苯并杂环取代1,3,4-噁二唑类化合物及其制备方法和应用
苯并杂环取代1,3,4-噁二唑类化合物及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及医药技术领域，具体涉及一种苯并杂环取代1，3, 4-噁二唑类化合物 及其制备方法、以及其作为果糖-1，6-二磷酸酯酶（简称FBPase)抑制剂和作为蛋白酪氨 酸磷酸酯酶IB(简称PTP1B)抑制剂的应用以及在制备治疗II型糖尿病药物中应用。
【背景技术】
[0002] 糖尿病是严重威胁人类健康的重大疾病之一。流行病学的统计数据表明：至2010 年，全世界糖尿病患者约2. 85亿，且近年来发病人数呈快速增长态势，预计到2030年，患病 人数可能达到2010年的两倍。同样来自2010年的统计数据，中国的糖尿病患者数超过了 9200万，即成年人中大约有十分之一患有糖尿病，且另有1. 48亿人临床显示出初期症状， 成为了糖尿病高危人群。
[0003] 由于成因不同，糖尿病可分为四类，即：1型、II型、妊娠糖尿病及其他类型。I型 糖尿病因胰腺中β细胞被自身免疫系统攻击导致不能正常分泌胰岛素，因此I型糖尿病也 被称为胰岛素依赖型，多见于儿童或青少年。II型糖尿病以胰岛素抵抗（即体内组织对胰 岛素的敏感性降低）为特征，同时也伴随着胰岛素的分泌不足。而胰岛素是胰腺β细胞分 泌的人体内唯一的降血糖激素，在维持人体正常血糖水平中扮演多种关键角色，如：促进葡 萄糖从血液到细胞的转运、加速糖原合成、抑制糖原分解、加速糖的有氧氧化、减少糖异生、 减缓脂肪动员促进葡萄糖利用等。人体外周组织，如肌肉、脂肪等对胰岛素促进葡萄糖的吸 收、转化、利用发生了抵抗将导致血糖的升高，即使胰岛素分泌足够。因此，II型糖尿病也 被称为非胰岛素依赖型，占到糖尿病患者的90%以上。
[0004] 研究证实，造成II型糖尿病人血糖异常升高的直接且主要的原因是内源性葡萄 糖生成量的增加。内源性葡萄糖的生成有两条途径：其一，糖异生作用（GNG);其二，糖原 分解作用。其中，糖异生被进一步证实是造成肝脏中葡萄糖过量生成的主要元凶。通过 糖异生，三碳底物在多步酶促反应作用后转化成葡萄糖（三碳底物主要为丙酮酸和甘油， 而乳酸、丙氨酸等底物通过生成丙酮酸参与到糖异生过程）。因而，抑制糖异生过程成为 抑制葡萄糖生成进而控制血糖水平从而治疗糖尿病的有效途径。其中果糖-1，6-二磷酸 酯酶（fructose-l，6_bisphosphatase，简称FBPase)是GNG过程的限速酶，参与所有三 碳底物通过GNG生成葡萄糖过程，它催化1，6-二磷酸果糖脱去一分子磷酸生成6-磷酸 果糖，被认为是抑制糖异生水平的理想分子祀标（Drug Discovery Today :Therapeutic Strategies2007,4,103)。
[0005] Metabasis Therapeutics 公司和 Dachii Sankyo 公司研究 FBPase 的天然变构抑 制剂5'-腺嘌呤核苷酸（简称AMP)为先导，通过系统的药物设计的方法成功得到了候选药 物MB07803等系列高活性FBPase抑制剂已进入临床研究，但是因 AMP类似物存在和其它与 AMP结合的酶（如：腺苷激酶，腺苷酸激酶，AMP脱氨酶，糖原磷酸化酶和磷酸果糖激酶）作 用的可能，给这类化合物的研究带了潜在的风险。
[0006] 近年来报道的不含磷酸基团的非AMP类似物也表现出了对FBPase较好抑制活性 (J. Med. Chem. 2002,45, 3865 ；Bioorg. Med. Chem. Lett. 2006,16,1811 ；Bioorg. Med. Chem. Lett. 2008,18,4708.)，且部分化合物的药代动力学性能优异，这类小分子的非AMP类物成 为了 FBPase研究的主流方向。但报道的化合物种类有限，且因活性及生物利用度不佳等问 题尚无药物进入临床研究。
【发明内容】
[0007] 本发明在现有技术的基础上，提出一种新的苯并杂环取代1，3,4_噁二唑类化合 物及其制备方法。本发明通过保留现有结构中的N-H，引入并杂环，从结构上增强了化合物 的刚性，从而固定了化合物的构象，提升化合物与酶的结合能力。
[0008] 本发明苯并杂环取代1，3,4-噁二唑类化合物，其结构如式（I)所示：
[0009]
式⑴；
[0010] 式⑴中，R^R2分别为C1~C6烷基、C 1~C6烷氧基、NH2、羟烷酰胺基、Cl、Br、I、 F、CF3、-COR3 或-COOR3 ;其中，R3 为 Cl ~C6 烷基；
[0011] 式（I)中，与苯环骈联的杂环为以下任一化学式所示结构：
[0012]
[0013] 其中，R4为H、Cl、Br或C1~C4烷基；R 5为H或Cl~C4烷基。
[0014] 本发明苯并杂环取代1，3,4-噁二唑类化合物中，所含有的一个杂环与苯环B的3， 4位骈联。
[0015] 本发明还提出了苯并杂环取代1，3, 4-噁二唑类化合物的制备方法，以并杂环苯 甲酸与R1、R2取代的苯甲酰肼作为原料，在二氯甲烷或四氢呋喃中，在缩合剂、缚酸剂的作 用下，缩合得到双酰肼化合物；然后，在四氢呋喃中，以N-(三乙基铵磺酰）氨基甲酸甲酯作 为脱水试剂，回流反应得到所述式（I)化合物；所述制备方法的反应式如下所示：
[0016]
[0017] 其中，R1，R2分别为C1~C 6烷基、C1~C6烷氧基、NH2、羟烷酰胺基、Cl、Br、I、F、 CF3、-COR3 或-COOR3 ;其中，R3 为 Cl ~C6 烷基；
[0018] 其中，与苯环骈联的杂环为以下任一化学式所示结构：
[0019]
[0020] 其中，R4为H、C1、或C1~C4烷基；R 5为H或Cl~C4烷基。
[0021] 其中，所述缩合剂为1-乙基-(3-二甲氨基丙基）碳二亚胺盐酸盐和1-羟基-苯 并三氮唑；其中，所述1-乙基-(3-二甲氨基丙基）碳二亚胺盐酸盐和所述1-羟基-苯并 三氮唑两种缩合剂的用量为摩尔比1 : 1。
[0022] 其中，所述缩合剂与原料R1、!?2取代的苯甲酰肼的用量比为摩尔比1.3~2 : 1。
[0023] 其中，所述缚酸剂为吡陡、3-甲基吡啶或4-甲基吡啶。
[0024] 其中，所述脱水试剂与所述双酰肼化合物的用量比为1.5 : 1~3 : 1。
[0025] 本发明制备方法包括以下步骤：
[0026]
[0027] 其中，步骤a，以并杂环苯甲酸（2)与R1及R2取代苯甲酰肼（3)为原料，以二氯甲 烷或四氢呋喃作溶剂，在缩合剂与缚酸剂作用下缩合得到双酰肼化合物（4)。步骤a中，所 用缩合剂为1-乙基-(3-二甲氨基丙基）碳二亚胺盐酸盐（EDC)和1-羟基-苯并三氮唑 (HOBt)，两种缩合剂按I : 1摩尔配制，所用缩合剂的加入量为原料取代苯甲酰肼摩尔量 的1. 3~2倍，缚酸剂选用吡啶，3-甲基吡啶或4-甲基吡啶，反应温度为室温，反应时间为 18~36小时；
[0028] 步骤b，双酰肼化合物（4)在四氢呋喃中，以N-(三乙基铵磺酰）氨基甲酸甲酯（伯 吉斯试剂）为脱水试剂，回流反应2~5小时得到化合物I。伯吉斯试剂与双酰肼化合物 (4)的比例为I. 5 : 1~3 : 1。
[0029] 本发明还提出了式（I)所示苯并杂环取代1，3, 4-噁二唑类化合物作为FBPase抑 制剂的应用。本发明还提出了式（I)所示苯并杂环取代1，3, 4-噁二唑类化合物在制备治 疗II型糖尿病药物中的应用，其中，式（I)所示苯并杂环取代I，3,4-噁二唑类化合物抑制 FBPase 活性。
[0030] 本发明还提出了式（I)所示苯并杂环取代1，3, 4-噁二唑类化合物作为PTPlB抑 制剂的应用，即，本发明化合物对蛋白酪氨酸磷酸酯酶具有效抑制作用。可见，本发明化合 物对治疗II型糖尿病的另一个重要靶标--蛋白酪氨酸磷酸酯酶（PTPlB)亦具有一定的 抑制作用。
[0031] 本发明式（I)所示苯并杂环取代1，3, 4-噁二唑类化合物既能有效抑制FBPase活 性，又能有效抑制PTPlB活性，其对II型糖尿病的双靶标均具有抑制作用。
