黄嘌呤氧化酶抑制剂的制作方法

本发明属于医药技术领域，涉及一系列黄嘌呤氧化酶抑制剂，具体涉及2-(3-氰基/硝基-4-取代苯基)-4-甲基-2H-1,2,3-三氮唑-4-甲酸或2-(3-氰基/硝基-4-取代苯基)-4-甲基-2H-1,2,3-三氮唑-4-甲酰肼类化合物及其用途。

背景技术：

痛风是一种全球性的代谢性疾病，其患病率的高低受经济发展程度、环境、饮食习惯、种族、遗传、医疗水平、诊断标准和统计方法等多种因素的影响，各国报道差异较大。近年来，无论在欧美国家还是在亚洲各国，痛风的患病率都有逐年增高的趋势。我国高尿酸血症和痛风的患病率亦呈直线上升趋势，有统计表明，在所有年龄段痛风总的患病率约为0.84％。

痛风是由于体内产生尿酸过多及肾脏清除能力下降，尿酸在体内蓄积，导致尿酸盐结晶在关节及各脏器沉淀。目前临床治疗痛风药主要分为促进尿酸排泄和抑制尿酸生成，并采用适当措施改善相关症状。随着人民生活水平的提高，主要是各种动物性食品在饮食结构中的比重逐渐增加，使得原来少见的痛风患病率与日倶增。如何开发一种有效、安全而且服用方便的药物成了继续解决的一个问题。几十年来，别嘌呤醇是临床上唯一的一个用于抑制尿酸生成的药物，并作为痛风的黄金治疗药物广泛用于临床，但需要重复大剂量给药来维持较高的药物水平，同时造成药物蓄积所致的严重甚至致命的不良反应。如何开发一种有效、安全而且服用方便的药物成了继续解决的一个问题。治疗药物的缺失，给新型药物的开发带来巨大商机。

非布索坦(febuxostat)最早公开于WO9209279A1中，为新一代黄嘌呤氧化酶抑制剂，临床上用于治疗尿酸过高症(痛风)，该药物为日本帝人株式会社(Teijin)于2004年年初在日本申请上市，其年底在美国申请上市，IPSEN公司在欧州申请上市；欧盟于2008年5月份批准其上市。

2-(3-氰基/硝基-4-取代苯基)-4-甲基-2H-1,2,3-三氮唑-4-甲酸及甲酰肼类化合物作为黄嘌呤氧化酶抑制剂的研究目前尚未见报道。

技术实现要素：

本发明的目的在于设计、合成具有良好黄嘌呤氧化酶抑制活性的2-(3-氰基/硝基-4-取代苯基)-4-甲基-2H-1,2,3-三氮唑-4-甲酸或2-(3-氰基/硝基-4-取代苯基)-4-甲基-2H-1,2,3-三氮唑-4-甲酰肼类化合物；所制备的化合物表现出良好的黄嘌呤氧化酶抑制作用，可用于制备治疗高尿酸血症和痛风病药物。

本发明的目标物的结构通式如下：

其中：X为羧酸基团或甲酰肼基团；Y为氰基或硝基；R为直链或支链的C₁-C₁₀烷基、C₃-C₁₀烯烷基、C₃-C₁₀炔烷基、C₄-C₇环烷基烷基、C₇-C₁₀芳基烷基。

优选地，X为羧酸基团或甲酰肼基团；Y为氰基或硝基；R为直链或支链的C₁-C₈烷基、C₃-C₈烯烷基、C₃-C₈炔烷基、C₄-C₆环烷基烷基、C₇-C₉芳基烷基。

更优选地，X为羧酸基团或甲酰肼基团；Y为氰基或硝基；R为直链或支链的C₁-C₆烷基、C₃-C₆烯烷基、C₃-C₆炔烷基、C₄-C₆环烷基烷基、C₇-C₉芳基烷基。

更优选，X为羧酸基团或甲酰肼基团；Y为氰基或硝基；R为乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、特戊基、苄基、烯丙基。

本发明的化合物还包括上述结构式所示衍生物所形成的在药学上可接受的无毒盐及其水合物或者其他前药形式，这些药学上可接受的无毒盐包括该衍生物与碱所形成的盐。例如：碱金属盐如Li、Na和K盐；碱土金属盐如Ca和Mg盐；有机碱盐，如赖氨酸、精氨酸、胍、二乙醇胺、胆碱、氨丁三醇等等；铵或取代的铵盐和铝盐。所述水合物的结晶水数目为0～16中的任意实数。这些盐和前药形式可以各自游离出上述结构式化合物。

