CN1071751C - 可逆蛋白酶抑制剂 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及新的可逆蛋白酶抑制剂。该抑制剂对半胱氨酸蛋白酶是专一的。所述抑制剂的例子包括结构式(1)的化合物。

Description

可逆蛋白酶抑制剂
本发明涉及新的可逆蛋白酶抑制剂。该抑制剂对于半胱氨酸蛋白酶有选择性。
半胱氨酸蛋白酶或巯基蛋白酶在其决定蛋白酶解的活性位点具有一个半胱氨酸残基。由于半胱氨酸蛋白酶牵涉到许多疾病，包括关节炎、肌肉营养不良、炎症、肿瘤侵入、肾小球性肾炎、疟疾及其他生寄生虫性感染，选择性地或可逆地灭活它们的方法为新药选择提供了可能。例如，参见Esser,R.E.等，“关节炎和风湿病”(Arthritis & Rheumatism)(1994)37,236；Meijers,M.H.M.等，“试剂的作用”(Agents Actions)(1993),39(Special Conference Issue),C219；Machleidt,W.等，Fibrinolysis(1992)，增刊6,4,125；Solane,B.F.等，“生物医学和生物化学学报”(Biomed.Biochim.Acta)(1991),50,549；Duffy,M.J.，“临床与实验性转移”(Clin.Exp.Metastasis)(1992),10,145；Rosenthal,P.J.,Wollish,W.S.,Palmer,J.T.,Rasnick,D.，“临床研究杂志”(J.Clin.Iinvestigations)(1991),88,1467；Baricos,W.H.等，“生物化学与生物物理文献”(Arch.Biochem.Biophys.)(1991,288,468；Thomberry,N.A.等，“自然”(Nature)(1992),356,768。
Rich曾描述过半胱氨酸蛋白酶的低分子量抑制剂，见“蛋白酶抑制剂”(Proteinase Inhibitors)[“半胱氨酸蛋白酶抑制剂”(Inhibitors of CysteineProteinase)，第4章，Elsevier Science Publishers(1986)]。上述抑制剂包括肽醛，其与蛋白酶活性位点的半胱氨酸形成半硫缩醛。例如，参见Cheng,H.,Keitz,P.和Jones,J.B.，“有机化学杂志”(J.Org.Chem)(1994),59,7671。醛类的缺陷是其在体内的和化学不稳定性。
通过如下所示的Wittig反应的Wadsworth-Emmons-Horner修饰[Wadsworth,W.S.和Emmons,W.D.“美国化学学会杂志”(J.Am.Chem.Soc.(1961),83,1733)]，曾将醛类转化成α、β-不饱和酯和砜。其中R=烷基、芳基等。EWG=COOEt,SO2Me等。
把α、β-不饱和酯[Hanzlik等，“药物化学杂志”(J.Med.Chem.),27(6):711-712(1984),Thompson等，“药物化学杂志”(J.Med.Chem.),29:104-111(1986),Liu等人，“药物化学杂志”(J.Med.Chem.),35(6):1067(1992)]和α、β-不饱和砜[Thompson等，同上，Liu等，同上]当作两种半胱氨酸蛋白酶，木瓜蛋白酶和二肽氨肽酶(也称作组织蛋白酶)的抑制剂来进行测试。不过，经关于α、β-不饱和酯的从小于1M-1秒-1至小于70M-1秒-1的二级速度常数以及关于砜的从小于20M-1秒-1至少于60M-1秒-1的二级速度常数证实，木瓜蛋白酶被这些不饱和化合物的抑制表现出弱的抑制作用。
此外，还未以除那些与甘氨酸相应的以外的α-氨基酸衍生物或者在酯、苯基丙氨酸的情况下证实这一化学过程。因此，对于甘氨酸衍生物来说，这些化合物的手性是不存在的，并且对于苯基丙氨酸衍生物来说，这些化合物的手性是不清楚的。由于抑制一种酶往往需要一种手性化合物，这一点是很重要的。
有人建议将α-氨基磺酸作为潜在的抑制化合物，并且制成了几种α-氨基磺酸，尽管未报导过其抑制效果[Mcllwain等，“化学学会杂志”(J.Chem.Soc.75(1941)]。
另外，曾报导过将亚磺酸、醛类以及乙基氨基甲酸酯进行Mannich缩合，来形成氨基甲酸乙酯[Engberts等，Recueil 84:942(1965)]。
用来选择地和可逆地抑制半胱氨酸蛋白酶的其它方法曾依赖于通过下列物质的烷基化作用：肽α-氟甲基酮[Rasnick,D.，“分析生物化学”(Anal.Biochem.),(1985),149,416]、重氮甲基-酮[Kirschke,H.,Shaw,“欧洲生物化学和生物物理研究会”(E.Biochem.Biophys.Res.Commun.)(1981),101,454]，酰氧基甲基酮[Krantz,A等，“生物化学”(Biochemistry),(1991),30,4678；Krantz,A.等，美国专利5,055,451，于1991年10月8日公布)和酮锍盐[Walker,B.,Shaw,E.，“美国实验生物学联合会公报”(Fed.Proc.Fed.Am.Soc.Exp.Biol.(1985),44,1433)]。
其它族半胱氨酸蛋白酶的抑制剂包括环氧琥珀酰酞[包括E-64及其类似物(Hanada,K等，“农业生物化学”(Agric.Biol.Chem.)(1978),42,523；Sumiya,S.等，“化学药物公报”(Chem.Pharm.Bull.)(1992),40,299；Gour-Salin,B.J.等，“医药化学杂志”(J.Med.Chem.),(1993),36,720]、α-二羰基化合物[评述见Mehdi,S.，“生物有机化学”(Bioorganic Chemistry),(1993),21,249]，和N-肽基-O-酰基异羟肟酸酯(N-peptidyl-O-acylhydroxamates)[Bromme,D.,Neumann,U.Kirschke,H.,Demuth,H-U.，“生物化学和生物物理学报”(Biochim.Biophys.Acta),(1993),1202,271.]。近来已编篡出用于可逆地和不可逆地抑制半胱氨酸蛋白酶的方法的补充摘要[参见，Shaw,E.，“酶学和分子生物学有关领域的进展”(Advances in Enzymology andRelated Areas of Molecular Biology(1990),63,271]。
本发明的一个方面是一种蛋白酶抑制剂，其包含有一个导向基团，该基团通过一条两个碳原子的链，连接到一个吸电子基团上，其中用所述抑制剂抑制该酶的解离常数(ki)不大于约100μM。
本发明的另一个方面是一种蛋白酶抑制剂，其含有一个导向基团，该基团被直接地或通过一个接头连接到砜基基团上，该接头选自由一个中间碳原子或一条两个碳原子的链组成的基团，其中用所述抑制剂抑制该酶的解离常数(ki)不大于约100μM。
本发明的还有一个方面是一种式Ⅰ的化合物，优选是一种蛋白酶抑制剂：
Figure C9619395100311
其中：n是0-13；A-B是表示选自-C(O)NR3-、-CH2NR3-,-C(O)CH2-和-NR3C(O)-的一种键，其中R3是氢或如下所定义的；x表示一种键、亚甲基或连键-CH2CH(R4)-，其中R4是氢、烷基或芳烷基；Y是-CH(R5)-或-NR5-，其中R5是氢或如下所定义的；Z是-(CH2)2-,-C(R6)(R7)-或-N(R7)-，其中R6是氢或甲基，并且R7是如下所定义的；Z1是-(CH2)2-,-C(R6)(R8)-或N(R8)-，其中R6是氢或甲基，并且R8是如下所定义的；R1是氢、烷氧羰基烷酰基、烷氧羰基、烷酰基(选择地用选自羧基、烷氧羰基和杂环烷基烷酰基氨基的基取代)、环烷基羰基、杂环烷基羰基(选择地用选自羟基、烷基、烷酰基、烷氧羰基、芳烷氧羰基和杂环烷基羰基的基取代)、芳烷氧基羰基、氨基甲酰基、烷基氨基甲酰基、二烷基氨基甲酰基、芳基氨基甲酰基、芳烷基氨基甲酰基、芳基烷酰基、芳酰基、烷基磺酰基、二烷基氨磺酰基、芳基磺酰基或杂芳基磺酰基；R7和R8分别为氢、烷基(选择地被选自羟基、氨基、烷基氨基、二烷基氨基、脲基(uriedo)、巯基、烷基硫基、羧基、氨基甲酰基、烷基氨基甲酰基、二烷基氨基甲酰基、烷基磺酰基和胍基或其被保护衍生物的基取代)、环烷基、环烷基烷基、杂芳基、杂芳基烷基、一种选自芳基和芳烷基的基团(该基团选择地在其芳环上用1-3个基取代，而这1-3个基选自羟基、氨基、胍基、卤、选择地卤取代的烷基、烷氧基和芳基或其被保护的衍生物)，或者该基团连同相邻的R3或R5形成一个二价基，该二价基选自(C3-4)亚甲基和1,2-亚苯基二亚甲基(该基被选择地用羟基或其被保护衍生物或氧代取代)；以及R2是氢、烷基(选择地用一或多个选自氨基、胍基、卤、羟基、烷氧基、硝基、烷基磺酰基和芳基磺酰基或其被保护衍生物取代)、环烷基、环烷基烷基或一种选自芳基和芳烷基的基团(该基团被选择地在其芳环上用1-2个选自氨基、卤、羟基、选择取代的烷基、烷氧基、硝基、烷基磺酰基和芳基磺酰基或其被保护衍生物的基取代)、和可药用的盐、单独的异物体和其异构体的混合物，优选用所述抑制剂抑制蛋白酶的解离常数(ki)不大于约100μM。
本发明的另一个方面是式Ⅱ的一种化合物，优选为一种蛋白酶抑制剂：其中：这些基团如上定义，并且R9是氰基、-C(O)OR10、-P(O)(OR10)2、-S(O)(NR10)R10、-C(O)R11、-S(O)R11、-C(O)NR12R13、-S(O)NR12R13、-C(O)NHR14或-S(O)2NHR14，其中每个R10独立地为氢、烷基(选择地被1或多个选自氨基、卤、羟基、烷氧基、硝基、烷基磺酰基和芳基磺酰基或其被保护衍生物取代)、环烷基、环烷基烷基或一种选自芳基和芳烷基的基团(该基团被选择地在其芳环上用1-2个选自氨基、卤、羟基、选择地被卤取代的烷基、烷氧基、硝基、烷基磺酰基和芳基磺酰基或其被保护的衍生物取代)，R11是氢、烷基、全氟代烷基、环烷基、环烷基烷基、全氟代芳基、全氟代芳烷基或一种选自烷基和芳烷基的基团(该基团被选择地在其芳环上用1-2个选自氨基、卤、羟基、选择地被卤取代的烷基、烷氧基、硝基、烷基磺酰基和芳基磺酰基或其被保护的基团的基取代)。R12和R13独立地为氢、烷基、环烷基、环烷基烷基、芳基或芳烷基，并且R14为-C(O)OR10，其中R10是如上所定义的，或为选自式(a)和(b)的基团，其中每一个n、A、B、Y、Z、R1和R10均为如上所定义的，以及可药用的盐；其单独的异构体及异构体混合物，优选其中用所述抑制剂抑制蛋白酶的解离常数(ki)不大于约100μM。
本发明的又一个方面是式Ⅲ的一种化合物，优选是一种蛋白酶抑制剂：
Figure C9619395100332
其中：所述基团是如上定义的，且R15是氢、甲基、氟或选自如上定义的式(a)和(b)的基团，并且R16是选自苯基或(C5-6)杂芳基的基团(该基团选择地被用至少一个选自下列基的基取代：烷基氨基甲酰基、二烷基氨基甲酰基、烷氧基羰基、烷基氨基亚磺酰基、二烷基氨基亚磺酰基、烷基磺酰基、羧基、硝基、氨基亚磺酰基、磺基、氨基甲酰基、膦酰基、烷氧基亚膦酰基、二烷氧基亚膦酰基、烷酰基、氰基、烷基亚磺酰基、氨基磺酰基、烷基氨基磺酰基、二烷基氨基磺酰基、烷氧基磺基、芳基、杂芳基、羟基、烷氧基、选择地被卤取代的烷基、芳基烷基、卤、-+N(R17)3，其中每一个R17独立地为烷基、芳基或芳基烷基或-N(R18)2，其中每一个R18独立地为氢、烷基、芳基或芳烷基)；以及可药用的盐；其单独的异构体和异构体的混合物，优选其中用所述抑制剂抑制蛋白酶的解离常数(ki)不大于约100μM。
本发明的另一方面为一种药用组合物，其含有治疗有效量的本发明的半胱氨酸蛋白酶抑制剂，或其单独的异构体或异构体的混合物，或可药用的盐，连同一或多种可药用的赋形剂。
本发明的另一个方面是一种治疗一种病症的方法，该病症能够通过抑制需要治疗的动物体内的蛋白酶来减轻，该方法包括向所述动物给药治疗有效量的本发明的半胱氨酸蛋白酶抑制剂，或其单独的异构体、异构体的混合物，或可药用的盐。
本发明的再一个方面是一种用于检测样品中的半胱氨酸蛋白酶的方法，该方法包括：
(a)用蛋白酶底物分析所述样品的蛋白酶活性；
(b)在有已知浓度的本发明的半胱氨酸蛋白酶抑制剂存在的条件下，分析蛋白酶活性；并且
(c)计算(a)和(b)之间的差值，以测定由于半胱氨酸蛋白酶的蛋白酶活性。
本发明的一方面是用于制备本发明的半胱氨酸蛋白酶抑制剂的方法。
附图的简要说明：
图1描述了流程图1，即x是一个键时的式Ⅰ化合物的合成。合成步骤如下：a)HCO2H,H2O；b)HBr/乙酸；c)4-甲基码啉、异丁基氯甲酸酯、Mu-ROH；以及d)层析纯化。所述基团是如文中所定义的。
图2描述流程图2，即x是亚甲基时的式Ⅰ化合物的合成。合成步骤如下：a)4-甲基吗啉、异丁基氯甲酸酯，然后是于水/THF中NaBH4还原反应；b)CH3SO2Cl，三乙胺，CH2Cl2；c)R1SH、NaH、CH3OH、THF、加热；d)4-氯过苯甲酸；CH2Cl2；e)HCl/二氧杂环己烷或P-CH3C6H4SO3H/醚；以及f)Mu-ROH,4-甲基吗啉、异丁基氯甲酸酯。
图3描述了流程图3，即x为亚甲基时的式Ⅰ化合物的合成。合成步骤如下：a)(CH3)3CH2CH2SH、NaH、MeOH、THF、加热；b)4-氯过苯甲酸；c)(n-C4H9)4N+F-、THF，然后是BrCH2Cl，加热；d)HCl/二氧杂环己烷或4-CH3C6H4SO3H/醚；并且e)4-甲基吗啉、异丁基氯甲酸酯、Mu-PheOH。
图4描述了流程图4，即式Ⅱ化合物的合成。合成步骤如下：a)Cl-H2N+(CH3)OCH3，二环己基碳二亚胺，Et3N/CH2Cl2；b)LiAlH4/THF；c)NaH/THF；d)HCl/二氧杂环己烷；e)4-甲基吗啉、异丁基氯甲酸酯/THF；以及f)H2,5％Pd/C。
图5描述了流程图5，即x为亚乙基时的式Ⅰ化合物的合成，合成步骤如下：a)(CH2O)n,HCl，二氧杂环己烷，例如其中Ar=乙-萘基；b)(EtO)3P；c)CH3CO3H,CH2Cl2；d)NaH,THF；e)P-CH3C6H4SO3H,Et2O；f)4-甲基吗啉，异丁基氯甲酸酯；以及g)H2,Pd/C。
图6描述了式Ⅱ化合物的合成，其中R9为-COOH。
图7描述了式Ⅱ的化合物的合成，其中R9为-P(O)(R10)2。合成的流程图如下：a)NaH/THF；b)无水p-CH3C6H4SO3H/醚；c)4-甲基吗啉，异丁基氯甲酸酯/THF，以及d)H2,Pd/C。
图8描述了式Ⅱ的化合物的合成，其中R9是-C(O)NHR14。合成的流程图如下：a)NaOH/EtOH，然后是HCl/H2O；b)苄胺，二环己基碳化二亚胺，CH2Cl2；c)NaH/THF，二乙基苄基氨基亚甲基膦酸酯；d)HCl/二氧杂环己烷；e)4-甲基吗啉、异丁基氯甲酸酯，THF；f)H2、Pd/C，以及另外的由如通过以上的流程图6合成的羧酸酯制备；以及g)苯胺、二环己基碳化二亚胺；CH2Cl2。
图9描述了式Ⅱ化合物的一般合成。
图10描述了式Ⅲ化合物的合成。合成步骤如下：a)CH3CN或其它合适溶剂，回流；b)H2O、NaOH，然后是萃取至有机介质中；c)正膦，THF(Wittig反应)；d)p-CH3C6H4SO3H，醚；e)Mu-PheOH,4-甲基吗啉，异丁基氯甲酸酯，THF；以及f)H2,Pd/C。
除非另外说明，为说明本申请，对以下说明书和权利要求书中所用的名称定义，且其具有如下给定的含义：
“烷基”，如在烷基、烷氧基、烷基硫代基、烷基磺酰基、烷基氨基甲酰基、二烷基氨基甲酰基、杂芳基烷基、芳烷基等基团中的烷基，是指直链或支链的、饱和或不饱和烃基，其有1-10个碳原子或指定的碳原子数目(如，甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、乙烯基、烯丙基、1-丙烯基、异丙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、2-甲基烯丙基、乙炔基、1-丙炔基、2-丙炔基等)。
“烷氧基亚膦酰基”和“二烷氧基亚膦酰基”分别指-P(O)(OH)OR和-P(O)(OR)2基，其中R为如上定义的烷基。
如烷酰基、烷酰氧基、杂环烷基烷酰基氨基等基团中的“烷酰基”指-C(O)R基，其中R是如上定义的烷基，其具有1-11个碳原子或者指定的碳原子数目(如，(C1-4)烷酰基包括甲酰基、乙酰基、丙酰基、异丙酰基、丁酰基、异丁酰基、巴豆酰基、异巴豆酰基等)。
“芳基”意指芳香性单环或多环烃基，其具有6-14个碳原子或指定的碳原子数目，及其任何碳环酮衍生物，其中具有自由价的碳原子是芳环的一个成员(如，芳基包括苯基、萘基、蒽基、菲基、1,2,3,4-四氢-5-萘基、1-氧代-1,2-二氢-5-萘基、1-硫代氧代-1,2-二氢-5-萘基等)。
“芳酰基”指-C(O)Ar基，其中Ar是如上定义的芳基，具有总共7-15个碳原子或所指的碳原子数目(如，(C7-11)芳酰基包括苄氧基、萘氧基等)。
如环烷基和环烷基烷基中的“环烷基”，是指饱和的或不饱和的、单环或多环的具3-20个碳原子或指定碳原子数目的烃基，其中具有自由价的碳原子是非芳环以及其任何碳环酮及硫酮衍生物的一员(即，环烷基一词意欲包括环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环己烯基、二环[2,2,2]辛基、1,2,3,4-四氢-1-萘基、氧代环己基、二氧代环己基、硫代环己基、9-芴基等。
“卤”指氟、氯、溴或碘。
如杂环烷基、杂环烷基烷酰基、氨基、杂环烷基羰基等中的“杂环烷基”，指如上定义的环烷基，其中1-5个所指的碳原子被选自N、O、S、P或As的杂原子取代，且其中具有自由价的原子是非芳环以及其任何杂环酮、硫酮、砜或亚砜衍生物的一员(例如，杂环烷基一词意欲包括哌啶基、吡咯烷基、咪唑啉基、二氢吲哚基、奎宁环基、吗啉基、哌嗪基、N-甲基哌嗪基、哌啶基、4,4-二氧代-4-硫哌啶基、1,2,3,4-四氢-3-异喹啉基、2,4-二氮-3-氧代-7-硫-6-二环[3,3,0]辛基等)。因此，杂(C6)环烷基包括吗啉基、哌嗪基、哌啶基等。
“杂芳基”指具总共5-14个原子或指定原子数的芳香单环或多环烃基，其中1-5个指定的碳原子被选自N、O、S、P或As的杂原子取代，其中具有自由价的原子是芳环以及其任何杂环酮和硫酮衍生物的一员(例如，杂芳基一词是指包括噻吩基、呋喃基、吡咯基、嘧啶基、异唑基、唑基、吲哚基、苯并[b]噻吩基、异苯呋喃基、吡喃基、异喹啉基、蝶啶基、嘧啶基、咪唑基、吡啶基、吡唑基、吡嗪基、4-氧杂-1,2-二氢-1-萘基、4-硫氧代-1,2-二氢-1-萘基等)。因此，杂(C6)芳基包括吡啶基、嘧啶基等。
“1,2-二亚苯基二亚甲基”指式-CH2C6H4CH2-的二价基。例如，R1Y-Z-A-基，其中Y是-N(R5)、Z是-CH(R7)-,A是羰基，该基和R7和R5一起形成1,2-二亚苯基二亚甲基”，其指下式的基团。
Figure C9619395100371
和取代衍生物以及其单独的立体异构体或立体异构体的混合物。1,2-二亚苯基二亚甲基二价基的取代衍生物可以在环上的任何碳原子上具有一个羟基或在不饱和环的任何碳原子上具有一个氧代基。
“膦酰基”指-P(O)(OH)2基。
如“(C3-4)亚甲基”和“(C3-7)亚甲基”中的“亚甲基”是指直链、饱和的二价基，其具有指定的碳原子数目；“(C3-4)亚甲基”包括三亚甲基(-(CH2)3-)和四亚甲基(-(CH2)4-)。例如，文中的一个优选实施方案使用如A-B-Z基的脯氨酸残基，其中A-B表示CH2-NR3，并且R3与R7或R8一起构成一个C3亚甲基。因此，R1-Y-Z-A-(其中，Y是-(NR5)-,Z是-CH(R7)-,A是羰基)和R7与R5一起形成三亚甲基，该基指下式的基团以及其单独的立体异构体和立体异构体的混合物。三亚甲基和四亚甲基二价基的取代衍生物可以具有一个羟基或其被保护衍生物，或位于环上任何碳原子上的氧代基。合适羟基保护基团如下文进行定义。
“氧杂(C3-7)亚甲基”和“氮杂(C3-7)亚甲基”指如上定义的亚甲基，其中所指的碳原子中的一个分别被一个氧原子或氮原子取代。例如，“氧杂(C5)亚甲基”包括3-氧杂五亚甲基(-CH2CH2OCH2CH2-)和2-氧杂五亚甲基(-CH2OCH2CH2CH2-)。因此，当其中的R21和R22一起形成3-氧杂五亚甲基时，-C(O)NR21R22指4-吗啉羰基，且当其中的R21和R22一起形成3-氮杂五亚甲基时，-C(O)NR21R22指1-哌嗪基羰基。
如用于“R7与相邻的R3”中的“相邻的”指R7和R8分别连接的原子也是相互连接的。
“动物”包括人、非人的哺乳动物(如，狗、猫、兔、牛、马、绵羊、山羊、猪、鹿等)和非哺乳动物(例如鸟等)。
“疾病”特别包括动物或其部位的任何不健康的症状，并且包括可能由用于动物的药物或兽医治疗所引起的或伴随这些药物或兽医治疗的不健康症状，即所述治疗的“副作用”。
“吸电子基团”(EWG)指一种功能基团，在最广义上，其是一种基团，其能对其自身和接合的碳原子之间的键作用极化力以致于被极化的电子倾向于吸电子基团。虽然不受任何特定理论的限制，据认为该极化特性使得吸电子基团能参与与半胱氨酸蛋白酶的活性位点的巯水或氢键反应，导致酶的抑制。一般，如果在处于通用结构式Ph3P=C(R)EWG的内膦鎓盐的α-位时，一个部分施加足够的极化作用使内盐稳定，而不与氧、水、氢卤酸、醇等发生分解反应，则这一部分适于作为吸电子基团。优选的吸电子基团是那些同样使通式(RO)2P(O)C(R)EWG的内鎓盐稳定的基团。合适的吸电子基团包括氰基、-S(O)2R2、-C(O)OR10、-P(O)(OR10)2、-S(O)(NR10)R10、C(O)R11、-S(O)R11、-C(O)NR12R13、-S(O)2NR12R13、-C(O)NHR14、-S(O)2NHR14、苯基及(C5-6)杂芳基，其中R2、R10、R11、R12、R13和R14是以如本发明概述中给出的其最广义的定义来定义的。当吸电子基团是苯基或(C5-6)杂芳基时，该环可以被一个或多个间位定向取代基(如，烷氧羰基、烷基亚磺酰基氨基、二烷基亚磺酰基氨基、烷基磺酰基、羧基、硝基、亚磺酰基氨基、磺基、膦酰基、烷基亚磷酰基、二烷氧基亚膦酰基、烷酰基、氰基、烷基亚磺酰基、磺酰基氨基、烷基磺酰基氨基、二烷基磺酰基氨基、二取代氨基、三取代氨基等)，邻和对位定向取代基(如，羟基、烷氧基、选择地卤代烷基、芳基、芳基烷基、卤等)，以及吸电子部分(如，烷基氨基甲酰基、二烷基氨基甲酰基、烷氧羰基、烷基氨基亚磺酰基、二烷基氨基亚磺酰基、烷基碘酰基、羧基、硝基、氨基亚磺酰基、磺基、氨基甲酰基、磷酰基、烷氧基亚膦酰基、二烷氧基亚膦酰基、烷酰基、氰基、烷基亚磺酰基、氨基磺酰基、烷基氨基磺酰基、二烷基氨基磺酰基、烷氧基磺酰基、芳基、杂芳基等)。
