CN101605763B - 防辐射化合物及相关方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及式(I)的辐射防护剂、它们的制备方法以及它们在保护生物材料不受辐射损伤中的应用。在诊断和治疗放射学中，特别是在癌放射治疗中，本发明的辐射防护剂可用于保护某些正常组织或结构不受辐射损伤。式(I)的辐射防护剂还在民用和军事的非医学情况中具有降低辐射作用的应用。

Description

防辐射化合物及相关方法
发明领域
本发明涉及辐射防护剂、它们的制备方法以及它们在保护生物材料不受辐射损伤中的应用。在诊断和治疗放射医学中，特别是在癌症放射治疗中，辐射防护剂可用于保护某些正常组织或结构不受辐射损伤。辐射防护剂还在民用和军用的非医学情况中具有降低辐射作用的应用。本发明特别涉及用氟和/或氯取代的以及相对于已知的防辐射化合物显示减少降低的细胞毒性活性的防辐射化合物。
发明背景
通常认为在电离辐射的细胞毒作用中DNA是关键的靶标。有相当多的证据支持这样的观点，即DNA双链(ds)断裂是特别重要的。DNA损伤由DNA分子直接电离(直接作用)以及由水的辐解产物所介导的间接作用所产生。DNA脱氧核糖基上的碳中心自由基被认为是重要的链断裂前体。电离辐射还包括DNA碱基损伤。如果细胞DNA损伤程度足够，则辐射的结果是细胞杀伤，因此电离辐射被用作为癌症治疗的方法。对于被辐射的正常组织，细胞杀伤可导致组织和器官功能的临时或永久受损。这种作用的程度依赖于辐射剂量，如果辐射剂量足够的话，则对于生物体可以是致死的。对于人和其他动物，血细胞生成是对辐射最敏感的器官/功能，其次是胃肠粘膜。最后，即使辐射诱发的DNA损伤是亚致死的，诱变损伤也可能具有包括癌发生在内的严重的长期后果。
针对降低上述辐射诱发作用的程度的医学策略或对策被笼统地描述为辐射防护剂(其通常需要在辐射照射前施用才会有效)、缓解剂/缓和剂(如果在辐射后并在症状出现前施用，其才是有效的)以及通常在症状出现后所给予的治疗。预防性的辐射防护剂的亚类是降低最初辐射诱发的DNA损伤程度的药物，因此其是本发明主要关注的亚类。
辐射防护剂的商业潜力主要在于两个截然不同的方面。其中之一涉及保护癌放射治疗患者的正常组织的需要，另一方面涉及减轻与民用情况例如辐射事故和辐射恐怖事件相关的意外辐射以及在军事情况下的辐射的后果的需要。
使用电离辐射治疗肿瘤(以下简称“癌放射治疗”)被广泛地应用于癌治疗中。这种治疗的目标是大概通过DNA损伤来破坏肿瘤细胞并抑制肿瘤细胞生长，同时将对非肿瘤细胞和组织的损伤降至最低。对肿瘤附近的非肿瘤细胞的潜在损伤限制了可给予的辐射剂量，其通常又会限制针对某些肿瘤的放射治疗的有效性。尤其是在涉及脑瘤和腹腔肿瘤的情况下。
癌放射治疗是非常重要的公共卫生行为。鉴于人群中癌的发病率以及国际组织的评估，多于50％的癌症患者受益于在他们的治疗中包括了放射治疗，那么超过10％的人群可能在他们的一生中经历了癌放射治疗。
在建议癌放射治疗的辐射剂量中主要的考虑因素是对辐射最敏感的正常组织/器官的耐受性的评估。该评估以及预测的根除肿瘤所需的辐射剂量通常决定了治疗策略是否指向治愈或缓解。在许多情况下，最大耐受剂量不足以根除肿瘤。这种困境被具体化于治疗比率的概念之中，其表示为肿瘤控制概率对正常组织发病率的比率。改善治疗比率的方法包括：
(a)使辐射对肿瘤的身体靶向最优化；
(b)辐射剂量分级(fractionation)；和
(c)使用辐射调节剂。
改善辐射的身体递送对实施放射治疗具有相当大的影响。例如，将x射线光子的能量从几百千伏增加到目前的兆伏级光束，从而使最大辐射剂量的区域能够被设定在几厘米的深度，反之使用较旧的机器则最大剂量会靠近皮肤表面。在开发和施行的不同阶段中存在多种更复杂的方法来“裁剪”治疗光束。使用植入的放射源而非外部的光束的近距离放射治疗是一种改善身体剂量分布的更进一步的方法。
几乎毫无例外地，医疗的外部光束放射治疗包括辐射剂量的分级(fractionation)。一个常规进度表的例子应当是以30个2Gy级分给予总共60Gy。由于在级分之间细胞具有修复辐射损伤的能力，因此分级治疗较60Gy的单剂量能产生更少的细胞杀伤。然而，正常细胞较肿瘤细胞通常具有更强的修复能力，因而对于正常组织分级的“防护(sparing)”作用更加明显。简言之，分级改善了治疗比率。
对辐射调节剂例如辐射防护剂和辐射敏化剂的研究集中在缺氧细胞敏化剂例如甲硝达唑(metranidazole)和米索硝唑上(misonidazole)。在临床水平上辐射防护剂较辐射敏化剂受到更少关注。在辐射防护剂的发展中，核时代产生了大量的结果，在1960年代美国WalterReed陆军研究院有超过4000种化合物被合成并得到测试。除称为WR2728(稍后称为阿密磷定(Ethyol)，以及现在被称为氨磷汀(Amifostine))的化合物之外，没有一种化合物被证实对癌放射治疗是有用的，甚至WR2728也被认为对在军事或工业情况下施用(即防全身辐射)太具毒性。
重要的是注意到上述三种改善治疗比率的方法(a)-(c)之间的相互影响。改善的身体靶向、分级和辐射调节剂的组合能在某些放射治疗情况中将缓解的意图改变为治愈的意图。对于治疗的方案，成功施用辐射调节剂会减缓对分级的要求并因此减少了在很大程度上与每位患者治疗级数成正比的治疗总费用。
通过认识到在放射治疗过程中肿瘤细胞的加速再生可严重损害治疗的有效性，已显现出辐射防护剂特别重要的作用。这种作用的主要结果如下：
(i)开发加速的治疗方案以减少放射治疗处理的总时间。在这种加速的方案中，急性反应是一个值得注意的问题。例如，头颈癌患者中的急性口腔粘膜炎显示完全需要辐射防护剂。
(ii)认识到由于正常组织反应而中断放射治疗处理会降低肿瘤控制的可能性。因此，使用辐射防护剂来阻止毒性诱发的治疗中断应当无疑是有益的。
2001年9月11日的事件推动了对多种类型恐怖行动情况的攻击性评估，在这些恐怖行动情况中有一类称为放射恐怖行动。一个例子是所谓的“脏弹”，包括用常规炸药散布某些脏弹产生放射能。同时注意力集中在急性放射性综合征(ARS；也称为“辐射病”)上，其描述了全身暴露于大于1Gy辐射剂量的后果，还关注低剂量的长期作用，即辐射诱发的诱变和癌发生(1)。这种概况以及对没有预防剂可用来提供针对暴露于电离辐射的保护的认识产生了有意义的研究和政治活动。
没有支持疗法的话，在全身辐射60天后杀死50％的人所需的平均放射致死剂量(LD50/60)为3.25-4Gy，当提供抗生素和输液支持时，为6-7Gy(1)。死亡率主要归因于造血综合征——骨髓发育不全或不发育的结果。作为辐射诱发和成熟功能细胞正常消耗的结果加之由于辐射诱发的造血干细胞和祖细胞损耗而导致的置换不足，从而发展成为血细胞减少症。血细胞减少的时间和程度通常与辐射剂量以及预后相关，但血细胞的消耗和恢复的动力学也在红血球生成、髓细胞生成以及血小板生成谱系之间存在变化，血小板生成是最慢的。
胃肠综合征由肠隐窝中的干细胞脱落引起，其又导致肠粘膜剥离。该损伤在3-15Gy的全身剂量后发生，在啮齿类动物剂量中，该范围上限通常导致在辐射后约1周之内死亡。
针对意外辐射的对策包括各种广泛的分子和细胞干预。然而，化学辐射防护的机制简单性-即减轻辐射诱发的DNA损伤-是具有吸引力的，原因在于其广泛的潜力。在这方面，可能需要保护处于暴露于低辐射剂量危险中的个体，从而使长期辐射效应例如诱变和癌发生降至最低，这是特别重要的。上述个体应当包括参与应对意外暴露的急救人员以及经受职业性电离辐射暴露的那些人员。另一组个体应当是在放射诊断学中所实施的诊断医学操作过程中暴露于电离辐射的患者以及医院和门诊机构的核医学科室人员。
Smith，P.J.和Anderson，C.O.(2)利用经辐照培养细胞的克隆存活试验第一次描述了小沟结合DNA配体Hoechst33342的辐射防护特性。Young，S.D.和Hill，R.P.(3)除扩展他们的研究到体内实验之外，还报道了在培养细胞中的类似结果。他们推断在他们的体内实验中缺少辐射防护是由于静脉注射后被递送到靶细胞的Hoechst33342的水平不足。Hill和Young的发现强调了对有效辐射防护剂即效力的重要需求。如果辐射防护剂更有效，则其更有可能在体内环境中达到所需的浓度。
存在着除效力之外还要考虑的另一个方面。与辐射防护剂的效力无关，辐射防护所需的浓度应当是无毒的。如果辐射防护剂全身递送，则这种毒性要求的缺失不仅仅包括要被保护不受辐射的细胞和组织，而且扩大毒性至受试者整体。就Hoechst33342来说，毒性限制了其作为辐射防护剂的起效范围。
在癌放射治疗使用辐射防护剂中还存在着一个实质概念性的问题。在通过施用辐射防护剂尝试降低辐射对正常组织的作用中，担心某些辐射防护剂会到达肿瘤，从而损害肿瘤细胞杀伤。现有的辐射防护剂，如WR2727，是相对小的、可扩散的分子，其不会贪婪地结合至组织成分上，因此可有效地穿透细胞层，所以它们能通过循环到达肿瘤。因此需要具有有限的细胞层穿透的辐射防护剂。这种特性使得辐射防护剂能被局部施用至肿瘤附近的关键的对辐射敏感的正常组织。有限的穿透限制了辐射防护剂到达毛细血管床并被摄取入循环从而通过全身递送以足够的浓度到达肿瘤以赋予肿瘤有效的辐射防护的程度。
