黃 斌，程德軍，李明田

(四川理工學院材料與化學工程學院，四川自貢 643000)

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

黃 斌，程德軍，李明田

(四川理工學院材料與化學工程學院，四川自貢 643000)

以5-溴水楊醛、4-氯芐氯為原料，通過消去、還原及溴化合成了4-溴-2-溴甲基-1-((4-氯芐基)氧)苯(中間體3)，以1-芐基-4-哌啶酮合成了4-甲基-N-烯丙基-N-(4-哌啶基)苯磺酰胺(中間體7)，通過中間體3和7合成了一種新的非肽類CCR5拮抗劑4-甲基-N-烯丙基-N-(1-(5-溴-2-(對氯芐基氧基)芐基)-4-哌啶基)苯磺酰胺，并對產物進行了1HNMR,13CNMR,IR,MS表征及生物活性檢測.結果表明,該拮抗劑合成總產率約為26.0%，具有較好的生物活性.

CCR5拮抗劑；苯磺酰胺;非肽類小分子化合物；生物活性

趨化因子受體CCR5是HIV-1病毒進入人體細胞的主要輔助受體，自Schwarz等提出CCR5可作為一種防治人類HIV感染的新靶點以來[1]，新型抗艾滋病毒藥物研發(fā)中CCR5受體倍受關注[2-5].目前只有少量CCR5拮抗劑被研制成功，但由于缺少CCR5受體分子的高分辨率結構，因此無法進行精確藥物設計，同時也無法明確闡明該類拮抗劑的作用機制.最近，非肽類小分子拮抗劑TAK-779[6](結構見圖1)已被日本的武田公司成功研發(fā)，在此基礎之上該公司又合成了拮抗劑TAK-652和TAK-220(結構見圖1)，該非肽類小分子CCR5拮抗劑具有良好的抗艾滋病毒感染能力.

圖1 3種拮抗劑的結構Fig 1The structures of three antagonist

本文通過氨基保護及還原胺化，得到中間體7(N-烯丙基-N-(4-哌啶基)-4-甲基苯磺酰胺)；通過N-溴代丁二酰亞胺溴化得到中間體3，最后通過消去反應合成了一種新的CCR5拮抗劑，該拮抗劑的結構經13CNMR, IR, MS及1HNMR確證，并檢測了其生物活性,合成路線見圖2.該法具有合成步驟相對較少，反應條件要求不高，合成總產率較高等優(yōu)點.

圖2 4-甲基-N-烯丙基-N-(1-(5-溴-2-(對氯芐基氧基)芐基)-4-哌啶基)苯磺酰胺的合成路線Fig 2 Synthetic route of N-allyl-N-(1-(5-bromo-2-((4-chlorobenzyl)oxy)benzyl)piperidin-4-yl) -4-methyl benzenesulfonamide

1 實驗部分

1.1 儀器和藥品

AGILENT質譜儀(美國MSDVL)；Bruker AV600 NMR(德國)；TENSOR27 FTIR(德國).

烯丙胺鹽酸鹽、CF3CO2H、對甲基苯磺酰氯、乙二胺四乙酸、1-芐基-4-哌啶酮、K2CO3、5-溴水楊醛、NaBH4、三乙酰氧基硼氫化鈉、N,N-二甲基甲酰胺、三乙胺、CH2Cl2、三苯基磷、3-氯芐氯、丙酮、N-溴代丁二酰亞胺、甲醇等均為分析純.

