專利名稱：用于防治糖尿病的化合物及其合成制備方法與藥物用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有顯著抗糖尿病活性的新化合物1，3-二苯甲?；?5-O-乙基-myo-肌醇(1，3-Dibenzoyl-5-O-ethyl-myo-inositol)及其衍生物，其半合成制備方法及其藥物用途。

背景技術(shù)：
在當今世界，全世界糖尿病患者達1.9億(2003年)以上，其中中國糖尿病患者總量已達近3500萬人(2002年)[許樟榮，總裝備部醫(yī)學(xué)學(xué)報2007，9(1)46-49]；糖尿病及其并發(fā)癥已經(jīng)對人類健康和國民經(jīng)濟造成很大的威脅。目前，糖尿病的主要治療藥物為口服降血糖化學(xué)合成藥和胰島素，但它們本身分別存在低血糖反應(yīng)、乳酸中毒等嚴重副作用[王中孝，山西醫(yī)科大學(xué)學(xué)報2000，3(6)555-556]。新型高效、低毒的抗糖尿病新藥創(chuàng)制仍然是緊迫的研發(fā)課題。
經(jīng)活性追蹤研究，我們從紅豆杉中發(fā)現(xiàn)一個活性顯著，毒性極低或無毒的抗糖尿病的天然化合物5-O-甲基-myo-肌醇(西曲依醇，Sequoyitol)[US Patent(PCT)InventorsJingyu Liang et al.，Pub.No.US2006/0135624A1.]。
西曲依醇是一種環(huán)己六醇單甲醚類化合物，其母核為具多個手性中心的環(huán)己六醇。環(huán)己六醇醚類化合物的立體結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性高，它們的結(jié)構(gòu)和立體構(gòu)型應(yīng)該對其抗糖尿病活性具有關(guān)鍵影響，因此對環(huán)己六醇醚類化合物進行構(gòu)-效關(guān)系研究十分必要。本發(fā)明是對環(huán)己六醇醚類化合物進行深入的構(gòu)-效關(guān)系研究的結(jié)果。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明在環(huán)己醇醚類構(gòu)效研究中，從myo-肌醇出發(fā)，半合成了一系列環(huán)己醇醚類衍生物，對其進行α-葡萄糖苷酶抑制活性的測定和對四氧嘧啶糖尿病小鼠的藥效實驗。
本發(fā)明半合成制備的5-O-乙基-myo-肌醇及其衍生物(都是新化合物)對α-葡萄糖苷酶抑制具顯著活性，其IC50都優(yōu)于陽性對照品-阿卡波糖，對四氧嘧啶糖尿病小鼠具顯著活性，而且其中一個衍生物的活性強于西曲依醇，極具新藥研發(fā)的潛力。
本發(fā)明在合成5-O-乙基-myo-肌醇及其衍生物中，首次從肌醇出發(fā)，成功進行myo-肌醇的5-O-烷基醚類化合物的合成，該路線可以用于制備一系列5-O-烷基-myo-肌醇醚類化合物及其衍生物，對該類化合物的制備具重要價值。
本發(fā)明還提供含有一種上述5-O-乙基-myo-肌醇類化合物以及一種或多種輔助劑和/或賦型劑的藥物組合物。所述藥物組合物可以被制備成針劑、膠囊劑、片劑、顆粒劑、糖衣丸劑、溶液劑等藥物劑型。
本發(fā)明進一步提供了上述提取物用于制備治療糖尿病的藥物的用途。所述藥物能顯著降糖尿病高血糖、抑制葡萄糖的吸收。所述藥物可用于防治II型糖尿病及其并發(fā)癥。
