本发明属于新化合物技术领域，具体涉及一种苯并咪唑衍生物及其制备方法和用途。
背景技术：
人类基因组编码了19种醛脱氢酶(aldhs)，这些酶可以将人体中内源性和外源性的醛类化合物代谢为相应的羧酸及其衍生物，来避免因醛类化合物在人体内过量堆积导致的细胞毒性和癌变。由于存在底物特异性和基因表达差异性，19种aldhs具有相似但不同的生理功能，其中aldh1a1是aldhs家族中研究最为深入和广泛的成员，其在体内的一个重要生理功能是将视黄醛氧化生成视黄酸，因此也被称为视黄醛脱氢酶(raldh1)。aldh1a1是一个高度保守的同源四聚体胞质蛋白，单体的分子量约55kda，每个单体含有三个结构域：催化结构域、辅因子(nad)结合结构域以及寡聚化结构域。aldh1a1在人体的多种器官或组织中都有表达，例如大脑、睾丸、肝脏、肾脏、肺、脂肪组织、晶状体和视网膜等。研究发现，aldh1a1在体内生物活性和代谢路径的变化与一系列疾病的发生发展有关，诸如癌症、炎症、帕金森病、肥胖和糖尿病等。
维生素a是一种人体必需的维生素，主要来源于植物中的类胡萝卜素和动物中的视黄酯，研究表明，其参与视觉调节、胚胎形成、组织分化和免疫等。维生素a类物质的生理功能被认为主要是由视黄酸介导的。视黄酸通过激活类视黄醇受体、葡萄糖-6-磷酸酶等关键酶和蛋白的表达，参与糖和脂肪代谢双向调节，在肝糖代谢中的净效应是增加糖的生成。多项研究表明，敲除aldh1a1-/-基因以及使用外源性视黄醛、aldh1a1抑制剂柠檬醛治疗后，能显著改善糖尿病大鼠和高脂饲养小鼠对胰岛素的敏感性、改善糖耐量以及降低脂肪堆积。因此靶向aldh1a1的抑制剂有望成为治疗糖尿病和肥胖的可行性策略。
技术实现要素：
发明目的：为解决上述问题，本发明提供了一种苯并咪唑衍生物及其制备方法和用途，为开发治疗相关药物提供依据。
技术方案：为达到上述发明目的，本发明技术方案如下：
通式i所示的苯并咪唑衍生物或其药学上可接受的盐：
其中，r1选自c1-c8烷基、c2-c8烯基、环烷基甲基或苄基；
所述环烷基为3-6元环烷基；
所述苄基上可任选地被一个或多个以下基团取代：卤素、c1-c4烷基、c1-c4烷氧基或cf3。
作为优选：
所述r1选自c2-c5烷基、c5烯基、环烷基甲基、未取代苄基或取代苄基，所述环烷基为3-6元环烷基，所述取代苄基为卤素、甲基、甲氧基或cf3取代的苄基。
所述r1选自乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、异戊基、异戊烯基、环丙基甲基、环丁基甲基、环戊基甲基、环己基甲基、未取代苄基或取代苄基，所述取代苄基为卤素、甲基、甲氧基或cf3取代的苄基。
最优选的，通式i所示的苯并咪唑衍生物选自以下化合物：
所述药学上可接受的盐，是指通式i化合物可与药学上可接受的酸形成酸加成盐，所述酸包括氯化氢、溴化氢、甲磺酸、乙酸、苯磺酸或对甲苯磺酸等。
本发明所述的烷基代表直链烷基或支链烷基。
所述的苯并咪唑衍生物的制备方法，包括如下步骤：
(1)化合物1与化合物r1-x在碱性条件下得到化合物2；
(2)化合物2被氧化得到化合物3；
(3)化合物3与化合物3-1经还原胺化得到化合物4；
(4)化合物4在酸性条件下脱除boc保护基，再与环丙甲酸发生缩合反应得到化合物5，即式i所示化合物；
其中，r1通权利要求1所述，x选自碘或溴。
本发明还提供了一种药物组合物，其主要由在治疗上有效量的活性组分和药学上可接受的辅料组成；所述的活性组分包括所述的苯并咪唑衍生物或其药学上可接受的盐。
本发明还提供了所述的苯并咪唑衍生物或其药学上可接受的盐、或所述的药物组合物在制备选择性视黄醛脱氢酶抑制剂中的应用。
本发明还提供了所述的苯并咪唑衍生物或其药学上可接受的盐、或所述的药物组合物在制备治疗糖尿病、肥胖或高血脂药物中的应用。
本发明所述苯并咪唑衍生物在作为选择性视黄醛脱氢酶抑制剂时，可以单独使用，也可以与其他药物配合同时使用，或者与其他药物一起制成复方制剂使用，都可以达到抑制选择性视黄醛脱氢酶的目的。
