CN110938083A - 作为bace1抑制剂的化合物及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明属于医药化学领域，涉及一类作为BACE1抑制剂的化合物及其应用，具体地，本发明提供式I所示的化合物或其异构体、药学上可接受的盐、溶剂化物、结晶或前药，它们的制备方法以及含有这些化合物的药物组合物和这些化合物或组合物用于治疗和/或预防BACE1相关疾病，例如阿尔茨海默症、亨廷顿病、唐氏综合征和β样淀粉蛋白血管病等类疾病的用途。本发明的化合物对hBACE1酶表现出了非常好的抑制活性，同时对hCathepsin D酶具有更低的抑制活性，选择性高，非常有希望成为疗效更高、副作用更小的BACE1相关疾病的治疗剂。

Description

作为BACE1抑制剂的化合物及其应用
技术领域
本发明属于医药化学领域，具体涉及一类作为BACE1抑制剂的化合物或其药学上可接受的盐、异构体、溶剂化物、结晶或前药，它们的制备方法以及含有这些化合物的药物组合物和这些化合物或组合物用于治疗和/或预防BACE1相关疾病，例如阿尔茨海默症、唐氏综合征或β样淀粉蛋白血管病等类疾病的用途。
背景技术
阿尔茨海默病(AD)是一种起病隐匿的进行性发展的神经系统退行性疾病。临床上以记忆障碍、失语、失用、失认、视空间技能损害、执行功能障碍以及人格和行为改变等全面性痴呆表现为特征。
大量遗传学、生物化学和体内数据表明β-淀粉样蛋白在大脑中的过度累积是阿尔兹海默症(AD)典型的病理特征之一。淀粉样蛋白沉积物主要由40-42个残基淀粉样蛋白β肽(Aβ)聚集而成，而Aβ则是淀粉样蛋白前体(APP)蛋白水解的产物。在现有认知下，发现与AD的病理生物学有关的三种主要APP裂解：α-、β-、和γ-裂解。α裂解和后续的γ裂解产生可溶性P3肽不能在人类体内形成淀粉样蛋白沉积物，所以通常称为非淀粉样蛋白生成路径。而由APP裂解酶(BACE1，β位淀粉样前体蛋白裂解酶1)介导β裂解及γ裂解连续裂解会产生完整的Aβ肽，此过程称为促淀粉样蛋白生成路径。此外，淀粉状蛋白生成斑和血管的淀粉样血管病也是患有21三体综合征(唐氏综合征)、荷兰型伴淀粉样变性遗传性脑出血以及其它神经退行性疾病患者的大脑的特征。
近年来，越来越多的研究表明，BACE1活性与Aβ的产生直接相关(Sinha,etal.Nature,1999,402:537-540)，而且抑制BACE1可抑制Aβ肽的产生。(Roberds,S.L.,etal.Human Molecular Genetics,2001,10:1317-1324)BACE膜结合1型蛋白大量表达于脑组织中，被认为是产生淀粉样Aβ中的限速步骤。因此，降低或阻断BACE1活性的药物应降低脑或别处沉积的Aβ或其片段的水平，减缓淀粉样蛋白斑块的形成，从而预防和减缓AD或其他涉及Aβ或其片段沉积的疾病的进展。
本发明提供作为BACE1抑制剂并且可用作制备治疗和/或预防神经退行性相关疾病的药物中的应用，尤其是特征在于患者中升高的β-淀粉状蛋白沉积或淀粉状蛋白水平的疾病或紊乱的治疗和/或预防。
发明内容
本发明的一个目的是提供通式I所示的一类具有BACE1抑制活性的化合物或其药学上可接受的盐、异构体、溶剂化物、结晶或前药，
Figure BDA0002213535310000021
其中，
R1、R2、R3分别独立地选自氢、卤素、羟基、烷基、卤代烷基、羟基烷基、烷氧基、卤代烷氧基、羟基烷氧基、硝基、羧基、氰基、氨基、单烷基氨基、烷基酰基氨基、烷基酰基、氨基酰基、烷基氨基酰基、双烷基氨基、烯基、炔基、环烷基、杂环基、芳基或杂芳基，其中所述卤素、羟基、烷基、卤代烷基、羟基烷基、烷氧基、卤代烷氧基、羟基烷氧基、硝基、羧基、氰基、氨基、单烷基氨基、烷基酰基氨基、烷基酰基、氨基酰基、烷基氨基酰基、双烷基氨基、烯基、炔基、环烷基、杂环基、芳基或杂芳基可任选地被一个或者多个烷基、卤代烷基、羟基、羟基烷基、卤素、氧代基团、烷氧基、羧基、氰基、氨基、单烷基氨基或双烷基氨基取代；
X、Y、Z分别独立地选自C(R4)、N和O；
R4选自氢、烷基、卤代烷基、羟基烷基、环烷基和卤代环烷基；
Figure BDA0002213535310000023
为单键或双键；
和m为1，2，3或4。
本发明的另一个目的是提供制备本发明的通式I的化合物或其异构体、药学上可接受的盐、溶剂化物、结晶、电子等排体或前药的方法。
本发明的再一个目的是提供包含本发明的通式I的化合物或其异构体、药学上可接受的盐、溶剂化物、结晶、电子等排体或前药和药学可接受的载体的组合物，以及包含本发明的通式I的化合物或其异构体、药学上可接受的盐、溶剂化物、结晶、电子等排体或前药和另一种或多种药物的组合物。
本发明的还一个目的是提供本发明的通式I的化合物或其异构体、药学上可接受的盐、溶剂化物、结晶、电子等排体或前药治疗和/或预防BACE1相关的疾病的方法，以及本发明的通式I的化合物或其异构体、药学上可接受的盐、溶剂化物、结晶、电子等排体或前药在制备用于治疗和/或预防BACE1相关的疾病的药物中的应用。
针对上述目的，本发明提供以下技术方案：
第一方面，本发明提供通式I所示的化合物或其异构体、药学上可接受的盐、溶剂化物、结晶、电子等排体或前药，
Figure BDA0002213535310000022
其中，
R1、R2、R3分别独立地选自氢、卤素、羟基、烷基、卤代烷基、羟基烷基、烷氧基、卤代烷氧基、羟基烷氧基、硝基、羧基、氰基、氨基、单烷基氨基、烷基酰基氨基、烷基酰基、氨基酰基、烷基氨基酰基、双烷基氨基、烯基、炔基、环烷基、杂环基、芳基或杂芳基，其中所述卤素、羟基、烷基、卤代烷基、羟基烷基、烷氧基、卤代烷氧基、羟基烷氧基、硝基、羧基、氰基、氨基、单烷基氨基、烷基酰基氨基、烷基酰基、氨基酰基、烷基氨基酰基、双烷基氨基、烯基、炔基、环烷基、杂环基、芳基或杂芳基可任选地被一个或者多个烷基、卤代烷基、羟基、羟基烷基、卤素、氧代基团、烷氧基、羧基、氰基、氨基、单烷基氨基或双烷基氨基取代；
X、Y、Z分别独立地选自C(R4)、N和O；
R4选自氢、烷基、卤代烷基、羟基烷基、环烷基和卤代环烷基；
Figure BDA0002213535310000031
为单键或双键；
和m为1，2，3或4。
在一些具体的实施方案中，本发明的化合物为通式I的化合物或其异构体、药学上可接受的盐、溶剂化物、结晶、电子等排体或前药，其中，X、Y、Z中有一个为C(R4)，一个为N，一个为O。
在另一些具体的实施方案中，本发明的化合物为通式I的化合物或其异构体、药学上可接受的盐、溶剂化物、结晶、电子等排体或前药，其中，X为C(R4)，Y为N，Z为O。
在另一些具体的实施方案中，本发明的化合物为通式I的化合物或其异构体、药学上可接受的盐、溶剂化物、结晶、电子等排体或前药，其中，X为C(R4)，Y为O，Z为N。
在另一些具体的实施方案中，本发明的化合物为通式I的化合物或其异构体、药学上可接受的盐、溶剂化物、结晶、电子等排体或前药，其中，X为O，Y为C(R4)，Z为N。
在另一些具体的实施方案中，本发明的化合物为通式I的化合物或其异构体、药学上可接受的盐、溶剂化物、结晶、电子等排体或前药，其中，X为O，Y为N，Z为C(R4)。
在一些具体的实施方案中，本发明的化合物为通式I的化合物或其异构体、药学上可接受的盐、溶剂化物、结晶、电子等排体或前药，其中：
R1、R2、R3分别独立地选自氢、氟、氯、溴、碘、羟基、C1-6烷基、卤代C1-6烷基、羟基C1-6烷基、C1-6烷氧基、卤代C1-6烷氧基、羟基C1-6烷氧基、硝基、羧基、氰基、氨基、单C1-6烷基氨基、C1-6烷基酰基氨基、C1-6烷基酰基、氨基酰基、C1-6烷基氨基酰基、双C1-6烷基氨基、C2-10烯基、C2-10炔基、C3-10环烷基、3-10元杂环烷基、C6-18芳基和5-18元杂芳基，其中所述所述氟、氯、溴、碘、羟基、C1-6烷基、卤代C1-6烷基、羟基C1-6烷基、C1-6烷氧基、卤代C1-6烷氧基、羟基C1-6烷氧基、硝基、羧基、氰基、氨基、单C1-6烷基氨基、C1-6烷基酰基氨基、C1-6烷基酰基、氨基酰基、C1-6烷基氨基酰基、双C1-6烷基氨基、C2-10烯基、C2-10炔基、C3-10环烷基、3-10元杂环烷基、C6-18芳基和5-18元杂芳基可任选地被一个或者多个烷基、卤代烷基、羟基、羟基烷基、卤素、氧代基团、烷氧基、羧基、氰基、氨基、单烷基氨基或双烷基氨基取代；
进一步优选地，R1、R2、R3分别独立地选自氢、氟、氯、溴、碘、羟基、C1-6烷基、卤代C1-6烷基、羟基C1-6烷基、C1-6烷氧基、卤代C1-6烷氧基、羟基C1-6烷氧基、硝基、羧基、氰基、氨基、单C1-6烷基氨基、C1-6烷基酰基氨基、C1-6烷基酰基、氨基酰基、C1-6烷基氨基酰基、双C1-6烷基氨基、C2-10烯基、C2-10炔基、C3-10环烷基、3-10元杂环烷基、C6-18芳基和5-18元杂芳基，其中所述氟、氯、溴、碘、羟基、C1-6烷基、卤代C1-6烷基、羟基C1-6烷基、C1-6烷氧基、卤代C1-6烷氧基、羟基C1-6烷氧基、硝基、羧基、氰基、氨基、单C1-6烷基氨基、C1-6烷基酰基氨基、C1-6烷基酰基、氨基酰基、C1-6烷基氨基酰基、双C1-6烷基氨基、C2-10烯基、C2-10炔基、C3-10环烷基、3-10元杂环烷基、C6-18芳基和5-18元杂芳基可任选地被一个或者多个C1-6烷基、卤代C1-6烷基、羟基、羟基C1-6烷基、卤素、氧代基团、C1-6烷氧基、羧基、氰基、氨基、单C1-6烷基氨基或双C1-6烷基氨基取代；
