田寶勇，劉英華，杜秀芳，張忠敏，王 偉

（1.河北科技大學(xué)河北省分析測(cè)試研究中心，河北石家莊 050018；2.河北醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院，河北石家莊 050017）

乙酰基咪唑烷酮衍生物的合成及其對(duì)小鼠學(xué)習(xí)記憶能力的影響

田寶勇1，劉英華1，杜秀芳2，張忠敏2，王 偉2

（1.河北科技大學(xué)河北省分析測(cè)試研究中心，河北石家莊 050018；2.河北醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院，河北石家莊 050017）

以乙?；溥蛲橥獮樵?，分別與非甾體抗炎藥阿司匹林、吲哚美辛反應(yīng)，合成乙?；溥蛲橥苌铮⒂^察其對(duì)小鼠學(xué)習(xí)和記憶能力的影響。根據(jù)拼合原理（mosaic theory）進(jìn)行化學(xué)結(jié)構(gòu)修飾，經(jīng)鹵代、縮合，合成目標(biāo)化合物，應(yīng)用水迷宮法檢測(cè)小鼠行為學(xué)變化。合成了2個(gè)新化合物2-（1-乙酰基-2-咪唑酮-3-羰基）乙酸苯酯（目標(biāo)化合物 A），1-乙酰基-3-（2-（1-（4-氯）-5-甲氧基-2-甲基-1 H-吲哚基）乙?；?2-咪唑烷酮（目標(biāo)化合物B），產(chǎn)率分別為20.7%，30.5%。在水迷宮實(shí)驗(yàn)中，與模型組比較，目標(biāo)化合物A可使小鼠游全程時(shí)間縮短，錯(cuò)誤次數(shù)減少。合成方法工藝穩(wěn)定可靠，條件溫和，原料綠色安全，操作簡單，目標(biāo)化合物A對(duì)小鼠的學(xué)習(xí)、記憶能力有增強(qiáng)作用。

乙?；溥蛲橥?；拼合；合成；小鼠；學(xué)習(xí)和記憶

阿司匹林、吲哚美辛屬于非甾體類抗炎藥（NSAIDS）。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，非甾體類藥物可以抑制與老年斑形成有關(guān)的炎癥反應(yīng)，如抑制小膠質(zhì)細(xì)胞增生或干擾老年斑形成，進(jìn)而減少老年癡呆癥（AD）的發(fā)?。?］。流行病學(xué)調(diào)查顯示，使用非甾體抗炎藥2年以上者AD的發(fā)生率降低60%［2］。乙?；溥蛲橥獮楹铣芍袠薪祲核幙蓸范ǖ闹饕虾椭匾倌軋F(tuán)，高血壓是血管性老年癡呆最危險(xiǎn)的致病因素［3］，高血壓的人群患老年癡呆癥的發(fā)病率顯著高于正常人群。此外，臨床用于治療老年癡呆的西坦類化合物如吡拉西坦（腦復(fù)康）等，有激活、保護(hù)、修復(fù)神經(jīng)細(xì)胞的作用［4］，而咪唑烷酮與其母核吡咯烷酮極為相似，只有一個(gè)N原子的差別。

當(dāng)前基于片段的藥物設(shè)計(jì)（FBDD）已經(jīng)發(fā)展成為一種重要的藥物設(shè)計(jì)新方法［5］，本實(shí)驗(yàn)應(yīng)用拼合原理（mosaic theory），以乙?；溥蛲橥獮樵希謩e與阿司匹林、吲哚美辛反應(yīng)，設(shè)計(jì)并制備咪唑烷酮類衍生物，通過藥理實(shí)驗(yàn)力圖尋找療效更高、副作用更小的抗老年癡呆癥新藥。

合成路線見圖1。

圖1 合成路線Fig.1 Synthetic route

1 目標(biāo)化合物的合成

1.1 儀器和試劑

旋轉(zhuǎn)薄膜蒸發(fā)儀（上海愛朗儀器有限公司提供），電子熔點(diǎn)儀（天津市精密儀器廠提供），BS-110S型電子天平（北京賽多斯利天平有限責(zé)任公司提供）。

阿司匹林，吲哚美辛，布洛芬，乙?；溥蛲橥?，三氯甲烷，氯化亞砜，TEBA，DMF，乙醚，石油醚，甲醇，乙酸乙酯，冰乙酸，二氯甲烷，無水硫酸鈉，無水硫酸鎂，碘，均為分析純；HCl和 NaOH，均為自制溶液，EDC，甲醇鈉和DMAP，均為試劑純。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 乙?；溥蛲橥c阿司匹林的合成

在裝有回流冷凝器、溫度計(jì)的三頸瓶中加入0.9 g（0.005 mol）阿司匹林、3滴DMF及氯化亞砜1.4 m L（0.01 mol），逐漸升溫（約20 min）至65℃，保溫65～70℃（約20 min）后停止反應(yīng)，放冷至室溫。減壓蒸餾除去多余氯化亞砜，加入乙?；溥蛲橥?.64 g（0.005 mol），0.2 g的TEBA，0.1 g碳酸氫鈉及20 m L三氯甲烷，常溫條件下攪拌反應(yīng)，6 h后反應(yīng)基本進(jìn)行完全，過程中采用TLC監(jiān)測(cè)。柱色譜分離得到0.3 g（0.001 mol）目標(biāo)化合物 A（2-（1-乙酰基-2-咪唑酮-3-羰基）乙酸苯酯），收率為20.7%。ESI-MS（m／z）：291［M＋H］＋。目標(biāo)化合物A相對(duì)分子質(zhì)量為290，質(zhì)譜圖見圖2。

