趙躍,高夢(mèng)遠(yuǎn),劉洪濤,李文燕,何紅偉,王菊仙
血漿膽固醇水平升高是冠狀動(dòng)脈疾?。╟oronary artery disease,CAD)的主要危險(xiǎn)因素[1],因此降低膽固醇水平有利于預(yù)防 CAD。在肝臟中,膽固醇被代謝成膽汁酸并釋放到十二指腸中[2],其中超過(guò) 90% 的膽汁酸被回腸頂端鈉依賴性膽酸轉(zhuǎn)運(yùn)體蛋白(ASBT)重吸收,并且通過(guò)腸肝循環(huán)運(yùn)回到肝臟中[3-6]。膽汁酸螯合劑(BASs)的使用已經(jīng)證明增加膽汁酸的排泄可以降低肝臟和血清中的膽固醇水平。因此,抑制 ASBT 功能可以減少膽汁酸的重吸收,從而促進(jìn)膽汁酸的合成,進(jìn)而增加膽固醇的消耗[7-9]。此外,由于 ASBT 位于回腸內(nèi)腔的頂端膜上,抑制劑可以不進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)而阻斷 ASBT 活性。因此,ASBT 抑制劑一直被認(rèn)為是治療高膽固醇血癥的新策略[10-12]。
相關(guān)的研究表明,喹啉類、苯并硫?類和萘酚類等 ASBT 抑制劑 S-1647[13]、S-8921[14]、R-146224[15]、SC-435[16]和 R-16B[17]在動(dòng)物模型中均可以阻斷膽汁酸重吸收并顯著降低膽固醇水平(圖 1)。已報(bào)道的 ASBT 抑制劑 S-8921、R-146224、R-16B 和 SC-435 結(jié)構(gòu)中含有烷氧基苯基、長(zhǎng)鏈烷烴或?qū)Χ妆竭B接的對(duì)稱性叔胺或季銨鹽的結(jié)構(gòu)片段。而本課題組報(bào)道的系列化合物中1-(2,4-二氟苯基)-7-N,N-二甲氨基-4-氧代-1,4-二氫-1,8-萘啶-3-N-(3,5-二氟苯基)甲酰胺(4a1)也具有潛在的抑制 ASBT 的活性[18]。前期構(gòu)效關(guān)系研究表明,化合物 4a1結(jié)構(gòu)中 7 位 N,N-二甲基氨基和 3 位 3,5-二氟苯酰胺基均有利于 ASBT 的抑制活性?;谝陨涎芯拷Y(jié)果,本文以 4a1為先導(dǎo)化合物,利用拼合原理,將烷氧基苯基及直鏈烷烴或?qū)Χ妆竭B接的對(duì)稱性叔胺或季銨鹽基團(tuán)引入到先導(dǎo)化合物 4a1的 N-1 位,設(shè)計(jì)、合成了一系列-1-(烷氧基苯基)-7-二甲氨基-4-氧代-1,4-二氫-1,8-萘啶-3-N-(3,5-二氟苯基)-甲酰胺類化合物(圖 2),以期獲得活性更優(yōu)的 ASBT 抑制劑。
梅特勒 MP-70 熔點(diǎn)儀為瑞士梅特勒-托利多公司產(chǎn)品,溫度計(jì)未經(jīng)校正;Bruker ARX-400、Bruker ARX-500 型核磁共振儀為德國(guó) Bruker 公司產(chǎn)品;Agilent-1100 型四極桿液質(zhì)聯(lián)用儀為美國(guó)Agilent 公司產(chǎn)品;MicroBeta 2 液閃儀為美國(guó) PE公司產(chǎn)品;所有試劑均為市售分析純或化學(xué)純。
圖 1 ASBT 抑制劑的結(jié)構(gòu)Figure 1 Structures of ASBT inhibitors
圖 2 目標(biāo)化合物設(shè)計(jì)思想Figure 2 Design of target compounds
