抗组胺类抗过敏剂及其制备方法

技术领域

本申请是2008年3月20日提出的国际申请No.PCT/RU2008/000166的延续，其要求2007年3月29日提出的俄国专利申请Nos.RU 2007111380和2008年3月17日提出的RU 2008109708的优先权，以上均以全文引用的方式并入本申请中。

背景技术

尽管在医学实践中大量存在抗组胺药被用作抗过敏剂的处方，寻找新型H-1组胺受体阻滞剂仍是紧急的任务，这是因为大部分现有的该类制剂具有作用持续时间短、存在对中枢神经系统的副作用等缺陷(M.D.Mashkovsky，Lekarstvennye sredstva[药物]，Moscow，Novaya volna，2005，第15版，285-297)。基于以上方面，人们对寻找具有新颖化学结构的新型抗组胺(抗过敏)药物有了特别的兴趣，在众多活性高的且具有可评价的药物治疗性质的天然化合物(茶碱、可可碱、咖啡因)中，尤其是黄嘌呤衍生物系列更为引人注意。

发明内容

本发明的目的在于开发抗组胺(抗过敏)类药物。

为了达到上述目的，本发明合成了基于黄嘌呤结构的新型化合物并评价了其生物活性，尤其是1-和7-[ω-(二苯甲基-4-哌嗪基-1)烷基]-3-烷基黄嘌呤衍生物，包括其外消旋体或旋光异构体，及其药学上可接受的盐和/或水合物，如通式I和II所示：

其中R＝H，Me，CH₂Ph；R¹＝Me，n-C₄H₉；且n＝0-3

X＝H，OH，OCOCH₂CH₂COOH；Y和Y¹＝H，Cl，F；

所述化合物具有抗组胺和抗过敏活性，且可应用于药物中以制备基于这些化合物的新的活性高且毒性低的抗过敏药物。

被要求权利的所述化合物可以采用如下方法合成：

方法A

具有通式III和IV的黄嘌呤衍生物，其中R＝H，Me，CH₂Ph；R¹＝Me，和n-C₄H₉，

采用Traube的经典方法(K.V.Vatsuro and G.L.Mishchenko，Imennye reaktsii vorganicheskoy khimii[有机化学中的人名反应]，Moscow，Khimiya，1976，p.400；P.M.Kochergin等，KhGS，1995，No.9，p.388)得到，然后将其以碱金属(Na、K)盐的形式与通式V的α，ω-二溴烷烃进行烷基化：

Br(CH₂)_nBr(V，其中n＝2-5)

得到的通式VI和VII的溴烷基黄嘌呤衍生物，其中R＝H，Me，CH₂Ph；R¹＝CH₃，n-C₄H₉；且n＝2-5，

在碘化钾存在下与通式VIII的取代二苯甲基哌嗪反应：

其中Y和Y′＝H，Cl，F由此衍生得到权利要求的化合物I和II，其中X＝H(表1)。

方法B

根据本方法，将黄嘌呤衍生物III和IV，其中R＝H，Me，CH₂Ph；R¹＝Me和n-C₄H₉与环氧氯丙烷反应。根据反应条件(非水的或水介质)，反应过程中生成1-或7-(2，3-环氧-丙基)(IX和X，其中)或者1-和7-(3-氯-2-羟基丙基)取代的黄嘌呤(IX和X，其中Z＝-CH(OH)-CH₂Cl)。

(H.J.Roth，Reaction of theophylline and theobromine with 1，2-epoxides，Arch.Pharm.，1959，292，pp.234-238；J.Med.Chem.，1985，28，No.5，p.652).

