CN108395443B - 抑制程序性死亡受体配体1的环状化合物及其用途 - Google Patents

Abstract

本发明提出了抑制程序性死亡受体配体1的环状化合物及其用途。该化合物为式I所示化合物或式I所示化合物的药学上可接受的盐、水合物、溶剂化物、代谢产物、立体异构体或前药，其中，R₁、R₂、R₃如说明书所定义。该化合物能够用作小分子PD‑L1抑制剂，用于制备成治疗和/或预防肿瘤的药物。

Description

抑制程序性死亡受体配体1的环状化合物及其用途

技术领域

本发明属于生物医药领域，具体的，本发明涉及抑制程序性死亡受体配体1(PD-L1)的环状化合物及其用途，具体涉及作为PD-L1抑制剂的化合物，含有上述化合物的药物组合物，以及上述化合物级药物组合物的用途。

背景技术

PD-1/PD-L1信号通路是当下癌症治疗和研究领域最热门的话题之一。近两年获批上市的免疫疗法新药，如默沙东的Keytruda和百时美施贵宝的Opdivo都瞄准了这一信号通路，使用单抗结合PD-1受体来阻止信号传递，从而激活机体自身的免疫系统对肿瘤展开攻击。这两种新药已经获批用于治疗黑色素瘤等癌症，同时在针对其他一些癌症的临床试验中也表现出了巨大的潜力。另外，Tecentriq(Atezolizumab，MPDL3280A)是FDA批准的第一个PD-L1抑制剂，已获批膀胱癌和非小细胞肺癌的适应症。不过，单抗类药物长达15-20天的半衰期都有可能引起与免疫反应相关的副作用。而且目前PD-1/PD-L1单抗药物需静脉注射，且对固体瘤的治疗活性不佳。

因而，开发出更安全、高效的治疗肿瘤的新型PD-L1抑制剂药物具有巨大的社会价值和经济效益，也是目前各大医药企业的研究热点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种结构新颖的、可口服给药的小分子PD-L1抑制剂，用于肿瘤的治疗和/或预防。

本发明提供了一种抑制程序性死亡受体配体1的环状化合物，即作为PD-L1抑制剂的式I所示环状化合物、其药学上可接受的盐、水合物、溶剂化物、代谢产物、立体异构体或前药，

其中，所述A为

所述X为O或S；

所述X’为CH₂、O或S；

所述R₁为氢、C_1-6烷基或C_1-6烷氧基；

所述R₂为氢、卤素、羟基、被取代或未被取代的C_1-6烷基、被取代或未被取代的C_1-6烷氧基；在本发明的一些实施例中，所述被取代的C_1-6烷基可以被一个或多个取代基进一步取代，所述取代基选自羟基、卤素、硝基；在本发明的一些实施例中，所述被取代的C_1-6烷氧基可以被一个或多个取代基进一步取代，所述取代基选自羟基、卤素、硝基；

所述R₃为氢、卤素、羟基、被取代或未被取代的C_1-6烷基、被取代或未被取代的C_1-6烷氧基；在本发明的一些实施例中，所述被取代的C_1-6烷基可以被一个或多个取代基进一步取代，所述取代基选自羟基、卤素、硝基、氨基酰基；在本发明的一些实施例中，所述被取代的C_1-6烷氧基可以被一个或多个取代基进一步取代，所述取代基选自羟基、卤素、硝基、氨基酰基；在本发明的一些实施例中，所述氨基酰基还可以被一个或多个取代基进一步取代，所述取代基选自羟基、氢、卤素、C_1-6烷基、或C_1-6烷氧基；

所述R₄为氢、或C_1-6烷基；

所述R₅为氢、C_1-6烷基、氨基、或-NH-C(O)-(CH₂)r-CH₃；

所述m是1至3的整数；

所述n是1至10的整数；

所述r为1至10的整数。

由此，在本说明书通篇中，本领域技术人员可对式I所示化合物中所述R₁～R₅的基团及其取代基进行选择，以提供本发明的实施例中所述的、稳定的式I所示化合物或其可药用盐、水合物、溶剂化物、代谢产物、立体异构体或前药。