1.2.1 目標(biāo)化合物的合成 以 2,6-二氯煙酰乙酸乙酯(1)為起始原料,參考喹諾酮類化合物的合成方法[19],經(jīng)縮合、取代和水解反應(yīng)依次制得化合物 2 ~ 6,6 經(jīng)混合酸酐法與 3,5-二氟苯胺縮合得到 7,7 再經(jīng) NaOH-H2O-EtOH 體系水解得到 8,8 與二溴取代烷烴縮合得到化合物 9a ~ 9f,最后與伯胺或叔胺反應(yīng)得到相應(yīng)的目標(biāo)產(chǎn)物 10a ~ 10f(圖 3)。
1.2.2 ASBT 抑制活性測(cè)試方法 采用人HEK293T 細(xì)胞,用 10% FBS 的 DMEM 培養(yǎng)液培養(yǎng),以 30 萬(wàn)/孔鋪到 12 孔板中,同時(shí)用pcDNA3.1/hASBT 質(zhì)?;?pcDNA3.1 空載體進(jìn)行轉(zhuǎn)染。轉(zhuǎn)染后的細(xì)胞培養(yǎng) 24 h。ASBT 活性分析:12 孔板的細(xì)胞用預(yù)熱的基礎(chǔ)溶液溫和地清洗兩次,然后將 0.5 ml 含有 1 μCi/ml3H 標(biāo)記的牛磺膽酸和指定濃度的待測(cè)化合物的基礎(chǔ)溶液加入到12 孔板中,37 ℃ 靜止 10 min 后用預(yù)冷基礎(chǔ)溶液洗 3 遍,然后每孔加 0.3 ml 裂解液裂解細(xì)胞,再將裂解液轉(zhuǎn)入到液閃儀中,加入 0.7 ml 的閃爍液,用 MicroBeta2 液閃儀測(cè)定。用如下方程計(jì)算待測(cè)樣品的抑制率:
其中,A 為加入待測(cè)樣品與3H 標(biāo)記的?;悄懰岷鬁y(cè)定的攝入細(xì)胞的3H 值;B 為加入空白對(duì)照樣品與3H 標(biāo)記的牛磺膽酸后測(cè)定的攝入細(xì)胞的3H 值;C 為轉(zhuǎn)染 pcDNA3.1 空載體加入空白對(duì)照樣品與3H 標(biāo)記的?;悄懰岷鬁y(cè)定的攝入細(xì)胞的3H 值。
圖 3 目標(biāo)化合物合成路線Figure 3 The synthetic pathway of target compounds
共合成目標(biāo)化合物 48 個(gè),化合物結(jié)構(gòu)均經(jīng)1H-NMR 和 MS 確證。部分代表性目標(biāo)化合物的1H-NMR 和 MS 數(shù)據(jù)如下:
2.1.1 1-{3-[4-(三乙胺溴化物-1-基)丁氧基]-4-甲氧基苯基}-7-N,N-二甲氨基-1,4-二氫-4-氧代-1,8-萘啶-3-N-(3,5-二氟苯基)甲酰胺(10a1) 白色固體粉末,產(chǎn)率 52.7%,mp:239.0 ~ 240.3 ℃。1H-NMR(400 MHz,CDCl3)δ:1.41(9H,s),2.04(4H,s),3.06(6H,s),3.49 ~ 3.55(8H,m),3.94(3H,s),4.14(2H,s),6.55(1H,t,J= 8.2 Hz),6.75(1H,d,J= 8.9 Hz),6.96 ~ 7.06(3H,m),7.42(2H,d,J= 8.0 Hz),8.45(1H,d,J= 9.0 Hz),9.02(1H,s),12.60(1H,s)。ESI-MS m/z:622.38[M+H]+。
