CN102985432A - 用于治疗心脏病的amp衍生物 - Google Patents

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CN102985432A CN2011800189234A CN201180018923A CN102985432A CN 102985432 A CN102985432 A CN 102985432A CN 2011800189234 A CN2011800189234 A CN 2011800189234A CN 201180018923 A CN201180018923 A CN 201180018923A CN 102985432 A CN102985432 A CN 102985432A
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Abstract

描述了AMP的膦酸酯和次膦酸酯N-亚甲基卡巴衍生物(Phosphonate and phosphinate N-methanocarba derivatives),包括其前药类似物。MRS2339是含有替换核糖的(N)-亚甲基卡巴(双环[3.1.0]己烷)环系统的2-氯代-AMP衍生物,其活化P2X受体(配体门控离子通道)。基于由C-P键稳定性导致的体内半衰期增加的预期,使用Michaelis-Arbuzov和Wittig反应合成了MRS2339的膦酸酯类似物。当经由微渗透泵(Alzet)施用于集钙蛋白(calsequestrin)过表达小鼠(心力衰竭的遗传模型)时,与输注载剂的小鼠相比,一些类似物显著增加体内完整心脏收缩功能(通过得自超声心动图的缩短分数(FS)来评估)。扩大了用于治疗心力衰竭的碳环核苷酸类似物的范围。

Description

用于治疗心脏病的AMP衍生物
关于联邦资助研究和开发的声明
本发明在国立卫生研究院授予的资助号R01-HL48225的政府支持下完成。政府享有本发明的一些权利。
背景技术
胞外核苷酸在细胞信号转导中的作用由两类细胞表面嘌呤能受体介导:P2X受体是由胞外ATP活化的配体门控离子通道,P2Y受体是由腺嘌呤和尿嘧啶两种核苷酸活化的G蛋白偶联受体。例如,心脏中表达多种P2受体。
心脏P2X受体是用于治疗心力衰竭的潜在重要新治疗靶点。如使用心肌病的集钙蛋白(calsequestrin)(CSQ)模型所证明的,心肌细胞上的P2X受体介导心脏保护作用,并且由ATP或其强效类似物2-MeSATP 1活化。在小鼠、大鼠和豚鼠的心室肌细胞中,胞外ATP可以引起离子电流。P2X4受体是天然心脏P2X受体的重要亚基,其介导由胞外ATP诱导的离子电流。该P2X电流在CSQ心脏的心室肌细胞中上调。此外,P2X4受体的心肌细胞特异性过表达可以模拟长期输注P2X激动剂类似物后的有益作用。该分析表明,心脏P2X受体的调节在心脏肥大或心力衰竭中有保护作用。
(1’S,2’R,3’S,4’R,5’S)-4-(6-氨基-2-氯代-9H-嘌呤-9-基)-1-[磷酰基氧基甲基]双环[3.1.0]己烷-2,3-二醇(MRS2339,3)是2-氯代-AMP 2的(N)-亚甲基卡巴(N-methanocarba)单磷酸酯衍生物,其包含代替核糖的刚性双环系统(双环[3.1.0]己烷)。该环系统阻止模式化合物中的5’-磷酸被其核苷酸酶水解。化合物3在CSQ肌细胞中诱导的电流类似于化合物1诱导的,为P2X4受体作用的特征。在CSQ过表达小鼠中长期施用MRS2339(化合物3)挽救了心脏肥大和心力衰竭表型。当通过Alzet迷你渗透泵给药时,与注射载剂的小鼠相比,其显著增加了寿命。生存的提高与心重/体重比和心肌细胞横截面积的降低有关。化合物3在主动脉环制备物中不具有任何血管扩张作用,表明其在心力衰竭中的有益作用并非由于任何对血管的去负荷。
该肌细胞P2X受体的活化引起可通透Na+、K+和Ca2+的非选择性离子通道开放。该电流在负膜电位内流,接近0mV时反转,并且在正电位变为外流。在静息或负膜电位下,持续活化该受体通道将产生内流电流,而其在动作电位的去极化部分的活化应引起外流电流。这些离子电流代表一个可能的离子机制,心肌细胞P2X通道通过该机制达到其保护性作用。
所需要的是具有心脏保护作用的其它肌细胞P2X受体活化剂。
发明概述
在一个方面,本文公开了AMP的膦酸酯和次膦酸酯N-亚甲基卡巴衍生物(Phosphonate and phosphinate N-methanocarba derivatives),其包括以下化合物、其富含氘的异构体或其可药用盐:
Figure BDA00002249387300021
其中
Q1是O或S;
R1是氢、任选地被取代的烷基、任选地被取代的环烷基、卤素或N(R6)2,其中R6各自独立地为氢、任选地被取代的烷基或任选地被取代的环烷基;
R2是氢、任选地被取代的烷基、任选地被取代的环烷基、任选地被取代的炔基、N(R6)2或卤素;
R3是氢、任选地被取代的烷基、N(R6)2或卤素;
R4是羟基、任选地被取代的烷基、任选地被取代的烷氧基、任选地被取代的芳基、任选地被取代的-O芳基或N(R6)2
R5是羟基、任选地被取代的烷基、任选地被取代的烷氧基、任选地被取代的芳基或任选地被取代的-O芳基;或者
作为替代,R4和R5与磷原子形成5或6元环结构,其中所述环结构包含至少两个氧原子和至少2或3个碳原子,其中与链连接的碳原子任选地被烷基或芳基取代,以及
Y是通过碳原子与磷原子连接的连接基团;
或者
Figure BDA00002249387300031
其中,X是O或S;n是1、2或3;R7是任选地被取代的烷基或任选地被取代的芳基;
或者
Figure BDA00002249387300032
其中Z是键或-O-C(=O)-,其中羰基碳与双环基团的O连接并且氧与磷原子连接;
或者
Figure BDA00002249387300033
其中,R8是氢或任选地被取代的烷基;以及R8是任选地被取代的烷基、任选地被取代的烷氧基或任选地被取代的芳基;
或者
Figure BDA00002249387300041
其中,G是O或S-S;R10是氢、羟基、任选地被取代的烷基、任选地被取代的烷氧基或任选地被取代的芳基;或者
其中,R11是氢、任选地被取代的烷基或任选地被取代的芳基;或者
Figure BDA00002249387300043
其中
Q1是O或S;
Q2是O或S;
R1是氢、任选地被取代的烷基、任选地被取代的环烷基、卤素或N(R6)2;其中R6各自独立地为氢、任选地被取代的烷基或任选地被取代的环烷基;
R2是氢、任选地被取代的烷基、任选地被取代的环烷基、任选地被取代的炔基、N(R6)2或卤素;
R3是氢、任选地被取代的烷基、N(R6)2或卤素;
R4是羟基、任选地被取代的烷基、任选地被取代的烷氧基、任选地被取代的芳基、任选地被取代的-O芳基或N(R6)2
R5是羟基、任选地被取代的烷基、任选地被取代的烷氧基、任选地被取代的芳基或任选地被取代的-O芳基;或者
作为替代,R4和R5与磷原子形成5或6元环结构,其中所述环结构包含至少两个氧原子和至少2或3个碳原子,其中与链连接的碳原子任选地被烷基或芳基取代,以及
Y1是连接基团,
前提是当Q1和Q2两者为O且式(VII)不富含氘时,R4和R5不均为羟基。
在一个方面,对需要治疗响应于心脏和/或血管P2X受体之活化的心脏或血管疾病或病症的哺乳动物对象进行治疗的方法包括向有此需要的对象施用有效量的AMP的膦酸酯或次膦酸酯N-亚甲基卡巴衍生物以治疗响应于心脏和/或血管P2X受体之活化的心脏或血管疾病或病症。
在另一方面,提高有此需要的哺乳动物的心脏收缩性能和/或心脏功能的方法包括向有此需要的哺乳动物施用有效量的AMP的膦酸酯或次膦酸酯N-亚甲基卡巴衍生物以提高心脏收缩性能和/或心脏功能。
在又一方面,对需要治疗心脏肥大、收缩性心力衰竭、舒张性心力衰竭、缺血性心肌病、非缺血性心肌病或缺血/再灌注损伤后的不利重建和损伤的哺乳动物对象进行治疗的方法包括向有此需要的哺乳动物施用有效量的AMP的膦酸酯或次膦酸酯N-亚甲基卡巴衍生物。
附图说明
图1示出(N)-亚甲基卡巴AMP的2-C1取代的膦酸酯衍生物在心力衰竭小鼠中的有益作用。如方法中所描述的,将多种膦酸酯衍生物溶解于3.3μM无菌生理盐水(NS)中,并各自通过CSQ小鼠中的Alzet微型泵进行皮下输注。输注28天之后,采用得自超声心动描记法(echocardiography)的缩短分数(fractional shortening,FS)评价体内心脏功能。(A)在心力衰竭小鼠中,与经生理盐水处理的心力衰竭动物相比,2-C1取代的5’-膦酸酯衍生物4能够提高体内心脏收缩性能(进行测试后比较的单因素方差分析,P<0.05),而未取代的5无效(P>0.05)。(B)类似地,2-C1取代的高级同系物9能够提高心脏收缩性能(P<0.05),而未取代的母体化合物10不提高收缩功能(P>0.05)。数据为平均值±SE。
图2示出在CSQ心力衰竭小鼠中长期输注化合物4引起得自超声心动描记法的FS提高。如方法中所描述的,长期皮下输注NS或化合物4之后,进行二维导向M型超声心动描记法。在各图中示出心率(HR)。示出输注了生理盐水(NS)的CSQ动物(A)和输注了化合物4的CSQ小鼠(B)的代表性M型超声心动图。与输注了化合物4的小鼠相比,来自输注了NS的小鼠心脏示出隔膜(septum)和LV游离壁(LV free wall)二者的较小缩短。
图3示出稳定表达hP2Y1受体的1321N1人星形细胞瘤细胞中胞内钙的变化。采用FLIPR-Tetra定量了响应于已知hP2Y1受体激动剂2-MeSADP(EC50 10.3±0.4nM)、化合物3(EC50 722±55nM)或膦酸酯类似物(化合物4-11,均在10μM时失活)的荧光。
图4示出长期输注化合物11a引起集钙蛋白(CSQ)过表达心力衰竭模型中的LV收缩缩短分数的增加。在CSQ小鼠中输注化合物11a(n=6只小鼠)或生理盐水(NS,n=4)14天之后,比较两组之间的LV缩短分数(FS)。用化合物11a处理引起心力衰竭动物体内LV收缩功能的提高。数据为平均值和标准误差。
图5示出长期输注化合物11a在CSQ过表达心力衰竭小鼠中引起对LV壁厚度的保持。在CSQ小鼠中输注化合物11a或NS 14天之后,通过超声心动描记法评测体内心脏壁的增厚。a:与输注了NS的CSQ小鼠(P<0.01)相比,输注了化合物11a的动物中收缩期LV后壁的厚度(LVPWS)更大(P<0.05)。b:当比较经化合物11a处理和经NS处理的CSQ小鼠收缩期的隔膜厚度(IVSS)时,得到了类似数据,P<MRS0.01。c:与输注了NS的CSQ小鼠相比,输注了化合物11a的CSQ小鼠中舒张期LV后壁厚度也更大,P<0.05。数据以平均值±标准误表示。该数据表明,用化合物11a处理能够防止心力衰竭中LV壁变薄。
本领域技术人员将从以下发明详述和所附权利要求书中领会并理解上述以及其它特征。
发明详述
响应于心脏P2X受体活化的心脏和血管疾病和病症包括心肌病和与心脏收缩缺陷相关的疾病。作为P2X受体的激动剂,AMP的膦酸酯或次膦酸酯N-亚甲基卡巴衍生物尤其可用于治疗例如心脏肥大、由任何原因的Ca2+稳态异常或由心肌损伤引起的心力衰竭、导致心肌梗塞的血管功能不全、心肌梗塞后病症、梗塞后短期内的心肌梗塞后病症以及舒张性心力衰竭。可以将P2X受体的激动剂在有心脏问题(如心肌梗塞)的个体中用作心脏保护剂以增加存活率,或者用于高风险患者中预防心脏问题。AMP的膦酸酯或次膦酸酯N-亚甲基卡巴衍生物还可用于治疗任何病因的收缩性心力衰竭、缺血性心肌病或非缺血性心肌病。
例如,肥大和心力衰竭仍然是有“未得到满足的医疗需要”的医疗病症。已表明,已有的药物仅有利于适度地降低死亡率。本文中公开的药剂是可在心力衰竭中延长寿命的一类新型口服药剂。它们可以比在动物模型得到的具有有利结果的现有药剂更有效。
在一个实施方案中,AMP的膦酸酯或次膦酸酯N-亚甲基卡巴衍生物是前药类似物。如在本文中所使用的,术语前药意指以无活性或活性较小的形式施用且在体内代谢成为更具活性形式的化合物。可以使用已建立的方法证明膦酸酯或膦酸酯衍生物和/或它们的类似物是前药。例如,可以将前药注射入小鼠并通过在不同时间点对血清样品进行HPLC来监测母体药物的出现。因为P2X受体是由胞外配体刺激的细胞表面离子通道,所以所选择的前药方法应当允许在内化入细胞之前裂解所施用的化合物,而非在胃或肠中裂解。
在另一实例中,可以通过将包含待测前药(浓度为约20μM)的溶液掺入血液来监测母体药物从前药的再生。在孵育过程中,可以将血液混合物保持在37℃,并在5分钟、0.5小时、1小时、2小时和4小时时移出样品。移出之后,立即将样品在预先装有冰冷水的管中溶血,并在-20℃下储存直至进行分析。对于分析,向每个样品中加入由100μl的40μM腺苷之N6-(芴基甲基)衍生物的DMSO溶液和100μl 10%磺基水杨酸溶液组成的内部标准品。轻轻涡旋5分钟后,依次用0.5mL水饱和的乙酸乙酯萃取三次。每次萃取由以下步骤组成:添加乙酸乙酯,涡旋5分钟,以2000g离心5分钟,并用自动移液器手动分离上清液。合并萃取物级分,并在氮气流下蒸发至干。然后,在50μl HPLC流动相系统中重构残余物。在每个色谱道中注入40μl该溶液以提供前药转化成其母体核苷的动力学谱。例如在室温下使用装备有以C-18材料填充之保护柱的反相柱(ZorbaxEclipse 5μm XDB-C18分析柱,250×4.6mm)进行色谱分析。所采用的流率为1.0ml/分钟,检测波长为280nm。基于所测定的总核苷的级分百分数计算每种衍生物相对浓度的时间进程并作图。
本发明人研究了心脏保护模型中化合物3的膦酸酯类似物的结构活性关系(SAR)。
Figure BDA00002249387300081
虽然证明(N)-亚甲基卡巴核苷5’-单膦酸酯为5’-核苷酸酶(CD73)的弱底物,但是用膦酸酯代替化合物3的磷酯基团可以因C-P键的稳定性而进一步增加体内半衰期。在一些情况下,已经发现核苷的膦酸酯类似物和另一些已知配体对P2受体显示活性。在一个实施方案中,已发现用硫代磷酸酯基取代单磷酸酯的多种配体提供对磷酸酯酶催化水解的抗性而不会减小结合亲和力。在另一实施方案中,证明在不稳定受体配体和其它药物的关键位点引入氘以代替氢使得因同位素作用增加了生物寿命而不减小生物亲和力。
采用之前报道的化合物13合成了(N)-亚甲基卡巴腺嘌呤4,11或2-C1腺嘌呤衍生物5,12的5’-膦酸酯和5’-甲基膦酸酯。基于膦酸酯基团的引入,可设想至少两种产生这些靶分子的合成路径,即路径A和B(方案7A)。路径A涉及在核苷水平引入膦酸酯以产生关键中间体42,可以将中间体42用作共同中间体来使用Michaelis-Arbuzov反应条件产生膦酸酯和膦酸甲酯43。而路径B涉及在糖水平将膦酸酯引入到卤化中间体17和37上以提供中间体18和38。路径B不具有路径A的共同中间体,因此,其涉及更长且更费力的合成步骤。一般地,产生膦酸酯衍生物的Michaelis-Arbuzov反应条件需要升高的温度(120至180℃)下的长反应时间(24至48小时)。此外,需要高温度和高真空来除去三烷基亚磷酸酯试剂。由于这些苛刻的条件,核苷水平的Michaelis-Arbuzov反应一般导致所需膦酸酯的产率非常差(产率低于25%),并且形成暗色的核苷热降解产物。另一方面,糖水平的Michaelis-Arbuzov反应一般导致非常好的产率。因此,尽管与路径A相比路径B耗时并包含更多的合成步骤,我们还是决定通过路径B获得这些膦酸酯衍生物,因为认为其可靠且产率好。
可以从与膦酸酯4、5、11和12的相同的起始化合物13获得(N)-亚甲基卡巴腺嘌呤或2-C1腺嘌呤的长链饱和及不饱和膦酸酯衍生物7-10。与合成膦酸酯4、5、11和12类似,基于膦酸酯基团的引入,可以通过两种合成路径(即路径C和D)(方案7B)获得这些膦酸酯。长链不饱和膦酸酯可以这样获得,氧化和5’-醇化核苷24或化合物15,然后用亚甲基二膦酸四异丙酯和NaH进行Wittig型反应,以分别提供膦酸酯二酯26或30。可预计该反应在核苷和糖阶段均顺利地进行。因为路径A具有用于合成长链饱和及不饱和5’-膦酸酯7-10的共同中间体26,我们决定研究通过较短的合成路径C来合成这些膦酸酯。
越来越多的证据表明,核苷酸类似物长期活化天然心脏P2X受体防止心力衰竭的进展。P2X4受体是该天然受体的主要亚基,但我们不知道还存在哪些P2X亚型。心肌细胞受体与血管P2X4受体不同,后者在内皮细胞血流变化的应答中起关键作用。
如在用正常和过表达CSQ心肌细胞进行的电生理学实验中表明的,并且根据其在体内提高这些动物的心力衰竭表型的能力,合成的核苷类似物3活化天然心脏P2X受体。包含于该衍生物中的刚性碳环系统针对核苷酸酶的作用稳定核苷酸。因此,预计化合物3比相应的核糖核苷更稳定。在本研究中,我们已合成了完全抗水解的基于膦酸酯连接的腺苷单磷酸酯衍生物。发现化合物3的C-O-P键在pH为1.5(模拟胃的酸度)的水性介质中稳定24小时,而在37℃下在哺乳动物细胞膜(1321N1星形细胞瘤细胞)的存下孵育引起3的5’-膦酸酯大量水解(示出了数据)。因此,找到了5’-磷酸酯连接的更稳定的结构替代物。
采用心脏功能的在体监测来测试新的类似物。因此,该长期研究的结果可能反映药效和药代动力学两种因素。数种新的膦酸酯类似物对天然心脏P2X受体表现出与化合物3相同的激动剂活性,即,当长期施用于CSQ模型时它们保护心肌。SAR分析表明,强心脏保护与膦酸酯衍生物的特定结构特征相关。链长度和在5’碳的饱和的变化提供与体内监测一致的结果。两种膦酸酯4和9(均为包含2-C1取代的饱和同系物)均提高了FS,而不饱和的膦酸酯和2-H类似物无活性。对(1’S,2’R,3’S,4’R,5’S)-4’-(6-氨基-2-氯代嘌呤-9-基)-2’,3’-(二羟基)-1’-(膦酰基亚甲基)-双环[3.1.0]乙烷4(切离了5’-O的化合3的等价物)观察到最有利的FS(20.25%,与对照的13.78%相比)。高级同系物9表现出19.26%的FS。因此,由于长期活化心脏P2X受体在心力衰竭中起到有益作用,所以可以在化合物3周围延伸SAR。
此外,5’-膦酸酯3和前药9a(MRS2944)在代表胃酸(pH 1.5)的酸性环境中稳定。但是,在哺乳动物细胞膜(1321N1星形细胞瘤细胞)的存在下于37℃下孵育5’-磷酸酯3或二酯膦酸酯9a导致大量水解(数据已示出)。这表明,二酯膦酸酯前药如9a的期望裂解在组织的存在下可行,但磷酸酯药物如3可能在体内过早裂解。不希望受到理论约束,认为前药方法允许经保护的药物流经胃从而在肠内被完整地吸收,而且带电的磷酰基保持完整直至游离药物到达心脏中的作用位点。因此,稳定的膦酸酯适于该方案。前药衍生物的裂解在达到组织作用位点之前发生于循环中,因为胞内内化是不期望的。因此,目的在于使经保护药物进入细胞的许多前药方案(即用于核苷酸衍生物的抗病毒或抗癌应用)可能不适于本发明。
在重组同源三聚P2X4受体系统中研究类似物是不可行的,因为认为内源心脏P2X受体包含与尚未鉴定之P2X亚型异源聚合的P2X4受体亚基。已知P2X4受体与其它P2X受体亚型相关联,并且这些异源三聚体与P2X4同源三聚体在药理学上不同。
