TW201733596A - 尿苷類磷醯胺前藥、其製備方法及其藥物組合物 - Google Patents

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Abstract

本發明涉及一種尿苷類磷醯胺前藥、其製備方法及其在醫藥上的應用,本發明所述的前藥是如通式Ⅰ所示的化合物或其光學異構體或其藥學上可接受的鹽,本發明所述的前藥還包括,如通式Ⅰ所示的化合物或其光學異構體或其藥學上可接受的鹽的溶劑化物,本發明所述的前藥可以治療病毒感染性疾病,特別是C肝病毒感染性疾病。□

Description

尿苷類磷醯胺前藥、其製備方法及其藥物組合物
本發明涉及一種新型尿苷類磷醯胺前藥或其異構體、可藥用鹽、水合物與溶劑化物及其製備方法與其在醫藥上的應用。
C肝(hepatitis C virus, HCV)屬於全球流行性疾病,目前患者數超過2億,其中中國患者有數千萬。NS5B抑制劑是一種聚合酶抑制劑,藉由與NS5B RNA-依賴的RNA聚合酶結合干擾病毒的複製。此類藥物有兩種類型:核苷類抑制劑及非核苷類抑制劑。核苷類抑制劑是活性部位抑制劑,偽裝成聚合酶的天然底物插入到RNA鏈中,中斷RNA的複製。因此此類藥物能對抗所有基因型的HCV感染,病毒對其抗藥性也非常低。其中2-氟-2-甲基去氧尿苷三磷酸是一個細胞內強效NS5B抑制劑,但在體內無法轉運至病灶。可以採用其非活性形式2-氟-2-甲基去氧尿苷單磷酸的前藥,其在體內代謝成2-氟-2-甲基去氧尿苷單磷酸後活化成2-氟-2-甲基去氧尿苷三磷酸,從而抑制NS5B,發揮抗HCV作用。
目前採用在磷酸基團上加入掩蔽基團從而形成前藥的策略,其中一個掩蔽基團與磷酸基團形成磷醯胺結構、另一個基團與磷酸基團形成磷酯類的化合物被證實有肝靶向效應。成酯基團包括各種芳環和芳雜環在替諾福韋前藥上的應用,尤其是苯酚酯(CN201310041647.4, WO02082841),但成酯基團為相對無毒性的苄基或天然醇或糖或維生素的2-氟-2-甲基去氧尿苷單磷酸的前藥未見合成與生物活性研究報導。
本發明的目的在於提供一類新型尿苷單磷醯胺類前藥化合物與其製備方法以及其在製備治療病毒感染性疾病的藥物中的用途,以同時提高藥物的肝靶向性和生物利用度,從而提高藥物療效,減少藥物用量並降低毒性。
發明人發明了一類尿苷類磷醯胺前藥化合物,本發明化合物在大鼠灌胃後可以在肝部有效代謝、磷酸化轉化成活性產物2-氟-2-甲基去氧尿苷三磷酸,而且與現有技術相比,本發明化合物在血漿中更穩定,其活性代謝產物2-氟-2-甲基去氧尿苷三磷酸在血漿中完全檢測不到,從而降低了由於血漿代謝導致活性代謝產物出現在非靶器官從而引起的系統毒副作用。
本發明的目的是提供一種抗病毒尿苷類磷醯胺前藥,為通式Ⅰ所示的化合物或其光學異構體或其藥學上可接受的鹽,式Ⅰ
式中:
R獨立地選自有取代或無取代的苄基基團、取代或未取代的C5 -C50 直鏈或環狀的天然產物片段,或選自半合成或者全合成的糖類、維生素、醇類,及其結構改造或修飾後得到的類似物片段;
R1 、R2 、R3 分別獨立地選自H、取代或未取代的C1 -C10 直鏈烴基、C3 -C10 支鏈烴基、C3 -C10 環烴基、C6 -C10 芳香烴基或雜芳基,其中所述取代為一個到三個獨立地選自O、S、N、Se的雜原子,或者R1 與R2 ,R1 與R3 ,R2 與R3 與連接它們的結構部分一起形成取代或未經取代的3-8元環;
Z獨立地選自O、S、Se、-NH-或-CH2 -;
所述的前藥還包括,如通式Ⅰ所示的化合物或其藥學上可接受的鹽的溶劑化物、其光學異構體。
本發明所述的前藥,較佳地,其中:
R獨立地選自有取代或無取代的苄基基團,或選自核心結構為C3 -C8 的直鏈或環狀的天然產物片段,或選自半合成或者全合成的糖類、維生素、醇類,及其結構改造或修飾後得到的類似物片段;
R1 、R2 、R3 分別獨立地選自H、取代或未取代的C1 -C10 直鏈烴基、C3 -C10 支鏈烴基、C3 -C10 環烴基、C6 -C10 芳香烴基或雜芳基,其中所述取代為一個到三個獨立地選自O、S、N、Se的雜原子,或者R1 與R2 , R1 與R3 ,R2 與R3 與連接它們的結構部分一起形成取代或未經取代的3-8元環;
Z選自O、S、Se、-NH-或-CH2 -。
本發明所述的前藥,更佳地,其中:
R獨立地選自有取代或無取代的苄基基團,或選自核心結構為C3 -C8 的天然產物,所述天然產物選自各種單糖類或其類似物片段,或選自各種多糖或其類似物片段,或選自脂溶性維生素,或選自天然醇類或其類似物;
R1 、R2 、R3 分別獨立地選自H、取代或未取代的C1 -C10 直鏈烴基、C3 -C10 支鏈烴基、C3 -C10 環烴基、C6 -C10 芳香烴基或雜芳基,其中所述取代為一個到三個獨立地選自O、S、N、Se的雜原子,或者R1 與R2 , R1 與R3 ,R2 與R3 與連接它們的結構部分一起形成取代或未經取代的3-8元環;
Z選自O、S、Se、-NH-或-CH2 -。
本發明所述的前藥,更佳地,其中:
R獨立地選自有取代或無取代的苄基基團,或選自核心結構為C3 -C8 的天然產物,所述天然產物選自各種單糖類或其類似物片段,或選自各種多糖類或其類似物片段,或選自脂溶性維生素,或選自天然醇類或其類似物;
