環五肽人彈性蛋白酶抑制劑及其製備方法

2023-07-30 00:23:46 2

專利名稱：：環五肽人彈性蛋白酶抑制劑及其製備方法
技術領域：
：本發明涉及一類環肽化合物，特別涉及一類具有抑制人彈性蛋白酶活性的環五肽化合物及其製備方法。技術背景自然界存在不同結構的環肽，大多環肽具有良好的生物活性，按成環的特點不同，不僅使其性質不同，也表現出不同的活性。以天然環肽作為結構模板，近年來人工合成出了結構和生物、生理活性不同的環肽類似物。環肽的活性主要表現為抗腫瘤、抗微生物、免疫抑制和酶抑制等活性。由於環肽結構中，沒有確切的碳端和氮端，在體內不易降解，有較長的半衰期，表現出良好的酶穩定性，所以研究具有藥用活性環肽化合物是目前發現新藥的一種新的重要途徑。人彈性蛋白酶是多形核白細胞因受炎症刺激而釋放出的一種破壞性絲氨酸蛋白酶，由於能水解彈性蛋白、膠原蛋白以及粘蛋白等組織連接成分，破環膠原纖維及組織基底，從而可能與風溼性關節炎和腫瘤等疾病的形成相關。所以發現人彈性蛋白酶抑制劑就顯得特別有價值。
發明內容本發明的目的之一是提供一類環五肽人彈性蛋白酶抑制劑。本發明的另一目的是提供該類環五肽人彈性蛋白酶抑制劑的製備方法。本發明所述的具有人彈性蛋白酶抑制活性的環五肽，由五個胺基酸彼此之間以肽鍵連接成環狀結構，所述五個胺基酸選自芳基胺基酸、脂肪基胺基酸和環狀胺基酸；且五個胺基酸相互獨立，並非完全相同，按隨機順序排列。本發明所述的環五肽所包含的五個胺基酸中，一個為芳基胺基酸，一個環狀胺基酸，其他為脂肪基胺基酸。所述五個胺基酸可以為D-型胺基酸。所述芳基胺基酸包括取代芳基胺基酸，所述芳基選自苯基、聯苯基、萘基、吡啶基、喹啉基、噻吩基、吡咯基、呋喃基、噻唑基、咪唑基、吡唑基、噁唑基、吲哚基或苯並呋喃基等芳雜環所述取代芳基胺基酸的取代基選自^素、烷基、氨基、磺醯基、羥基、烷氧基、糖基、苄氧基，其中所述烷基選自6碳以下的垸基、環烷基、糖基、二甲氨基乙基、二乙氨基乙基、吡咯基乙基或哌啶基乙基；所述脂肪基胺基酸選自亮氨酸、異亮氨酸、纈氨酸、丙氨酸、天冬氨酸、天冬醯胺、穀氨酸、精氨酸、賴氨酸、甘氨酸、絲氨酸或蘇氨酸等天然胺基酸或D-型非天然胺基酸；所述環狀胺基酸選自脯氨酸、羥脯氨酸的一個。作為本發明的優選，所述芳基胺基酸中的芳基為喹啉基、苯基、4-滷代苯基、吲哚基；所述4-滷代苯基中的滷代基選自氟、氯、溴或碘；所述的環狀胺基酸為脯氨酸，甲硫基脯氨酸。本發明所述的環五肽人彈性蛋白酶抑制劑，具有式(I)結構，formulaseeoriginaldocumentpage7(I)其中:Ar為芳基或取代芳基，芳基包括苯基、聯苯基、萘基、吡啶基、喹啉基、噻吩基、吡咯基、呋喃基、噻唑基、咪唑基、吡唑基、噁唑基、吲哚基或苯並呋喃基等芳雜環基;取代芳基中的取代基包括滷素、烷基、烷硫基、氨基、硝基、醯基、磺醯基、羥基、烴氧基、糖苷基、二甲氨基乙氧基、二乙氨基乙氧基等；R,R4各自為獨立的異丙基、異丁基、仲丁基、甲基、羥基烷基、氨基烷基、胍基烷基、羧基垸基、氨甲醯垸基、羧甲基或等；R、R、各自為獨立氫、甲基或乙基等。Y為氫、甲氧基本發明所述環五肽人彈性蛋白酶抑制劑的製備採用液相合成方法實現的，其策略為Boc保護技術，合成路線為2+3的會聚式，肽鏈的增長使用HBTU或HATU或HCTU或PyBOP等作為縮合劑。以喹啉丙-亮-亮-纈-脯環五肽為例，其合成過程包括如下步驟(1)三肽片段的合成(3)五肽的合成和環合反應:tableseeoriginaldocumentpage9本發明所述的環五肽人彈性蛋白酶抑制劑對人彈性蛋白酶顯示出良好的性。表l給了出幾個代表化合物的ICs。值。具體實施方式下面結合具體實施方式對本發明作進一步詳細說明。實例1亮-亮-纈-脯-喹啉丙環五肽的合成1)脯-喹啉丙氨酸二肽甲酯的合成。