已知DNA-结合配体例如Hoechst33342有限地扩散穿过细胞层，并且通过灌注该有限扩散已被用于多细胞球形体和体内细胞定位。因此，Hoechst33342灌注被认为是氧灌注的替代标志。除了通过在局部施用给正常组织后全身摄取以限制到达肿瘤之外，在癌放射治疗中还存在着有限穿透的更进一步的潜在优势。该优势源于这样的观点，即脉管系统特别是内皮细胞是决定辐射损伤作用的关键的靶。此外，肿瘤中的大多数抗辐射细胞是那些最远离毛细血管的活细胞。这些细胞的辐射抗性归因于它们的缺氧状态，这反过来又反映了它们远离毛细血管。
因此，当静脉内施用时，具有有限扩散的辐射防护剂会被更有效地递送到动物组织中关键的对辐射敏感的细胞，而非通常限制放射治疗有效性的肿瘤中的细胞亚群(即缺氧细胞)。因此，使用这种辐射防护剂应当可料到能使用更高的辐射剂量，由此增加杀伤肿瘤中缺氧细胞的可能性。
然而，DNA-结合辐射防护剂的这些辐射生物学特征和特性的组合的潜力仅在癌放射治疗中是有效的，前提是存在首要的和必要的辐射防护剂要求，即当局部或全身施用时，在无毒浓度下辐射防护剂能足够有效地赋予明显的辐射防护。更进一步的实践要求是通过局部施用，有限穿透的程度要足以阻止局部施用后明显的全身摄取，但不应如此显著以致阻止足够的浓度到达决定被保护不受电离辐射作用的组织的辐射敏感性的细胞。
辐射防护的程度(在癌放射治疗和保护不受意外辐射暴露方面)通常用剂量修正系数(DMF)进行描述，其定义为在辐射防护剂存在或不存在下产生相等的辐射诱发作用(分子、细胞或体内耐受终点)所需要的辐射剂量的比率。当基于体内耐受终点观察到辐射防护作用时，可能包括除减轻最初的辐射诱发损伤之外的机制。例如，对于造血综合征和胃肠综合征，分别作为嗜中性白血球减少症和肠粘膜屏障破裂的结果，感染在最后的死亡中起着重要的作用。因此，某些免疫刺激剂具有作为辐射反应缓和剂的潜力。在辐射后免疫刺激剂还可能是有效的。
国际专利公开号WO97/04776和随后的Martin等(4)的出版物公开了特征为用空间位阻和给电子基团进行取代的某些苯并咪唑化合物。尽管这些化合物显示了强烈的辐射防护活性，但仍有机会去降低该类化合物的内在细胞毒性。然而，该挑战是这样进行的，即同时保留以及优选改善辐射防护活性(作为剂量修正系数进行测定)。WO97/04776所公开的内容整体包括在本文中作为参考。
因此，存在对能用于癌放射治疗，用于保护生物材料不受辐射暴露作用和/或用于保护人或动物不受意外辐射作用的辐射防护剂的需求，该辐射防护剂显示了降低的细胞毒性但保持辐射防护能力，以及优选有限程度地穿透细胞层。特别是，期望该化合物能局部施用以保护组织例如皮肤、口腔粘膜、食道粘膜、直肠粘膜、阴道粘膜和膀胱上皮，以及能肠道外施用以保护器官例如肺和脑。
发明内容
根据本发明的一个实施方案，提供了一种式(I)的防辐射化合物和其盐、药学上可接受的衍生物、前药和/或互变异构体。
式(I)
其中：
X是任意取代的烷基氨基或任意取代的烷基；
Y和Z是相同或不同的，并选自N和C(R′)，其中R′是氢、任意取代的烷基或任意取代的链烯基；
以及R1-R11可以是相同的或不同的，并选自氟、氯、氢和给电子基团，或R1-R11和NH中的任何两个可与它们所连接的碳原子一起形成可包含杂原子的任意取代的环，条件是R1-R11中的至少一个是氟或氯。
优选地，其他的R1-R11中的至少一个是给电子基团。
根据本发明的另一个实施方案，提供了一种防辐射化合物，其选自：
在本发明的又一个实施方案中，提供了一种保护受试者不受辐射损伤或减轻受试者的辐射损伤的方法，该方法包括在受试者暴露于或持续暴露于辐射之前，给予受试者有效量的上述防辐射化合物。
在本发明的另一个实施方案中，提供了一种癌放射治疗方法，该方法包括优先给予需要这种治疗的受试者中的非肿瘤细胞和组织能有效地使对非肿瘤细胞和组织的损害降至最低的量的上述防辐射化合物，以及使受试者的肿瘤部位受到辐射。
在本发明的另一个实施方案中，提供了一种保护生物材料不受辐射损伤或减轻生物材料的辐射损伤的方法，该方法包括在该生物材料暴露于或持续暴露于辐射之前，将该生物材料暴露于上述防辐射化合物一段足以使得该化合物与生物材料中的DNA缔合的时间。
在本发明的另一个实施方案中，提供了上述防辐射化合物作为辐射防护剂的应用。
在本发明的另一个实施方案中，提供了上述防辐射化合物在制备用作辐射防护剂的药物中的应用。
在本发明的另一个实施方案中，提供了上述防辐射化合物在制备与癌放射治疗联用的用作辐射防护剂的药物中的应用。
在本发明的另一个实施方案中，提供了一种药物组合物，该药物组合物包含上述防辐射化合物以及一种或多种药学上可接受的载体和/或稀释剂。
附图说明
在实施例中，将参考附图，其中：
图1显示了在与增加的辐射防护剂浓度(μM)温育后未经辐射的细胞的克隆存活曲线图。甲基前胺(methylproamine)(式I；X＝MeN、Y＝N、Z＝N、R1＝Me、R3＝NMe2)的数据表示为空心圆。实心菱形显示的是实施例1的化合物(邻氟前胺(orthoFluoroProamine))(式I；X＝MeN、Y＝N、Z＝N、R1＝F、R3＝NMe2)的数据。
图2显示了相对于不同的辐射防护剂浓度(μM)，暴露于12Gy的辐射剂量的细胞的克隆存活曲线图。甲基前胺(methylproamine)(式I；X＝MeN、Y＝N、Z＝N、R1＝Me、R3＝NMe2)的数据表示为空心圆和实线。实心菱形和虚线显示的是实施例1的化合物(邻氟前胺(orthoFluoroProamine))(式I；X＝MeN、Y＝N、Z＝N、R1＝F、R3＝NMe2)的数据。
具体实施方式
除非另有指示，在说明书全文中措辞“包含(comprise)”或变体例如“含有(comprises)”或“包括(comprising)”应当理解为意味着包含规定的完整物或完整物组，但不排除任何其他的完整物或完整物组。
对该说明书中的任何现有技术的引用不被以及不应被视为承认或以任何形式地暗示在澳大利亚该现有技术构成公知常识的一部分。
术语“给电子基团”在此以其最宽泛的含义使用并通常包括那些具有如通过哈梅特(Hammett)方程式所定义的负哈梅特取代基常数σ的取代基。哈梅特方程式如下：
Logk/ko＝σρ
其中k是被取代的化合物的平衡或速度常数，ko是未被取代的化合物的平衡或速度常数以及ρ是常数，其值取决于反应类型和条件(如溶剂)。最通常地，哈梅特取代基常数来源于被取代的苯甲酸的电离常数与未被取代的苯甲酸的电离常数之比，并且已报道了大量的汇编(参见例如C.Hansch，A.Ieo和R.W.Taft，ChemicalReviews91，165-195，1991，其公开的内容整体包括在本文中作为参考)。
给电子基团包括但不限于任意取代的烷基、任意取代的烯基、NHR′、NR′2、OR′和SR′，其中R′是氢、任意取代的烷基或任意取代的烯基。优选地，给电子基团是NHR′或NR′2。假定存在至少一个给电子基团以增加所讨论的化合物的辐射防护活性。
虽然不希望受理论限制，但是据信通过DNA上瞬时辐射诱发的氧化物质的辐射防护剂供电子(还原)，获得了根据本发明的化合物所赋予的防护。由于辐射防护剂可包含碱性基团，因此在生理学pH下这些基团的质子化作用应可料到会大大地削弱该供电子能力。本发明人已进一步推测包含吸电子基团例如氟和氯可降低苯并咪唑部分的碱度，由此减少细胞毒性，但辐射防护活性没有明显的损失。
包含任意取代的环的式(I)化合物的一般例子作为结构通式A-J在下面提供。除降低DNA-结合上的不利的熵变之外，据信该饱和的环能阻止相邻环的共面性，以及因此的分子间堆垛和跟着发生的聚集。
其中R1-R4和R6-R11是相同的或不同的，并选自氢、氟、氯和给电子基团，以及其中R1-R4和R6-R11中的至少一个是F或Cl。优选地，其他的R1-R4和R6-R11中的至少一个是给电子基团。
单独或在短语例如“任意取代的烷基”、“任意取代的烷基氨基”或“任意取代的亚烷基”中使用的术语“烷基”意在包括直链、支链或单环或多环烷基，其优选是C1-C30烷基或环烷基。直链和支链烷基的例子包括甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、异戊基、仲戊基、1，2-二甲基丙基、1，1-二甲基丙基、己基、4-甲基戊基、1-甲基戊基、2-甲基戊基、3-甲基戊基、1，1-二甲基丁基、2，2-二甲基丁基、3，3-二甲基丁基、1，2-二甲基丁基、1，3-二甲基丁基、1，2，2，-三甲基丙基、1，1，2-三甲基丙基、庚基、5-甲基己基、1-甲基己基、2，2-二甲基戊基、3，3-二甲基戊基、4，4-二甲基戊基、1，2-二甲基戊基、1，3-二甲基戊基、1，4-二甲基戊基、1，2，3，-三甲基丁基、1，1，2-三甲基丁基、1，1，3-三甲基丁基、辛基、6-甲基庚基、1-甲基庚基、1，1，3，3-四甲基丁基、壬基、1-，2-，3-，4-，5-，6-或7-甲基辛基、1-，2-，3-，4-或5-乙基庚基、1-，2-或3-丙基己基、癸基、1-，2-，3-，4-，6-，6-，7-和8-甲基壬基、1-，2-，3-，4-，5-或6-乙基辛基、1-，2-，3-或4-丙基庚基、十一烷基、1-，2-，3-，4-，5-，6-，7-，8-或9-甲基癸基、1-，2-，3-，4-，5-，6-或7-乙基壬基、1-，2-，3-，4-或5-丙基辛基、1-，2-或3-丁基庚基、1-戊基己基、十二烷基、1-，2-，3-，4-，5-，6-，7-，8-，9-或10-甲基十一烷基、1-，2-，3-，4-，5-，6-，7-或8-乙基癸基、1-，2-，3-，4-，5-或6-丙基壬基、1-，2-，3-或4-丁基辛基、1-2-戊基庚基等。环烷基的例子包括环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基、环壬基和环癸基等。