R1 、R2 、R3 分別獨立地選自H、取代或未取代的C1 -C10 直鏈烴基、C3 -C10 支鏈烴基、C3 -C10 環烴基、C6 -C10 芳香烴基或雜芳基,其中所述取代為一個到三個獨立地選自O、S、N、Se的雜原子,或者R1 與R2 ,R1 與R3 ,R2 與R3 與連接它們的結構部分一起形成取代或未經取代的3-8元環;
Z為O或S。
本發明所述的前藥,更佳地,其中:
R獨立地選自苯環上無取代的苄基基團;或者亞甲基上無取代的苄基基團;或者苯環上取代基獨立地選自鄰位或對位取代的C1 -C10 直鏈烴基、OC1 -C10 烷氧烴基、C3 -C10 支鏈烴基、C3 -C10 環烴基、C6 -C10 芳香烴基或雜芳基的苄基基團;或者亞甲基上取代基獨立地選自C1 -C10 直鏈烴基、OC1 -C10 烷氧烴基、C3 -C10 支鏈烴基、C3 -C10 環烴基、C6 -C10 芳香烴基或雜芳基的苄基基團;或選自核心結構為C3 -C8 的各種單糖類或其類似物片段,或選自各種多糖類或其類似物片段,或選自脂溶性維生素,或選自天然醇類或其類似物;
R1 、R2 、R3 分別獨立地選自H、取代或未取代的C1 -C10 直鏈烴基、C3 -C10 支鏈烴基、C3 -C10 環烴基、C6 -C10 芳香烴基或雜芳基,其中所述取代為一個到三個獨立地選自O、S、N、Se的雜原子,或者R1 與R2 ,R1 與R3 ,R2 與R3 與連接它們的結構部分一起形成取代或未經取代的3-8元環;
Z為O或S。
本發明所述的前藥,更佳地,其中:
R獨立地選自:苯環上無取代的苄基基團;或者亞甲基上無取代的苄基基團;或者苯環上取代基獨立地選自甲基或/和甲氧基的苄基基團;或者亞甲基上取代基獨立地選自C1 -C10 直鏈烴基、OC1 -C10 烷氧烴基、C3 -C10 支鏈烴基、C3 -C10 環烴基、C6 -C10 芳香烴基或雜芳基的苄基基團,當苄基苯環上只有一個取代基且在鄰位時,取代基為非甲基;
R1 為異丙基;
R2 為甲基,所連接的碳原子構型為R或者S;
R3 為H;
Z為O。
本發明所述的前藥,更佳地,式中:
R獨立地選自苯環上無取代的苄基基團,或選自苯環上的取代基團為甲基或/和甲氧基的苄基基團,當苄基苯環上只有一個取代基且在鄰位時,取代基為非甲基;
R1 為異丙基;
R2 為甲基,所連接的碳原子構型為R或者S;
R3 為H;
Z為O。
本發明所述的前藥,最佳地,式中:
R獨立地選自苯環上無取代的苄基基團,或選自苯環上的取代基團為甲基或/和甲氧基的苄基基團,當苄基苯環上只有一個取代基且在鄰位時,取代基為非甲基;
R1 為異丙基;
R2 為甲基,所連接的碳原子構型為S構型;
R3 為H;
Z為O。
本發明所述的前藥,特別較佳的,為以下結構的化合物或其光學異構體、或其藥學上可接受的鹽,或其藥學上可接受的鹽、或化合物或其光學異構體或其藥學上可接受的鹽的這三類形式化合物的溶劑化物:
本發明的前藥,其中所述式(I)化合物藥學上可接受的鹽,包括與無機酸,如鹽酸、硫酸形成的鹽,與有機酸,如乙酸、三氟乙酸、檸檬酸、馬來酸、草酸、琥珀酸、苯甲酸、酒石酸、富馬酸、扁桃酸、抗壞血酸或蘋果酸形成的鹽,以及氨基酸,如丙氨酸、天冬氨酸、賴氨酸形成的鹽或與磺酸,如甲磺酸、對甲苯磺酸形成的鹽。根據需要和化合物的性質,也可按常規方法將它們製備成鹼金屬鹽、鹼土金屬鹽、銀鹽、鋇鹽等,如鉀鹽,鈉鹽,銨鹽,鈣鹽,鎂鹽。
本發明的式(I)化合物也可以溶劑化物(如水合物)的形式存在,因此,這些溶劑化物(如水合物)也包括在本發明的化合物之內。
本發明進一步包括所述的前藥的製備方法,所述方法之一反應式如下:
1.1)三氯氧磷在鹼的作用下與含羥基的醇類或糖類或者含苄基的化合物反應後,再與氨基酸酯和含苯環的活性芳香試劑反應得到活性磷酯中間體;其中Y為O原子或者S原子或者Se原子,R4 為氫原子或者任意含矽或者含氟的活潑離去基團,W為任意鹵素原子或者硝基集團,n為0-5任意整數。
1.2)磷酯中間體與尿苷類似物33在鹼的存在下反應生成如式Ⅰ所示的尿苷類磷醯胺前藥。
所述步驟1.1)中:
鹼是無機鹼或有機鹼,優選有機鹼,進一步優選有機鹼為胺類化合物,例如但不限於二異丙基乙基胺、三乙胺、叔丁基胺、二乙胺等;
含苄基的化合物指各種取代或者無取代的鹵化苄或苄醇,更優選為各種取代或者無取代苄溴或各種取代或者無取代苄醇;
所述步驟1.2)中:
鹼是無機鹼或有機鹼,較佳為有機鹼,更佳為有機鹼為胺類化合物,例如但不限於二異丙基乙基胺、三乙胺、叔丁基胺、二乙胺等。
所述方法之二反應式如下:
2.1)尿苷單磷酸化合物34與含羥基的醇類或糖類或帶苄基基團的化合物在鹼的作用下反應得到尿苷單磷酯中間體;
2.2)尿苷單磷酯中間體在鹼的存在下與末端含NH-基團的化合物分子中含-NH-基團的環狀化合物在縮合劑作用下反應生成如式Ⅰ所示的尿苷類磷醯胺前藥。
所述步驟2.1)中:
鹼是無機鹼或有機鹼,優選有機鹼,進一步優選有機鹼為胺類化合物,例如但不限於二異丙基乙基胺,三乙胺,叔丁基胺,二乙胺等;
帶苄基基團的化合物是各種取代或者無取代的鹵化苄或苄醇,優選為各種取代或者無取代苄溴或各種取代或者無取代苄醇;
所述步驟2.2)中:
鹼是無機鹼或有機鹼,優選有機鹼,進一步優選有機鹼為胺類化合物,例如但不限於二異丙基乙基胺,三乙胺,叔丁基胺,二乙胺等。
本發明進一步包括化合物手性分離的方法,HPLC反向製備柱分離或者手性柱分離收集各保留時間的洗脫液,乾燥得到各手性異構體。
本發明進一步包括含有本發明所述的前藥和藥學上可接受的載體的藥物組合物。所述的前藥可以治療病毒感染性疾病如丙型肝炎或者C肝病毒引起的疾病。
