本发明涉及药物化学领域，具体涉及一种巴洛沙韦及其衍生物的前药，以及所述前药的制备方法和用途。
背景技术：
巴洛沙韦玛波西酯（baloxavirmarboxil）属第三代抗流感化学药物，原创公司为日本盐野义制药，并由罗氏与其进行全球开发；该药于2018年2月已经在日本上市，其也是近20年来美国fda批准的首个具有创新作用机制的抗流感新药，是一种首创、chemicalbook单剂量口服药物，具有全新的抗流感作用机制，旨在对抗a型和b型流感病毒，包括达菲（奥司他韦）耐药流感株和禽流感株（h7n9，h5n1）。研究表明该新药用来治疗12岁以上、流感症状持续时间不超过48小时的急性流感患者时，只需口服一次就能见效。
baloxavirmarboxil是一种前药，其在体内代谢为活性化合物巴洛沙韦（baloxavir）。巴洛沙韦通过抑制流感病毒中的帽依赖性核酸内切酶起作用，其机理为流感病毒的遗传物质携带在rna中，其帽依赖性核酸内切酶的主要作用是帮助基因组复制，即帮助流感病毒复制子代chemicalbook。巴洛沙韦作为帽依赖性核酸内切酶的抑制剂，抑制酶促反应，使病毒基因组无法复制，从而在病毒刚进入细胞就阻断病毒的增殖。巴洛沙韦通过这种生物机制前移防控关口，将病毒“扼杀在摇篮中”，因此可以快速治愈流感。
然而，巴洛沙韦在体内的生物利用度较低，影响药物的吸收利用，baloxavirmarboxil虽然与巴洛沙韦相比，生物利用度有所提高，但仍然处于较低水平，无法满足临床的需要。
因此，需要开发一种新的巴洛沙韦及其衍生物的前药，以提高药物的生物利用度。
技术实现要素：
因此，本发明的一个目的是提供一种巴洛沙韦及其衍生物的前药，其相对于巴洛沙韦及其衍生物的玛波西酯生物利用度大大提高。
本发明的另一个目的是提供一种所述巴洛沙韦及其衍生物的前药的制备方法。
本发明的又一个目的是提供所述巴洛沙韦及其衍生物的前药的用途。
本发明的再一个目的是提供一种包含本发明的巴洛沙韦及其衍生物的前药的药物组合物。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：。
一方面，本发明提供一种具有下式（i）的结构的化合物、其立体异构体、或其药学上可接受的盐，。
其中，。
x为o或s；。
y为c1~c6直链或支链亚烷基；。
z为n或c，其中当z为c时，其上连接有取代基r8；。
r1、r2、r3、r4各自独立地选自h或c1~c6直链或支链烷基；。
r5、r6、r7、r8各自独立地选自h、卤素、三氟甲基、三氟乙基、三氟甲氧基、羟基、氨基、羧基、氰基、硝基、c1~c6直链或支链烷基、c1~c6直链或支链烷氧基、或c1~c6直链或支链烷硫基；。
(r9)m表示选自以下基团的m个相同或不同的基团：h、卤素、氰基、羟基、羧基、氨基、烷基、烷氧基、烷硫基、硝基、卤代烷基、羟基烷基、卤代烷氧基或烷基氨基，优选地，所述烷基为c1~c6直链或支链烷基；。
其中m为0~10的整数。
在本发明的某些实施方案中，所述化合物具有下式（i’）的结构：。
其中，。
x为o或s；。
y为c1~c6直链或支链亚烷基；。
z为n或c，其中当z为c时，其上连接有取代基r8；。
r1、r2、r3、r4各自独立地选自h或c1~c6直链或支链烷基；。
r5、r6、r7、r8各自独立地选自h、卤素、三氟甲基、三氟乙基、三氟甲氧基、羟基、氨基、羧基、氰基、硝基、c1~c6直链或支链烷基、c1~c6直链或支链烷氧基、或c1~c6直链或支链烷硫基。
在本发明的某些实施方案中，本发明所述的化合物、其立体异构体、或其药学上可接受的盐中，y为c1~c3直链或支链亚烷基；r1、r2、r3、r4各自独立地选自h或c1~c3直链或支链烷基；和/或r5、r6、r7、r8各自独立地选自h、f、cl、br、i、三氟甲基、三氟乙基、三氟甲氧基、羟基、氨基、羧基、氰基、硝基、c1~c3直链或支链烷基、c1~c3直链或支链烷氧基、或c1~c3直链或支链烷硫基。
