本发明涉及药物化学和药物治疗学领域。具体涉及一种由通式I所示的取代哌啶类化合物、其立体异构体及其药学上可接受的盐或其溶剂化物、其制备方法、包含该化合物的药物组合物及其用途。本发明的取代哌啶类化合物可以作为nAChRs的配体小分子用于制备防治神经退行性疾病或抑郁症的药物。
背景技术：
阿尔茨海默症(Alzheimer’s disease，下文简称AD)，又称早老性痴呆，是常见于老年人群的一种慢性神经退行性疾病，其临床表现为进行性加重的智能障碍、记忆力减退、精神行为异常等。它严重威胁着老年人的健康，尤其是当今社会逐渐老龄化，这一情况越加严峻，引起了人们的普遍关注。抑郁症是一种以情感病态变化为主要症状的精神病，全球抑郁症患者达3.5亿人。抑郁症已成为世界的第四大疾病，该疾患治疗的临床需求巨大。目前治疗抑郁症的一线药物有选择性5-羟色胺(5-HT)重摄取抑制剂(selective serotonin reuptake inhibitor,SSRI)和5-HT/NE双重重摄取抑制剂(5-HT/NE reuptake inhibitor,SNRI)。但是这些药物都存在起效时间慢、部分患者治疗无效、不能有效改善快感缺乏、对患者认知能力改善缓慢、易导致性功能障碍等问题。
目前乙酰胆碱酯酶抑制剂仍然是临床治疗AD的主要药物，实践显示，虽然其可以逆转胆碱功能损伤导致的学习、记忆缺陷，使部分病人症状减轻，但并不能从根本上改变疾病状态(Barril,X.et al Mini Rev.Med.Chem.2001,1,255)。
研究显示，脑内胆碱能受体有两类：毒蕈碱型(mAChRs)和烟碱型(nAChRs)，前者在AD脑内并无改变，而后者的数目却明显减少。而且nAChRs的激动剂尼古丁可改善认知和记忆。因此nAChRs开始成为人们关注的重点。研究表明，nAChRs具有调节神经元兴奋性的功能，可使神经元处于一种合适的生理状态，维持正常的行为反应，尤其是认知过程。目前已有较多的nAChRs的配体小分子在治疗AD方面进入临床II期，如，雅培公司的ABT-089、赛诺菲公司的SSR-180711、阿斯利康公司的AZD-1446。
早在1972年，Janowsky等就发现胆碱-肾上腺素失衡会导致抑郁样作用。2006年Gotti提出广泛分布于基底节，纹状体，丘脑，下丘脑，杏仁核，腹侧被盖区，蓝斑和中缝背核的α4β2(nAChRs的一种亚型)被激活时会管理单胺类如多巴胺的释放。临床数据也表明，抑郁症患者服用药物varenicline(α4β2部分激动剂)后抑郁症状会减轻。而在小鼠强迫游泳实验中，服用α4β2激动剂后会增强西酞普兰和瑞波西汀的抗抑郁作用。相反对于β2基因敲除的小鼠，在强迫游泳实验中运动性降低，即使服用三环类抗抑郁药也完全没有作用。西班牙的马德里自治大学研究的nAChRs配体小分子BB-243，目前在治疗抑郁领域处于临床前研究阶段。另外辉瑞公司的nAChRs配体小分子CP601927，在小鼠悬 尾实验和强迫游泳实验中表现良好，并于2010年进入临床II期。
2003年Miyazawa于Nature上发表了电鳐的nAChRs低温电子显微图像。这让有关研究者对nAChRs的基本结构有个大体的了解。但是由于nAChRs是一个跨膜蛋白，故其纯化和分离非常困难，截止到目前尚未获得完整的晶体结构。但是在新药研究中，有关研究者需要了解nAChRs与不同配体结合时结构域的变化以及异同，这就更加迫切地希望了解nAChRs的晶体结构。
综上所述，鉴于现有技术中AChBP已经被证明与nAChRs具有相类似的配体结合结构域和相同药理特性，目前通用的是使用乙酰胆碱结合蛋白(AChBP)来间接研究nAChRs的办法，本申请的发明人拟寻求完整晶体结构的蛋白代替nAChRs，由于AChBP与nAChRs的配体结合域具有同源性，两者基本特征、结构特点、结合位点的位置等均具有相似性，本申请拟通过乙酰胆碱结合蛋白(AChBP)研究nAChRs，提供一类具有乙酰胆碱结合蛋白(AChBP)结合活性的取代哌啶类化合物，用于制备预防和/或治疗神经退行性疾病或痴呆症或抑郁症药物。
技术实现要素：
本发明的一个目的在于提供通式I的具有乙酰胆碱结合蛋白(AChBP)结合活性的取代哌啶类化合物，该类化合物可以作为nAChRs的配体小分子用于制备防治神经退行性疾病或抑郁症的药物。
本发明的另一个目的是提供一种由下文通式I表示的取代哌啶类化合物、其立体异构体及其药学上可接受的盐或其溶剂化物。
本发明的又一个目的在于提供一种含有由通式I表示的取代哌啶类化合物、其立体异构体及其药学上可接受的盐或其溶剂化物的制备方法。
本发明的还一个目的在于提供一种含有由通式I表示的取代哌啶类化合物、其立体异构体及其药学上可接受的盐或其溶剂化物的药物组合物。
本发明的又一个目的在于提供由通式I表示的取代哌啶类化合物、其立体异构体及其药学上可接受的盐或其溶剂化物以及包含该化合物的药物组合物的用途。
具体而言，本发明提供了一种由如下通式I表示的取代哌啶类化合物、其立体异构体及其药学上可接受的盐或其溶剂化物以及包含该化合物的药物组合物；X、Y、R1、R2、m、n定义如下；