在心脏组织中腺嘌呤核苷酸的另一作用位点是代谢型P2Y1受体,其引起血管平滑肌的氧化氮依赖性舒张。因此,我们对作为P2Y1受体激动剂的核苷酸进行测试以解释以下的可能性:所观察到的膦酸酯衍生物的心血管作用是内皮P2Y1受体活化的结果。最初,化合物3在PLC测定中被表征为弱hP2Y1受体激动剂(EC50 1.89μM),并且该结论与本发明在同一细胞系中所观察到的诱导钙瞬变(calcium transient)的能力一致。所有经测试的膦酸酯衍生物对P2Y1受体无活性。这表明这些化合物作为内源心脏P2X受体的更具选择性(与化合物3相比)药理学探针的用途。但是,值得注意的是,因化合物3不使大动脉环舒张以及通过使用P2Y1选择性拮抗剂MRS2500,证明化合物3提供的心脏保护不依赖于P2Y1受体。在小鼠心肌细胞中,该拮抗剂不能阻止由3在电压钳下引起的膜电流。
本文公开了新型AMP的膦酸酯或次膦酸酯N-亚甲基卡巴衍生物。合适的AMP的N-亚甲基卡巴衍生物、其富含氘的异构体或其可药用盐示于下式(I)中:
Figure BDA00002249387300111
其中
Q1是O或S;
R1是氢、任选地被取代的烷基、任选地被取代的环烷基、卤素或N(R6)2,其中每个R6独立地为氢、任选地被取代的烷基或任选地被取代的环烷基;
R2是氢、任选地被取代的烷基、任选地被取代的环烷基、任选地被取代的炔基、N(R6)2或卤素;
R3是氢、任选地被取代的烷基、N(R6)2或卤素;
R4是羟基、任选地被取代的烷基、任选地被取代的烷氧基、任选地被取代的芳基、任选地被取代的-O芳基或N(R6)2
R5是羟基、任选地被取代的烷基、任选地被取代的烷氧基、任选地被取代的芳基或任选地被取代的-O芳基;或者
作为替代地,R4和R5与磷原子形成5或6元环结构,其中所述环结构包含至少两个氧原子和至少2或3个碳原子,其中与链连接的碳原子任选地被烷基或芳基取代,以及
Y是通过碳原子与磷原子连接的连接基团。
连接基团Y是任选地被取代的C1-C6亚烷基、任选地被取代的C1-C6亚烯基、任选地被取代的C1-C6亚炔基或任选地被取代的-C1-C6亚烷基-O-C1-C6亚烷基-。在一个实施方案中,Y是-CH2-。在另一实施方案中,Y是-CH2CH2-。在又一实施方案中,Y是-CH=CH-。
在一个实施方案中,R4是羟基、甲基或C1-C6烷氧基,R5是羟基、甲基或C1-C6烷氧基。
在一个实施方案中,R4和R5通过在1位被芳基取代的3碳链(例如,1-芳基-1,3-丙基环酯(1-aryl-1,3-propanyl cyclic ester)基)连接在一起。
在一个实施方案中,R1是NH2
在另一实施方案中,R3是H。
而在又一实施方案中,R2是氢氯代、碘代或C1-C2炔基。
在AMP的N-亚甲基卡巴衍生物为式(I)的一个实施方案中,Y是-CH2-或-CH2CH2-,R1是NH2,R2是卤素,R3是H,R4是烷氧基或-O芳基,R5是羟基。
在AMP的N-亚甲基卡巴衍生物为式(I)的另一实施方案中,Y是-CH2-或-CH2CH2-,R1是NH2,R2是卤素,R3是H,R4和R5均为烷氧基或-O芳基。
在AMP的N-亚甲基卡巴衍生物为式(I)的又一实施方案中,Y是-CH2-或-CH2CH2-,R1是NH2,R2是卤素,R3是氢,R4和R5形成六元环结构-OCH(R)CH2CH2O-,其中R是氢或芳基。
在AMP的N-亚甲基卡巴衍生物为式(I)的又一实施方案中,衍生物是三乙胺盐,其中Y是-CH2-,R1是NH2,R2是碘代,R3是氢,R4是羟基,R5是羟基。
在AMP的N-亚甲基卡巴衍生物为式(I)的又一实施方案中,Q1是O;R1是N(R6)2,其中R6各自为氢;R2是卤素;R3是氢;R4是羟基或任选地被取代的烷氧基;R5是羟基或任选地被取代的烷氧基;Y是通过碳原子与磷原子连接的连接基团。
在AMP的N-亚甲基卡巴衍生物为式(I)的另一实施方案中,Q1是O;R1是N(R6)2,其中R6各自为H;R2是卤素;R3是氢;R4是羟基或任选地被取代的烷氧基;R5是羟基或任选地被取代的烷氧基;Y是C1-C6亚烷基。
另一些合适的AMP的N-亚甲基卡巴衍生物、其富含氘的异构体,或其可药用盐示于下式(II)中:
Figure BDA00002249387300131
其中,R1、R2、R3和Y如之前所定义;X是O或S;n是1、2或3;R7是任选地被取代的烷基或任选地被取代的芳基,。
在AMP的N-亚甲基卡巴衍生物为式(II)的一个实施方案中,Y是-CH2-或-CH2CH2-,R1是NH2,R2是卤素,R3是氢,n是1,X是O,R7是烷基或芳基。
在AMP的N-亚甲基卡巴衍生物为式(II)的另一实施方案中,Y是-CH2-或-CH2CH2-,R1是NH2,R2是卤素,R3是氢,n是2,X是S,R7是甲基。
另一些合适的AMP的N-亚甲基卡巴衍生物、其富含氘的异构体,或其可药用盐示于下式(III)中:
Figure BDA00002249387300132
其中,R1、R2、R3和Y如之前所定义;Z是键或-O-C(=O)-,其中羰基碳与双环基团的氧连接且氧与磷原子连接。
在AMP的N-亚甲基卡巴衍生物为式(III)的一个实施方案中,Y是-CH2-或-CH2CH2-,R1是NH2,R2是卤素,R3是氢,Z是键或-O-C(=O)-。
另一些合适的AMP的N-亚甲基卡巴衍生物、其富含氘的异构体,或其可药用盐示于下式(IV)中:
Figure BDA00002249387300141
其中,R1、R2、R3、R5和Y如之前所定义;R8是氢或任选地被取代的烷基;R8为任选地被取代的烷基、任选地被取代的烷氧基或任选地被取代的芳基。
在AMP的N-亚甲基卡巴衍生物为式(IV)的一个实施方案中,Y是-CH2-或-CH2CH2-,R1是NH2,R2是卤素,R3是氢,R5是羟基,R8是甲基,R9是甲氧基。
在AMP的N-亚甲基卡巴衍生物为式(IV)的另一实施方案中,Y是-CH2-或-CH2CH2-,R1是NH2,R2是卤素,R3是氢,R5是-O-苯基,R8是甲基,R9是甲氧基。
另一些合适的AMP的N-亚甲基卡巴衍生物、其富含氘的异构体或其可药用盐示于下式(V)中:
其中,R1、R2、R3、n和Y如之前所定义;G是O或S-S;R10是H、羟基、任选地被取代的烷基、任选地被取代的烷氧基或任选地被取代的芳基。
在AMP的N-亚甲基卡巴衍生物为式(V)的一个实施方案中,Y是-CH2-或-CH2CH2-,R1是NH2,R2是卤素,R3是氢,n是2,G是S-S,以及R10是羟基。
另一些合适的AMP的N-亚甲基卡巴衍生物、其富含氘的异构体或其可药用盐示于下式(VI)中:
Figure BDA00002249387300151
其中,R1、R2、R3和Y如之前所定义;R11是氢、任选地被取代的烷基或任选地被取代的芳基。在AMP的N-亚甲基卡巴衍生物为式(VI)的一个实施方案中,Y是-CH2-或-CH2CH2-,R1是NH2,R2是卤素,R3是氢,R11是烷基或芳基。
另一些合适的AMP的N-亚甲基卡巴衍生物、其富含氘的异构体或其可药用盐示于下式(VII)中:
Figure BDA00002249387300152
其中,Q1是O或S;
Q2是O或S;
R1、R2、R3、R4和R5如之前所定义;前提是Q1和Q2均为O且式(VII)不富含氘时,R4和R5并非均为羟基;以及
Y1是连接基团。
连接基团Y1是任选地被取代的C1-C6亚烷基、任选地被取代的C1-C6亚烯基、任选地被取代的C1-C6亚炔基或任选地被取代的-C1-C6亚烷基-O-C1-C6亚烷基-。在一个实施方案中,Y1是-CH2-。在另一实施方案中,Y1是-CH2CH2-。而在又一实施方案中,Y1是-CH=CH-。
在AMP的N-亚甲基卡巴衍生物为式(VII)的另一实施方案中,Q1是O;Q2是S;R1是N(R6)2,其中R6各自为氢;R2是卤素;R3是氢;R4是羟基或任选地被取代的烷氧基;R5是羟基或任选地被取代的烷氧基;以及Y1是C1-C6亚烷基。
在AMP的N-亚甲基卡巴衍生物为式(VII)的另一实施方案中,Q1是S;Q2是O;R1是N(R6)2,其中R6各自为氢;R2是卤素;R3是氢;R4是羟基或任选地被取代的烷氧基;R5是羟基或任选地被取代的烷氧基;以及Y1是C1-C6亚烷基。
AMP的膦酸酯或次膦酸酯N-亚甲基卡巴衍生物的一些具体实施方案包括:
烷基或芳基酯前药        酰氧基烷基酯        环前药
Figure BDA00002249387300161
R1=R2=任意烷基或芳基        R=任意烷基或芳基
R1=任意烷基或芳基;R2=H
Figure BDA00002249387300162
R=烷基或芳基
Figure BDA00002249387300171
烷基或芳基酯前药1-3        酰氧基烷基酯4.5
Figure BDA00002249387300172
n=1或2;X=任意卤素       n=1或2;X=任意卤素
R1=R2=任意烷基或芳基     R=任意烷基或芳基
R1=任意烷基或芳基;R2=H
环前药6                    SATE(S-酰基硫代乙醇)酯7,8
Figure BDA00002249387300173
n=1或2;X=任意卤素       n=1或2;X=任意卤素
DTE(二硫代乙醇)酯8                     环前药
n=1或2;X=任意卤素            n=1或2;X=任意卤素
二氧杂环戊烯酮前药9                 芳基氨基磷酸酯10
Figure BDA00002249387300182
n=1或2;X=任意卤素            n=1或2;X=任意卤素
R=烷基或芳基
氨基磷酸酯单酯11                    环1-芳基-1,3-丙基酯12
Figure BDA00002249387300183
n=1或2;X=任意卤素            n=1或2;X=任意卤素
不受到理论的约束,认为磷相对于亚甲基卡巴环的间隔对于体内活性很重要。在所测试的膦酸酯衍生物中,仅11a中2个碳原子的较长间距引起前药酯衍生物对心脏的有效保护,虽然前体或未封闭的核苷酸(即4和其高级同系物9)两种情况下均活化。因此,清楚地,经掩蔽(masked)的二酯11a及其带电前体9都在体内有保护作用。这表明体内酯的酶促去封闭取决于对膦酰基的不受阻碍的空间可接近性。
Figure BDA00002249387300191
11a MRS2978
AMP的膦酸酯或次膦酸酯N-亚甲基卡巴衍生物对P2X受体(包括心脏和血管P2X受体)具有亲和力。对于不同化合物,P2X受体亲和力可以通过收缩性增加的剂量效应来确定。收缩性的改变可以测量为利用落射荧光倒置显微镜记录的来自分离的单个肌细胞的肌小节长度的改变和Ca2+瞬变。
在一个实施方案中,AMP的膦酸酯或次膦酸酯N-亚甲基卡巴衍生物用于治疗响应于心脏P2X受体之活化的心脏病,如心脏肥大和/或由Ca2+稳态异常所导致的心力衰竭。
在一个实施方案中,本文所公开的化合物用于治疗响应于心脏P2X受体之活化的心脏病,例如心肌病。响应于心脏P2X受体之活化的心脏病包括,例如心脏肥大和/或由Ca2+稳态异常所导致的心力衰竭。心脏肥大是心脏肌肉(心肌)的增厚,其导致心脏腔室(包括左心室和右心室)的大小降低。已知Ca2+调控的改变与心脏肥大相关。心力衰竭是心脏不能维持满足机体代谢需要的足够的心脏输出。心力衰竭可由损伤心脏充满或泵出足够量贯穿机体之血液的能力的任何结构或功能性心脏异常导致。本文公开的化合物在治疗由Ca2+稳态异常所导致的心力衰竭中特别有用。
本文公开的化合物在治疗与心脏收缩缺陷相关的响应于心脏P2X受体之活化的心脏病中尤其有用。这些疾病包括心肌梗塞。本文使用的心肌梗塞通常称作心脏病,是到心脏的一部分的血液供应中断时发生的疾病状态。所引起的局部缺血或氧气不足造成心脏组织损伤和可能的死亡。在一个实施方案中,在梗塞后短时期(short-term post-infarction period)内进行治疗。本文使用的梗塞后短时期为心肌梗塞的48小时内。在梗塞后短时期治疗的优点在于阻止对心脏肥大的刺激和心肌梗塞后心力衰竭过程早期阶段的不利重建。
在一个相关实施方案中,化合物对血管P2X受体具有亲和力,并可用于治疗与血管P2X受体相关的病症。不受理论的约束,认为血管P2X受体产生一氧化氮,其可以扩散到肌细胞中并且改善肌细胞的功能。因此,通过与血管P2X受体如内皮受体结合,AMP的膦酸酯或次膦酸酯N-亚甲基卡巴衍生物可用于治疗响应于一氧化氮增加的病症。
此外,本文所公开的化合物可通过增加心肌收缩力和/或增加舒张性心肌放松来增强心脏功能。因此,本文包括在有此需要的哺乳动物中提高心脏收缩性能的方法,其包括施用治疗有效量的AMP的膦酸酯或次膦酸酯N-亚甲基卡巴衍生物。在一个实施方案中,所述哺乳动物已经有或被怀疑有心肌梗塞。在另一实施方案中,在梗塞后短时期内进行施用。
本文所公开的化合物还可通过施用于需要这种治疗的哺乳动物来改善心脏功能。本文所使用的改善心脏功能可以包括,例如提高心脏放松的能力、在患心力衰竭的患者中提供有利的重建、降低纤维化、降低心肌细胞的肥大和/或在心力衰竭患者中改善心肌细胞中的钙调节。
本文所公开的化合物可以用于治疗收缩性或舒张性心力衰竭。在心脏进行收缩时发生“收缩”,“舒张”是心脏的放松阶段。过表达P2X4受体的转基因动物中心肌的-dP/dt或舒张速率增加,表明心脏P2X受体的活化可用于治疗收缩性心力衰竭。如同P2X4受体过表达,利用AMP的N-亚甲基卡巴衍生物治疗可用于需要治疗舒张性心力衰竭的个体。舒张性心力衰竭是心脏不完全放松并因而不能适当地充入血液时引起的。通过增加心肌的放松率,AMP的N-亚甲基卡巴衍生物提高患有舒张性心力衰竭的个体的心脏功能。收缩性心力衰竭有时被称作左心室衰竭,原因是在血液排向机体的其余部位的过程中,心脏收缩性能(即收缩)的缺陷或异常。结果,泵至机体和肺的血液量降低,并且心室通常扩大。
在另一实施方案中,本文公开的化合物被用于治疗局部缺血/再灌注损伤后的不利重建和损伤。在一个实施方案中,P2X受体激动剂被用于治疗需要治疗局部缺血和再灌注损伤的个体。局部缺血是导致代谢变化(通常是暂时的)的机体局部氧气不足,其可以由于供应那一部分的血管的收缩或阻塞引起。再灌注是流向器官或组织的血液的恢复。心肌的局部缺血和再灌注可引起具有有害后果的大损伤。降低这种损伤的有效治疗在治疗心肌阻塞和再灌注损伤中将具有显著益处。
AMP的膦酸酯或次膦酸酯N-亚甲基卡巴衍生物被用于治疗哺乳动物,例如人类。
在一个实施方案中,AMP的膦酸酯或次膦酸酯N-亚甲基卡巴衍生物与其他试剂共同施用,所述其他试剂例如β肾上腺受体阻断剂、血管紧张素受体阻断剂或血管紧张素转化酶抑制剂或醛甾酮受体阻断剂。
在一个实施方案中,本文包括的组合物包含AMP的膦酸酯或次膦酸酯N-亚甲基卡巴衍生物和可药用赋形剂。
对于口服施用,药物制剂可以是液体形式,例如溶液、糖浆或悬液,或者可以以在使用前与水或其他合适载剂重构的药品提供。这些液体制剂可以通过常规方法利用可药用添加剂(如助悬剂(例如,山梨醇糖浆、纤维素衍生物或氢化食用油脂);乳化剂(例如,卵磷脂或阿拉伯树胶);非水性载剂(例如,杏仁油、油性脂或分馏植物油)和防腐剂(例如,甲基或丙基-对羟基苯甲酸或山梨酸))制备。药物组合物的形式可以为,例如通过常规方法用以下物质制备的片剂或胶囊:可药用赋形剂例如粘合剂(例如,预胶化玉米淀粉、聚乙烯吡咯烷酮或羟丙基甲基纤维素);填充剂(例如,乳糖、微晶纤维素或磷酸氢钙);润滑剂(例如,硬脂酸镁、滑石或氧化硅);崩解剂(例如,马铃薯淀粉或羟基乙酸淀粉钠);或润湿剂(例如,十二烷基硫酸钠)。片剂可以利用本领域熟知的方法进行包被。
可以合适地配制用于口服的制剂,以提供活性化合物的受控释放。
对于口含施用,组合物的形式可以是利用常规方法配制的片剂或锭剂。
对于通过吸入的施用,组合物以气溶胶喷雾的形式从加压包装或雾化器方便地递送,所述包装或雾化器使用合适的推进剂,例如二氯二氟甲烷、三氯氟甲烷、二氯四氟乙烷、二氧化碳或其他合适的气体。在加压气溶胶的情况下,可以通过提供递送计定量的阀来确定单位剂量。用在例如吸入器或吹入器中的胶制剂的胶囊和盒可以配制成包含有化合物和合适的粉末基质(例如,乳糖或淀粉)的粉末混合物。
组合物可以配制成用于通过注射进行胃肠外施用,例如,通过经由静脉内、腹膜内或皮下注射的剂团注射或连续输注。用于注射的制剂可以以添加防腐剂的单位剂量形式提供,例如在安瓿或多剂量容器中提供。组合物可以采取油或水性载剂中的悬液、溶液或乳液形式,并且可以包含配制试剂,例如助悬剂、稳定剂和/或分散剂。作为替代,活性成分可以是在使用前与合适载剂(例如无菌无热源水)重构的粉末形式。
所述组合物可以配制成例如含有传统基质(如烃、矿脂、羊毛脂、蜡、甘油或醇)的乳膏、洗剂、软膏或酊剂中。所述组合物也可以配制成直肠组合物如栓剂或存留灌肠剂,例如含有常用栓剂基质如可可脂或其他甘油酯。
除了前述制剂,所述组合物还可以配制成持久制剂(depotpreparation)。这些长期作用制剂可以通过植入(例如,皮下或肌肉内)或通过肌肉内注射施用。因此,例如,所述组合物可以与合适的聚合或疏水材料(例如,可接受的油中的乳剂)或离子交换树脂一起配制,或者作为微溶衍生物如微溶盐配制。脂质体和乳剂是用于亲水药物的递送载剂或载体的熟知示例。
如期望,所述组合物可以在包装或分配装置中提供,包装或分配装置可以包含含有活性成分的一个或更多个单位剂量形式。例如,包装可以包括金属或塑料薄膜,如吸塑包装。包装或分配装置可附带施用说明书。
可以与可药用赋形剂组合以产生单剂量形式的AMP的膦酸酯或次膦酸酯N-亚甲基卡巴衍生物的量根据所治疗的对象以及具体施用模式而不同。针对具体患者的具体治疗有效量取决于多种因素,包括所使用的具体化合物的活性、年龄、体重、健康状况、性别、饮食、施用时间、施用途径、排泄率、药物组合和所治疗的具体疾病的严重程度。在一些情况下,比上述范围的下限低的剂量水平也可能高于合适量,而在另一些情况下,可以使用更多的剂量而不会造成任何有害副作用,前提是首先将这些较高的剂量水平分成若干用于全天施用的小剂量。见于治疗组合物中的本文所述化合物的浓度根据若干因素而不同,这些因素包括待施用药物的剂量、所使用的化合物的化学性质(例如,疏水性)和施用途径。一般来说,AMP的膦酸酯或次膦酸酯N-亚甲基卡巴衍生物可以以用于口服施用的含有约0.2%w/v化合物的生理缓冲水溶液(例如,1cc)提供。通常剂量范围为在三次分开剂量中每天约285μg/kg体重;优选剂量为每天约42μg/kg至171μg/kg体重。待施用药物的优选剂量很可能取决于这些变量:疾病或病症的类型或进展程度、具体患者的整体健康状态、所选化合物的相对生物功效、化合物赋形剂的配制及其施用途径,以及包括生物利用率在内的其他因素,所述生物利用率又受若干因素的影响。例如,如果化合物在肝脏中代谢或分泌到胆汁中,那么一些吸收自胃肠道的活性化合物在到达体循环并分配到作用位点前就被肝脏失活。不认为AMP的膦酸酯或次膦酸酯N-亚甲基卡巴衍生物经受这种首渡损失(first-pass loss)。此外,因为这些化合物是极性并且是水溶性的,预期它们具有小的分配体积,因此很容易通过肾脏除去。此外,速溶(instant)化合物与血浆蛋白质的结合可限制它们在组织中及其作用位点的游离浓度,因为仅有未结合的药物平衡穿过膜受体位点。预期速溶组合物的膦酸酯部分可以促进组合物与血浆白蛋白的结合,其进而影响可用于活化肌肉细胞P2嘌呤能受体的游离化合物的量。但是,预期这种与血浆蛋白质的结合一般不会限制生物转化的肾小管分泌,因为这些过程降低了游离药物浓度,之后这些药物-蛋白质复合物迅速联合。另一个影响生物利用率的因素是化合物的组织分布。由于相对小尺寸的化合物及其水溶性,可以预期化合物具有相对快的药物分布第二阶段(second phase of drug distribution)。这些分布由流向器官如心脏的特定组织的血流以及化合物从体循环中通过高渗透性的毛细血管内皮(脑中除外)扩散进间质腔室的速度二者决定。因为这些化合物的相对亲水性,预期没有脂肪或其他显著的组织化合物储积,其为分布-累积的第三阶段。
