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阿魏酸衍生物的合成及其抗胆碱酯酶活性

  • 关丽 1
  • 宋旭超 1
  • 王小库 1
  • 赵宁 1
  • 李伟泽 1
  • 汪洋 2,3
1. 西安医学院药学院,西安 710021; 2. 西安医学院基础医学部,西安 710021; 3. 西安市病原微生物与肿瘤免疫重点实验室,西安 710021

中图分类号: R914

最近更新:2022-09-02

DOI:10.11665/j.issn.1000-5048.20220406

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摘要

阿魏酸(ferulic acid,FA)是一种含酚羟基的苯丙素类天然产物,药理活性广泛,对于阿尔茨海默病(Alzheimer′s disease,AD)具有一定疗效。以FA为原料,通过甲酯化对羧基进行保护,拼接氨基甲酸酯活性官能团,水解反应以及酰胺缩合等4步反应首次合成一系列阿魏酸氨基甲酸酯苯胺衍生物,采用Ellman法对FA衍生物进行体外抑制胆碱酯酶活性评价。共设计合成15个新颖的FA衍生物,结构1H NMR13C NMR、ESI-MS 确证;体外胆碱酯酶活性测试显示,化合物5c,5f,5j,5g,5m 5个化合物对乙酰胆碱酯酶具有抑制作用,除化合物5l,5m以外,几乎所有化合物都对丁酰胆碱酯酶具有抑制活性,且远高于乙酰胆碱酯酶抑制活性。化合物5c,5f,5j,5g可以作为潜在的靶向胆碱酯酶的AD治疗药物。

阿尔茨海默病(Alzheimer′s disease,AD)作为最常见的老年痴呆类型,目前还没有特效药。尽管关于AD发病机制有多种学说,但其治疗药物仍以乙酰胆碱酯酶抑制剂(ACEI)为主,但是,由于ACEI类药物对肝脏具有毒性,对心血管和胃肠道不良反应,因此,从天然产物中寻找抗AD新药是近年来药学研究的热点。

在神经系统中发现了两种类型的胆碱酯酶,即乙酰胆碱酯酶(AChE)和丁酰胆碱酯酶(BuChE)。在相同条件下,AChE的乙酰胆碱水解活性比BuChE高1 × 1013

1。有数据表明,增加对脑BuChE的抑制可能成为AD治疗的重要治疗策略。据报道,BuChE有一个关键作用,它可以部分补偿AChE的作用。此外,研究表明平衡抑制 AChE 和 BuChE 可能有益于治疗认知缺2

阿魏酸(ferulic acid,FA)是一种含酚羟基的苯丙素类天然产物,药理活性广泛,具有抗炎、抗氧化、抑制Aβ聚集等功

3-5。利斯的明(rivastigmine)是美国FDA批准的用于治疗AD的药物,它是N-甲基-D-天冬氨酸受体拮抗剂,其结构中的N-乙基-N-甲基氨基甲酸酯基团为活性官能团区6。Chen7在2017年报道了3个阿魏酸-利斯的明骨架衍生物,它们表现出了不同程度的抗氧化活性和胆碱酯酶抑制活性。Lan8在2019年报道了一个阿魏酸氨基甲酸酯衍生物,靶向胆碱酯酶的同时也可以起到神经保护和抗氧化功能,是一种多功能的抗AD化合物。

  

Figure 1  Structure of ferulic acid(FA) and ristigmine

FA由于其血脑屏障(BBB)渗透性差和生物利用度低,在治疗AD方面受到了限制。Puris

9应用L型氨基酸转运蛋白(LAT1)介导的前药方法,将FA递送到小鼠大脑中,并合成了3种新颖的利用LAT1的FA前药。结果证明,具有芳香环的酰胺基前药可有效结合至LAT1,利用转运蛋白进行体外细胞摄取,并在小鼠体内进行原位灌注后穿过BBB。

针对AD的药物在开发上的主要障碍是几乎所有的大分子药物和98%以上的小分子药物不能穿过BBB

10。因此,增加脂溶性被认为是提高其血脑屏障通透性的最有效方法。对于化合物的设计考虑增加脂溶性可能有望成为治疗AD的潜在药物。

本课题以FA为底物,其结构中具有酚羟基和羧基两个活泼位点,针对这两个位点进行结构改造设计了一系列阿魏酸衍生物,将氨基甲酸酯基团拼接在FA酚羟基端,各类苯胺基团拼接在羧基端,这类化合物可能解决了FA血脑屏障渗透性差和生物利用度低的缺点,并可能提高抗胆碱酯酶活性。

