H+/K+-ATP酶抑制剂苯并咪唑类衍生物的研究Ⅱ
作者：杨晓轩 潘莉 程卯生 沈建民
单位：沈阳药科大学药物合成室，沈阳 110015
关键词：H+/K+-ATP酶抑制剂；苯并咪唑类衍生物；抑制胃酸分泌
中国药物化学杂志000207 摘要 设计合成了7个未见文献报道的苯并咪唑类衍生物,经质谱、核磁共振氢谱和元素分析确定了结构.初步药理筛选实验表明:化合物(3)和(5)抑制胃酸分泌作用较强.
Studies on H+/K+-ATPase Inhibitors Benzimidazole Derivatives
Yang Xiaoxuan Pan Li Cheng Maosheng Shen Jianmin
, 百拇医药
(The Laboratory of Drug Synthesis,Shenyang Pharmaceutical University,Shenyang 110015)
Abstract H+/K+-ATPase is the last passage-way of gastric acid secretion.On the basis of synthesis of the H+/K+-ATPase inhibitor omeprazole,seven benzimidazole derivatives were synthesized for the first time,and their structures were identified by 1H-NMR、MS and elementary analysis.The in vitro test showed that the compounds (3)and (5)had good activities on inhibition of gastric acid secretion.
, 百拇医药
Key words H+/K+-ATPase inhibitors;benzimidazole derivatives;inhibiting gastric acid secretion 消化性溃疡是一种常见病和多发病，有效地抑制胃酸的分泌是治疗溃疡的重要手段.H+/K+-ATP酶是形成胃酸的最终环节,为此,作者研制了苯并咪唑类H+/K+-ATP酶抑制剂奥美拉唑,在此基础上,合成了7个未见文献报道的具有类似结构的新化合物,以期发现更稳定、活性更强的新药.初步药理筛选表明：化合物(3)和(5)抑制胃酸分泌作用较强.
1 合成路线
通过多年实验确认，苯并咪唑杂环是H+/K+-ATP酶抑制剂的必要结构，另一侧结构多为吡啶环,从保持化合物的脂溶性,化合物分子大小等因素考虑，作者用对硝基氯苄、对氯氯苄与5-甲氧基-2-巯基苯并咪唑、2-巯基苯并咪唑反应合成新化合物,合成路线见图1.
, http://www.100md.com
Fig.1 The route of synthesis
2 合成实验
熔点用毛细管法测定(温度未校正).核磁共振用Brukr AC-250 E型仪测定.元素分析用DEF-1型仪测定.质谱用JMS-D 300型仪测定.
2.1 2-巯基-苯并咪唑的制备〔1〕
将邻苯二胺3.24 g(30 mmol)加到氢氧化钾1.9 g(33 mmol)、二硫化碳2.1 mL(33 mmol)、95%乙醇30 mL和水4.5 mL的混合物中,加热回流2 h,冷却，加活性炭脱色,加入60～70℃水20 mL,36%乙酸中和析出沉淀,冰箱放置过夜.抽滤，水洗，干燥，得白色结晶3.79 g，收率:84%,mp 302～304℃(文献〔1〕mp 303～304℃).5-甲氧基-2-巯基苯并咪唑的制备,是以4-甲氧基邻苯二胺〔2〕为原料,方法同上,收率:85%,mp 253～255℃(文献〔2〕mp 253～254.2℃).
, http://www.100md.com
2.2 2-〔(4-硝基苯基)甲基〕硫代-5-甲氧基-1H-苯并咪唑(1)的制备〔3〕
将氢氧化钾0.76 g(13 mmol)加到20 mL无水乙醇中,加热,搅拌溶解，冷却至25℃,搅拌下加入5-甲氧基-2-巯基苯并咪唑2 g(11 mmol),析出沉淀，滴加对硝基氯苄1.9 g(11 mmol)与80 mL无水乙醇配成的溶液,加热回流2 h,浓缩,残余物加入25 mL水,无水乙醚提取,干燥,蒸发溶媒,固体用无水乙醇重结晶,得黄色结晶1.8 g,收率:51%,mp 169～170℃,波谱数据见表1.化合物(2)～(4)的制备方法同化合物(1),结果见表1.