本发明优选的部分化合物结构及命名如下：

化合物1

2-(3-氰基-4-正丙氧基苯基)-4-甲基-2H-1,2,3-三氮唑-4-甲酸化合物2

2-(3-氰基-4-异丙氧基苯基)-4-甲基-2H-1,2,3-三氮唑-4-甲酸化合物3

2-(3-氰基-4-正丁氧基苯基)-4-甲基-2H-1,2,3-三氮唑-4-甲酸化合物4

2-(3-氰基-4-异丁氧基苯基)-4-甲基-2H-1,2,3-三氮唑-4-甲酸化合物5

2-(3-氰基-4-正戊氧基苯基)-4-甲基-2H-1,2,3-三氮唑-4-甲酸化合物6

2-(3-氰基-4-异戊氧基苯基)-4-甲基-2H-1,2,3-三氮唑-4-甲酸化合物7

2-(3-氰基-4-苄氧基苯基)-4-甲基-2H-1,2,3-三氮唑-4-甲酸化合物8

2-(3-氰基-4-烯丙氧基苯基)-4-甲基-2H-1,2,3-三氮唑-4-甲酸化合物9

2-(3-硝基-4-正丙氧基苯基)-4-甲基-2H-1,2,3-三氮唑-4-甲酸化合物10

2-(3-硝基-4-异丙氧基苯基)-4-甲基-2H-1,2,3-三氮唑-4-甲酸化合物11

2-(3-硝基-4-正丁氧基苯基)-4-甲基-2H-1,2,3-三氮唑-4-甲酸化合物12

2-(3-硝基-4-异丁氧基苯基)-4-甲基-2H-1,2,3-三氮唑-4-甲酸化合物13

2-(3-硝基-4-正戊氧基苯基)-4-甲基-2H-1,2,3-三氮唑-4-甲酸化合物14

2-(3-硝基-4-异戊氧基苯基)-4-甲基-2H-1,2,3-三氮唑-4-甲酸化合物15

2-(3-硝基-4-苄氧基苯基)-4-甲基-2H-1,2,3-三氮唑-4-甲酸化合物16

2-(3-硝基-4-烯丙氧基苯基)-4-甲基-2H-1,2,3-三氮唑-4-甲酸化合物17

2-(3-氰基-4-正戊氧基苯基)-4-甲基-2H-1,2,3-三氮唑-4-甲酰肼化合物18

2-(3-氰基-4-异戊氧基苯基)-4-甲基-2H-1,2,3-三氮唑-4-甲酰肼化合物21

2-(3-硝基-4-正戊氧基苯基)-4-甲基-2H-1,2,3-三氮唑-4-甲酰肼化合物22

2-(3-硝基-4-异戊氧基苯基)-4-甲基-2H-1,2,3-三氮唑-4-甲酰肼

本发明的2-(3-氰基/硝基-4-取代苯基)-4-甲基-2H-1,2,3-三氮唑-4-甲酸按照路线I合成得到：

以4-烃氧基-3-氰基/硝基-苯胺为原料(合成方法参见Applied Organometallic Chemistry,29(2015),683-689；US5854245,29(1998))，经重氮化、缩合、环合反应、水解反应，得到2-(3-氰基/硝基-4-取代苯基)-4-甲基-2H-1,2,3-三氮唑-4-甲酸类化合物。

本发明的2-(3-氰基/硝基-4-取代苯基)-4-甲基-2H-1,2,3-三氮唑-4-甲酰肼类化合物按照路线II合成得到。

以2-(3-氰基/硝基-4-取代苯基)-4-甲基-2H-1,2,3-三氮唑-4-甲酸乙酯类化合物经肼解得到2-(3-硝基-4-取代苯基)-4-甲基-2H-1,2,3-三氮唑-4-甲酰肼类化合物。

本发明所提供的2-(3-氰基/硝基-4-取代苯基)-4-甲基-2H-1,2,3-三氮唑-4-甲酸或2-(3-氰基/硝基-4-取代苯基)-4-甲基-2H-1,2,3-三氮唑-4-甲酰肼类化合物的制备方法简单可行，收率较好。

2-(3-氰基/硝基-4-取代苯基)-4-甲基-2H-1,2,3-三氮唑-4-甲酸与2-(3-氰基/硝基-4-取代苯基)-4-甲基-2H-1,2,3-三氮唑-4-甲酰肼类化合物具有较好的黄嘌呤氧化酶抑制作用，可用于制备抗痛风、高尿酸血症药物。

