烟酸衍生物的合成及抗血小板聚集活性

收稿日期: 2010- 08- 30 作者简介: * 通讯作者,何黎琴 ( 1966- ) ,女 (汉族 ),安徽歙县人, 博士研究生, 副教授, 主要从事药物化学的教学和 科研工作, T e :l ( 0551) 5169235, E-ma i:l h lq661125@ 126. com。 文章编号: 1005- 0108( 2011) 01- 0032- 05 烟酸衍生物的合成及抗血小板聚集活性 何黎琴* ,陈维珍,王效山 (安徽中医学院 药学院 安徽省现代中药重点实验室,安徽 合肥 230031) 摘 要: 目的 研究烟酸衍生物的合成及其抗血小板聚集活性, 为寻找新型抗血小板聚集剂提供参考。 以烟酸为先导物, 利用拼合原理, 以不同的连接桥分别与乙酰水杨酸、烟酸偶联, 制得目标化合物。通过体外 抗血小板聚集试验对目标化合物进行抗血小板聚集活性评价。结果与结论 设计合成了 10个未见文献报道 的烟酸衍生物, 目标物的结构经 ESI-MS、IR及 1H-NMR谱确证。体外活性结果表明, 10个目标化合物在体外 均具有一定的抗血小板聚集活性,且化合物 3a、3b的活性强于阳性对照药阿司匹林,值得进一步研究。 关键词: 烟酸;阿司匹林; 合成;抗血小板聚集 中图分类号: R914 文献标志码: A 烟酸是临床上常用的调节血脂异常的药物, 在药理剂量下能降低总胆固醇 ( TC )、低密度脂蛋 白胆固醇 ( LDL-C )、极低密度脂蛋白胆固醇 (VLDL-C )、三酰甘油 ( TG )的量, 同时还能够有 效地升高高密度脂蛋白胆固醇 ( HDL-C )水平 [ 1]。 烟酸除了具有良好的降血脂作用外,还有扩张外 周血管,抑制血小板聚集, 抑制 TXA 2合成和促进 PG I2合成等作用 [ 2]。阿司匹林是最早被用于预 防血栓形成的抗血小板聚集药物, 低浓度的阿司 匹林可通过不可逆阻断环氧酶 ( COX-1)的活性 部分、抑制 TXA2生成, 从而起到抗血小板聚集 的作用。研究表明, 烟酰水杨酸 ( N SA )除了具有 良好的调血脂作用外,在体外、体内还能明显抑制 Co llagen、ADP诱导的血小板聚集 [ 3- 4]。基于上 述研究成果,本文作者利用拼合原理,以烟酸为起 始原料,选用不同的连接桥分别与乙酰水杨酸、烟 酸进行偶联,设计合成了 10个新烟酸衍生物。合 成的新目标化合物是通过不同的连接基将两个活 性分子连接在一起,构成了连接型分子,以期在体 内能分解成两个独立的活性成分, 进而产生协同 作用; 或者得到具有多靶点作用的新型结构烟酸 前体化合物,为开发具有更强活性、不良反应更小 的抗血小板聚集药物提供参考。 1 合成路线 以烟酸 ( 1)为原料, 与相应的二溴化物进行 O-烷基化反应得到中间体 2a~ 2e和目标化合物 3a~ 3e。中间体 2a~ 2e与阿司匹林中的羧基进 行烷基化反应, 得到偶联物 4a~ 4e, 4a~ 4e与盐 酸成盐,得到目标化合物 5a~ 5e, 合成路线见图 1。 10个新化合物的结构均通过 ESI-M S、IR、 1 H-NMR谱确证。 Figure 1 Synthetic route of target compounds 3a- 3e and 5a- 5e 第 21 卷 第 1 期 2011年 2月 总 99期 中 国 药 物 化 学 杂 志 C hine se Journa l o f M ed icina l Chem istry Vo l121 No11 p. 32 Feb12011 Sum 99 Continued Figure 1 2 合成实验 熔点采用 WRS21B数字显示熔点仪测定, 温 度未经校正。核磁共振谱采用 V arian Inova- 400 型核磁共振仪测定, TM S为内标。质谱采用 LCQ AdvantageMAX液质联用质谱仪测定。 IR谱采用 N ico letA vatar 370DTGS型红外光谱仪测定。所用 试剂和溶剂均为市售纯或化学纯。 211 烟酸-2-溴代-乙醇酯 ( 2a)的合成 将烟酸 1123 g( 10mmo l)、无水碳酸钾2176 g ( 20mmo l)、1, 2-二溴乙烷 216mL ( 30 mmo l)溶于 DMF( 40 mL) 中, 室温搅拌反应, TLC检测反应完 全。抽滤,向滤液中加入水 150mL,乙酸乙酯 ( 30 mL @ 5)萃取, 有机层用饱和食盐水 ( 20 mL @ 2) 洗涤, 干燥, 浓缩,柱色谱 (乙酸乙酯-石油醚,体积 比 1B4)分离, 得到淡黄色液体 2a, 收率 8214%。 ESI-M Sm /z: 231 [M + H ] +。 化合物 2b~ 2e参照化合物 2a的方法合成。 212 乙二醇二烟酸酯 ( 3a)的合成 将烟酸 1123 g ( 10 mm o l )、无水碳酸钾 2176 g ( 20 mm o l )、1, 2-二 溴乙烷 0187 mL ( 10mm o l)溶于DMF ( 4 0mL )中 , 6 0e 搅拌反 应, TLC检测反应完全。抽滤, 向滤液中加入水 150mL,乙酸乙酯 ( 30 mL @ 5)萃取,有机层用饱 和食盐水 ( 20 mL @ 2)洗涤, 干燥, 浓缩, 加入甲 醇,搅拌, 析出晶体, 抽滤, 得淡黄色晶体 ( 3a) 1124 g,收率 9112%, mp 12514~ 12519 e 。