含吡啶的二芳醚类化合物的合成及其PDE4B抑制活性

李欣，王永强，袁威，赵新筠，张展，陈喜

（中南民族大学 化学与材料科学学院， 武汉 430074）

磷酸二酯酶（PDE）是降解细胞内第二信使环磷酸腺苷（cAMP）和环磷酸鸟苷（cGMP）的酶超级家族.由于cAMP和cGMP在胞内信号传导过程中发挥着重要作用，PDE能够通过调节二者在胞内的水平来调控细胞的一系列生理活动［1-2］.PDE由11个家族（PDE1-PDE11）组成.其中，PDE4广泛分布于各类组织细胞及炎症细胞内，为水解cAMP的主要酶家族［3］.医学试验表明：PDE4抑制剂能有效地治疗包括哮喘、阻塞性肺炎、关节炎、银屑病等自身免疫性疾病［4-7］.目前，已批准上市的PDE4抑制剂罗氟司特（roflumilast）和阿普斯特（apremilast）能有效地治疗上述疾病［8-9］.需要注意的是，PDE4抑制剂均具有较为明显的副作用，如恶心、呕吐和腹泻等.为了减轻药物副作用，加强治疗效果，有必要寻找新的PDE4抑制剂.

小鼠的基因敲除实验表明：PDE4抑制剂的副作用与PDE4酶的一个亚型PDE4D被抑制有关［10］.人类的PDE4酶家族由4个亚型构成，即PDE4A、PDE4B、PDE4C和PDE4D.其中，仅PDE4B亚型与炎症活动相关［11］.开发出能专一性地抑制PDE4B亚型的抑制剂能避免PDE4抑制剂的副作用，成为新一代的抗炎药物.由于PDE4B酶与PDE4家族其他成员在结构上非常相似，而且与其他10类PDE家族酶也存在较高的同源性，开发PDE4B专一性抑制剂是一件非常具有挑战性的工作［12］.

2014年，Fox课题组开发了具有约200倍PDE4B/PDE4D选择性的三嗪类化合物A33（图1）［13］.该化合物的骨架结构是一个由苯环和三嗪环组成的二芳胺.结构-活性关系研究表明，A33中位于苯环上的乙酸基以及三嗪环4位的氯代噻吩基对该化合物的PDE4B抑制活性以及选择性起至关重要的作用［14］.

图1 三嗪化合物A33的结构Fig.1 Structure of the triazine compound A33

本文以A33为先导结构，设计了两类二芳醚类化合物结构（图2）： 4-芳氧基吡啶（结构I）和2-芳氧基吡啶（结构II）为母体结构.首先以2，4-二溴吡啶为原料，在不同的溶剂中选择性地在吡啶的2位或者4位引入芳氧基，然后通过Suzuki偶联反应在吡啶的C-4位或者C2-位引入氯代噻吩等杂环结构，具体的合成路线见图3和图4，以考察吡啶不同位置的芳氧基团以及杂环基团对PDE4B抑制活性的影响.随后对所设计的分子进行化学合成，并用1H NMR、13C NMR、HRMS或者元素分析技术等对所合成的分子进行结构表征.最后，对所合成的化合物进行PDE4B抑制活性的测试.

图2 设计的二芳醚化合物结构Fig.2 Structures of designed diaryl ether compounds

图3 I类目标化合物的合成路线Fig.3 Synthetic route for type I target compounds

1 实验部分

1.1 实验仪器

核磁共振谱仪（溶剂DMSO-d6，CDCl3，内标TMS，AVANCE III-400，瑞士Bruker Biospin）；傅里叶红外光谱仪（NEXUS 470型，美国Nicolet）；显微熔点测定仪（X-5型，北京泰克仪器）；酶标仪（Tecan Infinite M1000，瑞士Tecan）；元素分析仪（Vario EL cube，德国 Elementar Analysensysteme GmbH）.高分辨质谱（high resolution mass spectra，HRMS）采用Agilent LC-Q-TOF-MS 6520型液相色谱-质谱联用仪测定.

1.2 中间体及目标化合物的合成

1.2.1 4-芳氧基吡啶中间体（1b）的通用合成方法

首先，称取CuI （18.6 mg，0.10 mmol），TMEDA（114 mg，0.1mmol），于2 mL 无水二甲基亚砜（DMSO）中.在氮气氛围下室温搅拌约 30 min. 然后，加入Cs2CO3（638.6 mg， 2.0 mmol）和4-羟基苯乙酸甲酯（152.7 mg，0.92 mmol），室温下搅拌4 h.最后，加入 2，4-二溴吡啶（236.8 mg， 1.0 mmol）的3 mL 无水DMSO溶液，N2保护下于110 ℃下反应24 h.反应液冷却至室温后，用25 mL DCM稀释后过滤，滤液加入饱和食盐水（3 × 20 mL）萃取， 有机相水洗（2 ×20 mL）后，用无水Na2SO4干燥.通过硅胶柱色谱得到目标中间体.其他4-芳氧基吡啶中间体（1a-1h）的合成类似这种方法.

