新型双-2,2,6,6-四甲基哌啶（bi-TMP）介导尼古丁诱发的多巴胺释放过程

    四甲双环庚胺（化合物1，如图1所示）依旧一种氮杂环氨基化合物，相关研究已经证实，其是一种非选择性nAChR通道阻滞剂以及一种NIC诱导的DA释放的非竞争性抑制剂。另外一些可以作为nAChR通道阻滞剂的氮杂环累化合物的还包括氮杂环叔胺，1,2,2,6,6-五甲基哌啶（潘必定）及其N-去甲基类似物（TMP）（化合物3，如图1所示）。并且相关研究已经证实，双（2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基）癸二酸酯（BTMPS；化合物4，如图1所示）是一种非竞争性、非长效性nAChR拮抗剂。因此，本研究将合并TMP和甲基胺作为为端部的叔胺取代基，这是因为，与氮杂芳烃双季铵类似物相似，该等化合物不会与nAChR上的乙酰胆碱结合位点发生相互作用。

    本研究通过与与bPiDDB相同的亲脂性1,12-十二烷基连接物将两个TMP分子连接在一起以合成TMP类似物。并且通过改变该等连接物的长度（在8-12个亚甲基单位内发生变化）来确定这一指标对该等类似物在抑制NIC诱导的[3H]DA释放方面的效力的影响。TMP与适当的二碘烷烃（化合物6，详见合成路线1）通过发生N-烷基化反应来制备上述TMP类似物。本研究在碳酸钾存在的情况下，于回流乙腈条件下就通过“两个TMP分子与一个1,12-二溴十二烷发生反应以制备出上述TMP类似物”的可行性进行了初步研究，结果显示，反应体系中确实存在目标产物，但是其中存在大量副产物，其中包括单烷基化产物、1,12-二溴十二烷的消除产物（即溴代十二烯）和单烷基化消除产物。这是因为，TMP上存在四个α-甲基，这些基团形成了很强的空间位阻效应，因此导致该等反应体系中的N-烷基化反应并不能达到令人满意的水平。因此，应在密闭环境下使用具有更高反应活性的1,12-二碘十二烷是，以及过量的TMP进行该等取代反应。本研究通过该等策略确实得到了较好的结果，所需产品7E的产率达到了60-70%。随后，本研究通过适当的二碘烷烃以类似方式分别制备出了化合物7a-7d。

    由于四甲双环庚胺分子存在一个手性中心，因此当两个或多个（±）-四甲双环庚胺基团通过一个二位点型连接物或三位点型连接物进行连接时，就会产生多个非对映异构体。尽管相关结果表明，对于同一受体亚型，S-（+）-和R-（−）-四甲双环庚胺的IC50值之间并不具有显著差异。但是在卵母细胞表达系统中，两种四甲双环庚胺对映体与nAChR受体的去除率似乎均存在显著差异。具体而言，S-（+）-四甲双环庚胺与α4β2和α3β4受体的解离速度似乎显著慢于R-（−）-四甲双环庚胺与α4β2和α3β4受体的解离速度。为简化合成过程，并能够更好地理解SAR，本研究使用反应活性较高的S-（+）-四甲双环庚胺对映体来合成双四甲双环庚胺和三四甲双环庚胺类似物。反应路线2概述了S-（+）-四甲双环庚胺14a和双四甲双环庚胺类似物14b和三四甲双环庚胺类似物16的制备过程。商用（−）-榄烯（化合物6，详见合成路线2，化学纯，80%）使用硫酸和硫氰酸钾进行处理，以得到异硫氰酸酯9和相应的硫氰酸盐（少量）。然后使用LAH还原该中间体，从欧诺个人获得S-（+）-四甲双环庚胺粗品（其中所含杂质为通过硫氰酸盐生成的相应硫醇）在通过酸提除去硫其中的醇类化合物杂质后，使用樟脑磺酸进一步拆分S-（+）-四甲双环庚胺，得到手性纯S-（+）-对映体，然后再将该对映体与合适的二碘或三碘中间体进行N-烷基化反应。

    因此可以采用与合成类似物7a-7e相同的步骤来获得双四甲双环庚胺类似物。但是需要指出的是，对于S-（+）-四甲双环庚胺而言，由于起始反应物四甲双环庚胺的制备非常复杂，因此根本无法使用大量过量该等化合物进行反应。因此本研究设计了另外一种制备方法，那就是，首先将S-（+）-四甲双环庚胺与1,10-十二烷二氯或1,12-十二烷二氯进行N-酰化反应，分别得到双酰胺类化合物13a和13b，然后在通过LAH对它们进行还原即可得到纯度很高的化合物14a和14b。由于化合物5（tPy3PiB，如图1所示）已被证实是一种具有价值的先导化合物，因此本研究合成了一种三tPy3PiB型类似物5，其中端部的3-吡啶环基团被S-（+）-四甲双环庚胺基团取代（即类似物16）。本研究作为起始反应物的三溴化合物15a的制备过程已经在前期工作中得到了描述。本研究首先将三溴化合物15a转化为相应的三碘化合物15b，然后使用将该中间体来合成化合物16。

    本研究随后利用100 nM的初始探针浓度，分别对化合物7a-7e、14a、14b和16在抑制NIC诱导的大鼠纹状体脑片释放[3H]DA方面的能力进行了评估。并在全浓度范围内对最有效的化合物（探针分析中具有>50%的抑制率）进行了评估，以确定抑制NIC诱发的[3H]DA释放所需的IC50和Imax值（如表1所示）。

本研究按照前人所描述方法对[3H]DA释放进行了测定。首先本研究使用0 μM NIC和浓度为100 nM的类似物就该等类似物对NIC诱导的[3H]DA释放的抑制作用进行了测定。该等抑制量以在对象条件下（即在无类似物的条件下）[3H]DA释放对NIC的相应（无拮抗剂的情况下[3H]DA释放释放量）的百分比进行表示（如表1和图2所示）。随后本研究对对最有希望的类似物进行全浓度响应（1 nM至10μM）（如表1和图3所示），并使用迭代非线性最小二乘曲线拟合程序PRISM分别确定了该等类似物的IC50值和Imax值。