本发明涉及医药领域，尤其涉及一种香豆素-噁唑-乙烯型α-葡萄糖苷酶抑制剂及其制备方法和应用。
背景技术：
香豆素是一类重要的含氧杂环，存在于许多天然和人工合成的化合物中。研究结果显示，香豆素衍生物具有广泛的药理活性，包括抗炎、抗微生物，抗艾滋病、抗癌、抗氧化、抗菌活性。另一方面，噁唑类化合物也具有多种生物活性，如抗炎、抗肿瘤、抗细菌、抗微生物和抗结核等。
α-葡萄糖苷酶是一类位于人类小肠上的淀粉水解酶，是食物中碳水化合物水解的关键酶之一，它能将双糖，如蔗糖、麦芽糖等水解成可被小肠吸收的单糖，因此，抑制该酶能够延缓碳水化合物的消化，减少葡萄糖吸收入血，进而抑制餐后高血糖。所以α-葡萄糖苷酶抑制剂能够降低餐后高血糖，对糖尿病及糖尿病并发症的预防和治疗有很好的效果。现在α-糖苷酶抑制剂已成为治疗糖尿病的重要药物，尤其在2型糖尿病的治疗中发挥重要作用。目前临床应用的α-糖苷酶抑制剂有阿卡波糖[o-4，6-双脱氧-4[[(1s,4r,5s,6s)4，5，6-三羟基-3-(羟基甲基)-2-环己烯]氨基]-(-d-吡喃葡糖基(1→4)-o-(-d-吡喃葡糖基(1→4)-d-吡喃葡萄糖]、伏格列波糖[5-(1,3-二羟基丙烷-2-基氨基)-1-(羟甲基)-1,2,3,4-环己四醇]和米格列醇[1-(2-羟乙基)-2-(羟甲基)-3,4,5-哌啶三醇]。然而这些经典的α-葡萄糖苷酶抑制剂虽然有良好的降低餐后血糖的作用，但其价格较高，且有一定的毒副作用，例如恶心、呕吐、腹泻等胃肠道不良反应。因此研究和开发新型、低毒、高效的α-葡萄糖苷酶抑制剂具有十分重要的意义。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明提供了一种香豆素-噁唑-乙烯型α-葡萄糖苷酶抑制剂及其制备方法和应用，利用孪药原理，将香豆素结构与噁唑相连，设计合成了一类新型的香豆素-噁唑-乙烯型化合物作为低毒高效的α-葡萄糖苷酶抑制剂。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种香豆素-噁唑-乙烯型α-葡萄糖苷酶抑制剂，其结构通式为：
其中：r1、r2、r3、r4、r5均分别为氢、氟、氯、溴、c1-c5的烷氧基、c1-c5的烷基、硝基或三氟甲基。
本发明的香豆素-噁唑-乙烯型α-葡萄糖苷酶抑制剂作用机理明确，通过抑制小肠黏膜刷状缘的α-葡萄糖苷酶以延缓碳水化合物的吸收，平稳降糖、安全无毒，抑制活性高且明显，可通过添加各种附剂制作成为治疗糖尿病的口服药物，或者作为主要的活性成分添加到各种食品、饮料中，作为预防糖尿病、防治肥胖的保健食品。
本发明还提供制备上述结构式的香豆素-噁唑-乙烯型α-葡萄糖苷酶抑制剂的方法，该方法包括下列步骤：
1)将水杨醛、乙酰乙酸乙酯(ethylacetoacetate)和哌啶(piperidine)置于反应容器中，摩尔比为1：(2-4)：(0.1-2)，加入乙醇(每1mol水杨醛加入5-20l乙醇)，70-80℃反应10-24小时，得3-乙酰基-2h-苯并吡喃-2-酮，反应式为：
2)将3-乙酰基-2h-苯并吡喃-2-酮、n-溴代丁二酰亚胺(nbs)、对甲苯磺酸置于反应容器中，摩尔比为1：(1-4)：(0.5-3)，加入乙腈(每1mol3-乙酰基-2h-苯并吡喃-2-酮加入5-20l乙腈)，50-60℃反应12-24小时，得3-(2-溴乙酰基)-2h-苯并吡喃-2-酮，反应式为：
3)将3-(2-溴乙酰基)-2h-苯并吡喃-2-酮和六次甲基四胺置于反应容器中，摩尔比为1：(1-3)，加入氯仿(每1mol3-(2-溴乙酰基)-2h-苯并吡喃-2-酮加入5-20l氯仿)，20-25℃搅拌10-24小时，过滤，得白色固体。
