雷帕霉素的39-去甲氧基衍生物的制作方法
【专利摘要】本发明涉及新型39-去甲氧基雷帕霉素衍生物，它们的制备方法，及它们的用途。在另一方面，本发明提供39-去甲氧基雷帕霉素衍生物用于治疗癌症和/或B-细胞恶性肿瘤，诱导或维持免疫抑制，治疗移植排斥、移植物抗宿主病、自体免疫性疾病、炎性疾病、血管疾病和纤维化疾病，以及刺激神经再生或治疗真菌感染。
【专利说明】雷帕霉素的39-去甲氧基衍生物
[0001] 本申请是中国发明专利申请（申请日：2006年3月10日；申请号： 200680016325. 2 (国际申请号：PCT/GB2006/000853);发明名称：雷帕霉素的39-去甲氧基 衍生物）的分案申请。
【技术领域】
[0002] 本发明涉及新型39-去甲氧基雷帕霉素衍生物（39-desmethoxyrapamycin derivatives)，它们的制备方法，及它们的用途。在另一方面，本发明提供39-去甲氧基雷 帕霉素衍生物用于治疗癌症和/或B-细胞恶性肿瘤（B-cell malignancies)，诱导或维 持免疫抑制（immunosuppression)，治疗移植排斥（transplantation rejection)、移植物 抗宿主病（graft vs. host disease)、自体免疫性疾病（autoimmune disorders)、炎性疾 病（diseases of inflammation)、血管疾病（vascular disease)和纤维化疾病（fibrotic diseases),以及刺激神经再生（neuronal regeneration)或治疗真菌感染（fungal infections)〇
【背景技术】
[0003] 雷帕霉素（西罗莫司）（图1)是由吸湿链霉菌NRRL5491产生的亲脂性的大环内 酯（Sehgal 等，1975 ;V6zina 等，1975 ;U. S. 3, 929, 992 ;U. S. 3, 993, 749)，其带有与哌可酸 内酯相连的1，2, 3-三羰基部分（Paiva等，1991)。对于本发明的目的来说,不使用Findlay 等（1980)或化学文摘（第11累积索弓|，1982-1986p60719CS)的编号方式规定，而通过 McAlpine等（1991)的编号方式规定来描述雷帕霉素。
[0004] 由于其广谱生物活性，雷帕霉素具有显著的治疗价值。雷帕霉素表现出中等抗真 菌活性，主要是抗念珠菌属（Candida)的菌种，但还能抗丝状真菌（Baker等，1978 ;Sehgal 等，1975 ;Vezina 等，1975 ;U.S. 3,929,992 ;U.S. 3,993,749)。雷帕霉素通过靶向多种细 胞类型中的信号传导途径，例如，通过抑制使细胞周期从G1阶段发展到S-阶段的信号传 导途径来抑制细胞增殖（Kuo等，1992)。在T细胞中，雷帕霉素抑制来自IL-2受体的信号 传导和随后的导致免疫抑制的T细胞自发增殖。雷帕霉素的抑制作用并不局限于T细胞， 因为雷帕霉素能抑制多种哺乳动物细胞类型的增殖（Brunn等，1996)。因此，雷帕霉素是 有效的免疫抑制剂，在预防器官同种异体移植排斥和治疗自身免疫疾病方面具有已经确 定的或推测的治疗应用（Kahan等，1991)。40-0-(2-羟基）乙基-雷帕霉素 （SDZ RAD， RAD001，Certican，everolimus)是半合成的雷帕霉素类似物，它表现出免疫抑制药理学作 用且也作为抗癌剂受到研究（Sedrani，R.等，1998;Kirchner等，2000;Boulay等，2004， U. S. 5, 665, 772)。该药物作为免疫抑制剂于2003年在欧洲获得批准。