CN112300160A - 一种螺芳环化合物、其制备及应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种螺芳环化合物、其制备及应用，具有SHP2抑制活性的化合物、其制备方法及用途，具体地，本发明提供了一种式I所示的化合物，其药学上可接受的盐，或其溶剂化物、同位素取代物、多晶型物、前药或代谢产物，其中，各基团的定义如说明书中所述。所述的化合物对SHP2具有较高的抑制活性，因此可以用于预防或治疗与SHP2相关的疾病。

Description

一种螺芳环化合物、其制备及应用
技术领域
本发明公开了一种螺芳环化合物、其药学上可接受的盐、或其溶剂化物、同位素取代物、前药或代谢产物。本发明也提供了该类化合物的制备方法、含有该类化合物的药物组合物以及该类化合物用于制备治疗与SHP2活性异常相关疾病或病症的药物的用途。
背景技术
蛋白酪氨酸磷酸酶SHP2，在细胞信号传导过程中占据及其重要的位置，是开发治疗糖尿病、自身免疫疾病和癌症等重大疾病的靶点。SHP2是在多种疾病中突变或者高表达，如努南综合征(Noonan Syndrome)、豹综合征(Leopard Syndrome)、青少年髓单核细胞白血病、成神经细胞瘤、黑色素瘤、急性髓性白血病、乳腺癌、食道癌、肺癌、结肠癌、头癌、成神经细胞瘤、头颈的鳞状细胞癌、胃癌、间变性大细胞淋巴瘤和成胶质细胞瘤等等。分子生物学研究表明，SHP2参与多个肿瘤细胞信号传导通路，如MAPK、JAK/STAT和PI3K/Akt等。同时，SHP2也负责PD1-PDL1免疫抑制通路的信号传导。因此，抑制SHP2的活性能够在逆转肿瘤微环境中的免疫抑制。
SHP2由两个N-末端Src同源2结构域(N-SH2和C-SH2)和一个蛋白酪氨酸磷酸酶催化结构域(PTP)构成。在自抑制状态下，N-SH2与PTP结合形成一个环状结构，从而阻碍PTP与底物的结合，使得酶催化活性被抑制；当上游受体蛋白的酪氨酸被磷酸化后，N-SH2与之相结合，PTP催化域得到释放从而发挥出磷酸酶活性。
目前针对SHP2抑制剂的开发，主要以非催化区的变构抑制剂为主，比如WO2015107493A1，WO2016203404A1，WO2016203406A1，WO2017216706A1，WO2017211303A1，CN201710062495，WO2018136265A1WO2018057884等中公开的一些化合物。今年的研究表明SHP2作为一个新颖的可成药靶点，引起了越来越多的关注。因此，本领域急需开发结构新颖、生物活性好，成药性高的SHP2抑制剂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种式I化合物或其药学上可接受的盐，含有该化合物或其药学上可接受的盐的药物组合物，以及该化合物或其药物组合物在预防和治疗与SHP2异常相关的疾病或病症中的应用。
本发明的第一个方面是提供了一种式I所示的化合物，或其药学上可接受的盐，或其溶剂化物、同位素取代物、多晶型物、前药或代谢产物：
Figure BDA0002151946710000011
其中，
R1选自H、-卤素、-CN、-OH、-NO2、HSO3-、未取代或卤代的C1-C6烷基磺酰基、未取代或卤代的C1-C6烷基羧基、未取代或卤代的C1-C6烷基氨基、未取代或卤代的C1-C6烷基、未取代或卤代的C1-C6烷氧基、未取代或卤代的C1-6烷氧基羰基、未取代或卤代的C1-6烷基羰基、未取代或卤代的C1-C6烯烃基羰基、未取代或卤代的C1-C6烷氧基-O-C1-C6烷基、未取代或取代的3-8元环烷基、未取代或取代的3-8元杂环基、未取代或取代的5-10元芳环基、未取代或取代的5-10元杂芳基；所述的杂环基或杂芳基包含1-4个选自下组的杂原子：N、O或S；
R2选自H、-卤素、未取代或取代的C1-C6烷基氨基、未取代或取代的C1-C6烷基；
R3选自H、取代或未取代的3-8元环烷基、取代或未取代的3-8元杂环基、取代或未取代的5-10元芳环基、取代或未取代的5-10元杂芳基；所述的杂环基或杂芳基包含1-4个选自下组的杂原子：N、O或S；
X和Y分别独立地选自N或CR4；
R4选自H、卤素、-CN、取代或未取代的C1-C6烷基、取代或未取代的C1-C6烷氧基、取代或未取代的氨基、(取代或未取代的C1-C6烷基)SO-、(取代或未取代的C1-C6烷基)SO2-；
或者R4与邻近的X＝Y共同形成一个取代或未取代的5-10元芳环，5-10元杂芳环，5-10元杂环基，所述环可被任意取代；所述的环可以包含0-4个选自下组的杂原子：N、O或S；X和Y不能同时为N；
Figure BDA0002151946710000022
表示单键或双键；
上述的任一“取代”指基团上的一个或多个氢原子被选自下组的取代基取代：-D、卤素、-OH、-NO2、-NH2、-N(未取代或卤代的C1-C6烷基)2、-CN、未取代或卤代的C1-C8烷基、未取代或卤代的C1-C8烷氧基、未取代或卤代的C1-C8烷氧基-C1-C8烷基、未取代或卤代的C3-C8环烷基、未取代或卤代的C3-C8环烷基-C1-C8烷基、未取代或卤代的C1-C6烷基羰基、未取代或卤代的C1-C6烷氧基羰基、异羟肟酸基、未取代或卤代的C1-C6烷基巯基、-S(O)2N(未取代或卤代的C1-C6烷基)2、-S(O)2未取代或卤代的C1-C6烷基、-N(未取代或卤代的C1-C6烷基)S(O)2N(未取代或卤代的C1-C6烷基)2、-S(O)N(未取代或卤代的C1-C6烷基)2、-S(O)(未取代或卤代的C1-C6烷基)、-N(未取代或卤代的C1-C6烷基)S(O)N(未取代或卤代的C1-C6烷基)2、-N(未取代或卤代的C1-C6烷基)S(O)(未取代或卤代的C1-C6烷基)、未取代或卤代的5-8元芳基、未取代或卤代的5-8元杂芳基、未取代或卤代的4-8元饱和杂环或碳环；其中，所述的杂芳基包含1-4个选自下组的杂原子：N、O或S，所述的杂环包含1-4个选自下组的杂原子：N、O或S。
作为一种优选的实施方式，本发明所述的化合物，或其药学上可接受的盐，或其溶剂化物、同位素取代物、多晶型物、前药或代谢产物如下述式II所示：
Figure BDA0002151946710000021
其中，
X和Y分别独立地选自N或C；
R4a和R4b分别独立地选自无、H、卤素、-CN、取代或未取代的C1-C6烷基、取代或未取代的C1-C6烷氧基、取代或未取代的氨基、(取代或未取代的C1-C6烷基)SO-、(取代或未取代的C1-C6烷基)SO2-；
其他取代基的定义如上所述。
作为另一种优选的实施方式，本发明所述的化合物，或其药学上可接受的盐，或其溶剂化物、同位素取代物、多晶型物、前药或代谢产物如下述式III所示：
Figure BDA0002151946710000031
其中，
X和Y分别独立地选自N或C；X和Y不能同时为N；
环A为取代或未取代的5-10元芳环，5-10元杂芳环，5-10元杂环基，所述环A可被任意取代；所述的环可以包含0-4个选自下组的杂原子：N、O或S；
上述的“取代”指环A上的一个或多个氢原子被选自下组的取代基取代：-D、卤素、-OH、-NO2、-NH2、-NH(未取代或卤代的C1-C6烷基)、-N(未取代或卤代的C1-C6烷基)2、-CN、卤代或未取代的C1-C6烷基、卤代或未取代的C1-C6烷氧基、C1-C6烷基氨基、(卤代或未取代的C1-C6烷基)SO-、(卤代或未取代的C1-C6烷基)SO2-；
其他取代基的定义如上所述。
作为进一步优选的实施方式，本发明所述的化合物，或其药学上可接受的盐，或其溶剂化物、同位素取代物、多晶型物、前药或代谢产物，所述的环A选自：取代或未取代的三元(杂)环、取代或未取代的四元(杂)环、取代或未取代的五元(杂)环、取代或未取代的六元(杂)环、取代或未取代的五元芳(杂)环、取代或未取代的六元芳(杂)环、取代或未取代的七元芳(杂)环、、取代或未取代的五元并六元(杂)环、取代或未取代的六元并六元(杂)环；所述的杂环可以包含1-4个选自下组的杂原子：N、O或S；所述的A环可被任意取代，所述取代基选自：卤素、-CN、-OH、-NH2、(卤代或未取代的C1-C6烷基)2N-、卤代或未取代的C1-C6烷基、卤代或未取代的C1-C6烷氧基、C1-C6烷基氨基、(卤代或未取代的C1-C6烷基)SO-、(卤代或未取代的C1-C6烷基)SO2-。
作为更进一步的优选方式，本发明所述的化合物，或其药学上可接受的盐，或其溶剂化物、同位素取代物、多晶型物、前药或代谢产物，环A为选自下组任意一个：
Figure BDA0002151946710000032
Figure BDA0002151946710000033
Figure BDA0002151946710000041
Figure BDA0002151946710000042
上述A环可被任意取代，所述取代基选自：卤素、-CN、-OH、-NH2、(卤代或未取代的C1-C6烷基)2N-、卤代或未取代的C1-C6烷基、卤代或未取代的C1-C6烷氧基、C1-C6烷基氨基、(卤代或未取代的C1-C6烷基)SO-、(卤代或未取代的C1-C6烷基)SO2-。
作为更进一步的优选方式，本发明所述的化合物，或其药学上可接受的盐，或其溶剂化物、同位素取代物、多晶型物、前药或代谢产物，其中环A为选自下组任意一个：
Figure BDA0002151946710000051
Figure BDA0002151946710000052
上述A环可被任意取代，所述取代基选自：卤素、-CN、-OH、-NH2、(卤代或未取代的C1-C6烷基)2N-、卤代或未取代的C1-C6烷基、卤代或未取代的C1-C6烷氧基、C1-C6烷基氨基、(卤代或未取代的C1-C6烷基)SO-、(卤代或未取代的C1-C6烷基)SO2-。
作为进一步的优选方式，本发明所述的化合物，或其药学上可接受的盐，或其溶剂化物、同位素取代物、多晶型物、前药或代谢产物，其中R1选自H、卤代或未取代的C1-C6烷基羰基、卤代或未取代的C1-C6烯烃基羰基、(卤代或未取代的C1-C6烷基)SO2-、取代或未取代的苯磺酰基、未取代或取代的3-8元碳环基、未取代或取代的3-8元杂环基、未取代或取代的5-10元芳环基、未取代或取代的5-10元杂芳基；其中所述的环基可被任意取代，且所述的取代基的个数为1-4个；所述的取代基选自H、NH2、卤素、卤代或未取代的C1-C8环烷基、未取代或卤代的C1-C6烷基、(卤代或未取代的C1-C6烷基)2N-。
作为更进一步的优选方式，本发明所述的化合物，或其药学上可接受的盐，或其溶剂化物、同位素取代物、多晶型物、前药或代谢产物，其中R1选自H、卤代或未取代的C1-C6烷基羰基、卤代或未取代的C1-C6烯烃基羰基、(卤代或未取代的C1-C6烷基)SO2-、取代或未取代的苯磺酰基、
Figure BDA0002151946710000053
Figure BDA0002151946710000054
Figure BDA0002151946710000055
其中W选自C、O、S或N，且所述的环基可被任意取代，所述的取代基的个数为1-4个；所述的取代基选自H、NH2、卤素、卤代或未取代的C1-C8环烷基、未取代或卤代的C1-C6烷基、(卤代或未取代的C1-C6烷基)2N-。
作为进一步的优选方式，本发明所述的化合物，或其药学上可接受的盐，或其溶剂化物、同位素取代物、多晶型物、前药或代谢产物，其中R3选自H、未取代或取代的3-8元碳环基、未取代或取代的3-8元杂环基、未取代或取代的5-10元芳环基、未取代或取代的5-10元杂芳基；其中所述的环基可被任意取代，所述的取代基的个数为1-4个；所述的取代基选自H、NH2、卤素、卤代或未取代的C1-C8环烷基、未取代或卤代的C1-C6烷基、(卤代或未取代的C1-C6烷基)2N-。
作为更进一步的优选方式，本发明所述的化合物，或其药学上可接受的盐，或其溶剂化物、同位素取代物、多晶型物、前药或代谢产物，其中R3选自H、
Figure BDA0002151946710000061
Figure BDA0002151946710000062
Figure BDA0002151946710000063
其中W选自O、S或N，且所述的环基可被任意取代，取代基的个数为1-4个，取代基选自H、NH2、卤素、未取代或卤代的C1-C6烷基、(卤代或未取代的C1-C6烷基)2N-。
作为进一步的优选方式，本发明所述的化合物，或其药学上可接受的盐，或其溶剂化物、同位素取代物、多晶型物、前药或代谢产物，选自以下的结构：
Figure BDA0002151946710000064
Figure BDA0002151946710000071
作为进一步的优选方式，本发明所述的化合物，或其药学上可接受的盐，或其溶剂化物、同位素取代物、多晶型物、前药或代谢产物，选自以下的化学物：
(S)-8-(5-((2-氨基-3-氯吡啶-4-基)硫基)吡嗪-2-基)-2-(甲磺酰基)-2,8-二氮杂螺[4.5]癸烷-4-胺；
(S)-8-(5-((2-氨基-3-氯吡啶-4-基)硫代)吡嗪-2-基)-2-(吡嗪-2-基)-2,8-二氮杂螺[4.5]癸烷-4-胺；
(S)-8-(5-((2-氨基-3-氯吡啶-4-基)硫代)吡嗪-2-基)-2-苯基-2,8-二氮杂螺[4.5]癸烷-4-胺；
(S)-1-(4-氨基-8-(5-((2-氨基-3-氯吡啶-4-基)硫代)吡嗪-2-基)-2,8-二氮杂螺[4.5]癸烷-2-基)丙-2-烯-1-酮；
(S)-8-(5-((2-氨基-3-氯吡啶-4-基)硫代)吡嗪-2-基)-2-(氮杂环丁烷-3-基)-2,8-二氮杂螺[4.5]癸烷-4-胺；
(S)-8-(5-((2-氨基-3-氯吡啶-4-基)硫代)吡嗪-2-基)-2-(1-甲基杂氮环丁烷-3-基)-2,8-二氮杂螺[4.5]癸烷-4-胺；
(S)-8-(5-((2-氨基-3-氯吡啶-4-基)硫代)吡嗪-2-基)-2-环丁基-2,8-二氮杂螺[4.5]癸烷-4-胺；
(S)-8-(5-((2-氨基-3-氯吡啶-4-基)硫代)吡嗪-2-基)-2-(氧杂环丁烷-3-基)-2,8-二氮杂螺[4.5]癸烷-4-胺；
(S)-8-(8-((2-氨基-3-氯吡啶-4-基)硫代)咪唑[1,2-c]嘧啶-5-基)-2-苯基-2,8-二氮杂螺[4.5]癸烷-4-胺；
(S)-8-(5-((2-氨基-3-氯吡啶-4-基)硫基)吡嗪-2-基)-2-(1-甲基-1H-吡唑-3-基)-2，-2,8-二氮杂螺[4.5]癸-4-胺；
(S)-8-(5-((2-氨基-3-氯吡啶-4-基)硫基)吡嗪-2-基)-2-(吡啶-2-基)-2,8-二氮杂螺[4.5]癸-4-胺；
(S)-8-(5-((2-氨基-3-氯吡啶-4-基)硫基)吡嗪-2-基)-2-(吡啶-3-基)-2,8-二氮杂螺[4.5]癸-4-胺。
本发明的第二方面，提供了一种如本发明第一方面所述的式I化合物的用途，用于：
(a)制备预防或治疗与SHP2活性异常相关的疾病或病症的药物；
(b)制备预防或治疗SHP2-介导的疾病或病症的药物
