AMPA受體拮抗劑NS1209的合成*1

楊海超, 葛 敏

(南京工業(yè)大學(xué) 生物與制藥工程學(xué)院 材料化學(xué)工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江蘇 南京 210009)

谷氨酸受體的過度激活可以導(dǎo)致神經(jīng)元的損傷，這就是谷氨酸的興奮毒作用[1，2]。多種神經(jīng)性損傷及慢性神經(jīng)退行性疾病都是由于谷氨酸的興奮毒作用造成的，最典型的有腦缺血缺氧、癲癇、腦外傷、老年癡呆癥等。作為谷氨酸受體的一種重要亞型AMPA(α-氨基-3-羥基-5-甲基-4-異噁唑丙酸)受體在谷氨酸的興奮毒作用中有著關(guān)鍵的影響[3]。人們對AMPA受體拮抗劑的研究也一直是神經(jīng)疾病類藥物的重要研發(fā)方向，多年來世界各大制藥公司紛紛對其開展研究，已有多種此類新藥正在進(jìn)入臨床階段[4，5]。

NS1209{5-[4-(二甲基磺酰胺)苯基]-8-甲基-2,3,6,7,8,9-六氫-1H-吡咯[3,2-h]異喹啉-2,3-二酮-3-氧-(4-羥基-2-丁酰)肟}是一種新型的AMPA受體拮抗劑，由丹麥疼痛研究中心的Jensen教授和丹麥奧胡斯大學(xué)醫(yī)院的研發(fā)人員合作研發(fā)而來。這個新藥正處于臨床Ⅱ期試驗(yàn)階段，主要用于治療外周神經(jīng)損傷患者的慢性神經(jīng)性疼痛和異常性疼痛。臨床研究結(jié)果顯示，其安全性和患者的耐受性較好。專利[7]方法以5-溴異喹啉為起始原料，經(jīng)硝化、甲基化、還原、保護(hù)、脫保護(hù)、環(huán)合、氨化、水解等11步反應(yīng)制得NS1209。

本文改進(jìn)文獻(xiàn)[7]方法，用N,N-二甲基-4-硼苯磺酰胺代替磺酰氯，通過Suzuki 反應(yīng)引入磺酰胺基團(tuán)，將反應(yīng)從11步減少到9步(Scheme 1)，NS1209的總產(chǎn)率由22.4%提高到37.3%。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

Bruker DRX300/500 MHz型核磁共振儀(CDCl3為溶劑，TMS為內(nèi)標(biāo));Applied Biosystems API 2000型液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀(LC-MS)。所用試劑均為市售商品。

1.2 合成

(1)N,N-二甲基-4-硼苯磺酰胺(10)的合成

在茄形瓶中加入4-溴苯磺酰氯10 g(39 mmol),二甲胺鹽酸鹽3.83 g(47 mmol), Et3N 11.8 g(117 mmol)和二氯甲烷130 mL,攪拌下于室溫反應(yīng)至終點(diǎn)(TLC跟蹤)。傾入水(100 mL)中，分液，水相用二氯甲烷(2×30 mL)萃取，合并有機(jī)相，依次用2 mol·L-1鹽酸、飽和氯化鈉溶液洗滌，無水硫酸鈉干燥，濃縮得白色固體N,N-二甲基-4-苯磺酰胺10.5 g，收率97%。

在茄形瓶中加入N,N-二甲基-4-溴苯磺酰胺15 g和THF 284 mL，攪拌使其溶解，抽真空，氮?dú)獗Ｗo(hù)，于-78 ℃加入正丁基鋰27.3 mL(68.2 mmol),反應(yīng)1 h;加入硼酸三甲酯11.8 g(114 mmol),反應(yīng)至終點(diǎn)(TLC跟蹤)。傾入氯化銨溶液(200 mL)中，減壓蒸除THF，加入2 mol·L-1鹽酸150 mL,用乙酸乙酯(2×100 mL)萃取，合并萃取液，用飽和氯化鈉溶液洗滌，無水硫酸鈉干燥，濃縮得白色固體106.6 g，收率75%;1H NMR(DMSO-d6)δ: 7.74～7.77(d, 2H), 7.68～7.71(d, 2H), 2.66(s, 6H)。

(2) 3-氨氧基二氫呋喃-2-酮(8)的合成

在單口燒瓶中加入N-羥基鄰苯二甲酰亞胺10 g(61.3 mmol),α-溴-γ-丁內(nèi)酯15.2 g(92.0 mmol), Et3N 15.8 mL(122 mmol)和DMF 109 mL,攪拌下于室溫反應(yīng)4 h。抽濾，濾液濃縮后倒入1 mol·L-1鹽酸(400 mL)中析晶，過濾，濾餅用水洗滌，干燥得白色固體2-(2-羰基四氫呋喃-3-氧基)-異吲哚-1,3-二酮(7) 14.5 g，收率96.2%。

