CN101472930A - 用作PI3K抑制剂的噻吩并[3,2-d]嘧啶的衍生物 - Google Patents

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Abstract

式(I)噻吩并嘧啶和其药学上可接受的盐具有PI3K抑制剂活性，且对P110α亚型具选择性，其可用于治疗起因于异常细胞生长、异常细胞功能或异常细胞行为的疾病或病症，尤其是与PI3激酶有关的疾病或病症，例如癌症、免疫性疾病、心血管病、病毒感染、炎症、代谢/内分泌紊乱和神经障碍。本发明还阐述用于合成所述化合物的方法。

Description

用作PI3K抑制剂的噻吩并[3，2-d]嘧啶的衍生物
发明优先权
本申请要求于2006年4月26日提交的美国临时申请第60/794,966号的优先权，该临时申请的整体内容在此引作参考。
发明领域
本发明涉及嘧啶衍生物和其作为磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)抑制剂的用途。
发明背景
磷脂酰肌醇(下文缩写为“PI”)是在细胞膜中发现的多种磷脂中的一种。近年来已经清楚PI在细胞内信号转导中起重要作用。在二十世纪八十年代后期，发现PI3激酶(PI3K)是使磷脂酰肌醇的肌醇环的3位磷酸化的酶(D.Whitman等，1988，Nature，332，664)。
最初认为PI3K是单酶，但现在业已阐明PI3K存在多种亚型。每种亚型具有自己的调节活性机理。业已基于其体外底物特异性鉴定了3类主要的PI3K(B.Vanhaesebroeck，1997，Trend in Biol.Sci，22，267)。I类PI3K的底物是PI、PI 4-磷酸酯(PI4P)和PI 4，5-二磷酸酯(PI(4，5)P2)。根据其激活机制，I类PI3K进一步分为两组Ia类和Ib类。Ia类PI3K包括PI3Kp110α、p110β和p110δ亚型，其转导来自酪氨酸激酶偶联性受体的信号。Ib类PI3K包括通过G蛋白偶联性受体活化的p110γ亚型。已知PI和PI(4)P为II类PI3K的底物。II类PI3K包括PI3KC2α、C2β和C2γ亚型，其特征为在C末端含有C2结构域。III类PI3K底物只有PI。
在PI3K亚型中，迄今研究最广泛的是Ia类亚型。Ia类的三个亚型是催化性的110kDa亚单位和调节性85kDa或55kDa亚单位的异源二聚体。所述调节性亚单位含有SH2结构域，并结合通过具酪氨酸激酶活性的生长因子受体或致癌基因产物磷酸化的酪氨酸残基，藉此诱导p110催化性亚单位(使其脂类底物磷酸化)的PI3K活性。因此，Ia类亚型被认为与细胞增殖和致癌作用有关。
WO01/083456阐述一系列具有PI3K抑制剂活性并抑制癌细胞生长的缩合杂芳基衍生物。
发明简述
现在业已发现特定的噻吩并嘧啶是具有类似药物的物理化学性质和药代动力学性质的PI3K的有效抑制剂。所述化合物相对于Ib类PI3K表现出对Ia类PI3K更高的选择性，特别是对P110α亚型的选择性。
因此，本发明提供式(I)噻吩并嘧啶的化合物或其药学上可接受的盐：
Figure A200780023222D00101
发明详述
式(I)噻吩并嘧啶为2-(1H-吲唑-4-基)-6-(4-甲磺酰基-哌嗪-1-基甲基)-4-吗啉-4-基-噻吩并[3，2-d]嘧啶。
用于制备本发明化合物的合适的合成策略是采用式(II)前体甲醛：
从该前体出发，合成包括以任一次序实施钯介导(Suzuki型)交叉偶联反应和还原性胺化。因此，可通过包括以下步骤的方法来制备本发明化合物：
(a)使式(II)化合物与式(IV)的硼酸或其酯在Pd催化剂存在下作用，并使得到的式(III)化合物在合适还原剂存在下与式(V)胺作用：
Figure A200780023222D00112
其中每一个R15为H或C1-C6烷基，或两个OR15基团与其所连接的硼原子形成硼酸频哪醇酯基团
Figure A200780023222D00121
Figure A200780023222D00122
或
(b)在合适还原剂存在下使式(II)化合物与式(V)胺作用，并使得到的式(VI)化合物与式(IV)的硼酸或其酯在Pd催化剂存在下作用：
Figure A200780023222D00131
其中每一个R15为H或C1-C6烷基，或两个OR15基团与其所连接的硼原子形成硼酸频哪醇酯基团。
因此，本发明进一步提供用于制备如上所定义本发明化合物的方法，该方法包括在合适还原剂存在下使式(III)化合物与式(V)胺作用：
Figure A200780023222D00132
因此所定义的方法可进一步包括通过使式(II)化合物与式(IV)的硼酸或其酯在Pd催化剂存在下作用来制备式(III)化合物：
其中每一个R15为H或C1-C6烷基，或两个OR15基团与其所连接的硼原子形成硼酸频哪醇酯基团。
此外，本发明进一步提供用于制备如上所定义本发明化合物的方法，该方法包括使式(VI)化合物与式(IV)的硼酸或其酯在Pd催化剂存在下作用：
Figure A200780023222D00142
Figure A200780023222D00151
其中每一个R15为H或C1-C6烷基，或两个OR15基团与其所连接的硼原子形成硼酸频哪醇酯基团。
因此所定义的方法进一步包括通过在合适还原剂存在下使式(II)化合物与式(V)胺作用来制备式(VI)化合物：
Figure A200780023222D00152
