CN104876855A - 脱氧吉瑞霉素和d-阿拉伯胶素醇类似物及使用方法 - Google Patents

脱氧吉瑞霉素和d-阿拉伯胶素醇类似物及使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及脱氧吉瑞霉素和D-阿拉伯胶素醇类似物及使用方法。本发明提供通过多种方法制备的新的亚氨基糖化合物。在某些情况中，新的亚氨基糖为脱氧吉瑞霉素类似物。例证性的制备方法包括使醛与哌啶基或者吡咯烷基化合物的缩合反应。亚氨基糖化合物可用于抑制葡糖苷酶。

Description

脱氧吉瑞霉素和D-阿拉伯胶素醇类似物及使用方法
本申请是申请号为“200780027372.1”，发明名称为“脱氧吉瑞霉素和D-阿拉伯胶素醇类似物及使用方法”的发明专利申请的分案申请。
发明领域
本发明一般涉及N-烷基化亚氨基糖类似物，它们的制备和它们的用途。更具体地讲，包括脱氧吉瑞霉素(deoxynojirimycin)和D-阿糖醇(arabinitol)的类似物、新的制备方法、包含这样的类似物的组合物和用途。
发明背景
脱氧吉瑞霉素(DNJ)和该化合物的某些N-烷基化修饰物为有效的内质网(ER)α-葡糖苷酶I和II抑制剂。(T.D.Butters，等.用于选择性控制N-连接的糖基化作用和鞘糖脂生物合成的亚氨基糖的分子要求(Molecular Requirements of Imino Sugars for the SelectiveControl of N-Linked Glycosylation and GIy cosphingolipid Biosynthesis)，11Tetrahedron：Asymmetry 113-124(2000).)。亚氨基糖迅速和有效地穿透质膜，以使细胞溶胶中的亚氨基糖的浓度与细胞外的浓度平衡。(H.R.Mellor，等，脱氧吉瑞霉素类似物的胞内作用：鞘糖脂生物合成的摄取、保留和抑制作用(Cellular Effects of Deoxynojirimycin Analogues：Uptake，Retention and Inhibition of Glycosphingolipid Biosynthesis)，381Biochem.J.861-866(2004).)。
在细胞溶胶中，亚氨基糖直接与抑制糖脂生物合成的顺式-高尔基氏体的胞质侧的神经酰胺特异性葡糖基转移酶相互作用。然而，为了调节通过葡糖苷酶抑制作用的N-连接的加工，亚氨基糖必须进入ER腔。进入ER的速率是未知的，但可假设ER腔中的亚氨基糖浓度比外源性提供给细胞的低得多。对此的证据来自于其中需要抑制ER葡糖苷酶I的浓度已经被测量的试验，通常需要该浓度为体外抑制纯化酶的浓度的1,000-10,000倍。(L.A.van den Broek等，氧代N-烷基1-脱氧吉瑞霉素衍生物的合成：氮杂糖α-葡糖苷酶抑制剂显示抗病毒(HIV-1)和免疫抑制活性(Synthesis of Oxygen-Substituted N-alkyl1-Deoxynojirimycin Derivatives：Aza Sugar a-Glucosidase InhibitorsShowing Antiviral(HIV-1)and Immunosuppressive Activity)，113 Recueildes Travaux Chimiques des Pays-Bas 507-516.(1994).)。
在进入ER腔内之后，DNJ类似物抑制α-葡糖苷酶I和II诱导的葡萄糖残基的除去，形成含有不能与伴侣钙联接蛋白(calnexin)和钙网蛋白相互作用的过度糖基化N-连接的低聚糖的蛋白质，伴侣钙联接蛋白和钙网蛋白两者参与蛋白质折叠质量控制。(R.G.Spiro等，分子伴侣蛋白、钙网蛋白的凝集素样性质的定义及其与来自大鼠肝高尔基体的内型甘露糖苷酶共纯化的证实(Definition ofthe Lectin-likeProperties of the Molecular Chaperone，Calreticulin，and Demonstrationof Its Copurification with Endomannosidase from Rat Liver Golgi，271 J.Biol.Chem.11588-11594(1996).)。某些含有过度糖基化聚糖的蛋白质仍可以通过内型-α(1，2)甘露糖苷酶在高尔基氏体中加工，因此在由葡糖苷酶抑制作用引起的低聚糖加工中防止阻断发生。(K.Fuiimoto，K.等，α-葡糖苷酶II-缺乏的细胞采用内型α-甘露糖苷酶作为N-连接的低聚糖加工的旁路途径(α-GlucosidaseII-deficient Cells UseEndoα-Mannosidase as a Bypass Route for N-Linked OligosaccharideProcessing)，266J.Biol.Chem.3571-3578(1991)；S.E.Moore等，高尔基体内型-α-D-甘露糖苷酶提供用于形成糖蛋白的复合体N-连接的低聚糖的不依赖葡糖苷酶的途径的证实(Demonstration That GolgiEndo-α-D-mannosidase Provides a Glucosidase-independent Pathway forthe Formation of Complex N-Linked Oligosaccharides of Glycoproteins)，265J Biol.Chem.13104-13112(1990).)。
自ER除去错误折叠的蛋白质并且产生游离的低聚糖(FOS)为正常的细胞过程。钙联接蛋白-或者钙网蛋白依赖的，异常折叠的蛋白质和过度糖基化的异常折叠蛋白质最后被转运出ER，通过Sec61p通道进入细胞溶胶(E.J.Wiertz等，Sec61介导的膜蛋白自内质网迁移至蛋白酶体破坏(Sec61-mediated Transfer of a Membrane Protein fromthg Endoplasmic Reticulum to the Proteasome for Destruction)，384Nature 432-438(1996))，在那里通过胞质肽释放N-连接的低聚糖：N-聚糖酶(glycanase)(PNGase)(它可以或者不可以直接与Sec61p通道相互作用)产生FOS。(G.Li等，脱糖基化酶，小鼠肽N-聚糖酶与蛋白酶体相互作用的多种模式(Multiple Modes of Interaction of theDeglycosylation Enzyme，Mouse Peptide N-glycanase，with theProteasome)，102Proc.Natl.Acad.Sci.USA 15809-15814(2005)；Spiro，R.G.，N-连接的多甘露糖低聚糖在靶向性糖蛋白的内质网相关降解中的作用(Role of N-linked Polymannose Oligosaccharides in TargetingGlycoproteins for Endoplasmic Reticulum-associated Degradation)，61Cell Mol.Life Sci.1025-1041(2004).)