CN101311171A - 对乙、丁酰胆碱酯酶具有双重抑制活性的化合物及其用途 - Google Patents

Abstract

本发明应用虚拟药物筛选技术与高通量筛选技术，通过建立虚拟乙酰胆碱酯酶抑制剂筛选方法，和AChE活性检测方法，评价了化合物样品库中1万多个样品对AChE的抑制活性，发现了一批抑制活性较高的化合物。再根据老年痴呆的病理特征，对于AChE抑制活性较高的化合物进行了丁酰胆碱酯酶抑制活性检测。研究结果表明，双分子3－哌啶基－苯丙酮不仅具有较强的AChE抑制活性，同时还具有很强的BuChE抑制活性；动物实验结果证明双分子3－哌啶基－苯丙酮可明显改善东莨菪碱、亚硝酸钠所致的痴呆，能够增强学习记忆功能。

Description

对乙、丁酰胆碱酯酶具有双重抑制活性的化合物及其用途

技术领域

本发明涉及一类双分子3-哌啶基-苯丙酮化合物，这类化合物不仅具有较强的AChE抑制活性，同时还具有很强的BuChE抑制活性；以及该类化合物在治疗学习记忆障碍和老年痴呆中的应用，属医药技术领域。

背景技术

老年痴呆与年龄老化有密切关系。随着世界人口老龄化，老年痴呆的发病率也随之增加。据统计，65-69岁老年人每年的发病率是1.4‰，70-74岁是3.9‰，75-79岁是16.7‰，至85岁时增至45.4‰。老年痴呆是心脏病、肿瘤、糖尿病之后严重影响老年人生活质量和身体健康的疾病。这种疾病可使记忆受损，日常生活能力下降，其逐渐减退的功能包括：(1)记忆与认知功能--表现出记忆力下降，常常忘记包括子女等亲朋好友的名字；不能分辨时间、季节，在熟悉的地方也发生迷路等等。(2)行为精神症状--包括幻觉、被害妄想、易激怒和攻击倾向等等。(3)日常生活能力--随着病情发展，病人的日常生活能力逐渐丧失，无法参与公众活动，吃饭穿衣举止失常，甚至生活不能自理。因此，对于抗老年性痴呆药物的研究不仅具有巨大的社会效益，而且可以明显减轻国家和家庭的经济负担，是十分必要的。

老年痴呆可分为早老性痴呆(Alzheimer’s disease，AD)，血管性痴呆(vascular dementia，VD)和二者并存的混合型痴呆。AD更为常见，也研究得更多。老年痴呆是一种综合病，其典型的病理变化包括皮层、海马广泛的神经元丢失、基底前脑胆碱能功能障碍、脑内出现无数神经元纤维缠结(NFT)和β-淀粉样蛋白(Aβ)沉积形成老年斑(SP)。根据老年痴呆的病理特征和发病机制，对于老年痴呆患者采取的治疗途径包括：(1)改善胆碱系统功能的药物。(2)纠正钙稳态失调和抗氧化的药物。(3)神经营养因子。(4)干扰Aβ形成和沉积的药物。(5)抗神经细胞凋亡剂。

到目前为止，胆碱能系统一直被认为是正常认知功能中最重要的神经递质系统，无论是通过乙酰胆碱酯酶(Acetylcholinesterase，AChE)抑制剂作用还是通过M、N受体激动剂的作用均能改善认知功能。AD是一种主要涉及记忆力损伤的疾病，其胆碱能损伤确凿证明了胆碱能系统在记忆功能中的关键性作用。

近十年来，乙酰胆碱脂酶抑制剂已成为AD的一线治疗药物，确证了其有效缓解认知功能障碍的地位，产品销售量占据了抗痴呆药物中的最大份额，主要药物有他克林(Tacrine)，多奈哌齐(donepezil hydrochloride)，利斯的明(Rivastigmine)，加兰他敏(Galantamine)以及石杉碱甲(Huperzine A)等已成为这一领域中的代表性药物，从而推动了AD治疗药物的发展进程。他克林(Tacrine)在临床上可以有效的改善AD病人的病症，但由于其对肝脏有较大的损伤，目前对它的使用已经减少。其他几种AChE的抑制剂毒性低，可以有效的改善患者的认知功能障碍，但他们临床有效期均较短暂。因此，寻找新型有效的抗AD药物仍是药物研究工作者面临的艰巨任务。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双分子3-哌啶基-苯丙酮化合物。

