CN103467460A

CN103467460A - 一类含噻吩环和苄基的二芳基甲基哌嗪化合物及其应用

Info

Publication number: CN103467460A
Application number: CN2013104353008A
Authority: CN
Inventors: 沈悦海; 崔本强; 伊首璞; 刘许歌; 杨帆; 张宽仁
Original assignee: Kunming University of Science and Technology
Current assignee: Kunming University of Science and Technology
Priority date: 2013-09-23
Filing date: 2013-09-23
Publication date: 2013-12-25

Abstract

本发明公开了一种含噻吩环和苄基的二芳基甲基哌嗪化合物，或其药学可接受的酯、或其药学可接受的盐，该类化合物属δ、μ、κ阿片受体三重激动剂，可用于治疗中度至重度的疼痛，相对于现有的DPI-3290和DPI-125等二芳基甲基哌嗪类δ、μ、κ阿片受体三重激动剂，本发明提供的化合物以代谢稳定性较好的N-苄基结构片段替代了原有的N-烯丙基，预期可提高化合物的代谢稳定性，更好地发挥镇痛活性。

Description

一类含噻吩环和苄基的二芳基甲基哌嗪化合物及其应用

技术领域

本发明涉及一类二芳基甲基哌嗪化合物，尤其涉及含噻吩环和苄基取代的二芳基甲基哌嗪化合物，及其作为镇痛药物的治疗用途。

背景技术

痛觉是人体的基本感觉，在人体避免伤害和维持内分泌环境等方面具有重要的意义 ^[1]。然而某些长期剧烈疼痛，对机体造成一种难以忍受的折磨 ^[2-4]。因此，镇痛药物的研究一直受到广泛重视。

阿片受体是阿片类镇痛药物的作用靶点，对疼痛的感知起到重要的神经调节作用。阿片受体属于G蛋白偶联受体，分布于中枢神经系统和外周神经系统，主要分为3种亚型，即μ、δ和κ受体，与之相对应的内源性阿片肽分别为内啡肽（endorphin）、脑啡肽（enkephalins）和强啡肽 ^[5-8]。此外，阿片样受体1（opioid receptor like 1, ORL1）与经典的μ、δ和κ受体有高度的同源性，也属于阿片受体家族，其内源性配体为孤啡肽（orphanin FQ, OFQ）或痛敏肽（nociceptin, NOP）。阿片类药物通常作用于μ、δ和κ受体，产生相应的生理作用。

传统的阿片类药物如吗啡、芬太尼、美沙酮等主要作用于中枢神经系统的μ阿片受体，通常作为镇痛药物以治疗中重度疼痛，但伴有胃肠道蠕动抑制、呼吸抑制、耐受性、依赖性、排尿反应抑制和成瘾性等副作用 ^[8]。研究发现，δ和κ受体的活化也表现出不同程度的镇痛作用。早期发现的BW373U86是选择性δ受体激动剂，可治疗炎症和神经性疼痛 ^[9,10]。U50,488可选择性激动κ受体，具有镇痛作用，无吗啡类引起的依赖性 ^[11,12]。

研究发现不同阿片受体亚型的激动效应存在一定的制衡关系。例如，BW373U86与吗啡同时使用，能减弱吗啡引起的依赖性、呼吸抑制，并且提高吗啡的镇痛作用 ^[13,14]。μ和δ阿片受体的双重激动剂经μ受体介导具有较好的镇痛作用，同时作用于δ受体能减轻呼吸抑制和依赖性 ^[15]。此外，同时激动μ和κ受体，镇痛作用较好并明显减轻成瘾性和耐受性 ^[16-18]。

在此基础上，研制阿片受体活性δ > μ > κ的三重激动剂成为减轻阿片类药物副作用的有效方法之一。二芳基甲基哌嗪化合物DPI-3290对δ、μ和κ三重受体都有激动活性，镇痛作用强度介于吗啡和芬太尼之间，呼吸抑制作用和身体依赖成瘾性相对减弱，医疗安全指数大大增加 ^[19,20]。DPI-3290在美国进入二期临床试验，对腹部手术病人手术后静脉注射给药的止痛效果测试表明，止痛效果相当于吗啡，但没有出现呼吸抑制作用。专利申请WO 03/026660公布了另一类δ、μ、κ三重激动剂DPI-125，在美国也进入了一期临床试验。临床结果证明δ、μ、κ受体三重激动剂的呼吸抑制作用和成瘾性与吗啡和芬太尼相比明显降低。因此，此类化合物具备独特的优点，可明显减轻传统阿片类镇痛药物引起的呼吸抑制、依赖性、成瘾性等副作用。上述研究和其它报道表明，δ、μ、κ阿片受体三重激动剂是前景良好的镇痛药物^[21]。

然而，DPI-3290和DPI-125均含有较易代谢的N-烯丙基结构片段，导致代谢稳定性差，生物利用度低，不能口服给药，限制了临床应用价值。基于我们的前期研究，本发明的目的是提供一类含噻吩环和苄基的新型二芳基甲基哌嗪药物，以改善化合物的代谢稳定性。

参考文献

[1]De Leo, J. A. Basic science of pain. J. Bone Joint Surg. 2006, 88 (Suppl 2): 58-62。

[2]McBeth, J., et al., Epidemiology of chronic musculoskeletal pain. Best Pract. Res. Clin. Rheumatol. 2007, 21: 403-425。

[3]Driessen, B., et al., Pain: From Diagnosis to Effective Treatment. Clin. Tech. Equine Pract. 2007, 6: 126-134。

[4]Pruimboom, L., et al., Chromic pain: A non-use disease. Med. Hypotheses 2007, 68: 506-511。

[5]Evans, C. J., et al., Cloning of a delta opioid receptor by functional expression. Science 1992, 258: 1952-1955。

[6]Chen, Y., et al., Molecular cloning and functional expression of a mu-opioid receptor from rat brain. Mol. Pharmacol. 1993, 44: 8-12。

[7]Yasuda, K., et al., Cloning and functional comparison of kappa and delta opioid receptors from mouse brain. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1993, 90: 6736-6740。

