CN102167697A - 新型抗缺氧损伤化合物结构、合成方法及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一类双靶点缺氧损伤化合物结构、合成方法及其应用。该类药物合成方法简便，分子中既含有氮氧自由基结构单元，能有效清除缺氧条件下机体产生的多余有害的自由基，阻止氧化损伤，又可以通过抑制碳酸酐酶，使呼吸加快加深，通气量增加，从而显著提高其抗缺氧的活性，具有双重的防护作用。

Description

新型抗缺氧损伤化合物结构、合成方法及其应用

技术领域

本发明涉及一种抗缺氧损伤化合物结构、合成方法及其应用，属于合成药物技术领域。

背景技术

由于生产建设、旅游和军事斗争等的需要，人们常需由低海拔地区进入海拔2400米以上的高海拔地区，由此可导致头晕、头痛、恶心、呕吐、食欲减退、乏力和失眠等不适症状，即所谓急性高原病(acute mountain sickness，AMS)，严重者可继发高原肺水肿(highaltitude pulmonary edema，HAPE)、高原脑水肿(high altitude cerebral edema，HACE)等致命性疾病。目前尚无理想的急性高原病防治药物，乙酰唑胺是美国FDA至今唯一批准用于预防急性高原病的药物。大量研究表明，该药可明显改善大多数人的气体交换和运动效率，减轻急性高原反应，并有效治疗高原睡眠障碍，维持较高血氧饱和度。但乙酰唑胺的毒副作用十分明显，可引起四肢及面部麻木感、嗜睡等，甚至可导致肾衰。因此尚需研制副作用小的乙酰唑胺衍生物或从其它途径开展抗高原病新药的研究。

近年来的研究表明，清除自由基、抗氧化作用的药物在防治高原缺氧损伤方面可发挥极为关键的作用。高海拔地区机体内存在着氧化与抗氧化之间的平衡紊乱，脂质过氧化增强，机体抗氧化酶系功能减弱，此时给予抗氧化剂及自由基清除剂，可以减少自由基的损伤作用，提高高原人群的身体健康。稳定的氮氧自由基是近年来发展起来的一类新型自由基清除剂，可清除自由基，抑制或降低脂质过氧化反应，增加供氧，从而增强机体对氧的利用率和缺氧的耐受力。本专利根据“双靶标药物设计原理”，将新型自由基清除剂--氮氧自由基与碳酸酐酶抑制剂--乙酰唑胺通过桥联基结合，设计出了具有抗高原缺氧化合物。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有抗缺氧损伤药物疗效差、副作用多的技术缺陷，提供了一种新型高效、毒副作用小的抗高原缺氧损伤的双靶点联合作用化合物。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

一种由下述通式表示的药物结构：

苯环上的两个基团处在对位、间位或邻位。

上述化合物的合成方法，步骤如下：

(1)以三乙胺或者吡啶为俘酸剂，将2-氨基-5-氨基磺酰基-1，3，4-噻唑与溴乙酰溴按摩尔比1∶0.8～1.2进行反应；反应结束后，过滤，除去溶剂得中间体4；

(2)在碳酸钾催化下，按摩尔比1∶0.8～1.2将对羟基苯甲醛、间羟基苯甲醛或邻羟基苯甲醛搅拌下加入中间体4中，除去溶剂得中间体5；

(3)将中间体5、2，3-二羟胺-2，3-二甲基丁烷按摩尔比1∶0.8～1.2溶于溶剂中，反应，除去溶剂，将残渣悬浮于溶剂中，滴加0.8～1.2倍摩尔量NaIO₄溶液；反应结束后，柱层析纯化，得到终产物1、2或3，其中，1为对羟基苯甲醛的反应产物，2为间羟基苯甲醛的反应产物，3为邻羟基苯甲醛的反应产物。

