含反式環(huán)己烷結(jié)構(gòu)的C-葡萄糖苷類(lèi)SGLT2抑制劑的合成及其降血糖活性Ⅱ

趙文靜, 于秀玲, 邵 華, 王玉麗, 徐為人, 湯立達(dá), 趙桂龍,3, 王建武

(1. 山東大學(xué) 化學(xué)與化工學(xué)院,山東 濟(jì)南 250100; 2. 天津藥物研究院 藥物設(shè)計(jì)與發(fā)現(xiàn)天津市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,天津 300193; 3. 山東輕工業(yè)學(xué)院 化學(xué)與制藥工程學(xué)院,山東 濟(jì)南 250353)

臨床上具有不同作用機(jī)制的糖尿病治療藥物很多，如胰島素類(lèi)、二甲雙胍類(lèi)和磺酰脲類(lèi)、胰島素增敏劑、α-葡萄糖苷酶抑制劑以及新出現(xiàn)的DPP-Ⅳ抑制劑等[1]。盡管臨床上治療糖尿病的藥物數(shù)量較多且作用機(jī)制也各不相同,但是由于傳統(tǒng)降血糖藥物具有明顯的副作用，加之糖尿病具有不可逆轉(zhuǎn)的特點(diǎn)，不同階段需求不同作用機(jī)制的藥物，因此臨床上對(duì)糖尿病治療藥物仍然具有很大的需求。

鈉-葡萄糖共轉(zhuǎn)運(yùn)體(SGLT)是一類(lèi)主要在腎小管和腸道基底外側(cè)膜表達(dá)的蛋白，其亞型主要有SGLT1和SGLT2兩種，其中SGLT2主要分布在腎近端小管上，主要負(fù)責(zé)腎近端小管吸收原尿中的葡萄糖重新返回血液中[1,2]。大量試驗(yàn)表明，SGLT2抑制劑能有效抑制腎近端小管內(nèi)SGLT2的活性而抑制原尿中葡萄糖的吸收，從而有效降低血糖濃度。天然產(chǎn)物根皮苷Phlorizin(Chart 1)是SGLT2的一種有效抑制劑，具有較強(qiáng)的誘導(dǎo)尿糖活性，但由于在腸道內(nèi)容易被β-糖苷酶水解而不能被腸道吸收而無(wú)法口服[1]。早期制藥工業(yè)以根皮苷的結(jié)構(gòu)為藍(lán)本，相繼發(fā)現(xiàn)并報(bào)道了幾種具有選擇活性的SGLT2抑制劑，這些抑制劑多數(shù)是O-糖苷類(lèi)(T-1095A, T-1095, Sergliflozin和Remogliflozin, Chart 1)。在開(kāi)發(fā)自己的SGLT2抑制劑的過(guò)程中，我們也曾經(jīng)設(shè)計(jì)、合成并研究了一些O-糖苷[3]、S-糖苷[4，5]和N-糖苷[6]。

在臨床研究中發(fā)現(xiàn)，非C-糖苷類(lèi)抑制劑，如O-糖苷、S-糖苷和N-糖苷等，其降血糖活性均比以Dapagliflozin(Chart 2)為代表的C-葡萄糖苷弱許多，且體內(nèi)代謝穩(wěn)定性也不理想，具有潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)，后來(lái)均終止了臨床試驗(yàn)。目前，部分仍然在臨床上試驗(yàn)的SGLT2抑制劑(TS071, LX4211, Canagliflozin和ASP1941, Chart 2)均為C-糖苷類(lèi)化合物。

基于上述情況，我們也設(shè)計(jì)、合成并研究了一些C-葡萄糖苷[7～10]，其中包含了一類(lèi)新型含反式環(huán)己烷結(jié)構(gòu)的C-葡萄糖苷(Ⅰa～Ⅰd, Chart 2)[9]，其分子右端含有碳原子依次增長(zhǎng)的取代基(H, Me, Et和n-Pr)。體內(nèi)生物活性測(cè)試發(fā)現(xiàn)，Ⅰa～Ⅰd均表現(xiàn)出較強(qiáng)的降血糖活性，且隨著碳鏈的增長(zhǎng)活性逐漸增加，在R=Et時(shí)(Ⅰc)達(dá)到頂端，R為n-Pr時(shí)(Ⅰd)略有下降。Ⅰd盡管活性不是最強(qiáng)，但是綜合考慮其他生物學(xué)指標(biāo)后，Ⅰd也進(jìn)入了臨床前開(kāi)發(fā)階段。隨著Ⅰd進(jìn)入臨床前開(kāi)發(fā)階段，我們發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步拓展研究R為更長(zhǎng)的烷烴基團(tuán)顯得非常必要，因?yàn)檫@對(duì)于我們深入了解這類(lèi)化合物的完整全面的構(gòu)效關(guān)系具有重要的意義。

本文設(shè)計(jì)并合成了一系列含有反式-4-烷基環(huán)己烷結(jié)構(gòu)的C-葡萄糖苷類(lèi)SGLT2抑制劑——反式-1-{4-甲氧基-3-[(4-取代環(huán)己基)甲基]苯基}-1-脫氧-β-D-吡喃葡萄糖(12a～12d, Scheme 1),其結(jié)構(gòu)經(jīng)1H NMR和MS表征。

