CN104649938B - 硝基苯磺酰肼类gpr119激动剂、制备方法及其用途 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及与2型糖尿病相关的药物领域。具体而言，本发明涉及一类硝基苯磺酰肼结构的GPR119激动剂、其制备方法、以及在制备2型糖尿病药物中的应用。
Description
技术领域
本发明涉及2型糖尿病的治疗的药物领域。更具体地讲，本发明涉及对2型糖尿病有治疗作用的一类含硝基苯磺酰肼结构的GPR119激动剂、其制备方法，以及在制药上的用途。
背景技术
糖尿病日益严重地威胁着人类的健康。在当今美国，大约有1600万人正在忍受着糖尿病带来的痛苦。一型糖尿病也被称为胰岛素依赖型糖尿病，属于自身免疫性疾病。它是由于能产生胰岛素的胰腺胰岛β细胞被自身免疫系统破坏而引起的，目前世界上对此病并没有治愈方法，因此患者必须接受胰岛素注射治疗。倘若不注射胰岛素，细胞将无法吸收葡萄糖获取能量。一型糖尿病的相关症状通常出现于儿童期及青少年期。由于病程通常较急，病症明显，会促使患者主动寻求医疗手段的帮助。二型糖尿病也被称为非胰岛素依赖型糖尿病，表现为患者缺乏足够的能力控制自身血糖水平。二型糖尿病其是由胰岛素分泌不足或者胰岛素抵抗(指身体组织不能恰当地对体内分泌的胰岛素作出响应)引起的，也就是说二型糖尿病患者要么是自身分泌的胰岛素不够多，要么是不能有效地使用自身分泌的胰岛素。很多因素都可以导致胰岛素抵抗的出现和发展，包括遗传、肥胖、高龄和长期高血糖等。尽管二型糖尿病可能出现在各个年龄段，但普遍发生在成年人身上，所以有时它也被叫做成年型糖尿病。然而值得注意的是，近年来二型糖尿病的发病率在儿童群体中攀升。
在糖尿病患者身上，血液和尿液里葡萄糖的含量升高，导致多尿、口渴、饥饿，以及脂肪和蛋白质代谢等一系列问题。如果不加以诊治，糖尿病会引起失明、坏疽，乃至肾衰竭和心脏病等各种危及生命的并发症。
二型糖尿病患者大约占糖尿病患者总数的90％-95％。在当今西方社会，约有6％的成年人患有二型糖尿病，在美国每年导致193,000人的死亡，在所有死亡原因中居第七位。在世界范围内，超过1.5亿人受到2型糖尿病的困扰，而这一数字预计在2025年翻番。尽管某些人是因为遗传的因素而易患糖尿病，目前病例的攀升主要是由久坐的生活方式、高热量饮食，以及发达国家中普遍的肥胖所导致。大概80％的二型糖尿病患者是显著超重的。现在患上此病的年轻人正日益增多。目前二型糖尿病在国际上已经被公认为在21世纪对人类健康的重大威胁之一。
目前，人们对二型糖尿病有程度不同的治疗方案。最基本的方案是饮食和锻炼的结合，在此基础上也可以配合药物治疗。目前治疗糖尿病的所用的药物，除了胰岛素外，具体来说还有以下几种：胰岛素促分泌剂，譬如磺酰脲类药物，它能提高胰腺β-细胞分泌胰岛素的量；降血糖药，譬如metformin，它能降低肝脏产出葡萄糖的量；过氧化物酶增殖体活化受体-γ(PPAR-γ)激动剂，譬如格列酮类药物，它能增强胰岛素的作用；还有α-糖苷酶抑制剂，它能阻碍肠内葡萄糖的产出。然而，现有的治疗药物还有一些不足的方面，包括低血糖的副作用，体重增加，耐药性的出现，胃肠道问题，以及水肿。大概49％的二型糖尿病患者需要口服药物治疗，大概40％的患者需要注射胰岛素并可能同时使用口服药物，然后大概10％的患者会只使用饮食和锻炼来控制病情。
为了能将新的更有效的疗法推向市场，目前有几个领域的研究正在进行。其方向主要包括：减少肝糖的过量生产，增强胰岛素向细胞传递吸收葡萄糖信号的通路，增加受葡萄糖促进的肝脏β-细胞的胰岛素分泌，以及力图解决肥胖及伴随的脂肪代谢与积累方面的问题。