更进一步优选地，R1、R2、R3分别独立地选自氢、氟、氯、溴、碘、羟基、甲基、乙基、丙基、异丙基、三氟甲基、三氟乙基、羟甲基、羟乙基、羟丙基、2-羟基丙基、甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、硝基、羧基、氰基、氨基、甲氨基、乙基氨基、丙基氨基、异丙基氨基、二甲氨基、二乙氨基、甲基乙基氨基、二丙氨基、甲基丙基氨基、乙基丙基氨基、甲基酰基氨基、乙基酰基氨基、乙烯基酰基氨基、甲基酰基、乙基酰基、乙烯基酰基、氨基酰基、甲基氨基酰基、乙基氨基酰基、乙烯基、丙烯基、丁烯基、3-甲基-2-丁烯基、乙炔基、丙炔基、丁炔基、戊炔基、环丙基、环丁基、环戊基、环己基、3-6元杂环烷基、C6-10芳基和5-10元杂芳基，其中所述氟、氯、溴、碘、羟基、甲基、乙基、丙基、异丙基、三氟甲基、三氟乙基、羟甲基、羟乙基、羟丙基、2-羟基丙基、甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、硝基、羧基、氰基、氨基、甲氨基、乙基氨基、丙基氨基、异丙基氨基、二甲氨基、二乙氨基、甲基乙基氨基、二丙氨基、甲基丙基氨基、乙基丙基氨基、甲基酰基氨基、乙基酰基氨基、乙烯基酰基氨基、甲基酰基、乙基酰基、乙烯基酰基、氨基酰基、甲基氨基酰基、乙基氨基酰基、乙烯基、丙烯基、丁烯基、3-甲基-2-丁烯基、乙炔基、丙炔基、丙-1-炔-基、丁炔基、戊炔基、环丙基、环丁基、环戊基、环己基、3-6元杂环烷基、C6-10芳基和5-10元杂芳基可任选地被一个或者多个C1-3烷基、卤代C1-3烷基、羟基、羟基C1-3烷基、卤素、氧代基团、C1-3烷氧基、羧基、氰基、氨基、单C1-3烷基氨基或双C1-3烷基氨基取代。
在一些具体的实施方案中，本发明的化合物为通式I的化合物或其异构体、药学上可接受的盐、溶剂化物、结晶、电子等排体或前药，其中：
R4选自氢、C1-6烷基、卤代C1-6烷基、羟基C1-6烷基、C3-10环烷基和卤代C3-10环烷基；
优选地，R4选自氢、C1-3烷基、卤代C1-3烷基、羟基C1-3烷基、C3-8环烷基和卤代C3-8环烷基；
进一步优选地，R4选自氢、甲基、乙基、丙基、异丙基、三氟甲基、二氟甲基和环丙基。
在一些优选的实施方案中，本发明的通式I的化合物为以下通式Ia的化合物或其异构体、药学上可接受的盐、溶剂化物、结晶、电子等排体或前药，
Figure BDA0002213535310000041
其中R1、R2、R3、R4、m如通式I中所定义。
在一些优选的实施方案中，本发明的通式I的化合物为以下通式Ib的化合物或其异构体、药学上可接受的盐、溶剂化物、结晶、电子等排体或前药，
Figure BDA0002213535310000051
其中R1、R2、R3、R4、m如通式I中所定义。
在一些优选的实施方案中，本发明的化合物为通式I、Ia、或Ib的化合物或其异构体、药学上可接受的盐、溶剂化物、结晶、电子等排体或前药，其中：
R1为丙-1-炔-基；
R2、R3分别独立地选自氢、氟、氯、溴、碘、羟基、甲基、乙基、丙基、异丙基、三氟甲基、三氟乙基、羟甲基、羟乙基、羟丙基、2-羟基丙基、甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、硝基、羧基、氰基、氨基、甲氨基、乙基氨基、丙基氨基、异丙基氨基、二甲氨基、二乙氨基、甲基乙基氨基、二丙氨基、甲基丙基氨基、乙基丙基氨基、甲基酰基氨基、乙基酰基氨基、乙烯基酰基氨基、甲基酰基、乙基酰基、乙烯基酰基、氨基酰基、甲基氨基酰基、乙基氨基酰基、乙烯基、丙烯基、丁烯基、3-甲基-2-丁烯基、乙炔基、丙炔基、丙-1-炔-1-基、丁炔基、戊炔基、环丙基、环丁基、环戊基、环己基、3-6元杂环烷基、C6-10芳基和5-10元杂芳基；
R4选自氢、甲基、乙基、丙基、异丙基、三氟甲基、二氟甲基和环丙基；
和m为1。
本发明提供了以下具体化合物：
Figure BDA0002213535310000052
Figure BDA0002213535310000061
Figure BDA0002213535310000071
Figure BDA0002213535310000072
或其药学上可接受的盐、异构体、溶剂化物、结晶或前药。
另一方面，本发明提供本发明的通式化合物的制备方法，包括：
Figure BDA0002213535310000073
1)式1的化合物经反应制得式2的化合物；
2)式2的化合物与式3的化合物反应制得式4的化合物；
3)式4的化合物经反应制得式5的化合物；
4)式5的化合物与式6的化合物反应制得式I的化合物；
其中，R1、R2、R3、X、Y、Z、
Figure BDA0002213535310000074
和m具有通式I中的含义；A为卤素，优选为溴。
第三方面，本发明提供的药物组合物，其包含本发明的化合物或其异构体、药学上可接受的盐、溶剂化物、结晶、电子等排体或前药。
在一些实施方案中，本发明提供的药物组合物，其包含本发明的化合物或其异构体、药学上可接受的盐、溶剂化物、结晶、电子等排体或前药，还包含选自下列组成的组中的一种或多种药剂：γ-分泌酶抑制剂、BACE1抑制剂、胆碱酯酶抑制剂、NMDA受体调节剂、抗氧化剂、抗炎类药物和雌激素等。
在一些实施方案中，本发明提供本发明的化合物或其异构体、药学上可接受的盐、溶剂化物、结晶、电子等排体或前药及包含本发明的化合物或其异构体、药学上可接受的盐、溶剂化物、结晶、电子等排体或前药的药物组合物，所述化合物或药物组合物用于治疗和/或预防BACE1相关的疾病的药物中的应用。
可以将本发明的化合物或其异构体、药学上可接受的盐、溶剂化物、结晶、电子等排体或前药与药学上可接受的载体、稀释剂或赋形剂混合制备成药物制剂，以适合于经口或胃肠外给药。给药方法包括，但不限于皮内、肌内、腹膜内、静脉内、皮下、鼻内和经口途径。所述制剂可以通过任何途径施用，例如通过输注或推注，通过经上皮或皮肤粘膜(例如口腔粘膜或直肠等)吸收的途径施用。给药可以是全身的或局部的。经口施用制剂的实例包括固体或液体剂型，具体而言，包括片剂、丸剂、粒剂、粉剂、胶囊剂、糖浆、乳剂、混悬剂等。所述制剂可通过本领域已知的方法制备，且包含药物制剂领域常规使用的载体、稀释剂或赋形剂。
第四方面，本发明提供本发明通式I、Ia或Ib所示的化合物或其异构体、药学上可接受的盐、溶剂化物、结晶、电子等排体或前药，或包含其的药物组合物在制备治疗和/或预防神经退行性相关疾病的药物中的应用，其中所述的神经退行性相关疾病或病状包括但不限于：阿尔茨海默症、帕金森病、β-样蛋白样血管病、大脑蛋白样血管病、遗传性大脑出血、与认知损害相关的病、记忆丧失、混合型血管源性痴呆、退行性源性痴呆、早老性痴呆、老年痴呆、肌萎缩侧索硬化、皮质基底核退化症、动脉血栓形成、自身免疫性/炎性疾病、癌症如乳腺癌、心血管疾病如心肌梗塞和卒中、皮肌炎、唐氏综合征、胃肠疾病、多形性胶质母细胞瘤、格雷夫斯病、亨廷顿病、包涵体肌炎、炎症反应、卡波西肉瘤、科斯特曼病、红斑狼疮、巨噬细胞肌筋膜炎、幼年特发性关节炎、肉芽肿性关节炎、恶性黑色素瘤、多发性骨髓瘤、类风湿性关节炎、舍格伦综合征、脊髓小脑性共济失调1型、脊髓小脑性共济失调7型、惠普尔病和威尔逊病。
术语说明
除非有相反陈述，在说明书和权利要求书中使用的术语具有下述含义。
本发明化合物中的“氢”、“碳”、“氧”包括其所有同位素。同位素应理解为包括具有相同原子数但具有不同质量数的那些原子。举例来说，氢的同位素包括氚和氘，碳的同位素包括13C和14C，氧的同位素包括16O和18O等。
本发明的“卤素”是指氟、氯、溴、碘。本发明的“卤代”是指被氟、氯、溴或碘取代。
本发明的“烷基”指直链或支链的饱和脂肪烃基团，优选含1至3个碳原子的直链或支链基团，非限制性实例包括甲基、乙基、正丙基和异丙基等。烷基可以是取代的或未取代的，当被取代时，取代基可以在任何可使用的连接点上。
本发明的“卤代烷基”是指至少被一个卤素取代的烷基。
本发明的“羟基烷基”是指至少被一个羟基取代的烷基。
本发明的“烷氧基”是指-O-烷基。烷氧基的非限制性实例包括：甲氧基、乙氧基、丙氧基、正丙氧基和异丙氧基等。烷氧基可以是任选取代的或未取代的，当被取代时，取代基可以在任何可使用的连接点上。
本发明的“环烷基”是指环状的饱和烃基，例如环丙基和环丁基等。
