CN111566102A

CN111566102A - 作为激活素受体样激酶抑制剂的取代的吡咯并吡啶

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Publication number: CN111566102A
Application number: CN201880067671.6A
Authority: CN
Inventors: J·D·布鲁贝克; P·E·弗莱明; J·L·金; B·威廉姆斯; B·L·霍道斯
Original assignee: Cable Chart Pharmaceutical Co
Current assignee: Cable Chart Pharmaceutical Co
Priority date: 2017-10-18
Filing date: 2018-10-18
Publication date: 2020-08-21
Anticipated expiration: 2038-10-18
Also published as: JP2021500337A; US20200331908A1; EP3697786B1; RU2020114402A; CN111566102B; RU2020114402A3; US11236086B2; JP7278273B2; ES2931537T3; EP3697786A1; WO2019079649A1

Abstract

本文描述了抑制ALK2及其突变体的化合物、包含此类化合物的药物组合物以及使用此类化合物和组合物的方法。

Description

作为激活素受体样激酶抑制剂的取代的吡咯并吡啶

本公开涉及激活素受体样激酶-2(ALK2)的抑制剂。

本申请要求于2017年10月18日提交的美国临时专利申请号62/574,200的优先权，该专利申请以其全部内容并入本文。

通过激活素A受体I型基因(ACVR1)编码激活素受体样激酶-2(ALK2)。ALK2是骨形态发生蛋白(BMP)途径中的丝氨酸/苏氨酸激酶(Shore等人,Nature Genetics 2006,38:525-27)。它结合至包含骨形态发生蛋白(BMP)的复合物并负责转导BMP信号。ALK2中的某些突变导致激酶是组成型活性的并且与多种疾病有关。进行性肌肉骨化症(fibrodysplasiaossificans progressiva)(FOP)是一种罕见的严重损害健康的可遗传病症，其特征为骨骼外位点的进行性异位骨化。患有这种疾病的个体经历显著降低的移动性并且寿命缩短。当前的疗法受限于改善表征该疾病的肿胀(急性发作)。

所有FOP患者在ACVR1基因中具有杂合激活突变。此外，绝大多数FOP患者具有相同的ALK2突变，R206H。表达ALK2-R206H的转基因小鼠概括了人疾病的主要特征，其包括下肢中拇指畸形以及炎性浸润和肌细胞凋亡，以及随后通过软骨内途径的异位骨形成(Chakkalakal等人,J Bone miner Res.2012,27(8):1746-1756)。已开发了第二种工程化的小鼠系，其表达肌肉中激活的ALK2-Q207D变体并且表型模拟人FOP的主要特征。使用BMP受体1型激酶抑制剂对这些小鼠的处理导致SMAD信号转导的抑制以及异位性骨化和相关功能损害的降低(Fukuda等人,Genesis 2006,44,159-167)。ALK2中与FOP有关的其它突变包括(但不限于)L196P、PF197-8L、R202I、R258S、R258G、G328A、G328W、G328E、G328R、G356D和R375P(Kaplan等人,Hum Mutat.2009,30(3):379-390；Gregson等人,Bone2011,48:654-658；Kaplan等人,Am J Med Genet 2015,167:2265-2271；Petrie等人,PLoS One 2009,4(3):e5005；Bocciardi等人,Eur J Hum Genetics 2009,17:311-318；Pacifici andShore,Cytokine&Growth Factor Reviews 2016,27:93-104)。

在某些情况下，还可以在野生型ALK2的人中引起异位骨化(HO)。这些情况可以包括骨软骨瘤、大手术干预、创伤(如头或胚细胞损伤)、长期固定或严重烧伤。衰竭性HO可以发生在疾病，如多发性外生骨疣中。ALK2抑制剂可以潜在地作为用于治疗FOP以及其它由HO所引起的病况的有效疗法。

扩散型内因性脑桥神经胶质瘤(diffuse intrinsic pontine glioma)(DIPG)是一种不具有有效治疗选项的罕见的，侵袭性的且通常致死的儿科脑干癌。由于其解剖学位置和扩散性，无法通过手术治疗DIPG。DIPG仅发生在幼童中，并且两年存活率为约小于10％。由于它们在脑干中的位置，DIPG对颅神经产生压力，从而导致复视、眼球运动控制困难，咀嚼和/或吞咽困难以及手臂和/或腿部无力，从而导致移动丧失和语言困难。随着肿瘤的发展，颅内压力升高，从而导致严重头疼、恶心/呕吐和疲劳。不同于多种其它儿科癌症，在过去几十年内，对于改善DIPG的治疗几乎无进展。在历史上，对于造成DIPG的促使因素的理解的缺乏阻碍了潜在新型治疗选项的鉴定。因此，对于DIPG治疗的医学需求非常高。最近的基因组鉴定已表明约25％的DIPG肿瘤具有体细胞杂合的ALK2激活突变。ALK2中与DIPG有关的突变包括(但不限于)R206H、G328V、G328W、G328E和G356D(Jones和Baker,Nature RevCancer 2014,14:651-661)。

值得注意地，DIPG中发现的ALK2突变与FOP中发现的那些重叠，表明了用于两种疾病的抑制剂开发工作之间潜在的协同(例如，通过重叠筛选漏斗(screening funnel)和化学工作)。显著比例的DIPG含有激活的ALK2突变的发现表明ALK2抑制剂可能对于DIPG患者具有临床益处。

可以在慢性炎症性、感染性或肿瘤疾病背景中出现慢性疾病性贫血、炎症性贫血或癌性贫血。在这种形式的贫血中，炎性细胞因子诱导铁调素的肝脏表达，其通过使膜铁转运蛋白失活负调控铁的生物利用度。此外，铁调素受骨形态发生蛋白(BMP)信号转导的转录调控。通过ALK2的抑制对BMP磷酸化的抑制可以调控BMP介导的信号转导，因此降低铁调素表达。铁调素表达的降低可以是治疗慢性疾病性贫血、炎症性贫血或癌性贫血的有效策略。

本公开提供了ALK2和ALK2突变体，例如，如本文所定义的ALK2突变体的抑制剂，例如，式(I)的抑制剂及其药学上可接受的盐和组合物。本公开还提供了使用本公开所述的化合物及其药学上可接受的盐和组合物来抑制细胞中或患者中的ALK2或ALK2突变体的活性的方法。本公开还提供了使用本公开所述的化合物及其药学上可接受的盐和组合物来治疗患有异常ALK2活性所介导的病况，例如，进行性肌肉骨化症(FOP)或异位骨化或扩散型内因性脑桥神经胶质瘤(DIPG)或慢性疾病性贫血或炎症性贫血或癌性贫血中的至少一种的受试者或患者的方法。

在一个方面，本公开的特征在于式(I)的化合物或其药学上可接受的盐中的至少一种：

其中环A、R¹、R²、R³、R⁴和n各自如本文所述进行定义。

在另一个方面，本公开提供了包含式(I)的化合物或其药学上可接受的盐以及药学上可接受的载体的药物组合物。

在另一个方面，本公开提供了治疗或改善受试者中的进行性肌肉骨化症的方法。在一些实施方式中，所述方法包括向所述受试者施用治疗有效量的式(I)的化合物或其药学上可接受的盐或组合物。在一些实施方式中，所述受试者在ALK2基因中具有突变，其导致具有选自L196P、PF197-8L、R202I、R206H、Q207E、R258S、R258G、G328A、G328W、G328E、G328R、G356D和R375P中的至少一种氨基酸修饰的ALK2酶的表达。

在另一个方面，本公开提供了治疗或改善受试者中的扩散型内因性脑桥神经胶质瘤的方法。在一些实施方式中，所述方法包括向所述受试者施用治疗有效量的式(I)的化合物或其药学上可接受的盐或组合物。在一些实施方式中，所述受试者在ALK2基因中具有突变，其导致具有选自R206H、G328V、G328W、G328E和G356D中的至少一种氨基酸修饰的ALK2酶的表达。

在另一个方面，本公开提供了抑制受试者中的异常ALK2活性的方法。在一些实施方式中，所述方法包括向所述受试者施用治疗有效量的式(I)的化合物或其药学上可接受的盐或组合物。在一些实施方式中，所述受试者在ALK2基因中具有突变，其导致具有选自L196P、PF197-8L、R202I、R206H、Q207E、R258S、R258G、G328A、G328V、G328W、G328E、G328R、G356D和R375P中的至少一种氨基酸修饰的ALK2酶的表达。

本文所述的方法可以在使用本公开的化合物的治疗之前、期间和/或之后另外包括多个评价步骤。在一些实施方式中，在使用本公开的化合物的治疗之前、期间和/或之后，所述方法还包括评价步骤，例如可视化受试者中的异位骨化。这可以通过光谱分析，例如，基于磁共振的分析，例如，MRI、正电子发射断层成象术(PET)、微型计算机断层成像(μCT)或通过组织学实现。

在一些实施方式中，所述方法包括评价受试者中异位骨化的治疗前或基线水平，例如，使用光谱分析，例如，基于磁共振的分析，例如，MRI、正电子发射断层成象术(PET)、微型计算机断层成像(μCT)或通过组织学。在一些实施方式中，所述方法还包括向受试者施用本公开所述的化合物；评价异位骨化的治疗后水平，例如，使用光谱分析，例如，基于磁共振的分析，例如，MRI、正电子发射断层成象术(PET)、微型计算机断层成像(μCT)或通过组织学；将所述受试者中异位骨化的治疗后水平与异位骨化的治疗前或基线水平相比较；并且确定是否继续治疗，例如，使用光谱分析，例如，基于磁共振的分析，例如，MRI、正电子发射断层成象术(PET)、微型计算机断层成像(μCT)或通过组织学。

在一些实施方式中，异位骨化之后是水肿，例如，持续水肿。

如本文所使用的，术语“患者”、“受试者”、“个体”和“宿主”表示患有或怀疑患有与异常ALK2活性(即由于ALK2基因中导致具有氨基酸修饰的ALK2酶的表达的突变所造成的异常ALK2活性)或异常ALK2生物活性有关的疾病或病症的人或非人动物。

如本文所使用的，“治疗”这种疾病或病症是指改善本文所述的疾病或病症的至少一种症状。当结合病况，如进行性肌肉骨化症使用时，这些术语表示以下中的一种或多种：控制异向骨(heterotropic bone)的生长速率；减轻与新骨发育有关的疼痛和炎症；延长患者的预期存活时间；减少异位骨生长病变的大小和数目；维持或改善移动性；预防或治疗新的发作；抑制新的异位骨病变的出现；使手术能够除去现有的异位骨化以恢复四肢功能和/或移动性；延长存活期；延长无恶化存活期；延长进展时间；抑制FOP相关损伤引起的水肿和/或提高生活质量。当结合病况，如扩散型内因性脑桥神经胶质瘤使用时，这些术语表示以下中的一种或多种：阻止神经胶质瘤的生长，导致神经胶质瘤的重量或体积缩小，延长患者的预期存活时间，抑制神经胶质组织生长，减小神经胶质肿瘤块、降低转移性病变的大小和数目，抑制新的转移性病变的发生，延长存活期，延长无恶化存活期，延长进展时间和/或提高生活质量。

如本文所使用的，术语“治疗效果”是指动物，特别是哺乳动物，并且更特别是人中的由于本公开所述的化合物或组合物的施用所引起的有益的局部或全身性作用。短语“治疗有效量”和“药物有效量”是可互换使用的并且表示本公开的化合物或组合物以合理的效益/风险比有效治疗与异常ALK2活性有关的疾病或病况的量。例如，基于要治疗的受试者和疾病状况、受试者的体重和年龄、疾病状况的严重程度、施用方式等(这些是本领域技术人员可以容易地确定的)，此类物质的治疗有效量将是不同的。

如本文所使用的“脂族基”是指直链、支链或环状烃基，并且包括饱和和不饱和基团，如烷基、烯基或炔基。

如本文所使用的“烯基”是指含有至少一个双键的脂族基。

“亚烷基”是指烷基的二价基团，例如，-CH₂-、-CH₂CH₂-和-CH₂CH₂CH₂-。

如本文所使用的“炔基”是指含有2至12个碳原子且其特征在于具有一个或多个三键的直链或支链烃链。炔基的实例包括(但不限于)乙炔基、炔丙基和3-己炔基。三键碳之一可以任选地是炔基取代基的连结点。

“烷基”或“烷基基团”是指饱和直链或支链烃的一价基团，如1-12、1-10或1-6个碳原子的直链或支链基团，其在本文中分别称为C₁-C₁₂烷基、C₁-C₁₀烷基和C₁-C₆烷基。烷基的实例包括(但不限于)甲基、乙基、丙基、异丙基、2-甲基-1-丙基、2-甲基-2-丙基、2-甲基-1-丁基、3-甲基-1-丁基、2-甲基-3-丁基、2,2-二甲基-1-丙基、2-甲基-1-戊基、3-甲基-1-戊基、4-甲基-1-戊基、2-甲基-2-戊基、3-甲基-2-戊基、4-甲基-2-戊基、2,2-二甲基-1-丁基、3,3-二甲基-1-丁基、2-乙基-1-丁基、丁基、异丁基、叔-丁基、戊基、异戊基、新戊基、己基、庚基和辛基。

当表示环时，“芳族的”是指具有(4n+2π)个电子并且通常以显示交替的单键和单键的结构式为特征的完全共轭的不饱和环。芳族环包括芳基环(例如，苯)和杂芳基环(例如，含有一个或多个选自N、O和S的杂原子的环)两者。

