大学毕业设计新型医药中间体的合成研究.docx

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大学毕业设计新型医药中间体的合成研究

新型医药中间体的合成研究

TheSynthesisofNewPharmaceutical

Intermediates

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

TheSynthesisofNewPharmaceuticalIntermediates

Abstract:

AccordingtotheWorldParkinson'sDiseaseAssociationstatistics，thereareover5millionpatientswithParkinsondisease.However,thedevelopmentofanti-Parkinson'sdrugmarketisnotverybalanced,andthereareonlymorethan20varietiesofoldandnewdrugsusedforanti-Parkinson'sdiseasecurrently.WeuseanoverviewofthestatusandprogressofParkinson'sdiseasedrugs.TheexperimentalstudieshaveshownthattheadenosineA2AantagonistanddopamineD2receptorsintheglobuspallidus,striatumspinyoutputneurons,tworeceptorsantagonisticroleofadenosineA2AreceptorantagonistsimilartothedopamineD2receptorthatcanbeusedforthetreatmentofParkinson'sdisease.AccordingtotheadenosineA2Areceptorantagonistproperties,wemakeanoverviewoftheadenosineA2Areceptorantagonist,streatmentofParkinson'sdisease,andfindthewayofthesynthesisofanewtypeofdrugintermediates.Weuse5-methyl-2-Aminophenolasrawmaterials,byaddingprotectionofaminoBocanhydrideafternucleophilicsubstitutioncyclization,oxidation,reduction,chlorideandaseriesofreactiontogeneratethefinalcompound,thecompoundwillbeusedasintermediatestothesynthesisofthistypeofadenosineA2Areceptorantagonist.ThroughtheNMRtesting,weverifytheeachstepofproductiswhatwearelookingforwardto,andthroughsomeproductsLCMSdetection,thepurityoftheproductsaremorethan89%.

Keywords:

Parkinson'sdisease;adenosineA2Aantagonists;pharmaceuticalintermediates;5-methyl-2-aminophenol.

引言

帕金森病（Parkinsonism′disease,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、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。

第1章文献综述

1.18-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Ⅲ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，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，D3，D4受体激动剂普拉克索（pramipexole），具有α22肾上腺素能和选择性多巴胺D2受体激动活性的他利克索（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SLV308[12]，可以显著延长疗效，避免或大大降低恶心、呕吐、幻觉等不良反应。

另有研究表明，通过多巴胺重吸收阻滞剂，如br2asofensine[13]和BTS742398[14]，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（rasagiline）和safinamide[17]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）[18]

COMT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，但并不升高左旋多巴峰浓度。

临床试验表明，托卡朋在剂量5～800mg·d-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，可有效延长左旋多巴血浆半衰期，但并不升高左旋多巴峰浓度。

临床剂量范围400～1600mg·d-1，最大安全剂量为2000mg·d-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，PD2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（neurotrophicfactors,NTFs）

NTFs是一类含量极少，对神经系统生命可溶性多肽。

对中枢多巴胺能神经元有选择性保护作用，能促进黑质多巴胺能神经元的生存与再生。

目前疗效比较肯定的神经营养因子有脑源性神经营养因子（BDNF）、胶质细胞神经营养因子（GDNF）和NT4P5。

应用高度敏感性ELISA法，Mogi等[22]发现在帕金森病患者大脑的黑质中BDNF和NGF浓度明显降低，并指出BDNF缺乏可能与黑质纹状体多巴胺神经元退行性变性的发病机制有关。

在早先的体外实验中测定不同的NTF对多巴胺能神经元的作用，发现BDNF，NT3，NT4P5，IGF，aFGF，bFGF，EGF，GDNF和TGFβ都能不同程度地支持胚胎多巴胺能神经元。

在MPTP和62OHDA损伤的药物模型中，BDNF和GDNF证实可以促进多巴胺能神经元生存，在早期啮齿类动物研究中，低剂量的BDNF不能减缓黑质多巴胺减少，但在后来的更高剂量的研究中发现确实能起到改善作用。

在MPTP损伤的灵长类动物模型研究中，给予GDNF后，发现能对黑质产生有效的、长期的作用，保护多巴胺能神经元，明显改善行为症状。

同时也有对比数据显示GDNF是目前发现的对多巴胺能神经元作用最强的因子之一。

神经学家一直希望有朝一日NTFs能为神经变性疾病提供有效治疗。

此外，由于NTFs本身不能通过血脑屏障，因此，在考虑用神经营养因子治疗帕金森病或其他CNS神经退化性疾病的可能性时，必须解决给药途径的问题。

为此提出多种方案，包括外科手术移植能分泌神经营养因子的细胞、基因转移、控释给药和用小分子化合物来促进多巴胺神经中BDNF的合成等。

1.2.9基因治疗

随着分子克隆与基因重组技术的发展，从分子水平开展疾病基因治疗主要有3种途径:

转基因治疗、反义RNA和反基因技术。

转基因技术是目前开展最为广泛和深入的基因治疗方法。

针对帕金森病的治疗基因包括3类，一是表达多巴胺合成的酶基因，二是神经营养因子基因，三是BCL22基因。

BCL22蛋白家族可抑制帕金森病病理过程中的细胞凋亡。

酶基因包括酪氨酸羟化酶（TH）基因、芳香2L2氨基酸脱羧酶（AADC）基因和GTP环水解酶（GCH）基因，神经营养因子基因有GDNF基因、BDNF基因和神经营养素（NT4P5）基因。