[0032] 本发明有益效果还包括，本发明式（I)苯并杂环取代1，3,4_噁二唑类化合物，其 结构不同于现有技术（专利申请号201210405000. 0和201310113916. 3)，苯并杂环的引入， 可以改善分子的亲水性，可以改善化合物的生物利用度。 【具体实施方式】
[0033] 结合以下具体实施例，对本发明作进一步的详细说明，本发明的保护内容不局限 于以下实施例。在不背离发明构思的精神和范围下，本领域技术人员能够想到的变化和优 点都被包括在本发明中，并且以所附的权利要求书为保护范围。实施本发明的过程、条件、 试剂、实验方法等，除以下专门提及的内容之外，均为本领域的普遍知识和公知常识，本发 明没有特别限制内容。
[0034] 实施例1制备本发明化合物I-I (R1=CH3, R4=Cl, ΛΙΤ. 杂环=
[0035]
[0036] 2-氯-IH-Π 引哚-6-甲酸（I. 95g，IOmmol)和对甲基苯甲酰肼（I. 5g，IOmmol)悬浮 于40mL四氢呋喃中，随后加入EDC(3. 2g)、H0Bt(2. Ig)和3-甲基吡啶（3. 5mL)，室温搅拌 反应24小时后，过滤，滤饼以四氢呋喃洗涤后得类白色固体，干燥后得双酰肼3. 05g，不经 纯化用于下一步。
[0037] 将上步所得双酰肼（3. 05g)悬浮于30mL干燥的四氢呋喃溶液中，加入N-(三 乙基铵磺酰）氨基甲酸甲酯（伯吉斯试剂）（4g)，升温回流反应3. 5小时，冷却后过滤， 收集滤液，减压浓缩至近干，加入二氯甲烷（50mL)，甲醇（IOmL)和水（50mL)，搅拌10 分钟后分去水相，收集有机相，减压浓缩至干，无水乙醇重结晶后得白色固体产物即化 合物 1-1(2. 45g)，收率 85 %。1H NMR (400MHz，DMS0-d6) : δ 2.42 (s，3H)，6.62 (s，lH)， 7· 44 (d，J=7. 7Hz，2H)，7· 69 (d，J=8. 2Hz，1H)，7· 79 (d，J=8. 2Hz，1H)，8· 03 (d，J=7. 7Hz，2H)， 12. 37(s,lH) ；13C NMR(100MHz, DMS0-d6) ： δ 164. 8,163. 6,142. 0,134. 8,130. 2,129. 9 (2C), 126. 5(2C), 126. 3,120. 7,120. 3,118. 2,116. 3,109. 5,100. 3,21. l〇
[0038] 实施例2制备本发明化合物1-2 (R1=CH3,
杂环= [0039]
[0040] 参照实施例1所示的方法，其中"2-氯-IH-吲哚-6-甲酸"替换为2-氧代-2, 3-二 氢-IH-苯并咪唑-5-甲酸。本实施例中，2-氧代-2, 3-二氢-IH-苯并咪唑-5-甲酸（I. 78g， IOmmol)，对甲基苯甲酰肼（I. 5g，IOmmol),室温搅拌反应18小时，干燥后得双酰肼化合 物2. 48g。步骤b中，伯吉斯试剂（4. 5g)，升温回流反应5小时，无水乙醇重结晶后得白色 固体即化合物 1-2(1. 82g)，收率 78%。1H NMR(400MHz，DMS0-d6) : δ 2.41 (s，3H)，7.13 (d， J=8. 1Hz, 1H), 7. 43 (d, J=7. 8Hz, 2H), 7. 60 (s, 1H), 7. 75 (d, J=8. 1Hz, 1H), 7. 99 (d, J=7. 8Hz, 2H)，10. 98(s，1H)，11. 08(s，1H) ;13C NMR(100MHz，CDCl3) : δ 164. 4,163. 5,155. 2,141. 9， 132. 9,130. 2,129. 9(2C)，126. 4(2C)，120. 7,120. 0,115. 5,109. 0,106. 3,2L 1。
[0041] 实施例3制备本发明化合物1-3 (R1=CH3, + π 杂蚪
[0042]
[0043] 参照实施例1所示的方法，其中"2-氯-IH-吲哚-6-甲酸"替换为IH-苯并咪 唑-6-甲酸。本实施例中，IH-苯并咪唑-6-甲酸（1.62g，IOmmol)，对甲基苯甲酰肼（1.5g， IOmmol)，干燥后得双酰肼化合物2. 7g。步骤b中，伯吉斯试剂（4g)，升温回流反应3小 时，无水乙醇重结晶后得白色固体产物即化合物1-3(2. 23g)，收率88%。1H NMR(400MHz， DMS0-d6) ： δ 2. 42(s,3H) ,7. 44 (d, J=7. 5Hz,2H) ,7. 81 (d, J=7. 9Hz, 1H) ,7. 99 (d, J=7. 9Hz, 1H)，8. 05(d，J=7. 5Hz，2H)，8. 37(s，1H)，8. 43(s，1H)。
[0044] 实施例4制备本发明化合物1-4(R1=CH3, + a 杂环
[0045]
[0046] 参照实施例1所示的方法，其中"2-氯-IH-吲哚-6-甲酸"替换为IH-吲唑-6-甲 酸。本实施例中，IH-引唑-6-甲酸（I. 62g，IOmmol)，对甲基苯甲酰肼（I. 5g，IOmmol)，室温 搅拌反应36小时，干燥后得双酰肼2. 53g。步骤b中，伯吉斯试剂（3. lg)，升温回流反应3 小时，无水乙醇重结晶后得白色固体产物即化合物1-4 (2. 13g)，收率90 %。1H NMR (400MHz， DMS0-d6) : δ 2.42 (s，3H)，7.45 (d，J=7.2Hz，2H)，7.86 (d，J=7.8Hz，lH)，7. 96 ~8.06 (m， 3H)，8· 24(s，1H)，8· 30(s，1H)，13. 5(s，1H) ;13C NMR(100MHz，CDCl3) : δ 164. 3164. 1，142. 2， 139. 4,134.0,129.9(2C)，126.6(2C)，124. 5,121. 9,120. 7-19。R. 118 I inq n.21.1。
[0047] 实施例5制备本发明化合物1-5 (R1=CH3, + a 杂环=
[0048]
[0049] 参照实施例1所示的方法，其中"2-氯-IH-吲哚-6-甲酸"替换为IH-吲哚-6-甲 酸。本实施例中，IH-引哚-6-甲酸（I. 61g，IOmmol)，对甲基苯甲酰肼（I. 5g，IOmmol)，室 温搅拌反应36小时，干燥后得双酰肼2. 65g。步骤b中，伯吉斯试剂（3. 2g)，升温回流反应 3小时，无水乙醇重结晶后得白色固体即化合物1-5(2. 04g)，收率82%。1H NMR(400MHz， DMS0-d6) ： δ 2. 42(s,3H) ,6. 58 (s, 1H), 7. 45 (d, J=7. 7Hz,2H) ,7. 60 (s, 1H), 7. 76(s,2H), 8. 02(d，J=7. 7Hz，2H)，8. 18(s，1H)，11. 53(s，1H) ;13C 匪R(100MHz，DMS0-d6) : δ 165. 2， 163. 5,141. 9,135. 4,130. 4, 129. 9 (2C) , 128. 8,126. 4(2C), 120. 9,120. 8,117. 2,115. 7, HO. 3,101. 8,21. l〇
[0050] 实施例6制备本发明化合物1-6 (R1=CH3, h #
[0051]
[0052] 参照实施例1所示的方法，其中"2-氯-IH-吲哚-6-甲酸"替换为IH-苯并[1， 2, 3]三唑-6-甲酸。本实施例中，IH-苯并[1，2, 3]三唑-6-甲酸（1.63g，IOmmol)，对甲基 苯甲酰肼（I. 5g，IOmrnol)，室温搅拌反应36小时，干燥后得双酰肼2. 36g。步骤b中，伯吉斯 试剂（2. 9g)，升温回流反应3小时，无水乙醇重结晶后得白色固体即化合物1-6 (I. 75g)，收 率79%。屯匪1?(4001取，01^0-(16):3 2.42(8,3!1)，7.45((1，了=7.5泡，2!1)，7.73((1，了=10.1取， lH)，7.85(d，J=I0.0 Ηζ，1Η)，8.05 (d，J=7.5Hz，2H)，8.50 (s，lH) ;13CNMR(100MHz，CDCl3): δ 165. 5,163. 3,146. 3,144. 6,141. 8,129. 9(2C)，126. 4(2C)，120. 9,118. 3,116. 7,115. 7， 114. 5,21. l〇
