CN111153891A

CN111153891A - 一种取代苯并咪唑类PI3Kα/mTOR双靶点抑制剂及其药物组合物和应用

Info

Publication number: CN111153891A
Application number: CN202010025364.0A
Authority: CN
Inventors: 张吉泉; 武婷婷; 王丽丽; 汤磊; 王领
Original assignee: Guizhou Medical University
Current assignee: Guizhou Medical University
Priority date: 2020-01-10
Filing date: 2020-01-10
Publication date: 2020-05-15
Anticipated expiration: 2040-01-10
Also published as: CN111153891B

Abstract

本发明公开了一种取代苯并咪唑类PI3Kα/mTOR双激酶抑制剂及其药物组合物和应用，其中，取代苯并咪唑类PI3Kα/mTOR双激酶抑制剂包括通式(I)所示化合物或其立体异构体、几何异构体、水合物、溶剂化物、药学上可接受的盐或前药：

Description

一种取代苯并咪唑类PI3Kα/mTOR双靶点抑制剂及其药物组合物和应用

技术领域

本发明涉及医药技术领域，具体地说，涉及一种取代苯并咪唑类PI3Kα/mTOR双靶点抑制剂及其药物组合物和应用。

背景技术

目前，恶性肿瘤是严重威胁人类生命健康的一类疾病，其发病率和死亡率呈逐年上升的趋势，人类因癌症引起的死亡率仅次于心脑血管疾病位列第二位。癌变的本质是调控细胞生理功能的分子信号在转导过程中出现异常，导致对细胞的正常生理功能失调而无限增生。细胞信号转导与肿瘤的发生、发展、复发和转移等密切相关。传统治疗肿瘤的细胞毒类药物普遍存在着选择性低、毒副作用强及耐药性差等缺点，这促进了抗肿瘤药物向小分子靶向药物研究方向转移。近年来精准医学的蓬勃发展也进一步推动了小分子靶向抗肿瘤药物的研发，仅在过去一年时间，就有包括Alpelisib、Lorlatinib、Larotrectinib、Erdafitinib等在内的近10个小分子激酶抑制剂被FDA批准上市。由此可见，基于细胞信号转导通路中关键蛋白激酶的小分子抑制剂的研发已成为靶向抗肿瘤创新药物研究的热点领域(Nat.Rev.Drug Discovery 2017,16,73-76)。

磷脂酰肌醇-3激酶(PI3K)-蛋白激酶B(Akt)-雷帕霉素靶蛋白(mTOR)信号通路是细胞内三大主要信号通路之一，在维持细胞存活、生长、转移、凋亡以及蛋白的合成中发挥重要作用。PI3Ks是一类脂质激酶，具有丝氨酸/苏氨酸(Ser/Thr)激酶活性，可磷酸化底物的3位羟基，如磷酸化底物PI(4,5)P2生成磷脂酰肌醇-3,4,5-三磷酸酯(PI(3,4,5)P3)，后者可作为重要的第二信使激活下游的效应子来调节细胞内的多种生命活动(Nat.Rev.DrugDiscovery 2014,13,140-156)。根据PI3K的结构特征、磷酸化底物及组织分布的不同，可将其分为三类。其中，I类PI3K的研究最为广泛和深入，根据结合的受体类型进一步细分为IA及IB两种亚型。其中IA型PI3K包含PI3Kα、PI3Kβ、PI3Kδ三种亚型，而IB型PI3K仅含PI3Kγ一个亚型。激活的酪氨酸蛋白激酶受体(receptor tyrosine kinases,RTK)通过PI3K将信号传递到细胞内，激活下游蛋白Akt。Akt被激活后，会抑制GS3Kβ，从而抑制细胞周期素D1的表达，进而引起细胞扩增。mTOR则通过监测有效营养成分、细胞能量及分子氧水平、细胞有丝分裂信号等来调控细胞生长与增殖。mTOR以两种不同复合物形式存在：mTORC1与mTORC2。PI3K/Akt/mTOR信号通路广泛参与细胞各项生理功能的调节和控制，此通路异常与肿瘤的发生与发展紧密相关。

在I类PI3K的四种亚型中，PI3Kα与肿瘤的发生发展关联最为密切。研究发现，各类实体肿瘤患者中约30％以上发生PIK3CA突变(此基因编码为PI3Kα)。其中，乳腺癌患者中PIK3CA基因突变的比例占18-40％，肺癌患者中PIK3CA突变比例占50％以上。PI3Kβ和具有致癌性Ras基因以及酪氨酸激酶在PTEN缺失的肿瘤形成过程中起关键作用(Nat.Rev.DrugDiscovery.2014,13,140-156.)。PI3Kγ和δ主要在白细胞上表达，在淋巴细胞活化、肥大细胞脱粒和白细胞趋化中均有作用，因而是免疫抑制和癌症治疗潜在的靶点(Curr.DrugDiscovery Technol.2014,11,113-126)。mTOR作为PI3K-Akt-mTOR信号通路下游的关键位点，其调节异常可见于多种恶性肿瘤，如乳腺癌、前列腺癌、肺癌等。因此，靶向作用于PI3Kα/mTOR可有效抑制肿瘤的产生，同时减小非靶点相关副作用。

近年，PI3K/mTOR双靶点抑制剂的研究取得了可喜的进展，目前已有数十个候选化合物正处于临床研究的不同阶段，这些化合物分子结构多样。其中，芳基吗啉类PI3K/mTOR双靶点抑制剂具有较好的开发前景，代表化合物如上结构式所示。遗憾的是，至今仍没有PI3K/mTOR双靶点抑制剂上市，分析可能存在以下问题：1)PI3K信号通路蛋白激酶亚型众多，而目前报道的PI3K/mTOR抑制剂多半为非亚型选择性抑制，这种非特异性抑制会带来非靶点相关副作用。2)进入临床研究的候选药物分子多半存在分子量大、水溶性差等弊端，通常需要注射给药，患者的顺应性较差。

苯并咪唑是一种含有两个氮原子的苯并杂环化合物，因其特殊的化学结构可以与生物体内的酶和受体等形成氢键、与金属离子配位以及发生疏水相互作用和π-π相互作用等，结构常见于药物分子中，主要涉及靶点有质子泵、血管紧张素Ⅱ受体1、组胺H₁受体、细胞周期蛋白依赖性激酶等。治疗消化系统疾病是苯并咪唑类药物最重要的应用领域(39％)，被人们熟知的奥美拉唑、兰索拉唑、泮托拉唑等质子泵抑制剂中均含有苯并咪唑基团；由礼来公司研发的Abemaciclib于2017年批准上市，作为CDK4、CDK6抑制剂，在临床用于治疗HR阳性/HER₂阴性乳腺癌、晚期乳腺癌、转移性乳腺癌；由诺华公司研发的Alpelisib(BYL719)于2019年5月24日获美国FDA批准上市，与氟维司群联用治疗男性和绝经后女性的激素受体阳性(HR+)/人表皮生长因子受体2阴性(HER2-)阴性携带PIK3CA突变的晚期转移性乳腺癌。此外还有用于治疗精神类疾病的匹莫齐特、治疗偏头痛及消化不良的多潘立酮、高血压用药阿齐沙坦、心脑血管用药达比加群酯等。相应的化合物的结构式如下所示，以上实例足以说明含有苯并咪唑的化合物成药性好，药物适应症覆盖广泛。

因此，进一步研究和开发结构新型的取代苯并咪唑类PI3Kα/mTOR双靶点抑制剂具有重要意义。

发明内容

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。本发明绝不限于本文所述的方法和材料。在所结合的文献、专利和类似材料的一篇或多篇与本申请不同或相矛盾的情况下(包括但不限于所定义的术语、术语应用、所描述的技术，等等)，以本申请为准。

应进一步认识到，本发明的某些特征，为清楚可见，在多个独立的实施方案中进行了描述，但也可以在单个实施例中以组合形式提供。反之，本发明的各种特征，为简洁起见，在单个实施方案中进行了描述，但也可以单独或以任意适合的子组合提供。

本发明所使用的立体化学定义和规则一般遵循S.P.Parker，Ed.，McGraw-HillDictionary of Chemical Terms(1984)McGraw-Hill Book Company，New York；andEliel，E.and Wilen，S.，“Stereochemistry of Organic Compounds”，John Wiley&Sons，Inc.，New York，1994。

本发明公开化合物的任何不对称原子(例如，碳等)都可以以外消旋或对映体富集的形式存在，例如(R)-、(S)-或(R,S)-构型形式存在。在某些实施方案中，各不对称原子在(R)-或(S)-构型方面具有至少50％对映体过量，至少60％对映体过量，至少70％对映体过量，至少80％对映体过量，至少90％对映体过量，至少95％对映体过量，或至少99％对映体过量。

本发明的“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。

本发明所使用的“药学上可接受的盐”是指本发明的化合物的有机盐和无机盐。药学上可接受的盐在所属领域是为我们所熟知的，如文献：S.M.Berge et al.,describepharmaceutically acceptable salts in detail in J.Pharmaceutical Sciences,1977,66:1-19.所记载的。药学上可接受的无毒的酸形成的盐包括，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，或通过书籍文献上所记载的其他方法如离子交换法来得到这些盐。其他药学上可接受的盐包括己二酸盐、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、二葡萄糖酸盐、十二烷基硫酸盐、乙磺酸盐、甲酸盐、反丁烯二酸盐、葡庚糖酸盐、甘油磷酸盐、葡萄糖酸盐、半硫酸盐、庚酸盐、己酸盐、氢碘酸盐、2-羟基-乙磺酸盐、乳糖醛酸盐、乳酸盐、月桂酸盐、月桂基硫酸盐、苹果酸盐、丙二酸盐、甲磺酸盐、2-萘磺酸盐、烟酸盐、硝酸盐、油酸盐、棕榈酸盐、扑酸盐、果胶酸盐、过硫酸盐、3-苯基丙酸盐、苦味酸盐、特戊酸盐、丙酸盐、硬脂酸盐、硫氰酸盐、对甲苯磺酸盐、十一酸盐、戊酸盐，等等。通过适当的碱得到的盐包括碱金属、碱土金属、铵和N⁺(C_1-4烷基)₄的盐。本发明也拟构思了任何所包含N的基团的化合物所形成的季铵盐。水溶性或油溶性或分散产物可以通过季铵化作用得到。碱金属或碱土金属盐包括钠、锂、钾、钙、镁，等等。药学上可接受的盐进一步包括适当的、无毒的铵、季铵盐和抗平衡离子形成的胺阳离子，如卤化物、氢氧化物、羧化物、硫酸化物、磷酸化物、硝酸化物、C_1-8磺酸化物和芳香磺酸化物。

像本发明所描述的，本发明的化合物可以任选地被一个或多个取代基所取代，如上面的通式化合物，或者像实施例里面特殊的例子，子类，和本发明所包含的一类化合物。应了解“任选取代的”这个术语与“取代或非取代的”这个术语可以交换使用。术语“任选地”，“任选的”或“任选”是指随后所述的事件或状况可以但未必发生，并且该描述包括其中发生该事件或状况的情况，以及其中未发生该事件或状况的情况，术语“任选地”不论是否位于术语“取代的”之前，都表示所给结构中的一个或多个氢原子被具体取代基所取代。除非其他方面表明，一个任选的取代基团可以有一个取代基在基团各个可取代的位置进行取代。当所给出的结构式中不只一个位置能被选自具体基团的一个或多个取代基所取代，那么取代基可以相同或不同地在各个位置取代。其中所述的取代基可以是，但并不限于H、F、Cl、Br、I、N₃、-CN、-OH、-NO₂、-NH₂、氧代(＝O)、R⁴C(＝O)NH-、R⁴C(＝O)O-、N(R⁴R^4a)-C(＝O)-、R⁴O-C(＝O)-、R⁴ON＝、C_1-4烷基-C(＝O)-、C_1-4烷基磺酰基、氰基、C_1-4烷基、C_1-4卤代烷基、C_1-4烷氨基、C_1-4二烷氨基、C_1-4氨基烷基、C_1-4羟烷基、C_1-4烷氧基、C_1-4卤代烷氧基、C_1-4羟基烷氧基、或C_1-4烷氧基C_1-4烷基等等。

