CN115677702A - 三并环化合物及其药物组合物和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于药物化学领域，涉及三并环化合物及其药物组合物和应用，所述化合物为如式I所示的三并环化合物、或其药学上可接受的盐、水合物、溶剂化物、立体异构体、互变异构体、代谢产物或前药，所述R1～R4以及X1、X2、X3、X4和A基团如说明书所定义。本发明所述的化合物及包含其的药物组合物具有良好的SOS1抑制活性，因此可作为SOS1抑制剂，并用于制备成治疗和/或预防由SOS1过度表达的疾病如癌症的药物，从而广泛应用于医药领域中。本发明中的三并环化合物表现出优良的生物活性及可成药性，极具药物开发前景。
Description
技术领域
本发明属于药物化学领域，具体涉及一类三并环化合物、包含该类化合物的药物组合物及其在医药领域中的应用。
背景技术
从1982年末发现RAS家族GTP酶的(其包含的成员KRAS，NRAS，和HRAS)与癌症相关开始，在人类癌症中的发生率高达20％～30％。RAS蛋白充当分子开关，其在活性的GTP结合状态和无活性的GDP结合状态之间循环。由鸟嘌呤核苷酸交换因子(GEF)激活，其GTP结合状态的RAS与许多效应子相互作用。返回无活性状态由GTP酶激活蛋白(GAPs)驱动，其通过将弱的内在GTP酶活性加速至多5个数量级来下调活性RAS。
突变RAS蛋白是否需要GEF活性才能完全激活仍有待充分研究，并且可能因特定突变而异。研究最多的RAS sevenless son(SOS)的蛋白质，已知两种人类同种型SOS1和SOS2。试图通过抑制肽模拟与纳摩尔亲和力正位SOS螺旋识别烃装订肽的RAS-SOS相互作用，但仅具有低的细胞活性。基于片段的筛选，设计合理，和高通量筛选方法导致小分子寻址KRAS-SOS1相互作用的鉴定，得到的具有中等微摩尔亲和力。
SOS1蛋白由1333个氨基酸(150kDa)组成。SOS1是一种多结构域蛋白，所述多结构域蛋白具有两个串联的N-末端组蛋白结构域(HD)，接着是Dbl同源结构域(DH)、普列克底物蛋白(Pleckstrin)同源结构域(PH)、螺旋接头(HL)、RAS交换基序(REM)、CDC25同源结构域和C末端富脯氨酸的结构域(PR)。SOS1具有两个针对RAS家族蛋白的结合位点；催化位点，所述催化位点结合GDP结合的RAS家族蛋白以促进鸟嘌呤核苷酸交换；变构位点，所述变构位点结合GTP结合的RAS家族蛋白，这导致SOS1的催化GEF功能进一步增加。公开数据表明SOS1关键参与在癌症中的突变KRAS活化和致癌信号传导中(Jeng等人,Nat.Commun.,2012,3:1168)。消耗SOS1水平会降低携带KRAS突变的肿瘤细胞的增殖率和存活，而在KRAS野生型细胞系中没有观察到作用。SOS1丧失的影响无法通过引入催化位点突变的SOS1弥补，证明了SOS1GEF活性在KRAS突变癌细胞中的重要作用。
SOS1通过除RAS家族蛋白突变之外的机制关键地参与在癌症中的RAS家族蛋白信号传导的激活中。SOS1与衔接蛋白Grb2相互作用，并且所得SOS1/Grb2复合物结合于激活的/磷酸化的受体酪氨酸激酶(例如，EGFR、ErbB2、ErbB3、ErbB4、PDGFR-A/B、FGFR1/2/3、IGF1R、INSR、ALK、ROS、TrkA、TrkB、TrkC、RET、c-MET、VEGFR1/2/3、AXL)(Pierre等人,Biochem.Pharmacol.,2011,82(9):1049-56)。SOS1还被募集到其他磷酸化的细胞表面受体，诸如T细胞受体(TCR)、B细胞受体(BCR)和单核细胞集落刺激因子受体(Salojin等人,J.Biol.Chem.2000,275(8):5966-75)。SOS1到RAS家族蛋白近端的质膜上的这种定位使SOS1能够促进RAS家族蛋白激活。RAS家族蛋白的SOS1激活也可以通过SOS1/Grb2与慢性粒细胞白血病中常见的BCR-ABL癌蛋白的相互作用来介导。
SOS1也是用于激活GTP酶RAC1(Ras相关的C3肉毒杆菌毒素底物1)的GEF(Innocenti等人,J.Cell Biol.,2002,156(1):125-36)。与RAS家族蛋白一样，RAC1牵涉在多种人类癌症和其他疾病的发病机理(Bid等人,Mol.Cancer Ther.2013,12(10):1925-34)中。
在本文中，我们描述了新型SOS1抑制剂化合物，其与SOS1催化位点结合并且同时防止与RAS家族蛋白的相互作用及其激活。这导致对SOS1与RAS家族蛋白、特别是KRAS(具有低单位数纳摩尔IC50活性)的相互作用的显著抑制作用，并且因此显著降低KRAS突变体癌细胞系中的ERK磷酸化。
预期本文所述的选择性SOS1抑制剂化合物为患有与对RAS家族蛋白信号传导依赖性相关的癌症的患者提供药理学益处。预期被SOS1抑制剂化合物靶向的此类癌症包括展现出在RAS家族蛋白途径中的组分(蛋白质、基因)的改变(突变、基因扩增、过表达)的那些，所述组分诸如KRAS、NRAS、HRAS、受体酪氨酸激酶(例如，EGFR、ErbB2、ErbB3、ErbB4、PDGFR-A/B、FGFR1/2/3、IGF1R、INSR、ALK、ROS、TrkA、TrkB、TrkC、RET、c-MET、VEGFR1/2/3、AXL)、GAP(例如，NF1)和SOS1。另外，鉴于SOS1在RAC1激活中的作用，表现出对RAC1依赖性的癌症预期被SOS1抑制剂化合物靶向。此外，在与RAS家族蛋白途径失调相关的其他疾病诸如神经纤维瘤病、努南综合征(NS)、心面皮肤综合征(CFC)和1型遗传性牙龈纤维瘤病中，预期SOS1抑制剂化合物也将提供药理学益处。
