1、新型医药中间体的合成研究The Synthesis of New PharmaceuticalIntermediates目 录摘要 .IAbstract .II引 言 .1第 1 章 文献综述 .21.1 8-氯甲基 -5-甲基-2，3 ，4，5-环己烯1，4氧氮杂环简介 .21.2 帕金森病药物使用现状和研究进展 .21.2.1 左旋多巴 .21.2.2 多巴胺受体激动剂(DARA) .21.2.3 单胺氧化酶 2B(MAO2B)抑制剂 .41.2.4 儿茶酚 2 氧位 2 甲基转移酶抑制剂(COMT) .41.2.5 谷氨酸受体拮抗剂 .51.2.6 抗胆碱制剂 .51.2.7 腺苷 A2
2、A 拮抗剂 .51.2.8 神经营养因子(neurotrophic factors ,NTFs) .51.2.9 基因治疗 .61.3 腺苷 A2A 受体拮抗剂治疗帕金森病的实验研究近况 .61.3.1 国内外研究现状 .61.3.2 腺苷 A2A 受体对纹状体神经元的影响 .71.3.3 腺苷 A2A 受体拮抗剂 .9第 2 章 实验部分 .112.1 实验试剂与仪器 .112.2 实验步骤 .122.2.1 第一步反应 .122.2.2 第二步反应 .132.2.3 第三步反应 .132.2.4 第四步反应 .142.2.5 第五步反应 .142.2.6 第六步反应 .142.2.7 第七
3、步反应 .152.2.8 第八步反应 .152.3 分析方法 .16第 3 章 实验结果与讨论 .173.1 实验收率 .173.2 LCMS 图谱分析 .193.3 核磁图谱分析 .22结 论 .31致 谢 .32参考文献 .33I新型医药中间体的合成研究摘要:据世界帕金森病协会统计资料显示全球已有 500 多万帕金森病患者，然而抗帕金森药物市场发展不是很平衡，目前用于抗帕金森病的新老药物只有 20 多只品种。我们通过对帕金森病药物使用现状和研究进展进行了概述，发现有实验研究表明腺苷 A2A 拮抗剂与多巴胺 D2 受体同位于纹状体内苍白球刺状输出神经元上 ,两种受体有相互拮抗的作用，因此，腺
4、苷 A2A 受体拮抗剂可产生与多巴胺 D2 受体相似的作用，认为可以用于帕金森病的治疗，本课题就腺苷 A2A 受体及其拮抗剂的特性，对腺苷 A2A 受体拮抗剂治疗帕金森病也进行了概述并合成一种新型医药中间体。我们以 5-甲基-2-氨基苯酚为原料，经过加 Boc酸酐保护氨基，以及亲核取代成环，氧化，还原，氯化等一系列的反应生成最终化合物，而该化合物将做为中间体来合成这类腺苷 A2A 受体拮抗剂。我们通过核磁检测验证所得每步产物为期待产物，并对一些产物进行 LCMS 检测，所得产物的纯度都达到 89%以上。关键词：帕金森病，腺苷 A2A 拮抗剂，医药中间体，5-甲基-2-氨基苯酚IIThe Syn
5、thesis of New Pharmaceutical IntermediatesAbstract: According to the World Parkinsons Disease Association statistics，there are over 5 million patients with Parkinson disease.However, the development of anti-Parkinsons drug market is not very balanced, and there are only more than 20 varieties of old
6、 and new drugs used for anti-Parkinsons disease currently.We use an overview of the status and progress of Parkinsons disease drugs. The experimental studies have shown that the adenosine A2A antagonist and dopamine D2 receptors in the globus pallidus, striatum spiny output neurons, two receptors an
7、tagonistic role of adenosine A2A receptor antagonist similar to the dopamine D2 receptor that can be used for the treatment of Parkinsons disease.According to the adenosine A2A receptor antagonist properties,we make an overview of the adenosine A2A receptor antagonist,s treatment of Parkinsons disea
