专利名称：取代的8′－嘧啶基－二氢螺－[环烷基胺]－嘧啶并[1,2－a]嘧啶－6－酮衍生物的制作方法
技术领域：
本发明涉及一些化合物，它们在预防和/或治疗由GSK3β的不正常活性引起的神经变性疾病的药物中用作活性组分。
背景技术：
GSK3β(糖原合酶激酶3β)是一种脯氨酸指导的丝氨酸、酪氨酸激酶，在代谢的控制、分化和存活中起重要的作用。它最初被鉴定为一种能进行磷酸化的酶，因此抑制糖原合酶。后来认识到，GSK3β和τ蛋白激酶1(TPK1)(一种在表位磷酸化τ蛋白的酶)是同一种酶。在阿尔茨海默病和几种tau疾病(tauopathy)中也发现该表位被高磷酸化。有趣的是，GSK3β的蛋白激酶B(AKT)磷酸化造成其激酶活性的丧失，已经提出假说，该抑制作用可能介导神经营养因子的某些作用。而且，由GSK3β进行的β-连环蛋白(一种涉及细胞存活的蛋白质)的磷酸化引起它通过一种遍在蛋白化作用依赖性的蛋白酶体途径来降解。
因此，看来GSK3β活性的抑制可能导致神经营养活性。的确，有证据说，锂(GSK3β的一种反竞争性抑制剂)通过诱导存活因子如Bcl-2并抑制促凋亡因子如P53和Bax的表达，在某些模型中提高了神经突发生也增加了神经元存活。
最近的研究证明，β-淀粉状蛋白增加GSK3β活性和τ蛋白磷酸化。而且，该高磷酸化以及β-淀粉样蛋白的神经毒性效应可被氯化锂和被GSK3β反义mRNA阻断。这些观察强烈提示，GSK3β可能是在阿尔茨海默氏病中的两个主要的病理过程不正常APP(淀粉样蛋白前体蛋白)加工和τ蛋白高磷酸化之间的连接。
虽然τ高磷酸化导致神经元细胞骨架的失稳定化作用，但不正常的GSK3β活性的病理学后果最可能是，不仅由于τ蛋白的病理性磷酸化，因为，如上述，该激酶的过度活性可能通过调节凋亡的和抗凋亡的因子的表达而影响存活。而且，已经显示，β淀粉样蛋白-诱导的GSK3β活性的增加导致丙酮酸脱氢酶的磷酸化因而抑制了该酶。丙酮酸脱氢酶在能量产生和乙酰胆碱合成中是一个关键性的酶。
所有这些实验观察表明，GSK3β可能在神经病理学后果和与阿尔茨海默氏病相关的认识力(智力)和注意力缺乏以及其它急性的和慢性的神经变性疾病的治疗中获得了应用。这些疾病包括，但不限于，帕金森氏病、tau疾病(如额与颞顶骨(frontotemporoparietal)痴呆症、脑皮质基底(corticobasal)退化、皮克氏(Pick)病、进行性核上麻痹)和其它痴呆症(包括血管性痴呆症)；急性中风和其它创伤性伤害；脑血管事故(如老年性斑点变性)；脑和脊髓创伤；周围神经病变；视网膜病和青光眼。
此外，GSK3β也可适用于其它疾病的治疗，如非胰岛素依赖性糖尿病(如II型糖尿病)和肥胖症；狂燥性抑郁病；精神分裂症；脱发；癌症(如乳腺癌、非小细胞肺癌、甲状腺癌、T或B-细胞白血病和一些病毒诱导的肿瘤)。
发明内容
本发明的目的是提供一些化合物，用作预防和/或治疗由GSK3β的不正常活性引起的疾病更具体是神经变性疾病的药物中的活性成分。更具体地说，本发明的目的是提供一些新颖化合物，用作预防和/或治疗神经变性疾病如阿尔茨海默氏病的药物中的活性成分。
因此，本发明人已经鉴定了对GSK3β有抑制活性的化合物。结果，他们发现，由下式(I)代表的化合物具有所需的活性，在预防和/或治疗上述疾病的药物中可用作活性成分。
本发明因此提供通式(I)代表的二氢螺-[环烷基胺]-嘧啶酮衍生物或其盐、其溶剂化物或其水合物
其中X代表两个氢原子、一个硫原子、一个氧原子或一个C1-2烷基和一个氢原子；Y代表键、羰基、亚甲基，所述亚甲基任选地被一个或两个选自以下的基团取代C1-6烷基、羟基、C1-4烷氧基、C1-2全卤代烷基、或氨基；R1代表2、3或4-吡啶环或2、4或5-嘧啶环，该环任选地被C1-4烷基、C1-4烷氧基或卤素原子取代；R2代表苯环或萘环；这些环任选地被1-4个选自以下的取代基取代C1-6烷基、亚甲基二氧基、卤素原子、C1-2全卤代烷基、C1-3卤代烷基、羟基、C1-4烷氧基、硝基、氰基、氨基、C1-5单烷基氨基或C2-10二烷基氨基；R3代表氢原子、C1-6烷基或卤素原子；R4代表氢原子、C1-4烷氧基羰基、C3-6环烷基羰基、苯甲酰基、C1-6烷基，这些基团任选地被1-4个选自卤素原子、羟基或C1-4烷氧基的取代基取代；o和m代表1至2；n代表0-3，p代表0-2，以及q代表0-2。
本发明另一方面提供以通式(I)所示的二氢螺-[环烷基胺]-嘧啶酮衍生物或其盐、其溶剂化物及水合物，其中，X、Y、R1、R2、R3、o、n、p、q如上所定义，R4代表氢原子、C1-4烷氧基羰基、C1-6烷基，这些基团任选地被1-4个选自卤素原子、羟基或C1-4烷氧基的取代基取代。
本发明的另一个方面提供一种药物，其包含选自以下物质作为活性成分通式(I)表示的嘧啶酮衍生物、其生理上可接受的盐、其溶剂化物、和其水合物。作为优选的药物实施方案，提供上述的可用于预防和/或治疗由GSK3β的不正常活性引起的疾病的药物，和用于预防和/或治疗神经变性疾病以及其它疾病，如非胰岛素依赖性糖尿病(如II型糖尿病)和肥胖症；狂燥性抑郁病；精神分裂症；脱发；癌症(如乳腺癌、非小细胞肺癌、甲状腺癌、T或B-细胞白血病和一些病毒诱导的肿瘤)的上述药物。
本发明的另一个优选的实施方案，提供上述的药物，其中所述的疾病是神经变性疾病，选自阿茨海默氏病、帕金森氏病、tau疾病(如额与颞顶骨痴呆症、脑皮质基底退化、皮克氏病、进行性核上麻痹)和其它痴呆症(包括血管性痴呆症)；急性中风和其它创伤性伤害；脑血管事故(如老年性斑点变性)；大脑和脊髓创伤；周围神经病变；视网膜病和青光眼；上述药物以药物组合物的形式出现，含有上述物质作为活性成分与一种或多种药用添加剂混合。
本发明还提供GSK3β活性的抑制剂，包含选自以下的物质作为活性成分通式(I)的二氢螺-[环烷基胺]-嘧啶酮衍生物及其盐、其溶剂化物、和其水合物。
本发明的再一个方面提供一种方法，用于预防和/或治疗由不正常的GSK3β活性引起的神经变性疾病，该方法包含向病人供给预防和/或治疗有效量的选自以下物质的步骤通式(I)的二氢螺-[环烷基胺]-嘧啶酮衍生物、其生理学上可接受的盐、其溶剂化物和其水合物；本发明也提供选自以下的物质在制备上述药物中的应用通式(I)的二氢螺-[环烷基胺]-嘧啶酮衍生物、其生理上可接受的盐、其溶剂化物和其水合物。
本文使用的C1-6烷基代表有1-6个碳原子的直链或支链烷基，例如，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、新戊基、1，1-二甲基丙基、正己基、异己基等；C3-6环烷基代表有3-6个碳原子的环状烷基，例如，环丙基、环丁基、环戊基、环己基等；C1-4烷氧基代表有1-4个碳原子的烷氧基，例如，甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基等；卤素原子代表氟、氯、溴、或碘原子；C1-2全卤代烷基代表其中所有的氢都被卤素取代的烷基，如CF3或C2F5；C1-3卤代烷基代表其中至少一个氢被卤原子取代的烷基；C1-5单烷基氨基代表被一个C1-6烷基取代的氨基，例如，甲基氨基、乙基氨基、丙基氨基、异丙基氨基、丁基氨基、异丁基氨基、叔丁基氨基、戊基氨基和异戊基氨基；C2-10二烷基氨基代表被两个C1-5烷基取代的氨基，例如，二甲基氨基、乙基甲基氨基、二乙基氨基、甲基丙基氨基和二异丙基氨基；离去基团L代表容易被断裂和取代的基团，如甲苯磺酰基、甲磺酰基、溴等。
由上述式(I)代表的化合物可形成盐。盐的例子包括，当存在酸性基团时，碱金属或碱土金属的盐，如锂、钠、钾、镁、和钙的盐；氨和胺的盐，如甲基胺、二甲基胺、三甲基胺、二环己基胺、三(羟基甲基)氨基甲烷、N，N-二(羟基乙基)哌嗪、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、乙醇胺、N-甲基葡糖胺、和L-葡糖胺；或与碱性氨基酸形成的盐，如赖氨酸、δ-羟基赖氨酸和精氨酸。酸性化合物的碱加成盐按本领域已知的标准方法制备。
当存在碱性基团时，例如包括与无机酸如盐酸、氢溴酸、硫酸、硝酸、磷酸形成的盐；与有机酸形成的盐，如甲烷磺酸、苯磺酸、对甲苯磺酸、乙酸、丙酸、酒石酸、富马酸、马来酸、草酸、琥珀酸、柠檬酸、苯甲酸、扁桃酸、肉桂酸、乳酸、乙醇酸、葡糖醛酸、抗坏血酸、尼克酸和水杨酸的盐；或与酸性氨基酸如天冬氨酸、谷氨酸形成的盐。
