药学学报


10	A₁	F	CN	1.4	62.5	49.3	7.8
11	A₁	F	Ms	0.33	71.1	58.4	21.2
12	A₁	Cl	Ms	0.87	58.2	37.5	5.6
13	A₂	F	CN	3.7	45.9	17.5	4.4
14	A₂	F	Ms	8.5	47	34	9.6
15	A₂	Cl	Ms	> 10	29.3	48.3	8.9
16	A₃	F	CN	> 10	23.3	22.7	3.2
17	A₃	F	Ms	7.7	36.3	15.2	3.3
18	A₃	Cl	Ms	3.6	63.5	10.2	2.4
19	A₄	F	CN	8.6	29.4	4.1	2.6
20	A₄	F	Ms	6.3	47.9	0.6	2.2
21	A₄	Cl	Ms	> 10	29.7	7.3	3.9
GSK1292263				0.010 35	100	-	-
Sitagliptin				-	-	99.9	99.5


10	A₁	F	CN	1.4	62.5	49.3	7.8
11	A₁	F	Ms	0.33	71.1	58.4	21.2
12	A₁	Cl	Ms	0.87	58.2	37.5	5.6
13	A₂	F	CN	3.7	45.9	17.5	4.4
14	A₂	F	Ms	8.5	47	34	9.6
15	A₂	Cl	Ms	> 10	29.3	48.3	8.9
16	A₃	F	CN	> 10	23.3	22.7	3.2
17	A₃	F	Ms	7.7	36.3	15.2	3.3
18	A₃	Cl	Ms	3.6	63.5	10.2	2.4
19	A₄	F	CN	8.6	29.4	4.1	2.6
20	A₄	F	Ms	6.3	47.9	0.6	2.2
21	A₄	Cl	Ms	> 10	29.7	7.3	3.9
GSK1292263				0.010 35	100	-	-
Sitagliptin				-	-	99.9	99.5

嘌呤衍生物的设计、合成及其降糖活性研究

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石素梅 , 李惠兰 , 刘文琴 , 叶喜德 , 张少坤 , 李家辉 , 房元英 ^* , 杨尊华 ^*

药学学报 | 研究论文 2023,58(5): 1275-1282

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药学学报 | 研究论文 2023, 58(5): 1275-1282

嘌呤衍生物的设计、合成及其降糖活性研究

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石素梅, 李惠兰, 刘文琴, 叶喜德, 张少坤, 李家辉, 房元英^*, 杨尊华^*

作者信息

江西中医药大学药学院, 江西南昌 330004

通讯作者:

*房元英,Tel: 86-791-87118908, E-mail: fangyuanying@163.com;

杨尊华,Tel: 86-791-87118908, E-mail: joshyyy@126.com

Design, synthesis and antidiabetic activity studies of purine derivatives

Su-mei SHI, Hui-lan LI, Wen-qin LIU, Xi-de YE, Shao-kun ZHANG, Jia-hui LI, Yuan-ying FANG^*, Zun-hua YANG^*

Affiliations

College of Pharmacy, Jiangxi University of Traditional Chinese Medicine, Nanchang 330004, China

出版时间: 2023-05-12 doi: 10.16438/j.0513-4870.2022-1187

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摘要

收起

基于前期工作基础, 本研究采用药效团拼合原理, 尝试将GPR119激动剂和DPP-4抑制剂的药效片段拼接到嘌呤环的6位和9位, 设计合成了12个嘌呤类衍生物作为GPR119与DPP-4双调节剂。体外降血糖活性结果显示, 化合物11含有2-氟-4-甲砜基苯胺片段和氰基吡咯烷片段, 表现出最强的GPR119激动活性(EC₅₀ = 0.33 μmol·L^-1, IA = 71.1%) 与DPP-4抑制活性(58.4%抑制浓度为10 μmol·L^-1, 21.2%抑制浓度为1 μmol·L^-1)。对化合物进行构效关系讨论与分子对接研究, 为下一步化合物的设计提供指导。

关键词

GPR119 / DPP-4 / 设计 / 合成 / 降血糖活性

Abstract

收起

Based our previous work, twelve purine derivatives were designed and synthesized as dual modulators of GPR119 and DPP-4by conjugating the GPR119 activating and DPP-4 inhibiting fragments with the position 6 and 9 of purine core via an approach of merged pharmacophores. Compound 11, bearing 2-fluoro-4-methylsulphonyl anilide and cyanopyrrolidine moieties, exhibited the most potent GPR119 agonistic activities (EC₅₀ = 0.33 μmol·L^-1, IA = 71.1%) and DPP-4 inhibitory (58.4% inhibition at 10 μmol·L^-1, 21.2% inhibition at 1 μmol·L^-1) activities in the in vitro antidiabetic study. Subsequently, we performed studies on structure activity relationships and molecular docking to guide the further drug design.

