CN1729185A - 对gsk3具有选择性抑制作用的新型化合物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及式(I)的新化合物，其中Z为N；X为CH或N；Y为CONR5；P为苯基或包含一个或多个选自N、O或S的杂原子的5或6元杂芳环；Q为苯基或包含一个或多个氮原子的5或6元芳杂环；R为C1－6烷基NR10R11或C1－6烷基氮杂环丁烷；R10为氢、C1－6烷基、C2－6链烯基、C2－6炔基、C0－6烷基C3－6环烷基、C0－6烷基芳基、C0－6烷基杂芳基或C1－6烷基NR8R9；R11为C1－6烷基NR8R9、C0－6烷基C3－6环烷基或C0－6烷基杂环烷基；所述化合物为游离碱或其药学可接受盐、溶剂化物或盐的溶剂化物。本发明还涉及所述化合物的制备方法及其中所用的新型中间体、包含所述治疗活性化合物的药物制剂以及所述活性化合物在治疗中的应用。

Description

对GSK3具有选择性抑制作用的新型化合物
技术领域
本发明涉及式I的新化合物，该化合物为游离碱或其药学可接受盐、溶剂化物或盐的溶剂化物；涉及包含所述化合物的药物制剂并涉及所述化合物在治疗中的应用。本发明进一步涉及制备式I化合物的方法和其中所使用的新型中间体。
发明背景
糖原合酶激酶3(GSK3)是由两种同工型(α和β)组成的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，两种同工型通过不同的基因编码，但在催化区内高度类似。GSK3在中枢和外周神经体系中高度表达。GSK3磷酸化多种底物，包括τ、β-连环蛋白、糖原合酶、丙酮酸脱氢酶和延伸起始因子2b(eIF2b)。胰岛素和生长因子活化蛋白激酶B，其在丝氨酸9残基上磷酸化GSK3并使其钝化。
阿尔茨海默氏病(AD)痴呆和Tau蛋白病变(taupathies)
AD的特征在于认知下降、胆碱能机能障碍和神经元死亡、神经纤维缠结、和由淀粉状蛋白-β沉积构成的老年斑。这些事件在AD中的顺序仍不清楚，但是被认为它们是相关的。糖原合酶激酶3β(GSK3β)或Tau(τ)磷酸化激酶在AD脑中任选地将神经元中微管相关蛋白质τ在其高度磷酸化的位点磷酸化。高度磷酸化的蛋白τ对微管的亲合力降低并作为成对螺旋状细丝积聚，细丝为构成AD脑中神经纤维缠结和神经纤维网丝状物的主要成分。这使得微管解聚，导致轴突顶梢枯死和神经突营养障碍。神经纤维缠结在例如AD、肌萎缩性侧索硬化、关岛帕金森氏综合症-痴呆综合症、皮质基底核变性、拳击员痴呆和头部外伤、唐氏综合症、脑炎后帕金森氏综合症、进行性核上麻痹、尼曼-皮克病、和皮克病。向原代海马培养物中加入淀粉状蛋白-β，通过诱导GSK活性，导致τ的高度磷酸化和成对螺旋状细丝状态，然后是轴突运输破坏和神经元死亡(Imahori和Uchida.，J.Biochem，121：179-188，1997)。GSK3β优先标记神经纤维缠结，并已经证明在AD脑中的神经元预缠结中有活性。在AD患者脑组织中的GSK3蛋白水平也增加50％。此外，GSK3β使丙酮酸脱氢酶(糖酵解途径中的关键酶)磷酸化，并防止丙酮酸向乙酰辅酶-A的转化(Hoshi等人，PNAS，93：2719-2723，1996)。乙酰辅酶-A对于乙酰胆碱的合成至关重要，所述乙酰胆碱为具有认知功能的神经递质。因此，GSK3β抑制可能对与阿尔茨海默氏病和其它上述疾病有关的发展和认知缺乏具有有益的效果。
慢性和急性神经变性疾病
已经表明，生长因子介导PI3K/Akt路径的活化对于神经元存活起着关键作用。这一路径的活化导致GSK3β抑制。最近的研究(Bhat等人，PNAS，97：11074-11079(2000))表明在神经变性例如脑缺血或在除去生长因子之后细胞和动物模型中GSK3β活性增加。例如，在易受细胞程序死亡伤害的神经元中，活性部位磷酸化增加，所述细胞程序死亡为通常被认为在慢性和急性退行性疾病例如阿尔茨海默氏病、帕金森氏症、肌萎缩性侧索硬化、亨廷顿病和HIV痴呆、缺血性中风和头部外伤中发生的一种类型的细胞死亡。在抑制GSK3β的剂量下，锂对于抑制细胞和脑中的细胞程序死亡具有神经保护作用。因此，GSK3β抑制剂可用于减缓神经变性疾病的进程。
躁郁症(BD)
躁郁症的特征在于躁狂发作和抑郁发作。基于锂的情绪稳定效果，其已经用于治疗BD。锂的缺点在于其治疗窗窄，和可导致锂中毒的过量给药的危险。在治疗浓度下，锂抑制GSK3的新近发现提出了这种酶代表锂在脑中的作用的关键靶的可能性(Stambolic等人，Curr.Biol.，6：1664-1668，1996；Klein和Melton，PNAS，93：8455-8459，1996)。因此，抑制GSK3β在BD以及在有情感障碍的AD患者中的治疗可能存在治疗相关性。
精神分裂症