將2腿olBoc-脯氨酸和2咖olHBTU、4raraolDIPEA加入到盛有30mLTHF和6mLDMF溶液的100mL單口瓶中攪拌溶解，然後再加入1臓olL-喹啉丙氨酸甲酯，於室溫下攪拌反應過夜。反應液濃縮除去大部分溶劑，殘餘物用乙酸乙酯溶解後，分別用水、5%NaHC03、飽和NaCl各洗2次，有機相用無水Na2S04乾燥。過濾，濃縮，重結晶得類白色固體產物，產率為89%。然後將此溶解到30mL二氯甲垸和30mL三氟醋酸中，於室溫下攪拌反應45min。減壓除去DCM和TFA，即得產物脯-喹啉丙氨酸二肽甲酯粗產品。2)Boc-亮-亮-纈三肽的合成。在盛有30mLTHF和5mLDMF溶液的100mL單口瓶中，加入2ramolBoc-亮氨酸和2ramolHBTU以及4mmolDIPEA，攪拌15min,而後再加入lmmol的纈氨酸甲酯，並於室溫攪拌過夜。反應液濃縮，在所得殘餘物中加入50mL水，用乙酸乙酯萃取，合併有機相。分別用水、5%NaHC0:1、2%HC1、飽和NaCl各洗有機相2次，無水^2504乾燥。過濾，濃縮。在剩餘物中加入30mLDCM和20mLTFA，室溫下攪拌反應45min。減壓除去DCM和TFA，得亮-纈氨酸甲酯三氟醋酸鹽。將此鹽溶於30mLTHF和5mLDMF，此後加入2mmolBoc-亮氨酸和2mmolHBTU以及4mmol的DIPEA，攪拌過夜。反應液濃縮，在所得殘餘物中加入水，用80mL乙酸乙酯萃取5次，有機相分別用水、5%NaHC03、2%HC1、飽和NaCl各洗2次，無水Na2S04乾燥。過濾、濃縮，產物經重結晶純化，得固體產物，收率83.5%。用17.5mLTHF溶解所得固體，並轉移到盛有5腿olLiOH與2.5mL水形成的溶液的燒瓶中，室溫下攪拌反應8h。減壓除去THF，加入20mL水，用2。/。稀鹽酸調節溶液的pH至4.5-6，用乙酸乙酯萃取，合併有機相，無水Na2S04乾燥。過濾，濃縮，即得Boc-亮-亮-纈三肽粗產品，無需純化既可用於下一步反應。3)亮-亮-纈-脯-喹啉丙五肽的合成。在盛有1.lmmolBoc-亮-亮-纈三肽的30mLTHF和6mLDMF溶液中，先加入2.5mmolHATU以及5咖ol的DIPEA，攪拌10min後，再加入1mmol脯-喹啉丙氨酸二肽甲酯，於室溫條件下攪拌反應過夜，用TLC檢測反應。減壓濃縮，濃縮殘餘物中加水80mL，用乙酸乙酯萃取五次，合併有機相。依次用水、5%NaHC03、2%鹽酸和飽和食鹽水各洗兩次，無水硫酸鈉乾燥。抽濾，減壓除去溶劑，重結晶得Boc-亮-亮-纈-脯-喹啉丙氨酸五肽甲酯，收率83.8%。用30mLTHF溶解所得固體，並轉移到盛有5mmolLiOH與4mL水形成的溶液的燒瓶中，室溫下攪拌反應8h。用TLC跟蹤反應，待反應結束後減壓除去THF。在殘餘物中加水30mL，用稀鹽酸調pH二34，300mL乙酸乙酯萃取四次，合併有機相，無水硫酸鈉乾燥。減壓濃縮獲得Boc-亮-亮-纈-脯-喹啉丙五肽後，溶解到30mL二氯甲垸和30mL三氟乙酸的溶液中，常溫攪拌反應2h。減壓除去二氯甲烷和三氟乙酸，即得亮-亮-纈-脯-喹啉丙五肽。4)亮-亮-纈-脯-喹啉丙環五肽的合成。0.5mmol脯-亮-纈_亮-喹啉丙五肽加入到單口瓶中，溶解於30mLN,N-二甲基甲醯胺和270mL二氯甲烷中。隨著攪拌，加入2.5ramolPyB0P、0.5,olHATU、6mmol二異丙基乙胺，常溫攪拌反應39h，用TLC檢測反應。減壓除去溶劑，殘餘液用乙酸乙酯萃取五次，合併有機相。依次用水、5%NaHC03、2%鹽酸和飽和食鹽水各洗兩次，無水硫酸鈉乾燥。抽濾，濃縮除去溶劑。經矽膠柱層析純化，得到脯-亮-纈-亮氨酸-喹啉丙氨酸環肽，收率58.5%。'