唐波，傅榕賡，李玲，譚桂林，張春桃*

（湖南中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙410208）

苯甲酰胺類磷酸二酯酶-4抑制劑的設(shè)計(jì)與合成

唐波，傅榕賡，李玲，譚桂林，張春桃*

（湖南中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙410208）

目的合成6個(gè)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(jīng)過(guò)成醚反應(yīng)、氧化反應(yīng)、Schotten-Baumann反應(yīng)等制備目標(biāo)化合物。結(jié)果成功制備了6個(gè)目標(biāo)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(jié)論所得產(chǎn)物的化學(xué)結(jié)構(gòu)經(jīng)1H-NMR、MS譜確證，與目標(biāo)化合物相符。

磷酸二酯酶-4抑制劑；苯甲酰胺類；設(shè)計(jì)與合成

磷酸二酯酶（PDEs）為一個(gè)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(huán)磷酸腺苷（cAMP）為無(wú)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(xì)胞、嗜酸性粒細(xì)胞、單核細(xì)胞和中性粒細(xì)胞等炎癥細(xì)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(jìn)而發(fā)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(yīng)。因此尋找不良反應(yīng)小的優(yōu)良PDE-4抑制劑很有必要。本文根據(jù)苯甲酰胺類PDE-4抑制劑的結(jié)構(gòu)和藥效團(tuán)特征，設(shè)計(jì)并合成了化合物T1-T6，以期望獲得不良反應(yīng)小、活性強(qiáng)的PDE-4抑制劑。

1 PDE-4抑制劑的設(shè)計(jì)

利用3D QSAR、CoMFA、CoMSIA等手段對(duì)PDE-4抑制劑的藥效團(tuán)分析，結(jié)合苯甲酰胺類的典型藥物羅氟司特（Ⅰ）（見(jiàn)圖1）與PDE-4復(fù)合物的三維結(jié)構(gòu)特點(diǎn)[3-4]，發(fā)現(xiàn)羅氟司特結(jié)構(gòu)中的兩個(gè)氧分別與PDE-4的谷氨酰胺酸形成氫鍵，兩個(gè)醚基分別位于PDE-4活性口袋的疏水區(qū)域，3位醚基為較大的疏水基取代時(shí)可增強(qiáng)活性[5]；其苯環(huán)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(huán)位于PDE-4活性口袋的

M區(qū)域，M區(qū)主要含極性基團(tuán)、Zn2+、Mg2+等金屬離子，吡啶環(huán)以取向力與M區(qū)域結(jié)合[7]。綜上，設(shè)計(jì)以結(jié)構(gòu)骨架Ⅱ（見(jiàn)圖1）為母核的化合物，R1與疏水區(qū)結(jié)合，因此以環(huán)烷基或柔性的支鏈烷基取代；R2與M區(qū)主要以取向力結(jié)合，故以羧基或磺酰胺基等極性基團(tuán)取代。設(shè)計(jì)了能滿足PDE-4抑制劑藥效團(tuán)結(jié)構(gòu)要求的6個(gè)目標(biāo)化合物（見(jiàn)圖2），希望能發(fā)現(xiàn)不良反應(yīng)小的活性藥物。

6個(gè)目標(biāo)化合物均以異香蘭素（1）為原料，經(jīng)成醚反應(yīng)、氧化反應(yīng)、Schotten-Baumann反應(yīng)等制備目標(biāo)化合物（合成路線見(jiàn)圖2）[8-12]。

圖1 基于苯甲酰胺PDE-4抑制劑結(jié)合特征和藥效團(tuán)分布的化合物設(shè)計(jì)

圖2 化合物T1-6合成路線

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 儀器與試劑

X-4數(shù)字顯示微熔點(diǎn)測(cè)定儀（北京泰克儀器有限公司）；Varianinova-400型核磁共振譜儀（美國(guó)安捷倫科技公司），TMS為內(nèi)標(biāo)，DMSO-d6為溶劑；Xevo G2-XS QTOF質(zhì)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(xué)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(huán)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(jī)層，依次用水、1 mol/L氫氧化鈉、飽和鹽水洗滌，無(wú)水硫酸鈉干燥后，在50℃下真空旋干，得到黃色油狀產(chǎn)物?；衔?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(yīng)1 h，停止反應(yīng)，加入適量的水，抽濾，固體用乙腈重結(jié)晶，得到白色固體產(chǎn)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(biāo)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(duì)氨基苯甲酸或?qū)Π被交酋０罚?.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(yīng)，加入適量的冷水，放置，抽濾，乙醇重結(jié)晶，得到白色固體產(chǎn)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(yīng)，將反應(yīng)液倒入100 mL水中，靜置過(guò)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(jié)果與討論