其中：
X、Y各自独立地为氮或碳，并且X、Y中的一个为氮另一个为碳；
R1为H、烷基或是芳香基团。烷基为C1～C10的直链或支链烷基、C3～C6的环烷基或杂环烷基；芳香基团为苯基、萘基(1-萘基或2-萘基)等苯系芳基，或吡啶基(2-吡啶基、3-吡啶基或4-吡啶基)、嘧啶基(2-嘧啶基、4-嘧啶基或5-嘧啶基)、吡咯基、咪唑基、稠杂环基等杂芳基，芳香基团上可选择性地由下列一个或多个取代基取代：卤素，三氟甲基，三氟甲氧基，氰基，羟基，氨基，烷氧基，环烷氧基，烷氧烷基，环烷氧烷基，烷基，环烷基，环烷基烷基，烯基，炔基，苯基，-NR’R”，-(C＝O)NR’R’‘或是-NR’(C＝O)R”；
R2为芳香基团，芳香基团为苯基、萘基(1-萘基或2-萘基)等苯系芳基，或吡啶基(2-吡啶基、3-吡啶基或4-吡啶基)、嘧啶基(2-嘧啶基、4-嘧啶基或5-嘧啶基)、吡咯基、咪唑基、稠杂环基等杂芳基，芳香基团上可选择性地由下列一个或多个取代基取代：卤素、三氟甲基、三氟甲氧基、氰基、羟基、氨基、烷氧基、环烷氧基、烷氧烷基、环烷氧烷基、烷基、环烷基、环烷基烷基、烯基、炔基、苯基、-NR’R”、-(C＝O)NR’R”或是-NR’(C＝O)R”；
m为1-4的整数；n为1-4的整数。
在本发明一优选的实施方案中，当X为碳，Y为氮时：
R1为H、烷基或是芳香基团。烷基为C1～C10的直链或支链烷基、C3～C6的环烷基或杂环烷基；芳香基团为苯基、萘基(1-萘基或2-萘基)等苯系芳基，或吡啶基(2-吡啶基、3-吡啶基或4-吡啶基)、嘧啶基(2-嘧啶基、4-嘧啶基或5-嘧啶基)、吡咯基、咪唑基、稠杂环基等杂芳基，芳香基团上可选择性地由下列一个或多个取代基取代：卤素，三氟甲基，三氟甲氧基，氰基，羟基，氨基，烷氧基，环烷氧基，烷氧烷基，环烷氧烷基，烷基，环烷基，环烷基烷基，烯基，炔基，苯基，-NR’R”，-(C＝O)NR’R’‘或是-NR’(C＝O)R”；
R2为芳香基团，芳香基团为苯基、萘基(1-萘基或2-萘基)等苯系芳基，或吡啶基(2-吡啶基、3-吡啶基或4-吡啶基)、嘧啶基(2-嘧啶基、4-嘧啶基或5-嘧啶基)、吡咯基、咪唑基、稠杂环基等杂芳基，芳香基团上可选择性地由下列一个或多个取代基取代：卤素、三氟甲基、三氟甲氧基、氰基、羟基、氨基、烷氧基、环烷氧基、烷氧烷基、环烷氧烷基、烷基、环烷基、环烷基烷基、烯基、炔基、苯基、-NR’R”、-(C＝O)NR’R”或是-NR’(C＝O)R”；
m为1-4的整数；n为1-4的整数。
在本发明一优选的实施方案中，当X为氮，Y为碳时：
R1为杂芳基，杂芳基为吡啶环(2-吡啶基、3-吡啶基或4-吡啶基)、嘧啶基(2-嘧啶基、4-嘧啶基或5-嘧啶基)、吡咯基、咪唑基、稠杂环基等，杂芳基上可选择性地由下列一个或多个取代基取代：卤素，三氟甲基，三氟甲氧基，氰基，羟基，氨基，烷氧基，环烷氧基，烷氧烷基，环烷氧烷基，烷基，环烷基，环烷基烷基，烯基，炔基，苯基，-NR’R”，-(C＝O)NR’R’‘或是-NR’(C＝O)R”；
R2为芳香基团，芳香基团为苯基、萘基(1-萘基或2-萘基)等苯系芳基，或吡啶基(2-吡啶基、3-吡啶基或4-吡啶基)、嘧啶基(2-嘧啶基、4-嘧啶基或5-嘧啶基)、吡咯基、咪唑基、稠杂环基等杂芳基，芳香基团上可选择性地由下列一个或多个取代基取代：卤素、三氟甲基、三氟甲氧基、氰基、羟基、氨基、烷氧基、环烷氧基、烷氧烷基、环烷氧烷基、烷基、环烷基、环烷基烷基、烯基、炔基、苯基、-NR’R”、-(C＝O)NR’R”或是-NR’(C＝O)R”；
m为1-4的整数；n为1-4的整数。
在本发明一优选的实施方案中，当X为氮，Y为碳时：
R1为H、烷基或苯系芳基。烷基为C1～C10的直链或支链烷基、C3～C6的环烷基或杂环烷基；苯系芳基为苯基、萘基(1-萘基或2-萘基)等，苯系芳基上可选择性地由下列一个或多个取代基取代：卤素，三氟甲基，三氟甲氧基，氰基，羟基，氨基，烷氧基，环烷氧基，烷氧烷基，环烷氧烷基，烷基，环烷基，环烷基烷基，烯基，炔基，苯基，-NR’R”，-(C＝O)NR’R’‘或是-NR’(C＝O)R”；
R2为杂芳环，杂芳环为吡啶环(2-吡啶基、3-吡啶基或4-吡啶基)、嘧啶环(2-嘧啶基、4-嘧啶基或5-嘧啶基)、吡咯环、咪唑环、稠杂环等。杂芳环上可选择性地由下列一个或多个取代基取代：卤素、三氟甲基、三氟甲氧基、氰基、羟基、氨基、烷氧基、环烷氧基、烷氧烷基、环烷氧烷基、烷基、环烷基、环烷基烷基、烯基、炔基、苯基、-NR’R”、-(C＝O)NR’R”或是-NR’(C＝O)R”；
m为1-4的整数；n为1-4的整数。
在本发明一优选的实施方案中，当X为氮，Y为碳时：
R1为H、烷基或苯系芳基。烷基为C1～C10的直链或支链烷基、C3～C6的环烷基或杂环烷基；苯系芳基为苯基、萘基(1-萘基或2-萘基)等，苯系芳基上可选择性地由下列一个或多个取代基取代：卤素，三氟甲基，三氟甲氧基，氰基，羟基，氨基，烷氧基，环烷氧基，烷氧烷基，环烷氧烷基，烷基，环烷基，环烷基烷基，烯基，炔基，苯基，-NR’R”，-(C＝O)NR’R’‘或是-NR’(C＝O)R”；