2.3 2-〔(4-硝基苯基)甲基〕亚硫酰基-5-甲氧基-1H-苯并咪唑(7)的制备〔4〕
将2-〔(4-硝基苯基)甲基〕硫代-5-甲氧基-1H-苯并咪唑0.5 g(1.6 mmol)溶于60 mL丙酮中,冷却至-30℃,恒温滴加0.3 g(1.7 mmol)间氯过氧苯甲酸与20 mL丙酮配成的溶液,滴毕，-30℃恒温搅拌2.5 h,蒸发溶剂,加无水乙醚50 mL,用饱和碳酸钠溶液洗,干燥,过滤,浓缩,固体硅胶柱纯化得白色结晶0.16 g,收率:31%,mp 188～190℃,波谱数据见表1,化合物(5)～(6)的制备方法同化合物(7),结果见表1.
, 百拇医药
Tab.1 Physical and spectrum data of the title compounds Compd.
R1
R2
mp/℃
Yield/%
Formula
Elemental analysis/%
Found(Calcd.)
1H-NMR(DMSO-d6,TMS) δ
, http://www.100md.com
MS(DI)m/z
C
H
N
S
Cl
1
CH3O
NO2
169～170
51
C15H1
, http://www.100md.com
3N3O3S
57.13
4.15
13.33
10.17
3.79(s,3H),4.63(s,2H),6.69～
M+315(370),248(1000),(57.43
4.17
13.26
9.89)
6.73(m,1H),6.92(s,1H),7.28～
, http://www.100md.com
203(750),179(480),7.32(m,1H),7.72(d,2H),8.12(d,2H)
32(810)
2
H
NO2
191～192
47
C14H11
N3O2S
58.93
, 百拇医药 3.88
14.72
11.23
4.71(s,2H),7.14(s,2H),7.45(s,2H),M+285(1000),206(451),(58.61
3.82
14.61
11.08)
7.79(d,2H),8.14(d,2H)
149(805),122(800),90(547),89(489),78(447)
3
, http://www.100md.com
CH3O
Cl
137～138
59
C15H13
ClN2OS
59.11
4.29
9.19
10.51
3.79(s,3H),4.52(s,2H),6.75(d,1H),M+304(689),271(406),(59.03
, http://www.100md.com
4.26
8.87
10.64)
6.95(s,1H),7.28(d,1H),7.33(d,2H),179(571),127(376),7.45(d,2H)
125(1000)
4
H
Cl
180～181
58
C14H11
, http://www.100md.com
ClN2S
61.19
4.03
10.19
11.06
2.78(s,1H),4.56(s,2H),7.07(s,2H),M+274(680),241(270),(60.97
3.99
9.84
11.18)
7.11(s,2H),7.28(d,2H),7.48(d,2H)
, 百拇医药
127(421),125(1000),122(219)
5
H
Cl
190～192
63
C14H11
ClN2OS
57.83
3.81
9.63
12.19
, http://www.100md.com
2.65(s,1H),4.55(s,1H),7.05～
M+290(162),127(324),(57.85
3.77
9.59
12.18)
7.10(m,2H),7.18～7.23(m,2H),125(1000)
7.25～7.27(m,2H),7.45(d,2H)
6
CH3O
Cl
, 百拇医药
146～148
26
C15H13
ClN2O2S
56.16
4.08
8.37
3.85(s,3H),4.59(s,2H),6.87(d,1H),M+320(550),195(130),(56.04
4.14
8.5)
, 百拇医药
6.92(s,1H),7.10(d,2H),7.24(d,2H),127(327),125(1000)
7.43(s,1H)
7
CH3O
NO2
188～190
31
C15H13
N3O4S
54.37
, http://www.100md.com
3.95
12.68
9.67
3.74(s,3H),4.57(s,2H),6.90(s,1H),M+331(801),315(450),(54.45
3.98
12.63
9.52)