优选地，上述各反应组分的摩尔比为1∶1。

上述化合物在制备防治缺氧损伤单体药物或药物组合物中，或在制备治疗心肌缺血、脑缺血的药物中的应用。

药理数据：

1、化合物1对小鼠密闭缺氧耐受力的影响

取健康BALB/C小鼠60只，雌雄各半，饲养适应3d后随机分成5组：缺氧模型组、乙酰唑胺组(300mg.kg^-1)、氮氧自由基组(300mg.kg^-1)、化合物1低剂量组(75mg.kg^-1)、化合物1中剂量组(150mg.kg^-1)和化合物1高剂量组(300mg.kg^-1)，每组10只。单次腹腔注射给药，给药体积为0.2mL·20g^-1，缺氧模型组给等体积的生理盐水。给药后30min，将小鼠分别放入盛有5g钠石灰的250mL广口瓶内(每瓶只放1只小鼠)，用凡士林涂抹瓶口，密封，使之不漏气，立即计时，直至呼吸停止。以小鼠在密闭广口瓶内存活时间为指标，比较各药物组耐缺氧时间。结果见表1。

表1腹腔注射不同剂量化合物1对密闭缺氧小鼠存活时间的影响

注：^##P＜0.01，与缺氧模型组相比

如表1结果所示，与缺氧模型组相比，化合物1高、中、低三个剂量组均能延长小鼠在常压密闭缺氧环境中的存活时间，呈剂量依赖性，其中化合物1高个剂量组的存活时间延长率达到38.41％，与乙酰唑胺对照组和氮氧自由基对照组比较均具有显著性差异(P＜0.01)。

2、化合物1对小鼠急性减压缺氧耐受力的影响

取健康BALB/C小鼠80只，雌雄各半，饲养适应3d后随机分为3组：缺氧模型组、乙酰唑胺对照组(300mg.kg^-1)、氮氧自由基组(300mg.kg^-1)、化合物1高剂量组(300mg.kg^-1)，每组20只。单次腹腔注射给药，给药体积为0.4mL·20g^-1，缺氧模型组给等体积的生理盐水。给药后30min，将动物放入低压舱，密闭舱门，以1000m/min的速度减压上升海拔高度至5000m和8000m时分别各停留5min，最终上升至海拔高度10000m，维持此高度1h后，调节进孔阀门，缓慢降至正常海拔高度，打开舱门，观察统计1h内动物死亡率，并对实验结果进行方差分析，结果见表2。

表2化合物1对小鼠急性减压耐缺氧能力的影响

注：^##P＜0.01，与缺氧模型组相比

如表2结果所示，与缺氧模型组、乙酰唑胺对照组和氮氧自由基对照组相比，化合物1高剂量组可延长小鼠减压密闭缺氧存活时间(P＜0.01)，1h内死亡率为50％，说明化合物1能够有效降低小鼠在急性缺氧条件下的死亡率。

3、化合物1对化学物质中毒缺氧小鼠耐受力的影响

对***中毒小鼠存活时间的影响：取健康BABL/C小鼠40只，雌雄各半，随机分成4组，每组10只，分别腹腔注射大苞雪莲石油醚部位250mg和500mg/kg、乙酰唑胺300mg/kg、等容积生理盐水加适量吐温-80，给药体积为0.2ml/20g。给药后20min，每只小鼠再腹腔注射***10mg/kg，记录小鼠从***注射完毕至停止呼吸的时间。

对亚硝酸钠中毒小鼠存活时间的影响：分组及给药方式同前述方法。给药后20min，每只小鼠再腹腔注射亚硝酸钠10mg/kg，记录小鼠从亚硝酸钠注射完毕至停止呼吸的时间。结果见表3。

对盐酸异丙肾上腺素中毒小鼠存活时间的影响：分组及给药方式同前述方法。给药后20min，每只小鼠再腹腔注射异丙肾上腺素10mg/kg，10min后，放人250ml广口瓶中，每瓶放一只小鼠，密封(瓶内放碱石灰5g以吸收CO₂和H₂O，垫滤纸以吸收尿液，广口瓶用前均盛水校正容量)，以呼吸停止为指标，记录小鼠的存活时间，结果见表3。

表3化合物1对化学物质所致中毒缺氧存活时间的影响(

n＝10)

注：与缺氧模型组比较，^#P＜0.05，^##P＜0.01

如表3结果所示，与缺氧模型组相比，化合物1高、中、低剂量组均可延长KCN、NaNO₂和异丙肾上腺素中毒缺氧小鼠的存活时间(P＜0.01)，乙酰唑胺组也可延长化学物质中毒缺氧小鼠的存活时间(P＜0.05)，但明显小于化合物1高、中、低剂量组。

