姜黄素衍生物、其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及药物化学领域，具体地，涉及一种姜黄素衍生物、其制备方法和应用。
【背景技术】
[0002] 阿尔茨海默病(Alzheimer ' s disease，AD)是一种进行性神经退行性疾病，影响着 全世界数千万人，至今很难诊断而且不可治愈。随着社会老龄化，AD患者不断增加，其高发 病率、高致残率已成为影响人类健康的重大疾患。针对AD的病理机制目前主要有三种假说： 淀粉样蛋白沉积、神经元纤维缠结(neurof ibri 1 lary tangles)以及胆碱能神经元退行性 病变，其中"淀粉样级联假说"被人们广泛认可。该假说认为:在AD发生的早期，β-淀粉样蛋 白（Αβ，主要是ΑΜ0和AM2)逐渐聚合，沉积形成淀粉样斑块，引发tau蛋白磷酸化和神经纤 维缠结，最终导致神经元退化、丢失和痴呆。AM0/42单体经神经元分泌后，会迅速聚集，形 成可溶性的多聚体(二聚体，三聚体），接着形成可溶性的寡聚体，最后进一步聚集形成不溶 性Α?3纤维和斑块而沉积在脑内。最新的研究发现，沉淀斑块的多少与AD的严重程度并无直 接的关联。可溶性的二聚体、寡聚体等要比不溶性的沉淀斑块有着更强的神经毒性，也是导 致神经退行性病变的直接原因。目前对不溶性Α邱勺成像研究非常成功，且已有几个药物被 批准用于临床。但对于可溶性物质的成像研究却鲜有报道。因此检测可溶性Αβ的成像探针 将更有力地推动AD的早期诊断和药物的开发。与其他成像方法相比，近红外荧光(NIRF)成 像方法具有许多优点：（1)灵敏度高，可实现微弱信号的检测；（2)检测安全，不接触放射性 元素；（3)无需耗时，数据采集过程中实时成像；（4)成本适中，无需昂贵的设备和技术高超 的人员。
[0003] 前期的研究中，以姜黄素为骨架架构的NIR荧光探针CRANAD-2与Αβ结合后表现出 明显的荧光强度增加、发色光谱蓝移、荧光寿命延长以及光量子产率提高等光学效应。但是 CRANAD-2不具有选择性，既能与可溶性Α?3结合，也能与不可溶Α?3结合，并且与不可溶Αβ作用 后荧光强度的增加是与可溶性Αβ作用后的2.3倍。可见，现有技术中尚未有以这种姜黄素类 化合物为骨架架构的NIR荧光探针，可选择性地与可溶性Α?3结合的报道，因此，这一现状亟 需解决。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题是为了克服现有技术中以姜黄素类化合物为骨架架 构的NIR荧光探针不具有选择性，既能与可溶性Αβ结合，也能与不可溶Α?3结合等的技术问 题，而提供了一种姜黄素衍生物、其制备方法和应用。本发明的姜黄素类衍生物可选择性地 与可溶性Α?3结合，更有力地推动AD的早期诊断和药物的开发。
[0005] 本发明提供了一种如式(I)所示的姜黄素类衍生物：
[0006]
[0007] 其中η = 2、3、4; X表示C原子或者N原子;RiS-NRaRb，其中，R^Rb独立地为氢、&-6烷 基或C3-6环烷基，但RmR b不同时为氢;R2为氢、Cl-6烷基、C3-6环烷基、Cl-6烷氧基或卤素，，其 中R2表示单取代、二取代(例如2，6-位二取代)或三取代。
[0008] 如式(I)所示的化合物中，1^、妒和1?2中，所述的(：1-6烷基优选(： 1-4烷基。所述的(：1-4烷 基优选甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基或叔丁基。
[0009] 如式（I)所示的化合物中，R4PR2中，所述的C3-6环烷基优选环丙基、环丁基、环戊基 或环己基。
[0010] 如式⑴所示的化合物中，办中，所述的Cl-6烷氧基优选Ci-4烷氧基。所述的&―4烧氧 基优选甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基或叔丁氧基。
[0011] 如式(I)所示的化合物中，R2中，所述的卤素优选F、Cl、Br或I。
[0012] 本发明中，如式⑴所示的化合物中，心优选N，N_二甲基氨基、N，N_二乙基氨基、N， N-甲基乙基氨基。
[0013] 本发明中，如式（I)所示的化合物中，办优选氢、2,6_二甲基或2,6_二异丙基。
[0014] 本发明中，如式(I)所示的化合物，较佳地为如下任一化合物：
[0015]
[0016]
