CN103313992B - 具有hdac抑制作用的喜树碱衍生物 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种结构通式如(I)所示的羟肟酸衍生物:结构通式(I),其中Z、L、R₁、R₂和R₃的定义同说明书。本发明还公开了这些化合物的制备方法,药物组合物及其用途。

Description

具有HDAC抑制作用的喜树碱衍生物

相关申请文件

本申请是一件国际申请，要求了以下专利申请的优先权并受益于这些专利申请，于2011年1月12日提交的第61/431,842号美国临时申请；于2011年11月17日提交的第61/561,243号美国临时申请；上述申请的完整说明以引用的方式并入此案。

背景

癌症是一种对人类生命威胁最大的疾病之一。当人身体里的某一部位的细胞生长失去控制时，就会导致癌症的发生。根据美国癌症协会的最新统计数据，癌症在美国已成为继心脏病之后的第二大死因，仅2011年就有超过55万人死于癌症。据估计，在美国居民中，50%的男性和33%的女性一生中将会罹患某类癌症。因此，癌症已成为美国重大的公共健康负担。几十年来，手术、化疗和放疗是三种用于治疗各种癌症的主要手段。患者通常根据自身所患癌症的类型和程度，选取上述三种方法中的一种或几种进行治疗。但对于无法进行手术治疗的癌症患者来说，化疗是最重要的治疗选择。

拓扑异构酶抑制剂（一般也称为拓扑异构酶毒性药物）是癌症治疗中最重要的化疗方法之一。拓扑异构酶通过使细胞中的DNA链断裂、松弛、传递和再结合等，对DNA的拓扑结构进行调控[YvesPommie,NatureReviewsCancer,2006,6,789-802]。哺乳动物基因组编码有7种拓扑异构酶基因：其中4种编码I型拓扑异构酶，3种编码II型拓扑异构酶（TOP2α、TOP2β和SPO11）。4种哺乳动物I型拓扑异构酶包括核拓扑异构酶I（一般缩写为TOP1）、线粒体拓扑异构酶I（TOP1MT）基因和两种编码TOP3α和TOP3β的基因。根据酶共价结合的DNA断裂侧基，以形成催化酪氨酰DNA裂解中间产品，即裂解复合体，I型拓扑异构酶又分为两个亚组，即IA型和IB型。Top3酶和细菌性TOP1属于IA亚组，因为它们均形成与II型拓扑异构酶相似的5’-DNA酪氨酰络合物。TOP1和TOP1mt属于IB亚组，是唯一已知的在真核细胞中可以形成3’-磷酸酪氨酰键的酶。癌症研究者对拓扑异构酶有很大的研究兴趣，因为人们发现许多活性抗癌药物都以拓扑异构酶作为靶目标，例如托泊替康、伊立替康、米托蒽醌、依托泊苷和多柔比星等。

喜树碱是一种细胞毒性的喹啉生物碱，是一种抑制DNA酶拓扑异构酶I的天然产物。喜树碱最初从中国的一种被称为“喜树”的树皮中分离得到。大约在美国国家癌症研究所（NCI）的研究组正在对紫杉醇（Taxol）进行研究的同一时间,研究人员发现并开发出了喜树碱。喜树碱与TopoI和DNA复合体（共价复合体）相结合，生成了一种三元复合体，将前面所述的二元复合体稳定下来。这样会妨碍DNA再连接，因此引起DNA损伤，导致细胞凋亡。20世纪70年代中期的初步临床试验中，喜树碱显示了显著的抗癌活性，但人们也发现喜树碱有水溶解性低，不良药物反应发生率高的特点。鉴于这些缺点，合成和药物化学家合成了多种喜树碱的衍生物，以增加该化合物的疗效，并获得了很好的结果。美国FDA已经批准2种半合成喜树碱衍生物用于癌症化疗：托泊替康和伊立替康。托泊替康是喜树碱的一种水溶性的半合成衍生物，已被批准用于治疗卵巢癌（二线药物）、宫颈癌（二线药物）和小细胞肺癌（二线药物）。伊立替康被批准与5-FU和甲酰四氢叶酸联用作为结肠癌一线药物。一些常见的喜树碱衍生物见如下所示意：

虽然传统喜树碱衍生物对癌症治疗已做出了很大贡献，但是药物的剂量限制性毒性和药物耐受性问题仍然严重阻碍了这些药物的广泛使用。

近年来，组蛋白脱乙酰基酶（HDAC）正成为癌症治疗的一个重要疾病靶目标[Minucci,S.etal.,NatRevCancer2006,6,38-51]。根据其序列同源性，人类HDAC酶分为I-IV类共18种亚型。I、II和IV类一般是指经典的HDAC，由11个家族成员组成。III类HDAC包括7种酶，由于与其他HDAC家族成员明显不同，因此他们具有一个独特术语，即Sirtuins。经典的HDAC和Sirtuins之间的主要差异是它们的催化机制不同。经典的HDAC具有一个可以被具有Zn²⁺络合能力的化合物抑制的Zn²⁺离子酶催化部位。相反，所有Sirtuins在脱乙酰基酶作用中均以NAD⁺作为辅因子。

抑制HDAC酶的能导致组蛋白乙酰化，组蛋白乙酰化与染色质的重构有关并在基因表达的表观遗传调控中具有重要的作用。此外，研究表明HDAC抑制剂还可以引起多种重要的非组蛋白的酶的乙酰化，例如HSP90、α-微管蛋白、Ku-70、Bcl-6、输入蛋白、皮质肌动蛋白、P53、STAT1、E2F1、GATA-1和NF-kB，这些酶的乙酰化将改变与癌症治疗有关的多种重要信号传导通路。HDAC抑制剂的抗肿瘤作用机制包括细胞分化、细胞周期停滞、DNA修复的抑制、细胞凋亡诱导、肿瘤抑制基因上调、生长因子下调、氧化应激和自体吞噬。过去十几年中，许多结构不同的HDAC抑制剂已被发现，其中至少12种HDAC抑制剂已进入临床试验中以用于癌症治疗，包括短链脂肪酸（丙戊酸）、异羟肟酸（SAHA、LBH589、PXD101、JNJ-26481585、ITF2357、CUDC-101）、环四肽（FK-228）、苯甲酰胺（MS-275）和其他几种化合物（CHR-3996、4SC-201、SB939）。这些药物中，SAHA和FK-228经过美国FDA批准，用于治疗晚期皮肤T细胞淋巴瘤。

一些HDAC抑制剂和喜树碱衍生物（如托泊替康和伊立替康）联用时可以协同阻断细胞的生长（Bruzzeseetal,MolCancerTher.2009Nov;8(11):3075-87;SarcarB,etal,JNeurooncol.2010,Sep;99(2):201-7;SatoA,etal.OncolRes.2011;19(5):217-23)。

概要

本发明是关于一类新颖的具有HDAC抑制作用的喜树碱衍生物。具体地说，本发明所述的一类新型的双功能的喜树碱衍生物/HDAC抑制剂,其中具有HDAC抑制作用的异羟肟酸药效基团与喜树碱药效基团以共价键的形式连接在一起。本发明所述的双功能单分子不仅可以同时从两个不同的通路攻击癌症细胞（HDAC通路和拓扑异构酶通路），还可以改善传统喜树碱的药效而不会增加其剂量限制性毒性。因此，本发明的化合物有望能用于肿瘤患者的治疗，就如同喜树碱化合物和/或HDAC抑制剂那样来用于治疗癌症。本发明的化合物还有望用于预防和治疗免疫疾病。

由此，一方面，该发明所述的是一种同时含有抑制组蛋白脱乙酰基酶（HDAC）的异羟肟酸药效基团和一种可以抑制拓扑异构酶的药效基团的抗癌药物（例如有机分子）。

某些实施例中，抑制拓扑异构酶的药效基团（例如拓扑异构酶I）是一种喜树碱药效基团。

某些实施例中，化合物为结构通式(I)的异羟肟化合物：

在结构通式(I)中,Z为缺省、C(R_aR_b)、(CH₂)_p、(CH₂)_pNH(CH₂)_q、CH=N,O,S、C(O)、N(R_a)、SO₂、OC(O)、C(O)O、OSO₂、S(O₂)O、C(O)S、SC(O)、C(O)C(O)、C(O)N(R_a)、N(R_a)C(O)、S(O₂)N(R_a)、N(R_a)S(O₂)、OC(O)N(R_a)、OC(O)O、OC(O)S、OC(O)NH(CH₂)_p+1NH(CH₂)_q、N(R_a)C(O)O、N(R_a)C(O)S或N(R_a)C(O)N(R_b)，其中每个R_a和R_b各自独立地为H、烷基、链烯基或炔基；每个p和q各自独立地为0、1、2、3或4；每个R₁、R₂和R₃各自独立地为H、烷基、链烯基、炔基、环烷基、杂环烷基、环链烯基、杂环链烯基、芳基、杂芳基、卤代基、硝基、-CH=NH、氧代基、氰基、Si(R_cR_cR_c)、烷基-Si(R_cR_cR_c)、烷基-R_c、烷基-NR_cR_c、-CH=NOR_c、OR_c、OC(O)R_c、OC(O)OR_c、OC(O)SR_c、SR_c、C(O)R_c、C(O)OR_c、C(O)SR_c、C(O)NR_cR_c、SOR_c、SO₂R_c、NR_cR_c、N(R_c)C(O)R_c，其中每个R_c各自独立地为H、烷基、链烯基、炔基、环烷基，杂环烷基、芳基、杂芳基、卤代、氰基、硝基、氨基、羟基、烷氨基、卤代烷基或烷氧基，或R₁、R₂及其所附着的原子形成一个环结构，可以选择性地由R_c取代；L是-(CH₂)_m–、其中m为5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15或16；每个n和o各自独立地为1、2、3或4；以及每个W₁和W₂各自独立地为CH或N。