更具體地說，本發(fā)明所述半合成5-O-乙基-myo-肌醇及其衍生物的方法(見附圖2)，包括從myo-肌醇(1)出發(fā)，應(yīng)用原甲酸三乙酯(或原乙酸三乙酯或原丙酸三乙酯)及溴代苯芐反應(yīng)，生成1，3，5-O-次甲基(或甲代次甲基或乙代次甲基)-2，4，6-O-三苯芐基-myo-肌醇(3)，經(jīng)酸水解生成2，4，6-O-三苯芐基-myo-肌醇(4)；2，4，6-O-三苯芐基-myo-肌醇(4)與苯甲酰氯在吡啶存在下反應(yīng)，生成1，3-O-二苯甲酰基-2，4，6-O-三苯芐基-myo-肌醇(5)；5在DMF中，在Ag2O存在下與碘乙烷避光反應(yīng)生成5-O-乙基(或甲基或丙基)-1，3-O-二苯甲?；?2，4，6-O-三苯芐基-myo-肌醇(6)；6在Pd(OH)2存在下經(jīng)催化氫化生成5-O-乙基-1，3-O-二苯甲?；?myo-肌醇(8)；6經(jīng)堿性水解去苯甲?；笤僭赑d(OH)2存在下經(jīng)催化氫化生成5-O-乙基-myo-肌醇(9)和少量的5-O-乙基-2-O-苯芐基-myo-肌醇(10)。
更具體地說，本發(fā)明所述半合成的5-O-乙基-myo-肌醇醚類及其衍生物(見附圖1)為5-O-乙基-1，3-O-二苯甲?；?myo-肌醇(8)、5-O-乙基-myo-肌醇(9)和5-O-乙基-2-O-苯芐基-myo-肌醇(10)。本發(fā)明所述半合成的5-O-烷基-myo-肌醇醚類及其衍生物是指該類化合物的取代烷基是乙基或甲基或丙基。
本發(fā)明所述5-O-乙基-myo-肌醇醚類及其衍生物可與常規(guī)輔助劑和/或賦型劑混合，制備成各種劑型，用于預(yù)防或治療II型糖尿病。針劑、膠囊劑、片劑、顆粒劑、糖衣丸劑、溶液劑等都為可供選擇的藥物劑型。
膠囊劑、片劑、顆粒劑、糖衣丸劑等劑型可以含有一種或多種常用賦型劑-填料和增容劑如淀粉，微晶纖維等；粘合劑如羧甲基纖維素，聚乙烯吡咯烷酮等；致濕劑如甘油；崩解劑如碳酸鈣等；吸收劑如高嶺土等；潤滑劑如滑石粉等。
藥用賦型劑可以是固體、半固體、液體等各種形態(tài)的，配方輔助劑可以是各種類型的。
溶液劑可以含有一般的溶劑、增溶劑、乳化劑、防腐劑等，如水、乙醇、甘油、聚乙二醇、苯甲酸芐酯等。
膠囊劑、片劑、顆粒劑、糖衣丸劑、溶液劑等劑型可以用已知的常規(guī)方法制備，可以將5-O-乙基-myo-肌醇醚類及其衍生物與一種或多種賦型劑混合，制備劑型。



本發(fā)明附圖1是按照下述方法制備的5-O-乙基-myo-肌醇及其衍生物的結(jié)構(gòu)圖。
本發(fā)明附圖2是按下述方法制備5-O-乙基-myo-肌醇及其衍生物的半合成路線圖。
優(yōu)選實施方案 以下將在實施例中對本發(fā)明進行更為詳盡的說明。但應(yīng)理解這些實施例僅為說明之目的，而非用于限制本發(fā)明的范圍。
實施例1 1，3-O-二苯甲?；?2，4，6-O-三苯芐基-myo-肌醇(5)的制備在裝有帶CaCl2干燥管的回流冷凝器的500ml三頸圓底燒瓶中，加入myo-肌醇(1)10.8g和DMF 150ml，加入經(jīng)干燥的p-TsOH 3.0g，繼續(xù)攪拌，油浴上加熱升溫至100℃，滴加原甲酸三乙酯18ml，保持100反應(yīng)18小時。反應(yīng)液停止加熱，放冷后用10％NaHCO3液調(diào)節(jié)至pH7，攪拌30分鐘。反應(yīng)液減壓下蒸去DMF得粘稠狀物，粘稠狀物溶于適量氯仿/甲醇(4∶1)中，上硅膠柱，用氯仿/甲醇(4∶1)洗脫，洗脫液減壓蒸干，用甲醇重結(jié)晶，過濾，干燥，得白色結(jié)晶(2)，m.p.229℃(分解)。
