本发明涉及药物化学技术领域，尤其涉及一类磷酸二酯酶ix（pdeix）的抑制剂，具体而言，是涉及一种新型的吡唑并[3,4-d]嘧啶衍生物、其制备方法及其应用。
背景技术：
磷酸二酯酶(pdes)能选择性地降解人体内的第二信使环磷酸腺苷（camp）和环磷酸鸟苷（cgmp）。迄今已报道的pdes有11个家族，其中pdeix能高特异性地水解cgmp，抑制pdeix活性可以增加细胞cgmp水平，并通过相应的细胞信号通路介导细胞对多种激素和神经递质等的胞外反应，从而影响视觉传导、学习、记忆等过程。因这些特点使得pdeix成为治疗糖尿病、肥胖、心血管疾病以及改善注意力、认知能力、学习和记忆力的新一代靶点。
2005年，frankwunder(molpharmacol,2005,68:1775-1781)报道了第一个pdeix选择性抑制剂bay73-6691，这一发现促进了人们致力于pdeix选择性抑制剂的研究。近年来发现的pdeix抑制剂在人体及老鼠体内都能较好的抑制磷酸二酯酶ix，并能取得较好的药理药性。n,n-二甲胺基是药物分子中非常重要的基团，许多上市药物如二甲胺嗪、曲安吡嗪、甲菌定等均含有二甲胺基结构片段。通过分子模拟研究，对骨架结构进行改造，将已有报道的pdeix抑制剂吡唑并嘧啶酮类化合物4位酮基（羟基）结构改为n,n-二甲胺基，合成了一系列的吡唑并[3,4-d]嘧啶衍生物也具有较好的pdeix抑制活性，本发明提供了一种新的pdeix抑制剂的设计思路，对于寻找具有高活性、高选择性的pdeix抑制剂具有重要的意义。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种对磷酸二酯酶ix具有显著抑制作用的吡唑并[3,4-d]嘧啶衍生物。
本发明的另一目的是提供一种对磷酸二酯酶ix具有显著抑制作用的吡唑并[3,4-d]嘧啶衍生物的制备方法。
本发明的再一目的是提供一种对磷酸二酯酶ix具有显著抑制作用的吡唑并[3,4-d]嘧啶衍生物在制备作为磷酸二酯酶ix抑制剂药物中的应用。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。本发明提供的如式（i）表示的吡唑并[3,4-d]嘧啶衍生物，
（i）
其中r1、r2选自药学上可以应用的取代基。
上述的如式（i）表示的吡唑并[3,4-d]嘧啶衍生物，其r1选自包含1-20个碳的取代基；r2选自氢或卤素。
进一步地，前述的吡唑并[3,4-d]嘧啶衍生物，其r1选自含有1-9个碳的烷烃基、芳烃基、卤代烷烃基或卤代芳烃基；r2选自氢或卤素。
进一步地，前述的吡唑并[3,4-d]嘧啶衍生物，其r1选自环己基、异丙基、环戊基、异丁基、邻氯苯基、苯基、对甲苯基；r2选自氢或氯。
进一步地，前述的吡唑并[3,4-d]嘧啶衍生物，其选自以下化合物，
本发明还提供了一种吡唑并[3,4-d]嘧啶衍生物的制备方法，其制备过程是按照下述合成路线实现的：
进一步地，本发明的吡唑并[3,4-d]嘧啶衍生物的制备方法，其合成路线包括下列反应步骤：
（1）以2,4,6-三氯嘧啶-5-甲醛为起始原料，与化合物sm2在碱的作用下关环得到化合物a；
（2）化合物a在碱性条件下4位氯被取代得到二甲胺化产物化合物b；
（3）化合物b与胺类化合物sm3反应得到所述吡唑并[3,4-d]嘧啶衍生物i。
上述的制备方法中，步骤（2）的二甲胺化试剂优选dmf与水的混合溶剂。反应温度优选30~60℃。
为了更加利于实现本发明所述的吡唑并[3,4-d]嘧啶衍生物的制备方法，该制备方法包括以下更为具体的操作步骤：
（1）以2,4,6-三氯嘧啶甲醛和sm2为起始物料，以三乙胺为有机碱，以甲醇为溶剂，在-10℃反应，反应完毕过滤即得到化合物a；所述2,4,6-三氯嘧啶甲醛、sm2和有机碱的摩尔比为1:1～1.2:2～2.5；所述2,4,6-三氯嘧啶甲醛的浓度为0.05-0.5mol/l。
（2）将化合物a与n,n-二甲基甲酰胺（dmf）在碱性条件下引入二甲胺基，所述碱包括氢氧化钠或氢氧化钾，所述a与碱的摩尔比为1：1～1.2；所述a的浓度为0.05-1.0mol/l，得到化合物b。
（3）将化合物b在以三乙胺为有机碱的条件下与胺类化合物反应，得到目标化合物i，所述化合物b、胺类和有机碱化合物的摩尔比为1:1～1.2:2～2.5，所述b的浓度为0.05-1.0mol/l。