[0053] 实施例7本发明化合物1-7 (R1=CH3, R4=CH3, v Λ
[0054]
[0055] 参照实施例1所示的方法，其中"2-氯-IH-吲哚-6-甲酸"替换为2-甲基-IH-苯 并咪唑-6-甲酸。本实施例中，2-甲基-IH-苯并咪唑-6-甲酸（I. 63g，IOmmol)，对甲基 苯甲酰肼（1.5g，IOmmol)，室温搅拌反应36小时，干燥后得双酰肼2. 65g。步骤b中，伯 吉斯试剂（3.07g)，无水乙醇重结晶后得白色固体（2. 17g)，收率84%。1H NMR(500MHz， DMS0-d6) : δ 2. 37 (s，3H)，2. 71 (s，3H)，3. 16 (s，1H)，7. 39 (d，J=7. 8Hz，2H)，7. 93 ~7. 99 (m， 4H)，8· 46(s，1H)。
[0056] 实施例8本发明化合物1-8 (R1=CH3, R4=nPr，+ α 杂环：
[0057] 参照实施例1所示的方法，其中"2-氯-IH-吲哚-6-甲酸"替换为2-丙基-IH-苯 并咪唑-6-甲酸。本实施例中，2-丙基-IH-苯并咪唑-6-甲酸（2. 04g，IOmmol)，对甲基苯 甲酰肼（I. 5g，IOmrnol)，室温搅拌反应32小时，干燥后得双酰肼2. 35g。步骤b中，伯吉斯 试剂（2.98)，无水乙醇重结晶后得白色固体（1.838)，收率82%。 1!1匪1?(5001^，01^0-(16): δ 0. 91 (t, J=7. 6Hz,3H), I. 62 (m, 2H), 2. 34(s,3H) ,2. 85 (t, J=7. 8Hz,2H) ,3. 32 (s, 1H), 7. 39-7. 60 (m, 2H)，7. 92 ~7. 97 (m, 4H)，8. 13 (s, 1H)。
[0058] 实施例9制备本发明化合物1-9 (R1=CH3, R5=H, h γ 杂环
[0059]
[0060] 参照实施例1所示的方法，其中"2-氯-IH-吲哚-6-甲酸"替换为2-硫代-2, 3-二 氢-IH-苯并咪唑-5-甲酸。本实施例中，2-硫代-2, 3-二氢-IH-苯并咪唑-5-甲酸（1.94g， IOmmol)，对甲基苯甲酰肼（I. 5g，IOmmol)，室温搅拌反应36小时，干燥后得双酰肼2. 22g。 步骤b中，伯吉斯试剂（2. 9g)，升温回流反应3小时，无水乙醇重结晶后得白色固体即产物 1-9 (1.47g)，收率 70 %。1H NMR (400MHz，DMS0-d6) : δ 2.41 (s，3H)，7.33 (d，J=8.0Hz，lH)， 7· 42 (d，J=7. 1Hz，2H)，7· 60 (s，1H)，7· 75 (d，J=8. 0Hz，1H)，7· 99 (d，J=7. 1Hz，2H)，12. 88 (s， 1H)，12.90(s，1H) ;13C NMR(100MHz，CDC13) :δ170·0，164·0，163·8，142·0，134·9，132·7， 129. 9(2C)，126. 5(2C)，121. 4,120. 6,117. 3,110. 1，107. 2,2L 1。
[0061] 实施例10制备本发明化合物1-10 (R1=CH3, R5=CH3, 杂环
[0062]
[0063] 参照实施例1所示的方法，其中"2-氯-IH-吲哚-6-甲酸"替换为1-甲基-2-氧 代-2, 3-二氢-IH-苯并咪唑-5-甲酸。本实施例中，1-甲基-2-氧代-2, 3-二氢-IH-苯 并咪唑-5-甲酸（1.92g，IOmmol)，对甲基苯甲酰肼（I. 5g，IOmmol)，室温搅拌反应36小时， 干燥后得双酰肼2. 75g。步骤b中，伯吉斯试剂（2. 9g)，升温回流反应3小时，无水乙醇重结 晶后得白色固体即产物 1-10 (2. 28g)，收率 88%。1H NMR (400MHz，DMS0-d6) : δ 2. 41 (s，3H)， 2. 94 (s, 1H) ,7. 30 (d, J=8. 2Hz, 1H), 7. 43 (d, J=7. 7Hz,2H) ,7. 64 (s, 1H) ,7. 81 (d, J=8. 2Hz, lH)，7.99(d，J=7.7Hz，2H)，11.2(s，lH) ;13C NMR(100MHz，CDC13) :δ164·3163·6，154·5， 141. 9, 133. 9,129. 9(2C)，128. 7,126. 5 (2C)，120. 7,120. 0,115. 8, 108. 1，106. 3,26. 6， 21. l〇
[0064] 实施例11制备本发明化合物I-Il (R1=IiBu, R4=Br, + a 杂环=< br>[0065]
[0066] 2-溴-IH- Π 引哚-6-甲酸（2. 40g，lOmmol)和对丁基苯甲酰肼（I. 92g，lOmmol)悬 浮于40mL二氯甲烷中，随后加入EDC (3. 2g)、HOBt (2. Ig)和4-甲基吡啶（3. 5mL)，室温搅 拌反应18小时后，过滤，滤饼以二氯甲烷洗涤后得类白色固体，干燥后得双酰肼3. 39g，不 经纯化用于下一步。
[0067] 将上步所得双酰肼（3. 39g)悬浮于30mL干燥的四氢呋喃溶液中，加入伯吉斯试
剂（4g)，升温回流反应3. 5小时，冷却后过滤，收集滤液，减压浓缩至近干，加入二氯甲烷 (50mL)，甲醇（IOmL)和水（50mL)，搅拌10分钟后分去水相，收集有机相，减压浓缩至干，无 水乙醇重结晶后得白色固体（2. 59g)产物即化合物1-11,收率80%。
[0068] 实施例12制备本发明化合物1-12 (R1=F, 杂环
[0069]
[0070] 参照实施例11所示的方法，其中"2-溴-IH-吲哚-6-甲酸"替换为2-氧代-1， 2-二氢喹唑啉-7-甲酸；"对丁基苯甲酰肼"替换为对氟苯甲酰肼。本实施例中，2-氧代-1， 2-二氢喹唑啉-7-甲酸（I. 90g，lOmmol)，对氟苯甲酰肼（I. 54g，lOmmol)，室温搅拌反应36 小时，干燥后得双酰肼2. 65g。步骤b中，伯吉斯试剂（2. 9g)，升温回流反应3小时，无水乙 醇重结晶后得白色固体产物即化合物1-12 (2. 08g)，收率83%。
[0071] 实施例13制备本发明化合物1-13 (R2=CO2Et, 杂环
[0072]
[0073] 2,3-二氧代-1，2,3,4-四氢喹喔啉-6-甲酸（2.068，10臟〇1)和间肼羰基苯甲酸 乙酯（2. 08g，lOmmol)悬浮于40mL四氢呋喃中，随后加入EDC(2. 50g)、H0Bt(l. 8g)和吡啶 (3. 5mL)，室温搅拌反应36小时后，过滤，滤饼以四氢呋喃洗涤，干燥后得双酰肼2. 97g，不 经纯化用于下一步。
[0074] 将上步所得双酰肼（2.97g)悬浮于30mL干燥的四氢呋喃溶液中，加入伯吉斯试 剂（2. 9g)，升温回流反应5小时，冷却后过滤，收集滤液，减压浓缩至近干，加入二氯甲烷 (50mL)，甲醇（IOmL)和水（50mL)，搅拌10分钟后分去水相，收集有机相，减压浓缩至干，无 水乙醇重结晶后得白色固体（2. 21g)，收率78%。
[0075] 实施例14制备本发明化合物1-14 (R2=CH3CO, R4=CH3,
[0076]
