芳酰胺类衍生物的合成及蛋白酪氨酸磷酸酶1B和含SH2结构域蛋白酪氨酸磷酸酶2抑制活性研究

引用本文: 王文龙, 骆欢, 高雅, 高立信, 盛丽, 周宇波, 李佳, 李静雅, 冯柏年. 芳酰胺类衍生物的合成及蛋白酪氨酸磷酸酶1B和含SH2结构域蛋白酪氨酸磷酸酶2抑制活性研究[J]. 有机化学, 2016, 36(9): 2142-2149. doi: 10.6023/cjoc201603045 shu

Citation: Wang Wenlong, Luo Huan, Gao Ya, Gao Lixin, Sheng Li, Zhou Yubo, Li Jia, Li Jingya, Feng Bainian. Synthesis of Aromatic Amide Derivatives and Their Biological Evaluation against Protein Tyrosine Phosphatase 1B and Scr Homology-2 Domain Containing Protein Tyrosine Phosphatase-2[J]. Chinese Journal of Organic Chemistry, 2016, 36(9): 2142-2149. doi: 10.6023/cjoc201603045 shu

芳酰胺类衍生物的合成及蛋白酪氨酸磷酸酶1B和含SH2结构域蛋白酪氨酸磷酸酶2抑制活性研究

王文龙 ^a, ,
骆欢 ^a, ,
高雅 ^a, ,
高立信 ^b, ,
盛丽 ^b, ,
周宇波 ^b, ,
李佳 ^b, ,
李静雅 ^{b,*,
,} ,
冯柏年 ^{a,*,
,}

a.
江南大学药学院无锡214122
b.
中国科学院上海药物研究所国家新药筛选中心新药研究国家重点实验室上海201203

通讯作者: 李静雅, E-mail: jyli@simm.ac.cn; 冯柏年, E-mail: fengbainian@jiangnan.edu.cn

基金项目:
国家自然科学基金 21472069

中国科学院上海药物研究所新药研究国家重点实验室 SIMM1302KF-05

摘要: 为拓展含串联二芳酰胺结构的蛋白酪氨酸磷酸酶1B（PTP1B）抑制剂的化学空间，将其中的联苯二胺结构单元简化为芳基酰胺结构单元，设计并合成了18个芳酰胺类化合物.活性测试结果表明，部分芳酰胺衍生物对PTP1B和含SH2结构域蛋白酪氨酸磷酸酶2（SHP2）显示了一定强度的抑制活性.其中化合物3c[IC₅₀=（5.13±0.21）μmol/L]对PTP1B显示了中等强度的抑制活性，并且对其他亚型[T细胞蛋白酪氨酸磷酸酶（TCPTP）、含SH2结构域蛋白酪氨酸磷酸酶1（SHP1）和SHP2]显示了一定的选择性.有意思的是，化合物12对SHP2显示了中等强度的抑制活性[IC₅₀=（7.47±1.26）μmol/L]，对PTP1B、TCPTP以及SHP1显示了2倍的选择性，为发现新型选择性SHP2抑制剂提供了新的骨架类型.

关键词:

PTP1B
/ SHP2
/ 芳酰胺衍生物
/ 抑制剂

English

Synthesis of Aromatic Amide Derivatives and Their Biological Evaluation against Protein Tyrosine Phosphatase 1B and Scr Homology-2 Domain Containing Protein Tyrosine Phosphatase-2

Wang Wenlong ^a, ,
Luo Huan ^a, ,
Gao Ya ^a, ,
Gao Lixin ^b, ,
Sheng Li ^b, ,
Zhou Yubo ^b, ,
Li Jia ^b, ,
Li Jingya ^{b,*,
,} ,
Feng Bainian ^{a,*,
,}

a.
School of Pharmaceutical Science, Jiangnan University, Wuxi 214122
b.
State Key Laboratory of Drug Research, National Center for Drug Screening, Shanghai Institute of Materia Medica, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201203

Corresponding author: Li Jingya, jyli@simm.ac.cn; Feng Bainian, fengbainian@jiangnan.edu.cn

Received Date: 28 March 2016
Revised Date: 27 April 2016
Fund Project:
the National Natural Science Foundation of China

the State Key Laboratory of Drug Research

Abstract: To explore the chemical space of protein tyrosine phosphatase 1B (PTP1B) inhibitors by changing bis-aromatic amide moiety into aromatic amide moiety, a series of aromatic amide derivatives were designed, synthesized and their biological activities were evaluated against PTP1B and Scr homology-2 domain containing protein tyrosine phosphatase-2 (SHP2). Among them, compound 3c displayed moderate inhibitory activity with IC₅₀ of (5.13±0.21) μmol/L against PTP1B and showed two times selectivity for other related PTPs. Interestingly, compound 12[IC₅₀=(7.47±1.26) μmol/L] showed moderate inhibitory activity against SHP2 and 2-fold selectivity against PTP1B, T-cell protein tyrosine phosphatase (TCPTP) or Src homology-2 domain containing protein tyrosine phosphatase-1 (SHP1) respectively, and offered a novel scaffold to develop new SHP2 inhibitors.