“芳基”是指其中至少一个环是芳族的单环、双环或多环烃环系统。

“卤代”是指任何卤素基团，例如，-F、-Cl、-Br或-I。

“碳环系统”是指单环、双环或多环烃环系统，其中每个环是完全饱和的或者含有一个或多个不饱和单元，但是其中没有环是芳族的。

“碳环基”是指碳环系统的一价基团。代表性的碳环基包括环烷基(例如，环戊基、环丁基、环戊基、环己基等)和环烯基(例如，环戊烯基、环己烯基、环戊二烯基等)。如本文所使用的，碳环基是与分子的其余部分具有sp2连结点的部分饱和的单环、双环或多环烃环系统的一价基团。

“环烷基”是指具有3至12个碳的环、双环、三环或多环非芳族烃基。任何可取代的环原子可以(例如，被一个或多个取代基)取代。环烷基可以含有稠环或螺环。稠环是共有至少两个共同(碳)原子的环。环烷基部分的实例包括(但不限于)环丙基、环己基、甲基环己基、金刚烷基和降冰片基。

“杂烷基”是指一价直链或支链烷基链，其中除了与所述分子的其余部分结合的亚甲基单元以外，一个亚甲基单元被-O-、-S-或-N(R^d)替换，其中下文定义了R^d。为了清楚起见，-CH₂-NH-CH₃部分将是杂烷基，但-NH-CH₂-CH₃将不是，因为NH基团结合至所述分子的其余部分。

“杂亚烷基”是指杂烷基的二价基团。

“杂芳环系统”是指单环、双环或多环系统，其中至少一个环是芳族的且包含至少一个杂原子(例如，N、O或S)；并且其中没有其它的环是杂环基(如以下所定义)。在某些情况下，芳族的且包含杂原子的环在该环中含有1、2、3或4个环杂原子。

“杂芳基”是指杂芳环系统的一价基团。代表性的杂芳基包括以下环系统，其中(i)每个环包含杂原子且为芳族的，例如，咪唑基、恶唑基、噻唑基、三唑基、吡咯基、呋喃基、噻吩基、吡唑基、吡啶基、吡嗪基、哒嗪基、嘧啶基、吲哚嗪基、嘌呤基、萘啶基和蝶啶基；(ii)每个环为芳族的或碳环基，至少一个芳族环包含杂原子且至少一个其它环为烃环，或者例如，吲哚基、异氮茚基、苯并噻吩基、苯并呋喃基、二苯并呋喃基、吲唑基、苯并咪唑基、苯噻唑基、喹啉基、异喹啉基、噌啉基、2,3-二氮杂萘基、喹唑啉基、喹喔啉基、咔唑基、吖啶基、吩嗪基、吩噻嗪基、啡噁嗪基、吡啶并[2,3-b]-1,4-噁嗪-3-(4H)-酮、5,6,7,8-四氢喹啉基和5,6,7,8-四氢异喹啉基；和(iii)每个环为芳族的或碳环基，并且至少一个芳香环与另一个芳香环共有桥头杂原子，例如，4H-喹嗪基。

“杂环系统”是指单环、双环和多环系统，其中至少一个环是饱和或部分不饱和的(但不是芳族的)，并且该环包含至少一个杂原子。杂环系统可以在导致产生稳定结构的任何杂原子或碳原子处连接至其侧基，并且任何环原子可以是任选地取代的。杂环系统可以是稠环或螺环。

“杂环基”是指杂环系统的一价基团。代表性的杂环基包括以下环系统，其中(i)每个环是非芳族的且至少一个环包含杂原子，例如，四氢呋喃基、四氢吡喃基、四氢噻吩基、吡咯烷基、吡咯烷酮基、哌啶基、吡咯啉基、十氢喹啉基、恶唑烷基、哌嗪基、二氧己环基、二氧戊环基、二氮杂卓基、氧氮杂卓基(oxazepinyl)、硫氮杂卓基(thiazepinyl)、吗啉基和奎宁环基；(ii)至少一个环是非芳族的且包含杂原子，并且至少一个其它环是芳族碳环，例如，1,2,3,4-四氢喹啉基、1,2,3,4-四氢异喹啉基；和(iii)至少一个环是非芳族的且包含杂原子，并且至少一个其它环是芳族的且包含杂原子，例如，3,4-二氢-1H-吡喃并[4,3-c]吡啶和1,2,3,4-四氢-2,6-萘啶。

“氰基”是指-CN基团。

“羟基”是指-OH。

本公开的某些化合物可以以特定几何或立体异构形式存在。如落入本公开的范围内的，本公开考虑了所有这些化合物，包括顺式和反式异构体，R和S对映异构体、非对映体、(D)-异构体、(L)-异构体，其外消旋混合物及其其它混合物。其它不对称碳原子可以存在于取代基，如烷基中。所有这些异构体及其混合物旨在包含在本公开内。因此，当在未指明立体化学的情况下，通过结构对所公开的化合物命名或进行描述并且所述化合物具有一个或多个手性中心时，应理解它表示所述化合物所有可能的立体异构体及其对映体混合物。当在每个手性中心指明立体化学的情况下，通过结构名称或描述所公开的化合物时，应理解它仅表示在这些手性中心具有所指明的立体化学的化合物。然而，当所公开的化合物在一些，但非全部手性中心指明立体化学时，应理解它表示在所述化合物未指明的手性中心处所有可能的立体异构体及其对映体混合物。

例如，如果期望本公开所述的化合物的具体对映异构体，则可以通过不对称合成，或者通过使用手性助剂衍生化来制备，其中分离所得的非对映体混合物并切割助剂基团以提供纯的所期望对映异构体。作为另外一种选择，当所述分子含有碱性官能团，如氨基，或者酸性官能团，如羧基时，与适当的光活性酸或碱形成非对映体盐，随后通过本领域中已知的分级结晶或色谱方式分离因此所形成的非对映体，并随后回收纯的对映异构体。

可以使用如下所示的方程计算组合物的“对映体过量”或“对映体过量％”。在如下所示的实例中，组合物含有90％的一种对映异构体，例如，S对映异构体和10％的另一种对映异构体，即R对映异构体。

ee＝(90-10)/100＝80％。

因此，将含有90％的一种对映异构体和10％的另一种对映异构体的组合物称为80％对映体过量的。

本文所述的化合物或组合物可以含有至少50％、75％、90％、95％或者99％对映体过量的一种形式的化合物，例如，S对映异构体。换言之，此类化合物或组合物相对于R对映异构体含有对映体过量的S对映异构体。

本文所述的化合物还可以在构成这些化合物的一个或多个原子处含有非天然比例的原子同位素。例如，可以用放射性同位素，如(例如)氘(²H)、氚(³H)、碳-13(¹³C)或碳-14(¹⁴C)放射性标记所述化合物。无论是否具有放射性，本文所公开的化合物的全部同位素变化旨在涵盖在本公开的范围内。另外，本文所述的化合物的全部互变异构形式旨在落入所主张的公开的范围内。

所述化合物可作为游离碱或作为盐而有用。代表性的盐包括氢溴酸盐、盐酸盐、硫酸盐、硫酸氢盐、磷酸酯、硝酸盐、乙酸盐、戊酸盐、油酸盐、棕榈酸盐、硬脂酸盐、月桂酸盐、苯甲酸盐、乳酸盐、磷酸盐、甲苯磺酸盐、柠檬酸盐、马来酸盐、延胡索酸盐、琥珀酸盐、酒石酸盐、萘酸盐、甲磺酸盐、葡萄糖酸盐、乳糖酸盐和月桂基磺酸盐等(参见，例如，Berge等人(1977)“Pharmaceutical Salts”,J.Pharm.Sci.66:1-19)。

如本文所述，本公开所述的化合物可以含有“任选地取代的”部分。一般地，无论之前是否有术语“任选地”，术语“取代的”表示所指明的部分的一个或多个氢被适合的取代基替换。除非另外说明，否则“任选地取代的”基团可以在所述基团每个可取代的位置具有适合的取代基，并且当任何给定结构中不止一个位置可以被选自指定基团的不止一个取代基取代时，所述取代基在每个位置可以是相同或不同的。本公开所设想的取代基的组合优选地为导致形成稳定或化学可行的化合物的那些。如本文所使用的术语“稳定的”是指当处于允许其产生、检测并且在某些实施方式中，其回收、纯化和用于本文所公开的一个或多个目的的使用的条件时，未显著改变的化合物。

适合于任选地取代的烷基、亚烷基、碳环基、杂环基、芳基或杂芳基基团的取代基包括卤素、＝O、-CN、-OR^c、-NR^dR^e、-S(O)_kR^c、-NR^cS(O)₂R^c、-S(O)₂NR^dR^e、-C(＝O)OR^c、-OC(＝O)OR^c、-OC(＝O)R^c、-OC(＝S)OR^c、-C(＝S)OR^c、-O(C＝S)R^c、-C(＝O)NR^dR^e、-NR^cC(＝O)R^c、-C(＝S)NR^dR^e、-NR^cC(＝S)R^c、-NR^c(C＝O)OR^c、-O(C＝O)NR^dR^e、-NR^c(C＝S)OR^c、-O(C＝S)NR^dR^e、-NR^c(C＝O)NR^dR^e、-NR^c(C＝S)NR^dR^e、-C(＝S)R^c、-C(＝O)R^c、C₁-C₆烷基、C₁-C₆卤代烷基、C₁-C₆杂烷基、碳环基、(C₁-C₆亚烷基)-碳环基、(C₁-C₆杂亚烷基)-碳环基、杂环基、(C₁-C₆亚烷基)-杂环基、(C₁-C₆杂亚烷基)-杂环基、芳基、(C₁-C₆亚烷基)-芳基、(C₁-C₆杂亚烷基)-芳基、杂芳基、(C₁-C₆亚烷基)-杂芳基或(C₁-C₆杂亚烷基)-杂芳基，其中所述烷基、亚烷基、杂烷基、杂亚烷基、碳环基、杂环基、芳基和杂芳基中的每一个任选地被一个或多个卤素、OR^c、-NO₂、-CN、-NR^cC(＝O)R^c、-NR^dR^e、-S(O)_kR^c、-C(＝O)OR^c、-C(＝O)NR^dR^e、-C(＝O)R^c、C₁-C₆烷基、C₁-C₆卤代烷基或C₁-C₆杂环基取代，并且其中R^c是氢、羟基、C₁-C₆烷基、C₁-C₆杂烷基、碳环基、(C₁-C₆亚烷基)-碳环基、(C₁-C₆杂亚烷基)-碳环基、杂环基、(C₁-C₆亚烷基)-杂环基、(C₁-C₆杂亚烷基)-杂环基、芳基、(C₁-C₆亚烷基)-芳基、(C₁-C₆杂亚烷基)-芳基、杂芳基、(C₁-C₆亚烷基)-杂芳基或(C₁-C₆杂亚烷基)-杂芳基取代，它们中的每一个任选地被一个或多个卤素、羟基、C₁-C₆烷基、C₁-C₆卤代烷基、C₁-C₆杂烷基、碳环基、杂环基、芳基或杂芳基取代；R^d和R^e各自独立地选自氢、C₁-C₆烷基和C₁-C₆杂烷基；并且k为0、1或2。所主张的公开无意于以任何方式受限于以上取代基的示例列表。

在一个方面，本公开的特征在于具有式(I)的化合物：

或其药学上可接受的盐，其中：

环A选自单环芳基、单环杂芳基、喹啉基和双环杂环基，其中所述双环杂环基中仅有一个环是芳族的；

每个R¹独立地选自卤代、氰基、氧代、C₁-C₄烷基、-O-(C₁-C₄烷基)、-C(O)-(C₁-C₄烷基)、-C(O)-O-(C₁-C₄烷基)、-C(O)-N(R⁸)-(C₁-C₄烷基)、-N(R⁸)₂、-N(R⁸)-C(O)-(C₁-C₄烷基)、-S(O)_p-(C₁-C₄烷基)、-O-(C₁-C₄亚烷基)-C(O)-O-(C₁-C₄烷基)、-O-(C₁-C₄亚烷基)-N(R⁸)₂、-O-(C₁-C₄亚烷基)-C(O)-N(R⁸)₂、-Si(R⁹)(C₁-C₄烷基)₂、C₃-C₈碳环基、-C(O)-(C₃-C₈碳环基)、-O-(C₀-C₄亚烷基)-(C₃-C₈碳环基)、-O-(C₀-C₄亚烷基)-C(O)-(C₃-C₈碳环基)、-(C₀-C₄亚烷基)-芳基、-O-(C₀-C₄亚烷基)-芳基、杂环基、-C(O)-杂环基、-O-(C₀-C₄亚烷基)-杂环基和-O-(C₀-C₄亚烷基)-C(O)-杂环基，其中：

R¹的任何所述烷基或所述亚烷基部分任选地被1至5个取代基取代，所述取代基独立地选自卤代、氰基、羟基和-O-(C₁-C₄烷基)；和

R¹的任何所述碳环基、所述芳基或者所述杂环基部分任选地被1至5个取代基取代，所述取代基独立地选自卤代、C₁-C₄烷基、C₁-C₄卤代烷基、氰基、羟基、-O-(C₁-C₄烷基)、杂环基、-N(R⁸)₂和-N(R⁸)-C(O)-O-(C₁-C₄烷基)；

R²是键或-O-；

R³选自C₁-C₆烷基、-(C₀-C₆亚烷基)-(C₃-C₈碳环基)和-(C₀-C₆亚烷基)-(含O-或S-的单环杂环基)，其中：

所述单环杂环基的碳原子是所述单环杂环基的连接点；

R³的任何所述烷基或所述亚烷基部分任选地被1至5个取代基取代，所述取代基独立地选自卤代、氰基、羟基、C₁-C₄烷基、-O-(C₁-C₄烷基)、-O-(C₃-C₈环烷基)和-S(O)_p-(C₁-C₄烷基)；和