ESI- M Sm /z: 273[M + H ] +。 目标化合物 3b~ 3e参照化合物 3a的方法合成。 213 烟酸-2-O-( 2-乙酰氧基-苯甲酰基 )-乙醇酯 盐酸盐 ( 5a)的合成 将烟酸-2-溴代乙酯 ( 2a)溶于 DM F( 30 mL ) 中,依次加入碳酸钾 2176 g( 20 mmo l)、阿司匹林 217 g ( 0115 mo l) , 于 40 e 油浴下搅拌反应。 TLC检测反应完全。冷却后抽滤, 向滤液中加入 水 150mL,乙酸乙酯 ( 30mL @ 5)萃取,有机层用 饱和食盐水 ( 20mL @ 2)洗涤,干燥,浓缩, 柱色谱 (乙酸乙酯-石油醚,体积比 1B3)分离, 得乳白色 油状物 4a, 再与盐酸成盐, 得白色固体 ( 5a ) 1199 g,该步收率 66110% , mp 13410~ 13415 e 。 ESI-M Sm /z: 330[M + H ] +。 目标化合物 5b~ 5e参照化合物 5a的方法合成。 10个目标化合物的理化常数及波谱数据见 表 1、表 2。 Tab le 1 Physical properties of target com pounds 3a- 3e and 5a- 5 e Com pd. Fo rmu la Y ie ld /% mp /e ESI-M Sm /z 3a C14H12O 4N 2 91. 25 1251 4- 1251 9 273[M + H ] + 3b C15H14O 4N 2 93. 04 901 6- 9111 287[M + H ] + 3c C16H16O 4N 2 92. 35 781 1- 7816 301[M + H ] + 3d C17H18O 4N 2 90. 08 641 2- 6517 315[M + H ] + 3e C18H20O 4N 2 91. 82 591 5- 6010 329[M + H ] + 5a C17H15O 6N#HC l 54. 47 1341 0- 1341 5 330[M + H ] + 5b C18H17O 6N#HC l 49. 96 1141 3- 1151 1 344[M + H ] + 5c C19H19O 6N#HC l 55. 14 1021 3- 1031 2 358[M + H ] + 5d C20H21O 6N#HC l 46. 51 941 2- 9514 372[M + H ] + 5e C21H23O 6N#HC l 58. 72 781 2- 8012 386[M + H ] + 33第 1期 何黎琴等: 烟酸衍生物的合成及抗血小板聚集活性 Tab le 2 The IR, 1H-NMR data of target compounds 3a- 3e and 5a- 5e Com pd. IR ( KB r) R / cm- 1 1H-NMR( 400MH z, CDC l3 )D 3a 1735 91 24( s, 2H, Py r-H ), 81 80( d, 2H, Py r-H, J = 618 H z), 81 32( d, 2H, Py r-H, J = 51 2 H z), 71 43 ( ,t 2H, Py r-H ), 41 72( ,t 4H, OCH2CH 2O ) 3b 1720 91 22( s, 2H, Py r-H ), 81 78( d, 2H, Py r-H, J = 710 H z), 81 30( d, 2H, Py r-H, J = 51 0 H z), 71 42 ( ,t 2H, Py r-H ), 41 44( ,t 4H, OCH2CH2CH2O ), 11 95( m, 2H, OCH2CH2CH2O ) 3c 1724 91 25( s, 2H, Py r-H ), 81 78( d, 2H, Py r-H, J = 710 H z), 81 28( d, 2H, Py r-H, J = 41 8 H z), 71 39 ( ,t 2H, Py r-H ), 41 52( ,t 4H, OCH2CH2CH2CH2O ), 21 34( m, 4H, OCH2CH2CH2CH2O ) 3d 1726 9120( s, 2H, Pyr-H ), 8175( d, 2H, Pyr-H, J = 619 H z), 8134( d, 2H, Py r-H, J = 511 H z), 71 52( ,t 2H, Pyr-H), 4146( ,t 4H, OCH2CH2CH2CH2CH2O ), 1192( m, 4H, OCH2CH2CH2CH2CH2O ), 1151 ( m, 2H, OCH2CH2CH2CH2CH2O) 3e 1730 9112( s, 2H, Pyr-H ), 8176( d, 2H, Pyr-H, J = 711 H z), 8139( d, 2H, Py r-H, J = 510 H z), 71 57( ,t 2H, Pyr-H), 4141( m, 4H, OCH2CH2CH2CH2CH2CH2O), 1187 (m, 4H, OCH2CH2CH2CH2CH2CH2O ), 