GSK3涉及多个细胞过程中、特别是在神经发育过程中的信号转导级联。Kozlovsky等人(Am J Psychiatry，2000，五月，157(5)：831-833)发现在精神分裂症患者中GSK3β水平比对照受试者的水平低41％。这一研究表明精神分裂症涉及神经发育病理学并且异常GSK3调节在精神分裂症中起作用。此外，已经报到在表现出精神分裂症的患者中β-连环蛋白水平降低(Cotter等人，Neuroreport：1379-1383(1998))。
糖尿病
胰岛素通过脱磷酸化并从而活化糖原合酶刺激骨骼肌中的糖原合成。在休止状态，GSK3通过脱磷酸化使糖原合酶磷酸化并钝化。GSK3在II型糖尿病患者的肌肉中也有过度表达(Nikoulina等人，Diabetes2000年2月，49(2)：263-271)。抑制GSK3增加糖原合酶的活性，从而通过将葡萄糖转化为糖原而降低葡萄糖水平。因此，抑制GSK3对于I型和II型糖尿病、糖尿病性神经病变的治疗可能存在治疗相关性。
脱发
GSK3使β-连环蛋白磷酸化并降解。β-连环蛋白为keratonin合成路径的效应子。β-连环蛋白稳定可能导致毛发发育增加。通过使GSK3磷酸化位点突变而表现出β-连环蛋白稳定的小鼠经历了类似于重新生长毛发的过程(Gat等人，Cell，1998年11月25日，95(5)：605-614))。新的毛囊形成皮脂腺和真皮乳头，它们通常只在胚胎发育中产生。因此，GSK3抑制可能提供对秃顶的治疗。
口服避孕药
Vijajaraghavan等人(Biol Reprod，2000年6月，62(6)：1647-1654)报道，GSK3相对于不游动的精子的游动性高。免疫细胞化学显示，在鞭毛和精子头部前部存在GSK3。这些数据表明，GSK3可能是在附睾中精子游动性引发和调节成熟精子功能的关键因素。GSK3抑制剂可用作男用避孕药。
发明公开
本发明的目的是提供对GSK3具有选择性抑制作用以及具有良好的生物利用度的化合物。因此，本发明提供式I化合物：
Figure A20038010666300091
其中：
Z为N；
Y为CONR5、NR5CO、SO2NR5、NR5SO2、CH2NR5、NR5CH2、NR5CONR5、C1-6亚烷基、CH2CO、COCH2、CH＝CH、OCH2或CH2O；
X为CH或N；
P为苯基或包含一个或多个选自N、O或S的杂原子的5或6元杂芳环，并且所述苯环或杂芳环可任选地与包含一个或多个选自C、N、O或S的原子的5或6元饱和、部分饱和或不饱和环稠合；
Q为苯基或包含一个或多个氮原子的5或6元杂芳环，并且所述苯环或杂芳环可任选地与包含一个或多个选自C、N、O或S的原子的5或6元饱和、部分饱和或不饱和环稠合；
R为C1-6烷基NR10R11或C1-6烷基氮杂环丁烷，其中氮杂环丁烷环可任选地被A取代；
R3和R4独立地选自卤代、硝基、CHO、C0-6烷基CN、OC1-6烷基CN、C0-6烷基OR6、OC1-6烷基OR6、氟代甲基、二氟甲基、三氟甲基、氟代甲氧基、二氟甲氧基、三氟甲氧基、C0-6烷基NR6R7、OC1-6烷基NR6R7、OC1-6烷基OC1-6烷基NR6R7、NR6OR7C0-6烷基CO2R6、OC1-6烷基CO2R6、C0-6烷基CONR6R7、OC1-6烷基CONR6R7、OC1-6烷基NR6(CO)R7、C0-6烷基NR6(CO)R7、O(CO)NR6R7、NR6(CO)OR7、NR6(CO)NR6R7、O(CO)OR6、O(CO)R6、C0-6烷基COR6、OC1-6烷基COR6、NR6(CO)(CO)R6、NR6(CO)(CO)NR6R7、SR6、C0-6烷基(SO2)NR6R7、OC1-6烷基NR6(SO2)R7、OC0-6烷基(SO2)NR6R7、C0-6烷基(SO)NR6R7、OC1-6烷基(SO)NR6R7、SO3R6、C0-6烷基NR6(SO2)NR6R7、C0-6烷基NR6(SO)R7、OC1-6烷基NR6(SO)R7、OC0-6烷基SO2R6、C0-6烷基SO2R6、C0-6烷基SOR6、C1-6烷基、C2-6链烯基、C2-6炔基、C0-6烷基C3-6环烷基、C0-6烷基芳基和C0-6烷基杂芳基，其中任何C1-6烷基、C2-6链烯基、C2-6炔基、C0-6烷基C3-6环烷基、C0-6烷基芳基和C0-6烷基杂芳基可任选被一个或多个A取代；
m为0、1、2、3或4；
n为0、1、2、3或4；
R5为氢、C1-6烷基、C2-6链烯基、C2-6炔基、C0-6烷基C3-6环烷基、C0-6烷基芳基、C0-6烷基杂芳基、C1-6烷基NR6R7或C1-6烷基CONR6R7；
R6和R7独立地选自氢、C1-6烷基、(CO)OR8、C2-6链烯基、C2-6炔基、C0-6烷基C3-6环烷基、C0-6烷基芳基、C0-6烷基杂芳基和C1-6烷基NR8R9；
