CN1109874A - 一种新的取代的二氢吡啶二羧酸酯 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及新化合物外消旋4-(2-氯-3-氰基
苯基)-1，4-二氢-2，6-二甲基吡啶-3，5-二羧酸异
丙基2-甲氧乙基二酯及其纯对映体，它们的制备方
法和作为药物的应用，特别是用于治疗大脑和神经元
病症，以及在制备它们时用到的新的中间体。
Description
本发明涉及新化合物外消旋4-（2-氯-3-氰基苯基）-1，4-二氢-2，6-二甲基吡啶-3，5-二羧酸异丙基2-甲氧乙基二酯及其纯对映体，它们的制备方法及其作为药物的应用，特别是用于治疗大脑和神经元疾病，以及制备它们时用到的新的中间体。
业已披露，某些1，4-二氢吡啶（例如硝苯吡酯）具有大脑活性（参见德国公开专利说明书（German offenlenlegungsschrift）2 815 578）。还在一般意义上，有时也作为具体的个别化合物提到在第4位上带有苯环的二氢吡啶衍生物，该苯环可任意地被卤素和或氰基取代（参见德国公开专利说明书1963188、2117573和EP-A-026317）。但是，此前已知的任何二氢吡啶都未提到在第4位上有特定的2-氯-3-氰基苯基基团。第4位上的这一特定的取代基是利用同样是新化合物的2-氯-3-氰基苯甲醛通过适当的环合反应引入的，它是本发明的基本要素。
本发明涉及式（Ⅰ）的化合物外消旋4-（2-氯-3-氰基苯基）-1，4-二氢-2，6-二甲基吡啶-3，5-二羧酸异丙基2-甲氧乙基二酯及其对映体，
本发明还涉及许多种制备本发明式（Ⅰ）化合物的方法，该方法的特征在于：
[A]式（Ⅱ）的2-氯-3-氰基苯甲醛先与式（Ⅲ）的乙酰乙酸2-甲氧基乙酯反应
如果合适，分离出相应的式（Ⅳ）亚基化合物
随后与式（Ⅴ）的乙酰乙酸异丙酯和与氨或铵盐反应，
或者在惰性溶剂中直接与式（Ⅵ）的氨基-2-丁烯酸异丙酯（它可由氨和（Ⅴ）制备）反应，
或者
[B]式（Ⅱ）的2-氯-3-氰基苯甲醛先与式（Ⅴ）化合物反应，如果合适，分离出式（Ⅶ）的亚基化合物
接着与式（Ⅲ）化合物和与氨或铵盐反应，或者在惰性溶剂中直接与式（Ⅷ）的氨基-2-丁烯酸2-甲氧基乙酯（可由氨和（Ⅲ）制备）反应，
或者
[C]通式（Ⅸ）化合物与辅助剂在惰性溶剂中反应，如果合适，在碱存在下反应，
其中A代表式-CH（CH3）2或-（CH2）2-OCH3的基团，得到活化的羧酸衍生物，可以任选地将其分离，然后与式（Ⅹ）的醇反应，如果合适，在用无机碱将醇转化成醇盐之后反应，
其中E根据取代基A的定义代表-CH（CH3）2或-（CH2）2-OCH3基团，
为了制备对映体，用合适的旋光性羧酸衍生物与适当的醇反应，或者用色谱法在手性固定相上分离外消旋物。
本发明的方法可以用以下反应示意图示例说明：
适合用于本文方法[A]和[B]的溶剂是在反应条件下不发生变化的所有惰性有机溶剂。这些溶剂中优选包括醇类（如甲醇、乙醇、丙醇或异丙醇）、醚类（如乙醚、二噁烷、四氢呋喃、乙二醇二甲醚或二甘醇二甲醚）、乙腈、酰胺类（如六甲基磷酰胺或二甲基甲酰胺）、乙酸、卤代烃类（如二氯甲烷、四氯化碳）或烃类（如苯或甲苯）。也可以使用上述溶剂的混合物。特别优选的是异丙醇、四氢呋喃、甲醇、二噁烷和二甲基甲酰胺。
适合用于方法[C]的溶剂是除了醇类和乙酸以外的上述溶剂。
适合用于方法[A]和[B]的碱优选环胺（如哌啶）、C1-C3-三和二烷基胺（如二乙胺和三乙胺）、吡啶或二甲基氨基吡啶，特别是哌啶、二甲基氨基吡啶和吡啶。