7.50(d,2H),7.62(s,1H),7.88(s,1H),195(1000)
8.11(d,2H)
3 药理实验
, 百拇医药
将体重为300～500 g的雄性豚鼠绝食给水24 h,击毙,取胃,沿小弯剪开,翻转洗后,放入冰冷浆膜液中.安装仪器，将胃系在一只短Derspex管上部(直径1.2 cm)，粘膜向内置于34℃含浆膜液100 mL水浴管中,浆膜液通95%氧气和5%二氧化碳.向Derspex管内的试管中加入粘膜液5 mL，通100%氧气,使内外液面相齐,稳定平衡30 min,15 min后取样，加酚酞2滴，8×10-3 mol/L氢氧化钠滴定至溶液呈淡粉色,由所消耗的氢氧化钠毫升数计算胃酸分泌量,基础胃酸分泌量用上述方法测2次.更换外液,15 min后,加2×10-2 mol/L磷酸组织胺(0.05 mL),使其在外液中浓度为10-5 mol/L,15 min后取样测定记录所消耗的氢氧化钠毫升数.再更换外液,同时清洗胃粘膜2次，向试管中加新内液5 mL.外液加药到浓度为10-5 mol/L,15 min后加2×10-2 mol/L磷酸组织胺,15 min后取样测定.
, 百拇医药
磷酸组织胺能够与离体豚鼠胃中的H2受体结合,最终通过H+/K+-ATP酶促进胃酸分泌,H+/K+-ATP酶抑制剂可控制组胺的这一作用.据此设计H+/K+-ATP酶抑制剂的定性及定量研究方法〔5〕.
H+/K+-ATP酶抑制剂对胃酸分泌的抑制作用的强弱,一般是用该抑制剂对组胺所引起的胃酸分泌作用的抑制率确定的.该抑制率的计算方法如下:
用该式求出各给药组对组胺作用的抑制率，取同组几个标本的平均值，结果见表2.
初步药理筛选表明:化合物(3),(5)对离体豚鼠胃酸分泌的抑制作用较强,弱于H2受体拮抗剂法莫替丁,作用强度约为法莫替丁的1/2,但相当于雷尼替丁作用强度的2倍,其余化合物作用较弱.
, 百拇医药
Tab.2 Bioactivities of the target compounds Compd.
Drug
concentration
/mol.L-1
Histamin
concentration
/mol.L-1
Animal
number
Inhibition
, 百拇医药
percent
/%
1
1×10-5
1×10-5
5
8.8
2
1×10-5
1×10-5
5
11.2
, 百拇医药
3
1×10-5
1×10-5
5
35
4
1×10-5
1×10-5
5
12
5
1×10-5
, http://www.100md.com
1×10-5
5
35.4
6
1×10-5
1×10-5
5
22.4
7
1×10-5
1×10-5
5
, 百拇医药
15
famotidine
1×10-5
1×10-5
5
64.2
致谢：药理筛选由沈阳药科大学药理教研室王敏伟老师负责. 参考文献
1，Van Allan JA.2-Mercaptobenzimidazole.Organic Synthesis,1950,30:56～57
2，Frank HB,Kathyrn L,Lott WA.Aminosulfanilanisides.Journal of the American Chemical Society,1947,69(1):583～587
, 百拇医药
3，Kipnis F.2-Thenylsulfides.Journal of the American Chemical Society,1949,71(4):3571
4，Siegl WO.3-Substituted thietanes synthesis and oxidation to sulfoxides. Journal of Organic Chemistry,1970,35(11):3657～3663
5，Larsson H,Carlsson E,Sundell G.Effects of omeprazole and cimetidine on gastric acid secretion and right atrial beating frequency in isolated organ preparations from the guinea pig.Digestion,1984,29:12～18
收稿日期:2000-01-25, 百拇医药
单位：沈阳药科大学药物合成室，沈阳 110015
关键词：H+/K+-ATP酶抑制剂；苯并咪唑类衍生物；抑制胃酸分泌
中国药物化学杂志000207 摘要 设计合成了7个未见文献报道的苯并咪唑类衍生物,经质谱、核磁共振氢谱和元素分析确定了结构.初步药理筛选实验表明:化合物(3)和(5)抑制胃酸分泌作用较强.