本发明所述吡唑并[3,4-d]嘧啶衍生物具有抑制磷酸二酯酶ix的作用，可在制备作为磷酸二酯酶ix抑制剂药物中的应用。
本发明所提供的制备方法具有简单，易操作等优点。本发明所用试剂均为有机反应中常用溶剂，毒性较低，成本低廉且易于操作。特别是合成化合物b的关键在于采用dmf作为氮源实现二甲胺基化，条件温和，试剂安全廉价，利于工业化生产。
具体实施方式
以下是对本发明的进一步说明，而不是对本发明的限制。
实施例1：结构式如式（a-1）所示的化合物a-1的合成
将2,4,6-三氯嘧啶甲醛（10.47g，50.0mmol）溶于350ml甲醇，降温至-10℃,搅拌，将环己基肼盐酸盐（9.04g，60.0mmol）溶于100ml水中，滴加至上述溶液中，将三乙胺（10.12g，100mmol）溶于50ml甲醇中，滴加至反应液中，-10℃下搅拌约1小时，抽滤，得到固体10.71g，收率79%。ms(esi+):m/z:271([m+h]+)；1hnmr(400mhz,cdcl3)δ8.12(s,1h)，4.81-4.70(m，1h)，2.05-1.90(m,6h)，1.81-1.72(m,1h)，1.58-1.46(m,2h)，1.38-1.26(m,1h)。
实施例2：结构式如式（b-1）所示的化合物b-1的合成
将实施例1化合物a-1(8.13g，30.0mmol)加入到氢氧化钾（2.02g，36.0mmol）、n,n-二甲基甲酰胺250ml和水50ml的混合溶液中，于50℃下搅拌1h。降温至15℃，滴加水，析出大量固体。过滤，滤饼用dmf/水混合溶剂洗涤一次，再用水洗涤一次，得到固体4.95g，收率59%。ms(esi+):m/z:280([m+h]+)；1hnmr(400mhz，cdcl3)δ7.91(s,1h)，4.73-4.67(m,1h)，3.39(s,6h)，1.97-1.88(m,6h)，1.76-1.72(m,1h)，1.51-1.44(m,2h)，1.34-1.26(m,1h)。
实施例3：结构式如式（a-2）所示的化合物a-2的合成
合成方法如实施例1化合物a-1，2,4,6-三氯嘧啶甲醛（10.47g，50.0mmol）溶于70ml甲醇，异丙基肼盐酸盐（5.53g，50.0mmol）溶于20ml水，三乙胺（10.12g，100.0mmol）溶于10ml甲醇，-10℃下搅拌反应，抽滤，得到固体9.47g，收率82%。ms(esi+):m/z:231([m+h]+)；1hnmr(400mhz,cdcl3)δ8.13(s,1h)，5.16(hept,j=6.8hz，1h)，1.57(d,j=6.7hz，6h)。
实施例4：结构式如式（b-2）所示的化合物b-2的合成
合成方法如实施例2化合物b-1，化合物a-2(6.93g，30.0mmol)，氢氧化钾（1.68g，30.0mmol），n,n-二甲基甲酰胺50ml和水10ml，得到固体4.51g，收率65%。ms(esi+):m/z:240([m+h]+)；1hnmr(400mhz,cdcl3)δ7.92(s,1h)，5.10(hept,j=6.7hz,1h)，3.39(s,6h),1.50(d,j=6.7hz,6h)。
实施例5：结构式如式（a-3）所示的化合物a-3的合成
合成方法如实施例1化合物a-1，2,4,6-三氯嘧啶甲醛（10.47g，50.0mmol）溶于350ml甲醇，环戊基肼盐酸盐（8.20g，60.0mmol）溶于100ml水，三乙胺（12.65g，125.0mmol）溶于50ml甲醇，-10℃下搅拌反应，抽滤，得到固体10.93g，收率85%。ms(esi+):m/z:257([m+h]+)；1hnmr（400mhz,cdcl3）δ:8.14(s,1h),5.27-5.34(m,1h),2.16-2.23(m,2h),2.06-2.14(m,2h),1.95-2.03（m,2h）,1.72-1.80(m,2h)。
实施例6：结构式如式（b-3）所示的化合物b-3的合成
合成方法如实施例2化合物b-1，化合物a-3(7.71g，30.0mmol)，氢氧化钠（1.32g，33.0mmol），n,n-二甲基甲酰胺250ml和水50ml，得到固体5.34g，收率67%。ms(esi+):m/z:266([m+h]+)；1hnmr（400mhz,cdcl3）δ:8.21（s,1h）,5.10(m,1h),3.31(s,6h),2.06(m,2h),1.82-1.97(m,4h),1.63-1.71(m,2h)。
