一种具有HMG-CoA还原酶抑制活性的化合物、药物组合物及应用
阅读说明：本技术 一种具有HMG-CoA还原酶抑制活性的化合物、药物组合物及应用 (Compound with HMG-CoA reductase inhibition activity, pharmaceutical composition and application ) 是由 金春华 朱勤丰 于 2019-10-29 设计创作，主要内容包括：本发明属于生物医药领域,具体公开了一种如式I所示的用于治疗和/或预防与HMG-CoA还原酶相关疾病的化合物或其药学上可接受的盐或酯。本发明还公开了含上述化合物的药物组合物。另外,本发明还提供了其作为HMG-CoA还原酶抑制剂以及在制备治疗和/或预防与HMG-CoA还原酶相关疾病的药物中的应用。本发明提供的化合物抑制HMG-CoA还原酶的活性较强,预期所制得的药物在治疗和/或预防血脂异常和动脉粥样硬化上效果较好,且该类化合物结构较简单,预期价格较便宜。此外,本发明提供的化合物与现有他汀类药物结构完全不同,可克服对现有他汀类药物的耐药的现象。(The invention belongs to the field of biological medicines, and particularly discloses a compound shown as a formula I and used for treating and/or preventing HMG-CoA reductase related diseases or pharmaceutically acceptable salt or ester thereof. The invention also discloses a pharmaceutical composition containing the compound. In addition, the invention also provides the HMG-CoA reductase inhibitor andthe application in the preparation of the medicine for treating and/or preventing HMG-CoA reductase related diseases. The compound provided by the invention has stronger activity for inhibiting HMG-CoA reductase, the prepared medicine is expected to have better effect on treating and/or preventing dyslipidemia and atherosclerosis, and the compound has simpler structure and lower expected price. In addition, the compound provided by the invention has a completely different structure from the existing statins, and can overcome the drug resistance phenomenon of the existing statins.)
技术领域
本发明涉及生物医药领域，具体涉及一种具有HMG-CoA还原酶抑制活性的化合物、药物组合物及应用。
技术背景
血脂异常，俗称高血脂，通常指血清中胆固醇(TC)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)和/或甘油三酯(TG)水平升高，是心血管系统最重要的危险因素，并且其发病率高、危害大。血脂异常是导致动脉粥样硬化(atherosclerosis，AS)的重要因素之一，动脉粥样硬化是冠心病、脑梗死、外周血管病的主要原因。脂质代谢障碍为动脉粥样硬化的病变基础，其特点是受累动脉病变从内膜开始，一般先有脂质和复合糖类积聚、出血及血栓形成，进而纤维组织增生及钙质沉着，并有动脉中层的逐渐蜕变和钙化，导致动脉壁增厚变硬、血管腔狭窄。病变常累及大中肌性动脉，一旦发展到足以阻塞动脉腔，则该动脉所供应的组织或器官将缺血或坏死。
