CN101812008A - 一种含吡咯-2-甲酸芳香酯结构的ido抑制剂及制备方法 - Google Patents
一种含吡咯-2-甲酸芳香酯结构的ido抑制剂及制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明属于药物及中间体合成技术领域，具体涉及一种含吡咯-2-甲酸芳香酯结构的IDO抑制剂及制备方法。本发明以吡咯-2-甲酸和酚为原料，N，N’-二环己基碳二亚胺(DCC)和对-二甲氨基吡啶(DMAP)存在下，经酯化反应合成吡咯-2-甲酸芳香酯化合物。本发明方法具有操作简单、条件温和、成本低廉、收率高等优点，具有广阔应用前景，易于工业化生产。本发明合成的吡咯-2-甲酸芳香酯结构中含有吡咯-2-甲酸和芳环结构，可作为IDO抑制剂，可望应用于治疗具有IDO介导的色氨酸代谢途径的病理学特征的疾病，该类疾病至少包括肿瘤性疾病、癌症、阿尔茨海默病、自身免疫性疾病、白内障、心境障碍、抑郁症、焦虑症。
Description
技术领域
本发明属于药物及中间体合成技术领域，具体涉及一种含吡咯-2-甲酸芳香酯结构的IDO抑制剂及制备方法。
背景技术
吲哚胺2，3-双加氧酶(Indoleamine 2，3-dioxygenase，IDO)是一种细胞内含有亚铁血红素的酶，是肝脏以外唯一可催化色氨酸代谢使其沿犬尿氨酸途径分解生成包括喹啉酸在内的一系列代谢产物的限速酶[1]。
IDO与很多生理病理过程有关。对怀孕小鼠模型的研究发现母胎界面的合胞体滋养层细胞和抗原提呈细胞可以合成IDO并且IDO表达的动态变化与胚胎形成一致，如果特异性阻断IDO的作用，则可导致小鼠流产，表明IDO可以使胎儿免于母体的排斥，维持母胎界面免疫偏离的形成[2]。说明IDO与机体免疫系统的免疫耐受有关，是一种免疫调节酶。IDO与肿瘤细胞逃避机体免疫系统对其监视和杀伤的免疫逃逸现象有关。Uyttenhove等发现多种人实体肿瘤细胞(宫颈癌、胃癌、结肠癌、黑素瘤和胰腺癌等)高表达IDO使局部T细胞增殖受抑，从而介导肿瘤细胞逃避免疫系统的攻击[3]。IDO参与调节T细胞的反应。T细胞对色氨酸耗竭特别敏感，当色氨酸浓度较低时，T细胞增殖就会静止在G1期，IDO通过降解色氨酸，可切断T细胞的活化。基于这种机制，IDO保护胎儿免受母体排斥，也介导了肿瘤免疫逃逸。
色氨酸代谢的犬尿氨酸途径异常，通常伴随着IDO活性的提高和喹啉酸水平的上调，与神经系统炎症和神经退行性紊乱密切相关[4]。直接和间接地证据都表明IDO和犬尿氨酸途径在阿尔茨海默病的发病机制中发挥重要作用[5-6]。阿尔茨海默病患者血液中的色氨酸浓度与其认知缺陷的程度成负相关[7]，血清中犬尿氨酸浓度高于正常人，而且升高的程度与认知缺陷的水平密切相关[8-9]。阿尔茨海默病患者大脑中IDO含量比正常人丰富：IDO和喹啉酸在阿尔茨海默病患者海马体皮质层的小胶质细胞、星形细胞及神经元细胞中均有表达，在老年斑周围的小胶质细胞、星形细胞中含量最高[10].β淀粉样多肽Aβ(1-42)能够激活原代培养的人小胶质细胞，诱导IDO的表达[11-12]。
干扰素γ可诱导IDO的表达，在高水平干扰素γ刺激的持续活化期间，IDO降低了游离血清色氨酸的利用度。因而，也降低了5-羟色胺的产生。与诸如喹啉酸的具有神经活性的犬尿氨酸代谢物的蓄积相结合的这些变化有助于神经病学、精神病学病症的发生，而且是多种心境障碍的因素，也是具有IDO活化和色氨酸降解特征的一些慢性病相关症状的因素，所述慢性病例如获得性免疫缺陷综合症(AIDS)、多种类型抑郁症、阿尔茨海默病和癌症[13]引。
IDO活性还涉及与年龄相关的核性白内障的发生。IDO是晶状体中紫外线滤器生物合成中的第一个酶，并且是限速酶。来自色氨酸降解的紫外线滤器化合物(犬尿氨酸和3-羟基犬尿氨酸葡萄苷)修饰存在于人晶状体中的蛋白质。这些紫外线滤器化合物的量随年龄而增加并且已经报道了这些紫外线滤器化合物会导致称为与年龄相关的核性白内障的晶状体逐渐浑浊[14]。