(c)制备抑制SHP2活性的抑制剂药物；
(d)体外非治疗性的抑制SHP2活性；
(e)体外非治疗性的抑制肿瘤细胞增殖；和/或
(f)治疗与SHP2异常相关的疾病或病症。
在一个优选的实施方式中，所述的与SHP2活性异常有光的疾病选自下组：癌症；优选为努南综合症、豹综合症、青少年髓单核细胞白血病、成神经细胞瘤、黑色素瘤、急性髓性白血病、乳腺癌、食道癌、肺癌、结肠癌、头癌、成神经细胞瘤、头颈的鳞状细胞癌、胃癌、间变性大细胞淋巴瘤或成胶质细胞瘤。
本发明的第三方面，提供了一种药物组合物，所述的药物组合物包括：
(i)有效量的式I化合物，或其药学上可接受的盐、对映异构体、非对映异构体、互变异构体、溶剂化物、同位素取代物、前药或代谢产物；和
(ii)药学上可接受的载体。
本发明的第四方面，提供了一种抑制SHP2活性的方法，所述的方法包括如下步骤：对抑制对象施用抑制有效量的如本发明第一方面所述的式I化合物或其药学上可接受的盐，或对抑制对象施用有效量的如本发明第三方面所述的药物组合物。
应理解，在本发明范围内中，本发明的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。
具体实施方式
本发明人经过长期而深入的研究，制备了一类具有式I所示的新颖的变构抑制剂化合物，其能够通过与SHP2非催化区域的结合并“锁”住SHP2活性很弱的自抑制状态，从而达到抑制其活性的目的。本发明所述的化合物表现出很好的生物活性及可成药性，具有很好的药物开发前景，其在极低浓度(可低至≤100nM/L)下，即对SHP2产生抑制作用，抑制活性相当优异，因而可以用于治疗与SHP2相关的疾病或病症，如肿瘤。基于上述发现，发明人完成了本发明。
术语
除非另有定义，否则本文所有科技术语具有的涵义与权利要求主题所属领域技术人员通常理解的涵义相同。除非另有说明，本文全文引用的所有专利、专利申请、公开材料通过引用方式整体并入本文。
应理解，上述简述和下文的详述为示例性且仅用于解释，而不对本发明主题作任何限制。在本申请中，除非另有具体说明，否则使用单数时也包括复数。必须注意，除非文中另有清楚的说明，否则在本说明书和权利要求书中所用的单数形式包括所指事物的复数形式。还应注意，除非另有说明，否则所用“或”、“或者”表示“和/或”。此外，所用术语“包括”以及其它形式，例如“包含”、“含”和“含有”并非限制性，其可以是开放式、半封闭式和封闭式的。换言之，所述术语也包括“基本上由…构成”、或“由…构成”之义。
可在参考文献(包括Carey and Sundberg"ADVANCED ORGANIC CHEMISTRY 4THED."Vols.A(2000)and B(2001),Plenum Press,New York)中找到对标准化学术语的定义。除非另有说明，否则采用本领域技术范围内的常规方法，如质谱、NMR、IR和UV/VIS光谱法和药理学方法。除非提出具体定义，否则本文在分析化学、有机合成化学以及药物和药物化学的有关描述中采用的术语是本领域已知的。可在化学合成、化学分析、药物制备、制剂和递送，以及对患者的治疗中使用标准技术。例如，可利用厂商对试剂盒的使用说明，或者按照本领域公知的方式或本发明的说明来实施反应和进行纯化。通常可根据本说明书中引用和讨论的多个概要性和较具体的文献中的描述，按照本领域熟知的常规方法实施上述技术和方法。在本说明书中，可由本领域技术人员选择基团及其取代基以提供稳定的结构部分和化合物。
当通过从左向右书写的常规化学式描述取代基时，该取代基也同样包括从右向左书写结构式时所得到的在化学上等同的取代基。举例而言，-CH2O-等同于-OCH2-。
本文所用的章节标题仅用于组织文章的目的，而不应被解释为对所述主题的限制。本申请中引用的所有文献或文献部分包括但不限于专利、专利申请、文章、书籍、操作手册和论文，均通过引用方式整体并入本文。
在本文中定义的某些化学基团前面通过简化符号来表示该基团中存在的碳原子总数。例如，C1-C6烷基是指具有总共1至6个碳原子的如下文所定义的烷基。简化符号中的碳原子总数不包括可能存在于所述基团的取代基中的碳。
除前述以外，当用于本申请的说明书及权利要求书中时，除非另外特别指明，否则以下术语具有如下所示的含义。
在本申请中，术语“卤素”是指氟、氯、溴或碘。
“羟基”是指-OH基团。
“羟基烷基”是指被羟基(-OH)取代的如下文所定义的烷基。
“羰基”是指-C(＝O)-基团。
“硝基”是指-NO2。
“氰基”是指-CN。
“氨基”是指-NH2。
“取代的氨基”是指被一个或两个如下文所定义的烷基、烷基羰基、芳烷基、杂芳烷基取代的氨基，例如，单烷基氨基、二烷基氨基、烷基酰氨基、芳烷基氨基、杂芳烷基氨基。
“羧基”是指-COOH。
在本申请中，作为基团或是其它基团的一部分(例如用在卤素取代的烷基等基团中)，术语“烷基”是指完全饱和的直链或支链的烃链基，仅由碳原子和氢原子组成、具有例如1至12个(优选为1至8个，更优选为1至6个)碳原子，且通过单键与分子的其余部分连接，例如包括但不限于甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、2-甲基丁基、2,2-二甲基丙基、正己基、庚基、2-甲基己基、3-甲基己基、辛基、壬基和癸基等。就本发明而言，术语“烷基”指含有1至8个碳原子的烷基。
在本申请中，作为基团或是其它基团的一部分，术语“烯基”意指仅由碳原子和氢原子组成、含有至少一个双键、具有例如2至20个(优选为2至10个，更优选为2至6个)碳原子且通过单键与分子的其余部分连接的直链或支链的烃链基团，例如但不限于乙烯基、丙烯基、烯丙基、丁-1-烯基、丁-2-烯基、戊-1-烯基、戊-1,4-二烯基等。
在本申请中，作为基团或是其它基团的一部分，术语“环烃基”意指仅由碳原子和氢原子组成的稳定的非芳香族单环或多环烃基，其可包括稠合环体系、桥环体系或螺环体系，具有3至15个碳原子，优选具有3至10个碳原子，更优选具有3至8个碳原子，且其为饱和或不饱和并可经由任何适宜的碳原子通过单键与分子的其余部分连接。除非本说明书中另外特别指明，环烃基中的碳原子可以任选地被氧化。环烃基的实例包括但不限于环丙基、环丁基、环戊基、环戊烯基、环己基、环己烯基、环己二烯基、环庚基、环辛基、1H-茚基、2,3-二氢化茚基、1,2,3,4-四氢-萘基、5,6,7,8-四氢-萘基、8,9-二氢-7H-苯并环庚烯-6-基、6,7,8,9-四氢-5H-苯并环庚烯基、5,6,7,8,9,10-六氢-苯并环辛烯基、芴基、二环[2.2.1]庚基、7,7-二甲基-二环[2.2.1]庚基、二环[2.2.1]庚烯基、二环[2.2.2]辛基、二环[3.1.1]庚基、二环[3.2.1]辛基、二环[2.2.2]辛烯基、二环[3.2.1]辛烯基、金刚烷基、八氢-4,7-亚甲基-1H-茚基和八氢-2,5-亚甲基-并环戊二烯基等。
在本申请中，作为基团或是其它基团的一部分，术语“杂环基”意指由2至14个碳原子以及1至6个选自氮、磷、氧和硫的杂原子组成的稳定的3元至20元非芳香族环状基团。除非本说明书中另外特别指明，否则杂环基可以为单环、双环、三环或更多环的环体系，其可包括稠合环体系、桥环体系或螺环体系；其杂环基中的氮、碳或硫原子可任选地被氧化；氮原子可任选地被季铵化；且杂环基可为部分或完全饱和。杂环基可以经由碳原子或者杂原子并通过单键与分子其余部分连接。在包含稠环的杂环基中，一个或多个环可以是下文所定义的芳基或杂芳基，条件是与分子其余部分的连接点为非芳香族环原子。就本发明的目的而言，杂环基优选为包含1至3个选自氮、氧和硫的杂原子的稳定的4元至11元非芳香性单环、双环、桥环或螺环基团，更优选为包含1至3个选自氮、氧和硫的杂原子的稳定的4元至8元非芳香性单环、双环、桥环或螺环基团。杂环基的实例包括但不限于：吡咯烷基、吗啉基、哌嗪基、高哌嗪基、哌啶基、硫代吗啉基、2,7-二氮杂-螺[3.5]壬烷-7-基、2-氧杂-6-氮杂-螺[3.3]庚烷-6-基、2,5-二氮杂-双环[2.2.1]庚烷-2-基、氮杂环丁烷基、吡喃基、四氢吡喃基、噻喃基、四氢呋喃基、噁嗪基、二氧环戊基、四氢异喹啉基、十氢异喹啉基、咪唑啉基、咪唑烷基、喹嗪基、噻唑烷基、异噻唑烷基、异噁唑烷基、二氢吲哚基、八氢吲哚基、八氢异吲哚基、吡咯烷基、吡唑烷基、邻苯二甲酰亚氨基等。
在本申请中，作为基团或是其它基团的一部分，术语“芳基”意指具有6至18个碳原子(优选具有6至10个碳原子)的共轭烃环体系基团。就本发明的目的而言，芳基可以为单环、双环、三环或更多环的环体系，还可以与上文所定义的环烷基或杂环基稠合，条件是芳基经由芳香环上的原子通过单键与分子的其余部分连接。芳基的实例包括但不限于苯基、萘基、蒽基、菲基、芴基、2,3-二氢-1H-异吲哚基、2-苯并噁唑啉酮、2H-1,4-苯并噁嗪-3(4H)-酮-7-基等。
在本申请中，术语“芳基烷基”是指被上文所定义的芳基所取代的上文所定义的烷基。
在本申请中，作为基团或是其它基团的一部分，术语“杂芳基”意指环内具有1至15个碳原子(优选具有1至10个碳原子)和1至6个选自氮、氧和硫的杂原子的5元至16元共轭环系基团。除非本说明书中另外特别指明，否则杂芳基可为单环、双环、三环或更多环的环体系，还可以与上文所定义的环烷基或杂环基稠合，条件是杂芳基经由芳香环上的原子通过单键与分子的其余部分连接。杂芳基中的氮、碳或硫原子可任选地被氧化；氮原子可任选地被季铵化。就本发明的目的而言，杂芳基优选为包含1至5个选自氮、氧和硫的杂原子的稳定的5元至12元芳香性基团，更优选为包含1至4个选自氮、氧和硫的杂原子的稳定的5元至10元芳香性基团或者包含1至3个选自氮、氧和硫的杂原子的5元至6元芳香性基团。杂芳基的实例包括但不限于噻吩基、咪唑基、吡唑基、噻唑基、噁唑基、噁二唑基、异噁唑基、吡啶基、嘧啶基、吡嗪基、哒嗪基、苯并咪唑基、苯并吡唑基、吲哚基、呋喃基、吡咯基、三唑基、四唑基、三嗪基、吲嗪基、异吲哚基、吲唑基、异吲唑基、嘌呤基、喹啉基、异喹啉基、二氮萘基、萘啶基、喹噁啉基、蝶啶基、咔唑基、咔啉基、菲啶基、菲咯啉基、吖啶基、吩嗪基、异噻唑基、苯并噻唑基、苯并噻吩基、噁三唑基、噌啉基、喹唑啉基、苯硫基、中氮茚基、邻二氮杂菲基、异噁唑基、吩噁嗪基、吩噻嗪基、4,5,6,7-四氢苯并[b]噻吩基、萘并吡啶基、[1,2,4]三唑并[4,3-b]哒嗪、[1,2,4]三唑并[4,3-a]吡嗪、[1,2,4]三唑并[4,3-c]嘧啶、[1,2,4]三唑并[4,3-a]吡啶、咪唑并[1,2-a]吡啶、咪唑并[1,2-b]哒嗪、咪唑并[1,2-a]吡嗪等。
在本申请中，术语“杂芳基烷基”是指被上文所定义的杂芳基所取代的上文所定义的烷基。
在本申请中，“任选地”或“任选地”表示随后描述的事件或状况可能发生也可能不发生，且该描述同时包括该事件或状况发生和不发生的情况。例如，“任选地被取代的芳基”表示芳基被取代或未被取代，且该描述同时包括被取代的芳基与未被取代的芳基。本发明权利要求书和说明书部分所述的“任选地”的取代基选自烷基、烯基、炔基、卤素、卤代烷基、卤代烯基、卤代炔基、氰基、硝基、任选取代的芳基、任选取代的杂芳基、任选取代的环烃基、任选取代的杂环烃基。
“SHP2”指“Src Homolgy-2磷酸酶”，还叫SH-PTP2、SH-PT3、Syp、PTP1D、PTP2C、SAP-2或PTPN11。
本文所用术语“部分”、“结构部分”、“化学部分”、“基团”、“化学基团”是指分子中的特定片段或官能团。化学部分通常被认为是嵌入或附加到分子上的化学实体。
制备/分离个别异构体的常规技术包括由合适的光学纯前体的手性合成，或者使用例如手性高效液相色谱法拆分外消旋体(或盐或衍生物的外消旋体)，例如可参见GeraldGübitz and Martin G.Schmid(Eds.),Chiral Separations,Methods and Protocols,Methods in Molecular Biology,Vol.243,2004；A.M.Stalcup,Chiral Separations,Annu.Rev.Anal.Chem.3:341-63,2010；Fumissetal.(eds.),VOGEL’SENCYCLOPEDIA OFPRACTICAL ORGANIC CHEMISTRY 5.sup.THED.,Longman Scientific and TechnicalLtd.,Essex,1991,809-816；Heller,Acc.Chem.Res.1990,23,128。
本发明还包括本发明所述的化合物或其药学上可接受的盐的所有适宜的同位素变体。本发明的化合物或其药学上可接受的盐的同位素变体被定义为其中至少一个原子被具有相同原子数、但原子质量与自然界经常发现的原子质量不同的原子所替换的那些。可以掺入到本发明的化合物及其药学上可接受的盐中的同位素包括但不限于H、C、N和O的同位素，例如2H、3H、11C、13C、14C、15N、17O、18O、35S、18F、36Cl和125I。本发明所述化合物或其药学上可接受的盐的同位素变体可以通过常规技术、采用适宜试剂的适当同位素变体来制备。
在本申请中，术语“药学上可接受的盐”包括药学上可接受的酸加成盐和药学上可接受的碱加成盐。
“药学上可接受的酸加成盐”是指能够保留游离碱的生物有效性而无其它副作用的，与无机酸或有机酸所形成的盐。无机酸盐包括但不限于盐酸盐、氢溴酸盐、硫酸盐、硝酸盐、磷酸盐等；有机酸盐包括但不限于甲酸盐、乙酸盐、2,2-二氯乙酸盐、三氟乙酸盐、丙酸盐、己酸盐、辛酸盐、癸酸盐、十一碳烯酸盐、乙醇酸盐、葡糖酸盐、乳酸盐、癸二酸盐、己二酸盐、戊二酸盐、丙二酸盐、草酸盐、马来酸盐、琥珀酸盐、富马酸盐、酒石酸盐、柠檬酸盐、棕榈酸盐、硬脂酸盐、油酸盐、肉桂酸盐、月桂酸盐、苹果酸盐、谷氨酸盐、焦谷氨酸盐、天冬氨酸盐、苯甲酸盐、甲磺酸盐、苯磺酸盐、对甲苯磺酸盐、海藻酸盐、抗坏血酸盐、水杨酸盐、4-氨基水杨酸盐、萘二磺酸盐等。这些盐可通过本专业已知的方法制备。
“药学上可接受的碱加成盐”是指能够保持游离酸的生物有效性而无其它副作用的、与无机碱或有机碱所形成的盐。衍生自无机碱的盐包括但不限于钠盐、钾盐、锂盐、铵盐、钙盐、镁盐、铁盐、锌盐、铜盐、锰盐、铝盐等。优选的无机盐为铵盐、钠盐、钾盐、钙盐及镁盐。衍生自有机碱的盐包括但不限于以下的盐：伯胺类、仲胺类及叔胺类，被取代的胺类，包括天然的被取代胺类、环状胺类及碱性离子交换树脂，例如氨、异丙胺、三甲胺、二乙胺、三乙胺、三丙胺、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二甲基乙醇胺、2-二甲氨基乙醇、2-二乙氨基乙醇、二环己胺、赖氨酸、精氨酸、组氨酸、咖啡因、普鲁卡因、胆碱、甜菜碱、乙二胺、葡萄糖胺、甲基葡萄糖胺、可可碱、嘌呤、哌嗪、哌啶、N-乙基哌啶、聚胺树脂等。优选的有机碱包括异丙胺、二乙胺、乙醇胺、三甲胺、二环己基胺、胆碱及咖啡因。这些盐可通过本专业已知的方法制备。
在本申请中，“药物组合物”是指本发明化合物与本领域通常接受的用于将生物活性化合物输送至哺乳动物(例如人)的介质的制剂。该介质包括药学上可接受的载体。药物组合物的目的是促进生物体的给药，利于活性成分的吸收进而发挥生物活性。
