本发明属于放射性药物制备领域,特别是涉及靶向丁酰胆碱酯酶(bche)的放射性药物的制备领域,更为具体的说是涉及一种小分子抑制剂及放射性靶向抑制剂、制备方法与应用。
背景技术:
1、随着我国人口老龄化进程的加速,神经退行性疾病的患者显著增加,尤其是阿尔茨海默病(aizheimer's disease, ad)及相关认知障碍。ad的发病率和死亡率快速上升,目前已成为中国城乡居民中排名第五的死因。ad的发病原因复杂,胆碱能假说是最早试图解释ad发病机制的假说。早期ad或正常神经系统中,丁酰胆碱酯酶(bche)的水平和功能不会发生显著变化。研究人员通过共聚焦研究发现,bche与ad患者大脑中具有神经毒性的β-淀粉样蛋白斑密切相关,因此bche可能促进β-淀粉样蛋白的毒性。随着ad的病情恶化,神经元严重受损,乙酰胆碱酯酶(ache)水平下降,而作为ache的补偿酶,bche水平会显著上升。因此,针对bche靶点设计放射性标记的靶向抑制剂,对诊断ad的疾病进展和评估治疗效果具有重要的临床意义。目前中国ad的诊断方法中,神经影像学诊断主要包括β-淀粉样蛋白pet(如18f-av-45)、tau-pet(如18f-av-1451、18f-apn-1607)以及葡萄糖代谢pet(18f-fdg),缺少特异性靶向bche的放射性靶向抑制剂。
技术实现思路
1、基于上述背景,本发明主要目的在于提供一种新型靶向bche的小分子抑制剂及其制备方法与应用。
2、本发明的目的之二在于提供一种靶向bche的放射性靶向抑制剂及其制备方法与应用。
3、为实现上述目的,本发明构建了一种小分子抑制剂中间体,所述中间体的结构式如下:
4、式i,其中,a1、a2独立地选自ch或n,且a1、a2不能同时为n;r选自–br1r2、卤素、–nr3r4中的任意一种;所述r1和r2独立地选自羟基、c1~c10烷氧基,或者–br1r2为频哪醇硼酸酯基团;所述r3和r4独立地选自c1~c10烷基。
5、进一步地,所述r1和r2独立地选自羟基、甲氧基、乙氧基,或者–br1r2为频哪醇硼酸酯基团;所述r3和r4独立地选自甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基中的任意一种。
6、进一步地,所述a1为ch,a2为n;所述r选自、–b(oh)2、f、cl、br、i、–nme2、–net2中的任意一种。
7、在此基础上,本发明进一步提供式i所示化合物的制备方法,具体合成路线为:
8、;
9、其中,所述r’选自boc、cbz、fmoc、tos、bn中的任意一种;a1、a2独立地选自ch或n,且a1、a2不能同时为n。
10、进一步地,所述式i所示化合物的制备方法包括以下步骤:
11、i.化合物b经氨基保护反应得到化合物c;
12、ii.化合物c和化合物d在碱和缩合剂作用下得到化合物e;
13、iii.化合物e经酸作用脱去氨基保护基,得到化合物f;
14、iv.化合物f和化合物a在碱作用下得到化合物i。
15、进一步地,步骤i中,所用氨基保护试剂选自叔丁氧羰基(boc)氨基保护剂、苄氧羰基(cbz)氨基保护剂、笏甲氧羰基(fmoc)氨基保护剂、对甲苯磺酰基(tos)氨基保护剂或苄基氨基保护剂中的任意一种;进一步地,所用氨基保护试剂选自boc2o、cbz-cl、fmoc-cl或tscl中的任意一种。
16、进一步地,步骤ii中,所述碱选自三乙胺或dipea;所述缩合剂为hbtu、hobt或hatu中的一种或两种的组合物;所用溶剂为dcm或dmf,在氮气保护下反应,化合物c、化合物d、碱和缩合剂的摩尔比为1:(1~1.5):(1~2):(1~2)。
17、优选地,所述碱为dipea;所述缩合剂为hatu;所用溶剂为dcm,在氮气保护下反应,化合物c、化合物d、碱和缩合剂的摩尔比为1:1:1.5:1.5。
18、进一步地,步骤iv中,所述碱选自三乙胺或dipea;所用溶剂选自dmf、dmso或四氢呋喃中的任意一种;其中化合物a、化合物f和碱的摩尔比为1:(1~2):(1~2)。
19、优选地,所述碱为三乙胺;所用溶剂为四氢呋喃;化合物a、化合物f和碱的摩尔比为1:1:1。
20、本发明还提供一种小分子抑制剂,所述小分子抑制剂的结构式如下:
21、式ii,其中,a1、a2独立地选自ch或n,且a1、a2不能同时为n;lg选自–br1r2、–snr3r4r5或–r3r4r5n+x-;当lg选自–br1r2,式ii结构式即为式i结构式;所述r3、r4和r5独立地选自c1~c10烷基;所述x-为阴离子。