[8]Eguchi, M.; Recent advances in selective opioid receptor agonists and antagonists. Med. Res. Rev. 2004, 24: 182-212。

[9]Chang, K. J., et al., A novel, potent and selective nonpeptidic delta opioid receptor agonist BW373U86. J. Pharmacol. Exp. Ther. 1993, 267: 852-857。

[10]Wild, K. D., et al., Binding of BW 373U86, a non-peptidic delta opioid receptor agonist, is not regulated by guanine nucleotides and sodium. Eur. J. Pharmacol. 1993, 246: 289-292。

[11]Lahti, R. A., et al., Properties of a selective kappa agonist, U-50,488H. Life Sci. 1982, 31: 2257-2260。

[12]Bown, C. A., et al., Effects of mixed-Action kappa/mu opioids on cocaine self-administration and cocaine discrimination by rhesus monkeys. Neuropsychopharmacology 2003, 28: 1125-1139。

[13]O’Neill, S. J., et al., Antagonistic modulation between the delta opioid agonist BW373U86 and the mu opioid agonist fentanyl in mice. J. Pharmacol. Exp. Ther. 1997, 282: 271-277。

[14]Negus, S. S., et al., Role of delta opioid efficacy as a determinant of mu/delta opioid interactions in rhesus monkeys. Eur. J. Pharmacol. 2009, 602: 92-100。

[15]Grundt, P., et al., 14-Amino, 14-alkylamino, and 14-acylamino analogs of oxymorphindole. Differential effects on opioid receptor binding and functional profiles. J. Med. Chem. 2003, 46: 1563-1566。

[16]Wang, Y. J., et al., Pharmacological characterization of ATPM [(-)-3-aminothiazolo[5,4-b]-N- cyclopropylmethylmorphinan hydrochloride], a novel mixed mu-agonist and delta- agonist/antagonist that attenuates morphine antinociceptive tolerance and heroin self-administration behavior. J. Pharmacol. Exp. Ther. 2009, 329: 306-313。

[17]Li, J. X., et al., Thienorphine: Receptor binding and behavioral effects in rhesus monkeys. J. Pharmacol. Exp. Ther. 2007, 321: 227-236。

[18]Zhang, A., et al., 2-Aminothiazole-derived opioids. Bioisosteric replacement of pheonols. J. Med. Chem. 2004, 47: 1886-1888。

[19]Gengo, P. J., et al., DPI-3290 [(+)-3-((α R)-α-((2S,5R)-4-Allyl-2,5-dimethyl-1- piperazinyl)-3-hydroxybenzyl)-N-(3-fluorophenyl)-N-methylbenzamide]. II. A mixed opioid agonist with potent antinociceptive activity and limited effects on respiratory function. J. Pharmacol. Exp. Ther. 2003, 307: 1227-1233。

[20]Gengo, P. J. et al., DPI-3290 [(+)-3-((α R)-α-((2S,5R)-4-allyl-2,5-dimethyl-1- piperazinyl)-3-hydroxybenzyl)-N-(3-fluorophenyl)-N-methylbenzamide]. I. A mixed opioid agonist with potent antinociceptive activity. J. Pharmacol. Exp. Ther. 2003, 307: 1221-1226。

[21]Chang, K. J., et al., The Delta Receptor, 2004, Marcel Dekker, Inc. New York, Basel。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含噻吩环和苄基的二芳基甲基哌嗪化合物，或其药学可接受的酯、或其药学可接受的盐，