R³的任何所述碳环基或所述杂环基部分任选地被1至5个取代基取代，所述取代基独立地选自卤代、氰基、氧代、羟基、C₁-C₄烷基、C₁-C₄卤代烷基、-O-(C₁-C₄烷基)、-O-(C₁-C₄卤代烷基)、-C(O)-(C₁-C₄烷基)、-C(O)-O-(C₁-C₄烷基)、-S(O)_p-(C₁-C₄烷基)、-O-苯基、-(C₁-C₄烷基)-苯基和吗啉-4-基；

R⁴选自氢、C₁-C₄烷基、C₂-C₄烯基、C₂-C₄炔基、C₃-C₆环烷基、-C(O)-(C₁-C₄烷基)、卤代和氰基，其中：

R⁴的任何所述烷基部分任选地被羟基取代；

每个R⁸独立地选自氢和C₁-C₄烷基，或者两个R⁸与它们所连接的氮原子一起形成杂环基；

每个R⁹独立地选自氢、C₁-C₄烷基和羟基；

n是0、1、2、3、4、5或6；并且

p是0、1或2。

在一些实施方式中，p是0。在一些实施方式中，p是1。在一些实施方式中，p是2。在一些实施方式中，p是1或2。

在一些实施方式中，n是0。在一些实施方式中，n是1。在一些实施方式中，n是2。在一些实施方式中，n是3。在一些实施方式中，n是4。在一些实施方式中，n是5。在一些实施方式中，n是6。在一些实施方式中，n是1、2或3。

在一些实施方式中，R⁴是氰基、甲基、氯代、溴代、氟代、丁-2-炔基或丁-2-酮基。

在一些实施方式中，环A选自6元单环芳基、5元杂芳基、6元单环杂芳基、9元双环杂环基和10元双环杂环基。

例如，在一些实施方式中，环A选自苯基、吡咯基、吡唑基、咪唑基、噻唑基、异噻唑基、噁唑基、异噁唑基、噻吩基、1,2,4-噻二唑基、1,3,4-噻二唑基、1,2,3-三唑基、吡啶基、嘧啶基、吡嗪基、

例如，在一些实施方式中，环A选自：

其中：

X选自O、N和S(O)_p；

Y是CH或N；

W选自CH、N、S和O；

Z选自CH、NH、S和O；并且

p是0、1或2。

在一些实施方式中，环A选自

其中：

R^1B选自氢、卤代、氰基、C₁-C₄烷基、-O-(C₁-C₄烷基)、-C(O)-(C₁-C₄烷基)、-C(O)-(C₃-C₆环烷基)、-C(O)-O-(C₁-C₄烷基)、-N(R⁸)-C(O)-(C₁-C₄烷基)、-S(O)_p-(C₁-C₄烷基)、C₃-C₆环烷基和3至6元杂环基，其中：

R^1B的任何所述烷基部分任选地被1至5个取代基取代，所述取代基独立地选自卤代和氰基；

R^1B的任何所述环烷基或所述杂环基部分任选地被1至5个取代基取代，所述取代基独立地选自卤代、-N(R⁸)₂、C₁-C₄烷基、杂环基和C₁-C₄卤代烷基；

p是0、1或2；并且

当R^1B为氢时，则n1为0、1、2、3、4、5或6，并且当R^1B不为氢时，则n1为0、1、2、3、4或5。

在一些实施方式中，环A选自：

其中：

R^1B选自C₁-C₄烷基、C₃-C₆环烷基、-(C₀-C₄亚烷基)-芳基、杂环基和-S(O)_p-(C₁-C₄烷基)，其中：

p是0、1或2；

每个R¹独立地选自C₁-C₄烷基、C₃-C₆环烷基、卤代、氰基和-N(R⁸)₂，其中：

每个R⁸独立地选自C₁-C₄烷基；并且

在一些实施方式中，环A选自：

在一些非限制性实施方式中，每个R¹独立地选自C₁-C₄烷基、C₃-C₆环烷基、-O-(C₁-C₄烷基)、-C(O)-杂环基和氰基，其中R¹的任何所述烷基部分任选地被1至5个取代基取代，所述取代基独立地选自卤代、羟基和氰基。

在一些实施方式中，环A选自：

在一些非限制性实施方式，每个R¹独立地选自C₁-C₄烷基，其任选地被1至5个取代基取代，所述取代基独立地选自卤代、羟基和氰基。

在一些实施方式中，环A选自

在一些非限制性实施方式中，每个R¹独立地选自C₁-C₄烷基和氰基，其中R¹的任何所述烷基部分任选地被1至5个取代基取代，所述取代基独立地选自卤代、羟基和氰基。

在一些实施方式中，每个R¹独立地选自四氢吡喃基、四氢呋喃基、3,6-二氢-2H-吡喃基、哌啶基、哌嗪基、氧杂环丁烷基、氰基、C₁-C₄烷基、-S(O)-(C₁-C₄烷基)、-S(O)₂-(C₁-C₄烷基)、-C(O)-(C₁-C₄烷基)、-C(O)-杂环基、-O-(C₁-C₄烷基)、卤代、C₃-C₆环烷基、-O-(C₃-C₆环烷基)、-N(CH₃)₂、Si(CH₃)₂OH、-NH-C(O)-CH₃、-O-(C₀-C₄亚烷基)-芳基和吗啉基，其中：

所述哌啶基任选地被1个取代基取代，所述取代基选自吗啉基、-O-(C₁-C₄烷基)、C₁-C₄烷基和C₁-C₄卤代烷基，或者被一个或两个取代基取代，所述取代基独立地选自卤代；

所述四氢吡喃基或四氢呋喃基任选地被1个取代基取代，所述取代基选自羟基和-O-(C₁-C₄烷基)；

所述氧杂环丁烷基任选地被1个取代基取代，所述取代基选自C₁-C₄烷基；

所述哌嗪基任选地被1个取代基取代，所述取代基选自C₁-C₄烷基和卤代；

R¹的任何所述环烷基部分任选地被1个取代基取代，所述取代基选自氰基和羟基；

R¹的任何所述烷基部分任选地被1至5个取代基取代，所述取代基独立地选自卤代、氰基、羟基和-O-(C₁-C₄烷基)。

在一些实施方式中，R³选自C₁-C₆烷基、-(C₀-C₃亚烷基)-(C₃-C₆碳环基)和-(C₀-C₃亚烷基)-(单环含O-或S-的杂环基)，其中：

R³的任何所述烷基或所述亚烷基部分任选地被1至5个取代基取代，所述取代基独立地选自卤代、氰基和羟基；和

R³的任何所述碳环基或所述杂环基部分任选地被1至4个取代基取代，所述取代基独立地选自卤代、氰基、羟基、C₁-C₄烷基、C₁-C₄卤代烷基、-O-(C₁-C₄烷基)、-O-(C₁-C₄卤代烷基)、-C(O)-(C₁-C₄烷基)、-C(O)-O-(C₁-C₄烷基)、-S(O)_p-(C₁-C₄烷基)、-O-苯基、-(C₁-C₄烷基)-苯基和吗啉-4-基。

例如，在一些实施方式中，R³选自环丁基、环丙基、环己基、氧杂环丁烷基、硫杂环丁基、四氢呋喃基和四氢吡喃基。在一些实施方式中，R³选自-(C₁亚烷基)-四氢吡喃基、-(C₁亚烷基)-四氢呋喃基、-(C₁或C₂亚烷基)-氧杂环丁烷基、-(C₁或C₂亚烷基)-环丙基、-(C₁或C₂亚烷基)-环丁基和-(C₁或C₂亚烷基)-环己基。在一些实施方式中，所述环丙基、所述环丁基或所述环己基独立地被1至4个取代基取代，所述取代基独立地选自卤代、羟基和氰基。

在一些实施方式中，R³选自环丁基、环丙基和环己基，其中所述环丁基、所述环丙基或所述环己基独立地被1至4个卤代基团取代。在一些实施方式中，R³选自环丁基、环丙基和环己基，其中所述环丁基、所述环丙基或所述环己基被1个氰基或羟基取代。在一些实施方式中，R³选自氧杂环丁烷基和-(C₁亚烷基)-氧杂环丁烷基，其中R³的所述氧杂环丁烷基部分被C₁-C₄烷基取代。

在一些实施方式中，R³是C₁-C₆烷基。在一些实施方式中，R³是独立地被1至4个卤代基团取代的C₁-C₆烷基。

在一些实施方式中，所述化合物是选自表1中的化合物的式(I)的化合物。

在另一个方面，本公开的特征在于包含式(I)的化合物(例如，表1中的化合物)或其药学上可接受的盐以及药学上可接受的载体的药物组合物。

下表1显示了本文所述的化合物的结构。

表1

在另一个方面，本公开的特征在于治疗或改善受试者中的进行性肌肉骨化症的方法，其包括向所述受试者施用药物有效量的本文所述的化合物(例如，表1中的化合物)或其药学上可接受的盐，或其药物组合物。

在另一个方面，本公开的特征在于治疗或改善受试者中的扩散型内因性脑桥神经胶质瘤的方法，其包括向所述受试者施用药物有效量的本文所述的化合物(例如，表1中的化合物)或其药学上可接受的盐，或其药物组合物。

在另一个方面，本公开的特征在于抑制受试者中的异常ALK2活性的方法，其包括向所述受试者施用治疗有效量的本文所述的化合物(例如，表1中的化合物)或其药学上可接受的盐，或其药物组合物。

还考虑将这些化合物的药学上可接受的盐用于本文所述的用途。

“药学上可接受的盐”是指保留其生物性质且对于药物使用无毒或另外不是不期望的本公开的化合物的任何盐。药学上可接受的盐可以来源于多种有机和无机抗衡离子。此类盐包括以下中的一种或多种：(1)与有机或无机酸形成的酸加成盐，如盐酸、氢溴酸、硫酸、硝酸、磷酸、氨基磺酸、乙酸、三氟乙酸、三氯乙酸、丙酸、己酸、环戊基丙酸、乙醇酸、戊二酸、焦葡萄酸、乳酸、丙二酸、琥珀酸、山梨酸、抗坏血酸、苹果酸、马来酸、反丁烯二酸、酒石酸、柠檬酸、苯甲酸、3-(4-羟基苯甲酰)苯甲酸、苦味酸、肉桂酸、扁桃酸、苯二甲酸、月桂酸、甲磺酸、乙磺酸、1,2-乙烷-二磺酸、2-羟乙基磺酸、苯磺酸、4-氯苯磺酸、2-萘磺酸、4-甲苯磺酸、樟脑酸、樟脑磺酸、4-甲基双环[2.2.2]-辛2-烯-1-羧酸、葡庚糖酸、3-苯基丙酸、三甲基乙酸、叔-丁基乙酸、月桂基硫酸、葡萄糖酸、苯甲酸、谷氨酸、羟基萘甲酸、水杨酸、硬脂酸、环己基氨基磺酸、奎宁酸、粘康酸等酸；或者(2)当存在于母体化合物中的酸性质子(a)被金属离子，例如，碱金属离子、碱土离子，或铝离子，或碱金属或碱土金属的氢氧化物，如氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化镁、氢氧化铝、氢氧化锂、氢氧化锌和氢氧化钡、氨取代，或者(b)与有机碱，如脂族、脂环族或芳族的有机胺，如氨、甲胺、二甲胺、二乙胺、甲基吡啶、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、乙二胺、赖氨酸、精氨酸、鸟氨酸、胆碱、N,N'-二苄基亚乙基-二胺、氯普鲁卡因、二乙醇胺、普鲁卡因、N-苄基苯乙基胺、N-甲葡糖胺哌嗪、三(羟甲基)-氨基甲烷、氢氧化四甲铵等配位时所形成的盐。仅通过举例而言，药学上可接受的盐还包括钠、钾、钙、镁、铵、四烷基铵盐等，并且当所述化合物含有碱性官能性时，无毒的有机或无机酸的盐，如盐酸盐、氢溴酸盐、酒石酸盐、甲磺酸盐、苯磺酸盐、乙酸盐、马来酸盐、草酸盐等。根据本公开的药学上可接受的盐包括至少一种盐，并且还可以是超过一种盐的混合物。

本公开的药物组合物包括本公开的一种或多种化合物以及一种或多种药学上可接受的载体。术语“药学上可接受的载体”是指参与携带或输送任何主题组合物或其组分的药学上可接受的材料、组合物或媒介物，如液体或固体填充剂、稀释剂、赋形剂、溶剂或包封材料。在与主题组合物及其组分相容的意义上，每种载体必须是“可用的”并且对患者无害。可以用作药学上可接受的载体的材料的一些实例包括：(1)糖，如乳糖、葡萄糖和蔗糖；(2)淀粉，如玉米淀粉和马铃薯淀粉；(3)纤维素及其衍生物，如羧甲基纤维素钠、乙基纤维素和醋酸纤维素；(4)粉末黄芪胶；(5)麦芽；(6)明胶；(7)滑石；(8)赋形剂，如可可脂和栓剂蜡；(9)油，如花生油、棉籽油、红花油、芝麻油、橄榄油、玉米油和豆油；(10)二醇，如丙二醇；(11)多元醇，如甘油、山梨糖醇、甘露糖醇和聚乙二醇；(12)酯，如油酸乙酯和十二烷酸乙酯；(13)琼脂；(14)缓冲剂，如氢氧化镁和氢氧化铝；(15)海藻酸；(16)无热原的水；(17)等渗盐水；(18)林格氏溶液；(19)乙醇；(20)磷酸盐缓冲液；和(21)在药物制剂中使用的其它无毒相容性物质。