研究了R為更長(zhǎng)的烷烴基團(tuán)的化合物的合成，進(jìn)一步完善了這類(lèi)具有良好前景的SGLT2抑制劑的合成方法，進(jìn)行了體內(nèi)降血糖實(shí)驗(yàn)，得到了較為完整的構(gòu)效關(guān)系。小鼠口服糖耐量實(shí)驗(yàn)表明，12a～12d均顯示較強(qiáng)的降血糖活性。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1．1 儀器與試劑

X-4型數(shù)字顯微熔點(diǎn)儀(溫度計(jì)未校正);Bruker AV400型核磁共振儀(DMSO-d6為溶劑，TMS為內(nèi)標(biāo));Agilent Q-TOF 6510型高分辨質(zhì)譜儀(ESI)。

D-葡萄糖酸內(nèi)酯(6)按文獻(xiàn)[2,12]方法轉(zhuǎn)化為全三甲基硅烷基保護(hù)的化合物7; THF和甲苯用二苯甲酮作指示劑在金屬鈉存在下蒸餾作干燥處理;CH2Cl2和DMF分別在CaH2存在下常壓和減壓蒸餾作干燥處理;吡啶在塊狀固體KOH存在下蒸餾作干燥處理;甲醇用鎂帶干燥后蒸餾除水;草酰氯和乙酸酐在使用前新蒸餾;所有干燥后的溶劑均在氮?dú)獗Ｗo(hù)下室溫密封保存并盡快使用。

1.2 合成

(1) (5-溴-2-羥基苯基)(反式-4-取代環(huán)己基)甲酮(4a～4d)的合成

在干燥的圓底燒瓶中依次加入反式-4-環(huán)己烷甲酸(1a～1d) 20 mmol和CH2Cl250 mL，攪拌下于室溫緩慢滴加草酰氯25.39 g(30 mmol)，滴畢，加2滴DMF，反應(yīng)過(guò)夜。旋蒸脫溶和過(guò)量的草酰氯得無(wú)色液體2a～2d粗品。

2a～2d粗品用CH2Cl250 mL溶解，攪拌下加入4-溴苯甲醚2.44 g(20 mmol)，冰水浴冷卻下慢慢分批加入無(wú)水AlCl34.00 g(30 mmol)，加畢，于室溫反應(yīng)過(guò)夜(TLC分析顯示反應(yīng)混合物中含有3a～3d,4a～4d和少量副產(chǎn)物3a′～3d′)。

在反應(yīng)混合物中加入無(wú)水AlCl31.33 g(10 mmol)，氮?dú)夥罩谢亓鞣磻?yīng)5 h(TLC分析顯示反應(yīng)混合物中含有4a～4d和少量副產(chǎn)物3a′～3d′，而3a～3d已經(jīng)完全轉(zhuǎn)化為4a～4d)。小心傾入冰水(200 mL)中，攪拌，分液，水相用CH2Cl2(100 mL)萃取,合并有機(jī)相，用飽和食鹽水(2×100 mL)洗滌，無(wú)水硫酸鈉干燥，旋蒸脫溶得油狀液體4a～4d粗品,經(jīng)柱層析[洗脫劑:A=V(乙酸乙酯) ∶V(石油醚)=1 ∶50]純化得白色固體4a～4d。

4a: 產(chǎn)率89%, m.p.67 ℃～69 ℃;1H NMRδ: 11.73(bs, 1H), 7.93(d,J=2.4 Hz, 1H), 7.61(dd,J=2.8 Hz, 8.8 Hz, 1H), 6.93(d,J=8.8 Hz, 1H), 3.34～3.40(m, 1H), 1.84～1.87(m, 2H), 1.70～1.73(m, 2H), 1.38～1.44(m, 1H), 1.26～1.35(m, 2H), 1.08～1.18(m, 2H), 1.03～1.07(m, 1H), 0.85(d,J=6.8 Hz, 6H); HR-MSm/z: Calcd for C16H22O2Br{[M(79Br)+H]+} 325.080 3, found 325.080 5; for [M(81Br)+H]+327.078 3, found 327.078 8。

4b: 產(chǎn)率91%, m.p.89 ℃～90 ℃;1H NMRδ: 7.90(d,J=2.4 Hz, 1H), 7.61(dd,J=2.6 Hz, 9.0 Hz, 1H), 6.93(d,J=8.8 Hz, 1H), 3.35～3.41(m, 1H), 1.75～1.84(m, 4H), 1.18～1.37(m, 9H), 1.02～1.08(m, 2H), 0.86(t,J=6.8 Hz, 3H); HR-MSm/z: Calcd for C17H24O2Br{[M(79Br)+H]+} 339.096 0, found 339.095 3; for [M(81Br)+H]+341.093 9, found 341.093 4。

4c: 產(chǎn)率87%, m.p.95 ℃～96 ℃;1H NMRδ: 11.75(bs, 1H), 7.95(d,J=2.4 Hz, 1H), 7.62(dd,J=2.4 Hz, 8.8 Hz, 1H), 6.93(d,J=9.2 Hz, 1H), 3.34～3.41(m, 1H), 1.87～1.90(m, 2H), 1.78～1.81(m, 2H), 1.25～1.35(m, 2H), 1.10～1.20(m, 2H), 0.95～1.02(m, 1H), 0.84(s, 9H); HR-MSm/z: Calcd for C17H24O2Br{[M(79Br)+H]+} 339.096 0, found 339.095 8; for [M(81Br)+H]+341.093 9, found 341.093 7。