本發明的藥物組合物,較佳地是單位劑量的藥物製劑形式,在製成藥物製劑時可以製成任何可藥用的劑型,這些劑型選自:片劑、糖衣片劑、薄膜衣片劑、腸溶衣片劑、膠囊劑、硬膠囊劑、軟膠囊劑、口服液、口含劑、顆粒劑、混懸劑、溶液劑、注射劑、栓劑、軟膏劑、硬膏劑、霜劑、噴霧劑、貼劑。較佳地是口服製劑形式,最佳地是片劑,膠囊劑。
進一步的,本發明所述藥物組合物還含有藥學上可接受的載體。
可以採用製劑學一般技術製備該藥物製劑,如將本發明的替新型尿苷類磷醯胺前藥化合物、或其水合物、或其溶劑化物、或其藥學上可接受的鹽或其拆分的單一異構體與藥學上可接受的載體混合。所述藥學上可接受的載體包括但不限於:甘露醇、山梨醇、山梨酸或鉀鹽、焦亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉、硫代硫酸鈉、鹽酸半胱氨酸、巰基乙酸、蛋氨酸、維生素A、維生素C、維生素E、維生素D、氮酮、 EDTA二鈉、EDTA鈣鈉,一價鹼金屬的碳酸鹽、醋酸鹽、磷酸鹽或其水溶液、鹽酸、醋酸、硫酸、磷酸、氨基酸、氯化鈉、氯化鉀、乳酸鈉、木糖醇、麥芽糖、葡萄糖、果糖、右旋糖苷、甘氨酸、澱粉、蔗糖、乳糖、甘露糖醇、矽衍生物、纖維素及其衍生物、藻酸鹽、明膠、聚乙烯吡咯烷酮、甘油、丙二醇、乙醇、吐溫60-80、司盤-80、蜂蠟、羊毛脂、液體石蠟、十六醇、沒食子酸酯類、瓊脂、三乙醇胺、鹼性氨基酸、尿素、尿囊素、碳酸鈣、碳酸氫鈣、聚乙二醇、環糊精、β-環糊精、磷脂類材料、高嶺土、滑石粉、硬脂酸鈣、硬脂酸鎂等。
本發明的藥物組合物,在製成藥劑時,單位劑量的藥劑可含有本發明的藥物活性物質0.1-1000mg,其餘為藥學上可接受的載體。藥學上可接受的載體以重量計可以是製劑總重量的0.1-99.9%。
本發明的藥物組合物在使用時根據病人的情況確定用法用量。
以下為名詞術語的解釋說明:
所述單糖類或其類似物為包括但不限於核糖、去氧核糖、阿拉伯糖、阿洛糖、呋喃糖、木糖、鼠李糖、葡萄糖、甘露糖等;
所述多糖類或其類似物片段,例如但不限於蔗糖、乳糖、麥芽糖、纖維二糖等;
所述脂溶性維生素是指不溶于水而溶於脂肪及有機溶劑的維生素,包括維生素A、維生素D、維生素E、維生素K;
所述天然醇類或其類似物,例如但不限於白藜蘆醇、黃酮醇、薄荷醇等。
本發明提供的化合物具有以下優點:
1、結構上:與索非布韋結構相比,用毒性較小的苄基或者天然醇類或者天然糖類或者維生素類取代索非布韋結構中的苯基,從而使代謝片段從神經毒性和心臟毒性較高的苯酚替換成相對無毒的苄醇或者天然醇類或者天然糖類或者維生素類化合物;
2、效果上:本發明提供的化合物在大鼠灌胃後可以在肝部有效代謝、磷酸化轉化成活性產物2-氟-2-甲基去氧尿苷三磷酸,而活性代謝產物在血液中完全檢測不到。而且與現有技術相比,本發明提供的化合物在人血漿中更穩定,從而在保持化合物的生物活性的同時降低了由於血漿代謝引起活性代謝產物出現在非靶器官因而導致的系統毒副作用。
以下結合具體實施例詳細地解釋本發明,使得本領域技術人員更全面地理解本專利。合成路線或具體實施例僅用於說明本發明的技術方案,並不以任何方式限定本發明。
合成路線一:
合成路線二:
實施例1:化合物21的製備
往三頸瓶中加入POCl3 (14.2 g,92.5 mmol,1.00eq ),无水二氯甲烷 (300 mL) ,混合均匀後冷却至-40 ℃,在此溫度攪拌下滴加化合物11(見合成路線一中的原料11,10.0 g,92.5 mmol,1.00eq ) 和無水三乙胺 (9.36 g,92.5 mmol,1.00eq )在無水二氯甲烷(100 mL)中的混合液,30分鐘滴加完畢後保溫-78℃攪拌2小时。在此溫度下往反應混合物中加入化合物31 (14.7 g,87.8 mmol,0.95eq )和無水二氯甲烷 (50 mL) ,然後滴加三乙胺 (18.7 g,185 mmol,2.00eq )的無水二氯甲烷(50 mL) 溶液,30分鐘滴加完畢後,自然升至室溫,攪拌2小时後冷却至0 ℃。往反應混合物中滴加化合物32 (10.2 g,55.5 mmol,0.60eq ) 和三乙胺 (11.2 g,111 mmol,1.20eq ) 的無水二氯甲烷 (50 mL) 混合液,20分鐘滴加完畢後,在室溫條件下攪拌過夜(16小時),减壓旋乾溶劑。殘渣用水 (200 mL) 和乙酸乙酯 (100 mL)分液,水相用乙酸乙酯 (50 mL× 2)進一步萃取後合併有機相,有機相用鹽水(50 mL)洗涤後無水硫酸鈉乾燥,過濾,减壓旋乾溶劑後進行柱層析 (矽膠,200-300目,乙酸乙酯/石油醚體積比為 1/10~1/1),得到白色固體21,收率89.8%。
1 H NMR (400 MHz, CDCl3 ) δ 7.37~7.38 (m, 5H), 5.19~5.23 (m, 2H), 4.99~5.09 (m, 1H), 3.97~4.08 (m,1H), 3.75-3.84 (m, 1H), 1.41 (dd,J = 7.2 Hz,J = 12.8 Hz, 3H), 1.22-1.27 (m, 6H);19 F NMR (400 MHz, CDCl3 ) δ -153.57~ -153.71 (m, 2 F), -159.76 ~ -160.01 (m, 1 F), -162.15 ~ -162.34 (m, 2 F);31 P NMR (400 MHz, CDCl3 ) δ 3.91 (s, 1 P).