圖2 MS圖譜Fig.2 MS spectrum

1.2.2 乙酰基咪唑烷酮與吲哚美辛的合成

取甲醇鈉2 g（0.037 mol）、乙酰基咪唑烷酮1.2 g（0.009 mol），加熱攪拌回流3 h，回流完畢冷至室溫。在裝有攪拌器、溫度計(jì)、回流冷凝管和干燥管干燥三口瓶中，加入二氯甲烷70 m L，氯化亞砜1.5 m L（0.05 mol），N，N-二甲基甲酰胺1 m L，室溫?cái)嚢璺磻?yīng)10～15 min，加入吲哚美辛5 g（0.014 mol），加熱至30℃反應(yīng)1.5 h，減壓蒸餾得乳白色固體。將固體用無水乙醚洗滌后，抽濾，將濾餅真空干燥，得到黃色固體4.8 g（0.013 mol），收率為91.4%。

1.2.3 1-乙?；?3-（2-（1-（4-氯）-5-甲氧基-2-甲基-1 H-吲哚基）乙?；?2-咪唑烷酮（目標(biāo)化合物B）的制備

方法1：將3.962 g（0.01 mol）反應(yīng)中間物吲哚美辛酰氯加入到1－乙?；溥蛲橥c中，加入0.2 g的TEBA及0.1 g碳酸氫鈉，常壓下攪拌反應(yīng)，采用TLC監(jiān)測(cè)反應(yīng)進(jìn)程。7 h后反應(yīng)基本完全，旋蒸濃縮，經(jīng)柱色譜分離得到1.34 g（0.003 mol）黃白色固體目標(biāo)化合物B，熔點(diǎn)為153.9～154.1℃，收率為30.5%。

方法2：在裝有回流冷凝管及干燥管的干燥兩口瓶中加入1 g（0.003 mol）吲哚美辛、0.4 g（0.003 mol）乙?；溥蛲橥?、0 2 g的EDC、少量DMAP及15 m L氯仿，常溫?cái)嚢璺磻?yīng)，采用TLC跟蹤監(jiān)測(cè)，6 h后反應(yīng)進(jìn)行完全。以5%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）NaOH和5%（體積分?jǐn)?shù)）HCl溶液洗滌數(shù)次，然后用水洗至中性，加入無水硫酸鈉干燥過夜，抽濾，旋蒸，用柱色譜分離，得到0.225 g（0.000 5 mol）目標(biāo)產(chǎn)物B，熔點(diǎn)為153.9～154.1℃，收率為21.9%，ESI-MS（m／z）：468［M＋H］＋。目標(biāo)化合物B的相對(duì)分子質(zhì)量為467，質(zhì)譜圖見圖3。

2 目標(biāo)化合物對(duì)小鼠學(xué)習(xí)和記憶的影響

2.1 試劑、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物和儀器

目標(biāo)化合物A和B，由本實(shí)驗(yàn)室合成；氫溴酸東莨菪堿注射液，上海禾豐制藥有限公司提供，批號(hào)為090604；二甲苯，天津市永大化學(xué)試劑中心提供。

昆明系小鼠40只，河北醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供，清潔級(jí)，合格證號(hào)為7080118。

小鼠電子水迷宮，中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院藥物研究所提供。

圖3 化合物B的MS圖譜Fig.3 MS spectrum of compound B

2.2 實(shí)驗(yàn)方法

將40只小鼠適應(yīng)性飼養(yǎng)1周后，隨機(jī)分為正常組、模型組、化合物A組、化合物B組。除正常組外，模型組、化合物A組和B組注射氫溴酸東莨菪堿注射液0.03 mg／kg，造模24 h后，對(duì)化合物A組和B組分別灌胃，給予目標(biāo)化合物A和B的量為1.6mg／（kg·d）。對(duì)正常組和模型組灌胃，給予生理氯化鈉溶液，連續(xù)給藥10 d后隔24 h測(cè)試。水迷宮由黑色有機(jī)玻璃制成，水溫為（24±1）℃，水深22 cm，分為終點(diǎn)區(qū)、A區(qū)、B區(qū)、C區(qū)，設(shè)有5個(gè)盲端，終點(diǎn)設(shè)有臺(tái)階，小鼠可爬上臺(tái)階躲避危險(xiǎn)。測(cè)試前先對(duì)小鼠進(jìn)行訓(xùn)練。先將小鼠放在終點(diǎn)，讓其自行爬梯2次；然后將擋板放在A處，讓小鼠從此處游回終點(diǎn)；再將擋板放在B處和起點(diǎn)進(jìn)行同樣的訓(xùn)練，訓(xùn)練完成后2 h進(jìn)行測(cè)試。將小鼠放在起點(diǎn)，記錄5 min內(nèi)小鼠由C區(qū)起點(diǎn)游至終點(diǎn)所用時(shí)間和進(jìn)入盲端的次數(shù)（錯(cuò)誤次數(shù)），5 min內(nèi)不能游出的計(jì)為5 min。24 h后，重復(fù)測(cè)試，作為記憶成績。結(jié)果顯示，模型組小鼠游全程時(shí)間延長，錯(cuò)誤次數(shù)增加，與正常組相比有差異（P＜0.05）；小鼠化合物A組游全程時(shí)間縮短，錯(cuò)誤次數(shù)減少，與模型組比較有差異（P＜0.05）；化合物B組小鼠無顯著差別。結(jié)果見表1。

