新型非肽类a1受体抗剂的合成及体外抗环收缩活性研究

新型非肽类a1受体抗剂的合成及体外抗环收缩活性研究

血管紧张素受体抗剂是血管紧张素转换酶（ce）抑制剂之后的一种新型抗高血压药物。血管紧张素Ⅱ(AⅡ)是肾素-血管紧张素系统(reninangiotensinsystem,RAS)中的重要介质,对血压调控和保持电解质平衡起着重要作用,它参与了RAS的血管收缩、醛固酮释放、钠水潴留和中枢性升压等过程。非肽类AⅡ受体拮抗剂直接作用于AⅡ受体,无ACE抑制剂的干咳和血管水肿等不良反应,可以口服,生物利用度高,无首过低压效应,且可用于治疗充血性心衰等病症,应用前景十分广阔。自1994年Dupont公司的氯沙坦(losartan)上市以来,迄今已有8个AT1受体拮抗剂上市。其中德国的BoehringerIngelheim公司于1997年开发上市的替米沙坦(BIBR-277)以其拮抗活性强(约为氯沙坦的3倍),作用时间长而备受关注。本文以替米沙坦为原型物,根据其分子-受体结合模型的研究结果对其进行结构优化:(1)运用生物电子等排原理,用苯基吡咯代替替米沙坦结构中的联苯部分;(2)在此基础上将羧基与四氮唑两种酸性基团的作用进行比较;(3)改变苯并咪唑2位-亲脂性侧链的长度;(4)通过在苯基吡咯环5-位引入吸电子取代,期望苯基和吡咯环更倾向于垂直交叉排列,使吡咯环上2-位酸性基团能更好地与受体结合。因此,设计了3类结构新颖的N-苯基-1H-吡咯取代的双苯并咪唑类衍生物,并完成了12个目标化合物的合成。所得新化合物的结构经IR、1HNMR、MS和元素分析确证。初步生物活性研究表明,部分化合物具有较好的AT1受体拮抗活性,其中化合物Ⅰd的活性大于先导物替米沙坦。化合物的合成路线如路线1和路线2所示,目标化合物的化学结构、物理性质及光谱数据如表1、表2和表3所示。1化学与综合评价1.1目标化合物a-d的合成以3-甲基-4-酰胺基-5-氨基苯甲酸甲酯(1)为原料,经环化、酯水解得到3,中间体3与N-甲基邻苯二胺盐酸盐(4)环合得到4-甲基-6-(1-甲基苯并咪唑-2-基)-2-烷基-苯并咪唑(5),再分别与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)进行N-烷基化反应得到中间体7,10和11。化合物7与叠氮化钠、三丁基氯化锡经1,3偶极反应,酸性水解制得目标化合物Ⅰa-d;中间体10及11在氢氧化钠作用下水解,再酸化得到目标化合物Ⅱa-d和Ⅲa-d。1.2化合物的合成参考有关文献,化合物3与N-甲基邻苯二胺盐酸盐(4)在温度150℃时,PPA存在下,可直接环合成化合物5,我们发现收率很低,通过摸索,将PPA加热至120℃,加入化合物3,升温至150℃待反应体系成为透明状态,再少量多次加入化合物4,加毕,继续升温至170℃,反应15h,得棕黑色黏稠物,过滤,先调pH至5析出棕黑色固体,经过滤,再调pH至8～9,得淡黄色固体5,收率可达60%～75%。目标物Ⅱa-d和Ⅲa-d的制备,对化合物10和11进行水解时,用饱和碳酸钠溶液/甲醇进行回流未得到产物;在25℃分别用7%和15%的氢氧化钠溶液/甲醇(1∶2,v/v)反应24h,得到的产物收率极低;经摸索,采用10%的氢氧化钠溶液与甲醇(1∶1,v/v),进行回流反应6h,顺利得到产物Ⅱa-d和Ⅲa-d。2中间体3,5-溴-1h-吡咯-2-羧酸甲酯2c的合成通法红外光谱仪为NicoletImpact410型,KBr压片;核磁共振仪为BruckerACF300型和BruckerAM500型,TMS为内标;质谱仪为FinniganFTMS-2000型,VG-ZAB-HS型和HP1100LC/MSD型,元素分析仪为CarloErba1106型;熔点用XT-4型双目显微熔点仪测定,温度计未经校正。AⅡ(Sigma公司);偶氮二异丁腈、三丁基氯化锡等(美国Aldrich公司);其他所用原料和试剂均为市售分析纯,其中石油醚的沸点为60～90℃。2.13-氨基-4-正丁酰胺基-5-甲基苯甲酸甲酯(1c)1c参考文献自制,收率为65%,mp150～151℃,IR(KBr)ν:3553,3426,1709,1678cm-1。同法制备原料1a,1b和1d。2.21-(4-溴甲基苯基)-1H-吡咯-2-腈(6)参考文献方法制备。收率为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)参考文献方法制备。收率为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)参考文献方法制备。收率为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)将1c(1.5g,6mmol)溶于醋酸15mL中,回流12h,蒸除醋酸,加水10mL,浓氨水调pH至8～9,用乙酸乙酯(15mL×3)提取,无水硫酸钠干燥,浓缩得粗品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)+。同法制备中间体2a,2b和2d。2.62-正丙基-4-甲基苯并咪唑-6-羧酸(3c)将2c(1.16g,5mmol),甲醇15mL,水9mL,氢氧化钠1.2g混合,回流3h,浓缩,加入水20mL,用30%柠檬酸调pH至5,抽滤,得白色固体3c0.94g,收率86%,mp246～247℃。