通过以下的非限制性实施例对本发明做进一步说明。
实施例
实施例1 化学合成
利用方案1-6所示方法合成多种碳骨架上的膦酸酯衍生物(表1)。在一些情况下,磷原子直接结合在5’碳原子上(方案1、2),而在另一些情况下,碳原子加在该位点以形成饱和或不饱和的核苷类似物(方案3-5)。或者,化合物11和12中包含甲基膦酸酯基团,否则其分别等同于4和5(方案6)。第2位包含氢(化合物5、8、10、12中)或Cl(如在已知的活性化合物3和新的类似物4、7、9、11中)。引用的化合物3利用经改进的报道方法合成,导致产率提高。
将已知醇13用TBDPS-Cl、咪唑和DMAP保护为O-叔丁基二甲基甲硅烷基醚,得到化合物14,之后利用无水THF中的DIBAL-H还原乙酯得到产率很好的化合物15(方案1)。为了在5’位点引入碘基,进行经典的两步处理。其包括起始将5’-醇活化为甲磺酰基,之后是碘离子在活化的5’位点的SN2亲核攻击,得到95%产率的5’-碘化合物17。碘化合物17在经典Michaelis-Arbuzov反应条件下与过量三乙基次膦酸酯一起加热至110℃并保持17小时,以得到94%的极好产率的膦酸二酯18(方案1)。利用TBAF脱硅基得到醇19,它是适合Mitsunobu基耦合反应的底物。
利用醇19作为普通的关键中间体以合成膦酸酯4和5(方案2)。膦酸酯4和5的合成过程包括起始利用三苯基膦、偶氮二甲酸二异丙酯及其相应嘌呤碱基进行Mitsunobu基耦合反应,之后利用异丙醇中的2M NH3在嘌呤环的第6位进行胺化作用。最后利用新打开的碘代三甲基硅烷处理,使膦酸二酯21和丙酮化合物23两者同时去保护,分别得到目的膦酸酯4和5(方案2)。尝试利用可替选的相对柔和的试剂溴代三甲基硅烷和Dowex-50离子交换树脂,实现部分去保护(结果未示出)。
方案3-5示出了延长的饱和和不饱和的膦酸酯衍生物7-10的合成路线。饱和膦酸酯10通过将已知醇24氧化成80%产率的5’-醛25来合成。值得注意的是当在室温(rt)储存若干天以后,未观察到即使是少量的醛分解。α,β不饱和烷基膦酸酯26由醛25在Wittig型反应中利用无水THF中的亚甲基二磷酸四异丙酯和氢化钠制备。所得烯烃的E构造可以通过大的耦合常数(3J=17.1Hz)推断。在膦酸二酯和丙酮化物水解后进行胺化作用得到α,β不饱和烷基膦酸酯27(方案3)。
在H2(3bar)、钯碳和MeOH∶2M NaOH水溶液(1∶1,v/v)的存在下进行27的催化氢化作用,导致预期的烯烃的还原和脱氯,以得到相应的饱和膦酸二酯28。利用前述的碘代三甲基硅烷去保护反应条件将化合物28转化成长链饱和烷基膦酸酯10。出乎我们意料的是,我们通烯烃还原从27合成36(方案5)的各种努力,在大气压力下进行反应和利用较少重量百分比的催化剂,导致不完全反应或者产生脱卤素的和卤化产物的不可分的混合物(结果未示出)。
因此,为了合成膦酸酯8和9,我们决定如方案4和5所述,在Mitsunobu基耦合反应之前设置膦酸二酯。利用Dess-Martin periodinane反应氧化化合物15的5’醇,以得到醛29。与醛25类似,醛29在室温也表现出相当好的稳定性。利用前述Wittig型反应条件得到α,β不饱和烷基膦酸二酯30。在标准条件下脱硅基导致形成醇31,其作为分别用于合成长链不饱和烷基膦酸酯8和长链饱和烷基膦酸酯9的关键中间体。
利用三苯基膦、6-氯嘌呤和偶氮二甲酸二异丙酯进行化合物31的Mitsunobu基耦合反应,之后进行膦酸二酯和丙酮化物的胺化和水解作用,导致形成长链α,β不饱和烷基膦酸酯8。在钯碳的存在下进行所得乙烯基膦酸二酯31的连续催化水解,Mitsunobu基耦合反应和胺化作用,得到长链饱和膦酸二酯36。同时利用碘代三甲基硅烷进行膦酸二酯和丙酮化物的去保护,得到期望的膦酸酯9,同时形成对应的脱卤素产物,得到膦酸酯10。
方案6示出了甲基膦酸酯11和12的合成方法。其包括起始利用CBr4进行5’溴化作用,并用三苯基膦和三乙基胺处理,以得到81%产率的5’溴糖37。随后利用甲基次磷酸二乙酯进行Michaelis-Arbuzov反应,之后利用TBAF进行脱硅基作用,得到作为无法分开的非对映体混合物的5’-甲基膦酸单酯38和1-醇39。进一步用2,6-二氯嘌呤进行Mitsunobu基耦合反应,之后进行胺化作用,最后去保护以得到期望的甲基膦酸酯11,以及对应的脱卤素甲基膦酸酯12。
实施例3-生物评价
通过Alzet微型泵在CSQ小鼠中单独地皮下注射各种膦酸酯衍生物。输注28天后,利用得自超声心动图的缩短分数(FS)评估在体心脏功能,所述缩短分数为左心室直径在收缩与扩张状态之间的改变率。因此,较低的百分比代表功能的降低。相比于载剂(图1,表1)和参照核苷3,两种膦酸酯4和9能够提高FS。利用该模型测定的其他类似物(2-H类似物5、8和10,2-Cl类似物7和11)具有较低的FS值。化合物7、8和10在该剂量无保护性,即,在用载剂对照治疗的CSQ小鼠中的FS与长期用这些核苷处理的小鼠中的FS类似。因此,在饱和膦酸酯系列中,尽管在间隔区包含烯烃会阻止心脏保护活性,但是磷相对于亚甲基卡巴环的定位是结构稍微允许的。在11中,膦酸酯的一个OH基团被CH3取代。这降低了分子的总电荷,意在使其生物利用更好。显然,受体结合位点需要2分子O以最有利地提高FS。因此,如图1所总结,FS最显著的提高与含有2-Cl取代基的饱和同系物4和未经修饰的磷酸酯基团的饱和同系物9相关。
图2示出了经化合物4对比生理盐水(NS)输注的CSQ心脏的心电图。相比于经载剂(NS)输注的小鼠,在用化合物4治疗的小鼠的心脏中,隔膜和左心室(LV)游离壁二者的收缩均增加了。
还研究了核苷类似物活化人P2Y1受体(表1)的能力。该受体为血管舒张的,可以预期在该亚型中激动剂作用与所观察到的心脏影响有关。之前报道了化合物3通过人P2Y1受体介导活化磷酸酶C(PLC)。在稳定表达人P2Y1受体的1321N1星形细胞瘤细胞中诱导的钙流的FLIPR分析中测试了膦酸酯衍生物。已知P2Y1受体激动剂2-MeSADP在转染细胞中诱导EC50为10.3±0.4nM(n=3)的Ca2+流(图3),但是在对照1321 N1星形细胞瘤细胞中没有响应10μM 2-MeSADP的胞内Ca2+变化。在高至10μM的浓度,膦酸酯类似物4-11在这些测定中没有效果。但是,化合物3在该测定中作为活化剂,具有722±55nM(n=3)的EC50。3的最大效果为完全活化剂2-MeSADP的约80%。
总之,扩展了用于治疗心力衰竭的潜在候选的碳环核苷类似物的范围。已经以膦酸酯基团的形式在化合物3中的引入了比磷酸酯基团在化学和生物上更稳定的连接,其在很多情况下保护遗传模式心力衰竭中的心脏收缩性能。利用Michaelis-Arbuzov和Wittig反应开发了合成构象约束的(N)-亚甲基卡巴系列中的化合物3的膦酸酯类似物的易于实现的途径。膦酸酯连接的另一个优点是消除了作为P2Y1激动剂的不期望活性。现在可以在另外一些、心力衰竭和心肌症模式中探究这些抗核苷酸酶激动剂的有利作用。
实施例3 另外的化学合成
利用方案1a-4a所示方法合成(N)-亚甲基卡巴系列中的新的带电5’-膦酸酯(4a-7a,表2a)和5’-酯衍生物(8a-17a,表2)。化合物3的修饰包括磷处(4a,5a)的O被S取代(方案1a)和6a中5’位点的氘的引入(方案2a),认为二者都提高了在体稳定性。制备化合物7a作为4的2-碘代同等物(方案3a)。从中间体或如方案1a-4a,制备对应的酯掩蔽的衍生物(8a-17a),包括参考化合物3、4和7的前体药物衍生物。大多数酯由二乙酯组成,但也包括一种二异丙酯11a。磷酸三酯衍生物包括8a(及其二重氢同等物15a)和硫代衍生物12a-14a。在一些情况下,膦酸酯的磷原子直接与5’碳原子结合,即,2-碘代衍生物16a中,而在另一些情况下,碳原子加在该位点以形成延长的饱和膦酸酯类似物,即,在二乙酯衍生物10a中。化合物17a作为9a的2-乙炔基同等物制备。
各种硫代衍生物的合成路径在方案1a中示出。将之前报道的核苷18a用作关键中间物以产生这些硫代类似物,起始利用CH2Cl2中的10%含水三氟乙酸进行丙酮化合物去保护,提供2’、3’和5’三羟基核苷19a。可以通过用硫代磷酰氯、1,8-双(二甲氨基)萘(质子海绵)和吡啶处理中间物19a,接着用四乙铵重碳酸盐(TEAB)进行淬灭反应,来由中间物19a产生5’-硫代膦酸酯5a。但是,我们预期使核苷酸19a处于相同条件下,之后用EtOH淬灭,应当能够得到5’硫代磷酸-二-乙酯13a。利用无水THF中的PPh3、I2和咪唑进行核苷中间物18a的5’碘化作用,以提供5’碘代核苷29a。之后利用Dowex-50树脂进行去除29a的丙酮化合物保护基团的保护,得到5’-碘代-2’,3’-二羟基核苷21a(方案1a),作为产生5’-phosphorothiate 12a、5’-phosphorothiate二乙酯4a和5’-磷酸二硫代(phosphorodithioate)二乙酯14a(方案1a)的关键中间体。将关键核苷21a用EtOH中的O,O-二乙基硫代膦酸酯处理可以产生5’-phosphorothiate二乙酯4a。将关键核苷21a用H2O中的硫代磷酸三钠处理3天可以得到57%产率的5’-phosphorothiate 12a。或者,将关键核苷21a用DMA中的二硫代磷酸二乙酯钾盐处理可以得到5’-磷酸二硫代二乙酯14a(方案1a)。
5’-二氘甲基(N)-亚甲基卡巴单膦酸酯6a及其二乙基酯类似物15a由核苷22a合成(方法2a)。起始利用2M NH3/i-ProH在嘌呤碱C6位点进行胺化作用,之后利用无水THF中的LiBD4还原乙基酯,得到5’-羟基氘甲基核苷24a。将核苷24a首先与N,N-二乙基亚磷酰胺的二-叔丁基或二-乙基类似物和四唑反应,之后用间氯过氧苯甲酸处理来使核苷24a磷酸化,分别得到对应的二-叔丁基或二-乙基膦酸二酯衍生物25a和26a。利用酸形式的Dowex-50树脂同时去除26a中的叔丁基基团和丙酮化合物基团,以得到5’-二氘甲基单膦酸酯6a。可以通过利用Dowex-50树脂化学选择地去除核苷25a的丙酮化合物基团的保护,实现二氘甲基磷酸二乙酯15a的合成(方案2a)。
各种在2位点取代的嘌呤膦酸酯(7a、32a)和磷酸二乙酯(9a、16a、17a)的合成方法起始于利用PPh3、偶氮二甲酸二异丙酯和6-氯-2碘代嘌呤进行Mitsunobu基耦合反应来将核碱基设置在前述糖27a中,以产生6-氯代-2-碘代嘌呤核苷28a。之后,利用异丙醇中的2M NH3在化合物28a的C6位点进行胺化作用(方案3a),得到核苷29a。最后,利用新开放的CH2Cl2中的碘代三甲基硅烷同时将29a的膦酸二酯和丙酮化合物去保护,以得到产率为49%的目的膦酸酯7a。或者,用Dowex-50碘交换树脂处理2-氯代核苷(30a)和2-碘代核苷(29a),导致丙酮化合物的化学选择性去保护,并导致分别形成对应的2-氯二乙基膦酸酯9a和2-碘二乙基膦酸酯16a。产生2-乙炔基取代的磷酸二乙酯17a和膦酸酯32a衍生物,其起始按照经典的Sonogashira耦合方案利用无水DNF中的三甲基甲硅烷基乙炔、Pd(Ph3)4、CuI、TEA设置乙炔基团。之后,利用无水THF中的TBAF去除乙炔处的TMS保护,以得到2-乙炔基取代的膦酸二酯31a。类似于其他衍生物,分别利用Dowex基化学选择和碘代三甲基甲硅烷基烯基完全去保护方案合成2-乙炔基取代的嘌呤膦酸酯(32a)和磷酸二乙酯(17a)。
通过将已知醇33a氧化为80%产率的5’-醛34a来合成饱和长链膦酸酯10a和11a。值得注意的是,在室温(rt)若干天后,未观察到甚至是很少量的乙醛分解。可以利用无水THF中的亚甲基二磷酸四乙酯和氢化钠制备进行在Wittig型反应中从乙醛34a来制备α,β不饱和烷基膦酸酯35a。在嘌呤碱基的第6位处进行胺化作用以得到化合物36a,可以利用从O-硝基苯磺酰基酰肼原位产生的二酰亚胺和CH2Cl2中的Et3N对其进行烯烃的化学选择性还原,以得到长链饱和的膦酸二乙酯37a。利用Dowex-50树脂对化合物37a和38a进行丙酮化物去保护,导致分别形成二乙基和二异丙基膦酸酯,目的化合物10a和11a。
实施例4 另外的生物评价
通过Alzet微型泵在CSQ小鼠中单独地皮下输注各种膦酸酯衍生物。输注14天后,利用得自超声心动图的缩短分数(FS)评估体内心脏功能,所述缩短分数为左心室直径在收缩和扩张状态之间的改变率(表2)。因此,较低的百分比代表功能的降低。
探究了带电核苷酸类似物的结构活性关系(SAR,structure activityrelationship)。输注2-碘膦酸酯衍生物7a(n=5只小鼠)2周未使心力衰竭小鼠的FS提高或防止LV壁变薄(数据未示出)。因此,如膦酸酯4中的腺嘌呤部分的2-氯取代对于活性而言是重要的;在7a中用碘取代去除了保护。将若干新的膦酸酯与膦酸酯类似物如硫代衍生物进行了比较。相比于在NS输注(隔膜和后壁二者:0.450±0.007mm)的CSQ小鼠中得到的结果,经过两周硫代膦酸酯4a(含有5’硫酯)(n=5)的输注,能保护CSQ小鼠更好地保持LV隔膜((0.492±0.012mm)和后壁(0.493±0.016mm)的厚度(p<0.05,数据未示出)。因此,可以接受用硫取代氧。
利用相同的试验模式探究了掩蔽的(未带电)核苷酸类似物的结构活性关系(SAR)。显示仅有一些以上表征的心脏保护剂3、4和9的酯衍生物在体内发挥作用。这些发现表明在体内释放带电的核苷酸活性药物的裂解步骤是必要的。在前体药物衍生物中,膦酸酯(1’S,2’R,3’S,4’R,5’S)-4’-(6-氨基-2-氯代嘌呤-9-基)-2’,3’-(二羟基)-1’-(磷酰基亚乙基)-双环[3.1.0]己烷9的二异丙酯11a是高效的。相比于载剂,该膦酸二酯导致FS提高(图4,表2)。在输注有化合物11a的小鼠中,心脏收缩中LV后壁的厚度和隔膜的厚度以及心脏舒张中LV后壁的厚度比输注有NS的小鼠大(图5)。在该模式中测试的其他类似物如7a和9a,具有较低的FS值,在该剂量不能给与保护,即,输注有化合物7a和9a的CSQ小鼠中的FS与输注有生理盐水的对照小鼠相似。此外,用7(n=5只小鼠)和9a(n=4)输注2星期不能提高心力衰竭的CSQ小鼠的FS或阻止LV壁变薄(数据未示出)。因此,低级同系物1’-(磷酸乙烯)衍生物9a的活性低于11a,提示体内酯的去掩蔽取决于接近磷酰基基团的无阻碍的空间排列。
实施例1的实验过程
一般方法
化合物13根据所报道的合成或获得自Natland InternationalCorporation(Research Triangle Park,NC)的订制合成。所有其他试剂和溶剂(普通的和无水的)都为分析级并且获自供应商,使用不需要进一步纯化。只要使用无水溶剂,反应就在氩气氛下进行。所有反应使用具有荧光指示剂的硅胶包被平板,利用薄层色谱(TLC)监测,这些指示剂通过以下来可视化:a)在紫外光下,b)浸泡在无水乙醇中的在5%浓度的H2SO4(v/v)中,之后加热,或c)浸泡在MEOH中的茴香醛∶H2SO4(1∶2,v/v)溶液中,之后加热。硅胶柱色谱利用中度气压,用硅胶(SiO2,200-400目,
Figure BDA00002249387300291
)进行。在温度低于50℃的减压下进行溶剂的蒸发。柱色谱之后,将合适的级分合并、蒸发并且在高度真空中干燥至少12小时,以得到高纯度的所得产物。1H NMR和31P NMR确定样品纯度。不针对结晶溶剂对产率进行修正。分别在300MHz和121.5MHz记录1H NMR和31PNMR谱。相对于四甲基硅烷或氘化溶剂(作为内部标准)(dH:CDCl3 7.26ppm)将化学位移记录为百万分率(ppm)。对于化合物38-41,将最次要异构体的H3’信号的整数设定为1.0。根据von Baeyer命名法给出双环核苷的系统化合物名称。利用聚丙氨酸的外部校准在蛋白质组最佳化的Q-TOF-2(Micromass-Waters)上进行高分辨质谱(HRMS)测量。所观测的质量精确度是基于仪器的已知性能和在一系列测量的间隔期间观察到的标准化合物的质量趋势所预期的那些。报道的质量为所观察到的质量,未校准质量精度的该时间依赖性位移。
利用具有Luna 5μm RP-C18(2)半制备型柱((250×10.0mm;Phenomenex,Torrance,CA)的HPLC在以下条件下进行用于生物测试的核苷酸衍生物的纯化:流速2mL/分钟;10mM三乙胺乙酸酯(TEAA)-CH3CN,100∶0(v/v)至70∶30(v/v),30分钟并以三乙胺盐形式分离。利用装配有Zorbax SB-Aq 5μm分析柱(50×4.6mm;AgilentTechnologies Inc,Palo Alto,CA)的Hewlett-Packard 1100 HPLC检查化合物的分析纯度。流动相:线性梯度溶剂系统:5mM TBAP(四丁基磷酸二氢铵)-CH3CN,80∶20至40∶60,13分钟;流速0.5mL/分钟。利用二极管列阵检测器在254、275和280nm处通过紫外吸收来测定峰值。测定生物活性的所有衍生物在HPLC分析中表现出>99%的纯度(在254nm处测定)。
乙基-(1S,2R,3S,4S,5S)-2,3-O-(异亚丙基)-4-O-(叔丁基二甲基甲硅烷基)-双环[3.1.0]己烷羧酸酯(14):将已知醇13(0.83g,3.40mmol)与无水甲苯(2×10mL)共蒸发,并溶解在无水CH2Cl2(25mL)中。加入咪唑(0.69g,10.20mmol)、DMAP(0.04g,0.34mmol)和叔丁基氯二苯基硅烷(1.74mL,6.81mmol)。在室温下搅拌16小时,之后将反应混合物用CH2Cl2(50mL)稀释并且用饱和NaHCO3水溶液洗涤(1×30mL)。将水相用CH2Cl2反萃取(2×50mL)。将合并的有机相蒸发至干,通过硅胶柱色谱(石油醚中0-8%EtOAc,v/v)纯化所得粗残余物以得到作为无色油的化合物14(1.52mg,93%)。Rf=0.3(CH2Cl2中10%EtOAc,v/v);
ESI-HRMS m/z519.1981([M+K]+,C28H36O5Si·K+:Calcd.519.1969);1H NMR(CDCl3)δ7.69-7.80(m,4H,Ph),7.32-7.45(m,6H,Ph),5.11(d,1H,J=6.6Hz),4.42(t,1H,J=6.1Hz),3.99-4.18(m,3H),2.17-2.25(m,1H),1.91(t,1H,J=5.5Hz),1.57(s,3H),1.45-1.53(m,1H),1.18-1.24(m,6H),1.07(s,9H).
