新型N-取代四氫噻吩并[3,2-c]吡啶類衍生物的合成及其抗血小板聚集活性

劉 穎， 陳立功， 廖上騰， 劉登科

(1. 天津大學(xué) 化工學(xué)院，天津 300072； 2. 天津藥物研究院 天津市新藥設(shè)計與發(fā)現(xiàn)重點實驗室，天津 300193)

近年來，作用于ADP受體的四氫噻吩并吡啶類藥物已成為抗血栓治療的主要藥物，但該類藥物中的噻氯匹定、氯吡格雷、普拉格雷在有效性和安全性方面還有明顯的不足。研究人員們又設(shè)計并合成了大量新型的ADP受體拮抗劑類化合物[1～9]，以期找到更加優(yōu)良的候選藥物。

哌嗪類衍生物作為一類重要的醫(yī)藥中間體廣泛應(yīng)用于鎮(zhèn)靜催眠藥物、抗組胺藥物、鎮(zhèn)咳藥物、抗微生物藥物、抗血小板藥物[10,11]。其毒性小，易形成多個氫鍵或離子鍵，能有效調(diào)節(jié)藥物的脂水分配系數(shù)和酸堿平衡常數(shù)。將其引入分子中，能有效增加分子的堿性和水溶性，從而增強分子的活性[12]。

本文設(shè)計在保留明確具有抗血小板活性的噻吩并吡啶藥效團的基礎(chǔ)上，引入哌嗪基團，以期找到更佳的候選藥物。以4,5,6,7-四氫噻吩并[3,2-c]吡啶為起始原料，設(shè)計并合成了一系列新型的含哌嗪結(jié)構(gòu)的噻吩并吡啶類化合物(3a～3p,Scheme 1)，其結(jié)構(gòu)經(jīng)1H NMR,13C NMR, IR和ESI-HR-MS表征。并對其抗血小板聚集活性進行了研究。

Scheme1

1 實驗部分

1．1 儀器與試劑

YRT-3型數(shù)字顯示熔點儀(溫度未校正)；ZF-20D型暗箱式紫外分析儀；Bruker 400型核磁共振儀(DMSO-d6為溶劑，TMS為內(nèi)標)；Bruker Vector 22型傅立葉變換紅外光譜儀(KBr壓片或涂膜法)；VG ZAB-HS型質(zhì)譜儀；CombiFlash Rf System型快速制備色譜；Lab Alliance S1500型高效液相色譜儀；PAM-3型雙通道血小板聚集儀。

薄層層析硅膠板GF-254，青島海洋化工廠；4,5,6,7-四氫噻吩并[3,2-c]吡啶鹽酸鹽，臨海市利民化工有限公司；1a～1p，Alfa天津化學(xué)有限公司；其余所用試劑均為分析純或化學(xué)純。

1．2 合成

(1) 1-氯乙酰基取代哌嗪的合成(以2a為例)

在反應(yīng)瓶中加入氯乙酰氯1.47 g(13 mmol)和二氯甲烷10 mL，攪拌下加入研磨的無水碳酸鉀2.76 g(20 mmol)，于-10 ℃緩慢滴加2,3-二氯苯基)哌嗪(1a)2.31 g(10 mol)的二氯甲烷(20 mL)溶液，滴畢，于15 ℃反應(yīng)3.5 h(TLC監(jiān)測)。用飽和食鹽水(3×30 mL)洗滌，無水硫酸鈉干燥，旋蒸脫溶得無色油狀液體1-氯乙?；?4-(2,3-二氯苯基)哌嗪(2a)2.8 g，純度81.3%(HPLC，下同)，直接用于下步反應(yīng)。

按類似方法合成油狀液體2b～2p。其顏色和純度分別為：2b： 無色，84.9%；2c：淡黃色，79.5%；2d：黃色，81.9%；2e：無色，82.5%；2f：黃色，78.5%；2g：無色，87.4%；2h：無色，84.3%;2i：無色，75.9%;2j：淡黃色，79.6%;2k：淡黃色，71.8%;2l：淡黃色,78.8%;2m：黃色，84.2%;2n：淡黃色，77.0%;2o：淡黃色,75.3%;2p：黃色,78.6%。