8、se, and find the way of the synthesis of a new type of drug intermediates. We use 5 - methyl - 2 - Aminophenol as raw materials, by adding protection of amino Boc anhydride after nucleophilic substitution cyclization, oxidation, reduction, chloride and a series of reaction to generate the final comp
9、ound, the compound will be used as intermediates to the synthesis of this type of adenosine A2A receptor antagonist. Through the NMR testing,we verify the each step of product is what we are looking forward to, and through some products LCMS detection, the purity of the products are more than 89%.Ke
10、ywords: Parkinsons disease; adenosine A2A antagonists; pharmaceutical intermediates; 5 - methyl - 2 - amino phenol.1引 言帕金森病(Parkinsonismdisease ,PD)是一种常见的进行性中枢神经性疾病，好发于中老年人。随着老龄化社会的到来，PD 患病人数有增加趋势。有资料显示，目前德国约有30 万人正在遭受 PD 带来的痛苦，而美国患病人数则高达 100 万人。20 世纪 60 年代由王忠诚院士牵头组织的普查结果表明，我国的 PD 患病率为 1.81 。PD 临床主要
11、症状是静态性震颤、僵硬、行动迟缓、走路困难等。随着时间的延长，病情呈进行性加重，严重影响病人的生活质量，给社会和家庭带来了严重的负担。PD 的确切病因目前仍不清楚，但其症状源于制造多巴胺的大脑细胞等神经细胞的退化，可能与年龄老化、遗传、环境因素和环境神经毒素等有关。多巴胺是一种神经信号传输物质，中枢神经系统中多巴胺的缺乏乃是引起本病各种症状、体征的主要原因。因此,提高中枢神经系统中多巴胺的含量，或纠正多巴胺能神经与胆碱能神经两大系统功能的不平衡，是本病一般治疗原则所遵循的出发点。随着对 PD 发病机制的不断探索，越来越多的药物应用于 PD 不同发病阶段的临床治疗。其中腺苷 A2A 受体在大鼠、
12、小鼠、猴和人的纹状体中有丰富的表达。它们与多巴胺 D2 受体同位于纹状体内苍白球刺状输出神经元上,两种受体有相互拮抗的作用。因此腺苷 A2A 拮抗剂可产生与多巴胺 D2 受体相似的作用，认为可以用于帕金森病的治疗。选择性腺苷 A2A 拮抗剂的研究,也显示长期给药可以加强左旋多巴作用，而不会有异动症。有可能成为一种新型的有效的抗帕金森病药物，我们所合成的化合物可以作为其中间体来形来成这种拮抗剂。2第 1 章 文献综述1.1 8-氯甲基-5-甲基-2，3，4，5-环己烯1，4 氧氮杂环简介8-氯甲基 -5-甲基-2，3，4 ，5-环己烯1，4氧氮杂环的化学分子式 C11H14NOCl，其质量摩尔分
13、数为 211.08g/mol，为浅黄色固体，是一种新型化合物，也是一种重要的医药中间体，此化合物可以用于合成 A2A 受体拮抗剂，有助于帕金森病的治疗，而且此化合物还有一些未知的性质和用途有待于发现研究，因此它具有着重大的意义。1.2帕金森病药物使用现状和研究进展1.2.1 左旋多巴补充脑内多巴胺是目前最常用且最有效的方法。外源性多巴胺不能透过血脑屏障(BBB) ，应用其前体物左旋多巴能通过 BBB 进入脑内，经多巴脱羧酶脱羧转变成多巴胺，从而起到补充脑内多巴胺的作用。由于脱羧酶在外周各脏器和血管壁广泛存在，故在药物吸收和传输过程中，大部分已转变成多巴胺，刺激外周多巴胺受体而引起多方面的外周不
