一種柯南因型化合物及其制備方法和應用

本發(fā)明屬于藥物合成，具體涉及一種柯南因型化合物及其制備方法和其在制備治療缺血性腦卒中藥物中的應用。

背景技術(shù)：

1、結(jié)構(gòu)復雜多樣的天然產(chǎn)物及其類似物是生物活性研究和新藥開發(fā)的源泉，推出的產(chǎn)品可以大大改善和保障人類的健康。單萜吲哚生物堿是生物堿中數(shù)量最龐大的一類生物堿，目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)超過15個家族和3000多個成員，是立體化學和結(jié)構(gòu)上最多樣化的一類天然產(chǎn)物。其次，由于該類生物堿大都從民間中草藥植物來源的茜草科、馬錢科和夾竹桃科中分離得到，所以有廣泛的生物活性，其中應用于臨床藥物有數(shù)十個，分屬長春堿類、喜樹堿類、奎寧堿類、士的寧堿類、柯南因類和玫瑰樹堿類等。

2、柯南因家族生物堿在單萜吲哚生物堿中占有重要的地位，目前已經(jīng)報道了近300個成員，并且該家族的生物堿多數(shù)具有廣泛的生物活性，主要體現(xiàn)在抗病毒、抗菌、抗炎、抗瘧疾、肌肉松弛、血管松弛、鎮(zhèn)痛活性以及影響主要神經(jīng)和心臟系統(tǒng)的活性，同時還具有nf-κb抑制和na+-葡萄糖共轉(zhuǎn)運蛋白抑制特性。這些生物堿因其結(jié)構(gòu)的差異，導致生物活性也會截然不同，而該家族天然產(chǎn)物有一小群分子在結(jié)構(gòu)上有相似之處，僅c15和c20位的手性構(gòu)型不同，我們希望能找到一個通用中間體對其類似物進行合成研究，以此通過構(gòu)效分析更深層次探討該類分子的生物活性。

3、鐵死亡(ferroptosis)是在2012年發(fā)現(xiàn)的程序性細胞死亡，具有鐵依賴性，以過度的脂質(zhì)過氧化為特征。在二價鐵或酯氧合酶的作用下，催化細胞膜上高表達的不飽和脂肪酸，發(fā)生脂質(zhì)過氧化，從而誘導細胞死亡；此外，還表現(xiàn)為抗氧化體系(谷胱甘肽系統(tǒng))的調(diào)控核心酶gpx4的降低。因此，細胞發(fā)生鐵死亡需要滿足三個條件：①脂質(zhì)過氧化反應的底物-含多不飽和脂肪酸(pufas)的磷脂(pl)，由于pufas結(jié)構(gòu)中非共軛雙烯丙基上亞甲基的氫原子(位于兩個雙鍵中間)易離去，因此pufas易發(fā)生氧化反應；②游離的和嵌合在特定酶如脂氧合酶中的鐵；③脂質(zhì)過氧化修復功能缺損。改變其中任何一個條件，均會影響鐵死亡的執(zhí)行。

4、目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一些鐵死亡抑制劑：自由基清除抗氧化劑(rtas)、脂氧合酶抑制劑、酯酰輔酶a合成酶長鏈家族成員4(acsl4)抑制劑、鐵螯合劑和氘代多不飽和脂肪酸，如下表1所示。現(xiàn)有鐵死亡抑制劑不僅種類較少，且成藥性差，如fer-1穩(wěn)定性差、dfo生物利用度低、deferoxamine難以透過血腦屏障等，限制其作為藥物的應用。因此，開發(fā)新的具有良好類藥性及抑制活性的鐵死亡抑制劑具有重要的研究意義和應用價值。