(2) 3的合成(以3a為例)

在反應(yīng)瓶中加入2a3.1 g(10 mmol)和二氯甲烷30 mL，攪拌下加入三乙胺 4.0 g(40 mmol)；分批加入4,5,6,7-四氫噻吩并[3,2-c]吡啶鹽酸鹽1.76 g(10 mmol)，加畢，回流反應(yīng)6 h(TLC監(jiān)測)。用飽和食鹽水(3×30 mL)洗滌，用無水硫酸鈉干燥，旋蒸脫溶得無色油狀液體，經(jīng)快速制備色譜[洗脫劑：V(石油醚) ∶V(乙酸乙酯)=2 ∶1]純化得1-(2, 3-二氯苯基)-4-{[(4,5,6,7-四氫噻吩并[3,2-c]吡啶-5-基)乙基]羰基}哌嗪(3a)2.6 g。

按類似方法合成3b～3p。

1.3 3的生物活性測試[13]

選用健康雄性Wistar大鼠(體重200 g～250 g)，隨機分兩組。每批均設(shè)正常及氯吡格雷對照組，灌胃給藥，劑量30 mg·kg-1。給藥容積均為10 mL·kg-1·bw-1，正常對照組給予等量0.5%枸櫞酸鈉(CMC-Na)，給藥后2 h，腹腔注射40 mg·kg-1戊巴比妥鈉(1 mL·kg-1)麻醉，腹主動脈采血，用3.8%CMC-Na抗凝，分別制備富血小板血漿(PRP)和貧血小板血漿(PPP)，測定ADP(終濃度：1.08 μmol·L-1)誘導(dǎo)的血小板最大聚集百分率(見表3)。

2 結(jié)果與討論

3的實驗結(jié)果，ESI-HR-MS和IR數(shù)據(jù)見表1，NMR數(shù)據(jù)見表2。

表1 3的實驗數(shù)據(jù)，ESI-MS和IR數(shù)據(jù)Table 1 Experimental results, ESI-MS and IR data of 3