某些实施例中，Z为缺省,(CH₂)_p、(CH₂)_pNH(CH₂)_q、CH=N、O、CO、NH、SO₂、OC(O)、OSO₂、C(O)O、C(O)S、NHC(O)、C(O)NH、OC(O)NH(CH₂)_p+1NH(CH₂)_q、OC(O)NH、OC(O)O或OC(O)S；m为5、6、7或8；以及每个R₁、R₂和R₃各自独立地为H、烷基、链烯基、炔基、环烷基、杂环烷基、硝基、氧代基、卤代基、氰基、–CH=NH、Si(R_cR_cR_c)、烷基-Si(R_cR_cR_c)、烷基-R_c、烷基-NR_cR_c、CH=NOR_c或NR_cR_c。

某些实施例中，Z为O、OC(O)、OSO₂、OC(O)NH、OC(O)O、OC(O)S或OC(O)NH(CH₂)_p+1NH(CH₂)_q；m为6或7；R₃为H或F；每个R_c各自独立地为H、烷基、链烯基、炔基、环烷基、杂环烷基、氨基、羟基、烷氨基、卤烷基或烷氧基；以及W₂为N。

某些实施例中，每个R₁和R₂各自独立地为H、烷基、链烯基、炔基、环烷基、杂环烷基、硝基、Si(R_cR_cR_c)、烷基-Si(R_cR_cR_c)、烷基-R_c、烷基-NR_cR_c、CH=NOR_c或NR_cR_c。

本发明中的化合物可以包括一个或多个不对称碳原子。因此，这些化合物可能以非对映体、对映体或者消旋混合物形式存在。每个不对称碳原子可能为R构型或S构型，且本发明涵盖这两种构型。

本发明包括上述的所有异羟肟化合物的任何一种药学上可接受的盐。对所有这些异羟肟化合物进行的结构改性以改善药物溶解度，稳定性，或生物利用度,本发明对这些结构改性化合物也是考虑在内的。典型的结构改性化合物包括（但不限于）前药衍生物、富含氘的异羟肟化合物、与聚乙二醇形成的共轭物、葡聚糖、聚乙烯醇、碳水化合物聚合物、抗体、生物小分子如维生素E或其衍生物，或这些物质的混合物。

应当认识到，本发明的化合物可以以盐或溶剂的形式存在或服用。本发明涵盖所述异羟肟化合物和结构改性化合物的任何药学上可接受的盐和溶剂。

该发明的范围还包括一种含有一种或多种上述异羟肟化合物、结构改性化合物和/或盐的药物组合物，可用于治疗肿瘤或免疫系统紊乱相关的疾病，本发明也包括用异羟肟化合物制备用于治疗上述疾病的药物的用途。

本发明还涉及一种治疗肿瘤疾病（如癌症、骨髓增生异常综合征或骨髓增生性疾病）的方法，即给予一位患者所需有效剂量的上述一种或多种异羟肟化合物、结构改性化合物、和/或盐及其修饰物,以及药物组合物。

此外，本发明还涉及一种治疗免疫系统疾病（如类风湿关节炎和多发性硬化症）的方法，即给予一位患者所需有效剂量的上述一种或多种异羟肟化合物、结构改性化合物、和/或盐及其修饰物,以及药物组合物。

本发明的一个或多个具体实施方案的详细描述见下面说明书。从说明书及权利要求书中可以明显地认识到本发明的其他特征、主题和优点。应理解本文中所述发明的所有实施例/特征（化合物、制药成分、制药/使用方法等），包括在实例和原始权利要求中描述的任何具体特征，都可以与彼此结合，除非不适用或被明确声明放弃。

说明书

本发明的一些代表性的化合物如下表所列：

本发明所述化合物可能含有一种或多种不对称碳原子。因此，化合物可能会以非对映体、对映体或消旋混合物的形式存在。这些化合物的合成可能采用消旋体、非对映体或对映体作为起始物料或中间体。非对映体化合物可以用色谱法或结晶法进行分离。同样，对映体混合物可用相同的技术或其他已知的技术进行分离。每个不对称碳原子可能存在R构型或S构型，这两种构型均包括在本发明的范畴内。

本发明包括上述的所有异羟肟化合物的任何一种药学上可接受的盐。对所有这些异羟肟化合物进行的结构改性以改善药物溶解度，稳定性，或生物利用度,本发明对这些结构改性化合物也是考虑在内的。典型的结构改性化合物包括（但不限于）前药衍生物、富含氘的异羟肟化合物、与聚乙二醇形成的共轭物、葡聚糖、聚乙烯醇、碳水化合物聚合物、抗体、生物小分子如维生素E或其衍生物，或这些物质的混合物。

●前药衍生物：服用后前药会在体内转化为本发明所述的活性异羟肟化合物[NatureReviewsofDrugDiscovery,2008,Volume7,p255]。注意，根据本发明，在很多情况下，前药化合物也在本发明的范畴内。本发明化合物的前药可以采用标准有机反应制备，例如，通过与氨甲酰化药物（例如1，1-酰氧烷基氯甲酸酯、对硝基苯碳酸酯或类似物）或酰化药物反应制备。有关制造前体药物的方法和策略的其他实例如1994年版BioorganicandMedicinalChemistryLetters第4卷第1985页所述。

●富含氘的异羟肟化合物：氘（D或²H）是氢的一种稳定的非放射性同位素，其原子量为2.0144。天然情况下，氢以同位素^XH（氢或氕）、D（²H或氘）和T（³H或氚）的混合形式存在。氘的天然丰度为0.015%。本领域的技术人员都了解,所有含H原子的化合物中，H原子一般代表H和D的混合物，其中大约0.015%为D。因此，氘水平高于其天然丰度0.015%的化合物应被认为是非天然的，异常高于非富集的对应物。

●异羟肟化合物-聚合物共轭物：20（S）-喜树碱及其很多衍生物均对人类癌症细胞系和动物模型中都表现出非常好的抗肿瘤活性。然而，喜树碱的水溶性很差,因此很难在实际中获得应用。此外，20（S）-喜树碱及其类似物中具有重要药理学作用的内酯环在人类血浆白蛋白中不稳定，导致活性药物转化为非活性羧酸盐形式并与白蛋白结合。用于克服20（S）-喜树碱及其衍生物的制药学和药代动力学缺点的一种方法是将其与某些聚合物共价结合，例如聚乙二醇、葡聚糖、聚乙烯醇和碳水化合物聚合物。使用这种方法可以提高最具药效的喜树碱衍生物的水溶性，从而可以使用静脉注射的方法进行给药。

●异羟肟化合物-抗体共轭物：多年来，科学家都致力于在靶向药物治疗中使用单克隆抗体（MAb），将细胞毒性药物靶向递送至癌细胞。许多和肿瘤相关MAb和细胞毒性药物已经被开发出来。最常用的细胞毒性药物是传统的化疗,但是放射性核素或细菌或植物毒素也已经与Mab相结合为共轭物以用于癌症治疗，（SharkeyandGoldenberg,CACancerJ.Clin.2006July-August;56(4):226-243）。使用Mab-化疗共轭物的益处是：（a）化疗药物本身的结构已经确定；（b）通过采用已经完善的共轭化学可以一般在远离MAb抗原结合部位的具体位点将化疗药物与MAb结合；（c）MAb-化疗共轭物的产率高于MAb和细菌或植物毒素的化学共轭物，因此更适合于商业开发和监管审批；以及（d）与放射性核素MAb共轭物比较，MAb-化疗药物共轭物的系统毒性要低几个数量级以上。

应当认识到，本发明的化合物可以以盐或溶剂的形式存在或服用。例如，本发明范畴中，根据众所周知的操作程序，可以将本发明中的化合物转化为能够从多种有机和无机酸和碱获得的、药学上可接受的盐类，并以这种盐的形式使用。