可用常规技术制备式(I)噻吩并嘧啶的药学上可接受的盐。通常该方法包括使如上所定义的式(I)噻吩并嘧啶与合适的酸在合适溶剂中作用。
在本发明如上所定义的方法中，胺化步骤和Pd介导的交叉偶联步骤都在常规条件下发生。钯催化剂可为通常用于Suzuki型交叉偶联的任何催化剂，例如PdCl2(PPh3)2。还原剂通常为硼氢化物，例如NaBH(OAc)3、NaBH4或NaCNBH4，特别是NaBH(OAc)3。
硼酸频哪醇酯可例如通过以下参考实施例5和6中的任一个所述的方法来制备。
可通过包括使式(VII)化合物与锂化剂接着与N，N’-二甲基甲酰胺(DMF)作用的方法来制备如上所定义式(II)化合物：
Figure A200780023222D00161
该反应通常通过将存于非极性有机溶剂(例如烃溶剂，例如己烷)中的锂化剂溶液加入到存于有机溶剂例如四氢呋喃(THF)的式(IX)化合物混悬液中来进行。若使用THF，则在约-78℃的低温下加入。锂化剂通常为烷基锂，例如正丁基锂。
可通过包括使式(VIII)化合物与吗啉在有机溶剂中作用的方法来制备如上所定义的式(VII)化合物：
Figure A200780023222D00162
所述溶剂通常为醇，例如甲醇。所述反应通常在室温进行。
可通过在参考实施例1中所述的方法，或通过与该方法类似的方法制备式(VIII)化合物。
可通过常规方法使式(I)噻吩并嘧啶转化为药学上可接受的盐，并可使盐转化为游离化合物。药学上可接受的盐的实例包括与无机酸的盐，例如盐酸、氢溴酸、氢碘酸、硫酸、硝酸和磷酸；和与有机酸的盐，例如甲磺酸、苯磺酸、甲酸、乙酸、三氟乙酸、丙酸、草酸、丙二酸、琥珀酸、富马酸、马来酸、乳酸、苹果酸、酒石酸、柠檬酸、乙磺酸、天冬氨酸和谷氨酸。通常所述盐为甲磺酸盐、盐酸盐、磷酸盐、苯磺酸盐或硫酸盐。最通常的所述盐为甲磺酸盐或盐酸盐。
所述盐，例如与上述任何无机或有机酸的盐，可为单盐或双盐。因此，例如甲磺酸盐可为单甲磺酸盐或双甲磺酸盐。
式(I)化合物和其盐可作为水合物或溶剂化物存在。
业已发现本发明化合物在生物学试验中为PI3激酶抑制剂。所述化合物相比于Ib类PI3激酶对Ia类PI3激酶更具选择性，通常相比于Ib类PI3激酶对Ia类PI3激酶表现出至少高达20倍的选择性。所述化合物特别对p110α同种型具有选择性。
由此本发明化合物可用作PI3激酶尤其是Ia类PI3激酶的抑制剂。因此，本发明化合物可用于治疗起因于异常细胞生长、异常细胞功能或异常细胞行为的疾病或病症。这样的异常细胞生长、异常细胞功能或异常细胞行为通常与PI3激酶有关。这样的疾病和病症的实例由Drees等在Expert Opin.Ther.Patents(2004)14(5)：703-732中论述。这些疾病和病症包括：癌症、免疫性疾病、心血管病、病毒感染、炎症、代谢/内分泌紊乱和神经障碍。代谢/内分泌紊乱实例包括糖尿病和肥胖症。
可用本发明化合物治疗的癌症实例包括：白血病、脑瘤、肾癌、胃癌和皮肤癌、膀胱癌、乳腺癌、子宫癌、肺癌、结肠癌、前列腺癌、卵巢癌和胰腺癌。因此，可通过用包括给予如上所定义的本发明化合物的方法治疗患有免疫性疾病、癌症、心血管病、病毒感染、炎症、代谢/内分泌紊乱或神经障碍的人类或动物患者。藉此可改善或改进患者的症状。
可依照本发明方法治疗的患者的疾病和病症包括但不限于：癌症、中风、糖尿病、肝肿大、心血管病、阿尔茨海默病、囊肿性纤维化、病毒病、自身免疫病、动脉硬化症、再狭窄、牛皮藓、变态反应性疾病、炎症、神经障碍、激素相关疾病、与器官移植有关的病症、免疫缺陷病、破坏性骨病、增殖性疾病、传染病、与细胞死亡有关的病症、凝血酶诱导的血小板聚集、慢性骨髓性白血病(CML)、肝病、涉及T细胞活化的病理性免疫病和CNS病。在一个实施方案中，用式I化合物和药学上可接受的载体、辅药或溶媒治疗人类患者，其中所述式I化合物以能检测到抑制PI3激酶活性的量存在。
可依照本发明方法治疗的癌症包括但不限于：乳腺癌、卵巢癌、宫颈癌、前列腺癌、睾丸癌、泌尿生殖道癌、食道癌、喉癌、成胶质细胞瘤、成神经细胞瘤、胃癌、皮肤癌、角化棘皮瘤、肺癌、表皮样癌、大细胞癌、非小细胞肺癌(NSCLC)、小细胞癌、肺腺癌、骨癌、结肠癌、腺瘤、胰腺癌、腺癌、甲状腺癌、滤泡癌、未分化癌、乳头状癌、精原细胞瘤、黑素瘤、肉瘤、膀胱癌、肝癌和胆管癌、肾癌、骨髓病、淋巴病、毛细胞癌、口腔癌和咽(口)癌、唇癌、舌癌、嘴癌、咽癌、小肠癌、结直肠癌、大肠癌、直肠癌、脑癌和中枢神经系统癌、何杰金氏病和白血病。
可依照本发明方法治疗的心血管病包括但不限于：再狭窄、心脏扩大症、动脉硬化症、心肌梗塞和充血性心力衰竭。
可依照本发明方法治疗的神经变性疾病包括但不限于：阿尔茨海默病、帕金森氏病、肌萎缩性侧索硬化症、亨廷顿病和由创伤性损伤、谷氨酸神经毒性和组织缺氧引起的脑缺血和神经变性疾病。
可依照本发明方法治疗的炎症性疾病包括但不限于：风湿性关节炎、牛皮藓、接触性皮炎和迟发性过敏性反应。
本发明化合物除了具有生物化学效能外，还表现出物理化学和药代动力学性质，这使得其特别好地适合于药物用途。这在例如以下实施例3所述的生物学测定结果中显示。具体而言，所述化合物在生理pH时具有高水溶性；溶解度大于100μM。在生理pH时高溶解度是需要的，因为其提高生物利用度。
该化合物还具有高代谢稳定性，特别如通过实施例3所述肝细胞清除测定所显示，其中显示所述化合物具有低肝细胞清除率。低肝细胞清除率与低肝代谢率相关联。由此可了解，本发明化合物拥有改进的物理化学和药代动力学性质，同时保留作为PI3激酶抑制剂的生物化学效能。