另外，需要说明的是，除非以其他方式明确指出，在本发明中所采用的描述方式“各…独立地为”与“…各自独立地为”和“…独立地为”可以互换，均应做广义理解，其既可以是指在不同基团中，相同符号之间所表达的具体选项之间互相不影响，也可以表示在相同的基团中，相同符号之间所表达的具体选项之间互相不影响。

在本说明书的各部分，本发明公开化合物的取代基按照基团种类或范围公开。特别指出，本发明包括这些基团种类和范围的各个成员的每一个独立的次级组合。例如，术语“C_1-4烷基”特别指独立公开的甲基，乙基，C₃烷基，和C₄烷基。

在本发明的各部分，描述了连接取代基。当该结构清楚地需要连接基团时，针对该基团所列举的马库什变量应理解为连接基团。例如，如果该结构需要连接基团并且针对该变量的马库什基团定义列举了“烷基”或“芳基”，则应该理解，该“烷基”或“芳基”分别代表连接的亚烷基基团或亚芳基基团。

本发明使用的术语“烷基”或“烷基基团”，表示含有1-20个碳原子的，饱和直链或支链的一价烃基基团，其中，所述烷基基团可以任选地被一个或多个本发明描述的取代基所取代。除非另外详细说明，烷基基团含有1-20个碳原子。在一些实施方案中，烷基基团含有1-12个碳原子；在另外一些实施方案中，烷基基团含有1-6个碳原子；在另外一些实施方案中，烷基基团含有1-4个碳原子；还在一些实施方案中，烷基基团含有1-3个碳原子。另外一些实施方案中，烷基基团含1-2个碳原子。术语“烷基”和其前缀“烷”，都包含直链和支链的饱和碳链。

烷基基团的实例包含，但并不限于，甲基(Me，-CH₃)，乙基(Et，-CH₂CH₃)，正丙基(n-Pr，-CH₂CH₂CH₃)，异丙基(i-Pr，i-propyl，-CH(CH₃)₂)，正丁基(n-Bu，n-butyl，-CH₂CH₂CH₂CH₃)，异丁基(i-Bu，i-butyl，-CH₂CH(CH₃)₂)，仲丁基(s-Bu，s-butyl，-CH(CH₃)CH₂CH₃)，叔丁基(t-Bu，t-butyl，-C(CH₃)₃)，正戊基(n-pentyl，-CH₂CH₂CH₂CH₂CH₃)，2-戊基(-CH(CH₃)CH₂CH₂CH₃)，3-戊基(-CH(CH₂CH₃)₂)，2-甲基-2-丁基(-C(CH₃)₂CH₂CH₃)，3-甲基-2-丁基(-CH(CH₃)CH(CH₃)₂)，3-甲基-1-丁基(-CH₂CH₂CH(CH₃)₂)，2-甲基-1-丁基(-CH₂CH(CH₃)CH₂CH₃)，正己基(-CH₂CH₂CH₂CH₂CH₂CH₃)，2-己基(-CH(CH₃)CH₂CH₂CH₂CH₃)，3-己基(-CH(CH₂CH₃)(CH₂CH₂CH₃))，2-甲基-2-戊基(-C(CH₃)₂CH₂CH₂CH₃)，3-甲基-2-戊基(-CH(CH₃)CH(CH₃)CH₂CH₃)，4-甲基-2-戊基(-CH(CH₃)CH₂CH(CH₃)₂)，3-甲基-3-戊基(-C(CH₃)(CH₂CH₃)₂)，2-甲基-3-戊基(-CH(CH₂CH₃)CH(CH₃)₂)，2,3-二甲基-2-丁基(-C(CH₃)₂CH(CH₃)₂)，3,3-二甲基-2-丁基(-CH(CH₃)C(CH₃)₃)，正庚基，正辛基，等等。

术语“卤代烷基”，“卤代烯基”或“卤代烷氧基”表示烷基，烯基或烷氧基基团被一个或多个卤素原子所取代，这样的实例包含，但并不限于，三氟甲基，三氟甲氧基等。

术语“烷氧基”表示烷基基团通过氧原子与分子其余部分相连，其中烷基基团具有如本发明所述的含义。除非另外详细说明，所述烷氧基基团含有1-20个碳原子。其中一些实施例是，烷氧基基团含有1-10个碳原子；另外一些实施例是，烷氧基基团含有1-8个碳原子；另外一些实施例是，烷氧基基团含有1-6个碳原子；另外一些实施例是，烷氧基基团含有1-4个碳原子；另外一些实施例是，烷氧基基团含有1-3个碳原子。

烷氧基基团的实例包含，但并不限于，甲氧基(MeO，-OCH₃)，乙氧基(EtO，-OCH₂CH₃)，1-丙氧基(n-PrO，n-丙氧基，-OCH₂CH₂CH₃)，2-丙氧基(i-PrO，i-丙氧基，-OCH(CH₃)₂)，1-丁氧基(n-BuO，n-丁氧基，-OCH₂CH₂CH₂CH₃)，2-甲基-l-丙氧基(i-BuO，i-丁氧基，-OCH₂CH(CH₃)₂)，2-丁氧基(s-BuO，s-丁氧基，-OCH(CH₃)CH₂CH₃)，2-甲基-2-丙氧基(t-BuO，t-丁氧基，-OC(CH₃)₃)，1-戊氧基(n-戊氧基，-OCH₂CH₂CH₂CH₂CH₃)，2-戊氧基(-OCH(CH₃)CH₂CH₂CH₃)，3-戊氧基(-OCH(CH₂CH₃)₂)，2-甲基-2-丁氧基(-OC(CH₃)₂CH₂CH₃)，3-甲基-2-丁氧基(-OCH(CH₃)CH(CH₃)₂)，3-甲基-l-丁氧基(-OCH₂CH₂CH(CH₃)₂)，2-甲基-l-丁氧基(-OCH₂CH(CH₃)CH₂CH₃)，等等。所述烷氧基基团可以独立地未被取代或被一个或多个本发明所描述的取代基所取代。

术语“烷氨基”或“烷基氨基”包括“N-烷基氨基”和“N,N-二烷基氨基”，其中氨基基团分别独立地被一个或两个烷基基团所取代。其中一些实施例是，烷基氨基是一个或两个C_1-6烷基连接到氮原子上的较低级的烷基氨基基团；另外一些实施例是，烷基氨基是一个或两个C_1-3烷基连接到氮原子上的较低级的烷基氨基基团。合适的烷基氨基基团可以是单烷基氨基或二烷基氨基，这样的实例包括，但并不限于，N-甲氨基、N-乙氨基、N,N-二甲氨基、N,N-二乙氨基等等。

术语“氨基烷基”是指烷基基团被一个或多个氨基基团取代，其中烷基具有本发明所述定义，氨基烷基的非限制性实例包括，但不限于氨基甲基、氨基乙基、氨基丙基等。

术语“杂环”、“杂环基”或“杂环的”在此处可交换使用，都是指单环、双环或三环体系，其中环上一个或多个原子独立任选地被杂原子所替代，环可以是完全饱和的或包含一个或多个不饱和度，但绝不是芳香族类，有一个或多个连接点(可以是碳原子或氮原子)连接到其他分子上去。一个或多个环上的氢原子可以独立地未被取代或被一个或多个本发明所描述的取代基所取代。其中一些实施例是，“杂环”，“杂环基”或“杂环的”基团是3-7个原子组成的单环(2-6个碳原子和选自N、O、P、S的1-3个杂原子，在此S或P任选地被一个或多个氧原子所取代得到像SO、SO₂、PO、PO₂的基团，当所述的环为三个原子组成的环时，其中只有一个杂原子)，另外一些实施例是，3-8个原子组成的单环(2-7个碳原子和选自N、O、P、S的1-3个杂原子，在此S或P任选地被一个或多个氧原子所取代得到像SO、SO₂、PO、PO₂的基团，当所述的环为三个原子组成的环时，其中只有一个杂原子)，或7-10个原子组成的的双环(4-9个碳原子和选自N、O、P、S的1-3个杂原子，在此S或P任选地被一个或多个氧原子所取代得到像SO、SO₂、PO、PO₂的基团)。

杂环基可以是碳基或杂原子基。杂环的实例包括，但并不限于，吡咯烷基，四氢呋喃基，二氢呋喃基，四氢噻吩基，四氢吡喃基，二氢吡喃基，四氢噻喃基,哌啶基，吗啉基，硫代吗啉基，噻噁烷基，哌嗪基，高哌嗪基，氮杂环丁基，氧杂环丁基，硫杂环丁基，高哌啶基，环氧丙基，氮杂环庚基，氧杂环庚基，硫杂环庚基，氧氮杂卓基，二氮杂卓基，硫氮杂卓基，2-吡咯啉基，3-吡咯啉基，二氢吲哚基，2H-吡喃基，4H-吡喃基，二氧杂环己基，1,3-二氧戊基，吡唑啉基，二噻烷基，二噻茂烷基，二氢噻吩基，吡唑烷基咪唑啉基，咪唑烷基，1,2,3,4-四氢异喹啉基。杂环基团的实例还包括，环上两个碳原子被氧(＝O)取代的嘧啶二酮基和1,1-二氧硫代吗啉基。所述杂环基基团可以独立地未被取代或被一个或多个本发明所描述的取代基所取代。

术语“杂环基烷基”表示烷基基团可以被一个或多个杂环基基团所取代，其中烷基和杂环基基团具有如本发明所述的含义。其中一些实施例是，杂环基亚烷基基团是指“较低级的杂环基亚烷基”基团，即杂环基基团连接到C_1-6的烷基基团上。另外一些实施例是，杂环基基团连接到C_1-4的烷基基团上。这样的实例包括，但并不限于，2-吡咯烷乙基等等。所述杂环基亚烷基基团可以独立地未被取代或被一个或多个本发明所描述的取代基所取代。

术语“杂原子”是指O、S、N、P和Si，包括N、S和P任何氧化态的形式；伯、仲、叔胺和季铵盐的形式；或者杂环中氮原子上的氢被取代的形式，例如，N(像3,4-二氢-2H-吡咯基中的N)，NH(像吡咯烷基中的NH)或NR(像N-取代的吡咯烷基中的NR)。

术语“卤素”是指氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)或碘(I)。术语“H”表示单个氢原子。这样的原子团可以与其他基团连接，譬如与氧原子相连，形成羟基基团。

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、双环和三环的碳环体系，其中，至少一个环体系是芳香族的，其中每一个环体系包含3-7个原子组成的环，且有一个或多个连接点与分子的其余部分相连。术语“芳基”可以和术语“芳香环”交换使用。芳基基团的实例可以包括苯基、萘基和蒽基。所述芳基基团可以独立任选地被一个或多个本发明所描述的取代基所取代。

术语“芳基烷基”表示烷基基团可以被一个或多个芳基基团所取代，其中烷基和芳基基团具有如本发明所述的含义，其中一些实施例是，芳基亚烷基基团是指“较低级的芳基亚烷基”基团，即芳基基团连接到C_1-6的烷基基团上；另外一些实施例是，芳基亚烷基基团是指含C_1-4的烷基的“苯烷撑”；另外一些实施例是，芳基亚烷基基团是指芳基基团连接到C_1-3的烷基基团上；另外一些实施例是，芳基亚烷基基团是指芳基基团连接到C_1-2的烷基基团上。其中具体实例包括苄基、二苯基甲基、苯乙基等等。所述芳基亚烷基基团可以独立地未被取代或被一个或多个本发明所描述的取代基所取代。

术语“杂芳基”表示含有5-14个环原子，或5-12个环原子，或5-10个环原子，或5-6个环原子的单环、双环和三环体系，其中至少一个环体系是芳香族的，且至少一个环体系包含一个或多个杂原子，其中每一个环体系包含5-7个原子组成的环，且有一个或多个连接点与分子其余部分相连。术语“杂芳基”可以与术语“杂芳环”或“杂芳族化合物”交换使用。所述杂芳基基团任选地被一个或多个本发明所描述的取代基所取代。在一些实施方案中，5-10个原子组成的杂芳基包含1、2、3或4个独立选自O、S和N的杂原子。在另一些实施方案中，5-6个原子组成的杂芳基包含1、2、3或4个独立选自O、S和N的杂原子。

