血管紧张素转化酶2抑制剂及应用、抗冠状病毒感染药物的制作方法

1.本发明属于生物医药技术领域，具体涉及一种血管紧张素转化酶2抑制剂及其应用、抗冠状病毒感染药物。


背景技术：

2.血管紧张素转化酶2（ace2）是一种膜结合糖蛋白，是冠状病毒与膜结合的主要受体，参与病毒和宿主细胞特异性结合及进入过程。冠状病毒的s蛋白与ace2的相互作用是其识别并侵入宿主细胞的起始，阻断ace2与s蛋白的特异性结合过程，能够有效预防冠状病毒入侵，可应用于冠状病毒的预防和治疗。
3.目前报道了多种用于阻断s蛋白识别ace2而抑制冠状病毒入侵宿主细胞的方法：1）利用小分子化合物靶向ace2活性口袋，使ace2蛋白处在不被s蛋白识别的闭合构象；2）利用多肽或者小分子类化合物靶向s蛋白与ace2的蛋白-蛋白相互作用界面；3）利用小分子化合物抑制ace2的基因的转录或者翻译；4）利用可溶性重组人ace2蛋白竞争s蛋白与宿主细胞表面ace2的相互作用。
4.然而，上述列举的几种方法尚且处在临床前研究阶段。蛋白和多肽类生物制品的使用受到多方面的限制，比如免疫原性、口服生物利用度差。此外，已开发的小分子化合物抑制剂存在活性和药代动力学性质不佳等缺陷，限制了其在体内的使用。因此，研发出一种新型的ace2抑制剂或者蛋白-蛋白相互阻断剂对制备治疗和/或预防冠状病毒感染药物具有重要意义。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种血管紧张素转化酶2抑制剂，以应用于制备血管紧张素转化酶2抑制药物，尤其是应用于制备一种抗冠状病毒感染药物。
6.为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：一种血管紧张素转化酶2抑制剂，其化学结构如通式（ⅰ）所示：（ⅰ）；其中，r1选自氢、卤素、氨基、胺基、羟基、氰基、烷基、环烷基、烷氧基中的一种；r2选自氢、卤素、氨基、胺基、羟基、氰基、烷基、环烷基、烷氧基、苯基、苯基胺基、烷基苯基胺基中的一种；x选自n、o、s中的一种；y选自烷基或酰氨基。
7.优选地，所述烷基、所述环烷基和所述烷氧基的碳原子个数为1-5。
8.优选地，所述y选为碳原子个数为1-3的烷基；和/或所述x选为s；和/或所述r1选为卤素；和/或所述r2选为烷基苯基胺基。
9.进一步优选地，所述血管紧张素转化酶2抑制剂为如下化合物ⅰ1
和/或化合物ⅰ2
：（ⅰ1
），（ⅰ2
）。
10.本发明还提供了上述血管紧张素转化酶2抑制剂在制备血管紧张素转化酶2抑制药物中的应用。
11.优选地，所述血管紧张素转化酶2抑制药物为抗冠状病毒感染药物。
12.本发明还提供了一种抗冠状病毒感染药物，包括有效剂量的活性分子，所述活性分子为上述血管紧张素转化酶2抑制剂。
13.优选地，所述冠状病毒感染药物还包括药学上可接受的辅料。
14.本发明提供的上述血管紧张素转化酶2抑制剂，其具有如通式（ⅰ）所示的化学结构，其中，r1和r2为苯环上的取代基，可选为氢、卤素、氨基、胺基、羟基、氰基、烷基、环烷基、烷氧基等，x选为n、o、s等杂原子，y选为烷基或酰氨基，经检测，上述血管紧张素转化酶2抑制剂，具有ace2抑制活性，可作为一种新型的血管紧张素转化酶2抑制剂，具有应用于制备血管紧张素转化酶2抑制药物的潜力。此外，冠状病毒的s蛋白与ace2的相互作用是其识别并侵入宿主细胞的起始，通过抑制ace2活性，可阻断ace2与s蛋白的特异性结合过程，从而达到预防冠状病毒入侵的目的，因而，本发明提供的上述血管紧张素转化酶2抑制剂还可应用于制备抗冠状病毒感染药物，用于冠状病毒的预防和治疗。
附图说明
15.图1为本发明实施例1制备的化合物ⅰ1
的核磁共振氢谱，图中横坐标为位移，单位为ppm；图2是本发明实施例2制备的化合物ⅰ2
的核磁共振氢谱，图中横坐标为位移，单位为ppm；图3是mln4760、化合物ⅰ1
和ⅰ2
的抑制ace2活性的量-效关系图，图中纵坐标为ace2抑制率，横坐标为浓度（μmol/l）的对数。
具体实施方式