雷帕霉素酯衍生物 CCI-779(Wyeth-Ayerst)在体外抑制细胞生长，并且在体内抑制肿瘤生长（Yu等，2001)。 CCI-779作为潜在的抗癌剂目前正处在第III阶段临床试验。雷帕霉素在治疗慢性斑块性 银屑病方面的价值（Kirby和Griffiths，2001)，在诸如刺激PC12细胞的神经突长出方面 的潜在用途（Lyons等，1994)，在机械损伤之后通过血管和平滑肌细胞阻断对细胞因子的 增殖响应（Gregory等，1993)，以及它在预防同种异体移植纤维化方面的作用（Waller and Nicholson, 2001)是强化研究的领域（Kahan and Camardo, 2001)。最近的报导揭示雷帕霉 素与进行长期免疫抑制治疗的器官同种异体移植患者与进行其他免疫抑制方案的患者相 比较低的癌症发病率相关，并且这种降低的癌症发病率归因于抑制了血管生成（Guba等， 2002)。已报导亲免素（immunophilin)配体的神经营养活性独立于它们的免疫抑制活性 (Steiner等，1997)，并且神经生长刺激作用通过成熟类固醇受体复合物的破坏而得到促 进，正如在专利申请W001/03692中所概括的。已经报导了诸如高脂血症和血小板减少症以 及潜在的致畸效应的副作用（Hentges等，2001 ;Kahan和Camardo, 2001)。
[0005] 雷帕霉素的聚酮化合物（polyketide)主链是通过一共七个丙酸酯和七个乙酸酯 单元与莽草酸衍生的环己烷羧酸起始单元借助包含I型聚酮化合物合酶的非常大的多官 能蛋白质头尾缩合（heat-to-tail condensation)而合成（rap PKS, Paiva等，1991)丄-赖 氨酸衍生的氨基酸，哌可酸通过酰胺键缩合在聚酮化合物主链的最后一个乙酸酯上（Paiva 等，1993)，然后通过内酯化作用形成所述大环。
[0006] 三种雷帕霉素 PKS基因、NRPS-编码基因和侧翼晚期基因 （flanking late gene) 序列的每一种的核苷酸序列以及相应的多肽被Aparicio等，1996,和Schwecke等，1995鉴 定，并且由NCBI以保藏号X86780保藏，对该序列的修正最近已经在W004/007709中公开。
[0007] 雷帕霉素生物合成基因簇的第一种无酶产物已经被命名为前-雷帕霉素 (W004/007709, Gregory等，2004)。全面加工过的雷帕霉素的生产需要通过由雷帕霉素晚 期基因所编码的酶，RapJ，RapN，RapO, RapM，RapQ和RapI对聚酮化合物/NRPS核心进行额 外加工。
[0008] 迄今为止所表征的雷帕霉素的药理学作用据信是通过与被称为FKBP的细胞液受 体的相互作用介导的。真核T-细胞中的主要细胞内雷帕霉素受体是FKBP12 (DiLeIIa and Craig，1991)，并且所得到的复合物特异性地与靶蛋白相互作用，以抑制细胞的信号转导级 联反应。
[0009] 已经在酵母中鉴定了雷帕霉素-FKBP12复合物的靶物，称为T0R(雷帕霉素的靶 物）（Alarcon等，1999)，并且将哺乳动物蛋白称作FRAP(FKBP-雷帕霉素相关蛋白）或 mTOR(雷帕霉素的哺乳动物靶物）（Brown等，1994)。