杂芳基基团的单环实例包括，但并不限于，2-呋喃基、3-呋喃基、N-咪唑基、2-咪唑基、4-咪唑基、5-咪唑基、3-异噁唑基、4-异噁唑基、5-异噁唑基、2-噁唑基、4-噁唑基、5-噁唑基、N-吡咯基、2-吡咯基、3-吡咯基、2-吡啶基、3-吡啶基、4-吡啶基、2-嘧啶基、4-嘧啶基、5-嘧啶基、哒嗪基(如3-哒嗪基)、2-噻唑基、4-噻唑基、5-噻唑基、四唑基(如5-四唑基)、三唑基(如2-三唑基和5-三唑基)、2-噻吩基、3-噻吩基、吡唑基(如2-吡唑基)、异噻唑基、1,2,3-噁二唑基、1,3,4-噁二唑基、1,2,5-噁二唑基、1,2,4-噁二唑基、1,2,3-三唑基、1,2,3-硫代二唑基、1,2,4-硫代二唑基、1,3,4-硫代二唑基、1,2,5-硫代二唑基、吡嗪基、1,3,5-三嗪基；也包括以下的双环，但绝不限于这些双环：苯并咪唑基、苯并呋喃基、苯并噻吩基、吲哚基(如2-吲哚基)、嘌呤基、喹啉基(如2-喹啉基，3-喹啉基，4-喹啉基)、异喹啉基(如1-异喹啉基、3-异喹啉基或4-异喹啉基)、咪唑并[1,2-a]吡啶基、吡唑并[1,5-a]吡啶基、吡唑并[1,5-a]嘧啶基、咪唑并[1,2-b]哒嗪基、[1,2,4]三唑并[4,3-b]哒嗪基、[1,2,4]三唑并[1,5-a]嘧啶基、[1,2,4]三唑并[1,5-a]吡啶基，等等。

术语“杂芳基烷基”表示烷基基团可以被一个或多个杂芳基基团所取代，其中烷基和杂芳基基团具有如本发明所述的含义，其中一些实施例是，杂芳基亚烷基基团是指“较低级的杂芳基亚烷基”基团，即杂芳基基团连接到C_1-6的烷基基团上；另外一些实施例是，杂芳基基团连接到C_1-4的烷基基团上；另外一些实施例是，杂芳基基团连接到C_1-3的烷基基团上；另外一些实施例是，杂芳基基团连接到C_1-2的烷基基团上。其中具体实例包括2-吡啶甲基，3-呋喃乙基等等。所述杂芳基亚烷基基团可以独立地未被取代或被一个或多个本发明所描述的取代基所取代。

术语“稠合双环”、“稠环”、“稠合双环基”、“稠环基”表示饱和或不饱和的稠环体系或桥环体系，涉及非芳香族的双环或桥环体系，如式(a)所示，即环A1与环A2共有一个键或一个烷链，其中j为0、1、2、3或4。这样的体系可以包含独立的或共轭的不饱和状态，但其核心结构不包含芳香环或芳杂环(但是芳香族可以作为其上的取代基)。稠合双环中的每一个环要么是碳环要么是杂脂环族，这样的实例包括，但并不限于，六氢-呋喃并[3,2-b]呋喃，2,3,3a,4,7,7a-六氢-1H-茚，7-氮杂双环[2.3.0]庚烷，稠合双环[3.3.0]辛烷，稠合双环[3.1.0]己烷，双环[2.2.1]庚烷，2-氮杂双环[2.2.1]庚烷，1,2,3,4,4a,5,8,8a-八氢萘，2-氧杂-5-氮杂双环[2.2.1]庚烷，六氢-2H-[1,4]二氧六环并[2,3-c]吡咯，这些都包含在稠合双环或桥环的体系之内。并且所述稠合双环基可以是取代或未取代的，其中取代基可以是，但并不限于，H、F、Cl、Br、I、N₃、-CN、-OH、-NO₂、-NH₂、氧代(＝O)、R⁴C(＝O)NH-、R⁴C(＝O)O-、N(R⁴R^4a)-C(＝O)-、R⁴O-C(＝O)-、R⁴ON＝、C_1-4烷基-C(＝O)-、C_1-4烷基磺酰基、氰基、C_1-4烷基、C_1-4卤代烷基、C_1-4烷氨基、C_1-4二烷氨基、C_1-4氨基烷基、C_1-4羟烷基、C_1-4烷氧基、C_1-4卤代烷氧基、C_1-4羟基烷氧基、或C_1-4烷氧基C_1-4烷基等等。

术语“稠合杂双环基”表示饱和或不饱和的稠环体系或桥环体系，涉及非芳香族的双环体系或桥环体系。这样的体系可以包含独立的或共轭的不饱和状态，但其核心结构不包含芳香环或芳杂环(但是芳香族可以作为其上的取代基)。且至少一个环体系包含一个或多个杂原子，其中每一个环体系包含3-7元环，即包含1-6个碳原子和选自N、O、P、S的1-3个杂原子,在此S或P任选地被一个或多个氧原子所取代得到例如SO、SO₂、PO、PO₂的基团，这样的实例包括，但并不限于六氢-呋喃并[3,2-b]呋喃，7-氮杂双环[2.3.0]庚烷，2-氮杂双环[2.2.1]庚烷，2-氧杂-5-氮杂双环[2.2.1]庚烷，六氢-2H-[1,4]二氧六环并[2,3-c]吡咯等。并且所述稠合杂双环基可以是取代或未取代的，其中取代基可以是，但并不限于，H、F、Cl、Br、I、N₃、-CN、-OH、-NO₂、-NH₂、氧代(＝O)、R⁴C(＝O)NH-、R⁴C(＝O)O-、N(R⁴R^4a)-C(＝O)-、R⁴O-C(＝O)-、R⁴ON＝、C_1-4烷基-C(＝O)-、C_1-4烷基磺酰基、氰基、C_1-4烷基、C_1-4卤代烷基、C_1-4烷氨基、C_1-4二烷氨基、C_1-4氨基烷基、C_1-4羟烷基、C_1-4烷氧基、C_1-4卤代烷氧基、C_1-4羟基烷氧基、或C_1-4烷氧基C_1-4烷基等等。

在本发明中所使用的术语“不饱和的”表示基团中含有一个或多个不饱和度。

术语“治疗”意味着对于哺乳动物体内疾病的任何治疗，包括：(i)防止疾病，即造成疾病的临床症状不发展；(ii)抑制疾病，即，阻止临床症状的发展；和/或(iii)减轻疾病，即，造成临床症状的消退。

如本发明所述，术语“药学上可接受的载体”包括任何溶剂、分散介质、包衣衣料、表面活性剂、抗氧化剂、防腐剂(例如抗细菌剂、抗真菌剂)、等渗剂、盐、药物稳定剂、粘合剂、赋形剂、分散剂、润滑剂、甜味剂、调味剂、着色剂，或其组合物，这些载体都是所属技术领域技术人员的已知的(如Remington's Pharmaceutical Sciences,18th Ed.MackPrinting Company,1990,p1289-1329所述)。除了任意常规载体与活性成分不相容的情况外，涵盖其在治疗或药物组合物中的用途。

本发明的化合物的描述

本发明的目的是提供一种取代苯并咪唑类PI3Kα/mTOR双靶点抑制剂及其药物组合物和应用，通过将苯并咪唑基团与药效团芳基吗啉相结合，设计并合成了系列取代苯并咪唑类PI3K/mTOR双靶点抑制剂，提高化合物结构的可改造性，与正在进行临床Ⅲ期研究的PF-05212384相比，减少了分子中可旋转单键的数量，提高分子刚性及化合物的稳定性，旨在为PI3K/mTOR双激酶抑制剂提供一类新的结构类型及其药物组合物和应用，以便提供对癌症等增殖性疾病具有治疗潜力的新型化合物。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

本发明的一个方面，提供了一种取代苯并咪唑类PI3Kα/mTOR双激酶抑制剂，包括具有通式(I)所示化合物，或其立体异构体、几何异构体、水合物、溶剂化物、药学上可接受的盐或前药：

其中，X选自N或-CR^a-；

R¹、R²和R^a各自独立地选自H、C₁-C₄烷基、C_1-4卤代烷基、C_1-4烷氧基、C₁-C₄烷基-C(＝O)-、C_1-4烷基磺酰基、C_3-7杂环基、C_4-9稠合杂双环基、C_3-7杂环基C_1-4烷基或C_4-9稠合杂双环基C_1-4烷基，其中所述C_1-4烷基、C_1-4卤代烷基、C_1-4烷氧基、C_1-4烷基-C(＝O)-、C_1-4烷基磺酰基、C_3-7杂环基、C_4-9稠合杂双环基、C_3-7杂环基C_1-4烷基和C_4-9稠合杂双环基C_1-4烷基各自独立地可以被一个或多个选自氟、氯、溴、碘、羟基、氨基、氰基、氧代(＝O)、R⁴C(＝O)NH-、R⁴C(＝O)O-、C_1-4烷基-C(＝O)-、C_1-4烷基磺酰基、C_1-4烷基、C_1-4卤代烷基、C_1-4羟烷基、C_1-4烷氧基、C_1-4卤代烷氧基、C_1-4烷氨基、C_1-4氨基烷基、C_1-4羟基烷氧基、或C_1-4烷氧基C₁-C₄烷基的取代基所取代；

R³选自H、C_1-4烷基、C_1-4卤代烷基、C_1-4烷氧基、R⁴-NH-、C_3-7杂环基、C_4-9稠合杂双环基、C_4-9稠合杂双环基C_1-4烷基、C_4-9稠合杂双环基C_1-4烷氨基、C_3-7杂环基C_1-4烷基、C_3-7杂环基C_1-4烷氨基、C_6-10芳基、C_6-10芳基C_1-4烷基、C_6-10芳基C_1-4烷氨基、C_1-9杂芳基、C_1-9杂芳基C_1-4烷基或C_1-9杂芳基C_1-4烷氨基，其中所述C_1-4烷基、C_1-4卤代烷基、C_1-4烷氧基、R⁴-NH-、C_3-7杂环基、C_4-9稠合杂双环基、C_3-7杂环基C_1-4烷基、C_3-7杂环基C_1-4烷氨基、C_6-10芳基、C_6-10芳基C_1-4烷基、C_6-10芳基C_1-4烷氨基、C_1-9杂芳基、C_1-9杂芳基C_1-4烷基和C_1-9杂芳基C_1-4烷氨基各自独立地可以被一个或多个选自氟、氯、溴、碘、羟基、氨基、氧代(＝O)、R⁴C(＝O)NH-、R⁴C(＝O)O-、N(R⁴R^4a)-C(＝O)-、R⁴O-C(＝O)-、R⁴ON＝、C_1-4烷基-C(＝O)-、C_1-4烷基磺酰基、氰基、C_1-4烷基、C_1-4卤代烷基、C_1-4烷氨基、C_1-4二烷氨基、C_1-4氨基烷基、C_1-4羟烷基、C_1-4烷氧基、C_1-4卤代烷氧基、C_1-4羟基烷氧基或C_1-4烷氧基C_1-4烷基的取代基所取代；

各R⁴和R^4a分别独立地选自H、C_1-4烷基、C_1-4卤代烷基、C_6-10芳基、C_6-10芳基C_1-4烷基、C_1-9杂芳基、C_1-9杂芳基C_1-4烷基、C_4-7杂环基或C_4-7杂环基C_1-4烷基，其中所述C_1-4烷基、C_1-4卤代烷基、C_6-10芳基、C_6-10芳基C_1-4烷基、C_1-9杂芳基、C_1-9杂芳基C_1-4烷基、C_4-7杂环基和C_4-7杂芳基C_1-4烷基各自独立地可以被一个或多个选自氟、氯、溴、碘、羟基、氨基、氧代(＝O)、C_1-4烷基-C(＝O)-、C_1-4烷基磺酰基、氰基、C_1-4烷基、C_1-4卤代烷基、C_1-4烷氨基、C_1-4氨基烷基、C_1-4羟烷基、C_1-4烷氧基、C_1-4卤代烷氧基、C_1-4羟基烷氧基或C_1-4烷氧基C_1-4烷基的取代基所取代。