1.2.2 2-芳氧基吡啶中间体（6a）的通用合成方法

首先，称取CuI （18.6 mg，0.10 mmol），TMEDA（11.4 mg，0.1 mmol），于5 mL无水甲苯中.在氮气氛围下室温搅拌约30 min. 然后，加入Cs₂CO3（638.6 mg， 2.0 mmol）和4-羟基苯乙酸甲酯（152.7 mg，0.92 mmol），室温下搅拌4 h.最后，加入2，4-二溴吡啶（236.8 mg，0.92 mmol）的3 mL无水甲苯溶液，N2保护下于110 ℃下反应24 h.反应液冷却至室温后，减压蒸走溶剂，残余加入20 mL DCM后过滤，滤液加入水（3 × 20 mL）萃取后，用无水Na2SO4干燥.通过硅胶柱色谱得到目标中间体.中间体6b的合成类似这种方法.

1.2.3 目标化合物I（2a-2i）和II（7a-7b）的合成

把催化剂PdCl2（43.4 mg， 0.24 mmol）、PPh3（257 mg， 0.98 mmol） 和碱KOH （274 mg， 4.9 mmol）加入到10 mL无水乙腈中，再依次加入硼酸频哪醇酯（660 mg， 2.69 mmol）和4-芳氧基吡啶中间体1或者2-芳氧基吡啶中间体6（2.45 mmol），然后在N2保护下放入70 ℃的油浴锅中反应，TLC 检测反应直到原料消失.反应完成后冷却至室温，过滤，通过硅胶柱色谱纯化得到产物.目标化合物的结构表征如下.

2-（5-氯噻吩-2-）-4-苯氧基吡啶 （2a）：黄色液体，收率53%.1H NMR （400 MHz， CDCl3）δ8.36 （d，J= 5.6 Hz， 1H）， 7.42～7.47 （m， 2H）， 7.25～7.29 （m，1H）， 7.22 （d，J= 4.0 Hz， 1H）， 7.10～7.13 （m， 3H），6.88 （d，J= 4.0 Hz， 1H）， 6.69 （dd，J= 2.4 Hz，5.6 Hz， 1H）.13C NMR （101 MHz， CDCl3）δ165.5，154.0， 153.7， 151.1， 143.0， 132.7， 130.3， 130.3，127.1， 125.5， 123.7， 120.8， 120.8， 110.8， 106.4. IR（KBr， cm-1）： 1582， 1467， 1401， 1304， 1216， 1073，774， 697. HRMS： calcd. for C15H11ClNOS+288.0244，found 288.0241.

2-（4-（2-（5-氯噻吩-2-）吡啶-4-氧基）苯基）乙酸甲酯 （2b）：白色固体，收率74%，熔点：120.1～121.7 ℃.1H NMR （400 MHz， CDCl3）δ8.36 （d，J=5.6 Hz， 1H）， 7.35 （d，J= 8.4 Hz， 2H）， 7.25 （d，J= 4.0 Hz， 1H）， 7.12 （d，J= 2.4 Hz， 1H）， 7.07（d，J= 8.4 Hz， 2H）， 6.89 （d，J= 4.0 Hz， 1H），6.69 （dd，J= 2.4 Hz， 5.6 Hz， 1H）， 3.74 （s， 3H），3.67 （s， 2H）.13C NMR （101 MHz， CDCl3）δ171.8，165.5， 153.1， 151.0， 131.3， 131.2， 131.2， 127.2，127.2， 124.0， 120.8， 120.8， 110.8， 106.5， 52.2，40.4. IR （KBr， cm-1）： 1625， 1501， 1432， 1317，1088， 803， 692. HRMS： calcd. for C18H15ClNO3S+360.0456， found 360.0460.