。蛋白质选择性自ER排出至细胞溶胶，随后被蛋白酶体降解的这一过程被称为ER-相关降解(ERAD)。在细胞质中产生的FOS通过胞质酶例如内型-R-N乙酰氨基葡糖苷酶(EnGNase)(T.Suzuki等，内型-β-N-乙酰氨基葡糖苷酶，一种参与细胞溶胶中游离低聚糖加工的酶(Endo-β-N-acetylglucosaminidase，anEnzyme Involved in Processing of Free Oligosaceharides in the Cytosol)，99Proc.Natl.Acad.Sci.USA 9691-9696(2002))和细胞溶胶的α-甘露糖苷酶(V.A.Shoup等，大鼠肝细胞溶胶的α-D-甘露糖苷酶的纯化和性质(Purification and Characterization of thg α-D-Mannosidase of RatLiver Cytosol)，251J Biol.Chem.3845-3852(1976))起作用，最后形成转运至溶酶体的MansGlcNAc1(M5N)种类。然而，葡糖基化的FOS据说不能进入溶酶体降解(A.Saint-Pol等，游离的多甘露糖型低聚糖的细胞溶胶至溶酶体转运(Cytosol-to-lysosome Transport of FreePolymannose-type Oligosaccharides)，274J.Biol.Chem.13547-13555(1999))，并且它们的最终结果有待被测量。其他小的、但是可检测量的FOS包括Glc1Man5GlcNAc1存在于细胞中，除M5N外，还表示ERAD的正常默认途径。(H.R.Mellor等，脱氧吉瑞霉素类似物的胞内作用：N-连接的低聚糖加工的抑制作用和游离的葡糖基化低聚糖的生成(Cellular Effects of Deoxynojirimycin Analogues：InhibitionofN-Linked Oligosaccharide Processing and Generation of FreeGlucosylated Oligosaccharides)，381Biochem.J.867-875(2004).)。
测定当在抑制剂存在下蛋白质在ER中折叠时，α-葡糖苷酶-介导的N-连接低聚糖的水解速率的基于细胞的ERα-葡糖苷酶试验的开发，揭示了低聚糖中间体在生物合成途径中的重要原理，并且可用于预测蛋白质错误折叠的效力；一种方法已被建议用作抑制病毒感染性的潜在疗法。(R.A.Dwek等，靶向葡糖基化作为治疗方法(Targeting Glycosylation as a Therapeutic Approach)，1Nat.Rev.DrugDiscov.65-75(2002).)。
概述
一方面，提供式I和II的新的亚氨基糖类化合物：
其中R为：
其中R’为：
R1为取代或未取代的烷基；
R2为取代或未取代的烷基；
W1-4独立地选自氢、取代或未取代的烷基、取代或未取代的卤代烷基、取代或未取代的链烷酰基、取代或未取代的芳酰基或者取代或未取代的卤代链烷酰基；
X1-5独立地选自H、NO2、N3或者NH2；
Y不存在或者为取代或未取代的C1-烷基，除羰基外；
Z选自键或者NH；
条件是当Z为键时，Y不存在，和
条件是当Z为NH时，Y为取代或未取代的C1-烷基，除羰基外；和
Z’为键或者NH。
另一方面，提供用于制备式III化合物的方法，
该方法包括使式IV化合物：
与式V化合物缩合
其中，
R’为：
Q为不存在或者为CH，
条件是如果Q为不存在，那么OW1也不存在。
R2为取代或未取代的烷基；
W1-4独立地选自氢、取代或未取代的烷基、取代或未取代的卤代烷基、取代或未取代的链烷酰基、取代或未取代的芳酰基或者取代或未取代的卤代链烷酰基；
X1-5独立地选自H、NO2、N3或者NH2；和
Z’选自键或者NH。
另一方面，提供用式I、式II、式III化合物、它们的盐或它们中任何两种或更多种的混合物抑制α-葡糖苷酶的方法。
在还一方面，提供通过使α-葡糖苷酶与式I、式II、式III化合物、它们的盐或它们中任何两种或更多种的混合物接触来抑制自低聚糖除去葡萄糖残基的方法。
另一方面，提供用于抑制哺乳动物的病毒感染的方法，该方法包括使被病毒感染的哺乳动物细胞与有效抑制病毒的量的式I化合物、式II化合物、式III化合物、它们的药学上可接受的盐或者它们中的任何两种或更多种的混合物接触。
绘图的简短描述
图1显示了自对照细胞(a)、NAP-DNJ(50μM)处理的细胞(b)、DNP-DNJ(50μM)处理的细胞(c)和NB-DNJ(1mM)处理的细胞(d)分离的FOS的NP-HPLC结果。
图2为用多种浓度的NAP-DNJ处理HL60细胞24小时后的曲线图，游离低聚糖被分离并经NP-HPLC分离。
详细描述
“AA”为邻氨基苯甲酸的缩写。
“DNJ”为脱氧吉瑞霉素的缩写。
“ER”为内质网的缩写。
“ERAD”为内质网相关退化的缩写。
“FOS”为游离低聚糖的缩写。
“NAP-DNJ”为N-(N’-{4’-叠氮基-2’-硝基苯基)-6-氨基己基)-脱氧吉瑞霉素的缩写。
“NDP-DNJ”为N-(N’-{2，4-二硝基苯基)-6-氨基己基)-脱氧吉瑞霉素的缩写。
“NP-HPLC”为正相高效液相色谱法的缩写。
“Tris”为三(羟基甲基)氨基甲烷的缩写。
如在此使用的，“光亲和标记”指其中光化学活性组分，特别是与生命分子有关的光化学活性组分被光致激发，以致于将标记物通常通过中间态共价附着于生命分子的技术。
通常，“取代的”指如下定义的官能团，其中所包含的连接氢原子的一个或多个键由连接非氢或非碳原子的键替代。取代的基团也包括其中连接碳或氢原子的一个或多个键由连接杂原子的一个或多个键(包含双键或三键)替代的基团。在一些实施方案中，取代的基团具有1、2、3、4、5或6个取代基。取代基的实例包括(但不限于)：卤素(即F、Cl、Br和I)、羟基、烷氧基、链烯氧基、炔氧基、芳氧基、芳烷氧基、杂环氧基和杂环基烷氧基、羰基(氧代)、羧基、酯、醚、尿烷(urethanes)、肟、羟胺、烷氧基胺、硫醇；硫化物，例如烷基、链烯基、炔基、芳基、芳烷基、杂环基和杂环基烷基硫化物基团；亚砜、砜、磺酰基、氨磺酰基、胺、N-氧化物、肼、酰肼、腙、叠氮化物、酰胺、脲、脒、胍、烯胺、酰亚胺、异氰酸酯、异硫氰酸酯、氰酸酯、硫氰酸酯、亚胺和腈。
取代的环状基团例如取代的环烷基、芳基、杂环基和杂芳基也包括环和稠合的环系统，其中与氢原子的键用与碳原子的键替代。因此，取代的环烷基、芳基、杂环基和杂芳基也可用如下定义的烷基、链烯基和炔基取代。
烷基包括在一些实施方案中具有1-约20个碳原子，在其它实施方案中具有1-12个碳原子和在另一些其它实施方案中具有1-8个碳原子的直链和分支烷基及环烷基。直链烷基的实例包括(但不限于)：具有1-8个碳原子的那些烷基例如甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基、正己基、正庚基和正辛基。分支烷基的实例包括(但不限于)：异丙基、异丁基、仲丁基、叔丁基、异戊基和2，2-二甲基丙基。烷基可为取代或未取代的。代表性的取代烷基可用以上列出的任何基团例如氨基、氧代、羟基、氰基、羧基、硝基、硫代、烷氧基和F、Cl、Br、I基团取代一次或更多次。
