苄酯衍生物哌替啶和去甲哌替啶作为5羟色胺转运配体合成和配体活性的研究.docx

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苄酯衍生物哌替啶和去甲哌替啶作为5羟色胺转运配体合成和配体活性的研究

苄酯衍生物哌替啶和去甲哌替啶作为5-羟色胺转运配体合成和配体活性的研究

文章历史

2010年8月12收稿

2010年9月21修订

2010年9月23公认

2010年9月29网上公布

关键字

哌替啶去甲哌替啶5-羟色素转运多巴胺转运去甲肾上腺素转运抑郁

摘要

合成和评估一系列的苄基酯哌替啶和去甲哌替啶与血清素的关系，多巴胺和去甲肾上腺素的转运。

哌替啶衍生物4-甲氧苯甲醇酯8b和4-硝基苄酯8c和去甲哌替啶衍生物4-甲氧苯甲醇酯14a对SERT表现出低的亲和力（Ki<2nm）且对SERT表现高选择性（DAT/SERT>1500和NET/SERT>1500）。

1.简介

几十年来治疗抑郁和焦虑的目标一直是5-羟色胺转运。

选择性血清素再摄取抑制剂（SSRI类药物，如西酞普兰，氟西汀和帕罗西汀）已广泛规定用于病人常见的精神错乱（图1）。

然而，尽管这些药物很成功，病人却遭受明显的副作用，因此仍然存在对新药的需求。

在过去的十年中，对开发新药物的疗法依据以扩大到这些表现出强大的血清素再摄取抑制和影响其他单胺转运或血清素受体功能的靶分子。

这种做法导致了双羟色胺/去甲肾上腺素（SNPis，例如，文拉法辛和度洛西汀）再摄取抑制剂的开发。

这些双重抑制剂治疗抑郁症比SSRis类药物更有效且减少了副作用。

最近，药理学的证据表明，三联单胺摄取抑制剂（TUIs）,针对多巴胺转运蛋白（DAT）以及5-羟色胺转运（SERT）和去甲肾上腺素（NET）的转运可能更有效且提高了抗抑郁药物的安全性。

TUI的原型，DOV216303在第二阶段对抑郁症的临床研究被认为是既有效又安全的，然而，今日放弃了进一步的发展由于专利的寿命问题。

虽然有人建议一个平衡的比咯酸胺在三个单胺转运的抑制剂为新化合物，抗抑郁疗法的化合物抑制血清素再吸收及阻止5-HTA自体受体，它抑制5-羟色胺在血清素中的存在（5-HTA受体拮抗作用）也一直是众多研究的焦点。

