8-氧代-5，8-二氢-6H-二苯并[a，g]喹嗪 -13-丙酸衍生物，其制法及其药用 本发明涉及8-氧代-5，8-二氢-6H-二苯并[a，g]喹嗪-13-丙酸衍生物，其制备方法及其药用。
本发明化合物对应于下式(I)：其中：
X是氢或卤原子，C1-C3烷基，或一或二个C1-C3烷氧基或三氟甲基，
Y是氢或卤原子，C1-C3烷基或C1-C3烷氧基，
R是羟基，甲氧基或式NR2R3的基团，式中R2和R3相互独立地代表氢原子，C1-C4烷基，2-甲氧基乙基，2-氨基乙基，3-氨基丙基，2-(二甲基氨基)乙基，3-(二甲基氨基)丙基或2-哌啶-1-基乙基，或R2和R3与连接这两个基团的氮原子一起形成吗啉，吡咯烷或哌嗪环并且任选在第4位被甲基或(1，1-二甲基乙氧基)羰基取代。
这类化合物可任选呈碱或酸加成盐形式。
本发明式(I)化合物可按下列反应式1所示方法得到。
反应式I
在芳族溶剂如甲苯中70-100℃下将式(II)中X如上述的酸酐与式(III)中Y如上述的(酰)亚胺反应而得到式(IV)酸，该酸于甲醇中20-50℃下用亚硫酰(二)氯酯化后在醚溶剂如四氢呋喃(THF，下同)中例如经混合氢化物如氢硼化钠将所得式(V)酯转化成式(VI)醇。然后，按例如Swern方法将该醇氧化成式(VII)醛后在醚溶剂如THF中20-75℃下用(二甲氧基氧膦基)乙酸甲酯(DPAM)处理该醛，将所得式(VIII)酯分离后再于例如芳族溶剂如甲苯中70-110℃下用醌如2，3-二氯-5，6-二氰基环己-2，5-二烯-1，4-二酮将其氧化成式(IX)酯，最后在钯/炭存在下将式(IX)酯氢化而得到式(Ia)酯，即式(I)中R是甲氧基的化合物。
该酯也可按反应式2进行转化：若想得到(I)中R是羟基的化合物，则将式(Ia)酯经碱性介质水解而得到式(Ib)酸。而若想得到式(I)中R是式NR2R3基团的化合物，则用式HNR2R3胺处理式(Ib)酸，其中通入就地用N，N’-羰基二咪唑制成的咪唑烷中间体。
反应式2
在式(I)中X和Y是烷氧基以外的基团的情况下，可采用反应式3所示另一方法。
反应式3
在N，N-二甲基甲酰胺(DMF，下同)中20-130℃下用氯氧化磷处理式(X)二苯并[a，g]喹嗪而得到式(XI)醛后在醛溶剂如THF中20-65℃下用(二甲氧基氧膦基)乙酸甲酯处理后者而得到式(IX)酯，该化合物的后处理可按针对反应式1所述完成。
初始式(II)中X是氢的酸酐可从市场上得到，而在其它情况下可按例如Arch.Pharm.(1991)324，509-518所述方法得到。
式(III)取代(酰)亚胺可按类似于Synthesis(1974)4，288-289和Heterocycles(1982)19(4)，653-656所述的方法得到。
式(X)喹嗪可按类似于Synthesis(1980)10，845-847和Tetrahedron Lett.(1992)33(38)，5653-5654所述的方法得到。
下述实施例说明一些本发明化合物的制备方法。元素显微分析及IR.和R.M.N.谱证实了所得化合物结构。各实施例标题的括号中所列数字对应于后续表1中第1栏的数字。在化合物各称中，短线“-”构成名称的一部分，而短线“”则仅用于在各行结尾处断字，不存在断字时就应将其删除，一定不必用通常的短线或空格代替。
实施例1(化合物No.1)
8-氧代-5，8-二氢-6H-二苯并[a，g]喹嗪-13-丙酸甲酯
1.1.8-氧代-5，8-二氢-6H-二苯并[a，g]喹嗪-13-甲醛
氩气中将150ml无水DMF冷到0℃后滴加入5ml(53.6mmol)氯氧化磷，混合物室温下搅拌30分钟(min)后再加入5g(20.2mmol)5，6-二氢-8H-二苯并[a，g]喹嗪-8-酮，混合物逐渐加热到110℃后在该温度下保持6小时(h)。