所述药学上可接受的辅料，是指制备不同剂型时加入所需的各种常规辅料，例如稀释剂、黏合剂、崩解剂、助流剂、润滑剂、矫味剂、包合材料、吸附材料等以常规的制剂方法制备成任何一种常用的口服制剂，例如可以是颗粒剂、散剂、片剂、胶囊剂、丸剂、口服液、汤剂、滴丸剂等。
有益效果：相对于现有技术，本发明公开了一类对视黄醛脱氢酶(aldh1a1)有选择性抑制作用的苯并咪唑衍生物及其可药用盐，该类化合物通过药理学实验证实，其对aldh1a1具有显著的抑制作用，尤其可以作为治疗糖尿病药物。
具体实施方式
下面通过实施例具体说明本发明的内容。
实施例1
1-乙基-2-((环丙甲酰基哌嗪-1-基)甲基)-1h-苯并咪唑(i-1)的制备
i-1的制备包括以下四个步骤：
步骤一：1-乙基-2-羟甲基-1h-苯并咪唑的制备
室温条件下，将2-羟甲基苯并咪唑(0.50g,3.37mmol)溶于10mldmf，搅拌下，加入碳酸钾(0.93g,6.75mmol)，搅拌反应20min。然后，缓慢滴加碘乙烷(0.12g,4.05mmol)，加毕，升温至60℃，搅拌反应10h。tlc监测，原料消失，停止反应，将50ml水倒入反应液中，加入乙酸乙酯(40ml×2)萃取水层，合并有机层，用饱和食盐水溶液洗涤，无水硫酸钠干燥，抽滤，减压浓缩蒸除有机溶剂，通过柱层析进行纯化(洗脱剂：石油醚/乙酸乙酯＝1:10)，得浅黄色油状物0.40g，产率68％。1hnmr(300mhz,cdcl3)δ7.65–7.60(m,1h),7.29–7.24(m,1h),7.21–7.10(m,2h),4.81(s,2h),4.21(q,j＝7.3hz,2h),1.38(t,j＝7.2hz,3h).esi-msm/z:177.2[m+h]+.
步骤二：1-乙基-1h-苯并咪唑-2-甲醛的制备
室温条件下，将1-乙基-2-羟甲基-1h-苯并咪唑(0.21g,1.20mmol)溶于10mldcm，搅拌下，缓慢加入戴斯马丁氧化剂(0.61g,1.44mmol)，加毕，继续搅拌反应2h。tlc监测，原料消失，停止反应，将30ml水倒入反应液中，加入二氯甲烷(30ml×2)萃取水层，合并有机层，用饱和食盐水溶液洗涤，无水硫酸钠干燥，抽滤，减压浓缩蒸除有机溶剂，通过柱层析进行纯化(洗脱剂：石油醚/乙酸乙酯＝10:1)，得浅黄色油状物0.18g，产率88％。1hnmr(300mhz,cdcl3)δ10.10(s,1h),7.79–7.70(m,1h),7.41–7.35(m,1h),7.27–7.20(m,2h),4.27(q,j＝7.2hz,2h),1.38(t,j＝7.2hz,3h).esi-msm/z:175.2[m+h]+.
步骤三：1-乙基-2-((叔丁氧羰基哌嗪-1-基)甲基)-1h-苯并咪唑的制备
室温条件下，将1-乙基-1h-苯并咪唑-2-甲醛(0.19g,1.10mmol)溶于10mldcm，搅拌条件下，缓慢加入冰醋酸(0.01g,0.11mmol)和1-叔丁氧羰基哌嗪(0.25g,1.33mmol)，加毕，继续反应1h后，再分批加入氰基硼氢化钠(0.14g,2.22mmol)，室温下，继续搅拌反应5h。tlc监测，原料消失，停止反应，将30ml饱和氯化铵水溶液倒入反应液中进行淬灭，分离有机层，用饱和食盐水溶液洗涤，无水硫酸钠干燥，抽滤，减压浓缩蒸除有机溶剂，通过柱层析进行纯化(洗脱剂：石油醚/乙酸乙酯＝2:1)，得浅黄色油状物0.16g，产率43％。1hnmr(300mhz,cdcl3)δ7.70–7.64(m,1h),7.33–7.29(m,1h),7.25–7.16(m,2h),4.21(q,j＝7.3hz,2h),3.75(s,2h),3.55–3.47(m,4h),2.54–2.43(m,4h),1.44(s,9h),1.35(t,j＝7.2hz,3h).esi-msm/z:345.4[m+h]+.