本发明的再一目的在于提供含有双分子3-哌啶基-苯丙酮化合物和制药学上可用的载体的药物组合物。

本发明的又一目的在于提供这种双分子3-哌啶基-苯丙酮化合物在制备治疗学习记忆障碍药物和抗老年痴呆药物中的应用。

本发明的化合物通式(I)所示：

其中，

R1，R2，R3和R4可以相同或不同的取代基，独立的选自C_1-10的烷基；

R1与R2、R3与R4还可以形成多元杂环。

优选的R1，R2，R3和R4独立的选自CH₃-，C₂H₅-、C₃H₇-、C₄H₉-。

或取代基R1、R2与氮原子可以形成五元环或六元环。

更优选的取代基R1、R2与氮原子形成的五元环或六元环选自

或取代基R3、R4与氮原子可以形成五元环或六元环。

更优选的取代基R3、R4与氮原子形成的五元环或六元环选自

最优选的化合物包括但不限定于

双分子3-哌啶基苯丙酮(bimolecular      双分子3-吗啉基苯丙酮(bimolecular

3-piperidino propiophenone，化合物1)  3-morpholin propiophenone，化合物2)

双分子3-二乙基氨基苯丙酮(bimolecular    双分子3-二甲基氨基苯丙酮(bimolecular

3-diethylamino propiophenone，化合物3)  3-dimethylamino propiophenone，化合物4)

发明人发现本发明的化合物具有较高的AchE抑制活性，进一步的实验结果表明本发明的化合物具有乙酰胆碱酯酶和丁酰胆碱酯酶双重抑制活性。本发明的化合物在体内改善痴呆动物模型的学习记忆。

本发明因此还涉及以本发明化合物作为活性成份的药物组合物。该药物组合物可根据本领域公知的方法制备。可通过将本发明化合物与一种或多种药学上可接受的固体或液体赋形剂和/或辅剂结合，制成适于人或动物使用的任何剂型。本发明化合物在其药物组合物中的含量通常为0.1-95重量％。

本发明化合物或含有它的药物组合物可以单位剂量形式给药，给药途径可为肠道或非肠道，如口服、静脉注射、肌肉注射、皮下注射、鼻腔、口腔粘膜、眼、肺和呼吸道、皮肤、阴道、直肠等。

给药剂型可以是液体剂型、固体剂型或半固体剂型。液体剂型可以是溶液剂(包括真溶液和胶体溶液)、乳剂(包括o/w型、w/o型和复乳)、混悬剂、注射剂(包括水针剂、粉针剂和输液)、滴眼剂、滴鼻剂、洗剂和搽剂等；固体剂型可以是片剂(包括普通片、肠溶片、含片、分散片、咀嚼片、泡腾片、口腔崩解片)、胶囊剂(包括硬胶囊、软胶囊、肠溶胶囊)、颗粒剂、散剂、微丸、滴丸、栓剂、膜剂、贴片、气(粉)雾剂、喷雾剂等；半固体剂型可以是软膏剂、凝胶剂、糊剂等。

本发明化合物可以制成普通制剂、也制成是缓释制剂、控释制剂、靶向制剂及各种微粒给药系统。

为了将本发明化合物制成片剂，可以广泛使用本领域公知的各种赋形剂，包括稀释剂、黏合剂、润湿剂、崩解剂、润滑剂、助流剂。稀释剂可以是淀粉、糊精、蔗糖、葡萄糖、乳糖、甘露醇、山梨醇、木糖醇、微晶纤维素、硫酸钙、磷酸氢钙、碳酸钙等；湿润剂可以是水、乙醇、异丙醇等；粘合剂可以是淀粉浆、糊精、糖浆、蜂蜜、葡萄糖溶液、微晶纤维素、阿拉伯胶浆、明胶浆、羧甲基纤维素钠、甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、乙基纤维素、丙烯酸树脂、卡波姆、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇等；崩解剂可以是干淀粉、微晶纤维素、低取代羟丙基纤维素、交联聚乙烯吡咯烷酮、交联羧甲基纤维素钠、羧甲基淀粉钠、碳酸氢钠与枸橼酸、聚氧乙烯山梨糖醇脂肪酸酯、十二烷基磺酸钠等；润滑剂和助流剂可以是滑石粉、二氧化硅、硬脂酸盐、酒石酸、液体石蜡、聚乙二醇等。

还可以将片剂进一步制成包衣片，例如糖包衣片、薄膜包衣片、肠溶包衣片，或双层片和多层片。

为了将给药单元制成胶囊剂，可以将有效成分本发明化合物与稀释剂、助流剂混合，将混合物直接置于硬胶囊或软胶囊中。也可将有效成分本发明化合物先与稀释剂、黏合剂、崩解剂制成颗粒或微丸，再置于硬胶囊或软胶囊中。用于制备本发明化合物片剂的各稀释剂、黏合剂、润湿剂、崩解剂、助流剂品种也可用于制备本发明化合物的胶囊剂。