式中：R₁选自氢、氟、氯、溴、碘、羟基或甲氧基；R₂选自氢、氟、氯、溴或碘，取代位置为A环的2、3或4位。

优选的本发明化合物包括：

3-((α-S)-α-((2S,5R)-4-苄基-2,5-二甲基-1-哌嗪基)-(3-噻吩基)甲基)苯酚；

3-((α-S)-α-((2S,5R)-4-(2-氟苄基)-2,5-二甲基-1-哌嗪基)-(3-噻吩基)甲基)苯酚；

3-((α-S)-α-((2S,5R)-4-(3-氟苄基)-2,5-二甲基-1-哌嗪基)-(3-噻吩基)甲基)苯酚；

3-((α-S)-α-((2S,5R)-4-(4-氟苄基)-2,5-二甲基-1-哌嗪基)-(3-噻吩基)甲基)苯酚；

3-((α-S)-α-((2S,5R)-4-(2-氯苄基)-2,5-二甲基-1-哌嗪基)-(3-噻吩基)甲基)苯酚；

3-((α-S)-α-((2S,5R)-4-(3-氯苄基)-2,5-二甲基-1-哌嗪基)-(3-噻吩基)甲基)苯酚；

3-((α-S)-α-((2S,5R)-4-(4-氯苄基)-2,5-二甲基-1-哌嗪基)-(3-噻吩基)甲基)苯酚；

3-((α-S)-α-((2S,5R)-4-(2-溴苄基)-2,5-二甲基-1-哌嗪基)-(3-噻吩基)甲基)苯酚；

3-((α-S)-α-((2S,5R)-4-(3-溴苄基)-2,5-二甲基-1-哌嗪基)-(3-噻吩基)甲基)苯酚；

3-((α-S)-α-((2S,5R)-4-(4-溴苄基)-2,5-二甲基-1-哌嗪基)-(3-噻吩基)甲基)苯酚；

3-((α-S)-α-((2S,5R)-4-(2-碘苄基)-2,5-二甲基-1-哌嗪基)-(3-噻吩基)甲基)苯酚；

3-((α-S)-α-((2S,5R)-4-(3-碘苄基)-2,5-二甲基-1-哌嗪基)-(3-噻吩基)甲基)苯酚；

3-((α-S)-α-((2S,5R)-4-苄基-2,5-二甲基-1-哌嗪基)-苄基)噻吩；

3-((α-S)-α-((2S,5R)-4-(2-氟苄基)-2,5-二甲基-1-哌嗪基)苄基)噻吩；

3-((α-S)-α-((2S,5R)-4-(3-氟苄基)-2,5-二甲基-1-哌嗪基)苄基)噻吩；

3-((α-S)-α-((2S,5R)-4-(4-氟苄基)-2,5-二甲基-1-哌嗪基)苄基)噻吩；

3-((α-S)-α-((2S,5R)-4-(3-氯苄基)-2,5-二甲基-1-哌嗪基)苄基)噻吩；

3-((α-S)-α-((2S,5R)-4-(3-溴苄基)-2,5-二甲基-1-哌嗪基)苄基)噻吩；

3-((α-S)-α-((2S,5R)-4-(3-碘苄基)-2,5-二甲基-1-哌嗪基)苄基)噻吩；

3-((α-S)-α-((2S,5R)-4-苄基-2,5-二甲基-1-哌嗪基)-(3-甲氧基苄基))噻吩；

3-((α-S)-α-((2S,5R)-4-(2-氟苄基)-2,5-二甲基-1-哌嗪基)-(3-甲氧基苄基))噻吩；

3-((α-S)-α-((2S,5R)-4-(3-氟苄基)-2,5-二甲基-1-哌嗪基)-(3-甲氧基苄基))噻吩；

3-((α-S)-α-((2S,5R)-4-(3-氯苄基)-2,5-二甲基-1-哌嗪基)-(3-甲氧基苄基))噻吩；

3-((α-S)-α-((2S,5R)-4-(3-溴苄基)-2,5-二甲基-1-哌嗪基)-(3-甲氧基苄基))噻吩；

3-((α-S)-α-((2S,5R)-4-(3-碘苄基)-2,5-二甲基-1-哌嗪基)-(3-甲氧基苄基))噻吩；

3-((α-S)-α-((2S,5R)-4-苄基-2,5-二甲基-1-哌嗪基)-(3-氟苄基))噻吩；

3-((α-S)-α-((2S,5R)-4-(2-氟苄基)-2,5-二甲基-1-哌嗪基)-(3-氟苄基))噻吩；

3-((α-S)-α-((2S,5R)-4-(3-氟苄基)-2,5-二甲基-1-哌嗪基)-(3-氟苄基))噻吩；

3-((α-S)-α-((2S,5R)-4-(4-氟苄基)-2,5-二甲基-1-哌嗪基)-(3-氟苄基))噻吩；

3-((α-S)-α-((2S,5R)-4-(3-氯苄基)-2,5-二甲基-1-哌嗪基)-(3-氟苄基))噻吩；

3-((α-S)-α-((2S,5R)-4-(3-溴苄基)-2,5-二甲基-1-哌嗪基)-(3-氟苄基))噻吩；

3-((α-S)-α-((2S,5R)-4-(3-碘苄基)-2,5-二甲基-1-哌嗪基)-(3-氟苄基))噻吩。

本发明中所述当R₁为羟基时，化合物药学上可接受的酯，选自甲酸酯、乙酸酯、丙酸酯、丁酸酯、三氟乙酸酯、油酸酯、硬脂酸酯等。

本发明中所述化合物药学上可接受的盐，选自硫酸盐、盐酸盐、氢溴酸盐、磷酸盐、三氟乙酸盐、甲磺酸盐、苯磺酸盐、对甲苯磺酸盐、三氟甲磺酸盐、樟脑磺酸盐、甲酸盐、乙酸盐、丙酸盐、己酸盐、己二酸盐、酒石酸盐、柠檬酸盐、苯甲酸盐、富马酸盐、马来酸盐、乳酸盐、琥珀酸盐等。

本发明化合物的合成方法是以一个四组分串联反应为关键步骤，由3-噻吩甲醛、手性二甲基哌嗪和苯并三氮唑首先缩合得到不稳定的加合物，再与芳基格氏试剂发生不对称取代反应，经后处理得到相应的目标化合物。

本发明的另一目的是提供一种含有通式（I）所示结构式的二芳基甲基哌嗪化合物或其药学可接受的酯、或其药学可接受的盐的药物组合物，即以通式（I）所示结构式的二芳基甲基哌嗪化合物或其药学可接受的酯、或其药学可接受的盐作为主要有效活性成分，还可加入一种或多种药物上可接受的辅料，以改善药物吸收效果或便于服用，如制成胶囊或丸剂、粉剂、片剂、粒剂、口服液和注射液等；本发明所述的辅料包括药学领域常规的填充剂、稀释剂、粘合剂、赋形剂、吸收促进剂、表面活性剂和稳定剂等，必要时还可加入香味剂、色素和甜味剂等。

本发明化合物使用方法包括给所述患者施用有效量的药物，可采用任何适当的给药方式施用这些治疗单体化合物或组合物，例如选自下列方式的给药方式：口服、直肠、局部、舌下、粘膜、鼻、眼、皮下、肌内、静脉内、经皮、脊椎、鞘内、关节内、动脉内、蛛网膜下、支气管、淋巴和子宫给药。

本发明化合物属δ、μ、κ阿片受体三重激动剂，可用于治疗中度至重度的疼痛。相对于现有的DPI-3290和DPI-125等二芳基甲基哌嗪类δ、μ、κ阿片受体三重激动剂，本发明提供的化合物以代谢稳定性较好的N-苄基结构片段替代了原有的N-烯丙基，预期可提高化合物的代谢稳定性，更好地发挥镇痛活性。

具体实施方式

通过下面给出的本发明的制备实施例和药理试验可以进一步清楚地了解本发明，但并不构成对本发明保护范围的限定，本实施例中方法如无特殊说明的均按常规方法操作，所用试剂如无特殊说明的采用常规试剂或按常规方法配置的试剂。

实施例1：3-((α-S)-α-((2S,5R)-4-苄基-2,5-二甲基-1-哌嗪基)-(3-噻吩基)甲基)苯酚的制备

具体内容如下：

步骤一、(2R,5S)-1-苄基-2,5-二甲基哌嗪的制备：称取反式2,5-二甲基哌嗪碱（114.0 g, 1.0 mol）和其双盐酸盐（187.0 g, 1.0 mol）置于烧瓶中，加入1000 ml无水乙醇，搅拌下水浴加热至70℃使其充分溶解后缓慢滴加苄氯（126.5 g, 1.0 mol），剧烈搅拌，约2小时滴完，继续保温反应1小时后冷却至室温，过滤，滤饼用无水乙醇洗涤，合并滤液，蒸除乙醇，加入水，搅拌下用10%NaOH溶液调节pH值大于12后，用二氯甲烷萃取，萃取液用无水硫酸镁干燥，过滤，浓缩即为1-苄基-2,5-二甲基哌嗪消旋化合物，然后以酒石酸成盐结晶的方法进行拆分即可得到异构体(2R, 5S)-1-苄基-2,5-二甲基哌嗪82.7 g，产率81%；