4d: 產(chǎn)率85%, m.p.90 ℃～91 ℃;1H NMRδ: 11.67(bs, 1H), 7.90(d,J=2.4 Hz, 1H), 7.61(dd,J=2.6 Hz, 9.0 Hz, 1H), 6.93(d,J=8.8 Hz, 1H), 3.34～3.42(m, 1H), 1.75～1.84(m, 4H), 1.16～1.37(m, 11H), 1.00～1.08(m, 2H), 0.85(t,J=7.0 Hz, 3H); HR-MSm/z: Calcd for C18H26O2Br{[M(79Br)+H]+} 353.111 6, found 353.112 0; for [M(81Br)+H]+355.109 6, 355.110 0。

(2) (5-溴-2-甲氧基苯基)(反式-4-取代環(huán)己基)甲酮(3a～3d)的合成

在干燥的圓底燒瓶中依次加入4a～4d16 mmol的DMF(40 mL)溶液, MeI 2.84 g(20 mmol)和固體K2CO34.15 g(30 mmol),攪拌下于室溫反應(yīng)過(guò)夜(TLC分析顯示4a～4d完全轉(zhuǎn)化為3a～3d)。傾入冰水(300 mL)中，攪拌下用濃鹽酸小心調(diào)至pH 4～5,用CH2Cl2(3×100 mL)萃取，合并萃取液，用飽和食鹽水(2×100 mL)洗滌，無(wú)水硫酸鈉干燥，旋蒸脫溶得油狀液體3a～3d粗品,經(jīng)硅膠柱層析(洗脫劑: A=1 ∶30)純化得無(wú)色油狀液體3a～3d。

3a: 產(chǎn)率96%;1H NMRδ: 7.64(dd,J=2.4 Hz, 8.8 Hz, 1H), 7.48(d,J=2.4 Hz, 1H), 7.12(d,J=8.8 Hz, 1H), 3.84(s, 3H), 2.96～3.03(m, 1H), 1.83～1.86(m, 2H), 1.71～1.73(m, 2H), 1.37～1.41(m, 1H), 1.16～1.26(m, 2H), 0.97～1.02(m, 3H), 0.83(d,J=6.8 Hz, 6H); HR-MSm/z: Calcd for C17H24O2Br{[M(79Br)+H]+} 339.096 0, found 339.096 3; for [M(81Br)+H]+341.093 9, found 341.094 4。

3b: 產(chǎn)率95%;1H NMRδ: 7.64(dd,J=2.6 Hz, 9.0 Hz, 1H), 7.48(d,J=2.8 Hz, 1H), 7.12(d,J=8.8 Hz, 1H), 3.84(s, 3H), 2.97～3.04(m, 1H), 1.74～1.83(m, 4H), 1.20～1.26(m, 6H), 1.15～1.16(m, 3H), 0.90～0.96 (m, 2H), 0.85(t,J=7.0 Hz, 3H); HR-MSm/z: Calcd for C18H26O2Br{[M(79Br)+H]+} 353.111 6, found 353.111 8; for [M(81Br)+H]+355.109 6, found 355.109 9。

3c: 產(chǎn)率97%;1H NMRδ: 7.64(dd,J=2.8 Hz, 9.2 Hz, 1H), 7.49(d,J=2.8 Hz, 1H), 7.12(d,J=8.8 Hz, 1H), 3.84(s, 3H), 2.95～3.01(m, 1H), 1.86～1.89(m, 2H), 1.77～1.79(m, 2H), 1.15～1.25(m, 2H), 0.94～1.05(m, 3H), 0.82(s. 9H); HR-MSm/z: Calcd for C18H26O2Br{[M(79Br)+H]+} 353.111 6, found 353.112 1; for [M(81Br)+H]+355.109 6, found 355.110 0。

3d: 產(chǎn)率94%;1H NMRδ: 7.64(dd,J=2.8 Hz, 8.8 Hz, 1H), 7.49(d,J=2.8 Hz, 1H), 7.12(d,J=9.2 Hz, 1H), 3.84(s, 3H), 2.98～3.04(m, 1H), 1.74～1.83(m, 4H), 1.20～1.29(m, 8H), 1.14～1.19(m, 3H), 0.85(t,J=7.0 Hz, 3H); HR-MSm/z: Calcd for C19H28O2Br{[M(79Br)+H]+} 367.127 3, found 367.127 3; for [M(81Br)+H]+369.125 2, found 369.125 1。

(3) 4-溴-2-[(反式-4-取代環(huán)己基)甲基]苯甲醚(5a～5d)的合成

在干燥圓底燒瓶中加入3a～3d15 mmol的CH2Cl2(20 mL)溶液,攪拌下于室溫加入Et3SiH 6.98 g(60 mmol)，加畢，慢慢滴加BF3·Et2O 4.26 g(30 mmol),滴畢，反應(yīng)過(guò)夜(TLC跟蹤)。慢慢加入飽和NaHCO3溶液100 mL，于室溫?cái)嚢?0 min;加入CH2Cl2100 mL和飽和食鹽水200 mL，振蕩，分液,水相用CH2Cl2(100 mL)萃取，合并有機(jī)相，用飽和食鹽水(100 mL)洗滌，無(wú)水硫酸鈉干燥，旋蒸脫溶得油狀液體5a～5d粗品,經(jīng)硅膠柱層析(洗脫劑:A=1 ∶50)純化得無(wú)色油狀液體5a～5d。