在另一些实施方案，R¹代表以下子结构式：

其中，

A、B、C和D各自独立地选自-CH₂-、-O-、-S-或-NR^b-；R⁵、R⁶、R⁷、R⁸和R⁹各自独立地选自H、卤素、羟基、氨基、C_1-4烷基、C_1-4卤代烷基、C_1-4羟烷基、C_1-4烷氧基、C_1-4卤代烷氧基、C_1-4羟基烷氧基、C_1-4烷基-C(＝O)-或C_1-4烷基磺酰基。

在另一些实施方案，R¹代表以下子结构式：

在另一些实施方案，R³选自C_1-4烷氨基、C_1-4卤代烷氨基或C_3-7杂环基C_1-4烷基，或R³代表以下子结构式：

在另一些实施方案，本发明所述化合物包含以下其中之一的结构：

(1)2-((4-(4,6-双吗啉-1,3,5-三嗪-2-基)苯基)氨基)-1H-苯并[d]咪唑-6-甲酸甲酯；

(2)2-((4-(4,6-双吗啉-1,3,5-三嗪-2-基)苯基)氨基)-1H-苯并[d]咪唑-6-甲酸乙酯；

(3)2-((4-(4,6-双吗啉-1,3,5-三嗪-2-基)苯基)氨基)-1H-苯并[d]咪唑-6-甲酸；

(4)(S)-1-(2-((4-(4,6-双吗啉-1,3,5-三嗪-2-基)苯基)氨基)-1H-苯并[d]咪唑-6-羰基)吡咯烷-2-甲酰胺；

(5)(R)-1-(2-((4-(4,6-双吗啉-1,3,5-三嗪-2-基)苯基)氨基)-1H-苯并[d]咪唑-6-羰基)吡咯烷-2-甲酰胺；

(6)1-(2-((4-(4,6-双吗啉-1,3,5-三嗪-2-基)苯基)氨基)-1H-苯并[d]咪唑-6-羰基)-(4-二甲氨基哌啶)；

(7)1-(2-((4-(4,6-双吗啉-1,3,5-三嗪-2-基)苯基)氨基)-1H-苯并[d]咪唑-6-羰基)哌啶-2-甲酰胺；

(8)1-(2-((4-(4,6-双吗啉-1,3,5-三嗪-2-基)苯基)氨基)-1H-苯并[d]咪唑-6-羰基)哌啶-3-甲酰胺；

(9)1-(2-((4-(4,6-双吗啉-1,3,5-三嗪-2-基)苯基)氨基)-1H-苯并[d]咪唑-6-羰基)哌啶-4-甲酰胺；

(10)(S)-1-(2-((4-(4,6-双吗啉-1,3,5-三嗪-2-基)苯基)氨基)-1H-苯并[d]咪唑-6-羰基)-N-丙氨酰胺；

(11)(2-((4-(4,6-双吗啉-1,3,5-三嗪-2-基)苯基)氨基)-1H-苯并[d]咪唑-6-羰基)-吗啡啉；

(12)(2-((4-(4,6-双吗啉-1,3,5-三嗪-2-基)苯基)氨基)-1H-苯并[d]咪唑-6-羰基)哌啶-4-氨基-4-甲酰胺；

(13)(2S，4R)-(2-((4-(4,6-双吗啉-1,3,5-三嗪-2-基)苯基)氨基)-1H-苯并[d]咪唑-6-羰基)哌啶-4-二甲氨基-2-甲酰胺；

(14)1-(2-((4-(4,6-双吗啉-1,3,5-三嗪-2-基)苯基)氨基)-1H-苯并[d]咪唑-6-羰基)-4-甲基哌嗪；

(15)1-(2-((4-(4,6-双吗啉-1,3,5-三嗪-2-基)苯基)氨基)-1H-苯并[d]咪唑-6-羰基)-(4-(甲基磺酰基)哌嗪-1-基)；

(16)(2-((4-(4,6-双吗啉-1,3,5-三嗪-2-基)苯基)氨基)-1H-苯并[d]咪唑-6-羰基)-(吡咯烷-4-二甲氨基-2-甲酰胺)；

(17)(2-((4-(4,6-双吗啉-1,3,5-三嗪-2-基)苯基)氨基)-1H-苯并[d]咪唑-6-羰基)哌啶-4-二甲氨基-4-甲酰胺；

(18)(4-(3-(4-(4-吗啉-6-(四氢-2H-[1,4]二氧[2,3-c]吡咯-6(3H)-基)-1,3,5-三嗪-2-基)苯基)氨基)-1H-苯并[d]咪唑-6-羰基)哌啶-4-甲酰胺；

(19)1-(4-(3-(4-(4-吗啉-6-(四氢-2H-[1,4]二氧[2,3-c]吡咯-6(3H)-基)-1,3,5-三嗪-2-基)苯基)氨基)-1H-苯并[d]咪唑-6-羰基)-(4-二甲氨基哌啶)；

(20)(4-(3-(4-(4-吗啉-6-(四氢-2H-[1,4]二氧[2,3-c]吡咯-6(3H)-基)-1,3,5-三嗪-2-基)苯基)氨基)-1H-苯并[d]咪唑-6-羰基)-(吡咯烷-4-二甲氨基-2-甲酰胺)；

(21)1-(2-((4-(4-吗啉-6-((S)-3-甲基吗啉)-1,3,5-三嗪-2-基)苯基)氨基)-1H-苯并[d]咪唑-6-羰基)哌啶-4-甲酰胺；

或其立体异构体、几何异构体、消旋体、溶剂化物、药学上可接受的盐或前药。

另一方面，本发明提供了一种药物组合物，包含本发明所述的化合物，以及药学上可以接受的载体、赋形剂、稀释剂、辅剂、媒介物或其组合。

另一方面，本发明提供了一种使用本发明所述化合物或本发明所述的药物组合物来制备用于在治疗预防和/或治疗和/或辅助治疗PI3Kα/mTOR双激酶作用的增殖性疾病的药品中的用途。

在其中一些实施方案，本发明所述的用途，其中所述增殖性疾病包括结直肠癌、胃癌、乳腺癌、肺癌、肝癌、前列腺癌、胰腺癌、甲状腺癌、膀胱癌、肾癌、脑瘤、颈癌、CNS的癌症、恶性胶质瘤、骨髓增生病、白血病或淋巴癌。

另一方面，本发明提供了一种本发明所述的取代苯并咪唑类PI3Kα/mTOR双激酶抑制剂或本发明所述的药物组合物体外抑制癌细胞生长的应用。

应用本发明的技术方案，本发明所提供的取代苯并咪唑类PI3Kα/mTOR双激酶抑制剂及其药物组合物能够用于抑制PI3Kα/mTOR双激酶，潜在作用于PI3Kα/mTOR双激酶相关的增殖性疾病，能够为PI3Kα/mTOR双激酶作用的增殖性疾病的治疗提供一类结构类型新颖的抑制剂。

本发明的取代苯并咪唑类PI3Kα/mTOR双激酶抑制剂可以包括嘧啶化合物药学上可接受的盐。药学上可接受的盐是指把母体化合物中的碱性基团转换成盐的形式。药学上可接受的盐包括，但不仅限于，碱性基团例如胺(氨)基的无机或有机酸盐类。本发明药学上可接受的盐可以由母体化合物合成，即母体化合物中的碱性基团与1-4当量的酸在一个溶剂系统中反应。合适的盐列举在Remington’s Pharmaceutical Sciences,17th ed.,MackPublishing Company,Easton,Pa.,1985,p.1418和Journal of Pharmaceutical Science,66,2(1977)中。

本发明中化合物碱性基团可与酸成盐，这些酸成盐的例子包括：与无机酸，尤其氢卤酸(如氢氯酸、氢溴酸、氢碘酸)、硝酸、硫酸、磷酸、碳酸等形成的盐；与低级烷基磺酸，如甲磺酸，三氟甲磺酸形成的盐；与芳基磺酸，如苯磺酸或对甲苯磺酸形成的盐；与有机酸，如乙酸、富马酸、酒石酸、草酸、柠檬酸、马来酸、苹果酸或琥珀酸形成的盐；与氨基酸，如天冬氨酸或谷氨酸形成的盐。

本发明的化合物和药学上可接受的盐还包括溶剂化物或水合物的形式。一般来说，溶剂化物或水合物的形式与非溶剂化的或非水合的形式等同，并涵盖在本发明的范围内。本发明中的某些化合物有可能存在多晶体或无定形的形式。总的来说，所有的物理形式具有同等的用途，并且涵盖在本发明的范围内。

另外，本发明提供了式(I)所示化合物的制备、分离和纯化的方法。除非其它方面表明，本发明所描述的本发明的PI3K酶抑制剂中嘧啶化合物的结构式包括所有的同分异构形式(如对映异构、非对映异构和几何异构(或构象异构))：例如含有不对称中心的R、S构型，双键的(Z)、(E)异构体，和(Z)、(E)的构象异构体。因此，本发明的化合物的单个立体化学异构体或其对映异构体，非对映异构体，或几何异构体(或构象异构体)的混合物都属于本发明的范围。

除非其它方面表明，本发明PI3K激酶抑制剂中嘧啶化合物的所有互变异构形式都包含在本发明的范围之内。另外，除非其它方面表明，本发明所描述的化合物的结构式包括一个或多个不同的原子的富集同位素。

本发明的化合物的组合物制剂的描述

本发明的药物组合物包括式(I)所示结构化合物或式1～21所示结构的化合物，本发明所列出的化合物，或实施例1～21的化合物，或其立体异构体、几何异构体、互变异构体、外消旋体、氮氧化物、水合物、溶剂化物、代谢产物以及药学上可接受的盐或前药，以及药学上可以接受的载体、赋形剂、稀释剂、辅剂、媒介物或其组合。

本发明的化合物存在自由形态，或合适的、作为药学上可接受的衍生物。根据本发明，药学上可接受的衍生物包括，但并不限于，药学上可接受的前药、盐、酯、酯类的盐、或能直接或间接地根据患者的需要给药的其他任何加合物或衍生物，本发明其他方面所描述的化合物，其代谢产物或他的残留物。

像本发明所描述的，本发明药学上可接受的药物组合物进一步包含药学上可接受的载体、稀释剂、辅剂或赋形剂，这些像本发明所应用的，包括任何溶剂、稀释剂或其他液体赋形剂、分散剂或悬浮剂、表面活性剂、等渗剂、增稠剂、乳化剂、防腐剂、固体粘合剂或润滑剂等，适合于特定的目标剂型。如以下文献所描述的：In Remington:The Science andPractice of Pharmacy,21st edition,2005,ed.D.B.Troy,Lippincott Williams&Wilkins,Philadelphia,and Encyclopedia of Pharmaceutical Technology,eds.J.Swarbrick and J.C.Boylan,1988-1999,Marcel Dekker,New York,，综合此处文献的内容，表明不同的载体可应用于药学上可接受的药物组合物的制剂和它们公知的制备方法。除了任何常规的载体媒介与本发明的化合物不相容的范围，例如所产生的任何不良的生物效应或与药学上可接受的药物组合物的任何其他组分以有害的方式产生的相互作用，它们的用途也是本发明所考虑的范围。

可作为药学上可接受载体的物质包括，但并不限于，离子交换剂，铝，硬脂酸铝，卵磷脂，血清蛋白，如人血清蛋白，缓冲物质如磷酸盐，甘氨酸，山梨酸，山梨酸钾，饱和植物脂肪酸的部分甘油酯混合物，水，盐或电解质，如硫酸鱼精蛋白，磷酸氢二钠，磷酸氢钾，氯化钠，锌盐，胶体硅，三硅酸镁，聚乙烯吡咯烷酮，聚丙烯酸脂，蜡，聚乙烯-聚氧丙烯-阻断聚合体，羊毛脂，糖，如乳糖，葡萄糖和蔗糖；淀粉如玉米淀粉和土豆淀粉；纤维素和它的衍生物如羧甲基纤维素钠，乙基纤维素和乙酸纤维素；树胶粉；麦芽；明胶；滑石粉；辅料如可可豆脂和栓剂蜡状物；油如花生油，棉子油，红花油，麻油，橄榄油，玉米油和豆油；二醇类化合物，如丙二醇和聚乙二醇；酯类如乙基油酸酯和乙基月桂酸酯；琼脂；缓冲剂如氢氧化镁和氢氧化铝；海藻酸；无热原的水；等渗盐；林格(氏)溶液；乙醇，磷酸缓冲溶液，和其他无毒的合适的润滑剂如月桂硫酸钠和硬脂酸镁，着色剂，释放剂，包衣衣料，甜味剂，调味剂和香料，防腐剂和抗氧化剂。