碱性化合物的酸加成盐按本领域已知的标准方法制备，包括但不限于，将游离碱溶解在含有合适的酸的水醇溶液中，通过蒸发溶液分离盐，或在有机溶剂中使游离碱和酸反应，在此情况下直接分离盐，或用第二有机溶剂沉淀，或可通过浓缩溶液获得。可用来制备酸加成盐的酸优选包括那些当与游离碱混合时产生药学上可接受的盐的酸，即，它的阴离子在盐的药物剂量下对动物组织相对无害，这样游离碱固有的有益性质不会被阴离子产生的副作用损坏。优选碱性化合物的药物上可接受的盐，但所有的酸加成盐都在本发明的范围内。
除了上述式(I)的二氢螺-[环烷基胺]-嘧啶酮衍生物及其盐以外，其溶剂化物和水合物也在本发明范围内。
上述式(I)的二氢螺-[环烷基胺]-嘧啶酮衍生物可有一个或多个不对称碳原子。这种不对称碳原子的立体化学可以是(R)和(S)构型，衍生物可以立体异构体的形式存在，如光学异构体或非对映异构体。任何纯形式的立体异构体、任何立体异构体的混合物、外消旋体等均在本发明范围内。
本发明优选化合物的例子示于下表1。但是，本发明范围不限于这些化合物。
本发明由通式(I)所示的优选化合物包括如下化合物，其中(1)R1代表3-或4-吡啶环，更优选4-吡啶环，或4-或5-嘧啶环，更优选4-嘧啶环，该环可被C1-2烷基、C1-2烷氧基或卤素原子取代；和/或(2)R2代表苯环或萘环，该环任选地被1-4个选自以下的取代基取代C1-3烷基、卤素原子、羟基或C1-2烷氧基；和/或(3)R3代表氢原子、C1-3烷基、或卤素原子，更优选氢原子；和/或(4)R4代表氢原子、C1-4烷氧基羰基、C3-6环烷基羰基、苯甲酰基、C1-3烷基，这些基团任选地被1-4个选自卤素原子、羟基或C1-4烷氧基的取代基取代；(5)Y代表羰基或任选地被一个或两个选自以下的基团取代的亚甲基C1-3烷基、羟基、C1-4烷氧基、C1-2全卤代烷基、氨基；更具体地说，R1、R2、R3、R4和Y如上所定义。
本发明由通式(I)所示的更优选化合物包括如下化合物，其中(1)R1代表未取代的4-吡啶环或4-嘧啶环；和/或(2)R2代表苯环，该环任选地被1-4个选自以下的取代基取代C1-3烷基、卤素原子、羟基或C1-2烷氧基；和/或(3)R3代表氢原子；和/或(4)R4代表C1-4烷氧基羰基、C3-6环烷基羰基、苯甲酰基或C1-3烷基，这些基团任选地被1-4个选自卤素原子或羟基的取代基取代；和/或(5)X代表两个氢原子；和/或(6)Y代表羰基或任选地被羟基取代的亚甲基；和/或(7)p代表2，q代表0；更具体地说，R1、R2、R3、X、Y、p、q、m、o和n如上所定义。
本发明由通式(I)所示的特别优选的化合物，其中R1是吡啶环或嘧啶环，包括表1的化合物1.1′-[(2S)-2-羟基-2-苯乙基]-6′-氧代-8′-(吡啶-4-基)-1′，3′，4′，6′-四氢-1H-螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-1-羧酸乙酯2.6′-氧代-1′-[2-氧代-2-苯乙基]-8′-(吡啶-4-基)-1′，3′，4′，6′-四氢-1H-螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-1-羧酸乙酯3.1′-[(2S)-2-羟基-2-苯乙基]-1-甲基-8′-(吡啶-4-基)-3′，4′-二氢螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-6′(1′H)-酮4.1-甲基-1′-(2-氧代-2-苯乙基)-8′-(吡啶-4-基)-3′，4′-二氢螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-6′(1′H)-酮5.1′-[(2S)-2-羟基-2-苯乙基]-6′-氧代-8′-(嘧啶-4-基)-1′，3′，4′，6′-四氢-1H-螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-1-羧酸乙酯6.6′-氧代-1′-[2-氧代-2-苯乙基]-8′-(嘧啶-4-基)-1′，3′，4′，6′-四氢-1H-螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-1-羧酸乙酯7.1′-[(2S)-2-羟基-2-苯乙基]-1-甲基-8′-(嘧啶-4-基)-3′，4′-二氢螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-6′(1′H)-酮8.1-(环己基羰基)-1′-[(2S)-2-羟基-2-苯乙基]-8′-吡啶-4-基-3′，4′-二氢螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-6′(1′H)-酮9.1-(环己基羰基)-1′-(2-氧代-2-苯乙基)-8′-吡啶-4-基-3′，4′-二氢螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-6′(1′H)-酮10.1-(3-氟代苯甲酰基)-1′-[(2S)-2-羟基-2-苯乙基]-8′-吡啶-4-基-3′，4′-二氢螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-6′(1′H)-酮11.1-(3-氟代苯甲酰基)-1′-(2-氧代-2-苯乙基)-8′-吡啶-4-基-3′，4′-二氢螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-6′(1′H)-酮12.1-(环丁基羰基)-1′-[(2S)-2-羟基-2-苯乙基]-8′-吡啶-4-基-3′，4′-二氢螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-6′(1′H)-酮13.1-(环丁基羰基)-1′-(2-氧代-2-苯乙基)-8′-吡啶-4-基-3′，4′-二氢螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-6′(1′H)-酮14.1-(环丙基羰基)-1′-[(2S)-2-羟基-2-苯乙基]-8′-吡啶-4-基-3′，4′-二氢螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-6′(1′H)-酮15.1-(环丙基羰基)-1′-(2-氧代-2-苯乙基)-8′-吡啶-4-基-3′，4′-二氢螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-6′(1′H)-酮16.1-甲基-1′-(2-氧代-2-苯乙基)-8′-(嘧啶-4-基)-3′，4′-二氢螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-6′(1′H)-酮以及表2的化合物1.1-[(2S)-2-羟基-2-苯乙基]-6-氧代-8-(吡啶-4-基)-1，3，4，6-四氢-1′H-螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-1′-羧酸乙酯2.6-氧代-1-(2-氧代-2-苯乙基)-8-(吡啶-4-基)-1，3，4，6-四氢-1′H-螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-1′-羧酸乙酯