實施例2:化合物22的製備
製備方法同實施例1,其中化合物11用化合物12(見合成路線一中的原料12),替代。收率84.9%。
1 H NMR (400 MHz, CDCl3 ) δ 7.36-7.18 (m, 4 H), 5.25-5.22 (m, 2 H), 5.08-4.97 (m, 1 H), 4.07- 3.95 (m,1 H), 3.82-3.72 (m, 1 H), 2.38, 2.37(s, s, 3 H), 1.43-1.36 (dd,J = 20, 8.0 Hz, 3 H), 1.27-1.20 (m, 6 H);19 F NMR (400 MHz, CDCl3 ) δ -153.61~ -153.75 (m, 2 F), -159.76 ~ -160.01 (m, 1 F), -162.14 ~ -162.33 (m, 2 F);31 P NMR (400 MHz, CDCl3 ) δ 4.02, 3.97 (s, s, 1 P).
實施例3:化合物23的製備
製備方法同實施例1,其中化合物11用化合物13(見合成路線一中的原料13)替代。收率79.7%。
1 H NMR (400 MHz, CDCl3 ) δ 7.36-7.27 (m, 2 H), 6.98-6.94 (m, 1 H), 6.90-6.88 (m, 1 H), 5.33-5.21 (m, 2 H), 5.09-4.99 (m, 1 H), 4.10-4.01 (m,1 H), 3.91-3.83 (m, 4 H), 1.43 (dd,J = 9.2, 7.2 Hz, 3 H), 1.28-1.23 (m, 6 H);19 F NMR (400 MHz, CDCl3 ) δ -153.48~ -153.64 (m, 2 F), -160.11 ~ -160.35 (m, 1 F), -162.40 ~ -162.59 (m, 2 F);31 P NMR (400 MHz, CDCl3 ) δ 3.96, 3.88 (s, s, 1 P).
實施例4:化合物24的製備
製備方法同實施例1,其中化合物11用化合物14(見合成路線一中的原料14)替代。收率70.2%。
1 H NMR (400 MHz, CDCl3 ) δ 7.27-7.16 (dd,J = 36, 8.0 Hz, 4 H), 5.16-5.14 (d,J = 8.0 Hz, 2 H), 5.05-4.98 (m, 1 H), 4.05-3.96 (m,1 H), 3.76-3.71 (m, 1 H), 2.36 (3, 3 H), 1.43, 1.41 (s, s, 3 H), 1.23, 1.22 (s, s, 6 H);19 F NMR (400 MHz, CDCl3 ) δ-153.63~ -153.69 (m, 2 F), -160.07 ~ -160.09 (m, 1 F), -162.34 ~ -162.44 (m, 2 F);31 P NMR (400 MHz, CDCl3 ) δ 3.91 (s, 1 P).
實施例5:化合物25的製備
製備方法同實施例1,其中化合物11用化合物15(見合成路線一中的原料15)替代。收率15.4%。
1 H NMR (400 MHz, CDCl3 ) δ 7.38-7.29 (m, 2 H), 6.89-6.85 (m, 1 H), 6.80-6.78 (m, 1 H), 5.36-5.24 (m, 2 H), 5.15-5.04 (m, 1 H), 4.12-4.04 (m,1 H), 3.89-3.85 (m, 4 H), 1.45 (dd,J = 9.2, 7.2 Hz, 3 H), 1.27-1.21 (m, 6 H);19 F NMR (400 MHz, CDCl3 ) δ -153.30~ -153.46 (m, 2 F), -160.08 ~ -160.32 (m, 1 F), -162.59 ~ -162.70 (m, 2 F);31 P NMR (400 MHz, CDCl3 ) δ 3.95 (s, 1 P).