当本发明的化合物具有游离碱的形式时，可以通过将游离碱化合物与药学上可接受的无机或有机酸反应，可以将化合物制备为药学上可接受的酸加成盐，例如氢卤化物，包括盐酸、氢溴酸和氢碘酸；其他矿物质酸，例如硫酸盐、硝酸盐和磷酸盐等；以及烷基和单芳基磺酸盐，例如乙磺酸盐、甲苯磺酸盐和苯磺酸盐；以及其他有机酸及其对应盐，如乙酸盐、酒石酸盐、马来酸盐、琥珀酸盐、柠檬酸盐、苯甲酸盐、水杨酸盐和抗坏血酸盐。本发明的其他酸加成盐包括但不限于：己二酸盐、藻酸盐、精氨酸盐、天冬氨酸盐、硫酸氢盐、亚硫酸氢盐、溴化物、丁酸盐、樟脑酸盐、樟脑磺酸盐、辛酸盐、氯化物、氯代苯甲酸、环戊丙酸、二葡糖酸盐、磷酸二氢盐、二硝基苯甲酸盐、十二烷基硫酸盐、富马酸盐、粘酸盐（来自粘酸）、半乳糖酸盐、葡萄糖酸盐、谷氨酸盐、甘油磷酸盐、半琥珀酸盐、半硫酸盐、庚酸盐、己酸盐、马尿酸盐、2-羟基乙磺酸盐、碘化物、羟乙磺酸盐、异丁酸盐、乳酸盐、乳糖醛酸盐、丙二酸盐、扁桃酸盐、偏磷酸盐、甲磺酸盐、甲基苯甲酸甲酯、磷酸一氢盐、2-萘磺酸盐、烟酸盐、草酸盐、油酸盐、双羟萘酸盐、果胶酸盐、过硫酸盐、苯乙酸盐、3-丙酸苯酯、膦酸盐和邻苯二甲酸盐。应认识到，游离碱形式的物理特征与各自的盐形式的物理特征明显不同，例如极性溶剂中的溶解性，但是，在本发明的目的方面，盐形式与各自的游离碱形式等效。

当本发明的化合物具有游离酸的形式时，可以通过将游离酸化合物与药学上可接受的无机或有机碱反应，可以将化合物制备为药学上可接受的碱加成盐。该类碱加成盐的实例为碱性金属氢氧化物，包括氢氧化钾、氢氧化钠和氢氧化锂；碱性土金属氢氧化物，例如氢氧化钡和氢氧化钙；碱性金属醇盐，例如乙醇钾和正丙醇钠；以及各种有机碱，例如氢氧化铵、哌啶、二乙醇胺和N-甲基谷氨酰胺。同样包括在内的还有本发明中化合物的铝盐。本发明的其他碱盐包括但不限于：铜、三价铁、二价铁、锂、镁、三价锰、二价锰、钾、钠和锌盐。有机碱盐包括但不限于伯、仲和叔胺盐，取代胺，包括自然发生的取代胺、环状胺和碱性离子交换树脂，如精氨酸、甜菜碱、咖啡因、氯普鲁卡因、胆碱、N，N'-二苄基乙二胺（二苄基乙二胺）、二环己基胺、二乙醇胺、2-二乙基氨基乙醇、2-二甲基氨基乙醇、乙醇胺、乙二胺、N-乙基吗啉、N-乙基哌啶、葡糖胺、葡萄糖胺、组氨酸、羟基胺、异丙胺、利多卡因、赖氨酸、葡甲胺、N-甲基-D-葡糖胺、吗啉、哌嗪、哌啶、聚胺树脂、普鲁卡因、嘌呤、可可碱、三乙醇胺、三乙胺、三甲胺、三丙胺和3-（羟甲基）-甲胺（氨丁三醇）。应认识到，游离酸形式的物理特征与各自的盐形式的物理特征显著不同，例如极性溶剂中的溶解性，但是，在本发明的目的方面，盐形式与各自的游离酸形式等效。

一方面，药学上可接受的盐为盐酸盐、氢溴酸盐、甲磺酸盐、对甲苯磺酸盐、乙酸盐、富马酸盐、硫酸盐、硫酸氢盐、琥珀酸盐、柠檬酸盐、磷酸盐、马来酸盐、硝酸盐、酒石酸盐、苯甲酸盐、碳酸氢盐、碳酸盐、氢氧化钠成盐、氢氧化钙成盐、氢氧化钾成盐、氨丁三醇盐及其混合物。

当本发明的化合物含有叔胺基时，可以使用如（C_1-4）烷基卤化物的药剂来制备季铵盐，例如甲基、乙基、异丙基和叔丁基氯化物、溴化物和碘化物；2-(C_1-4)烷基硫酸盐，例如二甲基、二乙基和二戊基硫酸盐；烷基卤化物，例如癸基、十二烷基、月桂基、十四烷基和十八烷酰氯化物、溴化物和碘化物；任何芳基（C_1-4）烷基卤化物，例如苄基氯和β-溴乙基苯。此类季铵盐可以用于制备该发明中溶于水和油的化合物。

氧化胺，也即N-氧化物，是一种含有季氮原子的抗癌药物，已经被研制作为前体药物[MolCancerTherapy.2004Mar;3(3):233-44]。当本发明的化合物由叔氮原子组成，可以被一些化学试剂氧化，例如过氧化氢（H₂O₂）、Caro酸或高酸，例如间氯过氧苯甲酸（mCPBA），以形成氧化胺。

本发明涵盖由所述化合物和药物辅料，以及其他传统非活性物质组成的药物组合物。任何一般用作载体或稀释剂的惰性辅剂都可能用作药物组合物的成分，例如糖、多元醇、可溶性聚合物、盐和脂质。可能会用到的糖和多元醇包括但不限于乳糖、蔗糖、甘露醇和山梨醇。可能会用到的可溶性聚合物为聚氧乙烯、泊洛沙姆、聚维酮和葡聚糖。有用的盐包括但不限于氯化钠、氯化镁和氯化钙。可能会用到的脂质包括但不限于脂肪酸、丙三醇脂肪酸酯、糖脂类和磷脂。

此外，药物组合物还可能包括粘合剂（例如阿拉伯胶、玉米淀粉、明胶、卡波姆、乙基纤维素、瓜尔胶、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、聚维酮）、崩解剂（例如玉米淀粉、马铃薯淀粉、藻酸、二氧化硅、交联羧甲基纤维素钠、交联聚维酮、瓜尔胶、羟基乙酸淀粉钠、羟乙酸钠）、各种pH值和离子强度的缓冲剂（例如tris-HCL、乙酸盐、磷酸盐）、预防吸收到表面的添加剂（如白蛋白或明胶等）、表面活性剂（例如Tween20、Tween80、PluronicF68、胆酸盐）、蛋白酶抑制剂、表面活性剂（例如月桂基硫酸钠）、渗透促进剂、增溶剂（例如甘油、聚乙二醇和环糊精）、助流剂（例如胶体二氧化硅）、抗氧化剂（例如抗坏血酸、焦亚硫酸钠、丁基羟基茴香醚）、稳定剂（例如羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素）、增粘剂（例如卡波姆、胶体二氧化硅、乙基纤维素、瓜尔胶）、甜味剂（例如蔗糖、阿斯巴甜、柠檬酸）、调味剂（例如薄荷、水杨酸甲酯或橙味剂）、防腐剂（例如硫柳汞、苄醇、对羟基苯甲酸酯）、润滑剂（例如硬脂酸、硬脂酸镁、聚乙二醇、月桂基硫酸钠）、流动性助剂（例如胶态二氧化硅）、增塑剂（例如邻苯二甲酸二乙酯、柠檬酸三乙酯）、乳化剂（例如卡波姆、羟丙基纤维素、月桂基硫酸钠）、聚合物涂层（例如泊洛沙姆或泊洛沙胺）、涂层和成膜剂（例如乙基纤维素、丙烯酸酯和聚甲基丙烯酸酯)和/或辅剂。

一个实施例中，药物组合物可以采用防止化合物从机体中快速清除的载体进行制备，例如控释配方，包括植入物和微胶囊递药系统。可以使用可生物降解和生物兼容性聚合物，例如乙烯乙酸乙烯酯、聚酐、聚乙醇酸、胶原、聚原酸酯和聚乳酸。熟练这些方法的人员熟知制备这些制剂的方法。材料可以从AlzaCorporation和NovaPharmaceuticals,Inc.购买。脂质体悬液（包括使用病毒抗原单克隆抗体靶向感染细胞的脂质体）也可以用作药学上可接受的载体。这些可以按照精通技术人员已知的方法制备，如美国专利No.4,522,811所述。

此外，本发明还包括所述异羟肟化合物的任何固体或液体形式制备的药物组合物。例如，异羟肟化合物可以是结晶形态、无定型，可以是任何粒径。粒子可以微粒化处理，或聚结成团，可以是微颗粒、粉末、油剂、油性悬液或任何其他形式的固体或液体形式。

定义：

“酰基”是指羰基上含有取代基，用结构式-C(O)-R表示，R为H、烷基、碳环、杂环、碳环取代的烷基或杂环取代的烷基，其中的烷基，碳环和杂环见本说明书的定义。酰基的例子包括烷酰基（如乙酰基）、芳酰基（如苯甲酰）和杂芳酰基。