本文所用术语“药学上可接受的”是指不影响本发明化合物的生物活性或性质的物质(如载体或稀释剂)，并且相对无毒，即该物质可施用于个体而不造成不良的生物反应或以不良方式与组合物中包含的任意组分相互作用。
在本申请中，“药学上可接受的赋形剂”包括但不限于任何被相关的政府管理部门许可为可接受供人类或家畜使用的佐剂、载体、赋形剂、助流剂、增甜剂、稀释剂、防腐剂、染料/着色剂、矫味剂、表面活性剂、润湿剂、分散剂、助悬剂、稳定剂、等渗剂、溶剂或乳化剂。
本发明所述“肿瘤”包括但不限于努南综合症、豹综合症、青少年髓单核细胞白血病、成神经细胞瘤、肉瘤、黑色素瘤、关节软骨瘤、胆管瘤、白血病、乳腺癌、胃肠间质瘤、组织细胞性淋巴瘤、非小细胞肺癌、小细胞肺癌、食道癌、胰腺癌、肺鳞癌、肺腺癌、乳腺癌、前列腺癌、肝癌、皮肤癌、上皮细胞癌、宫颈癌、卵巢癌、肠癌、鼻咽癌、脑癌、骨癌、肾癌、口腔癌/头癌、成神经细胞瘤、头颈的鳞状细胞癌、间变性大细胞淋巴瘤或成胶质细胞瘤等疾病。
本文所用术语“预防的”、“预防”和“防止”包括使病患减少疾病或病症的发生或恶化的可能性。
本文所用的术语“治疗”和其它类似的同义词包括以下含义：
(i)预防疾病或病症在哺乳动物中出现，特别是当这类哺乳动物易患有该疾病或病症，但尚未被诊断为已患有该疾病或病症时；
(ii)抑制疾病或病症，即遏制其发展；
(iii)缓解疾病或病症，即，使该疾病或病症的状态消退；或者
(iv)减轻该疾病或病症所造成的症状。
本文所使用术语“有效量”、“治疗有效量”或“药学有效量”是指服用后足以在某种程度上缓解所治疗的疾病或病症的一个或多个症状的至少一种药剂或化合物的量。其结果可以为迹象、症状或病因的消减和/或缓解，或生物系统的任何其它所需变化。例如，用于治疗的“有效量”是在临床上提供显著的病症缓解效果所需的包含本文公开化合物的组合物的量。可使用诸如剂量递增试验的技术测定适合于任意个体病例中的有效量。
本文所用术语“服用”、“施用”、“给药”等是指能够将化合物或组合物递送到进行生物作用的所需位点的方法。这些方法包括但不限于口服途径、经十二指肠途径、胃肠外注射(包括静脉内、皮下、腹膜内、肌内、动脉内注射或输注)、局部给药和经直肠给药。本领域技术人员熟知可用于本文所述化合物和方法的施用技术，例如在Goodman and Gilman,ThePharmacological Basis of Therapeutics,current ed.；Pergamon；and Remington’s,Pharmaceutical Sciences(current edition),Mack Publishing Co.,Easton,Pa中讨论的那些。在优选的实施方案中，本文讨论的化合物和组合物通过口服施用。
本文所使用术语“药物组合”、“药物联用”、“联合用药”、“施用其它治疗”、“施用其它治疗剂”等是指通过混合或组合不止一种活性成分而获得的药物治疗，其包括活性成分的固定和不固定组合。术语“固定组合”是指以单个实体或单个剂型的形式向患者同时施用至少一种本文所述的化合物和至少一种协同药剂。术语“不固定组合”是指以单独实体的形式向患者同时施用、合用或以可变的间隔时间顺次施用至少一种本文所述的化合物和至少一种协同制剂。这些也应用到鸡尾酒疗法中，例如施用三种或更多种活性成分。
本领域技术人员还应当理解，在下文所述的方法中，中间体化合物官能团可能需要由适当的保护基保护。这样的官能团包括羟基、氨基、巯基及羧酸。合适的羟基保护基包括三烷基甲硅烷基或二芳基烷基甲硅烷基(例如叔丁基二甲基甲硅烷基、叔丁基二苯基甲硅烷基或三甲基甲硅烷基)、四氢吡喃基、苄基等。合适的氨基、脒基及胍基的保护基包括叔丁氧羰基、苄氧羰基等。合适的巯基保护基包括-C(O)-R”(其中R”为烷基、芳基或芳烷基)、对甲氧基苄基、三苯甲基等。合适的羧基保护基包括烷基、芳基或芳烷基酯类。
保护基可根据本领域技术人员已知的和如本文所述的标准技术来引入和除去。保护基的使用详述于Greene,T.W.与P.G.M.Wuts,Protective Groups in OrganiSynthesis,(1999),4th Ed.,Wiley中。保护基还可为聚合物树脂。
式I化合物
本发明提供了一种式I所示的化合物，或其药学上可接受的盐，或其溶剂化物、同位素取代物、多晶型物、前药或代谢产物：
Figure BDA0002151946710000141
其中，
R1选自H、-卤素、-CN、-OH、-NO2、HSO3-、未取代或卤代的C1-C6烷基磺酰基、未取代或卤代的C1-C6烷基羧基、未取代或卤代的C1-C6烷基氨基、未取代或卤代的C1-C6烷基、未取代或卤代的C1-C6烷氧基、未取代或卤代的C1-6烷氧基羰基、未取代或卤代的C1-6烷基羰基、未取代或卤代的C1-C6烯烃基羰基、未取代或卤代的C1-C6烷氧基-O-C1-C6烷基、未取代或取代的3-8元环烷基、未取代或取代的3-8元杂环基、未取代或取代的5-10元芳环基、未取代或取代的5-10元杂芳基；所述的杂环基或杂芳基包含1-4个选自下组的杂原子：N、O或S；
R2选自H、-卤素、未取代或取代的C1-C6烷基氨基、未取代或取代的C1-C6烷基；
R3选自H、取代或未取代的3-8元环烷基、取代或未取代的3-8元杂环基、取代或未取代的5-10元芳环基、取代或未取代的5-10元杂芳基；所述的杂环基或杂芳基包含1-4个选自下组的杂原子：N、O或S；
X和Y分别独立地选自N或CR4；
R4选自H、卤素、-CN、取代或未取代的C1-C6烷基、取代或未取代的C1-C6烷氧基、取代或未取代的氨基、(取代或未取代的C1-C6烷基)SO-、(取代或未取代的C1-C6烷基)SO2-；
或者R4与邻近的X＝Y共同形成一个取代或未取代的5-10元芳环，5-10元杂芳环，5-10元杂环基，5-10元碳环基；所述环可被任意取代；所述的环可以包含0-4个选自下组的杂原子：N、O或S；X和Y不能同时为N；
Figure BDA0002151946710000142
表示单键或双键；
上述的任一“取代”指基团上的一个或多个氢原子被选自下组的取代基取代：-D、卤素、-OH、-NO2、-NH2、-N(未取代或卤代的C1-C6烷基)2、-CN、未取代或卤代的C1-C8烷基、未取代或卤代的C1-C8烷氧基、未取代或卤代的C1-C8烷氧基-C1-C8烷基、未取代或卤代的C3-C8环烷基、未取代或卤代的C3-C8环烷基-C1-C8烷基、未取代或卤代的C1-C6烷基羰基、未取代或卤代的C1-C6烷氧基羰基、异羟肟酸基、未取代或卤代的C1-C6烷基巯基、-S(O)2N(未取代或卤代的C1-C6烷基)2、-S(O)2未取代或卤代的C1-C6烷基、-N(未取代或卤代的C1-C6烷基)S(O)2N(未取代或卤代的C1-C6烷基)2、-S(O)N(未取代或卤代的C1-C6烷基)2、-S(O)(未取代或卤代的C1-C6烷基)、-N(未取代或卤代的C1-C6烷基)S(O)N(未取代或卤代的C1-C6烷基)2、-N(未取代或卤代的C1-C6烷基)S(O)(未取代或卤代的C1-C6烷基)、未取代或卤代的5-8元芳基、未取代或卤代的5-8元杂芳基、未取代或卤代的4-8元饱和杂环或碳环；其中，所述的杂芳基包含1-4个选自下组的杂原子：N、O或S，所述的杂环包含1-4个选自下组的杂原子：N、O或S。
本发明提供了一种如式II所述的化合物，或其药学上可接受的盐，或其溶剂化物、同位素取代物、多晶型物、前药或代谢产物：
Figure BDA0002151946710000151
其中，
X和Y分别独立地选自N或C；
R4a和R4b分别独立地选自无、H、卤素、-CN、取代或未取代的C1-C6烷基、取代或未取代的C1-C6烷氧基、取代或未取代的氨基、(取代或未取代的C1-C6烷基)SO-、(取代或未取代的C1-C6烷基)SO2-；
其他取代基的定义如上所述。
本发明提供了一种如式III所述的化合物，或其药学上可接受的盐，或其溶剂化物、同位素取代物、多晶型物、前药或代谢产物：
Figure BDA0002151946710000152
其中，
X和Y分别独立地选自N或C；X和Y不能同时为N；
环A为取代或未取代的5-10元芳环，5-10元杂芳环，5-10元杂环基，5-10元碳环基；所述环A可被任意取代；所述的环可以包含0-4个选自下组的杂原子：N、O或S；
上述的“取代”指环A上的一个或多个氢原子被选自下组的取代基取代：-D、卤素、-OH、-NO2、-NH2、-NH(未取代或卤代的C1-C6烷基)、-N(未取代或卤代的C1-C6烷基)2、-CN、卤代或未取代的C1-C6烷基、卤代或未取代的C1-C6烷氧基、C1-C6烷基氨基、(卤代或未取代的C1-C6烷基)SO-、(卤代或未取代的C1-C6烷基)SO2-；
其他取代基的定义如上所述。
本发明提供的化合物，或其药学上可接受的盐，或其溶剂化物、同位素取代物、多晶型物、前药或代谢产物，其中所述的环A选自取代或未取代的三元(杂)环、取代或未取代的四元(杂)环、取代或未取代的五元(杂)环、取代或未取代的六元(杂)环、取代或未取代的五元芳(杂)环、取代或未取代的六元芳(杂)环、取代或未取代的七元芳(杂)环、、取代或未取代的五元并六元(杂)环、取代或未取代的六元并六元(杂)环；所述的杂环可以包含1-4个选自下组的杂原子：N、O或S；所述的A环可被任意取代，所述取代基选自：卤素、-CN、-OH、-NH2、(卤代或未取代的C1-C6烷基)2N-、卤代或未取代的C1-C6烷基、卤代或未取代的C1-C6烷氧基、C1-C6烷基氨基、(卤代或未取代的C1-C6烷基)SO-、(卤代或未取代的C1-C6烷基)SO2-。
本发明提供的化合物，或其药学上可接受的盐，或其溶剂化物、同位素取代物、多晶型物、前药或代谢产物，其中所述的环A为选自下组任意一个：
Figure BDA0002151946710000153
Figure BDA0002151946710000161
Figure BDA0002151946710000162
上述A环可被任意取代，所述取代基选自：卤素、-CN、-OH、-NH2、(卤代或未取代的C1-C6烷基)2N-、卤代或未取代的C1-C6烷基、卤代或未取代的C1-C6烷氧基、C1-C6烷基氨基、(卤代或未取代的C1-C6烷基)SO-、(卤代或未取代的C1-C6烷基)SO2-。
本发明提供的化合物，或其药学上可接受的盐，或其溶剂化物、同位素取代物、多晶型物、前药或代谢产物，其中所述的环A为选自下组任意一个：
Figure BDA0002151946710000171
Figure BDA0002151946710000172
Figure BDA0002151946710000173
上述A环可被任意取代，所述取代基选自：；上述A环可被任意取代，所述取代基选自：卤素、-CN、-OH、-NH2、(卤代或未取代的C1-C6烷基)2N-、卤代或未取代的C1-C6烷基、卤代或未取代的C1-C6烷氧基、C1-C6烷基氨基、(卤代或未取代的C1-C6烷基)SO-、(卤代或未取代的C1-C6烷基)SO2-。
本发明提供的化合物，或其药学上可接受的盐，或其溶剂化物、同位素取代物、多晶型物、前药或代谢产物，其中所述的R1选自H、卤代或未取代的C1-C6烷基羰基、卤代或未取代的C1-C6烯烃基羰基、(卤代或未取代的C1-C6烷基)SO2-、取代或未取代的苯磺酰基、未取代或取代的3-8元杂环基、未取代或取代的3-8元碳环基、未取代或取代的5-10元芳环基、未取代或取代的5-10元杂芳基；其中所述的环基可被任意取代，所述的取代基的个数为1-4个；所述的取代基选自H、NH2、卤素、卤代或未取代的C1-C8环烷基、未取代或卤代的C1-C6烷基、(卤代或未取代的C1-C6烷基)2N-。
本发明提供的化合物，或其药学上可接受的盐，或其溶剂化物、同位素取代物、多晶型物、前药或代谢产物，其中所述的R1选自H、卤代或未取代的C1-C6烷基羰基、卤代或未取代的C1-C6烯烃基羰基、(卤代或未取代的C1-C6烷基)SO2-、取代或未取代的苯磺酰基、
Figure BDA0002151946710000174
Figure BDA0002151946710000175
Figure BDA0002151946710000176
其中W选自C、O、S或N，且所述的环基可被任意取代，所述的取代基的个数为1-4个；所述的取代基选自H、NH2、卤素、卤代或未取代的C1-C8环烷基、未取代或卤代的C1-C6烷基、(卤代或未取代的C1-C6烷基)2N-。
本发明提供的化合物，或其药学上可接受的盐，或其溶剂化物、同位素取代物、多晶型物、前药或代谢产物，其中所述的R3选自H、未取代或取代的3-8元杂环基、未取代或取代的3-8元碳环基、未取代或取代的5-10元芳环基、未取代或取代的5-10元杂芳基；其中所述的环基可被任意取代，所述的取代基的个数为1-4个；所述的取代基选自H、NH2、卤素、卤代或未取代的C1-C8环烷基、未取代或卤代的C1-C6烷基、(卤代或未取代的C1-C6烷基)2N-。
本发明提供的化合物，或其药学上可接受的盐，或其溶剂化物、同位素取代物、多晶型物、前药或代谢产物，其中所述的R3选自H、
Figure BDA0002151946710000181
Figure BDA0002151946710000182
Figure BDA0002151946710000183
其中W选自O、S或N，且所述的环基可被任意取代，取代基的个数为1-4个，取代基选自H、NH2、卤素、未取代或卤代的C1-C6烷基、(卤代或未取代的C1-C6烷基)2N-。
本发明提供的化合物，或其药学上可接受的盐，或其溶剂化物、同位素取代物、多晶型物、前药或代谢产物，选自以下的结构：
Figure BDA0002151946710000184
Figure BDA0002151946710000191
本发明提供的化合物，或其药学上可接受的盐，或其溶剂化物、同位素取代物、多晶型物、前药或代谢产物，所述的化学物选自以下：
(S)-8-(5-((2-氨基-3-氯吡啶-4-基)硫基)吡嗪-2-基)-2-(甲磺酰基)-2,8-二氮杂螺[4.5]癸烷-4-胺；
(S)-8-(5-((2-氨基-3-氯吡啶-4-基)硫代)吡嗪-2-基)-2-(吡嗪-2-基)-2,8-二氮杂螺[4.5]癸烷-4-胺；
(S)-8-(5-((2-氨基-3-氯吡啶-4-基)硫代)吡嗪-2-基)-2-苯基-2,8-二氮杂螺[4.5]癸烷-4-胺；
(S)-1-(4-氨基-8-(5-((2-氨基-3-氯吡啶-4-基)硫代)吡嗪-2-基)-2,8-二氮杂螺[4.5]癸烷-2-基)丙-2-烯-1-酮；
(S)-8-(5-((2-氨基-3-氯吡啶-4-基)硫代)吡嗪-2-基)-2-(氮杂环丁烷-3-基)-2,8-二氮杂螺[4.5]癸烷-4-胺；
(S)-8-(5-((2-氨基-3-氯吡啶-4-基)硫代)吡嗪-2-基)-2-(1-甲基杂氮环丁烷-3-基)-2,8-二氮杂螺[4.5]癸烷-4-胺；
