嘧啶衍生物pim激酶抑制剂及其制备方法与在制药中的应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及药物化学，具体涉及P頂激酶抑制剂及其制备方法与在制药中的应 用。
【背景技术】
[0002] P頂激酶是三个同系丝氨酸/苏氨酸激酶，同属钙调蛋白依赖型蛋白激酶 (CAMK) -族。研究证明，P頂激酶在造血组织中有着广泛的表达（J.Biol.Chem.，280， 14168-14176, 2005 ;Blood，105,4477-4483, 2005)，并且对细胞生存和扩散有着重要的作 用，并在人体癌症肿瘤中以及炎症状态下有过度表达（J.Exp.Med.，201，259-266,2005 ; Biochem.Soc.Trans.，32, 315-319, 2004)。因此，P頂激酶被越来越多的用于研究治疗肿瘤 和免疫调节药物的革巴标。PIM_l(ProvimsIntegrationofMaloney1)基因是莫洛尼鼠白 血病病毒诱导的T细胞淋巴瘤中原病毒频繁插入的部位，P頂-1激酶也因此而得名（Cell， 37,141-150,1984)。此后发现，编码PIM_2(ProvimsIntegrationofMaloney2)的基因 也有同样的弱点（J.Clin.Invest.，115, 2679-2688, 2005)。P頂-3 最初名为KID-1(Kinase InducedbyDepolarization1)，后因其蛋白序列与PIM-1高度一致（71 %氨基酸重复度） 而更名（Nature，428,332-337,2005 ;Cell，56,673-682,1989)。P頂_1，2,3 在很多血液肿 瘤中有过度表达（PNASUSA，86,8857-8861，1989)。P頂-1被发现在前列腺癌发展过程中会 有更多表达（J.Clin.Pathol.，59, 285-288, 2006)，P頂-2在人体慢性淋巴细胞白血病和非 霍奇金淋巴瘤白血病中的表达会有增加（Leuk.Lymph.，45,951-955,2004)，而P頂-3的异 常表达则被认为对肝纤维瘤（Int.J.Cancer，114, 209-218, 2005)和胰腺癌（CancerRes.， 66,6741-6747, 2006)的发展和扩散起了重要的作用。
[0003] P頂-1，2, 3通常对生长因子和细胞因子的刺激产生反应，因而对造血细胞的生存 和扩散产生作用。剔除PM_1，2,3基因的小鼠能正常存活，但个子较小，而且在造血细胞 扩散过程中对生长因子的反应也有所减弱。如果只剔除三种PM中的一种，对小鼠没有明 显的影响，可见三种P頂的功能有所重叠（Cell，56,673-682,1989)。P頂激酶的作用底 物包括调节细胞凋亡的Bcl-2族成员BAD(FEBSLetters，571，4349, 2004)，调节细胞周期 的p21(Biochim.Biophys.Acta，1593,45-55,2002)，CDC25A，C-TA，（J.Biol.Chem.，279， 48319-48328, 2004)，以及调节蛋白质合成的 4EBP1 (Blood，105,4477-4483, 2005)。PIM激 酶的这些作用显示其有防止细胞凋亡和促进细胞生长和扩散的功能。因此，PIM激酶在肿 瘤中的过度表达助长了癌细胞的生存活与扩散。所以，抑制肿瘤中过度表达PM激酶是治 疗癌症的新的有效方法。
[0004] 由于P頂激酶在许多液体肿瘤和实体肿瘤有关，不少P頂激酶抑制剂被用于 开发新一代的抗肿瘤药物。在一系列的细胞和动物模型实验显示，PM激酶抑制剂能显 著地抑制液体肿瘤细胞的扩散及肿瘤的生长，这些液体肿瘤包括急性淋巴细胞白血病 (ALL)，急性髓系白血病（AML)，慢性粒细胞白血病（CML)，非霍奇金淋巴瘤（NHL)，和多 发性骨髓瘤（MM)(Clin. Cancer Res. 20 (7)，1834-1845, 2014 ;Blood 123 (6)，905-913，2014 ;Blood 122(21)，4435,2013)。实验结果还显示，P頂激酶抑制剂对P頂激酶过度表 达的固体肿瘤也有良好的效果，这些肿瘤包括胰腺癌（Cancer Biol. Ther. 7 (9)，1352-9， 2008Cancer Res. 2006 ;66 (13) :6741-7 ;Cancer Res. 70 (24)，10288-10298, 2010)，前列腺 癌（Prostate，65(3)，276-86,2005;Prostate，73(13)，1462-1469,2013)，肝癌（J.Surg. Res.，153(l)，17-22,2009;Int.J.Cancer，114(2)，209-18,2005)， Clin.Oncol.，134 (4)，481-8, 2008)和膀胱癌（J.Exp.Clin.CancerRes.，29,161，2010)。
