靶向Nav1.2通道的7-取代基1,2,4-三氮唑并[1,5-a]嘧啶衍生物作为新型抗癫痫先导化合物的设计、合成及药理学评价

《Bioorganic Chemistry》：Design, synthesis, and pharmacological evaluation of 7-substituted 1,2,4-triazolo[1,5- a]pyrimidine derivatives as novel antiepileptic lead candidates targeting Nav1.2 channels

　　

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  设计并合成了一种新型1,2,4-三唑并[1,5-a]嘧啶衍生物，5m。
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  化合物5m表现出强效抗惊厥活性（ED₅₀?=?8.84?mg/kg），且神经毒性低，保护指数高（PI?=?14.80）。
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  机制研究表明，5m通过靶向Nav 1.2钠通道发挥其作用。

引言

癫痫是一种由大脑神经元异常放电引起的慢性脑病，主要表现为反复发作和短暂的神经功能障碍。全球约有5000万患者，终生患病率约为1% [1]。药物治疗是癫痫的主要治疗方式。尽管欧洲和美国已批准上市了约30种抗癫痫药物，但仍有约30%的患者发展为药物难治性癫痫。此外，现有药物常伴有嗜睡、头晕和认知障碍等不良反应，部分甚至可能对患者生命造成严重威胁。因此，开发高效低神经毒性的新型抗癫痫药物具有重要意义。

富电子三唑衍生物在治疗各种中枢神经系统（CNS）疾病方面已显示出显著的生物活性 [2], [3]，特别是在抗抑郁、抗焦虑 [4] 和抗癫痫 [5] 治疗领域展现出重要的治疗价值。在癫痫治疗中，多种含三唑药物已成功应用于临床，包括洛来唑 [6]、阿普唑仑 [7]、艾替唑仑和三唑仑 [8]（图1），充分体现了该结构类别在抗癫痫药物开发中的广阔前景。

我们的研究小组长期从事基于1,2,4-三唑并[1,5-a]嘧啶骨架的抗癫痫药物开发。在我们之前的工作中，鉴定了化合物10c，这是一种7-烷氧基衍生物，在大鼠最大电休克（MES）和戊四氮（PTZ）模型中均表现出强效抗惊厥活性（ED₅₀?=?8.5?mg/kg）[9]。基于这一发现，进一步探索了C-7位置的结构性修饰，并成功发现了化合物6c，该化合物在MES模型中显示出显著活性（ED₅₀?=?13.70?mg/kg，PI?>?19.11）[10]。这些结果共同证实，C-7位置是该骨架内调节抗惊厥活性的关键位点。

基于上述观察，假设对C-7位置进行更加系统性和针对性的修饰可能进一步优化疗效-安全性谱。在之前的工作中，7-烷氧基先导化合物10c作为GABA_A正向调节剂发挥作用，而C-7取代化合物6c表现出MES选择性活性。在本研究中，将设计策略从经验性取代转变为以电子效应为导向的C-7优化，旨在发现新的药效团和独特的机制谱。引入了具有不同吸电子能力的取代基（例如，SO₂CF₃、SO₂C₆H₅、SO₂CH₃），发现强吸电子的三氟甲磺酸基团（OSO₂CF₃）是PTZ选择性抗惊厥活性的新C-7药效团（图2）。值得注意的是，所得先导化合物5m对GABA_A受体无显著作用，但可抑制Nav1.2通道，代表了从之前GABA_A调节型7-烷氧基系列的机制转变。通过这种整合设计策略，合成了一系列新型化合物，其中5m在PTZ模型中表现出优异的抗惊厥活性和显著改善的安全性谱。

章节摘要

化学

试剂与条件：(j) 4-氟-3-甲氧基苯硼酸或2-氟-5-甲氧基苯硼酸，Pd(pPh₃)₄，Cs₂CO₃，1,4-二氧六环，90 °C，4–6 h；(k) CH₂Cl₂，BBr₃，?78 °C至室温，12 h；(l) 吡啶，三氟甲磺酸酐，CH₂Cl₂，0 °C，10 h。

目标化合物5m–5t的合成路线如反应方案1所示。以4H-1,2,4-三唑-3-胺为起始原料，通过与乙酰乙酸乙酯环化得到中间体1，随后用POCl₃氯化得到关键

结论

总之，通过对1,2,4-三唑并[1,5-a]嘧啶骨架的合理结构优化，本研究鉴定了化合物5m作为有前景的抗癫痫先导化合物。除了简单的效力优化外，本工作在概念上超越了我们之前C-7取代系列：强吸电子的三氟甲磺酸基团（OSO₂CF₃）被确定为新的C-7药效团，其抗惊厥活性与吸电子能力呈正相关。

一般

¹H和¹³C NMR光谱使用DMSO-d₆或CDCl₃作为溶剂，在Bruker Avance光谱仪上记录，以四甲基硅烷（TMS）为内标。化学位移（δ）以ppm表示，耦合常数（J）以Hz测量。峰裂分类型的缩写如下：单峰（s）、双峰（d）、双双峰（dd）、三峰（t）和多重峰（m）。

CRediT作者贡献声明

何露千：撰写–初稿、资源、形式分析、数据整理、概念构思。张巧亮：资源、调查、数据整理。马文娟：可视化、软件、形式分析、数据整理。钱美琪：可视化、方法论、形式分析、数据整理。董一凡：软件、形式分析、数据整理。辛菲菲：撰写–初稿、软件、形式分析。郭传龙：撰写–审阅与编辑、监督、形式分析、数据

利益冲突声明

作者声明，他们没有已知可能影响本研究报告工作的竞争性经济利益或个人关系。

致谢

本工作得到了山东省自然科学基金（项目编号：ZR2024MB099）和北京大地医疗慈善基金会（项目编号：DDYL-A-KT-20250422-0037）的支持。

动物实验对象

本研究按照ARRIVE（动物研究：体内实验报告）指南进行。本研究经青岛科技大学动物实验伦理委员会批准。

何露千|张巧亮|马文娟|钱美琪|董一凡|辛菲菲|郭传龙|曹国瑞|托芳|黄龙江