将所得白色固体置于反应容器中，加入乙醇(每克白色固体加入20-200ml乙醇)，搅拌下加入浓盐酸(36％-38％)，每克白色固体加入0.5-10ml浓盐酸，20-25℃搅拌反应24-48小时，得3-胺基乙酰基-2h-苯并吡喃-2-酮盐酸盐，反应式为：
4)将3-胺基乙酰基-2h-苯并吡喃-2-酮盐酸盐、取代肉桂醛、碘、叔丁基过氧化氢(tbhp)、碳酸氢钠置于反应容器中，摩尔比为1：(1-2)：(0.1-1)：(1-3)：(1-4)，加入dmf(n,n-二甲基甲酰胺，每1mol3-胺基乙酰基-2h-苯并吡喃-2-酮盐酸盐中加入5-20ldmf)，50-100℃反应5-12小时，得香豆素-噁唑-乙烯型α-葡萄糖苷酶抑制剂，反应式为：
本发明制备方法成熟简单，在工业生产中比较容易严格地控制质量，制备条件温和无毒，无三废产生，对环境绿色友好。
进一步，本发明步骤4)中所述的取代肉桂醛的结构通式为：
其中：r1、r2、r3、r4、r5均分别为氢、氟、氯、溴、c1-c5的烷氧基、c1-c5的烷基、硝基或三氟甲基。
采用上述进一步的有益效果在于：包含上述取代肉桂醛的香豆素-噁唑-乙烯型α-葡萄糖苷酶抑制剂结构稳定，抑制活性高且明显。
进一步，本发明中的反应容器为圆底烧瓶。
采用上述进一步的有益效果在于：以圆底烧瓶作为反应容器利于反应充分进行。
本发明还提供一种抗糖尿病药物，其中包括上述的香豆素-噁唑-乙烯型α-葡萄糖苷酶抑制剂。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
(e)-3-(2-(4-甲基苯乙烯基)噁唑-5-基)-2h-苯并呋喃-2-酮(1)的制备
1)将水杨醛(1.22g，10mmol)、乙酰乙酸乙酯(2.60g，20mmol)、哌啶(0.43g，5mmol)，加入乙醇80ml，78℃回流反应15小时，冷却到室温，旋干，用硅胶柱层析分离纯化得固体粉末，收率69％。
2)将3-乙酰基-2h-苯并吡喃-2-酮(1.88g，10mmol)、n-溴代丁二酰亚胺(2.67g，15mmol)、对甲苯磺酸(0.95g，5mmol)置于圆底烧瓶中，加入100ml乙腈，60℃反应12小时，停止反应，加入饱和硫代硫酸钠溶液，乙酸乙酯萃取，合并有机相，旋干，用胶柱层析分离纯化得固体粉末，收率75％。
3)将3-(2-溴乙酰基)-2h-苯并吡喃-2-酮(1.34g，5mmol)和六次甲基四胺(1.05g，7.5mmol)置于圆底烧瓶中，加入100ml氯仿，室温搅拌12小时，过滤，得白色固体。
将所得白色固体置于圆底烧瓶中，加入50ml乙醇，搅拌下加入浓盐酸(1ml)，室温搅拌反应48小时，过滤，旋干，用乙醇重结晶，得白色固体，收率46％。
4)将3-胺基乙酰基-2h-苯并吡喃-2-酮盐酸盐(203mg，1mmol)、对甲基肉桂醛(146mg，1mmol)、碘(76mg，0.3mmol)、叔丁基过氧化氢(180mg，2mmol)、碳酸氢钠(84mg，1mmol)置于圆底烧瓶中，加入10mldmf，50℃反应12小时，反应液倒入水中，乙酸乙酯萃取，合并有机相，旋干，用胶柱层析分离纯化得固体粉末，结构式如下，收率58％。
1hnmr(d6-dmso,400mhz)δ:2.42(s,3h),6.81(d,1h),6.92(d,1h),7.38-7.43(m,4h),7.55-7.56(m,1h),7.56-7.61(m,2h),7.79(s,1h),7.81(dd,1h),7.85(dd,1h),8.10(s,1h)；eimsm/z＝330[m+]。
实施例2
(e)-3-(2-(4-氟苯乙烯基)噁唑-5-基)-2h-苯并呋喃-2-酮(2)的制备
制备方法与实施例1相同，将步骤4)中的对甲基肉桂醛替换为4-氟肉桂醛。
产物结构式如下，收率61％。