Key words:

为拓展含串联二芳基酰胺结构的PTP1B选择性抑制剂的化学空间^[15], 我们将化合物1中的联苯二胺结构单元简化为单芳基酰胺结构单元, 合成了18个芳基酰胺类化合物(Scheme 1), 其结构经¹H NMR、¹³C NMR和MS分析测试确认.合成路线如Eq. 1和Schemes 2～3所示.活性测试结果表明, 部分芳酰胺衍生物对PTP1B和SHP2显示了一定强度的抑制活性.有意思的是, 化合物12对SHP2显示了中等强度的抑制活性[IC₅₀＝(7.47±1.26) μmol/L], 对PTP1B、TCPTP以及SHP1显示了2倍的选择性, 为发现新型选择性SHP2抑制剂提供了新的骨架类型.

蛋白酪氨酸磷酸酶1B (PTP1B)作为蛋白酪氨酸磷酸酶家族中的一员, 在胰岛素信号通路中起着重要的负调控作用, 已经被广泛认为治疗糖尿病和肥胖症等相关疾病的重要潜在药物靶点, 并且发现了大量的PTP1B小分子抑制剂^[4～9]. PTPase家族中的另一重要成员含SH2结构域蛋白酪氨酸磷酸酶2 (SHP2)的异常活化和突变被认为是青少年粒单细胞白血病(JMML)的高危因素^[10].近来, 人们又发现SHP2在多种实体肿瘤组织中呈现高表达, 并且这种高表达与肿瘤的发生、发展和预后有关^[10～12].因此, 作为重要的节点分子, SHP2在肿瘤的发生、发展过程中发挥着重要的调控作用, 是潜在的抗肿瘤靶点.然而, SHP2抑制剂无论在数量上还是在结构多样性上都无法满足生物学研究和新药开发的需要^[13].同时, 由于蛋白酪氨酸磷酸酶家族中各亚型在结构上具有高度同源性, 如何提高特定亚型抑制剂的选择性是目前困扰学界的一个难题^{[4, 13, 14]}.

蛋白酪氨酸的磷酸化和去磷酸化的动态平衡在生物体内普遍存在, 几乎涉及所有的生理和病理过程, 对细胞的生长、分化、代谢、运动和凋亡起着重要的作用, 在细胞的信号转导过程中占有极其重要的位置^[1].一旦调控磷酸化过程的蛋白酪氨酸激酶(protein tyrosine kinases)与调控去磷酸化过程的蛋白酪氨酸磷酸酶(protein tyrosine phosphatases)之间的生物学功能平衡出现细微的失衡, 将会导致例如糖尿病、癌症等重大疾病的发生^{[2, 3]}.

图图式3 化合物10和12的合成

Figure 图式3. Synthesis of compounds 10 and 12

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图图式2 化合物6a～6j的合成

Figure 图式2. Synthesis of compounds 6a～6j

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图图式1 目标化合物的设计

Figure 图式1. Design of target compounds

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1 结果与讨论

1.1 目标化合物的合成与表征

将对苯二胺和酰氯缩合得到化合物3a～3f; 二羧酸化合物4a～4c与氯化亚砜反应之后得到酰氯化合物5a～5c, 随后与胺缩合得到化合物6a～6i; 以对硝基苯胺和1-(叔丁氧基羰基)哌啶-4-羧酸为原料, 经酰化、还原反应得到中间体9, 之后经酰化反应得到化合物10, 最后经脱保护和酰化反应得到化合物12.通过NMR和MS等分析方法对合成的化合物进行了表征.对于化合物3a～3f而言, 对苯二胺上的苯环质子信号在δ 7.49～7.76之间; 对于化合物6a～6c而言, 对苯二甲酰基上的质子信号在δ 8.10附近, 而化合物6d上的苯环质子信号为δ 7.83;对于化合物6e～6g而言, 噻吩环上的质子的信号在δ 8.01～8.07之间; 对于化合物6i和6j而言, 呋喃环上的质子的信号在δ 7.22～7.42之间; 对于与化合物10～12而言, 对苯二胺上的两组苯环质子信号在δ 7.66和7.56附近, 哌啶-4-羧酸单元上的CH的质子信号在δ 2.49～2.60附近. MS谱图中, 所有化合物均出现了[M＋H]^＋峰.