单独或在合成词例如“任意取代的烯基”中使用的术语“烯基”表示由直链、支链或单环或多环烯烃形成的基团，包括烯键式单或多不饱和的如上所定义的烷基或环烷基，优选C2-30烯基。烯基的例子包括乙烯基、烯丙基、1-甲基乙烯基、丁烯基、异丁烯基、3-甲基-2-丁烯基、1-戊烯基、环戊烯基、1-甲基-环戊烯基、1-己烯基、3-己烯基、环己烯基、1-庚烯基、3-庚烯基、1-辛烯基、环辛烯基、1-壬烯基、2-壬烯基、3-壬烯基、1-癸烯基、3-癸烯基、1，3-丁间二烯基、1，4-戊二烯基、1，3-环戊二烯基、1，3-己二烯基、1，4-己二烯基、1，3-环己二烯基、1，4-己二烯基、1，3-环庚二烯基、1，3，5-环庚三烯基、1，3，5，7-芳辛并-四烯基等。
术语“可包含杂原子的任意取代的环”在此以其最宽泛的含义使用以指饱和的或不饱和的同类环基或杂环基，例如环烷基、环烯基、环炔基、芳基或可包含选自氧、氮和硫的杂原子的杂环基。环烷基和环烯基的例子描述如上。合适的芳基包括芳香烃的单核、多核、共轭的和稠合的残基，例如苯基、联二苯、三联苯、四联苯、苯氧苯基、萘基、四氢萘基、蒽基、二氢蒽基、苯并蒽基、二苯并蒽基、菲基等。杂环基的例子包括含氮杂环基，例如含1-4个氮原子的不饱和的3-6元杂单环基，例如吡咯基、吡咯啉基、咪唑基、吡唑基、吡啶基、嘧啶基、吡嗪基、哒嗪基、三唑基或四唑基；含1-4个氮原子的饱和的3-6元杂单环基，例如吡咯烷基、咪唑烷基、哌啶基或哌嗪基；含1-5个氮原子的不饱和的稠合杂环基，例如吲哚基、异氮杂茚基、中氮茚基(indolizinyl)、苯并咪唑基、喹啉基、异喹啉基、吲唑基、苯并三唑基或四唑并哒嗪基；含1个氧原子的不饱和的3-6元杂单环基，例如吡喃基或呋喃基；含1-2个硫原子的不饱和的3-6元杂单环基，例如噻吩基；含1-2个氧原子和1-3个氮原子的不饱和的3-6元杂单环基，例如噁唑基、异噁唑基或噁二唑基；含1-2个氧原子和1-3个氮原子的饱和的3-6元杂单环基，例如吗啉基；含1-2个氧原子和1-3个氮原子的不饱和的稠合杂环基，例如苯并噁唑基或苯并噁二唑基；含1-2个硫原子和1-3个氮原子的不饱和的3-6元杂单环基，例如噻唑基或噻二唑基；含1-2个硫原子和1-3个氮原子的饱和的3-6元杂单环基，例如噻唑烷基；以及含1-2个硫原子和1-3个氮原子的不饱和的稠合杂环基，例如苯并噻唑基或苯并噻二唑基。
在本说明书中，“任意取代的”指基团可被或可不被一个或多个选自如下的基团所进一步取代：烷基、链烯基、炔基、芳基、卤素、卤烷基、卤烯基、卤炔基、卤芳基、羟基、烷氧基、链烯氧基、炔氧基、芳氧基、羧基、苄氧基、卤烷氧基、卤链烯氧基、卤炔氧基、卤芳氧基、硝基、硝基烷基、硝基烯基、硝基炔基、硝基芳基、硝基杂环基、叠氮基、氨基、烷基氨基、烯基氨基、炔基氨基、芳基氨基、苄基氨基、酰基、烯基酰基、炔基酰基、芳基酰基、酰氨基、酰氧基、醛基、烷基磺酰基、芳基磺酰基、烷基磺酰氨基、芳基磺酰氨基、烷基磺酰氧基、芳基磺酰氧基、杂环基、杂环氧基、杂环氨基、卤杂环基、烷基亚磺酰基、芳基亚磺酰基、烷氧羰基、芳氧羰基、巯基、烷基硫基、芳基硫基、酰基硫基等。
式(I)的化合物的盐优选是药学上可接受的，但应当理解的是非药学上可接受的盐也落入本发明的范围内，因为在制备药学上可接受的盐中这些盐能用作中间体。药学上可接受的盐的例子包括药学上可接受的阳离子的盐，所述阳离子例如钠、钾、锂、钙、镁、铵和烷基铵；药学上可接受的无机酸的酸加成盐，所述无机酸例如盐酸、正磷酸、硫酸、磷酸、硝酸、碳酸、硼酸、氨基磺酸和氢溴酸；或药学上可接受的有机酸的盐，所述有机酸例如乙酸、丙酸、丁酸、酒石酸、马来酸、草酰乙酸、富马酸、柠檬酸、乳酸、粘酸、葡糖酸、苯甲酸、琥珀酸、草酸、苯乙酸、甲磺酸、三卤甲磺酸、甲苯磺酸、苯磺酸、水杨酸、对氨基苯磺酸、天门冬氨酸、谷氨酸、乙二胺四乙酸、硬脂酸、棕榈酸、油酸、月桂酸、泛酸、丹宁酸、抗坏血酸和戊酸。
“药学上可接受的衍生物”指任何药学上可接受的盐、水合物、溶剂化物或任何其他的刚一施用于受试者就能提供(直接或间接地)式(I)的化合物或其活性代谢物或残留物的化合物。
术语“前药”在此以其最宽泛的含义使用，包括在体内被转化为式(I)的化合物的那些化合物。
术语“互变异构体”在此以其最宽泛的含义使用，包括能以两种同分异构体之间的平衡的状态存在的式(I)的化合物。这种化合物可在连接两个原子或基团的键以及这些原子或基团在化合物中的位置的方面不同。该术语尤其包括酮烯醇互变异构体。
本发明的化合物可以是电中性的或是电中性的与阴离子相缔合的聚阳离子形式。合适的缔合的阴离子包括硫酸根、酒石酸根、柠檬酸根、氯离子、硝酸根、亚硝酸根、磷酸根、高氯酸根、卤磺酸根(halosulfonate)或三卤甲基磺酸根。
优选的式(I)的化合物是那些其中X是烷基氨基，Y和Z是N以及其中R2和R3中的一个或两个是给电子基团，R1-R5中的至少一个(如果不是给电子基团)是F或Cl的化合物。最优选地，R1-R5中的至少一个是F。特别优选的给电子基团包括-N(CH3)2、-NH(CH3)、-OCH3和-OCH2CH3。
在本发明的另一个特别优选的实施方案中，当R2或R3是给电子基团时，R1和/或R5是F或Cl(优选F)。
根据本发明的某些优选的化合物的结构作为结构K-W在下面提供：
本发明还提供了一种保护受试者或生物材料不受辐射损伤或减轻受试者辐射损伤的方法，该方法包括给予受试者或将生物材料暴露于有效量的根据本发明的防辐射化合物，例如落入式(I)的化合物。短语保护不受辐射损伤的意思是相对于在暴露于给定量的辐射(例如电离、红外或紫外辐射)之后，预计在受试者的组织或细胞中或生物材料中所承受的损伤，由于存在防辐射化合物，因此预防、最小化或减轻了损伤。术语“剂量修正系数”(DMF)指在保护剂存在下产生给定效应所需要的辐射剂量与在保护剂不存在下产生相等的效应所需要的辐射剂量的比率。
辐射损伤可由暴露于辐射源例如电离辐射而引起。在此使用的术语“电离辐射”指具有足够能量以电离键的光子，例如来自放射性核的α、β、γ射线以及x-射线。
术语“生物材料”在此以其最宽泛的含义使用，并包括任何包含至少一种生物学衍生的或可衍生的组分的物质的组合物。本发明所考虑的生物材料包括蛋白质和其它蛋白质材料，包括提取物或包括蛋白质和化学改性的蛋白质或它们的提取物；组织液、组织提取物或器官；动物、植物或微生物的组织、液体或提取物，包括从其中获得的产物；生物学来源的非蛋白质材料，例如但不限于脂类、碳水化合物、激素类和维生素类，包括它们的提取物和衍生物；重组产物，包括遗传物质，例如染色体物质、基因组DNA、cDNA、mRNA、tRNA、核糖体和核物质；以及完整的动物、植物或微生物细胞或它们的提取物。
如所示的，本发明的生物材料可表现为细胞、组织或器官的形式，或实际上取自来源于植物、动物或微生物的肽、蛋白质或核酸(举例来说)，以及那些模拟或类似于自然来源的材料的合成产生的材料。防辐射化合物可用于例如在实验系统中、在完整的活或死亡的生物体中或在治疗后可返回原始宿主或移植入新宿主的离体细胞、组织或器官中保护不受辐射损伤。
例如，生物材料可表现为人或动物受试者的形式，例如实验动物(如小鼠、大鼠、豚鼠、兔)，宠物(如猫、狗)，农业动物(如马、牛、绵羊、驴、山羊、猪)，爬行动物、鸟类或被捕获的野生动物。优选地，受试者是哺乳动物，以及最优选地受试者是人。对于本发明的防辐射化合物，重要的应用是在人受试者中与放射治疗结合使用。然而，该化合物亦可用来提供免于暴露于或持续暴露于意外辐射例如在恐怖行动、军事或职业性情况中的保护。
优选地，在预期的辐射暴露或持续辐射暴露之前，将生物材料(包括人或动物受试者)暴露于防辐射化合物一段足够的时间，例如约1分钟-约3天、优选约10分钟-约6小时、更优选约20分钟-约4小时、以及最优选约30分钟-约2小时。优选地，在辐射暴露前给予防辐射化合物的时间要足以使该化合物得以与生物材料中的DNA的缔合。优选地，优先给予可能暴露于辐射但确定为要被保护不受这样的辐射暴露的细胞、组织或器官防辐射化合物。例如，在与癌放射治疗联用的情况下，该化合物应优选优先给予在放射治疗过程中可能暴露于辐射的肿瘤或病变周围的正常(非肿瘤)组织或细胞。可通过直接施用至期望的肿瘤或细胞或例如通过利用靶向特定的细胞或组织的系统，从而实现该优先给予。例如，有可能将该化合物缀合至优先结合至特定细胞或组织(例如结合至在所关注的特定的细胞或组织中被上调的受体)的试剂。
本发明的化合物可通过例如相互作用基团缀合至试剂，其会将它们特异性递送至期望的肿瘤部位。适合的试剂可包括抗体或蛋白质例如生长因子，例如，在全身照射和骨髓移植情况下能优先使造血干细胞的辐射防护得以发生的造血生长因子。术语“相互作用基团”在此以其最宽泛的含义使用并指能与靶分子或试剂例如蛋白质或其衍生物上的特定基团形成键的基团。相互作用基团的例子包括N(CH2)nCOOH、N(CH2)nCO(CH2)mR、N(CH2)n-SH、N(CH2)n-NH2、CH(CH2)nCOOH、CH(CH2)nCO(CH2)mR、CH(CH2)n-SH和CH(CH2)n-NH2，其中n是1-10，m是0-10和R是任意取代的烷基。