(S)-8-(5-((2-氨基-3-氯吡啶-4-基)硫代)吡嗪-2-基)-2-环丁基-2,8-二氮杂螺[4.5]癸烷-4-胺；
(S)-8-(5-((2-氨基-3-氯吡啶-4-基)硫代)吡嗪-2-基)-2-(氧杂环丁烷-3-基)-2,8-二氮杂螺[4.5]癸烷-4-胺；
(S)-8-(8-((2-氨基-3-氯吡啶-4-基)硫代)咪唑[1,2-c]嘧啶-5-基)-2-苯基-2,8-二氮杂螺[4.5]癸烷-4-胺；
(S)-8-(5-((2-氨基-3-氯吡啶-4-基)硫基)吡嗪-2-基)-2-(1-甲基-1H-吡唑-3-基)-2，-2,8-二氮杂螺[4.5]癸-4-胺；
(S)-8-(5-((2-氨基-3-氯吡啶-4-基)硫基)吡嗪-2-基)-2-(吡啶-2-基)-2,8-二氮杂螺[4.5]癸-4-胺；
(S)-8-(5-((2-氨基-3-氯吡啶-4-基)硫基)吡嗪-2-基)-2-(吡啶-3-基)-2,8-二氮杂螺[4.5]癸-4-胺。
式I化合物的制备
式I化合物可由如下路线制备得到：由中间体A出发经R1X1取代反应得到I-1,用酸脱除叔丁氧羰基和叔丁亚磺酰基得到中间体I-2,最后和中间体I-3进行取代反应得到式I化合物。
Figure BDA0002151946710000201
或者，
式I化合物可由如下路线制备得到：由中间体A出发经三甲基硅三氟甲磺酸酯脱除叔丁氧羰基得到1-4,再和I-3取代反应得到I-5,用氢氧化钠水溶液脱除苄基氧羰基得到中间体I-6,然后和中间体R1X1进行取代反应得到I-7,最后用酸脱除叔丁亚磺酰基得到式I化合物。
Figure BDA0002151946710000202
其中，所述的R1、R2、R3、X、Y如上文所述；X1和X2为卤素。
药理学和用途
Src Hommolgy-2磷酸酶(SHP2)是PTPN11基因所编码的蛋白酪氨酸磷酸酶，其促进多种细胞功能，包括增殖、分化、细胞周期维持和迁移。SHP2牵涉在经由Ras-有丝分裂原-激活的蛋白激酶、JAK-STAT或磷酸肌醇3-激酶-AKT途径的信号传导中。SHP2介导受体酪氨酸激酶如ErbB1、ErbB2和c-Met的Erk1和Erk2MAP激酶的激活。
SHP2具有两个N-末端Src homolgy2结构域(N-SH2和C-SH2)、催化结构域(PTP)和C-末端尾。所述两个SH2结构域控制SHP2的亚细胞定位和功能调控。该分子以无活性构象存在，经由牵涉来自N-SH2和PTP结构域的残基的结合网络来抑制其自身活性。响应于生长因子的刺激，SHP2经由其SH2结构域结合停靠蛋白上的特定酪氨酸-磷酸化位点如Gab1和Gab2。这引起了构象变化，导致SHP2激活。
已经在多种人类疾病中识别到了PTPN11中的突变，所述疾病例如有努南综合征、豹斑综合征、幼年型粒-单核细胞白血病、成神经细胞瘤、黑素瘤、急性髓样白血病以及乳房、肺和结肠的癌症。SHP2是多种受体酪氨酸激酶、包括血小板衍生生长因子(PDGF-R)、成纤维细胞生长因子(FGF-R)和表皮生长因子(EGF-R)的受体的重要下游信号分子。SHP2还是激活促分裂原活化蛋白(MAP)激酶途径的重要下游信号分子，其可导致细胞转化(癌发展的必要条件)。SHP2的敲减显著抑制了具有SHP2突变或EML4/ALK易位的肺癌细胞系以及EGFR扩增乳癌和食管癌的细胞生长。SHP2还是胃癌、间变型大细胞淋巴癌和成胶质细胞瘤的癌基因的激活下游。
努南综合征(NS)和豹斑综合征(LS)-PTPNll突变引起LS(多发性色素斑样痣综合征，心电图传导异常，两眼距离过远，肺动脉瓣狭窄，异常生殖器，生长迟缓，感音神经性耳聋)和NS(包括心脏缺陷、颅面骨畸形和身材矮小的先天异常)。这两种障碍是RAS/RAF/MEK/ERK有丝分裂原活化蛋白激酶途径(正常细胞生长和分化所需)的组分中的种系突变引起的常染色体显性综合征家族的一部分。该途径的异常调控具有深远的影响，特别是对心脏发育具有深远的影响，导致多种异常，包括瓣膜中隔缺陷(valvuloseptal defects)和/或肥厚型心肌病(HCM)。已经确定MAPK信号传导途径的的扰动对于这些障碍而言是重要的，已经在人中识别出沿循该途径的一些候选基因，包括KRAS、NRAS、SOS1、RAF1、BRAF、MEKl、MEK2、SH0C2和CBL中的突变。在NS和LS中最常突变的基因是PTPN11。在～50％的NS病例中和几乎所有的具有NS的某些特征的LS患者中发现了PTPN11(SHP2)的种系突变。对于NS，蛋白质中的Y62D和Y63C是最常见的突变。这两种突变影响SHP2的无催化活性的构象，而不干扰磷酸酶与其磷酸化信号配偶体的结合。
幼年型粒-单核细胞白血病(JMML)—在约35％的JMML(—种儿童期骨髓增生病(MPD))患者中发生PTPN11(SHP2)中的体细胞突变。这些功能获得性突变通常是N-SH2结构域或磷酸酶结构域中的点突变，其阻止催化结构域和N-SH2结构域之间的自我抑制，产生SHP2活性。
急性髓样白血病——已经在～10％的儿科急性白血病如骨髓发育不良综合征(MDS)、～7％的B细胞急性淋巴母细胞白血病(B-ALL)和～4％的急性髓样白血病(AML)中识别出PTPNll突变。
NS和白血病突变引起位于由自身抑制SHP2构象中的N-SH2和PTP结构域所形成的界面处的氨基酸的变化，破坏抑制性分子内相互作用，导致催化结构域活动过度。
SHP2在受体酪氨酸激酶(RTK)信号传导中充当正调节剂。含有RTK改变(EGFRamp,Her2amp，FGFRamp，Metamp，易位/活化的RTK，即ALK，BCR/ABL)的癌症包括食管癌、乳癌、肺癌、结肠癌、胃癌、神经胶质瘤、头颈癌。
食管癌(或食道癌)是食管的恶性病。存在多种亚型，主要是鳞状细胞癌(<50％)和腺癌。在食管腺癌和鳞状细胞癌中有高比率的RTK表达。因此，本发明的SHP2抑制剂可用于创新的治疗策略。
乳癌是一种重要类型的癌症，并且是女性的主要死因，其中患者对现有药物出现抗性。存在四种主要的乳癌亚型，包括luminal A、luminal B、Her21ik和三阴/Basal-like。三阴乳癌(TNBC)是缺少特定靶向治疗的侵袭性乳癌。表皮生长因子受体I(EGFR)已经显现为TNBC中的有前景的靶标。Her2以及EGFR经由SHP2的抑制可以是乳癌的有前景的治疗。
肺癌——NSCLC目前是癌症相关死亡率的重要原因。占约85％的肺癌(主要是腺癌和鳞状细胞癌)。虽然细胞毒性化学治疗仍然是治疗的重要部分，但是基于肿瘤中遗传改变如EGFR和ALK的靶向治疗更可能得益于靶向治疗。
结肠癌——已知约30％至50％的结肠直肠肿瘤具有突变(异常)的KRAS，BRAF突变发生在10至15％的结肠直肠癌中。对于其结肠直肠肿瘤已经被证明过表达EGFR的患者亚群而言，这些患者呈现出对抗-EGFR疗法的有利的临床响应。
胃癌是最流行的癌症类型之一。酪氨酸激酶的异常表达(如通过胃癌细胞中的异常酪氨酸磷酸化所反映的那样)是本领域已知的。在胃癌中经常扩增三种受体酪氨酸激酶，即c-met(HGF受体)、FGF受体2和erbB2/neu。因此，不同信号途径的破坏可促进不同胃癌类型的进程。
成神经细胞瘤是发育中的交感神经系统的儿科肿瘤，占约8％的儿童癌症。间变性淋巴瘤激酶(ALK)基因的基因组改变已经被提出促进成神经细胞瘤发病机制。
头和颈鳞状细胞癌(SCCHN)——高水平的EGFR表达与多种癌症、最常见是头和颈鳞状细胞癌(SCCHN)中的预后不良和对放射治疗的抗性相关。EGFR信号阻断导致抑制受体刺激、细胞增殖、侵袭和转移下降。因此，在SCCHN中，EGFR是新抗癌疗法的最佳靶标。
本发明涉及能够抑制SHP2活性的化合物。本发明还提供了本发明的化合物的制备方法和包含该化合物的药物制剂。本发明的另一方面涉及治疗与SHP2-介导的疾病或病症的方法，该方法包括给需要其的患者施用治疗有效量的如本发明所述的式I化合物的步骤。
在一些实施方式中，本发明涉及如上所述的方法，其中所述的SHP2-介导的疾病或病症是选自但不限于如下的癌症：JMML，AML，MDS，B-ALL，成神经细胞瘤，食管癌，乳癌，肺癌，结肠癌，胃癌，头颈癌。
本发明所述的化合物还可用于治疗与SHP2异常活性相关的其它疾病或病症。因此，作为优选的实施方式，本发明涉及治疗选自如下的疾病或病症的方法：NS，LS，JMML，AML，MDS，B-ALL，成神经细胞瘤，食管癌，乳癌，肺癌，结肠癌，胃癌，头颈癌。
本发明所述的SHP2抑制剂可以与其它具有药理活性的化合物或与两种或更多种其它具有药理活性的化合物组合，尤其是在治疗癌症中。例如，本发明所述的式(I)化合物或其药学上可接受的盐可以与一种或多种选自如下的物质组合地同时、依次或分别施用：化疗剂，比如有丝分裂抑制剂，如紫杉烷、长春花生物碱、紫杉醇、多西他赛、长春花新碱、长春花碱、长春瑞滨或长春氟宁，其它抗癌剂如顺铂、5-氟尿嘧啶或5-氟-2-4(1H，3H)-嘧啶二酮(5FU)、氟他胺或吉西他滨。
一些组合在疗法中可以提供显著的优点，包括协同活性。
在一些实施方式中，本发明涉及如上所述的方法，其中所述化合物经胃肠外施用。
在一些实施方式中，本发明涉及如上所述的方法，其中所述化合物经肌内、静脉内、皮下、口服、经肺、鞘内、局部或经鼻内施用。
在一些实施方式中，本发明涉及如上所述的方法，其中所述化合物经全身施用。
在一些实施方式中，本发明涉及如上所述的方法，其中所述患者是哺乳动物。
在一些实施方式中，本发明涉及如上所述的方法，其中所述患者是灵长类动物。
在一些实施方式中，本发明涉及如上所述的方法，其中所述患者是人。
在一些实施方式中，本发明涉及治疗SHP2-介导的疾病或病症的方法，该方法包括如下步骤：给需要其的患者施用治疗有效量的化疗剂与如治疗有效量的本发明所述的式I化合物的组合。
本发明的主要优点包括：
1.提供了一种如式I所示的化合物。
2.提供了一种结构新颖的SHP2抑制剂及其制备和应用，所述的抑制剂对SHP2具有较高的抑制活性。
3.提供了一类治疗与SHP2相关疾病或病症的药物组合物。
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。除非另外说明，否则百分比和份数按重量计算。
下述实施例中所用的起始物可由化学品销售商如Aldrich、TCI、Alfa Aesar、毕得、安耐吉等处购得，或者可通过已知的方法来合成。
下述实施例中，冰浴是指-5℃至0℃，室温是指10℃至30℃，回流温度一般是指溶剂在常压下的回流温度。反应过夜一般是指时间为8-15小时。下述实施例中，未限定具体操作温度的，均在室温下进行。
下述实施例中，中间体和最终产物的分离提纯是通过正相或反相色谱柱分离或者其它合适的方法。正相快速色谱柱是用乙酸乙酯和正己烷或甲醇和二氯甲烷等作为流动相。反相制备性高压液相色谱(HPLC)是用C18柱并用UV 214nm和254nm来检测，其流动相为A(水和0.1％甲酸)、B(乙腈)或者流动相A(水和0.1％碳酸氢铵)、B(乙腈)。
各实施例中：LCMS仪器：PumpAgilent 1260 UV检测器：Agilent 1260 DAD MassSpectrometer API 3000
层析柱：Waters sunfire C18,4.6×50mm,5um
流动相：A-H2O(0.1％HCOOH)；B-乙腈NMR
仪器：Bruker Ascend 400M(1H NMR:400MHz；13CNMR:100MHz)。
中间体A的合成:2-苯基8-(叔丁基)(S)-4-(((R)-叔丁基亚磺酰基)氨基)-2,8-二氮杂螺[4.5]癸烷-2,8-二甲酸酯
Figure BDA0002151946710000231
步骤一：在氮气保护下向干燥的1L三口瓶中依次加入1-(叔丁基)4-乙基哌啶-1,4-二羧酸酯(20.0g,77.7mmol)，THF(200mL)，在-78℃下滴加LDA(2.0M正己烷溶液，46.6mL,93.2mmol)，反应液在-40℃下搅拌2小时。用针管将此反应液导入到另一个氮气保护下的-60℃的装有氯乙酰氯(50.0g,442.9mmol)的THF(200mL)溶液的三口瓶中，反应液在搅拌下缓慢升至室温，得到的白色悬浊液在室温下继续搅拌2小时。加入饱和碳酸氢钠溶液和乙酸乙酯，有机相分离，水相用乙酸乙酯继续萃取2次。合并的有机相用饱和食盐水洗涤、无水硫酸钠干燥、过滤、减压浓缩。得到的残留物通过硅胶色谱法纯化(0至10％梯度的乙酸乙酯/石油醚)，得到不纯的黄色油状物A-1(34.0g)。没有进一步纯化直接投入下一步反应。
步骤二：向干燥的500mL单口瓶中依次加入化合物A-1(34.0g)、DMF(300mL)和叠氮钠(5.56g,85.5mmol)。反应液在25℃下搅拌3小时。反应液加水稀释，水相用石油醚：乙酸乙酯(1:1)的混合物萃取3次。合并的有机相用饱和食盐水洗涤、无水硫酸钠干燥、过滤、减压浓缩得到黄色油状物A1-2(34.6g，粗品)。没有进一步纯化直接投入下一步反应。
步骤三：向干燥的500mL单口瓶中依次加入化合物A-2(34.6g，粗品)、THF(300mL)、H2O(30mL)和三苯基膦(26.5g,101.0mmol)。反应液在60℃下搅拌4小时。冷却到室温后，反应液加水稀释，用乙酸乙酯萃取2次。合并的有机相用饱和食盐水洗涤、无水硫酸钠干燥、过滤、减压浓缩。得到的残留物通过硅胶色谱法纯化(二氯甲烷/乙酸乙酯＝4:1)，得到黄色固体A-3(8.0g,收率：38.5％)。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ6.54(brs,1H),3.91(s,2H),3.85-3.75(m,2H),3.65-3.55(m,2H),1.89–1.76(m,2H),1.74–1.64(m,2H),1.47(s,9H)；
步骤四：向干燥的100mL单口瓶中依次加入化合物A-3(4.0g,14.9mmol)、THF(40mL)和硼氢化钠(282mg,7.45mmol)。反应液在25℃下搅拌1小时。反应完毕后，将反应液过滤。得到的滤液(化合物A-4的THF溶液)直接用于下一步反应。
步骤五：在-30℃搅拌下向干燥的100mL单口瓶中依次加入上步得到的化合物A1-4的THF溶液(40mL)、硼烷二甲硫醚(22.4mL，44.7mmol，2M四氢呋喃溶液)。反应液在搅拌下1小时内缓慢升至25℃，然后在60℃下搅拌6小时。反应完毕后，向反应液中滴加甲醇(10mL)淬灭，得到的混合物减压浓缩去除挥发物。得到的残留物溶解在甲醇(20mL)中，得到的溶液在70℃下搅拌4小时。将溶液减压浓缩，得到的残留物通过硅胶色谱法纯化(二氯甲烷/甲醇＝10:1-1:1)，得到白色固体A-5(1.35g,收率：35.3％)。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ3.96–3.90(m,1H),3.70–3.56(m,2H),3.30–3.10(m,3H),3.00–2.83(m,3H),1.80–1.70(m,1H),1.60–1.36(m,12H)；