本发明的“杂环基”是指具有1至4个环杂原子(其中每个杂原子独立地选自氮、氧、硫、硼、磷以及硅)的3至12元非芳香族环系统的基团(“3-12元杂环基”)。在包含一个或多个氮原子的杂环基基团中，连接点可以是碳或氮原子，只要化合价许可。杂环基基团或者可以是单环的(“单环的杂环基”)或者是融合的、桥联的或螺的环系统(例如二环系统(“二环的杂环基”))并且可以是饱和的或可以是部分不饱和的。杂环基二环的环系统可以在一个或两个环中包括一个或多个杂原子。“杂环基”也包括环系统，其中杂环，如以上定义的，是与一个或多个碳环基基团融合的(其中连接点在碳环基或在杂环上)，或环系统中的杂环，如以上定义的，是与一个或多个芳基或杂芳基融合的(其中连接点在杂环上)，并且在此类情况下，环成员的数目继续称作在杂环系统中的环成员的数目。除非另有规定，杂环基的每个实例是独立地任选取代地，即，未取代的(“未取代的杂环基”)或用一个或多个取代基取代的(“取代的杂环基”)，如取代或未取代的哌啶基、取代或未取代的桥环吗啡啉基等。在某些实施例中，该杂环基基团是取代的3-10元杂环基。融合至C6芳基环(在此也称为5,6-二环杂环)的示例性5-元杂环基基团包括但不限于，吲哚啉基、异吲哚啉基、二氢苯并呋喃基、二氢苯并噻吩基、苯并噁唑啉酮基等等。融合至芳基环的示例性6-元杂环基基团(在此也称为6,6-二环杂环)包括但不限于，四氢喹啉基、四氢异喹啉基等等。
本发明的“芳基”是指可以包含单环或稠合多环的芳香体系，优选包含单环或稠合双环的芳香体系，其含有6个至18个碳原子，优选含有约6至约12个碳原子。合适的芳基包括但不限于苯基、萘基、蒽基、四氢萘基、芴基、茚满基。芳基可以是任选取代的或未取代的，当被取代时，取代基可以在任何可使用的连接点上。
本发明的“杂芳基”是指至少有一个碳原子被杂原子替代的芳基，由5-20个原子构成(5-20元杂芳基)，进一步优选由5-12个原子组成(5-12元杂芳基)，所述的杂原子为O、S、N，包括但不限于咪唑基、苯并咪唑基、咪唑并吡啶基、喹唑啉酮基、吡咯基、咪唑酮基、呋喃基、噻吩基、吡唑基、噁唑基、噻唑基、异噁唑基、异噻唑基、噁二唑基、三唑基、嘧啶基、吡啶基、吡嗪基、哒嗪基、嘧啶并吡唑基、嘧啶并咪唑基等。杂芳基可以是任选取代的或未取代的，当被取代时，取代基可以在任何可使用的连接点上。
本发明的“异构体”是具有相同分子式的但在性质上或在其原子的键序列上或在其原子的空间排列上不同的化合物。立体异构体是其原子在空间排列上不同的异构体。彼此不成镜像的立体异构体是非对映体并且互相是非重叠的镜像的立体异构体是对映体。当化合物具有不对称中心时，例如，它被键合到四个不同的基团，一对对映体是可能的。对映体以其不对称中心的绝对构型为特征并且通过Cahn和Prelog的R-和S-测序规则，或通过分子旋转偏振光的平面的方法被描述并指定作为右旋的或左旋的(即分别作为(+)或(-)-异构体)。手性化合物可以作为单一的对映体或其混合物存在。包含对映体的相等比例的混合物称作“外消旋混合物”。
本发明的“药学上可接受的盐”是指本发明化合物的盐，这类盐用于哺乳动物体内时具有安全性和有效性，且具有应有的生物活性。
本发明的“溶剂化物”在常规意义上是指溶质(如活性化合物、活性化合物的盐)和溶剂(如水)组合形成的复合物。溶剂是指本领域的技术人员所知的或容易确定的溶剂。如果是水，则溶剂化物通常被称作水合物，例如半水合物、一水合物、二水合物、三水合物或其替代量等。
本发明生物电子等排体(或简称“电子等排体”子是用于定义其中一个或多个原子(或原子团)已被具有与它们所置换的那些原子具有相似空间和/或电子特征的置换原子(或原子团)所取代的药物类似物的本领域中一般公认的术语。
本发明的“结晶”是指其内部结构是在三维上规律地重复构成原子(或其集团)而形成的固体，有别于不具有这种规律的内部结构的无定形固体。
“前药”是指在生物体中的生理条件下，由于与酶、胃酸等反应而转化成式I、Ia或Ib的化合物的化合物。
本发明的“药物组合物”是指包含任何一种本文所述的化合物，包括对应的异构体、前药、溶剂化物、药学上可接受的盐或其化学的保护形式，和一种或多种药学上可接受载体的混合物。
本发明的“赋形剂”指加入到药用组合物中以进一步促进给予化合物的惰性物质。赋形剂可以包括碳酸钙、磷酸钙、多种糖类和多种类型的淀粉、纤维素衍生物、明胶、植物油、聚乙二醇。
本发明的“药学上可接受的载体”是指对有机体不引起明显刺激性和不干扰所给予化合物的生物活性和性质的载体，包含所有的溶剂、稀释剂或其它赋形剂、分散剂、表面活性剂等渗剂、增稠剂或乳化剂、防腐剂、固体粘合剂、润滑剂等。除非任何常规载体介质与本发明化合物不相容。可以作为药学上可接受的载体的一些实例包括，但不限于糖类，如乳糖；淀粉，如玉米淀粉；纤维素及其衍生物，如羧甲基纤维素钠；麦芽、明胶等。
具体实施方式
下面代表性的实施例是为了更好地说明本发明，而非用于限制本发明的保护范围。以下实施例中使用的材料如无特殊说明均为商购获得。
实施例1 5”-甲基-6'–(5-(丙-1-炔-1-基)吡啶-3-基)-3-(三氟甲基)-6,7-二氢-3'H,4H-二螺[苯并[c]异恶唑-5,2'-茚-1',2”咪唑]-4”–胺
Figure BDA0002213535310000101
步骤1 6'-溴-3-(2,2,2-三氟乙酰基)螺[环己烷-1,2'-茚]-1',4(3'H)-二酮的合成
Figure BDA0002213535310000102
室温下，将三氟乙酸乙酯(7.0g,49.3mmol)和氢化钠(2.36g,98.6mmol)溶于干燥四氢呋喃(300mL)中，冰浴下加入6'-溴螺[环己烷-1,2'-茚]-1',4(3'H)-二酮(12g,41.1mmol)，搅拌5min后，80℃反应2h。反应完毕后，冷却至室温，缓慢倒入冰水中，加乙酸乙酯萃取，有机相萃取三次，合并有机相，饱和氯化钠洗涤，无水硫酸钠干燥。经减压脱溶、柱层析纯化得4.48g油状物。ESI-MS m/z:389.2[M+H]+。
步骤2 6'-溴-3-羟基-3-(三氟甲基)-3a,4,6,7-四氢-3H-螺[苯并[c]异恶唑-5,2'-茚]-1'(3'H)-酮的合成
Figure BDA0002213535310000111
室温下，将6'-溴-3-(2,2,2-三氟乙酰基)螺[环己烷-1,2'-茚]-1',4(3'H)-二酮(4.48g,11.54mmol)溶于异丙醇(55mL)中，加入盐酸羟胺(889mg,12.70mmol)、三乙胺(1.3g,12.84mmol)和三氟化硼乙醚(5滴)，90℃反应2h。应完成后，浓缩反应液，加乙酸乙酯和水萃取。有机相萃取三次，合并有机相，饱和氯化钠洗涤，无水硫酸钠干燥，减压脱溶后得油状物直接投下一步。ESI-MS m/z:404.2[M+H]+。
步骤3 6'-溴-3-(三氟甲基)-6,7-二氢-4H-螺[苯并[c]异恶唑-5,2'-茚]-1'(3'H)-酮的合成
Figure BDA0002213535310000112
将6'-溴-3-羟基-3-(三氟甲基)-3a,4,6,7-四氢-3H-螺[苯并[c]异恶唑-5,2'-茚]-1'(3'H)-酮溶于浓硫酸(10mL)中，75℃下反应2h。反应完毕后，冷却至室温，缓慢倒入冰水中，加饱和碳酸氢钠溶液调成中性。二氯甲烷萃取三次，合并有机相，饱和氯化钠洗涤，无水硫酸钠干燥。经柱层析纯化得3.1g油状产物。ESI-MS m/z:386.2[M+H]+。
步骤4 6'-溴-3-(三氟甲基)-6,7-二氢-4H-螺[苯并[c]异恶唑-5,2'-茚]-1'(3'H)-亚胺的合成
Figure BDA0002213535310000113
将6'-溴-3-(三氟甲基)-6,7-二氢-4H-螺[苯并[c]异恶唑-5,2'-茚]-1'(3'H)-酮(3g,7.79mmol溶于少量1,4-二氧六环，置于封管中，加入胺的甲醇溶液(60mL)和钛酸四乙酯(3.54g,15.58mmol)，密封后80℃反应过夜。反应完成后，加少量饱和碳酸氢钠水溶液，有固体产生，抽滤，浓缩滤液。用乙酸乙酯萃取三次，合并有机相，经饱和氯化钠洗涤，无水硫酸钠干燥，减压脱溶得油状物，直接用于下一步。ESI-MS m/z:385.2[M+H]+。
步骤5 6'-溴-5”-甲基-3-(三氟甲基)-6,7-二氢-3'H,4H-二螺[苯并[c]异恶唑-5,2'-茚-1',2”咪唑]-4”-硫醇的合成
Figure BDA0002213535310000114
室温下，将6'-溴-3-(三氟甲基)-6,7-二氢-4H-螺[苯并[c]异恶唑-5,2'-茚]-1'(3'H)-亚胺(3.0g,7.81mmol)溶于异丙醇(60mL)中，加入原甲酸三酯(10.2mL,93.8mmol)和2-氧代丙烷硫代酰胺(2.4g,23.43mmol)，氮气保护下100℃反应过夜。反应完毕后，冷却至室温，加乙酸乙酯和水萃取，合并有机相，饱和氯化钠洗涤，无水硫酸钠干燥，减压脱溶，柱纯化得标题产物。ESI-MS m/z:470.2[M+H]+。
步骤6 6'-溴-5”-甲基-3-(三氟甲基)-6,7-二氢-3'H,4H-二螺[苯并[c]异恶唑-5,2'-茚-1',2”咪唑]-4”–胺的合成
Figure BDA0002213535310000121
室温下，将6'-溴-5”-甲基-3-(三氟甲基)-6,7-二氢-3'H-,4H-二螺[苯并[c]异恶唑-5,2'-茚-1',2”咪唑]-4”-巯基(3.6g,7.8mmol)溶于四氢呋喃(100mL)中，加入过氧化叔丁醇(8mL)，然后在-20℃条件下缓慢滴加氨水(60mL)，滴加完毕后移至室温反应过夜。反应完毕后，加二氯甲烷和水萃取，有机相萃取三次，合并有机相。经饱和氯化钠洗涤，无水硫酸钠干燥，减压脱溶，柱层析纯化得470mg固体。ESI-MS m/z:453.1[M+H]+.