[0005] 抗癌药物耐药性的产生一直是化疗和分子靶向药物的主要障碍（Drug ResistanceUpdat. 12,114-126. 2009)，解决抗癌药物的耐药性是癌症治疗的重要课题。许 多研究显示，PIM激酶对两个最重要的药物转运子（drugeffluxtransporters)，MDR_1 和BCRP的表达和活动有关（DrugResistanceUpdates，14,203-211，2011)。实验表明，PIM 激酶抑制剂与化疗药物合用能显著提高对耐药性前列腺癌的疗效（Mol.CancerTher. 8， 2882-2893, 2009)。因此，P頂抑制剂还能用于逆转对化疗的抗药性。
[0006] 实验显示，P頂激酶表达伴随着T-细胞的激活发生，P頂-1/3抑制剂能有效治疗 CD4+T-细胞引起的肠炎。口服临床试验药物AR452530至少能降低直肠炎症，腺体损失， edema和粘膜增生 80%(CellularImmunology，272,200-213,2012)。因此P頂抑制剂还可 用于治疗炎症性肠病等T-细胞介导的疾病。
[0007] 根据已发表的激酶抑制剂文献（美国专利US8592455B2):
[0008]
[0009]通式A和通式B都是P頂抑制剂，当它们的取代基Ra，Rb和R。都是一样的时候，它 们唯一的区别是吡啶环1上的5-位取代基，通式A是氢原子，通式B是氟原子。该文献数 据显示，在所有29对化合物中，5-位取代基是H还是F对这些化合物的P頂活性几乎没有 影响，不会改变该化合物抑制PIM-1酶活性的能力。
【发明内容】
[0010] 在研究新一代PM激酶抑制剂过程中，我们出乎意料地发现，和已知的知识不同， 在一组符合通式I的化合物中，在其它结构完全一样时，由于R6为环状结构，将R3从H换成 其他取代基时，由于空间位阻增大，阻碍了R6环的自由转动，从而提高了它们的活性。当R3 换成F或0匕时，由于提高了分子这一部位的亲脂性，从而进一步提高化合物抑制P頂-1活 性的能力，最高的活性提高近6倍，平均4. 19倍。具体数据见实施例57的表2。
[0011]
[0012] 本发明所要解决的技术问题在于研究P頂激酶抑制剂新化合物，设计制备治疗癌 症，多向性耐药性和炎症性肠病等T-细胞介导的炎症的药物。
[0013] 本发明提供了P頂激酶抑制剂，结构式为以下通式I化合物：
[0014]
[0015] 本发明式I化合物为嘧啶类化合物结构的P頂激酶抑制剂。
[0016] 本发明还提供了式I化合物的立体异构体，互变异构体和药用盐。
[0017] 上述式I中
[0018] 札为-H，-NHR4,卤素（F，Cl，Br，I)，-0H，-0Q3烃基，-SH，-SC丨 3烃基，C丨 3烃基， 卤代甲基，卤代乙基，-CN和-N02;
[0019] 私为-H，-NHR4，卤素（F，Cl，Br，I)，-0H，-SH，带有或不带有取代基的-0Q3烃 基、-SCi3烃基、Ci3烃基和C3 7环烃基，卤代甲基，卤代乙基，-CN和-N0 2;
[0020] R3为_NHR5,卤素仉(：1，811)，-011，-311，带有或不带有取代基的-0(： 13经基、-3(：13 烃基、Q3经基和C3 7环烃基，卤代甲基，卤代乙基，-CN和-N0 2;
[0021] 心为-H，-C( = 0)-R5，带有或不带有取代基的C1S烃基、C37环烃基、4-7元杂环 基、5-10元芳基和杂环芳基；
[0022] R5为带有或不带有取代基的Cis烃基、Cis烃氧基、C3 7环烃基；
[0023] R6为带有或不带有取代基的C3 7环烃基、4-7元杂环基、5-10元芳基和杂环芳基； 所述环烃基，芳基和杂环芳基上的取代基可以分别是卤素（F，Cl，Br，I)，-CN，-NH2, -NHR7， Q4经基，C丨 4卤代烃基，C3 7环烃基，-OR7, -N02, -C( = 0)0R7, -C( = 0)R7, -C( = 0) N(R7)2, -C( = 0)NH2, -C( = 0)NHR7;