2.1.2 1-{3-[4-(N-甲基吡咯烷溴化物-1-基)丁氧基]-4-甲氧基苯基}-7-N,N-二甲氨基-1,4-二氫-4-氧代-1,8-萘啶-3-N-(3,5-二氟苯基)甲酰胺(10a3) 白色固體粉末,產(chǎn)率 66.5%,mp:245.3 ~ 246.9 ℃。1H-NMR(400 MHz,CDCl3)δ:2.01 ~ 2.09(5H,m),2.31 ~ 2.35(5H,m),3.04(6H,s),3.32(3H,s),3.88 ~ 3.92(6H,m),3.94(3H,s),4.11(2H,s),6.53(1H,t,J= 8.2 Hz),6.72(1H,d,J=8.9 Hz),6.97 ~ 7.03(3H,m),7.39(2H,d,J=8.0 Hz),8.44(1H,d,J= 9.0 Hz),8.89(1H,s),12.62(1H,s)。ESI-MS m/z:606.32 [M+H]+。
2.1.3 1-{3-[5-(三乙烯二胺溴化物-1-基)戊氧基]-4-甲氧基苯基}-7-N,N-二甲氨基-1,4-二氫-4-氧代-1,8-萘啶-3-N-(3,5-二氟苯基)甲酰胺(10b3) 白色固體粉末,產(chǎn)率 60.5%,mp:290.8 ~ 291.9 ℃。1H-NMR(400 MHz,CDCl3)δ:1.61 ~ 1.65(2H,m),1.89 ~ 1.95(4H,m),3.03(6H,s),3.25(6H,t,J= 6.4 Hz),3.64 ~ 3.69(8H,m),3.95(3H,s),4.03(2H,t,J= 5.6 Hz),6.53(1H,t,J=8.2 Hz),6.70(1H,d,J= 8.9 Hz),6.97 ~ 7.04(3H,m),7.36(2H,d,J= 8.0 Hz),8.45(1H,d,J=9.0 Hz),8.78(1H,s),12.69(1H,s)。ESI-MS m/z:647.31 [M+H]+。
2.1.4 1-{3-[5-(嗎啉-1-基)戊氧基]-4-甲氧基苯基}-7-N,N-二甲氨基-1,4-二氫-4-氧代-1,8-萘啶-3-N-(3,5-二氟苯基)甲酰胺(10b4) 白色固體粉末,產(chǎn)率 51.3%,mp:200.1 ~ 201.6 ℃。1H-NMR(400 MHz,CDCl3)δ:1.51 ~ 1.56(6H,m),1.88~ 1.91(2H,m),2.47(4H,s),3.02(6H,s),3.72 ~ 3.75(4H,m),3.95(3H,s),4.00(2H,t,J= 5.6 Hz),6.53(1H,t,J= 8.2 Hz),6.70(1H,d,J= 8.9 Hz),6.95(1H,s),6.97(2H,s),7.38(2H,d,J= 8.0 Hz),8.45(1H,d,J= 9.0 Hz),8.82(1H,s),12.67(1H,s)。ESI-MS m/z:622.28[M+H]+。
2.1.5 1-{3-[6-(哌啶-1-基)己氧基]-4-甲氧基苯基}-7-N,N-二甲氨基-1,4-二氫-4-氧代-1,8-萘啶-3-N-(3,5-二氟苯基)甲酰胺(10c5) 白色固體粉末,產(chǎn)率 54.8%,mp:185.3 ~ 186.9 ℃。1H-NMR(400 MHz,CDCl3)δ:1.39(4H,s),1.83 ~ 1.90(6H,m),2.47(8H,s),3.02(6H,s),3.52(2H,s),3.95(3H,s),3.98(2H,t,J= 6.8 Hz),6.53(1H,t,J= 9.2 Hz),6.70(1H,d,J= 9.1 Hz),6.94(1H,s),6.96(2H,s),7.38(2H,d,J=7.9 Hz),8.46(1H,d,J= 9.0 Hz),8.82(1H,s),12.68(1H,s)。ESI-MS m/z:634.36 [M+H]+。
