CN1939912A - N－[2－(3－苯基－2－丙烯酰氨基)丙酰基]－噻唑烷酸及其衍生物制备方法 - Google Patents
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Abstract
文献中涉及到的化合物已经有了较好的药理实验结果，依据创新药物设计理念，本发明在此基础上对其进行改构修饰，我们从2个方面进行了考虑：第一，设法掩蔽现有ACEI毒副作用位点；第二，突破现有上市ACEI作用机制，设计全新作用机制的新型ACEI化合物。我们保留了文献中有活性化合物结构中不饱和双键部分，设计合成路线，将其脯氨酸部分更换为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，以期获得高效、低毒的新型的ACEI。
Description
发明名称
N-[2-(3-苯基-2-丙烯酰氨基)丙酰基]-噻唑烷酸及其衍生物制备方法
技术领域
有机化学
背景技术
ACEI(Angiotensin Converting Enzyme Inhibitor)即血管紧张素转换酶抑制剂，是心血管药物史上的一个新里程碑，它的最大功用就是对高血压疾病的有效治疗，血管紧张素转换酶ACE(Angiotensin Converting Enzyme)是一种膜固定的金属蛋白酶，它含有1306个氨基酸，研究结果表明活性中心中含有一个Zn2+、质子化的精氨酸和疏水空腔[1]。在生理作用上，它是体内调节血压的肾素-血管紧张素***的关键酶[2]。血管紧张素源为一种糖蛋白，经肾素作用后，由453个氨基酸组成的血管紧张素源裂解释放出10个氨基酸的多肽血管紧张素I(AngI)是一个无活性的多肽，但经血管紧张素转换酶酶解，得到八肽的血管紧张素II(AngII)，AngII是已知最强的升压活性物质。
另外，ACE又有降解失活缓激肽的功能，缓激肽有扩张血管、利尿、降低血压的作用，ACE大量存在于血管内皮细胞的膜表面，血液中内源性Ang I和缓激肽均可被其转化，从两个方面作用导致血压上升。人们根据ACE的这一结构特点设计和合成了许多的血管紧张素转换酶抑制剂
经过20多年的研究与临床实验，目前已有30余种ACEI类新药上市，临床应用的ACEI根据与体内ACE活性中心结合位点不同，可分为三类：第一类为含巯基的ACEI，如卡托普利(captopril)、佐芬普利(zofenopril)、阿拉普利(alacepril)；第二类为含羧基的ACEI，如依那普利(enalapril)、赖诺普利(lidinopril)、希拉普利(cilazapril)、雷米普利(ramipril)、贝那普利(benazepril)、喹那普利(quinapril)；第三类为含磷酰基的ACEI，如福辛普利(fosinpril)。如图所示：
图ACE活性作用位点的虚拟模型：疏水口袋(a)附加结合位点(b)
它们在生物利用度、血浆半衰期、***途径、分布、与组织结合ACE的亲和体等方面各有所不同。尽管ACEI以口服有效、降压效果好而持久、治疗范围广、副作用小等优点受到了国际国内医药界的广泛关注，但也不乏负面报道，有些患者服用后，出现了一些与化合物结构相关的药物的不良反应，如干咳、哮喘以及骨髓抑制、血管神经性水肿、瘙痒及嗜酸细胞增多症等[3-5]，已引起了人们越来越多的关注。如何寻找和合成优秀的ACEI是研究心血管疾病的一个十分活跃的领域。
近期的研究表明[6-8]，将α，β-不饱和酰胺类化合物作为一类潜在的ACE抑制剂已经取得了初步成果，该类化合物由于不含巯基，故克服了第一类化合物的毒副作用，预计会有较好的前景。α，β-不饱和酰胺能够与ACE中活性端的亲核部分发生麦克尔加成，而谷氨酸的羧基正是我们所知道的亲核试剂。如果α，β-不饱和酰胺的N端作为氢键受体与ACE相结合，那么该酰胺的羰基就会结合这个酶的Zn离子部分(如下图)，然后此酰胺的α，β-不饱和双键通过催化羧化会与该转换酶的Glu-127(谷氨酸)的羧基发生麦克尔加成反应。最终导致血管紧张素转换酶被不可逆的抑制。从而达到降低血压的效果。
这些研究中合成出来一系列α，β-不饱和酰胺及其衍生物中已经发现了几种取得了较好的动物实验效果，但尚未进入临床阶段。其中N-[2-(3-苯基-2-丙烯酰氨基)丙酰基]脯氨酸的IC50(mM)为0.23，效果较好。结构如下图(左)：
