CN1413198A - 使用喹唑啉酮类化合物的方法及组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及以下式1a、1b、1c和1d的喹唑啉酮类化合物。它们可用于治疗与KSP驱动蛋白活性有关的细胞增殖性疾病。

Description

使用喹唑啉酮类化合物的方法及组合物
技术领域
本发明涉及作为有丝分裂驱动蛋白KSP之抑制剂的喹唑啉酮衍生物，其可用于治疗细胞增殖性疾病，如癌症、增生、再狭窄、心肥大、免疫疾病、以及炎症。
发明背景
随着20世纪50年代早期由一种以抗疟性质而为人所熟知的亚洲植物中分离出的喹唑啉生物碱--3-[β-酮基-γ-(3-羟基-2-哌啶基)-丙基]-4-喹唑酮结构的阐明，刺激了喹唑啉衍生物的医药化学的发展。在寻求其他抗疟药的过程中，己合成了各种经取代的喹唑啉类化合物。其中特别重要的是合成了2-甲基-3-邻甲苯基-4-(3H)-喹唑啉酮衍生物。该化合物也称为甲喹酮，虽然对原虫无效，但发现是一种强效的安眠药。
因为甲喹酮的引入以及其作为安眠药的发现，人们已经开始研究喹唑啉酮及其相关化合物的药理活性。现已知喹唑啉酮及其衍生物具有广泛的不同生理性质，其中包括安眠、镇静、镇痛、抗痉挛、镇咳、以及抗炎活性。
已被描述有具体的生物应用的喹唑啉酮衍生物包括第5,147,875号美国专利，其公开了具有支气管扩张活性的2-(取代苯基)-4-氧代喹唑啉。第3,723,432、3,740,442和3,925,548号美国专利描述了一类可用作抗炎药物的1-取代-4-芳基-2(1H)-喹唑啉酮衍生物。欧洲专利公布EP0 056 637 B1公开了一类用于治疗高血压的4(3H)-喹唑啉酮衍生物。欧洲专利公布EP0 884 319 A1描述了喹唑啉-4-酮衍生物的药物组合物，其可用于治疗神经变性疾病、精神性疾病、以及药物和酒精诱发的中枢神经系统和周围神经系统疾病。
喹唑啉酮类药物是用于治疗细胞增殖性疾病(包括癌症)的众多药物中的一种。例如，PCT WO96/06616公开了包含喹唑啉酮衍生物的药物组合物，其用于抑制血管平滑肌细胞增殖。PCT WO96/19224使用了该相同的喹唑啉酮衍生物来抑制mesengial细胞增殖。第4,981,856、5,081,124和5,280,027号美国专利描述了喹唑啉酮衍生物抑制胸苷酸合成酶的应用，所述酶催化脱氧尿苷单磷酸的甲基化，产生DNA合成所必需的胸腺嘧啶核苷单磷酸。第5,747,498和5,773,476号美国专利描述了用于治疗以酪氨酸受体激酶之过度活性或者不适当活性为特征的癌症的喹唑啉酮衍生物。第5,037,829号美国专利公开了(1H-吡咯-1-基甲基)取代的喹唑啉化合物，其用于治疗在上皮细胞中发生的癌。PCTWO98/34613描述了包含喹唑啉酮衍生物的组合物，其用于减弱新血管形成以及治疗恶性肿瘤。第5,187,167号美国专利公开了包含喹唑啉-4-酮衍生物的药物组合物，其具有抗肿瘤活性。
其他用于治疗癌症的治疗剂包括紫杉烷和长春花生物碱。紫杉烷和长春花生物碱作用在微管上，该微管存在于各种细胞结构中。微管是有丝分裂纺锤体的初级结构成分。有丝分裂纺锤体负责基因组的复制模板向细胞分裂所产生的两个子细胞之一中的分布。假设这些药物对有丝分裂纺锤体的破坏导致对癌细胞分裂的抑制，并诱发癌细胞死亡。然而，微管形成其他类型的细胞结构，包括用于神经过程的细胞内输送的轨道。因为这些药物不会特异性地靶向有丝分裂纺锤体，所以也产生一些副作用，限制了它们的应用。
提高癌症治疗药物的特异性是相当令人感兴趣的，这是因为如果能够降低与给药这些药物相关的副作用，可实现更高的治疗益处。传统上，癌症治疗中的巨大提高是与鉴别出通过新机理作用的治疗剂有关的。这其中的例子不仅包括紫杉烷，而且还包括作为拓扑异构酶I抑制剂的喜树碱类药物。由这两类药物来看，有丝分裂驱动蛋白对于新的抗癌药物是非常有吸引力的。
有丝分裂驱动蛋白是有丝分裂纺锤体形成及功能所必需的酶，但通常并不是其他微管结构的一部分，例如在神经过程中。有丝分裂驱动蛋白在有丝分裂的所有阶段都起到基本的作用。这些酶是将ATP水解所释放的能量转化为驱动细胞货位沿微管方向移动的机械力的“分子发动机”。足以完成该任务的催化域是一个约340个氨基酸的紧密结构。在有丝分裂期间，驱动蛋白将微管组装成有丝分裂纺锤体的双极结构。驱动蛋白介导染色体沿纺锤体微管的移动，以及有丝分裂纺锤体中与有丝分裂特殊阶段相关的结构变化。有丝分裂驱动蛋白功能的实验干扰导致有丝分裂纺锤体的畸形或者功能障碍，经常使细胞休止和细胞死亡。
KSP是已鉴别出的有丝分裂驱动蛋白中的一种。KSP属于进化保守型驱动蛋白亚族的正端方向(plus end-directed)的微管运动原，其组装成由反平行同型二聚体组成的双极同型四聚体。在有丝分裂期间，KSP与有丝分裂纺锤体的微管结合。在人细胞中微量注射针对KSP的抗体，可在细胞分裂的前中期期间防止纺锤极分开，产生单极纺锤体，而且导致有丝分裂停止，并诱发程序细胞死亡。KSP以及相关的驱动蛋白在其他非人类的生物中使反平行的微管成束，并使它们相互之间滑动，由此迫使两个纺锤极分开。KSP也可介导分裂后期B纺锤体的拉长以及纺锤极处微管的聚焦。
已有人描述了人KSP(也称为HsEg5)[Blangy等人，Cell，83：1159-69(1995)；Whitehead等人，Arthritis Rheum.，39：1635-42(1996)；Galgio等人，J.Cell Biol.，135：339-414(1996)；Blangy等人，J.Biol.Chem.，272：19418-24(1997)；Blangy等人，Cell Motil Cytoskeleton，40：174-82(1998)；Whitehead和Rattner，J.Cell Sci.，111：2551-61(1998)；Kaiser等人，JBC274：18925-31(1999)；GenBank accession numbers：X85137，NM004523和U37426]，以及KSP基因的片段(TRIP5)[Lee等人，Mol Endocrinol.，9：243-54(1995)；GenBank accession number L40372]。已有人描述了非洲爪蟾属KSP同系物(Eg5)、以及果蝇属KLP61 F/KRP1 30。
有丝分裂驱动蛋白是发现和研制新型有丝分裂化学治疗剂的有用目标。因此，本发明的目的是提供用于抑制有丝分裂驱动蛋白KSP的方法及组合物。
发明内容
根据如上所述的目的，本发明提供可用于治疗细胞增殖性疾病的组合物及方法。该组合物是KSP抑制剂、特别是人KSP抑制剂。
在一个方面中，本发明涉及用于治疗细胞增殖性疾病、治疗与KSP驱动蛋白活性相关的疾病、以及抑制KSP驱动蛋白的方法。该方法使用选自于以下组中的化合物：其中：R1选自于氢、烷基、芳基、烷基芳基、杂芳基、烷基杂芳基、取代烷基、取代芳基、取代烷基芳基、取代杂芳基、以及取代烷基杂芳基；R2和R2′独立地选自于氢、烷基、氧杂烷基、芳基、烷基芳基、杂芳基、烷基杂芳基、取代烷基、取代芳基、取代烷基芳基、取代杂芳基、以及取代烷基杂芳基；或者R2和R2′一起形成3-7元环；R3选自于氢、烷基、芳基、烷基芳基、杂芳基、烷基杂芳基、取代烷基、取代芳基、取代烷基芳基、取代杂芳基、取代烷基杂芳基、氧杂烷基、氧杂烷基芳基、取代氧杂烷基芳基、R15O-和R15-NH-；R3′选自于氢、烷基、芳基、烷基芳基、杂芳基、烷基杂芳基、取代烷基、取代芳基、取代烷基芳基、取代杂芳基、取代烷基杂芳基、和R15-NH-；R3″选自于烷基、芳基、烷基芳基、杂芳基、烷基杂芳基、取代烷基、取代芳基、取代烷基芳基、取代杂芳基、和取代烷基杂芳基；R4选自于氢、烷基、芳基、烷基芳基、杂芳基、烷基杂芳基、取代烷基、取代芳基、取代烷基芳基、取代杂芳基、取代烷基杂芳基、和R16-亚烷基；R5、R6、R7和R8独立地选自于氢、烷基、烷氧基、卤素、氟代烷基、硝基、二烷基氨基、烷基磺酰基、烷基氨磺酰基、氨磺酰基烷基、氨磺酰基芳基、烷硫基、羧基烷基、羧酰胺基、氨基羰基、芳基和杂芳基；R15选自于烷基、芳基、烷基芳基、杂芳基、烷基杂芳基、取代烷基、取代芳基、取代烷基芳基、取代杂芳基、和取代烷基杂芳基；R16选自于烷氧基、氨基、烷基氨基、二烷基氨基、N-杂环基、以及取代N-杂环基。
可用本发明的化合物治疗的疾病包括癌症、增生、再狭窄、心肥大、免疫疾病和炎症。
在另一个方面中，本发明涉及用于抑制KSP驱动蛋白的化合物。该化合物具有如上所示的结构。
另外，本发明还提供用于筛选结合KSP驱动蛋白的化合物的方法，例如替换本发明化合物的结合或者与本发明的化合物的结合进行竞争的化合物。该方法包括混合本发明的化合物、KSP驱动蛋白、以及至少一种候选药物，然后测定候选生物活性药物对KSP驱动蛋白的结合。
在又一个方面中，本发明提供用于筛选KSP驱动蛋白活性调节剂的方法。该方法包括混合本发明的化合物、KSP驱动蛋白、以及至少一种候选药物，然后测定候选生物活性药物对KSP驱动蛋白活性的作用。
附图说明
图1描述了本发明化合物的总合成方法。
图2描述了喹唑啉酮KSP抑制剂的合成路线。
图3描述了喹唑啉酮KSP抑制剂的代表性化学结构。
图4描述了基本上纯的单一对映体的合成路线。
图5描述了磺酰胺(5a)、氨基甲酸酯(5b)、脲(5c)和胺(5d)的合成路线。
具体实施方式
本发明涉及一类新的化合物，其基于喹唑啉酮结构母核，而且是有丝分裂驱动蛋白的调节剂。通过抑制或者调节有丝分裂驱动蛋白，但不是其他的驱动蛋白(如转运驱动蛋白)，可以实现对细胞增殖的特异性抑制作用。因此，本发明就是利用了以下发现：干扰有丝分裂驱动蛋白的功能可导致有丝分裂纺锤体的畸形或者功能障碍，通常导致细胞周期休止和细胞死亡。抑制人KSP驱动蛋白的方法包括使本发明的抑制剂与KSP驱动蛋白接触、特别是人KSP驱动蛋白，包括KSP的片段和变体。该抑制作用可以是KSP驱动蛋白的ATP水解活性和/或有丝分裂纺锤体形成活性中的一个，使得有丝分裂纺锤体被破坏。减数分裂纺锤体也可被破坏。
本发明的目的是研制出有丝分裂驱动蛋白、特别是KSP的抑制剂和调节剂，以治疗与细胞增殖作用有关的疾病。传统上，癌症(一种细胞增殖性疾病)治疗中的巨大提高是与鉴别出通过新机理作用的治疗剂有关的。这其中的例子不仅包括似乎对微管形成产生作用的紫杉烷，而且还包括作为拓扑异构酶I抑制剂的喜树碱类药物。本发明的化合物和方法的区别在于它们的选择性，而且优选用于治疗增殖细胞的疾病，包括但不限于癌症、增生、再狭窄、心肥大、免疫疾病、以及炎症。
因此，本发明涉及使用以下式之喹唑啉酮衍生物的方法，式1a的喹唑啉酮酰胺：式1b的喹唑啉酮磺酰胺：式1c和1d的喹唑啉酮胺：其中：R1选自于氢、烷基、芳基、烷基芳基、杂芳基、烷基杂芳基、取代烷基、取代芳基、取代烷基芳基、取代杂芳基、以及取代烷基杂芳基；R2和R2′独立地选自于氢、烷基、氧杂烷基、芳基、烷基芳基、杂芳基、烷基杂芳基、取代烷基、取代芳基、取代烷基芳基、取代杂芳基、以及取代烷基杂芳基；或者R2和R2′一起形成3-7元环；R3选自于氢、烷基、芳基、烷基芳基、杂芳基、烷基杂芳基、取代烷基、取代芳基、取代烷基芳基、取代杂芳基、取代烷基杂芳基、氧杂烷基、氧杂烷基芳基、取代氧杂烷基芳基、R15O-和R15-NH-；R3′选自于氢、烷基、芳基、烷基芳基、杂芳基、烷基杂芳基、取代烷基、取代芳基、取代烷基芳基、取代杂芳基、取代烷基杂芳基、和R15-NH-；R3″选自于烷基、芳基、烷基芳基、杂芳基、烷基杂芳基、取代烷基、取代芳基、取代烷基芳基、取代杂芳基、和取代烷基杂芳基；R4选自于氢、烷基、芳基、烷基芳基、杂芳基、烷基杂芳基、取代烷基、取代芳基、取代烷基芳基、取代杂芳基、取代烷基杂芳基、和R16-亚烷基；R5、R6、R7和R8独立地选自于氢、烷基、烷氧基、卤素、氟代烷基、硝基、二烷基氨基、烷基磺酰基、烷基氨磺酰基、氨磺酰基烷基、氨磺酰基芳基、烷硫基、羧基烷基、羧酰胺基、氨基羰基、芳基和杂芳基；R15选自于烷基、芳基、烷基芳基、杂芳基、烷基杂芳基、取代烷基、取代芳基、取代烷基芳基、取代杂芳基、和取代烷基杂芳基；R16选自于烷氧基、氨基、烷基氨基、二烷基氨基、N-杂环基、以及取代N-杂环基。
