CN102712591A - 3-羟基吡啶-4-酮的氟化衍生物 - Google Patents

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Abstract

提供了为3-羟基吡啶-4-酮衍生物的通式I化合物。所述化合物可以用于治疗与铁的毒性浓度有关的医学疾病状态。所述化合物可以用于制备用于治疗与铁的毒性浓度有关的医学疾病状态的药物。所述与铁的毒性浓度有关的医学疾病状态可以选自癌症、肺病、进展性肾病和弗里德赖希共济失调。

Description

3-羟基吡啶-4-酮的氟化衍生物
背景
能够将人体内铁毒性的出现归类为铁超载和非铁超载疾病状态。铁超载疾病状态通常存在于经过长期输血的地中海贫血症患者中和遗传性血色病患者中。非铁超载疾病状态包括蒽环介导的心脏中毒、病毒感染、神经组织退化疾病、光诱导损伤以及增生性疾病状态。在Tarn等人，Current Medicinal Chemistry，2003，10，983-995和Hider等人，BioMetals，2007，20，639-654中评述了铁螯合剂在治疗多种疾病中的潜在用途。
目前，存在已进入市场的多种铁螯合剂药物。那些的实例包括去铁酮(FerriproxTM)、ICL670(ExJadeTM)、右丙亚胺盐酸盐(ZinecardTM)和甲磺酸去铁敏(DesferalTM)。然而，这些化合物中仅有两个，即去铁酮和ICL670对除去铁超载疾病中的铁为口服活性的。
概述
在设计导致改善的脑暴露的3-羟基吡啶-4-酮中，一种方法是通过在3-羟基吡啶-4-酮的C2或C5或C6位引入三氟乙基来增加螯合剂的亲油性(US20080242706)。本发明部分基于在3-羟基吡啶-4-酮骨架的N1位具有三氟乙基的化合物或在3-羟基吡啶-4-酮骨架的C2位具有2-二氟乙基的化合物。在设计新的二齿3-羟基吡啶-4-酮配体(L)时也考虑使用低分子量取代基。在与金属(M)络合时形成MLn配合物，例如FeL3。
已知胺有利地优先与位于BBB(血脑屏障)的带负电的磷脂首基相互作用。通常，碱更好地渗透入CNS(中枢神经系统)(第10章，BloodBrain Barrier in Drug-Like Properties：Concepts，Structure Design andMethods(血脑屏障的类药物性质：概念、结构设计和方法)，Edward H.Kerns和Li Di，Academic Press，Elsevier 2008)。因此，设计并合成了在3-羟基吡啶-4-酮骨架的C2或N1或C5或C6位具有三氟乙基的一系列氨基衍生物。那些化合物的选择性实例为2-[1-(二甲基氨基)-2，2，2-三氟乙基]-3-羟基-1-甲基吡啶-4(1H)-酮(Apo7041)、5-[1-(二甲基氨基)-2，2，2-三氟乙基]-3-羟基-1，2-二甲基吡啶-4(1H)-酮(Apo7053)和6-[(二甲基氨基)甲基]-3-羟基-1-甲基-2-(2，2，2-三氟乙基)吡啶-4(1H)-酮(Apo7021)以及2-[(二甲基氨基)甲基]-3羟基-1-(2，2，2-三氟乙基)吡啶-4(1H)-酮(Apo7067)。
本发明部分基于下述偶然发现，在大鼠的盒式给药BBB研究中，与去铁酮相比，诸如2-[1-(二甲基氨基)-2，2，2-三氟乙基]-3-羟基-1-甲基吡啶-4(1H)-酮(Apo7041)的氨基衍生物更不趋于BBB渗透。物理化学研究确定Apo7041(pKa＝3.51)比正常脂族胺碱性较小。本发明的某些选择性胺衍生物是弱碱，并且pKa为3.5至6.0。
本发明的弱碱是亲脂性的并且也可以具有在生物体系酸性室积聚的能力。另外，本发明化合物的金属螯合物可以具有在比去铁酮的金属螯合物显著较低的pH时保持稳定的特有性质。本发明的化合物可以用于生物疾病状态，例如癌症、炎性肺部病症和肾病的治疗，其中所述治疗需要弱碱以在酸性室中积聚并在弱酸性条件下隔离游离铁以形成稳定的铁螯合物，这导致铁的去除。
另一方面，具有pKa＞6.0的碱性胺的3-羟基吡啶-4-酮的氟化衍生物与诸如Apo7041的弱碱性胺相比具有不同性质。这样的实例是2-[(二甲基氨基)甲基]-3-羟基-1-(2，2，2-三氟乙基)吡啶-4(1H)-酮(Apo7067，pKa＝6.1)。Apo7067比去铁酮具有更高的亲脂性，并且容易渗透大鼠盒式给药BBB研究中的BBB。
本发明的非氨基氟化3-羟基吡啶-4-酮衍生物通常比去铁酮具有更高的亲脂性并且能够在脑部区域积聚。那些化合物的实例是3-羟基-2-甲基-1-(2，2，2-三氟乙基)吡啶-4(1H)-酮(Apo6995)、3-羟基-2-(羟基甲基)-1-(2，2，2-三氟乙基)吡啶-4(1H)-酮(Apo7064)、2-(2，2-二氟乙基)-3-羟基-1-甲基吡啶-4(1H)-酮(Apo7080)和2-(2，2-二氟-1-羟基乙基)-3-羟基-1-甲基吡啶-4(1H)-酮(Apo7078)。诸如Apo6995的化合物可以用作用于在脑部积聚的低分子量铁螯合剂。一个可能的用途是治疗弗里德赖希共济失调，其中铁去除或再分布的位点在脑部。
在本发明的示例性实施方案中，提供了通式I化合物：
其中G1为H、C1-C4烷基、CH2OH、CH2NR1R2、CH(R4)CF3、CH(R7)CF2H、NR1R2，或者
Figure BPA00001515477600032
G2为H、C1-C4烷基、环丙基或(CH2)nCF2R3；G3为H、C1-C4烷基、CH2OH、CH2NR1R2、CH(R6)CF3、CH2-A-OH、CH2-A-NHR9或CH2CF3或
Figure BPA00001515477600033
并且G4为H、C1-C4烷基、卤素或CH(R8CF3；n为1、2或3；R1和R2或者为(a)两个独立的基团或者(b)一起形成单环基团；当R1和R2为独立基团时，R1和R2独立地选自H、C1-C4烷基、C3-C6环烷基、烯丙基和炔丙基；当R1和R2一起形成单环基团时，R1和R2选自哌嗪基、N-(C1-C4烷基)-取代的哌嗪基、吗啉基和哌啶基；R3为H或F；R4和R7独立地选自H、OH、NR1R2、咪唑基、1，2，4-三唑基、哌嗪基、N-C1-C4烷基哌嗪基、N-苄基哌嗪基、N-苯基哌嗪基、2-吡啶基哌嗪基和-A-NH-R10；并且当R4或R7为咪唑基、1，2，4-三唑基、哌嗪基、N-C1-C4烷基哌嗪基、N-苄基哌嗪基、N-苯基哌嗪基、2-吡啶基哌嗪基或-A-NH-R10时，R4或R7与G1的CH部分的连接点为R4或R7的N原子；R5为C1-C4烷基；R6为H或OH；R8选自：NR1R2、咪唑基、1，2，4-三唑基、哌嗪基、N-C1-C4烷基哌嗪基、N-苄基哌嗪基、N-苯基哌嗪基、2-吡啶基哌嗪基和-A-NH-R10；并且当R8为咪唑基、1，2，4-三唑基、哌嗪基、N-C1-C4烷基哌嗪基、N-苄基哌嗪基、N-苯基哌嗪基、2-吡啶基哌嗪基或-A-NH-R10时，R8与G4的CH部分的连接点为R8的N原子；R9和R10独立地为H或C1-C4烷基；A为-NH-(CH2)m-CO-或α氨基酸残基；m为1、2或3；并且条件是G1、G2、G3和G4中的至少一个包含至少一个氟部分；当G1为CH(R4)CF3并且R4为H或OH，则或者(i)G3为CH2NR1R2、CH2-A-OH、CH2-A-NHR9或者(ii)G4为卤素或CH(NR1R2)CF3；并且当G3为CH(R6)CF3时，则G1为CH2NR1R2、CH(R4)CF3、CH(R7)CF2H、NR1R2或
Figure BPA00001515477600041
在本发明的示例性实施方案中，提供了本文所述的化合物在治疗与铁的毒性浓度有关的医学疾病状态中的用途。所述用途可以用于制备药物。与铁的毒性浓度有关的医学疾病状态可以选自：癌症、肺病、进展性肾病和弗里德赖希共济失调。
在本发明的示例性实施方案中，提供了医学治疗方法，其包括向患有或疑似患有与铁的毒性浓度有关的医学疾病状态的个体给予治疗有效量的本文所述的化合物。与铁的毒性浓度有关的医学疾病状态可以选自癌症、肺病、进展性肾病和弗里德赖希共济失调。
在参照下列本发明的具体实施方案的描述以及附图时，本发明的其它方面和特征对本领域技术人员而言将变得显而易见。
附图简述
图1是诸如去铁酮和去铁敏B的确定药物的E1/2区的图示。当三价铁螯合物的E1/2值落在-320mV(mV对NHE)以下时，该螯合物不是氧化还原活性的，并且其性质落入诸如去铁酮和去铁敏B的确定药物以及诸如铁传递蛋白的体蛋白的E1/2区内。通式I化合物的E1/2值落在铁草胺B(去铁敏B的铁螯合物)和Fe(去铁酮)3之间的区域内。去铁酮和Apo7041二者均为3-羟基吡啶-4-酮衍生物。去铁酮为3-羟基-1，2-二甲基吡啶-4(1H)-酮并且Apo7041为2-[1-(二甲基氨基)-2，2，2-三氟乙基]-3-羟基-1-甲基吡啶-4(1H)-酮。
图2是通式I的三个示例性化合物的Fe螯合物的循环伏安法(CV)的图示，Apo7041(G2＝Me，G1＝CH(NMe2)CF3，G4＝H，G3＝H)、Apo7053(G2＝Me，G1＝Me，G4＝CH(NMe2)CF3，G3＝H)、Apo7069(G2＝CH2CHF2，G1＝Me，G4＝H，G3＝H)。
图3A是通式I化合物Apo 7053，即5-[1-(二甲基氨基)-2，2，2-三氟乙基]-3-羟基-1，2-二甲基吡啶-4(1H)-酮的Job’s Plot的图示。
图3B是在pH 7.4下，在0.1M MOPS中的[Fe]总+[Apo7041]总＝8×10-4M的Fe-Apo7041体系的Job’s Plot的图示。
图4是具有[Fe]＝1×10-6M且[去铁酮]＝1×10-5M的比为1∶10的Fe∶去铁酮体系的Fe物种形成曲线的图示。
图5是具有[Fe]＝1×10-6M且[Apo7041]＝1×10-5M的比为1∶10的Fe∶Apo7041体系的Fe物种形成曲线的图示。
图6是Apo7041螯合物的质子化的图示。弱碱的Fe-螯合物是质子冷阱。通过胺部分FeL3到FeL2的质子化作用而质子化的FeL3存在于酸性介质中。FeL3到FeL2的转化仅发生在极低酸性的pH下。
图7是中性3-羟基吡啶-4-酮的FeL3到FeL2的降解的图示。
图8是Apo7041配体的图示。设计在C2位的位阻效应以阻滞涉及C3氧的葡萄糖苷酸化的II相代谢。
图9是显示当使用过氧化氢和铁盐处理苯甲酸时，通式I化合物和去铁酮抑制羟基苯甲酸形成的图示。y轴是指形成的2-羟基苯甲酸、3-羟基苯甲酸和4-羟基苯甲酸的总浓度(单位：μM)。
图10是去铁酮对MPP+处理的SV-NRA细胞的神经保护作用的图示。当与未处理媒介对照相比时，MPP+处理减少了细胞存活力。用去铁酮、铁螯合剂药物进行的处理导致细胞存活力增加约20％(p＜0.05)。
图11是显示通式I化合物Apo7021对MPP+处理的SV-NRA细胞的神经保护作用的图示。
图12是显示通式I化合物Apo7060对MPP+处理的SV-NRA细胞的神经保护作用的图示。
图13是显示通式I化合物Apo6995对MPP+处理的SV-NRA细胞的神经保护作用的图示。
详述
本发明的化合物包括具体通式I的结构的化合物：
Figure BPA00001515477600061
其中：
G1为H、C1-C4烷基、CH2OH、CH2NR1R2、CH(R4)CF3、CH(R7)CF2H、NR1R2，或者
Figure BPA00001515477600062
G2为H、C1-C4烷基、环丙基或(CH2)nCF2R3；
G3为H、C1-C4烷基CH2OH、CH2NR1R2、CH(R6)CF3、CH2-A-OH、CH2-A-NHR9或CH2CF3或以及
G4为H、C1-C4烷基、卤素或CH(R8)CF3；
n为1、2或3；
R1和R2或者为(a)两个独立的基团或者为(b)一起形成单环基团；
当R1和R2为独立基团时，R1和R2独立地选自H、C1-C4烷基、C3-C6环烷基、烯丙基和炔丙基；
当R1和R2一起形成单环基团时，R1和R2选自哌嗪基、N-(C1-C4烷基)-取代的哌嗪基、吗啉基和哌啶基；
R3为H或F；
R4和R7独立地选自H、OH、NR1R2、咪唑基、1，2，4-三唑基、哌嗪基、N-C1-C4烷基哌嗪基、N-苄基哌嗪基、N-苯基哌嗪基、2-吡啶基哌嗪基和-A-NH-R10；并且当R4或R7为咪唑基、1，2，4-三唑基、哌嗪基、N-C1-C4烷基哌嗪基、N-苄基哌嗪基、N-苯基哌嗪基、2-吡啶基哌嗪基或-A-NH-R10时，R4或R7与G1的CH部分的连接点为R4或R7的N原子；
R5为C1-C4烷基；
R6为H或OH；
R8选自：NR1R2、咪唑基、1，2，4-三唑基、哌嗪基、N-C1-C4烷基哌嗪基、N-苄基哌嗪基、N-苯基哌嗪基、2-吡啶基哌嗪基和-A-NH-R10；并且当R8为咪唑基、1，2，4-三唑基、哌嗪基、N-C1-C4烷基哌嗪基、N-苄基哌嗪基、N-苯基哌嗪基、2-吡啶基哌嗪基或-A-NH-R10时，R8与G4的CH部分的连接点为R8的N原子；
R9和R10独立地为H或C1-C4烷基；
A为-NH-(CH2)mCO-或α氨基酸残基；
m为1、2或3；并且
条件是G1、G2、G3和G4中的至少一个包含至少一个氟部分；
当G1为CH(R4)CF3并且R4为H或OH时，则或者(i)G3为CH2NR1R2、CH2-A-OH、CH2-A-NHR9或者(ii)G4为卤素或CH(NR1R2)CF3；以及
当G3为CH(R6)CF3时，则G1为CH2NR1R2、CH(R4)CF3、CH(R7)CF2H、NR1R2或
Figure BPA00001515477600071
当G1包含氟部分时，则G1选自：CH(R4)CF3、CH(R7)CF2H和
Figure BPA00001515477600072
当G2包含氟部分时，则G2为(CH2)nCF2R3。
当G3包含氟部分时，则G3选自：CH(R6)CF3、CH2CF3和
Figure BPA00001515477600073
如本文所用，除非本文另外明确指出，A可以为-NH-(CH2)m-CO-，其中m为1、2或3，或α氨基酸残基。A具有通过氮原子(N原子)与化合物的连接点。连接点可以为例如在氨基酸残基的N-末端。如果氨基酸为赖氨酸或鸟氨酸，则或者赖氨酸的αN或εN，或者鸟氨酸的αN或δN能够为连接点。在A-NHR9或A-NHR10部分中，氨基酸残基的羧酸形成了具有NHR9或NHR10的氮原子的酰胺。在A-OH部分中，氨基酸残基的C-端是羧酸。
如本文所用的氨基酸残基包括但不限于任何自然产生的α、β和γ氨基羧酸，包括其D和L光学异构体，以及这些氨基酸的N-低级烷基-和N-苯基低级烷基-衍生物。氨基酸残基通过氨基酸的氮而连接。能够并入本发明的自然产生的氨基酸包括但不限于丙氨酸(ala)、精氨酸(arg)、天冬酰胺酸(asn)、天冬氨酸(asp)、半胱氨酸(cys)、胱氨酸、谷氨酸(glu)、谷氨酸盐(gin)、氨基乙酸(gly)、组氨酸(his)、异亮氨酸(iso)、亮氨酸(leu)、赖氨酸(lys)、甲硫氨酸(met)、鸟氨酸(orn)、苯基丙氨酸(phe)、脯氨酸(pro)、丝氨酸(ser)、苏氨酸(thr)、甲状腺氨酸、色氨酸(trp)、酪氨酸(tyr)、缬氨酸(val)、β-丙氨酸(β-ala)和γ-氨基丁酸(gaba)。优选的氨基酸残基包括脯氨酸、亮氨酸、苯基丙氨酸、异亮氨酸、丙氨酸、γ-氨基丁酸、缬氨酸、氨基乙酸和苯基甘氨酸。
除了氨基乙酸所有的α-氨基酸都包括至少一个不对称碳原子。因此，它们是光学活性的，作为外消旋混合物存在D或L型。因此，可以制备光学活性形式的本发明的某些化合物或者本文所主张的化合物的外消旋混合物。
例如，其中A为D-丙氨酰基的术语A-OH具有下列结构：
Figure BPA00001515477600081
其中A为D-丙氨酰基的术语A-NHMe具有下列结构：
Figure BPA00001515477600082
其中A为-NH-(CH2)m-CO-的术语A-OH具有下列结构：
Figure BPA00001515477600083
其中A是ε-赖氨酰基的术语A-NHMe具有下列结构：
Figure BPA00001515477600084
其中A是α-赖氨酰基的术语A-NHMe具有下列结构：
Figure BPA00001515477600085
除非另外指出，如本文所用的术语“烷基”其自身或作为其它取代基的一部分是指具有指定碳原子数(即，C1-C10或1至10元是指一至十个碳)的直链或支链烃基，并且能够包括二价和多价基团。如果不明确指出，则烷基的碳数可被认为是C1-C10和任何其它范围和/或其中的具体数值。烷基的实例包括但不限于下列基团，例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、叔丁基、异丁基、仲丁基，诸如正戊基、正己基、正庚基、正辛基等的同族体和异构体。除非另外指出，术语“烷基”不意图包括诸如“杂烷基”的烷基衍生物。
除非另外指出，术语“环烷基”其自身或与其它术语组合的术语“环烷基”表示“烷基”的环状变体。环烷基的实例包括但不限于环戊基、环己基、环庚基等。
除非另外指出，术语“卤代”或“卤素”其自身或作为其它取代基的一部分是指氟、氯、溴或碘原子。另外，诸如“卤代烷基”的术语是指包括单卤代烷基和多卤代烷基。例如，术语“卤代(C1-C4)烷基”表示包括但不限于三氟甲基、2，2，2-三氟乙基、4-氯丁基、3-溴丙基等。
如本文所用的术语“取代的”是指在化合物上用取代基替换氢原子。取代基可以为非氢原子，或者其中至少一个是非氢原子且一个或多个可以或可以不是氢原子的多个原子。例如，但不限于，取代的化合物可以包括一个或多个取代基，其选自R”、OR”、NR”R”’、SR”、卤素、SiR”R”’R””、OC(O)R”、C(O)R”、CO2R”、CONR”R”’、NR”’C(O)2R”、S(O)R”、S(O)2R”、CN和NO2。如本文所用，每一R”、R”’和R””可以独立地选自：氢、卤素、氧、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的芳基、取代或未取代的烷基、烷氧基或硫代烷氧基和芳烷基。
“部分”是指与其它部分连接的分子的基团。特别地，术语“氟部分”是指包含至少一个氟基团和/或原子的分子的基团。
通式I的某些实施方案提供了下列化合物，其中当G1为CH(NR1R2)CF3时，G3和G4独立地为H或C1-C4烷基并且G2为H、C1-C4烷基或环丙基。
通式I的某些实施方案提供了下列化合物，其中当G2为(CH2)nCF2R3时，G1和G3独立地为H、C1-C4烷基、CH2OH或CH2NR1R2。
通式I的某些实施方案提供了下列化合物，其中当G2为H时，G4为H或C1-C4烷基。
通式I的某些实施方案提供了下列化合物，其中当G3为
Figure BPA00001515477600101
时，G1和G4独立地为H或C1-C4烷基。
通式I的某些实施方案提供了下列化合物，其中当G3为CH2CF3时，G1为NR1R2。
通式I的某些实施方案提供了下列化合物，其中当G1为CH2NR1R2时，G2是(CH2)nCF2R3。
通式I的某些实施方案提供了下列化合物，其中当G1为CH(R7)CF2H时，G3和G4独立地为H或C1-C4烷基，并且G2为C1-C4烷基或环丙基。
通式I的某些实施方案提供了下列化合物，其中当G1为CH(R4)CF3时，G2为C1-C4烷基或环丙基，条件是当R4为H或OH时，G3为CH2NR1R2、CH2-A-OH、CH2-A-NHR9。
通式I的某些实施方案提供了下列化合物，其中当G1为CH(R4)CF3并且R4为H或OH时，G4是卤素。
通式I的某些实施方案提供了下列化合物，其中当G1或G3为CH2OH时，G2为(CH2)nCF2R3。
通式I的某些实施方案提供了下列化合物，其中当G1为NR1R2时，G3为CH2CF3，G4为H或C1-C4烷基，并且G2为C1-C4烷基或环丙基。
通式I的某些实施方案提供了下列化合物，其中当G4为CH(R8)CF3时，G1和G3独立地为H或C1-C4烷基，并且G2为氢、C1-C4烷基或环丙基。
通式I的某些实施方案提供了下列化合物，其中当G3为CH2-A-OH或CH2-A-NHR时，G4为H或C1-C4烷基，G2为C1-C4烷基或环丙基，并且G1为CH(R4)CF3，其中R4为H或OH。
通式I的某些实施方案提供了下列化合物，其中当G3为CH2NR1R2并且G2为C1-C4烷基或环丙基时，G4为H或C1-C4烷基，并且G1为CH(R4)CF3，其中R4为H或OH。
通式I的某些实施方案提供了下列化合物，其中当G1为CH(R4)CF3且R4为H或OH时，或者G3为CH2NR1R2，或者G4为卤素。
通式I的某些实施方案提供了下列化合物，其中当G3为CH(R6)CF3时，G1为CH2NR1R2或NR1R2。
通式I的某些实施方案提供了具有通式II结构的化合物
Figure BPA00001515477600111
其中
G1为H、C1-C4烷基、-CH2OH或-CH2NR1R2；
G3为H、C1-C4烷基、-CH2OH或-CH2NR1R2；
G4为H、C1-C4烷基或卤素；
R1和R2或者为(a)两个独立的基团或者为(b)一起形成包含它们所连接的N的单环基团；
当R1和R2为独立基团时，R1和R2独立地选自H、C1-C4烷基、C3-C6环烷基、烯丙基和炔丙基；
当R1和R2一起形成包含它们所连接的N的单环基团时，R1和R2选自哌嗪基、N-(C1-C4烷基)-取代的哌嗪基、吗啉基和哌啶基；
n为1、2或3；以及
R3为H或F。
通式II的某些实施方案提供了n为1的化合物。
通式II的某些实施方案提供了G4为H的化合物。
通式II的某些实施方案提供了R3为H的化合物。
通式II的某些实施方案提供了R3为F的化合物。
通式II的特别示例性实施方案的实例为下列化合物，其中G4为H；G3为甲基，R3为F，G2为三氟乙基，并且G1为H。该化合物可以称为5-羟基-2-甲基-1-(2，2，2-三氟乙基)吡啶-4(1H)-酮，
Figure BPA00001515477600121
通式II的特别示例性实施方案的实例为下列化合物，其中G4为H；G3为H，R3为F，G2为三氟乙基，并且G1为甲基。该化合物可以称为3-羟基-2-甲基-1-(2，2，2-三氟乙基)吡啶-4(1H)-酮，
Figure BPA00001515477600122
通式II的特别示例性实施方案的实例为下列化合物，其中G4为H；G3为H，R3为F，G2为三氟乙基，并且G1为乙基。该化合物可以称为2-乙基-3-羟基-1-(2，2，2-三氟乙基)吡啶-4(1H)-酮，
Figure BPA00001515477600123
通式II的特别示例性实施方案的实例为下列化合物，其中G4为H；G3为H，R3为F，G2为三氟乙基，并且G1为H。该化合物可以称为3-羟基-1-(2，2，2-三氟乙基)吡啶-4(1H)-酮，
通式II的特别示例性实施方案的实例为下列化合物，其中G4为H；G3为H，R3为F，G2为三氟乙基，并且G1为CH2OH。该化合物可以称为3-羟基-2-(羟基甲基)-1-(2，2，2-三氟乙基)吡啶-4(1H)-酮，
Figure BPA00001515477600131
通式II的特别示例性实施方案的实例为下列化合物，其中G4为H；G3为甲基，R3为F，G2为三氟乙基，并且G1为CH2NR1R2，其中R1为甲基并且R2为甲基。该化合物可以称为2-[(二甲基氨基)甲基]-3-羟基-6-甲基-1-(2，2，2-三氟乙基)吡啶-4(1H)-酮，