本发明还提供了一种癌放射治疗的方法，该方法包括给予需要这种治疗的受试者有效量的本发明的防辐射化合物，并使肿瘤部位受辐射源辐射。在本文中术语“癌放射治疗”以其最宽广的含义使用，并包括含有可以是良性或恶性的肿瘤或病变的放射治疗。
本发明的化合物可方便地用于与其它药物例如化疗剂相结合的治疗中，所述化疗剂例如拟辐射剂，其是以DNA中产生的病变类似于电离辐射所引起的那些病变的这样一种方式损伤DNA的细胞毒素剂。导致DNA链断裂的拟辐射剂的例子包括博来霉素、多柔比星、阿霉素、5FU、抑癌菌素、烷化剂和其他产生DNA加合物的试剂。可以预料本发明的辐射防护剂会通过这些试剂中的某些来保护DNA不受损伤，如同它们抗电离辐射作用一样。在临床应用中，辐射防护剂未必与化疗剂一起全身性施用，因为这样可能损害该化疗剂对肿瘤的作用。然而，其中局部施用至问题组织的情形可能是有利的。例如，口腔粘膜炎是细胞毒素剂例如多柔比星的有问题的副作用，因此在施用化疗剂之前作为漱口剂来施用本发明的辐射防护剂作为漱口剂能改善该副作用，而不会损害该化疗剂对不位于口腔中的肿瘤的作用。类似地，能通过口服保护胃肠道，通过气溶胶吸入保护肺，或通过膀胱内给药保护膀胱，例如通过导管给予辐射防护剂。因此，根据本发明的一种优选的方法联用了式(I)的化合物和另一种药物例如拟辐射剂。
如之前所述的，存在着本发明的化合物或缀合物的离体应用，一个例子是在骨髓移植中离体应用。骨髓移植通常包括从预期他们的病症恶化的受试者中获得并贮藏骨髓样品。然后给予相当猛烈剂量的化学治疗(即高剂量)。这样进行该化学治疗以致于其通常会是致命的，原因在于破坏了正常的干细胞，但通过给予他们自身的造血干细胞能拯救受试者。该操作的难题在于原始的干细胞样品可能被肿瘤细胞所污染，因此要使用各种操作以清除骨髓制剂中的肿瘤细胞。通过添加到骨髓细胞悬浮液中，缀合至例如造血生长因子的辐射防护剂可在该情况下使用。然后可辐射该悬浮液，预计是正常的骨髓细胞而非肿瘤细胞会优先地被保护不受辐射的细胞杀伤作用。
式(I)的化合物可通过任何合适的途径为治疗目的而施用，包括经口、直肠、鼻、局部(包括口腔和舌下)、阴道、膀胱内和肠道外(包括皮下、肌内、静脉内、胸骨内和真皮内)。优选地，通过直肠、局部、阴道或肠道外途径施用，然而应当意识到优选的途径会随受试者的状况和年龄、被治疗的组织/肿瘤、其在受试者中的位置以及医师或兽医的判断而改变。可将式(I)的化合物直接施用至要被辐射的肿瘤的周围或邻近的组织中。
本发明还提供了一种辐射防护组合物，其包含如上所定义的式(I)的化合物(也称为“本发明的化合物”、“活性剂”、“活性成分”或“防辐射化合物”)和药学上或兽医学上可接受的载体。
本发明的组合物包含至少一种式(I)的化合物以及一种或多种药学上可接受的载体、稀释剂、佐剂和/或赋形剂以及任选的其他药物。在与该组合物其他成分相容的意义上，每种载体、稀释剂、佐剂和/或赋形剂应当是药学上“可接受的”并且对受试者是无害的。组合物包括那些适合于经口、直肠、鼻、局部(包括口腔和舌下)、阴道、膀胱内和肠道外(包括皮下、肌内、静脉内和真皮内)给药的组合物。组合物可方便地以单位剂量形式存在并可通过药学领域众所周知的方法制备。这样的方法包括将活性成分与构成一种或多种助剂的载体结合的步骤。一般而言，通过将活性成分与液体载体、稀释剂、佐剂和/或赋形剂或细分散的固体载体或两者均匀且密切地结合，然后如果需要的话成型产物来制备组合物。Remington′sPharmaceuticalSciences，第18版，MackPublishingCo.，Easton，PA，USA中解释了常规药物组合物的更多细节，其公开的内容被整体包括作为参考。
适合于口服的本发明的组合物可以分离单元的形式存在，例如各自包含预定量的活性成分的胶囊剂、囊剂或片剂；以粉剂或粒剂的形式存在；以含水或非水液体的溶液或混悬液的形式存在；或以水包油液体乳剂或油包水液体乳剂的形式存在。活性成分还可以大丸剂、药糖剂或糊剂的形式存在。
可通过压缩或模塑制备任选地具有一种或多种助剂的片剂。可通过在合适的机器中压缩任选地与粘合剂(如交联的聚烯吡酮、交联的羧甲基纤维素钠)、惰性稀释剂、防腐剂、崩解剂(如淀粉羟乙酸钠)、表面活性剂和/或分散剂混合的，以自由流动形式例如粉末或颗粒存在的活性成分，从而制备压缩片剂。可通过在合适的机器中模塑用惰性液体稀释剂弄湿的粉末状化合物的混合物来制备模制片剂。片剂可任选地被包被或带刻痕，并可以使用例如不同比例的羟丙甲纤维素来提供期望的释放曲线的这样一种形式配制，以致提供其中活性成分缓释或控释。片剂可任选地带有肠溶衣以提供在肠的一部分而非胃中的释放。
适合于口腔内局部施用的组合物包括包含处于调味基料中的活性成分的锭剂，所述调味基料通常为蔗糖和阿拉伯树胶或黄耆胶；包含处于惰性基料中的活性成分的锭剂，所述惰性基料例如明胶和甘油或蔗糖和阿拉伯树胶；以及包含处于合适的液体载体中的活性成分的漱口剂或喷雾剂。
为了对皮肤局部施用，活性成分可以乳膏、软膏剂、胶冻剂、溶液或混悬剂的剂型存在。
为了对眼局部施用，活性成分可处于合适的无菌含水或非水载体中以溶液或混悬剂的剂型存在。添加剂，例如缓冲剂，防腐剂包括杀细菌剂和杀真菌剂，例如苯乙酸汞或苯硝酸汞、苯扎氯铵或双氯苯双胍己烷以及增稠剂例如羟丙甲纤维素也可以包含在内。
用于直肠给药的组合物可以含有合适的无刺激性赋形剂的栓剂的形式存在，该赋形剂在常温下是固态的，但在直肠温度下则变成液态，因此会在直肠中融化以释放活性成分。这种赋形剂包括可可脂或水杨酸酯。
鼻用组合物当局部施用时可以滴鼻剂或喷雾剂的形式存在，或当全身施用时可以适于通过鼻粘膜和/或肺中的肺泡细胞吸收的剂型存在。
适合于阴道给药的组合物可以除活性成分之外包含载体例如本领域已知合适的载体的阴道栓剂、棉球、乳膏、凝胶、膏剂、泡沫体或喷雾剂的形式存在。
适合于肠道外给药的组合物包括含水和非水等渗无菌注射液，其可包含抗氧化剂、缓冲剂、抑菌剂和使该组合物与预期的受试者的血液等渗的溶质；以及含水和非水无菌混悬剂，其可包含助悬剂和增稠剂。组合物可存在于单位剂量或多剂量密封容器，例如安瓿和管形瓶之中，并可贮藏在冷冻干燥(冻干)环境中，仅需要在使用前即刻添加无菌的液体载体例如注射用水。临时配制的注射剂和混悬剂可制备自之前描述的无菌粉剂、粒剂和片剂。
优选的单位剂量组合物是那些包含日剂量或单位、日亚剂量的如上文所述的活性成分或其适当部分的组合物。本发明的化合物可以例如以约0.01mg-约500mg/公斤受试者体重/天(或优选每次辐射暴露的影响范围)、优选约0.1mg-约100mg、更优选约1.0mg-约10mg/公斤受试者体重/天或每次辐射暴露的影响范围的量施用。
式(I)的化合物还可以供兽用组合物使用的剂型存在，其可例如通过本领域中的常规方法进行制备。这种兽用组合物的例子包括那些适合于如下的组合物：
(a)口服，外用，例如兽用顿服药(如含水或非水溶液或混悬剂)；片剂或大丸剂；与饲料混合的粉剂、粒剂或丸剂；施用于舌头的膏剂；
(b)肠道外施用，例如通过皮下、肌内或静脉注射，如作为无菌溶液或混悬剂；或(适当时)通过乳房内注射，其中混悬剂或溶液通过乳头被导入乳房；
(c)局部施用，如作为乳膏、软膏或喷雾施用于皮肤；或
(d)阴道内，如作为阴道栓剂、乳膏或泡沫体。
应当明白除上述特别提及的成分之外，考虑到所述组合物类型，本发明的组合物可包括其他本领域中常用的试剂，例如，那些适合于口服的试剂可包括在内，这样的试剂例如粘合剂、甜味剂、增稠剂、矫味剂、崩解剂、包衣剂、防腐剂、润滑剂和/或延时剂。
适合的甜味剂包括蔗糖、乳糖、葡萄糖、阿斯巴甜糖或糖精。适合的崩解剂包括玉米淀粉、甲基纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、黄原胶、膨润土、海藻酸或琼脂。适合的矫味剂包括薄荷油、冬青油、樱桃、橙或覆盆子调味香料。适合的包衣剂包括丙烯酸和/或甲基丙烯酸和/或它们的酯的聚合物或共聚物、蜡、脂肪醇、玉米醇溶蛋白、虫胶或谷蛋白。合适的防腐剂包括苯甲酸钠、维生素E、α-生育酚、抗坏血酸、对羟基苯甲酸甲酯、对羟基苯甲酸丙酯或亚硫酸氢钠。合适的润滑剂包括硬脂酸镁、硬脂酸、油酸钠、氯化钠或滑石。合适的延时剂包括甘油基单硬脂酸酯或甘油基二硬脂酸酯。
本发明的辐射防护剂的重要应用是在癌放射治疗中。许多在放射治疗中有问题的正常组织例如皮肤、口腔粘膜、食道粘膜、直肠粘膜、阴道粘膜和膀胱上皮可通过本发明的辐射防护剂得到局部保护。
对于上述局部辐射防护剂而言，存在着两种截然不同的情况。首先，有可能减轻通常在上述正常组织中发生的使人痛苦的急性反应。尽管这些急性反应可能是短暂的，但它们的改善会明显地有益于受试者。另一种不同的情况是其中急性反应限制了可递送至肿瘤的辐射剂量的情况。一个例子是出现在其中急性反应可能限制剂量的加速的分级方案中。因此，施用辐射防护剂可使更高辐射剂量的使用得以可能，并因此改善了治疗前景。
除局部施用之外，本发明的辐射防护剂的药物-分布特性提供了另外的获得改善的治疗比率的手段。例子包括脑和肺中的肿瘤。