16.在本发明的描述中，所涉及的化合物及其衍生物均是按照iupac（国际纯粹与应用化学联合会）或cas（化学文摘服务社，位于俄亥俄州哥伦布市）命名系统命名的，具体涉及到的化合物基团作如下阐述与说明：“烷基”指的是一类仅含有碳、氢两种原子的饱和链状烃基，具有直链碳链和/或支
链碳链，包括但不限于甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、戊基、异戊基、己基等。本发明中，烷基的碳原子个数优选为1-10，在一些具体的实施方式中，烷基的碳原子个数为1、2、3、4、5、6、7、8、9或10。
[0017]“环烷基”指的是一类分子中含有单环、联环、稠环、螺环和桥环等环状结构的饱和烃基，包括但不限于环丙基、环丁基、环戊基、环己基等。本发明中，环烷基的碳原子个数优选为3-10，在一些具体的实施方式中，环烷基的碳原子个数为3、4、5、6、7、8、9或10。
[0018]“烷氧基”指的是一类与氧原子直接键合的烷基，包括但不限于如甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、异丁氧基、叔丁氧基等。本发明中，烷氧基的碳原子个数优选为1-10，在一些具体的实施方式中，所述烷氧基的碳原子个数为1、2、3、4、5、6、7、8、9或10。
[0019]“苯基”指的是一类以苯环为官能团的基团，例如c6h
5-，该苯基可为取代苯或非取代苯。
[0020]“苯基胺基”指的是一类与苯基以c-n键相连的基团，例如c6h
5-nh-、c6h
5-n(ch3)-等。
[0021]“烷基苯基胺基”指的是一类苯基被烷基取代的苯基胺基。
[0022]“酰胺基”指的是一类含有酰胺键的基团。
[0023]“卤素”指的是元素周期表中viia族元素，包括氯（cl）、溴（br）、碘（i）等元素。
[0024]“氨基”指的是nh
2-。
[0025]“胺基”指的是氢原子被取代的氨基。
[0026]“羟基”指的是一类仅由o、h组成的基团，表示为-oh。
[0027]“氰基”指的是一类仅由c、n组成的基团，表示为-cn。
[0028]
为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0029]
一种血管紧张素转化酶2抑制剂，其化学结构如通式（ⅰ）所示：（ⅰ）；其中，r1选自氢、卤素、氨基、胺基、羟基、氰基、烷基、环烷基、烷氧基中的一种；r2选自氢、卤素、氨基、胺基、羟基、氰基、烷基、环烷基、烷氧基、苯基、苯基胺基、烷基苯基胺基中的一种；x选自n、o、s中的一种；y选自烷基或酰氨基。
[0030]
在本发明实施例中，r1和r2为苯环上的取代基，可选为氢、卤素、氨基、胺基、羟基、氰基、烷基、环烷基、烷氧基等，其中，烷基、环烷基和烷氧基的碳原子个数为1-5，优选为1-3，一些实施例中，当r1和r2选为烷基、环烷基、烷氧基中的任一种时，烷基选为甲基、乙基等，环烷基选为环丙基，烷氧基选为甲氧基。x选为n、o、s等杂原子中的一种，使得本发明实施例提供的血管紧张素转化酶2抑制剂含有苯并芳杂环结构，一些实施例中，x选为s。y作为苯基
与氨基酸特征基团（-nh(cooh)(nh-)）之间的连接基团，选为烷基或酰氨基，一些实施例中，y选自烷基或酰氨基。
[0031]
本技术实施例的血管紧张素转化酶2抑制剂所指的具体化合物包括多种，一些实施例中，y选为碳原子个数为1-3的烷基，x选为s，r1选为卤素，r2选为烷基苯基胺基。
[0032]
经检测，当血管紧张素转化酶2抑制剂为如下化合物ⅰ1
和/或化合物ⅰ2
时，其表现出良好的ace2抑制活性。在本技术人研发团队前期进行的体外生化水平活性测试试验中，采用ace2 inhibitor screening assay kit测试条件进行测试，发现化合物ⅰ1
和化合物ⅰ2
在生化水平抑制ace2活性的ic
50
值为别为》100μm和92μm，显示出一定的用于制备血管紧张素转化酶2抑制药物的应用前景。
[0033]
（ⅰ1
）（ⅰ2
