硫辛酰维格列汀及其制备方法与应用.pdf

本发明公开了一种药物技术领域的化合物硫辛酰维格列汀，其制备方法、结构确认以及在降血糖方面的医药用途。硫辛酰维格列汀具有式(I)结构。

1.  化合物硫辛酰维格列汀，化学名为2(S)-1-[[N-(3-羟基-1-金刚烷基)-N-(1，2-连二硫环戊基-3-戊酰基)]氨基]乙酰基-2-氰基四氢吡咯烷，结构式如下(I)所示：


2.  如权利要求1所述化合物的制备方法，其特征在于采用直接酯化法：将维格列汀、硫辛酸和酯化反应催化剂一起加入烧瓶中，反应完毕后用NaHCO₃溶液洗涤、饱和食盐水洗涤、无水Na₂SO₄干燥，浓缩，经柱层析分离得产物。

3.  如权利要求1所述化合物的制备方法，其特征在于采用酰氯法：首先，将硫辛酸经酰基化试剂制得硫辛酰氯，然后，向装有维格列汀、缚酸剂的烧瓶内加入所制备的硫辛酰氯，反应物用5wt％的NaHCO₃溶液洗涤，饱和食盐水洗涤、无水Na₂SO₄干燥，浓缩，经柱层析分离得产物。

4.  如权利要求3所述的化合物的制备方法，其特征在于所述的酰基化试剂为烷基酰氯或二氯亚砜，优选草酰氯。

5.  如权利要求3所述的化合物的制备方法，其特征在于所述的缚酸剂为三乙胺、吡啶、1，5-二氮杂二环[4，3，0]壬烯-5(DBN)、1，8-二氮杂二环(DBU)、氨水、NaOH、KOH、K₂CO₃或Na₂CO₃，优选为三乙胺和吡啶，更优选为三乙胺。

6.  如权利要求1所述化合物的制备方法，其特征在于采用活化酯法：首先，将硫辛酸经活化剂制得活化酯，然后，向装有维格列汀、催化剂量的4-二甲氨基吡啶(DMAP)的烧瓶内加入活化酯，反应物用5wt％的NaHCO₃溶液洗涤，饱和食盐水洗涤、无水Na₂SO₄干燥，浓缩，经柱层析分离得产物。

7.  如权利要求6所述的化合物的制备方法，其特征在于所述的活化剂为N，N′-二环己基碳二亚胺(DCC)/1-羟基苯并三唑(HOBt)或者1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC·HCl)/1-羟基苯并三唑(HOBt)或者1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC·HCl)或者N，N′-羰基二咪唑(CDI)或者N，N′-二环己基碳二亚胺(DCC)，优选为N，N′-二环己基碳二亚胺(DCC)/1-羟基苯并三唑(HOBt)或者1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC·HCl)/1-羟基苯并三唑(HOBt)，更优选为N，N′-二环己基碳二亚胺(DCC)/1-羟基苯并三唑(HOBt)。

8.  如权利要求1所述的化合物在制备用于降血糖的药物中的应用。

硫辛酰维格列汀及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及硫辛酰维格列汀化合物及其制备方法与在降血糖方面的医药用途，属于药物技术领域。
背景技术
葡萄糖依赖性促胰岛素多肽(GIP)和胰高血糖素样多肽-1(GLP-1)是维持体内葡萄糖浓度的重要激素，都具有肠促胰岛素作用。II型糖尿病患者GIP的促胰岛素分泌作用受损，仅有GLP-1能发挥促胰岛激素分泌作用，它通过作用于胰岛B细胞膜上的受体，促进胰岛素的分泌。GLP-1还可抑制胰高血糖素的分泌以及抑制胃排空从而增加饱足感(抑制食欲)。DPP-4与蛋白结合存在于许多组织中，如肾、肝、小肠膜的刷状边缘、胰管、淋巴细胞、内皮细胞，其能通过水解GLP-1的N端第2位丙氨酸迅速使其失活H。维格列汀通过与DPP-4结合形成DPP-4复合物而抑制该酶的活性，在提高GLP-1浓度，促使胰岛B细胞产生胰岛素的同时，降低胰高血糖素浓度，从而降低血糖，且对体重无明显影响。
WO0034241教导了N-取代的-2-氰基吡咯烷是DPP-4抑制剂，其中优选的化合物是维格列汀，其结构如下：