本发明所述组合物优选被配制成单位剂型。术语“单位剂型”指的是适于用作给予人类受试者和其他哺乳动物的单一剂量的物理离散单位，每一单位含有计算出用以产生所需要的治疗有效的活性物质的预定的量以及相关的合适的药用赋形剂(如片剂、胶囊、安瓿)。PI3K激酶抑制剂中苯并咪唑化合物在广泛的剂量范围内是有效的并且通常给予有效药物量。优选地，对于口服给药，每个剂量单位包含10mg至2g的PI3K激酶抑制剂中苯并咪唑化合物，更优选为10至700mg，而对于肠胃外给药，优选为10至700mg的PI3K激酶抑制剂中苯并咪唑化合物，更优选约50至200mg。然而，应当明了，实际给予的PI3K激酶抑制剂中苯并咪唑化合物的量将由医师根据有关的情况来确定，包括要治疗的病症、选择的给药途径、给予的实际化合物以及其相对活性、各个患者的年龄、体重、反应以及患者症状的严重性等。

为了制备固体组合物如片剂，将主要的活性组分与药物赋形剂(或载体)进行混合以形成固体预配制组合物，其包含本发明的化合物的均匀混合物。当称这些预配制组合物为均匀的时候，它是指活性组分被均匀分散在整个组合物中，以致组合物可以容易地被细分成相同有效的单位剂型如片剂、丸剂以及胶囊剂。

本发明的片剂或丸剂可以被涂布或用其它方式被复合以提供一种具有延长作用优点的剂型，或保护片剂或丸剂免受胃中酸性条件的作用。例如，片剂或丸剂可以包括内剂量和外剂量成分，后者具有在前者之上的外皮的形式。可以用肠溶层来分隔两种成分，其中肠溶层用来阻止在胃中的崩解以及允许内成分完整进入十二指肠或被延迟释放。各种材料可以用于这样的肠溶层或涂层，上述材料包括许多高分子酸以及高分子酸与这样的材料如虫胶、十六烷醇、以及醋酸纤维素的混合物。

用于吸入法或吹入法的组合物包括在药学上可接受的含水溶剂或有机溶剂、或其混合物中的溶液和悬浮液，以及散剂。液体或固体组合物可以包含如上文所述的适宜的药用赋形剂。优选地，通过口服或鼻呼吸途径给予这些组合物以获得局部或全身效应。可以通过使用惰性气体来雾化在优选的药学可接受的溶剂中的组合物。可以直接从雾化装置吸入雾化溶液，或雾化装置可以连接于面罩帐状物、或间歇正压呼吸机。可以由以适当方式递送剂型的装置，优选口服或鼻途径，给予溶液、混悬剂、或散剂组合物。

本发明的化合物和药物组合物的用途

本发明的化合物将应用于，但不限于，使用本发明的化合物或药物组合物的有效量对患者给药来治疗预防和/或治疗和/或辅助治疗患者PI3K激酶作用的增殖性疾病的药物中的应用。其中PI3K激酶作用的增殖性疾病为癌症。此类癌症包括实体癌症和血液性癌症的形式。优选地，所述PI3K激酶作用的增殖性疾病为结直肠癌、胃癌、乳腺癌、肺癌、肝癌、前列腺癌、胰腺癌、甲状腺癌、膀胱癌、肾癌、脑瘤、颈癌、CNS的癌症、恶性胶质瘤、骨髓增生病、白血病或淋巴癌。

本发明还提供了一种上述取代苯并咪唑类P13K激酶抑制剂或上述药物组合物体外抑制癌症细胞生长的应用。

本发明的化合物除了对人类治疗有益以外，还可应用于兽医治疗宠物、引进品种的动物和农场的动物，包括哺乳动物、啮齿类动物等等。另外一些动物的实例包括马、狗和猫。在此，本发明的化合物包括其药学上可接受的衍生物。

一般合成过程

本发明所提供的取代苯并咪唑类PI3Kα/mTOR双靶点抑制剂化合物可通过多种方式制备，本领域技术人员可在本发明所提供的结构式的启发下寻找适当的方式进行制备。为了便于理解，在本发明中提供了关于本发明所述通式(I)的制备方法。

一种制备具有通式(I)所示化合物的方法：以2,4,6-三氯嘧啶(A)为原料，根据嘧啶2与4位反应活性的差异，先与吗啉发生亲核取代反应得到中间体(B)，随后在对碱性条件与含氮杂环发生取代反应引入R¹得到中间体(C)，中间体(C)与4-氨基苯硼酸频哪醇酯发生Suzuki偶联反应，得到中间体(D)，以3,4-二氨基苯甲酸甲酯(E)为原料与二硫化碳发生取代，得到中间体(F)，中间体(F)在溴化氢存在下发生烯醇互变使2-位的碳硫双键变为巯基(-SH)，进一步被溴素取代，得到中间体(G)，中间体(D)与中间体(G)缩合得到中间体(H)，中间体(H)在碱性条件下水解得到中间体(I)，中间体(I)与不同含氮杂环片段缩合得到具有结构通式(I)的目标化合物(J)。也可以从2,4,6-三氯-1,3,5-三氮嗪出发，得到X＝N的具有结构通式(I)的目标化合物(J)。

上述方法的反应式如下：

在上述制备步骤中式(A)至式(J)中取代基R¹、R³具有本发明所述定义。

有益效果

与现有技术相比，本发明可以获得包括以下的技术效果：本发明以苯并咪唑为分子骨架，结合芳基吗啉类PI3K/mTOR双靶点抑制剂的构效关系特点，设计并合成了系列取代苯并咪唑类PI3K/mTOR双靶点抑制剂，经激酶活性测试表明，大部分化合物具有很好的双靶点激酶抑制活性，个别化合物与阳性化合物PF-05212384抑制活性相当。本发明该类化合物结构新颖、抗肿瘤活性显著，可潜在用于相关肿瘤的治疗，来替代已有的药物使用。

具体实施方式

为描述本发明，以下列出了实施例。但需要理解，本发明不限于这些实施例，只是提供实践本发明的方法。

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)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。所属领域的专业人员将认识到：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。

下面所描述的实施例中除非其他方面表明所有的温度定为摄氏度。试剂购买于商品供应商如Alfa Aesar Chemical Company、百灵威科技有限公司、阿拉丁试剂有限公司、上海毕得医药科技有限公司、北京偶合科技有限公司等，使用时都没有经过进一步纯化，除非其他方面表明。一般的试剂从汕头西陇化工厂、广州化学试剂厂、天津致远化学试剂有限公司和青岛海洋化工厂等购买得到。

下面所描述的实施例中色谱柱使用硅胶柱，硅胶(200-300目)购于青岛海洋化工厂。核磁共振光谱以CDC1₃、DMSO-d₆或TFA-d为溶剂(以ppm为单位)，用TMS(0ppm)或氯仿(7.26ppm)作为参照标准。当出现多重峰的时候，将使用下面的缩写：s(singlet，单峰)，d(doublet，双峰)，t(triplet，三重峰)，m(multiplet，多重峰)，br(broadened，宽峰)，dd(doublet of doublets，四重峰)，dt(doublet of triplets，双三重峰)。偶合常数，用赫兹(Hz)表示。

下面所描述的实施例中低分辨率质谱(MS)数据通过配备G1311B四元泵和G1316BTCC(柱温保持在30℃)的Agilent 6120系列LC-MS的光谱仪来测定的，G1329B自动采样器和G1315C DAD检测器应用于分析，ESI源应用于LC-MS光谱仪。

下面所描述的实施例中注射体积是通过样品浓度来确定；流速为1mL/min；HPLC的峰值是通过在210nm和254nm处的UV-Vis波长来记录读取的。流动相为甲醇/水(1‰磷酸)(65：35)。

下面描述的实施例便于表述，部分原料会以其简称进行描述，这些简称与其全称对照说明如下：DCM为CH₂Cl₂，即二氯甲烷；CHCl₃为氯仿，即三氯甲烷；CDC1₃为氘代氯仿；PE为石油醚；EtOAc与EA均为乙酸乙酯；MeOH与CH₃OH均为甲醇；EtOH与CH₃CH₂OH均为乙醇；HCl为盐酸；Et₃N与TEA均为三乙胺；NaHSO₃为亚硫酸氢钠；DIPEA为N,N-二异丙基乙胺；THF为四氢呋喃；Pd(Ph₃P)₄为四(三苯基膦)钯；DMF为N,N-二甲基甲酰胺；SOCl₂为二氯亚砜；POCl₃为三氯氧磷；DMSO为二甲基亚砜；DMSO-d₆为六氘代二甲亚砜；DME为乙二醇二甲醚。

实施例1～21的结构式如表1所示：

表1实施例1～21的结构式

实施例1：2-((4-(4,6-双吗啉-1,3,5-三嗪-2-基)苯基)氨基)-1H-苯并[d]咪唑-6-甲酸甲酯(Bz-1)

步骤1：4-(4,6-二氯-1,3,5-三嗪-2-基)吗啉的合成

合成方法：于50mL反应瓶中加入2,4,6-三氯-1,3,5-三嗪(10.0g，54.67mmol)，加入CH₂Cl₂(100mL)溶解后，加入DIPEA(8.91mL,49.70mmol)，冷却至-5℃，随后将吗啡啉(4.33g，49.70mmol)缓慢加入上述反应液中，在低温下反应0.5h，然后升温至0℃反应12h。TLC检测反应完全后，加入H₂O(100mL)，分离出CH₂Cl₂层，水相用CH₂Cl₂(100mL)萃取一次。合并有机层，饱和NaCl(100mL)洗一次，无水Na₂SO₄干燥。减压蒸去溶剂得粗产物，柱层析纯化(PE/EtOAc＝5/1)得到白色固体6.94g，收率：59.7％；ESI-MS(m/z):235.1[M+H]⁺；¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ:3.97-3.80(m,4H),3.80-3.65(m,4H)。

步骤2：4,4'-(6-氯-1,3,5-三嗪-2,4-二基)双吗啉的合成

合成方法：将步骤1中合成的4-(4,6-二氯-1,3,5-三嗪-2-基)吗啉(5.0g，21.37mmol)溶解于THF/EtOH(50mL)后，加入吗啡啉(2.22g，25.46mmol)、碳酸钾(4.42g，32.06mmol)，室温反应12h。TLC检测反应完全后，减压蒸去溶剂，加入EtOAc(50mL)溶解，用H₂O(50mL)及饱和NaCl(50mL)各洗一次，无水Na₂SO₄干燥。减压蒸去溶剂得粗产物，柱层析纯化(PE/EtOAc＝5/1)得到中间体白色固体5.01g，收率：82.3％；产物的高分辨质谱数据为HRMS(ESI)：m/z[M+H]⁺计算值[C₁₁H₁₇ClN₅O₂]⁺:286.1071，实测值286.1078；¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ:3.82-3.64(m,16H)。

步骤3：4-(4,6-双吗啉1,3,5-三嗪-2-基)苯胺的合成

合成方法：将4,4'-(6-氯-1,3,5-三嗪-2,4-二基)双吗啉(3.50g，12.32mmol)溶于DME(50mL)中，依次加入Pd(PPh₃)₄(0.14g，0.12mmol)，2.0M Na₂CO₃溶液(7.50mL)及4-氨基苯硼酸频哪醇酯(4.05g，18.48mmol)，N₂氛围下100℃回流反应12h。TLC跟踪反应完全后，分去水层，有机层加EA(50mL)，水洗两次(50mL×2)，饱和NaCl洗一次(30mL)，无水Na₂SO₄干燥。减压蒸去溶剂，残留物用少量DCM溶解后柱层析分离，洗脱剂：PE/EA＝1/1得到目标产物3.15g，收率：75.20％。产物的高分辨质谱数据为HRMS(ESI)：m/z[M+H]⁺计算值[C₁₈H₂₄N₅O₂]⁺:342.1925，实测值342.1922。

