一类2,2’-串联双噻唑类化合物及其制备方法和用图
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一类噻唑类化合物及其制备方法和用途，更具体而言，本发明涉及一 类2,2' -串联双噻唑类化合物、其制备方法以及其作为组蛋白去乙酰化酶抑制剂在制备抗 肿瘤或治疗自身免疫性疾病的药物中的用途。
【背景技术】
[0002] 表观遗传学又称"拟遗传学"、"表遗传学"、"外遗传学"以及"后遗传学" (印igenetics)，是一门生物学学科，研究在没有细胞核DNA序列改变的情况时，基因功能 的可逆的、可遗传的改变。它是指功能性地修改基因组，而不涉及改变核苷酸序列。表观遗 传现象包括DNA甲基化、RNA干扰、组织蛋白修饰等。
[0003] 组蛋白的转录后修饰主要包括组蛋白乙酰化、甲基化、磷酸化、泛素化和SUM0酰 化等，其中乙酰化又是研究最为广泛的一种方式。组蛋白的乙酰化和去乙酰化在核染色质 的结构修饰过程中扮演关键的角色，它们分别由组蛋白乙酰化转移酶（HAT)和组蛋白去乙 酰化酶（HDAC)的活性调控（Saha,R.N,Pahan,K.，CellDeathDiffer2006, 13(4)，539-50)。
[0004] 迄今为止，已经发现并鉴定了 18种人源的HDACs，根据其与酵母HDAC的相似性共 分为四类。分别是：I型（HDAC1、2、3 和 8)，II型（IIa:HDAC4、5、7 和 9,IIb:HDAC6 和 10)， 以及IV型（HDAC11)，这三类HDACs的活性都依赖于Zn2+。对于III型HDACs(SirTl-7)，其酶 活性依赖于NAD+。（Karagiannis,T.C.，El-〇sta，A.Leukemia2007, 21 (1)，61-5.)
[0005]组蛋白去乙酰化酶抑制剂（HDACi)参与调节的重要生物学功能有：1)通过外 在或内在的凋亡通路机制诱导细胞凋亡；2)细胞周期阻滞；3)抑制新生血管的生成； 4)微管蛋白乙酰化和破坏聚集体形成；5)改变微管蛋白结构从而影响细胞运动和分 化；6)通过影响T细胞受体功能、免疫效应细胞的细胞因子环境和直接上调其他免疫 效应因子识别肿瘤细胞的蛋白等方式调节肿瘤免疫。（ZainJ.，HematolOncolClin Northam，2012, 26 (3) : 671-704. )HDAC的功能紊乱可导致组蛋白乙酰化的不平衡，使染色质 结构发生改变，并使细胞生长、分化、凋亡相关基因表达受抑，最后导致肿瘤的形成。HDAC是 当前新型抗肿瘤药物研发的一个重要靶点。2006年，FDA批准了SAHA(Vorinostat)为第 一个上市的HDACi用于治疗皮肤T细胞淋巴瘤（CTCL) ;2009年，FK228作为治疗CTCL和外 周T细胞淋巴瘤（PTCL)的药物上市。
[0006] 近期的研究表明，HDACi可能也与多种自身免疫病有关。早在2003年，Pahan等人 就报道了HDAC抑制剂苯丁酸钠可以在多发性硬化症（MS)的小鼠动物模型（Experimental autoimmuneencephalomyelitis,EAE)上缓解小鼠的中枢神经系统损伤，但并未阐述这 一结果与HDAC的直接关系；两年后，Camelo等人发现HDACiTSA可以有效抑制T细胞 对小鼠中枢神经系统的侵袭，他着重提出正是因为TSA对于HDAC的抑制，才使得神经保 护蛋白如IGF-2和谷氨酸转运体EAAT2等的表达量增加，从而发挥治疗作用；随后还有 许多研究者发现了HDACi在MS上的应用，比如Ryu等人的研究表明，选择性的HDACi可 以提高转录因子Spl的乙酰化从而保护神经元细胞在氧化应激下的存活能力（Gius印pe Faraco, etc, Molecular Medcine, 2011，17 (5-6)，442-447)。