可以口服、肠胃外、通过吸入喷雾、局部、直肠、鼻部、口腔、阴道或通过植入储库(implanted reservoir)施用本公开的组合物。如本文所使用的术语“肠胃外”包括皮下、静脉内、肌内、关节内、滑膜内、胸骨内、鞘内、肝内、病灶内和颅内注射或输注技术。在一些实施方式中，口服、腹膜内或静脉内施用本公开的组合物。本公开的组合物的无菌可注射形式可以是水性或油性混悬液。这些混悬液可以根据本领域已知的技术，使用适合的分散剂或润湿剂和助悬剂配制。所述无菌可注射制剂也可以是处于无毒胃肠外可用的稀释剂或溶剂中的无菌可注射溶液或悬浮液，例如，作为1,3-丁二醇中的溶液。可以使用的可接受的载体和溶剂是水、林格氏溶液和等渗氯化钠溶液。此外，无菌的不挥发油常规用作溶剂或混悬媒介。

为此目的，可以使用任何温和的不挥发油，包括合成甘油单酯或甘油二酯。脂肪酸(如油酸和它的甘油酯衍生物)在制备注射剂中是有用的，天然的药学上可接受的油(如橄榄油或蓖麻油)也是如此，特别是其聚氧乙基化形式。这些油性溶液或混悬液还可以含有长链醇稀释剂或分散剂，如羧甲基纤维素或在药学上可接受的剂量形式的制剂，包括乳液和混悬液中常用的类似分散剂。其它常用的表面活性剂，如吐温、司盘以及在药学上可接受的固体、液体或其它剂量形式的生产中常用的其它乳化剂或生物利用度增强剂也可以出于制剂目的而使用。

可以将本公开的药学上可接受的组合物以任何口服可接受的剂量形式，包括(但不限于)胶囊剂、片剂、水性混悬剂或溶液口服施用。在用于口服使用的片剂的情况下，常用的载体包括乳糖和玉米淀粉。通常还加入润滑剂，如硬脂酸镁。就胶囊形式的口服施用而言，有用的稀释剂包括乳糖和干燥的玉米淀粉。当口服使用需要水性混悬剂时，将活性成分与乳化剂和助悬剂组合。如果需要，还可以加入某些甜味剂、调味剂或着色剂。

作为另外一种选择，可以将本公开的药学上可接受的组合物以用于直肠施用的栓剂的形式施用。这些可以如下制备：将所述药剂与适合的无刺激性的赋形剂混合，所述赋形剂在室温下是固体，但是在直肠温度下是液体并因此将在直肠中融化以释放药物。此类材料包括可可脂、蜂蜡和聚乙二醇。

还可以将本公开的药学上可接受的组合物局部施用，特别是当治疗目标包括通过局部施用易接近的区域或器官时，包括眼部、皮肤或下肠道疾病。针对这些区域或器官中的每一种，容易制备适合的局部制剂。用于下肠道的局部施用可以在直肠栓剂制剂(参见上文)中或在适合的灌肠剂制剂中实现。还可以使用局部透皮贴剂。

对于局部施用，可以在适合的软膏剂中配制药学上可接受的组合物，所述软膏剂含有混悬或溶解于一种或多种载体中的活性组分。用于本公开的化合物的局部施用的载体包括(但不限于)矿物油、液体矿脂、白凡士林、丙二醇、聚氧乙烯、聚氧丙烯化合物、乳化蜡和水。作为另外一种选择，可以在适合的洗剂或乳膏剂中配制药学上可接受的组合物，所述洗剂或乳膏剂含有混悬或溶解于一种或多种药学上可接受的载体中的活性组分。适合的载体包括(但不限于)矿物油、单硬脂酸山梨聚糖酯、聚山梨酯60、十六烷基酯蜡、鲸蜡硬脂醇、2-辛基十二醇、苯甲醇和水。

还可以通过鼻部气溶胶或吸入施用本公开的药学上可接受的组合物。根据药物制剂领域熟知的技术制备此类组合物，且可以使用苯甲醇或其它适合的防腐剂、吸收促进剂(以提高生物利用度)、碳氟化合物和/或其它常规的增溶剂或分散剂制备为盐水中的溶液。

可以与载体混合以产生单一剂量形式的组合物的本公开的化合物的量将随治疗宿主、具体施用形式以及施用单一剂量形式的人所确定的其它因素而变化。

可以在细胞培养或实验动物中通过标准药物程序确定本公开的化合物，包括药学上可接受的盐和氘化变体的毒性和治疗效力。LD₅₀是50％的群体致死的剂量。ED₅₀是在50％的群体中治疗有效的剂量。毒性和治疗作用之间的剂量比(LD₅₀/ED₅₀)是治疗指数。显示出大治疗指数的化合物是优选的。尽管可以使用具有毒副作用的化合物，但应小心设计将此类化合物靶向受影响的组织位点的递送系统，以最小化对未受感染的细胞的潜在损伤，并由此减少副作用。

从细胞培养测定和动物研究获得的数据可以用于配制人中使用的剂量范围。此类化合物的剂量可以在包括ED₅₀但又几乎没有或没有毒性的循环浓度范围内。根据所用剂量形式和所用施用途径，剂量可以在该范围内变化。对于任何化合物，可以从细胞培养测定初步估计治疗有效剂量。可以在动物模型中配制剂量以达到包括在细胞培养中确定的IC₅₀(即达到症状的半数最大抑制时的测试化合物浓度)的循环血浆浓度范围。此信息可以用来更准确地确定在人中有用的剂量。可以例如通过高效液相色谱法来测量血浆中的水平。

还应理解针对任何特定患者的具体剂量和治疗方案将取决于多种因素，其包括(但不限于)所使用的具体化合物的活性、年龄、体重、一般健康状况、性别、饮食、施用时间、排泄速率、药物组合和治疗医师的判断以及正在治疗的特定疾病的严重程度。组合物中的本公开化合物的量还将取决于所述组合物中的具体化合物，

ALK2中的突变导致激酶具有不适当的活性并且与多种疾病有关。本公开提供了抑制突变ALK2基因的化合物，例如，导致具有氨基酸修饰的ALK2酶的表达的突变ALK2基因。在另一个方面，本公开提供了抑制野生型(WT)ALK2蛋白和ALK2蛋白的突变形式两者的化合物。出于本公开的目的，ALK2的序列信息以ACVR1激活素A受体1型[智人(人)]；Entrez GeneID(NCBI):90可见于国家生物信息中心(National Center for Biological Information，NCBI)网页(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/)。它也称为：FOP；ALK2；SKR1；TSRI；ACTRI；ACVR1A；ACVRLK2，所述序列信息通过参照并入本文。

在一些实施方式中，本公开提供了抑制受试者中的异常ALK2活性的方法，其包括向对其有需要的受试者施用药物有效量的本文所述的至少一种化合物或药物组合物的步骤。在一些实施方式中，所述异常ALK2活性是由ALK2基因中的突变引起的，所述突变导致具有选自L196P、PF197-8L、R202I、R206H、Q207E、R258S、R258G、G328A、G328V、G328W、G328E、G328R、G356D和R375P中的一个或多个的氨基酸修饰的ALK2酶的表达。在一些实施方式中，ALK2酶具有氨基酸修饰R206H。

由于它们针对ALK2的活性，本文所述的化合物可以用于治疗患有与异常ALK2活性有关的病况的患者。在一些实施方式中，与异常ALK2活性有关的病况是进行性肌肉骨化症。FOP诊断是基于拇趾的先天畸形(拇外翻)的存在以及软组织中纤维性结节的形成。结节可以或可以不转化成异位骨。这些软组织病变通常首先在头部、颈背部发现。约97％的FOP患者具有相同的c.617G>A；ACVR1(Alk2)基因中的R206H突变。通过宾夕法尼亚大学有一种可用的基因检测(Kaplan等人,Pediatrics 2008,121(5):e1295-e1300)。

其它常见的先天异常包括拇指畸形、股骨颈短宽、胫骨骨软骨瘤和颈椎关节突关节融合。颈部中的关节突关节融合经常导致学步期幼儿用它们的臀部快走而不是爬行。FOP经常被误诊(约80％；癌症或纤维瘤病)，并且经常对患者进行不正确的诊断程序，如使疾病加剧并导致永久性残疾的活组织检查。

在一些实施方式中，本公开提供了治疗或改善受试者中的进行性肌肉骨化症的方法，所述方法包括向对其有需要的所述受试者施用药物有效量的本文所述的化合物或药物组合物。

在一些实施方式中，与异常ALK2活性有关的病况是进行性肌肉骨化症(FOP)，并且所述受试者在ALK2基因中具有突变，所述突变导致具有选自L196P、PF197-8L、R202I、R206H、Q207E、R258S、R258G、G328A、G328W、G328E、G328R、G356D和R375P中的一个或多个的氨基酸修饰的ALK2酶的表达。在一些实施方式中，ALK2酶具有氨基酸修饰R206H。

本公开包括对于使用本文所述的一种或多种化合物或药物组合物的治疗而鉴别和/或诊断患者的方法。在一些实施方式中，本公开提供了检测受试者中与异常ALK2活性有关的病况，例如，FOB的方法，其中所述方法包括(a)从受试者，例如，人患者获得样品，例如，血浆；和(b)检测如本文所述的ALK2基因中的一种或多种突变是否存在于所述样品中。在另一个实施方式中，本公开提供了诊断受试者中与异常ALK2活性有关的病况的方法，所述方法包括：(a)从受试者获得样品；(b)使用本文所述的检测方法，检测如本文所述的ALK2基因中的一种或多种突变是否存在于所述样品中；和(c)当检测到所述一种或多种突变存在时，将所述受试者诊断为患有所述病况。用于检测突变的方法包括(但不限于)基于杂交的方法、基于扩增的方法、微阵列分析、流式细胞术分析、DNA测序、下一代测序(NGS)、引物延伸、PCR、原位杂交、斑点印迹和DNA印迹。在一些实施方式中，本公开提供了诊断和治疗受试者中与异常ALK2活性有关的病况的方法，所述方法包括：(a)从受试者获得样品；(b)检测如本文所述的ALK2基因中的一种或多种突变是否存在于所述样品中；(c)当在所述样品中检测到所述一种或多种突变时，将所述受试者诊断为患有所述病况；和(d)向所诊断的患者施用有效量的本文所述的一种或多种化合物或药物组合物。在一些实施方式中，本公开提供了治疗受试者中与异常ALK2活性有关的病况的方法，所述方法包括(a)确定所述受试者是否、已确定所述受试者是否具有如本文所述的ALK2基因中的一种或多种突变或者接收相关信息；(b)将所述受试者鉴别为对本文所述的一种或多种化合物或药物组合物起反应；和(c)向所述受试者施用有效量的所述一种或多种化合物或药物组合物。

在一些实施方式中，与异常ALK2活性有关的病况是脑肿瘤，例如，神经胶质瘤。在一些实施方式中，所述神经胶质瘤是扩散型内因性脑桥神经胶质瘤(DIPG)。在一些实施方式中，本公开提供了治疗或改善对其有需要的受试者中的扩散型内因性脑桥神经胶质瘤的方法，所述方法包括向所述受试者施用药物有效量的如本文所述的化合物或药物组合物。

在一些实施方式中，与异常ALK2活性有关的病况是扩散型内因性脑桥神经胶质瘤并且所述受试者在ALK2基因中具有突变，所述突变导致具有选自R206H、G328V、G328W、G328E和G356D中的至少一个氨基酸修饰的ALK2酶的表达。在一些实施方式中，ALK2酶具有氨基酸修饰R206H。

在一些实施方式中，与异常ALK2活性有关的病况是与炎症、癌症或慢性疾病有关的贫血。

在一些实施方式中，与异常ALK2活性有关的病况是创伤或手术诱导的异位骨化。

在一些实施方式中，本公开的化合物与在治疗要治疗的疾病例如FOP中有用的第二治疗剂共施用(作为组合剂量形式的一部分或者作为施用之前、顺序施用或施用之后施用的单独剂量形式)。在一些实施方式中，本公开的化合物与类固醇(例如，泼尼松)或其它抗过敏剂如奥马珠单抗共施用。

在一些实施方式中，本公开的化合物与RAR-γ激动剂或抗激活素A抗体共施用以用于治疗要治疗的疾病，例如FOP。在一些实施方式中，共施用的RAR-γ激动剂是帕罗伐汀。在一些实施方式中，共施用的抗激活素A抗体是REGN2477。

在一些实施方式中，本公开的化合物与在治疗FOP中有用的靶向肥大细胞的疗法共施用。在一些实施方式中，本公开的化合物与肥大细胞抑制剂共施用，所述抑制剂包括(但不限于)KIT抑制剂。在一些实施方式中，共施用的肥大细胞抑制剂选自色甘酸钠(cromolynsodium)(或色甘酸钠(sodium cromoglicate))、贝伦妥单抗

