一种含氮杂环苯基哌啶类化合物及其制备方法与应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种含氮杂环苯基哌啶类化合物及其制备方法与应用，属于有机化合 物合成及医药技术领域。
【背景技术】
[0002] 磷脂酰肌醇 3-激酶（phosphatidylinositol 3-kinase, PI3K) / 蛋白激酶 B(protein kinase B，PKB，亦称Akt)信号转导通路中的基因突变相当普遍，是一条与肿 瘤发生发展密切相关的通路。该通路的过度激活在急、慢性白血病，淋巴瘤，骨髓瘤及卵巢 癌、前列腺癌等多种肿瘤中常见。PI3K/Akt信号通路通常由各种配体（如生长因子或细 胞因子）与多种受体[最重要的是受体酪氨酸激酶（receptor tyrosine kinases，RTKs) 和G蛋白偶联受体（G-protein-coupled receptors，GPCRs)]结合而激活。细胞外生长 因子与RTKs结合激活RTKs ;在细胞膜上，活化的RTKs既可以直接使磷脂酰肌醇3-激酶 (phosphatidylinositol 3-kinase，PI3K)聚集并激活，也可以通过衔接蛋白 GAB(growth factor receptor-bound protein 2-associated binder)使 PI3K 聚集并激活，PI3K 磷酸 化磷脂酰肌醇（4, 5)-二磷酸（phosphatidylinositol (4, 5)bisphosphate，PIP2)的 3-〇H 使其转化为磷脂酰肌醇（3, 4, 5)-三磷酸（phosphatidylinositol (3, 4, 5) trisphosphate， PIP3)并销定在细胞质膜的内侧。磷酸酶及张力蛋白同源物（phosphatase and tensin homolog，PTEN)是PI3K/Akt通路主要的负向调节剂，PTEN使PIP3去磷酸化而转化为PIP2， 从而下调PI3K/Akt信号（PIP3的大量积累能促进Akt的活化）。PIP3与Akt的PH域结 合使其移位至细胞膜，Akt构象改变暴露出苏氨酸Thr308和丝氨酸Ser473两个磷酸化 位点，继而分别被磷脂酰肌醇依赖性蛋白激酶I (phosphoinositide-dependent kinase 1，PDKl)和 mT0RC2 (mammalian target of rapamycin complex 2)磷酸化而使 Akt 完全 活化° (Hennessy BT ；Smith DL Exploiting the PI3K/AKT pathway for cancer drug discovery. Nat Rev Drug Discov 2005,4:988-1004.)
[0003] 活化的Akt可磷酸化糖原合成激酶3 (glycogen synthase kinase 3, GSK-3)，以 及细胞周期蛋白依赖性激酶抑制物ρ21αρ1和p27Kip1，从而引起细胞周期变短，加速细胞周期 进程；活化的Akt可进入细胞核磷酸化转录因子家族叉形头转录因子（Forhead box class 0, F0X0)，阻断F0X0介导的一些促凋亡蛋白基因的转录；也可直接磷酸化凋亡级联反应的 调节蛋白（Bcl-X1ZBcHassociated death factor，Bad)，从而抑制细胞凋亡。（Bhutani J ；Sheikh A ：Akt inhibitors:mechanism of action and implications for anticancer therapeutics. Infect Agent Cancer 2013,8:49.)研宄发现，在 40%的乳腺癌和卵巢癌 及超过50%的前列腺癌中发现有高活性的Aktl，在30-40%的胰腺癌和卵巢癌中观测到高 活性的Akt2,在雌激素受体缺陷型乳腺癌和雄激素不敏感型前列腺癌细胞株中发现了高活 性的Akt3。无论是Akt激酶本身还是Akt激酶上游调节分子，例如PTEN和PI3K，在超过 50 %的人类肿瘤中均有异常变化。所以Akt是发现抗肿瘤药物的一个重要靶标。（参见 Cheng GZ ;Park S ：Advances of AKT pathway in human oncogenesis and as a target for anti-cancer drug discovery. Curr Cancer Drug Targets. 2008,8:2-6.)
[0004] 当前，已报道众多ATP-竞争性Akt抑制剂（如GSK690693、⑶C0068、AZD5363、 GSK2110183)。此类抑制剂与ATP竞争Akt催化域中央ATP的结合部位，从而阻碍活化的 Akt对下游底物的磷酸化。GSK690693是第一个进入临床研宄的Akt抑制剂，但由于其诱发 高血糖症的副作用而中止了临床试验；GDC0068在肿瘤细胞中阻止Akt磷酸化多种下游靶 标，在PI3K/Akt通路活化的肿瘤移植模型中表现出强的抗肿瘤作用，已进入II期临床试 验；AZD5363是一广谱的Akt抑制剂（对Aktl，Akt2和Akt3均有强的抑制作用，且对Akt的 选择性高，在乳腺癌移植瘤模型中显著抑制肿瘤生长，现正进行I期临床试验。GSK2110183 已经完成在血癌病人中的临床II期研宄。（参见Khurum HK ;Timothy AY: Targeting the PI3K-AKT_mT0R signaling network in cancer. Chin J Cancer 2013,32:253 - 265.)