可以多种剂型给予本发明化合物，例如，呈例如片剂、胶囊剂、糖衣片或薄膜衣片、液态溶液剂或混悬剂形式经口给药，或例如肌肉内、静脉内或皮下的经胃肠外给药。因此，可通过注射或输注给予所述化合物。
剂量视多种因素而定，包括患者的年龄、体重和病症和给药途径。日剂量可适当地变化，在每一特定病例中应适应个体需求。然而，当将化合物单独给予成年人时，通常对每种给药途径采用的剂量为0.0001-50mg/kg，最通常介于0.001-10mg/kg体重，例如0.01-1mg/kg。这样的剂量可例如每天给予1-5次。对于静脉注射而言，合适的日剂量为0.0001-1mg/kg体重、优选0.0001-0.1mg/kg体重。日剂量可作为单次剂量或依照分开的给药计划给予。
通常治疗人类患者的剂量可介于约10mg-约1000mg本发明化合物之间。典型剂量可为约100mg-约300mg化合物。剂量可每天一次(QID)、每天2次(BID)或更频繁地给予，这要视药代动力学和药效学性质而定，包括特定化合物的吸收、分布、代谢和排泄。另外，毒性因素可影响给药剂量和给药方案。当经口给药时，可每日咽下丸剂、胶囊剂或片剂，或不那么频繁地在指定时间段给予。给药方案可在多个治疗周期中重复。
化合物可经调配用作还包含药学上或兽药学上可接受的载体或稀释剂的药用或兽用组合物。所述组合物通常按常规方法制备，并以药学上或兽药学上合适的形式给予。可以以例如如下的任何常规形式给予化合物：
A)经口给予，例如，作为片剂、包衣片、糖衣丸、锭剂、糖锭剂、水性或油性混悬剂、液态溶液剂、可分散的散剂或颗粒剂、乳剂、硬或软胶囊或糖浆剂或酏剂。意欲用作口服使用的组合物可按照本领域用于制备药物组合物的任何已知方法来制备，为了提供药学上精致而适口的制剂，这样的组合物可含有一种或多种选自以下的作用剂：甜味剂、矫味剂、着色剂和防腐剂。
片剂含有与适用于制备片剂的无毒的药学上可接受的赋形剂混合的活性成分。这些赋形剂可为例如：惰性稀释剂，例如碳酸钙、碳酸钠、乳糖、葡萄糖、蔗糖、纤维素、玉米淀粉、土豆淀粉、磷酸钙或磷酸钠；造粒剂和崩解剂，例如玉米淀粉、藻酸、藻酸盐或淀粉羟乙酸钠；粘合剂，例如淀粉、白明胶或阿拉伯胶；润滑剂，例如硅石、硬脂酸镁或钙、硬脂酸或滑石粉；泡腾混合物；染料、甜味剂、湿润剂，例如卵磷脂、聚山梨醇酯或十二烷基硫酸盐。片剂可不被包衣，或可通过已知技术对片剂进行包衣，以延迟在胃肠道的分解和吸收，藉此提供经较长时间的持久作用。例如，可采用延迟时间的材料例如单硬脂酸甘油酯或二硬脂酸甘油酯。可例如借助混合、制粒、压片、糖包衣或薄膜包衣方法以已知方式制备这样的制剂。
口服使用的制剂也可作为硬明胶胶囊来提供，其中活性成分与惰性固态稀释剂(例如碳酸钙、磷酸钙或高岭土)混合，或作为软明胶胶囊来提供，其中活性成分同样呈递，或与水或油性介质例如花生油、液态石蜡或橄榄油混合。
水性混悬剂含有与适于制备水性混悬剂的赋形剂混合的活性物质。这样的赋形剂有：悬浮剂，例如羧甲基纤维素钠、甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、藻酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、西黄蓍胶和阿拉伯胶；可为天然存在的磷脂的分散剂或湿润剂，例如卵磷脂，或环氧烷烃与脂肪酸的缩合物(例如聚氧乙烯硬脂酸酯)，或环氧乙烷与长链脂肪醇的缩合物(例如十七亚乙氧基十六醇(heptadecaethyleneoxycetanol))，或环氧乙烷与衍生自脂肪酸和己糖醇的偏酯的缩合物(例如聚氧乙烯山梨醇单油酸酯)，或环氧乙烷与衍生自脂肪酸和己糖醇酐的偏酯的缩合物(例如聚氧乙烯山梨坦单油酸酯)。
所述水性混悬剂也可含有一种或多种防腐剂(例如对羟基苯甲酸乙酯或对羟基苯甲酸丙酯)、一种或多种着色剂(例如蔗糖或糖精)。
可通过让活性成分悬浮在植物油(例如花生油、橄榄油、芝麻油或椰子油)或矿物油(例如液态石蜡)中来调配油性混悬剂。油性混悬剂可含有增稠剂，例如蜂蜡、硬石蜡或十六醇。
可加入甜味剂(例如上述甜味剂)和矫味剂以提供适口的口服制剂。可通过加入抗氧化剂例如抗坏血酸来保护这些组合物。适用于通过加入水来制备水性混悬剂的可分散粉末和颗粒，提供与分散剂或湿润剂、悬浮剂和一种或多种防腐剂混合的活性成分。合适的分散剂或湿润剂和悬浮剂由上面已经提出的那些作为例子。还可存在另外的赋形剂，例如甜味剂、矫味剂和着色剂。
本发明药物组合物还可呈水包油乳剂形式。油相可为植物油，例如橄榄油或花生油，或矿物油例如液态石蜡，或它们的混合物。合适的乳化剂可为天然存在的树胶，例如阿拉伯胶或西黄蓍胶；天然存在的磷脂(例如黄豆卵磷脂)，和衍生自脂肪酸与己糖醇酐的酯或偏酯(例如油酸山梨坦)，和所述偏酯与环氧乙烷的缩合物(例如聚氧乙烯山梨坦单油酸酯)。乳剂还可含有甜味剂和矫味剂。可用甜味剂例如甘油、山梨醇或蔗糖调配糖浆剂和酏剂。特别地，糖尿病患者的糖浆剂仅可含有不代谢为葡萄糖或仅极少量代谢为葡萄糖的产品(例如山梨醇)作为载体。
这样的制剂还可含有缓和剂、防腐剂和矫味剂和着色剂；
B)呈可注射无菌水性或油性混悬剂形式皮下经胃肠外给予，通过静脉内、肌肉内、胸骨内或通过输注技术。该混悬剂可通过已知技术用上面已经提及的那些适合分散的湿润剂和悬浮剂来调配。无菌注射剂还可为存于无毒的胃肠外可接受稀释剂或溶剂中的无菌注射溶液剂或混悬剂，例如作为存于1，3-丁二醇中的溶液剂。
在可采用的可接受溶媒和溶剂中有水、Ringer溶液和等渗氯化钠溶液。另外，无菌不挥发性油通常用作溶剂或悬浮媒介。为此目的可使用任何刺激性小的不挥发性油，包括合成的甘油单酯或甘油二酯。另外，发现脂肪酸例如油酸用于制备注射剂；