¹H NMR (400 MHz, CDCl₃) δ 7.22-7.32 (m, 5H), 4.10 (d, J = 13.5 Hz, 1H), 3.09 (d, J = 13.5 Hz, 1H), 2.91 (dd, J= 12.1, 3.1 Hz, 1H), 2.83-2.74 (m, 1H), 2.70-2.60 (m, 2H), 2.28-2.17 (m, 1H), 1.63 (dd, J= 11.0, 10.3 Hz, 1H), 1.49 (br, 1H), 1.14 (d, J = 6.0 Hz, 3H), 0.94 (d, J = 6.2 Hz, 3H)。

步骤二、3-(溴代苯氧基)叔丁基二甲基硅烷的制备：将3-溴苯酚（30.1 g, 174 mmol）溶于DMF（200 ml）中，室温下加入TBSCl（26.2 g, 174 mmol）和咪唑（23.7 g, 348 mmol），室温搅拌3 h，反应完毕后，加入饱和NaHCO₃溶液（200 ml）淬灭，石油醚萃取，水、盐水依次洗涤，无水硫酸镁干燥，浓缩得透明浅黄色液体38.6 g，产率77%；

¹H NMR (400 MHz, CDCl₃) δ 7.25-7.03 (m, 3H), 6.58-6.43 (m, 1H), 0.98 (s, 9H), 0.20 (s, 6H)。

步骤三、3-(叔丁基二甲基硅烷氧基)苯基溴化镁的制备：称取镁条（1.5 g, 61.7 mmol）置于圆底烧瓶中，加入无水四氢呋喃（90 ml），将3-(溴代苯氧基)叔丁基二甲基硅烷（14.4 g, 50.1 mmol）转入镁条中，升温至45℃反应，镁条完全溶解后即得浅棕色透明的3-叔丁基二甲基硅烷氧基苯基溴化镁的无水四氢呋喃溶液，冷却至室温后备用。

步骤四、3-((α-S)-α-((2S,5R)-4-苄基-2,5-二甲基-1-哌嗪基)-(3-噻吩基)甲基)苯酚的制备：在一个装配冷凝器和Dean-Stark分水器的圆底烧瓶中加入3-噻吩甲醛（2.92 g, 26 mmol）、苯并三氮唑（3.10 g, 26 mmol）、(2R,5S)-1-氟苄基-2,5-二甲基哌嗪（5.31 g, 26 mmol）和甲苯（100 ml），该反应混合物在氮气保护下加热回流至除水完全，然后冷却到室温，氮气保护下加入50 ml无水四氢呋喃并不断搅拌，将上述制备的3-叔丁基二甲基硅烷氧基苯基溴化镁溶液缓缓加入，再继续室温搅拌至反应完全，加入饱和氯化铵水溶液淬灭，乙酸乙酯萃取，无水硫酸镁干燥，过滤，蒸除溶剂后得棕色粘稠油状物；将该油状物在室温下溶解到甲醇（100 ml）和1 N盐酸（50 ml）混合液中，搅拌1.5小时，反应完毕后，用50 ml水稀释反应体系，用2 M氢氧化钠调节pH至9后用乙酸乙酯萃取产物，合并萃取液，分别用水和饱和盐水洗涤，无水硫酸镁干燥，减压除去溶剂，粗产物经纯化得白色固体2.50 g，产率81 %。

¹H NMR (400 MHz, CDCl₃) δ 7.26-7.18 (m, 8H), 7.14-7.02 (m, 4H), 5.10 (s, 1H), 4.05 (d, J = 13.0 Hz, 1H), 3.09 (d, J = 13.0 Hz, 1H), 2.72 (dd, J = 11.5, 2.6 Hz, 1H), 2.64 (dd, J = 11.2, 2.9 Hz, 1H), 2.51-2.36 (m, 2H), 2.03-1.90 (m, 3H), 1.13 (d, J = 6.2 Hz, 3H), 1.06 (d, J = 6.0 Hz, 3H)。

实施例1所述的合成方法同样适用于实施例2-12。

实施例2：3-((α-S)-α-((2S,5R)-4-(3-氟苄基)-2,5-二甲基-1-哌嗪基)-(3-噻吩基)甲基)苯酚的制备

合成方法同实施例1，不同在于步骤一、四：

步骤一、(2R,5S)-1-(3-氟苄基)-2,5-二甲基哌嗪的制备：以3-氟苄氯为原料，采用实施例1步骤一所述方法制得1-(3-氟苄基)-2,5-二甲基哌嗪消旋体，产率86%；再经手性酒石酸成盐结晶拆分得到(2R,5S)-1-(3-氟苄基)-2,5-二甲基哌嗪，产率40%；

¹H NMR (400 MHz, CDCl₃) δ7.26-7.07 (m, 3H), 6.93-6.89 (m, 1H), 4.06 (d, J = 13.7 Hz,1H), 3.05 (d, J = 13.7 Hz, 1H), 2.90 (dd, J= 12.1, 3.0 Hz, 1H), 2.80-2.78 (m, 1H), 2.66-2.59 (m, 2H), 2.24-2.23 (m, 1H), 1.76 (br, 1H), 1.64 (t, J = 10.8 Hz, 1H), 1.10 (d, J = 6.1 Hz, 3H), 0.94 (d, J = 6.4 Hz, 3H)。

步骤四、3-((α-S)-α-((2S,5R)-4-(3-氟苄基)-2,5-二甲基-1-哌嗪基)-(3-噻吩基)甲基)苯酚的制备：以(2R,5S)-1-(3-氟苄基)-2,5-二甲基哌嗪为原料，采用实施例1步骤四所述方法制得，为白色固体，产率51%；