[0024] 馬为_H或带有或不带有取代基Ci4经基；
[0025] R22为带有或不带有取代基的Cis烃基或为下式定义的基团：
[0026]
[0027] 其中R23，R24和R25各自为卤素（F，Cl，Br，I)，-0R15，-NR16R17，-C( = 0)NR1SR19或带 有或不带有取代基的C1S烃基；
[0028] R15、R16、R17、R1S、R19各自为-H或带有或不带有取代基的Cis经基
[0029] 6丨为CH2或N;
[0030] 62为冊28、〇11?29或0 ;
[0031] B1 和B2 为 0、1、2 或 3 ;
[0032] B3 为 0，1，2;
[0033] B4 为 0，1;
[0034] R26和R27各自为-H或带有或不带有取代基的Cis烃基；
[0035] R2S为_H，带有或不带有取代基的C1S烃基、C37环烃基、C37杂环烃基，-C( = 0) r30, -c( =o)or3。或-c( =o)nhr30;
[0036] R29为_H，-0H，带有或不带有取代基的Cis烃基、C3 7环烃基、C3 7杂环烃 基，-NHR3。、-c( = 0) 0R3。或-c( = 0)NHR30;
[0037] R3。为_H或带有或不带有取代基的Cis经基；
[0038] 本发明中所述取代基，如无特殊说明，可选自羟基、硝基、氨基、亚氨基、氰基、卤 素、硫代基团、磺酰基、硫代酰氨基（thioamido)、脒基、亚脒基、氧代脒基（oxamidino)、甲 氧基脒基（methoxamidino)、胍基、磺酰氨基、羧基、甲酰基、低级烷基、卤代低级烷基、低级 烷基氣基、卤代低级烷基氣基、低级烷氧基、卤代低级烷氧基、低级烷氧基烷基、烷基幾基、 氨基羰基、芳基羰基、芳烷基羰基、杂芳基。
[0039] 所述"低级"，如无特殊说明，根据限定的取代基不同，分别指Qs的直链或支链基 团，3-7元的非芳香环状基团，或5-12元的芳香基团，或带有C1S的直链或支链取代基团的 5-12元的芳香基团。
[0040] 在本发明部分实施方案中，通式I化合物及其立体异构体，互变异构体和它们的 药用盐，札为-H，-NHR4，卤素（F，Cl，Br，I)，-0H，-SH，带有或不带有取代基的-0C13jg 基、-SC! 3经基、C! 3烃基和C3 7环烃基，-CN和-N02;优选RA-H，-NH2，卤素（F，Cl，Br， I)，-0H，-CN和-N02;进一步优选R丨为-H，-NH2, -F。
[0041] 在本发明另一部分实施方案中，通式I化合物及其立体异构体，互变异构体和它 们的药用盐，私为-H，-NHR4，卤素（F，Cl，Br，I)，-0H，-SH，带有或不带有取代基的-OCi3烃 基、-SQ3烃基、C丨3烃基和C3 7环烃基，-CN和-N0 2;优选R2为-H，卤素（F，Cl，Br，I)，-CN; 进一步优选私为-H，卤素（F，Cl，Br，I)。
[0042] 在本发明另一部分实施方案中，通式I化合物及其立体异构体，互变异构体和它 们的药用盐，R3S-NHR5，卤素（F，Cl，Br，I)，-0H，-SH，带有或不带有取代基的_0(：13烃 基、-SQ3烃基、q3烃基和C37环烃基，卤代甲基，卤代乙基，-CN和-N02;优选R3为卤素（F， Cl，Br，I)，带有或不带有取代基的Q3烃基和-0Ci3烃基，卤代甲基，-CN和-N0 2;进一步优 选私为卤素仉(：1，811)，-0?3，和-01再进一步优选1?3为卤素仉(：1，811)和-0?3。 [0043] 在本发明另一部分实施方案中，通式I化合物及其立体异构体，互变异构体 和它们的药用盐，R6为带有或不带有取代基的C37环烃基、4-7元杂环基、5-10元芳 基和杂环芳基；所述环烃基，芳基和杂环芳基上的取代基可以分别是卤素（F，Cl，Br， I)，-CN，-NH2, -NHR7,C14烃基，C丨 4卤代烃基，C3 7环烃基，-OR7, -N02,-C( = 0) 0R7,-C( = 0) R7, -C( = 0)N(R7)2, -C( = 0)NH2, -C( = 0)NHR7;优选R6为苯基，哌嗪基和吡啶基，所述苯 基，哌嗪基和吡啶基可以被1-3个选自-F，-Cl，-Br，-1，-0H，-NH2,Q3烃基，q3烃氧基， 卤代Q3烃基的基团所取代；进一步优选R6为苯基，吡啶基，2-F-6-0CH3-苯基，2,6-二氟苯 基。
