4-甲基-N-烯丙基-N-(1-(5-溴-2-(对氯苄基氧基)苄基)-4-哌啶基)苯磺酰胺的合成及生物活性研究

黄 斌，程德军，李明田

(四川理工学院材料与化学工程学院，四川自贡 643000)

4-甲基-N-烯丙基-N-(1-(5-溴-2-(对氯苄基氧基)苄基)-4-哌啶基)苯磺酰胺的合成及生物活性研究

黄 斌，程德军，李明田

(四川理工学院材料与化学工程学院，四川自贡 643000)

以5-溴水杨醛、4-氯苄氯为原料，通过消去、还原及溴化合成了4-溴-2-溴甲基-1-((4-氯苄基)氧)苯(中间体3)，以1-苄基-4-哌啶酮合成了4-甲基-N-烯丙基-N-(4-哌啶基)苯磺酰胺(中间体7)，通过中间体3和7合成了一种新的非肽类CCR5拮抗剂4-甲基-N-烯丙基-N-(1-(5-溴-2-(对氯苄基氧基)苄基)-4-哌啶基)苯磺酰胺，并对产物进行了1HNMR,13CNMR,IR,MS表征及生物活性检测.结果表明,该拮抗剂合成总产率约为26.0%，具有较好的生物活性.

CCR5拮抗剂；苯磺酰胺;非肽类小分子化合物；生物活性

趋化因子受体CCR5是HIV-1病毒进入人体细胞的主要辅助受体，自Schwarz等提出CCR5可作为一种防治人类HIV感染的新靶点以来[1]，新型抗艾滋病毒药物研发中CCR5受体倍受关注[2-5].目前只有少量CCR5拮抗剂被研制成功，但由于缺少CCR5受体分子的高分辨率结构，因此无法进行精确药物设计，同时也无法明确阐明该类拮抗剂的作用机制.最近，非肽类小分子拮抗剂TAK-779[6](结构见图1)已被日本的武田公司成功研发，在此基础之上该公司又合成了拮抗剂TAK-652和TAK-220(结构见图1)，该非肽类小分子CCR5拮抗剂具有良好的抗艾滋病毒感染能力.

图1 3种拮抗剂的结构Fig 1The structures of three antagonist

本文通过氨基保护及还原胺化，得到中间体7(N-烯丙基-N-(4-哌啶基)-4-甲基苯磺酰胺)；通过N-溴代丁二酰亚胺溴化得到中间体3，最后通过消去反应合成了一种新的CCR5拮抗剂，该拮抗剂的结构经13CNMR, IR, MS及1HNMR确证，并检测了其生物活性,合成路线见图2.该法具有合成步骤相对较少，反应条件要求不高，合成总产率较高等优点.

图2 4-甲基-N-烯丙基-N-(1-(5-溴-2-(对氯苄基氧基)苄基)-4-哌啶基)苯磺酰胺的合成路线Fig 2 Synthetic route of N-allyl-N-(1-(5-bromo-2-((4-chlorobenzyl)oxy)benzyl)piperidin-4-yl) -4-methyl benzenesulfonamide

1 实验部分

1.1 仪器和药品

AGILENT质谱仪(美国MSDVL)；Bruker AV600 NMR(德国)；TENSOR27 FTIR(德国).

烯丙胺盐酸盐、CF3CO2H、对甲基苯磺酰氯、乙二胺四乙酸、1-苄基-4-哌啶酮、K2CO3、5-溴水杨醛、NaBH4、三乙酰氧基硼氢化钠、N,N-二甲基甲酰胺、三乙胺、CH2Cl2、三苯基磷、3-氯苄氯、丙酮、N-溴代丁二酰亚胺、甲醇等均为分析纯.

1.2 实验步骤

1.2.2 2-((4-氯苄基)氧基)-5-溴-苯甲醇(2)的合成 合成参见文献[6,7]，方法为：在250 mL三口瓶中加入0.02 mol(6.48 g)化合物(1)和100 mL甲醇，溶解后分批加入NaBH40.024 mol(0.92 g)，反应1.5 h，用薄层色谱检测反应完全后.用氢氧化钠溶液(2.0 mol·L-1)淬灭反应，得白色沉淀，过滤烘干得白色固体即化合物(2)(6.02 g),产率92.3%.熔点：230～232.6 ℃，文献值[6,7]：232～233 ℃;1HNMR(600 MHz，CDCl3)δ：3.52(s，1H，OH)，4.51(s，2H，CH2，5.10(s，2H，CH2)，7.04(m，1H，J=2,6 Hz)7.30～7.40(m，6H，Ar-H);MS(ESI):325.83(M+)，327.87.