在本发明的某些实施方案中，所述药学上可接受的盐为式（i）所示的化合物与酸形成的盐；优选地，所述酸为盐酸、氢溴酸、硫酸、磷酸、甲磺酸、乙磺酸、乙酸、丙酸、乳酸、三氟乙酸、马来酸、柠檬酸、富马酸、草酸、酒石酸、或苯甲酸。
在本发明的某些实施方案中，本发明所述的化合物为具有以下结构的化合物、其立体异构体、或其药学上可接受的盐：
另一方面，本发明提供一种制备本发明所述的具有式（i）的结构的化合物、其立体异构体、或其药学上可接受的盐的方法，包括以下步骤：
（1）使式（1）的化合物与式（2）的化合物发生酰胺化反应，生成式（3）的化合物；。
（2）使式（3）的化合物与式（4）的化合物发生酯化反应，生成式（5）的化合物；。
（3）使式（5）的化合物与式（6）的化合物发生亲核取代反应，生成式（7）的化合物；。
（4）使式（7）的化合物脱掉r10保护基，生成式（i）的化合物；任选地，使式（i）的化合物与酸反应生成药学上可接受的盐；。
其中，x、y、z、r1、r2、r3、r4、r5、r6、r7、r8、(r9)m、m如权利要求1至5所定义，r10为氨基保护基，优选为boc。
在本发明的某些实施方案中，其中，步骤（1）在有机碱的存在下进行；优选地，所述有机碱选自以下的一种或多种：dipea、三乙胺、dmap和dbu；步骤（2）的酯化反应在缩合剂和催化剂的存在下进行；优选地，所述缩合剂选自以下的一种或多种：edci、dcc、bop和pybop，所述催化剂选自：dmap或dbu；步骤（3）在碱和催化剂的存在下进行；优选地，所述碱为碳酸钾、碳酸钠、碳酸铯、碳酸氢钠和/或磷酸钠，所述催化剂为碘化钠、碘化钾、和/或碘化铯；和/或步骤（4）中的脱掉保护基的反应在酸性条件下进行，并且与成盐反应在一步反应中进行。
在本发明的某些实施方案中，其中所述式（6）的化合物为
又一方面，本发明提供本发明所述的化合物、其立体异构体、或其药学上可接受的盐在制备用于治疗和/或预防流感病毒传染病的药物中的用途。
再一方面，本发明提供一种药物组合物，其含有本发明所述的化合物、其立体异构体、或其药学上可接受的盐，和药学上可接受的辅料；优选地，所述药物组合物为口服制剂。
本发明人出乎意料地发现，本发明的巴洛沙韦及其衍生物的前药可以大大提高母化合物的生物利用度，与baloxavirmarboxil相比生物利用度提高2.5倍以上。更高的生物利用度意味着相同药效条件下，本发明的化合物的给药量可以相应地降低几倍，相应的药物的副作用也会显著地降低。因此，本发明的化合物在降低给药量，减少药物副作用，提高药效上比baloxavirmarboxil更为优异，能为患者提供一个更优的选择。因此，本发明化合物可成为口服吸收性优异的用于治疗和/或预防流感病毒传染病的药物。
具体实施方式
以下将结合具体实施例对本发明进行进一步的详细说明，使得本领域技术人员更全面地理解本发明。具体实施例仅用于说明本发明的技术方案，并不以任何方式限定本发明。
以下实施例中所用试剂和原料，如无特别说明，均为可商购获得。
实施例1。
步骤1:。
在-10℃下，将y-1（1g）加入二氯甲烷中，而后加入dipea（1.21g）和y-2（1.14g），反应1小时，tlc显示无原料后向反应液中加入y-4（1.5g）、edci（1.52g）和dmap（0.265g），于-10℃反应2小时，缓慢升至室温，0.5小时后加水淬灭。分液，有机相依次用0.1n盐酸洗，水洗，碳酸氢钠水溶液洗，盐水洗，干燥，旋干后得1.86g淡黄色油状物y-5。hplc纯度约90%，直接用于下一步反应。ms(m/z):416.1(m+h)+。
步骤2:。
氮气保护下，将劳森试剂（2.63g）加入y-7（4.83g）的甲苯混合物中，于80℃下搅拌3h。tlc显示无原料，旋干，柱层析后得到黄色固体y-82.65g，收率53.0%。