N-[2-(3-苯基-2-丙烯酰氨基)内酰基]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
本发明以上述N-[2-(3-苯基-2-丙烯酰氨基)丙酰基]脯氨酸为基础，对其改构修饰，我们保留其结构中不饱和双键部分，设计合成路线，以期获得高效、低毒的新型的ACEI。在合成路线中我们将其脯氨酸部分更换为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，结构如上图(右)，这类化合物也属于α，β-不饱和酰胺类化合物，
从药理上来说，噻唑烷酸被证明具有抗肿瘤作用[9-18]，作用机理是其在体内分解为半胱氨酸及甲醛。半胱氨酸作为载体，对肿瘤组织有一定亲和力，醛部分则可作用于瘤细胞的核酸或蛋白质的亲核部分。
从结构上说，最近的研究表明[19]，噻唑烷酸较之脯氨酸有更大的电荷密度，这是由于噻唑烷羧酸既是一种取代的脯氨酸，且CH2被S取代以后，S上存在的富电子能加强4位上羧酸的电荷密度，使其能与疏水口袋更稳定的结合，与ACE中质子化精氨酸部位结合得到了加强。研究发现将第二类ACEI中的依那普利结构中的脯氨酸部分改构为噻唑烷酸及其衍生物，已经取得了较好的药理实验结果。
发明内容
文献中涉及到的化合物已经有了较好的药理实验结果，本发明在此基础上进行改构修饰，依据创新药物设计理念，我们从3个方面进行了考虑：第一，保留现有上市ACEI的传统基本活性位点；第二，设法掩蔽现有ACEI毒副作用位点；第四，突破现有上市ACEI作用机制，设计全新作用机制的新型ACEI化合物，本发明设计的合成路线，其目标是获得高效、低毒的新型ACEI。
在合成路线设计策略上我们采用目前多肽合成的一般方法，即用分别被Boc-基团和酯基保护的丙氨酸和噻唑烷酸缩合形成二肽，然后脱保护后将已经酰化的肉桂酸接到二肽的N端，即得到我们的目标化合物。
附图说明
其中R为：
具体实施方式
实验步骤如下：
噻唑烷酸及其衍生物的合成[17-18]
将L-半胱氨酸盐酸盐一水合物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)，室温下搅拌3h，冰水冷却析出晶体，抽滤，乙醇洗涤，干燥得粗品，将粗品用水25ml加热溶解，趁热过滤，滤液中加入95％乙醇25ml，冷却至3℃，抽滤，用95％的乙醇洗涤三次，干燥得白色晶体3.2g，收率84.4％。
其余衍生物合成方法同上。
噻唑烷酸酯的盐酸盐的合成[21]
将2g(0.015mol)L-硫代脯氨酸悬浮于16mL无水乙醇中，室温下通入干燥的氯化氢气体至饱和(搅拌加快L-硫代脯氨酸的溶解)。放置过夜，减压浓缩至干。将沉淀用少量无水乙醇溶解，再减压蒸干并重复操作两次以除尽多余的氯化氢，否则产物容易发粘。最后将沉淀再溶于少量温热的无水乙醇中，加无水***直至不再析出结晶为止。于冰箱中放置数小时后，过滤，收集晶体，用乙醇—***(1∶2)混合液洗涤，干燥称重，得化合物。
其余的噻唑烷酸的盐酸盐的合成同上。
肽键的生成
将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)的硫代脯氨酸乙酯盐酸盐和1.99ml(0.0155mol)的N-乙基***啉。在0℃冷却搅拌下加入3.37g(0.0163mol)DCC的5ml的冰冷的THF溶液，0℃搅拌1h，室温再搅拌1h，TLC监测反应进程。滤去DCU，滤液减压浓缩至干。残留物溶于乙酸乙酯中，依次用饱和的NaHCO3、2N的柠檬酸、NaHCO3和饱和的NaCl洗至中性。加无水NaSO4干燥，减压浓缩去溶剂。得产物。
其余衍生物合成方法同上。
BOC-保护基的脱除
将由上步反应生成的化合物2.1g(0.005mol)加入到15ml的HCl-EtOAc溶液中。搅拌，TLC监测反应进程，待BOC反应结束后，35-40℃水浴中旋干，EtOAc交换3次，真空干燥，即得化合物。
肉桂酰氯的制备
重蒸过的SOCl21.79g(30mmol)加入到20mmol的肉桂酸中，在80℃下搅拌2h，剩余的SOCl2旋蒸除去。
目标化合物的制备
