CN114057716B - 苯并氮杂卓酮类化合物及其盐、其制备方法及医药用途 - Google Patents

Abstract

本发明涉及具有糖原磷酸化酶抑制活性的式(I)所示苯并氮杂卓酮类化合物及其盐、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

苯并氮杂卓酮类化合物及其盐、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苯并氮杂卓酮类化合物及其盐、其制备方法及医药用途。

背景技术

据IDF报道，2019年全球约4.63亿20-79岁成人患糖尿病(11个人中有1个为糖尿病患者)，粗患病率为9.3％。多病发于老年人，但现逐渐向年轻化发展，其是导致心脑血管疾病、肾病发病率和死亡率的主要原因。据世界卫生组织(WHO)所预测，到2030年糖尿病将成为世界上第七大导致死亡的原因。而据GBI Research预测，2型糖尿病全球市场也将从2014年的235亿美元增长到390亿美元，增长66％。

在这其中2型糖尿病占约90％以上，目前治疗2型糖尿病的药物靶点有很多，比如酪氨酸磷酸酶1B(PTP1B)、二肽基肽酶4(DPP-4)、游离脂肪酸受体-1(FFAR1)、G蛋白耦联受体(GPCR)、过氧化物酶体增生物激活受体-r(PPAR-r)、钠葡萄糖共转运体2(SGLT2)、糖原磷酸化酶(GP)等，这其中糖原磷酸化酶抑制剂因其活性与血糖浓度相关而备受关注，例如，CP-91149能降低糖尿病ob/ob小鼠的血糖，但CP-91149治疗不降低血糖正常、非糖尿病小鼠的血糖水平，成为研究新型抗糖尿病药物所重点关注的重要靶点之一。

对于小分子药物而言，水溶性是其极其重要的物理化学性质，良好的水溶性有助于其药代动力学性质的改善和药效的发挥。例如，Pfizer公开了一类糖原磷酸化酶抑制剂CP-91149，其对糖原磷酸化酶具有很好的抑制活性，但其所存在的问题之一是水溶性较差，不利于在体内的转运、吸收、分布、代谢，生物利用度低，从而严重影响了疗效。另外，中国专利ZL201310453330.1公开了具有如下结构的糖原磷酸化酶抑制剂：

其对糖原磷酸化酶具有很好的抑制活性，但其水溶性极差，且极难成盐，严重影响了疗效。

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)所示苯并氮杂卓酮类化合物及其盐、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。特别是，本发明的化合物水溶性得到了明显改善，有利于其在体内的转运、吸收、分布、代谢，生物利用度高，提高了疗效。

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：

X₁、X₂、X₃和X₄全为C或者X₁、X₂、X₃和X₄之一为N而其他的必须为C；

R₁和R₁’各自独立为H、卤素、羟基、氰基、C_1-4烷基、C_1-4烷氧基、氟代甲基、二氟甲基、三氟甲基、乙烯基、乙炔基；

R₂和R₂’各自独立为H、卤素、羟基、氰基、C_1-4烷基、C_1-4烷氧基、氟代甲基、二氟甲基、三氟甲基、乙烯基、乙炔基；

R₃为H、1-20个碳的非取代的或X取代的直链或支链烷基、2-20个碳的非取代的或X取代的直链或支链烯烃基、2-20个碳的非取代的或X取代的直链或支链炔烃基、非取代或X取代的芳基、非取代或X取代的杂芳基；

R₄和R₅各自独立为H、1-20个碳的非取代的或X取代的直链或支链烷基、2-20个碳的非取代的或X取代的直链或支链烯烃基、2-20个碳的非取代的或X取代的直链或支链炔烃基；

Y为CHR₆、NH、O、S；

R₆为H、1～20个碳的非取代的或X取代的直链或支链烷基、2-20个碳的非取代的或X取代的直链或支链烯烃基、2-20个碳的非取代的或X取代的直链或支链炔烃基、苯基、苄基、萘基、腈基；

X为F、Cl、Br、I、CN、NO₂、NH₂、CF₃、SH、OH、OCH₃、OC₂H₅、COOH、1-10个碳的直链或支链烷基、2-10个碳的直链或支链烯烃基、2-10个碳的直链或支链炔烃基、芳基、杂芳基。