在裝有帶CaCl2干燥管的回流冷凝器的250ml三頸圓底燒瓶中，加入5.0g的2和DMF 40ml，攪拌使溶，在0℃外冰浴上繼續(xù)攪拌，慢慢加入NaH1.92g(見有大量氣體逸出)，待氣體不再產(chǎn)生時，滴加9.6ml溴代苯芐(亦見有大量氣體逸出)，待不再產(chǎn)生氣體后，繼續(xù)攪拌30分鐘，撤去冰浴，室溫下攪拌反應(yīng)18小時。停止反應(yīng)，加入適量氯仿和水溶解反應(yīng)內(nèi)容物，進行氯仿:H20兩相萃取，合并氯仿層，減壓蒸干得粘稠狀液體，放置使析晶，過濾得白色固體物(3)。
在裝有回流冷凝器的1000ml雙頸圓底燒瓶中，加甲醇300ml和濃鹽酸3ml，加入14.8g的3，70℃回流40分鐘，停止反應(yīng)，放冷，用氨水調(diào)解pH至7，減壓蒸干后用EtOAc:H2O兩相萃取，合并EtOAc層，減壓蒸干，溶適量甲醇中，放置使析晶，過濾，得2，4，6-O-三苯芐基-myo-肌醇(4)。
4.5g的4溶于3ml二氯甲烷中，加入吡啶3.0ml，冰浴控制反應(yīng)液的溫度約3℃，分次加入2.8ml的BzCl，控制反應(yīng)液的溫度低于20℃，然后室溫下攪拌反應(yīng)約37小時。反應(yīng)液抽濾，二氯甲烷少量多次洗滌，合并濾液和洗液，回收溶劑至少量，放置析晶，得1，3-O-二苯甲?；?2，4，6-O-三苯芐基-myo-肌醇(5)。
實施例2 5-O-乙基-myo-肌醇及其衍生物(8，9，10)的制備在25ml的磨口圓底燒瓶中，加入131.6mg化合物5和464mgAg2O以及8ml的DMF，攪拌下加入0.32ml的碘乙烷，用黑布遮光反應(yīng)42小時。反應(yīng)液上硅膠柱，用石油醚-乙酸乙酯(8∶1)洗脫，洗脫液減壓蒸干，氯仿重結(jié)晶，過濾，干燥，得白色結(jié)晶(6)。
在250ml的磨口圓底燒瓶中，加入MeOH 120ml，加入1.18g的6和20％Pd(OH)2400mg，抽真空后通H2，60℃回流約6小時，過濾除去Pd(OH)2，減壓回收甲醇至干，甲醇重結(jié)晶，過濾，干燥，得5-O-乙基-1，3-O-二苯甲酰基-myo-肌醇(8)608mg，收率約85％。
在100ml的磨口圓底燒瓶中，加入甲醇20ml和1gNaOH，加入348mg的6，室溫下攪拌1小時。反應(yīng)液減壓蒸干，用EtOAc:H2O萃取，合并EtOAc層，減壓蒸干，上硅膠柱，用石油醚-乙酸乙酯(8∶1)洗脫，洗脫液減壓蒸干，氯仿重結(jié)晶，過濾，干燥，得白色結(jié)晶(7)。在500ml的磨口圓底燒瓶中，加入MeOH 250ml，加入560mg的7和20％Pd(OH)2800mg，抽真空后通H2，70℃回流約5小時，過濾除去Pd(OH)2，減壓回收甲醇至干，甲醇重結(jié)晶，過濾，干燥，得5-O-乙基-myo-肌醇(9)和少量的5-O-乙基-2-O-苯芐基-myo-肌醇(10)。
化合物8、9、10的波譜數(shù)據(jù) 化合物8ESI-MS[M-H]-831.1，414.8，C22H24O8 1H-NMR(300MHz，DMSO-d6)8.03-7.93(4H，m，2’，6’-H)，7.63(2H，m，4’-H)，7.50(4H，m，3’，5’-H)，5.41(1H，d，J＝3.5，2-OH)，5.14(2H，d，J＝3.9，4，6-OH)，4.80(2H，dd，J＝10.2，2.5，1，3-H)，4.22(1H，m，2-H)，3.91(2H，td，J＝9.5，6，4，6-H)，3.7(2H，q，J＝7.0，7-H)，3.12(1H，t，J＝9.1，5-H)，1.13(3H，m，J＝7.0，8-H) 