兩個α-氨基酸類二肽肽酶Ⅳ抑制劑的合成*

朱燕云, 宋恭華, 盧 鵬

(1.華東理工大學 藥學院,上海 200237; 2.上海陽帆醫(yī)藥有限公司,上海 201203)

自從Bernard A M[1]發(fā)現二肽肽酶Ⅳ的氨基酸序列以來，二肽肽酶Ⅳ逐漸成為治療Ⅱ型糖尿病炙手可熱的靶點之一。默克公司于2006年推出的Galvus和諾華公司于2008年推出的Januvia，已成為治療Ⅱ型糖尿病的一線藥物[2～4]。

本課題組一直致力于二肽肽酶Ⅳ抑制劑的研究，α-氨基酸類衍生物——2-胺基-1-{3-(三氟甲基)-5,6-二氫-[1,2,4]三氮唑[4,3-α]并哌嗪-7(8H)基}-3-(2,4,5-三氟苯基)丁酮富馬酸鹽(9)和2-胺基-1-{5,6-二氫-[1,4]二氮唑[4,3-α]并哌嗪-7(8H)基}-3-(2,4,5-三氟苯基)丁酮富馬酸鹽(12)是其中兩個重要的先導藥物，雖然它們對二肽肽酶Ⅳ的抑制率僅為6.7%和9.7%(20 μg·mL-1)，卻是我們對二肽肽酶Ⅳ抑制劑研究的一個里程碑。

本文以2,4,5-三氟苯甲酸為原料，經七步反應高產率地得到重要中間體2-(叔丁氧羰基)胺基-(2,3,5-三氟苯基)丙酸(6)，然后通過匯聚式合成方法制得目標產物9和12，提供了一條α-氨基酸衍生物的合成路線，且為本課題的后續(xù)研究奠定了技術基礎。

9和12的合成路線如Scheme 1所示：2,4,5-三氟苯甲酸經LiAlH4還原羧基為2,4,5-三氟苯甲醇(1)[5];1經NBS(N-溴代丁二酰亞胺)溴代得2,4,5-三氟芐溴(2);在強堿EtONa存在下，2與DEAM(乙酰胺基丙二酸二乙酯)經烷基化反應得到關鍵中間體2-(2,3,5-三氟芐基)-2-(乙酰基)胺基-丙二酸二乙酯(3);3在熱堿性條件下脫羧制得3-(2,3,5-三氟苯基)-2-(乙?；?胺基-丙酸(4)[6];4在強酸性條件下脫乙?；⑸螧oc-保護得2-(叔丁氧羰基)胺基-(2,3,5-三氟苯基)丙酸乙酯(5);5水解得6;在標準肽偶聯條件下[9]，6分別與3-(三氟甲基)-5,6-二氫-[1,2,4]三氮唑[4,3-α]并哌嗪(7)和5,6-二氫-[1,4]二氮唑[4,3-α]并哌嗪(10)在肽縮合試劑1-乙基-3-(3-二甲胺基)碳二亞胺/N-羥基苯并三唑(EDC/HOBT)的作用下制得2-N-叔丁氧羰基-1-{3-(三氟甲基)-5,6-二氫-[1,2,4]三氮唑[4,3-α]并哌嗪-7(8H)基}-3-(2,4,5-三氟苯基)丁酮(8)和2-N-叔丁氧羰基-1-{5,6-二氫-[1,4]二氮唑[4,3-α]并哌嗪-7(8H)基}-3-(2,4,5-三氟苯基)丁酮(11);8和11在酸性條件下脫Boc-保護，并將三氟乙酸鹽轉化為富馬酸鹽(便于活性測試)合成了9和12。

Scheme1

1 實驗部分

1．1 儀器與試劑

Büchi Melting Point B-540型熔點儀； Bruker WP-500SY型核磁共振儀(CDCl3為溶劑，TMS為內標)； Finnigan MAT 95型質譜儀。

7[7]和10[8]按文獻方法合成;乙醚在氮氣保護下由氫化鈉蒸餾除水；薄層層析硅膠和柱層析硅膠，200目～300目，青島海洋化工公司；其余所用試劑為市售化學純。

所有反應進程由TLC跟蹤。

1．2 合成

(1)1的合成

N2保護，在反應瓶中加入LiAlH45.00 g(105.00 mmol)的乙醚(350 mL)溶液，攪拌下于0 ℃緩慢滴加2,4,5-三氟苯甲酸10.00 g(56.80 mmol)，滴畢，反應2 h。依次滴加冰水(200 mL)，5%硫酸(200 mL)，分液，水層用乙醚(3×50 mL)萃取，合并有機層，用無水硫酸鎂干燥，蒸除乙醚得白色固體19.50 g，收率95%, m.p.22 ℃～24 ℃;1H NMRδ: 2.29(bs, 1H, OH), 4.67(s, 2H, CH2), 6.87～6.93(m, 1H, ArH), 7.22～7.28(m, 1H, ArH)。