依鲁替尼

奥马珠单抗

抗白细胞三烯剂(例如，孟鲁司特

或齐留通(

或

))和KIT抑制剂(例如，伊马替尼

米哚妥林(PKC412A)、马赛替尼(

或

)、BLU-285、DCC-2618、PLX9486)。

可以使用已知的有机合成技术制备并且可以根据任何多种可能的合成路线，如以下方案中的那些合成本公开的化合物，包括其盐和N-氧化物。可以在适合的溶剂中进行用于制备本公开的化合物的反应，有机合成领域的技术人员可以容易地选择所述溶剂。适合的溶剂可以在实施反应的温度，例如，可以在溶剂凝固点至溶剂沸点温度的范围内的温度下与起始材料(反应物)、中间体或产物明显不反应。可以在一种溶剂或超过一种溶剂的混合物中进行给定反应。基于具体反应步骤，技术人员可以选择适合于具体反应步骤的溶剂。

本公开的化合物的制备可以包括多种化学基团的保护和脱保护。本领域技术人员可以容易地确定对于保护和脱保护的需要以及适当保护基的选择。保护基的化学性质可见于(例如)Wuts和Greene,Protective Groups in Organic Synthesis,第4版,John Wiley&Sons:New Jersey(2006)，该文献以其全部内容通过参照并入本文。

可以根据本领域中已知的任何适合的方法监测反应。例如，可以通过光谱方式，如核磁共振(NMR)光谱(例如，¹H或¹³C)、红外(IR)光谱、分光光度法(例如，UV-可见光)、质谱(MS)或者通过色谱法，如高效液相色谱法(HPLC)或薄层色谱法(TLC)监测产物形成。

LC-MS/HPLC：除非另外说明，否则使用以下仪器和流动相之一获得所有液相色谱-质谱(LC-MS)数据(分析纯度和成分(identity)的样品)：

22.4摄氏度下，Agilent 1260-型LC系统(或1200型)，该系统使用Agilent 6120型(或1956型)质谱仪，所述质谱仪使用ES-API电离，其配备有Agilent Poroshel 120(EC-C18，2.7μm粒径，尺寸3.0×50mm)反相柱。流动相由溶剂0.1％的甲酸水溶液和0.1％的甲酸乙腈溶液的混合物组成。使用4分钟过程内，从95％水/5％有机流动相至5％水/95％有机流动相的恒定梯度。流速恒定为1mL/分钟。

LC-MS：碱性流动相：A：水(10mM NH₄HCO₃)，B：ACN；梯度：1.2分钟内，5％B升高至95％B，95％B保持1.3分钟，在0.01分钟内回到5％B；流速：2ml/分钟；柱：XBridge，3.5μm，50*4.6mm；柱温箱温度：50℃。酸性流动相：A：水(0.01％TFA)，B：CAN(0.01％TFA)；梯度：1.2分钟内，5％B升高至95％B，95％B保持1.3分钟，在0.01分钟内回到5％B；流速：2mL/分钟；柱：Sunfire，3.5μm，50*4.6mm；柱温箱温度：50℃。

HPLC：碱性流动相：A：水(10mM NH₄HCO₃)，B：ACN；梯度：1.2分钟内，5％B升高至95％B，95％B保持1.3分钟，在0.01分钟内回到5％B；流速：2ml/分钟；柱：XBridge，3.5μm，50*4.6mm；柱温箱温度：50℃。酸性流动相：A：水(0.01％TFA)，B：ACN(0.01％TFA)；梯度：0分钟5％B，3分钟5％B，10分钟95％B，15分钟95％B；流速：1.2mL/分钟；柱：Eclipse XDB-C18，4.6*150mm，5μm；柱温箱温度：40℃。

制备型LC-MS方法1：制备型HPLC是在22.4摄氏度下，在配备有Luna 5u C18(2)100A，AXIA装填，250×21.2mm反相柱的Shimadzu Discovery

制备系统上进行的。流动相由溶剂0.1％的甲酸水溶液和0.1％的甲酸乙腈溶液的混合物组成。使用25分钟过程内，从95％水/5％有机流动相至5％水/95％有机流动相的恒定梯度。流速恒定为20mL/分钟。在Biotage Initiator微波单元中进行在微波中进行的反应。

制备型LC-MS方法2:

MS方法：毛细管(kv)：3.5；锥孔电压(v)：20；提取锥孔电压(v)：3；RF透镜电压(v)：0.5；源温(℃)：100；脱溶剂温度(℃)：400

入口方法：溶剂：CH₃OH，H₂O，0.001TFA/5-95NH₃/CAN/5-95TFA/CAN；梯度：10-70；运行时间：3.5分钟；流速：60mL/分钟

收集方法：收集触发：质量；分流/收集器延迟(secs)：10.5；最大管填充(％)85；正离子检测--最小强度阈值(mit)：2000000；柱id：X-bridge，C18，20mm*50mm，10μm

手性HPLC：使用下列柱之一和一般条件组，在以下仪器上进行拆分手性混合物的制备型HPLC。

SFC详细信息：

仪器：SFC-80(Thar,Waters)或SFC-200(Thar,Waters)

柱：AD-H 20*250mm,5μm(Daicel)

柱温：35℃

流动相：CO₂/甲醇(0.1％NH₄OH)＝40/60-90/10

流速：80-180g/分钟

反压：100巴

检测波长：214-360nm

HPLC详细信息：

仪器：Gilson-281

柱：AD-H 20*250,10μm(Daicel)

流动相：己烷(0.1％DEA)：EtOH(0.1％DEA)＝0/100-100/0

柱温：40℃

注射量：1mL

检测波长：214-360nm

柱：

硅胶色谱：在Teledyne Isco

Rf单元或

IsoleraFour单元上进行硅胶色谱。

质子NMR：除非另外说明，否则所有¹H NMR光谱是采用Varian 400MHz UnityInova 400MHz NMR仪(采集时间＝3.5秒，具有1秒延迟；16至64次扫描)、Bruker,AVANCEIII 500MHz UltraShield-Plus数字NMR光谱仪或者Bruker,AVANCE III 400MHzUltraShield-Plus数字NMR光谱仪获得的。当表征时，所有质子是在DMSO-d₆溶剂中作为相对于残余DMSO(2.50ppm)的百万分率(ppm)报告的。

实施例

以下实施例旨在是说明性的，并且不以任何方式表示是限制性的。

以下方案表示提供了与制备本发明的化合物有关的一般性指导。本领域技术人员将理解可以使用有机化学的常识来改变或优化方案中所示的制备以制备多种本发明的化合物。

合成规程A

可以用磺酰基保护吡咯并吡啶A以提供中间体B。可以通过取代反应用哌嗪C使中间体B官能化以提供中间体D。可以用基团，如Boc保护中间体D(中间体E)，然后特异性卤化以提供中间体F。中间体F可以经历卤素-金属互换反应以作为硼酸盐或含锡中间体提供中间体G。中间体F还可以通过钯介导的偶联反应，例如，Suzuki偶联、Stille偶联或Negishi偶联，偶联至硼酸盐、硼酸酯、三烷基锡或烷基锌试剂以提供中间体H。对于中间体G，经历这些转化也是可能的以提供中间体H。H脱保护(脱-Boc)，然后进行封端反应，如酰胺键形成或氨基甲酸酯形成，从而提供了中间体I。可以通过中间体I的脱保护(磺酰基)实现最终的化合物J。如下所示，使用合成规程A制备了表1、2和3的化合物20、262和410。

实施例1. 4-(2-碘-1-(苯磺酰基)-1H-吡咯并[2,3-b]吡啶-4-基)哌嗪-1-羧酸叔丁酯的合成

步骤1. 4-氯-1-(苯磺酰基)-1H-吡咯并[2,3-b]吡啶的合成

在20℃下，将化合物A(50g，0.3276mol，1当量)、500mL二氯甲烷(DCM)、三乙胺(TEA)(50g，0.4941mol，1.5当量)和二甲基氨吡啶(DMAP)(4g，0.0327mol，0.1当量)在1L圆底(RBF)烧瓶中混合。然后，将混合物冷却至10℃，随后在10-20℃下滴加BsCl(70g，0.3963mol，1.2当量)。在20℃下搅拌18小时后，LC-MS显示A/BsCl/B的比例＝0/8/84。将反应混合物在250mL水中稀释。将有机相分离并用250mL饱和Na₂CO₃溶液、250mL水和250mL盐水洗涤。用Na₂SO₄干燥有机层，浓缩并用石油醚浆化以获得83g标题产物(99％纯度，86％收率)。

步骤2和3.4-(1-(苯磺酰基)-1H-吡咯并[2,3-b]吡啶-4-基)哌嗪-1-羧酸叔丁酯的合成

在15℃下，将化合物B(27g，0.0631mol，1.0当量)、化合物C(24g，0.2786mol，3.0当量)和190ml N-甲基吡咯烷酮(NMP)加至500ml RBF。将混合物加热至140℃并搅拌3小时。LC-MS显示B/D的比例为0/83。将混合物冷却至15℃并搅拌另外18小时。然后，滤出不溶性固体，并在10-25℃下滴加Boc₂O(85g，0.3895mol，4.2当量)。将混合物在15℃搅拌18小时；LS-MS显示D/E比例为0/81。然后，将540ml乙酸乙酯添加至混合物，随后过滤。用200ml的水洗涤滤液3次，并用水性NaHSO₄(12.5g在150mL水中)和水(200mL)洗涤所得有机相。用Na₂SO₄干燥有机层，浓缩以获得粗产物。用150mLDCM溶解粗产物，随后在15℃下，经30分钟时程滴加750mL石油醚。然后，将溶液在15℃下搅拌30分钟以形成沉淀。过滤后，获得21g白色固体状的标题产物(99％纯度，51％收率(两步))。

步骤4. 4-(2-碘-1-(苯磺酰基)-1H-吡咯并[2,3-b]吡啶-4-基)哌嗪-1-羧酸叔丁酯的合成

在-78℃下，将二异丙基氨基锂(LDA)(2M，62ml，124mmol)滴加至4-(1-(苯磺酰基)-1H-吡咯并[2,3-b]吡啶-4-基)哌嗪-1-羧酸叔丁酯(50g，113mmol)在THF(600ml)中的混合物中。将混合物在-78℃下搅拌1h。在-78℃下，添加THF(100mL)中的I₂(31g，122mmol)并将混合物在-78℃下搅拌1h。将混合物加热至0℃并搅拌0.5h。用水性Na₂S₂O₃和水性NH₄Cl淬灭反应，用乙酸乙酯萃取。浓缩并通过硅胶色谱法(石油醚:乙酸乙酯＝1:1)纯化以提供浅黄色固体状的标题产物(45g，70％)。MS(ES+)C₂₂H₂₅IN₄O₄S的理论值：568，实测值：569[M+H]⁺。

实施例2. 4-(2-(4-(三氟甲基)噻唑-2-基)-1H-吡咯并[2,3-b]吡啶-4-基)哌嗪- 1-羧酸氧杂环丁烷-3-酯的合成

步骤1. 4-(1-(苯磺酰基)-2-(三丁基甲锡烷基)-1H-吡咯并[2,3-b]吡啶-4-基)哌嗪-1-羧酸氧杂环丁烷-3-酯的合成

在-78℃下，将n-BuLi(21.2mmol，2.5M)加至4-(2-碘-1-(苯磺酰基)-1H-吡咯并[2,3-b]吡啶-4-基)哌嗪-1-羧酸氧杂环丁烷-3酯(10g，17.6mmol)在THF(150ml)中的溶液。在-78℃下搅拌1h后，加入Bu₃SnCl(6.9g，21.2mmol)。在-78℃下，将反应搅拌另外1h，然后在室温下搅拌过夜。用乙酸乙酯(200mL)萃取反应混合物，用盐水洗涤，经Na₂SO₄干燥，过滤并浓缩。通过硅胶色谱法(石油醚:乙酸乙酯＝10:3)纯化残余物以提供标题产物(5g，92％)，收率：39％。MS(ES+)C₃₃H₄₈N₄O₅SSn的理论值：731，实测值：732[M+H]⁺。

步骤2. 4-(1-(苯磺酰基)2-(4-(三氟甲基)噻唑-2-基)-1H-吡咯并[2,3-b]吡啶-4-基)哌嗪-1-羧酸氧杂环丁烷-3-酯的合成

将4-(1-(苯磺酰基)-2-(三丁基甲锡烷基)-1H-吡咯并[2,3-b]吡啶-4-基)哌嗪-1-羧酸氧杂环丁烷-3-酯(250mg，342μmol)、2-溴-4-(三氟甲基)噻唑(120mg，513μmol)、CuI(65mg，342mmol)和Pd(PPh₃)₄(197mg，171μmol)在甲苯(10ml)中的混合物用N₂脱气，然后在N₂下，在100℃下搅拌16h。将混合物冷却至室温并浓缩。通过硅胶色谱法(乙酸乙酯：石油醚＝3:10)直接纯化残余物以提供浅黄色固体状的标题产物(70mg，收率35％)。MS(ES+)C₂₅H₂₂F₃N₅O₅S₂的理论值：593，实测值：594[M+H]⁺。

步骤3. 4-(2-(4-(三氟甲基)噻唑-2-基)-1H-吡咯并[2,3-b]吡啶-4-基)哌嗪-1-羧酸氧杂环丁烷-3-酯的合成

将四丁基氟化铵水合物(TBAF)(2ml，1M，2.0mmol)加至4-(1-(苯磺酰基)-2-(4-(三氟甲基)噻唑-2-基)-1H-吡咯并[2,3-b]吡啶-4-基)哌嗪-1-羧酸氧杂环丁烷-3-酯(70mg，118μmol)在THF(5ml)中的溶液。将反应混合物在60℃下搅拌6h。LC-MS显示反应完成。用DCM稀释混合物，用水和盐水洗涤并浓缩。通过硅胶柱(MeOH:DCM＝1:15)和制备型HPLC直接纯化残余物以提供白色固体状的标题产物(13.9mg，收率26％)。MS(ES+)C₁₉H₁₈F₃N₅O₃S的理论值：453，实测值：454[M+H]⁺。