R2为苯系芳基，苯系芳基为苯基、萘基(1-萘基或2-萘基)等，苯系芳基上可选择性地由下列一个或多个取代基取代：卤素、三氟甲基、三氟甲氧基、氰基、羟基、氨基、烷氧基、环烷氧基、烷氧烷基、环烷氧烷基、烷基、环烷基、环烷基烷基、烯基、炔基、苯基、-NR’R”、-(C＝O)NR’R”或是-NR’(C＝O)R”；
m为1-4的整数，n为1-4的整数，但m、n不同时为1。
在本发明一优选的实施方案中，X、Y各自独立地为氮或碳，并且X、Y中的一个为氮另一个为碳；
R1为芳香基团，芳香基团为苯基、萘基(1-萘基或2-萘基)等苯系芳基，或吡啶基(2-吡啶基、3-吡啶基或4-吡啶基)、嘧啶基(2-嘧啶基、4-嘧啶基或5-嘧啶基)、吡咯基、咪唑基、稠杂环基等杂芳基，芳香基团可选择性地由下列一个或多个取代基取代： 卤素，三氟甲基，三氟甲氧基，氰基，羟基，氨基，烷氧基，环烷氧基，烷氧烷基，环烷氧烷基，烷基，环烷基，环烷基烷基，烯基，炔基，苯基，-NR’R”，-(C＝O)NR’R’‘或是-NR’(C＝O)R”；
R2为杂芳基，杂芳基为吡啶基(2-吡啶基、3-吡啶基或4-吡啶基)、嘧啶基(2-嘧啶基、4-嘧啶基或5-嘧啶基)、吡咯基、咪唑基、稠杂环基等。杂芳基上可选择性地由下列一个或多个取代基取代：卤素、三氟甲基、三氟甲氧基、氰基、羟基、氨基、烷氧基、环烷氧基、烷氧烷基、环烷氧烷基、烷基、环烷基、环烷基烷基、烯基、炔基、苯基、-NR’R”、-(C＝O)NR’R”或是-NR’(C＝O)R”；
m为1-4的整数；n为1-4的整数。
在本发明一优选的实施方案中，X、Y各自独立地为氮或碳，并且X、Y中的一个为氮另一个为碳；
R1为芳香基团，芳香基团为苯基、萘基(1-萘基或2-萘基)等苯系芳基，或吡啶基(2-吡啶基、3-吡啶基或4-吡啶基)、嘧啶基(2-嘧啶基、4-嘧啶基或5-嘧啶基)、吡咯基、咪唑基、稠杂环基等杂芳基，芳香基团上可选择性地由下列一个或多个取代基取代：卤素、三氟甲基、三氟甲氧基、氰基、烷氧基、环烷氧基、烷氧烷基、环烷氧烷基、烷基、环烷基、环烷基烷基、烯基、炔基、苯基；
R2为杂芳基，杂芳基为吡啶基(2-吡啶基、3-吡啶基或4-吡啶基)、嘧啶基(2-嘧啶基、4-嘧啶基或5-嘧啶基)、稠杂环基等。杂芳基上可选择性地由下列一个或多个取代基取代：卤素、三氟甲基、三氟甲氧基、氰基、烷氧基、环烷氧基、烷氧烷基、环烷氧烷基、烷基、环烷基、环烷基烷基、烯基、炔基、苯基；
m为1-4的整数；n为1-4的整数。
在本发明一优选的实施方案中，当X为碳，Y为氮时：
R1、R2各自独立地为苯基、萘基(1-萘基或2-萘基)、吡啶基(2-吡啶基、3-吡啶基或4-吡啶基)、嘧啶基(2-嘧啶基、4-嘧啶基或5-嘧啶基)等芳基，R1、R2上可独立地由下列一个或多个取代基取代：卤素、三氟甲基、三氟甲氧基、氰基、烷氧基、环烷氧基、烷氧烷基、环烷氧烷基、烷基、环烷基、环烷基烷基、烯基、炔基、苯基；
m、n各自独立地为1或2或3。
在本发明一优选的实施方案中，当X为氮，Y为碳时：
R1为苯基、萘基(1-萘基或2-萘基)、吡啶基(2-吡啶基、3-吡啶基或4-吡啶基)等芳基，R2为吡啶基(2-吡啶基、3-吡啶基或4-吡啶基)、嘧啶基(2-嘧啶基、4-嘧啶基或5-嘧啶基)等杂芳基。R1、R2上可独立地由下列一个或多个取代基取代：卤素、三氟甲基、三氟甲氧基、氰基、烷氧基、环烷氧基、烷氧烷基、环烷氧烷基、烷基、环烷基、环烷基烷基、烯基、炔基、苯基；
m、n各自独立地为1或2或3。
在本发明一优选的实施方案中，当X为氮，Y为碳时：
R1、R2各自独立地为苯基、萘基(1-萘基或2-萘基)等苯系芳基，R1、R2上可独立地由下列一个或多个取代基取代：卤素、三氟甲基、三氟甲氧基、氰基、烷氧基、环烷氧基、烷氧烷基、环烷氧烷基、烷基、环烷基、环烷基烷基、烯基、炔基、苯基；
m、n各自独立地为1或2或3，但m、n不同时为1。
本发明中，除非另作说明或指出，术语“卤素”是指氟、氯、溴或碘；
除非另作说明或指出，术语“烷基”均指单价饱和直链或带支链的碳氢链。碳氢链一般含有1-6个碳，包括戊烷基，异戊烷基，新戊烷基，叔戊烷基，己基，异己基。一种较好的烷基类型代表含1-4个碳的碳氢链，包括丁基，异丁基，仲丁基及叔丁基。另一种较好的烷基类型代表含1-3个碳的碳氢链，尤其是甲基，乙基，丙基，异丙基；
除非另作说明或指出，术语“烯基”均只含有一个或多个双键的碳链，包括二烯、三烯、聚烯烃。一种较好的烯基类型代表含2-6个碳的碳氢链，包含至少一个双键。一种最好的烯基类型为乙烯基；1-或2-丙烯基；1-,2-或3-丁烯基；1,3-丁二烯基；1-,2-,3-,4-或5-己烯基；1,3-己二烯基或1,3,5-己三烯基；
除非另作说明或指出，术语“炔基”均只含有一个或多个三键的碳链，包括二炔，三炔和聚炔基。一种较好的炔基类型代表含有2-6个碳的碳氢链，包含至少一个三键。在这其中最好的炔基类型为乙炔基；1-或2-丙炔基；1-，2-或3-丁炔基；1,3-丁二炔基；1-,2-,3-或4-戊炔基；1,3-戊二炔基；1-,2-,3-,4-或5-己炔基；1,3-己二炔基或1,3,5-己三炔基；