步骤四：1-乙基-2-((环丙甲酰基哌嗪-1-基)甲基)-1h-苯并咪唑(i-1)的制备
室温条件下，称取1-乙基-2-((叔丁氧羰基哌嗪-1-基)甲基)-1h-苯并咪唑(0.18g,0.52mmol)加入10ml3n盐酸甲醇溶液，搅拌1h。tlc监测，原料消失，停止反应，减压浓缩至干用于下一步反应。将得到的中间体(0.14g,0.52mmol)溶于10mldcm，缓慢加入三乙胺(0.07g,0.62mmol)，edci(0.20g,1.03mmol)和环丙甲酸(0.05g,0.62mmol)，室温下搅拌反应16h。tlc监测，原料消失，停止反应，将20mldcm倒入反应液中，依次用饱和碳酸氢钠水溶液，2nhcl水溶液，饱和氯化钠水溶液洗涤有机相，收集有机层，无水硫酸钠干燥，抽滤，减压浓缩蒸除有机溶剂，通过柱层析进行纯化(洗脱剂：石油醚/乙酸乙酯＝1:4)，经冷冻干燥得到白色固体73mg，产率45％。1hnmr(300mhz,cdcl3)δ7.68–7.62(m,1h),7.30–7.26(m,1h),7.23–7.12(m,2h),4.23(q,j＝7.2hz,2h),3.72(s,2h),3.59–3.49(m,4h),2.50–2.40(m,4h),1.68–1.54(m,1h),1.38(t,j＝7.2hz,3h),0.92–0.84(m,2h),0.69–0.61(m,2h).13cnmr(75mhz,cdcl3)δ172.01,150.10,142.18,135.12,122.67,121.92,119.61,109.51,55.40,53.15,53.03,45.27,41.98,38.89,15.11,10.86,7.44.hrms(esi-tof)m/zcalc’dforc18h25n4o[m+h]+313.2028,found313.2025.
实施例2
1-异丁基-2-((环丙甲酰基哌嗪-1-基)甲基)-1h-苯并咪唑(i-5)的制备
i-5的制备包括以下四个步骤：
步骤一：1-异丁基-2-羟甲基-1h-苯并咪唑的制备
室温条件下，将2-羟甲基苯并咪唑(0.50g,3.37mmol)溶于10mldmf，搅拌下，加入碳酸钾(0.93g,6.75mmol)，搅拌反应20min。然后，缓慢滴加1-碘-2-甲基丙烷(0.75g,4.05mmol)，加毕，升温至60℃，搅拌反应8h。tlc监测，原料消失，停止反应，将50ml水倒入反应液中，加入乙酸乙酯(40ml×2)萃取水层，合并有机层，用饱和食盐水溶液洗涤，无水硫酸钠干燥，抽滤，减压浓缩蒸除有机溶剂，通过柱层析进行纯化(洗脱剂：石油醚/乙酸乙酯＝1:10)，得浅黄色油状物0.47g，产率68％。1hnmr(300mhz,cdcl3)δ7.93–7.89(m,1h),7.63–7.56(m,1h),7.25–7.20(m,1h),7.18–7.12(m,1h),4.83(s,2h),3.96(d,j＝7.5hz,2h),2.29–2.15(m,1h),0.87(d,j＝6.7hz,6h).esi-msm/z:205.2[m+h]+.
步骤二：1-异丁基-1h-苯并咪唑-2-甲醛的制备
室温条件下，将1-异丁基-2-羟甲基-1h-苯并咪唑(0.25g,1.20mmol)溶于10mldcm，搅拌下，缓慢加入戴斯马丁氧化剂(0.61g,1.44mmol)，加毕，继续搅拌反应2h。tlc监测，原料消失，停止反应，将30ml水倒入反应液中，加入二氯甲烷(30ml×2)萃取水层，合并有机层，用饱和食盐水溶液洗涤，无水硫酸钠干燥，抽滤，减压浓缩蒸除有机溶剂，通过柱层析进行纯化(洗脱剂：石油醚/乙酸乙酯＝10:1)，得浅黄色油状物0.22g，产率87％。1hnmr(300mhz,cdcl3)δ10.09(s,1h),7.94–7.88(m,1h),7.56–7.50(m,1h),7.41–7.32(m,2h),4.31(d,j＝7.7hz,2h),2.31–2.17(m,1h),0.96(d,j＝6.6hz,6h).esi-msm/z:203.2[m+h]+.
步骤三：1-异丁基-2-((叔丁氧羰基哌嗪-1-基)甲基)-1h-苯并咪唑的制备
室温条件下，将1-异丁基-1h-苯并咪唑-2-甲醛(0.22g,1.10mmol)溶于10mldcm，搅拌条件下，缓慢加入冰醋酸(0.01g,0.11mmol)和1-叔丁氧羰基哌嗪(0.25g,1.33mmol)，加毕，继续反应1h后，再分批加入氰基硼氢化钠(0.14g,2.22mmol)，室温下，继续搅拌反应5h。tlc监测，原料消失，停止反应，将30ml饱和氯化铵水溶液倒入反应液中进行淬灭，分离有机层，用饱和食盐水溶液洗涤，无水硫酸钠干燥，抽滤，减压浓缩蒸除有机溶剂，通过柱层析进行纯化(洗脱剂：石油醚/乙酸乙酯＝2:1)，得浅黄色油状物0.20g，产率49％。1hnmr(300mhz,cdcl3)δ7.1–7.65(m,1h),7.34–7.29(m,1h),7.23–7.14(m,2h),4.05(d,j＝7.5hz,2h),3.76(s,2h),3.62–3.54(m,4h),2.53–2.44(m,4h),2.29–2.16(m,1h),1.44(s,9h),0.92(d,j＝6.6hz,6h).esi-msm/z:373.4[m+h]+.