1 合成路线

FA衍生物的制备如路线1所示。首先将FA羧基甲酯化以保护羧基,然后将不同的氨基甲酸基团接合在酚羟基端,随后水解暴露羧基,最终羧基与苯胺缩合形成15个新化合物5a ~ 5o。

  

Scheme 1  Synthesis of FA derivatives

a: CH3OH, H2SO4, reflux, 3 h; b: K2CO3, aceton, reflux, 3 h; c: LiOH·H2O, THF, CH3OH, H2O, r.t., 24 h; d: HATU, DIPEA, r.t., 2 h

2 实验部分

2.1 仪器与试剂

NMR Avance-300MHz核磁共振仪(德国Bruker公司);ESI-MS质谱仪(美国Angilent公司);RT-6000全自动酶标仪(深圳雷杜医疗器械有限公司)。

乙酰胆碱酯酶(AChE)、丁酰胆碱酯酶(BuChE)、5,5'-二硫代双(2-硝基苯甲酸)(DTNB)、碘化乙酰胆碱(ATCI)、碘化硫代丁酰胆碱(BTCI)以及阳性药多奈哌齐(Donepezil)均购自美国Sigma-Aldrich公司;DMSO(国药集团化学试剂有限公司);硅胶GF254薄层预制板(青岛海洋化工厂);柱色谱硅胶(上海谱振生物科技有限公司)。其余所有试剂均为市售化学或分析纯,一般均不经纯化处理直接使用。

缓冲液A:Tris-HCl缓冲液;缓冲液B:PBS缓冲液;现配现用。

2.2 化学合成

2.2.1 阿魏酸甲酯的合[

11]

E)-3-(4-羟基-3-乙氧基苯基)丙烯酸甲酯(2)在100 mL茄形瓶中加入FA 3 g(15.5 mmol),用甲醇30 mL溶解,缓慢加入浓硫酸1.2 mL(22.5 mmol),加毕,体系升温至70 ℃反应3 h。反应完毕,减压浓缩后用10% NaOH调节pH至7,加入乙酸乙酯萃取,用水洗涤,有机相用无水Na2SO4干燥后减压浓缩得到黄色油状物3.1 g,产率97%1H NMR (400 MHz,CDCl3δ:7.64(1H,d,J = 16.0 Hz,H-7),7.08(1H,d,J = 8.2 Hz,H-5),7.04(1H,s,H-3),6.93(1H,d,J = 8.0 Hz,H-6),6.31(1H,d,J = 16.0 Hz,H-8),6.07(1H,br.s,OH),3.93(3H,s,OCH3),3.82(3H,s,OCH313C NMR(100 MHz,CDCl3δ:166.5,149.1,147.9,143.5,127.6,122.9,116.8,115.1,111.9,56.1,52.0;ESI-MS m/z:208.21[M + H+

2.2.2 阿魏酸甲酯氨基甲酸酯(3a ~ 3c)的合[

12]

化合物2(1 g,4.8 mmol)加入适量丙酮溶解后加入相应酰氯和K2CO3,反应体系升温至60 ℃,搅拌回流7 h,冷却至室温后过滤,滤饼用乙酸乙酯洗涤.滤液减压浓缩至干后加入乙酸乙酯溶解,用水洗涤,合并有机相,无水Na2SO4干燥后减压浓缩得到化合物。

E)-3-(4-((二甲基氨基甲酰基)氧基)-3-甲氧基苯基)丙烯酸甲酯(3a) 黄色晶体;产率64.9%;mp:127 ~ 129 ℃1H NMR(400 MHz,CDCl3δ:7.65(1H,d,J = 16.0 Hz,H-7),7.26(1H,s,H-3),7.10(1H,d,J = 8.0 Hz,H-5),7.08(1H,d,J = 8.0 Hz,H-6),6.37(1H,d,J = 16.0 Hz,H-8),3.86(3H,s,OCH3),3.81(3H,s,OCH3),3.12(3H,s, -CH3),3.01(3H,s,-CH313C NMR(100 MHz,CDCl3δ:166.4,154.4,151.1,143.6,136.5,131.8,124.4,121.9,115.1,111.7,55.8,52.0,37.6;ESI-MS m/z:280.1[M + H+

E)-3-(4-((乙基(甲基)氨基甲酰基)氧基)-3-甲氧基苯基)丙烯酸甲酯(3b) 白色固体;产率62.3%;mp:83 ~ 85 ℃1H NMR(400 MHz,CDCl3δ:7.65(1H,d,J = 16.0 Hz,H-7),7.11,7.08(3H,m,H-3,5,6),6.38(1H,d,J = 16.0 Hz,H-8),3.86(3H,s,OCH3),3.81(3H,s,OCH3),3.05(5H,m, -CH2CH3),1.20(3H,t,-CH313C NMR(100 MHz,CDCl3δ:166.6,154.3,151.5,143.6,136.5,131.8,124.4,121.9,115.1,110.9,55.8,52.0,47.5,36.0,12.4;ESI-MS m/z:294.1[M + H+