“脂肪族”是指由碳原子排列组合而成的直链或支链基团，可能是饱和或者含有一个或多个双键或三键的部分不饱和基团。

“烷基”是指含有1～20个碳原子(如：C₁-C₁₀)的直链或支链烃。烷基的例子包括但不限于以下几种：甲基、亚甲基、乙基、乙烯基、正丙基、异丙基、正丁基，异丁基和叔丁基。“烯基”是指含有2～20个碳原子并有一个或多个双键的（如：C₂-C₁₀）直链或支链烃。烯基的例子包括但不限于以下几种：乙烯基、丙烯基和烯丙基。“炔基”是指含有2～20个碳原子并有一个或多个叁键的（如：C₂-C₁₀）直链或支链烃。炔基的例子包括但不限于以下几种：乙炔基、1-丙炔基、1-和2-丁炔基以及1-甲基-2-丁炔基。

“烷氨基”是指–N(R)-烷基，其中R可以为H、烷基、烯基、炔基、环烷基、环烯基、杂环烷基、杂环烯基、芳基或杂芳基。

“烷氧基”是指烷基与氧原子连结后生成的基团。

“烷氧羰基”是指烷氧基连接到羰基上的基团。“酮烷基”是指烷基被羰基取代的基团。

羰基可以是醛、酮、酯、酰胺、酸或氯酸。

“环烷基”指的是含3-30个碳原子的饱和烃环系统（例如C₃-C₁₂）。环烷基包括但不限于环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基和环辛基。术语“环链烯基”指的是一种含3-30个碳原子的非芳香烃环系统（例如C₃-C₁₂），有一个或多个双键。其包括环戊烯基、环己烯基和环庚烯基。

“杂环烷基”指的是非芳香环的5-8原子单环、8-12原子双环或11-14原子三环系统，有一个或多个杂原子（例如O、N、S、P或Se）。杂环烷基团包括但不限于哌嗪基、吡咯烷基、二恶烷基、吗啉基和四氢呋喃。

“杂环链烯基”指的是非芳香环的5-8原子单环、8-12原子双环或11-14原子三环系统，有一个或多个杂原子（例如O、N、S、P或Se），有一个或多个双键。

“芳基”指的是6碳单环、10碳双环和14碳三环芳香环系统。芳基团包括但不限于苯基、萘基和蒽基。术语“杂芳基”指的是芳香族的5-8原子单环、8-12原子双环或11-14原子三环系统，有一个或多个杂原子（例如O、N、S、P或Se）。杂芳基团包括吡啶基、呋喃基、咪唑基、苯并咪唑基、嘧啶基、噻吩基、喹啉基、吲哚基和噻唑基。

以上提到的烷基、链烯基、炔基、环烷基、杂环烷基、环烯基、杂环烯基、烷氨基、芳基、芳基和杂芳基包括取代和未取代的部分。烷氨基、环烷基、杂环烷基、环烯基、杂环烯基、芳基和杂芳基上可能的取代基包括但不限于C₁-C₁₀烷基、C₂-C₁₀链烯基、C₂-C₁₀炔基、C₃-C₂₀环烷基、C₃-C₂₀环烯基、C₁-C₂₀杂环烷基、C₁-C₂₀杂环烯基、C₁-C₁₀烷氧基、芳基、芳氧基、杂芳基、杂芳氧基、氨基、C₁-C₁₀烷氨基、芳氨基、羟基、卤代基、氧代基（O=）、硫代基（S=）、硫代、甲硅烷基、C₁-C₁₀烷硫基、芳硫基、C₁-C₁₀烷基磺酰基、芳基磺酰基、酰氨基、氨酰基、氨基硫代基、脒基、巯基、氨基、硫脲基、氰硫基、亚磺酰氨基、胍基、脲基、氰基、硝基、酰基、硫代基、酰氧基、脲基、氨基甲酰基、羧基和羧酸酯。另一方面，烷基、链烯基或炔基上可能的取代基包括以上所述所有取代基，但C₁-C₁₀烷基除外。环烷基、环烯基、杂环烷基、杂环烯基、芳基和杂芳基也可以彼此结合。

“氨基”是指氮上有两个取代基的基团，每个取代基上有一个氢或碳原子以阿尔法键与氮结合。除非另有说明，本发明的化合物中氨基部分可以包含已被保护的氨基衍生物。适合保护氨基的基团包括乙酰基、叔丁氧羰基、苄氧羰基等等。

“芳香族”是其中成分原子形成非饱和环系统的结构，环系统中所有原子均为sp2杂合，pi电子的总数量等于4n+2。芳香环的结构中，环原子可能是唯一碳原子，或可能包含碳原子或非碳原子（见杂芳基）。

“氨基甲酰基”是基团-OC(O)NR_aR_b，其中R_a和R_b可以各自被进一步取代，每个取代基上有一个氢或碳原子以阿尔法键与氮结合。氨甲酰基可能包括其被保护的衍生物。适合保护氨甲酰基的基团包括乙酰基、叔丁氧羰基、苄氧羰基等等。无论是未被保护的还是被保护的氨甲酰基衍生物都在本发明涵盖范围内。

“羰基”是指-C(O)-基团。羰基能被各种取代基取代形成不同的基团，包括酸、酰卤、酰胺、酯和酮等。

“羧基”是指-C(O)O-基团。含有羧基的化合物可以包括其被保护的衍生物，也就是说，羧基上的羟基被某种保护基团取代。羧基的保护基团有苄基、叔丁基等。

“氰基”为基团-CN。

“甲酰基”为基团-CH=O。

“亚胺甲基”为基团-HC=NH。

“卤代基”为氟代基、氯代基、溴代基或碘代基。

“卤代烷基”作为一个孤立基团或大基团的一部分，是指“烷基”被一个或多个“卤”原子取代，正如那些术语在本申请中所定义的。卤代烷基包括卤代烷基、二卤代烷基、三卤代烷基、高卤代烷基等等。

“羟基”为基团-OH。

“亚胺衍生物”是指衍生物组成中含有--C(NR)--部分，其中R上有一个氢或碳原子以阿尔法键与氮结合。

“同分异构体”是指那些具有相同分子式但有不同原子的结合顺序或不同的原子在空间的排列顺序的化合物。原子在空间排列顺序不同的异构体称为“立体异构体”。立体异构体中不属于彼此镜像的为“非对映体”，那些不能与镜像重叠的立体异构体称为“对映体”或“光学异构体”。一个碳原子连接四个不同取代基称为“手性中心”。有一个手性中心的化合物具有两个手性相反的对映体。两个对映体的混合物称为“消旋混合物”。

“硝基”为基团-NO₂。

“被保护的衍生物”是指活性位点被保护起来的衍生物。被保护的衍生物在制备抑制剂时非常有用。关于保护基团的完整列表见T.W.Greene,有机合成中的保护基团,第3版,JohnWiley&Sons,1999.

“取代或未取代”是指一个取代基仅包含通过共价键结合的氢(未取代)或者一个或多个通过共价键结合的非氢取代基（取代）。

“硫醚”为-S-R，其中R为H、烷基、碳环、杂环、碳环烷基或杂环烷基。个别硫化物基团为巯基、烷基硫，如二甲硫（-S-Me）；芳基硫醚，如苯硫醚；芳烷基硫醚，如苯硫醚。

“亚硫酰基”为基团-S(O)-。应注意亚硫酰基团可能会被其他取代基取代以形成不同的亚硫酰基团，包括亚磺酸、亚磺酰胺、亚硫酰基酯和亚砜。

“磺酰基”为基团-S(O)(O)-。应注意磺酰基团可能会被其他取代基取代以形成不同的磺酰基团，包括磺酸、磺胺类药物、磺酸酯和砜类。

“硫代羰基”为基团-C(S)-。应注意硫代羰基团可能会被其他取代基取代以形成不同的硫代羰基团，包括硫代酸、硫代酰胺、硫酯和硫酮。

“动物”包括人类、非人类哺乳动物（例如犬、猫、家兔、牛、马、羊、山羊、猪、鹿和类似动物），以及非哺乳动物（例如鸟，以及类似动物）。

此处所说的“生物利用度”是指给予一定剂量的药物或药物组合物后完整到达体循环的分数或百分比。一般认为药物静脉注射给药的生物利用度为100%。但是，当药物经由其他途径（如口服）给药，其生物利用度会有所降低（由于不完全吸收和首过代谢）。提高生物利用度的方法包括前药、成盐、减小粒径、络合、改变物理形态、固体分散、喷雾干燥、热熔挤出等。

“疾病”具体包括动物身上的任何不健康状况，也包括该动物由于医学治疗或兽医治疗造成的不健康状况，如治疗的“副作用”。

“药学上可接受的”是指可以用于制备药物组合物的物质，一般安全无毒，无生物学或其他不良作用，包括可用于兽药以及人类用药的物质。

“药学上可接受的盐”是指本发明中化合物的药学上可接受盐，并具备所应有的药理活性。药学上可接受的盐包括本发明中化合物与无机酸或有机酸所形成的酸盐。药学上可接受的盐还包括本发明中化合物与无机或有机碱反应所形成的碱盐。