3.1-[(2S)-2-羟基-2-苯乙基]-1′-甲基-8-(吡啶-4-基)-3，4-二氢螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-6(1H)-酮4.1′-甲基-1-(2-氧代-2-苯乙基)-8-(吡啶-4-基)-3，4-二氢螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-6(1H)-酮5.1-[(2S)-2-羟基-2-苯乙基]-6-氧代-8-嘧啶-4-基-1，3，4，6-四氢-1′H-螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-1′-羧酸乙酯6.6-氧代-1-(2-氧代-2-苯乙基)-8-嘧啶-4-基-1，3，4，6-四氢-1′H-螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-1′-羧酸乙酯7.1′-(3-氟代苯甲酰基)-1-[(2S)-2-羟基-2-苯乙基]-8-嘧啶-4-基-3，4-二氢螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-6(1H)-酮8.1′-(3-氟代苯甲酰基)-1-(2-氧代-2-苯乙基)-8-嘧啶-4-基-3，4-二氢螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-6(1H)-酮9.1′-(3-氟代苯甲酰基)-1-[(2S)-2-羟基-2-苯乙基]-8-吡啶-4-基-3，4-二氢螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-6(1H)-酮10.1′-(3-氟代苯甲酰基)-1-(2-氧代-2-苯乙基)-8-吡啶-4-基-3，4-二氢螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-6(1H)-酮11.1′-(环丙基羰基)-1-[(2S)-2-羟基-2-苯乙基]-8-吡啶-4-基-3，4-二氢螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-6(1H)-酮12.1′-(环丙基羰基)-1-(2-氧代-2-苯乙基)-8-吡啶-4-基-3，4-二氢螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-6(1H)-酮13.1′-(环丙基羰基)-1-[(2S)-2-羟基-2-苯乙基]-8-嘧啶-4-基-3，4-二氢螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-6(1H)-酮14.1′-(环丙基羰基)-1-(2-氧代-2-苯乙基)-8-嘧啶-4-基-3，4-二氢螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-6(1H)-酮15.1′-(环丁基羰基)-1-[(2S)-2-羟基-2-苯乙基]-8-嘧啶-4-基-3，4-二氢螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-6(1H)-酮16.1′-(环丁基羰基)-1-(2-氧代-2-苯乙基)-8-嘧啶-4-基-3，4-二氢螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-6(1H)-酮17.1′-(环丁基羰基)-1-[(2S)-2-羟基-2-苯乙基]-8-吡啶-4-基-3，4-二氢螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-6(H)-酮
18.1′-(环丁基羰基)-1-(2-氧代-2-苯乙基)-8-吡啶-4-基-3，4-二氢螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-6(1H)-酮19.1′-(环己基羰基)-1-[(2S)-2-羟基-2-苯乙基]-8-吡啶-4-基-3，4-二氢螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-6(1H)-酮20.1′-(环己基羰基)-1-(2-氧代-2-苯乙基)-8-吡啶-4-基-3，4-二氢螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-6(1H)-酮21.1′-(环己基羰基)-1-[(2S)-2-羟基-2-苯乙基]-8-嘧啶-4-基-3，4-二氢螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-6(1H)-酮22.1′-(环己基羰基)-1-(2-氧代-2-苯乙基)-8-嘧啶-4-基-3，4-二氢螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-6(1H)-酮作为进一步的目的，本发明还涉及制备上述式(I)代表的二氢螺-[环烷基胺]-嘧啶酮化合物的方法。
例如，这些化合物可按照下述的方法制备。
制备方法由上述通式(I)代表的二氢螺-[环烷基胺]-嘧啶酮化合物可按流程1的方法制备。
流程1(在上面的流程中，R1、R2、R3、R4、X、Y、m、n、o、p和q的定义与式(I)化合物所述的相同)
按照这个方法，上式(III)代表的嘧啶酮衍生物，其中R1、R3、R4、m、n、o、p和q如式(I)化合物所定义，与碱(如氢化钠、碳酸钠或碳酸钾)在溶剂(如N，N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基乙酰胺或氯仿等)中，在合适的温度范围0-130℃在普通的空气中进行反应，然后与式(II)化合物(其中R2、X、Y和n如式(I)化合物的定义，L代表离去基团，优选溴或甲烷磺酰基)反应，产生上述式(I)化合物。
或者，式(I)化合物，其中Y代表羰基，可通过式(I)化合物(其中Y代表被羟基取代的亚甲基)按本领域已知的方法通过氧化来制备。
式(II)化合物可以通过商业途径获得，或按本领域已知的方法制备。
式(III)化合物可按流程2的方法制备 流程2(在上面的流程中，R1、R3、R4、m、o、p和q的定义与上述定义相同))按照这个方法，式(IV)的3-酮酯，其中R1和R3如式(I)化合物所定义，R代表烷基(如甲基或乙基)，与式(V)化合物反应。该反应可在碱如碳酸钾存在下在醇溶剂如甲醇、乙醇等中，或无溶剂条件下，在合适的温度范围25-140℃在普通空气中进行。
或者，式(III)化合物(其中R3代表氢原子)可以被卤化，以便得到式(III)化合物(其中R3代表卤素原子如溴原子或氯原子)。该反应可在酸性介质(如乙酸或丙酸)中，在溴代琥珀酰亚胺或氯代琥珀酰亚胺或溴的存在下进行。
此外，式(III)化合物(其中R3代表氟原子)可按在Tetrahedron Letters，Vol.30，No.45，pp.6113-6116，1989类似的方法得到。
式(IV)的化合物可以通过商业途径获得或按照本领域已知的方法合成。
例如，式(IV)的化合物，其中R1代表吡啶环或嘧啶环，任选地被C1-4烷基、C1-4烷氧基或卤素原子取代，可如下制备分别使异烟酸或嘧啶羧酸(任选地被C1-4烷基、C1-4烷氧基或卤素取代)与相应的丙二酸单酯反应。反应可用本领域已知的方法进行，例如在偶合剂如1，1’-羰基二-1H-咪唑存在下在溶剂(如四氢呋喃)中在20-70℃的温度范围进行。
式(V)的化合物可以按照本领域已知的方法合成。
例如，式(V)化合物(当m和o是2，p是2，q是0时)可按照流程3所述的方法以通式(VI)化合物(其中R4如通过(I)所定义)为起始原料来制备。使用的反应条件在化学实施例中叙述。
流程3(在上面的流程中，Pg代表氨基保护基，L是离去基团)式(VI)化合物可按照J.Med.Chem.1991，34，90-97所述的方法制备。
式(VII)化合物可按照Synthetic Communication 28(4)，701-712(1998)所述的方法制备。
本发明另一个目的涉及通式(III)所示的化合物，它们是通式(I)化合物的中间体。
在上面的反应中，官能团的保护和脱保护有时是必要的。可按照官能团的类型选择合适的保护基Pg，可使用文献中叙述的方法。保护基的例子、保护和脱保护的方法例如可见Greene等人的Protective Groups in OrganicSynthesis，2nd Ed.(John Wiley & Sons，Inc.，New York)。
