4,4-二甲基石胆酸-2,3-骈n-芳基吡唑衍生物及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于医药技术领域，具体涉及一种4,4_二甲基石胆酸-2, 3-骈N-芳基吡 唑衍生物及其制备方法和应用、以及其作为蛋白酪氨酸磷酸酯酶IB(简称PTP1B)抑制剂用 于制备治疗糖尿病和肥胖症药物中的应用。
【背景技术】
[0002] 糖尿病和肥胖症是严重危害人们身体健康的内分泌紊乱性代谢类疾病，常伴随着 胰岛素敏感组织中的胰岛素敏感性降低即胰岛素抵抗，从而引起肌肉、肝脏、脂肪组织中的 糖脂代谢平衡失调。人体内无法产生胰岛素被称为I型糖尿病，体内可以产生胰岛素但无 法有效利用被称为π型糖尿病，又称膜岛素抵抗。
[0003] 近年来对II型糖尿病发病机理的研究发现了很多新的药物靶点，其中蛋白酪氨 酸磷酸酯酶IB(简称PTP1B)在人体糖代谢中有非常重要的作用。PTPlB是PTPs酶家族 中的一种，人类PTP家族非常庞大，有100多位成员，在信号转导途径及人类健康和疾病的 发生、发展中起着关键作用。胰岛素信号通路中一个重要的调控机制是对胰岛素受体、胰 岛素受体底物以及其它下游分子的蛋白质酪氨酸磷酸化进行可逆调节。蛋白酪氨酸磷酸 化是一种重要的调节信号转导的翻译后修饰方式，在体内酪氨酸的磷酸化是可逆的动态过 程，其磷酸化和去磷酸化分别由蛋白酪氨酸激酶（protein tyrosine kinases, PTKs)和蛋 白酪氨酸憐酸酯酶（protein tyrosine phosphatases，PTPs)来调节。PTPlB可对膜岛素 受体以及信号通路中下游分子进行脱磷酸化作用，这被认为是调节胰岛素受体活性的一个 重要调控者（Jacqueline Montalibet et al. DrugDiscovery Today，2005, 2,129)。PTPlB 还可使瘦素受体相关激酶JAK2去磷酸化而失活，无法对瘦素产生应答，从而引起瘦素抵抗 (Elchebly，M. et al. Science, 1999, 283,1544)。
[0004] 动物试验表明，PTPlB缺失的老鼠由于增加或延长了在肌肉与肝脏组织中胰岛素 受体的磷酸化水平，而使其对胰岛素的敏感性增强，明显降低体内甘油三酯的水平；同时相 关的研究表明PTPlB缺失的老鼠由于对瘦素敏感性的增强，能量消耗增加，所以对高脂食 物引起的肥胖有着良好的抵抗作用（Klaman，L.D. Et al. Mol. Cell. Biol. 2000, 20, 5479)。 因此，PTPlB是治疗糖尿病和肥胖症的潜在靶点。
[0005] 目前研究发现的小分子PTPlB抑制剂大多数为酪氨酸磷酸酯类似物，如二氟亚甲 基磷酸盐，N-草酰胺苯甲酸，取代苯乙酮，水杨酸，取代丙二酸酪氨酸，氨基磺酸，这些化合 物是竞争性的抑制剂，且电荷密度高，因此脂溶性、透膜性较差，生物利用度低，对PTP家族 其他同源性酶选择性不好。
[0006] 石胆酸是人体肠内经细菌代谢产生的甾体化合物，基于石胆酸进行结构 改造得到的衍生物表现了较好的PTPlB抑制活性（IC 5tl=L 62 μ M) (Hai-Bing He et al. Bioorganic δ Medicinal Chemistry Letters，2012, 22, 7237)。本发明对现有 PTPlB 抑 制剂进行改进，提出一种结构新颖、PTPlB抑制活性显著提高的新抑制剂。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的是提供一种新的4, 4-二甲基石胆酸-2, 3-骈N-芳基吡唑衍生物及 其制备方法。
[0008] 本发明4, 4-二甲基石胆酸-2, 3-骈N-芳基吡唑衍生物，其结构如以下式（I)所
示：
[0009]
[0010] 其中，R1为4_甲氧基，4_氣，4_甲基，4_漠，4_氣，3_甲基，2_甲基，3_氣，2_氣， 2, 4-二甲基，3, 4-二甲基，3, 4-二氯或2, 4-二氯；R2为氢或羟基取代。
[0011] 本发明的另一个目的在于提供4, 4-二甲基石胆酸-2, 3-骈N-芳基吡唑衍生物的 制备方法，包括以下：
[0012] 方法一：
[0013] 以化合物II为原料，在氮气保护条件下，以乙醇为溶剂，与化合物a经环化反应得 到化合物ΠΙ ;所述化合物III在氢氧化锂存在下经水解反应制备得到化合物Ia ;
[0014] 或者
[0015] 方法二：
[0016] 以化合物II为原料，在氮气保护条件下，以乙醇为溶剂，与化合物a经环化反应得 到化合物III ;所述化合物III在丙酮溶剂中，冰醋酸、N-羟基邻苯二甲酰亚胺存在条件下， 利用重铬酸钠经氧化得到化合物IV ;所述化合物IV经硼氢化钠还原得到化合物V，再在氢 氧化锂存在下经水解反应制备得到化合物Ib。
[0017] 所述方法如以下反应式（A)所示：
[0018]
[0019] 式中R1为：4_甲氧基，4-氣，4-甲基，4-漠，4-氣，3-甲基，2-甲基，3-氣，2-氣， 2, 4_ 二甲基，3, 4_ 二甲基，3, 4_ 二氣或 2, 4_ 二氣。