C)以气雾剂或用于喷雾器的溶液形式通过吸入给予；
D)以栓剂形式直肠给予，通过使药物与合适的无刺激性的赋形剂混合来制备栓剂，所述赋形剂在一般温度下为固态但在直肠温度下为液态，因此将在直肠融化以释放药物。这样的材料有可可油和聚乙二醇；
E)以霜剂、软膏剂、胶冻剂、洗眼剂、溶液剂或混悬剂形式局部给予；
F)以阴道栓、棉球、霜剂、凝胶剂、糊剂、泡沫剂或含有除活性成分外还有为本领域所知合适载体的喷雾制剂的形式阴道给予。
可制备本发明化合物的缓释制备物。合适的缓释制备物实例包括含有式I化合物的固态疏水聚合物半渗透性基质，该基质呈成形制品的形式，例如薄膜或微胶囊。缓释基质实例包括：聚酯、水凝胶(例如聚(2-羟乙基-甲基丙烯酸酯)或聚(乙烯醇))、聚交酯(美国专利第3,773,919号)、L-谷氨酸和γ-乙基-L-谷氨酸酯共聚物、不可降解的乙烯-乙酸乙烯、可降解的乳酸-乙醇酸共聚物例如LUPRON DEPOTTM(由乳酸-乙醇酸共聚物和乙酸亮丙瑞林(leuprolide)组成的可注射微球体)和聚-D-(-)-3-羟基丁酸。
可将本发明化合物单独或与其它治疗药物联合用于治疗本文所述疾病或病症，例如高度增殖性(hyperproliferative)疾病(例如癌症)。在某些实施方案中，本发明化合物与具有抗高度增殖性质或用于治疗高度增殖性疾病(例如癌症)的第二种化合物在药物组合制剂中联合，或作为联合治疗在给药方案中联合。药物组合物制剂或给药方案中的第二种化合物优选具有补充本发明化合物的活性，以便它们相互之间不起反作用。这样的化合物适当地以对计划目的有效的量存在于组合中。在一个实施方案中，本发明组合物包含与化疗剂(例如本文所述的化疗剂)联合的本发明化合物。
可作为同时或序贯方案给予联合治疗。当序贯给药时，可以2次或多次给药来给予组合。联合给药包括用分开的制剂或单一药物制剂同时给予和以任一种次序连续给药，其中优选有一段时间两种(或所有)活性药物同时发挥其生物学活性。
上述同时给予的药物中任一种的合适剂量为目前使用的剂量，根据最近鉴别的药物和其他化疗剂或治疗的联合作用(协同作用)可降低该剂量。
本发明将在以下实施例中进一步阐述：
参考实施例1：  2 ，4-二氯-噻吩并[3，2-d]嘧啶(VIII)
Figure A200780023222D00231
将3-氨基-2-噻吩甲酸甲酯(13.48g，85.85mmol)和脲(29.75g，5当量)的混合物在190℃加热2小时。然后将该热反应混合物倒入氢氧化钠溶液上，通过过滤去除任何不溶性物质。然后酸化(HCl，2N)该混合物，得到作为白色沉淀的1H-噻吩并[3，2-d]嘧啶-2，4-二酮(IX)，其通过过滤收集并风干(9.49g，66％)。
1H NMR(400MHz，d6-DMSO)6.90(1H，d，J＝5.2Hz)，8.10(1H，d，J＝5.2Hz)，11.60-11.10(2H，br s)。
将1H-噻吩并[3，2-d]嘧啶-2，4-二酮(9.49g，56.49mmol)和三氯氧磷(150mL)混合物回流加热6小时。然后冷却该反应混合物，剧烈搅拌倒入冰/水上制备沉淀。然后过滤该混合物，得到作为白色固体的2，4-二氯-噻吩并[3，2-d]嘧啶(VIII)(8.68g，75％)。
1H NMR.(400MHz，CDCl3)7.56(1H，d，J＝5.5Hz)，8.13(1H，d，J＝5.5Hz)。
参考实施例2：  2-氯-4-吗啉-4-基-噻吩并[3，2-d]嘧啶(VII)
Figure A200780023222D00241
将2，4-二氯-噻吩并[3，2-d]嘧啶(VIII)(8.68g，42.34mmol)、吗啉(8.11mL，2.2当量)和MeOH(150mL)混合物在室温搅拌1小时。然后过滤该反应混合物，用水和MeOH洗涤，得到白色固态标题化合物(11.04g，100％)。
1H NMR(400MHz，d6-DMSO)3.74(4H，t，J＝4.9Hz)，3.90(4H，t，J＝4.9Hz)，7.40(1H，d，J＝5.6Hz)，8.30(1H，d，J＝5.6Hz)。
参考实施例3：  2-氯-4-吗啉-4-基-噻吩并[3，2-d]嘧啶-6-甲醛(II)
Figure A200780023222D00242
于-78℃向无水THF(40mL)中的2-氯-4-吗啉-4-基-噻吩并[3，2-d]嘧啶(VII)(1.75g，6.85mmol)混悬液中加入2.5M nBuLi的己烷(3.3mL，1.2当量)溶液。搅拌1小时后，加入无水DMF(796μL，1.5当量)。将该反应混合物在-78℃搅拌1小时，然后慢慢升温至室温。在室温下再过2小时，将该反应混合物倒到冰/水上，制备沉淀。通过过滤收集并风干，得到标题化合物(1.50g，77％)。
1H NMR(400MHz，d6-DMSO)3.76(4H，t，J＝4.9)，3.95(4H，t，J＝4.9)，8.28(1H，s)，10.20(1H，s)。
参考实施例4  2-氯-6-(4-甲磺酰基-哌嗪-1-基甲基)-4-吗啉-4-基-噻吩 并[3，2-d]嘧啶(VI)
Figure A200780023222D00251
让N-BOC-哌嗪和甲磺酰氯一起在二氯甲烷和三乙胺中反应，得到4-甲磺酰基-哌嗪-1-甲酸叔丁酯。用HCl(2M)在二氯甲烷中裂解BOC保护基，得到1-甲磺酰基-哌嗪.HCl盐。