[0010] 已经描述了 mTOR信号传导和神经元中的定位蛋白合成之间的联系；它对参与翻 译控制的蛋白磷酸化状态的影响；翻译机构（translation machinery)的成分在转录和 翻译水平上的丰度；氨基酸透性酶活性的控制，以及参与代谢途径的多种酶的转录调节 (Raught等，2001)。雷帕霉素敏感型信号传导途径似乎还在胚胎大脑发育，学习和记忆形 成方面发挥重要作用（Tang等，2002)。在酵母中对TOR蛋白的研究也已发现了它们在调节 营养物敏感型信号传导途径中的作用（Hardwick等，1999)。类似地，已将mTOR鉴定为蛋白 激酶B(akt)作用的直接靶物，并且在胰岛素信号传导中起着关键作用（Shepherd等，1998 ; Nav6等，1999)。也已将哺乳动物TOR与肌动蛋白细胞骨骼的极化和翻译起始的调控相关 (Alarcon等，1999)。磷脂酰肌醇3-激酶，如mTOR,在肿瘤病理学的若干方面起作用，如细 胞-周期进展，粘附，细胞存活和血管生成（Roymans和Siegers, 2001)。
[0011] 雷帕霉素和雷帕霉素类似物的药物动力学研究已经证实需要开发新型雷帕霉素 化合物，该化合物在溶液中更稳定，具有更高的对于代谢攻击（metabolic attack)的抗性 和/或具有改进的细胞膜穿透性和减少的流出，并因此具有改善的口腔生物利用度。
[0012] 已经报道利用分子上可化学利用的位点来合成一些雷帕霉素类似物。以下化合物 的说明与图1所述雷帕霉素分子的编号系统相适应。分子上用于衍生或取代的可化学利用 的位点包括 C40 和 C28 羟基（如 U. S. 5, 665, 772 ;U. S. 5, 362, 718)、C39 和 C16 甲氧基（如 W096/41807 ;U. S. 5, 728, 710)、C32、C26 和 C9 酮基（如 U. S. 5, 378, 836 ;U. S. 5, 138, 051 ; U. S. 5, 665, 772)。在C17、C19和/或C21上氢化，靶向于三烯，可保持抗真菌活性但相应损 失了免疫抑制能力（如U. S. 5, 391，730 ;U. S. 5, 023, 262)。通过衍生化，已经显著改善了分 子的稳定性（如在C32、C40和/或C28上形成肟，U. S. 5, 563, 145, U. S. 5, 446, 048)、对代 谢攻击的耐受性（如 U. S. 5, 912, 253)、生物利用度（如 U. S. 5, 221，670 ;U. S. 5, 955, 457 ; W098/04279)并产生前药（如 U. S. 6, 015, 815 ;U. S. 5, 432, 183)。
[0013] 然而，仍需要大量具有改进的代谢稳定性、增加的细胞膜穿透性和减少的流出率 的雷帕霉素衍生物。这些雷帕霉素衍生物在大量病症的治疗中具有很大的效用。本发明提 供了大量具有改进的代谢稳定性、增加的细胞膜穿透性和减少的流出率的39-去甲氧基雷 帕霉素衍生物，和/或对雷帕霉素的不同细胞抑制图谱（profile)。这些化合物在医药中是 有用的，特别用于治疗癌症和/或B-细胞恶性肿瘤，诱导或维持免疫抑制，治疗移植排斥、 移植物抗宿主病、自体免疫性疾病、炎性疾病、血管疾病和纤维化疾病，以及刺激神经再生 或治疗真菌感染。
[0014] 发明概述
[0015] 本发明提供雷帕霉素的39-去甲氧基衍生物，制备这些化合物的方法，其中间体 和这些化合物在医药中的用途。
[0016] 在其最广义方面，本发明提供了雷帕霉素的39-去甲氧基衍生物，该衍生物的特 征在于，其40-羟基位点被衍生为羧酸酯、醚、磷酸酯、次膦酸酯（phosphinate)、缩醛或糖 基。
[0017] 如下所述，可以测试本发明化合物的代谢稳定性、细胞膜穿透性、流出和生物利用 度。
[0018] 当39-去甲氧基雷帕霉素被衍生为羧酸酯、醚或缩醛时，衍生基团优选含有不多 于12个碳原子（特别为7个或更少，尤其为5个或更少的碳原子）。优选它含有至少一个官 能团（特别是至少两个官能团），该官能团选自-CF 2P0(0H)2、-P0(0H)2、-C00H、_0H和-NH2, 特别是选自-COOH和-0H，更特别为-0H。