通式II的特别示例性实施方案的实例为下列化合物，其中G4为H；G3为H，R3为F，G2为三氟乙基，并且G1为CH2NR1R2，其中R1为甲基并且R2为甲基。该化合物可以称为2-[(二甲基氨基)甲基]-3-羟基-1-(2，2，2-三氟乙基)吡啶-4(1H)-酮，
Figure BPA00001515477600133
通式II的特别示例性实施方案的实例为下列化合物，其中G4为H；G3为甲基，R3为F，G2为三氟乙基，并且G1为CH2OH。该化合物可以称为3-羟基-2-(羟基甲基)-6-甲基-1-(2，2，2-三氟乙基)吡啶-4(1H)-酮，
Figure BPA00001515477600134
通式II的特别示例性实施方案的实例为下列化合物，其中G4为H；G3为甲基，R3为F，G2为三氟乙基，并且G1为CH2NR1R2，其中NR1R2为哌啶基。该化合物可以称为3-羟基-6-甲基-2-(哌啶-1-基甲基)-1-(2，2，2-三氟乙基)吡啶-4(1H)-酮，
Figure BPA00001515477600141
通式II的特别示例性实施方案的实例为下列化合物，其中G4为H；G3为H，R3为H，G2为二氟乙基，并且G1为甲基。该化合物可以称为1-(2，2-二氟乙基)-3-羟基-2-甲基吡啶-4(1H)-酮，
Figure BPA00001515477600142
通式II的特别示例性实施方案的实例为下列化合物，其中G4为H；G3为甲基，R3为H，G2为二氟乙基，并且G1为甲基。该化合物可以称为1-(2，2-二氟乙基)-5-羟基-2-甲基吡啶-4(1H)-酮，
Figure BPA00001515477600143
通式II的特别示例性实施方案的实例为下列化合物，其中G4为H；G3为甲基，R3为H，G2为二氟乙基，并且G1为CH2NR1R2，R1为甲基并且R2为甲基。该化合物可以称为1-(2，2-二氟乙基)-5-羟基-2-甲基吡啶-4(1H)-酮，
Figure BPA00001515477600151
通式I的某些实施方案提供了具有通式III结构的化合物
Figure BPA00001515477600152
其中
G2为H、C1-C4烷基或环丙基；
G3为H、C1-C4烷基、CH2-A-OH、CH2-A-NHR9或CH2NR1R2；
G4为H、C1-C4烷基或卤素；
R4选自H、OH、NR1R2、咪唑、1，2，4-三唑、哌嗪、N-C1-C4烷基哌嗪、N-苄基哌嗪、N-苯基哌嗪、2-吡啶基哌嗪和-A-NH-R10；并且当R4为NR1R2、咪唑、1，2，4-三唑、哌嗪、N-C1-C4烷基哌嗪、N-苄基哌嗪、N-苯基哌嗪、2-吡啶基哌嗪或-A-NH-R10时，R4与G1的-CH部分的连接点为R4的N原子；
R1和R2或者为(a)两个独立的基团或者为(b)一起形成包含它们所连接的N的单环基团；
当R1和R2为独立基团时，R1和R2独立地选自H、C1-C4烷基、C3-C6环烷基、烯丙基和炔丙基；
当R1和R2一起形成包含它们所连接的N的单环基团时，R1和R2选自哌嗪基、N-(C1-C4烷基)-取代的哌嗪基、吗啉基和哌啶基；
A为-NH-(CH2)m-CO-或α氨基酸残基；
m为1、2或3；以及
R9和R10独立地为H或C1-C4烷基。
通式III化合物包括通式I化合物，其中G1为CH(R4)CF3。通式III化合物可以被进一步细分为三个主要的子集，即通式IIIA、通式IIIB和通式IIIC。
通式IIIA化合物为通式III化合物，其中G2为C1-C4烷基或环丙基；G3为H、C1-C4烷基；并且R4选自NR1R2、咪唑、1，2，4-三唑、哌嗪、N-C1-C4烷基哌嗪、N-苄基哌嗪、N-苯基哌嗪、2-吡啶基哌嗪和-A-NH-R10。
通式IIIA的某些实施方案是G2为甲基的化合物。
通式IIIA的某些实施方案是G3为H且G4为H的化合物。
通式IIIA的某些实施方案是R4为NR1R2的化合物。
通式IIIA的特别示例性实施方案的实例为下列化合物，其中G4为H；G3为H，G2为甲基，R4为A-NHR10，A为D-丙氨酰基，并且R10为甲基。该化合物可以称为N-甲基-N2-[2，2，2-三氟-1-(3-羟基-1-甲基-4-氧代-1，4-二氢吡啶-2-基)乙基]-D-丙氨酰胺，并具有下列结构：
通式IIIA的特别示例性实施方案的实例为下列化合物，其中G4为H；G3为H，G2为甲基，R4为NR1R2，R1为甲基，并且R2为甲基。该化合物可以称为2-[1-(二甲基氨基)-2，2，2-三氟乙基]-3-羟基-1-甲基吡啶-4(1H)-酮，并且具有下列结构：
Figure BPA00001515477600162
通式IIIA的特别示例性实施方案的实例为下列化合物，其中G4为H；G3为H，G2为甲基，R4为NR1R2，R1为甲基，并且R2为炔丙基。该化合物可以称为3-羟基-1-甲基-2-{2，2，2-三氟-1-[甲基(丙-2-炔-1-基)氨基]乙基}吡啶-4(1H)-酮，并且具有下列结构：
Figure BPA00001515477600171
通式IIIA的特别示例性实施方案的实例为下列化合物，其中G4为H；G3为H，G2为甲基，R4为NR1R2，R1为H，R2为环丙基。该化合物可以称为2-[1-(环丙基氨基)-2，2，2-三氟乙基]-3-羟基-1-甲基吡啶-4(1H)-酮，并且具有下列结构：
Figure BPA00001515477600172
通式IIIA的特别示例性实施方案的实例为下列化合物，其中G4为H；G3为H，G2为甲基，R4为NR1R2，R1为H，R2为烯丙基。该化合物可以称为3-羟基-1-甲基-2-[2，2，2-三氟-1-(丙-2-烯-1-基氨基)乙基]吡啶-4(1H)-酮，并且具有下列结构：
Figure BPA00001515477600173
通式IIIA的特别示例性实施方案的实例为下列化合物，其中G4为H；G3为H，G2为甲基，R4为NR1R2，NR1R2为哌啶基。该化合物可以称为3-羟基-1-甲基-2-[2，2，2-三氟-1-(哌啶-1-基)乙基]吡啶-4(1H)-酮，并且具有下列结构：
Figure BPA00001515477600181
通式IIIA的特别示例性实施方案的实例为下列化合物，其中G4为H；G3为H，G2为甲基，R4为NR1R2，NR1R2为N-甲基哌嗪基。该化合物可以称为3-羟基-1-甲基-2-[2，2，2-三氟-1-(4-甲基哌嗪-1-基)乙基]吡啶-4(1H)-酮，并且具有下列结构：
Figure BPA00001515477600182
通式IIIB化合物为通式III化合物，其中G3是CH2-A-OH、CH2-A-NHR9或CH2NR1R2；G4为H或C1-C4烷基；并且R4为H或OH。
通式IIIB的某些实施方案是G2为甲基的化合物。
通式IIIB的某些实施方案是G4为H的化合物。
通式IIIB的特别示例性实施方案的实例为下列化合物，其中G4为H；G3为CH2NR1R2，R1为甲基，R2为甲基，G2为甲基，并且R4为H。该化合物可以称为6-[(二甲基氨基)甲基]-3-羟基-1-甲基-2-(2，2，2-三氟乙基)吡啶-4(1H)-酮，并且具有下列结构：
Figure BPA00001515477600183
通式IIIB的特别示例性实施方案的实例为下列化合物，其中G4为H；G3为CH2NR1R2，R1为甲基，R2为甲基，G2为甲基，并且R4为OH。该化合物可以称为6-[(二甲基氨基)甲基]-3-羟基-1-甲基-2-(2，2，2-三氟-1-羟基乙基)吡啶-4(1H)-酮，并且具有下列结构：
Figure BPA00001515477600191
通式IIIB的特别示例性实施方案的实例为下列化合物，其中G4为H；G3为CH2-A-OH，A为L-丙氨酰基，G2为甲基，并且R4为OH。该化合物可以称为N-{[5-羟基-1-甲基-4-氧代-6-(2，2，2-三氟-1-羟基乙基)-1，4-二氢吡啶-2-基]甲基}-L-丙氨酸，并且具有下列结构：
Figure BPA00001515477600192
通式IIIB的特别示例性实施方案的实例为下列化合物，其中G4为H；G3为CH2-A-NHR9，A为L-丙氨酰基，R9为甲基，G2为甲基，并且R4为OH。该化合物可以称为N2-{[5-羟基-1-甲基-4-氧代-6-(2，2，2-三氟-1-羟基乙基)-1，4-二氢吡啶-2-基]甲基}-N-甲基-L-丙氨酰胺，并且具有下列结构：
Figure BPA00001515477600193
通式IIIC化合物是通式IIII化合物，其中G3为H或C1-C4烷基；并且G4为卤素。
通式IIIC的某些实施方案是G2为甲基的化合物。
通式IIIC的某些实施方案是G4为氯的化合物。
通式IIIC的特别示例性实施方案的实例为下列化合物，其中G4为氯；G3为甲基，G2为甲基，并且R4为OH。该化合物可以称为3-氯-5-羟基-1，2-二甲基-6-(2，2，2-三氟-1-羟基乙基)吡啶-4(1H)-酮，并且具有下列结构：
Figure BPA00001515477600201
通式IIIC的特别示例性实施方案的实例为下列化合物，其中G4为氯；G3为甲基，G2为甲基，并且R4为H。该化合物可以称为3-氯-5-羟基-1，2-二甲基-6-(2，2，2-三氟乙基)吡啶-4(1H)-酮，并且具有下列结构：
通式IIIC的特别示例性实施方案的实例为下列化合物，其中G4为氯；G3为甲基，G2为甲基，R4为NR1R2，R1为甲基并且R2为甲基。该化合物可以称为3-氯-6-[1-(二甲基氨基)-2，2，2-三氟乙基]-5-羟基-1，2-二甲基吡啶-4(1H)-酮，并且具有下列结构：
Figure BPA00001515477600203
通式IIIC的特别示例性实施方案的实例为下列化合物，其中G4为氯；G3为H，G2为甲基，R4为NR1R2，R1为甲基并且R2为甲基。该化合物可以称为5-氯-2-[1-(二甲基氨基)-2，2，2-三氟乙基]-3-羟基-1-甲基吡啶-4(1H)-酮，并且具有下列结构：
通式IIIC的特别示例性实施方案的实例为下列化合物，其中G4为氯；G3为H，G2为甲基，R4为NR1R2，并且NR1R2为哌啶基。该化合物可以称为5-氯-3-羟基-1-甲基-2-[2，2，2-三氟-1-(哌啶-1-基)乙基]吡啶-4(1H)-酮，并且具有下列结构：
Figure BPA00001515477600212
通式IIIC的特别示例性实施方案的实例为下列化合物，其中G4为氯；G3为H，G2为甲基，并且R4为H。该化合物可以称为5-氯-3-羟基-1-甲基-2-(2，2，2-三氟乙基)吡啶-4(1H)-酮，并且具有下列结构：
Figure BPA00001515477600213
通式I的某些实施方案提供了具有通式IV结构的化合物
Figure BPA00001515477600214
其中
G1为H或C1-C4烷基；
G2为H、C1-C4烷基或环丙基；
G3为H或C1-C4烷基；
R8选自NR1R2、咪唑、1，2，4-三唑、哌嗪、N-C1-C4烷基哌嗪、N-苄基哌嗪、N-苯基哌嗪、2-吡啶基哌嗪和-A-NH-R10；R8与G1的-CH部分的连接点为R8的N原子；
R1和R2或者为(a)两个独立的基团或者为(b)一起形成包含它们所连接的N的单环基团；
当R1和R2为独立基团时，R1和R2独立地选自H、C1-C4烷基、C3-C6环烷基、烯丙基和炔丙基；
当R1和R2一起形成包含它们所连接的N的单环基团时，R1和R2选自哌嗪基、N-(C1-C4烷基)-取代的哌嗪基、吗啉基和哌啶基；
A为-NH-(CH2)m-CO-或α氨基酸残基；
m为1、2或3；以及
R10为H或C1-C4烷基。
通式IV的某些实施方案是G3为H的化合物。
通式IV的某些实施方案是G1为甲基的化合物。
通式IV的特别示例性实施方案的实例为下列化合物，其中G3为H；G1为甲基，G2为H，R8为A-NHR10，A为L-丙氨酰基，并且R10为甲基。该化合物可以称为N-甲基-N2-[2，2，2-三氟-1-(5-羟基-6-甲基-4-氧代-1，4-二氢吡啶-3-基)乙基]-L-丙氨酰胺，并且具有下列结构：
Figure BPA00001515477600221
通式IV的特别示例性实施方案的实例为下列化合物，其中G3为H；G1为甲基，G2为甲基，R8为NR1R2；R1为甲基，并且R2为甲基。该化合物可以称为5-[1-(二甲基氨基)-2，2，2-三氟乙基]-3-羟基-1，2-二甲基吡啶-4(1H)-酮，并且具有下列结构：
Figure BPA00001515477600231
通式IV的特别示例性实施方案的实例为下列化合物，其中G3为H；G1为甲基，G2为甲基，R8为NR1R2；R1为H，并且R2为甲基。该化合物可以称为3-羟基-1，2-二甲基-5-[2，2，2-三氟-1-(甲基氨基)乙基]吡啶-4(1H)-酮，并且具有下列结构：
Figure BPA00001515477600232
通式IV的特别示例性实施方案的实例为下列化合物，其中G3为H；G1为甲基，G2为甲基，R8为NR1R2；NR1R2为哌啶基。该化合物可以称为3-羟基-1，2-二甲基-5-[2，2，2-三氟-1-(哌啶-1-基)乙基]吡啶-4(1H)-酮，并且具有下列结构：
Figure BPA00001515477600233
通式IV的特别示例性实施方案的实例为下列化合物，其中G3为H；G1为甲基，G2为甲基，R8为NR1R2；NR1R2为咪唑基。该化合物可以称为3-羟基-1，2-二甲基-5-[2，2，2-三氟-1-(1H-咪唑-1-基)乙基]吡啶-4(1H)-酮，并且具有下列结构：
Figure BPA00001515477600241
通式IV的特别示例性实施方案的实例为下列化合物，其中G3为H；G1为甲基，G2为甲基，R8为NR1R2；并且NR1R2为N-甲基哌嗪基。该化合物可以称为3-羟基-1，2-二甲基-5-[2，2，2-三氟-1-(4-甲基哌嗪-1-基)乙基]吡啶-4(1H)-酮，并且具有下列结构：
Figure BPA00001515477600242
通式I的某些实施方案提供了具有通式V结构的化合物
Figure BPA00001515477600243
其中
G1为CH2NR1R2或NR1R2；
G2为C1-C4烷基或环丙基；
G4为H或C1-C4烷基；
R6为H或OH；以及
R1和R2或者为(a)两个独立的基团或者为(b)一起形成包含它们所连接的N的单环基团；
当R1和R2为独立基团时，R1和R2独立地选自H、C1-C4烷基、C3-C6环烷基、烯丙基和炔丙基；
当R1和R2一起形成包含它们所连接的N的单环基团时，R1和R2选自哌嗪基、N-(C1-C4烷基)-取代的哌嗪基、吗啉基和哌啶基。
通式V的某些实施方案是G4为H的化合物。
通式V的某些实施方案是G2为甲基的化合物。
通式V的特别示例性实施方案的实例为下列化合物，其中G4为H；R6为H，G2为甲基，G1为NR1R2，R1为甲基并且R2为甲基。该化合物可以称为2-(二甲基氨基)-3-羟基-1-甲基-6-(2，2，2-三氟乙基)吡啶-4(1H)-酮，并且具有下列结构：
Figure BPA00001515477600251
通式V的特别示例性实施方案的实例为下列化合物，其中G4为H；R6为OH，G2为甲基，G1为CH2NR1R2，R1为甲基并且R2为甲基，R1为甲基并且R2为甲基。该化合物可以称为2-[(二甲基氨基)甲基]-3-羟基-1-甲基-6-(2，2，2-三氟-1-羟基乙基)吡啶-4(1H)-酮，并且具有下列结构：
Figure BPA00001515477600252
通式I的某些实施方案提供了具有通式VI结构的化合物：
Figure BPA00001515477600253
其中
G2为H、C1-C4烷基或环丙基；
G3为H或C1-C4烷基；
G4为H或C1-C4烷基；
R7选自H、OH、NR1R2、咪唑基、1，2，4-三唑基、哌嗪基、N-C1-C4烷基哌嗪基、N-苄基哌嗪基、N-苯基哌嗪基、2-吡啶基哌嗪基和-CH2-A-NH-R10；并且当R7为NR1R2、咪唑基、1，2，4-三唑基、哌嗪基、N-C1-C4烷基哌嗪基、N-苄基哌嗪基、N-苯基哌嗪基、2-吡啶基哌嗪基或-CH2-A-NH-R10时，R7与G1的-CH部分的连接点为R7的N原子；
R1和R2或者为(a)两个独立的基团或者为(b)一起形成包含它们所连接的N的单环基团；
当R1和R2为独立基团时，R1和R2独立地选自H、C1-C4烷基、C3-C6环烷基、烯丙基和炔丙基；
当R1和R2一起形成包含它们所连接的N的单环基团时，R1和R2选自哌嗪基、N-(C1-C4烷基)-取代的哌嗪基、吗啉基和哌啶基；
A为-NH-(CH2)m-CO-或α氨基酸残基；
m为1、2或3；以及
R10为H、C1-C4烷基。
通式VI的特别示例性实施方案的实例为下列化合物，其中G3为H，G4为H，G2为甲基，G1为CH(R7)CF2H，并且R7为羟基。该化合物可以称为2-(2，2-二氟-1-羟基乙基)-3-羟基-1-甲基吡啶-4(1H)-酮，并且具有下列结构：
Figure BPA00001515477600261
通式VI的特别示例性实施方案的另一实例为下列化合物，其中G3为H，G4为H，G2为甲基，G1为CH(R7)CF2H，并且R7为H。该化合物可以称为2-(2，2-二氟乙基)-3-羟基-1-甲基吡啶-4(1H)-酮，并且具有下列结构：
通式I的某些实施方案提供了具有通式VII结构的化合物：
Figure BPA00001515477600271
其中
G2为H、C1-C4烷基或环丙基；
G3为H或C1-C4烷基；以及
G4为H或C1-C4烷基。
通式VII的特别示例性实施方案包括下列化合物，其中G2为甲基，G3为H，G4为H，R5为甲基，并且R6为H或OH。通式VII的特别示例性实施方案的实例为下列化合物，其中G2为甲基，G3为H，G4为H，R5为甲基，并且R6为OH。该化合物可以称为3-羟基-1-甲基-2-(1，1，1-三氟-2-羟基丙烷-2-基)吡啶-4(1H)-酮，并且具有下列结构：
Figure BPA00001515477600272
在某些实施方案中，本发明的化合物包括具有与环的C5位连接的卤代基(G4为卤素)的3-羟基吡啶-4-酮部分以及在G1、G2或G3位的三氟乙基部分。在某些这类实施方案中，卤代基为氯代基。
下列方案1-9描述了能够用于制备通式I、II、III、IV、V、VI和VII的化合物的方法的实例。所有的起始材料通过这些方案描述的步骤、通过有机化学领域技术人员熟知的步骤而制备，或者能够商购所述起始材料。可以通过这些方案描述的步骤或通过与其类似的步骤制备本发明的所有最终化合物。
方案1
Figure BPA00001515477600281
能够通过方案1所示的方法，或者实施例给出的方法或类似方法制备其中G2＝-(CH2)nCF2R的通式I化合物。如方案1所示，可以用氢氧化钠和溴卞或氯苄处理其中G1为H或C1-C4烷基、G3为H或C1-C4烷基、G4为H或C1-C4烷基的化合物(1a)以得到化合物(1b)。可以用三氟乙胺盐酸盐和诸如吡啶的有机碱在惰性溶剂中进行化合物(1b)的胺插入以得到其中n为1并且R3为F的化合物(1c)，其可以通过用盐酸溶液水解脱保护或通过在10％Pd/C上催化氢化而脱保护以得到通式II化合物。通式II化合物是其中R3为F、n为1的通式I化合物。
作为示例性实例，能够通过方案2所示方法制备其中G1为H、G3为H、G4为H、n为1、R3为F的通式I化合物。
方案2
Figure BPA00001515477600282
化合物(2a)可以与CF2R3CH2NH2在水中反应以得到化合物(2b)，其在诸如二甲基甲酰胺的惰性有机溶剂中加热时产生化合物(2c)，所述化合物(2c)可以使用氢气、催化钯碳通过催化氢化而脱保护以得到化合物(2d)，所述化合物(2d)是其中n为1、G1为H、G3为H、G4为H的通式II化合物。化合物(2d)也是其中G1为H、G3为H、G4为H、n为1、G2为-CH2CF2R3的通式I化合物。
通过方案3所示方法制备其中n为1，G2为CH2CF2R3，G1为CH2NR1R2、CH2OH的通式I化合物，或者其中G1为CH2OH或CH2NR1R2的通式II化合物。
方案3
Figure BPA00001515477600291
化合物(3a)可以与甲醛和氢氧化钠反应以得到化合物(3b)。化合物(3b)与亚硫酰氯在诸如乙腈的惰性溶剂中反应而产生氯代化合物(3c)，其可以用胺R1R2NH淬灭以得到通式(3d)的化合物，所述通式(3d)化合物是当G1为CH2NR1R2时的通式I化合物。通过常规方法分离化合物。或者，当n＝1时，化合物(3a)可以直接与双-(二甲基氨基)甲烷反应以得到化合物(3d)，其是G1为CH2N(CH3)2的通式I化合物。
可以通过方案4所示方法制备其中G1为CH(R4)CF3，R4为NR1R2、OH、H的通式I化合物，或者其中R4为NR1R2、OH、H；G2为H、C1-C4烷基；G3为H、C1-C4烷基；G4为H、C1-C4烷基、卤素的通式III化合物。为了示例性目的，方案显示了其中G3为H的通式I或IIIA或IIIC化合物的合成。
方案4
Figure BPA00001515477600301
化合物(4a)可与次氯酸钠在2N NaOH中反应以得到氯代衍生物(4b)，然后其可与碳酸钾和甲基碘在二甲基甲酰胺中反应以得到N-甲基化合物(4c)。在诸如丙酮的惰性溶剂中的TEMPO氧化反应产生羧酸(4d)。用6N盐酸进行酸脱保护和脱羧作用而产生起始材料(4e)。化合物(4e)可以与CF3CH(OCH3)OH反应以得到二醇(4f)。亚硫酰氯和吡啶的处理产生了氯化物(4g)。在化合物(4g)与硼氢化钠反应时，可以形成化合物(4h)。从由R1R2NH淬灭氯化物(4g)而获得化合物(4i)。
化合物(4i)是其中G1为CH(R4)CF3、R4为NR1R2的通式I化合物，其中R1、R2为甲基，G2为甲基，G3为H，并且G4为氯。其还是其中R4为NR1R2的通式III化合物，其中R1、R2为甲基，G2为甲基，G3为H，并且G4为氯。
化合物(4h)是其中G1是CH(R4)CF3、R4为H、G2为甲基、G3为H、G4为氯的通式I化合物。其还是其中R4为H、G2为甲基、G3为H、G4为氯的通式III化合物。
化合物(4f)是其中G1为CH(R4)CF3、R4为OH、G2为甲基、G3为H、G4为氯的通式I化合物。其还是其中R4为OH、G2为甲基、G3为H、G4为氯的通式III化合物。
可以根据下面方案5所示的示例性步骤制备其中G4为CH(R8)CF3、R8为NR1R2、G3为H、G1为C1-C4烷基、G2为C1-C4烷基的通式I化合物，或者其中R8为NR1R2、G3为H、G1为甲基、G2为甲基的通式IV化合物：
方案5
可以根据WO20080242706所示的步骤制备化合物(5c)。化合物(5c)与亚硫酰氯的反应得到(5d)，可以用胺R1R2NH淬灭(5d)以得到化合物(5e)。化合物(5e)是其中G4＝CH(R8)CF3、R8为NR1R2、G3为H、G1为甲基、G2为甲基的通式I化合物。其也是其中R8为NR1R2、G3为H、G1为甲基、G2＝甲基的通式IV化合物。当R1为甲基、R2为甲基时，化合物(5e)具有化学名称5-[1-(二甲基氨基)-2，2，2-三氟乙基]-3-羟基-1，2-二甲基吡啶-4(1H)-酮。