【发明内容】
[0005] 针对上述现有技术，本发明的目的是提供一种含氮杂环苯基哌啶类化合物，该类 化合物具有良好的细胞生长抑制活性和对Aktl的抑制活性。
[0006] 本发明的另一目的是提供该含氮杂环苯基哌啶类化合物的制备方法及其用途。
[0007] 为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
[0008] -种含氮杂环苯基哌啶类化合物或其药用盐，其结构如通式a所示：
[0009]
【主权项】
1. 一种含氮杂环苯基哌啶类化合物或其药用盐，其结构如通式a所示：
其中，R1为氢，单取代或多取代卤素、甲基、甲氧基、叔丁基或三氟甲基；R2为氢、氯、溴、 甲基或乙基。
2. 如权利要求1所述的含氮杂环苯基哌啶类化合物或其药用盐，其特征在于，所述R i 为氛、4_氣、4_漠、4_氣、4_甲氧基、4_叔丁基、3_漠、3, 4_二氣或2, 4_二氣；R2为氛、氣、 漠或甲基。
3. 如权利要求1所述的含氮杂环苯基哌啶类化合物或其药用盐，其特征在于，所述含 氮杂环苯基哌啶类化合物或其药用盐选自下列化合物： (4-(5-溴-7H-吡咯并[2, 3-d]嘧啶-4-基）哌嗪-1-基）（4-(4-氯苯基）哌啶-4-基） 甲酮盐酸盐； (4-(5-溴-7H-吡咯并[2, 3-d]嘧啶-4-基）哌嗪-1-基）（4-(3, 4-二氯苯基）哌 啶-4-基）甲酮盐酸盐； (4-(5-氯-7H-吡咯并[2, 3-d]嘧啶-4-基）哌嗪-1-基）（4-(3, 4-二氯苯基）哌 啶-4-基）甲酮盐酸盐； (4-(5-氯-7H-吡咯并[2, 3-d]嘧啶-4-基）哌嗪-1-基）（4-(4-氯苯基）哌啶-4-基） 甲酮盐酸盐； (4-(5-溴-7H-吡咯并[2, 3-d]嘧啶-4-基）哌嗪-1-基）（4-(3-溴苯基）哌啶-4-基） 甲酮盐酸盐； (4- (5-溴-7H-吡咯并[2, 3-d]嘧啶-4-基）哌嗪-1-基）（4-苯基哌啶-4-基）甲酮 盐酸盐； (4- (7H-吡咯并[2, 3-d]嘧啶-4-基）哌嗪-1-基）（4- (4-叔丁基苯基）哌啶-4-基） 甲酮盐酸盐； (4-(7H-吡咯并[2, 3-d]嘧啶-4-基）哌嗪-1-基）（4-(4-氯苯基）哌啶-4-基）甲 酮盐酸盐； (4- (7H-吡咯并[2, 3-d]嘧啶-4-基）哌嗪-1-基）（4- (3, 4-二氯苯基）哌啶-4-基） 甲酮盐酸盐； (4-(5-溴-7H-吡咯并[2, 3-d]嘧啶-4-基）哌嗪-1-基）（4-(4-甲氧基苯基）哌 啶-4-基）甲酮盐酸盐； (4-(5-氯-7H-吡咯并[2, 3-d]嘧啶-4-基）哌嗪-1-基）（4-(4-溴苯基）哌啶-4-基） 甲酮盐酸盐； (4-(5-甲基-7H-吡咯并[2, 3-d]嘧啶-4-基）哌嗪-1-基）（4-苯基哌啶-4-基）甲 酮盐酸盐； (4-(5-溴-7H-吡咯并[2, 3-d]嘧啶-4-基）哌嗪-1-基）（4-(3-溴苯基）哌啶-4-基） 甲酮盐酸盐； (4-(7H-吡咯并[2, 3-d]嘧啶-4-基）哌嗪-1-基）（4-(4-甲氧基苯基）哌啶-4-基） 甲酮盐酸盐； (4-(7H-吡咯并[2, 3-d]嘧啶-4-基）哌嗪-1-基）（4-(4-溴苯基）哌啶-4-基）甲 酮盐酸盐。