将IX和X与二苯甲基哌嗪及其衍生物反应，生成权利要求的化合物I和II，其中X＝OH且n＝1

请参考后面的表1。

本发明还研究了衍生物1-和7-[ω-(二苯甲基-4-哌嗪基-1)烷基]-3-烷基黄嘌呤(I和II)的生物活性。

本发明以上所述的及其他特征包括多种新颖的构成和组合的细节，以及其他优点，将在权利要求中更突出的描述及指明。应该被理解的是，用于具体化本发明的特定方法和设备是以举例的方式呈现而非限定本发明。本发明的原理和特征可以不偏离本发明的范围而应用于各种各样为数众多的实施例中。

具体实施方式

权利要求所述的化合物的抗组胺活性的研究采用了已知的方法学(Rukovodstvo po eksperimental′nomu izucheniyu novykh farmakologicheskikhveshchestv[新型药理学物质的实验研究手册]，Moscow，2005，p.489)在分离的豚鼠回肠(组胺引起痉挛反应的抑制)和麻痹的豚鼠(与组胺引起的支气管收缩作用相关的拮抗)上进行。将正常动物实验时，化合物可静脉内给药(在给予组胺5分钟前)和口服给药(在研究开始前2小时)。

在评价抗组胺作用的持续性时，化合物在研究开始前24-72小时口服给予。

活性最高的化合物II-g(其中R＝H；R¹＝CH₃；n＝2；X＝H；且Y＝Y¹＝H)，还在清醒的豚鼠中采用向动物眼睛中滴注组胺溶液(抗组胺作用)所诱导的发痒模型，以及在小鼠的被动皮肤过敏模型(抗过敏作用)中进行研究。(Rukovodstvopo eksperimental′nomu izucheniyu novykh farmakologicheskikh veshchestv[新型药理学物质的实验研究手册]，Moscow，2005，p.511)。

权利要求的化合物I和II还与具有类似药理学作用并被广泛应用于医学研究的制剂进行比较研究：例如西替利嗪，氯雷他定和氮卓斯汀(M.D.Mashkovsky，Lekarstvennye sredstva[药物]，Moscow，Novaya volna，2005，第15版，pp.285-297)。

表2为权利要求的化合物I和II的抗组胺活性和毒性研究结果。

根据数据所示，大部分权利要求的化合物在体外和体内条件下(分别为IC₅₀和ED₅₀)的抗组胺活性并不差于西替利嗪和氯雷他定，但略差于氮卓斯汀。一个例外是化合物II-g，在分离的豚鼠回肠中活性远远高于西替利嗪和氯雷他定而微微劣于氮卓斯汀。同时，在静脉给药的体内条件下，化合物II-g比上述的所有其他制剂更有活性；当口服给药(在实验开始前2小时)时，化合物II-g的效能优于西替利嗪和氯雷他定而与氮卓斯汀相似。

必须强调的是化合物II-g，其抗组胺活性的持续性优于包括氮卓斯汀在内的所有与之比较的制剂。因此，在组胺支气管痉挛模型中，化合物II-g、西替利嗪、氯雷他定和氮卓斯汀分别在以3mgg/kg的剂量口服给药后提供了有效地H1-组胺受体阻滞作用达72、48、18和48小时。在组胺引起的发痒模型中，以3mg/kg的剂量口服给予的化合物II-g的保护作用以稳定的水平持续两天而仅在72小时后衰减，而同样剂量的西替利嗪和氮卓斯汀的类似作用在48小时后就已经明显衰减了且在72小时候完全消失。在被动皮肤过敏模型中，化合物II-g和西替利嗪分别在1和3mg/kg的剂量下呈现出相类似的中等的抗过敏作用。

一个极为重要的情况是化合物II-g的毒性低于氮卓斯汀和西替利嗪。化合物II-g是热稳定的、易溶解于水，且与氯雷他定形成对比的是，它可以用于固体药物形式和滴眼液的制造。

从得到的结果可以得出这样的结论，在所观察的具有高抗组胺和抗过敏活性的物质中，我们所发现和研究的1-和7-[ω-(二苯甲基-4-哌嗪基-1)烷基]-3-烷基黄嘌呤衍生物系列(I和II)，开辟了治疗过敏性疾病的新前景(表2)。