在脑肿瘤的情况下，根据辐射对正常的脑组织的有害作用，内皮细胞被认为是一种重要的对放射敏感的靶。施用本发明的辐射防护剂应会保护正常的脑中的重要内皮细胞。肿瘤中相应的细胞也会受到保护，但是这些细胞是富氧的，因此是肿瘤中对辐射最敏感的细胞。如果在辐射前以合适的间距施用辐射防护剂，由于肿瘤中更远离的细胞是缺氧的，因此辐射防护剂无法到达。这意味着肿瘤的正常内皮细胞和含氧(辐射敏感)细胞会受到同等保护。因而，该辐射防护会允许使用更高的辐射剂量，这就会增加杀伤肿瘤中缺氧细胞的几率。肿瘤和正常组织中的内皮细胞受到同等影响的事实并不影响治疗比率。治疗比率的增加可能是因为缺氧肿瘤细胞杀伤增加，与正常组织损伤没有任何关系。
在肺肿瘤的情况下，本发明的辐射防护剂应当递送至肺泡细胞。尽管肺部肿瘤的内皮细胞也可受到保护，但肿瘤中最远端的细胞则不会受到保护。此外，不是通过肺动脉而是通过支气管循环提供某些肺肿瘤的循环，在循环中的辐射防护剂下一次通过之前该循环将不会被接入，并因此暴露于更低的浓度中。
在放射治疗中辐射防护剂的靶向还可实现改善的治疗比率。一个合适的例子是在全身辐射和骨髓移植情况下，将本发明的辐射防护剂缀合至造血生长因子以获得优先的造血干细胞的辐射防护。
在癌放射治疗之外，本发明的辐射防护剂可在高危辐射环境中预防性使用。例如，为了该目的可施用上述造血生长因子缀合物。更普遍地，式(I)代表的辐射防护剂可在辐射暴露危险的环境中预防性使用或减轻持续暴露的作用。在这种情况下，化合物可肠道外(优选皮下)或经口给药，对于与癌放射治疗环境相关的事情不做任何考虑，即递送辐射防护剂至肿瘤。
可根据如下的方案1制备上述式(I)的化合物：
方案1
在方案1中，X、Y、Z和R1-R11如上文中对式I所定义的以及Rc代表：
在方案1中，Rb最初代表O。该硝胺化合物(其的一个例子已为之前Kelly等(5)所报道)例如通过催化加氢被还原成二胺，其中Rb代表H。接着，在偏亚硫酸氢盐存在下二胺立即偶联至期望的醛以产生预期的二苯并咪唑。以下提供了根据方案1所产生的化合物的具体例子。
本领域技术人员应当意识到除具体描述的那些之外在此描述的本发明可被改变和修饰。应当明白本发明包括所有这样的改变和修饰。本发明还包括说明书中所涉及的或所指示的所有的步骤、特征、组合物和化合物，无论是单独的还是共同的，以及任何两个或更多个所述步骤或特征的任何和所有组合。
现将参考下列实施例描述本发明。这些实施例不被理解为以任何方式限制本发明。
合成氟化或氯化的二苯并咪唑
根据方案2中所概述的一般方案制备实施例(1)-(10)的氟化或氯化的DNA配体。通过催化加氢将先前已报道了其制备(5)的硝胺前体(PO)还原成相应的前体二胺(PH)，然后在偏亚硫酸氢盐存在下将其立即偶联至醛(i)-(x)，以良好的产率分别提供二苯并咪唑(1)-(10)。
方案2
方法
使用未校正的电热熔点测定器测定熔点。使用VarianInova400或VarianInova500分光计，对于1H分别在399.77或499.69MHz下，对于13C分别在100.52或125.66MHz下，作为在规定溶剂中的溶液记录质子(1H)和碳(13C)的核磁共振(nmr)光谱。1Hnmr谱被测定为从四甲基硅烷开始以百万分率(ppm)所确定的化学位移，之后是多重性、耦合常数、等效核数和归属。在多重性的归属中使用了单峰的缩写s、双重峰的缩写d、三重峰的缩写t、四重峰的缩写q、宽峰的缩写br和多重峰的缩写m。确定了逼近多重峰中心的值。添加几滴三氟乙酸-d(d-TFA)到甲醇-d4溶液中，发现减少了峰加宽并增加了芳香区中多重峰的清晰度。为了获得13Cnmr谱，添加几滴乙酸到甲醇-d4溶液中用来增加溶解度。在MicromassQuattroII质谱仪上记录质谱并通过墨尔本大学化学学院在FinniganLTQ-FT型高分辨率质谱仪上进行精确的质量分析。使用Merck硅胶60F254铝片或Merck中性氧化铝150F254片进行薄层色谱分析(TLC)。使用230-400目的Ajax硅胶进行快速柱色谱分析。
如之前Kelly等(5)所报道的制备硝基苯并咪唑(PO)。
实施例1
制备4-二甲氨基-2-氟-1-(5’-(5”-(4”’-甲基哌嗪-1”’-基)苯并咪唑-2”-基)苯并咪唑-2’-基)苯(1)
向4-二甲氨基-2-氟苯甲醛(i)(1.98g，11.8mmol)的乙醇(35ml)溶液添加焦亚硫酸钠(2.6g，13.7mmol)的1∶1乙醇/水(40ml)溶液，并加热混合物10分钟。接着添加二胺(PH)(制备自3.22g硝胺(PO)催化加氢，9.14mmol)的乙醇(50ml)溶液，并在氮气下回流混合物21小时。然后用蒸馏头替代冷凝器，并通过蒸馏除去大约50ml的反应溶剂。接着将残留的反应混合物冷却至-20°，收集黄色固体并用稀氨溶液(6％，50ml)、水(50ml)、丙酮(2x20ml)和乙醚(50ml)仔细洗涤，然后真空干燥获得作为浅黄色粉末的4-二甲氨基-2-氟-1-(5’-(5”-(4”’-甲基哌嗪-1”’-基)苯并咪唑-2”-基)苯并咪唑-2’-基)苯(1)(2.50g，58％)，通过乙醇重结晶进一步纯化，mp＞240°。
1Hnmr(500MHz，d4-MeOH+2滴d-TFA)δ3.01，s，3H，4”’-MeN；3.16，s，6H，4-Me2N；3.20，t(J＝11.5Hz)，2H，NCH2；3.34，dt(J＝3.0，13.0Hz)，2H，NCH2；3.69，d(J＝12.0Hz)，2H，NCH2；3.98，d(J＝13.5Hz)，2H，NCH2；6.75，dd(J＝2.5，16.0Hz)，1H，H3；6.84，dd(J＝2.5，9.5Hz)，1H，H5；7.35，d(J＝2.0Hz)，1H，H4”；7.45，dd(J＝2.5，9.0Hz)，1H，H6”；7.76，d(J＝9.0Hz)，1H，H7”；7.97，appt(J＝9.0Hz)，1H，H6；8.02，d(J＝8.5Hz)，1H，H7’；8.21，dd(J＝1.5，8.7Hz)，1H，H6’；8.50，d(J＝1.5Hz)，1H，H4’.13Cnmr(100MHz，d4-MeOH+3滴HOAc)δ39.9，4-Me2N；43.6，4”’-MeN；49.3，C2”’/6”’；54.6，C3”’/5”’；98.7，d(2JCF＝26Hz)，C3；102.1，C4”；102.9，d(2JCF＝11Hz)5C1；109.0，C5；113.2，C4’；115.6，C7’；116.1，116.5，C6”，C7”；122.3，C6’；123.0，C5’；131.0，d(3JCF＝3Hz)5C6；133.8，C7a”；138.4，138.6，C3a’，C3a”；140.3，C7a’；148.5，C5”；150.8，152.5，C2’，C2”；154.6，d(3JCF＝12Hz)，C4；162.7，d(1JCF＝246Hz)，C2.MS(ESI+ve)m/z470(M+H，50％).HRMS(ESI+ve)m/z470.2461，C27H29FN7要求470.2463(Δ＝0.4ppm).
实施例2
制备2，6-二氟-4-二甲氨基-1-(5’-(5”-(4”’-甲基哌嗪-1”’-基)苯并咪唑-2”-基)苯并咪唑-2’-基)苯(2)
用焦亚硫酸钠(0.246g，1.3mmol)的水(1ml)溶液处理2，6-二氟-4-二甲氨基苯甲醛(ii)(0.20g，1.1mmol)的乙醇(10ml)溶液，然后将结合的混合物添加到二胺(PH)(0.29g，0.9mmol)的乙醇(14ml)溶液中，并在氮气下回流24小时。冷却反应混合物，通过旋转蒸发器除去溶剂并用稀氨溶液(6％，2x20ml)、乙腈(2x20ml)和乙醚(2x20ml)处理残留物，每次处理后离心并除去上清液。在真空下干燥得到的固体，获得作为浅黄褐色粉末的2，6-二氟-4-二甲氨基-1-(5’-(5”-(4”’-甲基哌嗪-1”’-基)苯并咪唑-2”-基)苯并咪唑-2’-基)苯(2)(0.362g，82％)，mp259-261°。
1Hnmr(500MHz，d4-MeOH+3滴d-TFA)δ3.02，s，3H，4”’-MeN；3.17，s，6H，4-Me2N；3.23，t(J＝12Hz)，2H，NCH2；3.36，m(模糊的)，NCH2；3.70，d(J＝12.0Hz)，2H，NCH2；3.99，d(J＝13.5Hz)，2H，NCH2；6.69，d(J＝14.5Hz)，2H，H3/5；7.34，d(J＝2.0Hz)，1H，H4”；7.45，dd(J＝2.0，9.5Hz)，1H，H6”；7.77，d(J＝9.0Hz)，1H，H7”；8.06，d(J＝8.5Hz)，1H，H7；8.25，dd(J＝1.5，9.0Hz)，1H，H6’；8.56，d(J＝1.5Hz)，1H，H4’.13Cnmr(100MHz，d4-MeOH+3滴HOAc)δ40.0，4-Me2N；43.6，4”’-MeN；49.4，C2”’/6”’；54.6，C3”’/5”’；94.4，t(2JCF＝16Hz)，C1；95.8，d(2JCF＝28Hz)，C3/5；102.4，C4”；113.9.C4’；116.1，116.4，116.6，C6”，C7’，C7”；122.6，C6’；124.0，C5’；134.7，C7a”；139.0，139.2，C3a’，C3a”；140.5，C7a’；146.5，C2’或C2”；148.5，C5”；153.1，C2”或C2’；154.0，t(3JCF＝14Hz)，C4；162.9，dd(3JCF＝10Hz，1JCF＝248Hz)，C2/6.MS(ESI+ve)m/z488(M+H，10％).