以上的所有化合物都可用作驱动蛋白抑制剂，但并不是所有的化合物都是新的。具体而言，某些脲(如其中R3是R15-NH的化合物)公开在第5,756,502号美国专利中作为改变缩胆囊素作用的药物。权利要求书中具体的例外反映了申请人希望避免要求保护那些虽然在功能上是本发明概念的一部分，但由于不关本发明的范围而不能授予专利的主题。定义
烷基包括线性、分枝或者环状烃结构以及它们的组合。低级烷基是指具有1-5个碳原子的烷基。低级烷基的例子包括甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、仲丁基和叔丁基等。优选的烷基是C20或者更低级的烷基。更优选的烷基是C13或者更低级的烷基。环烷基是烷基以下的概念，并包括3-13个碳原子的环状烃基。环烷基的例子包括环丙基、环丁基、环戊基、降冰片基、金刚烷基等。在本发明中，烷基是指链烷基、链烯基和链炔基，其包括环己基甲基、乙烯基、烯丙基、异戊二烯基等。亚烷基是指与烷基相同但有两个连接点的基团。亚烷基的例子包括亚乙基(-CH2CH2-)、1，3-亚丙基(-CH2CH2CH2-)、二甲基-1，3-亚丙基(-CH2C(CH3)2CH2-)、以及环己基-1，3-亚丙基(-CH2CH2CH(C6H13)-)。当烷基具有具体数目的碳原子时，也包括具有相同数目碳原子的所有几何异构体；因此，例如“丁基”就包括正丁基、仲丁基、异丁基、和叔丁基；“丙基”包括正丙基和异丙基。
烷氧基是指通过氧原子连接在母体结构上并具有1-8个碳原子的直链、支链、或者环状构型以及它们的组合。其例子包括甲氧基、乙氧基、异丙氧基、环丙基氧基、环己基氧基等。低级烷氧基是指包含1-4个碳原子的基团。
酰基是指通过羰基官能团连接在母体结构上并具有1-8个碳原子的直链、支链、或者环状构型以及它们的组合，可以是饱和、不饱和及芳香性的。酰基中的一个或者多个碳原子可被氮、氧或硫置换，只要与母体结构的连接点是羰基即可。其例子包括乙酰基、苯甲酰基、丙酰基、异丁酰基、叔丁氧基羰基、苄基氧基羰基等。低级酰基是指包含1-4个碳原子的酰基。
芳基和杂芳基是指包含0-3个选自于O、N或S的杂原子的5-6元芳香环或者杂芳香环；包含0-3个选自于O、N或S的杂原子的9-10元二环芳香环系或者杂芳香环系；或者包含0-3个选自于O、N或S的13-14元三环芳香环系或者杂芳香环系。6-14元芳香碳环环系包括苯、萘、茚满、1，2，3，4-四氢化萘、以及芴等。5-10元芳香杂环包括例如咪唑、吡啶、吲哚、噻吩、苯并吡喃酮、噻唑、呋喃、苯并咪唑、喹啉、异喹啉、喹喔啉、嘧啶、吡嗪、四唑和吡唑。
烷基芳基是指其中芳基通过烷基连接在母体结构上的基团。其例子包括苄基、苯乙基、苯基乙烯基、苯基烯丙基等。氧杂烷基和氧杂烷基芳基是指其中一个或者多个亚甲基被氧置换的烷基和烷基芳基。氧杂烷基和氧杂烷基芳基的例子包括乙氧基乙氧基乙基(3，6-二氧杂辛基)、苄氧基甲基和苯氧基甲基；通常情况下，二醇醚如聚乙二醇也包括在该基团的范围内。烷基杂芳基是指其中杂芳基通过烷基连接在母体结构上的基团。其例子包括呋喃基甲基、吡啶基甲基、嘧啶基甲基等。
杂环是指其中1-4个碳原子被诸如氧、氮或硫的杂原子置换的环烷基或者芳基。本发明范围中包括的杂环的例子是咪唑啉、吡咯烷、吡唑、吡咯、吲哚、喹啉、异喹啉、四氢异喹啉、苯并呋喃、苯并二恶烷、苯并间二氧杂环戊烯(当作为取代基时，通常称为亚甲二氧基苯基)、四唑、吗啉、噻唑、吡啶、吡嗪、嘧啶、噻吩、呋喃、恶唑、恶唑啉、异恶唑、二恶烷、四氢呋喃等。“N-杂环基”是指包含氮原子的杂环取代基。术语杂环基包括杂芳基，其是杂环基的下位概念。N-杂环基的例子包括4-吗啉基、4-硫代吗啉基、1-哌啶基、1-吡咯烷基、3-噻唑烷基、哌嗪基、和4-(3，4-二氢苯并恶嗪基)。取代杂环基的例子包括4-甲基-1-哌嗪基和4-苄基-1-哌啶基。
取代烷基、芳基和杂芳基是指其中氢原子被以下基团取代的烷基、芳基或杂芳基：烷基、卤素、羟基、烷氧基、亚烷基二氧基(如亚甲二氧基)、氟烷基、羧基(-COOH)、烷羰氧基(如酰基氧基RCOO-)、羧基烷基(-COOR)、羧酰胺基、氨磺酰基烷基、氨磺酰基芳基、氨基羰基、苄氧基羰基氨基(CBZ-氨基)、氰基、羰基、硝基、二烷基氨基、烷基氨基、氨基、烷硫基、烷基亚硫酰基、烷基磺酰基、烷基氨磺酰基、芳基硫基、芳基亚硫酰基、芳基磺酰基、脒基、苯基、苄基、杂芳基、杂环基、苯氧基、苄氧基、或者杂芳基氧基。对于本发明，取代烷基还包括氧杂烷基，如其中一个或者多个碳已被氧置换的烷基。
卤素是指氟、氯、溴或碘。氟、氯和溴是优选的。二卤代芳基、二卤代烷基、三卤代芳基等是指被多个但不一定是相同的卤素取代的芳基和烷基，因此，4-氯-3-氟苯基也在二卤代芳基的范围中。
本发明的化合物大多数都包含一个或者多个不对称中心(如连接在R2和R2′上的碳原子)，而且由此可产生对映体、非对映异构体、以及可根据绝对立体化学定义的其他立体异构体形式，如(R)-或(S)-。本发明包括所有可能的异构体，包括外消旋混合物、光学纯形式以及中间体混合物。旋光性(R)-和(S)-异构体可通过使用手性合成子或者手性试剂来制备，或者通过使用常规技术来拆分。当本发明的化合物包含烯属双键或者其他几何非对称性中心时，除非另有说明，本发明的化合物应包括E和Z几何异构体。同样，所有的互变异构体也包括在本发明的范围内。
当需要时，R-和S-异构体可通过本领域技术人员已知的方法来拆分，例如形成可例如通过结晶分离的非对映异构体盐或者可络合物；形成可例如通过结晶、气-液或者液相色谱法分离的非对映异构体衍生物；一种对映体与对映体特异性试剂的选择性反应，例如酶氧化或者还原反应，然后分离改性或者未改性的对映体；在手性环境如在手性载体(如与手性配体结合的硅胶)上或者在手性溶剂存在下用气-液或者液相色谱法。可以理解的是，当通过如上所述的分离方法之一将所需要的对映体转化为其他化学物质时，有可能需要其他的步骤以释放所希望的对映体形式。或者，通过使用旋光试剂、底物、催化剂或者溶剂的非对称性合成，或者通过非对称转化将一种对映体转化为另一种对映体，可合成特异性对映体。由旋光性起始物进行合成的例子示于图4中。
在一个实施方案中，本领域技术人员可以理解到，两个相邻的R2基团可稠合在一起形成环结构。而且，稠合的环结构可包含杂原子，并可被一个或者多个取代基“R”取代。另外应注意的是，对于环烷基(如饱和的环结构)，每个位置可包含两个取代基——R和R′。
对于结构1a、1b、1c和1d，但主要是1a，在优选的实施方案中，R1选自于氢、烷基、芳基、取代烷基、取代芳基、杂芳基、取代杂芳基、烷基芳基和取代烷基芳基。
在更优选的实施方案中，R1选自于氢、低级烷基、取代的低级烷基、苄基、取代苄基、苯基、萘基、和取代苯基。
在最优选的实施方案中，R1选自于氢、乙基、丙基、甲氧基乙基、萘基、苯基、溴苯基、氯苯基、甲氧基苯基、乙氧基苯基、甲苯基、二甲基苯基、氯氟苯基、甲基氯苯基、乙基苯基、苯乙基、苄基、氯苄基、甲基苄基、甲氧基苄基、氰基苄基、羟基苄基、四氢呋喃基甲基和(乙氧基羰基)乙基。
在优选的实施方案中，R2选白于氢、烷基或者取代烷基。本领域技术人员应理解的是，结构1a、1b、1c和1d在R2所连接的碳原子处具有潜在的手性中心。因此，R2位置可包含两个取代基R2和R2′。R2和R2′基团可相同或者不同；如果不同，则化合物是手性的。当R2和R2′不同时，优选的实施方案仅利用单个非氢R2。本发明包括使用纯的对映体以及对映体的混合物，包括外消旋混合物，但在通常的情况下使用基本上光学纯的对映体也是优选的。
在更优选的实施方案中，R2选自于氢、低级烷基和取代的低级烷基，而R2′是氢。在更优选的实施方案中，R2选自于氢、甲基、乙基、丙基、甲硫基乙基、氨基丁基、(CBZ)氨基丁基、环己基甲基、苄氧基甲基、甲基亚硫酰基乙基、甲基亚硫酰基甲基、羟甲基、苄基和吲哚基甲基。
在优选的实施方案中，R3选自于烷基、取代烷基、烷基芳基、杂芳基、芳基、取代芳基、取代氧杂烷基芳基、R15O-和R15-NH-，而R15选自于烷基、芳基和取代芳基。
在更优选的实施方案中，如果R3不是R15NH，则R3选自于C1-C13烷基；取代的低级烷基；苯基；萘基；被一个或者多个卤素、低级烷基、低级烷氧基、硝基、羧基、亚甲二氧基或者三氟甲基取代的苯基；联苯基；苄基；苯氧基甲基；卤代苯氧基甲基；苯基乙烯基；杂芳基；被低级烷基取代的杂芳基；以及苄氧基甲基。
在最优选的实施方案中，如果R3不是R15NH，则R3选自于乙基、丙基、氯丙基、丁氧基、庚基、丁基、辛基、十三烷基、(乙氧基羰基)乙基、二甲基氨基乙基、二甲基氨基甲基、苯基、萘基、卤代苯基、二卤代苯基、氰基苯基、卤(三氟甲基)苯基、氯苯氧基甲基、甲氧基苯基、羧基苯基、乙基苯基、甲苯基、联苯基、亚甲二氧基苯基、甲基磺酰基苯基、甲氧基氯苯基、氯萘基、甲基卤代苯基、三氟甲基苯基、丁基苯基、戊基苯基、甲基硝基苯基、苯氧基甲基、二甲氧基苯基、苯乙烯基、硝基氯苯基、硝基苯基、二硝基苯基、二(三氟甲基)苯基、苄氧基甲基、苄基、呋喃基、苯并呋喃基、吡啶基、吲哚基、甲基吡啶基、吡啶甲基、喹啉基、吡唑基、和咪唑基。
在更优选的实施方案中，如果R3是R15NH，则R15选自于低级烷基；环己基；苯基；以及被卤素、低级烷基、低级烷氧基或者低级烷硫基取代的苯基。
在最优选的实施方案中，如果R3是R15NH，则R15是异丙基、丁基、环己基、苯基、溴苯基、二氯苯基、甲氧基苯基、乙基苯基、甲苯基、三氟甲基苯基或者甲硫基苯基。
在优选的实施方案中，R4选自于烷基、芳基、烷基芳基、烷基杂芳基、取代烷基、取代芳基、和R16-亚烷基，而R16选自于烷氧基、氨基、烷基氨基、二烷基氨基和N-杂环基。
在更优选的实施方案中，R4选自于低级烷基、取代的低级烷基、环己基；被羟基、低级烷氧基或者低级烷基取代的苯基；苄基；杂芳基甲基；杂芳基乙基；杂芳基丙基和R16-亚烷基，其中R16是氨基、低级烷基氨基、二(低级烷基)氨基、低级烷氧基、或者N-杂环基。
在最优选的实施方案中，R4选自于甲基、乙基、丙基、丁基、环己基、羧基乙基、羧基甲基、甲氧基乙基、羟基乙基、羟基丙基、二甲基氨基乙基、二甲基氨基丙基、二乙基氨基乙基、二乙基氨基丙基、氨基丙基、甲基氨基丙基、2，2-二甲基-3-(二甲基氨基)丙基、1-环己基-4-(二乙基氨基)丁基、氨基乙基、氨基丁基、氨基戊基、氨基己基、氨基乙氧基乙基、异丙基氨基丙基、二异丙基氨基乙基、1-甲基-4-(二乙基氨基)丁基、(t-Boc)氨基丙基、羟基苯基、苄基、甲氧基苯基、甲基甲氧基苯基、二甲基苯基、甲苯基、乙基苯基、(氧代吡咯烷基)丙基、(甲氧基羰基)乙基、苄基哌啶基、吡啶基乙基、吡啶基甲基、吗啉基乙基、吗啉基丙基、哌啶基、氮杂环丁烷基甲基、氮杂环丁烷基丙基、吡咯烷基乙基、吡咯烷基丙基、哌啶基甲基、哌啶基乙基、咪唑基丙基、咪唑基乙基、(乙基吡咯烷基)甲基、(甲基吡咯烷基)乙基、(甲基吡咯烷基)丙基、(甲基哌嗪基)丙基、呋喃基甲基和吲哚基乙基。
在另一个优选的实施方案中，R5是氢或者卤素；R6是氢、甲基或者卤素；R7是氢、卤素、甲基或三氟甲基；而R8是氢或者卤素。
在特别优选的实施方案中，R1是苄基或者卤代苄基；R2选自于乙基和丙基；R2′是氢；R3是取代苯基；R3′是取代苯基；R3″是取代苯基；R4是-(CH)mOH或者-(CH2)pR16，m是2或3，p是1-3；R5是氢；R6是氢；R7是卤素；R8是氢；而R16选自于氨基、丙基氨基、和氮杂环丁烷基。
