苯并[d][1,3]噁嗪-2,4(1H)-二酮衍生物及其合成方法和用途与流程

本发明属药物化学领域，具体涉及苯并[d][1,3]噁嗪-2,4(1h)-二酮衍生物及其合成方法和在医学上的应用。

背景技术：

阿尔兹海默症(alzheimer’sdisease,ad)是一种进行性退化性致死性中枢神经系统紊乱症。ad病理特征主要表现为中枢神经系统的退化，神经元的大量丢失，神经元细胞内tau蛋白神经元纤维缠结(neurofibrillarytangles，nfts)及胞外出现老年斑(senileplaques,sps)的病理特征。ad发病持久，且患病后不断加重，主要临床症状为认知、记忆出现缺失以及情绪变化。国际阿尔茨海默症协会在2015年发布的《2015年全球阿尔茨海默症报告》显示2015年世界ad患者总数约4680万，预计到2030年将会有7500万，预计到2050年，世界ad患者的人数将达到1.135亿人，2016年调查研究表明，用于ad的健康与社会护理成本与日俱增，估计全球ad患者总支出在2018年达818亿美元，使得ad成为消耗最大的一种疾病。因此ad的预防和药物的研发对人类的健康与发展则显得尤为重要。

目前在临床上治疗ad的主要药物是乙酰胆碱酯酶抑制剂，包括他克林(tacrine，)、多奈哌齐(donepezil，)、利伐斯的明(rivastigmine，)、加兰他敏(galanthamine，)和石杉碱甲(huperzinea，)。随着ad的研究不断深入，研究人员发现ad的发生和发展具有多种机制、多种因素共同作用的特点，而单一靶点的乙酰胆碱酯酶抑制剂类药物只能减轻ad症状而不能彻底治愈ad，且持续单一用药会带来疗效下降及副作用增加的后果，因此“多靶点导向药物”(multitarget-directedligands，mtdls)成为抗ad药物的研究策略。近年研究发现，磷酸二酯酶v与ad患者脑内aβ沉积、tau蛋白高度磷酸化及学习记忆功能障碍等密切相关，磷酸二酯酶v抑制剂能明显提高ad患者学习记忆能力，可作为ad治疗的靶点。因此，开发能同时作用于乙酰胆碱酯酶和磷酸二酯酶v的抑制剂在抗ad方面优势明显。

苯并[d][1,3]噁嗪-2,4(1h)-二酮衍生物是一类重要的含氮杂环类化合物，该骨架广泛存在于天然产物。研究表明，该类化合物具有良好而广泛的药理活性，可用于抗炎、抗肿瘤、抗感染、抗血栓、代谢紊乱、神经退行性疾病等的治疗。

本发明提供了一种苯并[d][1,3]噁嗪-2,4(1h)-二酮衍生物，合成方法简单，结构新颖，具有良好的乙酰胆碱酯酶及磷酸二酯酶v抑制剂活性，可进一步开发为治疗阿尔茨海默症的药物。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种具有良好的乙酰胆碱酯酶及磷酸二酯酶v抑制活性双靶点新型苯并[d][1,3]噁嗪-2,4(1h)-二酮衍生物，可作为治疗阿尔茨海默症的药物。

本发明合成了具有通式(ⅰ)的化合物。

x为(ch2)n，n＝0或1。

当x为(ch2)n，n＝0时，r1、r2、r3、r4、r5、r6、r7、r8、r9为各自独立的选自h、f、cl、br、cn、no2、oh、r、or、ocor、coor、nh2、nhr、nrr、nhcor，其中r定义如下：

当r1、r2、r3、r4、r5、r9同时选自h时，或r1、r2、r3、r4、r5、r7、r8、r9同时选自h时，或r1、r3、r4、r5、r6、r7、r9同时选自h并且r2选自no2时，r为c2-6的烷基、c0-6烷基取代的c3-7脂环基、c0-6取代的苯基；

当r1、r2、r3、r4、r5、r9不同时选自h时，或r1、r2、r3、r4、r5、r7、r8、r9不同时选自h时，或r1、r3、r4、r5、r6、r7、r9不同时选自h并且r2不选自no2时，r为c1-6的烷基、c0-6烷基取代的c3-7脂环基、c0-6取代的苯基。