本发明所提供的得到黄嘌呤衍生物的方法，特别是具有抗组胺(抗过敏)活性的通式XI的3-甲基-7-[4-(二苯甲基-4-哌嗪基-1)丁基]黄嘌呤及其有机酸和无机酸的盐。

具有特殊目的的化合物XI的合成是将3-甲基黄嘌呤的7-钾盐(XII)由1，4-二溴丁烷烷基化，接着将得到的7-(4-溴丁基)-3-甲基黄嘌呤(XIII)与1-二苯甲基哌嗪(XIV)反应后，用有机酸或无机酸中和所得的碱XI，如下图所示：

其中HX是有机酸或无机酸。

考虑到XIV和碱XI能够结合XIII与XIV反应过程中所产生的HBr，最初的尝试是采取在各种溶剂中加热XIII与XIV以生成XI。然而，该反应进行慢(约30小时)且伴随有大量副产物的生成。试图加入KI来催化XIII和XIV的反应并没有得到积极的结果。

该反应的重大改进是通过将XIII与XIV在三乙胺的存在下在乙腈中加热实现的。在该反应条件下生成碱XI的过程可平稳地进行且在2-3小时内完成。碱XI转化成相应的盐可以采用基础有机化学中的常用方法完成-用有机酸或无机酸的溶液处理碱XI的溶液或悬浮液。

尽管所有生成的盐(XI)应该具有等价的药理学(抗组胺)活性，但当XI为一种琥珀酸的盐(琥珀酸盐)的形式时，表现出最方便于实际应用且具有良好的药物治疗性质(无吸湿性、良好的热稳定性、水溶性和所需的水溶液pH)。

提及权利要求的化合物，尤其7-/4-(4-二苯甲基哌嗪基-1)丁基/-3-甲基黄嘌呤琥珀酸盐(XI，HX-琥珀酸)的有益之处，必须强调的是该化合物的药物治疗性质(H1-组胺受体阻滞活性和持续性、低毒性、水溶性)优于现有的抗组胺(抗过敏)制剂：西替利嗪、氯雷他定和氮卓斯汀。

实施例1

1-(4-溴丁基)-3-甲基-7-苄基黄嘌呤(VI-j，R＝CH₂Ph；R¹＝CH₃，n＝4)的制备向溶解有2.79g(0.0517mole)甲醇钠的60mL无水CH₃OH中，加入10.0g(0.039mole)的3-甲基-7-苄基黄嘌呤(III，其中R＝CH₂Ph，R¹＝CH₃)。

该悬浮液搅拌下加热沸腾30分钟且反应物大部分蒸发致干；反应结束后，残留的甲醇通过甲苯蒸除，得到10.86g 3-甲基-7-苄基黄嘌呤的1-钠盐。

向含有42.3g(24.4mL；0.196mole)1，4-二溴丁烷的100mL二甲基甲酰胺(DMFA)溶液中，加入10.86g(0.039mole)3-甲基-7-苄基黄嘌呤的1-钠盐，然后搅拌下加热沸腾(～150°)3.5小时。反应物真空蒸干；残留物中加入水和苯并搅拌，分离出苯层，剩余物水洗后用硫酸钠干燥，经氧化铝层析过滤。滤出液蒸干至约30mL，加入等量的正己烷。沉淀物过滤后干燥。得到12.16g的1-(4-溴丁基)-3-甲基-7-苄基黄嘌呤(79.6％)，熔点90-92°(从甲醇中重结晶后)，M⁺391。

实施例2

3-甲基-7-(4-溴丁基)黄嘌呤(VII-j，R＝H，R¹＝CH₃，n＝4)的制备

向含有42.3g(0.196mole；23.4mL)1，4-二溴丁烷的100mL乙腈溶液中，加入10.0g(0.049mole)3-甲基黄嘌呤的7-钾盐。该悬浮液加班下加热沸腾28小时后冷却，沉淀物过滤后用水然后甲醇洗至中性，干燥。通过用苯和甲醇混合物，再用二甲基亚砜来结晶的二次纯化方式得到9.0g(61％)精制3-甲基-7-(4-溴丁基)黄嘌呤(VII，R＝H，R¹＝CH₃，n＝4)，熔点218-220°，M⁺301。