“离去基团”具有在合成有机化学中按常规与之有关的含义，即其为在烷基化条件下可置换的原子或基团，包括卤以及链烷磺酰氧基或芳基磺酰氧基，比如乙磺酰氧基、苯磺酰氧基、甲苯磺酰氧基，以及链烷磺酰氨基、链烷羰酰氨基、氨基磺酰氨基、氨基羰酰氨基等。
异构化是一种现象，其中化合物具有相同的分子式，但性质或其原子的键的顺序或其原子的空间排布不同。原子在空间排列不同的异构体称为“立体异构体”。不为另一种立体异构体的镜像的立体异构体称为“非对映体”，并且，为不可叠加的镜像的立体异构体作“对映体”或者有时称作“旋光异构体”。与4个不同的取代基相连的碳原子称为“手性中心”。
一个其手性中心具有两种相反手性的对映体形式的化合物称为“外消旋混合物”。具有一个以上手性中心的化合物有2n-1个对映体，其中n是手性中心的数目。具有一个以上手性中心的化合物可以单一的非对映体或非对映体的混合物的形式存在，称为“非对映体混合物”。
式Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的化合物可以以单一的立体异构体或立体异构体的混合物的形式存在。例如，式Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的化合物在相连有取代基R8的碳原子处有一个手性中心。而且，其中Z为-C(R6)(R7)的式Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的化合物在相连有R7取代基的碳原子处有一个手性中心。因此，例如其中n为0且z为-C(R6)(R7)的式Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的化合物会有两个手性中心，并且能以4种单独的立体异构体或其混合物的形式存在。
单独的立体异构体的特征是其手性中心的绝对构型。绝对构型指与手性碳原子相连的取代基的空间排列。研究中的与手性中心相连的取代基根据Cahn,Ingold及Prelog顺序原则来排序，随后如果三个最高位的取代基在空间(第4个最低位的取代基指向远离观察者)从高到低的顺序成顺时针排列，规定绝对描述符为R，并规定对反时针排列的绝对描述符是S。在描述具有一个手性中心的单独的立体异构体时，在括号中注明绝对描述符R或S，其后则为一连字符及该化合物的化学名称。为说明本发明，在描述具有两个或更多的手性中心的单独立体异构体或立体异构体的混合物时，将绝对的描述符R或S紧接在合适的位标后注明。由天然氨基酸衍生的酰基被称作其氨基酸基，前面为描述词L(如，L-苯丙氨酸)。氨基酸酰基的非天然对映体前面是描述词D。尽管在某些情况下可以用D-型的，但由于酶的立体专一性，氨基酸侧链优选为(S)或L-型的。在对一个手性中心没有说明绝对描述符时，该描述意指包括两种空间构型及其混合物、外消旋物或其他情况。因此，例如，下式的化合物是这样命名的：在R1是4-吗啉基羰基、R8是2-苯基乙基并且位于R7取代基的参考平面的同一边，R7是苄基且R19是苯基磺酰基时，命名为N2-(4-吗啉基羰基)-N1-[3-苯基-1S-(2-苯基磺酰基乙基)丙基]-L-苯基丙氨酰胺；在R1是4-吗啉基羰基、R8是2-苯基乙基并且位于参考平面的某一边或两边，R7是苄基且R19是苯基磺酰基时，命名为N2-4-吗啉基羰基-N1-[3-苯基-1-(2-苯基磺酰基乙基)丙基]-L-苯基丙氨酰胺；在R1是4-吗啉基羰基、R8是2-苯基乙基，且位于R7取代基的参考平面的同一边，R7是2-萘基甲基且R19是苯基磺酰基时，命名为N2-4-吗啉基羰基-N-[3-苯基-1S-(2-苯基磺酰基乙基)丙基]-β-(2-萘基)-L-丙氨酰胺；并且在R1是4-吗啉基羰基、R8是2-苯基乙基且位于R7取代基的参考平面的同一边，R7是苄基且R19是乙氧羰基时，命名为乙基-4S-(N-4-吗啉羰基-L-苯基丙氨酰胺氨基)-6-苯基己酸酯；
在一个优选的实施方案中，本发明的组合物是纯的非对映体。或者，该组合物具有非对映体的混合物。优选的实施方案具有多于约70％的单独的非对映体，且至少约90％是特别优选的。
“保护基”具有在合成有机化学中常规下与之相关的含义，即在一种化合物中阻断活性位点的基团。例如参见Greene等人，“有机合成中的保护基”(Protective Groups in Organic Synthesis)，第2版，John Wiley & Sons,1991，文中收作参考。羟基保护基的例子包括杂环烷基-羰基，如4-吗啉基羰基等，诸如苯甲酰基的芳酰基，以及诸如苄基的芳烷基等。氨基保护基的例子包括诸如苄氧羰基等的芳氧羰基，诸如苄氧基的芳酰基、诸如乙氧羰基和9-芴基甲氧羰基的氧化羰基等。胍基保护基的例子包括如2,3,5-三甲基-4-甲氧苯基-磺酰基的磺酰基等。形成酯的部分的合适的羰基保护基的例子是总共4-8个碳原子的烷氧羰基，特别是叔-丁氧羰基(BOC)或苄氧羰基(CBZ,Z)，特别是环上总共有4-8个碳原子的环烷基氨基羰基或氧杂环烷基氨基羰基，特别是4-吗啉基羰基(Mu)等。
涉及到一个化合物或一个基团时，“被保护的”指一种化合物或基团的衍生物，其中反应位点或多个反应位点被保护基阻断。
“选择的”或“选择地”指随后所述的事件或条件可能或可能不发生，并且该描述包括该事件或情况发生和不发生的各种情况。例如，“选择地还被一或多个官能团取代的”指，为使所述化合物处于本发明的范围之内，该取代基可能或可能不存在，并且本发明包括那些有一或多个官能团存在的化合物以及那些没有官能团的化合物。
文中“与半胱氨酸有关的疾病”是指与半胱氨酸蛋白酶有关的病理状态。在某些疾病中，该状态与升高的半胱氨酸蛋白酶含量有关；例如，关节炎、肌肉营养不良、炎症、肿瘤入侵以及肾小球性肾炎均与升高的半胱氨酸的含量有关。在其他疾病中，该状态与细胞外的半胱氨酸蛋白酶活性的出现有关，该细胞外的半胱氨酸蛋白酶活性在正常组织中并不存在。在其他实施方案中，半胱氨酸蛋白酶与诸如病毒侵染或在宿主器官中复制之类的病原体的能力有关。
与半胱氨酸蛋白酶有关的疾病的特殊例子包括关节炎、肌肉营养不良、炎症、肿瘤入侵、肾小球性肾炎、疟疾、早老性痴呆、癌转移、创伤、炎症、龈炎、利什曼病、丝虫病，以及其他细菌性和生寄生虫性感染，但不限于这些疾病。特别包括与白细胞介素1β转化酶(ICE)有关的疾病。
“可药用的”意即那些可用于制备药用组合物的通常是安全的、无毒的，并且既不是在生物学上也不是在其他方面不合乎需要的，并且包括那些适用于人类药用也适用于兽医的。
“可药用的盐”意即可药用的、如上定义的且其有所需的药学活性的盐。所述盐包括由诸如盐酸、氢溴酸、硫酸、硝酸、磷酸等的无机酸形成的酸加成盐；或由乙酸、丙酸、己酸、庚酸、环戊烷丙酸、甘醇酸、丙酮酸、乳酸、丙二酸、琥珀酸、苹果酸、马来酸、富马酸、酒石酸、柠檬酸、苯甲酸、邻(4-羟基苯甲酰基)苯甲酸、肉桂酸、扁桃酸(madelic acid)、甲磺酸、乙磺酸、1,2-乙二磺酸、2-羟基乙磺酸、苯磺酸、对氯苯磺酸、2-萘磺酸、对甲苯磺酸、樟脑磺酸、4-甲基二环[2,2,2]辛-2-烯-1-羧酸、葡庚糖酸、4,4′-亚甲基双(3-羟基-2-烯-1-羧酸)、3-苯基丙酸、三甲基乙酸、叔丁基乙酸、月桂基硫酸、葡糖酸、谷氨酸、羟苯甲酸、水杨酸、硬脂酸、粘康酸等有机酸形成的酸加成盐。
可药用的盐还包括碱加成盐，其可以在存在能与无机碱或有机碱反应的酸性质子形成。合适的无机碱包括氢氧化钠、碳酸钠、氢氧化钾、氢氧化铝以及氢氧化钙。合适的有机碱包括乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、三甲胺、N-甲基葡糖胺等。
“治疗有效量”指那一剂量，在向动物给药以治疗某一疾病时，其包括：
1．预防一种动物体内的疾病发生，该动物可能易患该疾病，但还未经历或表现出该疾病的症状，
2．抑制该疾病，即阻止其发生，或者
3．减轻该疾病，即导致疾病消退。
本发明涉及新的半胱氨酸蛋白酶抑制剂。在不受理论约束情况下，认为该抑制剂结合到半胱氨酸蛋白酶上是基于以下流程。
Figure C9619395100421
据认为该酶从而通过抑制剂的R、Y和Z部分与酶的结合位点的表面之间反应，并通过砜和活性位点氨基酸侧链的氢键反应而被可逆地抑制。
该可逆抑制机制允许酶抑制剂对半胱氨酸蛋白酶的专一性。一般，本发明的抑制剂抑制半胱胺酸蛋白酶，但不抑制丝氨酸、天冬氨酸以及锌蛋白酶。但是，在某些实施方案中，本发明的蛋白酶抑制剂可能有抗其他类似丝氨酸、天冬氨酸或其他金属蛋白酶之类的蛋白酶的活性，但程度较小。
此外，式Ⅰ的砜基的吸电子特征使砜基和其相连的碳之间的电子极化，从而使氢键在其与半胱氨酸蛋白酶的活性位点之间结合，使得能在抑制剂和半胱氨酸蛋白酶之间有一般如下述的紧密结合。要明了的是在硫原子和氧原子之间可能会有另外的吸电子或电子极化，其使得氧原子参与和酶的活性位点残基的氢键连结，因而更有助于酶的抑制。
本发明一般提供了新的用作可逆半胱氨酸抑制剂的基于肽的和模拟肽的半胱氨酸蛋白酶抑制剂。文中“半胱氨酸抑制剂”指一种抑制半胱氨酸蛋白酶的抑制剂。在一优选实施方案中，该半胱氨酸蛋白酶抑制剂对半胱氨酸蛋白酶有专一性，即其不抑制诸如丝氨酸、天冬氨酸或其他金属蛋白酶的其他类型的蛋白酶。但是，在其他实施方案中，本发明的半胱氨酸蛋白酶抑制剂也可能抑制其他类型的蛋白酶。
文中“可逆的”指抑制剂与酶非共价地结合并且与不可逆抑制不同。参见Walsh，“酶反应机理”(Enzymatic Reaction Mechanisms),Freeman及Co.,N.Y.,1979。本文中的“可逆的”是一个为本领域的那些熟练技术人员所理解的词汇。此外，该可逆的半胱氨酸蛋白酶抑制剂是竞争性抑制剂，即其在与酶可逆地结合中与底物竞争，且抑制剂的结合与底物结合是相互排斥的。另外，抑制的化学计量为1∶1，即单个的抑制剂分子足以抑制单个的酶分子。
文中的半胱氨酸蛋白酶抑制剂是用来可逆地结合半胱氨酸蛋白酶。该结合是通过用基于肽的或模拟肽的结合作为导向基团来完成，而该导向基团类似天然底物和/或抑制剂。为说明本发明，“模拟肽的”意指氨基酸或结构上类似肽的，但其中一或多个肽键(即，-C(O)NR-)被一种异构体形式，即-CH2NR-、-C(O)CH2-或-NRC(O)-取代，和/或其中有非天然氨基酸取代基。
为说明本发明，“导向基团”意指半胱氨酸蛋白酶抑制剂的一个肽或模拟肽的残基，其使得抑制剂能结合到半胱氨酸蛋白酶上。在一个优选实施方案中，半胱氨酸蛋白酶的导向基团至少具有两个氨基酸侧链或侧链类似物，通过肽键或等排物连接。该导向基团可以具有多至大约15个氨基酸或类似物，尽管抑制剂一般为大约1-7个氨基酸或类似物，因为在治疗用途中小分子抑制剂通常是理想的。因此，在式Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ中，n优选为0-13,0-5是优选的，并且0-3是特别优选的。
如式Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ中所述的，可以通过下式的天然或非天然肽残基来表示导向基团：其中R8和R7成分表示如下文更充分地描述的天然或非天然氨基酸类似物或取代基。抑制剂的导向基团也可能具有通过R1所述的及文中所述的其他官能团。
在不拘于任何特定的理论时，认为导向基团的氨基酸取代基与蛋白酶的表面结合位点反应以促进结合。还认为该接近吸电子基团(如，上式的R8)的氨基酸取代基会占据底物结合位点的S1位，并因此称其为抑制剂的P1残基。同样，下一个相邻氨基酸取代基(如上式的R7)会取代底物结合位点的S2位，并被称为抑制剂的P2残基。如果存在其他氧基酸取代基，其会占据底物结合位点的S3、S4等位并被称为抑制剂的P3、P4等残基。另外的导向基团也可以被连接到吸电子基团上，并且如果其存在，其氨基酸取代基会占据底物结合位点的S1′、S2′等位，并分别被称为抑制剂的P3′、P4′等残基。
一般，用于特定的酶的导向基团是由半胱氨酸蛋白酶中控制底物专一性的规律决定(例如，参见“蛋白酶抑制剂”，见“细胞和组织生理学研究专论”(Research Monographs in Cell and Tissue Physiology)(1986),Barret等编辑，第12卷，第4章：“半胱氨酸蛋白酶抑制剂”(Inhibitors of Cysteine Proteinases),Daniel Rich,Elsevier,New York；和Thornberry等，同上，文中特意收作参考)。例如，白细胞介素-1转化酶(ICE)在P1位接受一个天冬氨酸取代基(即，2-羧乙基)，在P2位接受丙氨酸(甲基)、缬氨酸(异丙基)或组氨酸(4-咪唑基甲基)取代基。木瓜蛋白酶在P1位接受精氨酸、赖氨酸、N-苄氧羰基赖氨酸(即，4-苄氧羰基氨基丁基)、同型苯丙氨酸(即，2-苯基乙基)，胍基-苯丙氨酸(即，4-胍基苄基)或正亮氨酸(即丁基)取代基，在P2位接受苯丙氨酸、酪氨酸、β-(2-萘基)丙氨酸(即2-萘基)、亮氨酸、正亮氨酸、异亮氨酸或丙氨酸取代基。组织蛋白酶B在P1位接受精氨酸、赖氨酸、N-苄氧羰基赖氨酸、胍基-苯丙氨酸、同型苯丙氨酸或正亮氨酸取代基，并在P2位上接受苯丙氨酸、酪氨酸、3,5-二碘酪氨酸(即，3,5-二碘-4-羟苄基)、β-(2-萘基)丙氨酸、精氨酸、胍基-苯丙氨酸或瓜氨酸(即3-脲基丙基)取代基。组织蛋白酶L和cruzain在P1位接受精氨酸、赖氨酸、同型苯丙氨酸、酪氨酸或β-(2-萘基)丙氨酸取代基。组织蛋白酶S在P1位接受精氨酸、赖氨酸、同型苯丙氨酸、胍基-苯丙氨酸、瓜氨酸或正亮氨酸取代基，并在P2位接受苯丙氨酸、酪氨酸、β-(2-萘基)丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、正亮氨酸、异亮氨酸或丙氨酸取代基。DPP-1在P2位接受苯丙氨酸或酪氨酸取代基，在P2无取代基或接受丙氨酸。需钙蛋白酶在P1位接受苯丙氨酸、酪氨酸、甲硫氨酸、β-甲基磺酰基甲基丙氨酸(即2-甲基磺酰基乙基)或缬氨酸取代基，在P2位接受缬氨酸、亮氨酸、正亮氨酸或异亮氨酸取代基。
因此，R7和R8独立地为氢、烷基(选择地被选自以下基的基取代：羟基、氨基、烷基氨基、二烷基氨基、脲基、巯基、烷基硫代基、羧基、氨基甲酰基、烷基氨基甲酰基、二烷基氨基甲酰基、烷基磺酰基和胍基或其被保护衍生物)，环烷基、环烷基烷基、杂芳基、杂芳基烷基、选自芳基和芳烷基的基团(该基团在其芳环上被1至3个选自羟基、氨基、胍基、卤、选择地卤代烷基、烷氧基和芳基或其被保护衍生物的基取代)，或者与相邻的R3和R5一起形成选自(C3-4)亚甲基和1,2-亚苯基二亚甲基的二价基(该基选择地被羟基或其被保护衍生物或氧代取代)。
因此，优选的R7和R8基团为天然氨基酸侧链和同源衍生物。这些基团包括丙氨酸(甲基)、精氨酸(3-胍基丙基)、天冬氨酸(氨基甲酰基甲基)、瓜氨酸(3-脲基丙基)、天冬氨酸(羧甲基)、半胱氨酸(巯基甲基)、谷氨酸(2-羧基乙基)、谷氨酸胺(2-氨基甲酰基乙基)、甘氨酸(氢)、组氨酸(4-咪唑基甲基)、同型苯丙氨酸(2-苯基乙基)、同型丝氨酸(2-羟基乙基)、异亮氨酸(1-甲基丙基)、亮氨酸(异丁基)、赖氨酸(4-氨基丁基)、甲硫氨酸(2-甲基硫代乙基)、β-(1-萘基)丙氨酸(1-萘基甲基)、β-(2-萘基)丙氨酸(2-萘基甲基)、正亮氨酸(丁基)、正缬氨酸(丙基)、鸟氨酸(3-氨基丙基)、苯丙氨酸(苄基)、脯氨酸(如文中所述)、肌氨酸(甲基氨基甲基)、丝氨酸(羟基甲基)、苏氨酸(1-羟基乙基)、色氨酸(3-吲哚基甲基)、酪氨酸(4-羟基苄基)以及缬氨酸(异丙基)。尽管在本发明概述中给出的是本发明的最广义的定义，但本发明的某些化合物是优选的。例如，式Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的一般优选的化合物是那些化合物，其中n为0-5；A-B表示选自-C(O)NR3-的键(其中R3为氢或如下定义的)；Y是-N(R5)-(其中R5是氢或如下定义的)；Z是-(CH2)2-或-C(R6)(R7)-Z1是-CH(R8)-,R1是氢、总共有3-10个碳原子的烷氧羰基烷酰基、(C1-9)烷氧羰基、(C2-10)烷酰基(选择地以选自羧基、(C1-9)烷氧羰基和杂(C4-8)环烷基、(C2-10)烷酰基氨基的基取代)、(C4-9)环烷基羰基、杂(C4-8)环烷基羰基(选择地以选自羟基、(C1-5)烷基、(C1-5)烷酰基、(C1-5)烷氧羰基、(C6-10)芳基(C1-5)烷氧羰基以及杂(C4-8)环烷基羰基的基取代)、(C6-10)芳基(C1-5)烷氧基羰基、氨基甲酰基、(C1-5)烷基氨基甲酰基、二(C1 -5)烷基氨基甲酰基、(C6-10)芳基氨基甲酰基、(C6-10)芳基(C1-5)烷基氨基甲酰基、(C6-10)芳基(C1-5)烷酰基、(C7-11)芳酰基、(C1-5)烷基磺酰基、二(C1 -5)烷基氨基磺酰基、(C6-10)芳基磺酰基或杂(C5-8)芳基磺酰基；且R7和R8独立地为(C1-5)烷基(选择地以选自羟基、氨基、烷基氨基、二烷基氨基、脲基、巯基、烷基硫代基、羧基、氨基甲酰基、烷基氨基甲酰基、二烷基氨基甲酰基、烷基磺酰基和胍基，或其被护衍生物的基取代)，(C3-7)环烷基、(C3 -7)环烷基(C1-5)烷基、吡啶基、噻吩基、呋喃基、咪唑基、吲哚基、吡啶基(C1-6)烷基、噻吩(C1-6)烷基、呋喃(C1-6)烷基、咪唑(C1-6)烷基、吲哚(C1- 6)烷基、一种选自苯基、萘基、苯基(C1-6)烷基、萘基(C1-6)烷基的基团(该基团在其芳基环上以1-3个选自羟基、氨基、氯、溴、碘、氟、甲基、三氟甲基、甲氧基和苯基或其被护衍生物的基取代)，或与相邻的R3或R4一起形成选自(C3-4)亚甲基和1,2-亚苯基亚甲基的二价基(该基选择地以羟基或其被护衍生物或氧代取代)。
式Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的更优选的化合物是那些化合物，其中n为0-2；A-B表示选自-C(O)NR3-的连键，其中R3是氢或如下定义；Y是-N(R5)-，其中R5是氢或如下定义；Z是-(CH2)2-或-C(R6)(R7)-(以在n为0时Z不为-(CH2)2-为条件)；Z1是-CH(R8)-；R1是氢、(C4-8)烷氧羰基、(C2-6)烷酰基(选择地以选自羧基、(C1-5)烷氧羰基和杂(C4-8)环烷基(C4-6)烷酰基氨基的基取代)，-C(O)NR21R22，其中R21和R22一起形成氮杂(C2-6)亚甲基，氧杂(C2-6)亚甲基或(C3-7)亚甲基、(C4-8)环烷基羰基、苄氧羰基、乙酰基、苯甲酰基或二甲基氨基磺酰基；并且R8和R7独立地为(C5-6)环烷基、(C5-6)环烷基甲基、3-吡啶基、2-噻吩基、2-呋喃基、4-咪唑基、3-吲哚基、3-吡啶甲基、2-噻吩基甲基、2-呋喃基甲基、4-咪唑基甲基、3-吲哚基甲基、(C1-5)烷基(选择地以选自巯基、羧基、氨基、甲基硫代、甲基磺酰基、氨基甲酰基、二甲基氨基甲酰基、胍基和羟基或其被护衍生物的基取代)、一种选自苯基、1-萘基、2-萘基、苄基、1-萘基甲基、2-萘基甲基和2-苯基乙基(该基在其芳环上以选自羟基、氨基、氯、溴、和氟或其被护形式的基取代)，或者与相邻的R3或R5一起形成选自(C3-4)亚甲基和1,2-亚苯基二亚甲基的二价基(该基被选择地以羟基或其被护衍生物或氧代取代)。
式Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的特别优选的化合物是那些化合物，其中n为0-1；A-B表示选自-C(O)NR3-的连键；Y是-N(R5)-，其中R5是氢或如下定义；Z是-C(R6)(R7)；Z1是-CH(R8)-；R1是氢、叔-丁氧羰基、苄氧羰基、乙酰基、3-羧基丙酰基、3-甲氧基羰基丙酰基、生物素基氨基己酰基、苯基乙酰基、苯甲酰基、二甲基氨基磺酰基、苄基磺酰基、1-哌嗪基羰基、4-甲基哌嗪-1-基羰基或4-吗啉基羰基；R7是3-吡啶基甲基、2-噻吩甲基、2-呋喃基甲基、4-咪唑基甲基、3-吲哚基甲基、(C1-5)烷基(选择地以选自巯基、羧基、氨基、甲硫基、甲基磺酰基、氨基甲酰基、二甲基氨基甲酰基、胍基及羟基或其被护基的基取代)，一种选自苄基、1-萘基甲基、2-萘基甲基和2-苯基乙基(该基在其芳环上选择地以一个选自羟基、氨基、氯、溴和氟或其被护形式的基取代)，或者与相邻的R3或R5形成选自(C3-4)亚甲基和1,2-亚苯基二亚甲基的二价基(该基选择地被羟基或其被护衍生物或氧代取代)；并且R8是丁基、2-苯基乙基、2-甲基磺酰基乙基、2-叔-丁氧羰基乙基、2-叔-丁氧羰基甲基、4-叔-丁氧羰基氨基丁基、4-苯甲酰基氨基丁基或苄氧基甲基。
式Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的更加特别优选的是那些化合物，其中n是0；A-B表示选自-C(O)NH-的连键；Y是-NH-,Z是-CH(R7)；Z1是-CH(R8)-；R1是氢、叔-丁氧羰基、苄氧基羰基、生物素基氨基己酰基、苯甲酰基、哌嗪-1-基羰基、4-甲基哌嗪-1-基羰基或4-吗啉基羰基；R7是(C1 -5)烷基、选择地取代的苄基、1-萘基甲基、2-萘基甲基、3-吡啶基甲基或2-甲基磺酰基乙基；并且R8是丁基、2-苯基乙基或2-甲基磺酰基乙基。
式Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的最优选的化合物是那些化合物，其中n为0；A-B表示选自-C(O)NH-的连键；Y是-NH-,Z是-CH(R7)；Z1是-CH(R8)-；R1是1-哌嗪基羰基、4-甲基-1-哌嗪基羰基或4-吗啉基羰基；R7是选择取代的苄基、1-萘基甲基或2-萘基甲基；且R8是2-苯基乙基。
式Ⅰ的一般优选的化合物是那些化合物，其中R2独立地为(C1-5)烷基(选择地以选自氨基、氯、溴、氟、羟基和甲氧基或其被护基的1-2个基取代)、全卤代(C1-5)烷基、(C3-7)环烷基、(C3-7)环烷基(C1-5)烷基或选自苯基、五氟苯基、萘基和苯基(C1-6)烷基(该基在其芳环上选择地以1-2个选自氨基、氯、溴、氟、羟基、甲氧基和选择取代的甲基或其被护衍生物的基取代)的基，R4是氢、(C1-5)烷基或(C6-10)芳基(C1-5)烷基。更优选的式Ⅰ的化合物是那些化合物，其中R2是(C1-5)烷基(选择地以1-2个选自氨基、氯、溴、氟和羟基或其被护衍生物的基取代)，全氟代(C1-5)烷基，(C5-6)环烷基、(C5 -6)环烷基甲基或选自苯基、萘基和苄基的基团(该基团选择地以一个选自氨基羟基、氯、溴或氟或其被护衍生物的基取代)，并且R4是氢或甲基。式Ⅰ的特别优选的化合物是那些化合物，其中R2是甲基、三氟甲基、选择取代的苯基、2-萘基或2-苯基乙基。最优选的式Ⅰ的化合物是那些化合物，其中R2是苯基、2-萘基或2-苯基乙基、特别是苯基或2-萘基，且R4是氢。