环烷基为环状烷基例如(但不限于)环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基和环辛基。在一些实施方案中，环烷基具有3-8个环原子，而在其它实施方案中，环碳原子的数目范围在3-5、6或7。环烷基还包括单环、双环和多环环系统，例如如下描述的桥接环烷基，以及稠合的环例如(但不限于)十氢萘基等。环烷基可以是取代的或未取代的。取代的环烷基可用如上定义的非氢和非碳基团取代一次或更多次。然而，取代的环烷基也包括用如上定义的直链或支链烷基取代的环。代表性的取代环烷基可被单取代或被取代多于一次，例如(但不限于)2，2-、2，3-、2，4-、2，5-或2，6-二取代的环己基，其可用以上列出的任何基团例如甲基、氨基、羟基、氰基、羧基、硝基、硫代、烷氧基和F、Cl、Br、I基团取代。
链烯基包括如以上定义的直链和支链烷基和环烷基，只是在两个碳原子之间存在至少一个双键。因此，链烯基具有2-约20个碳原子并且通常具有2-12个碳，或者在一些实施方案中具有2-8个碳原子。实例包括(但不限于)乙烯基、CH＝CH(CH3)、CH＝C(CH3)2、C(CH3)＝CH2、C(CH3)＝CH(CH3)、C(CH2CH3)＝CH2、环己烯基、环戊烯基、环己二烯基、丁二烯基、戊二烯基和己二烯基等。链烯基可为取代或未取代的。
炔基包括直链和支链烷基，只是在两个碳原子之间存在至少一个三键。因此，炔基具有2-约20个碳原子并且通常具有2-12个碳，或者在一些实施方案中具有2-8个碳原子。实例包括(但不限于)-C≡CH、-C≡C(CH3)、-C≡C(CH2CH3)、-CH2C≡CH、-CH2C≡C(CH3)和-CH2C≡C(CH2CH3)等。炔基可为取代或未取代的。
芳基为不含有杂原子的环状芳烃。芳基包括单环、双环和多环系统。因此，芳基包括(但不限于)苯基、甘菊环基、庚间三烯并庚间三烯基、亚联苯基、indacenyl、芴基、菲基、苯并菲基(triphenylenyl)、芘基、并四苯基、基(chrysenyl)、联苯基、蒽基、茚基、茚满基、并环戊二烯基和萘基。在一些实施方案中，芳基在基团的环部分含有6-14个碳并且在其它实施方案中含有6-12个或者甚至6-10个碳原子。尽管短语“芳基”包括含有稠合环的基团，例如稠合的芳族-脂肪族环系统(例如茚满基、四氢萘基等)，但是不包括具有其它基团例如键于环原子之一的烷基或卤代基团的芳基。相反地，基团例如甲苯基称为取代的芳基。芳基可为取代或未取代的。代表性的取代的芳基可被单取代或者被取代多于一次。例如，单取代的芳基包括，但不限于，2-、3-、4-、5-或6-取代的苯基或萘基，它们可用如以上列举的那些基团取代。
杂环基包括含有3个或更多个环原子，其中一个或多个为杂原子例如(但不限于)N、O和S的芳族(也称为杂芳基)和非芳环化合物。在一些实施方案中，杂环基含有1、2、3或4个杂原子。在一些实施方案中，杂环基包含3-20个环原子，而其它这样的基团具有3-6、10、12或15个环原子。杂环基包含不饱和的、部分饱和的和饱和的环系统，例如咪唑基、咪唑啉基和咪唑烷基。短语“杂环基”包括稠合环种类，包括含有稠合的芳族和非芳族基团的那些稠合环，例如苯并三唑基、2，3-二氢苯并[1，4]-二氧杂环己烯基和苯并[1，3]间二氧杂环戊烯基。短语也包括含有杂原子的桥接多环系统，例如(但不限于)奎宁环基。然而，短语不包括具有其它基团例如键于环原子之一的烷基、氧代或卤代基团的杂环基。宁可将这些称为“取代的杂环基”。杂环基可为取代或未取代的。杂环基包括(但不限于)吡咯烷基、吡咯啉基、咪唑基、咪唑啉基、咪唑烷基、哌啶基、哌嗪基、吗啉基、吡咯基、吡唑基、吡唑烷基、四氢吡喃基、硫代吗啉基、吡喃基、三唑基、四唑基、呋喃基、四氢呋喃基、唑基、异唑基、噻唑基、吡啶基、嘧啶基、哒嗪基、吡嗪基、噻吩基、苯并噻吩基、苯并呋喃基、二氢苯并呋喃基、吲哚基、二氢吲哚基、氮杂吲哚基、吲唑基、苯并咪唑基、氮杂苯并咪唑基、苯并唑基、苯并噻唑基、苯并噻二唑基、咪唑并吡啶基、异唑并吡啶基、硫萘基(thianaphthalenyl)、嘌呤基、黄嘌呤基、腺嘌呤基、鸟嘌呤基、喹啉基、异喹啉基、四氢喹啉基、喹喔啉基、喹唑啉基、苯并三唑基、2，3-二氢苯并[1，4]二氧杂环己烯基和苯并[1，3]间二氧杂环戊烯基。代表性的取代的杂环基可为单取代的或者被取代多于一次，例如(但不限于)吡啶基或吗啉基，它们可用如以上定义的多种基团包括(但不限于)烷基、氧代、羰基、氨基、烷氧基、氰基和/或卤代2-、3-、4-、5-或6-取代或者双取代。
烷氧基为其中连接氢原子的键由连接如以上定义的烷基的碳原子的键替代的羟基(-OH)。线性烷氧基的实例包括(但不限于、)甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基等。分支烷氧基的实例包括(但不限于)异丙氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、异戊氧基、异己氧基等。环烷氧基的实例包括(但不限于)环丙氧基、环丁氧基、环戊氧基、环己氧基等。代表性的取代的烷氧基可用如以上定义的多种基团，包括(但不限于)氨基、氧代、烷氧基、烷基、氰基和/或卤素基团取代一次或多次。
术语“芳氧基”和“芳烷氧基”分别指键于氧原子的芳基和在烷基键于氧原子的芳烷基。实例包括(但不限于)苯氧基、萘氧基和苄氧基。代表性的取代的芳氧基和芳烷氧基可用如以上定义的多种基团，包括(但不限于)氨基、氧代、烷氧基、烷基、氰基和/或卤素基团取代一次或更多次。
如在此使用的术语“羧酸基”指-COOH基团。
如在此使用的术语“羧酸酯”指-COOR30基团。R30为如在此定义的取代或未取代的烷基、环烷基、链烯基、炔基、芳基、芳烷基、杂环基烷基或杂环基。
术语“酰胺”(或“酰氨基”)分别包括C-和N-酰胺基团，即-C(O)NR31R32和-NR31C(O)R32基团。R31和R32独立地为氢或者如在此定义的取代或未取代的烷基、链烯基、炔基、环烷基、芳基、芳烷基、杂环基烷基或杂环基。酰氨基因此包括(但不限于)氨基甲酰基(-C(O)NH2)和甲酰胺基(-NHC(O)H)。
尿烷基分别包括N-和O-尿烷基，即-NR33C(O)OR34和-OC(O)NR33R34基团。R33和R34独立地为氢或者如在此定义的取代或未取代的烷基、链烯基、炔基、环烷基、芳基、芳烷基、杂环基烷基或杂环基。
如在此使用的术语“胺”指-NHR35和-NR36R37基团，其中R35、R36和R37独立地为氢或者如在此定义的取代或未取代的烷基、链烯基、炔基、环烷基、芳基、芳烷基、杂环基烷基或杂环基。未取代的胺称为氨基并且具有式-NH2。
术语“氨磺酰基”分别包括S-和N-氨磺酰基团，即-SO2NR38R39和-NR38SO2R39基团。R38和R39独立地为氢或者如在此定义的取代或未取代的烷基、链烯基、炔基、环烷基、芳基、芳烷基、杂环基烷基或杂环基。磺酰胺基因此包括(但不限于)氨磺酰基(-SO2NH2)。