20世纪90年代5个里程碑式试验奠定了他汀类药物在治疗高血脂方面的基石作用。大量的临床试验也充分证实他汀类药物能降低LDL-C水平，从而可明显降低心血管事件的发生风险。2015年全球胆固醇治疗研究合作组(CTT)的临床试验数据显示，他汀单药治疗每降低1mmol/L的LDL-C，心血管事件相对风险在男性和女性中分别降低22％和16％，全因死亡率分别降低10％和9％。但是，目前仍存在超过80％的心血管剩留风险，主要原因包括：对他汀类药物耐药、经他汀类药物治疗血脂降低水平达不到目标指标或伴有严重混合型高血脂等。
他汀类药物主要品种有辛伐他汀、阿托伐他汀、瑞舒伐他汀等。其作用原理是通过抑制3-羟基-3-甲基戊二酸单酰辅酶A还原酶(3-hydroxy-3-methyl glutaryl coenzyme Areductase，简称HMG-CoA还原酶)活性，达到降低LDL-C和TG的作用。由于现有他汀类药物均具有“剂量翻倍但降脂力度只增加6％”的通病，且常有肝脏损害、横纹肌溶解、新发糖尿病及肾毒性等潜在风险，因此，普遍认为现有他汀类药物，解决剩留风险仅靠提高剂量获益性和安全性难以明确。为了弥补他汀类药物在临床使用上的不足并增加降脂目标达标率，有必要研究新的降血脂药物。
现有技术中还研究开发了其它类降脂药，如前蛋白转化酶枯草溶菌素9(PCSK9)抑制剂、胆固醇吸收抑制剂(依折麦布)、胆固醇酯转运蛋白(CETP)抑制剂、贝特类PPARα受体激动剂(氯诺贝特、非诺贝特、吉非贝特等)、高纯二十碳五烯酸乙酯等。但是，上述其他类降脂药仍不理想，还是存在疗效较差、价格昂贵等问题，如PCSK9抑制剂的价格非常昂贵。
发明内容
针对现有技术中的降血脂药物存在耐药性以及疗效差、价格昂贵的问题，本发明提供了一种具有HMG-CoA还原酶抑制活性的化合物及药物组合物的应用，该类化合物结构简单、对HMG-CoA还原酶的抑制活性强，具有极强的应用前景。
本发明采用如下技术方案：一种如式I所示的用于治疗和/或预防与HMG-CoA还原酶相关疾病的化合物或其药学上可接受的盐或酯，
式I中，n为1～3的整数，R为C1～C4烷基。
所述的“C1～C4烷基”是指由烷烃分子上失去任意一个氢原子所形成的含有1～4个碳原子的基团，其中，烷烃分子包括直链烷烃和支链烷烃。
所述的n为1、2、3时，其结构式分别如下式I-1、I-2、I-3所示：
优选地，所述化合物或其药学上可接受的盐或酯的结构如式I-3所示。
优选地，R为C1～C4直链烷基，R进一步优选为甲基、乙基或正丙基。式I中，n为1～3的整数且R为甲基、乙基或正丙基的化合物如下表所示：
化学名称
n
R
Compd 1
5-羟基-6-(1-乙酰基)-1,3-苯骈二氧环戊烷
1
CH<sub>3</sub>
Compd 2
5-羟基-6-(1-丙酰基)-1,3-苯骈二氧环戊烷
1
CH<sub>2</sub>CH<sub>3</sub>
Compd 3
5-羟基-6-(1-丁酰基)-1,3-苯骈二氧环戊烷
1
CH<sub>2</sub>CH<sub>2</sub>CH<sub>3</sub>
Compd 4
6-羟基-7-(1-乙酰基)-1,4-苯骈二氧环己烷
2
CH<sub>3</sub>
Compd 5
6-羟基-7-(1-丙酰基)-1,4-苯骈二氧环己烷
2
CH<sub>2</sub>CH<sub>3</sub>
Compd 6
6-羟基-7-(1-丁酰基)-1,4-苯骈二氧环己烷
2
CH<sub>2</sub>CH<sub>2</sub>CH<sub>3</sub>
Compd 7
7-羟基-8-(1-乙酰基)-1,5-苯骈二氧环庚烷
3
CH<sub>3</sub>
Compd 8
7-羟基-8-(1-丙酰基)-1,5-苯骈二氧环庚烷
3
CH<sub>2</sub>CH<sub>3</sub>
Compd 9
7-羟基-8-(1-丁酰基)-1,5-苯骈二氧环庚烷