[0077] 参照实施例13所示的方法，其中"2, 3-二氧代-1，2, 3,4-四氢喹喔啉-6-甲酸" 替换为3-甲基-2-氧代-1，2-二氢喹啉-7-甲酸；"间肼羰基苯甲酸乙酯"替换为间乙酰 基苯甲酰肼。本实施例中，3-甲基-2-氧代-1，2-二氢喹啉-7-甲酸（2. 03g，lOmmol)，间 乙酰基苯甲酰肼（1.78g，lOmmol)，室温搅拌反应28小时，干燥后得双酰肼2. 90g。步骤b 中，伯吉斯试剂（2. 9g)，升温回流反应3小时，无水乙醇重结晶后得白色固体产物即化合物 1-12(2. 15g)，收率 78%。
[0078] 实施例15制备本发明化合物1-15 (R2=NH2, R4=CH3, 杂环
[0079]
[0080] 参照实施例13所示的方法，其中"2, 3-二氧代-1，2, 3,4-四氢喹喔啉-6-甲酸" 替换为2-甲基-3-氧代-3, 4-二氢喹喔啉-6-甲酸；"间肼羰基苯甲酸乙酯"替换为间氨 基苯甲酰肼。本实施例中，2-甲基-3-氧代-3, 4-二氢喹喔啉-6-甲酸（2. 04g，IOmmol), 间氨基苯甲酰肼（I. 51g，lOmmol)，室温搅拌反应28小时，干燥后得双酰肼I. 89g。步骤b 中，伯吉斯试剂（2. 9g)，升温回流反应3小时，无水乙醇重结晶后得白色固体产物即化合物 I-12(1.25g)，收率 70%。
[0081] 实施例16 :分子水平上本发明化合物I的FBPase抑制活性测试
[0082] 1)仪器：EnVisionTM(PerkinElmer)
[0083] 2)材料：酶：FBPase (fructose-l, 6_bisphosphatase)。底物：Sodium Fructose Diphosphate(FDP)，由上海生工生物工程股份有限公司提供。缓冲液：为市售化学品，组成 ： 66mM MOPS (PH7. 5)，0· 2MmEDTA，5MmMgCl2,66MmKCl。
[0084] 3)实验方法：
[0085] 分别取10 μ 1上述实施例中的任意一种化合物I (化合物I-I~1-15)为待测样 品，加入384孔筛选板，再取20 μ L酶也加入384孔筛选板，室温孵育10分钟，再取20 μ L底 物加入384孔筛选板，使化合物I待测样品的浓度为20 μ g/ml，直接用EnVisionTM进行动 态检测酶抑制活性（吸收波长340Nm)。经EnVisionTM的计算软件，初筛得到样品（化合物 I)对酶有抑制活性结论后再测试酶抑制活性与化合物I剂量依赖关系，即IC5tl值。每个样 品在测试中均设置3个复孔（同样浓度进行3次重复），以标准偏差（Standard Deviation， SD)表示。部分化合物的抑制活性检测结果显示，实施例2中的化合物1-2、实施例7中的化 合物1-7的抑制活性分别为32. 2 ± 1. 55 μ tM、20. 7 ± 1. 12 μ tM，其他化合物样品的FBPase 抑制活性效果与之接近，表明本发明式（I)苯并杂环取代1，3,4_噁二唑类化合物能有效抑 制FBPase活性。
[0086] 实施例17 :本发明化合物I的蛋白酪氨酸磷酸酯酶（PTPlB)抑制活性测试
[0087] (1)样品准备
[0088] 将Img样品（分别以实施例1~15中的化合物I-I~1-15作为待测样品）溶解 于200 μ I DMSO中，得到的溶液作为5 μ g/ml的储液。再从该储液中取20 μ 1加入96孔聚 丙烯板的Α2-Η11样品孔中，然后再向其中加80 μ I DMS0,混合均匀，将其作为1 μ g/ml样品 母板。最后Biomek2000自动加样系统从该母板中转移2μ1样品到96孔聚苯乙烯板中，作 为筛选用的样品子板。
[0089] (2)实验方法：
[0090] 用Biomek2000向子板的A12-D12、El-Hl样品孔中加2 μ INa3VO4水溶液作为阳性 对照，同时向Al-Dl、Ε12-Η12样品孔中加2μ I DMS0,不加其它任何试剂或样品，将其作为 空白对照，按照上述方法进行检测。
[0091] 检测之后，计算8个空白对照酶反应初速度的平均值，将其作为全活性，然后计算 各样品孔酶反应的相对活性，最后全活性（100%)减去相对活性即得到抑制百分数。经过 Excel软件进行的数据处理后，最后显示的结果为各个样品孔的抑制百分数。初步活性筛 选结果显示，化合物I-I的IC5(I=25. 8±1. 69 μ tM，其他样品的FBPase抑制活性效果与之接 近，表明本发明化合物对PTPlB具有有效的抑制作用。
【主权项】
1. 一种苯并杂环取代1，3, 4-噁二唑类化合物，其特征在于，所述化合物结构如式（I) 所示：式（I)中，R1，R2 分别为 C1 ~C6 烷基、C1 ~C6 烷氧基、NH2、Cl、Br、I、F、CF3、-COR3或-COOR3 ;其中，R3为Cl~C6烷基； 式（I)中，与苯环骈联的杂环为以下任一化学式所示结构：其中，R4为H、C1、或C1~C4烷基；R5为H或Cl~C4烷基。2. 式（I)所示的苯并杂环取代1，3, 4-噁二唑类化合物的制备方法，其特征在于，以并 杂环苯甲酸与R1、R2取代的苯甲酰肼作为原料，在二氯甲烷或四氢呋喃中，在缩合剂、缚酸 剂的作用下，缩合得到双酰肼化合物；然后，在四氢呋喃中，以N-(三乙基铵磺酰）氨基甲酸 甲酯作为脱水试剂，回流反应得到所述式（I)化合物；所述制备方法的反应式如下所示：其中，#，1?2分别为（：1~(：6烷基、(：1~(： 6烷氧基、順2、(：1、81'、1、卩、〇卩3、-〇?3或-〇)(? 3;其中，R3为Cl~C6烷基； 其中，与苯环骈联的杂环为以下任一化学式所示结构：其中，R4为H、Cl、Br或C1~C4烷基；R5为H或Cl~C4烷基。3. 如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述缩合剂为1-乙基-(3-二甲氨基丙 基）碳二亚胺盐酸盐和1-羟基-苯并三氮唑；其中，所述1-乙基-(3-二甲氨基丙基）碳 二亚胺盐酸盐和所述1-羟基-苯并三氮唑两种缩合剂的用量为摩尔比1 : 1。4. 如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述缩合剂与原料R1A2取代的苯甲酰 肼的用量比为摩尔比1.3~2 : 1。5. 如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述缚酸剂为吡啶、3-甲基吡啶或 4-甲基吡啶。6. 如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述脱水试剂与所述双酰肼化合物的 用量比为1. 5 : 1~3 : 1。7. 式（I)所示苯并杂环取代1，3, 4-噁二唑类化合物作为FBPase抑制剂的应用。8. 式（I)所示苯并杂环取代1，3,4-噁二唑类化合物在制备治疗II型糖尿病药物中的 应用，其特征在于，式（I)所示苯并杂环取代1，3, 4-噁二唑类化合物抑制FBPase活性。9. 式（I)所示苯并杂环取代1，3, 4-噁二唑类化合物作为PTPlB抑制剂的应用。10. 式（I)所示苯并杂环取代1，3, 4-噁二唑类化合物在制备治疗II型糖尿病药物中 的应用，其特征在于，式（I)所示苯并杂环取代1，3, 4-噁二唑类化合物抑制PTPlB的活性。
【专利摘要】本发明公开了一种式(I)所示的苯并杂环取代1,3,4-噁二唑类化合物及其制备方法，先以R1及R2取代的苯甲酰肼和杂环骈联苯甲酸在EDC作用下脱水缩合得双酰肼，再经分子内的脱水环合得到所述苯并杂环取代1,3,4-噁二唑类化合物。本发明还公开式(I)苯并杂环取代1,3,4-噁二唑类化合物既作为FBPase抑制剂又作为PTP1B抑制剂的用途及其在制备治疗II型糖尿病药物中的应用。
【IPC分类】C07D413/04, A61P3/10
【公开号】CN104892590
【申请号】CN201410078744
【发明人】汤杰, 阿卜杜拉·玉苏普, 李佳, 何海兵, 李静雅, 杨帆, 高立信, 石敏, 盛丽
【申请人】华东师范大学, 中国科学院上海药物研究所
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2014年3月5日
