本发明属于化学医药领域，涉及一种脲类衍生物及其在防治炎症中的应用。
背景技术
炎症(inflammation)是指具有血管系统的活体组织对损伤因子所发生的防御反应。血管反应是炎症过程的中心环节。炎症，就是平时人们所说的“发炎”，是机体对于刺激的一种防御反应，表现为红、肿、热、痛和功能障碍。炎症，可以是感染引起的感染性炎症，也可以不是由于感染引起的非感染性炎症。通常情况下，炎症是有益的，是人体的自动的防御反应，但是有的时候，炎症也是有害的，例如对人体自身组织的攻击、发生在透明组织的炎症等等。在炎症过程中，一方面损伤因子直接或间接造成组织和细胞的破坏，另一方面通过炎症充血和渗出反应，以稀释、杀伤和包围损伤因子。同时通过实质和间质细胞的再生使受损的组织得以修复和愈合。因此可以说炎症是损伤和抗损伤的统一过程。
5-脂氧合酶(5-lipoxygenaseenzyme，5-lox)是代谢花生四烯酸产生炎症介质白三烯类化合物的关键酶。5-lox的调节对炎症相关疾病的发生和发展有重要的作用，该酶被认为是抗炎药物设计的重要靶标之一。齐留通(zileuton)是目前惟一进入临床研究并作为处方药使用的5-lox抑制剂，用于治疗哮喘相关的疾病。
前列腺素e合成酶(microsomalprostaglandine-2synthase-1，mpges-1)是代谢花生四烯酸产生炎症介质前列腺素类化合物的关键酶。mpges-1在1999年被发现，它位于前列腺素类炎症介质产生通路的最末端，仅在炎症诱导下才上调表达量，mpges-1被认为是可避免毒副作用的炎症药物靶标，目前还没有mpges-1抑制剂进入临床试验。
技术实现要素：
本发明公开了一种脲类衍生物，其结构通式为式ⅰ
其中：r1、r2、r3各自独立的选自h、f或ch3。本发明还涉及所述化合物式ⅰ的药学上可接受的盐或溶剂化物。
进一步地，一些优选的方案中所述化合物式ⅰ为
本发明的另一目的公开了所述的化合物式ⅰ的合成路线为：
具体合成方法为：其合成步骤如下：
1)在合适的溶剂中，向2-溴-2,3-二氢-1h-茚-1-醇、三乙胺的dcm溶液中滴加甲烷磺酰氯，搅拌2小时，升至室温后加水分层，分离萃取，洗涤、干燥有机相后，真空除去溶剂，即可得油状物的2-溴-2,3-二氢-1h-茚-1-基甲磺酸；
2)以二氯甲烷为溶剂，向上一步得到的油状物中，加入50％的盐酸羟胺和三乙胺，回流，用水淬灭反应，经后续处理可得n-(2-溴-2,3-二氢-1h-茚-1-基)羟胺；
3)将上一步得到的n-(2-溴-2,3-二氢-1h-茚-1-基)羟胺用kocn和浓盐酸处理得到1-(2-溴-2,3-二氢-1h-茚-1-基)-1-羟基脲；
4)以h2o:etoh(1:1)为溶剂，pdnps(0.4mmol％pd)为催化剂，向前面得到的1-(2-溴-2,3-二氢-1h-茚-1-基)-1-羟基脲中加入相应的硼酸和无机碱，将混合物在氮气气氛下于60℃剧烈搅拌10分钟，经后续处理得到最终的固体产物。
进一步地，所述步骤1)中的溶剂可以为二氯甲烷、二氯乙烷、正戊烷、正己烷等，优选二氯甲烷。
进一步地，所述步骤2)中回流时间为1.5小时至4小时，优选2小时。
进一步地，所述步骤4)中的无机碱可以是碳酸钾，碳酸钠，碳酸氢钠，碳酸铯等，优选碳酸钾。
本发明的另一目的提供了所述的化合物式ⅰ作为5-脂氧合酶抑制剂和/或前列腺素e合成酶抑制剂的应用。
本发明的另一目的提供了所述的化合物式ⅰ在预防或治疗炎症相关疾病药物中的应用。
进一步地，所述炎症选自妇科类炎症、肝炎、心肌炎、脑炎、肾炎、肺炎、气管炎、咽炎、牙周炎、胃炎、肠炎等。
