微恒溫水浴,張力換能器。動脈環(huán)制備:靜脈注射空氣處死新西蘭大白兔(2～4kg),雌雄并用,分離主動脈,置于飽和氧的Kerbs液(118mmol/L氯化鈉,4.7mmol/L氯化鉀,3.5mmol/L氯化鈣,25mmol/L碳酸氫鈉,1.2mmol/L硫酸鎂,41.2mmol/L磷酸氫二鉀,10mmol/L葡萄糖,pH7.4)中。去除血管周圍的結締組織,剪成3～4mm的動脈環(huán),置于37℃的10mL水浴槽中,通氧,動脈環(huán)通過自制平衡記錄儀記錄收縮反應,每隔20min換一次液,平衡1h后,開始試驗。AⅡ受體拮抗劑的IC50值一般以它們抑制動脈環(huán)對10nmAⅡ(相當于90%的收縮反應的能力)來測定,每隔40min用AⅡ刺激一次,以第2次AⅡ刺激引起的最大收縮反應作為對照,在第2次AⅡ刺激引起的最大收縮反應后,用Kerbs液洗至基線,加入受試化合物孵育30min后,再制備AⅡ的累積濃度-效應曲線(1.0×10-9～1.0×10-5mol/L),測得受試化合物抑制AⅡ誘導的兔主動脈收縮能力的IC50值,其結果見表4。由表4可知,在上述實驗條件下,所