5a: 產(chǎn)率90%;1H NMRδ: 7.31(dd,J=1.2 Hz, 8.8 Hz, 1H), 7.21(s, 1H), 6.89(d,J=8.8 Hz, 1H), 3.74(s, 3H), 2.40(d,J=6.8 Hz, 2H), 1.58～1.62(m, 4H), 1.33～1.40(m, 2H), 0.84～0.94(m, 5H), 0.81(d,J=6.4 Hz, 6H); HR-MSm/z: Calcd for C17H26OBr{[M(79Br)+H]+} 325.116 7, found 325.116 6; for [M(81Br)+H]+327.114 7, found 327.114 4。

5b: 產(chǎn)率91%;1H NMRδ: 7.31(dd,J=2.4 Hz, 8.8 Hz, 1H), 7.21(d,J=2.4 Hz, 1H), 6.89(d,J=8.8 Hz, 1H), 3.74(s, 3H), 2.40(d,J=7.2 Hz, 2H), 1.64～1.67(m, 2H), 1.54～1.57(m, 2H), 1.38～1.44(m, 1H), 1.22～1.23(m, 4H), 1.11(s, 3H), 0.73～0.97(m, 7H); HR-MSm/z: Calcd for C18H28OBr{[M(79Br)+H]+} 339.132 4, found 339.132 2; for [M(81Br)+H]+341.130 3, found 341.130 0。

5c: 產(chǎn)率94%;1H NMRδ: 7.31(dd,J=2.4 Hz, 8.8 Hz, 1H), 7.21(d,J=2.4 Hz, 1H), 6.89(d,J=8.8 Hz, 1H), 3.74(s, 3H), 2.40(d,J=7.2 Hz, 2H), 1.61～1.68(m, 4H), 1.39(m, 1H), 0.84～0.94(m, 5H), 0.79(s, 9H); HR-MSm/z: Calcd for C18H28OBr{[M(79Br)+H]+} 339.132 4, found 339.132 3; for [M(81Br)+H]+341.130 3, found 341.130 4。

5d: 產(chǎn)率90%;1H NMRδ: 7.31(dd,J=2.6 Hz, 8.6 Hz, 1H), 7.21(d,J=2.8 Hz, 1H), 6.89(d,J=8.8 Hz, 1H), 3.74(s, 3H), 2.40(d,J=6.8 Hz, 2H), 1.64～1.67(m, 2H), 1.54～1.57(m, 2H), 1.39～1.43(m, 1H), 1.16～1.27(m, 6H), 1.09～1.10(m, 3H), 0.75～0.96(m, 7H); HR-MSm/z: Calcd for C19H30OBr{[M(79Br)+H]+} 353.148 0, found 353.148 5; for [M(81Br)+H]+355.146 0, found 355.146 3。

(4) 反式-1-{4-甲氧基-3-[(4-烷基環(huán)己基)甲基]苯基}-α/β-D-甲基吡喃葡萄糖苷(8a～8d)的合成

在干燥的圓底燒瓶中加入5a～5d10 mmol的THF(20 mL)溶液和一枚干燥磁子，以干燥的氮?dú)獯祾吆笠韵鹉z軟塞封口。將其置于盛有液氮/乙醇的Dewar瓶中冷卻至-78 ℃，啟動(dòng)電磁攪拌,用注射器慢慢滴加n-BuLi 12 mmol的正己烷溶液7.5 mL，滴畢,反應(yīng)30 min;用注射器慢慢滴加7 7.00 g(15 mmol)的甲苯(10 mL)溶液[2，12],滴畢,反應(yīng)30 min;升至室溫反應(yīng)60 min。小心傾入冰水(200 mL)中，攪拌下用濃鹽酸調(diào)至pH 2～3，攪拌15 min;用CH2Cl2(2×50 mL)萃取，合并萃取液，用飽和食鹽水洗滌，無(wú)水硫酸鈉干燥，旋蒸脫溶得深黃色油狀液體8a～8d粗品(不純化，直接用于下一步反應(yīng))。

(5) 反式-1-{4-甲氧基-3-[(4-烷基環(huán)己基)甲基]苯基}-1-脫氧-α/β-D-吡喃葡萄糖(9a～9d)的合成

在干燥的圓底燒瓶中加入8a～8d粗品的CH2Cl2(20 mL)溶液,攪拌下于-30 ℃加入Et3SiH 2.33 g(20 mmol),緩慢滴加BF3·Et2O 1.42 g (10 mmol)的CH2Cl2(5 mL)溶液,滴畢，于室溫反應(yīng)過(guò)夜。加入飽和NaHCO3溶液20 mL攪拌30 min,用5%鹽酸調(diào)至pH 3～4，加入飽和食鹽水50 mL和CH2Cl250 mL,攪拌5 min后靜置分層,水相用CH2Cl2(50 mL)萃取，合并有機(jī)相，用飽和食鹽水洗滌，無(wú)水硫酸鈉干燥，旋蒸脫溶得褐色油狀液體9a～9d粗品(不純化，直接用于下一步反應(yīng))。