环氧烷基均指环化的烷基，较好的包含3-7个碳原子，包括环丙基，环丁基，环戊烷基，环己烷基和环庚基。
除非另作说明或指出，术语“烷氧基”是指O-烷基，烷基定义如上；
除非另作说明或指出，术语“环氧烷基”是指O-环烷基，环烷基定义如上；
除非另作说明或指出，术语“芳香基团”是指芳香碳链如苯基，萘基(1-萘基或2-萘基)或芴基；
除非另作说明或指出，所述的一个或多个取代基中，卤素取代为2-氯，3-氯，4-氯，2,3-二氯，2,4-二氯取代；所述的三氟甲基取代为2-三氟甲基，3-三氟甲基，4-三氟甲基取代；所述的烷基取代为2-甲基，3-甲基，4-甲基取代；
除非另作说明或指出，通式I所述的取代哌啶类化合物、其立体异构体及其药学上可接受的盐或其溶剂化物，其特征在于，所述的立体异构体可以是手性化合物的左旋体、右旋体、外消旋体，及其任意比例的混合物；
除非另作说明或指出，通式I所述的取代哌啶类化合物、其立体异构体及其药学上可接受的盐或其溶剂化物，其特征在于，所述的盐类由所述的取代哌啶类化合物与无机酸或有机酸形成药学上可接受的酸加成盐；
除非另作说明或指出，通式I所述的取代哌啶类化合物、其立体异构体及其药学上 可接受的盐或其溶剂化物，其特征在于，所述的无机酸为盐酸、氢溴酸、氢碘酸、硝酸、硫酸、磷酸中的一种或任意两种或以上的组合物；所述有机酸为酒石酸、乙酸、扁桃酸、马来酸、富马酸、苯甲酸、琥珀酸、乳酸、柠檬酸、葡糖酸、甲磺酸、苯磺酸和对甲苯磺酸中的一种或任意两种或以上的组合物；
本发明提供了取代哌啶类化合物、其立体异构体及其药学上可接受的盐或其溶剂化物的制备方法，该方法使用以下合成路线：
反应步骤如下：
a)以化合物A为原料，经三乙胺作用下与Boc酸酐反应得到化合物B；
b)化合物B在LDA作用下与卤代烷发生亲核取代反应得到化合物C；
c)化合物B与丙二酸环异丙酯，硼酸三异丙酯反应生成化合物E；
d)化合物E在碘化亚铜催化下与一种或多种不同碳链长度的芳烷基格氏试剂发生亲核取代反应得到化合物F；
e)化合物F在DMSO-H2O的混合溶液中加热至135℃反应两天得到化合物G；
f)化合物G以硼烷为还原剂，在THF中回流24-48h得到化合物H；
g)化合物C经四氢锂铝的THF溶液还原得到化合物D；
h)化合物D和化合物H在氢化钠作用下与氟代化合物发生亲核取代反应得到化合物J；
i)化合物J在三氟乙酸作用下脱除保护基得到目标化合物。
根据本发明所提供的取代哌啶类化合物、其立体异构体及其药学上可接受的盐或其溶剂化物，优选为如下化合物之一：
本发明提供了有乙酰胆碱结合蛋白结合活性的哌啶类化合物，在用于制备nAChRs的配体小分子进一步用于预防、延缓或治疗神经退行性疾病、阿尔茨海默症、帕金森症、痴呆症、抑郁症方面的应用。
本发明所述的取代哌啶类化合物，具有明显的乙酰胆碱结合蛋白结合活性，为进一步研究可能的高活性nAChRs的配体小分子、研究可能具有改善认知功能，同时缓解AD和抑郁症等疾病进展的创新药物提供了有价值的信息。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步阐述，以下实施方式只能以举例的方式描述本发明。很明显，本领域普通技术人员可在本发明的范围和实质内，对本发明进行各种变通和修改。需要了解的是，本发明意欲涵盖所附权利要求书中包括的变通和修改。
实验及样品分析所用仪器：
1HNMR和13CNMR均在Varian Mercury plus 400核磁共振仪上测定。
LS-MS由Agilent 1100Series LC/MSD1946D型质谱仪测定。
特殊化学试剂购自sigma，Alfa，Acros，安耐吉等试剂公司。一般化学试剂购自国药集团上海化学试剂公司，均为国产分析纯。
主要溶剂包括石油醚，乙酸乙酯，二氯甲烷，甲醇等，购自国药集团，均为合成级。
柱层析硅胶采用青岛海洋化工厂化学纯硅胶，一般为300-400目。
TLC硅胶板为烟台化工生产的HSF-254薄层层析预制板。
紫外灯为上海顾村电光仪器厂ZF-1型三用紫外分析仪。
制备实施例
实施例1：化合物I-1 3-((4-苄基哌啶-4-基)甲氧基)吡啶
合成路线：
反应步骤：
a)将原料A(4-哌啶甲酸乙酯)(67.5g,0.43mol)溶于500ml无水二氯甲烷中，搅拌下加入三乙胺(72.4ml,0.52mol)，冰浴下加入Boc2O(104.2g,0.47mmol)的二氯甲烷溶液，加完后体系逐渐升温至室温反应过夜。反应完毕后体系中加入200ml水，有机相稀盐酸洗，水洗，饱和食盐水洗，无水硫酸钠干燥，过滤，旋干，得一胶状黄色固体90g。产物不经进一步处理直接进行下一步反应。收率：95％
MS(m/z):280[M+Na]+
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ4.11-4.05(q,J＝7.2Hz,2H),4.02-3.88(m,2H),2.84-2.70(m,2H),1.84-1.77(m,2H),1.62-1.51(m,2H),1.39(s,9H),1.19(t,J＝6.8Hz,3H).