混合物冷到室温后使溶剂减压蒸发，向剩余物中加入冰和30％氢氧化钠，混合物用二氯甲烷(DCM，下同)萃取，有机相用硫酸钠干燥后过滤，再使溶剂减压蒸发。剩余物经硅胶柱色层分离法提纯(先用环己烷/DCM的100/0至0/100混合物后用DCM/乙酸乙酯的100/0至80/20混合物洗脱)。
用环己烷重结晶后分离得到3.6g(13.08mmol)白色固体醛。
Pf(熔点)：209-210℃。
1.2.(E)-3-(8-氧代-5，8-二氢-6H-二苯并[a，g]喹嗪-13-基)丙-2-烯酸甲酯
0.5g(12.5mmol)60％氢化钠悬浮体在氩气中用戊烷洗涤后在150ml无水THF中制成悬浮液，混合物用冰浴冷却情况下向其中滴加入2g(11mmol)(二甲氧基氧膦基)乙酸甲酯，混合物于0℃搅拌15min后再加入2.78(10.1mmol)8-氧代-5，8-二氢-6H-二苯并[a，g]喹嗪-13-甲醛，混合物逐渐加热回流后在回流温度下保持6h。
混合物冷至室温后加入数ml甲醇，使溶剂减压蒸发后向剩余物中加入冰，200ml DCM和1M盐酸，有机相分出后用硫酸钠干燥和过滤，然后再使溶剂减压蒸发。剩余物经硅胶柱色层分离法提纯(用DCM/乙酸乙酯的100/0至80/20混合物洗脱)并且产物用环己烷重结晶而分离得到2.78g(8.4mmol)α，β-不饱和酯白色晶体。
Pf：201-202.5℃。
1.3. 8-氧代-5，8-二氢-6H-二苯并[a，g]喹嗪-13-丙酸甲酯
向2.8g(8.4mmol)(E)-3-(8-氧代-5，8-二氢-6H-二苯并[a，g]喹嗪-13-基)丙-2-烯酸甲酯在150ml乙酸中地溶液中加入0.23g 5％钯/炭并在Parr装置中约0.32MPa压力和室温下将悬浮液氢化30min后在40-45℃下氢化2h 30min。
过滤分出催化剂后滤液减压浓缩，但剩余物中加入250mlDCM，冰冷水和饱和碳酸氢钠溶液，有机相分出后用水洗涤，用硫酸钠干燥后过滤，再使溶剂减压蒸发。剩余物经硅胶柱色层分离法提纯(先用DCM/乙酸乙酯的100/0至70/30混合物后用DCM/甲醇的95/5至90/10混合物洗脱)而得到2.8g(8.4mmol)油状产物。用环己烷重结晶后分离得到2.5g(7.5mmol)酯白色晶体。
Pf：157-158.5℃
实施例2(化合物No.2)
8-氧代-5，8-二氢-6H-二苯并[a，g]喹嗪-13-丙酸
将2.45g(7.35mmol)8-氧代-5，8-二氢-6H-二苯并[a，g]喹嗪-13-丙酸甲酯在40ml乙醇中的溶液引入100ml圆底烧瓶中，加入2ml 30％氢氧化钠水溶液后混合物加热回流3h。
使溶剂减压蒸发后用水和30％盐酸提取剩余物，沉淀的固体经过滤收集后用水洗涤和干燥。
得到2.2g(6.89mmol)酸。
Pf：269-271(分解)。
实施例3(化合物No.12)
N，N-二甲基-8-氧代-5，8-二氢-6H-二苯并[a，g]喹嗪-13-丙酰胺氩气中用250ml圆底烧瓶得到将1.2g(3.76mmol)8-氧代-5，8-二氢-6H-二苯并[a，g]喹嗪-13-丙酸在100ml DCM中的悬浮液，加入1.2g(7.4mmol)N，N’-羰基二咪唑后混合物室温下搅拌2h。
介质用气相二甲基胺饱和1min后混合物持续搅拌12h。使溶剂减压蒸发后向剩余物中加入200ml DCM，溶液依次用1N盐酸，水，1N氢氧化钠和水洗涤后用硫酸钠干燥并过滤，再使溶剂减压蒸发后剩余物经硅胶柱色层分离法提纯(用DCM/甲醇的100/0至90/10混合物洗脱)。用乙腈/DCM混合物重结晶后得到0.93g(2.68mmol)白色固体。