具体实施方式

通过下述实例将有助于理解本发明，但本发明的内容并不限于所举实例。

本发明所用试剂均为市售，核磁共振谱由AVANCE-400/600、Bruker ARX-300傅立叶变换核磁共振波谱仪测定，质谱由Brukee Esqure 2000、Shimadzu GCMS-QP5050A型质谱仪测定。

实施例1：2-(3-氰基-4-正丙氧基苯基)-5-甲基-2H-1,2,3,-三氮唑-4-甲酸(化合物1)的制备

(1)重氮化及缩合：

将5-氨基-2-正丙氧基苯甲腈(0.48g,2.6mmol)粗品，15％HCl溶液(5mL)，加入至H₂O(5mL)中，冰浴条件下搅拌30分钟；向体系中缓慢滴加NaNO₂(0.27g,3.0mmol)的水溶液，滴毕，冰浴继续反应30分钟；向体系中加入乙酰乙酸乙酯(0.39g,3mmol)的乙醇溶液，再用乙酸钠的饱和水溶液将体系pH调至中性，反应30分钟；析出黄色固体，抽滤，滤饼水洗，干燥得2-(3-氰基-4-正丙氧基苯腙基)-3-氧代丁酸乙酯粗品，收率83％。

(2)环合：

将2-(3-氰基-4-正丙氧基苯腙基)-3-氧代丁酸乙酯粗品(0.2g,0.63mmol)，乙酸铵(0.092g,1.2mmol)，溴化铜(0.011g,0.05mmol)加入至DMF(5mL)与冰乙酸(5mL)的混合溶液中，升温至110℃反应5小时；待体系冷却至室温，将反应液倒入水(20mL)中，用乙酸乙酯(10mL)萃取两次，有机层用食盐水洗涤；减压除去有机溶剂，干燥，固体经柱层析纯化得2-(3-氰基-4-正丙氧基苯基)-5-甲基-2H-1,2,3,-三氮唑-4-甲酸乙酯，收率85％。

(3)水解：

将2-(3-氰基-4-正丙氧基苯基)-5-甲基-2H-1,2,3,-三氮唑-4-甲酸乙酯(0.1g,0.3mmol)，1M NaOH溶液(5mL)，加入至乙醇(5mL)中，45℃反应2小时；减压除去部分有机溶剂，加入水(5mL)，再用1M HCl溶液将体系pH调至弱酸性，析出白色固体，抽滤，水洗滤饼，干燥；固体经柱层析纯化得2-(3-氰基-4-正丙氧基苯基)-5-甲基-2H-1,2,3,-三氮唑-4-甲酸，收率90％。

2-(3-氰基-4-正丙氧基苯基)-5-甲基-2H-1,2,3,-三氮唑-4-甲酸(化合物1)的总收率为63％(以原料4-正丙氧基-3-氰基苯胺计)，其结构式、¹H-NMR和MS数据列于下表-1中。

实施例2：2-(3-氰基-4-异丙氧基苯基)-5-甲基-2H-1,2,3,-三氮唑-4-甲酸(化合物2)的制备

除了使用不同的原料外，以实施例1相同的方法制备2-(3-氰基-4-异丙氧基苯基)-5-甲基-2H-1,2,3,-三氮唑-4-甲酸(化合物2)，总收率为68％(以原料4-异丙氧基-3-氰基苯胺计)，其结构式、¹H-NMR和MS数据列于下表-1中。

实施例3：2-(3-氰基-4-正丁氧基苯基)-5-甲基-2H-1,2,3,-三氮唑-4-甲酸(化合物3)的制备

除了使用不同的原料外，以实施例1相同的方法制备2-(3-氰基-4-正丙氧基苯基)-5-甲基-2H-1,2,3,-三氮唑-4-甲酸(化合物3)，总收率为69％(以原料4-正丁氧基-3-氰基苯胺计)，其结构式、¹H-NMR和MS数据列于下表-1中。

实施例4：2-(3-氰基-4-异丁氧基苯基)-5-甲基-2H-1,2,3,-三氮唑-4-甲酸(化合物4)的制备

除了使用不同的原料外，以实施例1相同的方法制备2-(3-氰基-4-异丙氧基苯基)-5-甲基-2H-1,2,3,-三氮唑-4-甲酸(化合物4)，总收率为63％(以原料4-异丁氧基-3-氰基苯胺计)，其结构式、¹H-NMR和MS数据列于下表-1中。

实施例5：2-(3-氰基-4-正戊氧基苯基)-5-甲基-2H-1,2,3,-三氮唑-4-甲酸(化合物5)的制备

除了使用不同的原料外，以实施例1相同的方法制备2-(3-氰基-4-正戊氧基苯基)-5-甲基-2H-1,2,3,-三氮唑-4-甲酸(化合物5)，总收率为76％(以原料4-正戊氧基-3-氰基苯胺计)，其结构式、¹H-NMR和MS数据列于下表-1中。