2-（5-氯-噻吩-2-）-4-（4-甲氧基-苯氧基）-吡啶（2d）：棕色固体，产率：67%，熔点：72.8～73.9 ℃.1H NMR （400 MHz，CDCl3）δ8.34 （d，J= 5.6 Hz， 1H），7.22 （d，J= 4.0 Hz， 1H）， 7.05 （d，J= 9.2 Hz，3H）， 6.95 （d，J= 9.2 Hz， 2H）， 6.88 （d，J= 4.0 Hz，1H）， 6.66 （dd，J= 6.0 Hz， 2.4 Hz， 1H）， 3.85 （s，3H）.13C NMR （101 MHz， CDCl3）δ166.2， 157.2，153.5， 151.0， 147.2， 143.1， 132.6， 127.1， 123.7，122.0， 115.2， 110.3， 105.8， 55.7. C16H12ClNO2S： C 60.47， H 3.81， Cl 11.16， N 4.41， O 10.07， S 10.09；found： C 61.29， H 3.88， N 4.07， S 9.82.

2-（5-氯-噻吩-2-）-4-（2-甲氧基-4-丙烯基-苯氧基）-吡啶 （2e）：黄色固体，收率72%，熔点：97.5～99.4 ℃.1H NMR （400 MHz，CDCl3）δ8.33 （d，J=5.6 Hz， 1H）， 7.25 （d，J= 4.0 Hz， 1H）， 7.08 （d，J=2.4 Hz， 1H）， 7.05～6.95 （m， 3H）， 6.89 （d，J= 4.0 Hz，1H）， 6.63 （m， 1H）， 6.45～6.39（m， 1H）， 6.31～6.21（m， 1H）， 3.80 （s， 3H）， 1.92 （m， 3H）.13C NMR（101 MHz， CDCl3）δ165.7， 153.3， 151.5， 150.7，140.8， 137.0， 130.2， 127.1， 126.7， 123.7， 122.6，110.2，109.8， 55.8， 18.45. C19H16ClNO2S： C 63.77， H 4.51， Cl 9.91， N 3.91， O 8.94， S 8.96； found： C 63.73， H 4.41， N 3.05， S 8.84.

2-（5-氯-噻吩-2-）-4-（2-甲氧基-4-甲基-苯氧基）-吡啶（2f）：黄色固体，收率79%，熔点：117.3～119.6 ℃.1H NMR （400 MHz，CDCl3）δ8.32 （d，J=5.6 Hz， 1H）， 7.25 （d，J= 10.4 Hz， 1H）， 7.08 （d，J= 2.0 Hz， 1H）， 7.00 （d，J= 8.0 Hz， 1H）， 6.91～6.77 （m， 3H）， 6.61 （dd，J= 2.4 Hz， 2.0 Hz， 1H），3.78 （s， 3H）， 2.41 （s， 3H）.13C NMR （101 MHz，CDCl3）δ165.9， 153.2， 151.2， 150.7， 139.5， 137.0，132.4， 127.1， 123.7， 122.3， 121.7， 113.8， 109.7，105.5， 55.8， 21.5. C17H14ClNO2S： C 61.53， H 4.25，Cl 10.68， N 4.22， O 9.64， S 9.66； found： C 61.81，H 4.38， N 4.10， S 9.61.

4-（4-乙氧基-苯氧基）-2-呋喃-2-吡啶（2g）：白色固体，收率62%，熔点：121.3～125.6 ℃.1H NMR（400 MHz，CDCl3）δ8.41 （d，J= 6.0 Hz， 1H）， 7.49（d，J= 1.2 Hz， 1H）， 7.18 （d，J= 2.4 Hz， 1H）， 7.06～7.03 （m， 3H）， 6.97～6.93 （m， 2H）， 6.68 （dd，J=5.6 Hz， 2.4 Hz， 1H）， 6.51 （dd，J= 3.2 Hz， 1.6 Hz，1H）， 4.06 （q， 2H）， 1.45 （t，J= 7.2 Hz， 3H）.13C NMR （101 MHz， CDCl3）δ166.2， 156.5， 153.1，151.0， 147.1， 143.4， 122.0， 115.7， 112.1， 110.1，109.1， 106.3， 63.9， 14.9. C17H15NO3： C 72.58， H 5.37， N 4.98， O 17.06； found： C 72.67， H 5.24，N 5.08.

