CN112552303A

CN112552303A - 嘧啶酮并二氮杂卓类化合物及其盐、其制备方法及医药用途

Info

Publication number: CN112552303A
Application number: CN202011469343.4A
Authority: CN
Inventors: 王友德; 张丽颖
Original assignee: Chengde Medical University
Current assignee: Chengde Medical University
Priority date: 2020-12-14
Filing date: 2020-12-14
Publication date: 2021-03-26
Anticipated expiration: 2040-12-14
Also published as: CN112552303B

Abstract

本发明涉及具有糖原磷酸化酶抑制活性的式(I)所示嘧啶酮并二氮杂卓类化合物及其盐、其制备方法及其在制备用于治疗和/或预防与糖原代谢异常相关的疾病的药物中的用途。

Description

嘧啶酮并二氮杂卓类化合物及其盐、其制备方法及医药用途

技术领域

本发明涉及药物化学领域，具体涉及作为糖原磷酸化酶抑制剂的嘧啶酮并二氮杂卓类化合物及其盐、其制备方法及医药用途。

背景技术

在基因组学、蛋白质组学与生物信息学等技术的推动下，针对2型糖尿病发现了众多作用靶点，譬如钠葡萄糖共转运体2(SGLT2)、二肽基肽酶4抑制剂 (DPP-4)、过氧化物酶体增殖物激活受体γ(PPARγ)、G蛋白耦联受体(GPCR)、糖原磷酸化酶(GP)等。其中，糖原磷酸化酶抑制剂因其独特的生物活性而备受关注，如辉瑞公司公开的专利US60472375表明CP-91149作为一种GP抑制剂能有效降低糖尿病ob/ob小鼠的血糖，但不能降低血糖正常、非糖尿病小鼠的血糖水平，使其成为研究新型抗糖尿病药物所重点关注的重要靶点之一(Proc.Natl. Acad.Sci.1998，95，1776)。同时，GP抑制也被认为在治疗癌症、心肌和脑缺血等其他疾病方面有着巨大的潜力(Expert Opin.Ther.Pat.，2006，16(4)，459)。但到目前还没有一款用于治疗高血糖的GP抑制剂药品上市(中国新药杂志，2019， 28(14)，1718-1726)。

二氮杂卓化合物是一类具有广泛生理活性和药理活性重要的杂环化合物。例如，目前临床上使用的的西泮类和唑仑类药品就属于该类化合物。本发明发现具有新颖结构的嘧啶酮并二氮杂卓类化合物对糖原磷酸化酶具有抑制作用。

发明内容

本发明提供了一种具有糖原磷酸化酶抑制活性的式(I)所示嘧啶酮并二氮杂卓类化合物及其盐、其制备方法及医药用途。本发明的式(I)化合物因为能够抑制糖原磷酸化酶，从而可用于预防和/或治疗与糖原代谢异常相关的疾病。

根据本发明的一个方面，本发明涉及如下式(I)化合物或其药学上可接受的盐：

其中：

R为H、卤素、羟基、或C_1-4烷基。

优选地，式(I)化合物中：

R为卤素。

在本发明中，“卤素”是指氟、氯、溴和碘。“C_1-4烷基”是指具有1-4个碳原子的直链或支链烷基，例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基。

更优选地，式(I)化合物为如下式(II)化合物：

本领域技术人员可以理解，药学上可接受的盐例如式(I)或式(II)化合物与无机酸或有机酸形成的盐，无机酸例如盐酸、硫酸、磷酸、氢溴酸、硝酸等，有机酸例如甲酸、乙酸、丙酸、戊酸、二乙基乙酸、三氟乙酸、马来酸、丙二酸、琥珀酸、庚二酸、富马酸、乳酸、酒石酸、苹果酸、柠檬酸、葡糖酸、抗坏血酸、烟酸、异烟酸、苯甲酸、甲磺酸、乙磺酸、苯磺酸、甲苯磺酸、萘二磺酸等。