实施例6：2-(3-氰基-4-异戊氧基苯基)-5-甲基-2H-1,2,3,-三氮唑-4-甲酸(化合物6)的制备

除了使用不同的原料外，以实施例1相同的方法制备2-(3-氰基-4-异戊氧基苯基)-5-甲基-2H-1,2,3,-三氮唑-4-甲酸(化合物6)，总收率为65％(以原料4-异戊氧基-3-氰基苯胺计)，其结构式、¹H-NMR和MS数据列于下表-1中。

实施例7：2-(3-氰基-4-苄氧基苯基)-5-甲基-2H-1,2,3,-三氮唑-4-甲酸(化合物7)的制备

除了使用不同的原料外，以实施例1相同的方法制备2-(3-氰基-4-苄氧基苯基)-5-甲基-2H-1,2,3,-三氮唑-4-甲酸(化合物7)，总收率为64％(以原料4-苄氧基-3-氰基苯胺计)，其结构式、¹H-NMR和MS数据列于下表-1中。

实施例8：2-(3-氰基-4-烯丙氧基苯基)-5-甲基-2H-1,2,3,-三氮唑-4-甲酸(化合物8)的制备

除了使用不同的原料外，以实施例1相同的方法制备2-(3-氰基-4-烯丙氧基苯基)-5-甲基-2H-1,2,3,-三氮唑-4-甲酸(化合物8)，总收率为65％(以原料4-烯丙氧基-3-氰基苯胺计)，其结构式、¹H-NMR和MS数据列于下表-1中。

实施例9：2-(3-硝基-4-正丙氧基苯基)-5-甲基-2H-1,2,3,-三氮唑-4-甲酸(化合物9)的制备

除了使用不同的原料外，以实施例1相同的方法制备2-(3-硝基-4-正丙氧基苯基)-5-甲基-2H-1,2,3,-三氮唑-4-甲酸(化合物9)，总收率为67％(以原料4-正丙氧基-3-硝基苯胺计)，其结构式、¹H-NMR和MS数据列于下表-1中。

实施例10：2-(3-硝基-4-异丙氧基苯基)-5-甲基-2H-1,2,3,-三氮唑-4-甲酸(化合物10)的制备

除了使用不同的原料外，以实施例1相同的方法制备2-(3-硝基-4-异丙氧基苯基)-5-甲基-2H-1,2,3,-三氮唑-4-甲酸(化合物10)，总收率为69％(以原料4-异丙氧基-3-硝基苯胺计)，其结构式、¹H-NMR和MS数据列于下表-1中。

实施例11：2-(3-硝基-4-正丁氧基苯基)-5-甲基-2H-1,2,3,-三氮唑-4-甲酸(化合物11)的制备

除了使用不同的原料外，以实施例1相同的方法制备2-(3-硝基-4-正丁氧基苯基)-5-甲基-2H-1,2,3,-三氮唑-4-甲酸(化合物11)，总收率为66％(以原料4-正丁氧基-3-硝基苯胺计)，其结构式、¹H-NMR和MS数据列于下表-1中。

实施例12：2-(3-硝基-4-异丁氧基苯基)-5-甲基-2H-1,2,3,-三氮唑-4-甲酸(化合物12)的制备

除了使用不同的原料外，以实施例1相同的方法制备2-(3-硝基-4-异丁氧基苯基)-5-甲基-2H-1,2,3,-三氮唑-4-甲酸(化合物12)，总收率为71％(以原料4-异丁氧基-3-硝基苯胺计)，其结构式、¹H-NMR和MS数据列于下表-1中。

实施例13：2-(3-硝基-4-正戊氧基苯基)-5-甲基-2H-1,2,3,-三氮唑-4-甲酸(化合物13)的制备

除了使用不同的原料外，以实施例1相同的方法制备2-(3-硝基-4-正戊氧基苯基)-5-甲基-2H-1,2,3,-三氮唑-4-甲酸(化合物13)，总收率为65％(以原料4-正戊氧基-3-硝基苯胺计)，其结构式、¹H-NMR和MS数据列于下表-1中。

实施例14：2-(3-硝基-4-异戊氧基苯基)-5-甲基-2H-1,2,3,-三氮唑-4-甲酸(化合物14)的制备

除了使用不同的原料外，以实施例1相同的方法制备2-(3-硝基-4-正戊氧基苯基)-5-甲基-2H-1,2,3,-三氮唑-4-甲酸(化合物14)，总收率为73％(以原料4-异戊氧基-3-硝基苯胺计)，其结构式、¹H-NMR和MS数据列于下表-1中。