(1S,2R,3S,4S,5S)-1-羟甲基-2,3-O-(异亚丙基)-4-O-(叔丁基二甲基甲硅烷基)-双环[3.1.0]己烷(15):将化合物14(0.98g,2.04mmol)与无水甲苯共蒸发(2×20mL),溶解在无水THF(30mL)中并冷却至-70℃。将DIBAL-H(甲苯10.8mL中1.5M,16.32mmol)经过20分钟缓慢加入该溶液中。在-70℃搅拌3小时后,通过非常小心地加入冰冷的MeOH(20mL)来使反应淬灭,之后使反应混合物升温至室温。将1M冷H2SO4(20mL)加入到混合物中并搅拌1小时,之后加入CH2Cl2(100mL)。使相分离,并用CH2Cl2萃取水相(3×35mL)。将合并的有机相蒸发至干,通过硅胶柱色谱(石油醚中0-45%EtOAc,v/v)纯化所得残余物以得到作为无色油的化合物15(0.74g,82%)。Rf=0.4(石油醚中50%EtOAc,v/v);
ESI-HRMS m/z 461.2112([M+Na]+, C26H34O4Si·Na+:Calcd.461.2124);1H NMR(CDCl3)δ7.71-7.78(m,4H,Ph),7.31-7.44(m,6H,Ph),4.73(d,1H,J=6.5Hz),4.44(t,1H,J=6.5Hz),4.09(t,1H,J=6.5Hz),3.59-3.67(m,1H),3.41-3.49(m,1H),1.57-1.59(m,4H),1.33(t,1H,J=5.5Hz),1.20(s,3H),1.07(s,9H),0.56-0.68(m,1H).
(1S,2R,3S,4S,5S)-2,3-O-(异亚丙基)-1-甲磺酰氧基甲基-4-O-(叔丁基二甲基甲硅烷基)-双环[3.1.0]己烷(16):将化合物15(0.59g,1.36mmol)与无水甲苯共蒸发(2×10mL),溶解在无水CH2Cl2(30mL)中并且冷却至0℃。在0℃下经过10分钟加入三乙胺(0.95mL,6.79mmol)和甲磺酰氯(0.22mL,2.72mol)。在反应混合物升温至室温后,将其搅拌17小时。之后加入冰冷的H2O(25mL),并且用EtOAc萃取混合物(2×45mL)。将合并的有机相用饱和NaHCO3水溶液洗涤(2×35mL),蒸发至干。通过硅胶柱色谱(石油醚中0-50%EtOAc,v/v)纯化所得残余物以得到作为无色油的化合物16(0.68g,96%)。Rf=0.5(石油醚中50%EtOAc,v/v);
ESI-HRMS m/z555.1623([M+K]+,C27H36O6SSi·K+:Calcd.555.1639);1H NMR(CDCl3)δ7.69-7.77(m,4H,Ph),7.31-7.45(m,6H,Ph),4.69(d,1H,J=6.5Hz),4.47(t,1H,J=6.5Hz),4.37-4.43(dd,1H,J=10.9Hz),4.07(t,1H,J=6.5Hz),3.90-3.95(dd,1H,J=10.9Hz),2.99(s,3H),1.67-1.72(m,2H),1.55(s,3H),1.20(s ,3H),1.08(s,9H),0.72-0.79(m,1H).
(1S,2R,3S,4S,5S)-1-碘甲基-2,3-O-(异亚丙基)-4-O-(叔丁基二甲基甲硅烷基)-双环[3.1.0]己烷(17):将化合物16(0.68g,1.32mmol)与无水甲苯共蒸发(2×20mL),将残余物溶解在无水1,4-二噁烷(25mL)中。向混合物中加入NaI(0.59g,3.94mol),并将其加热至65℃。搅拌17小时后,将反应混合物冷却至室温并且用H2O(25mL)和CH2Cl2(75mL)稀释。使相分离,并用CH2Cl2萃取水相(3×35mL)。将合并的有机相蒸发至干,并通过硅胶柱色谱(石油醚中0-20%EtOAc,v/v)纯化所得残余物以得到作为无色油的化合物17(0.69g,95%)。Rf=0.5(石油醚中20%EtOAc,v/v);
ESI-HRMS m/z 549.1322([M+H]+,C26H33IO3Si·H+:Calcd.549.1322);1H NMR(CDCl3)δ7.68-7.77(m,4H,Ph),7.32-7.46(m,6H,Ph),4.69(d,1H,J=6.5Hz),4.43(t,1H,J=6.5Hz),4.09(t,1H,J=6.5Hz),3.55-3.60(dd,1H,J=10.5Hz),3.97-4.02(dd,1H,J=10.5Hz),2.02(t,1H,J=4.9Hz),1.54-1.57(s,4H),1.20(s,3H),1.07(s,9H),0.83-0.90(m,1H).
二乙基-(1S,2R,3S,4S,5S)-2,3-O-(异亚丙基)-4-O-(叔丁基二甲基甲硅烷基)-双环[3.1.0]己烷膦酸酯(18):将化合物17(0.68g,1.23mmol)溶解在三乙基次膦酸酯(17mL)中,并将混合物加热至110℃。搅拌17小时后,将反应混合物冷却至室温并蒸发至干。通过硅胶柱色谱(石油醚中0-90%EtOAc,v/v)纯化所得残余物以得到作为无色油的化合物18(0.65g,94%)。Rf=0.3(EtOAc);
ESI-HRMS m/z 559.2665([M+H]+,C30H43O6PSi·H+:Calcd.559.2645);1H NMR(CDCl3)δ7.71-7.77(m,4H,Ph),7.30-7.43(m,6H,Ph),4.80(d,1H,J=6.5Hz),4.47(t,1H,J=6.5Hz),4.10(t,1H,J=6.5Hz),3.91-4.05(m,4H),2.22(t,1H,J=16.5Hz),1.63-1.71(m,1H),1.57-1.61(m,2H),1.55(s,3H),1.22(t,3H,J=7.2Hz),1.20(t,3H,J=7.2Hz),1.19(s,3H),1.07(s,9H),0.53-0.60(m,1H).31P NMR(CDCl3)δ29.93.
二乙基-(1S,2R,3S,4S,5S)-4-羟基-2,3-O-(异亚丙基)-双环[3.1.0]己烷膦酸酯(19):将化合物18(0.65g,1.16mmol)溶解在THF(20mL)和四丁基氟化铵(THF中1M,2.91mL,2.91mmol)的混合物中。搅拌17小时后,将反应混合物蒸发至干。通过硅胶柱色谱(EtOAc中0-7%MeOH,v/v)纯化所得残余物以得到作为无色油的化合物19(0.33g,88%)。Rf=0.3(EtOAc中5%MeOH,v/v);
ESI-HRMS m/z 321.1466[M+H]+,C14H25O6P·H+:Calcd.321.1467);1H NMR(CDCl3)δ5.02(d,1H,J=6.1Hz),4.50-4.58(m,2H),4.02-4.17(m,4H),2.32-2.37(m,1H),2.26(t,1H,J=16.5Hz),1.88-1.96(m,1H),1.61-1.74(m,1H),1.54(s,3H),1.32(t,6H,J=7.2Hz),1.28(s,3H),1.21-1.27(m,1H),0.60-0.67(m,1H).31P NMR(CDCl3)δ29.01.
二乙基-(1’S,2’R,3’S,4’R,5’S)-4’-(2,6-二氯代嘌呤-9-基)-2’,3’-O-(异亚丙基)-双环[3.1.0]乙烷膦酸酯(20):在室温下将偶氮二羧酸二异丙酯(97μL,0.49mmol)加入到无水THF(3mL)中的三苯基膦(128mg,0.49mmol)和2,6-二氯代嘌呤(92mg,0.49mmol)的混合物中。搅拌30分钟后,将化合物19(78mg,0.25mmol)在THF(3mL)中的溶液加入混合物中。搅拌51小时之后,将反应混合物蒸发至干。通过硅胶柱色谱(EtOAc中0-4%MeOH,v/v)纯化所得残余物以得到作为白色固体物质的核苷20(90mg,75%)。Rf=0.5(EtOAc中5%MeOH,v/v);
ESI-HRMS m/z 491.1013[M+H]+,C19H25Cl2N4O5P·H+:Calcd.491.1018);1H NMR(CDCl3)δ8.82(s,1H),5.39(d,1H,J=6.5Hz),5.10(s,1H),4.61(d,1H,J=6.5Hz),4.02-4.21(m,4H),2.46(t,1H,J=16.5Hz),1.91-2.06(m,1H),1.74-1.82(m,1H),1.54(s,3H),1.32(t,3H,J=7.2Hz),1.26(t,3H,J=7.2Hz),1.24(s,3H),1.08-1.21(m,1H),0.97-1.06(m,1H).
二乙基-(1’S,2’R,3’S,4’R,5’S)-4’-(6-氨基-2-氯代嘌呤-9-基)-2’,3’-O-(异亚丙基)-双环[3.1.0]己烷膦酸酯(21):将核苷20(90mg,0.19mmol)用i-PrOH(5mL)中的2M NH3处理,将混合物加热至70℃并搅拌17小时。将反应混合物蒸发至干,并通过硅胶柱色谱(CH2Cl2中0-5%MeOH,v/v)纯化所得残余物以得到作为白色固体物质的核苷21(70mg,80%)。Rf=0.5(CH2Cl2中5%MeOH,v/v);
ESI-HRMS m/z 472.1519[M+H]+,C19H27ClN5O5P·H+:Calcd.472.1517);1H NMR(CDCl3)δ8.31(s,1H),5.98(s,2H),5.36(d,1H,J=7.1Hz),4.97(s,1H),4.61(d,1H,J=6.5Hz),4.03-4.19(m,4H),2.39(t,1H,J=16.5Hz),2.03-2.17(m,1H),1.70-1.77(m,1H),1.52(s,3H),1.32(t,3H,J=7.2Hz),1.25(t,3H,J=7.2Hz),1.23(s,3H),1.18-1.21(m,1H),0.96-1.04(m,1H).
(1’S,2’R,3’S,4’R,5’S)-4’-(6-氨基-2-氯代嘌呤-9-基)-2’,3’-(二羟基)-1’-(膦酰基亚甲基)-双环[3.1.0]己烷(4):将核苷21(30mg,0.064mmol)与无水甲苯共蒸发(3×3mL),并溶解于无水CH2Cl2(3mL)中。向该溶液中加入碘代三甲基硅烷(91μl,0.64mmol)。搅拌17小时后,将反应混合物冷却至0℃,之后加入冰冷的H2O(25mL)和CH2Cl2(25mL)。使相分离,并将水相用CH2Cl2(1×35mL)和乙醚(3×35mL)洗涤。将所得水相蒸发至干并通过HPLC纯化(保留时间:19.1分钟),以得到作为白色固体物质的4((8.5mg,23%)。
ESI-HRMS m/z 374.0397[M-H]-,C12H14ClN5O5P-:Calcd.374.0421);1H NMR(D2O)δ8.21(s,1H),4.71(s,1H),4.57(d,1H,J=6.6Hz),4.01(d,1H,J=6.6Hz),3.19(q,24H,J=7.2Hz),2.23(t,1H,15.5Hz),1.63-1.77(m,2H),1.42-1.49(m,1H),1.26(t,36H),0.96-1.04(m,1H).31P NMR (D2O)δ23.68.
HPLC测定纯度>99%(保留时间:4.51分钟)。
二乙基-(1’S,2’R,3’S,4’R,5’S)-4’-(6-氯代嘌呤-9-基)-2’,3’-O-(异亚丙基)-双环[3.1.0]己烷膦酸酯(22):在室温下将偶氮二羧酸二异丙酯(100μL,0.50mmol)加入无水THF(3mL)中的三苯基膦(133mg,0.50mmol)和6-氯代嘌呤(96mg,0.50mmol)的混合物中。搅拌混合物30分钟后,加入化合物19(81mg,0.26mmol)在THF(3mL)中的溶液。搅拌17小时之后,将反应混合物蒸发至干。通过硅胶柱色谱(EtOAc中0-4%MeOH,v/v)纯化所得残余物以得到作为白色固体物质的核苷22(100mg,87%)。Rf=0.5(EtOAc中5%MeOH,v/v);
ESI-HRMS m/z 457.1417[M+H]+,C19H26ClN4O5P·H+:Calcd.457.1408);1H NMR(CDCl3)δ8.84(s,1H),8.78(s,1H),5.39(d,1H,J=6.5Hz),5.15(s,1H),4.62(d,1H,J=6.5Hz),4.07-4.21(m,4H),2.44(t,1H,J=16.5Hz),1.94-2.18(m,1H),1.83-1.90(m,1H),1.58(s,3H),1.33(t,3H,J=7.2Hz),1.24-1.30(m,4H),0.97-1.06(m,1H).
二乙基-(1’S,2’R,3’S,4’R,5’S)-4’-(6-氨基嘌呤-9-基)-2’,3’-O-(异亚丙基)-双环[3.1.0]己烷膦酸酯(23):将核苷22(100mg,0.22mmol)用i-PrOH(5mL)中的2M NH3处理并加热至70℃。搅拌19小时后,将反应混合物蒸发至干。通过硅胶柱色谱(CH2Cl2中0-6%MeOH,v/v)纯化所得残余物以得到作为白色固体物质的核苷23(75mg,79%)。Rf=0.4(CH2Cl2中5%MeOH,v/v);
ESI-HRMS m/z438.1912[M+H]+,C19H28N5O5P·H+:Calcd.438.1906);1H NMR(CDCl3)δ8.38(s,1H),8.36(s,1H),5.54(s,2H),5.36(d,1H,J=7.2Hz),5.03(s,1H),4.63(d,1H,J=7.2Hz),4.06-4.20(m,4H),2.38(t,1H,J=16.5Hz),1.97-2.11(m,1H),1.78-1.85(m,1H),1.68(s,3H),1.32(t,3H,J=7.2Hz),1.27(t,3H,J=7.2Hz),1.23(s,3H),1.18-1.21(m,1H),0.95-1.02(m,1H).
(1’S,2’R,3’S,4’R,5’S)-4’-(6-氨基嘌呤-9-基)-2’,3’-(二羟基)-1’-(膦酰基亚甲基)-双环[3.1.0]乙烷(5):将核苷23(25mg,0.057mmol)与无水甲苯共蒸发(3×3mL),并且溶解于无水CH2Cl2(3mL)中。加入碘代三甲基硅烷(83μl,0.57mmol)。搅拌15小时后,将反应混合物冷却至0℃,之后加入冰冷的H2O(25mL)和CH2Cl2(25mL)。使相分离,并将水相用CH2Cl2(1×35mL)和乙醚(3×35mL)洗涤。将所得水相蒸发至干并且通过HPLC纯化(保留时间:17.5分钟),以得到作为白色固体物质的5(6.8mg,27%)。
ESI-HRMS m/z 340.0817[M-H]-,C12H15N5O5P-:Calcd.340.0811);1H NMR(D2O)δ8.36(s,1H),8.20(s,1H)4.75(s,1H),4.63(d,1H,J=6.1Hz),4.09(d,1H,J=6.1Hz),3.19(q,6H,J=7.2Hz),1.95-2.18(m,2H),1.75-1.84(m,1H),1.40-1.46(m,1H),1.26(t,9H,J=7.2Hz),0.92-1.02(m,1H).31P NMR(D2O)δ25.36.