Pf：192.5-193.5℃。
实施例4(化合物No.38)
10-甲氧基-8-氧代-5，8-二氢-6H-二苯并[a，g]喹嗪-13-丙酸
4.1. 10-甲氧基-8-氧代-5，8，13，13a-四氢-6H-二苯并[a，g]喹嗪-13-甲酸
将8.1g(42.15mmol)7-甲氧基高邻苯二酸酐在350ml甲苯中的溶液引入500ml圆底烧瓶中，加入5.8g(44.2mmol)3，4-氢异喹啉后混合物加热回流3h。混合物冷至室温后静置过液。
收集起来的晶体用乙醚洗涤后真空干燥。
得到12.75g(39.43mmol)酸，为约90/10的反/顺混合物。
Pf：227-232℃。
4.2.反-10-甲氧基-8-氧代-5，8，13，13a-四氢-6H-二苯并[a，g]喹嗪-13-羧酸甲酯
在500ml三颈圆底烧瓶中得到14g(43.3mmol)10-甲氧基-8-氧代-5，8，13，13a-四氢-6H-二苯并[a，g]喹嗪-13-甲酸在100ml甲醇中的悬浮液后滴加入3.2ml(44.11mmol)亚硫酰(二)氯，混合物再加热回流4h。
混合物室温下静置过夜。
所形成的晶体收集起来后用乙醚洗涤并真空干燥。
得到11.5g(34.08mmol)纯反式酯。
Pf：154.5-157.5℃。
4.3.反-13-(羟甲基)-10-甲氧基-5，6，13，13a-四氢-8H-二苯并[a，g]喹嗪-8-酮
在250ml圆底烧瓶中用9.85g(29.2mmol)反-10-甲氧基-8-氧代-5，8，13，13a-四氢-6H-二苯并[a，g]喹嗪-13-甲酸甲酯和75ml THF得到悬浮体后依次加入4.68g(146mmol)甲醇和5.52g(146mmol)氢硼化钠，混合物再于室温下搅拌4h。
混合物中加入100ml水，水解后3次用150ml DCM萃取，有机相用硫酸钠干燥后使溶剂减压蒸发，剩余物经硅胶柱色层分离法提纯(用DCM/乙酸乙酯的100/0至50/50混合物洗脱)。
溶剂蒸发后晶体用乙醚提取，最后得到8.3g(26.83mmol)反式醇。
Pf：180-181.5℃。
4.4. 10-甲氧基-8-氧代-5，8，13，13a-四氢-6H-二苯并[a，g]喹嗪-13-甲醛
氩气中将20.2g(159mmol)草酰氯和100ml DCM引入500ml三项圆底烧瓶，混合物冷到-70℃后滴加入16.36(209mmol)二甲亚砜在50ml DCM中的溶液，混合体系在-70℃搅拌15min。
30min内加入溶于150ml DCM中的8.2g(26.68mmol)反13-(羟甲基)-10-甲氧基-5，6，13，13a-四氢-8H-二苯并[a，g]喹嗪-8-酮并于-60℃下将混合物搅拌30min。
加入溶于50ml DCM中的21.2g(209mmol)三乙胺后让混合物回到室温。
将混合物倒入500ml饱和氯化钠水溶液中，并3次用200ml DCM萃取。有机相用硫酸钠干燥后过滤，使溶剂减压蒸发。剩余物经硅胶柱色层分离法提纯(先依次用DCM/环己烷的2/1和1/0混合物后用DCM/乙酸乙酯的90/10至50/50混合物洗脱)。
用乙酸乙酯和石油醚的混合物重结晶后得到8.02g(26.09mmol)醛，为80/20的反/顺混合物。
Pf：146-149℃。
4.5.(E)-3-(10-甲氧基-8-氧代-5，8，13，13a-四氢-6H-二苯并[a，g]喹嗪-13-基)丙-2-烯酸甲酯