1.2.3 4-溴-2-溴甲基-1-((4-氯苄基)氧)苯(3)的合成 合成参见文献[6,7]，具体为：在250 mL三口瓶中加入0.023 mol (7.50 g) 化合物(2)、100 mL 二氯甲烷和0.029 mol (5.30 g) N-溴代丁二酰亚胺，在0 ℃剧烈搅拌下，于30 min内将三苯基磷0.029 mol (7.8 g) 分批加入三口瓶中，反应5.5 h，以TLC检测，完全后加入正己烷30 mL，过滤，滤液经饱和NaCl溶液洗涤，无水硫酸钠干燥，柱层析后蒸干，得白色固体即化合物(3)(8.80 g),产率98.7%.m.p.226.3～230.7 ℃，文献值[6,7]:228～230 ℃;1HNMR(600 MHz，CDCl3)δ：4.50(s，2H，CH2)，5.09(s，2H，CH2)，6.77(d，J=2，6 Hz，1H，Ar-H)，7.34～7.41(m，J=2，6 Hz，5H，Ar-H)，7.46(s，1H，J=1.5，2 Hz，Ar-H).MS(ESI):413.20(M+Na)+;13CNMR(150 MHz,CDCl3)δ:157.5，134.8，133.8，133.2，132.4，129.8，129.2，116.8，114.5，72.6，29.4.

1.3 受体拮抗剂的GTPγS结合性检测

化合物8的活性检测采用文献[13]报道的方法测试.化合物8的GTPγS结合性IC50为(5.96±0.3) nmol·L-1，其结合性接近已报道的拮抗剂TD0232(IC50值为(3.1±0.6) nmol·L-1[14])的拮抗活性，同样可以作为进行药物开发的候选化合物.

2 结果与讨论

2.1 合成

对氯苄氯和5-溴水杨醛通过还原、消去及溴化法合成了4-溴-2-溴甲基-1-((4-溴苄基)氧基)苯(中间体3)；1-苄基-4-哌啶酮通过N原子保护后酰化得到中间体7(4-甲基-N-烯丙基-N-(4-哌啶基)苯磺酰胺)；最后通过中间体3和7合成了新的非肽类小分子化合物4-甲基-N-烯丙基-N-(1-(5-溴-2-(对氯苄基氧基)苄基)-4-哌啶基)苯磺酰胺，该化合物有望用作CCR5 拮抗剂，其结构经MS,1CNMR，IR及1HNMR确证.相对其他非肽类小分子化合物，反应条件温和，合成路线较短，总产率约为26.0%.

2.2 结构及生物活性

CCR5小分子拮抗剂结构类型多样，其结构上具有鲜明的特征：① 该小分子拮抗剂中间连接键含有环状结构，中间结构是有生物活性的哌啶环；② 该小分子拮抗剂不仅含有活性杂原子取代的苯环，而且还含有酰胺结构；③ 该小分子拮抗剂含有2个季氮原子，能以稳定的季铵盐形式存在，在生理pH值条件下，能被质子化[6]；④ 该小分子拮抗剂的另一端存在疏水基团，本产物引入了溴和氯原子，相似于其他拮抗剂，卤素原子的引入提高了该小分子拮抗剂的抗病毒活性和受体结合性.目标产物与TD0232生物活性的比较见表1.

表1 生物活性比较

由表1可以看出目标产物具有有较好的活性，可作为进行药物开发的候选化合物.这类小分子拮抗剂不具有潜在的炎症应答效应，可以通过静脉注射方式给药，在生物医药或抗HIV感染领域具有潜在应用价值.

3 结论

合成了一种新的非肽类小分子拮抗剂4-甲基-N-烯丙基-N-(1-(5-溴-2-(对氯苄基氧基)苄基)-4-哌啶基)苯磺酰胺，总产率约为26.0%，该拮抗剂的IC50为(5.95±0.3) nmol·L-1，具有较好的活性和具有潜在的应用价值.

[1] SKERLJ R,BRIDGER G,ZHOU Y,et al.Design and synthesis of pyridin-2-ylmethylaminopiperidin-1-ylbutyl amide CCR5 antagonists that are potent inhibitors of M-tropic(R5)HIV-1 replication[J].Bioorganic&MedicinalChemistryLetters,2011,21(23):6950-6954.

[2] JI Yong-jun,MAO Shu,YONG Lin,et al.Combined 3D-QSAR modeling and molecular docking study on azacycles CCR5 antagonists[J].JournalofMolecularStructure,2013,1045:35-41.

[3] SHAHAEI M,POURHOSSEIN A.Modeling of CCR5 antagonists as anti HIV agents using combined genetic algorithm and adaptive neuro-fuzzy inference system(GA-ANFIS)[J].MedChemRes,2013,22:4423-4436.