1hnmr(d6-dmso,400mhz)δ:6.81(d,1h),6.95(d,1h),7.39-7.43(m,4h),7.55-7.58(m,1h),7.70-7.72(m,2h),7.79(s,1h),7.86(dd,1h),8.09(s,1h)；eimsm/z＝334[m+]。
实施例3
(e)-3-(2-(4-氯苯乙烯基)噁唑-5-基)-2h-苯并呋喃-2-酮(3)的制备
制备方法与实施例1相同，将步骤4)中的对甲基肉桂醛替换为4-氯肉桂醛。
产物结构式如下，收率68％。
1hnmr(d6-dmso,400mhz)δ:6.85(d,1h),6.94(d,1h),7.37-7.43(m,2h),7.55-7.68(m,5h),7.79(s,1h),7.87(dd,1h),8.07(s,1h)；eimsm/z＝351[m+]。
实施例4
(e)-3-(2-(4-溴苯乙烯基)噁唑-5-基)-2h-苯并呋喃-2-酮(4)的制备
制备方法与实施例1相同，将步骤4)中的对甲基肉桂醛替换为4-溴肉桂醛。
产物结构式如下，收率51％。
1hnmr(d6-dmso,400mhz)δ:6.88(d,1h),6.95(d,1h),7.38-7.43(m,2h),7.56-7.57(m,1h),7.58-7.61(d,2h),7.77-7.78(m,3h),7.86(dd,1h),8.05(s,1h)；eimsm/z＝395[m+]。
实施例5
(e)-3-(2-(4-甲氧基苯乙烯基)噁唑-5-基)-2h-苯并呋喃-2-酮(5)的制备
制备方法与实施例1相同，将步骤4)中的对甲基肉桂醛替换为对甲氧基肉桂醛。
产物结构式如下，收率50％。
1hnmr(d6-dmso,400mhz)δ:3.80(s,3h),6.71(d,1h),6.95(d,1h),7.09(d,2h),7.38-7.43(m,2h),7.55-7.57(m,1h),7.67(d,2h),7.85(dd,1h),8.05(s,1h),8.45(s,1h)；eimsm/z＝346[m+]。
实施例6
(e)-3-(2-(4-乙氧基苯乙烯基)噁唑-5-基)-2h-苯并呋喃-2-酮(6)的制备
制备方法与实施例1相同，将步骤4)中的对甲基肉桂醛替换为对乙氧基肉桂醛。
产物结构式如下，收率61％。
1hnmr(d6-dmso,400mhz)δ:1.34(t,3h),4.05(q,2h),6.71(d,1h),6.95(d,1h),7.01(d,2h),7.34-7.43(m,2h),7.55-7.57(m,1h),7.63(d,2h),7.78(s,1h),7.86(dd,1h),8.09(s,1h)；eimsm/z＝360[m+]。
实施例7
(e)-3-(2-(4-异丙氧基苯乙烯基)噁唑-5-基)-2h-苯并呋喃-2-酮(7)的制备
制备方法与实施例1相同，将步骤4)中的对甲基肉桂醛替换为对异丙氧基肉桂醛。
产物结构式如下，收率49％。
1hnmr(d6-dmso,400mhz)δ:1.29(d,6h),4.63(hept,1h),7.74(d,1h),6.87(d,2h),6.93(d,1h),7.35-7.45(m,2h),7.52-7.59(m,1h),7.66(d,2h),7.78(s,1h),7.84(dd,1h),8.06(s,1h)；eimsm/z＝374[m+]。
实施例8
(e)-3-(2-(4-硝基苯乙烯基)噁唑-5-基)-2h-苯并呋喃-2-酮(8)的制备
制备方法与实施例1相同，将步骤4)中的对甲基肉桂醛替换为对硝基肉桂醛。
产物结构式如下，收率62％。
1hnmr(d6-dmso,400mhz)δ:6.99(d,1h),7.09(d,1h),7.35-7.55(m,2h),7.52-7.59(m,1h),7.82(s,1h),7.86(dd,1h),8.01-8.05(m,3h),8.36(d,2h)；eimsm/z＝361[m+]。