当x为(ch2)n，n＝1时，r1、r2、r3、r4、r5、r6、r7、r8、r9为各自独立的选自h、f、cl、br、cn、no2、oh、or、ocor、coor、nh2、nhr、nrr、nhcor、r，其中r为c1-6的烷基、c0-6烷基取代的c3-7脂环基、c0-6取代的苯基。

式(ⅰ)中的各类基团可以用生物电子等排体或者同系列基团进行替换。

本发明的另一目的是为提供上述具有芳香结构特点的苯并[d][1,3]噁嗪-2,4(1h)-二酮衍生物制备方法。

本发明合成了具有通式(ⅰ)的化合物。

本发明的新型苯并[d][1,3]噁嗪-2,4(1h)-二酮衍生物的制备方法，其特征是采用邻苯二甲酰亚胺为原料，经过hoffman重排反应得到邻氨基苯甲酸，邻氨基苯甲酸与固体光气反应制得靛红酸酐母体结构，经过取代反应制得相应的靛红酸酐衍生物，再与酰氯(ii)反应得到相应的n-酰基化合物。

所述的酰氯(ii)具有通式(ii)的结构。

式(ii)中，x、r5、r6、r7、r8、r9的定义同式(i)。

式(ⅰ)化合物的制备反应步骤如下图所示：

中间体a2以a1为原料通过方法aminoacids,36(1),71-73；2009(liuz,et.al.)方法制得。中间体a3参照公知方法制备，例如参照journalofmedicinalchemistry,2016,6807-6825(tanl,etal.)等方法制得。中间体b2以b1为原料通过与氯化亚砜反应制得。

本发明所涉及的化合物通过体外乙酰胆碱酯酶及磷酸二酯酶v抑制剂活性实验的药效学研究，结果显示所述化合物具有良好的乙酰胆碱酯酶及磷酸二酯酶v抑制活性，可进一步研制开发成为治疗阿尔茨海默症的新型药物。

具体实施方式

以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定。

实施例1

1-苯甲酰基-2h-苯并[d][1,3]噁嗪-2,4-(1h)-二酮(i1)的制备

邻氨基苯甲酸的制备(1)

在250ml三颈烧瓶中加入73ml20％的氢氧化钠溶液，搅拌下缓慢滴加1.27ml液溴，搅拌混合均匀，冰盐浴冷却至-5℃。加入3.63g(24.7mmol)邻苯二甲酰亚胺，剧烈搅拌，控温-5℃以下补加2.6g氢氧化钠，继续搅拌30min。然后将体系加热到70℃，搅拌5min后加入0.9ml36％亚硫酸氢钠溶液，抽滤。将滤液冷却至室温，加入浓盐酸调节ph值至近中性，再加入冰乙酸至沉淀不再增加。抽滤，滤饼水洗并经45℃真空干燥，得浅黄色固体粗产品3.01g，乙醇/水重结晶，得到淡黄色晶体2.74g，产率81％。

靛红酸酐的合成(2)

在100ml圆底烧瓶里面加入0.548g(4mmol)邻氨基苯甲酸，再加入18ml无水四氢呋喃，剧烈搅拌成悬液。冰盐浴降温控温在-5℃，缓慢滴加20ml溶有1.2g(4mmol)三光气的四氢呋喃溶液，大约1.5h滴完，加完后置于室温下搅拌反应，tlc跟踪反应至结束，旋蒸除去四氢呋喃。然后向残留固体中加入约30ml无水乙醚，抽滤。滤渣用20ml无水乙醚洗涤，烘干后得红褐色固体产物0.47g，产率72％。

1-苯甲酰基-2h-苯并[d][1,3]噁嗪-2,4(1h)-二酮(i1)

在带有温度计和恒压滴液漏斗的100ml三颈烧瓶中加入靛红酸酐0.326g(2mmol)、15ml四氢呋喃和0.41g(4mmol)三乙胺，冰盐浴降温至0℃，滴加0.281g(2mmol)苯甲酰氯溶于6ml四氢呋喃溶液，滴加完后继续于0℃搅拌30min，然后于室温搅拌反应，tlc跟踪反应至终点(约8-9h)。加入10ml冰水，静置1h，过滤收集固体，依次用2ml稀盐酸、4ml饱和碳酸氢钠溶液和10ml蒸馏水洗涤后得粗产物。将粗产物用乙醚重结晶，得到i1白色固体0.38g，产率71％。¹hnmr(400mhz,chloroform-d)δ8.40-8.31(m,2h,ar-h),8.28(dd,j＝7.9,1.6hz,1h,ar-h),7.87(ddd,j＝8.2,7.3,1.6hz,1h,ar-h),7.73(dt,j＝8.1,0.9hz,1h,ar-h),7.64-7.59(m,1h,ar-h),7.58-7.51(m,3h,ar-h)。

