含多氟的4-甲基噻唑环的新型二肽基肽酶Ⅳ抑制剂的合成及其降血糖活性*

罗 杰, 赵桂龙， 王玉丽a， 邵 华a， 曲宝涵， 汤立达b

(1. 青岛农业大学 化学与药学院，山东 青岛 266109； 2.天津药物研究院 a. 天津市分子设计与药物发现 重点实验室; b. 药代动力学与药效学省部共建国家重点实验室，天津 300193)

胰高血糖素样肽(GLP-1)是由小肠L细胞伴随进食而分泌的一种激素，脂质和碳水化合物均可有效地刺激该激素的分泌[1]。二肽基肽酶Ⅳ(DPP-Ⅳ)能快速有效地降解GLP-1，因此抑制DPP-Ⅳ能增强内源性GLP-1的作用，从而提高血液中胰岛素的含量，进而降低并维持糖尿病人的血糖水平[2，3]。目前医学已经证实DPP-Ⅳ抑制剂是一种新型的抗糖尿病治疗药物，临床结果显示其具有良好的降血糖效果。由于GLP-1发挥促进胰岛素生成和分泌的作用是葡萄糖依赖性的，因此不会发生糖尿病药物所产生的常见低血糖等严重不良反应，也未见体重增加等副作用。

Scheme 1

从部分已经上市或者处于Ⅲ期临床的DPP-Ⅳ抑制剂[4]的结构可见,其中多数是一个甘氨酰胺衍生物或类似物，酰胺的N原子上连接着一个脂肪族五元或六元环，甘氨酰胺骨架另一端连接着一个芳香性或大的刚性结构(如金刚烷骨架)。

近期，Hiroshi Sakashita等[5]发现，一类含噻唑烷的化合物具有较好的降血糖活性。但对含噻唑环化合物的合成鲜有报道。本实验室[6，7]曾设计并合成了一系列含噻唑环的新型DPP-Ⅳ抑制剂，经过药理测试证实它们具有较好的降血糖活性；构效关系分析发现含有4-甲基噻唑的化合物具有优异的降血糖活性。

本文在4-甲基噻唑结构的基础上，引入含氟芳基制得化合物6a,采用小鼠口服糖耐量法(OGTT)测试其降血糖活性，结果显示6a具有很强的降血糖活性。针对6a的结构特点设计合成路线，由含多氟的芳基甲醛(1b～1j)制备含多氟的芳基甲胺(ArCH2NH2,3b～3j);3与2-[(2-氯乙酰基)氨基]-4-甲基噻唑(4)反应合成了一系列含多氟的4-甲基噻唑环的新型二肽基肽酶Ⅳ抑制剂——2-【{2-[(取代芳甲基)氨基]乙酰基}氨基】甲基噻唑盐酸盐(6b～6j, Scheme 1)，其结构经1H NMR和ESI-MS表征。以西他列汀为阳性对照药，OGTT法测试结果显示6c和6h具有明显的降血糖作用。

1 实验部分

1．1 仪器与试剂

X-4型显微熔点仪(温度计未校正);Bruker AV400型核磁共振仪(DMSO-d6作溶剂，TMS内标);安捷伦Q-TOF6510型液相-质谱联用仪。

4按文献[5，6]方法制备;所用溶剂均经标准方法干燥处理;其他所用试剂均为市售分析纯。

1．2 合成

(1) 取代芳基甲肟(2a～2j)的合成

在圆底烧瓶中加入110 mmol和盐酸羟胺30 mmol的甲醇(10 mL)溶液,用10%NaOH甲醇溶液调至pH 8～9，反应至终点(TLC跟踪)。稍加浓缩后用3%盐酸调至pH 4～5，用二氯甲烷(3×50 mL)萃取，合并萃取液用饱和食盐水(2×50 mL)洗涤，无水Na2SO4干燥，旋蒸脱溶，用油泵彻底干燥得白色固体2a～2j粗品，直接用于下步反应。

(2)3a～3j的合成

在圆底烧瓶中加入2的THF(20 mL)溶液，冰水浴冷却，慢慢加入LiAlH430 mmol,反应至终点(TLC跟踪)。45 ℃左右油浴加热30 min，冷却至室温，缓慢倒入冰水浴中，抽滤，滤液用二氯甲烷(3×50 mL)萃取，合并萃取液用饱和食盐水(2×50 mL)洗涤，无水Na2SO4干燥，旋蒸脱溶得淡黄色固体3a～3j粗品，直接用于下步反应。