“前药”是指能在体内代谢转化成本发明中的化合物的化合物。例如，一个含有羟基的本发明中的化合物，可以以酯的前药形式给药，该前药在体内经水解代谢后会转化成为本发明中的羟基化合物。

“药效基团”，根据国际理论化学与应用化学联合会的定义，是保证与特定生物靶标发生超分子相互作用以及触发（或阻断）其生物反应所必须的空间和电子特征的总和。例如，喜树碱是知名药物托泊替康和伊立替康的药效基团。氮芥是诸多广泛应用的氮芥药物的药效基团，例如美法仑、环磷酰胺和苯达莫司汀等。

“药学上可接受的载体”是指非毒性溶剂、分散剂、赋形剂、辅剂或与本发明化合物混合的其他材料以用于制备药物组合物，即可以给患者使用的剂型。药学上可接受的载体的例子包括一些合适的聚乙二醇（例如PEG400）、表面活性剂（例如Cremophor）或环多糖（例如羟丙基-β-环糊精或磺丁基醚β-环糊精）、聚合物、脂质体、微团、毫微球等。

“稳定性”是指一种药物保持其特性而不丧失药效的时间长短，有时也被称为保质期。影响药物稳定性的因素有：药物的化学结构、制剂中的杂质、pH值、水分含量以及诸如温度、氧化、光照和相对湿度等环境因素。改善稳定性可通过提供合适的化学和/或晶体变体（如：表面修饰可以改变表面水化动力学；不同的晶体可以有不同的属性）、辅料（如：制剂中除了具有活性成分之外的所有物料）、包装条件、储存条件等。

本发明所述药物组合物的“治疗有效量”是对受试者产生治疗作用的剂量并一定合理的疗效/风险比。治疗作用可以是客观的（即通过某些检测或标记物可测定），也可以是主观的（即受试者提供作用适应症或感觉）。药物组合物的治疗有效量范围可以从0.1mg/kg到大约500mg/kg，一般约0.2～50mg/kg比较适宜。在不同的给药途径及与其他药物联用的情况下,药物组合物的治疗有效量可能不同。然而，应理解本发明药物组合物的全天服用量应由主管医师根据其良好的医学判断而确定。任何特定患者的具体治疗有效剂量取决于各种因素，包括正在治疗的疾病,疾病的严重程度,所用具体化合物的活性；所应用的具体制剂；患者的年龄、体重、一般健康状况、性别和饮食；用药时间、用药途径和所用具体化合物的排泄速度；治疗的持续时间；与所用特定化合物联合应用或同时应用的药物；以及其它医学领域内熟知的因素。

这里所用的“治疗”是指给患有肿瘤或免疫疾病或有这个症状的受治疗者服用本发明中的化合物，目的是治愈、愈合、减轻、缓解、改变、补救、改善、提高或影响该疾病或者疾病的症状。术语“有效量”指的是对受试者产生治疗作用所需的有效药剂数量。熟悉相关领域的人应认识到，有效数量可能会不同，这取决于用药途径、赋形剂使用及与其他药物共用的可能性。

“受试者”指的是人类或非人类动物。非人类动物包括所有脊椎动物，例如哺乳动物，如非人灵长类动物（尤其是高等灵长类动物）、犬、啮齿动物（例如小鼠或大鼠）、豚鼠、猫和非哺乳动物，如鸟类、两栖类、爬行动物等。在较优的实施例中，受试者为人类。另一实施例中，受试者为实验动物，或适用于作为疾病模型的动物。

一般事项

当本发明中的化合物的水溶解性不够高时，可以使用一些相关领域已知的技术方法来增加这些化合物的水溶解,包括但不限于pH值调节和盐制剂，使用助溶剂如乙醇、丙二醇、聚乙二醇（PEG）300、PEG400、DMA（10%-30%）、DMSO（10%-20%）、NMP（10%-20%），使用表面活性剂如聚山梨酯80、聚山梨酯20（1%-10%）、CremophorEL、CremophorRH40、CremophorRH60（5%-10%）、PluronicF68/Poloxamer188（20%-50%）、SolutolHS15（20%-50%）、维生素ETPGS和d-α-生育酚PEG1000琥珀酸酯（20%-50%），使用包合物例如HPβCD和SBEβCD（10%-40%），以及使用某些先进方法，例如胶束，添加聚合物、纳米颗粒悬浮液和脂质体制剂。

“联合治疗”包括同时应用本发明的化合物与其他生物活性成分（包括但不限于另外一种不同抗肿瘤药物）和非药物疗法（包括但不限于外科手术和放疗）。例如本发明所述化合物可以与其他制药活性化合物或非药物治疗联合应用，最好那些能增强本发明所述化合物药效的药物联用。本发明所述化合物可以与其他治疗方法同时使用或者和其他疗法之前或之后使用。一般来说,联合疗法包括在单个疗程或多个疗程中使用两种或多种药物/治疗方法。

某些实施例中，本发明所述化合物与一种或多种传统化疗药剂联合应用。传统化疗药剂包括肿瘤学范畴内许多不同的治疗药物。这些药物可以在疾病的不同阶段使用，以缩小肿瘤、杀死手术后残余的癌细胞、诱导疾病缓解、维持缓解和/或减轻与癌症或其治疗有关的症状。该类药物包括但不限于烷化剂，如氮芥（例如，苯达莫司汀、环磷酰胺和美法仑）、亚硝基脲（如卡莫司汀、洛莫司汀和链脲菌素）、乙烯亚胺（例如，塞替派）、烷基磺酸盐（例如，白消安）、肼和三嗪（如六甲蜜胺、甲基苄肼、达卡巴嗪和替莫唑胺）、铂类药物（如卡铂、顺铂、奥沙利铂）、植物生物碱，如鬼臼毒素类（例如，依托泊苷）、紫杉烷类（如紫杉醇和多西他赛）、长春花生物碱（如，长春新碱、长春花碱和长春瑞滨）；抗肿瘤抗生素，如色霉素（例如，放线菌素和普卡霉素）、蒽环类药物（如阿霉素、柔红霉素、表柔比星、米托蒽醌和伊达比星），及其他各种抗生素，如丝裂霉素和博来霉素；抗代谢物如叶酸拮抗剂（例如，氨甲喋呤）、嘧啶拮抗剂（例如，5-氟尿嘧啶、阿糖胞苷、卡培他滨和吉西他滨）、嘌呤拮抗剂（例如，6-巯基嘌呤、6-硫鸟嘌呤）和腺苷脱氨酶抑制剂（例如，克拉屈滨、氟达拉滨、奈拉滨和喷司他丁）、拓扑异构酶抑制剂，如拓扑异构酶II抑制剂（例如，安吖啶、依托泊苷、磷酸依托泊苷和替尼泊苷），及其他各种抗肿瘤剂，如核糖核苷酸还原酶抑制剂（羟基脲）、肾上腺皮质类固醇抑制剂（米托坦）、抗微管药物（雌莫司汀）、类维生素A（蓓萨罗丁、异维A酸和维甲酸（ATRA））。

某些实施例中，化合物可以与一种或多种靶向抗癌药物联用，这些药物可以调节疾病各个阶段的蛋白激酶。这些激酶包括但不限于：特定的丝氨酸/苏氨酸激酶、受体酪氨酸激酶和非受体酪氨酸激酶。丝氨酸/苏氨酸激酶包括丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）、减数分裂特异性激酶（MEK）、RAF和极光激酶。受体激酶家族包括表皮生长因子受体（EGFR）（例如，HER2/neu、HER3、HER4、ErbB、ErbB2、ErbB3、ErbB4、Xmrk、DER和Let23）；成纤维细胞生长因子（FGF）受体（如FGFR1、GFF-R2/BEK/CEK3、FGF-R3/CEK2、FGF-R4/TKF和KGF-R）、肝细胞生长/散射因子受体（HGFR）（例如，MET、RON、SEA和SEX）；胰岛素受体（如IGFI-R）；Eph（例如，CEK5、CEK8、EBK、ECK、EEK、EHK-1、EHK-2、ELK、EPH、ERK、HEK、MDK2、MDK5和SEK）；Axl（例如，Mer/NYK和RSE）；RET；和血小板衍生的生长因子受体（PDGFR）（例如，PDGFα-R、PDGFβ-R、CSF1-R/FMS、SCF-R/C-KIT、VEGF-R/FLT、NEK/FLK1、FLT3/FLK2/STK-1），以及ALK。非受体酪氨酸激酶家族包括但不限于BCR-ABL（例如p43aW、ARG）；BTK（例如ITK/EMT、TEC）；CSK、FAK、FPS、JAK、SRC、BMX、FER、CDK和SYK。

某些实施例中，化合物可以与一种或多种靶向抗癌药物联用，这些药物可以调节非激酶生物学靶向物质或过程。这样的靶向物质包括DNA甲基转移酶（DNMT）、热休克蛋白（例如HSP90）、聚腺苷二磷酸核糖聚合酶（PARP）、基质金属蛋白酶（MMP）、Hedgehog信号传导蛋白质，以及farnesyl基转移酶和蛋白酶体。