实施例3
制备2-氟-4-甲氨基-1-(5’-(5”-(4”’-甲基哌嗪-1”’-基)苯并咪唑-2”-基)苯并咪唑-2’-基)苯(3)
用焦亚硫酸钠(0.15g，0.8mmol)的水(5ml)溶液处理2-氟-4-甲氨基苯甲醛(iii)(0.10g，0.65mmol)的乙醇(10ml)溶液，并温和地加热混合物10分钟。添加二胺(PH)(0.16g，0.5mmol)的乙醇(16ml)溶液，并在氮气下回流混合物21.5小时。冷却、过滤反应混合物，并用稀氨溶液(6％，2x10ml)、丙酮(2x10ml)、乙醚(2x10ml)洗涤过滤后的固体，然后在真空下干燥获得作为黄褐色粉末的2-氟-4-甲氨基-1-(5’-(5”-(4”’-甲基哌嗪-1”’-基)苯并咪唑-2”-基)苯并咪唑-2’-基)苯(3)(0.165g，73％)。
1Hnmr(500MHz，d4-MeOH+3滴d-TFA)δ2.91，s，3H，4-MeN；3.01，s，3H，4”’-MeN；3.20，t(J＝12Hz)，2H，NCH2；3.34，m(模糊的)，NCH2；3.69，d(J＝11Hz)，2H，NCH2；3.98，d(J＝13Hz)，2H，NCH2；6.59，dd(J＝2.0，15.0Hz)，1H，H3；6.70，dd(J＝2.5，9.0Hz)，1H，H5；7.35，d(J＝2.0Hz)，1H，H4”；7.45，dd(J＝2.5，9.0Hz)，1H，H6”；7.76，d(J＝9.0Hz)，1H，H7”；7.89，appt(J＝8.8Hz)，1H，H6；8.01，d(J＝8.5Hz)，1H，H7’；8.21，dd(J＝1.5，8.8Hz)，1H，H6’；8.49，d(J＝1.0Hz)，1H，H4’.13Cnmr(125MHz，d4-MeOH+1滴HOAc)δ29.9，4-MeHN；44.3，4”’-MeN；50.1C2”’/6”’；55.1，C3”’/5”’；98.4，d(2JCF＝25Hz)，C3；102.6，C4”；104.4，d(2JCF＝18Hz)，C1；110.0，C5；113.7，C4’；115.8，C7’；116.39，116.43，C6”，C7”；122.3，C6’；124.6，C5’；131.5，d(3JCF＝7Hz)，C6；135.5，C7a”；139.77，139.85，C3a’，C3a″；141.2，C7a’；148.6，C5”；151.8，153.7，C2’，C2″；155.4，d(3JCF＝12Hz)，C4；163.4，d(1JCF＝248Hz)，C2.MS(ESI+ve)m/z456(M+H，25％).HRMS(ESI+ve)m/z456.2306，C26H27FN7要求456.2306(Δ＝0.0ppm).
实施例4
制备2-氯-4-二甲氨基-1-(5’-(5”-(4”’-甲基哌嗪-1”’-基)苯并咪唑-2”-基)苯并咪唑-2’-基)苯(4)
在大气压、5％Pd/C存在下氢化溶于20％甲醇/乙酸乙酯(MeOH/EtOAc)(20ml)中的硝胺(PN)(0.115g，0.327mmol)。3小时后，硅藻土过滤除去催化剂并蒸发滤液。然后对二胺残留物遮光并保持在氮气下。将溶于1∶1乙醇/水(EtOH/H2O)(3ml)中的焦亚硫酸钠(0.327mmol)添加到乙醇(3ml)中的2-氯-4-二甲氨基苯甲醛(iv)(0.06g，0.327mmol)中。接着将溶于乙醇(3ml)中的二胺(PH)添加到醛/偏亚硫酸氢盐络合物中，并在回流下搅拌混合物4小时。将得到的混合物冷却至0℃，持续3天，并通过过滤分离得到的沉淀，获得作为棕色粉末的(4)(0.1g)。
1Hnmr(500MHz，d4-MeOH+3滴d-TFA)δ3.00，s，3H，MeN；3.14，s，6H，Me2N3.23，t(J＝12.0Hz)，2H，NCH2；3.34，m(obs)，2H，NCH2；3.68，d(J＝11.0Hz)，2H，NCH2；3.98，d(J＝14.0Hz)，2H，NCH2；6.93，dd，(J＝2.0，8.5Hz)，1H，H5，7.00，d，(J＝2.0Hz)，1H，H3；7.40，bs，1H，H4”；7.44，dd(J＝2.0，8.5Hz)，1H，H6”；7.77，d(J＝8.8Hz)，1H，H7”；7.84，d，(J＝9.0Hz)，1H，H5；8.08，d(J＝8.8Hz)，1H，H7’；8.26，dd(J＝2.0，8.5Hz)，1H，H6’；8.595d(J＝1.5Hz)，1H，H4’.HRMS(ESI+ve)m/z486.2162calc＝416.2168，(Δ＝1.2ppm).
实施例5
制备3-氟-4-甲氧基-1-(5’-(5”-(4”’-甲基哌嗪-1”’-基)苯并咪唑-2”-基)苯并咪唑-2’-基)苯(5)
在大气压、5％Pd/C存在下氢化20％甲醇/乙酸乙酯(MeOH/EtOAc)(20ml)的硝胺(PO)(0.45g，1.3mmol)。5小时后，过滤除去催化剂，并蒸发滤液获得作为橙色残留物的二胺(PH)。将1∶1乙醇/水(EtOH/H2O)(20ml)中的偏亚硫酸氢钠(0.49g，2.6mmol)添加到乙醇(20ml)中的3-氟-4-甲氧基苯甲醛(v)(0.40g2.6mmol)中。将新制备的溶于乙醇(40ml)中的二胺(PH)添加到醛/偏亚硫酸氢盐络合物中，并在氮气下回流混合物20小时。蒸发混合物并用Et2O和热氯仿洗涤得到的残留物。将得到的固体溶解在最小量的乙醇中，然后用Et2O处理，接着将通过过滤获得的固体溶解在1N盐酸(HCl)中，并通过添加28％氨(NH3)溶液再沉淀。过滤获得作为棕色粉末的(5)(0.128g)。
1Hnmr(500MHz，d4-MeOH+3滴d-TFA)δ3.01，s，3H，MeN；3.22，t(J＝12.0Hz)，2H，NCH2；3.33，m，2H，NCH2；3.69，d(J＝12Hz)，2H，NCH2；3.97，d(J＝13.2Hz)，2H，NCH2；4.04，s，3H，OCH3；7.36，d(J＝2.2Hz)，1H，H4”；7.42，dd(J＝2.2，9.3Hz)，1H，H6”；7.47，appt(J＝9.0Hz)，1H，H4；7.76，d(J＝9.0Hz)，1H，H7”；8.00，dd(J＝11.5，2.1Hz)，1H，H2；8.05，dd，(J＝8.8，1.5Hz)，1H，H5；8.08，d，(J＝8.5Hz)，1H，H7’8.25，dd(J＝1.8，8.6Hz)，1H，H6’；8.58，d(J＝1.7Hz)，1H，H4’.13Cnmr(125MHz，d4-MeOH+1滴HOAc)δ43.6，4”’-MeN；48.6C2”’/6”’；54.6，C3”’/5”’；56.6(OMe)；C3；101.3，C4”；114.1，114.3，115.07(C3，3JCF＝21Hz)115.7(ArCH)，116.5(ArCH)，117.3(ArCH)，120.2，(C5’/C1)；121.9(C5’/C1)；122.3(C6’)；124.3(C6)；130.7(C7a”)，136.3(C3a’/C3a”)；142.0(C7a’)；149.0(C5”)；150.82(4JCF＝10Hz)(C4)；151.0(C2”/C2)；153.05(1JCF＝245Hz)(C3)；153.9(C2’/C2”).HRMS(ESI+ve)m/z＝457.2140，calc＝457.2149，(Δ＝2.0ppm).
实施例6
4-氟-1-{5’-[5”-(4”’-甲基哌嗪-1”’-基)苯并咪唑-2”-基]苯并咪唑-2’-基}苯(6)
在大气压、5％Pd/C存在下氢化20％甲醇/乙酸乙酯(MeOH/EtOAc)(20ml)中的硝胺(PO)(0.500g，1.42mmol)。5小时后，硅藻土过滤除去催化剂并蒸发滤液。然后对得到的残留物遮光并保持在氮气下。将1∶1乙醇/水(EtOH/H2O)(20ml)中的焦亚硫酸钠(0.437g，2.30mmol)添加到乙醇(20ml)中的4-氟苯甲醛(vi)(0.29g，2.30mmol)中。接着将乙醇(40ml)中的二胺(PH)添加到醛/偏亚硫酸氢盐络合物中，并在回流下搅拌混合物20小时。然后将混合物冷却至室温，持续几小时。过滤后，用乙醇洗涤获得的固体，用盐酸(1N)稀释并用28％NH3liq再沉淀获得纯品(6)(0.230g)。
1Hnmr(500MHz，d4-MeOH+3滴d-TFA)δ3.01，s，3H，MeN；3.23，t(J＝12.0Hz)，2H，NCH2；3.34，m(obs)，2H，NCH2；3.69，d(J＝11.5Hz)，2H，NCH2；3.97，d(J＝14.0Hz)，2H，NCH2；7.35，d(J＝2.0Hz)，1H，H4”；7.42，dd(J＝2.3，9.3Hz)，1H，H6”；7.48，appt(J＝9.0Hz)，2H，H3/5；7.75，d(J＝9.0Hz)，1H，H7”；8.07，d(J＝8.5Hz)，1H，H7’；8.22，dd(J＝2.0，8.5Hz)，1H，H6’；8.26，dd(J＝5.0，9.0Hz)，2H，H2/6；8.58，d(J＝1.5Hz)，1H，H4’.HRMS(ESI+ve)m/z＝428.2025，calc＝428.2074，(Δ＝13.8ppm).
实施例7
制备4-二甲氨基-3-氟-1-(5’-(5”-(4”’-甲基哌嗪-1”’-基)苯并咪唑-2”-基)苯并咪唑-2’-基)苯(7)
按照前述用于制备(1)的方法，由硝胺(PO)和4-二甲氨基-3-氟苯甲醛(vii)获得作为浅黄色粉末的(7)。
1Hnmr(500MHz，d4-MeOH+2滴d-TFA)δ2.99，s，3H，MeN；3.15，s，6H，4-Me2N；3.22，t(J＝11.5Hz)，2H，NCH2；3.34，m，2H，NCH2；3.68，d(J＝11.9Hz)，2H，NCH2；3.96，d(J＝13.5Hz)，2H，NCH2；7.11，apt(J＝8.5Hz)，1H，H5；7.37，d(J＝2.0Hz)，1H，H4”；7.44，dd(J＝2.5，9.3Hz)，1H，H6”；7.76，d(J＝9.0Hz)，1H，H7”；7.90，dd(J＝2.0，14.7Hz)，1H，H2；7.92，dd，(J＝2.0，9.0Hz)，1H，H2；8.03，d(J＝8.5Hz)，1H，H7’；8.24，dd(J＝1.5，6.9Hz)，1H，H6’；8.54，d(J＝1.5Hz)，1H，H4’.HRMS(ESI+ve)m/z＝470.2459calc＝470.2463，(Δ＝0.8ppm).