IDO抑制剂可以治疗肿瘤。已有研究表明目前公认的IDO抑制剂1-甲基色氨酸(1-MT)在体外能增强肿瘤细胞对T细胞的免疫刺激的敏感性，在体内的动物模型中能延缓肿瘤细胞的生长并增强化疗药物的抗肿瘤效果，而且对几乎所有的自发性肿瘤起作用[15]。IDO抑制剂可以治疗心境障碍以及其他具有IDO介导的色氨酸代谢途径的病理学特征的疾病，包括：AIDS、神经退行性疾病(阿尔茨海默病、亨廷顿病和帕金森病)、抑郁症、白内障、与年龄相关的黄化以及自身免疫性疾病。
IDO与多种疾病发病机制密切相关，已被证实是癌症、阿尔茨海默病、抑郁症、白内障等重大疾病的靶标，IDO抑制剂作为药物具有广阔的应用前景，但是迄今未有合适的IDO抑制剂可作为药物上市，因此寻找新型高效的IDO抑制剂具有重要的理论意义和应用价值。
参考文献：
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[2]David，H.M.；et al.，Science，1998，281：5380.
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[15]Friberg M，et al.Int J Cancer，2002，101：151-155.
发明内容
本发明目的在于提供一种吡咯-2-甲酸芳香酯化合物及制备方法。
本发明提出的吡咯-2-甲酸芳香酯化合物，其结构通式如下：
其中，Ar为苯基，对甲苯基，对溴苯基或萘基等。
本发明以吡咯-2-甲酸、芳香族酚类为原料，通过N，N’-二环己基碳二亚胺(DCC)、对-二甲氨基吡啶(DMAP)做缩水剂，苯等常用有机溶剂作溶剂一步选择性实现吡咯-2-甲酸、芳香族酚类的酯化反应，其反应路线如下：
其中，Ar为苯基，对甲苯基，对溴苯基或萘基等。
本发明提出的吡咯-2-甲酸芳香酯化合物的制备方法，具体步骤如下：
第一步：向干燥的圆底烧瓶中加入苯、吡咯-2-甲酸、芳香族酚、对-二甲氨基吡啶(DMAP)，其中吡咯-2-甲酸与芳香族酚的摩尔比为1∶0.9-1∶1.1；
第二步：在室温下磁力搅拌进行10-20分钟后加入N，N’-二环己基碳二亚胺(DCC)，室温下进行反应，TLC跟踪反应进度；
第三步：待反应完成后，减压蒸去溶剂，残留物以乙酸乙酯：石油醚＝1∶1-1∶9为淋洗液进行柱层析分离提纯即得。
本发明中所述芳香族酚为苯酚、对甲苯酚、对溴苯酚、α-萘酚中任一种。
本发明中当使用芳香族酚作为反应试剂，反应温度为室温，反应时间为4-24小时。
本发明中所述淋洗液中，乙酸乙酯与石油醚体积比为1∶1-1∶9。
本发明中所述吡咯-2-甲酸与芳香族酚的摩尔比为1∶1，吡咯-2-甲酸与对-二甲氨基吡啶(DMAP)的摩尔比为1∶1-1∶1.2，吡咯-2-甲酸与N，N’-二环己基碳二亚胺(DCC)的摩尔比为1∶1-1∶1.2。
本发明中，一种IDO抑制剂，其在制备治疗具有IDO介导的色氨酸代谢途径的病理学特征的疾病的药品中的应用，该类疾病至少包括肿瘤性疾病、癌症、阿尔茨海默病、自身免疫性疾病、白内障、心境障碍、抑郁症、焦虑症。
本发明公开的吡咯-2-甲酸芳香酯可作为IDO抑制剂。吡咯-2-甲酸是一种重要的杂环芳香有机弱酸，酚类化合物抗癌研究日益受到重视，许多酚类化合物对体外培养的肿瘤细胞、实验动物肿瘤及人体肿瘤有抑制作用，同时酚类化合物对肿瘤细胞有明显抑制而对正常细胞无毒副作用。吡咯-2-甲酸芳香酯在医药上尤其抗肿瘤免疫治疗方面应用前景广泛，已成为近几年来药物研究与开发的重点领域之一，显示了广阔的发展潜力。吡咯-2-甲酸芳香酯化合物的合成的文献很少，且缺乏高产率、操作简单的合成文献报道。吡咯-2-甲酸芳香酯可作为IDO抑制剂，可以用于具有IDO介导的色氨酸代谢途径的病理学特征的疾病，包括癌症、艾滋病、阿尔茨海默病、抑郁症和白内障等重大疾病的治疗。