R6和R7可一起形成包含一个或多个独立地选自N、O或S的杂原子的5或6元杂环，其中杂环可任选地被A取代；
R8和R9独立地选自氢、C1-6烷基、C2-6链烯基、C2-6炔基、C0-6烷基C3-6环烷基、C0-6烷基芳基和C0-6烷基杂芳基；
R8和R9可一起形成包含一个或多个独立地选自N、O或S的杂原子的5或6元杂环，其中杂环可任选地被A取代；
R10为氢、C1-6烷基、C2-6链烯基、C2-6炔基、C0-6烷基C3-6环烷基、C0-6烷基芳基、C0-6烷基杂芳基或C1-6烷基NR8R9；
R11为C0-6烷基C3-6环烷基；
A为卤代、硝基、CHO、CN、OR6、C1-6烷基、C2-6链烯基、C2-6炔基；C0-6烷基C3-6环烷基、氟代甲基、二氟甲基、三氟甲基、氟代甲氧基、二氟甲氧基、三氟甲氧基、C0-6烷基NR6R7、OC1-6烷基NR6R7、CO2R8、CONR6R7、NR6(CO)R6、O(CO)R6、COR6、SR6、(SO2)NR6R7、(SO)NR6R7、SO3R6、SO2R6或SOR6；
其作为游离碱或其药学可接受盐、溶剂化物或盐的溶剂化物。
本发明的一个方面涉及式I化合物，其中Z为N；Y为CONR5；X为N；P为苯基；Q为包含一个氮原子的6元杂芳环；R为C1-6烷基NR10R11；m为0；n为0；R5为氢；R10为氢或C0-6烷基C3-6环烷基；C0-6烷基芳基、C0-6烷基杂芳基或C1-6烷基NR8R9；和R11为C0-6烷基C3-6环烷基。
在这一方面的一个实施方案中，提供式I化合物，其中C1-6烷基NR10R11中的C1-6烷基表示丙基；R10和R11表示环丁基；Q表示吡啶基(pyridin)。
在本发明的另一个方面提供以下化合物：
3-氨基-6-{4-[3-(二环丁基氨基)丙基]苯基}-N-吡啶-3-基吡嗪-2-甲酰胺盐酸盐；
其为游离碱或其药学可接受盐、溶剂化物或盐的溶剂化物。
在本发明的另一个方面提供以下化合物，其为制备式I化合物的有用中间体：3-氨基-6-溴-N-吡啶-3-基吡嗪-2-甲酰胺，
其为游离碱、其盐、溶剂化物或盐的溶剂化物。
在本发明的另一个方面提供以下化合物，其为制备式I化合物的有用中间体：N-[3-(4-溴苯基)丙基]-N，N-二环丁基胺，
其为游离碱、其盐、溶剂化物或盐的溶剂化物。
下列为用于描述本发明的说明书和权利要求中使用的各种术语的定义。
为了避免引起疑问，应当理解，在本说明书中，当基团定义为“如上定义的”、“以上定义的”、“如以上的定义”或“同以上的定义”时，所述基团包括第一次出现的定义和最广泛的定义以及该基团的每个定义和所有优选的定义。
为了避免引起疑问，应当理解，在本说明书中，C0-6是指具有0、1、2、3、4、5或6个碳原子的碳基团。
在本说明书中，除非另外指出，术语“烷基”包括直链和支链烷基。C1-6烷基可为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、叔戊基、新戊基、己基。
除非另外指出，在本文中使用的术语“烷氧基”中包括“烷基”O基团，其中“烷基”如以上定义，C1-5烷氧基可为甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、正戊氧基、异戊氧基、叔戊氧基、新戊氧基。
在本说明书中，除非另外指出，术语“链烯基”包括直链和支链链烯基，但对于单个的链烯基例如2-丁烯基，其只有直链的形式。除非另外说明，术语“链烯基”有利地指具有2到5个碳原子、优选3到4个碳原子的链。链烯基可为，但不限于，乙烯基、烯丙基、丙烯基、异丙烯基、丁烯基、异丁烯基、2-丁烯基、戊烯基、异戊烯基或己烯基。
在本说明书中，除非另外指出，术语“炔基”包括直链和支链炔基，但对于单个的炔基例如2-丁炔基，其仅指的是直链的形式。除非另外说明，术语“炔基”有利地指具有2到5个碳原子、优选3到4个碳原子的链。炔基可为，但不限于，乙炔基、丙炔基、丁炔基、异丁炔基、戊炔基、异戊炔基或己炔基。
在本说明书中，除非另外指出，术语“芳基”是指任选取代的、包含至少一个芳环的单环或双环烃环系。“芳基”可与C5-7环烷基环稠合形成双环烃环系。术语“芳基”的例子和适当的值为苯基、萘基、2，3-二氢化茚基或1，2，3，4-四氢化萘基。
在本说明书中，除非另外指出，术语包含一个或多个选自N、O和S的杂原子的“杂芳基”和“5或6元杂芳环”可为，但不限于，呋喃基、咪唑基、异噁唑基、异噻唑基、噁唑基、吡嗪基、吡唑基、哒嗪基、吡啶基、嘧啶基、吡咯基、噻唑基或噻吩基。
在本说明书中，除非另外指出，术语“包含独立地选自C、N、O或S的原子的5或6元饱和、部分饱和或不饱和的环”可为，但不限于，呋喃基、异噁唑基、异噻唑基、噁唑基、吡嗪基、吡唑基、哒嗪基、吡啶基、嘧啶基、吡咯基、噻唑基、噻吩基、咪唑基、咪唑烷基、咪唑啉基、吗啉基、哌嗪基、哌啶基、哌啶酮基、吡唑烷基、吡唑啉基、吡咯烷基、吡咯啉基、四氢吡喃基、硫代吗啉基、环己基或环戊基。