表 2 3的NMR數(shù)據(jù)Table 2 NMR data of 3

續(xù)表2

Comp1H NMR δ(J/Hz)13C NMR δ3e2.77(s, 4H), 3.14～3.15(m, J=0.007, 4H), 3.39(s, 2H), 3.54(s, 2H), 3.59(s, 2H), 3.67(s, 2H), 6.77～6.79(m, J=10.4, 2H), 6.86～6.88(m, J=10.0, 1H), 6.93～6.94(m, J=3.6, 1H), 7.17～7.19(d, J=8.0, 1H), 7.21～7.24(m, J=12.0, 1H)25.32, 41.27, 45.08, 48.08, 48.62, 50.34, 52.66, 60.07, 114.30, 115.28, 118.78, 123.31, 125.79, 130.82, 132.95, 134.06, 134.26, 152.37, 168.043f2.78(s, 4H), 2.98(s, 4H), 3.39(s, 2H), 3.55(s, 2H), 3.59(s, 2H), 3.67(s, 2H), 6.77～6.78(d, J=5.2, 1H), 7.12～7.15(m, J=15.2, 1H), 7.23～7.24(d, J=5.2, 1H), 7.28～7.30(d, J=8.4, 1H), 7.55～7.59(m, J=16.8, 1H), 7.79～7.82(dd, J=9.6, 1H)24.86, 41.18, 45.08, 49.86, 51.06, 51.64, 52.17, 59.59, 59.66, 121.68, 122.29, 122.80, 125.31, 132.51, 133.62, 133.71, 143.04, 144.98, 167.753g2.26～2.28(m, J=8.4, 4H), 2.74(s, 4H), 3.37(s, 2H), 3.50～3.53(m, J=15.2, 6H), 4.29(s, 1H), 6.74～6.76(d, J=5.2, 1H), 7.15～7.19(t, J=14.4, 2H), 7.22～7.23(d, J=5.2, 1H), 7.26～7.30(t, J=15.2, 4H), 7.41～7.43(d, J=7.2, 4H)24.86, 41.18, 45.08, 49.84, 51.26, 51.85, 52.15, 59.57～59.64(d), 122.74, 125.25, 126.81, 127.52, 128.20, 128.42, 132.44, 133.62, 142.35, 167.38, 170.143h2.19(s, 3H), 2.21(s, 3H), 2.73(s, 4H), 2.78(s, 4H), 3.39(s, 2H), 3.55(s, 2H), 3.59(s, 2H), 3.67(s, 2H), 6.78～6.79(d, J=5.2, 1H), 6.84～6.86(d, J=8.0, 1H), 6.90～6.93(d, J=8.4, 1H), 6.96(s, 1H), 7.24～7.26(d, J=4.8, 1H)17.29, 20.23, 24.87, 41.67, 45.65, 49.85, 51.54, 52.06, 52.17, 59.64, 118.80, 122.84, 125.34, 126.86, 131.39, 131.68, 131.91, 132.50, 133.66, 148.44, 167.623i2.76(s, 4H), 3.08(s, 4H), 3.38(s, 2H), 3.53(s, 2H), 3.62(s, 2H), 3.71s, 2H), 6.74～6.76(d, J=4.8, 1H), 7.05～7.11(m, J=23.6, 2H), 7.21～7.22(d, J=4.8, 1H), 7.53～7.57(t, J=15.6, 1H), 7.65～7.67(d, J=7.6, 1H)25.26, 41.58, 45.58, 50.26, 51.38, 52.05, 52.57, 60.00, 105.39, 118.45, 119.64, 122.64, 123.22, 125.73, 132.91, 134.01, 134.52～134.63(d), 155.26, 168.173j2.86～2.91(m, J=19.6, 4H), 2.99(s, 4H), 3.43(s, 2H), 3.64(s, 2H), 3.78～3.81(m, J=9.2, 4H), 6.71～6.73(d, J=5.2, 1H), 6.77～6.79(m, J=7.6, 1H), 6.81～6.85(m, J=18.8, 1H), 6.87～6.89m, J=8.8, 1H), 7.08～7.09(d, J=4.8, 1H)25.63, 42.12, 46.04, 50.67, 51.10, 51.77, 53.16, 61.02, 104.76～105.27(m), 110.86～111.11(q), 119.99～120.12(q), 122.95, 125.31, 133.30～133.51(d), 136.35～136.47(q), 154.64～154.76(d), 157.13～157.26(t), 159.57～159.68(d), 168.423k2.78(s, 4H), 3.21(s, 4H), 3.41(s, 2H), 3.56(s, 2H), 3.63(s, 2H), 3.71(s, 2H), 6.76～6.78(d, J=4.8, 1H), 7.06～7.07(d, J=7.2, 1H), 7.18～7.20(m, J=8.0, 2H), 7.22～7.23(d, J=4.8, 1H), 7.38～7.42(t, J=15.6, 1H)25.59, 41.56, 45.35, 48.30, 48.84, 50.60, 52.93, 60.39, 111.91～111.95(d), 115.55～115.59(d), 119.60, 123.51, 126.00, 126.42, 130.51～130.59(d), 130.82, 133.23, 134.33, 151.65, 168.333l2.77(s, 4H), 3.03(s, 4H), 3.39(s, 2H), 3.54(s, 2H), 3.61(s, 2H), 3.68(s, 2H), 6.76～6.769(d, J=4.8, 1H), 6.90～6.94(m, J=13.6, 2H), 7.00～7.05(m, J=17.6, 2H), 7.22～7.23(d, J=5.2, 1H)24.88, 41.02, 44.89, 49.14, 49.68, 49.87, 52.21, 59.64, 115.13, 115.35, 117.54～117.62(d), 122.83, 125.32, 132.51, 133.64, 147.63～147.64(d), 155.04, 157.39, 167.54