E)-3-(4-((二乙基氨基甲酰基)氧基)-3-甲氧基苯基)丙烯酸甲酯(3c) 黄色晶体;产率63.4%;mp:59 ~ 61 ℃1H NMR(400 MHz,CDCl3δ:7.65(1H,d,J = 16.0 Hz,H-7),7.11,7.08(3H,d,J = 12 Hz,H-3,5,6),6.37(1H,d,J = 16.0 Hz,H-8),3.86(3H,s,OCH3),3.81(3H,s,OCH3),3.45(4H,q,-CH2),1.24(6H,t,-CH313C NMR(100 MHz,CDCl3δ:166.5,154.8,151.5,143.6,136.5,131.8,124.4,121.9,115.1,110.9,55.8,52.1,45.0,12.7;ESI-MS m/z:308.1[M + H+

2.2.3 阿魏酸氨基甲酸酯(4a ~ 4c)的合[

13]

在THF-MeOH-H2O(15∶5∶5) 25 mL的混合溶液中,加入化合物(3a ~ 3c)以及3倍当量LiOH·H2O,室温搅拌24 h,减压去除溶剂后,用水30 mL稀释残渣,再用10%的HCl调节pH至4,用乙酸乙酯萃取(3 × 15 mL),将有机层合并,用无水Na2SO4干燥,减压浓缩得到相应的产物(4a ~ 4c)。

E)-3-(4-((二甲基氨基甲酰基)氧基)-3-甲氧基苯基)丙烯酸(4a) 白色粉末;产率75.5%;mp:201 ~ 202 ℃1H NMR(400 MHz,CDCl3δ:12.39(1H,s,COOH),7.60(1H,d,J = 16.0 Hz,H-7),7.46(1H,s,H-3),7.25(1H,d,J = 8.0 Hz,H-5),7.11(1H,d,J = 8.0 Hz,H-6),6.58(1H,d,J = 16.0 Hz,H-8),3.83(3H,s,OCH3),3.05(3H,s,-CH3),2.91(3H,s,-CH313C NMR(100 MHz,CDCl3δ:171.5,154.4,151.5,144.9,136.5,131.8,124.4,121.9,116.5,110.9,55.8,37.6;ESI-MS m/z:266.1[M + H+

E)-3-(4-((乙基(甲基)氨基甲酰基)氧基)-3-甲氧基苯基)丙烯酸(4b) 白色固体;产率78%;mp:126 ~ 128 ℃1H NMR(400 MHz,CDCl3δ:12.41(1H,s,COOH),7.59(1H,d,J = 16.0 Hz,H-7),7.47(1H,s,H-3),7.25(1H,d,J = 8.0 Hz,H-5),7.11(1H,d,J = 8.0 Hz,H-6),6.59(1H,d,J = 16.0 Hz,H-8),3.83(3H,s,OCH3),3.01(5H,m, -CH2,CH3),1.19(3H,t,-CH313C NMR(100 MHz,CDCl3δ:171.5,154.1,151.5,144.9,136.5,131.8,124.4,121.9,116.5,110.9,55.8,47.5,36.0,12.4;ESI-MS m/z:280.1[M + H+

E)-3-(4-((二乙基氨基甲酰基)氧基)-3-甲氧基苯基)丙烯酸(4c) 白色固体;产率76%;mp:126 ~ 127 ℃1H NMR(400 MHz,CDCl3δ:7.72(1H,d,J = 16.0 Hz,H-7),7.13,7.10(3H,d,J = 12 Hz,H-3,5,6),6.36(1H,d,J = 16.0 Hz,H-8),3.87(3H,s,OCH3),3.40(4H,dd,-CH2),1.24(6H,t,-CH313C NMR(100 MHz,CDCl3δ:171.5,154.8,151.5,144.9,136.5,131.8,124.4,121.9,116.5,110.9,55.8,45.0,12.7;ESI-MS m/z:294.1[M + H+

2.2.4 阿魏酸氨基甲酸酯苯胺衍生物的合成(5a~ 5o)