本发明化合物对GSK3β具有抑制活性。因此，本发明化合物可用作活性成分制备药物，该药物能预防和/或治疗由不正常的GSK3β活性引起的疾病，更具体是神经变性疾病如阿尔茨海默氏病。此外，本发明化合物还可用作活性成分用于制备药物，用来预防和/或治疗神经变性疾病，例如帕金森氏病、tau疾病(如额颞顶骨痴呆症、皮质基底退化、皮克氏病、进行性核上麻痹)和其它痴呆症(包括血管性痴呆症)；急性中风和其它创伤性伤害；脑血管事故(如老年性斑点变性)；脑和脊髓创伤；周围神经病变；视网膜病和青光眼；其它疾病如非胰岛素依赖性糖尿病(如II型糖尿病)和肥胖症；狂燥性抑郁病；精神分裂症；脱发；癌症(如乳腺癌、非小细胞肺癌、甲状腺癌、T或B-细胞白血病和一些病毒诱导的肿瘤)。
本发明还涉及治疗由不正常的GSK3β活性引起的神经变性疾病和上述疾病的方法，所述方法包含向需要治疗的哺乳动物供给有效量的式(I)化合物。
作为本发明药物的活性成分，可使用如下物质选自式(I)代表的化合物及其药学上可接受的盐、其溶剂化物、其水合物。该物质本身可作为本发明药物使用，但是，更希望以药物组合物的形式供给药物，该组合物包含上述物质作为活性成分和一种或多种药用添加剂。作为本发明药物的活性成分，可组合使用两种或多种上述化合物。上述药物组合物可用其它治疗上述疾病的药物来补充。药物组合物的类型没有特别的限制，组合物可作为口服的或肠胃外给药的任何配方提供。例如，组合物可按口服组合物来配方，如胶囊、微胶囊、粉剂、硬胶囊、软胶囊、糖浆、乳剂、悬浮剂、溶液等，或作为肠胃外给药的组合物配方，如静脉内、肌肉内、或皮下注射给药，输液滴剂、透皮制剂、透黏膜制剂、鼻滴剂、吸入剂、栓剂等。注射剂或输液滴剂可制备为粉末制剂如冷冻干燥制剂，在使用前溶解在合适的水性介质如生理盐水中。缓释制剂如用聚合物胞衣的制剂可直接在大脑内给药。
用于制造药物组合物的药用添加剂的类型、药用添加剂相对于活性成分的含量比例、制备药物组合物的方法可由本领域技术人员适当选用。无机或有机物质，或固体或液体物质都可用作药用添加剂。一般，药用添加剂可按活性成分重量的1-90重量％掺入。
用来制备固体药物组合物的赋形剂的例子包括例如乳糖、蔗糖、淀粉、滑石、纤维素、糊精、高岭土、碳酸钙等。为了制备口服的液体组合物，可使用常规的惰性稀释剂如水或植物油。除惰性稀释剂外，液体组合物可含有助剂如润湿剂、悬浮助剂、甜味剂、芳香剂、着色剂、和防腐剂。液体组合物可充入由可吸收材料如明胶制造的胶囊中。用来制备肠胃外给药的组合物(如注射剂、栓剂)的溶剂或悬浮介质包括水、丙二醇、聚乙二醇、苯甲醇、油酸乙酯、卵磷脂等。用于栓剂的基料的例子包括例如可可脂、乳化可可脂、月桂酯、witepsol。
本发明药物的给药剂量和次数没有特别的限制，可按情况如用于预防和/或治疗的目的、疾病的类型、病人的体重或年龄、疾病的严重程度等加以适当选择。一般，成人的口服日剂量为0.01-1000mg(活性成分的重量)，该剂量可每日一次供给或分成几份每日供给数次，或者几日给药一次。当药物用作注射剂时，优选成人以日剂量0.001-100mg(活性成分重量)连续或间歇给药。
具体实施例方式
实施例1(表1的化合物1)1′-[(2S)-2-羟基-2-苯乙基]-6′-氧代-8′-(吡啶-4-基)-1′，3′，4′，6′-四氢-1H-螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-1-羧酸乙酯(1∶1)(盐酸盐)1.1 4-氰基亚甲基-哌啶-1-羧酸乙酯0℃下，在10分钟内向12.85g(321.28mmol)氢化钠(在矿物油中60％悬液)在500ml无水四氢呋喃的悬液中加入56.91g(321.28mmol)(氰甲基)-膦酸二乙酯。反应混合物室温搅拌2小时，然后，在30分钟内滴入在230ml无水四氢呋喃中的44.05g(292.07mmol)4-氧代-哌啶-1-羧酸乙酯。得到的混合物再在室温搅拌16小时。
将混合物溶解在1L二乙醚中，用饱和氯化铵水溶液、饱和氯化钠水溶液洗涤，硫酸钠干燥，蒸发。粗产物在石油醚中研磨，过滤，得到51.63g纯产物，为黄色固体。
熔点95-96℃1.2 4-氨基-4-氰基甲基-哌啶-1-羧酸乙酯使51.38g(264.53mol)4-氰基亚甲基-哌啶-1-羧酸乙酯在301ml氨水溶液(29％)和50ml甲醇中的溶液在密闭试管中110℃加热48小时。浓缩反应混合物，残留物经硅胶色谱法纯化，洗脱液为二氯甲烷/甲醇100/0至96/4混合物，得到40g产物，为白色固体。
熔点68-69℃1.3 4-叔丁氧基羰基氨基-4-氰基甲基-哌啶-1-羧酸乙酯将4.3ml水、23.58ml(167.79mmol)三乙胺以及36.61g(167.79mmol)二碳酸二叔丁酯在50ml四氢呋喃中的溶液加入到35.44g(167.79mmol)4-氨基-4-氰基甲基-哌啶-1-羧酸乙酯在200ml四氢呋喃中的溶液。得到的混合物室温搅拌16小时。
将混合物溶解在二氯甲烷中，用饱和氯化铵水溶液、饱和氯化钠水溶液洗涤，硫酸钠干燥，蒸发。粗产物在戊烷中研磨，过滤，得到46.49g纯产物，为白色固体。
熔点133-135℃1.4 4-(2-氨基-乙基)-4-叔丁氧基羰基氨基-哌啶-1-羧酸乙酯向5g(16.06mmol)4-叔丁氧基羰基氨基-4-氰基甲基-哌啶-1-羧酸乙酯在107ml甲醇中的溶液加入4.71g Raney镍催化剂。悬液室温下在压力55psi进行加氢反应3小时。
过滤移去催化剂，并在减压条件下蒸发溶剂。经硅胶色谱法纯化，洗脱液为二氯甲烷/甲醇/氨水溶液(29％)100/0/0至70/30/3混合物，得到油状化合物(2.86g)。
1.5 4-氨基-4-(2-氨基-乙基)-哌啶-1-羧酸乙酯盐酸盐(2∶1)
向3.01g(9.56mmol)4-(2-氨基-乙基)-4-叔丁氧基羰基氨基-哌啶-1-羧酸乙酯在19ml异丙醇中的溶液加入8ml盐酸(5.6N)在异丙醇中的溶液，得到的溶液室温搅拌3小时。
混合物冷却，加入二乙醚。滤出得到的沉淀物。产物干燥，得到2.49g纯化合物，为白色固体。
熔点119-121℃1.6 2-氨基-1，3，9-三氮杂-螺[5.5]十一碳-2-烯-9-羧酸乙酯氢溴酸盐(1∶1)向15.65g(54.33mmol)4-氨基-4-(2-氨基-乙基)-哌啶-1-羧酸乙酯盐酸盐(2∶1)在108ml甲醇中的溶液加入21.73ml(114.09mmol)甲醇钠在甲醇中的溶液(5.55N)。
混合物室温搅拌2小时。滤出沉淀物并蒸发滤液。将粗产物溶解在108ml水中，分批加入5.75g(54.33mmol)溴化氰。得到的混合物室温搅拌16小时，蒸至干燥，再溶解在乙醇中并蒸至干燥，得到17.56g纯化合物，为褐色固体。
1.7 6′-氧代-8′-(吡啶-4-基)-1′，3′，4′，6′-四氢-1H-螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-1-羧酸乙酯将3g(15.57mmol)3-(吡啶-4-基)-3-氧代丙酸乙酯、5g(15.57mmol)2-氨基-1，3，9-三氮杂-螺[5.5]十一碳-2-烯-9-羧酸乙酯氢溴酸盐(1∶1)、4.52g(32.70mmol)碳酸钾以及28ml乙醇混合，得到的混合物在回流温度下加热12小时。
溶液冷却，蒸发去除溶剂。将混合物溶解在二氯甲烷中，用饱和氯化铵水溶液、饱和氯化钠水溶液洗涤，硫酸钠干燥，蒸发。残留物用水处理，滤出沉淀物，粗产物在二乙醚中研磨，过滤，得到2.94g纯产物，为白色固体。
熔点209-210℃1.8 1′-[(2S)-2-羟基-2-苯乙基]-6′-氧代-8′-(吡啶-4-基)-1′，3′，4′，6′-四氢-1H-螺[哌啶4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-1-羧酸乙酯(1∶1)(盐酸盐)将0.085g(2.11mmol)氢化钠(在矿物油中60％悬液)加入到0.6g(1.62mmol)6′-氧代-8′-(吡啶-4-基)-1′，3′，4′，6′-四氢-1H-螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-1-羧酸乙酯在13ml无水二甲基甲酰胺中的溶液。混合物在50℃下搅拌1小时。再加入0.25g(2.11mmol)(S)-苯基环氧乙烷，然后在110℃下搅拌12小时。