本发明所述的药学上可接受的盐是指本发明化合物的有机盐和无机盐。药学上可接受的酸加成盐可以用无机酸和有机酸形成，包括但并不限于，乙酸盐、天冬氨酸盐、苯甲酸盐、苯磺酸盐、溴化物/氢溴酸盐、碳酸氢盐/碳酸盐、硫酸氢盐/硫酸盐、樟脑磺酸盐(camphorsulfornate)、氯化物/盐酸盐、氯茶碱盐(chlortheophyllonate)、柠檬酸盐、乙二磺酸盐、富马酸盐、葡庚糖酸盐、葡糖酸盐、葡糖醛酸盐、马尿酸盐、氢碘酸盐/碘化物、羟乙基磺酸盐、乳酸盐、乳糖酸盐、十二烷基硫酸盐、苹果酸盐、马来酸盐、丙二酸盐、扁桃酸盐、甲磺酸盐、甲基硫酸盐、萘甲酸盐、萘磺酸盐、烟酸盐、硝酸盐、十八烷酸盐、油酸盐、草酸盐、棕榈酸盐、双羟萘酸盐、磷酸盐/磷酸氢盐/磷酸二氢盐、聚半乳糖醛酸盐、丙酸盐、硬脂酸盐、琥珀酸盐、磺基水杨酸盐、酒石酸盐、甲苯磺酸盐和三氟乙酸盐。可由其衍生得到盐的无机酸包括例如盐酸、氢溴酸、硫酸、硝酸、磷酸等。可由其衍生得到盐的有机酸包括例如乙酸、丙酸、乙醇酸、草酸、马来酸、丙二酸、琥珀酸、富马酸、酒石酸、柠檬酸、苯甲酸、扁桃酸、甲磺酸、乙磺酸、甲苯磺酸、磺基水杨酸等。
本发明所述的溶剂化物是指一个或多个溶剂分子与本发明的化合物所形成的缔合物。形成溶剂化物的溶剂包括，但并不限于，水，异丙醇，乙醇，甲醇，二甲亚砜，乙酸乙酯，乙酸和氨基乙醇。
具体的实施方式
实施例1：1-羟基-1-(2-(吡咯-2-基)-2,3-二氢-1h-茚-1-基)脲的合成
1-1、2-溴-2,3-二氢-1h-茚-1-基甲磺酸的合成：
向0℃的2-溴-2,3-二氢-1h-茚-1-醇(10.0g，46.93mmol)，三乙胺(10.8g，106.73mmol)的dcm(50ml)溶液中逐滴加入甲烷磺酰氯mscl(9.9g，86.43mmol)，在30分钟内滴加完。将混合物再搅拌2小时，然后升温至室温。加入水(50ml)，分离dcm层，水相再用dcm萃取两次(2×30ml)。将合并的有机相用盐水(50ml)洗涤，然后用na2so4干燥。在真空下除去溶剂，得淡油状物2-溴-2,3-二氢-1h-茚-1-基甲磺酸，产量13.53g，产率为99％，该产物不经进一步纯化而直接用于下一步。1h-nmr(400mhz,cdcl3)δ:3.16(s,3h),3.27(d,1h),3.56(d,1h),5.66(t,1h),5.92(d,1h),7.02-7.28(m,4h).13c-nmr(125mhz,cdcl3)δ:39.54,40.62,54.46,87.41,124.93,125.21,126.28,128.57,140.16,144.26.lc-ms(esi,pos,ion)m/z:292[m+h].
1-2、n-(2-溴-2,3-二氢-1h-茚-1-基)羟胺的合成：
在真空泵上干燥30分钟后，将合成步骤1-1得到的油状物(13.53g，46.47mmol)溶于30ml二氯甲烷中。向该溶液中加入50％的盐酸羟胺(9.5g，136.71mmol)和三乙胺(7.8g，77.08mmol)。将该反应混合物回流2小时，用水淬灭，用二氯甲烷萃取。有机层用饱和nacl溶液洗涤，用无水mgso4干燥，真空蒸发得到油状物，通过快速柱色谱(二氧化硅，1:1己烷/乙酸乙酯)纯化。得到n-(2-溴-2,3-二氢-1h-茚-1-基)羟胺，产量10.07g，产率是95％。1h-nmr(400mhz,cdcl3)δ:1.96(s,1h),2.02(s,1h),3.23-3.42(m,2h),4.45(d,1h),5.45(q,1h),7.02-7.28(m,4h).13c-nmr(125mhz,cdcl3)δ:38.87,50.04,74.66,124.31,126.29,126.39,126.91,142.72,143.09.lc-ms(esi,pos,ion)m/z:229[m+h].