根据本发明的实施例，本发明所述式I所示化合物可以为下列化合物之一，或其药学上可接受的盐、水合物、溶剂化物、代谢产物、立体异构体或前药：

本发明中，所述的立体异构体包括对映异构体、非对映异构体以及对映异构体或非对映异构体的混合物。

本发明所述式I化合物可按照本领域常规的化学合成方法制备得到，其步骤和条件可参考本领域类似反应的步骤和条件。

若想要得到本发明所述式I化合物的手性纯化合物，可采用本领域常用的方法，例如在合成过程中采用手性诱导，或者在制得目标化合物立体异构体混合物后采用本领域常规的手性拆分柱或化学拆分法进行拆分，从而得到手性纯的本发明的式I化合物。

本发明所述的各反应步骤所使用的反应溶剂没有特别限制，任何在一定程度上能溶解起始原料并且不抑制反应的溶剂均包含在本发明中。另外，本领域的许多类似改动，等同替换，或等同于本发明所描述的溶剂，溶剂组合，及溶剂组合的不同比例，均视为本发明的包含范围。

本发明还提供了一种药物组合物，其包括治疗有效量的前面所述的式I化合物或式I所示化合物的药学上可接受的盐、水合物、溶剂化物、代谢产物、立体异构体或前药和药学上可接受的辅料。

根据本发明的实施例，所述的药学上可接受的辅料可为赋形剂。

本发明还提供了所述式I化合物、其药学上可接受的盐、水合物、溶剂化物、代谢产物、立体异构体或前药，或所述药物组合物在制备PD-L1抑制剂中的用途。

根据本发明的实施例，所述的PD-L1抑制剂可用于生物体内；也可用于生物体外，主要作为实验用途，例如：作为标准样或对照样提供比对，或按照本领域常规方法制成试剂盒，为PD-L1的抑制效果提供快速检测。

除非另有规定，本文使用的所有技术术语和科学术语具有要求保护主题所属领域的标准含义。倘若对于某术语存在多个定义，则以本文定义为准。当参考URL或其他标识或地址，应该理解这样的标识符可以改变，互联网上的特定信息可以发生变化，但通过搜索互联网可以找到同等的信息。所述参考证明了此类信息可获得并且公开传播。

应该理解，上述的一般性说明和下面的详细说明仅是举例说明，本发明并不受此限制。在本发明中使用的单数形式，如“一种”或“一个”，包括复数指代，除非另有规定。此外，术语“包括”是开放性限定并非封闭式。

除非另有说明，本发明采用质谱、NMR、HPLC、蛋白化学、生物化学、重组DNA技术或药理检测的传统方法，各步骤和条件可参照本领域常规的操作步骤和条件。除非另有指明，本发明采用分析化学、有机合成化学和医药化学的标准命名及标准实验室步骤和技术。在某些情况下，标准技术被用于化学合成、化学分析、药物制备、配方和药物递送以及患者的治疗。

在本发明中所使用的术语“药学上可接受的”，是针对那些化合物、材料、组合物和/或剂型而言，它们在可靠的医学判断的范围之内，适用于与人类和动物的组织接触使用，而没有过多的毒性、刺激性、过敏性反应或其它问题或并发症，与合理的利益/风险比相称。