加入0.25g(2.11mmol)(S)-苯基环氧乙烷，混合物在110℃下搅拌6小时。加入水，混合物用二氯甲烷萃取。萃取液用饱和氯化钠水溶液洗涤，干燥，蒸发，得到粗产物。经硅胶色谱法纯化，洗脱液为二氯甲烷/甲醇100/0至90/10混合物，得到游离碱形式的化合物。将碱转化为它的盐酸盐，得到0.144g纯产物。
熔点169-170℃，[α]D＝-13.7°(c＝0.99，二甲亚砜)RMN1H(DMSO-δ6；200MHz)δ(ppm)8.95(br d，2H)；8.35(d，2H)；7.12-7.42(m，5H)；6.66(s，1H)；5.02(m，1H)；4.00(q，2H)；3.52-3.95(m，6H)；2.78-3.11(m，2H)；1.95-2.4(m，4H)；1.65-1.90(m，2H)；71.15(t，3H)。
实施例2(表1的化合物2)6′-氧代-1′-[2-氧代-2-苯乙基]-8′-(吡啶-4-基)-1′，3′，4′，6′-四氢-1H-螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-1-羧酸乙酯(1∶1)(盐酸盐)将0.138g(0.28mmol)1′-[(2S)-2-羟基-2-苯乙基]-6′-氧代-8′-(吡啶-4-基)-1′，3′，4′，6′-四氢-1H-螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-1-羧酸乙酯溶解在2.82ml无水二氯甲烷中，并与0.049g(0.42mmol)N-甲基吗啉N-氧化物、0.001g(0.0083mmol)过钌酸四正丙铵以及1g粉末状分子筛(4A)混合。混合物在20℃氮气气氛下搅拌12小时。
加入0.049g(0.42mmol)N-甲基吗啉N-氧化物、0.001g(0.0014mmol)过钌酸四正丙铵以及1g粉末状分子筛(4A)，混合物在20℃氮气气氛下搅拌3小时。
粗产物经硅胶色谱法纯化，洗脱液为二氯甲烷/甲醇100/0至95/5混合物，得到游离碱形式的化合物，再转化为它的盐酸盐，得到0.045g纯产物。
熔点227-229℃RMN1H(DMSO-δ6；200MHz)δ(ppm)8.46(br d，2H)；8.05(d，2H)；7.51-7.82(m，5H)；6.63(s，1H)；5.22(s，2H)；3.85-4.08(m，6H)；2.89-3.25(m，2H)；2.21-2.37(m，2H)；1.95(td，2H)；1.66(d，2H)；1.15(t，3H)。
实施例3(表1的化合物3)1′-[(2S)-2-羟基-2-苯乙基]-1-甲基-8′-(吡啶-4-基)-3′，4′-二氢螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-6′(1′H)-酮.(2∶1)(盐酸盐)3.1 1-甲基-8′-(吡啶-4-基)-3′，4′-二氢螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-6′(1′H)-酮0℃下，将0.185g(4.87mmol)氢化锂铝加入到0.6g(1.62mmol)6′-氧代-8′-(吡啶-4-基)-1′，3′，4′，6′-四氢-1H-螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-1-羧酸乙酯溶解在3.25ml四氢呋喃中的溶液。得到的混合物在室温和氮气气氛下搅拌3小时。
反应混合物用过量饱和硫酸钠水溶液处理。另外加入一些固体硫酸钠，有机相过滤，移去盐。蒸发出溶剂，经硅胶色谱法纯化，洗脱液为二氯甲烷/甲醇100/0至70/30混合物，得到呈黄色固体的化合物(0.328g)。
熔点232-234℃3.2 1′-[(2S)-2-羟基-2-苯乙基]-1-甲基-8′-(吡啶-4-基)-3′，4′-二氢螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-6′(1′H)-酮(2∶1)(盐酸盐)照步骤1.9类似的方法，用1-甲基-8′-(吡啶-4-基)-3′，4′-二氢螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-6′(1′H)-酮得到产物。
熔点271-272℃，[α]D＝-10.2°(c＝0.829，甲醇)RMN1H(DMSO-δ6；200MHz)δ(ppm)10.75(br s，1H)；8.91(d，2H)；8.31(d，2H)；7.20-759(m，5H)；6.71(s，1H)；5.12(m，1H)；3.58-4.50(m，4H)；3.00-3.45(m，4H)；2.85(m，1H)；2.75(s，3H)；2.08-2.44(m，3H)；1.89(br d，1H)；1.45(br d，1H)。
实施例4(表1的化合物5)1′-[(2S)-2-羟基-2-苯乙基]-6′-氧代-8′-(嘧啶-4-基)-1′，3′，4′，6′-四氢-1H-螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-1-羧酸乙酯4.1 6-氧代-8′-(嘧啶-4-基)-1′，3′，4′，6′-四氢-1H-螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-1-羧酸乙酯照实施例1(步骤1.7)类似的方法，用3-氧代-3-嘧啶-4-基-丙酸甲酯得到产物。
熔点231-233℃4.2 1′-[(2S)-2-羟基-2-苯乙基]-6′-氧代-8′-(嘧啶-4-基)-1′，3′，4′，6′-四氢-1H-螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-1-羧酸乙酯照步骤1.8类似的方法，用6′-氧代-8′-(嘧啶基-4-基)-1′，3′，4′，6′-四氢-1H-螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-1-羧酸乙酯得到产物。
熔点118-120℃，[α]D＝-13.2°(c＝1.028，甲醇)RMN1H(DMSO-δ6；200MHz)δ(ppm)9.27(s，1H)；8.98(d，1H)；8.10(d，1H)；7.15-7.43(m，5H)；6.70(s，1H)；5.48(d，1H)；5.05(m，1H)；4.04(q，2H)；3.52-4.10(m，5H)；2.92(br q，2H)；1.90-2.39(m，3H)；1.63-1.90(m，3H)；1.15(t，3H)。
实施例5(表1的化合物7)1′-[(2S)-2-羟基-2-苯乙基]-1-甲基-8′-(嘧啶-4-基)-3′，4′-二氢螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-6′(1′H)-酮5.1 1-甲基-8′-(嘧啶-4-基)-3′，4′-二氢螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2a]嘧啶]-6′(1′H)-酮照实施例3(步骤3.1)类似的方法，用3-氧代-3-嘧啶-4-基-丙酸甲酯得到产物。
熔点194-196℃5.2 1′-[(2S)-2-羟基-2-苯乙基]-1-甲基-8′-(嘧啶-4-基)-3′，4′-二氢螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-6′(1′H)-酮照步骤1.8类似的方法，用1-甲基-8′-(嘧啶-4-基)-3′，4′-二氢螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2a]嘧啶]-6′(1′H)-酮得到产物。
熔点180-182℃RMN1H(DMSO-δ6；200MHz)δ(ppm)9.35(s，1H)；9.05(d，1H)；8.17(d，1H)；7.25-7.45(m，5H)；6.75(s，1H)；5.57(d，1H)；5.10(m，1H)；3.67-4.05(m，4H)；2.67(br dd，2H)；2.22(s，3H)；1.82-2.35(m，5H)；1.67(br d，1H)；1.20(m，1H)。