b)在制备化合物C的过程中，首先进行LDA的制备，将二异丙基胺(3.1ml,21.7mmol)溶于20ml无水THF中，-78℃下加入正丁基锂11ml(2.4N,26.4mmol)，加完后在该温度下反应5min后置于冰浴下反应30min。LDA制备完毕后，重新冷却至-78℃下，缓慢滴加上步产物B(3.1g,12.1mmol)的THF溶液10ml，滴加完毕后体系于-30℃ 下反应30min。继续冷却至-78℃，缓慢滴加苄基溴(4.1g,24.2mmol)，加完后在该温度下反应2h，然后体系逐渐升温至室温过夜。反应完成后，冰浴下加入10ml饱和氯化铵溶液淬灭反应，100ml乙酸乙酯萃取，有机相水洗，饱和食盐水洗，无水硫酸钠干燥。过滤，旋干，残余物硅胶柱层析(石油醚:乙酸乙酯＝15:1)，得一无色油状物1.9g。收率：45％
MS(m/z):370[M+Na]+
1H NMR(600MHz,CDCl3)δ7.25-7.19(m,3H),7.05-7.02(m,2H),4.11-4.06(m,2H),3.95-3.90(m,2H),2.84-2.78(m,4H),2.10-2.06(m,2H),1.46-1.42(m,11H),1.16(t,J＝7.2Hz,3H).
g)在制备化合物D的过程中，将上步产物C(482mg,1.39mmol)溶于50ml无水THF中，冰浴下加入四氢铝锂的THF溶液1.39ml(1N,1.39mmol)，加完后在该温度下反应1h。反应完毕后冰浴下加入10ml淬灭，10ml 20％的NaOH溶液，搅拌1min后加入200ml乙酸乙酯萃取，有机相水洗，饱和食盐水洗，无水硫酸钠干燥。过滤，旋干得一无色油状物，久置称为白色胶装固体420mg。产物不经进一步处理直接进行下一步反应。收率：95％
MS(m/z):328[M+Na]+
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.22-7.16(m,2H),7.15-7.10(m,3H),3.70-3.58(brs,1H),3.49-3.41(m,2H),3.36-3.28(m,4H),2.67(s,2H),1.44-1.32(m,13H).
h)在制备化合物I的过程中，将上步产物D(396mg,1.63mmol)溶于10ml无水DMSO中，搅拌下加入氢化钠(72mg,1.79mmol)，3-氟吡啶(155μl,1.79mmol)，反应升温至60℃下过夜。反应完毕后，小心加入冰水淬灭反应。60ml乙酸乙酯萃取，有机相水洗，饱和氯化钠洗，无水硫酸钠干燥，过滤，旋干，残余物硅胶柱层析(PE:EA＝3:1)，得一无色油状物280mg。收率：45％
MS(m/z):383[M+H]+
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.35-8.19(m,2H),7.25-7.14(m,5H),7.05-7.01(m,2H),3.62(s,2H),3.59-3.51(m,2H),3.46-3.35(m,2H),2.84(s,2H),1.59-1.54(m,4H),1.45-1.43(m,9H).
i)在制备化合物I-1的过程中，将上步产物I(100mg,0.26mmol)溶于10ml二氯甲烷:TFA＝3:1的混合溶液中，反应于室温下反应1h。反应完毕后氮气吹干溶剂，残余物溶于50ml二氯甲烷中，加入20％NaOH溶液2ml调节体系为强碱性，有机相无水硫酸钠干燥。过滤，旋干，残余物制备硅胶板分离(二氯甲烷:甲醇＝15:1)，得一淡黄色油状物72mg。收率：99％
MS(m/z):283[M+H]+
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ9.80-9.00(brs,1H),8.33-8.30(brs,1H),8.22-8.19(brs,1H),7.24-7.14(m,5H),7.02-6.98(m,2H),3.67(s,2H),3.40-3.20(m,4H),2.86(s,2H), 1.94-1.88(m,4H).。
实施例2：化合物I-2 3-((4-(2-氯苄基)哌啶-4-基)甲氧基)吡啶
合成技术路线参照实施例1中所述，只是用2-氯苄溴替换苄基溴，总收率：18.1％。
MS(m/z):317[M+H]+
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.23-8.21(m,1H),8.20-8.16(m,1H),7.28-7.17(m,1H),7.16-7.06(m,5H),3.80(s,2H),3.00-2.90(m,2H),2.84-2.80(m,2H),2.35-2.25(brs,1H),1.78-1.59(m,4H).。
实施例3：化合物I-3 3-((4-(2-(三氟甲基)苄基)哌啶-4-基)甲氧基)吡啶
合成技术路线参照实施例1中所述，只是用2-三氟甲基苄溴替换苄基溴，总收率：18.3％。
MS(m/z):351[M+H]+
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.30-8.19(s,2H),7.68-7.62(m,1H),7.48-7.41(m,1H),7.40-7.35(m,1H),7.35-7.25(m,1H),7.18-7.10(m,1H),3.98-3.92(m,2H),3.38-3.34(m,2H),3.12-3.09(m,2H),2.01-2.00(m,4H).。
实施例4：化合物I-43-((4-(2-甲基苄基)哌啶-4-基)甲氧基)吡啶
合成技术路线参照实施例1中所述，只是用2-甲基苄溴替换苄基溴，总收率：18.8％。
MS(m/z):297[M+H]
1H NMR(400MHz,CD3OD)δ8.29-8.28(m,1H),8.19-8.17(m,1H),7.50-7.46(m,1H),7.43-7.39(m,1H),7.18-7.08(m,4H),3.98(s,2H),3.28-3.14(m,4H),2.97(s,2H),2.32(s,3H),2.01-1.94(m,2H),1.92-1.82(m,2H).。
实施例5：化合物I-5 3-((4-(3-氯苄基)哌啶-4-基)甲氧基)吡啶
合成技术路线参照实施例1中所述，其中，用3-氯苄溴替换苄基溴，总收率：19.1％。