(2)2的合成

N2保護，在反應瓶中加入17.80 g(48.00 mmol)的二氯甲烷(120 mL)溶液，NBS 14.20 g(80.00 mmol)，冰浴冷卻，攪拌下分三批加入三苯基磷15.60 g(56.00 mmol),于室溫反應2 h。蒸除二氯甲烷，殘留物經柱層析[洗脫劑A:V(乙酸乙酯)∶V(石油醚)=1∶6]分離得淺黃色油狀液體26.00 g，收率56%;1H NMRδ: 4.43(s, 2H, CH2), 6.91～6.97(m, 1H, ArH), 7.20～7.26(m, 1H, ArH);19F NMR(無內標)δ: -47(s, 1F), -61(s, 1F), -70(s, 1F)。

(3)3的合成

冰浴冷卻，在反應瓶中加入無水乙醇150 mL和鈉屑0.21 g(8.90 mmol)，攪拌30 min后加入DEAM 1.94 g(8.90 mmol)，于室溫反應2 h；加入22.00 g(8.90 mmol),回流反應12 h。蒸除乙醇后經柱層析(洗脫劑A)分離得白色固體32.90 g，收率90%, m.p.153 ℃～155 ℃;1H NMRδ: 1.29(t,J=7.1 Hz, 6H, CH2CH3), 2.02[s, 3H, C(O)CH3], 3.66(s, 2H, CH2Ar), 4.22～4.31(m, 4H, CH2CH3), 6.54(s, 1H, NHCO), 6.83～6.90(m, 2H, ArH)。

(4)4的合成

在反應瓶中加入35.00 g(13.85 mmol), NaOH 3.00 g(69.20 mmol)和水30 mL,攪拌使其溶解，回流反應12 h;冷卻至室溫，用濃鹽酸調至pH 3，再回流反應3 h。冷卻，抽濾，濾餅干燥得白色固體43.25 g,收率90%, m.p.118 ℃～120 ℃;1H NMR(CD3OD)δ: 1.90[s, 3H, C(O)CH3], 2.92(dd,J=14.0 Hz, 9.1 Hz, 1H, CH2), 3.26(dd,J=14.1 Hz, 5.5 Hz, 1H, CH2), 4.65～4.69(m, 1H, CH), 7.09～7.23(m, 2H, ArH); ESI-MSm/z: 262(M+1), 284(M+23)。

(5)5的合成

在反應瓶中依次加入43.00 g(11.50 mmol),濃鹽酸4.80 mL(57.50 mmol)和乙醇7.50 mL,攪拌使其溶解后回流反應24 h。冷卻至室溫，蒸除乙醇，冷凍干燥脫水后用乙醚重結晶得白色固體2.71 g(11.00 mmol)。將其溶解于THF(100 mL)中，加入二碳酸二叔丁基酯(Boc2O)2.66 g(12.22 mmol)，冰浴冷卻下滴加三乙胺2.65 g(18.7 mmol)，于室溫反應12 h。抽濾，濾液蒸除THF，殘余物用二氯甲烷溶解后用稀檸檬酸溶液洗滌兩次，無水硫酸鈉干燥，蒸除二氯甲烷得白色固體53.66 g,收率96%, m.p.87 ℃～89 ℃。

(6)6的合成

在反應瓶中依次加入53.00 g(8.60 mmol), NaOH 1.38 g(34.50 mmol)和水25 mL，攪拌使其溶解,于60 ℃反應24 h。冷卻至室溫，用濃鹽酸調至pH 5，用二氯甲烷(3×50 mL)萃取，合并萃取液，用無水硫酸鈉干燥，蒸除二氯甲烷得白色固體62.50 g,收率91%, m.p.123 ℃～125 ℃;1H NMRδ: 1.41～1.48(m, 9H, CH3in Boc), 2.89～3.04(m, 1H, CH2), 3.23～3.30(m, 1H, CH2), 4.54～5.08 (m, 1H, CH), 6.87～6.95(m, 1H, ArH), 7.00～7.08(m, 1H, ArH); ESI-MSm/z: 342(M+23)。