【技术领域】
[0001] 本发明涉及医药技术领域，具体涉及一种苯并杂环取代1，3, 4-噁二唑类化合物 及其制备方法、以及其作为果糖-1，6-二磷酸酯酶（简称FBPase)抑制剂和作为蛋白酪氨 酸磷酸酯酶IB(简称PTP1B)抑制剂的应用以及在制备治疗II型糖尿病药物中应用。
【背景技术】
[0002] 糖尿病是严重威胁人类健康的重大疾病之一。流行病学的统计数据表明：至2010 年，全世界糖尿病患者约2. 85亿，且近年来发病人数呈快速增长态势，预计到2030年，患病 人数可能达到2010年的两倍。同样来自2010年的统计数据，中国的糖尿病患者数超过了 9200万，即成年人中大约有十分之一患有糖尿病，且另有1. 48亿人临床显示出初期症状， 成为了糖尿病高危人群。
[0003] 由于成因不同，糖尿病可分为四类，即：1型、II型、妊娠糖尿病及其他类型。I型 糖尿病因胰腺中β细胞被自身免疫系统攻击导致不能正常分泌胰岛素，因此I型糖尿病也 被称为胰岛素依赖型，多见于儿童或青少年。II型糖尿病以胰岛素抵抗（即体内组织对胰 岛素的敏感性降低）为特征，同时也伴随着胰岛素的分泌不足。而胰岛素是胰腺β细胞分 泌的人体内唯一的降血糖激素，在维持人体正常血糖水平中扮演多种关键角色，如：促进葡 萄糖从血液到细胞的转运、加速糖原合成、抑制糖原分解、加速糖的有氧氧化、减少糖异生、 减缓脂肪动员促进葡萄糖利用等。人体外周组织，如肌肉、脂肪等对胰岛素促进葡萄糖的吸 收、转化、利用发生了抵抗将导致血糖的升高，即使胰岛素分泌足够。因此，II型糖尿病也 被称为非胰岛素依赖型，占到糖尿病患者的90%以上。
[0004] 研究证实，造成II型糖尿病人血糖异常升高的直接且主要的原因是内源性葡萄 糖生成量的增加。内源性葡萄糖的生成有两条途径：其一，糖异生作用（GNG);其二，糖原 分解作用。其中，糖异生被进一步证实是造成肝脏中葡萄糖过量生成的主要元凶。通过 糖异生，三碳底物在多步酶促反应作用后转化成葡萄糖（三碳底物主要为丙酮酸和甘油， 而乳酸、丙氨酸等底物通过生成丙酮酸参与到糖异生过程）。因而，抑制糖异生过程成为 抑制葡萄糖生成进而控制血糖水平从而治疗糖尿病的有效途径。其中果糖-1，6-二磷酸 酯酶（fructose-l，6_bisphosphatase，简称FBPase)是GNG过程的限速酶，参与所有三 碳底物通过GNG生成葡萄糖过程，它催化1，6-二磷酸果糖脱去一分子磷酸生成6-磷酸 果糖，被认为是抑制糖异生水平的理想分子祀标（Drug Discovery Today :Therapeutic Strategies2007,4,103)。
[0005] Metabasis Therapeutics 公司和 Dachii Sankyo 公司研究 FBPase 的天然变构抑 制剂5'-腺嘌呤核苷酸（简称AMP)为先导，通过系统的药物设计的方法成功得到了候选药 物MB07803等系列高活性FBPase抑制剂已进入临床研究，但是因 AMP类似物存在和其它与 AMP结合的酶（如：腺苷激酶，腺苷酸激酶，AMP脱氨酶，糖原磷酸化酶和磷酸果糖激酶）作 用的可能，给这类化合物的研究带了潜在的风险。
[0006] 近年来报道的不含磷酸基团的非AMP类似物也表现出了对FBPase较好抑制活性 (J. Med. Chem. 2002,45, 3865 ；Bioorg. Med. Chem. Lett. 2006,16,1811 ；Bioorg. Med. Chem. Lett. 2008,18,4708.)，且部分化合物的药代动力学性能优异，这类小分子的非AMP类物成 为了 FBPase研究的主流方向。但报道的化合物种类有限，且因活性及生物利用度不佳等问 题尚无药物进入临床研究。
【发明内容】
[0007] 本发明在现有技术的基础上，提出一种新的苯并杂环取代1，3,4_噁二唑类化合 物及其制备方法。本发明通过保留现有结构中的N-H，引入并杂环，从结构上增强了化合物 的刚性，从而固定了化合物的构象，提升化合物与酶的结合能力。
[0008] 本发明苯并杂环取代1，3,4-噁二唑类化合物，其结构如式（I)所示：
[0009]
式⑴；
[0010] 式⑴中，R^R2分别为C1~C6烷基、C 1~C6烷氧基、NH2、羟烷酰胺基、Cl、Br、I、 F、CF3、-COR3 或-COOR3 ;其中，R3 为 Cl ~C6 烷基；
[0011] 式（I)中，与苯环骈联的杂环为以下任一化学式所示结构：
[0012]
[0013] 其中，R4为H、Cl、Br或C1~C4烷基；R 5为H或Cl~C4烷基。
[0014] 本发明苯并杂环取代1，3,4-噁二唑类化合物中，所含有的一个杂环与苯环B的3， 4位骈联。
[0015] 本发明还提出了苯并杂环取代1，3, 4-噁二唑类化合物的制备方法，以并杂环苯 甲酸与R1、R2取代的苯甲酰肼作为原料，在二氯甲烷或四氢呋喃中，在缩合剂、缚酸剂的作 用下，缩合得到双酰肼化合物；然后，在四氢呋喃中，以N-(三乙基铵磺酰）氨基甲酸甲酯作 为脱水试剂，回流反应得到所述式（I)化合物；所述制备方法的反应式如下所示：
[0016]
[0017] 其中，R1，R2分别为C1~C 6烷基、C1~C6烷氧基、NH2、羟烷酰胺基、Cl、Br、I、F、 CF3、-COR3 或-COOR3 ;其中，R3 为 Cl ~C6 烷基；
[0018] 其中，与苯环骈联的杂环为以下任一化学式所示结构：
[0019]
[0020] 其中，R4为H、C1、或C1~C4烷基；R 5为H或Cl~C4烷基。
[0021] 其中，所述缩合剂为1-乙基-(3-二甲氨基丙基）碳二亚胺盐酸盐和1-羟基-苯 并三氮唑；其中，所述1-乙基-(3-二甲氨基丙基）碳二亚胺盐酸盐和所述1-羟基-苯并 三氮唑两种缩合剂的用量为摩尔比1 : 1。
[0022] 其中，所述缩合剂与原料R1、!?2取代的苯甲酰肼的用量比为摩尔比1.3~2 : 1。
[0023] 其中，所述缚酸剂为吡陡、3-甲基吡啶或4-甲基吡啶。
[0024] 其中，所述脱水试剂与所述双酰肼化合物的用量比为1.5 : 1~3 : 1。
[0025] 本发明制备方法包括以下步骤：
[0026]
[0027] 其中，步骤a，以并杂环苯甲酸（2)与R1及R2取代苯甲酰肼（3)为原料，以二氯甲 烷或四氢呋喃作溶剂，在缩合剂与缚酸剂作用下缩合得到双酰肼化合物（4)。步骤a中，所 用缩合剂为1-乙基-(3-二甲氨基丙基）碳二亚胺盐酸盐（EDC)和1-羟基-苯并三氮唑 (HOBt)，两种缩合剂按I : 1摩尔配制，所用缩合剂的加入量为原料取代苯甲酰肼摩尔量 的1. 3~2倍，缚酸剂选用吡啶，3-甲基吡啶或4-甲基吡啶，反应温度为室温，反应时间为 18~36小时；
[0028] 步骤b，双酰肼化合物（4)在四氢呋喃中，以N-(三乙基铵磺酰）氨基甲酸甲酯（伯 吉斯试剂）为脱水试剂，回流反应2~5小时得到化合物I。伯吉斯试剂与双酰肼化合物 (4)的比例为I. 5 : 1~3 : 1。
[0029] 本发明还提出了式（I)所示苯并杂环取代1，3, 4-噁二唑类化合物作为FBPase抑 制剂的应用。本发明还提出了式（I)所示苯并杂环取代1，3, 4-噁二唑类化合物在制备治 疗II型糖尿病药物中的应用，其中，式（I)所示苯并杂环取代I，3,4-噁二唑类化合物抑制 FBPase 活性。
[0030] 本发明还提出了式（I)所示苯并杂环取代1，3, 4-噁二唑类化合物作为PTPlB抑 制剂的应用，即，本发明化合物对蛋白酪氨酸磷酸酯酶具有效抑制作用。可见，本发明化合 物对治疗II型糖尿病的另一个重要靶标--蛋白酪氨酸磷酸酯酶（PTPlB)亦具有一定的 抑制作用。
[0031] 本发明式（I)所示苯并杂环取代1，3, 4-噁二唑类化合物既能有效抑制FBPase活 性，又能有效抑制PTPlB活性，其对II型糖尿病的双靶标均具有抑制作用。