13C-NMR(75MHz，DMSO-d6)165.8(×2，C-9)，133.3(×2，C-4’)，130.3(×2，C-1’)，129.7(×4，C-2’，C-6’)，128.6(×4，C-3’，C-5’)，83.4(C-5)，75.1(×2，C-1，C-3)，，69.7(×2，C-4，C-6)，67.7(C-2)，67.1(C-7)，15.9(C-8) 化合物9ESI-MS[2M+Na]+439.1，C8H16O6 1H-NMR(300MHz，DMSO-d6)4.52(3H，d，J＝4.3，羥基氫)，4.50(2H，d，J＝5.6羥基氫)，3.7(3H，m，2-H和7-H)，3.4(2H，td，J＝9.4，4.7，4，6-H)，3.1(2H，m，3，5-H)，2.76(1H，t，J＝9.1，5-H)1.0(3H，t，J＝7.0，8-H) 13C-NMR(75MHz，DMSO-d6)84.0(C-5)，.72.53(C-2)，72.48(×2，C-4，C-6)，72.15(×2，C-1，C-3)，67.0(C-7)，15.9(C-8) 化合物10ESI-MS[M-H]-297.1，C15H22O6 1H-NMR(300MHz，DMSO-d6)7.3(5H，m，2-Ar-H)，4.76(2H，s，9-H)，4.66(4H，t，J＝4.7，1，3，4，6-OH)，3.7(3H，m，2-H 和7-H)，3.5(2H，td，J＝9.3，1.9，1，3-H)，3.3(2H，m，4，6-H)，2.79(1H，t，J＝9.0，5-H)，1.0(3H，t，J＝7.0，8-H) 13C-NMR(75MHz，DMSO-d6)140.1(C-1’)，127.9，127.0(×2，C-2’，C-6’)，126.9(C-4’)，84.0(C-5)，81.8(C-9).74.2(C-2)，72.9(×2，C-1，C-3)，72.2(×2，C-4，C-6)，67.1(C-7)，15.9(C-8) 實施例3膠囊劑的制備 處方每粒0.2g，含25mg實施例2中的化合物8。
微晶纖維素 175g 化合物8 25g 1000粒 首先將輔料于研磨容器中，之后加入化合物8，研磨混合10-30分鐘，至均勻止。將混勻的藥粉，灌裝于1號膠囊中，隨機抽樣每粒裝量控制在0.2g。
實施例4片劑的制備 25g實施例2中的化合物8，微晶纖維素49g，硬脂酸鎂1g，充分混合；混合物用單沖壓片機壓成直徑6mm，重300mg的片劑，每片含化合8為100mg。
以下用按照實施例2所制備的化合物8、9、10進行藥效學(xué)實驗 一、α-葡萄糖苷酶抑制作用體外篩選 (一)實驗材料 藥物及試劑 化合物由中國藥科大學(xué)天然藥物化學(xué)教研室提供。α-葡萄糖苷酶(α-glucosidase)，Sigma公司，批號081K7415；4-硝基酚-α-D-呋喃葡萄糖苷(PNP-G)，Sigma公司，批號096K1479；阿卡波糖，中國藥品生物制品檢定所，批號100808-200501，其余試劑均為國產(chǎn)分析純。
儀器 BS110S電子天平，北京賽多利斯天平有限公司；KUBOTA-5800離心機，KUBOTA Corporation；Multiskan Spectrum MSS 1500-320，Thermo ElectronCorporation。
(二)實驗方法 以PNP-G為底物測定α-葡萄糖苷酶的活性。將α-葡萄糖苷酶(0.35mg/ml)30μl與不同藥物或阿卡波糖40μl加入500μl KH2PO4緩沖液(67mmol/L，PH6.8)中，在37℃水浴中孵育10min后，加入底物PNP-G(0.01mol/L)30μl以啟動反應(yīng)。37℃反應(yīng)10min后，加入0.1mol/LNa2CO3l mL終止反應(yīng)。于405nm處測定在酶作用下從PNPG中釋放出的對硝基苯(PNP)的吸光度值。酶活力單位定義為在37℃，pH6.8的條件下，1min內(nèi)水解PNP-G釋放1μmol PNP所需的酶量，計算抑制率。酶抑制試驗重復(fù)3次，每次3個復(fù)管。