22、进一步地,所述r1和r2独立地选自羟基、甲氧基、乙氧基,或者–br1r2为频哪醇硼酸酯基团;所述r3、r4和r5独立地甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基中的任意一种;所述x-选自i-、tfo-、mso-、hco3-、oh-中的任意一种。
23、进一步地,所述lg选自、–b(oh)2、–snme3、–snet3、–me3n+i-、–me3n+tfo-、–et3n+mso-、–et3n+oh-中的任意一种。
24、具体地,所述小分子抑制剂选自下述结构式所示化合物中的任意一种:
25、、、、、、、、、、 、、和。
26、更为具体地,所述小分子抑制剂为。
27、在此基础上,本发明进一步提供式ii所示化合物的制备方法,具体合成路线为:
28、;
29、当lg为–snr3r4r5时,式i中的r为卤素,式i经有机锡反应得到式ii结构式;
30、当lg为–r3r4r5n+x-时,式i中的r为–nr3r4,式i经烷基化反应得到式ii结构式。
31、进一步地,所述有机锡反应使用的试剂选自六甲基二锡、三甲基锡锂或三甲基锡钠。
32、进一步地,所述烷基化反应使用的试剂选自三氟甲磺酸甲酯、甲磺酸酯、碘甲烷、碳酸二甲酯或硫酸二甲酯。
33、本发明还提供一种放射性靶向抑制剂,所述放射性靶向抑制剂的结构式如下:
34、式iii,其中,a1、a2独立地选自ch或n,且a1、a2不能同时为n;rn选自18f、123i、124i、125i、131i、211at中的任意一种。
35、进一步地,所述rn为18f。
36、优选地,所述放射性靶向抑制剂为。
37、在此基础上,本发明进一步提供式iii所示化合物的制备方法为小分子抑制剂ii经放射性核素标记后得到得到式iii所述放射性靶向抑制剂。
38、进一步地,所述小分子抑制剂ii通过亲核芳香取代反应得到所述放射性靶向抑制剂。
39、进一步地,所述反应在碱的作用下得到所述放射性靶向抑制剂,所述碱选自吡啶、碳酸铯、khco3、k2co3、kotf、甲基磺酸钾、et4nhco3、et4noh、et4nf、et4notf、bu4nhco3、bu4noh、bu4nf、bu4notf中的一种或两种的组合物。优选地,所述碱选自吡啶、bu4nhco3、kotf、k2co3、et4notf中的一种或两种的组合物。更优选地,所述碱选自kotf、k2co3、et4notf中的一种或两种的组合物。
40、进一步地,所述反应还可以使用催化剂,所述催化剂为铜基催化剂,所述铜基催化剂选自cu(otf)2(py)4、cu(otf)2中的任意一种。优选地,所述催化剂为cu(otf)2(py)4。
41、进一步地,所述反应所用反应溶剂选自dma、dmso、正丁醇、dmf、乙腈、甲苯、二甲苯、苯中的任意一种;优选地,所用反应溶剂选自dma、dmf和dmso中的任意一种;更优选地,所用反应溶剂为dma。
42、进一步地,所述反应温度为100℃~150℃;优选地,所述反应温度为100~130℃。
43、本发明还提供了上述小分子抑制剂ii或放射性靶向抑制剂iii在制备用于阿尔茨海默病的pet成像诊断或治疗药物中的应用。
44、本发明具有以下有益效果:本发明构建了一种全新的小分子抑制剂,并用于放射性标记形成放射性靶向抑制剂。本发明的放射性靶向抑制剂血脑屏障突破能力强、靶向能力好,对诊断ad的病理分期和评估治疗效果具有重要的临床意义。
1.一种小分子抑制剂中间体,其特征在于,结构式如下:
2.根据权利要求1所述的小分子抑制剂中间体,其特征在于,所述a1为ch,a2为n;所述r选自、–b(oh)2、f、cl、br、i、–nme2、–net2中的任意一种。
3.权利要求1所述的小分子抑制剂中间体的制备方法,其特征在于,具体合成路线为:
4.一种小分子抑制剂,其特征在于,结构式如下:
5.根据权利要求4所述的小分子抑制剂,其特征在于,所述lg选自、–b(oh)2、–snme3、–snet3、–me3n+i-、–me3n+tfo-、–et3n+mso-、–et3n+oh-中的任意一种。
6.权利要求4所述的小分子抑制剂的制备方法,其特征在于,具体路线为:
7.一种放射性靶向抑制剂,其特征在于,结构式如下:
8.根据权利要求7所述的放射性靶向抑制剂,其特征在于,所述rn为18f。
9.权利要求7所述的放射性靶向抑制剂的制备方法,其特征在于,权利要求4所述的小分子抑制剂经放射性核素标记后得到式iii所述放射性靶向抑制剂。
10.根据权利要求4所述的小分子抑制剂或权利要求7所述的放射性靶向抑制剂在制备用于阿尔茨海默病的pet成像诊断或治疗药物中的应用。