(6) 反式-2,3,4,6-四-O-乙酰基-1-{4-甲氧基-3-[(4-烷基環(huán)己基)甲基]苯基}-1-脫氧-α/β-D-吡喃葡萄糖(11a～11d)的合成

在圓底燒瓶中加入9a～9d粗品的吡啶(30 mL)溶液，冰水浴冷卻，攪拌下慢慢滴加乙酸酐10.21 g(100 mmol)，滴畢，加入DMAP(4-二甲氨基吡啶)0.50 g，于室溫反應(yīng)過(guò)夜。傾入冰水(300 mL)中，用CH2Cl2(3×50 mL)萃取,合并萃取液，依次用1%鹽酸和飽和食鹽水洗滌，無(wú)水硫酸鈉干燥，旋蒸脫溶得褐色油狀液體10a～10d粗品,經(jīng)柱層析(洗脫劑:A=1 ∶3)純化，用混合溶劑[V(乙酸乙酯) ∶V(石油醚)=1 ∶5]重結(jié)晶得白色固體11a～11d。

11a: 產(chǎn)率72%, m.p.156 ℃～157 ℃;1H NMRδ: 7.14(dd,J=2.0 Hz, 8.4 Hz, 1H), 7.00(d,J=2.0 Hz, 1H), 6.90(d,J=8.4 Hz, 1H), 5.33(t,J=9.4 Hz, 1H), 5.06(t,J=9.6 Hz, 1H), 5.00(t,J=9.8 Hz, 1H), 4.57(d,J=10.0 Hz, 1H), 4.02～4.14(m, 3H), 3.74(s, 3H), 2.35～2.45(m, 2H), 2.02(s, 3H), 2.00(s, 3H), 1.93(s, 3H), 1.73(s, 3H), 1.57～1.61(m, 4H), 1.32～1.40(m, 2H), 0.86～0.97(m, 5H), 0.81(d,J=6.8 Hz, 6H); HR-MSm/z: Calcd for C31H45O10{[M+H]+} 577.301 3, found 577.301 1。

11b: 產(chǎn)率70%, m.p.153 ℃～254 ℃;1H NMRδ: 7.14(dd,J=2.0 Hz, 8.4 Hz, 1H), 6.99(d,J=2.0 Hz, 1H), 6.89(d,J=8.4 Hz, 1H), 5.32(t,J=9.6 Hz, 1H), 5.05(t,J=9.6 Hz, 1H), 5.00(t,J=9.6 Hz, 1H), 4.57(d,J=10.0 Hz, 1H), 4.01～4.12(m, 3H), 3.74(s, 3H), 2.38～2.41(m, 2H), 2.01(s, 3H), 1.99(s, 3H), 1.92(s, 3H), 1.71(s, 3H), 1.63～1.65(m, 2H), 1.51～1.56(m, 2H), 1.39～1.41(m, 1H), 1.21～1.22(m, 4H), 1.11(s, 3H), 0.85～0.91(m, 2H), 0.84(t,J=6.8 Hz, 3H), 0.77～0.78(m, 2H); HR-MSm/z: Calcd for C32H47O10{[M+H]+} 591.316 9, found 591.317 3。

11c: 產(chǎn)率76%, m.p.129 ℃～130 ℃;1H NMRδ: 7.14(dd,J=2.0 Hz, 8.4 Hz, 1H), 7.00(d,J=2.0 Hz, 1H), 6.90(d,J=8.4 Hz, 1H), 5.33(t,J=9.6 Hz, 1H), 5.06(t,J=9.6 Hz, 1H), 5.01(t,J=9.8 Hz, 1H), 4.58(d,J=10.0 Hz, 1H), 4.08～4.13(m, 2H), 4.03～4.06(m, 1H), 3.75(s, 3H), 2.38～2.42(m, 2H), 2.02(s, 3H), 2.00(s, 3H), 1.93(s, 3H), 1.73(s, 3H), 1.61～1.68(m, 4H), 1.40(s, 1H), 0.86～0.88(m, 4H), 0.80(s, 9H); HR-MSm/z: Calcd for C32H47O10{[M+H]+} 591.316 9, found 591.317 1。

11d: 產(chǎn)率77%, m.p.145 ℃～146 ℃;1H NMRδ: 7.14(dd,J=2.0 Hz, 8.4 Hz, 1H), 6.99(d,J=2.0 Hz, 1H), 6.89(d,J=8.8 Hz, 1H), 5.32(t,J=9.4 Hz, 1H), 5.05(t,J=9.6 Hz, 1H), 5.00(t,J=9.6 Hz, 1H), 4.57(d,J=10.0 Hz, 1H), 4.01～4.13(m, 3H), 3.73(s, 3H), 2.40(dd,J=2.8 Hz, 6.8 Hz, 1H), 2.01(s, 3H), 1.99(s, 3H), 1.92(s, 3H), 1.71(s, 3H), 1.64～1.65(m, 2H), 1.51～1.54(m, 2H), 1.38～1.41(m, 1H), 1.17～1.27(m, 6H), 1.10～1.15(m, 3H), 0.88～0.94(m, 2H), 0.84(t,J=6.8 Hz, 3H), 0.71～0.78(m, 2H); HR-MSm/z: Calcd for C33H49O10{[M+H]+} 605.332 6, found 605.332 7。