¹H NMR (400 MHz, CDCl₃) δ 7.30-7.18 (m, 5H), 7.14-7.02 (m, 6H), 5.11 (s, 1H), 4.25 (d, J = 10.5 Hz, 1H), 3.09 (d, J = 13.0 Hz, 1H), 2.77 (dd, J = 11.5, 2.6 Hz, 1H), 2.54 (dd, J = 11.2, 2.9 Hz, 1H), 2.51-2.36 (m, 2H), 2.03-1.90 (m, 3H), 1.13 (d, J = 6.2 Hz, 3H), 1.06 (d, J = 6.0 Hz, 3H)。

实施例3：3-((α-S)-α-((2S,5R)-4-(4-氟苄基)-2,5-二甲基-1-哌嗪基)-(3-噻吩基)甲基)苯酚的制备

合成方法同实施例1，不同在于步骤一、四：

步骤一、(2R,5S)-1-(4-氟苄基)-2,5-二甲基哌嗪的制备：以4-氟苄氯为原料，采用实施例1步骤一所述方法制得1-(4-氟苄基)-2,5-二甲基哌嗪消旋体，产率88%；再经手性酒石酸成盐结晶拆分得到(2R,5S)-1-(4-氟苄基)-2,5-二甲基哌嗪，产率37%；

¹H NMR (400 MHz, CDCl₃) δ 7.22-7.17 (m, 2H), 6.90-6.99 (m, 2H), 4.04 (d, J = 13.7 Hz,1H), 3.06 (d, J = 13.7 Hz, 1H), 2.91 (dd, J= 12.1, 3.0 Hz, 1H), 2.80-2.77 (m, 1H), 2.66-2.60 (m, 2H), 2.25-2.23 (m, 1H), 1.77 (br, 1H), 1.63 (t, J = 10.8 Hz, 1H), 1.10 (d, J = 6.1 Hz, 3H), 0.93 (d, J = 6.4 Hz, 3H)。

步骤四、3-((α-S)-α-((2S,5R)-4-(4-氟苄基)-2,5-二甲基-1-哌嗪基)-(3-噻吩基)甲基)苯酚的制备：以(2R,5S)-1-(4-氟苄基)-2,5-二甲基哌嗪为原料，采用实施例1步骤四所述方法制得，为白色固体，产率51%；

¹H NMR (400 MHz, CDCl₃) δ 7.31-7.20 (m, 4H), 7.12-6.98 (m, 7H), 5.13 (s, 1H), 4.25 (d, J = 10.5 Hz, 1H), 3.07 (d, J = 13.0 Hz, 1H), 2.80 (dd, J = 11.5, 2.6 Hz, 1H), 2.53 (dd, J = 11.2, 2.9 Hz, 1H), 2.50-2.37 (m, 2H), 2.01-1.90 (m, 3H), 1.13 (d, J = 6.2 Hz, 3H), 1.03 (d, J = 6.0 Hz, 3H)。

实施例4：3-((α-S)-α-((2S,5R)-4-(4-氯苄基)-2,5-二甲基-1-哌嗪基)-(3-噻吩基)甲基)苯酚的制备

合成方法同实施例1，不同在于步骤一、四：

步骤一、(2R,5S)-1-(4-氯苄基)-2,5-二甲基哌嗪的制备：以4-氯苄氯为原料，采用实施例1步骤一所述方法制得1-(4-氯苄基)-2,5-二甲基哌嗪消旋体，产率92%；再经手性酒石酸成盐结晶拆分得到(2R,5S)-1-(4-氯苄基)-2,5-二甲基哌嗪，产率32%；

¹H NMR (400 MHz, CDCl₃) δ 7.26-7.22 (m, 2H), 7.06-7.04 (m, 2H), 4.07 (d, J = 13.7 Hz, 1H), 3.06 (d, J = 13.7 Hz, 1H), 2.91 (dd, J= 12.1, 3.0 Hz, 1H), 2.80-2.78 (m, 1H), 2.65-2.59 (m, 2H), 2.24-2.23 (m, 1H), 1.76 (br, 1H), 1.65 (t, J = 10.7 Hz, 1H), 1.10 (d, J = 6.1 Hz, 3H), 0.94 (d, J = 6.4 Hz, 3H)。

步骤四、3-((α-S)-α-((2S,5R)-4-(4-氯苄基)-2,5-二甲基-1-哌嗪基)-(3-噻吩基)甲基)苯酚的制备：以(2R,5S)-1-(4-氯苄基)-2,5-二甲基哌嗪为原料，采用实施例1步骤四所述方法制得，为白色固体，产率45%；

¹H NMR (400 MHz, CDCl₃) δ 7.27-6.91 (m, 11H), 5.39 (s, 1H), 4.11 (d, J = 8.5Hz, 1H), 3.19 (d, J = 13.0 Hz, 1H), 2.77-2.52 (m, 2H), 2.51-2.36 (m, 2H), 2.00-1.90 (m, 3H), 1.21 (d, J = 6.2 Hz, 3H), 1.16 (d, J = 7.0 Hz, 3H)。

实施例5：3-((α-S)-α-((2S,5R)-4-(3-溴苄基)-2,5-二甲基-1-哌嗪基)-(3-噻吩基)甲基)苯酚的制备

合成方法同实施例1，不同在于步骤一、四：

步骤一、(2R,5S)-1-(3-溴苄基)-2,5-二甲基哌嗪的制备：以3-溴苄氯为原料，采用实施例1步骤一所述方法制得1-(3-溴苄基)-2,5-二甲基哌嗪消旋体，产率86%；再经手性酒石酸成盐结晶拆分得到(2R,5S)-1-(3-溴苄基)-2,5-二甲基哌嗪，产率37%；

¹H NMR (400 MHz, CDCl₃) δ 7.36-7.05 (m, 4H), 4.27 (d, J = 10.7 Hz, 1H), 3.26 (d, J = 23.7 Hz, 1H), 2.91-2.82 (m, 1H), 2.80-2.78 (m, 1H), 2.65-2.59 (m, 2H), 2.24-2.23 (m, 1H), 1.86 (br, 1H), 1.65 (t, J = 10.7 Hz, 1H), 1.10 (d, J = 6.1 Hz, 3H), 0.94-0.85 (m, 3H)。