1h-nmr(400mhz，cdcl3)δ11.51(s，1h)，7.00～7.19(m，4h)，6.83～6.88(m，2h)，6.68(d，1h)，5.35(d，2h)，5.26(d，1h)，4.73(d，1h)，4.64(d，1h)，4.11(d，1h)，3.98(m，1h)，3.83(m，1h)，3.58(t，1h)，3.48(m，1h)，3.02(m，1h)。ms(m/z):500.1(m+h)+。
步骤3:。
氮气保护下，将y-8（500mg）加入dma中，而后加入y-5、碳酸钾和碘化钠，于60℃反应4小时，tlc显示无原料。加入乙酸乙酯和水，萃取分液，有机相经水洗，无水硫酸钠干燥，并旋干后得850mg黄色固体。柱层析分离得y-9460mg，收率53.0%。ms(m/z):879.2(m+h)+。
步骤4:。
将y-9（200mg）加入盐酸乙酸乙酯中，室温下反应两小时，抽滤，滤饼用乙酸乙酯洗，干燥后得产物a171mg，收率92.1%。1h-nmr(400mhz，dmso)δ8.58(m，1h)，7.96(m，1h)，7.42～7.53(m，1h)，7.07～7.26(m，4h)，6.74～6.98(m，3h)，6.21(m，1h)，5.85(m，1h)，5.43(m，1h)，5.17(m，3h)，4.54(m，1h)，4.41(m，1h)，4.02～4.19(m，4h)，3.94(m，1h)，3.66(m，1h)，3.55(m，1h)，3.33(m，1h)，2.83～2.95(m，4h)，2.58(m，3h)，1.61～1.75(m，2h)。ms(m/z):779.2(m+h)+。
手性化合物b和c的制备:。
纯品a（100mg）经hplc制备分离（制备柱：waterssymmetryc18，流动相a:水；b:甲醇）后得到化合物b32mg和c36mgms(m/z):779.2(m+h)+。
实施例2。
步骤1:。
在-10℃下，将y-1（1g）加入二氯甲烷中，而后加入dipea（1.21g）和y-6（1.02g），反应1小时，tlc显示无原料后向反应液中加入y-4（1.5g）、edci（1.52g）和dmap（0.265g），于-10℃反应2小时，缓慢升至室温，0.5小时后加水淬灭。分液，有机相依次用0.1n盐酸洗，水洗，碳酸氢钠水溶液洗，盐水洗，干燥，旋干后得1.78g淡黄色油状物y-11。hplc纯度约92%，直接用于下一步反应。ms(m/z):402.1(m+h)+。
步骤2:。
氮气保护下，将y-8（450mg）加入dma中，而后加入y-11、碳酸钾和碘化钠，于60℃反应4小时，tlc显示无原料。加入乙酸乙酯和水，萃取分液，有机相经水洗，无水硫酸钠干燥，并旋干，然后经柱层析分离得固体y-12459mg，收率59.1%。ms(m/z):865.2(m+h)+。
步骤3:。
将y-12（200mg）加入盐酸乙酸乙酯中，室温下反应两小时，抽滤，滤饼用乙酸乙酯洗，干燥后得产物d170mg，收率92.0%。1h-nmr(400mhz，dmso)δ8.52(m，1h)，7.89(m，1h)，7.31～7.53(m，1h)，7.10～7.29(m，4h)，6.76～6.99(m，3h)，5.58～6.03(m，3h)，5.41(m，1h)，5.19(m，3h)，4.56(m，1h)，4.39(m，1h)，4.02～4.21(m，4h)，3.96(m，1h)，3.68(m，1h)，3.53(m，1h)，2.83～2.97(m，4h)，2.65(m，3h)。ms(m/z):765.2(m+h)+。
实施例3。
步骤1:。
氮气保护下，将y-7（500mg）加入dma中，而后加入y-5、碳酸钾和碘化钠，于60℃反应4小时，tlc显示无原料。加入乙酸乙酯和水，萃取分液，有机相经水洗，无水硫酸钠干燥，并旋干，然后经柱层析分离得y-13582mg，收率65.2%。ms(m/z):863.3(m+h)+。
步骤2:。