术语“药学上可接受的盐”是指本发明化合物的盐，由本发明发现的具有特定取代基的化合物与相对无毒的酸或碱制备。当本发明的化合物中含有相对酸性的功能团时，可以通过在纯的溶液或合适的惰性溶剂中用足够量的碱与这类化合物的中性形式接触的方式获得碱加成盐。药学上可接受的碱加成盐包括钠、钾、钙、铵、有机氨或镁盐或类似的盐。当本发明的化合物中含有相对碱性的官能团时，可以通过在纯的溶液或合适的惰性溶剂中用足够量的酸与这类化合物的中性形式接触的方式获得酸加成盐。药学上可接受的酸加成盐的实例包括无机酸盐，所述无机酸包括例如盐酸、氢溴酸、硝酸、碳酸、碳酸氢根、磷酸、磷酸一氢根、磷酸二氢根、硫酸、硫酸氢根、氢碘酸、亚磷酸等；以及有机酸盐，所述有机酸包括如乙酸、丙酸、异丁酸、马来酸、丙二酸、苯甲酸、琥珀酸、辛二酸、反丁烯二酸、乳酸、扁桃酸、邻苯二甲酸、苯磺酸、对甲苯磺酸、柠檬酸、酒石酸和甲磺酸等类似的酸；还包括氨基酸(如精氨酸等)的盐，以及如葡糖醛酸等有机酸的盐(参见Berge et al.,“PharmaceuticalSalts”,Journal of Pharmaceutical Science 66:1-19(1977))。本发明的某些特定的化合物含有碱性和酸性的官能团，从而可以被转换成任一碱或酸加成盐。优选地，以常规方式使盐与碱或酸接触，再分离母体化合物，由此再生化合物的中性形式。化合物的母体形式与其各种盐的形式的不同之处在于某些物理性质，例如在极性溶剂中的溶解度不同。

本发明所用的“药学上可接受的盐”属于本发明化合物的衍生物，其中，通过与酸成盐或与碱成盐的方式修饰所述母体化合物。药学上可接受的盐的实例包括但不限于：碱基比如胺的无机酸或有机酸盐、酸根比如羧酸的碱金属或有机盐等等。药学上可接受的盐包括常规的无毒性的盐或母体化合物的季铵盐，例如无毒的无机酸或有机酸所形成的盐。常规的无毒性的盐包括但不限于那些衍生自无机酸和有机酸的盐，所述的无机酸或有机酸选自2-乙酰氧基苯甲酸、2-羟基乙磺酸、乙酸、抗坏血酸、苯磺酸、苯甲酸、碳酸氢根、碳酸、柠檬酸、依地酸、乙烷二磺酸、乙烷磺酸、富马酸、葡庚糖、葡糖酸、谷氨酸、乙醇酸、氢溴酸、盐酸、氢碘酸盐、羟萘、羟乙磺酸、乳酸、乳糖、十二烷基磺酸、马来酸、苹果酸、扁桃酸、甲烷磺酸、硝酸、草酸、双羟萘酸、泛酸、苯乙酸、磷酸、丙酸、水杨酸、硬脂酸、亚乙酸、琥珀酸、氨基磺酸、对氨基苯磺酸、硫酸、单宁、酒石酸和对甲苯磺酸。

本发明的“药学上可接受的盐”可由含有酸根或碱基的母体化合物通过常规化学方法合成。一般情况下，这样的盐的制备方法是：在水或有机溶剂或两者的混合物中，经由游离酸或碱形式的这些化合物与化学计量的适当的碱或酸反应来制备。一般地，优选醚、乙酸乙酯、乙醇、异丙醇或乙腈等非水介质。

除了盐的形式，本发明所提供的化合物还存在前药形式。本文所描述的化合物的前药容易地在生理条件下发生化学变化从而转化成本发明的化合物。可在体内转化以提供生物活性物质(即式I所示化合物)的任何化合物是在本发明的范围和主旨内的前药。例如，含有羧基的化合物可形成生理上可水解的酯，其通过在体内水解以得到式I所示化合物本身而充当前药。所述前药优选口服给药，这是因为水解在许多情况下主要在消化酶的影响下发生。当酯本身具有活性或水解发生在血液中时，可使用肠胃外给药。此外，前体药物可以在体内环境中通过化学或生化方法被转换到本发明的化合物。

本发明的某些化合物可以以非溶剂化形式或溶剂化形式存在，包括水合物形式。一般而言，溶剂化形式与非溶剂化的形式相当，都包含在本发明的范围之内。本发明的某些化合物可以以多晶或无定形形式存在。

本发明的化合物可以在一个或多个构成该化合物的原子上包含非天然比例的原子同位素。例如，可用放射性同位素标记化合物，比如氚(³H)，碘-125(¹²⁵I)或C-14(¹⁴C)。本发明的化合物的所有同位素组成的变换，无论放射性与否，都包括在本发明的范围之内。