根据本发明的第二个方面，本发明提供了上述化合物的制备方法，包括如下步骤：

(1)将

优选

溶于有机溶剂中，加入缩合试剂与有机胺或无机碱；

(2)将

加入到步骤(1)所得溶液中，在0℃至45℃，优选室温下反应1-48小时，得化合物

优选

(3)将步骤(2)所得化合物溶于无机酸溶液中，在0℃至45℃，优选室温下反应1-48小时，得化合物

优选

(4)将

溶于有机溶剂中，加入缩合试剂与有机胺或无机碱；

(5)将步骤(3)所得化合物加入到步骤(4)所得溶液中，在0℃至45℃，优选室温下反应1-48小时，得化合物

优选

(6)将步骤(5)所得化合物溶于无机酸溶液中，在0℃至45℃，优选室温下反应1-48小时，得化合物

优选

优选地，所述有机溶剂为惰性溶剂；进一步优选，所述有机溶剂为非质子性溶剂；进一步优选，所述有机溶剂选自乙腈、氯仿、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、N,N-二甲基甲酰胺、甲苯、正己烷、环己烷、四氢呋喃、叔丁基甲基醚和其中两种或多种的混合物；进一步优选，所述有机溶剂选自1,2-二氯乙烷、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和其混合物。

优选地，所述缩合试剂为酰胺化缩合试剂；进一步优选，所述缩合试剂选自1-乙基-3-(3-二甲胺丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDCI)、N,N'-二环己基碳二亚胺 (DCC)、1-羟基苯并三唑(HOBT)、O-苯并三氮唑-N,N,N',N'-四甲基脲四氟硼酸(TBTU)、2-(7-偶氮苯并三氮唑)-N,N,N',N'-四甲基脲六氟磷酸酯(HATU)、 1-丙基磷酸三环酸酐(T₃P)和其中两种或多种的混合物；进一步优选，所述缩合试剂为1-乙基-3-(3-二甲胺丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDCI)和/或1-羟基苯并三唑(HOBT)。

优选地，所述有机胺为N,N-二异丙基乙胺(DIEA)、三乙胺或其混合物。

优选地，所述无机碱选自碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾和其中两种或多种的混合物。

优选地，所述无机酸选自盐酸、硫酸、磷酸、氢溴酸、硝酸和其中两种或多种的混合物等，进一步优选盐酸。

本领域技术人员可以理解，使用本领域常规方法可以得到式(I)或式(II) 化合物药学上可接受的盐。具体来说，将式(I)或式(II)化合物溶于有机溶剂与水的混合溶液，加入无机酸或有机酸或它们的溶液，即得。优选地，所述有机溶剂为极性溶剂；进一步优选，所述有机溶剂选自乙腈、甲醇、乙醇、四氢呋喃、二氧六环和其中两种或多种的混合物。优选地，将式(I)或式(II) 化合物溶于有机溶剂与水的混合溶液，加入1-2M盐酸溶液，即得。

根据本发明的第三个方面，本发明还提供一种药物组合物，含有式(I)或式(II)化合物或其药学上可接受的盐，以及药学上可接受的辅料。

本领域技术人员可以理解，本领域各种常用的辅料均可用于本发明，包括但不限于填充剂、稀释剂、崩解剂、润滑剂、粘合剂、分散剂、润湿剂、溶剂、 pH调节剂、矫味剂、防腐剂、抗氧化剂等。

本发明药物组合物的剂型包括但不限于片剂、胶囊、丸剂、栓剂、软胶囊、口服液、混悬剂、注射液等药学上常用的剂型。

本领域技术人员可以理解，本发明药物组合物的各种剂型可以按照本领域中熟知的方法进行制备。

根据本发明的第四个方面，本发明提供了一种用于预防和/或治疗与糖原代谢异常相关的疾病的方法，包括给予有需要的个体有效量的式(I)或式(II) 化合物或其药学上可接受的盐或本发明的药物组合物。

本领域技术人员可以理解，式(I)或式(II)化合物或其药学上可接受的盐的剂量将因配方而异。一般地，已证明有利的量，为达到所需结果，每千克每24小时给药的式(I)化合物的总量为0.01-800mg，优选的总量为0.1-100mg/kg。如果必要，以几次单剂量的形式给药。然而，如果必要，也可以偏离上述用量，即这取决于待治疗的受试者的类型和体重、个体对药物的行为、疾病的性质和严重性、制剂和给药的类型、以及给药时间和间隔。