步骤7 5”-甲基-6'–(5-(丙-1-炔-1-基)吡啶-3-基)-3-(三氟甲基)-6,7-二氢-3'H,4H-二螺[苯并[c]异恶唑-5,2'-茚-1',2”咪唑]-4”–胺的合成
Figure BDA0002213535310000122
将6'-溴-5”-甲基-3-(三氟甲基)-6,7-二氢-3'H,4H-二螺[苯并[c]异恶唑-5,2'-茚-1',2”咪唑]-4”–胺(140mg，0.31mmol)、(5-(丙-1-炔-1-基)硼酸(55mg，0.34mmol)和碳酸钾(85mg，0.62mmol)置于反应瓶中，加入1,4-二氧六环(3mL)和水(0.3mL)，氮气保护后快速加入[1,1'-双(二苯基膦基)二茂铁]二氯化钯(22.6mg，0.03mmol)，氮气置换，加热至110℃反应2h。反应完毕，停止加热，加入水和乙酸乙酯萃取3次，有机相经无水硫酸钠干燥，减压浓缩，柱层析得标题化合物。ESI-MS m/z:490.2[M+H]+.1H NMR(400MHz,CD3OD)δ8.63(s,1H),8.47(s,1H),7.98(m,1H),7.63–7.60(m,1H),7.51-7.49(d,J＝8Hz,1H)7.05(s,1H),3.01–2.92(m,2H),2.83–2.73(m,4H),2.36(s,3H),2.10(s,3H),2.01–1.98(m,1H),1.78–1.76(m,1H)。
实施例2 5”-甲基-6'-(5-(丙-1-炔-1-基)吡啶-3-基)-3-(二氟甲基)-6,7-二氢-3'H，4H-二螺[苯并[c]异恶唑-5,2'-茚-1',2”咪唑]-4”–胺
Figure BDA0002213535310000123
制备方法同实施例1的制备方法，不同的是用二氟乙酸乙酯代替三氟乙酸乙酯，制得标题化合物。ESI-MS m/z:472.1[M+H]+.1H NMR(400MHz,CD3OD)δ8.63(s,1H),8.48(s,1H),7.98(s,1H),7.62-7.60(d,J＝8Hz,1H),7.50-7.48(d,J＝8Hz,1H)，7.05(s,1H),7.06-6.80(t,J＝52Hz,1H),3.00-2.74(m,6H),2.36(s,3H),2.11(s,3H),1.85–1.33(m,2H)。
实施例3 3,5”-二甲基-6'–(5-(丙-1-炔-1-基)吡啶-3-基)-6,7-二氢-3'H,4H-二螺[苯并[c]异恶唑-5,2'-茚-1',2”-咪唑]-4”-胺
Figure BDA0002213535310000131
步骤1 6'-溴-3–((二甲基胺基)亚甲基)螺[环己烷-1,2'-茚]-1',4(3'H)-二酮的制备
Figure BDA0002213535310000132
将6'-溴螺[环己烷-1,2'-茚]-1',4(3'H)-二酮(40g，0.14mol)加入500mL单口瓶中，加入240mL甲苯，室温搅拌下加入N,N-二甲基甲酰胺二甲基缩醛(65.3g，0.55mol)，氩气置换后于100℃反应过夜。反应结束后，减压除去甲苯，得到褐色油状物，向其中加入体积为乙酸乙酯：石油醚＝1:2的混合溶剂，超声搅拌后，缓慢析出大量固体，过滤，并用该混合溶剂洗滤饼，收集滤饼并旋干，得30g黄色固体。ESI-MS m/z:348.1[M+H]+。
步骤2 6'-溴-3-亚乙基螺[环己烷-1,2'-茚]-1',4(3'H)-二酮的制备
Figure BDA0002213535310000133
将6'-溴-3–((二甲基胺基)亚甲基)螺[环己烷-1,2'-茚]-1',4(3'H)-二酮(30.6g，88.17mmol)溶于无水四氢呋喃(250mL)，加入反应瓶，氩气置换后，冰浴下搅拌10min，缓慢滴加3M的甲基溴化镁(29.3mL,88.17mmol)。反应完成后，向反应液中加入氯化铵饱和溶液，二氯甲烷萃取，分液、无水硫酸钠干燥、减压浓缩除去溶剂得28g黄色油状物。ESI-MS m/z:319.1[M+H]+。
步骤3 6'-溴-3-亚乙基-4-(羟基亚胺基)螺[环己烷-1,2'-茚]-1'(3'H)-酮的制备
Figure BDA0002213535310000134
将6'-溴-3-亚乙基螺[环己烷-1,2'-茚]-1',4(3'H)-二酮(28g,88.05mmol)、醋酸钠(7.22g,88.05mmol)和甲醇(200mL)依次加入反应瓶，50℃搅拌下滴加盐酸羟胺(6.12g，88.05mmol)的甲醇溶液，继续反应15min。反应结束后，过滤除去不溶物，二氯甲烷洗涤滤饼，收集滤液，饱和食盐水洗，无水硫酸钠干燥，浓缩除去溶剂，经柱层析得淡黄色固体23.5g。ESI-MS m/z:334.1[M+H]+。
步骤4 6'-溴-3-甲基-6,7-二氢-4H-螺[苯并[c]异恶唑-5,2'-茚]-1'(3'H)-酮的制备
Figure BDA0002213535310000135
将6'-溴-3-亚乙基-4-(羟基亚胺基)螺[环己烷-1,2'-茚]-1'(3'H)-酮(23.5g，70.5mmol)、氯化铜二水合物(26.47g，155.2mmol)和碳酸锂(5.21g，70.5mmol)依次加入反应瓶，加入甲苯(705mL)，氩气置换后100℃反应2h。反应完成后，过滤除去不溶物，收集滤液。依次经饱和食盐水洗，二氯甲烷萃取，无水硫酸钠干燥，浓缩除去溶剂，柱层析纯化得黄色固体6.6g。ESI-MS m/z:332.1[M+H]+。
步骤5 3,5”-二甲基-6'–(5-(丙-1-炔-1-基)吡啶-3-基)-6,7-二氢-3'H,4H-二螺[苯并[c]异恶唑-5,2'-茚-1',2”-咪唑]-4”-胺的制备
Figure BDA0002213535310000141
制备方法同实施例1步骤4-7的制备方法，不同的是用中间体6'-溴-3-甲基-6,7-二氢-4H-螺[苯并[c]异恶唑-5,2'-茚]-1'(3'H)-酮代替中间体6'-溴-3-(三氟甲基)-6,7-二氢-4H-螺[苯并[c]异恶唑-5,2'-茚]-1'(3'H)-酮，制得标题化合物。ESI-MS m/z:436.2[M+H]+.1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ8.71(s,1H),8.53(s,1H),7.95(s,1H),7.59-7.57(d,J＝8Hz,2H),7.42-7.40(d,J＝8Hz,2H),6.92(s,1H),6.61(s,2H),3.16-2.82(m,2H),2.64–2.57(m,3H),2.31-2.27(m,1H),2.21-2.20(m,6H),2.11(s,3H),1.82–1.78(m,1H),1.38–1.34(m,1H)。
实施例4 3-环丙基-5”-甲基-6'-(5-(丙-1-炔-1-基)吡啶-3-基)-6,7-二氢-3'H-,4H-二螺[苯并[c]异恶唑-5,2'-茚-1',2”-咪唑]-4”-胺
Figure BDA0002213535310000142
制备方法同实施例3的制备方法，不同的是用环丙基溴化镁代替甲基溴化镁，制得标题化合物。ESI-MS m/z:462.2[M+H]+.1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ8.72(s,1H),8.54(s,1H),7.96(s,1H),7.61-7.59(d,J＝8Hz,1H),7.43-7.41(d,J＝8Hz,1H),6.93(s,1H),6.61(s,2H),3.11-2.91(m,2H),2.63-2.51(m,3H),2.41-2.37(m,1H),2.21(s,3H),2.11(s,3H),1.87–1.71(m,1H),1.54–1.32(m,1H),0.97-0.86(m,4H)。
实施例5 3-异丙基-5”-甲基-6'–(5-(丙-1-炔-1-基)吡啶-3-基)-6,7-二氢-3'H-,4H-二螺[苯并[c]异恶唑-5,2'-茚-1',2”-咪唑]-4”-胺
Figure BDA0002213535310000143
制备方法同实施例3的制备方法，不同的是用异丙基氯化镁代替甲基溴化镁，制得标题化合物。ESI-MS m/z:464.3[M+H]+。1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ8.71(s,1H),8.53(s,1H),7.95(s,2H),7.60-7.58(m,1H),7.42-7.40(m,1H),6.91(s,1H),6.64-6.60(m,2H),3.12(m,1H),3.08–2.95(m,2H),2.75-2.34(m,4H),2.23(s,3H),2.11(s,3H),1.94–1.73(m,1H),1.67–1.54(m,1H),1.19(d,J＝6.8Hz,6H)。
实施例6 2,5”-二甲基-6'-(5-(丙-1-炔-1-基)吡啶-3-基)-4,7-二氢-3'H,5H-二螺[苯并[d]恶唑-6,2'-茚-1',2”-咪唑]-4”-胺
Figure BDA0002213535310000144
步骤1 6'-溴-4-(羟基亚胺基)螺[环己烷-1,2'-茚]-1'(3'H)-酮的合成
Figure BDA0002213535310000151
将6'-溴螺[环己烷-1,2'-茚]-1',4(3'H)-二酮(293mg，1mmol)、盐酸羟胺(76mg，1.1mmol)和吡啶(158mg，2mmol)溶于乙醇，置于反应瓶，升温至回流，搅拌反应4h，减压浓缩除去乙醇。经乙酸乙酯萃取，无水硫酸钠干燥，减压浓缩得产物300mg。ESI-MS m/z:308.1[M+H]+。
步骤2 6'-溴-2-甲基-4,7-二氢-5H-螺[苯并[d]恶唑-6,2'-茚]-1'(3'H)-酮的合成
Figure BDA0002213535310000152
将6'-溴-4-(羟基亚胺基)螺[环己烷-1,2'-茚]-1'(3'H)-酮(2.3g,7.5mmol)中加入乙酸酐(0.7mL,7.5mmol)和吡啶(0.6mL，7.5mmol),冰浴下滴加乙酰氯(0.54mL,7.5mmol)，搅拌反应1h后，升温至100℃搅拌3h。于100℃下通入氯化氢气体，持续反应5h，反应完毕。向反应液中加入冰水，搅拌，乙酸乙酯萃取、干燥有机相，柱层析分离得目标产物900mg。ESI-MS m/z:332.1[M+H]+。
步骤3 2,5”-二甲基-6'-(5-(丙-1-炔-1-基)吡啶-3-基)-4,7-二氢-3'H，5H-螺[苯并[d]恶唑-6,2'-茚-1',2”-咪唑]-4”-胺的合成
Figure BDA0002213535310000153
制备方法同实施例1步骤4-7的制备方法，不同的是用6'-溴-2-甲基-4,7-二氢-5H-螺[苯并[d]恶唑-6,2'-茚]-1'(3'H)-酮代替6'-溴-3-(三氟甲基)-6,7-二氢-4H-螺[苯并[c]异恶唑-5,2'-茚]-1'(3'H)-酮，制得标题化合物。ESI-MS m/z:436.2[M+H]+.1H-NMR(400MHz,DMSO-d6)δ8.71(s,1H),8.53(s,1H),7.95(s,1H),7.59-7.57(m,1H),7.42-7.40(m,1H),6.91(s,1H),6.64(s,2H),3.15-3.11(m,1H),2.85-2.32(m,3H),2.33-2.29(m,4H),2.21(s,3H),2.11(s,3H),1.77-1.74(m,1H),1.40-1.24(m,1H)。