步骤四、3-((α-S)-α-((2S,5R)-4-(3-溴苄基)-2,5-二甲基-1-哌嗪基)-(3-噻吩基)甲基)苯酚的制备：以(2R,5S)-1-(3-溴苄基)-2,5-二甲基哌嗪为原料，采用实施例1步骤四所述方法制得，为白色固体，产率35%；

¹H NMR (400 MHz, CDCl₃) δ 7.53-7.52 (m, 2H), 7.27-7.30 (m, 2H), 7.14-7.16 (m, 1H), 7.13-7.10 (m, 2H), 7.07-7.05 (m, 1H), 6.95 (t, 2H), 6.73-6.69 (m, 1H), 5.04 (s, 1H), 3.30 (s, 2H), 2.69-2.59 (m, 4H), 2.07-1.99 (m, 3H), 1.24-1.23 (m, 3H), 1.11-1.10 (d, J = 5.8 Hz, 3H)。

实施例6：3-((α-S)-α-((2S,5R)-4-苄基-2,5-二甲基-1-哌嗪基)苄基)噻吩的制备

合成方法同实施例1，不同在于步骤二、三、四，无步骤二：

步骤三、苯基溴化镁的制备：以溴苯为原料，采用实施例1步骤三所述方法制得苯基溴化镁的无水四氢呋喃溶液，冷却至室温后备用；

步骤四、3-((α-S)-α-((2S,5R)-4-苄基-2,5-二甲基-1-哌嗪基)苄基)噻吩的制备：以苯基溴化镁为原料，采用实施例1步骤四所述方法制得，为白色固体，产率62%；

¹H NMR (400 MHz, CDCl₃) δ 7.40-7.20 (m, 3H), 7.12-7.05 (m, 4H), 7.00-6.92 (m, 5H), 3.75-3.70 (d, J = 21.3 Hz, 2H), 3.69 (s, 2H), 3.52 (s, 2H), 3.20-3.17 (m, 1H), 2.73-2.60 (m, 3H), 2.01-1.85 (m, 3H), 1.60-1.51 (m, 3H)。

实施例7：3-((α-S)-α-((2S,5R)-4-(2-氟苄基)-2,5-二甲基-1-哌嗪基)苄基)噻吩的制备

合成方法同实施例5，不同在于步骤一、四：

步骤一、(2R,5S)-1-(2-氟苄基)-2,5-二甲基哌嗪的制备：与实施例2步骤一相同；

步骤四、3-((α-S)-α-((2S,5R)-4-苄基-2,5-二甲基-1-哌嗪基)苄基)噻吩的制备：以(2R,5S)-1-(2-氟苄基)-2,5-二甲基哌嗪为原料，采用实施例1步骤四所述方法制得，为白色固体，产率70%；

¹H NMR (400 MHz, CDCl₃) δ 7.55-7.46 (m, 3H), 7.40-7.30 (m, 3H), 7.25-7.05 (m, 3H), 7.00-6.92 (m, 3H), 3.70-3.62 (m, 4H), 3.42 (s, 2H), 3.20-3.17 (m, 1H), 2.73-2.65 (m, 3H), 2.01-1.85 (m, 3H), 1.15-1.10 (m, 2H)。

实施例8：3-((α-S)-α-((2S,5R)-4-(3-氯苄基)-2,5-二甲基-1-哌嗪基)苄基)噻吩的制备

合成方法同实施例5，不同在于步骤一、四：

步骤一、(2R,5S)-1-(3-氯苄基)-2,5-二甲基哌嗪的制备：与实施例3步骤一相同；

步骤四、3-((α-S)-α-((2S,5R)-4-(3-氯苄基)-2,5-二甲基-1-哌嗪基)苄基)噻吩的制备：以(2R,5S)-1-(3-氯苄基)-2,5-二甲基哌嗪为原料，采用实施例1步骤四所述方法制得，为白色固体，产率37%；

¹H NMR (400 MHz, CDCl₃) δ 7.43-7.30 (m, 4H), 7.23-7.10 (m, 3H), 7.07-6.95 (t, 2H), 6.73-6.69 (m, 3H), 4.67 (br, 1H), 3.90-3.88 (m, 2H), 3.62-3.53 (m, 2H), 3.30 (s, 2H), 2.69-2.59 (m, 4H), 2.07-1.99 (m, 2H), 1.11-1.10 (d, J = 5.8 Hz, 2H)。

实施例9：3-((α-S)-α-((2S,5R)-4-苄基-2,5-二甲基-1-哌嗪基)-(3-甲氧基苄基))噻吩的制备

合成方法同实施例1，不同在于步骤二、三、四：

步骤二、3-溴苯甲醚的制备：称取3-溴苯酚(15 g, 0.15 mol)溶于无水DMF中，加入氢氧化钠(23.5 g, 0.58 mol)，搅拌30 min后滴加碘甲烷(18.3 ml, 0.30 mol)，室温搅拌过夜，反应完全后，加水稀释，用乙酸乙酯萃取，水、盐水依次洗涤，无水硫酸镁干燥，浓缩，纯化得无色液体26.5 g，产率96 %；

¹H NMR (400 MHz, CDCl₃) δ 7.11-6.90 (m, 1H), 6.80-6.72 (m, 1H), 3.72 (s, 1H)；

步骤三、3-甲氧基苯基溴化镁的制备：以3-甲氧基溴苯为原料，采用实施例1步骤三所述方法制得3-甲氧基苯基溴化镁的无水四氢呋喃溶液，冷却至室温后备用；

步骤四、3-((α-S)-α-((2S,5R)-4-苄基-2,5-二甲基-1-哌嗪基)-(3-甲氧基苄基))噻吩的制备：以3-甲氧基苯基溴化镁为原料，采用实施例1步骤四所述方法制得，为白色固体，产率51%；

¹H NMR (400 MHz, CDCl₃) δ 7.30-7.15 (m, 7H), 7.12-7.02 (m, 4H), 5.21 (s, 3H), 4.13 (d, J = 13.0 Hz, 1H), 3.39 (d, J = 13.0 Hz, 1H), 2.82 (dd, J = 10.5, 2.6 Hz, 1H), 2.64 (dd, J = 15.2, 2.1 Hz, 1H), 2.51-2.36 (m, 2H), 2.03-1.90 (m, 3H), 1.13 (d, J = 6.2 Hz, 3H), 1.06 (d, J = 6.0 Hz, 3H)。