发明内容
发明要解决的问题
本发明旨在提供一类结构新颖的用作SOS1抑制剂的三并环化合物，其表现出对肿瘤细胞很好的抑制活性，且成药性好，具有广阔的药物开发前景。
用于解决问题的方案
第一方面，本发明提供了一种如式I所示的化合物或其药学上可接受的盐、水合物、溶剂化物、立体异构体、互变异构体、代谢产物或前药：
其中，
A选自C6-C10芳基、5至6元单环杂芳基或9至10元二环杂芳基，所述芳基、单环杂芳基和二环杂芳基各自任选地被至多5个R5取代；
X1和X2各自独立地选自CR6和N；
X3和X4各自独立地选自C(R6)m或NR7，m为1或2；
R1和R2各自独立地选自氢或C1-C8烷基；或者R1和R2与其所连接的碳原子共同形成C3-C6环烷基，所述烷基和环烷基烷基各自任选地被至少1个R5取代，R1或R2可以与A环形成4-8元饱和碳环或杂环；
R3选自氢、氘、卤素、氰基、羟基、氨基、C1-C6烷基、C2-C8杂烷基、C3-C8环烷基、C3-C8杂环烷基、C2-C4烯基、C2-C4炔基、C1-C3烷氧基或C1-C6卤代烷基，所述烷基、杂烷基、环烷基、杂环烷基、烯基、炔基、烷氧基和卤代烷基各自任选地被至少1个R5取代；
R4选自氢、氘、卤素、氰基、羟基、氨基、C1-C6烷基、C2-C8杂烷基、C3-C8环烷基、C3-C8杂环烷基、C1-C3烷氧基或C1-C6卤代烷基，所述烷基、杂烷基、环烷基、杂环烷基、烯基、炔基、烷氧基和卤代烷基各自任选地被至少1个R5取代；
R5选自氢、卤素、氰基、羟基、氨基、-N(R7)(R8)、-C(＝O)-N(R7)(R8)、-C(＝O)-R7、-C(＝O)-OR8、C1-C6烷基、C3-C6环烷基、3至8元杂环烷基、C1-C3烷氧基或C1-C6卤代烷基，所述烷基、环烷基、杂环烷基、烷氧基和卤代烷基各自任选地被至少1个R8取代；
R6，R7和R8各自独立地选自氢、卤素、氰基、羟基、氨基、氨基甲酰基、C1-C6烷基、C1-C6杂烷基、C3-C8环烷基、3至14元杂环烷基、C1-C3烷氧基、C1-C3卤代烷氧基、C6-C10芳基、5至6元单环杂芳基或9至10元二环杂芳基，所述烷基、杂烷基、环烷基、杂环烷基、烷氧基、卤代烷氧基、芳基、单环杂芳基和二环杂芳基各自任选地被至少1个R9取代；
R9选自氢、氯、氟、氰基、羟基、氨基、异丙基、环丙基、甲基、二氟甲基、三氟甲基、甲氧基、三氟甲氧基、乙氧基、2,2-二氟乙氧基、2,2,2-三氟乙氧基或苯基。
优选地，其为如式(II)、(III)、(IV)和(V)任一所示的化合物，
更优选地，其为如式(II-1)、(III-1)、(IV-1)和(V-1)任一所示的化合物，
第二方面，本发明提供了如式I、(II)、(III)、(IV)、(V)、(II-1)、(III-1)、(IV-1)和(V-1)所示的具体化合物，其为如式1或2所示的化合物：
本领域技术人员可对上述化合物通式中所述基团及其取代基进行选择，以提供稳定的化合物、或其药学上可接受的盐、或其立体异构体、或其互变异构体、或其水合物、或其溶剂化物、或其代谢产物、或其前药，包括但不限于本发明的实施例中所述的化合物。
第三方面，本发明提供了一种药物组合物，其含有有效剂量的如式I、(II)、(III)、(IV)、(V)、(II-1)、(III-1)、(IV-1)和(V-1)任一所述的化合物、或其药学上可接受的盐、或其立体异构体、或其互变异构体、或其水合物、或其溶剂化物、或其代谢产物、或其前药，和至少一种可药用的赋形剂。
第四方面、本发明提供的上述化合物、或其药学上可接受的盐、或其立体异构体、或其互变异构体、或其水合物、或其溶剂化物、或其代谢产物、或其前药、或其药物组合物可以用来制备SOS1抑制剂，治疗由SOS1过表达引起的疾病。
第五方面，本发明的一些方案中，本发明提供的上述化合物、或其药学上可接受的盐、或其立体异构体、或其互变异构体、或其水合物、或其溶剂化物、或其代谢产物、或其前药、或其药物组合物在制备治疗和/或预防癌症药物中的用途，应用本发明所述的化合物，可以用来治疗和/或预防癌症，其中可以用来治疗和/或预防的癌症包括但不限于胰腺癌、结直肠癌、肺癌。
发明的效果
本发明提供了一系列结构新颖的三并环化合物，经相关的酶和细胞活性试验证明，本发明的化合物具有优良的细胞增殖抑制活性，在体外实验中，对细胞增殖的IC50值达到nM级别，可在多种肿瘤中获得良好的应用。同时，本发明的化合物对KRAS:SOS1激活具有非常好的抑制作用，可以达到nM级别，适于制备成SOS1抑制剂，用于预防和/或治疗与SOS1激活相关的疾病或病症，例如癌症(包括但不限于胰腺癌、结直肠癌和肺癌)。
具体实施方式
一般术语和定义
除非有相反陈述，否则在本发明中所使用的术语具有下述含义。
“烷基”是指饱和的脂族烃基团，包括1至20个碳原子的直链和支链基团，例如可以是1至18个碳原子、1至12个碳原子、1至8个碳原子、1至6个碳原子或1至4个碳原子的直链和支链基团。在本发明中，“烷基”可以是一价、二价或三价基团。非限制性实例包括但不限于甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、仲丁基、正戊基、1,1-二甲基丙基、1,2-二甲基丙基、2,2-二甲基丙基、1-乙基丙基、2-甲基丁基、3-甲基丁基、正己基、1-乙基-2-甲基丙基、1,1,2-三甲基丙基、1,1-二甲基丁基、1,2-二甲基丁基、2,2-二甲基丁基、1,3-二甲基丁基、2-乙基丁基及其各种支链异构体等。非限制性实例还包括但不限于亚甲基、次甲基、亚乙基、次乙基、亚丙基、次丙基、亚丁基、次丁基及其各种支链异构体。另外，在本发明中，“烷基”可以是任选取代的或未取代的。
