CN108503651B - 一种用于治疗脑卒中的螺环化合物 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于治疗脑卒中的螺环化合物。试验结果表明，本发明化合物可以显著改善脑缺血再灌注小鼠因缺血再灌注引起的神经损伤，能够明显降低其脑梗塞百分比和减轻其脑组织的水肿程度，降低其含水量。因此，本发明化合物对于脑卒中特别是缺血性脑卒中具有优异的治疗作用。

Description

一种用于治疗脑卒中的螺环化合物

技术领域

本发明涉及医药技术领域，具体地，本发明涉及一种用于治疗脑卒中,特别是缺血性脑卒中的螺环化合物。

背景技术

脑血管病是导致人类死亡的三大疾病之一，其高死亡率、高致残率给社会和家庭带来了沉重的负担。脑卒中是其中最严重的病症之一，其主要分为出血性脑卒中和缺血性脑卒中两类。

缺血性脑卒中占全部脑卒中发病率的80％左右，并且其发病率随年龄的增长而增高。缺血性脑卒中的发生主要是由于脑栓塞及局部血栓的形成，这可能是由动脉粥样硬化引起的血管狭窄、血栓栓塞，或者是来源于心脏的栓子随血流至脑部引起脑栓塞；而各种原因造成的血管损伤、血管炎症也是重要原因之一。

缺血性脑卒中对患者健康危害极大，往往造成不可逆的脑部损伤。因大脑动脉血流量和氧供应的中断，显著损害脑部生理活性，从而导致了一系列复杂的病理生理过程，包括脑组织能量代谢紊乱、兴奋性氨基酸毒性、自由基损伤、炎症反应、细胞凋亡等。脑缺血一定时间恢复血液供应后，其功能不但未能恢复，反而出现了更加严重的脑机能障碍，即脑缺血再灌注损伤。缺血再灌注损伤病生理过程是一个多环节、多因素、多途径损伤的酶促级联反应，涉及脑细胞能量代谢紊乱、兴奋性氨基酸毒性、细胞内钙超载、氧化应激损伤及神经细胞凋亡等。

目前，对缺血性脑卒中治疗的策略主要包括两方面，一是恢复脑再灌，改善脑血供(即溶栓)；二是阻断损伤级联反应，防止神经元损伤(即脑保护)。但是，目前还没有一种药物能够十分有效地治疗缺血性脑卒中。因此，开发更多的可治疗脑卒中特别是缺血性脑卒中的药物显得尤为迫切且具有重大意义。

发明内容

本发明提供了一种用于治疗脑卒中的螺环化合物

在一方面，本发明提供了一种式(I)化合物、其药学上可接受的盐、水合物、溶剂合物、光学异构体或前药：

其中：

R₁、R₂、R₃、R₄各自独立地选自氢、C1-6烷基、C1-6烷氧基、卤代C1-6烷基、羟基、氰基、硝基、氨基、C1-6烷基氨基、二(C1-6烷基)氨基或C6-14芳基，其中所述C6-14芳基任选被1-3个选自C1-4烷基、C1-4烷氧基、卤代C1-4烷基的基团所取代；

R₅选自氢、羟基、C1-6烷氧基、卤代C1-6烷氧基或C1-4烷氧基C1-6烷氧基；

R₆选自氢、C1-6烷基、C3-12环烷基、COR₇或COOR₈，

R₇、R₈各自独立地选自氢、C1-6烷基、C3-8环烷基、C6-10芳基或5-10元杂环烷基，其中，所述C1-6烷基、C3-8环烷基、C6-10芳基、5-10元杂环烷基任选被1-3个选自卤素、氰基、硝基、C1-4烷基、C1-4烷氧基、卤代C1-4烷基的基团所取代。