实施例8
制备2-氟-5-甲氨基-1-(5’-(5”-(4”’-甲基哌嗪-1”’-基)苯并咪唑-2”-基)苯并咪唑-2’-基)苯(8)
向2-氟-5-甲氨基苯甲醛(viii)(155mg，1.01mmol)的乙醇(5ml)溶液中缓慢添加焦亚硫酸钠(206mg，1.08mmol)的水(1ml)溶液。接着将得到的混合物添加到二胺(制备自0.92mmol硝胺PO的催化加氢)的乙醇(5ml)溶液中，使用另加的乙醇(5ml)来帮助转移。在冷却前将混合物在氮气下回流16.5小时并通过旋转蒸发器除去溶剂。用稀氨溶液(6％，3x10ml)、乙腈(2x10ml)和二乙醚(2x10ml)处理残留物，每次处理后离心并除去上清液。在真空下干燥所合成的固体获得浅棕色粉末，将其溶解在4∶1乙酸乙酯/甲醇(3ml)中并使用相同的溶剂混合物经矾土塞(中性，act.I，40x40mm)过滤，获得作为浅橙棕色玻璃状固体的2-氟-5-甲氨基-1-(5’-(5”-(4”’-甲基哌嗪-1”’-基)苯并咪唑-2”-基)苯并咪唑-2’-基)苯(353mg，84％)，mp195-198℃。
1Hnmr(500MHz，d4-MeOH+4滴d-TFA)δ3.00，s，3H，5-MeN或4”’-MeN；3.02，s，3H，4”’-MeN或5-MeN；3.20，t(J＝12.0Hz)，2H，NCH2；3.34，m(模糊的)，NCH2；3.69，d(J＝12.0Hz)，2H，NCH2；3.97，d(J＝13.5Hz)，2H，NCH2；7.35，m，2H，H4，H4”；7.43，m，2H，H3，H6”；7.74，d(J＝9.0Hz)，1H，H7”；7.77，dd(J＝2.8，5.8Hz)，1H，H6；8.04，d(J＝9.0Hz)，1H，H7’；8.15，dd(J＝8.5，2.0Hz)，1H，H6’；8.55，d(J＝1.5Hz)，1H，H4’.13Cnmr(100MHz，d4-MeOH+3滴HOAc)δ31.0，55-MeHN；43.6，4”’MeN；49.2，C2”’/6”’；54.5，C3”’/5”’；102.2，C4”；112.0，C6；114.6，C4’；116.1，116.5，116.8，C6”，C7’，C7”；117.4，d(3JCF＝7Hz)，C4；117.7，d(2JCF＝23Hz)，C3；117.8(部分模糊的)，C1；122.6，C6’；123.5，C5’；133.8，C7a”；138.6，139.7，C3a’，C3a”；141.2，C7a’；148.2，148.5，C5，C5”；151.0，152.7，C2’，C2”；154.0，d(1JCF＝238Hz)，C2.MS(ESI+ve)m/z456(M+H，100％).HRMS(ESI+ve)m/z456.23072，C26H27FN7要求456.23065(Δ＝0.2ppm).
实施例9
制备5-二甲氨基-2-氟-1-(5’-(5”-(4”’-甲基哌嗪-1”’-基)苯并咪唑-2”-基)苯并咪唑-2’-基)苯(9)
向5-二甲氨基-2-氟苯甲醛(ix)(185mg，1.1mmol)的乙醇(5ml)溶液缓慢添加焦亚硫酸钠(261mg，1.37mmol)的水(1ml)溶液，然后将结合的混合物添加到二胺(制备自1.04mmol硝胺PO的催化加氢)的乙醇(5ml)悬浮液中，使用另加的乙醇(5ml)帮助转移。接着在冷却前在氮气下回流混合物24小时，并通过旋转蒸发器除去溶剂。用稀氨溶液(6％，2x15ml)、乙腈(2x10ml)和二乙醚(2x10ml)处理残留物，每次处理后离心并除去上清液。从甲醇中再结晶所合成的干燥的黄褐色粉末(467mg)，热过滤获得作为浅黄褐色粉末的5-二甲氨基-2-氟-1-(5’-(5”-(4”’-甲基哌嗪-1”’-基)苯并咪唑-2”-基)苯并咪唑-2’-基)苯(348mg，71％)，mp231-233℃。
1Hnmr(500MHz，d4-MeOH+3滴d-TFA)δ3.00，s，3H，4”’-MeN；3.17，s，6H，5-Me2N；3.24，appt(J＝13.0Hz)，2H，NCH2；3.34，m(模糊的)，NCH2；3.68，d(J＝12.0Hz)，2H，NCH2；3.96，d(J＝13.5Hz)，2H，NCH2；7.34，d(J＝2.0Hz)，1H，H4”；7.43，m，3H，H3，H4，H6”；7.74，d(J＝9.0Hz)，1H，H7”；7.80，dd(J＝3.0，5.5Hz)，1H，H6；8.08，dd(J＝0.8，8.8Hz)，1H，H7’；8.20，dd(J＝2.0，8.5Hz)，1H，H6’；8.60，dd(J＝1.8，1.0Hz)，1H，H4’.13Cnmr(100MHz，d4-MeOH+3滴HOAc)δ41.1，5-Me2N；43.6，4”’-MeN；49.4，C2”’/6”’；54.6，C3”’/5”’；102.4，C4”；113.4，C6；114.6，C4’；116.3，116.5，116.7，C6”，C7’，C7”；117.3，d(3JCF＝7Hz)，C4；117.4(部分模糊的)，C1；117.6，d(2JCF＝23Hz)，C3；122.7，C6’；124.0，C5’；134.4，C7a”；139.0，139.8，C3a’，C3a”；141.2，C7a’；148.5，149.0，C5，C5”；151.0，152.9，C2’，C2”；154.0，d(1JCF＝239Hz)，C2.MS(ESI+ve)m/z470(MH+，100％).HRMS(ESI+ve)m/z470.24612，C27H29FN7要求470.24630(Δ＝0.4ppm).
实施例10
制备2，5-二氟-4-甲氨基-1-(5’-(5”-(4”’-甲基哌嗪-1”’-基)苯并咪唑-2”-基)苯并咪唑-2′-基)苯(10)
向2，5-二氟-4-甲氨基苯甲醛(x)(250mg，1.46mmol)的乙醇(16ml)溶液添加焦亚硫酸钠(270mg，1.42mmol)的水(1ml)溶液，然后将结合的混合物添加到二胺(制备自1.22mmol硝胺PO的催化加氢)的乙醇(14ml)悬浮液中。接着在冷却前在氮气下回流混合物16小时，并通过旋转蒸发器除去溶剂。用稀氨溶液(6％，2x20ml)、乙腈(2x20ml)和二乙醚(2x20ml)处理残留物，每次处理后离心并除去上清液。在真空下干燥得到的固体获得2，5-二氟-4-甲氨基-1-(5’-(5”-(4”’-甲基哌嗪-1”’-基)苯并咪唑-2”-基)苯并咪唑-2’-基)苯(0.524mg，91％)，mp209-215℃。
1Hnmr(500MHz，d4-MeOH+3滴d-TFA)δ2.94，s，3H，4-MeN；3.02，s，3H，4”’-MeN；3.22，t(J＝13Hz)，2H，NCH2；3.34，m(模糊的)，NCH2；3.70，d(J＝13Hz)，2H，NCH2；3.97，d(J＝13Hz)，2H，NCH2；6.70，dd(J＝7.2，14.0Hz)，1H，H3；7.34，d(J＝2.0Hz)，1H，H4”；7.42，dd(J＝2.3，9.3Hz)，1H，H6”；7.76，m，2H，H6，H7”；7.99，d(J＝9.0Hz)，1H，H7’；8.18，dd(J＝2.0，8.5Hz)，1H，H6’；8.47，d(J＝1.5Hz)，1H，H4’.
实施例11
制备醛
a)制备2-氟-5-甲氨基苯甲醛(viii)
步骤1：制备2-氟-5-甲氨基苄腈和5-二甲氨基-2-氟苄腈
向5-氨基-2-氟苄腈(2.50g，18.4mmol)的甲醇(100ml)悬浮液添加碳酸钾(7.66g，55.4mmol，3eq.)，然后添加甲基碘(2.35ml，37.6mmol，2eq.)，并在氮气下于65°油浴中温和回流混合物23小时。当所有的原料都已被消耗(如通过TLC-Rf0.09所示)时，接着添加额外的甲基碘(4.7ml，4eq.)并再回流23.5小时。浓缩反应混合物并将残留物在二乙醚(100ml)和水(100ml)之间分配。用乙醚(100ml)再萃取水层，用水(100ml)、盐水(100ml)洗涤混合的乙醚萃取物，在(MgSO4)上干燥，蒸发获得橙棕色油状固体(1.656g)。进行柱层析(中性Al2O3actI，40x150mm)，用4∶1己烷/氯仿洗脱，获得作为白色固体的5-二甲氨基-2-氟苄腈(1.050g，35％)，mp72-72.5℃。用3∶2己烷/氯仿进一步洗脱获得作为灰白色固体的2-氟-5-甲氨基苄腈(0.37g，13％)，mp64-65℃。
5-二甲氨基-2-氟苄腈：1Hnmr(500MHz，CDCl3)δ2.94，s，6H，NMe2；6.76，dd(J＝3.3，4.8Hz)，1H，H6；6.86，ddd(J＝9.0，4.0，3.5Hz)，1H，H4；7.04，dd(J＝8.5，9.0Hz)，1H，H3.13Cnmr(125MHz，CDCl3)δ40.7，NMe2；101.0，d(2JCF＝16Hz)，C1；114.9，CN；115.0，d(3JCF＝3Hz)，C6；116.6，d(2JCF＝20Hz)，C3；118.3，d(3JCF＝6Hz)，C4；147.0，C5；155.3，d(1JCF＝247Hz)，C2.MS(ESI+ve)m/z165(M+H，100％).HRMS(ESI+ve)m/z165.08220，C9H10FN2要求165.08225(Δ＝0.1ppm).
2-氟-5-甲氨基苄腈：1Hnmr(500MHz，CDCl3)δ2.82，s，3H，NMe；3.87，br，1H，NH；6.68，appt(J＝3.5Hz)，1H，H6；6.75，m，1H，H4；7.00，appt(J＝8.8Hz)，1H，H3.13Cnmr(125MHz，CDCl3)δ30.7，NHMe；101.1，d(2JCF＝17Hz)，C1；113.9，C6；114.7，CN；116.8，d(2JCF＝21Hz)，C3；118.7，d(3JCF＝7Hz)，C4；145.8，C5；155.8，d(1JCF＝246Hz)，C2.MS(ESI+ve)m/z301(2M+H，60％)，151(M+H，100).HRMS(ESI+ve)m/z151.06661，C8H8FN2要求151.06660(Δ＝0.1ppm).