Studies on H+/K+-ATPase Inhibitors Benzimidazole Derivatives
Yang Xiaoxuan Pan Li Cheng Maosheng Shen Jianmin
, 百拇医药
(The Laboratory of Drug Synthesis,Shenyang Pharmaceutical University,Shenyang 110015)
Abstract H+/K+-ATPase is the last passage-way of gastric acid secretion.On the basis of synthesis of the H+/K+-ATPase inhibitor omeprazole,seven benzimidazole derivatives were synthesized for the first time,and their structures were identified by 1H-NMR、MS and elementary analysis.The in vitro test showed that the compounds (3)and (5)had good activities on inhibition of gastric acid secretion.
, 百拇医药
Key words H+/K+-ATPase inhibitors;benzimidazole derivatives;inhibiting gastric acid secretion 消化性溃疡是一种常见病和多发病，有效地抑制胃酸的分泌是治疗溃疡的重要手段.H+/K+-ATP酶是形成胃酸的最终环节,为此,作者研制了苯并咪唑类H+/K+-ATP酶抑制剂奥美拉唑,在此基础上,合成了7个未见文献报道的具有类似结构的新化合物,以期发现更稳定、活性更强的新药.初步药理筛选表明：化合物(3)和(5)抑制胃酸分泌作用较强.
1 合成路线
通过多年实验确认，苯并咪唑杂环是H+/K+-ATP酶抑制剂的必要结构，另一侧结构多为吡啶环,从保持化合物的脂溶性,化合物分子大小等因素考虑，作者用对硝基氯苄、对氯氯苄与5-甲氧基-2-巯基苯并咪唑、2-巯基苯并咪唑反应合成新化合物,合成路线见图1.
, http://www.100md.com
Fig.1 The route of synthesis
2 合成实验
熔点用毛细管法测定(温度未校正).核磁共振用Brukr AC-250 E型仪测定.元素分析用DEF-1型仪测定.质谱用JMS-D 300型仪测定.
2.1 2-巯基-苯并咪唑的制备〔1〕
将邻苯二胺3.24 g(30 mmol)加到氢氧化钾1.9 g(33 mmol)、二硫化碳2.1 mL(33 mmol)、95%乙醇30 mL和水4.5 mL的混合物中,加热回流2 h,冷却，加活性炭脱色,加入60～70℃水20 mL,36%乙酸中和析出沉淀,冰箱放置过夜.抽滤，水洗，干燥，得白色结晶3.79 g，收率:84%,mp 302～304℃(文献〔1〕mp 303～304℃).5-甲氧基-2-巯基苯并咪唑的制备,是以4-甲氧基邻苯二胺〔2〕为原料,方法同上,收率:85%,mp 253～255℃(文献〔2〕mp 253～254.2℃).
, http://www.100md.com
2.2 2-〔(4-硝基苯基)甲基〕硫代-5-甲氧基-1H-苯并咪唑(1)的制备〔3〕
将氢氧化钾0.76 g(13 mmol)加到20 mL无水乙醇中,加热,搅拌溶解，冷却至25℃,搅拌下加入5-甲氧基-2-巯基苯并咪唑2 g(11 mmol),析出沉淀，滴加对硝基氯苄1.9 g(11 mmol)与80 mL无水乙醇配成的溶液,加热回流2 h,浓缩,残余物加入25 mL水,无水乙醚提取,干燥,蒸发溶媒,固体用无水乙醇重结晶,得黄色结晶1.8 g,收率:51%,mp 169～170℃,波谱数据见表1.化合物(2)～(4)的制备方法同化合物(1),结果见表1.