一般优选的式Ⅱ(其中R9是-C(O)OR10、-P(O)(OR10)2、-S(O)(NR10)R10、-C(O)NHC(O)R10或-S(O)2NHC(O)R10)是那些化合物，其中R10独立地为(C1-5)烷基(选择地以1或2个选自氨基、氯、溴、氟、羟基和甲氧基或其被护衍生物的基取代)，(C3-7)环烷基、(C3-7)环烷基、(C1-5)烷基或一个选自苯基或苯基(C1-6)烷基的基团(该基团在其苯环上选择地以1-2个选自氨基、氯、溴、氟、羟基、甲氧基以及选择地卤代的甲基或其被护衍生物取代)。式Ⅱ(其中R9是-C(O)OR10、-P(O)(OR10)2、-S(O)(NR10)R10、-C(O)NHC(O)R10或-S(O)2NHC(O)R10)的更优选的化合物是那些化合物，其中R10是乙基、(C5-6)环烷基、(C5-8)环烷基甲基或一个选自苯基和苄基的基团(该基团在其苯环上选择地以一个选自氨基羟基、氯、溴或氟或其被护衍生物的基团取代)。
式Ⅱ(其中R9是C(O)R11或-S(O)R11)的一般优选的化合物是那些化合物，其中R11是(C1-5)烷基、(C3-7)环烷基、(C3-7)环烷基((C1-5)烷基)或一个选自苯基和苯基(C1-6)烷基(该基在其芳环上选择地以1-2个选自氨基、氯、溴、氟、羟基、甲基、三氟甲基和甲氧基的基取代)。式Ⅱ(其中R11是C(O)R11或-S(O)R11)的更优选的化合物是那些化合物，其中R11是乙基、环(C5 -6)烷基、环(C5-6)烷基甲基或一个选自苯基和苄基的基(该基在其苯环上选择地以1个选自氨基羟基、氯、溴或氟或其被护衍生物的基取代)。
式Ⅱ(其中R9是-C(O)R12R13或-S(O)2NR12R13)的一般优选的化合物是那些化合物，其中R12和R13独立地为(C1-5)烷基、(C3-7)环烷基、(C3-7)环烷基(C1-5)烷基或一个选自苯基和苯基(C1-6)烷基的基团(该基团在其苯环上选择地以1-2个选自氨基、氯、溴、氟、羟基、甲氧基和选择地卤代的甲基取代)。式Ⅱ(其中R9是-C(O)NR11R13或-S(O)2NR12R13)的更优选的化合物是那些化合物，其中R12和R13独立地为乙基、(C5-6)环烷基、(C5-6)环烷基甲基或一个选自苯基和苄基的基团(该基团在其苯环上选择地以一个选自氨基羟基、氯、溴或氟或其被护衍生物的基取代)。
式Ⅱ(其中R9是-C(O)NHR14或-S(O)2NHR14，其中R14为选自式(a)和(b)的基团)的优选的化合物是那些化合物，其中n、A、B、Y、Z、R1和R10均如上针对式Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的优选的化合物来定义。
式Ⅲ的一般优选的化合物是那些化合物，其中R15是一个选自2-呋喃基、2-噻吩基、2-吡咯基、2-磷酰基、2二氧砷基、2-吡啶基或3-亚磷酰基的基团(该基团选择地以至少一个选自(C1-5)烷基氨基甲酰基、二(C1-5)烷基氨基甲酰基、(C1-5)烷氧基羰基、(C1-5)烷基氨基亚磺酰基、二(C1 -5)烷基亚磺酰基氨基、(C1-5)烷基磺酰基、羧基、硝基、氨基亚磺酰基、氨基甲酰基、膦酰基、(C1-5)烷氧基亚膦酰基、二(C1-5)烷氧基亚磷酰基、(C1 -5)烷酰基、氰基、(C1-5)烷基亚磺酰基、氨基磺酰基、(C1-5)烷基氨磺酰基、二(C1-5)烷基氨基磺酰基、(C1-5)烷氧基磺酰基、(C1-5)苯基、萘基、吡啶基、噻吩基、呋喃基、咪唑基、吲哚基、羟基、(C1-5)烷氧基、选择地卤代的(C1 -5)烷基、苄基、卤、-+N(R17)3(其中各R17独立地为(C1-5)烷基、苯基或苄基)，或-N(R18)2(其中各R18独立地为氢、(C1-5)烷基、苯基或苄基)。或Ⅲ的更优选的化合物是那些化合物，其中R16是一个选自2-呋喃基、2-噻吩基、2-膦酰基、2-二氧砷基、3-吡啶基或3-亚膦酰基的基团(该基团选择地被至少一个选自甲基氨基甲酰基、二甲基氨基甲酰基、甲氧羰基、甲基氨基亚磺酰基、二甲基氨基亚磺酰基、甲基磺酰基、羧基、硝基、氨基亚磺酰基、磺基、氨基甲酰基、膦酰基、甲氧基亚膦酰基、二甲氧基亚膦酰基、甲酰基、氰基、甲基亚磺酰基、氨基磺酰基、二甲基氨基磺酰基、甲氧基磺酰基、甲基磺酰亚氨基、苯基、萘基、吡啶基、噻吩基、呋喃基、咪唑基、吲哚基、羟基、甲氧基、甲基、三氟甲基、苄基、卤、-+N(R17)3(其中各R17独立地为甲基、苯基或苄基)或-N(R18)2(其中各R18均独立地为氢、甲基、苯基或苄基)。式Ⅲ(其中R16是选自式(a)和(b)的基团)的一般优选的化合物是那些化合物，其中n、A、B、Y、Z、R1和R10均如上针对式Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的化合物进行定义。
一般，本发明的优选的半胱氨酸蛋白酶抑制剂是那些化合物，其中每一个存在的手性中心的绝对构型均为(S)-构型。但是，其中n为0的式Ⅰ的优选的化合物是那些化合物，其中R7取代基连接的手性中心的绝对构型是处于(R)-构型。例如，式Ⅰ的优选的化合物包括：N2-(4-吗啉基羰基)-N1-(3-苯基-1R-苯基磺酰基丙基)-L-苯基丙酰胺(化合物1)、N2-(4-吗啉基羰基)-N1-(3-苯基-1S-苯基磺酰基丙基)-L-苯基丙酰胺(化合物2)、N2-(4-吗啉基羰基)-N1-(3-苯基-1-苯基磺酰基丙基)-L-苯基丙氨酰胺(化合物3)、N2-(4-吗啉基羰基)-N1-(3-苯基-1-苯基磺酰基丙基)-L-亮氨酰胺(化合物4)、N2-(4-吗啉基羰基)-N1-(3-苯基-1-三氟甲基磺酰基丙基)-L-苯基丙氨酰胺(化合物5)、N2-(4-吗啉基羰基)-N1-(3-苯基-1-苄基磺酰基丙基)-L-苯基丙氨酰胺(化合物6)、N2-(4-吗啉基羰基)-N1-(3-苯基-1-苯基磺酰基丙基)-L-亮氨酰胺(化合物7)、N2-(4-吗啉基羰基)-N1-(3-苯基-1-氟甲基磺酰基丙基)-L-苯基丙氨酰胺(化合物8)、N2-(4-吗啉基羰基)-N1-(3-苯基-1S-苯基磺酰基甲基丙基)-L-苯基丙氨酰胺(化合物9)、N2-(4-吗啉基羰基)-N1-{3-苯基-1S-[2-(2-苯基乙基磺酰基)乙基]丙基}-L-苯基丙氨酰胺(化合物10)；N2-(4-吗啉基羰基)-N1-(3-苯基-1S-[2-(2-苯基磺酰基)乙基]丙基}-β-(2-萘基)-L-丙氨酰胺(化舍物11)；N2-苯基乙酰基-N1-[3-苯基-1S-(2-苯基磺酰基乙基)丙基]-L-苯基丙氧酰胺(化合物12)、N2-(N-苄氧羰基-β-丙氨酰)-N1-[3-苯基-1S-(2-苯基磺酰基乙基)丙基]-L-苯基丙氨酰胺(化合物13),3-{2-苯基-1S-[3-苯基-1S-(2-苯基磺酰基乙基)丙基氨基甲酰基]乙基氨基甲酰基}丙酸(化合物14)；3-(2-萘基-1S-[3-苯基-1S-(2-苯基磺酰基乙基)丙基氨基甲酰基]乙基氨基甲酰基}丙酸(化合物15)、N2-(4-吗啉基羰基)-N1-{3-苯基-1S-[2-(2-萘基磺酰基)乙基]丙基}-L-酪氨酰胺(化合物16)；甲基3-(2-苯基-1S-[3-苯基-1S-(2-苯基磺酰基乙基)丙基氨基甲酰基]乙氨基甲酰基}丙酸盐(化合物17)；N2-(4-吗啉基羰基)-N1-[3-苯基-1S-(2-苯基磺酰基乙基)丙基]-L-苯基丙氨酰胺(化合物18)；N2-(β-丙酰基)-N1-[3-苯基-1S-(2-苯基磺酰基乙基)丙基]-L-苯基丙氨酰胺(化合物19)；以及5-苯基磺酰基-3S-{N-[N-乙酰基-L-酪氨酰)-L-缬氨酰]-L-丙氨酰氨基}戊酸(化合物20)。式Ⅱ的优选的化合物包括：乙基4S-(N-苄基磺酰基-β-(2-萘基)-L-丙氨酰氨基)-6-苯基己酸酯(化合物21)；乙基4S-(N-苄基氨基甲酰基-β-(2-萘基)-L-丙氨酰氨基)-6-苯基己酸酯(化合物22)；乙基4S-[N-(4-吗啉基羰基)-β-2-(萘基-L-丙氨酰氨基]-6-苯基已酸酯(化合物23)；乙基4S-(N-苄基氨基甲酰基-L-苯基丙氨酰胺)-6-苯基己酸酯(化合物24)；乙基4S-[N-(4-吗啉基羰基)-L-苯基丙氨酰氨基]-6-苯基已酸酯(化合物25)；N2-(4-吗啉基羰基)-N’-[3-苯基-1S-(2-苯基氨基甲酰基乙基)丙基]-L-苯基丙氨酰胺(化合物26)；以及N2-(4-吗啉基羰基)-N1-[3-苯基-1S-(2-苄基氨基甲酰基乙基)丙基]-L-苯基丙氨酰胺(化合物27)。式Ⅲ的优选的化合物包括：N2-(4-吗啉基羰基)-N1-{3-苯基-1S-[2-(4-甲氧基苯基)乙基丙基}-L-苯基丙氨酰胺(化合物28)；以及N2-(4-吗啉基羰基)-N1-{3-苯基-1S-[2-(4-氨基苯基)乙基]丙基}-L-苯基丙氨酰胺(化合物29)。
正如将会被本领域技术人员所理解的，式Ⅰ包括由如下所述的优选的第Ⅳ类所表示的结构。其中M为0,1或2个碳原子，A-B如上定义，R1、R2、R7和R8如上定义，且Q是NH或CH2。优选的实施方案使用在B位具有N的A-B键。在这一实施方案中，连接有R8基的碳和砜基之间的碳原子的数目决定该化合物是否为α-氨基砜、β-氨基砜或γ-氨基砜。如下面将在实施例中所讨论的，可以用氨基酸的名称或用化学名称来将化合物命名为氨基砜。
因此，例如第Ⅴ类是α-氨基砜：
Figure C9619395100512
第Ⅵ类是β-氨基砜；第Ⅶ类是γ-氨基砜：式Ⅱ包括有第Ⅷ类结构，其被称为γ-氨基，特别是在R9为一个吸电子基团时：
Figure C9619395100523
在一个优选的实施方案中，用本发明的抑制剂抑制蛋白酶的解离常数，一般被本领域的技术人员称作k1最大为100μM。文中“结合常数”一词或“解离常数”一词或字面上同义词是指抑制剂和酶的可逆结合的平衡解离常数。如下来定义和测定解离常数。
解离常数的测定在本领域中是已知的。例如，对于诸如本发明的那些的可逆抑制反应，反应流程如下：
                           反应式3酶与抑制剂结合，产生酶-抑制剂复合物，E·I。这一步骤被认为是快速而且是可逆的，没有发生化学变化；酶与抑制剂通过非共价力保持在一起。在这一反应中，k1是E·I可逆复合物形成的二级速度常数。k2是可逆E·I复合物的解离的一级速度常数。在这一反应中，k1=k2/k1。
根据如实施例中所述的本领域中熟知的技术来进行平衡常数k1的测定。例如，测试通常使用合成的生色或生荧光底物。
各k1值可以用Irwin Segel在“酶动力学：快速平衡和稳态酶系统的行为和分析”(Enzyme Kinetics:Behavior and analysis of rapidequilibrium and steady-state enzyme systems)(1975,Wiley-Interscience Publication,John Wiley & Sons,New York)中所述的Dixonplot来测定，或者，对于竞争性结合抑制剂，通过下述计算式来估算：
                         方程式4
         1-(V1/V0)=[I]/([I]+k1(1+([S]/KM)))其中，V0是无抑制剂时底物水解速度，V1是有竞争性抑制剂的速率。
要明了的是，解离常数是特别有用的定量酶与专一的底物或抑制剂结合效率的方法，并且通常应用于这一领域。如果一种抑制剂表现出有很低的k1，则其为有效的抑制剂。因此，本发明的半胱氨酸蛋白酶的抑制剂具有最大约100μM的解离常数。优选的实施方案的抑制剂表现有最多约10μM的解离常数，最优选的实施方案的抑制剂的解离常数为最多约1μM。
                         化学原理
如下进行本发明的抑制剂的合成。其中x表示一个键的式Ⅰ的化合物可以通过图1的流程图1中所示的方法来制备。
在有含水甲酸存在下，用诸如异丁醛或苯基丙醛的合适的醛和诸如苯亚磺酸(Aldrich Chemical Co.)的合适的亚磺酸的钠盐处理叔-丁基氨基甲酸酯或苄基氨基甲酸酯，得到相应的N-被护的氨基甲基砜。用溶于乙酸中的氢溴酸去保护苄氧羰基保护的氨基甲基砜。与合适的N-被护的氨基酸或肽或其模拟肽的衍生物偶合，得到其中x表示一个键的式Ⅰ的化合物。或者，在有含水甲酸存在下，把合适的N-末端被保护的氨基酸或肽或其模拟肽的衍生物，如N-(4-吗啉基羰基)苯基丙氨酰胺，与合适的醛连同合适的亚磺酸的钠盐反应，得到其中x表示一个键的式Ⅰ的化合物。
其中x表示亚甲基的式Ⅰ的化合物可以分别通过图2和3的流程图2和3中所述的方法来制备。
用氢硼化钠处理合适的N-被护的氨基酸或其模拟肽的衍生物，得到相应的β-氨基乙醇。在有三乙胺存在下用甲磺酰氯处理所述的乙醇，得到相应的甲磺酸酯。根据Spaltenstein,A.,Carpion,P.,Miyake,F.，和Hopkings,P.B.，“有机化学杂志”(J.Org.Chem.)(1987)52,3759的方法，用诸如苯硫酚的硫醇的阴离子亲核取代，得到相应的β-氨基硫醚。通过4-氯过苯甲酸氧化该硫醚，产生相应的N-被护的β-氨基乙基砜。在特定的情况下，用诸如由2-(三甲基甲硅烷基乙硫醇[Anderson,M.B.,Ranasinghe,M.B.,Palmer,J.T.,Fuchs,P.L.，“有机化学杂志”(J.Org.Chem.)(1988)53,3125描述了其合成]衍生的硫醇盐离子处理甲磺酸盐，产生相应的β-氨基乙基-2-三甲基甲硅烷基硫醚。将2-三甲基甲硅烷基乙基硫醚还原成相应的β-氨基乙基2-三甲基甲硅烷基乙基砜，然后将其进行氟化物介导的裂解，排出三甲基甲硅烷基氟化物和气体状的副产物乙烯和中间产物亚磺酸盐，该亚磺酸盐于原位用诸如溴氯甲烷的合适的含卤素物质烷基化，产生相应的N-被护的β-氨基乙基卤代甲基砜。将N-被护的β-氨基乙基砜去保护，然后与合适的N-被护的氨基酸或肽或其模拟肽衍生物偶联，得到其中x是亚甲基的式Ⅰ的化合物。
其中x表示亚乙基的式Ⅱ和式Ⅰ的化合物可以通过方程式5、6和7中所示的方法来制备。
                       方程式5
Figure C9619395100541
其中a)是Cl-H2N+(Me)OMe，二环己基碳化二亚胺，三乙胺；且b)为氢化锂铝。
                      方程式6
Figure C9619395100542
合适的N-叔-丁氧羰基氨基酸或其模拟肽的衍生物被转化为相应的氨基甲基醛[如，参见Fehrentz,J-A和Castro,B.的方法(“合成”(Synthesis),(1983),676；方程式5]。通过Wittig反应或Wittig反应的Wadsworth-Emmons-Horner修正方法[例如，参见Wadsworth等人，“美国化学学会杂志”(J.Amer.Chem.Soc.)83:1733(1991)；方程式6)，该醛被转化成相应的插烯化合物。通过催化氢化(例如，参见方程式7)，该插烯化合物被还原，然后去保护并且与合适的N-被保护的氨基酸或肽或其模拟肽的衍生物偶联，产生相应的式Ⅰ或Ⅱ的化合物。或者，将该插烯化合物去保护并与N-被护的氨基酸或肽或其模拟肽衍生物偶联，产生相应的插烯化合物的缩合反应产物，然后将该产物还原，产生相应的式Ⅰ或Ⅱ的化合物。
式Ⅱ的化合物可以通过图4，流程图4中所述的方法来制备。
N-叔-丁氧羰基氨基酸或其模拟肽衍生物转化成相应的氨基甲基醛的反应优选在有溶于二氯甲烷中的三乙胺和二环己基碳化二亚胺存在下与N、O-二甲基羟基胺氢氯化物进行。或者，该转化可以通过用三乙胺和偶联剂苯并三唑-1-基氧三(二甲基氨基)磷六氟磷酸盐(BOP)处理，然后用氢化锂铝还原来进行，生成相应的醛(例如，参见Fehrentz,J-A和Castro,B.的方法，“合成”(Synthesis)(1983),676-678)醛向相应的插烯化合物的酯的转化可以用三乙基膦酰基乙酸盐的钠阴离子来进行。插烯酯的去保护可以利用溶于二烷的氯化氢来进行。该氢化反应一般在有钯存在下进行。
其中x是亚甲基的式Ⅰ的化合物可以方便地用图5中流程图5所示的方法来制备。
用合适的磺酰基甲烷膦酸酯盐(SMP)(例如，二乙基苯基磺酰基甲烷膦酸酯盐、二乙基2-萘基磺酰基甲烷膦酸酯盐、二乙基甲基磺酰基甲烷膦酸酯盐等)的钠阴离子处理如方程式5中所述制备的合适的N-叔-丁氧羰基-α-氨基醛，产生相应的插烯砜。该砜以溶于醚中的无水对-甲苯磺酸去保护，然后与N-被护的氨基酸或肽或其模拟肽衍生物偶联，产生相应的插烯缩合产物，该产物随后被还原，产生相应的式Ⅰ的化合物。通过在有氯化氢存在用多聚甲醛处理芳基硫醇并与三乙基亚膦酸盐反应产生相应的二乙基膦酰基甲基芳基硫醚，随后氧化该硫醚，可以制备合适的芳芳基磺酰基甲烷膦酸酯盐。或者，可以购买合适的硫醚(例如，由Aldrich Chemical Co.可购得二乙基膦酰基甲基甲基硫醚、二乙基膦酰基甲基苯基硫醚等)，并将其氧化成其相应的砜。
其中R9为-COOH的式Ⅱ的化合物可以通过图6，流程图6中所述的方法制备。
一般，将其中R9为-COOR10的式Ⅱ的化合物皂化产生相应的羧酸盐，在用酸处理该羧酸盐时产生相应的羧酸。
其中R9为-P(O)(R10)2的式Ⅱ化合物可以如流程图7(图7)中所述通过如流程图6中的方法但用合适的基亚甲基二膦酸酯盐(例如，四乙基亚甲基二膦酸酯盐等)的钠阴离子替代SMP来制备。
其中R9为-C(O)NHR14的式Ⅱ的化合物可以按流程图8(图8)所示通过如流程图5的方法来制备，但用合适的二乙基氨基亚甲基磷酸盐(如二乙基芳基氨基亚甲基磷酸盐等)取代SMP。
可以通过把三乙基膦酰基乙酸酯盐的皂化产物与合适的胺反应来制备合适的氨基亚甲基膦酸酯。或者，可以通过把式Ⅰ(其中R9是-COOH)的化合物与合适的胺反应来制备式Ⅱ(其中R9是-C(O)NHR14)的化合物。例如，该反应可以在有二环己基碳化二亚胺存在下进行，或者通过其它本领域的熟练技术人员所知的肽偶连反应产物来进行。
一般，可以通过流程图9(图9)中所述的方法并替代结构Ⅰ-Ⅶ所表示的原材料来制备式Ⅱ的化合物。
                         结构式Ⅰ
通过叔丁氧羰基-α-氨基醛和合适的膦酸盐之间的Wadsworth-Emmons反应，随后在有钯存在下与氢的催化还原反应，进行酮的合成。一般，如上所述来合成醛的部分。如果购买不到膦酸盐，可以通过用二乙基氯膦酸盐处理诸如丙酮或苯乙酮的甲基或取代甲基酮的烯醇盐离子来合成。例如，通过用丁基锂处理二异丙基胺的四氢呋喃溶液，随后将酮加入到锂二异丙基酰胺(LDA)溶液[H.O.House，“现代合成反应”(Modern SyntheticReactions)，第二版(W.Benjamin,Inc.,Menlo Park,CA，第9章]，来产生烯醇盐的离子。在合成烯醇盐后，加入二乙基氯膦酸盐。作为烯醇盐与二乙基氯磷酸盐的偶联的结果，Wadworth-Emmons反应剂形成。
为了用如EWG的腈来合成半胱氨酸蛋白酶的抑制剂，使用了结构式Ⅱ：
                         结构式Ⅱ
通过叔丁氧羰基-α-氨基醛和合适的膦酸盐之间的Wadsworth-Emmons反应，随后在有合适的催化剂存在的条件下氢化，来进行腈的合成。一般，如上述合成醛的部分。可以购得该膦酸盐。
为了用诸如EWG的亚砜来合成半胱氨酸蛋白酶抑制剂，使用了结构式Ⅲ：
                        结构式Ⅲ
Figure C9619395100572
通过叔丁氧羰基-α-氨基醛和合适的膦酸盐之间的Wadsworth-Emmons反应，随后通过在有合适的催化剂存在下的氢化反应，进行亚砜的合成。一般，如上述合成醛的部分。通过用二乙基氯膦酸盐处理甲基亚砜的阴离子来合成膦酸盐。该阴离子是通过将Buli加至二异丙基胺中，随后加入甲基亚砜来产生。
为了用诸如EWG的磺酰胺来合成半胱氨酸蛋白酶抑制剂，使用了结构式Ⅳ：
                          结构式Ⅳ
Figure C9619395100573
通过叔丁氧羰基-α-氨基醛和合适的膦酸盐之间的Wadsworth-Emmons反应，随后通过在有合适的催化剂存在下的氢化反应，来进行磺酰胺的合成。一般，如上所述来合成醛的部分。例如，通过如下的方法来合成膦酸盐：a)通过用五氯化磷处理[M.Quaedvlieg，见“现代有机合成化学”(Methoden der Organische Chemic(Houben-Weyl),E.Muller,ThiemeVetlag,Stuttgart编，第4版，1955，第Ⅸ卷，第14章)将如通过Carretero和Ghosez[“四面体通讯”(Tetrahedron Lett.),28:1104-1108(1987)]的方法制备的二乙基磷酰基甲烷磺酸盐转化成磺酰氯；或b)用诸如氨、伯胺(包括氨基酸衍生物)或仲胺的胺处理磺酰氯，结果形成磺酰胺(Quaedvlieg，同上，第19章)。随后把磺酰胺膦酸盐与Boc-α-氨基醛反应，形成如Wadsworth-Emmons反应所形成的导向化合物。
为了用诸如EWG的磺酰胺来合成半胱氨酸蛋白酶抑制剂，使用了结构式Ⅴ：
                         结构式Ⅴ
Figure C9619395100581
通过叔丁氧羰基-α-氨基醛与合适的膦酸盐之间的Wadsworth-Emmons反应，随后通过在有合适的催化剂存在下的氢化作用，来进行磺酰胺的合成。一般，如上述来合成醛的部分。可用下列方法之一来合成膦酸盐。在有氯化铝存在下，用亚硫酰氯处理诸如可购得的甲基二乙基膦酸盐(Aldrich)的甲基二烷基膦酸盐，产生二烷基膦酰基甲烷亚磺酰氯[Vennstra等人，“合成”(Synthesis)(1975)519。也参见Anderson“综合有机化学”(Comprehensive Orgarnic Chemistry”(Pergamon Press)，第3卷，第11、18章(1979)]。或者，用胺处理二烷基膦酰基亚磺酰氯[Stirling，“国际硫化学杂志”(Internat.J.Sulfur Chem.)(B)6:277(1971)]，产生二烷基膦酰基亚磺酰氯。
为了用诸如EWG的亚磺酰胺来合成半胱氨酸蛋白酶抑制剂，使用了结构式Ⅵ：                                结构式Ⅵ
通过叔丁氧羰基-α-氨基醛与合适的膦酸盐之间的Wadsworth-Emmons反应，随后通过在有合适的催化剂存在下的氢化作用，来进行亚砜胺的合成。一般，如上述来合成醛的部分。可以以几种方法合成膦酸盐。例如，通过于Johnson，“综合有机化学”(Comprehensive Organic Chemistry”(Pergamon Press)，同上，第11、11章中所述的方法来制备N-烷基或N-芳基苯基甲基亚砜亚胺。或者，通过用溶于THF中的丁基锂处理中性化合物来制备诸如N-烷基苯基甲基亚砜亚胺的化合物的锂阴离子[Cram等人，“美国化学学会杂志”(J.Amer.Chem.Soc.)92:7369(1970)]。该锂阴离子与诸如可购得的二乙基氯膦酸盐(Aldrich)的二烷基氯膦酸盐反应，结果产生亚砜亚胺化合物的合成所必需的Wadsworth-Emmons反应剂。