“烷氧基”是指“-O-烷基”基团，其中“烷基”的定义如上所述。
“烯基”是指不饱和的脂族烃基团，包括1至20个碳原子以及至少1个碳碳双键的直链和支链基团，例如可以是1至18个碳原子、1至12个碳原子、1至8个碳原子、1至6个碳原子或1至4个碳原子的直链和支链基团。在本发明中，“烯基”可以是一价、二价或三价基团。非限制性实例包括但不限于乙烯基(-CH＝CH2)、丙烯-1-基(-CH＝CH-CH3)、丙烯-2-基(-C(CH3)＝CH2)、丁烯-1-基(-CH＝CH-CH2-CH3)、丁烯-2-基(-C(C2H5)＝CH2)、1-甲基丙烯-1-基(-C(CH3)＝CH-CH3)及其各种支链异构体等。非限制性实例还包括但不限于1,1-亚乙烯基(＝C＝CH2)、1,2-亚乙烯基(-CH＝CH-)、1,1-亚丙烯基(＝C＝CH-CH3)、1,2-亚丙烯基(-CH＝C(CH3)-)、1,3-亚丙烯基(-CH＝CH-CH2-)及其各种支链异构体。另外，在本发明中，“烯基”可以是任选取代的或未取代的。
“炔基”是指不饱和的脂族烃基团，包括1至20个碳原子以及至少1个碳碳叁键的直链和支链基团，例如可以是1至18个碳原子、1至12个碳原子、1至8个碳原子、1至6个碳原子或1至4个碳原子的直链和支链基团。在本发明中，“炔基”可以是一价、二价或三价基团。非限制性实例包括但不限于乙炔基(-C≡CH)、丙炔基(-C≡C-CH3)、丁炔基
戊炔基
及其各种支链异构体等。非限制性实例还包括但不限于亚乙炔基(-C≡C-)、亚丙炔基
亚丁炔基
及其各种支链异构体。另外，在本发明中，“炔基”可以是任选取代的或未取代的。
“杂烷基”是指饱和的脂族烃基团，包括2至20个原子的直链和支链基团，例如可以是2至18个原子、2至12个原子、2至8个原子、2至6个原子或2至4个原子的直链和支链基团，其中一个或多个原子为选自氮、氧或S(O)m(其中m为0、1或2)的杂原子，其余为碳。在本发明中，“杂烷基”可以是一价、二价或三价基团。非限制性实例包括但不限于甲氧甲基(2-氧杂丙基)、甲硫甲基(2-硫杂丙基)、甲氨甲基(2-氮杂丙基)及其各种支链异构体等。另外，在本发明中，“杂烷基”可以是任选取代的或未取代的。
“环烷基”是指饱和或部分不饱和的、单环或多环的脂族烃基团，包括3至12个环原子，例如可以是3至12个、3至10个或3至6个环原子(即3至6元环)。单环环烷基的非限制性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、环庚三烯基、环辛基等。在本发明中，“环烷基”可以是任选取代的或未取代的。
“杂环烷基”是指饱和或部分不饱和的、单环或多环的脂族烃基团，包括3至20个环原子，例如可以是3至16个、3至12个、3至10个或3至6个环原子，其中一个或多个环原子为选自氮、氧或S(O)m(其中m为0、1或2)的杂原子，其余环原子为碳。优选杂环烷基包括3至12个环原子，其中1至4个环原子是杂原子，更优选包括3至10个环原子，最优选包括5或6个环原子，其中1至4个，优选1至3个，更优选1至2个是杂原子。单环杂环烷基的非限制性实例包括但不限于吡咯烷基、哌啶基、哌嗪基、吗啉基、硫代吗啉基、高哌嗪基等。多环杂环烷基的非限制性实例包括但不限于螺环或桥环的杂环烷基。
“卤素”是指氟、氯、溴和碘，优选氟、氯和溴。
“卤代烷基”或“卤代烷氧基”是指烷基或烷氧基基团被一个或多个相同或不同的卤素原子所取代，优选的烷基或烷氧基的实例包括但不限于：三氟甲基、三氟乙基、三氟甲氧基。
“氰基”是指“-CN”基团。
“羟基”是指“-OH”基团。
“氨基”是指“-NH2”基团。
“氨基甲酰基”是指“-(C＝O)-NH2”基团。
“芳基”是指含有6-14个环原子的单环、双环和三环的碳环体系、其中，至少一个环体系是芳香族的，其中每一个环体系包含3-7个原子组成的环，且有一个或多个连接点与分子的其余部分相连。实例包括但不限于：苯基、萘基、蒽等。优选地，所述芳基为6-10个或6-7个环原子的碳环体系。
“杂芳基”是指含有5-14个环原子的单环、双环和三环体系，其中，至少一个环体系是芳香族的，且至少一个环体系包含一个或多个选自氮、氧、硫的杂原子，其中每一个环体系包含5-7个原子组成的环，且有一个或多个连接点与分子的其余部分相连。术语“杂芳基”可以与术语“杂芳环”或“杂芳族化合物”交换使用。实例包括但不限于：呋喃基、咪唑基、2-吡啶基、3吡啶基、噻唑基、嘌呤基、喹啉基。优选地，所述杂芳基为5-10个环原子的环体系。
“任选”或“任选地”意味着随后所描述地事件或环境可以但不必发生，该说明包括该事件或环境发生或不发生的情形。例如，“任选被烷基取代的杂环基团”意味着烷基可以但并非必须存在，该说明包括杂环基团被烷基取代的情形和杂环基团不被烷基取代的情形。
“取代的”是指基团中的一个或多个氢原子，优选最多5个，更优选1至3个氢原子彼此独立地被相应数目的取代基取代。