H麗R(500MHz,CDC13)50.90—0.92(m，6H),0.96(d,J=7,5Hz，6H)，1.05—1.08(d，J=7.0Hz，6H)，1.40-1.42(m，1H),1.45-1.48(m，2H)，1.56-1.58(m，2H)，1.73—1.76(m，1H)，1.94—1.96(m，1H)，1.90(m,1H)，1.98(ddd，J=3.4Hz，1H)，2.10—2.12(m，1H),2.26(m，1H)，3.22(dd，J=13.OHz，5.5Hz,1H)，3.32(t，J二7.5Hz，1H),3.62(dd，J=5.0Hz，2H)，4.06(t，J=7.5Hz，1H)，4.15(dd,J=6.5Hz，1H)，4.38(dd,J=10.5Hz，6Hz，1H)，4.40(t，J=8.0Hz，1H)，4.81(dd,J二9.OHz,3.OHz，1H)，6.68(brs，1H),6.92(brs，1H)，7.28(d，lH)，7.53(t,1H)，7.71(d，1H),7.80(d，1H)，7.98(d，1H)，8.13(d，lH)，8.35(m，2H);HRMS(ESI，M+l)匚凡晶05，計算值為620.3686,實測值為620.3678。實例2脯-亮-纈-亮-色環五肽的合成1)亮-色氨酸二肽甲酯的合成。將2mmolBoc-亮氨酸和2mmolHBTU、4腿olDIPEA加入到盛有30mLTHF和6mLDMF溶液的100mL單口瓶中攪拌溶解，然後再加入1mmolL-色氨酸甲酯，於室溫下攪拌反應過夜。反應液濃縮除去大部分溶劑，殘餘物用乙酸乙酯溶解後，分別用水、5%NaHC03、飽和NaCl各洗2次，有機相用無水Na2S04乾燥。過濾，濃縮，重結晶得類白色固體產物，產率為89%。然後將此溶解到40mL二氯甲烷和40mL三氟醋酸中，於室溫下攪拌反應45min。減壓除去DCM和TFA，即得產物亮-色氨酸二肽甲酯粗產品。2)Boc-脯-亮-纈三肽的合成。在盛有30mLTHF和5mLDMF溶液的100mL單口瓶中，加入2mmolBoc-亮氨酸和2腿olHBTU以及4mmolDIPEA，攪拌15min，而後再加入lmmol的纈氨酸甲酯，並於室溫攪拌過夜。反應液濃縮，在所得殘餘物中加入50mL水，用乙酸乙酯萃取，合併有機相。分別用水、5%NaHCO:,、2%HC1、飽和NaCl各洗有機相2次，無水化2504千燥。過濾，濃縮。在剩餘物中加入30mLDCM和20mLTFA，室溫下攪拌反應45min。減壓除去DCM和TFA，得亮-纈氨酸甲酯三氟醋酸鹽。將此鹽溶於30mLTHF和5mL匿F，此後加入2mmolBoc-脯氨酸和2mmolHBTU以及4mmol的DIPEA，攪拌過夜。反應液濃縮，在所得殘餘物中加入水，用80mL乙酸乙酯萃取5次，有機相分別用水、5%NaHC0:、、2%HC1、飽和NaCl各洗2次，無水Na2S0,乾燥。過濾、濃縮，產物經重結晶純化，得固體產物，收率80.5%。用30mLTHF溶解所得固體，並轉移到盛有5mmolLiOH與2.5mL水形成的溶液的燒瓶中，室溫下攪拌反應8h。減壓除去THF，加入20mL水，用2y。稀鹽酸調節溶液的pH至4.5-6，用乙酸乙酯萃取，合併有機相，用無水Na2S0^乾燥。過濾，濃縮，即得Boc-脯-亮-纈三肽粗產品，無需純化既可用於下一步反應。3)脯-亮-纈-亮-色五肽的合成。在盛有l.lmmolBoc-脯-亮-纈三肽的30mLTHF和6mLDMF溶液中，先加入2.5mmolHATU以及5mmol的DIPEA，攪拌lOmin後，再加入1mmol亮-色氨酸二肽甲酯，於室溫條件下攪拌反應過夜，用TLC檢測反應。減壓濃縮，濃縮殘餘物中加水80mL，用乙酸乙酯萃取五次，合併有機相。依次用水、5%NaHC03、2%鹽酸和飽和食鹽水各洗兩次，無水硫酸鈉乾燥。抽濾，減壓除去溶劑，重結晶得Boc-脯-亮-纈-亮-色氨酸五肽甲酯，收率86%。