实施例15：2-(3-硝基-4-苄氧基苯基)-5-甲基-2H-1,2,3,-三氮唑-4-甲酸(化合物15)的制备

除了使用不同的原料外，以实施例1相同的方法制备2-(3-硝基-4-异戊氧基苯基)-5-甲基-2H-1,2,3,-三氮唑-4-甲酸(化合物15)，总收率为67％(以原料4-苄氧基-3-硝基苯胺计)，其结构式、¹H-NMR和MS数据列于下表-1中。

实施例16：2-(3-硝基-4-苄氧基苯基)-5-甲基-2H-1,2,3,-三氮唑-4-甲酸(化合物16)的制备

除了使用不同的原料外，以实施例1相同的方法制备2-(3-硝基-4-苄氧基苯基)-5-甲基-2H-1,2,3,-三氮唑-4-甲酸(化合物16)，总收率为69％(以原料4-烯丙氧基-3-硝基苯胺计)，其结构式、¹H-NMR和MS数据列于下表-1中。

实施例17：2-(3-氰基-4-正戊氧基苯基)-5-甲基-2H-1,2,3,-三氮唑-4-甲酰肼(化合物17)的制备

以实施例1相同的方法制备2-(3-氰基-4-正戊氧基苯基)-5-甲基-2H-1,2,3,-三氮唑-4-甲酸乙酯，再经肼解反应得2-(3-氰基-4-正戊氧基苯基)-5-甲基-2H-1,2,3,-三氮唑-4-甲酰肼(化合物17)。

将2-(3-氰基-4-正戊氧基苯基)-5-甲基-2H-1,2,3,-三氮唑-4-甲酸乙酯(0.12g,0.3mmol)，80％水合肼(0.3mL)，加入至乙醇(5mL)中，55℃反应8小时；减压除去溶剂，固体经柱层析纯化得2-(3-氰基-4-正戊氧基苯基)-5-甲基-2H-1,2,3,-三氮唑-4-甲酰肼(化合物17)，总收率为60％(以原料4-正戊氧基-3-硝基苯胺计)，其结构式、¹H-NMR和MS数据列于下表-1中。

实施例18：2-(3-氰基-4-异戊氧基苯基)-5-甲基-2H-1,2,3,-三氮唑-4-甲酰肼(化合物18)的制备

除了使用不同的原料外，以实施例17相同的方法制备2-(3-氰基-4-异戊氧基苯基)-5-甲基-2H-1,2,3,-三氮唑-4-甲酰肼(化合物18)，总收率为59％(以原料4-异戊氧基-3-硝基苯胺计)，其结构式、¹H-NMR和MS数据列于下表-1中。

实施例19：2-(3-硝基-4-正戊氧基苯基)-5-甲基-2H-1,2,3,-三氮唑-4-甲酰肼(化合物19)的制备

除了使用不同的原料外，以实施例17相同的方法制备2-(3-硝基-4-正戊氧基苯基)-5-甲基-2H-1,2,3,-三氮唑-4-甲酰肼(化合物19)，总收率为70％(以原料4-正戊氧基-3-硝基苯胺计)，其结构式、¹H-NMR和MS数据列于下表-1中。

实施例20：2-(3-硝基-4-异戊氧基苯基)-5-甲基-2H-1,2,3,-三氮唑-4-甲酸乙酯(化合物20)的制备

除了使用不同的原料外，以实施例17相同的方法制备2-(3-氰基-4-异戊氧基苯基)-5-甲基-2H-1,2,3,-三氮唑-4-甲酰肼(化合物20)，总收率为62％(以原料4-异戊氧基-3-硝基苯胺计)，其结构式、¹H-NMR和MS数据列于下表-1中。

实施例21：本发明的化合物的体外药理学测试

(1)实验原理：

以黄嘌呤(购自SIGMA)为底物检测XOD(购自SIGMA)活性。观察样品对酶的活性抑制，以评价样品的抑制效果。采用的阳性参照化合物为别嘌呤醇(allopurinol)。

(2)体外活性测试方法和结果：

200μL反应体系中含适量XOD、pH 7.4磷酸缓冲液、黄嘌呤(购自SIGMA)和祥品，同时设立空白对照(不含酶和样品)和阴性对照(不含样品)，样品浓度为10μmol·L^-1，25℃反应90分钟，293nM测定OD值、根据如下公式计算抑制率,各化合物的抑制率值见表-2。

表-1

表-2