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        新型含偕二甲基結(jié)構(gòu)的PAR-1拮抗劑的合成及其抗血小板聚集活性

        2012-11-21 04:41:16張林山苗華明張海良譚初兵周植星趙桂龍1
        合成化學(xué) 2012年6期
        關(guān)鍵詞:食鹽水二甲基丁基

        張林山, 苗華明, 張海良,譚初兵, 周植星, 邵 華, 李 明, 趙桂龍1,

        (1. 山東輕工業(yè)學(xué)院 化學(xué)與制藥工程學(xué)院,山東 濟(jì)南 250353; 2. 天津藥物研究院 藥物設(shè)計(jì)與發(fā)現(xiàn)天津市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,天津 300193; 3. 青島科技大學(xué) 化學(xué)與分子工程學(xué)院,山東 青島 266042)

        抗血小板藥物是一類重要的抗凝血類藥物,廣泛應(yīng)用于動(dòng)脈血栓性疾病的治療,如急性冠脈綜合癥。研究表明,血小板可以被一系列激動(dòng)劑激活,如凝血酶,ADP,血栓烷A,膠原蛋白和腎上腺素等,其中凝血酶是最強(qiáng)的激動(dòng)劑[1]。凝血酶受體拮抗劑是一類很有潛力的抗凝血藥物,主要通過(guò)位于血小板表面的蛋白酶激活受體1(PAR-1)發(fā)揮作用。PAR-1也叫凝血酶受體,目前有兩個(gè)化合物(SCH530348[2,3]和E5555[4,5])處于臨床試驗(yàn)階段。

        本課題組[6,7]在研究PAR-1拮抗劑的過(guò)程中,以E5555為模板,設(shè)計(jì)、合成了一個(gè)含偕二甲基的PAR-1拮抗劑2(Chart 1)[7]。為了進(jìn)一步研究2的構(gòu)效關(guān)系,本文以1-(5-叔丁基-4-羥基-3-溴苯基)乙酮(3)和3,3-二甲基-5,6-二乙氧基-二氫異吲哚1-亞胺(8)為主要原料,設(shè)計(jì)并合成了3個(gè)新型的含有偕二甲基結(jié)構(gòu)的PAR-1拮抗劑——1-(3-叔丁基-4-烷氧基-5-取代氨基苯基)-2-(5,6-二乙氧基-3,3-二甲基-1,3-二氫-1-亞胺基-2H-異吲哚-2-基)乙酮?dú)滗逅猁}(2a~2c, Scheme 1),其結(jié)構(gòu)經(jīng)1H NMR和13C NMR表征。并研究了2a~2c對(duì)TRAP誘導(dǎo)的人血小板聚集活性的抑制作用。

        Chart1

        CompabcREtn-Prn-PrXOOCH2

        Scheme1

        1 實(shí)驗(yàn)部分

        1.1 儀器與試劑

        X-4型數(shù)字顯微熔點(diǎn)儀(溫度未校正);Bruker AV 400型核磁共振儀(DMSO-d6為溶劑,TMS內(nèi)標(biāo));Thermo Nicolet Avtar FT 370型紅外光譜儀(KBr壓片);Agilent Q-TOF 6510型高分辨質(zhì)譜儀(ESI)。

        3[4~6]和8[7]按文獻(xiàn)方法制備;其余所用試劑均為分析純或化學(xué)純,其中THF和DME(1,2-二甲氧基乙烷)用金屬鈉干燥,二苯甲酮作指示劑蒸餾純化;DMF用CaH2干燥后減壓蒸餾純化。

        1.2 合成

        (1) 4-烷氧基-3-溴-5-叔丁基苯乙酮(4a和4b)的合成

        在干燥的反應(yīng)瓶中加入3 5.42 g(20 mmol), EtBr(Ⅰa)或n-PrBr(Ⅰb)50 mmol, 固體K2CO35.53 g,固體KI 1.66 g及DMF 50 mL,攪拌下于室溫反應(yīng)過(guò)夜(TLC監(jiān)測(cè))。倒入冰水(300 mL)中,用濃鹽酸小心調(diào)至pH 4~5,用二氯甲烷(3×50 mL)萃取,合并萃取相,用飽和食鹽水洗滌,無(wú)水Na2SO4干燥,旋蒸除溶后經(jīng)硅膠柱層析[梯度洗脫劑:A=V(乙酸乙酯) ∶V(石油醚)=1 ∶50~1 ∶20]純化得4a和4b。