在茄形瓶中依次加入1 mol·L-1鹽酸 121 mL和7 12 g，攪拌下回流反應(yīng)1 h。充分冷卻至0 ℃左右，抽濾，濾液濃縮得白色固體85.23g,收率91.8%;1H NMRδ: 4.39～4.53(m, 2H), 4.19～4.27(m, 1H), 2.45～2.55(m, 2H)。

(3) 2-甲基-5-溴-8-硝基-1,2,3,4-四氫異喹啉(3)的合成

在茄形瓶中依次加入5-溴異喹啉20 g(96 mmol)和濃H2SO496 mL,攪拌使其完全溶解，滴加硝酸鉀13.5 g的濃硫酸(96 mL)溶液,滴畢，反應(yīng)至終點(diǎn)(TLC跟蹤)。傾入冰水中，用氨水調(diào)至pH 8～9,用乙酸乙酯(2×100 mL)萃取，合并萃取液，用無水硫酸鈉干燥，減壓濃縮得黃色固體5-溴-8-硝基異喹啉(1) 23.5 g，收率96.7%。

在茄形瓶中加入1 5 g(19.7 mmol)和DMF 66 mL,攪拌使其完全溶解，加入硫酸二甲酯3.72 g(29.5 mmol),于80 ℃反應(yīng)至終點(diǎn)(TLC跟蹤)。冷卻至室溫后傾入乙醚中沉淀，抽濾，濾餅用冰水洗滌，干燥得黃色固體2-甲基-5-溴-8-硝基異喹啉甲基硫酸鹽(2) 7.1 g，收率95.0%。

在茄形瓶中加入2 5 g(13.2 mmol)和醋酸 33 mL，攪拌使其完全溶解，加入硼氫化鈉0.5 g(1 eq),于30 ℃反應(yīng)至終點(diǎn)(TLC跟蹤)。用碳酸鈉固體調(diào)至堿性,乙酸乙酯(3×25 mL)萃取，合并萃取液，依次用飽和碳酸鈉溶液、飽和氯化鈉溶液洗滌，無水硫酸鈉干燥，濃縮得黃色固體33.21 g,收率89.7%;1H NMRδ: 7.75～7.78(m, 2H), 3.89(s, 2H), 2.96～3.00(m, 2H), 2.78～2.82(m, 2H), 2.53(s, 3H)。

(4)N,N-二甲基-4-(2-甲基-8-硝基-1,2,3,4-四氫異喹啉-5-基)苯磺酰胺(4)的合成

在三口燒瓶中加入36.4 g(23.4 mmol), 10 7.5 g(32.7 mmol)，碳酸氫鈉9.8 g(117 mmol)，水111 mL，乙二醇二甲醚222 mL和Pd(PPh3)4811 mg(0.706 mmol),攪拌下于85 ℃反應(yīng)至終點(diǎn)(TLC跟蹤)。用10%NaOH溶液調(diào)至堿性，乙酸乙酯(2×30 mL)萃取，合并萃取液，用飽和氯化鈉溶液洗滌，無水硫酸鈉干燥，濃縮后經(jīng)柱層析[洗脫劑:V(乙酸乙酯) ∶V(石油醚)=3 ∶2]純化得咖啡色固體47.16 g，收率81.5%;1H NMR(DMSO-d6)δ: 7.84～7.95(m, 1H), 7.83～7.84(m, 2H), 7.60～7.65(m, 2H), 7.35～7.36(d, 1H), 3.76(s, 2H), 2.67～2.70(m, 8H), 2.37～2.57(m, 2H), 1.90(m, 3H)。

(5) 4-(8-氨基-2-甲基-1,2,3,4-四氫異喹啉-5-基)-N,N二甲基苯磺酰胺(5)的合成

在單口燒瓶中加入4 4 g(10.65 mmol),鈀碳0.4 g和乙醇106 mL，攪拌下通入氫氣于室溫反應(yīng)至終點(diǎn)(TLC跟蹤)。過濾，濾液濃縮得黃色固體53.35 g，收率91.1%;1H NMRδ: 7.76～7.77(d, 2H), 7.44～7.45(d, 2H), 6.93～6.95(d, 1H), 6.62～6.63(d, 1H), 3.69～3.73(m, 1H), 3.60(s, 1H), 3.44(s, 2H), 2.75(s, 8H), 2.58～2.60(m, 2H), 2.51(s, 3H); ESI-MSm/z: 346.6{[M+H]+}。