用30mLTHF溶解所得固體，並轉移到盛有5mmolLiOH與4mL水形成的溶液的燒瓶中，室溫下攪拌反應9h。用TLC跟蹤反應，待反應結束後減壓除去THF。在殘餘物中加入30mL水，用稀鹽酸調pH=4，300mL乙酸乙酯萃取四次，合併有機相，無水Na2S0^乾燥。減壓濃縮獲得Boc-脯-亮-纈-亮-色五肽後，溶解到40mL二氯甲垸和30mL三氟乙酸的溶液中，常溫攪拌反應2h。減壓除去二氯甲烷和三氟乙酸，即得脯-亮-纈-亮-色五肽。4)脯-亮-纈-亮-色環五肽的合成。0.5mmol脯-亮-纈-亮-色五肽加入到單口瓶中，溶解於30mLN，N-二甲基甲醯胺和270mL二氯甲烷中。隨著攪拌，加入2.5mmolPyB0P、0.5mmolHATU、6mmol二異丙基乙胺，常溫攪拌反應39h，用TLC檢測反應。減壓除去溶劑，殘餘液用乙酸乙酯萃取五次，合併有機相。依次用水、5%NaHC03、2°/。鹽酸和飽和食鹽水各洗兩次，無水Na2S04乾燥。抽濾，濃縮除去溶劑。經矽膠柱層析純化，得到脯-亮-纈-亮-色環肽，收率54.4%。畫R(500MHz,CDC13)50.84-0.90(m,6H)，0.93(m，6H)，0.98(m，6H),1.43-1.46(m，1H),1.48-1.51(m,2H),1.53-1.55(m,2H),1.75-1.780(m,1H),1.89(m,1H)，1.95(m,1H)，2.01(m,1H),2.06(m，1H),2.26(m,1H),3.16(m，1H),3.42(m,1H)，3.53(m,1H),4.02-4.11(m,1H)，4.23(br,1H)，4.44(t,J=6Hz,1H),4.95(m,1H)，5.24(dd，J=9.0Hz,3.0Hz,1H)，7.19(br,lH)，7.23(m,2H),7.30(m,3H),7.47(d，1H),7.58(d，1H)，7.91(d，1H)，8.13(d，1H)，8.60(d，1H);HRMS(ESI,M+l)C33H48N605，計算值為608.3686,實測值為608.3669。實例3人體白細胞彈性蛋白酶抑制活性實驗以化學標記的多肽-nitroanilide為底物，利用水解後的產物nitroanilide在405nm處特徵吸收，通過測定酶反應前後廣吸收值的變化，確定人體白細胞彈性蛋白酶的活性。作用過程為多lfciiitroan.iBifc-*.多妝+踐if微錢'nilide樣品抑制活性測試過程在96孔板的樣品空中加入樣品的DMS0溶液、白細胞彈性蛋白酶液和緩衝溶液100ia，對照孔用DMSO代替樣品溶液；空白孔用DMSO代替溶液，用緩衝液代替酶液。使用Victo1420多功能測定儀在410nm波長下，讀取每孔的A值(本底A1)。各孔加入底物溶液IOOy1，37°C反應2h後，再次讀取每孔的A值(A2)，並計算樣品的抑制率。公式樣品擁率,H:^lg:比mil",顯然，本發明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發明所作的舉例，而並非是對本發明的實施方式的限定。對於所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這裡無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而這些屬於本發明的精神所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處於本發明的保護範圍之中。權利要求1、環五肽人彈性蛋白酶抑制劑，其特徵在於，其由五個胺基酸彼此之間以肽鍵連接成環狀結構，所述五個胺基酸選自芳基胺基酸、脂肪基胺基酸和環狀胺基酸；且五個胺基酸相互獨立，並非完全相同，按隨機順序排列。