N-烯丙基-N-(1-(5-溴-2-((4-氯芐基)氧基)芐基)-4-哌啶基)吡啶甲酰胺的合成及表征

程德軍，黃 斌，李明田

(四川理工學(xué)院材料與化學(xué)工程學(xué)院，四川自貢643000)

0 引言

在HIV進(jìn)入白細(xì)胞過程中，結(jié)構(gòu)正常的輔助受體CCR5蛋白質(zhì)起到促進(jìn)HIV進(jìn)入白細(xì)胞的功能.特定的突變基因型CCR5具有抗HIV感染的能力.焦詩卉等［1-5］提出CCR5作為一種可利用的新靶點，以防治人類HIV感染.目前，輔助受體CCR5的拮抗劑主要為非肽類小分子化合物.日本Takeda公司研發(fā)了TAK-779非肽類小分子拮抗劑，在TAK-779基礎(chǔ)之上又合成了另外2種小分子拮抗劑TAK-220和TAK-652，該類突變基因型CCR5拮抗劑具有抗HIV感染的能力［6］.針對輔助受體CCR5的拮抗劑已受到相當(dāng)?shù)年P(guān)注.

本文以芐基保護氨基法，通過還原胺化，逐步引入酰氯得到N-烯丙基-N-(4-哌啶基)吡啶甲酰胺中間產(chǎn)物;通過 NBS溴化得4-溴-2-溴甲基-1-((4-溴芐基)氧)苯，最后通過氨基與溴代物消去，合成了一種新的非肽類小分子化合物，由于采用了較短的合成路線及溫和的反應(yīng)條件，使合成總產(chǎn)率較高，同時比生產(chǎn)其他小分子蛋白的成本低.其結(jié)構(gòu)經(jīng)1H NMR、13C NMR、IR 及 MS確證.同時，對產(chǎn)物進(jìn)行了生物活性測試.實驗路線見圖1.

CCR5小分子拮抗劑結(jié)構(gòu)類型多樣，相對于其他CCR5拮抗劑，產(chǎn)物在結(jié)構(gòu)上有鮮明的特征:1)CCR5拮抗劑能以季銨鹽形式存在，這種季銨鹽在生理pH值條件下都可能被質(zhì)子化，該小分子含有2個季氮原子，其中一個為活性的哌啶環(huán);2)該拮抗劑不但含有特征的酰胺結(jié)構(gòu)，同時，與酰胺相連的是有活性雜原子取代的苯環(huán);3)中間連接鍵含有3～5個碳原子的直鏈或環(huán)狀結(jié)構(gòu)，產(chǎn)物的中間結(jié)構(gòu)是有生物活性的哌啶;4)CCR5拮抗劑的另一端一般存在疏水基團，與其他的拮抗劑引入氮雜原子相比，本產(chǎn)物引入了溴和氯原子，提高了產(chǎn)物的受體結(jié)合性和抗病毒活性.

1 實驗部分

1.1 主要試劑與儀器

3-氯芐氯、5-溴水楊醛、碳酸鉀、哌啶-4-酮、DMF、NBS、硼氫化鈉、烯丙胺鹽酸鹽、苯乙酰氯、二氯甲烷、甲醇、丙酮、三氟乙酸、二碳酸二叔丁酯((Boc)2O)，以上藥品均為市售分析純，使用時沒有進(jìn)一步純化.

BrukerAV600核磁共振波譜儀(德國)，AGILENT質(zhì)譜儀(MSDVL，美國)，TENSOR27傅里葉變換紅外光譜儀(德國).

圖1 N-烯丙基-N-(1-(5-溴-2-((4-氯芐基)氧基)芐基)-4-哌啶基)吡啶甲酰胺的合成路線

1.2 4-溴-2-溴甲基-1-((4-氯芐基)氧)苯的合成

1.2.1 5-溴-2-（（4-氯芐基）氧）苯甲醛（1）的合成向250mL三口瓶中加入對氯芐氯4.86 g(0.03mol)、5-溴-水楊醛 5.00 g(0.025mol)、碳酸鉀 4.25 g(0.03mol)、DMF 100mL，攪拌下發(fā)生回流反應(yīng);TLC檢測無原料后結(jié)束反應(yīng).冷卻至室溫，將反應(yīng)液倒入約150mL乙酸乙酯中，搖勻、分液，下層水溶液再用150mL乙酸乙酯萃取，合并有機相，然后用飽和NaHCO3溶液、飽和NaCl洗滌，最后用無水Na2SO4干燥，得灰白色固體(1)7.30 g，產(chǎn)率為90.1%［7］.