公开号WO2007019255的专利，描述了维格列汀的可药用盐、药物制剂，盐用于制备治疗或预防选自非胰岛素依赖性糖尿病、关节炎、肥胖、同种移植物移植术、降钙素-骨质疏松症、心力衰竭、葡萄糖代谢受损或葡萄糖耐量降低、神经变性疾病、心血管或肾脏疾病、神经变性或认知病症、高血糖症、胰岛素耐受性、脂质病症、血脂障碍、高脂血症、高甘油三酯血症、高胆固醇血症、低HDL水平、高LDL水平、动脉粥样硬化、血管再狭窄、肠易激综合症、炎性肠病、胰腺炎、视网膜病、肾病、神经病、X综合征、卵巢雄激素过多症(多囊卵巢综合症)、2型糖尿病、生长激素缺乏、嗜中性白细胞减少症、神经元病症、瘤转移、良性前列腺肥大、齿龈炎、高血压和骨质疏松症的疾病或情况的药物的应用。
本发明的发明人对维格列汀的结构进行了改造，在众多衍生物中，发现具有下式(1)的新的硫辛酰维格列汀，其结构与维格列汀具有较大差异，但仍然具有优异的降血糖活性，甚至较维格列汀更强效更持久。

发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种新的化合物硫辛酰维格列汀及其制备方法，本发明还提供所述的化合物在制备用于降血糖的药物中的应用。
本发明公开一种新的化合物硫辛酰维格列汀(I)，化学名2(S)-1-[[N-(3-羟基-1-金刚烷基)-N-(1，2-连二硫环戊基-3-戊酰基)]氨基]乙酰基-2-氰基四氢吡咯烷，是II型降糖药维格列汀的硫辛酰胺衍生物，实验证明硫辛酰维格列汀对链佐菌素(STZ)所致的大鼠糖尿病模型具有显著持续的降糖效果，有望成为一类新型的降糖药物。