优选地，式(I)化合物中：

X₁、X₂、X₃和X₄全为C；

R₁和R₁’各自独立为H、卤素、羟基、氰基、C_1-4烷基、C_1-4烷氧基；

R₂和R₂’各自独立为H、卤素、羟基、氰基、C_1-4烷基、C_1-4烷氧基；

R₃为H、1-20个碳的非取代的或X取代的直链或支链烷基、非取代或X取代的C_6-14芳基、非取代或X取代的C_5-10杂芳基；

R₄和R₅各自独立为H；

Y为CH₂、NH、O；

X为F、Cl、Br、I、CN、NO₂、NH₂、CF₃、SH、OH、OCH₃、OC₂H₅、COOH、1-10个碳的直链或支链烷基、2-10个碳的直链或支链烯烃基、2-10个碳的直链或支链炔烃基、C_6-14芳基、C_5-10杂芳基。

进一步优选，式(I)化合物中：

X₁、X₂、X₃和X₄全为C；

R₁和R₁’各自独立为H；

R₂和R₂’各自独立为H；

R₃为H、1-6个碳的非取代的或X取代的直链或支链烷基，例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、新戊基等；

R₄和R₅各自独立为H；

Y为O；

X为F、Cl、Br、I、CN、NO₂、NH₂、CF₃、SH、OH、OCH₃、OC₂H₅、COOH、1-6个碳的直链或支链烷基。

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。“C_1-4烷氧基”是指具有1-4个碳原子的直链或支链烷氧基，例如甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、叔丁氧基。“芳基”例如苯基、萘基、菲基、蒽基等。“杂芳基”具有1个、2个或3个选自S、O、N的杂原子，例如吡啶基、嘧啶基、哒嗪基、吡嗪基、噻吩基、呋喃基、吡咯基、吡唑基、咪唑基、噻唑基、

唑基、异/>

唑基、吲哚基、苯并[b]噻吩基、苯并[b]呋喃基、喹啉基、异喹啉基、喹唑啉基等。

进一步优选，式(I)化合物为如下化合物：

本领域技术人员可以理解，药学上可接受的盐例如式(I)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。在本发明中，优选盐酸盐。

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

优选/>

溶于有机溶剂中，加入到步骤(1)所得溶液中，在0℃至55℃下反应1-48小时；

(3)将步骤(2)所得化合物

优选/>

溶于有机溶剂中，加入氢源，采用金属催化剂催化还原苯环上的硝基，在45-55℃下反应1-48小时，得/>

优选/>

优选地，步骤(1)和(2)中，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，所述缩合试剂为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)、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)；进一步优选，所述缩合试剂为2-(7-偶氮苯并三氮唑)-N,N,N′,N′-四甲基脲六氟磷酸酯(HATU)。

优选地，所述有机胺为N,N-二异丙基乙胺、三乙胺或其混合物。

优选地，所述无机碱为碳酸钠、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，步骤(3)中，所述金属催化剂选自钯碳、雷尼镍、铁粉、锌粉，氯化亚锡。优选地，所述氢源选自氢气、水合肼、甲酸胺、甲酸、氯化铵、环己烯。优选地，所述有机溶剂选自甲醇、乙醇、正丁醇、叔丁醇、四氢呋喃、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、氯仿、甲苯、叔丁基甲基醚和其中两种或多种的混合物；进一步优选四氢呋喃。

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)化合物药学上可接受的盐。具体来说，将式(I)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，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、二氧六环或其中两种或多种的混合物。优选地，将式(I)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)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)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)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)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)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1N-(5-氧代-2,3,4,5-四氢苯并[f][1,4]氧氮杂卓-7-基)-5-氨基-1H-吲哚-2-甲酰胺

将5-硝基吲哚-2-甲酸(100mg,0.49mmol)溶于N,N-二甲基甲酰胺(1.0mL)中，搅拌下加入1.0mL溶有HATU(185mg,0.49mmol)的N,N-二甲基甲酰胺溶液、1.0mL溶有三乙胺(0.25mL,1.78mmol)的N,N-二甲基甲酰胺溶液，室温下搅拌反应10min。加入1.0mL溶有7-氨基-3,4-二氢苯并[f][1,4]氧氮杂卓-5(2H)-酮(85mg,0.48mmol)的N,N-二甲基甲酰胺溶液，升温至45℃搅拌反应4h。反应液冷却至室温，加入30mL纯水，抽滤，得白色固体80mg。无需纯化直接进行下一步反应。将前面得到5-硝基-N-(5-酮-2,3,4,5-四氢苯并[f][1,4]氧氮杂卓-7-基)-1H-吲哚-2-甲酰胺(50mg,0.14mmol)加入到30mL四氢呋喃中，搅拌下加入甲酸铵(400mg，6.35mmol)，钯碳(20mg，0.19mmol)，升温至50℃搅拌反应4h。反应液冷却至室温，抽滤，浓缩。硅胶柱层析(二氯甲烷/甲醇＝1％-5％)，得白色固体(20mg,43％)。