LCMS:m/z257.2[M+H]+。
步骤六：在干燥的100mL单口瓶中依次加入化合物A-5(1.35g,5.27mmol)、THF(14mL)、水(7mL)、碳酸氢钠(2.22g,26.4mmol)和氯甲酸苄酯(1.35g,7.91mmol)。反应液在20℃下搅拌12小时。反应完毕后，反应液加水(60mL)稀释，用乙酸乙酯(60mL)萃取2次。合并的有机相用饱和食盐水(60mL)洗涤2次、无水硫酸钠干燥、过滤、减压浓缩。得到的残留物通过硅胶色谱法纯化(石油醚/乙酸乙酯＝1:1)，得到无色油状物A-6(1.40g,收率：68.0％)。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.39–7.29(m,5H),5.13(s,2H),4.00–3.90(m,1H),3.85–3.65(m,3H),3.55–3.30(m,3H),3.20–2.90(m,2H),1.78–1.53(m,4H),1.52-1.42(m,10H),1.40–1.32(m,1H)；
LCMS:m/z413.0[M+Na]+。
步骤七：在干燥的100mL单口瓶中依次加入化合物A-6(2.30g,5.89mmol)、DCM(50mL)和戴斯-马丁氧化剂(3.75g,8.83mmol)。反应液在25℃下搅拌1小时。TLC板检测反应完毕后，向反应液加入饱和碳酸氢钠溶液(30mL)和饱和硫代硫酸钠溶液(30mL)，得到的混合物在25℃下搅拌30分钟。用乙酸乙酯(60mL)萃取2次。合并的有机相用饱和食盐水洗涤、无水硫酸钠干燥、过滤、减压浓缩。得到的残留物通过硅胶色谱法纯化(石油醚/乙酸乙酯＝1:0到2:1)，得到无色油状物A-7(2.10g，收率：91.7％)。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.42–7.30(m,5H),5.18(s,2H),4.00–3.80(m,4H),3.77–3.68(m,2H),3.12–2.96(m,2H),1.80–1.70(m,2H),1.53–1.40(m,11H)；
步骤八：在干燥的100mL单口瓶中依次加入化合物A-7(1.60g,4.12mmol)、(R)-叔丁基亚磺酰胺(999mg,8.24mmol)、THF(30mL)和钛酸四乙酯(2.83g,12.4mmol)。反应液在20℃下搅拌40小时。反应完毕后，在搅拌下向反应液加入乙酸乙酯(30mL)和饱和氯化钠溶液(6mL)，得到的混合物过滤。滤液用乙酸乙酯(40mL)萃取3次。合并的有机相用饱和食盐水洗涤、无水硫酸钠干燥、过滤、减压浓缩。得到的残留物通过硅胶色谱法纯化(石油醚/乙酸乙酯＝1:0到2:1)，得到白色固体A-8(1.60g，收率：78.8％)。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.41–7.28(m,5H),5.20-5.10(m,2H),4.77–4.67(m,1H),4.49-4,39(m,1H),4.10–3.90(m,2H),3.68–3.55(m,1H),3.53–3.46(m,1H),3.02–2.88(m,2H),1.88–1.77(m,1H),1.76–1.64(m,2H),1.63–1.43(m,11H),1.26(s,9H)；
步骤九：在-78℃氮气保护下向干燥的50mL三口瓶中依次加入化合物A-8(500mg,1.02mmol)的THF(10mL)溶液和二异丁基氢化铝溶液(0.89mL,1.33mmol,1.5M)。反应液在-78℃下搅拌0.5小时。反应完毕后，用酒石酸钾钠(20mL)淬灭反应，并在20℃下继续搅拌0.5小时。得到的混合物用乙酸乙酯(30mL)萃取3次。合并的有机相用饱和食盐水洗涤、无水硫酸钠干燥、过滤、减压浓缩。得到的残留物通过硅胶色谱法纯化(石油醚/乙酸乙酯＝1:0-1:1)，得到无色油状物A-9(300mg，收率：59.5％)。
步骤十：在干燥的25mL单口瓶中依次加入化合物A-9(300mg,0.608mmol)、乙醇(3mL)和10％的氢氧化钠水溶液(3mL)。反应液在85℃下搅拌8小时。冷却至室温后，反应液用0.5N稀盐酸调至pH＝7，得到的混合物减压浓缩去除挥发物。向得到的残留物中加入DCM/MeOH(2:1)的混合溶剂(10mL)，过滤，将得到的滤液减压浓缩。得到的残留物通过硅胶色谱法纯化(二氯甲烷/甲醇＝1:0-10:1)得到无色油状物A(210mg，收率：95.9％)。
中间体B的合成:(R)-N-((S)-8-(5-((2-氨基-3-氯吡啶-4-基)硫代)吡嗪-2-基)-2,8-二氮杂螺[4.5]癸烷-4-基)-2-甲基丙基-2-亚磺酰胺
Figure BDA0002151946710000251
步骤一：在干燥的25mL单口瓶中依次加入化合物A-9(330mg,0.668mmol)，DCM(10mL)，在0℃下滴加TMSOTf(298mg,1.34mmol)，反应液在20℃下搅拌2小时。LCMS检测反应完全。向反应液中加入甲醇(1mL)和饱和碳酸氢钠溶液(1mL)淬灭。得到的混合物用水(20mL)稀释，用二氯甲烷(20mL)萃取2次。合并的有机相用饱和食盐水洗涤、无水硫酸钠干燥、过滤、减压浓缩，得到无色油状物B1-1(263mg,粗品)。
LCMS:m/z394.1[M+H]+。
步骤二：向干燥的25mL单口瓶中依次加入化合物B1-1(263mg,0.668mmol)、乙腈(5.0mL)、N,N-二异丙基乙胺(1.0mL)和3-氯-4-((5-氯吡嗪-2-基)硫基)吡啶-2-胺(C2,182mg,0.668mmol)。反应液在90℃下搅拌10小时。反应液减压浓缩。得到的残留物通过硅胶色谱法纯化(二氯甲烷/甲醇＝10:1)，得到黄色固体B1-2(400mg,收率：95.0％)。
LCMS:m/z630.0[M+H]+。
步骤三：向干燥的25mL单口瓶中依次加入化合物B1-2(400mg,0.635mmol)、乙醇(9mL)和10％的氢氧化钠水溶液(3mL)。反应液在85℃下搅拌8小时。冷却至室温后，反应液减压浓缩去除挥发物。得到的残留物加水(20mL)稀释，用二氯甲烷和甲醇混合溶剂(10/1，20mL)萃取3次。合并的有机相用饱和食盐水洗涤、无水硫酸钠干燥、过滤、减压浓缩，得到黄色固体B1(300mg,粗品)。
LCMS:m/z496.1[M+H]+。
中间体B2的合成:5-氯-8-碘-[1,2,4]三氮唑并[4,3-c]嘧啶
Figure BDA0002151946710000261
步骤一：向干燥的100mL烧瓶中加入2,4-二氯-5-碘嘧啶(1.096g,4mmol)和20mL无水乙醇。在0℃氮气条件下，向其中缓慢加入80％水合肼(601mg，12mmol)混合物继续搅拌反应1小时。反应完毕后，将混合物过滤并用无水乙醇洗涤得到2-氯-4-肼基-5-碘嘧啶B2-1(850mg，产率78.7％)。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.29(s,1H),6.67(s,1H),4.08(s,2H)；
LCMS:m/z271.1[M+H]+。
步骤二：向干燥的100mL烧瓶中依次加入2-氯-4-肼基-5-碘嘧啶(810mg，3mmol)和原甲酸三甲酯(10mL)。在氮气条件下，将混合物加热至85℃搅拌反应5小时。反应完毕后，将获得的残留物倒入饱和NaCl溶液(50mL)，并使用乙酸乙酯(3×30mL)萃取，饱和食盐水洗涤并混合有机层，经无水硫酸钠干燥，过滤并在减压浓缩得到的残留物通过硅胶色谱法纯化(0至50％梯度的乙酸乙酯/石油醚)，得到淡黄色固体5-氯-8-碘-[1,2,4]三唑并[4,3-c]嘧啶B2(420mg,收率：50％)。
LCMS:m/z280.9[M+H]+。
中间体B3的合成:5-氯-8-碘咪唑并[1,2-c]嘧啶
Figure BDA0002151946710000262
步骤一：向干燥的100mL烧瓶中依次加入2,4-二氯-5-碘嘧啶(1.37g,5mmol)和2,2-二甲氧基乙胺(8.4g,10mmol)和无水乙醇(50mL)。然后在0℃氮气条件下，向反应混合物中缓慢滴加三乙胺(1.01g,10mmol)之后将混合物在室温下搅拌反应10小时。反应完毕后，真空浓缩，得到的浓缩物加入15mL的水，并使用二氯甲烷(3×50mL)萃取，饱和食盐水洗涤并混合有机层，经无水硫酸钠干燥，过滤并浓缩得到白色固体2-氯-N-(2,2-二甲氧基乙基)-5-碘嘧啶-4-胺B3-1(1.46g，收率:85％)。
LC-MS:m/z344.2[M+H]+。
步骤二：向干燥的100mL烧瓶中依次加入2-氯-N-(2,2-二甲氧基乙基)-5-碘嘧啶-4-胺(1.03g,3mmol)和10mL浓硫酸。在氮气条件下，将混合物加热至65℃搅拌反应2小时。反应完毕后，反应液冷却至室温，将混合物缓慢倒入冰水中，然后用4M的NaOH溶液调节pH约到6-7，过滤得到灰白色固体8-碘咪唑并[1,2-c]嘧啶-5-醇B3-2(0.407g，产率52％)。
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ11.81(s,1H),7.93(d,J＝1.4Hz,1H),7.60(s,1H),7.40(d,J＝1.4Hz,1H)；
LC-MS:m/z262.2[M+H]+。
步骤三：向干燥的50mL单口烧瓶中依次加入8碘咪唑并[1,2-c]嘧啶-5-醇(0.522g,2mmol)和三氯氧磷(8mL)，在氮气的保护下，缓慢滴加N,N-二异丙基乙胺(1mL)，之后将混合物加热至120℃搅拌5小时。反应完毕后，反应液冷却至室温并将真空浓缩，然后加入饱和碳酸氢钠溶液猝灭，使用乙酸乙酯(3×40mL)萃取，经无水硫酸钠干燥，过滤并浓缩，将得到的残留物通过硅胶色谱法纯化(0至30％梯度的乙酸乙酯：石油醚)得到淡黄色固体5-氯-8-碘咪唑并[1,2-c]嘧啶B3(0.360g，收率：55％)。
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ8.24(s,1H),8.20(d,J＝1.4Hz,1H),7.81(d,J＝1.4Hz,1H)；
LC-MS:m/z280.1[M+H]+。
中间体C1的合成：2-氨基-3氯嘧啶-4硫钠
Figure BDA0002151946710000271
步骤一：向干燥的100mL的圆底三口烧瓶中依次加入3-氯-4-碘吡啶-2-胺(2.5g,9.82mmol,1.0eq),4,5-双二苯基膦-9,9-二甲基氧杂蒽(341mg,0.59mmol,0.06eq),醋酸鈀(110mg,0.49mmol,0.05eq),DIPEA(3.25mL,19.6mmol,2.0q),3-巯基丙酸甲酯(1.19mL,10.8mmol,1.1eq)和1,4-二氧六环(32.5mL)。在搅拌的情况下，用氮气置换三次，然后加热到100℃,反应3小时。反应完毕后，反应液冷却至室温,用乙酸乙酯(50mL)稀释并减压抽滤，滤饼用乙酸乙酯(25mL)洗涤,将得到的滤液真空浓缩，将得到的残留物通过硅胶色谱法纯化(0至30％梯度的乙酸乙酯：石油醚)得到黄色固体C1-1(2.0g，收率：78％)。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.89(d,J＝5.4Hz,1H),6.53(d,J＝5.5Hz,1H),4.87(s,2H),3.74(s,3H),3.24(t,J＝7.5Hz,2H),2.75(t,J＝7.5Hz,2H)。
步骤二：在干燥的100mL的圆底三口烧瓶中，将C1-1(2g,8.11mmol,1.0eq)溶解在四氢呋喃(28mL)里,氮气保护的情况下，室温下向反应液中滴加乙醇钠(2.9g,8.51mmol,1.05eq,20％wt),然后搅拌一小时。反应完毕后，用二氯甲烷(60mL)稀释并超声5分钟，减压抽滤，滤饼真空烘干得到黄色固体C1(1.4g，收率：89％)
中间体C2的合成：3-氯-4-((5-氯吡嗪-2-基)硫基)吡啶-2-胺
Figure BDA0002151946710000281
步骤一：向干燥的100mL圆底烧瓶中依次加入2,5-二氯吡嗪(3g,20.1mmol,1.0eq),碳酸钾(2.78g,20.1mmol,1.0eq),DMF(25mL)和3-巯基丙酸甲酯(2.54g,21.1mmol,1.05eq)，然后在25摄氏度下搅拌18小时。反应完毕后，用乙酸乙酯(100mL)稀释，水(30mL)洗两遍，然后用无水硫酸钠干燥，过滤。将得到的滤液真空浓缩，将得到的残留物通过硅胶色谱法纯化(0至2.8％梯度的乙酸乙酯：石油醚)得到黄色固体C2-1(3.68g，收率：74％)。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.38(d,J＝1.5Hz,1H),8.22(d,J＝1.5Hz,1H),3.71(s,3H),3.41(t,J＝7.0Hz,2H),2.76(t,J＝7.0Hz,2H)。
步骤二：在干燥的100mL的圆底三口烧瓶中，将C2-1(3.68g,15.8mmol,1.0eq)溶解在四氢呋喃(50mL)里,氮气保护的情况下，室温下向反应液中滴加乙醇钠(5.65g,16.6mmol,1.05eq,20％wt),然后搅拌一小时。反应完毕后，减压浓缩掉一半体积的溶剂，向剩余的反应液中加入乙醚(200mL)，沉淀析出，减压抽滤，滤饼真空烘干得到黄色固体C2-2(2.5g，收率：84.2％)。
步骤三：在氮气保护条件下，依次向干燥的100mL的圆底三口烧瓶中依次加入3-氯-4-碘吡啶-2-胺(2g,7.86mmol,1.0eq),4,5-双二苯基膦-9,9-二甲基氧杂蒽(363mg,0.63mmol,0.08eq),Pd2(dba)3(287mg,0.31mmol,0.04eq),DIPEA(2.6mL,15.7mmol,2.0eq)，二氧六环(48mL)和C2-2(1.39g,8.25mmol,1.05eq)，然后加热到105摄氏度反应14小时。反应完全后，冷却至室温，用乙酸乙酯稀释，减压抽滤，滤饼再用乙酸乙酯洗涤。滤液减压浓缩得到的残留物通过硅胶色谱法纯化(0至40％梯度的乙酸乙酯/石油醚)，得到黄色固体C2(1.5g，收率：66％)。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.45(d,J＝1.4Hz,1H),8.29(d,J＝1.4Hz,1H),7.83(d,J＝5.3Hz,1H),6.51(d,J＝5.3Hz,1H),4.95(s,2H)。
实施例一：化合物1的合成
(S)-8-(5-((2-氨基-3-氯吡啶-4-基)硫基)吡嗪-2-基)-2-(甲磺酰基)-2,8-二氮杂螺[4.5]癸烷-4-胺
Figure BDA0002151946710000291