1.2 生物活性测试

目标化合物在20 μg/mL的浓度下, 对PTP1B和SHP2进行初筛, 将抑制率高于50%的化合物进行复筛, 得到IC₅₀.就对二苯胺衍生物而言(3a～3f), 苯甲酰胺衍生物3a～3c对PTP1B的抑制活性明显优于呋喃甲酰胺衍生物3d、环己基甲酰胺衍生物3e以及异丁基甲酰胺衍生物3f; 在3a～3c中, 对甲氧基苯甲酰基衍生物3b的抑制活性明显低于苯甲酰基衍生物3a或者对氟苯甲酰基衍生物3c.同时, 对SHP2筛选模型而言, 化合物3a～3f的活性变化趋势与PTP1B的趋势类似.另外, 化合物3a与3c对于PTP1B的抑制活性是SHP2的两倍, 显示了一定的选择性.将对二苯胺单元转换为对二苯甲酸单元, 得到酰胺衍生物6a～6d, 发现化合物对于PTP1B和SHP2的抑制活性大幅度降低, 只有对氟苯胺取代的化合物6c保留了一定的PTP1B抑制活性.进一步, 将对苯二甲酸单元转换成噻吩二甲酸单元或者呋喃二甲酸单元, 得到化合物6e～6i, 发现呋喃酰胺衍生物6h和6i对PTP1B和SHP2没有抑制活性; 噻吩酰胺衍生物6e～6g对PTP1B显示了一定强度的抑制活性, 在20 μg/mL浓度下对SHP2的抑制率没有超过50%.上述结果表明, 含对二苯胺结构的衍生物显示了较好酶抑制活性, 其中含对氟苯甲酰基的化合物3c的活性最强.为进一步开拓具有更好活性的化合物, 我们将化合物3c中一侧的对氟苯甲酰基替换成1-叔丁氧羰基-哌啶-4-甲酰基, 得到了化合物10, 再经脱保护和酰化反应得到化合物11和12.有意思的是, 化合物12对SHP2显示了较好的抑制活性[IC₅₀＝(7.47±1.26) μmol/L], 对其他亚型(PTP1B、TCPTP以及SHP1)显示了2倍的选择性.

2 结论

通过将化合物1中的联苯酰胺结构单元转换成芳酰胺结构单元, 得到了18个化合物, 虽然化合物对PTP1B的抑制活性和选择性没有明显的改善, 但是化合物12对SHP2显示了中等强度的抑制活性, 对其他亚型(TCPTP、PTP1B以及SHP1)均显示了2倍的选择性.由于目前SHP2抑制剂无论在数量上还是在结构多样性上均比较少, 化合物12的发现, 为我们开拓新型SHP2选择性抑制剂的结构空间提供了良好的研究基础.

3 实验部分

3.1 仪器与试剂

¹H NMR和¹³C NMR谱采用Bruker AVⅢ-400 MHz型核磁共振仪测定; 质谱采用Waters Micromass Platform LCZ Mass Spectrometer型质谱仪测定; ESI-HRMS用Waters MALDI SYNAPT Q-Tof质谱仪或者Agilent 6224 Accurate-Mass TOF LCMS; 熔点用WRS-1B型微机熔点仪测定.所用化学试剂除特殊说明外, 均为市售分析纯或化学纯, 未经特殊处理直接使用, 部分有机试剂使用前经常规处理.

3.2 化合物合成方法

表2 化合物3c, 10和12对PTP相关酶的抑制活性^a Table2. IC₅₀ values of compounds 3c, 10 and 12 against various PTPs

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Compd.	IC₅₀^b/(μmol•L^－1)
Compd.	PTP1B	SHP2	SHP1	TCPTP
3c	5.13±0.21	9.39±1.81	9.07±0.62	NA^b
12	19.60±1.78	7.47±1.26	14.22±0.77	15.50±2.91
PC^c	1.59±0.11	59.15±0.95	27.25±1.27	3.66±0.28
^aSHP-1, SH2-containing protein tyrosine phosphatase-1; SHP-2, SH2-containing protein tyrosine phosphatase-2. ^b The pNPP substrate and 3-o-methylfluorescein phosphate (OMFP) substrate were utilized in PTP1B/TCPTP assay and SHP-1/SHP-2, respectively; IC₅₀ values were determined by regression analyses and ex- pressed as means±SD of three replications. ^cNA: No activity (compound inhibitory ratio lower than 50% at the dose of 20 μg/mL). ^dPC: positive control. Oleanolic acid was for PTP1B and TCPTP, and Na₃VO₄was for SHP-1 and SHP-2.

表2 化合物3c, 10和12对PTP相关酶的抑制活性^a
Table2. IC₅₀ values of compounds 3c, 10 and 12 against various PTPs

表1 化合物3a～3f, 6a～6i和10～12对PTP1B和SHP2的抑制活性 Table1. inhibitory activities of compounds 3a～3f, 6a～6i, and 10～12 against PTP1B and SHP2