“药学上可接受的盐”是指由本发明中的化合物与相对无毒的酸或碱制备得到的盐。当本发明中的化合物含有相对偏酸性的官能团(例如羧基或磺酸基)时，可以通过在纯的溶液或合适的惰性溶剂中用足够量的碱与其游离形式接触的方式获得碱加成盐。药学上可接受的碱加成盐的非限制性实例包括但不限于钠盐、钾盐、铵盐、钙盐、镁盐、有机胺盐或类似的盐。当本发明中的化合物含有相对偏碱性的官能团(例如氨基或胍基)时，可以通过在纯的溶液或合适的惰性溶剂中用足够量的酸与其游离形式接触的方式获得酸加成盐。药学上可接受的酸加成盐的非限制性实例包括但不限于无机酸盐(例如盐酸盐、氢溴酸盐、氢碘酸盐、硝酸盐、碳酸盐、碳酸氢盐、磷酸盐、磷酸一氢盐、磷酸二氢盐、亚磷酸盐、硫酸盐、硫酸氢盐等)、有机酸盐(例如乙酸盐、丙酸盐、异丁酸盐、丙二酸盐、琥珀酸盐、辛二酸盐、马来酸盐、富马酸盐、柠檬酸盐、酒石酸盐、乳酸盐、扁桃酸盐、苯甲酸盐、邻苯二甲酸盐、甲磺酸盐、苯磺酸盐、对甲苯磺酸盐、葡糖醛酸等)以及氨基酸盐(例如精氨酸盐等)。药学上可接受的盐的具体形式还可参见Berge et al.,“Pharmaceutical Salts”,Journal ofPharmaceutical Science,1977,66:1-19)。本发明的某些特定化合物含有碱性和酸性的官能团，从而可以被转换成任一碱加成盐或酸加成盐。优选地，以常规方式使盐与碱或酸接触，再分离母体化合物，由此再生化合物的中性形式。化合物的母体形式与其各种盐形式的不同之处在于某些物理性质，例如在极性溶剂中的溶解度不同。根据本发明的实施例，优选如式I所示的化合物的药学上可接受的盐为酸加成盐，优选盐酸盐、氢溴酸盐、磷酸盐或硫酸盐，更优选盐酸盐。
“药物组合物”是指可供药用的组合物，其包含一种或多种如式I所示的化合物或其药学上可接受的形式(例如盐、水合物、溶剂化物、立体异构体、互变异构体、代谢产物、前药等)，以及其他组分(例如药学上可接受的辅料)。
在本发明中，“药学上可接受的辅料”是指在药物生产领域中广泛采用的辅助物料。使用辅料的主要目的在于提供一种使用安全、性质稳定和/或具有特定功能性的药物组合物，还在于提供一种方法，以便在为受试者施用药物之后，活性成分能够以所期望的速率溶出，或者促进活性成分在接受给药的受试者体内得到有效吸收。药学上可接受的辅料可以是具有惰性的填充剂，也可以是为药用组合物提供某种功能(例如稳定组合物的整体pH值或防止组合物中活性成分的降解)的功效成分。药学上可接受的辅料的非限制性实例包括但不限于粘合剂、助悬剂、乳化剂、稀释剂(或填充剂)、成粒剂、胶粘剂、崩解剂、润滑剂、抗粘着剂、助流剂、润湿剂、胶凝剂、吸收延迟剂、溶解抑制剂、增强剂、吸附剂、缓冲剂、螯合剂、防腐剂、着色剂、矫味剂、甜味剂等。
本发明中的药物组合物可以使用本领域技术人员已知的任何方法来制备。例如，常规混合、溶解、造粒、乳化、磨细、包封、包埋和/或冻干工艺。
在本发明中，使用药物组合物的目的在于促进针对生物体的给药，有利于活性成分的吸收，进而发挥生物活性。本发明的药物组合物可以通过任何形式给药，包括注射(动脉内、静脉内、肌肉内、腹膜内、皮下)、粘膜、口服(口服固体制剂、口服液体制剂)、直肠、吸入、植入、局部(例如眼部)给药等。口服固体制剂的非限制性实例包括但不限于散剂、胶囊剂、锭剂、颗粒剂、片剂等。口服或粘膜给药的液体制剂的非限制性实例包括但不限于混悬剂、酊剂、酏剂、溶液剂等。局部给药制剂的非限制性实例包括但不限于乳剂、凝胶剂、软膏剂、乳膏剂、贴剂、糊剂、泡沫剂、洗剂、滴剂或血清制剂。胃肠外给药制剂的非限制性实例包括但不限于注射用溶液剂、注射用干粉剂、注射用悬浮液、注射用乳剂等。本发明的药物组合物还可以制成控制释放或延迟释放剂型(例如脂质体或微球)。
优选地，本发明中的化合物或包含其的药物组合物以口服或静脉内给药的方式施用于对其有需要的个体。取决于给药对象的具体情况，也可以应用甚至优选其它施用途经。例如，对于健忘或对口服药物易发怒的患者，经皮施用将是非常重要的给药方式。在本发明中，施用途经能够以任何适用的方式进行变化或调整，以满足药物的性质、患者和医务人员的便利以及其它相关因素的需求。
本发明的化合物或其药学上可接受的盐、水合物、溶剂化物、立体异构体、互变异构体、代谢产物或前药或者包含其的药物组合物具有优良的SOS1酶活性及细胞增殖抑制活性，能够作为SOS1抑制剂，用于预防和/或治疗由SOS1过度表达引起的疾病或病症，具有良好的临床应用和医药用途。优选地，由SOS1过度表达引起的疾病或病症的非限制性实例为癌症，包括但不限于胰腺癌、结直肠癌和肺癌。
以下将结合具体实施例来阐述本发明的技术方案，下列实施例的提供旨在进一步说明本发明，而非用于限制本发明的范围。对本领域技术人员而言，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，针对本发明的具体实施方式进行各种变化和改进将是显而易见的。
本发明的化合物的制备可以通过本领域技术人员所熟知的合成方法来实现，包括但不限于下面列举的具体实施方式、其与其他化学合成方法相结合而形成的实施方式以及本领域技术人员所熟知的等同替换方式，优选的实施方式包括但不限于本发明的实施例。本发明中所使用的已知的起始原料可以提供本领域已知的方法来合成，或者通过常规的商业手段来购买(例如购自韶远化学科技、北京偶合科技等公司)。如无特殊说明，反应均在氩气氛或氮气氛下进行。氢化反应通常抽真空，充入氢气，反复操作3次。反应的温度为室温，温度范围是20℃-30℃。反应进程的监测可以通过本领域技术人员所熟知的合成方法来实现，包括但不限于薄层色谱法(TLC)。薄层层析硅胶板使用青岛海洋GF254硅胶板，展开剂体系包括但不限于A：二氯甲烷和甲醇体系；B：石油醚和乙酸乙酯体系，溶剂的体积比可以根据化合物的极性进行调节。