Key words

GPR119 / DPP-4 / design / synthesis / antidiabetic activity

引用本文

石素梅, 李惠兰, 刘文琴, 叶喜德, 张少坤, 李家辉, 房元英, 杨尊华. 嘌呤衍生物的设计、合成及其降糖活性研究. 药学学报, 2023 , 58 (5) : 1275 -1282 . DOI: 10.16438/j.0513-4870.2022-1187

Su-mei SHI, Hui-lan LI, Wen-qin LIU, Xi-de YE, Shao-kun ZHANG, Jia-hui LI, Yuan-ying FANG, Zun-hua YANG. Design, synthesis and antidiabetic activity studies of purine derivatives[J]. Acta Pharmaceutica Sinica, 2023 , 58 (5) : 1275 -1282 . DOI: 10.16438/j.0513-4870.2022-1187

正文

收起

2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus, T2DM) 是一种以胰岛素抵抗和胰岛素的代偿性分泌不足为特征的慢性代谢疾病, 如果不进行有效的预防和治疗, 可能会导致严重的并发症^[1-4]。由于T2DM的病因和发病机制十分复杂, 治疗药物往往在初期有效, 到后期却无法控制血糖。为满足糖尿病患者长期用药的需求, 采用“多靶点配体”策略进行药物的设计有可能成为开发出强效且安全的抗2型糖尿病药物的有用策略。多靶点药物在降低毒性、避免联合用药时可能出现的相互作用等方面显示出其特有的优势^{[5, 6]}。

G蛋白偶联受体119 (G protein-coupled receptor 119, GPR119) 和二肽基肽酶-4 (dipeptidyl peptidase-4, DPP-4) 都是与2型糖尿病相关的靶点, 相应的激动剂或抑制剂均能通过调节血浆中胰高糖素样肽-1 (glucagon-like peptide 1, GLP-1) 和葡萄糖依赖性促胰岛素多肽(glucose-dependent insulinotropic polypeptide, GIP) 的浓度水平来发挥降糖作用^[7-10]。本课题组前期致力于设计合成高选择性的强效GPR119激动剂, 考虑到GPR119激动剂与DPP-4抑制剂两者在血糖调节上的协同作用, 设想若能设计出可以同时激动GPR119和抑制DPP-4两个靶点的调节剂, 可能会产生更强的血糖浓度依赖性的胰岛素释放作用, 更好地保持胰岛β细胞活力, 维持2型糖尿病患者的葡萄糖平衡。于是, 基于片段的药物设计(fragment-based drug design, FBDD) 原理, 通过保留GPR119激动剂的尾部取代芳胺和中间母核药效团片段, 并将从DPP-4抑制剂中提取的共同特征片段药效团与之拼合, 设计了GPR119与DPP-4双重调节剂^[11]。在设计合成的一系列四氢吡啶并[4, 3-d]嘧啶衍生物中, 衍生物1 (图 1) 显示出强效的GPR119激动活性(EC₅₀ = 8.7 nmol·L^-1) 和中等的DPP-4抑制活性(74.5%抑制浓度为10 μmol·L^-1), 促使继续寻找具有GPR119激动与DPP-4抑制双重活性的新型小分子化合物。

本研究在四氢吡啶并[4, 3-d]嘧啶类GPR119/DPP-4双重调节剂的基础上, 采用骨架跃迁策略对母核结构进行修饰, 设计合成了一系列6, 9-二取代嘌呤衍生物, 并测试其体外降血糖活性与探讨其构效关系(图 2)。

结果与讨论

收起

1 化合物的合成

中间体2由L-脯氨酰胺酰化后脱水得到, 中间体3~5由环胺化合物与氯乙酰氯反应得到(合成路线1)。在碱性条件下, 6-氯嘌呤分别与氯乙酰胺中间体2~5反应得到中间体6~9。随后, 中间体6~9分别与不同取代芳胺发生Buchwald-Hartwig芳胺化反应, 得到相应的目标产物10~21 (合成路线2)。

2 活性评价

本部分实验分别选择GPR119激动剂GSK-1292263和DPP-4抑制剂西格列汀作为阳性对照, 测试目标化合物10~21 (图 2) 对GPR119受体激动作用和对DPP-4酶抑制作用, 结果见表 1。体外活性结果表明, 大部分化合物能够显示出中等的GPR119激动活性(EC₅₀ < 10.0μmol·L^-1), 甚至可以达到亚微摩尔级别, 而DPP-4抑制活性则为中等偏弱。发现从DPP-4抑制剂中提取的药效团片段, 即R₁取代基的结构对化合物DPP-4抑制活性的影响最为显著, 当R₁为A₁片段取代时DPP-4抑制活性最强, 由此推测对该部分结构进行合理改造是提高双调节剂DPP-4抑制作用的重要手段。苯环C2位上为氟取代时或其C4位为氰基(CN) 取代时GPR119激动活性通常都高于相应的氯取代物或甲砜基(Ms) 取代物, 前二者对提高GPR119激动活性更有利。其中, 化合物11的GPR119激动活性与内在活性最佳(EC₅₀ = 0.33 μmol·L^-1, IA = 71.1%), 并显示出一定的DPP-4抑制作用(58.4%抑制浓度为10 μmol·L^-1, 21.2%抑制浓度为1 μmol·L^-1)。