为将本发明化合物制成注射剂，可以用水、乙醇、异丙醇、丙二醇或它们的混合物作溶剂并加入适量本领域常用的增溶剂、助溶剂、pH调剂剂、渗透压调节剂。增溶剂或助溶剂可以是泊洛沙姆、卵磷脂、羟丙基-β-环糊精等；pH调剂剂可以是磷酸盐、醋酸盐、盐酸、氢氧化钠等；渗透压调节剂可以是氯化钠、甘露醇、葡萄糖、磷酸盐、醋酸盐等。如制备冻干粉针剂，还可加入甘露醇、葡萄糖等作为支撑剂。

此外，如需要，也可以向药物制剂中添加着色剂、防腐剂、香料、矫味剂或其它添加剂。

为达到用药目的，增强治疗效果，本发明的药物或药物组合物可用任何公知的给药方法给药。

本发明化合物药物组合物的给药剂量依照所要预防或治疗疾病的性质和严重程度，患者或动物的个体情况，给药途径和剂型等可以有大范围的变化。一般来讲，本发明化合物的每天的合适剂量范围为0.001-150mg/Kg体重，优选为0.1-100mg/Kg体重，更优选为1-60mg/Kg体重，最优选为2-30mg/Kg体重。上述剂量可以一个剂量单位或分成几个剂量单位给药，这取决于医生的临床经验以及包括运用其它治疗手段的给药方案。

本发明的化合物或组合物可单独服用，或与其他治疗药物或对症药物合并使用。当本发明的化合物与其它治疗药物存在协同作用时，应根据实际情况调整它的剂量。

附图说明

图1本发明化合物的结构

图2本发明化合物抑制AChE的量效曲线

图3化合物抑制BChE的量效曲线

图4化合物(1)对东莨菪碱模型小鼠跳台实验影响

图5化合物(1)对东莨菪碱模型小鼠跳台实验影响

图6化合物(1)对东莨菪碱模型小鼠水迷宫实验影响

图7化合物(1)对亚硝酸钠模型小鼠避暗实验影响

图8化合物(1)对亚硝酸钠模型小鼠跳台实验影响

图9化合物(1)对亚硝酸钠模型小鼠避暗实验影响

具体实施方式

实施例1：虚拟筛选AchE抑制剂。基于多奈哌齐和石杉碱甲与AChE的两个复合物晶体结构，应用虚拟筛选程序FlexX和一致打分方法，对两次虚拟筛选的结果进行加合，选择分值较高的化合物共计2855个化合物，作为待测化合物。综合分析其预测结果，从中选出部分化合物进行活性检测。

实施例2：对AchE的抑制活性。

根据文献建立AchE抑制剂筛选模型，对选出的2885年化合物进行了活性检测，发现化合物1、化合物2、化合物3、化合物4具有较高的AChE抑制活性，其活性值见表1。其IC₅₀为1μM～10μM。

表1化合物的AChE体外抑制活性

注：以上数据为3次实验数据的平均值。

实施例3：对丁酰胆碱酯酶的抑制活性

根据文献建立丁酰胆碱酯酶(Butyrocholinesterase，BChE)抑制剂筛选模型，通过该模型检测化合物活性，

实验结果表明化合物(1)、(2)、(3)和(4)具有很强的BChE抑制活性，其活性值见表2。其IC₅₀为0.1μM～1μM。阳性对照药石杉碱甲对BChE无抑制活性，阳性药多奈哌齐(donepezil)抑制BChE的活性均低于活性化合物(1)、(2)、(3)和(4)。

表2化合物的BChE体外抑制活性

注：以上数据均为3次实验数据的平均值。

实施例4：化合物对东莨菪碱所致小鼠学习、记忆障碍的影响

以东莨菪碱建造小鼠学习、记忆障碍模型，以石杉碱甲、多奈哌齐为阳性对照药物，观察化合物(1)的作用。小鼠学习记忆功能以自主活动、洞板、跳台、水迷宫等行为学指标，比较正常对照组、模型组和药物组之间的差异。化合物药效学评价的用药剂量是根据药物的常规用量计算方法结合急性毒性试验结果确定的。化合物(1)药效学评价时选用了中剂量和小剂量：中剂量组为5mg/kg，小剂量组为1mg/kg。

实验用小鼠90只，用于痴呆动物模型药效学评价，将小鼠随机分为6组，正常组、模型组、石杉碱甲组、多奈哌齐组、化合物(1)中剂量组、化合物(1)小剂量组，每组小鼠15只。