實施例6:化合物01的製備
方法一:
在0℃條件下,往化合物33(5 mmol)的DMF(20 mL)懸浮液中,緩慢滴加1M叔丁基氯化鎂(7.5 mmol),滴加完畢後保持在0℃反應1h後緩慢滴加化合物21(5.75 mmol,由實施例1製備得到)的THF溶液(20 ml),滴加完畢後保持在0℃反應1h後自然升至室溫攪拌過夜。往反應液加入20ml冰水攪拌0.5h淬滅反應後,用乙酸乙酯(3×20 ml)萃取反應液,有机相用盐水(20 mL)洗涤後無水硫酸鈉乾燥。過濾,減壓旋乾溶劑後進行柱層析 (矽膠,200-300目,甲醇/二氯甲烷 = 1/20),得到白色固體01,收率58.4%。
方法二:
往化合物34(5 mmol)的乙腈(20 mL)懸浮液中依次加入DIPEA(10 mmol)、化合物41(見合成路線二中的原料41, 5 mmol),將此混合物在加熱回流下攪拌16小時後減壓旋乾,殘渣加入吡啶(20 mL)溶解後,再依次加入三乙胺(5 mL)和化合物31(見合成路線一中的原料31,10 mmol),加熱到50℃攪拌30分鐘後在此溫度下加入三苯基膦(15 mmol)和2,2’-二硫二吡啶(15 mmol),保溫在50℃攪拌3小時後減壓旋幹乾。殘渣矽膠柱層析(甲醇/二氯甲烷洗脫)得到白色固體產物,收率32.6%。
1 H NMR (400 MHz, CDCl3 ) δ 9.47 (br s, 1 H), 7.48, 7.46 (s, s, 1 H), 7.45-7.34 (m, 5 H), 6.19, 6.15 (s, s, 1 H), 5.74-5.71 (dd,J = 4.0 Hz, 1 H), 5.11-4.96 (m, 3 H), 4.40-4.29 (m, 3 H), 4.09-4.07 (m, 3 H), 3.81-3.75 (m, 1 H), 1.30-1.29 (s, s, 6 H), 1.25-1.21 (m, 6 H);19 F NMR (400 MHz, CDCl3 ) δ -162.02, -162.35 (s, s, 1 F);31 P NMR (400 MHz, CDCl3 ) δ 8.72, 8.67 (s, s, 1 P).
實施例7:化合物02的製備
製備方法一同實施例6方法一,其中化合物21用化合物22替代。收率54.2%。
製備方法二同實施例6方法二,其中化合物41用化合物42(見合成路線二中的原料42)替代。收率30.6%。
1 H NMR (400 MHz, CDCl3 ) δ 9.16 (br s, 1 H), 7.47, 7.45 (s, s, 1 H), 7.35-7.20 (m, 4 H), 6.19, 6.15 (s, s, 1 H), 5.73, 5.71 (dd,J = 8.0 Hz, 1 H), 5.17-4.97 (m, 3 H), 4.40-4.23 (m, 3 H), 4.09-4.03 (m, 1 H), 3.95-3.73 (m, 3 H), 2.38 (s, 3 H), 1.42-1.28 (m, 6 H), 1.23-1.21 (m, 6 H);19 F NMR (400 MHz, CDCl3 ) δ -163.94 (s, 1 F);31 P NMR (400 MHz, CDCl3 ) δ 8.79 (s, 1 P).
實施例8:化合物03的製備
製備方法一同實施例6方法一,其中化合物21用化合物23替代。收率48.3%。
製備方法二同實施例6方法二,其中化合物41用化合物43(見合成路線二中的原料43)替代。收率28.9%。
1 H NMR (400 MHz, CDCl3 ) δ 8.90 (br s, 1 H), 7.52-7.49 (m, 1 H), 7.37-7.32 (m, 2 H), 6.99-6.89 (m, 2 H), 6.21, 6.16 (s, s, 1 H), 5.75~5.47 (d, d,J = 8.0 Hz,J = 8.0 Hz, 1 H), 5.16-5.08 (m, 2 H), 5.05-4.96 (m, 1 H), 4.42-4.30 (m, 2 H), 4.09-4.07 (m, 1 H), 3.95-3.72 (m, 6 H), 1.88 (br s, 2 H), 1.42-1.34 (m, 6 H), 1.25-1.22 (m, 6 H);19 F NMR (400 MHz, CDCl3 ) δ -162.30, -162.90 (s, s, 1 F);31 P NMR (400 MHz, CDCl3 ) δ 8.77, 8.71 (s, s, 1 P).
實施例9:化合物04的製備
製備方法一同實施例6方法一,其中化合物21用化合物24替代。收率52.9%。
製備方法二同實施例6方法二,其中化合物41用化合物44(見合成路線二中的原料44)替代。收率25.3%。
1 H NMR (400 MHz, CDCl3 ) δ 9.06 (br s, 1 H), 7.47-7.40 (m, 1 H), 7.28-7.16 (m, 4 H), 6.99-6.89 (m, 2 H), 6.18 (d,J = 20 Hz, 1 H), 5.71, 5.45 (d, d,J = 8.0 Hz,J = 8.0 Hz, 1 H), 5.09-4.94 (m, 3 H), 4.40-4.28 (m, 2 H), 4.08-4.06 (m, 1 H), 3.95-3.72 (m, 3 H), 2.36, 2.34 (s, s, 3 H), 1.43-1.22 (m, 12 H);19 F NMR (400 MHz, CDCl3 ) δ -162.03, -162.45 (s, s, 1 F);31 P NMR (400 MHz, CDCl3 ) δ 8.73, 8.66 (s, s, 1 P).
實施例10:化合物05的製備
製備方法一同實施例6方法一,其中化合物21用化合物25替代。收率57.3%。
製備方法二同實施例6方法二,其中化合物41用化合物45(見合成路線二中的原料45)替代。收率22.5%。
1 H NMR (400 MHz, CDCl3 ) δ 8.87 (br s, 1 H), 7.55-7.52 (m, 1 H), 7.35-7.30 (m, 2 H), 6.97-6.86 (m, 2 H), 6.19 (d,J = 8.0 Hz, 1 H), 5.77~5.49 (m, 1 H), 5.25-5.18 (m, 2 H), 5.12-4.99 (m, 1 H), 4.57-4.45 (m, 2 H), 4.21-4.17 (m, 1 H), 3.98-3.76 (m, 6 H), 2.05 (br s, 2 H), 1.44-1.32 (m, 6 H), 1.24-1.20 (m, 6 H);19 F NMR (400 MHz, CDCl3 ) δ -162.30, -162.90 (s, s, 1 F);31 P NMR (400 MHz, CDCl3 ) δ 8.77, 8.71 (s, s, 1 P).