1.2.2 5-溴-2-（（4-氯芐基）氧）苯甲醇（2）的合成 向250mL三口瓶中加入6.48 g(0.02mol)中間體1和100mL甲醇，完全溶解后再分批加入0.92 g(0.024mol)硼氫化鈉，在室溫條件下攪拌1.5 h，當(dāng)TLC檢測無原料后結(jié)束反應(yīng).用2mol·L-1NaOH溶液淬滅反應(yīng)，形成白色沉淀，過濾、干燥得白色固體(2)6.02 g，產(chǎn)率為 92.3%［7］.

1.2.3 4-溴-2-溴甲基-1-（（4-氯芐基）氧）苯（3）的合成 在250mL三口瓶中加入100mL CH2Cl2、7.50 g(0.023mol)中間體2和5.30 g(0.029mol)NBS，完全溶解后，在0℃和劇烈攪拌條件下，于30min內(nèi)分批加入7.8 g(0.029mol)PPh3，在室溫下反應(yīng)5.5 h后做TLC檢測，無原料后結(jié)束反應(yīng).用正己烷洗滌反應(yīng)液，有黃色沉淀出現(xiàn)，過濾除去沉淀，再用飽和食鹽水洗滌，無水Na2SO4干燥，最后濃縮，柱層析分離，蒸干得白色固體(3)8.80 g，m.p.:226.3～230.7 ℃，產(chǎn)率為98.7%［7］.

1.3 N-烯丙基-N-(4-哌啶基)吡啶甲酰胺的合成

1.3.1 N-叔丁氧羰基-4-哌啶酮（4）的合成 在250mL三口瓶中依次加入4-哌啶酮鹽酸鹽15.28 g(0.100mol)、水300mL及丙酮50mL，室溫攪拌10min.另將含(Boc)2O 22.92 g(0.110mol)的50mL丙酮溶液緩慢加入到反應(yīng)體系中，反應(yīng)12 h后蒸干溶劑，用乙酸乙酯及水分液，水層用少量乙酸乙酯洗滌，合并有機相，用無水Na2SO4干燥，蒸干溶劑得白色粉末(4)19.77 g，產(chǎn)率為99.2%.

1.3.2 1-N-Boc-4-烯丙胺哌啶（5）的合成 取中間體44.98 g(0.025mol)及烯丙基氨1.60 g(0.028mol)于THF 60mL和甲醇10mL的混合溶液中，室溫攪拌10min.然后在30min內(nèi)分批加入三乙酰氧基硼氫化鈉7.95 g(0.038mol)，反應(yīng)完畢后用乙酸乙酯加少量水萃取，無水Na2SO4干燥，過濾后蒸干得黃色油狀化合物(5)3.36 g，產(chǎn)率為56.0%［8-9］.

1.3.3 N-烯丙基-N-（4-（N-Boc）哌啶基）吡啶甲酰胺（6）的合成 取中間體51.20 g(0.005mol)溶于20mL CH2Cl2和2.5mL三乙胺的溶液中，緩慢滴加新鮮制備的吡啶-2-甲酰氯1.00 g，室溫攪拌下完成反應(yīng)，蒸干溶劑，用乙酸乙酯和水分液，無水Na2SO4干燥，柱層析提純，得油狀化合物(6)1.30 g，產(chǎn)率為 75.3%［10-11］.

1.3.4 N-烯丙基-N-（4-哌啶基）吡啶甲酰胺（7）的合成 取中間體60.48 g溶于10mL二氯甲烷中，滴入1mL的三氟乙酸，室溫下攪拌，TLC檢測反應(yīng)，反應(yīng)完成后，蒸干溶劑，加入10mL二氯甲烷，旋蒸帶出多余的三氟乙酸，得中間體70.30 g，產(chǎn)率為87.9%.

1.4 N-烯丙基-N-(1-(5-溴-2-((4-氯芐基)氧基)芐基)-4-哌啶基)吡啶甲酰胺(8)的合成

在50mL單口瓶中加入中間體30.40 g(0.001mmol)、中間體70.25 g(0.001mmol)、碳酸鉀0.17 g(0.0012mmol)及溶劑DMF 10mL，攪拌下于室溫中反應(yīng)2～5 h，TLC檢測無原料后結(jié)束反應(yīng)，將反應(yīng)液用乙酸乙酯萃取，飽和食鹽水洗3次，無水Na2SO4干燥，濃縮后過柱分離，得無色油狀物(8)0.40 g，產(chǎn)率為 71.1%.

