S-萘普生-水楊酰苯胺互聯前藥合成的實驗設計

蘇國琛, 李 玲, 李 珅, 牟衛偉

(1. 南開大學 藥學院, 天津 300071； 2. 煙臺市食品藥品檢驗檢測中心, 山東 煙臺 264670)

1 目標化合物的合成路線

萘普生化學名為(+)-α-甲基-6-甲氧基-2-萘乙酸,是一類重要的2-芳基丙酸類非甾體抗炎藥,具有較強的消炎、解熱、鎮痛作用,用于與關節炎或其他癥狀有關的炎癥和疼痛[1-3]。萘普生的α位為手性碳原子,因此萘普生存在一對光學活性對映體,但 R-和 S-萘普生的藥效不同,萘普生 S-構型的藥效為R-構型的 28 倍[4-6]。

由于S-萘普生有胃腸道和神經系統方面的不良反應,如頭痛、眩暈、輕度頭暈、嗜睡等,使其臨床應用受到限制[7]。有研究表明,將S-萘普生設計成酯類衍生物,可降低S-萘普生胃腸道副作用,提高其生物利用度[8-12]。水楊酰苯胺為水楊酸類解熱鎮痛藥,主要用于發熱、頭痛、神經痛、關節痛及活動性風濕癥,作用較阿司匹林強,副作用小。本研究把S-萘普生分子中的羧基、水楊酰苯胺類化合物分子中羥基鍵連在一起,即將S-萘普生分子中的羧基與水楊酰苯胺中的酚羥基進行酯化成S-萘普生-水楊酰苯胺酯的前體形式,目的是為了改變S-萘普生的理化性質,提供具有減少引起胃刺激的傾向的S-萘普生-水楊酰苯胺酯前藥,經體內分解為母藥S-萘普生和水楊酰苯胺,希望借此可以改善其在體內的吸收、分布、轉運、代謝等藥代動力學過程,提高生物利用度,提高對靶部位的作用選擇性,去除或降低副作用,使得S-萘普生解鎮痛活性增強。合成路線如下：

圖1 目標化合物的合成路線

2 實驗

2.1 主要儀器與試劑

X-4型顯微熔點儀(溫度已校正)；Bruker 37型傅里葉轉換紅外光譜儀(KBr壓片)；VANCEAV 400MHz核磁共振譜儀(TMS為內標,CDCl3或DMSO-d6為溶劑)；LCQ Advanted MAX質譜儀；Perkin-Elmer 2400型元素分析儀；薄層色譜：薄層板用青島海洋化工有限公司生產的硅膠GF254加0.5%羧甲基纖維素鈉溶液制備,干燥后不經活化直接使用,紫外燈下觀察；S-萘普生購于阿法埃莎(中國)化學有限公司(分析純,HPLC測定含量≥99%)；其他試劑均為市售化學純或分析純。

2.2 S-萘普生-水楊酰苯胺前藥的合成

2.2.1 水楊酰苯胺的制備

在干燥的250 mL三頸瓶上安裝溫度計和球形冷凝管,依次加入苯酚25 g(0.266 mol)、水楊酸35 g(0.25 mol),油浴加熱熔融,控制溫度在140 ℃；通過滴液漏斗緩緩加入三氯化磷10 mL,此時有氯化氫氣體產生,在冷凝器上端接尾氣吸收裝置,三氯化磷加畢維持溫度在140 ℃,反應2 h；趁熱攪拌下傾入50 ℃熱水中,于冰水浴中不斷攪拌,直至固化；過濾,水洗,制得水楊酸苯酯；水楊酸苯酯15 g(0.07 mol)投入250 mL圓底燒瓶中,加熱至120 ℃使熔融,加入6.75 mL苯胺, 160 ℃反應2 h,趁熱傾入38 mL、85%乙醇中,置冰水浴中攪拌,直至結晶析出,過濾,用85%乙醇洗2次,干燥,得水楊酰苯胺。

