苯甲酰胺類磷酸二酯酶-4抑制劑的設計與合成

唐波，傅榕賡，李玲，譚桂林，張春桃*

（湖南中醫藥大學藥學院，湖南長沙410208）

苯甲酰胺類磷酸二酯酶-4抑制劑的設計與合成

唐波，傅榕賡，李玲，譚桂林，張春桃*

（湖南中醫藥大學藥學院，湖南長沙410208）

目的合成6個苯甲酰胺類磷酸二酯酶-4抑制劑。方法以異香蘭素為原料，經過成醚反應、氧化反應、Schotten-Baumann反應等制備目標化合物。結果成功制備了6個目標化合物：Benzoic acid，4-[[3-（isobutoxy）-4-methoxybenzoyl]amino]（T1），Benzamide，4-[[3-（isobutoxy）-4-methoxybenzoyl]amino]（T2），Benzamide，4-（isobutoxy）-3-methoxy-N-[4-[[（1-methylethyl）amino]sulfonyl]phenyl]（T3），Benzoicacid，4-[[3-（cyclopentyloxy）-4-methoxybenzoyl]amino]（T4），Benzamide，4-[[3-（cyclopentyloxy）-4-methoxybenzoyl]amino]（T5），Benzamide，4-（cyclopentyloxy）-3-methoxy-N-[4-[[（1-methylethyl）amino]sulfonyl]phenyl]（T6），收率分別為66.7%、65.7%、18.4%、46.7%、76.8%和12.4%，其中化合物T1、T2、T3、T5、T6為新化合物。結論所得產物的化學結構經1H-NMR、MS譜確證，與目標化合物相符。

磷酸二酯酶-4抑制劑；苯甲酰胺類；設計與合成

磷酸二酯酶（PDEs）為一個龐大的酶家族，有11種同工酶，其中磷酸二酯酶-4（PDE-4）能特異性地水解環磷酸腺苷（cAMP）為無活性的5’-磷酸腺苷（5'-AMP）[1]。PDE-4存在A～D四種亞型，其中PDE-4A、PDE-4B和PDE-4D主要分布于T細胞、嗜酸性粒細胞、單核細胞和中性粒細胞等炎癥細胞，是引起炎癥的原因之一，PDE-4抑制劑可以抑制PDE-4，升高cAMP水平，進而發揮抗炎作用，治療哮喘、慢性阻塞性肺病（COPD）、抑郁癥等多種疾病[2]。目前臨床使用的PDE-4抑制劑普遍存在不同程度的腹瀉、惡心和頭痛等不良反應。因此尋找不良反應小的優良PDE-4抑制劑很有必要。本文根據苯甲酰胺類PDE-4抑制劑的結構和藥效團特征，設計并合成了化合物T1-T6，以期望獲得不良反應小、活性強的PDE-4抑制劑。

1 PDE-4抑制劑的設計

利用3D QSAR、CoMFA、CoMSIA等手段對PDE-4抑制劑的藥效團分析，結合苯甲酰胺類的典型藥物羅氟司特（Ⅰ）（見圖1）與PDE-4復合物的三維結構特點[3-4]，發現羅氟司特結構中的兩個氧分別與PDE-4的谷氨酰胺酸形成氫鍵，兩個醚基分別位于PDE-4活性口袋的疏水區域，3位醚基為較大的疏水基取代時可增強活性[5]；其苯環與PDE-4的苯丙氨酸形成π-π共軛，酰胺位置交換或以乙酮取代均使活性減弱[6]。吡啶環位于PDE-4活性口袋的

M區域，M區主要含極性基團、Zn2+、Mg2+等金屬離子，吡啶環以取向力與M區域結合[7]。綜上，設計以結構骨架Ⅱ（見圖1）為母核的化合物，R1與疏水區結合，因此以環烷基或柔性的支鏈烷基取代；R2與M區主要以取向力結合，故以羧基或磺酰胺基等極性基團取代。設計了能滿足PDE-4抑制劑藥效團結構要求的6個目標化合物（見圖2），希望能發現不良反應小的活性藥物。

6個目標化合物均以異香蘭素（1）為原料，經成醚反應、氧化反應、Schotten-Baumann反應等制備目標化合物（合成路線見圖2）[8-12]。

圖1 基于苯甲酰胺PDE-4抑制劑結合特征和藥效團分布的化合物設計

圖2 化合物T1-6合成路線

2 實驗部分

2.1 儀器與試劑

X-4數字顯示微熔點測定儀（北京泰克儀器有限公司）；Varianinova-400型核磁共振譜儀（美國安捷倫科技公司），TMS為內標，DMSO-d6為溶劑；Xevo G2-XS QTOF質譜儀（沃特世科技有限公司）。

碳酸鉀、氨基磺酸、亞氯酸鈉為化學純；其余試劑均為分析純。

2.2 化合物2和3的合成

將5.0 g異香蘭素（0.032 9 mol），13.6 g K2CO3（0.098 6 mol），溴代異丁基或溴代環戊烷（0.048 mol）溶于20 mL N，N-二甲基甲酰胺中。100℃下攪拌2 h，放冷，加入20 mL冷水，10 mL乙酸乙酯萃取3次。合并有機層，依次用水、1 mol/L氫氧化鈉、飽和鹽水洗滌，無水硫酸鈉干燥后，在50℃下真空旋干，得到黃色油狀產物。化合物2的收率：93.9%；化合物3的收率：85.3%。