3 分子对接结果分析

为进一步分析化合物与DPP-4靶点的结合模式, 利用hDPP-4与西格列汀的X射线晶体结构与体外降糖活性最强的化合物11进行分子模拟对接研究(图 3)。结果显示, 该化合物与西格列汀具有相似的活性结合位点^[12-14]。化合物11的2-氰基吡咯烷基团完全嵌入到DPP-4酶的疏水口袋中, 与Glu205、Glu206和Arg125产生氢键相互作用, 这是保持DPP-4抑制活性的关键。嘌呤环与结合位点入口处的Phe357侧链形成了较强的π-π堆积作用, 该作用同样存在于西格列汀1, 2, 4-三唑环与Phe357残基之间。在S2延伸区域, 化合物与Val207和Arg358之间的相互作用增强了其与口袋的结合能力。

小结

收起

本研究以融合型双靶点化合物1为先导化合物, 采用骨架跃迁策略设计合成了12个新型嘌呤类衍生物作为GPR119/DPP-4双调节剂, 并通过体外生物活性研究评估目标化合物的双靶点活性。合成的化合物与前期设计合成的双调节剂相比并没有得到预期的提高, 但是发现中间母核对两个靶点的活性影响都比较大, 寻找合适的母核结构可能是开发出对两个靶点都具有强活性的双调节剂的关键。此外, 头部药效团片段是保证DPP-4抑制活性的关键, 寻找合适的片段或进行合理结构修饰是一个难点。在体外活性结果基础上, 对于双重活性最佳的化合物11进行了分子对接研究, 为进一步结构修饰提供信息。

实验部分

收起

本文化合物的¹H NMR及¹³C NMR使用Bruker AVANCE Ⅲ HD 600MHz型核磁共振波谱仪测定; HR-ESI-MS使用超高分辨LTQOrbitrapMS (Thermo) 质谱仪测定; 熔点使用WRS-2型微机熔点仪测定; 柱色谱均使用青岛海洋化工有限公司精细型200~300目柱色谱硅胶; 薄层色谱(TLC) 使用上海盛亚化工有限公司生产的GF254型铝箔色谱硅胶板, 用WFH-204B型手提紫外分析仪254显色。所有试剂均为市售分析纯或化学纯, 除特别说明外, 一般不经纯化处理直接使用。

1 化学合成

1.1 (S)-1-(2-氯乙酰基)吡咯烷-2-甲腈(2)

将L-脯氨酰胺(3.00 g, 26.28 mmol) 溶于二氯甲烷(30 mL) 中, 加入K₂CO₃ (7.26 g, 52.56 mmol), 0 ℃下慢慢滴加氯乙酰氯(4.18 mL, 52.56 mmol), 升温至室温后继续反应1 h, TLC监测。反应完成后加入二氯甲烷稀释, 饱和NaCl溶液洗两次, 无水硫酸镁干燥, 过滤, 减压浓缩得到黄色中间体, 无需纯化直接用于下一步反应。将上述中间体溶于二氯甲烷(50 mL) 中, 加入吡啶(6.00 mL, 74.38 mmol), 在氩气保护且0 ℃下加入三氟乙酸酐(5.19 mL, 36.79 mmol), 随后升温至室温, 室温条件下搅拌反应4 h。反应完成后加入冰水(20 mL) 淬灭, 有机层用10%盐酸溶液(30 mL) 洗1次, 无水硫酸镁干燥, 过滤, 减压浓缩滤液, 硅胶柱色谱(V_石油醚︰V_乙酸乙酯 = 2︰1) 分离得到黄色油状产物3.31 g, 两步产率为73.0%。¹H NMR (600 MHz, DMSO-d₆)δ 4.78 (dd, J = 8.0, 2.6 Hz, 1H), 4.08 (d, J = 3.7 Hz, 2H), 3.79~3.71 (m, 2H), 3.69~3.59 (m, 2H), 2.40~2.29 (m, 2H), 2.26~2.20 (m, 2H)。

1.2 (R)-(1-(2-氯乙酰基)哌啶-3-基)氨基甲酸叔丁酯(3)

将R-3-(Boc-氨基)哌啶(2.00 g, 9.99 mmol) 溶于二氯甲烷(20 mL) 中, 搅拌下加入三乙胺(2.08 mL, 14.98 mmol), 0 ℃下慢慢滴加氯乙酰氯(0.95 mL, 11.98 mmol), 升温至室温后继续反应1 h, TLC监测。反应完成后加入二氯甲烷稀释, 有机层用10%盐酸溶液(30 mL) 洗1次, 饱和NaCl溶液洗两次, 无水硫酸镁干燥, 过滤, 减压浓缩得到黄棕色粗品。硅胶柱色谱(V_石油醚︰V_乙酸乙酯 = 3︰1) 分离得到白色固体产物(2.71 g, 98.1%)。¹H NMR (600 MHz, CDCl₃) δ 4.63 (s, 1H), 4.10 (s, 1H), 4.08 (s, 2H), 3.68~3.62 (m, 2H), 3.49~3.43 (m, 2H), 3.35~3.29 (m, 2H), 1.94~1.90 (m, 1H), 1.73~1.65 (m, 1H), 1.44 (s, 9H)。