帕金森病被认为是中枢神经系统疾病基因治疗的最佳模型，但目前尚处于实验性治疗阶段，还需要在动物模型上进行临床前研究，以确定其有效性和安全性。

1.3腺苷A2A受体拮抗剂治疗帕金森病的实验研究近况

1.3.1国内外研究现状

目前，治疗帕金森病（PD）最有效和最常用的药物是左旋多巴（L-dopa），通常与外周芳香氨基酸脱羧酶抑制剂合用如卡比多巴和苄丝肼。

最近的动物实验研究表明A2A受体拮抗剂可以作为帕金森病的一种替代疗法，也可与现在的治疗帕金森病方法联合应用，但是尚未开发出适用于临床的有效制剂，因此我们对此领域进行研究。

腺苷A2A受体是4种已经克隆出来的腺苷受体之一，也是7个跨膜成分之一，为G蛋白偶联受体，经自放射测定，配体结合和经腺苷受体激动剂刺激cAMP等研究发现它主要位于纹状体、伏隔核和嗅球。

原位杂交显示这些脑区域A2A受体mRNA水平浓度较高并与那里的D2受体mRNA相似并呈现共同表达的现象，D2受体主要位于间接通路纹状体Gpe神经元上。

最近发现[24]，至少神经系统其他部位和外周组织中有这种受体的mRNA的表达，但水平都很低。

1.3.2腺苷A2A受体对纹状体神经元的影响

在啮齿动物和脊椎动物，纹状体传出神经元编码如前脑啡肽和前加速素mRNA表达是由受体DA和Ach所调节。

消耗DA引起前脑啡肽的表达增高（同时神经元活动增高）以及P物质的表达下降（同时神经元活动降低）[23]。

在鼠，多巴胺D2受体选择性拮抗剂如eticlopride具有相似的作用，但是前脑啡肽mRNA表达也是增设的。

Ach受体功能只有当全部抑制了DA功能后才能被观察到[6]。

在先经D2受体选择性拮抗剂治疗后，再用A2A受体选择性拮抗剂KF17837治疗（而不是用A1受体拮抗剂DPCPX），它能阻止前脑啡肽mRNA表达增高。

由DA失神经支配引起的前脑啡表达增高也能被非选择性腺苷受体拮抗剂咖啡因所阻止[25]。

但是应该指出的是，DA消耗与DA受体阻滞引起的纹状体基因表达的作用并不完全相同[23]。

然而DA消耗引起的前脑啡肽mRNA表达增高需要A2A和烟碱型Ach受体的激活。

阻滞A2A受体一方面可以阻止前脑啡肽mRNA表达增高，另一方面又可使纹状体Gpe神经元活性下降，而在PD中这些神经元是过度活化的。

对神经元进行调节的递质之一就是乙酰胆碱（Ach）它主要由大的非棘型中间神经元所释放。

研究显示，纹状体Ach具有维持纹状体神经元的兴奋和静止状态[1]，因此Ach受体拮抗剂在PD中的疗效还可能是他们具有在失稳纹状体传出神经元的异常状态的能力。

另一观点认为烟碱型受体拮抗剂的治疗作用是对M1受体介导的促进纹状体Gpe神经元点燃的抑制以及M4受体介导的纹状体Gpi/黑质神经元点燃的抑制。

虽然这些受体类型可以出现在两种传出神经元上，但是烟碱型激动剂对c-fos表达的影响作用的研究结果提示M1受体主要位于纹状体Gpe神经元，而M4受体主要位于纹状体Gpi/黑质神经元上[16]。

A2A受体刺激纹状体突触体释放Ach是以蛋白激酶A和C介导的方式。

在活体内[9]和纹状体脑切片上[21]（那里主要是D2受体介导的抑制Ach释放）也观察到了相似的作用，这种作用能完全被CGS21680所阻滞。

Ach受体拮抗剂在PD中仅有轻微的治疗作用，主要因为A2A受体能刺激Ach的释放，因此A2A受体拮抗剂通过减少Ach的影响能对这种疾病起辅助的治疗。

在A2A受体介导的运动行为下，控制胆碱能递质的完整作用可以通过胆碱能拮抗A2A受体激动剂在某些行为学测试中的作用得到验证，在单侧黑质纹状体受损害的鼠中，A2A受体激动剂能对抗DA激动剂阿朴吗啡诱发的旋转行为，这种作用能被阿托品所消除。

至少有两种神经递质（GABA和Ach）控制着纹状体中型棘型传出神经元，这些神经递质的释放是受A2A受体的调节。

这种活化的受体从纹状体释放，抑制GABA的释放[23]，降低GABA介导的对这些神经元的抑制，有利于平衡D2受体的抑制性影响和谷氨酸和Ach的兴奋性影响。

因此，通过增加（GABA介导）抑制性传入（从返回侧枝）使得A2A受体具有降低中型棘型传出神经元活性的作用。

这可以部分地代偿这些神经元D2受体介导的抑制作用的缺失和D1受体介导的GAB