2.3 化合物4和5的合成

將化合物2或3（0.010 8 mol），3.3 g氨基磺酸（0.034 0 mol）溶于25 mL冰醋酸，逐滴加入7.5 mL亞氯酸鈉水溶液（0.042 2 mol），32℃下反應1 h，停止反應，加入適量的水，抽濾，固體用乙腈重結晶，得到白色固體產物。化合物4的收率：39.2%，mp：150～152℃。化合物5的收率：37.4%，mp：162～164℃。

2.4 目標化合物T1、T2、T4、T5的合成

將化合物4或5（0.014 6 mol），10 mL二氯亞砜，在冰浴條件下攪拌30 min，然后回流3 h，減壓蒸去溶液得到黃褐色油狀液體，加入10 mL四氫呋喃，得到黃色懸濁液。將對氨基苯甲酸或對氨基苯磺酰胺（0.012 3 mol），1 mL吡啶，10 mL四氫呋喃混合溶液滴加到上述溶液，回流5 h，停止反應，加入適量的冷水，放置，抽濾，乙醇重結晶，得到白色固體產物。

2.5 化合物T3和T6的合成

化合物T2或T5（0.001 5 mol），0.5 g K2CO3（0.003 6 mol），溶于10 mL N，N-二甲基甲酰胺中，加入0.21 mL溴代異丙烷，65℃下攪拌4 h。停止反應，將反應液倒入100 mL水中，靜置過夜，抽濾后得到白色固體，柱層析分離（石油醚∶乙酸乙酯=4∶1）。

3 結果與討論

異香蘭素烷基化時，在弱堿性環境，酚羥基不利于解離，反應活性弱；以強堿氫氧化鈉作為縛酸劑時，則易發生歧化副反應，因此我們選擇無水K2CO3作縛酸劑，收率最高。醛氧化為羧酸時，NaClO2應緩慢滴加，否則將產生大量氣泡，易發生爆炸；反應時間以1.5 h為宜，否則副產物增加，導致產率降低。Schotten-Baumann反應成酰胺時應無水，且酰氯應新制，以防止酰氯水解。

上述6個目標化合物經1H-NMR、MS譜及與已知化合物母核數據對比進一步確認了其化學結構式（見圖2），分別為：Benzoicacid，4-[[3-（isobutoxy）-4-methoxybenzoyl]amino]（T1），Benzamide，4-[[3-（isobutoxy）-4-methoxybenzoyl]amino]（T2），Benzamide，4-（isobutoxy）-3-methoxy-N-[4-[[（1-methylethyl）amino]sulfonyl]phenyl]（T3），Benzoic acid，4-[[3-（cyclopentyloxy）-4-methoxybenzoyl]amino]（T4），Benzamide，4-[[3-（cyclopentyloxy）-4-methoxybenzoyl]amino]（T5），Benzamide，4-（cyclopentyloxy）-3-methoxy-N-[4-[[（1-methylethyl）amino]sulfonyl]phenyl]（T6），其中化合物T1、T2、T3、T5、T6為新化合物。這些新化合物的活性有待進一步測試。

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（本文編輯蘇維）

Design and Synthesis of Benzamide Derivatives as Inhibitors of Phosphodiesterase-4

TANG Bo,FU Ronggeng,LI Ling,TAN Guilin,ZHANG Chuntao*
(Hunan University of Chinese Medicine,Changsha,Hunan 410208,China)

Objective To synthesize 6 phosphodiesterase-4 inhibitors of benzamide derivatives.Methods Isovanillin as the starting material，compounds was synthesized by etherification，oxidation reaction and Schotten-Baumann reaction.Results 6 target compounds were synthesized.Benzoicacid，4-[[3-（isobutoxy）-4-methoxybenzoyl]amino]（T1），Benzamide，4-[[3-（isobutoxy）-4-methoxybenzoyl]amino]（T2），Benzamide，4-（isobutoxy）-3-methoxy-N-[4-[[（1-methylethyl）amino]sulfonyl]phenyl]（T3），Benzoicacid，4-[[3-（cyclopentyloxy）-4-methoxybenzoyl]amino]（T4），Benzamide，4-[[3-（cyclopentyloxy）-4-methoxybenzoyl] amino]（T5），Benzamide，4-（cyclopentyloxy）-3-methoxy-N-[4-[[（1-methylethyl）amino]sulfonyl]phenyl]（T6）.The yield were 66.7%，65.7%，18.4%，46.7%，76.8%and 12.4%，respectively.Conclution The structures of the target compounds were confirmed by1H-NMR and MS methods.

PDE-4 inhibitors；benzamide derivatives；design and synthesis

R914；R287

A

doi：10.3969/j.issn.1674-070X.2016.03.008

2015-10-29

2013年湖南省教育廳資助研究生創新課題（CX2013B337）；湖南省教育廳藥學特色專業資助。

唐波，男，在讀碩士研究生，主要從事合成藥物化學研究。

*張春桃，女，教授，碩士研究生導師，E-mail：zct1201@126.com。