2.1.6 1-{3-[6-(N-甲基哌啶溴化物-1-基)己氧基]-4-甲氧基苯基}-7-N,N-二甲氨基-1,4-二氫-4-氧代-1,8-萘啶-3-N-(3,5-二氟苯基)甲酰胺(10c6) 白色固體粉末,產(chǎn)率 59.6%,mp:238.3 ~ 239.8 ℃。1H-NMR(400 MHz,CDCl3)δ:1.78(5H,s),1.88 ~ 1.90(5H,m),2.35(2H,s),3.05(6H,s),3.31(3H,s),3.47(2H,s),3.70 ~ 3.74(6H,m),3.95(3H,s),4.04(2H,t,J= 6.6 Hz),6.54(1H,t,J= 8.8 Hz),6.74(1H,d,J= 9.1 Hz),6.97(2H,s),7.18(1H,s),7.42(2H,d,J= 8.0 Hz),8.45(1H,d,J= 9.0 Hz),8.82(1H,s),12.66(1H,s)。ESI-MS m/z:648.44 [M+H]+。
2.1.7 1-{3-[7-(吡啶溴化物-1-基)庚氧基]-4-甲氧基苯基}-7-N,N-二甲氨基-1,4-二氫-4-氧代-1,8-萘啶-3-N-(3,5-二氟苯基)甲酰胺(10d7) 白色固體粉末,產(chǎn)率 66.3%,mp:235.9 ~ 237.5 ℃。1H-NMR(400 MHz,CDCl3)δ:1.46(4H,s),1.84 ~ 1.85(2H,m),2.09(2H,s),3.05(6H,s),3.95(3H,s),4.06(2H,t,J= 6.8 Hz),5.04(2H,t,J=7.2 Hz),6.55(1H,t,J= 9.2 Hz),6.77(1H,d,J= 9.1 Hz),6.96(2H,s),7.08(1H,s),7.45(2H,d,J= 7.9 Hz),8.03(2H,t,J= 6.7 Hz),8.38 ~ 8.45(2H,m),9.17(1H,s),9.56(2H,d,J= 5.5 Hz),12.63(1H,s)。ESI-MS m/z:642.45 [M+H]+。
2.1.8 1-{3-[7-(4-甲基哌啶-1-基)庚氧基]-4-甲氧基苯基}-7-N,N-二甲氨基-1,4-二氫-4-氧代-1,8-萘啶-3-N-(3,5-二氟苯基)甲酰胺(10d8) 白色固體粉末,產(chǎn)率 55.2%,mp:187.3 ~ 188.8 ℃。1H-NMR(400 MHz,CDCl3)δ:0.98(3H,s),1.38 ~ 1.47(8H,m),1.58(6H,s),1.72(4H,s),1.81 ~ 1.88(3H,m),3.03(6H,s),3.95(3H,s),3.98(2H,t,J= 5.6 Hz),6.53(1H,t,J= 8.2 Hz),6.70(1H,d,J= 8.9 Hz),6.94(1H,s),6.96(2H,s),7.38(2H,d,J= 8.0 Hz),8.46(1H,d,J= 9.0 Hz),8.82(1H,s),12.69(1H,s)。ESI-MS m/z:662.48[M+H]+。
2.1.9 1-{3-[8-(吡咯烷-1-基)辛氧基]-4-甲氧基苯基}-7-N,N-二甲氨基-1,4-二氫-4-氧代-1,8-萘啶-3-N-(3,5-二氟苯基)甲酰胺(10e1) 白色固體粉末,產(chǎn)率 50.9%,mp:182.6 ~ 183.9 ℃。1H-NMR(400 MHz,CDCl3)δ:1.34(6H,s),1.44(2H,s),1.66(4H,s),1.82 ~ 2.02(6H,m),2.65(4H,s),3.02(6H,s),3.95(3H,s),3.98(2H,t,J= 6.6 Hz),6.53(1H,t,J= 8.8 Hz),6.70(1H,d,J= 9.1 Hz),6.95 ~ 6.96(3H,m),7.38(2H,d,J= 8.0 Hz),8.46(1H,d,J= 9.0 Hz),8.82(1H,s),12.68(1H,s)。ESI-MS m/z:648.43 [M+H]。