本发明的优点在于：
本发明以潜在的药物前体吡咯-2-甲酸、芳香族酚类化合物为原料，使用对-二甲氨基吡啶(DMAP)和N，N’-二环己基碳二亚胺(DCC)做缩水剂。该合成路线具有原料易得、操作简便、反应条件温和、反应时间短、节省溶剂和减少污染等优点，便于工业化生产。
具体实施方式
下述通过实施例进一步说明本发明，但不能限制本发明的内容。
实施例1：化合物I的制备
向25mL的干燥的圆底烧瓶中加入3mL苯、33mg(0.3mmol)吡咯-2-甲酸、0.3mmol苯酚、40mg(0.33mmol)对-二甲氨基吡啶(DMAP)，在室温下磁力搅拌进行10分钟后加入68mg(0.33mmol)N，N’-二环己基碳二亚胺(DCC)，室温下进行反应，TLC跟踪反应进度。待反应完成后，减压蒸去溶剂，残留物以乙酸乙酯∶石油醚＝1∶3为淋洗液进行柱层析分离提纯即得硅胶柱分离得化合物I 42mg，收率83％。
表征数据如下：
1H NMR(500MHz，CDCl3)δ：0.88(3H，t，J＝7.4Hz)，1.28-1.95(12H，m)，4.31(2H，t，J＝76.6Hz)，6.92(1H，d，J＝14.3Hz)，7.14(1H，d，J＝14.3Hz)，7.36(2H，d，J＝8.1Hz)，8.00(2H，d，J＝8.4Hz)。
实施例2：化合物II的制备
向25mL的干燥的圆底烧瓶中加入3mL苯、33mg(0.3mmol)吡咯-2-甲酸、0.3mmol对甲苯酚、40mg(0.33mmol)对-二甲氨基吡啶(DMAP)，在室温下磁力搅拌进行10分钟后加入68mg(0.33mmol)N，N’-二环己基碳二亚胺(DCC)，室温下进行反应，TLC跟踪反应进度。待反应完成后，减压蒸去溶剂，残留物以乙酸乙酯∶石油醚＝1∶3为淋洗液进行柱层析分离提纯即得硅胶柱分离得化合物II 51mg，收率86％。
表征数据如下：
1H NMR(500MHz，CDCl3)δ：9.46(s，1H)，7.19(d，J＝8.3Hz，2H)，7.14-7.09(m，1H)，7.06(d，J＝8.4Hz，2H)，6.98(dd，J＝4.0，2.6Hz，1H)，6.32(dt，J＝3.5，2.5Hz，1H)，2.35(s，3H)。
实施例3：化合物III的制备
向25mL的干燥的圆底烧瓶中加入3mL苯、33mg(0.3mmol)吡咯-2-甲酸、52mg(0.3mmol)对溴苯酚、40mg(0.33mmol)对-二甲氨基吡啶(DMAP)，在室温下磁力搅拌进行15分钟后加入68mg(0.33mmol)N，N’-二环己基碳二亚胺(DCC)，室温下进行反应，TLC跟踪反应进度。待反应完成后，减压蒸去溶剂，残留物以乙酸乙酯∶石油醚＝1∶6为淋洗液进行柱层析分离提纯即得硅胶柱分离得化合物III 75mg，收率95％。
表征数据如下：
1H NMR(500MHz，CDCl3)δ：9.39(s，1H)，7.51(d，J＝8.8Hz，2H)，7.12(d，J＝3.0Hz，1H)，7.08(d，J＝8.8Hz，2H)，7.03(s，1H)，6.38-6.30(m，1H)。
实施例4：化合物IV的制备
向25mL的干燥的圆底烧瓶中加入3mL苯、33mg(0.3mmol)吡咯-2-甲酸、0.3mmolα-萘酚、40mg(0.33mmol)对-二甲氨基吡啶(DMAP)，在室温下磁力搅拌进行10分钟后加入68mg(0.33mmol)N，N’-二环己基碳二亚胺(DCC)，室温下进行反应，TLC跟踪反应进度。待反应完成后，减压蒸去溶剂，残留物以乙酸乙酯∶石油醚＝1∶7为淋洗液进行柱层析分离提纯即得硅胶柱分离得化合物IV 60mg，收率81％。