将2-氯-4-吗啉-4-基-噻吩并[3，2-d]嘧啶-6-甲醛(II)(1.00g)、1-甲磺酰基-哌嗪(750mg)和原甲酸三甲酯(3.80mL)混合物在1，2-二氯甲烷(30mL)中于室温搅拌6小时。向其中加入三乙酰氧基硼氢化钠(900mg)，在室温将该反应混合物搅拌24小时。然后用盐水淬灭该混合物，用二氯甲烷萃取，干燥(MgSO4)，真空下去除溶剂。用热乙酸乙酯研碎该残留物，得到白色固态标题化合物(VI)(1.01g)。
参考实施例5  4-(4，4，5，5-四甲基-[1，3，2]二氧杂硼杂环戊烷-2-基)-1H- 吲唑(IVa)-路径1
Figure A200780023222D00261
向3-溴-2-甲基苯胺(5.0g，26.9mmol)的氯仿(50mL)溶液中加入乙酸钾
(1.05当量，28.2mmol，2.77g)。加入乙酸酐(2.0当量，53.7mmol，5.07mL)，同时在冰-水中冷却。然后于室温将该混合物搅拌10分钟，在该时间之后形成白色凝胶状固态。然后加入18-冠醚-6(0.2当量，
5.37mmol，1.42g)，接着加入亚硝酸异戊酯(2.2当量，59.1mmol，7.94mL)，将该混合物回流加热18小时。使该反应混合物冷却，在氯仿(3×100mL)和饱和水性碳酸氢钠(100mL)之间分配。用盐水洗涤
(100mL)合并的有机萃取物，分离并干燥(MgSO4)。
将粗产物蒸发到硅石上，通过用20％→40％EtOAc-汽油洗脱色谱纯化，得到橙色固态1-(4-溴-吲唑-1-基)-乙酮(A)(3.14g，49％)和浅橙色体4-溴-1H-吲唑(B)(2.13g，40％)。
A：1H NMR(400MHz，CDCl3)2.80(3H，s)，7.41(1H，t，J＝7.8Hz)，7.50(1H，d，J＝7.8Hz)，8.15(1H，s)，8.40(1H，d，J＝7.8Hz)。
B：1H NMR(400MHz，CDCl3)7.25(1H，t，J＝7.3Hz)，7.33(1H，d，J＝7.3Hz)，7.46(1H，d，J＝7.3Hz)，8.11(1H，s)，10.20(1H，br s)。
向1-(4-溴-吲唑-1-基)-乙酮(3.09g，12.9mmol)的MeOH(50mL)溶液中加入6NHCl水溶液(30mL)，将该混合物在室温搅拌7小时。蒸发MeOH，在EtOAc(2×50mL)和水(50mL)之间分配该混合物。用盐水洗涤(50mL)合并的有机层并干燥(MgSO4)。通过减压蒸发去除溶剂，得到4-溴-1H-吲唑(2.36g，93％)。
向4-溴-1H-吲唑(500mg，2.54mmol)和双戊酰二硼(1.5当量，3.81mmol)的DMSO(20mL)溶液中加入乙酸钾(3.0当量，7.61mmol，747mg；在干燥枪中干燥)和PdCl2(dppf)2(3mol％，0.076mmol，62mg)。用氩气去除该混合物的空气，在80℃加热40小时。使该反应混合物冷却，在水(50mL)和醚(3×50mL)之间分配。用盐水洗涤(50mL)合并的有机层，分离并干燥(MgSO4)。通过用30％→40％EtOAc-汽油洗脱色谱纯化粗制物质，得到4-(4，4，5，5-四甲基-[1，3，2]二氧杂硼杂环戊烷-2-基)-1H-吲唑(369mg，60％)和吲唑(60mg，20％)的不能分离的3:1混合物；分离作为胶状物的标题化合物(IVa)，其在静置凝固后为米白色固体。
1H NMR(400MHz，d6-DMSO)1.41(12H，s)，7.40(1H，dd，J＝8.4Hz，6.9Hz)，7.59(1H，d，J＝8.4Hz)，7.67(1H，d，J＝6.9Hz)，10.00(1H，br s)，8.45(1H，s)，和吲唑：7.40(1H，t)，7.18(1H，t，J＝7.9Hz)，7.50(1H，d，J＝9.1Hz)，7.77(1H，d，J＝7.9Hz)，8.09(1H，s)。杂质1.25。
参考实施例6：  4-(4，4，5，5-四甲基-[1，3，2]二氧杂硼杂环戊烷-2- 基)-1H-吲唑(IVa)-路径2
向2-甲基-3-硝基苯胺(2.27g，14.91mmol)的乙酸(60mL)溶液中加入亚硝酸钠(1.13g，1.1当量)的水(5mL)溶液。2小时后将该深红色溶液倒入到冰/水上面，通过过滤收集得到的沉淀，得到4-硝基-1H-吲唑(67)(1.98g，81％)。
将4-硝基-1H-吲唑(760mg，4.68mmol)、炭上钯(10％，cat.)和乙醇(30mL)混合物在氢气球下搅拌4小时。然后让该反应混合物通过硅藻土过滤，真空下去除溶剂，得到1H-吲唑-4-基胺(68)(631mg，100％)。
在0℃以下将亚硝酸钠(337mg，4.89mmol)的水(2mL)溶液滴加到1H-吲唑-4-基胺(631mg，4.74mmol)的6M盐酸(7.2mL)混悬液中。搅拌30分钟后，将四氟硼酸钠(724mg)加入到该反应混合物中。获得粘性溶液，将其过滤并用水简单洗涤，得到深红色固态四氟硼酸1H-吲唑-4-重氮盐(69)(218mg，20％)。
向无水MeOH(4mL)中充氩气5分钟。向其中加入四氟硼酸1H-吲唑-4-重氮盐(218mg，0.94mmol)、双戊酰二硼(239mg，1.0当量)和[1，1’-双(二苯基膦)二茂铁]氯化钯(II)(20mg)。将该反应混合物搅拌5小时，然后通过硅藻土过滤。用快速色谱纯化残留物，得到所期需的标题化合物(IVa)(117mg)。
参考实施例7：  2-(1H-吲唑-4-基)-4-吗啉-4-基-噻吩并[3，2-d]嘧啶-6- 甲醛(III)
Figure A200780023222D00281