抑制率＝(對照組OD值-藥物組OD值)/對照組OD值×100％。
(三)實驗結(jié)果 如表1所示與對照組相比，化合物8(0.1、0.2、0.3、0.4、0.5mmol/L)、9(0.3、0.4、0.5、1mmol/L)、10(0.1、0.2、0.3、0.5、1mmol/L)、阿卡波糖(0.3、0.5、1、2、4mmol/L)均對α-葡萄糖苷酶有顯著的抑制作用，化合物8、9、10、阿卡波糖的IC50分別為0.30、0.34、0.13、1.16mmol/L。
表1藥物對α-葡萄糖苷酶的抑制作用

二、化合物對四氧嘧啶糖尿病小鼠血糖的影響 (一)實驗材料 動物雄性ICR小鼠，18-22g，由南京江寧青龍山動物繁殖場提供，合格證號SCXK(蘇)2002-0018。
藥物及試劑 四氧嘧啶(美國sigma公司Lot 37H1381) 葡萄糖測定試劑盒(上海榮盛生物技術(shù)有限公司，批號20070706) 格列齊特片(上海實業(yè)聯(lián)合集團長城藥業(yè)有限公司，80mg/片，批號20061101) 化合物(中國藥科大學(xué)天然藥物化學(xué)教研室) 儀器 BS110S電子天平，北京賽多利斯天平有限公司；KUBOTA-5800離心機，KUBOTA Corporation；Sigma 1-15K型高速冷凍離心機；MultiskanSpectrum MSS 1500-320，Thermo Electron Corporation。
(二)實驗方法 隨機取出小鼠5只作為正常組，其余小鼠禁食16-17h后，尾靜脈注射四氧嘧啶65mg/kg，注射后72小時眼眶后靜脈叢取血，分離血清，預(yù)測血糖，選空腹血糖＞12m mol/L的小鼠，隨機分為5組，其中4組分別按10ml/kg體重經(jīng)口給予化合物8、9、西曲依醇100mg/kg，格列齊特35mg/kg，模型組給予等體積的0.5％CMC-Na，每日一次，連續(xù)給藥4天。第4天給藥前各組禁食4h，給藥后繼續(xù)禁食2h，然后小鼠眼眶后靜脈叢取血，分離血清，測定血糖。停止給藥2天后，各組繼續(xù)給藥，除格列齊特50mg/kg外，其余各組劑量不變。末次給藥前各組禁食4h，給藥后繼續(xù)禁食2h，然后小鼠眼眶后靜脈叢取血，分離血清，測定血糖。
(三)統(tǒng)計實驗數(shù)據(jù)以X±SD表示，并用t檢驗統(tǒng)計表示組間差異。
(四)結(jié)果 如表1所示，與正常組相比，四氧嘧啶糖尿病小鼠的空腹血糖極明顯升高(P＜0.01)。與模型組相比，化合物8在給藥后4天極明顯降低糖尿病小鼠的空腹血糖。
表1化合物對四氧嘧啶糖尿病小鼠的血糖的影響

##P＜0.01vs正常組；**P＜0.01vs模型組 如表2所示，與正常組相比，四氧嘧啶糖尿病小鼠的空腹血糖極明顯升高(P＜0.01)。與模型組相比，化合物9、西曲依醇和格列齊特在給藥后9天極明顯降低糖尿病小鼠的空腹血糖(P＜0.01)。
表2化合物對四氧嘧啶糖尿病小鼠的血糖的影響