在50 mL茄型瓶中加入化合物(4a ~ 4c) 0.2 mol、2-(7-氮杂苯并三氮唑)-NNN'N'-四甲基脲六氟磷酸酯(HATU)(1.2 eq)和N,N-二异丙基乙胺(DIEPA)(2 eq),搅拌15 min后加入相应苯胺(0.2 mol),室温下反应2 h,点板检测反应完毕后,用石油醚-丙酮(105∶30)进行柱色谱分离纯化。

E)-2-甲氧基-4-(3-氧代-3-(苯基氨基)-1-丙烯基)苯基二甲基氨基甲酸酯(5a) 白色固体;产率46.2%;mp:178 ~ 180 ℃1H NMR(400 MHz,CDCl3δ:8.34(1H,s,H-9),7.65(2H,d,J = 8.0 Hz,H-11,15),7.47(1H,d,J = 16 Hz,H-7),7.32(2H,t,H- 12,14),7.09(1H,t,H-13),7.04(1H,d,J = 8.0 Hz,H-4),6.96(1H,d,J = 8.0 Hz,H-3), 6.89(1H,s,H-6),6.00(1H,d,J = 16 Hz,H-8),3.66(3H,s,OCH3),3.19(3H,s,-CH3),3.10(3H,s,-CH313C NMR(100 MHz,CDCl3δ:165.5,154.4,151.5,141.7,140.3,136.5,135.3,128.9,128.0,124.4,121.9,121.6,116.5,110.9,55.8,37.6;ESI-MS m/z:341.1[M + H+

E)-4-(3-(((4-氯苯基)氨基)-3-氧代-1-丙烯基)-2-甲氧基苯基二甲基氨基甲酸酯(5b) 白色固体;产率60.7%;mp:164 ~ 166 ℃1H NMR(400 MHz,CDCl3δ:8.52(1H,s,H-9),7.62(2H,d,J = 8.0 Hz,H-11,15),7.42(1H,d,J = 16 Hz,H-7),7.28(2H,d,H-12,14),7.04(1H,d,J= 8.0 Hz,H-4),6.93(1H,d,J = 8.0 Hz,H-3),6.84(1H,s,H-6),5.82(1H,d,J = 16 Hz,H-8),3.62(3H,s,OCH3),3.20(3H,s,-CH3),3.11(3H,s,-CH3); 13C NMR(100 MHz,CDCl3δ:165.5,154.4,151.5,141.7,136.5,135.7,135.3,133.3,129.0,124.4,121.9,121.7,118.8,110.9,55.8,37.6;ESI-MS m/z:375.0[M + H+

E)-2-甲氧基-4-(3-(((4-硝基苯基)氨基)-3-氧代-1-丙烯基)苯基二甲基氨基甲酸(5c) 黄色粉末;产率44.8%;mp:168 ~ 169 ℃1H NMR(400 MHz,CDCl3δ:8.74(1H,dd,J = 8.0,1.8 Hz,H-12),8.45(1H,dd,J = 8.0,1.8 Hz,H-14),8.22(1H,d,J = 8.0 Hz,H-11),8.04(1H,d,J = 16 Hz,H-7),7.83(2H,d,J = 8.0 Hz,H-15),7.45(1H,dd,J = 8.0,1.8 Hz,H-11),7.24(1H,dd,J = 8.0,1.8 Hz,H-4)7.19(1H,s,H-6),7.18(2H,d,J = 8.0 Hz,H-3),6.72(1H,d,J = 16 Hz,H-8),3.91(3H,s,OCH3),3.15(3H,s,-CH3),3.04(3H,s,-CH313C NMR(100 MHz,CDCl3δ:165.5,154.4,151.5,143.7,143.5,141.7,136.5,135.3,124.4,124.1,121.9,119.9,118.8,110.9,55.8,37.6;ESI-MS m/z:386.0[M + H+

E)-4-(3-(((2-溴苯基)氨基)-3-氧代-1-丙烯基)-2-甲氧基苯基二甲基氨基甲酸酯(5d) 白色粉末;产率37.5%;mp:175 ~ 176 ℃1H NMR(400 MHz,CDCl3δ:8.75(1H,dd,J = 8.0,1.8 Hz,H-11),8.45(1H,dd,J = 8.0,1.8 Hz,H-14),8.04(1H,d,J = 16 Hz,H-7),7.45(1H,dd,J = 8.0,1.8 Hz,H-12),7.25(1H,dd,J = 8.0,1.8 Hz,H-4)7.19(1H,s,H-6),7.18(2H,d,J = 8.0 Hz,H-3),6.72(1H,d,J = 16 Hz,H-8),3.91(3H,s,OCH3),3.14(3H,s,-CH3),3.03(3H,s,-CH313C NMR(100 MHz,CDCl3δ:168.0,154.4,151.5,141.7,136.5,136.0,135.3,131.8,127.9,125.6,124.4,121.9,118.8,117.5,110.9,55.8,37.6;ESI-MS m/z:420.9[M + H+