1.3 4-(2-氯乙酰基)哌嗪-1-甲酸叔丁酯(4)

采用与3类似合成方法, 由1-Boc-哌嗪(3.00 g, 16.11 mmol) 得到淡黄色油状液体产物4 (3.11 g, 73.5%)。¹H NMR (600 MHz, CDCl₃) δ4.10 (s, 2H), 3.62 (s, 2H), 3.53 (s, 4H), 3.47 (s, 2H), 1.50 (s, 9H)。

1.4 2-氯-1-吗琳乙-1-酮(5)

采用与3类似合成方法, 由吗啉(1.00 mL, 11.48 mmol) 得到淡黄色油状液体产物5 (1.83 g, 97.4%)。¹H NMR (600 MHz, CDCl₃) δ 4.06 (s, 2H), 3.72 (t, J= 4.8 Hz, 2H), 3.69 (t, J = 4.9 Hz, 2H), 3.62 (t, J = 4.9 Hz, 2H), 3.52 (t, J = 4.9 Hz, 2H)。

1.5 中间体6~9合成通法

将6-氯嘌呤(500 mg, 3.24 mmol) 和氯化物2~5 (4.21 mmol) 溶于N, N-二甲基甲酰胺(10 mL) 中, 加入碳酸钾(671 mg, 4.85 mmol), 70 ℃反应过夜, TLC监测反应。反应完成后用乙酸乙酯和水萃取3次, 饱和NaCl溶液洗两次, 无水硫酸镁干燥, 过滤, 乙酸乙酯层减压浓缩后使用硅胶柱色谱进行分离。

1.5.1 (S)-1-(2-(6-氯-9H-嘌呤-9-基)乙酰基)吡咯烷-2-甲腈(6)

黄色油状物, 产率68.0%。¹H NMR (600 MHz, CDCl₃) δ 8.73 (s, 1H), 8.35 (s, 1H), 5.16 (d, J = 16.9 Hz, 1H), 5.07 (d, J = 16.9 Hz, 1H), 4.78 (dd, J = 8.0, 2.3 Hz, 1H), 3.84 (ddd, J = 9.0, 7.8, 3.3 Hz, 1H), 3.70 (ddd, J = 9.3, 8.2, 6.6 Hz, 1H), 2.41~2.32 (m, 2H), 2.32~2.23 (m, 2H)。

1.5.2 叔丁基(S)-(1-(2-(6-氯-9H-嘌呤-9-基)乙酰基)哌啶-3-基)氨基甲酸酯(7)

无色油状物, 产率74.0%。¹H NMR (600 MHz, CDCl₃) δ 8.73 (s, 1H), 8.17 (s, 1H), 5.20~5.10 (m, 2H), 4.77 (s, 1H), 3.86 (dd, J = 13.5, 3.3 Hz, 1H), 3.75 (s, 1H), 3.68 (s, 1H), 3.41~3.35 (m, 2H), 2.01~1.96 (m, 1H), 1.77~1.72 (m, 1H), 1.63~1.56 (m, 2H), 1.46 (s, 9H)。

1.5.3 叔丁基4-(2-(6-氯-9H-嘌呤-9-基)乙酰基)哌嗪- 1-羧酸酯(8)

浅黄色油状物, 产率70.0%。¹H NMR (600 MHz, CDCl₃) δ 8.73 (s, 1H), 8.25 (s, 1H), 5.14 (s, 2H), 3.63 (t, J = 5.5 Hz, 2H), 3.62~3.56 (m, 4H), 3.47 (t, J= 5.3 Hz, 2H), 1.49 (s, 9H)。

1.5.4 2-(6-氯-9H-嘌呤-9-基)-1-吗啉代乙烷-1-酮(9)

浅黄色油状物, 产率81.0%。¹H NMR (600 MHz, CDCl₃) δ 8.73 (s, 1H), 8.25 (s, 1H), 5.13 (s, 2H), 3.80 (t, J = 4.8 Hz, 2H), 3.73 (t, J = 4.9 Hz, 2H), 3.67~3.62 (m, 4H)。

1.6 目标化合物10~12合成通法

将中间体6 (200 mg, 0.69 mmol) 和芳胺(0.76 mmol) 溶于1, 4-二氧六环(4 mL) 中, 加入三(二亚苄基丙酮) 二钯(0.14 mmol)、1, 1′-联萘-2, 2′-双二苯膦(0.14 mmol) 和碳酸铯(1.72 mmol), 在氩气保护下升温至110 ℃, 回流搅拌反应24 h。反应完成后, 冷却至室温, 加入适量水, 用乙酸乙酯萃取3次, 饱和NaCl溶液洗两次, 无水硫酸镁干燥, 过滤, 减压浓缩, 得到的粗品使用硅胶柱色谱进行分离纯化。