实施例2

1-(4-甲氧基苯甲酰基)-2h-苯并[d][1,3]噁嗪-2,4(1h)-二酮(i2)

在带有温度计和恒压滴液漏斗的100ml三颈烧瓶中加入靛红酸酐0.326g(2mmol)、15ml二氯甲烷和0.41g(4mmol)三乙胺，冰盐浴降温至0℃，滴加0.341g(2mmol)4-甲氧基苯甲酰氯溶于15ml二氯甲烷的溶液，滴加完后继续于0℃搅拌30min，然后于室温搅拌，tlc跟踪反应至终点(约7h)。然后旋蒸除去二氯甲烷得粗产物，将粗产物用3ml乙酸乙酯溶解后，通过硅胶柱色谱分离纯化(洗脱剂为乙酸乙酯/石油醚＝1/20-1/9)，旋蒸除去溶剂，于50℃真空干燥，得到i2白色固体0.30g，产率50.1％。¹hnmr(400mhz,chloroform-d)δ8.34-8.27(m,2h,ar-h),8.25(dd,j＝7.8,1.5hz,1h,ar-h),7.83(td,j＝7.7,7.1,1.5hz,1h,ar-h),7.68(d,j＝8.1hz,1h,ar-h),7.51(t,j＝7.6hz,1h,ar-h),7.03(d,j＝8.8hz,2h,ar-h),3.93(s,3h,-och3)。

实施例3

1-(4-甲基苯甲酰基)-2h-苯并[d][1,3]噁嗪-2,4(1h)-二酮(i3)

用0.309g(2mmol)4-甲基苯甲酰氯代替4-甲氧基苯甲酰氯，按实施例2的步骤进行操作，粗产品用硅胶柱色谱分离纯化(洗脱剂为乙酸乙酯/石油醚＝1/9-1/6)。得到i3白色固体0.33g，产率59％。¹hnmr(500mhz,chloroform-d)δ8.30-8.19(m,1h,ar-h),8.10-8.03(m,2h,ar-h),8.02-7.45(m,1h,ar-h),7.34(dd,j＝8.2,3.0hz,3h,ar-h),7.28(s,1h,ar-h),2.48(s,3h,-ch3)。

实施例4

1-(4-氯甲基苯甲酰基)-2h-苯并[d][1,3]噁嗪-2,4(1h)-二酮(i4)

用0.378g(2mmol)4-氯甲基苯甲酰基代替4-甲氧基苯甲酰氯，按实施例1的步骤进行操作，粗产品用体积比1:1的乙酸乙酯和石油醚混合溶剂重结晶。得到i4白色产品0.53g，产率85％。¹hnmr(400mhz,chloroform-d)δ8.39-8.31(m,2h,ar-h),8.28(dd,j＝8.0,1.5hz,1h,ar-h),7.87(ddd,j＝8.1,7.3,1.5hz,1h,ar-h),7.76-7.70(m,1h,ar-h),7.56(dd,j＝8.5,7.0hz,3h,ar-h),4.68(s,2h,-ch2)。

实施例5

7-氯-1-(3-甲基苯甲酰基)-2h-苯并[d][1,3]噁嗪-2,4(1h)-二酮(i5)

用0.395g(2mmol)7-氯靛红酸酐代替靛红酸酐，0.309g(2mmol)3-甲基苯甲酰氯代替4-甲氧基苯甲酰氯，按实施例2的步骤进行操作，得到i5白色固体产品0.421g，产率67％。¹hnmr(500mhz,dmso-d6)δ8.15(d,j＝8.4hz,1h,ar-h),8.04-7.95(m,2h,ar-h),7.82(d,j＝2.0hz,1h,ar-h),7.67(dd,j＝8.4,2.1hz,1h,ar-h),7.53-7.47(m,2h,ar-h),2.44(s,3h,-ch3)。