实施例3. 4-(2-(1-甲基-1H-吡唑-4-基)-1H-吡咯并[2,3-b]吡啶-4-基)哌嗪-1- 羧酸2,2-二氟环丁酯的合成

步骤1. 2-(苄氧基)环丁酮的合成

在室温下，将1,2-双((三甲基甲硅烷基)氧基)环丁-1-烯(1g，4.33mmol)加至苯甲醇(561mg，5.19mmol)在4M HCl/二噁烷(2mL)中的溶液。将反应加热至80℃共4h。浓缩后，通过硅胶色谱法(石油醚:乙酸乙酯＝10:1)纯化残余物以提供无色油状的标题产物(0.3g，39％)。

步骤2.((2,2-二氟环丁氧基)甲基)苯的合成

将2-(苄氧基)环丁酮(0.3g，1.70mmol)在DCM中的混合物冷却至0℃，并加入二乙氨基三氟化硫(DAST)(548mg，3.40mmol)。在室温下搅拌4h后，用DCM稀释反应混合物并用水性NaHCO₃和盐水洗涤。将有机萃取物干燥、过滤并浓缩。通过硅胶色谱法(石油醚:乙酸乙酯＝20:1)纯化残余物以提供无色油状的标题产物(60mg，18％)。

步骤3. 2,2-二氟环丁醇的合成

将((2,2-二氟环丁氧基)甲基)苯(60mg，0.3027mmol)和10％Pd/C(100mg)在二乙醚中的混悬混合物在H₂气氛下搅拌15h。过滤后，将残余物以醚溶液形式用于下一步骤。

步骤4. 1H-咪唑-1-羧酸2,2-二氟环丁酯的合成

将2,2-二氟环丁醇(以上醚溶液，假定0.3027mmol)和CDI(50mg，0.305mmol)在DCM中的混合物在室温下搅拌4h。所得溶液未经任何进一步纯化即用于下一步骤。MS(ES+)C₈H₈F₂N₂O₂的理论值：202，实测值：203[M+H]⁺。

步骤5. 4-(2-(1-甲基-1H-吡唑-4-基)-1H-吡咯并[2,3-b]吡啶-4-基)哌嗪-1-羧酸2,2-二氟环丁酯的合成

将三乙胺(60.0mg，0.5934mmol)加至2-(1-甲基-1H-吡唑-4-基)-4-(哌嗪-1-基)-1H-吡咯并[2,3-b]吡啶盐酸盐(94.5mg，0.2967mmol)在DCM中的混合物中并在室温下搅拌10分钟，然后加入1H-咪唑-1-羧酸2,2-二氟环丁酯(60mg，0.2967mmol)在DCM中的溶液。在室温下搅拌15h后，用DCM稀释反应混合物并用水洗涤。将有机层干燥、过滤并浓缩。通过硅胶色谱法(DCM:MeOH＝10:1)纯化残余物，然后通过制备型HPLC纯化以提供白色固体状的标题产物(14.4mg，12％)。MS(ES+)C₂₀H₂₂F₂N₆O₂的理论值：416，实测值：417[M+H]⁺。

实施例4. 环丁基(4-(2-(1-甲基-1H-吡唑-4-基)-1H-吡咯并[2,3-b]吡啶-4-基) 哌嗪-1-基)甲酮的合成

步骤1. 2-(1-甲基-1H-吡唑-4-基)-1-(苯磺酰基)-4-(哌嗪-1-基)-1H-吡咯并[2,3-b]吡啶的合成

向化合物1(200mg，0.45mmol)中加入MeOH/HCl(5mL)。将混合物在30℃下搅拌5小时。真空浓缩混合物以获得目标化合物。

步骤2.环丁基(4-(2-(1-甲基-1H-吡唑-4-基)-1-(苯磺酰基)-1H-吡咯并[2,3-b]吡啶-4-基)哌嗪-1-基)甲酮的合成

将环丁烷羧酸(14mg，0.14mmol)、N-甲基吗啉(NMM)(61mg，0.60mmol)和HBTU(49mg，0.13mmol)加至化合物2(50mg，0.12mmol)在DMF(1.5ml)中的混合物中。将混合物在25℃下搅拌5小时。将混合物直接用于下一步骤。

步骤3.环丁基(4-(2-(1-甲基-1H-吡唑-4-基)-1H-吡咯并[2,3-b]吡啶-4-基)哌嗪-1-基)甲酮的合成

将KOH(10当量)加至2ml MeOH中的化合物3(1.0当量)。将混合物在室温下搅拌3小时。将乙酸加至所述混合物以将pH调节至7，并且通过制备型HPLC纯化混合物以获得目标化合物。

合成规程B

使用合成规程A中所述的方法制备中间体H。可以通过卤化，卤化及随后的钯-介导的偶联反应(例如，Suzuki偶联、Stille偶联、Sonogashira偶联或Negishi偶联反应)或者金属化及随后与亲电体的反应使中间体H进一步官能化以获得中间体K。K脱保护(脱-Boc)，然后进行封端反应，如酰胺键形成或氨基甲酸酯形成，从而提供了中间体L。可以通过中间体L的脱保护(磺酰基)实现最终的化合物M。如下所示，使用合成规程B制备了表1、2和3的化合物132、258和267。

实施例5. 4-(3-氟-2-(1-甲基-1H-吡唑-4-基)-1H-吡咯并[2,3-b]吡啶-4-基)哌嗪-1-羧酸(1r,3r)-3-氟环丁酯的合成

步骤1. 4-(3-氟-2-(1-甲基-1H-吡唑-4-基)-1H-吡咯并[2,3-b]吡啶-4-基)哌嗪-1-羧酸叔丁酯的合成

将N-氟-N-(苯磺酰基)苯磺酰胺(82.4mg，0.2614mmol)加至4-(2-(1-甲基-1H-吡唑-4-基)-1H-吡咯并[2,3-b]吡啶-4-基)哌嗪-1-羧酸叔丁酯(100mg，0.2614mmol)在DCM中的溶液。在室温下搅拌15h后，用DCM稀释反应混合物并用水性NaHCO₃清洗。将有机层干燥、过滤并浓缩。通过硅胶色谱法(DCM:MeOH＝20:1)纯化残余物以提供黄色固体状的标题产物(30mg，纯度40％，12％)。MS(ES+)C₂₀H₂₅FN₆O₂的理论值：400，实测值：401[M+H]⁺。

步骤2. 3-氟-2-(1-甲基-1H-吡唑-4-基)-4-(哌嗪-1-基)-1H-吡咯并[3,3-b]吡啶的合成

将4M HCl/二噁烷加至4-(3-氟-2-(1-甲基-1H-吡唑-4-基)-1H-吡咯并[2,3-b]吡啶-4-基)哌嗪-1-羧酸叔丁酯(60mg，0.1498mmol)在DCM中的溶液。在室温下搅拌3h后，浓缩反应混合物以提供黄色固体状的标题产物(粗HCl盐，45mg，定量)。MS(ES+)C₁₅H₁₇FN₆的理论值：300，实测值：301[M+H]⁺。

步骤3. 4-(3-氟-2-(1-甲基-1H-吡唑-4-基)-1H-吡咯并[2,3-b]吡啶-4-基)哌嗪-1-羧酸(1r,3r)-3-氟环丁酯的合成

将CDI(72.8mg，0.4494mmol)加至(1r,3r)-3-氟环丁醇(40.4mg，0.4494mmol)在DCM(3mL)中的溶液。在室温下搅拌6h之后，将所得溶液加至3-氟-2-(1-甲基-1H-吡唑-4-基)-4-(哌嗪-1-基)-1H-吡咯并[2,3-b]吡啶(45mg，0.1498mmol)和TEA(30mg，0.30mmol)在DCM中的混合物。在室温下搅拌另外15h后，用DCM稀释反应混合物并用水洗涤。将有机层干燥、过滤并浓缩。用MeOH洗涤所得沉淀以提供黄色固体状的标题产物(34.8mg，56％)。MS(ES+)C₂₀H₂₂F₂N₆O₂的理论值：416，实测值：417[M+H]⁺。

实施例6. 4-(3-氰基-2-(1-(二氟甲基)-1H-吡唑-4-基)-1H-吡咯并[2,3-b]吡啶-4-基)哌嗪-1-羧酸乙酯的合成

步骤1. 4-(2-(1-(二氟甲基)-1H-吡唑-4-基)-1-((2-(三甲基甲硅烷基)乙氧基)甲基)-1H-吡咯并[2,3-b]吡啶-4-基)哌嗪-1-羧酸叔丁酯的合成

将1-(二氟甲基)-4-碘-1H-吡唑(200mg，819μmol)和(4-(4-(叔丁氧羰基)哌嗪-1-基)-1-((2-(三甲基甲硅烷基)乙氧基)甲基)-1H-吡咯并[2,3-b]吡啶-2-基)硼酸(390mg，819μmol)、Na₂CO₃(259mg，2.45mmol)和Pd(dppf)Cl₂(60mg，82μmol)在THF(20ml)/H₂O(2ml)中的混合物在75℃和N₂下搅拌1h。LC-MS显示反应完成。将反应混合物冷却，浓缩并通过硅胶柱(乙酸乙酯/石油醚＝1/5-5/1)直接纯化以得到无色油状的标题化合物(312mg，收率69％)。MS(ES+)C₂₆H₃₈F₂N₆O₃Si的理论值：548，实测值：549[M+H]⁺。

步骤2. 4-(3-溴-2-(1-(二氟甲基)-1H-吡唑-4-基)-1-((2-(三甲基甲硅烷基)乙氧基)甲基)-1H-吡咯并[2,3-b]吡啶-4-基)哌嗪-1-羧酸叔丁酯的合成

在室温下，将N-溴代琥珀酰亚胺(NBS)(101mg，568μmol)加至4-(2-(1-(二氟甲基)-1H-吡唑-4-基)-1-((2-(三甲基甲硅烷基)乙氧基)甲基)-1H-吡咯并[2,3-b]吡啶-4-基)哌嗪-1-羧酸叔丁酯(312mg，568μmol)在DCM(20ml)中的溶液，然后在室温下搅拌1h。LC-MS显示反应完成。浓缩反应混合物，并通过硅胶柱(乙酸乙酯/石油醚＝1/5-5/1)直接纯化残余物以提供无色油状的标题化合物(281mg，收率79％)。MS(ES+)C₂₆H₃₇BrF₂N₆O₃Si的理论值：626,628，实测值：627,629[M+H]⁺。

步骤3. 4-(3-氰基-2-(1-(二氟甲基)-1H-吡唑-4-基)-1-((2-(三甲基甲硅烷基)乙氧基)甲基)-1H-吡咯并[2,3-b]吡啶-4-基)哌嗪-1-羧酸叔丁酯的合成

将4-(3-溴-2-(1-(二氟甲基)-1H-吡唑-4-基)-1-((2-(三甲基甲硅烷基)乙氧基)甲基)-1H-吡咯并[2,3-b]吡啶-4-基)哌嗪-1-羧酸叔丁酯(281mg，447μmol)、二氰基锌(104mg，894μmol)和Pd(PPh₃)₄(51.6mg，44.7μmol)在DMA(2ml)中的混合物在120℃下搅拌1h。LC-MS显示反应完成。将反应混合物冷却并浓缩。通过硅胶柱(乙酸乙酯/石油醚＝3/10-3:1)纯化残余物以提供白色固体状的标题化合物(223mg，收率86％)。MS(ES+)C₂₇H₃₇F₂N₇O₃Si的理论值：573，实测值：574[M+H]⁺。

步骤4. 2-(1-(二氟甲基)-1H-吡唑-4-基)-4-(哌嗪-1-基)-1H-吡咯并[2,3-b]吡啶-3-腈的合成

在室温下，将TFA(1mL)加至4-(3-氰基-2-(1-(二氟甲基)-1H-吡唑-4-基)-1-((2-(三甲基甲硅烷基)乙氧基)甲基)-1H-吡咯并[2,3-b]吡啶-4-基)哌嗪-1-羧酸叔丁酯(225mg，392μmol)在DCM(2mL)中的溶液，然后搅拌16h。LC-MS显示反应完成。浓缩反应混合物以提供黄色油状的粗产物(130mg)。MS(ES+)C₁₆H₁₅F₂N₇的理论值：343，实测值：344[M+H]⁺。

步骤5. 4-(3-氰基-2-(1-(二氟甲基)-1H-吡唑-4-基)-1H-吡咯并[2,3-b]吡啶-4-基)哌嗪-1-羧酸乙酯的合成

将氯甲酸乙酯(38mg，348μmol)加至2-(1-(二氟甲基)-1H-吡唑-4-基)-4-(哌嗪-1-基)-1H-吡咯并[2,3-b]吡啶-3-腈(60mg，174μmol)和三乙胺(522mg，522μmol)在DMF(2mL)中的溶液，然后在室温下搅拌1h。LC-MS显示反应完成。浓缩反应混合物并通过制备型HPLC纯化以提供白色固体状的标题化合物(33.1mg，45％)。MS(ES+)C₁₉H₁₉F₂N₇O₂的理论值：415，实测值：416[M+H]⁺。

实施例7. 4-(2-(1-甲基-1H-吡唑-4-基)-3-(丙-1-炔-1-基)-1H-吡咯并[2,3-b] 吡啶-4-基)哌嗪-1-羧酸乙酯的合成

步骤1. 4-(2-(1-甲基-1H-吡唑-4-基)-1-(苯磺酰基)-3-(丙-1-炔-1-基)-1H-吡咯并[2,3-b]吡啶-4-基)哌嗪-1-羧酸叔丁酯的合成