可以根据下面方案6所示的示例性步骤制备其中G1为CH(R4)CF3、R4为H或OH、G2为C1-C4烷基、G3为CH2NR1R2、G4为H的通式I化合物，或其中R4为H或OH、G2为甲基、G3为CH2NMe2、G4为H的通式IIIB化合物：
方案6
Figure BPA00001515477600321
可以用亚硫酰氯将醇(6a)转化为氯代化合物(6b)。在用二甲基胺淬灭时，形成了化合物(6c)，可以通过用钯碳催化氢化对其脱保护以得到化合物(6d)。化合物(6d)与CF3CH(OH)OCH3和碳酸钾反应而产生二醇(6e)，其与亚硫酰氯反应以得到化合物(6f)。用催化氢化来还原氯代化合物而得到化合物(6g)。化合物(6e)是其中G4为H、G3为CH2NR1R2、R1为甲基、R2为甲基、G2为甲基、G1为CH(R4)CF3、R4为OH的通式I化合物。其也是其中G4为H、G3为CH2NR1R2、R1为甲基、R2为甲基、G2为甲基、R4为OH的通式IIIB化合物。化合物(6e)具有化学名称6-[(二甲基氨基)甲基]-3-羟基-1-甲基-2-(2，2，2-三氟-1-羟基乙基)吡啶-4(1H)-酮。
化合物(6g)是其中G4为H、G3为CH2NR1R2、R1为甲基、R2为甲基、G2为甲基、G1为CH(R4)CF3、R4为H的通式I化合物。其也是其中G4＝H、G3＝CH2NR1R2、R1为甲基、R2为甲基、G2为甲基、G1 R4为H的通式IIIB化合物。化合物(6e)具有化学名称6-[(二甲基氨基)甲基]-3-羟基-1-甲基-2-(2，2，2-三氟乙基)吡啶-4(1H)-酮。
可根据下面方案7所示的示例性步骤制备其中G3为H或C1-C4烷基；G4为H或C1-C4烷基；G1为CH(R7)CF2H的通式I化合物，或者其中G3为H或C1-C4烷基；G4为H或C1-C4烷基；R7为H、OH、NR1R2的通式VI化合物：
方案7
Figure BPA00001515477600331
化合物(7a)可以与二氟乙醛乙基半缩醛和碳酸钾反应以得到通式(7b)化合物。可以与将化合物(4f)转化为(4h)和(4i)(方案4)的相似方式将该中间体转化为化合物(7e)和(7d)。(7b)是其中G1为CH(R7)CF2H、R7为OH的通式I化合物，或者其中R7为OH的通式VI化合物。(7e)是其中R7为H的通式I化合物，或者其中R7为H的通式VI化合物，并且(7d)是其中G1为CH(R7)CF2H、R7为NR1R2的通式I化合物，或者其中R7为NR1R2的通式VI化合物。例如，当方案1中的G2为甲基、G3为H、G4为H时，化合物(7e)为2-(2，2-二氟乙基)-3-羟基-1-甲基吡啶-4(1H)-酮并且化合物(7b)是2-(2，2-二氟-1-羟基乙基)-3-羟基-1-甲基吡啶-4(1H)-酮。
可以根据下面方案8所示的示例性步骤制备其中G3为CH(R6)CF3、R6为H、G1为NR1R2的通式I化合物，或者其中R6为H、G3为CH2CF3、G1为NR1R2的通式V化合物。
方案8
Figure BPA00001515477600341
其中G2为C1-C4烷基、G4为H的化合物(8a)可以首先在惰性溶剂中与亚硫酰氯反应。用胺R1R2NH淬灭反应得到化合物(8b)。通过NMR和MS光谱确定(8b)的结构。通式(8b)化合物是其中G2为C1-C4烷基、G4为H或C1-C4烷基、R6为H的通式I化合物；或者其中R6为H、G2为C1-C4烷基、G1为NR1R2、G4为H的通式V化合物。例如，化合物5-羟基-1-甲基-2-(2，2，2-三氟-1-羟基乙基)吡啶-4(1H)-酮是其中G4为H、G2为甲基的化合物(8a)。根据方案8所述的方法能用二甲胺将化合物(8a)转化为2-(二甲基氨基)-3-羟基-1-甲基-6-(2，2，2-三氟乙基)吡啶-4(1H)-酮，即其中R1为甲基、R2为甲基、G2为甲基、G4为氢的化合物(8b)。
可以根据下面方案9所示的示例性步骤制备其中G1为C(R5)(R6)CF3、R5为C1-C4烷基、R6为OH的通式I化合物，或者其中R5为C1-C4烷基、R6为OH的通式VII化合物：
方案9
Figure BPA00001515477600342
化合物(9a)可以首先与Dess-Martin氧化剂反应以得到化合物9b，其可以与格利雅试剂R5-MgCl或R5-MgBr反应以得到化合物9c。用钯碳催化氢化I3得到化合物9d，其是当R5为C1-C4烷基、R6为OH时的通式I化合物。例如，当方案9中的G2为甲基、G3为H、G4为H、R5为甲基时，产物(9d)是化合物3-羟基-1-甲基-2-(1，1，1-三氟-2-羟基丙烷-2-基)吡啶-4(1H)-酮。
本发明或用于本发明的许多化合物可以形成盐。在这种情况下，本发明的药物组合物可以包含这类化合物的盐，优选为本领域已知的生理可接受的盐。药物制剂通常包含用于制剂给药方式可接受的一种或多种载体，所述给药方式为注射、吸入、局部给药、灌洗或其它适于所选治疗的方式。适当的载体为在这类给药方式中使用的本领域已知的那些。
可以通过本领域已知的方法配制适当的药物组合物，并且由技术人员确定给药方式和剂量。对于肠胃外给药，化合物可以溶于无菌水或盐水或用于给予非水溶性化合物的药物可接受的媒介，例如用于维生素K的那些。对于肠给药，可以以片、胶囊或溶于液体的形式给予化合物。片或胶囊可以为肠溶包衣的，或者在持久释放的制剂中。许多适当制剂是已知的，其包括：包封待释放的化合物的聚合物或蛋白质微颗粒，能够局部(topically)或局部(locally)使用以给予化合物的软膏、贴剂、凝胶、水凝胶或溶液。可以使用持久释放的贴剂或植入片以提供长时间的释放。许多本领域技术人员已知的技术描述在AlfonsoGennaro的Remington：the Science & Practice of Pharmacy(雷氏：药学的理论和实践)，第20版，Lippencott Williams & Wilkins，(2000)中。肠胃外给药的制剂可以例如包含赋形剂、诸如聚乙二醇的聚亚烷基二醇、源自植物的油或氢化萘。生物相容的、生物可降解的丙交酯聚合物，丙交酯/乙交酯共聚物，或者聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物可以用于控制化合物释放。其它用于调节化合物的潜在有用的肠胃外递送系统包括乙烯-醋酸乙烯酯共聚物颗粒、渗透泵、可植入灌注系统和脂质体。用于吸入的制剂可以包含诸如乳糖的赋形剂，或者可以为包含例如聚氧乙烯-9-月桂醇醚、甘胆酸盐和脱氧胆酸盐的水溶液，或者可以为以滴鼻剂形式或作为凝胶而给予的油性溶液。
可以通过医疗设备或器械给予本发明或用于本发明的化合物或药物组合物，所述设备或器械例如植入片、移植物、假体、支架等。同样，可以设计旨在包含和释放这类化合物或组合物的植入片。实例为由适于在一定时间内释放化合物的聚合材料制成的植入片。
本发明的药物组合物的“有效量”包括治疗有效量或预防有效量。“治疗有效量”是指以必须的剂量和在必须的时间内有效实现期望的治疗效果的量，例如改善的铁分布或降低的毒性铁水平。化合物的治疗有效量可以根据诸如个体的疾病状态、年龄、性别和体重的因素以及化合物引出个体期望反应的能力而变化。可以调整剂量方案以提供最佳治疗反应。治疗有效量也是其中治疗有益效果超过化合物的任何毒性或有害影响的一种量。“预防有效量”是指以必须的剂量和在必须的时间内有效实现期望的预防效果的量，例如改善的铁分布或降低的毒性铁水平。典型地，在疾病早期之前或在疾病早期时，在个体中使用预防剂量，因此预防有效量可以低于治疗有效量。
应当注意剂量值可以根据待缓解的疾病状态的严重程度而变化。对于任何特定个体，可以根据个体需要和执行或监督组合物给予的人员的专业判断，随时间调节具体的剂量方案。本文所列的剂量范围仅是示例性的并且不限制可由医生选择的剂量范围。组合物中活性化合物的量可以根据诸如个体的疾病状态、年龄、性别和体重的因素而变化。可以调整剂量方案以提供最佳治疗反应。例如，可以给予单一的丸药，可以随时间给予若干分开的剂量，或者可以根据治疗情况的急切需要所指示而按比例地减少或增加剂量。可以有利地配制剂量单位形式的肠胃外组合物以便于给药和剂量一致。
通常，应使用本发明的化合物而不导致实质性的毒性。能够使用标准技术确定本发明化合物的毒性，例如通过在细胞培养基或试验动物中检测并确定治疗指数，即，LD50(致死50％群体的剂量)和LD100(致死100％群体的剂量)的比。然而，在某些情况下，例如在严重疾病状态中，必须给予基本过量的组合物。
如本文所用，“个体”可以为人、非人类灵长类动物、大鼠、小鼠、牛、马、猪、绵羊、山羊、狗、猫等。个体可以疑似患有与铁的毒性浓度有关的医学疾病状态或处于患有与铁的毒性浓度有关的医学疾病状态的风险中。与铁的毒性浓度有关的医学疾病状态可以选自：癌症、肺病、进展性肾病和弗里德赖希共济失调。多种与铁的毒性浓度有关的医学疾病状态的诊断方法和多种与铁的毒性浓度有关的医学疾病状态的临床界定(clinical delineation)及其诊断是本领域技术人员已知的。
铁的重要性质是其易于提供和接受二价铁(Fe2+)和三价铁(Fe3+)物质间的电子的能力。这能为一种倾向，因为铁在催化产生羟基自由基的Fenton和Haber-Weiss反应中起关键作用。因此，在促进将Fe(III)还原为Fe(II)的条件下，这些活性氧物质(羟基自由基)的产生能够导致对包括细胞膜、蛋白质和DNA在内的活体系统的生物分子的显著损伤。
Fe3++O2 -→Fe2++O2(金属还原)
Fe2++H2O2→Fe3++OH-+OH.(Fenton反应)
H2O2+O2 -→O2+OH-+OH.(Haber-Weiss循环)
铁螯合剂能够抑制或促进铁参与产生毒性氧自由基的Fenton和Haber-Weiss反应。因为某些铁螯合剂能够潜在促使Fe3+还原，对螯合剂是否能够促进、防止或影响Fe3+还原的早期评价是必要的。
存在若干典型方法和化学模型，其通过间接观察基团形成而用于研究螯合剂限制铁参与基团产生反应的能力(Dean RT和Nicholson P(1994)Free Radical Res 20：83-101和Gutteridge JM(1990)Free RadicalRes Commun 9：119-125)。分别在实施例30和31例示了循环伏安法和苯甲酸羟基化检验在筛选通式I化合物中的用途。
在实施例32A中的SH-SY5Y成神经细胞瘤细胞检验中，过氧化氢诱导的细胞凋亡证实了通式I化合物的神经保护效应。通式I化合物防止内源产生的AB毒性的保护效应显示在实施例32B中。通过在SV-NRA细胞上的多巴胺能神经毒素MPP+也诱导了细胞毒性。在下面实施例33中，在MPP+处理的SV-NRA细胞中证实了所选的通式I化合物的神经保护作用。
使用盒式给药方式通过口服给药在雄性Sprague-Dawley大鼠中进行体内药物动力学(PK)和血脑屏障(BBB)研究。Manitpisitkul，P.和White，R.E.(2004年8月)，Drug DiscoVery，Vol 9.No.15，pp.652-658综述了局部盒式给药。在下表中概述结果：
Figure BPA00001515477600381
在盒式给药BBB研究中检测的通式I化合物列表
  Cpd   G4   G3   G2   G1
  Apo6995   H   H   CF3CH2   CH3
  Apo7030   H   H   CF3CH2   CH3CH2
  Apo7041   H   H   CH3   CF3CH(NMe2)-
  Apo7080   H   H   CH3   CF2HCH2 -
  Apo7067   H   H   CF3CH2   Me2NCH2 -
  Apo7056   CF3CH(NHMe)-   H   CH3   CH3
通常接受1，2-二甲基-3-羟基吡啶-4-酮及其羟基衍生物为二齿配体(Ls)，并且与Fe(III)反应以形成中性的1∶3螯合物。在图4所示的物种形成曲线中，在pH 7.4下，当将去铁酮用作配体时，FeL3物质的百分比接近100。得到的Fe螯合物(FeL3)不为氧化还原活性的，这通过循环伏安分析而证实。然而，如果pH低至6.0，则FeL2 +和FeL3物质的混合物立即存在于溶液中。在pH＞7.2时，在生理条件下，去铁酮(1，2-二甲基-3-羟基吡啶-4-酮)对除去Fe(III)为有效的，但在较低pH下，去铁酮及其烷基衍生物是显著低效的。
Hider等人(J.Pharm.Pharmacol.2000，52，263-273；EuropeanJournal of Medicinal Chemistry 2008，42，1035-1047)报道了3-羟基吡啶-4-酮的烷基氨基衍生物的用途。在保持固定在1×10-6M的[Fe]浓度时，分别用1×10-5M和7×10-4M的两种不同浓度的2-乙基-3-羟基-1-[2-(哌啶-1-基)乙基]吡啶-4(1H)-酮例示两种物种形成曲线。并且当[L]为7×10-4M时，FeL3螯合物仅在pH＞5以上具有较宽的稳定性曲线(Pharm.Pharmacol.2000，52，271的图9)。然而，[L]浓度为1×10-5M时，FeL3稳定性曲线非常类似于Fe-去铁酮配合物的稳定性曲线。
诸如Apo7041的本发明所选的氨基化合物具有从pH大于等于5而延伸的FeL3螯合物稳定性。Fe螯合物的光子广谱数据分析显示具有弱碱性氨基的氟化3-羟基吡啶-4-酮是比螯合物Fe-O键中的氧原子更强的质子受体。在pH 5至7.2之间，捕捉Fe(III)作为FeL3和FeL3H形式的三价铁螯合物。图5中的Apo7041物种形成曲线显示在pH 5.0以上不存在FeL2。另外，配体浓度[L]不影响该化学研究的物种形成曲线结果。
可用作质子受体的弱碱性胺的数量在三价铁螯合物中为3。在1∶3螯合物的Fe-O键断开之前，所有三个氨基为质子化的。该化合物表现为内部质子冷阱的特性导致了螯合物在低pH下改进的稳定性，这与诸如去铁酮的中性3-羟基吡啶-4-酮相比提供了显著优势。图6和图7概述了中性和碱性螯合物的比较。在使pH减少至约5.0时，当L为中性配体时，显著量的FeL3通过Fe-O键的裂解而分解为FeL2。然而，得自本发明通式I的碱性胺衍生物的螯合物在较低pH下是稳定的。
去铁酮经历了在3-羟基吡啶-4-酮骨架的C3氧处导致大量葡萄糖苷酸化的II相代谢。因此，需要高口服剂量的去铁酮以实现治疗效果。特别设计本发明所选的化合物以通过引入庞大的被胺衍生物取代的C3或C5三氟乙基部分来阻滞C3氧的葡萄糖苷酸化。在模型研究中，简单的三氟乙基具有与异丙基相同的位阻效应。例如，1-二甲基氨基-2-三氟乙基取代基的位阻效应可以防止C3 O-葡萄糖苷酸化，而不影响三价铁螯合物FeL3的形成。图8显示化合物Fe(Apo7041)3的3D模型。
循环伏安实验显示用E1/2＝-731mV形成稳定的Fe(Apo7041)3(图2)。数据显示Fe(Apo7041)3为非氧化还原活性的并且是稳定的化学整体。Apo7041对于Fe(III)的累积log β130值为38.8(实施例29B的表29B)，其相对高于值为37.24的比去铁酮(表1)。不像Hider等人报道的其它3-羟基吡啶-4-酮的胺衍生物，在0.1M NaCl水溶液中Apo7041的C2-氨基部分的pKa为3.5。因此，在pH 3.5处，胺的质子化形式和非质子化形式以1∶1的比而存在。随着pH中增加单位(incrementalunit)的增加，会在介质中存在显著更多的游离碱。
当与去铁酮相比时，本发明所选的氨基衍生物具有更好的金属选择性。将Apo7041的金属连接性质与表1中的去铁酮的那些进行对比。例如，0.1M NaCl/MeOH(1/1，v/v)水溶液中，Apo7041对Zn(II)和Cu(II)的累积log β120分别为13.2和17.3，其与去铁酮分别为15.0和20.5的那些相比，比去铁酮低2至3个数量级。因此，本发明的胺衍生物对于Fe(III)是有选择性的。连接倾向的排序为Fe(III)＞＞Cu(II)＞＞Zn(II)。
表1 氨基化合物Apo7041和去铁酮的金属连接性质比较a，b
Figure BPA00001515477600401
a除了Fe3+，在0.1M NaCl/MeOH(1/1，v/v，混合物)水溶液中测定pKa和log β值。
b对于Fe3+，在0.1M NaCl水溶液中测定pKa和log β值。对于细节，参见实施例29B。
本发明化合物的功效可以是治疗在尿中检测到铁存在的患有肾病的患者。在US6,906,052中报道了尿中蛋白质含量和游离铁的检测作为监测肾病的可能方法。
肾的一个生物功能是保留蛋白质。术语“蛋白尿”是指尿中存在过量的血清蛋白，并且可以为肾(renal)(肾(kidney))损伤的信号。肾小球或小管或胰腺的损伤能够负面影响肾保留蛋白质的能力。患有肾炎综合征的动物的尿中，尿的pH能在pH 5.2到7.8间变化。动物试验显示pH 6.05下，铁结合于铁传递蛋白。当pH降至低于6.0时，未结合的铁显著增加。与铁传递蛋白分离的铁能够导致潜在的对肾的严重自由基损伤。将诸如去铁酮的小低分子螯合剂用于螯合游离铁以作为可能的治疗疗法。
Cooper等人报道了肾病综合症中泌尿的铁物种形成(AmericanJournal of Kidney Diseases，25，1995，314-319)，其中由于小球蛋白泄露，因此铁以非活性形式并与铁传递蛋白结合而存在于小管流体中。在肾炎大鼠中，在整个肾单元中，铁仍然结合于铁传递蛋白，并在碱性pH下本身分泌在尿中。因为尿pH降低至低于6，铁开始与铁传递蛋白分离。如前所述，游离铁是氧化还原活性的并且可以导致肾病的进一步发展。
弱碱化合物能够在酸性室中累积以发挥其生物作用。中性化合物和强碱不以这样的方式累积。例如，抗分泌剂奥美拉唑是在壁细胞的酸性室中聚集以发挥其药理性质的弱碱。本发明的3-羟基吡啶-4-酮的氨基衍生物促进了在室为弱碱性的位点的累积。一个这样的实例可以为肾病患者的肾单元。
本发明的3-羟基吡啶-4-酮的氨基衍生物具有下述诸多性质中的至少一个：(a)它们是能够在生物体系的酸性室中累积的弱胺；(b)当与诸如去铁酮的来自3-羟基吡啶-4-酮的中性烷基衍生物的螯合物相比时，1∶3 FeL3螯合物在5至7.2间的较低pH下是稳定的；(c)如循环伏安法研究所证实，它们是非氧化还原活性的；(d)它们运载可以阻滞葡萄糖苷酸化C3-OH的在C2或C5位的大体积取代基，并且由此可以需要较低治疗剂量的药物；(e)在盒式给药药物动力学研究中，与去铁酮相比更高的螯合速率。因此，本发明化合物可以具有经历尿排出的倾向，并且应当理解肾病患者的游离铁的相关位点是肾脏。
本发明的氨基化合物的其它可能功效是治疗癌症和炎性肺部病症。Buss等人综述了铁螯合在癌症治疗中的作用(Current MedicinalChemistry，2003，12，1021-1034)。氧化应激后的DNA损伤涉及诸如铁的过渡金属。溶酶体包含相对高浓度的氧化还原活性铁，其主要由含铁蛋白质降解而产生。溶酶体的酸性室进一步促进铁催化的氧化反应(Kurz等人，Biochem.J.(2004)378，1039-1045)。已经报道了铁螯合剂DFO抑制DNA合成和细胞增殖。DFO是具有游离氨基终端的弱碱，并且能够在溶酶体中累积以发挥其螯合机制。不幸地，DFO是大肽六齿状螯合剂并且不容易渗入细胞。本发明的胺化合物是低分子量化合物。化合物的弱碱性质及其亲脂特性使化合物在溶酶体的酸性室中累积。
Richardson等人报道了最重要的氧化还原活性铁的细胞池可以存在于溶酶体内，使得细胞器易受氧化应激影响(Expert Opinion onInvestigational Drugs，2005年8月，Vol.14，No.8，Pages 997-1008)。氧化应激将导致组织损伤。因此，靶向溶酶体的铁螯合治疗可以为炎性肺病的潜在治疗策略。弱碱细胞可渗透的低分子量铁螯合剂可以在溶酶体的酸性室内累积，并由此可以与去铁敏相比，作为更有效的细胞保护剂。因此，本发明的弱碱的另一可能功效为这类化合物在治疗炎性肺病中的用途。
本发明的3-羟基吡啶-4-酮的大多数非氨基N1-三氟乙基或C2-二氟乙基衍生物是合成氨基衍生物的中间体。另外，其中G1为C1-C6烷基且G2为三氟乙基或G1为二氟乙基且G2为C1-C6烷基的通式I化合物是不含胺侧链的3-羟基吡啶-4-酮衍生物的实例。本发明的3-羟基吡啶-4-酮的这些中性衍生物中的某些与去铁酮相比，亲脂性显著更高。在BBB盒式给药研究中，它们表现出更高的脑血浆浓度比，使得它们更有利于在脑中累积。这些化合物可以为靶向在脑中累积，并且用于治疗诸如弗里德赖希共济失调的疾病，其中将螯合剂用于减少共济失调和脑中的小脑铁。
本发明的所有化合物均对Fe(III)与适当的酚C3OH的配位具有特异性，pKa和pFe(III)＞19，如Job’s Plot所证实，形成平稳的1∶3三价铁螯合物，并且D7.4值＞0.1。此外，金属选择性研究显示化合物没有螯合必不可少的金属，例如钙、镁、锌。
虽然本文公开了本发明的多种实施方案，但是根据本领域技术人员的一般知识，可以在本发明范围内进行许多改变和修饰。这类修饰包括本发明任一方面的已知等价物的取代，以便以基本相同方式实现相同结果。数字范围包括定义该范围的数字。如本文所用的词语“包括(comprising)”作为开放式术语，其基本等价于短语“包括，但不限于”，并且词语“包括(comprises)”具有相同含义。除非本文另外清楚地说明，如本文所用的单数形式“a(一个)”、“an(一个)”、“the(一个)”包括复数指代物。因此，例如“一件事物”是指包括一个以上这类事物。本文参考文献的引用不是承认这类文献是本发明的现有技术。本文以引用形式包括任何优先权文件，犹如具体且单独地指出每一单独的优先权文件以引用形式包括在本文中，并且仿佛全部在本文列出。本发明包括基本如前所述并且参照实施例和附图的所有实施方案和变体。
本文描述了本发明的多种可替换的实施方案和实施例。这些实施方案和实施例是示例性的并且不应被理解为限制本发明的范围。
实施例1
制备3-羟基-2-甲基-1-(2，2，2-三氟乙基)吡啶-4(1H)-酮
(a)制备3-(苄氧基)-2-甲基-1-(2，2，2-三氟乙基)吡啶-4(1H)-酮。
将3-(苄氧基)-2-甲基-4H-吡喃-4-酮(1.00g，4.6mmol)与三氟乙胺盐酸盐(1.35g，10.0mmol)在吡啶(10mL)中混合。在75℃下，在密封烧瓶中加热反应混合物5小时。浓缩混合物并通过柱层析在硅胶上用5％甲醇的乙酸乙酯溶液作为洗提液而纯化残留物，从而得到米黄色固体形式的3-(苄氧基)-2-甲基-1-(2，2，2-三氟乙基)吡啶-4(1H)-酮(0.82mg)。产率＝60％；1H NMR(CDCl3，90MHz)δ(ppm)：7.02-7.58(m，6H)，6.42(d，J＝7.5Hz，1H)，5.20(s，2H)，4.30(q，J＝8.3Hz，2H)和2.10(s，3H)。
(b)制备3-羟基-2-甲基-1-(2，2，2-三氟乙基)吡啶-4(1H)-酮。
将3-(苄氧基)-2-甲基-1-(2，2，2-三氟乙基)吡啶-4(1H)-酮(820mg，2.8mmol)与10％钯碳(潮湿，84mg)在甲醇(20mL)中混合。在30psi的氢气下，在室温下，在Parr仪器中搅拌混合物35分钟。通过CeliteTM过滤混合物并浓缩滤液。用乙醚研磨残留物以得到灰白色固体形式的3-羟基-2-甲基-1-(2，2，2-三氟乙基)吡啶-4(1H)-酮(511mg)。产率＝89％；1H NMR(DMSO-D6，90MHz)δ(ppm)：7.60(d，J＝7.4Hz，1H)，6.20(d，J＝7.4Hz，1H)，4.99(q，J＝8.8Hz，2H)和2.29(s，3H)。