实施例7：结构式如式（a-4）所示的化合物a-4的合成
合成方法如实施例1化合物a-1，2,4,6-三氯嘧啶甲醛（10.47g，50.0mmol）溶于70ml甲醇，异丁基肼盐酸盐（6.85g，55.0mmol）溶于20ml水，三乙胺（10.12g，100.0mmol）溶于10ml甲醇，-10℃下搅拌反应，抽滤，得到固体9.80g，收率80%。ms(esi+):m/z:245([m+h]+)；1hnmr（400mhz,cdcl3）δ:8.14(s,1h),5.27-5.34(m,1h),2.16-2.23(m,2h),2.06-2.14(m,2h),1.95-2.03（m,2h）,1.72-1.80(m,2h).
实施例8：结构式如式（b-4）所示的化合物b-4的合成
合成方法如实施例2化合物b-1，化合物a-4(7.35g，30.0mmol)，氢氧化钾（1.68g，30.0mmol），n,n-二甲基甲酰胺50ml和水10ml，得到固体4.64g，收率61%。ms(esi+):m/z:254([m+h]+)；1hnmr（400mhz,cdcl3）δ:8.14(s,1h),5.27-5.34(m,1h),3.35(s,6h),2.16-2.23(m,2h),2.06-2.14(m,2h),1.95-2.03（m,2h）,1.72-1.80(m,2h)。
实施例9：结构式如式（a-5）所示的化合物a-5的合成
合成方法如实施例1化合物a-1，2,4,6-三氯嘧啶甲醛（10.47g，50.0mmol）溶于700ml甲醇，邻氯苯基肼盐酸盐（10.74g，60.0mmol）溶于200ml水，三乙胺（12.65g，125.0mmol）溶于100ml甲醇，-10℃下搅拌反应，抽滤，得到固体10.78g，收率72%。ms(esi+):m/z:298([m+h]+)；1hnmr（400mhz,cdcl3）δ:8.18(s,1h),7.55~7.38(m,4h)。
实施例10：结构式如式（b-5）所示的化合物b-5的合成
合成方法如实施例2化合物b-1，化合物a-5(8.99g，30.0mmol)，氢氧化钾（2.02g，36.0mmol），n,n-二甲基甲酰胺500ml和水100ml，得到固体4.72g，收率51%。ms(esi+):m/z:308([m+h]+)；1hnmr（400mhz,cdcl3）δ:8.19（s,1h）,7.57~7.39(m,4h),3.16(s,6h)。
实施例11：结构式如式（a-6）所示的化合物a-6的合成
合成方法如实施例1化合物a-1，2,4,6-三氯嘧啶甲醛（10.47g，50.0mmol）溶于700ml甲醇，苯基肼盐酸盐（8.68g，60.0mmol）溶于200ml水，三乙胺（10.12g，100.0mmol）溶于100ml甲醇，-10℃下搅拌反应，抽滤，得到固体9.94g，收率75%。ms(esi+):m/z:265([m+h]+)；1hnmr（400mhz,cdcl3）δ:7.85(s,1h),7.42~7.21(m,5h)。
实施例12：结构式如式（b-6）所示的化合物b-6的合成
合成方法如实施例2化合物b-1，化合物a-6(7.95g，30.0mmol)，氢氧化钾（2.02g，36.0mmol），n,n-二甲基甲酰胺500ml和水100ml，得到固体4.52g，收率55%。ms(esi+):m/z:274([m+h]+)；1hnmr（400mhz,cdcl3）δ:7.85(s,1h),7.39~7.20(m,5h),3.32(s,6h)。
实施例13：结构式如式（a-7）所示的化合物a-7的合成
合成方法如实施例1化合物a-1，2,4,6-三氯嘧啶甲醛（10.47g，50.0mmol）溶于700ml甲醇，对甲苯基肼盐酸盐（9.52g，60.0mmol）溶于200ml水，三乙胺（12.65g，125.0mmol）溶于100ml甲醇，-10℃下搅拌反应，抽滤，得到固体9.77g，收率70%。ms(esi+):m/z:279([m+h]+)；1hnmr(cdcl3,400mhz)δ:7.72(s,1h),7.48~7.43(m,4h),2.34(s,3h)。
实施例14：结构式如式（b-7）所示的化合物b-7的合成