表1 水迷宮實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)記憶成績比較Tab.1 Comparison of the learning and memory records in the Morris Water Maze tests

3 結(jié)果與討論

在合成實(shí)驗(yàn)中，在常溫、常壓的一般實(shí)驗(yàn)條件下，攪拌反應(yīng)的時(shí)間控制為6～7 h，用TLC跟蹤監(jiān)測(cè)反應(yīng)終點(diǎn)，經(jīng)過純化后得到的目標(biāo)化合物用質(zhì)譜進(jìn)行鑒定。該合成方法未見文獻(xiàn)報(bào)道，工藝穩(wěn)定可靠、條件溫和、原料綠色安全，操作簡單，可應(yīng)用于阿司匹林、吲哚美辛和乙?；溥蛲橥M(jìn)行酰化縮合合成2-（1-乙?；?－咪唑酮-3-羰基）乙酸苯酯和1－乙酰基-3-（2-（1-（4-氯）-5-甲氧基-2-甲基-1H-吲哚基）乙?；?2-咪唑烷酮。

應(yīng)用酰氯法的收率較高［6］，反應(yīng)中應(yīng)注意接收尾氣及相應(yīng)處理。薄層色譜法在監(jiān)測(cè)有無新化合物生成中作用明顯，有助于了解反應(yīng)終點(diǎn)。酰氯及TEBA，EDC，DMAP等物質(zhì)均易吸潮變質(zhì)，故需確保無水反應(yīng)條件才能保證實(shí)驗(yàn)的成功。柱色譜分離純化時(shí)，單獨(dú)使用薄層色譜的展開劑不能使其分離［7］，本實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用極性從小到大的溶劑，分離效果令人滿意。

在化合物組的給藥劑量設(shè)計(jì)上，參考了目前臨床常用的治療老年性癡呆藥甲磺酸阿米三嗪蘿巴新片的劑量，其臨床劑量為2次／d，每次40 mg，確定了目標(biāo)化合物的給藥劑量為1.6 mg／（kg·d）。

水迷宮實(shí)驗(yàn)可排除其分泌物或排泄物對(duì)其他動(dòng)物的影響，因此結(jié)果更為可靠。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果看，目標(biāo)化合物A組的小鼠學(xué)習(xí)成績和記憶成績均有顯著提高，說明目標(biāo)化合物A有增強(qiáng)小鼠學(xué)習(xí)和記憶的功能。

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Synthesis of acetyl derivatives of imidazolidin and their effect on learning and memory capacities of mice

TIAN Bao-yong1，LIU Ying-hua1，DU Xiu-fang2，ZHANG Zhong-min2，WANG Wei2

（1.Hebei Research Center of Analytical and Testing，Hebei University of Science and Technology，Shijiazhaung Hebei 050018，China；2.School of Pharmacy，Hebei Medical University，Shijiazhuang Hebei 050017，China）

Acetyl derivatives of imidazolidin were prepared by the reaction of acetyl imidazolidin with aspirin and indomethacin，non-steroidal anti-inflammatory drugs，respectively.Then their effect on the learning and memory function of mice is studied.According to mosaic theory to modify the chemcial constitution，the target compound was synthesized by halogenation and condensation reaction.After that，the praxiological changes of each group of mice are analyzedl by adopting the means of morris water maze.Two new compounds are obtained：2-（1-acetyl-2-oxoimidazol-idine-3-carbonyl）phenyl acetate（the target compound A）and 1-acetyl-3-（2-（1-（4-chlorobenzoyl）-5-methoxy-2-methyl-1H-indol-3-yl）acetyl）imidazolidin-2-one（the target compound B），with yield of 20.7%and 30.5%.The target compound A could shorten the time for swimming the whole process and decrease the times of mistakes compared with the model group in the Morris Water Maze tests.The process is stable，safe and free from pollution in mild condition.The target compound A is beneficial to increase the learning and memory capacities of mice.

acetyl derivatives of imidazolidin；mosaic；synthesis；mouse；learning and memory

R965.1

A

1008-1542（2012）01-0027-05

2011-09-21；

2011-11-19；責(zé)任編輯：張士瑩

河北省科學(xué)技術(shù)研究與發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目（07276101D-26）

田寶勇（1968-），男，河北廊坊人，副研究員，主要從事儀器分析方面的研究。

王 偉。E-mail：hbydwangwei＠163.com