GPR119是一个特别的靶点，它是G蛋白偶联受体里rhodopsin家族中的一员。除了被称作“GPR119”外，它还有其它标识，包括但不限于RUP3，Snorf25，19AJ，AXOR20和PS1。GPR119主要表达于胰腺组织中的胰岛β细胞和PP细胞，以及肠道L细胞(分泌GLP-1)和K细胞[分泌葡萄糖依赖性促胰岛素多肽(GIP)]。科学实验已经证实，激动GPR119能提高细胞内环磷酸腺苷(cAMP)浓度，激发细胞内的刺激-分泌偶联，从而增加葡萄糖依赖性的GLP-1和胰岛素的分泌。参见T.Sogaetal.,BiochemicalandBiophysicalResearchCommunications,2005,326,744-751，里面一些有关于GPR119的文献。最近也有科学报道，GPR119激动剂可减少人肠道L细胞的凋亡。
在二型糖尿病患者身上里，尽管GLP-1的分泌量减少了，GLP-1对于β-细胞的活性依然保持，因此最近有很多针对GLP-1的研究。这些研究表明了GLP-1除了能刺激机体葡萄糖依赖性地分泌胰岛素外，还有别的降血糖机制，这包括但不限于：抑制餐后胰高血糖激素的分泌，降低吸收营养到血液中的速率，以及通过减少食量来帮助控制体重。研究结果表明，提高GLP-1分泌量的疗法能够适用于各种症状和失调，包括但不限于代谢紊乱、胃肠道紊乱、炎症、心理疾病、抑郁，以及神经精神疾病包括但不限于糖尿病(一型和二型)、代谢综合症、肥胖、食欲不振/过旺、消瘦、紧张、易怒、心肌缺血/再灌注损伤、老年痴呆症，以及其他中枢神经系统的疾病。
然而，由于GLP-1会迅速地被蛋白酶DPP-IV降解，外源性GLP-1在临床治疗上的应用受到很大限制。据文献报导，有几种用来治疗二型糖尿病的GLP-1的类似物正处于开发阶段，它们都是经过修饰的多肽，比人自身分泌的GLP-1有更长的半衰期而活性类似。其中以BYETTA为商品名销售的药物是这类新药中第一个被FDA批准上市的。然而，这些类似物需要通过注射使用，这当然不及一个口服的能增加GLP-1分泌的药物更令人满意。市面上确有口服的DPP-IV抑制剂，它能减少GLP-1的降解从而提高GLP-1水平，譬如以JANUVIA为商品名投放到市场的sitagliptin。不过倘若有一个药物能同时作用于L-细胞和β-细胞，促进GLP-1和胰岛素的内源性分泌，对二型糖尿病的治疗会有更多益处，更有前途。
本发明发现了一类GPR119的激动剂，它通过提高GIP，GLP-1和胰岛素的水平，从而在一定程度上提高机体对葡萄糖的处理能力。不仅如此，研究表明GPR119激动剂，例如本发明中的分子，能非葡萄糖依赖性地促进肠促胰岛素的分泌。多肽GIP和GLP-1都是肠促胰岛素，在过去的20年中，有大量的论文报导GIP和GLP-1具有多种多样的生理作用。例如见Perry，T.etal.,Curr.AlzheimerRes.,2005,377-385。当人体摄入营养物质后，肠内分泌细胞K和L细胞会分别分泌GIP和GLP-1。尽管控制GLP-1分泌的机制尚不清楚，进餐后短时间内GLP-1水平的迅速上升也许可以归因于GIP所参与的激素刺激的神经传导，而一段时间后GLP-1水平的持续上升也许是由小肠末梢和结肠里的营养物质对L-细胞的直接活化引起的。GIP和GLP-1是强效的促进剂，能增强身体对升高的血糖作出的反应，提高胰岛素的分泌。然而，在二型糖尿病患者身上显示出，尽管GLP-1促胰岛素分泌的作用依然保持，GIP的促胰岛素分泌作用下降。令人不解的是，二型糖尿病患者对一次多量注入的GIP依然有良好的反应，只是对持续少量注入的方式失去敏感度(Meieretal.,Diabetes,2004,53,S220-S224)，故此GIP活性下降的确切原因目前尚不清楚。最近的研究还表明，给ob/ob小鼠持续施用一种长效的GIP的脂肪酸衍生物14天，有助于其维持葡萄糖的体内平衡(IrwinN.etal.J.Med.Chem.,49,1047-1054)。