）由于冠状病毒的s蛋白与ace2的相互作用是其识别并侵入宿主细胞的起始，通过抑制ace2活性，可阻断ace2与s蛋白的特异性结合过程，从而达到预防冠状病毒入侵的目的，本发明实施例提供的上述血管紧张素转化酶2抑制剂还可应用于制备抗冠状病毒感染药物，用于冠状病毒的预防和治疗。
[0034]
本发明实施例所提供的上述血管紧张素转化酶2抑制剂可通过采用多肽固相合成法进行合成获得，其具体合成路线可根据实际合成的目标化合物结构进行灵活调整。
[0035]
一些实施例中，血管紧张素转化酶2抑制剂的制备方法包括：s01、提供固相载体、氨基酸底物ⅰ以及缩合剂，氨基酸底物ⅰ的氨基端连接有氨基保护基，将固相载体和氨基酸底物ⅰ溶解在反应溶剂中，加入缩合剂，然后惰性气体环境下进行反应，使得氨基酸底物ⅰ通过羧基端连接固定在固相载体上，得到第一树脂；s02、脱去第一树脂上的氨基保护基团，得到第二树脂；s03、以第二树脂上的脱去氨基保护基的氨基酸底物ⅰ为合成起点，参考步骤s01和步骤s02的操作重复缩合成肽、洗涤、脱保护、洗涤的步骤，在第二树脂上依次连接上氨基酸底物ⅱ和氨基酸底物ⅲ。
[0036]
其中，步骤s01中，固相载体主要为高分子树脂，一实施例中，固相载体选为2-ctc树脂。氨基酸底物ⅰ作为多肽的合成起点，其具体参考所要合成的目标产物，氨基酸底物ⅰ的氨基端连接有氨基保护基，以使得氨基酸底物ⅰ通过羧基连接固定于固相载体上，一实施例中，氨基酸底物ⅰ为fmoc-l-4-氟苯丙氨酸。缩合剂用于促进羧基与胺基反应形成酰胺键，一实施例中，缩合剂选为n,n-二异丙基乙胺或o-苯并三氮唑-四甲基脲六氟磷酸盐。
[0037]
基于上述技术方案，本发明实施例还提供了一种抗冠状病毒感染药物，包括有效剂量的活性分子，活性分子为上述血管紧张素转化酶2抑制剂。
[0038]
此外，冠状病毒感染药物还包括药学上可接受的辅料。其中，药学上可接受的辅料包括但不限于药学上可接受的载体、溶剂、赋形剂、缓冲剂、稳定剂等。一些实施例中，载体选自糖类、淀粉、纤维素及其衍生物、西黄耆胶粉、麦芽糖、明胶和滑石中的至少一种。一些
实施例中，赋形剂选自可可脂、栓剂蜡、油类、二醇类、酯类、琼脂中的至少一种。一些实施例中，缓冲剂选自氢氧化镁、氢氧化铝、海藻酸、无致热原水、等渗盐水、林格氏溶液、乙醇和磷酸盐缓冲溶液中的至少一种。
[0039]
综上，本发明实施例所提供的上述血管紧张素转化酶2抑制剂具有ace2抑制活性，可应用于制备血管紧张素转化酶2抑制药物，尤其是抗冠状病毒感染药物，有助于缓解抗疫形势，意义重大。
[0040]
为使本发明上述实施细节和操作能清楚地被本领域技术人员理解，以及本发明实施例血管紧张素转化酶2抑制剂及其应用、抗冠状病毒感染药物的进步性能显著地体现，以下通过实施例对本发明的实施进行举例说明。
[0041]
以下实施例中，can为乙腈，dcm为二氯甲烷，diea为n,n-二异丙基乙胺，dmf为n,n-二甲基甲酰胺，hbtu为o-苯并三氮唑-四甲基脲六氟磷酸盐，tfa为三氟乙酸，fmoc为9-芴基甲氧基氨基保护基。
[0042]
实施例1本实施例合成了化合物ⅰ1
：，具体包括以下步骤：s11、将2-ctc树脂（0.10 mmol, 1.00 eq, sub 1.10 mmol/g）和fmoc-l-4-氟苯丙氨酸（60.7 mg, 0.15 mmol, 1.50 eq）溶于3 ml dcm，滴加diea (51.6 mg, 0.40 mmol, 0.066 ml, 4.00 eq)，在氮气保护下室温回流2 h，加入0.5 ml甲醇，30 min后过滤反应体系得到第一树脂，该第一树脂中，fmoc-l-4-氟苯丙氨酸通过羧基端连接固定在2-ctc树脂上；s12、将第一树脂溶于含有20%哌啶的dmf溶液（100 ml）中，氮气保护下搅拌5 min，dmf(80 ml)洗涤树脂，过滤得到第二树脂；相对于第一树脂，该第二树脂上的l-4-氟苯丙氨酸部分脱去了保护基团fmoc；s13、将hbtu（108 mg, 0.285 mmol, 2.85 eq）和fmoc-l-3-(3-苯并噻吩基)丙氨酸（132 