1159(m, 4H, OCH2CH2CH2CH2CH2CH2O) 5a 1766, 1729 91 37( s, 1H, Py r-H ) , 8197( d, 2H, Py r-H, J = 51 5 H z), 8104( d, 2H, Ph-H, J = 31 2 H z), 7159( ,t 1H, Py r-H ) , 71 33( d, 1H, Ph-H, J = 817 H z ), 7111( ,t 1H, Ph-H ), 41 73( ,t 4H, OCH 2 CH 2 O ), 21 33( s, 3H, COCH 3 ) 5b 1765, 1726 91 35( s, 1H, Py r-H ) , 9105( d, 2H, Py r-H, J = 51 4 H z), 8118( d, 1H, Ph-H, J = 31 1 H z), 8100( ,t 1H, Ph-H ), 71 63( ,t 1H, Py r-H ), 7137 ( d, 1H, Ph-H, J = 911 H z), 7116( ,t 1H, Ph-H ), 41 55( ,t 2H, COOCH 2 ), 4140( ,t 2H, COOCH 2 ) , 2130( s, 3H, COCH 3 ) , 2101(m, 2H, CH 2 CH 2 CH 2 ) 5c 1762, 1721 91 35( s, 1H, Py r-H ) , 9106( d, 2H, Py r-H, J = 51 2 H z), 8110( d, 1H, Ph-H, J = 31 3 H z), 8101( ,t 1H, Ph-H ), 71 62( ,t 1H, Py r-H ), 7136( d, 1H, Ph-H, J = 91 0 H z), 7115( ,t 1H, Ph-H ), 4156( ,t 2H, COOCH2 ), 4140( ,t 2H, COOCH2 ), 2130( s, 3H, COCH3 ), 2100(m, 4H, CH2CH2CH2CH2 ) 5d 1762, 1725 9135( s, 1H, Py r-H ), 9106( d, 2H, Pyr-H, J = 51 2 H z), 8110( d, 1H, Ph-H, J = 311 H z), 8101( ,t 1H, Ph-H ), 71 60( ,t 1H, Py r-H ), 7135( d, 1H, Ph-H ), 7112( ,t 1H, Ph-H ) , 4152( ,t 2H, COOCH2 ), 4139( ,t 2H, COOCH2 ), 2132( s, 3H, COCH3 ), 11 99( m, 4H, CH2CH2CH2CH2CH2 ), 11 61(m, 2H, CH2CH2CH2CH2CH2 ) 5e 1761, 1723 91 36( s, 1H, Py r-H ) , 9105( d, 2H, Py r-H, J = 51 4 H z), 8118( d, 1H, Ph-H, J = 31 2 H z), 8101( ,t 1H, Ph-H ), 71 64( ,t 1H, Py r-H ), 7138 ( d, 1H, Ph-H, J = 912 H z), 7118( ,t 1H, Ph-H ), 41 51( ,t 2H, COOCH 2 ) , 4133 ( ,t 2H, COOCH 2 ) , 2133 ( s, 3H, COCH 3 ), 11 85 ( m, 4H, CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 ), 1158( m, 4H, CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 ) Py r: pyr id ine 3 药理实验 取健康雄性家兔,按 30m g# kg- 1的剂量耳缘 静脉注射戊巴比妥钠生理盐水溶液, 使其麻醉,手 术分离颈总动脉取血,收集于塑料离心管中,用质 量分数 312% 的枸橼酸钠水溶液抗凝 (血与抗凝 剂体积比为 9B1)。于 800 r#m in- 1离心 10 m in, 制备富血小板血浆 ( p late le-t rich p la sm a, PRP); 于 3 000 r#m in- 1离心 10 m in, 制备贫血小板血浆 ( plate le-t poo r p la sm a, PPP) ,按比浊法进行血小板 聚集实验 [ 5 ]。将样品溶于 DM SO中,加生理盐水 稀释至所需浓度, 加样量为 100 LL, 终浓度为 50 Lmo l# L - 1。测试杯中加入 PRP 300 LL、溶剂 或受试样品 10 LL, 在 37 e 预温孔内预热 1 m in, 将测试杯转入测试通道, 加入诱导剂二磷 酸腺苷 ( AD P,终浓度 50 Lm o l#L - 1 ) 10 LL,观察 记录 5m in内血小板的最大聚集率 (MAR )。以 DM SO作空白对照, 阿司匹林作阳性对照, 计算 目标化合物的血小板聚集抑制率 ( agg rega tion in- h ib it ion rate, A IR)。测试结果见表 3。 