为了用诸如EWG的磺酸盐来合成半胱氨酸蛋白酶抑制剂，使用了结构式Ⅶ：
                         结构式Ⅶ
Figure C9619395100592
通过叔丁氧羰基-α-氨基醛与合适的膦酸盐(例如二乙基膦酰基甲烷磺酸盐)之间的Wadsworth-Emmons反应，随后通过在有合适的催化剂(如阮内镍)的存在下的氢化作用，来进行磺酸盐的合成。该膦酸盐可以如下合成。通过用如LDA的强碱处理所述膦酸盐产生如可购得的甲基二乙基膦酸盐(Aldrich)的甲基二烷基膦酸盐的阴离子。把得到的阴离子用三氧化硫/三甲胺复合物磺酰化[Carreto等人，“四面体通讯”(Tetrahedron Lett.),28:1104-1108(1987)]，形成二乙基磷酰基甲烷磺酸盐，该盐可以在Wadsworth-Emmons反应中与醛反应以形成α、β-不饱和磺酸盐。
可以通过如流程图10(图10)中所述的方法来制备式Ⅱ的化合物。
通常用可购得的反应剂和产物，用本领域中熟知的技术，来制备具有R8和R9基团的氯化物。该反应通常产生顺式和反应式构型且偏反式异构体的混合物。在还原成本实施方案的半胱氨酸蛋白酶抑制剂时，由于形成单一的化合物，而不出现顺-反异构体的概念。
在一个实施方案中，如果有必要，还可在合成后进一步纯化本发明的半胱氨酸蛋白酶抑制剂。例如，可以结晶本发明的半胱氨酸蛋白酶抑制剂，或将其通过硅胶层析柱，用溶剂混合物洗脱纯的抑制剂。
概括地说，用于制备本发明的化合物的方法如下：
(A)为制备式Ⅳ的化合物：
Figure C9619395100601
其中n为0-12；R20是氰基、-S(O)2R2、-CH2S(O)2R2、-CH2CH(R4)S(O)2R2、-(CH2)2C(O)OR10、-(CH2)2P(O)(OR10)2、-(CH2)2S(O)(NR10)R10、-(CH2)2C(O)R11、-(CH2)2S(O)R11、-(CH2)2C(O)NR12R13、-(CH2)2S(O)2NR12R13、-(CH2)2C(O)NHR14、-(CH2)2S(O)2NHR14或-CH2CHR15R16，且A、B、X、Y、Z、R1、R8R1、R8、R2、R10、R11、R12、R13、R14、R15和R16均如在本发明的概述中针对式Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的化合物及其可药用的盐、单一的异构体及异构体的混合物进行定义。把式Ⅴ的胺：
Figure C9619395100602
与式Ⅵ的化合物：
Figure C9619395100603
其中A、B、X、Y、Z、R1、R8和R20均如上定义；
(B)为制备式Ⅳ(其中R20为-S(O)2R2)的化合物，及其可药用的盐、单一的异构体或异构体的混合物，把式Ⅶ的化合物(其中n、A、B、X、Y、Z、R1和R8均如上定义)与式R8CHO的醛以及式R2S(O)ONa的亚磺酸钠反应。
(C)为制备式Ⅳ(其中R20是-S(O)2R2)的化合物，及其可药用的盐、单一的异构体及异构体的混合物，
(1)把式NH2P(其中P为保护基团)的化合物与式R8CHO的醛以及式R2S(O)ONa的亚磺酸钠反应，并随后去保护，产生式Ⅷ的化合物：
Figure C9619395100612
其中R2和R8均如本发明概述中针对式Ⅰ进行定义；并且
(2)把式Ⅷ的化合物与式Ⅵ(其中n、A、B、X、Y、Z和R1均如上定义)的化合物反应；
(D)为制备式Ⅳ(其中R20是-CH2S(O)2R2)的化合物及其可药用的盐、单一的异构体或异构体的混合物，
(1)把式Ⅸ(其中L是一个离去基团，R2和R8如上定义)的化合物与式R2S的硫醇盐离子反应，产生式Ⅹ的化合物。
Figure C9619395100613
(2)把式Ⅹ的化合物氧化，产生式Ⅺ的化合物：
Figure C9619395100614
(3)把式Ⅺ的化合物与式Ⅵ(其中n、A、B、X、Y、Z和R1均如上定义)的化合物反应；
(E)为制备式Ⅳ[其中R20为氰基、-(CH2)2S(O)2R2、-(CH2)2C(O)OR10、-(CH2)2P(O)(OR10)2、-(CH2)2S(O)(NR10)R10、-(CH2)2C(O)R11、-(CH2)2S(O)R11、-(CH2)2C(O)NR12R13、-(CH2)2S(O)2NR12R13、-(CH2)2C(O)NHR14或-(CH2)2S(O)2NHR14]的化合物及其可药用的盐、单一异构体或异构体的混合物，
(1)把式Ⅻ的化合物与选自式ⅩⅢ和ⅩⅣ的化合物反应
Figure C9619395100622
(其中R8和R20如上定义)，并随后去保护，产生式ⅩⅤ的化合物
(2)把式ⅩⅤ的化合物与式Ⅵ(其中n、A、B、X、Y、Z和R1均如上定义)的化合物反应；并且
(3)还原；
(F)为制备式Ⅳ(其中R20是-CH2CHR15R16)的化合物及其可药用的盐、单一的异构体和异构体的混合物，
(1)把式Ⅻ的醛与式ⅩⅥ的化合物反应
Figure C9619395100624
(其中R8、R15和R16均如上定义)，并随后去保护，产生式ⅩⅦ的化合物
Figure C9619395100631
(2)把式ⅩⅦ的化合物与式Ⅵ(其中n、A、B、X、Y、Z和R1均如上定义)的化合物反应；并且
(3)还原；
(G)选择地进一步将式Ⅳ的化合物的非盐形式转化成可药用的盐；
(H)选择地进一步将式Ⅳ的化合物的盐的形式转化成非盐形式；并且
(H)选择地进一步将式Ⅳ的化合物分离成单一的立体异构体。
在一个实施方案中，标记了本发明的半胱氨酸蛋白酶抑制剂。文中“标记的半胱氨酸蛋白酶抑制剂”是指一种半胱氨酸蛋白酶抑制剂，其至少具有一种连接的成分，同位素或化合物，使得能够测量半胱氨酸蛋白酶抑制剂或结合到半胱氨酸蛋白酶上的半胱氨酸蛋白酶抑制剂。一般，标记分为3类：a)同位素标记，其可以是放射性的或重同位素；b)免疫标记，其可以是抗体或抗原；和c)有色的或荧光染料。该标记可以在任何位点掺入半胱氨酸蛋白酶抑制剂。例如，标记可以以式Ⅰ的“R1”基团连接，或者可以是掺入任何位点的放射同位素。有用的标记的例子包括本领域中熟知的14C、3H、生物素和荧光标记。
                          药学及运用
一旦产生，便可以方便地筛选本发明的半胱氨酸蛋白酶抑制剂的抑制效果。首先试验该抑制剂抗如上所述的半胱氨酸蛋白酶，对该半胱氨酸蛋白酶选择导向基团。或者，可以购得各种半胱氨酸蛋白酶和其相应的生色底物。这样，用本领域中熟知的技术，可以在有或无半胱氨酸蛋白酶抑制剂存在下用合成的生色底物来按常规分析多种半胱氨酸蛋白酶，以证实该化合物的抑制活性。随后对有效的抑制剂进行动力学分析来计算k1值以及测定解离常数。
如果一种化合物至少抑制一种半胱氨酸蛋白酶，则其为用于本发明的目的的半胱氨酸蛋白酶抑制剂。优选实施方案具有表现出有至少抗靶半胱氨酸蛋白酶的正确的动力学参数的抑制剂。
在某些情况下，购买不到纯的半胱氨酸蛋白酶，也可以用生物测试来分析本发明的半胱氨酸蛋白酶抑制剂的效果。例如，可以把抑制剂加到含有半胱氨酸蛋白酶的细胞或组织中，并测定其生物学效应。
在一个实施方案中，本发明的半胱氨酸蛋白酶抑制剂被合成或修饰，以致于该抑制剂的体内和体外分解蛋白的降解作用被减弱或抑制。一般，这是通过将合成的氨基酸、衍生物或取代物掺入半胱氨酸蛋白酶抑制剂来做到的。优选仅有一个非天然氨基酸或氨基酸侧链掺入半胱氨酸蛋白酶抑制剂，以致于该抑制剂对酶的导向不会被严重影响。但是，一些使用具多个导向残基的更长的半胱氨酸蛋白酶抑制剂的实施方案可以容忍一个以上的合成衍生物。此外，可以将非天然氨基酸取代用来模拟酶的天然侧链，如此可以容忍一个以上的合成取代基。或者，用肽的等排物来减少或抑制抑制剂的降解。
在这一实施方案中，可以测试修饰半胱氨酸蛋白酶抑制剂在体外抗多数已知的可购得的蛋白酶的抗性，来测定其解蛋白的稳定性。然后按常规在动物模型中筛选期望的选择物，例如使用标记过的抑制剂来测试体外稳定性和效果。
可以被本发明的抑制剂抑制的特异半胱氨酸蛋白酶为在活性位点具有一个硫醇基的半胱氨酸蛋白酶族的那些酶。这些酶发现于细菌、病毒、真核微生物、植物和动物。通常可以将半胱氨酸蛋白酶归类为隶属于4个或4个以上的不同的超家族之一。能被本发明的新的半胱氨酸蛋白酶抑制剂抑制的半胱氨酸蛋白酶的例子包括诸如组织蛋白酶B、H、J、L、N、S、T、O和C(组织蛋白酶C也称为二肽基肽酶Ⅰ)的植物半胱氨酸蛋白酶、白细胞介素转化酶(ICE)、钙激活的中性蛋白酶、需钙蛋白酶Ⅰ和Ⅱ；博来霉素水解酶、诸如小RNA病素(picornian)2A和3C的病毒半胱氨酸蛋白酶、apthovirus病毒内肽酶、心病毒属内肽酶、豇豆花叶病毒组肽酶、马铃薯Y病毒组内肽酶Ⅰ和Ⅱ、腺病毒内肽酶、两种来自板栗枯萎病毒的内肽酶、披膜病毒的半胱氨酸内肽酶，以及脊髓灰质炎病毒和鼻病毒的半胱氨酸蛋白酶、为寄生虫生活周期所必需的半胱氨酸蛋白酶，如来自那些与疟疾(P.falciparium)、锥虫(T.cruzi，该酶也称作cruzain或cruzipain)、鼠P.vinckei有关的种类Plasmodia、Entamoeba、Onchocera、Trypansoma、Leishmania、Haemonchus、Dictyostelium、Therileria以及Schistosoma的蛋白酶，以及C.elegans半胱氨酸蛋白酶，但不限于这些酶。至于可以被本发明的半胱氨酸蛋白酶抑制剂抑制的半胱氨酸蛋白酶的大目录，参见Rawlings等人，“生物化学杂志”(Biochem.J.)290:205-218(1993)，文中特别收作参考。
因此，半胱氨酸蛋白酶的抑制剂可用于多种用途。例如，用本发明的抑制剂来定量存在于样品中的半胱氨酸蛋白酶的量，并且因此将其用于定量血液、淋巴、唾液或其他组织样品以及细菌、真菌、植物、酵母、病毒或哺乳动物细胞培养物中的半胱氨酸蛋白酶的分析和诊断试剂盒。因而，在一个优选实施方案中，用标准的蛋白酶底物分析样品。加入已知浓度的半胱氨酸蛋白酶抑制剂，使其与存在的特定的半胱氨酸蛋白酶结合。随后，使用本领域中熟练技术人员所熟知的技术再进行蛋白酶分析，并使活性的失去与半胱氨酸蛋白酶活性发生联系。
该半胱氨酸蛋白酶抑制剂也可以用来除去或抑制样品中污染的半胱氨酸蛋白酶。例如，将本发明的半胱氨酸蛋白酶抑制剂加入到样品中，而在样品中不希望有污染的半胱氨酸蛋白酶的分解蛋白的降解作用。
或者，使用本领域中熟知的技术将本发明的半胱氨酸蛋白酶结合到层析载体上，以形成亲和层析柱。将含有不希望有的半胱氨酸蛋白酶的样品过柱来除去该酶。
在一个优选实施方案中，该半胱氨酸蛋白酶抑制剂可用于抑制涉及多种疾病的半胱胺酸蛋白酶。特别是抑制组织蛋白酶B、L和S、cruzain、需钙蛋白酶Ⅰ和Ⅱ以及白细胞介素转化酶。这些酶是涉及多种以组织降解为特征的疾病的溶酶体半胱氨酸蛋白酶的例子。这些疾病包括关节炎、肌肉营养不良、炎症、肿瘤入侵肾小球性肾炎、生寄生虫性感染、早老性痴呆病、牙周疾病以及癌转移，但不限于这些疾病。例如，哺乳动物溶酶体巯基蛋白酶在蛋白的胞内降解和某些肽激素的加工中起着重要作用。类似于组织蛋白酶B和L的酶是从肿瘤中释出，并可能与肿瘤转移相关。组织蛋白酶L存在于病人的滑液和变形的组织中。类似地，在创伤和炎症中可以测到组织蛋白酶B和其他溶酶体蛋白酶由多形核粒细胞的释放。
半胱氨酸蛋白酶抑制剂也可以用于多种其他疾病，包括龈炎、疟疾、利什曼病、丝虫病以及其他细菌性和生寄生虫性感染，但不限于这些疾病。基于抑制病毒复制必需的蛋白酶的方法，该化合物也用于病毒性疾病。例如，很多包括脊髓灰质炎病毒、足及口腔疾病病毒以及鼻病毒的较小RNA病毒编码病毒聚蛋白酶所必需的半胱氨酸蛋白酶。
此外，这些化合物还可用于涉及白细胞介素-1β转化酶(ICE)(一种决定着白细胞介素1β加工的半胱氨酶蛋白酶)的疾病；例如，用于治疗基于炎症和免疫的肺、气管、中央神经系统及周围的膜、眼、耳、关节、骨、结缔组织、心血管系统(包括心包膜)、胃肠道和尿生殖系统、皮肤以及粘膜的疾病。这些疾病包括在身体的任何部位存在有正进行的感染的传染病，如脑膜炎和输出卵管炎；传染病的并发症包括败血症性休克、传染性血管内凝固，和/或成年人呼吸压迫综合症、由抗原、抗体引起的急性或慢性炎症和/或互补性沉着；炎性疾病包括关节炎、Chalangitis、结肠炎、脑炎、心内膜炎、肾小球性肾炎、肝炎、心肌炎、胰腺炎、心包膜、reperfusion injury以及脉管炎。基于免疫的疾病包括诸如急性和慢性过敏、移植排斥和宿主排斥移植疾病的涉及T-细胞和/或巨噬细胞的疾病、包括Ⅰ型糖尿病性糖尿和多发性坏死的自身免疫疾病，但不限于这些疾病。骨和软骨重吸收以及诸如间隙性肺纤维化、肝硬变、系统性硬化和瘢痕瘤形成的导致细胞外基质过度沉着的疾病也可以用本发明的抑制剂来治疗。所述抑制剂也可以用于治疗某些产生作为自泌生长因子的IL1的肿瘤以及用于预防与某些肿瘤相关的恶病质。细胞程序死亡和细胞死亡也与ICE和ICE样的活性有关，可以用本发明的抑制剂来治疗。
此外，本发明的半胱氨酸蛋白酶抑制剂可用于药物增效用途。例如，诸如抗生素或抗肿瘤药物的治疗剂会通过内源半胱氨酸蛋白酶的分解蛋白质而灭活，因而使给药的药物效果减小或灭活。例如，已证实博来霉素(一种抗肿瘤药物)会被博来霉素水解酶(一种半胱氨酸蛋白酶水解[见Sebti等人，“癌症研究”(Cancer Res.)(1991年1月，P227-232)。因此，本发明的半胱氨酸蛋白酶抑制剂可以与治疗剂一起给药以增效或增加该药物的活性。这种联合给药可以通过诸如半胱氨酸蛋白酶抑制剂和药物的混合物而同时给药或通过分开同时或按次疗给药。
另外，还证实半胱氨酸蛋白酶抑制剂抑制细菌(尤其是人体病原菌)的生长[参见Bjorck等人，“自然”(Nature)337:385(1989)]。因此，可将本发明的半胱氨酸蛋白酶抑制剂用作抗菌剂来减缓或抑制某种细菌的生长。
本发明的半胱氨酸蛋白酶抑制剂也可用作药剂以减少细菌的半胱氨酸蛋白酶对宿主生物的损害。例如，葡萄球菌属(staphylococus)产生一种极活跃的细胞外半胱氨酸蛋白酶，该酶降解可溶性弹性蛋白，其可能导致诸如败血症、败血症性关节炎及耳炎的见于细菌感染的结缔组织破坏。参见Potempa等人，“生物化学杂志”(J.Biol.Chem.)263(6):2664-2667(1988)。因此，本发明的半胱氨酸蛋白酶抑制剂可用来治疗细菌性感染以防止组织损伤。通常，通过本领域中任何常用的和可用的方式以治疗有效量、单独或与本发明的另一种半胱氨酸蛋白酶抑制剂或与另一种治疗剂联合来给药本发明的半胱氨酸蛋白酶抑制剂。治疗有效剂量可以依据疾病的严重性、受治疗者的年龄和有关的健康状况、所用的化合物的效果和其它因素而有大的变化。本发明的半胱氨酸蛋白酶抑制剂的治疗有效剂量可以为每天每公斤体重10微克(μg/kg)至每公斤体重10毫克(mg/kg)，一般为100μg/kg/天-1mg/kg/天。因此，用于80kg的人的治疗有效剂量可以为1mg/天-1000mg/天，一般为10mg/天-100mg/天。
治疗所述疾病的本领域普通技术人员在无大量实验工作且依据自身经验以及本申请的公开的情况下可以确定用于指定疾病的本发明的半胱氨酸蛋白酶的治疗有效剂量。
一般，本发明的半胱氨酸蛋白酶抑制剂可以以药物组合物通过下列途径之一给药：经口、系统(如，经表皮的、鼻内、肺内或通过栓剂)或不经肠(如、肌肉内、静脉内、肺内或皮下)给药。组合物可采取片剂、丸剂、胶囊、半固体、粉剂、缓释剂型、溶液、悬浮剂、酏剂、气雾剂或任何其他合适的组合物形式，一般由本发明的半胱氨酸蛋白酶抑制剂和至少一种可药用的赋形剂组成。可接受的赋形剂是无毒的、有助于给药且不会反作用于本发明的半胱氨酸蛋白酶抑制剂的治疗益处。所述赋形剂可以是本领域的技术人员一般可获得的任何固体、液体、半固体或气体(在气雾剂组合物情况下)的赋形剂。
固体的药用赋形剂包括淀粉、纤维素、滑石、葡萄糖、乳糖、蔗糖、明胶、麦芽、大米、面粉、白垩、硅胶、硬脂酸镁、硬脂酸钠、硬脂酸单甘油酯、氯化钠、干燥的脱脂乳等。液体的和半固体的赋形剂可以选自水、乙醇、甘油、丙二醇和各种油(包括那些石油、动物、植物或合成来源的油，如花生油、大豆油、矿物油、芝麻油等)。优选的液体载体，特别是用于可注射溶液的优选的液体载体包括水、盐水、含水葡萄糖和乙二醇。
压缩的气体可用来分散气雾剂中的本发明的半胱氨酸蛋白酶抑制剂。适于这一目的惰性气体为氮气、二氧化碳、一氧化二氮等。其他的适于药用的载体及其剂型描述于A.R.Alfonso“Reminton’s药学”(Reminton’sPharmaceutical Sciences)1985，第17版，Easton,Pa.:Mack PublishingCompany，本文特别收作参考。
根据剂型、单位剂量的大小、赋形剂的种类及药学领域的技术人员所知的其他因素，组合物中的本发明的半胱氨酸蛋白酶的量会有很大变化。一般，最后的组合物会含有0.1％重量-10％重量的半胱氨酸蛋白酶抑制剂，优选1％重量-10％重量，其余的为赋形剂或几种赋形剂。
优选以用于持续治疗的单一的单位剂量形式来给药药物组合物，或者在特别需要减轻并发症时以单一的单位剂量随意给药。在下文实施例20中描述了含有本发明的半胱氨酸蛋白酶的代表性的药物剂型。
以下实施例的作用是更充分地描述使用上述发明的方式以及陈述所预计的用于实施本发明的各个方面的最佳方法。要明了的是这些实施例不是用来限制本发明的真实范围，而是为说明的目的给出。文中提到的所有参考文献均特别收作参考。
                          实施例
曾将以下缩写惯例用来简化这些实施例。
Mu-吗啉脲
Xaa1=位于相当于酶的活性位点的P1位置的氨基酸
Xaa2=位于相当于酶的活性位点的P2位置的氨基酸
γ-CO2Et=γ-氨基乙基酯
γ-SO2Ph=具有苯基末端的γ-氨基砜
γ-CO2H=γ-氨基羧酸盐
γ-PEt=γ-氨基膦酸盐
γ-AM=γ-氨基酰胺
γ-Ar(Sub)=γ-氨基芳香化合物(合适取代的)
β-SO2Ph=具有苯基取代的β-氨基砜
α-SO2Ph=具有苯基取代基的α-氨基砜
Hph=同型苯丙氨酸
PSMP=二乙基苯基磺酰基亚甲基膦酰盐
Np2=2-萘基丙氨酸
SO22Np=具有2-萘基末端的砜
Phac=苯基乙酰基
β-Ala=β-丙氨酸
MeOSuc=甲氧基琥珀酰基
例如，根据实施列中所述的方法，Mu-Phe-Hph-β-SO2Ph[其中Xaa2=Phe(苯丙氨酸)且Xaa1=Hph(同型苯丙氨酸)]被转化成β-氨基苯基砜。
                          实施例1
具有作为EWG的γ-氨基酯的半胱氨酸蛋白酶抑制剂的合成。
除非另外指出，所有反应均在氩气或氮气的惰性气氛中于室温下进行。由二苯酮羰游基钠蒸馏THF。其他溶剂和可购得的试剂均不进一步纯化而使用。
乙基(S)-4-(4-吗啉基羰基-苯基丙氨酰)-氨基-6-苯基己酸盐(缩写为Mu-Phe-Hph-γ-CO2Et)的合成如下。除非另外指出，所有试剂均由Aldrich,Inc购得。在-10℃下，向三乙基膦酰基乙酸盐(2.20g,9.82mmol)溶于THF(50ml)的溶液中加入氢化钠的0.393g 60％的矿物油分散剂(9.82mmol)。把混合物搅拌15分钟，随后加入Boc-同型苯丙氨酸醛(Boc-HphH)(2.35g,9.82mmol)溶于THF(20ml)的溶液，其是用Fehrentz方法通过将Boc-同型苯丙氨酸(Synthetech)转化成N,O-二甲基羟基酰胺然后氢化锂铝还原制备的。把该混合物搅拌45分钟。加入1M HCl(30ml)。用乙酸乙酯(50ml)抽提产物，以饱和NaHCO3水溶液(30ml)洗涤，在MgSO4上干燥，过滤，并蒸发至干燥。把已干燥的物质溶于CH2Cl2(10ml)，加入HCl溶于二烷(20ml)的4.0M溶液。把混合物搅拌30分钟。在减压条件下除去溶剂，抽干残余物乙基(S)-4-氧基-6-苯基-2-己烯酸盐氯化氢。
把根据描述于Esser,R.等人，“关节炎和风湿病”(Arthritis &Rheumatism)(1994)37,236的方法制备的4-吗啉羰基苯丙氨酸(Mu-PheOH,2.74g,9.82mmol)于-10℃下溶于THF(50ml)中。加入4-甲基吗啉(1.08ml,9.82mmol)，随后加入异丁基氯甲酸盐(1.27ml,9.82mmol)。把混合的酐搅拌10分钟，随后加入由前面的步骤所得的乙基(S)-4-氨基-6-苯基-2-己烯酸盐氯化氢溶于MDF(10ml)的溶液，然后加入4-甲基吗啉(1.08ml,9.82mmol)。把混合物搅拌1个小时。加入1M HCl(50ml)。用乙酸乙酯(100ml)抽提产物，用饱和的NaHCO3水溶液(50ml)洗涤，于MgSO4上干燥，用脱色碳(DARCO)过滤，并蒸发至干燥，产生3.80g中间产物(由Boc-同型苯丙氨醛的产率为80％)。
向该中间产物(1.45g,3.09mmol)溶于乙醇(25ml)的溶液中加入5％置于活性碳(0.5g)上的钯。在Parr氢化器上将混合物还原36小时。过滤该溶液，于减压下除去溶剂，产生1.19g(82％)的产物。
对每一样品进行薄层层析(TLC)。通过紫外光于254nm处完成显色，然后通过茚三酮、溴甲酚绿或茴香醛染色。Mu-Phe-Hph-γ-CO2Et的保留因数为0.35％(5％MeOH/CH2Cl2)。
于Varian Gemini 300MHz仪上记录NMR能谱。本实施例和随后的实施例的所有1HNMR数据均以与内部的四甲基硅烷的每一百万的各部分delta值记录，峰值写为粗体。使用了以下缩写：s，单峰；d，双峰；t，三峰；q，四峰；br，宽。星号(*)意味着信号隐蔽或隐匿于另一共振之下。
                         实施例2
具有作为EWG的γ-氨基砜的半胱氨酸蛋白酶抑制剂的合成
(S)-3-叔-丁氧羰基氨基-5-苯基-1-苯基磺酰基戊烷(Boc-Hph-γ-SO2Ph)的合成。于0℃下向PSMP(8.87g,30.34mmol)溶于THF(150ml)的溶液中加入氢化钠(1.21g，于60％矿物油分散剂中)。把混合物搅拌20分钟，随后加入由以下Fehrentz和Castro的方法合成的Boc-同型苯丙氨酸醛(7.99g,30.34mmol)溶于THF(20ml)中的溶液。于0℃下搅拌该溶液30分钟。加入1MHCl(100ml)。把产物抽提至乙酸乙酯(100ml)中，用饱和的碳酸氢钠水溶液、盐水(50ml)洗涤，于MgSO4上干燥，过滤，于减压下除去溶剂。把剩余物溶于乙醇(100ml)，转移至盛有置于活性碳(0.92g)上的钯的Parr瓶中。于Parr装置上将混合物还原24小时。把溶液通过硅藻土过滤，于减压下除去溶剂。产物的TLC表明在定量产率中为单一产物，Rf=0.29(30％乙酸乙酯/己烷)其被对甲氧基苯甲醛喷显剂染成白色。