E)-4-(3-(((2-氟苯基)氨基)-3-氧代-1-丙烯基)-2-甲氧基苯基二甲基氨基甲酸酯(5e) 白色粉末;产率74.1%;mp:174 ~ 175 ℃1H NMR(400 MHz,CDCl3δ:8.45(1H,t,H-9),7.97(1H,s,H-11),7.59(1H,d,J = 16 Hz,H-7),7.16(1H,d,J = 8.0 Hz,H-12),7.12(1H,d,J = 8.0 Hz,H-14),7.07(1H,d,J = 8.0 Hz,H-13),7.05(2H,s,H-3,6),6.99(1H,s,H-4),6.40(1H,d,J = 16 Hz,H-8),3.80(3H,s,OCH3),3.15(3H,s,-CH3),3.04(3H,s,-CH313C NMR(100 MHz,CDCl3δ:168.0,158.3,154.4,151.5,144.4,141.7,136.5,135.3,129.0,124.4,123.2,121.9,118.8,115.7,110.9,55.8,37.6;ESI-MS m/z:359.1[M + H+

E)-2-甲氧基-4-(3-氧代-3-(苯基氨基)-1-丙烯基)苯基乙基(甲基)氨基甲酸酯(5f) 白色油状;产率64%1H NMR(400 MHz,CDCl3),δ:8.48(1H,s,H-9),7.65(2H,d,J = 8.0 Hz,H-11,15),7.44(1H,d,J = 16 Hz,H-7),7.32(2H,t,H-12,14),7.08(1H,d,J = 8.0 Hz,H-13),7.04(1H,d,J = 8.0 Hz,H-4),6.94(1H,d,J = 8.0 Hz,H-3), 6.85(1H,s,H-6),5.93(1H,d,J = 16 Hz,H-8),3.62(3H,s,OCH3),3.55(2H,q,-CH2),3.12(3H,d,-CH3),1.29(3H,t,-CH313C NMR(100 MHz,CDCl3δ:165.5,154.1,151.5,141.7,140.3,136.5,135.3,128.9,128.0,124.4,121.9,121.6,118.8,110.9,55.8,47.5,36.0,12.4;ESI-MS m/z:355.1[M + H+

E)-4-(3-(((2-氟苯基)氨基)-3-氧代-1-丙烯基)-2-甲氧基苯基乙基(甲基)氨基甲酸酯(5g) 白色油状;产率55.6%1H NMR(400 MHz,CDCl3δ:8.43(1H,s,H-9),7.92(1H,d,H-11),7.60(1H,d,J = 16 Hz,H-7),7.16(1H,d,J = 8.0 Hz,H-4),7.12(1H,d,J = 8.0 Hz,H-12),7.07(3H,d,J = 8.0 Hz,H-3,6,14),7.00(1H,d,H-13),6.40(1H,d,J = 16 Hz,H-8),3.80(3H,s,OCH3),3.55(2H,q,-CH2),3.12(3H,d,-CH3),1.25(3H,t,-CH313C NMR(100 MHz,CDCl3δ:168.0,158.3,154.1,151.5,144.4,141.7,136.5,135.3,129.9,129.0,124.4,123.2,121.9,118.8,115.7,110.9,55.8,47.5,36.0,12.4;ESI-MS m/z:373.1[M + H+

E)-4-(3-(((2-溴苯基)氨基)-3-氧代-1-丙烯基)-2-甲氧基苯基乙基(甲基)氨基甲酸酯(5h) 白色粉末;产率77.4%;mp:141 ~ 142 ℃1H NMR(400 MHz,CDCl3δ:8.75(1H,dd,J = 8.0,1.8 Hz,H-11),8.45(1H,dd,J = 8.0,1.8 Hz,H-14),8.05(1H,d,J = 16 Hz,H-7),7.45(1H,dd,J = 8.0,1.8 Hz,H-12),7.26(1H,s,H-6,),7.19(2H,s,H-3),6.72(1H,d,J = 16 Hz,H-8),3.91(3H,s,OCH3),3.46(2H,q,-CH2),3.15(3H,d,-CH3),1.25(3H,t, -CH313C NMR(100 MHz,CDCl3δ:168.0,154.1,151.5,141.7,136.5,136.0,135.3,131.8,127.9,125.6,124.4,121.9,118.8,117.5,110.9,55.8,47.5,36.0,12.4;ESI-MS m/z:434.1[M + H+