通过HPLC测定的纯度>99%(保留时间:2.9分钟)。
(1’S,2’R,3’S,4’R,5’S)-4’-(2,6-二氯代嘌呤-9-基)-1’-甲酰基-2,3-O-(异亚丙基)-双环[3.1.0]己烷(25):将已知的核苷24(150mg,0.41mmol)与无水甲苯共蒸发(2×8mL),并且溶解于无水CH2Cl2(8mL)中。加入载斯-马丁氧化剂(Dess-Martin periodinane)(257mg,0.61mmol)。搅拌1小时后,将反应混合物用EtOAc(50mL)稀释,并用Na2S2O3和NaHCO3的水性混合物洗涤(3×35mL)。之后将水相用EtOAc萃取(2×35mL)。将合并的有机相蒸发至干,并通过硅胶柱色谱纯化所得残余物(石油醚中0-100%EtOH,v/v)以得到作为白色固体物质的化合物25(120mg,80%)。
Rf=0.6(EtOAc);ESI-HRMSm/z 369.0527([M+H]+,C15H14Cl2N4O3·H+:Calcd.369.0521);1H NMR(CDCl3)δ9.62(s,1H),8.05(s,1H),5.94(d,1H,J=7.2Hz),4.97(s,1H),4.83(d,1H,J=7.2Hz),2.22-2.29(m,1H),1.73(t,1H,J=6.1Hz),1.57(s,3H),1.30(s,3H).
(1’S,2’R,3’S,4’R,5’S)-4’-(2,6-二氯代嘌呤-9-基)-1’-[二异丙基-(E)-乙烯基膦酸酯]-2’,3’-O-(异亚丙基)-双环[3.1.0]己烷(26):在0℃下,将亚甲基二膦酸四异丙酯(165μL,0.51mmol)加入NaH(矿物质油中60%分散液,25mg,1.02mmol)在无水THF(2mL)中的悬液中。在H2溢出终止后,在0℃下小心滴加醛25(125mg,0.34mmol)在无水THF(3mL)中的溶液。在0℃下搅拌1小时后,将混合物升温至室温。在室温下搅拌1小时后,将反应混合物冷却至0℃,加入冰冷的H2O(20mL)。使相分离,并将水相用EtOAc萃取(3×35mL)。将合并的有机相蒸发至干,并通过硅胶柱色谱纯化所得残余物(EtOAc中0-4%MeOH,v/v)以得到作为白色固体物质的核苷26(150mg,83%)。
Rf=0.3(EtOAc);ESI-HRMS m/z 531.1313([M+H]+,C22H29Cl2N4O5P·H+:Calcd.531.1331);1H NMR(CDCl3)δ8.04(s,1H),6.50-6.65(m,1H),5.97(t,1H,J=17.1Hz),5.53(d,1H,J=7.2Hz),4.98(s,1H),4.77(d,1H,J=7.2Hz),4.60-4.74(m,2H),1.82-1.90(m,1H),1.59(s,3H),1.22-1.38(m,16H),0.83-0.90(m,1H),31P NMR(CDCl3)δ16.64.
(1’S,2’R,3’S,4’R,5’S)-4’-(6-氨基-2-氯代嘌呤-9-基)-1’-[二异丙基-(E)-乙烯基膦酸酯]-2,3-O-(异亚丙基)-双环-[3.1.0]-己烷(27):将核苷26(100mg,0.19mmol)用i-PrOH(5mL)中的2M NH3处理并加热至70℃。搅拌16小时后,将反应混合物蒸发至干。通过硅胶柱色谱(CH2Cl2中0-8%MeOH,v/v)纯化所得残余物以得到作为白色固体物质的核苷27(85mg,88%)。Rf=0.3(EtOAc中5%MeOH,v/v);
ESI-HRMS m/z 512.1821([M+H]+,C22H31ClN5O5P·H+:Calcd.512.1830);1H NMR(CDCl3)δ7.69(s,1H),6.52-6.68(m,1H),5.94(t,1H,J=17.5Hz),5.75(s,2H),5.51(d,1H,J=7.2Hz),4.91(s,1H),4.76(d,1H,J=7.2Hz),4.59-4.73(m,2H),1.80-1.89(m,1H),1.61(s,3H),1.21-1.37(m,15H),1.08-1.17(m,1H),0.77-0.95(m,1H).
(1’S,2’R,3’S,4’R,5’S)-4’-(6-氨基-2-氯代嘌呤-9-基)-2’,3’-(二羟基)-1’-[(E)-膦酰基乙烯基]-双环[3.1.0]-己烷(7):将核苷27(12mg,0.023mmol)与无水甲苯共蒸发(3×2mL),并溶解于无水CH2Cl2(2mL)中。加入碘代三甲基硅烷(35μl,0.24mmol)。搅拌18小时后,将反应混合物冷却至0℃,之后加入冰冷的H2O(15mL)和CH2Cl2(15mL)。使相分离,并将水相用CH2Cl2(1×25mL)和乙醚(3×35mL)洗涤。将所得水相蒸发至干并通过HPLC纯化(保留时间:22.8分钟),以得到作为白色固体物质的7(2.5mg,28%)。
ESI-HRMS m/z 386.0403[M-H]-,C13H14N5ClO5P-:Calcd.386.0421);1HNMR(D2O)δ7.99(s,1H),6.21-6.36(m,1H),6.06(t,1H,J=17.5Hz),4.84-4.89(m,1H),4.06(d,1H,J=6.6Hz),3.22(q,3H,J=7.2Hz),1.99-2.06(m,1H),1.78-1.87(m,1H),1.29(t,6H,J=7.2Hz),1.21-1.26(m,1H).31P NMR(D2O)δ14.68.
通过HPLC测定的纯度>99%(保留时间:4.3分钟)。
(1’S,2’R,3’S,4’R,5’S)-4’-(6-氨基嘌呤-9-基)-1’-(二异丙基-膦酰基乙烯基)-2’,3’-O-(异亚丙基)-双环[3.1.0]己烷(28):将核苷27(20mg,0.04mmol)溶解在MeOH和2M NaOH水溶液的混合物(3mL,2∶1,v/v)中。向该溶液中加入10%Pd/C(20mg)和H2(3bar)。在将混合物搅拌19小时后,通过经硅藻土垫(经MeOH(40mL)洗涤)过滤除去催化剂并将滤液蒸发至干。通过硅胶柱色谱(EtOAc中0-10%MeOH,v/v)纯化所得残余物以得到作为白色固体物质的核苷28(15mg,79%)。Rf=0.5(EtOAc中15%MeOH,v/v);
ESI-HRMS m/z 480.2385([M+H]+,C22H34N5O5P·H+:Calcd.480.2376);1H NMR(CDCl3)δ8.32(s,1H),7.79(s,1H),5.80(s,2H),5.19(d,1H,J=7.2Hz),4.83(s,1H),4.74(d,1H,J=7.2Hz),4.63-4.73(m,2H),1.60-2.35(m,4H),1.52(s,3H),1.44-1.51(m,1H),1.33(s,6H),1.31(s,6H),1.23(s,3H),1.04-1.09(m,1H),0.76-0.83(m,1H).31P NMR(CDCl3)30.04.
(1’S,2’R,3’S,4’R,5’S)-4’-(6-氨基嘌呤-9-基)-2’,3’-(二羟基)-1’-(膦酰基乙烯基)-双环[3.1.0]己烷(10):将核苷28(15mg,0.032mmol)与无水甲苯(3×2mL)共蒸发,然后溶解于无水CH2Cl2(2mL)中。加入碘代三甲基硅烷(45μl,0.32mmol)。搅拌15小时后,将反应混合物冷却至0℃,然后加入冰冷的H2O(15mL)和CH2Cl2(15mL)。使相分离,用CH2Cl2(1×25mL)和乙醚(3×35mL)洗涤水相。将所得水相蒸发至干,通过HPLC(保留时间:16.6分钟)纯化以得到作为白色固体物质的10(6.7mg,47%)。
ESI-HRMS m/z 354.0970[M-H]-,C13H17N5O5P-:Calcd.354.0967);1H NMR(CDCl3)δ8.20(s,1H),8.14(s,1H),4.76(s,1H),4.58(d,1H,J=6.1Hz),4.09(d,1H,J=6.1Hz),3.21(q,3H,J=7.2Hz),1.69-2.14(m,4H),1.59-1.69(m,1H),1.39-1.349(m,1H),1.29(t,6H,J=7.2Hz),0.81-0.92(m,1H).31P NMR(D2O)δ27.95.
通过HPLC(保留时间:2.91分钟),纯度>99%。
(1S,2R,3S,4S,5S)-1-甲酰基-2,3-O-(异亚丙基)-4-O-(叔丁基二甲基甲硅烷基)-双环[3.1.0]己烷(29):将化合物15(0.63g,1.43mmol)与无水甲苯(2×25mL)共蒸发,然后溶解于无水CH2Cl2(25mL)中。将戴斯-马丁氧化剂(Dess-Martin periodinane)(0.91g,2.13mmol)添加至该溶液。搅拌4小时后,将反应混合物用EtOAc(50mL)稀释,然后用Na2S2O3和NaHCO3的水性混合物洗涤(3×50mL)。水相用EtOAc(2×50mL)萃取。将合并的有机相蒸发至干,将所得残余物通过硅胶柱色谱(石油醚中的0%至25%EtOAc,v/v)纯化以得到作为无色油的醛29(452mg,73%)。Rf=0.6(石油醚中的50%EtOAc,v/v);
ESI-HRMS m/z 459.1986([M+Na]+,C26H32O4Si·Na+:Calcd.459.1968);1H NMR(CDCl3)δ8.92(s,1H),7.68-7.78(m,4H,Ph),7.31-7.48(m,6H,Ph),5.13(d,1H,J=6.5Hz),4.41(t,1H,J=6.5Hz),4.16(t,1H,J=6.5Hz),2.19-2.28(m,1H),2.10-2.18(m,1H),1.55(s,3H),1.43-1.51(m,1H),1.23(s,3H),1.09(s,9H).
(1S,2R,3S,4S,5S)-1-[二异丙基-(E)-膦酰基乙烯基]-2,3-O-(异亚丙基)-4-O-(叔丁基二甲基甲硅烷基)-双环[3.1.0]己烷(30):在0℃将亚甲基二膦酸四异丙酯(475μL,1.47mmol)添加至氢化钠(71mg,2.95mmol,60%分散在矿物油中)的无水THF(6mL)悬液。H2逸出停止后,在0℃小心地逐滴加入醛29(0.43g,0.98mmol)的无水THF(4mL)溶液。在0℃搅拌1小时后,将该混合物升温至室温。于室温搅拌1小时后,将该混合物冷却至0℃,然后加入冰冷的H2O(20mL)。使相分离,然后用EtOAc(3×35mL)萃取水相。将合并的有机相蒸发至干,然后将所得残余物通过硅胶柱色谱(在石油醚中的0%至70%EtOAc,v/v)纯化以得到作为白色固体物质的核苷30(0.24mg,48%)。Rf=0.4(石油醚中的70%EtOAc,v/v);
ESI-HRMS m/z 599.2938([M+H]+,C33H47O6PSi·H+:Calcd.599.2958);1H NMR(CDCl3)δ7.69-7.77(m,4H,Ph),7.31-7.45(m,6H,Ph),6.24-6.40(m,1H),5.66(t,1H,J=17.5Hz),4.75(d,1H,J=6.5Hz),4.52-4.64(m,2H)4.42(t,1H,J=6.5Hz),4.11(t,1H,J=6.5Hz),1.93-1.99(m,1H),1.78-1.85(m,1H),1.57(s,3H),1.19-1.32(m,15H),1.07(s,9H),0.93-1.01(m,1H).
(1S,2R,3S,4S,5S)-1-[二异丙基-(E)-膦酰基乙烯基]-4-(羟基)-2,3-O-(异亚丙基)-双环[3.1.0]己烷(31):将化合物30(0.45g,0.76mmol)溶解于THF(10mL)中,然后加入四丁基氟化铵(THF中的1.0M,2.3mL,2.3mmol)。搅拌13小时后,将反应混合物蒸发至干。所得残余物通过硅胶柱色谱(EtOAc中的0%至7%MeOH,v/v)纯化以得到作为无色油的化合物31(0.26g,98%)。Rf=0.3(EtOAc);
ESI-HRMS m/z 361.1790([M+H]+,C17H29O6P·H+:Calcd.361.1780);1H NMR(CDCl3)δ6.34-6.49(m,1H),5.74(t,1H,J=17.5Hz),4.99(d,1H,J=6.5Hz),4.47-4.69(m,4H),2.40(d,1H,J=9.5Hz),2.07-2.15(M,1H),1.59-1.63(m,1H),1.58(s,3H),1.22-1.34(m,15H),0.93-1.07(m,1H).
(1’S,2’R,3’S,4’R,5’S)-4’-(6-氯嘌呤-9-基)-1’-[二异丙基-(E)-膦酰基乙烯基]-2’,3’-O-(异亚丙基)-双环[3.1.0]己烷(32):在室温将偶氮二羧酸二异丙酯(90μL,0.45mmol)添加至三苯基膦(117mg,0.45mmol)和6-氯嘌呤(70mg,0.45mmol)的无水THF(5mL)混合物中。搅拌30分钟后,加入化合物31(80mg,0.23mmol)的THF(5mL)溶液。搅拌60小时后,将反应混合物蒸发至干。所得残余物通过硅胶柱色谱(石油醚中的0%至55%丙酮,v/v)纯化以得到作为白色固体物质的核苷32(92mg,85%)。Rf=0.4(石油醚中的60%丙酮,v/v);
ESI-HRMS m/z 519.1532([M+Na]+,C22H30ClN4O5P·Na+:Calcd.519.1540);1H NMR(CDCl3)δ8.71(s,1H),8.07(s,1H),6.49-6.63(m,1H),5.96(t,1H,J=17.5),5.53(d,1H,J=6.5Hz),5.02(s,1H),4.79(d,1H,J=6.5Hz),4.61-4.73(m,2H),1.86-1.92(m,1H),1.58-1.63(m,1H),1.54(s,3H),1.22-1.38(m,16H).
(1’S,2’R,3’S,4’R,5’S)-4’-(6-氨基嘌呤-9-基)-1’-[二异丙基-(E)-膦酰基乙烯基]-2’,3’-O-(异亚丙基)-双环[3.1.0]己烷(33):将核苷32(90mg,0.19mmol)用i-PrOH(7mL)中的2M NH3进行处理,然后加热至70℃。搅拌17小时后,将反应混合物蒸发至干。所得残余物通过硅胶柱色谱(CH2Cl2中的0%至12%MeOH,v/v)纯化以得到作为白色固体物质的核苷33(74mg,85%)。Rf=0.2(在EtOAc中的10%MeOH,v/v);
ESI-HRMS m/z 478.2198([M+H]+,C22H32N5O5P·H+:Calcd.478.2219);1H NMR(CDCl3)δ8.30(s,1H),7.73(s,1H),6.51-6.66(m,1H),5.96(t,1H,J=17.5),5.47-5.54(m,3H),4.95(s,1H),4.78(d,1H,J=6.5Hz),4.60-4.72(m,2H),1.86-1.94(m,1H),1.53-1.57(m,4H),1.24-1.37(m,16H).
(1’S,2’R,3’S,4’R,5’S)-4’-(6-氨基嘌呤-9-基)-2’,3’-(二羟基)-1’-[(E)-膦酰基乙烯基]-双环[3.1.0]己烷(8):将核苷33(20mg,0.042mmol)与无水甲苯(3×5mL)共蒸发并溶解于无水CH2Cl2(5mL)中。加入碘代三甲基硅烷(60μl,0.42mmol)。搅拌17小时后,将反应混合物冷却至0℃,然后加入冰冷的H2O(25mL)和CH2Cl2(25mL)。使相分离,水相用CH2Cl2(1×35mL)和乙醚(3×35mL)洗涤。将所得水相蒸发至干,然后通过HPLC(保留时间:16.5分钟)纯化以得到作为白色固体物质的8(11.8mg,78%)。
ESI-HRMS m/z 352.0821[M-H]-,C13H15N5O5P+:Calcd.352.0811);1H NMR(D2O)δ8.30(s,1H),8.06(s,1H),6.30-6.44(m,1H),6.07(t,1H,J=17.5),4.97(s,1H),4.89(d,1H,J=7.2Hz),4.09(d,1H,J=7.2Hz),3.21(q,3H,J=7.2Hz),2.03-2.10(m,2H),1.84-1.89(m,1H),1.29(t,7H,J=7.2Hz).31P NMR(D2O)δ15.71.
通过HPLC(保留时间:3.5分钟),纯度>99%。
(1S,2R,3S,4S,5S)-1-(二异丙基-膦酰基乙烯基)-4-(羟基)-2,3-O-(异亚丙基)-双环[3.1.0]己烷(34):将化合物31(30mg,0.083mmol)溶解于MeOH(3mL)中。加入10%Pd/C(25mg)和H2(3bar)。将混合物搅拌17小时后,通过硅藻土垫(用MeOH(40mL)洗涤)过滤移除催化剂,然后将滤液蒸发至干。所得残余物通过硅胶柱色谱(石油醚中的0%至90%丙酮,v/v)纯化以得到作为白色固体物质的核苷34(22mg,72%)。Rf=0.3(EtOAc中的5%MeOH,v/v);
ESI-HRMS m/z 363.1933([M+H]+,C17H31O6P·H+:Calcd.363.1937);1HNMR(CDCl3)δ4.61-4.76(m,2H),4.43-4.54(m,2H),4.17-4.35(m,1H),2.32(d,J=9.8Hz,1H),1.43-1.93(m,8H),1.22-1.37(m,15H),1.07-1.14(m,1H),0.47-0.56(m,1H).
(1’S,2’R,3’S,4’R,5’S)-4’-(2,6-二氯嘌呤-9-基)-1’-(二异丙基-膦酰基乙烯基)-2’,3’-O-(异亚丙基)-双环[3.1.0]己烷(35):在室温将偶氮二羧酸二异丙酯(93μL,0.47mmol)添加至三苯基膦(123mg,0.47mmol)和2,6-二氯嘌呤(89mg,0.47mmol)的无水THF(4mL)混合物中。搅拌30分钟后,加入化合物34(85mg,0.24mmol)的THF(4mL)溶液。搅拌65小时后,将反应混合物蒸发至干。所得残余物通过硅胶柱色谱(EtOAc中的0%至5%MeOH,v/v)纯化以得到作为白色固体物质的核苷35(50mg,40%)。Rf=0.4(EtOAc中的5%MeOH,v/v);
ESI-HRMS m/z 533.1497([M+H]+,C22H31Cl2N4O5P·H+:Calcd.533.1487);1HNMR(CDCl3)δ8.09(s,1H),5.20(d,1H,J=7.2Hz),4.86(s,1H),4.73(d,1H,J=7.2Hz),4.63-4.73(m,2H),2.25-2.44(m,1H),1.79-2.09(m,2H),1.58-1.70(m,1H),1.52(s,3H),1.43-1.52(m,1H),1.28-1.35(m,12H),1.24(s,3H),1.04-1.11(m,1H),0.78-0.87(m,1H).