术语“巯基(thiol)”指-SH基团，而硫化物包括-SR40基团，亚砜包括-S(O)R41砜包括-SO2R42基团，和磺酰基包括-SO2OR43。R40、R41、R42和R43每一个独立地为如在此定义的取代或未取代的烷基、环烷基、链烯基、炔基、芳基、芳烷基、杂环基或杂环基烷基。
术语“脲”指-NR44-C(O)-NR45R46基团。R44、R45和R46基团独立地为氢或者如在此定义的取代或未取代的烷基、链烯基、炔基、环烷基、芳基、芳烷基、杂环基或杂环基烷基。
术语“脒”指-C(NR47)NR48R49和-NR47C(NR48)R49基团，其中R47、R48和R49每一个独立地为氢或者如在此定义的取代或未取代的烷基、环烷基、链烯基、炔基、芳基、芳烷基、杂环基或杂环基烷基。
术语“胍”指-NR50C(NR51)NR52R53基团，其中R50、R51、R52和R53每一个独立地为氢或者如在此定义的取代或未取代的烷基、环烷基、链烯基、炔基、芳基、芳烷基、杂环基或杂环基烷基。
术语“烯胺”指-C(R54)＝C(R55)NR56R57和-NR54C(R55)＝C(R56)R57基团，其中R54、R55、R56和R57每一个独立地为氢或者如在此定义的取代或未取代的烷基、环烷基、链烯基、炔基、芳基、芳烷基、杂环基或杂环基烷基。
术语“酰亚胺”指-C(O)NR58C(O)R59基团，其中R58和R59每一个独立地为氢或者如在此定义的取代或未取代的烷基、环烷基、链烯基、炔基、芳基、芳烷基、杂环基或杂环基烷基。
术语“亚胺”指-CR60(NR61)和-N(CR60R61)基团，其中R60和R61每一个独立地为氢或者如在此定义的取代或未取代的烷基、环烷基、链烯基、炔基、芳基、芳烷基、杂环基或杂环基烷基，条件是R60和R61两者不同时为氢。
其它术语可指以上定义所包含的具体基团的组合。尽管没有打算限定，以下术语可用于描述基团的某些组合。链烷酰基指直链或支链的烷基羰基。芳酰基指芳基羰基。卤代烷基指具有一个或多个卤素取代基的烷基，其中卤素选自氟、氯、溴或碘。卤代链烷酰基指用一个或多个卤素取代的链烷酰基。羟基烷基指用一个或多个羟基(OH)取代的烷基。羟基链烯基指用一个或多个羟基取代的链烯基。硫代烷基指用一个或多个巯基取代的烷基。烷氧基链烯基指用一个或多个烷基醚基团取代的链烯基。烷氧基烷基指具有至少一个醚基团的烷基，烷氧基烷氧基烷基指用烷氧基取代并因此具有两个或更多个醚基团的烷氧基烷基，和氧杂烷基通常指基团例如烷氧基烷基、烷氧基烷氧基烷基、烷氧基烷氧基烷基等。羟基烷基烷氧基烷基指用至少一个羟基烷基取代的烷氧基烷基。杂环基烷基指其中一个或多个氢原子被取代或未取代的杂环基替代的烷基。环烷基烷基指用环烷基取代的烷基。各基团的其它组合对本领域技术人员而言是显而易见的。
也包括互变异构体。互变异构体的非限定性实例为酮/烯醇互变异构体、亚氨基/氨基互变异构体、N-取代的亚氨基/N-取代的氨基互变异构体、巯基/硫代羰基互变异构体和环-链互变异构体，例如5和6元环氧、氮、硫或者含有氧和硫的杂环也含有相对于杂原子α位的取代基。具体地讲也包括对映体和非对映体以及外消旋体和在此讨论化合物的异构体混合物。
一方面，提供新的DNJ化合物。在一个实施方案中，提供式I化合物：
其中R为：
R1为取代或未取代的烷基；
W1-4独立地选自氢、取代或未取代的烷基、取代或未取代的卤代烷基、取代或未取代的链烷酰基、取代或未取代的芳酰基或者取代或未取代的卤代链烷酰基；
X1-5独立地选自H、NO2、N3或者NH2；
Y不存在或者为取代或未取代的C1-烷基，除羰基外；和
Z选自键或者NH；
条件是当Z为键时，Y不存在，和
条件是当Z为NH时，Y为取代或未取代的C1-烷基，除羰基外。
在一些实施方案中，R1为具有1-8个碳原子的未取代或取代的烷基。在其它实施方案中，Z为NH。在另外的其它实施方案中，X1和X3为NO2，并且X2、X4和X5为H。在另外的其它实施方案中，X1为NO2，X3为N3，并且X2、X4和X5为H。在另外的其它实施方案中，W1-4全部为氢，并且在其它实施方案中，Y为CH2。
在一些实施方案中，式I化合物具有式IA化合物的结构：
在一些这样的实施方案中，式IA化合物为N-(N’-{4’-叠氮基-2’-硝基苯基)-6-氨基己基)-脱氧吉瑞霉素。在其它这样的实施方案中，式IA化合物为N-(N’-{2’，4’-二硝基苯基)-6-氨基己基)-脱氧吉瑞霉素。
在另一个方面，也提供式I化合物的组合物。这样的组合物包含药学上可接受的载体。
在另一个方面，提供新的D-阿拉伯胶素醇(arabinitol)化合物。在一个实施方案中，提供式II化合物：
其中R’为：
R2为取代或未取代的烷基；
W1-3独立地选自氢、取代或未取代的烷基、取代或未取代的卤代烷基、取代或未取代的链烷酰基、取代或未取代的芳酰基或者取代或未取代的卤代链烷酰基；
X1-5独立地选自H、NO2、N3或者NH2；和
Z’选自键或者NH。
在一些实施方案中，R2为具有1-8个碳原子的取代或未取代的烷基。在其它实施方案中，Z’为NH。在另外的其它实施方案中，X1和X3为NO2，并且X2、X4和X5为H。在另外的其它实施方案中，X1为NO2，X3为N3，并且X2、X4和X5为H。在另外的其它实施方案中，W1-3全部为氢。
在一些实施方案中，式II化合物具有式IIA化合物的结构：
例如，式IIA化合物包括其中R2为-(CH2)6-；W1-3为H；X1为NO2；X3为N3；X2、X4和X5为H；并且Z’为NH的化合物以及其中R2为-(CH2)6-；W1-3为H；X1和X3为NO2；X2、X4和X5为H；并且Z’为NH的化合物。
在另一个方面，也提供式II化合物的组合物。这样的组合物包含药学上可接受的载体。
在另一个方面，提供用于制备DNJ和D-阿拉伯胶素醇类似物的方法。因此在一些实施方案中，提供制备式III化合物的方法，
该方法包括：使式IV化合物：
与式V化合物缩合：
其中R’为：
R2为取代或未取代的烷基；
W1-4独立地选自氢、取代或未取代的烷基、取代或未取代的卤代烷基、取代或未取代的链烷酰基、取代或未取代的芳酰基或者取代或未取代的卤代链烷酰基；
X1-5独立地选自H、NO2、N3或者NH2；
Z’选自键或者NH；和
Q不存在或为CH，
条件是如果Q不存在，那么OW1也不存在。
在所述方法的一些实施方案中，通过用式V化合物将式VI化合物还原性氨基化实施缩合。
在其它实施方案中，式IV化合物通过用HO-R2-NH2将式VI化合物芳族氟置换，
形成式VII化合物
并氧化式VII化合物以提供式IV化合物来制备。
在其它实施方案中，通过还原式VIII化合物制备式IV化合物，
其中X’选自Cl或Br。通过本领域技术人员已知的方法，自市售可得到的前体化合物可制备式VIII化合物。作为非限定性实例，4-苯基丁酸可转化为2，4-二硝基苯基丁酸，随后使4-硝基还原为胺，并转化为2-硝基-4-叠氮基苯基丁酸。然后通过将2-硝基-4-叠氮基苯基丁酸转化为相应的酰氯，随后按照本领域熟知的方法还原为醛，制备相应的醛，即式IV化合物。
在一些实施方案中，式III化合物具式IIIA化合物的结构。
如以上描述的那样，DNJ、D-阿拉伯胶素醇及其某些N-烷基化修饰为有效的α-葡糖苷酶抑制剂。因此，在本发明的另一方面，提供用式I和II化合物抑制α-葡糖苷酶的方法。在一些实施方案中，方法包括用式I化合物或其盐、式II化合物或其盐或者它们中任何两种或更多种的混合物抑制α-葡糖苷酶：