实施例7 N-(4'-胺基-5'-甲基-3-(新戊氧基)螺[色烯并[2,3-b]吡啶-5,2'-咪唑]-7-基)-5-氯吡啶-2-甲酰胺
Figure BDA0002213535310000154
步骤1 5-溴-2-(4-碘苯氧基)烟酸的制备
Figure BDA0002213535310000155
称取氢化钠(4.0g,100mmol)加至N,N'-二甲基甲酰胺中，将反应体系降温至0℃，加入4-碘苯酚(22g,100mmol)，待反应体系无气泡产生后，加入5-溴-2-氯烟酸(23.5g,100mmol)，置于115℃油浴反应过夜。反应结束后，降至室温，加入水(10mL)，用浓盐酸调pH至4-5，析出大量固体，抽滤，滤饼烘干得标题化合物。ESI-MS m/z:419.8[M+H]+。
步骤2 3-溴-7-碘-5H-色烯并[2,3-b]吡啶-5-酮的制备
Figure BDA0002213535310000161
将5-溴-2-(4-碘苯氧基)烟酸(192.5g,0.458mol)加入到1.6kg多聚磷酸中，120℃反应12h。反应完毕后，将反应液倒入6L冰水混合物中。析出大量土黄色固体，抽滤，滤饼烘干得标题化合物。ESI-MS m/z:401.9[M+H]+。
步骤3(3-溴-5-羰基-5H-色烯并[2,3-b]吡啶-7-基)氨基甲酸叔丁酯的制备
Figure BDA0002213535310000162
将3-溴-7-碘-5H-色烯并[2,3-b]吡啶-5-酮(80g,199mmol)溶于四氢呋喃(1L)中，置于反应瓶，室温下加入碳酸铯(194g,597mmol)、碘化亚铜(3.8g,19.9mmol)、氨基甲酸叔丁酯(47g,398mmol)和N,N'-二甲基乙二胺(3.5g,39.8mmol)，氮气保护下80℃搅拌反应16h。反应完毕后，抽滤，浓缩得标题化合物。ESI-MS m/z:391.3[M+H]+。
步骤4(3-羟基-5-羰基-5H-色烯并[2,3-b]吡啶-7-基)氨基甲酸叔丁酯的制备
Figure BDA0002213535310000163
室温下，将(3-溴-5-羰基-5H-色烯并[2,3-b]吡啶-7-基)氨基甲酸叔丁酯(38g,97mmol)、醋酸钯(3.5g,4.85mmol)、联硼酸频哪醇酯(37g,145mmol)和磷酸三钾(62g,291mmol)置于反应瓶，加入1,4-二氧六环(500mL)，氩气保护下室温反应过夜。反应结束后，硅藻土抽滤，四氢呋喃洗滤饼，滤液直接用于下一步。冰浴下，滤液中加入4M氢氧化钠(120mL,485mmol)，然后逐滴加入双氧水(60mL,1212mmol)，室温下反应过夜。反应完毕后，减压浓缩，乙酸乙酯萃取，合并有机相，饱和氯化钠洗涤，无水硫酸钠干燥，浓缩有机层得标题化合物，直接用于下一步反应。ESI-MS m/z:329.5[M+H]+。
步骤5(3-(新戊氧基)-5-羰基-5H-色烯并[2,3-b]吡啶-7-基)氨基甲酸叔丁酯的制备
Figure BDA0002213535310000164
将(羟基-5-羰基-5H-色烯并[2,3-b]吡啶-7-基)氨基甲酸叔丁酯(20g,61mmol)溶于N,N'-二甲基甲酰胺(300mL)，置于反应瓶，加入碳酸铯(79g,244mmol)，室温下搅拌反应15min后，加入新戊基三氟甲磺酸酯(38.5mg,0.20mmol)，70℃下反应过夜。反应完毕，冷却至室温，加水淬灭。乙酸乙酯萃取三次，合并有机相，饱和氯化钠洗涤，无水硫酸钠干燥，减压脱溶，柱层析得标题化合物。ESI-MS m/z:399.3[M+H]+。
步骤6(5-亚胺基-3-(新戊氧基)-5H-色烯并[2,3-b]吡啶-7-基)氨基甲酸叔丁酯的制备
Figure BDA0002213535310000171
室温下，将(3-(新戊氧基)-5-羰基-5H-色烯并[2,3-b]吡啶-7-基)氨基甲酸叔丁酯(19g,47mmol)溶于1,4-二氧六环，加入氨的甲醇溶液(90mL)和钛酸四乙酯(20mL)，80℃反应过夜。反应完毕后，冷却至室温，将反应体系倒入碳酸氢钠饱和溶液中，抽滤，乙酸乙酯洗滤饼，分液。水相用乙酸乙酯萃取三次，合并有机相，饱和氯化钠洗涤，无水硫酸钠干燥，减压脱溶得标题化合物。ESI-MS m/z:398.3[M+H]+。
步骤7(4'-巯基-5'-甲基-3-(新戊氧基)螺[色烯并[2,3-b]吡啶-5,2'-咪唑]-7-基)氨基甲酸叔丁酯的制备
Figure BDA0002213535310000172
将(5-亚胺基-3-(新戊氧基)-5H-色烯并[2,3-b]吡啶-7-基)氨基甲酸叔丁酯(16g,40mmol)溶于异丙醇(60mL)中，室温下，加入原甲酸三甲酯(120mmol)和N,N'-二异丙基乙胺(10mL,60mmol)，80℃搅拌1h后，逐滴加入2-氧代丙烷硫代酰胺/异丙醇(16.4g,160mmol)，80℃反应过夜。反应完毕后，加入水淬灭，乙酸乙酯萃取三次，合并有机相，饱和氯化钠洗涤，无水硫酸钠干燥，减压脱溶，柱层析纯化得标题化合物。ESI-MS m/z:483.1[M+H]+。
步骤8(4'-胺基-5'-甲基-3-(新戊氧基)螺[色烯并[2,3-b]吡啶-5,2'-咪唑]-7-基)氨基甲酸叔丁酯的制备
Figure BDA0002213535310000173
将(4'-巯基-5'-甲基-3-(新戊氧基)螺[色烯并[2,3-b]吡啶-5,2'-咪唑]-7-基)氨基甲酸叔丁酯(2.5g,5.2mmol)溶于四氢呋喃(20mL)，-10℃下，加入氨水(60mL)和叔丁基过氧化氢(15mL)，室温下反应过夜。反应完毕后，减压浓缩，乙酸乙酯萃取三次，合并有机相，饱和氯化钠洗涤，无水硫酸钠干燥，减压浓缩，柱层析纯化得标题化合物。ESI-MS m/z:466.4[M+H]+。
步骤9 5'-甲基-3-(新戊氧基)螺[色烯并[2,3-b]吡啶-5,2'-咪唑]-4',7-二胺的制备
Figure BDA0002213535310000174
将(4'-胺基-5'-甲基-3-(新戊氧基)螺[色烯并[2,3-b]吡啶-5,2'-咪唑]-7-基)氨基甲酸叔丁酯(4.0g,8.6mmol)溶于二氯甲烷(20mL)，加入三氟乙酸/二氯甲烷(20％,5mL)，室温下反应1h。反应完毕后，加入饱和碳酸氢钠溶液淬灭，二氯甲烷萃取三次，合并有机相，饱和氯化钠洗涤，无水硫酸钠干燥，减压脱溶得标题化合物3.5g。ESI-MS m/z:366.3[M+H]+。
步骤10 N,N'–(4'-甲基-3-(新戊氧基)螺[色烯并[2,3-b]吡啶-5,2'-咪唑]-5',7-二基)双(5-氯吡啶-2-甲酰胺)的制备
Figure BDA0002213535310000181
将5'-甲基-3-(新戊氧基)螺[色烯并[2,3-b]吡啶-5,2'-咪唑]-4',7-二胺(200mg,0.5mmol)溶于二氯甲烷(20mL)，加入1-羟基苯并三唑(133mg,2.5mmol)、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(189mg,2.5mmol)和N,N'-二异丙基乙胺(300uL,5mmol)，室温搅拌反应5min，加入5-氯吡啶-2-羧酸(160mg,2mmol)，室温下反应过夜。反应完毕后，加入水淬灭，二氯甲烷萃取三次，合并有机相，饱和氯化钠洗涤，无水硫酸钠干燥。柱层析纯化得标题化合物200mg。ESI-MS m/z:644.4[M+H]+.
步骤11 N-(4'-胺基-5'-甲基-3-(新戊氧基)螺[色烯并[2,3-b]吡啶-5,2'-咪唑]-7-基)-5-氯吡啶-2-甲酰胺的制备
Figure BDA0002213535310000182
将N,N'–(4'-甲基-3-(新戊氧基)螺[色烯并[2,3-b]吡啶-5,2'-咪唑]-5',7-二基)双(5-氯吡啶-2-甲酰胺)(200mg,0.3mmol)溶于甲醇(20mL)，加入2N氢氧化钠水溶液(20mL)，40℃下反应过夜。反应完毕后，二氯甲烷萃取三次，合并有机相，饱和氯化钠洗涤，无水硫酸钠干燥，柱层析纯化得标题化合物。ESI-MS m/z:505.3[M+H]+.1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ10.70(s,1H),8.76(s,1H),8.20-8.13(m，2H),8.02(m,1H),7.92-7.90(m,1H),7.40(s,1H),7.28(d,J＝8.9Hz,1H),6.96(s,2H),6.77(m,1H),2.30(s,3H),0.99(s,9H)。
实施例8 N-(4'-胺基-3-(2-氟吡啶-3-基)-5'-甲基螺[色烯并[2,3-b]吡啶-5,2'-咪唑]-7-基)-5-氟吡啶-2-甲酰胺
Figure BDA0002213535310000183
步骤1(4'-氨基-3-溴-5'-甲基螺[色烯并[2,3-b]吡啶-5,2'-咪唑]-7-基)氨基甲酸叔丁酯的制备
Figure BDA0002213535310000184
制备方法同实施例7步骤6-8的制备方法，不同的是用(3-溴-5-羰基-5H-色烯并[2,3-b]吡啶-7-基)氨基甲酸叔丁酯代替(3-(新戊氧基)-5-羰基-5H-色烯并[2,3-b]吡啶-7-基)氨基甲酸叔丁酯，制备得标题化合物。ESI-MS m/z:458.4[M+H]+。
步骤2(4'-氨基-3-(2-氟吡啶-3-基)-5'-甲基螺[色烯并[2,3-b]吡啶-5,2'-咪唑]-7-基)氨基甲酸叔丁酯的制备
Figure BDA0002213535310000191
将(4'-氨基-3-溴-5'-甲基螺[色烯并[2,3-b]吡啶-5,2'-咪唑]-7-基)氨基甲酸叔丁酯(11.4g,25mmol)溶于1,4-二氧六环(40mL)和水(10mL)中，加入四三苯基膦化钯(30％,1.7g)、碳酸钾(4.2g,30mmol)和(2-氟吡啶-3-基)硼酸(3.5g,25mmol)，氩气保护，100℃下反应过夜。反应完毕后，加入水淬灭，乙酸乙酯萃取三次，合并有机相。饱和氯化钠洗涤，无水硫酸钠干燥，减压浓缩，柱层析纯化得标题化合物。ESI-MS m/z:475.4[M+H]+。
步骤3 N-(4'-胺基-3-(2-氟吡啶-3-基)-5'-甲基螺[色烯并[2,3-b]吡啶-5,2'-咪唑]-7-基)-5-氟吡啶-2-甲酰胺的制备
Figure BDA0002213535310000192
制备方法同实施例7步骤8-11的制备方法，不同的是用(4'-氨基-3-(2-氟吡啶-3-基)-5'-甲基螺[色烯并[2,3-b]吡啶-5,2'-咪唑]-7-基)氨基甲酸叔丁酯代替(4'-胺基-5'-甲基-3-(新戊氧基)螺[色烯并[2,3-b]吡啶-5,2'-咪唑]-7-基)氨基甲酸叔丁酯和5-氟吡啶-2-羧酸代替5-氯吡啶-2-羧酸，制备得标题化合物。ESI-MS m/z:498.4[M+H]+.1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ10.83(s,1H),8.79(s,1H),8.60(d,J＝24.1Hz,1H),8.29(d,J＝25.3Hz,2H),8.10(d,J＝8.5Hz,1H),8.00(s,1H),7.70–7.38(m,2H),7.14(d,J＝8.7Hz,1H),6.70(d,J＝8.3Hz,1H),5.99(s,2H),4.99(s,1H),2.48(s,3H)。
实施例9 N-(4'-胺基-5'-甲基-3-(新戊氧基)螺[色烯并[2,3-c]吡啶-5,2'-咪唑]-7-基)-5-(三氟甲基)吡啶-2-甲酰胺