实施例2
制备3-羟基-2-乙基-1-(2，2，2-三氟乙基)吡啶-4(1H)-酮
(a)以与实施例1(a)相似的方式，从3-(苄氧基)-2-乙基-4H-吡喃-4-酮(1.20g，5.2mmol)和2，2，2，-三氟乙胺盐酸盐(3.57g，26.1mmol)在吡啶(10mL)中制备3-(苄氧基)-2-乙基-1-(2，2，2-三氟乙基)吡啶-4(1H)-酮(1.10g)。产率＝67％；1H NMR(MeOD-D4，90MHz)δ(ppm)：7.07-7.59(m，6H)，6.51(d，J＝7.7Hz，1H)，5.20(s，2H)，4.38(q，J＝7.7Hz，2H)，2.58(q，J＝7.5Hz，2H)和0.97(t，J＝7.5Hz，3H)；MS m/z 312[M+1]+。
(b)以与实施例1(b)所述的相似的方式，在15psi的氢气下，在甲醇(5mL)和乙醇(35mL)中，使用10％钯碳(潮湿，90mg)，从3-(苄氧基)-2-乙基-1-(2，2，2-三氟乙基)吡啶-4(1H)-酮(0.90g，2.9mmol)制备2-乙基-3-羟基-1-(2，2，2-三氟乙基)吡啶-4(1H)-酮(0.30g)，持续1.5小时。产率＝47％；1H NMR(DMSO-D6，400MHz)δ(ppm)：7.58(d，J＝7.3Hz，1H)，6.41(d，J＝7.3Hz，1H)4.92(q，J＝8.1，2H)，2.72(t，J＝7.5Hz，2H)和1.20(t，J＝7.5Hz，3H)；MS m/z 222[M+1]+。
实施例3
制备1-(2，2-二氟乙基)-3-羟基-2-甲基吡啶-4(1H)-酮
Figure BPA00001515477600451
(a)制备3-(苄氧基)-1-(2，2-二氟乙基)-2-甲基吡啶-4(1H)-酮。
在密封小瓶中将3-(苄氧基)-2-甲基-4H-吡喃-4-酮(432mg，2.0mmol)与2，2-二氟乙胺(655mg，8.0mmol)和三乙胺盐酸盐(1.10g，8.0mmol)在吡啶(6mL)中混合。在110℃下过夜加热反应混合物。过滤固体并用乙酸乙酯洗涤。在减压下浓缩滤液并用水与残留物混合，然后用乙酸乙酯萃取。用水和盐水洗涤有机层。通过柱层析在硅胶上用5％的甲醇的乙酸乙酯溶液作为洗提液而纯化产物以得到浅黄色固体形式的3-(苄氧基)-1-(2，2-二氟乙基)-2-甲基吡啶-4(1H)-酮(337mg)。产率＝60％；1H NMR(MeOD-D4，90MHz)δ(ppm)：7.66(d，J＝7.1Hz，1H)，7.16-7.55(m，5H)，6.46(d，J＝7.1Hz，1H)，5.55(t，J＝55.0Hz，1H)，4.45(t，J＝14.8Hz，1H)和2.20(s，3H)；MS m/z 280[M+1]+。
(b)以与实施例1(b)相似的方式，使用气球，在一个大气压的氢气下，使用10％Pd/C(潮湿，90mg)在甲醇中，从3-(苄氧基)-1-(2，2-二氟乙基)-2-甲基吡啶-4(1H)-酮(337mg，1.2mmol)制备1-(2，2-二氟乙基)-3-羟基-2-甲基吡啶-4(1H)-酮(160mg)，持续5分钟。产率＝70％；1HNMR(MeOD-D4，90MHz)δ(ppm)：7.60(d，J＝7.3Hz，1H)，6.39(d，J＝7.3Hz，1H)，6.23(tt，J＝54.0，2.9Hz，1H)，4.51(td，J＝14.8，2.9Hz，2H)和2.43(s，3H)；MS m/z 190[M+1]+。
实施例4
制备5-羟基-2-甲基-1-(2，2，2-三氟乙基)吡啶-4(1H)-酮
Figure BPA00001515477600461
(a)制备5-(苄氧基)-2-甲基-1-(2，2，2-三氟乙基)吡啶-4(1H)-酮。
将5-(苄氧基)-2-甲基-4H-吡喃-4-酮(4.32g，20.0mmol)与三氟乙胺(6.92g，70.0mmol)在6N HC1(11.7mL)和乙醇(5.8mL)中混合。在100℃下，在密封烧瓶中加热反应混合物20小时。然后真空浓缩混合物并用水稀释残留物。过滤固体，用水和乙醚洗涤以得到白色固体形式的5-(苄氧基)-2-甲基-1-(2，2，2-三氟乙基)吡啶-4(1H)-酮(5.01g)。产率＝84％；1H NMR(MeOD-D4，90MHz)δ(ppm)：7.99(s，1H)，7.14-7.65(m，5H)，6.80(s，1H)，4.91-5.25(m，4H)，2.53(s，3H)。
(b)将5-(苄氧基)-2-甲基-1-(2，2，2-三氟乙基)吡啶-4(1H)-酮(45.8g，164mmol)与6N HCl(100mL)和异丙醇(20mL)混合。在110℃的油浴中加热混合物8小时，然后通过旋转蒸发仪浓缩。用丙酮和乙醚研磨残留物以得到5-羟基-2-甲基-1-(2，2，2-三氟乙基)吡啶-4(1H)-酮盐酸盐(24.5g)。产率＝65％；1H NMR(MeOD-D4，90MHz)δ(ppm)：8.18(s，1H)，7.21(s，1H)，5.31(q，J＝8.2Hz，2H)和2.67(s，3H)。
实施例5
制备1-(2，2-二氟乙基)-3-羟基-2-甲基吡啶-4(1H)-酮
Figure BPA00001515477600462
(a)以与实施例1(a)所述的相似的方式，从5-(苄氧基)-2-甲基-4H-吡喃-4-酮(3.00g，13.8mmol)、二氟乙胺(2.48g，55.2mmol)、三乙胺盐酸盐(5.58g，55.2mmol)和吡啶(15mL)的混合物中制备3-(苄氧基)-1-(2，2-二氟乙基)-2-甲基吡啶-4(1H)-酮(2.20g)。产率＝58％；1HNMR(90MHz，MeOD-D4)δ(ppm)：7.53(s，1H)，7.27-7.45(m，5H)，6.36(s，1H)，5.56-6.77(tt，J＝54.9，3.6Hz，1H)，5.04(s，2H)，4.24-4.60(td，J＝14.9，2.7，2H)和2.36(s，3H)；MS m/z 280[M+1]+。
(b)以与实施例1(b)所述的相似的方式，在15psi压力的氢气下，在Parr仪器中，使用10％Pd/C(潮湿，50mg)在甲醇(40mL)中，从3-(苄氧基)-1-(2，2-二氟乙基)-2-甲基吡啶-4(1H)-酮(500mg，1.80mmol)制备1-(2，2-二氟乙基)-3-羟基-2-甲基吡啶-4(1H)-酮(230mg)，持续27分钟。产率＝99％；1H NMR(MeOD-D4，90MHz)δ(ppm)：7.46(s，1H)，6.37(s，1H)，5.62-6.83(tt，J＝54.9，3.6Hz，1H)，4.26-4.60(td，J＝15.3，2.4Hz，2H)和2.38(s，3H)；MS m/z 190[M+1]+。
实施例6
制备3-羟基-1-(2，2，2-三氟乙基)吡啶-4(1H)-酮
Figure BPA00001515477600471
(a)将5-(苄氧基)-4-氧代-4H-吡喃-2-羧酸(10.5g，42.7mmol)溶于氢氧化钠溶液(1.71g，42.7mmol的77mL去离子水)中。加入2，2，2-三氟乙胺盐酸盐(23.1g，171mmol)并在密封烧瓶中在70℃(油浴温度)下搅拌所得悬浮液17小时。然后过滤反应混合物并用去离子水(20mL×5)洗涤灰白色固体以得到5-(苄氧基)-4-氧代-1-(2，2，2-三氟乙基)-1，4-二氢吡啶-2-羧酸(6.00g)。产率＝43％；1H NMR(MeOD-D4，90MHz)δ7.30(s，1H)，6.76-7.09(m，5H)，6.71(s，1H)，4.93(d，J＝8.4Hz，2H)和4.65(s，2H)；MS m/z 328[M+1]+。
(b)将5-(苄氧基)-4-氧代-1-(2，2，2-三氟乙基)-1，4-二氢吡啶-2-羧酸(4.70g，14.4mmol)与DMF(25mL)混合并加热至130℃(浴温度)3小时。使用旋转蒸发仪在减压下浓缩混合物并用乙酸乙酯(50mL)与残留物混合。然后在室温下搅拌2小时并过滤。浓缩滤液以得到3-(苄氧基)-1-(2，2，2-三氟乙基)吡啶-4(1H)-酮(3.58g)。产率＝69％；1H NMR(DMSO-D6，400MHz)δ(ppm)7.57-7.84(m，2H)，7.22-7.57(m，5H)，6.25(br.s，1H)和4.69-5.28(m，4H)；MS m/z 284[M+1]+。
(c)将3-(苄氧基)-1-(2，2，2-三氟乙基)吡啶-4(1H)-酮(1.2g，4.2mmol)与10％钯碳(潮湿，0.12g)在乙醇(70mL)中混合。在15psi的氢气压力下，氢化所得混合物1.5小时。通过CeliteTM层过滤而除去钯，并用甲醇(5mL×3)洗涤CeliteTM饼。蒸发滤液以得到白色固体形式的3-羟基-1-(2，2，2-三氟乙基)吡啶-4(1H)-酮(0.78g)。产率＝95％；1H NMR(DMSO-D6，400MHz)δ(ppm)7.60(d，J＝7.1Hz，1H)，7.46(s，1H)，6.23(d，J＝7.1Hz，1H)和4.80-5.00(m，2H)；MS m/z 194[M+1]+。
实施例7
制备3-羟基-2-(羟基甲基)-6-甲基-1-(2，2，2-三氟乙基)吡啶-4(1H)-酮
Figure BPA00001515477600481
将5-羟基-2-甲基-1-(2，2，2-三氟乙基)吡啶-4(1H)-酮盐酸盐(4.87g.20.0mmol)与37％甲醛(30mL)和6N氢氧化钠(7mL，42.0mmol)混合。在39-42℃下搅拌反应混合物11小时，然后加入另外的37％甲醛(30mL)。在37℃下搅拌反应混合物12小时，然后在室温下放置另外的12小时。过滤固体并将滤液酸化至pH约5至6。用硅胶浓缩溶液并通过柱层析用5-10％的甲醇的乙酸乙酯梯度混合物作为洗提液纯化产物以得到浅桃红色固体形式的标题化合物3-羟基-2-(羟基甲基)-6-甲基-1-(2，2，2-三氟乙基)吡啶-4(1H)-酮(3.02g)。产率63.5％；1H NMR(DMSO-D6+D2O，90MHz)δ(ppm)：6.20(s，1H)，5.15(q，J＝8.8Hz，2H)，4.33-4.92(m，2H)和2.37(s，3H)；MS m/z 238[M+1]+。
实施例8
A.制备2-[(二甲基氨基)甲基]-3-羟基-6-甲基-1-(2，2，2-三氟乙基)吡啶-4(1H)-酮
Figure BPA00001515477600491
将5-羟基-2-甲基-1-(2，2，2-三氟乙基)吡啶-4(1H)-酮盐酸盐(415mg，1.7mmol)与N，N，N’，N’-四甲基甲二胺(4mL)在乙醇(10mL)中混合并在80℃加热21小时。通过旋转蒸发仪浓缩反应混合物并用水研磨残留物以得到白色固体形式的2-[(二甲基氨基)甲基]-3-羟基-6-甲基-1-(2，2，2-三氟乙基)吡啶-4(1H)-酮(315mg)。产率＝70％；1H NMR(DMSO-D6+D2O，90MHz)δ(ppm)：6.20(s，1H)，5.15(q，J＝8.8Hz，2H)，4.69(br.s，2H)和2.37(s，3H)；MS m/z 265[M+1]+。
B.制备2-[(二甲基氨基)甲基]-3-羟基-1-(2，2，2-三氟乙基)吡啶-4(1H)-酮
Figure BPA00001515477600492
以类似方式，在75℃下，由3-羟基-1-(2，2，2-三氟乙基)吡啶-4(1H)-酮(0.60g，3.1mmol)与N，N，N’，N’-四甲基二氨基甲烷(8.50mL，62.2mmol)在甲醇(10mL)中反应20小时而制备2-[(二甲基氨基)甲基]-3-羟基-1-(2，2，2-三氟乙基)吡啶-4(1H)-酮(0.21g)。产率＝27％；1H NMR(MeOD-D4，90MHz)δ(ppm)：7.81(d，J＝7.5Hz，1H)，6.52(d，J＝7.5Hz，1H)，5.07(d，J＝8.0Hz，2H)，4.60(s，2H)和2.94(s，6H)；MS m/z 251[M+1]+。
C.制备1-(2，2-二氟乙基)-2-[(二甲基氨基)甲基]-3-羟基-6-甲基吡啶-4(1H)-酮
以类似方式，在75℃下，由1-(2，2-二氟乙基)-5-羟基-2-甲基吡啶-4(1H)-酮(0.40g，2.1mmol)和N，N，N’，N’-四甲基二氨基甲烷(4.3mL，31.7mmol)在乙醇(10mL)中制备1-(2，2-二氟乙基)-2-[(二甲基氨基)甲基]-3-羟基-6-甲基吡啶-4(1H)-酮(0.41g)，持续19小时。产率＝78％；1HNMR(DMSO-D6，90MHz)δppm：6.45(tt，J＝55.1，3.5Hz，1H)，6.24(s，1H)，4.74(td，J＝14.6，3.5Hz，2H)，3.55(s，2H)，2.37(s，3H)，2.17(s，6H)；MS m/z 247[M+1]+。
实施例9
制备3-羟基-6-甲基-2-(哌啶-1-基甲基)-1-(2，2，2-三氟乙基)吡啶-4(1H)-酮
Figure BPA00001515477600502
在80℃下，将3-羟基-2-(羟基甲基)-6-甲基-1-(2，2，2-三氟乙基)吡啶-4(1H)-酮(375mg，1.6mmol)与乙腈混合并加入亚硫酰氯(753mg，6.3mmol)。搅拌反应混合物5分钟，然后通过旋转蒸发仪浓缩以得到2-(氯甲基)-3-羟基-6-甲基-1-(2，2，2-三氟乙基)吡啶-4(1H)-酮盐酸盐。在室温下，向哌啶(672mg，7.9mmol)的异丙醇(5mL)溶液加入氯化物化合物。五分钟后，用水稀释反应混合物并用乙酸乙酯萃取。用水洗涤有机层两次并用盐水洗涤有机层，干燥并浓缩。用乙醚/己烷研磨残留物以得到浅橘色固体形式的3-羟基-6-甲基-2-(哌啶-1-基甲基)-1-(2，2，2-三氟乙基)吡啶-4(1H)-酮(165mg)。产率＝34％；1H NMR(MeOD-D4，90MHz)δ(ppm)：6.37(s，1H)，3.72(br.s，2H)，2.45(br.m，7H)和1.51(br.m，6H)；MS m/z 305[M+1]+。
实施例10
制备N-甲基-N2-[2，2，2-三氟-1-(3-羟基-1-甲基-4-氧代-1，4-二氢吡啶-2-基)乙基]-D-丙氨酰胺和N-甲基-N2-[2，2，2-三氟-1-(3-羟基-1-甲基-4-氧代-1，4-二氢吡啶-2-基)乙基]-L-丙氨酰胺(Apo6998和Apo6999)
Figure BPA00001515477600511
在冰水浴中，向溶于6N NaOH(206.9mL)溶液的3-羟基-1-甲基吡啶-4(1H)-酮盐酸盐溶液加入三氟乙醛甲基半缩醛(131.9mL，1.24mmol)。所得溶液加热至95℃过夜。然后冷却反应混合物，并在冰水浴中使用6N HCl溶液将混合物的pH调节至约5。通过过滤收集沉淀的固体，并且用去离子水(100mL×2)彻底洗涤固体，然后在43℃下真空干燥过夜以产生为白色固体形式的3-羟基-1-甲基-2-(2，2，2-三氟-1-羟基乙基)吡啶-4(1H)-酮(94.8g)。产率＝68％；1H NMR(90MHz，MeOD-D4)δ(ppm)：7.60(d，J＝7.1Hz，1H)，6.40(d，J＝7.2Hz，1H)，5.92(q，J＝8.2Hz，1H)，3.98(s，3H)；MS m/z 224[M+1]+，158(100％)。
向3-羟基-1-甲基-2-(2，2，2-三氟-1-羟基乙基)吡啶-4(1H)-酮(1.60g，7.2mmol)的50mL乙腈的冰冷却悬浮液滴加SOCl2(0.80mL，10.8mmol)，然后滴加吡啶(0.6mL，7.2mmol)。搅拌所得悬浮液0.5小时，然后回流2小时。蒸发反应混合物至干燥。向残留物的10mL乙腈悬浮液中加入L-H-Ala-NHMe.HCl(1.19g，8.6mmol)和Et3N(4.0mL，28.7mmol)的20mL乙腈悬浮液。在室温下搅拌所得混合物过夜。蒸发反应混合物至干燥，通过在硅胶(10％浓NH4OH的IPA作为洗提液)上快速层析而纯化残留物以得到2.20g的两种非对映异构体，Apo6988和Apo6999。使用反相C18小柱(cartridge)通过Biotage进一步纯化而获得每一非对映异构体的样本。
通过HPLC得到较多的极性异构体(Rt＝3.43min)(110mg)。1HNMR(400MHz，MeOD-D4)δ(ppm)：7.68(d，J＝7.1Hz，1H)，6.41(d，J＝7.1Hz，1H)，4.68-4.80(m，1H)，3.83(s，3H)，3.41-3.56(m，1H)，2.57(s，3H)，1.30(d，J＝6.1Hz，3H)；MS m/z 330[M+Na]+，308[M+1]+，126(100％)。
通过HPLC得到较少的极性异构体(Rt＝3.68min)(100mg).1HNMR(400MHz，MeOD-D4)δ(ppm)：7.70(d，J＝7.1Hz，1H)，6.44(d，J＝7.1Hz，1H)，4.60-4.70(m，1H)，3.79(s.，3H)，3.20-3.24(m，1H)，2.75(s，3H)，1.28(d，J＝6.1Hz，3H)；MS m/z 330[M+Na]+，308[M+1]+，126(100％)。
HPLC条件：柱：对称C18，5μm；3.9mm×150mm；流速：1.0mL/min；流动相：A＝0.035％HClO4，B＝乙腈；梯度(min-B％)：0-10，10-100，12-100，14-50。
实施例11
制备2-[1-(二甲基氨基)-2，2，2-三氟乙基]-3-羟基-1-甲基吡啶-4(1H)-酮(Apo7041)
Figure BPA00001515477600531
在冰水浴中，向3-羟基-1-甲基-2-(2，2，2-三氟-1-羟基乙基)吡啶-4(1H)-酮(5.00g，22.4mmol)的40mL乙腈悬浮液分批加入Vilsmeier试剂(4.30g，33.6mmol)。在添加至二甲胺盐酸盐(6.00g，73.6mmol)和Et3N(15.0mL，107.6mmol)的30mL乙腈悬浮液之前，搅拌所得混合物2小时。在室温下过夜搅拌所得悬浮液。滤除固体并浓缩滤液至干燥。通过在硅胶上的快速层析(10％MeOH的EtOAc作为洗提液)纯化残留物以得到标题化合物Apo7041(1.8g)。产率＝32％；1H NMR(90MHz，CD3OD-D4)δ(ppm)：7.63(d，J＝7.3Hz，1H)，6.41(d，J＝7.3Hz，1H)，4.78(q，J＝8.1Hz，1H)，3.99(S，3H)，2.41(s，6H)；MS m/z 273[M+Na]+，251[M+1]+，206(100％)。
实施例12
A.制备3-羟基-1-甲基-2-{2，2，2-三氟-1-[甲基(丙-2-炔-1-基)氨基]乙基}吡啶-4(1H)-酮(Apo7057)
Figure BPA00001515477600532
向在冰水浴中冷却的20mL乙腈加入DMF(0.42mL，5.4mmol)，然后滴加草酰氯(0.47mL，5.4mmol)。向该所得悬浮液中整体加入3-羟基-1-甲基-2-(2，2，2-三氟-1-羟基乙基)吡啶-4(1H)-酮(1.0g，4.5mmol)。然后搅拌混合物2小时。然后，向该反应混合物中加入Et3N(2.50mL，17.9mmol)，然后加入N-甲基炔丙基胺(0.75mL，9.0mmol)。在室温下搅拌反应混合物过夜。滤除固体，浓缩滤液至干燥。通过在硅胶(5％MeOH的CH2Cl2作为洗提液)上的快速层析纯化残留物以得到橘色粉末形式的标题化合物Apo7057(570mg)。产率＝46.4％；1HNMR(400MHz，DMSO+几滴D2O)δ(ppm)：7.6(br.s.，1H)，6.25(d，J＝7.1Hz，1H)，5.15(br.s.，1H)，3.87(s，3H)，3.37-3.67(m，2H)，3.23(br.s.，1H)，2.32(br.s.，3H)；MS m/z 275[M+1]+，206(100％)。
B.制备3-羟基-1-甲基-2-[2，2，2-三氟-1-(哌啶-1-基)乙基]吡啶-4(1H)-酮(Apo7058)
Figure BPA00001515477600541
以类似方式，由3-羟基-1-甲基-2-(2，2，2-三氟-1-羟基乙基)吡啶-4(1H)-酮(1.0g，4.5mmol)和哌啶(0.88mL，8.9mmol)制备Apo7058。在通过快速层析(4％MeOH的CH2Cl2作为洗提液)纯化后，获得白色固体形式的标题化合物Apo7058(700mg)。产率＝54％；1H NMR(400MHz，DMSO-D6，75℃)δ(ppm)：7.59(d，J＝6.8Hz，1H)，6.19(d，J＝6.8Hz，1H)，4.82(q，J＝9.0Hz，1H)，3.88(s，3H)，2.46-2.84(m，4H)，1.29-1.74(m，6H)MS m/z 291[M+1]+，206(100％)。
C.制备3-羟基-1-甲基-2-[2，2，2-三氟-1-(4-甲基哌嗪-1-基)乙基]吡啶-4(1H)-酮(Apo7073)
Figure BPA00001515477600542
以类似方式，由3-羟基-1-甲基-2-(2，2，2-三氟-1-羟基乙基)吡啶-4(1H)-酮(1.0g，4.5mmol)和1-甲基哌嗪(1.0mL，9.0mmol)制备Apo7073。在通过Biotage反相C18柱纯化后，获得标题化合物Apo7073(401mg)。产率＝29％；1H NMR(400MHz，DMSO-d6，75℃)δ(ppm)：7.63(d，J＝6.8Hz，1H)，6.21(d，J＝7.4Hz，1H)，4.94(q，J＝8.5Hz，1H)，3.86(s，3H)，3.05(br.s.，4H)，2.92(br.s.，4H)，2.64(s，3H)；MS m/z 306[M+1]+，206(100％)。
D.制备2-[1-(环丙基氨基)-2，2，2-三氟乙基]-3-羟基-1-甲基吡啶-4(1H)-酮(Apo7074)
以类似方式，由3-羟基-1-甲基-2-(2，2，2-三氟-1-羟基乙基)吡啶-4(1H)-酮(1.0g，4.5mmol)和环丙胺(0.62mL，9.0mmol)制备Apo7074。在通过快速层析(5％MeOH的CH2Cl2作为洗提液)纯化后，获得标题化合物Apo7074(470mg)。产率＝40％；1H NMR(400MHz，DMSO+几滴D2O)δ(ppm)：7.67(d，J＝6.8Hz，1H)，6.25(d，J＝7.1Hz，1H)，4.70(q，J＝8.1Hz，1H)，3.74(s，3H)，2.04(br.s.，1H)，0.34-0.43(m，4H)；MSm/z 263[M+1]+，206(100％)。
E.制备3-羟基-1-甲基-2-[2，2，2-三氟-1-(丙-2-烯-1-基氨基)乙基]吡啶-4(1H)-酮(Apo7075)
Figure BPA00001515477600552
以类似方式，由3-羟基-1-甲基-2-(2，2，2-三氟-1-羟基乙基)吡啶-4(1H)-酮(1.0g，4.5mmol)和烯丙胺(0.67mL，9.0mmol)制备Apo7075。在通过快速层析(5％MeOH的CH2Cl2作为洗提液)纯化后，获得标题化合物Apo7075(497mg)。产率＝42％；1H NMR(400MHz，DMSO+几滴D2O)δ(ppm)：7.65(d，J＝7.1Hz，1H)，6.24(d，J＝7.4Hz，1H)，5.70-5.80(m，1H)，5.14(d，J＝17.4Hz，1H)，5.06(d，J＝10.1Hz，1H)，4.63(q，J＝8.2Hz，1H)，3.67(s，3H)，3.15-3.19(m，2H)；MS m/z 263[M+1]+，206(100％)。