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Compd.	X	Y	Z	R¹	R²	Inhibition/% at 20 μg/mL		IC₅₀^a/(μmol•L^－1)
Compd.	X	Y	Z	R¹	R²	PTP1B	SHP2	PTP1B	SHP2
3a^d	CH＝CH	NH	NH			84.15	71.61	8.22±0.28	14.57±0.41
3b^d	CH＝CH	NH	NH			74.82	48.87	26.33±0.89	NT^b
3c^d	CH＝CH	NH	NH			93.89	98.42	5.13±0.21	9.39±1.81
3d^d	CH＝CH	NH	NH			4.13	28.71	NT^b	NT^b
3e	CH＝CH	NH	NH			41.73	40.68	NT^b	NT^b
3f	CH＝CH	NH	NH			2.87	48.95	NT^b	NT^b
6a^d	CH＝CH	CO	CO			45.83	40.67	NT^b	NT^b
6b^d	CH＝CH	CO	CO			28.91	36.11	NT^b	NT^b
6c^d	CH＝CH	CO	CO			74.99	43.47	23.35±1.36	NT^b
6d^d	CH＝CH	CO	CO			13.37	20.19	NT^b	NT^b
6e^d	S	CO	CO			78.40	42.52	15.03±1.05	NT^b
6f	S	CO	CO			85.10	42.17	20.71±1.43	NT^b
6g	S	CO	CO			75.77	42.44	16.43±0.56	NT^b
6h	O	CO	CO			48.00	0.90	NT^b	NT^b
6i	O	CO	CO			20.12	12.36	NT^b	NT^b
10	CH＝CH	NH	NH			61.10	63.94	15.98±1.39	9.25±1.95
11	CH＝CH	NH	NH			2.12	2.93	NT^b	NT^b
12	CH＝CH	NH	NH			90.28	68.71	19.60±1.78	7.47±1.26
OA^c	—	—	—	—	—	—	—	1.59±0.11	—
Na₃VO₄	—	—	—	—	—	—	—	—	59.15±0.95
^aThe pNPP assay. IC₅₀ values were determined by regression analyses and expressed as means±SD of three replications; ^b NT means not tested; ^c OA means oleanolic acid as positive control; ^dreported compounds from Ref. [16～24].

表1 化合物3a～3f, 6a～6i和10～12对PTP1B和SHP2的抑制活性
Table1. inhibitory activities of compounds 3a～3f, 6a～6i, and 10～12 against PTP1B and SHP2

3.3 化合物抑制活性测试

辅助材料(Supporting Information) 化合物3a～3c, 6e～6g, 10～12的核磁共振氢谱、碳谱、高分辨质谱以及3d～3f、6a～6d、6h～6i的核磁共振氢谱、高分辨质谱.这些材料可以免费从本刊网站(http://sioc-journal.cn/)上下载.

药理筛选由中国国家新药筛选中心完成. PTP1B、TCPTP、SHP2以及SHP1的体外抑制活性测试方法参考文献[25～27].用比色法测定96孔板中抑制剂对PTP1B、TCPTP、SHP2以及SHP1的抑制效果.对PTP1B、TCPTP筛选模型而言, 以硝基苯磷酸二钠(Disodium 4-nitrophenyl phosphate, pNPP)为底物, 齐墩果酸(oleanolic acid)为阳性对照药物, 筛选体系为: 50 mmol/L MOPS, pH 6.5, 2 mmol/L pNPP, 2% DMSO, 30 nmol/L GST-PTP1B或者GST-TCPTP.通过检测水解产物对硝基苯酚钠(Sodium p-Nitrophenol, pNP)在405 nm处光吸收的变化以观察酶的活性变化以及化合物对酶活性的抑制情况, IC₅₀是用非线性拟合曲线计算得到, 公式如下:抑制率(%)＝100/[1＋(IC₅₀/[I]k)].

对SHP1、SHP2筛选模型而言, 以3-O-甲基荧光黄磷酸(3-o-methylfluorescein phosphate, OMFP)为底物, Na₃VO₄为阳性对照药物, 筛选体系为: 50 mmol/L MOPS, pH 6.8, 10 μmol/L OMFP, 20 nmol/L recombinant enzyme, 2 mmol/L dithiothreitol, 1 mmol/L EDTA以及2% DMSO.化合物酶抑制活性的检测方法与PTP1B相同.

3.2.2 化合物6a～6j的合成

N, N'-二对氟苯基-噻吩-2, 5-二甲酰胺(6g):白色固体, 产率80%. m.p.＞300 ℃; ¹H NMR (400 MHz, DMSO-d₆) δ: 10.49 (s, 2H), 8.05 (s, 2H), 7.79～7.76 (m, 4H), 7.27～7.22 (m, 4H); ¹³C NMR (100 MHz, DMSO-d₆) δ: 159.2, 157.3, 143.7, 134.7 (d, J＝2.5 Hz), 129.31, 122.3 (d, J＝7.9 Hz), 115.4 (d, J＝22.2 Hz); MS (ESI) m/z: 359.3 [M＋H]^＋; HRMS (ESI) calcd for C₁₈H₁₃F₂N₂O₂S[M＋H]^＋ 359.0666, found 359.1108.

在冰浴、氮气条件下, 二羧酸化合物(10 mmol)分批加入到盛有二氯亚砜(20 mL)的双口瓶中, 然后回流8 h, 旋蒸除去二氯亚砜, 所得固体用石油醚洗涤后直接用于下一步反应.