硫辛酰维格列汀(I)的化学结构
本发明的硫辛酰维格列汀的制备方法1是直接酯化法：将维格列汀、硫辛酸和酯化反应催化剂一起加入烧瓶中进行反应。具体是将维格列汀、硫辛酸和催化剂一起加入烧瓶中，芳香烃或二氧六环为溶剂，反应完毕后用5％的NaHCO₃溶液洗涤2次，饱和食盐水洗涤2次、无水Na₂SO₄干燥，浓缩。可以通过柱层析(展开剂：乙酸乙酯和丙酮)分离得产物。该方法中的催化剂为硫酸、对甲苯磺酸等烷基苯磺酸类、烷基磺酸类或者超强酸，优选烷基苯磺酸类。
制备方法1中的溶剂为芳香烃或二氧六环，如苯、甲苯、二甲苯、二氧六环，优选芳香烃，更优选二甲苯。
制备方法1中的反应时间为0～24小时，优选为12小时。
制备方法1中的反应温度为-30～200℃，优选为135～145℃。
本发明的硫辛酰维格列汀的制备方法2是酰氯法：首先，将硫辛酸经酰基化试剂制得硫辛酰氯，然后，向装有维格列汀、缚酸剂的烧瓶内加入所制备的硫辛酰氯。具体是将硫辛酸溶于溶剂中，冰浴下滴加酰基化试剂，反应完毕，蒸除多余的酰基化试剂，加入溶剂溶解，得到硫辛酰氯溶液。
将维格列汀、溶剂、缚酸剂加入烧瓶内，搅拌、冰浴、向烧瓶内滴加制备的硫辛酰氯溶液，1小时滴完，反应3小时，用5％的NaHCO₃溶液洗涤2次，饱和食盐水洗涤2次、无水Na₂SO₄干燥，浓缩。可以通过柱层析(展开剂：乙酸乙酯和丙酮)分离得产物。
制备方法2中的溶剂为卤代烷烃、THF、二氧六环等，优选卤代烷烃，更优选二氯甲烷。
制备方法2中的酰基化试剂为烷基酰氯、二氯亚砜等酰基化试剂，优选草酰氯。
制备方法2中的缚酸剂为三乙胺、吡啶、1，5-二氮杂二环[4，3，0]壬烯-5(DBN)、1，8-二氮杂二环(DBU)、氨水、NaOH、KOH、K₂CO₃、Na₂CO₃等，优选为三乙胺和吡啶，更优选为三乙胺。
制备方法2中的酰基化反应时间为0～24小时，优选为12小时。
制备方法2中的酰基化反应温度为-30～200℃，优选为0℃。
本发明的化合物的制备方法3是活化酯法：首先，将硫辛酸经活化剂制得活化酯，然后，向装有维格列汀、催化剂量的4-二甲氨基吡啶(DMAP)的烧瓶内加入活化酯。具体是将硫辛酸、溶剂加入烧瓶内、在冰浴下滴加活化剂：N，N′-二环己基碳二亚胺(DCC)/1-羟基苯并三唑(HOBt)或者1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC·HCl)/1-羟基苯并三唑(HOBt)或者N，N′-羰基二咪唑(CDI)或者N，N′-二环己基碳二亚胺(DCC)，约1小时滴加完毕，反应完毕，抽滤，得到活化酯。
将维格列汀加入烧瓶内，催化剂量的4-二甲氨基吡啶(DMAP)，二氯甲烷，滴加活化酯滤液1小时，反应12小时，用5％的NaHCO₃溶液洗涤2次，饱和食盐水洗涤2次、无水Na₂SO₄干燥，浓缩。可以通过柱层析(展开剂：乙酸乙酯和丙酮)分离得产物。
制备方法3中的活化剂为N，N′-二环己基碳二亚胺(DCC)/1-羟基苯并三唑(HOBt)或者1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC·HCl)/1-羟基苯并三唑(HOBt)或者1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC·HCl)或者N，N′-羰基二咪唑(CDI)或者N，N′-二环己基碳二亚胺(DCC)，优选为N，N′-二环己基碳二亚胺(DCC)/1-羟基苯并三唑(HOBt)或者1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC·HCl)/1-羟基苯并三唑(HOBt)，更优选为N，N′-二环己基碳二亚胺(DCC)/1-羟基苯并三唑(HOBt)。
制备方法3中的溶剂为卤代烷烃、THF、二氧六环等，优选卤代烷烃，更优选二氯甲烷。
制备方法3中的活化酯的制备反应时间为0～24小时，优选为12小时。
制备方法3中的活化酯的制备反应温度为-30～200℃，优选为0℃。
本发明的硫辛酰维格列汀结构确认包括IR、¹H NMR、¹³C NMR、MS。
本发明的硫辛酰维格列汀的IR谱图如说明书附图1。
本发明的硫辛酰维格列汀的¹H NMR谱图如说明书附图2。
本发明的硫辛酰维格列汀的¹³C NMR谱图如说明书附图3。
本发明的硫辛酰维格列汀的MS谱图如说明书附图4。
本发明的硫辛酰维格列汀的药效学作用通过硫辛酰维格列汀对链佐菌素(STZ)所致的大鼠糖尿病模型的降血糖作用来实现。具体有以下步骤：
1、实验材料和仪器
材料：
链脲佐菌素(Streptozocin，STZ，美国Sigma公司原装)，维格列汀，硫辛酰维格列汀，胰岛素，枸橼酸、枸橼酸三钠均为分析纯。
仪器：
日本京都血糖仪Super GlucocardTMII、血糖仪检测试纸条(日本爱科来株式会社)，Lancet无菌采血针(天津市华鸿医材有限公司)，1ml一次性注射器，大鼠灌胃器。
动物：
Waster大鼠(雄性，180-200g)。
2、实验方法和结果
(1)血糖测定仪的标定和血糖含量的检测
按照京都血糖测试仪说明书方法进行操作。经测试，血糖测试仪检测迅速简便、效率高、数据稳定可靠、重现性好。
(2)糖尿病大鼠模型的建立
大鼠禁食12h，腹腔注射STZ(使用0.1mol/L pH 7.5枸橼酸缓冲液，55mg/kg)。24h使用血糖测定仪测定，72h复测，血糖大于16.65mol/L，持续3天者，并出现多饮、多食、体重减轻为造模成功。
0.1mol/L pH 4.5柠檬酸缓冲液的配制：
第一步，配制A液(0.1mol/L柠檬酸水溶液)：柠檬酸2.10g(分子量210.14)加入蒸馏水至100mL。第二步，配制B液(0.1mol/L柠檬酸钠水溶液)：柠檬酸钠2.94g(分子量294.10)加蒸至100mL。第三步，A液28mL+B液22mL再加蒸馏水至100mL，即可配制形成0.1mol/L，pH4.5柠檬酸盐缓冲液。
STZ溶液配制：以0.1mol pH 4.5柠檬酸缓冲液溶解，配制成10mg/ml的溶液，0.22μm微孔滤膜过滤除菌，避光，半小时内注射。
3、糖尿病大鼠的降血糖药效学研究
取糖尿病成模大鼠，分别称重并测量空腹血糖值，按照体重、血糖值相近的原则分为4组(A、B、C、D)每组5只，分组情况如表所示。大鼠给药前后均自由饮食饮水；分别在00.5  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  12  24  36h尾尖取血，用血糖测试仪及试纸读取血糖数值。
按照剂量转换公式确定剂量：