本发明的化合物的分离纯化可以通过本领域技术人员所熟知的合成方法来实现，包括但不限于柱色谱法(CC)、高效液相色谱法(HPLC)、超高效液相色谱法(UPLC)等。柱色谱法一般使用青岛海洋200-300目硅胶作为载体，洗脱剂体系包括但不限于A：二氯甲烷和甲醇体系；B：石油醚和乙酸乙酯体系，溶剂的体积比可以根据化合物的极性进行调节，也可以加入少量的酸性或碱性防拖尾试剂进行调节。HPLC图谱采用Agilent 1200 DAD HPLC色谱仪(色谱柱：SunfireC18,150×4.6mm,5μm)或Waters 2695-2996 HPLC色谱仪(色谱柱：GiminiC18,150×4.6mm,5μm)测定。
本发明的化合物的结构鉴定可以通过本领域技术人员所熟知的方法来实现，包括但不限于核磁共振(NMR)、质谱(MS)等。NMR图谱采用Bruker AVANCE-400或VarianOxford-300核磁仪测定，测定溶剂为氘代二甲基亚砜(DMSO-d6)、氘代氯仿(CDC13)或氘代甲醇(CD3OD)，内标为四甲基硅烷(TMS)，化学位移以10-6(ppm)计。MS图谱采用AgilentSQD(ESI)质谱仪(型号：6110)或Shimadzu SQD(ESI)质谱仪(型号：2020)测定。
下面通过实施例对本发明进行详细描述，但并不意味着对本发明任何不利限制。本发明的化合物可以通过本领域技术人员所熟知的多种合成方法来制备，包括下面列举的具体实施方式、其与其他化学合成方法的结合所形成的实施方式以及本领域技术上人员所熟知的等同替换方式，优选的实施方式包括但不限于本发明的实施例。对本领域的技术人员而言，在不脱离本发明精神和范围的情况下针对本发明具体实施方式进行各种变化和改进将是显而易见的。下列合成方案描述了制备本发明公开化合物的步骤。除非另有说明外，各取代基具有如本发明所述的定义。
方案A：
化合物A1和卤代烷烃在碱性条件下，如碳酸铯做碱，得到A2，然后再与卤代烷烃在强碱性条件下，如LDA或LiHMDS，继续发生亲核取代反应得到A3。化合物A3和相应的溴代试剂，如NBS或液溴反应得到A4。化合物A4和相应的锡试剂反应得到A5。化合物A5与水合肼在合适的条件下关环得到A6。化合物A6与三氯氧磷反应得到A7。化合物A7和相应的手性胺类化合物在碱性条件下反应,得到化合物式(III-1)衍生物。
目标化合物的制备和功能验证
实施例1：化合物1的制备
化合物1的合成路线为：
制备方法：
第一步：合成化合物1B
将化合物1A(5g,26mmol)和碘甲烷(13g,91mmol)溶于N,N-二甲基甲酰胺(100mL)中，-10℃下分批加入钠氢(3.66g,91mmol)，然后继续-10℃下反应1小时。TLC显示反应结束后，将反应液倒入200mL冰水中，有固体析出。过滤，用100mL冰水洗滤饼，滤饼浓缩干燥得到化合物1B(3.9g，黄色固体，产率64％)。
第二步：合成化合物1C
将化合物1B(3.9g,16.7mmol)溶于N,N-二甲基甲酰胺(50mL)中，在-10℃下分批加入NBS(3g，16.7mmol)，然后在-10℃反应30分钟，然后转移之25℃继续反应30分钟，然后100℃反应30分钟。TLC显示反应结束后，冷却到室温，反应液倒入100mL冰水中，有固体析出，过滤，固体用30mL冰水洗，干燥，得到化合物1C(4.2g，白色固体，产率80％)。
第三步：合成化合物1D
将化合物1C(4.2g,13.5mmol)加入到二氧六环(50mL)中，然后加入Pd(dppf)Cl2(732mg，0.9mmol)，三丁基(1-乙氧基乙烯)锡(5.55g，15.5mmol)和三乙胺(3.56mL，27mmol)，用氮气抽换气三次，然后在氮气保护下加热到100℃，反应2小时。TLC显示反应结束后，反应冷却到室温，然后加入4mol/L的盐酸水溶液(60mL),然后室温搅拌30分钟，TLC显示反应结束后。反应用乙酸乙酯(50mL×3)萃取，合并有机相用饱和氯化钠(30mL)洗，无水硫酸钠干燥，过滤除去干燥剂，减压脱溶，残余物用硅胶柱层析纯化(洗脱剂：石油醚/乙酸乙酯＝2/1(体积比))，得到化合物1D(2.3g，淡黄色固体，产率62％)。
第四步：合成化合物1E
将化合物1D(1g,3.6mmol)加入到乙醇(20mL)中，然后加入一水合肼(900mg,18mmol)和一滴浓硫酸，加完后，将反应液升温到80℃，反应5小时。TLC显示反应结束后，将反应液减压浓缩，残余物二氯甲烷/甲醇＝10:1(10mL,体积比)打浆，得到化合物1E(480mg，淡黄色固体，产率51％)。
MS(ESI):m/z258[M+1]+。
第五步：合成化合物1F
将化合物1E(230mg,0.89mmol)加入到甲苯(3mL)中，然后加入N,N-二异丙基乙胺(460mg，3.56mmol)和三氯氧磷(546mg，3.56mmol)。加完后，反应在氮气气球保护下110℃反应3小时。TLC显示反应结束后，浓缩得到残余物，然后残余物用硅胶柱层析纯化(洗脱剂：石油醚/乙酸乙酯＝2/1(体积比))，得到化合物1F(230mg，黄色固体，产率93％)。
MS(ESI):m/z276[M+1]+。
第六步：合成化合物1
将化合物1F(100mg,0.89mmol)加入到含有化合物1G(430mg)的封管中，然后在封管下130℃反应3h。LCMS显示反应结束后，反应液冷却至室温，用10mL 1mol/L的盐酸淬灭反应，然后用二氯甲烷(20mL×3)萃取反应，合并有机相用饱和氯化钠(20mL)洗，无水硫酸钠干燥，过滤除去干燥剂，减压脱溶，残余物用HPLC制备分离得到化合物1(22mg，白色固体)。
MS(ESI):m/z429[M+1]+