4、化合物1对PC12细胞缺氧损伤的保护作用

PC12细胞的培养：PC12细胞接种培养于含10％胎牛血清的DMEM/F-12培养液中(含有青霉素100IU/ml及链霉素100IU/ml)，培养在37℃5％CO₂、饱和湿度的二氧化碳培养箱，每三天换液一次。大约在培养PC12细胞铺满皿底约70～80％后传代。

缺氧损伤PC12细胞MTT实验：实验设空白对照组、缺氧模型组、缺氧+乙酰唑胺组、缺氧+氮氧自由基组和缺氧+化合物1高(浓度1×10^-4mol/L)、中(浓度1×10^-5mol/L)、低(浓度1×10^-6mol/L)剂量组，共7组，每组8孔。除空白对照组外，其他各组均缺氧处理48h，正常对照组则于37℃、5％CO₂培养箱中同步孵育48h，取出各组样本，每孔加入20μl MTT(5mg/mL)于37℃、5％CO₂培养箱中继续培养4h，弃上清，每孔加入100μl DMSO振荡10min，紫色结晶完全溶解后，于全自动酶标仪490nm波长处测定OD值，结果见表4。

表4化合物1对缺氧PC12细胞活力的影响(OD值)(n＝6)

注：与模型组相比，^#P＜0.05，^##P＜0.01

如表4结果所示，缺氧模型组的OD值显著低于正常对照组(P＜0.01)，而化合物1高、中、低3个剂量组的OD值均显著高于缺氧模型组(P＜0.01)，说明化合物1能显著增加细胞活性，可对抗缺氧对PC12细胞琥珀酸脱氢酶活性的损害，维持缺氧损伤细胞的呼吸功能。

乳酸脱氢酶(Lactate dehydrogenase，LDH)的检测：实验设空白对照组、缺氧模型组、缺氧+乙酰唑胺组、缺氧+氮氧自由基组和缺氧+高(浓度1×10^-4mol/L)、中(浓度1×10^-5mol/L)、低(浓度1×10^-6mol/L)剂量组，共7组。除空白对照组外，其他各组均缺氧处理8h，正常对照组则于37℃、5％CO₂培养箱中同步孵育。之后取出各组样本，收集各组细胞培养上清液，按LDH测试盒说明操作并计算LDH活力，每组重复3次，结果见表5。

表5化合物1对PC12细胞LDH的影响(

n＝3)

注：与模型组相比，^#P＜0.05，^##P＜0.01

如表5结果所示，缺氧模型组的LDH活性显著高于正常对照组(P＜0.01)，而化合物1高、中、低3个剂量组的LDH活性均低于缺氧模型组，说明化合物1可保护PC12细胞膜的完整性。

综合以上实验结果可以得出这样的结论：化合物1具有良好的耐缺氧作用，而且效果有优于乙酰唑胺的趋势。如能进一步阐明其抗缺氧的作用机制，对于一些缺氧引起的病理损害的防治将会产生积极作用。

本发明化合物既可以通过有效清除机体多余有害的自由基，阻止氧化损伤，又可以通过抑制碳酸酐酶，使呼吸加快加深，通气量增加，从而显著提高其抗缺氧的活性；另一方面，由于药物的联合作用，减少单种药物的用量，可以最大限度的减少药物的毒副作用。本专利的完成将实现筛选出新型高效、毒副作用小的抗高原缺氧损伤的化合物，为研究新型抗高原缺氧药物提供新思路，具有重要的理论价值和临床应用前景。

具体实施方式

以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

【实施例1】化合物1的合成

将2-氨基-5-氨基磺酰基-1，3，4-噻唑18.0g(0.1mmol)和三乙胺22mL(0.15mmol)溶解于200mL二氯甲烷中，冰水浴下缓慢滴加溶解在200mL二氯甲烷中的溴乙酰溴24.2g(0.12mmol)，滴毕后，缓慢升至室温，继续搅拌1h。过滤除去不溶物后，有机相依次用蒸馏水和饱和食盐水洗涤，无水硫酸镁干燥，过滤后，减压除去溶剂的28.9g中间体4。¹H-NMR(400MHz，CDCl₃)：δ＝9.18(s，1H，-NH)，4.31(s，2H，-CH₂)，2.32(s，-NH₂)。