根据本发明的第五个方面，本发明提供本发明的式(I)或式(II)化合物或其药学上可接受的盐或本发明的药物组合物在制备用于治疗和/或预防与糖原代谢异常相关的疾病的药物中的用途。

根据本发明，与糖原代谢异常相关的疾病包括糖尿病(包括1型和2型，特别是2型糖尿病)或其并发症(例如糖尿病肾病、糖尿病足、糖尿病神经病变、糖尿病并发的心脑血管疾病等)、高脂血症、肥胖、缺血性心脑血管疾病(特别是心肌梗死、心绞痛、心律失常、冠心病、脑缺血、中风、脑梗死或缺血性神经退行性疾病等)、高胰岛素血症、胰岛素抵抗、禁食高血糖症、高血压或其并发症、动脉粥样硬化、代谢综合征或肿瘤。

根据本发明的第六个方面，本发明提供本发明的式(I)或式(II)化合物或其药学上可接受的盐或本发明的药物组合物在制备糖原磷酸化酶抑制剂中的用途。

具体实施方式

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。此外，应理解，在阅读了本发明所记载的内容之后，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发明所限定的范围。

实施例1 2-[(5-氯-1H-吲哚-2-甲酰胺基)甲基]-4-氧代-6,7,8,10-四氢化嘧啶并 [1,2-a][1,4]二氮杂卓-9(4H)-羧酸叔丁酯

将5-氯吲哚-2-甲酸(230.8mg,1.18mmol)溶于DMF(10mL)中，搅拌状态下加EDCI(264mg,1.38mmol)，HOBT(186.5mg,1.38mmol)，DIEA(0.65mL,3.66 mmol)，氮气保护，0℃下搅拌10min，加2-(氨甲基)-4-氧代-6,7,8,10-四氢化嘧啶并[1,2-a][1,4]二氮杂卓-9(4H)-羧酸叔丁酯(318.5mg,1.08mmol)，然后室温搅拌过夜，将反应液倾入冰水中，乙酸乙酯萃取(15mL×3)，用饱和食盐水(15mL×3) 洗涤有机相，无水硫酸镁干燥2-3h，硅胶柱层析(CH₂Cl₂/CH₃OH 100/3,V/V)得白色固体(280mg,55％)。

¹H-NMR(300MHz,d₆-DMSO):1.09(s,9H),1.32(br s,2H),3.60(br s,2H),4.28(d,J＝6.0Hz,2H),4.29(s,2H),4.58(s,2H),6.14(s,1H),7.18(d,J＝3.0Hz,2H), 7.21(d,J＝3.0Hz,1H),7.73(d,J＝3.0Hz,1H),9.15(t,J＝6.0Hz,1H),11.86(s, 1H)。

实施例2N-[(4-氧代-4,6,7,8,9,10-六氢嘧啶并[1,2-a][1,4]二氮杂卓-2-基)甲基]-5-氯-1H-吲哚-2-甲酰胺盐酸盐

将2-[(5-氯-1H-吲哚-2-甲酰胺基)甲基]-4-氧代-6,7,8,10-四氢化嘧啶并 [1,2-a][1,4]二氮杂卓-9(4H)-羧酸叔丁酯(280mg,0.59mmol)溶于盐酸(2N,30 mL)，室温搅拌过夜，过滤，滤饼用二氯甲烷(30mL)洗涤，真空干燥得白色固体(229g,95％)，未进一步纯化直接投入下一步。

实施例3(R)-1-{2-[(5-氯-1H-吲哚-2-甲酰胺基)甲基]-4-氧代-7,8-二氢嘧啶并[1,2-a][1,4]二氮杂卓-9(4H,6H,10H)-基}-3-羟基-1-氧代丙烷-2-基羧酸叔丁酯