        4a: 無(wú)色油狀液體,收率94%;1H NMRδ: 8.06(d,J=2.0 Hz, 1H), 7.86(d,J=2.4 Hz, 1H), 4.11(q,J=6.9 Hz, 2H), 2.55(s, 3H), 1.42(t,J=7.0 Hz, 3H), 1.37(s, 9H)。

        4b: 無(wú)色油狀液體,收率96%;1H NMRδ: 8.06(d,J=2.4 Hz, 1H), 7.86(d,J=2.4 Hz, 1H), 4.03(t,J=6.6 Hz, 2H), 1.83~1.88(m, 2H), 1.37(s, 9H), 1.04(t,J=7.4 Hz, 3H)。

        (2) 4-烷氧基-3-溴-5-叔丁基苯乙酮二甲基縮酮(5a和5b)的合成

        在反應(yīng)瓶中加入4a或4b18 mmol,原甲酸三甲酯[HC(OMe)3]6.37 g(60 mmol),樟腦磺酸[(±)-CSA]0.42 g(1.8 mmol)和甲醇15 mL,攪拌下于室溫反應(yīng)過(guò)夜(TLC監(jiān)測(cè))。加入固體K2CO30.41 g(3 mmol),于室溫反應(yīng)至pH>7。抽濾,濾液倒冷卻的飽和食鹽水入(200 mL)中,迅速用二氯甲烷(3×50 mL)萃取,合并有機(jī)相,用飽和食鹽水洗滌,無(wú)水Na2SO4干燥,旋蒸除溶,真空干燥得5a或5b(未經(jīng)純化直接用于下步反應(yīng))。

        5a: 無(wú)色油狀液體,收率91%;1H NMRδ: 7.46(d,J=2.0 Hz, 1H), 7.33(d,J=2.0 Hz, 1H), 4.04(q,J=6.9 Hz, 2H), 3.06(s, 6H), 1.42(s, 3H), 1.38(t,J=7.0 Hz, 3H), 1.34(s, 9H)。

        5b: 無(wú)色油狀液體,收率90%;1H NMRδ: 7.46(d,J=2.0 Hz, 1H), 7.33(d,J=2.4 Hz, 1H), 3.96(t,J=6.6 Hz, 2H), 3.06(s, 6H), 1.79~1.85(m, 2H), 1.42(s, 3H), 1.34(s, 9H), 1.02(t,J=7.4 Hz, 3H)。

        (3) 4-烷氧基-3-取代氨基-5-叔丁基苯乙酮二甲基縮酮(6a~6c)的合成(以6a為例)

        在干燥的反應(yīng)瓶中依次加入5a16 mmol,嗎啉(Ⅱa)20 mmol,叔丁醇鈉1.92 g(20 mmol),Pd(OAc)20.22 g(1 mmol), 2,2′-雙(二苯基膦基)-1,1′-聯(lián)萘(BINAP)0.62 g(1 mmol)及DME 30 mL,氮?dú)鈿夥罩谢亓鞣磻?yīng)過(guò)夜(TLC監(jiān)測(cè))。冷卻至室溫,抽濾,濾液倒入冷卻的飽和食鹽水中,迅速用二氯甲烷(3×50 mL)萃取,合并有機(jī)相,用飽和食鹽水洗滌,無(wú)水Na2SO4干燥,旋蒸除溶后經(jīng)中性氧化鋁柱層析(梯度洗脫劑:A=1 ∶100~1 ∶30)純化得6a。