将2-氯-4-吗啉-4-基-噻吩并[3，2-d]嘧啶-6-甲醛(II)(100mg，0.35mmol)、4-(4，4，5，5-四甲基-[1，3，2]二氧杂硼杂环戊烷-2-基)-1H-吲唑(70)(95mg，0.39mmol)和碳酸钠(112mg)混合物悬浮于甲苯(2.5mL)、乙醇(1.5mL)和水(0.7mL)中。向其中加入氯化双(二苯基膦)合钯(II)(13.5mg)，用氩气充入该反应瓶。让该反应混合物在120℃微波照射1小时，然后在DCM和水之间分配，用盐水洗涤有机层，经硫酸镁干燥、过滤和真空蒸发。用快速色谱纯化得到的残留物，得到标题化合物(III)(97mg)。
实施例1：  2-(1H-吲唑-4-基)-6-(4-甲磺酰基-哌嗪-1-基甲基)-4-吗啉 -4-基-噻吩并[3，2-d]嘧啶(I)
将2-氯-6-(4-甲磺酰基-哌嗪-1-基甲基)-4-吗啉-4-基-噻吩并[3，2-d]嘧啶(2.00g)、4-(4，4，5，5-四甲基-[1，3，2]二氧杂硼杂环戊烷-2-基)-1H-吲唑(2.26g)、甲苯(24mL)、乙醇(12mL)、水(6mL)、碳酸钠(1.72g)和PdCl2(PPh3)2(325mg)混合物在微波中加热到130℃90分钟。
使该反应混合物冷却，用氯仿稀释，用盐水洗涤，干燥(MgSO4)并真空下去除溶剂。用快速色谱纯化残留物(乙酸乙酯，然后5％乙酸乙酯/甲醇)，然后用醚研碎，得到所期需的标题化合物(1.4g)。
MS数据：(ESI+)：MH+514
NMR数据：(CDCl3)：2.67-2.71(4H，m)，2.81(3H，s)，3.29-3.33(4H，m)，3.89(2H，s)，3.89-3.93(4H，m)，4.08-4.12(4H，m)，7.41(1H，s)，7.51(1H，t，J＝7.2)，7.60(1H，d，J＝8.3)，8.28(1H，d，J＝7.5)，9.02(1H，s)，10.10(1H，br)。
实施例2：  2-(1H-吲唑-4-基)-6-(4-甲磺酰基-哌嗪-1-基甲基)-4-吗啉 -4-基-噻吩并[3，2-d]嘧啶二甲磺酸盐
向二氯甲烷(50ml)和甲醇(20ml)中的2-(1H-吲唑-4-基)-6-(4-甲磺酰基-哌嗪-1-基甲基)-4-吗啉-4-基-噻吩并[3，2-d]嘧啶(2.00g，3.89mmol)加入甲磺酸(2equiv.，505ul)。将该反应混合物在室温搅拌3小时，在此期间白色沉淀逐渐沉下。真空下去除挥发性物质，用二乙醚研碎残留物，慢慢倒出溶剂，真空下干燥固体，得到标题化合物(2.70g)。
NMR(400MHz，DMSO)包括以下信号：
2.32(s，6H)，3.00(s，3H)，3.84-3.86(4H，m).4.09-4.11(4H，m)，8.8)(1H，s)。
实施例3  生物学测试
对如上所述制备的本发明化合物进行了以下系列生物学测试：
(i)PI3K生物化学筛选
用纯化的重组酶和ATP在1uM浓度时以放射测定法测定化合物对PI3K的抑制。用100％DMSO对化合物进行系列稀释。激酶反应在室温孵育1小时，通过加入PBS来终止该反应。随后用S形剂量反应曲线拟合(可变斜率)测定IC50值。所述化合物对PI3K的IC50小于0.1μM。
(ii)细胞增殖抑制
将细胞以最佳密度接种到96孔板，在测试化合物存在下孵育4天。随后将Alamar BlueTM加入到测定培养基中，孵育6小时，之后于544nm激发光、590nm发射光处读数。用S形剂量反应曲线拟合计算EC50值。所述化合物在所用细胞系范围内具有50uM或更低的EC50。
(iii)Caco-2通透性
将Caco-2细胞以1 x 105个细胞/cm2接种到Millipore Multiscreen板上，培养20天。随后进行化合物通透性评估。将化合物施用到细胞单层顶面(A)，测量渗透到基底(B)间隔区的化合物。以反向(B-A)实施该过程以研究主动转运。计算各化合物的渗透系数值Papp，渗透系数值是穿过膜的化合物的渗透率的量度标准。基于与已确定的人吸收对照化合物比较，将化合物分为低(Papp</＝1.0 x 106cm/s)或高(Papp>/＝1.0 x 106cm/s)吸收潜能两组。
为了评估化合物经受主动外排的能力，测定基底(B)到顶面(A)与A到B比较的转运比率。B-A/A-B的值>/＝1.0说明出现细胞主动外排。
Papp值>/＝1.0 x 106cm/s。
(iv)肝细胞清除率
使用低温保存的人肝细胞混悬液。孵育是在化合物浓度为1mM或3μM以细胞密度为0.5 x 106个活细胞/mL下进行。孵育中的最终DMSO浓度为0.25％。还实施无细胞的对照孵育以显示任何非酶降解。在0、5、10、20、40和60分钟(对照样品仅在60分钟)时从孵育混合物中取副样(duplicate sample)(50μL)，加到含有内标(100μL)的MeOH中以终止反应。将甲苯磺丁脲(Tolbutamide)、7-羟基香豆素和睾酮用作对照化合物。将样品离心，在每一时间点上合并的清液用于LC-MSMS分析。根据峰面积比率(母体化合物峰面积/内标峰面积)的自然对数对时间的关系曲线，如下计算内在性清除率(CLint)：CLint(μl/分钟/百万细胞)＝V x k，其中k为清除率常数，从自然对数浓度对时间所作图的斜率获得；V为源自孵育体积的体积术语，以uL 106细胞-1表示。
以低(CL</＝4.6μL/分钟/106个细胞)、中(CL>/＝4.6；</＝25.2μl/分钟/106个细胞)和高(>/＝25.2μl/分钟/106个细胞)清除率为基准，确定本发明化合物具有低肝细胞清除率。
(v)细胞色素P450抑制