将N-叔丁氧基羰基-L-丝氨酸(133mg,0.65mmol)溶于DMF(8mL)中，搅拌状态下加EDCI(149mg,0.78mmol)，HOBT(105mg,0.78mmol)，DIEA(0.34mL, 1.95mmol)，氮气保护，0℃下搅拌30min，加N-[(4-氧代-4,6,7,8,9,10-六氢嘧啶并[1,2-a][1,4]二氮杂卓-2-基)甲基]-5-氯-1H-吲哚-2-甲酰胺盐酸盐(220mg,0.54 mmol)，然后室温搅拌过夜，将反应液倾入冰水中，乙酸乙酯萃取(15mL×3)，用饱和食盐水(15mL×3)洗涤有机相，无水硫酸镁干燥2-3h，硅胶柱层析(CH₂Cl₂ /CH₃OH 100/3,V/V)得白色固体(120mg,39.8％)。

实施例4(R)-N-[(2-(2-氨基-3-羟基丙酰基)-7-氧代-1,2,3,4,5,7-六氢吡啶[1,2-a][1,4] 二氮杂卓-9-基]甲基-5-氯-1H-吲哚-2-甲酰胺

将(R)-1-{2-[(5-氯-1H-吲哚-2-甲酰胺基)甲基]-4-氧代-7,8-二氢嘧啶并 [1,2-a][1,4]二氮杂卓-9(4H,6H,10H)-基}-3-羟基-1-氧代丙烷-2-基羧酸叔丁酯(120 mg,0.21mmol)溶于盐酸(2N,20mL),室温搅拌过夜，调节PH至中性，过滤，滤饼用甲醇和水的混合溶液溶解，反相柱层析(C₁₈，水/甲醇＝20％-70％)得白色固体 (86.4mg,90％)。HPLCanalysis:100％.

ESI-MS m/z:459.0(M+H)⁺.

¹H-NMR(400MHz,d₆-DMSO):1.55-1.98(m,2H),3.39-3.68(m,4H),4.10-4.37(m,6H),4.54-4.87(m,4H),6.15(d,J＝26.3Hz,1H),7.21(d,J＝8.9Hz,2H),7.45(d,J ＝8.5Hz,1H),7.74(s,1H),8.26(s,1H),9.21(d,J＝4.7Hz,1H),11.90(s,1H). ¹³C-NMR(100MHz,d₆-DMSO):163.1,163.0(from isomer),161.7,161.6(from isomer),161.5,159.6,135.4,133.1,133.0(from isomer),128.6,124.8,124.1,121.2, 114.4,108.7,108.2,103.2,103.1(from isomer),62.3,61.7(from isomer),52.9,52.6 (fromisomer),51.4,49.2,46.8,43.5,28.3,27.1(from isomer).

实施例5体外糖原磷酸化酶抑制活性试验

试剂的配制：1)显色液的配制：称量钼酸铵5g，溶解于500ml 1M HCl中，用搅拌器搅拌，至全部溶解后在加入孔雀绿190mg，继续搅拌至全部溶解，并用锡箔纸避光；2)缓冲液的配制：①精密称量Hepes 0.5958g，溶于5ml H₂O中，用10M NaOH调PH至7.2，配制成终浓度为0.5M的Hepes；②精密称量KCl 0.3728 g，溶于5ml H₂O中，配制成终浓度为1M的KCl溶液；③精密称量MgCl₂ 0.0255g，溶于1ml H₂O中，配制成终浓度为125mM的MgCl₂溶液；④精密称量EGTA 0.0476g，溶于5ml H₂O中，用10M NaOH调PH至7.0，配制成终浓度为25mM的EGTA溶液；⑤精密称量G-1-P 0.0152g，溶于10ml H₂O中，配制成终浓度为5mM 的G-1-P；⑥精密称量glycogen 10mg，溶于1ml H₂O中，配制成终浓度为10mg/ml 的glycogen；3)阳性药caffeine溶液的配制：将caffeine溶于10ml H₂O配制0.5、5、 50和500μM的溶液；4)配制GPa溶液：取1μl的GPa加入到100μl反应体系中，终浓度为250ng/100μl；5)待测试化合物溶液的配制：将待测试化合物溶于 DMSO配制成浓度为10mM溶液，取适量化合物溶液加入到反应体系中至不同终浓度。