其他化合物VI和VII可类似地制备得到(见表3)。

实施例3

1-(2，3-环氧丙基)-3，7-二甲基黄嘌呤(IX，其中)，且R＝R¹＝CH₃)的制备。3g(0.148mole)3，7-二甲基黄嘌呤钠盐(III，1-钠盐；R＝R¹＝CH₃)和20mL环氧氯丙烷的悬浮液搅拌下65-70°加热20小时。冷却后沉淀物过滤并用二氯甲烷洗涤。生成的IX的二氯甲烷溶液蒸干后所得油状残留物以无水乙醚揉制，得到2.7(77％)1-(2，3-环氧丙基)-3，7-二甲基黄嘌呤，熔点115-119°，M⁺236(J-C.Pascalet al，J.Med.Chem.，1985，No.28，No.5，pp.647-652，熔点116-117°)。

采用类似的方法，由3-甲基-7-苄基黄嘌呤钠盐(III，1-钠盐，R＝CH₂Ph；R¹＝CH₃)合成了1-(2，3-环氧丙基)-3-甲基-7-苄基黄嘌呤(IX，其中)，R＝CH₂Ph；R¹＝CH₃)，产率80％，熔点90-95°，M^+′312。

实施例4

-7-(4-溴丁基)-3-甲基黄嘌呤(XIII)的合成

向含有42.2g(0.196mole；23.4mL)1，4-二溴丁烷的100mL乙腈溶液中，加入10g(0.049mole)3-甲基黄嘌呤的7-钾盐(M.V.Rubtsov and A.G.Baychikov.Sinteticheskiye khimiko-farmatsevticheskiye preparaty[合成化学制品和药物制剂].Meditsina，Moscow，1971，p.288)。所得悬浮液在搅拌下加热煮沸28小时后冷却至室温，沉淀物过滤后先后用水和甲醇洗至中性，干燥。先后用苯-甲醇混合物和二甲基亚砜进行结晶后得到9.0g(61％)精制7-(4-溴丁基)-3-甲基黄嘌呤。熔点218-220C；M⁺301。

实施例5

7-/4-(4-二苯甲基哌嗪基-1)丁基/-3-甲基黄嘌呤的制备

含有50g 92％XIII、43.7g 97％XIV和23.4mL三乙胺的750mL乙腈悬浮液搅拌下沸腾3小时。反应物冷却至室温后过滤，沉淀物小心地用水、乙腈和异丙醇洗涤后干燥，得到65.9g 7-/4-(4-二苯甲基哌嗪基-1)丁基/-3-甲基黄嘌呤碱，熔点193-194C(自甲醇中重结晶)。

理论值，％：C 68.62；H 6.83；N 17.78.

C₂₇H₃₂N₆O₂

测定值，％：C 68.41；H 6.93；N 17.78.

NMR[核磁共振]光谱(CDCl₃，δ，ppm)：1.46(m[多重峰]，2H，γ-CH₂)；1.87(M，2H，β-CH₂)；2.35(t[三重峰]，2H，δ-CH₂)；4.23(t，2H，α-CH₂)；2.15-2.60(ws[宽单峰]，8H-哌嗪环上的质子)；3.51(s，3H，NCH₃)；4.17(C，1H，CH)；7.10-7.42/m，10H，2(C₆H₅)/；7.53(s，1H，C₈H)；9.00(ws，1H，NH).

质谱(EI[电子冲击]，70eV)，m/z：472/M/⁺

二盐酸化物，熔点220-222C(自90％乙醇中重结晶)；水溶液pH 2.45。

理论值，％：C 59.45；H 6.28；N 15.40

C₂₇H₃₄N₆O₂Cl₂

测定值，％：C 58.84；H 6.60；N 15.28；H₂O 2.30

琥珀酸盐，熔点187-189C(自95％乙醇中重结晶)；水溶液pH 4.85。

理论值，％：C 63.04；H 6.48；N 14.23.