鉴于MS的发生机制不明，以及目前尚缺乏灵敏的诊断标志，HDACi将对它的治疗产生积极的推动作用。此外，据报道 (Charles A Dinarello, etc, Molecular Medcine，2011，17 (5-6)，333_352)，HDACi还与II 型糖尿病及其相关并发症、神经退行性病变(亨廷顿舞蹈病、阿尔兹海默氏病）等有关，因此 HDAC是一个具有良好研究前景的靶点。
[0007]目前研究的HDAC抑制剂主要含有三部分结构，分别为与Zn2+螯合部分（ZBG)、疏水 性连接部分（Linker)和表面识别结构域。根据锌离子螯合基团的不同可分为羟肟酸类、邻 苯二胺类、缺电子酮类、短链脂肪酸类等等。据2013年12月ThomsonReuters的数据显示， 已有超过100种HDACi处于药物研发的不同阶段。第一个上市的SAHA就是羟戊酸类HDAC 抑制剂，用于CTCL的治疗。随着使用的深入，其缺点也暴露出来：它单药治疗效果一般且不 是一线药物，高剂量下毒性明显并伴有QT间期延长、骨髓抑制、腹泻等副作用，对实体瘤的 治疗效果也不理想；这可能与SAHA为泛抑制剂有关，可能因为与其含有一个很强的锌离子 螯合基团羟肟酸基团有关。因此开发更新型高效的HDAC抑制剂已成为本领域研究的一个 重要方向。
[0008] 本申请的发明人所在课题组于2012年申请过一项专利（W02012152208)，报道了 一类新型噻唑类化合物，可以作为HDAC抑制剂用于抗肿瘤及多发性硬化症药物的开发。其 中化合物CFH367-C显示出良好的酶抑制活性，在HCT-116细胞上的GI50也小于1 ii M，且能 有效地缓解EAE小鼠的临床症状，但由于异羟肟酸基团本身的缺点，我们希望开发出活性 更高，毒性更小的HDAC抑制剂。
[0009] 基于HDAC抑制剂的基本结构，我们考虑从更换锌离子鳌合基团（ZBG)入手，首先 将CFH367-C中的异羟肟酸换为常见的邻苯二胺类，但所得到的化合物在酶水平上IC5(I由原 先的60nM降低至2-5 y M ;但将ZBG更换为三氟甲基酮乃至未见报道的腙类化合物后，虽然 其锌离子螯合能力变弱，但意外发现该类化合物不但酶抑制活性更高（IC5(l=30nM)，细胞水 平上的抑制活性更强（IC50可达100nM水平)，而且对于EAE小鼠的临床症状治疗效果要明 显高于CFH367-C(图1)，显示出了更好的开发前景。
【发明内容】
[0010] 本发明的一个目的为提供一种具有下面的通式I结构的2, 2'-串联双噻唑类化合 物：
[0012]通式I
[0013]其中：
[0014] 札和R2各自独立地为如下基团的一种：
[0015] H、C3-C6环烷基、(：「(；烷基、C2-C6链烯基、C2-C6链炔基；或者&和R2与其所连接 的碳原子形成5-7元环状结构；
[0016] 优选地，Ri和R2各自独立地为HXi-Ce烷基或者Ri和R2与其所连接的碳原子形成 5元、6元或7元的饱和环状结构；
[0017] X为
[0018] Y为
或C2_C6亚烯基，其中n为1、2、3或4 ;更优选地，Y为
[0019] R3为如下基团的一种：
[0020] H，C「C6烷基，C6-C1(l芳基取代的C「C6烷基，C3_C6环烷基，C「C6烷基取代的C3_C6 环烷基，c2-c8链烯基，c2-c6链炔基，C6-C1(l芳基，5-7元杂芳基；所述5-7元杂芳基含有1-3 个选自N、0和S中的杂原子；