1.5 受體拮抗劑的活性檢測

對合成的目標(biāo)產(chǎn)物 N-烯丙基-N-(1-(5-溴-2-((4-氯芐基)氧基)芐基)-4-哌啶基)吡啶甲酰胺進(jìn)行了相應(yīng)的受體結(jié)合活性、抗病毒活性測試，以檢測CCRS受體拮抗劑的生物活性，受體結(jié)合活性檢測了 Calcium FluxAssay 和 SPA GTPγSAssay，PBMC細(xì)胞上的抗病毒活性測試.

2 結(jié)果與討論

2.1 中間體3的結(jié)構(gòu)表征

1H NMR(600 MHz，CDCl3)，δ:4.50(s，2H，CH2)，5.09(s，2H，CH2)，6.77(d，J=2，6 Hz，1H，Ar—H)，7.34～7.41(m，J=2，6 Hz，5H，Ar—H)，7.46(s，1H，J=1.5，2 Hz，Ar—H).13C NMR(150 MHz，CDCl3)，δ:29.4，72.6，114.5，116.8，129.2，129.8，132.4，133.2，133.8，134.8，157.5.

MS(ESI):413.20(M+Na)+.

以上分析測試結(jié)果表明中間體3即是4-溴-2-溴甲基-1-((4-氯芐基)氧)苯.

2.2 產(chǎn)物8的結(jié)構(gòu)表征

1H NMR(600 MHz，CDCl3)，δ:1.77～1.87(m，5H)，2.22(t，1H)，2.87(d，1H)，2.96(d，1H)，3.49(s，2H)，4.09(d，2H)，4.99(s，2H)，5.08～5.14(m，1H)，5.22～5.28(m，1H)，5.81～5.87(m，1H)，6.74(dd，1H)，7.31～7.32(d，2H)，7.35(s，1H)，7.45(m，2H)，7.51～7.56(m，2H)，7.65～7.68(m，2H)，8.56(d，1H).

13C NMR(150 MHz，CDCl3)，δ:29.7，30.9，44.2，46.8，52.7，53.0，53.2，55.6，57.0，69.6，113.4，113.6，116.1，123.0，123.3，124.0，128.4，128.5，128.7，129.4，130.6，131.9，132.0，132.1，132.9，134.7，135.2，136.0，136.7，148.0，148.4，155.3，155.7，169.0，169.3.

MS(ESI):554.18，556.21(M+).

IR(KBr):3053.4(C—H)，1654.2(==C O)，1602.0，1574.0，1495.5，1484.3(==C C)，1279.4(C—O—C)cm-1.

以上分析測試結(jié)果表明產(chǎn)物8即是目標(biāo)產(chǎn)物N-烯丙基-N-(1-(5-溴-2-((4-氯芐基)氧基)芐基)-4-哌啶基)吡啶甲酰胺，總產(chǎn)率約為21.2%.

2.3 活性檢測結(jié)果

目標(biāo)產(chǎn)物8的相應(yīng)的受體結(jié)合活性結(jié)果為Calcium FluxAssay(IC50=23.6 nM)和 SPA GTPγSAssay(IC50=7.28 nM)，PBMC細(xì)胞上的抗病毒活性測試(EC50=53.5 nM)，可以看出該化合物都顯示了較好的結(jié)合活性和抗病毒活性［12-13］.

3 結(jié)論

本文采用分段合成方法分別合成了2種中間產(chǎn)物，最終得到了1種新的非肽類小分子化合物N-烯丙基-N-(1-(5-溴-2-((4-氯芐基)氧基)芐基)-4-哌啶基)吡啶甲酰胺，合成總產(chǎn)率為21.2%，合成步驟相對較少，反應(yīng)條件要求不高，其結(jié)構(gòu)經(jīng)1H NMR、13C NMR、IR及MS確證，產(chǎn)物經(jīng)受體結(jié)合活性(Calcium FluxAssay(IC50=23.6 nM)、SPA GTPγSAssay(IC50=7.28 nM))和抗病毒活性測試(EC50=53.5 nM)，顯示了較好的生物活性.

目前，國際上把研究非肽類小分子化合物CCR5抑制劑作為重要手段，以有效控制HIV-1病毒的感染，哌啶基吡啶甲酰胺類小分子拮抗劑有效好的結(jié)合活性和抗病毒活性，可能在抗HIV感染或生物醫(yī)藥領(lǐng)域內(nèi)具有潛在應(yīng)用價值，且具有通過靜脈注射方式給藥的優(yōu)勢，其應(yīng)用前景廣泛.

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