在500ml三颈圆底烧瓶中用戊烷洗涤1.3g(32.5mmol)氢化钠的60％悬浮液，将这样洗将后的氢化钠悬浮在200ml THF中，该悬浮体冷至0℃后滴加入5.2g(28.55mmol)(二甲氧基氧膦基)乙酸甲酯并在约10℃将混合物持续搅拌20min。
加入8g(26mmol)10-甲氧基-8-氧代-5，8，13，13a-四氢-6H-二苯并[a，g]喹嗪-13-甲醛后混合物加热回流4h 30min。
让混合物冷到室温后加入数滴甲醇，使溶剂减压蒸发后向剩余物中加入250ml水并3次用150ml DCM萃取混合物。有机相用硫酸钠干燥后过滤，使溶剂减压蒸发后剩余物经硅胶柱色层分离法提纯(用乙酸乙酯/环己烷的1/2至3/1混合物洗脱)而得到6.55g(18.02mmol)油状酯，可直接将其用于下一步骤。
4.6.(E)-3-(10-甲氧基-8-氧代-5，8-二氢-6H-二苯并[a，g]喹嗪-13-基)丙-2-烯酸甲酯
在500ml圆底烧瓶中将5.5g(15.13mmol)(E)-3-(10-甲氧基-8-氧代-5，8，13，13a-四氢-6H-二苯并[a，g]喹嗪-13-基)丙-2-烯酸甲酯溶于150ml甲苯中，加入5.15g(22.7mmol)2，3-二氯-5，6-二氰基环己-2，5-二烯-1，4-二酮后混合物加热回流2h 30min。
混合物冷至室温后使溶剂减压蒸发，剩余物经硅胶柱色分离法提纯(用DCM/乙酸乙酯的100/0至80/20混合物洗脱)。所得油用乙醚和石油醚的混合物提取后分离得到3.31g(9.2mmol)橙黄色化合物晶体。
Pf：149-152℃。
4.7. 10-甲氧基-8-氧代-5，8-二氢-6H-二苯并[a，g]喹嗪-13-丙酸甲酯
向3.5g(9.68mmol)(E)-3-(10-甲氧基-8-氧代-5，8-二氢-6H-二苯并[a，g]喹嗪-13-基)丙-2-烯酸甲酯在100ml乙酸中的溶液中加入0.5g 5％钯/炭并在Parr装置中于约0.32MPa压力和50-60℃温度下让悬浮液进行3h氢化。
混合物冷到室温后过滤分出催化剂，滤液减压浓缩后向剩余物中加入250ml DCM，溶液用饱和碳酸氢钠水溶液洗涤后用硫酸钠干燥，过滤后使溶剂减压蒸发。剩余物经硅胶柱色层分离法提纯(用DCM/乙酸乙酯的100/0至50/50混合物洗脱)而得到3.4g(9.36mmol)油状酯，可直接将其用于下一步骤。
4.8 10-甲氧基-8-氧代-5，8-二氢-6H-二苯并[a，g]喹嗪-13-丙酸
将3.4g(9.36mmol)10-甲氧基-8-氧代-5，8-二氢-6H-二苯并[a，g]喹嗪-13-丙酸甲酯在50ml乙醇中的溶液引入100ml圆底烧瓶中，加入3ml 30％氢氧化钠水溶液后混合物加热回流3h。
使溶剂减压蒸发后向剩余物中加入水和30％盐酸，沉淀出来的固体收集起来后用水洗涤并干燥。
最后得到3.0g(8.58mmol)酸。
Pf：260-264℃。
实施例5(化合物No.40)
10-甲氧基-N-甲基-8-氧代-5，8-二氢-6H-二苯并[a，g]喹嗪-13-丙酰胺
用250ml圆底烧瓶在氩气中得到1g(2.86mmol)10-甲氧基-8-氧代-5，8-二氢-6H-二苯并[a，g]喹嗪-13-丙酸在100ml DCM中的悬浮液。加入0.93g(5.72mmol)N，N’-羰基二咪唑后混合物在室温下搅拌2h。
混合物用气相甲基胺饱和处理1min后持续搅拌22h。使溶剂减压蒸发后向剩余物中加入200ml DCM，溶液依次用水，1N盐酸，1N氢氧化钠和水洗涤后用硫酸钠干燥，过滤后使溶剂减压蒸发，剩余物经硅胶柱色层分离法提纯(用DCM/甲醇的100/0至97/3混合物洗脱)。
用乙酸乙酯重结晶后最终得到0.43g(1.19mmol)白色固体。
Pf：182-183℃。