当主要考虑结构1b的磺酰胺时，R1优选选自于氢、低级烷基、取代的低级烷基、苄基、取代苄基、苯基和取代苯基；R2选自于氢和低级烷基，而R2′是氢；R3′选自于C1-C13烷基、苯基、萘基、被卤素、低级烷基、低级烷氧基、硝基、亚甲二氧基或者三氟甲基取代的苯基、联苯基和杂芳基；而R4选自于低级烷基、环己基、被羟基、低级烷氧基或者低级烷基取代的苯基、苄基、杂芳基甲基、杂芳基乙基、杂芳基丙基、杂芳基乙基、杂芳基丙基和R16-亚烷基，其中R16选自于二(低级烷基)氨基、(低级烷基)氨基、氨基、低级烷氧基、或者N-杂环基，特别是吡咯烷基、哌啶基或者咪唑基。
当主要考虑结构1b的磺酰胺时，R1最优选选自于低级烷基、苄基、取代苄基、和取代苯基；R2是氢或者低级烷基；R2′是氢；R3选自于取代苯基和萘基；R4是R16-亚烷基；R7是氢、氟、甲基或氯；R5、R6和R8是氢；而R16选自于二(低级烷基)氨基、(低级烷基)氨基、氨基、吡咯烷基、哌啶基、咪唑基和吗啉基。
当主要考虑结构1c和1d的胺时，R1优选选自于氢、低级烷基、取代的低级烷基、苄基、取代苄基、苯基、萘基和取代苯基；R2选自于氢、低级烷基和取代的低级烷基；R2′是氢；R3″选自于C1-C13烷基、取代的低级烷基、苯基、萘基、被卤素、低级烷基、低级烷氧基、硝基、亚甲二氧基或者三氟甲基取代的苯基、联苯基、苄基和杂环基；而R4选自于低级烷基、环己基、被羟基、低级烷氧基或者低级烷基取代的苯基、苄基、取代苄基、杂环基、杂芳基甲基、杂芳基乙基、杂芳基丙基和R16-亚烷基，其中R16选自于二(低级烷基)氨基、(低级烷基)氨基、氨基、低级烷氧基、或者N-杂环基。
当主要考虑结构1c和1d的胺时，R1最优选选自于低级烷基、苄基、取代苄基和取代苯基；R2是氢或者低级烷基；R2′是氢；R3″选自于取代苯基、杂环基和萘基；R4选自于取代苄基、杂环基和R16-亚烷基；R6和R7选自于氢和卤素；R5和R8是氢；而R16选自于二(低级烷基)氨基、(低级烷基)氨基、氨基、吡咯烷基、哌啶基、咪唑基和吗啉基。当存在R3″(如在1d中)时，其最优选选自于卤代苯基、多卤代苯基、甲苯基、二甲基苯基、甲氧基苯基、二甲氧基苯基、氰基苯基、三氟甲基苯基、三氟甲氧基苯基、二(三氟甲基)苯基、羧基苯基、叔丁基苯基、甲氧基羰基苯基、哌啶基和萘基。
本发明的化合物如以下所示进行合成，其中使用本领域技术人员已知的方法。例如，在Ager等人，J.of Med.Chem.，20：379-386(1977)中描述的方法(该文献在此并入作为参考)，喹唑啉酮类化合物可通过N-酰基邻氨基苯甲酸与芳香伯胺的酸催化缩合反应来得到。制备喹唑啉酮类化合物的其他方法描述在第5,783,577、5,922,866和5,187,167号美国专利中，这些文献的内容在此并入作为参考。
本发明的化合物可如图1、2、4和5中所示的方法来制备。式1d的化合物按照类似于图1中的方法制备，但在最后步骤的酰卤用烷基卤化物替换。
制备后，本发明的化合物可用于各种应用中。本领域技术人员可以理解的是，有丝分裂可通过多种方法来改变；也就是说，可通过增加或者降低有丝分裂途径中的组分的活性来改变。不同的是，有丝分裂可通过抑制或者活化某些组分干扰其平衡来影响(如被破坏)。类似的方法也可用于改变减数分裂。
在优选的实施方案中，本发明的化合物用于调节有丝分裂纺锤体的形成，由此导致延长有丝分裂中细胞周期休止。在此所用术语“调节”是指改变有丝分裂纺锤体的形成，包括增加或者降低纺锤体的形成。在此所用术语“有丝分裂纺锤体的形成”是指通过有丝分裂驱动蛋白将微管组合成双极结构。在此所用术语“有丝分裂纺锤体功能障碍”是指有丝分裂停止或者形成单极纺锤体。
本发明的化合物可用于与有丝分裂驱动蛋白——KSP结合和/或调节其活性。在优选的实施方案中，KSP是人KSP，但也可使用来源于其他生物体的KSP驱动蛋白。在本发明中，“调节”是指增加或者降低纺锤极分离，导致有丝分裂纺锤极的畸形(如张开)，或者对有丝分裂纺锤体产生形态干扰。为此目的，KSP的定义中还包括KSP的变体和/或片段。参见1999年10月27日递交的美国专利申请“Methods of Screening forModulators of Cell Proliferation and Methods of Diagnosing Cell ProliferationStates(筛选细胞增殖调节剂的方法以及诊断细胞增殖状态的方法)”(申请号为09/428,156)，其内容在此并入作为参考。另外，在本发明中也可使用其他的有丝分裂驱动蛋白。然而，本发明的化合物对于KSP具有特异性。
在活性测试中，KSP或者本发明的化合物非可扩散地结合在不溶性载体上，该载体具有分开的样品接受区域(如微量滴定板、阵列(array)等)。不溶性载体可由任何本发明的化合物可结合于其上的材料制成，易于与可溶性材料分离，或者与总的筛选方法相配适。此等载体的表面可以是固体或者多孔性的，而且可以是任何形状的。合适的不溶性载体的例子包括微量滴定板、阵列、膜和珠。这些材料通常是由玻璃、塑料(如聚苯乙烯)、多糖、尼龙或者硝基纤维素、TeflonTM等制成。微量滴定板和阵列是特别方便的，因为使用少量的试剂和样品可同时进行大量的测试。本发明化合物的具体结合方式不是关键性的，只要其与试剂以及本发明的总方法相匹配，保持化合物的活性而且不可扩散即可。优选的结合方法包括使用抗体(当蛋白质结合于载体上时，其不会立体地阻断配体结合位点或者活化序列)，直接结合在“粘性”或者离子载体上，化学交联，在表面上合成蛋白质或药物等。在结合蛋白质或者药物后，通过洗涤除去过量的未结合材料。样品接受区域然后可通过与牛血清白蛋白(BSA)、酪蛋白、或者其他接种蛋白或者其他物质保温而被阻断。
本发明的抗有丝分裂剂可单独使用以调节有丝分裂驱动蛋白、特别是KSP的活性。在该实施方案中，本发明的有丝分裂剂与KSP混合，然后分析KSP的活性。驱动蛋白活性在本领域中是已知的，而且包括一种或者多种驱动蛋白活性。驱动蛋白活性包括影响ATP水解的能力；微管结合；滑行以及聚合/解聚(对微管动力学的影响)；与纺锤体其他蛋白质的结合；与细胞周期控制中涉及的蛋白质结合；作为其他酶的底物；如激酶或者蛋白酶；以及特异性的驱动蛋白细胞活性如纺锤极分离。
进行分析的方法对于本领域技术人员而言是众所周知的(例如参见：Hall等人(1996)，Biophys.J.，71：3467-3476；Turner等人，1996，AnalBiochem.242(1)：20-5；Gittes等人，1996，Biophys.J.70(1)：418-29；Shirakawa等人，1995，J.Exp.Biol198：1809-15；Winkelmann等人，1995，Biophys.J.68：2444-53；Winkelmann等人，1995，Biophys.J.68：72S)。
也可使用本领域中已知的测定ATP酶水解活性的方法。优选地，使用以溶液为基础的实验。于1999年5月18日递交的第09/314,464号美国专利申请(其内容在此并入作为参考)描述了此等实验。或者，使用常规的方法。例如，可对驱动蛋白中的Pi释放进行定量。在一个优选的实施方案中，ATP酶水解活性实验使用0.3M的PCA(高氯酸)和孔雀绿试剂(8.27mM钼(II)酸钠、0.33mM的孔雀绿草酸盐、以及0.8mM的Triton X-100)。在进行该实验时，10μl的反应物在90μl的冷0.3MPCA中淬灭。使用磷酸盐标准物，所以可将数据转化为mM所释放的无机磷酸盐。当所有的反应物和标准物都已在PCA中淬灭时，在例如微量滴定板的相关孔中添加100μl的孔雀绿试剂。使混合物显色10-15分钟，然后读取板在650nm处的吸光度。如果使用磷酸盐标准物，则可将吸光度读数转化为mM Pi，并相对时间作图。另外，本领域中已知的ATP酶实验包括荧光素酶实验。
驱动蛋白运动域的ATP酶活性也可用于监测调节剂的作用。在一个实施方案中，在没有微管存在下进行驱动蛋白ATP酶实验。在另一个实施方案中，在有微管存在时进行ATP酶实验。在上述实验中可检测不同类型的调节剂。在优选的实施方案中调节剂的作用不依赖于微管和ATP的浓度。在另一个实施方案中，通过增加ATP、微管或者这两者的浓度，可降低调节剂对驱动蛋白ATP酶的作用。在又一个实施方案中，通过增加ATP、微管或者这两者的浓度，可增加调节剂的作用。
体外调节KSP的生化活性的药物可接着在体内进行筛选。此等药物在体内的筛选方法包括有关细胞周期分布、细胞存活率、或者有丝分裂纺锤体之存在、形态、活性、分布或者量的实验。例如通过流动细胞计监测细胞数量在细胞周期中的分布的方法对于本领域技术人员是已知的，测量细胞存活率的方法也是如此。例如参见：1999年10月27日递交的美国专利申请“Methods of Screening for Modulators of CellProliferation and Methods of Diagnosing Cell Proliferation States(筛选细胞增殖调节剂的方法以及诊断细胞增殖状态的方法)”(申请号为09/428,156)，其内容在此并入作为参考。
除如上所述的实验外，监测纺锤体的形成和畸形的显微镜法对于本领域技术人员也是已知的(例如参见：Whitehead和Rattner(1998)，J.CellSci.111：2551-61；Galgio等人，(1996)J.Cell Biol.，135：399-414)。
本发明的化合物抑制KSP驱动蛋白。抑制作用的一个量度是IC50，其定义为KSP的活性被降低50％时的化合物浓度。化合物的IC50优选低于约1mM，在优选实施方案中，IC50低于约100μM，在更优选的实施方案中，IC50低于约10μM，在特别优选的实施方案中，IC50低于约1μM，在尤为优选的实施方案中，IC50低于约100nM，而在最优选的实施方案中，IC50低于约10nM。IC50的测量是用ATP酶实验进行的。
抑制作用的另一个量度是Ki。对于IC50低于1μM的化合物，Ki或者Kd定义为喹唑啉酮与KSP相互作用的解离常数。优选的化合物具有低于约100μM的Ki，在优选实施方案中，Ki低于约10μM，在更优选的实施方案中，Ki低于约1μM，在特别优选的实施方案中，Ki低于约100nM，而在最优选的实施方案中，Ki低于约10nM。化合物的Ki是根据三个假设由IC50测定的。第一，仅一个化合物分子结合在酶上，而且没有合作性。第二，活性酶的浓度和测试化合物是已知的(例如，在制剂中没有显著量的杂质或者失活形式)。第三，酶-抑制剂复合物的酶促速率是零。速率(即化合物浓度)的数据拟合于以下等式中： V = V max E 0 [ 1 - ( E 0 + I 0 + Kd ) - ( E 0 + I 0 + Kd ) 2 - 4 E 0 I 0 2 E 0 ] 其中：V是观察速率，Vmax是游离酶的速率，I0是抑制剂浓度，E0是酶浓度，而Kd是酶-抑制剂复合物的解离常数。
抑制作用的再一个量度是GI50，其定义为细胞生长速率降低50％时的化合物浓度。优选的化合物具有低于约1mM的GI50。化合物的优选度随着GI50而变化：GI50低于约20μM的化合物是更优选的，GI50为约10μM的化合物是更优选的，GI50低于约1μM的化合物是更优选的，GI50为约100nM的化合物是更优选的，GI50低手约10nM的化合物是更优选的。GI50是通过使用细胞增殖实验来测定的。