[0032] 本发明有益效果还包括，本发明式（I)苯并杂环取代1，3,4_噁二唑类化合物，其 结构不同于现有技术（专利申请号201210405000. 0和201310113916. 3)，苯并杂环的引入， 可以改善分子的亲水性，可以改善化合物的生物利用度。 【具体实施方式】
[0033] 结合以下具体实施例，对本发明作进一步的详细说明，本发明的保护内容不局限 于以下实施例。在不背离发明构思的精神和范围下，本领域技术人员能够想到的变化和优 点都被包括在本发明中，并且以所附的权利要求书为保护范围。实施本发明的过程、条件、 试剂、实验方法等，除以下专门提及的内容之外，均为本领域的普遍知识和公知常识，本发 明没有特别限制内容。
[0034] 实施例1制备本发明化合物I-I (R1=CH3, R4=Cl, ΛΙΤ. 杂环=
[0035]
[0036] 2-氯-IH-Π 引哚-6-甲酸（I. 95g，IOmmol)和对甲基苯甲酰肼（I. 5g，IOmmol)悬浮 于40mL四氢呋喃中，随后加入EDC(3. 2g)、H0Bt(2. Ig)和3-甲基吡啶（3. 5mL)，室温搅拌 反应24小时后，过滤，滤饼以四氢呋喃洗涤后得类白色固体，干燥后得双酰肼3. 05g，不经 纯化用于下一步。
[0037] 将上步所得双酰肼（3. 05g)悬浮于30mL干燥的四氢呋喃溶液中，加入N-(三 乙基铵磺酰）氨基甲酸甲酯（伯吉斯试剂）（4g)，升温回流反应3. 5小时，冷却后过滤， 收集滤液，减压浓缩至近干，加入二氯甲烷（50mL)，甲醇（IOmL)和水（50mL)，搅拌10 分钟后分去水相，收集有机相，减压浓缩至干，无水乙醇重结晶后得白色固体产物即化 合物 1-1(2. 45g)，收率 85 %。1H NMR (400MHz，DMS0-d6) : δ 2.42 (s，3H)，6.62 (s，lH)， 7· 44 (d，J=7. 7Hz，2H)，7· 69 (d，J=8. 2Hz，1H)，7· 79 (d，J=8. 2Hz，1H)，8· 03 (d，J=7. 7Hz，2H)， 12. 37(s,lH) ；13C NMR(100MHz, DMS0-d6) ： δ 164. 8,163. 6,142. 0,134. 8,130. 2,129. 9 (2C), 126. 5(2C), 126. 3,120. 7,120. 3,118. 2,116. 3,109. 5,100. 3,21. l〇
[0038] 实施例2制备本发明化合物1-2 (R1=CH3,
杂环= [0039]
[0040] 参照实施例1所示的方法，其中"2-氯-IH-吲哚-6-甲酸"替换为2-氧代-2, 3-二 氢-IH-苯并咪唑-5-甲酸。本实施例中，2-氧代-2, 3-二氢-IH-苯并咪唑-5-甲酸（I. 78g， IOmmol)，对甲基苯甲酰肼（I. 5g，IOmmol),室温搅拌反应18小时，干燥后得双酰肼化合 物2. 48g。步骤b中，伯吉斯试剂（4. 5g)，升温回流反应5小时，无水乙醇重结晶后得白色 固体即化合物 1-2(1. 82g)，收率 78%。1H NMR(400MHz，DMS0-d6) : δ 2.41 (s，3H)，7.13 (d， J=8. 1Hz, 1H), 7. 43 (d, J=7. 8Hz, 2H), 7. 60 (s, 1H), 7. 75 (d, J=8. 1Hz, 1H), 7. 99 (d, J=7. 8Hz, 2H)，10. 98(s，1H)，11. 08(s，1H) ;13C NMR(100MHz，CDCl3) : δ 164. 4,163. 5,155. 2,141. 9， 132. 9,130. 2,129. 9(2C)，126. 4(2C)，120. 7,120. 0,115. 5,109. 0,106. 3,2L 1。
[0041] 实施例3制备本发明化合物1-3 (R1=CH3, + π 杂蚪
[0042]
[0043] 参照实施例1所示的方法，其中"2-氯-IH-吲哚-6-甲酸"替换为IH-苯并咪 唑-6-甲酸。本实施例中，IH-苯并咪唑-6-甲酸（1.62g，IOmmol)，对甲基苯甲酰肼（1.5g， IOmmol)，干燥后得双酰肼化合物2. 7g。步骤b中，伯吉斯试剂（4g)，升温回流反应3小 时，无水乙醇重结晶后得白色固体产物即化合物1-3(2. 23g)，收率88%。1H NMR(400MHz， DMS0-d6) ： δ 2. 42(s,3H) ,7. 44 (d, J=7. 5Hz,2H) ,7. 81 (d, J=7. 9Hz, 1H) ,7. 99 (d, J=7. 9Hz, 1H)，8. 05(d，J=7. 5Hz，2H)，8. 37(s，1H)，8. 43(s，1H)。
[0044] 实施例4制备本发明化合物1-4(R1=CH3, + a 杂环
[0045]
[0046] 参照实施例1所示的方法，其中"2-氯-IH-吲哚-6-甲酸"替换为IH-吲唑-6-甲 酸。本实施例中，IH-引唑-6-甲酸（I. 62g，IOmmol)，对甲基苯甲酰肼（I. 5g，IOmmol)，室温 搅拌反应36小时，干燥后得双酰肼2. 53g。步骤b中，伯吉斯试剂（3. lg)，升温回流反应3 小时，无水乙醇重结晶后得白色固体产物即化合物1-4 (2. 13g)，收率90 %。1H NMR (400MHz， DMS0-d6) : δ 2.42 (s，3H)，7.45 (d，J=7.2Hz，2H)，7.86 (d，J=7.8Hz，lH)，7. 96 ~8.06 (m， 3H)，8· 24(s，1H)，8· 30(s，1H)，13. 5(s，1H) ;13C NMR(100MHz，CDCl3) : δ 164. 3164. 1，142. 2， 139. 4,134.0,129.9(2C)，126.6(2C)，124. 5,121. 9,120. 7-19。R. 118 I inq n.21.1。
[0047] 实施例5制备本发明化合物1-5 (R1=CH3, + a 杂环=
[0048]
[0049] 参照实施例1所示的方法，其中"2-氯-IH-吲哚-6-甲酸"替换为IH-吲哚-6-甲 酸。本实施例中，IH-引哚-6-甲酸（I. 61g，IOmmol)，对甲基苯甲酰肼（I. 5g，IOmmol)，室 温搅拌反应36小时，干燥后得双酰肼2. 65g。步骤b中，伯吉斯试剂（3. 2g)，升温回流反应 3小时，无水乙醇重结晶后得白色固体即化合物1-5(2. 04g)，收率82%。1H NMR(400MHz， DMS0-d6) ： δ 2. 42(s,3H) ,6. 58 (s, 1H), 7. 45 (d, J=7. 7Hz,2H) ,7. 60 (s, 1H), 7. 76(s,2H), 8. 02(d，J=7. 7Hz，2H)，8. 18(s，1H)，11. 53(s，1H) ;13C 匪R(100MHz，DMS0-d6) : δ 165. 2， 163. 5,141. 9,135. 4,130. 4, 129. 9 (2C) , 128. 8,126. 4(2C), 120. 9,120. 8,117. 2,115. 7, HO. 3,101. 8,21. l〇
[0050] 实施例6制备本发明化合物1-6 (R1=CH3, h #
[0051]
[0052] 参照实施例1所示的方法，其中"2-氯-IH-吲哚-6-甲酸"替换为IH-苯并[1， 2, 3]三唑-6-甲酸。本实施例中，IH-苯并[1，2, 3]三唑-6-甲酸（1.63g，IOmmol)，对甲基 苯甲酰肼（I. 5g，IOmrnol)，室温搅拌反应36小时，干燥后得双酰肼2. 36g。步骤b中，伯吉斯 试剂（2. 9g)，升温回流反应3小时，无水乙醇重结晶后得白色固体即化合物1-6 (I. 75g)，收 率79%。屯匪1?(4001取，01^0-(16):3 2.42(8,3!1)，7.45((1，了=7.5泡，2!1)，7.73((1，了=10.1取， lH)，7.85(d，J=I0.0 Ηζ，1Η)，8.05 (d，J=7.5Hz，2H)，8.50 (s，lH) ;13CNMR(100MHz，CDCl3): δ 165. 5,163. 3,146. 3,144. 6,141. 8,129. 9(2C)，126. 4(2C)，120. 9,118. 3,116. 7,115. 7， 114. 5,21. l〇