(7)8和11的合成

在反應瓶中依次加入6200 mg(0.63 mmol)的二氯甲烷(20 mL)溶液，7200 mg(0.91 mmol), EDC 192 mg(1.00 mmol)和HOBT 10 mg，攪拌下于室溫反應8 h。加水20 mL，用二氯甲烷(3×30 mL)萃取，合并萃取液，依次用2 mol·L-1鹽酸，2 mol·L-1NaOH水溶液，飽和的食鹽水洗滌，無水硫酸鈉干燥，蒸除溶劑得到粉紅色泡沫狀固體8174 mg,收率76%, m.p.68 ℃～74 ℃;1H NMRδ: 1.36～1.43(m, 9H, CH3in Boc), 2.89～3.32(m, 2H, CH2), 3.74～4.29(m, 4H, NCH2), 4.74～4.96(m, 2H, NCH2), 5.20～5.32(m, 1H, CH), 6.85～7.02(m, 2H, ArH)。

用類似方法合成粉紅色黏稠液體11189 mg,收率82%;1H NMRδ: 1.37-1.43(m, 9H, CH3in Boc), 2.86～2.96(m, 2H, CH2), 3.15～3.33(m, 2H, NCH2), 3.74～4.10(m, 2H, NCH2), 4.64～5.02(m, 2H, NCH2), 5.42(m, 1H, CH), 6.80～7.04(m, 4H, ArH, CH)。

(8)9和12的合成

在反應瓶中加入8 170 mg(0.35 mmol)的干燥二氯甲烷(10 mL)溶液，攪拌下加入三氟乙酸3 mL，于室溫反應3 h。蒸除二氯甲烷，殘余物用二氯甲烷/正己烷重結晶得白色粉末，將其溶解于無水乙醇(4 mL)中得溶液A;將A滴加至富馬酸19 mg(0.16 mmol)的無水乙醇(2mL)溶液中，滴畢，于室溫攪拌10 min，逐滴滴加乙醚至有大量固體析出，過濾，濾餅用混合溶劑[洗脫劑:V(乙醇)∶V(乙醚)=1∶6]重結晶得白色粉末9142 mg,收率81%,總收率23.2%(以2,4,5-三氟苯甲酸計算), m.p.165 ℃～173 ℃;1H NMR(DMSO-d6)δ: 3.31～3.50(m, 2H, CH2), 4.16～4.25(m, 1H, NCH2), 4.43～4.70(m, 3H, NCH2), 5.23～5.34(m, 2H, NCH2), 5.57(m, 1H, CH), 6.98～7.09(m, 1H, ArH), 7.19～7.27(m, 1H, ArH);13C NMR(DMSO-d6)δ: 29.83, 38.57, 41.97, 43.49, 49.22, 106.17, 117.44, 118.49, 120.34, 142.96, 145.25, 150.33, 159.06, 168.04; ESI-MSm/z: 393(M)。

用類似方法合成白色粉末12165 mg,收率74%,總收率22.8%(以2,4,5-三氟苯甲酸計算), m.p.172 ℃～177 ℃1H NMR(CF3CO2D)δ: 3.33～3.52(m, 2H, CH2), 4.08～4.15(m, 1H, NCH2), 4.38～4.57(m, 4H, NCH2), 5.00～5.08(m, 1H, NCH2), 5.22(m, 1H, CH), 6.98～7.03(m, 1H, ArH), 7.19～7.27(m, 1H, ArH), 7.39(m, 1H, CH), 7.49(m, 1H, CH);13C NMR(DMSO-d6)δ: 32.37, 42.04, 43.88, 50.45, 56.48, 106.97, 119.11, 120.31, 127.88, 135.48, 140.13, 147.46, 156.46, 168.37, 171.58; ESI-MSm/z: 323(M-1)。

2 結果與討論

6與雜環(huán)的縮合反應，首先參照文獻[10]方法，采用二環(huán)己基碳二酰亞胺(DCC)為縮合劑，二氯甲烷為溶劑，但DCC反應后生成的脲和產物形成夾帶，通過柱層析較難分離；后來改用EDC為合成肽的縮合劑，DMF為溶劑，但反應進程不易監(jiān)測，且后處理中殘留的DMF會影響柱層析的柱效；最后選用EDC為縮合劑，加入催化量的HOBT后，反應速度較快、收率高且反應后處理簡單。

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