其中R为：
R’为：
R1为取代或未取代的烷基；
R2为取代或未取代的烷基；
W1-4独立地选自氢、取代或未取代的烷基、取代或未取代的卤代烷基、取代或未取代的链烷酰基、取代或未取代的芳酰基或者取代或未取代的卤代链烷酰基；
X1-5独立地选自H、NO2、N3或者NH2；
Y不存在或者为取代或未取代的C1-烷基，除羰基外；
Z选自键或者NH；
条件是当Z为键时，Y不存在，和
条件是当Z为NH时，Y为取代或未取代的C1-烷基，除羰基外；和
Z’为键或者NH。
在所述方法的一些实施方案中，R1或R2具有1-8个碳原子。在其它的实施方案中，X1和X3为NO2，并且X2、X4和X5为H。在另外的其它实施方案中，X1为NO2，X3为N3，并且X2、X4和X5为H。在另外的其它实施方案中，Y为CH2。
在所述方法的一些实施方案中，α-葡糖苷酶选自α-葡糖苷酶I或者α-葡糖苷酶II。
在一些这样的实施方案中，化合物的盐为药学上可接受的盐。在一些实施方案中，盐为碱金属盐、碱土金属盐或者它们中任何两种或更多种的混合物。在其它的实施方案中，盐选自钠、钾、钙、镁盐、有机碱或碱性季铵盐等或者它们中任何两种或更多种的混合物。
在其它的实施方案中，式I化合物具有以下式IA化合物的结构和/或式II化合物具有以下式IIA化合物的结构：
在一些实施方案中，抑制α-葡糖苷酶的方法进一步包括在α-葡糖苷酶存在下光解化合物。在某些实施方案中，在标记底物存在下，α-葡糖苷酶可受到抑制。例如，在此描述的化合物和具有放射性标记例如14C标记的那些类似物(H.R.Mellor等，放射性标记的-烷基化脱氧吉瑞霉素的制备、生物化学特征鉴定和生物学特性(Preparation，Biochemical Characterisation and Biological Properties of RadiolabelledN-alkylated Deoxynojirimycins)，336Biochem.J 225-233(2002))可选择性结合于细胞中的α-葡糖苷酶，然后可通过照射激活，以形成可在α-葡糖苷酶的活化位点共价插入到氨基酸残基中的高反应性物质。这可在其中叠氮化合物被光活化产生氮烯，然后与氨基酸反应形成酰肼化合物的叠氮化合物实施例中实现，如在流程I中图解说明的那样。当在芳环(Ar)上存在吸电子基团时，芳基氮烯对亲核试剂比对另一个芳基氮烯更具反应活性。因此，当标记含有具有亲核基团(例如在赖氨酸中的ε-氨基)的氨基酸(RAA)的蛋白时，分子间相互反应竞争性超过分子内反应更为有利。
流程I.自叠氮化物形成氮烯并共价标记生命分子中的氨基酸
在本发明的另一个方面，提供一种方法，该方法包括：通过使α-葡糖苷酶与式I化合物或其盐、式II化合物或其盐或者它们中任何两种或更多种的混合物接触，抑制葡萄糖残基自低聚糖中除去：
其中R为：
R’为：
R1为取代或未取代的烷基；
R2为取代或未取代的烷基；
W1-4独立地选自氢、取代或未取代的烷基、取代或未取代的卤代烷基、取代或未取代的链烷酰基、取代或未取代的芳酰基或者取代或未取代的卤代链烷酰基；
X1-5独立地选自H、NO2、N3或者NH2；
Y不存在或者为取代或未取代的C1-烷基，除羰基外；
Z选自键或者NH；
条件是当Z为键时，Y不存在，和
条件是当Z为NH时，Y为取代或未取代的C1-烷基，除羰基外；和
Z’为键或者NH。
DNJ和D-阿拉伯胶素醇的N-烷基化修饰，例如N-丁基-DNJ可用作抗病毒药。因此，在本发明的另一个方面，提供用于抑制哺乳动物病毒感染的方法，其包括使被病毒感染的哺乳动物细胞与有效抑制病毒的量的式I化合物或其药学上可接受的盐、式II化合物或其药学上可接受的盐或者它们中任何两种或更多种的混合物接触：
其中R为：
R’为：
R1为取代或未取代的烷基；
R2为取代或未取代的烷基；
W1-4独立地选自氢、取代或未取代的烷基、取代或未取代的卤代烷基、取代或未取代的链烷酰基、取代或未取代的芳酰基或者取代或未取代的卤代链烷酰基；
X1-5独立地选自H、NO2、N3或者NH2；
Y不存在或者为取代或未取代的C1-烷基，除羰基外；
Z选自键或者NH；
条件是当Z为键时，Y不存在，和
条件是当Z为NH时，Y为取代或未取代的C1-烷基，除羰基外；和
Z’为键或者NH。
在一些实施方案中，病毒为属于黄病毒科(Flaviviridae)家族的病毒。病毒可选自(但不限于)肝炎病毒例如乙型肝炎病毒或丙型肝炎病毒或者牛病毒性腹泻病毒。在这样的实施方案中，有效抑制病毒的量为有效抑制肝炎病毒、乙型肝炎病毒、丙型肝炎病毒或者牛腹泻病毒的量。在另一个实施方案中，式I和II化合物可单独或联合与本领域技术人员已知的核苷酸抗病毒化合物、核苷抗病毒化合物、免疫刺激化合物、免疫调节化合物或者它们中任何两种或更多种的混合物接触。在一些实施方案中，接触进一步包括给予哺乳动物式I或II化合物。在一些实施方案中，哺乳动物细胞为人细胞。仍然在其它的实施方案中，接触包括给予人式I或II化合物。
对于本公开的目的并且除非另外具体指明，“a”或“an”意指“一个或多个”。
本领域技术人员应易于意识到，所讨论的所有范围可以并且也不必对所有目的描述其中的所有亚范围并且所有这样的亚范围也形成本发明的部分和一部分。所有列举的范围可易于看作是充分描述并使相同范围能够分解为至少相等的二等份、三等份、四等份、五等份、十等份等。作为非限定性实例，在此讨论的每一个范围可易于分解为下三分之一(lower third)、中三分之一(middle third)和上三分之一(upper third)等。
在本说明书中参照的所有出版物、专利申请、授权的专利和其它文件在此通过参照结合到本文中，如同各出版物、专利申请、授权的专利和其它文件被具体和单独指明以其全部内容通过参照结合到本文中那样。参考文献中所含通过参照结合的定义如与本公开中的定义相抵触时则被排除。
因此，一般性描述的本发明将通过参照以下实施例更加易于得到理解，实施例通过图解说明提供并且不打算限制本发明。
实施例1
N-(N’-{4’-叠氮基-2’-硝基苯基)-6-氨基己基)-DNJ(NAP-DNJ)的合成.用6-氨基己醇在4-氟-3-硝基苯基叠氮化物(FNAP)中直接进行芳族氟置换，产生要求的醇，该醇被氧化为醛。用DNJ使生成的醛经历还原性氨基化，产生最终产物，如在流程II中所示。
流程II.(i)三乙胺(2.2当量)，1，4-二氧六环，室温，2小时，55％，(ii)Dess-Martin(1.2当量)，DCM，室温，2小时，95％；和(iii)DNJ，NaCNBH3(1.5当量)，AcOH，MeOH，室温，14小时，定量收率。
采用1H和13C NMR及质谱进行NAP-DNJ的表征。得自1D(1H和13C)NMR的结果列于表1中并且COSY与NOESY结果显示如下。1HNMR为任意的13C NMR参照甲醇(49.0ppm)。
表1
1H-1H COSY试验：C1H/H’-C2H-C3H-C4H-C5H-C6H/H’；C7H/H’-C8H2-C9H2-C1OH2-C11H2-C12H2；C15H-C17H-C18H。芳环因此为1，2，4-三取代和C7被连接或者为刚性环的部分。