mg, 0.30 mmol, 3.00 eq）溶于3 ml dmf中，加入diea （77.5 mg, 0.60 mmol, 0.099 ml, 6.00 eq）和上一步获得的第二树脂，氮气保护下室温反应5 min后使用dmf（80 ml）洗涤树脂，得到第三树脂；该第三树脂中，fmoc-l-3-(3-苯并噻吩基)丙氨酸通过其羧基端与l-4-氟苯丙氨酸的氨基端形成酰胺键而连接固定在第二树脂上；s14、脱保护：将树脂溶于含20%哌啶的dmf溶液（100 ml)中，氮气保护下搅拌5 min，dmf（80 ml）洗涤树脂，过滤得到第四树脂；相对于第三树脂，该第四树脂上的l-3-(3-苯并噻吩基)丙氨酸部分脱去了保护基团fmoc；s15、将步骤s13中的fmoc-l-3-(3-苯并噻吩基)丙氨酸替换为甲芬那酸 (3.00 eq)，重复步骤s13，之后重复步骤s14，使得甲芬那酸通过其羧基端与l-3-(3-苯并噻吩基)丙氨酸的氨基端形成酰胺键而连接固定在第四树脂上，得到第五树脂；s16、用dmf洗涤树脂（100 ml），随后用甲醇洗涤树脂（60 ml），真空干燥树脂。将树
脂（100 mg）溶于含1% tfa的dcm（30 ml）中，室温反应5 min以进行多肽切割，过滤、浓缩获得粗品。使用制备型高效液相色谱纯化粗品（流动相a：0.075% tfa in h2o，流动相b: acn），获得15.3 mg化合物ⅰ1
（性状：白色固体；产率：12.5%；纯度：96.8%）。
[0043]
对化合物ⅰ1
进行结构表征，部分数据如下：1h nmr (400 mhz, dmso-d6): δ 9.31 (s, 1h), 8.64 (d, j = 8.3 hz, 1h), 8.48 (d, j = 7.9 hz, 1h), 7.99 (d, j = 7.9 hz, 1h), 7.93 (d, j = 7.9 hz, 1h), 7.59 (dd, j = 8.0, 1.6 hz, 1h), 7.53 (s, 1h), 7.43 (t, j = 7.5 hz, 1h), 7.37 (t, j = 7.5 hz, 1h), 7.32
ꢀ–ꢀ
7.19 (m, 3h), 7.05 (d, j = 4.5 hz, 2h), 7.02
ꢀ–ꢀ
6.89 (m, 3h), 6.79 (d, j = 8.4 hz, 1h), 6.70 (t, j = 7.5 hz, 1h), 4.91 (q, j = 7.7 hz, 1h), 4.51 (td, j = 8.4, 5.0 hz, 1h), 3.28 (d, j = 7.4 hz, 2h), 3.11 (dd, j = 14.0, 5.0 hz, 1h), 2.97 (dd, j = 14.0, 8.8 hz, 1h), 2.26 (s, 3h), 2.01 (s, 3h)；其中，化合物ⅰ1
的氢谱如图1所示。
[0044]
esi calcd. for c
35h33
fn3o4s [m+h]
+
: 610.2; found: 610.1。
[0045]
实施例2本实施例合成了化合物ⅰ2
：，具体包括以下步骤：s21、将2-ctc树脂（0.10 mmol, 1.00 eq, sub 1.10 mmol/g）和fmoc-d-苯丁氨酸（60.7 mg, 0.15 mmol, 1.50 eq）溶于3 ml dcm中，滴加diea (51.6 mg, 0.40 mmol, 0.066 ml, 4.00 eq)，在氮气保护下室温回流2 h，加入0.5 ml甲醇，30 min后过滤反应体系得到第一树脂，该第一树脂中，fmoc-d-苯丁氨酸通过羧基端连接固定在2-ctc树脂上；s22、将第一树脂溶于含有20%哌啶的dmf溶液（100 ml）中，氮气保护下搅拌5 min，dmf（80 ml）洗涤树脂，过滤得到第二树脂；相对于第一树脂，该第二树脂上的d-苯丁氨酸部分脱去了保护基团fmoc；s23、将hbtu（108 mg, 0.285 mmol, 2.85 