实施例13
A.制备5-(苄氧基)-3-氯-2-甲基吡啶-4(1H)-酮
在冰水浴中向5-(苄氧基)-2-甲基吡啶-4(1H)-酮(9.00g，41.8mmol)的2M氢氧化钠(62.5mL，125mmol)溶液中缓慢加入10-14％次氯酸钠(62.5mL)溶液，时间为20分钟。在室温下，将反应混合物搅拌另外一小时。用6N HCl仔细中和反应混合物至pH约7，同时外部冷却至保持内部温度低于25℃。过滤固体并用水(3×)洗涤，然后在真空烘箱中干燥过夜。因此，获得白色固体形式的5-(苄氧基)-3-氯-2-甲基吡啶-4(1H)-酮(9.03g)。产率＝86％；1H NMR(DMSO-D6，90MHz)δ(ppm)：11.74(br.s，1H)，7.14-7.68(m，6H)，5.02(s，2H)和2.33(s，3H)。
B.制备5-(苄氧基)-3-氯-2-(羟基甲基)吡啶-4(1H)-酮
Figure BPA00001515477600561
以类似方式，由5-(苄氧基)-2-(羟基甲基)吡啶-4(1H)-酮(11.56g，50mmol)和10-14％次氯酸钠(75mL)的2M氢氧化钠(75mL)溶液制备5-(苄氧基)-3-氯-2-(羟基甲基)吡啶-4(1H)-酮(10.50g)。产率＝81％；1HNMR(DMSO-D6，90MHz)δ(ppm)：11.35(br.s，1H)，7.05-7.66(m，6H)，5.79-6.32(m，1H)，5.03(s，2H)和4.54(s，2H)。
C.制备5-(苄氧基)-3-氯-1，2-二甲基吡啶-4(1H)-酮
将5-(苄氧基)-3-氯-2-甲基吡啶-4(1H)-酮(3.00g，12.0mmol)悬浮在25mL的DMF中。加入碳酸钾(3.30g，24.0mmol)，然后加入碘甲烷(1.53mL，24.0mmol)。通过TLC(30％乙酸乙酯的己烷)检测反应进展。完成时，使反应在室温下搅拌。加入水并形成白色沉淀。通过抽吸过滤收集固体，进行空气干燥然后在真空下进一步干燥。因此，获得5-(苄氧基)-3-氯-1，2-二甲基吡啶-4(1H)-酮(2.00g)。产率＝63％；1HNMR(MeOD-D4，90MHz，)δ(ppm)：7.61(s，1H)，7.27-7.46(m，5H)，5.21(s，2H)，3.75(s，3H)和2.54(s，3H)。
D.制备5-(苄氧基)-3-氯-2-(羟基甲基)-1-甲基吡啶-4(1H)-酮
Figure BPA00001515477600572
以类似方式，由5-(苄氧基)-3-氯-2-(羟基甲基)吡啶-4(1H)-酮(10.0g，37.6mmol)、碘甲烷(10.7g，75.2mmol)和碳酸钾(10.3g，75.2mmol)在DMF(50mL)中制备5-(苄氧基)-3-氯-2-(羟基甲基)-1-甲基吡啶-4(1H)-酮(7.52g)。产率＝72％；1H NMR(DMSO-D6，90MHz)δ(ppm)：7.77(s，1H)，7.17-7.58(m，5H)，5.65(br.s，1H)，5.04(s，2H)，4.70(br.s，2H)和3.81(s，3H)。
E.制备5-(苄氧基)-3-氯-1-甲基-4-氧代-1，4-二氢吡啶-2-羧酸。
Figure BPA00001515477600573
在低于7℃下，在30分钟内，向5-(苄氧基)-3-氯-2-(羟基甲基)-1-甲基吡啶-4(1H)-酮(4.90g，17.5mmol)、TEMPO(120mg，0.77mmol)和溴化钾(120mg，1.00mmol)的丙酮(50mL)和饱和碳酸氢钠(40mL)混合物中滴加10-14％次氯酸钠(50mL)溶液。在搅拌2小时后，用水稀释反应混合物，并用6N HCl调节pH至约1.5。过滤固体并用水洗涤以得到白色固体形式的5-(苄氧基)-3-氯-1-甲基-4-氧代-1，4-二氢吡啶-2-羧酸(2.89g)。产率＝56％；1H NMR(DMSO-D6，90MHz)δ(ppm)：7.79(s，1H)，7.16-7.62(m，5H)，5.03(s，2H)和3.67(s，3H)；MS m/z 294[M+1]+。
F.制备3-(苄氧基)-5-氯-1-甲基吡啶-4(1H)-酮
Figure BPA00001515477600581
在DMF(10mL)中加热5-(苄氧基)-3-氯-1-甲基-4-氧代-1，4-二氢吡啶-2-羧酸(3.50g，11.9mmol)一小时。通过旋转蒸发来浓缩反应混合物并用乙酸乙酯/乙醚研磨残留物以得到浅褐色固体形式的3-(苄氧基)-5-氯-1-甲基吡啶-4(1H)-酮(2.80g)。产率＝94％；1H NMR(DMSO-D6，90MHz)δ(ppm)：8.08(d，J＝1.8Hz，1H)，7.68(d，J＝1.8Hz，1H)，7.19-7.58(m，5H)，5.01(s，2H)和3.67(s，3H)。
实施例14
A.制备3-氯-5-羟基-1，2-二甲基吡啶-4(1H)-酮
Figure BPA00001515477600582
在6N HCl(15mL)和乙醇(10mL)中混合3-(苄氧基)-5-氯-1-甲基吡啶-4(1H)-酮(2.70g，10.8mmol0。在回流2小时后，通过旋转蒸发仪浓缩反应混合物。用水(5mL)混合残留物并用浓氨水碱化至pH 8-9。灰白色沉淀析出，并将混合物再次真空浓缩以除去挥发物。通过抽吸过滤收集灰白色固体并干燥以得到3-氯-5-羟基-1，2-二甲基吡啶-4(1H)-酮(1.32g)。产率＝76.6％；1H NMR(DMSO-D6，90MHz)δ(ppm)：7.98(s，1H)，7.47(s，1H)和3.67(s，3H)。
B.制备3-氯-5-羟基-1，2-二甲基吡啶-4(1H)-酮
以类似方式，在100℃通过将5-(苄氧基)-3-氯-1，2-二甲基吡啶-4(1H)-酮(2.00g，7.6mmol)与6N HCl(20mL)和甲醇(10mL)的混合物回流2小时来制备3-氯-5-羟基-1，2-二甲基吡啶-4(1H)-酮(600mg)。产率＝46％；1H NMR(MeOD-D4，90MHz)δ(ppm)：8.08(s，1H)4.08(s，3H)和2.72(s，3H)；MS m/z 174[M+1]+。
实施例15
A.制备3-氯-5-羟基-1，2-二甲基-6-(2，2，2-三氟-1-羟基乙基)吡啶-4(1H)-酮
Figure BPA00001515477600592
将3-氯-5-羟基-1，2-二甲基吡啶-4(1H)-酮(500mg，2.80mmol)悬浮在三氟乙醛甲基半缩醛(3mL)中。加入碳酸钾(119mg，0.86mmol)并加热混合物至120℃。在2.5小时后，使反应混合物冷却至室温，然后用甲醇稀释并过滤。浓缩滤液至干燥并用丙酮稀释。过滤溶液并浓缩滤液至得到粉色固体形式的3-氯-5-羟基-1，2-二甲基-6-(2，2，2-三氟-1-羟基乙基)吡啶-4(1H)-酮(650mg)。产率＝85％；1H-NMR(MeOD-D4，90MHz)δ(ppm)：5.9(q，J＝9.1Hz，1H)，4.01(s，3H)和2.65(s，3H)；MS-ESI m/z 272[M+1]+。
B.制备5-氯-3-羟基-1-甲基-2-(2，2，2-三氟-1-羟基乙基)吡啶-4(1H)-酮
Figure BPA00001515477600601
以类似方式，在碳酸钾(0.22g，1.6mmol)的存在下，由3-氯-5-羟基-1，2-二甲基吡啶-4(1H)-酮(1.27g，8.0mmol)和三氟乙醛甲基半缩醛(12.7mL)制备5-氯-3-羟基-1-甲基-2-(2，2，2-三氟-1-羟基乙基)吡啶-4(1H)-酮(1.40g)。产率＝68％；1H NMR(DMSO-D6)δ(ppm)：8.10(s，1H)，5.80(q，J＝8.7Hz，1H)和3.88(s，3H)；MS m/z 258[M+1]+。
实施例16
A.制备3-氯-5-羟基-1，2-二甲基-6-(2，2，2-三氟乙基)吡啶-4(1H)-酮。
Figure BPA00001515477600602
将3-氯-5-羟基-1，2-二甲基-6-(2，2，2-三氟-1-羟基乙基)吡啶-4(1H)-酮(300mg，1.10mmol)悬浮在10mL乙腈中并滴加亚硫酰氯(398μL，5.50mmol)。在室温下搅拌反应。在2小时后，浓缩反应。用10mL甲醇稀释粗产物，并少量添加硼氢化钠(329mg，8.80mmol)。在15小时后，过滤反应并真空浓缩滤液。将所得固体溶于甲醇中，并添加乙酸乙酯，过滤并浓缩。使用30％EtOAc的MeOH的混合物作为洗提液，通过在硅胶上的柱层析纯化粗产物。混合富含产物的部分并蒸发至干燥。从甲醇/乙酸乙酯重结晶残留产物以得到白色固体形式的3-氯-5-羟基-1，2-二甲基-6-(2，2，2-三氟乙基)吡啶-4(1H)-酮(172mg)。产率＝61％；1H NMR(MeOD-D4，90MHz)δ(ppm)：4.1(q，J＝9.0Hz，2H)，3.99(s，3H)和2.77(s，3H)；MS m/z 256[M+1]+。
B.制备5-氯-3-羟基-1-甲基-2-(2，2，2-三氟乙基)吡啶-4(1H)-酮
Figure BPA00001515477600611
以类似方式，由5-氯-3-羟基-1-甲基-2-(2，2，2-三氟-1-羟基乙基)吡啶-4(1H)-酮(580mg，2.30mmol)制备5-氯-3-羟基-1-甲基-2-(2，2，2-三氟乙基)吡啶-4(1H)-酮(117mg)。产率＝22％；1H NMR(MeOD-D4，90MHz)δ(ppm)：8.04(s，1H)，3.91(q，J＝9.9Hz，2H)和3.84(s，3H)；MS m/z 242[M+1]+。
实施例17
A.制备3-氯-6-[1-(二甲基氨基)-2，2，2-三氟乙基]-5-羟基-1，2-二甲基吡啶-4(1H)-酮
在室温下，在乙腈(10mL)中将3-氯-5-羟基-1，2-二甲基-6-(2，2，2-三氟-1-羟基乙基)吡啶-4(1H)-酮(618mg，2.3mmol)与吡啶(276μL，3.4mmol)混合。滴加亚硫酰氯(249μL，3.41mmol)。在室温下搅拌30分钟后，通过旋转蒸发来浓缩反应混合物。在真空下干燥残留物，然后在冰水浴中用乙醇(20mL)混合。在约5℃下添加乙醇二甲胺(5.6M，4.06mL，22.8mmol)溶液，并搅拌混合物20分钟。通过旋转蒸发来浓缩反应混合物。用水(10mL)混合残留物并将溶液的pH调节至5.5。通过抽吸过滤收集沉淀的固体，并用水洗涤，然后用乙醚/己烷研磨以得到灰白色固体形式的3-氯-6-[1-(二甲基氨基)-2，2，2-三氟乙基]-5-羟基-1，2-二甲基吡啶-4(1H)-酮(380mg)。产率＝56％；1H NMR(CDCl3，90MHz)δ(ppm)：4.88(q，J＝8.6Hz，1H)，4.08(s，3H)，2.65-2.81(m，3H)和2.39(s，6H)；MS m/z 299[M+1]+。
B.制备5-氯-2-(1-(二甲基氨基)-2，2，2-三氟乙基)-3-羟基-1-甲基吡啶-4(1H)-酮
Figure BPA00001515477600621
以类似方式，由5-氯-3-羟基-1-甲基-2-(2，2，2-三氟-1-羟基乙基)吡啶-4(1H)-酮(386mg，1.5mmol)制备5-氯-2-(1-(二甲基氨基)-2，2，2-三氟乙基)-3-羟基-1-甲基吡啶-4(1H)-酮(290mg)。产率＝68％；1H NMR(MeOD-D4，90MHz)δ(ppm)：8.04(s，1H)，4.69-4.85(m，1H)，4.05(br.s，3H)和2.42(br.s，6H)；MS m/z 285[M+1]+。
C.制备5-氯-3-羟基-1-甲基-2-(2，2，2-三氟-1-(哌啶-1-基)乙基)吡啶-4(1H)-酮
Figure BPA00001515477600622
以类似方式，由5-氯-3-羟基-1-甲基-2-(2，2，2-三氟-1-羟基乙基)吡啶-4(1H)-酮(386mg，1.5mmol)制备5-氯-3-羟基-1-甲基-2-(2，2，2-三氟-1-(哌啶-1-基)乙基)吡啶-4(1H)-酮(302mg)。产率＝60％；1H NMR(MeOD-D4，90MHz)δ(ppm)：8.03(br.s，1H)，4.57-4.83(m，1H)，3.74-4.35(m，3H)，2.21-3.02(m，4H)和1.44-1.89(m，6H)；MS m/z 325[M+1]+。
实施例18
A.制备2-(2，2-二氟-1-羟基乙基)-3-羟基-1-甲基吡啶-4(1H)-酮(Apo7078)
Figure BPA00001515477600631
将3-羟基-1-甲基吡啶-4(1H)-酮(1.00g，8.0mmol)和碳酸钾(0.11g，0.8mmol)的2.4mL二氟乙醛乙基半缩醛的密封悬浮液加热至50℃，时间为18小时。在减压下蒸发挥发成分。将残留物溶于3mL去离子水中，然后在冰水浴中冷却，并用1N HCl溶液将pH调节至5-6。通过抽吸过滤收集沉淀物，并干燥。因此，获得白色固体形式的标题化合物Apo7078(410mg)。产率＝25％；1H NMR(400MHz，CD3OD)δ(ppm)：7.62(d，J＝7.1Hz，1H)，6.41(d，J＝7.1Hz，1H)，6.30(dt，3J＝55.8Hz，2J＝5.1Hz，1H)，5.45(dt，2J＝5.1Hz，3J＝11.4Hz，1H)，3.96(s，3H)；MS m/z 206[M+1]+，188(100％)。
B.制备2-(2，2-二氟乙基)-3-羟基-1-甲基吡啶-4(1H)-酮(Apo7080)
Figure BPA00001515477600632
在冰水浴中，向10mL乙腈加入DMF(0.14mL，1.8mmol)，然后滴加草酰氯(0.15mL，1.8mmol)。向所得悬浮液中整体加入2-(2，2-二氟-1-羟基乙基)-3-羟基-1-甲基吡啶-4(1H)-酮(0.30g，1.5mmol)，并搅拌所得混合物2小时。通过过滤收集固体，并将其溶于150mL乙腈中。向所得溶液中加入Pd/C(10％，潮湿，0.20g，66.7％w/w)，在40psi氢压下，使混合物氢化2小时。滤出催化剂，并蒸干滤液。将残留物溶于去离子水，并使用6N NaOH溶液将pH调节至5-6。通过抽吸过滤收集沉淀以提供灰白色固体形式的粗产物(100mg)。使用反向C18小柱由Biotage进一步纯化粗产物以得到白色固体形式的标题化合物Apo7080(66mg)。产率＝24％；1H NMR(400MHz，CD3OD)δ(ppm)：7.65(d，J＝7.2Hz，1H)，6.41(d，J＝7.2Hz，1H)，6.19(tt，J＝56.5，4.7Hz，1H)，3.83(s，3H)，3.51(dt，3J＝15.9Hz，2J＝4.6Hz，2H)；MS m/z 190[M+1]+，188(100％)。
实施例19
制备N-2-{[5-羟基-1-甲基-4-氧代-6-(2，2，2-三氟-1-羟基乙基)-1，4-二氢吡啶-2-基]甲基}-N-甲基-L-丙氨酰胺(Apo7033)
Figure BPA00001515477600641
在氮气环境下，将5-(苄氧基)-2-(氯甲基)-1-甲基吡啶-4(1H)-酮盐酸盐(7.55g，25.0mmol)、H-Ala-NHMe.HCl(5.14g，37.0mmol)和二异丙基乙胺(12.5mL，72.0mmol)的CH3CN(50mL)混合物加热至85℃过夜。真空除去挥发物，并使用MeOH和乙酸乙酯的混合物作为洗提液(溶剂梯度为10％、15％和20％MeOH的乙酸乙酯)，通过在硅胶上的柱层析预纯化残留物。将富含产物的部分结合并蒸干。使用H2O和CH3CN(1-5％H2O含量)的混合物，然后使用10％MeOH的二氯甲烷溶液，通过在硅胶上的柱层析进一步纯化得到(S)-2-((5-(苄氧基)-1-甲基-4-氧代-1，4-二氢吡啶-2-基)甲基氨基)-N-甲基丙酰胺(7.17g)，产率为87％。MS m/z 352[M+Na]+，330(100％)[M+1]+，228，138，91。
在Parr仪器中，在50psi的氢压下将(S)-2-((5-(苄氧基)-1-甲基-4-氧代-1，4-二氢吡啶-2-基)甲基氨基)-N-甲基丙酰胺(7.04g，21.4mmol)和10％Pd/C(0.90g)的MeOH(70mL)混合物氢化2小时。在硅藻土上过滤反应混合物并真空浓缩滤液。在44℃的真空烘箱中干燥所得固体过夜。因此，获得橘色固体形式的(S)-2-((5-羟基-1-甲基-4-氧代-1，4-二氢吡啶-2-基)甲基氨基)-N-甲基丙酰胺(4.90g)，产率为96％。1H NMR(CD3COOD)δ(ppm)：7.77(s，1H)，7.03(s，1H)，4.30-4.34(m，3H，OCH2+CHCH3)，3.98(s，3H)，2.80(s，3H)，1.56(d，J＝6.3Hz，3H，CHCH3)；MS m/z 262[M+Na]+，240(100％)[M+1]+，138，110。
在75-80℃将(S)-2-((5-羟基-1-甲基-4-氧代-1，4-二氢吡啶-2-基)甲基氨基)-N-甲基丙酰胺(3.13g，13.1mmol)、三氟乙醛甲基半缩醛(3.6mL，38.0mmol)和碳酸钾(2.62g，19.0mmol)的CH3CN(35mL)的混合物加热过夜。使用28-30％的浓NH4OH的IPA溶剂混合物作为洗提液，通过TLC分析反应混合物，指出起始材料的不完全消耗。加入另一部分三氟乙醛甲基半缩醛(4mL)，在95-100℃将混合物加热另外的24小时。在冷却至室温时，使用MeOH和乙酸乙酯的混合物作为洗提液(溶剂梯度为10％、15％和20％的MeOH的乙酸乙酯)，通过在硅胶上的柱层析纯化混合物。因此，获得淡黄色固体形式的标题化合物N-2-{[5-羟基-1-甲基-4-氧代-6-(2，2，2-三氟-1-羟基乙基)-1，4-二氢吡啶-2-基]甲基}-N-甲基-L-丙氨酰胺，即Apo7033(1.53g)，产率为35％。1H NMR(DMSO-D6)δ(ppm)：7.79(t，J＝4.4Hz，1H，NH)，6.30(s，1H)，5.87(q，J＝8.7Hz，1H，CHCF3)，3.82(s，3H，NCH3)，3.61-3.65(dd，2J＝14.5和4J＝1.9Hz，1H，0.5NHCH2)，3.47-3.52(明显的t，J＝15.2Hz，1H，0.5NHCH2)，3.08(q，J＝6.8Hz，1H，CHCH3)，2.59(d，J＝4.2Hz，3H，NHCH3)，1.12(dd，2J＝6.8和4J＝2.3Hz，3H，CHCH3)；13C NMR(DMSO-D6)δ(ppm)：175.0(C＝O)，169.6(C＝O)，149.2，147.3，125.6，125.0(q，J＝283Hz，CHCF3)，113.1(CH)，65.2(q，J＝33Hz，CHCF3)，56.9(CH)，48.9(CH2)，36.6(NCH3)，25.8(NHCH3)，19.6(CH3)；MS m/z360[M+Na]+，338(100％)[M+1]+，236。
实施例20
N-{[5-羟基-1-甲基-4-氧代-6-(2，2，2-三氟-1-羟基乙基)-1，4-二氢吡啶-2-基]甲基}-L-丙氨酸(Apo7032)
Figure BPA00001515477600661
重复前述实施例(实施例19)的最后一步中的试验(2.9mmol规模)，除了使用28-30％浓NH4OH和IPA的混合物作为洗提液(溶剂梯度为10％、15％和20％以及25％NH4OH的IPA)，通过在硅胶上的柱层析纯化混合物。在这种情况下，获得橘色固体形式的标题酸化合物N-{[5-羟基-1-甲基-4-氧代-6-(2，2，2-三氟-1-羟基乙基)-1，4-二氢吡啶-2-基]甲基}-L-丙氨酸(Apo7032)(0.7g)，产率为78％。MS m/z 347[M+Na]+，325(100％)[M+1]+，236。
实施例21
制备N-甲基-2-[2，2，2-三氟-1-(5-羟基-6-甲基-4-氧代-1，4-二氢-吡啶-3-基)-乙基氨基]-丙酰胺的非对映异构体(Apo6884和Apo6885)
Figure BPA00001515477600662
在室温下，向3-羟基-2-甲基-5-(2，2，2-三氟-1-羟基-乙基)-1H-吡啶-4-酮(1.50g，6.7mmol)的乙腈(33mL)悬浮液中加入亚硫酰氯(2.5mL，33.7mmol)。搅拌所得混合物30分钟，随之产生澄清溶液。通过TLC(甲醇∶二氯甲烷，1∶10，v∶v)监测反应进程，其标示起始材料的消耗。蒸发反应混合物至干燥以得到粗制固体形式的5-(1-氯-2，2，2-三氟-乙基)-3-羟基-2-甲基-1H-吡啶-4-酮。
将固体溶于乙腈(35mL)，并加入H-AIa-NHMe盐酸盐(1.15g，8.3mmol)，然后加入三乙胺(4.0mL，28.7mmol)。搅拌非均匀混合物60分钟，同时通过HPLC方法1监测反应进程。粗反应混合物的HPLC分析表示两种产物峰的存在，比例为约4/3，并且RT分别为7.9min和8.4min。过滤反应混合物以除去固体材料，并蒸干滤液以得到固体。将固体溶于乙酸乙酯，并用20％氯化铵溶液(3×40mL)萃取有机溶液。混合水性部分(pH 6)，并用NaOH溶液将pH调节至7。然后用乙酸乙酯(2×50mL)萃取水溶液。混合乙酸乙酯部分，并蒸干以得到非对映异构体对形式N-甲基-2-[2，2，2-三氟-1-(5-羟基-6-甲基-4-氧代-1，4-二氢-吡啶-3-基)-乙基氨基]-丙酰胺(850mg，41％产率，HPLC方法：柱：XTerra MS C18，4.6×250mm；A＝水相：4mM Tris，2mM EDTA，pH7.4；B＝有机相：CH3CN；流速＝1.0mL/min；注射体积＝5μL；波长(λ)：220，254，280，450nm.梯度法；min-B％0-5，15-55，25-55，25.05-5，30-5.Apo6884，RT＝7.9min，在λ＝280nm处AUC＝44％，以及Apo6885，RT＝8.4min，在λ＝280nm处AUC＝35％)。在重复纯化后使用Biotage
Figure BPA00001515477600671
系统获得两种非对映异构体的样本(C18反相小柱；乙腈和去离子水的混合物作为洗提液；梯度洗脱)。Apo6884：82mg，RT＝7.9min，HPLC纯度(AUC)：在λ＝280nm处99％；1H NMR(DMSO-D6)δ(ppm)：11.59(br s，1H)，7.74(br s，1H)，7.56(s，1H)，4.62(m，1H)，3.12(m，2H)12.49(s，3H)，2.18(s，3H)，1.09(d，J＝6.3Hz，3H)；MS-ESI m/z308[M+1]+，249，206(100％)，103。Apo6885：95mg，RT＝8.4min，HPLC纯度(AUC)：在λ＝280nm处99％；1H NMR(DMSO-D6)δ(ppm)：11.65(br s，1H)，7.67(s，1H)，7.63(br s，1H)，4.43(m，1H)，3.39(m，1H)，2.93(m，1H)，2.62(d，J＝4.7Hz，3H)，2.18(s，3H)，1.07(d，J＝6.9Hz，3H)；MS-ESI m/z 308.0[M+1]+，249，206(100％)，103。