E)-4-(3-(((2-氯苯基)氨基)-3-氧代-1-丙烯基)-2-甲氧基苯基乙基(甲基)氨基甲酸酯(5i) 白色油状;产率64.2%1H NMR(400 MHz,CDCl3δ:8.75(1H,dd,J = 8.0,1.8 Hz,H-11),8.45(1H,dd,J = 8.0,1.8 Hz,H-14),7.72(1H,d,J = 16 Hz,H-7),7.45(1H,dd,J = 8.0,1.8 Hz,H-12),7.26(1H,s,H-4,),7.19(1H,s,H-6),6.53(1H,d,J = 16 Hz,H-8),3.89(3H,s,OCH3),3.45(2H,dd, -CH2),3.05(3H,d,-CH3),1.24(3H,t,-CH313C NMR(100 MHz,CDCl3δ:168.0,154.1,151.5,141.7,136.5,135.3,134.7,131.0,130.1,129.0,125.3,124.4,124.2,118.8,55.8,47.5,36.0,12.4;ESI-MS m/z:389.1[M + H+

E)-2-甲氧基-4-(3-(((4-硝基苯基)氨基)-3-氧代-1-丙烯基)苯基乙基(甲基)氨基甲酸酯(5j) 黄色粉末;产率57.1%;mp:77 ~ 79 ℃1H NMR(400 MHz,CDCl3δ:8.90(1H,s,H-9),8.22(2H,d,J = 9.2 Hz,H-12,14),8.04(1H,d,J = 16 Hz,H-7),7.84(2H,d,J = 9.2 Hz,H-11,15),7.19(1H,d,J = 8.0 Hz,H-4),7.09(1H,dd,J = 8.0,1.8 Hz,H-6),6.97(1H,dd,J = 8.0,1.8 Hz,H-3),6.73(1H,d,J = 16 Hz,H-8),3.90(3H,s,OCH3),3.45(2H,q,-CH2),3.12(3H,t,-CH3),1.28(3H,t, -CH313C NMR(100 MHz,CDCl3δ:165.5,154.1,151.5,143.7,143.5,141.7,136.5,135.3,124.4,124.1,121.9,119.9,110.9,55.8,47.5,36.0,12.4;ESI-MS m/z:398.1[M + H+

E)-2-甲氧基-4-(3-氧代-3-(苯基氨基)-1-丙烯基)苯基二乙基氨基甲酸酯(5k) 淡黄色固体;产率88%;mp:140 ~ 142 ℃1H NMR(400 MHz,CDCl3δ:8.41(1H,s,H-9),7.65(2H,d,J = 8.0 Hz,H-11,15),7.45(1H,d,J = 16 Hz,H-7),7.32(2H,t,H-12,14),7.08(1H,d,J = 8.0 Hz,H-13),7.05(1H,d,J = 8.0 Hz,H-4),6.97(1H,d,J = 8.0 Hz,H-3),6.86(1H,s,H-6),5.92(1H,d,J = 16 Hz,H-8),3.63(3H,s,OCH3),3.50(4H,q,2 × -CH2),1.30(6H,t,-CH313C NMR(100 MHz,CDCl3δ:165.5,154.8,151.5,141.7,140.3,136.5,135.3,128.9,128.0,124.4,121.9,121.6,118.8,110.9,55.8,45.0,12.7;ESI-MS m/z:369.1[M + H+

E)-4-(3-(((2-氯苯基)氨基)-3-氧代-1-丙烯基)-2-甲氧基苯基二乙基氨基甲酸酯(5l) 白色粉末;产率51.9%;mp:124 ~ 125 ℃1H NMR(400 MHz,CDCl3δ:8.74(1H,dd,J = 8.0,1.8 Hz,H-11),8.45(1H,dd,J = 8.0,1.8 Hz,H-14),8.05(1H,d,J = 16.0 Hz,H-7),7.45(1H,dd,J = 8.0,1.8 Hz,H-12),7.23(1H,d,J = 12.0 Hz,H-4),7.19(1H,s,H-6),6.72(1H,d,J = 16 Hz,H-8),3.91(3H,s,OCH3),3.43(4H,q,2 × -CH2),1.24(6H,t, -CH313C NMR(100 MHz,CDCl3δ:168.0,154.8,151.5,141.7,140.3,136.5,135.3,134.7,131.0,129.0,125.3,124.4,124.2,121.9,118.8,110.9,55.8,45.0,12.7;ESI-MS m/z:403.1[M + H+