实施例6：化合物I-6 3-((4-(3-(三氟甲基)苄基)哌啶-4-基)甲氧基)吡啶
合成技术路线参照实施例1中所述，其中用3-三氟甲基苄溴替换苄基溴，总收率：19.2％。
MS(m/z):351[M+H]
1H NMR(600MHz,CDCl3)δ8.35-8.33(m,1H),8.26-8.24(m,1H),7.47-7.43(m,1H),7.35-7.31(m,2H),7.27-7.22(m,2H),7.20-7.16(m,1H),4.91-4.88(brs,1H),3.68(s,2H),3.18-3.12(m,2H),3.05-3.00(m,2H),2.96(s,2H),1.78-1.73(m,4H).。
实施例7：化合物I-7 3-((4-(3-甲基苄基)哌啶-4-基)甲氧基)吡啶
合成技术路线参照实施例1中所述，其中用3-甲基苄溴替换苄基溴，总收率：19.3％。
MS(m/z):297[M+H]
1H NMR(600MHz,CDCl3)δ8.36-8.35(m,1H),8.24-8.22(m,1H),7.25-7.19(m,2H),7.12-7.09(m,1H),7.01-6.99(m,1H),6.87-6.85(m,2H),4.46-4.45(brs,1H),3.70(s,2H),3.16-3.11(m,2H),3.06-3.01(m,2H),2.85(s,2H),2.21(s,3H),1.76-1.72(m,4H).。
实施例8：化合物I-8 3-((4-(4-氯苄基)哌啶-4-基)甲氧基)吡啶
合成技术路线参照实施例1中所述，其中用4-氯苄溴替换苄基溴，总收率：18.3％。
MS(m/z):317[M+H]
1H NMR(600MHz,CDCl3)δ8.78-8.26(m,1H),8.18-8.16(m,1H),7.18-7.15(m,1H),7.14-7.09(m,3H),6.94-6.91(m,2H),3.58(s,2H),3.54-3.49(m,2H),3.38-3.33(m,2H),2.79(s,2H),1.54-1.49(m,4H),1.41(s,9H).。
实施例9：化合物I-9 3-((4-(4-(三氟甲基)苄基)哌啶-4-基)甲氧基)吡啶
合成技术路线参照实施例1中所述，其中用4-三氟甲基苄溴替换苄基溴，总收率：18.8％。
MS(m/z):351[M+H]
1H NMR(400MHz,CD3OD)δ8.32-8.31(m,1H),8.20-8.18(m,1H),7.56-7.53(m,2H),7.51-7.47(m,1H),7.43-7.39(m,1H),7.37-7.34(m,2H),3.86(s,2H),3.33-3.28(m,2H),3.24-3.16(m,2H),3.05(s,2H),1.94-1.80(m,4H).。
实施例10：化合物I-10 3-((4-(4-甲基苄基)哌啶-4-基)甲氧基)吡啶
合成技术路线参照实施例1中所述，只是用4-甲基苄溴替换苄基溴，总收率：19.8％。
MS(m/z):297[M+H]
1H NMR(400MHz,CD3OD)δ8.32-8.31(m,1H),8.20-8.17(m,1H),7.51-7.47(m,1H),7.43-7.39(m,1H),7.06-7.00(m,4H),3.83(s,2H),3.42-3.36(m,2H),3.34-3.26(m,2H),2.91(s,2H),2.26(s,3H),1.96-1.84(m,4H).。
实施例11：化合物I-11 3-((4-([1,1'-联苯]-4-基甲基)哌啶-4-基)甲氧基)吡啶
合成技术路线参照实施例1中所述，只是用4-溴甲基联苯替换苄基溴，总收率：18.1％。
MS(m/z):359[M+H]
1H NMR(400MHz,CD3OD)δ8.33-8.31(m,1H),8.19-8.17(m,1H),7.56-7.53(m,2H), 7.49-7.45(m,3H),7.42-7.36(m,3H),7.32-7.27(m,1H),7.20-7.18(m,2H),3.85(s,2H),3.40-3.34(m,2H),3.29-3.22(m,2H),2.96(s,2H),1.96-1.84(m,4H).。
实施例12：化合物I-12 3-((4-(2,3-二氯苯甲酰基)哌啶-4-基)甲氧基)吡啶
合成技术路线参照实施例1中所述，只是用2,3-二氯苄溴替换苄基溴，总收率：18.1％。
MS(m/z):351[M+H]
1H NMR(400MHz,CD3OD)δ8.20-8.15(m,2H),7.43-7.37(m,3H),7.24-7.15(m,2H),4.00(s,2H),3.15(s,2H),3.11-3.04(m,2H),3.02-2.95(m,2H),1.88-1.75(m,4H).。
实施例13：化合物I-13 3-((4-(3,4-二氯苄基)哌啶-4-基)甲氧基)吡啶
合成技术路线参照实施例1中所述，只是用3,4-二氯苄溴替换苄基溴，总收率：18.6％。
MS(m/z):351[M+H]
1H NMR(400MHz,CD3OD)δ8.31-8.29(m,1H),8.19-8.17(m,1H),7.42-7.37(m,3H),7.26-7.25(m,1H),7.07-7.03(m,1H),3.81(s,2H),3.22-3.15(m,2H),3.12-3.04(m,2H),2.89(s,2H),1.84-1.70(m,4H).。
实施例14：化合物I-14 3-((3-(3,4-二氯苄基)哌啶-3-基)甲氧基)吡啶
合成技术路线参照实施例1中所述，只是用3,4-二氯苄溴替换苄基溴，3-哌啶甲酸乙酯替换4-哌啶甲酸乙酯；总收率：20.1％；对其进行手性柱分离得到I-14A和I-14B，它们的核磁谱图完全一致；
MS(m/z):351[M+H]
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.36-8.34(m,1H),8.25-8.22(m,1H),7.28-7.19(m,4H),6.94-6.90(m,1H),3.82-3.78(m,1H),3.72-3.68(m,1H),2.90-2.82(m,3H),2.78-2.69(m,3H),2.36-2.22(brs,1H),1.70-1.54(m,3H),1.50-1.42(m,1H).。