在本发明的一些优选实施方案中，所述R₁、R₂、R₃、R₄各自独立地选自氢、甲基、甲氧基、三氟甲基、羟基、氰基、氨基或苯基。

在本发明的一些优选实施方案中，所述R₅选自氢、羟基、甲氧基、乙氧基或甲氧基乙氧基。

在本发明的一些优选实施方案中，所述R₆选自氢、甲基、异丙基、环丁基、叔丁氧羰基、甲醛基、甲磺酰基或吡咯烷-1-基羰基。

在本发明的一些优选实施方案中，所述化合物选自：

另一方面，本发明提供了一种药物组合物，所述药物组合物包含至少一种所述式(I)化合物、其药学上可接受的盐、水合物、溶剂合物、光学异构体或前药，以及药学上可接受的载体、赋形剂、稀释剂、辅剂、媒介物或其组合。

再一方面，本发明提供了一种所述化合物或所述药物组合物制备药物中的应用，所述药物用于治疗脑卒中，特别是缺血性脑卒中。

发明详述

定义和一般术语

现在详细描述本发明的某些实施方案，其实例由随附的结构式和化学式说明。本发明意图涵盖所有的替代、修改和等同技术方案，它们均包括在如权利要求定义的本发明范围内。本领域技术人员应认识到，许多与本文所述类似或等同的方法和材料能够用于实践本发明。

本发明中，术语“卤素”是指氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)或碘(I)。

本发明中，术语“烷基”表示含有1-20个碳原子的饱和直链或支链一价烃基基团。在一些实施方案中，烷基含有1-12个碳原子；在另一些实施方案中，烷基基团含有1-6个碳原子；在又一些实施方案中，烷基基团含有1-4个碳原子。烷基例如为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、正己基等。

本发明中，术语“环烷基”表示含有3-12个碳原子的饱和环状基团。在一些实施方案中，环烷基含有3-8个碳原子。烷基例如为环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基和环辛基。

本发明中，术语“芳基”表示含有6-14个环原子，或6-12个环原子，或6-10个环原子的单环、双环和三环的具有芳香性的碳环体系，且有一个或多个附着点与分子的其余部分相连。芳基例如为苯基、萘基等。

本发明中，术语“杂环烷基”表示含有1-4个(优选1个、2个、3个或4个)选自氮原子、氧原子和硫原子的杂原子、并且含有1-9个(优选2-5个)碳原子的5-10元饱和环基，所述的成环原子为氮原子或硫原子时，所述的氮原子、硫原子可以形成氧化物。在一些实施方案中，杂环烷基例如为吡咯烷基、咪唑烷基、吡唑烷基、四氢呋喃基、哌啶基、吗啉基、二噻烷基、硫吗啉基、哌嗪基、三噻烷基。

本发明中，术语“药学上可接受的”表示那些化合物、材料、组合物和剂型，其可在正确医学判断的范围内，适用于与人类和动物组织接触而无过度毒性、刺激性或其它问题或并发症，合理利益/风险比相当。

本发明中，术语“药学上可接受的盐”是指本发明化合物的有机盐和无机盐。药学上可接受的盐包括，但并不限于，与氨基基团反应形成的无机酸盐有盐酸盐，氢溴酸盐，磷酸盐，硫酸盐，高氯酸盐，和有机酸盐如乙酸盐，草酸盐，马来酸盐，酒石酸盐，柠檬酸盐，琥珀酸盐，丙二酸盐，己二酸盐，藻酸盐，抗坏血酸盐，天冬氨酸盐，苯磺酸盐，苯甲酸盐，重硫酸盐，硼酸盐，丁酸盐，樟脑酸盐，樟脑磺酸盐，环戊基丙酸盐，乙磺酸盐，甲酸盐，半硫酸盐，庚酸盐，己酸盐，氢碘酸盐，乳糖醛酸盐，乳酸盐，月桂酸盐，苹果酸盐等。

本发明中，本发明化合物在结构上包括所有立体异构体、光学异构体，包括对映异构体和非对映异构体。在不对称原子上的绝对构型是通过R或S表示的。其绝对构型未知的解析化合物可以由(+)或(-)表示。当确认特定立体异构体时，这表示所述立体异构体基本上不含其它异构体，即小于50％、优选小于20％、更优选小于5％、特别是小于2％或1％的其它异构体。