在本说明书中，除非另外指出，术语“包含一个或多个独立地选自N、O或S的杂原子的5或6元杂芳环”可为，但不限于，呋喃基，异噁唑基、异噻唑基、噁唑基、吡嗪基、吡唑基、哒嗪基、吡啶基、嘧啶基、吡咯基、噻唑基、噻吩基或咪唑基。
在本说明书中，除非另外指出，术语“卤素”可为氟、氯、溴或碘。
本发明涉及以上定义的式I化合物及其盐的应用。用于药物组合物中的盐可为药学可接受的盐，但其它盐也可用于生产式I化合物。
可使用有机酸和无机酸形成本发明化合物的无毒的药学可接受的酸加成盐。另外，具有足够酸性的本发明的化合物的适当药学可接受盐为碱金属盐、碱土金属盐或与有机碱的盐，其形成生理学可接受的阳离子。
式I的某些化合物可能具有手性中心和/或几何同分异构中心(E-和Z-异构体)，应当理解本发明包括具有GSK3抑制活性的所有这些非对映异构体、光学异构体和几何异构体。
应当理解，本发明涉及I的化合物的任何形式和所有互变异构形式。
本发明的目的是提供用于治疗应用的式I化合物，特别是可用于预防和/或治疗与哺乳动物包括人的糖原合酶激酶-3(GSK3)有关的疾病状况的化合物。具体地，对GSK-3表现出选择性亲和作用的式I化合物。
制备方法
本发明的另一个方面提供制备式I化合物的游离碱及其药学可接受盐的方法。
在这种方法的以下的整个说明中，应当理解，如果适当的话，可以以有机合成领域技术人员容易理解的方法为多种试剂和中间体加上或从其上面去掉适当的保护基。使用这种保护基的常规过程以及适当的保护基的例子在例如“Protective Groups in Organic Synthesis”，T.W.Green，P.G.M.Wuts，Wiley-Interscience，New York，1999中有所描述。
中间体的制备方法
中间体的制备方法包括以下步骤，其中，除非另外说明，Y、X、Z、P、Q、R、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、A、m和n同式I中的定义：
(i)式II化合物卤化得到式III化合物，式II中Z为N，X为N或CH；R12为氢、C1-6烷基，或当R12为氢时，其为盐如钠盐。可使用适当的卤化试剂进行，卤化试剂如碘、溴、氯、卤化物盐例如ICl、BrCl或HOCl或其它适当的卤化试剂如N-溴代琥珀酰亚胺或三溴化磷，该反应可由金属或酸催化，如Fe、Cu盐、乙酸或硫酸；或在氧化剂如硝酸、过氧化氢或三氧化硫的辅助下进行。反应可在适当的溶剂如水、乙酸或氯仿中在-70℃到+100℃的温度下进行。
Figure A20038010666300141
(ii)式IlI化合物酰胺化得到式IV化合物，式III中Z为N，X为N或CH、R12为C1-6烷基，式IV中Y为CONR5，可通过使用适当的胺例如式V的化合物处理式III化合物进行，
Figure A20038010666300142
其中Q、R4和m同以上定义。反应可在无溶剂下进行或使用适当的溶剂例如N，N-二甲基甲酰胺、二氯甲烷或乙酸乙酯在-25℃到+150℃的温度下进行。反应可在碱如碳酸钾、三乙胺或1，8-二氮杂双环[5.4.0]十一烷-7烯，或酸如三甲基铝或对甲苯磺酸的辅助下进行。
(iii)式III化合物酰胺化得到式IV化合物，可通过用偶联剂处理式III化合物使其活化进行，偶联剂如1，3-二异丙基碳二酰亚胺、1-[3-(二甲氨基)丙基]-3-乙基碳二酰亚胺盐酸盐、1，3-二环己基碳二酰亚胺、O-(苯并三唑-1-基)-N，N，N′，N′-四甲基脲四氟硼酸盐、O-(苯并三唑-1-基)-N，N，N′，N′-四甲基脲六氟磷酸盐、1，1′-羰基二咪唑或O-(7-氮杂苯并三唑-1-基)-N，N，N′，N′-四甲基脲六氟磷酸盐。在式III中R12为氢，在式IV中Y为CONR5，R4为对某些偶联剂不敏感的取代基，其中反应可在加入1-羟基苯并三唑水合物、或使用酰基卤试剂例如氰尿酰氯、草酰氯、氯化亚砜或溴代三吡咯烷基膦六氟磷酸盐的帮助下，然后在适当的溶剂如二氯甲烷、氯仿、乙腈或四氢呋喃中、在0℃到回流的温度下、用适当的胺例如式V的化合物处理。该反应可通过使用碱如碳酸钾或三烷基胺如三乙胺或N-乙基-N，N-二异丙基胺帮助进行。
Figure A20038010666300151
(iv)式VI化合物转化为式VII化合物，可通过式VI化合物与适当的醛(R10CHO和/或R11CHO)和/或酮(R10(CO)R11)在适当的溶剂如二氯甲烷、氯仿、二氯乙烷或甲醇中，在适当的酸如乙酸的存在下反应，并随后加入适当的还原剂如氰基硼氢化钠或三乙酰氧基硼氢化钠，在0℃到+50℃温度下进行，其中在式VI中P、R3、n和C1-6烷基如以上定义，在式VII中P、R3、R10、R11、n和C1-6烷基同以上定义。