本发明的化合物用于治疗细胞增殖性疾病。可用本发明的方法及组合物治疗的疾病状态包括但不限于癌症(进一步如下所述)、自体免疫性疾病、关节炎、移植物排斥反应、炎性肠疾病、医疗过程(包括但不限于手术、血管成形术等)诱发的增殖作用。可以理解的是，在某些情况下，细胞有可能处于高或者低的增殖状态(异常状态)，而且仍需要治疗。例如，在伤口愈合期间，细胞有可能“正常地”进行增殖，但希望能够增强该增殖作用。类似地，如上所讨论的，在农业领域，细胞有可能处于“正常”状态，但希望通过直接增强作物的生长或者通过抑制负面影响作物的植物或者生物体的生长，调节增殖作用，以促进作物的生长。因此，在一个实施方案中，本发明包括应用于罹患这些疾病之一的细胞或者个体或者防止其罹患这些疾病之一。
本发明的化合物和方法对于治疗癌症被认为是特别有用的，包括实体瘤，如皮肤、乳腺、脑、子宫颈癌、睾丸癌等。更具体而言，可用本发明的组合物及方法治疗的癌症包括但不限于： 心：肉瘤(血管肉瘤、纤维肉瘤、横纹肌肉瘤、脂肉瘤)、粘液瘤、横纹肌瘤、纤维瘤、脂瘤和畸胎瘤； 肺：支气管癌(鳞状细胞、未分化小细胞、未分化大细胞、腺癌)、肺泡(细支气管)癌、支气管腺瘤、肉瘤、淋巴瘤、软骨错构瘤、间皮瘤； 胃肠道：食管(鳞状细胞癌、腺癌、平滑肌肉瘤、淋巴瘤)，胃(癌、淋巴瘤、平滑肌肉瘤)，胰(胰管腺癌、胰岛瘤、高血糖素瘤、胃泌素瘤、类癌瘤、胰腺瘤)，小肠(腺癌、淋巴瘤、类癌瘤、卡波济肉瘤、平滑肌瘤、血管瘤、脂瘤、神经纤维瘤、纤维瘤)，大肠(腺癌、管腺瘤、绒毛腺瘤、错构瘤、平滑肌瘤)； 生殖泌尿道：肾(腺癌、维尔姆斯肿瘤[肾胚细胞瘤]、淋巴瘤、白血病)，膀胱和尿道(鳞状细胞癌、过渡细胞癌、腺癌)，前列腺(腺癌、肉瘤)，睾丸(精原细胞瘤、畸胎瘤、胚胎癌、畸胎癌、绒膜癌、肉瘤、间质细胞癌、纤维瘤、纤维腺瘤、腺瘤样肿瘤、脂瘤)； 肝脏：肝细胞瘤(肝细胞癌)、胆管癌、肝胚细胞瘤、血管肉瘤、肝细胞腺瘤、血管瘤；骨：成骨肉瘤(骨肉瘤)、纤维肉瘤、恶性纤维组织细胞瘤、软骨肉瘤、尤因肉瘤、恶性淋巴瘤(网状细胞肉瘤)、多发性脊髓瘤、恶性巨细胞肿瘤脊索瘤、软骨骨瘤(骨软骨外生骨疣)、良性软骨瘤、成软骨细胞瘤、软骨粘液纤维瘤、骨样骨瘤和巨细胞肿瘤；神经系统：颅骨(骨瘤、血管瘤、肉芽瘤、黄瘤、畸形性骨炎)，脑膜(脑膜瘤、脑膜肉瘤、神经胶质瘤病)，脑(星形细胞瘤、成神经管细胞瘤、神经胶质瘤、室管瘤、胚组织瘤[松果体瘤]、多形性成胶质细胞瘤、少突神经胶质细胞瘤、神经鞘瘤、成视网膜细胞瘤、先天性肿瘤)，脊索(神经纤维瘤、脑膜瘤、神经胶质瘤、肉瘤)； 妇科：子宫(子宫脑膜癌)，子宫颈(子宫颈癌、肿瘤前子宫颈发育异常)，卵巢(卵巢癌[浆液囊腺癌、假粘液性囊腺癌、未分类的癌]、粒层-膜细胞肿瘤、塞尔托利-莱迪希细胞肿瘤、无性细胞瘤、恶性畸胎瘤)，外阴(鳞状细胞癌、上皮内癌、腺癌、纤维肉瘤、黑素瘤)，阴道(透明细胞癌、鳞状细胞癌、葡萄簇状肉瘤[胚胎横纹肌肉瘤])，输卵管(癌)； 血液：血液(髓细胞样白血病[急性和慢性]、急性成淋巴细胞性白血病、慢性淋巴细胞性白血病、骨髓及外骨髓增殖性疾病、多发性骨髓瘤、脊髓发育不良综合症)，何杰金病、非何杰金淋巴瘤[恶性淋巴瘤]； 皮肤：恶性黑素瘤、基底细胞癌、鳞状细胞癌、卡波济肉瘤、痣发育不良痣、脂瘤、血管瘤、皮肤纤维瘤、瘢痕瘤、牛皮癣；以及 腺体：成神经细胞瘤。因此，在此所用术语“癌细胞”包括受到任何一种如上所述的病症影响的细胞。
因此，本发明的组合物可给药于细胞。术语“给药”是指向细胞培养基以及患者中的细胞给药治疗有效量的本发明有丝分裂剂。术语“治疗有效量”是指可对给药个体产生作用的剂量。精确的剂量取决于治疗目的，而且可由本领域技术人员通过已知的方法来确定。本领域众所周知的是，必需根据全身与局部给药、年龄、体重、总的健康状况、性别、饮食、给药时间、药物的相互作用以及疾病的严重程度，对给药剂量进行调整，而且可由本领域技术人员用常规的实验来确定。在此所用术语“细胞”是指可改变其中有丝分裂或者减数分裂的几乎大多数的任何细胞。
在本发明中，“患者”包括人和其他动物(特别是哺乳动物)以及其他生物体。因此，本发明的方法可应用于人的治疗和兽医领域中。在优选的实施方案中，患者是哺乳动物，而在最优选的实施方案中，患者是人。
具有所希望的药理活性的有丝分裂剂可与生理上可接受的载体一起给药于患者。根据引入的方式，本发明的化合物可以如下所述多种方法进行配制。治疗活性化合物在制剂中的浓度可为0.1-100重量％。药物可单独或者与其他治疗(如放射疗法)或者其他化学治疗剂一起进行。
在优选的实施方案中，药物组合物是水溶性的形式，如药物学上可接受的盐，这包括酸和碱加成盐。“药物学上可接受的酸加成盐”是指仍保留游离碱的生物有效性、与无机酸或者有机酸形成的那些盐，所述无机酸例如是盐酸、氢溴酸、硫酸、硝酸、磷酸等，而有机酸例如是醋酸、丙酸、甘醇酸、丙酮酸、草酸、马来酸、丙二酸、琥珀酸、富马酸、酒石酸、柠檬酸、苯甲酸、肉桂酸、扁桃酸、甲磺酸、乙磺酸、对甲苯磺酸、水杨酸等。“药物学上可接受的碱加成盐”包括衍生于无机碱的盐，例如是钠、钾、锂、铵、钙、镁、铁、锌、铜、锰、铝盐等。特别优选的是铵、钾、钠、钙和镁盐。衍生于药物学上可接受的有机非毒性碱的盐包括伯胺、仲胺、叔胺、取代胺(包括天然取代的胺)、环状胺、以及碱性离子交换树脂的盐，这些有机碱例如是异丙基胺、三甲基胺、二乙基胺、三乙基胺、三丙基胺、和乙醇胺。
药物组合物可制成各种剂型，例如颗粒剂、片剂、丸剂、栓剂、胶囊剂、混悬剂、药膏剂、洗剂等。在制备包含治疗活性化合物的组合物时，可使用适合于口服以及局部使用的药物级有机或者无机载体和/或稀释剂。本领域已知的稀释剂包括含水介质、植物和动物油脂。作为辅剂可以使用稳定剂、湿润剂、和乳化剂、用于改变渗透压的盐或者用于确保足够的pH值的缓冲液、以及皮肤渗透增强剂。药物组合物还可包括一种或者多种以下成分：载体蛋白，如血清白蛋白；缓冲液；填料，如微晶纤维素、乳糖、玉米和其他淀粉；粘合剂；甜味剂和其他调味剂；着色剂；以及聚乙二醇。添加剂在本领域中是已知的，而且可以在各种制剂中使用。
本发明的有丝分裂剂可通过多种途径进行给药，包括但不限于口服、皮下、静脉内、鼻内、透皮、腹膜内、肌肉内、肺内、阴道、直肠、或者眼内。在某些情况下，例如在治疗伤口和炎症时，本发明的抗有丝分裂剂可直接以溶液或者喷雾剂给药。
在用于筛选结合KSP驱动蛋白的化合物的方法中使用本发明的化合物时，将KSP结合在载体上，然后在实验中添加本发明的化合物(其是有丝分裂剂)。或者，将本发明的化合物结合在载体上，然后添加KSP。可在其中寻求新的结合剂的化合物包括特异性抗体、在化学文库的筛选中已鉴别的非天然结合剂、肽类似物等。筛选出对于人细胞具有低毒性的候选药物是筛选实验特别有用的一个方面。为此目的可使用多种实验，包括体外标记的蛋白-蛋白结合实验，电泳移动性位移实验，用于蛋白结合的免疫实验，官能团实验(磷酸化实验等)，等等。
可以多种方法测定有丝分裂剂与KSP的结合。在优选的实施方案中，有丝分裂剂(本发明的化合物)例如用荧光或者放射活性基团标记，然后直接测量结合。例如，这可如下进行：将所用或者部分的KSP连接在固体载体上，添加经标记的有丝分裂剂(例如其中至少一个原子被可检测的同位素替换的本发明化合物)，洗涤掉过量的试剂，然后测定固体载体上存在的标记物的量。如本领域技术人员已知的，可使用各种阻断和洗涤步骤。
术语“标记”是指化合物直接或者间接地用可提供检测信号的标记物标记，所述标记物例如是放射同位素、荧光标记、酶、抗体、颗粒(如磁性颗粒)、化学发光标记、或者特异性结合分子等。特异性结合分子包括一对物质，如生物素和抗生蛋白链菌素，地谷新和抗地谷新等。对于特异性结合物，根据如上所述的已知方法，互补一方通常与待检测的分子结合。标记物可直接或者间接提供可检测的信号。
在某些实施方案中，仅标记其中一个化合物。例如，可用125I或者荧光团在酪氨酸位置处标记驱动蛋白。或者，用不同的标记物标记一个以上的组分，例如蛋白质用125I，而有丝分裂剂用荧光团。
本发明的化合物也可用作筛选其他候选药物时的竞争剂。在此所用的术语“候选生物活性剂”或者“候选药物”或者语法上等同的词是指待检测其生物活性的任何分子，如蛋白质、寡肽、小的有机分子、多糖、多核苷酸等。它们可直接或者间接改变细胞增殖表型或者细胞增殖序列的表达，所述细胞增殖序列包括核酸序列和蛋白序列。在其他情况下，筛选改变细胞增殖蛋白结合和/或活性。该类型的筛选可在有或者没有微管存在时进行。在筛选蛋白结合或活性时，优选的实施方案不包括任何已知可以结合具体的蛋白的分子，例如聚合物结构(如微管)以及能量源(如ATP)。实验的优选实施方案包括在其内源天然状态下不结合分子增殖蛋白的候选药物(在此称为“外源性”药物)。在其他优选的实施方案中，外源性药物进一步排除KSP的抗体。
候选药物可包括多种类别的化学物质，但通常是有机分子，优选分子量为100-2500道尔顿的小有机分子。候选药物包括与蛋白的结构相互作用所必需的官能团，特别是氢键和亲脂性结合的官能团，其通常至少包括胺、羰基、羟基、醚、或者羧基，优选官能团中至少有两个。候选药物经常包括环状碳或者杂环结构和/或芳香或者多芳香结构，它们被一个或者多个上述官能团取代。候选药物还可在生物分子中选择，所述生物分子包括肽、糖、脂肪酸、甾体化合物、嘌呤、嘧啶、以及它们的衍生物、结构类似物或者组合。特别优选的是肽。
候选药物是由包括合成或者天然化合物的文库的多种来源得到的。例如，随机可有多种方式，而且涉及多种有机化合物及生物分子的合成，包括随机寡核苷酸的表达。或者，细菌、真菌、植物和动物提取物形式的天然化合物文库也是可以利用或者容易产生的。另外，天然或者合成的文库及化合物可容易地通过常规的化学、物理和生物化学方法进行改性。已知的药物可进行针对性或者随机的化学改性，如酰基化、烷基化、酯化、酰胺化，以产生结构类似物。
竞争性筛选实验可通过在第一个样品中混合KSP以及候选药物来进行。第二个样品包括有丝分裂剂、KSP以及候选药物。这可在有或者没有微管存在时进行。测定这两个样品中的候选药物结合，而两个样品之间的结合变化或者不同表明存在能够结合KSP并潜在调节其活性的药物。也就是说，如果第二个样品中候选药物的结合不同于第一个样品中的，则表明候选药物能够结合KSP。
在优选的实施方案中，候选药物的结合是通过使用竞争性结合实验来测定。在该实施方案中，竞争剂是已知与KSP结合的结合物质，如抗体、肽、结合配偶体、配体等。在某些情况下，例如在候选药物和结合物质之间，用结合物质置换候选药物，可存在竞争性结合。
在一个实施方案中，候选药物是经过标记的。候选药物或者竞争剂或者它们两个，首先添加至KSP中，其时间足以进行结合。可在任何有利于最佳活性的温度下进行保温，通常在4-40℃之间。
保温的时间根据最佳活性来选择，但也可进行最佳化，以有利于快速高输出筛选。通常0.1-1小时是足够的。过量的试剂通常被除去或者洗掉。接着添加第二组分，然后是有或者没有经过标记的组分，以表明结合。
在优选的实施方案中，首先添加竞争剂，然后添加候选药物。竞争剂的替换是候选药物与KSP结合并由此能够结合以及潜在调节KSP活性的指标。在该实施方案中，组分可进行标记。因此，例如，如果竞争剂是经过标记的，则在洗涤溶液中存在标记物表明被药物替换。或者，如果候选药物被标记，在载体上存在标记物表明进行了替换。
在另一个实施方案中，候选药物首先添加，并进行保温和洗涤，然后是竞争剂。不存在竞争剂的结合表明候选药物以更高的亲和性与KSP结合。因此，如果候选药物是标记的，在载体上存在标记物，没有竞争剂的结合，有可能表明候选药物能够与KSP结合。
鉴别出KSP的结合位点是非常有价值的。这可通过各种方法来进行。在一个实施方案中，一旦鉴别出KSP与有丝分裂剂结合，就使KSP分段或者改性，然后重复实验以鉴别出结合所必需的组分。
调节作用是通过筛选能够调节KSP活性的候选药物来测试的，其包括以下步骤：如上所述混合候选药物和KSP，然后测定KSP生物活性的变化。因此，在该实施方案中，候选药物应与KSP结合(虽然这不是必须的)，并改变其生物或者生化活性。该方法包括细胞的体外筛选法和体内筛选法，其中包括细胞周期分布、细胞存活率、有丝分裂纺锤体是否存在、形态、活性、分布或者量的变化。