E)-2-甲氧基-4-(3-((4-硝基苯基)氨基)-3-氧代-1-丙烯基)苯基二乙基氨基甲酸酯(5m) 黄色粉末;产率42.9%;mp:125 ~ 126 ℃1H NMR(400 MHz,CDCl3δ:8.74(1H,dd,J = 8.0,1.8 Hz,H-11),8.45(1H,dd,J= 8.0,1.8 Hz,H-14),8.05(1H,d,J = 16 Hz,H-7),7.46(1H,dd,J = 8.0,1.8 Hz,H-12),7.22(1H,d,J = 12 Hz,H-3),7.19(1H,s,H-6),6.72(1H,d,J = 16 Hz,H-8),3.91(3H,s,OCH3),3.43(4H,q,2 × -CH2),1.24(6H,t,-CH313C NMR(100 MHz,CDCl3δ:165.5,154.8,151.5,143.7,143.5,141.7,136.5,135.3,124.4,124.1,121.9,119.9,118.8,110.9,55.8,45.0,12.7;ESI-MS m/z:412.1[M + H+

E)-4-(3-(((2-溴苯基)氨基)-3-氧代-1-丙烯基)-2-甲氧基苯基二乙基氨基甲酸酯(5n) 白色固体;产率58.1%;mp:100 ~ 102 ℃1H NMR(400 MHz,CDCl3δ:8.75(1H,dd,J = 8.0,1.8 Hz,H-11),8.45(1H,dd,J = 8.0,1.8 Hz,H-14),8.04(1H,d,J = 16 Hz,H-7),7.45(1H,dd,J = 8.0,1.8 Hz,H-12),7.25(1H,d,H-6,),7.20(2H,d,H-4,13),7.09(1H,d,H-3),6.72(1H,d,J = 16 Hz,H-8),3.90(3H,s,OCH3),3.43(4H,q,2 × -CH2),1.25(6H,t,-CH313C NMR(100 MHz,CDCl3δ:168.0,154.8,151.5,141.7,136.5,136.0,135.3,131.8,127.9,125.6,124.4,118.8,117.5,110.9,55.8,45.0,12.7;ESI-MS m/z:448.1[M + H+

E)-4-(3-(((2-氟苯基)氨基)-3-氧代-1-丙烯基)-2-甲氧基苯基二乙基氨基甲酸酯(5o) 白色油状;产率50%1H NMR(400 MHz,CDCl3δ:8.43(1H,s,H-9),7.93(1H,s,H-11),7.60(1H,d,J = 16 Hz,H-7),7.15(1H,d,J = 8.0 Hz,H-6),7.09(1H,d,J = 8.0 Hz,H-12),7.07(2H,d,J = 8.0 Hz,H-3,14),7.01(1H,s,H-13),6.40(1H,d,J = 16 Hz,H-8),3.81(3H,s,OCH3),3.45(4H,q,2 × -CH2),1.23(6H,t,-CH313C NMR(100 MHz,CDCl3δ:168.0,158.3,154.8,151.5,144.4,141.7,136.5,135.3,129.9,129.0,124.4,118.8,115.7,110.9,55.8,45.0,12.7;ESI-MS m/z:387.1[M + H+

2.3 抗胆碱酯酶活性测试

采用Ellman法对化合物进行乙酰胆碱酯酶和丁酰胆碱酯酶活性测试,基本原理如下:AChE催化人工合成底物碘化硫代乙酰胆碱水解生成含巯基的化合物,含巯基化合物可与5-5′-二硫代(2-硝基苯甲酸)(DTNB)反应,导致其二硫键断裂而使无色DTNB转变成黄色的5-硫基-2-硝基苯甲酸(TNB)。TNB在波长412 nm左右最大吸收,而DTNB在此处无吸收,因此可通过测定TNB在412 nm处的吸收度来计算巯基化合物的量,其含量与AChE的活力在一定范围内成正比。因此,测定酶反应后于412 nm 处即可测定酶的活力。丁酰胆碱酯酶原理同乙酰胆碱酯酶,底物由碘化硫代乙酰胆碱替换为碘化硫代丁酰胆碱。

乙酰胆碱酯酶抑制活性测试方法如下:将化合物溶解于DMSO中,配制成初浓度为10 mmol/L的母液,用缓冲液B稀释至所需浓度,控制所配制溶液中DMSO含量低于1%。依次在96孔板中加入:PBS 120 μL,AChE(0.1 U/mL,缓冲液A配制) 20 μL和不同浓度的化合物20 μL;37 ℃下孵育6 min,快速加入DTNB 20 μL和ATCI(缓冲液B配制) 20 μL,37 ℃下孵育30 min。在412 nm下测定吸收度。