1.6.1 (S)-1-(2-(6-((4-氰基-2-氟苯基)氨基)-9H-嘌呤-9-基)乙酰基)吡咯烷-2-甲腈(10)

浅黄色固体, 产率35.0%。熔点175.2~176.5 ℃; ¹H NMR (600 MHz, DMSO-d₆) δ 9.85 (s, 1H), 8.40 (s, 1H), 8.29 (s, 1H), 8.07 (t, J = 8.1 Hz, 1H), 7.93 (dd, J = 10.6, 1.9 Hz, 1H), 7.72 (dd, J = 8.4, 1.9 Hz, 1H), 5.29 (d, J = 17.3 Hz, 1H), 5.21 (d, J = 17.3 Hz, 1H), 4.81 (dd, J = 7.6, 3.5 Hz, 1H), 3.85~3.80 (m, 1H), 3.67~3.61 (m, 1H), 2.25~2.18 (m, 2H), 2.16~2.06 (m, 2H); ¹³C NMR (150 MHz, DMSO-d₆) δ 165.46, 154.38 (d, J = 249.0 Hz), 151.79, 151.31, 150.83, 143.66, 132.24 (d, J = 11.1 Hz), 129.07 (d, J = 3.3 Hz), 125.91, 119.71, 119.67 (d, J = 23.7 Hz), 119.07, 118.07, 106.61 (d, J = 9.3 Hz), 46.48, 45.59, 44.78, 29.53, 24.88; HR-MS-ESI (m/z) C₁₉H₁₅FN₈O[M+H]⁺计算值391.143 1, 测量值391.148 9。

1.6.2 (S)-1-(2-(6-((2-氟-4-(甲磺酰)苯基)氨基)-9H-嘌呤-9-基)乙酰基)吡咯烷-2-甲腈(11)

浅黄色固体, 产率28.6%。熔点192.4~193.4 ℃; ¹H NMR (600 MHz, Acetone-d₆) δ 8.95 (t, J = 8.1 Hz, 1H), 8.52 (s, 1H), 8.23 (s, 1H), 7.83 (dd, J = 7.7, 2.1 Hz, 1H), 7.79 (dd, J= 10.5, 2.1 Hz, 1H), 5.34 (d, J = 17.2 Hz, 1H), 5.28 (d, J = 17.2 Hz, 1H), 4.81 (dd, J = 8.0, 2.5 Hz, 1H), 4.03~3.96 (m, 1H), 3.87~3.81 (m, 1H), 3.19 (s, 3H), 2.40~2.21 (m, 4H); ¹³C NMR (150 MHz, acetone-d₆) δ 166.12, 153.35 (d, J= 248.4 Hz), 152.79, 152.04, 151.90, 144.72, 136.29 (d, J = 6.2 Hz), 133.53 (d, J = 10.0 Hz), 124.93 (d, J = 3.4 Hz), 123.17, 121.23, 119.39, 115.30, 115.15, 47.64, 46.63, 45.60, 44.46, 25.96;HR-MS-ESI (m/z) C₁₉H₁₈FN₇O₃S [M+H]⁺计算值444.125 4, 测量值444.129 8。

1.6.3 (S)-1-(2-(6-((2-氯-4-(甲磺酰)苯基)氨基)-9H-嘌呤-9-基)乙酰基)吡咯烷-2-甲腈(12)

浅黄色固体, 产率17.3%。¹H NMR (600 MHz, CDCl₃) δ 9.18 (d, J = 8.8 Hz, 1H), 8.60 (s, 1H), 8.42 (s, 1H), 8.11 (s, 1H), 8.00 (d, J = 2.2 Hz, 1H), 7.87 (dd, J = 8.8, 2.2 Hz, 1H), 5.16~4.97 (m, 2H), 4.79 (d, J = 7.8 Hz, 1H), 3.90~3.82 (m, 1H), 3.77~3.67 (m, 1H), 3.08 (s, 3H), 2.40~2.33 (m, 2H), 2.33~2.21 (m, 2H)。

1.7 目标化合物13~15合成通法

采用化合物10~12类似合成步骤, 由中间体7 (200 mg, 0.51 mmol)、芳胺(0.56 mmol)、三(二亚苄基丙酮)二钯(0.10 mmol)、1, 1′-联萘-2, 2′-双二苯膦(0.10 mmol) 和碳酸铯(1.28 mmol) 反应得到化合物13~15。

1.7.1 叔丁基(S)-(1-(2-(6-((4-氰基-2-氟苯基)氨基)-9H-嘌呤-9-基)乙酰基)哌啶-3-基)氨基甲酸酯(13)

浅黄色固体, 产率14.4%。¹H NMR (600 MHz, DMSO-d₆) δ 9.41 (s, 1H), 8.43 (s, 1H), 8.39 (d, J = 8.6 Hz, 1H), 8.31 (s, 1H), 8.08 (d, J= 2.1 Hz, 1H), 7.93 (dd, J = 8.5, 2.2 Hz, 1H), 5.31 (d, J = 17.3 Hz, 1H), 5.22 (d, J = 17.2 Hz, 1H), 4.85~4.79 (m, 1H), 3.86~3.81 (m, 1H), 3.68~3.61 (m, 2H), 2.24~2.18 (m, 2H), 2.18~2.12 (m, 2H), 2.11~2.04 (m, 2H), 1.48 (s, 9H)。