在一些实施方案中，本发明所描述的化合物作为立体异构体存在，其中存在不对称或手性中心。立体异构体根据手性碳原子周围的取代基构型被命名为

或(S)。本文使用的术语

和(S)是IUPAC 1974Recommendations for Section E，FundamentalStereochemistry，Pure Appl.Chem,(1976),45:13-30中定义的构型，通过参考将其内容并入本文。本文描述的实施方案特别包括各种立体异构体和其混合物。立体异构体包括对映异构体、非对映异构体以及对映异构体或非对映异构体的混合物。在一些实施方案中，化合物的各立体异构体从含有不对称或手性中心的商业原料合成制备，或通过制备外消旋混合物，然后拆分而制备。拆分方法例如：(1)将对映异构体的混合物与手性助剂结合，通过重结晶或色谱分离得到的非对映异构体混合物，从助剂中释放光学纯的产品；或(2)在手性色谱柱上直接分离光学对映异构体的混合物。

术语“赋形剂”通常是指配制有效的药物组合物所需要载体、稀释剂和/或介质。

针对药物或药理学活性剂而言，术语“有效量”或“治疗有效量”是指无毒的但能达到预期效果的药物或药剂的足够用量。对于本发明中的口服剂型，组合物中一种活性物质的“有效量”是指与该组合物中另一种活性物质联用时为了达到预期效果所需要的用量。有效量的确定因人而异，取决于受体的年龄和一般情况，也取决于具体的活性物质，个案中合适的有效量可以由本领域技术人员根据常规试验确定。

术语“活性成分”、“治疗剂”，“活性物质”或“活性剂”是指一种化学实体，它可以有效地治疗目标紊乱、疾病或病症。

术语“卤素”是指氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)或碘(I)。

术语“包含”为开放式表达，即包括本发明所指明的内容，但并不排除其他方面的内容。

本发明所述的各反应步骤所使用的反应溶剂没有特别限制，任何在一定程度上能溶解起始原料并且不抑制反应的溶剂均包含在本发明中。另外，本领域的许多类似改动，等同替换，或等同于本发明所描述的溶剂，溶剂组合，及溶剂组合的不同比例，均视为本发明的包含范围。

本发明所述式I所示化合物或式I所示化合物的药学上可接受的盐、水合物、溶剂化物、代谢产物、立体异构体或前药具有良好的PD-L1抑制活性，本发明所述化合物能够有效用作PD-L1抑制剂，用于治疗一种或一种以上与PD-L1活性有关的肿瘤疾病，用于制备成肿瘤药物，具有良好的临床应用和医药用途。

本发明所述式I所示化合物或式I所示化合物的药学上可接受的盐、水合物、溶剂化物、代谢产物、立体异构体或前药的小分子PD-L1抑制剂可以治疗的癌症包括但不限于非小细胞肺癌、黑色素瘤、晚期霍奇金淋巴瘤、肝癌、卵巢癌、以及乳腺癌等。

本发明所述的小分子PD-L1抑制剂，其结构新颖，其可口服给药治疗，在保持免疫系统对癌症攻击的同时，在身体其他部位不会引起强烈的免疫反应，而且制备方便、生产成本较低。本发明所述的小分子PD-L1抑制剂可以用作单剂，或与其他治疗剂联用，以增强这些治疗剂的效果。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的方案进行解释。本领域技术人员将会理解，下面的实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。

本发明的实施例提供了式I所示化合物或其药学上可接受的盐、水合物、溶剂化物、代谢物、立体异构体或前药，制备式Ι所示化合物或其药学上可接受的盐、水合物、溶剂化物、立体异构体或前药的方法和中间体、药物组合物、以及本发明的化合物和药物组合物在制备药物中的用途。