实施例9
(e)-3-(2-(2-氯苯乙烯基)噁唑-5-基)-2h-苯并呋喃-2-酮(9)的制备
制备方法与实施例1相同，将步骤4)中的对甲基肉桂醛替换为2-氯肉桂醛。
产物结构式如下，收率50％。
1hnmr(d6-dmso,400mhz)δ:6.78(d,1h),7.11-7.25(m,5h),7.35-7.45(m,2h),7.52-7.59(m,1h),7.82(s,1h),7.84(dd,1h),8.04(s,1h)；eimsm/z＝351[m+]。
实施例10
(e)-3-(2-(3-氯苯乙烯基)噁唑-5-基)-2h-苯并呋喃-2-酮(10)的制备
制备方法与实施例1相同，将步骤4)中的对甲基肉桂醛替换为3-氯肉桂醛。
产物结构式如下，收率42％。
1hnmr(d6-dmso,400mhz)δ:6.88(d,1h),6.95(d,1h),7.28-7.36(m,4h),7.37-7.45(m,2h),7.52-7.59(m,1h),7.79(s,1h),7.85(dd,1h),8.05(s,1h)；eimsm/z＝351[m+]。
实施例11
(e)-3-(2-(2-溴苯乙烯基)噁唑-5-基)-2h-苯并呋喃-2-酮(11)的制备
制备方法与实施例1相同，将步骤4)中的对甲基肉桂醛替换为2-溴肉桂醛。
产物结构式如下，收率49％。
1hnmr(d6-dmso,400mhz)δ:6.73(d,1h),7.04-7.14(m,1h),7.16-7.25(m,3h),7.35-7.59(m,4h),7.79(s,1h),7.84(dd,1h),8.05(s,1h)；eimsm/z＝395[m+]。
实施例12
(e)-3-(2-(3-溴苯乙烯基)噁唑-5-基)-2h-苯并呋喃-2-酮(12)的制备
制备方法与实施例1相同，将步骤4)中的对甲基肉桂醛替换为3-溴肉桂醛。
产物结构式如下，收率58％。
1hnmr(d6-dmso,400mhz)δ:6.86(d,1h),7.00(d,1h),7.23-7.30(m,1h),7.33-7.45(m,4h),7.51-7.59(m,2h),7.78(s,1h),7.84(dd,1h),8.05(s,1h)；eimsm/z＝395[m+]。
实施例13
(e)-3-(2-(2-氟苯乙烯基)噁唑-5-基)-2h-苯并呋喃-2-酮(13)的制备
制备方法与实施例1相同，将步骤4)中的对甲基肉桂醛替换为2-氟肉桂醛。
产物结构式如下，收率55％。
1hnmr(d6-dmso,400mhz)δ:6.78(d,1h),7.00-7.07(m,1h),7.12-7.27(m,4h),7.35-7.45(m,2h),7.52-7.59(m,1h),7.79(s,1h),7.86(dd,1h),8.05(s,1h)；eimsm/z＝334[m+]。
实施例14
(e)-3-(2-(3-氟苯乙烯基)噁唑-5-基)-2h-苯并呋喃-2-酮(14)的制备
制备方法与实施例1相同，将步骤4)中的对甲基肉桂醛替换为3-氟肉桂醛。
产物结构式如下，收率68％。
1hnmr(d6-dmso,400mhz)δ:6.93-7.02(m,4h),7.15-7.20(m,1h),7.23-7.30(m,1h),7.36-7.45(m,2h),7.52-7.59(m,1h),7.80(s,1h),7.84(dd,1h),8.05(s,1h)；eimsm/z＝334[m+]。
实施例15
(e)-3-(2-(2-甲基苯乙烯基)噁唑-5-基)-2h-苯并呋喃-2-酮(15)的制备
制备方法与实施例1相同，将步骤4)中的对甲基肉桂醛替换为2-甲基肉桂醛。