34 中 国 药 物 化 学 杂 志 第 21卷 Tab le 3 Effects of targe t compounds on the p latele t aggregation s induced by adenosine d iphosphate(ADP) in vitro Com pd. A IR /% Com pd. A IR /% asp ir in 32. 26 blank 0 3a 41. 13 5a 16. 53 3b 40. 73 5b 20. 97 3c 22. 58 5 c 28. 23 3d 15. 62 5d 28. 06 3e 10. 08 5 e 26. 21 n ico tin ic ac id 1. 82 n ico tin ic acid 4. 26 ( 50Lm o l# L - 1 ) ( 100 Lm o l# L - 1 ) 体外抗血小板聚集试验表明, 目标化合物 3a~ 3e、5a~ 5e均具有一定的抗血小板聚集活 性,其中,化合物 3a、3b的体外抗血小板聚集活 性强于阳性对照药阿司匹林。 4 讨论 在合成中间体 2a~ 2e的过程中, 曾以三乙胺 为缚酸剂,将烟酸与二溴烷烃溶于丙酮中反应,但 反应难以进行。原因可能是, 烟酸在丙酮中的溶 解性能差,即使在加热回流的条件下,也很难与二 溴化物充分接触而发生反应。经过条件考察发 现,烟酸在 DMF 中的溶解度较大, 故选用 DMF 为溶剂, 碳酸钾为缚酸剂, 在无水条件下进行反 应。实验中还发现,反应温度以及反应物的配比 对此反应产物的收率有较大影响:在 60 e 反应, 反应物二溴烷烃和烟酸物质的量之比为 1B1 ~ 4B1,生成的主要产物是烟酸二酯 3a~ 3e,而并不 是期望得到的 2a~ 2e, 通过对反应条件的考察, 最后确定制备 2a~ 2e的最佳反应条件:反应物二 溴烷烃和烟酸物质的量之比为 3B1,反应温度为 室温。在此条件下反应, 只生成少量的 3a ~ 3e, 中间体 2a~ 2e的收率达到最大。同时,优化了制 备 3a~ 3 e的反应条件, 即反应物二溴烷烃和烟酸 物质的量之比为 1B1,反应温度为 60 e 。 在化合物 4a ~ 4e的合成过程中, 曾参照 2a~ 2e的反应条件进行实验, 结果发现, 在此条 件下所需反应时间较长, 而将反应温度提高至 40 e ,所需时间由原来的 24 h缩短到 8 h。因 4a~ 4e为油状物, 不利于贮存, 故利用吡啶氮的 碱性将其制成盐酸盐 ( 5a~ 5e)。 体外抗血小板聚集实验结果表明, 所合成的 化合物均具有一定的抗血小板聚集活性, 且高于 加倍量烟酸的活性。其中,化合物 5c~ 5e的活性 与阳性对照阿司匹林相当,化合物 3a、3b的活性 明显强于阳性对照阿司匹林, 值得进一步研究。 表 3的数据显示:化合物 3a~ 3e抑制血小板聚集 活性远高于烟酸,化合物 5a~ 5e抑制血小板聚集 活性低于阿司匹林。由此推测, 目标化合物抑制 血小板聚集作用不是由其在体内分解为两个独立 活性成分而产生的,可能是以新型结构而起作用, 目标化合物的活性与分子中的活性母体药物及连 接基团相关。当母体药物为阿司匹林和烟酸时, 碳链 n = 4、5时活性较好; 当母体药物为两分子烟 酸时, 碳链 n = 2、3时活性较好,随着碳链的延长, 活性呈下降趋势。进一步的研究正在进行中。 参考文献: [ 1] CHR ISTOPHER S, RAM ADAN A, SAMEER H, e t a .l Rev isiting niacin: rev iew ing the ev idence [ J] . J C lin L ip ido ,l 2007, 1( 4): 248- 255. [ 2] ZHU M H, WU Y. Inhib ito ry effect o f n ico tin ic acid on p la telet agg rega tion in rabb it[ J]. Ac ta Pharm aco l S in, 2003, 26( 4): 380- 381. [ 3] 刘洪海, 吴越, 张梅, 等. 烟酰水杨酸的合成及调血 脂作用初步研究 [ J]. 石河子大学学报 (自然科学 版 ), 2004, 22( 6): 483- 486. [ 4] 朱敏恒, 吴越, 陈虹, 等. 烟酰水杨酸对 C o llag en、 ADP、AA诱导的兔血小板聚集的影响 [ J]. 中国药 理学通报, 2005, 21( 10): 1232- 1234. [ 5] FOYEW O, WANG H P, WANG H F. Synthesis and p la telet ag grega tion inh ibito ry effects o f harm an and ph tha lide der iv ativ es related to L igu sticum Chuanx- iong ( Ho r t) constituents[ J]. M ed Chem Res, 1997, 7 ( 3): 180- 191. 