1H-NMR(300MHz,DMSO-d6):7.99(s,1H),7.98(s,1H),7.59-7.54(m,1H),7.47-7.42(m,2H),7.24(t,J＝54.0Hz,1H),7.23-7.18(m,1H),5.74-5.65(m,1H),3.32(s,3H),2.61(s,3H),1.61(d,J＝6.0Hz,3H),1.38(s,3H),1.37(s,3H)。
实施例2：化合物2的制备
化合物2的合成路线为：
制备方法：
第一步：合成化合物2B
将化合物2A(5.0g，23.7mmol)溶于四氢呋喃(120ml)中，冰浴下依次向反应液中加入叔丁醇钾(13.3g，118.5mmol)，碘甲烷(13.5g，94.8mmol)。加完后，反应液恢复至室温，并在室温下搅拌5小时。TLC显示反应结束后，将反应液中倒入200ml水中，4M盐酸调节pH＝6～7,乙酸乙酯(80ml×3)萃取。合并的有机相用水(60ml)，饱和食盐水(40ml)洗涤，无水硫酸钠干燥后浓缩，残余物用硅胶柱(洗脱剂：石油醚/乙酸乙酯＝20/1,10/1,5/1)层析纯化，得到化合物2B(4.6g，白色固体，产率：76.7％)。
MS(ESI):m/z254[M+H]+。
1H NMR(300MHz,CDCl3)δ7.19(dd,J＝6.0,1.5Hz,1H),7.06(d,J＝6.0Hz,1H),
6.99(d,J＝1.5Hz,1H),3.19(s,3H),1.35(s,6H)。
第二步：合成化合物2C
将化合物2B(4.6g，18.2mmol)溶于二氯乙烷(100ml)中，室温下依次向反应液中加入三氯化铝(7.2g，54.6mmol)，氯乙酰氯(4.08g，36.4mmol)。将反应液升温到50℃并搅拌5小时后，TLC显示反应结束。反应液冷却至室温后，倒入150ml水中，用碳酸氢钠固体调节pH＝6～7,很多白色固体析出。通过硅藻土过滤，二氯甲烷(40ml)洗涤后分出有机相。水相用二氯甲烷(40ml×2)萃取。合并的有机相用水(60ml)，饱和食盐水(40ml)洗涤，无水硫酸钠干燥后浓缩，残余物用硅胶柱(洗脱剂：石油醚/乙酸乙酯＝10/1,5/1，3/1)层析纯化，得到化合物2C(2.9g，棕色固体，产率：48.4％)。
MS(ESI):m/z330[M+H]+。
1H NMR(300MHz,CDCl3)δ7.39(s,1H),7.09(s,1H),4.73(s,2H),3.23(s,3H),1.38
(s,6H)。
第三步：合成化合物2D
将化合物2C(0.5g，1.52mmol)溶于浓硫酸(10mL)中，再向反应液中加入硝酸钾(169mg，1.67mmol)，加完后，将反应液升温到60℃搅拌反应2小时。TLC显示反应结束后，将反应液缓慢加入到100ml水中，边加边搅拌，待水相冷却至室温后，很多灰白色固体析出。将过滤得到的固体用油泵旋干后得到化合物2D(0.4g，灰白色固体，产率88.6％)。
MS(ESI):m/z298[M+H]+。
第四步：合成化合物2E
将化合物2D(0.4g，1.35mmol)溶于甲醇(8mL)中，室温下再向反应液中加入浓硫酸(1滴)，加完后，将反应液升温到60℃搅拌反应3小时。TLC显示反应结束后，将反应液中倒入30ml水中，乙酸乙酯(20ml×3)萃取。合并的有机相用水(20ml)，饱和食盐水(10ml)洗涤，无水硫酸钠干燥后浓缩，得到化合物2E(0.35g，黄色固体，产率83.4％)。
MS(ESI):m/z312[M+H]+。
第五步：合成化合物2G
将化合物2E(0.35g，1.12mmol)溶于二氧六环(7ml)中，室温下依次向反应液中加入三乙胺(226mg，2.24mmol)，化合物2F(606mg，1.68mmol)，Pd(dppf)Cl2.DCM(80mg，0.08mmolq)。加完后，体系用氮气置换3次，将反应液升至100℃并搅拌反应3小时。TLC显示反应结束，待体系冷却至室温后，向反应液中加入5ml氟化钾溶液(8％，w/w)和4ml盐酸溶液(4M)并室温搅拌30分钟。将反应液中倒入40ml水中，乙酸乙酯(20ml×3)萃取。合并的有机相用水(20ml)，饱和食盐水(10ml)洗涤，无水硫酸钠干燥后浓缩，残余物用硅胶柱层析纯化(洗脱剂：石油醚/乙酸乙酯＝5/1，3/1，1/1)得到化合物2G(0.2g，淡黄色固体，产率64.9％)。
MS(ESI):m/z276[M+H]+。
第六步：合成化合物2H
将化合物2G(0.2g，0.72mmol)溶于乙醇(10ml)中，室温下依次加入水合肼(72mg，1.44mmol)，浓硫酸(1/3滴)后，将反应升至80℃并搅拌3小时。TLC显示反应结束后，向反应液中加入碳酸氢钠固体30mg，直接用硅胶柱(洗脱剂：石油醚/乙酸乙酯＝3/1，1/1)层析纯化，得到化合物2H(0.12g，黄色固体，产率64.9％)。
MS(ESI):m/z258[M+H]+。
第七步：合成化合物2I
将化合物2H(120mg，0.467mmol)溶于甲苯(3ml)中，室温下依次向反应液中加入N,N-二异丙基乙胺(120mg，0.934mmol)，三氯氧磷(213mg，1.47mmol)。将反应液加热到110℃，并搅拌3小时。TLC显示反应结束后，将反应液中倒入20ml水中，乙酸乙酯(20ml*3)萃取。合并的有机相用水(20ml)，饱和食盐水(10ml)洗涤，无水硫酸钠干燥后浓缩，残余物用薄层色谱板纯化(洗脱剂：二氯甲烷/甲醇＝20/1)得到化合物2I(60mg，淡黄色固体，产率46.7％)。
MS(ESI):m/z276[M+H]+。
第八步：合成化合物2