1.2 實驗步驟

1.2.2 2-((4-氯芐基)氧基)-5-溴-苯甲醇(2)的合成 合成參見文獻[6,7]，方法為：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)，反應1.5 h，用薄層色譜檢測反應完全后.用氫氧化鈉溶液(2.0 mol·L-1)淬滅反應，得白色沉淀，過濾烘干得白色固體即化合物(2)(6.02 g),產率92.3%.熔點：230～232.6 ℃，文獻值[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-氯芐基)氧)苯(3)的合成 合成參見文獻[6,7]，具體為：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-溴代丁二酰亞胺，在0 ℃劇烈攪拌下，于30 min內將三苯基磷0.029 mol (7.8 g) 分批加入三口瓶中，反應5.5 h，以TLC檢測，完全后加入正己烷30 mL，過濾，濾液經飽和NaCl溶液洗滌，無水硫酸鈉干燥，柱層析后蒸干，得白色固體即化合物(3)(8.80 g),產率98.7%.m.p.226.3～230.7 ℃，文獻值[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 受體拮抗劑的GTPγS結合性檢測

化合物8的活性檢測采用文獻[13]報道的方法測試.化合物8的GTPγS結合性IC50為(5.96±0.3) nmol·L-1，其結合性接近已報道的拮抗劑TD0232(IC50值為(3.1±0.6) nmol·L-1[14])的拮抗活性，同樣可以作為進行藥物開發(fā)的候選化合物.

2 結果與討論

2.1 合成

對氯芐氯和5-溴水楊醛通過還原、消去及溴化法合成了4-溴-2-溴甲基-1-((4-溴芐基)氧基)苯(中間體3)；1-芐基-4-哌啶酮通過N原子保護后酰化得到中間體7(4-甲基-N-烯丙基-N-(4-哌啶基)苯磺酰胺)；最后通過中間體3和7合成了新的非肽類小分子化合物4-甲基-N-烯丙基-N-(1-(5-溴-2-(對氯芐基氧基)芐基)-4-哌啶基)苯磺酰胺，該化合物有望用作CCR5 拮抗劑，其結構經MS,1CNMR，IR及1HNMR確證.相對其他非肽類小分子化合物，反應條件溫和，合成路線較短，總產率約為26.0%.

2.2 結構及生物活性

CCR5小分子拮抗劑結構類型多樣，其結構上具有鮮明的特征：① 該小分子拮抗劑中間連接鍵含有環(huán)狀結構，中間結構是有生物活性的哌啶環(huán)；② 該小分子拮抗劑不僅含有活性雜原子取代的苯環(huán)，而且還含有酰胺結構；③ 該小分子拮抗劑含有2個季氮原子，能以穩(wěn)定的季銨鹽形式存在，在生理pH值條件下，能被質子化[6]；④ 該小分子拮抗劑的另一端存在疏水基團，本產物引入了溴和氯原子，相似于其他拮抗劑，鹵素原子的引入提高了該小分子拮抗劑的抗病毒活性和受體結合性.目標產物與TD0232生物活性的比較見表1.

表1 生物活性比較

由表1可以看出目標產物具有有較好的活性，可作為進行藥物開發(fā)的候選化合物.這類小分子拮抗劑不具有潛在的炎癥應答效應，可以通過靜脈注射方式給藥，在生物醫(yī)藥或抗HIV感染領域具有潛在應用價值.

3 結論

合成了一種新的非肽類小分子拮抗劑4-甲基-N-烯丙基-N-(1-(5-溴-2-(對氯芐基氧基)芐基)-4-哌啶基)苯磺酰胺，總產率約為26.0%，該拮抗劑的IC50為(5.95±0.3) nmol·L-1，具有較好的活性和具有潛在的應用價值.

[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] 程德軍,黃斌,李明田.4-哌啶基苯磺酰胺衍生物拮抗劑的合成及表征[J].安徽師范大學學報：自然科學版,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] 程德軍,黃斌,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].內蒙古師范大學學報：自然科學版,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] 呂燕慧.CCR5拮抗劑TD0232的體外藥效學研究[D].上海：中國科學院上海生命科學研究院，2005：28-30.

(責任編輯 陸泉芳)

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

四川省教育廳基金資助項目(15ZB0215);自貢市重點科技計劃項目(2014ZC01)

黃斌(1973—)男，四川宜賓人，副教授，碩士.主要研究方向為有機合成. E-mail:huangbin731026@126.com

O 621.3;R 914

A

1001-988Ⅹ(2015)04-0058-04