5、表1鐵死亡抑制劑作用類型與應用

6、

7、鐵死亡與神經(jīng)系統(tǒng)疾病(如神經(jīng)退行性疾病和腦卒中等)的發(fā)生和發(fā)展密切相關(guān)，通過抑制鐵死亡過程成為治療上述疾病的新策略。缺血性腦卒中(is)是腦卒中的主要類型，病因為腦部血流供應受阻引起缺血缺氧，造成部分腦組織神經(jīng)元損傷或死亡和功能異常。腦血管堵塞后，n-甲基-d-天冬氨酸受體過度激活促進神經(jīng)元鐵攝取并產(chǎn)生鐵死亡。谷氨酸能神經(jīng)傳遞的失調(diào)穩(wěn)態(tài)升高細胞外谷氨酸水平，從而抑制胱氨酸攝取并限制谷胱甘肽的生物合成。腦缺血后可溶性tau蛋白的減少阻止了未成熟淀粉樣前體蛋白與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的解離，消除了淀粉樣前體蛋白向神經(jīng)元表面的運輸，淀粉樣前體蛋白與fpn蛋白相互作用，允許鐵從神經(jīng)元輸出。缺乏這種相互作用會導致鐵的毒性積累，并最終導致缺血性中風后的神經(jīng)元鐵死亡損傷。此外，缺血性腦卒中常用的治療手段是恢復腦部組織血管血液流通，其一方面能夠挽救神經(jīng)細胞，促進腦組織功能恢復；但另一方面又會導致神經(jīng)細胞產(chǎn)生快速的損傷級聯(lián)反應，進一步加重腦損傷。因此，無論是急性缺血期的腦損傷還是卒中導致的繼發(fā)性腦損傷，鐵死亡均參與其中。通過抑制鐵死亡，發(fā)揮神經(jīng)保護的作用，即在缺血期可靶向腦實質(zhì)，在卒中后期可恢復神經(jīng)元功能，是治療缺血性腦卒中有前景的策略。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一類柯南因型化合物，其結(jié)構(gòu)式如下：

2、

3、式中：r選自h、對甲氧基芐基；r1選自乙基、乙烯基、醛基、羥甲基；

4、式ⅰ中c15與c16、c15與c20的連接方式為c＝c或c-c，當c15與c16的連接方式為c＝c時，c20位氫的構(gòu)象為α構(gòu)型；式ⅱ中c15位氫的構(gòu)象為α構(gòu)型或β構(gòu)型，c20位氫的構(gòu)象為α構(gòu)型或β構(gòu)型。

5、本發(fā)明柯南因型化合物的制備方法如下：

6、1、通用中間體9的合成

7、(1)化合物1經(jīng)vilsmeier-haack反應制得化合物2，化合物2與叔丁基亞磺酰胺縮合得到化合物3；

8、

9、式中r選自對甲氧基芐基(pmb)、芐基、芐氧羰基、叔丁氧羰基、對甲苯磺?；?、苯磺?；ο趸交酋；?、三甲基苯磺酰基、甲基、甲酸甲酯基、三氟磺酰基，r2為鹵素(cl、br、i)、oh、對甲苯磺?；?ots)、甲基磺?；?oms)；

10、(2)化合物3經(jīng)插烯mannich加成反應得到化合物5和其非對映異構(gòu)體4；

11、

12、式中r選自對甲氧基芐基、芐基、芐氧羰基、叔丁氧羰基、對甲苯磺酰基、苯磺?；?、對硝基苯磺?；?、三甲基苯磺?；⒓谆?、甲酸甲酯基、三氟磺?；瑀2為鹵素、oh、對甲苯磺?；?、甲基磺酰基；

13、(3)化合物5脫除亞磺?；Ｗo后加入堿經(jīng)過n-烷基化構(gòu)建了c環(huán)，再經(jīng)mannich環(huán)化反應得到化合物6；

14、

15、式中r選自對甲氧基芐基、芐基、芐氧羰基、叔丁氧羰基、對甲苯磺酰基、苯磺?；?、對硝基苯磺?；⑷谆交酋；⒓谆?、甲酸甲酯基、三氟磺?；?，r2為鹵素、oh、對甲苯磺?；?、甲基磺酰基；

16、所述脫除亞磺?；Ｗo通過以下三種方式實現(xiàn)(1)底物溶解到溶劑中加入鹽酸脫除；(2)底物溶解到溶劑中加入碘單質(zhì)脫除；(3)底物用甲醇溶解后加入乙酰氯脫除；

17、n-烷基化過程中的堿選自nahco3、nah、na2co3、k2co3、cs2co3中的一種，d環(huán)的構(gòu)建mannich環(huán)化反應中的碳單元選自甲醛氣體、甲醛水溶液或多聚甲醛，反應溫度為50～100℃；(4)化合物6打開丙酮保護得到化合物7，化合物7還原酯基得到化合物8；