(7)12a～12d的合成

在干燥圓底燒瓶中加入無(wú)水甲醇10 mL和金屬鈉46 mg(2 mmol)，攪拌下于室溫反應(yīng)至所有金屬鈉消失。加入11a～11d5 mmol，于室溫反應(yīng)至終點(diǎn)(一般在1 h以?xún)?nèi))。加入干燥的強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂(H+型)2.0 g，于室溫?cái)嚢柽^(guò)夜(溶液pH 7)。抽濾，濾餅用甲醇(20 mL)洗滌，洗滌液與濾液合并，旋蒸除去溶劑，殘余物于室溫真空干燥得白色泡沫12a～12d。

12a: 產(chǎn)率99%;1H NMRδ: 7.11(d,J=8.4 Hz, 1H), 7.01(s, 1H), 6.86(d,J=8.0 Hz, 1H), 4.87～4.88(m, 2H), 4.63(d,J=5.6 Hz, 1H), 4.40(t,J=5.6 Hz, 1H), 3.91(d,J=9.2 Hz, 1H), 3.80(s, 3H), 3.67～3.71(m, 1H), 3.40～3.46(m, 1H), 3.12～3.28(m, 4H), 2.47(dd,J=6.4 Hz, 12.8 Hz, 1H), 2.34(dd,J=7.2 Hz, 12.8 Hz, 1H), 1.62～1.64(m, 4H), 1.33～1.39(m, 2H), 0.89～0.97(m, 5H), 0.81(d,J=6.8 Hz, 6H); HR-MSm/z: Calcd for C23H36O6Na{[M+Na]+} 431.241 0, found 431.241 2。

12b: 產(chǎn)率100%;1H NMRδ: 7.11(dd,J=2.0 Hz, 8.4 Hz, 1H), 7.01(d,J=2.0 Hz, 1H), 6.86(d,J=8.8 Hz, 1H), 4.40(bs, 4H), 3.91(d,J=9.2 Hz, 1H), 3.74(s, 3H), 3.68～3.71～(m, 1H), 3.43(dd,J=1.6 Hz, 11.6 Hz, 1H), 3.12～3.27(m, 4H), 2.44～2.47(m, 1H), 2.31～2.37(m, 1H), 1.62～1.68(m, 4H), 1.39～1.43(m, 1H), 1.23～1.25(m, 4H), 1.13(s, 3H), 0.79～0.98(m, 7H); HR-MSm/z: Calcd for C24H38O6Na{[M+Na]+} 445.256 6, found 445.256 5。

12c: 產(chǎn)率98%;1H NMRδ: 7.10～7.12(m, 1H), 7.01(d,J=1.6 Hz, 1H), 6.86(d,J=8.8 Hz, 1H), 4.86～4.88(m, 2H), 4.63(d,J=6.4 Hz, 1H), 4.40(t,J=5.6 Hz, 1H), 3.91(d,J=9.2 Hz, 1H), 3.74(s, 3H), 3.67～3.71(m, 1H), 3.40～3.45(m, 1H), 3.22～3.28(m, 1H), 3.12～3.19(m, 3H), 2.44～2.47(m, 1H), 2.31～2.36(m, 1H), 1.68～1.70(m, 4H), 1.37～1.42(s, 1H), 0.91～0.96(m, 5H), 0.80(s, 9H); HR-MSm/z: Calcd for C24H38O6Na {[M+Na]+} 445.256 6, found 445.256 4。

12d: 產(chǎn)率99%;1H NMRδ: 7.10(dd,J=1.8 Hz, 8.2 Hz, 1H), 7.00(d,J=1.6 Hz, 1H), 6.85(d,J=8.4 Hz, 1H), 4.85～4.87(m, 2H), 4.62(d,J=5.6 Hz, 1H), 4.39(t,J=5.8 Hz, 1H), 3.90(d,J=9.6 Hz, 1H), 3.73(s, 3H), 3.66～3.70(m, 1H), 3.40～3.45(m, 1H), 3.11～3.27(m, 4H), 2.43～2.46(m, 1H), 2.34(dd,J=7.2 Hz, 12.8 Hz, 1H), 1.61～1.67(m, 4H), 1.40(s, 1H), 1.19～1.28(m, 6H), 1.09～1.11(m, 3H), 0.88～0.97(m, 2H), 0.84(t,J=6.8 Hz, 3H), 0.78(s, 2H); HR-MSm/z: Calcd for C25H40O6Na{[M+Na]+} 459.272 3, found 459.272 0。