下表列出了本发明一系列化合物的化学结构和物理性质。
表中：
化合物21的R基团的“Boc”是(1，1-二甲基乙氧基)羰基。在“Sel”一栏中，“-”表示化合物呈碱形式，而“HCl”表示盐酸盐。在最后一栏中，“(d)”表示分解点。
表 N° X Y R Sel F(℃) 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 10-CF3 10-CF3 11-OCH3 10-Cl 10-OCH3 10-OCH3 10-Cl 10-OCH3 10-OCH3 10-CF3 10-CF3 10-Cl 10-CF310，11-(OCH3)2 H H H 2-CH3 2-OCH3 2-OCH3 2-OCH3 2-CH3 2-CH3 2-CH3 2-OCH3 2-Cl 2-Cl H NHCH3 N(CH3)2 NHCH3 NHCH3 NHCH3 N(CH3)2 NHCH3 NHCH3 N(CH3)2 NHCH3 NHCH3 NHCH3 NHCH3 NHCH3 - - - - - - - - - - - - - - 224-225 237-238 156.5-157 199-201 209-211 196-198 225-227 205-207 188-190 238-240 231-233 235-237 264-266 202-203
已用本发明化合物进行药理试验，结果表明其作为具有药理活性的物质的优越性。
针对与含有α5亚单位的GABAA受体联合的ω受体(苯并二氮杂受体)群的膜结合研究
在[3H]flumazenil和5μM zolpidem存在下培育的鼠海马膜中选择性标记这些受体(目的是掩蔽其他亚类ω受体)。
试验化合物成为体外对其与用[3H]flumazenil标记的这些受体的亲和性进行研究的主题或目的。
所用动物是重200-250g的OFA(Iffa Credo)雄性鼠。动物处死后在已用盐酸调为pH7.4并且含120mM氯化钠和5mM氯化钾(5mM)的80体积50mM Tris缓冲液中用Ultra TurraxTM或PolytronTM以6/10的最大速度研磨20秒(s)。
在最终体积为1ml的含5μM zolpidem和试验化合物的缓冲液中培育200μl膜悬浮液，从而测定与[3H]flumazenil(1nM；比活性：80-87 Ci/mmol；Du Pont de Nemours/New England Nuclear)的结合情况。在0℃培育45min后，利用已用5ml冰冷缓冲液洗涤2次的Whatman GF/BTM过滤器回收膜。过滤器所滞留的放射性量由液体闪烁法测定。
[3H]flumazenil的特异性结合定义为留在过滤器上并且能够通过用1μM flunitrazepam共同培育而受到抑制的放射性量。
对于每一试验化合物浓度而言，测出[3H]flumazenil的结合受到抑制的百分比以及IC50浓度，即抑制50％特异性结合的浓度。
在该试验中最具活性的本发明化合物的IC50为1-100nM左右。
针对与主要含有α2和α3亚单位的GABAA受体联合的ω2受体(II类苯并二氮杂受体)的膜结合研究
化合物与脊髓的ω2受体的亲和性按照S.Z.Langer和S.Arbilla在Fund.Clin.Pharmacol.(1988)，2，159-170中所述方法的变化实施方案测定，其中用[3H]flumazenil代替[3H]diazepam作为放射性配体。