步骤4：2-硫代-2,3-二氢-1H-苯并[d]咪唑-5-甲酸甲酯

合成方法：3,4-二氨基苯甲酸甲酯(3g)溶于甲醇(75ml)和水(6ml)，缓慢加入二硫化碳(3.0ml)及KOH(3.9g)，76℃回流5h，TLC跟踪反应完全。55℃旋蒸除去溶剂，加入少量水，用EA溶解并萃取残留物(100mL×3)，合并EA相水洗一次(50mL×1)，饱和NaCl洗一次(30mL)，无水硫酸钠干燥EA相，用DCM和MeOH溶解后干法拌样柱层析(DCM:MeOH 20:1)，得到白色粉末状固体2.8g，收率：74.5％。产物的高分辨质谱数据为HRMS(ESI)：m/z[M+H]⁺计算值[C9H9N2O2S]⁺:209.0385，实测值209.0389。¹H NMR(400MHz,DMSO-d₆)δ:10.6(s,1H),8.9(s,1H),8.15(s,1H),7.72-7.71(d,J＝4.0Hz,2H),3.88(s,3H)。

步骤5：2-溴-1H-苯并[d]咪唑-6-甲酸甲酯

合成方法：2-硫代-2,3-二氢-1H-苯并[d]咪唑-5-甲酸甲酯(2g)溶于甲醇(30ml)、水(14ml)和四氢呋喃(42ml)，冰浴下向上述溶液中滴加氢溴酸(2.0ml)和液溴(2.0ml)，滴加完毕撤去冰浴升至室温继续搅拌2h，TLC跟踪反应完全。55℃旋蒸除去溶剂，加入少量水，用EA(100ml)溶解并萃取残留物，饱和亚硫酸氢钠溶液洗(30ml×2)，饱和NaCl洗一次(30mL×1)，无水硫酸钠干燥EA相，干燥后旋蒸除去溶剂，得到橙黄色粉末状固体，用EA洗涤(10ml×3)，得到灰白色粉末状固体1.78g，收率：72.9％。产物的高分辨质谱数据为HRMS(ESI)：m/z[M+H]⁺计算值[C₉H₈BrN₂O₂]⁺:254.9769，实测值254.9771。

步骤6：2-((4-(4,6-双吗啉-1,3,5-三嗪-2-基)苯基)氨基)-1H-苯并[d]咪唑-6-甲酸甲酯(Bz-1)

合成方法：2-溴-1H-苯并[d]咪唑-6-甲酸甲酯(1.5g)溶于干燥的1,4-二氧六环(40ml)，加入步骤3合成的4-(4,6-双吗啉1,3,5-三嗪-2-基)苯胺(2.19g)及对甲苯磺酸(2.2g)，100℃回流5h，TLC监测反应完毕。60℃旋蒸除去溶剂，残留物用适量DCM和MeOH溶解后干法拌样硅胶柱层析(DCM:MeOH 30:1)得到黄棕色粉末2.74g，收率92.7％。产物的高分辨质谱数据为HRMS(ESI)：m/z[M+H]⁺计算值[C26H29N8O4]⁺:517.2312，实测值517.2317。¹HNMR(400MHz,DMSO)δ11.17(s,1H),9.90(s,1H),8.48–8.15(m,2H),7.86(t,J＝20.5Hz,2H),7.35(s,3H),4.34(s,J＝52.8Hz,3H),3.88–3.52(m,16H)。¹³C NMR(100MHz,DMSO-d₆)δ：177.6,165.8,164.5,141.5,141.0,138.9,138.7,128.9,125.3,125.0,119.1,116.9,115.4,66.8,52.0,49.1。

实施例2：2-((4-(4,6-双吗啉-1,3,5-三嗪-2-基)苯基)氨基)-1H-苯并[d]咪唑-6-甲酸乙酯(Bz-2)

合成方法：将实施例1中步骤3和步骤4中甲醇改为乙醇，其他步骤及操作类似于实施例1。产品为灰白色粉末状固体，收率：30.3％。产物的高分辨质谱数据为HRMS(ESI)：m/z[M+H]⁺计算值[C₂₇H₃₁N₈O₄]⁺:531.2468，实测值531.2464。1H NMR(400MHz,DMSO)δ11.23(s,1H),9.83(s,1H),8.47–8.18(m,2H),7.79(t,J＝21.3Hz,2H),7.44(s,3H),4.12(s,J＝52.8Hz,2H),3.91–3.57(m,16H),1.41(t,J＝44.3Hz,3H)。13C NMR(100MHz,DMSO-d6)δ：177.5,166.1,164.5,141.9,141.2,139.3,138.9,128.9,125.6,125.1,119.5,117.2,115.7,67.2,52.1,49.1,14.44。

实施例3：2-((4-(4,6-双吗啉-1,3,5-三嗪-2-基)苯基)氨基)-1H-苯并[d]咪唑-6-甲酸(Bz-3)

合成方法：将实施例2得到的Bz-2(2g)为原料，95％乙醇(25ml)作溶剂，加入1M氢氧化钠溶液(15ml)，75℃回流4h，TLC监测反应完毕。将反应液旋干，残留物加入适量水悬浮，用1N HCl溶液调pH3后继续搅拌30min，抽滤，依次用冰水、冰二氯甲烷、冰乙醇洗涤滤饼，得到黄棕色粉末状固体1.51g，收率79.7％。产物的高分辨质谱数据为HRMS(ESI)：m/z[M+H]⁺计算值[C₂₅H₂₇N₈O₄]⁺:503.2155，实测值503.2151。1H NMR(400MHz,DMSO)δ11.25(s,1H),10.83(s,1H),9.44(s,1H),8.47–8.18(m,2H),7.79(t,J＝21.3Hz,2H),7.44(s,3H),3.93–3.58(m,16H)。13C NMR(100MHz,DMSO-d6)δ：177.6,166.1,164.7,141.8,141.4,139.5,138.8,128.6,125.9,125.5,119.4,117.2,115.8,67.2,49.1。

实施例4：(S)-1-(2-((4-(4,6-双吗啉-1,3,5-三嗪-2-基)苯基)氨基)-1H-苯并[d]咪唑-6-羰基)吡咯烷-2-甲酰胺(Bz-4)

合成方法：将实施例3得到的Bz-3(200mg)溶于干燥的DMF(3ml)，加入DIPEA(0.14ml)，HBTU(180mg)，N₂保护下室温搅拌40min，加入L-脯氨酰胺(53mg)，N₂保护下80℃加热搅拌8h，TLC监测反应结束。向反应瓶中加入冰水(5ml)，搅拌5min后再加入DCM(10ml)，搅拌5min后分出DCM层，水层用DCM萃取(50ml×3)，合并DCM层，水洗(15ml×3)，饱和NaCl溶液洗(15ml×1)。DCM层用无水硫酸钠干燥后旋蒸除去溶剂，硅胶柱层析(DCM：MeOH 97:3→10:1)纯化，得到灰白色粉末状固体154mg，收率64.6％，纯度99.7％。产物的高分辨质谱数据为HRMS(ESI)：m/z[M+H]⁺计算值[C30H35N10O4]⁺:599.2843，实测值599.2852。¹H NMR(400MHz,DMSO)δ11.18(s,1H),9.95(s,1H),8.32(d,J＝8.7Hz,2H),7.85(d,J＝8.7Hz,2H),7.60(s,1H),7.37(s,2H),6.92(s,1H),4.39(s,1H),3.80(s,8H),3.65(s,10H),1.80(d,J＝62.1Hz,4H)。¹³C NMR(100MHz,DMSO)δ173.99,169.06,164.60,159.37,149.16,143.43,139.00,129.14,128.90,128.84,122.14,116.09,114.91,110.88,66.03,60.24,53.46,43.28,25.16,16.90。

实施例5：(R)-1-(2-((4-(4,6-双吗啉-1,3,5-三嗪-2-基)苯基)氨基)-1H-苯并[d]咪唑-6-羰基)吡咯烷-2-甲酰胺(Bz-5)

合成方法：将实施例4中L-脯氨酰胺片段改为D-脯氨酰胺，其他步骤及操作类似于实施例4。收率69.8％，产物的高分辨质谱数据为HRMS(ESI)：m/z[M+H]⁺计算值[C30H35N10O4]⁺:599.2843，实测值599.2843。¹H NMR(400MHz,DMSO)δ11.18(s,1H),9.95(s,1H),8.32(d,J＝8.7Hz,2H),7.85(d,J＝8.7Hz,2H),7.60(s,1H),7.29(s,2H),6.92(s,1H),4.39(s,1H),3.80(s,8H),3.65(s,10H),1.80(d,J＝62.1Hz,4H)。¹³C NMR(100MHz,DMSO)δ173.99,169.06,164.60,159.37,149.16,143.43,139.00,129.14,128.90,128.84,122.14,116.09,114.91,110.88,66.03,60.24,53.46,43.28,25.16,16.90。

实施例6：1-(2-((4-(4,6-双吗啉-1,3,5-三嗪-2-基)苯基)氨基)-1H-苯并[d]咪唑-6-羰基)-(4-二甲氨基哌啶)(Bz-6)

合成方法：将实施例4中L-脯氨酰胺片段改为4-二甲氨基哌啶，反应温度80℃改为室温，其他步骤及操作类似于实施例4。得到灰白色粉末状固体，收率68.4％，纯度97.6％。产物的高分辨质谱数据为HRMS(ESI)：m/z[M+H]⁺计算值[C32H41N10O3]⁺:613.3363，实测值613.3369。¹H NMR(400MHz,DMSO)δ11.18(s,1H),9.95(s,1H),8.32(d,J＝8.7Hz,3H),7.85(d,J＝8.7Hz,2H),7.60(d,2H),3.80(s,10H),3.65(s,10H),2.78-2.75(m,J＝12Hz,1H),2.31(s,6H),1.89-1.85(m,J＝16Hz,2H),1.67-1.64(m,J＝16Hz,2H)。¹³C NMR(100MHz,DMSO)δ173.99,169.06,164.60,159.37,149.16,143.43,139.00,129.14,128.90,128.84,122.14,116.09,114.91,110.88,68.2,63.03,45.8,40.4,39.3,25.6。

实施例7：1-(2-((4-(4,6-双吗啉-1,3,5-三嗪-2-基)苯基)氨基)-1H-苯并[d]咪唑-6-羰基)哌啶-2-甲酰胺(Bz-7)

合成方法：将实施例4中L-脯氨酰胺片段改为哌啶-2-甲酰胺，其他步骤及操作类似于实施例4。得到乳白色粉末状固体，收率51.2％，纯度99.5％。产物的高分辨质谱数据为HRMS(ESI)：m/z[M+H]⁺计算值[C31H37N10O4]⁺:613.2999，实测值613.2997。¹H NMR(400MHz,DMSO)δ11.17(s,1H),9.90(s,1H),8.51–8.15(m,2H),7.86(t,J＝20.5Hz,2H),7.35(s,3H),7.14(s,1H),4.34(d,J＝52.8Hz,1H),3.80(s,8H),3.64(d,J＝4.0Hz,8H),1.80–1.19(m,5H).¹³C NMR(100MHz,DMSO)δ175.3,173.81,169.01,164.10,158.93,148.96,143.43,138.99,129.10,128.81,128.61,121.94,115.99,114.81,110.61,64.01,62.37,46.67,42.51,23.00,21.52,19.92。

实施例8：1-(2-((4-(4,6-双吗啉-1,3,5-三嗪-2-基)苯基)氨基)-1H-苯并[d]咪唑-6-羰基)哌啶-3-甲酰胺(Bz-8)

合成方法：将实施例4中L-脯氨酰胺片段改为哌啶-3-甲酰胺，其他步骤及操作类似于实施例4。得到乳白色粉末状固体，收率65.3％，纯度99.9％。产物的高分辨质谱数据为HRMS(ESI)：m/z[M+H]⁺计算值[C31H37N10O4]⁺:613.2999，实测值613.2990。¹H NMR(400MHz,DMSO)δ11.13(d,J＝30.8Hz,1H),9.90(s,1H),8.29(d,J＝8.9Hz,2H),7.75(t,J＝44.4Hz,2H),7.32(s,3H),7.03(s,1H),6.82(s,1H),3.99–3.68(m,9H),3.63(d,J＝4.1Hz,9H),2.28(s,1H),1.89(d,J＝10.7Hz,1H),1.71–1.30(m,3H).¹³C NMR(100MHz,DMSO)δ175.3,173.81,169.01,164.10,158.93,148.96,143.43,138.97,129.15,128.80,128.54,121.94,115.99,114.81,110.61,62.01,45.67,44.12,41.7,24.3,17.01。

