2-(2,4-二氯苯基)-3-氨甲基-4-取代-6-取代喹啉衍生物的合成及應(yīng)用

摘要：本文以聯(lián)苯化合物A7為先導(dǎo)化合物設(shè)計(jì)并合成了10個未見文獻(xiàn)報(bào)道的2-(2,4-二氯苯基)-3-氨甲基-4-取代-6-取代喹啉衍生物(B1～B10)，并測定其對DPP-4的**率和IC50值。目標(biāo)化合物通過引入的氮原子和芳香環(huán)可增強(qiáng)與酶Arg125和Tyr547殘基的作用。其中，B2～B5(IC50=0.080～0.331μmol/L)和B7～B10(IC50=0.104～0.509μmol/L)顯示出較好的體外**活性，與陽性對照藥西格列汀(IC50=0.035μmol/L)相當(dāng)。

具有DPP-4**活性的新型氨甲基聯(lián)苯衍生物[4]，其中，代表化合物A7(圖2)表現(xiàn)出較好的活性和一定的選擇性：對DPP-4、DPP-7和DPP-8的**活性(IC50值)分別為0.082、2.750和0.560μmol/L?；衔?/span>A7與DPP-4酶的結(jié)合模式顯示(圖3，綠色)，2,4-二氯苯基與母環(huán)成垂直構(gòu)象占據(jù)S1口袋，與其中的酪氨酸(Tyr)、色氨酸(Trp)和纈氨酸(Val)的氨基酸殘基發(fā)生疏水作用；氨基可與谷氨酸(Glu)205/206和Tyr662形成鹽橋或氫鍵作用；三唑環(huán)伸向S2口袋與苯丙氨酸(Phe)357發(fā)生π-π疊加作用。

根據(jù)DPP-4酶腔體特點(diǎn)，S1和S2口袋之間有一個體積較大的空腔，可容納多環(huán)母核結(jié)構(gòu)(圖3)。為進(jìn)一步增強(qiáng)DPP-4的**活性，本文對化合物A7進(jìn)行如下結(jié)構(gòu)改造：①保留2,4-二氯苯基和氨甲基；②在苯環(huán)上引入N原子以增強(qiáng)其與精氨酸(Arg)125的作用，同時(shí)駢合一個苯環(huán)形成喹啉環(huán)，增強(qiáng)其與Tyr547的π-π疊加作用；③母環(huán)上引入給電子基團(tuán)(甲氧基或甲基)，電子云密度增加有利于π-π疊加作用；④S2口袋結(jié)合基團(tuán)為芳香環(huán)，并通過雜原子與喹啉母環(huán)相連。

化合物A7以及本研究設(shè)計(jì)的喹啉衍生物和DPP-4酶結(jié)合模式顯示A7母環(huán)與喹啉母環(huán)幾乎平行，2,4-二氯苯基、氨基與酶的結(jié)合模式基本一致，并且喹啉環(huán)較化合物A7擁有更多位置可進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾，易于引入與DPP-4酶其他氨基酸殘基結(jié)合的官能團(tuán)。

根據(jù)上述設(shè)計(jì)思想，本研究設(shè)計(jì)合成10個未見報(bào)道的B類喹啉衍生物(B1～B10)，這些新化合物的結(jié)構(gòu)特征如下：①喹啉2-位為2,4-二氯苯基；②3-位為氨甲基；③4-位為S2口袋結(jié)合基團(tuán)——芳香環(huán)或芳雜環(huán)，并通過雜原子(N、O或S原子)與喹啉母環(huán)相連；④6-位為給電基團(tuán)甲氧基或甲基。B類化合物結(jié)構(gòu)通式如圖4所示。為驗(yàn)證所設(shè)計(jì)化合物的合理性，合成B11～B133個已知喹啉化合物[5]，與化合物B1～B10進(jìn)行比較。

B類化合物是一種多取代喹啉化合物，其合成的關(guān)鍵是喹啉3-位氨甲基和4-位R2基團(tuán)的引入。本研究以2,4-二氯苯甲酰氯(12)為起始原料，設(shè)計(jì)以下合成路線(圖5)。化合物12與丙二酸二乙酯發(fā)生縮合反應(yīng)得2-(2,4-二氯苯甲?；?/span>)丙二酸二乙酯(13)[6—7]，經(jīng)三氯氧磷氯化得2-[氯(2,4-二氯苯基)亞甲基]丙二酸二乙酯(14)，與苯胺化合物經(jīng)取代反應(yīng)得中間體15a和15b[8]。然后經(jīng)高溫環(huán)合制得2-(2,4-二氯苯基)-4-羥基-6-取代喹啉-3-羧酸乙酯(16a和16b)，再經(jīng)氯代亞砜氯代得關(guān)鍵中間體2-(2,4-二氯苯基)-4-氯-6-取代喹啉-3-羧酸乙酯(17a和17b)，然后與親核試劑(1,2,4-三唑、苯硫酚、4-氟苯硫酚、3-甲氧基苯硫酚或苯酚)發(fā)生親核取代反應(yīng)得2-(2,4-二氯苯基)-4-取代-6-取代喹啉-3-羧酸乙酯(18a～18j)，再經(jīng)酯基還原得2-(2,4-二氯苯基)-3-羥甲基-4-取代-6-取代喹啉(19a～19j)。19a～19j