将4-(3-溴-2-(1-甲基-1H-吡唑-4-基)-1-(苯磺酰基)-1H-吡咯并[2,3-b]吡啶-4-基)哌嗪-1-羧酸叔丁酯(600mg，1.0mmol)、三甲基(丙-1-炔-1-基)硅烷(560mg，5.0mmol)、Pd(t-Bu₃P)₂(100mg，0.20mmol)、CuI(38mg，0.20mmol)、三乙胺(500mg，5.0mmol)和K₂CO₃(408mg，3.0mmol)在DMF(10ml)中的混合物用氮气脱气，然后在100℃下搅拌3小时。将反应混合物蒸发至干。通过快速柱色谱(石油醚:乙酸乙酯＝10:1-1:5)纯化残余物以提供黄色固体状的标题化合物(200mg，收率35％)。MS(ES+)C₂₉H₃₂N₆O₄S的理论值：560，实测值：561[M+H]⁺。

步骤2. 2-(1-甲基-1H-吡唑-4-基)-1-(苯磺酰基)-4-(哌嗪-1-基)-3-(丙-1-炔-1-基)-1H-吡咯并[2,3-b]吡啶的合成

将TFA(1ml)加至4-(2-(1-甲基-1H-吡唑-4-基)-1-(苯磺酰基)-3-(丙-1-炔-1-基)-1H-吡咯并[2,3-b]吡啶-4-基)哌嗪-1-羧酸叔丁酯(200mg，0.35mmol)在DCM(3ml)中的溶液，然后在室温下搅拌4小时。LC-MS显示起始材料完全消耗。将反应混合物蒸发至干以提供粗产物，其未经进一步纯化。MS(ES+)C₂₄H₂₄N₆O₂S的理论值：460，实测值：461[M+H]⁺。

步骤3. 4-(2-(1-甲基-1H-吡唑-4-基)-1-(苯磺酰基)-3-(丙-1-炔-1-基)-1H-吡咯并[2,3-b]吡啶-4-基)哌嗪-1-羧酸乙酯的合成

将氯甲酸乙酯(57mg，0.53mmol)加至2-(1-甲基-1H-吡唑-4-基)-1-(苯磺酰基)-4-(哌嗪-1-基)-3-(丙-1-炔-1-基)-1H-吡咯并[2,3-b]吡啶(粗品，0.35mmol)和三乙胺(350mg，3.5mmol)在DCM(3ml)中的溶液，然后在室温下搅拌2小时。用DCM稀释反应混合物，用水和盐水洗涤。将有机层蒸发至干以提供粗产物，其未经进一步纯化。MS(ES+)C₂₇H₂₈N₆O₄S的理论值：532，实测值：533[M+H]⁺。

步骤4. 4-(2-(1-甲基-1H-吡唑-4-基)-3-(丙-1-炔-1-基)-1H-吡咯并[2,3-b]吡啶-4-基)哌嗪-1-羧酸乙酯的合成

将TBAF(1.0M于THF中，1.0mL，1.0mmol)加至4-(2-(1-甲基-1H-吡唑-4-基)-1-(苯磺酰基)-3-(丙-1-炔-1-基)-1H-吡咯并[2,3-b]吡啶-4-基)哌嗪-1-羧酸乙酯(粗品，推定0.35mmol)在THF(2ml)中的溶液，然后在60℃下搅拌2小时。将反应混合物冷却，浓缩并通过制备型HPLC直接纯化以提供白色固体状的标题化合物(23mg，收率16％)。MS(ES+)C₂₁H₂₄N₆O₂的理论值：392，实测值：393[M+H]⁺。

合成规程C

使用合成规程A中所述的方法制备中间体E。可以将中间体E选择性脱保护以提供中间体N，随后再保护获得中间体P。可以通过金属化/硼化对中间体P进一步官能化以提供硼酸/酯中间体Q。可以通过钯介导的偶联反应(例如，Suzuki偶联、Stille偶联、Sonogashira偶联或Negishi偶联)使中间体Q官能化以获得中间体R。R双脱保护，然后进行封端反应，如酰胺键形成或氨基甲酸酯形成，从而提供中间体I。可以通过中间体I的取代、卤化或其它封端反应实现最终的化合物J。如下所示，使用合成规程C制备了表1、2和3的化合物205。

实施例8.(1r,3r)-3-(4-(2-(2-甲基噻唑-4-基)-1H-吡咯并[2,3-b]吡啶-4-基) 哌嗪-1-羰基)环丁腈的合成

步骤1. 4-(1H-吡咯并[2,3-b]吡啶-4-基)哌嗪-1-羧酸叔丁酯的合成

将氢氧化钠(170ml，2.0M)加至4-(1-(苯磺酰基)-1H-吡咯并[2,3-b]吡啶-4-基)哌嗪-1-羧酸叔丁酯(50g，112.0mmol)在甲醇(170ml)中的溶液。然后，将所得混合物在70℃下加热16小时。冷却至室温后，通过过滤收集沉淀固体，然后将其干燥以得到白色固体状的标题化合物(30.0g，89％)。MS(ES+)C₁₆H₂₂N₄O₂的理论值：302，实测值：303[M+H]⁺。

步骤2. 4-(1-((2-(三甲基甲硅烷基)乙氧基)甲基)-1H-吡咯并[2,3-b]吡啶-4-基)哌嗪-1-羧酸叔丁酯的合成

将氢化钠(1.18g，49.5mmol)缓慢加至4-(1H-吡咯并[2,3-b]吡啶-4-基)哌嗪-1-羧酸叔丁酯(10g，33mmol)在DMF(150ml)中的溶液，并在0℃下搅拌30分钟。加入2-(三甲基甲硅烷基)乙氧基甲基氯化物(SEMCl)(SEMCl)(5.5g，33mmol)，然后搅拌另外2小时。LC-MS显示反应足够干净。用H₂O淬灭反应，并用EtOAc萃取。用H₂O和盐水洗涤有机层，经Na₂SO₄干燥，然后浓缩以提供粗产物，通过硅胶快速色谱法，用石油醚/乙酸乙酯(3:1)洗脱来纯化所述粗产物以获得黄色固体状的标题化合物(12.0g，84％)。MS(ES+)C₂₂H₃₆N₄O₃Si的理论值：432，实测值：433[M+H]⁺。

步骤3.4-(4-(叔丁氧羰基)哌嗪-1-基)-1-((2-(三甲基甲硅烷基)乙氧基)甲基)-1H-吡咯并[2,3-b]吡啶-2-基硼酸的合成

在-7℃下，将LDA(29.5g，276mmol，2.0M)滴加至4-(1-((2-(三甲基甲硅烷基)乙氧基)甲基)-1H-吡咯并[2,3-b]吡啶-4-基)哌嗪-1-羧酸叔丁酯(23g，53.1mmol)在无水THF(300ml)中的溶液，然后在-78℃下搅拌30分钟。然后，在-78℃下滴加硼酸三异丙酯(64.8g，345.0mmol)。随后，将反应在-78℃下搅拌另外1小时，LC-MS显示反应完成。除去冷却浴。通过NH₄Cl水溶液淬灭反应，并用EA萃取。用水和盐水洗涤有机层，经Na₂SO₄干燥，然后浓缩以获得黄色固体状的标题化合物(17.66g，70％)。MS(ES+)C₂₂H₃₇BN₄O₅Si的理论值：476，实测值：477[M+H]⁺。

步骤4. 4-(2-(2-甲基噻唑-4-基)-1-((2-(三甲基甲硅烷基)乙氧基)甲基)-1H-吡咯并[2,3-b]吡啶-4-基)哌嗪-1-羧酸叔丁酯的合成

将4-溴-2-甲基噻唑(600mg，3.36mmol)、(4-(4-(乙氧羰基)哌嗪-1-基)-1-((2-(三甲基甲硅烷基)乙氧基)甲基)-1H-吡咯并[2,3-b]吡啶-2-基)硼酸(1.60g，3.36mmol)、Pd(dppf)Cl₂(245mg，336μmol)和三乙胺(1.01g，10.0mmol)在二噁烷(20ml)和H₂O(5ml)中的混合物在70℃下搅拌2h。然后，将反应混合物冷却并浓缩。通过硅胶柱(石油醚/乙酸乙酯＝2/1)纯化残余物以获得黄色固体状的标题化合物(1.5g，84％)。MS(ES+)C₂₆H₃₉N₅O₃SSi的理论值：529，实测值：530[M+H]⁺。

步骤5. 2-甲基-4-(4-(哌嗪-1-基)-1H-吡咯并[2,3-b]吡啶-2-基)噻唑的合成

将TFA(5ml)加至4-(2-(2-甲基噻唑-4-基)-1-((2-(三甲基甲硅烷基)乙氧基)甲基)-1H-吡咯并[2,3-b]吡啶-4-基)哌嗪-1-羧酸叔丁酯(1.5g，2.83mmol)在DCM(5ml)中的溶液，然后将溶液在40℃下搅拌12h。然后，在40-50℃下浓缩溶液。通过反相柱纯化残余物，然后用CH₃OH(15mL)研磨以获得白色固体状的标题化合物(620mg，73％)。MS(ES+)C₁₅H₁₇N₅S的理论值：299，实测值：300[M+H]⁺。

步骤6.(1s,3s)-4-甲基苯磺酸3-(4-(2-(2-甲基噻唑-4-基)-1H-吡咯并[2,3-b]吡啶-4-基)哌嗪-1-羰基)环丁酯的合成

将HATU(306mg，805μmol)加至2-甲基-4-(4-(哌嗪-1-基)-1H-吡咯并[2,3-b]吡啶-2-基)噻唑(201mg，671μmol)、(1s,3s)-3-(甲苯磺酰基氧基)环丁烷羧酸(200mg，738μmol)和DIEA(260mg，2.01mmol)在DMF(5ml)中的混合物，然后在室温下搅拌16h。用乙酸乙酯稀释反应混合物，用水和盐水洗涤。将有机层干燥、过滤并浓缩。通过硅胶柱(MeOH/EtOAc＝1/10)纯化残余物以获得无色油状的标题化合物(226mg，55％)。MS(ES+)C₂₇H₂₉N₅O₄S₂的理论值：551，实测值：552[M+H]⁺。

步骤7.(1r,3r)-3-(4-(2-(2-甲基噻唑-4-基)-1H-吡咯并[2,3-b]吡啶-4-基)哌嗪-1-羰基)环丁腈的合成

将氰化四乙基铵(32mg，2.05μmol)加至(1s,3s)-4-甲基苯磺酸3-(4-(2-(2-甲基噻唑-4-基)-1H-吡咯并[2,3-b]吡啶-4-基)哌嗪-1-羰基)环丁酯(226mg，409μmol)在CH₃CN(10ml)中的混合物，然后在80℃下搅拌16h。将反应混合物冷却并浓缩。通过制备型HPLC直接纯化残余物以提供白色固体状的标题化合物(44.3mg，36％)。MS(ES+)C₂₁H₂₂N₆OS的理论值：406，实测值：407[M+H]⁺。

实施例9.其它实施例化合物的合成

表2指示了本公开中所述的合成规程A、B或C中的哪一种用于合成本文所述的各种化合物。空白值表示使用合成规程A、B或C之一以外的合成方案，并且在实施例中说明了用于此化合物的合成方案。

表2.用于实施例化合物的合成规程

实施例10 ALK结合测定

使用

技术(ThermoFisher Scientific)进行结合测定。

是其中在荧光示踪剂和对于所关注的激酶或表达标签(例如，GST)具有特异性的铕(Eu)标签抗体之间，使用时间分辨荧光能量转移(TR-FRET)读数测量结合位点的假定稳态占据的竞争性结合替代测定。本公开的化合物对示踪剂的替代降低了示踪剂和抗体之间的TR-FRET，并且它们之间是直接成比例的。以等于或接近其对于激酶的Kd的浓度使用示踪剂。通常过量使用Eu标签抗体以确保对能够结合示踪剂的所有感受态蛋白(competent protein)采样。

对于这些测定，使用N-末端用GST加标签的突变体ALK2(ALK2 R206H CarnaBioscience(09-148)或者ALK2 R206H ThermoFisher(PV6232))；Eu标签化抗GST抗体(ThermoFisher)和激酶示踪剂178(ThermoFisher)。

在所有情况下，将激酶(2-5nM)与Eu标签化抗体(4-10nM)混合物和示踪剂(50nM)混合，并与100％DMSO中制备的测试化合物滴定剂(最终1％DMSO)一起在室温下培育30分钟。将所有试剂和化合物溶于激酶缓冲液A(ThermoFisher)以实现最终浓度。在PerkinElmer En

多标记酶标仪或者BioTek Synergy Neo酶标仪上读板，并将测定信号表示为TR-FRET发射的比值(λ_ex 330nm，λ^em662nm和λ^em 665nm)。将该读数标准化至0％和100％抑制对照孔，对抑制剂浓度作图，并拟合至4-参数对数剂量反应曲线。

在表3中标为“结合测定”的列中显示了该测定的结果，其中“A”代表IC₅₀小于或等于10nM；“B”代表IC₅₀大于10nM且小于或等于50nM；且“C”代表IC₅₀大于50nM。表中的空白值表示在该测定中未测试该特定化合物。