最终产物的制备方法
本发明的另一个目的是制备通式I的化合物的方法，其中，除非另外说明，Y、X、Z、P、Q、R、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、A、m和n同式I中的定义，其包括：
A
式IV化合物与适当的芳基物质的脱卤素偶联得到式I化合物，其中R3和R4为对反应中的某些试剂不敏感的取代基：
Figure A20038010666300161
因此，方法A的脱卤素偶联可通过使式IV化合物与适当的芳基硼酸或硼酸酯偶联进行。反应可在有或没有配体例如三叔丁基膦或2-(二环己基膦基)联苯下使用适当的钯催化剂例如Pd(PPh3)4、Pd(dppf)Cl2或Pd(OAc)2进行；或使用与Zn和三苯膦三焦磺酸钠(sodium triphenylphosphine trimetasulfonate)在一起的镍催化剂例如碳载镍或Ni(dppe)Cl2进行。在反应中可使用适当的碱例如烷基胺如三乙胺、或碳酸钾、碳酸钠、氢氧化钠或氟化铯，反应在+20℃到+160℃的温度下使用油浴或在微波炉中进行，所用适当的溶剂或溶剂混合物为例如甲苯、四氢呋喃、二甲氧基乙烷/水或N，N-二甲基甲酰胺。可使用适当的碱如丁基锂和适当的硼化物例如硼酸三甲酯或硼酸三异丙酯由式VII化合物形成芳基硼酸或芳基硼酸酯。反应可在非质子溶剂如四氢呋喃或己烷中、在-78℃到+20℃的温度下进行。可通过在适当的溶剂例如二氯甲烷、四氢呋喃或二氯甲烷/甲醇混合物中、在0℃到+25℃的温度下用盐酸处理式I化合物得到式I化合物的盐酸盐。
实施例
实施例1
3-氨基-6-溴-N-吡啶-3-基吡嗪-2-甲酰胺
向70℃的3-氨基吡啶(10g，106mmol)中加入3-氨基-6-溴-2-吡嗪甲酸甲酯(1.0g，4.3mmol)和1，8-二氮杂双环[5.4.0]十一-7-烯(645μL，4.3mmol)。搅拌反应溶液4h，用水(75mL)稀释，并用二氯甲烷萃取。合并的有机层用饱和氯化铵溶液洗，干燥(MgSO4)，过滤并真空蒸发。粗产物在硅胶柱上纯化，使用二氯甲烷/乙醇(9∶1)作为洗脱剂，得到750mg(59％收率)的标题化合物，为黄色固体：1H NMR(CDCl3，400MHz)δ9.50(brs、1H)、8.82(d，J＝3Hz，1H)，8.43(dd，J＝5和1Hz，1H)，8.31(s，1H)，8.23(ddd，J＝8，3和2Hz，1H)，7.34(dd，J＝8，5Hz，1H)；MS(TSP)m/z294(M++1)。
实施例2
N-[3-(4-溴苯基)丙基]-N，N-二环丁基胺
将3-(4-溴苯基)丙烷-1-胺(0.50g，2.34mmol；在Davies，R.V.等人的J.Chem.Soc.Perkin Trans.1，1977，2357-2364中有所描述)，环丁酮(0.393g，5.61mmol)和乙酸(0.140mL，2.34mmol)在二氯乙烷(6mL)中混合并搅拌30min。加入三乙酰氧基硼氢化钠并搅拌反应混合物15h。用水(15mL)猝灭反应并用二氯甲烷(50mL)萃取。分离有机相，干燥并蒸发。通过柱色谱纯化，使用二氯甲烷到二氯甲烷/甲醇(2∶1)梯度洗脱，得到0.32g(42％收率)的标题化合物，为无色油状物：MS(ESI)m/z 322和324(M++1)。
实施例3
3-氨基-6-{4-[3-(二环丁基氨基)丙基]苯基}-N-吡啶-3-基吡嗪-2-甲酰胺盐酸盐
在氮保护气氛下在20分钟内将正丁基锂(0.97mL，1.55mmol)逐滴加入到冷却(-78℃)的N-[3-(4-溴苯基)丙基]-N，N-二环丁基胺(0.10g，0.31mmol)和硼酸三异丙酯(0.21mL，0.93mmol)在无水四氢呋喃(2mL)中的溶液中。在-78℃搅拌反应混合物2h。向反应混合物加入HCl(3M水溶液，0.6mL)并使混合物升温到室温。加入四氢呋喃(2mL)，然后加入碳酸钠(1.1g，10.8mmol)、Pd(dppf)Cl2(0.010g，12.2μmol)和3-氨基-6-溴-N-吡啶-3-基吡嗪-2-甲酰胺(0.10g，0.34mmol)。将混合物在65℃下加热15h。除去溶剂并通过柱色谱法纯化，使用二氯甲烷到二氯甲烷/甲醇(2∶1)梯度洗脱，得到黄色固体。将固体溶解于二氯甲烷(10mL)中并在搅拌下加入1M HCl在乙醚中的溶液。形成的黄色沉淀过滤并干燥，得到75mg(53％收率)的标题化合物，为黄色固体：1H NMR(D2O，400MHz)δ9.47(s，1H)，8.73(s，1H)，8.69(d，J＝8.6Hz，1H)，8.61(d，J＝5.6Hz，1H)，8.10(dd，J＝15.6Hz，1H)，7.98(d，J＝9Hz，2H)，7.41(d，J＝9Hz，2H)，3.80(m，2H)，3.01(m，2H)，2.75(m，2H)，2.28(m，4H)，2.17(m，4H)，2.03(m，2H)，1.79(m，4H)；MS(ESI)457 m/z(M++1)。