2.3 2-〔(4-硝基苯基)甲基〕亚硫酰基-5-甲氧基-1H-苯并咪唑(7)的制备〔4〕
将2-〔(4-硝基苯基)甲基〕硫代-5-甲氧基-1H-苯并咪唑0.5 g(1.6 mmol)溶于60 mL丙酮中,冷却至-30℃,恒温滴加0.3 g(1.7 mmol)间氯过氧苯甲酸与20 mL丙酮配成的溶液,滴毕，-30℃恒温搅拌2.5 h,蒸发溶剂,加无水乙醚50 mL,用饱和碳酸钠溶液洗,干燥,过滤,浓缩,固体硅胶柱纯化得白色结晶0.16 g,收率:31%,mp 188～190℃,波谱数据见表1,化合物(5)～(6)的制备方法同化合物(7),结果见表1.
, 百拇医药
Tab.1 Physical and spectrum data of the title compounds Compd.
R1
R2
mp/℃
Yield/%
Formula
Elemental analysis/%
Found(Calcd.)
1H-NMR(DMSO-d6,TMS) δ
, http://www.100md.com
MS(DI)m/z
C
H
N
S
Cl
1
CH3O
NO2
169～170
51
C15H1
, http://www.100md.com
3N3O3S
57.13
4.15
13.33
10.17
3.79(s,3H),4.63(s,2H),6.69～
M+315(370),248(1000),(57.43
4.17
13.26
9.89)
6.73(m,1H),6.92(s,1H),7.28～
, http://www.100md.com
203(750),179(480),7.32(m,1H),7.72(d,2H),8.12(d,2H)
32(810)
2
H
NO2
191～192
47
C14H11
N3O2S
58.93
, 百拇医药 3.88
14.72
11.23
4.71(s,2H),7.14(s,2H),7.45(s,2H),M+285(1000),206(451),(58.61
3.82
14.61
11.08)
7.79(d,2H),8.14(d,2H)
149(805),122(800),90(547),89(489),78(447)
3
, http://www.100md.com
CH3O
Cl
137～138
59
C15H13
ClN2OS
59.11
4.29
9.19
10.51
3.79(s,3H),4.52(s,2H),6.75(d,1H),M+304(689),271(406),(59.03
, http://www.100md.com
4.26
8.87
10.64)
6.95(s,1H),7.28(d,1H),7.33(d,2H),179(571),127(376),7.45(d,2H)
125(1000)
4
H
Cl
180～181
58
C14H11
, http://www.100md.com
ClN2S
61.19
4.03
10.19
11.06
2.78(s,1H),4.56(s,2H),7.07(s,2H),M+274(680),241(270),(60.97
3.99
9.84
11.18)
7.11(s,2H),7.28(d,2H),7.48(d,2H)
, 百拇医药
127(421),125(1000),122(219)
5
H
Cl
190～192
63
C14H11
ClN2OS
57.83
3.81
9.63
12.19
, http://www.100md.com
2.65(s,1H),4.55(s,1H),7.05～
M+290(162),127(324),(57.85
3.77
9.59
12.18)
7.10(m,2H),7.18～7.23(m,2H),125(1000)
7.25～7.27(m,2H),7.45(d,2H)
6
CH3O
Cl
, 百拇医药
146～148
26
C15H13
ClN2O2S
56.16
4.08
8.37
3.85(s,3H),4.59(s,2H),6.87(d,1H),M+320(550),195(130),(56.04
4.14
8.5)
, 百拇医药
6.92(s,1H),7.10(d,2H),7.24(d,2H),127(327),125(1000)
7.43(s,1H)
7
CH3O
NO2
188～190
31
C15H13
N3O4S
54.37
, http://www.100md.com
3.95
12.68
9.67