[0019] 当39-去甲氧基雷帕霉素衍生为由糖基衍生的缩醛时，优选每个糖基由优选含有 不多于12个碳原子（特别为7个或更少，尤其为6个或更少的碳原子）的糖或糖苷形成。 实例包括单糖和二糖，特别是形成5和6元环的单糖。优选它含有至少一个官能团（特别是 至少两个官能团），该官能团选自-C00H、-0H和-NH 2，特别是选自-NH2和-0H，更特别为-0H。
[0020] 当39-去甲氧基雷帕霉素被衍生为磷酸酯时，优选烷基含有不多于4个碳原子。
[0021] 当39-去甲氧基雷帕霉素被衍生为次膦酸酯时，优选烷基含有不多于4个碳原子， 实例为与膦酸形成的酯。
[0022] 下面给出了衍生基团的具体实例。
[0023] 在更具体的方面，本发明提供下式（I)的39-去甲氧基雷帕霉素衍生物，或其药用 盐：
[0024]
【权利要求】
1. 雷帕霉素的39-去甲氧基衍生物，其特征在于，40-羟基位点被衍生为羧酸酯、醚、磷 酸酯、次膦酸酯、缩醛或糖基。
2. 根据下式（I)的化合物，或其药用盐： 其中：
X表示键或CH2 ; R1表示酮基或（H，H); R2表示OH或OMe ; R3 表示 H、OH 或 OMe ; R4和R5各自独立地表示H或OH ; R6 表示-R7、_C(0)R7、-(CH2)2-0-[CR 21R22-0]a-C(0)-R23 ;-CR21R22-0-C(0)-R23 ;-POR19R20 PO(OR19) (OR2tl)或 Y-R15 ; R7 表不-(CR8R9)m (CRltlR11) PCR12R13R14 ; R8和R9各自独立地表示C1-C4烷基、C2-C4烯基或C2-C4炔基，上述任意基团可任选 被-PO (OH) 2、-CF2PO (OH) 2、-OH、-COOH或-NH2取代；或者R8和R9各自独立地表示H、三氟甲 基或F ; Rltl, R11, R12, R13和R14各自独立地表示C1-C4烷基、C2-C4烯基或C2-C4炔基，上述任意 基团可任选被-PO (OH) 2、-CF2PO (OH) 2、-OH、-COOH 或-NH2 取代；或者！V Rn、R12、R13 和 R14 可独立地选自 HA-(CR8R9)tlNHp-(CR8R 9)tlOHACFpFACOOH ;或者 Rltl 和 R11 或 R12 和 R13 或 R13 和 R14可与它们连接的碳结合在一起形成C3-C6环烷基或3-6元杂烷基环，该杂烷基环含有一 个或多个选自N、0和S的杂原子，并任选地被最多5个-(CR 8R9) q0H、_ (CR8R9) ,NH2或COOH基 团取代；Y =键、-C (0)-0- ;-(CH2)2-O-C (0)-0-; R15代表
R16各自独立地为H或0H; R17独立地选自H、OH和NH2 ; R18 独立地选自 H、-CH3、-CH2OH 和-COOH ; 但条件是选自R16、R17和R18的最多2个基团表示H或CH 3 ; R19和Rm各自独立地表示H或C1-C4烧基或者R19和R2tl -起表示=CH2 ; R21独立地选自H、CH3 ; R22 独立地选自 H、-CH3、-CH = CH2、-CH2C1、-CHC12、-CC13、-CH(OH) Me、-CH20H、-CH2CH3、-CH(Cl)Me ; R23独立地为R7、Y_R15或5或6元芳基或杂芳基环，任选被1-3个选自0H、F、Cl、Br、N0 2 和NH2的基团取代； a表示0或1 ; m、p和q各自独立地表示0-4的整数； 但条件是，R7基团不含多于12个的碳原子，并且含有至少一个选 自-PO (OH) 2、-CF2PO (OH) 2、-C00H、OH 或 NH2 的官能团。
3. 权利要求2的化合物，其中R6表示-R7。