某些实施例中，本发明的化合物可与一种或多种治疗药物联用，这些药物包括但不限于血管生成抑制剂、细胞凋亡促进剂（例如，BCL-xl、Bcl-w和Bfl-1抑制剂）、死亡受体途径激活剂、激素治疗、基因治疗、化疗保护剂（如阿米斯丁、美司钠、右丙亚胺）、免疫治疗剂、疫苗（例如，Sipuleucel-T）、抗体共轭物（例如brentuximabvedotin和ibritumomabtioxetan）或单克隆抗体（例如，贝伐单抗、阿仑单抗、利妥昔单抗和曲妥珠单抗）。

某些优选实施例中，目标化合物可与放射疗法或外科手术联合应用。放射剂一般通过内部途径（在癌症位点附近植入放射性材料）或外部途径使用机械实施，利用的是光子（X-线或伽马线）或粒子放射。联合疗法包括放射治疗时，放射治疗可以适时进行，这样可以从治疗药物和放射治疗联合的协同作用中获得有益疗效。例如，某些特殊情况下，放射治疗剂与治疗药物应用之间暂时分开数天或数周后，仍可以获得有益疗效。

某些优选实施例中，本发明化合物与一种或多种传统化疗药剂、靶向抗癌药物、单克隆抗体、免疫治疗剂、抗体结合物、基因治疗、癌症疫苗、血管生成抑制剂、细胞凋亡促进剂、死亡受体途径活化剂、激素疗法、化疗保护剂治疗、放射疗法或外科手术联合应用。例如，所述联合疗法包括应用本发明所述化合物与一种或多种以下药物，如阿巴瑞克、阿比特龙乙酸盐、阿地白介素、阿仑单抗、六甲蜜胺、阿那曲唑、天门冬酰胺、贝伐单抗、蓓萨罗丁、比卡鲁胺、博莱霉素、硼替佐米、brentuximabvedotin、白消安、卡培他滨、卡铂、卡莫司汀、西妥昔单抗、苯丁酸氮芥、顺铂、克拉屈滨、克罗拉滨、氯米芬、克里唑蒂尼、环磷酰胺、达沙替尼、柔红霉素脂质体、地西他滨、加瑞克、尼白介素、狄诺塞麦、多西紫杉醇、阿霉素、阿霉素脂质体、表柔比星、甲磺酸艾日布林、厄洛替尼、雌莫司汀、依托泊苷磷酸盐、依维莫司、依西美坦、氟达拉滨、氟尿嘧啶、福莫司汀、氟维司群、吉非替尼、吉西他滨、吉妥单抗、戈舍瑞林乙酸盐、组氨瑞林乙酸盐、羟基脲、替伊莫单抗、伊达比星、异环磷酰胺、伊马替尼甲磺酸盐、干扰素α2a、易普利姆玛、伊沙匹隆、二甲苯磺酸拉帕替尼、来那度胺、来曲唑、亚叶酸钙、亮丙瑞林乙酸盐、左旋咪唑、洛莫司汀、氮芥、美法仑、氨甲喋呤、丝裂霉素C、米托蒽醌、奈拉滨、尼洛替尼、奥沙利铂、紫杉醇、紫杉醇蛋白质结合颗粒、帕米膦酸钠、帕尼单抗、培门冬酶、聚乙二醇干扰素α-2b、培美曲塞二钠、喷司他丁、雷洛昔芬、利妥昔单抗、索拉非尼、链脲佐菌素、马来酸舒尼替尼、他莫昔芬、替西莫司、替尼泊苷、沙利度胺、托瑞米芬、托西莫单抗、曲妥珠单抗、维甲酸、乌拉莫司汀、凡德他尼、威罗菲尼、长春瑞滨、唑来膦酸盐、放射疗法或外科手术。

本发明化合物可使用各种用药方法。本发明的化合物可以单独或与其他药物同时服用，用药方法包括口服、肠道外给药、腹腔内给药、静脉注射、动脉注射、经皮注射、舌下给药、肌肉注射、直肠给药、口含化、鼻内用药，或吸入、阴道内用药、眼内用药，局部用药（例如通过导管或支架），皮下、膝关节内、关节内或鞘内用药。本发明化合物也可以缓慢释放型剂型使用或与其他方法共用。化合物可以是气态、液态、半液态或固态，根据适于所采用的用药途径的方式配制。口服用药时，适当的固体口服剂型包括片剂、胶囊、药丸、颗粒、微球、药袋和泡腾剂、粉末和类似物。适当的液体口服药剂包括溶液、悬液、分散剂、乳剂、油剂和类似物。胃肠外用药时，一般使用重新配制的冻干粉末。

本发明进一步提供了用于预防和治疗肿瘤疾病或免疫疾病的方法。一个实施例中，本发明叙述了一种治疗肿瘤疾病或免疫疾病的方法，其中包括给予一位患者所需有效剂量的本发明化合物。另外一个实施例中，本发明进一步提供了使用本发明化合物来制造消除或减轻肿瘤疾病或免疫疾病的药物的方法。

肿瘤疾病包括但不限于肺癌、头颈部癌、中枢神经系统癌、前列腺癌、睾丸癌、大肠癌、胰腺癌、肝癌、胃癌、胆道癌、食道癌、胃肠道间质瘤、乳腺癌、子宫颈癌、卵巢癌、子宫癌、白血病、淋巴瘤、多发性骨髓瘤、黑色素瘤、基底细胞癌、鳞状细胞癌、膀胱癌、肾癌、肉瘤、间皮瘤、胸腺瘤、骨髓增生异常综合征和骨髓增殖性疾病。

众所周知，免疫抑制作用是很多传统化疗的主要副作用。但是在低剂量下，环磷酰胺可以用于治疗免疫疾病，例如多发性硬化症、类风湿性关节炎和抑制移植物排斥反应（EmadiA,etal,NatRevClinOncol.2009Nov;6(11):638-47;PeriniP,etal.NeurolSci.2008Sep;29Suppl2:S233-4），同时也广泛用于骨髓移植方案，以及用于治疗难治性重度自身免疫疾病，例如全身性红斑狼疮（SLE）、微小病变、严重的类风湿关节炎、韦格纳肉芽肿病（商品名：癌得星）、硬皮病、多发性硬化症（商品名：Revimmune）。此外，近期HDAC已经成为免疫性疾病治疗的一个很有希望的治疗靶[SzyfM.ClinRevAllergyImmunol.2010Aug;39(1):62-77]。因此，不难想象可以使用低剂量的本发明化合物治疗免疫性疾病。

在优选实施例中，下述疾病中选择免疫性疾病，包括移植器官和组织排斥反应、移植物-抗宿主疾病、非自身免疫性炎症性疾病、自身免疫疾病等，而从以下疾病中选择自身免疫疾病，包括急性播散性脑脊髓炎、阿狄森氏病、强直性脊柱炎、抗磷脂抗体综合征、自身免疫性溶血性贫血、自身免疫性肝炎、自身免疫性内耳病、大疱性类天疱疮、腹腔病、南美锥虫病、慢性阻塞性肺病、变应性肉芽肿性血管炎、皮肌炎、克罗恩病、1型糖尿病、子宫内膜异位症、肺出血肾炎综合征、甲状腺功能亢进、格林-巴利综合征、桥本病、化脓性汗腺炎、特发性血小板减少性紫癜、间质性膀胱炎、红斑狼疮、硬斑病、多发性硬化症、重症肌无力症、发作性睡病、神经性肌强直、寻常型天疱疮、恶性贫血、多发性肌炎、原发性胆汁性肝硬化、牛皮癣、银屑病关节炎、类风湿关节炎、精神分裂症、硬皮病、颞动脉炎、血管炎、白癜风、韦格纳肉芽肿病等。

应理解，本发明不限于本文中所显和所述的特别实施例，本发明同时涵盖那些不背离权利要求中定义的发明范围的各种改变和修饰。

一般的合成方法

本发明所述的具有HDAC抑制作用的喜树碱衍生物可以通过一系列化学反应来制备。必需的起始材料可以通过标准的有机化学反应获得。以下合成方案和实例可以更好地理解本发明的化合物和合成工艺，这些合成方案和实例只用作本发明的具体例子，但并不限定本发明范围。熟悉本技术领域的人员可以对这些实施例进行的各种显而易见的改变和修饰，包括但不限于化学结构、取代基、衍生物和/或本发明所述方法的改变和修饰。

作为一个例子，通式为的化合物可以根据合成路线

图1所示的步骤制备。线路图1中的R1、R2、R3和m与以上概要部分所述内容相同。

起始原料A首先被转化为中间体B，然后通过标准有机反应转化为中间体C。此后，N-羟基邻苯二甲酰亚胺（D）可以与二氢吡喃反应，提供高产率的中间体（E）。中间体（E）可以与联氨在MeOH中发生反应，生成中间体（F），然后与中间体（C）反应，提供关键中间体G。G和喜树碱H的反应生成了中间体I，最后在酸中发生水解以提供目标化合物J。