N, N'-二对氟苯基-呋喃-2, 5-二甲酰胺(6i):灰白色固体, 产率83%. m.p. 192.7～194.3 ℃; ¹H NMR (400 MHz, DMSO-d₆) δ: 10.38 (s, 2H), 7.79～7.76 (m, 4H), 7.44 (s, 2H), 7.28～7.23 (m, 4H); MS (ESI) m/z: 343.2 [M＋H]^＋; HRMS (ESI) calcd for C₁₈H₁₂F₂N₂NaO₃ [M＋Na]^＋365.0714, found 365.1133.

N, N'-二对甲氧基苯基-呋喃-2, 5-二甲酰胺(6h):灰白色固体, 产率78%. m.p. 223.1～225.6 ℃; ¹H NMR (400 MHz, DMSO-d₆) δ: 7.62 (d, J＝9.2 Hz, 4H), 7.22 (s, 2H), 6.92 (d, J＝9.2 Hz, 4H), 3.74 (s, 6H); MS (ESI) m/z: 367.3 [M＋H]^＋; HRMS (ESI) calcd for C₂₀H₁₈N₂NaO₅[M＋Na]^＋ 389.1113, found 389.1480.

N, N'-二环己基对苯二甲酰胺(6d)^[23]:白色固体, 产率80%. m.p.＞300 ℃; ¹H NMR (400 MHz, DMSO-d₆) δ: 7.83 (s, 4H), 2.88 (s, 2H), 1.89 (s, 4H), 1.69 (s, 4H), 1.60～1.56 (m, 2H), 1.23～1.09 (m, 10H); MS (ESI) m/z: 329.6 [M＋H]^＋; HRMS (ESI) calcd for C₂₀H₂₈N₂NaO₂ [M＋Na]^＋ 351.2048, found 351.2037.

N, N'-二(对氟苯基)对苯二甲酰胺(6c)^[22]:白色固体, 产率89%. m.p.＞300 ℃; ¹H NMR (400 MHz, DMSO-d₆) δ: 10.47 (s, 2H), 8.10 (s, 4H), 7.84 (m, 4H), 7.25～7.20 (m, 4H); MS (ESI) m/z: 353.2 [M＋H]^＋; HRMS (ESI) calcd for C₂₀H₁₅F₂N₂O₂ [M＋H]^＋ 353.1102, found 353.1581.

在冰浴条件下, 向装有胺(2 mmol)、三乙胺(4 mmol)和二氯甲烷(10 mL)的单口瓶中, 逐滴加入酰氯(10 mmol)的二氯甲烷(5 mL)溶液, 反应完全后, 过滤反应液, 固体经甲醇和水洗涤, 干燥得到化合物6a～6j.

N, N'-二苯基对苯二甲酰胺(6a)^[20]:灰白色固体, 产率90%. m.p.＞300 ℃; ¹H NMR (400 MHz, DMSO-d₆) δ: 10.41 (s, 2H), 8.10 (s, 4H), 7.81～7.79 (m, 4H), 7.40～7.36 (m, 4H), 7.15～7.11 (m, 2H); MS (ESI) m/z: 317.4 [M＋H]^＋; HRMS (ESI) calcd for C₂₀H₁₇N₂O₂ [M＋H]^＋ 317.1290, found 317.1661.

N, N'-二(对甲氧基苯基)对苯二甲酰胺(6b)^[21]:白色固体, 产率87%. m.p.＞300 ℃; ¹H NMR (400 MHz, DMSO-d₆) δ: 10.28 (s, 2H), 8.08 (s, 4H), 7.71 (d, J＝8.4 Hz, 4H), 6.96 (d, J＝8.4 Hz, 4H), 3.76 (s, 6H); MS (ESI) m/z: 377.6 [M＋H]^＋; HRMS (ESI) calcd for C₂₂H₂₀N₂-NaO₄ [M＋H]^＋ 399.1321, found 399.1855.

N, N'-二对甲氧基苯基-噻吩-2, 5-二甲酰胺(6f):灰白色固体, 产率77%. m.p.＞300 ℃; ¹H NMR (400 MHz, DMSO-d₆) δ: 10.30 (s, 2H), 8.01 (s, 2H), 7.65 (d, J＝8.8 Hz, 4H), 6.97 (d, J＝9.2 Hz, 4H), 3.77 (s, 6H); ¹³C NMR (400 MHz, DMSO-d₆) δ: 158.98, 155.81, 143.86, 131.38, 128.89, 122.07, 113.85, 55.17; MS (ESI) m/z: 383.4 [M＋H]^＋; HRMS (ESI) calcd for C₂₀H₁₈N₂NaO₄S [M＋Na]^＋ 405.0885, found 405.1417.

N, N'-二苯基-噻吩-2, 5-二甲酰胺(6e)^[24]:灰白色固体, 产率81%. m.p.＞300 ℃; ¹H NMR (400 MHz, DMSO-d₆) δ: 10.42 (s, 2H), 8.07 (s, 2H), 7.77～7.75 (m, 4H), 7.40 (brs, 4H), 7.16 (brs, 2H); ¹³C NMR (400 MHz, DMSO-d₆) δ: 159.33, 143.94, 138.45, 129.26, 128.74, 124.06, 120.46; MS (ESI) m/z: 323.5 [M＋H]^＋; HRMS (ESI) calcd for C₁₈H₁₄N₂NaO₂S [M＋Na]^＋ 345.0674, found 345.1160.