Figure BDA0002213535310000193
步骤1 2-((6-氯吡啶-3-基)氧基)-5-硝基苯甲酸的制备
Figure BDA0002213535310000194
将2-氟-5-硝基苯甲酸(100g,0.54mol)溶于甲苯(500mL)中，室温下加入2-氯-5-羟基-吡啶(69.7g,0.54mol)、碘化亚铜(30.4g,0.16mol)和碳酸铯(351.0g,1.08mol)，110℃下反应过夜。反应完毕后，减压脱溶。加入水和乙酸乙酯，萃取三次，合并有机相，饱和氯化钠洗涤，无水硫酸钠干燥，减压脱溶得标题化合物。ESI-MS m/z:295.0[M+H]+。
步骤2 2-((6-氯吡啶-3-基)氧基)-N,N-二乙基-5-硝基苯甲酰胺的制备
Figure BDA0002213535310000201
室温下，将2-((6-氯吡啶-3-基)氧基)-5-硝基苯甲酸(100g,0.34mol)溶于无水四氢呋喃(500mL)，加入氯化亚砜(730mL，1.02mol)。室温下反应1h，反应完毕后，减压脱溶,直接投入下一步反应。将上步得到的粗产品溶于无水四氢呋喃，冰浴下加入二乙胺(55.4mL，0.51mol)和三乙胺(211.7mL，1.53mol)。室温下反应1h，反应完毕后，减压脱溶。加入水和乙酸乙酯萃取三次，合并有机相，饱和氯化钠洗涤，用无水硫酸钠干燥，减压脱溶得标题化合物。ESI-MS m/z:350.2[M+H]+。
步骤3 N,N-二乙基-2-((6-(新戊基氧基)吡啶-3-基)氧基)-5-硝基苯甲酰胺的制备
Figure BDA0002213535310000202
将2-((6-氯吡啶-3-基)氧基)-N,N-二乙基-5-硝基苯甲酰胺(10g,0.03mol)溶于甲苯(100mL)，室温下，加入新戊醇(10.2g,0.12mol)、碳酸铯(24.38g,0.078mol)、2-(二叔丁基膦)联苯(1.79g,0.006mol)和三(二亚苄基丙酮)二钯(0.92g,0.01mol)，氩气保护，110℃反应过夜。反应完毕后，减压脱溶。加入水和乙酸乙酯萃取三次，合并有机相，饱和氯化钠洗涤，无水硫酸钠干燥，柱层析纯化得标题化合物。ESI-MS m/z:402.2[M+H]+。
步骤4 3-(新戊基氧基)-7-硝基-5H-色烯并[2,3-c]吡啶-5-酮的制备
Figure BDA0002213535310000203
室温下，将N,N-二乙基-2-((6-(新戊基氧基)吡啶-3-基)氧基)-5-硝基苯甲酰胺(9g,0.02mol)溶于无水四氢呋喃(50mL)，-78℃下滴加二异丙基氨基锂(30mL,0.06mol)，搅拌反应1h。反应完毕，缓慢滴加饱和氯化铵淬灭反应。乙酸乙酯萃取三次，合并有机相，饱和氯化钠洗涤，无水硫酸钠干燥，减压脱溶，柱层析纯化得标题化合物。ESI-MS m/z:329.2[M+H]+。
步骤5 5'-甲基-3-(新戊氧基)-7-硝基螺[色烯并[2,3-c]吡啶-5,2'-咪唑]-4'-胺的制备
Figure BDA0002213535310000204
制备方法同实施例7步骤6-8的制备方法，不同的是用3-(新戊基氧基)-7-硝基-5H-色烯并[2,3-c]吡啶-5-酮代替(3-(新戊基氧基)-5-羰基-5H-色烯并[2,3-b]吡啶-7-基)氨基甲酸叔丁酯，制得标题化合物。ESI-MS m/z:396.2[M+H]+。
步骤6 5'-甲基-3-(新戊氧基)螺[色烯并[2,3-c]吡啶-5,2'-咪唑]-4',7-二胺的制备
Figure BDA0002213535310000211
室温下，将5'-甲基-3-(新戊氧基)-7-硝基螺[色烯并[2,3-c]吡啶-5,2'-咪唑]-4'-胺(700mg,1.77mmol)溶于乙醇中，加入还原铁粉(991.2mg,17.7mmol)和饱和氯化铵(2mL)，80℃搅拌反应2h。反应完毕后，减压蒸干溶剂，加水和乙酸乙酯萃取三次，合并有机相，饱和氯化钠洗涤，无水硫酸钠干燥，减压脱溶，柱层析纯化得标题化合物。ESI-MS m/z:366.2[M+H]+。
步骤7 N-(4'-胺基-5'-甲基-3-(新戊氧基)螺[色烯并[2,3-c]吡啶-5,2'-咪唑]-7-基)-5-(三氟甲基)吡啶-2-甲酰胺的制备
Figure BDA0002213535310000212
制备方法同实施例7步骤10-11的制备方法，不同的是用5'-甲基-3-(新戊氧基)螺[色烯并[2,3-c]吡啶-5,2'-咪唑]-4',7-二胺代替5'-甲基-3-(新戊氧基)螺[色烯并[2,3-b]吡啶-5,2'-咪唑]-4',7-二胺和5-三氟甲基-吡啶-2-羧酸代替5-氯吡啶-2-羧酸，制得标题化合物。ESI-MS m/z:539.2[M+H]+.1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ10.83(s,1H),9.09(s,1H),8.49(dd,J＝8.3,1.9Hz,1H),8.32(d,J＝8.2Hz,1H),8.21(s,1H),7.93(dd,J＝8.9,2.2Hz,1H),7.45(d,J＝1.8Hz,1H),7.28(d,J＝8.9Hz,1H),7.01(s,2H),6.20(s,1H),2.31(s,3H),0.97(s,9H)。
实施例10 2-甲氧基-5'-甲基-7-(5-(丙-1-炔-1-基)吡啶-3-基)-1,2,3,4,4a,9a-六氢螺[芴-9,2'-咪唑]-4'-胺
Figure BDA0002213535310000213
步骤1(Z)-4-(4-溴苄烯)-2-甲基恶唑-5(4H)酮的制备
Figure BDA0002213535310000214
称取4-溴苯甲醛(100g,540mmol)、N-乙酰甘氨酸(49mL,540mmol)和乙酸钠(44g,540mmol)于2L反应瓶中，加入乙酸酐(50mL)，油浴升温至140℃搅拌反应6h。反应完毕，将反应液趁热倒入冰水中并剧烈搅拌，过滤，得土黄色固体136.0g。ESI-MS m/z:265.9[M+H]+。
步骤2 3-(4-溴苯基)-2-羰基丙酸的制备
Figure BDA0002213535310000215
将(Z)-4-(4-溴苄烯)-2-甲基恶唑-5(4H)酮(136g,514mmol)溶于1,4-二氧六环(100mL)，加入10％盐酸水溶液(50mL)，过夜回流反应。反应完毕，减压浓缩除去1,4-二氧六环，析出黄色固体，过滤得产物120.0g。ESI-MS m/z:242.9[M+H]+。
步骤3 2-(4-溴苯基)-1-羟基-5-羰基环己烷-1-甲酸的制备
Figure BDA0002213535310000221
冰水浴条件下，将3-(4-溴苯基)-2-羰基丙酸(13.0g,53.5mmol)溶于氢氧化钠水溶液，10℃下缓慢滴加丁烯酮(3.7g,53.5mmol)的甲醇溶液，室温搅拌过夜。减压浓缩得黄色固体，过滤，干燥得产物9.9g。ESI-MS m/z:312.9[M+H]+。
步骤4 4'-溴-4-羰基-1,4,5,6-四氢-[1,1'-二苯基]-2-羧酸的制备
Figure BDA0002213535310000222
将2-(4-溴苯基)-1-羟基-5-羰基环己烷-1-甲酸(8.2g,26mmol)溶于无水乙醇(100mL)，于搅拌下滴加5mL浓硫酸，80℃搅拌反应，监测至反应结束。加入碳酸氢钠固体中和硫酸，浓缩除去乙醇。加入乙酸乙酯和水分液，干燥有机相，蒸干得粗产物，直接用于下一步。ESI-MS m/z:294.9[M+H]+。
步骤5 4'-溴-4-羰基-1,4,5,6-四氢-[1,1'-二苯基]-2-羧酸甲酯的制备
Figure BDA0002213535310000223
将4'-溴-4-羰基-1,4,5,6-四氢-[1,1'-二苯基]-2-羧酸溶于丙酮(50mL)，加入碘甲烷(3.7g,26mmol)和碳酸钾(18g,26mmol)，搅拌过夜。反应结束，过滤除去碳酸钾，减压除去溶剂，柱层析得产物3.9g。ESI-MS m/z:308.9[M+H]+。
步骤6 4'-溴-4-羟基-1,4,5,6-四氢-[1,1'-二苯基]-2-羧酸甲酯的制备
Figure BDA0002213535310000224
将4'-溴-4-羰基-1,4,5,6-四氢-[1,1'-二苯基]-2-羧酸甲酯(20g,64.7mmol)溶于无水甲醇中，冰浴搅拌，分批加入硼氢化钠(615mg，16.2mmol)，监测反应至反应结束。加入水淬灭，减压除去甲醇，乙酸乙酯和水萃取，干燥有机相，硅胶柱纯化得标题化合物11.5g。ESI-MS m/z:310.9[M+H]+。
步骤7 4'-溴-4-甲氧基-1,4,5,6-四氢-[1,1'-二苯基]-2-羧酸甲酯的制备
Figure BDA0002213535310000225
取250mL单颈瓶，加入4'-溴-4-羟基-1,4,5,6-四氢-[1,1'-二苯基]-2-羧酸甲酯(15g,48.23mmol)和N,N-二甲基甲酰胺(50mL)，-30℃下缓慢加入氢化钠(1.93g,48.23mmol)，该温度下搅拌30min后加入碘甲烷(3mL,48.23mmol)，缓慢升至室温，搅拌反应1h。反应完全，冷却至-30℃，加5mL水淬灭。恢复至室温，加水和乙酸乙酯萃取，有机相经无水硫酸钠干燥、浓缩得黄色油状物15.0g。ESI-MS m/z 325.0[M+H]+。
步骤8 4'-溴-4-甲氧基-1,4,5,6-四氢-[1,1'-二苯基]-2-甲酸的制备
Figure BDA0002213535310000231
取250mL单颈瓶，加入4'-溴-4-甲氧基-1,4,5,6-四氢-[1,1'-二苯基]-2-羧酸甲酯(15g,47mmol)、甲醇(200mL)和氢氧化钠水溶液(10％,160mL)，室温下搅拌过夜。反应完全，稀盐酸调节pH至3。乙酸乙酯萃取，有机相经无水硫酸钠干燥、浓缩，得黄色油状物17.1g。ESI-MS m/z 311.0[M+H]+。
步骤9 4'-溴-4-甲氧基-1,4,5,6-四氢-[1,1'-二苯基]-2-甲酰氯的制备
Figure BDA0002213535310000232
取250mL单颈瓶，加入4'-溴-4-甲氧基-1,4,5,6-四氢-[1,1'-二苯基]-2-甲酸(17g,64mmol)和氯化亚砜(50mL)，回流反应2h。恢复至室温并搅拌反应3h。减压旋蒸除去溶剂，残留物直接用于下一步反应。
步骤10 7-溴-2-甲氧基-2,3,4,4a-四氢-9H-芴-9-酮的制备
Figure BDA0002213535310000233
取500mL单颈瓶中加入三氯化铝(8.5g,64mmol)和重蒸二氯甲烷(100mL)。冰浴下滴加4'-溴-4-甲氧基-1,4,5,6-四氢-[1,1'-二苯基]-2-甲酰氯(7g,21.3mmol)的二氯甲烷(200mL)溶液，滴毕，冰浴过夜。反应完全，加水和二氯甲烷萃取，有机相经无水硫酸钠干燥、浓缩得黄色油状物6.5g。ESI-MS m/z 293.0[M+H]+。
步骤11 7-溴-2-甲氧基-1,2,3,4,4a,9a-六氢-9H-芴-9-酮的制备
Figure BDA0002213535310000234
取250mL单颈瓶，加入7-溴-2-甲氧基-2,3,4,4a-四氢-9H-芴-9-酮(13g,44.2mmol)、双三苯基膦氯化钌(4g,4.4mmol)和甲苯(200mL)，氢气置换，室温搅拌24h。反应完全，减压浓缩除去溶剂，残留物经柱层析得棕色固体9.0g。ESI-MS m/z 295.1[M+H]+。