将化合物2I(50mg，0.182mmol)溶于化合物1G(0.15ml)中，将反应液加热到130℃并搅拌4小时。TLC显示反应结束后，将反应液倒入5ml水中，用盐酸(2M)调节pH＝4,乙酸乙酯(10ml×3)萃取。合并的有机相用水(10ml)，饱和食盐水(5ml)洗涤，无水硫酸钠干燥后浓缩，残余物通过HPLC制备分离,得到化合物2(5mg，白色固体，产率6.4％)。
MS(ESI):m/z429[M+H]+。
1H NMR(400MHz,CDCl3):δ＝8.39(s,1H),7.75(s,1H),7.63(t,J＝7.6Hz,1H),7.45(t,J＝7.6Hz,1H),7.20-7.12(m,2H),6.90(t,J＝56Hz,1H),5.73(q,J＝7.6Hz,1H),3.36(s,3H),2.78(s,3H),1.72(d,J＝4.0Hz,3H),1.51(s,6H)。
实验例1：KRAS(G12C)和SOS1结合实验
此测定法可用于检查化合物抑制SOS1与KRAS G12C之间的蛋白-蛋白相互作用的效力。较低的IC50值表示作为SOS1抑制剂的化合物在以下测定设置中的高效力。
1.实验材料：
KRAS(G12C)蛋白由普健生物科技有限公司合成；
SOS1蛋白交换人源重组域蛋白(564-1049)购自Cytoskeleton；
抗带6组氨酸标签标记的XL665单抗(Mab Anti 6HIS-XL665)、抗带谷胱甘肽巯基转移酶标签标记铕穴状化合物单抗(Mab Anti GST-Eu cryptate)购自Cisbio。
2.实验方法：
1X缓冲液配制(现配现用)：Hepes:5mM；NaCl:150mM；EDTA:10mM；Igepal:0.0025％；KF:100mM；DTT:1mM；BSA:005％。
将待测化合物用排枪进行3倍稀释至第8个浓度，即从100μM稀释至45.7nM。
用1X缓冲液将待测化合物各梯度稀释成DMSO为2％的工作液，5μL/孔加到对应孔中，设置双复孔实验。1000rpm条件下，离心1min。
用1X缓冲液配制KRAS(G12C)(200nM)和Mab Anti GST-Eu cryptate(1ng/μL)的混合工作液，将该混合工作液放置25℃中孵育5min，2.5μL/孔加入到对应孔。
用1X缓冲液配制SOS1(80nM)和Mab Anti 6HIS-XL665(8g/μL)的混合工作液，2.5μL/孔加入到对应孔中，Blank孔中加入2.5μL Mab Anti 6HIS-XL665(8g/μL)稀释液，此时化合物终浓度梯度为1μM稀释至0.457nM，KRAS(G12C)(500nM)，MAb Anti GST-Eu cryptate(0.25ng/μL)，SOS1(20nM)，Mab Anti 6HIS-XL665(2g/μL)，反应体系置于25℃反应60min。反应结束后，采用多标记分析仪读取HTRF。
Max孔:1％DMSO，KRAS(G12C)(500nM)，MAb Anti GST-Eu cryptate(0.25ng/μL)，SOS1(20nM)，Mab Anti 6HIS-XL665(2g/μL)
Min孔：1％DMSO，KRAS(G12C)(500nM)，MAb Anti GST-Eu cryptate(0.25ng/μL)，Mab Anti 6HIS-XL665(2g/μL)
3.数据分析：
利用方程式(样品-Min)/(Max-Min)×100％，将原始数据换算成抑制率，IC50值即可通过四参数进行曲线拟合得出(GraphPad Prism中log(inhibitor)vs.response--Variable slope模式得出)。
其中本发明制备得到的化合物对于KRAS(G12C)与SOS1结合的抑制活性如表1所示，其中+代表>1uM,++代表100nM-1uM,+++代表10nM-100nM,++++代表<10nM,ND代表未测试。
表1.本发明的化合物对KRAS(G12C)和SOS1结合抑制的IC50数据
由表1可知，本发明的化合物，对SOS1具有较好的抑制作用，针对KRAS(G12C)和SOS1的结合具有明显抑制效果，化合物的抑制作用小于100nM，具有很好的临床应用前景。
实验例2：p-ERK实验
1.实验材料：
DLD-1细胞购自武汉普诺赛生命科技有限公司；1640培养基购自BiologicalIndustries；胎牛血清购自Biosera；Advanced Phospho-ERK1/2(THR202/TYR204)KIT购自Cisbio。
2.实验方法：
DLD-1细胞种于透明96孔细胞培养板中，80μL细胞悬液每孔，每孔包含8000个DLD-1细胞，细胞板放入二氧化碳培养箱，37度过夜孵育；
将待测化合物用100％DMSO稀释到2mM作为第一个浓度，然后再用移液器进行5倍稀释至第8个浓度，即从2mM稀释至0.026μM。取2μL化合物加入78μL细胞饥饿培养基，混匀后，取20μL化合物溶液加入到对应细胞板孔中，细胞板放回二氧化碳培养箱继续孵育1小时，此时化合物浓度为10μM至0.128nM，DMSO浓度为0.5％；
结束孵育后，弃掉细胞上清加入50μL细胞裂解液每孔，室温摇晃孵育30分钟；
使用Detection buffer将Phospho-ERK1/2Eu Cryptate antibody和Phospho-ERK1/2d2antibody稀释20倍；
取16μL细胞裂解物上清每孔到新的384白色微孔板中，再加入2μL Phospho-ERK1/2Eu Cryptate antibody稀释液和2μL Phospho-ERK1/2d2 antibody稀释液，常温孵育4小时；