異香蘭素烷基化時(shí)，在弱堿性環(huán)境，酚羥基不利于解離，反應(yīng)活性弱；以強(qiáng)堿氫氧化鈉作為縛酸劑時(shí)，則易發(fā)生歧化副反應(yīng)，因此我們選擇無(wú)水K2CO3作縛酸劑，收率最高。醛氧化為羧酸時(shí)，NaClO2應(yīng)緩慢滴加，否則將產(chǎn)生大量氣泡，易發(fā)生爆炸；反應(yīng)時(shí)間以1.5 h為宜，否則副產(chǎn)物增加，導(dǎo)致產(chǎn)率降低。Schotten-Baumann反應(yīng)成酰胺時(shí)應(yīng)無(wú)水，且酰氯應(yīng)新制，以防止酰氯水解。

上述6個(gè)目標(biāo)化合物經(jīng)1H-NMR、MS譜及與已知化合物母核數(shù)據(jù)對(duì)比進(jìn)一步確認(rèn)了其化學(xué)結(jié)構(gòu)式（見(jiàn)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(jìn)一步測(cè)試。

[1]陳昌亮，黃爽.磷酸二酯酶及其抑制劑的研究進(jìn)展[J].中國(guó)藥理學(xué)通報(bào)，2014，30（2）：283-286.

[2]Gavalda A，Robetrts RS.Phosphodiesterase-4 inhibitors：a review of current developments（2010-2012）[J].ExpertOpin.Ther. Patents，2013，23（8）：997-1 016.

[3]Gaurav A，Singh R.3D QSAR Pharmacophore，CoMFA and CoMSIA based design and docking studies on phenyl alkyl ketones as Inhibitors of phosphodiesterase 4[J].Med.Chem，2012，8（5）：894-912.

[4]Gaurave A，Gautam V，Singh R.Quantitative structure activity relationship and design of phenyl alkyl ketone derivatives as inhibitors of phosphodiesterase 4[J].Current Enzyme Inhibition，2014，10（1）：69-80.

[5]Zheng SL，Kaur G，Wang HC，et al.Design，synthesis，and structure-activity relationship，molecularmodeling，andNMR studies of a series of phenyl alkyl ketones as highly potent and selective phosphodiesterase-4 inhibitors[J].J Med Chem，2008，51（24）：7 673-7 688.

[6]Kojima A，Takita S，Sumiya T，et al.Phosphodiesterase inhibitors.part 6：design，synthesis，and structure-activity relationships of PDE-4-inhibitory pyrazolo[1，5-a]pyridines with anti-inflammatory activity[J].Bioorg Med Chem Lett，2013，23（19）：5 311-5 316.

[7]Feldig J，Sorensen MD，Poulsen TD，et al.Discovery and early clinical development of 2-{6-[2-（3，5-Dichloro-4-pyridyl）acetyl]-2，3-dimethoxyphenoxy}-N-propylacetamide（LEO29102），a soft-drug inhibitorofphosphodiesterase4fortopicaltreatmentof atopic dermatitis[J].J Med Chem，2014，57（14）：5 893-5 903.

[8]Ling Q，Zhou YY，Cai ZL，et al.Synthesis and LAR inhibition of 7-alkoxy analogues of illudalic acid[J].Acta Pharmaceut ica Sinica，2010，45（11）：1 385-1 397.

[9]Amschler H.Fluoroalkoxy-substituted benzamides and their use as cyclic nucleotide phosphodiesterase inhibitors[P].US：571 229 8，199 501 12.

[10]Vartanyan SO，Sargsyan AB，Avakyan AS，et al.Synthesis of diamides from 1，4-benzodioxane-2-and isochroman-1-carboxylic acids[J].Russ J Org Chem，2012，48（7）：972-976.

[11]劉強(qiáng)，劉文彬，黃珍輝，等.三乙胺催化合成乙酰阿魏酸丹皮酚酯[J].湖南中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報(bào).2015，35（3）：34-36.

[12]Day JA，Cohen SM.Investigating the selectivity of metalloenzyme inhibitors[J].J Med Chem，2013，56（20）：7 997-8 007.

（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(chuàng)新課題（CX2013B337）；湖南省教育廳藥學(xué)特色專業(yè)資助。

唐波，男，在讀碩士研究生，主要從事合成藥物化學(xué)研究。

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