步骤12 7-溴-2-甲氧基-4’-甲基-1,2,3,4,4a,9a-六氢螺[芴-9,2’-咪唑烷]-5’-酮的制备
Figure BDA0002213535310000235
取50mL单颈瓶，加入7-溴-2-甲氧基-1,2,3,4,4a,9a-六氢-9H-芴-9-酮(500mg，1.7mmol)、丙胺酰胺(211mg,1.7mmol)和钛酸四乙酯(5mL)，氮气保护，100℃搅拌4h。反应完全，加入饱和碳酸氢钠水溶液10mL，乙酸乙酯萃取，无水硫酸钠干燥，减压浓缩得黄色固体500mg，直接用于下一步反应。ESI-MS m/z 365.1[M+H]+。
步骤13 7-溴-2-甲氧基-4’-甲基-1,2,3,4,4a,9a-六氢螺[芴-9,2’-咪唑]-5’(1’H)-酮的制备
Figure BDA0002213535310000241
取500mL单颈瓶，加入7-溴-2-甲氧基-4’-甲基-1,2,3,4,4a,9a-六氢螺[芴-9,2’-咪唑烷]-5’-酮(1.0g,2.74mmol)和二氯甲烷(300mL)。缓慢加入N-溴代丁二酰亚胺493mg,2.74mmol)，室温搅拌过夜。反应完全，除去溶剂，残留物经柱层析得黄色固体400mg。ESI-MSm/z363.1[M+H]+。
步骤14 7-溴-2-甲氧基-4’-甲基-1,2,3,4,4a,9a-六氢螺[芴-9,2’-咪唑]-5’(1’H)-硫酮的制备
Figure BDA0002213535310000242
取100mL单颈瓶，加入7-溴-2-甲氧基-4’-甲基-1,2,3,4,4a,9a-六氢螺[芴-9,2’-咪唑]-5’(1’H)-酮(400mg,1.1mmol)、五硫化二磷(490mg)和吡啶(20mL)，于120℃下搅拌反应2h。反应完全，除去溶剂，残留物直接用于下一步反应。ESI-MS m/z 379.1[M+H]+。
步骤15 7-溴-2-甲氧基-5’-甲基-1,2,3,4,4a,9a-六氢螺[芴-9,2’-咪唑]-4’-胺的制备
Figure BDA0002213535310000243
取100mL单颈瓶，加入7-溴-2-甲氧基-4’-甲基-1,2,3,4,4a,9a-六氢螺[芴-9,2’-咪唑]-5’(1’H)-硫酮(400mg,1.1mmol)、甲醇(20mL)、过氧化氢叔丁基(990mg,11mmol)和无水氨甲醇溶液(7N,2mL)，室温搅拌过夜。减压除去溶剂，残留物经柱层析得淡黄色固体400mg。ESI-MS m/z 362.1[M+H]+。
步骤16 2-甲氧基-5'-甲基-7-(5-(丙-1-炔-1-基)吡啶-3-基)-1,2,3,4,4a,9a-六氢螺[芴-9,2'-咪唑]-4'-胺
Figure BDA0002213535310000244
取100mL单颈瓶，加入7-溴-2-甲氧基-5’-甲基-1,2,3,4,4a,9a-六氢螺[芴-9,2’-咪唑]-4’-胺(200mg,0.55mmol)、(5-(丙-1-炔-1-基)硼酸(89mg,0.55mmol)、双三苯基膦二氯化钯(39mg,0.055mmo)、碳酸铯(537mg,1.65mmol)、1,4-二氧六环(30mL)和水(5mL)，氮气保护，加热至回流，搅拌反应4h。冷却至室温，加水和乙酸乙酯萃取，有机相经柱层析得白色固体10mg。ESI-MS m/z 399.1[M+H]+.1H-NMR(DMSO-d6,400MHz)δ8.70-8.69(m,1H),8.53(m,1H),7.93(m,1H),7.62(m,2H),7.43-7.41(m,1H),6.92(s,1H),3.17(s,3H),2.28(m,2H),2.10(m,3H),2.00(m,1H),1.91(m,3H),1.82-0.85(m,6H)。
实施例11(1r,1’R,4R)-3”-胺基-4-甲氧基-2”-甲基-6'-(5-(丙-1-炔-1-基)吡啶-3-基)-2”H,3'H,6”H-二螺[环己烷-1,2’-茚-1',5”-[1,2,4]噻二嗪]-1”,1”-二氧化物
Figure BDA0002213535310000251
步骤1(1r,4r)-6’-溴-4-羟基螺(环己烷-1,2’-茚)-1’(3’H)-酮的制备
Figure BDA0002213535310000252
取250mL三颈瓶，加入6’-溴螺(环己烷-1,2’-茚)-1’,4(3’H)-二酮(6.10g，20.8mmol)，用100mL四氢呋喃溶解，低温冷却至-65℃，分批加入硼氢化钠(0.35g，9.40mmol)，升温至0℃，反应30min。滴加10mL水，减压除去四氢呋喃。用饱和食盐水洗涤有机相，乙酸乙酯萃取，无水硫酸钠干燥有机相，浓缩，经手性柱分离得标题产物3.0g。ESI-MSm/z 295.1[M+H]+。
步骤2(1r,4r)-6’-溴-4-甲氧基螺(环己烷-1,2’-茚)-1’(3’H)-酮的制备
Figure BDA0002213535310000253
取500mL三颈瓶，加入6’-溴-4-羟基螺(环己烷-1,2’-茚)-1’(3’H)-酮(12.70g,43mmol)，用210mL四氢呋喃溶解，低温冷却至0℃，分批加入叔丁醇钾(5.80g,51.60mmol)，0℃搅拌反应30min，滴加碘甲烷(4.30mL,68.8mmol)，室温反应2h，补加叔丁醇钾(0.96g,8.60mmol)，继续反应2h。减压除去四氢呋喃，乙酸乙酯萃取，无水硫酸钠干燥有机相，减压浓缩，柱层析得产物10.7g。ESI-MS m/z 309.3[M+H]+。
步骤3(R)-N-((1r,4R,E)-5’-溴-4-甲氧基螺[环己烷-1,2’-茚]-3’(1’H)-亚基)-2-甲基丙烷-2-亚磺酰胺的制备
Figure BDA0002213535310000254
在100mL三颈瓶中加入(1r,4r)-6’-溴-4-甲氧基螺(环己烷-1,2’-茚)-1’(3’H)-酮(1.1g,3.7mmol)和R-(+)-叔丁基亚磺酰胺(0.67g,5.5mmol)，用15mL 2-甲基四氢呋喃溶解，回流反应24h，减压除去大部分2-甲基四氢呋喃，加入乙酸乙酯和饱和食盐水萃取，取有机层，无水硫酸钠干燥，减压浓缩，柱纯化得标题化合物。LC-MS m/z:412.1[M+H]+。
步骤4 1-((1r,1’R,4R)-6’-溴-1’-(((R)-叔丁基亚砜基)胺基)-4-甲氧基-1’,3’-二氢螺[环己烷-1,2’-茚]-1’-基)-N-(4-甲氧苄基)-N-甲基甲基磺酰胺的制备
Figure BDA0002213535310000255
取干燥的100mL三颈瓶中，加入N-(4-甲氧基苄基)-N-甲基甲磺酰胺(4.2g,18.4mmol)和40mL无水四氢呋喃，-78℃滴加正丁基锂(11.5mL，18.4mmol)，搅拌反应0.5h。将(R)-N-((1r,4R,E)-5’-溴-4-甲氧基螺[环己烷-1,2’-茚]-3’(1’H)-亚基)-2-甲基丙烷-2-亚磺酰胺(1.9g,4.6mmol)用20mL无水四氢呋喃溶解后滴至上述反应液中，继续反应1.5h。反应完毕，滴加20mL饱和氯化铵溶液，升至室温，加入乙酸乙酯和饱和食盐水，取有机层，无水硫酸钠干燥，减压浓缩，柱纯化得标题化合物。LC-MS m/z:641.1[M+H]+。
步骤5 1-((1r,1’R,4R)-1’-胺基-6’-溴-4-甲氧基-1’,3’-二氢螺[环己烷-1,2’-茚]-1’-基)-N-甲基甲基磺酰胺的制备
Figure BDA0002213535310000261
在100mL反应瓶中加入1-((1r,1’R,4R)-6’-溴-1’-(((R)-叔丁基亚砜基)胺基)-4-甲氧基-1’,3’-二氢螺[环己烷-1,2’-茚]-1’-基)-N-(4-甲氧苄基)-N-甲基甲基磺酰胺(3.2g,5.0mmol)，用30mL二氯甲烷溶解，加入9mL 4M氯化氢/二氧六环溶液，搅拌反应1h。减压浓缩除去溶剂，浓缩物用30mL二氯甲烷溶解，加入15mL三氟乙酸，室温搅拌过夜。减压浓缩除去三氟乙酸，饱和碳酸氢钠中和，加入乙酸乙酯和饱和食盐水分液，取有机层。经无水硫酸钠干燥，减压浓缩，柱纯化得标题化合物。LC-MS m/z:417.1[M+H]+。
步骤6(1r,1’R,4R)-3”-胺基-6'-溴-4-甲氧基-2”-甲基-2”H,3'H,6”H-二螺[环己烷-1,2’-茚-1',5”-[1,2,4]噻二嗪]-1”,1”-二氧化物的制备
Figure BDA0002213535310000262
在100mL反应瓶中，加1-((1r,1’R,4R)-1’-胺基-6’-溴-4-甲氧基-1’,3’-二氢螺[环己烷-1,2’-茚]-1’-基)-N-甲基甲基磺酰胺(0.4g,1.0mmol)和溴氰(0.5g,5.0mmol)，用15mL正丁醇和15mL乙腈溶解，95℃反应过夜。减压浓缩，柱纯化得标题化合物。LC-MS m/z:442.1[M+H]+。
步骤7(1r,1’R,4R)-3”-胺基-4-甲氧基-2”-甲基-6'-(5-(丙-1-炔-1-基)吡啶-3-基)-2”H,3'H,6”H-二螺[环己烷-1,2’-茚-1',5”-[1,2,4]噻二嗪]-1”,1”-二氧化物的制备
Figure BDA0002213535310000263
取100mL反应瓶，加入(1r,1’R,4R)-3”-胺基-6'-溴-4-甲氧基-2”-甲基-2”H,3'H,6”H-二螺[环己烷-1,2’-茚-1',5”-[1,2,4]噻二嗪]-1”,1”-二氧化物(0.4g,0.9mmol)、(5-(丙-1-炔-1-基)硼酸(0.4g,2.3mmol)和[1,1'-双(二苯基膦基)二茂铁]二氯化钯(0.12mg,0.18mmol)，用10mL二氧六环溶解，再加入2.2mL 1M碳酸钠溶液，氩气置换后升温至80℃，搅拌反应2h。减压浓缩，柱纯化得标题化合物。LC-MS m/z:479.2[M+H]+.1H-NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:8.74(s,1H),8.55(s,1H),7.95(s,1H),7.79(s,1H),7.53(d,J＝8.0Hz,1H),7.31(d,J＝8.0Hz,1H),5.80(s,2H),3.97(d,J＝16Hz,1H),3.62(d,J＝16Hz,1H),3.23(s,3H),3.12(s,3H),3.04-3.09(m,1H),2.92(d,J＝16Hz,1H),2.86(d,J＝16Hz,1H),2.12(s,3H),1.88-1.94(m,2H),1.56-1.62(m,2H),1.15-1.24(m,4H)。
实施例12至实施例56的制备方式参照实施例1至实施例11的制备方法进行，实施例12至实施例56的化合物结构如表1所示：
表1
Figure BDA0002213535310000271
Figure BDA0002213535310000281
Figure BDA0002213535310000291
实验1抑制人BACE1活性评价
1.实验材料
1.1化合物
对照化合物为专利WO2012087237实施例20a中公开的化合物异构体1(AZD3293，其为目前临床中最有希望的用于此类疾病的药物)，化学名为(1r,1'R,4R)-4-甲氧基-5”-甲基-6'-(5-(丙-1-炔-1-基)吡啶-3-基)-3'H-二螺[环己烷-1,2'-茚-1',2”-咪唑]-4”-胺，参照专利WO2012087237中描述的方法制备并通过氢谱和质谱鉴定。
化合物准备：以上实施例制备的本发明的化合物和对照化合物，每个化合物用DMSO配制成10mM.