18、

19、式中r選自對甲氧基芐基、芐基、芐氧羰基、叔丁氧羰基、對甲苯磺酰基、苯磺酰基、對硝基苯磺酰基、三甲基苯磺?；⒓谆?、甲酸甲酯基、三氟磺?；?；

20、所述打開丙酮保護通過以下四種方法實現(xiàn)(1)底物溶解到甲醇中，加入金屬鈉；(2)底物溶解到四氫呋喃和甲醇的混合溶劑(體積比10:1)中，加入氫化鈉；(3)底物溶解到四氫呋喃中加入甲醇鈉；(4)底物溶解到甲醇中加入氫氧化鋰

21、(5)化合物8經(jīng)horner-wadsworth-emmons反應得到共同中間體9；

22、

23、式中r選自對甲氧基芐基、芐基、芐氧羰基、叔丁氧羰基、對甲苯磺酰基、苯磺?；ο趸交酋；?、三甲基苯磺?；?、甲基、甲酸甲酯基、三氟磺酰基；

24、horner-wadsworth-emmons反應中使用的witting試劑選自h1、h2、h3、h4；溶劑選自四氫呋喃、二氯甲烷、1,4-二氧六環(huán)、1,2-二氯乙烷、甲苯、乙腈，反應溫度為50～100℃；

25、

26、2、柯南因型化合物的合成

27、(1)中間體9經(jīng)過氧化反應得到化合物10，化合物10經(jīng)過witting反應得到化合物11，還原化合物11中的環(huán)外雙鍵得到化合物12，脫除吲哚保護基得到化合物13，最后還原化合物13中的環(huán)內(nèi)雙鍵得到化合物14和其非對映異構(gòu)體15；

28、

29、式中r選自對甲氧基芐基、芐基、芐氧羰基、叔丁氧羰基、對甲苯磺?；⒈交酋；?、對硝基苯磺?；?、三甲基苯磺酰基、甲基、甲酸甲酯基、三氟磺?；?；

30、所述中間體9氧化反應制備化合物10的反應中采用的氧化劑選自戴斯-馬丁氧化劑、2-碘?；郊姿帷⒙茹t酸吡啶鹽、重鉻酸吡啶鎓、三氧化硫吡啶；還原化合物13中使用的催化劑為鈀碳，化合物13和催化劑的摩爾比為1:0.05-0.5，反應溶劑選自甲醇、四氫呋喃、乙醇中的一種；氫氣壓力為0.1-5mpa；

31、(2)中間體9還原α,β-不飽和雙鍵得到化合物16，化合物16氧化成醛后經(jīng)witting反應得到化合物17和其非對映異構(gòu)體18，脫除化合物17中的吲哚保護基得到化合物19，最后還原雙鍵得到化合物20；

32、所述中間體9制備化合物16的還原反應中使用的催化劑選自鈀碳、氫氧化鈀碳、六水合氯化鎳-硼氫化鈉、雷尼鎳；溶劑選自甲醇、四氫呋喃、乙醇；

33、

34、式中r選自對甲氧基芐基、芐基、芐氧羰基、叔丁氧羰基、對甲苯磺酰基、苯磺?；ο趸交酋；?、三甲基苯磺酰基、甲基、甲酸甲酯基、三氟磺?；?/p>

35、(3)中間體9脫除吲哚保護基后得到化合物21，還原雙鍵得到化合物22，氧化成醛后得到化合物23，最后經(jīng)witting反應得到化合物24；

36、

37、式中r選自對甲氧基芐基、芐基、芐氧羰基、叔丁氧羰基、對甲苯磺?；⒈交酋；?、對硝基苯磺酰基、三甲基苯磺酰基、甲基、甲酸甲酯基、三氟磺酰基；

38、所述化合物21制備化合物22的催化還原反應的催化劑為鈀碳、銠碳、氫氧化鈀碳中的一種；化合物21和催化劑的摩爾比為1:0.05-0.5；反應溶劑選自甲醇、四氫呋喃、乙醇；氫氣壓力為0.1-5mpa。

39、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

40、本發(fā)明提供的柯南因型化合物集群式合成路線，可以通過共同中間體完成該家族多個類天然產(chǎn)物的合成，適用于工業(yè)化生產(chǎn)和市場推廣應用；

41、本發(fā)明制得的柯南因型化合物具有鐵死亡抑制活性、抗神經(jīng)炎癥活性、細胞保護活性以及血腦屏障透過性，可見，本發(fā)明所述化合物在制備鐵死亡抑制劑用于治療抗缺血性腦卒中的應用中具有重要的藥用價值和廣泛的應用前景。