实施例6(表2的化合物1)1-[(2S)-2-羟基-2-苯乙基]-6-氧代-8-吡啶-4-基-1，3，4，6-四氢-1′H-螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-1′-羧酸乙酯(1∶1)(盐酸盐)6.1 3-氰基亚甲基-吡咯烷-1-羧酸乙酯照实施例1(步骤1.1)类似的方法，用参照Visconti，M等人9HelveticaChimica Acta 1967，50(5)1289-93)所述的方法制备的3-氧代-吡咯烷-1-羧酸乙酯得到产物。
6.2 3-氨基-3-(氰基甲基)吡咯烷-1-羧酸乙酯照实施例1(步骤1.2)类似的方法，用3-氰基亚甲基-吡咯烷-1-羧酸乙酯得到产物。
6.3 3-[(叔丁氧基羰基)氨基]-3-(氰基甲基)吡咯烷-1-羧酸乙酯照实施例1(步骤1.3)类似的方法，用3-氨基-3-(氰基甲基)吡咯烷-1-羧酸乙酯得到产物。
6.4 3-(2-氨基乙基)-3-[(叔丁氧基羰基)氨基]吡咯烷-1-羧酸乙酯照实施例1(步骤1.4)类似的方法，用3-[(叔丁氧基羰基)氨基]-3-(氰基甲基)吡咯烷-1-羧酸乙酯得到产物。
6.5 3-氨基-3-(2-氨基乙基)吡咯烷-1-羧酸乙酯盐酸盐(2∶1)照实施例1(步骤1.5)类似的方法，用3-(2-氨基乙基)-3-[(叔丁氧基羰基)氨基]吡咯烷-1-羧酸乙酯得到产物。
6.6 7-氨基-2，6，8-三氮杂螺[4.5]癸-6-烯-2-羧酸乙酯氢溴酸盐(1∶1)照实施例1(步骤1.6)类似的方法，用3-氨基-3-(2-氨基乙基)吡咯烷-1-羧酸乙酯盐酸盐(2∶1)得到产物。
6.7 6-氧代-8-吡啶-4-基-1，3，4，6-四氢-1′H-螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-1′-羧酸乙酯照实施例1(步骤1.7)类似的方法，用3-氧代-3-吡啶-4-基-丙酸乙酯和7-氨基-2，6，8-三氮杂螺[4.5]癸-6-烯-2-羧酸乙酯氢溴酸盐(1∶1)得到产物。
熔点171-172℃6.8 1-[(2S)-2-羟基-2-苯乙基]-6-氧代-8-吡啶-4-基-1，3，4，6-四氢-1′H-螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-1′-羧酸乙酯(1∶1)(盐酸盐)照实施例1(步骤1.8)类似的方法，用6-氧代-8-吡啶-4-基-1，3，4，6-四氢-1′H-螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-1′-羧酸乙酯得到产物。
熔点194-195℃RMN1H(DMSO-δ6；200MHz)δ(ppm)8.87(m，2H)；8.26(m，2H)；7.14-7.46(m，5H)；6.65(br s，1H)；5.19(br s，1H)；2.88-4.36(m，10H)；1.71-2.28(m，4H)；1.13(t，3H)。
实施例7(表2的化合物2)6-氧代-1-(2-氧代-2-苯乙基)-8-(吡啶-4-基)-1，3，4，6-四氢-1′H-螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-1′-羧酸乙酯(1∶1)(盐酸盐)照实施例2类似的方法，用1-[(2S)-2-羟基-2-苯乙基]-6-氧代-8-吡啶-4-基-1，3，4，6-四氢-1′H-螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-1′-羧酸乙酯得到产物。
熔点190-191℃RMN1H(DMSO-δ6；200MHz)δ(ppm)8.51(d，2H)；8.05(d，2H)；7.79(d，2H)；7.69(d，1H)；7.57(t，2H)；6.59(s，1H)；5.25(dd，2H)；3.82-4.18(m，2H)；3.98(q，2H)；3.22-3.56(m，4H)；1.85-2.46(m，4H)；1.12(t，3H)。
实施例8(表2的化合物7)1′-(3-氟代苯甲酰基)-1-[(2S)-2-羟基-2-苯乙基]-8-嘧啶-4-基-3，4-二氢螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-6(1H)-酮
8.1 8-嘧啶-4-基-3，4-二氢螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-6(1H)-酮将1.0g(2.81mmol)6-氧代-8-嘧啶-4-基-1，3，4，6-四氢-1′H-螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-1′-羧酸乙酯溶解在25ml氢溴酸溶液(33％，溶于乙酸)中，得到的溶液在100℃下搅拌12小时。
混合物冷却，加入二乙醚。滤出形成的沉淀物。将产物溶解在浓氢氧化钠溶液(30％)中，得到的溶液用二氯甲烷/甲醇/浓氨水溶液100/0/0至70/30/3萃取。萃取液用硫酸钠干燥，蒸发，得到粗产物。将粗产物在二乙醚中研磨，得到0.64g(86％)黄色固体。
熔点226-228℃8.2 1′-(3-氟代苯甲酰基)-8-嘧啶-4-基-3，4-二氢螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-6(1H)-酮室温下，向0.3g(1.055mmol)8-嘧啶-4-基-3，4-二氢螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-6(1H)-酮溶解在5ml四氢呋喃中的溶液加入0.18ml(1.27mmol)三乙胺和0.152ml(1.27mmol)3-氟代-苯甲酰氯。得到的混合物在室温和氮气气氛下搅拌2小时。将反应混合物加入到饱和氯化铵水溶液，用二氯甲烷/甲醇100/0至80/20萃取，并干燥，蒸发。残留物经硅胶色谱法纯化，洗脱液为二氯甲烷/甲醇100/0至70/30混合物，得到0.310g(72％)纯产物，为灰色固体。
熔点296-298℃8.3 1′-(3-氟代苯甲酰基)-1-[(2S)-2-羟基-2-苯乙基]-8-嘧啶-4-基-3，4-二氢螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-6(1H)-酮照实施例1(步骤1.8)类似的方法，用1′-(3-氟代苯甲酰基)-8-嘧啶-4-基-3，4-二氢螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-6(1H)-酮得到产物。
熔点180-182℃RMN1H(DMSO-δ6；200MHz)δ(ppm)9.28(s，1H)；9.01(t，1H)；8.11-8.21(m，1H)；7.02-7.63(m，9H)；6.72(s，1H)；5.53(AB，1H)；5.04-5.31(m，1H)；3.12-4.11(m，8H)；1.65-2.33(m，4H)。
实施例9(表2的化合物8)1′-(3-氟代苯甲酰基)-1-(2-氧代-2-苯乙基)-8-嘧啶-4-基-3，4-二氢螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-6(1H)-酮照实施例2类似的方法，用1′-(3-氟代苯甲酰基)-1-[(2S)-2-羟基-2-苯乙基]-8-嘧啶-4-基-3，4-二氢螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-6(1H)-酮得到产物。
熔点267-268℃RMN1H(DMSO-δ6；200MHz)δ(ppm)9.15(s，1H)；8.42(d，1H)；8.09(t，2H)；7.74(t，1H)；7.61(t，2H)；7.20-7.53(m，5H)；6.60-6.75(m，1H)；5.13-5.40(m，2H)；3.87-4.25(m，2H)；3.37-3.87(m，4H)；1.84-2.52(m，4H)。