实施例9：1-(2-((4-(4,6-双吗啉-1,3,5-三嗪-2-基)苯基)氨基)-1H-苯并[d]咪唑-6-羰基)哌啶-4-甲酰胺(Bz-9)

合成方法：将实施例4中L-脯氨酰胺片段改为哌啶-4-甲酰胺，其他步骤及操作类似于实施例4。得到灰白色粉末状固体，收率45.6％，纯度98.9％。产物的高分辨质谱数据为HRMS(ESI)：m/z[M+H]⁺计算值[C31H37N10O4]⁺:613.2999，实测值613.2999。¹H NMR(400MHz,DMSO)δ11.19(s,1H),9.97(s,1H),8.28(d,J＝8.9Hz,2H),7.81(d,J＝8.9Hz,2H),7.35–7.29(m,2H),7.26(s,1H),7.03(dd,J＝8.2,1.2Hz,1H),6.77(s,1H),3.78(s,10H),3.59(t,J＝16.9Hz,10H),2.37–2.26(m,1H),1.67(s,2H),1.47(qd,J＝12.6,3.9Hz,2H).¹³C NMR(100MHz,DMSO)δ176.3,174.81,170.01,165.10,159.93,149.75,144.45,139.72,130.10,129.81,129.64,122.87,117.03,115.86,111.71,63.12,46.47,42.22,39.6,26.2。

实施例10：(S)-1-(2-((4-(4,6-双吗啉-1,3,5-三嗪-2-基)苯基)氨基)-1H-苯并[d]咪唑-6-羰基)-N-丙氨酰胺(Bz-10)

合成方法：将实施例4中L-脯氨酰胺片段改为L-丙氨酰胺，其他步骤及操作类似于实施例4。得到白色粉末状固体，收率58.0％，纯度97.8％。产物的高分辨质谱数据为HRMS(ESI)：m/z[M+H]⁺计算值[C28H32N10O4]⁺:573.2686，实测值573.2689。¹H NMR(400MHz,DMSO)δ11.19(s,1H),9.93(s,1H),8.29(d,J＝8.9Hz,2H),8.19(d,J＝7.4Hz,1H),7.86(dd,J＝27.3,9.7Hz,3H),7.61(d,J＝8.2Hz,1H),7.33(d,J＝13.2Hz,2H),6.95(s,1H),4.52–4.20(m,1H),4.02–3.52(m,18H),1.27(t,J＝28.3Hz,3H).¹³C NMR(100MHz,DMSO)δ177.6,177.4,167.01,164.11,141.93,140.79,139.42,128.72,127.91,124.83,122.7,117.87,116.03,115.86,65.12,56.44,48.22,18.2。

实施例11：(2-((4-(4,6-双吗啉-1,3,5-三嗪-2-基)苯基)氨基)-1H-苯并[d]咪唑-6-羰基)-吗啡啉(Bz-11)

合成方法：将实施例4中L-脯氨酰胺片段改为吗啡啉，其他步骤及操作类似于实施例4。得到白色粉末状固体，收率53.5％，纯度98.8％。产物的高分辨质谱数据为HRMS(ESI)：m/z[M+H]⁺计算值[C29H34N9O4]⁺:572.2734，实测值572.2789。¹H NMR(400MHz,DMSO)δ12.19(s,1H),9.43(s,1H),8.29(d,J＝8.9Hz,2H),8.19(d,J＝7.4Hz,1H),7.86(dd,J＝27.3,9.7Hz,3H),7.61(d,J＝8.2Hz,1H),7.33(d,J＝13.2Hz,2H),3.73-3.61(m,24H).¹³C NMR(100MHz,DMSO)δ177.6,167.01,164.11,143.93,138.7,138.62,128.92,128.31,124.83,122.5,116.87,116.03,115.16,66.12,48.47,46.23。

实施例12：(2-((4-(4,6-双吗啉-1,3,5-三嗪-2-基)苯基)氨基)-1H-苯并[d]咪唑-6-羰基)哌啶-4-氨基-4-甲酰胺(Bz-12)

合成方法：将实施例4中L-脯氨酰胺片段改为4-氨基-4-哌啶甲酰胺，其他步骤及操作类似于实施例4。得到白色粉末状固体，收率53.5％，纯度98.8％。产物的高分辨质谱数据为HRMS(ESI)：m/z[M+H]⁺计算值[C31H38N11O4]⁺:628.3108，实测值628.3117。¹H NMR(400MHz,DMSO)δ12.19(s,1H),9.97(s,1H),8.52(s,2H),8.28(d,J＝8.9Hz,2H),7.81(d,J＝8.9Hz,2H),7.35–7.29(m,2H),7.26(s,1H),7.03(dd,J＝8.2,1.2Hz,1H),6.77(s,1H),3.78(s,10H),3.59(t,J＝16.9Hz,10H),2.37–2.26(m,1H),1.67(s,2H),1.47(qd,J＝12.6,3.9Hz,2H).¹³C NMR(100MHz,DMSO)δ180.3,177.81,172.01,164.10,144.93,138.75,137.45,129.02,128.90,124.81,122.64,116.87,115.93,115.06,65.92,60.7,47.47,40.4,39.6,33.7。

实施例13：(2S，4R)-(2-((4-(4,6-双吗啉-1,3,5-三嗪-2-基)苯基)氨基)-1H-苯并[d]咪唑-6-羰基)哌啶-4-二甲氨基-2-甲酰胺(Bz-13)

合成方法：将实施例4中L-脯氨酰胺片段改为4-二甲氨基-2-哌啶甲酰胺，其他步骤及操作类似于实施例4。灰白色粉末状固体，收率68.8％，产物的高分辨质谱数据为HRMS(ESI)：m/z[M+H]⁺计算值[C33H42N11O4]⁺:655.3343，实测值655.3373。¹H NMR(400MHz,DMSO)δ11.17(s,1H),9.90(s,1H),8.51–8.15(m,2H),7.86(t,J＝20.5Hz,2H),7.35(s,3H),7.14(s,2H),4.34(d,J＝52.8Hz,1H),3.80(s,8H),3.64(d,J＝4.0Hz,8H),3.41(m,2H),2.56(m,1H),2.16(s,6H),1.67(m,3H),1.47(m,1H).¹³C NMR(100MHz,DMSO)δ175.3,173.81,169.01,164.10,158.93,148.96,143.43,138.99,129.10,128.81,128.61,121.94,115.99,114.81,110.61,64.01,62.37,46.67,43.22,42.51,23.00,21.52,19.92。

实施例14：1-(2-((4-(4,6-双吗啉-1,3,5-三嗪-2-基)苯基)氨基)-1H-苯并[d]咪唑-6-羰基)-4-甲基哌嗪(Bz-14)

合成方法：将实施例4中L-脯氨酰胺片段改为4-甲基哌嗪，反应温度80℃改为室温，其他步骤及操作类似于实施例4。得到乳白色粉末状固体，收率43.2％，产物的高分辨质谱数据为HRMS(ESI)：m/z[M+H]⁺计算值[C30H37N10O3]⁺:585.3050，实测值585.3047。¹H NMR(400MHz,DMSO)δ12.18(s,1H),11.01(s,1H),9.21(d,J＝8.7Hz,2H),8.77(d,J＝8.7Hz,2H),8.62(s,1H),4.10(s,10H),3.95(s,10H),2.31(s,6H),2.18(s,3H)。¹³C NMR(100MHz,DMSO)δ173.99,165.46,163.81,159.37,149.16,143.43,139.00,129.14,128.90,128.84,122.14,116.09,114.91,110.88,63.03,48.8,47.5,45.7,43.2。

实施例15：1-(2-((4-(4,6-双吗啉-1,3,5-三嗪-2-基)苯基)氨基)-1H-苯并[d]咪唑-6-羰基)-(4-(甲基磺酰基)哌嗪-1-基)(Bz-15)

合成方法：将实施例4中L-脯氨酰胺片段改为4-(甲基磺酰基)哌嗪，反应温度80℃改为室温，其他步骤及操作类似于实施例4。得到白色粉末状固体，收率55.3％，产物的高分辨质谱数据为HRMS(ESI)：m/z[M+H]⁺计算值[C30H37N10O5S]⁺:649.2669，实测值649.2675。¹H NMR(400MHz,DMSO)δ12.00(s,1H),10.82(s,1H),9.36(d,J＝8.7Hz,2H),8.76(d,J＝8.7Hz,2H),8.65(s,1H),4.22(s,10H),3.98(s,10H),2.40(s,6H),2.77(s,3H)。¹³C NMR(100MHz,DMSO)δ174.98,166.24,164.55,160.07,149.98,145.15,140.20,129.97,129.33,128.93,122.56,116.68,115.43,111.25,64.13,49.22,47.9,46.2,39.2。

实施例16：(2-((4-(4,6-双吗啉-1,3,5-三嗪-2-基)苯基)氨基)-1H-苯并[d]咪唑-6-羰基)-(吡咯烷-4-二甲氨基-2-甲酰胺)(Bz-16)

合成方法：将实施例4中L-脯氨酰胺片段改为吡咯烷-4-二甲氨基-2-甲酰胺，其他步骤及操作类似于实施例4。收率63.6％，纯度97.7％。产物的高分辨质谱数据为HRMS(ESI)：m/z[M+H]⁺计算值[C32H40N11O4]⁺:642.3265，实测值642.3265。¹H NMR(400MHz,DMSO)δ11.18(s,1H),9.95(s,1H),8.32(d,J＝8.7Hz,2H),7.85(d,J＝8.7Hz,2H),7.60(s,1H),7.37(s,2H),6.92(s,1H),4.39(s,1H),3.80(s,8H),3.65(s,10H),2.93(m,1H),2.25(s,6H),2.01-1.90(m,J＝44Hz,3H)。¹³C NMR(100MHz,DMSO)δ173.99,169.06,164.60,159.37,149.16,143.43,139.00,129.14,128.90,128.84,122.14,116.09,114.91,110.88,66.03,62.25,52.44,45.58,40.76,26.90。

实施例17：(2-((4-(4,6-双吗啉-1,3,5-三嗪-2-基)苯基)氨基)-1H-苯并[d]咪唑-6-羰基)哌啶-4-二甲氨基-4-甲酰胺(Bz-17)

合成方法：将实施例4中L-脯氨酰胺片段改为4-二甲氨基-4-哌啶甲酰胺，其他步骤及操作类似于实施例4。得到白色粉末状固体，收率44.3％，纯度97.8％。产物的高分辨质谱数据为HRMS(ESI)：m/z[M+H]⁺计算值[C33H42N11O4]⁺:656.3421，实测值656.3417。¹H NMR(400MHz,DMSO)δ12.19(s,1H),9.97(s,1H),8.28(d,J＝8.9Hz,2H),7.81(d,J＝8.9Hz,2H),7.35–7.29(m,2H),7.26(s,1H),7.03(dd,J＝8.2,1.2Hz,1H),6.77(s,1H),3.78(s,10H),3.59(t,J＝16.9Hz,10H),1.83(s,6H),1.67(m,2H),1.47(m,2H).¹³C NMR(100MHz,DMSO)δ180.3,177.81,172.01,164.10,144.93,138.75,137.45,129.02,128.90,124.81,122.64,116.87,115.93,115.06,79.55,65.92,47.47,40.4,38.5,29.71。

实施例18：(4-(3-(4-(4-吗啉-6-(四氢-2H-[1,4]二氧[2,3-c]吡咯-6(3H)-基)-1,3,5-三嗪-2-基)苯基)氨基)-1H-苯并[d]咪唑-6-羰基)哌啶-4-甲酰胺(Bz-18)