3
CH<sub>2</sub>CH<sub>2</sub>CH<sub>3</sub>
优选地，n为3，R为C1～C4直链烷基。进一步优选，n为3，R为甲基、乙基或正丙基。此时得到的目标产物为新化合物Compd 7-9，该化合物具有更好的抑制HMG-CoA还原酶活性。
上述如式I所示的化合物的具体合成路线如下，其中，式II和式III中的n和R的定义与式I一致：
本发明还提供了如式I所示的化合物或其药学上可接受的盐或酯在作为HMG-CoA还原酶抑制剂以及在制备治疗和/或预防需抑制HMG-CoA还原酶(3-羟基-3-甲基戊二酸单酰辅酶A还原酶，3-hydroxy-3-methyl glutaryl coenzyme A reductase)活性的疾病相关药物中的应用。
本发明还提供了如式I所示的化合物或其药学上可接受的盐或酯在制备治疗和/或预防血脂异常的药物中的应用。
本发明还提供了如式I所示的化合物或其药学上可接受的盐或酯在制备治疗和/或预防高胆固醇血症、高低密度脂蛋白胆固醇血症或高甘油三酯血症的药物中的应用。
本发明还提供了如式I所示的化合物或其药学上可接受的盐或酯在制备治疗和/或预防动脉粥样硬化的药物中的应用。
本发明还提供了一种含上述如式I所示的化合物或其药学上可接受的盐或酯的药物组合物，所述药物组合物为注射给药制剂或口服给药制剂，包含至少一种药用辅料。
所述的注射给药制剂优选为小水针、大输液或粉针。
所述的口服给药制剂，优选为固体口服制剂或液体口服制剂。最优选地为固体口服给药制剂。进一步优选为素片、包衣片、糖衣片、胶囊剂或颗粒剂。
所述的如式I所示的化合物或其药学上可接受的盐或酯在药物组合物中的质量百分比为0.1％～99.9％，优选为1％～99％。所述的质量百分比是指所述的如式I所示的化合物或其药学上可接受的盐或酯占药物组合物总质量的百分比。所述的如式I所示的化合物或其药学上可接受的盐或酯与所述的药用辅料的质量分数之和为100％。
所述的药用辅料的选择因施用途径和作用特点而异，通常是填充剂、稀释剂、粘合剂、润湿剂、崩解剂、润滑剂、包衣剂、乳化剂或助悬剂，优选为经过药政注册获得批准使用的药用辅料。
本发明的药物组合物可根据公开的内容使用本领域技术人员已知的任何方法来制备，例如常规混合、溶解、造粒、乳化、磨细、包封、包埋、冻干、压片和包衣等工艺。
在不违背本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实施例。
本发明与现有技术相比，具有以下技术效果：本发明提供的化合物抑制HMG-CoA还原酶的活性较强，预期所制得的药物在治疗和/或预防血脂异常和动脉粥样硬化上效果较好；另外，该类化合物结构较简单，预期价格较便宜。本发明提供的化合物与现有他汀类药物结构完全不同，可克服对现有他汀类药物的耐药的现象。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，下列实施例所用试剂和原料均通过市售可得。
实施例1
(1)式II化合物的合成：
式中，n为1～3的整数，当n＝1时化合物的结构如下式II-1所示，当n＝2时化合物的结构如式II-2所示，当n＝3时化合物结构如下式II-3所示：
式II-1化合物为芝麻酚，已商品化，直接购买使用。式II-2和式II-3化合物按照现有文献[Nippon Kagaku Kaishi(1977),(6),925-7；JP 52133984]公开的方法，利用1,2,4-苯三酚与1,2-二氯乙烷或1,3-二氯丙烷反应后制备，具体的反应方法如下。
式II-3化合物的制备：将1,2.4-苯三酚12.6g，1,3-二氯丙烷11.3g，氢氧化钠8.8g及DMSO 63g置反应瓶中，在搅拌条件下，加热至120-130℃反应6小时，冷却至室温后，再用浓盐酸调pH值至4～5，加入水315g，搅拌滤出固体，烘干后得到15g产物式II-3化合物，备用。
式II-2化合物的制备：方法与上述式II-3化合物的制备方法基本一致，除了用1,2-二氯乙烷9.9g代替1,3-二氯丙烷11.3g进行反应，得到13.9g式II-2化合物，备用。
(2)目标产物的合成