本发明化合物一式两份以10个浓度且所用最大浓度为100uM对5种CYP450靶标(1A2、2C9、2C19、2D6、3A4)进行筛选。用标准抑制剂(呋拉茶碱(furafylline)、磺胺苯吡唑(sulfaphenazole)、反苯环丙胺(tranylcypromine)、奎尼丁(quinidine)、酮康唑(ketoconazole))作为对照。用BMG LabTechnologies PolarStar在荧光模式读板。所述化合物对CYP450的所有同种型表现出弱活性(IC50>/＝5uM)。
(vi)细胞色素P450诱导
将从单个供体刚刚分离的人肝细胞培养48小时后，加入3种浓度的测试化合物并孵育72小时。在孵育结束前30分钟和1小时加入CYP3A4和CYP1A2的探测底物。在72小时时取走细胞和培养基，通过LC-MS/MS定量每一探测底物的代谢程度。通过用单独的P450诱导剂在一种浓度做三次重复孵育作为本实验的对照。本发明化合物对诱导细胞色素P450酶表现出可以忽略不计的作用。
(vii)血浆蛋白结合
在缓冲液和10％血浆(v/v，存于缓冲液)中制备测试化合物溶液(5um，0.5％最终DMSO浓度)。装配96孔HT透析板，以使每孔被半渗透纤维素膜分为两半。将缓冲溶液加入到膜的一边，血浆溶液加到另一边；然后以三个重复样在37℃进行2小时孵育。随后排空小室(cell)，将每批化合物溶液合并为2组(无血浆和含血浆)，然后通过LC-MSMS用无血浆(6个点)和含血浆溶液(7个点)的2套标定标准分析。计算各化合物的部分未结合值：高蛋白结合的化合物(>/＝90％结合)具有Fu</＝0.1。本发明化合物具有Fu值>/＝0.1。
(viii)hERG通道阻断
用已建立的流出方法评估本发明化合物调节稳定表达hERG钾通道的HEK-294细胞的铷流出的能力。在含有RbCl的培养基中制备细胞，接种到96-孔板，过夜生长以形成单层。通过在室温抽吸培养基并用3 x 100μL预孵育缓冲液(含有低[K+])洗涤每一孔来启动流出实验。最后一次抽吸后，将50μL化合物工作储液(2x)加入到各孔，在室温孵育10分钟。然后将50μL刺激缓冲液(含有高[K+])加入到各孔，得到最终测试化合物浓度。然后让细胞板在室温再孵育10分钟。然后将各孔的80μL上清液转移到96-孔板的等同孔中，经由原子发射光谱学进行分析。从最高100μM浓度以10pt的2个重复的IC50曲线(n＝2)筛选所述化合物。
实施例4  片剂组合物
每片重0.15g并含有25mg本发明化合物的药片如下制备：
10,000片的组成成分
活性化合物(250g)
乳糖(800g)
玉米淀粉(415g)
滑石粉(30g)
硬脂酸镁(5g)
将活性化合物、乳糖和一半玉米淀粉混合。然后强使该混合物通过目径0.5mm的筛。将玉米淀粉(10g)混悬在温水(90mL)中。得到的面糊用于使粉末成粒。干燥该颗粒，让其在1.4mm目径的筛上分为小碎片。加入剩余量的淀粉、滑石粉和镁，小心混合，压制成片。
实施例5  可注射制剂
制剂A
活性化合物                                 200mg
盐酸溶液0.1M或氢氧化钠溶液0.1M足量到pH      4.0-7.0
无菌水足量到                               10mL
将本发明化合物溶解于大部分水(35℃-40)中，用盐酸或氢氧化钠将适当地pH调整到4.0和7.0之间。然后用水补充成整批的体积，通过无菌微孔过滤器过滤到无菌的10mL琥珀色玻璃瓶(1型)，用无菌封闭物和外封物密封。
制剂B
活性化合物                           125mg
无菌无热原的pH 7磷酸盐缓冲液足量到   25mL
活性化合物                           200mg
苯甲醇                               0.10g
四氢呋喃聚乙二醇醚(Glycofurol)75      1.45g
注射用水足量到3.00mL
将活性化合物溶解于四氢呋喃聚乙二醇醚中。然后加入苯甲醇并溶解，加水到3mL。然后将该混合物通过无菌微孔过滤器过滤，封装在无菌3mL玻璃小瓶中(1型)。
实施例6  糖浆制剂
活性化合物            250mg
山梨醇溶液            1.50g
甘油                  2.00g
苯甲酸钠              0.005g
香料                  0.0125mL
纯化水足量到          5.00mL
将本发明化合物溶解于甘油和大部分纯化水混合物中。然后向该溶液中加入苯甲酸钠水液，接着加入山梨醇溶液，最后加入香料。用纯化水补足体积，充分混合。

Claims (34)

1.式(I)噻吩并嘧啶化合物或其药学上可接受的盐：
Figure A200780023222C00021
2.权利要求1的化合物，其中所述药学上可接受的盐选自与以下酸形成的盐：盐酸、氢溴酸、氢碘酸、硫酸、硝酸、磷酸、甲磺酸、苯磺酸、甲酸、乙酸、三氟乙酸、丙酸、草酸、丙二酸、琥珀酸、富马酸、马来酸、乳酸、苹果酸、酒石酸、柠檬酸、乙磺酸、天冬氨酸和谷氨酸。
3.权利要求1或2的化合物，其中所述药学上可接受的盐为单盐或双盐。
4.权利要求1-3中任一项的化合物，其为与甲磺酸、苯磺酸、盐酸、磷酸和硫酸形成的单盐或双盐。
5.权利要求1的化合物，其为2-(1H-吲唑-4-基)-6-(4-甲磺酰基-哌嗪-1-基甲基)-4-吗啉-4-基-噻吩并[3，2-d]嘧啶双甲磺酸盐。