4-（3，5-二甲基苯氧基）-2-（5-甲基呋喃-2-）-吡啶（2h）：淡黄色液体，收率25%.1H NMR （400 MHz，CDCl3）δ8.42 （d，J= 5.6 Hz， 1H）， 7.20 （d，J=2.4 Hz， 1H）， 6.94 （d，J= 3.2 Hz， 1H）， 6.70 （dd，J= 5.6 Hz， 2.4 Hz， 1H）， 6.36 （t，J= 2.4 Hz， 1H），6.27 （d，J= 2.4 Hz， 2H）， 6.11 （d，J= 2.8 Hz， 1H），3.79 （s， 6H）， 2.38 （s， 3H）.13C NMR （101 MHz，CDCl3）δ165.1， 161.8， 160.2， 156.0， 153.9， 151.1，110.4， 108.4， 106.7， 99.0， 97.5， 55.6， 13.9.C18H17NO4： C 69.44， H 5.50， N 4.50， O 20.56；found： C 69.41， H 5.53， N 3.94.

2-苯并［1，3］二氧杂环-5-基-4-（3，5-二甲氧基-苯氧基）-吡啶（2i）：白色油状物，收率50%.1H NMR（400 MHz，CDCl3）δ8.46 （d，J= 5.6 Hz， 1H）， 7.45（d，J= 1.6 Hz， 1H）， 7.42 （dd，J= 8.0 Hz， 1.6 Hz，1H）， 7.20 （d，J= 2.4 Hz， 1H）， 6.85 （d，J= 8.0 Hz，1H）， 6.75 （dd，J= 5.6 Hz， 2.4 Hz， 1H）， 6.34 （t，J= 2.2 Hz， 1H）， 6.27 （d，J= 2.0 Hz， 2H）， 5.97（s， 2H）， 3.75 （s， 6H）.13C NMR （101 MHz， CDCl3）δ165.3， 161.8， 159.0， 155.9， 151.0， 148.6， 148.2，133.4， 121.0， 110.4， 108.6， 108.4， 107.4， 101.4，99.1， 97.4， 55.5. C20H17NO5： C 68.37， H 4.88， N 3.99， O 22.77； found： C 68.46， H 4.79， N 4.05.

2-（4-（4-（5-氯噻吩-2-）吡啶-2-氧基）苯基）乙酸甲酯（7a）：黄色固体，收率48%，熔点：79.3～80.8 ℃.1H NMR （400 MHz， CDCl3）δ8.14 （d，J= 5.2 Hz，1H）， 7.33 （d，J= 7.6 Hz， 2H）， 7.27 （s， 1H）， 7.08～7.12 （m， 3H）， 7.00 （s， 1H）， 6.95 （d，J= 3.6 Hz，1H）， 3.71 （s， 3H）， 3.64 （s， 2H）.13C NMR （101 MHz，CDCl3）δ171.8， 164.5， 153.1， 148.3， 144.1， 139.3，132.1， 130.6， 130.6， 130.4， 127.6， 125.0， 121.3，121.3， 114.8， 106.9， 52.0， 40.6. IR （KBr， cm-1）：1752， 1604， 1550， 1513， 1442， 1401， 1303， 1234，1157， 802， 751. HRMS： calcd. for C18H15ClNO3S+360.0456， found 360.0460.

2-（4-（5-氯噻吩-2-）吡啶-2-氧基）苯甲酸甲酯（7b）：黄色液体，收率51%.1H NMR （400 MHz，CDCl3）δ8.04 ～ 8.00 （m， 2H）， 7.57 （t，J= 8.0 Hz，1H）， 7.27 ～7.32 （m， 2H）， 7.20 （d，J= 8.0 Hz，1H）， 7.08 （s， 1H）， 7.04 （d，J= 5.2 Hz， 1H）， 6.93（d，J= 4.0 Hz， 1H）， 3.70 （s， 3H）.13C NMR （101 MHz， CDCl3）δ165.5， 164.7， 153.1， 147.9， 144.1，139.4， 133.7， 132.0， 131.7， 127.5， 125.1， 125.0，124.3， 124.0， 114.5， 106.5， 51.9. IR （KBr， cm-1）：1725， 1601， 1550， 1479， 1441， 1400， 1299，1218， 1126， 1083， 989， 800. HRMS： calcd. for C17H13ClNO3S+346.0299， found 346.0296.

1.2.4 目标化合物（3， 5， 8）的合成通用方法

含有酯基的化合物2b（96.4 mg，0.27 mmol）溶入6 mL甲醇中，其次称取氢氧化钾（30 mg，0.54 mmol）溶于1 mL H2O中，最后将氢氧化钾水溶液缓慢加入2b的甲醇溶液中，回流6 h. TLC检测反应，直至原料消失后停止反应.反应液减压蒸馏，残余物加少量水溶解，在冰浴下用6 mol‧L-1稀盐酸调pH=2～3，过滤， 干燥得到黄色固体（3）.目标化合物5和8的合成方法类似于该方法.