[4] SCHWARZ M,PROUDFOOT A E.Chemikine receptors-the next therapeutic target for HIV[J].ReceptorsChannels,2001,7:417-428.

[5] GHARU L,RINGE R,BHATTACHARYA J.HIV-1 clade C envelopes obtained from late stage symptomatic Indian patients varied in their ability towards relative CD4 usages and sensitivity to CCR5 antagonist TAK-779[J].VirusResearch,2011,158(1):216-224.

[6] LU Shou-fu,CHEN Bing-long,DAVEY D，et al.CCR5 receptor antagonists:Discovery and SAR of novel 4-hydroxypiperidine derivatives[J].Bioorganic&MedicinalChemistryLetters,2007，17(7):1883-1887.

[7] 程德军,黄斌,李明田.4-哌啶基苯磺酰胺衍生物拮抗剂的合成及表征[J].安徽师范大学学报：自然科学版,2014,37(3)：252-255.

[8] GOEHRING R R,WHITEHEAD J F W,BROWN K,et al.1,3-Dihydro-2,1,3-benzothiadiazol-2,2-diones and 3,4-dihydro-1H-2,1,3-benzothidiazin-2,2-diones as ligands for the NOP receptor[J].Bioorganic&MedicinalChemistryLetters,2004,14(20):5045-5050.

[9] FINKEA P E,OATES B,MILLS S G.Antagonists of the human CCR5 receptor as anti-HIV-1 agents.Part 4:Synthesis and structure-activity relationships for 1-[N-(Methyl)-N-(phenylsulfonyl)amino]-2-(phenyl)-4-(4-(N-(alkyl)-N-(benzyloxycarbonyl)amino)piperidin-1-yl)butanes[J].Bioorganic&MedicinalChemistryLetters,2001,11(18):2475-2479.

[10] 程德军,黄斌,李明田.N-烯丙基-4-哌啶基苯甲酰胺衍生物的合成及表征[J].内蒙古师范大学学报：自然科学版,2014,43(5)：584-587.

[11] ARNATT C K,ZAIDI S A,ZHANG Z,et al.Designsyntheses,and characterization of pharmacophore based chemokine receptor CCR5 antagonists as anti prostate cancer agents[J].EuropeanJournalofMedicinalChemistry,2013,69:647-658.

[12] ASHWELL M A,LAPIERRE J M,KAPLAN A,The design preparation and SAR of novel small molecule sodium(Na+) channel blockers[J].Bioorganic&MedicinalChemistryLetters,2004,14(9):2025-2030.

[13] CHENG Z J,FAN G H,ZHAO J,Endogenous opioid receptor-like receptor in human neuroblastoma SK-N-SH cells:Activation of inhibitory G protein and homologous desensitization[J].Neuroreport,1997(8):1913-1918.

[14] 吕燕慧.CCR5拮抗剂TD0232的体外药效学研究[D].上海：中国科学院上海生命科学研究院，2005：28-30.

(责任编辑 陆泉芳)

Synthesis and biological activities of N-allyl-N-(1-(5-bromo-2-((4-chlorobenzyl)oxy)benzyl) piperidin-4-yl)-4-methylbenzenesulfonamide

HUANG Bin，CHENG De-jun，LI Ming-tian

(College of Materials and Chemical Engineering，Sichuan University of Science and Engineering，Zigong 643000,Sichuan,China)

4-Bromo-2-(bromomethyl)-1-((4-chlorobenzyl)oxy)benzene (intermediate 3) is synthesized from 1-chloro-4-(chloromethyl)benzene and 5-bromo-2-hydroxybenzaldehyde by elimination reaction， reduction reaction and bromization in turn.N-allyl-4-methyl-N-(piperidin-4-yl)benzenesulfonamide (intermediate 7) is prepared from 1-benzylpiperidin-4-one.Further reaction of intermediate 3 with intermediate 7 can give a novel non-peptide CCR5 antagonist N-allyl-N-(1-(5-bromo-2-((4-chlorobenzyl)oxy)benzyl)piperidin-4-yl)-4-methyl benzenesulfonamide.The compounds are characterized by1HNMR,13CNMR, IR, MS.The biological activity of the antagonist is detected.The results show that the antagonist is the target peoduct with good biological activity and the total yield is about 26%.

CCR5 antagonist;benzenesulfonamide;non-peptide small molecular compounds;bioactivity

2014-12-03;修改稿收到日期:2015-03-28

四川省教育厅基金资助项目(15ZB0215);自贡市重点科技计划项目(2014ZC01)

黄斌(1973—)男，四川宜宾人，副教授，硕士.主要研究方向为有机合成. E-mail:huangbin731026@126.com

O 621.3;R 914

A

1001-988Ⅹ(2015)04-0058-04