NOESY试验(400毫秒)：C7H→C1H(138)，C6H/H’(343)；C7H’→C6H/H’(325)；C12H2→C18H。环周围的大偶合常数提示C1H’、C2H、C3H、C4H和C5H全部为反式双轴向的。这表明所述环具有葡萄糖立体化学，即为DNJ。来自C7H/H’-C1H/H’和C6H/H’的NOES表明C12连接于芳环并且环位置可能与C18相邻。
光谱学：[α]D 22-7.7(c 0.026，MeOH)；vmax(Ge)3356(NH+OH)，2926，2856(CH)，2119(N3)，1633，1556(C＝C)，1521，1347(NO2)cm-1。质谱：m/z(ES+)：425.33([M+H]+，100％)；HRMS(ES+)：实测值425.2152([M+H]+)；理论值426.2149。
实施例2
N-(N’-{2，4-二硝基苯基)-6-氨基己基)-DNJ(NDP-DNJ)的合成.用6-氨基己醇在2，4-二硝基氟苯(桑格(Sanger’s)试剂)中直接进行芳族氟置换，产生要求的醇，该醇被氧化为醛。用DNJ使生成的醛经历还原性氨基化，产生最终产物(流程III)。
流程III.(i)三乙胺(1.1当量)，1，4-二氧六环，室温，1小时，97％；(ii)Dess-Martin(1.2当量)，DCM，室温，2小时，76％；(iii)DNJ，NaCNBH3(1.2当量)，AcOH，MeOH，室温，16小时，52％。
进行NDP-DNJ表征并且结果显示如下。
δH(500.3MHZ，MeOD)：1.33-1.58(6H，m，H-3’ab，H-4’ab，H-2’ab)，1.77(2H，a-五重峰，J7.4Hz，H-5’ab)，2.11(1H，a-dt，J5，49.5Hz，J2.8Hz，H-5)，2.16(1H，a-t，J10.8Hz，H-1a)，2.54-2.61(1H，m，H-1’a)，2.79-2.85(1H，m，H-1’b)，2.98(1H，dd，J1b，1a 11.2Hz，J1b，24.9Hz，H-1b)，3.12(1H，a-t，J9.1Hz，H-3)，3.33(1H，a-t，J9.3Hz，H-4)，3.46(1H，ddd，J2，1a 10.4Hz，J2，39.2Hz，J2；1b 4.9Hz，H-2)，3.50(2H，a-t，J 7.2Hz，H-6’)，3.82(1H，dd，J6a，6b11.9Hz，J6a，52.9Hz，H-6a)，3.86(1H，dd，J6b，6a 11.9Hz，J6b，52.7Hz，H-6b)，7.16(1H，d，J6”，5”9.6Hz，H-6”)，8.28(1H，dd，J5”，6”，9.6Hz，J5”，3”2.7Hz，H-5”)，9.03(1H，d，J3”，5”2.7Hz，H-3”)。
δc(125.8MHz，MeOD)：25.2(C-2’)，27.9(C-4’)，28.3(C-3’)，29.7(C-5’)，44.2(C-6’)，53.7(C-1’)，57.7(C-1)，59.6(C-6)，67.5(C-5)，70.8(C-2)，72.1(C-4)，80.6(C-3)，115.8(C-6”)，124.8(C-3”)，131.1(C-5”)，131.5(C-1”)，136.9(C-2”)，149.8(C-4”)。
光谱学：[α]D 22-7.9(c0.14，MeOH)；vmax(Ge)3356(OH+NH)，1572，1339(NO2)cm-1质谱：m/z HRMS(ESI+)：实测值429.1973，C18H29N4O8[M+H]+；理论值429.1985。
实施例3
N-(烷基苯基)-DNJ衍生物的合成.如以下在流程IV中显示的那样，可自苯基羧酸制备N-烷基苯基-DNJ化合物。在流程IV中，将4-苯基丁酸转化为2，4-二硝基苯基丁酸，随后将4-硝基还原为胺并转化为2-硝基-4-叠氮基苯基丁酸。然后通过将2-硝基-4-叠氮基苯基丁酸转化为相应的酰氯，随后还原为醛，可制备醛。可用DNJ使生成的醛经历还原性氨基化以产生最终产物。或者，可用D-阿拉伯胶素醇替代DNJ产生相应的D-阿拉伯胶素醇化合物。
流程IV.C-苯基-DNJ衍生物的合成.
实施例4
采用通过改进已知方法的试验方法评价ER-葡糖苷酶抑制剂对细胞的作用。(H.R.Mellor等，脱氧吉瑞霉素类似物的作用：N-连接的低聚糖加工的抑制作用和游离的葡糖基化低聚糖的生成(Cellular Effects of Deoxynojirimycin Analogues：Inhibition of N-LinkedOligosaccharide Processing and Generation of Free GlucosylatedOligosaccharides)，381 Biochem.J.867-875(2004)。在亚氨基糖处理以生成在细胞溶胶中降解的错误折叠的蛋白质后游离的低聚糖检测为细胞ER进入和α-葡糖苷酶I和II通过亚氨基糖的糖蛋白加工的抑制作用的准确测量。
把细胞培养至高密度(1x107细胞/ml)，之后在各种浓度的新鲜的含NB-DNJ的培养基中生长。在较低的密度下接种细胞以至于在温育阶段结束时达到高密度。在细胞培养后，除去培养基并且经离心用PBS冲洗细胞3次。解冻前在-20℃下把冲洗的细胞贮存短暂时间并在水中玻璃匀浆化。测定FOS的提取条件以使FOS最大回收。实质上，通过混合床离子交换柱(0.2ml AG5OW-XI2(H+，100-200目)经0.4ml AG3-X4(OH-，100-200目)使匀浆脱盐和脱蛋白并用水(5x 1ml)预先平衡。向柱中加入匀浆，用4x 1ml水冲洗并收集洗脱液。然后真空干燥或者通过冷冻干燥提取、纯化FOS。
通过本领域已知的方法用邻氨基苯甲酸标记FOS。(D.C.Neville等，神经酰胺聚糖酶消化和邻氨基苯甲酸标记后的荧光标记的鞘糖脂衍化的低聚糖的分析(Analysis of Fluorescently LabeledGlycosphingolipid-Derived Oligosaccharides Following CeramideGlycanase Digestion and Anthranilic Acid Labeling)，331，Anal.Biochem.275-282(2004)。)简而言之，把邻氨基苯甲酸(30mg/ml)溶于乙酸钠三水合物(4％，w/v)和硼酸(2％，w/v)在甲醇的溶液中。把该溶液加入到固体氰基硼氢化钠中以得到最终浓度45mg/ml。混合生成的溶液以得到最终的标记混合物。使干燥的FOS溶于30μl水中并加入80μl的标记混合物，之后于80℃下温育45-60分钟。使反应物冷却至室温，加入1ml乙腈/水(97∶3，v/v)并涡旋混合物。通过层析法在DiscoveryDPA-6S柱上纯化标记的低聚糖。用2x 1ml乙腈预先平衡柱。采用重力流填充样品并使之滴流通过柱。先后用4x 1ml乙腈/水(99∶1，v/v)和0.5ml乙腈/水(97∶3，v/v)冲洗柱。用2x 0.6ml水洗脱标记的低聚糖。