[0017] 本发明还提供了一种所述的如式（I)所示的姜黄素衍生物的制备方法，其包括下 列步骤:有机溶剂中，在碱的催化下，脱水剂的存在下，将如式4所示的化合物与如式5所示 的化合物进行如下所示的缩合反应，制得如式(I)所示的姜黄素衍生物；
[0018]
[0019]上述各化合物中^乂~办和此的定义均如前所述。
[0020]所述的如式（I)所示的姜黄素衍生物的制备方法中，所述的有机溶剂可为本领域 此类反应常规的有机溶剂，优选腈类溶剂。所述的腈类溶剂优选乙腈。所述的碱可为本领域 此类反应常规的碱，优选四氢异喹啉（即1，2,3,4_四氢异喹啉）。所述的脱水剂可为本领域 此类反应常规的脱水剂，优选冰乙酸。所述的碱的用量可不做具体限定，一般为催化量，较 佳地其与如式4所示的化合物的摩尔比为0.1:1-0.9:1，更佳地为0.1:1-0.3:1。所述的脱水 剂的用量可为本领域此类反应常规的用量，较佳地其与如式4所示的化合物的摩尔比为0.1 :1-0.9:1，更佳地为0.2:1-0.5:1。所述的如式4所示的化合物与如式5所示的化合物的摩尔 比可不作具体限定，只要不影响反应进行即可，较佳地为1:1。所述的有机溶剂的用量可不 作具体限定，只要不影响反应进行即可，较佳地，其与如式4所示化合物的体积摩尔比为 3mL/mmol。所述的缩合反应的温度可为本领域此类反应常规的温度，较佳地为室温(0-30 °C)。所述的缩合反应的进程可采用本领域有机合成反应常规的检测方法进行监测（例如 TLC、GC、HPLC或匪R等），通常以如式4所示的化合物消失时作为反应的终点。所述的缩合反 应的时间较佳地为2-6小时(例如3小时）。
[0021] 本发明如式(I)所示的姜黄素衍生物的制备方法的路线较佳地如下所示：
[0022]
[0023]本发明还提供了一种所述的如式（I)所示化合物在制备用于诊断阿尔兹海默症早 期近红小分子探针中的应用。
[0024] 所述的应用中，所述的近红外小分子探针可与可溶性Αβ和/或不可溶Α?3结合，优选 与可溶性Αβ结合。
[0025]下面是本发明中化合物的生物活性研究。
[0026]采用？-4500荧光分光光度计在?83(?!17.4)条件下分别测试目标化合物、目标化 合物与ΑΜ0单体作用后、目标化合物与Αβ聚合物作用后的荧光强度值(I)。
[0027]实验方法：
[0028] Αβ40单体的制备：购买的Αβ40单体（rPeptide，catalogue No.Α-1153-1 and Α-1163-1 with HFIP treatment)经HPLC进一步纯化后储存于六氟异丙醇（HFIP)中。粒度经 由Zetasizer似11〇(]\&11￥61'11)测定。1(^1^的404〇单体(25以]\〇储备液经真空离心挥干溶剂，重 新溶于lmL蒸馏水中。经粒度测试该Αβ40单体的水溶液粒度大小低于仪器所能测定的最低 值，即无大粒径颗粒。
[0029] Αβ聚合物的制备：1. OmgAMO重新溶解于1. OmL的氨水（1 % )中，取该溶液100yL稀 释于900yL的PBS缓冲溶液中，室温搅拌三天。TEM结果确证了聚集物的生成。该储备液保存 于 4。。。
[0030]目标化合物与ΑΜ0单体、Αβ40聚集物的结合活性测试：（1)将1.OmL的PBS溶液加入 石英皿中，根据每个化合物的荧光光谱性质，在相同条件下测得PBS的荧光信号作为空白对 照；（2)选取610nm为激发光波长，收集从630nm到900nm的目标化合物（1. OmL，250nM)的荧光 信号；（3)于第二步的溶液中加入10yL的Αβ类物质(浓度为25μΜ的HFIP单体溶液，浓度为25μ Μ的AM0聚集物PBS溶液），使仙的最终浓度与目标化合物的一致。第三步的溶液的荧光信号 均按照第二步的参数测定。第二步和第三步所测得荧光信号均用第一步的空白荧光信号矫 正。
[0031] 实验结果见表1:
[0032]表1目标化合物的荧光光谱测试结果
[0033]
[0034] a最大发射波长，b目标化合物单独测定时的荧光强度;e目标化合物与Αβ单体结合 后的荧光强度; d目标化合物与Αβ聚合物结合后的荧光强度。
[0035] 从表1可见，目标化合物对可溶性Αβ具有很好的选择性，与可溶性Α?3结合后荧光强 度明显增强。尤其是化合物la和Ib，与Αβ单体结合后的荧光强度是与Αβ聚合物结合后的荧 光强度的32倍和12.5倍，而且与Αβ单体作用后的荧光强度增强了