表征数据如下：
1H NMR(500MHz，CDCl3)δ＝9.50(s，1H)，7.95(d，J＝7.8Hz，1H)，7.88(dd，J＝7.2，1.7Hz，1H)，7.76(d，J＝8.3Hz，1H)，7.57-7.41(m，3H)，7.34(dd，J＝7.4，0.7Hz，1H)，7.27(ddd，J＝3.8，2.4，1.5Hz，1H)，6.98(td，J＝2.7，1.5Hz，1H)，6.37(dt，J＝3.7，2.6Hz，1H)
实施例5：IDO抑制活性检测
含人IDO基因的质粒的构建、在大肠杆菌中的表达、提取及纯化均按Littlejohn等报道方法进行(Takikawa O，Kuroiwa T，Yamazaki F，et al.J.Biol.Chem.1988，263，2041-2048.)。分离的各组分及单体化合物对IDO的抑制活性按照介绍的方法检测。在96孔板上将50mM磷酸钾缓冲液(pH 6.5)，40mM维生素C，400μg/ml过氧化氢酶，20μM亚甲基蓝和IDO酶混合。向上述混合液内加入底物L-色氨酸和待测样品。反应在37℃下进行60分钟，加入30％(w/v)三氯乙酸使反应终止。96孔板在65℃下加热15分钟，使之完成从甲酰犬尿氨酸到犬尿氨酸的转化，然后6000g旋转5分钟。每孔取出100μl上清液转移到新的96孔板内，加入2％(w/v)对-(二甲基氨基)苯甲醛的乙酸溶液，犬尿氨酸与之反应产成的黄颜色可使用酶标仪在490nm观测，所得结果利用IC50计算软件计算。利用上述方法，对化合物I-IV的IDO抑制活性进行测定，其IC50如下，并用目前体内外实验中通用的IDO抑制剂1-甲基色氨酸(1-MT，市售)作为对照物。
上述实施例1-5中合成化合物的IDO抑制活性如下：
IC50(g/ml)
1-MT 34.6
化合物I 120.8
化合物II 53.2
化合物III 36.8
化合物IV 320.2
Claims (7)
1.一种吡咯-2-甲酸芳香酯化合物，其特征在于该化合物结构通式如下：
其中，Ar为苯基，对甲苯基，对溴苯基或萘基等。
2.一种如权利要求1所述的吡咯-2-甲酸芳香酯化合物的制备方法，其特征在于具体步骤如下：
第一步：向干燥的圆底烧瓶中加入苯、吡咯-2-甲酸、芳香族酚、对-二甲氨基吡啶，其中吡咯-2-甲酸与芳香族酚的摩尔比为1∶0.9-1∶1.1
第二步：在室温下磁力搅拌进行10-20分钟后加入N，N’-二环己基碳二亚胺，室温下进行反应，TLC跟踪反应进度；
第三步：待反应完成后，减压蒸去溶剂，残留物以乙酸乙酯/石油醚为淋洗液进行柱层析分离提纯即得。
3.根据如权利要求2所述的吡咯-2-甲酸芳香酯化合物的制备方法，其特征在于所述芳香族酚为苯酚衍生物或萘酚等其他芳香族酚中任一种。
4.根据如权利要求2所述的吡咯-2-甲酸芳香酯化合物的制备方法，其特征在于，当使用芳香族酚作为反应试剂，反应温度为室温，反应时间为4-24小时。
5.根据如权利要求2所述的吡咯-2-甲酸芳香酯化合物的制备方法，其特征在于所述淋洗液中，乙酸乙酯与石油醚体积比为1∶1-1∶9。
6.根据如权利要求2所述的吡咯-2-甲酸芳香酯化合物的制备方法，其特征在于所述吡咯-2-甲酸与芳香族酚的摩尔比为1∶1，吡咯-2-甲酸与对-二甲氨基吡啶的摩尔比为1∶1-1∶1.2，吡咯-2-甲酸与N，N’-二环己基碳二亚胺的摩尔比为1∶1-1∶1.2。
7.一种具有如权利要求1所述的化合物的IDO抑制剂，其特征在于其在制备治疗具有IDO介导的色氨酸代谢途径的病理学特征的疾病的药品中的应用，该类疾病至少包括肿瘤性疾病、癌症、阿尔茨海默病、自身免疫性疾病、白内障、心境障碍、抑郁症、焦虑症。
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