将y-13（200mg）加入盐酸乙酸乙酯中，室温下反应两小时，抽滤，滤饼用乙酸乙酯洗，干燥后得产物e176mg，收率95.1%。1h-nmr(400mhz，dmso)δ8.51(m，1h)，7.88(m，1h)，7.33～7.54(m，3h)，7.08～7.29(m，3h)，6.75～6.99(m，2h)，6.21(m，1h)，5.58～6.03(m，3h)，5.42(m，1h)，5.17(m，1h)，4.53(m，1h)，4.43(m，1h)，4.05～4.25(m，4h)，3.96(m，1h)，3.68(m，1h)，3.36～3.49(m，2h)，2.85～2.99(m，4h)，2.69(m，3h),1.63～1.76(m，2h)。ms(m/z):763.2(m+h)+。
手性化合物f和g的制备:。
纯品e（100mg）经hplc制备分离（制备柱：waterssymmetryc18，流动相a:水；b:甲醇）后得到化合物f35mg和g38mgms(m/z):763.2(m+h)+。
实施例4。
步骤1:。
氮气保护下，将y-7（500mg）加入dma中，而后加入y-11、碳酸钾和碘化钠，于60℃反应4小时，tlc显示无原料。加入乙酸乙酯和水，萃取分液，有机相经水洗，无水硫酸钠干燥，并旋干，然后经柱层析分离得y-14554mg，收率63.1%。ms(m/z):849.3(m+h)+。
步骤2:。
将y-14（200mg）加入盐酸乙酸乙酯中，室温下反应两小时，抽滤，滤饼用乙酸乙酯洗，干燥后得产物h168mg，收率91.0%。1h-nmr(400mhz，dmso)δ8.53(m，1h)，7.91(m，1h)，7.31～7.53(m，3h)，7.13～7.29(m，3h)，6.73～6.99(m，2h)，5.72～5.75(m，3h)，5.63(m，1h)，5.19～5.35(m，3h)，4.53(m，1h)，4.35(m，1h)，4.02～4.26(m，4h)，3.91(m，1h)，3.73(m，1h)，3.57(m，1h)，2.83～2.97(m，4h)，2.65(m，3h)。ms(m/z):749.2(m+h)+。
实施例5。
氮气保护下，将y-8（500mg）加入dma中，而后加入y-15、碳酸钾和碘化钠，于60℃反应4小时，tlc显示无原料。加入乙酸乙酯和水，萃取分液，有机相经水洗，无水硫酸钠干燥，并旋干，然后经柱层析分离得化合物i514mg，收率83.5%。1h-nmr(400mhz，dmso)7.38～7.47(m，2h)，7.08～7.21(m，3h)，7.03(d，1h)，6.87(d，1h)，6.74(m，1h)，5.83(s，1h)，5.55～5.68(m，1h)，5.35～5.43(m，1h)，4.53(m，1h)，4.37(m，1h)，4.09(m，1h)，3.90(m，1h)，3.72～3.83(m，2h)，3.57(m，1h)，3.35～3.47(m，2h),2.83(m，2h),1.61-1.69(m，2h),1.32(t，3h)。ms(m/z):616.2(m+h)+。
手性化合物j和k的制备:。
纯品i（100mg）经hplc制备分离（制备柱：waterssymmetryc18，流动相a:水；b:甲醇）后得到化合物j38mg和k40mgms(m/z):616.2(m+h)+。
实施例6。
氮气保护下，将y-8（500mg）加入dma中，而后加入y-16、碳酸钾和碘化钠，于60℃反应4小时，tlc显示无原料。加入乙酸乙酯和水，萃取分液，有机相经水洗，无水硫酸钠干燥，并旋干，然后经柱层析分离得化合物l500mg，收率85.1%。1h-nmr(400mhz，dmso)7.38～7.45(m，2h)，7.09～7.23(m，3h)，7.00(d，1h)，6.85(d，1h)，6.78(m，1h)，5.81(s，1h)，5.43～5.5(m，2h)，5.34～5.41(m，1h)，4.51(m，1h)，4.39(m，1h)，4.09(m，1h)，3.91(m，1h)，3.73(s，3h)，3.59(m，1h)，3.36～3.48(m，2h)，2.82(m，1h)。ms(m/z):588.2(m+h)+。