由此可见，GPR119激动剂具有应用在治疗糖尿病和相关联症状上的价值，尤其是对于二型糖尿病，肥胖，葡萄糖耐受不良，胰岛素抵抗，代谢综合征X，高血脂，血胆脂醇过多，以及动脉硬化症。
本发明公开了一类含硝基苯磺酰肼结构的葡萄糖激酶活化剂，这些化合物可用于制备治疗2型糖尿病的药物。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种具有通式I的良好活性的GPR119激动剂。
本发明的另一个目的是提供制备具有通式I的化合物的方法。
本发明的再一个目的是提供含有通式I的化合物作为有效成分在治疗2型糖尿病方面的应用。
现结合本发明的目的对本发明内容进行具体描述。
本发明具有通式I的化合物具有下述结构式：
优选通式I的化合物具有以下结构，
本发明所述通式I化合物通过以下路线合成：
化合物II和化合物III在发生加成反应，生成化合物IV；化合物IV与化合物V发生加成反应，生成I。
本发明所述通式I化合物具有GPR119的激动作用，可作为有效成分用于制备2型糖尿病的治疗药物。本发明所述通式I化合物的活性是通过受体结合试验来验证的。
本发明的通式I化合物在相当宽的剂量范围内是有效的。例如每天服用的剂量约在1mg-1000mg/人范围内，分为一次或数次给药。实际服用本发明通式I化合物的剂量可由医生根据有关的情况来决定。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明。需要说明的是，下述实施例仅是用于说明，而并非用于限制本发明。本领域技术人员根据本发明的教导所做出的各种变化均应在本申请权利要求所要求的保护范围之内。
实施例1化合物I-1的合成
A.化合物IV-1的合成
化合物II-11.81g(10mmol)和化合物III4.80g(30mmol)溶于20mL干燥的THF中，升温回流3小时，TLC发现反应完成。反应混合物倾倒入100mL冰水中，使用50mL×3的CH2Cl2萃取，合并萃取相，用盐水洗涤，无水硫酸钠干燥。抽滤除去干燥剂，滤液在旋转蒸发仪上蒸干，得到的残余物使用柱层析纯化，得到化合物IV-1，白色固体，ESI-MS,m/z＝342([M+H]+)。
B.化合物I-1的合成
化合物IV-10.68g(2mmol)和化合物V-10.43g(2mmol)溶于10mL干燥的THF中，升温回流3小时，TLC发现反应完成。反应混合物倾倒入100mL冰水中，使用50mL×3的CH2Cl2萃取，合并萃取相，用盐水洗涤，无水硫酸钠干燥。抽滤除去干燥剂，滤液在旋转蒸发仪上蒸干，得到的残余物使用柱层析纯化，得到化合物I-1，白色固体，ESI-MS,m/z＝559([M+H]+)。
实施例2-3
参照实施例1的方法，合成了下表所列化合物。
实施例4参比化合物D-1的制备
为进一步说明本发明化合物的有益效果，申请人记载了申请人研究但尚未公开的化合物D-1及药理数据。
A.化合物IV-4的合成
化合物II-41.47g(10mmol)和化合物III4.80g(30mmol)溶于20mL干燥的THF中，升温回流3小时，TLC发现反应完成。反应混合物倾倒入100mL冰水中，使用50mL×3的CH2Cl2萃取，合并萃取相，用盐水洗涤，无水硫酸钠干燥。抽滤除去干燥剂，滤液在旋转蒸发仪上蒸干，得到的残余物使用柱层析纯化，得到化合物IV-4，白色固体，ESI-MS,m/z＝308([M+H]+)。