或者，可使用不同的筛选，以鉴别出与天然KSP结合但不与改性KSP结合的候选药物。
可在实验中使用阳性对照和阴性对照。优选的是，所有的对照和测试样品都进行至少三次，以得到统计学显著的结果。所有样品的保温时间应足以使药物与蛋白质结合。在保温后，洗涤所有的样品，使得没有非特异性结合的材料，然后测定结合而且通常被标记的药物的量。例如，当使用放射性标记物时，样品可在闪烁计数器中计数，以测定结合化合物的量。
在筛选实验中可包括多种其他试剂。这些试剂包括例如盐、中性蛋白质(如白蛋白)、洗涤剂等，它们可有利于最佳的蛋白-蛋白结合和/或降低非特异性或者背景相互作用。还可使用可提高使用效率的试剂，如蛋白酶抑制剂、核酸酶抑制剂、杀微生物剂等。可以任何顺序添加组分的混合物，以提高所需的结合。
以下实施例用于更详细地描述实施本发明的方式。应理解的是，这些实施例绝不是对本发明真实范围的限制，而仅是用于说明目的。在此引用的所有参考文献都全文引入作为参考。实施例
以下缩写及术语的含意如下所示：
Ac 乙酰基
BNB 4-溴甲基-3-硝基苯甲酸
Boc t-丁氧基羰基
Bu 丁基
c- 环
CBZ 苄氧基羰基
DBU 二氮杂二环[5.4.0]十一碳-7-烯
DCM 二氯甲烷CH2Cl2
DCE 二氯乙烯
DEAD 二乙基偶氮二羧酸酯
DIC 二异丙基碳化二亚胺
DIEA  N，N-二异丙基乙基胺
DMAP  4-N，N-二甲基氨基吡啶
DMF  N，N-二甲基甲酰胺
DMSO 二甲基亚砜
DVB 1，4-二乙烯基苯
EEDQ 2-乙氧基-1-乙氧基羰基-1，2-二氢喹啉
Et 乙基
Fmoc 9-芴基甲氧基羰基
GC 气相色谱
HATU O-(7-氮杂苯并三唑-1-基)-1，1，3，3-四甲基六氟磷酸尿
HMDS 六甲基二硅氮烷
HOAc 乙酸
HOBt 羟基苯并三唑
Me 甲基
mesyl 甲磺酰基
MTBE 甲基叔丁基醚
NMO  N-甲基氧化吗啉
PEG 聚乙二醇
Ph 苯基
Phoh 苯酚
PfP 五氟苯酚
PPTS 对甲苯磺酸吡啶盐
Py 吡啶
PyBroP 溴-三吡咯烷六氟磷酸尿
rt 室温
sat＝d 饱和
s- 二级
t- 三级
TBDMS 叔丁基二甲基甲硅烷基
TES 三乙基硅烷
TFA 三氟乙酸
THF 四氢呋喃
TMOF 原甲酸三甲基酯
TMS 三甲基甲硅烷基
tosyl 对甲苯磺酰基
TrT 三苯基甲基
实施例1化合物的合成
总的合成方法见图1和2所示。步骤1：N-丁酰基邻氨基苯甲酸
在3颈500ml圆底烧瓶中添加氨基邻苯甲酸(1)(0.5mol，68.5g)和二甲基甲酰胺(250ml)，该圆底烧瓶上配有温度计、滴液漏斗、以及磁搅拌棒。在该溶液中滴加丁酰氯(0.55mol，57.1ml)，其速度应使混合物的温度不超过40℃。在室温下剧烈搅拌该悬浮液至少3小时。将混合物倾倒在水(2000ml)中，并再搅拌1小时。过滤收集沉淀出的产物，用冷水洗涤，然后在减压下于P2O5上干燥，产生化合物2(67.3g，65％)。步骤2：2-丙基-3，1-[4H]苯并恶嗪-4-酮
在500ml的圆底烧瓶中将化合物2(51.8g，0.25mol)溶解在乙酸酐(180ml)中，该圆底烧瓶配有磁搅拌棒、Claisen蒸馏头(带有真空入口)和温度计。将该烧瓶放置在油浴中，然后在剧烈搅拌下缓慢加热至170-180℃。在大气压力下缓慢蒸馏除去所产生的乙酸。在转化过程中监测蒸馏装置的头温。将反应混合物冷却至60℃，并在减压下通过蒸馏除去过量的乙酸酐(约20mm Hg)。然后冷却残留物，并使产物结晶。产物用正己烷(75ml)研磨，然后过滤分离，得到2-丙基-3，1-[4H]苯并恶嗪-4-酮(3)(29.3g，62％)。上述方法得到的化合物3已足够纯，并直接用于下一步中。步骤3：2-丙基-3-苄基喹唑啉-4-酮
在单口250ml圆底烧瓶中使化合物3(28.4g，0.15mol)和苄胺(17.5ml，0.16mol)在氯仿(50ml)中回流6小时。化合物3消耗完全后，减压蒸发氯仿。在配有Claisen蒸馏头和磁搅拌棒的烧瓶中向残留物添加乙二醇(100ml)和氢氧化钠颗粒(0.60g)。将该烧瓶浸没在油浴中，并在剧烈搅拌下预热至130-140℃的浴温，然后保持5小时，同时蒸馏除去所产生的水。反应完全后，使澄清溶液冷却至室温，并保持过夜，以沉淀出产物。添加3％盐酸溶液，将悬浮液的pH调节为7-8，过滤出晶体，并用冷水洗涤，然后用异丙醇(或者丙酮)重结晶，得到化合物2-丙基-3-苄基喹唑啉-4-酮(化合物4)(28.0g，67％)。步骤4：2-(1′-溴丙基)-3-苄基喹唑啉-4-酮
在三口250ml烧瓶中添加化合物4(27.8g，0.10mol)、无水醋酸钠(10.0g)和冰乙酸(130ml)，该烧瓶配有温度计、滴液漏斗、和搅拌棒。在40℃下向该溶液中滴加溶解在乙酸(10ml)中的溴(16.0g，0.10mol)，用时1-2小时。添加完成后，将混合物倾倒在水(1500ml)中，并在室温下搅拌1-2小时。过滤分离沉淀出的产物2-(1′-溴丙基)-3-苄基喹唑啉-4-酮(5)，用温水洗涤以除去痕量的乙酸，然后用少量的异丙醇淋洗。干燥后得到化合物5(53.0g，92％)。步骤5：2-[1′-(N，N-二甲基亚乙基二胺基)丙基]-3-苄基喹唑啉-4-酮
在无水乙醇(60ml)中溶解化合物5(10.7g，0.03mol)和N，N-二甲基亚乙基二胺(6.6ml，0.06mol)，然后加热回流6小时。反应完全后，减压蒸发溶剂。将残留物溶解在二氯甲烷(150ml)中，然后用3％氢氧化钠水溶液(约10-20ml)洗涤。有机层用硫酸镁干燥，然后减压蒸发至干。残留的油性产物在短的硅胶垫上通过快速色谱法纯制，其中使用氯仿-甲醇-氨水90∶10∶0.1作为洗脱剂，得到所希望的化合物(5)--2-[1′-(N，N-二甲基亚乙基二胺基)丙基]-3-苄基喹唑啉-4-酮(6)(6.0g，55％)。步骤6：2-[1′-(N-4-氟苯甲酰基)-(N，N-二甲基亚乙基二胺基)丙基]-3-苄基喹唑啉-4-酮
在HPLC级的氯仿(0.5ml)中制备化合物5(1.822g，5.0mmol)的原料液。在2.0ml体积的烧瓶中制备对氟苯甲酰氯(160.2mg，1mmol)在HPLC级的1，2-二氯乙烷(2.0ml)中的原料液。在HPLC级的1，2-二氯乙烷中制备三乙胺(2.0ml，0.5M)的溶液。用Beckman Biomet2000自动液体分配器将100μl的各溶液移液至玻璃反应容器中。使用机械摇动器摇动反应混合物，在超声水浴中进行超声处理，然后在室温下保温过夜。混合物在氯仿(300μl)中稀释，然后用5％碳酸氢钠水溶液和水洗涤。真空除去溶剂，得到化合物(6)(65％)。用TLC分析该化合物的纯度，其中用二氯甲烷-乙醇-浓氨水100∶10∶1洗脱。实施例2和3合成通式结构1d的化合物
所有的无水溶剂都购自于Aldrich Chemical Company，并储存在SureSeal容器中。大多数的试剂购自于Aldrich Chemical Company。缩写：DCM，二氯甲烷；DIEA，N，N-二异丙基乙基胺；DMF，N，N-二甲基甲酰胺；TES，三乙基硅烷；TFA，三氟乙酸。阵列合成(array synthesis)是在15×75mm圆底螺旋帽玻璃管中进行的，该玻璃管放置在4×6列铝制合成装置中，用Teflon衬里橡胶膜密封。添加试剂，用单个或者多通道安全移液管进行含水萃取。用Whatman/Polyfiltronics 24孔、10ml过滤装置进行过滤。挥发性物质由阵列中的蒸发是用Labconco涡旋蒸发器或者通过用4×6氮气歧管吹扫来进行的。实施例2(单个化合物的固相合成)
步骤1)称量1，3-二氨基丙烷三苯甲基树脂(Novabiochem，1.2mmol/g)(0.20g，0.24mmol)并添加至螺旋帽玻璃管中，然后添加3ml的DMF和氯仿1∶1混合物。添加DIEA(0.130ml，0.72mmol)和2-(1′-溴丙基)-3-苄基喹唑啉-4-酮(实施例1中制备的)(0.188g，0.48mmol)。密封过玻璃管，加热至70℃，然后摇动过夜。过滤树脂，并进行洗涤(3×DCM，2×MeOH，1×DCM，2×醚)，然后真空干燥。27mg等份的树脂用5∶5∶90的TFA∶TES∶DCM处理15分钟，然后过滤并蒸发混合物，得到8mg(产率64％)的喹唑啉酮二胺中间体。LCMS分析表明纯度＞80％。
步骤2)步骤1中的树脂在3ml的DCM中溶涨。添加DIEA(0.130ml，0.72mmol)和4-溴苄基溴(0.12g，0.48mmol)。密封玻璃管，然后摇动过夜。LCMS分析裂解等份表明有约1∶1起始物和产物的混合物。再添加0.130ml的DIEA和0.12g的4-溴苄基溴，然后在70℃下摇动混合物8小时。过滤树脂，洗涤(如上所述)，然后真空干燥。
步骤3)步骤2中的树脂用5∶5∶90的TFA∶TES∶DCM摇动并过滤2次。合并滤液并蒸发，得到140mg的橙色油状物。该物质用反相制备性HPLC(乙腈-水梯度)进行纯制，得到27mg(对于3个步骤为17％)的单TFA盐。实施例3(组合合成多个化合物)
步骤1)分别将1，2-二氨基乙烷三苯甲基树脂(Novabiochem，0.95mmol/g)(200g，1.9mmol)和1，3-二氨基丙烷三苯甲基树脂(Novabiochem，1.14mmol/g)(2.0g，2.28mmol)放置在不同的10ml聚丙烯烧结管(Bio-Rad)中。在每个管中添加4ml的DMF、4ml的氯仿、3eq.的DIEA(分别为1.0ml和1.2ml)、以及2eq.的2-(1′-溴丙基)-3-苄基喹唑啉-4-酮(实施例1制得的)(分别为1.5g和1.8g)。该混合物在70℃下摇动过夜。每个混合物进行洗涤(3×DCM、2×MeOH、1×DCM、2×醚)，然后真空干燥。裂解等份的分析表明存在合适的喹唑啉酮-二胺，每个的纯度都大于90％。
2)在阵列头2排中的每个玻璃管内放入喹唑啉酮乙基-二胺树脂(105mg，0.10mmol)，然后在阵列后2排的每个玻璃管内放入喹唑啉酮丙基-二胺树脂(88mg，0.10mmol)。在每个玻璃管中添加DIEA(0.131ml，0.75mmol)。在阵列头2排的每个玻璃管中添加不同的胺，并在阵列后2排的玻璃管中重复进行添加。反应装置在70℃下摇动过夜。通过用细点凝胶-孔尖的多通道移液管由每个玻璃管中除去液体，然后洗涤树脂(2×DCM、1×MeOH、1×DCM)，并真空干燥。
3)在阵列中的每个玻璃管内添加2ml的10∶5∶85 TFA∶TES∶DCM溶液。反应装置摇动45分钟，然后将混合物转移至过滤装置中进行过滤，然后用0.75ml的DCM洗涤2次。蒸发溶液，得到黄色-红色的油状物。用醚研磨这些粘的油状物2次，溶解在DCM中，然后用4M盐酸二恶烷溶液处理，得到盐酸盐(每个化合物不知道数目的盐)，为棕色-白色的粉末或者无定形固体。LCMS分析表明所有的纯度都大于75％。实施例4-6
用手性色谱法将6个外消旋喹唑啉酮化合物分离成它们的对映体。以下描述其中3个化合物的手性色谱法。实施例4
Figure A0081778300631
柱-Chiralpak AD，250×4.6mm(Diacel Inc.)
样品-0.5mg/ml，在乙醇中。
条件-15分钟的60％乙醇己烷溶液，对映体1在4.5分钟洗脱，对映体2在4.9分钟洗脱。实施例5
柱-Chiralcel OJ，250×4.6mm(Diacel Inc.)
样品-0.5mg/ml，在乙醇中。
条件-15分钟的10％乙醇己烷溶液，(R)-对映体在8.4分钟洗脱，(S)-对映体在9.6分钟洗脱。实施例6
柱-Chiralpak AD，250×4.6mm(Diacel Inc.)