实施例22
制备5-[1-(二甲基氨基)-2，2，2-三氟乙基]-3-羟基-1，2-二甲基吡啶-4(1H)-酮(Apo7053)
(a)向3-羟基-2-甲基-5-(2，2，2-三氟-1-羟基乙基)吡啶-4(1H)-酮(5.33g，23.9mmol)和乙腈(50mL)的悬浮液中加入碳酸钾(4.96g，35.9mmol)。在室温下搅拌混合物，并加入碘甲烷(15mL，239.8mmol)。通过HPLC监测反应进程(柱：XTerra MS C18，4.6×250mm；A＝水相：4mM Tris，2mM EDTA，pH 7.4；B＝有机相：CH3CN；流速＝1.0mL/min；注射体积＝5μL；波长(λ)：220，254，280，450nm.梯度法；min-B％0-5，15-55，25-55，25.05-5，30-5)。
在室温下搅拌1小时后，反应混合物的HPLC分析表示约80％的转化。过滤反应混合物。固体和滤液均收集。用乙腈(40mL×2)洗涤固体，然后用DI水洗涤，并且最后用乙醚洗涤，从而得到3-羟基-1，2-二甲基-5-(2，2，2-三氟-1-羟基乙基)吡啶-4(1H)-酮。第一组，1.14g，产率＝20％。
用乙腈洗液液与滤液混合，并浓缩至干燥以得到固体。用DI水和乙醚洗涤固体以得到第二组期望产物(2.46g，44％)。总产率(第1和2组)＝64％；1H NMR(CD3OD)δ(ppm)：7.79(s，1H)，5.43(q，J＝7.2Hz，1H)，3.88(s，3H)，2.44(s，3H)。
(b)在氮气层下，使用自来水浴进行外部冷却，向3-羟基-1，2-二甲基-5-(2，2，2-三氟-1-羟基乙基)吡啶-4(1H)-酮(3.00g，12.7mmol)和乙腈(110mL)的悬浮液中滴加亚硫酰氯(7.5mL，102.7mmol)。通过TLC(洗提液：甲醇∶二氯甲烷，1∶10，v∶v)监测反应进程。加入SOCl2后，得到澄清溶液，进一步搅拌时逐渐形成白色固体。在乙腈中重复浓缩反应混合物以得到固体，然后收集并用乙腈(15mL×2)洗涤。因此，获得白色固体形式的5-(1-氯-2，2，2-三氟乙基)-3-羟基-1，2-二甲基吡啶-4(1H)-酮盐酸盐(2.89g)。产率＝78％；1H NMR(DMSO-D6)δ(ppm)：8.17(s，1H)，6.19(q，J＝7.5Hz，1H)，3.84(s，3H)，2.35(s，3H)。
(c)向40％重量比的二甲胺水溶液(3.5mL，27.7mmol)中加入5-(1-氯-2，2，2-三氟乙基)-3-羟基-1，2-二甲基吡啶-4(1H)-酮盐酸盐(395mg，1.4mmol)和乙腈(30mL)的混合物。剧烈搅拌所得淡黄色溶液，并通过TLC(洗提液：甲醇/二氯甲烷，1/10，v/v)监测反应进程。5分钟内完全消耗起始材料。浓缩反应混合物以得到固体。将固体溶于二氯甲烷(30mL)，然后用10％氯化铵溶液(15mL×2)洗涤。在硫酸铵上干燥有机相，过滤并浓缩以得到固体产物5-[1-(二甲基氨基)-2，2，2-三氟乙基]-3-羟基-1，2-二甲基吡啶-4(1H)-酮(Apo7053)(200mg)。产率＝56％；HPLC方法1，RT＝10.2min，HPLC纯度(AUC)：在280nm处98.3％)；1H NMR(DMSO-D6)δ(ppm)：7.68(s，1H)，4.86(q，J＝10.1Hz，1H)，3.73(s，3H)，2.29(s，3H)，2.23(s，6H).MS-ESI m/z 265[M+1]+，220(100％)，192。
以类似方式，制备下列化合物：
(i)由5-(1-氯-2，2，2-三氟乙基)-3-羟基-1，2-二甲基吡啶-4(1H)-酮盐酸盐(304mg，1.0mmol)和哌啶(2.0mL，20.3mmol)的反应而制备3-羟基-1，2-二甲基-5-[2，2，2-三氟-1-(哌啶-1-基)乙基]吡啶-4(1H)-酮(Apo7054)。在20分钟内完成反应，并获得固体产物Apo7054(232mg)。产率＝73％；HPLC方法1，纯度(AUC)＝在280nm处99.4％；1H NMR(DMSO-D6)δ(ppm)：7.66(s，1H)，4.83-4.94(m，1H)，3.71(s，3H)，2.56(m，2H)，2.41(m，2H)，2.27(s，3H)，1.46(br，4H)，1.28(br，2H)；MS-ESIm/z 305[M+1]+(100％)，220。
(ii)由5-(1-氯-2，2，2-三氟乙基)-3-羟基-1，2-二甲基吡啶-4(1H)-酮盐酸盐(505mg，1.7mmol)和咪唑(3.5g，51.4mmol)制备3-羟基-1，2-二甲基-5-[2，2，2-三氟-1-(1H-咪唑-1-基)乙基]吡啶-4(1H)-酮(Apo7055)。当反应混合物的HPLC色谱(方法1)分析显示转化率高于98％时，停止反应。浓缩反应混合物以得到固体。将固体溶于去离子水(4mL)，并用6.00N盐酸溶液将溶液pH调节至6.5。用二氯甲烷(15mL×4，30mL×2)重复萃取所得溶液。混合有机部分，在硫酸钠上干燥、过滤并浓缩。从二氯甲烷以固体形式获得期望化合物Apo7055(320mg)。产率＝64％；HPLC纯度(AUC)：在280nm处99.7％；1H NMR(DMSO-D6)δ(ppm)：8.15(s，1H)，7.98(s，1H)，7.52(s，1H)，6.96(s，1H)，6.66(q，J＝9.1Hz，1H)，3.76(s，3H)，2.29(s，3H).MS-ESI m/z 288[M+1]+，220(100％)。
(iii)由5-(1-氯-2，2，2-三氟乙基)-3-羟基-1，2-二甲基吡啶-4(1H)-酮盐酸盐(400mg，1.4mmol)和甲胺(3.0mL，34.4mmol)制备3-羟基-1，2-二甲基-5-[2，2，2-三氟-1-(甲基氨基)乙基]吡啶-4(1H)-酮(Apo7056)。在15分钟内基本完成反应。浓缩反应混合物以得到固体。使用Biotage
Figure BPA00001515477600701
仪器(C18反相；洗提液：水和乙腈；梯度，100∶0至100∶4)，通过纯化获得游离Apo7056产物的盐样本(48mg)。HPLC方法1，RT＝8.52min，HPLC纯度(AUC)：在280nm处99.3％；1H NMR(CD3OD)δ(ppm)：7.77(s，1H)，4.58(q，J＝8.0Hz，1H)，3.80(s，3H)，2.44(s，3H)，2.35(s，3H).MS-ESI(m/z)251.2[M+1]+，220.2(100％)。
(iv)由5-(1-氯-2，2，2-三氟乙基)-3-羟基-1，2-二甲基吡啶-4(IH)-酮盐酸盐(550mg，1.9mmol)制备3-羟基-1，2-二甲基-5-[2，2，2-三氟-1-(4-甲基哌嗪-1-基)乙基]吡啶-4(1H)-酮盐酸盐(Apo7063)，并加入1-甲基哌嗪(3.0mL，27.0mmol)。当反应混合物的HPLC色谱(方法1)分析完全转化时，停止反应。浓缩反应混合物以得到固体。向固体中加入甲醇(2mL)，使混合物涡旋并过滤。因此，获得固体形式的Apo7063(280mg)。产率＝41％；HPLC方法1，纯度(AUC)＝在280nm处99.8％；1H NMR(DMSO-D6+几滴D2O)δ(ppm)：7.69(s，1H)，4.93(q，J＝9.7Hz，1H)，3.70(s，3H)，2.60-3.40(b，8H)，2.69(s，3H)，2.29(s，3H)；MS-ESI m/z320[M+1]+(100％)，220。
实施例23
制备2-(二甲基氨基)-3-羟基-1-甲基-6-(2，2，2-三氟乙基)吡啶-4(1H)-酮(Apo7077)
Figure BPA00001515477600702
在氮气层下，向5-羟基-1-甲基-2-(2，2，2-三氟-1-羟基乙基)吡啶-4(1H)-酮(0.82g，3.7mmol)和乙腈(30mL)的悬浮液中滴加亚硫酰氯(1.6mL，21.9mmol)。加热反应至回流并得到澄清溶液。通过TLC(洗提液：甲醇∶二氯甲烷，1∶10，v∶v)监测反应进程。在乙腈中重复浓缩反应混合物以得到固体，其在下一步中使用而不需进一步纯化。1HNMR(DMSO-D6)δ(ppm)：8.35(s，1H)，7.62(s，1H)，6.77(m，1H)，4.12(s，3H)。
向二甲胺溶液(40％重量比的水溶液，9.0mL，71.1mmol)中加入来自前述步骤的氯化物产物的乙腈溶液。剧烈搅拌混合物。通过TLC(洗提液：甲醇/二氯甲烷，1/10，v/v)并且通过HPLC(方法1，Apo7077的RT＝13.37min，转化率为约78％)监测反应进程。浓缩反应混合物至干燥。在二氯甲烷(30mL)中萃取残留物，然后用去离子水洗涤。在硫酸钠上干燥有机相，过滤并浓缩以得到粗固体。通过在硅胶上的柱层析(洗提液：甲醇/二氯甲烷，5/100，v/v)纯化粗产物以得到Apo7077(280mg)。产率＝30％；HPLC纯度(AUC)：在280nm处99.2％；1HNMR(DMSO-D6)δ(ppm)：6.23(s，1H)，3.93(q，J＝10.7Hz，2H)，3.63(s，3H)，2.74(s，6H)；19F NMR(DMSO-D6)δ(ppm)：-63.37(t，J＝50.8Hz)；MS-ESI m/z 251[M+1]+(100％)，236，221，207，166。
实施例24
制备2-((二甲基氨基)甲基)-3-羟基-1-甲基-6-(2，2，2-三氟-1-羟基乙基)吡啶-4(1H)-酮(Apo7081)
Figure BPA00001515477600711
向3-羟基-2-(羟基甲基)-1-甲基-6-(2，2，2-三氟-1-羟基乙基)吡啶-4(1H)-酮(1.50g，5.9mmol)的乙腈(45mL)悬浮液中滴加亚硫酰氯(0.48mL，6.6mmol)。通过TLC(洗提液：甲醇∶二氯甲烷，15∶100，v∶v)监测反应进程，并在5分钟内消耗起始材料。在乙腈中重复浓缩反应混合物以得到固体，用乙腈(15mL×1)洗涤。因此，获得白色固体形式的2-(氯甲基)-3-羟基-1-甲基-6-(2，2，2-三氟-1-羟基乙基)吡啶-4(1H)-酮盐酸盐(1.18g)。
将后一化合物溶于乙腈(20mL)并将其加入二甲胺溶液(40％重量比的水溶液，15mL，118.5mmol)。剧烈搅拌所得淡黄色溶液，并通过HPLC方法监测反应进程，所述方法为：柱：XTerra MS C18，4.6×250mm；A＝水相：4mM Tris，2mM EDTA，pH 7.4；B＝有机相：CH3CN；流速＝1.0mL/min；注射体积＝5μL；波长(λ)：220，254，280，450nm。梯度法；min-B％0-5，15-55，25-55，25.05-5，30-5(Apo7081的RT＝9.45min，HPLC纯度(AUC)：在λ＝280nm处约60％)。浓缩反应混合物以得到固体。向固体中加入去离子水(15mL)和甲醇(100mL)，搅拌所得混合物并过滤。收集滤液并真空浓缩。通过在硅胶上的柱层析纯化残留物(洗提液：甲醇/二氯甲烷，5/100，v/v)。因此，获得Apo7081(24mg)。HPLC方法1，RT＝9.59min，纯度(AUC)：在280nm处98.6％；1HNMR(CD3OD)δ(ppm)：6.82(s，1H)，5.54(q，J＝6.2Hz，1H)，3.96(s，3H)，3.76(s，2H)，2.32(s，6H)；MS-ESI m/z 281[M+1]+，236(100％)，208。
实施例25
制备5-羟基-1-甲基-2-(2，2，2-三氟-1，1-二羟基乙基)吡啶-4(1H)-酮(Apo7072)
Figure BPA00001515477600721
(a)将冰盐冷却的5-(苄氧基)-1-甲基-2-(2，2，2-三氟-1-羟基乙基)吡啶-4(1H)-酮(1.20g，3.8mmol)和10％碳酸氢钠溶液(4mL)的丙酮悬浮液置于装有磁力搅拌棒的250-mL 1-N RB中以得到悬浮液，并向其中加入溶于去离子水(3mL)的溴化钾(99mg，0.6mmol)溶液。向悬浮液中加入TEMPO(31mg，0.2mmol)的丙酮(1mL)溶液，然后加入次氯酸钠溶液(0.96M，6.5mL，6.24mmol)。使用HPLC监测反应进程(HPLC柱：XTerra MS C18，4.6×250mm；A＝水相：4mM Tris，2mM EDTA，pH7.4；B＝有机相：CH3CN；流速＝1.0mL/min；注射体积＝5μL；波长(λ)：220，254，280，450nm.等度法(isocratic method)；水∶有机＝75∶25，SM的RT＝10.30min，产物的RT＝11.37min，转化率＞99％)。过滤反应混合物。收集滤液并浓缩以得到半固体。将半固体悬浮在二氯甲烷(40mL)和盐水(30mL)中。搅拌混合物并通过抽吸过滤收集固体。用去离子水(15mL×4)和乙醚(15mL×4)洗涤固体。因此，获得5-(苄氧基)-1-甲基-2-(2，2，2-三氟-1，1-二羟基乙基)吡啶-4(1H)-酮(0.93g)。产率＝73％；HPLC方法2，纯度(AUC)＝在280nm处99.4％；1H NMR(DMSO-D6)δ(ppm)：8.45(s，2H)，7.67(s，1H)，7.4(m，5H)，6.66(s，1H)，5.04(s，2H)，3.85(s，3H)；MS-ESI m/z 330[M+1]+，91(100％)。
(b)在盐酸溶液(4M，22mL)中通过加热回流进行5-(苄氧基)-1-甲基-2-(2，2，2-三氟-1，1-二羟基乙基)吡啶-4(1H)-酮(700mg，2.1mmol)的去苄基化。使用HPLC监测反应进程(HPLC方法2，SM的RT＝11.47min，产物的RT＝3.26min，转化率＞98％)。浓缩所得固体以得到油状物。称出约一半的油基残留物，并将其溶于去离子水中。用6.00N氢氧化钠溶液(160μL)将所得溶液的pH调节至6。搅拌时固体出现。通过过滤收集固体，用去离子水和乙醚彻底洗涤。因此，获得5-羟基-1-甲基-2-(2，2，2-三氟-1，1-二羟基乙基)吡啶-4(1H)-酮(Apo7072)样本(118mg)。产率＝46％；HPLC方法：柱：XTerra MS C18，4.6×250mm；A＝水相：4mM Tris，2mM EDTA，pH 7.4；B＝有机相：CH3CN；流速＝1.0mL/min；注射体积＝5μL；波长(λ)：220，254，280，450nm.等度法；水∶有机＝75∶25，纯度(AUC)＝在280nm处99.5％；1H NMR(DMSO-D6+几滴D2O)δ(ppm)：7.47(s，1H)，6.66(s，1H)，3.82(s，3H)；MS-ESI m/z240[M+1]，222(100％)，125。
实施例26
A.通过电位滴定进行pKa测定
当制备配体在水中浓度＞1×10-2M时，通过电位滴定测定配体pKa值。在典型试验中，通过下列方法制备样本溶液(1.00×10-2M)：称量Apo7041(125.4mg)并将其放入50mL容量瓶中，并加入约40mL的0.1M NaCl。超声处理混合物10分钟以得到澄清无色溶液。向该容量中加入更多的0.1M NaCl，使所得溶液涡旋以混合。通过使用10mL数字移液管将440mL的溶液转移至T70滴定池中。加入6.000N氢氧化钠溶液(127μL，1.9当量)，并记录溶液pH(11.82)。在22℃使溶液平衡5分钟。
然后在22℃通过使用Mettler Toledo T70自动滴定器用6.000N盐酸溶液对溶液进行滴定，直到pH到达1.5。记录加入的酸体积和pH读数。因此，从该试验采集501个测量值。
使用Hyperquad 2000软件(2.1版本，Peter Gans，University of Leeds)分析pH对酸体积的数据组。使用模型获得pKa值：
Figure BPA00001515477600741
Figure BPA00001515477600742
以及
Figure BPA00001515477600743
因此，通过电位测量，Apo7041具有pKa1＝9.39，pKa2＝3.52和pKa3＝1.66。
B.分光光度滴定进行pKa测定
当共轭酸和碱均在UV-可见区吸收时，通过分光广度滴定测定配体的pKa值。在典型试验中，通过下列方法制备样本溶液：称量Apo7041原液(12.74mg)并将其放入10mL容量瓶中，并向该容量中加入0.1M NaCl。超声处理混合物并使其涡旋以得到澄清无色溶液。该原液的Apo7041浓度为5.1×10-3M。
Apo7041样本溶液：通过使用1000μL数字移液管将727μL上述原液转移至50mL容量瓶中，并向该容量中加入0.1M NaCl。使所得溶液涡旋以混合，从而得到样本溶液。该样本溶液的Apo7041浓度为7.4×10-5M。通过使用10mL数字移液管将20mL样本溶液转移至35mL烧杯中。使用吸液系统(sipper system)在烧杯和流通池间循环样本溶液。
在22℃下，使用标准盐酸溶液滴定样本溶液以实现pH为1.11。在每次加入酸后，使溶液平衡直至达到恒定pH读数。对于每次测量，记录pH和UV-Vis光谱。在数次连续加入酸后，滴定溶液直至光谱无明显变化。因此，记录30次测量。
然后使用pHAB(Peter Gans，University of Leeds)分析所得数据组。使用模型获得pKa值：
Figure BPA00001515477600744
以及
Figure BPA00001515477600745
Figure BPA00001515477600746
因此通过分光光度滴定所测定，Apo7041具有pKa2＝3.51和pKa3＝1.23。
实施例27
Job’s法进行Fe配合物的化学计量
在典型试验中，通过混合Fe2+原液(原子吸收标准，989μg/mL的1％重量比HCl，Aldrich)和Apo7053原液(7.88×10-3 M的0.1M MOPS，pH 7.4)制备Fe-Apo7053配合溶液。制备十二份样本溶液。在12份样本溶液的每一个中，总铁浓度([铁]总)和总配体浓度([L]总)的总和保持恒定(8.00×10-4M)，12份样本溶液的配体的摩尔分数α(α＝[L]总/([L]总+[铁]总))是不同的，并分别制备0.0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.75、0.8、0.9和1.0的配体摩尔分数。12份样本溶液的每一个的总体积为5mL，使用MOPS(0.1M，pH 7.4)作为溶剂。用NaOH将12份溶液的pH调节至pH为7.4。在室温下使样本溶液涡旋2.5小时，然后在室温下静置过夜。在4000rpm下离心样本溶液15分钟。在22℃下，记录12份溶液中每一个的UV-Vis光谱。
在458nm处用吸光率做y轴并用α作为x轴以建立Job’曲线。在α＝0.75处发现最大吸光率，其对应于配合物中铁∶配体的比为1∶3。Job’s曲线结果显示在图3A中。
以类似方式进行，建立Fe-Apo7041的Job’s曲线，并显示在图3B中。
实施例28
确定分配系数D7.4
使用K2HPO4缓冲液(50mM，pH＝7.4)和1-辛醇分别作为水相和有机相。将K2HPO4缓冲液和1-辛醇混合，并在使用前使用彼此来预饱和。
在典型试验中，通过称量3mg的化合物放入10-mL试验管中制备Apo6995(3-羟基-2-甲基-1-(2，2，2-三氟乙基)吡啶-4(1H)-酮)的水溶液。然后，将其与K2HPO4缓冲液(2mL)混合，并在一定频率的涡旋下，超声处理30分钟。然后通过HPLC注射过滤器(4mm PVDF注射过滤器0.45μM)过滤溶液以获得水溶液。通过HPLC(柱：Waters SymmetryC18，5μM，3.9×50mm；流动相：0.035％ HClO4/ACN；梯度法：以分钟计的时间-以百分比计的ACN：0-10，10-90，12-90，14-10，16-10；流速：1mL/min；注射体积＝2μL；检测器波长：270nm)对其进行分析以获得峰高度(HI)。
用吸液管取出1mL该水溶液放入另一10-mL试验管中并将其与1mL的1-辛醇混合。然后使混合物涡旋1小时。在2000rpm下，离心溶液10分钟。仔细用吸液管取出少量的较低水层并通过HPLC分析以获得峰高度(HF)。使用下列等式：D7.4＝(HI-HF)/HF计算分配系数D7.4。
以类似方式，确定下列化合物的D7.4：
  Apo编号   D7.4   Log D7.4
  去铁酮   0.17   -0.77
  6995   2.51   0.40
  7030   5.93   0.77
  7040   8.76   0.94
  7060   4.93   0.69
  7065   4.93   0.69
  7066   4.69   0.67
  7067   2.82   0.45
  7069   0.66   -0.18
  7070   1.72   0.23
  7083   1.70   0.23
实施例29
测定金属配合物常数
A.仪器和化学物：
对于分光光度滴定，使用pH计(Accumet Research AR15，13-636-AR15，Fisher)和组合电极(Accumet标准尺寸玻璃组合电极，13-620-285，Fisher)进行pH测量。在使用前，用三种标准缓冲溶液(pH4.00、pH 7.00和pH 10.00，Fisher)校准电极。通过使用数字移液管(Eppendorf)手动添加滴定剂。将UV-可见分光光度计(Agilent 8453)用于UV-Vis吸光率测量。
无论何时测量pH-依赖性吸光率，均使用吸液系统(89068DAgilent)。将涡旋器(VX-2500 Multi-tube Vortexer，VWR ScientificProducts)用于在分配系数和Job’s曲线试验中制备样本溶液。
对于电位滴定，使用自动滴定器(Mettler Toledo T70)和组合电极(Mettler Toledo DG 115-SC)。在使用前，用三种标准缓冲溶液(pH4.00、pH 7.00和pH 10.00，Fisher)校准电极。通过使用T70自动添加滴定剂。记录pH对比滴定剂体积的数据组。
从Aldrich购买金属原液：铁原子吸收标准溶液(1000μg/ml的Fe的1％重量比HCl)；铝原子吸收标准溶液(1000μg/ml的Al的1％重量比HCl)；钙原子吸收标准溶液(1000μg/ml的Ca的1％重量比HCl)；铜原子吸收标准溶液(1000μg/ml的Cu的1％重量比HNO3)；镁原子吸收标准溶液(1000μg/ml的Mg的1％重量比HNO3)；锰原子吸收标准溶液(1000μg/ml的Mn的1％重量比HNO3)；锌原子吸收标准溶液(1000μg/ml的Zn的1％重量比HCl)。从VWR Scientific Products购买标准氢氧化钠和盐酸溶液。从Sigma-Aldrich购买MOPS(3-[N-吗啉代]丙烷磺酸)。
B.通过分光光度滴定在0.1M NaCl溶液中测定Fe-Apo7041体系的逐级形成常数
当金属配合物在可见区具有强吸光率时，由于配体到金属电荷转移，因此，通过分光光度滴定测定Mn+-配体体系的逐级形成常数.