据认为，双SSRI/5-HT1A拮抗剂（如WAY-262398）引起药物治疗效用的改进。

尽管这些在治疗抑郁/焦虑症取得进展，SSPIs类药物继续成为治疗抑郁和焦虑有关的疾病的最广泛的处方药。

此外，5-羟色胺转运的调制仍然是针对抑郁症新药开发的重要焦点。

我们正在努力开发单胺转运系统的分子支架导致了几种典型的DAT配体和SERT配体的选择性的发展。

在此之前，我们已经报道了一项关于哌替啶衍生物表现出SERT温和的效力和选择性（图2）。

然而，与典型的SSRIs类药物氟西汀和帕罗西汀不同的是，在SERT药效结构中哌替啶衍生物缺少二级胺和芳香基。

不足之处是研究的兴趣是确定哌替啶的SERT配体，改进SERT的效力和单胺转运体的选择性影响芳香系统的地位。

为此，我们设想了苄酯去甲哌替啶衍生物将类似于SERT的药效。

如图3所示，预测的去甲基哌替啶苄基酯3的溶剂化结构，证明氟西汀和罗西汀可适当的取代去甲哌替啶苄基酯对SERT表现出高的亲和力。

一个去甲基哌替啶苄基酯3对SERT较强的亲和力，然后可以评估单胺转运或血清受体已确定重点药物的发展（例如，SSPI,TUI,SSRI/5-HT1A拮抗剂）。

我们在此报告了新型苄酯衍生物哌替啶和去甲哌替啶的合成和单胺转运蛋白的亲和力。

2、化学

根据以前对哌替啶类似物构效研究的基础上，我们侧重研究4个4-芳基（Ar1）的哌啶支架（Ar1=3,4-二氯苯基，4-Ph-Ph和2-萘基）。

以前的研究表明这些芳基在高效力和对SERT的选择性观察到哌替啶乙酯衍生物2a-d（图表1）以及哌啶衍生物和各种托烷做出贡献如图表1所示，一个初始的去甲基哌替啶衍生物4由相应的乙酯2用1-氯制备。

这两步一锅反应后去甲基哌替啶衍生物的产量是59-73%。

苄基酯衍生物由腈5制备，使用那些我们实验室报道过的合成方法。

5睛基的水解（图表1）在氢氧化钠的甲醇溶液中回流（25%wt）,其次是一种羧酸6和90%盐酸盐提供酸性环境（2NHCl）。

没有净化，羧酸6在亚硫酰氯条件下转化为酰氯7然后再相转移条件下妥善处理取代苯甲醇。

这两步得到的苄酯8-11的产量为25-62%。

去甲哌替啶类似物12-15用ACE-CI经上述过程可制备，收率70-85%。

图表1

3.生物学

血清素的亲和力，多巴胺和去甲肾上腺素的转运取代选择性放射性配体西酞普兰确定了该药物的能力，[3H]西酞普兰、[3H]WIN35428和[3H]尼索西汀在小鼠大脑组织进行单胺转运。