可與鄰苯二甲酰亞胺發(fā)生Mitsunobu反應(yīng)得2-(2,4-二氯苯基)-3-鄰苯二甲酰亞胺甲基-4-取代-6-取代喹啉(20a～20j)；也可先與三溴化磷發(fā)生溴代

反應(yīng)，再與鄰苯二甲酰亞胺發(fā)生Gabriel反應(yīng)得縮合產(chǎn)物20a～20j[9—10]。較后20a～20j經(jīng)氨解制得目標(biāo)化合物2-(2,4-二氯苯基)-3-氨甲基-4-取代-6-取代喹啉(B1～B10)，B11～B13的合成方法與B1～B10相似。

本研究對目標(biāo)化合物的體外DPP-4**活性和選擇性進(jìn)行了初步研究。DPP-4酶活測定是利用甘氨酰脯氨酸對硝基苯胺(Gly-Pro-p-nitroanilide)為底物的發(fā)色法，以此評價(jià)化合物的活性[11—12]。

本研究采用DPP-4DrugDiscoveryKit試劑盒(EnzoLifeSciences公司)對化合物B1～B13進(jìn)行體外活性篩選。將B1～B13用DMSO溶解，配制

成濃度為10μg/ml的待測液。B1～B10(10μg/ml)初篩**率測定結(jié)果均大于50％，而化合物B11～B13(10μg/ml)的**率均小于50％，進(jìn)一步證明目標(biāo)化合物與酶結(jié)合模式的正確性。

再測定初篩**率測定結(jié)果大于50％的化合物(B1～B10)的IC50值。其中陰性對照、陽性對照西格列汀和被測樣品均含DPP-4酶(17.3U/L)15μl，陽性對照、陽性空白對照、被測樣品和被測樣品空白對照均加入目標(biāo)化合物待測液10μl，再用50mmol/L的Tris-HCl緩沖液將DPP-4酶和被測樣品稀釋至50μl，然后于37℃保溫10min。測其在405nm處的吸收值，然后加入0.2mmol/L的甘氨酰脯氨酸對硝基苯胺50μl反應(yīng)1h，每隔5min測一次OD值。B1～B10每個樣品測6個點(diǎn)(濃度依次為0.1、0.2、0.5、1.0、2.0和4.0μg/ml)，每個點(diǎn)取3個平行，較終結(jié)果取其平均值，并用軟件(ICp)處理并計(jì)算其IC50值(表1)。

結(jié)果顯示，除化合物B1和B6，其余化合物均表現(xiàn)出較好的DPP-4**活性，與陽性對照西格列汀(IC50=0.035μmol/L)相當(dāng)。

由于S2口袋為疏水口袋，選取疏水性較強(qiáng)的苯巰基化合物B2和B3進(jìn)行DPP-4及其同工酶DPP-7和DPP-8酶選擇性的初步探究，實(shí)驗(yàn)方法同上。結(jié)果顯示B2和B3的選擇性不及A7和陽性對照藥西格列汀(表2)。

根據(jù)上述活性測試結(jié)果可得出以下初步構(gòu)效關(guān)系：

(1)化合物B1～B10(10μg/ml)**率均大于50％，其中化合物B5對DPP-4的IC50與A7相當(dāng)，提示引入喹啉環(huán)，可保持**活性；

(2)喹啉4-位苯氧基取代活性優(yōu)于苯巰基(如：B5優(yōu)于B2、B3和B4；B10優(yōu)于B7、B8和B9)，可能是由于氧原子半徑小于硫原子，苯氧基較苯巰基更適合伸入S2口袋；

(3)1,2,4-三唑與喹啉母環(huán)直接相連，DPP-4**活性明顯降低(如B1和B6)，提示分子剛性增強(qiáng)，三唑基不能進(jìn)入S2口袋；

(4)甲氧基給電能力優(yōu)于甲基，喹啉6-位為甲氧基取代時(shí)，喹啉環(huán)的電子云密度升高，有利于增強(qiáng)喹啉母環(huán)與Tyr547殘基形成的π-π疊加作用(如B1～B5分別優(yōu)于B6～B10)。

上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，化合物B2～B5和B7～B10均表現(xiàn)出較好的DPP-4**活性，與陽性對照藥西格列汀相當(dāng)，但同工酶選擇性初步探究顯示，該類化合物對DPP-7和DPP-8酶的選擇性不及陽性對照藥。下階段將通過進(jìn)一步結(jié)構(gòu)修飾提高化合物的選擇性以進(jìn)行深入研究。

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wyf 05.27