                      实施例3
具有作为EWG的γ-氨基砜的半胱氨酸蛋白酶抑制剂的合成
(S)-3-氨基-5-苯基-1-苯基磺酰基-戊烷氯化氢(HCl.Hph-γ-SO2Ph)的合成。向Boc-Hph-γ-SO2Ph(12.24g,30.34mmol)溶于二氯甲烷(20ml)的溶液中加入溶于二烷的氯化氢(50ml 4.0M的溶液)。把混合物搅拌90分钟。于减压下除去溶剂，把剩余物溶于CH2Cl2(50ml)。通过搅拌将该溶液仔细加入到乙醚(500ml)中。过滤固体，用乙醚洗涤(50ml)，并于真空中干燥。
                          实施例4
具有作为EWG的γ-氨基砜的半胱氨酸蛋白酶抑制剂的合成
(S)-3-(4-吗啉基羰基苯丙氨酰)-氨基-5-苯基-1-苯基磺酰基戊烷(Mu-Phe-Hph-γ-SO2Ph)的合成。于10℃下，向Mu-PheOH(2.94g,10.56mmol)溶于THF(75ml)的溶液中加入4-甲基吗啉(1.16ml,10.56mmol)和异丁基氯甲酸酯(1.37ml,10.56mmol)。把混合物搅拌5分钟。加入由Boc-同型笨丙氨醛之间的Wadsworth-Emmons缩合反应合成和P-甲苯磺酸去保护的(S)-(E)-3-氨基-5-苯基-1-苯基磺酰基-1-戊烯P-甲苯磺酸盐(5.00g,10.56mmol)，然后加入4-甲基吗啉(1.16ml,10.56mmol)。把混合物搅拌45分钟。用乙酸乙酯(100ml)稀释该溶液，用1MHCl(2×50ml)，饱和碳酸氢钠水溶液(50ml)、盐水(50ml)洗涤，于MgSO4上干燥，过滤，于减压下除去溶剂。从CH2Cl2/乙醚中结晶剩余物，产生4.27g(72％)中间产物。把1.17g该物质(2.08mmol)溶于乙醇(25ml)。把溶液转移至盛有置于活性碳(0.30g)上的5％的钯的Parr瓶中。在Parr摇动器上把混合物氢化过夜。把乙酸乙酯加入到已从反应混合物结晶的产物的悬浮液。过滤该溶液并于真空中浓缩，然后从CH2Cl2/己烷再结晶，熔点=176-178℃。TLC:(50％乙酸乙酯/CH2Cl2)Rf=0.24。
                          实施例5
具有作为EWG的γ-氨基砜的半胱氨酸抑制剂的合成
(S)-3-(4-吗啉羰基酪氨酰)-氨基-5-苯基-1-苯基磺酰基戊烷(Mu-Tyr-Hph-γ-SO2Ph)的合成。于10℃下，向4-吗啉羰基酪氨酸[Mu-TyrOH，根据Esser,R.等，“关节炎和风湿病”(Arthritis &Rheumatism)(1994),37,236中所述的方法合成，0.50g,1.70mmol溶于THF(10ml)形成的溶液中加入4-甲基吗啉(0.187ml,1.70mmol)和异丁基氯甲酸盐(0.220ml,1.70mmol)。5分钟后，加入HCl.Hph-γ-SO2Ph(0.577g,1.70mmol，描述于实施例3)，然后加入4-甲基吗啉(0.187ml,1.70mmol)。把混合物搅拌45分钟。加入乙酸乙酯(50ml)。该溶液用1M HCl、饱和碳酸氢钠水溶液和盐水(均为30ml)洗涤，于MgSO4上干燥，过滤，并于减压下除去溶剂。从CH2Cl2/乙醚中沉淀剩余物产生0.58g(59％)Mu-Tyr-Hph-γ-SO2Ph，熔点，104-107℃,TLC:(10％MeOH/CH2Cl2)Rf=0.59。
                          实施例6
具有作为EWG的γ-氨基砜的半胱氨酸蛋白酶抑制剂的合成
(S)-3-(4-吗啉基羰基-2-萘基-丙氨酰基)氨基-5-苯基-1-(2-萘基磺酰基)戊烷(Mu-Np2-Hph-γ-SO22Np)的合成。把2-萘硫酚(9.64g,60.16mmol)溶于甲苯(75ml)。加入多聚甲醛(3.97g,132mmol)和HCL/二烷(33ml 4.0M的溶液)。于室温下将混合物搅拌数天。于减压下除去溶剂，把剩余物悬浮于己烷(200ml)中，于MgSO4上干燥，过滤，蒸发至干燥。把该物质，粗制的氯甲基2-萘基硫醚与三乙基亚磷酸盐(10.93g,65mmol)混合，并于回流温度下加热4小时。把混合物冷却至室温，用乙醚(200ml)稀释，用1M HCl、饱和碳酸氢钠水溶液和盐水(各150ml)洗涤、于MgSO4上干燥、过滤，并于真空中浓缩，产生17.35g(93％粗产率)二乙基2-萘基硫代亚甲基磷酸酯。把该物质溶于CH2Cl2(300ml)并冷却至0℃。仔细加入过乙酸[23.5ml的32％稀释乙酸溶液(Aldrich Chemical Co.)。在加温至室温的同时把混合物搅拌过夜。用新配制的饱和硫酸氢钠水溶液(100ml)，然后用几份饱和的碳酸氢钠水溶液洗涤，直对水相变成碱性。于MgSO4上干燥有机相，并于减压下除去溶剂。于60-200目硅胶(0-10％乙酸乙酯/CH2Cl2)上层析，得到6.5g(34％)纯的Wadsworth-Emmons剂，二乙基2-萘基磺酰基-亚甲基膦酸酯和质量大约相等的不纯的物质。TLC:(20％乙酸乙酯/CH2Cl2)Rf=0.37。
于0℃下，向二乙基-2-萘基磺酰基亚甲基膦酸酯(3.91g,11.42mmol)在THF(60ml)里的溶液中加入氢化钠(0.457g 60％)矿物油分散剂。把混合物搅拌15分钟，随后加入叔丁氧羰基-同型苯丙氨醛(3.00g,11.42mmol)在THF(5ml)中的溶液。把混合物搅拌30分钟。加入1MHCl(100ml)。用乙酸乙酯(100ml)抽提产物，用饱和碳酸氢钠(75ml)、盐水(50ml)洗涤，在MgSO4上干燥，过滤，并在减压下去溶剂。把残余物溶于二氯甲烷(10ml)，向其中加入HCl/二烷(25ml 4.0M溶液)。于室温下搅拌该混合物1小时，倒入乙醚(300ml)，过滤。用乙醚(2×50ml)洗涤固体并在真空中干燥，产生3.30g(叔丁氧羰基-同型苯丙氨醛的74％)的(S)-(E)-3-氨基-5-苯基-1-(2-萘基磺酰基)-1-戊烯。
于10℃下，向叔丁氧羰基-2-萘基丙氨酸[2.68g,8.51mmol,(Synthetech,Oregon)溶于THF(50ml)的溶液中加入4-甲基吗啉(0.936ml,8.51mmol)和异丁基氯甲酸酯(1.103ml,8.51mmol)。把混合物搅拌5分钟，随后加入(S)-(E)-3-氨基-5-苯基-1-(2-萘基-磺酰基)-1-戊烯(3.30g,8.51mmol)，然后加入4-甲基吗啉(0.936ml,8.51mmol)。把混合物搅拌45分钟，用乙酸乙酯(100ml)稀释，用1MHCl(50ml)、饱和碳酸氢钠水溶液(50ml)和盐水(50ml)洗涤，在MgSO4上干燥，过滤，并于减压下除去溶剂。从合适的混合物CH2Cl2/乙醚/己烷中结晶中间产物，(S)-(E)-3-(叔-丁氧羰基-2-萘基丙氨酰)氨基-5-苯基-1-(2-萘基磺酰基)-1-戊烯，产率为69％。把得到的物质(3.83g,5.90mmol)溶于CH2Cl2(5ml)中，并用HCl/二烷(15ml 4.0M溶液)处理。于室温下搅拌混合物1小时。在搅拌下把溶液倒入乙醚(500ml)中，过滤。把固体用乙醚(2×50ml)洗涤，于真空中干燥，产生3.41g中间产物，(S)-(E)-3-(2-萘基丙氨酰)-氨基-5-苯基-1-(2-萘基磺酰基)-1-戊烯，产率为99％。
把2.00g该物质(3.42mmol)溶于THF(15ml)，并冷却至0℃。加入4-甲基吗啉-羰基氯化物(0.400ml,3.42mmol)和三乙胺(0.953mmol)。于0℃下搅拌混合物1小时，然后于室温下搅拌2小时。加入乙酸乙酯(50ml)。用1MHCl(30ml)、饱和碳酸氢钠(30ml)、盐水(30ml)洗涤，在MgSO4上干燥，过滤，蒸发至干燥，产生1.58g(69％)中间产物，(S)-(E)-3-(4-吗啉羰基-2-萘基丙氨酰)氨基-5-苯基-1-(2-萘基磺酰基)-1-戊烯。TLC:(50％乙酸乙酯/己烷)Rf=0.37。
把0.73g(1.10mmol)该物质溶于乙醇(20ml)，转移至帕尔瓶中，瓶中盛有置于碳上的5％的钯(0.30g)。于帕尔氢化器上把混合物还原36小时。过滤溶液并于减压下除去溶剂。于60-200目硅胶(50％乙酸乙酯/CH2Cl2作为洗脱液)上柱层析纯化产物，产生0.14g(19％)的纯的产物，Mu-Np2-Hph-γ-SO22Np和不纯物质。TLC:(50％乙酸乙酯/CH2Cl2)Rf=0.34。
                            实施例7
具有作为EWG的γ-氨基砜的半胱氨酸蛋白酶抑制剂的合成
3-乙酰酪氨酰缬氨酰丙氨酰氨基-4-羟基-羰基-1-苯基磺酰基丁烷(Ac-Tyr-Val-Ala-Asp-γ-SO2Ph)的合成。于0℃下，向二乙基苯基磺酰基亚甲基膦酸酯(3.58g,12.23mmol)溶于50mlTHF的溶液中加入氢化钠(0.489g 60％的矿物油分散剂，12.23mmol)。把混合物搅拌15分钟。加入Boc-Asph(β-Ot-Bu)[3.04mg,11.12mmol，通过将Boc-Asp(β-O-t-Bu)转化成N,O-二甲基羟基酰胺(N,O-dimethyldroxamide),并用氢化锂铝还原来制备]、溶于THF(10ml)的溶液。把混合物搅拌1小时，加入1MHCl(30ml)。用乙酸乙酯(100ml)抽提产物，用饱和的碳酸氢钠水溶液(30ml)、盐水(30ml)洗涤，于MgSO4上干燥，过滤，并蒸发至干燥，产生中间产物。于硅胶(20-30％乙酸乙酯/己烷，分级洗脱)上层析，得到2.07g45％的中间产物，(S)-(E)-3-叔-丁氧羰基氨基-4-叔丁氧羰基-1-苯基磺酰基-1-丁烯。把该物质溶于乙醚(2ml)，用无水P-亚丁基磺酸(1.0g,5.87mmol)溶于乙醚(2ml)的溶液处理。把混合物于室温下搅拌过夜，再用乙醚(25ml)稀释。过滤白色沉淀，用乙醚洗涤，在真空中干燥，产生0.80g(95％)的第二个中间产物，(S)-(E)-3-氨基-4-叔-丁氧羰基-1-苯基磺酰基-1-亚丁基-P-甲苯磺酸酯。
利用混合的酐的化学原理，把这处物质与Ac-Tyr-Val-AlaOH(其自身由标准的肽化学原理制备)偶联，产生下一个中间产物，(S)-(E)-3-乙酰酪氨酰缬氨酰丙氨酰氨基-4-叔-丁氧羰基-1-苯基磺酰基-1-丁烯。
用三氟乙酸处理该物质以除去天冬氨酸侧链的叔丁基酯，产生(E)-3-乙酰酪氨酰缬氨酰丙氨酰氨基-4-羟基羰基-1-苯基磺酰基-1-丁烯。把0.28g(0.444mmol)该物质溶于乙醇(10ml)。把溶液转移至盛有5％的置于碳(0.1g)上的钯的帕尔瓶中。把该溶液于帕尔氢化器上还原过夜。过滤该溶液，于减压下除去溶剂。在溶于乙醇(5ml)并用40×1∶1CH2Cl2/乙醚稀释时，该残余物形成胶状沉淀，在瓷漏斗上收集沉淀，产生0.18g(64％)产物。根据与Tyr残基匹配的NMR的芳族区有关的电子对的整合，预计Asp残基的S∶R的异构体比例约为3∶1。
                      实施例8
具有作为EWG的γ-氨基羰酸盐的半胱氨酸蛋白酶抑制剂的合成
(S)-4-(4-吗啉羰基苯基丙氨酰)氨基-6-苯基己酸，Mu-Phe-Hph-γ-CO2H的合成。向根据实施例1中所述的方法制备的Mu-Phe-Hph-γ-CO2Et(0.5g,1.06mmole)的溶液中加入NaOH水溶液(1ml 2M的溶液)。4小时后，结束该反应。加入1MHCl(4ml)和水(10ml)。用CH2Cl2(2×10ml)、THF(15ml)抽提产物，于MgSO4上干燥，于减压下除去溶剂，残余物Mu-Phe-Hph-γ-CO2H被抽成固体。产率=0.30g(60％)。
                         实施例9
具有作为EWG的γ-氨基膦酸盐的半胱氨酸蛋白酶的合成
二乙基-(S)-4-(4-吗啉基羰基)氨基-6-苯基己烷膦酸盐(Mu-Phe-Hph-γ-SO2Ph)的合成如下，向四乙基亚甲基二膦酸酯(2.00g,6.94mmol)溶于THF(30ml)的溶液中加入氢化钠(0.278g 60％矿物油分散剂，6.94mmol)。把混合物迅速泡腾，然后澄清。5分钟后，加入Boc-HphH(1.83g,6.94mmol)溶于THF(5ml)的溶液。把混合物搅拌1小时。加入1MHCl(20ml)。把产物抽提到乙酸乙酯(50ml)中，用饱和碳酸氢钠(20ml)、盐水(10ml)洗涤，于MgSO4上干燥，过滤，蒸发至干燥，产生2.46g(89％)的中间产物，二乙基(S)-(E)-4-叔-丁氧羰基氨基-6-苯基-2-己烷膦酸盐。向该材料在CH2Cl2(3ml)里的溶液中加入10ml 4.0MHCl在二烷里的溶液。于室温下把混合物搅拌1.5小时。于减压下除去溶剂，把残余物溶于甲醇(10ml)。将溶液倒入乙醚(400ml)。于瓷漏斗上收集沉淀，用乙醚(2×20ml)洗涤，抽干，产生1.25g(60％)的中间产物，二乙基(S)-(E)-4-氨基-6-苯基-2-己烷膦酸盐氯化氢。-10℃下，向Mu-PheOH(1.04g,3.74mmol)溶于THF(15ml)的溶液中加入4-甲基吗啉(0.412ml,3.74mmol)，然后加入异丁基氯甲酸盐(0.486ml,3.74mmol)。把混合的酐搅拌5分钟，随后加入(S)-(E)-4-氨基-6-苯基-2-己烯-膦酸盐氯化氢(1.25g,3.74mmol)溶于DMF(5ml)的溶液，再加入4-甲基吗啉(0.412ml,3.74mmol)。把混合物搅拌1小时。加入乙酸乙酯(50ml)。用1MHCl(25ml)、饱和NaHCO3水溶液(25ml)和盐水(10ml)洗涤，于MgSO4上干燥，过滤，并蒸发至干燥。在用CH2Cl2/乙醚/己烷(315ml,15∶200∶100的比例)处理时，该产物形成一种油，在真空中干燥时，油固化，产生1.44g(69％)二乙基(S)-(E)-4-(4-吗啉羰基-苯基-丙氨酰)-氨基-6-苯基-2-己烯膦酸盐。把0.85g该物质溶于乙醇(10ml)，并转移至盛有5％的置于活性碳上的钯的帕尔瓶中。将该溶液于帕尔氢化器上还原36小时。然后将该溶液通过硅胶过滤，并于减压下除去溶剂，产生0.66g(76％)油的终产物。TLC:(5％MeOH/CH2Cl2)Rf=0.27。
                        实施例10
具有如EWG的γ-氨基酰胺的半胱氨酸蛋白酶抑制剂的合成
苄基(S)-4-(4-吗啉基羰基苯基-丙氨酰)-氨基-6-苯基己酰胺(Mu-Phe-Hph-γ-AMBzl)的合成。在两个步骤中合成Wadsworth-Emmons反应剂二乙基苄基酰氨基-羰基亚甲基膦酸酯，首先通过三乙基膦酰乙酸酯皂化成二乙基膦酰乙酸，然后将其溶于乙酸乙酯至0.2M的浓度，用等量的苄胺、0.1当量的4-二甲基氨基-吡啶和1当量的二环乙基-羰酰亚胺处理。在0℃下，向Wadsworth-Emmons反应剂(2.59g,9.08mmol)溶于THF(40ml)的溶液加入氢化钠(0.363g 60％矿物油分散剂，9.08mmol)。于室温下把混合物搅拌15分钟，随后加入叔丁氧羰基-同型苯丙氨醛(2.39g,9.08mmol)溶于THF(10ml)的溶液。把混合物搅拌1小时。加入1MHCl(30ml)。把产物抽提至乙酸乙酯(100ml)中，用饱和碳酸氢钠(50ml)、盐水(30ml)洗涤，于MgSO4上干燥，过滤、浓缩，从乙醚/己烷中结晶，产生1.81g(51％)的苄基(S)-(E)-3-叔丁氧羰基氨基-6-苯基-2-己酰胺。把该物质溶于CH2Cl2(5ml)中。向溶液中加入HCl/二烷(10ml 4.0M的溶液)。于室温下把混合物搅拌3小时。于减压下除去溶剂。把残余物溶于甲醇(5ml)，倒入乙醚(300ml)中，随后分离出油的中间产物，苄基(S)-(E)-3-氨基-6-苯基-2-己酰胺氯化氢，产率为82％(1.25g)。在-10℃下，向Mu-PheOH(1.05g,3.78mmol)溶于THF(15ml)的溶液加入4-甲基吗啉(0.416ml,3.78mmol)和异丁基氯甲酸酯(0.490ml,3.78mmol)。把混合物搅拌10分钟，随后加入苄基(S)-(E)-3-氨基-6-苯基-2-己酰胺氯化氢(1.25g,3.78mmol)溶于THF(3ml)的溶液，再加入4-甲基吗啉(0.416ml,3.78mmol)。把混合物搅拌45分钟。加入乙酸乙酯(40ml)。用1MHCl(10ml)、饱和的碳酸氢钠水溶液(10ml)、盐水(5ml)洗涤，于MgSO4上干燥，过滤，并蒸发至干燥。从CH2Cl2/乙醚沉淀出中间物，苄基(S)-(E)-3-(4-吗啉羰基-苯基丙氨酰)氨基-6-苯基-2-己酰胺，产率为56％。把0.48g(0.865mmol)该物质溶于乙醇(10ml)，并转移至盛有5％的置于活性碳上的钯的帕尔瓶中。在帕尔氢化器上把该混合物还原4小时。溶液通过硅胶过滤，并于减压下除去溶剂。从乙醇/己烷结晶终产物(Mu-Phe-Hph-γ-AMB2l)，得到0.25g(52％。TLC:(50％乙酸乙酯/己烷)Rf=0.45。
                          实施例11
具有作为EWG的γ-氨基酰胺的半胱氨酸蛋白酶抑制剂的合成
苯基(S)-3-(4-吗啉基羰基苯基-丙氨酰)-氨基-6-苯基己酰胺(Mu-Phe-Hph-γ-AMPh)的合成。于-10℃下，向Mu-Phe-Hph-γ-CO2H(0.30g，据实施例8制备)溶于THF(5ml)的溶液加入三乙胺(90μl,1当量)，再加入异丁基氟甲酸酯(0.083ml,1当量)。5分钟后，加入苯胺(0.058ml)。除去冷却浴，把反应物于室温下搅拌2小时。加入CH2Cl2(30ml)。用1MHCl和饱和的碳酸氢钠水溶液(各10ml)洗涤，于MgSO4上干燥，过滤，于减压下除去溶剂。把残余物和Et2O一起研制，过滤，在真空中干燥，产生0.29g(85％)的产物，Mu-Phe-Hph-γ-AMPh。TLC:(10％MeOH/CH2Cl2)Rf=0.70，对紫外光(254nm)有强的吸收，I2。
                           实施例12
具有作为EWG的γ-芳基的半胱氨酸蛋白酶抑制剂的合成
(S)-4-吗啉苯基-3-(4-吗啉基-羰基苯基丙氨酰)氨基-5-苯基戊烷氯化氢(Mu-Phe-hPhe-γ-C6H4NH2·HCl)的合成。
把三苯基膦(38.17g,0.146mole)和4-硝基苯氯化物(25g,0.146mole)溶于CH3CN(100ml)，于回流温度下加热2小时，然后使之冷却至室温。用Et2O(300ml)稀释反应混合物，过滤白色固体，用Et2O(200ml)洗涤，于真空中干燥，产生53.3g(84％)4-硝基苄基三苯鏻氯化物，其在TLC上为单一的点：(Rf=0.71,4∶1∶1丁醇∶乙酸∶水)。1H-NMR(d6-DMSO):5.40-5.50(2H,d,CH2P,J=20Hz)；7.20-7.40(2H,dd，芳香的)；7.40-7.80(12H,m，芳香的)；7.90-8.00(3H,m，芳香的)；8.10-8.20(2H,d，芳香的)。
向搅拌过的4-硝基苄基三苯氯化物(10.02g,23.1mmol)溶于CH2Cl2(100ml)的溶液中，加入4-甲基吗啉(2.54ml,23.1mmol)。在固体全部溶解后，加入Boc-HphH(4.04g,15.4mmol)。24小时后，用CH2Cl2(200ml)稀释反应混合物，过滤。用1MHCl(200ml)、饱和的碳酸氢钠水溶液(200ml)洗涤滤液，于MgSO4上干燥，过滤，并于减压下浓缩，产生4.00g粗制的中间产物，其一部分通过层析(分级洗脱：10-30％乙酸乙酯/己烷)纯化，使对中间产物(S)-叔-丁氧羰基-3-氨基-1-(4-硝基苯基)-5-苯基-1-戊烯进行NMR分析。TLC:(30％EtOAc/己烷)Rf=0.49。向该物质(2.76g,7.2mmol)溶于Et2O(25ml)的溶液中加入无水对-甲苯磺酸(2.76g,16.0mmol)溶于Et2O(10ml)的溶液。把反应物搅拌16小时，过滤，用Et2O(25ml)洗涤固体，于真空中干燥，产生2g(61％)(S)-3-氨基-1-(4-硝基苯基)-5-苯基-1-戊烯，其在TLC上为单一的点：(Rf=0.49,10％MeOH/CH2Cl2)。
向Mu-PheOH(1.29g,4.63mmol)溶于THF(20ml)的溶液中加入4-甲基吗啉(0.51ml,4.63mmol)和异丁基氯甲酸酯(0.61ml,4.63mmol)。3分钟后，加入(S)-3-氨基-1-(4-硝基苯基)-5-苯基-1-戊烯氯化氢(由HCl/二烷介导的(S)-3-叔-丁氧羰基氨基-1-(4-硝基苯基)-5-苯基-1-戊烯前体的去保护制备，1.34g,4.20mmol)溶于CH2Cl2(20ml)的溶液，再加入4-甲基吗啉(0.51ml,4.63mmol)。在加温至室温的同时把混合物搅拌过夜。用CH2Cl2(100ml)稀释溶液混合物，用1MHCl(200ml)，饱和的碳酸氢钠(200ml)洗涤；于MgSO4上干燥，过滤，于减压下浓缩，产生黄色油。从CH2Cl2/乙醚(2∶100,20ml)结晶该物质，产生1.00g(40％)的4∶1反/顺混合物的(S)-3-(4-吗啉羰基苯基丙氨酰)氨基-1-(4-硝基苯基)-5-苯基-1-戊烯。把0.27g(0.49mmol)该物质溶于乙醇(50ml)，转移至盛有5％的置于活性碳(0.10g)上的钯的帕尔瓶中，于帕尔氢化器还原8小时。过滤该混合物，并于减压下除去溶剂。把残余物溶于4∶1乙醚/CH2Cl2(100ml)，向其中加入HCl/二烷(0.136ml 4.0M的溶液)。过滤产物Mu-Phe-Hph-γ-C6H4NH2·HCl，于真空中干燥。产率=0.15g(54％)。TLC:(10％甲醇/CH2Cl2)Rf=0.31。
                         实施例13
具有作为EWG的β-氨基砜的半胱氨酸蛋白酶抑制剂的合成
(S)-2-(4-吗啉基羰基苯基-丙氨酰)-氨基-4-苯基磺酰基丁烷(Mu-Phe-Hph-β-SO2Ph)的合成。叔丁氧羰基-同型苯丙氨醇(Boc-Hph-β-OH)和(S)-2-叔丁氧羰基氨基-1-甲烷磺酰氧-1-苯基丁烷(Boc-Hph-β-OMs或Boc-同型苯丙氨醇甲磺酰酯)的制备按照上述与Spaltenstein、Carpino、Miyake和Hopkins所报导的相同的流程。于-10℃下，向叔丁氧羰基-同型苯丙氨酸(10.29g,36.84mmol)溶于THF(100ml)的溶液中加入4-甲基吗啉(4.05ml,36.84mmol)和异丁基氯甲酸酯(4.78ml,36.84mmol)。把该溶液搅拌10分钟，然后过滤，于0℃下，将滤液仔细加入到搅拌过的氢硼化钠(2.77g,73.67mmol)溶于水的溶液中。把混合物搅拌30分钟。加入饱和的碳酸氢钠水溶液(200ml)。用CH2Cl2(2×100ml)抽提产物，于MgSO4上干燥，过滤，于减压下除去溶剂，产生9.78g(100％)叔丁氧羰基-同型苯基-丙氨醇。TLC:(30％乙酸乙酯/己烷)Rf=0.15。把5.83g(21.97mmol)该物质溶于CH2Cl2(150ml)，冷却至0℃，用甲磺酰氯(4.15ml,53.71mmol)和三乙胺(9.24ml,66.3mmol)处理。把混合物搅拌30分钟。加入水(100ml)，剧烈搅拌混合物。分离有机相，于MgSO4上干燥，过滤，在减压下除去溶剂，产生7.31g(97％)产物。TLC:(30％乙酸乙酯/己烷)Rf=0.21。用同样的方法制备相应的Boc-Hph-β-OH的苯磺酸酯。