6.用于制备如权利要求1所定义的化合物的方法，所述方法包括在合适还原剂存在下使式(III)化合物与式(V)胺作用：
Figure A200780023222C00031
7.权利要求6的方法，其进一步包括通过在Pd催化剂存在下使式(II)化合物与式(IV)的硼酸或其酯作用制备式(III)化合物：
Figure A200780023222C00032
其中每一个R15为H或C1-C6烷基，或两个OR15基团与其所连接的硼原子形成硼酸频哪醇酯基团。
8.用于制备如权利要求1所定义的化合物的方法，所述方法包括在Pd催化剂存在下使式(VI)化合物与式(IV)的硼酸或其酯作用：
Figure A200780023222C00041
其中每一个R15为H或C1-C6烷基，或两个OR15基团与其所连接的硼原子形成硼酸频哪醇酯基团。
9.权利要求8的方法，其进一步包括通过在合适还原剂存在下使式(II)化合物与式(V)胺作用来制备式(VI)化合物：
Figure A200780023222C00042
Figure A200780023222C00051
10.用于制备如权利要求1所定义的药学上可接受的盐的方法，所述方法包括使式(I)噻吩并嘧啶与合适酸在合适溶剂中作用：
11.权利要求10的方法，其中所述酸选自：盐酸、氢溴酸、氢碘酸、硫酸、硝酸、磷酸、甲磺酸、苯磺酸、甲酸、乙酸、三氟乙酸、丙酸、草酸、丙二酸、琥珀酸、富马酸、马来酸、乳酸、苹果酸、酒石酸、柠檬酸、乙磺酸、天冬氨酸和谷氨酸。
12.权利要求10或11的方法，其中所述酸选自：甲磺酸、苯磺酸、盐酸、磷酸和硫酸。
13.药物组合物，其包含药学上可接受的载体或稀释剂和作为活性成分的权利要求1-5中任一项所要求保护的化合物。
14.权利要求13的组合物，其经过调配用于口服给药。
15.通过治疗用于人或动物体的治疗方法中的权利要求1所定义的化合物。
16.权利要求1所定义的化合物在制备用于治疗起因于异常细胞生长、异常细胞功能或异常细胞行为的疾病或病症的药物中的用途。
17.权利要求16的用途，其中所述异常细胞生长、异常细胞功能或异常细胞行为与PI3激酶有关。
18.权利要求16或17的用途，其中所述疾病或病症选自：癌症、免疫性疾病、心血管病、病毒感染、炎症、代谢/内分泌紊乱和神经障碍。
19.权利要求18的用途，其中所述癌症选自：结肠、乳房、脑、肝、卵巢、胃、肺和头颈的实体肿瘤。
20.权利要求18的用途，其中所述癌症选自：成胶质细胞瘤、黑素瘤、前列腺癌、子宫内膜癌、卵巢癌、乳腺癌、肺癌、头颈癌、肝细胞癌和甲状腺癌。
21.权利要求18的用途，其中所述癌症选自：乳腺癌、卵巢癌、宫颈癌、前列腺癌、睾丸癌、泌尿生殖道癌、食道癌、喉癌、成胶质细胞瘤、成神经细胞瘤、胃癌、皮肤癌、角化棘皮瘤、肺癌、表皮样癌、大细胞癌、非小细胞肺癌(NSCLC)、小细胞癌、肺腺癌、骨癌、结肠癌、腺瘤、胰腺癌、腺癌、甲状腺癌、滤泡癌、未分化癌、乳头状癌、精原细胞瘤、黑素瘤、肉瘤、膀胱癌、肝癌和胆管癌、肾癌、骨髓病、淋巴病、毛细胞癌、口腔癌和咽(口)癌、唇癌、舌癌、嘴癌、咽癌、小肠癌、结直肠癌、大肠癌、直肠癌、脑癌和中枢神经系统癌、何杰金氏病和白血病。
22.治疗起因于异常细胞生长、异常细胞功能或异常细胞行为的疾病或病症的方法，所述方法包括将权利要求1所定义的化合物给予需要治疗的患者。
23.权利要求22的方法，其中所述异常细胞生长、异常细胞功能或异常细胞行为与P13激酶有关。
24.权利要求22或23的方法，其中所述疾病或病症选自：癌症、免疫性疾病、心血管病、病毒感染、炎症、代谢/内分泌紊乱和神经障碍。
25.权利要求24的方法，其中所述疾病或病症选自：癌症、免疫性疾病、心血管病、病毒感染、炎症、代谢/内分泌紊乱和神经障碍。
26.权利要求24的方法，其中所述癌症选自成胶质细胞瘤、黑素瘤、前列腺癌、子宫内膜癌、卵巢癌、乳腺癌、肺癌、头颈癌、肝细胞癌和甲状腺癌。
27.权利要求24的方法，其中所述癌症选自：乳腺癌、卵巢癌、宫颈癌、前列腺癌、睾丸癌、泌尿生殖道癌、食道癌、喉癌、成胶质细胞瘤、成神经细胞瘤、胃癌、皮肤癌、角化棘皮瘤、肺癌、表皮样癌、大细胞癌、非小细胞肺癌(NSCLC)、小细胞癌、肺腺癌、骨癌、结肠癌、腺瘤、胰腺癌、腺癌、甲状腺癌、滤泡癌、未分化癌、乳头状癌、精原细胞瘤、黑素瘤、肉瘤、膀胱癌、肝癌和胆管癌、肾癌、骨髓病、淋巴病、毛细胞癌、口腔癌和咽(口)癌、唇癌、舌癌、嘴癌、咽癌、小肠癌、结直肠癌、大肠癌、直肠癌、脑癌和中枢神经系统癌、何杰金氏病和白血病。
28.用于制备药物组合物的方法，所述方法包括使权利要求1所定义的化合物与药学上可接受的载体联合。
29.用于治疗P13K介导的病症的药盒，其包括：
(a)包含权利要求1所定义的化合物的第一药物组合物；和
(b)使用说明书。
30.权利要求29的药盒，其进一步包括(c)第二药物组合物，其中所述第二药物组合物包含具有抗高度增殖活性的第二化合物。
31.权利要求30的药盒，其进一步包括将所述第一和第二药物组合物同时、序贯或分开给予需要治疗的患者的用法说明。
32.权利要求30的药盒，其中所述第一和第二药物组合物包含在单独的容器中。
33.权利要求30的药盒，其中所述第一和第二药物组合物包含在同一个容器中。
34.包含如下物质的产品：
(a)权利要求1所定义的化合物；和
(b)具有抗高度增殖活性的化合物；
其在预防性或治疗性治疗癌症中单独、同时、或序贯给予。
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