药物组合物
根据本发明的一个方面，提供了包括式I化合物的药物组合物，该药物组合物用于预防和/或治疗与糖原合酶激酶-3有关的疾病，其中式I化合物为游离碱或其药学可接受盐、溶剂化物或盐的溶剂化物。
组合物可为适合于口服的形式如为片剂、或作为无菌溶液或悬浮液的肠胃外注射形式。通常，可以以常规的方式使用药学载体或稀释剂制备上述组合物。治疗哺乳动物包括人的式I化合物的适当的日剂量为：口服给药为约0.01到250mg/kg体重，肠胃外给药为约0.001到250mg/kg体重。活性成分的典型日剂量在宽的范围内变化，并取决于多种因素，如患者的相关的指标、给药途径、年龄、体重、性别，并可由医生决定。
可将式I化合物或其药学可接受盐、溶剂化物或盐的溶剂化物单独使用，但通常以其中将式I化合物/盐/溶剂化物(活性成分)与药学可接受的稀释剂或载体结合的药物组合物形式给药。取决于给药方式，药物组合物可包括0.05到99重量％(重量百分比)例如0.10到50重量％的活性成分，所有的重量百分比都相对于组合物总重量计。
稀释剂或载体包括水、含水聚乙二醇、碳酸镁、硬脂酸镁、滑石、糖(如乳糖)、果胶、糊精、淀粉、黄芪胶、微晶纤维素、甲基纤维素、羧甲基纤维素钠或可可油。
本发明的组合物可为片剂或可注射形式。片剂可另外包括崩解剂和/或包衣(例如具有肠溶衣或用包衣剂如羟丙基甲基纤维素包衣)。
本发明另外提供制备本发明的药物组合物的方法，其包括将上述定义的式I化合物或其药学可接受盐、溶剂化物或盐的溶剂化物与药学可接受的稀释剂或载体混合。
本发明的药物组合物的例子为可注射溶液，其包含上述本发明的化合物或其药学可接受盐、溶剂化物或盐的溶剂化物、和无菌水，并且如有必要，也包含氢氧化钠或盐酸使最终组合物的pH为约pH5，和任选地包含表面活性剂以帮助溶解。
包括溶解于水中的式I化合物或其盐的液体溶液
 溶液   mg/mL
 化合物X   5.0％w/v
 纯水   到100％
医疗应用
令人惊讶地是，已经发现本发明中定义的化合物，作为游离碱或其药学可接受的盐，非常适合于抑制糖原合酶激酶-3(GSK3)。因此，可以期望本发明的化合物用于预防和/或治疗与糖原合酶激酶-3活性有关的疾病，即该化合物可用于在需要这种预防和/或治疗的哺乳动物包括人中产生GSK3抑制效果。
GSK3在中枢和外周神经体系及其它组织中高度表达。因此，可以期望本发明的化合物非常适合于预防和/或治疗与中枢和外周神经体系中的糖原合酶激酶-3有关的疾病。具体地，可期望本发明的化合物适合于预防和/或治疗特别是与痴呆、阿尔茨海默氏病、帕金森氏症、额颞叶痴呆帕金森型、关岛帕金森-痴呆综合症、HIV痴呆、与神经纤维缠结病理学有关的疾病和拳击员痴呆有关的疾病。
其它病症选自肌萎缩性侧索硬化、皮质基底核变性、唐氏综合症、亨廷顿病、脑炎后帕金森氏综合症、进行性核上麻痹、皮克病、尼曼-皮克病、中风、头部外伤、和其它慢性神经变性疾病、躁郁症、情感障碍、抑郁、精神分裂症、认知紊乱、脱发和避孕治疗。
另外的病症选自预精神错乱状态、中度认知损伤、年纪相关性记忆损伤、年纪相关性认知下降、非痴呆性认知损伤、中度认知下降、中度神经认知下降、老年性健忘、记忆损伤和认知损伤、血管性痴呆、莱维体痴呆、额颞痴呆和雄性遗传性脱发、和I型和II型糖尿病、糖尿病性神经病和糖尿病相关病症。
本发明的一个实施方案涉及痴呆和阿尔茨海默氏疾病的预防和/或治疗。
对于特定疾病的治疗或预防性治疗所需的剂量有必要根据被治疗主体、给药途径和被治疗疾病的严重程度而改变。
本发明还涉及上述定义的式I化合物在生产用于预防和/或治疗与糖原合酶激酶-3有关的疾病的药物中的应用。
在本说明书的上下文中，术语“治疗”也包括“预防”，除非特别指明不包括。术语“治疗”和“治疗地”也应相应地理解。
本发明还提供治疗和/或预防与糖原合酶激酶-3有关的疾病的方法，其包括对需要这种治疗和/或预防的哺乳动物包括人给药治疗有效量的上述定义的式I化合物。
非医疗应用
除了在治疗药物中的应用之外，式I化合物作为游离碱或其药学可接受盐也可在作为寻找新的治疗药物的一部分的用于评价抑制剂在实验动物如猫、狗、兔、猴子、大鼠和小鼠中的GSK3相关活性的体外和体内的试验体系的研发和标准化中用作药理学工具。
药理学
闪烁亲近GSK3β测定法中测定ATP竞争
GSK3β闪烁亲近测定法