(1’S,2’R,3’S,4’R,5’S)-4’-(6-氨基-2-氯嘌呤-9-基)-1’-(二异丙基-膦酰基乙烯基)-2’,3’-O-(异亚丙基)-双环[3.1.0]己烷(36):将核苷35(50mg,0.094mmol)用i-PrOH(5mL)中的2M NH3进行处理,然后加热至70℃。搅拌19小时后,将反应混合物蒸发至干。所得残余物通过硅胶柱色谱(CH2Cl2中的0%至10%MeOH,v/v)纯化以得到作为白色固体物质的核苷36(34mg,71%)。Rf=0.4(EtOAc中的8%MeOH,v/v);
ESI-HRMS m/z 514.1978([M+H]+,C22H33ClN5O5P·H+:Calcd.514.1986);1H NMR(CDCl3)δ7.73(s,1H),5.84(s,2H),5.20(d,1H,J=6.5Hz),4.76(s,1H),4.72(d,1H,J=6.5Hz),4.62-4.71(m,2H),2.24-2.40(m,1H),1.75-2.08(m,1H),1.56-1.74(m,5H),1.40-1.47(m,1H),1.28-1.35(m,12H),1.24(s,3H),1.01-1.06(m,1H),0.74-0.82(m,1H).
(1’S,2’R,3’S,4’R,5’S)-4-(6-氨基-2-氯嘌呤-9-基)-2’,3’-(二羟基)-1’-(膦酰基乙烯基)-双环[3.1.0]己烷(9):将核苷23(25mg,0.049mmol)与无水甲苯(3×4mL)共蒸发,然后溶解于无水CH2Cl2(4mL)中。加入碘代三甲基硅烷(70μl,0.49mmol)。搅拌19小时后,将反应混合物冷却至0℃,然后加入冰冷的H2O(25mL)和CH2Cl2(25mL)。使相分离,然后水相用CH2Cl2(1×35mL)和乙醚(3×35mL)洗涤。将所得水相蒸发至干,然后通过HPLC(保留时间:21.5分钟)纯化以得到作为白色固体物质的9(8.5mg)和10(1.3mg,53%,合并产率)。
ESI-HRMS m/z 388.0574[M-H]-,C13H16ClN5O5P-:Calcd.388.0578);1H NMR(D2O)δ8.15(s,1H),4.74(s,1H),4.61(d,1H,J=7.2Hz),4.11(d,1H,J=7.2Hz),3.21(q,3H,J=7.2Hz),1.70-2.11(m,4H),1.63-1.71(m,1H),1.33-1.38(m,1H),1.29(t,3H,J=7.2Hz),0.81-0.91(m,1H).31P NMR(D2O)δ28.26.
通过HPLC(保留时间:4.6分钟),纯度>99%。
(1S,2R,3S,4S,5S)-1-溴甲基-2,3-O-(异亚丙基)-4-O-(叔丁基二甲基甲硅烷基)-双环[3.1.0]己烷(37):将化合物15(0.30g,0.69mmol)与无水甲苯(3×10mL)共蒸发,然后溶解于无水CH2Cl2(8mL)中。加入CBr4(0.46g,1.36mmol)、三苯基膦(0.36g,1.36mmol)和三乙胺(0.3mL,2.07mmol)。搅拌17小时后,将反应混合物用CH2Cl2(50mL)和饱和NaCl水溶液(25mL)稀释。使相分离,然后水相用CH2Cl2(3×25mL)萃取。将合并的有机相蒸发至干,所得残余物通过硅胶柱色谱(石油醚中的0%至20%EtOAc,v/v)纯化以得到作为无色油的化合物37(0.28g,81%)。Rf=0.8(石油醚中的50%EtOAc,v/v);
ESI-HRMS m/z523.1296([M+Na]+,C26H33BrO3Si·Na+:Calcd.523.1280);1H NMR(CDCl3)δ7.67.77(m,4H,Ph),7.30-7.45(m,6H,Ph),4.77(d,1H,J=6.5Hz),4.44(t,1H,J=6.5Hz),4.08(t,1H,J=6.5Hz),3.76(d,1H,J=10.5Hz),3.13(d,1H,J=10.5Hz),1.80-1.87(m,1H),1.60-1.70(m,1H),1.55(s,3H),1.21(s,3H),1.05(s,9H),0.71-0.86(m,1H).
(1S,2R,3S,4S,5S)-1-C-(乙氧基甲基膦酰基)-2,3-O-(异亚丙基)-4-O-(叔丁基二甲基甲硅烷基)-双环[3.1.0]己烷(38):将化合物37(0.28g,0.56mmol)溶解于二乙基甲基次磷酸酯(4mL),然后加热至110℃。搅拌17小时后,将反应混合物冷却至室温,然后蒸发至干。所得残余物通过硅胶柱色谱法(石油醚中的0%至90%EtOAc,v/v)纯化以得到作为无色油的化合物38的不可分离非对映混合物(0.28g,95%)。Rf=0.6(EtOAc中的5%MeOH,v/v);
ESI-HRMS m/z 529.2532([M+H]+,C29H41O5PSi·H+:Calcd.529.2539);1H NMR(CDCl3)δ7.68-7.77(m,6.8H,Ph),7.29-7.46(m,10.2H,Ph),4.75(d,0.7H,J=6.5Hz),4.68(d,1H,J=6.5Hz),4.43-4.49(m,1.7H),3.87-4.14(m,5.1H),1.73-1.92(m,3.4H),1.62(s,5.1H),1.57-1.60(m,1.7H),1.48(d,3H,J=3.4Hz),1.44(d,2.1H,J=3.4Hz),1.26(t,3H,J=7.2Hz),1.22(t,2.1H,J=7.2Hz),1.19(s,2.1H),1.18(s,3H),1.09-1.13(m,1.7H),1.07(s,15.3H),0.52-0.69(m,1H).
(1S,2R,3S,4S,5S)-1-C-(乙氧基甲基膦酰基)-4-羟基-2,3-O-(异亚丙基)-双环[3.1.0]己烷(39):将化合物38(0.30g,0.57mmol)溶解于THF(10mL)中,然后加入四丁基氟化铵(在THF中1.0M,1.70mL,1.70mmol)。搅拌21小时后,将反应混合物蒸发至干。所得残余物通过硅胶柱色谱(EtOAc中的0%至15%MeOH,v/v)纯化以得到作为无色油的化合物39的不可分离非对映混合物(0.15g,91%)。Rf=0.2(CH2Cl2中的15%MeOH,v/v);
ESI-HRMS m/z 291.1366([M+H]+,C13H23O5P·H+:Calcd.291.1361);1H NMR(CDCl3)δ4.89-5.03(m,2H),4.50-4.60(m,4H),3.97-4.14(m,4H),2.34-2.40(m,2H),1.95(t,2H,J=7.7Hz),1.90(t,2H,J=7.7Hz),1.78-1.87(m,2H),1.66(s,6H),1.55(d,3H,J=3.9Hz),1.50(d,3H,J=3.9Hz),1.29-1.35(m,6H),1.28(s,6H),1.23-1.26(m,2H),0.60-0.71(m,2H).
(1’S,2’R,3’S,4’R,5’S)-1’-C-(乙氧基甲基膦酰基)-4’-(2,6-二氯嘌呤-9-基)-2’,3’-O-(异亚丙基)-双环[3.1.0]己烷(40):在室温将偶氮二羧酸二异丙酯(360μL,1.82mmol)添加至三苯基膦(0.48g,1.82mmol)和2,6-二氯嘌呤(0.35g,1.82mmol)的无水THF(5mL)混合物中。搅拌30分钟后,加入化合物39(0.27g,0.91mmol)的THF(5mL)溶液。搅拌60小时后,将反应混合物蒸发至干。所得残余物通过硅胶柱色谱(EtOAc中的0%至10%MeOH,v/v)纯化以得到作为白色固体物质的核苷40的不可分离非对映混合物(0.25mg,60%)。Rf=0.2(EtOAc中的10%MeOH,v/v);
ESI-HRMS m/z 461.0899([M+H]+,C18H23Cl2N4O4P·H+:Calcd.461.0912);1H NMR(CDCl3)δ8.79(s,0.5H),8.51(s,1H),5.45(d,0.5H,J=7.2Hz),5.32(d,1H,J=7.2Hz),5.06(s,0.5H),4.96(s,1H),4.66(d,1.5H,J=7.2Hz),3.98-4.21(m,3H),2.40-2.51(m,0.5H),2.15-2.24(m,1H),1.93-2.11(m,1.5H),1.63-1.75(m,0.5H),1.61(s,5.5H),1.59(d,3H,J=3.9Hz),1.55(d,1.5H,J=3.9Hz),1.35(t,3H,J=7.2Hz),1.25(t,1.5H,J=7.2Hz),1.24(s,4.5H),1.18-1.23(m,1.5H),0.95-1.13(m,1.5H).
(1’S,2’R,3’S,4’R,5’S)-4’-(6-氨基-2-氯嘌呤-9-基)-1’-C-(乙氧基甲基膦酰基)-2’,3’-O-(异亚丙基)-双环[3.1.0]己烷(41):将核苷40(0.20g,0.44mmol)用i-PrOH(8mL)中的2M NH3进行处理,然后加热至70℃。搅拌15小时后,将反应混合物蒸发至干。所得残余物通过硅胶柱色谱(CH2Cl2中的0%至7%MeOH,v/v)纯化以得到作为白色固体物质的核苷41(150mg,79%)。Rf=0.4(CH2Cl2中的10%MeOH,v/v);
ESI-HRMS m/z 442.1416([M+H]+,C18H26ClN5O4P·H+:Calcd.442.1411);1H NMR(CDCl3)δ8.21(s,0.5H),8.00(s,1H),5.96(s,3H),5.40(d,0.5H,J=6.5Hz),5.30(d,1H,J=6.5Hz),4.91(s,0.5H),4.81(s,1H),4.62-4.71(d,1.5H,J=7.2Hz),4.10-4.22(m,2H),3.98-4.09(m,1H),3.60-3.80(m,1H),2.64(t,1H,J=15.3Hz),2.35(t,0.5H,J=15.3Hz),2.01-2.17(m,0.5H),1.87(t,1.5H,J=15.8Hz),1.75(s,4.5H),1.55-1.69(m,4.5H),1.36(t,3H,J=7.2Hz),1.25(t,1.5H,J=7.2Hz),1.24(s,4.5H),1.17-1.22(m,1.5H),0.96-1.07(m,1.5H).
(1’S,2’R,3’S,4’R,5’S)-4’-(6-氨基-2-氯嘌呤-9-基)-2’,3’-二羟基-1’-(甲基膦酸)-双环[3.1.0]己烷(11)和(1’S,2’R,3’S,4’R,5’S)-4’-(6-氨基嘌呤-9-基)-2’,3’-二羟基-1’-(甲基膦酸)-双环[3.1.0]己烷(12):将核苷29(15mg,0.034mmol)与无水甲苯(3×3mL)共蒸发,然后溶解于无水CH2Cl2(4mL)中。加入碘代三甲基硅烷(91μl, 0.33mmol)。搅拌19小时后,将反应混合物冷却至0℃,然后加入冰冷的H2O(25mL)和CH2Cl2(25mL)。使相分离,用CH2Cl2(1×35mL)和乙醚(3×35mL)洗涤水相。将所得水相蒸发至干,然后通过HPLC(保留时间16.8分钟)纯化以得到作为白色固体物质的11(1.3mg,11%)和12(0.8mg,20%,合并产率)。
化合物11的分析数据:
ESI-HRMS m/z 372.0625[M-H]-,C13H16ClN5O4P-:Calcd.372.0628);1H NMR(D2O)δ8.23(s,1H),4.76-4.79(m,1H),4.63(d,1H,J=6.2Hz),4.12(d,1H,J=6.2Hz),3.21(q,2H,J=7.2Hz),2.34(t,1H,J=15.3Hz),1.75-1.86(m,1H),1.68-1.75(m,1H),1.51-1.56(m,1H)1.35(d,3H,J=13.2Hz),1.26(t,1H,J=7.2Hz)0.96-1.04(m,1H).51P NMR(D2O)δ46.01.
通过HPLC(保留时间:4.19分钟),纯度>99%。
化合物12的分析数据:
ESI-HRMS m/z 338.1016[M-H]-,C13H17N5O4P-:Calcd.338.1018);1H NMR(D2O)δ8.26(s,1H),8.25(s,1H),4.76-4.79(m,1H),4.63(d,1H,J=6.2Hz),4.12(d,1H,J=6.2Hz),3.21(q,2H,J=7.2Hz),2.34(t,1H,J=15.3Hz),1.75-1.86(m,1H),1.68-1.75(m,1H),1.51-1.56(m,1H)1.35(d,3H,J=13.2Hz),1.26(t,1H,J=7.2Hz)0.96-1.04(m,1H).31P NMR(D2O)δ46.0.
通过HPLC(保留时间:5.91分钟),纯度>99%。
实施例3的实验方法
通用方法:化合物13a根据所报道的合成或获得自NatlandInternational Corporation(Research Triangle Park,NC)的订制合成。所有其他试剂和溶剂(普通的和无水的)都为分析级并且获自供应商,使用不需要进一步纯化。只要使用无水溶剂,反应就在氩气氛下进行。所有反应使用具有荧光指示剂的硅胶包被平板,利用薄层色谱(TLC)监测,这些指示剂通过以下来可视化:a)在紫外光下,b)浸泡在无水乙醇中的在5%浓度的H2SO4(v/v)中,之后加热,或c)浸泡在MEOH中的茴香醛∶H2SO4(1∶2,v/v)溶液中,之后加热。硅胶柱色谱利用中度气压,用硅胶(SiO2,200-400目,
Figure BDA00002249387300451
)进行。在温度低于50℃的减压下进行溶剂的蒸发。柱色谱之后,将合适的级分合并、蒸发并且在高度真空中干燥至少12小时,以得到高纯度的所得产物。1H NMR和31P NMR确定样品纯度。不针对结晶溶剂对产率进行修正。分别在300MHz和121.5MHz记录1HNMR和31P NMR谱。相对于四甲基硅烷或氘化溶剂(作为内部标准)(2H:CDCl3 7.26ppm)将化学位移记录为百万分率(ppm)。根据vonBaeyer命名法给出双环核苷的系统化合物名称。利用聚丙氨酸的外部校准在蛋白质组最佳化的Q-TOF-2(Micromass-Waters)上进行高分辨质谱(HRMS)测量。所观测的质量精确度是基于仪器的已知性能和在一系列测量的间隔期间观察到的标准化合物的质量趋势所预期的那些。报道的质量为所观察到的质量,未校准质量精度的该时间依赖性位移。
利用具有Luna 5微米RP-C18半制备型柱((250×10.0mm;Phenomenex,Torrance,CA)的HPLC在以下条件下进行用于生物测试的核苷酸衍生物的纯化:流速2mL/分钟;10mM三乙胺乙酸酯(TEAA)-CH3CN,100∶0(v/v)至70∶30(v/v),30分钟并以三乙胺盐形式分离。利用装配有Zorbax SB-Aq 5μ分析柱(50×4.6mm;AgilentTechnologies Inc,Palo Alto,CA)的Hewlett-Packard 1100 HPLC检查化合物的分析纯度。流动相:线性梯度溶剂系统:5mM TBAP(四丁基磷酸二氢铵)-CH3CN,80∶20至40∶60,13分钟;流速0.5mL/分钟。利用二极管列阵检测器在254、275和280nm处通过紫外吸收来测定峰值。测定生物活性的所有衍生物在HPLC分析中表现出>99%的纯度(在254nm处测定)。
(1’S,2’R,3’S,4’R,5’S)-4-(6-氨基-2-氯-嘌呤-9-基)-2,3-(二羟基)-1-[羟甲基]双环-[3.1.0]己烷(19a)。将核苷18a(25mg,0.071mmol)溶解于10%三氟乙酸(1.5mL,v/v)水溶液中。在室温下搅拌17小时后,将反应混合物蒸发至干。所得残余物通过硅胶柱色谱(CH2Cl2中的0%至12%MeOH,v/v)纯化以得到2’,3’,5’-三羟基核苷19a(15.2mg,69%)。Rf=0.3(CH2Cl2中的20%MeOH,v/v)。
1HNMR(MeOD-d4)δ8.48(s,1H),4.80(s,1H),4.76(d,J=7.1Hz,1H),4.23-4.28(d,J=11.5Hz,1H),3.87(d,J=7.1Hz,1H),3.35(s,1H),1.58-1.63(m,1H),1.50-1.55(m,1H),0.72-0.78(m,1H).
(1’S,2’R,3’S,4’R,5’S)-4-(6-氨基-2-氯-嘌呤-9-基)-1-[碘甲基]-2,3-(O-异亚丙基)双环-[3.1.0]己烷(20a)。将核苷18a(45mg,0.128mmol)与无水甲苯(3×10mL)共蒸发,然后溶解于无水THF(3mL)中。加入I2(66mg,0.256mmol)、三苯基膦(68mg,0.256mmol)和咪唑(18mg,0.256mmol)。搅拌17小时后,将反应混合物用EtOAc(30mL)稀释,然后用饱和Na2S2O3水溶液(2×15mL)洗涤。使相分离,然后水相用EtOAc(3×25mL)萃取。将合并的有机相蒸发至干,所得残余物通过硅胶柱色谱(石油醚中的0%至80%EtOAc,v/v)纯化以得到5’-碘代核苷20a(41mg,74%)。Rf=0.4(CH2Cl2中的5%MeOH,v/v)。
ESI-HRMS m/z 462.0205([M+H]+(C15H18N5O2Cl,calcd 462.0194).1H NMR(CDCl3)δ8.09(s,1H),5,91(s,2H),5.32(d,1H,J=7.2Hz),4.91(s,1H),5.32(d,1H,J=7.2Hz),3.63-3.69(d,1H,J=10.5Hz),3.53-3.56(d,1H,J=10.5Hz),1.65-1.74(m,1H),1.71(s,3H),1.29(s,3H),1.22-1.31(m,1H),1.10-1.15(m,1H).
(1’S,2’R,3’S,4’R,5’S)-4-(6-氨基-2-氯-嘌呤-9-基)-2,3-(二羟基)-1-[碘甲基]双环-[3.1.0]己烷(21a)。将5-碘代核苷20a(106mg,0.229mmol)溶解于THF(1mL)中,然后加入10%三氟乙酸水溶液(3.5mL,v/v)。在65℃将反应混合物搅拌15小时后,将反应混合物蒸发至干,所得残余物通过硅胶柱色谱(石油醚中的0%至80%EtOAc,v/v)纯化以得到2’,3’-二羟基-5’-碘代核苷21a(41mg,60%)。Rf=0.3(CH2Cl2中的10%MeOH,v/v)。
ESI-HRMS m/z421.9883([M+H]+(C12H14N5O2ClI,calcd 421.9881).1H NMR(MeOD-d4)δ8.41(s,1H),4.75(dd,1H,J=1.8Hz),4.10(dt,1H,J=8Hz,2.8Hz),3.87-3.91(d,1H,J=10.5Hz),3.46-3.52(d,1H,J=10.5Hz),1.91-1.95(m,1H),1.67-1.72(m,1H),1.04-1.09(m,1H).
(1’S,2’R,3’S,4’R,5’S)-4-(6-氨基-2-氯-嘌呤-9-基)-2,3-(二羟基)-1-[硫代单磷酸酯]-双环-[3.1.0]己烷(12a)。向5′-碘代核苷21a(3mg,7.12μmol)和H2O(0.5mL)的悬液加入硫代磷酸三钠(10mg,55μmol)。在氩气氛下于室温搅拌反应混合物3天后,使反应混合物冻干,然后通过半制备型HPLC(保留时间19.5分钟)进行纯化以得到作为白色固体的5′-硫代单磷酸酯12a(1.65mg,57%)。
ESI-HRMS m/z 406.0159([M+H]+(C19H9N5O2SCl,calcd 406.0165).1H NMR(D2O)δ8.39(s,1H),4.62(s,1H),4.63(s,1H),3.97(d,1H,J=6.5Hz),3.19-3.26(m,1H),2.79-2.87(m,1H),1.69-1.74(m,1H),1.39-1.43(m,1H),0.84-0.90(m,1H).