方案1中，关键原料H可以从市场购买。例如，以下表格中的化合物H-1到H-10可以从市场购买。其他起始原料H可以通过标准有机化学合成来获得。例如，Claisen重排后，在碱存在的情况下（一般为K₂CO₃），可以在市售起始材料H-1（10-羟基-喜树碱）和烷基溴之间进行醚化反应来生成H-11。在无水乙醇中，使用PtO₂的H₂还原市售起始材料H-5来制备H-12。

原料H-13可以根据下述合成路线2制备；喜树碱与Tbdms-H、（t-BuO）₂和t-BuSH在回流二恶烷中反应生成7-甲硅烷基喜树碱，在热乙酸溶液中使用过氧化氢处理生成氮氧化物。最后，该化合物在二恶烷/硫酸中通过光解作用异构化，以获得甲硅烷基化的10-羟基喜树碱（H-13）。

原料H-14可以根据下述合成路线3制备：在硫酸亚铁或过氧化氢存在的情况下，喜树碱和3-（三甲基硅烷基）丙醛反应生成7-（2-三甲基硅烷基乙基）喜树碱，在热乙酸溶液使用过氧化氢处理后生成氮氧化物。最后，该化合物在二恶烷/硫酸中通过光解作用异构化，以获得甲硅烷基化的10-羟基喜树碱（H-14）。

原料H-15可以根据下述合成路线4制备：10-羟基喜树碱（4-1）与Ac2O和吡啶反应生成二乙酸盐（中间体4-2）。在甲醇硫酸中，中间体4-2与过氧化氢和硫酸亚铁进行烷基化反应，生成7-羟甲基喜树碱（中间体4-3）。中间体4-3与乙酸后续加热生成乙醛（中间体4-4）。通过使用其他阳离子试剂处理7-羟甲基喜树碱可以观察到相似的氧化作用，这些阳离子试剂包括H₂SO₄、BF₃·Et₂O、POCl₃、SOCl₂、TsCl和PPh₃-CCl₄。此后，7-醛喜树碱与O-叔丁羟胺盐酸盐在乙醇吡啶中发生缩合，生成对应的肟（中间体4-5）。最后，中间体4-5与甲醇中的NaOMe或乙醇中的HCl反应，脱去乙酰基，生成目标化合物（H-15）。

一般来说，原料H-16可以通过耦合5-A和三环三酮（5-B）制备，具体如方案5所示。5-A可以通过标准有机化学反应制备，其中保护基团可以是甲硅烷醚。三环三酮5-B的合成可以参考JOrgChem（1997,62(19):6588）。

作为另一个实例，通式为的化合物可以根据合成路线图6所示的步骤制备。线路图6中的R₁、R₂、R₃和m与以上概要部分所述内容相同。

起始原料6-1首先水解为中间体6-2，然后与O（四氢-2H-吡喃-2-羟基）羟胺耦合，生成乙醇中间体6-3。此后，根据B.Akhlaghinia（Synthesis,2005,1955-1958）报告的方法，乙醇中间体6-3将被转换为异氰酸酯中间体6-4。6-4与喜树碱H耦合生成中间体6-5，最后在酸中发生水解以生成目标化合物6-6。

或者，异氰酸酯中间体6-4可以根据下述方案6A制备。起始原料6A-1可以与O-（四氢-2H-吡喃-2-烃基）羟胺发生耦合，然后脱去胺的保护基而生成中间体6A-2，然后后者通过标准有机反应转换为6-4。

作为另一个实例，通式为的化合物可以根据合成路线图7所示的步骤制备。线路图7中的R₁、R₂、R₃和n,o与以上概要部分所述内容相同。

通过Pd-催化耦合甲基丙烯酸酯和起始原料7-1，然后进行胺基团的去保护反应，从而制备肉桂酸中间体7-2。此后，中间体7-2与适当卤代醇发生反应，生成中间体7-3，后者进行水解，然后对胺进行保护以生成羧酸中间体7-4。根据B.Akhlaghinia（Synthesis,2005,1955-1958）报告的方法，中间体7-4与O-（四氢-2H-吡喃-2-烃基）羟胺发生反应，生成乙醇中间体7-5，然后转化为异氰酸酯中间体7-6。7-5与喜树碱H的耦合生成了中间体7-7，最后在酸中水解以生成目标化合物7-8。

或者，异氰酸酯中间体7-6可以根据下述方案7A制备。肉桂酸盐中间体7A-2可以通过Pd催化耦合甲基丙烯酸盐和起始原料7A-1来制备。此后，中间体7A-2会发生水解作用，以生成7A-3，后者与O-（四氢-2H-吡喃-2-烃基）羟胺缩合生成中间体7A-4。中间体7A-4去保护后生成中间体7A-5，后者可以与适当的卤代烷醚发生反应以生成中间体7A-6。在胺的保护和去保护过程后，中间产品7A-6可以被转化为7A-7，然后后者通过标准有机反应转化为异氰酸酯7-6。

作为另一个例子，通式为的化合物可以根据合成路线图7B所示的步骤制备。线路图7B中的R₁、R₂、R₃和p与以上概要部分所述内容相同。

肉桂酸盐中间体7B-2可以通过Pd催化耦合甲基丙烯酸盐和起始原料7B-1来制备。此后，中间体7B-2会发生水解作用，生成羧酸中间体7B-3，后者与O-（四氢-2H-吡喃-2-烃基）羟胺缩合，并对胺保护基团去保护后生成乙醇中间体7B-4。通过标准有机反应，可以将中间体7B-4转化为异氰酸酯中间体7B-5。7B-5和喜树碱H的缩合生成了中间体7B-6，然后在酸中发生水解以生成目标体7B-7。

作为另一个实例，通式为的化合物可以根据合成路线图8所示的步骤制备。线路图8中的R₁、R₂、R₃与以上概要部分所述内容相同。

起始原料8-1首先被转化为中间体8-2，然后通过标准有机反应转化为中间体8-3。此后，8-3可以与O-（四氢-2H-吡喃-2-烃基）羟胺缩合，去保护后生成关键中间体8-5。中间体8-5然后可以转化为酰基氯化物中间体8-6。8-6与喜树碱H缩合生成中间体8-7，然后在酸中发生水解以生成目标化合物8-8。

作为另一个例子，通式为的化合物可以根据合成路线图8A所示的步骤制备。线路图8A中的R₁、R₂、R₃与以上概要部分所述内容相同。

起始原料8A-1首先被转化为中间体8A-2，然后通过标准有机反应转化为中间体8A-3。此后，8A-3可以与O-（四氢-2H-吡喃-2-烃基）羟胺缩合以生成中间体8A-4，后者去保护后生成关键中间体8A-5。中间体8A-5然后被转化为磺酰基氯化物中间体8A-6。8A-6和喜树碱H缩合生成中间体8A-7，然后在酸中发生水解以生成目标化合物8A-8。

作为另一个子例，通式为的化合物可以根据合成路线图8B所示的步骤制备。线路图8B中的R₁、R₂、R₃与以上概要部分所述内容相同。

起始原料8B-1首先被转化为中间体8B-2，然后通过标准有机反应转化为中间体8B-3。此后，8B-3可以与O-（四氢-2H-吡喃-2-烃基）羟胺缩合以生成中间体8B-4，后者去保护后生成关键中间体品8B-5。然后中间体8B-5将转化为异氰酸酯中间体8B-6。8B-6和喜树碱H缩合生成中间体8B-7，然后在酸中发生水解以生成目标化合物8B-8。

实施例

在本发明中的核磁共振数据，1H核磁共振谱采集自瓦里安VXR-200(200MHz,¹H)、瓦里安Gemini-300(300MHz)或XL400(400MHz)，数据用相对于四甲基硅烷的位移(用ppm表示)、质子数、谱峰多重性和偶合常数（用Hz表示）表示。高效液相色谱数据，是用安捷伦1100系统采集。LC/MS数据，是用安捷伦6210TOFLC/MS或应用生物系统公司的API-100质谱仪和岛津SCL-10ALC色谱柱：AltechplatinumC₁₈（3μm，33mm×7mmID）。样品洗脱是用0～100%乙腈/200mM醋酸铵溶液（pH4.50）进行梯度洗脱，采集时间为10分钟，流速为3.0毫升/分钟。用二极管阵列检测器采集240～400nm的色谱图。

实例1：CY-700的合成

9-1的合成：向7-溴庚酸乙酯（2.0g，8.43mmol，1eq）的EtOH（15mL）和H₂O（10mL）溶液中添加LiOH（2.0g，83.3mmol，10eq）。混合物在室温下隔夜搅拌。混合物使用2N水性盐酸中和，在冰浴中冷却，混合物使用EtOAc萃取。分离EtOAc层，用水和盐水清洗，并在Na₂SO₄上干燥。真空过滤和浓缩生成1.7g（96%）7-溴庚酸，为一种白色固体。