1.2试剂和仪器
试剂：BACE1酶，购自于Abcam公司,Cat.No.ab168695；二甲基亚砜(DMSO)、EDTA、Sodium acetate和Brij-35 solution 30％购自美国Sigma公司；FAM标记的APP多肽，购自GL China公司，Cat.No.540256；1倍的BACE1反应缓冲液(50mM Sodium acetate,pH 4.5,0.1％Brij-35,10％Glycerol)，临用前配制；2倍的终止液(200mM HEPES,pH 7.5,2mMEDTA，0.03％Brij-35,0.40％Coating Reagent#3，1μM AZD3839)，临用前配制。
仪器：LabChip EZ Reader，购自于美国Caliper公司。
2实验方法
2.1.化合物配制
化合物分别用100％DMSO溶解成10mM。取化合物母液10μL至新的Ep管中，加入990μL的100％DMSO，即稀释成100μM的化合物溶液。用Precision仪器将化合物稀释成10个浓度，方法如下：在Echo 384孔板上A2孔中加入45μL的预稀释的100μM化合物溶液，A3-A11中均加入30μL的100％DMSO；从A2孔中取15μL化合物加入A3孔，混匀，依次往下做3倍稀释，稀释10个浓度；在A1和A12孔中加入30μL的100％DMSO。其他化合物类同。
用Echo550仪器从上述稀释好的Echo384孔板中转移250nL化合物到384孔反应板中，阴性对照和阳性对照均转移入250nL的100％DMSO。
2.2.BACE1酶学反应
将BACE1加入1倍BACE1反应缓冲液中，形成1.67倍酶溶液。将FAM标记的APP多肽底物加入1倍BACE1反应缓冲液，形成2.5倍底物溶液。384孔反应板中已有250nl的100％DMSO溶解的100倍化合物。在384孔反应板中加入15μl的1.67倍酶溶液。注意：对于阳性对照(即min孔)，用1倍BACE1反应缓冲液替代1.67倍的酶溶液。25℃下孵育60分钟。在384孔反应板中加入10μl的2.5倍底物溶液，起始酶学反应。25℃下孵育60分钟。
2.3.各孔中加入25μL终止液终止反应；
2.4.实验数据处理
置于LabChip EZ Reader上读取转化率数据，并计算抑制率，计算公式为Percentinhibition＝(max-conversion)/(max-min)*100，其中Max为DMSO对照组的转化率，Min为无酶活对照组的转化率。用GraphPad Prism 5拟合IC50值。拟合公式:Y＝Bottom+(Top-Bottom)/(1+10^((LogIC50-X)*HillSlope))Y为抑制率(％inhibition)；X为：化合物浓度的Log值。IC50值表示与未加化合物处理组相比，化合物抑制50％酶活力时对应的化合物浓度。部分化合物的IC50结果见表2。本发明化合物对BACE1酶的IC50值在nM水平，对BACE1酶表现出显著的选择抑制活性。
实验2抑制人Cathepsin D活性评价
1.实验材料
化合物：以上实施例制备的本发明的化合物，每个化合物用DMSO配制成100mM.
试剂：BACE1购自于Biolegend公司,Cat.No.556702；二甲基亚砜(DMSO)、Sodiumacetate和Brij-35solution 30％购自于美国Sigma公司；FAM标记的多肽底物购自GLChina公司，Cat.No.565420；1倍的Cathepsin D反应缓冲液(100mM Sodium acetate,pH3.5,200mM NaCl)，临用前配制；2倍的终止液(200mM HEPES,pH 7.5,2mM EDTA，0.03％Brij-35,0.40％Coating Reagent#3，20nM Pepstatin A)，临用前配制。
仪器：LabChip EZ Reader，购自于美国Caliper公司。
2.实验方法
2.1.化合物配制
化合物分别用100％DMSO溶解成10mM。用Precision仪器将化合物稀释成10个浓度，方法如下：在Echo 384孔板上A2孔中加入45μl的预稀释的100mM化合物溶液，A3-A11中均加入30μl的100％DMSO；从A2孔中取15μl化合物加入A3孔，混匀，依次往下做3倍稀释，稀释10个浓度；在A1和A12孔中加入30μl的100％DMSO。其他化合物类同。
用Echo550仪器从上述稀释好的Echo384孔板中转移250nL化合物到384孔反应板中，阴性对照和阳性对照均转移入250nL的100％DMSO。
2.2.Cathepsin D酶学反应
将Cathepsin D加入1倍Cathepsin D反应缓冲液中，形成1.67倍酶溶液。将FAM标记的多肽底物加入1倍Cathepsin D反应缓冲液，形成2.5倍底物溶液。384孔反应板中已有250nl的100％DMSO溶解的100倍化合物。在384孔反应板中加入15μl的1.67倍酶溶液。注意：对于阳性对照(即min孔)，用1倍Cathepsin D反应缓冲液替代1.67倍的酶溶液。25℃下孵育60分钟。在384孔反应板中加入10μl的2.5倍底物溶液，起始酶学反应。25℃下孵育60分钟。
2.3.各孔中加入25μL终止液终止反应；
2.4.实验数据处理
置于Caliper上读取转化率数据，并计算抑制率，计算公式为Percent inhibition＝(max-conversion)/(max-min)*100，其中Max为DMSO对照组的转化率，Min为无酶活对照组的转化率。用GraphPad Prism 5拟合IC50值。拟合公式:Y＝Bottom+(Top-Bottom)/(1+10^((LogIC50-X)*HillSlope))Y为抑制率(％inhibition)；X为：化合物浓度的Log值。IC50值表示与未加化合物处理组相比，化合物抑制50％酶活力时对应的化合物浓度。部分化合物的IC50结果见表2。本发明化合物对Cathepsin D酶的IC50值在μM水平，对Cathepsin D酶未表现出显著的选择抑制活性。
实验结果
表2
Figure BDA0002213535310000311
Figure BDA0002213535310000321
“-”表示未测
从以上实验可以看出，本发明的化合物对hBACE1酶表现出了良好的抑制活性，同时对hCathepsin D酶具有低的抑制活性，选择性高，远优于ADZ3293。表明本发明的化合物在产生更高疗效的同时，副作用更低，非常有希望成为疗效更高、副作用更小的BACE1相关疾病的治疗剂。
尽管以上已经对本发明作了详细描述，但是本领域技术人员理解，在不偏离本发明的精神和范围的前提下可以对本发明进行各种修改和改变。本发明的权利范围并不限于上文所作的详细描述，而应归属于权利要求书。

Claims (10)

1.一种通式I的化合物或其药学上可接受的盐、异构体、溶剂化物、结晶或前药，
Figure FDA0002213535300000011
其中，
R1、R2、R3分别独立地选自氢、卤素、羟基、烷基、卤代烷基、羟基烷基、烷氧基、卤代烷氧基、羟基烷氧基、硝基、羧基、氰基、氨基、单烷基氨基、烷基酰基氨基、烷基酰基、氨基酰基、烷基氨基酰基、双烷基氨基、烯基、炔基、环烷基、杂环基、芳基或杂芳基，其中所述卤素、羟基、烷基、卤代烷基、羟基烷基、烷氧基、卤代烷氧基、羟基烷氧基、硝基、羧基、氰基、氨基、单烷基氨基、烷基酰基氨基、烷基酰基、氨基酰基、烷基氨基酰基、双烷基氨基、烯基、炔基、环烷基、杂环基、芳基或杂芳基可任选地被一个或者多个烷基、卤代烷基、羟基、羟基烷基、卤素、氧代基团、烷氧基、羧基、氰基、氨基、单烷基氨基或双烷基氨基取代；
X、Y、Z分别独立地选自C(R4)、N和O；
R4选自氢、烷基、卤代烷基、羟基烷基、环烷基和卤代环烷基；
Figure FDA0002213535300000012
为单键或双键；
和m为1，2，3或4。
2.根据权利要求1所述的化合物或其异构体、药学上可接受的盐、结晶、溶剂化物或前药，其中X、Y、Z中有一个为C(R4)，一个为N，一个为O。
3.根据权利要求1所述的化合物或其异构体、药学上可接受的盐、结晶、溶剂化物或前药，其中，R1、R2、R3分别独立地选自氢、氟、氯、溴、碘、羟基、C1-6烷基、卤代C1-6烷基、羟基C1-6烷基、C1-6烷氧基、卤代C1-6烷氧基、羟基C1-6烷氧基、硝基、羧基、氰基、氨基、单C1-6烷基氨基、C1-6烷基酰基氨基、C1-6烷基酰基、氨基酰基、C1-6烷基氨基酰基、双C1-6烷基氨基、C2-10烯基、C2-10炔基、C3-10环烷基、3-10元杂环烷基、C6-18芳基和5-18元杂芳基，其中所述所述氟、氯、溴、碘、羟基、C1-6烷基、卤代C1-6烷基、羟基C1-6烷基、C1-6烷氧基、卤代C1-6烷氧基、羟基C1-6烷氧基、硝基、羧基、氰基、氨基、单C1-6烷基氨基、C1-6烷基酰基氨基、C1-6烷基酰基、氨基酰基、C1-6烷基氨基酰基、双C1-6烷基氨基、C2-10烯基、C2-10炔基、C3-10环烷基、3-10元杂环烷基、C6-18芳基和5-18元杂芳基可任选地被一个或者多个烷基、卤代烷基、羟基、羟基烷基、卤素、氧代基团、烷氧基、羧基、氰基、氨基、单烷基氨基或双烷基氨基取代。
4.根据权利要求1所述的化合物或其异构体、药学上可接受的盐、结晶、溶剂化物或前药，其中R4选自氢、C1-6烷基、卤代C1-6烷基、羟基C1-6烷基、C3-10环烷基和卤代C3-10环烷基。
5.根据权利要求1-4之任一项的化合物或其异构体、药学上可接受的盐、结晶、溶剂化物或前药，其中R4选自氢、C1-3烷基、卤代C1-3烷基、羟基C1-3烷基、C3-8环烷基和卤代C3-8环烷基。
6.根据权利要求1或2所述的化合物或其异构体、药学上可接受的盐、溶剂化物、结晶或前药，其中通式I具有以下通式Ia的结构，
Figure FDA0002213535300000021
R1、R2、R3、R4、m如权利要求1或2通式I中所定义。
7.根据权利要求1或2所述的化合物或其异构体、药学上可接受的盐、溶剂化物、结晶或前药，其中通式I具有以下通式Ib的结构，
Figure FDA0002213535300000022
R1、R2、R3、R4、m如权利要求1或2通式I中所定义。
8.根据权利要求1所述的化合物或其异构体、药学上可接受的盐、结晶、溶剂化物或前药，其中所述化合物为选自以下的化合物：
Figure FDA0002213535300000023
9.一种药物组合物，其包含权利要求1-8之任一项所述的化合物或其药学上可接受的盐、异构体、溶剂化物、前药和药学上可接受的载体。
10.权利要求1-8之任一项所述的化合物或其药学上可接受的盐、异构体、溶剂化物或前药或权利要求9所述的药物组合物在制备用于治疗和/或预防BACE1相关疾病的药物中的应用。
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