在典型试验中，根据下列步骤制备样本溶液：称量化合物Apo7041(12.96mg)放入50mL容量瓶中，并加入约40mL的0.1M NaCl。超声处理混合物10分钟以得到澄清无色溶液。将铁原液(原子吸收标准，Aldrich，565μL，10.00μmol)用移液管转移至溶液中，然后加入1.000 NNaOH(170μL)。向该容量中加入更多的0.1M NaCl并使所得溶液涡旋以混合。总铁和总Apo7041间的摩尔比为1/5.1。在室温下使混合物涡旋1小时。通过使用10mL数字移液管将20mL的样本溶液转移至35mL烧瓶中。使用吸液系统在烧瓶和流通池间循环样本溶液。在22℃下，用盐酸溶液滴定样本溶液直到pH达到0.021。在每次添加酸之后，使溶液平衡直至达到恒定pH读数。记录每次测量的pH和UV-Vis光谱。对于每次测量添加足够的酸，以使光谱的吸光率轻微降低。总之，进行68次测量以完成实验。
然后使用pHAB分析所得数据组。使用下表第一列所示的模型，使Fe-Apo7041系统的形成常数最佳化。结果显示在下表29B中。
表29B
C.通过电位滴定在0.1M NaCl水溶液/MeOH(1/1，v/v)混合物中测定Cu-Apo7041体系的逐级形成常数
当在滴定期间金属配合物(≥0.002M)不沉淀时，通过电位滴定测定Cu2+-配体体系的逐级形成常数。在典型试验中，通过下列方法制备样本溶液：称量Apo7041(126.1mg，0.50mmol)并放入50mL容量瓶中，并加入约35mL的混合溶剂(0.1M NaCl水溶液∶MeOH，1∶1，v∶v)。超声处理混合物10分钟以得到澄清无色溶液。将铜原液(原子吸收标准，Aldrich，6.33mL，0.10mmol)用移液管转移至溶液中。向该容量中加入更多的混合溶剂，并使所得溶液涡旋至混合。总铜和总Apo7041间的摩尔比为1/5。通过使用10mL数字移液管将40mL溶液转移至T70滴定池中。加入6.000N氢氧化钠溶液(300μL)，并记录溶液pH(12.17)。在22℃下，使溶液平衡5分钟。
然后在22℃下，通过使用Mettler Toledo T70自动滴定器用6.000N盐酸溶液滴定该溶液直至pH达到1.5。记录添加的酸体积和pH读数。因此，对于该试验进行533次测量。
还使用实施例1所述的步骤，通过电位滴定测定在相同的混合溶剂中的Apo7041的pKa值。
使用Hyperquad 2000软件(2.1版本，Peter Gans，University ofLeeds)分析Cu-Apo7041体系的pH对酸体积的数据组。使用表29C第一列所示的模型，使Cu-Apo7041体系的形成常数最佳化。在第二和第三列显示结果。
表29C
Figure BPA00001515477600791
D.通过电位滴定在0.1M NaCl水溶液/MeoH(1/1，v/v)混合物中测定Zn-Apo7041体系的逐级形成常数
当在滴定期间金属配合物(≥0.002M)不沉淀时，通过电位滴定测定Zn2+-配体体系的逐级形成常数。在典型试验中，通过下列方法制备样本溶液：称量Apo7041(126.3mg，0.50mmol)并放入50mL容量瓶中，并加入约35mL的混合溶剂(0.1M NaCl水溶液∶MeOH，1∶1，v∶v)。超声处理混合物10分钟以得到澄清无色溶液。将锌原液(原子吸收标准，Aldrich，6.64mL，0.10mmol)用移液管转移至溶液中，然后加入氢氧化钠溶液(6.000N，300μL)。向该容量中加入更多的混合溶剂，并使所得溶液涡旋以便混合。总锌和总Apo7041间的摩尔比为1/5。通过使用10mL数字移液管将40mL溶液转移至T70滴定池中。加入6.000N氢氧化钠溶液(160μL)，并记录溶液pH(11.95)。在22℃下，使溶液平衡5分钟。
然后在22℃下，通过使用Mettler Toledo T70自动滴定器由6.000N盐酸溶液滴定该溶液直至pH达到1.5。记录添加的酸体积和pH读数。因此，对于该试验进行523次测量。
使用Hyperquad 2000软件(2.1版本，Peter Gans，University ofLeeds)分析Zn-Apo7041体系的pH对酸体积的数据组。使用表29D第一列所示的模型，使Zn-Apo7041体系的形成常数最佳化。在第二和第三列中显示结果。
表29D
Figure BPA00001515477600801
计算pMn+
在生理条件下，pMn+定义为-log[M(H2O)m]n+，即pH 7.4，配体浓度为10μM以及金属浓度为1μM。为了计算MLn体系的pMn+，需要βn和pKa值(βn是的形成常数；pKa是
Figure BPA00001515477600803
Figure BPA00001515477600804
的平衡常数)。使用Hyss软件(HYSS
Figure BPA00001515477600805
2000 ProtonicSoftware)计算pMn+。
能够在表1得到从Apo7041(通式I化合物)的上述测定而获得的数据。
实施例30
循环伏安法
通式I化合物的设计标准涉及在pH 7.4处将Fe-螯合体系的氧化还原电位控制为负值低于-320mv(对NHE)，从而防止与氧物质的任何反应。铁以多种形态存在，包括Fe2+和Fe3+。铁(II)/铁(III)对能够充当一种电子还原剂和氧化剂的对(pair)。根据Crumbliss(http://www.medicine.uiowa.edu/FRRB/VirtualSchool/CrunmbIiss-Fe.pdf)和Pierre(BioMetals，12，195-199，1999)，用氧化还原电位控制进行铁螯合选择是防止铁参与催化循环而产生毒性羟基基团和/或活性氧物质(ROS)的方法(例如，通过Fenton反应或Haber Weiss循环)。在pH 7.4处，氧化还原电势低于-320mv(对NHE或对Ag/AgCl为-540mv)的Fe(III)-三-螯合体系不被诸如NADPH/NADH的任何生物还原剂还原，因此，不参与产生ROS(活性氧物质)的Haber Weiss循环。在哺乳动物体内，在人血液内铁与诸如铁传递蛋白的不同蛋白质结合以确保其以不能与任何氧分子反应的形式而存在。Fe-传递蛋白的E1/2值为-500mv(对NHE或对Ag/AgCl为-720mv)。
能够通过循环伏安法(CV)检测铁配合物的氧化还原电势。在图1中示例了应用CV检测分别作为螯合剂的铁螯合物去铁酮、去铁敏和Apo7041(本发明的代表性化合物)氧化还原电势。在pH 7.4时，诸如Fe-去铁敏(DFO)和Fe-(去铁酮)3的铁螯合剂所具有的氧化还原电势E1/2值分别位于-480mv(对NHE)和-628mv(对NHE)。诸如Fe(Apo7041)3的通式I化合物的E1/2值为-530mv(对NHE)，其与去铁敏相比为略微较大的负值(more negative)。能够在图1中得到Fe-DFO、Fe(去铁酮)3和Fe(Apo7041)3的循环伏安图。本发明的螯合剂的一个优势在于其铁螯合物的氧化还原电势在生理pH 7.4下，位于极负的范围，由此它们的铁螯合物不参与在生理pH下产生活性氧物质的氧化还原循环。当与本发明所述的其它新性质相组合时，通式I化合物为通过螯合机制而去除铁的有效试剂。
测定Fe(Apo7041)3的E1/2
A.材料和仪器
从Aldrich购买铁氰化钾(III)。从Sigma购买去铁敏甲磺酸盐(DFO)。从Aldrich购买铁原子吸收标准溶液(含1000μg/mL的Fe的1％重量比HCl)。用循环伏安分析器(BAS，CV-50W Potentiostat)进行电化学测试。使用软件BAS CV-50W 2.31版本。将下列电极用于测定铁配合物的氧化还原电势：Ag/AgCl参比电极(BAS，MF-2052)；铂辅助电极(BAS，MW-1032)；以及玻璃碳工作电极(BAS，MF-2012)。将pH计(Accumet Research AR15，13-636-AR15，Fisher Scientific)和pH电极(AccupHast组合电极，13-620-297，Fisher Scientific)用于样本溶液的pH调节。
B.制备样本溶液
2.0mM的Fe(DFO)的0.1M NaCl溶液(pH 7.4)：准确地称量148.1mg的去铁敏甲磺酸盐(纯度＝95％)，放入100-mL容量瓶。将固体溶于约30mL的0.1M NaCl以得到澄清无色溶液。向溶液中添加11.114mL的标准铁溶液。用0.1M NaCl稀释溶液至容量瓶中标记的100ml。使所得溶液涡旋以确保完全混合。将溶液转移至200-mL烧瓶中。然后通过添加氢氧化钠的标准溶液将溶液pH调节至约7.1。然后用石蜡封口膜覆盖烧瓶并使溶液保持搅拌过夜。在下面的实验日将溶液pH调节至7.40。铁总和DFO总间的计算摩尔比为1∶1.07。
1.0mM的Fe(Apo7041)3的0.1M NaCl溶液(pH 7.4)：准确地称量Apo7041(19.8mg，0.079mmol)放入25-mL圆底烧瓶中。将固体溶于约14mL的0.1M NaCl以得到澄清无色溶液。向该溶液中添加标准铁溶液(847μL，0.015mmol)，然后添加氢氧化钠溶液(6.000N，44μL)。使所得溶液涡旋以确保完全混合。记录溶液pH(7.5)。铁总和Apo7041总间的计算摩尔比为1/5.3。以类似方式，制备2.0mM的Fe(去铁酮)3的0.1M NaCl溶液(pH 7.4)。
C.测定铁配合物的氧化还原电势
给出对比Ag/AgCl参比电极的在文本中的所有电势。在每一工作日开始时检测2.0mM的K3Fe(CN)6的1.0M硝酸钾的氧化还原电势以保证循环伏安计的适当运行。测定铁配合物(即Fe(DFO)、Fe(去铁酮)3和Fe(Apo7041)3)溶液在pH 7.4处的氧化还原峰电势。例如，用氩吹扫Fe(Apo7041)3样本溶液约15分钟。将含0.1M NaCl的溶剂阱(solventtrap)用于减少蒸发。使用玻璃碳电极(工作电极)、Ag/AgCl电极(参比电极)和铂电极(辅助电极)记录样本溶液的循环伏安图。使用下列仪器参数：初始E(mV)＝0；高E(mV)＝0；低E(mV)＝-1200；初始P/N＝N；V(mV/s)＝200；清扫片段号＝3；敏感度(μA/V)＝100；搅拌速度＝50rpm。
图1显示铁(III)Ln配合物在pH 7.4时的循环伏安图：a)Fe(Apo7053)3；b)Fe(Apo7041)3；c)Fe(Apo7069)3。检测四种铁配合物的还原峰电势(Ep 还原)、氧化峰电势(Ep 氧化)、Ep 还原和Ep 氧化间的绝对差(ΔEp)以及氧化还原电势(E1/2)。以(Ep 还原+Ep 氧化)/2形式计算E1/2值。
a)Fe(Apo7053)3；b)Fe(Apo7041)3；c)Fe(Apo7069)3的循环伏安图表示每一配合物：Fe(III)Ln/Fe(II)Ln的可逆单一电子转移方法。该实验测定的参比Fe(DFO)的E1/2值对比Ag/AgCl参比电极为-698mV，其完全符合文献值(-688mV)(A.L.Crumbliss等人，Inorganic Chemistry(无机化学)，2003，42，42-50)。Fe(Apo7041)3的E1/2值为-731mV，其比Fe(DFO)带略多的负电性。
在pH 7.4下，铁(III)Ln配合物在0.1M NaCl水溶液中的电化学性质如下所示。将Fe(DFO)、{DFO＝去铁敏B}；Fe(L1)3、{L1＝去铁酮}；K3Fe(CN)6用作研究验证的对照。
Figure BPA00001515477600831
实施例31
苯甲酸羟基化检验
苯甲酸为羟基清除剂并与羟基反应以得到2-羟基、3-羟基和4-羟基苯甲酸。苯甲酸羟基化检验是设计为检测由羟基所导致的损伤的化学检验(Dean和Nicholson，Free Radical Research 1994，vol 20，83-101)。例如，在铁盐和过氧化氢存在下，去铁酮抑制羟基苯甲酸的形成，而EDTA和铁盐使这类羟基化反应发生。
这种筛选检验涉及使用铁盐、苯甲酸、过氧化氢和螯合剂，并检测了螯合剂抑制作为引发剂的羟基苯甲酸酯的形成以防止在活体系统内羟基形成的能力。
通式I化合物具有与去铁酮类似的性质，并在用过氧化氢和铁盐处理苯甲酸时抑制羟基苯甲酸的形成。结果显示在图9中。通式I化合物显示出对于苯甲酸羟基转化的抑制作用。因此，这些化合物在生物系统内对羟基氧化是保护性的。
简言之，该步骤基于羟基使苯甲酸酯羟基化以得到2-、3-和4-羟基化苯甲酸产物的能力。在室温下，在黑暗中，在具有6mM过氧化氢、氯化铁(30μM)和Fe螯合剂(30μM)的10mM磷酸盐缓冲液(pH 7.4)中，随时间孵育苯甲酸(1mM)直至81小时。HPLC是用于监测和定量在反应混合物中随时间形成的2-、3-和4-羟基化产物的精选方法，并且能够通过其各自的保留时间和曲线下面积而证实针对真正的苯甲酸及其羟基化产物的作用。另外，使用下列若干对照：(i)没有添加Fe原液和Fe螯合剂的对照；(ii)没有添加Fe螯合剂的对照；(iii)作为正对照的EDTA；以及(iv)作为负对照的去铁酮。Fe-EDTA体系是羟基生成物并已知促进苯甲酸的羟基化。在实验条件下，来自通式I化合物的Fe螯合物(Apo7041、Apo7050、Apo7053和Apo7077)没有促进苯甲酸的羟基化。
实施例32
A.通式I化合物在SH-SY5Y成神经细胞瘤细胞中对过氧化氢诱导的细胞凋亡的神经保护作用
过氧化氢(H2O2)是主要的ROS(活性氧应激)并且能够在许多不同细胞类型中诱导细胞凋亡。CNS药物设计策略之一是将具有抗氧化性质的化合物用作急性和慢性神经组织退化疾病的潜在治疗(Kang等人.Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters，2004，14，2261-2264)。其涉及检测本发明化合物在SH-SY5Y人类成神经细胞瘤细胞中对氧化应激诱导的细胞死亡的保护作用。在具有10％FBS的DMEM(ATCC)/F12(Cellgro)中培养SH-SY5Y人类成神经细胞瘤细胞。将细胞以30,000细胞/cm2放置并在化合物添加之前在常规培养介质中生长1天。在预定浓度范围下，在存在或不存在50μM氢氧化钠的情况下，在不含FBS的基底介质中，用测试化合物常规处理细胞16-22小时。然后使用常规MTT方法检测细胞存活力(Mosmann，T.，Rapid Colorimetric Assayfor Cellular Growth and Survival：Application to Proliferation andCytotoxicity Assays”(细胞生长和生存的快速比色检验：增殖和细胞毒性检验应用).J.Immunol.Meth.1983，65，55-63)。
对于数据分析，相对于未用H2O2或测试化合物处理的对照，绘制细胞存活力与化合物浓度的曲线。将阈值保护浓度(TH)定义为化合物对过氧化氢侵犯不显示出明显保护效应的最高浓度(即，下一个更高浓度具有统计学显著的保护效应)。最大效应浓度(EC100)为化合物表现出最大保护效应的浓度。在不存在过氧化氢的情况下，评价测试化合物的细胞毒性。将细胞毒性浓度(CC1)定义为导致存活力显著低于80％的最低化合物浓度。细胞毒性浓度(CC2)为在H2O2处理的细胞中导致存活力显著低于80％的最低化合物浓度。
B.评价化合物对内源产生Aβ毒性的保护
通过聚集称为β淀粉样肽(Aβ)的小肽而形成淀粉样斑，所述Aβ当淀粉样前体蛋白(APP)由β-APP裂解酶和γ-分泌酶的两种酶作用而裂解时产生。因此，治疗阿尔兹海默病的一种方法是通过抑制这些酶的一种或两种来限制由Aβ前体产生Aβ，而另一方法是通过使用金属螯合剂抑制Aβ聚集。
在该检验中，通常将人类成神经细胞瘤细胞(MC-65细胞)设计为有条件地表达β淀粉样肽(Aβ)。通过存在于培养介质中的四环素(TET+)抑制Aβ产生，并且当TET撤回(TET-)时激活其产生。Aβ产生的激活导致细胞死亡“MC-65自杀”。
在人类成神经细胞瘤MC-65细胞中估计化合物对内源产生的β淀粉样肽(Aβ)的保护效应。将MC-65细胞稳定地转变为有条件地表达高水平的部分淀粉样前体(AP)熔合蛋白(Bryce Sopher等人，Brain ResMol Brain Res.1994，207-17)。在细胞中解蛋白加工该蛋白以形成一组AP-衍生的Aβ肽。AP在这些细胞中的有条件表达是在四环素-应答促进剂系统的控制下，并且导致明显的细胞毒性。通过在培养介质中存在抗生素四环素(TET)而紧密调节促进剂活性。在TET的存在下，促进剂处于基础状态并且没有合成β淀粉样肽。在不存在TET的情况下，促进剂处于诱导状态，导致细胞内Aβ肽的累积、细胞形态的退行性变化以及减少的生存。
在TET(1μg/mL)的存在下，在用非必须氨基酸和10％FBS(VWR)补充的DMEM(ATCC)中培养转染的人类成神经细胞瘤细胞(MC-65)。对于实验，以35,000细胞/cm2放置细胞，并在化合物添加之前使细胞在常规培养介质中生长1天。在检验日，从孔中除去培养上清液，并用不含FBS和TET的化合物孵育基质彻底一次洗涤细胞。在不存在或存在1μg/mL TET的情况下，在不含FBS的基底培养基中，用测试化合物以预定浓度范围处理MC-65细胞约48小时。然后使用MTT方法检测细胞存活力。
对于数据分析，相对于不用测试化合物处理并在TET存在下保持的对照，绘制细胞存活力与化合物浓度的曲线。将阈值保护浓度(TH)定义为在不存在TET的情况下保持的组中，测试化合物不表现出显著保护效应的最高浓度(即，下一个更高浓度具有统计学显著的保护效应)。最大有效浓度(EC100)是化合物表现出最大保护效应的浓度。在TET存在下保持的细胞中评价测试化合物的细胞毒性。细胞毒性浓度(CC1)定义为导致存活力显著低于80％的最低化合物浓度。CC2为在表达AP(即不用四环素培养)的细胞中导致存活力显著低于80％的最低化合物浓度。
化合物的化学结构
Figure BPA00001515477600861
Figure BPA00001515477600871
通式I化合物在SH-SY5Y成神经细胞瘤细胞中对过氧化氢诱导的细胞凋亡的神经保护效应的试验结果
  Apo编号   TH(μM) EC100(μM)   CC1(μM)   CC2(μM)
  6994   40 160   160   640
  6995   20 160   320   320
  6998   10 80   20   100
  7021   2.5 640   80   ＞640
  7022   5 160   40   320
  7030   10 320   640   ＞640
  7032   160 640   10   ＞640
  7035   20 640   40   ＞640
  7038   20   320   40   ＞640
  7040   10   640   160   ＞640
  7041   10   80   160   320
  7053   10   40   2.2   ＞640
  7054   2.5   640   5   ＞640
  7055   2.5   40   10   ＞640
  7057   3   20   5   80
  7058   5   640   20   ＞640
  7059   10   320   40   640
  7060   20   320   80   ＞640
  7061   10   640   10   10
  7066   10   40   160   160
  7067   10   40   160   ＞640
  7069   40   160   80   ＞640
  7071   3   20   20   80
  7073   5   640   40   ＞640
  7074   3   640   20   ＞640
  7075   3   640   20   ＞640
  7080   10   320   40   ＞640