4. 权利要求2的化合物，其中R6表示-C (0) R7。
5. 权利要求 2 的化合物，其中 R6 表示-(CH2) 2-0-[CR21R22-O] a-C (0) -R23。
6. 权利要求5的化合物，其中R23表不R7。
7. 权利要求5的化合物，其中R23表示Y-R15。
8. 权利要求2-6任一项的化合物，其中R7含有7个或更少的碳原子。
9. 权利要求8的化合物，其中R7含有5个或更少的碳原子。
10. 权利要求2-6、8或9的化合物，其中R7含有选自-PO (OH) 2, -CF2PO (OH) 2、-OH、-COOH 和-NH2的两个基团。
11. 权利要求2-6、8-10任一项的化合物，其中R7含有选自-C00H、-OH和-NH2的至少 一个官能团。
12. 权利要求2-6、8-11任一项的化合物，其中p表示0或1。
13. 权利要求2-6、8-12任一项的化合物，其中m表示0或1。
14. 权利要求2-6、8_13任一项的化合物，其中q表示0、1或2。
15. 权利要求2-6、8-14任一项的化合物，其中R11表示H。
16. 权利要求2-6、8-15任一项的化合物，其中R12表示H。
17. 权利要求2-6、8-16任一项的化合物，其中R13表示H或0H。
18. 权利要求2-6、8-17任一项的化合物，其中p表示1，Rltl表示Me、OH或CH20H。
19. 权利要求2-6、8-17任一项的化合物，其中p表示1，R11表示Me、OH或CH20H。
20. 权利要求2-6、8-11任一项的化合物，其中m和p均表示0, R12和R13均表示H，且 R14表示-(CR8R9) Γ0Η，其中q = 0或I，R8和R9均表示H。
21. 权利要求2_6、8_11任一项的化合物，其中p表不1，m表不0，Rlt!和R11均表不H， R12表示H，R13表示Η、0Η或NH2，及R14表示-(CR 8R9)rOH,其中q = 0或1，馬和馬均表示H。
22. 权利要求2-6、8-11任一项的化合物，其中R6表不通过和轻基乙酸，3-轻 基-2, 2-二甲基丙酸，2, 3-二羟基丙酸，3-羟基-2-羟甲基丙酸或2, 2-双（羟甲基）丙 酸形成酯而衍生的基团。
23. 权利要求2-6、8-11任一项的化合物，其中R6表不通过和轻基乙酸，3-轻 基-2, 2-二甲基丙酸，2, 3-二羟基丙酸，3-羟基-2-羟甲基丙酸或2, 2-双（羟甲基）丙 酸形成醚而衍生的基团。
24. 权利要求2的化合物，其为39-去甲氧基-40-0-[2, 2-双（羟甲基）丙酰基]雷帕 霉素或其药用盐。
25. 权利要求2的化合物，其为39-去甲氧基-40-0-(2-羟基）乙基雷帕霉素或其药用 盐。
26. 权利要求2的化合物，其为39-去甲氧基-40-CK2-羟乙基3-羟基-2-(羟甲 基）-2_甲基丙酸酯]雷帕霉素或其药用盐。
27. 权利要求2的化合物，其为27-0-去甲基-39-去甲氧基-40-0-[2, 2-双（羟甲基） 丙酰基]雷帕霉素或其药用盐。
28. 权利要求2的化合物，其中R6表示-POR19R2tlt5
29. 权利要求2的化合物，其中R6表示-PO(OR19) (OR2tl)。
30. 权利要求28或29的化合物，其中R19和R2tl均表示CH3或均表示CH 2CH3。
31. 权利要求2的化合物，其中R6表示Y-R15。
32. 权利要求31的化合物，其中R15基团表示
33. 权利要求32的化合物，其中R15为通过和葡萄糖、葡糖胺、葡糖醛酸或阿拉伯糖形 成缩醛而形成的基团。
34. 权利要求32的化合物，其中R15为通过和D-葡萄糖形成缩醛而形成的基团。
35. 权利要求32的化合物，其中R15为通过和D-葡糖胺形成缩醛而形成的基团。
