苯甲酰胺类磷酸二酯酶-4抑制剂的设计与合成

唐波，傅榕赓，李玲，谭桂林，张春桃*

（湖南中医药大学药学院，湖南长沙410208）

苯甲酰胺类磷酸二酯酶-4抑制剂的设计与合成

唐波，傅榕赓，李玲，谭桂林，张春桃*

（湖南中医药大学药学院，湖南长沙410208）

目的合成6个苯甲酰胺类磷酸二酯酶-4抑制剂。方法以异香兰素为原料，经过成醚反应、氧化反应、Schotten-Baumann反应等制备目标化合物。结果成功制备了6个目标化合物：Benzoic acid，4-[[3-（isobutoxy）-4-methoxybenzoyl]amino]（T1），Benzamide，4-[[3-（isobutoxy）-4-methoxybenzoyl]amino]（T2），Benzamide，4-（isobutoxy）-3-methoxy-N-[4-[[（1-methylethyl）amino]sulfonyl]phenyl]（T3），Benzoicacid，4-[[3-（cyclopentyloxy）-4-methoxybenzoyl]amino]（T4），Benzamide，4-[[3-（cyclopentyloxy）-4-methoxybenzoyl]amino]（T5），Benzamide，4-（cyclopentyloxy）-3-methoxy-N-[4-[[（1-methylethyl）amino]sulfonyl]phenyl]（T6），收率分别为66.7%、65.7%、18.4%、46.7%、76.8%和12.4%，其中化合物T1、T2、T3、T5、T6为新化合物。结论所得产物的化学结构经1H-NMR、MS谱确证，与目标化合物相符。

磷酸二酯酶-4抑制剂；苯甲酰胺类；设计与合成

磷酸二酯酶（PDEs）为一个庞大的酶家族，有11种同工酶，其中磷酸二酯酶-4（PDE-4）能特异性地水解环磷酸腺苷（cAMP）为无活性的5’-磷酸腺苷（5'-AMP）[1]。PDE-4存在A～D四种亚型，其中PDE-4A、PDE-4B和PDE-4D主要分布于T细胞、嗜酸性粒细胞、单核细胞和中性粒细胞等炎症细胞，是引起炎症的原因之一，PDE-4抑制剂可以抑制PDE-4，升高cAMP水平，进而发挥抗炎作用，治疗哮喘、慢性阻塞性肺病（COPD）、抑郁症等多种疾病[2]。目前临床使用的PDE-4抑制剂普遍存在不同程度的腹泻、恶心和头痛等不良反应。因此寻找不良反应小的优良PDE-4抑制剂很有必要。本文根据苯甲酰胺类PDE-4抑制剂的结构和药效团特征，设计并合成了化合物T1-T6，以期望获得不良反应小、活性强的PDE-4抑制剂。

1 PDE-4抑制剂的设计

利用3D QSAR、CoMFA、CoMSIA等手段对PDE-4抑制剂的药效团分析，结合苯甲酰胺类的典型药物罗氟司特（Ⅰ）（见图1）与PDE-4复合物的三维结构特点[3-4]，发现罗氟司特结构中的两个氧分别与PDE-4的谷氨酰胺酸形成氢键，两个醚基分别位于PDE-4活性口袋的疏水区域，3位醚基为较大的疏水基取代时可增强活性[5]；其苯环与PDE-4的苯丙氨酸形成π-π共轭，酰胺位置交换或以乙酮取代均使活性减弱[6]。吡啶环位于PDE-4活性口袋的

M区域，M区主要含极性基团、Zn2+、Mg2+等金属离子，吡啶环以取向力与M区域结合[7]。综上，设计以结构骨架Ⅱ（见图1）为母核的化合物，R1与疏水区结合，因此以环烷基或柔性的支链烷基取代；R2与M区主要以取向力结合，故以羧基或磺酰胺基等极性基团取代。设计了能满足PDE-4抑制剂药效团结构要求的6个目标化合物（见图2），希望能发现不良反应小的活性药物。

6个目标化合物均以异香兰素（1）为原料，经成醚反应、氧化反应、Schotten-Baumann反应等制备目标化合物（合成路线见图2）[8-12]。

图1 基于苯甲酰胺PDE-4抑制剂结合特征和药效团分布的化合物设计

图2 化合物T1-6合成路线

2 实验部分

2.1 仪器与试剂

X-4数字显示微熔点测定仪（北京泰克仪器有限公司）；Varianinova-400型核磁共振谱仪（美国安捷伦科技公司），TMS为内标，DMSO-d6为溶剂；Xevo G2-XS QTOF质谱仪（沃特世科技有限公司）。

碳酸钾、氨基磺酸、亚氯酸钠为化学纯；其余试剂均为分析纯。

2.2 化合物2和3的合成

将5.0 g异香兰素（0.032 9 mol），13.6 g K2CO3（0.098 6 mol），溴代异丁基或溴代环戊烷（0.048 mol）溶于20 mL N，N-二甲基甲酰胺中。100℃下搅拌2 h，放冷，加入20 mL冷水，10 mL乙酸乙酯萃取3次。合并有机层，依次用水、1 mol/L氢氧化钠、饱和盐水洗涤，无水硫酸钠干燥后，在50℃下真空旋干，得到黄色油状产物。化合物2的收率：93.9%；化合物3的收率：85.3%。