将无水三氯化铝15mmol、二氯甲烷80ml置反应瓶中，搅拌溶解，冷至0℃，加入乙酰氯12mmol，滴加芝麻酚10mmol/二氯甲烷20ml溶液。滴毕，维持0～5℃反应0.5小时，撤除冷却，室温搅拌，TLC监测反应，直至反应完全。滴加1.5N盐酸100ml，分出水相，有机相水洗两次，无水硫酸钠干燥，过滤，滤液浓缩至干。残留物用硅胶柱层析，石油醚-甲基叔丁基醚混合液递度洗脱，得Compd 1。
除了以丙酰氯代替乙酰氯，按照上述Compd 1的方法制得Compd 2。
除了以丁酰氯代替乙酰氯，按照上述Compd 1的方法制得Compd 3。
除了以式II-2化合物代替芝麻酚，按照上述Compd 1的方法制得Compd 4。
除了以式II-2化合物代替芝麻酚、丙酰氯代替乙酰氯，按照上述Compd 1的方法制得Compd 5。
除了以式II-2化合物代替芝麻酚、丁酰氯代替乙酰氯，按照上述Compd 1的方法制得Compd6。
除了以式II-3化合物代替芝麻酚，按照上述Compd 1的方法制得Compd7。
除了以式II-3化合物代替芝麻酚、丙酰氯代替乙酰氯，按照上述Compd 1的方法制得Compd 8。
除了以式II-3化合物代替芝麻酚、丁酰氯代替乙酰氯，按照上述Compd 1的方法制得Compd 9。
制得的Compd 1～9的结构分析结果如下:
Compd 1:1H-NMR(400MHz,CDCl3):13.09(s,OH)；7.21(s,1,arom.H)；6.54(s,1.arom.H)；6.07(s,2H,OCH2O)；2.52(s,3H,COCH3).HR-EI-MS:m/z[M+H]+181.0495(calcdfor C9H8O4,180.0423).
Compd 2：1H-NMR(400MHz,CDCl3):13.08(s,OH)；7.07(s,1 arom.H)；6.43(s,1arom.H)；6.01(s,2H,OCH2O)；2.81(t,2H,CH2CO)；1.01(t,3H,CH3).HR-EI-MS:m/z[M+H]+195.0648(calcd for C10H10O4,194.0579).
Compd 3:1H-NMR(400MHz,CDCl3):13.17(s,OH)；7.08(s,1 arom.H)；6.44(s,1arom.H)；5.97(s,2H,OCH2O)；2.88(q,2H,CH2CO)；1.69-1.79(m,2H,CH2CH3),1.21(t,3H,CH3).HR-EI-MS:m/z[M+H]+209.0823(calcd for C11H12O4,208.0736).
Compd 4.1H-NMR(400MHz,CDCl3):13.07(s,OH)；7.13(s,1 arom.H)；6.40(s,1arom.H)；4.35–4.28(m,2H,OCH2CH2O)；4.25–4.07(m,2H,OCH2CH2O)；2.52(s,3H,COCH3).HR-EI-MS:m/z[M+H]+195.0653(calcd for C10H10O4,194.0579).
Compd 5.1H-NMR(400MHz,CDCl3):13.06(s,OH)；7.08(s,1 arom.H)；6.40(s,1arom.H)；4.34–4.27(m,2H,OCH2CH2O)；4.23–4.05(m,2H,OCH2CH2O)；2.89(q,COCH2)；1.09(t,CH2CH3).HR-EI-MS:m/z[M+H]+209.0818(calcd for C11H12O4,208.0736).
Compd 6.1H-NMR(400MHz,CDCl3):13.08(s,OH)；7.10(s,1 arom.H)；6.40(s,1arom.H)；4.36–4.28(m,2H,OCH2CH2O)；4.26–4.07(m,2H,OCH2CH2O)；2.86(q,2H,COCH2)；1.70-1.79(m,2H,CH2CH3),1.23(t,3H,CH3).HR-EI-MS:m/z[M+H]+223.1004(calcd forC12H14O4,222.0892).
