C5a受體拮抗劑W-54011的合成

芮 雪,陳志立,趙 帥,劉雪芹,陳 新

(常州大學 制藥與生命科學學院，江蘇常州 213164)

補體C5a是一種由74個氨基酸殘基構成的多肽，是中性粒細胞和其他白細胞的有效趨化因子，并且是重要的炎癥介質(zhì)[1-2]。C5a在肥大細胞脫顆粒、平滑肌收縮、單核細胞遷移、血管擴張、炎癥部位血管通透性增加，以及免疫細胞募集方面具有重要作用。C5a的生物活性涉及多種疾病，如類風濕性關節(jié)炎[3-4]、系統(tǒng)性紅斑狼瘡[5-9]、再灌注損傷[10]、阿爾茨海默病[11-14]和敗血癥[15-16]等。

W-54011是首個報道的具有口服活性的非肽類C5a受體拮抗劑，可與C5a受體直接結合，抑制C5a活性，有助于C5a調(diào)節(jié)的炎癥疾病的治療。2002年，Sumichika等[17]通過高通量篩選發(fā)現(xiàn)C5a受體拮抗劑W-54011具有非常高的生物活性，其可抑制125I標記的C5a受體與人中粒細胞結合，Ki值為2.2 nM，也可抑制C5a誘導的細胞鈣離子內(nèi)流、趨化因子和人中粒細胞反應性超氧化物酶的產(chǎn)生，其半數(shù)抑制濃度(IC50)分別為3.1 nM,2.7 nM和1.6 nM。隨后，Sumichika等報道了所述化合物在結合測定中比肽模擬物PMX53更具活性，甚至比抗C5a受體單克隆抗體更具活性。在測定中，W-54011的IC50達到了90 nM。因此，尋找簡單快捷地制備C5a受體拮抗劑W-54011的方法具有重要的意義。W-54011的化學結構中含有一個不對稱碳原子，根據(jù)文獻報道W-54011消旋化物具有很好的生物活性[2,17],因此本文所討論的目標化合物是消旋化W-54011。

2011年，Nakamura等[18]報道了具有C5a受體拮抗活性的酰胺類衍生物并闡述了W-54011的制備方法，其合成路線缺點在于制備過程中使用劇毒的氰化鈉，實際生產(chǎn)中大受限制。2012年，Richmond等[19]報道了合成W-54011關鍵中間體7-甲氧基-1,2,3,4-四氫化萘-1-羧酸(4)的方法，該路線合成過程中需要使用一氧化碳氣體，操作繁雜。

本文以廉價易得的7-甲氧基-1-萘滿酮為起始原料，經(jīng)過Wittig 反應、去甲基化、烯醇互變、Jones氧化等反應制得關鍵中間體7-甲氧基-1,2,3,4-四氫化萘-1-羧酸(4)；4-異丙基苯胺和4-(二甲基胺基)苯甲醛經(jīng)過還原胺化反應得(E)-4-{[(4-異丙基苯基)亞胺基]甲基}-N,N-二甲基苯胺(6)；4轉化為相應的酰氯后與6反應合成N-[4-(二甲基氨基)芐基]-N-(4-異丙基苯基)-7-甲氧基-1,2,3,4-四氫化萘-1-甲酰胺(W-54011，Scheme 1)，總收率24%，其結構經(jīng)1H NMR,13C NMR和HR-MS(ESI)表征。

Scheme 1

Scheme 2

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

Bruker 300/400 MHz型核磁共振儀(CDCl3為溶劑，TMS為內(nèi)標)；Agilent 1260型高效液相色譜儀；Thermo Orbitrap Elite型質(zhì)譜儀。