(1’S,2’R’3’S,4’R,5’S)-4-(6-氨基-2-氯嘌呤-9-基]-2’,3’-O-(异亚丙基)-双环[3.1.0]己烷羧酸乙酯(23a)。将核苷22a(53mg,0.13mmol)用i-PrOH(5mL)中的2M NH3进行处理,然后加热至70℃。搅拌16小时后,将反应混合物蒸发至干。所得残余物通过硅胶柱色谱(CH2Cl2中的0%至4%MeOH,v/v)纯化以得到作为白色固体的核苷23a(35mg,68%)。Rf=0.4(CH2Cl2中的5%MeOH,v/v)。
ESI-HRMS m/z 394.1286([M+H]+(C17H21N5O4Cl.calcd 394.1282).1H NMR(MeOD-d4)δ8.09(s,1H),5.85(d,1H,J=7.1Hz),4.98(s,1H),4.81(d,1H,J=7.1Hz),4.20-4.26(m,1H),2.23-2.28(m,1H),1.64-1.67(m,1H),1.52(s,3H),1.34(t,3H,J=7.2Hz),1.20-1.29(m,4H).
(1’S,2’R,3’S,4’R,5’S)-4-(6-氨基-2-氯-嘌呤-9-基)-1-[羟基氘代甲基]-2,3-(O-异亚丙基)双环-[3.1.0]己烷(24a)。将核苷23a(9mg,23μmol)与无水甲苯(3×10mL)共蒸发,然后溶解于无水THF(10mL)中。加入LiBD4(3mg,115μmol),在70℃搅拌反应混合物4小时后,将其冷却至室温后缓慢加入MeOH(3mL)以终止。将所得反应混合物蒸发至干,然后通过硅胶柱色谱(CH2Cl2中的0%至8%MeOH,v/v)纯化以得到作为白色固体的核苷24a(6mg,72%)。Rf=0.4(CH2Cl2中的10%MeOH,v/v)。
ESI-HRMS m/z 421.9883([M+H]+(C12H14N5O2ClI,calcd 421.9881).1H NMR(CDCl3)δ7.82(s,1H),5.92(s,2H),5.60(d,1H,J=6.4Hz),4.78(s,1H),4.68(d,1H,J=7.2Hz),1.71-1.77(m,1H),1.55(s,3H),1.27(s,3H),1.10-1.15(m,1H),0.98-1.02(m,1H).
(1’S,2’R,3’S,4’R,5’S)-4-(6-氨基-2-氯-9H-嘌呤-9-基)-2,3-(O-异亚丙基)-1-[(二叔丁基磷酸)二氘代甲基]双环[3.1.0]己烷(26a)。将核苷24a(6mg,17μmol)与无水甲苯(3×10mL)共蒸发,然后溶解于无水THF(1mL)中。加入二叔丁基-N,N’-二乙基亚磷酰胺(24μL,85μmol)和四唑(12mg,169μmol)。在室温搅拌4小时后,将反应混合物冷却至-70℃,然后加入间氯过苯甲酸(25mg,77%)。使反应混合物升温至0℃并搅拌15分钟,然后加入三乙胺(0.5mL)。将反应混合物蒸发至干,所得粗残余物通过硅胶柱色谱(CH2Cl2中的0%至4%MeOH,v/v)纯化以得到作为白色固体的核苷26a(7mg,76%)。Rf=0.3(CH2Cl2中的5%MeOH,v/v)。
ESI-HRMS m/z 546.2234([M+H]+(C23H34D2N5O6Cl,calcd 546.2217).1HNMR(MeOD-d4)δ8.15(s,1H),5.34(d,1H,J=6.8Hz),4.98(s,1H),4.77(d,1H,J=7.2Hz),1.74-1.77(m,1H),1.48-1.55(m,21H),1.25(s,3H),1.21-1.24(m,1H),1.09-1.13(m,1H).
(1’S,2’R,3’S,4’R,5’S)-4-(6-氨基-2-氯-9H-嘌呤-9-基)-1-[磷酰基氧代二氘代甲基]-2,3-二醇-双环[3.1.0]己烷(6a)。向含有MeOH和H2O(2mL,1∶1,v/v)中的核苷26a(7mg,12.8μmol)的溶液加入Dowex-50树脂(~50mg)。在70℃下搅拌混合物3小时后通过过滤除去树脂。之后用1M三乙基碳酸氢铵缓冲液(1mL)处理滤液,并蒸发至干。所得混合物通过半制备型HPLC(保留时间:16.5分钟)纯化以得到作为白色固体的5′-单磷酸酯6a(1.62mg,32%)。
ESI-HRMS m/z 392.0493([M-H]+(C12H12D2N5O6ClP,calcd 392.0496).1H NMR(D2O)δ8.45(s,1H),4.73(s,1H),3.97(d,1H,J=6.5Hz),1.72-1.77(m,1H),1.39-1.43(m,1H),0.84-0.90(m,1H).31P NMR(D2O)δ2.48.
二乙基-(1’S,2’R,3’S,4’R,5’S)-4’-(6-氯-2-碘-嘌呤-9-基)-2’,3’-O-(异亚丙基)-双环[3.1.0]己烷膦酸酯(28a)。在室温将偶氮二羧酸二异丙酯(86μL,0.44mmol)添加至三苯基膦(115mg,0.44mmol)和6-氯-2-碘代嘌呤(122mg,0.44mmol)的无水THF(4mL)混合物中。搅拌45分钟后,将化合物27a(70mg,0.22mmol)的THF(4mL)溶液添加至该混合物。搅拌36小时后,将反应混合物温蒸发至干。所得残余物通过硅胶柱色谱(CH2Cl2中的0%至3%MeOH,v/v)纯化以得到作为白色固体的核苷28a(89mg,70%)。Rf=0.5(CH2Cl2中的5%MeOH,v/v);
ESI-HRMS m/z 583.0374[M+H]+,C19H25ClIN4O5P·H+:Calcd.583.0373);1H NMR(CDCl3)δ8.64(s,1H),5.39(d,1H,J=7.5Hz),5.07(s,1H),4.64(d,1H,J=7.5Hz),4.15-4.21(m,4H),2.41(t,1H,J=16.0Hz),2.11-2.22(m,1H),1.73-1.79(m,1H),1.59-1.64(m,1H),1.54(s,3H),1.35(t,3H,J=7.1Hz),1.28(t,3H,J=7.1Hz),1.25(s,3H),1.04-1.09(m,1H).
二乙基-(1’S,2’R,3’S,4’R,5’S)-4’-(6-氨基-2-碘代嘌呤-9-基)-2’,3’-O-(异亚丙基)-双环[3.1.0]己烷膦酸酯(29a)。将核苷28a(80mg,0.14mmol)用i-PrOH(8mL)中的2M NH3进行处理,然后使混合物加热至70℃并搅拌17小时。将反应混合物蒸发至干,所得残余物通过硅胶柱色谱(CH2Cl2中的0%至6%MeOH,v/v)纯化以得到作为白色固体的核苷29a(48mg,64%)。Rf=0.4(CH2Cl2中的7%MeOH,v/v);
ESI-HRMS m/z 564.0873[M+H]+,C19H27IN5O5P·H+:Calcd.564.0856);1H NMR(CDCl3)δ8.15(s,1H),5.74(s,2H),5.34(d,1H,J=6.1Hz),4.94(s,1H),4.64(d,1H,J=6.1Hz),4.12-4.19(m,4H),2.19-2.42(m,2H),1.69-1.74(m,1H),1.55(s,3H),1.33(t,3H,J=7.1Hz),1.26(t,3H,J=7.1Hz),1.22(s,3H),1.18-1.21(m,1H),1.03-1.09(m,1H).
(1’S,2’R,3’S,4’R,5’S)-4’-(6-氨基-2-碘代嘌呤-9-基)-2’,3’-(二羟基)-1’-(膦酰基亚甲基)-双环[3.1.0]己烷(7a)。将核苷29a(10mg,0.017mmol)与无水甲苯(3×3mL)共蒸发,然后溶解于无水CH2Cl2(2mL)中。向该溶液中加入碘代三甲基硅烷(25μl,0.17mmol)。搅拌17小时后,将反应混合物冷却至0℃,然后加入冰冷的H2O(20mL)和CH2Cl2(25mL)。使相分离,然后用CH2Cl2(2×35mL)和乙醚(4×35mL)洗涤水相。将所得水相蒸发至干,然后通过HPLC(保留时间:20分钟)纯化以得到作为白色固体的7a(4.1mg,49%)。
ESI-HRMS m/z 465.9777[M-H]-,C12H14IN5O5P-:Calcd.465.9771);1H NMR(D2O)δ8.19(s,1H),4.71(s,1H),4.58(d,1H,J =5.8Hz),3.98(d,1H,J=5.8Hz),3.13(q,4H,J=7.2Hz),2.17(t,1H,15.5Hz),1.90(t,1H,15.5Hz),1.68-1.74(m,1H),1.35-1.42(m,1H),1.21(t,6H,J=7.2Hz),0.88-0.94(m,1H).31P NMR(D2O)δ25.39.
通过HPLC(保留时间:5.9分钟),纯度>99%。
二乙基-(1’S,2’R,3’S,4’R,5’S)-4’-(6-氨基-2-碘代嘌呤-9-基)-2’,3’-(二羟基)-双环[3.1.0]己烷膦酸酯(16a)。向包含MeOH∶H2O(2mL,1∶1,v/v)中的29a(6mg,11.2μmol)的溶液中加入Dowex-50树脂(~50Mg)。在70℃下搅拌该混合物3小时,然后通过过滤除去树脂。使滤液蒸发至干,所得粗产物通过硅胶柱色谱(CH2Cl2中的0%至8%MeOH,v/v)纯化以得到作为白色固体的核苷16a(4.5mg,49%)。Rf=0.2(CH2Cl2中的5%MeOH,v/v);
ESI-HRMS m/z 524.0562[M+H]+,C16H24IN5O5P·H+:Calcd.524.0560);1H NMR(MeOD-d4)δ8.25(s,1H),4.77-4.81(m,2H),4.10-4.19(m,4H),3.98(d,1H,J=6.8Hz),2.35-2.52(m,1H),1.68-1.73(m,1H),1.49-1.52(m,1H),1.29-1.35(m,6H),0.85-0.91(m,1H).
二乙基-(1’S,2’R,3’S,4’R,5’S)-4’-(6-氨基-2-氯嘌呤-9-基)-2’,3’-(羟基)-双环[3.1.0]己烷膦酸酯(9a)。向包含MeOH(3mL)和水(3mL)中的30a(25Mg,0.053mmol)的溶液中加入Dowex-50树脂(~100mg)。在70℃下搅拌该混合物3小时,然后通过过滤除去树脂。使滤液蒸发至干,所得粗产物通过硅胶柱色谱(EtOAc中的10%MeOH,v/v)纯化以得到作为白色固体的核苷9a(8.3mg,40%)。Rf=0.4(CH2Cl2中的10%MeOH,v/v);
ESI-HRMS m/z 432.1197[M+H]+,C16H23ClN5O5P·H+:Calcd.432.1204);1H NMR(CDCl3)δ8.31(s,1H),4.73-4.79(m,2H),4.06-4.18(m,4H),3.98(d,J=6.6Hz),2.23-2.54(m,1H),1.92-2.03(m,1H),1.72-1.78(m,1H),1.51-1.57(m,1H),1.28-1.35(m,6H),0.80-0.89(m,1H).
(1’S,2’R,3’S,4’R,5’S)-4’-(6-氨基-2-氯嘌呤-9-基)-1’-[二异丙基-(E)-乙烯基膦酸酯]-2,3-(二羟基)-双环-[3.1.0]-己烷(11a)。向包含MeOH∶H2O(4mL,1∶1,v/v)中的38a(10mg,19.5μmol)的溶液中加入Dowex-50树脂(~50Mg)。在70℃下搅拌该混合物3小时,然后通过过滤除去树脂。使滤液蒸发至干,所得粗产物通过硅胶柱色谱(CH2Cl2中的0%至10%MeOH,v/v)纯化以得到作为白色固体的核苷11a(4.5mg,49%)。Rf=0.3(CH2Cl2中的10%MeOH,v/v);
ESI-HRMS m/z 474.1679[M+H]+,C19H30ClN5O5P·H+:Calcd.474.1673);1H NMR(MeOD-d4)δ8.06(s,1H),4.76(d,1H,J=6.9Hz),4.65-4.71(m,3H),4.07(d,1H,J=6.9Hz),3.67-3.72(m,1H),3.55-3.59(m,1H),2.10-2.16(m,1H),1.80-2.03(m,1H),1.47-1.52(m,1H),1.28-1.41(m,13H),0.66-0.72(m,1H).
生物评价的实验方案
CSQ小鼠和化合物施用:根据前述方法,饲喂和维持显示严重心肌病和心力衰竭的CSQ模型小鼠。CSQ转基因(TG)小鼠最初由LarryJones博士提供并发育成肥大,然后是致命心力衰竭表型,近3月龄时死亡。
将化合物3及其类似物溶解于磷酸盐缓冲盐水中(pH=7.4,3.3μM(总体积200μL)),过滤除菌,通过微渗透泵(Alzet)每天对CSQ小鼠体内施用6μL,施用28天。体内完整心脏功能在输注核苷酸或载剂后通过超声心动图进行评估。
小鼠超声心动图:与前述方法类似,根据制造商说明书使用线型30-MHz传感器(linear 30-MHz transducer)(Vevo 660 High ResolutionImaging System from VisualSonics,Toronto,Canada)进行透胸超声心动图。二维定向M型超声心动描记测量在乳头肌中段水平上进行。如前述,小鼠通过蒸发器使用1%异氟烷进行麻醉。测量左心室舒张末期直径(LVEDD)和左心室收缩末期直径(LVESD)以及FS(定义为LVEDD-LVESD/LVEDD)。在M型描记上数字化测量参数并基于多于3次的心动周期将参数平均。
人P2Y1受体活化:hP2Y1受体的活性在稳定表达该受体的1321N1人星形细胞瘤细胞中被量化,所述细胞获自T.K.Harden教授,Universityof North Carolina School of Medicine,Chapel Hill,NC。已描述了使用FLIPR测量细胞内钙应答于核苷酸衍生物的方法。细胞在96孔平底板中在37℃和5%CO2下在100ml培养基中生长过夜或直到它们达到~80%的汇合度。直接使用钙-4测定试剂盒(Molecular Devices,Sunnyvale,CA)而不洗涤细胞。对每孔中细胞加入40mL带有丙磺舒的染料,在室温孵育1小时。用pH 7.2的Hank’s缓冲液中的多种化合物的稀释物制备化合物板。室温下,样品使用FLIPR-Tetra(Molecular Devices)一式两份运行。暴露于化合物后监测细胞荧光(激发=485nm;发射=525nm)。细胞内钙的增加报告为暴露后最大的荧光值减去暴露前的基本荧光值。
数据分析:除非另有说明,否则数据提供为平均值±平均值的标准误差。对于多个组的分析,使用单因素ANOVA和测试后比较。成对或不成对样品的Student’s T检验被用于评价实验干预的影响;P<0.05被认为是统计上显著。
不使用数量词时不表示对数量的限制,而是表示存在至少一个(种)所述项目。术语“或(或者)”意指“和/或(或者)”。术语“包含”、“包括”和“含有”都作为开放性术语解释(即,意指“包括,但不限于”)。数值范围的描述仅旨在作为单独提及范围内的每个单独值的简便方法,除非本文另有说明,否则每个单独的值如同在本文中单独描述一样并入本说明书中。所有范围的端点包含在该范围内并可独立合并。除非本文另有说明或者于上下文有明显矛盾,本文所述的所有方法可以以合适的顺序进行。除非另有要求权利,否则任何和所有实例或示例性语言(例如,“如”)的使用仅旨在更好地阐明本发明而不是限制本发明的范围。在本说明书中的任何语言不应被解释为表示任何未要求权利的要素对实施本发明是必要的。
化学化合物使用标准命名法进行描述。除非另有定义,否则本文所使用的所有技术和科学术语的含义与对本发明所属领域的技术人员公知的含义相同。
式包含其所有子式。例如,式I至VI包括可药用盐、前药及其其它衍生物、水合物、多晶型物。
可以单独或组合使用活性剂的所有形式(例如,溶剂化物、旋光异构体、对映体形式、多晶型物、游离化合物和盐)。
在某些条件下,式的化合物可包含一种或更多种不对称元素(如立体中心(包括手性中心、立体轴等),例如不对称碳原子),以便化合物可以以不同的立体异构形式存在。例如,这些化合物可以是外消旋物或光学活性形式。对于具有两种或更多种不对称元素的化合物,这些化合物可另外地是非对映体的混合物。对于具有不对称中心的化合物,应理解涵盖其所有旋光异构体及其混合物。另外,具有碳-碳双键的化合物可以以Z型和E型存在,并且本发明包括化合物的所有异构形式。式I至VI包括式I至VI化合物的所有手性形式、立体异构体、非对映体和对映体。
除非另有说明,否则术语“取代”意指用一个或更多个取代基替换一个或更多个氢。合适的取代基包括,例如,羟基、C6-C12芳基、C3-C20环烷基、C1-C20烷基、卤素、C1-C20烷氧基、C1-C20烷基硫代、C1-C20卤代烷基、C6-C12卤芳基、吡啶基、氰基、硫代氰酰基、硝基、氨基、C1-C12烷基氨基、C1-C12氨基烷基、酰基、次硫酸基(sulfoxyl)、磺酰基、酰胺基或氨基甲酰基。
不在两个字母或符号之间的破折号(“-”)用来表示取代基连接的点。例如,-(CH2)C3-C7环烷基通过亚甲基(CH2)的碳连接。
“酰基”是式HC(O)-、烷基-C(O)-或环烷基-C(O)-基团,其中烷基和环烷基具有在这一节中给出的定义。酰基通过连接至酰基羰基碳的单键共价连接至母体部分。合适的酰基的非限制性例子包括甲酰基、乙酰基和丙酰基。
“烷基”是支链或直链的饱和脂肪族烃基,其具有特定数目的碳原子,通常为1个至约12个碳原子。本文所使用的术语C1-C4烷基表示具有1个至约4个碳原子的烷基。另一些实施方案包括具有1个至8个碳原子、1个至6个碳原子或1个至2个碳原子的烷基,例如,C1-C8烷基、C1-C6烷基和C1-C2烷基。
“烯基”是包含一个或更多个不饱和碳碳双键的直链烃或支链烃,所述双键可在沿链的任何稳定点上存在。本文所述烯基具有指定数目的碳原子。C2-C6烯基表示2个至约6个碳原子的烯基。当没有指出碳原子的数目时,本文所述的烯基通常具有2个至约12个碳原子,但是优选具有8个或更少碳原子的低级烯基。烯基的实例包括乙烯基、丙烯基和丁烯基。
“炔基”是包含一个或更多个碳-碳三键的直链烃或支链烃,所述三键可在沿链的任何稳定点上存在。本文所述炔基具有指定数目的碳原子。C2-C6炔基表示2个至约6个碳原子的炔基。当没有指出碳原子的数目时,本文所述炔基通常具有2个至约12个碳原子。