孵育结束后使用多标记分析仪读取HTRF excitation:320nm,emission:615nm，665nm。
3.数据分析：
利用方程式(Sample-Min)/(Max-Min)*100％将原始数据换算成抑制率，IC50的值即可通过四参数进行曲线拟合得出(GraphPad Prism中log(inhibitor)vs.response--Variable slope模式得出)。其中本发明制备得到的化合物对DLD-1细胞磷酸化的抑制活性如表2所示，其中+代表>1uM,++代表100nM-1uM,+++代表10nM-100nM,++++代表<10nM,ND代表未测试。
表2.本发明的化合物对DLD-1细胞磷酸化抑制活性测试结果IC50数据
| 化合物编号 | IC<sub>50</sub>(nM) |
| 化合物1 | +++ |
| 化合物2 | +++ |
由表2可知，本发明的化合物，对DLD-1细胞的磷酸化具有较好的抑制作用，具有很好的临床应用前景。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制。在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，这些变化、修改、替换和变型均涵盖在本发明的范围之中。
Claims (8)
1.一种如式I所示的化合物或其药学上可接受的盐、水合物、溶剂化物、立体异构体、互变异构体、代谢产物或前药：
其中，
A选自C6-C10芳基、5至6元单环杂芳基或9至10元二环杂芳基，所述芳基、单环杂芳基和二环杂芳基各自任选地被至多5个R5取代；
X1和X2各自独立地选自CR6或N；
X3和X4各自独立地选自C(R6)m或NR7，m为1或2；
R1和R2各自独立地选自氢或C1-C8烷基；或者R1和R2与其所连接的碳原子共同形成C3-C6环烷基，所述烷基和环烷基烷基各自任选地被至少1个R5取代，R1或R2可以与A环形成4-8元饱和碳环或杂环；
R3选自氢、氘、卤素、氰基、羟基、氨基、C1-C6烷基、C2-C8杂烷基、C3-C8环烷基、C3-C8杂环烷基、C2-C4烯基、C2-C4炔基、C1-C3烷氧基或C1-C6卤代烷基，所述烷基、杂烷基、环烷基、杂环烷基、烯基、炔基、烷氧基和卤代烷基各自任选地被至少1个R5取代；
R4选自氢、氘、卤素、氰基、羟基、氨基、C1-C6烷基、C2-C8杂烷基、C3-C8环烷基、C3-C8杂环烷基、C1-C3烷氧基或C1-C6卤代烷基，所述烷基、杂烷基、环烷基、杂环烷基、烯基、炔基、烷氧基和卤代烷基各自任选地被至少1个R5取代；
R5选自氢、卤素、氰基、羟基、氨基、-N(R7)(R8)、-C(＝O)-N(R7)(R8)、-C(＝O)-R7、-C(＝O)-OR8、C1-C6烷基、C3-C6环烷基、3至8元杂环烷基、C1-C3烷氧基或C1-C6卤代烷基，所述烷基、环烷基、杂环烷基、烷氧基和卤代烷基各自任选地被至少1个R8取代；
R6，R7和R8各自独立地选自氢、卤素、氰基、羟基、氨基、氨基甲酰基、C1-C6烷基、C1-C6杂烷基、C3-C8环烷基、3至14元杂环烷基、C1-C3烷氧基、C1-C3卤代烷氧基、C6-C10芳基、5至6元单环杂芳基或9至10元二环杂芳基，所述烷基、杂烷基、环烷基、杂环烷基、烷氧基、卤代烷氧基、芳基、单环杂芳基和二环杂芳基各自任选地被至少1个R9取代；
R9选自氢、氯、氟、氰基、羟基、氨基、异丙基、环丙基、甲基、二氟甲基、三氟甲基、甲氧基、三氟甲氧基、乙氧基、2,2-二氟乙氧基、2,2,2-三氟乙氧基或苯基。
2.根据权利要求1所述的化合物，其特征在于，其为如式(II)、(III)、(IV)和(V)任一所示的化合物，其中：
3.根据权利要求1所述的化合物，其特征在于，其为如式(II-1)、(III-1)、(IV-1)和(V-1)任一所示的化合物，其中：
4.根据权利要求1-3任一项所述的化合物，其特征在于，其为如式1或2所述的化合物：
5.一种药物组合物，其特征在于，其含有有效剂量的如权利要求1～4中任一项所述的化合物、或其药学上可接受的盐、或其立体异构体、或其互变异构体、或其水合物、或其溶剂化物、或其代谢产物、或其前药，和至少一种可药用的赋形剂。
6.一种如权利要求1～4中任一项所述的化合物、或其药学上可接受的盐、或其立体异构体、或其互变异构体、或其水合物、或其溶剂化物、或其代谢产物、或其前药、或其药物组合物在制备治疗由SOS1过度表达引起的疾病的药物中的用途。
7.一种如权利要求1～4中任一项所述的化合物、或其药学上可接受的盐、或其立体异构体、或其互变异构体、或其水合物、或其溶剂化物、或其代谢产物、或其前药、或其药物组合物在制备SOS1抑制剂药物中的用途。
8.一种如权利要求1～4中任一项所述的化合物、或其药学上可接受的盐、或其立体异构体、或其互变异构体、或其水合物、或其溶剂化物、或其代谢产物、或其前药、或其药物组合物在制备治疗和/或预防癌症药物中的用途。
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| CN1208404A (zh) * | 1996-10-01 | 1999-02-17 | 协和发酵工业株式会社 | 含氮杂环化合物 |
| WO2021127429A1 (en) * | 2019-12-20 | 2021-06-24 | Mirati Therapeutics, Inc. | Sos1 inhibitors |
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