(6)N,N-二甲基-4-{8-甲基-2，3-二氧-2,3,6,7,8,9-六氫-1H-吡咯[3,2-h]異喹啉-5-基}-苯磺酰胺(6)的合成

在單口燒瓶中依次加入三氯乙醛855 mg(5.8 mmol),鹽酸羥氨805 mg(11.6 mmol),無水硫酸鈉3.13 g(22 mmol)和水24.2 mL,攪拌下于90 ℃加入5 1 g(2.9 mmol, 1 eq)，反應(yīng)2.5 h(TLC跟蹤)。冷卻至室溫，抽濾，濾餅緩慢加入濃硫酸(4.8 mL)中，攪拌下于75 ℃反應(yīng)1.5 h(TLC跟蹤)。傾入冰水中，用碳酸鈉固體調(diào)至堿性析晶，過濾，濾餅干燥得黃色固體60.96 g，收率82.4%;1H NMRδ: 7.94～7.97(d, 2H), 7.48～7.50(m, 3H), 3.61(s, 2H), 2.76～2.89(m, 8H), 2.76(s, 2H), 2.64～2.76(m, 4H); ESI-MSm/z: 400.2{[M+H]+}。

(7)N,N-二甲基-4-{8-甲基-2-羰基-3-(2-羰基四氫呋喃-3-氧亞胺基)-2,3,6,7,8,9-六氫-1H-吡咯[3,2-h]異喹啉-5-基}苯磺酰胺(9)的合成

在茄形瓶中加入6 1.3 g(3 mmol),甲醇30 mL, 6 mol·L-1鹽酸0.5 mL,攪拌下加熱使其溶解，加入8 0.69 g，于70 ℃反應(yīng)1.5 h(TLC跟蹤)。冷卻至20 ℃～30 ℃，抽濾，濾餅干燥得黃色固體91.48 g，產(chǎn)率92.5%;1H NMR(DMSO-d6)δ: 7.82～7.85(m, 3H), 7.76(s, 1H), 7.57～7.58(d, 2H), 5.49～5.53(m, 3H), 4.42～4.45(d, 2H), 4.27～4.32(m, 2H), 4.19(s, 1H), 3.54(s, 2H), 2.91～3.09(d, 2H), 2.76～2.91(m, 3H), 2.64～2.72(m, 1H), 2.46～2.60(m, 7H); ESI-MSm/z: 499.7{[M+H]+}。

(8) NS1209的合成

在圓底瓶中加入91.6 g(3 mmol),水12.5 mL和1 mol·L-1NaOH溶液6 mL,攪拌下于室溫反應(yīng)6 h～8 h(TLC跟蹤)。用乙酸乙酯(100 mL)萃取，水相用鹽酸調(diào)至酸性析出沉淀，抽濾，濾餅用甲醇重結(jié)晶得黃色固體NS1209 1.33 g，產(chǎn)率80%;1H NMR(DMSO-d6)δ: 7.70～7.72(d, 2H), 7.50～7.52(d, 2H), 7.38(s, 1H), 4.40～4.43(t, 1H), 3.48～3.53(m, 2H), 3.37～3.40(d, 2H), 2.57～2.65(m, 9H), 2.36～2.49(m, 3H), 2.32(s, 3H), 1.85～1.93(m, 2H); ESI-MSm/z: 517.3{[M+H]+}。

2 結(jié)果與討論

合成8時，反應(yīng)結(jié)束后需要將反應(yīng)液在低溫(0℃)充分冷卻后再抽濾，這樣才能濾除副產(chǎn)物鄰苯二甲酸。

合成4時應(yīng)嚴(yán)格無氧操作。另外V(乙二醇二甲醚) ∶V(水)要嚴(yán)格控制為1 ∶2，否則會因?yàn)榉磻?yīng)底物不溶于溶劑體系導(dǎo)致收率大大降低。

合成9的反應(yīng)在均相體系中進(jìn)行，產(chǎn)物在反應(yīng)過程中逐漸析出，所以應(yīng)將6完全溶解后再加8，以免產(chǎn)物析出過快而夾裹未反應(yīng)完的原料。整個過程應(yīng)控制甲醇用量，否則產(chǎn)物析出較少。

本文通過選擇合適的起始原料，縮短了合成步驟，不僅提高了總產(chǎn)率，還避免了使用危險試劑氯磺酸。中間體和產(chǎn)品不需要經(jīng)過柱層析純化，適合放大進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)。

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