3.74(s,3H),4.57(s,2H),6.90(s,1H),M+331(801),315(450),(54.45
3.98
12.63
9.52)
7.50(d,2H),7.62(s,1H),7.88(s,1H),195(1000)
8.11(d,2H)
3 药理实验
, 百拇医药
将体重为300～500 g的雄性豚鼠绝食给水24 h,击毙,取胃,沿小弯剪开,翻转洗后,放入冰冷浆膜液中.安装仪器，将胃系在一只短Derspex管上部(直径1.2 cm)，粘膜向内置于34℃含浆膜液100 mL水浴管中,浆膜液通95%氧气和5%二氧化碳.向Derspex管内的试管中加入粘膜液5 mL，通100%氧气,使内外液面相齐,稳定平衡30 min,15 min后取样，加酚酞2滴，8×10-3 mol/L氢氧化钠滴定至溶液呈淡粉色,由所消耗的氢氧化钠毫升数计算胃酸分泌量,基础胃酸分泌量用上述方法测2次.更换外液,15 min后,加2×10-2 mol/L磷酸组织胺(0.05 mL),使其在外液中浓度为10-5 mol/L,15 min后取样测定记录所消耗的氢氧化钠毫升数.再更换外液,同时清洗胃粘膜2次，向试管中加新内液5 mL.外液加药到浓度为10-5 mol/L,15 min后加2×10-2 mol/L磷酸组织胺,15 min后取样测定.
, 百拇医药
磷酸组织胺能够与离体豚鼠胃中的H2受体结合,最终通过H+/K+-ATP酶促进胃酸分泌,H+/K+-ATP酶抑制剂可控制组胺的这一作用.据此设计H+/K+-ATP酶抑制剂的定性及定量研究方法〔5〕.
H+/K+-ATP酶抑制剂对胃酸分泌的抑制作用的强弱,一般是用该抑制剂对组胺所引起的胃酸分泌作用的抑制率确定的.该抑制率的计算方法如下:
用该式求出各给药组对组胺作用的抑制率，取同组几个标本的平均值，结果见表2.
初步药理筛选表明:化合物(3),(5)对离体豚鼠胃酸分泌的抑制作用较强,弱于H2受体拮抗剂法莫替丁,作用强度约为法莫替丁的1/2,但相当于雷尼替丁作用强度的2倍,其余化合物作用较弱.
, 百拇医药
Tab.2 Bioactivities of the target compounds Compd.
Drug
concentration
/mol.L-1
Histamin
concentration
/mol.L-1
Animal
number
Inhibition
, 百拇医药
percent
/%
1
1×10-5
1×10-5
5
8.8
2
1×10-5
1×10-5
5
11.2
, 百拇医药
3
1×10-5
1×10-5
5
35
4
1×10-5
1×10-5
5
12
5
1×10-5
, http://www.100md.com
1×10-5
5
35.4
6
1×10-5
1×10-5
5
22.4
7
1×10-5
1×10-5
5
, 百拇医药
15
famotidine
1×10-5
1×10-5
5
64.2
致谢：药理筛选由沈阳药科大学药理教研室王敏伟老师负责. 参考文献
1，Van Allan JA.2-Mercaptobenzimidazole.Organic Synthesis,1950,30:56～57
2，Frank HB,Kathyrn L,Lott WA.Aminosulfanilanisides.Journal of the American Chemical Society,1947,69(1):583～587
, 百拇医药
3，Kipnis F.2-Thenylsulfides.Journal of the American Chemical Society,1949,71(4):3571
4，Siegl WO.3-Substituted thietanes synthesis and oxidation to sulfoxides. Journal of Organic Chemistry,1970,35(11):3657～3663
5，Larsson H,Carlsson E,Sundell G.Effects of omeprazole and cimetidine on gastric acid secretion and right atrial beating frequency in isolated organ preparations from the guinea pig.Digestion,1984,29:12～18
收稿日期:2000-01-25, 百拇医药