        用類似的方法合成6b和6c。

        6a: 無(wú)色棱柱狀晶體,收率85%, m.p.78 ℃~80 ℃;1H NMRδ: 7.02(d,J=1.6 Hz, 1H), 6.90(d,J=2.0 Hz, 1H), 4.22(q,J=7.1 Hz, 2H), 3.74~3.76(m, 4H), 3.06(s, 6H), 2.95(s, 4H), 1.42(s, 3H), 1.31~1.33(m, 12H)。

        6b: 無(wú)色棱柱狀晶體,收率80%, m.p.90 ℃~91 ℃;1H NMRδ: 7.02(d,J=2.0 Hz, 1H), 6.90(d,J=2.0 Hz, 1H), 4.14(t,J=6.6 Hz, 2H), 3.73~3.75(m, 4H), 3.05(s, 6H), 2.93(s, 4H), 1.72~1.78(m, 2H), 1.41(s, 3H), 1.32(s, 9H), 1.02(t,J=7.4 Hz, 3H)。

        6c: 白色固體,收率77%, m.p.91 ℃~92 ℃;1H NMRδ: 6.99(d,J=2.0 Hz, 1H), 6.92(d,J=2.0 Hz, 1H), 4.14(t,J=6.8 Hz, 2H), 3.05(s, 6H), 2.87(s, 3H), 1.73~1.79(m, 2H), 1.64~1.66(m, 4H), 1.50~1.51 (m, 2H), 1.40(s, 3H), 1.32(s, 9H), 1.02(t,J=7.4 Hz, 3H)。

        (4) 4-烷氧基-α-溴-3-取代氨基-5-叔丁基苯乙酮(7a~7c)的合成(以7a為例)

        在干燥的反應(yīng)瓶中依次加入6a12 mmol, THF 40 mL及甲醇10 mL,攪拌下于7 ℃加入苯基三甲基三溴化銨4.89 g(13 mmol),反應(yīng)1 h(TLC監(jiān)測(cè))。滴加Na2S2O3·5H2O 0.27 g(1.1 mmol)的水(10 mL)溶液,滴畢,于室溫反應(yīng)1 h。倒入冷卻的飽和食鹽水中,用二氯甲烷(3×50 mL)萃取,合并有機(jī)相,用飽和食鹽水洗滌,無(wú)水Na2SO4干燥,旋蒸除溶,于室溫放置固化,用混合溶劑(A=1 ∶30)溶解,反應(yīng)過(guò)夜。抽濾,濾餅于室溫真空干燥得7a。

        用類似的方法合成7b和7c。

        7a: 白色固體,收率91%, m.p.149 ℃~150 ℃;1H NMRδ: 7.62(d,J=2.0 Hz, 1H), 7.49(d,J=2.0 Hz, 1H), 4.89(s, 2H), 4.29(q,J=7.1 Hz, 2H), 3.76~3.78(m, 4H), 2.98~3.00(m, 4H), 1.33~1.36(m, 12H)。

        7b: 白色固體,收率93%, m.p.111 ℃~112 ℃;1H NMRδ: 7.62(d,J=2.0 Hz, 1H), 7.50(d,J=2.0 Hz, 1H), 4.89(s, 2H), 4.21(t,J=6.6 Hz, 2H), 3.76~3.78(m, 4H), 2.98(s, 4H), 1.76~1.81(m, 2H), 1.36(s, 9H), 1.03(t,J=7.4 Hz, 3H)。

        7c: 無(wú)色油狀物,收率87%;1H NMRδ: 7.59(d,J=2.0 Hz, 1H), 7.50(d,J=2.0 Hz, 1H), 4.87(s, 2H), 4.21(t,J=6.8 Hz, 2H), 2.92(s, 4H), 1.74~1.81(m, 2H), 1.66~1.69(m, 4H), 1.52~1.53(m, 2H), 1.35(s, 9H), 1.03(t,J=7.4 Hz, 3H)。

        (5)2a~2c的合成(以2a)為例

        在干燥的反應(yīng)瓶中加入7a10 mmol, 8 2.48 g(10 mmol)及THF 30 mL,攪拌下于室溫反應(yīng)過(guò)夜(TLC監(jiān)測(cè))。過(guò)濾,濾餅用少量THF洗滌,于室溫真空干燥得2a。