在透明底微量滴定板(Wallac，Finland)中在10个不同的抑制剂浓度下、一式两份进行竞争实验。在分析缓冲液中加入最终浓度为1μM的生物素化肽底物，Biotin-Ala-Ala-Glu-Glu-Leu-Asp-Ser-Arg-Ala-Gly-Ser(PO3H2)-Pro-GIn-Leu(AstraZeneca，Lund)，所述分析缓冲液包含1mU的重组人GSK3β(Dundee University，UK)、12mM的吗啉丙磺酸(MOPS)、pH7.0、0.3mM的EDTA、0.01％的β-巯基乙醇、0.004％的Brij 35(天然的清洁剂)、0.5％的甘油和0.5μg的BSA/25μl。通过加入0.04μCi[γ-33P]ATP(Amersham，UK)和最终浓度为1μM的未标记ATP引发反应，分析体积为25μl。在室温下培养20分钟之后，通过加入25μl的终止溶液终止每个反应，终止溶液包含5mM的EDTA、50μM的ATP、0.1％的Triton X-100和0.25mg的涂有链霉亲和素的闪烁亲近测定法(SPA)小珠(Amersham，UK)。6小时后在液体闪烁计数器(1450 MicroBetaTrilux，Wallac)中测定放射性。使用GraphPad Prism，USA通过非线性回归分析抑制曲线。用于计算各种化合物的GSK3β的抑制常数(Ki)的ATP的Km值为20μM。
其中使用了以下缩写：
MOPS    吗啉丙磺酸
EDTA    乙二胺四乙酸
BSA     牛血清白蛋白
ATP     腺苷三磷酸
SPA     闪烁亲近测定法
GSK3    糖原合酶激酶3
结果
本发明化合物的典型Ki值为约0.001到约10,000nM。其它Ki值为约0.001到约1000nM。另外的Ki值为约0.001nM到约300nM。

Claims (20)

1.式I化合物：
其中：
Z为N；
Y为CONR5、NR5CO、SO2NR5、NR5SO2、CH2NR5、NR5CH2、NR5CONR5、C1-6亚烷基、CH2CO、COCH2、CH＝CH、OCH2或CH2O；
X为CH或N；
P为苯基或包含一个或多个独立选自N、O或S的杂原子的5或6元杂芳环，并且所述苯环或杂芳环可任选地与包含一个或多个选自C、N、O或S的原子的5或6元饱和、部分饱和或不饱和环稠合；
Q为苯基或包含一个或多个氮原子的5或6元杂芳环，并且所述苯环或杂芳环可任选地与包含一个或多个选自C、N、O或S的原子的5或6元饱和、部分饱和或不饱和环稠合；
R为C1-6烷基NR10R11或C1-6烷基氮杂环丁烷，其中氮杂环丁烷环可任选地被A取代；
R3和R4独立地选自卤代、硝基、CHO、C0-6烷基CN、OC1-6烷基CN、C0-6烷基OR6、OC1-6烷基OR6、氟代甲基、二氟甲基、三氟甲基、氟代甲氧基、二氟甲氧基、三氟甲氧基、C0-6烷基NR6R7、OC1-6烷基NR6R7、OC1-6烷基OC1-6烷基NR6R7、NR6OR7C0-6烷基CO2R6、OC1-6烷基CO2R6、C0-6烷基CONR6R7、OC1-6烷基CONR6R7、OC1-6烷基NR6(CO)R7、C0-6烷基NR6(CO)R7、O(CO)NR6R7、NR6(CO)OR7、NR6(CO)NR6R7、O(CO)OR6、O(CO)R6、C0-6烷基COR6、OC1-6烷基COR6、NR6(CO)(CO)R6、NR6(CO)(CO)NR6R7、SR6、C0-6烷基(SO2)NR6R7、OC1-6烷基NR6(SO2)R7、OC0-6烷基(SO2)NR6R7、C0-6烷基(SO)NR6R7、OC1-6烷基(SO)NR6R7、SO3R6、C0-6烷基NR6(SO2)NR6R7、C0-6烷基NR6(SO)R7、OC1-6烷基NR6(SO)R7、OC0-6烷基SO2R6、C0-6烷基SO2R6、C0-6烷基SOR6、C1-6烷基、C2-6链烯基、C2-6炔基、C0-6烷基C3-6环烷基、C0-6烷基芳基和C0-6烷基杂芳基，其中任何C1-6烷基、C2-6链烯基、C2-6炔基、C0-6烷基C3-6环烷基、C0-6烷基芳基和C0-6烷基杂芳基可任选被一个或多个A取代；
m为0、1、2、3或4；
n为0、1、2、3或4；
R5为氢、C1-6烷基、C2-6链烯基、C2-6炔基、C0-6烷基C3-6环烷基、C0-6烷基芳基、C0-6烷基杂芳基、C1-6烷基NR6R7或C1-6烷基CONR6R7；
R6和R7独立地选自氢、C1-6烷基、(CO)OR8、C2-6链烯基、C2-6炔基、C0-6烷基C3-6环烷基、C0-6烷基芳基、C0-6烷基杂芳基和C1-6烷基NR8R9；
R6和R7可一起形成包含一个或多个独立地选自N、O或S的杂原子的5或6元杂环，其中杂环可任选地被A取代；
R8和R9独立地选自氢、C1-6烷基、C2-6链烯基、C2-6炔基、C0-6烷基C3-6环烷基、C0-6烷基芳基和C0-6烷基杂芳基；
R8和R9可一起形成包含一个或多个独立地选自N、O或S的杂原子的5或6元杂环，其中杂环可任选地被A取代；