表1列出了所有化合物的亲和力最初确定是SERT和DAT。

通常选择的化合物表现DAT/SERT选择性大于100然后评价去甲肾上腺素的转运以确定一种单胺转运的选择性。

虽然哌替啶对U性阿片受体的亲和力是亚微摩尔，透水结构活性与取代芳基类似物的研究显示3,4-二氯苯基，4-碘苯基和2-萘基哌替啶减少了U型阿片受体的亲和力。

因此阿片受体的亲和力在这个时候没有必要评估。

表1单胺转运关系和选择性

Compounda

Ar1

Ar2

SERT（Ki,nMb

DAT（Ki,nM）b

NET（Ki,nM）b

DAT/SERT

NET/DAT

NET/SERT

Fluoxetine

2.0±0.1c

784±39d

473±11c

392

0.60

240

Paroxetine

0.05±0.0003c

98±1.7d

59±0.7c

2000

0.59

1200

1

Ph

413±44e

17,800±2700e

NT

43

2a

3,4-Cl2-Ph

18.7±2.6e

125±15e

74,500±5100e

6.7

600

4000

2b

4-Ph

47.7±4.1e

6801±3060e

4824±633e

160

0.71

110

2c

4-I-Ph

21.1±2.4e

3250±200e

25,000

519,000±51,000e

150

160

2d

2-Naphthyl

7.2±0.10e

1140±380e

71,000±9700e

160

62

9900

4a

3,4-Cl2-Ph

21.6±1.6

321±58

NT

159

4b

4-Ph-Ph

3.3±1.0

3209±388

NT

980

4c

4-I-Ph

2.5±0.8

3500±321

NT

1400

4d

2-Naphthyl

14.1±2.1

710±138

NT

51

8a

3,4-Cl2-Ph

Ph

3.9±0.5

2970±297

901±122

760

3.3

230

8b

3,4-Cl2-Ph

4-CH3O-Ph

1.7±0.2

2792±626

300±29

1600

0.11

180

8c

3,4-Cl2-Ph

4-NO2-Ph

1.0±0.1

1530±334

333±54

1500

0.22

330

8d

3,4-Cl2-Ph

3,4-Cl2-Ph

4.3±0.5

5226±152

NT

1200

8e

3,4-Cl2-Ph

4-Br-Ph

7.0±0.9

2563±48

580±52

370

0.23

83

8f

3,4-Cl2-Ph

4-I-Ph

13.2±1.8

3471±238

NT

260

8g

3,4-Cl2-Ph

4-Ph-Ph

10.9±2.1

5629±508

NT

520

8h

3,4-Cl2-Ph

2-Naphthyl

9.9±3.7

4913±525

2549±77

500

0.52

260

9

4-Ph-Ph

Ph

49.5±7.4

2312±334

NT

47

12a

3,4-Cl2-Ph

Ph

9.2±3.1

919±138

NT

100

12bf

3,4-Cl2-Ph

4-CH3O-Ph

10.2±2.7

1264±142

3133±578

110

2.5

307

12cf

3,4-Cl2-Ph

4-NO2-Ph

6.4±1.9

1295±263

1444±415

227

1.1

226

12df

3,4-Cl2-Ph

3,4-Cl2-Ph

30.2±4.9

2892±1539

11,930±1060

96

4.1

400

12e

3,4-Cl2-Ph

4-CF3-Ph

46.7±17

2244±200

7902±869

48

3.5

170

13

4-Ph-Ph

Ph

2.0±0.3

1109±84

NT

560

14af

4-I-Ph

4-CH3O-Ph

0.6±0.2

2925±715

2731±698

4900

0.93

4600

14bf

4-I-Ph

4-NO2-Ph

5.9±2.0

1777±265

2069±322

300

1.2

350

14cf

4-I-Ph

3,4-Cl2-Ph

5.9±2.7

4342±1090

6059±1598

740

1.4

1000

15af

2-Naphthyl

4-CH3O-Ph

2.9±0.2

889±463

2349±127

310

2.6

810

15bf

2-Naphthyl

4-NO2-Ph

2.0±0.5

732±132

37±7

370

1.3

470

15cf

2-Naphthyl

3,4-Cl2-Ph

26.5±2.4

3212±311

16,557±4034

120

5.2

630

4.结果和讨论

我们预先将一个二级胺组引入到哌替啶的骨架中改善SERT的效力是很容易在SERT的去甲哌替啶4中验证的。

一般来说，观察到的去甲哌替啶4（4c）将SERT的亲和力提高6-10倍超过了相应的哌替啶衍生物2（2c）。

此外，苄酯8a相对于哌替啶和甲酸乙酯2a明显的提高了SERT的亲和力。

SERT的亲和力增加了将近六到十倍伴随着DAT的亲和力显著下降。

因此，苄酯8a在SERT不仅比乙酯更有效，以及SERT的选择性更高。

一个取代苄酯系列4-（3,4-二氯苯基）-哌替啶衍生物8在SERT和DAT中进行了评价，自4-（3,4-二氯苯基）-哌替啶支架在以往的研究中最容易获得哌替啶衍生物。

一般来说，所有的苄酯8a-8h对SERT表现了高的亲和力和良好的DAT/SERT的选择性（DAT/SERT>100）。

值得注意的是，4-甲氧基苄酯8b和4-硝基酯8c是哌替啶系列最有力的化合物在SERT和DAT/SERT的选择性中。

这两种化合物的效力和选择性相似是符合SERT的药效，这对8的苄基（Ar2）氢键受体组有利.。

NET的亲和力也被确定为选定的衍生物8和被发现相对应的提高相应乙酯2。

然而，苄酯（8b）对NET的亲和力显著低于SERT的表现导致NET/SERT>100（8b,NET/SERT=180），尽管选择性低于相应的乙酯（2a,NET/SERT=4000）。

另外，4-苯基哌替啶衍生物9在SERT和DAT表现的效力不是明显高于乙酯2c.很有趣的是发现4-苯基congenor9是苄基酯系列唯一没有比乙酯对SERT表现出高的亲和力。