实施例11.基于细胞的ALK2-R206H细胞活性测定

A.细胞系HEK293-ALK2-R206H

通过慢病毒转导和后续>2周的10μg/ml下的杀稻瘟素(Life Technologies,产品目录号A1113902)选择，产生了表达人ALK2 R206H cDNA(由GeneScript,Piscataway,NJ合成)和位于C末端的FLAG标签的基于HEK293(ATCC，产品目录号CRL1573)的稳定细胞系，将该细胞系命名为HEK293-ALK2-R206H。

B.通过AlphaLISA测量Smad1-Ser463/Ser465磷酸化

生长HEK293-ALK2-R206H细胞，收获，然后在无血清，无酚红的DMEM高葡萄糖培养基(Life Technologies，产品目录号31053)中再悬浮。所述培养基还含有50单位/ml的青霉素和50μg/ml的链霉素(Life Technologies，产品目录号15070-063)。然后将HEK293-ALK2-R206H细胞接种在白色不透明的384孔微板(2×10⁴/孔)(OptiPlate-384，PerkinElmer，Waltham，MA,产品目录号6007299)中，在37℃，5％CO₂下过夜(>16h)以用于测定。

首先，使用DMSO将测试化合物稀释至4mM或0.4mM，然后3倍连续稀释至10个不同的浓度。用无酚红的DMEM(LifeTechnologies，产品目录号31053)将化合物的每个浓度进一步稀释40倍。然后将2μl稀释的化合物分配至微板的含有HEK293-ALK2-R206H细胞的孔中，一式两份进行。以这种方式，以10个剂量(3倍连续稀释，最高浓度为10μM或1μM)测试每种化合物。使用Bravo自动液体处理平台(Agilent Technologies)实现液体处理。将无化合物的DMSO用作阴性对照。阳性对照是1μM的LDN193189，其为已知的骨形态发生蛋白(BMP抑制剂)。

与测试化合物或对照孵育2-3小时后，将细胞裂解并按照生产商推荐的规程，使用

SMAD1(p-Ser463/465)细胞激酶测定试剂盒(PerkinElmer，产品目录号TGRSM1S10K)产生信号。使用Perkin Elmer

酶标仪(发射波长520-620nM)对微板进行读数。信号反映裂解液中phospho-Ser/463/465-Smad1的水平。分别使用DMSO阴性对照和LDN193189阳性对照作为0％和100％抑制，对原始数据作图。将10点剂量反应曲线用于计算IC₅₀值。

在表3中标为“细胞测定”的列中显示了该测定的结果，其中“A”代表IC₅₀小于或等于100nM；“B”代表IC₅₀大于100nM且小于或等于500nM；“C”代表IC₅₀大于500nM。表中的空白值表示在该测定中未测试该特定化合物。

在表3中，使用了以下符号表示：

对于“结合测定”数据：≤10nM＝A；≥10-50nM＝B；>50nM＝C；并且表中的空白值表示在该测定中未测试该特定化合物。

对于“细胞系”数据：≤100nM＝A；≥100-500nM＝B；>500nM＝C；并且表中的空白值表示在该测定中未测试该特定化合物。

表3.本公开的实施例化合物的ALK2抑制活性

通过引用并入

本文所提及的所有出版物和专利以如同每个个体出版物或专利被具体且单独表明通过引用并入一样，以其全部内容通过引用并入本文。

等价形式

在权利要求中，除非相反指明或者另外根据上下文显而易见，否则冠词如“一”、“一个”和“所述”可以表示一个或多于一个。除非相反指明或者另外根据上下文显而易见，否则如果在给定产品或方法中存在、使用或另外与之相关了一个、大于一个或全部组成员，则认为在组中的一个或多个成员之间包含“或”的权利要求或描述是满足的。本公开包括其中正好一个组成员存在于、使用于给定产品或方法中或者另外与之相关的实施方式。本公开包括其中大于一个或者全部组成员存在于、使用于给定产品或方法中或者另外与之相关的实施方式。

此外，本公开涵盖了其中将来自一项或多项所列权利要求的一个或多个限制、要素、条款和描述性术语引入另一项权利要求的所有改变、组合和排列。例如，可以改变依赖于另一项权利要求的任何权利要求以包括依赖于相同基础权利要求的任何其它权利要求中所存在的一个或多个限制。当作为列表，例如，以马库什组格式提供要素时，还公开了所述要素的每个亚组，并且可以从所述组中除去任何要素。应理解，一般地，当本公开或本公开的方面被称为包含特定要素和/或特征时，本公开的某些实施方式或者本公开的方面由这些要素和/或特征组成或基本由其组成。出于简单性的目的，在本文中未以相同的话具体描述那些实施方式。当给出范围时，包括端点。此外，除非另外说明或另外根据上下文以及本领域的技术人员的理解显而易见，否则作为范围表示的值可以在本公开的不同实施方式中采取所述范围内的任何具体值或子范围，除非上下文另外明确规定，否则至所述范围下限单位的十分之一。

至多使用常规实验，本领域技术人员将认识到或者能够确定本文所述和所主张的公开内容的具体实施方式的多种等价形式。此类等价形式旨在涵盖在以下权利要求中。

Claims

1.式(I)的化合物：

或其药学上可接受的盐，其中：

R¹的任何所述烷基或所述亚烷基部分任选地被1至5个取代基取代，所述取代基独立地选自卤代、氰基、羟基和-O-(C₁-C₄烷基)；并且

R¹的任何所述碳环基、所述芳基或所述杂环基部分任选地被1至5个取代基取代，所述取代基独立地选自卤代、C₁-C₄烷基、C₁-C₄卤代烷基、氰基、羟基、-O-(C₁-C₄烷基)、杂环基、-N(R⁸)₂和-N(R⁸)-C(O)-O-(C₁-C₄烷基)；

R²是键或-O-；

所述单环杂环基的碳原子是所述单环杂环基的连接点；

R³的任何所述烷基或所述亚烷基部分任选地被1至5个取代基取代，所述取代基独立地选自卤代、氰基、羟基、C₁-C₄烷基、-O-(C₁-C₄烷基)、-O-(C₃-C₈环烷基)和-S(O)_p-(C₁-C₄烷基)；并且

R⁴的任何所述烷基部分任选地被羟基取代；

每个R⁹独立地选自氢、C₁-C₄烷基和羟基；

n是0、1、2、3、4、5或6；并且

p是0、1或2。

2.权利要求1所述的化合物或其药学上可接受的盐，其中环A选自6元单环芳基、5元杂芳基、6元单环杂芳基、9元双环杂环基和10元双环杂环基。

3.权利要求1或2所述的化合物或其药学上可接受的盐，其中环A选自苯基、吡咯基、吡唑基、咪唑基、噻唑基、异噻唑基、噁唑基、异噁唑基、噻吩基、1,2,4-噻二唑基、1,3,4-噻二唑基、1,2,3-三唑基、吡啶基、嘧啶基、吡嗪基、

4.权利要求1或2所述的化合物或其药学上可接受的盐，其中环A选自

其中：

X选自O、N和S(O)_p；

Y是CH或N；

W选自CH、N、S和O；

Z选自CH、NH、S和O；并且

p是0、1或2。

5.权利要求1或2所述的化合物或其药学上可接受的盐，其中环A选自

其中：

p是0、1或2；并且

6.权利要求1或2所述的化合物或其药学上可接受的盐，其中环A选自

其中：

p是0、1或2；

每个R⁸独立地选自C₁-C₄烷基；并且

7.权利要求1或2所述的化合物或其药学上可接受的盐，其中环A选自

其中：

每个R¹独立地选自C₁-C₄烷基、C₃-C₆环烷基、-O-(C₁-C₄烷基)、-C(O)-杂环基和氰基，其中：

R¹的任何所述烷基部分任选地被1至5个取代基取代，所述取代基独立地选自卤代、羟基和氰基。

8.权利要求1或2所述的化合物或其药学上可接受的盐，其中环A选自

其中：

每个R¹独立地选自C₁-C₄烷基，其任选地被1至5个取代基取代，所述取代基独立地选自卤代、羟基和氰基。

9.权利要求1或2所述的化合物或其药学上可接受的盐，其中环A选自

其中：

每个R¹独立地选自C₁-C₄烷基和氰基，其中：

10.权利要求1-4中任一项所述的化合物或其药学上可接受的盐，其中每个R¹独立地选自四氢吡喃基、四氢呋喃基、3,6-二氢-2H-吡喃基、哌啶基、哌嗪基、氧杂环丁烷基、氰基、C₁-C₄烷基、-S(O)-(C₁-C₄烷基)、-S(O)₂-(C₁-C₄烷基)、-C(O)-(C₁-C₄烷基)、-C(O)-杂环基、-O-(C₁-C₄烷基)、卤代、C₃-C₆环烷基、-O-(C₃-C₆环烷基)、-N(CH₃)₂、Si(CH₃)₂OH、-NH-C(O)-CH₃、-O-(C₀-C₄亚烷基)-芳基和吗啉基，其中

11.权利要求1-4或10中任一项所述的化合物或其药学上可接受的盐，其中R³选自C₁-C₆烷基、-(C₀-C₃亚烷基)-(C₃-C₆碳环基)和-(C₀-C₃亚烷基)-(单环O-或S-杂环基)，其中：

R³的任何所述烷基或所述亚烷基部分任选地被1至5个取代基取代，所述取代基独立地选自卤代、氰基和羟基；并且

12.化合物，其选自表1中的任一化合物。

13.药物组合物，其包含选自权利要求1至12中任一项所述的化合物及其药学上可接受的盐的至少一种化合物，以及至少一种药学上可接受的赋形剂。

14.治疗或改善对其有需要的受试者中的进行性肌肉骨化症的方法，所述方法包括向所述受试者施用药物有效量的选自权利要求1至12中任一项所述的化合物及其药学上可接受的盐的至少一种化合物。

15.权利要求14所述的方法，其中所述受试者在ALK2基因中具有突变，所述突变导致具有选自L196P、PF197-8L、R202I、R206H、Q207E、R258S、R258G、G328A、G328W、G328E、G328R、G356D和R375P中的至少一种氨基酸修饰的ALK2酶的表达。

16.权利要求15所述的方法，其中所述ALK2酶具有氨基酸修饰R206H。

17.治疗或改善对其有需要的受试者中的扩散型内因性脑桥神经胶质瘤的方法，所述方法包括向所述受试者施用药物有效量的选自权利要求1至12中任一项所述的化合物及其药学上可接受的盐的至少一种化合物。

18.权利要求17所述的方法，其中所述受试者在ALK2基因中具有突变，所述突变导致具有选自R206H、G328V、G328W、G328E和G356D中的至少一种氨基酸修饰的ALK2酶的表达。

19.权利要求18所述的方法，其中所述ALK2酶具有氨基酸修饰R206H。

20.抑制对其有需要的受试者中的异常ALK2活性的方法，所述方法包括向所述受试者施用药物有效量的选自权利要求1至12中任一项所述的化合物及其药学上可接受的盐的至少一种化合物的步骤。

21.权利要求20所述的方法，其中所述异常ALK2活性是由ALK2基因中的突变引起的，所述突变导致具有选自L196P、PF197-8L、R202I、R206H、Q207E、R258S、R258G、G328A、G328V、G328W、G328E、G328R、G356D和R375P中的至少一种氨基酸修饰的ALK2酶的表达。

22.权利要求21所述的方法，其中所述ALK2酶具有氨基酸修饰R206H。

23.权利要求14至22中任一项所述的方法，其中所述受试者患有进行性肌肉骨化症或扩散型内因性脑桥神经胶质瘤。

24.用于在治疗或改善对其有需要的受试者中的进行性肌肉骨化症的方法中使用的化合物，所述方法包括向所述受试者施用药物有效量的选自权利要求1至12中任一项所述的化合物的至少一种化合物的步骤。

25.用于权利要求24的用途的所述化合物，其中所述受试者在ALK2基因中具有突变，所述突变导致具有选自L196P、PF197-8L、R202I、R206H、Q207E、R258S、R258G、G328A、G328W、G328E、G328R、G356D和R375P中的至少一种氨基酸修饰的ALK2酶的表达。

26.用于权利要求25的用途的所述化合物，其中所述ALK2酶具有氨基酸修饰R206H。

27.用于在治疗或改善对其有需要的受试者中的扩散型内因性脑桥神经胶质瘤的方法中使用的化合物，所述方法包括向所述受试者施用药物有效量的选自权利要求1至12中任一项所述的化合物及其药学上可接受的盐的至少一种化合物的步骤。

28.用于权利要求27的用途的所述化合物，其中所述受试者在ALK2基因中具有突变，所述突变导致具有选自R206H、G328V、G328W、G328E和G356D中的至少一种氨基酸修饰的ALK2酶的表达。

29.用于权利要求28的用途的所述化合物，其中所述ALK2酶具有氨基酸修饰R206H。

30.用于在抑制对其有需要的受试者中的异常ALK2活性的方法中使用的化合物，所述方法包括向所述受试者施用药物有效量的选自权利要求1至12中任一项所述的化合物及其药学上可接受的盐的至少一种化合物的步骤。

31.用于权利要求30的用途的所述化合物，其中所述异常ALK2活性是由ALK2基因中的突变引起的，所述突变导致具有选自L196P、PF197-8L、R202I、R206H、Q207E、R258S、R258G、G328A、G328V、G328W、G328E、G328R、G356D和R375P中的至少一种氨基酸修饰的ALK2酶的表达。

32.用于权利要求31的用途的所述化合物，其中所述ALK2酶具有氨基酸修饰R206H。

33.用于权利要求32的用途的所述化合物，其中所述受试者患有进行性肌肉骨化症或扩散型内因性脑桥神经胶质瘤。