本发明化合物可以以异构体中的一个或它们的混合物，例如外消旋体和非对应异构体混合物的形式存在。光学活性的(R)-或(S)-异构体可使用手性合成子或手性试剂制备，或使用常规技术拆分。

本发明中，术语“溶剂化物”是指一个或多个溶剂分子与本发明的化合物所形成的缔合物。形成溶剂化物的溶剂包括，但并不限于，水，异丙醇，乙醇，甲醇，二甲亚砜，乙酸乙酯，乙酸和氨基乙醇。术语“水合物”是指溶剂分子是水所形成的缔合物。

本发明中，术语“前药”表示能够在体内转化为式(I)化合物的化合物。这样的转化受前体药物在血液中水解或在血液或组织中经酶转化为母体结构的影响。本发明前体药物类化合物可以是酯，在现有的发明中酯可以作为前体药物的有苯酯类、脂肪族酯类、酰氧基甲基酯类、碳酸酯、氨基甲酸酯类和氨基酸酯类。

药物组合物

本发明提供了适于药用的、包含至少一种本发明所述的活性化合物的药物组合物。该药物组合物还可以进一步包含药学上可接受的载体、赋形剂、稀释剂、辅剂、媒介物或其组合。所述药物组合物对心肌梗死具有预防和治疗作用，可用于预防和治疗心肌缺血。

本发明化合物或药物组合物的施用方式没有特别限制，代表性的施用方式包括但不限于：口服、肠胃外(静脉内、肌肉内或皮下)和局部给药。

用于口服给药的固体剂型包括胶囊剂、片剂、丸剂、散剂和颗粒剂。在这些固体剂型中，活性化合物与至少一种常规惰性赋形剂(或载体)混合，或与下述成分混合：(a)填料或增容剂，例如，淀粉、乳糖、蔗糖、葡萄糖、甘露醇和硅酸；(b)粘合剂，例如，羟甲基纤维素、藻酸盐、明胶、聚乙烯基吡咯烷酮、蔗糖和阿拉伯胶；(c)崩解剂，例如，琼脂、碳酸钙、马铃薯淀粉或木薯淀粉、藻酸、某些复合硅酸盐、和碳酸钠；(d)润湿剂，例如鲸蜡醇和单硬脂酸甘油酯；和(f)润滑剂，例如，滑石、硬脂酸钙、硬脂酸镁、固体聚乙二醇、十二烷基硫酸钠，或其混合物。胶囊剂、片剂和丸剂中，剂型也可包含缓冲剂。

除了这些惰性稀释剂外，制剂也可包含助剂，如乳化剂和悬浮剂、甜味剂、矫味剂和香料。

用于肠胃外注射的制剂可包含生理上可接受的无菌含水或无水溶液、分散液、悬浮液或乳液，和用于重新溶解成无菌的可注射溶液或分散液的无菌粉末。适宜的含水和非水载体、稀释剂、溶剂或赋形剂包括水、乙醇、多元醇及其适宜的混合物。

用于局部给药的本发明化合物的剂型包括软膏剂、散剂、贴剂、喷射剂和吸入剂。活性成分在无菌条件下与生理上可接受的载体及任何防腐剂、缓冲剂，或必要时可能需要的推进剂一起混合。

可将本发明化合物以单个每日剂量形式给药，或每日总剂量可分成每日两次、三次或四次剂量给药。此外，可以经鼻内的形式经由局部使用适宜的鼻内工具给予本发明化合物，或经由本领域普通技术人员熟悉的透皮贴片给予本发明化合物。为了以透皮传递系统的形式给药，在整个给药方案中给药剂量当然将是连续的而间歇性的。