2 結(jié)果與討論

2.1 合成

DMF催化1a～1d與(COCl)2在CH2Cl2中于室溫反應(yīng)制得對(duì)應(yīng)的酰氯2a～2d。 AlCl3催化2a～2d粗品與4-溴苯甲醚在CH2Cl2中發(fā)生Friedel-Crafts酰基化反應(yīng)，區(qū)域選擇性地在4-溴苯甲醚分子OMe的鄰位引入?；玫?a～3d，沒(méi)有觀察到因在4-溴苯甲醚分子Br原子的鄰位引入?；傻臐撛趨^(qū)域異構(gòu)體。在AlCl3存在下3a～3d在CH2Cl2中回流脫去甲基得到對(duì)應(yīng)的酚4a～4d，其作用機(jī)制可能涉及3a～3d分子中的C=O和MeO與AlCl3分子由配位作用而形成的穩(wěn)定六元環(huán)有關(guān)[9,11～13]。4a～4d經(jīng)柱層析和重結(jié)晶純化后得到的純品使用MeI/K2CO3在DMF中于室溫順利甲基化得到預(yù)期產(chǎn)物3a～3d。

合成3a～3d的路線源于對(duì)文獻(xiàn)[9]方法的改進(jìn)(Scheme 2)。酰氯2a～2d與4-溴苯甲醚在無(wú)水AlCl3的催化下發(fā)生Friedel-Crafts?；磻?yīng)，得到了預(yù)期產(chǎn)物3a～3d，同時(shí)觀察到一個(gè)副產(chǎn)物，經(jīng)過(guò)結(jié)構(gòu)鑒定，發(fā)現(xiàn)為脫溴化合物3a′～3d′。由于反應(yīng)體系中AlCl3的存在，生成的3a～3d會(huì)發(fā)生脫甲基化反應(yīng)得到4a～4d。

前期研究[9]發(fā)現(xiàn)該脫甲基化反應(yīng)在室溫下即可完成，但是進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，該反應(yīng)對(duì)溫度較為敏感，在室溫較高時(shí)(如夏天)，于室溫反應(yīng)即可進(jìn)行得比較完全；但是在室溫較低時(shí)(如春秋冬)，在室溫下也可發(fā)生反應(yīng)且難以避免，但是即使在大幅度延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間的情況下也難以進(jìn)行完全；嘗試進(jìn)一步降低溫度來(lái)避免該反應(yīng)，結(jié)果未能如愿。因?yàn)榈蜏赝鶎?dǎo)致Friedel-Crafts?；磻?yīng)(2→3)的速度大大降低甚至反應(yīng)不完全而影響收率。為了得到3→4的可靠反應(yīng)條件，我們?cè)贔riedel-Crafts?；磻?yīng)完成后在反應(yīng)混合物中補(bǔ)加一定量的無(wú)水AlCl3并升溫回流，此時(shí)3a～3d即可完全脫去甲基轉(zhuǎn)化為4a～4d。需要指出的是，此時(shí)副產(chǎn)物3a′～3d′并未脫去甲基，因?yàn)槠浞肿又械腃=O與MeO處于苯環(huán)的對(duì)位，不能象3a～3d那樣與AlCl3形成穩(wěn)定的分子內(nèi)六元環(huán)[9,11～13]。

Friedel-Crafts?；磻?yīng)完成后經(jīng)過(guò)處理，得到了4a～4d和3a′～3d′的混合物，我們[9]曾將該混合物粗品直接甲基化后得到3a～3d和3a′～3d′的混合物，再經(jīng)柱層析分離。但3a～3d和3a′～3d′的極性非常相近，因此導(dǎo)致通過(guò)柱層析分離非常困難，尤其在放大實(shí)驗(yàn)中更加明顯。

本文經(jīng)過(guò)優(yōu)化改進(jìn)，先用柱層析分離4a～4d與3a′～3d′，因?yàn)閮烧邩O性相差較大，所以通過(guò)柱層析分離比較容易。純品4a～4d甲基化后得到3a～3d。也曾用堿水溶液洗滌的方法分離4a～4d與3a′～3d′，結(jié)果并不理想。因?yàn)?a～4d分子中疏水性基團(tuán)較大，其鹽的水溶性較差，而且由于C=O導(dǎo)致的鄰位CH的酸性較大的原因4a～4d分子中的反式環(huán)己烷結(jié)構(gòu)經(jīng)過(guò)強(qiáng)堿處理后會(huì)發(fā)生顯著的異構(gòu)化，生成大量的順式異構(gòu)體4a′～4d′(Scheme 3)，給分離帶來(lái)很大的困難；但是這種異構(gòu)化在甲基化反應(yīng)條件下，即使存在K2CO3也不會(huì)發(fā)生。

Scheme2

Scheme3

羰基化合物3a～3d使用Et3SiH/BF3·Et2O在CH2Cl2中于室溫還原，得到對(duì)應(yīng)的亞甲基化合物5a～5d。D-葡萄糖酸內(nèi)酯(6)使用已知的方法轉(zhuǎn)化為其全三甲基硅烷基保護(hù)的化合物7[2，12]。溴化物5a～5d在低溫下使用n-BuLi處理，得到溴-鋰交換產(chǎn)物芳基鋰，后者與7發(fā)生親核加成反應(yīng)，生成游離半縮酮8a～8d。很明顯8a～8d是異頭體混合物，不需要進(jìn)一步純化和表征而直接用于下一步還原反應(yīng)。需要指出的是，在我們前期的研究[9]中，8a～8d先用MeOH/MsOH室溫下處理而發(fā)生甲基糖苷化將其轉(zhuǎn)化為其對(duì)應(yīng)的甲基糖苷再進(jìn)行還原，經(jīng)過(guò)優(yōu)化研究，我們發(fā)現(xiàn)該步酸催化的甲基糖苷化沒(méi)有必要，8a～8d可以直接還原。8a～8d在CH2Cl2中使用Et3SiH/BF3·Et2O于-30 ℃還原，順利得到脫去異頭位OH的C-葡萄糖苷9a～9d。