[0044] 在本发明的另一部分实施方案中，通式I化合物及其立体异构体，互变异构体和 它们的药用盐中，优选R22为带或不带取代基的环丁烷基，环戊烷基，环己烷基，环庚烷基， 氮杂环丁烷基，吡咯烷基，哌啶基，氮杂环庚烷基，环氧丁烷基，四氢呋喃基，四氢吡喃基；进 一步优选R22为环己烷基，吡咯烷基，哌啶基，氮杂环庚烷基；在所述带取代基的基团上，可 以有1-4个取代基，可以分别选自卤素（F，Cl，Br，I)，-NH2, -0H，甲胺基，乙胺基，丙胺基， 二甲胺基，二乙胺基，甲基，乙基，丙基，甲氧基，乙氧基，丙氧基，单卤代甲基，多卤代甲基， 单卤代乙基，多卤代乙基；优选取代基为卤素（F，Cl，Br，I)，-NH2，-0H，甲胺基，甲基和甲氧 基；进一步优选取代基为_NH2, -0H和甲基
[0045] 在本发明的另一部分实施方案中，通式I化合物及其立体异构体，互变异构体和 它们的药用盐，其r22为带或不带取代基的环丁烷基甲基，环戊烷基甲基，环己烷基甲基，环 庚基甲基，氮杂环丁烷基甲基，吡咯烷基甲基，哌啶基甲基，氮杂环庚烷基甲基，环氧丁烷基 甲基，四氢呋喃基甲基，四氢吡喃基甲基；进一步优选r22为环己烷基甲基，吡咯烷基甲基， 哌啶基甲基，氮杂环庚烷基甲基；在所述带取代基的基团上，可以有1-4个取代基，可以分 别选自卤素（F，Cl，Br，I)，-NH2, -0H，甲胺基，乙胺基，丙胺基，二甲胺基，二乙胺基，甲基， 乙基，丙基，甲氧基，乙氧基，丙氧基，单卤代甲基，多卤代甲基，单卤代乙基，多卤代乙基； 优选取代基为卤素（F，Cl，Br，I)，-NH2, -0H，甲胺基，甲基和甲氧基；进一步优选取代基 为-NH2, -0H和甲基
[0046] 在本发明的另一部分实施方案中，通式I化合物及其立体异构体，互变异构体和 它们的药用盐，其R22为带或不带取代基的C2 5烃基，这些烃基上最多可以有4个取代基，它 们分别可以是卤素（F，Cl，Br，I)，NH2，甲胺基，乙胺基，丙胺基，二甲胺基，二乙胺基，羟基， 甲基，乙基，丙基，_CH20H，-CH2 (OH)CH3，-CH2CH20H，单卤代甲基，多卤代甲基，单卤代乙基，多 卤代乙基，Q4烃基-0-，Ci4烃基-S-;
[0047] 在本发明部分实施方案中，通式I化合物及其立体异构体，互变异构体和它们的 药用盐，其优选实施方案列于表2。
[0048] 本文所用的术语的定义：
[0049] 本文所用的术语"烷基"是指不含有杂原子的烷基。因此，该术语包括直链 烷基如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、已基、庚基、辛基、壬基、癸基、i^一烷基、十二烷基 等。该术语还包括直链烷基的支链异构体，包括但不限于例如下面的基团：-ch(ch3)2、 ch(ch3) (ch2ch3)、ch(ch2ch3)2、-c(ch3)3、-c(ch2ch3)3、-ch2ch(ch3)2、-ch2ch(ch3) (ch2ch3)、 -ch2ch(ch2ch3)2、-ch2c(ch3)3、-ch2c(ch2ch3)3、-ch(ch3)ch(ch3) (ch2ch3)、-ch2ch2ch(ch3)2、 -ch2ch2ch(ch3) (ch2ch3)、-ch2ch2ch(ch2ch3)2、-ch2ch2c(ch3)3、-ch2ch2c(ch2ch3)3、-ch(ch3) CH2CH(CH3)2、-CH(CH3)CH(CH3)CH(CH3)2、CH(CH2CH3)CH(CH3)CH(CH3) (CH2CH3)等。因此，术语 烷基包括伯烷基、仲烷基和叔烷基。优选的烷基包括具有1至12个碳原子的直链和支链烷 基。一种优选的"烷基"定乂涉及Ci4直链烷基如甲基、乙基、正丙基和正丁基。优选的烧 基定义还包括c3 5 支链烷基，包括-ch(ch3)2、-ch2ch(ch3)2、-ch(ch3)ch2ch3、-c(ch3)3、-CH( CH3)CH2CH2CH3、-CH(CH3)CH(CH3) 2、-CH2CH(CH3)CH2CH3、-CH2CH2CH(CH3) 2和-CH(CH2CH3) 2等。
[0050] 本文所用的术语"烯基"是指其中有至少一个不饱和点，g卩，其中两个相邻碳原 子通过双键连接的上面所定义的烷基。
[0051] 本文所用的术语"炔基"涉及其中两个相邻碳原子通过三键连接的烷基。
[0052] 本文所用的术语"烷氧基"是指-0R，其中R是烷基。
[0053] 本文所用的术语"烃基"是烷基、烯基和炔基的统称。