表1是说明本发明的上述式(I)化合物的化学结构和物理数据。这些化合物是按实施例的方法制备的。
在表中，Ph代表苯基；Et代表乙基；(S)、(R)或(Rac.)表示栏“Y”中碳原子的立体化学(rac.)指外消旋混合物(R)指绝对构型R(S)指绝对构型S在表1中，R1是未取代的嘧啶-4-基或未取代的吡啶-4-基，p、o和m代表2，q代表0。
表1
在表2中，R1是未取代的吡啶-4-基或未取代的嘧啶-4-基，p和m代表2，o代表1，q代表0。
表2
试验实施例本发明药物对GSK3β的抑制活性可使用两个不同的方案。
第一方案7.5μM预磷酸化的GS1肽和10μM ATP(含300000cpm 33P-ATP)在GSK3β存在下，在25mM Tris-HCl，pH 7.5，0.6mM DTT，6mM MgCl2，0.6mM EGTA，0.05mg/ml BSA缓冲液(总反应体积100微升)中在室温下温育1小时。
第二方案4.1μM预磷酸化的GS1肽和42μM ATP(含260000cpm 33P-ATP)在GSK3β存在下，在80mM Mes-NaOH，pH 6.5，1mM Mg(OAc)2，0.5mMEGTA，5mM 2-巯基乙醇，0.02％Tween 20，10％甘油缓冲液中在室温下温育2小时。抑制剂溶解在DMSO中(在反应介质中最终的溶剂浓度为1％)。
用以下组成的溶液100微升停止反应25g聚磷酸(85％P2O5)，126ml 85％H3PO4，加水到500ml，然后在使用前稀释到1∶100。然后将1等份反应混合物转移到Whatman P81阳离子交换过滤器上，用上述溶液淋洗。用液体闪烁光谱计测定结合的33P放射性。
磷酸化的GS-1肽的序列如下NH2-YRRAAVPPSPSLSRHSSPHQS(P)EDEE-COOH(Woodgett，J.R.(1989)Analytical Biochemistry 180，237-241)。
本发明化合物的GSK3β抑制活性以IC50表示，表1和表2化合物的说明性IC50的范围在1纳摩尔-1微摩尔浓度之间。
例如，表1的化合物No.4的IC50为0.007μM，表2的化合物No.4的IC50为0.006μM。
配方实施例(1)片剂用常规方法混合以下成分并用常规机器压片。
实施例1化合物 30mg结晶纤维素 60mg玉米淀粉100mg乳糖200mg硬脂酸镁4mg(2)软胶囊用常规方法混合以下成分并装入软胶囊。
实施例1化合物30mg橄榄油 300mg卵磷脂 20mg(3)肠胃外制剂用常规方法混合以下成分制备注射液装在1ml安瓿中。
实施例1化合物 3mg氯化钠 4mg注射用蒸馏水 1ml工业适用性本发明化合物具有GSK3β抑制活性，可用作预防和/或治疗由不正常的GSK3β活性引起的疾病，更具体说是神经变性疾病。
权利要求
1.通式(I)代表的二氢螺-[环烷基胺]-嘧啶酮衍生物或其盐、其溶剂化物或其水合物 其中X代表两个氢原子、一个硫原子、一个氧原子或一个C1-2烷基和一个氢原子；Y代表键、羰基、亚甲基，所述亚甲基任选地被一个或两个选自以下的基团取代C1-6烷基、羟基、C1-4烷氧基、C1-2全卤代烷基或氨基；R1代表2、3或4-吡啶环或2、4或5-嘧啶环，该环任选地被C1-4烷基、C1-4烷氧基或卤素原子取代；R2代表苯环或萘环；这些环任选地被1-4个选自以下的取代基取代C1-6烷基、亚甲基二氧基、卤素原子、C1-2全卤代烷基、C1-3卤代烷基、羟基、C1-4烷氧基、硝基、氰基、氨基、C1-5单烷基氨基或C2-10二烷基氨基；R3代表氢原子、C1-6烷基或卤素原子；R4代表氢原子、C1-4烷氧基羰基、C3-6环烷基羰基、苯甲酰基、C1-6烷基，这些基团任选地被1-4个选自卤素原子、羟基或C1-4烷氧基的取代基取代；o和m代表1至2；n代表0-3，p代表0-2，以及q代表0-2。
2.如权利要求1所述的二氢螺-[环烷基胺]-嘧啶酮衍生物或其盐、其溶剂化物或其水合物，其中，R4代表氢原子、C1-4烷氧基羰基、C1-6烷基，这些基团任选地被1-4个选自卤素原子、羟基或C1-4烷氧基的取代基取代。
3.如权利要求1或2所述的二氢螺-[环烷基胺]-嘧啶酮衍生物或其盐、其溶剂化物或其水合物，其中，R1代表未取代的4-吡啶环或未取代的4-嘧啶环。
4-如权利要求3所述的二氢螺-[环烷基胺]-嘧啶酮衍生物或其盐、其溶剂化物或其水合物，其中·R2代表苯环，该环任选地被1-4个选自以下的取代基取代C1-3烷基、卤素原子、羟基或C1-2烷氧基；和·R3代表氢原子；和·R4代表C1-4烷氧基羰基、C3-6环烷基羰基、苯甲酰基或C1-3烷基，这些基团任选地被1-4个选自卤素原子或羟基的取代基取代；和·X代表两个氢原子；和·Y代表羰基或任选地被羟基取代的亚甲基；和·p代表2，q代表0。
5.二氢螺-[环烷基胺]-嘧啶酮衍生物，选自以下组内的化合物·1′-[(2S)-2-羟基-2-苯乙基]-6′-氧代-8′-(吡啶4-基)-1′，3′，4′，6′-四氢-1H-螺[哌啶-4，2′-密啶并[1，2-a]嘧啶]-1-羧酸乙酯·6′-氧代-1′-[2-氧代-2-苯乙基]-8′-(吡啶-4-基)-1′，3′，4′，6′-四氢-1H-螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-1-羧酸乙酯·1′-[(2S)-2-羟基-2-苯乙基]-1-甲基-8′-(吡啶-4-基)-3′，4′-二氢螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-6′(1′H)-酮·1-甲基-1′-(2-氧代-2-苯乙基)-8′-(吡啶-4-基)-3′，4′-二氢螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-6′(1′H)-酮·1′-[(2S)-2-羟基-2-苯乙基]-6′-氧代-8′-(嘧啶-4-基)-1′，3′，4′，6′-四氢-1H-螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-1-羧酸乙酯·6′-氧代-1′-[2-氧代-2-苯乙基]-8′-(嘧啶-4-基)-1′，3′，4′，6′-四氢-1H-螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-1-羧酸乙酯·1′-[(2S)-2-羟基-2-苯乙基]-1-甲基-8′-(嘧啶-4-基)-3′，4′-二氢螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-6′(1′H)-酮·1-(环己基羰基)-1′-[(2S)-2-羟基-2-苯乙基]-8′-吡啶-4-基-3′，4′-二氢螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-6′(1′H)-酮·1-(环己基羰基)-1′-(2-氧代-2-苯乙基)-8′-吡啶-4-基-3′，4′-二氢螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-6′(1′H)-酮·1-(3-氟代苯甲酰基)-1′-[(2S)-2-羟基-2-苯乙基]-8′-吡啶-4-基-3′，4′-二氢螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-6′(1′H)-酮·1-(3-氟代苯甲酰基)-1′-(2-氧代-2-苯乙基)-8′-吡啶-4-基-3′，4′-二氢螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-6′(1′H)-酮·1-(环丁基羰基)-1′-[(2S)-2-羟基-2-苯乙基]-8′-吡啶-4-基-3′，4′-二氢螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-6′(1′H)-酮·1-(环丁基羰基)-1′-(2-氧代-2-苯乙基)-8′-吡啶-4-基-3′，4′-二氢螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