所用試劑均為分析純。

1.2 合成

(1) 7-甲氧基-1-(甲氧基亞甲基)-1,2,3,4-四氫化萘(2)的合成

氮氣保護下，在250 mL圓底燒瓶中加入(甲氧基甲基)三苯基溴化膦21.1 g(54.5 mmol)和無水四氫呋喃150 mL，降溫至-78 ℃，20 min內(nèi)滴加正丁基鋰27 mL(61.1 mmol,2.5 mol/L inn-hexane)，滴畢，攪拌下反應0.5 h；于-78 ℃滴加7-甲氧基-1-萘滿酮8.0 g(45.4 mmol)的四氫呋喃溶液，升至室溫反應12 h(TLC監(jiān)測)。用飽和氯化銨溶液淬滅反應，濃縮，殘余物加入乙酸乙酯和水進行萃取，有機相用飽和食鹽水洗滌，經(jīng)無水硫酸鈉干燥，濃縮，殘余物經(jīng)快速柱層析[洗脫劑:A=V(石油醚)/V(乙酸乙酯)=30/1]純化得無色油狀液體28.0 g,產(chǎn)率68%；1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ:1.72～1.78(m,2H),2.46～2.50(m,2H),2.66(t,J=6.1 Hz,2H),3.72(s,3H),3.78(s,3H),6.60(s,1H),6.64(dd,J=8.3 Hz,2.6 Hz,1 H),6.89(d,J=2.6 Hz,1H),6.97(d,J=8.3 Hz,1H);13C NMR(100 MHz,CDCl3)δ:22.8,23.4,29.8,55.4,60.2,106.9,111.5,114.9,129.2,129.4,135.2,143.1,157.9;HR-MS(ESI)m/z:Calcd for C12H16O2{[M+H]+}205.1223,found 205.1219。

(2) 7-甲氧基-1,2,3,4-四氫化萘-1-甲醛(3)的合成

在250 mL圓底燒瓶中加入29.5 g(46.5 mmol)、甲醇60 mL和2 N HCl 300 mL，回流反應12 h(TLC監(jiān)測)。蒸除溶劑，殘余物加入乙酸乙酯和水，分液，有機相用飽和食鹽水洗滌，經(jīng)無水硫酸鈉干燥，濃縮，粗產(chǎn)物經(jīng)快速柱層析(洗脫劑:A=50/1)純化得到無色油狀液體36.7 g,產(chǎn)率76%；1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ:1.76～1.84(m,2H),1.89～1.96(m,1H),2.18～2.25(m,1H),2.74(t,J=6.3 Hz,1H ),3.59(t,J=5.0 Hz,1H),3.81(s,3 H),6.71(d,J=2.5 Hz,1H),6.81(dd,J=8.4 Hz,2.6 Hz,1H),7.09(d,J=8.4 Hz,1H),9.69(d,J=2.2 Hz,1H);13C NMR(100 MHz,CDCl3)δ:20.7,22.9,28.3,51.8,55.2,113.3,114.2,129.9,130.6,131.7,157.8,201.9;HR-MS(ESI)m/z:Calcd for C12H14O2{[M+H]+}191.1067,found 191.1069。

(3) 7-甲氧基-1,2,3,4-四氫化萘-1-羧酸(4)的合成

將33 g(15.8 mmol)溶于30 mL丙酮中，降溫至0 ℃，緩慢滴加瓊斯試劑4.5 mL，滴畢，反應完全(TLC監(jiān)測)。濃縮，殘余物加入乙酸乙酯和水，分液，有機相用無水硫酸鈉干燥，濃縮，乙酸乙酯和石油醚重結晶得淡黃色固體42.2 g，產(chǎn)率73%；1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ:1.72～1.77(m,1H),1.92～2.02(m,2H),2.14～2.20(m,1H),2.65～2.78(m,2H),3.76(s,3H),3.80(t,J=5.6 Hz,1H),6.75(t,J=4.9 Hz,2H),7.02(d,J=8.6 Hz,1H);13C NMR(100 MHz,CDCl3)δ:20.7,26.5,28.4,44.8,55.4,113.7,114.3,129.5,130.4,133.4,157.6,181.5;HR-MS(ESI)m/z:Calcd for C12H14NaO3{[M+Na]+}229.0835,found 229.0840。

(4) 4-{[( 4-異丙基苯基)亞胺基]甲基}-N,N-二甲基苯胺(5)的合成

將4-異丙基苯胺2.03 mL(14.8 mmol)和4-(二甲基胺基)苯甲醛2.21 g(11.8 mmol)加入100 mL無水乙醇中，攪拌下反應過夜。真空濃縮，殘余物用乙醇和石油醚重結晶，抽濾，濾餅用石油醚洗滌，真空干燥得黃綠色晶體狀固體53.6 g,產(chǎn)率92%；1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ:1.26(d,J=6.8 Hz,6H),2.86～2.96(m,1H),3.00(s,6H),6.71(d,J=8.8 Hz,2H),7.17(d,J=8.4 Hz,2H),7.21(d,J=8.0 Hz,2H),7.75(d,J=8.8 Hz,2H),8.33(s,1H);13C NMR(100 MHz,CDCl3)δ:24.2,33.7,40.3,111.7,120.9,124.7,127.1,130.4,145.8,150.7,152.5,159.7;HR-MS(ESI)m/z:Calcd for C18H22N2{[M+H]+}267.1856,found 267.1854。