2-（4-（2-（5-氯噻吩-2-）吡啶-4-酰氧基）苯基）乙酸（3），黄色固体，收率82%，熔点：195.0～196.8 ℃.1H NMR （400 MHz， DMSO-d6）δ8.37 （d，J= 5.6 Hz，1H）， 7.68 （d，J= 4.0 Hz， 1H）， 7.60 （d，J= 2.0 Hz，1H）， 7.38 （d，J= 8.4 Hz， 2H）， 7.14～7.17 （m，3H）， 6.71 （dd，J= 2.4 Hz， 5.6 Hz， 1H）， 3.61 （s，2H）.13C NMR （101 MHz， DMSO-d6）δ173.2， 165.5，153.4， 152.8， 151.8， 143.5， 143.5， 133.0， 131.8，131.3， 128.7， 125.7， 120.6， 120.6， 111.2， 107.3，40.7. IR （KBr， cm-1）： 2921， 1621， 1468， 1404，1302， 1221， 1161， 1079， 890， 813. HRMS： calcd.for C17H13ClNO3S+346.0299， found 346.0295.

2-（2-（5-氯噻吩-2-）吡啶-4-酰氧基）苯甲酸（5）：白色固体，收率79%，熔点：119.8～121.4 ℃.1H NMR （400 MHz， CDCl3）δ10.23 （s， 1H）， 8.59 （d，J= 5.6 Hz， 1H）， 8.05 （d，J= 8.0 Hz， 1H）， 7.58 （t，J= 7.2 Hz， 1H）， 7.48 （s， 1H）， 7.36 （d，J= 3.6 Hz，1H）， 7.06～7.10 （m， 2H）， 7.00 （t，J= 7.6 Hz，1H）， 6.94 （d，J= 4.0 Hz， 1H）.13C NMR （101 MHz，CDCl3）δ167.6， 162.5， 157.8， 154.0， 151.3， 142.4，137.1， 133.4， 130.3， 127.3， 124.8， 119.7， 118.1，115.4， 115.4， 111.1. IR （KBr， cm-1）： 3012， 1684，1583， 1466， 1398， 1302， 1241， 1173， 1065， 821，768. HRMS： calcd. for C16H11ClNO3S+332.0143，found 332.0140.

2-（4-（4-（5-氯噻吩-2-）吡啶-2-酰氧基）苯基）乙酸 （8）：黄色固体，收率79%，熔点：164.5～166.4 ℃.1H NMR （400 MHz， DMSO-d6）δ12.38 （br， 1H），8.13 （d，J= 5.2 Hz， 1H）， 7.76 （d，J= 4.4 Hz，1H）， 7.35 （d，J= 5.6 Hz， 1H）， 7.26～7.32 （m，4H）， 7.09 （d，J= 8.4 Hz， 2H）， 3.59 （s， 2H）.13C NMR （101 MHz， DMSO-d6）δ173.2， 164.5， 152.9，148.7， 144.0， 139.2， 131.8， 131.0， 130.9， 129.1，127.3， 121.5， 115.4， 107.0， 40.5. IR （KBr， cm-1）：3201， 1689， 1608， 1548， 1441， 1397， 1304，1224， 1179， 1076， 788， 678. HRMS： calcd. for C17H13ClNO3S+346.0299， found 346.0302.

1.2.5 目标化合物（4a-4c， 9a-9d）的酯的胺解合成通用方法

化合物7a（0.30 g，0.83 mmol）溶于甲醇中，加入脂肪胺类化合物（1.66 mmol），回流反应.TLC检测反应，直至原料消失后，停止反应.反应液减压蒸馏，残余物溶于乙酸乙酯，随后进行柱层析，得到目标化合物9a，其它化合物4a-4c， 9b-9d的制备方法类似于该方法.

2-（4-（2-（5-氯噻吩-2-）吡啶-4-氧基）苯基）乙酰肼 （4a）：黄色固体，收率83%，熔点：146.0～147.7 ℃.1H NMR （400 MHz， DMSO-d6）δ9.25 （s， 1H）， 8.35（d，J= 5.6 Hz， 1H）， 7.65 （d，J= 3.6 Hz， 1H），7.56 （s， 1H）， 7.37 （d，J= 8.4 Hz， 2H）， 7.12～7.14（m， 3H）， 6.70 （dd，J= 2.0 Hz， 5.6 Hz， 1H）， 4.25（s， 2H）.13C NMR （101 MHz， DMSO-d6）δ169.9，165.5， 153.4， 152.8， 151.8， 143.5， 133.9， 131.4，128.6， 125.6， 120.6， 111.1， 111.1， 107.2， 40.2. IR（KBr， cm-1）： 3300， 1637， 1592， 1504， 1466，1403， 1305， 1263， 1221， 1095， 858， 793. HRMS：calcd. for C17H15ClN3O2S+360.0568， found 360.0572.