实施例1：化合物1

第一步：

将化合物1a(60.0g，368mmol)与水(250mL)、1,4-二氧六环(250mL)混合，得第一混合物，将碳酸钠(78g，736mmol)和Cbz-Cl(68.6g，405mmol)加入到第一混合物中，并在室温下搅拌9小时。通过TLC分析证实反应完全。将反应混合物用水稀释并用二氯甲烷洗涤，将水层酸化至pH 2-3，用二氯甲烷萃取。有机层用水，盐水洗涤，无水Na₂SO₄干燥，减压浓缩，得到79g化合物1b。ESI-MS(m/z)：298(M+1)⁺。

第二步：

将化合物1c(3.7g，10mmol)和化合物1d(3.4g，10mmol)加入无水THF(60mL)中，得第二混合物。在0℃下，将N,N-二异丙基乙胺(DIPEA)加入上述第二混合物中，滴毕，保持在0℃搅拌2小时，然后将反应混合物升至20℃再保温搅拌4小时。反应毕，加入乙酸乙酯60mL搅拌，加入水30mL，分层，将有机层依次用饱和NaHCO₃，10％柠檬酸，饱和食盐水溶液洗涤，有机层经无水Na₂SO₄干燥并在减压下浓缩。粗品化合物通过柱色谱在中性氧化铝上使用25％乙酸乙酯的己烷溶液纯化，得到1.4g化合物1e。

第三步：

在二氯甲烷/甲醇(30mL/15mL)的混合液中，加入化合物1e(5.7g，10mmol)、化合物1b(3g，11mmol)和2-乙氧基-1-乙氧碳酰基-1,2-二氢喹啉(EEDQ)(5.5g，222mmol)。在室温下避光搅拌12小时，反应毕，加入二氯甲烷60mL搅拌，加入水30mL，分层，将二氯甲烷层依次用饱和NaHCO₃、饱和食盐水溶液洗涤，二氯甲烷层经无水Na₂SO₄干燥，并在减压下浓缩除去溶剂，所得固体残余物用10mL乙醚打浆洗涤，过滤并真空干燥除去乙醚，得到5.6g化合物1f，收率75％。

第四步：

将化合物1f(1.5g，2.0mmol)和氢氧化钯(0.5g)加入甲醇(25mL)中，在室温下搅拌2小时。通过TLC分析证实反应完全。通过硅藻土过滤除去氢氧化钯，溶液减压浓缩至干，得到1.05g化合物1h。ESI-MS(m/z)：562(M+1)⁺。

第五步：

在THF(500mL)中，加入1-羟基苯并三唑(HOBT)(0.49g，3.4mmol)、六氟磷酸苯并三唑-1-基-氧基三吡咯烷基磷(PyBOP)(2.9g，5.6mmol)、化合物1h(1.3g，2.3mmol)，缓慢加入DIPEA(0.73g，5.6mmol)引发反应，并保持在室温下搅拌反应12小时，通过TLC分析证实反应完全。将反应混合物用适量二氯甲烷稀释，用适量水洗涤，将有机层依次用饱和NaHCO₃、饱和食盐水溶液洗涤，经无水Na₂SO₄干燥并在减压下浓缩除去溶剂，得到固体残余物，用适量乙醚打浆洗涤，过滤后固体干燥，得1.1g化合物1，收率88％。ESI-MS(m/z)：544(M+1)+。