向苯硫酚(0.653ml,6.36mmol)溶于THF(5ml)的溶液加入氢化钠(0.254g,6.36mmol,60％的矿物油分散剂)。把混合物搅拌10分钟。加入叔丁氧羰基-同型苯丙氨醇苯磺酸酯(2.58g,6.36mmol)溶于THF(5ml)的溶液。于室温下搅拌该溶液10分钟。然后加入甲醇(2ml)，于回流温度下加热混合物1小时。冷却溶液，用1M NaOH(25ml)稀释，用CH2Cl2(100ml)抽提，于MgSO4上干燥，在减压下除去溶剂。把残余物溶于CH2Cl2(35ml)，冷却至0℃向溶液中加入4-氯过苯甲酸(3.17g,13.99mmol，预计过酸的含量为65％重量)。把混合物搅拌1小时，随后加入10％NaOH(35ml)和饱和的NaHSO3水溶液(35ml)。用CH2Cl2(3×50ml份)抽提混合物，于MgSO4上干燥，过滤，于减压下除去溶剂，产生蜡样固体，(S)-2-叔-丁氧羰基氨基-4-苯基-1-苯基磺酰基丁烷。TLC:(30％乙酸乙酯/己烷)Rf=0.32，把1.25g该物质溶于CH2Cl2(5ml)，用HCl/二烷(5ml4.0M溶液)处理。于室温下搅拌该混合物2小时。把溶液倒入乙醚(200ml)，形成油样的残余物。去除上清液。把残余物再溶于CH2Cl2(10ml)，并倒入乙醚(200ml)。沉淀出中间产物，(S)-2-氨基-4-苯基-1-苯磺酰基丁烷氯化氢。过滤固体，在真空中干燥，产生0.40g物质(从叔丁氧羰基-同型苯丙氨醇苯硫酸酯的产率为38％)。
于-10℃下，向Mu-PheOH(0.342g,1.23mmol)溶于THF(10ml)的溶液中加入4-甲基吗啉(0.135ml,1.23mmol)和异丁基氯甲酸酯(0.159ml,1.23mmol)。把混合物搅拌10分钟，随后加入(S)-2-氨基-4-苯基-1-苯基磺酰基丁烷氯化氢(0.40g,1.23mmol)，然后加入4-甲基吗啉(0.135ml,1.23mmol)。把混合物搅拌45分钟。加入1MHCl(15ml)。用乙酸乙酯(30ml)抽提产物，用饱和碳酸氢钠水溶液(15ml)、盐水(15ml)洗涤，于MgSO4上干燥，过滤，于减压下除去溶剂。终产物Mu-Phe-Hph-β-SO2Ph重0.68g(100％产率)
                         实施例14
具有作为EWG的β-氨基砜的半胱氨酸蛋白酶抑制剂的合成
(S)-2-叔-丁氧羰基氨基-4-苯基-1-(1’-三甲基甲硅烷基乙基)-磺酰基丁烷(Boc-Hph-β-SO2CH2CH2TMS)的合成。向2-三甲基甲硅烷基乙硫醇(0.86g,6.41mmol,Anderson,Ranasinghe,Palmer和Tuchs描述了其合成，上文)溶于THF(10ml)的溶液中加入氢化钠(0.256g,6.41mmol,60％矿物油分散剂)。把混合搅拌2小时。加入乙酸乙酯(50ml)。用1MHCl、饱和碳酸氢钠水溶液、盐水各30ml洗涤该溶液，于MgSO4上干燥，过滤，于减压下除去溶剂，产生中间产物(S)-2-叔丁氧羰基氨基-4-苯基丁基三甲基甲硅烷基乙基硫醚。TLC:(5％乙酸乙酯/己烷)Rf=0.22。把该物质溶于CH2Cl2(50ml)中，冷却至-10℃，用4-氯过苯甲酸(3.24g,12.22mmol，预计有65％过酸的含量)。把混合物搅拌过夜。过滤该悬浮液，仔细将饱和NaHSO3水溶液(40ml)和饱和碳酸氢钠水溶液(50ml)加入到滤液中。分离有机相，于MgSO4上干燥，过滤，于减压下除去溶剂，产生从甲磺酰酯定量回收的产物Boc-Hph-β-SO2-CH2CH2TMS。TLC:(30％乙酸乙酯/己烷)Rf=0.49。
                       实施例15
具有作为EWG的β-氨基砜的半胱氨酸蛋白酶抑制剂的合成
(S)-2-(4-吗啉基羰基苯基丙氨酰)-氨基-1-氯甲基磺酰基-4-苯基丁烷(Mu-Phe-Hph-β-SO2CH2Cl2)的合成。向Boc-Hph-β-SO2CH2CH2TMS(0.90g,2.18mmol，如实施例14中所述的)溶于THF(2ml)的溶液中加入四丁基氟化铵(8.7ml,1.0M THF溶液)和几种分子筛。于室温下把混合物搅拌过夜。加入溴氯甲烷(5ml)。于回流温度下把混合物加热1小时，冷却，于减压下除去挥发性成份。把残余物溶于乙酸乙酯(75ml)，用1MHCl(50ml)洗涤，于MgSO4上干燥，过滤，于减压下除去溶剂。把残余物、粗制的2-叔丁氧羰基氨基-1-氯甲基磺酰基-4-苯基丁烷溶于乙醚(3ml)。加入无水4-甲苯磺酸(0.80g,4.70mmol)溶于乙醚(3ml)的溶液。把混合物于室温下搅拌过夜。加入乙醚(100ml)过滤固体中间物(S)-2-氨基-1-氯甲基-磺酰基-4-苯基丁烷4-甲苯磺酸酯(TsOH.Hph-β-SO2CH2Cl)，用乙醚(2×20ml)洗涤固体，于真空中干燥，产生0.193g物质(Boc-Hph-β-SO2CH2CH2TMS的24％)。
于-10℃下，向Mu-PheOH(0.109g,0.392mmol)溶于THF(3ml)的溶液中加入4-甲基吗啉(43μl,0.392mmol)，和异丁基氯甲酸酯(51μl,0.392mmol)。把混合物搅拌10分钟，随后加入TsOH.Hph-β-SO2CH2Cl(0.17g,0.392mmol)，然后加入4-甲基吗啉(43μl,0.392mmol)。搅拌混合物45分钟，加入乙酸乙酯(20ml)。用1MHCl、饱和碳酸氢钠水溶液和盐水(各2ml)洗涤，于MgSO4上干燥，过滤，并于减压下除去溶剂，产生终产物Mu-Phe-Hph-β-SO2CH2Cl(90mg，产率48％)。
                        实施例16
具有作为EWG的α-氨基砜的半胱氨酸蛋白酶抑制剂的合成
1-(叔丁氧羰基)氨基-2-甲基-1-苯基磺酰基丙烷(Boc-Val-α-SO2Ph)的合成。向搅拌过的叔丁基甲氨酸酯(2.34g,20mmol)和甲苯磺酸钠(3.28g,20mmol)于水(20ml)的悬浮液中加入异丁醛(2.00ml,22mmol)于甲酸(5ml)的溶液。把混合物于室温下搅拌过夜。过滤沉淀，用水(2×50ml)的洗涤，并从异丙醇/水结晶，产生4.72g(75％)的产物。
                   实施例17
具有作为EWG的α-氨基砜的半胱氨酸蛋白酶抑制剂的合成
1-苄氧羰基氨基-3-苯基-1-苯基磺酰基丙烷(Z-Hph-α-SO2Ph)。向苯甲磺酸钠(10g,60.9mmol)和苄基甲氨酸酯(9.21g,60.9mmol)于水(40ml)的溶液中，加入苯基丙醛(8.8ml,67mmol)于甲酸(10ml)的溶液。于70℃下加热混合物1小时，然后使冷却至室温过夜。结晶出产物，过滤并从异丙醇再结晶，产生23g(100％)产物。TLC:(30％乙酸乙酯/己烷)Rf=0.37。
                         实施例18
具有作为EWG的α-氨基砜的半胱氨酸蛋白酶抑制剂的合成。
(R)-1-(4-吗啉羰基苯基丙氨酰)氨基-3-苯基-1-苯基磺酰基丙烷和(S)-1-(4-吗啉羰基苯基丙氨酰)氨基-3-苯基-1-苯基磺酰基丙烷(Mu-Phe-Hph-α-SO2Ph，分离异构体)的合成。方法A：把Z-Hph-α-SO2Ph(1.0g,2.44mmol)用30％的于乙酸(5ml)中的溴化氢处理。30分钟后，用乙醚(300ml)稀释混合物，过滤、用乙醚(2×30ml)洗涤，并于真空中干燥，产生0.74g(80％)1-氨基-3-苯基-1-苯基磺酰基丙烷溴化氢(HBr·Hph-α-SO2Ph)。向Mu-PheOH(0.64g,2.3mmol)于THF(15ml)的溶液中加入4-甲基吗啉(0.302ml,2.3mmol)和异丁基氯甲酸酯(0.312ml,2.3mmol)。把混合物搅拌10分钟。加入HBr·Hph-α-SO2Ph(0.74g,2.1mmol)，然后加入4-甲基吗啉(0.302ml,2.3mmol)45分钟后，用乙酸乙酯(30ml)稀释，以1MHCl、饱和碳酸氢钠和盐水各15ml洗涤，于MgSO4上干燥，过滤，并于减压下除去溶剂，产生0.75g(65％)的产物，Mu-Phe-Hph-α-SO2Ph。方法B：向苯丙氨酸酰胺氯化氢(10g,50mmol)于DMF(50ml)和CH2Cl2(50ml)的溶液中加入三乙胺(13.9ml,100mmol)和4-吗啉羰基氯化物(5.9ml,50mmol)。把混合物搅拌过夜。于减压下除去溶剂。把残余物溶于乙酸乙酯(50ml)，过滤。把乙醚加到滤液中直至溶液混浊。3天后，从溶液中结晶出7.2g(80％产率)的中间产物，4-吗啉羰基苯丙酰胺(Mu-Phe-NH2)。在搅拌时，向Mu-PheNH2(2.24g,8.1mmol)于甲酸(5ml)的溶液中加入苯基丙醛(1.17ml,8.9mmol)。把混合物搅拌5小时。随后加入苯甲磺酸钠(1.33g,8.1mmol)。在5分钟内把混合物迅速加热至回流，使冷却至室温。然后搅拌溶液3天。加入等体积的水。用CH2Cl2(3×100ml)抽提产物，于MgSO4上干燥，过滤，并于减压下除去溶剂。产物非对映的(R)-和(S)-1-(4-吗啉羰基苯丙氨酰)氨基-3-苯基磺酰基-1-苯基-丙烷的产量为3.9g(90％)。TLC(50％乙酸乙酯/CH2Cl2)Rf=0.27,0.34。
通过于230-400目硅胶(20-50％乙酸乙酯/CH2Cl2，分级洗脱)上急聚层析分离非对映体。
                         实施例19
用本发明的抑制剂抑制半胱氨酸蛋白酶
用于组织蛋白酶B的条件：50mM磷酸盐，pH6.0,2.5mMEDTA,2.5mM二硫苏糖醇(DTT)。底物：[Z-Arg-Arg-AMC]=50mM(Km=190mM)于25℃下通过加入组织蛋白酶B来开始测试，在超过2分钟后，于380nm处激发的450nm处的荧光增加。记录在加入不同浓度的抑制剂后的底物水解速度的降低。在整个观测范围内，测试是线性的。测量了重复操作。
用于组织蛋白酶L的条件：50mM乙酸盐，pH5.5,2.5mMEDTA,2.5mMDTT。底物[Z-Phe-Arg-AMC]=5mM(Km=2mM)。分析于25℃通过加入组织蛋白酶L(终浓度约为1nM)开始，然后通过在380nM下激励2分钟加强450nM的荧光。在加入不同浓度的抑制剂后观察到底物水解速度的抑制。在所观测的范围内测试是线性的。测量了重复试验。
用于组织蛋白酶S的条件：50mM磷酸盐，pH6.5,2.5mMEDTA,2.5mMDTT。底物：[Z-Val-Val-Arg-AMC]=10mM(Km=18mM)。于25℃下，通过加入组织蛋白酶S(终浓度约为30pM)来开始测试，在超过2分钟后，于380nm处激发的450nm处的的荧光增加。记录在加入不同浓度的抑制剂后的底物水解速度的降低。在整个观测范围内，测试是线性的。测量不重复操作。
除了底物的Km为1mM外，用于cruzain的条件与用于组织蛋白酶L的相同。
通过使用Irwin Segel[见“酶动力学：快速平衡和稳态酶系统的行为和分析”(Enzyme Kinetics:Behavior and analysis of rapid equilibrium and steady-state enzyme systems)1975,Wiley-Interscience Publication,John Wiley &Sons,New York]所述的狄克松制图(Dixon Plot)预测各ki值。结果见表2。
                         表2
 抑制剂 组织蛋白酶B(K,μM) 组织蛋白酶L 组织蛋白酶S  cruzain
 Mu-Phe-(DL)HphαSO2Ph     3.000     13     5     15
 Mu-Phe-HphαSO2Ph     -     -     2.6     -
 Mu-Phe-(DL)HphαSO2Ph,     -     -     3.7     -
 Mu-Leu-HphαSO2Ph     16     1.3     1.6     0.27
 Mu-Leu-HphαSO2Bzl     54     0.60     4.2     0.76
 Mu-Phe-HphαSO2CH2F     170     1.5     2.8     2.0
 Mu-Phe-HphαSO2Bzl     77     1.2     5.2     0.92
 Mu-Phe-HphαSO2CR3     50     0.18     2.2     0.23
 Mu-Phe-HphβSO2Ph     1.100     29     0.94     5.7
 Mu-Phe-HphγSO2Ph     48     10     0.16     4.3
 Phac-Phe-HphγSO2Ph     ＞＞10     0.41     12.5     1.8
 Mu-Np2-HphγSO22Np     20     0.26     0.53     0.10
 Mu-Phe-HphγSO2EtPh     190     0.17     0.082     5.9
 Suc-Phe-HphγSO2Ph     ＞1000     1.0     0.07     1.5
 MeOSuc-Phe-HphγSO2Ph     81     3.2     1.2     4.7
 Suc-Np2-HphγSO2Ph     ＞1000     2.3     0.50     0.78
 Suc-Np2-HphγSO22Np     ＞1000     0.11     0.24     0.23
 Z-β-Ala-Phe-HphγSO2Ph     52     0.79     3.0     0.54
 β-Ala-Phe-HphγSO2Ph     ＞＞50     14     11     14
 Mu-Tyr-HphγSO2Ph     -     2.3     9.5     20
 Mu-Phe-HphγCO2Et     1.6     0.48     0.19     0.91
 Mu-Phe-HphγCONHPh     2.6     2.0     1.3     0.13
 Mu-Phe-HphγCONHBzl     ＞＞50     19     30     7.7
 Mu-Phe-HphγPO(O2Et)2     17     3.0     1.4     15
 Mu-Phe-Hph-γPh-OMe     4.8     0.94     0.37     0.89
 Mu-Phe-Hph-γPh-NH2     ＞＞50     2.9     9.1     3.0
                      实施例20
以下是含有本发明的半胱氨酸蛋白酶抑制剂的各药用组合物。口服剂型
用于口服的代表性溶液含有：
半胱氨酸蛋白酶抑制剂           100-1000mg
柠檬酸-水合物                  105mg
氢氧化钠                       18mg
调味剂
水                             加至100ml静脉内注射剂型
用于静脉内给药的代表性溶液包含有：
半胱氨酸蛋白酶抑制剂           10-100mg
葡葡糖-水合物                  加至使等渗
柠檬酸-水合物                  1.05mg
氢氧化钠                       0.18mg
用于注射的盐水                 加至1.0ml片剂
代表性的片剂可以包含有：
半胱氨酸蛋白酶抑制剂           1％
微晶纤维素                     73％
硬脂酸                         25％
胶态硅石                       1％

Claims (45)

1．式Ⅰ的化合物
Figure C9619395100021
其中：n是0-13；A-B表示选自-C(O)NR3-、-CH2NR3-、-C(O)CH2-和-NR3C(O)-的键，其中R3是氢或如下所定义的；x表示一个键、亚甲基或-CH2CH(R4)-键，其中R4是氢、烷基或芳烷基；Y是-CH(R5)-或N(R5)-，其中R5是氢或如下所定义的；Z是-(CH2)2-、-C(R6)(R7)-或N(R7)-，其中R6是氢或甲基，并且R7是如下所定义的；Z1是-(CH2)2-,-C(R6)(R8)-或N(R8)-，其中R6是氢或甲基，并且R8是如下定义的；R1是氢、烷氧羰基烷酰基、烷氧羰基、选择地用选自羧基、烷氧羰基和杂环烷基烷酰基氨基的基团取代的烷酰基、环烷基羰基、选择地用选自羟基、烷基、烷酰基、烷氧羰基、芳烷氧羰基和杂环烷基羰基的基团取代的杂环烷基羰基、芳烷氧基羰基、氨基甲酰基、烷基氨基甲酰基、二烷基氨基甲酰基、芳基氨基甲酰基、芳烷基氨基甲酰基、芳基烷酰基、芳酰基、烷基磺酰基、二烷基氨基磺酰基、芳基磺酰基或杂芳基磺酰基；R7和R8独立地为氢、选择地被选自羟基、氨基、烷基氨基、二烷基氨基、脲基、巯基、烷基硫代、羧基、氨基甲酰基、烷基氨基甲酰基、二烷基氨基甲酰基、烷基磺酰基和胍基，或其被保护衍生物的基取代的烷基、环烷基、环烷基烷基、杂芳基、杂芳基烷基、一种选自芳基和芳烷基的基团，该基团选择地在其芳环上用1-3个选自羟基、氨基、胍基、卤、选择地卤代的烷基、烷氧基和芳基或其被保护的衍生物的基团取代，或者该基团连同相邻的R3或R5一起形成一个二价基，该二价基选自选择地被羟基或其被护衍生物或氧代取代的(C3-4)亚甲基和1,2-亚苯基二亚甲基；以及R2是氢、选择地用一或多个选自氨基、卤、羟基、烷氧基、硝基、烷基磺酰基和芳基磺酰基或其被护衍生物的基团取代的烷基、环烷基、环烷基烷基或一种选自芳基和芳烷基的基团，该基团选择地在其芳环上用1-2个选自氨基、胍基、卤、羟基、选择卤代的烷基、烷氧基、硝基、烷基磺酰基和芳基磺酰基或其被护衍生物的基团所取代；以及其可药用的盐、其各个异构体和异构体的混合物。
2．如权利要求1的化合物，其中用所述抑制剂抑制该蛋白酶的解离常数(ki)不大于100μM。
3．权利要求1的化合物，其中n为0-5,A-B表示选自-C(O)NR3-的键；Y是-N(R5)-；Z是-(CH2)2-或-C(R6)(R7)-；Z1是-CH(R8)-；R1是氢、总共有3-10个碳原子的烷氧羰基烷酰基、(C1-9)烷氧羰基、选择地被选自羧基、(C1-9)烷氧羰基和杂(C4-8)环烷基(C2-10)烷酰基氨基的基团取代的(C2-10)烷酰基、(C4-9)环烷基羰基、选择地被选自羟基、(C1-5)烷基、(C1-5)烷酰基、(C1-5)烷氧羰基、(C6-10)芳基(C1-5)烷氧羰基和杂(C4- 8)环烷基羰基的基团取代的杂(C4-8)环烷基羰基、(C6-10)芳基(C1-5)烷氧羰基、氨基甲酰基、(C1-5)烷基氨基甲酰基、二(C1-5)烷基氨基甲酰基、(C6-10)芳基氨基甲酰基、(C6-10)芳基(C1-5)烷基氨基甲酰基、(C6-10)芳基(C1-5)烷酰基、(C7-11)芳酰基、(C1-5)烷基磺酰基、二(C1-5)烷基氨基磺酰基、(C6-10)芳基磺酰基或杂(C5-8)芳基磺酰基；R8和R7独立地是(C3-7)环烷基、(C3-7)环烷基(C1-5)烷基、吡啶基、噻吩基、呋喃基、咪唑基、吲哚基、吡啶基(C1 -6)烷基、噻吩基(C1-6)烷基、呋喃基(C1-6)烷基、咪唑基(C1-6)烷基、吲哚基(C1-6)烷基、选择地被选自巯基、羧基、氨基、甲基硫代、甲基磺酰基、氨基甲酰基、二甲基氨基甲酰基、胍基和羟基或其被护衍生物的基团取代的(C1 -5)烷基、一种选自苯基、萘基、苯基(C1-6)烷基、萘基(C1-6)烷基的基团，该基团在其芳环上选择地被1-3个选自氨基、羟基、氯、溴、氟、甲基、三氟甲基、甲氧基和苯基或其被护衍生物的基团取代，或者与相邻的R3或R5一起形成选自(C3-4)亚甲基和1,2-亚苯基二亚甲基的二价基，该基团选择地被羟基或其被护衍生物或氧代取代；R2是选择地以1或2个选自氨基、氯、溴、氟、碘、羟基和甲氧基或其被护衍生物的基取代的(C1-5)烷基、全卤代(C1-5)烷基、(C3-7)环烷基、(C3-7)环烷基(C1-5)烷基或选自苯基、五氟苯基、在其芳环上选择地被1-2个选自氨基、氯、溴、氟、羟基、甲氧基和选择卤代的甲基或其被护衍生物的基团取代的萘基和苯基(C1-6)烷基的基团，并且R4是氢、(C1-5)烷基或(C6-10)芳基(C1-5)烷基。
4．权利要求3的化合物，其中n为0-2；Z为-(CH2)2-或-C(R6)(R7)-，条件是当n为0时，Z不为-(CH2)2-；R1是氢、(C4-8)烷氧羰基、选择地被选自羧基、(C1-5)烷氧羰基和杂(C4-8)环烷基(C4-6)烷酰基氨基的基团取代的(C2-6)烷酰基，-C(O)NR21R22，其中R21和R22一起形成氮杂(C2-6)亚甲基，氧杂(C2-6)亚甲基或(C3-7)亚甲基、(C4-8)环烷基羰基、苄氧羰基、乙酰基、苯甲酰基或二甲基氨基磺酰基；R8和R7独立地为(C5-6)环烷基、(C5 -6)环烷基甲基、3-吡啶基、2-噻吩基、2-呋喃基、4-咪唑基、3-吲哚基、3-吡啶基甲基、2-噻吩基甲基、2-呋喃基甲基、4-咪唑基甲基、3-吲哚基甲基、甲氧基、乙氧基、选择地被选自巯基、羧基、氨基、甲基硫代、甲基磺酰基、氨基甲酰基、二甲基氨基甲酰基、胍基和羟基或其被保护衍生物的基团取代的(C1-5)烷基、一种选自苯基、1-萘基、2-萘基、苄基、1-萘基甲基、2-萘基甲基和2-苯基乙基的基团，该基团选择地在其芳环上被一个选自羟基、氨基、氯、溴和氟或其被护形式的基团取代，或者与相邻的R3或R5形成选自(C3-4)亚甲基和1,2-亚苯基二亚甲基的二价基，该基团选择地被羟基或其被护衍生物或氧代所取代；R2是选择地被1个或两个选自氨基、氯、溴、氟和羟基或其被护衍生物的基团取代的(C1 -5)烷基、全氟代(C1-5)烷基、(C5-6)环烷基、(C5-6)环烷基甲基或一种选自苯基、萘基和苄基的基团，该基团选择地被一个选自氨基、羟基、氯、溴或氟或其被护衍生物的基团所取代，且R4是氢或甲基。