B.化合物D-1的合成
化合物IV-40.61g(2mmol)和化合物V-40.34g(2mmol)溶于10mL干燥的THF中，升温回流3小时，TLC发现反应完成。反应混合物倾倒入100mL冰水中，使用50mL×3的CH2Cl2萃取，合并萃取相，用盐水洗涤，无水硫酸钠干燥。抽滤除去干燥剂，滤液在旋转蒸发仪上蒸干，得到的残余物使用柱层析纯化，得到化合物D-1，白色固体，ESI-MS,m/z＝480([M+H]+)。
实施例5化合物体外对GPR119的激动实验
将编码FLAG附加表位、人GPR119的前198个氨基酸和小鼠受体的C末端137个氨基酸的3个拷贝的人-小鼠嵌合GPR119表达构建体克隆至四环素可诱导载体pcDNA5/FRT/TO(Invitrogen#V6520-20)中，其包含耐潮霉素的标记物。通过将此构建体稳定整合至表达四环素抑制子的特异性宿主细胞系Flp-In-T-Rex-HEK293(Invitrogen)的基因组中，实现精密控制的受体表达。一旦产生稳定的耐潮霉素的细胞系，将细胞在37℃维持于加湿的5％CO2气氛和培养基中。该培养基由补充有2mML-谷氨酰胺、10％胎牛血清、200μg/ml潮霉素B和15μg/ml稻瘟素(blasticidin)的达尔伯克改良伊格尔培养基(Dulbecco’smodifiedEagle’smedium)(DMEM,Invitrogen)组成。
在进行cAMP累积测定48小时之前，将稳定表达嵌合人/小鼠GPR119构建体的细胞以4×103细胞/孔的密度接种至384孔聚-D-赖氨酸涂布的固体白板(BD第35-6661号)中，并使其于37℃在加湿的5％CO2气氛和补充有1μg/ml四环素的培养基中生长以诱发受体表达。在测定当天，移除培养基并于37℃在加湿5％CO2气氛和20μl/孔测定缓冲液(具有Ca2+和Mg2+的磷酸盐缓冲盐水、12mM葡萄糖、0.1mM异丁基-甲基-黄嘌呤、0.1％不含脂肪酸的牛血清白蛋白)中将细胞孵育50min，该测定缓冲液具有期望浓度的从溶解在二甲亚砜(DMSO)中的浓缩储液添加的化合物以在测定中得到1％DMSO的最终浓度。使用CisBio均相时间分辨荧光(HTRF)测定试剂盒，遵循制造商的规程测量cAMP累积。简而言之，向每个孔中各自添加10μlcAMP-HTRF荧光检测试剂，且将样品于室温孵育40min。在320nm激发荧光且在665nm和620nm使用Envision仪器(PerkinElmer)测量。计算665/620的荧光比并通过从cAMP标准曲线内插将其转化为每一孔中的cAMP的纳摩尔浓度。采用Excel/XLfit软件(Microsoft和IDBS)利用四参数对数曲线拟合方程计算浓度-应答曲线和EC50。
测试结果见下表。
| 化合物 | EC50(nM) |
| 参比化合物D-1 | 20.9 |
| 化合物I-1 | 11.8 |
| 化合物I-2 | 13.1 |
| 化合物I-3 | 13.6 |
从上表结果可以看出，本发明的化合物是很好的GPR119激动剂，可用于制备治疗2性糖尿病的药物。
Claims (3)
1.具有通式I结构的化合物，
2.权利要求1所定义的通式I化合物，选自：
3.权利要求1-2之一所定义的通式I化合物在制备治疗2型糖尿病药物方面的应用。
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