步骤四：-异丁基-2-((环丙甲酰基哌嗪-1-基)甲基)-1h-苯并咪唑(i-5)的制备
室温条件下，称取1-异丁基-2-((叔丁氧羰基哌嗪-1-基)甲基)-1h-苯并咪唑(0.20g,0.52mmol)加入10ml3n盐酸甲醇溶液，搅拌1h。tlc监测，原料消失，停止反应，减压浓缩至干用于下一步反应。将得到的中间体(0.16g,0.52mmol)溶于10mldcm，缓慢加入三乙胺(0.07g,0.62mmol)，edci(0.20g,1.03mmol)和环丙甲酸(0.05g,0.62mmol)，室温下搅拌反应16h。tlc监测，原料消失，停止反应，将20mldcm倒入反应液中，依次用饱和碳酸氢钠水溶液，2nhcl水溶液，饱和氯化钠水溶液洗涤有机相，收集有机层，无水硫酸钠干燥，抽滤，减压浓缩蒸除有机溶剂，通过柱层析进行纯化(洗脱剂：石油醚/乙酸乙酯＝1:4)，经冷冻干燥得到白色固体85mg，产率48％。1hnmr(300mhz,cdcl3)δ7.69–7.62(m,1h),7.31–7.27(m,1h),7.21–7.12(m,2h),4.03(d,j＝7.5hz,2h),3.75(s,2h),3.60–3.52(m,4h),2.52–2.42(m,4h),2.33–2.17(m,1h),1.67–1.56(m,1h),0.93–0.83(m,8h),0.72–0.59(m,2h).13cnmr(75mhz,cdcl3)δ172.00,150.54,142.04,135.89,122.60,121.89,119.59,110.15,55.55,53.24,53.15,51.33,45.24,41.95,29.11,20.44,10.86,7.44.hrms(esi-tof)m/zcalc’dforc20h29n4o[m+h]+341.2341,found341.2341.
实施例3
1-(2-甲基苄基)-2-((环丙甲酰基哌嗪-1-基)甲基)-1h-苯并咪唑(i-13)的制备
i-13的制备包括以下四个步骤：
步骤一：1-(2-甲基苄基)-2-羟甲基-1h-苯并咪唑的制备
室温条件下，将2-羟甲基苯并咪唑(0.50g,3.37mmol)溶于10mldmf，搅拌下，加入碳酸钾(0.93g,6.75mmol)，搅拌反应20min。然后，缓慢滴加2-甲基苄溴(0.75g,4.05mmol)，加毕，继续搅拌反应2h。tlc监测，原料消失，停止反应，将50ml水倒入反应液中，加入乙酸乙酯(40ml×2)萃取水层，合并有机层，用饱和食盐水溶液洗涤，无水硫酸钠干燥，抽滤，减压浓缩蒸除有机溶剂，通过柱层析进行纯化(洗脱剂：石油醚/乙酸乙酯＝1:10)，得浅黄色固体0.69g，产率81％。1hnmr(300mhz,cdcl3)δ7.80–7.75(m,1h),7.33–7.27(m,2h),7.25–7.18(m,2h),7.16–7.11(m,1h),7.07–6.99(m,1h),6.51–6.46(m,1h),6.12–5.89(m,1h),5.46(s,2h),4.87(s,2h),2.46(s,3h).esi-msm/z:253.3[m+h]+.
步骤二：1-(2-甲基苄基)-1h-苯并咪唑-2-甲醛的制备
室温条件下，将1-(2-甲基苄基)-2-羟甲基-1h-苯并咪唑(0.30g,1.20mmol)溶于10mldcm，搅拌下，缓慢加入戴斯马丁氧化剂(0.61g,1.44mmol)，加毕，继续搅拌反应2h。tlc监测，原料消失，停止反应，将30ml水倒入反应液中，加入二氯甲烷(30ml×2)萃取水层，合并有机层，用饱和食盐水溶液洗涤，无水硫酸钠干燥，抽滤，减压浓缩蒸除有机溶剂，通过柱层析进行纯化(洗脱剂：石油醚/乙酸乙酯＝10:1)，得浅黄色固体0.26g，产率88％。1hnmr(300mhz,cdcl3)δ10.13(s,1h),8.03–7.95(m,1h),7.45–7.37(m,2h),7.32–7.26(m,1h),7.24–7.13(m,2h),7.03–6.96(m,1h),6.39–6.33(m,1h),5.86(s,2h),2.44(s,3h).esi-msm/z:251.2[m+h]+.