实施例10：3-((α-S)-α-((2S,5R)-4-(2-氟苄基)-2,5-二甲基-1-哌嗪基)-(3-甲氧基苄基))噻吩的制备

合成方法同实施例8，不同在于步骤一、四：

步骤四、3-((α-S)-α-((2S,5R)-4-(2-氟苄基)-2,5-二甲基-1-哌嗪基)-(3-甲氧基苄基))噻吩的制备：以(2R,5S)-1-(2-氟苄基)-2,5-二甲基哌嗪和3-甲氧基苯基溴化镁为原料，采用实施例1步骤四所述方法制得，为白色固体，产率43%；

¹H NMR (400 MHz, CDCl₃) δ 7.44-7.32 (m, 3H), 7.27-7.10 (m, 3H), 7.00-6.91 (t, 2H), 6.80-6.69 (m, 3H), 4.67 (br, 1H), 3.90-3.88 (m, 2H), 3.62-3.53 (m, 2H), 3.30 (s, 3H), 2.69-2.59 (m, 4H), 2.07-1.99 (m, 4H), 1.10 (d, J = 5.8 Hz, 2H)。

实施例11：3-((α-S)-α-((2S,5R)-4-(3-氯苄基)-2,5-二甲基-1-哌嗪基)-(3-甲氧基苄基))噻吩的制备

合成方法同实施例8，不同在于步骤一、四：

步骤一、(2R,5S)-1-(3-氯苄基)-2,5-二甲基哌嗪的制备：与实施例2步骤一相同；

步骤四、3-((α-S)-α-((2S,5R)-4-(3-氯苄基)-2,5-二甲基-1-哌嗪基)-(3-甲氧基苄基))噻吩的制备：以(2R,5S)-1-(3-氯苄基)-2,5-二甲基哌嗪和3-甲氧基苯基溴化镁为原料，采用实施例1步骤四所述方法制得，为白色固体，产率43%；

¹H NMR (400 MHz, CDCl₃) δ 7.45 (d, J = 8.1 Hz, 2H), 7.24 (m, 5H), 7.13 (m, 1H), 7.10 (t, J = 7.7 Hz, 3H), 5.13 (s, 1H), 3.95 (d, J = 13 Hz, 2H), 3.55 (s, 3H), 3.29-3.00 (m, 2H), 2.65 (dd, J = 9.0, 2.0 Hz, 2H), 1.99 (m, 2H), 1.24 (m, 4H), 1.09 (d, J = 6.1 Hz, 2H)。

实施例12：3-((α-S)-α-((2S,5R)-4-苄基-2,5-二甲基-1-哌嗪基)-(3-氟苄基))噻吩的制备

合成方法同实施例8，不同在于步骤二、三、四，无步骤二：

步骤三、3-氟苯基溴化镁的制备：以3-氟溴苯为原料，采用实施例1步骤三所述方法制得3-氟基苯基溴化镁的无水四氢呋喃溶液，冷却至室温后备用；

步骤四、3-((α-S)-α-((2S,5R)-4-苄基-2,5-二甲基-1-哌嗪基)-(3-氟苄基))噻吩的制备：以(2R,5S)-1-苄基-2,5-二甲基哌嗪和3-氟苯基溴化镁为原料，采用实施例1步骤四所述方法制得，为白色固体，产率33%；

¹H NMR (400 MHz, CDCl₃) δ 7.43-7.30 (m, 2H), 7.28-7.22 (m, 5H), 7.21-7.10 (m, 3H), 7.04 (m, 2H), 3.87 (d, J = 13.5 Hz, 2H), 3.53-3.42 (m, 2H), 3.28-3.20 (m, 2H), 3.18 (d, J = 13.8 Hz, 1H), 2.02 (dd, J = 8.2 Hz, 3H), 1.15 (d, J = 6.1 Hz, 3H), 1.06 (d, J = 6.1 Hz, 3H)。

实施例13：阿片受体结合实验

本发明化合物的阿片受体亲和性通过阿片受体结合实验进行测定（按照Payza, K., Binding and activity of opioid ligands at the cloned human delta, mu and kappa receptors. in The Delta Receptor, Chang, Porreca & Wood eds. 2004, Marcel Dekker, Inc. New York, Basel中所述方法），具体步骤如下。

鼠脑细胞膜制备：鼠脑组织（雄性白化Sprague-Dawley 大鼠的大脑或雄性白化豚鼠的小脑）采用冰冷的Tris-HCl 缓冲液清洗（pH 7.4, 50 mM, 25℃），Tris-HCl 缓冲液包含以下蛋白酶抑制剂：50 μg/ml亮氨酸酶抑制剂，200 μg/ml杆菌肽和0.5 μg/ml蛋白酶抑制剂（Aprotinin）；每1 g湿重脑组织加入10倍体积上述冰冷的Tris-HCl缓冲液，并采用含有四氟乙烯玻璃珠（0.13-0.18 mm）的机械匀浆机使脑组织匀浆化；匀浆液在4℃、6000 g离心15 min，收集上清液并在41000 g下离心30 min；每1 g湿重脑组织膜沉淀用10倍体积的10 mM Tris-蔗糖缓冲液（0.32 M）重新悬浮并采用组织研磨机处理（10 s，低速）。超声处理后的匀浆液在4℃、41000 g离心30 min；膜沉淀物用含有蛋白酶抑制剂的50 mM Tris缓冲液重新悬浮，蛋白质终浓度为40~50 μg/ml；悬浮后的膜颗粒用液氮或-80℃冻存，使用前用Bandford法测定蛋白浓度。