2.2.2 S-萘普生-水楊酰苯胺的合成

將真空干燥過的0.5 g(2.2 mmol)S-萘普生和0.53 g(2.5 mmol)水楊酰苯胺投入500 mL單口圓底燒瓶中,加入無水二氯甲烷至固體全部溶解,然后再加入0.42 g(2.2 mmol)EDC和少量DMAP,于室溫下攪拌反應,TLC監測反應終點(展開劑為乙酸乙酯/石油醚,比例為1∶5)。旋蒸除去溶劑,柱層析分離產品,用乙酸乙酯/石油醚體積比依次為1∶8,1∶6,1∶5的比例進行梯度洗脫,得白色結晶性粉末0.82 g,產率87.1%,熔點為151～153 ℃。

3 實驗結果及討論

3.1 合成實驗

S-萘普生和水楊酰苯胺成酯的最初實驗方案是將S-萘普生做成酰氯以提高反應活性,然后再和水楊酰苯胺進行酰化。酰氯制備方法是用二氯亞砜(SOCl2)做酰化劑和反應溶劑,吡啶做縛酸劑,75 ℃下回流反應5 h,然后減壓蒸餾得到酰氯,未作進一步處理直接用于下步反應。S-萘普生酰氯和水楊酰苯胺反應結果不佳,期間更換反應溶劑、改變反應時間、更換展開劑比例,都不能得到預期產品。歸結原因是由于鄰位酰胺基空間位阻大,酚羥基與苯環共軛,加上苯環上又有吸電子的乙酰胺基,因此酚羥基上電子云密度較低,親核反應性較弱。參考貝諾酯合成路線將其做成鈉鹽[13],酚羥基氧原子電子云密度增高,有利于親核反應,而且酚鈉成酯,還可避免生成氯化氫,使生成的酯鍵水解。于是改用甲氧萘丙酰氯與撲熱息痛鈉鹽反應,由于甲氧萘丙酰氯遇水分解,結果還是沒有得到產物。

酯化一般有直接法和間接法,于是我們放棄了酰化法成酯,改用直接偶合法,就是在偶合試劑存在下將甲氧萘丙酸直接和水楊酰苯胺反應。實驗采用EDC/DMAP和DCC/DMAP兩組偶合試劑。EDC、DCC都具有較強的脫水能力,DMAP則能較好的促進酯鍵生成。但DCC/DMAP實驗結果較差,采用EDC/DMAP作為偶合試劑。IR、1H-NMR以及熔點確證是目標產物。

3.2 波譜性質

圖2為S-萘普生-水楊酰苯胺的紅外吸收光譜圖。圖2中，1 601.05 cm-1和1 498.71 cm-1為萘環骨架振動；1 751.63 cm-1和1 126.81 cm-1分別為酯鍵的振動；3 352.25 cm-1為酰胺中—NH振動；1 660.49 cm-1為酰胺中CO振動；1 528.37 cm-1為酰胺中N—H振動；2 973.26 cm-1為CH3振動；2 928.75 cm-1為亞甲基振動；3 061.34 cm-1為苯環的C—H振動；1 446.23 cm-1為苯環骨架振動。

圖3為S-萘普生-水楊酰苯胺的1H-NMR譜圖。

1H-NMR(CDCl3,ppm)：1.64(兩重峰)是與手性碳相連的甲基上氫的吸收峰；4.11(四重峰)是萘環2位側鏈手性碳上氫的吸收峰；3.92(單峰)是萘環上甲氧基上氫的吸收峰；7.03(雙峰)是萘環上7位上氫的吸收峰；7.18(雙峰)是萘環上3位上氫的吸收峰；7.25(三重峰)是苯環上氫的吸收峰。

3.3 前藥驗證

對大鼠進行胃腸給藥,提供100 mg/kg的劑量,于不同時間取血0.4 mL,經離心后分離血漿100 μL,加入磷酸鹽緩沖液50 μL,150 μL乙腈渦旋混合4 min,12 000 r/min離心2次,取上清液,高效液相色譜法分析萘普生和水楊酰苯胺的濃度。結果表明,給藥后血漿中萘普生和水楊酰苯胺的濃度增加,約1.5 h后達峰濃度μg/mL級,印證了前體化合物在短時間內就極好地代謝為萘普生和水楊酰苯胺。

圖2 S-萘普生-水楊酰苯胺的紅外吸收光譜圖

圖3 S-萘普生-水楊酰苯胺的1H-NMR譜圖