优选使用缩合剂作为活化羧酸（Ⅸ）用的辅助剂，这里最好使用常用的缩合剂，例如碳化二亚胺类（如N，N′-二乙基-、N，N′-二丙基-、N，N′-二异丙基-和N，N′-二环己基碳化二亚胺，N-（3-二甲基氨基异丙基）-N′-乙基碳化二亚胺盐酸盐）、或羰基化合物（如羰基二咪唑）、或1，2-噁唑鎓化合物（如2-乙基-5-苯基-1，2-噁唑鎓-3-磺酸盐或2-叔丁基-5-甲基异噁唑鎓高氯酸盐）、或酰氨基化合物（如2-乙氧基-1-乙氧羰基-1，2-二氢喹啉）、或丙膦酸酐、或氯甲酸异丁酯、或苯并三唑基氧三（二甲基氨基）六氟膦酸鏻。优选N，N′-二环己基碳化二亚胺和羰基二咪唑。
适合用于方法[C]的碱是碱金属碳酸盐（如碳酸钠或碳酸钾）或有机碱，例如三烷基胺如三乙胺、N-乙基吗啉、N-甲基哌啶、二异丙基乙胺、或二甲基氨基吡啶、1，8-二氮杂二环[5.4.0]十一碳-7-烯（DBU）或1，5-二氮杂二环[4.3.0]壬-5-烯（DBN）。优选二甲基氨基吡啶。
碱的用量一般为1mol式（Ⅸ）化合物用0.01mol至1mol，优选0.05mol至0.1mol。
方法[C]中的辅助剂用量一般为1mol式（Ⅸ）化合物用1mol至3mol，优选从1mol至1.5mol。
方法[C]中使用的无机碱是碱金属或其氢化物。优选使用钠和氢化物。方法[C]中的无机碱用量一般为每mol式Ⅳ化合物用0.1至10mol，优选0.2至2mol。
方法[A]、[B]和[C]的反应温度可以在相当宽的范围内变化。一般说来，反应在-20℃至200℃、优选0°至110℃的范围内进行。
这些方法可以在常压、加压或减压下进行（例如从0.5至5巴），优选在常压下进行。
当进行本发明的方法时，参加反应的各物质的比例随意。但是通常使用摩尔数量的反应物进行反应。
纯对映体形式是另外得到的，例如，将外消旋体在有手性固定相的色谱柱上分离。
通式（Ⅸ）的活性酸衍生物在某些情形下是已知的，或者是新化合物，那时可按照常用方法制备。
通式（Ⅹ）化合物是已知化合物。
式（Ⅳ）的亚基化合物是新化合物，可以按照上述方法制备。
式（Ⅶ）的亚基化合物是新化合物，可以按照[A]中所述通过式（Ⅴ）化合物与式（Ⅱ）的2-氯-3-氰基-苯甲醛反应制备。
式（Ⅲ）、（Ⅴ）、（Ⅵ）和（Ⅷ）化合物是本身已知的化合物。
式（Ⅱ）的2-氯-3-氰基-苯甲醛是新化合物，可以用例如以下方法制备：在惰性溶剂中和催化剂存在下，利用在保护性气氛和辐照下的溴化反应，先将式（Ⅺ）的2-氯-3-氰基甲苯转化成式（Ⅻ）化合物2-氯-3-氰基亚苄基二溴。
在第二步中用银盐在醇溶液中处理此产物粗品，反应后得到醛。
第一步反应的合适溶剂优选上述的卤代烃，例如二氯甲烷或四氯化碳。特别优选四氯化碳。
合适的溴化剂优选N-溴代琥珀酰亚胺或溴。特别优选N-溴代琥珀酰亚胺。
此方法的第二步的合适溶剂是水或上述的醇，例如甲醇、乙醇、丙醇或异丙醇，或者它们的混合物。优选乙醇。
合适的催化剂是例如偶氮异丁腈或过氧化二苯甲酰。优选偶氮异丁腈。
催化剂的用量一般为每mol式（Ⅺ）化合物用0.0005mol至0.05mol，优选0.005mol至0.02mol。
N-溴代琥珀酰亚胺的用量为每mol式（Ⅺ）化合物用2到5mol，优选2.2到3mol。
溴化反应的温度为40℃到各溶剂的回流温度，优选在回流温度下进行。
转化成醛的反应在20℃-100℃的温度范围内进行，优选40℃-70℃。
反应一般在常压下进行。但是也可以在加压或减压下进行（例如在0.5至5巴的范围内）。
合适的银盐一般是诸如硝酸银、碳酸银或四氟硼酸银等盐类。优选硝酸银。