##P＜0.01vs正常組；*P＜0.05，**P＜0.01vs模型組 三、藥效小結(jié) 本發(fā)明制備的5-O-乙基-myo-肌醇及其衍生物(見附圖1)為5-O-乙基-1，3-O-二苯甲?；?myo-肌醇(8)、5-O-乙基-myo-肌醇(9)和5-O-乙基-2-O-苯芐基-myo-肌醇(10)。在α-葡萄糖苷酶抑制活性體外篩選中，化合物8、9、10、阿卡波糖的IC50分別為0.30、0.34、0.13、1.16mmol/L?？梢姡衔?、9、10的活性明顯強于陽性對照品阿卡波糖。值得注意的是，西曲依醇在α-葡萄糖苷酶抑制活性體外實驗中，曾測得其10mmol/L時抑制率100％(阿卡波糖10mmol/L66.23％)，但其實驗數(shù)據(jù)未能重復(fù)，也因此未能測得其IC50。
在對四氧嘧啶糖尿病小鼠血糖的影響實驗中，只有化合物8在給藥后4天就極明顯降低糖尿病小鼠的空腹血糖；而給藥后9天，化合物9、西曲依醇和陽性對照品格列齊特才極明顯降低糖尿病小鼠的空腹血糖?？梢?，化合物8的時效性明顯強于化合物9、西曲依醇和格列齊特。
顯然，化合物8的活性具顯著活性，優(yōu)勢明顯，極具抗糖尿病新藥研發(fā)的潛力。
權(quán)利要求
1.一種具有顯著抗糖尿病活性的新化合物1，3-二苯甲?；?5-O-乙基-myo-肌醇(1，3-Dibenzoyl-5-O-ethyl-myo-inositol)及其衍生物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的化合物，其特征是5-O-乙基-myo-肌醇及其衍生物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的化合物，其特征在于首次從肌醇出發(fā)，成功進行myo-肌醇的5-O-烷基醚類化合物的合成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的合成路線，其特征在于該合成路線可以用于制備一系列5-O-烷基-myo-肌醇醚類化合物及其衍生物，其5-O取代烷基包括乙基、甲基和丙基。
5.一種治療糖尿病的藥物組合物，其特征在于含有權(quán)利要求1和2所述的5-O-乙基-myo-肌醇及其衍生物，與一種或多種輔助劑和/或賦型劑混合。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的藥物組合物，其特征在于其被制備成針劑、膠囊劑、片劑、顆粒劑、糖衣丸劑、溶液劑等藥物劑型。
7.根據(jù)權(quán)利要求1和2的化合物，用于制備治療糖尿病、糖尿病性心腦血管方面并發(fā)癥、其它與糖代謝紊亂有關(guān)的疾病以及改善自由基代謝的藥物的用途。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的用途，其特征在于所述藥物能顯著降低糖尿病高血糖、抑制葡萄糖的吸收。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的用途，其特征在于所述藥物用于預(yù)防和治療II型糖尿病以及糖尿病性心腦血管并發(fā)癥。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有顯著抗糖尿病活性的新化合物1，3-二苯甲酰基-5-O-乙基-myo-肌醇(1，3-Dibenzoyl-5-O-ethyl-myo-inositol)及其衍生物，其半合成制備方法及其藥物用途。
文檔編號C07C69/00GK101514159SQ20081002069
公開日2009年8月26日 申請日期2008年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月21日
發(fā)明者梁敬鈺, 吳斐華, 榮 陳, 玲 趙 申請人:中國藥科大學(xué)