2-（4-（2-（5-氯噻吩-2-）吡啶-4-氧基）苯基）-N-（2-羟乙基）乙酰胺（4b）：白色固体，收率98%，熔点：109.3～110.9 ℃.1H NMR （400 MHz， CDCl3）δ8.34（d，J= 6.0 Hz， 1H）， 7.34 （d，J= 8.4 Hz， 2H），7.24 （d，J= 4.0 Hz， 1H）， 7.12 （d，J= 2.0 Hz，1H）， 7.08 （d，J= 8.4 Hz， 2H）， 6.88 （d，J= 4.0 Hz，1H）， 6.68 （dd，J= 2.4 Hz， 6.0 Hz， 1H）， 6.20 （s，1H）， 3.71 （t，J= 4.8 Hz， 2H）， 3.60 （s， 2H）， 3.42（q，J= 4.8 Hz， 2H）， 2.83 （br， 1H）.13C NMR （101 MHz， CDCl3）δ171.8， 165.3， 153.7， 153.2， 151.1，142.7， 132.8， 132.1， 131.2， 127.2， 124.0， 121.0，110.8， 106.6， 61.8， 42.8， 42.5. IR （KBr， cm-1）：3401， 3251， 1638， 1532， 1492， 1401， 1317，1081， 785， 672. HRMS： calcd. for C19H18ClN2O3S+389.0721， found 389.0718.

N-丁基-2-（4-（2-（5-氯噻吩-2-）吡啶-4-酰氧基）苯基）乙酰胺 （4c）：白色固体，收率97%，熔点：134.1～135.4 ℃.1H NMR （400 MHz， CDCl3）δ8.36（d，J= 5.6 Hz， 1H）， 7.34 （d，J= 8.4 Hz， 2H），7.23 （d，J= 4.0 Hz， 1H）， 7.08～7.12 （m， 3H）， 6.88（d，J= 4.0 Hz， 1H）， 6.69 （dd，J= 2.0 Hz， 5.6 Hz，1H）， 5.55 （s， 1H）， 3.57 （s， 2H）， 3.26 （q，J= 6.8 Hz，2H）， 1.42～1.51 （m， 2H）， 1.27 ～1.35 （m， 2H），0.90 （t，J= 7.2 Hz， 3H）.13C NMR （101 MHz，CDCl3）δ170.4， 165.3， 153.7， 153.2， 151.1， 142.9，132.7， 132.5 131.1， 127.1， 123.8， 121.0， 110.8，106.5， 43.0， 39.5， 31.6， 20.0， 13.7. IR （KBr，cm-1）： 3309， 1641， 1590， 1543， 1504， 1464，1404， 1316， 1221， 1068， 889， 674. HRMS： calcd.for C21H22ClN2O2S+401.1085， found 401.1089.

2-（4-（4-（5-氯噻吩-2-）吡啶-2-酰氧基）苯基）乙酰肼 （9a）：黄色固体，收率79%，熔点：186.5～187.4 ℃.1H NMR （400 MHz， DMSO-d6）δ9.28 （s，1H）， 8.10 （d，J= 5.6 Hz， 1H）， 7.73 （d，J= 3.6 Hz，1H）， 7.23～7.37 （m， 5H）， 7.06 （d，J= 8.4 Hz， 2H），4.24 （s， 2H）， 3.36 （s， 2H）.13C NMR （101 MHz，DMSO-d6）δ170.1， 164.5， 152.8， 148.7， 143.9，139.2， 133.0， 130.9， 130.6， 129.1， 127.3， 121.5，115.4， 106.9， 40.3. IR （KBr， cm-1）： 3317， 3245，3073， 1651， 1596， 1551， 1505， 1477， 1397，1292， 1231， 1209， 1178， 817. HRMS： calcd. for C17H15ClN3O2S+360.0568， found 360.0572.