  7033   160   640   40   ＞640
  7063   5   640   320   ＞640
  7065   5   40   40   ＞640
对内源产生的Aβ毒性的保护的MC65检验测试结果
  Ap0编号   TH(μM)   EC100(μM) CC1(μM)   CC2(μM)
  6994   1   10 ＞80   ＞80
  6995   0.1   20 80   80
  7021   0.1   10 10   20
  7022   0.1   20 10   40
  7030   1   20 40   40
  7032   0.1   10 80   40
  7035   0.1   10 40   20
  7040   1   40 40   80
  7041   0.1   10 10   80
  7053   0.1   10 40   20
  7054   0.1   1 20   20
  7055   1   20 40   40
  7056   0.1   10 80   80
  7057   1   10 20   20
  7058   1   10 10   80
  7059   1   10 10   40
  7060   1   10   40   20
  7061   1   10   40   20
  7066   0.1   10   80   80
  7067   0.1   10   80   80
  7069   0.1   40   80   80
  7071   1   10   40   20
  7073   0.1   10   40   20
  7074   0.1   10   10   20
  7075   0.1   10   10   20
  7077   1   10   80   80
  7080   0.1   10   40   40
  7083   0.1   10   40   40
实施例33
MPP+(5mM)对SV-NRA细胞存活力的影响以及通式I化合物(Apo6995、Apo7060、Apo7021)对MPP+处理的SV-NRA细胞的神经保护作用
在100μL的DME(二甲氧基乙烷)、补充有10％热灭活的FBS的高葡萄糖1×液体(Sigma)和1×抗生素/抗真菌溶液(Sigma)中，将SV-NRA细胞以10,000细胞/孔的密度放置在96-孔板中。在第二天，用EMEM培养液(Eagle的最小必要培养液；酚红、血清和游离谷氨酸盐)洗涤细胞，并在存在或不存在测试铁螯合化合物的情况下，用5mMMPP+(1-甲基-4-苯基吡啶盐)的EMEM培养液处理24小时。在下列浓度下测试所有化合物：10μM、20μM和40μM。在孵育24小时后，用检测线粒体活性的MTT((3-(4，5-二甲基噻唑-2-基)-2，5-二苯基四唑溴化物，黄色四唑)检验来测定细胞存活力(Carmichael等人，CancerResearch 1987，47，936-942)。向孔中添加MTT溶液(10μL，5mg/mL)并孵育2小时。用100μL的10％SDS(十二烷基硫酸钠)的0.01M HCl溶解甲臜产物。使用Multiscan Ascent板读数器(Labsystems)在570nm处测定光密度，并对在650nm处测量的背景信号修正收集的数据。所有数据表示为对照百分数。
MPP+处理导致与介质处理对照相比，细胞存活力降低约40％至50％。用铁螯合剂的共同处理保护细胞免受MPP+毒性。用20μM去铁酮处理，铁螯合剂药物导致细胞存活力增加约20％(p＜0.05)。与仅用MPP+处理的细胞相比，用浓度为10、20和40μM的铁螯合剂Apo7060、Apo6995和Apo7021的处理也使细胞存活力增加20％至30％(p＜0.05)。在图10、11、12和13中显示代表性的结果。

Claims (87)

1.通式I化合物：
其中G1为H、C1-C4烷基、CH2OH、CH2NR1R2、CH(R4)CF3、CH(R7)CF2H、NR1R2或
Figure FPA00001515477500012
G2为H、C1-C4烷基、环丙基或(CH2)nCF2R3；
G3为H、C1-C4烷基、CH2OH、CH2NR1R2、CH(R6)CF3、CH2-A-OH、CH2-A-NHR9或CH2CF3或以及
G4为H、C1-C4烷基、卤素或CH(R8)CF3；
n为1、2或3；
R1和R2或者为(a)两个独立的基团或者为(b)一起形成单环基团；
当R1和R2为独立基团时，R1和R2独立地选自H、C1-C4烷基、C3-C6环烷基、烯丙基和炔丙基；
当R1和R2一起形成单环基团时，R1和R2选自哌嗪基、N-(C1-C4烷基)-取代的哌嗪基、吗啉基和哌啶基；
R3为H或F；
R4和R7独立地选自H、OH、NR1R2、咪唑基、1，2，4-三唑基、哌嗪基、N-C1-C4烷基哌嗪基、N-苄基哌嗪基、N-苯基哌嗪基、2-吡啶基哌嗪基和-A-NH-R10；并且当R4或R7为咪唑基、1，2，4-三唑基、哌嗪基、N-C1-C4烷基哌嗪基、N-苄基哌嗪基、N-苯基哌嗪基、2-吡啶基哌嗪基或-A-NH-R10时，R4或R7与G1的CH部分的连接点为R4或R7的N原子；
R5为C1-C4烷基；
R6为H或OH；
R8选自：NR1R2、咪唑基、1，2，4-三唑基、哌嗪基、N-C1-C4烷基哌嗪基、N-苄基哌嗪基、N-苯基哌嗪基、2-吡啶基哌嗪基和-A-NH-R10；并且当R8为咪唑基、1，2，4-三唑基、哌嗪基、N-C1-C4烷基哌嗪基、N-苄基哌嗪基、N-苯基哌嗪基、2-吡啶基哌嗪基或-A-NH-R10时，R8与G4的CH部分的连接点为R8的N原子；
R9和R10独立地为H或C1-C4烷基；
A为-NH-(CH2)m-CO-或α氨基酸残基；
m为1、2或3；并且
条件是：
G1、G2、G3和G4中的至少一个包含至少一个氟部分；
当G1为CH(R4)CF3并且R4为H或OH时，则或者(i)G3为CH2NR1R2、CH2-A-OH、CH2-A-NHR9或者(ii)G4为卤素或CH(NR1R2)CF3；并且
当G3为CH(R6)CF3时，则G1为CH2NR1R2、CH(R4)CF3、CH(R7)CF2H、NR1R2或
Figure FPA00001515477500021
2.如权利要求1所述的化合物，其中当G1为CH(NR1R2)CF3时，则G3和G4独立地为H或C1-C4烷基，并且G2为H、C1-C4烷基或环丙基。
3.如权利要求1或2所述的化合物，其中当G2为(CH2)nCF2R3时，则G1和G3独立地为H、C1-C4烷基、CH2OH或CH2NR1R2。
4.如权利要求1至3中任一权利要求所述的化合物，其中当G2为H时，则G4为H或C1-C4烷基。
5.如权利要求1至4中任一权利要求所述的化合物，其中当G3为
Figure FPA00001515477500022
时，则G1和G4独立地为H或C1-C4烷基。
6.如权利要求1至5中任一权利要求所述的化合物，其中当G3为CH2CF3时，则G1为NR1R2。
7.如权利要求1至6中任一权利要求所述的化合物，其中当G1为CH2NR1R2时，则G2为(CH2)nCF2R3。
8.如权利要求1至7中任一权利要求所述的化合物，其中当G1为CH(R7)CF2H时，则G3和G4独立地为H或C1-C4烷基，并且G2为C1-C4烷基或环丙基。
9.如权利要求1至8中任一权利要求所述的化合物，其中当G1为CH(R4)CF3时，则G2为C1-C4烷基或环丙基，条件是当R4为H或OH时，则G3为CH2NR1R2、CH2-A-OH、CH2-A-NHR9。
10.如权利要求1至9中任一权利要求所述的化合物，其中当G1为CH(R4)CF3并且R4为H或OH时，则G4为卤素。
11.如权利要求1至10中任一权利要求所述的化合物，其中当G1或G3为CH2OH时，则G2为(CH2)nCF2R3。
12.如权利要求1至11中任一权利要求所述的化合物，其中当G1为NR1R2时，则G3为CH2CF3，G4为H或C1-C4烷基，并且G2为C1-C4烷基或环丙基。
13.如权利要求1至12中任一权利要求所述的化合物，其中当G4为CH(R8)CF3时，则G1和G3独立地为H或C1-C4烷基，并且G2为氢、C1-C4烷基或环丙基。
14.如权利要求1至13中任一权利要求所述的化合物，其中当G3为CH2-A-OH或CH2-A-NHR时，则G4为H或C1-C4烷基，G2为C1-C4烷基或环丙基，并且G1为CH(R4)CF3，其中R4为H或OH。
15.如权利要求1至14中任一权利要求所述的化合物，其中当G3为CH2NR1R2并且G2为C1-C4烷基或环丙基时，则G4为H或C1-C4烷基，并且G1为CH(R4)CF3，其中R4为H或OH。
16.如权利要求1至15中任一权利要求所述的化合物，其中当G1为CH(R4)CF3并且R4为H或OH时，则或者G3为CH2NR1R2，或者G4为卤素。
17.如权利要求1至16中任一权利要求所述的化合物，其中当G3为CH(R6)CF3时，则G1为CH2NR1R2或NR1R2。
18.如权利要求1所述的化合物，其中
G1为H、C1-C4烷基、-CH2OH或-CH2NR1R2；
G2为(CH2)n-CF2R3；
G3为H、C1-C4烷基、-CH2OH或-CH2NR1R2；
G4为H、C1-C4烷基或卤素；
R1和R2或者为(a)两个独立的基团或者为(b)一起形成包含R1和R2所连接的N的单环基团；
当R1和R2为独立基团时，R1和R2独立地选自H、C1-C4烷基、C3-C6环烷基、烯丙基和炔丙基；
当R1和R2一起形成包含R1和R2所连接的N的单环基团时，R1和R2选自哌嗪基、N-(C1-C4烷基)-取代的哌嗪基、吗啉基和哌啶基；
n为1、2或3；以及
R3为H或F。
19.如权利要求18所述的化合物，其中n为1。
20.如权利要求19所述的化合物，其中G4为H。
21.如权利要求20所述的化合物，其中R3为H。
22.如权利要求20所述的化合物，其中R3为F。
23.如权利要求22所述的化合物，其中G1为H并且G3为甲基。
24.如权利要求22所述的化合物，其中G1为甲基并且G3为H。
25.如权利要求22所述的化合物，其中G1为乙基并且G3为H。
26.如权利要求22所述的化合物，其中G1为H并且G3为H。
27.如权利要求22所述的化合物，其中G1为-CH2OH并且G3为H。
28.如权利要求22所述的化合物，其中G1为-CH2NMe2并且G3为甲基。
29.如权利要求22所述的化合物，其中G1为-CH2NMe2并且G3为H。
30.如权利要求22所述的化合物，其中G1为-CH2OH并且G3为甲基。
31.如权利要求22所述的化合物，其中G1为
Figure FPA00001515477500051
并且G3为甲基。
32.如权利要求21所述的化合物，其中G1为甲基并且G3为H。
33.如权利要求21所述的化合物，其中G1为H并且G3为甲基。
34.如权利要求21所述的化合物，其中G1为-CH2NMe2并且G3为甲基。
35.如权利要求1所述的化合物，其中
G1为-CH(R4)CF3；
G2为H、C1-C4烷基或环丙基；
G3为H、C1-C4烷基、CH2-A-OH、CH2-A-NHR9或CH2NR1R2；
G4为H、C1-C4烷基或卤素；
R4选自H、OH、NR1R2、咪唑、1，2，4-三唑、哌嗪、N-C1-C4烷基哌嗪、N-苄基哌嗪、N-苯基哌嗪、2-吡啶基哌嗪和-A-NH-R10；并且当R4为NR1R2、咪唑、1，2，4-三唑、哌嗪、N-C1-C4烷基哌嗪、N-苄基哌嗪、N-苯基哌嗪、2-吡啶基哌嗪或-A-NH-R10时，R4与G1的-CH部分的连接点为R4的N原子；
R1和R2或者为(a)两个独立的基团或者为(b)一起形成包含R1和R2所连接的N的单环基团；
当R1和R2为独立基团时，R1和R2独立地选自H、C1-C4烷基、C3-C6环烷基、烯丙基和炔丙基；
当R1和R2一起形成包含R1和R2所连接的N的单环基团时，R1和R2选自哌嗪基、N-(C1-C4烷基)-取代的哌嗪基、吗啉基和哌啶基；
A为-NH-(CH2)m-CO-或α氨基酸残基；
m为1、2或3；以及
R9和R10独立地为H或C1-C4烷基。
36.如权利要求35所述的化合物，其中G2为C1-C4烷基或环丙基；G3为H或C1-C4烷基；并且R4选自NR1R2、咪唑、1，2，4-三唑、哌嗪、N-C1-C4烷基哌嗪、N-苄基哌嗪、N-苯基哌嗪、2-吡啶基哌嗪和-A-NH-R10。
37.如权利要求36所述的化合物，其中G2为甲基。
38.如权利要求37所述的化合物，其中G3为H并且G4为H。
39.如权利要求38所述的化合物，其中R4为NR1R2。
40.如权利要求38所述的化合物，其中R4为A-NHR10；A为D-丙氨酰基；并且R10为甲基。
41.如权利要求39所述的化合物，其中R1为甲基并且R2为甲基。
42.如权利要求39所述的化合物，其中R1为甲基并且R2为炔丙基。
43.如权利要求39所述的化合物，其中R1为H并且R2为环丙基。
44.如权利要求39所述的化合物，其中R1为H并且R2为烯丙基。
45.如权利要求39所述的化合物，其中NR1R2为哌啶基。
46.如权利要求39所述的化合物，其中NR1R2为N-甲基哌嗪基。
47.如权利要求35所述的化合物，其中G3为CH2-A-OH、CH2-A-NHR9或CH2NR1R2；G4为H或C1-C4烷基并且R4为H或OH。
48.如权利要求47所述的化合物，其中G2为甲基。
49.如权利要求48所述的化合物，其中G4为H。
50.如权利要求49所述的化合物，其中G3为CH2NR1R2；R1为甲基；R2为甲基；并且R4为H。
51.如权利要求49所述的化合物，其中G3为CH2NR1R2；R1为甲基；R2为甲基；并且R4为OH。
52.如权利要求49所述的化合物，其中G3为CH2-A-OH；A为L-丙氨酰基；并且R4为OH。
53.如权利要求49所述的化合物，其中G3为CH2-A-NHR9；A为L-丙氨酰基；R9为甲基；并且R4为OH。
54.如权利要求35所述的化合物，其中G3为H或C1-C4烷基；并且G4为卤素。
55.如权利要求54所述的化合物，其中G2为甲基。
56.如权利要求55所述的化合物，其中G4为氯。
57.如权利要求56所述的化合物，其中G3为甲基；并且R4为OH。
58.如权利要求56所述的化合物，其中G3为甲基；并且R4为H。
59.如权利要求56所述的化合物，其中G3为甲基；R4为NR1R2；R1为甲基；并且R2为甲基。
60.如权利要求56所述的化合物，其中G3为H；R4为NR1R2；R1为甲基；并且R2为甲基。
61.如权利要求56所述的化合物，其中G3为H；R4为NR1R2；并且NR1R2为哌啶基。
62.如权利要求56所述的化合物，其中G3为H；并且R4为H。
63.如权利要求1所述的化合物，其中
G1为H或C1-C4烷基；
G2为H、C1-C4烷基或环丙基；
G3为H或C1-C4烷基；
G4为-CH(CF3)(R8)；
R8选自NR1R2、咪唑、1，2，4-三唑、哌嗪、N-C1-C4烷基哌嗪、N-苄基哌嗪、N-苯基哌嗪、2-吡啶基哌嗪和-A-NH-R10；R8与G1的-CH部分的连接点为R8的N原子；
R1和R2或者为(a)两个独立的基团或者为(b)一起形成包含R1和R2所连接的N的单环基团；
当R1和R2为独立基团时，R1和R2独立地选自H、C1-C4烷基、C3-C6环烷基、烯丙基和炔丙基；
当R1和R2一起形成包含R1和R2所连接的N的单环基团时，R1和R2选自哌嗪基、N-(C1-C4烷基)-取代的哌嗪基、吗啉基和哌啶基；
A为-NH-(CH2)m-CO-或α氨基酸残基；
m为1、2或3；以及
R10为H或C1-C4烷基。
64.如权利要求63所述的化合物，其中G3为H。
65.如权利要求64所述的化合物，其中G1为甲基。
66.如权利要求65所述的化合物，其中G2为H；R8为-A-NH-R10；A为L-丙氨酰基；并且R10为甲基。
67.如权利要求65所述的化合物，其中G2为甲基；R8为NR1R2；R1为甲基并且R2为甲基。
68.如权利要求65所述的化合物，其中G2为甲基；R8为NR1R2；R1为H并且R2为甲基。
69.如权利要求65所述的化合物，其中G2为甲基；R8为NR1R2；并且NR1R2为哌啶基。
70.如权利要求65所述的化合物，其中G2为甲基；R8为NR1R2；并且NR1R2为咪唑基。
71.如权利要求65所述的化合物，其中G2为甲基；R8为NR1R2；并且NR1R2为N-甲基哌嗪基。
72.如权利要求1所述的化合物，其中
G1为CH2NR1R2或NR1R2；
G2为C1-C4烷基或环丙基；
G3为-CH(CF3)(R6)；
G4为H或C1-C4烷基；
R6为H或OH；以及
R1和R2或者为(a)两个独立的基团或者为(b)一起形成包含R1和R2所连接的N的单环基团；
当R1和R2为独立基团时，R1和R2独立地选自H、C1-C4烷基、C3-C6环烷基、烯丙基和炔丙基；
当R1和R2一起形成包含R1和R2所连接的N的单环基团时，R1和R2选自哌嗪基、N-(C1-C4烷基)-取代的哌嗪基、吗啉基和哌啶基。
73.如权利要求72所述的化合物，其中G4为H。
74.如权利要求73所述的化合物，其中G2为甲基。
75.如权利要求74所述的化合物，其中G1为NR1R2；R1为甲基；R2为甲基；并且R6为H。
76.如权利要求74所述的化合物，其中G1为CH2NR1R2；R1为甲基；R2为甲基；并且R6为OH。
77.如权利要求1所述的化合物，其中
G1为-CH(CF2H)(R7)；
G2为H、C1-C4烷基或环丙基；
G3为H或C1-C4烷基；
G4为H或C1-C4烷基；
R7选自H、OH、NR1R2、咪唑基、1，2，4-三唑基、哌嗪基、N-C1-C4烷基哌嗪基、N-苄基哌嗪基、N-苯基哌嗪基、2-吡啶基哌嗪基和-CH2-A-NH-R10；并且当R7为NR1R2、咪唑基、1，2，4-三唑基、哌嗪基、N-C1-C4烷基哌嗪基、N-苄基哌嗪基、N-苯基哌嗪基、2-吡啶基哌嗪基或-CH2-A-NH-R10时，R7与G1的-CH部分的连接点为R7的N原子；
R1和R2或者为(a)两个独立的基团或者为(b)一起形成包含R1和R2所连接的N的单环基团；
当R1和R2为独立基团时，R1和R2独立地选自H、C1-C4烷基、C3-C6环烷基、烯丙基和炔丙基；
当R1和R2一起形成包含R1和R2所连接的N的单环基团时，R1和R2选自哌嗪基、N-(C1-C4烷基)-取代的哌嗪基、吗啉基和哌啶基；
A为-NH-(CH2)m-CO-或α氨基酸残基；
m为1、2或3；以及
R10为H、C1-C4烷基。
78.如权利要求73所述的化合物，其中G2为甲基，G3为H，G4为H，并且R7为OH。
79.如权利要求73所述的化合物，其中G2为甲基，G3为H，G4为H，并且R7为H。
80.如权利要求1所述的化合物，其中
G1为C(R5)(R6)(CF3)；
G2为H、C1-C4烷基或环丙基；
G3为H或C1-C4烷基；以及
G4为H或C1-C4烷基；
81.如权利要求80所述的化合物，其中G2为甲基；G3为H；G4为H；R5为甲基；并且R6为H或OH。
82.如权利要求81所述的化合物，其中R6为OH。
83.权利要求1至82中任一权利要求所述的化合物在治疗与铁的毒性浓度有关的医学疾病状态中的用途。
84.权利要求1至82中任一权利要求所述的化合物在制备用于治疗与铁的毒性浓度有关的医学疾病状态的药物中的用途。
85.如权利要求83或84所述的用途，其中所述与铁的毒性浓度有关的医学疾病状态选自：癌症、肺病、进展性肾病和弗里德赖希共济失调。
86.医学治疗方法，其包括向患有或疑似患有与铁的毒性浓度有关的医学疾病状态的个体给予治疗有效量的权利要求1至82中任一权利要求所述的化合物。
87.如权利要求86所述的方法，其中所述与铁的毒性浓度有关的医学疾病状态选自：癌症、肺病、进展性肾病和弗里德赖希共济失调。
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