4. 权利要求1至3任一项所述的含氮杂环苯基哌啶类化合物或其药用盐的制备方法， 其特征在于，步骤如下： ⑴将4-氯-5-取代-7H-吡咯并[2, 3-d]嘧啶溶解在DMF溶液中，加入三乙胺和Boc 保护的哌嗪，进行反应，反应后，经萃取、水洗、干燥、过滤、除去溶剂、分离纯化，得到中间体 c，加入的4-氯-5-取代-7H-吡咯并[2, 3-d]嘧啶、三乙胺和Boc保护的哌嗪的摩尔比为 I ：1. 5 ：1. 1 ； (2) 将中间体c加入到氯化氢二氧六环溶液中，反应液室温搅拌，减压蒸除甲醇，过 滤，滤饼用乙酸乙酯洗，干燥，得中间体d，中间体c与氯化氢二氧六环溶液加入量的比为 lmmol:15ml ； (3) 将二（2-氯乙基）氨盐酸盐加入二氯甲烷溶液中，冰浴状态下边搅拌便加入氢氧 化钠水溶液，将二碳酸二叔丁酯加入到二（2-氯乙基）氨盐酸盐的二氯甲烷溶液中，室温搅 拌17-20h，加入二氯甲烷溶液，两相分开，水相再用二氯甲烷溶液萃取，有机相干燥，过滤， 减压蒸除溶剂，得中间体f;二（2-氯乙基）氨盐酸盐、二碳酸二叔丁酯的摩尔比为1:1，每 1毫摩尔二（2-氯乙基）氨盐酸盐加入的氢氧化钠水溶液的量为Iml ; (4) 将中间体f与取代苯乙腈加入到干燥的DMF溶液当中，搅拌并置于冰浴中，氢化钠 分多次加入，之后将反应移到室温当中，并油浴加热反应；反应完后加入冰水淬灭，水相用 乙酸乙酯萃取，有机相洗涤，干燥，减压蒸除溶剂，柱层析分离纯化后，乙酸乙酯/石油醚重 结晶得中间体h ;中间体f、取代苯乙腈和氢化钠加入的摩尔比为1 :1 :5 ; (5) 将中间体h溶解在乙醇当中，加入10mol/L的氢氧化钠水溶液，反应液回流48h， 冷却至室温，倒入lmol/L的盐酸水溶液，乙酸乙酯萃取，有机相水洗，干燥，减压蒸除溶剂， 乙酸乙酯/石油醚重结晶，得中间体i ;每1摩尔中间体h所需lOmol/L的氢氧化钠溶液为 3ml; (6) 将中间体i溶解在无水DMF中，室温搅拌，加入EDCI，接着加入HOBT和DIEA，将 反应混合物在室温下搅拌，冷却至〇°C，中间体d加入分批加入到反应中，室温下搅拌反应， TLC监测反应完成后，加入10倍DMF体积的冰水，沉淀析出完全后，过滤，水洗，干燥，得中间 体j ;中间体i、EDCI、HOBT、DIEA、中间体d加入的摩尔比为I :1. I :1. 1 :3 :1 ; (7) 将中间体j混悬于甲醇溶液中，加入4M的HCl-二氧六环溶液，室温搅拌48h，减压 蒸除甲醇溶液，溶液析出固体，过滤，滤饼用乙酸乙酯洗，干燥，得目标化合物a ;上述反应 中，每1毫摩尔中间体j所用甲醇、4M的HCl-二氧六环溶液分别为20ml、60ml。
5. 如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤（1)中，反应的温度为IKTC，反应 时间为16h。
6. 如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤（4)中，柱层析的洗脱剂为石油醚： 乙酸乙酯=9:1。
7. 权利要求1至3任一项所述的含氮杂环苯基哌啶类化合物或其药用盐在制备抗肿瘤 药物中的应用。
8. 如权利要求7所述的应用，其特征在于，所述抗肿瘤药物为抗前列腺癌的药物。
9. 一种具有Aktl激酶抑制活性的药物制剂，其特征在于，该药物制剂含有有效量的权 利要求1至3任一项所述的含氮杂环苯基哌啶类化合物或其药用盐。
10. 如权利要求9所述的药物制剂，其特征在于，该药物制剂还含有一种或多种药学上 可接受的载体和/或赋形剂。
【专利摘要】本发明公开了一种含氮杂环苯基哌啶类化合物或其药用盐，其结构如通式a所示：其中，R1为氢，单取代或多取代卤素、甲基、甲氧基、叔丁基或三氟甲基；R2为氢、氯、溴、甲基或乙基。本发明的化合物结构新颖，以哌啶环形式引入活泼氨基，使得侧链氨基构型加固，化合物刚性加强。通过这种设计改造方式，得到了明显具有较强Akt1激酶抑制活性和PC-3细胞株生长抑制活性的化合物。
【IPC分类】A61K31-519, C07D487-04, A61P35-00
【公开号】CN104876934
【申请号】CN201510240056
【发明人】赵桂森, 尹燕振, 刘洋, 张景雅, 杨得志
【申请人】山东大学
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年5月12日