C₃₁H₃₈N₆O₆

测定值，％：C 62.88；H 6.74；N 14.17

UV光谱(95％乙醇)：_max 273nm，_min 245nm

草酸盐，熔点128-130C(自丙酮中重结晶)；水溶液pH 3.44

理论值，％：C 61.91；H 6.09；N 14.94

C₂₉H₃₄N₆O₆

测定值，％：C 61.45；H 6.83；N 14.94.

实施例6

由7-苄基-1-(4-溴丁基)-3-甲基黄嘌呤(VI，其中R＝苄基，R¹＝Me)制备1-[4-(二苯甲基-4-哌嗪基-1)丁基]-3-甲基黄嘌呤二盐酸化物(I，其中R＝H，R¹＝CH₃，X＝H，n＝2，Y＝Y¹＝H)

含有2.1g(0.005mole)的95％7-苄基-1-(4-溴丁基)-3-甲基黄嘌呤的50mL甲醇溶液和碳载0.21g 20％氢氧化钯在40°水合直到氢吸收的停止(～1.5小时)。催化剂过滤后用热乙醇洗涤，且过滤液蒸干得到1.35g of 1-(4-溴丁基)-3-甲基黄嘌呤(VI，其中R＝H，R¹＝Me，n＝4)。

将1.35g所得物、1.13g(0.045mole)二苯甲基哌嗪(VIII，其中Y＝Y¹＝H)、0.036(0.00022mole)碘化钾和30mL乙腈的混合物在搅拌下沸腾15小时。反应物蒸干后所得沉淀物溶解于25mL 5％盐酸中，然后溶液用氯仿洗涤后，上述盐酸溶液采用固体碳酸氢钠进行碱化至pH～8。得到的物质用氯仿萃取，萃取物用饱和氯化钠水溶液洗涤后用硫酸镁干燥。

所得氯仿溶液蒸干后的沉淀物用5mL异丙醇溶解，然后将饱和盐酸溶液加入该异丙醇中，pH达到2。冷却后(5-7°，16小时)，沉淀物过滤并用甲醇-异丙醇混合物进行结晶，得到1.38g(50.7％)1-[4-(二苯甲基-4-哌嗪基-1)丁基]-3-甲基黄嘌呤二盐酸化物，熔点198-198°。

测定值％：C 59.41；H 6.54；N 15.06.

C₂₇H₃₂N₆O₂·2HCl

理论值％：C 59.45；H 6.28；N 15.40.

采用类似的方法，由1-(4-溴丁基)-3-丁基-7-苄基黄嘌呤(VI，其中R＝CH₂Ph；R¹＝n-Bu；n＝4)和二苯甲基哌嗪(VIII，其中Y＝Y¹＝H)制备得到1-[4-(二苯甲基-4-哌嗪基-1)丁基]-3-丁基黄嘌呤二盐酸化物(I，其中R＝H，R＝N-Bu，X＝H，n＝2，Y＝Y¹＝H)，收率42.2％，熔点215-217°；M⁺514。

测定值％：C 60.29；H 7.44；N 13.93；H₂O 2.55.

C₃₀H₃₈N₆O₂·2HCl·0.75H₂O

理论值％：C 59.94；H 7.04；N 13.98；H₂O 2.25.