步骤2：制备2-氟-5-甲氨基苯甲醛(viii)
通过注射器向在氮气下于室温搅拌的2-氟-5-甲氨基苄腈(307mg，2.04mmol)的经干燥的二乙醚(10ml)溶液中逐滴添加二异丁基氢化铝(2.8ml，1.0M，溶于甲苯，2.8mmol，1.4eq)，并持续搅拌19.5小时。在冰浴中冷却溶液并逐滴添加甲醇(1.0ml)，搅拌混合物1小时，然后添加1.0MHCl(9ml)并再持续搅拌1小时。用氢氧化钠(NaOH)(0.4g)碱化反应混合物，然后在乙醚(50ml)和水(50ml)之间分配，并用乙醚(50ml)再萃取水层。用盐水(50ml)洗涤混合的乙醚萃取物，在MgSO4上干燥，蒸发获得橙色油状物(289mg)，进行柱层析(硅胶，30x190mm)，用100％二氯甲烷洗脱，获得作为黄色结晶固体的2-氟-5-甲氨基苯甲醛(viii)(162mg，52％)，mp36-38℃。
1Hnmr(500MHz，CDCl3)δ2.85，d(J＝5.0Hz)，3H，NMe；3.77，br，1H，NH；6.82，ddd(J＝9.0，4.3，3.3Hz)，1H，H4；6.97，dd(J＝5.5，3.0Hz)，1H，H6；7.00，appt(J＝9.3Hz)，1H，H3；10.32，s，1H，CHO.13Cnmr(100MHz，CDCl3)δ31.0，NHMe；108.6，C6；116.9，d(2JCF＝22Hz)，C3；120.7，d(3JCF＝8Hz)，C4；124.0，d(2JCF＝9Hz)，C1；145.9，C5；158.0，d(1JCF＝248Hz)，C2；187.0，d(3JCF＝7Hz)，CHO.MS(ESI+ve)m/z154(M+H，100％).HRMS(ESI+ve)m/z154.06631，C8H9FNO要求154.06627(Δ＝0.3ppm).
b)制备5-二甲氨基-2-氟苯甲醛(ix)
通过注射器向在氮气下于室温搅拌的5-二甲氨基-2-氟苄腈(viii)(331mg，2.02mmol)的经干燥的二乙醚(10ml)溶液中逐滴添加二异丁基氢化铝(2.8ml，1.0M，溶于甲苯，2.8mmol，1.4eq)，并持续搅拌19.5小时。在冰浴中冷却溶液并逐滴添加甲醇(1.0ml)，搅拌混合物1小时，然后添加1.0M盐酸(HCl)(9ml)并再持续搅拌1小时。用氢氧化钠(NaOH)(0.4g)碱化反应混合物，然后在乙醚(50ml)和水(50ml)之间分配，并用乙醚(50ml)再萃取水层。用盐水(50ml)洗涤混合的乙醚萃取物，在MgSO4上干燥，蒸发获得橙色油状物(323mg)，进行柱层析(硅胶，30x170mm)，用100％二氯甲烷洗脱，获得作为亮黄绿色油状物的5-二甲氨基-2-氟苯甲醛(ix)(228mg，68％)。
1Hnmr(400MHz，CDCl3)δ2.94，s，6H，NMe2；6.93，dt(J＝8.8，4.0Hz)，1H，H4；7.03，appt(J＝9.4Hz)，1H，H3；7.07，dd(J＝3.4，5.4Hz)，1H，H6；10.32，s，1H，CHO.13Cnmr(100MHz，CDCl3)δ40.9，NMe2；109.8，C6；116.7，d(2JCF＝22Hz)，C3；120.3，d(3JCF＝8Hz)，C4；123.8，d(2JCF＝8Hz)，C1；147.4，C5；157.6，d(1JCF＝248Hz)，C2；187.8，d(3JCF＝7Hz)，CHO.MS(ESI+ve)m/z168(M+H，100％).HRMS(ESI+ve)m/z168.08192，C9H11FNO要求168.08192(Δ＝0.0ppm).
c)制备2，5-二氟-4-甲氨基苯甲醛(x)
步骤1：制备2，5-二氟-4-甲氨基苄腈
向2，4，5-三氟苄腈(0.575g，3.7mmol)的乙醇(20ml)溶液添加甲胺(30％aq，4.2ml，37mmol)，并搅拌混合物3小时。接着在二乙醚(100ml)和水(100ml)之间分配反应混合物，并用二乙醚(100ml)再萃取水层。用盐水(200ml)洗涤混合的乙醚萃取物，在MgSO4上干燥，蒸发获得2，5-二氟-4-甲氨基苄腈(0.549g，89％)，mp160-163℃。
1Hnmr(500MHz，CDCl3)δ2.92，d(J＝5.0Hz)，3H，NMe；4.68，br，1H，NH；6.36，dd(J＝7.3，10.8Hz)，1H，H3；7.10，dd(J＝6.0，11.0Hz)，1H，H6.MS(ESI+ve)m/z169(MH+，100％).
步骤2：制备2，5-二氟-4-甲氨基苯甲醛(x)
通过注射器向在氮气下于室温搅拌的2，5-二氟-4-甲氨基苄腈(0.509g，3.03mmol)的经干燥的二乙醚(40ml)溶液中逐滴添加二异丁基氢化铝(5.5ml，1.0M，溶于甲苯，5.5mmol)，并持续搅拌16小时。在冰浴中冷却溶液并逐滴添加甲醇(2.8ml)，搅拌混合物1小时，然后添加1.0M盐酸(HCl)(17ml)并再持续搅拌1小时。然后在乙醚(50ml)和水(50ml)之间分配反应混合物，并用乙醚(50ml)再萃取水层。用5％碳酸氢钠溶液(34ml)、然后是盐水洗涤混合的乙醚萃取物，在(MgSO4)上干燥，蒸发获得期望的醛和未被水解的亚胺的混合物(0.511g)。使用100％二氯甲烷，将原料通过硅胶塞过滤获得纯的2，5-二氟-4-甲氨基苯甲醛(x)(0.481g，94％)，mp133-138℃。
1Hnmr(400MHz，CDCl3)δ2.95，s，3H，NMe；4.79，br，1H，NH；6.30，dd(J＝6.8，12.0Hz)，1H，H3；7.41，dd(J＝6.0，11.6Hz)，1H，H6；10.07，d(J＝3.2Hz)，1H，CHO.13Cnmr(100MHz，d6-dmso)δ29.2，NHMe；96.8，dd(2JCF＝28Hz，3JCF＝4Hz)，C3；110.0，dd(2JCF＝11Hz，3JCF＝5Hz)，C1；111.5，dd(2JCF＝28Hz，3JCF＝5Hz)，C6；145.3，appt(2/3JCF＝14Hz)，C4；146.8，d(1JCF＝237Hz)，C5；162.9，d(1JCF＝250Hz)，C2；183.9，d(3JCF＝5Hz)，CHO.MS(ESI+ve)m/z194(MNa+，100％)，172(MH+，30).HRMS(ESI+ve)m/z194.03877，C8H7F2NONa要求194.03879(Δ＝0.1ppm).
实施例12
细胞毒性和辐射防护活性的克隆存活细胞培养试验
该试验包括转化的人角化细胞系(FEP1811)(如Smith等(6)所描述的)以及使用克隆存活终点评估细胞毒性和辐射防护活性。细节详述于Martin等(4)中(其公开的内容整体包括在本文中作为参考)，简言之，将对数中期单细胞层培养物与不同浓度的试验药物温育1小时，之后洗涤单细胞层并使用链霉蛋白酶分散成单细胞悬浮液，最后将适当数量的细胞分配在皮氏培养皿(Petridishes)中。温育8天后计数群落。为了辐射防护研究，在137Cs-Gamma-cell辐射源中辐射单细胞层培养物至12Gy的剂量。在添加试验药物30分钟后启动辐射(剂量速率为0.6Gy/分钟)。在辐射完成后，继续温育培养物直至暴露于药物的总时间达到60分钟。接着洗涤培养物并置于平板上对细胞毒性进行所述的克隆存活试验。该试验包括作为对照的未处理的培养物，以及将这些对照的平板效率用来调节测试培养物的平板效率，以便计算总的克隆存活。
一般而言，每次试验包括在辐射或不辐射下，调查所研究药物的4或5个不同试验浓度。对使用未经辐射的细胞的试验进行的数据分析产生了显示细胞存活和药物浓度之间关系的曲线(图1)，从该图中确定了相应于50％存活的药物浓度(C50)。图1所示结果证实了与已知的防辐射化合物甲基前胺(methylproamine)(如Martin等(4)所描述的)相比，本发明的化合物的细胞毒性降低。
对于经辐射的细胞，本发明的化合物浓度的增加首先增加了克隆存活，证实了辐射防护效果。然而，对于某些化合物，在更高的药物浓度下由于细胞毒性减少了存活。例如图2中数据的非线性回归分析产生了一个表示为防护系数(PF)的参数，其是最大存活对只有辐射(无药物)存活的比率。因此PF是辐射防护功效的度量。对于许多化合物，C50和PF值收集于表1中，对于那些已在重复试验中被研究的化合物，带有标准差(SD)。
参考文献
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6.SmithPP，BryantEM，KaurP，McDougallJK，Cytogeneticanalysisofeighthumanpapillomavirusimmortalizedhumankeratinocytecelllines，Int.J.Cancer；1989Dec15；44(6)：1124-31.

Claims (6)

1.一种防辐射化合物，其选自：
2.一种式(I)的防辐射化合物和其盐和/或互变异构体
其中：
X是C1-C4烷基氨基；
Y和Z是N；
以及R1-R11可以是相同的或不同的，并选自氟、氯、氢和给电子基团；条件是R1-R11中的至少一个是氟，其中，R2和R3中的一个或两个是给电子基团，R1-R5中的至少一个是F的化合物；以及
所述给电子基团选自NHR'、NR'2、OR'、SR'、或由甲基、乙基、丙基、丁基和卤素中的一个或多个取代的甲基、乙基、丙基、丁基；其中，R'是氢、甲基、乙基、丙基或丁基。
3.如权利要求2所述的化合物，其中：
X是C1-C4烷基氨基；
Y和Z是N；
R3是N(R)2或NHR，其中R是甲基、乙基、丙基或丁基；
R1是氟；和
R2和R4-R11是氢。
4.权利要求1～3任一项的化合物在制备用作辐射防护剂的药物中的应用。
5.权利要求1～3任一项的化合物在制备与癌放射治疗联用的用作辐射防护剂的药物中的应用。
6.一种药物组合物，包含权利要求1～3任一项的化合物和一种或多种药学上可接受的载体和/或稀释剂。
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