采用伴刀豆球蛋白A(Con A)-琼脂糖凝胶4B柱(100μl包被的树脂)，在50mM Tris/HCl缓冲液(pH 7.2)中纯化标记的低聚糖。先后用2x 1ml水、1ml的1mM MgCl2、1mM CaCl2和1mM在水中的MnCl2以及最后用2x 1ml 50mM Tris/HCl缓冲液(pH 7.2)预先平衡柱。加入样品并使之与柱相互反应30分钟，然后用2x 1ml 50mMTris/HCl缓冲液(pH 7.2)冲洗。然后用2x 1ml在50mM Tris/HCl缓冲液(pH 7.2)中的热(70℃)0.5M甲基-α-D-吡喃甘露糖苷洗脱Con A结合的FOS。
伴随已知方法的稍微改进(D.C.Neville等)，采用4.6x 250mm TSKgel Amide-80柱(Anachem，Luton，UK)，经NP-HPLC分离ConA-琼脂糖凝胶纯化的2-AA-标记的低聚糖。层析系统由WatersAlliance 2695分离模块和设置在激发光波长360nm和发射光波长425nm的在线Waters 474荧光检测器组成。所有层析在30℃下进行。第一种溶剂，溶剂A为乙腈，第二种溶剂，溶剂B为Milli-Q水。溶剂C由100mM氢氧化铵组成，用在Milli-Q水中的乙酸滴定至pH 3.85并采用标准的5N氢氧化铵溶液(Sigma)制备。梯度条件如下：时间＝0分钟(t＝0)，71.6％A，8.4％B，20％C(0.8ml/分钟)；t＝6，71.6％A，8.4％B，20％C(0.8ml/分钟)；t＝40，52％A，28％B，20％C(0.8ml/分钟)；t＝41，23％A，57％B，20％C(1ml/分钟)；t＝43，23％A，57％B，20％C(1ml/分钟)；t＝44，71.6％A，8.4％B，20％C(1.2ml/分钟)；t＝59，71.6％A，8.4％B，20％C(1.2ml/分钟)；t＝60，71.6％A，8.4％B，20％C(0.8ml/分钟)。以Milli-Q水/乙腈(3/7，v/v)注射样品(＜50μl)。控制所有层析，包括数据采集和采用Waters Empower软件处理。在与2-AA标记的葡萄糖低聚体梯形物(衍生自右旋糖酐的部分水解物)外标物比较后，采用Peak Time软件(在室内(in-house)开发的)测量葡萄糖单位。
通过已知方法，自大鼠肝纯化已被纯化的α-葡糖苷酶I和II。(G.B.Karlsson等，亚氨基糖N-丁基脱氧吉瑞霉素对重组gp120的N-糖基化作用(Effects of the Imino Sugar N-Butyldeoxynojirimycin on theN-Glycosylation of Recombinant gp120)，268JBiol.Chem.，570-576(1993).)从使用作为葡糖苷酶抑制剂的NB-DNJ处理的细胞生成的FOS分离物制备底物，并经HPLC纯化。分离2-AA-标记的FOS并作为α-葡糖苷酶I或II两者中任何一种的底物纯化。加入荧光标记的底物Glc1Man5GlcNAc1(GlM5N)、Glc2Man5GlcNAc1(G2M5N)、Glc3Man5GlcNAc1(G3M5N)和Glc3Man9GlcNAc1(G3M9N2)以分离1.5ml含各种浓度的亚氨基糖的离心试管并真空干燥。加入足够的α-葡糖苷酶I以在30分钟反应时间内生成25％水解的G3M5N。类似地，α-葡糖苷酶II与G2M5N温育2小时并与G1M5N温育20分钟。在所有情况下，在温育时间内发生底物的线性降解。通过加入30μl乙腈终止反应。在酶处理后，通过10000分子量切除(cut off)的滤膜于7000rpm下把所有消化液离心45分钟(其已用150μl的水预先冲洗)以如上描述的那样在HPLC分析前除去蛋白质并如上经HPLC分析。
实施例1-3的结果
α-葡糖苷酶I和II的体外抑制作用
对α-葡糖苷酶I和α-葡糖苷酶II底物采用一定范围的抑制剂浓度生成IC50值，如以下显示的那样用2-AA标记。N-丁基-DNJ(NB-DNJ)的抑制作用作为比较物被显示。
五甘露糖底物
酶 α-葡糖苷酶I α-葡糖苷酶II(a) α-葡糖苷酶II(b)
底物 Glc3Man5GlcNAc1 Glc2Man5GlcNAc1 Glc1Man5GlcNAc1
IC50(μM) IC50(μM) IC50(μM)
NAP-DNJ 0.017±0.001 0.30±0.1 0.833±0.18
NDP-DNJ 0.108±0.02 6.9±3.4 1.9±0.4
NB-DNJ 0.68±0.15 10.8±1.1 53.0±16.6
这些数据揭示了NAP-DNJ对α-葡糖苷酶I活性的抑制作用比α-葡糖苷酶II(a)或(b)活性分别有效20倍和50倍。与NB-DNJ相比较，α-葡糖苷酶I的抑制作用改进40倍。然而，通过细胞观察这些仅作为FOS的结构并分析且生理上更加相关的位于ER的底物。
七甘露糖底物
酶 α-葡糖苷酶I α-葡糖苷酶II(a) α-葡糖苷酶II(b)
底物 Glc3Man7GlcNAc1 Glc2Man7GlcNAc1 Glc1Man7GlcNAc1
IC50(μM) IC50(μM) IC50(μM)
NAP-DNJ 0.037±0.001 11.7±0.7 19.2±0.06
NDP-DNJ 0.045±0.003 18.1±1.6 10.2±0.02
NB-DNJ nd nd nd
nd＝未测试
这些数据揭示了与生理上已被发现的更加类似的具有甘露糖结构的底物对葡糖苷酶抑制作用显示明显的差别。NAP-DNJ抑制葡糖苷酶I比葡糖苷酶II(a)有效300倍以上和比葡糖苷酶II(b)有效500倍以上。对NDP-DNJ也观察到类似的改善。用通常经ER中的葡糖苷酶修饰的低聚糖底物进行最后的体外实验。
九甘露糖底物
酶 α-葡糖苷酶I α-葡糖苷酶II(a) α-葡糖苷酶II(b)
底物 Glc3Man9GlcNAc1 Glc2Man9GlcNAc1 Glc1Man9GIcNAc1
IC50(μM) IC50(μM) IC50(μM)
NAP-DNJ 0.022±0.002 nd nd
NDP-DNJ 0.054±0.02 nd nd
NB-DNJ 0.59±0.08 nd nd
nd＝未测试
这些数据揭示了抑制剂的IC50值可能并不依赖介导三-糖基化底物水解的葡糖苷酶I的甘露糖结构，但可依赖于葡糖苷酶II。这可表明采用生理上相关的底物，在抑制所有的三-糖基化结构上NAP-DNJ优于NB-DNJ 25-50倍，并且在抑制葡糖苷酶I比抑制葡糖苷酶II(a)和(b)活性要好300-500倍。
细胞内葡糖苷酶活性的抑制作用
将HL60细胞与各种浓度的NAP-DNJ、DNP-DNJ和NB-DNJ(作为抑制剂参比物)一起温育24小时并分离、标记游离的低聚糖并用NP-HPLC表征(图1)。图1描绘了NP-HPLC结果，包括：自对照组细胞分离的FOS(a)；NAP-DNJ(50μM)处理的细胞(b)；DNP-DNJ(50μM)处理的细胞(c)，和NB-DNJ(1mM)处理的细胞(d)。通过已知的参比物和其结构经质谱和采用纯化的葡糖苷酶和甘露糖苷酶消化表征的纯化的标准物确定峰。
这些数据揭示了在细胞中，NAP-DNJ在抑制葡糖苷酶I(葡糖苷酶I抑制产物的估测，G3M5N)比NB-DNJ更显著有效(20-50倍)。在图2中观察到NAP-DNJ浓度对葡糖苷酶I和II的相对抑制的作用。图2为用各种浓度的NAP-DNJ处理HL60细胞24小时后通过NP-HPLC分离和分开游离低聚糖的图解。测量对应于葡糖苷酶I(G3M5N)和葡糖苷酶II(b)(G1M5N)抑制作用的峰面积并对一种未受葡糖苷酶抑制作用影响的用作内标物的游离低聚糖M4的量归一化。蛋白量的归一化给出相同的结果。