2-（4-（4-（5-氯噻吩-2-）吡啶-2-氧基）苯基）-N-（2-羟乙基）乙酰胺 （9b）：黄色固体，收率84%，熔点：123.0～124.7 ℃.1H NMR （400 MHz， CDCl3）δ8.10 （d，J= 5.6 Hz， 1H）， 7.28 ～ 7.34 （m， 3H），7.08～7.16 （m， 3H）， 7.02 （s， 1H）， 6.95 （d，J= 4.0 Hz，1H）， 6.25 （s， 1H）， 3.63 （t，J= 5.2 Hz， 2H）， 3.59（s， 2H）， 3.36 （q， 2H）， 3.05 （s， 1H）.13C NMR（101 MHz， CDCl3）δ172.2， 164.4， 153.2， 148.1，144.4， 139.1， 132.3， 131.2， 130.8， 130.8， 127.6，125.1， 121.7， 115.0， 107.1， 107.1， 62.1， 43.0，42.6. IR （KBr， cm-1）： 3280， 2923， 1640， 1550，1509， 1441， 1399， 1300， 1221， 1179， 1057， 994，797， 695. HRMS： calcd. for C19H18ClN2O3S+389.0721， found 389.0719.

N-丁基-2-（4-（4-（5-氯噻吩-2-）吡啶-2-酰氧基）苯基）乙酰胺 （9c）：白色固体，收率79%，熔点137.8～138.4 ℃.1H NMR （400 MHz， CDCl3）δ8.15（d，J= 5.2 Hz， 1H）， 7.27～7.31 （m， 3H）， 7.10～7.16 （m， 3H）， 7.02 （s， 1H）， 6.96 （d，J= 3.6 Hz，1H）， 5.54 （s， 1H）， 3.58 （s， 2H）， 3.23 （q， 2H），1.40～1.49 （m， 2H）， 1.24～1.33 （m， 2H）， 0.89 （t，J= 7.2 Hz， 3H）.13C NMR （101 MHz， CDCl3）δ170.8， 164.4， 153.2， 148.3， 144.3， 139.1， 132.2，131.5， 130.8， 130.7， 127.6， 125.0， 121.6， 121.6，115.0， 107.0， 43.2， 39.5， 31.6， 20.0， 13.7. IR（KBr， cm-1）： 3284， 1637， 1552， 1442， 1400， 1298，1048， 796， 690. HRMS： calcd. for C21H22ClN2O2S+401.1085， found 401.1082.

2-（4-（4-（5-氯噻吩-2-）吡啶-2-氧基）苯基）-N-异丁基乙酰胺（9d）：白色固体，收率90%，熔点：161.0～162.8 ℃.1H NMR （400 MHz， CDCl3）δ8.15（d，J= 5.6 Hz， 1H）， 7.28～ 7.32 （m， 3H）， 7.15 （d，J= 8.4 Hz， 2H）， 7.11 （d，J= 5.2 Hz， 1H）， 7.02（s， 1H）， 6.96 （d，J= 3.6 Hz， 1H）， 5.54 （s， 1H），3.60 （s， 2H）， 3.06 （t，J= 6.4 Hz， 2H）， 1.68～1.78（m， 1H）， 0.85 （d，J= 6.8 Hz， 6H）.13C NMR（101 MHz， CDCl3）δ170.9， 164.4， 153.3， 148.3，144.3， 139.1， 132.2， 131.5， 130.8， 130.8， 127.6，125.0， 121.7， 121.7， 115.0， 107.0， 47.0， 43.3，28.4， 20.0. IR （KBr， cm-1）： 3300， 1640， 1604，1551， 1406， 1342， 1218， 1092， 791， 682. HRMS：calcd. for C21H22ClN2O2S+401.1085， found 401.1088.

1.3 生物活性测试

采用荧光偏振法测试化合物对PDE4B酶的抑制活性.首先将化合物溶解到DMSO溶液中，最高浓度为10 mmol‧L-1.然后用10% DMSO的PDE4B缓冲液稀释10倍，并将5 μL稀释液加入到50 μL反应物中，使得DMSO在每个反应中的最终浓度为1%.含有PDE4B缓冲液，100 nmol‧L-1FAM-cAMP，PDE4B酶和测试化合物的50 μL混合物在室温下进行60 min酶促反应.反应后，向每个混合物中加入100 μL结合剂溶液（结合剂与结合剂稀释剂按1∶100的稀释液），在室温下进行15 min反应.使用酶标仪在485 nm的激发波长和528 nm的发射波长下测量偏振荧光强度.未添加抑制剂的荧光偏振值（FPt）定义为100%活性.在无PDE4B酶和抑制剂的情况下，数据集的荧光偏振基础值（FPb）定义为0%活性.各化合物的抑制率通过以下公式计算：抑制率/%=（FPt-FP）/（FPt- FPb）×100%，其中FP为抑制剂存在时荧光偏振值.