3.2.1 化合物3a～3f的合成

N, N'-(1, 4-苯基)-二异丁基甲酰胺(3f):灰白色固体, 产率85%. m.p. 261.3～263.0 ℃; ¹H NMR (400 MHz, DMSO-d₆) δ: 9.77 (s, 2H), 7.49 (s, 4H), 2.16 (t, J＝6.8 Hz, 4H), 2.09～2.02 (m, 2H), 0.93 (d, J＝6.4 Hz, 12H); MS (ESI) m/z: 277.3 [M＋H]^＋. HRMS (ESI) calcd for C₁₆H₂₄N₂NaO₂ [M＋Na]^＋ 299.1735, found 299.1970.

N, N'-(1, 4-苯基)-二苯甲酰胺(3a)^[16]:灰白色固体, 产率95%. m.p.＞300 ℃; ¹H NMR (400 MHz, DMSO-d₆)δ: 10.27 (s, 2H), 7.97 (d, J＝7.2 Hz, 4H), 7.76 (s, 4H), 7.61～7.52 (m, 6H); ¹³C NMR (400 MHz, DMSO-d₆) δ: 165.28, 134.96, 134.94, 131.47, 128.36, 127.60, 120.60; MS (ESI) m/z: 317.4 [M＋H]^＋; HRMS (ESI) calcd for C₂₀H₁₆N₂NaO₂ [M＋Na]^＋ 339.1109, found 339.1384.

N, N'-(1, 4-苯基)-二对甲氧基苯甲酰胺(3b)^[17]:灰白色固体, 产率98%. m.p.＞300 ℃; ¹H NMR (400 MHz, DMSO-d₆) δ: 10.06 (s, 2H), 7.97 (d, J＝8.8 Hz, 4H), 7.72 (s, 4H), 7.07 (d, J＝8.8 Hz, 4H), 3.84 (s, 6H); ¹³C NMR (400 MHz, DMSO-d₆) δ: 164.61, 161.79, 134.91, 129.50, 126.97, 120.55, 113.56, 55.40; MS (ESI) m/z: 377.5 [M＋H]^＋; HRMS (ESI) calcd for C₂₂H₂₀N₂NaO₄ [M＋Na]^＋ 399.1321, found 399.1707.

N, N'-(1, 4-苯基)-二-呋喃-2-甲酰胺(3d):灰白色固体, 产率87%. m.p. 271.1～273.5 ℃; ¹H NMR (400 MHz, DMSO-d₆) δ: 10.19 (s, 2H), 7.94 (s, 2H), 7.71 (s, 4H), 7.34 (d, J＝3.2 Hz, 2H), 6.71 (dd, J＝1.6, 3.6 Hz, 2H); MS (ESI) m/z: 297.1 [M＋H]^＋; HRMS (ESI) calcd for C₁₆H₁₂N₂NaO₄ [M＋Na]^＋ 319.0695, found 319.0984.

N, N'-(1, 4-苯基)-二对氟苯甲酰胺(3c)^[18]:灰白色固体, 产率90%. m.p.＞300 ℃; ¹H NMR (400 MHz, DMSO-d₆) δ: 10.29 (s, 2H), 8.06～8.03 (m, 4H), 7.74 (s, 4H), 7.40～7.36 (m, 4H); ¹³C NMR (400 MHz, DMSO-d₆) δ: 165.2, 164.2, 162.8, 134.9, 131.4 (d, J＝2.8 Hz), 130.3 (d, J＝9.0 Hz), 120.7, 115.2 (d, J＝21.7 Hz); MS (ESI) m/z: 353.4 [M＋H]^＋; HRMS (ESI) calcd for C₂₀H₁₄F₂N₂NaO₂ [M＋Na]^＋ 375.0921, found 375.1375.

在冰浴条件下, 向装有对苯二胺(1 g, 9.25 mmol)、三乙胺(8.0 mL, 55.5 mmol)和二氯甲烷(30 mL)的单口瓶中, 逐滴加入酰氯(20 mmol), 搅拌反应10 min后, 室温继续反应12 h, 反应完全后, 过滤反应液, 滤饼经甲醇和水洗涤, 干燥得到化合物3a～3f.

N, N'-(1, 4-苯基)-二环己基甲酰胺(3e)^[19]:灰白色固体, 产率85%. m.p.＞300 ℃; ¹H NMR (400 MHz, DMSO-d₆) δ: 9.71 (s, 2H), 7.49 (s, 4H), 2.30～2.25 (m, 2H), 1.78～1.63 (m, 10H), 1.41～1.35 (m, 4H), 1.27～1.18 (m, 6H); MS (ESI) m/z: 329.5 [M＋H]^＋; HRMS (ESI) calcd for C₂₀H₂₈N₂NaO₂ [M＋Na]^＋ 351.2048, found 351.2425.