2.1.10 1-{3-[4-(二乙胺基-1-基)甲基芐氧基]-4-甲氧基苯基}-7-N,N-二甲氨基-1,4-二氫-4-氧代-1,8-萘啶-3-N-(3,5-二氟苯基)甲酰胺(10f1) 白色固體粉末,產(chǎn)率 50.5%,mp:163.1 ~ 164.6 ℃。1H-NMR(400 MHz,CDCl3)δ:1.05(6H,s),2.53(4H,s),3.01(6H,s),3.57(2H,s),3.97(3H,s),5.11(2H,s),6.53(1H,t,J= 9.2 Hz),6.69(1H,d,J= 9.1 Hz),6.99(3H,s),7.36 ~ 7.44(6H,m),8.45(1H,d,J= 9.0 Hz),8.77(1H,s),12.66(1H,s)。ESI-MS m/z:642.32 [M+H]+。
以 S-1647 為陽(yáng)性對(duì)照,采用放射性結(jié)合試驗(yàn)(RBA)法,測(cè)定了 48 個(gè)目標(biāo)化合物的 ASBT 抑制活性,其 ASBT 活性抑制率結(jié)果如表 1 所示。目標(biāo)化合物均具有 ASBT 抑制活性,其中 8 個(gè)化合物抑制活性明顯高于陽(yáng)性對(duì)照 S-1647(76.1%)。特別是化合物 10b2、10c3、10c6、10d2、10d3、10d6和 10d7,在 10 μmol/L 濃度下對(duì) ASBT 的抑制率均大于 90%。
表 1 目標(biāo)化合物 10a ~ 10f 的結(jié)構(gòu)及其 ASBT 抑制活性Table 1 The structures and ASBT inhibitory activities of compounds 10a - 10f
續(xù)表 1
續(xù)表 1
ASBT 抑制活性結(jié)果表明(表 1),在以 4 ~8 個(gè)碳原子直鏈烷基和對(duì)二甲苯基為連接鏈的化合物中,烷基鏈的長(zhǎng)度為 5 ~ 7 時(shí)較為適宜,尤其是烷基鏈長(zhǎng)度為 7 時(shí)(10d)活性最好;當(dāng)烷基鏈長(zhǎng)度增加到 8 時(shí),活性急劇下降;連接鏈為對(duì)二甲苯基時(shí)的活性明顯弱于直鏈烷基;這表明連接鏈的長(zhǎng)度和結(jié)構(gòu)均對(duì)其活性有影響。對(duì)于連接鏈末端取代基,吡咯烷取代化合物活性明顯弱于其成季銨鹽相應(yīng)的化合物(10a2vs10a3、10b1vs10b2、10c1vs10c2和 10d1vs10d2);哌啶取代的化合物活性明顯弱于其成季銨鹽相應(yīng)的化合物(10a6vs10a7、10b5vs10b6、10c5vs10c6和 10d5vs10d6);其他季銨鹽形式的化合物如三乙烯二胺季銨鹽和吡咯季銨鹽也優(yōu)于相對(duì)應(yīng)的叔胺結(jié)構(gòu)化合物。因此末端季銨鹽形式對(duì)于化合物抑制 ASBT 活性具有重要的意義,值得進(jìn)一步深入研究。本文以化合物 4a1為先導(dǎo)化合物,設(shè)計(jì)、合成了一系列新型 N1-取代-1,8-萘啶-3-甲酰胺類化合物,測(cè)定其對(duì) ASBT 的抑制活性,總結(jié)了化合物的初步構(gòu)效關(guān)系,為新型 ASBT的研究奠定了基礎(chǔ)。