2 结果与讨论

2.1 含杂环和吡啶的二芳醚类化合物的合成

本文通过生物电子等排原理设计了两类含吡啶单元结构的二芳基醚类化合物I和 II.在I类化合物中芳氧基位于吡啶的4-位，而在II类化合物中芳氧基位于吡啶的2-位.前期实验表明［15］：在不同极性的溶剂中，该反应呈现出不同的区域选择性.在极性较小的溶剂如甲苯中，倾向于在吡啶的2-位引入芳氧基团；在极性较大的溶剂如二甲基亚砜（DMSO）中，则有利于在吡啶的4-位引入芳氧基团.因此，4-芳氧基取代吡啶中间体1的合成在溶剂DMSO中进行，而2-芳氧基取代吡啶中间体7的合成在溶剂甲苯中进行.然后通过Suzuki偶联反应在吡啶的2位或者4位引入杂环结构［16］，设计的合成路线见图3.I类化合物合成路线主要由两步构成.首先， 2，4-二溴吡啶与取代苯酚在DMSO溶液中以及CuI的催化下发生乌尔曼类型的偶联反应［16］，得到中间体1.然后，各中间体与含杂环结构的2-硼酸频哪醇酯在PdCl2及三苯基膦的催化下发生Suzuki偶联反应［17］生成化合物2.此外，化合物2b和2c在甲醇-水溶液中发生碱性水解，分别得化合物3和5.化合物2b还在甲醇中与不同的脂肪胺反应，得到化合物4a-4c.II类化合物的合成路线如图4所示.首先，2，4-二溴吡啶与不同取代苯酚在甲苯中发生乌尔曼类型的偶联反应，分别得到中间体6a和6b.随后，这两个中间体与2-硼酸频哪醇酯在PdCl2及三苯基膦的催化下发生Suzuki偶联反应分别生成化合物7a和7b.此外，化合物7a在KOH的存在下发生碱性水解生成化合物8.化合物7a在甲醇中与不同的脂肪胺反应，得到化合物9a-9d.目标化合物的结构和收率见表1.对于合成的化合物，使用1H NMR和13C NMR，高分辨质谱或元素分析以及熔点测试等进行结构表征.

表1 4-芳氧基二芳醚类的收率及对PDE4B的抑制活性.Tab.1 Yield of 4-aryloxy diaryl ethers and their inhibitory activities against PDE4B

2.2 二芳醚并杂环类化合物的生物活性

对所合成的20个目标化合物2a-2b， 2d-2h，3， 4a-4c， 5， 7a-7b， 8， 9a-9d在10 μmol‧L-1浓度下对PDE4B的抑制活性进行研究.抑制率结果见表1和表2.由表1可见：I系的部分化合物对PDE4B有一定的抑制活性.例如，在10 μmol‧L-1浓度下化合物3和4a对PDE4B的抑制率分别为64%和45%.将这两个化合物的结构、活性与同系列的其他化合物进行比较，可以发现两个特征.第一，当体积不是很大的极性R1取代基位于苯环4位时，抑制活性较好；第二，R2为氯噻吩基团时，化合物的抑制活性较好.据此，推测I系列化合物的R1基团可能与PDE4B结合口袋中的靠近苯环4位的极性氨基酸残基形成较强的氢键作用，R2基团则可能与口袋中的体积较大的非极性氨基酸形成了疏水相互作用.与I系化合物相比，II系化合物的生物活性普遍较低.例如，II系中的化合物8与I系中的化合物3互为位置异构体，而化合物8对PDE4B的抑制率不到化合物3的一半.由于化合物3和8的差别仅仅是吡啶环上N原子的位置不同，推测化合物3和8的低能构象可能不相同.化合物3的低能构象有利于与PDE4B的结合，而化合物8的低能构象则不利于与酶的结合.

表2 2-芳氧基二芳醚的收率及PDE4B的抑制活性Tab.2 Yield of 2-aryloxy diaryl ethers and their inhibitory activities against PDE4B

3 结语

本文共设计并合成了13个4-芳氧基吡啶衍生物以及7个2-芳氧基吡啶衍生物.从目标化合物对PDE4B抑制活性来看，4-芳氧基吡啶衍生物比2-芳氧基吡啶衍生物对PDE4B抑制活性要好.其中，R1取代基为有较小的极性基团，R2取代基为较大的氯代噻吩基团时，生物活性明显增加.4-芳氧基吡啶化合物3和4a表现出较好的酶抑制活性.2-芳氧基吡啶衍生物的PDE4B抑制活性普遍较差.本文可为PDE4B抑制剂的设计与合成提供一定的参考.