总体而言，去甲哌替啶乙酯4和哌替啶苄酯8的结果非常满意，也支持了我们对配体的设想理念。

苄基酯8b和8c的亲和力和选择性与氟西汀非常相似，建议哌替啶衍生物在同一个主题上与SERT结合。

自发现氟西汀是次要的胺，兴趣在探索苄基酯N-H基团对SERT的亲和力的协同效应。

对一系列去甲哌替啶苄酯类似物12-15单胺转运体进行了评价。

去甲哌替啶多氯124-（3,4-二氯苯基）类似物的强度略低于相应的N-甲基衍生物。

并不奇怪在乙基酯系列中观察相似的结果是N-甲基衍生物2b对SERT的效力强于4a..。

然而，显示4-苯基去甲基哌替啶苄基酯13大幅度增加了SERT的亲和力且适度的增加了DAT的亲和力。

这支持了我们设想将N-H基团和苄酯基团嵌入哌替啶支架。

基于13改进了SERT的亲和力，鼓励我们进一步研究4-（4-碘苯基）（14）和4-（2-萘基）（15）去甲基哌替啶类似物高的构效和SERT的选择性最有力的取代苄基酯哌替啶系列（Ar2=4-甲氧基苯，4-硝基苯。

3,4-二氯苯基）。

所设想的的碘和萘的衍生物，14和15，针对相应的二氯衍生物提高对SERT的选择性和效力。

4-（4-碘苯基）去甲基哌替啶4-甲氧苯基酯14Ab被发现对SERT具有高的低于正常的效力和对SERT最好配体的研究。

此外，对SERT（DAT/SERT=4900NET/SERT=4600）14a是选择性最高的化合物且选择性超过了氟西汀和帕罗西汀（表1）。

相对于DAT和NET2-萘基衍生物15a和15b对SERT也表现出高的选择性大于10倍以下但对SERT的选择性低于14a。

5.结论

总之，我们以SERT的药效为基础合成了哌替啶和去甲哌替啶苄酯化合物的衍生物作为SERT的选择性化合物。

在一般情况下，苄酯比对应的已酯均显着更有效单胺转运蛋白和对SER的低纳摩尔的亲和力。

4-甲氧基苄酯8b,14a及4-硝基酯8c是该项研究SERT最主要的选择性配体。

基于这些结果，不论是哌替啶苄酯支架还是去哌替啶苄酯支架似乎可以很好的满足新开发化合物显示出SERT的高浓度和选择性。

进一步就着手研究这些化合物在血清素受体和体内特性且在适当时机汇报。

6.实验部分

除去其他的所有的化学药品都是AldichChemicalCo.milwaukee.WI购买的。

无水THF，二氯甲烷和甲醇是MallinkrodtBaker购买的。

甲苯和Et2O（d日搜率，EMD化学药品）是从VWR国际组织买的。

色谱分析法指的是闪光硅胶柱层析（硅胶吸附剂60A,定位230-400，标准等级32-63um）。

石油醚是指戊烷的沸点在30-60℃.NMR光谱范围用VarianGemini分光仪记录的是400MHz。

化学位移记录了四氯硅烷（TMS）的价值，把它作为内部标准。

化合物用NMR标记后作为自由基转化为相应的盐。

测盐的熔点未加校正。

AtlanticMicrolabs.Inc.Norcross，GA进行元素分析。

6.1制备盐酸盐的一般过程

基底（50-100mg）溶入少量的乙醚中（1-2ml）然后加入饱和的无水氢氟酸（10ml）。

盐酸盐结晶用Et2O（3*2ml）洗涤，粉末用Et2O和乙酸乙酯精制。

部分水可以被阻止，虽然在真空下（0.01mmHg）干燥（110℃,1h）。

所用化合物用薄层色谱法（三氯甲烷/甲醇/NH4OH,90:

9:

1）混合均匀。

6.2制备草酸盐的一般步骤

基底（50-100mg）溶入少量的THF中（1-2ml）然后在无水草酸（1equiv）中加入THF溶液（1-2ml）。

结晶盐用无水THF（1*2ml）洗涤然后用Et2O（3*2ml）洗涤切粉末用Et2O和乙酸乙酯精制。

部分水可以被阻止，虽然在真空下（0.01mmHg）干燥（110℃,1h）。

所用化合物用薄层色谱法（三氯甲烷/甲醇/NH4OH,90:

9:

1）混合均匀。

6.3去甲哌替啶衍生物4的一般制备步骤

2的溶液（6.1mmol）、碳酸氢钠（9.1mmol）和1-氯-氯甲酸乙酯（52mmol）加入1,2-二氯乙烷（27ml）中在氮气做保护气下加热搅拌48h。

在减压的条件下将该产品过滤以除去碳酸氢钠和溶剂。

在混合物中加入甲醇（155ml）加热搅拌3h。

在减压下去除溶剂。

加入氯仿用1.8NNaOH（30ml）和水（30ml）洗涤然后干燥（NaSO4）。

粗制品用柱层析法精制（SiO2,CH3Cl3/CH3OH,12:

1）得到白色柔软的去甲哌替啶类似物4固体的产率是58-73%。

6.4羧酸6的一般制备步骤

在甲醇（100ml）中加入腈类（5,5.2mmol）和25%（wt）的NaOH（34ml）搅拌下回流一夜，然后冷却到室温。

减压用Et2O萃取（3*30ml）混合物的量减半。

水层冷却到0℃，然后用1M的盐酸酸化至PH为2,后用乙酸乙酯（3*75ml）萃取。

真空下过滤形成一种白色悬浮液和白色固体。

固体用H2O/MeOH（4:

1,v/v）重结晶得到羧酸盐酸盐6白色晶体。

该盐在不描述特性或提纯时直接进入下一步反应。

6.5苄基酯8a-i，9，19a-c和11a-c的一般制备步骤

亚硫酰氯（20ml）转移到100ml有冷凝器的圆底瓶中加入羧酸6（1.85mmol）。

在氮气存在时将混合物搅拌加热回流一夜。

蒸馏除去过量的亚硫酰氯得到氯化物7。

在二氯甲烷中（20ml）加入乙醇（1.85mmol）Bu4NHSO4（0.36mmol）转移到剩余物中。

混合物冷却到零下5℃然后加入5%NaOH（3ml）。

在零下5℃搅拌1h然后升到室温。

反应混合物用TLC每30min检测一次直到原料消耗完。

将有机层分离，水洗，干燥（NaSO4），减压下浓缩过滤。

用柱层析法精制（MeOH/CHCl3,2:

98）得到苄基酯8-11白色固体的产率是25-62%。

6.6去甲哌替啶衍生物12a-e，13，14a-c，和15的一般制备程序

在1.2-二氯乙烷中（20ml）加入哌替啶苄基酯溶液（0.6mmol），碳酸钠（9.1mmol）和1-氯-乙烷基氯甲酸酯（5.0mmol）在氮气环境中加热回流48h.。

混合物搅拌得到固体且溶剂在减压下回收。

加入甲醇（50ml）然后混合物加热回流3h。

溶剂在减压条件下回收。

加入氯仿，用1.8NNaOH（30ml）和水（30ml）洗涤，然后用干燥（NaSO4）。

粗制品用柱层析法精制（SiO2,CHCl3/CH3OH,12:

1）得到去甲哌替啶类似物12-15柔软的固体。

6.7[3H]西酞普兰分析法

回收的雄性Sprague-Dawley小鼠的大脑重量是200-225g（TaconicLabs），中脑仔细分析后冷冻起来。

用均匀薄纸在容积为25（w/v）50nmTris包括120nmNaCl和5nmKCl（25℃时PH为7.4）时制备薄膜，使用BrinkmanPolytron（加入6反应20s）且在4℃离心20000g10min。