1.7.2 叔丁基(S)-(1-(2-(6-((2-氟-4-(甲磺酰)苯基)氨基)-9H-嘌呤-9-基)乙酰基)哌啶-3-基)氨基甲酸酯(14)

浅黄色固体, 产率11.6%。¹H NMR (600 MHz, CDCl₃) δ 9.13 (t, J = 8.2 Hz, 1H), 8.62 (s, 1H), 8.15 (s, 1H), 8.02 (d, J = 40.8 Hz, 1H), 7.79 (dd, J = 8.7, 1.6 Hz, 1H), 7.73 (dd, J = 10.1, 2.1 Hz, 1H), 5.21~5.03 (m, 2H), 4.91~4.63 (m, 1H), 3.87 (d, J= 13.5 Hz, 1H), 3.82~3.58 (m, 2H), 3.46~3.25 (m, 2H), 3.07 (s, 3H), 2.02~1.95 (m, 1H), 1.80~1.71 (m, 1H), 1.64~1.55 (m, 2H), 1.47 (s, 9H)。

1.7.3 叔丁基(S)-(1-(2-(6-((2-氯-4-(甲磺酰)苯基)氨基)-9H-嘌呤-9-基)乙酰基)哌啶-3-基)氨基甲酸酯(15)

浅黄色固体, 产率22.4%。熔点207.3~209.1 ℃; ¹H NMR (600 MHz, CDCl₃) δ 9.19 (dd, J = 8.8, 4.1 Hz, 1H), 8.62 (s, 1H), 8.42 (s, 1H), 8.08~7.97 (m, 2H), 7.88 (dd, J = 8.8, 2.2 Hz, 1H), 5.20~5.04 (m, 2H), 4.84 (d, J= 6.4 Hz, 1H), 3.87 (d, J = 10.2 Hz, 1H), 3.83~3.59 (m, 2H), 3.46~3.24 (m, 2H), 3.08 (s, 3H), 2.12~1.78 (m, 2H), 1.66~1.55 (m, 2H), 1.47 (s, 9H); ¹³C NMR (150 MHz, CDCl₃) δ 164.39, 155.50, 152.45, 151.01, 150.85, 143.31, 140.52, 134.02, 128.61, 127.27, 122.96, 121.03, 120.62, 80.36, 49.91, 47.39, 44.97, 44.40, 43.05, 29.97, 28.53, 22.58; HR-MS-ESI (m/z) C₂₄H₃₀ClN₇O₅S[M+H]⁺计算值564.179 6, 测量值564.185 5。

1.8 目标化合物16~18合成通法

采用化合物10~12类似合成步骤, 由中间体8 (200 mg, 0.52 mmol)、芳胺(0.57 mmol)、三(二亚苄基丙酮)二钯(0.10 mmol)、1, 1′-联萘-2, 2′-双二苯膦(0.10 mmol) 和碳酸铯(1.30 mmol) 得到化合物16~18。

1.8.1 叔丁基4-(2-(6-((4-氰基-2-氟苯基)氨基)-9H-嘌呤-9-基)乙酰基)哌嗪-1-羧酸酯(16)

浅黄色固体, 产率12.4%。¹H NMR (600 MHz, CDCl₃) δ 9.05 (t, J = 8.3 Hz, 1H), 8.59 (s, 1H), 8.15 (s, 1H), 8.04 (s, 1H), 7.50 (d, J = 6.8 Hz, 1H), 7.42 (d, J = 10.6 Hz, 1H), 5.11 (s, 2H), 3.65~3.58 (m, 4H), 3.59~3.54 (m, 2H), 3.46 (t, J= 5.3 Hz, 2H), 1.48 (s, 9H); HR-MS-ESI (m/z) C₂₃H₂₅FN₈O₃[M+H]⁺计算值481.211 2, 测量值481.205 1。

1.8.2 叔丁基4-(2-(6-((2-氟-4-(甲磺酰)苯基)氨基)-9H-嘌呤-9-基)乙酰基)哌嗪-1-羧酸酯(17)

浅黄色固体, 产率18.1%。熔点213.6~215.7 ℃; ¹H NMR (600 MHz, CDCl₃) δ 9.10 (t, J = 8.6 Hz, 1H), 8.60 (s, 1H), 8.18 (s, 1H), 8.04 (s, 1H), 7.77 (d, J = 8.8 Hz, 1H), 7.71 (d, J= 7.7 Hz, 1H), 5.11 (s, 2H), 3.65~3.59 (m, 4H), 3.58~3.53 (m, 2H), 3.47 (t, J = 5.3 Hz, 2H), 3.07 (s, 3H), 1.48 (s, 9H); ¹³C NMR (150 MHz, CDCl₃) δ 164.31, 154.52, 152.45, 151.07, 150.86, 150.57, 143.04, 133.73 (d, J = 5.8 Hz), 132.85 (d, J = 9.4 Hz), 124.40 (d, J = 3.5 Hz), 121.36, 120.49, 114.39 (d, J = 22.4 Hz), 80.82, 45.11, 44.87, 44.26, 42.34, 32.03, 28.47(x3), 22.80;HR-MS-ESI (m/z) C₂₃H₂₈FN₇O₅S[M+H]⁺计算值534.192 9, 测量值534.186 6。