合成方法如实施例2化合物b-1，化合物a-7(8.37g，30.0mmol)，氢氧化钾（2.02g，36.0mmol），n,n-二甲基甲酰胺500ml和水100ml，得到固体4.58g，收率53%。ms(esi+):m/z:288([m+h]+)；1hnmr(cdcl3,400mhz)δ:7.72(s,1h),7.48~7.43(m,4h),3.33(s,6h),2.34(s,3h)。
实施例15：化合物zc-1的合成
将实施例2化合物b-1（3g，10.0mmol）溶于50ml甲苯中，搅拌下加入（s）-1-(4-氯苯基)乙胺盐酸盐（2.31g，12.0mmol），滴加三乙胺（2.02g，20.0mmol）升温至回流，反应约8小时，降至室温，旋干溶剂，将所得粗产物用快速柱层析分离纯化得到固体2.11g，收率为53%。ms(esi-):m/z:397([m-h]-)；1hnmr(cdcl3,400mhz)δ:7.64(s,1h),7.34~7.25(m,4h),7.18(d,j=6.7hz,1h),5.21~5.15(m,1h),4.42~4.31(m,1h),3.32(s,6h),2.02~1.78(m,7h),1.66(d,j=6.9hz,3h),1.50~1.29(m,3h)。
实施例16：化合物zc-2的合成
合成方法如实施例15化合物zc-1，化合物b-2（2.40g，10.0mmol），（s）-1-(4-氯苯基)乙胺盐酸盐（1.92g，10.0mmol），三乙胺（2.02g，20.0mmol），10ml甲苯，分离纯化得到固体2.08g，收率为58%。ms(esi-):m/z:357([m-h]-)；1hnmr(cdcl3,400mhz)δ:7.65(s,1h),7.38~7.26(m,4h),7.12(d,j=7.1hz,1h),5.24~5.11(m,1h),4.82~4.69(m,1h),3.33(s,6h),1.67(d,j=6.9hz,3h),1.52(d,j=6.7hz,3h),1.41(d,j=7.0hz,3h)。
实施例17：化合物zc-3的合成
合成方法如实施例15化合物zc-1，化合物b-3（2.66g，10.0mmol），（s）-1-(4-氯苯基)乙胺盐酸盐（2.11g，11.0mmol），三乙胺（2.02g，20.0mmol），50ml甲苯，分离纯化得到固体2.35g，收率为61%。ms(esi-):m/z:383([m-h]-)；1hnmr(cdcl3,400mhz)δ:7.67(s,1h),7.40~7.27(m,4h),7.14(d,j=6.9hz,1h),5.21~5.14(m,1h),4.80~4.65(m,1h),3.30(s,6h),2.13~2.01(m,4h),1.91~1.68(m,4h),1.47(d,j=7.3hz,3h)。
实施例18：化合物zc-4的合成
合成方法如实施例15化合物zc-1，化合物b-4（2.54g，10.0mmol），（s）-1-(4-氯苯基)乙胺盐酸盐（2.31g，12.0mmol），三乙胺（2.02g，20.0mmol），100ml甲苯，分离纯化得到固体2.05g，收率为55%。ms(esi-):m/z:371([m-h]-)；1hnmr(cdcl3,400mhz)δ:7.65(s,1h),7.38~7.25(m,4h),7.15(d,j=7.0hz,1h),5.20~5.16(m,1h),4.14(d,j=7.6hz,2h),3.32(s,6h),2.11~1.99(m,1h),1.64(d,j=6.9hz,3h),1.55(d,j=6.8hz,3h),1.47(d,j=7.1hz,3h)。
实施例19：化合物zc-5的合成
合成方法如实施例15化合物zc-1，化合物b-5（3.08g，10.0mmol），（s）-1-(4-氯苯基)乙胺盐酸盐（2.31g，12.0mmol），三乙胺（2.53g，25.0mmol），200ml甲苯，分离纯化得到固体1.92g，收率为45%。ms(esi-):m/z:425([m-h]-)；1hnmr(cdcl3,400mhz)δ:7.68(s,1h),7.65~7.57(m,2h),7.45~7.29(m,6h),7.15(d,j=7.3hz,1h),5.18~5.12(m,1h),3.32(s,6h),1.41(d,j=6.7hz,3h)。
实施例20：化合物zc-6的合成