丁酰胆碱酯酶测试方法类似于乙酰胆碱酯酶,依次在96孔板中加入:PBS 120 μL,BuChE(0.1 U/mL) 20 μL和不同浓度的化合物20 μL;37 ℃下孵育6 min,快速加入DTNB 20 μL和BTCI(缓冲液B配制) 20 μL,37 ℃下孵育30 min。在412 nm下测定吸收度。

3 结果与讨论

本研究以FA为原料,先通过甲酯化对羧基进行保护,在酚羟基一侧引入3种不同的氨基甲酸酯基团后,水解掉甲基,再在FA的酚羟基处引入脂溶性的苯胺,共设计合成15个FA衍生物5a ~ 5o。

对这15个化合物进行乙酰胆碱酯酶和丁酰胆碱酯酶活性测试,5a ~ 5o表现出不同程度的胆碱酯酶抑制作用。通过表1可以看出化合物5c、5f、5g、5j、5m 5个化合物表现出了对乙酰胆碱酯酶的抑制作用,构效关系研究表明,3个对硝基取代苯胺化合物5c、5j、5m均表现出较好的乙酰胆碱酯酶抑制活性,化合物5f的苯胺端未被任何杂原子取代,而化合物5g是对氟取代的苯胺。此外从表1中还可以看出,除化合物5k、5l、5m、5n、5o以外几乎所有化合物均表现出对丁酰胆碱酯酶很好的抑制作用,且化合物5c、5d、5e、5f表现出了远高于阳性药多奈哌齐的抑制率,100 μmol/L浓度下抑制率均高于90%。构效关系研究显示,化合物5k、5l、5m、5n、5o均为N,N-二乙基取代的FA衍生物,而其他有活性的化合物均为N,N-二甲基或N-甲基-N-乙基取代的化合物,进一步说明N,N-二乙基取代的FA衍生物没有丁酰胆碱酯酶抑制活性。综上所述,化合物5c、5f、5j、5g可以作为潜在的乙酰胆碱酯酶和丁酰胆碱酯酶抑制剂。

Table 1  Inhibition of FA derivatives 5a-5o on AChE and BuChE inhibitory activity
Compd.AChE inhibition/%

AChE

IC50/

(μmol/L)

BuChE inhibition /%

BuChE

IC50/

(μmol/L)

50

μmol/L

25

μmol/L

10

μmol/L

2.5

μmol/L

1.25

μmol/L

100

μmol/L

50

μmol/L

25

μmol/L

5

μmol/L

1

μmol/L

5a 31.07 21.91 19.00 6.01 3.02 >50 63.54 53.56 43.70 22.69 15.19 38.77
5b 32.72 24.47 16.39 13.35 5.54 >50 83.25 72.91 20.42 18.96 2.90 29.41
5c 67.85 46.35 32.98 25.95 0.24 22.43 94.28 93.80 92.22 71.12 44.07 1.26
5d 23.90 13.92 5.23 5.15 0.15 >50 91.81 88.36 86.09 49.50 28.13 3.65
5e 27.81 21.43 10.75 8.97 3.15 >50 91.44 90.55 88.48 74.90 48.33 0.85
5f 61.19 48.98 28.22 9.66 5.80 28.39 90.80 88.00 81.18 63.90 34.90 2.39
5g 64.15 30.80 14.47 6.92 0.46 35.22 75.97 72.24 63.70 35.04 13.79 13.51
5h 20.51 13.60 10.61 7.38 2.24 >50 71.22 61.16 58.84 24.59 4.30 25.73
5i 29.40 24.00 17.61 2.27 4.01 >50 77.61 67.32 57.54 45.22 5.77 17.24
5j 66.78 46.20 41.26 32.02 21.44 18.56 68.34 63.08 49.01 37.64 13.23 21.59
5k 30.80 28.88 16.79 11.62 7.26 >50 47.54 22.78 20.29 11.87 13.90 >100
5l 34.92 22.45 7.30 6.82 1.20 >50 22.85 19.32 17.02 15.93 5.07 >100
5m 64.11 44.34 21.62 21.33 8.66 31.30 17.35 12.32 8.65 3.45 0.40 >100
5n 37.89 13.93 11.66 6.84 5.72 >50 43.23 22.41 18.90 18.60 14.20 >100
5o 19.18 13.57 11.80 9.73 3.85 >50 59.80 29.63 28.24 24.39 9.65 >100
Donepezil 88.71 88.92 88.58 89.72 89.56 <1.00 77.52 73.68 69.12 56.40 20.28 6.99

本研究为FA衍生物的合成提供了理论基础,有关活性化合物的抗AD机制研究正在进行中。

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