(3) 2-【{2-[(取代芳甲基)氨基]乙酰基}氨基】-4-甲基噻唑(5a～5j)的合成

在圆底烧瓶中加入410 mmol和310 mmol)的THF(10 mL)溶液，三乙胺3.03 g(30 mmol)，搅拌下于室温反应过夜(TLC跟踪)。旋蒸脱溶，残余物用二氯甲烷(150 mL)溶解，饱和食盐水(2×50 mL)洗涤，无水Na2SO4干燥，旋蒸脱溶,残余物经柱层析[洗脱剂：V(乙酸乙酯) ∶V(石油醚)=1 ∶1]纯化得无色晶体5a～5j。理化数据见表1，光谱数据表2。

(4)6a～6j的合成

在圆底烧瓶中加入55 mmol的乙醚(50 mL)溶液，搅拌下于室温滴加10%HCl的乙醚溶液10 mL(约27 mmol),滴毕,反应30 min。抽滤,滤饼于50 ℃真空干燥定量制得白色固体6a～6j。理化数据见表1。

表1 5和6的理化数据

表 2 5的光谱数据

续表2

2 结果与讨论

2.1 合成

合成2时，由于甲醇对NaOH的溶解能力有限，故在甲醇中加入少量的水以提高NaOH的溶解能力。该步所引入的水，在后面处理中将会除去，不会影响LiAlH4的加入。合成3时，反应体系置于冰水浴中以除去过量的LiAlH4；生成的铝盐难溶于水，需要抽滤后再萃取。

2.2 6的降血糖活性

采用小鼠OGTT法[8，9]测定6的降血糖活性。6以1%羧甲基纤维素钠配制成1 mg·mL-1的混悬液，给药容量为0.1 mL·(体重20 g)-1，相当于5 mg·kg-1。健康ICR小鼠，雌雄各半，体重20 g～24 g，符合一级标准。动物禁食16 h，药后2 h腹腔注射2 g·kg-1的葡萄糖盐水溶液(阳性对照药西他列汀药后1.5 h注射葡萄糖)，于造模后0.5 h, 1.0 h, 2.0 h, 3.0 h和4.0 h定时用毛细管自小鼠球后静脉丛取血，离心分离血清，用葡萄糖氧化酶法测定各时间点血清葡萄糖含量。根据“血糖浓度-时间”曲线面积(AUC)计算抑制率(%)，结果见表3。由表3可见，阳性对照西他列汀在低剂量下即表现出很强的降血糖作用，在小鼠OGTT实验中抑制率可达到63%。6给予同剂量后，6c和6h也表现出较强的降血糖活性，6c的抑制率(59%)与西他列汀相当，6h的抑制率(72%)还显著高于西他列汀。

与前期工作[10]使用高剂量(50 mg·kg-1～100 mg·kg-1)得到的满意结果相比，本文使用5 mg·kg-1剂量评价仍然得到了6c和6h两个降血糖活性优异的化合物，说明本工作在前期工作基础上所选择的优化先导结构是正确的。对6c和6h的深入评价以及在本工作的基础上进一步的优化正在进行之中。

*药容量5 mg·kg-1

[1] 杨英,陈建华. 胰高血糖素样肽1及其类似物的研究进展[J].中国医药生物技术,2008,3(2):140-142.

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[3] Kondo T, Sugimoto I, Nekado T,etal. Design and synthesis of long-acting inhibitors of dipeptidyl peptidase Ⅳ[J].Bioorg Med Chem,2007,15:2715-2735.

[4] Deacon C F, Holst J J. Dipeptidyl peptidase Ⅳ inhibitors:A promising new therapeutic approach for the management of type 2 diabetes[J].Int J Biochem Cell Biol,2006,38:831-844.

[5] Hiroshi S, Fumihiko A, Hiroshi K,etal. (S)-γ-(arylamino)prolyl]thiazolidine compounds as a novel series of potent and stable DPP-Ⅳ inhibitors[J].Bioorg Med Chem,2006,14:3662-3671.

[6] 战付旭,王玉丽,赵桂龙,等. 含噻唑环的二肽基肽酶Ⅳ抑制剂的设计、合成和降血糖活性研究[J].有机化学,2009,29(8):1236-1242.

[7] 战付旭,赵桂龙,王玉丽,等. 含噻唑环的新型二肽基肽酶Ⅳ抑制剂的设计合成及其降血糖作用[J].中国药物化学杂志,2009,19(5):334-339.

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[10] 罗杰,赵桂龙,王玉丽,等. 含4-甲基噻唑环的新型二肽基酶Ⅳ抑制剂的设计、合成及降血糖活性测试[J].中国药物化学杂志,2010,20(6):496-500.