将对羟基苯甲醛7.3g(0.06mol)、碳酸钾6.9g(0.05mmol)加入到150mL的无水丙酮中，搅拌下加入15g(0.05mol)中间体4，室温反应10h，减压除去溶剂后加入200mL二氯甲烷，经200mL水洗两次后，再用饱和食盐水洗涤，有机层用无水硫酸镁干燥，过滤，除去溶剂得13.7g中间体5。¹H-NMR(400MHz，CDCl₃)：δ＝9.86(s，1H，-CHO)，9.17(s，1H，-NH)，7.88(d，J＝8.0Hz，2H)7，18(d，J＝8.0Hz，2H)，4.86(s，2H，-CH₂)，2.21(s，-NH₂)。

将3.40g(10mmol)中间体5、2，3-二羟胺-2，3-二甲基丁烷1.6g(11mmol)溶于50mL甲醇中，回流搅拌反应24h后，减压除去甲醇，将残渣悬浮于80mL CH₂Cl₂中，冰浴下搅拌，滴加含有NaIO₄2.14g(10mmol)的20mL水溶液。反应结束后分离有机相，无水硫酸镁干燥，柱层析纯化，得到产物2.56g，产率55％。mp：215～216℃.ESR(DMF)：五重峰，g＝2.0074，|aN|＝7.54G。MS：m/z(ESI)＝469.9[M+H]⁺。元素分析C₁₇H₂₁N₆O₄S₂(括号内为理论计算值％)：C，43.51(43.49)；H，4.48(4.51)；N，17.87(17.90)。

【实施例2】化合物2的合成

将2-氨基-5-氨基磺酰基-1，3，4-噻唑18.0g(0.1mmol)和三乙胺22mL(0.15mmol)溶解于200mL二氯甲烷中，冰水浴下缓慢滴加溶解在200mL二氯甲烷中的溴乙酰溴22.2g(0.11mmol)，滴毕后，缓慢升至室温，继续搅拌1h。过滤除去不溶物后，有机相依次用蒸馏水和饱和食盐水洗涤，无水硫酸镁干燥，过滤后，减压除去溶剂的28.9g中间体4。¹H-NMR(400MHz，CDCl₃)：δ＝9.18(s，1H，-NH)，4.31(s，2H，-CH₂)，2.32(s，-NH₂)。

将间羟基苯甲醛6.1g(0.05mmol)、碳酸钾6.9g(0.05mmol)加入到150mL的无水丙酮中，搅拌下加入15g(0.05mmol)中间体4，室温反应10h，减压除去溶剂后加入200mL二氯甲烷，经200mL水洗两次后，再用饱和食盐水洗涤，有机层用无水硫酸镁干燥，过滤，除去溶剂得12.9g中间体5。¹H-NMR(400MHz，CDCl₃)：δ＝9.64(s，1H，-CHO)，9.15(s，1H，-NH)，7.83(m，1H)7，44(d，2H)，7.27(m，1H)，4.88(s，2H，-CH₂)，2.23(s，-NH₂)。

将2.7g(8mmol)中间体5、2，3-二羟胺-2，3-二甲基丁烷1.48g(10mmol)溶于50mL甲醇中，回流搅拌反应24h后，减压除去甲醇，将残渣悬浮于80mL CH₂Cl₂中，冰浴下搅拌，滴加含有NaIO₄2.14g(10mmol)的20mL水溶液。反应结束后分离有机相，无水硫酸镁干燥，柱层析纯化，得到产物1.88g，产率50％。mp：220～221℃.ESR(DMF)：五重峰，g＝2.0074，|aN|＝7.54G。MS：m/z(ESI)＝470.2[M+H]⁺。元素分析C₁₇H₂₁N₆O₄S₂(括号内为理论计算值％)：C，43.50(43.49)；H，4.49(4.51)；N，17.87(17.90)。

