S-萘普生-水杨酰苯胺互联前药合成的实验设计

苏国琛, 李 玲, 李 珅, 牟卫伟

(1. 南开大学 药学院, 天津 300071； 2. 烟台市食品药品检验检测中心, 山东 烟台 264670)

1 目标化合物的合成路线

萘普生化学名为(+)-α-甲基-6-甲氧基-2-萘乙酸,是一类重要的2-芳基丙酸类非甾体抗炎药,具有较强的消炎、解热、镇痛作用,用于与关节炎或其他症状有关的炎症和疼痛[1-3]。萘普生的α位为手性碳原子,因此萘普生存在一对光学活性对映体,但 R-和 S-萘普生的药效不同,萘普生 S-构型的药效为R-构型的 28 倍[4-6]。

由于S-萘普生有胃肠道和神经系统方面的不良反应,如头痛、眩晕、轻度头晕、嗜睡等,使其临床应用受到限制[7]。有研究表明,将S-萘普生设计成酯类衍生物,可降低S-萘普生胃肠道副作用,提高其生物利用度[8-12]。水杨酰苯胺为水杨酸类解热镇痛药,主要用于发热、头痛、神经痛、关节痛及活动性风湿症,作用较阿司匹林强,副作用小。本研究把S-萘普生分子中的羧基、水杨酰苯胺类化合物分子中羟基键连在一起,即将S-萘普生分子中的羧基与水杨酰苯胺中的酚羟基进行酯化成S-萘普生-水杨酰苯胺酯的前体形式,目的是为了改变S-萘普生的理化性质,提供具有减少引起胃刺激的倾向的S-萘普生-水杨酰苯胺酯前药,经体内分解为母药S-萘普生和水杨酰苯胺,希望借此可以改善其在体内的吸收、分布、转运、代谢等药代动力学过程,提高生物利用度,提高对靶部位的作用选择性,去除或降低副作用,使得S-萘普生解镇痛活性增强。合成路线如下：

图1 目标化合物的合成路线

2 实验

2.1 主要仪器与试剂

X-4型显微熔点仪(温度已校正)；Bruker 37型傅里叶转换红外光谱仪(KBr压片)；VANCEAV 400MHz核磁共振谱仪(TMS为内标,CDCl3或DMSO-d6为溶剂)；LCQ Advanted MAX质谱仪；Perkin-Elmer 2400型元素分析仪；薄层色谱：薄层板用青岛海洋化工有限公司生产的硅胶GF254加0.5%羧甲基纤维素钠溶液制备,干燥后不经活化直接使用,紫外灯下观察；S-萘普生购于阿法埃莎(中国)化学有限公司(分析纯,HPLC测定含量≥99%)；其他试剂均为市售化学纯或分析纯。

2.2 S-萘普生-水杨酰苯胺前药的合成

2.2.1 水杨酰苯胺的制备

在干燥的250 mL三颈瓶上安装温度计和球形冷凝管,依次加入苯酚25 g(0.266 mol)、水杨酸35 g(0.25 mol),油浴加热熔融,控制温度在140 ℃；通过滴液漏斗缓缓加入三氯化磷10 mL,此时有氯化氢气体产生,在冷凝器上端接尾气吸收装置,三氯化磷加毕维持温度在140 ℃,反应2 h；趁热搅拌下倾入50 ℃热水中,于冰水浴中不断搅拌,直至固化；过滤,水洗,制得水杨酸苯酯；水杨酸苯酯15 g(0.07 mol)投入250 mL圆底烧瓶中,加热至120 ℃使熔融,加入6.75 mL苯胺, 160 ℃反应2 h,趁热倾入38 mL、85%乙醇中,置冰水浴中搅拌,直至结晶析出,过滤,用85%乙醇洗2次,干燥,得水杨酰苯胺。