eq）和fmoc-l-3-(3-苯并噻吩基)丙氨酸（132 mg, 0.30 mmol, 3.00 eq）溶于3 ml dmf中，加入diea （77.5 mg, 0.60 mmol, 0.099 ml, 6.00 eq）和上一步获得的第二树脂，氮气保护下室温反应5 min后使用dmf（80 ml）洗涤树脂，得到第三树脂；该第三树脂中，fmoc-l-3-(3-苯并噻吩基)丙氨酸通过其羧基端与d-苯丁氨酸的氨基端形成酰胺键而连接固定在第二树脂上；s24、脱保护：将树脂溶于含20%哌啶的dmf溶液（100 ml)中，氮气保护下搅拌5 min，dmf（80 ml）洗涤树脂，过滤得到第四树脂；相对于第三树脂，该第四树脂上的l-3-(3-苯并噻吩基)丙氨酸部分脱去了保护基团fmoc；s25、将步骤s13中的fmoc-l-3-(3-苯并噻吩基)丙氨酸替换为甲芬那酸 (3.00 eq)，重复步骤s13，之后重复步骤s14，使得甲芬那酸通过其羧基端与l-3-(3-苯并噻吩基)丙氨酸的氨基端形成酰胺键而连接固定在第四树脂上，得到第五树脂；s26、用dmf洗涤树脂（100 ml），随后用甲醇洗涤树脂（60 ml），真空干燥树脂。将树
脂（100 mg）溶于含1% tfa的dcm（30 ml）中，室温反应5 min以进行多肽切割，过滤、浓缩获得粗品。使用制备型高效液相色谱纯化粗品（流动相a：0.075% tfa in h2o，流动相b: acn），获得30 mg化合物ⅰ2
（性状：白色固体；产率：33%；纯度：98.4%）。
[0046]
对化合物ⅰ2
进行结构表征，部分数据如下：1h nmr (400 mhz, dmso-d6): δ 9.33 (s, 1h), 8.82 (d, j = 8.1 hz, 1h), 8.46 (d, j = 7.6 hz, 1h), 8.06
ꢀ–ꢀ
8.00 (m, 1h), 7.94 (dd, j = 7.6, 1.2 hz, 1h), 7.68
ꢀ–ꢀ
7.58 (m, 2h), 7.44 (ddd, j = 8.1, 7.1, 1.2 hz, 1h), 7.37 (td, j = 7.6, 7.1, 1.2 hz, 1h), 7.23 (ddd, j = 8.6, 7.2, 1.5 hz, 1h), 7.13 (qd, j = 6.9, 2.4 hz, 5h), 7.06
ꢀ–ꢀ
7.01 (m, 2h), 6.90 (t, j = 4.4 hz, 1h), 6.79 (dd, j = 8.4, 1.1 hz, 1h), 6.74
ꢀ–ꢀ
6.67 (m, 1h), 4.93 (td, j = 8.5, 5.8 hz, 1h), 4.19 (td, j = 8.1, 4.5 hz, 1h), 3.43
ꢀ–ꢀ
3.35 (m, 2h), 2.63 (t, j = 7.9 hz, 2h), 2.21 (s, 3h), 2.06 (qd, j = 8.5, 3.9 hz, 1h), 1.97 (s, 4h)；其中，化合物ⅰ2
的氢谱如图2所示。
[0047]
esi calcd.for c
36h36
n3o4s [m+h]
+
: 605.2; found: 605.8。测试例以化合物mln4760为阳性对照药，根据厂家试剂盒说明书（ace2 inhibitor screening assay kit，bps，catalog #79923）测试条件操作，biotek synergy h1采集数据，prism graphpad 7.0计算剂量曲线，得到了化合物ⅰ1
和化合物ⅰ2
抑制ace2肽酶活性的ic
50
值，图3为检测结果。如结果所示，化合物ⅰ1
和化合物ⅰ2
在生化水平抑制ace2活性的ic
50
值分别为》100μm和92μm，mln4760的ic
50
值为4.3 μm，表明化合物ⅰ1
和化合物ⅰ2
具有一定的ace2抑制活性。
[0048]
（mln4760）以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。