实施例15：化合物I-15 3-((4-苯乙基哌啶-4-基)甲氧基)吡啶
合成技术路线参照实施例1中所述，只是用苯乙基溴替换苄基溴，总收率：13.2％。
MS(m/z):297[M+H]
1H NMR(400MHz,CD3OD)δ8.32-8.30(m,1H),8.19-8.16(m,1H),7.55-7.51(m,1H),7.43-7.39(m,1H),7.26-7.18(m,4H),7.16-7.11(m,1H),4.07(s,2H),3.32-3.27(m,4H),2.66-2.60(m,2H),2.06-1.98(m,2H),1.94-1.86(m,4H).。
实施例16：化合物I-18 2-((4-苄基哌啶-4-基)甲氧基)吡啶
合成技术路线参照实施例1中所述，只是用2-氟吡啶替换3-氟吡啶，总收率：15.2％。
MS(m/z):283[M+H]
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.13-8.09(m,1H),7.63-7.57(m,1H),7.24-7.16(m,3H),7.12-7.07(m,2H),6.91-6.86(m,1H),6.82-6.80(m,1H),4.09(s,2H),3.34-3.26(m,2H),3.21-3.14(m,2H),2.86(s,2H),1.94-1.82(m,4H).。
实施例17：化合物I-16 3-(2-(4-苯乙基哌啶-4-基)乙氧基)吡啶
合成路线：
反应步骤：
c)将原料4-叔丁氧羰基哌啶酮(化合物B)(31.2g,0.16mol)、丙二酸环异丙酯(25g,0.17mmol)、硼酸三异丙酯(72.5ml,0.32mol)溶于300ml乙酸乙酯中，搅拌下加入醋酸(1.8ml,0.03mol)和氨水(1.1ml,0.03mol)，加完之后体系于室温反应过夜。体系中逐渐生成较多固体。反应完毕后，过滤，滤饼用少许乙酸乙酯洗涤，烘干，为白色粉末状固体28g。收率：55％
MS(m/z):348[M+Na]+
1H NMR(400MHz,d-DMSO)δ3.49(t,J＝6.4Hz,4H),3.07(t,J＝5.4Hz,4H),1.71(s,6H),1.42(s,9H).
d)在合成化合物F的过程中，将原料碘化亚铜(300mg,1.58mmol)悬浮于200ml无水THF中，-10℃下加入苯乙基基氯化镁77ml(1N,77mmol)，加完在该温度下反应30min。将上步产物E(10g,30.8mmol)分10次1h内加完。加完后体系从-10℃自然升温至0℃反应3h。反应完毕后体系中加入浓氨水:饱和氯化铵:水＝1:2:3的混合溶液100ml淬灭反应，乙酸乙酯萃取(60ml*3)，有机相合并，饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，得一白色固体。固体用少许乙醚洗涤，烘干。得3.8g白色粉末状固体。收率：30％
MS(m/z):454[M+Na]+
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.24-7.20(m,2H),7.12-7.06(m,3H),3.70-3.60(m,2H),3.10-3.04(m,2H),2.85-2.65(m,2H),1.99(s,2H),1.72-1.62(m,2H),1.48(s,6H),1.38(s,9H),1.18(t,J＝7.6Hz,2H).
e)在合成化合物G的过程中，将上步产物F(10.3g,24.0mmol)溶于DMF/H2O(1/1)的400ml溶液中，体系加热到135℃反应2天。反应完毕后，体系中加入1N的NaOH溶液100ml，水500ml。500ml乙醚萃取，有机相用6N盐酸溶液调节pH＜2，水相乙醚萃取(200ml*2)，合并有机相，有机相水洗，饱和食盐水洗，无水硫酸钠干燥。过滤，旋干得一白色粉末状固体6.4g。产物不经进一步处理直接进行下一步反应。收率：80％
MS(m/z):370[M+Na]+
1H NMR(400MHz,d-DMSO)δ7.26-7.22(m,2H),7.18-7.10(m,3H),3.41-3.35(m,2H),3.30-3.20(m,2H),2.58-2.50(m,2H),2.33(s,2H),1.65-1.58(m,2H),1.55-1.48(m,2H),1.43-1.35(m,11H).
f)在合成化合物H的过程中，将上步产物G(500mg,1.44mmol)溶于50ml无水THF中，搅拌下加入硼烷二甲硫醚溶液2.16ml(2N,4.32mmol)，体系回流过夜。反应完毕后，加入50ml水，200ml乙酸乙酯萃取，有机相饱和食盐水洗，无水硫酸钠干燥。过滤，旋干。得一无色透明油状物450mg。产物不经进一步处理直接进行下一步反应。收率：99％
MS(m/z):356[M+Na]+
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.26-7.20(m,2H),7.16-7.10(m,3H),3.72-3.66(m,2H),3.42-3.35(m,4H),2.55-2.48(m,2H),1.74-1.66(m,2H),1.61-1.55(m,2H),1.48-1.38 (m,13H).
h)在合成化合物J的过程中，将上步产物H(543mg,1.63mmol)溶于10ml无水DMSO中，搅拌下加入氢化钠(72mg,1.79mmol)，3-氟吡啶(155μl,1.79mmol)，反应升温至60℃下过夜。反应完毕后，小心加入冰水淬灭反应。60ml乙酸乙酯萃取，有机相水洗，饱和氯化钠洗，无水硫酸钠干燥，过滤，旋干，残余物硅胶柱层析(PE:EA＝3:1)，得一无色油状物300mg。收率：45％
MS(m/z):411[M+H]
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.33-8.26(brs,1H),8.22-8.18(m,1H),7.29-7.24(m,2H),7.19-7.15(m,5H),4.06(t,J＝8Hz,2H),3.48-3.41(m,4H),2.61-2.55(m,2H),1.94(t,J＝6.8Hz,2H),1.72-1.66(m,2H),1.53(t,J＝5.2Hz,4H),1.45(s,9H).