3.2.3 1-苯甲酰基-N-[4-(4-氟苯甲酰胺基)苯基]-哌啶-4-甲酰胺(12)的合成

在0 ℃下, 向盛有化合物11 (167 mg, 0.49 mmol), Et₃N (0.2 mL, 1.39 mmol)和四氢呋喃(5 mL)的反应瓶中逐滴加入苯甲酰氯(92 μL, 0.78 mmol)的四氢呋喃(5 mL)溶液, 反应结束后, 过滤反应液, 固体经水洗涤, 干燥得到灰白色固体化合物12 (152 mg, 70%), m.p. 263.6～266.4 ℃. ¹H NMR (400 MHz, DMSO-d₆) δ: 10.20 (s, 1H), 9.92 (s, 1H), 8.04～8.01 (m, 2H), 7.67 (d, J＝8.8 Hz, 2H), 7.57 (d, J＝9.2 Hz, 2H), 7.47～7.45 (m, 3H), 7.41～7.34 (m, 4H), 4.61～4.44 (m, 1H), 3.72～3.57 (m, 1H), 3.17～3.00 (m, 1H), 2.93～2.80 (m, 2H), 2.67～2.60 (m, 1H), 1.96～1.72 (m, 2H), 1.69～1.53 (m, 2H); ¹³C NMR (100 MHz, DMSO-d₆) δ: 172.5, 169.0, 164.1, 162.7, 136.2, 135.2, 134.3, 131.4 (d, J＝2.7 Hz), 130.3 (d, J＝9.0 Hz), 129.4, 128.4, 126.7, 120.8, 119.3, 115.3 (d, J＝21.7 Hz), 42.6, 38.8, 28.1; MS (ESI) m/z: 446.2 [M＋H]^＋; HRMS (ESI) calcd for C₂₆H₂₄FN₃NaO₃ [M＋Na]^＋ 468.1699, found 468.2297.

在三口瓶中, 加入1-(叔丁氧基羰基)哌啶-4-羧酸(3.98 g, 17.4 mmol)、1-乙基-3(3-二甲基丙胺)碳二亚胺) (EDCI) (3.3 g, 17.4 mmol)、4-二甲氨基吡啶(DMAP) (0.35 g, 3.0 mmol)和二氯甲烷(16 mL), 室温搅拌0.5 h, 之后加入对硝基苯胺(1.0 g, 7.2 mmol)继续反应12 h, 反应完毕后加入乙酸乙酯稀释反应液, 经水洗和饱和氯化钠洗, 干燥、柱层析得到化合物8 (1.57 g, 62%), 直接用于下一步反应.

在0 ℃下, 向盛有化合物9 (0.5 g, 1.57 mmol), Et₃N (0.45 mL, 3.13 mmol)和二氯甲烷(5 mL)的反应瓶中逐滴加入含4-氟苯甲酰氯(188 μL, 1.6 mmol)的二氯甲烷(5 mL)溶液, 反应结束后, 过滤反应液, 固体经甲醇和水洗涤, 干燥得到灰白色固体化合物10 (519 mg, 75%), m.p.＞300 ℃. ¹H NMR (400 MHz, DMSO-d₆) δ: 10.19 (s, 1H), 9.89 (s, 1H), 8.04～8.01 (m, 2H), 7.66 (d, J＝8.8 Hz, 2H), 7.56 (d, J＝9.2 Hz, 2H), 7.38～7.33 (m, 2H), 4.01～3.98 (m, 2H), 2.85～2.67 (m, 2H), 2.51～2.49 (m, 1H), 1.78～1.75 (m, 2H), 1.51～1.46 (m, 2H) 1.41 (s, 9H); ¹³C NMR (100 MHz, DMSO-d₆) δ: 172.7, 164.1, 162.7, 153.8, 135.2, 134.3, 131.4 (d, J＝2.6 Hz), 130.27 (d, J＝9.0 Hz), 120.8, 119.3, 115.3 (d, J＝21.6 Hz), 78.6, 42.5, 38.5, 28.2, 28.1; HRMS (ESI) calcd for C₂₄H₂₈FN₃NaO₄ [M＋Na]^＋ 464.1962, found 464.2513.

在0 ℃下, 将三氟乙酸(223 μL, 3.0 mmol)逐滴加入化合物10 (441 mg, 1.0 mmol)的二氯甲烷(5 mL)溶液中.反应结束后, 加饱和NaHCO₃调节至碱性, 固体析出, 过滤、干燥得灰白色固体化合物11 (334 mg, 98%), m.p.＞300 ℃. ¹H NMR (400 MHz, DMSO-d₆) δ: 10.21 (s, 1H), 9.97 (s, 1H), 8.04～8.01 (m, 2H), 7.67 (d, J＝9.2 Hz, 2H), 7.57 (d, J＝9.2 Hz, 2H), 7.39～7.34 (m, 2H), 3.28～3.25 (m, 2H), 2.86～2.83 (m, 2H), 2.67～2.54 (m, 1H), 1.90～1.88 (m, 2H), 1.79～1.73 (m, 2H); MS (ESI) m/z: 342.5 [M＋H]^＋; HRMS (ESI) calcd for C₁₉H₂₁FN₃O₂[M＋H]^＋ 342.1618, found 342.2126.