式（Ⅺ）的2-氯-3-氰基甲苯是已知化合物（CAS15015-71-5）。
式（Ⅻ）的2-氯-3-氰基亚苄基二溴是新化合物，可以用例如上述方法制备。
上述的制备方法仅供解释用。通式（Ⅰ）的化合物及其对映体的制备不限于这些方法，任何对这些方法的修改和常用的其它替代方法都可按照同样的方式用来制备本发明化合物。
本发明化合物及其纯的对映体显示出出乎预料的、有效的药理作用范围。正如它们在典型的学习和记忆模式（例如水迷宫、被动回避反应或者自动化斯金钠箱记忆试验）中的记忆增强效果所显示的，它们对学习和记忆能力有正性作用。这些化合物在Porsolt鼠游泳试验中的活性证实，它们具有抗抑郁的潜在能力。
综合性测定
按照Ramp D.R.，Mutledge A.，Janis R.A.，Triggle D..：Can.Journ.Physiol.Pharmacol，65，（1987）1452测定对鼠脑或鼠心的PN 200-110结合位点的结合亲和力。
水迷宫
将老年Wistar鼠放在装满冷水的塑料槽中的起始位置，用垂直的挡板将槽隔成小间。为了到达一个能使动物从水中逃出的梯子，它们必须绕着这些挡板游泳，记下发现出口所需的时间和在行进中的错误次数。在这种情形里，错误规定为游到了死胡同，或者是游过了槽中沿远离出口的方向分隔成的假想方块的边界。
使鼠呆在迷宫里直到找到出口，但是最长呆300秒。然后取出鼠，在红灯下干燥和温热。然后放回到它们的饲养笼中。
在一项典型的试验中，借助预试验确定两组相当的动物组（安慰剂和试验物质组各n＝15）。然后令动物完成六次试验，每天两次。试验物质或安慰剂都在试验前30分钟口服。与安慰剂相比，试验物质提高学习和记忆作用的度量标准是到达出口所需时间的缩短、错误次数减少和真正找到出口的动物数目的增加。
根据Porsolt的鼠游泳试验
在预备性试验期间，将幼鼠放在装有17cm高的25℃水的玻璃缸（高40cm、直径20cm）内。在水中20分钟后，取出动物在灯下暖和30分钟。在这一预备性试验中，所有的鼠都试图爬出玻璃缸，直到约15分钟后保持不动（“行为绝望”，放弃行动）。24小时后开始试验，象前一天一样将鼠放在玻璃缸中，但是这次只放5分钟。记下在这5分钟内鼠保持不动的时间。在这种情形下，若是鼠直立地浮在水中，只进行最小的动作以保持头部高出水面，则认为它是不动的。与安慰剂相比，试验物质组的不动时间减小，由此可见它的抗抑郁作用。
本发明的化合物及其纯对映体在提高学习和记忆的效果方面比已知的二氢吡啶类优越。例如，（+）4-（2-氯-3-氰基苯基）-1，4-二氢-2，6-二甲基吡啶-3，5-二羧酸异丙基2-甲氧乙基二酯在水迷宫模型动物试验（老鼠）中，在口服0.1-1.0mg的范围内显著提高了识别能力，而硝苯吡酯只在口服15mg/kg时才起作用。同时，本发明化合物不显示或者显示出明显低于已知化合物（如硝苯吡酯）的血压降低。在正常血压模型的动物鼠中，硝苯吡酯在口服30mg/kg时血压的降低约比（+）4-（2-氯-3-氰基苯基）-1，4-二氢-2，6-二甲基吡啶-3，5-二羧酸异丙基2-甲氧乙基二酯强3倍;对自发高血压模型的动物鼠（3和10mg/kg，口服）也得到类似结果。因此，在本发明化合物的情形，可以预期产生更有效的专一的中枢神经系统作用，同时对心血管系统的不良影响较小。
由于它的药理性能，本发明化合物可以用来制备用于治疗中枢神经系统变性型障碍，例如在痴呆症（多发梗死型痴呆MID、原发变性型痴呆PDD、早衰型和衰老型阿尔茨海默氏病、艾滋病病毒痴呆和其它形式的痴呆）、帕金森氏病或肌萎缩脊髓侧索硬化症中发生的失调症状。