2、如權利要求1所述的環五肽人彈性蛋白酶抑制劑，其特徵在於，所述五個胺基酸中，一個芳基胺基酸，一個環狀胺基酸，其他為脂肪基胺基酸和官能團取代的脂肪基胺基酸。3、如權利要求2所述的環五肽人彈性蛋白酶抑制劑，其特徵在於，所述五個胺基酸為D-型胺基酸。4、如權利要求2所述的環五肽人彈性蛋白酶抑制劑，其特徵在於，所述芳基胺基酸包括取代芳基胺基酸；所述芳基選自苯基、聯苯基、萘基、吡啶基、喹啉基、噻吩基、吡咯基、呋喃基、噻唑基、咪唑基、吡唑基、噁唑基、吲哚基或苯並呋喃基等芳雜環基；所述取代芳基胺基酸的取代基選自滷素、垸基、氨基、磺醯基、羥基、烷氧基、糖基、苄氧基，其中所述烷基選自6碳以下的垸基、環烷基、糖基、二甲氨基乙基、二乙氨基乙基、吡咯基乙基或哌啶基乙基；所述脂肪基胺基酸或官能團取代的脂肪基胺基酸選自亮氨酸、異亮氨酸、纈氨酸、丙氨酸、天冬氨酸、穀氨酸、精氨酸、賴氨酸、甘氨酸、絲氨酸或蘇氨酸等天然胺基酸或D-型非天然胺基酸；5、如權利要求2所述的環五肽人彈性蛋白酶抑制劑，其特徵在於，所述環狀胺基酸選自脯氨酸、羥脯氨酸的一個。6、如權利要求4所述的環五肽人彈性蛋白酶抑制劑，其特徵在於，所述芳基胺基酸中的芳基為喹啉基、苯基、4-滷代苯基、H引哚基；所述4-卣代苯基中的滷素選自氟、氯、溴或碘；所述的環狀胺基酸為脯氨酸，甲硫基脯氨酸。7、如權利要求4所述的環五肽人彈性蛋白酶抑制劑，其特徵在於，其具有式(I)結構，其中Ar為芳基或取代芳基，芳基包括苯基、聯苯基、萘基、吡啶基、喹啉基、噻吩基、吡咯基、呋喃基、噻唑基、咪唑基、吡唑基、噁唑基、吲哚基或苯並呋喃基等芳雜環基；取代芳基中的取代基包括滷素、烷基、垸硫基、氨基、硝基、醯基、磺醯基、羥基、烴氧基、糖苷基、二甲氨基乙氧基、二乙氨基乙氧基；R廣R4各自為獨立的異丙基、異丁基、甲基、氨基烷基、胍基烷基、羧基烷基、氨甲醯烷基、羧甲基或羥基烷基中的一種；R、R、各自為獨立氫、甲基或乙基中的'種；Y為氫或甲氧基。8、如權利要求7所述的環五肽人彈性蛋白酶抑制劑，其特徵在於，其具有以下結構9、如權利要求7所述的環五肽人彈性蛋白酶抑制劑，其特徵在於，表現出良好的抑制人體彈性蛋白酶的活性。10、一種如權利要求1至9所述的環五肽人彈性蛋白酶抑制劑的製備方法，其特徵在於，包括以下步驟(1)三肽片段的合成:formulaseeoriginaldocumentpage4(2)二肽片段的合成:formulaseeoriginaldocumentpage4(3)五肽的合成和環合反應:formulaseeoriginaldocumentpage4imageseeoriginaldocumentpage5其中-Ar為芳基或取代芳基，芳基包括苯基、聯苯基、萘基、吡啶基、喹啉基、噻吩基、吡咯基、呋喃基、噻唑基、咪唑基、吡唑基、噁唑基、吲哚基或苯並呋喃基等芳雜環基中的一種；取代芳基中的取代基包括滷素、烷基、烷硫基、氨基、硝基、醯基、磺醯基、羥基、烴氧基、糖苷基、二甲氨基乙氧基、二乙氨基乙氧基中的一種;R廣R4各自為獨立的異丙基、異丁基、甲基、氨基烷基、胍基烷基、羧基烷基、氨甲醯垸基、羧甲基或羥基烷基中的一種；R、廣R、5各自為獨立氫、甲基或乙基中的一種。全文摘要本發明公開了一類環五肽人彈性蛋白酶抑制劑，該類環五肽人彈性蛋白酶抑制劑由五個胺基酸彼此之間以肽鍵連接成環狀結構，其中五個胺基酸選自芳基胺基酸、脂肪基胺基酸和環狀胺基酸，且五個胺基酸相互獨立，並非完全相同，按隨機順序排列。本發明所述的環五肽人彈性蛋白酶抑制劑對人彈性蛋白酶顯示出良好的活性。文檔編號C07K1/06GK101575362SQ20091007428公開日2009年11月11日申請日期2009年5月6日優先權日2009年5月6日發明者劉守信,王江超,霞田,胡素坤,亮陳,韓建榮申請人:河北科技大學