对于本发明来说，合适的剂量水平通常为约0.001至100mg每kg患者体重每天，其可以单剂量或多剂量施用。优选地，剂量水平为约0.01至约25mg/kg每天；更优选地，约0.05至约10mg/kg每天。合适的剂量水平可以是约0.01至25mg/kg每天、约0.05至10mg/kg每天或约0.1至5mg/kg每天。在该范围内，剂量可以是0.005至0.05、0.05至0.5或0.5至5.0mg/kg每天。对于口服施用，制剂优选地以片剂形式提供，所述片剂包含1.0至1000毫克活性成分，特别是1.0、3.0、5.0、10.0、15.0、20.0、25.0、50.0、75.0、100.0、150.0、200.0、250.0、300.0、400.0、500.0、600.0、750.0、800.0、900.0和1000.0毫克活性成分，用于对待治疗患者的剂量的症状调整。化合物可以每天1至4次的治疗方案施用，优选地每天一次或每天两次。

给药的最佳剂量可由本领域专业人员易于确定并且将依具体使用的化合物、给药模式、制剂的强度、给药方式以及疾病状况的进展不同而异。另外，与具体被治疗的患者有关的因素，包括患者年龄、体重、饮食和给药次数，将会产生调整剂量的需求。

本发明化合物可与其他药剂组合或组合使用，所述其他药剂可用于治疗、预防、抑制或改善本发明化合物对其有用的疾病或状况，包括脑卒中。所述其他药剂可选自：调整血脂药物或抗凝药物。

通用合成方法

一般地，本发明的化合物可以通过本发明所描述的方法制备得到，除非有进一步的说明，其中取代基的定义如式(I)化合物中所示。下面的反应方案和实施例用于进一步举例说明本发明的内容。

本发明的提供了制备式(I)化合物的方法，所述方法包括以下步骤：

使式(II)所示的卤代物与式(III)所示的硼酸酯进行Suzuki偶联以得到式(I)化合物：

其中，R₁-R₆的定义如本文所述；X表示卤素，优选氯或溴；R表示C1-6烷基，或者-B(OR)₂表示

有益效果

本发明化合物可以显著改善脑缺血再灌注小鼠因缺血再灌注引起的神经损伤，能够明显降低其脑梗塞百分比和减轻其脑组织的水肿程度，降低其含水量。因此，本发明化合物对于脑卒中特别是缺血性脑卒中具有优异的治疗作用。

具体实施方式

在下文中更详细地描述了本发明以有助于对本发明的理解。

所属领域的技术人员将认识到：本发明所描述的化学反应可以用来合适地制备许多本发明的其他化合物，且用于制备本发明的化合物的其它方法都被认为是在本发明的范围之内。例如，根据本发明那些非例证的化合物的合成可以成功地被所属领域的技术人员通过修饰方法完成，如适当的保护干扰基团，通过利用其他已知的试剂除了本发明所描述的，或将反应条件做一些常规的修改。另外，本发明所公开的反应或已知的反应条件也公认地适用于本发明其他化合物的制备。

实施例1：7-甲氧基-2-(1'-甲基螺[苯并二氢吡喃-2,4'-哌啶]-6-基)喹唑啉-4(1H)-酮(SPQU-1)

在150ml的烧瓶中加入二氧六环50ml，搅拌下加入2-溴-7-甲氧基喹唑啉-4(1H)-酮(2.0mmol)，1'-甲基螺[苯并二氢吡喃-2,4'-哌啶]-6-硼酸频那醇酯(3.0mmol)，再加入Pd(dppf)Cl₂(15mg)，醋酸钾(4.0mmol)。在氮气保护下加热到90℃反应过夜。过滤，滤液减压蒸馏除去溶剂，残余物经硅胶柱纯化(环己烷/乙酸乙酯＝10：1)得目标化合物661mg，84.6％。

质谱(ESI)：392.19[M+H]⁺

元素分析：理论值C,70.57；H,6.44；N,10.73；O,12.26

实测值C,70.88；H,6.35；N,10.39；O,12.38

氢谱(400MHz，DMSO)δ7.65(s,1H),7.54(d,1H),7.31(d,1H),7.09(d,1H),6.58(d,1H),6.30(s,1H),4.07(s,1H),3.88(s,3H),2.85(t,2H),2.55(t,4H),2.25(s,3H),1.92(t,4H),1.82(t,2H)。