脊髓组织在30体积冰冷缓冲液(50ml Tris/HCl，pH 7.4，120mMNaCl，5mM KCl)中均化60s，再稀释至1/3后悬浮体与浓度为1nM的[3H]flumazenil(比活性：78 Ci/mmol；New England Nuclear)和不同浓度的本发明化合物一起培育，其最终体积为525μl。0℃培育30分钟后，试样用Whatman GF/BTM过滤器真空过滤后立即用冰冷缓冲液洗涤。在1μM未标记的diazepam存在下测定[3H]flumazenil的特异性结合。所得数据按照通常的方法分析并且计算出IC50值，即抑制50％[3H]flumazenil特异性结合的浓度。
在该试验中，本发明化合物IC50值在1和500nM之间。
针对与含有α1亚单位的GABAA受体联合的ω1受体(I类苯并二氮杂受体)的膜结合研究
化合物与小脑的ω1受体的亲和性按照S.Z.Langer和S.Arbilla在Fund.Clin.Pharmacol.(1988)，2，159-170中所述方法的变化实施方案测定，其中用[3H]flumazenil代替[3H]diazepam作为放射性配体。
小脑组织在120体积冰冷缓冲液(50ml Tris/HCl，pH7.4，120mMNaCl，5mM KCl)中均化60s，再稀释至1/3后悬浮体与浓度为1nM的[3H]flumazenil(比活性：78Ci/mmol；New England Nuclear)和不同浓度的本发明化合物一起培育，其最终体积为525μl。0℃培育30分钟后，试样用Whatman GF/BTM过滤器真空过滤后立即用冰冷缓冲液洗涤。在1μM未标记的diazepam存在下测定[3H]flumazenil的特异性结合。所得数据按照通常的方法分析并且计算出IC50值，即抑制50％[3H]flumazenil特异性结合的浓度。
在该试验中，本发明化合物IC50值在1和500nM之间。
用本发明化合物进行的试验结果表明，与同含有α1亚单位的GABAA受体联合的亚类ω1受体相比以及同主要含有α2和α3亚单位的GABAA受体联合的ω2受体(II类苯并二氮杂受体)群相比，针对与含有α5亚单位的GABAA受体联合的ω受体(苯并二氮杂受体)群，某些本发明化合物体外可从其膜结合部位选择性置换[3H]flumazenil。
其它化合物对α5，α1，α2和α3亚单位具有强亲和性，因此不具有选择性。
换句话说，本发明化合物的亲和性如下：
就与含有α5亚单位的GABAA受体联合的ω受体(苯并二氮杂受体)群而言对[3H]flumazenil的膜结合部位的亲和性高，
就与含有α1亚单位的GABAA受体联合的亚类ω1受(I类苯并二氮杂受体)而言亲和性高，中等或低，
就与含有α2和α3亚单位的GABAA受体联合的ω2受体(II类苯并二氮杂受体)群而言亲和性高，中等或低。
由ω1-小脑IC50/ω-海马IC50之比代表的选择性为1和25之间并且由ω2-脊髓IC50/ω-海马IC50之比代表的选择性也是1和25之间。
本发明化合物可用于防治与α5亚单位联合的GABAA受体的GABA能传输障碍所涉及的病症。在嗅球，边缘结构如海马和下丘脑以及脊髓中与GABAA受体复合体的α5亚单位联合的ω受体优选分布已表明本发明化合物可用于防治嗅觉紊乱，认知障碍，与下丘脑机能障碍有关的激素病症，某些情绪病症和痛觉。这类化合物也可用于治疗痉挛状态和肌肉挛缩。
本发明化合物还可用于防治与α1，α2和α3亚单位联合的GABAA受体的GABA能传输障碍所涉及的病症，即用于防治焦虑，睡眼失调，癫痫，戒酒后遗症。最后，这些化合物可用作麻醉剂，肌肉松驰剂或止痛剂。
在这方面，本发明化合物可与适当的赋形剂一起制成经肠或胃肠外给药的各种药物剂型如片，糖衣丸，明胶胶囊，胶囊剂，口服或注射用溶液或悬浮液，栓剂等，其中含有的剂量可达到1-1000mg活性物质的日服用量。