实施例7

1，3-二甲基-7-[2-羟基-3-(二苯甲基-4-哌嗪基-1)丙基]黄嘌呤二盐酸化物(II，其中R＝R¹＝CH₃，n＝1，X＝OH，Y＝Y¹＝H)的制备

将2.45g(0.009mole)1，3-二甲基-7-(2-羟基-3-氯丙基)黄嘌呤(X，其中Z＝-CH(OH)-CH₂Cl)(参见H.J.Roth，Arch.Pharm.，1959，292，pp.234-238)、2.27g(0.009mole)二苯甲基哌嗪(VIII，其中Y＝Y¹＝H)、1.38g苛性钾、0.08g(0.00005mole)碘化钾和50mL乙腈的混合物在搅拌下沸腾20小时。反应物蒸干后将沉淀物溶于氯仿，所得溶液水洗后用硫酸镁干燥。蒸除氯仿后，沉淀物从乙酸乙酯中结晶，得到2.61g II的碱(其中R＝R¹＝CH₃；n＝1，X＝OH，Y＝Y¹＝H)，将其溶于70mL异丙醇。将含有盐酸的异丙醇溶液加入上述溶液中使pH达到～2，沉淀物过滤后干燥。由此得到3.34(66％)1，3-二甲基-7-[2-羟基-3-(二苯甲基-4-哌嗪基-1)丙基]黄嘌呤二盐酸化物，熔点224-226°。

测定值％：C 57.32；H 6.10；N 14.86.

C₂₇H₃₂N₆O₃·2HCl

理论值％：C 57.75；H 6.10；N 14.97.

实施例8

1，3-二甲基-7-[2-羧基乙基酰氧基-3-(二苯甲基-4-哌嗪基-1)丙基]黄嘌呤(II，其中R＝R¹＝CH₃；n＝1；X＝OCOCH₂CH₂COOH；Y＝Y¹＝H)的制备

将2.0g(0.004mole)1，3-二甲基-7-[2-羟基-3(二苯甲基-4-哌嗪基-1)丙基]黄嘌呤(II，其中R＝R¹＝CH₃；n＝1；X＝OH；Y＝Y¹＝H)、0.5g(0.005mole)琥珀酸酐和20mL二氯乙烷的混合物沸腾4小时蒸发至干。残留物用无水乙醇结晶，得到2.04g(86.7％)1，3-二甲基-7-[2-羧基乙基酰氧基)-3-(二苯甲基-4-哌嗪基-1)丙基]黄嘌呤，熔点183-185°。

测定值％：C 63.28；H 6.53；N 14.32.

C₃₁H₃₆N₆O₂.

理论值％：C 63.25；H 6.16；N 14.28.

实施例9

1-[2-羟基-3-(二苯甲基-4-哌嗪基-1)丙基]-3，7-二甲基黄嘌呤二盐酸化物I(R＝R¹＝CH₃；n＝1；X＝OH；Y＝Y¹＝H)的制备

将1g(0.004mole)1-(2，3-环氧丙基)-3，7-二甲基黄嘌呤、1.26g(0.0044mole)二苯甲基哌嗪和30mL异丙醇的混合物搅拌下沸腾30小时。冷却后过滤沉淀物，用乙醚洗涤后干燥。由此得到1.96g(95％)1-[2-羟基-3-(二苯甲基-4-哌嗪基-1)丙基]-3，7-二甲基黄嘌呤：

-碱，熔点120-122°，M⁺488；

-二盐酸化物，熔点196-198°；M⁺488。

采用类似的方法合成了如下化合物：

-1-[2-羟基-3-(4¹-氯二苯甲基-4-哌嗪基-1)丙基]-3，7-二甲基黄嘌呤(I，其中R＝R¹＝CH₃；n＝1；X＝OH；Y＝Cl；Y¹＝H)：

-碱，收率67％，熔点152-155°；

-二盐酸化物，熔点192-194°.

-1-[2-羟基-3-(二苯甲基-4-哌嗪基-1)-丙基]-3-甲基-7-苄基黄嘌呤(I，其中R＝CH₂Ph，R¹＝Me；n＝1；X＝OH；Y＝Y¹＝H)，收率50％，熔点98-100°。

-1-[2-羟基-3-(4¹-氯二苯甲基-4-哌嗪基-1)丙基]-3-甲基-7-苄基黄嘌呤(I，其中R＝CH₂Ph，R¹＝Me；n＝1；X＝OH；Y＝Cl；Y¹＝H)，收率50％，熔点170-172°。

这些物质扩大了持续作用的抗组胺(抗过敏)药物治疗的处方，且所提供的方法与已知方法相比能够缩短实现整个过程周期的时间。