[0020] 本发明中，化合物a包括4-甲氧基苯肼盐酸盐、4-氯苯肼盐酸盐、4-甲基苯肼盐 酸盐、4-溴苯肼盐酸盐、4-氟苯肼盐酸盐、3-甲基苯肼盐酸盐、2-甲基苯肼盐酸盐、3-氯苯 肼盐酸盐、2-氯苯肼盐酸盐、2, 4-二甲基苯肼盐酸盐、3, 4-二甲基苯肼盐酸盐、3, 4-二氯苯 肼盐酸盐、2, 4-二氯苯肼盐酸盐。
[0021] 根据上述反应式，以化合物II为原料，在氮气保护条件下，以乙醇为溶剂，与化合 物a环化反应，反应时间为2~5小时，反应温度为50°C~75°C，产物经硅胶柱层析纯化， 得到化合物III，产率50%~80%。III在氢氧化锂存在下进行水解，反应时间24~36小 时，溶剂为甲醇，得到化合物Ia，收率80%~95%;化合物III在丙酮溶剂中，冰醋酸、N-羟 基邻苯二甲酰亚胺（NHPI)存在条件下，利用重铬酸钠进行氧化，反应温度为40°C~50°C， 反应36~48小时，产物经硅胶柱层析纯化，得到化合物IV，产率45 %~55%。化合物IV 经硼氢化钠还原得到化合物V，溶剂为甲醇，反应时间4小时，化合物V经水解反应得到化合 物Ib，溶剂为甲醇，所用碱为氢氧化锂，还原水解两步反应收率60%~70%。
[0022] 本发明的另一目的在于提供本发明4, 4-二甲基石胆酸-2, 3-骈N-芳基吡唑衍生 物在制备治疗糖尿病和肥胖症药物方面的应用。通过对PTPlB酶抑制活性的筛选，发现上 述方法得到的本发明4, 4-二甲基石胆酸-2, 3-骈N-芳基吡唑衍生物对PTPlB酶具有较好 的抑制活性，其中化合物MSW-159的IC5tl达到0. 42 μ M，明显优于阳性对照化合物齐墩果酸 (IC50=2. 8 μ Μ)。
[0023] 本发明的优点是通过在石胆酸A环骈N-芳基吡唑，在结构上拉长了化合物分子， 可能是改善了与PTPlB酶的结合而显著提高了该类化合物对PTPlB酶的抑制活性，为进一 步的治疗糖尿病和肥胖症的药物研发奠定了基础。与现有化合物相比较，本发明的4, 4-二 甲基石胆酸-2, 3-骈N-芳基吡唑衍生物对PTPlB酶的抑制活性提高达四倍。
【具体实施方式】
[0024] 结合以下具体实施例，对本发明作进一步的详细说明，本发明的保护内容不局限 于以下实施例。在不背离发明构思的精神和范围下，本领域技术人员能够想到的变化和优 点都被包括在本发明中，并且以所附的权利要求书为保护范围。实施本发明的过程、条件、 试剂、实验方法等，除以下专门提及的内容之外，均为本领域的普遍知识和公知常识，本发 明没有特别限制内容。
[0025] 实施例1制备本发明化合物Ia-I (RW-CH3O, R2=H)
[0026] 化合物II (0. 50g，I. Immol)溶解于20ml乙醇中，加入Ig的4-甲氧基苯肼盐酸 盐，氮气保护下加热至70°C，反应2小时后冷却至室温，反应液浓缩，加入30ml的水，乙酸 乙酯萃取（30ml X 3)，收集有机相，IOml水洗涤，饱和食盐水IOml洗涤，无水硫酸钠干燥，减 压蒸馏浓缩有机溶剂后硅胶柱色谱（石油醚：乙酸乙酯=10 :1)分离纯化，得〇. 35g化合物 III (纪=4-〇130, R2=H)。
[0027] 0· 35g化合物III(Ri=^CH3Oj2=H)溶解于IOml甲醇中，加入1ml水，0· 3g-水合 氢氧化锂，室温反应36小时，向反应液中滴加 IM的盐酸调至pH=5,减压蒸馏浓缩反应液， 加入IOml水，乙酸乙酯萃取（10ml X 3)，收集有机相，IOml饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干 燥，有机溶剂浓缩后硅胶柱色谱分离（二氯甲烷：甲醇=40 :1)，得0. 30g化合物Ia-Ι，产 率 60 % !1H-NMR(CDCl3ZiMeODdOOMHz) : δ =7. 32(s，1H)，7. 30(d，2H)，7. 00(d，2H)，5. 73(dd， 1H)，3· 87 (s，3H)，2· 79 (d，1H)，2· 35 ~0· 63 (m，35H)，其中 I. 31 (s，3H)，I. 17 (s，3H)， 0. 98(d,3H) ,0. 95(s,3H) ,0. 75(s,3H) ；HRMS(ESI) ：Calcd for C34H47N2O3[M+H]+, 531. 3581 ； Found : [M+H]+=531. 3548, [M+Na]+=553. 3342.
[0028] 实施例2制备本发明化合物la-2 (RW-Cl，R2=H)MSW_134的制备
[0029] 制备方法类似于实施例1，不同之处是以4-氯苯肼盐酸盐代替4-甲氧基苯肼 盐酸盐，得 〇.28g 化合物 Ia-2,产率 56% !1H-NMR(CDCl3ZMeODdOOMHz) : δ=7·39((1，2Η)， 7. 28 (m，3Η)，5. 63 (dd，1Η)，2. 69 (d，1Η)，2. 34 ~0· 64 (m，35Η)，其中 1. 22 (s，3Η)，1. 09 (s， 3H)，0· 88 (d，3H)，0. 86 (s，3H)，0. 64 (s，3H) ;HRMS (ESI) :Calcd for C3