[0021] 优选地，R3为烷基、C6-C1(l芳基取代的烷基或C3-C6环烷基；
[0022] 更优选地，R3为烷基、苯甲基、或环丙基。
[0023] R4 为R4a、R4b、R4c、R4d 或R4e :
[0025] 其中馬、1?6、1?7和1?8选自如下基团中的一种 ：
[0026] H，羟基，C「C6烷基，C「C6烷氧基，羟基C「C6亚烷基，C6_C1Q芳基取代的C「C6烷基， C3_C6环烷基，Q-C；烷基取代的C3-C6环烷基，C2-C8链烯基，C2-C6链炔基，C6-C1(l芳基，5-7元 杂芳基，
所述5-7元杂芳基含有1-3个选自N、0和S中的杂原子；
[0027] 优选地，R5为羟基、Q-C；烷基、Q-C；烷氧基、C6_C1Q芳基或
[0028] 更优选地，R5为羟基、烷基、烷氧基、苯基或
[0029] 优选地，R6为H、CfQ烷基；
[0030] 更优选地，R6为H、甲基；
[0031] 优选地，R7为Q-C；烷基、C3_C6环烷基、Q-C；烷氧基、羟基(VC6亚烷基、C6_C1Q芳 基或5-7元杂芳基，所述5-7元杂芳基含有1-3个选自N、0和S中的杂原子；
[0032] 更优选地，R7为q-C；烷基、C3_C5环烷基烷氧基、羟基q-C；亚烷基、C6_C1Q芳 基或5-7元杂芳基，所述5-7元杂芳基含有1-2个选自N、0和S中的杂原子(例如，吡啶）；
[0033] 最优选地，R7为甲基、乙基、丙基、异丙基、叔丁基、环丙基、甲氧基、乙基氧基、轻甲 基、羟乙基、苯基、吡啶基、哒嗪基、嘧啶基或吡嗪基；
[0034] 优选地，R8为C6-C1(l芳基；
[0035] 更优选地，R8为苯基。
[0036] 本发明的通式I的2, 2'_串联双噻唑类化合物具体为：
[0038]
[0039] 本发明的另一目的为提供具有通式I结构的2, 2' _串联双噻唑类化合物的制备 方法。
[0040] 其中化合物Ia可以通过下述路线一至路线三中的一种来实现，(化合物1和2可 通过专利W02012152208或W02011116663中所述方法制得）：
[0041]路线一：
[0042]
[0043] 其中，HRjPn的定义与上述通式I中的定义相同；
[0044] 具体来说，将化合物1利用酰氯化试剂（比如草酰氯、二氯亚砜等）制成酰氯，酰氯 再与三氟醋酸酐（TFAA)在碱（比如吡啶）的存在下于室温或加热下发生取代反应并水解得 到化合物Ia ;
[0045]路线二：
[0047] 其中，HRjPn的定义与上述通式I中的定义相同；
[0048] 具体来说，化合物2利用酰氯化试剂（比如草酰氯、二氯亚砜等）形成酰氯，再在冰 浴下与浓氨水作用得到化合物3 ;
[0049] 化合物4与三氟甲基三甲基硅烷（TMS_CF3)在四丁基氟化铵（TBAF)催化下，于四 氢呋喃中发生加成反应得到化合物5,化合物5经酸（H+)水解后得到化合物6,化合物6与 2-氯乙醇在K2C03存在下于DMF中反应得到化合物7，化合物7在TsCl和Et3N存在下于DCM 中磺酰化得到化合物8,化合物8和化合物3在氢化钠的作用下于DMF中得到化合物9,化 合物9在路易斯酸(如BBr3)作用下脱去乙二醇保护同样得到化合物Ia ;
[0050] 路线三：
[0051]
[0052] 其中，HRjPn的定义与上述通式I中的定义相同；
[0053] 具体来说，化合物8与叠氮化钠（NaN3)于DMF中反应得到化合物10，化合物10经 氢化还原得到胺11，胺11与酸2在缩合剂(如EDCI)存在下于DCM中发生缩合反应得到化 合物9,化合物9在路易斯酸(