實施例11:單一手性化合物的分離製備
HPLC反向色譜柱分離:取實施例6中化合物01經HPLC製備分離(製備柱:Diamonsil C18,5 μm,150x21.1 mm;流動相:20%乙腈水溶液(V/V))梯度沖提後按出峰順序先後得到化合物01b和 01a。
HPLC手性色譜柱分離:取實施例6中化合物01經手性柱製備分離(製備柱:CHIRALPAK AD-H,0.46 cm I.D. × 25 cm L;流動相:正己烷/異丙醇=65/35(V/V)梯度沖提後按出峰順序先後得到化合物01a和 01b。
化合物01a:1 H NMR (400 MHz, CDCl3 ) δ 9.07 (br s, 1 H), 7.42-7.33 (m, 6 H), 6.19, 6.15 (d,J = 16 Hz, 1 H), 5.46, 5.44 (d,J = 8.0 Hz, 1 H), 5.12-4.98 (m, 3 H), 4.40, 4.39 (d,J = 4.0 Hz, 2 H), 4.09, 4.07 (d,J = 8.0 Hz, 1 H), 3.92-3.73 (m, 4 H), 1.39-1.33 (m, 6 H), 1.24, 1.22 (d,J = 8.0 Hz, 6 H);19 F NMR (400 MHz, CDCl3 ) δ -162.47 (s, 1 F);31 P NMR (400 MHz, CDCl3 ) δ 8.70 (s, 1 P).
化合物01b:1 H NMR (400 MHz, CDCl3 ) δ 8.97 (br s, 1 H), 7.48, 7.46 (s, s, 1 H), 7.42-7.36 (m, 5 H), 6.19, 6.15 (s, s, 1 H), 5.74, 5.72 (d,J = 8.0 Hz, 1 H), 5.14-4.97 (m, 3 H), 4.41-4.29 (m, 2 H), 4.14-3.73 (m, 5 H), 1.43-1.22 (m, 12 H);19 F NMR (400 MHz, CDCl3 ) δ -162.02 (s, 1 F);31 P NMR (400 MHz, CDCl3 ) δ 8.77 (s, 1 P).
對前藥化合物而言,最關鍵的是前藥在非靶器官系統中的穩定性和在靶器官部分的代謝活性。在系統(如胃腸道,血液等)中穩定性越高,在靶器官(如本發明中的肝臟等)中代謝成活性化合物的量越高,則化合物毒性越低、藥效越高。試驗例中本發明化合物、參照化合物等前藥均代謝成活性代謝物尿苷類三磷酸後發揮抗C肝病毒作用。
目前結構相近的前藥化合物是CN101918424A(申請號為200880103023.8)實施例25中公佈的化合物(簡稱2008年專利化合物06)、在CN102459299A(申請號為201080032541.2)中公佈的其單一手性異構體(簡稱2010年專利化合物06a,2010年專利化合物06b),以及在US9156874中公佈的化合物(見公開文本中的申請專利範圍15中第39頁右欄第2、3化合物,其二者拆分前的化合物,簡稱2013年專利化合物未拆分對映體02),這些化合物與本發明的化合物具有相同的母藥結構2-氟-2-甲基去氧尿苷和活性代謝產物2-氟-2-甲基去氧尿苷三磷酸,但肝靶向片段不同。
理論上本發明的化合物優勢在於活性相當或更高或由於在血液系統中結構更穩定從而系統毒性更小。進一步地相對於2008年專利化合物06而言,本發明的化合物代謝生成的苯甲酸類化合物則相對安全,克服了2008年專利化合物06釋放出毒性苯酚的缺陷,在活性優越的同時具備更低毒性的優勢。進一步相對於2013年專利化合物未拆分對映體02來說,由於本發明化合物肝靶向片段中的非鄰甲基取代的苄基基團比鄰甲基苄基更穩定,在血液酯酶代謝中苄基脫落活性較低,因此血液中的活性母藥相對減少,肝臟中的活性代謝物相對增加,從而體現出更好的活性。本發明的化合物苄基脫落後毒性更小,具有更優的系統穩定性和更低的毒性,這些推測在實際研究中得到了資料支援和驗證。具體如以下所述試驗例:
試驗例1:細胞水平抗HBV活性與細胞毒性對比實驗
運用丙型肝炎病毒(HCV)基因型(GT)1b穩轉複製子(replicon)細胞株系統,測定化合物對HCV GT1b複製子的抑制活性,本實驗中採用化合物06a(GS-7977)作為參考化合物,監控實驗品質。
1、化合物結構
測試化合物為本發明實施例中列舉的化合物01、03、04、05;化合物01拆分後得到的單一手性異構體01a、01b;參照化合物為2008年專利化合物06、2010年專利化合物06a、2013年專利化合物未拆分對映體02。
2、化合物稀釋:用100% DMSO配製成20 mM母液,對化合物DMSO母液進行稀釋並加入96孔實驗板中。DMSO終濃度為0.5%。體外抗HCV活性實驗和細胞毒性實驗所有化合物起始濃度為20 μM,5倍稀釋,6個濃度DMSO終濃度為0.5%。
3、細胞處理:在上述96孔細胞板中種入HCV-1b複製子細胞(8,000細胞/孔),隨後置於37℃,5% CO2 培養箱中培養3天。
4、 細胞活性檢測:每孔加入細胞生長螢光滴定檢測試劑,37℃、5% CO2 培養箱培養細胞1小時後,用分光光度儀檢測系統Envision檢測Fluorescence訊號值,原始資料(RFU)用於化合物細胞毒性計算。
5、 抗HCV複製子活性檢測:每孔加螢光素酶發光底物Bright-Glo,5分鐘內用化學發光檢測系統Envision檢測Luminescence訊號值,原始資料(RLU)用於化合物抑制活性計算。
6、 資料處理:使用如下公式將步驟1.3的原始資料(RFU)處理為細胞活力百分數:*
使用如下公式將步驟1.4的原始資料(RLU)處理為抑制百分數:
* CPD:化合物孔的訊號值;