步骤一：向25mL的圆底烧瓶中依次加入A(60mg,0.167mmol),二氯甲烷(5mL),三乙胺(51mg,0.501mmol)和甲磺酸酐(58mg,0.334mmol),反应液在20℃下搅拌1小时。反应液减压浓缩后加水(10mL)稀释，用乙酸乙酯(10mL)萃取3次。合并的有机相用饱和食盐水洗涤、无水硫酸钠干燥、过滤、减压浓缩。得到的残留物通过硅胶色谱法纯化(二氯甲烷/甲醇＝1:0到10:1)得到无色油状物1-1(40mg，收率：54.8％)。
LCMS:m/z438.1[M+H]+。
步骤二：向25mL的圆底烧瓶中依次加入化合物1-1(40mg,0.091mmol),甲醇(1mL)和盐酸二氧六环(1mL,4.0M),反应液在20℃下搅拌0.5小时。反应完毕后，将反应液减压浓缩得到黄色固体1-2(28mg，盐酸盐，收率：100％)。
LCMS:m/z234.1[M+H]+。
步骤三：向干燥的25mL单口烧瓶中依次加入化合物1-2(28mg,0.091mmol)，乙腈(3.0mL)，N,N-二异丙基乙胺(1.0mL)和3-氯-4-((5-氯吡嗪-2-基)硫基)吡啶-2-胺(32mg,0.118mmol)。反应液在90℃下搅拌7小时。反应完毕后，反应液减压浓缩。得到的残留物通过薄层层析硅胶板纯化(二氯甲烷/甲醇＝10:1)得到30mg不纯的产物。然后用HPLC制备得到白色固体1(17mg，甲酸盐，收率：27.9％)。
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ8.48(d,J＝1.6Hz,1H),8.29(d,J＝1.2Hz,1H),8.19(s,1H),7.65(d,J＝5.6Hz,1H),6.35(s,2H),5.81(d,J＝5.6Hz,1H),4.20–4.06(m,2H),3.55–3.47(m,1H),3.45–3.38(m,1H),3.37–3.25(m,2H),3.20–3.13(m,2H),3.05–2.99(m,1H),2.93(s,3H),1.72–1.60(m,2H),1.53–1.43(m,2H)；
LC-MS:m/z470.0[M+H]+。
实施例二：化合物2的合成
(S)-8-(5-((2-氨基-3-氯吡啶-4-基)硫代)吡嗪-2-基)-2-(吡嗪-2-基)-2,8-二氮杂螺[4.5]癸烷-4-胺
Figure BDA0002151946710000292
步骤一：在-50℃下向25mL的圆底烧瓶中依次加入化合物A-8(200mg,0.407mmol),四氢呋喃/水(98:2,5mL)和硼氢化钠(46mg,1.22mmol),反应液在搅拌下3小时升温至20℃。TLC点板反应完全。反应液加水(20mL)稀释，用乙酸乙酯(20mL)萃取3次。合并的有机相用饱和食盐水洗涤、无水硫酸钠干燥、过滤、减压浓缩得到无色油状物A-9(200mg，收率：99.5％)。
步骤二：在干燥的25mL单口瓶中依次加入化合物A-9(200mg,0.405mmol)、乙醇(4mL)和10％的氢氧化钠水溶液(2mL)。反应液在85℃下搅拌8小时。冷却至室温后，反应液用0.5N稀盐酸调至pH＝7，得到的混合物减压浓缩去除挥发物。向得到的残留物中加入DCM/MeOH(2:1)的混合溶剂(10mL)，过滤，将得到的滤液减压浓缩。得到的残留物通过硅胶色谱法纯化(二氯甲烷/甲醇＝1:0到10:1)得到无色油状物A(110mg，收率：75.3％)。
LC-MS:m/z460.2[M+H]+。
步骤三：向25mL的圆底烧瓶中依次加入A(110mg,0.306mmol),乙腈(3mL),2-氯吡嗪(140mg,1.22mmol)和N,N-二异丙基乙胺(1mL),反应液在90℃下搅拌10小时。反应液减压浓缩。得到的残留物通过硅胶色谱法纯化(二氯甲烷/甲醇＝1:0到10:1)得到黄色油状物2-1(50mg，收率：37.3％)。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.06–8.02(m,1H),7.88(d,J＝1.6Hz,1H),7.84(d,J＝2.4Hz,1H)，4.20-3.93(m,2H),3.90–3.88(m,1H),3.80–3.60(m,2H),3.55–3.30(m,3H),3.04–2.84(m,2H),1.90–1.75(m,1H),1.72–1.58(m,1H),1.55–1.40(m,11H),1.21(s,9H)；
步骤四：向25mL的圆底烧瓶中依次加入化合物2-1(50mg,0.114mmol)、甲醇(1mL)和盐酸二氧六环(1mL,4.0M),反应液在20℃下搅拌0.5小时。反应完毕后，反应液减压浓缩得到黄色固体2-2(35mg，盐酸盐，收率：100％)。
步骤五：向干燥的25mL单口烧瓶中依次加入化合物2-2(35mg,0.114mmol)，乙腈(3.0mL)，N,N-二异丙基乙胺(1.0mL)和3-氯-4-((5-氯吡嗪-2-基)硫基)吡啶-2-胺(40mg,0.148mmol)。反应液在90℃下搅拌10小时。TLC点板显示有新点生成。反应液减压浓缩。得到的残留物通过硅胶色谱法纯化(二氯甲烷/甲醇＝10:1)得到40mg不纯的产物。然后用HPLC制备得到白色固体2(22mg，甲酸盐，收率：40.7％)。
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ8.49(d,J＝1.2Hz,1H),8.30(d,J＝1.6Hz,1H),8.24(s,1H),8.03(dd,J＝2.8,1.6Hz,1H),7.98(d,J＝1.2Hz,1H),7.78(d,J＝2.4Hz,1H),7.66(d,J＝5.6Hz,1H),6.35(s,2H),5.82(d,J＝5.6Hz,1H),4.28–4.17(m,2H),3.80–3.72(m,1H),3.71–3.64(m,1H),3.50–3.43(m,1H),3.42–3.24(m,4H),1.80–1.65(m,2H),1.58–1.46(m,2H)；
LC-MS:m/z470.0[M+H]+。
实施例三：化合物3的合成。
(S)-8-(5-((2-氨基-3-氯吡啶-4-基)硫代)吡嗪-2-基)-2-苯基-2,8-二氮杂螺[4.5]癸烷-4-胺
Figure BDA0002151946710000311
步骤一：向25mL的圆底烧瓶中依次加入化合物A(120mg,0.334mmol)、碘苯(136mg,0.668mmol)、二氧六环(12mL)、Pd2(dba)3(30mg,0.033mmol)、4,5-双二苯基膦-9,9-二甲基氧杂蒽(39mg,0.067mmol)、和碳酸铯(326mg,1.00mmol),反应液在氮气保护100℃下搅拌5小时。反应液加水(30mL)稀释，用乙酸乙酯(30mL)萃取2次。合并的有机相用饱和食盐水洗涤、无水硫酸钠干燥、过滤、减压浓缩。得到的残留物通过硅胶色谱法纯化(石油醚/乙酸乙酯＝1:1)得到黄色固体3-1(90mg，收率：62.1％)。
LC-MS:m/z436.1[M+H]+。
步骤二：向25mL的圆底烧瓶中依次加入化合物3-1(45mg,0.103mmol)、甲醇(2mL)和盐酸二氧六环(1mL,4.0M),反应液在20℃下搅拌0.5小时。反应完毕后，反应液减压浓缩得到黄色固体3-2(31mg，盐酸盐，收率：100％)。
LC-MS:m/z232.1[M+H]+。
步骤三：向干燥的25mL单口烧瓶中依次加入化合物3-2(31mg,0.103mmol)，乙腈(3.0mL)，N,N-二异丙基乙胺(1.0mL)和3-氯-4-((5-氯吡嗪-2-基)硫基)吡啶-2-胺(C2,37mg,0.134mmol)。反应液在90℃下搅拌7小时。反应液减压浓缩。得到的残留物通过硅胶色谱法纯化(二氯甲烷/甲醇＝5:1)得到30mg不纯的产物。然后用HPLC制备得到白色固体3(23mg，甲酸盐，收率：43.4％)。
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ8.50(s,1H),8.30(d,J＝0.8Hz,1H),8.23(s,1H),7.66(d,J＝5.2Hz,1H),7.16(t,J＝8.0Hz,2H),6.56–6.43(m,3H),6.36(s,2H),5.81(d,J＝5.2Hz,1H),4.30–4.16(m,2H),3.59–3.52(m,1H),3.51–3.46(m,1H),3.35–3.24(m,3H),3.23–3.17(m,1H),3.11–3.03(m,1H),1.79–1.65(m,2H),1.54–1.44(m,2H)；
LC-MS:m/z468.0[M+H]+。
实施例四：化合物4的合成。
(S)-1-(4-氨基-8-(5-((2-氨基-3-氯吡啶-4-基)硫代)吡嗪-2-基)-2,8-二氮杂螺[4.5]癸烷-2-基)丙-2-烯-1-酮
Figure BDA0002151946710000312
步骤一：在-30℃下向圆底烧瓶中依次加入化合物B(90mg,0.181mmol)、二氯甲烷(2mL)、丙烯酸酐(23mg,0.181mmol),反应液在-30℃下搅拌0.5小时。反应完毕后，反应液在0℃下减压浓缩。得到的残留物通过硅胶色谱法纯化(二氯甲烷/甲醇＝10:1)得到黄色固体4-1(43mg，收率：43.0％)。
LC-MS:m/z550.1[M+H]+。
步骤二：向圆底烧瓶中依次加入化合物4-1(43mg,0.078mmol)、甲醇(1mL)和盐酸二氧六环(0.2mL,4.0M),反应液在20℃下搅拌0.5小时。反应完毕后，反应液减压浓缩。得到的残留物通过HPLC制备纯化得到白色固体4(21mg，甲酸盐，收率：55.3％)。
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ8.48(d,J＝8.4Hz,1H),8.35–8.25(m,1H),8.23–8.16(m,1H),6.71–6.49(m,1H),6.34(d,J＝8.8Hz,2H),6.20–6.10(m,1H),5.86–5.79(m,1H),5.73–5.64(m,1H),4.30–4.05(m,2H),3.90–3.50(m,4H),3.40–3.10(m,4H),1.76–1.58(m,2H),1.52–1.36(m,2H)；
LC-MS:m/z446.1[M+H]+。
实施例五：化合物5的合成。
(S)-8-(5-((2-氨基-3-氯吡啶-4-基)硫代)吡嗪-2-基)-2-(氮杂环丁烷-3-基)-2,8-二氮杂螺[4.5]癸烷-4-胺
Figure BDA0002151946710000321
步骤一：向干燥的10mL单口烧瓶中依次加入化合物B(120mg,0.242mmol)、1-Boc-3-氮杂环丁酮(41mg,0.242mmol)、二氯甲烷(10mL)和三乙酰氧基硼氢化钠(77mg,0.363mmol)，然后在25℃下搅拌反应2小时。反应完毕后，加入饱和碳酸氢钠溶液(10mL)，用二氯甲烷(15mL)萃取2次。合并的有机相用饱和食盐水洗涤、无水硫酸钠干燥、过滤、减压浓缩。得到的残留物通过硅胶色谱法纯化(二氯甲烷/甲醇＝1:0-10:1)得到黄色固体5-1(90mg，收率：57.0％)。
LCMS:m/z651.1[M+H]+。
步骤二：向圆底烧瓶中依次加入化合物5-1(20mg,0.031mmol)、甲醇(1mL)和盐酸二氧六环(0.5mL,4.0M),反应液在20℃下搅拌0.5小时。反应完毕后，反应液减压浓缩。得到的残留物通过HPLC制备纯化得到白色固体5(9mg，甲酸盐，收率：60.0％)。
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ8.51(d,J＝1.2Hz,1H),8.31(s,1H),8.19(s,1H),7.66(d,J＝5.2Hz,1H),6.37(s,2H),5.80(d,J＝5.6Hz,1H),4.40–4.20(m,2H),4.00–3.80(m,4H),3.65–3.55(m,1H),3.25–3.00(m,6H),2.83–2.75(m,1H),2.69–2.61(m,1H),1.75–1.53(m,4H)；
LCMS:m/z447.2[M+H]+。
实施例六：化合物6的合成。
(S)-8-(5-((2-氨基-3-氯吡啶-4-基)硫代)吡嗪-2-基)-2-(1-甲基杂氮环丁烷-3-基)-2,8-二氮杂螺[4.5]癸烷-4-胺
Figure BDA0002151946710000331
步骤一：在0℃下向干燥的10mL单口烧瓶中依次加入化合物5-1(60mg,0.092mmol)、二氯甲烷(3mL)和TMSOTf(41mg,0.184mmol)，然后在20℃下搅拌反应2小时。LCMS检测反应完全。向反应液中加入甲醇(0.5mL)和饱和碳酸氢钠溶液(0.5mL)淬灭。得到的混合物用水(15mL)稀释，用二氯甲烷(15mL)萃取3次。合并的有机相用饱和食盐水洗涤、无水硫酸钠干燥、过滤、减压浓缩，得到黄色固体6-1(50mg,crude)。
LCMS:m/z551.2[M+H]+。
步骤二：在0℃下，向圆底烧瓶中依次加入化合物6-1(40mg,0.073mmol)、二氯甲烷(6mL)、甲醛(6mg,0.073mmol,37％水溶液)的水(0.1mL)溶液和三乙酰氧基硼氢化钠(31mg,0.146mmol),反应液在0℃下搅拌0.5小时。反应完毕后，加入饱和碳酸氢钠溶液(5mL)，用二氯甲烷(6mL)萃取2次。合并的有机相用饱和食盐水洗涤、无水硫酸钠干燥、过滤、减压浓缩得到黄色固体6-2(18mg，粗品)。
LCMS:m/z565.1[M+H]+。
步骤三：向圆底烧瓶中依次加入化合物6-2(18mg,0.032mmol)、甲醇(1mL)和盐酸二氧六环(0.5mL,4.0M),反应液在20℃下搅拌0.5小时。反应完毕后，反应液减压浓缩。得到的残留物通过HPLC制备纯化得到灰白色固体6(1mg，甲酸盐，收率：6.3％)。
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ8.47(d,J＝1.2Hz,1H),8.32–8.26(m,2H),7.66(d,J＝5.6Hz,1H),6.35(s,2H),5.81(d,J＝5.6Hz,1H),4.34–4.12(m,2H),3.41–3.34(m,2H),3.22–3.06(m,4H),3.05–2.85(m,4H),2.70–2.60(m,1H),2.30–2.20(m,3H),1.70–1.45(m,4H)；
LCMS:m/z461.1[M+H]+。
实施例七：化合物7的合成。
(S)-8-(5-((2-氨基-3-氯吡啶-4-基)硫代)吡嗪-2-基)-2-环丁基-2,8-二氮杂螺[4.5]癸烷-4-胺
Figure BDA0002151946710000332
参照化合物5的合成方法，使用环丁酮代替1-Boc-3-氮杂环丁酮，进行两步反应得到化合物7。