产物结构式如下，收率65％。
1hnmr(d6-dmso,400mhz)δ:2.22(s,3h),6.65(d,1h),6.93-7.03(m,2h),7.13-7.25(m,3h),7.34-7.45(m,2h),7.52-7.58(m,1h),7.84(dd,1h),8.05(s,1h),8.45(s,1h)；eimsm/z＝330[m+]。
实施例16
(e)-3-(2-(3-甲基苯乙烯基)噁唑-5-基)-2h-苯并呋喃-2-酮(16)的制备
制备方法与实施例1相同，将步骤4)中的对甲基肉桂醛替换为3-甲基肉桂醛。
产物结构式如下，收率43％。
1hnmr(d6-dmso,400mhz)δ:2.42(s,3h),6.92-6.95(m,3h),7.11-7.17(m,2h),7.29-7.35(m,1h),7.38-7.45(m,2h),7.52-7.59(m,1h),7.78(s,1h),7.84(dd,1h),8.05(s,1h)；eimsm/z＝330[m+]。
实施例17
(e)-3-(2-(2-乙基苯乙烯基)噁唑-5-基)-2h-苯并呋喃-2-酮(17)的制备
制备方法与实施例1相同，将步骤4)中的对甲基肉桂醛替换为2-乙基肉桂醛。
产物结构式如下，收率62％。
1hnmr(d6-dmso,400mhz)δ:1.18(t,3h),2.71(q,2h),6.68(d,1h),7.10-7.28(m,5h),7.35-7.45(m,2h),7.52-7.59(m,1h),7.77(s,1h),7.85(dd,1h),8.05(s,1h)；eimsm/z＝344[m+]。
实施例18
(e)-3-(2-(3-乙基苯乙烯基)噁唑-5-基)-2h-苯并呋喃-2-酮(18)的制备
制备方法与实施例1相同，将步骤4)中的对甲基肉桂醛替换为3-乙基肉桂醛。
产物结构式如下，收率71％。
1hnmr(d6-dmso,400mhz)δ:1.18(t,3h),2.72(q,2h),6.72(d,1h),6.95(d,1h),7.08-7.12(m,1h),7.19-7.22(m,2h),7.29-7.43(m,3h),7.52-7.59(m,1h),7.86(dd,1h),8.05(s,1h),8.44(s,1h)；eimsm/z＝344[m+]。
实施例19
(e)-3-(2-(4-乙基苯乙烯基)噁唑-5-基)-2h-苯并呋喃-2-酮(19)的制备
制备方法与实施例1相同，将步骤4)中的对甲基肉桂醛替换为4-乙基肉桂醛。
产物结构式如下，收率47％。
1hnmr(d6-dmso,400mhz)δ:1.18(t,3h),2.72(q,2h),6.67(d,1h),6.75(d,2h),6.92(d,1h),7.34-7.44(m,2h),7.52-7.54(m,1h),7.61(d,2h),7.84(dd,1h),8.04(s,1h),8.44(s,1h)；eimsm/z＝344[m+]。
实施例20
(e)-3-(2-(3-硝基苯乙烯基)噁唑-5-基)-2h-苯并呋喃-2-酮(20)的制备
制备方法与实施例1相同，将步骤4)中的对甲基肉桂醛替换为间硝基肉桂醛。
产物结构式如下，收率69％。
1hnmr(d6-dmso,400mhz)δ:6.90(d,1h),7.06(d,1h),7.35-7.46(m,2h),7.52-7.57(m,1h),7.69(t,1h),7.80-7.81(m,2h),7.84(dd,1h),8.05(s,1h),8.14-8.16(m,1h),8.31(t,1h)；eimsm/z＝361[m+]。
实施例21
(e)-3-(2-(2,5-二氯苯乙烯基)噁唑-5-基)-2h-苯并呋喃-2-酮(21)的制备