1.8.3 叔丁基4-(2-(6-((2-氯-4-(甲磺酰)苯基)氨基)-9H-嘌呤-9-基)乙酰基)哌嗪-1-羧酸酯(18)

浅黄色固体, 产率15.1%。¹H NMR (600 MHz, CDCl₃) δ 9.19 (d, J = 8.8 Hz, 1H), 8.62 (s, 1H), 8.43 (s, 1H), 8.06 (s, 1H), 8.02 (s, 1H), 7.89 (d, J= 8.9 Hz, 1H), 5.12 (s, 2H), 3.65~3.60 (m, 4H), 3.59~3.55 (m, 2H), 3.47 (t, J = 5.4 Hz, 2H), 3.08 (s, 3H), 1.48 (s, 9H); HR-MS-ESI (m/z) C₂₃H₂₈ClN₇O₅S[M+H]⁺计算值550.163 4, 测量值550.156 9。

1.9 目标化合物19~21合成通法

采用化合物10~12类似合成步骤, 由中间体9 (200 mg, 0.71 mmol)、芳胺(0.78 mmol)、三(二亚苄基丙酮)二钯(0.14 mmol)、1, 1′-联萘-2, 2′-双二苯膦(0.14 mmol) 和碳酸铯(1.78 mmol) 得到化合物19~21。

1.9.1 3-氟-4-((9-(2-吗啉-2-羰基乙基)-9H-嘌呤-6-基)氨基)苯甲腈(19)

浅黄色固体, 产率14.4%。熔点231.4~232.7 ℃; ¹H NMR (600 MHz, CDCl₃) δ 9.07 (t, J = 8.3 Hz, 1H), 8.61 (s, 1H), 8.16 (s, 1H), 8.05 (s, 1H), 7.52 (d, J = 8.6 Hz, 1H), 7.44 (d, J= 10.6 Hz, 1H), 5.10 (s, 2H), 3.78 (t, J = 5.1 Hz, 2H), 3.73 (t, J= 5.0 Hz, 2H), 3.68~3.63 (m, 4H); ¹³C NMR (150 MHz, CDCl₃) δ 163.22, 151.46, 150.55 (d, J = 247.0 Hz), 150.11, 149.62, 141.99, 131.41 (d, J = 9.4 Hz), 128.45 (d, J = 3.8 Hz), 120.44, 119.64, 117.48 (d, J = 22.6 Hz), 117.27 (d, J = 2.5 Hz), 104.24 (d, J = 9.0 Hz), 65.74, 65.42, 44.64, 43.00, 41.74; HR-MS-ESI (m/z) C₁₈H₁₆FN₇O₂[M+H]⁺计算值382.142 2, 测量值382.137 4。

1.9.2 2-(6-((2-氟-4-(甲磺酰)苯基)氨基)-9H-嘌呤-9-基)-1-吗啉乙烷-1-酮(20)

浅黄色固体, 产率6.8%。¹H NMR (600 MHz, CDCl₃) δ 9.13 (s, 1H), 8.62 (s, 1H), 8.17 (s, 1H), 8.05 (s, 1H), 7.78 (d, J = 8.7 Hz, 1H), 7.73 (d, J= 10.1 Hz, 1H), 5.10 (s, 4H), 3.82~3.77 (m, 2H), 3.75~3.71 (m, 2H), 3.68~3.63 (m, 4H), 3.07 (s, 3H); HR-MS-ESI (m/z) C₁₈H₁₉FN₆O₄S[M+H]⁺计算值435.124 5, 测量值435.119 2。

1.9.3 2-(6-((2-氯-4-(甲磺酰)苯基)氨基)-9H-嘌呤-9-基)-1-吗啉乙烷-1-酮(21)

浅黄色固体, 产率10.6%。熔点278.3~279.8 ℃; ¹H NMR (600 MHz, CDCl₃) δ 9.17 (d, J = 8.8 Hz, 1H), 8.61 (s, 1H), 8.40 (s, 1H), 8.05 (s, 1H), 7.99 (s, 1H), 7.85 (d, J = 8.9 Hz, 1H), 5.10 (s, 2H), 3.79 (t, J = 4.8 Hz, 2H), 3.73 (t, J = 4.8 Hz, 2H), 3.67~3.62 (m, 4H), 3.07 (s, 3H); ¹³C NMR (150 MHz, CDCl₃) δ 164.26, 152.43, 151.00, 150.62, 143.23, 140.40, 134.01, 128.55, 127.20, 122.92, 120.89, 120.55, 66.77, 66.46, 45.64, 44.96, 44.10, 42.75; HR-MS-ESI (m/z) C₁₈H₁₉ClN₆O₄S[M+H]⁺计算值451.095 0, 测量值451.089 4。