为更好的观察血糖浓度变化，使用双倍剂量。
分组方法：

实验结果：各组平均血糖浓度和血糖百分比(n＝5)见表1，硫辛酰维格列汀组平均血糖浓度和血糖百分比(n＝5)见表2，维格列汀组(平均)、硫辛酰维格列汀组(平均)、胰岛素组、空白(平均)血糖时间曲线见图5，降糖百分率图见图6。
表1各组平均血糖浓度和血糖百分比(n＝5)


表2硫辛酰维格列汀组平均血糖浓度和血糖百分比(n＝5)

可见，维格列汀、硫辛酰维格列汀和胰岛素均有不同程度的降血糖作用。维格列汀降血糖迅速，达峰时1-2小时。硫辛酰维格列汀降血糖效果显著持久，可用于制备降血糖的药物。
附图说明
图1是硫辛酰维格列汀的IR谱图。
图2是硫辛酰维格列汀的¹H NMR谱图。
图3是硫辛酰维格列汀的¹³C NMR谱图。
图4是硫辛酰维格列汀的MS谱图。
图5是实验结果维格列汀组(平均)、硫辛酰维格列汀组(平均)、胰岛素组、空白(平均)血糖时间曲线。
图6是实验结果硫辛酰维格列汀组降糖百分率图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明做进一步说明，但不限于此。
实施例1
直接酯化法：
将硫辛酸0.22g、维格列汀0.3g加入烧瓶内，加入催化剂量的对甲苯磺酸，加入二甲苯15mL回流带水，反应12小时后，用5％的NaHCO₃溶液洗涤2次，饱和食盐水洗涤两次、无水Na₂SO₄干燥，浓缩。柱层析(展开剂：乙酸乙酯∶丙酮＝1.1～1.3)分离得产物0.15g，收率30.5％，mp：147.0～148.5℃。
IR(KBr压片)：3387，2916，2851，1662，1625，1447，1404，1352，1308，1262，1187，1126，1100，943 cm^-1；¹H NMR(CDCl₃)：δ1.43-1.49(m，4H)，1.57-1.71(m，12H)，1.89-1.95(m，1H)，2.01-2.34(m，11H)，2.44-2.48(m，1H)，3.10-3.18(m，2H)，3.47(m，1H)，3.58(m，1H)，3.65(m，1H)，4.10(s，1H)，4.80(d，2H)；¹³C NMR(CDCl₃)：δ24.8，25.3，28.7，28.8，29.7，31.0，31.1，34.7，36.0，38.4，40.2，43.9，44.1，45.6，46.4，46.8，47.9，56.5，60.9，69.7，76.6，77.0，77.4，118.0，168.3，173.6；MS(ESI+)：m/z＝514(M+Na⁺)，(ESI-)：m/z＝527(M+Cl^-)。
实施例2
酰氯法：
将硫辛酸2.06g溶于二氯甲烷25mL中，冰浴下滴加草酰氯1.50g，滴加完毕，反应12小时，蒸除多余的草酰氯，加入二氯甲烷10mL溶解，得到硫辛酰氯溶液。
将维格列汀3.10g、二氯甲烷15mL加入烧瓶内，搅拌、冰浴、向烧瓶内滴加制备的硫辛酰氯溶液，1小时滴完，反应3小时，用5％的NaHCO₃溶液洗涤2次，饱和食盐水洗涤2次、无水Na₂SO₄干燥，浓缩。柱层析(展开剂：乙酸乙酯∶丙酮＝1.1～1.3)分离得产物1.82g，收率37.01％，mp：147.1～148.2℃。
IR、¹H NMR、¹³C NMR、MS谱如实施例1。
实施例3
活化酯法：
将硫辛酸0.21g、二氯甲烷5mL加入烧瓶内、在0℃滴加活化剂N，N′-二环己基碳二亚胺(DCC)/1-羟基苯并三唑(HOBt)，约1小时滴加完毕，反应12小时，抽滤，得到活化酯滤液。
将维格列汀0.31g加入烧瓶内，催化剂量的4-二甲氨基吡啶(DMAP)，二氯甲烷2mL，滴加活化酯滤液，约1小时滴加完毕，反应12小时，用5％的NaHCO₃溶液洗涤2次，饱和食盐水洗涤2次、无水Na₂SO₄干燥，浓缩。柱层析(展开剂：乙酸乙酯∶丙酮＝1.1～1.3)分离得产物0.15g，收率29.9％，mp：147.5～148.9℃。
IR、¹H NMR、¹³C NMR、MS谱如实施例1。