制备方法与实施例1相同，将步骤4)中的对甲基肉桂醛替换为2,5-二氯肉桂醛。
产物结构式如下，收率54％。
1hnmr(d6-dmso,400mhz)δ:6.71(d,1h),7.18-7.29(m,3h),7.327.45(m,3h),7.52-7.59(m,1h),7.77(s,1h),7.86(dd,1h),8.05(s,1h)；eimsm/z＝385[m+]。
实施例22
(e)-3-(2-(3,4,5-三甲氧基苯乙烯基)噁唑-5-基)-2h-苯并呋喃-2-酮(22)的制备
制备方法与实施例1相同，将步骤4)中的对甲基肉桂醛替换为3，4，5-三甲氧基肉桂醛。
产物结构式如下，收率59％。
1hnmr(d6-dmso,400mhz)δ:3.71(s,3h),3.83(s,6h),6.91(s,2h),6.87(d,1h),6.95(d,1h),7.34-7.43(m,2h),7.53-7.57(m,1h),7.79(s,1h),7.86(dd,1h),8.05(s,1h)；eimsm/z＝406[m+]。
实施例23
(e)-3-(2-(2-甲氧基苯乙烯基)噁唑-5-基)-2h-苯并呋喃-2-酮(23)的制备
制备方法与实施例1相同，将步骤4)中的对甲基肉桂醛替换为2-甲氧基肉桂醛。
产物结构式如下，收率62％。
1hnmr(d6-dmso,400mhz)δ:3.91(s,3h),6.65(d,1h),7.02(t,1h),7.10(dd,1h),7.19(d,1h),7.34-7.58(m,4h),7.64(dd,1h),7.86(dd,1h),8.05(s,1h),8.44(s,1h)；eimsm/z＝346[m+]。
实施例24
(e)-3-(2-(苯乙烯基)噁唑-5-基)-2h-苯并呋喃-2-酮(24)的制备
制备方法与实施例1相同，将步骤4)中的对甲基肉桂醛替换为3-甲氧基肉桂醛。
产物结构式如下，收率64％。
1hnmr(d6-dmso,400mhz)δ:3.79(s,3h),6.76-6.80(t,1h),6.87(d,1h),6.92(d,1h),7.04(t,1h),7.07-7.11(m,1h),7.34-7.45(m,2h),7.48(d,1h),7.52-7.54(m,1h),7.79(s,1h),7.84(dd,1h),8.05(s,1h)；eimsm/z＝346[m+]。
实施例25
(e)-3-(2-(苯乙烯基)噁唑-5-基)-2h-苯并呋喃-2-酮(25)的制备
制备方法与实施例1相同，将步骤4)中的对甲基肉桂醛替换为4-三氟甲基肉桂醛。
产物结构式如下，收率72％。
1hnmr(d6-dmso,400mhz)δ:6.86(d,1h),6.95(d,1h),7.35-7.43(m,2h),7.44(d,2h),7.51(d,1h),7.55(d,2h),7.79(s,1h),7.84(dd,1h),8.06(s,1h)；eimsm/z＝384[m+]。
实施例26
在96孔板中每孔加入120μlph＝6.8的磷酸盐缓冲溶液，再加入20μlα-葡萄糖苷酶磷酸盐缓冲溶液，10μl样品的dmso溶液，混匀后置于37℃恒温培养15分钟，再加入20μl的底物pngp磷酸盐缓冲溶液(2.5mmol/l)，混匀后置于37℃恒温培养15分钟。采用酶标仪测定405nm波长处的吸光值。上市药物阿卡波糖为阳性对照。样品对α-葡萄糖苷酶抑制率的计算公式为：抑制率(％)＝(1-δ样品/δa对照)*100％。结果见表1。
表1香豆素-噁唑-乙烯型化合物的α-葡萄糖苷酶抑制活性(ic50)。
由表1可以看出大部分香豆素-噁唑-乙烯型化合物具有较好的抑制α-葡萄糖苷酶活性，其中化合物5、6、7、10、11、12、14、16、17、25对α-葡萄糖苷酶具有非常好的抑制活性。