实施例7。
步骤1:。
氮气保护下，将y-8（450mg）加入dma中，而后加入y-17、碳酸钾和碘化钠，于60℃反应4小时，tlc显示无原料。加入乙酸乙酯和水，萃取分液，有机相经水洗，无水硫酸钠干燥，并旋干，然后经柱层析分离得固体y-18618mg，收率78.2%。ms(m/z):878.3(m+h)+。
步骤2:。
将y-18（200mg）加入盐酸乙酸乙酯中，室温下反应两小时，抽滤，滤饼用乙酸乙酯洗，干燥后得产物m151mg，收率81.6%。1h-nmr(400mhz，dmso)δ7.65(m，1h)，7.07～7.29(m，7h)，6.71～6.95(m，3h)，6.15(m，1h)，5.83(m，1h)，5.41(m，1h)，5.14(m，3h)，4.57(m，1h)，4.39(m，1h)，4.02～4.25(m，4h)，3.95(m，1h)，3.67(m，1h)，3.57(m，1h)，3.41(m，1h)，2.85～2.99(m，4h)，2.64(m，3h)，1.62～1.76(m，2h)。ms(m/z):778.3(m+h)+。
采用上述实施例1~7的方法，由相应的原料制备得到下列化合物n，ms(m/z):796.3(m+h)+；化合物o，ms(m/z):812.2(m+h)+；化合物p，ms(m/z):846.3(m+h)+；化合物q，ms(m/z):792.3(m+h)+；。
化合物r,经测定，1h-nmr(400mhz，dmso)δ8.05(m，2h)，7.29～7.53(m，4h)，7.09～7.23(m，3h)，6.71～6.98(m，2h)，5.71～5.76(m，1h)，5.61(m，1h)，5.42(m，1h)，4.48(m，1h)，4.35(m，1h)，4.00～4.06(m，2h)，3.59～3.69(m，3h)，3.45(m，1h)，3.31～3.35(m，1h)，2.91～2.97(m，1h)，2.41(d，6h)。ms(m/z):645.2(m+h)+；和。
化合物s,经测定，1h-nmr(400mhz，dmso)7.36～7.43(m，2h)，7.07～7.24(m，3h)，7.01(d，1h)，6.86(d，1h)，6.79(m，1h)，5.83(m，1h)，5.35～5.43(m，1h)，4.53(m，1h)，4.41(m，1h)，4.11(m，1h)，3.92(m，1h)，3.59(m，1h)，3.06～3.26(m，4h)，2.62～2.69(m，4h)，2.82(m，1h)，2.35(s，3h)。ms(m/z):626.2(m+h)+。
实施例8：抗流感病毒活性（cpe抑制效果）试验。
<材料>。
1、2％fcse-mem（在mem（最小必须培养基）中添加卡那霉素和fcs进行调制）。
2、0.5％bsae-mem（在mem（最小必须培养基）中添加卡那霉素和bsa进行调制）。
3、hbss（hanks平衡盐溶液）。
4、mdbk细胞：用2％fcse-mem调整为适当的细胞数（3×105/ml）。
5、mdck细胞：用hbss清洗2次，然后用0.5％bsae-mem调整为适当的细胞数(5×105/ml)。
6、胰蛋白酶溶液：将来自猪胰腺的胰蛋白酶（sigma）用pbs(-)溶解，用0.45μm的滤器过滤。
7、envision（酶标仪）（perkinelmer）。
8、wst-8试剂盒（kishida化学）。
9、10％sds溶液。
<操作流程>。
1、受试样品的稀释、分注。
作为培养液，使用mdbk细胞时是使用2％fcse-mem，使用mdck细胞时是使用0.5％bsae-mem。以下，对病毒、细胞、受试样品的稀释，使用同样的培养液。
预先将受试样品用培养液稀释为适当的浓度，在96孔板上制作2～5倍连续稀释系列(50μl/孔)。制作抗流感活性测定用、细胞毒性测定用两块。对于各药物实施一式三份测定。