        用類似的方法合成2b和2c。

        2a: 白色固體,收率94%, m.p.218 ℃~219 ℃;1H NMRδ: 9.49(bs, 1H, NH), 8.94(bs, 1H, NH), 7.79(s, 1H, ArH), 7.69(d,J=1.6 Hz, 1H, ArH), 7.57(d,J=1.6 Hz, 1H, ArH), 7.42(s, 1H, ArH), 5.37(s, 2H, CH2CO), 4.31(q,J=6.9 Hz, 2H, CH2CH3), 4.19(q,J=6.9 Hz, 2H, CH2CH3), 4.10(q,J=6.9 Hz, 2H, CH2CH3), 3.79~3.80(m, 4H, NCH2), 3.04(m, 4H, OCH2), 1.47(s, 6H, CCH3), 1.36~1.40(m, 18H, CH3);13C NMRδ: 190.37, 160.79, 155.42, 153.73, 148.66, 146.61, 145.35, 143.38, 129.01, 121.47, 117.52, 116.56, 106.44, 105.59, 70.23, 66.39, 65.01, 64.53, 64.29, 50.24, 48.06, 34.92, 30.21, 23.70, 15.11, 14.47, 14.38; IRν: 3 354, 3 222, 3 038, 1 694, 1 671, 1 602, 1 494, 1361 cm-1; HR-ESI-MS: Calcd for C32H45N3O5{[M+H]+} 552.343 7, found 552.341 1。

        2b: 白色固體,收率91%, m.p.228 ℃~229 ℃;1H NMRδ: 9.51(bs, 1H, NH), 9.06(bs, 1H, NH), 7.84(s, 1H, ArH), 7.69(d,J=1.2 Hz, 1H, ArH), 7.59(d,J=1.2 Hz, 1H, ArH), 7.43(s, 1H, ArH), 5.39(s, 2H, CH2CO), 4.16~4.25(m, 4H, CH2), 4.10(q,J=6.9 Hz, 2H, CH2CH3), 3.81(s, 4H, NCH2), 3.03(s, 4H, OCH2), 1.75~1.85(m, 2H, CH2CH2CH3), 1.48(s, 6H, CCH3), 1.33~1.40(m, 15H, CH3), 1.06(t,J=7.4 Hz, 3H, CH2CH3);13C NMRδ: 190.41, 160.82, 155.54, 153.67, 148.61, 146.58, 145.27, 143.26, 128.99, 121.56, 117.69, 116.61, 106.72, 105.60, 70.57, 70.23, 66.36, 64.53, 64.31, 50.30, 48.16, 34.90, 30.15, 23.71, 22.76, 14.45, 14.36, 10.50。

        2c: 白色固體,收率88%, m.p.216 ℃~217 ℃;1H NMRδ: 9.51(bs, 1H, NH), 8.93(bs, 1H, NH), 7.81(s, 1H, ArH), 7.66(d,J=2.0 Hz, 1H, ArH), 7.59(d,J=1.6 Hz, 1H, ArH), 7.42(s, 1H, ArH), 5.37(s, 2H, CH2CO), 4.16~4.25(m, 4H, NCH2), 4.10(q,J=7.1 Hz, 2H, OCH2CH3), 2.97(s, 4H, CH2), 1.77~1.84(m, 2H, CH2), 1.70~1.71(m, 4H, CH2), 1.55(s, 2H, CH2), 1.47(s, 6H, CCH3), 1.35~1.41(m, 15H, CH3), 1.06(t,J=7.4 Hz, 3H, CH2CH3);13C NMRδ: 190.36, 160.84, 160.78, 155.88, 153.70, 148.63, 146.59, 143.05, 128.82, 121.27, 118.18, 116.58, 106.58, 105.57, 89.28, 70.51, 70.23, 64.52, 64.24, 51.31, 48.04, 34.88, 30.16, 25.94, 23.77, 23.69, 22.83, 14.45, 14.37, 10.47。