实施例2：4-羟基-6-(4-氧代-7-(三氟甲基)-1,4-二氢喹唑啉-2-基)螺[苯并二氢吡喃-2,4'-哌啶]-1'-甲酸叔丁酯(SPQU-2)

在150ml的烧瓶中加入二氧六环50ml，搅拌下加入2-溴-7-三氟甲基喹唑啉-4(1H)-酮(2.0mmol)，4-羟基-1'-叔丁氧羰基-螺[苯并二氢吡喃-2,4'-哌啶]-6-硼酸频那醇酯(3.0mmol)，再加入Pd(dppf)Cl₂(15mg)，醋酸钾(4.0mmol)。在氮气保护下加热到90℃反应过夜。过滤，滤液减压蒸馏除去溶剂，残余物经硅胶柱纯化(石油醚/乙酸乙酯＝10：1)得目标化合物661mg，84.6％。

质谱(ESI)：532.20[M+H]⁺

元素分析：理论值C,61.01；H,5.31；F,10.72；N,7.91；O,15.05

实测值C,61.25；H,5.08；F,10.91；N,7.83；O,14.93

氢谱(400MHz，DMSO)δ7.75(s,1H),7.56(d,1H),7.34(d,1H),7.15(d,1H),7.10(s,1H),6.97(d,1H),4.89(s,1H),4.05(s,1H),4.53(m,1H),3.45(t,4H),2.45(d,2H),1.93(t,4H),1.32(s,9H)。

按照类似的方法，采用对应的原料以合成以下化合物：

效果实施例1：本发明化合物对缺血性脑卒中的治疗活性

小鼠线栓法制作局灶性脑缺血模型的药理实验是验证药物具有防治缺血性脑卒中作用是常用的动物实验。用栓线法制备ICR小鼠脑缺血再灌注模型(制备方法详见《西药新药临床前研究指导原则汇编》的药学药理学毒理学部分，中华人民共和国卫生部药政管理局，1993：73；《药理实验方法学》第二版，人民卫生出版社，1982：830、1113)，除假手术组外，其余各组均用该模型鼠试验。

取雄性、体重20～22g的ICR小鼠共200只，雌雄各半，共分为10组，每组20只，分别为假手术组、模型组和治疗组(SPQU-1组至SPQU-8组)。将小鼠用10％水合氯醛腹腔注射麻醉，颈正中切口，分离、结扎右侧颈总动脉近心端、颈外动脉及其分支动脉。分离右侧颈内动脉，沿颈内动脉向下分离翼颚动脉，根部结扎该分枝。在颈内动脉近端备线、远端放置动脉夹，颈总动脉分叉处切口，插入尼龙线，栓线进入颈内动脉，入颅至大脑前动脉，阻断大脑中动脉所有血流来源。撤掉动脉夹，扎紧备线，外留1cm长线头，缝合皮肤。缺血1小时后静脉注射给药，其中，治疗组给予10mg/kg的活性化合物，假手术组和模型组：给予与治疗组等量的生理盐水。继续缺血1小时后再灌注。再灌注8小时再次注射给予等量药物。假手术组除不插线外，其余步骤同上。观察再灌注24小时后存活鼠以下指标：

(1)观察存活鼠24小时后行为变化，进行行为学评分：参考Zea Longa的5分制评分标准：0分为正常，无神经损伤症状；1分为不能完全伸展对侧前爪；2分为向外侧转圈；3分为向对侧倾倒；4分为不能自发行走，意识丧失。

(2)对脑梗塞体积的影响：每组取10只小鼠，处死取大脑，切下厚约2mm冠状脑片，立刻置于2％TTC溶液中，37℃孵育30分钟。梗塞区呈现白色，非梗塞区呈现红色。数码相机拍摄记录，用计算机图像处理测出各区面积，并计算梗塞区占整个脑组织的百分比(％)。

(3)对脑组织含水量的影响：每组取10只小鼠快速断头取大脑，分别称左右脑半球湿重，置100℃烤箱内烘干，24小时后称干重，按以下公式计算脑组织含水量：脑组织含水量(％)＝(湿重-干重)/湿重×100％。