[0053] 实施例7本发明化合物1-7 (R1=CH3, R4=CH3, v Λ
[0054]
[0055] 参照实施例1所示的方法，其中"2-氯-IH-吲哚-6-甲酸"替换为2-甲基-IH-苯 并咪唑-6-甲酸。本实施例中，2-甲基-IH-苯并咪唑-6-甲酸（I. 63g，IOmmol)，对甲基 苯甲酰肼（1.5g，IOmmol)，室温搅拌反应36小时，干燥后得双酰肼2. 65g。步骤b中，伯 吉斯试剂（3.07g)，无水乙醇重结晶后得白色固体（2. 17g)，收率84%。1H NMR(500MHz， DMS0-d6) : δ 2. 37 (s，3H)，2. 71 (s，3H)，3. 16 (s，1H)，7. 39 (d，J=7. 8Hz，2H)，7. 93 ~7. 99 (m， 4H)，8· 46(s，1H)。
[0056] 实施例8本发明化合物1-8 (R1=CH3, R4=nPr，+ α 杂环：
[0057] 参照实施例1所示的方法，其中"2-氯-IH-吲哚-6-甲酸"替换为2-丙基-IH-苯 并咪唑-6-甲酸。本实施例中，2-丙基-IH-苯并咪唑-6-甲酸（2. 04g，IOmmol)，对甲基苯 甲酰肼（I. 5g，IOmrnol)，室温搅拌反应32小时，干燥后得双酰肼2. 35g。步骤b中，伯吉斯 试剂（2.98)，无水乙醇重结晶后得白色固体（1.838)，收率82%。 1!1匪1?(5001^，01^0-(16): δ 0. 91 (t, J=7. 6Hz,3H), I. 62 (m, 2H), 2. 34(s,3H) ,2. 85 (t, J=7. 8Hz,2H) ,3. 32 (s, 1H), 7. 39-7. 60 (m, 2H)，7. 92 ~7. 97 (m, 4H)，8. 13 (s, 1H)。
[0058] 实施例9制备本发明化合物1-9 (R1=CH3, R5=H, h γ 杂环
[0059]
[0060] 参照实施例1所示的方法，其中"2-氯-IH-吲哚-6-甲酸"替换为2-硫代-2, 3-二 氢-IH-苯并咪唑-5-甲酸。本实施例中，2-硫代-2, 3-二氢-IH-苯并咪唑-5-甲酸（1.94g， IOmmol)，对甲基苯甲酰肼（I. 5g，IOmmol)，室温搅拌反应36小时，干燥后得双酰肼2. 22g。 步骤b中，伯吉斯试剂（2. 9g)，升温回流反应3小时，无水乙醇重结晶后得白色固体即产物 1-9 (1.47g)，收率 70 %。1H NMR (400MHz，DMS0-d6) : δ 2.41 (s，3H)，7.33 (d，J=8.0Hz，lH)， 7· 42 (d，J=7. 1Hz，2H)，7· 60 (s，1H)，7· 75 (d，J=8. 0Hz，1H)，7· 99 (d，J=7. 1Hz，2H)，12. 88 (s， 1H)，12.90(s，1H) ;13C NMR(100MHz，CDC13) :δ170·0，164·0，163·8，142·0，134·9，132·7， 129. 9(2C)，126. 5(2C)，121. 4,120. 6,117. 3,110. 1，107. 2,2L 1。
[0061] 实施例10制备本发明化合物1-10 (R1=CH3, R5=CH3, 杂环
[0062]
[0063] 参照实施例1所示的方法，其中"2-氯-IH-吲哚-6-甲酸"替换为1-甲基-2-氧 代-2, 3-二氢-IH-苯并咪唑-5-甲酸。本实施例中，1-甲基-2-氧代-2, 3-二氢-IH-苯 并咪唑-5-甲酸（1.92g，IOmmol)，对甲基苯甲酰肼（I. 5g，IOmmol)，室温搅拌反应36小时， 干燥后得双酰肼2. 75g。步骤b中，伯吉斯试剂（2. 9g)，升温回流反应3小时，无水乙醇重结 晶后得白色固体即产物 1-10 (2. 28g)，收率 88%。1H NMR (400MHz，DMS0-d6) : δ 2. 41 (s，3H)， 2. 94 (s, 1H) ,7. 30 (d, J=8. 2Hz, 1H), 7. 43 (d, J=7. 7Hz,2H) ,7. 64 (s, 1H) ,7. 81 (d, J=8. 2Hz, lH)，7.99(d，J=7.7Hz，2H)，11.2(s，lH) ;13C NMR(100MHz，CDC13) :δ164·3163·6，154·5， 141. 9, 133. 9,129. 9(2C)，128. 7,126. 5 (2C)，120. 7,120. 0,115. 8, 108. 1，106. 3,26. 6， 21. l〇
[0064] 实施例11制备本发明化合物I-Il (R1=IiBu, R4=Br, + a 杂环=< br>[0065]
[0066] 2-溴-IH- Π 引哚-6-甲酸（2. 40g，lOmmol)和对丁基苯甲酰肼（I. 92g，lOmmol)悬 浮于40mL二氯甲烷中，随后加入EDC (3. 2g)、HOBt (2. Ig)和4-甲基吡啶（3. 5mL)，室温搅 拌反应18小时后，过滤，滤饼以二氯甲烷洗涤后得类白色固体，干燥后得双酰肼3. 39g，不 经纯化用于下一步。
[0067] 将上步所得双酰肼（3. 39g)悬浮于30mL干燥的四氢呋喃溶液中，加入伯吉斯试
剂（4g)，升温回流反应3. 5小时，冷却后过滤，收集滤液，减压浓缩至近干，加入二氯甲烷 (50mL)，甲醇（IOmL)和水（50mL)，搅拌10分钟后分去水相，收集有机相，减压浓缩至干，无 水乙醇重结晶后得白色固体（2. 59g)产物即化合物1-11,收率80%。
[0068] 实施例12制备本发明化合物1-12 (R1=F, 杂环
[0069]
[0070] 参照实施例11所示的方法，其中"2-溴-IH-吲哚-6-甲酸"替换为2-氧代-1， 2-二氢喹唑啉-7-甲酸；"对丁基苯甲酰肼"替换为对氟苯甲酰肼。本实施例中，2-氧代-1， 2-二氢喹唑啉-7-甲酸（I. 90g，lOmmol)，对氟苯甲酰肼（I. 54g，lOmmol)，室温搅拌反应36 小时，干燥后得双酰肼2. 65g。步骤b中，伯吉斯试剂（2. 9g)，升温回流反应3小时，无水乙 醇重结晶后得白色固体产物即化合物1-12 (2. 08g)，收率83%。
[0071] 实施例13制备本发明化合物1-13 (R2=CO2Et, 杂环
[0072]
[0073] 2,3-二氧代-1，2,3,4-四氢喹喔啉-6-甲酸（2.068，10臟〇1)和间肼羰基苯甲酸 乙酯（2. 08g，lOmmol)悬浮于40mL四氢呋喃中，随后加入EDC(2. 50g)、H0Bt(l. 8g)和吡啶 (3. 5mL)，室温搅拌反应36小时后，过滤，滤饼以四氢呋喃洗涤，干燥后得双酰肼2. 97g，不 经纯化用于下一步。
[0074] 将上步所得双酰肼（2.97g)悬浮于30mL干燥的四氢呋喃溶液中，加入伯吉斯试 剂（2. 9g)，升温回流反应5小时，冷却后过滤，收集滤液，减压浓缩至近干，加入二氯甲烷 (50mL)，甲醇（IOmL)和水（50mL)，搅拌10分钟后分去水相，收集有机相，减压浓缩至干，无 水乙醇重结晶后得白色固体（2. 21g)，收率78%。
[0075] 实施例14制备本发明化合物1-14 (R2=CH3CO, R4=CH3,
[0076]
[0077] 参照实施例13所示的方法，其中"2, 3-二氧代-1，2, 3,4-四氢喹喔啉-6-甲酸" 替换为3-甲基-2-氧代-1，2-二氢喹啉-7-甲酸；"间肼羰基苯甲酸乙酯"替换为间乙酰 基苯甲酰肼。本实施例中，3-甲基-2-氧代-1，2-二氢喹啉-7-甲酸（2. 03g，lOmmol)，间 乙酰基苯甲酰肼（1.78g，lOmmol)，室温搅拌反应28小时，干燥后得双酰肼2. 90g。步骤b 中，伯吉斯试剂（2. 9g)，升温回流反应3小时，无水乙醇重结晶后得白色固体产物即化合物 1-12(2. 15g)，收率 78%。