合成方法：将实施例4中步骤2的缩合杂环片段改为六氢-2H-[1,4]二噁[2,3-c]吡咯，L-脯氨酰胺改为哌啶-4-甲酰胺，其他步骤及操作类似于实施例4。得到灰白色粉末状固体，收率48.5％，纯度97.7％。产物的高分辨质谱数据为HRMS(ESI)：m/z[M+H]⁺计算值[C33H39N10O5]⁺:655.3105，实测值655.3115。¹H NMR(400MHz,DMSO)δ12.10(s,1H),10.89(s,1H),9.35(d,J＝8.9Hz,2H),8.71(d,J＝8.9Hz,2H),8.34–8.29(m,2H),8.15(s,1H),8.01(dd,J＝8.3,1.3Hz,1H),7.68(s,1H),3.78(s,10H),3.59(t,J＝16.9Hz,10H),3.12(m,2H),2.37–2.26(m,1H),1.98(m,2H),1.57(qd,J＝12.6,3.9Hz,2H).¹³C NMR(100MHz,DMSO)δ181.2,176.5,175.02,170.03,165.23,160.11,149.89,145.33,139.99,131.05,130.52,129.93,123.54,117.03,115.86,113.71,81.11,65.13,61.44,55.15,47.57,43.62,40.31,28.4。

实施例19：1-(4-(3-(4-(4-吗啉-6-(四氢-2H-[1,4]二氧[2,3-c]吡咯-6(3H)-基)-1,3,5-三嗪-2-基)苯基)氨基)-1H-苯并[d]咪唑-6-羰基)-(4-二甲氨基哌啶)(Bz-19)

合成方法：将实施例18中哌啶-4-甲酰胺片段改为4-二甲氨基哌啶，反应温度80℃改为室温，其他步骤及操作类似于实施例18。得到灰白色粉末状固体，收率65.2％，纯度96.8％。产物的高分辨质谱数据为HRMS(ESI)：m/z[M+H]⁺计算值[C34H43N10O4]⁺:655.3469，实测值655.3475。¹H NMR(400MHz,DMSO)δ11.98(s,1H),9.87(s,1H),8.64(d,J＝8.6Hz,3H),7.65(d,J＝8.7Hz,2H),7.44(s,2H),4.21(s,10H),3.65(s,10H),3.12(m,2H),2.78-2.75(m,J＝12Hz,1H),2.31(s,6H),1.89-1.85(m,J＝16Hz,2H),1.68-1.64(m,J＝16Hz,2H)。¹³C NMR(100MHz,DMSO)δ181.2,176.5,173.99,164.60,149.16,145.33,139.99,139.21,131.05,130.52,129.93,123.54,117.03,115.86,113.71,81.11,70.21,65.13,61.44,55.15,47.57,44.85,43.42,25.6。

实施例20：(4-(3-(4-(4-吗啉-6-(四氢-2H-[1,4]二氧[2,3-c]吡咯-6(3H)-基)-1,3,5-三嗪-2-基)苯基)氨基)-1H-苯并[d]咪唑-6-羰基)-(吡咯烷-4-二甲氨基-2-甲酰胺)(Bz-20)

合成方法：将实施例18中哌啶-4-甲酰胺片段改为吡咯烷-4-二甲氨基-2-甲酰胺，其他步骤及操作类似于实施例18。得到白色粉末状固体，收率58.2％，纯度98.9％。产物的高分辨质谱数据为HRMS(ESI)：m/z[M+H]⁺计算值[C34H42N11O5]⁺:684.3370，实测值684.3358。¹H NMR(400MHz,DMSO)δ11.98(s,1H),9.87(s,1H),8.64(d,J＝8.6Hz,3H),7.65(d,J＝8.7Hz,2H),7.44(s,2H),7.37(s,2H),4.39(s,1H),3.75(s,8H),3.32(s,10H),3.12(m,2H),2.87(m,1H),2.25(s,6H),2.01-1.90(m,J＝44Hz,2H)。¹³C NMR(100MHz,DMSO)δ181.2,178.1,177.02,172.15,164.53,145.88,140.31,138.95,131.14,130.22,129.93,123.54,117.16,115.87,115.21,80.11,65.22,65.13,62.45,61.13,57.05,51.98,49.02,42.15,27.24。

实施例21：1-(2-((4-(4-吗啉-6-((S)-3-甲基吗啉)-1,3,5-三嗪-2-基)苯基)氨基)-1H-苯并[d]咪唑-6-羰基)哌啶-4-甲酰胺(Bz-21)

合成方法：将实施例4中步骤2的缩合杂环片段改为(S)-3-甲基吗啉，L-脯氨酰胺改为哌啶-4-甲酰胺，其他步骤及操作类似于实施例4。得到乳白色粉末状固体，收率68.4％，纯度99.2％。产物的高分辨质谱数据为HRMS(ESI)：m/z[M+H]⁺计算值[C32H39N10O4]⁺:627.3156，实测值627.3142。¹H NMR(400MHz,DMSO)δ11.19(s,1H),9.97(s,1H),8.28(d,J＝8.9Hz,2H),7.81(d,J＝8.9Hz,2H),7.35–7.29(m,2H),7.26(s,1H),7.03(dd,J＝8.2,1.2Hz,1H),6.77(s,1H),3.78(s,10H),3.59(t,J＝16.9Hz,6H),3.32-3.19(m,J＝52Hz,3H),2.37–2.26(m,1H),1.67(s,2H),1.47(qd,J＝12.6,3.9Hz,2H),1.21(d,3H).¹³C NMR(100MHz,DMSO)δ177.3,176.92,175.88,173.25,165.11,145.35,143.62,142.98,139.81,129.50,129.33,126.06,122.87,117.03,115.86,113.71,75.40,64.05,63.72,48.87,46.44,45.25,42.22,29.6,16.51。

通过以下实验来说明本发明通式(I)代表的化合物所具有的有益效果和应用。

体外PI3Kα激酶抑制测试：

本发明化合物抑制PI3Kα激酶活性，由此抑制细胞信号通路的转导，从而影响细胞周期和细胞增殖。此类化合物对PI3Kα激酶的抑制作用通过下述Kinase-Glo LuminescentKinase Assay方法评价。

检测原理：Kinase-Glo Plus Luminescent Kinase Assay是一种均质的非放射性的检测方法，它是通过检测激酶反应后体系中ATP的含量来定量测定纯化激酶的活性。ATP含量的测定是通过由Mg²⁺、ATP和氧催化萤火虫荧光素(beetle luciferin)发生氧化后产生的光强度来定量的。在反应体系中加入一定量的ATP，激酶反应需要消耗ATP，剩余的ATP可以与Kinase Glo试剂中的萤火虫荧光素酶发生反应后发光，从而可以定量检测剩余的ATP的量，间接测定反应激酶的活性。

检测方法：将受试化合物用100％二甲亚砜(DMSO)配制为最高反应抑制浓度的100×浓度，吸取100μL至96孔板一孔中。然后用100％DMSO逐孔进行3倍的浓度梯度稀释，配制10个浓度。“完全”和“空白”对照孔用100μL的100％DMSO代替。其中，“完全”对照孔为无化合物组，“空白”对照孔为无激酶组。随后，配制含4％DMSO的化合物中间稀释物，配制方法为向检测板的各孔中加入4μL化合物和96μL 1×激酶基础缓冲液。将2.5μL上述化合物中间稀释物加入反应板，然后将2.5μL 4×激酶溶液(将激酶加入1×激酶基础缓冲液(50mM HEPES、pH 7.5、1mM EGTA、100mM NaCl、3mM MgCl₂、2mM DTT、0.03％CHAPS配制而成)加入至检测板各孔中。室温孵育10min。将5μL 2×的底物溶液(将PIP2和ATP加入1×激酶基础缓冲液配制而成)加入检测板各孔中。室温孵育1h。加入10μL终止液(Kinase-Glo reagent)终止反应。振荡，离心1min，低速振荡15min，然后Flexstation读板进行检测，最后根据RLU值及“完全”和“空白”对照孔的读数计算出化合物各浓度下的抑制率，结合化合物浓度作图计算IC₅₀值。

体外mTOR激酶抑制测试：

mTOR活性通过Lance Ultra荧光试验来测定，原理与PI3Kα类似。检测方法如下：50mM HEPES、pH 7.5、1mM EGTA、3mM MnCl₂、10mM MgCl₂、2mM DTT、0.01％Tween-20，100％DMSO为溶剂。mTOR加入到上述缓冲液中稀释至最终浓度为2.5nM，取2.5μL激酶溶液置于384孔板中。同时向板中加入预处理的底物ULight-4E-BP1(Thr37/46,PE)(50μM)及ATP(10.8μM)来启动反应，室温反应1h后，加入10μL预处理的含有EDTA与Eu-anti-phospho-4E-BP1(Thr37/46,PE)抗体的检测缓冲液，离心后平衡60min，随后使用Envision采集数据，选用665nm波长测定吸光值。

试验结果见表2，从下表2中活性数据可知，本发明所述化合物均可有效抑制PI3Kα和mTOR双激酶，对其具有较好的抑制活性，即大多化合物对PI3Kα和mTOR双激酶的抑制活性(IC50)均在纳摩尔水平(1nm-999nm)，且与Ⅲ期临床候选药物PF-05212384相比，惊讶地发现本发明化合物与其抑制活性相当，如实施例13和实施例16。因此，本发明所述化合物具有积极且可预见的抗增殖性疾病，尤其是抗肿瘤的临床应用价值，并具有很好的开发前景，来替代现有的药物。

表2目标化合物PI3Kα与mTOR激酶体外抑制活性

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种化合物，其特征在于，其具有如式(I)所示结构，或如式(I)所示结构的立体异构体、几何异构体、水合物、溶剂化物、药学上可接受的盐或前药：

其中，X选自N或-CR^a-；

2.根据权利要求1所述的化合物，其特征在于，R³选自R⁴-NH-、C_3-7杂环基、C_4-9稠合杂双环基、C_3-7杂环基C_1-4烷基、C_3-7杂环基C_1-4烷氨基、C_6-10芳基C_1-4烷氨基或C_1-9杂芳基C_1-4烷氨基，其中所述R⁴-NH-、C_3-7杂环基、C_4-9稠合杂双环基、C_3-7杂环基C_1-4烷基、C_3-7杂环基C_1-4烷氨基、C_6-10芳基C_1-4烷氨基和C_1-9杂芳基C_1-4烷氨基各自独立地可以被一个或多个选自氟、氯、溴、碘、羟基、氨基、氧代(＝O)、R⁴C(＝O)NH-、R⁴C(＝O)O-、N(R⁴R^4a)-C(＝O)-、R⁴O-C(＝O)-、R⁴ON＝、C_1-4烷基-C(＝O)-、C_1-4烷基磺酰基、氰基、C_1-4烷基、C_1-4卤代烷基、C_1-4烷氨基、C_1-4二烷氨基、C_1-4氨基烷基、C_1-4羟烷基、C_1-4烷氧基、C_1-4卤代烷氧基、C_1-4羟基烷氧基或C_1-4烷氧基C_1-4烷基的取代基所取代；

各R⁴和R^4a分别独立地选自H、C_1-4烷基或C_1-4卤代烷基。

3.根据权利要求1所述的化合物，其特征在于，R¹代表以下子结构式：

其中，

4.根据权利要求1所述的化合物，其特征在于，R¹代表以下子结构式：

5.根据权利要求1所述的化合物，其特征在于，R³选自C_1-4烷氨基、C_1-4卤代烷氨基或C_3-7杂环基C_1-4烷基，或R³代表以下子结构式：

6.根据权利要求1所述的化合物，其特征在于，包含以下其中之一的结构：

7.一种药物组合物，包含如权利要求1-6任意一项所述的化合物，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。

8.一种使用权利要求1-6任意一项所述的化合物或权利要求7所述的药物组合物来制备用于在治疗预防和/或治疗和/或辅助治疗PI3Kα/mTOR双激酶作用的增殖性疾病的药品中的用途。

9.根据权利要求8所述的用途，其特征在于，所述增殖性疾病包括结直肠癌、胃癌、乳腺癌、肺癌、肝癌、前列腺癌、胰腺癌、甲状腺癌、膀胱癌、肾癌、脑瘤、颈癌、CNS的癌症、恶性胶质瘤、骨髓增生病、白血病或淋巴癌。