步骤三：1-(2-甲基苄基)-2-((叔丁氧羰基哌嗪-1-基)甲基)-1h-苯并咪唑的制备
室温条件下，将1-(2-甲基苄基)-1h-苯并咪唑-2-甲醛(0.28g,1.10mmol)溶于10mldcm，搅拌条件下，缓慢加入冰醋酸(0.01g,0.11mmol)和1-叔丁氧羰基哌嗪(0.25g,1.33mmol)，加毕，继续反应1h后，再分批加入氰基硼氢化钠(0.14g,2.22mmol)，室温下，继续搅拌反应5h。tlc监测，原料消失，停止反应，将30ml饱和氯化铵水溶液倒入反应液中进行淬灭，分离有机层，用饱和食盐水溶液洗涤，无水硫酸钠干燥，抽滤，减压浓缩蒸除有机溶剂，通过柱层析进行纯化(洗脱剂：石油醚/乙酸乙酯＝2:1)，得浅黄色固体0.25g，产率53％。1hnmr(300mhz,cdcl3)δ7.83–7.76(m,1h),7.31–7.12(m,5h),7.04–6.94(m,1h),6.46–6.39(m,1h),5.54–5.47(m,2h),3.75–3.68(m,2h),3.25–3.16(m,4h),2.44–2.33(m,7h),1.43(s,9h).esi-msm/z:421.5[m+h]+.
步骤四：1-(2-甲基苄基)-2-((环丙甲酰基哌嗪-1-基)甲基)-1h-苯并咪唑(i-13)的制备
室温条件下，称取1-(2-甲基苄基)-2-((叔丁氧羰基哌嗪-1-基)甲基)-1h-苯并咪唑(0.22g,0.52mmol)加入10ml3n盐酸甲醇溶液，搅拌1h。tlc监测，原料消失，停止反应，减压浓缩至干用于下一步反应。将得到的中间体(0.18g,0.52mmol)溶于10mldcm，缓慢加入三乙胺(0.07g,0.62mmol)，edci(0.20g,1.03mmol)和环丙甲酸(0.05g,0.62mmol)，室温下搅拌反应16h。tlc监测，原料消失，停止反应，将20mldcm倒入反应液中，依次用饱和碳酸氢钠水溶液，2nhcl水溶液，饱和氯化钠水溶液洗涤有机相，收集有机层，无水硫酸钠干燥，抽滤，减压浓缩蒸除有机溶剂，通过柱层析进行纯化(洗脱剂：石油醚/乙酸乙酯＝1:4)，经冷冻干燥得到白色固体99mg，产率49％。1hnmr(300mhz,cdcl3)δ7.81–7.74(m,1h),7.28–7.10(m,5h),6.96(td,j＝7.5,1.5hz,1h),6.41–6.37(m,1h),5.46(s,2h),3.72(s,2h),3.42–3.31(m,4h),2.45–2.35(m,7h),1.66–1.55(m,1h),0.96–0.86(m,2h),0.73–0.64(m,2h).13cnmr(75mhz,cdcl3)δ171.94,150.89,142.11,136.26,134.59,134.52,130.46,127.46,126.41,124.99,123.15,122.31,119.81,109.85,55.78,53.20,53.06,45.27,45.04,41.80,19.34,10.87,7.48.hrms(esi-tof)m/zcalc’dforc24h29n4o[m+h]+389.2341,found389.2338.
实施例4
1-(3-甲氧基苄基)-2-((环丙甲酰基哌嗪-1-基)甲基)-1h-苯并咪唑(i-16)的制备
i-16的制备包括以下四个步骤：
步骤一：1-(3-甲氧基苄基)-2-羟甲基-1h-苯并咪唑的制备
室温条件下，将2-羟甲基苯并咪唑(0.50g,3.37mmol)溶于10mldmf，搅拌下，加入碳酸钾(0.93g,6.75mmol)，搅拌反应20min。然后，缓慢滴加3-甲氧基苄溴(0.81g,4.05mmol)，加毕，继续搅拌反应2h。tlc监测，原料消失，停止反应，将50ml水倒入反应液中，加入乙酸乙酯(40ml×2)萃取水层，合并有机层，用饱和食盐水溶液洗涤，无水硫酸钠干燥，抽滤，减压浓缩蒸除有机溶剂，通过柱层析进行纯化(洗脱剂：石油醚/乙酸乙酯＝1:10)，得浅黄色固体0.74g，产率82％。1hnmr(300mhz,cdcl3)δ7.73–7.67(m,1h),7.24–7.15(m,4h),6.79(dd,j＝8.3,2.3hz,1h),6.69–6.63(m,2h),5.75–5.49(m,1h),5.41(s,2h),4.86(s,2h),3.71(s,3h).esi-msm/z:267.2[m+h]+.