Compd 7.1H-NMR(400MHz,CDCl3):13.07(s,OH)；7.13(s,1 arom.H)；6.40(s,1arom.H)；4.06–4.04(t,2H,OCH2CH2)；3.98–3.96(t,2H,OCH2CH2)；2.52(s,3H,COCH3),2.06-2.01(m,2H,CH2CH2O).HR-EI-MS:m/z[M+H]+209.0815(calcd for C11H12O4,208.0736).
Compd 8.1H-NMR(400MHz,CDCl3):13.06(s,OH)；7.08(s,1 arom.H)；6.40(s,1arom.H)；4.06–4.04(t,2H,OCH2CH2)；3.98–3.96(t,2H,OCH2CH2)；2.89(q,COCH2)；2.06-2.00(m,2H,CH2CH2O)；1.09(t,CH3CH2).HR-EI-MS:m/z[M+H]+223.1002(calcd for C12H14O4,222.0892).
Compd 9.1H-NMR(400MHz,CDCl3):13.08(s,OH)；7.10(s,1 arom.H)；6.40(s,1arom.H)；4.06–4.04(t,2H,OCH2CH2)；3.98–3.96(t,2H,OCH2CH2)；2.86(q,2H,COCH2),2.05-2.01(m,2H,CH2CH2O),1.70-1.79(m,2H,CH2),1.21(t,3H,Me)..HR-EI-MS:m/z[M+H]+237.1123(calcd for C13H16O4,236.1049).
观察制得的Compd 1～9的熔点的物理性状，并按照常规的方法测定该Compd 1～9的熔点，得到的物理性状及熔点见下表1。
表1
实施例2：Compd1-9抑制人HMG-CoA还原酶活性的测试
所使用的NADPH、人HMG-CoA还原酶、HMGRh检测试剂盒及阳性对照药辛伐他汀和二甲基亚砜均购自美国Sigma公司。
具体实验按试剂说明书进行：将HMG-CoA 0.13mM，HMGRh 1μL、受试样品与50mM pH＝7.5Tris-HCl缓冲液混合，定容至100μL。于37℃培养15分钟，加入NADPH 0.13mM，连续检测10分钟。NADPH氧化吸收值用分光光度计在340nm波长处测定，根据吸收值下降率测定酶的活性，计算抑制HMG-CoA还原酶活性50％，所需样品浓度。加样实验至少应做6次，不加样试验做2次。每单位酶活性定义为每分钟催化1mmol NADPH氧化所需的酶的量。所得结果如表2所示，由表2可知，Compd 1～9均具有很强的抑制HMG-CoA还原酶活性。
表2抑制人HMG-CoA还原酶活性实验结果
实施例3：降血脂实验
选择代表化合物Compd 1、Compd5、Compd9进行小鼠体内降脂试验。动物房、实验室及实验均按GLP标准进行。
药品配置如下：
Tyloxapol：用生理盐水配制成80mg/ml的溶液；
辛伐他汀：用生理盐水配制成2mg/ml的溶液；
试药：用生理盐水配制成1mg/ml、2mg/ml和5mg/ml的溶液。
试验：
健康雄性ICR小鼠，体重18-22g，自由进食饮水，随机分为空白组、模型组、他汀组和试药组。试药组每个药品又分三个剂量组，合计12组，每组动物8只。试药组三个剂量分别为5mg/kg、10mg/kg和25mg/kg，他汀组剂量为10mg/kg。给药方式IP，给药体积100μl。空白组给予生理盐水，模型组给与Tyloxapol，剂量为400mg/kg。他汀组和试药组先给与Tyloxapol400mg/kg，1小时后再给予辛伐他汀或试药。给药24小时后，眼眶取血，13000rpm离心，取血清检测TC、LDL-C、TG及HDL-C。检测照试剂盒说明书检测，数据采用Excel和GraphPad Prism进行统计分析，实验组和对照组的比较采用非匹配t检验，以P<0.05为有统计学意义差异。结果见表3。
表3
由表3可知，Compd 1、Compd5、Compd9在小鼠体内对由Tyloxapol造模引起的高血脂，具有很好的降脂作用，其降低总胆固醇、LDL-C及TG的作用均优于辛伐他汀，且呈良好的量效关系。
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