        1.3 2a~2c的抗血小板聚集活性測(cè)試

        采用兩周未服用藥物的健康志愿者血樣20 mL,與3.8%枸櫞酸鈉按9/1(體積比)混合抗凝,于室溫離心10 min,吸出上層富含血小板血漿(PRP)進(jìn)行血小板聚集實(shí)驗(yàn)。

        取300 μL PRP置比濁管內(nèi),分別加入3 μL待測(cè)化合物(c=10 μg·mL-1,以0.1%DMSO生理鹽水為溶劑)或等體積空白對(duì)照液,于37 ℃溫育5 min。加入血小板聚集誘導(dǎo)劑TRAP,用LBY-NJ四通道血小板聚集儀測(cè)定對(duì)照管和給藥管PRP在10 min內(nèi)的最大聚集率。加入的血小板聚集誘導(dǎo)劑終濃度分別為:凝血酶0.5 U·L-1, TRAP 10 μmol·L-1。數(shù)據(jù)以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(M±SD)表示,按公式計(jì)算抑制率{抑制率=[聚集率對(duì)照管-聚集率給藥管)/聚集率對(duì)照管]×100%}。

        2 結(jié)果與討論

        2.1 合成

        在KI作催化劑和K2CO3存在下,3分別使用EtBr和n-PrBr在DMF于室溫反應(yīng)順利烷基化得到烷基醚4a~4b; 4在CSA存在下用原甲酸三甲酯在甲醇中室溫下處理,轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的二甲基縮酮5a~5b; 5在Buchwald-Hartwig反應(yīng)條件下分別與嗎啉和哌啶反應(yīng),形成C-N得到烷基芳胺6a~6c; 6在THF/MeOH中于7 ℃經(jīng)過(guò)苯基三甲基三溴化銨處理,分子中的二甲基縮酮基團(tuán)被除去同時(shí)羰基α-位被溴化得7a~7c; 7與含有偕二甲基的環(huán)狀脒8[7]在THF中室溫下反應(yīng)合成了3個(gè)新型的含偕二甲基結(jié)構(gòu)的PAR-1拮抗劑2a~2c。

        2.2 2a~2c的抗血小板聚集活性

        2a~2c的抗血小板聚集活性結(jié)果見表1。由表1可見,陽(yáng)性對(duì)照品E5555表現(xiàn)出極強(qiáng)的抗血小板聚集的活性,抑制率為(98.79±32.04)%,而2a~2c只表現(xiàn)出一定的活性,其中2b和2c的抑制率較2a低。

        表12a~2c的抗血小板聚集活性*

        Table1Anti-platelet aggregation activities of2a~2c

        Comp2a2b2cE5555抑制率/%44.45±4.3326.04±2.1023.45±3.4898.79±32.04

        *c=10 μg·mL-1; Mean±SD, n=8; E5555按文獻(xiàn)[6]方法制備

        [1] Chackalamannil S. Thrombin receptor(protease activated receptor-1) antagonists as potent antithrombotic agents with strong antiplatelet effects[J].J Med Chem,2006,49:5389-5403.

        [2] Chackalamannil S, Wang Y G, Greenlee W G,etal. Discovery of a novel,orally active himbacine-based thrombin receptor antagonist(SCH 530348) with potent antiplatelet activity[J].J Med Chem,2008,51:3061-3064.

        [3] Xia Y, Chackalamannil S. Combination therapies comprising PAR1 antagonists with PAR4 antagonists[P].WO 2009 124 103,2009.

        [4] Suzuki S, Kotake M, Miyamoto M,etal. 2-Iminopyrrolindine derivatives[P].WO 0 2085 855,2002.

        [5] Yoshizawa K, Nakamura T, Negi S. Process for the production of isoindole derivatives[P].WO 2 006 018 955,2006.

        [6] 苗華明,張林山,吳疆,等. PAR-1拮抗劑E5555的全合成[J].合成化學(xué),2011,19(4):545-549.

        [7] Miao H M, Zhao G L, Zhang L S,etal. Exquisite synthesis of a designed PAR-1 antagonist[J].Helv Chim Acta,2011,94:1981-1993.

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