受体结合实验：重悬浮后的鼠脑细胞膜与0.1 nM [³H]δ啡肽II-δ-受体（比活力38.5-40.6 Ci/mmol）、0.1 nM [³H] DAMGO-μ-受体（比活力50 Ci/mmol）或0.1 nM [³H]U69593-κ-受体在2 ml含有4 mM MgCl₂、蛋白酶抑制剂和待测化合物（在1.0 nM至100 μM之间设置梯度浓度）的10 mM Tris-HCl缓冲液中25℃温浴90 min，使放射性配体和受体完全平衡。采用细胞收集器（model M-48R, Brandel Instruments, Gaithersberg, MD）用5 ml冰冷的50 mM Tris缓冲液快速过滤通过玻璃纤维滤膜两次以终止配体和受体反应，结合率采用1×10^-6M纳洛酮取代放射性配体来定义，特异性结合率用液闪光谱计数确定，测定的外部标准40-45%。以结合率数据为纵坐标、浓度为横坐标作图，计算得到受体结合常数（Ki值）。

本发明化合物，即化合物1-12，经上述步骤检测，发现其μ、δ和κ受体Ki值均在1-5000 nM之间，显示为δ、μ、κ受体的混合型配体。化合物1、3和4的受体结合实验结果如下表所示。其中，化合物1对μ、δ和κ受体亚型的受体结合亲和力相当接近，Ki值分别为2.97 nM、1.86 nM和1.25 nM，是μ、δ和κ受体的混合型配体。

表1：本发明化合物对μ、δ和κ受体的亲和性数据结果

Figure 2013104353008100002DEST_PATH_IMAGE015

实施例14：人阿片受体内在活性实验

本发明化合物的阿片受体内在活性通过GTP γ[S³⁵]/GDT交换结合实验进行测定（Payza, K., Binding and activity of opioid ligands at the cloned human delta, mu and kappa receptors. in The Delta Receptor, Chang, Porreca & Wood eds. 2004, Marcel Dekker, Inc. New York, Basel），具体步骤如下：

阿片受体细胞膜制备：使用克隆的能表达人μ、δ或κ受体的HEK-293或CHO细胞的细胞膜，细胞膜的制备方法与上述鼠脑细胞膜制备方法相同。

GTP γ[S³⁵]/GDT交换结合实验：100微克的细胞膜悬浮于50 mM Tris-HCl，pH 7.4的缓冲液中（内含100 mM NaCl, 5 nM MgCl₂, 1 mM EDTA, 100 μM [or 15 μM] GTP γ S [比活力1250 Ci/mmol]），加入待测化合物（在1.0 nM至100 μM之间设置梯度浓度），28℃温浴60 min，使放射性[³⁵S]GTPγS和GDP交换结合完全平衡。采用细胞收集器用5 ml冰冷的50 mM Tris-HCl，pH 7.4缓冲液快速过滤通过玻璃纤维滤膜两次以终止[³⁵S]GTPγS和GDP交换结合反应。特异性结合率采用40×10^-6M GTPγS取代放射性[³⁵S]GTPγS来定义。阳性对照药物为BW373U86（δ受体）、DAMGO（μ受体）和U50488（κ受体），设其在10^-6 M时激动活性为100%。

本发明部分化合物的内在活性实验结果如下表所示。化合物1 对μ、δ和κ受体亚型都具有激动活性，EC₅₀值分别为30.9 nM、22.5 nM和231 nM，Emax值分别为93.94%、102.6%和75.39%，因此化合物1是μ和δ受体的完全激动剂，而对κ受体则为部分激动剂。此结果证明化合物1是δ、μ、κ受体三重激动剂。

表2：本发明部分化合物对μ、

和

受体的内在激动活性数据结果

实施例15：压力镇痛实验（掐尾实验）

测定每一组测试动物（10-12只）在每一个化合物剂量下对压力致痛的反应时间。

实验方法：大鼠静脉注射给予生理盐水（对照组）、吗啡、不同剂量的化合物及结合不同的μ、δ、κ拮抗剂NTI、纳曲酮或Nor-BNI。第1天分别在大鼠初次给药前30 min（基础值）和给药后30 min测定大鼠痛觉反应时间，以后每天上午注射前后30 min测定大鼠痛觉反应时间。将动脉钳夹在大鼠尾巴的顶部，采用秒表记录大鼠咬动脉钳、甩尾或其它痛觉反应的时间。注射药物前后分别测量三次，测量的间隔时间为5 min，取其均值作为痛阈。为避免夹伤，最长时间设为20秒。根据剂量镇痛效果梯度关系，计算半有效剂量（ED₅₀）。

本发明部分化合物的压力镇痛实验结果如下表所示。化合物1、2、3和4都具有与吗啡接近或更好的镇痛活性，其中化合物1的活性最好，约为吗啡的12倍。此结果表明本发明化合物为药效良好的镇痛药物。

表3：本发明部分化合物的压力镇痛实验结果

以上所述仅是本发明的优选实施方式。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还可进行若干改进和补充，这些可能的改进和补充也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.如通式I所示的化合物、或其药学可接受的酯、或其药学可接受的盐，

Figure 2013104353008100001DEST_PATH_IMAGE002

2.根据权利要求1所示的化合物，其特征在于：化合物选自

3-((α S)-α-((2S,5R)-4-(4-氯苄基)-2,5-二甲基-1-哌嗪基)-(3-噻吩基)甲基)苯酚；

3-((α-S)-α-((2S,5R)-4-苄基-2,5-二甲基-1-哌嗪基)-苄基)噻吩；

3.根据权利要求1或2所述化合物，其特征在于：当R₁为羟基时，化合物药学上可接受的酯选自甲酸酯、乙酸酯、丙酸酯、丁酸酯、三氟乙酸酯、油酸酯、硬脂酸酯。

4.根据权利要求1或2所述化合物，其特征在于：化合物药学上可接受的盐，选自硫酸盐、盐酸盐、氢溴酸盐、磷酸盐、三氟乙酸盐、甲磺酸盐、苯磺酸盐、对甲苯磺酸盐、三氟甲磺酸盐、樟脑磺酸盐、甲酸盐、乙酸盐、丙酸盐、己酸盐、己二酸盐、酒石酸盐、柠檬酸盐、苯甲酸盐、富马酸盐、马来酸盐、乳酸盐、琥珀酸盐。

5.权利要求1-4中任一项所述的化合物在制备镇痛药物中的应用。