测定rabbit肌糖原磷酸化酶活性的量效曲线：通过读取不同浓度的GPa加入显色液后的在655nm下的OD值，来测定其量效曲线。由量效曲线可选择GPa的量为250ng。

实验步骤：1)设计PC(阳性对照)、Blank(空白对照)、阳性药(caffeine)； 2)加反应buffer 52μl；3)加测试化合物至终浓度；4)加酶1μl，终浓度为250 ng/100μl；5)加显色液150μl；6)30℃条件下反应20分钟；7)在波长655nm条件下比色；8)数据的读取及抑制率的计算：抑制率＝[阳性对照-待测样品]/[阳性对照-空白对照]。

一般认为IC₅₀<10μM为有效，本发明实施例4的式(II)化合物活性结果具体见下表1。该药理学数据显示，本发明通式(I)化合物具有糖原磷酸化酶的抑制作用。

表1式(II)化合物对兔肌糖原磷酸化酶的抑制活性

a为三次测定的平均值

由以上试验可见，本发明的式(I)化合物具有抑制糖原磷酸化酶的活性，相对于天然产物活性大幅度提高。因此可以用于治疗或预防与糖原代谢异常相关的各种疾病。

Claims

1.如下式(I)化合物或其药学上可接受的盐：

其中：

R为H、卤素、羟基、或C_1-4烷基。

优选地，式(I)化合物中：

R为卤素。

2.如权利要求1所述的化合物或其药学上可接受的盐，其特征在于，式(I)化合物为如下化合物：

3.如权利要求1或2所述的化合物或其药学上可接受的盐的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将

优选

溶于有机溶剂中，加入缩合试剂与有机胺或无机碱；

(2)将

优选

优选

(4)将

溶于有机溶剂中，加入缩合试剂与有机胺或无机碱；

优选

优选

4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为惰性溶剂；进一步优选，所述有机溶剂为非质子性溶剂；进一步优选，所述有机溶剂选自乙腈、氯仿、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、N,N-二甲基甲酰胺、甲苯、正己烷、环己烷、四氢呋喃、叔丁基甲基醚和其中两种或多种的混合物；进一步优选，所述有机溶剂选自1,2-二氯乙烷、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和其混合物。

5.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述缩合试剂为酰胺化缩合试剂；进一步优选，所述缩合试剂选自1-乙基-3-(3-二甲胺丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDCI)、N,N'-二环己基碳二亚胺(DCC)、1-羟基苯并三唑(HOBT)、O-苯并三氮唑-N,N,N',N'-四甲基脲四氟硼酸(TBTU)、2-(7-偶氮苯并三氮唑)-N,N,N',N'-四甲基脲六氟磷酸酯(HATU)、1-丙基磷酸三环酸酐(T₃P)和其中两种或多种的混合物；进一步优选，所述缩合试剂为1-乙基-3-(3-二甲胺丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDCI)和/或1-羟基苯并三唑(HOBT)。

6.一种药物组合物，含有如权利要求1或2所述的化合物或其药学上可接受的盐，以及药学上可接受的辅料。

7.如权利要求1或2所述的化合物或其药学上可接受的盐或如权利要求6所述的药物组合物在制备用于治疗和/或预防与糖原代谢异常相关的疾病的药物中的用途。

8.如权利要求7所述的用途，其特征在于，与糖原代谢异常相关的疾病选自糖尿病(包括1型和2型，特别是2型糖尿病)或其并发症(例如糖尿病肾病、糖尿病足、糖尿病神经病变、糖尿病并发的心脑血管疾病等)、高脂血症、肥胖、缺血性心脑血管疾病(特别是心肌梗死、心绞痛、心律失常、冠心病、脑缺血、中风、脑梗死或缺血性神经退行性疾病等)、高胰岛素血症、胰岛素抵抗、禁食高血糖症、高血压或其并发症、动脉粥样硬化、代谢综合征或肿瘤。

9.如权利要求1或2所述的化合物或其药学上可接受的盐或如权利要求6所述的药物组合物在制备糖原磷酸化酶抑制剂中的用途。