实施例2～实施例12所述化合物的制备，参考实施例1中所描述的路线和方法制备得到。

实施例2：化合物2

ESI-MS(m/z)：516(M+1)⁺。

实施例3：化合物3

ESI-MS(m/z)：544(M+1)⁺。

实施例4：化合物4

ESI-MS(m/z)：502(M+1)⁺。

实施例5：化合物5

ESI-MS(m/z)：516(M+1)⁺。

实施例6：化合物6

ESI-MS(m/z)：530(M+1)⁺。

实施例7：化合物7

ESI-MS(m/z)：558(M+1)⁺。

实施例8：化合物8

ESI-MS(m/z)：488(M+1)⁺。

实施例9：化合物9

ESI-MS(m/z)：502(M+1)⁺。

实施例10：化合物10

ESI-MS(m/z)：530(M+1)⁺。

实施例11：化合物11

ESI-MS(m/z)：502(M+1)⁺。

实施例12：化合物12

ESI-MS(m/z)：516(M+1)⁺。

实施例13生物学测定

使用PD-1/PD-L1均相时间分辨荧光(HTRF)结合测定研究式(I)化合物结合PD-L1的能力。

均相时间分辨荧光(HTRF)结合测定

所有结合研究在HTRF测定缓冲液中进行，该缓冲液由补充有0.1％牛血清白蛋白的dPBS和0.05％(v/v)Tween-20组成。对于PD-1-Ig/PD-L1-His结合测定，将抑制剂与PD-L1-His(10nM最终)在4μl测定缓冲液中预先培养15min，随后加入在1μl测定缓冲液中的PD-1-Ig(20nM最终)并进一步培养15min。使用来自人、狗或小鼠的PD-L1。使用铕穴状化合物-标记的抗-Ig(1nM最终)和别藻蓝素(APC)标记的抗-His(20nM最终)完成HTRF检测。将抗体稀释于HTRF检测缓冲液并将5μl分配于结合反应混合物的上方。将反应混合物平衡30分钟并使用EnVision荧光计得到信号(665nm/620n比)。在PD-1-Ig/PD-L2-His(分别为20&5nM)、CD80-His/PD-L1-Ig(分别为100&10nM)和CD80-His/CTLA4-Ig(分别为10&5nM)之间进行额外的结合测定。生物素化SEQ ID NO:71和人PD-L1-His之间的竞争研究如下进行。将抑制剂与PD-L1-His(10nM最终)在4μl测定缓冲液中预先培养60min，随后加入在1μl测定缓冲液中的生物素化的SEQ ID NO:71(0.5nM最终)。结合平衡30min，随后加入在5μl HTRF缓冲液中的铕穴状化合物-标记的链霉亲和素(2.5pM最终)和APC-标记的抗-His(20nM最终)。将反应混合物平衡30min并使用EnVision荧光计得到信号(665nm/620nm比)。

下表列出了如在PD-1/PD-L1均相时间分辨荧光(HTRF)结合测定中测量的本发明的实施例1-实施例12的IC₅₀。化合物的IC₅₀在0.001至0.1μM之间被标示为+++；化合物的IC₅₀在0.101到1.00μm之间被标示为++，化合物的IC₅₀在1.01到10μm被标示为+。具体见下表。

表1

试验结果表明，本发明所述式(I)化合物具有作为PD-1/PD-L1的相互作用的抑制剂的活性，且因此可用于治疗与PD-1/PD-L1的相互作用相关的疾病。通过抑制PD-1/PD-L1的相互作用，本发明化合物可用于治疗和/或预防肿瘤疾病，其可以治疗和/或预防的癌症包括但不限于非小细胞肺癌、黑色素瘤、晚期霍奇金淋巴瘤、肝癌、卵巢癌、以及乳腺癌等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (6)

1.一种化合物，其特征在于，为式I所示化合物或式I所示化合物的药学上可接受的盐、立体异构体，

其中，所述A为

所述X为O；

所述X’为O；

所述R₁为氢；

所述R₂为羟基取代的C_1-6烷基；

所述R₃为被氨基酰基取代的C_1-6烷基，所述氨基酰基可以被C_1-6烷基取代；

所述R₄为氢；

所述m是1；

所述n是2。

2.根据权利要求1所述的化合物，其特征在于，所述化合物为下列化合物之一，或其药学上可接受的盐、立体异构体：

3.一种药物组合物，其特征在于，包括权利要求1或2所述的化合物和药学上可接受的辅料。

4.权利要求1或2所述的化合物或权利要求3所述的药物组合物在制备PD-L1抑制剂中的用途。

5.根据权利要求4所述的用途，其特征在于，所述的PD-L1抑制剂用于生物体内，或者用于生物体外。

6.权利要求1或2所述的化合物或权利要求3所述药物组合物在制备药物中的用途，所述药物用于治疗和/或预防与PD-L1活性有关的肿瘤疾病。