(5) 4-{[(4-異丙基苯基)胺基]甲基}-N,N-二甲基苯胺(6)的合成

將52.5 g(9.6 mmol)和硼氫化鈉398.7 mg(10.5 mmol)加入到35 mL甲醇中，攪拌下反應2 h(TLC監(jiān)測)。用飽和氯化銨溶液淬滅反應，真空濃縮，殘余物加入乙酸乙酯和水，分液，有機相經(jīng)無水硫酸鈉干燥，用石油醚重結晶，抽濾，濾餅用石油醚洗滌，真空干燥得到透明鱗片狀固體62.4 g,產(chǎn)率94%；1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ:1.20(d,J=7.2 Hz,6H),2.75～2.85(m,1H),2.92(s,6H),4.16(s,2H)，6.58(d,J=8.8 Hz,2H ),6.71(d,J=8.4Hz,2H),7.03(d,J=8.4 Hz,2H),7.23(d,J=8.4 Hz,2H);13C NMR(100 MHz,CDCl3)δ:24.4,33.3,40.8,48.4,112.9,112.9,127.2,127.5,128.9,137.9,146.6,150.1;HR-MS(ESI)m/z:Calcd for C18H24N2{[M-H]-}267.1867,found 267.1848。

(6)W-54011的合成

在25 mL圓底燒瓶中加入4490 mg(2.4 mmol)和氯化亞砜359 μL(4.9 mmol)，氮氣保護下，回流反應2 h。蒸除多余氯化亞砜，降溫至0 ℃，緩慢加入無水二氯甲烷2 mL和三乙胺412.9 μL(3.0 mmol)，然后加入5531 mg(2.0 mmol)的無水二氯甲烷(2 mL)溶液，升溫至室溫，反應12 h。真空濃縮，殘余物經(jīng)硅膠柱層析(洗脫劑:A=50/1)純化得淡黃色黏稠液體W-54011570 mg,產(chǎn)率63%；1H NMR(400 MHz,CDCl3)δ:1.24(d,J=6.8 Hz,6H),1.41～1.50(m,1H),1.85～1.90(m,1H),1.97～2.04(m,2H),2.54～2.61(m,1H),2.73～2.81(m,1H),2.85～2.91(m,1H),2.93(s,6H),3.68(s,3H),3.73(t,J=4.8 Hz,1H),4.58(d,J=13.6 Hz,1H),5.06(d,J=18 Hz,1H),6.52(s,1H),6.52(s,1H),6.63～6.68(m,3H),6.93～6.99(m,3H),7.13～7.18(m,4H);13C NMR(100 MHz,CDCl3)δ:21.8,24.0,24.1,27.6,28.6,33.8,40.8,43.0,52.8,55.3,112.6,112.8,126.2,127.7,128.2,129.8,130.2,130.3,137.0,140.6,148.7,150.0,157.7,175.4;HRMS(ESI)m/z:Calcd for C30H36N2O2Na{[M+Na]+}479.2669,found 479.2666。

以7-甲氧基-1-萘滿酮和(甲氧基甲基)三苯基溴化膦為原料，經(jīng)過Wittig反應制得化合物2[20]，產(chǎn)率68%；2經(jīng)過去甲基化、烯醇互變得到化合物3，產(chǎn)率76%；3經(jīng)過Jones氧化以73%產(chǎn)率得到7-甲氧基-1,2,3,4-四氫化萘-1-羧酸(4)。實驗過程表明，這幾個步驟得到的化合物可以未經(jīng)純化直接投料，經(jīng)過重結晶得到羧酸4，三步產(chǎn)率為23%，省去了實驗操作的繁雜。以4-異丙基苯胺和4-(二甲基胺基)苯甲醛為原料經(jīng)過還原胺化反應得到化合物6[21]。羧酸4與氯化亞砜反應轉化成相應酰氯后再與6進行?；磻玫紺5a受體拮抗劑W-54011[19]。當使用草酰氯代替氯化亞砜，且滴加DMF(N,N-二甲基甲酰胺)作為催化劑時(Scheme 2)，羧酸4也未能被?；上鄳孽Ｂ?TLC未監(jiān)測到酰氯的生成)，可能是因為氯化亞砜的氯化能力比草酰氯強。

3 結論

以7-甲氧基-1-萘滿酮為起始原料，合成了N-[4-(二甲基氨基)芐基]-N-(4-異丙基苯基)-7-甲氧基-1,2,3,4-四氫化萘-1-甲酰胺(C5a受體拮抗劑W-54011)，總收率24%。該方法具有原料廉價易得、反應條件溫和，操作簡便等特點。