样品-0.5mg/ml，在乙醇中。
条件-15分钟的70％乙醇己烷溶液，对映体1在6.5分钟洗脱，对映体2在8.8分钟洗脱。
下表描述了如上分离的三个其他化合物的外消旋物及对映体的IC50活性。在所有三个情况中，一个对映体显著强于另一个对映体。通过独立的手性合成，似乎活性更强的对映体是R对映体。实施例7和8
以下两个化合物是用图4中所示的路线以单一对映体的形式合成的。数据表明活性更强的对映体是R对映体。
Figure A0081778300661
实施例9通过酒石酸重结晶的手性拆分
实施例1中制得的中间体A可转化为中间体B，其在拆分时，为图4中所示的头5个步骤提供了一个替代方法。该方法如以下合成路线所示：
B的R对映体可通过在异丙醇和甲醇的混合物中加热B与1.1当量D-酒石酸的混合物而选择性结晶，然后使混合物返回至室温。实施例9：X＝Cl，R＝H
外消旋中间体B(1.5g)溶解在100ml沸腾的异丙醇中，然后与0.8g的D-酒石酸在100ml沸腾甲醇中的溶液混合。使该混合物缓慢达到室温。放置过夜后，过滤除去固体，然后用乙酸乙酯和己烷洗涤，并进行空气干燥。经干燥的固体(0.8g)溶解在50ml异丙醇和50ml甲醇的沸腾混合物中，然后使它们缓慢冷却至室温。放置过夜后，过滤出所得的固体，并用乙酸乙酯和己烷洗涤，然后进行空气干燥。经干燥的固体用饱和碳酸氢钠溶液搅拌30分钟，然后用乙酸乙酯萃取。有机相干燥(硫酸镁)，过滤，然后蒸发至干。所得的澄清油状物重量为345mg。将其中一部分转化为S-Mosher酰胺并用1H NMR检查产物，由此测定手性纯度大于95％。根据图4中的剩余步骤，由上述步骤中得到的物质起始使用D-和L-酒石酸制备如下的对映体纯的化合物。在用喹唑啉酮KSP抑制剂处理的细胞中诱导有丝分裂停止
如下通过测量DNA含量进行FACS分析以测定细胞周期阶段。Skov-3细胞(人卵巢癌)分裂为1∶10，铺放在10cm的皿中，然后用包含5％胎牛血清(FBS)的RPMI 1640培养基一起生长至亚融合。细胞然后用10nM紫杉醇、400nM喹唑啉酮1、200nM喹唑啉酮2、或者0.25％的DMSO(化合物的载体)处理24小时。用包含5mM EDTA的PBS将细胞由板中冲洗下来，沉淀，再用包含1％FCS的PBS洗涤一次，然后在4℃下在85％乙醇中固定过夜。在分析之前，使细胞沉淀，洗涤一次，然后在每毫升10μg碘化丙锭和250μg核糖核酸酶的溶液中于37℃下染色半个小时。在Becton-Dickinson FACScan上进行流动细胞计分析，用Modfit软件分析每个样品中10000个细胞的数据。
喹唑啉酮化合物以及已知的抗有丝分裂剂紫杉醇，使细胞由G0/G1细胞周期阶段(2n DNA含量)移动至G2/M细胞周期阶段(4n DNA含量)。发现该类的其他化合物具有类似的作用。给药喹唑啉酮KSP抑制剂后的单极纺锤体形成
为测定G2/M累积的本质，人肿瘤细胞系Skov-3(卵巢)、HeLa(子宫颈)、和A549(肺)以每孔4000个细胞(SKOV-3 & HeLa)或者8000个细胞(A549)的密度放入96孔板中，使它们粘附24小时，然后用各种浓度的喹唑啉酮化合物处理24小时。细胞固定在4％甲醛中，并用抗微管蛋白抗体(随后使用荧光标记的辅助抗体识别)和Hoechst染料(其染色DNA)进行染色。
肉眼检查表明喹唑啉酮化合物使细胞周期停止在有丝分裂的前中期。DNA缩合，并且开始形成纺锤体，但休止的细胞均匀地表现为单极纺锤体，这表明抑制了纺锤极体的分离。微量注射抗KSP抗体也使有丝分裂停止，而且休止的细胞也表现为单极纺锤体。在用喹唑啉酮KSP抑制剂处理的肿瘤细胞系中抑制细胞增殖
以1000-2500个细胞/孔(取决于细胞系)的密度将细胞放入96孔板的孔中，然后使它们粘附/生长24小时。添加化合物时的时间作为T0。使用试剂3-(4，5-二甲基噻唑-2-基)-5-(3-羧基甲氧基苯基)-2-(4-磺基苯基)-2H-四唑(MTS)的四唑基实验(I.S.第5,185,450号美国专利)(参见Promega产品目录#G3580，CellTiter 96AQueous OneSolution Cell Proliferation Assay)，被用于测定T0时的细胞存活数量以及接触化合物48小时后存活细胞的数量。48小时后存活的细胞数量与添加药物时的存活细胞数量相比较，以计算生长抑制作用。
在仅用载体(0.25％DMSO)处理的对照孔中细胞在48小时后的生长被认为是100％的生长，而添加化合物的孔中的细胞生长与其进行比较。喹唑啉酮KSP抑制剂抑制以下肿瘤类型的人肿瘤细胞系的细胞增殖：肺(NCI-H460、A549)、乳腺(MDA-MB-231、MCF-7、MCF-7/ADR-RES)、结肠(HT29、HCT15)、卵巢(SKOV-3、OVCAR-3)、白血病(HL-60(TB)、K-562)、中枢神经系统(SF-268)、肾(A498)、骨肉瘤(U2-OS)、以及子宫颈(HeLa)。另外，在有喹唑啉酮化合物时，还对鼠肿瘤系(B16，黑素瘤)产生生长抑制作用。
GI50是通过化合物的浓度(μM)对处理孔中细胞生长的百分比作图而计算的。对于化合物计算的GI50是与对照组相比50％抑制生长时的估计浓度，即、以下等式表示的时间的浓度：
100×[(处理48小时-T0)/(对照48小时-T0)]＝50
所有的化合物浓度测试双份，而对照是12个孔的平均值。NationalCancer Institute使用了非常类似的96孔板方案和GI50计算方法(参见：Monks等人，J.Natl.Cancer Inst.83：757-766(1991))。但是，National CancerInstitute用于定量细胞数目的方法不是使用MTS，而是使用另外的方法。IC50的计算
本发明化合物对KSP活性的IC50值是使用ATP酶实验来测定的。使用以下的溶液：溶液1由3mM的磷烯酸醇丙酮酸钾盐(Sigma P-7127)、2mM的ATP(Sigma A-3377)、1mM的IDTT(Sigma D-9779)、5μM的紫杉醇(Sigma T-7402)、10ppm的消泡289(Sigma A-8436)、25mM的Pipes/KOH pH6.8(Sigma P6757)、2mM的氯化镁(VWRJT400301)、以及1mM的EGTA(Sigma E3889)组成。溶液2由1mM的NADH(Sigma N8129)、0.2mg/ml的BSA(Sigma A7906)、丙酮酸激酶7U/ml、L-乳酸脱氢酶10U/ml(Sigma P0294)、100nM的KSP运动域、50μg/ml的微管、1mM的DTT(Sigma D9779)、5μM的紫杉醇(Sigma T-7402)、10ppm的消泡289(Sigma A-8436)、25mM的Pipes/KOH pH6.8(Sigma P6757)、2mM的氯化镁(VWR JT4003-01)、以及1mM的EGTA(Sigma E3889)组成。使用溶液1在96孔板(CorningCostar3695)上制备化合物的系列稀释液(8-12个2倍稀释液)。在系列稀释后，每个孔有50μl的溶液1。在每个孔中添加50μl的溶液2，由此使反应开始。这可通过手工使用多通道移液管或者用自动液体处理装置来实现。微量滴定板转移至微板吸光度读数器中，并以动态读取每个孔在340nm处的多个吸光度读数。所观察到的变化速率与ATP酶成正比，并绘制其随化合物浓度变化的图。对于标准IC50测定，所需要的数据是通过以下4个参数的等式使用非线性拟合程序(如Grafit4)进行拟合：其中y是观察到的速率，而x是化合物浓度。
喹唑啉酮化合物抑制各种细胞系的生长，包括表达P-糖蛋白(也称为多药物抗药性，或者MDR+)的细胞系(MCF-7/ADR-RES，HCT15)，所述糖蛋白可对其他治疗剂如紫杉醇产生耐药性。因此，喹唑啉酮类化合物是能够抑制细胞增殖的抗有丝分裂剂，而且不会由于耐药性肿瘤细胞系的MDR+过度表达而被耐受。
虽然GI50值有变化，但发现该类的其他化合物都抑制细胞增殖。所测试的喹唑啉酮化合物的GI50值在200nM至高于最高的测试浓度。由此，虽然大多数抑制KSP活性的化合物在生物化学上不抑制细胞增殖，但对于某一些，在最高的测试浓度(通常为约20μM)时，细胞生长被抑制了50％以下。许多化合物的GI50值低于10μM，而且有一些的GI50值低于1μM。在临床上已成功地用于治疗癌症(癌症化学治疗剂)的抗增殖化合物的GI50在很大范围内变化。例如，在A549细胞中，紫杉醇的GI50是4nM，多柔比星是63nM，5-氟尿嘧啶是1μM，而羟基脲是500μM(这些数据是由National Cancer Institute，DevelopmentTherapeutic Program提供的，http：//dtp.nci.nih.gov/)。因此，可以使用在实际上任何浓度下都可抑制细胞增殖的化合物。但优选的是，化合物的GI50值低于1mM。更优选的是，化合物的GI50值低于20μM。更优选的是，化合物的GI50值低于10μM。GI50值的进一步降低也是希望的，包括化合物的GI50值低于1μM。对于一些本发明的喹唑啉酮化合物，其抑制细胞增殖时的GI50值在低于20nM-低于10nM的范围内。

Claims (59)

1、一种治疗细胞增殖性疾病的方法，其包括给药选自于以下组中的化合物：：
Figure A0081778300021
其中：R1选自于氢、烷基、芳基、烷基芳基、杂芳基、烷基杂芳基、取代烷基、取代芳基、取代烷基芳基、取代杂芳基、以及取代烷基杂芳基；R2和R2′独立地选自于氢、烷基、氧杂烷基、芳基、烷基芳基、杂芳基、烷基杂芳基、取代烷基、取代芳基、取代烷基芳基、取代杂芳基、以及取代烷基杂芳基；或者R2和R2′一起形成3-7元环；R3选自于氢、烷基、芳基、烷基芳基、杂芳基、烷基杂芳基、取代烷基、取代芳基、取代烷基芳基、取代杂芳基、取代烷基杂芳基、氧杂烷基、氧杂烷基芳基、取代氧杂烷基芳基、R15O-和R15-NH-；R3′选自于氢、烷基、芳基、烷基芳基、杂芳基、烷基杂芳基、取代烷基、取代芳基、取代烷基芳基、取代杂芳基、取代烷基杂芳基、和R15-NH-；R3″选自于烷基、芳基、烷基芳基、杂芳基、烷基杂芳基、取代烷基、取代芳基、取代烷基芳基、取代杂芳基、和取代烷基杂芳基；R4选自于氢、烷基、芳基、烷基芳基、杂芳基、烷基杂芳基、取代烷基、取代芳基、取代烷基芳基、取代杂芳基、取代烷基杂芳基、和R16-亚烷基；R5、R6、R7和R8独立地选自于氢、烷基、烷氧基、卤素、氟代烷基、硝基、二烷基氨基、烷基磺酰基、烷基氨磺酰基、氨磺酰基烷基、氨磺酰基芳基、烷硫基、羧基烷基、羧酰胺基、氨基羰基、芳基和杂芳基；R15选自于烷基、芳基、烷基芳基、杂芳基、烷基杂芳基、取代烷基、取代芳基、取代烷基芳基、取代杂芳基、和取代烷基杂芳基；R16选自于烷氧基、氨基、烷基氨基、二烷基氨基、N-杂环基、以及取代N-杂环基。
2、一种治疗与KSP驱动蛋白活性有关的疾病的方法，其包括给药选自于以下组中的化合物：：
Figure A0081778300031
其中：R1选自于氢、烷基、芳基、烷基芳基、杂芳基、烷基杂芳基、取代烷基、取代芳基、取代烷基芳基、取代杂芳基、以及取代烷基杂芳基；R2和R2′独立地选自于氢、烷基、氧杂烷基、芳基、烷基芳基、杂芳基、烷基杂芳基、取代烷基、取代芳基、取代烷基芳基、取代杂芳基、以及取代烷基杂芳基；或者R2和R2′一起形成3-7元环；R3选自于氢、烷基、芳基、烷基芳基、杂芳基、烷基杂芳基、取代烷基、取代芳基、取代烷基芳基、取代杂芳基、取代烷基杂芳基、氧杂烷基、氧杂烷基芳基、取代氧杂烷基芳基、R15O-和R15-NH-；R3′选自于氢、烷基、芳基、烷基芳基、杂芳基、烷基杂芳基、取代烷基、取代芳基、取代烷基芳基、取代杂芳基、取代烷基杂芳基、和R15-NH-；R3″选自于烷基、芳基、烷基芳基、杂芳基、烷基杂芳基、取代烷基、取代芳基、取代烷基芳基、取代杂芳基、和取代烷基杂芳基；R4选自于氢、烷基、芳基、烷基芳基、杂芳基、烷基杂芳基、取代烷基、取代芳基、取代烷基芳基、取代杂芳基、取代烷基杂芳基、和R16-亚烷基；R5、R6、R7和R8独立地选自于氢、烷基、烷氧基、卤素、氟代烷基、硝基、二烷基氨基、烷基磺酰基、烷基氨磺酰基、氨磺酰基烷基、氨磺酰基芳基、烷硫基、羧基烷基、羧酰胺基、氨基羰基、芳基和杂芳基；R15选自于烷基、芳基、烷基芳基、杂芳基、烷基杂芳基、取代烷基、取代芳基、取代烷基芳基、取代杂芳基、和取代烷基杂芳基；R16选自于烷氧基、氨基、烷基氨基、二烷基氨基、N-杂环基、以及取代N-杂环基。