36. 权利要求32的化合物，其中R15为通过和D-葡糖醛酸形成缩醛而形成的基团。
37. 权利要求31的化合物，其中R15表示：
38. 权利要求37的化合物，其中R15是通过和果糖形成缩醛而形成的基团。
39. 权利要求31的化合物，其中R15表示
40. 权利要求39的化合物，其中R15为通过和葡糖醛酸形成酯而形成的基团。
41. 权利要求31-40任一项的化合物，其中Y表示键。
42. 权利要求31-40任一项的化合物，其中Y表示-(CH2) 2-0-C (0)-0-。
43. 权利要求31-40任一项的化合物，其中Y表示-C(0)-0_。
44. 权利要求1-43任一项的化合物，其用作药物。
45. 权利要求1-43任一项的化合物，用于治疗癌症和/或B-细胞恶性肿瘤，诱导或维 持免疫抑制，治疗移植排斥、移植物抗宿主病、自体免疫性疾病、炎性疾病、血管疾病和纤维 化疾病，以及刺激神经再生或治疗真菌感染。
46. 权利要求1-43任一项的化合物，用于治疗癌症和/或B-细胞恶性肿瘤的药物。
47. 药物组合物，包括权利要求1-43任一项的化合物和一种或多种药用稀释剂或载 体。
48. 用于治疗癌症和/或B-细胞恶性肿瘤，诱导或维持免疫抑制，治疗移植排斥、移植 物抗宿主病、自体免疫性疾病、炎性疾病、血管疾病和纤维化疾病，以及刺激神经再生或治 疗真菌感染的方法，其包括给予患者有效量的权利要求1-43任一项的化合物。
49. 用于治疗癌症和/或B-细胞恶性肿瘤的方法，其包括给予患者有效量的权利要求 1-43任一项的化合物。
50. 权利要求1-43任一项的化合物在制备治疗癌症和/或B-细胞恶性肿瘤，诱导或维 持免疫抑制，治疗移植排斥、移植物抗宿主病、自体免疫性疾病、炎性疾病、血管疾病和纤维 化疾病，以及刺激神经再生或治疗真菌感染的药物中的用途。
51. 权利要求50的用途，其中所述药物用于治疗癌症或B-细胞恶性肿瘤。
52. 制备根据权利要求2-43任一项的式（I)化合物的方法，其包括： (a) 将式（II)的化合物或其被保护的衍生物和式（III)的化合物或其活化衍生物进行 反应： 式（II)为
其中Ra表示H或（CH2)2-OH 式（III)为 HO-R6 (III) 其中R6如上述式（I)化合物或其被保护的衍生物所定义的；或者 (b) 将式（I)化合物或其盐转变为另一种式（I)化合物或其另一种药用盐；或者 (c) 将被保护的式（I)化合物脱去保护。
53. 组合物或各部分的试剂盒，包括：（i)权利要求1-43任一项的化合物和（ii) 一种 或多种其他有效治疗剂。
54. 权利要求53的组合物或各部分的试剂盒，其中一种或多种有效治疗剂选自： 甲氨喋呤、亚叶酸、阿霉素、prenisone，博来霉素、环磷酰胺、5-氟尿嘧啶、紫杉醇、多西 紫杉醇、长春新碱、长春碱、维诺瑞滨、多柔比星、他莫昔芬、托若米芬、醋酸甲地孕酮、阿纳 托唑、果丝瑞宁、抗-HER2单克隆抗体（例如，Here印tin?)、卡培他滨、盐酸雷洛昔芬、EGFR 抑制剂、VEGF抑制剂、蛋白酶体抑制剂、hsp90抑制剂、硫唑嘌呤、皮质类固醇、环磷酰胺、环 孢霉素 A、FK506、霉酚酸酯、0KT-3、ATG、两性霉素 B、氟胞嘧啶、棘白菌素、灰黄霉素、咪唑或 三唑抗真菌剂。
【文档编号】A61P37/02GK104211715SQ201410347137
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2006年3月10日 优先权日:2005年3月11日
【发明者】斯蒂芬.J-莫斯, 罗斯.M.谢里登, 张明强, 巴里.威尔金森, 克里斯托弗.H.贝克曼 申请人:巴克年龄研究协会