步骤二：1-(3-甲氧基苄基)-1h-苯并咪唑-2-甲醛的制备
室温条件下，将1-(3-甲氧基苄基)-2-羟甲基-1h-苯并咪唑(0.37g,1.20mmol)溶于10mldcm，搅拌下，缓慢加入戴斯马丁氧化剂(0.61g,1.44mmol)，加毕，继续搅拌反应2h。tlc监测，原料消失，停止反应，将30ml水倒入反应液中，加入二氯甲烷(30ml×2)萃取水层，合并有机层，用饱和食盐水溶液洗涤，无水硫酸钠干燥，抽滤，减压浓缩蒸除有机溶剂，通过柱层析进行纯化(洗脱剂：石油醚/乙酸乙酯＝10:1)，得浅黄色固体0.28g，产率87％。1hnmr(300mhz,cdcl3)δ10.13(s,1h),7.96–7.91(m,1h),7.46–7.34(m,3h),7.22–7.14(m,1h),6.80–6.67(m,3h),5.79(s,2h),3.70(s,3h).esi-msm/z:267.3[m+h]+.
步骤三：1-(3-甲氧基苄基)-2-((叔丁氧羰基哌嗪-1-基)甲基)-1h-苯并咪唑的制备
室温条件下，将1-(3-甲氧基苄基)-1h-苯并咪唑-2-甲醛(0.29g,1.10mmol)溶于10mldcm，搅拌条件下，缓慢加入冰醋酸(0.01g,0.11mmol)和1-叔丁氧羰基哌嗪(0.25g,1.33mmol)，加毕，继续反应1h后，再分批加入氰基硼氢化钠(0.14g,2.22mmol)，室温下，继续搅拌反应5h。tlc监测，原料消失，停止反应，将30ml饱和氯化铵水溶液倒入反应液中进行淬灭，分离有机层，用饱和食盐水溶液洗涤，无水硫酸钠干燥，抽滤，减压浓缩蒸除有机溶剂，通过柱层析进行纯化(洗脱剂：石油醚/乙酸乙酯＝2:1)，得浅黄色固体0.24g，产率54％。1hnmr(300mhz,cdcl3)δ7.75–7.70(m,1h),7.25–7.16(m,4h),6.80–6.76(m,1h),6.63–6.58(m,2h),5.51(s,2h),3.70(s,3h),3.33–3.25(m,4h),2.46–2.37(m,4h),1.42(s,9h).esi-msm/z:437.3[m+h]+.
步骤四:1-(3-甲氧基苄基)-2-((环丙甲酰基哌嗪-1-基)甲基)-1h-苯并咪唑(i-16)的制备
室温条件下，称取1-(3-甲氧基苄基)-2-((叔丁氧羰基哌嗪-1-基)甲基)-1h-苯并咪唑(0.23g,0.52mmol)加入10ml3n盐酸甲醇溶液，搅拌1h。tlc监测，原料消失，停止反应，减压浓缩至干用于下一步反应。将得到的中间体(0.20g,0.52mmol)溶于10mldcm，缓慢加入三乙胺(0.07g,0.62mmol)，edci(0.20g,1.03mmol)和环丙甲酸(0.05g,0.62mmol)，室温下搅拌反应16h。tlc监测，原料消失，停止反应，将20mldcm倒入反应液中，依次用饱和碳酸氢钠水溶液，2nhcl水溶液，饱和氯化钠水溶液洗涤有机相，收集有机层，无水硫酸钠干燥，抽滤，减压浓缩蒸除有机溶剂，通过柱层析进行纯化(洗脱剂：石油醚/乙酸乙酯＝1:4)，经冷冻干燥得到白色固体104mg，产率49％。1hnmr(300mhz,cdcl3)δ7.78–7.73(m,1h),7.25–7.15(m,4h),6.80–6.75(m,1h),6.64–6.59(m,2h),5.51(s,2h),3.76(s,2h),3.70(s,3h),3.53–3.47(m,4h),2.51–2.42(m,4h),1.70–1.60(m,1h),0.97–0.90(m,2h),0.75–0.67(m,2h).13cnmr(75mhz,cdcl3)δ171.96,160.03,150.70,142.14,138.10,136.09,129.99,123.12,122.28,119.80,118.48,112.60,112.39,109.86,55.68,55.23,53.25,53.08,47.28,45.14,41.88,10.89,7.47.hrms(esi-tof)m/zcalc’dforc24h29n4o2[m+h]+405.2291,found405.2285.