3、一种抑制KSP驱动蛋白的方法，其包括使KSP驱动蛋白与选自于以下组中的化合物相接触：：其中：R1选自于氢、烷基、芳基、烷基芳基、杂芳基、烷基杂芳基、取代烷基、取代芳基、取代烷基芳基、取代杂芳基、以及取代烷基杂芳基；R2和R2′独立地选自于氢、烷基、氧杂烷基、芳基、烷基芳基、杂芳基、烷基杂芳基、取代烷基、取代芳基、取代烷基芳基、取代杂芳基、以及取代烷基杂芳基；或者R2和R2′一起形成3-7元环；R3选自于氢、烷基、芳基、烷基芳基、杂芳基、烷基杂芳基、取代烷基、取代芳基、取代烷基芳基、取代杂芳基、取代烷基杂芳基、氧杂烷基、氧杂烷基芳基、取代氧杂烷基芳基、R15O-和R15-NH-；R3′选自于氢、烷基、芳基、烷基芳基、杂芳基、烷基杂芳基、取代烷基、取代芳基、取代烷基芳基、取代杂芳基、取代烷基杂芳基、和R15-NH-；R3″选自于烷基、芳基、烷基芳基、杂芳基、烷基杂芳基、取代烷基、取代芳基、取代烷基芳基、取代杂芳基、和取代烷基杂芳基；R4选自于氢、烷基、芳基、烷基芳基、杂芳基、烷基杂芳基、取代烷基、取代芳基、取代烷基芳基、取代杂芳基、取代烷基杂芳基、和R16-亚烷基；R5、R6、R7和R8独立地选自于氢、烷基、烷氧基、卤素、氟代烷基、硝基、二烷基氨基、烷基磺酰基、烷基氨磺酰基、氨磺酰基烷基、氨磺酰基芳基、烷硫基、羧基烷基、羧酰胺基、氨基羰基、芳基和杂芳基；R15选自于烷基、芳基、烷基芳基、杂芳基、烷基杂芳基、取代烷基、取代芳基、取代烷基芳基、取代杂芳基、和取代烷基杂芳基；R16选自于烷氧基、氨基、烷基氨基、二烷基氨基、N-杂环基、以及取代N-杂环基。
4、如权利要求1、2或3所述的方法，其中，R1选自于氢、烷基、芳基、取代烷基、取代芳基、杂芳基、取代杂芳基、烷基芳基、取代烷基芳基和取代烷基杂芳基，R2选自于氢、烷基或者取代烷基，R2′是氢，R3选自于烷基、取代烷基、烷基芳基、杂芳基、芳基、取代芳基、取代杂芳基、取代氧杂烷基芳基、R15O-和R15-NH-，R4选自于烷基、芳基、烷基芳基、烷基杂芳基、取代烷基、取代芳基、和R16-亚烷基，R5是氢，R6、R7和R8独立地选自于氢、卤素、甲基和三氟甲基，R15选自于烷基、芳基和取代芳基，R16选自于烷氧基、氨基、烷基氨基、二烷基氨基和N-杂环基。
5、如权利要求4所述的方法，其中R2和R2′所连接的立体中心是R构型的。
6、如权利要求1、2或3所述的方法，其包括给药以下化合物：
Figure A0081778300071
7、如权利要求6所述的方法，其中R1选自于氢、低级烷基、取代的低级烷基、苄基、取代苄基、苯基、萘基、和取代苯基。
8、如权利要求7所述的方法，其中R1选自于氢、乙基、丙基、甲氧基乙基、萘基、苯基、溴苯基、氯苯基、甲氧基苯基、乙氧基苯基、甲苯基、二甲基苯基、氯氟苯基、甲基氯苯基、乙基苯基、苯乙基、苄基、氯苄基、甲基苄基、甲氧基苄基、四氢呋喃基甲基和(乙氧基羰基)乙基。
9、如权利要求6所述的方法，其中R2选自于氢、低级烷基和取代的低级烷基，而R2′是氢。
10、如权利要求9所述的方法，其中R2选自于氢、甲基、乙基、丙基、甲硫基乙基、氨基丁基、(CBZ)氨基丁基、环己基甲基、苄氧基甲基、甲基亚硫酰基乙基、甲基亚硫酰基甲基、羟甲基、苄基和吲哚基甲基。
11、如权利要求6所述的方法，其中R3选自于C1-C13烷基；取代的低级烷基；苯基；萘基；被一个或者多个卤素、低级烷基、低级烷氧基、硝基、羧基、亚甲二氧基或者三氟甲基取代的苯基；联苯基；苄基；苯氧基甲基；卤代苯氧基甲基；苯基乙烯基；杂芳基；被低级烷基取代的杂芳基；以及苄氧基甲基。
12、如权利要求11所述的方法，其中R3选自于乙基、丙基、氯丙基、丁氧基、庚基、丁基、辛基、十三烷基、(乙氧基羰基)乙基、二甲基氨基乙基、二甲基氨基甲基、苯基、萘基、卤代苯基、二卤代苯基、氰基苯基、卤(三氟甲基)苯基、氯苯氧基甲基、甲氧基苯基、羧基苯基、乙基苯基、甲苯基、联苯基、亚甲二氧基苯基、甲基磺酰基苯基、甲氧基氯苯基、氯萘基、甲基卤代苯基、三氟甲基苯基、丁基苯基、戊基苯基、甲基硝基苯基、苯氧基甲基、二甲氧基苯基、苯乙烯基、硝基氯苯基、硝基苯基、二硝基苯基、二(三氟甲基)苯基、苄氧基甲基、苄基、呋喃基、苯并呋喃基、吡啶基、吲哚基、甲基吡啶基、吡啶甲基、喹啉基、吡唑基、和咪唑基。
13、如权利要求6所述的方法，其中R3是R15NH，而R15选自于低级烷基；环己基；苯基；以及被卤素、低级烷基、低级烷氧基或者低级烷硫基取代的苯基。
14、如权利要求13所述的方法，其中R15选自于异丙基、丁基、环己基、苯基、溴苯基、二氯苯基、甲氧基苯基、乙基苯基、甲苯基、三氟甲基苯基或者甲硫基苯基。
15、如权利要求6所述的方法，其中R4选自于低级烷基、取代的低级烷基、环己基；被羟基、低级烷氧基或者低级烷基取代的苯基；苄基；杂芳基甲基；杂芳基乙基；杂芳基丙基和R16-亚烷基，其中R16是氨基、低级烷基氨基、二(低级烷基)氨基、低级烷氧基、或者N-杂环基。
16、如权利要求15所述的方法，其中R4选自于甲基、乙基、丙基、丁基、环己基、羧基乙基、羧基甲基、甲氧基乙基、羟基乙基、羟基丙基、二甲基氨基乙基、二甲基氨基丙基、二乙基氨基乙基、二乙基氨基丙基、氨基丙基、甲基氨基丙基、2，2-二甲基-3-(二甲基氨基)丙基、1-环己基-4-(二乙基氨基)丁基、氨基乙基、氨基丁基、氨基戊基、氨基己基、氨基乙氧基乙基、异丙基氨基丙基、二异丙基氨基乙基、1-甲基-4-(二乙基氨基)丁基、(t-Boc)氨基丙基、羟基苯基、苄基、甲氧基苯基、甲基甲氧基苯基、二甲基苯基、甲苯基、乙基苯基、(氧代吡咯烷基)丙基、(甲氧基羰基)乙基、苄基哌啶基、吡啶基乙基、吡啶基甲基、吗啉基乙基、吗啉基丙基、哌啶基、氮杂环丁烷基甲基、氮杂环丁烷基丙基、吡咯烷基乙基、吡咯烷基丙基、哌啶基甲基、哌啶基乙基、咪唑基丙基、咪唑基乙基、(乙基吡咯烷基)甲基、(甲基吡咯烷基)乙基、(甲基吡咯烷基)丙基、(甲基哌嗪基)丙基、呋喃基甲基和吲哚基乙基。
17、如权利要求6所述的方法，其中R1选自于低级烷基、苄基、取代苄基、和取代苯基，R2选自于氢、烷基、取代低级烷基和苄基，R2′是氢，R3选自于取代苯基和萘基，R4选自于取代烷基和R16-亚烷基，R5是氢或卤素，R6是氢、甲基或者卤素；R7是氢、卤素、甲基或三氟甲基；R8是氢或者卤素，R16选自于二(低级烷基)氨基、(低级烷基)氨基、氨基、N-杂环基、和取代的N-杂环基。
18、如权利要求1、2或3所述的方法，其中R1是苄基或者卤代苄基；R2选自于乙基和丙基；R2′是氢；R3是取代苯基；R3′是取代苯基；R3″是取代苯基；R4是-(CH)mOH或者-(CH2)pR16，其中m是2或3，p是1-3；R5是氢；R6是氢；R7是卤素；R8是氢；而R16选自于氨基、丙基氨基、和氮杂环丁烷基。
19、如权利要求18所述的方法，其中R2和R2′所连接的立体中心是R构型的。
20、如权利要求1、2或3所述的方法，其包括给药以下式的化合物：
Figure A0081778300111
21、如权利要求20所述的方法，其中R1选自于氢、低级烷基、取代的低级烷基、苄基、取代苄基、苯基、萘基、和取代苯基；R2选自于氢、低级烷基和取代的低级烷基，R2′是氢；R3′选自于C1-C13烷基、苯基、萘基、被卤素、低级烷基、低级烷氧基、硝基、亚甲二氧基或者三氟甲基取代的苯基、联苯基和杂环基；R4选自于低级烷基、取代的低级烷基、环己基，被羟基、低级烷氧基或者低级烷基取代的苯基，苄基、杂芳基甲基、杂芳基乙基、杂芳基丙基、和R16-亚烷基，其中R16选自于二(低级烷基)氨基、(低级烷基)氨基、氨基、低级烷氧基、或者N-杂环基。
22、如权利要求20所述的方法，其中R1选自于低级烷基、苄基、取代苄基、和取代苯基；R2是氢或者低级烷基；R2′是氢；R3选自于取代苯基和萘基；R4是R16-亚烷基、羟基低级烷基或者羧基低级烷基；R6和R7选自于氢和卤素；R5和R8是氢；R16选自于二(低级烷基)氨基、(低级烷基)氨基、氨基、吡咯烷基、哌啶基、氮杂环丁烷基和吗啉基。
23、如权利要求1、2或3所述的方法，其包括给药以下式的化合物：
24、如权利要求23所述的方法，其中R1选自于氢、低级烷基、取代的低级烷基、苄基、取代苄基、苯基、萘基和取代苯基；R2选自于氢、低级烷基和取代的低级烷基；R2′是氢；R4选自于低级烷基、环己基，被羟基、低级烷氧基或者低级烷基取代的苯基，苄基、杂芳基甲基、杂芳基乙基、杂芳基丙基和R16-亚烷基，其中R16选自于二(低级烷基)氨基、(低级烷基)氨基、氨基、低级烷氧基、或者N-杂环基。
25、如权利要求23所述的方法，其中R1选自于低级烷基、苄基、取代苄基和取代苯基；R2是氢或者低级烷基；R2′是氢；R4是R16-亚烷基；R6和R7选自于氢和卤素；R5和R8是氢；R16选自于二(低级烷基)氨基、(低级烷基)氨基、氨基、吡咯烷基、哌啶基、咪唑基和吗啉基。
26、如权利要求1、2或3所述的方法，其包括给药以下式的化合物：
Figure A0081778300131
27、如权利要求26所述的方法，其中R1选自于氢、低级烷基、取代的低级烷基、苄基、取代苄基、苯基、萘基和取代苯基；R2选自于氢、低级烷基和取代的低级烷基；R2′是氢；R3″选自于C1-C13烷基、取代的低级烷基、苯基、萘基、被卤素、低级烷基、低级烷氧基、硝基、亚甲二氧基或者三氟甲基取代的苯基、联苯基、苄基和杂环基；R4选自于低级烷基、取代的低级烷基、环己基，被羟基、低级烷氧基或者低级烷基取代的苯基，苄基、取代苄基、杂环基、杂芳基甲基、杂芳基乙基、杂芳基丙基和R16-亚烷基，其中R16选自于二(低级烷基)氨基、(低级烷基)氨基、氨基、低级烷氧基、或者N-杂环基。
28、如权利要求27所述的方法，其中R1选自于低级烷基、苄基、取代苄基和取代苯基；R2是氢或者低级烷基；R2′是氢；R3″选自于取代苯基、杂环基和萘基；R4选自于取代苄基、杂环基、取代的低级烷基和R16-亚烷基；R6和R7选自于氢和卤素；R5和R8是氢；R16选自于二(低级烷基)氨基、(低级烷基)氨基、氨基、吡咯烷基、氮杂环丁烷基、哌啶基、咪唑基和吗啉基。
29、如权利要求28所述的方法，其中R1是苄基；R2是乙基；R2′是氢；R3″选自于卤代苯基、多卤代苯基、甲苯基、二甲基苯基、甲氧基苯基、二甲氧基苯基、氰基苯基、三氟甲基苯基、三氟甲氧基苯基、二(三氟甲基)苯基、羧基苯基、叔丁基苯基、甲氧基羰基苯基、哌啶基和萘基；R4选自于取代苄基、哌啶基、羟基(低级烷基)和R16-亚烷基；R6和R7选自于氢和卤素；R5和R8是氢；R16选自于二甲基氨基、氨基、吡咯烷基、和哌啶基。
30、如权利要求1或2所述的方法，其中所述疾病选自于以下组中：癌症、增生、再狭窄、心肥大、免疫疾病、以及炎症。
31、一种化合物，其选自于以下组中：：其中：R1选自于氢、烷基、芳基、烷基芳基、杂芳基、烷基杂芳基、取代烷基、取代芳基、取代烷基芳基、取代杂芳基、以及取代烷基杂芳基；R2和R2′独立地选自于氢、烷基、氧杂烷基、芳基、烷基芳基、杂芳基、烷基杂芳基、取代烷基、取代芳基、取代烷基芳基、取代杂芳基、以及取代烷基杂芳基；或者R2和R2′一起形成3-7元环；R3选自于氢、烷基、芳基、烷基芳基、杂芳基、烷基杂芳基、取代烷基、取代芳基、取代烷基芳基、取代杂芳基、取代烷基杂芳基、氧杂烷基、氧杂烷基芳基、取代氧杂烷基芳基、R15O-和R15-NH-；R3′选自于氢、烷基、芳基、烷基芳基、杂芳基、烷基杂芳基、取代烷基、取代芳基、取代烷基芳基、取代杂芳基、取代烷基杂芳基、和R15-NH-；R3″选自于烷基、芳基、烷基芳基、杂芳基、烷基杂芳基、取代烷基、取代芳基、取代烷基芳基、取代杂芳基、和取代烷基杂芳基；R4选自于氢、烷基、芳基、烷基芳基、杂芳基、烷基杂芳基、取代烷基、   取代芳基、取代烷基芳基、取代杂芳基、取代烷基杂芳基、和R16-亚烷基；R5、R6、R7和R8独立地选自于氢、烷基、烷氧基、卤素、氟代烷基、硝基、二烷基氨基、烷基磺酰基、烷基氨磺酰基、氨磺酰基烷基、氨磺酰基芳基、烷硫基、羧基烷基、羧酰胺基、氨基羰基、芳基和杂芳基；R15选自于烷基、芳基、烷基芳基、杂芳基、烷基杂芳基、取代烷基、取代芳基、取代烷基芳基、取代杂芳基、和取代烷基杂芳基；R16选自于烷氧基、氨基、烷基氨基、二烷基氨基、N-杂环基、以及取代N-杂环基，其条件是：当R3为连接在羰基上的R15-NH-时，R2和R4都必须不是氢。