本文改進(jìn)了此步的反應(yīng)溫度，由我們前期研究[9]的室溫改為此處優(yōu)化后的-30 ℃，因?yàn)槲覀儼l(fā)現(xiàn)該還原反應(yīng)在低溫下即非常容易發(fā)生，而且低溫下可以提高9a～9d的β/α比例，在室溫下還原β/α接近9/1，而在-30 ℃下還原可以提高到>99/1。9a～9d是β/α的異頭物混合物，其中期望的β式占主要比例，直接分離9a～9d中β/α兩個(gè)異構(gòu)體比較困難，因此我們將9a～9d用傳統(tǒng)的Ac2O/吡啶在DMAP(4-二甲氨基吡啶)的催化下在室溫下順利進(jìn)行全乙?；玫綐O性較小的10a～10d，此步反應(yīng)經(jīng)過(guò)優(yōu)化后避免了使用原先研究中[9]條件較為劇烈的“AcONa/Ac2O/AcOH/回流”的條件，大大簡(jiǎn)化了操作。10a～10d經(jīng)過(guò)柱層析和結(jié)晶后分離出純品β-異頭體11a～11d；再于室溫用MeONa/MeOH處理脫去所有乙酰基得目標(biāo)化合物12a～12d。

2.2 體內(nèi)降糖活性

化合物的降血糖活性測(cè)試采用小鼠口服葡萄糖耐受量實(shí)驗(yàn)(OGTT)評(píng)價(jià)[7～9]。

樣品用1%羧甲基纖維素鈉水溶液配制成1 mg·mL-1的混懸液，給藥容量為0.4 mL·(20 g體質(zhì)量)-1，相當(dāng)于20 mg·kg-1的劑量。健康ICR小鼠，雌雄各半，體質(zhì)量20 g～24 g，符合一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

實(shí)驗(yàn)小鼠禁食16 h，分別給小鼠口服待測(cè)化合物或空白1%羧甲基纖維素鈉水溶液，90 min后腹腔注射2 g·kg-1的葡萄糖生理鹽水溶液，2 h后再次注射葡萄糖，空白組不給糖。于初次給糖后0.25 h, 0.5 h, 1.0 h, 1.5 h, 2.0 h, 2.5 h, 3.0 h, 3.5 h和4 h分別用毛細(xì)管從小鼠眼球后靜脈叢取血，然后離心分離血清，采用葡萄糖氧化酶法測(cè)定各時(shí)間點(diǎn)血清中葡萄糖的含量。

化合物的降血糖活性以血糖抑制率(%)衡量，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。

式中:AUC為“血糖濃度-時(shí)間”曲線的曲線下面積

表 1 化合物的OGTT血糖抑制率*Table 1 Blood sugar inhibitory rates of compounds in OGTT

*給藥量20 mg·kg-1, Ⅰa～Ⅰd按文獻(xiàn)[9]方法制備

R圖 1 含反式-4-烷基環(huán)己烷C-葡萄糖苷的構(gòu)效關(guān)系Figure 1 SAR of trans-4-alkylcyclohexane-bearing C-glucosides

為了比較Ⅰa～Ⅰd[9]與12a～12d的降血糖活性，根據(jù)表1數(shù)據(jù)，以取代基R為橫坐標(biāo)以血糖抑制率為縱坐標(biāo)作圖，得到構(gòu)效關(guān)系(SAR)圖(圖1)。由圖1可見(jiàn)，取代基R從左到右依次增加碳原子的個(gè)數(shù)，對(duì)于丙基和丁基這兩個(gè)基團(tuán)，各有兩個(gè)同碳數(shù)目的異構(gòu)體，其排列從左到右直鏈在前支鏈在后。隨著取代基R從H到正戊基的依次變化，抑制率呈現(xiàn)出先增加后減小的有規(guī)律的趨勢(shì)，在R=Et時(shí)(Ⅰc)達(dá)到最大值(85%)，此時(shí)已經(jīng)超過(guò)陽(yáng)性對(duì)照化合物dapagliflozin(84%)。Ⅰc和Ⅰd的抑制率均較高，而在R中含有的碳原子數(shù)超過(guò)4個(gè)(R=n-Bu,t-Bu和n-Pentyl)后，抑制率迅速下降。對(duì)比Chart 1和Chart 2中所列的公認(rèn)的SGLT2抑制劑可以看出，它們的分子右端苯環(huán)上的側(cè)鏈長(zhǎng)度多為2個(gè)～3個(gè)非氫原子(如OMe和OEt)，因此本研究系列所得到的結(jié)論與之一致；同時(shí)也說(shuō)明，SGLT2抑制劑的分子右端也可以容忍非芳香性環(huán)狀結(jié)構(gòu)。上述結(jié)論對(duì)SGLT2抑制劑的設(shè)計(jì)和合成具有重要的指導(dǎo)意義。

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