它还适合于治疗老年性大脑功能障碍、器质性脑综合症（OBS）和与年纪有关的记忆衰退（AAMI）。
它也适合于预防和控制大脑循环障碍（例如大脑局部缺血、中风）的后遗症和蛛网膜下出血。
它适合于治疗抑郁症和躁狂症。其它的应用领域包括治疗偏头痛、由例如代谢障碍（如糖尿病、创伤、中毒、微生物或自身免疫障碍）引起的精神病，以及治疗上瘾症和脱瘾症。
本发明还包括药物制剂及其制备方法，该制剂除了惰性、无毒的药学上适用的辅助剂和赋形剂以外，还含有通式（Ⅰ）化合物。
这些制剂中式（Ⅰ）活性化合物的浓度应为总的混合物重量的0.1-99.5%，优选0.5-95%。
除了式（Ⅰ）活性化合物之外，这些药物制剂中还可以含有其它的药学活性化合物。
上述的药物制剂可以用已知方法按常用方式制备，例如使用赋形剂或辅助剂。
一般来说，为达到所要求的效果，每kg体重每24小时施用的式（Ⅰ）活性化合物总量宜为约0.01至约50mg，优选0.1mg至10mg，如果合适，分几次施用。
但是，偏离上述剂量有时是有利的，这取决于治疗对象的体重和类型、对药物的个体反应、病症的性质和严重程度、制剂及给药的类型以及给药的次数和间隔。
若无另外说明，每种情形里列出的Rf值均用硅胶上的薄层色谱法测定（铝箔、硅胶60F254，E.Merck公司）。通过在紫外光下观察并且/或者用1%浓度高锰酸钾溶液或磷钼酸溶液喷雾使物质的色斑显影。
在硅胶60（0.040-0.064mm，E.Merck）上进行闪式色谱法。用溶剂梯度法洗脱：开始用纯的非极性溶剂混合物组分，混入极性洗脱剂组分使其含量渐增，直到洗脱出所要的产物（薄层色谱检验）。对于所有产物，都在最终约0.1mmHg下蒸除溶剂。
起始化合物
实施例Ⅰ
2-乙酰基-3-（2-氯-3-氰基）-2-丙烯酸2-甲氧基乙酯
将0.5ml哌啶和0.3ml冰乙酸溶在4ml异丙醇中，然后加到13.0g（78.5mmol）2-氯-3-氰基苯甲醛和13.8g（86mmol）乙酰乙酸2-甲氧基乙酯在130ml异丙醇中的溶液里。在40℃下搅拌过夜，将混合物浓缩，残余物溶在甲苯中，溶液经硅胶K60过滤（溶剂：甲苯/乙酸乙酯梯度1∶0至10∶1）。蒸发后得16.3g浅黄色油状物，不经进一步纯化进行下一步反应。
实施例Ⅱ
2-氯-3-氰基亚苄基二溴
将100g（0.66mol）2-氯-3-氰基甲苯（CAS 15013-71-5）在氩气下溶在1.0L四氯化碳中，用280g（1.6mol）N-溴代琥珀酰亚胺和0.65g偶氮异丁腈处理。将混合物在激烈搅拌下加热回流，在此期间用灯照射（300W，Osram Ultra-VitaluxR）。在21小时和36小时后，每次都再加入50g N-溴代琥珀酰亚胺和0.5g偶氮异丁腈。在总计60小时后反应完成。冷却后滤出不溶性物质;沉淀随后用四氯化碳洗几次，丢掉。滤液经浓缩后得到180g作为产物粗品的标题化合物（根据HPLC结果，其中含约2%的相应的苄基溴和1.2%相应的三溴甲苯）。
实施例Ⅲ
2-氯-3-氰基苯甲醛
将实施例Ⅱ的化合物产物粗品溶在1.5L 95%乙醇中，温热到60℃。在此温度下向其中逐滴快速加入186g（1.1mol）硝酸银在已混有750ml乙醇的380ml水中的溶液。加完后搅拌混合物1小时，然后与50ml饱和氯化钠溶液混合。冷却后滤出银盐，将滤液浓缩。残余物溶在二氯甲烷中，经过一根短硅胶柱过滤纯化（洗脱液：二氯甲烷）。将产物级份浓缩后得到88g（81%）标题化合物。熔点：86-89℃。
1H-NMR（CHCl3）∶δ＝7.55ppm（t，1H）;7.95（dd，1H）;8.20（dd，1H）;10.5（s，1H）.