在冰水浴中将二肽溶解在1mol/L的NaOH6.5ml中，室温剧烈搅拌下加入3.5ml(2mol/L)的NaOH和新制备的肉桂酰氯(6.5mmol)，反应3h，反应产物用***提取，水层用浓盐酸酸化到PH 1-2，乙酸乙酯提取，水洗，无水MgSO4干燥，过滤，减压蒸去溶剂，剩余物用***—氯仿重结晶，得产物。
发明人情况
代斌：男，1969年10月生，教授，博士，石河子大学化学化工学院
王东：男，1972年6月，实验师，硕士生，石河子大学化学化工学院
刘志勇：男，1969年10月生，副教授，博士生，石河子大学化学化工学院
顾承志：男，1975年3月生，讲师，硕士，石河子大学化学化工学院
仲伶俐：女，1982年10月生，硕士生，石河子大学化学化工学院
马晓伟：女，1979年10月，助教，硕士生，石河子大学化学化工学院
李文娟：女，1980年11月，助教，硕士生，石河子大学化学化工学院
参考文献
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[20]黄惟德，陈常庆.《多肽合成》北京：科学出版社，1981。
Claims (3)
1.设计思路
文献中涉及到的化合物已经有了较好的药理实验结果，本发明在此基础上进行改构修饰，依据创新药物设计理念，设计了合成路线，其目标是获得高效、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线
噻唑烷酸及其衍生物的合成路线图如下：
目标化合物的合成路线图如下：
3.目标化合物
III即为目标化合物：其中取代基R与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.目标化合物合成方法：
噻唑烷酸及其衍生物的合成
将L-半胱氨酸盐酸盐一水合物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)，室温下搅拌3h，冰水冷却析出晶体，抽滤，乙醇洗涤，干燥得粗品，将粗品用水25ml加热溶解，趁热过滤，滤液中加入95％乙醇25ml，冷却至3℃，抽滤，用95％的乙醇洗涤三次，干燥得白色晶体3.2g，收率84.4％。
其余衍生物合成方法同上。
噻唑烷酸酯的盐酸盐的合成
将2g(0.015mol)L-硫代脯氨酸悬浮于16mL无水乙醇中，室温下通入干燥的氯化氢气体至饱和(搅拌加快L-硫代脯氨酸的溶解)。放置过夜，减压浓缩至干。将沉淀用少量无水乙醇溶解，再减压蒸干并重复操作两次以除尽多余的氯化氢，否则产物容易发粘。最后将沉淀再溶于少量温热的无水乙醇中，加无水***直至不再析出结晶为止。于冰箱中放置数小时后，过滤，收集晶体，用乙醇-***(1∶2)混合液洗涤，干燥称重，得化合物。
其余的噻唑烷酸的盐酸盐的合成同上。
肽键的生成
将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)的硫代脯氨酸乙酯盐酸盐和1.99ml(0.0155mol)的N-乙基***啉。在0℃冷却搅拌下加入3.37g(0.0163mol)DCC的5ml的冰冷的THF溶液，0℃搅拌1h，室温再搅拌1h，TLC监测反应进程。滤去DCU，滤液减压浓缩至干。残留物溶于乙酸乙酯中，依次用饱和的NaHCO3、2N的柠檬酸、NaHCO3和饱和的NaCl洗至中性。加无水NaSO4干燥，减压浓缩去溶剂。得产物。
其余衍生物合成方法同上。
BOC-保护基的脱除
将由上步反应生成的化合物2.1g(0.005mol)加入到15ml的HCl-EtOAc溶液中。搅拌，TLC监测反应进程，待BOC反应结束后，35-40℃水浴中旋干，EtOAc交换3次，真空干燥，即得化合物。
肉桂酰氯的制备
重蒸过的SOCl21.79g(30mmol)加入到20mmol的肉桂酸中，在80℃下搅拌2h，剩余的SOCl2旋蒸除去。
目标化合物的制备
在冰水浴中将二肽溶解在1mol/L的NaOH6.5ml中，室温剧烈搅拌下加入3.5ml(2mol/L)的NaOH和新制备的肉桂酰氯(6.5mmol)，反应3h，反应产物用***提取，水层用浓盐酸酸化到PH 1-2，乙酸乙酯提取，水洗，无水MgSO4干燥，过滤，减压蒸去溶剂，剩余物用***-氯仿重结晶，得产物。
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