2 初步体外降糖活性测试

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2.1 GPR119激动活性

以GPR119激动剂GSK1292263作为阳性对照药, 参照本课题组前期GPR119激动活性测试方法^{[11, 15, 16]}, 使用LANCE^® Ultra cAMP检测试剂盒考察目标化合物对GPR119的激动作用。根据GPR119激动剂刺激下细胞产生cAMP浓度变化来获得化合物的EC₅₀值, 并用于评价化合物对受体的亲和力强弱, 计算化合物刺激cAMP作用与GSK1292263产生最大作用的比值(%max), 用于比较化合物对受体的内在活性(IA)。

2.2 DPP-4抑制活性

以西格列汀为阳性对照药, 采用以Gly-Pro-PNA为底物的发色底物法测定化合物对DPP-4的抑制活性^[11]。通过检测PNA的吸光度, 计算DPP-4抑制百分比, 用于评价化合物对酶的抑制活性。

3 分子对接实验

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在Protein Data Bank (PDB) 库中下载DPP-4的晶体结构, 利用软件Discovery Studio 4.5对蛋白结构(PDB ID: 1X70) 进行加氢、删除未结合水分子和能量优化等预处理。将小分子进行结构优化、能量最小化等操作后, 与上述准备好的蛋白质在Dock Ligands模块进行分子对接。

作者贡献: 石素梅负责化合物的合成、计算机辅助药物设计及稿件的撰写与修改; 李惠兰、刘文琴负责活性研究; 叶喜德指导分子对接工作; 张少坤、李家辉参与化合物的合成; 房元英、杨尊华负责化合物的设计, 并指导整个研究、稿件修改等工作。

利益冲突: 所有作者均无相关利益冲突。

基金

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国家自然科学基金项目(82160663)
江西省自然科学基金项目(20212BAB206015)
江西省自然科学基金项目(20212BAB206016)
江西省教育厅科学技术研究项目(GJJ201211)
江西省卫计委科技项目(2019A108)
江西中医药大学中药炮制创新团队(CXTD22003)

参考文献

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文献

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2023年第58卷第5期

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doi: 10.16438/j.0513-4870.2022-1187

接收时间：2022-11-07
首发时间：2025-11-21
出版时间：2023-05-12

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出版历史

收稿日期：2022-11-07
修回日期：2022-12-06

基金

国家自然科学基金项目(82160663)

江西省自然科学基金项目(20212BAB206015)

江西省自然科学基金项目(20212BAB206016)

江西省教育厅科学技术研究项目(GJJ201211)

江西省卫计委科技项目(2019A108)

江西中医药大学中药炮制创新团队(CXTD22003)

作者信息

江西中医药大学药学院, 江西南昌 330004

通讯作者:

*房元英,Tel: 86-791-87118908, E-mail: fangyuanying@163.com;

杨尊华,Tel: 86-791-87118908, E-mail: joshyyy@126.com

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2种不同金属材料的力学参数

科 Family	属数 Number of genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)	属 Genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)
鹅膏菌科Amanitaceae	2	11	5.26	鹅膏菌属 Amanita	10	4.78
小菇科 Mycenaceae	2	12	5.74	丝盖伞属 Inocybe	5	2.39
多孔菌科 Polyporaceae	8	14	6.70	蜡蘑属 Laccaria	5	2.39
红菇科 Russulaceae	3	23	11.00	小皮伞属 Marasmius	6	2.87
				小菇属 Mycena	11	5.26
				光柄菇属 Pluteus	5	2.39
				红菇属 Russula	17	8.13
				栓菌属 Trametes	5	2.39

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TxT


Compd.	R₁	R₂	R₃	GPR119		DPP-4
Compd.	R₁	R₂	R₃	EC₅₀/μmol·L^-1	IA/%^a	Inhibition (10 μmol·L^-1)/%	Inhibition (1 μmol·L^-1)/%
10	A₁	F	CN	1.4	62.5	49.3	7.8
11	A₁	F	Ms	0.33	71.1	58.4	21.2
12	A₁	Cl	Ms	0.87	58.2	37.5	5.6
13	A₂	F	CN	3.7	45.9	17.5	4.4
14	A₂	F	Ms	8.5	47	34	9.6
15	A₂	Cl	Ms	> 10	29.3	48.3	8.9
16	A₃	F	CN	> 10	23.3	22.7	3.2
17	A₃	F	Ms	7.7	36.3	15.2	3.3
18	A₃	Cl	Ms	3.6	63.5	10.2	2.4
19	A₄	F	CN	8.6	29.4	4.1	2.6
20	A₄	F	Ms	6.3	47.9	0.6	2.2
21	A₄	Cl	Ms	> 10	29.7	7.3	3.9
GSK1292263				0.010 35	100	-	-
Sitagliptin				-	-	99.9	99.5