續(xù)表2

Comp1H NMR δ(J/Hz)13C NMR δ3m2.79(s, 4H), 3.08(s, 4H), 3.41(s, 2H), 3.55(s, 2H), 3.62(s, 2H), 3.72(s, 2H), 6.75～6.77(d, J=5.2, 1H), 7.21～7.22(d, J=5.2, 1H), 7.52～7.54(d, J=8.8, 1H), 8.33～8.37(m, J=16.0, 2H)25.58, 41.85, 45.82, 50.60, 52.74, 52.90, 53.36, 60.32, 122.40, 123.12, 123.49, 124.31～124.47, 125.12, 126.00, 129.03, 133.22, 134.31, 142.50, 157.04, 168.543n2.78(s, 4H), 3.41(s, 2H), 3.55～3.59(m, J=13.6, 4H), 3.63～3.66(m, J=14.0, 6H), 6.77～6.78(d, J=5.2, 1H), 6.92～6.94(d, J=9.2, 1H), 7.23～7.25(d, J=4.8, 1H), 7.76～7.79(q, J=11.6, 1H), 8.39～8.40(m, J=1.6, 1H)24.87, 40.75, 43.84, 44.46, 49.91, 52.18, 59.62, 106.34, 122.83, 125.34, 132.51 ,133.64, 134.44, 134.47, 145.12, 145.16, 159.99, 167.853o2.77(s, 4H), 3.21(s, 4H), 3.39(s, 2H), 3.55(s, 2H), 3.627(s, 2H), 3.69(s, 2H), 6.75～6.79(d, J=5.2, 1H), 6.94～6.97(m, J=12.4, 1H), 7.20～7.21(d, J=5.2, 1H), 7.72～7.74(m, J=7.6, 1H), 8.17～8.19(m, J=4.8, 1H)24.91, 41.02, 44.99, 48.71, 49.18, 49.89, 52.20, 59.72, 118.62, 121.65, 122.75, 125.27, 132.48, 133.59, 138.95, 145.88, 157.41, 167.653p2.75～2.80(m, J=19.6, 4H), 3.01～3.03(m, J=9.2, 4H), 3.38(s, 2H), 3.47(s, 2H), 3.52(s, 2H), 3.55(s, 2H), 6.77～6.78(d, J=4.8, 1H), 7.25～7.26(d, J=5.2, 1H), 8.57(s, 1H)24.75, 41.31, 45.46, 49.76, 50.20, 50.58, 52.16, 59.56, 122.60, 122.69～122.76(d), 123.02, 125.24, 126.57～126.62(d), 127.51, 132.44, 133.49, 140.79, 144.67, 149.34, 167.85

2.1 合成

2的合成中利用正交實驗設(shè)計的方法，進行了條件的摸索，確定了加料順序為將哌嗪原料溶解或稀釋后滴加于稍過量的氯乙酰氯中，這樣可以保證哌嗪基本上反應(yīng)完全，2不需純化處理即可直接用于下一步反應(yīng)。氯乙酰氯不可過量太多，否則洗滌萃取不完全，將其帶入下步反應(yīng)會與噻吩并吡啶反應(yīng)生成新的副產(chǎn)物。

考察了縛酸劑(三乙胺、無水碳酸鉀、吡啶、氫氧化鈉、氫氧化鉀)對反應(yīng)的影響。實驗結(jié)果表明，無水碳酸鉀的催化效果最好，尤其將其研磨后更佳。氯乙酰氯和哌嗪反應(yīng)會大量放熱，因此將哌嗪稀釋后于低溫下(-10 ℃)緩慢滴加入反應(yīng)體系可大大減少副產(chǎn)物的生成，使得2不需要經(jīng)過重結(jié)晶、柱分離等純化過程純度即可達70%以上。

2.2 3的生物活性

3的生物活性實驗結(jié)果見表3。從表3可見，3a～3p均有一定的抗血小板聚集作用，其中3a,3c,3i,3j活性較強，其對血小板聚集的抑制百分率分別為66.8%， 69.5%， 70.4%和65.2%。3i的活性達到陽性藥氯吡格雷的80%以上，值得進一步研究。

表3 3的抗血小板聚集活性Table 3 Anti-platelet aggregation activities of 3

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