1-3、1-(2-溴-2,3-二氢-1h-茚-1-基)-1-羟基脲的合成：
将合成步骤1-2得到的n-(2-溴-2,3-二氢-1h-茚-1-基)羟胺(10.07g，44.15mmol)和kocn(4.77g，52.98mmol)混合，冷却至约5℃，然后加入浓盐酸(31.5％hcl水溶液)，以形成混合物1-(2-溴-2,3-二氢-1h-茚-1-基)-1-羟基脲。此过程中控温在5-30℃之间。加完浓盐酸后，将混合物1-(2-溴-2,3-二氢-1h-茚-1-基)-1-羟基脲的温度调节到约40℃。并搅拌约6小时。恢复室温后用二氯甲烷萃取，有机相用饱和碳酸氢钠溶液洗涤两遍，浓缩溶剂后，快速柱色谱分离，得到黄色1-(2-溴-2,3-二氢-1h-茚-1-基)-1-羟基脲粉末10.77g，产率90％。1h-nmr(400mhz,cdcl3)δ:3.27(dd,1h),3.76(dd,1h),5.19(q,1h),5.42(d,1h),5.45(s,2h),7.06(t,1h),7.13(t,1h),7.22(t,1h),7.26(t,1h),7.82(s,1h).13c-nmr(125mhz,cdcl3)δ:39.64,50.72,70.12,124.88,126.31,127.28,127.52,142.54,142.78,164.77.lc-ms(esi,pos,ion)m/z:272[m+h].
1-4、1-羟基-1-(2-(吡咯-2-基)-2,3-二氢-1h-茚-1-基)脲的合成：
将合成步骤1-3得到的1-(2-溴-2,3-二氢-1h-茚-1-基)-1-羟基脲(10.77g，39.73mmol)溶于96ml的h2o:etoh(1:1)的混合物中并置于三颈瓶(250ml)中。将吡咯-2-硼酸(55.47mmol)和碳酸钾(8.29g，59.99mmol)加入到该混合物中。然后加入pdnps催化剂(0.4mmol％pd)，并将混合物在氮气气氛下于60℃剧烈搅拌10分钟。将反应混合物加入到0.2mol/l氢氧化钠溶液(55ml)中并用乙酸乙酯(40ml)萃取。将有机层合并，并在空气挥发结晶，得到固体产物1-羟基-1-(2-(吡咯-2-基)-2,3-二氢-1h-茚-1-基)脲，8.51g，产率为83％。1h-nmr(400mhz,cdcl3)δ:3.41(m,1h),3.71(m,1h),4.11(s,1h),4.51(q,1h),5.39-5.44(m,3h),5.94(dd,1h),6.23(t,1h),7.06-7.27(m,5h).13c-nmr(125mhz,cdcl3)δ:35.32,50.35,64.73,100.81,112.59,124.88,126.16,127.26,128.4,141.45,142.4,143.62,156.68,164.77.lc-ms(esi,pos,ion)m/z:259[m+h]。
实施例2：1-羟基-1-(2-(5-氟-吡咯-2-基)-2,3-二氢-1h-茚-1-基)脲的合成：
将1-(2-溴-2,3-二氢-1h-茚-1-基)-1-羟基脲(10.77g，39.73mmol)溶于96ml的h2o:etoh(1:1)的混合物中并置于三颈瓶(250ml)中。将5-氟-吡咯-2-硼酸(55.47mmol)和碳酸钾(8.29g，59.99mmol)加入到该混合物中。然后加入pdnps催化剂(0.4mmol％pd)，并将混合物在氮气气氛下于60℃剧烈搅拌10分钟。将反应混合物加入到0.2mol/l氢氧化钠溶液(55ml)中并用乙酸乙酯(40ml)萃取。将有机层合并，并在空气挥发结晶，得到固体产物1-羟基-1-(2-(5-氟-吡咯-2-基)-2,3-二氢-1h-茚-1-基)脲，9.32g，产率为85％。lc-ms(esi,pos,ion)m/z:277[m+h]。
实施例3：1-羟基-1-(2-(5-甲基-吡咯-2-基)-2,3-二氢-1h-茚-1-基)脲的合成：