实施例6

1-苯甲酰基-7-氯-2h-苯并[d][1,3]噁嗪-2,4(1h)-二酮(i6)

用0.395g(2mmol)7-氯靛红酸酐代替靛红酸酐，按实施例1的步骤进行操作，得到i6白色固体0.452g，产率75％。¹hnmr(500mhz,chloroform-d)δ8.37-8.30(m,2h,ar-h),8.20(d,j＝8.4hz,1h,ar-h),7.73(d,j＝2.0hz,1h,ar-h),7.65-7.60(m,1h,ar-h),7.58-7.53(m,2h,ar-h),7.51(dd,j＝8.4,2.0hz,1h,ar-h)。

实施例7

7-氯-1-(2-甲氧基苯甲酰基)-2h-苯并[d][1,3]噁嗪-2,4(1h)-二酮(i7)

用0.395g(2mmol)7-氯靛红酸酐代替靛红酸酐，0.341g(2mmol)2-甲氧基苯甲酰氯代替4-甲氧基苯甲酰氯，按实施例2的步骤进行操作，粗产品用硅胶柱色谱分离纯化(洗脱剂为乙酸乙酯/石油醚＝1/9)。得到白色固体0.359g，产率54％。¹hnmr(400mhz,chloroform-d)δ8.20(d,j＝8.5hz,1h,ar-h),7.90(dd,j＝7.8,1.8hz,1h,ar-h),7.73(d,j＝2.0hz,1h,ar-h),7.59-7.47(m,2h,ar-h),7.15-7.02(m,2h,ar-h),3.97(s,3h,-och3)。

实施例8

1-苯甲酰基-6-甲基-2h-苯并[d][1,3]噁嗪-2,4(1h)-二酮(i8)

用0.355g(2mmol)6-甲基靛红酸酐代替靛红酸酐，按实施例1的步骤进行操作，得到i8白色固体0.337g，产率60％。¹hnmr(500mhz,chloroform-d)δ8.33(d,j＝1.2hz,1h,ar-h),8.32(d,j＝1.6hz,1h,ar-h),8.07(t,j＝1.4hz,1h,ar-h),7.67(dd,j＝8.3,2.0hz,1h,ar-h),7.63(s,1h,ar-h),7.62–7.57(m,1h,ar-h),7.54(dd,j＝8.3,6.6hz,2h,ar-h),2.52(s,3h,-ch3)。

实施例9

6-溴-1-(3-甲基苯甲酰基)-2h-苯并[d][1,3]噁嗪-2,4(1h)-二酮(i9)

用0.395g(2mmol)6-溴靛红酸酐代替靛红酸酐，0.309g(2mmol)3-甲基苯甲酰氯代替4-甲氧基苯甲酰氯，按实施例2的步骤进行操作，粗产品用硅胶柱色谱分离纯化(洗脱剂为石油醚/乙酸乙酯＝9/1)。得到i9白色固体0.452g，产率63％。¹hnmr(400mhz,chloroform-d)δ8.25(dd,j＝7.9,1.5hz,1h,ar-h),8.17-8.09(m,2h,ar-h),7.84(ddd,j＝8.8,7.3,1.6hz,1h,ar-h),7.70(dd,j＝8.1,1.2hz,1h,ar-h),7.52(td,j＝7.6,7.2,1.2hz,1h,ar-h),7.40(dd,j＝4.7,2.3hz,2h,ar-h),2.46(s,3h,-ch3)。

实施例10

6-溴-1-(4-甲基苯甲酰基)-2h-苯并[d][1,3]噁嗪-2,4(1h)-二酮(i10)

用0.395g(2mmol)6-溴靛红酸酐代替靛红酸酐，0.309g(2mmol)4-甲基苯甲酰氯代替4-甲氧基苯甲酰氯，按实施例2的步骤进行操作，粗产品用硅胶柱色谱分离纯化(洗脱剂为石油醚/乙酸乙酯＝20/1-10/1)。得到i10浅褐色固体0.562g，产率78％。¹hnmr(500mhz,chloroform-d)δ8.30-8.17(m,1h,ar-h),8.12-8.02(m,2h,ar-h),8.02-7.45(m,1h,ar-h),7.34(dd,j＝8.2,3.0hz,3h,ar-h),2.48(s,3h,-ch3)。