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ8.53(d,J＝1.2Hz,1H),8.32(s,1H),8.13(s,1H),7.66(d,J＝5.6Hz,1H),6.37(s,2H),5.81(d,J＝5.2Hz,1H),4.50–3.50(m,6H),3.25–3.00(m,3H),2.45–2.05(m,4H),2.00–1.50(m,6H),1.18(t,J＝7.2Hz,1H)；
LCMS:m/z446.2[M+H]+。
实施例八：化合物8的合成。
(S)-8-(5-((2-氨基-3-氯吡啶-4-基)硫代)吡嗪-2-基)-2-(氧杂环丁烷-3-基)-2,8-二氮杂螺[4.5]癸烷-4-胺
Figure BDA0002151946710000341
参照化合物5的合成方法，使用3-氧杂环丁酮代替1-Boc-3-氮杂环丁酮，进行两步反应得到化合物8。
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ8.49(d,J＝0.8Hz,1H),8.28-8.15(m,2H),7.65(d,J＝5.2Hz,1H),6.36(s,2H),5.80(d,J＝5.2Hz,1H),4.62–4.53(m,2H),4.51–4.42(m,2H),4.36–4.16(m,2H),3.72–3.62(m,2H),3.21–3.03(m,3H),3.01–2.89(m,1H),2.71–2.63(m,1H),2.60–2.54(m,1H),2.41–2.34(m,1H),1.72–1.50(m,4H)；
LCMS:m/z448.2[M+H]+。
实施例九：化合物9的合成。
(S)-8-(8-((2-氨基-3-氯吡啶-4-基)硫代)咪唑[1,2-c]嘧啶-5-基)-2-苯基-2,8-二氮杂螺[4.5]癸烷-4-胺
Figure BDA0002151946710000342
步骤一：向干燥的10mL单口烧瓶中依次加入化合物3-2(35mg,0.115mmol)、乙腈(3mL)、N,N-二异丙基乙胺(0.5mL)和5-氯-8-碘咪唑[1,2-c]嘧啶(B3,32mg,0.115mmol)，然后在90℃下搅拌反应7小时。待反应液冷却到20℃后，向反应液中加入Boc2O(118mg,0.542mmol)，然后在50℃下搅拌反应1小时。将反应液减压浓缩，得到的残留物通过硅胶色谱法纯化(石油醚/乙酸乙酯＝1:1)得到黄色固体9-1(40mg，收率：60.6％)。CMS:m/z575.1[M+H]+。
步骤二：向圆底烧瓶中依次加入2-氨基-3-氯吡啶-4-硫化钠(14mg,0.077mmol)、化合物9-1(40mg,0.070mmol)、二氧六环(1mL)、Pd2(dba)3(7mg,0.008mmol)、4,5-双二苯基膦-9,9-二甲基氧杂蒽(9mg,0.016mmol)和N,N-二异丙基乙胺(40mg,0.308mmol),反应液抽换氮气三次，然后在100℃下搅拌6小时。反应完毕后，反应液用水(5mL)稀释，用乙酸乙酯(5mL)萃取2次。合并的有机相用饱和食盐水洗涤、无水硫酸钠干燥、过滤、减压浓缩。得到的残留物通过硅胶色谱法纯化(乙酸乙酯)得到黄色固体9-2(15mg，收率：31.9％)。LCMS:m/z607.2[M+H]+。
步骤三：向干燥的单口烧瓶中依次加入化合物9-2(15mg,0.025mmol)，二氯甲烷(2mL)和三氟乙酸(0.4mL)。反应液在20℃下搅拌1小时。反应液减压浓缩。得到的残留物反应液用饱和碳酸氢钠溶液调至pH＝8，用DCM/MeOH(10:1)的混合溶剂(5mL)萃取3次，合并的有机相减压浓缩得到灰白色固体9(7.3mg，收率：57.5％)。
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ8.03(s,1H),7.84(s,1H),7.60–7.52(m,2H),7.19–7.12(m,2H),6.60–6.50(m,3H),6.33(brs,2H),5.79(d,J＝5.6Hz,1H),3.97–3.85(m,2H),3.56–3.45(m,2H),3.43–3.35(m,2H),3.27–3.21(m,1H),3.20–3.13(m,1H),3.03–2.96(m,1H),2.00–1.87(m,2H),1.60–1.50(m,2H)；LCMS:m/z507.1[M+H]+。
实施例十：化合物10的合成。
(S)-8-(5–((2-氨基-3-氯吡啶-4-基)硫基)吡嗪-2-基)-2-(1-甲基-1H-吡唑-3-基)-2，-2,8-二氮杂螺[4.5]癸-4-胺
Figure BDA0002151946710000351
步骤一：将(S)-4-(((R)-叔丁基亚磺酰基)氨基)-2,8-二氮杂螺[4.5]癸烷-8-羧酸叔丁酯(A1，45mg,0.125mmol)溶于5mL无水1,4-二氧六环中，依次加入3-碘-1-甲基-1H-吡唑(4.114mg，0.556mmol)，无水叔丁醇钾(70mg，0.624mmol)，BrettphosPdGen.3(23mg，0.0254mmol)，氩气保护，升温到100℃，反应5小时。将反应液倒至冰水中，乙酸乙酯萃取3次，有机相饱和盐水洗一次，合并有机相，无水硫酸钠干燥，过滤，浓缩，过柱，得(S)-4-(((S)-叔丁基亚磺酰基)氨基)-2-(1-甲基-1H-吡唑-3-基)-2,8-二氮杂螺[4.5]癸烷-8-叔丁酯羧酸(10-1，34mg,收率：61.84％)。LCMS:m/z437.3[M+H]+
步骤二：将(S)-4-(((S)-叔丁基亚磺酰基)氨基)-2-(1-甲基-1H-吡唑-3-基)-2,8-二氮杂螺[4.5]癸烷-8-叔丁酯羧酸(5，34mg,0.0773mmol)溶于5mL二氯甲烷/甲醇(1/1)中，氩气保护下，冰水降温到0度，加入4M HCl/1，4-二氧六环(0.5mL,2.0mmol)，再在室温搅拌1小时，反应完全。将反应液直接旋干，得粗品(S)-2-(1-甲基-1H-吡唑-3-基)-2,8-二氮杂螺[4.5]癸-4-胺(10-2，0.0773mmol)，直接投下步。LCMS:m/z236.3[M+H]+
步骤三：将粗品(S)-2-(1-甲基-1H-吡唑-3-基)-2,8-二氮杂螺[4.5]癸-4-胺(6，0.0773mmol)溶于5mL无水乙腈中，加入DIPEA(0.5mL,2.926mmol)与3-氯-4–((5-氯吡嗪-2-基)硫基)吡啶-2-胺(C2，28mg,0.1025mmol)。氩气保护，加热至90℃回流反应7小时，反应完毕。冷却至室温，旋干，爬大板所得纯点再次爬大板，得化合物10，(S)-8-(5–((2-氨基-3-氯吡啶-4-基)硫基)吡嗪-2-基)-2-(1-甲基-1H-吡唑-3-基)-2，-2,8-二氮杂螺[4.5]癸-4-胺(15mg，收率：41.18％)。
LCMS:m/z472.5[M+H]+
1H NMR(400MHz,MeOD)δ8.338-8.282(m,2H),7.597(d,J＝5.6Hz,1H),7.299(d,J＝2.4Hz,1H),5.934(d,J＝5.6Hz,1H),5.521(d,J＝2.4Hz,1H),4.380-4.304(m,2H),3.702(s,3H),3.621(m,1H),3.546(d,J＝9.6Hz,1H),3.264-3.234(m,2H),3,143-3.105(m,1H),1.844-1.747(m,2H),1.664-1.573(m,2H),1.286(s,1H).
实施例十一：化合物11的合成。
(S)-8-(5-((2-氨基-3-氯吡啶-4-基)硫基)吡嗪-2-基)-2-(吡啶-2-基)-2,8-二氮杂螺[4.5]癸-4-胺
Figure BDA0002151946710000361
步骤一：将(S)-4-(((R)-叔丁基亚磺酰基)氨基)-2,8-二氮杂螺[4.5]癸烷-8-羧酸叔丁酯(A1，100mg,0.278mmol)溶于5mL无水1,4-二氧六环中，依次加入2-碘吡啶(4，114mg，0.556mmol)，无水碳酸铯(272mg，0.835mmol)，4,5-双二苯基膦-9,9-二甲基氧杂蒽(32mg，0.0553mmol)和Pd2(dba)3(26mg，0.0284mmol)，氩气保护，升温到100℃，反应5小时。将反应液倒至冰水中，乙酸乙酯萃取3次，有机相饱和盐水洗一次，合并有机相，无水硫酸钠干燥，过滤，浓缩，过柱，得(S)-4-(((R)-叔丁基亚磺酰基)氨基)-2-(吡啶-2-基)-2,8-二氮杂螺[4.5]癸烷-8-羧酸叔丁酯(5，33mg,收率：27.19％)。LCMS:m/z437.3[M+H]+
步骤二：将(S)-4-(((R)-叔丁基亚磺酰基)氨基)-2-(吡啶-2-基)-2,8-二氮杂螺[4.5]癸烷-8-羧酸叔丁酯(11-1，33mg,0.07558mmol)溶于5mL二氯甲烷/甲醇(1/1)中，氩气保护下，冰水降温到0度，加入4M HCl/1，4-二氧六环(0.3mL,1.2mmol)，再在室温搅拌1小时，反应完全。将反应液直接旋干，得粗品(S)-2-(吡啶-2-基)-2,8-二氮杂螺[4.5]癸-4-胺(11-2，0.07558mmol)，直接投下步。LCMS:m/z304.2[M+H]+
步骤三：将粗品(S)-2-(吡啶-2-基)-2,8-二氮杂螺[4.5]癸-4-胺(6，0.07558mmol)溶于5mL无水乙腈中，加入DIPEA(0.5mL,2.926mmol)与3-氯-4-((5-氯吡嗪-2-基)硫基)吡啶-2-胺(C2，27mg,0.09886mmol)。氩气保护，加热至90度回流反应7小时，反应完毕。冷却至室温，旋干，过柱纯化，得化合物11，(S)-8-(5-((2-氨基-3-氯吡啶-4-基)硫基)吡嗪-2-基)-2-(吡啶-2-基)-2,8-二氮杂螺[4.5]癸-4-胺(ET-24,9.2mg，收率：25.95％)。
LCMS:m/z469.1[M+H]+
1H NMR(400MHz,MeOD)δ8.346(d,J＝24.4Hz,2H),8.085(d,J＝5.2Hz,1H),7.638-7.591(m,2H),6.723-6.646(m,2H),5.938(d,J＝5.6Hz,1H),4.420-4.299(m,2H),4.001-3.956(m,1H),3.800-3.629(m,4H),3.460-3.417(m,1H),1.887-1.749(m,4H),1.287(s,1H).
实施例十二：化合物12的合成。
(S)-8-(5-((2-氨基-3-氯吡啶-4-基)硫基)吡嗪-2-基)-2-(吡啶-3-基)-2,8-二氮杂螺[4.5]癸-4-胺
Figure BDA0002151946710000371
步骤一：将(S)-4-(((R)-叔丁基亚磺酰基)氨基)-2,8-二氮杂螺[4.5]癸烷-8-羧酸叔丁酯(A1，50mg,0.139mmol)溶于5mL无水1,4-二氧六环中，依次加入3-碘吡啶(4，57mg，0.278mmol)，无水碳酸铯(136mg，0.417mmol)，4,5-双二苯基膦-9,9-二甲基氧杂蒽(17mg，0.0294mmol)和Pd2(dba)3(13mg，0.0298mmol)，氩气保护，升温到100度，反应5小时，反应完毕。将反应液倒至冰水中，乙酸乙酯萃取3次，有机相饱和盐水洗一次，合并有机相，无水硫酸钠干燥，过滤，浓缩，过柱，得(S)-4-(((R)-叔丁基亚磺酰基)氨基)-2-(吡啶-3-基)-2,8-二氮杂螺[4.5]癸烷-8-羧酸叔丁酯(12-1，39mg,收率：64.26％)。LCMS:m/z437.3[M+H]+
步骤二：将(S)-4-(((R)-叔丁基亚磺酰基)氨基)-2-(吡啶-3-基)-2,8-二氮杂螺[4.5]癸烷-8-羧酸叔丁酯(12-2，39mg,0.08923mmol)溶于5mL二氯甲烷/甲醇(1/1)中，氩气保护下，冰水降温到0度，加入4M HCl/1，4-二氧六环，再在室温搅拌1小时，反应完全。将反应液直接旋干，得粗品(S)-2-(吡啶-3-基)-2,8-二氮杂螺[4.5]癸-4-胺(6，0.08923mmol)，直接投下步。LCMS:m/z233.5[M+H]+
步骤三：将粗品(S)-2-(吡啶-3-基)-2,8-二氮杂螺[4.5]癸-4-胺(6，0.08923mmol)溶于5mL无水乙腈中，加入DIPEA(0.5mL,2.926mmol)与3-氯-4-((5-氯吡嗪-2-基)硫基)吡啶-2-胺(C2，32mg,0.1172mmol)。氩气保护，加热至90度回流反应7小时，反应完毕。冷却至室温，旋干，乙酸乙酯打浆，过滤，制备硅胶板纯化，得(S)-8-(5-((2-氨基-3-氯吡啶-4-基)硫基)吡嗪-2-基)-2-(吡啶-3-基)-2,8-二氮杂螺[4.5]癸-4-胺(化合物12,16.4mg，收率：39.15％)。
LCMS:m/z469.1[M+H]+
1H NMR(400MHz,MeOD)δ8.382-8.318(m,2H),8.036-7.960(m,2H),7.601(d,J＝5.6Hz,1H),7.444-7.411(m,1H),7.310-7.284(m,1H),5.965(d,J＝5.6Hz,1H),4.398-4.305(m,2H),3.935-3.907(m,1H),3.849-3.829(m,1H),3.686-3.617(m,2H),3.567-3.533(m,1H),1.879-1.806(m,4H),1.387-1,360(m,2H).
本发明公开化合物的生物学功能在酶活性以及细胞水平的测试中得到了证明。比如在SHP2酶活性抑制试验中，本发明公开的化合物能够与达到很强的抑制活性(IC50可达<10nM)。在细胞水平上，本发明公开化合物不仅可以抑制下游通路激酶ERK的磷酸化水平而且表现出很好的抑制癌细胞的增殖的活性。与SHP099(6-(4-氨基-4-甲基哌啶-1-基)-3-(2,3-二氯苯基)吡嗪-2-胺)对比，本发明专利的化合物无论在酶学水平上还是在细胞水平上，都体现出了优越的活性。
测试例一：SHP2酶活测试方法
SHP2酶活测试方法：
化合物粉末溶于DMSO中制成母液。实验时，化合物存贮液用DMSO进行3-倍梯度稀释，同一化合物设置10个不同的测试浓度。取1μL各浓度点的化合物至检测板(Corning,Costar3915)孔内,每个浓度点设置2个平行重复。以6,8-二氟-4-甲基-7-羟基香豆素磷酸酯(DiFMUP)作为底物，SHP2 E72A催化其水解产生6,8-二氟-4-甲基-7-羟基香豆素(DiFMU)，通过PE Enspire多功能读数仪，以358nm为激发波长来检测455nm处的荧光值，确定SHP2的酶活。
反应用的SHP2缓冲液
组成为60mmol/L Hepes，PH7.2,75mmol/L NaCl，75mmol/L KCl,1mmol/L EDTA，5mmol/L DTT.筛选体系组成为：SHP2缓冲液、酶SHP2 E76A蛋白、底物DiFMUP和待测化合物.