[0078] 实施例15制备本发明化合物1-15 (R2=NH2, R4=CH3, 杂环
[0079]
[0080] 参照实施例13所示的方法，其中"2, 3-二氧代-1，2, 3,4-四氢喹喔啉-6-甲酸" 替换为2-甲基-3-氧代-3, 4-二氢喹喔啉-6-甲酸；"间肼羰基苯甲酸乙酯"替换为间氨 基苯甲酰肼。本实施例中，2-甲基-3-氧代-3, 4-二氢喹喔啉-6-甲酸（2. 04g，IOmmol), 间氨基苯甲酰肼（I. 51g，lOmmol)，室温搅拌反应28小时，干燥后得双酰肼I. 89g。步骤b 中，伯吉斯试剂（2. 9g)，升温回流反应3小时，无水乙醇重结晶后得白色固体产物即化合物 I-12(1.25g)，收率 70%。
[0081] 实施例16 :分子水平上本发明化合物I的FBPase抑制活性测试
[0082] 1)仪器：EnVisionTM(PerkinElmer)
[0083] 2)材料：酶：FBPase (fructose-l, 6_bisphosphatase)。底物：Sodium Fructose Diphosphate(FDP)，由上海生工生物工程股份有限公司提供。缓冲液：为市售化学品，组成 ： 66mM MOPS (PH7. 5)，0· 2MmEDTA，5MmMgCl2,66MmKCl。
[0084] 3)实验方法：
[0085] 分别取10 μ 1上述实施例中的任意一种化合物I (化合物I-I~1-15)为待测样 品，加入384孔筛选板，再取20 μ L酶也加入384孔筛选板，室温孵育10分钟，再取20 μ L底 物加入384孔筛选板，使化合物I待测样品的浓度为20 μ g/ml，直接用EnVisionTM进行动 态检测酶抑制活性（吸收波长340Nm)。经EnVisionTM的计算软件，初筛得到样品（化合物 I)对酶有抑制活性结论后再测试酶抑制活性与化合物I剂量依赖关系，即IC5tl值。每个样 品在测试中均设置3个复孔（同样浓度进行3次重复），以标准偏差（Standard Deviation， SD)表示。部分化合物的抑制活性检测结果显示，实施例2中的化合物1-2、实施例7中的化 合物1-7的抑制活性分别为32. 2 ± 1. 55 μ tM、20. 7 ± 1. 12 μ tM，其他化合物样品的FBPase 抑制活性效果与之接近，表明本发明式（I)苯并杂环取代1，3,4_噁二唑类化合物能有效抑 制FBPase活性。
[0086] 实施例17 :本发明化合物I的蛋白酪氨酸磷酸酯酶（PTPlB)抑制活性测试
[0087] (1)样品准备
[0088] 将Img样品（分别以实施例1~15中的化合物I-I~1-15作为待测样品）溶解 于200 μ I DMSO中，得到的溶液作为5 μ g/ml的储液。再从该储液中取20 μ 1加入96孔聚 丙烯板的Α2-Η11样品孔中，然后再向其中加80 μ I DMS0,混合均匀，将其作为1 μ g/ml样品 母板。最后Biomek2000自动加样系统从该母板中转移2μ1样品到96孔聚苯乙烯板中，作 为筛选用的样品子板。
[0089] (2)实验方法：
[0090] 用Biomek2000向子板的A12-D12、El-Hl样品孔中加2 μ INa3VO4水溶液作为阳性 对照，同时向Al-Dl、Ε12-Η12样品孔中加2μ I DMS0,不加其它任何试剂或样品，将其作为 空白对照，按照上述方法进行检测。
[0091] 检测之后，计算8个空白对照酶反应初速度的平均值，将其作为全活性，然后计算 各样品孔酶反应的相对活性，最后全活性（100%)减去相对活性即得到抑制百分数。经过 Excel软件进行的数据处理后，最后显示的结果为各个样品孔的抑制百分数。初步活性筛 选结果显示，化合物I-I的IC5(I=25. 8±1. 69 μ tM，其他样品的FBPase抑制活性效果与之接 近，表明本发明化合物对PTPlB具有有效的抑制作用。
【主权项】
1. 一种苯并杂环取代1，3, 4-噁二唑类化合物，其特征在于，所述化合物结构如式（I) 所示：式（I)中，R1，R2 分别为 C1 ~C6 烷基、C1 ~C6 烷氧基、NH2、Cl、Br、I、F、CF3、-COR3或-COOR3 ;其中，R3为Cl~C6烷基； 式（I)中，与苯环骈联的杂环为以下任一化学式所示结构：其中，R4为H、C1、或C1~C4烷基；R5为H或Cl~C4烷基。2. 式（I)所示的苯并杂环取代1，3, 4-噁二唑类化合物的制备方法，其特征在于，以并 杂环苯甲酸与R1、R2取代的苯甲酰肼作为原料，在二氯甲烷或四氢呋喃中，在缩合剂、缚酸 剂的作用下，缩合得到双酰肼化合物；然后，在四氢呋喃中，以N-(三乙基铵磺酰）氨基甲酸 甲酯作为脱水试剂，回流反应得到所述式（I)化合物；所述制备方法的反应式如下所示：其中，#，1?2分别为（：1~(：6烷基、(：1~(： 6烷氧基、順2、(：1、81'、1、卩、〇卩3、-〇?3或-〇)(? 3;其中，R3为Cl~C6烷基； 其中，与苯环骈联的杂环为以下任一化学式所示结构：其中，R4为H、Cl、Br或C1~C4烷基；R5为H或Cl~C4烷基。3. 如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述缩合剂为1-乙基-(3-二甲氨基丙 基）碳二亚胺盐酸盐和1-羟基-苯并三氮唑；其中，所述1-乙基-(3-二甲氨基丙基）碳 二亚胺盐酸盐和所述1-羟基-苯并三氮唑两种缩合剂的用量为摩尔比1 : 1。4. 如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述缩合剂与原料R1A2取代的苯甲酰 肼的用量比为摩尔比1.3~2 : 1。5. 如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述缚酸剂为吡啶、3-甲基吡啶或 4-甲基吡啶。6. 如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述脱水试剂与所述双酰肼化合物的 用量比为1. 5 : 1~3 : 1。7. 式（I)所示苯并杂环取代1，3, 4-噁二唑类化合物作为FBPase抑制剂的应用。8. 式（I)所示苯并杂环取代1，3,4-噁二唑类化合物在制备治疗II型糖尿病药物中的 应用，其特征在于，式（I)所示苯并杂环取代1，3, 4-噁二唑类化合物抑制FBPase活性。9. 式（I)所示苯并杂环取代1，3, 4-噁二唑类化合物作为PTPlB抑制剂的应用。10. 式（I)所示苯并杂环取代1，3, 4-噁二唑类化合物在制备治疗II型糖尿病药物中 的应用，其特征在于，式（I)所示苯并杂环取代1，3, 4-噁二唑类化合物抑制PTPlB的活性。
【专利摘要】本发明公开了一种式(I)所示的苯并杂环取代1,3,4-噁二唑类化合物及其制备方法，先以R1及R2取代的苯甲酰肼和杂环骈联苯甲酸在EDC作用下脱水缩合得双酰肼，再经分子内的脱水环合得到所述苯并杂环取代1,3,4-噁二唑类化合物。本发明还公开式(I)苯并杂环取代1,3,4-噁二唑类化合物既作为FBPase抑制剂又作为PTP1B抑制剂的用途及其在制备治疗II型糖尿病药物中的应用。
【IPC分类】C07D413/04, A61P3/10
【公开号】CN104892590
【申请号】CN201410078744
【发明人】汤杰, 阿卜杜拉·玉苏普, 李佳, 何海兵, 李静雅, 杨帆, 高立信, 石敏, 盛丽
【申请人】华东师范大学, 中国科学院上海药物研究所
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2014年3月5日
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