实施例11

1-(4-甲基苯甲酰基)-6-硝基-2h-苯并[d][1,3]噁嗪-2,4(1h)-二酮(i11)

用0.416g(2mmol)6-硝基靛红酸酐代替靛红酸酐，0.309g(2mmol)4-甲基苯甲酰氯代替4-甲氧基苯甲酰氯，按实施例2的步骤进行操作，粗产品用硅胶柱色谱分离纯化(洗脱剂为乙酸乙酯/石油醚＝1/10)。得到i11黄色固体0.509g，产率78％。¹hnmr(500mhz,chloroform-d)δ9.14-9.03(m,1h,ar-h),8.64(ddd,j＝10.4,5.2,3.1hz,1h,ar-h),8.32-8.10(m,2h,ar-h),7.90-7.77(m,1h,ar-h),7.41-7.33(m,2h,ar-h),2.53-2.39(m,3h,-ch3)。

实施例12

1-(4-二甲氨基苯乙酰基)-2h-苯并[d][1,3]噁嗪-2,4(1h)-二酮-7-甲酸甲酯(i12)

用0.442g(2mmol)7-甲氧乙酰基靛红酸酐代替靛红酸酐，0.395g(2mmol)4-n,n-二甲氨基苯乙酰氯代替4-甲氧基苯甲酰氯，按实施例2的步骤进行操作，粗产品用硅胶柱色谱分离纯化(洗脱剂为乙酸乙酯/石油醚＝1/10)。得到i12黄色固体0.398g，产率52％。ms：m/z382.115。

实施例13

1-(4-乙酰氧基苯乙酰基)-7-甲氧基-2h-苯并[d][1,3]噁嗪-2,4(1h)-二酮(i13)

用0.386g(2mmol)7-甲氧基靛红酸酐代替靛红酸酐，0.425g(2mmol)4-乙酰氧基苯乙酰氯代替4-甲氧基苯甲酰氯，按实施例2的步骤进行操作，粗产品用硅胶柱色谱分离纯化(洗脱剂为乙酸乙酯/石油醚＝1/10)。得到i13白色固体0.355g，产率48％。ms：m/z369.084。

实施例14

1-(4-乙酰氨基苯乙酰基)-7-二甲氨基-2h-苯并[d][1,3]噁嗪-2,4(1h)-二酮(i14)

用0.413g(2mmol)7-二甲氨基靛红酸酐代替靛红酸酐，0.423g(2mmol)4-乙酰氨基苯乙酰氯代替4-甲氧基苯甲酰氯，按实施例2的步骤进行操作，粗产品用硅胶柱色谱分离纯化(洗脱剂为乙酸乙酯/石油醚＝1/10)。得到i14黄色固体0.420g，产率55％。ms：m/z382.132。

化合物乙酰胆碱酯酶活性测试结果

乙酰胆碱酯酶抑制活性的测试方法采用改良的ellman法)，其原理如下：ache能够将底物硫代乙酰胆碱迅速地分解为硫代胆碱及乙酸，硫代胆碱再与显色剂5,5'–二硫代双(2–硝基苯甲酸)(dtnb)定量结合产生黄色物质。可以依据生成的颜色的深浅来比色定量硫代胆碱，从而反映出乙酰胆碱酶活力。

本发明中化合物的乙酰胆碱酯酶的抑制活性结果如下表(以盐酸多奈哌齐为阳性对照)。

化合物磷酸二酯酶v抑制活性测试结果

化合物对磷酸二酯酶v的抑制活性测试方法采用试剂盒进行检测，试剂盒主要依据的原理为：采用双抗体夹心法测定标本中人磷酸二酯酶v水平。用纯化的人磷酸二酯酶v抗体包被微孔板，制成固相抗体，往包被单抗的微孔中依次加入磷酸二酯酶v，再与辣根过氧化物酶(hrp)标记的磷酸二酯酶v抗体结合，形成抗体抗原酶标抗体复合物，经过彻底洗涤后加底物3,3',5,5'–四甲基联苯胺(tmb)显色。tmb在hrp酶的催化下转化成蓝色。颜色的深浅和样品中的磷酸二酯酶v呈正相关。用酶标仪在450nm波长下测定吸光度，设置纯酶对照组，通过计算获得抑制剂的半数抑制率。

本发明中部分化合物的磷酸二酯酶v的抑制活性结果如下表(以西地那非为阳性对照)。