由此产生的沉淀悬浮于缓冲器中，再次离心的沉淀在缓冲器中的浓度是7.5mg/ml。

室温下在化验分析的管子里配合体结合实验0.5ml缓冲60min。

每个管子包括1.4nm[3H]西酞普兰（PerkinElmer，MA）和1.5mg脑组织（原始湿重）。

非特异性的结合决定使用10um氟西汀。

通过WhatmanGF/B过滤器的快速过滤终止了孵化，在0.3%的聚乙醇胺中预浸，使用BrandelR48过滤（Brandel仪器，马德兰）。

过滤物用5ml缓冲液洗涤两次转移到闪烁瓶中。

往准备就绪离心机中加入（3.0ml）且小瓶认为在第二天用贝克曼液体闪烁计算器计算（贝克曼库尔特仪器，富勒顿，加利福尼亚）。

数据用棱柱软件标绘（SanDiego，加利福尼亚）。

6.8[3H]WIN35428分析法

雄性Sprague-Dawley小鼠（200-225gTaconic日耳曼敦，NY）去掉头移除大脑在冷盘子里解剖尾壳。

组织匀浆在30体积的冰中在Krebs-HEPES缓冲器（15nmHEPES，127nmNaCl，5nmKCl，1.2nmMgSO4，2.5nmCaCl2，1.3nmNaH2PO4，10nm葡萄糖，调节PH为7.4）中在4℃10min用Teflon/glass高速搅拌器和离心分离20000g。

由此产生的颗粒洗涤两次以上在冰水缓冲容器中悬浮和在4℃离心20000g10min。

新鲜匀浆用于所有试验中。

结合分析在Krebs-HEPES冰浴缓冲器中改良。

每管的总容积是0.5ml和最终在大约0.3%（w/v）相当于150-300ug蛋白质/样品中用膜离心。

药物渐增的浓聚物平行三份加入悬浮的样品膜进行测定。

5分钟后，加入[3H]WIN35,428（最终浓度是1.5nm）在冰浴中继续孵化1h。

在5ml冰冷的缓冲液的条件下停止孵化用BradelCellHarvester（Gaitherburg,MD）WhatmanGF/B光纤滤纸（在0.1%BSA水溶液中预浸减少非特异性结合）过滤器迅速过滤。

过滤后，过滤物用另外3ml洗涤转移到闪烁瓶中。

纯乙醇（0.5ml）和准备的有价值的贝克曼混合物（2.75ml）加入小瓶中，改天计算的效率是36%。

在这些分析条件下，实验的大约产率是6000dpm总结合物与样本和大约250dpm非特异性结合得比。

在100um可卡因存在下把非特异性结合物界定为结合物。

Ki值来源于14用未标记的渐增浓聚物（0.5nm-100um之间）针对1.5nm8[3H]WIN35428分析的。

数据用棱柱软件标绘（SanDiego，加利福尼亚）。

6.9[3H]尼索西汀分析法

雄性Sprague-Dawley小鼠正面皮质移除冷冻。

细胞膜用匀浆组织501nmTris（120nmNaCl,5nmKCl;25℃PH为7.4）和离心（4℃50000g离心10min）。

由此产生的颗粒洗涤和离心两次以上。

最后悬浮的沉淀浓度是80mg/ml（原始湿重）。

在氨丁三醇0.5ml和浓缩组织物8mg/管中进行分加入尼索西汀（比活度80Ci/mmol；最后浓度0.5nm，PerkinElmer，MA）在冰中继续孵化1h。

析。

通过WhatmanGF/B过滤器的快速过滤终止了孵化，在0.05%聚乙醇胺中预浸（PEI）。

非特异性结合使用1um的去甲丙咪嗪。

对这些分析，在浓度是1-10um的未知化合物初始评估尼索西汀位移。

大于50%的尼索西汀位移，随后的研究决定了Ki值。

数据用棱柱软件标绘（SanDiego，加利福尼亚）。

致谢

这项研究得到了国际药品协会（DA11528，MLT）和LouisianaOpticalNetwork研究协会（DLM）的支持，得到LouisianaBoard和RegentsPost-Katrina的基金支持LEQSF（2007-12）-ENH-PKSEI-PRS-01。

参考文献

1.Boyer,W.;Feighner,J.P.InSSRIsinDepressionandAnxiety;Montgomery,S.A.,denBoer,J.A.,Eds.;JohnWiley&Sons:

Chichester,2001;pp107–118.

2.Moltzen,E.K.;Bang-Anderson,B.Curr.Top.Med.Chem.2006,6,1801.

3.Butler,S.G.;Meegan,M.J.Curr.Med.Chem.2008,15,1737.

4.Trivedi,M.H.;Kleiber,B.;Greer,T.L.DrugDev.Res.2005,65,