2.2.2 S-萘普生-水杨酰苯胺的合成

将真空干燥过的0.5 g(2.2 mmol)S-萘普生和0.53 g(2.5 mmol)水杨酰苯胺投入500 mL单口圆底烧瓶中,加入无水二氯甲烷至固体全部溶解,然后再加入0.42 g(2.2 mmol)EDC和少量DMAP,于室温下搅拌反应,TLC监测反应终点(展开剂为乙酸乙酯/石油醚,比例为1∶5)。旋蒸除去溶剂,柱层析分离产品,用乙酸乙酯/石油醚体积比依次为1∶8,1∶6,1∶5的比例进行梯度洗脱,得白色结晶性粉末0.82 g,产率87.1%,熔点为151～153 ℃。

3 实验结果及讨论

3.1 合成实验

S-萘普生和水杨酰苯胺成酯的最初实验方案是将S-萘普生做成酰氯以提高反应活性,然后再和水杨酰苯胺进行酰化。酰氯制备方法是用二氯亚砜(SOCl2)做酰化剂和反应溶剂,吡啶做缚酸剂,75 ℃下回流反应5 h,然后减压蒸馏得到酰氯,未作进一步处理直接用于下步反应。S-萘普生酰氯和水杨酰苯胺反应结果不佳,期间更换反应溶剂、改变反应时间、更换展开剂比例,都不能得到预期产品。归结原因是由于邻位酰胺基空间位阻大,酚羟基与苯环共轭,加上苯环上又有吸电子的乙酰胺基,因此酚羟基上电子云密度较低,亲核反应性较弱。参考贝诺酯合成路线将其做成钠盐[13],酚羟基氧原子电子云密度增高,有利于亲核反应,而且酚钠成酯,还可避免生成氯化氢,使生成的酯键水解。于是改用甲氧萘丙酰氯与扑热息痛钠盐反应,由于甲氧萘丙酰氯遇水分解,结果还是没有得到产物。

酯化一般有直接法和间接法,于是我们放弃了酰化法成酯,改用直接偶合法,就是在偶合试剂存在下将甲氧萘丙酸直接和水杨酰苯胺反应。实验采用EDC/DMAP和DCC/DMAP两组偶合试剂。EDC、DCC都具有较强的脱水能力,DMAP则能较好的促进酯键生成。但DCC/DMAP实验结果较差,采用EDC/DMAP作为偶合试剂。IR、1H-NMR以及熔点确证是目标产物。

3.2 波谱性质

图2为S-萘普生-水杨酰苯胺的红外吸收光谱图。图2中，1 601.05 cm-1和1 498.71 cm-1为萘环骨架振动；1 751.63 cm-1和1 126.81 cm-1分别为酯键的振动；3 352.25 cm-1为酰胺中—NH振动；1 660.49 cm-1为酰胺中CO振动；1 528.37 cm-1为酰胺中N—H振动；2 973.26 cm-1为CH3振动；2 928.75 cm-1为亚甲基振动；3 061.34 cm-1为苯环的C—H振动；1 446.23 cm-1为苯环骨架振动。

图3为S-萘普生-水杨酰苯胺的1H-NMR谱图。

1H-NMR(CDCl3,ppm)：1.64(两重峰)是与手性碳相连的甲基上氢的吸收峰；4.11(四重峰)是萘环2位侧链手性碳上氢的吸收峰；3.92(单峰)是萘环上甲氧基上氢的吸收峰；7.03(双峰)是萘环上7位上氢的吸收峰；7.18(双峰)是萘环上3位上氢的吸收峰；7.25(三重峰)是苯环上氢的吸收峰。

3.3 前药验证

对大鼠进行胃肠给药,提供100 mg/kg的剂量,于不同时间取血0.4 mL,经离心后分离血浆100 μL,加入磷酸盐缓冲液50 μL,150 μL乙腈涡旋混合4 min,12 000 r/min离心2次,取上清液,高效液相色谱法分析萘普生和水杨酰苯胺的浓度。结果表明,给药后血浆中萘普生和水杨酰苯胺的浓度增加,约1.5 h后达峰浓度μg/mL级,印证了前体化合物在短时间内就极好地代谢为萘普生和水杨酰苯胺。

图2 S-萘普生-水杨酰苯胺的红外吸收光谱图

图3 S-萘普生-水杨酰苯胺的1H-NMR谱图