2.3 化合物4和5的合成

将化合物2或3（0.010 8 mol），3.3 g氨基磺酸（0.034 0 mol）溶于25 mL冰醋酸，逐滴加入7.5 mL亚氯酸钠水溶液（0.042 2 mol），32℃下反应1 h，停止反应，加入适量的水，抽滤，固体用乙腈重结晶，得到白色固体产物。化合物4的收率：39.2%，mp：150～152℃。化合物5的收率：37.4%，mp：162～164℃。

2.4 目标化合物T1、T2、T4、T5的合成

将化合物4或5（0.014 6 mol），10 mL二氯亚砜，在冰浴条件下搅拌30 min，然后回流3 h，减压蒸去溶液得到黄褐色油状液体，加入10 mL四氢呋喃，得到黄色悬浊液。将对氨基苯甲酸或对氨基苯磺酰胺（0.012 3 mol），1 mL吡啶，10 mL四氢呋喃混合溶液滴加到上述溶液，回流5 h，停止反应，加入适量的冷水，放置，抽滤，乙醇重结晶，得到白色固体产物。

2.5 化合物T3和T6的合成

化合物T2或T5（0.001 5 mol），0.5 g K2CO3（0.003 6 mol），溶于10 mL N，N-二甲基甲酰胺中，加入0.21 mL溴代异丙烷，65℃下搅拌4 h。停止反应，将反应液倒入100 mL水中，静置过夜，抽滤后得到白色固体，柱层析分离（石油醚∶乙酸乙酯=4∶1）。

3 结果与讨论

异香兰素烷基化时，在弱碱性环境，酚羟基不利于解离，反应活性弱；以强碱氢氧化钠作为缚酸剂时，则易发生歧化副反应，因此我们选择无水K2CO3作缚酸剂，收率最高。醛氧化为羧酸时，NaClO2应缓慢滴加，否则将产生大量气泡，易发生爆炸；反应时间以1.5 h为宜，否则副产物增加，导致产率降低。Schotten-Baumann反应成酰胺时应无水，且酰氯应新制，以防止酰氯水解。

上述6个目标化合物经1H-NMR、MS谱及与已知化合物母核数据对比进一步确认了其化学结构式（见图2），分别为：Benzoicacid，4-[[3-（isobutoxy）-4-methoxybenzoyl]amino]（T1），Benzamide，4-[[3-（isobutoxy）-4-methoxybenzoyl]amino]（T2），Benzamide，4-（isobutoxy）-3-methoxy-N-[4-[[（1-methylethyl）amino]sulfonyl]phenyl]（T3），Benzoic acid，4-[[3-（cyclopentyloxy）-4-methoxybenzoyl]amino]（T4），Benzamide，4-[[3-（cyclopentyloxy）-4-methoxybenzoyl]amino]（T5），Benzamide，4-（cyclopentyloxy）-3-methoxy-N-[4-[[（1-methylethyl）amino]sulfonyl]phenyl]（T6），其中化合物T1、T2、T3、T5、T6为新化合物。这些新化合物的活性有待进一步测试。

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（本文编辑苏维）

Design and Synthesis of Benzamide Derivatives as Inhibitors of Phosphodiesterase-4

TANG Bo,FU Ronggeng,LI Ling,TAN Guilin,ZHANG Chuntao*
(Hunan University of Chinese Medicine,Changsha,Hunan 410208,China)

Objective To synthesize 6 phosphodiesterase-4 inhibitors of benzamide derivatives.Methods Isovanillin as the starting material，compounds was synthesized by etherification，oxidation reaction and Schotten-Baumann reaction.Results 6 target compounds were synthesized.Benzoicacid，4-[[3-（isobutoxy）-4-methoxybenzoyl]amino]（T1），Benzamide，4-[[3-（isobutoxy）-4-methoxybenzoyl]amino]（T2），Benzamide，4-（isobutoxy）-3-methoxy-N-[4-[[（1-methylethyl）amino]sulfonyl]phenyl]（T3），Benzoicacid，4-[[3-（cyclopentyloxy）-4-methoxybenzoyl]amino]（T4），Benzamide，4-[[3-（cyclopentyloxy）-4-methoxybenzoyl] amino]（T5），Benzamide，4-（cyclopentyloxy）-3-methoxy-N-[4-[[（1-methylethyl）amino]sulfonyl]phenyl]（T6）.The yield were 66.7%，65.7%，18.4%，46.7%，76.8%and 12.4%，respectively.Conclution The structures of the target compounds were confirmed by1H-NMR and MS methods.

PDE-4 inhibitors；benzamide derivatives；design and synthesis

R914；R287

A

doi：10.3969/j.issn.1674-070X.2016.03.008

2015-10-29

2013年湖南省教育厅资助研究生创新课题（CX2013B337）；湖南省教育厅药学特色专业资助。

唐波，男，在读硕士研究生，主要从事合成药物化学研究。

*张春桃，女，教授，硕士研究生导师，E-mail：zct1201@126.com。