试验结果如下所示：

表1：脑缺血再灌注小鼠的行为学评分

注：与模型组相比，^*P<0.05

表2：脑缺血再灌注小鼠的脑梗塞面积

注：与模型组相比，^*P<0.01

表3：脑缺血再灌注小鼠脑组织含水量

注：与模型组相比，^*P<0.05

从试验结果可以看出：假手术组小鼠未表现出任何异常症状，脑组织无梗塞、左右侧脑组织均无水肿，而模型组小鼠出现或向外侧转圈、或向对侧倾倒、或不能完全伸展对侧前爪的神经损伤症状，且行为学评分较高，缺血侧脑组织有明显梗塞现象，缺血侧的脑组织含水量显著高于假手术组，也高于其左侧脑组织含水量，说明脑缺血再灌注小鼠建模成功。与模型组相比，治疗组(SPQU-1组至SPQU-8组)小鼠的行为评分、梗塞百分比以及缺血侧的脑组织含水量均显著下降，表明本发明化合物可以显著改善因缺血再灌注引起的神经损伤，能够明显降低脑梗塞百分比和减轻缺血再灌注损伤脑组织的水肿程度，降低其含水量。这表明本发明化合物对于脑卒中特别是缺血性脑卒中可具有优异的治疗作用。

以上描述了本发明优选实施方式，然其并非用以限定本发明。本领域技术人员对在此公开的实施方案可进行并不偏离本发明范畴和精神的改进和变化。

Claims (10)

1.一种式(I)化合物、其药学上可接受的盐或光学异构体：

其中：

R₁、R₂、R₃、R₄各自独立地选自氢、C1-6烷基、C1-6烷氧基、卤代C1-6烷基、羟基、氰基、硝基、氨基、C1-6烷基氨基、二(C1-6烷基)氨基或C6-14芳基，其中所述C6-14芳基任选被1-3个选自C1-4烷基、C1-4烷氧基、卤代C1-4烷基的基团所取代；

R₅选自氢、羟基、C1-6烷氧基、卤代C1-6烷氧基或C1-4烷氧基C1-6烷氧基；

R₆选自氢、C1-6烷基、C3-12环烷基、COR₇、COOR₈或甲磺酰基，

R₇、R₈各自独立地选自氢、C1-6烷基、C3-8环烷基、C6-10芳基或5-10元杂环烷基，其中，所述C1-6烷基、C3-8环烷基、C6-10芳基、5-10元杂环烷基任选被1-3个选自卤素、氰基、硝基、C1-4烷基、C1-4烷氧基、卤代C1-4烷基的基团所取代。

2.根据权利要求1所述的化合物,其特征在于，所述R₁、R₂、R₃、R₄各自独立地选自氢、甲基、甲氧基、三氟甲基、羟基、氰基、氨基或苯基。

3.根据权利要求1所述的化合物,其特征在于，所述R₅选自氢、羟基、甲氧基、乙氧基或甲氧基乙氧基。

4.根据权利要求1所述的化合物,其特征在于，所述R₆选自氢、甲基、异丙基、环丁基、叔丁氧羰基、甲醛基、甲磺酰基或吡咯烷-1-基羰基。

5.根据权利要求1所述的化合物,其特征在于，所述化合物选自：

6.一种药物组合物，包含至少一种根据权利要求1所述的式(I)化合物、其药学上可接受的盐或光学异构体，以及药学上可接受的载体或赋形剂。

7.根据权利要求1所述的式(I)化合物、其药学上可接受的盐或光学异构体或者根据权利要求6所述的药物组合物在制备药物中的应用，所述药物用于治疗脑卒中。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述脑卒中为缺血性脑卒中。

9.一种制备根据权利要求1所述的式(I)化合物的方法，所述方法包括以下步骤：

使式(II)所示的卤代物与式(III)所示的硼酸酯进行Suzuki偶联以得到式(I)化合物：

其中，R₁-R₆的定义如权利要求1所述；X表示卤素；R表示C1-6烷基，或者-B(OR)₂表示

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，X表示氯或溴。