IC50测试方法：
96孔筛选板中50ng SHP2 E76A蛋白分别与待测化合物在SHP2缓冲液中反应20min，然后与10uM DiFMUP室温共同孵育20min，用PE Enspire多功能读数仪以358nm为激发光，读取455nm处的光强度。以化合物处理组测出的荧光值比DMSO对照孔的值计算样品对酶活性的抑制率。化合物的IC50值由Graphpad公司的Prism软件，以抑制率对抑制剂的浓度非线性拟合计算得到。通过Y＝Bottom+(Top-Bottom)/(1+10^((LogIC50-X)*HillSlope))方程拟合出酶活性随化合物浓度变化的曲线。求得各化合物的IC50值。下表显示了本发明部分化合物的IC50值。其中，字母A代表IC50小于50nM；字母B代表IC50为50nM至500nM；字母C代表IC50大于500nM。
化合物编号 酶活性(nM)
SHP099 263
化合物1 A
化合物2 A
化合物3 A
化合物4 A
化合物5 A
化合物6 A
化合物7 B
化合物8 A
化合物9 A
化合物10 A
化合物11 B
化合物12 B
测试例二：磷酸化蛋白激酶(p-ERK)细胞实验
通过AlphaLISA方法检测化合物抑制细胞内蛋白激酶(ERK)的磷酸化水平。
第一步化合物处理细胞。待测化合物先用100％DMSO进行3-倍稀释，共设置9个不同的浓度梯度；接着以每孔30000个细胞密度接种MOLM13细胞到96孔板，每孔体积100μL；随后每孔分别加入0.5μL的DMSO或者不同浓度的待测化合物，每个浓度设置2个重复，DMSO的终浓度控制在0.5％。
第二步裂解细胞。细胞处理2小时之后，除去培养基，磷酸缓冲盐溶液洗涤细胞3次，每孔加入50μl新鲜配置的裂解缓冲液，震荡并室温放置10分钟。
第三步
Figure BDA0002151946710000391
UltraTM p-ERK1/2(Thr202/Tyr204)试剂盒(Perkin Elmer,ALSU-PERK-A10K))检测磷酸化的细胞外信号调节激酶(p-ERK)。取10μl的上述裂解液至384孔板(Perkin Elmer,6005350)，根据产品说明书检测样品的细胞外信号调节激酶的磷酸化水平。使用Spectra max i3(Molecular Devices)上的AlphaScreen检测器读取信号。抑制百分率(％)通过以下公式计算获得：
抑制百分率(％)＝(1-化合物处理细胞的p-ERK信号/DMSO处理细胞的p-ERK信号)*100。其中，字母A代表IC50小于100nM；字母B代表IC50为100nM至500nM；字母C代表IC50大于500nM。
测试例三：细胞增殖抑制实验
通过
Figure BDA0002151946710000392
发光法细胞活力检测试剂盒对细胞内ATP进行定量测定来检测培养物中活细胞数目。
第一步在96孔板种接种MV411细胞，以每孔2500个细胞密度接种细胞到96孔板，每孔体积100μL。置于37℃5％二氧化碳培养箱培养过夜。
第二步化合物处理细胞。待测化合物进行3倍稀释，共设置8个浓度梯度；每孔分别加入一定体积的DMSO或者待测化合物，每个浓度设置2个重复，DMSO的终浓度控制在0.5％。置于37℃5％二氧化碳培养箱培养72h。
第三步
Figure BDA0002151946710000393
Luminescent Cell Viability Assay试剂盒(Promega，G7570)检测对照组和处理组细胞活力。每孔加入50ul CellTiter-Glo，混匀，室温孵育10min。使用EnSpire(Perkin Elmer)读取信号。抑制百分率(％)通过以下公式计算获得：
抑制百分率(％)＝(1-化合物处理组信号值/DMSO处理组信号值)*100。
其中，字母A代表IC50小于100nM；字母B代表IC50为100nM至1000nM；字母C代表IC50大于1000nM。
测试例四：化合物药代动力学实验
本发明化合物对药代动力学测定。本申请采用以下方法测定本申请的化合物药代动力学参数。
研究使用的健康雄性成年大鼠/小鼠，每组动物单次灌胃给药5-100mg/Kg。禁食从给药前10小时至给药后4小时。给药后不同时间点后采血，并测定化合物血浆含量(LC-MS/MS)。血浆浓度----时间关系用专业软件分析(winnonlin),计算化合物的药代动力学参数。结果显示，本发明化合物有着优异的药代动力学性质和透脑性。
在本发明中提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (11)

1.一种式I所示的化合物，或其药学上可接受的盐，或其溶剂化物、同位素取代物、多晶型物、前药或代谢产物：
Figure FDA0002151946700000011
其中，
R1选自H、-卤素、-CN、-OH、-NO2、HSO3-、未取代或取代的C1-C6烷基磺酰基、未取代或取代的C1-C6烷基羧基、未取代或取代的C1-C6烷基氨基、未取代或取代的C1-C6烷基、未取代或取代的C1-C6烷氧基、未取代或取代的C1-6烷氧基羰基、未取代或取代的C1-6烷基羰基、未取代或取代的C1-C6烯烃基羰基、未取代或取代的C1-C6烷氧基-O-C1-C6烷基、未取代或取代的3-8元环烷基、未取代或取代的3-8元杂环基、未取代或取代的5-10元芳环基、未取代或取代的5-10元杂芳基；所述的杂环基或杂芳基包含1-4个选自下组的杂原子：N、O或S；
R2选自H、-卤素、未取代或取代的C1-C6烷基氨基、未取代或取代的C1-C6烷基；
R3选自H、取代或未取代的3-8元环烷基、取代或未取代的3-8元杂环基、取代或未取代的5-10元芳环基、取代或未取代的5-10元杂芳基；所述的杂环基或杂芳基包含1-4个选自下组的杂原子：N、O或S；
X和Y分别独立地选自N或CR4；
R4选自H、卤素、-CN、取代或未取代的C1-C6烷基、取代或未取代的C1-C6烷氧基、取代或未取代的氨基、(取代或未取代的C1-C6烷基)SO-、(取代或未取代的C1-C6烷基)SO2-；
或者R4与邻近的X＝Y共同形成一个取代或未取代的5-10元芳环，5-10元杂芳环，5-10元杂环基，5-10元碳环基；所述环可被任意取代；所述的环可以包含0-4个选自下组的杂原子：N、O或S；且X和Y不能同时为N；
Figure FDA0002151946700000012
表示单键或双键；
上述的任一“取代”指基团上的一个或多个氢原子被选自下组的取代基取代：-D、卤素、-OH、-NO2、-NH2、-NH(未取代或卤代的C1-C6烷基)、-N(未取代或卤代的C1-C6烷基)2、-CN、未取代或卤代的C1-C8烷基、未取代或卤代的C1-C8烷氧基、未取代或卤代的C1-C8烷氧基-C1-C8烷基、未取代或卤代的C3-C8环烷基、未取代或卤代的C3-C8环烷基-C1-C8烷基、未取代或卤代的C1-C6烷基羰基、未取代或卤代的C1-C6烷氧基羰基、异羟肟酸基、未取代或卤代的C1-C6烷基巯基、-S(O)2N(未取代或卤代的C1-C6烷基)2、-S(O)2未取代或卤代的C1-C6烷基、-N(未取代或卤代的C1-C6烷基)S(O)2N(未取代或卤代的C1-C6烷基)2、-S(O)N(未取代或卤代的C1-C6烷基)2、-S(O)(未取代或卤代的C1-C6烷基)、-NH(未取代或卤代的C1-C6烷基)S(O)N(未取代或卤代的C1-C6烷基)2、-N(未取代或卤代的C1-C6烷基)2S(O)(未取代或卤代的C1-C6烷基)、未取代或卤代的5-8元芳基、未取代或卤代的5-8元杂芳基、未取代或卤代的4-8元饱和杂环、未取代或卤代的4-8元饱和碳环；其中，所述的杂芳基或饱和杂环包含1-4个选自下组的杂原子：N、O或S。
2.如权利要求1所述的化合物，或其药学上可接受的盐，或其溶剂化物、同位素取代物、多晶型物、前药或代谢产物如下述式II所示：
Figure FDA0002151946700000021
其中，
X和Y分别独立地选自N或C；
R4a和R4b分别独立地选自无、H、卤素、-CN、取代或未取代的C1-C6烷基、取代或未取代的C1-C6烷氧基、取代或未取代的氨基、(取代或未取代的C1-C6烷基)SO-、(取代或未取代的C1-C6烷基)SO2-；
其他取代基如权利要求1所述。
3.如权利要求1所述的化合物，或其药学上可接受的盐，或其溶剂化物、同位素取代物、多晶型物、前药或代谢产物如下述式III所示：
Figure FDA0002151946700000022
其中，
X和Y分别独立地选自N或C；X和Y不能同时为N；
所述的环A为取代或未取代的5-10元芳环，5-10元杂芳环，5-10元杂环基，5-10元碳环基；所述环A可被任意取代；所述的杂芳环或杂环基可以包含0-4个选自下组的杂原子：N、O或S；
上述的“取代”指环A上的一个或多个氢原子被选自下组的取代基取代：-D、卤素、-OH、-NO2、-NH2、-NH(未取代或卤代的C1-C6烷基)、-N(未取代或卤代的C1-C6烷基)2、-CN、卤代或未取代的C1-C6烷基、卤代或未取代的C1-C6烷氧基、C1-C6烷基氨基、(卤代或未取代的C1-C6烷基)SO-、(卤代或未取代的C1-C6烷基)SO2-。
其他取代基如权利要求1所述。
4.如权利要求3所述的化合物，或其药学上可接受的盐，或其溶剂化物、同位素取代物、多晶型物、前药或代谢产物，其特征在于，所述的环A选自取代或未取代的三元(杂)环、取代或未取代的四元(杂)环、取代或未取代的五元(杂)环、取代或未取代的六元(杂)环、取代或未取代的五元芳(杂)环、取代或未取代的六元芳(杂)环、取代或未取代的七元芳(杂)环、、取代或未取代的五元并六元(杂)环、取代或未取代的六元并六元(杂)环；所述的杂环可以包含1-4个选自下组的杂原子：N、O或S；所述的A环可被任意取代，所述取代基选自：卤素、-CN、-OH、-NH2、(卤代或未取代的C1-C6烷基)2N-、卤代或未取代的C1-C6烷基、卤代或未取代的C1-C6烷氧基、C1-C6烷基氨基、(卤代或未取代的C1-C6烷基)SO-、(卤代或未取代的C1-C6烷基)SO2-。
5.如权利要求1-4任意一项所述的化合物，或其药学上可接受的盐，或其溶剂化物、同位素取代物、多晶型物、前药或代谢产物，其特征在于，R1选自H、卤代或未取代的C1-C6烷基羰基、卤代或未取代的C1-C6烯烃基羰基、(卤代或未取代的C1-C6烷基)SO2-、取代或未取代的苯磺酰基、未取代或取代的3-8元碳环基、未取代或取代的3-8元杂环基、未取代或取代的5-10元芳环基、未取代或取代的5-10元杂芳基，其中所述的环基的取代基的个数为1-4个；所述的取代基选自H、NH2、卤素、卤代或未取代的C1-C8环烷基、未取代或卤代的C1-C6烷基、(卤代或未取代的C1-C6烷基)2N-。
6.如权利要求1-4任意一项所述的化合物，或其药学上可接受的盐，或其溶剂化物、同位素取代物、多晶型物、前药或代谢产物，其特征在于，R3选自H、未取代或取代的3-8元碳环基、未取代或取代的3-8元杂环基、未取代或取代的5-10元芳环基、未取代或取代的5-10元杂芳基；其中所述的环基可被任意取代，取代基的个数为1-4个，取代基选自H、NH2、卤素、未取代或卤代的C1-C6烷基、(卤代或未取代的C1-C6烷基)2N-。
7.如权利要求1所述的化合物，或其药学上可接受的盐，或其溶剂化物、同位素取代物、多晶型物、前药或代谢产物，其特征在于所述的化合物选自如下：
(S)-8-(5-((2-氨基-3-氯吡啶-4-基)硫基)吡嗪-2-基)-2-(甲磺酰基)-2,8-二氮杂螺[4.5]癸烷-4-胺；
(S)-8-(5-((2-氨基-3-氯吡啶-4-基)硫代)吡嗪-2-基)-2-(吡嗪-2-基)-2,8-二氮杂螺[4.5]癸烷-4-胺；
(S)-8-(5-((2-氨基-3-氯吡啶-4-基)硫代)吡嗪-2-基)-2-苯基-2,8-二氮杂螺[4.5]癸烷-4-胺；
(S)-1-(4-氨基-8-(5-((2-氨基-3-氯吡啶-4-基)硫代)吡嗪-2-基)-2,8-二氮杂螺[4.5]癸烷-2-基)丙-2-烯-1-酮；
(S)-8-(5-((2-氨基-3-氯吡啶-4-基)硫代)吡嗪-2-基)-2-(氮杂环丁烷-3-基)-2,8-二氮杂螺[4.5]癸烷-4-胺；
(S)-8-(5-((2-氨基-3-氯吡啶-4-基)硫代)吡嗪-2-基)-2-(1-甲基杂氮环丁烷-3-基)-2,8-二氮杂螺[4.5]癸烷-4-胺；
(S)-8-(5-((2-氨基-3-氯吡啶-4-基)硫代)吡嗪-2-基)-2-环丁基-2,8-二氮杂螺[4.5]癸烷-4-胺；
(S)-8-(5-((2-氨基-3-氯吡啶-4-基)硫代)吡嗪-2-基)-2-(氧杂环丁烷-3-基)-2,8-二氮杂螺[4.5]癸烷-4-胺；
(S)-8-(8-((2-氨基-3-氯吡啶-4-基)硫代)咪唑[1,2-c]嘧啶-5-基)-2-苯基-2,8-二氮杂螺[4.5]癸烷-4-胺；
(S)-8-(5-((2-氨基-3-氯吡啶-4-基)硫基)吡嗪-2-基)-2-(1-甲基-1H-吡唑-3-基)-2，-2,8-二氮杂螺[4.5]癸-4-胺；
(S)-8-(5-((2-氨基-3-氯吡啶-4-基)硫基)吡嗪-2-基)-2-(吡啶-2-基)-2,8-二氮杂螺[4.5]癸-4-胺；
(S)-8-(5-((2-氨基-3-氯吡啶-4-基)硫基)吡嗪-2-基)-2-(吡啶-3-基)-2,8-二氮杂螺[4.5]癸-4-胺。
8.如权利要求1所述的式I化合物的用途，其特征在于，用于：
(a)制备预防或治疗与SHP2活性异常相关的疾病或病症的药物；
(b)制备预防或治疗SHP2-介导的疾病或病症的药物
(c)制备抑制SHP2活性的抑制剂药物；
(d)体外非治疗性的抑制SHP2活性；
(e)体外非治疗性的抑制肿瘤细胞增殖；和/或
(f)治疗与SHP2异常相关的疾病或病症。
9.如权利要求9所述的用途，其特征在于，所述的疾病为癌症，包括但不限于努南综合症、豹综合症、青少年髓单核细胞白血病、成神经细胞瘤、黑色素瘤、急性髓性白血病、乳腺癌、食道癌、肺癌、结肠癌、头癌、成神经细胞瘤、头颈的鳞状细胞癌、胃癌、间变性大细胞淋巴瘤或成胶质细胞瘤。
10.一种药物组合物，其特征在于，所述的药物组合物包括：
(i)有效量的式I化合物，或其药学上可接受的盐，或其溶剂化物、同位素取代物、多晶型物、前药或代谢产物；和
(ii)药学上可接受的载体。
11.一种抑制SHP2活性的方法，其特征在于，包括如下步骤：对抑制对象施用抑制有效量的如权利要求1所述的式I化合物或其要学上可接受的盐，或对抑制对象施用有效量的如权利要求11所述的药物组合物。
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