将1-(2-溴-2,3-二氢-1h-茚-1-基)-1-羟基脲(10.77g，39.73mmol)溶于96ml的h2o:etoh(1:1)的混合物中并置于三颈瓶(250ml)中。将5-甲基-吡咯-2-硼酸(55.47mmol)和碳酸钾(8.29g，59.99mmol)加入到该混合物中。然后加入pdnps催化剂(0.4mmol％pd)，并将混合物在氮气气氛下于60℃剧烈搅拌10分钟。将反应混合物加入到0.2mol/l氢氧化钠溶液(55ml)中并用乙酸乙酯(40ml)萃取。将有机层合并，并在空气挥发结晶，得到固体产物1-羟基-1-(2-(5-甲基-吡咯-2-基)-2,3-二氢-1h-茚-1-基)脲，8.75g，产率为81％。lc-ms(esi,pos,ion)m/z:273[m+h]。
实施例4：1-羟基-1-(2-(4,5-二氟-吡咯-2-基)-2,3-二氢-1h-茚-1-基)脲的合成：
将1-(2-溴-2,3-二氢-1h-茚-1-基)-1-羟基脲(10.77g，39.73mmol)溶于96ml的h2o:etoh(1:1)的混合物中并置于三颈瓶(250ml)中。将4,5-二氟-吡咯-2-硼酸(55.47mmol)和碳酸钾(59.99mmol)加入到该混合物中。然后加入pdnps催化剂(0.4mmol％pd)，并将混合物在氮气气氛下于60℃剧烈搅拌10分钟。将反应混合物加入到0.2mol/l氢氧化钠溶液(55ml)中并用乙酸乙酯(40ml)萃取。将有机层合并，并在空气挥发结晶，得到固体产物1-羟基-1-(2-(4,5-二氟-吡咯-2-基)-2,3-二氢-1h-茚-1-基)脲，10.51g，产率为90％。lc-ms(esi,pos,ion)m/z:295[m+h]。
试验例：本发明化合物是体外活性测定
本发明所述的脲类衍生物的一类小分子化合物采用荧光分光光度法测定5-lox的体外活性，采用酶联免疫吸附法测定mpges-1的体外活性，阳性对照zileuton和mf63分别是5-脂氧合酶的抑制剂、前列腺素e合成酶的抑制剂。分述如下：
一、荧光分光光度法测定5-lox的体外活性
荧光分光光度法的测活原理是基于5-lox的反应中间产物5-hpete可以将荧光显色剂h2dcfda氧化生成高荧光活性的分子dcf，其激发波长为500nm，发射波长为520nm。测活时，先将5-lox酶加入测活缓冲液(50mmtris-hcl，ph7.5，0.2mmatp，0.1mmdithiothreitol(二硫苏糖醇，dtt)，0.1mmedta，0.5mmcacl2)中，于96孔板中25℃温育10min平衡。加入显色剂h2dcfda(终浓度为10μm)和花生四烯酸aa底物(终浓度为25μm)起始反应，并用荧光酶标仪监测荧光产物dcf的生成量随时间的变化(激发波长为500nm，发射波长为520nm)。实验采用初始速率法，以少于10％荧光显色剂反应时的荧光强度变化率作为反应的初始速率。所有实验均在25℃下完成，测活体系为220μl。
当测定小分子化合物对酶的抑制作用时，小分子需要用dmso溶解，并且要先和酶一起于25℃预孵育10min后再加入底物起始反应。当体系中含有dmso时，dmso的终浓度(v/v)一般为5％，不能超过10％，否则会引起酶失活。测定小分子的抑制率时底物aa的浓度为25μm。
二、酶联免疫吸附法测定mpges-1的体外活性
mpges-1的酶活性是通过定量测定mpges-1催化底物pgh2转化产生的pge2来表征的。催化产生的pge2量使用pge2酶联免疫吸附试剂盒(cayman)来测定。测定方法参见试剂盒说明书。测活时，先将底物pgh2加入到4℃恒温的96孔板里。加入100μl酶引发反应。4℃反应1min后，加入150μl终止液(50mmfecl2和100mm柠檬酸)终止反应。溶液经稀释后使用pge2酶联免疫吸附试剂盒测定产物pge2的含量。需要注意的是，底物pgh2高温下不稳定容易分解，使用时要一直置于4℃恒温环境中。
当测定小分子化合物对酶的抑制作用时，小分子需要用dmso溶解，并且要先和酶一起于4℃预孵育15min后再加入到底物中起始反应。当体系中含有dmso时，dmso的终浓度(v/v)一般为2％，不能超过10％，否则会引起酶失活。测定小分子的抑制率时底物pgh2的浓度为17μm。
三、体外活性结果
由体外活性测定结果可知，本发明化合物具有5-脂氧合酶抑制活性和前列腺素e合成酶抑制活性，可以作为治疗炎症的药物进行更加深入广泛的研究，所述的炎症可以是妇科类炎症、肝炎、心肌炎、脑炎、肾炎、肺炎、气管炎、咽炎、牙周炎、胃炎、肠炎等。