化合物(1)对小鼠自主活动的影响。实验小鼠灌胃给药后，与正常组比较，各剂量组小鼠自主活动次数无明显改变。

化合物(1)对小鼠洞板实验影响。实验小鼠灌胃给药后，与正常组比较，各剂量组小鼠探洞次数无明显改变。

化合物(1)对东莨菪碱模型小鼠跳台实验影响。小鼠注射东莨菪碱后，模型组与空白组比较，小鼠跳台回避反应错误次数明显增加(P＜0.05)。东莨菪碱模型组小鼠电击后，找到跳台的时间明显延长，24h后，在跳台上的时间(潜伏期)很短，潜伏期与空白组比较，差异显著(P＜0.05)。化合物(1)的中、小剂量均可明显延长潜伏期，与模型组比较，差异显著(P＜0.05)。(错误次数见图4，潜伏期见图5)

化合物(1)对东莨菪碱模型小鼠水迷宫实验影响。小鼠注射东莨菪碱后，模型组与空白组比较，小鼠到达终点的时间明显增加(P＜0.05)，化合物(1)的小剂量均可对抗东莨菪碱引起的学习记忆障碍，与模型组比较，差异显著(P＜0.05)(见图6)。

实施例5：化合物对硝酸钠所致小鼠学习、记忆障碍模型的影响

以亚硝酸钠建造小鼠学习、记忆障碍模型，以石杉碱甲、多奈哌齐为阳性对照药物，观察化合物(1)的作用。实验用小鼠90只，用于痴呆动物模型药效学评价，将小鼠随机分为6组，正常组、模型组、石杉碱甲组、多奈哌齐组、化合物(1)中剂量组、化合物(1)小剂量组，每组小鼠15只。小鼠学习记忆功能以自主活动、洞板、跳台、避暗等行为学指标，比较正常对照组、模型组和药物组之间的差异。

化合物(1)对小鼠自主活动的影响。实验小鼠灌胃给药后，与正常组比较，化合物(1)中剂量组小鼠自主活动次数明显增加(P＜0.05)，其余剂量组小鼠自主活动次数无明显改变。

化合物(1)对小鼠洞板实验影响。实验小鼠灌胃给药后，与正常组比较，小鼠的石杉碱甲组探洞次数明显减小(P＜0.05)，其余剂量组小鼠探洞次数无明显改变。

化合物(1)对亚硝酸钠模型小鼠跳台实验影响。小鼠注射亚硝酸钠后，模型组与空白组比较，小鼠跳台回避反应错误次数明显增加(P＜0.05)，，化合物(1)的中剂量，能明显减少错误次数(见图8)，可对抗亚硝酸钠引起的学习记忆障碍，与模型组比较，差异显著(P＜0.05)。亚硝酸钠模型组小鼠电击后，找到跳台的时间明显延长，24h后，在跳台上的时间很短，潜伏期与空白组比较，差异显著(P＜0.05)。化合物(1)的中剂量均可明显延长潜伏期，与模型组比较，差异显著(P＜0.05)。

化合物(1)对亚硝酸钠模型小鼠避暗实验影响。小鼠注射亚硝酸钠后，模型组与空白组比较，小鼠回避反应错误次数增加，化合物(1)的中剂量和小剂量均可对抗亚硝酸钠引起的学习记忆障碍，与模型组比较，差异显著。潜伏期与空白组比较，差异显著。化合物(1)的中、小剂量均可明显延长潜伏期(见图7)，减少错误次数(见图9)，与模型组比较，差异显著。

Claims (10)

1、如通式(I)所示的化合物：

其中，

R1，R2，R3和R4可以相同或不同的取代基，独立的选自C_1-10的烷基；

R1与R2、R3与R4还可以形成多元杂环。

2、根据权利1的化合物，其特征在于，R1，R2，R3和R4独立的选自CH₃-，C₂H₅-、C₃H₇-、C₄H₉-。

3、根据权利1的化合物，其特征在于，取代基R1、R2与氮原子形成的五元环或六元环。

4、根据权利3的化合物，其特征在于，取代基R1、R2与氮原子形成的五元环或六元环选自

5、根据权利1的化合物，其特征在于，取代基R3、R4与氮原子形成的五元环或六元环。

6、根据权利5的化合物，其特征在于，取代基R3、R4与氮原子形成的五元环或六元环选自

7、根据权利1的化合物，其特征在于，所述化合物选自

双分子3-哌啶基苯丙酮    双分子3-吗啉基苯丙酮

双分子3-二乙基氨基苯丙酮    双分子3-二甲基氨基苯丙酮。

8、一种药物组合物，包括权利要求1-8至少一种化合物和制药学上可用的载体。

9、权利要求1-8中任一所述的化合物在制备治疗学习记忆障碍药物中的应用。

10、权利要求1-8中任一所述的化合物在制备抗老年痴呆药物中的应用。

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