使用mdck细胞时，只在抗流感活性测定用时，向细胞中添加胰蛋白酶，使终浓度为3μg/ml。
2、流感病毒的稀释、分注。
预先将流感病毒用培养液稀释为适当的浓度，各自以50μl/孔分注到加入了受试样品的96孔板中。以50μl/孔将培养液分注到细胞毒性测定用板中。
3、细胞的稀释、分注。
以100μl/孔将调整为适当的细胞数目的细胞各自分注到加入了受试样品的96孔板中。
用孔板混合器（platemixer）混合，在co2培养箱中培养。抗流感活性测定用、细胞毒性测定用均培养3天。
4、wst-8的分注。
将培养了3天的96孔板在肉眼、显微镜下观察，确认细胞的形态、晶体的有无等。从板上以没有吸走细胞的方式清除上清。
将wst-8试剂盒用培养液稀释10倍，以各100μl将该wst-8溶液分注到各孔中。用孔板混合器混合，然后在co2培养箱中培养1～3小时。
对于抗流感活性测定用板，培养后，在各孔中各自分注10μl10％sds溶液，使病毒失活。
5、吸光度的测定。
对于混合的96孔板，用envision、以450nm/620nm的双波长测定吸光度。
<各测定项目值的计算>。
使用graphpadprism或具有同等计算处理能力的程序计算cpe抑制率和细胞存活率，根据拟合曲线获得ec50和cc50值。
其中，。
cpe抑制率＝(加药孔吸光值-病毒对照孔吸光值)/(细胞对照孔吸光值-病毒对照孔吸光值)×100％。
细胞存活率＝(加药孔吸光值-培养基对照孔吸光值)/(细胞对照孔吸光值-培养基对照孔吸光值)×100％。
实施例8的测定结果示于表1。
由表1可以看出，y-7与y-8均有很好的体外活性，y-8的活性是y-7的两倍，说明硫取代了氧原子可以极大提高化合物的体外抗病毒活性。而化合物d、h、i、l体外活性均不高，因为它们均是前药，在体外稳定存在基本无法释放出活性分子，只能进入人体后通过人体内的酶降解释放出活性分子，产生药效，完全符合我们的前药设计理论。化合物的cc50值显示这些分子均对细胞低毒，安全性可靠。
实施例9：生物利用度（ba）试验。
口服吸收性的研究试验材料与方法。
1、使用动物：使用小鼠或sd大鼠。
2、饲养条件：使小鼠或sd大鼠自由摄取固体饲料及杀菌自来水。
3、给药量、分组的设定：以特定的给药量进行口服给药、静脉内给药。以下述方式。
设定组。(每种化合物给药量有变更)。
口服给药1～30mg/kg(n＝2～3)。
静脉内给药0.5～10mg/kg(n＝2～3)。
4、给药液的制备：口服给药是以溶液或悬浮液的形式进行给药。静脉内给药是在可溶化后进行给药。
5、给药方法：口服给药在通过口喂管强制性地给药至胃内。静脉内给药是通过附带注射针的注射器自尾静脉进行给药。
6、评价项目：经时采血，使用lc/ms/ms对血浆中本发明化合物浓度进行测定。
7、统计分析：对于血浆中浓度变化，使用非线性最小二乘法程序算出血浆中浓度-时间曲线下面积(auc)，由口服施与组和静脉内施与组的auc算出生物利用度(ba)。
实施例9的测定结果示于表2。
根据以上的结果可以看出，本发明的前药的生物利用度较母化合物显著提高。其中化合物a、d、e、h的生物利用度比母化合物提高了十几倍，与baloxavirmarboxil相比也有4-5倍的提高，化合物m、n、o、p与母化合物相比生物利用度均提高了7倍以上，与baloxavirmarboxil相比也有2.5倍以上的提高，效果非常显著。然而，化合物r和s，尽管它们同样含有能够与酸成盐的氨基，却并没有显著提高母化合物的生物利用度，甚至与baloxavirmarboxil相比，生物利用度大大降低。
更高的生物利用度意味着相同药效条件下，本发明化合物的给药量可以相应地降低几倍，相应的药物的副作用也会显著的降低。因此，本发明的化合物在降低给药量，减少药物副作用，提高药效上比baloxavirmarboxil更为优异，能为患者提供一个更优的选择。因此，本发明化合物可成为口服吸收性优异的用于治疗和/或预防流感病毒传染病的药物。