HPE (Hundred percent effect):100% 有效作用對照孔訊號值,孔中只有DMEM培養液;
ZPE (Zero percent effect):無效作用對照孔訊號值,用0.5%DMSO代替化合物。
將細胞活力百分數、抑制百分數分別導入GraphPad Prism軟體進行資料處理得出化合物對應的曲線及其細胞毒性(CC50 )和其對HCV複製子的抑制活性(EC50 )數值。
7、實驗結果與結論:
表 1:化合物抗HCV複製子活性EC50 值和對HCV GT1b複製子細胞毒性CC50
本次實驗中共有6個受試化合物和3個對照化合物,實驗結果總結如下:
受試化合物01和對照化合物06(2008年專利化合物06)顯示出較好的抑制HCV GT1b複製活性,EC50 值在10 μM級以下,化合物01活性優於對照化合物06,受試化合物04和對照化合物02(2013年專利化合物未拆分對映體02)抑制HCV GT1b複製的活性相對較弱,EC50 值在10 μM -20 μM之間;另外2個受試化合物03、05抑制HCV GT1b複製的活性EC50 值高於最大測試濃度20 μM。
本發明的化合物01、03、04、05與對照化合物02、06的結構相似,因此具有相似的藥效作用,其中化合物01抑制HCV GT1b複製的活性略優於2008年專利化合物06和2013年專利化合物02, 化合物04的活性略優於2013年專利化合物未拆分對映體02。選取化合物01、06的單一手性對映體化合物01a、01b、06a進行活性對比發現,單一手性異構體01a抑制HCV GT1b複製的活性略優於化合物2010年專利化合物06a。
試驗例2:穩定性研究結果
下述穩定性試驗方法按照現有技術進行,表中顯示的資料為測試條件下測試化合物在孵育不同時間段後的殘留百分比。
1、 模擬胃液穩定性(測試濃度:10 μM),見表2:
表2:模擬胃液穩定性測定(測試濃度:10 μM)
2、模擬腸液穩定性(測試濃度:10 μM),見表3:
表3:模擬腸液穩定性測定(測試濃度:10 μM)
3、人血漿穩定性(測試濃度:2 μM),見表4
表4:人血漿穩定性檢測(測試濃度:2 μM)
4、人肝S9穩定性參數(測試濃度:1 μM),見表5
表5:人肝S9穩定性參數(測試濃度:1 μM)
上述(7-Ethoxycumarin)7-乙氧基香豆素、(7-Hydroxycoumarin)7-羥基香豆素、(Propantheline)溴丙胺太林、(Chlorambucil)苯丁酸氮芥、(Omeprazole)奧美拉唑等相關對照品的實驗資料可以驗證本系列實驗的有效性。
穩定性初步研究實驗資料顯示,在模擬胃液、模擬腸液和人血中的穩定性,化合物01均高於2013年專利化合物未拆分對映體02和2008年專利化合物06。在人肝S9中,化合物01與2008年專利化合物 06的穩定性相當,代謝成活性母藥的速率相當,預示在肝細胞中相同濃度的化合物具有相當的活性。
綜合比較,化合物01和化合物02、06相比具有更高的胃腸道和血液系統代謝穩定性,從而非病灶部分藥物濃度更低,病灶部位藥物濃度更高,預示著化合物01與2013年專利化合物未拆分對映體02、2008年專利化合物06相比在體內具有更好的肝靶向性和更低的系統毒性。
試驗例3:體外心臟毒性研究
1、實驗細胞與化合物配製
實驗採用從AVivaBiosciences公司獲得的能穩定表達hERG鉀離子通道的CHO細胞,細胞在37℃,5% CO2 ,恒定濕度環境中孵育。
化合物和陽性對照化合物阿米替林(Amitriptyline,Sigma-Aldrich, BCBJ8594V)溶解於100%二甲基亞碸(DMSO)後等度稀釋,細胞外液中DMSO的最終濃度不高於0.30%,保存於-20℃備用。
2、手動膜片鉗記錄
化合物於室溫下在Multiclamp patch-clamp amplifier上採用全細胞膜片鉗技術進行測試,輸出訊號採用DIgiDAta 1440 A/D-D/A板進行數位化,Pclamp10 軟體進行記錄控制。設置最小密封電阻為500MOhms,最小特異hERG電流為0.4nA進行品質控制。
3、資料分析
採用Clampfit(V10.2, Molecular Devices), Excel 2003 和GraphPad Prism 5.0進行資料分析。電流計算公式: I/Icontrol =Bottom + (Top-Bottom)/(1+10^((LogIC50-Log C)*Hillslope
4、實驗結果與結論:見表6
表6:體外心臟毒性實驗結果
結論: hERG實驗中化合物01a、01b IC50 均在10 μM以上,06a的IC50 在10 μM以上,預示同劑量下01a、01b比2010年專利化合物06a在導致心臟毒性方面的安全性略優。
試驗例4:大鼠體內代謝與組織分佈實驗
1、實驗動物、藥物配製方法與給藥方案
18只SD大鼠(雄性,6-9周齡,購自維通利華動物中心)隨機分為6組,每組3只,給藥前先禁食12 h,禁食期間自由給水,給藥4小時後禁食結束。分析天平上精密稱取50 mg化合物,加入95% (0.5%CMC-Na)/5% solutol水溶液混合渦旋混勻,超聲待用。給藥劑量為50 mg/kg,給藥濃度10 mg/mL,給藥體積為5 mL/kg。
2、樣品採集方案與處理方法
樣品採集方案:大鼠灌胃給藥後於1 h,2 h,3 h,6 h,12 h和24 h取血和肝組織。