这些数据显示了NAP-DNJ对葡糖苷酶的相对效力。采用体外试验，不管对葡糖苷酶II的明显弱的效力，NAP-DNJ在非常低的浓度(1-10μM)下抑制细胞内的酶。随着NAP-DNJ的量增加至最大量在50-100μM，葡糖苷酶I被抑制，对葡糖苷酶II减少可得到的底物，其降低的量可被观察到(图2)。
尽管一些实施方案已被阐明和描述，应该理解本领域普通技术人员在此可进行变化和修饰，而在它的如在以下权利要求中定义的更广泛方面不背离本发明。

Claims (35)

1.一种式I化合物：
其中R为：
R1为取代或未取代的烷基；
W1-4独立地选自氢、取代或未取代的烷基、取代或未取代的卤代烷基、取代或未取代的链烷酰基、取代或未取代的芳酰基或者取代或未取代的卤代链烷酰基；
X1-5独立地选自H、NO2、N3或者NH2；
Y不存在或者为取代或未取代的C1-烷基，除羰基外；和
Z选自键或者NH；
条件是当Z为键时，Y不存在，
条件是当Z为NH时，Y为取代或未取代的C1-烷基，除羰基外；和
条件是R1-Y为C4或更长。
2.权利要求1的化合物，其中R1为具有1-8个碳原子的未取代或取代的烷基。
3.权利要求1或2的化合物，其中Z为NH。
4.权利要求1、2或3的化合物，其中
X1和X3为NO2；和
X2、X4和X5为H。
5.权利要求1、2、3或4的化合物，其中
X1为NO2；
X3为N3；和
X2、X4和X5为H。
6.权利要求1、2、3、4或5的化合物，其中W1-4为H。
7.权利要求1、2、3、4、5或6的化合物，其中Y为CH2。
8.权利要求1、2、3、4、5、6或7的化合物，其中式I化合物具有式IA化合物的结构：
9.权利要求8的化合物，其中
R1为-(CH2)5-；
W1-4为H；
X1为NO2；
X3为N3；
X2、X4和X5为H。
Y为-(CH2)-；和
Z为NH。
10.权利要求8的化合物，其中
R1为-(CH2)5-；
W1-4为H；
X1和X3为NO2；
X2、X4和X5为H；
Y为-(CH2)-；和
Z为NH。
11.一种组合物，其包含权利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9或10的化合物和药学上可接受的载体。
12.一种以下式II的化合物，
其中R’为：
R2为取代或未取代的烷基；
W1-3独立地为氢、取代或未取代的烷基、取代或未取代的卤代烷基、取代或未取代的链烷酰基、取代或未取代的芳酰基，或者取代或未取代的卤代链烷酰基；
X1-5独立地选自H、NO2、N3或者NH2；和
Z’选自键或者NH。
13.权利要求12的化合物，其中R2为具有1-8个碳原子的取代或未取代的烷基。
14.权利要求12的化合物，其中Z’为NH。
15.权利要求12的化合物，其中
X1和X3为NO2；和
X2、X4和X5为H。
16.权利要求12的化合物，其中
X1为NO2；
X3为N3；和
X2、X4和X5为H。
17.权利要求12的化合物，其中W1-3全部为氢。
18.权利要求12的化合物，其中式II化合物具有以下式IIA化合物的结构：
19.权利要求18的化合物，其中
R2为-(CH2)6-；
W1-3为H；
X1为NO2；
X3为N3；
X2、X4和X5为H；和
Z’为NH。
20.权利要求18的化合物，其中
R2为-(CH2)6-；
W1-3为H；
X1和X3为NO2；
X2、X4和X5为H；和
Z’为NH。
21.一种组合物，其包含权利要求13的化合物和药学上可接受的载体。
22.一种制备式III化合物方法：
该方法包括通过使式IV化合物：
与式V化合物缩合来制备
其中R’为：
Q不存在或为CH，
条件是如果Q不存在，那么OW1也不存在；
R1为取代或未取代的烷基；
R2为取代或未取代的C4或更长的烷基；
W1-4独立地为氢、取代或未取代的烷基、取代或未取代的卤代烷基、取代或未取代的链烷酰基、取代或未取代的芳酰基或者取代或未取代的卤代链烷酰基；
X1-5独立地选自H、NO2、N3或者NH2；
Z选自键或NH
条件是当Z为键时，Y不存在，和
条件是当Z为NH2时，Y为除羰基外的取代或未取代的C1-烷基；
Z’选自键或者NH。
23.权利要求22的方法，其中所述缩合通过用式V化合物将式VI化合物还原性氨基化来进行
其中X1-5独立地选自H、NO2、N3或NH2。
24.权利要求22或23的方法，其中式IV化合物通过用HO-R2-NH2使式VI化合物经芳族氟替代
其中X1-5独立地选自H、NO2、N3或NH2，形成式VII化合物，
并氧化式VII化合物制备，提供式IV化合物。
25.权利要求22、23或24的方法，其中式III化合物具有式IIIA化合物的立体化学
26.一种方法，该方法包括：用式I化合物或其盐、式II化合物或其盐或者它们中任何两种或更多种的混合物抑制α-葡糖苷酶：
其中R为：
R’为：
R1为取代或未取代的烷基；
R2为取代或未取代的烷基；
W1-4独立地选自氢、取代或未取代的烷基、取代或未取代的卤代烷基、取代或未取代的链烷酰基、取代或未取代的芳酰基或者取代或未取代的卤代链烷酰基；
X1-5独立地选自H、NO2、N3或者NH2；
Y不存在或者为取代或未取代的C1-烷基，除羰基外；
Z选自键或者NH；
条件是当Z为键时，Y不存在，和
条件是当Z为NH时，Y为取代或未取代的C1-烷基，除羰基外；
Z’为键或者NH；和
条件是R1-Y为C4或更长。
27.权利要求26的方法，其中R1或R2具有1-8个碳原子。
28.权利要求26的方法，其中
X1和X3为NO2；和
X2、X4和X5为H。
29.权利要求26的方法，其中
X1为NO2；
X3为N3；和
X2、X4和X5为H。
30.权利要求26的方法，其中α-葡糖苷酶为α-葡糖苷酶I或α-葡糖苷酶II。
31.权利要求26的方法，其中所述化合物的盐为药学上可接受的盐。
32.权利要求26的方法，其中式I化合物具有式IA化合物的立体化学和式II化合物具有式IIA化合物的立体化学：
33.权利要求26的方法，该方法还包括在α-葡糖苷酶存在下光解化合物。
34.权利要求26的方法，其中α-葡糖苷酶在标记的底物存在下被抑制。
35.一种方法，该方法包括：
通过使α-葡糖苷酶与式I化合物或其盐、式II化合物或其盐或者它们中任何两种或更多种的混合物接触，抑制自低聚糖去除葡萄糖残基：
其中R为：
R’为：
R1为取代或未取代的烷基；
R2为取代或未取代的烷基；
W1-4独立地选自氢、取代或未取代的烷基、取代或未取代的卤代烷基、取代或未取代的链烷酰基、取代或未取代的芳酰基或者取代或未取代的卤代链烷酰基；
X1-5独立地选自H、NO2、N3或者NH2；
Y不存在或者为取代或未取代的C1-烷基，除羰基外；
Z选自键或者NH；
条件是当Z为键时，Y不存在，和
条件是当Z为NH时，Y为取代或未取代的C1-烷基，除羰基外；和
Z’为键或者NH；和
条件是R1-Y为C4或更长。
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