14、良反应。如恶心、呕吐、厌食等消化道症状和血压降低、心律失常等心血管症状。脑外多巴胺脱羧酶抑制剂如苄丝肼和卡比多巴，它们不能通过 BBB，当应用小剂量时，仅抑制脑外的左旋多巴的脱羧作用 1。因此，脑外多巴胺脱羧酶抑制剂与左旋多巴合并应用可阻止外周多巴胺的形成，从而减少左旋多巴的用量，加强其疗效并减少其外周不良反应。目前常用的复方制剂有美多巴(Madopar) 和帕金宁(Sinemet) 2。左旋多巴的不良反应主要有消化道反应、直立性低血压、神经精神症状、运动波动和运动障碍。后两者主要在长期用药后出现，是影响左旋多巴应用的最主要原因 1。近期开发的依替左旋多巴(etilevodopa) 3即左旋多
15、巴乙酯，在肠道中很快水解成左旋多巴，而在胃中则不被水解。该药比左旋多巴起效快，到达“ 开” 的时间更短，作用时间更长，治疗的耐受性好，且不良反应较少。该药有可能成为有波动反应帕森病患者新的长期应用的治疗药物，目前正在进行期临床试验。1.2.2 多巴胺受体激动剂(DARA)对于晚期 PD 患者，由于大部分黑质神经元变性后缺少多巴脱羧酶，不能把外源性左旋多巴转变为多巴胺，故用多巴胺无效。最近的研究发现多巴胺在脑内降解时可产生大量的氧自由基，对神经元有损伤作用 4。多巴胺受体激动剂直接作用于纹状体多巴胺受体，而不需要多巴胺能神经元进行转化、储存和释放，因而其疗效不易受到黑质多巴胺能神经元进行性丢失的
16、影响，其次，这类药物直接刺激多巴胺受体而可减少不良反应。此外，3多巴胺受体激动剂在体内不进行氧化代谢，不产生自由基或诱导氧化的反应应激。第一代多巴胺受体激动剂始于 20 世纪 70 年代，主要为左旋多巴的辅助药物用于晚期患者。半合成的麦角类衍生物2 ,5溴隐亭(bromocriptine)、麦角乙脲(lisuride)等，主要作于 D2 受体，培高利特(pergolide)即协良行，直接作用于 D1 和 D2 受体，其疗效维持时间较长，部分对溴隐亭失去反应的患者在改用培高利特后仍有效，阿朴吗啡类如阿朴吗啡(apo2morphine)，20 世纪 50 年代开始用于抗帕金森病，其作用时间短，多采
17、用皮下注射，也可肌内注射、口服和经皮给药，由于阿朴吗啡常诱发给药部位的皮肤损害，在美国已停用。虽然第一代多巴胺受体激动剂在改善左旋多巴疗效、减轻其运动不良反应方面确实起到了一定作用,但远未达到理想的标准，且有明显的不良反应，限制了其临床使用。近年来，出现了一些新的多巴胺受体激动剂，我们称之为第二代多巴胺受体激动剂。如新型麦角类长效 D2 受体激动剂卡麦角林(cabergoline) 5，选择性非麦角类多巴胺 D2 受体激动剂罗匹尼罗(ropinirole)，非麦角类多巴胺 D2，D 3，D 4 受体激动剂普拉克索(pramipexole)，具有 22 肾上腺素能和选择性多巴胺 D2 受体激动活
18、性的他利克索(talipexole)6。新的多巴胺激动剂在辅助左旋多巴治疗晚期帕金森患者，疗效等同或更优于第一代激动剂，且不良反应更小 7。更为重要的是，新的激动剂的出现，给早期帕金森病用药方面带来了显著变化，一旦患者的功能障碍达到需要症状性治疗的程度，目前大多数神经病学专家则可能推荐首先使用受体激动剂，在必要时再添加左旋多巴。但须指出的是,左旋多巴对年老体弱患者仍然是最好的初始治疗药物，因其具有最佳的即刻作用效果 8。目前关于受体激动剂的早期治疗，已有多项前瞻性开放性试验完成 9。研究结果表明受体激动剂单独用于早期治疗要优于安慰剂，帕金森病统一量表(UPDRS)和日常生活功能量表(ADL)评
19、分都显著改善，同时与左旋多巴相比，可以减少运动并发症，原因是受体激动剂作用时间较左旋多巴长，可以长时间持续刺激多巴胺受体 10。另外，推测该类药物可能有神经保护作用，从而推迟疾病的进展。对这一提法目前正在进行临床试验 11。如果该类药物的神经保护作用被证实，多巴胺激动剂的治疗作用和传统用法将被重新评价，即不单单用于症状治疗，而是早期阶段就开始使用。帕金森病患者具有突触后多巴胺受体，完全受体激动剂会导致受体迅速脱敏，而部分受体激动剂不会产生这种不良作用，能使突触后受体更持久地处于激活状态。正在研究中的部分多巴胺受体激动剂如 SLV30812，可以显著延长疗效，避免或大大降低恶心、4呕吐、幻觉等不
20、良反应。另有研究表明，通过多巴胺重吸收阻滞剂，如 br2asofensine13和 BTS74239814，间接刺激多巴胺受体，在 12 甲基 242 苯基 21 ,2 ,3 ,62 四氢吡啶(MPTP)诱导的帕金森病灵长类动物模型中产生抗帕金森作用，但不产生异动症。1.2.3 单胺氧化酶 2B(MAO2B)抑制剂多巴胺降解需要两种酶，即单胺氧化酶(MAO)和儿茶酚 2 氧位 2 甲基转移酶(COMT) 。多巴胺在脑内通过 MAO2B 氧化降解，并在其代谢过程中产生大量氧自由基损伤神经元。另外,MPTP 是通过 MAO2B 氧化为有毒的 12 甲基 24 苯基吡啶离子(MPP + )，因此，抑