血漿樣品處理方法:大鼠全血轉移到預先加入3 μL 0.5 M 的K2 EDTA作為抗凝劑的離心EP管中後,立即取200 μL全血加入到含有800 μL預冷75% MeOH/25% CAN和內標準品(V75%MeOH/25% ACN:VBlood = 4:1)的EP管中,以沉澱蛋白、保證受試物在全血中的穩定性。樣品渦旋振盪2分鐘後在4℃左右、12,000 rpm條件下離心15分鐘,分離75% MeOH/25% Acetonitrile萃取物和細胞/蛋白碎片。樣品在-70 ℃保存,取上清液30 μL,加入30 μL水後渦旋混合並於4℃離心後,取上清液5 μL進樣進行LC/MS/MS分析。
肝組織樣品處理方法:取小鼠組織樣品置於塑膠EP管中,加入5倍(w:v) 的1.75 mL MeOH與5 μL 50% KOH水溶液和0.75 mL 268 mM EDTA 溶液所配成的溶液,混合均勻後取60 μL樣品,加入240μL內標準品溶液混合,渦旋振盪2min,離心10 min(13000 rpm,4℃),取30μL上清液,加入30 μL水,渦旋混合並於4℃離心後,取上清液5 μL進樣進行LC/MS/MS分析。
3、樣品分析方法
採用LC-MS/MS-O (API 4000) 液質聯用儀和色譜柱:ACQUITY UPLC BEH C18 130Å 1.7 μm 2.1 × 50 mm ,採用Tolbutamide為內標準品化合物,UPLC-MS進樣後進行梯度洗脫分析,分別記錄內標準品、待測化合物和代謝產物TSL1100的保留時間和峰面積,採用軟體Phoenix WinNonlin 6.2.1藉由SRM定量檢測方法進行分析。
4、樣品分析結果與結論:見表7
表7 大鼠灌胃後代謝產物在肝組織的PK參數
表7結果顯示:在全血中完全檢測不到三磷酸類活性代謝產物,在肝臟中檢測到有活性代謝產物,其PK參數如下表。結果說明此類化合物可以在肝臟有效富集轉化為活性代謝產物;驗證了其肝靶向性,預示了其抗HCV活性。
試驗例選取的代表性化合物證實了本發明中的新型尿苷類磷醯胺前藥化合物可以用於製備治療C肝病毒感染性疾病的藥物。
雖然,上文中已經用一般性說明、具體實施方式及試驗,對本發明作了詳盡的描述,但在本發明基礎上,可以對之作一些修改或改進,這對本領域技術人員而言是顯而易見的。因此,在不偏離本發明精神的基礎上所做的這些修改或改進,均屬於本發明要求保護的範圍。

Claims (10)

  1. 一種抗病毒尿苷類磷醯胺前藥,其為通式Ⅰ所示的化合物或其光學異構體或其藥學上可接受的鹽,式Ⅰ 式I中: R獨立地選自有取代或無取代的苄基基團、取代或未取代的C5 -C50 直鏈或環狀的天然產物片段,或選自半合成或者全合成的糖類、維生素、醇類,及其結構改造或修飾後得到的類似物片段; R1 、R2 ;R3 分別獨立地選自H、取代或未取代的C1 -C10 直鏈烴基、C3 -C10 支鏈烴基、C3 -C10 環烴基、C6 -C10 芳香烴基或雜芳基,其中所述取代為一個到三個獨立地選自O、S、N、Se的雜原子,或者R1 與R2 ,R1 與R3 ,R2 與R3 與連接它們的結構部分一起形成取代或未經取代的3-8元環; Z獨立地選自O、S、Se、-NH-或-CH2 -; 該前藥還包括,如通式Ⅰ所示的化合物或其光學異構體或其藥學上可接受的鹽的溶劑化物。
  2. 根據申請專利範圍第1項所述的前藥,其中,式I中:R選自核心結構為C3 -C8 的直鏈或環狀的天然產物片段。
  3. 根據申請專利範圍第2項所述的前藥,其中,該天然產物片段選自單糖類或其類似物片段,或選自多糖或其類似物片段,或選自脂溶性維生素,或選自天然醇類或其類似物。
  4. 根據申請專利範圍第1至3項中任一項所述的前藥,其中,式I中:Z為O或S。
  5. 根據申請專利範圍第1項所述的前藥,其中,式I中:R 獨立地選自有取代或無取代的苄基基團、其中取代基獨立地選自鄰位或對位取代的C1 -C10 直鏈烴基、OC1 -C10 烷氧烴基、C3 -C10 支鏈烴基、C3 -C10 環烴基、C6 -C10 芳香烴基或雜芳基; Z為O或S。
  6. 根據申請專利範圍第5項所述的前藥,其中,式I中: R選自苯環上取代的苄基基團、或者亞甲基上取代的苄基基團,其中苯環上取代基獨立地選自甲基或/和甲氧基的苄基基團;亞甲基上取代基獨立地選自C1 -C10 直鏈烴基、OC1 -C10 烷氧烴基、C3 -C10 支鏈烴基、C3 -C10 環烴基、C6 -C10 芳香烴基或雜芳基的苄基基團,當苄基苯環上只有一個取代基且在鄰位時,取代基為非甲基; R1 為異丙基; R2 為甲基,所連接的碳原子構型為R或者S; R3 為H; Z為O。
  7. 根據申請專利範圍第1至3項及第5項中任一項所述的前藥,其中,該化合物選自為以下結構的化合物或其光學異構體、或其藥學上可接受的鹽、或化合物或其光學異構體或其藥學上可接受的鹽的溶劑化物:
  8. 一種申請專利範圍第1項所述的前藥的製備方法,反應式如下,該製備方法包括以下步驟: 步驟1、三氯氧磷在鹼的作用下與含羥基的醇類或者糖類或者含苄基的化合物反應後,再與氨基酸酯和含苯環的活性芳香試劑反應得到活性磷酯中間體;其中Y為O原子或者S原子或者Se原子,R4 為氫原子或者任意含矽或者含氟的活潑離去基團,W為任意鹵素原子或者硝基集團,n為0或1-5之間的任意整數; 步驟2、磷酯中間體與尿苷類似物33在鹼的存在下反應生成如式Ⅰ所示的尿苷類磷醯胺前藥。
  9. 一種申請專利範圍第1項所述的前藥的製備方法,反應式如下:該製造方法包括以下步驟: 步驟1、尿苷單磷酸化合物34與含羥基的醇類或糖類或帶苄基基團的化合物在鹼的作用下反應得到尿苷單磷酯中間體; 步驟2、尿苷單磷酯中間體在鹼的存在下與末端含NH-基團的化合物分子中含-NH-基團的環狀化合物在縮合劑作用下反應生成如式Ⅰ所示的尿苷類磷醯胺前藥。
  10. 一種藥物組合物,該藥物組合物含有如申請專利範圍第1至第7項中任一項所述的前藥和藥學上可接受的載體。
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