HPLC analysis:95％.

m.p.115-117℃.

¹H-NMR(400MHz,d₆-DMSO):3.34(q,J＝4.4,2H),4.26(t,J＝4.4,2H),7.04(d,J＝8.8,1H),7.48(s,1H),7.79(s,1H),7.97(dd,J＝1.6,8.8,1H),8.16(d,J＝2.0,1H),8.36(br,1H),8.62(s,1H),10.71(s,1H),12.49(s,1H).

¹³C-NMR(100MHz,d₆-DMSO):168.3,158.5,150.9,139.2,136.8,135.2,134.4,133.4,132.8,125.4,125.1,122.6,121.4,115.2,102.4,73.5,40.4.

ESI-MS m/z:337.3(M+H)⁺.

HRMS calcd for C₁₈H₁₇N₄O₃[M+H]⁺m/z 337.1301,found 337.1300.

实施例2N-(5-氧代-2,3,4,5-四氢苯并[f][1,4]氧氮杂卓-7-基)-5-氨基-1H-吲哚-2-甲酰胺盐酸盐

将所得式(I)化合物(20mg,0.059mmol)溶于甲醇和水(1:1)的混合溶液(10mL)中，搅拌下逐滴滴加2M盐酸溶液至固体全部溶解，减压蒸馏，得咖啡色固体(20mg，91％)。

HPLC analysis:91％.

m.p.203-205℃。

实施例3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 0.3728g，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EGTA0.0476g，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250ng/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1的式(I)化合物的IC₅₀为1.71μM。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。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，因此可以用于治疗与糖原代谢异常相关的各种疾病。

实施例4溶解度试验

精密称量下表1各化合物，以二甲基亚砜为溶剂，配制成1mmol/L的溶液，然后稀释为200μmol/L的标准溶液。取过量的下表1各化合物于1.5mL离心管中，加超纯水1mL，置恒温培养摇床中于25℃下振摇72h使其充分溶解；将饱和混悬液在10000r·min^-1条件下离心10min，上清液经孔径0.45μm微孔滤膜过滤后HPLC法测定其中各化合物的浓度并计算溶解度。

色谱条件:Agilent1260高效液相色谱仪；色谱柱:Agilent ZORBAX SB-C18色谱柱(4.6mm×250mm，5μm)；流动相:CH₃OH/H₂O(80∶20)；流速:1.0mL·min^-1；检测波长:254nm；柱温:25℃；进样量:20μL。

各化合物在水中的溶解度见下表1：

表1式(I)化合物溶解度

由以上实验可见，本发明的化合物与现有技术对照化合物相比，具有更好的水溶性；相对于自身的非盐状态，盐酸盐形式化合物水溶性提高了近1000倍。良好的水溶性对化合物在体内的转运、吸收、分布、代谢提供了保障，使得本发明化合物具有更优的生物利用度，从而提高了疗效。

以上，对本发明的实施方式进行了说明。但是，本发明不限定于上述实施方式。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.如下化合物或其药学上可接受的盐：

2.一种药物组合物，含有如权利要求1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。

3.如权利要求1所述的化合物或其药学上可接受的盐或如权利要求2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。

4.如权利要求3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或其并发症、高脂血症、肥胖、缺血性心脑血管疾病、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。

5.如权利要求4所述的用途，其特征在于，所述糖尿病是2型糖尿病。

6.如权利要求4所述的用途，其特征在于，所述糖尿病并发症是糖尿病肾病、糖尿病足、糖尿病神经病变或糖尿病并发的心脑血管疾病。

7.如权利要求4所述的用途，其特征在于，所述缺血性心脑血管疾病是心肌梗死、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。

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