将化合物8 (1.0 g, 2.9 mmol)、Fe (0.64 g, 11.4 mmol)、NH₄Cl (0.61 g, 11.4 mmol)和EtOH/H₂O (150 mL, V/V＝2/1)的混合物在90 ℃下搅拌回流5 h, 反应完毕后, 过滤固体, 所得滤液用乙酸乙酯(50 mL×3)萃取, 合并有机相, 并用饱和氯化钠溶液洗, 干燥浓缩, 得化合物9 (0.55 g, 60%), 直接用于下一步反应.

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图式1 目标化合物的设计

Scheme 1 Design of target compounds

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图式2 化合物6a～6j的合成

Scheme 2 Synthesis of compounds 6a～6j

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图式3 化合物10和12的合成

Scheme 3 Synthesis of compounds 10 and 12

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表 1 化合物3a～3f, 6a～6i和10～12对PTP1B和SHP2的抑制活性

Table 1. inhibitory activities of compounds 3a～3f, 6a～6i, and 10～12 against PTP1B and SHP2


Compd.	X	Y	Z	R¹	R²	Inhibition/% at 20 μg/mL		IC₅₀^a/(μmol•L^－1)
Compd.	X	Y	Z	R¹	R²	PTP1B	SHP2	PTP1B	SHP2
3a^d	CH＝CH	NH	NH			84.15	71.61	8.22±0.28	14.57±0.41
3b^d	CH＝CH	NH	NH			74.82	48.87	26.33±0.89	NT^b
3c^d	CH＝CH	NH	NH			93.89	98.42	5.13±0.21	9.39±1.81
3d^d	CH＝CH	NH	NH			4.13	28.71	NT^b	NT^b
3e	CH＝CH	NH	NH			41.73	40.68	NT^b	NT^b
3f	CH＝CH	NH	NH			2.87	48.95	NT^b	NT^b
6a^d	CH＝CH	CO	CO			45.83	40.67	NT^b	NT^b
6b^d	CH＝CH	CO	CO			28.91	36.11	NT^b	NT^b
6c^d	CH＝CH	CO	CO			74.99	43.47	23.35±1.36	NT^b
6d^d	CH＝CH	CO	CO			13.37	20.19	NT^b	NT^b
6e^d	S	CO	CO			78.40	42.52	15.03±1.05	NT^b
6f	S	CO	CO			85.10	42.17	20.71±1.43	NT^b
6g	S	CO	CO			75.77	42.44	16.43±0.56	NT^b
6h	O	CO	CO			48.00	0.90	NT^b	NT^b
6i	O	CO	CO			20.12	12.36	NT^b	NT^b
10	CH＝CH	NH	NH			61.10	63.94	15.98±1.39	9.25±1.95
11	CH＝CH	NH	NH			2.12	2.93	NT^b	NT^b
12	CH＝CH	NH	NH			90.28	68.71	19.60±1.78	7.47±1.26
OA^c	—	—	—	—	—	—	—	1.59±0.11	—
Na₃VO₄	—	—	—	—	—	—	—	—	59.15±0.95
^aThe pNPP assay. IC₅₀ values were determined by regression analyses and expressed as means±SD of three replications; ^b NT means not tested; ^c OA means oleanolic acid as positive control; ^dreported compounds from Ref. [16～24].

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表 2 化合物3c, 10和12对PTP相关酶的抑制活性^a

Table 2. IC₅₀ values of compounds 3c, 10 and 12 against various PTPs

Compd.	IC₅₀^b/(μmol•L^－1)
Compd.	PTP1B	SHP2	SHP1	TCPTP
3c	5.13±0.21	9.39±1.81	9.07±0.62	NA^b
12	19.60±1.78	7.47±1.26	14.22±0.77	15.50±2.91
PC^c	1.59±0.11	59.15±0.95	27.25±1.27	3.66±0.28
^aSHP-1, SH2-containing protein tyrosine phosphatase-1; SHP-2, SH2-containing protein tyrosine phosphatase-2. ^b The pNPP substrate and 3-o-methylfluorescein phosphate (OMFP) substrate were utilized in PTP1B/TCPTP assay and SHP-1/SHP-2, respectively; IC₅₀ values were determined by regression analyses and ex- pressed as means±SD of three replications. ^cNA: No activity (compound inhibitory ratio lower than 50% at the dose of 20 μg/mL). ^dPC: positive control. Oleanolic acid was for PTP1B and TCPTP, and Na₃VO₄was for SHP-1 and SHP-2.

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通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com

1.
沈阳化工大学材料科学与工程学院沈阳 110142