合成方法如实施例15化合物zc-1，化合物b-6（2.74g，10.0mmol），（s）-1-(4-氯苯基)乙胺盐酸盐（2.31g，12.0mmol），三乙胺（2.02g，20.0mmol），150ml甲苯，分离纯化得到固体1.96g，收率为50%。ms(esi-):m/z:391([m-h]-)；1hnmr(cdcl3,400mhz)δ:7.78(s,1h),7.73~7.69(m,2h),7.61~7.53(m,2h),7.39~7.21(m,5h),7.11(d,j=7.1hz,1h),5.19~5.11(m,1h),3.36(s,6h),1.44(d,j=6.8hz,3h)。
实施例21：化合物zc-7的合成
合成方法如实施例15化合物zc-1，化合物b-7（2.88g，10.0mmol），（s）-1-(4-氯苯基)乙胺盐酸盐（2.31g，12.0mmol），三乙胺（2.53g，25.0mmol），200ml甲苯，分离纯化得到固体1.91g，收率为47%。ms(esi-):m/z:405([m-h]-)；1hnmr(cdcl3,400mhz)δ:7.72(s,1h),7.59~7.53(m,2h),7.48~7.43(m,4h),7.38~7.35(m,2h),7.11(d,j=7.0hz,1h),5.21~5.13(m,1h),3.34(s,6h),2.34(s,3h),1.45(d,j=6.9hz,3h)。
实施例22：化合物zc-8的合成
合成方法如实施例15化合物zc-1，化合物b-3（2.66g，10.0mmol），（s）-苯基乙胺盐酸盐（1.58g，10.0mmol），三乙胺（2.02g，20.0mmol），200ml甲苯，分离纯化得到固体1.72g，收率为49%。ms(esi-):m/z:349([m-h]-)；1hnmr(cdcl3,400mhz)δ:7.62(s,1h),7.59~7.53(m,2h),7.46~7.36(m,4h),7.29~7.23(m,1h),7.13(d,j=6.9hz,1h),5.21~5.13(m,1h),3.31(s,6h),2.14~2.03(m,4h),1.96~1.71(m,4h),1.46(d,j=6.9hz,3h)。
实施例23：化合物zc-9的合成
合成方法如实施例15化合物zc-1，化合物b-7（2.88g，10.0mmol），（s）-苯基乙胺盐酸盐（1.89g，12.0mmol），三乙胺（2.02g，20.0mmol），200ml甲苯，分离纯化得到固体1.71g，收率为46%。ms(esi-):m/z:371([m-h]-)；1hnmr(cdcl3,400mhz)δ:7.72(s,1h),7.59~7.53(m,2h),7.46~7.41(m,4h),7.38~7.35(m,2h),7.29~7.23(m,1h),7.11(d,j=6.8hz,1h),5.21~5.13(m,1h),3.34(s,6h),2.31(s,3h),1.42(d,j=7.3hz,3h)。
实施例24：化合物zc-10的合成
合成方法如实施例15化合物zc-1，化合物b-3（2.66g，10.0mmol），（s）-1-(2，4-二氯苯基)乙胺盐酸盐（2.72g，12.0mmol），三乙胺（2.53g，25.0mmol），200ml甲苯，分离纯化得到固体2.31g，收率为55%。ms(esi-):m/z:417([m-h]-)；1hnmr(cdcl3,400mhz)δ:7.73(s,1h),7.62(d,j=2.1hz,1h),7.41~7.32(m,2h),7.29~7.23(m,1h),7.08(d,j=6.2hz,1h),5.11~5.02(m,1h),3.31(s,6h),2.14~2.03(m,4h),1.96~1.71(m,4h),1.46(d,j=6.9hz,3h)。
实施例25：活性测试
测试了本发明的部分如式（1）结构所示中的吡唑并[3,4-d]嘧啶衍生物对磷酸二酯酶ix的抑制活性，测试结果是指抑制剂在100μm浓度时对磷酸二酯酶ix活性的百分抑制率，ic50值为抑制率达到50%时的抑制剂浓度，抑制活性高出50%时，按常规筛选出ic50值。结果如下表：
由上述结果可以看出本发明的吡唑并[3,4-d]嘧啶衍生物对磷酸二酯酶ix具有抑制作用，可以用作磷酸二酯酶ix的抑制剂，具有良好的应用前景。