【实施例3】化合物3的合成

将2-氨基-5-氨基磺酰基-1，3，4-噻唑14.4g(0.08mmol)和三乙胺22mL(0.15mmol)溶解于200mL二氯甲烷中，冰水浴下缓慢滴加溶解在200mL二氯甲烷中的溴乙酰溴20.2g(0.1mmol)，滴毕后，缓慢升至室温，继续搅拌1h。过滤除去不溶物后，有机相依次用蒸馏水和饱和食盐水洗涤，无水硫酸镁干燥，过滤后，减压除去溶剂的23.1g中间体4。¹H-NMR(400MHz，CDCl₃)：δ＝9.18(s，1H，-NH)，4.31(s，2H，-CH₂)，2.32(s，-NH₂)。

将邻羟基苯甲醛5.5g(0.045mmol)、碳酸钾6.9g(0.05mmol)加入到150mL的无水丙酮中，搅拌下加入15g(0.05mmol)中间体4，室温反应10h，减压除去溶剂后加入200mL二氯甲烷，经200mL水洗两次后，再用饱和食盐水洗涤，有机层用无水硫酸镁干燥，过滤，除去溶剂得11.2g中间体5。¹H-NMR(400MHz，CDCl₃)：δ＝10.12(s，1H，-CHO)，9.14(s，1H，-NH)，7.78(m，1H)，7，64(m，1H)，7.18(m，2H)，4.66(s，2H，-CH₂)，2.18(s，-NH₂)。

将3.40g(10mmol)中间体5、2，3-二羟胺-2，3-二甲基丁烷1.48g(10mmol)溶于50mL甲醇中，回流搅拌反应24h后，减压除去甲醇，将残渣悬浮于80mL CH₂Cl₂中，冰浴下搅拌，滴加含有NaIO₄2.14g(10mmol)的20mL水溶液。反应结束后分离有机相，无水硫酸镁干燥，柱层析纯化，得到产物2.12g，产率45％。mp：200～201℃.ESR(DMF)：五重峰，g＝2.0074，|aN|＝7.54G。MS：m/z(ESI)＝470.2[M+H]⁺。元素分析C₁₇H₂₁N₆O₄S₂(括号内为理论计算值％)：C，43.48(43.49)；H，4.52(4.51)；N，17.88(17.90)。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种由下述通式表示的化合物:

苯环上的两个基团处在对位、间位或邻位。

2.权利要求1所述化合物的合成方法，其特征在于，步骤如下:

（1）以三乙胺或者吡啶为俘酸剂，将2-氨基-5-氨基磺酰基-1,3,4-噻唑与溴乙酰溴按摩尔比1:0.8～1.2进行反应；反应结束后，过滤，除去溶剂得中间体4； 

（2）在碳酸钾催化下，按摩尔比1: 0.8～1.2将对羟基苯甲醛、间羟基苯甲醛或邻羟基苯甲醛搅拌下加入中间体4中，除去溶剂得中间体5；

（3）将中间体5、2,3-二羟胺-2,3-二甲基丁烷按摩尔比1: 0.8～1.2溶于溶剂中，反应，除去溶剂，将残渣悬浮于溶剂中，滴加0.8～1.2倍摩尔量NaIO₄溶液；反应结束后，柱层析纯化，得到终产物1、2或3，其中，1为对羟基苯甲醛的反应产物，2为间羟基苯甲醛的反应产物，3为邻羟基苯甲醛的反应产物。

3.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于，步骤如下:

（1）以三乙胺或者吡啶为俘酸剂，将2-氨基-5-氨基磺酰基-1,3,4-噻唑与溴乙酰溴按摩尔比1:1进行反应；反应结束后，过滤，除去溶剂得中间体4； 

（2）在碳酸钾催化下，按摩尔比1: 1将对羟基苯甲醛、间羟基苯甲醛或邻羟基苯甲醛搅拌下加入中间体4中，除去溶剂得中间体5；

（3）将中间体5、2,3-二羟胺-2,3-二甲基丁烷按摩尔比1: 1溶于溶剂中，反应，除去溶剂，将残渣悬浮于溶剂中，滴加等摩尔量NaIO₄溶液；反应结束后，柱层析纯化，得到终产物1、2或3，其中，1为对羟基苯甲醛的反应产物，2为间羟基苯甲醛的反应产物，3为邻羟基苯甲醛的反应产物。

4.权利要求1所述化合物在制备防治缺氧损伤药物或药物组合物中的应用。

5.权利要求1所述化合物在制备治疗心肌缺血、脑缺血的药物中的应用。