实施例5
1-(2-(三氟甲基)苄基)-2-((环丙甲酰基哌嗪-1-基)甲基)-1h-苯并咪唑(i-23)的制备
i-23的制备包括以下四个步骤：
步骤一：1-(2-(三氟甲基)苄基)-2-羟甲基-1h-苯并咪唑的制备
室温条件下，将2-羟甲基苯并咪唑(0.50g,3.37mmol)溶于10mldmf，搅拌下，加入碳酸钾(0.93g,6.75mmol)，搅拌反应20min。然后，缓慢滴加2-(三氟甲基)苄溴(0.97g,4.05mmol)，加毕，继续搅拌反应2h。tlc监测，原料消失，停止反应，将50ml水倒入反应液中，加入乙酸乙酯(40ml×2)萃取水层，合并有机层，用饱和食盐水溶液洗涤，无水硫酸钠干燥，抽滤，减压浓缩蒸除有机溶剂，通过柱层析进行纯化(洗脱剂：石油醚/乙酸乙酯＝1:10)，得浅黄色固体0.84g，产率80％。1hnmr(300mhz,cdcl3)δ7.73–7.67(m,1h),7.24–7.15(m,4h),6.79(dd,j＝8.3,2.3hz,1h),6.69–6.63(m,2h),5.75–5.49(m,1h),5.41(s,2h),4.86(s,2h),3.71(s,3h).esi-msm/z:267.2[m+h]+.
步骤二：1-(2-(三氟甲基)苄基)-1h-苯并咪唑-2-甲醛的制备
室温条件下，将1-(2-(三氟甲基)苄基)-2-羟甲基-1h-苯并咪唑(0.37g,1.20mmol)溶于10mldcm，搅拌下，缓慢加入戴斯马丁氧化剂(0.61g,1.44mmol)，加毕，继续搅拌反应2h。tlc监测，原料消失，停止反应，将30ml水倒入反应液中，加入二氯甲烷(30ml×2)萃取水层，合并有机层，用饱和食盐水溶液洗涤，无水硫酸钠干燥，抽滤，减压浓缩蒸除有机溶剂，通过柱层析进行纯化(洗脱剂：石油醚/乙酸乙酯＝10:1)，得浅黄色固体0.31g，产率85％。1hnmr(300mhz,cdcl3)δ10.15(s,1h),8.03–7.96(m,1h),7.79–7.72(m,1h),7.47–7.24(m,5h),6.44–6.37(m,1h),6.09(s,2h).esi-msm/z:305.2[m+h]+.
步骤三：1-(2-(三氟甲基)苄基)-2-((叔丁氧羰基哌嗪-1-基)甲基)-1h-苯并咪唑的制备
室温条件下，将1-(2-(三氟甲基)苄基)-1h-苯并咪唑-2-甲醛(0.33g,1.10mmol)溶于10mldcm，搅拌条件下，缓慢加入冰醋酸(0.01g,0.11mmol)和1-叔丁氧羰基哌嗪(0.25g,1.33mmol)，加毕，继续反应1h后，再分批加入氰基硼氢化钠(0.14g,2.22mmol)，室温下，继续搅拌反应5h。tlc监测，原料消失，停止反应，将30ml饱和氯化铵水溶液倒入反应液中进行淬灭，分离有机层，用饱和食盐水溶液洗涤，无水硫酸钠干燥，抽滤，减压浓缩蒸除有机溶剂，通过柱层析进行纯化(洗脱剂：石油醚/乙酸乙酯＝2:1)，得浅黄色固体0.27g，产率52％。1hnmr(300mhz,cdcl3)δ7.82–7.70(m,2h),7.38–7.27(m,3h),7.25–7.16(m,2h),6.50–6.44(m,1h),5.76(s,2h),3.73(s,2h),3.13–3.03(m,4h),2.39–2.30(m,4h),1.40(s,9h).esi-msm/z:475.5[m+h]+.
步骤四:1-(2-(三氟甲基)苄基)-2-((环丙甲酰基哌嗪-1-基)甲基)-1h-苯并咪唑(i-23)的制备
室温条件下，称取1-(2-(三氟甲基)苄基)-2-((叔丁氧羰基哌嗪-1-基)甲基)-1h-苯并咪唑(0.25g,0.52mmol)加入10ml3n盐酸甲醇溶液，搅拌1h。tlc监测，原料消失，停止反应，减压浓缩至干用于下一步反应。将得到的中间体(0.22g,0.52mmol)溶于10mldcm，缓慢加入三乙胺(0.07g,0.62mmol)，edci(0.20g,1.03mmol)和环丙甲酸(0.05g,0.62mmol)，室温下搅拌反应16h。tlc监测，原料消失，停止反应，将20mldcm倒入反应液中，依次用饱和碳酸氢钠水溶液，2nhcl水溶液，饱和氯化钠水溶液洗涤有机相，收集有机层，无水硫酸钠干燥，抽滤，减压浓缩蒸除有机溶剂，通过柱层析进行纯化(洗脱剂：石油醚/乙酸乙酯＝1:4)，经冷冻干燥得到白色固体109mg，产率47％。1hnmr(300mhz,cdcl3)δ7.82–7.71(m,2h),7.39–7.27(m,4h),7.24–7.18(m,1h),6.52–6.46(m,1h),5.76(s,2h),3.75(s,2h),3.37–3.23(m,4h),2.46–2.33(m,4h),1.67–1.55(m,1h),0.95–0.88(m,2h),0.74–0.64(m,2h).13cnmr(75mhz,cdcl3)δ171.87,150.93,142.13,136.16,135.46,132.45,127.54,126.95,126.32,126.16,124.76,123.50,122.64,120.05,109.51,55.66,53.22,52.78,44.98,43.91,41.63,10.82,7.44.hrms(esi-tof)m/zcalc’dforc24h26f3n4o[m+h]+443.2059,found443.2063.