32、如权利要求31所述的化合物，其中，R1选自于氢、烷基、芳基、取代烷基、取代芳基、杂芳基、取代杂芳基、烷基芳基、烷基杂芳基和取代烷基芳基，R2选自于氢、烷基或者取代烷基，R2′是氢，R3选自于烷基、取代烷基、烷基芳基、杂芳基、芳基、取代芳基、取代杂芳基、氧杂烷基芳基、取代氧杂烷基芳基、R15O-和R15-NH-，R4选自于烷基、芳基、烷基芳基、烷基杂芳基、取代烷基、取代芳基、和R16-亚烷基，R5是氢，R6、R7和R8独立地选自于氢、卤素、甲基和三氟甲基，R15选自于烷基、芳基和取代芳基，R16选自于烷氧基、氨基、烷基氨基、二烷基氨基和N-杂环基。
33、如权利要求31所述的化合物，其具有以下式：
Figure A0081778300171
34、如权利要求33所述的化合物，其中R1选自于氢、低级烷基、取代的低级烷基、苄基、取代苄基、苯基、萘基、和取代苯基。
35、如权利要求34所述的化合物，其中R1选自于氢、乙基、丙基、甲氧基乙基、萘基、苯基、溴苯基、氯苯基、甲氧基苯基、乙氧基苯基、甲苯基、二甲基苯基、氯氟苯基、甲基氯苯基、乙基苯基、苯乙基、苄基、氯苄基、甲基苄基、甲氧基苄基、四氢呋喃基甲基和(乙氧基羰基)乙基。
36、如权利要求33所述的化合物，其中R2选自于氢、低级烷基和取代的低级烷基，而R2′是氢。
37、如权利要求36所述的化合物，其中R2选自于氢、甲基、乙基、丙基、甲硫基乙基、氨基丁基、(CBZ)氨基丁基、环己基甲基、苄氧基甲基、甲基亚硫酰基乙基、甲基亚硫酰基甲基、羟甲基、苄基和吲哚基甲基。
38、如权利要求33所述的化合物，其中R3选自于C1-C13烷基；取代的低级烷基；苯基；萘基；被一个或者多个卤素、低级烷基、低级烷氧基、硝基、羧基、亚甲二氧基或者三氟甲基取代的苯基；联苯基；苄基；苯氧基甲基；卤代苯氧基甲基；苯基乙烯基；杂芳基；被低级烷基取代的杂芳基；以及苄氧基甲基。
39、如权利要求38所述的化合物，其中R3选自于乙基、丙基、氯丙基、丁氧基、庚基、丁基、辛基、十三烷基、(乙氧基羰基)乙基、二甲基氨基乙基、二甲基氨基甲基、苯基、萘基、卤代苯基、二卤代苯基、氰基苯基、卤(三氟甲基)苯基、氯苯氧基甲基、甲氧基苯基、羧基苯基、乙基苯基、甲苯基、联苯基、亚甲二氧基苯基、甲基磺酰基苯基、甲氧基氯苯基、氯萘基、甲基卤代苯基、三氟甲基苯基、丁基苯基、戊基苯基、甲基硝基苯基、苯氧基甲基、二甲氧基苯基、苯乙烯基、硝基氯苯基、硝基苯基、二硝基苯基、二(三氟甲基)苯基、苄氧基甲基、苄基、呋喃基、苯并呋喃基、吡啶基、吲哚基、甲基吡啶基、吡啶甲基、喹啉基、吡唑基、和咪唑基。
40、如权利要求33所述的化合物，其中R3是R15NH，而R15选自于低级烷基；环己基；苯基；以及被卤素、低级烷基、低级烷氧基或者低级烷硫基取代的苯基。
41、如权利要求40所述的化合物，其中R15选自于异丙基、丁基、环己基、苯基、溴苯基、二氯苯基、甲氧基苯基、乙基苯基、甲苯基、三氟甲基苯基或者甲硫基苯基。
42、如权利要求33所述的化合物，其中R4选自于低级烷基、取代的低级烷基、环己基；被羟基、低级烷氧基或者低级烷基取代的苯基；苄基；杂芳基甲基；杂芳基乙基；杂芳基丙基和R16-亚烷基，其中R16是氨基、低级烷基氨基、二(低级烷基)氨基、低级烷氧基、或者N-杂环基。
43、如权利要求42所述的化合物，其中R4选自于甲基、乙基、丙基、丁基、环己基、羧基乙基、羧基甲基、甲氧基乙基、羟基乙基、羟基丙基、二甲基氨基乙基、二甲基氨基丙基、二乙基氨基乙基、二乙基氨基丙基、氨基丙基、甲基氨基丙基、2，2-二甲基-3-(二甲基氨基)丙基、1-环己基-4-(二乙基氨基)丁基、氨基乙基、氨基丁基、氨基戊基、氨基己基、氨基乙氧基乙基、异丙基氨基丙基、二异丙基氨基乙基、1-甲基-4-(二乙基氨基)丁基、(t-Boc)氨基丙基、羟基苯基、苄基、甲氧基苯基、甲基甲氧基苯基、二甲基苯基、甲苯基、乙基苯基、(氧代吡咯烷基)丙基、(甲氧基羰基)乙基、苄基哌啶基、吡啶基乙基、吡啶基甲基、吗啉基乙基、吗啉基丙基、哌啶基、氮杂环丁烷基甲基、氮杂环丁烷基丙基、吡咯烷基乙基、吡咯烷基丙基、哌啶基甲基、哌啶基乙基、咪唑基丙基、咪唑基乙基、(乙基吡咯烷基)甲基、(甲基吡咯烷基)乙基、(甲基吡咯烷基)丙基、(甲基哌嗪基)丙基、呋喃基甲基和吲哚基乙基。
44、如权利要求33所述的化合物，其中R1选自于低级烷基、苄基、取代苄基、和取代苯基，R2选自于氢、烷基、取代低级烷基和苄基，R2′是氢，R3选自于取代苯基和萘基，R4选自于取代烷基和R16-亚烷基，R5是氢或卤素，R6是氢、甲基或者卤素；R7是氢、卤素、甲基或三氟甲基；R8是氢或者卤素，R16选自于二(低级烷基)氨基、(低级烷基)氨基、氨基、N-杂环基、和取代的N-杂环基。
45、如权利要求31所述的化合物，其中R1是苄基或者卤代苄基；R2选自于乙基和丙基；R2′是氢；R3是取代苯基；R3′是取代苯基；R3″是取代苯基；R4是-(CH)mOH或者-(CH2)pR16，其中m是2或3，p是1-3；R5是氢；R6是氢；R7是卤素；R8是氢；而R16选自于氨基、丙基氨基、和氮杂环丁烷基。
46、如权利要求31所述的化合物，其具有以下式：
Figure A0081778300201
47、如权利要求46所述的化合物，其中R1选自于氢、低级烷基、取代的低级烷基、苄基、取代苄基、苯基、萘基和取代苯基；R2选自于氢、低级烷基和取代的低级烷基，R2′是氢；R3′选自于C1-C13烷基、苯基、萘基，被卤素、低级烷基、低级烷氧基、硝基、亚甲二氧基或者三氟甲基取代的苯基，联苯基、苄基和杂环基；R4选自于低级烷基、取代的低级烷基、环己基，被羟基、低级烷氧基或者低级烷基取代的苯基，苄基、杂芳基甲基、杂芳基乙基、杂芳基丙基、和R16-亚烷基，其中R16选自于二(低级烷基)氨基、(低级烷基)氨基、氨基、低级烷氧基、或者N-杂环基。
48、如权利要求47所述的化合物，其中R1选自于低级烷基、苄基、取代苄基、和取代苯基；R2是氢或者低级烷基；R2′是氢；R3选自于取代苯基和萘基；R4是R16-亚烷基、羟基低级烷基或者羧基低级烷基；R7选自于氢、氟、氯和甲基；R5、R6和R8是氢；R16选自于二(低级烷基)氨基、(低级烷基)氨基、氨基、吡咯烷基、和哌啶基。
49、如权利要求31所述的化合物，其具有以下式：
Figure A0081778300221
50、如权利要求49所述的化合物，其中R1选自于氢、低级烷基、取代的低级烷基、苄基、取代苄基、苯基、萘基和取代苯基；R2选自于氢、低级烷基和取代的低级烷基；R2′是氢；R4选自于低级烷基、环己基，被羟基、低级烷氧基或者低级烷基取代的苯基，苄基、杂芳基甲基、杂芳基乙基、杂芳基丙基和R16-亚烷基，其中R16选自于二(低级烷基)氨基、(低级烷基)氨基、氨基、低级烷氧基、或者N-杂环基。
51、如权利要求49所述的化合物，其中R1选自于低级烷基、苄基、取代苄基和取代苯基；R2是氢或者低级烷基；R2′是氢；R4是R16-亚烷基；R7选自于氢、氟、氯和甲基；R5、R6和R8是氢；R16选自于二(低级烷基)氨基、(低级烷基)氨基、氨基、吡咯烷基、哌啶基、咪唑基和吗啉基。
52、如权利要求3 1所述的化合物，其具有以下式：
53、如权利要求52所述的化合物，其中R1选自于氢、低级烷基、取代的低级烷基、苄基、取代苄基、苯基、萘基和取代苯基；R2选自于氢、低级烷基和取代的低级烷基；R2′是氢；R3″选自于C1-C13烷基、取代的低级烷基、苯基、萘基、被卤素、低级烷基、低级烷氧基、硝基、亚甲二氧基或者三氟甲基取代的苯基、联苯基、苄基和杂环基；R4选自于低级烷基、取代的低级烷基、环己基，被羟基、低级烷氧基或者低级烷基取代的苯基，苄基、取代苄基、杂环基、杂芳基甲基、杂芳基乙基、杂芳基丙基和R16-亚烷基，其中R16选自于二(低级烷基)氨基、(低级烷基)氨基、氨基、低级烷氧基、或者N-杂环基。
54、如权利要求53所述的化合物，其中R1选自于低级烷基、苄基、取代苄基和取代苯基；R2是氢或者低级烷基；R2′是氢；R3″选自于取代苯基、杂环基和萘基；R4选自于取代苄基、杂环基取代的低级烷基、和R16-亚烷基；R6和R7选自于氢和卤素；R5和R8是氢；R16选自于二(低级烷基)氨基、(低级烷基)氨基、氨基、吡咯烷基、哌啶基、咪唑基和吗啉基。
55、如权利要求54所述的化合物，其中R1是苄基；R2是乙基；R2′是氢；R3″选自于卤代苯基、多卤代苯基、甲苯基、二甲基苯基、甲氧基苯基、二甲氧基苯基、氰基苯基、三氟甲基苯基、三氟甲氧基苯基、二(三氟甲基)苯基、羧基苯基、叔丁基苯基、甲氧基羰基苯基、哌啶基和萘基；R4选自于取代苄基、哌啶基、羟基(低级烷基)和R16-亚烷基；R6和R7选自于氢和卤素；R5和R8是氢；R16选自于二甲基氨基、氨基、吡咯烷基、和哌啶基。
56、如权利要求32-45、47、48、50、51、53-55之一所述的化合物，其中R2和R2′所连接的立体中心是R构型的。
57、如权利要求31所述的化合物，其中所述化合物具有图3所示的结构式。
58、一种筛选KSP驱动蛋白调节剂的方法，其包括：
(a)使驱动蛋白、候选生物活性剂以及选自于以下组中的化合物混合：
Figure A0081778300251
其中：R1选自于氢、烷基、芳基、烷基芳基、杂芳基、烷基杂芳基、取代烷基、取代芳基、取代烷基芳基、取代杂芳基、以及取代烷基杂芳基；R2和R2′独立地选自于氢、烷基、氧杂烷基、芳基、烷基芳基、杂芳基、烷基杂芳基、取代烷基、取代芳基、取代烷基芳基、取代杂芳基、以及取代烷基杂芳基；或者R2和R2′一起形成3-7元环；R3选自于氢、烷基、芳基、烷基芳基、杂芳基、烷基杂芳基、取代烷基、取代芳基、取代烷基芳基、取代杂芳基、取代烷基杂芳基、氧杂烷基、氧杂烷基芳基、取代氧杂烷基芳基、R15O-和R15-NH-；R3′选自于氢、烷基、芳基、烷基芳基、杂芳基、烷基杂芳基、取代烷基、取代芳基、取代烷基芳基、取代杂芳基、取代烷基杂芳基、和R15-NH-；R3″选自于烷基、芳基、烷基芳基、杂芳基、烷基杂芳基、取代烷基、取代芳基、取代烷基芳基、取代杂芳基、和取代烷基杂芳基；R4选自于氢、烷基、芳基、烷基芳基、杂芳基、烷基杂芳基、取代烷基、取代芳基、取代烷基芳基、取代杂芳基、取代烷基杂芳基、和R16-亚烷基；R5、R6、R7和R8独立地选自于氢、烷基、烷氧基、卤素、氟代烷基、硝基、二烷基氨基、烷基磺酰基、烷基氨磺酰基、氨磺酰基烷基、氨磺酰基芳基、烷硫基、羧基烷基、羧酰胺基、氨基羰基、芳基和杂芳基；R15选自于烷基、芳基、烷基芳基、杂芳基、烷基杂芳基、取代烷基、取代芳基、取代烷基芳基、取代杂芳基、和取代烷基杂芳基；R16选自于烷氧基、氨基、烷基氨基、二烷基氨基、N-杂环基、以及取代N-杂环基；然后
(b)测定所述候选生物活性剂对所述驱动蛋白活性的作用。
59、一种筛选与KSP驱动蛋白结合的化合物的方法，其包括：
(a)使驱动蛋白、候选生物活性剂以及选自于以下组中并经过标记的化合物混合：
Figure A0081778300261
其中：R1选自于氢、烷基、芳基、烷基芳基、杂芳基、烷基杂芳基、取代烷基、取代芳基、取代烷基芳基、取代杂芳基、以及取代烷基杂芳基；R2和R2′独立地选自于氢、烷基、氧杂烷基、芳基、烷基芳基、杂芳基、烷基杂芳基、取代烷基、取代芳基、取代烷基芳基、取代杂芳基、以及取代烷基杂芳基；或者R2和R2′一起形成3-7元环；R3选自于氢、烷基、芳基、烷基芳基、杂芳基、烷基杂芳基、取代烷基、取代芳基、取代烷基芳基、取代杂芳基、取代烷基杂芳基、氧杂烷基、氧杂烷基芳基、取代氧杂烷基芳基、R15O-和R15-NH-；R3′选自于氢、烷基、芳基、烷基芳基、杂芳基、烷基杂芳基、取代烷基、取代芳基、取代烷基芳基、取代杂芳基、取代烷基杂芳基、和R15-NH-；R3″选自于烷基、芳基、烷基芳基、杂芳基、烷基杂芳基、取代烷基、取代芳基、取代烷基芳基、取代杂芳基、和取代烷基杂芳基；R4选自于氢、烷基、芳基、烷基芳基、杂芳基、烷基杂芳基、取代烷基、取代芳基、取代烷基芳基、取代杂芳基、取代烷基杂芳基、和R16-亚烷基；R5、R6、R7和R8独立地选自于氢、烷基、烷氧基、卤素、氟代烷基、硝基、二烷基氨基、烷基磺酰基、烷基氨磺酰基、氨磺酰基烷基、氨磺酰基芳基、烷硫基、羧基烷基、羧酰胺基、氨基羰基、芳基和杂芳基；R15选自于烷基、芳基、烷基芳基、杂芳基、烷基杂芳基、取代烷基、取代芳基、取代烷基芳基、取代杂芳基、和取代烷基杂芳基；R16选自于烷氧基、氨基、烷基氨基、二烷基氨基、N-杂环基、以及取代N-杂环基；然后
(b)测定所述候选生物活性剂与所述驱动蛋白活性的结合。
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