“烷氧基”表示通过氧桥(-O-)连接的具有指定数目碳原子的上述烷基。烷氧基的实例包括但不限于,甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、2-丁氧基、叔丁氧基、正戊氧基、2-戊氧基、3-戊氧基、异戊氧基、新戊氧基、正己氧基、2-己氧基、3-己氧基和3-甲基戊氧基。烷氧基包括,例如甲氧基。
“烷基硫代”表示通过巯基桥(-SH-)连接的具有指定数目碳原子的上述烷基。烷基硫代的实例包括但不限于,甲基硫代、乙基硫代和异丙基硫代。同样地,“烷基亚磺酰基”是通过经由单价键连接至硫原子的亚磺酰桥(-S(O)-)连接的具有指定数目碳原子的上述烷基;“烷基磺酰基”是通过磺酰(-S(O)2-)桥连接的基团。
“芳基”表示在一个或更多个芳香环中仅包含碳的芳香基团。此类芳香基团可进一步被碳或非碳原子或基团取代。典型的芳基包含1个或2个分开的、稠合的或悬挂(pendant)的环,并且具有6至约12个环原子,没有杂原子作为环成员。此类取代可包括与5元至7元饱和环基(任选地包含独立地选自N、O和S的1个或2个杂原子)稠合,以形成例如3,4-亚甲二氧基-苯基。芳基包括,例如苯基、萘基(包括1-萘基和2-萘基)和联苯基。
在术语“(芳基)烷基”中,芳基和烷基如上定义,并且连接至母体部分的点在烷基上。(芳基)烷基的实例包括胡椒基和(苯基)烷基如苄基、苯乙基和R-苯基异丙基。
“芳基氨基”是芳基-NH-基团。芳基氨基经由来自氮原子的单键共价连接至母体部分。氮原子被任选地取代。“芳氧基”是芳基-O-基团。芳氧基经由来自氧原子的单键共价连接至母体部分。“芳基磺酰基”是芳基-S(O2)--基团。通过磺酰基连接至母体部分。
“氰基”是-CN基团。
“环烷基”表示饱和烃环基团,其具有指定数目的碳原子,通常为3个至约8个环碳原子,或3个至约7个碳原子。环烷基的实例包括环丙基、环丁基、环戊基或环己基,以及桥联或笼接(caged)的饱和环基如降冰片烷或金刚烷。双环环烷基是仅具有碳环原子的饱和双环基。双环烷基具有7个至12个碳环原子。双环烷基的实例包括s-内型降冰片基和卡巴甲基环戊烷(carbamethylcyclopentane)。
“环烷氧基”是环烷基-O-,其中环烷基如上所定义。环烷氧基包括环戊氧基。
“卤代”或“卤素”表示氟代、氯代、溴代和碘代。
“单和/或二烷氨基”表示二级或三级烷基氨基,其中烷基如上定义并且具有指定数目的碳原子。烷基氨基的连接点在氮上。独立地选择烷基。单和二烷基氨基的实例包括乙氨基、二甲氨基和甲基-丙基-氨基。“单和/或二烷基氨基”是通过具有指定数目碳原子的烷基接头连接的单和/或二烷基氨基,例如二甲基氨基乙基。三级氨基取代基可通过命名法表示成N-R-N-R′形式,表示R基和R’基均连接至单个氮原子。
“磺酰基”是二价基团--SO2--。
“巯基”是基团-SH。
“可药用盐”包括公开化合物的衍生物,其中母体化合物通过制成其无机和有机、无毒、酸或碱加成盐进行改变。本发明化合物的盐可通过常规化学方法由包含碱性或酸性部分的母体化合物合成。通常,此类盐可通过以下过程制备:使这些化合物的游离酸形式与化学计算量的适当碱(如Na、Ca、Mg或K的氢氧化物、碳酸盐、碳酸氢盐等)进行反应,或者使这些化合物的游离碱形式与化学计算量的适当酸进行反应。此类反应通常在水中或在有机溶剂中或在二者的混合物中进行。通常,当可实施时,优选非水介质,如醚、乙酸乙酯、乙醇、异丙醇或乙腈。本发明化合物的盐还包括该化合物和该化合物盐的溶剂化物。
可药用盐的实例包括但不限于,碱性残基(如胺)的矿物盐或有机酸盐;酸性残基(如羧酸)的碱盐或有机盐;等。可药用盐包括从例如无毒无机酸或有机酸形成的母体化合物的常规无毒盐和季铵盐。例如,常规无毒酸盐包括从以下衍生的盐:无机酸如盐酸、氢溴酸、硫酸、氨基磺酸、磷酸、硝酸等衍生的那些盐;和从有机酸如乙酸、丙酸、琥珀酸、羟基乙酸、硬脂酸、乳酸、苹果酸、酒石酸、柠檬酸、抗坏血酸、朴酸(pamoicacid)、马来酸、羟基马来酸、苯乙酸、谷氨酸、苯甲酸、水杨酸、甲磺酸、乙磺酸、苯磺酸、磺胺酸、2-酰氧基苯甲酸、富马酸、甲苯磺酸、甲磺酸、乙烷二磺酸、草酸、羟乙磺酸、HOOC-(CH2)n-COOH(其中n是0至4)等。另外的合适的盐的列表例如可在Remington′s PharmaceuticalSciences,第17版,Mack Publishing Company,Easton,Pa.,1418页(1985)中找到。另一些示例的盐是膦酸或次膦酸基的胺盐,包括有机胺盐,如三乙胺盐、吡啶盐、甲基吡啶盐、乙醇胺盐、三乙醇胺盐、双环己基胺盐、N,N′-二苄基乙二胺盐等;和氨基酸盐,如精氨酸盐、天冬氨酸盐、谷氨酸盐等;和包含前述盐中的一种或更多种的组合。
虽然参照一个优选实施方案对本发明进行了描述,但是本领域技术人员应理解,在不背离本发明范围的情况下可以进行多种改变并且等同方案可替换其元素。另外,为了适应特定的条件和材料,在不背离本发明基本范围的情况下可对本发明的教导进行许多修改。因此,本发明旨在不受限于公开为预期实施本发明最佳模式的特定实施方案,但是本发明将包括所有在所附权利要求范围内的实施方案。
将所有引用的专利、专利申请和其它参考文献通过引用全部并入本文。
缩写:
5’-AMP:腺苷5’-单磷酸;
CSQ:集钙蛋白;
DIBAL-H:二异丁基氢化铝;
DMEM:Dulbecco’s改良Eagle培养基;
FS:缩短分数;
HEPES:N-2-羟乙基哌嗪-N′-2-乙磺酸;
HPLC:高效液相色谱;
HRMS:高分辨率质谱;
LV:左心室;
LVEDD:左心室舒张末期直径;
LVESD:左心室收缩末期直径;
MRS2339:(1’S,2’R,3’S,4’R,5’S)-4-(6-氨基-2-氯-9H-嘌呤-9-基)-1-[膦酰氧基甲基]双环[3.1.0]己烷-2,3-二醇;
NS:生理盐水;
PLC:磷脂酶C;
SAR:结构-活性关系;
TBAF:四丁基氟化铵;
TBAP:四丁基磷酸铵;
TBDPS-Cl:叔丁基(氯)二苯基硅烷
THF:四氢呋喃;
TEAA:三乙基乙酸铵
方案
方案1:试剂和条件:a)叔丁基氯二苯基硅烷,咪唑,DMAP,无水CH2Cl2,93%;b)DIBAL-H,无水THF,82%;c)甲磺酰氯,三乙胺,无水CH2Cl2,96%;d)NaI,65℃,无水1,4-二噁烷,95%;e)亚磷酸三乙酯,110℃;f)TBAF,THF,88%。
方案2:试剂和条件:a)三苯基膦,2,6-二氯嘌呤,偶氮二羧酸二异丙酯,无水THF,75%;b)i-PrOH中的2M NH3,70℃,对9而言为80%,对11而言为79%;c)碘代三甲基硅烷,无水CH2Cl2,对4而言为23%,对5而言为27%;d)三苯基膦,6-氯嘌呤,偶氮二羧酸二异丙酯,无水THF,87%。
方案3:试剂和条件:a)戴斯-马丁氧化剂(Dess-Martin periodinane),无水CH2Cl2,80%;b)亚甲基二膦酸四异丙酯,NaH,无水THF,83%;c)i-PrOH中的2M NH3,70℃,80%;d)10%Pd/C,H2(3巴),MeOH∶2MNaOH水溶液(1∶1,v/v),79%;e)碘代三甲基硅烷,无水CH2Cl2,对10而言为47%,对7而言为28%;d)三苯基膦,6-氯嘌呤,偶氮二羧酸二异丙酯,无水THF,87%。
方案4:试剂和条件:a)戴斯-马丁氧化剂,无水CH2Cl2,72%;b)亚甲基二膦酸四异丙酯,NaH,无水THF,48%;c)TBAF,THF,88%;d)三苯基膦,6-氯嘌呤,偶氮二羧酸二异丙酯,无水THF,85%;e)i-PrOH中的2M NH3,70℃,85%;e)碘代三甲基硅烷,无水CH2Cl2,78%。
方案5:试剂和条件:a)10%Pd/C,H2(3巴),MeOH,72%;b)三苯基膦,2,6-二氯嘌呤,偶氮二羧酸二异丙酯,无水THF,40%;c)i-PrOH中的2M NH3,70℃,71%;d)碘代三甲基硅烷,无水CH2Cl2,45%。
方案6:试剂和条件:a)CBr4,三苯基膦,三乙胺,81%;b)甲基亚磷酸二乙酯,110℃,95%;c)TBAF,THF,91%;d)三苯基膦,2,6-二氯嘌呤,偶氮二羧酸二异丙酯,无水THF,75%;e)i-PrOH中的2MNH3,70℃,60%;f)碘代三甲基硅烷,无水CH2Cl2,20%组合产率。
方案7:A)逆合成分析(N)-亚甲基卡巴腺嘌呤或2-Cl腺嘌呤衍生物的5’-膦酸酯和5’-甲基膦酸酯。B)逆合成分析(N)-亚甲基卡巴腺嘌呤或2-Cl腺嘌呤衍生物的饱和和不饱和长链5’-膦酸酯。
方案1a:试剂和条件:a)10%三氟乙酸水溶液,60%;b)i)硫代磷酰氯,1,8-双-(二甲基氨基)萘(质子海绵),吡啶,ii)用四乙基碳酸氢铵(TEAB)终止反应;c)i)硫代磷酰氯、1,8-双-(二甲基氨基)萘(质子海绵),吡啶,ii)用EtOH终止反应;d)三苯基膦,I2,咪唑,无水THF,74%;e)Dowex-50,MeOH∶H2O(1∶1,v/v),70℃;f)O,O-二乙基硫代磷酸钠、EtOH、THF;g)硫代磷酸三钠、H2O,57%;h)二硫代磷酸二乙酯钾盐、DMF。
方案2a:试剂和条件:a)i-PrOH中的2M NH3,70℃,68%;b)LiBD4,无水THF,72%;c)i)二叔丁基N,N’-二乙基亚磷酰胺,无水THF,四唑;ii)间氯过苯甲酸,76%;d)Dowex-50树脂,MeOH∶H2O(1∶1,v/v)70℃。
方案3a:试剂和条件:a)三苯基膦,6-氯-2-碘代嘌呤,偶氮二羧酸二异丙酯,无水THF,70%;b)i-PrOH中的2M NH3,70℃,64%;c)碘代三甲基硅烷,无水CH2Cl2,对于7而言为49%;d)Dowex-50,MeOH∶H2O(1∶1,v/v),70℃,3小时,对于16而言为49%;e)i)三甲基甲硅烷基乙炔,Pd(Ph3)4,CuI,TEA,无水DMF,ii)TBAF,无水THF。
[199]方案4a:试剂和条件:a)戴斯-马丁氧化剂,无水CH2Cl2;b)亚甲基二膦酸四乙酯、NaH、无水THF;c)i-PrOH中的2M NH3,70℃;d)O-硝基苯磺酰肼、Et3N、CH2Cl2;e)Dowex-50、MeOH∶H2O(1∶1,v/v),70℃。
表1.膦酸酯类似物:结构和在CSQ心力衰竭小鼠中通过得自超声心动图的FS测定的对体内心脏功能的影响
Figure BDA00002249387300581
Figure BDA00002249387300591
a在3.3μM。载剂对照小鼠显示13.78±1.19%的%FS(n=16)。
ND-未定。
表2.新型磷酸酯和膦酸酯类似物:结构和在CSQ心力衰竭小鼠中通过得自超声心动图的FS测定的对体内心脏功能的影响
Figure BDA00002249387300601
Figure BDA00002249387300611
a在10μM。载剂对照小鼠显示7.13±1.49%(n=4)的%FS。这里使用的CSQ小鼠比用于表1数据的小鼠有更为严重的表型2。
ND-未定。
图1
Figure BDA00002249387300621
方案1
Figure BDA00002249387300622
方案2
Figure BDA00002249387300623
方案3
Figure BDA00002249387300631
方案4
Figure BDA00002249387300632
方案5
Figure BDA00002249387300633
方案6
Figure BDA00002249387300641
方案7A
方案7B
Figure BDA00002249387300643
方案1a
Figure BDA00002249387300651
方案2a
Figure BDA00002249387300652
方案3a
Figure BDA00002249387300661
方案4a
Figure BDA00002249387300662

Claims (18)

1.AMP的膦酸酯或次膦酸酯N-亚甲基卡巴衍生物,其包括以下式、其富含氘的异构体或其可药用盐:
Figure FDA00002249387200011
其中,
Q1是O或S;
R1是氢、任选地被取代的烷基、任选地被取代的环烷基、卤素或N(R6)2,其中R6各自独立地为氢、任选地被取代的烷基或任选地被取代的环烷基;
R2是氢、任选地被取代的烷基、任选地被取代的环烷基、任选地被取代的炔基、N(R6)2或卤素;
R3是氢、任选地被取代的烷基、N(R6)2或卤素;
R4是羟基、任选地被取代的烷基、任选地被取代的烷氧基、任选地被取代的芳基、任选地被取代的-O芳基或N(R6)2
R5是羟基、任选地被取代的烷基、任选地被取代的烷氧基、任选地被取代的芳基或任选地被取代的-O芳基;或者
作为替代,R4和R5与磷原子形成5元或6元环结构,其中所述环结构含有至少2个氧原子和至少2或3个碳原子,其中与链连接的所述碳原子任选地被烷基或芳基取代;以及
Y是通过碳原子与磷原子连接的连接基团;
Figure FDA00002249387200021
其中X是O或S;n是1、2或3;以及R7是任选地被取代的烷基或任选地被取代的芳基;
Figure FDA00002249387200022
其中Z是键或-O-C(=O)-,其中羰基碳与双环基团的氧连接,以及所述氧与磷原子连接;
Figure FDA00002249387200023
其中R8是氢或任选地被取代的烷基;以及R8是任选地被取代的烷基、任选地被取代的烷氧基或任选地被取代的芳基;
Figure FDA00002249387200031
其中G是O或S-S;以及R10是氢、羟基、任选地被取代的烷基、任选地被取代的烷氧基或任选地被取代的芳基;或
Figure FDA00002249387200032
其中R11是氢、任选地被取代的烷基或任选地被取代的芳基;或
其中
Q1是O或S;
Q2是O或S;
R1是氢、任选地被取代的烷基、任选地被取代的环烷基、卤素或N(R6)2,其中R6各自独立地为氢、任选地被取代的烷基或任选地被取代的环烷基;
R2是氢、任选地被取代的烷基、任选地被取代的环烷基、任选地被取代的炔基;N(R6)2或卤素;
R3是氢、任选地被取代的烷基、N(R6)2或卤素;
R4是羟基、任选地被取代的烷基、任选地被取代的烷氧基、任选地被取代的芳基、任选地被取代的-O芳基或N(R6)2
R5是羟基、任选地被取代的烷基、任选地被取代的烷氧基、任选地被取代的芳基或任选地被取代的-O芳基;或者
作为替代,R4和R5与磷原子形成5元或6元环结构,其中所述环结构含有至少2个氧原子和至少2个或3个碳原子,其中与链连接的所述碳原子任选地被烷基或芳基取代;以及
Y1是连接基团,
前提是当Q1和Q2均为O并且式(VII)不富含氘时,则R4和R5不都是羟基。
2.根据权利要求1所述的AMP的膦酸酯或次膦酸酯N-亚甲基卡巴衍生物,其包括式(I)或(VII)。
3.根据权利要求1所述的AMP的膦酸酯或次膦酸酯N-亚甲基卡巴衍生物,式(I)其中Q1是O;R1是N(R6)2,其中R6各自为氢;R2是卤素;R3是氢;R4是羟基或任选地被取代的烷氧基;R5是羟基或任选地被取代的烷氧基;以及Y是通过碳原子与磷原子连接的连接基团。
4.根据权利要求1所述的AMP的膦酸酯或次膦酸酯N-亚甲基卡巴衍生物,式(I)其中Q1是O;R1是N(R6)2,其中R6各自为氢;R2是卤素;R3是氢;R4是羟基或任选地被取代的烷氧基;R5是羟基或任选地被取代的烷氧基;以及Y是C1-C6亚烷基。
5.根据权利要求1所述的AMP的膦酸酯或次膦酸酯N-亚甲基卡巴衍生物,式(VII)其中Q1是O;Q2是S;R1是N(R6)2,其中R6各自为氢;R2是卤素;R3是氢;R4是羟基或任选地被取代的烷氧基;R5是羟基或任选地被取代的烷氧基;以及Y1是C1-C6亚烷基。
6.根据权利要求1所述的AMP的膦酸酯或次膦酸酯N-亚甲基卡巴衍生物,式(VII)其中Q1是S;Q2是O;R1是N(R6)2,其中R6各自为氢;R2是卤素;R3是氢;R4是羟基或任选地被取代的烷氧基;R5是羟基或任选地被取代的烷氧基;以及Y1是C1-C6亚烷基。
7.根据权利要求1所述的AMP的膦酸酯或次膦酸酯N-亚甲基卡巴衍生物,其包括
Figure FDA00002249387200051
8.根据权利要求1所述的AMP的膦酸酯或次膦酸酯N-亚甲基卡巴衍生物,其包括
Figure FDA00002249387200052
9.药物组合物,其包含权利要求1至8中任一项所述的AMP的膦酸酯或次膦酸酯N-亚甲基卡巴衍生物以及可药用赋形剂。
10.治疗需要治疗心脏或血管疾病或病症的哺乳动物对象的方法,所述疾病或病症响应于心脏和/或血管P2X受体的活化,所述方法包括施用有效量的AMP的膦酸酯或次膦酸酯N-亚甲基卡巴衍生物以治疗响应于所述心脏和/或血管P2X受体之活化的心脏或血管疾病或病症。
11.根据权利要求10所述的方法,其中所述AMP的膦酸酯或次膦酸酯N-亚甲基卡巴衍生物是酯前药类似物。
12.根据权利要求10所述的方法,其中所述AMP的膦酸酯或次膦酸酯N-亚甲基卡巴衍生物为权利要求1至8中任一项所述的AMP的膦酸酯或次膦酸酯N-亚甲基卡巴衍生物。
13.在有此需要的哺乳动物中改善心脏收缩性能或心脏功能的方法,其包括施用有效量的AMP的膦酸酯或次膦酸酯N-亚甲基卡巴衍生物以改善心脏收缩性能或心脏功能。
14.根据权利要求13所述的方法,其中所述AMP的膦酸酯或次膦酸酯N-亚甲基卡巴衍生物是酯前药类似物。
15.根据权利要求13所述的方法,其中所述AMP的膦酸酯或次膦酸酯N-亚甲基卡巴衍生物为权利要求1至8中任一项所述的AMP的膦酸酯或次膦酸酯N-亚甲基卡巴衍生物。
16.治疗需要治疗心肌肥大、收缩性心力衰竭、舒张性心力衰竭、缺血性心肌病、非缺血性心肌病或由缺血/再灌注或非缺血原因造成的心脏损伤后的有害心肌重塑的哺乳动物对象的方法,其包括施用有效量的AMP的膦酸酯或次膦酸酯N-亚甲基卡巴衍生物。
17.根据权利要求16所述的方法,其中所述AMP的膦酸酯或次膦酸酯N-亚甲基卡巴衍生物是酯前药类似物。
18.根据权利要求16所述的方法,其中所述AMP的膦酸酯或次膦酸酯N-亚甲基卡巴衍生物为权利要求1至8中任一项所述的AMP的膦酸酯或次膦酸酯N-亚甲基卡巴衍生物。
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