如实施例1-5中的方法类似地制备下列化合物：
实验例：
(一)所述苯并咪唑类化合物对aldhs的抑制活性测试
实验方法：
首先将待测化合物(30μl)与aldhs(30μl)和nad+/nadp+(15μl)混合，25℃下避光预温孵15分钟，接着加入底物丙醛或者苯甲醛(15μl)继续温孵，15分钟后使用酶标仪读取波长为340nm时的吸光度，由此确定nadh/nadph的生成量。设立以下四组(以aldh1a1测试为例)：阳性对照(待测化合物溶液+aldh1a1酶溶液+nad++丙醛，读数为a)；阴性对照(缓冲液+aldh1a1酶溶液+nad++丙醛，读数为b)；空白对照1(缓冲液+缓冲液+nad++丙醛，读数为c)；空白对照2(待测化合物溶液+缓冲液+nad++丙醛，读数为d)。每组设3个复孔，处理方法一致，抑制率的计算按照以下公式进行：
抑制率(％)＝[(b-c)-(a-d)]/(b-c)*100％
缓冲体系中总体积为90μl，各物质的浓度为20mmtris，120mmnacl，1mmdtt，ph为7.5。待测化合物对aldh1a1、aldh1a2、aldh1a3和aldh2的抑制活性测试实验中具体包括纯酶(150nm)、nad+(500μm)和丙醛(400μm)。待测化合物对aldh1a3的抑制活性测试实验中具体包括纯酶(20nm)、nadp+(300μm)和苯甲醛(300μm)。
表1各化合物对aldh1a1的抑制活性测试结果
表1中的25个化合物均表现出了对aldh1a1较好的抑制活性，其中活性最好的化合物为i-23，ic50值0.17μm。aldh1a1同工酶抑制能力测试结果显示，该系列化合物在10μm浓度下对aldh1a2、aldh1a3、aldh2及aldh3a1基本没有抑制能力，表现出对aldh1a1高度选择性抑制。
(二)受试化合物改善hepg2细胞糖利用测试
实验方法：
将hepg2细胞株培养于dmem培养基中(含10％胎牛血清、1％非必需氨基酸、100u/ml青霉素、100μg/ml链霉素、2mml-谷氨酰胺和3.7g/lnahco3)，实验前将hepg2细胞接种至24孔板，接种密度为2.5×105个细胞/孔，置于37℃、5％co2细胞培养箱中培养。当细胞板中的细胞长满至70％时，将hepg2细胞与含有不同浓度待测化合物(1and10μm)的培养基培养24h。收集hepg2细胞测定葡萄糖消耗量，用bsa蛋白检测试剂盒检测细胞蛋白浓度。
测试结果显示，受试化合物均可以改善hepg2细胞糖利用情况，其中i-17、i-20、i-23效果最明显，有望在动物体内产生理想的降血糖效果。
(三)受试化合物i-23在整体动物水平降血糖作用的药理实验测试
实验方法：
雄性清洁级sd小鼠，体重20±5g，实验期间环境温度为22-24℃，湿度为52％-58％，采用高脂饲料喂饲1个月，测定禁食5h血糖，血糖≥8mmol/l者视为高血糖模型成功动物。选高血糖模型成功动物30只，按血糖水平随机分为1个模型对照组和2个模型给药组，模型对照组和给药组动物继续给予高脂饲料喂养。各给药组分别灌胃给予受试化合物i-23(5、10mg/kg)，正常小鼠和模型对照小鼠给药空白溶媒，每天给药1次，30天后，于最后一次给药6h后测空腹血糖值，比较各组动物血糖值及血糖下降百分率。血糖下降百分率＝(给药实验前血糖值-给药试验后血糖值)/给药实验前血糖值×100％。
表2受试化合物i-23对高血糖模型小鼠空腹血糖的影响
表2中数据是10只小鼠空腹血糖的平均值±标准差，用one-wayanova进行方差分析，从表中可以看出受试化合物i-23能显著降低高血糖小鼠空腹血糖，显著提高给药前后血糖下降百分率(p<0.05)。
通过上述药理试验可以看出，所述苯并咪唑类化合物具有选择性抑制aldh1a1d的活性，具有开发成治疗糖尿病药物的应用前景。