9-2的合成：向以上获得的7-溴庚酸（1.7g，8.13mmol）的CH₂Cl₂（30mL）悬液中添加草酰氯（2.13mL，24.39mmol）和催化量的DMF。混合物在室温下隔夜搅拌。通过真空蒸发去除溶剂，生成1.84g（100%）7-溴庚盐酸盐，为一种黄色固体。

9-3的合成：向N-羟基邻苯二甲酰亚胺的CH₂Cl₂（70mL）和二恶烷（80mL）溶液中添加二氢吡喃（6.16mL,67.6mmol）和p-甲苯磺酸（200mg）。生成的溶液在室温下隔夜搅拌。缓慢添加饱和碳酸氢钠淬灭反应（100mL）。分离后，有机层使用卤水清洗，并在硫酸钠上干燥。真空下移除溶剂，生成13.4g（88%）2-（四氢-2H-吡喃-2-氧基）异吲哚啉-1,3-二酮，为一种白色固体。

9-4的合成：向2-（四氢-2H-吡喃-2-氧基）异吲哚啉-1,3-二酮（13.4g，54.25mmol，1.00equiv）的MeOH溶液（200mL）中添加联氨（6mL）。生成的溶液在60℃油浴中搅拌30分钟。反应混合物使用水浴/冰浴冷却。过滤掉固体。生成的混合物在真空下浓缩。这样生成了5.6g（88%）H₂N-O-THP，一种无色液体，在4℃时固化并储存。

9-5的合成：向H₂N-O-THP（1.0g，8.54mmol）和三乙胺（2.46g，24.39mmol）的CH₂Cl₂（20mL）溶液中逐滴添加从以上CH₂Cl₂（10mL）溶液获得的7-溴庚盐酸盐（1.84g，8.13mmol），并在冰浴中冷却。混合物在室温下搅拌1小时。在硫酸镁中干燥之前，使用EtOAc稀释该混合物，并使用水性饱和碳酸氢盐、水和盐水清洗。真空下过滤和浓缩，使用硅胶闪式柱层析（正己烷/EtOAc=3/1）提纯，得到1.3g（52%）7-溴-N-（四氢-2H-吡喃-2-氧基）-庚酰胺，为一种黄色固体。

9-6的合成：向无水的SN-38CH₃CN（1.0g，2.55mmol）和碳酸钾（1.0g，7.24mmol）悬液中添加H₂N-O-THP（1.0g，3.24mmol），在60℃下搅拌反应混合物18小时。使用EtOAc（500mL）稀释反应混合物，并过滤，有机相在真空中浓缩，通过硅胶闪式柱层析提纯（MeOH/EtOAc=1/30），生成250mg（16%）化合物6，此为一种黄色固体。

CY-700的合成：向化合物9-6（250mg，0.4mmol）的二恶烷溶液（15mL）中添加5mL浓酸盐。生成的溶液在室温下搅拌1小时。反应混合物在真空下浓缩。残余物使用MeOH/Et2O再结晶，生成大约60mg（28%）CY-301，为一种黄色固体。纯度>95%，HNMR（300MHz，CD3OD，ppm）：δ8.03(1H,d)，7.59(1Hs)，7.47-7.39(2Hm)，5.24(2Hs)，4.19-4.15(2Hm)，3.22-3.20(2Hm)，2.18-2.15(2Hm)，1.98-1.30(12Hm)，1.25-1.21(3Ht)，1.11-0.99(3Ht)；LCMS：536[MH⁺]。

以下化合物用与方案1、6、7、7B、8、8A和8B所述类似的方法制备获得：

生物学测试：

(a)组蛋白脱乙酰基酶活性的抑制

以下的HDAC酶活性测试方法用以测定本发明的化合物的酶学活性（HDAC-1、2、3、4、5、6、7、8、9、10和11）。本实验中使用的HDAC缓冲液的配制如下：25mMHEPES，pH8.0，137mM氯化钠，2.7mM氯化钾，1mM氯化镁。底物为50mM溶于二甲基亚砜的Boc-Lys(Ac)-AMC(Fluor-de-Lys底物,货号#KI-104)。组蛋白去乙酰化酶在缓冲液的浓度为4μg/mL。首先,往2ul化合物的溶液中加入13ul的HDAC缓冲液稀释,转移至反应板。接着加入20μl含有4μg/ml的蛋白去乙酰化酶的缓冲液,于室温预反应10min(预反应体积为35μl)。然后加入15μl底物，温度升至37℃开始反应。反应总体积为50μl。20min后加入50μl显色剂终止反应，显色剂(Fluor-de-Lys显色剂,货号#KI-105)由Biomol公司提供。反应板室温下置暗处反应10min后读数（λ_EX=360nm,λ_Em=470nm,截止滤光片435nm)。HDAC抑制剂SAHA作为该实验的参考化合物。此实验中对待测化合物的一系列浓度进行测定后，就可以确定待测化合物HDAC的IC50数值。虽然本发明中的化合物的HDAC抑制特性随着化合物结构不同而有所不同，但是这些化合物一般都具有IC50为1–1000nM的活性范围。

例如，以下表格显示了喜树碱衍生物伊立替康及其具有的HDAC抑制功能的衍生物CY-700化合物的结构。伊立替康和CY-700都具有可以抑制拓扑异构酶I喜树碱药效基团。表格中的HDACIC50数值清楚地表明CY-700是一种强有效的HDAC抑制剂。因此，CY-700是第一个能同时抑制拓扑异构酶通路和HDAC通路的双功能半合成喜树碱/HDAC抑制剂。

(b)体外抑制癌细胞增殖实验：

癌细胞抑制增殖实验采用PerkinElmerATPlite^TM发光检测系统。把不同浓度的化合物样品置于Costar96孔板中，每个孔里放置1万个肿瘤细胞，加入5%FBS后放置72h。接着将5毫升底物缓冲冲调液加入底物冻干粉瓶中，并轻轻搅拌，直到获得均匀细胞裂解溶液为止。然后取50μL细胞裂解液加至微孔板每孔的100μL细胞悬液中，将微孔板置于轨道式摇拌器以700rpm振荡5min。最后，用珀金埃尔默微孔板TopCount闪烁计数器读数。此实验对一个化合物的一系列浓度进行测定，就可以确定该化合物抑制肿瘤细胞系的IC50。

伊立替康（FDA批准的喜树碱衍生物）和CY-700（双功能喜树碱/HDAC抑制剂）在53种不同的癌细胞株中进行了体外癌细胞抑制增殖实验，包括乳腺癌、肾脏癌、非小细胞肺癌、结肠癌、白血病、多发性骨髓瘤、卵巢癌、前列腺癌、黑色素瘤、中枢神经系统肿瘤的细胞株。本发明人惊喜地发现，CY-700对其中的47种癌症细胞系比伊立替康具有更好的体外药效。以下表格列出了16种癌症细胞系，其中CY-700的体外药效至少是伊立替康的5倍。这些结果清楚地表明，与母体药物伊立替康比较，CY-700（双功能喜树碱/HDAC抑制剂）具有显著改善的抗癌效果。

(c)动物体内药效研究：

因为与CY-700比较，CY-705具有相似的活体外活性和显著较好的水溶性，因此CY-705被选中用于MX-1（乳腺癌）、H460（NSCLC）、MBA-MD-435（黑色素瘤）、HCT-116（结肠癌）、HepG2（肝癌）、Mia-Paca-2（胰腺癌）、PC-3（前列腺癌）异种移植肿瘤模型和其他癌症模型的动物体内研究。实验一般使用6-8周龄的无胸腺裸鼠（CD-1nu/nu），并培养至少7天。然后癌细胞移植到裸鼠上，根据肿瘤类型，一般在植入后2周可以看到肿瘤。肿瘤尺寸达到大约100-200mm3时，对肿瘤尺寸和外形明显的动物随机化分组，每组8只小鼠，1个对照组和治疗组。给药方案根据每项研究的目的和时间不同而不同，一般持续3-4周。每周对肿瘤尺寸和体重测定3次。除了测定肿瘤尺寸的改变，最后一次肿瘤测定结果将用于计算成肿瘤变化的比率（T/C数值），这是由美国国家癌症研究所为异种移植物肿瘤评估制定的标准评定方法。大多数病例中，使用以下公式计算%T/C数值：如果ΔT>0，%T/C=100×ΔT/ΔC。然而，肿瘤退化时（ΔT<0），则使用以下公式：%T/T0=100×ΔT/T0。数值<42%被认为是疗效显著。

Claims (4)

1.一种具有下列结构通式(I)的化合物，或其药学上可接受的盐：

其中，Z为O；每个R₁和R₂各自独立地为H、烷基、烷基-NR_cR_c，其中每个R_c各自独立地为H、烷基；R₃为H或F；L为-(CH₂)_m–，其中m为5或6；所述烷基为C₁-C₁₀的烷基。

2.权利要求1中的化合物或其药学上可接受的盐，其中化合物为

3.权利要求2中的化合物或其药学上可接受的盐，其中化合物为

4.一种药物组合物，其中含有权利要求1中所述的任一化合物和药学上可接受的载体。