35第 1期 何黎琴等: 烟酸衍生物的合成及抗血小板聚集活性 Synthesis and ant-i platelet aggregation activities of nicotin ic acid derivatives HE L -i qin * , CHEN W e-i zhen, W ANG X iao-shan (Anhu iC o llege o f Traditiona l Ch ineseM ed icine, Anhu iK ey Labo ra to ry o fM odern ized Ch ineseM a terica lM ed ica l,Hefei 230031, Ch ina ) Abstract: N ico tin ic acid, occurs natura lly in food, could am eliorate leve ls o f blood fats such as cho le stero l and trig ly cerides. It w as also reported that n ico tinic ac id could inh ib it the agg regating activ ity o f p late le ts in v itro. A sp irin is the most comm only used agents fo r the treatment o f pa in and inf lamm ation. It a lso displays antithrombo tic ef fects and pro tects aga inst ischem ic vascular d iso rders, including myocardia l and cerebra l infarct ion. W ith the consideration o f the pharmaco lo gy action o f n ico tin ic ac id and asp irin, a g roup o f der iva- t ive s of n ico tin ic acid, w h ich act as a new c lass of nove l antithrombus agents w ere syn thesized ba sed on comb ination princip les. Interm ed ia tes 2a- 2e and targe t compounds 3a- 3e were de signed and synthesized by react ion o f n ico tin ic acid( 1) w ith d ibromoalkanes bearing tw o to six carbon s in the presence o f K 2CO 3. Then 2a- 2e w as reacted w ith asp irin to g iv e 4a- 4e, w h ich w as trea ted w ithHC laq to afford target com- pounds 5a- 5e. Ten new com pounds w ere synthesized and the ir structures w ere conf irm ed by IR, M S and 1 H-NMR spectra. An t-i p la telet aggregat ion activ ities o f target com pounds w ere assayed in v itro. The results demonstrated tha t a ll targe t compounds exh ibited expected ly m uch stronger ant-i p late le t aggregat ion activ ities than that o f paren t com pound nico t in ic ac id in vitro. C om pounds 3a, 3b and 5c- 5e, w ith A IR values o f 41113%, 40173% , 28123%, 28102% , 26121%, re spectively, show ed sign if ican t an t-i p la telet ag gregation ac- t iv ities comparab le to o r stronger than tha t o f contro l aspir in and w ere w o rth further deve lopm en.t The con- cept o f design ing n ico tin ic acid derivatives that po ssess po ten t an t-i p la telet aggregation activ ity w arrants fur- ther investig ation. Key words: n ico tin ic acid; aspirin; synthesis; ant-i p late le t agg regation 36 中 国 药 物 化 学 杂 志 第 21卷