i)在制备化合物I-16的过程中，将上步产物J(100mg,0.26mmol)溶于10ml二氯甲烷:TFA＝3:1的混合溶液中，反应于室温下反应1h。反应完毕后氮气吹干溶剂，残余物溶于50ml二氯甲烷中，加入20％NaOH溶液2ml调节体系为强碱性，有机相无水硫酸钠干燥。过滤，旋干，残余物制备硅胶板分离(二氯甲烷:甲醇＝15:1)，得一淡黄色油状物80mg。收率：99％
MS(m/z):311[M+H]
1H NMR(400MHz,CD3OD)δ8.25-8.24(m,1H),8.16-8.14(m,1H),7.49-7.46(m,1H),7.42-7.37(m,1H),7.30-7.22(m,4H),7.19-7.13(m,1H),4.21(t,J＝6Hz,2H),3.29-3.23(m,4H),2.67-2.62(m,2H),2.07(t,J＝5.6Hz,2H),1.87-1.76(m,6H).。
实施例18：化合物I-17 3-(2-(4-苄基哌啶-4-基)乙氧基)吡啶
合成技术路线参照实施例17中所述，只是用苄基氯化镁替换苯乙基氯化镁，总收率：14.2％。
MS(m/z):297[M+H]
1H NMR(400MHz,CD3OD)δ8.28-8.26(m,1H),8.17-8.15(m,1H),7.52-7.48(m,1H),7.43-7.39(m,1H),7.35-7.30(m,2H),7.28-7.22(m,3H),4.26(t,J＝8Hz,2H),3.34-3.28(m,4H),2.86(s,2H),1.96(t,J＝6.4Hz,2H),1.82-1.77(m,4H).。
实施例19化合物I-19 4-((萘-2-基氧基)甲基)-4-苯乙基哌啶
合成技术路线参照实施例17中所述，只是用2-氟萘替换3-氟吡啶，总收率：12.2％。
MS(m/z):346[M+H]+
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.01-7.94(m,1H),7.82-7.76(m,3H),7.52-7.47(m,1H),7.41-7.36(m,1H),7.32-7.27(m,2H),7.23-7.16(m,5H),4.02(s,2H),3.40-3.24(m,4H),2.64-2.58(m,2H),2.11-1.93(m,6H).。
实施例20化合物I-20 4-(2-(萘-2-基氧基)乙基)-4-苯乙基哌啶
合成技术路线参照实施例17中所述，只是用2-氟萘替换3-氟吡啶，总收率：12.6％。
MS(m/z):360[M+H]+
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.80-7.74(m,3H),7.66-7.58(brs,1H),7.50-7.45(m,1H),7.38-7.30(m,3H),7.25-7.20(m,3H),7.16-7.11(m,2H),4.16(t,J＝6.8Hz,2H),3.32-3.24(m,4H),2.66-2.60(m,2H),2.07-2.02(m,2H),1.94-1.88(m,4H),1.83-1.77(m,2H).。
实施例21化合物I-21 4-(2-(萘-2-基氧基)乙基)-4-苯乙基哌啶
合成技术路线参照实施例17中所述，只是用2-氟萘替换3-氟吡啶，总收率：12.6％。
MS(m/z):346[M+H]+
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.79-7.73(m,3H),7.50-7.44(m,1H),7.39-7.28(m,4H),7.20-7.11(m,4H),4.21(t,J＝6Hz,2H),3.43-3.36(m,2H),3.33-3.24(m,2H),2.81(s,2H),1.98-1.82(m,2H).。
实施例22取代哌啶类化合物的乙酰胆碱结合蛋白结合活性测定：
本部分生物活性测试于复旦大学放射性同位素实验室完成。
①实验材料：
1 AChBP蛋白：通过质粒转染表达的方法获取。
2 [3H]Epibatidine(54.1Cimmol)：购自Perkin-Elmer Life Scince公司
3 尼古丁(烟碱受体激动剂)：购自安耐吉公司
4 Epibatidine(烟碱受体激动剂)：购自Sigma Adrich公司
5 闪烁试剂：购自Perkin-Elmer公司
6 DMSO：购自上海生工生物公司
7 水：纯水仪为ELGA公司生产，编号CLXXUVFM2
8 超滤离心管：购自merk公司，型号10kd
9 PBS-TRIs缓冲液：配置浓度为1.4mM KH2PO4,4.3mM Na2HPO4,137mM NaCl,2.7mM KCl,20mM Trizma base,4％DMSO,0.05％Tween 20,pH 7.4，所用无机盐等都为国药集团的分析纯试剂。
②主要仪器：
1闪烁仪：购自Perkin-Elmer公司型号：Tri-Carb 2910TR
2离心机：型号：sigma 3k15
③实验方法
该实验原理上是[3H]Epibatidine竞争性结合实验。具体实验方法如下：用PBS-TRIs缓冲液将AChBP蛋白配成PBS-TRIs的溶液，同样将[3H]Epibatidine配成PBS-TRIs溶液，向每个测试管加入10μL蛋白溶液和20μL[3H]Epibatidine溶液。孵育3分钟后加入待测的不同浓度配体小分子的DMSO溶液2μL，空白组加入同等体积的缓冲液。之后用缓冲液补齐至200μL。混匀后孵育3分钟。然后将溶液转移至超滤离心管中，10000rpm离心10min，在离心的过程中准备好测试液闪读数的玻璃小瓶，向每个瓶子中加入2mL亲脂闪烁液。离心结束后，取离心下来的50μL溶液置于玻璃小瓶中，混匀，由液体闪烁计数仪测定放射性强度，放射性总量的测定通过在玻璃小瓶里加入20μL[3H]Epibatidine溶液来测定，每组实验两副管。
结合率＝(样品管dpm–空白dpm)/(放射性总量dpm)*100％
所得化合物活性如表1所示：
表1：部分化合物的乙酰胆碱结合蛋白结合活性
通过在分子水平上的筛选，结果显示部分化合物表现出一定的乙酰胆碱结合蛋白结合活性，为进一步研究可能的高活性nAChRs的配体小分子、研究可能具有改善认知功能，同时缓解AD和抑郁症等疾病进展的创新药物提供了有价值的信息。