制备实施例
实施例1
外消旋4-（2-氯-3-氰基苯基）-1，4-二氢-2，6-二甲基吡啶-3，5-二羧酸异丙基2-甲氧乙基二酯
将18.6g（60.5mol）实施例1化合物和8.7g（60.5mol）氨基-2-丁烯酸异丙酯在250ml异丙醇中加热回流4小时，浓缩后得到固体，将其用乙醚（18.1g）溶解，然后与同样数量的环己烷在180ml的甲苯中加热至沸混合。冷却至室温后得到晶体，在循环空气干燥箱中于80℃下干燥。产率：17.6g（67%）。熔点：148-149℃。
实施例2和实施例3
（+）-外消旋4-（2-氯-3-氰基苯基）-1，4-二氢-2，6-二甲基吡啶-3，5-二羧酸异丙基2-甲氧乙基二酯
（-）-外消旋4-（2-氯-3-氰基苯基）-1，4-二氢-2，6-二甲基吡啶-3，5-二羧酸异丙基2-甲氧乙基二酯
实施例1的纯对映体可以通过在手性柱上色谱法分离得到（例如ChiracelROD-H，洗脱液：95%正庚烷/5%混合液（1%水和0.2%三氟乙酸在乙醇中））。
实施例2：
熔点：138-140℃
[α]20 D＝+13.9（c＝1，CHCl3）
实施例3：
熔点：138-140℃
[α]20 D＝-12.1（c＝0.9，CHCl3）
Claims (8)
1、作为外消旋物及其对映体形式的4-(2-氯-3-氰基苯基)-1，4-二氢-2，6-二甲基吡啶-3，5-二羧酸异丙基2-甲氧乙基二酯。
2、制备权利要求1的化合物的方法，其特征在于：
[A]式（Ⅱ）的2-氯-3-氰基苯甲醛先与式（Ⅲ）的乙酰乙酸2-甲氧基乙酯反应
如果合适，分离出相应的式（Ⅳ）亚基化合物
随后与式（Ⅴ）的乙酰乙酸异丙酯和与氨或铵盐反应，
或者在惰性溶剂中直接与式（Ⅵ）的氨基-2-丁烯酸异丙酯（它可由氨和（Ⅴ）制备）反应，
或者
[B]式（Ⅱ）的2-氯-3-氰基苯甲醛先与式（Ⅴ）的化合物反应，如果合适，分离出式（Ⅶ）的亚基化合物
接着与式（Ⅲ）化合物和与氨或铵盐反应，或者在惰性溶剂中直接与式（Ⅷ）的氨基-2-丁烯酸2-甲氧基乙酯（可由氨和（Ⅲ）制备）反应，
或者
[C]通式（Ⅸ）化合物与辅助剂在惰性溶剂中反应，如果合适，在碱存在下反应，
其中A代表式-CH（CH3）2或-（CH2）2-OCH3的基团，得到活化的羧酸衍生物，可以任选地将其分离，然后与式（Ⅹ）的醇反应，如果合适，在用无机碱将醇转化成醇盐之后反应，
其中E根据取代基A的定义代表-CH（CH3）2或-（CH2）2-OCH3基团，
为了制备对映体，用合适的旋光性羧酸衍生物与适当的醇反应，或者用色谱法在手性固定相上分离外消旋物。
3、含有权利要求1的化合物的药物。
4、制备药物的方法，其特征在于，将权利要求1的化合物转化成适当的给药形式，如果合适，使用常规的辅助剂和赋形剂。
5、权利要求1的化合物在控制病症中的用途。
6、权利要求1的化合物在制造用于控制神经元和大脑疾病的药物中的用途。
7、2-氯-3-氰基苯甲醛。
8、制备2-氯-3-氰基苯甲醛的方法，其特征在于，2-氯-3-氰基甲苯在惰性溶剂中于催化剂存在下反应，得到相应的亚苄基二溴，它在溶剂中于银盐存在下反应，生成醛。
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