-6′(1′H)-酮·1-(环丙基羰基)-1′-[(2S)-2-羟基-2-苯乙基]-8′-吡啶-4-基-3′，4′-二氢螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-6′(1′H)-酮·1-(环丙基羰基)-1′-(2-氧代-2-苯乙基)-8′-吡啶-4-基-3′，4′-二氢螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-6′(1′H)-酮·1-甲基-1′-(2-氧代-2-苯乙基)-8′-(嘧啶-4-基)-3′，4′-二氢螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-6′(1′H)-酮·1-[(2S)-2-羟基-2-苯乙基]-6-氧代-8-(吡啶-4-基)-1，3，4，6-四氢-1′H-螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-1′-羧酸乙酯·6-氧代-1-(2-氧代-2-苯乙基)-8-(吡啶-4-基)-1，3，4，6-四氢-1′H-螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-1′-羧酸乙酯·1-[(2S)-2-羟基-2-苯乙基]-1′-甲基-8-(吡啶-4-基)-3，4-二氢螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-6(1H)-酮·1′-甲基-1-(2-氧代-2-苯乙基)-8-(吡啶-4-基)-3，4-二氢螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-6(1H)-酮·1-[(2S)-2-羟基-2-苯乙基]-6-氧代-8-嘧啶-4-基-1，3，4，6-四氢-1′H-螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-1′-羧酸乙酯·6-氧代-1-(2-氧代-2-苯乙基)-8-嘧啶-4-基-1，3，4，6-四氢-1′H-螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-1′-羧酸乙酯·1′-(3-氟代苯甲酰基)-1-[(2S)-2-羟基-2-苯乙基]-8-嘧啶-4-基-3，4-二氢螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-6(1H)-酮·1′-(3-氟代苯甲酰基)-1-(2-氧代-2-苯乙基)-8-嘧啶-4-基-3，4-二氢螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-6(1H)-酮·1′-(3-氟代苯甲酰基)-1-[(2S)-2-羟基-2-苯乙基]-8-吡啶-4-基-3，4-二氢螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-6(1H)-酮·1′-(3-氟代苯甲酰基)-1-(2-氧代-2-苯乙基)-8-吡啶-4-基-3，4-二氢螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-6(1H)-酮·1′-(环丙基羰基)-1-[(2S)-2-羟基-2-苯乙基]-8-吡啶-4-基-3，4-二氢螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-6(1H)-酮·1′-(环丙基羰基)-1-(2-氧代-2-苯乙基)-8-吡啶-4-基-3，4-二氢螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-6(1H)-酮·1′-(环丙基羰基)-1-[(2S)-2-羟基-2-苯乙基]-8-嘧啶-4-基-3，4-二氢螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-6(1H)-酮·1′-(环丙基羰基)-1-(2-氧代-2-苯乙基)-8-嘧啶-4-基-3，4-二氢螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-6(1H)-酮·1′-(环丁基羰基)-1-[(2S)-2-羟基-2-苯乙基]-8-嘧啶-4-基-3，4-二氢螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-6(1H)-酮·1′-(环丁基羰基)-1-(2-氧代-2-苯乙基)-8-嘧啶-4-基-3，4-二氢螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-6(1H)-酮·1′-(环丁基羰基)-1-[(2S)-2-羟基-2-苯乙基]-8-吡啶-4-基-3，4-二氢螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-6(H)-酮·1′-(环丁基羰基)-1-(2-氧代-2-苯乙基)-8-吡啶-4-基-3，4-二氢螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-6(1H)-酮·1′-(环己基羰基)-1-[(2S)-2-羟基-2-苯乙基]-8-吡啶-4-基-3，4-二氢螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-6(1H)-酮·1′-(环己基羰基)-1-(2-氧代-2-苯乙基)-8-吡啶-4-基-3，4-二氢螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-6(1H)-酮·1′-(环己基羰基)-1-[(2S)-2-羟基-2-苯乙基]-8-嘧啶-4-基-3，4-二氢螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-6(1H)-酮·1′-(环己基羰基)-1-(2-氧代-2-苯乙基)-8-嘧啶-4-基-3，4-二氢螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-6(1H)-酮或其盐，或其溶剂化物，或其水合物。
6.通式(III)所示的化合物， 其中，R1、R3、R4、m、o、p和q如权利要求1的式(I)化合物所定义。
7.一种药物，它包含选自如权利要求1所述的通式(I)代表的二氢螺-[环烷基胺]-嘧啶酮衍生物或其盐、或其溶剂化物、或其水合物的物质作为活性成分。
8.一种GSK3β抑制剂，它选自如权利要求1所述的通式(I)代表的二氢螺-[环烷基胺]-嘧啶酮衍生物或其盐、或其溶剂化物或其水合物。
9.如权利要求1-4中任何一项所述的化合物在制备预防和/或治疗由GSK3β的不正常活性引起的疾病的药物中的应用。
10.如权利要求1-4中任何一项所述的化合物在制备预防和/或治疗神经变性疾病的药物中的应用。
11.如权利要求10所述的化合物的应用，其中，所述的神经变性疾病选自阿尔茨海默氏病、帕金森氏病、tau疾病、血管性痴呆症；急性中风、创伤性伤害；脑血管事故、脑索外伤、脊髓创伤；周围神经病变；视网膜病或青光眼。
12.如权利要求1-4中任何一项所述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非胰岛素依赖性糖尿病、肥胖症、狂燥性抑郁症、精神分裂症、脱发或癌症。
13.如权利要求12所述的应用，其中，所述的癌症是乳腺癌、非小细胞肺癌、甲状腺癌、T或B-细胞白血病或病毒引起的肿瘤。
全文摘要
本发明涉及一种通式(I)所示的二氢螺－[环烷基胺]－嘧啶酮衍生物或其盐式(I)中，X代表两个氢原子、一个硫原子、一个氧原子或一个C
文档编号A61P25/28GK1914208SQ200480041340
公开日2007年2月14日 申请日期2004年12月17日 优先权日2003年12月19日
发明者N·切列兹, A·洛切德, M·沙迪, F·斯洛温斯基, P·雅齐 申请人:赛诺菲-安万特, 三菱制药株式会社