21、制MAO2B 的活性既能延长多巴胺在脑内的停留时间，增强疗效，减少左旋多巴的用量及其不良反应，又能间接起到保护神经元的作用 1 。司来吉兰( selegiline)，即丙炔苯丙胺，商品名 Eldepryl 或 Deprenyl，是一种选择性MAO2B 抑制剂 15。它的出现被人们称作 PD 药物治疗的第二次革命。本品口服吸收好,较易透过血脑屏障。单独服用本品有轻微作用，可延缓致残的发生，并推迟神经功能障碍的出现。与左旋多巴合用时效果更明显，可改善 50 %70 %的患者的症状波动。本品必须严格控制用量，否则有可能出现高血压危象。拉扎贝胺(lazabemide)、mefegiline、雷沙吉兰(
22、rasagiline)和 safinamide17等系正在临床研究阶段的新的 MAO2B 抑制剂。与司来吉兰相比，新的 MAO2B 抑制剂选择性更强，因此具有更高的活性，且不良反应较轻。1.2.4 儿茶酚 2 氧位 2 甲基转移酶抑制剂(COMT) 18COMT 是 MAO 之外的另一种左旋多巴和多巴胺代谢酶。COMT 抑制剂可使到达脑内的左旋多巴水平升高,从而增强左旋多巴的作用效果。目前常用的有托卡朋(tolcapone)和恩他卡朋(entacapone)。托卡朋是由瑞典的 Roche 公司开发，于 1998 年获得 FDA 批准。本品在中枢和外周均有作用，可有效延长左旋多巴血浆半衰期，但并
23、不升高左旋多巴峰浓度。临床试验表明，托卡朋在剂量 5800 mgd - 1 耐受性很好，在红细胞内迅速产生可逆性的 COMT 抑制作用,其抑制作用和剂量有关。本品作为辅助治疗药物，能大大提高左旋多巴的生物利用度并改善临床症状，使症状波动患者的“开” 期延长， “关”期缩短。同溴隐亭相比，本品效果更好而不良反应相似。但在 1999 年 1 月，其生产商 Roche 开展了一项肝功能检测计划，发现存在罕见但严重的致死性急性爆发性肝功能衰竭的危险。恩他卡朋，商品名Comtan，为芬兰的 Orion 公司开发，于 1999 年 10 月获得 FDA 批准。本品是特异性外周COMT 抑制剂，可有效延长左
24、旋多巴血浆半衰期，但并不升高左旋多巴峰浓度。临床剂5量范围 4001 600 mgd - 1，最大安全剂量为 2000 mgd- 1。本品临床上常与左旋多巴 P 卡比多巴合用，可显著提高左旋多巴的生物利用度。恩他卡朋常见的不良反应包括运动障碍、恶心、腹泻、尿液变色。1.2.5 谷氨酸受体拮抗剂越来越多的证据表明，多巴胺减少引起的帕金森症状和治疗引起的运动并发症与在纹状体棘状神经元中表达的谷氨酸受体功能的改变有关 19。选择性拮抗 NMDA 受体的药物不但能减少运动并发症,还能改善帕金森症状。常用有金刚烷胺(amantadine)、美金刚(memantine)和 MK801。但它们是一些具有微弱
25、拮抗作用的非特异性 NMDA 受体拮抗剂，临床应用效果不佳，且不良反应多。研究开发具有特异性拮抗 AMDA 受体的药物是以后的方向。1.2.6 抗胆碱制剂该类药物能对抗失衡后过多的乙酰酰胆碱的作用，也抑制突触间隙中多巴胺的再摄取，纠正乙酰胆碱和多巴胺的不平衡。适用于早期轻症的患者，对震颤有效，但对运动迟缓和肌强直没有明显的疗效，一般用于辅助左旋多巴的治疗。常用药物有苯海索(benzhexol ,安坦)、苯扎托品(benzatropine)和右苄替米 14，此类药物疗效不及金刚烷胺，且不良反应明显。1.2.7 腺苷 A2A 拮抗剂腺苷 A2A 受体在大鼠、小鼠、猴和人的纹状体中有丰富的表达。它们
26、与多巴胺 D2 受体同位于纹状体内苍白球刺状输出神经元上，两种受体有相互拮抗的作用。因此，腺苷A2A 拮抗剂可产生与多巴胺 D2 受体相似的作用，认为可以用于帕金森病的治疗。在早期，用黄嘌呤衍生物治疗帕金森病的试验失败了，但后来的研究表明，使用更低剂量的该类药物可以改善帕金森病。最近一项流行病研究显示，非选择性的咖啡因可以降低帕金森病的危险 Shiozaki 等 20在几种帕金森病小鼠模型中发现 KW26002 是目前知道作用最强的选择性腺苷 A2A 拮抗剂，可以改善由利舍平或 MPTP 引起的强直性僵直和运动功能减退。Kanda 等 21在 MPTP 处理中发现联合使用 KW26002 与左旋多巴或选择性D1，PD 2 多巴胺激动剂可以提高抗帕金森作用,但不会增加异动症。同时其他一些对另一种选择性腺苷 A2A 拮抗剂 SCH58261 的研究，也显示长期给药可以加强左旋多巴作用，而不会有异动症。腺苷 A2A 拮抗剂可以减少帕金森病治疗中左旋多巴的用量，有可能成为一种新型的有效的抗帕金森病药物。1.2.8 神经营养因子(neurotrophic factors ,NTFs)