5．权利要求2的化合物，其中n为0-1；Z是-C(R6)(R7)-；R1是氢、叔丁氧羰基、苄氧羰基、乙酰基、3-羧基丙酰基、3-甲氧基羰基丙酰基、生物素基氨基己酰基、苯基乙酰基、苯甲酰基、二甲基氨基磺酰基、苄基磺酰基、1-哌嗪基羰基、4-甲基-1-哌嗪基羰基或4-吗啉羰基；R8是丁基、2-苯基乙基、2-甲基磺酰基乙基、2-叔丁氧羰基乙基、2-叔-丁氧羰基甲基、4-叔丁氧羰基氨基丁基、4-苯甲酰氨基丁基或苄氧基甲基；R2是甲基、三氟甲基，选择取代的苯基、2-萘基或2-苯基乙基；R4是氢；并且，R7是3-吡啶基甲基，2-噻吩基甲基、2-呋喃基甲基、4-咪唑基甲基、3-吲哚基甲基、选择地被选自巯基、羧基、氨基、甲基硫代、甲基磺酰基、氨基甲酰基、二甲基氨基甲酰基、胍基和羟基或其被护衍生物的基取代的(C1-5)烷基，一种选自苄基、1-萘基甲基、2-萘基甲基和2-苯基乙基的基团，该基团选择地在其芳环上被选自羟基、氨基、氯、溴和氟或其被护形式的基团所取代或者与相邻的R3或R5一起形成选自(C3-4)亚甲基和1,2-亚苯基二亚甲基的二价基，该基团选择地被羟基或其被护衍生物或氧代所取代。
6．权利要求5的化合物，其中n为0；R3、R5和R6均为氢；R1是氢、叔丁氧羰基、苄氧羰基、生物素基氨基己酰基、苯甲酰基、1-哌嗪基-羰基、4-甲基-1-哌嗪基羰基或4-吗啉羰基；R8是丁基、2-苯基乙基或2-甲基磺酰基乙基，R2是苯基、1-萘基或2-苯基乙基；且R7是(C1 -5)烷基、2-甲基磺酰基乙基、选择取代的苄基、1-萘基甲基、2-萘基甲基、3-吡啶基甲基或2-甲基磺酰基乙基。
7．权利要求6的化合物，其中R1是1-哌嗪基羰基、4-甲基-1-哌嗪基羰基或4-吗啉基羰基；R8是2-苯基乙基；R2是苯基或萘-2-基；且R7是选择取代的苄基、1-萘基甲基或2-萘基甲基。
8．权利要求7的化合物，其中X表示一个键，R1是4-吗啉基羰基，R8是2-苯基乙基，R2是苯基，且R7是苄基，即N2-(4-吗啉基羰基)-N1-(3-苯基-1-苯基磺酰基丙基)-L-苯基丙氨酰胺。
9．权利要求7的化合物，其中X表示亚甲基，R1是4-吗啉基羰基，R8是2-苯基乙基，R2是苯基，且R7是苄基，即N2-(4-吗啉基羰基)-N1-(3-苯基-1S-苯基磺酰基甲基丙基)-L-苯基丙氨酰胺。
10．权利要求7的化合物，其中X表示-CH2CH(R4)，其中R4是氢，R1是4-吗啉基羰基，R8是2-苯基乙基，R2是2-萘基，并且R7是2-萘基甲基，即N2-(4-吗啉基羰基)-N1-{3-苯基-1S-[2-(2-萘基磺酰基)乙基]丙基}-β-(2-萘基)-L-丙氨酰胺。
11．权利要求7的化合物，其中X表示-CH2CH(R4)，其中的R4是氢，R1是4-吗啉基羰基，R8是2-苯基乙基，R2是苯基，并且R7是4-羟基苄基，即N2-(4-吗啉基羰基)-N1-{3-苯基-1S-[2-(2-萘基磺酰基)乙基]丙基}-L-酪氨酰胺。
12．权利要求7的化合物，其中X表示-CH2CH(R4)，其中R4是氢，R1是4-吗啉基羰基，R8是2-苯基乙基，R2是苯基，并且R7是苄基，即N2-(4-吗啉基羰基)-N1-[3-苯基-1S-(2-萘基磺酰基乙基)丙基]-L-苯基丙氨酰胺。
13．式Ⅱ的化合物：其中：n为0-13；A-B是表示选自-C(O)NR3-、-CH2NR3-、-C(O)CH2-和-NR3C(O)-的键，其中R3是氢或如下所定义的；Y是-CH(R5)-或N(R5)-，其中R5是氢或如下所定义的；Z是-(CH2)2-、-C(R6)(R7)-或-N(R7)-，其中R6是氢或甲基，并且R7是如下所定义的；Z1是-(CH2)2-,-C(R6)(R8)-或-N(R8)-，其中R6是氢或甲基，并且R8是如下定义的；R1是氢、烷氧羰基烷酰基、烷氧羰基、选择地用选自羧基、烷氧羰基和杂环烷基烷酰基氨基的基取代的烷酰基、环烷基羰基、选择地用选自羟基、烷基、烷酰基、烷氧羰基、芳烷氧羰基和杂环烷基羰基的基团取代的杂环烷基羰基、芳烷氧基羰基、氨基甲酰基、烷基氨基甲酰基、二烷基氨基甲酰基、芳基氨基甲酰基、芳烷基氨基甲酰基、芳基烷酰基、芳酰基、烷基磺酰基、二烷基氨基磺酰基、芳基磺酰基或杂芳基磺酰基；R7和R8独立地为氢、选择地被选自羟基、氨基、烷基氨基、二烷基氨基、脲基、巯基、烷基硫代、羧基、氨基甲酰基、烷基氨基甲酰基、二烷基氨基甲酰基、烷基磺酰基和胍基或其被保护衍生物所取代的烷基、环烷基、环烷基烷基、杂芳基、杂芳基烷基、一种选自芳基和芳烷基的基团，该基团选择地在其芳环上用1-3个选自羟基、氨基、胍基、卤、选择地卤代的烷基、烷氧基和芳基或其被保护的衍生物所取代，或者该基团连同相邻的R3或R5一起形成一个选自(C3-4)亚甲基和1,2-亚苯基二亚甲基的二价基团，该基团选择地被羟基或其被护衍生物或氧代所取代；以及R9是氰基、-C(O)OR10、-P(O)(OR10)2、-S(O)(NR10)R10、C(O)R11、-S(O)R11、-C(O)NR12R13、-S(O)2NR12R13、-C(O)NHR14或-S(O)2NHR14，其中每个R10独立地为氢、选择地被1或多个选自氨基、卤、羟基、烷氧基、硝基、烷基磺酰基和芳基磺酰基或其被护的衍生物的基团所取代的烷基、环烷基、环烷基烷基或-种选自芳基和芳烷基的基团，该基团选择地在其芳环上被1-2个选自氨基、卤、羟基、任选卤代的烷基、烷氧基、硝基、烷基磺酰基和芳基磺酰基或其被保护的衍生物的基团所取代，R11是氢、烷基、全氟代烷基、环烷基、环烷基烷基、全氟代芳基、全氟代芳烷基或一种选自芳基和芳烷基的基团，该基团选择地在其芳环上被1-2个选自氨基、卤、羟基、任选卤代的烷基、烷氧基、硝基、烷基磺酰基和芳基磺酰基或其被保护的衍生物的基团所取代，R12和R13独立地为氢、烷基、环烷基、环烷基烷基、芳基或芳烷基，并且R14为-C(O)OR10，其中R10是如上所定义的，或为选自式(a)和(b)的基团，
Figure C9619395100071
其中每一个n、A、B、Y、Z、R1和R10均为如上所定义的；以及其可药用的盐、其单个异构体及异构体的混合物。
14．权利要求13的化合物，其中每一个n为0-5，每一个A-B表示选自-C(O)NR3-的键；每一个Y均为-N(R5)-；每一个Z是为-(CH2)2-或-C(R6)(R7)-；Z1是-CH(R8)-；每一个R1独立地为氢、总共有3-10个碳原子的烷氧羰基烷酰基、(C1-9)烷氧羰基、选择地被选自羧基、(C1- 9)烷氧羰基和杂(C4-8)环烷基(C2-10)烷酰氨基的基团取代的(C2-10)烷酰基、(C4 -9)环烷基羰基、选择地被选自羟基、(C1-5)烷基、(C1-5)烷酰基、(C1-5)烷氧羰基、(C6-10)芳基(C1-5)烷氧羰基和杂(C4-8)环烷基羰基的基团取代的杂(C4-8)环烷基羰基、(C6-10)芳基(C1-5)烷氧羰基、氨基甲酰基、(C1-5)烷基氨基甲酰基、二(C1-5)烷基氨基甲酰基、(C6-10)芳基氨基甲酰基、(C6-10)芳基(C1 -5)烷基氨基甲酰基、(C6-10)芳基(C1-5)烷酰基、(C7-11)芳酰基、(C1-5)烷基磺酰基、二(C1-5)烷基氨基磺酰基、(C6-10)芳基磺酰基或杂(C5-8)芳基磺酰基；R8和R7独立为(C3-7)环烷基、(C3-7)环烷基(C1-5)烷基、吡啶基、噻吩基、呋喃基、咪唑基、吲哚基、吡啶基(C1-6)烷基、噻吩基(C1-6)烷基、呋喃基(C1-6)烷基、咪唑基(C1-6)烷基、吲哚基(C1-6)烷基、一种选自(C1-5)烷基、(C2-6)烷氧基和(C1-5)烷酰氧基的基团，该基团选择地被选自巯基、羧基、氨基、甲基硫代、甲磺酰基、氨基甲酰基、二甲基氨基甲酰基、胍基和羟基或其被护衍生物的基团所取代、一种选自苯基、萘基、苯基(C1-6)烷基、萘基(C1-6)烷基的基团，该基团在其芳环上选择地被1-3个选自氨基、羟基、氯、溴、氟、甲基、三氟甲基、甲氧基和苯基或其被护衍生物的基团所取代，或者与相邻的R3或R5形成一种选自(C3-4)亚甲基和1,2-亚苯基二亚甲基的二价基，该基团选择地被羟基或其被护的衍生物或氧代所取代；每一个R10独立为选择地被1-2个选自氨基、氯、溴、氟、羟基和甲氧基或其被护衍生物的基团所取代的(C1-5)烷基、(C3-7)环烷基、(C3-7)环烷基(C1-5)烷基、或一种选自苯基或苯基(C1-6)烷基的基团，该基团选择地在其芳环上被1-2个选自氨基、氯、溴、氟、羟基、甲氧基和任选卤代的甲基或其被护衍生物的基团所取代；R11独立为(C1-5)烷基、(C3-7)环烷基、(C3-7)环烷基(C1-5)烷基或一种选自苯基或苯基(C1-6)烷基的基团，该基团选择地在其芳环上被1-2个选自氨基、氯、溴、氟、羟基、甲基、三氟甲基和甲氧基的基团所取代；且R12和R13独立为(C1-5)烷基、(C3-7)环烷基、(C3-7)环烷基(C1-5)烷基或一个选自苯基和苯基(C1-6)烷基，该基团选择地在其芳环上选择地被1-2个选自氨基、氯、溴、氟、羟基、甲氧基和任选卤代的甲基的基团所取代。
15．权利要求14的化合物，其中n为0-2；Z是-(CH2)2-或-C(R6)(R7)-，条件是当n为0时，Z不为-(CH2)2-；每个R1为氢、(C4-8)烷氧羰基、选择地被选自羧基、(C1-5)烷氧羰基和杂(C4-8)环烷基(C4-6)烷酰基氨基的基团取代的(C2-6)烷酰基，-C(O)NR21R22，其中R21和R22一起形成氮杂(C2-6)亚甲基，氧杂(C2-6)亚甲基或(C3-7)亚甲基、(C4-8)环烷基羰基、苄氧羰基、乙酰基、苯甲酰基或二甲基氨基磺酰基；并且R8和R7独立地为(C5-6)环烷基、(C5-6)环烷基甲基、3-吡啶基、2-噻吩基、2-呋喃基、4-咪唑基、3-吲哚基、3-吡啶甲基、2-噻吩基甲基、2-呋喃基甲基、4-咪唑基甲基、3-吲哚基甲基、甲氧基、乙氧基、选择地被选自巯基、羧基、氨基、甲基硫代、甲基磺酰基、氨基甲酰基、二甲基氨基甲酰基、胍基和羟基或其被护衍生物的基团取代的(C1-5)烷基、一种选自苯基、1-萘基、2-萘基、苄基、1-萘基甲基、2-萘基甲基和2-苯基乙基的基团，该基团在其芳环上被一个选自羟基、氨基、氯、溴和氟或其被护形式的基团所取代，或者与相邻的R3或R5一起形成选自(C3-4)亚甲基和1,2-亚苯基二亚甲基的二价基，该基团选择地被羟基或其被护衍生物或氧代所取代；每个R10为乙基、(C5-6)环烷基、(C5-6)环烷基甲基或选自苯基和苄基的基团，该基团选择地在其苯环上被一个选自氨基、羟基、氯、溴或氟或其被护衍生物的基团所取代；R11为乙基、(C5-6)环烷基、(C5-6)环烷基甲基或一种选自苯基和苄基的基团，该基团在其苯环上选择地被一个选自氨基、羟基、氯、溴或氟或其被护衍生物的基团所取代；且R12和R13独立地为乙基、(C5-6)环烷基、(C5-6)环烷基甲基或一种选自苯基和苄基的基团，该基团在其苯环上选择地被一个选自氨基、羟基、氯、溴或氟或其被护衍生物的基团所取代。
16．权利要求15的化合物，其中每一个n为0-1；Z为-C(R6)(R7)-；每个R1是氢、叔丁氧羰基、苄氧羰基、乙酰基、3-羧基丙酰基、3-甲氧基羰基丙酰基、生物素基氨基己酰基、苯基乙酰基、苯甲酰基、二甲基氨基磺酰基、苄基磺酰基、1-哌嗪基羰基、4-甲基-1-哌嗪基羰基或4-吗啉基碳基；R8是丁基、2-苯基乙基、2-甲基磺酰基乙基、2-叔丁氧羰基乙基、2-叔丁氧羰基甲基、4-叔丁氧羰基氨基丁基、4-苯甲酰基氨基丁基或苄氧甲基；并且R7是3-吡啶基甲基，2-噻吩甲基、2-呋喃基甲基、4-咪唑基甲基、3-吲哚基甲基、选择地被选自巯基、羧基、氨基、甲基硫代、甲磺酰基、氨基甲酰基、二甲基氨基甲酰基、胍基和羟基或其被护衍生物的基团取代的(C1-5)烷基，一种选自苄基、1-萘基甲基、2-萘基甲基和2-苯基乙基的基团，该基团在其芳环上选择地被一个选自羟基、氨基、氯、溴和氟或其被护形式的基团所取代或者与相邻的R3或R5一起形成选自(C3-4)亚甲基和1,2-亚苯基二亚甲基的二价基，该基团选择地被羟基或其被护衍生物或氧代所取代。
17．权利要求16的化合物，其中每一个n为0；每个R3、R5和R6均为氢；每个R1为氢、叔-丁氧羰基、苄氧羰基、生物素基氨基己酰基、苯甲酰基、1-哌嗪基羰基、4-甲基-1-哌嗪基羰基或4-吗啉基羰基；R8是丁基、2-苯基乙基或2-甲基磺酰基乙基；且R7是(C1-5)烷基、2-甲基磺酰基乙基、选择取代的苄基、1-萘基甲基、2-萘基甲基、3-吡啶基甲基或2-甲基磺酰基乙基。
18．权利要求17的化合物，其中每个R1是1-哌嗪基羰基、4-甲基-1-哌嗪基羰基或4-吗啉基羰基；R8是2-苯基乙基；且R7是选择取代的苄基、1-萘基甲基或2-萘基甲基。
19．权利要求18的化合物，其中R1是4-吗啉基羰基，R8是2-苯基乙基，R7是2-萘基甲基，且R9是乙氧羰基，即乙基4S-[N-(4-吗啉基羰基)-β-(2-萘基)-L-丙氨酰氨基]-6-苯基己酸酯。
20．权利要求18的化合物，其中R1是4-吗啉基羰基，R8是2-苯基乙基，R7是苄基，且R9是乙氧羰基，即乙基4S-[N-(4-吗啉基羰基)-L-苯丙氨酰氨基]-6-苯基己酸酯。
21．权利要求18的化合物，其中R1是4-吗啉基羰基，R8是2-苯基乙基，R7是苄基，且R9是苯基氨基甲酰基，即N2-(4-吗啉基羰基)-N1-[3-苯基-1S-(2-苯基氨基甲酰基乙基)丙基]-L-苯基丙氨酰胺。
22．权利要求18的化合物，其中R1是4-吗啉基羰基，R8是2-苯基乙基，R7是苄基，且R9是苄基氨基甲酰基，即N2-4(吗啉基羰基)-N1-[3-苯基-1S-(2-苄基氨基甲酰基乙基)丙基]-L-苯基丙氨酰胺。
23．式Ⅲ的化合物
Figure C9619395100101
其中：n是0-13；A-B表示选自-C(O)NR3-、-CH2NR3-、-C(O)CH2-和-NR3C(O)-的一种键，其中R3是氢或如下所定义的；Y是-CH(R5)-或-N(R5)-，其中R5是氢或如下所定义的；Z是-(CH2)2-、-C(R6)(R7)-或-N(R7)-，其中R6是氢或甲基，并且R7是如下所定义的；Z1是-(CH2)2-,-C(R6)(R8)-或-N(R8)-，其中R6是氢或甲基，并且R8是如下定义的；R1是氢、烷氧羰基烷酰基、烷氧羰基、选择地用选自羧基、烷氧羰基和杂环烷基烷酰基氨基的基团取代的烷酰基、环烷基羰基、选择地用选自羟基、烷基、烷酰基、烷氧羰基、芳烷氧羰基和杂环烷基羰基的基团所取代的杂环烷基羰基、芳烷氧基羰基、氨基甲酰基、烷基氨基甲酰基、二烷基氨基甲酰基、芳基氨基甲酰基、芳烷基氨基甲酰基、芳基烷酰基、芳酰基、烷基磺酰基、二烷基氨基磺酰基、芳基磺酰基或杂芳基磺酰基；R7和R8独立地为氢、选择地被选自羟基、氨基、烷基氨基、二烷基氨基、脲基、巯基、烷基硫代、羧基、氨基甲酰基、烷基氨基甲酰基、二烷基氨基甲酰基、烷基磺酰基和胍基或其被保护衍生物的基团所取代的烷基、环烷基、环烷基烷基、杂芳基、杂芳基烷基、一种选自芳基和芳烷基的基团，该基团选择地在其芳环上用1-3个选自羟基、氨基、胍基、卤、任选卤代的烷基、烷氧基和芳基或其被保护的衍生物的基团所取代，或者该基团连同相邻的R3或R5形成一个选自(C3-4)亚甲基和1,2-亚苯基二亚甲基的二价基，该基团选择地被羟基或其被护衍生物或氧代取代；R15是氢、甲基、氟或选自式(a)和(b)的基团：其中每个n、A、B、Y、Z和R1均为如上所定义的，并且R10是氢、选择地被1或多个选自氨基、卤、羟基、烷氧基、硝基、烷基磺酰基和芳基磺酰基或其被护衍生物的基团所取代的烷基、环烷基、环烷基烷基或一种选自芳基和芳烷基的基团，该基团选择地在其芳环上被1-2个选自氨基、卤、羟基、选择地被卤取代的烷基、烷氧基、硝基、烷基磺酰基和芳基磺酰基或其被保护的衍生物的基团所取代；并且R16是选自苯基或(C5-6)杂芳基的基团，该基团选择地被至少一个选自下列基团的基团所取代：烷基氨基甲酰基、二烷基氨基甲酰基、烷氧基羰基、烷基氨基亚磺酰基、二烷基氨基亚磺酰基、烷基磺酰基、羧基、硝基、氨基亚磺酰基、硫代、氨基甲酰基、膦酰基、烷氧基亚膦酰基、二烷氧基亚膦酰基、烷酰基、氰基、烷基亚磺酰基、氨基磺酰基、烷基氨基亚磺酰基、二烷基氨基磺酰基、烷氧基磺酰基、烷基亚氨酰基磺酰基、芳基、杂芳基、羟基、烷氧基、选择地被卤取代的烷基、芳基烷基、卤、-+N(R17)3，其中每一个R17独立地为烷基、芳基或芳基烷基或-N(R18)2，其中每一个R18独立地为氢、烷基、芳基或芳烷基；以及其可药用的盐、其单个异构体和异构体的混合物。
24．权利要求23的化合物，其中n为0-5，每个A-B表示选自-C(O)NR3-；每个Y为-N(R5)-；每个Z是为-(CH2)2-或-C(R6)(R7)-；Z1是-CH(R8)-；每个R1是氢、总共有3-10个碳原子的烷氧羰基烷酰基、(C1-9)烷氧羰基、选择地被选自羧基、(C1-9)烷氧羰基和杂(C4-8)环烷基(C2- 10)烷酰基氨基的基团所取代的(C2-10)烷酰基、(C4-9)环烷基羰基、选择地被选自羟基、(C1-5)烷基、(C1-5)烷酰基、(C1-5)烷氧羰基、(C6-10)芳基(C1-5)烷氧羰基以及杂(C4-8)环烷基羰基的基团取代的杂(C4-8)环烷基羰基、(C6-10)芳基(C1-5)烷氧基羰基、氨基甲酰基、(C1-5)烷基氨基甲酰基、二(C1-5)烷基氨基甲酰基、(C6-10)芳基氨基甲酰基、(C6-10)芳基(C1-5)烷基氨基甲酰基、(C6-10)芳基(C1-5)烷酰基、(C7-11)芳酰基、(C1-5)烷基磺酰基、二(C1-5)烷基氨基磺酰基、(C6-10)芳基磺酰基或杂(C5-8)芳基磺酰基；且R8和R7独立地为(C3-7)环烷基、(C3-7)环烷基(C1-5)烷基、吡啶基、噻吩基、呋喃基、咪唑基、吲哚基、吡啶基(C1-6)烷基、噻吩基(C1-6)烷基、呋喃基(C1-6)烷基、咪唑基(C1-6)烷基、吲哚基(C1-6)烷基、一种选自(C1-5)烷基、(C2-6)烷氧基和(C1-5)烷酰氧基的基团，该基团选择地被一个选自巯基、羧基、氨基、甲基硫代、甲基磺酰基、氨基甲酰基、二甲基氨基甲酰基、胍基和羟基或其被护衍生物的基团所取代、一种选自苯基、萘基、苯基(C1-6)烷基、萘基(C1-6)烷基的基团，该基团选择地在其芳环上被1-3个选自氨基、羟基、氯、溴、氟、甲基、三氟甲基、甲氧基和苯基或其被护衍生物的基团所取代；R10是选择地被1或2个选自氨基、氯、溴、氟、羟基和甲氧基或其被护衍生物的基团所取代的(C1-5)烷基、(C3-7)环烷基、(C3-7)环烷基(C1-5)烷基、或一种选自苯基或苯基(C1-6)烷基的基团，该基团选择地在芳环上被1-2个选自氨基、氯、溴、氟、羟基、甲氧基和任选卤代的甲基或其被护衍生物的基团所取代；并且R16是选自2-呋喃基、2-噻吩基、2-吡咯基、2-磷酰基、2-二氧砷基(2-arsolyl)、3-吡啶基或3-亚磷酰基的基团，该基团选择地被至少一个选自下列基团的基团所取代：(C1-5)烷基氨基甲酰基、二(C1 -5)烷基氨基甲酰基、(C1-5)烷氧羰基、(C1-5)烷基氨基亚磺酰基、二(C1-5)烷基氨基亚磺酰基、(C1-5)烷基磺酰基、羧基、硝基、氨基亚磺酰基、磺基、氨基甲酰基、膦酰基、(C1-5)烷氧基亚膦酰基、二(C1-5)烷氧基亚膦酰基、(C1 -5)烷酰基、氰基、(C1-5)烷基亚磺酰基、氨基甲酰基、(C1-5)烷基氨基磺酰基、二(C1-5)烷基氨基磺酰基、(C1-5)烷氧基磺酰基、(C1-5)烷基亚氨基磺酰基、苯基、萘基、吡啶基、噻吩基、呋喃基、咪唑基、吲哚基、羟基、(C1- 5)烷氧基、选择卤代的(C1-5)烷基、苄基、卤、-+N(R17)3，其中每个R17均独立为(C1-5)烷基、苯基或苄基，或-N(R18)2，其中每个R18均独立为氢、(C1-5)烷基、苯基或苄基。
25．权利要求24的化合物，其中每个n为0-2；Z是-(CH2)2-或-C(R6)(R7)-，条件是当n为0时，Z不为-(CH2)2-；每个R1均为氢、(C4 -8)烷氧羰基、选择地被选自羧基、(C1-5)烷氧羰基和杂(C4-8)环烷基(C4-6)烷酰基氨基的基团取代的(C2-6)烷酰基，-C(O)NR21R22，其中R21和R22一起形成氮杂(C2-6)亚甲基，氧杂(C2-6)亚甲基或(C3-7)亚甲基、(C4-8)环烷基羰基、苄氧羰基、乙酰基、苯甲酰基或二甲基氨基磺酰基；R8和R7独立为(C5-6)环烷基、(C5-6)环烷基甲基、3-吡啶基、2-噻吩基、2-呋喃基、4-咪唑基、3-吲哚基、3-吡啶基甲基、2-噻吩基甲基、2-呋喃基甲基、4-咪唑基甲基、3-吲哚基甲基、甲氧基、乙氧基、选择地被选自巯基、羧基、氨基、甲基硫代、甲基磺酰基、氨基甲酰基、二甲基氨基甲酰基、胍基和羟基或其被护衍生物的基团取代的(C1-5)烷基、一种选自苯基、1-萘基、2-萘基、苄基、1-萘基甲基、2-萘基甲基和2-苯基乙基的基团，该基团在其芳环上选择地被一个选自羟基、氨基、氯、溴和氟或其被护形式的基团所取代，或者与相邻的R3或R5一起形成选自(C3-4)亚甲基和1,2-亚苯基二亚甲基的二价基，该基团选择地被羟基或其被护衍生物或氧代所取代；每个R10为乙基、(C5-6)环烷基、(C5-6)环烷基甲基或一种选自苯基和苄基的基团，该基团在其芳环上选择地被一个选自氨基、羟基、氯、溴、或氟或其被护衍生物的基团取代；并且R16是一种选自2-呋喃基、2-噻吩基、2-吡咯基、2-磷酰基、2-二氧砷基(2-arsolyl)、2-吡啶基或3-亚磷酰基的基团，该基团选择地被至少一个选自下列基团的基团所取代：甲基氨基甲酰基、二甲基氨基甲酰基、甲氧羰基、甲基氨基亚磺酰基、二甲基氨基亚磺酰基、甲基磺酰基、羧基、硝基、氨基亚磺酰基、磺基、氨基甲酰基、膦酰基、甲氧基亚膦酰基、二甲氧基亚膦酰基、甲酰基、氰基、甲基亚磺酰基、氨基磺酰基、甲基氨基磺酰基、二甲基氨基磺酰基、甲氧基磺酰基、甲基亚氨基磺酰基、苯基、萘基、吡啶基、噻吩基、呋喃基、咪唑基、吲哚基、羟基、甲氧基、甲基、三氟甲基、苄基、卤、-+N(R17)3，其中每个R17独立为甲基、苯基或苄基，或-N(R18)2，其中每个R18均独立为氢、甲基、苯基或苄基。
26．权利要求25的化合物，其中每个n为0-1；Z是-C(R6)(R7)-；每个R1是氢、叔丁氧羰基、苄氧基羰基、乙酰基、3-羧基丙酰基、3-甲氧羰基丙酰基、生物素基氨基己酰基、苯基乙酰基、苯甲酰基、二甲基氨基磺酰基、苄基磺酰基、1-哌嗪基羰基、4-甲基-1-哌嗪基羰基或4-吗啉基羰基；R8是丁基、2-苯基乙基、2-甲基磺酰基乙基、2-叔丁氧羰基乙基、2-叔丁氧羰基甲基、4-叔丁氧羰基氨基丁基、4-苯甲酰基氨基丁基或苄氧基甲基；并且R7是3-吡啶基甲基，2-噻吩基甲基、2-呋喃基甲基、4-咪唑基甲基、3-吲哚基甲基、选择地被一个选自巯基、羧基、氨基、甲基硫代、甲基磺酰基、氨基甲酰基、二甲基氨基甲酰基、胍基和羟基或其被护衍生物的基团取代的(C1-5)烷基，一种选自苄基、1-萘基甲基、2-萘基甲基和2-苯基乙基的基团，该基团选择地在其芳环上被一个选自羟基、氨基、氯、溴和氟或其被护形式的基团取代，或者与相邻的R3或R5一起形成选自(C3-4)亚甲基和1,2-亚苯基二亚甲基的二价基，该基团选择地被羟基或其被护衍生物或氧代取代。