同法制备中间体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)将3c(1.5g,7mmol)于120℃溶于PPA中,升温至150℃,待反应体系成为透明状态后,分批加入N-甲基邻苯二胺盐酸盐(4)(1.2g,9mmol),于170℃反应15h,倒入冰水中,调pH至5,析出棕黑色固体,过滤,再调pH至8～9,抽滤,得灰白色固体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)+。同法制备中间体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)将5c(3.0g,10mmol)溶于DMF20mL中,加入NaH(0.40g,10mmol),搅拌反应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,加完升温至25℃,搅拌反应24h,倒入饱和食盐水中,用乙酸乙酯提取,无水硫酸钠干燥,浓缩,残余物经柱层析(乙酸乙酯∶石油醚,1∶3和3∶1)提纯,得淡黄色油状物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)。同法制备中间体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)氮气保护下,将7c(0.5g,0.9mmol),NaN3(0.06g,0.9mmol),n-Bu3SnCl(0.25mL,0.9mmol)溶于二甲苯25mL,回流反应72h,蒸除甲醇,残余物溶于10%氢氧化钠溶液,乙酸乙酯提取,水层用浓盐酸调pH至4,析出黄色固体,再用乙酸乙酯提取,无水硫酸镁干燥,浓缩,经柱层析(氯仿∶甲醇,20∶1)提纯,得白色固体Ⅰc0.21g。目标物Ⅰa,Ⅰb和Ⅰd的制备方法同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)将5c(3.0g,10mmol)溶于DMF15mL中,加入NaH(0.40g,10mmol),搅拌反应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℃搅拌反应24h,倒入饱和食盐水中,用乙酸乙酯提取,无水硫酸钠干燥,浓缩,残余物经柱层析(乙酸乙酯∶石油醚,1∶3和2∶1)提纯,得淡黄色油状物10c1.82g,IR(KBr)ν:3412,2926,1720,1595,1510,1415cm-1。直接投入下步反应。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)将10c(0.5g,1.0mmol)溶于甲醇15mL,加入10%氢氧化钠15mL,回流反应6h,蒸除甲醇,残余物加水20mL溶解,过滤,滤液用10%盐酸调pH至4,得白色固体,经柱层析(氯仿∶甲醇,15∶1)提纯,得白色固体Ⅱc0.21g。目标物Ⅱa,Ⅱb和Ⅱd的制备方法同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)将5c(3.0g,10mmol)溶于DMF15mL中,加入NaH(0.40g,10mmol),搅拌反应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℃搅拌反应24h,倒入饱和食盐水中,用乙酸乙酯提取,无水硫酸钠干燥,浓缩,残余物经柱层析(乙酸乙酯∶石油醚,1∶3和2∶1)提纯,得淡黄色油状物11c1.89g,IR(KBr)ν:3432,2926,1718,1590,1500,1410cm-1。直接投入下步反应。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)将11c(0.5g,0.9mmol)溶于甲醇15mL,加入10%氢氧化钠15mL,回流反应6h,蒸除甲醇,残余物加水20mL溶解,过滤,滤液用10%盐酸调pH至4,得白色固体,经柱层析(氯仿∶甲醇,20∶1)提纯,得白色固体Ⅲc0.19g。目标物Ⅲa,Ⅲb和Ⅲd的制备方法同Ⅲc。3a受体抗剂的制备所用仪器为:XWT-464型台式自动平衡记录仪,Css01型超微恒温水浴,张力换能器。动脉环制备:静脉注射空气处死新西兰大白兔(2～4kg),雌雄并用,分离主动脉,置于饱和氧的Kerbs液(118mmol/L氯化钠,4.7mmol/L氯化钾,3.5mmol/L氯化钙,25mmol/L碳酸氢钠,1.2mmol/L硫酸镁,41.2mmol/L磷酸氢二钾,10mmol/L葡萄糖,pH7.4)中。去除血管周围的结缔组织,剪成3～4mm的动脉环,置于37℃的10mL水浴槽中,通氧,动脉环通过自制平衡记录仪记录收缩反应,每隔20min换一次液,平衡1h后,开始试验。AⅡ受体拮抗剂的IC50值一般以它们抑制动脉环对10nmAⅡ(相当于90%的收缩反应的能力)来测定,每隔40min用AⅡ刺激一次,以第2次AⅡ刺激引起的最大收缩反应作为对照,在第2次AⅡ刺激引起的最大收缩反应后,用Kerbs液洗至基线,加入受试化合物孵育30min后,再制备AⅡ的累积浓度-效应曲线(1.0×10-9～1.0×10-5mol/L),测得受试化合物抑制AⅡ诱导的兔主动脉收缩能力的IC50值,其结果见表4。由表4可知,在上述实验条件下,所