R10为氢、C1-6烷基、C2-6链烯基、C2-6炔基、C0-6烷基C3-6环烷基、C0-6烷基芳基、C0-6烷基杂芳基或C1-6烷基NR8R9；
R11为C0-6烷基C3-6环烷基；
A为卤代、硝基、CHO、CN、OR6、C1-6烷基、C2-6链烯基、C2-6炔基；C0-6烷基C3-6环烷基、氟代甲基、二氟甲基、三氟甲基、氟代甲氧基、二氟甲氧基、三氟甲氧基、C0-6烷基NR6R7、OC1-6烷基NR6R7、CO2R8、CONR6R7、NR6(CO)R6、O(CO)R6、COR6、SR6、(SO2)NR6R7、(SO)NR6R7、SO3R6、SO2R6或SOR6；
其为游离碱或其药学可接受盐、溶剂化物或盐的溶剂化物。
2.权利要求1的化合物，其中Z为N；Y为CONR5；X为N；P为苯基；Q为包含一个氮原子的六元芳杂环；R为C1-6烷基NR10R11；m为0；n为0；R5为氢；R10为氢或C0-6烷基C3-6环烷基、C0-6烷基芳基、C0-6烷基杂芳基或C1-6烷基NR8R9；和R11为C0-6烷基C3-6环烷基。
3.权利要求2的化合物，其中C1-6烷基NR10R11中的C1-6烷基表示丙基；R10和R11表示环丁基；Q表示吡啶。
4.化合物，其为
3-氨基-6-{4-[3-(二环丁基氨基)丙基]苯基}-N-吡啶-3-基吡嗪-2-甲酰胺盐酸盐；
为游离碱或其药学可接受盐、溶剂化物或盐的溶剂化物。
5.化合物，其为
3-氨基-6-溴-N-吡啶-3-基吡嗪-2-甲酰胺；
为游离碱、盐、溶剂化物或盐的溶剂化物。
6.化合物，其为
N-[3-(4-溴苯基)丙基]-N，N-二环丁基胺；
为游离碱、盐、溶剂化物或盐的溶剂化物。
7.药物制剂，其包括治疗有效量的、作为活性成分的权利要求1到4中任一项的化合物和药学可接受的载体或稀释剂。
8.用于预防和/或治疗与糖原合酶激酶-3有关的疾病的权利要求7的药物制剂。
9.用于治疗的权利要求1到4中任一项的化合物。
10.权利要求1到4中任一项的化合物在制备用于预防和/或治疗与糖原合酶激酶-3有关的疾病的药物中的应用。
11.权利要求1到4中任一项的化合物在制备用于预防和/或治疗以下疾病的药物中的应用：痴呆、阿尔茨海默氏病、帕金森氏症、额颞叶痴呆帕金森型、关岛帕金森-痴呆综合症、HIV痴呆、与神经纤维缠结病理学有关的疾病和拳击员痴呆。
12.权利要求11的化合物的应用，其中疾病为阿尔茨海默氏病。
13.权利要求1到4中任一项的化合物在制备用于预防和/或治疗以下疾病的药物中的应用：肌萎缩性侧索硬化、皮质基底核变性、唐氏综合症、亨廷顿病、脑炎后帕金森氏综合症、进行性核上麻痹、皮克病、尼曼-皮克病、中风、头部外伤、和其它慢性神经变性疾病、躁郁症、情感障碍、抑郁、精神分裂症、认知紊乱、脱发和避孕治疗。
14.权利要求1到4中任一项的化合物在制备用于预防和/或治疗以下疾病的药物中的应用：精神错乱状态、中度认知损伤、年纪相关性记忆损伤、年纪相关性认知下降、非痴呆性认知损伤、中度认知下降、中度神经认知下降、老年性健忘、记忆损伤和认知损伤、血管性痴呆、莱维体痴呆、额颞痴呆和雄性遗传脱发、和I型和II型糖尿病、糖尿病性神经病和糖尿病相关病症。
15.预防和/或治疗与糖原合酶激酶-3有关的疾病的方法，其包括对需要这种预防和/或治疗的哺乳动物包括人给药治疗有效量的权利要求1到4中任一项的式I化合物。
16.预防和/或治疗痴呆、阿尔茨海默氏病、帕金森氏症、额颞叶痴呆帕金森型、关岛帕金森-痴呆综合症、HIV痴呆、与神经纤维缠结病理学有关的疾病和拳击员痴呆的方法，其包括对需要这种预防和/或治疗的哺乳动物包括人给药治疗有效量的权利要求1到4中任一项的式I化合物。
17.权利要求的化合物16的方法，其中疾病为阿尔茨海默氏病。
18.预防和/或治疗肌萎缩性侧索硬化、皮质基底核变性、唐氏综合症、亨廷顿病、脑炎后帕金森氏综合症、进行性核上麻痹、皮克病、尼曼-皮克病、中风、头部外伤、和其它慢性神经变性疾病、躁郁症、情感障碍、抑郁、精神分裂症、认知素乱、脱发和避孕治疗的方法，其包括对需要这种预防和/或治疗的哺乳动物包括人给药治疗有效量的权利要求1到4中任一项的式I化合物。
19.预防和/或治疗预精神错乱状态、中度认知损伤、年纪相关性记忆损伤、年纪相关性认知下降、非痴呆性认知损伤、中度认知下降、中度神经认知下降、老年性健忘、记忆损伤和认知损伤、血管性痴呆、莱维体痴呆、额颞痴呆和雄性遗传脱发、和I型和II型糖尿病、糖尿病性神经病和糖尿病相关病症的方法，其包括对需要这种预防和/或治疗的哺乳动物包括人给药治疗有效量的权利要求1到4中任一项的式I化合物。
20.权利要求5或6的中间体在制备权利要求1到4中任一项的式I化合物中的应用。
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