27．权利要求26的化合物，其中每个n为0；每个R3、R5和R6为氢；每个R1是氢、叔-丁氧羰基、苄氧羰基、生物素基氨基己酰基、苯甲酰基、1-哌嗪基羰基、4-甲基-1-哌嗪基羰基或4-吗啉基羰基；R8是丁基、2-苯基乙基或2-甲基磺酰基乙基；且R7是(C1-5)烷基、2-甲基磺酰基乙基、选择取代的苄基、1-萘基甲基、2-萘基甲基、3-吡啶基甲基或2-甲基磺酰基乙基。
28．权利要求27的化合物，其中每个R1是1-哌嗪基羰基、4-甲基-1-哌嗪基羰基或4-吗啉基羰基；R8是2-苯基乙基；且R7是选择取代的苄基、1-萘基甲基或2-萘基甲基。
29．权利要求28的化合物，其中R1是4-吗啉基羰基，R8是2-苯基乙基，R7是苄基，R15是氢，并且R16是4-甲氧基苯基，即N2-4-吗啉基羰基-N1-{3-苯基-1S-[2-(4-甲氧基苯基)乙基]丙基}-L-苯基丙氨酰胺。
30．权利要求28的化合物，其中R1是4-吗啉基羰基，R8是2-苯基乙基，R7是苄基，R15是氢，并且R16是4-氨基苯基，即N2-(4-吗啉基羰基)-N1-{3-苯基-1S-[2-(4-氨基苯基)乙基]丙基}-L-苯基丙氨酰胺。
31．一种用于体外除去或抑制半胱氨酸蛋白酶的方法，其包括把一种半胱氨酸蛋白酶抑制剂可逆地结合到半胱氨酸蛋白酶上，其中所述抑制剂包含有权利要求1的半胱氨酸蛋白酶抑制剂。
32．一种用于体外除去或抑制半胱氨酸蛋白酶的方法，其包括把一种半胱氨酸蛋白酶抑制剂可逆地结合到半胱氨酸蛋白酶上，其中所述抑制剂包含有权利要求12的半胱氨酸蛋白酶抑制剂。
33．一种用于体外除去或抑制半胱氨酸蛋白酶的方法，其包括把一种半胱氨酸蛋白酶抑制剂可逆地结合到半胱氨酸蛋白酶上，其中所述抑制剂包含有权利要求22的半胱氨酸蛋白酶抑制剂。
34．根据权利要求1的化合物在制备用于抑制半胱氨酸蛋白酶的药物中的应用。
35．根据权利要求12的化合物在制备用于抑制半胱氨酸蛋白酶的药物中的应用。
36．根据权利要求22的化合物在制备用于抑制半胱氨酸蛋白酶的药物中的应用。
37．一种药用组合物，其包含有治疗有效剂量的权利要求1的半胱氨酸蛋白酶抑制剂，或各个异构体、异构体的混合物，或者其可药用的盐或者多种盐，与一或多种可药用的赋形剂联合使用。
38．一种药用组合物，其包含有治疗有效剂量的权利要求12的半胱氨酸蛋白酶抑制剂，或单独的异构体、异构体的混合物，或者其可药用的盐或者多种盐，与一或多种可药用的赋形剂联合使用。
39．一种药用组合物，其包含有治疗有效剂量的权利要求22的半胱氨酸蛋白酶抑制剂，或单独的异构体、异构体的混合物，或者其可药用的盐或者多种盐，与一或多种可药用的赋形剂联合使用。
40．一种用于制备式Ⅳ的化合物的方法其中：n为0-12：A-B表示选自-C(O)NR3-、-CH2NR3-、-C(O)CH2-和-NR3C(O)-的键，其中R3是氢或如下所定义的；Y是-CH(R5)-或-N(R5)-，其中R5是氢或如下所定义的；Z是-(CH2)2-、-C(R6)(R7)-或-N(R7)-，其中R6是氢或甲基，并且R7是如下所定义的；Z1是-(CH2)2-,-C(R6)(R8)-或-N(R8)-，其中R6是氢或甲基，并且R8是如下定义的；R6是氢或甲基，且R7是如下所定义的；R1是氢、烷氧羰基烷酰基、烷氧羰基、选择地被选自羧基、烷氧羰基和杂环烷基烷酰基氨基的基团取代的烷酰基、环烷基羰基、选择地被选自羟基、烷基、烷酰基、烷氧羰基、芳烷氧羰基和杂环烷基羰基的基团取代的杂环烷基羰基、芳烷氧基羰基、氨基甲酰基、烷基氨基甲酰基、二烷基氨基甲酰基、芳基氨基甲酰基、芳基烷基氨基甲酰基、芳基烷酰基、芳酰基、烷基磺酰基、二烷基氨基磺酰基、芳基磺酰基或杂芳基磺酰基；R7和R8独立为氢、选择地被选自羟基、氨基、烷基氨基、二烷基氨基、脲基、巯基、烷基硫代、羧基、氨基甲酰基、烷基氨基甲酰基、二烷基氨基甲酰基、烷基磺酰基和胍基或其被护衍生物的基团取代的烷基、环烷基、环烷基烷基、杂芳基、杂芳基烷基、一种选自芳基和芳烷基的基团，该基团选择地在其芳环上被1-3个选自羟基、氨基、胍基、卤、选择地卤代的烷基、烷氧基和芳基或其被护衍生物的基团所取代，或者与相邻的R3或R5一起形成选自(C3-4)亚甲基和1,2-亚苯基二亚甲基的二价基，该基团选择地被羟基或其被护衍生物或氧代所取代；并且R20是氰基、-S(O)2R2、-CH2S(O)2R2、-CH2CH(R4)S(O)2R2、-(CH2)2C(O)OR10、-(CH2)2P(O)(OR10)2、-(CH2)2S(O)(NR10)R10、-(CH2)2C(O)R11、-(CH2)2S(O)R11、-(CH2)2C(O)NR12R13、-(CH2)2S(O)2NR12R13、-(CH2)2C(O)NHR14、-(CH2)2S(O)2NHR14或-CH2CHR15R16，其中R2是氢、选择地被一或多个选自氨基、卤、羟基、烷氧基、硝基、烷基磺酰基和芳基磺酰基或其被护衍生物的基团取代的烷基、环烷基、环烷基烷基或选自芳基和芳烷基的基团，该基团选择地在其芳环上被1-2个选自氨基、卤、羟基、选择卤代的烷基、烷氧基、硝基、烷基磺酰基和芳基磺酰基或其被护衍生物的基团取代，R4是氢、烷基或芳基烷基，每个R10独立为氢、选择地被一或多个选自氨基、卤、羟基、烷氧基、硝基、烷基磺酰基和芳基磺酰基或其被护衍生物的基团取代的烷基、环烷基、环烷基烷基或一种选自芳基和芳烷基的基团，该基团选择地在其芳环上被1至两个选自氨基、卤、羟基、选择卤代的烷基、烷氧基、硝基、烷基磺酰基和芳基磺酰基或其被护衍生物的基团取代，R11是氢、烷基、全氟代的烷基、环烷基、环烷基烷基、全氟代芳基、全氟代芳基烷基或选自芳基和芳基烷基的基团，该基团选择地在其芳环上被1-2个选自氨基、卤、羟基、选择卤代的烷基、烷氧基、硝基、烷基磺酰基和芳基磺酰基或其被护衍生物的基团所取代，R12和R13独立为氢、烷基、环烷基、环烷基烷基、芳基或芳烷基，R14为-C(O)OR10，其中R10是如上所定义的，或选自式(a)和(b)的基团：
Figure C9619395100171
其中每个n、A、B、Y、Z、R1和R10均是如上定义的，R15是氢、甲基、氟或选自如上定义的式(a)和(b)的基团，并且R16是一种选自苯基或(C5- 6)杂芳基的基团，该基团选择地被至少一个选自下列的基团所取代：烷基氨基甲酰基、二烷基氨基甲酰基、烷氧基羰基、烷基氨基亚磺酰基、二烷基氨基亚磺酰基、烷基磺酰基、羧基、硝基、氨基亚磺酰基、磺基、氨基甲酰基、膦酰基、烷氧基亚膦酰基、二烷氧基亚膦酰基、烷酰基、氰基、烷基亚磺酰基、氨基磺酰基、烷基氨基磺酰基、二烷基氨基磺酰基、烷氧基磺酰基、烷基亚氨酰基磺酰基、芳基、杂芳基、羟基、烷氧基、任选卤代的烷基、芳烷基、卤、-+N(R17)3，其中每个R17独立为烷基、芳基或芳基烷基，或-N(R18)2，其中每个R18均独立为氢、烷基、芳基或芳基烷基；以及其可药用的盐、其各种异构体和异构体的混合物；该方法包括：
(A)把式Ⅴ的胺
Figure C9619395100181
和式Ⅵ的化合物反应
Figure C9619395100182
其中每个n、A、B、X、Y、Z、R1、R8和R20均是如上所定义的；并且
(B)选择地进一步将式Ⅳ的化合物的非盐形式转化成可药用的盐；
(C)选择地进一步将式Ⅳ的化合物的盐的形式转化为非盐的形式；并且
(D)选择地进一步将式Ⅳ的化合物分离成各个立体异构体。
41．用于制备式Ⅳ的化合物的方法：其中：n为0-12；A-B表示选自-C(O)NR3-、-CH2NR3-、-C(O)CH2-和-NR3C(O)-，其中R3为氢或如下所定义的；Y是-CH(R5)-或-N(R5)-，其中R5是氢或如下所定义的；Z是-(CH2)2-、-C(R6)(R7)-或-N(R7)-，其中R6是氢或甲基，并且R7是如下所定义的；Z1是-(CH2)2-,-C(R6)(R8)-或-N(R8)-，其中R6是氢或甲基，并且R8是如下定义的；R6是氢或甲基，并且R7是如下定义的；R1是氢、烷氧羰基烷酰基、烷氧羰基、选择地被选自羧基、烷氧羰基和杂环烷基烷酰基氨基的基团取代的烷酰基、环烷基羰基、选择地以选自羟基、烷基、烷酰基、烷氧羰基、芳烷氧羰基和杂环烷基碳基的基团取代的杂环烷基羰基、芳基烷氧基羰基、氨基甲酰基、烷基氨基甲酰基、二烷基氨基甲酰基、芳基氨基甲酰基、芳基烷基氨基甲酰基、芳基烷酰基、芳酰基、烷基磺酰基、二烷基氨基磺酰基、芳基磺酰基或杂芳基磺酰基；R7和R8分别独立地为氢、选择地被选自羟基、氨基、烷基氨基、二烷基氨基、脲基、巯基、烷基硫代、羧基、氨基甲酰基、烷基氨基甲酰基、二烷基氨基甲酰基、烷基磺酰基和胍基或其被护衍生物的基团取代的烷基、环烷基、环烷基烷基、杂芳基、杂芳基烷基、一种选自芳基和芳烷基的基团，该基团在其芳环上被1至3个选自羟基、氨基、卤、选择地卤代的烷基、烷氧基和芳基或其被护衍生物的基团所取代，或者与相邻的R3或R5一起形成选自(C3-4)亚甲基和1,2-亚苯基二亚甲基的二价基，该基团选择地被羟基或其被护衍生物或氧代所取代；并且R20是-S(O)2R2、其中R2是氢、选择地被1或多个选自氨基、卤、羟基、烷氧基、硝基、烷基磺酰基和芳基磺酰基或其被护衍生物的基团取代的烷基、环烷基、环烷基烷基或选自芳基和芳烷基的基团，该基团选择地在其芳环上被1-2个选自氨基、卤、羟基、选择卤代的烷基、烷氧基、硝基、烷基磺酰基和芳基磺酰基或其被护衍生物的基团取代，以及其可药用的盐、其各个异构体和异构体的混合物；该方法包括：
(A)把式Ⅶ的化合物和式R8CHO的醛以及式R2S(O)ONa的亚磺酸钠反应，其中每个n、A、B、X、Y、Z、R1和R8是如上定义的；
(B)选择地进一步将式Ⅳ的化合物的非盐形式转化成可药用的盐；
(C)选择地进一步将式Ⅳ的盐的形式转化成非盐形式；并且
(D)选择地进一步将式Ⅳ的化合物分离成各个立体异构体。
42．一种用于制备式Ⅳ的化合物的方法：
Figure C9619395100201
其中：n为0-12；A-B表示选自-C(O)NR3-、-CH2NR3-、-C(O)CH2-和NR3C(O)-的键，其中R3是氢或如下所定义的；Y是-CH(R5)-或-N(R5)-，其中R5是氢或如下所定义的；Z是-(CH2)2-、-C(R6)(R7)-或-N(R7)-，其中R6是氢或甲基，并且R7是如下所定义的；Z1是-(CH2)2-,-C(R6)(R8)-或-N(R8)-，其中R6是氢或甲基，并且R8是如下定义的；R6是氢或甲基，且R7是如下所定义的；R1是氢、烷氧羰基烷酰基、烷氧羰基、选择地被选自羧基、烷氧羰基和杂环烷基烷酰基氨基的基团取代的烷酰基、环烷基羰基、选择地被选自羟基、烷基、烷酰基、烷氧羰基、芳烷氧羰基和杂环烷基羰基的基团取代的杂环烷基羰基、芳基烷氧羰基、氨基甲酰基、烷基氨基甲酰基、二烷基氨基甲酰基、芳基氨基甲酰基、芳基烷基氨基甲酰基、芳基烷酰基、芳酰基、烷基磺酰基、二烷基氨基磺酰基、芳基磺酰基或杂芳基磺酰基；R7和R8独立地为氢、选择地被选自羟基、氨基、烷基氨基、二烷基氨基、脲基、巯基、烷基硫代基、羧基、氨基甲酰基、烷基氨基甲酰基、二烷基氨基甲酰基、烷基磺酰基和胍基或其被护衍生物的基团取代的烷基、环烷基、环烷基烷基、杂芳基、杂芳基烷基、选自芳基和芳烷基的基团，该基团在其芳环上被1至3个选自羟基、氨基、卤、选择地卤代的烷基、烷氧基和芳基或其被护衍生物的基团所取代，或者与相邻的R3或R5一起形成选自(C3-4)亚甲基和1,2-亚苯基二亚甲基的二价基，该基团选择地被羟基或其被护衍生物或氧代所取代；并且R20是-S(O)2R2，其中R2是氢、选择地被1或多个选自氨基、卤、羟基、烷氧基、硝基、烷基磺酰基和芳基磺酰基或其被护衍生物的基团取代的烷基、环烷基、环烷基烷基或选自芳基和芳烷基的基团，该基团选择地在其芳环上被1-2个选自氨基、卤、羟基、选择卤代的烷基、烷氧基、硝基、烷基磺酰基和芳基磺酰基或其被护衍生物的基团取代，以及其可药用的盐、其各个异构体和异构体的混合物；该方法包括：
(A)(1)把其中P为保护基团的式NH2P的化合物与式R8CHO的醛和式R2S(O)ONa的亚磺酰钠反应，然后去保护，产生式Ⅷ的化合物，
Figure C9619395100211
其中R2和R8是如上定义的；并且
(2)把式Ⅷ的化合物与式Ⅵ的化合物反应，其中每个n、A、B、X、Y、Z和R1是如上定义的；
(B)选择地进一步将式Ⅳ的化合物的非盐形式转化成可药用的盐；
(C)选择地进一步把式Ⅳ的化合物的盐的形式转化成非盐形式；
(D)选择地进一步把式Ⅳ的化合物分离成各个立体异构体。
43．一种用于制备式Ⅳ的化合物的方法其中：n为0-12；A-B表示选自-C(O)NR3-、-CH2NR3-、-C(O)CH2-和-NR3C(O)-的键，其中R3是氢或如下定义的；Y是-CH(R5)-或-N(R5)-，其中R5是氢或如下定义的；Z是-(CH2)2-、-C(R6)(R7)-或-N(R7)-，其中R6是氢或甲基，并且R7是如下所定义的；Z1是-(CH2)2-,-C(R6)(R8)-或-N(R8)-，其中R6是氢或甲基，并且R8是如下定义的；R6是氢或甲基，并且R7是如下定义的；R1是氢、烷氧羰基烷酰基、烷氧羰基、选择地被选自羧基、烷氧羰基和杂环烷基烷酰基氨基的基团取代的烷酰基、环烷基羰基、选择地被选自羟基、烷基、烷酰基、烷氧羰基、芳烷氧羰基和杂环烷基羰基的基团取代的杂环烷基羰基、芳基烷氧羰基、氨基甲酰基、烷基氨基甲酰基、二烷基氨基甲酰基、芳基氨基甲酰基、芳基烷基氨基甲酰基、芳基烷酰基、芳酰基、烷基磺酰基、二烷基氨基磺酰基、芳基磺酰基或杂芳基磺酰基；R7和R8分别独立为氢、选择地被选自羟基、氨基、烷基氨基、二烷基氨基、脲基、巯基、烷基硫代基、羧基、氨基甲酰基、烷基氨基甲酰基、二烷基氨基甲酰基、烷基磺酰基和胍基或其被护衍生物的基团取代的烷基、环烷基、环烷基烷基、杂芳基、杂芳基烷基、一种选自芳基和芳烷基的基团，该基团在其芳环上被1至3个选自羟基、氨基、卤、选择地卤代的烷基、烷氧基和芳基或其被护衍生物的基团取代，或者与相邻的R3或R5一起形成选自(C3- 4)亚甲基和1,2-亚苯基二亚甲基的二价基，该基团选择地被羟基或其被护衍生物或氧代取代；并且R20是-CH2S(O)2R2、其中R2是氢、选择地被1或多个选自氨基、卤、羟基、烷氧基、硝基、烷基磺酰基和芳基磺酰基或其被护衍生物的基团取代的烷基、环烷基、环烷基烷基或选自芳基和芳烷基的基团，该基团选择地在其芳环上被1-2个选自氨基、卤、羟基、选择卤代的烷基、烷氧基、硝基、烷基磺酰基和芳基磺酰基或其被护衍生物的基团取代，以及其可药用的盐、其各个异构体和异构体的混合物；该方法包括：
(A)(1)把式Ⅸ的化合物
Figure C9619395100221
与式R2S-的硫醇盐的阴离子反应；其中L是一个离去基团，并且R2和R8是如上定义的，产生式Ⅹ的化合物，
Figure C9619395100231
(2)氧化式Ⅹ的化合物，产生式Ⅺ的化合物，
Figure C9619395100232
并且
(3)把式Ⅺ的化合物与式Ⅵ的化合物反应，
Figure C9619395100233
其中每个n、A、B、X、Y、Z和R1是如上定义的；
(B)选择地进一步把式Ⅳ的化合物的非盐形式转化成可药用的盐；
(C)选择地进一步把式Ⅳ的化合物的盐的形式转化为非盐形式；并且
(D)选择地进一步将Ⅳ的化合物分离成各个立体异构体。
44．一种用于制备式Ⅳ的化合物的方法，
Figure C9619395100234
其中n为0-12；A-B表示选自-C(O)NR3-、-CH2NR3-、-C(O)CH2-和-NR3C(O)-的连键，其中R3是氢或如下所定义的；Y是-CH(R5)-或-N(R5)-，其中R5是氢或如下所定义的；Z是-(CH2)2-、-C(R6)(R7)-或-N(R7)-，其中R6是氢或甲基，并且R7是如下所定义的；Z1是-(CH2)2-,-C(R6)(R8)-或-N(R8)-，其中R6是氢或甲基，并且R8是如下所定义的；R6是氢或甲基，且R7是如下所定义的；R1是氢、烷氧羰基烷酰基、烷氧羰基、选择地被选自羧基、烷氧羰基和杂环烷基烷酰基氨基的基团取代的烷酰基、环烷基羰基、选择地被选自羟基、烷基、烷酰基、烷氧羰基、芳烷氧羰基和杂环烷基羰基的基团取代的杂环烷基羰基、芳烷氧羰基、氨基甲酰基、烷基氨基甲酰基、二烷基氨基甲酰基、芳基氨基甲酰基、芳基烷基氨基甲酰基、芳基烷酰基、芳酰基、烷基磺酰基、二烷基氨基磺酰基、芳基磺酰基或杂芳基磺酰基；R7和R8分别独立为氢、选择地被选自羟基、氨基、烷基氨基、二烷基氨基、脲基、巯基、烷基硫代、羧基、氨基甲酰基、烷基氨基甲酰基、二烷基氨基甲酰基、烷基磺酰基和胍基或其被护衍生物的基团取代的烷基、环烷基、环烷基烷基、杂芳基、杂芳基烷基、选自芳基和芳烷基的基团，该基团选择地在其芳环上被1-3个选自羟基、氨基、卤、选择卤代的烷基、烷氧基和芳基或其被护衍生物的基团取代，或者与相邻的R3或R5一起形成选自(C3-4)亚甲基和1,2-亚苯基二亚甲基的二价基，该基团选择地被羟基或其被护衍生物或氧代取代；并且R20是氰基、-(CH2)2S(O)2R2、-(CH2)2C(O)OR10、-(CH2)2P(O)(OR10)2、-(CH2)2S(O)(NR10)R10-、-(CH2)2C(O)R11、-(CH2)2S(O)R11、-(CH2)2C(O)NR12R13、-(CH2)2S(O)2NR12R13、-(CH2)2C(O)NHR14或-(CH2)2S(O)2NHR14，其中R2是氢、选择地被1或多个选自氨基、卤、羟基、烷氧基、硝基、烷基磺酰基和芳基磺酰基或其被护衍生物的基团取代的烷基、环烷基、环烷基烷基或一种选自芳基和芳基烷基的基团，该基团选择地在其芳环上被1-2个选自氨基、卤、羟基、选择卤代的烷基、烷氧基、硝基、烷基磺酰基和芳基磺酰基或其被护衍生物的基团取代；每个R10独立是氢、选择地被1或多个选自氨基、卤、羟基、烷氧基、硝基、烷基磺酰基和芳基磺酰基或其被护衍生物的基团取代的烷基、环烷基、环烷基烷基或一种选自芳基和芳烷基的基团，该基团在其芳环上选择地被1-2个选自氨基、卤、羟基、选择卤代的烷基、烷氧基、硝基、烷基磺酰基和芳基磺酰基或其被护衍生物的基团取代；R11为氢、烷基、全氟烷基、环烷基、环烷基烷基、全氟代芳基、全氟代芳烷基或一种选自芳基和芳烷基的基团，该基团在其芳环上选择地被1或多个选自氨基、卤、羟基、任选卤代的烷基、烷氧基、硝基、烷基磺酰基和芳基磺酰基或其被护衍生物的基团取代，R12和R13独立为氢、烷基、环烷基、环烷基烷基、芳基或芳烷基，R14为-C(O)OR10，其中R10是如上所定义的或选自式(a)和(b)的基团：
Figure C9619395100251
其中每个n、A、B、Y、Z、R1和R10均是如上定义的；以及其可药用的盐、其各个异构体和异构体的混合物；该方法包括：
(A)(1)把式Ⅻ的醛
Figure C9619395100252
与选自式ⅩⅢ和ⅩⅣ的化合物反应，其中每个R8和R20均是如上定义的，并且随后去保护，产生式ⅩⅤ的化合物
(2)把式ⅩⅤ的化合物与式Ⅵ的化合物反应，其中每个n、A、B、X、Y、Z和R1均如上定义，并且
(3)还原；
(B)选择地进一步把式Ⅳ的化合物的非盐形式转化成可药用的盐；
(C)选择地进一步把式Ⅳ的化合物的盐的形式转化成非盐形式；并且(D)选择地进一步把式Ⅳ的化合物分离成单个立体异构体。
45．一种制备式Ⅳ的化合物的方法
Figure C9619395100261
其中：n为0-12；A-B表示选自-C(O)NR3-、-CH2NR3-、-C(O)CH2-和-NR3C(O)-的键，其中R3是氢或如下所定义的；Y是-CH(R5)-或-N(R5)-，其中R5是氢或如下所定义的；Z是-(CH2)2-、-C(R6)(R7)-或-N(R7)-，其中R6是氢或甲基，并且R7是如下所定义的；Z1是-(CH2)2-、-C(R6)(R8)-或-N(R8)-，其中R6是氢或甲基，并且R8是如下所定义的；R6是氢或甲基，且R7是如下所定义的；R1是氢、烷氧羰基烷酰基、烷氧羰基、选择地被选自羧基、烷氧羰基和杂环烷基烷酰基氨基的基团取代的烷酰基、环烷基羰基、选择地被选自羟基、烷基、烷酰基、烷氧羰基、芳烷氧羰基和杂环烷基羰基的基团取代的杂环烷基羰基、芳烷氧羰基、氨基甲酰基、烷基氨基甲酰基、二烷基氨基甲酰基、芳基氨基甲酰基、芳基烷基氨基甲酰基、芳基烷酰基、芳酰基、烷基磺酰基、二烷基氨基磺酰基、芳基磺酰基或杂芳基磺酰基；R7和R8独立为氢、选择地被选自羟基、氨基、烷基氨基、二烷基氨基、脲基、巯基、烷基硫代、羧基、氨基甲酰基、烷基氨基甲酰基、二烷基氨基甲酰基、烷基磺酰基和胍基或其被护衍生物的基团取代的烷基、环烷基、环烷基烷基、杂芳基、杂芳基烷基、一种选自芳基和芳烷基的基团，该基团在其芳环上选择地被1-3个选自羟基、氨基、卤、选择卤代的烷基、烷氧基和芳基或其被护衍生物的基团取代，或者与相邻的R3或R5一起形成选自(C3- 4)亚甲基和1,2-亚苯基二亚甲基的二价基，该基团选择地被羟基或其被护衍生物或氧代取代；并且R20是-CH2CHR15R16，其中R15是氢、甲基、氟或选自式(a)和(b)的基团
Figure C9619395100271
其中每个n、A、B、Y、Z、R1和R10是如上定义的，并且R16是一种选自苯基或(C5-6)杂芳基的基团，该基团选择地被至少一个选自下列基团的基团所取代：烷基氨基甲酰基、二烷基氨基甲酰基、烷氧羰基、烷基氨基亚磺酰基、二烷基氨基亚磺酰基、烷基磺酰基、羧基、硝基、氨基亚磺酰基、磺基、氨基甲酰基、膦酰基、烷氧基亚膦酰基、二烷氧基亚膦酰基、烷酰基、氰基、烷基亚磺酰基、氨基磺酰基、烷基氨基磺酰基、二烷基氨基磺酰基、烷氧基磺酰基、烷基亚氨酰基磺酰基、芳基、杂芳基、羟基、烷氧基、任选卤代的烷基、芳烷基、卤、-+N(R17)3，其中每个R17均独立为烷基、芳基或芳烷基或-N(R18)2，其中每个R18均独立为氢、烷基、芳基或芳烷基；以及其可药用的盐、其各个异构体和异构体的混合物；该方法包括：
(A)(1)把式Ⅻ的醛与式ⅩⅥ的化合物反应，
Figure C9619395100273
其中每个R8、R15和R16均是如上所定义的，并且随后去保护，产生式ⅩⅦ的化合物，
Figure C9619395100274
(2)把式ⅩⅦ的化合物与Ⅵ的化合物反应，其中每个n、A、B、X、Y、Z和R1都是如上所定义的，并且
  (3)还原；
(B)选择地进一步把式Ⅳ的化合物的非盐形式转化成可药用的盐；
(C)选择地进一步把式Ⅳ的盐的形式转化成非盐形式；并且
(D)选择地进一步把式Ⅳ的化合物分离成各个立体异构体。
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