取代嘧啶脲类化合物及其用图
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一类取代嘧啶脲类化合物及其用途，属于药物化学和药物治疗学领 域。
【背景技术】
[0002] 阿尔茨海默病（Alzheimer'sdisease,AD)又名早老性痴呆症，是一种以老年斑 (SenilePlaque,Sp)、神经纤维缠结（NeurofibrillaryTangles,NFT)形成及海马神经元 丢失为主要病理特征的神经退行性疾病。主要临床表现为记忆能力减退及认知功能障碍 等，并伴随有一系列精神病症状。随着人类寿命的不断增长，人口出现老龄化，AD已成为继 心血管疾病、恶性肿瘤、脑卒中之后的第四大老年人疾病杀手。流行病学统计数据显示，AD 发病率随着年龄增长显著升高，目前全球约有超过5000万的老年人患有此病，预计到2050 年，全球患病人数将超过1亿。中国神经病学专家和流行病学专家报告指出，中国是老年痴 呆症的高危国家。目前，我国AD患者人数约600万左右，预测到2025年将增加至1000万， 居世界第一位。我国对此非常重视，已将11月3日定为我国老年痴呆日，并在全国广泛开 展该病的科普宣传活动。
[0003] 由于AD治疗费用巨大，其不仅严重威胁了老年人的身体健康，也给患者家属和社 会带来沉重的经济和精神负担，对经济发展造成了巨大影响。据美国公布的统计数据显示， 在世界范围内，每年用于AD病的费用已达到3150亿美元，且有持续增长的趋势。阿尔茨海 默病已经成为全世界医学界讨论的焦点，但到目前为止，尚未找出其确切病因和行之有效 的预防及治疗方法，因此，对AD致病机理的研究和开发有效的AD治疗药物是目前医药界的 紧迫课题并引起世界各国医药界的高度重视。AD防治药物的研究也成为我国国家创新药物 研究重大专项研究之一。
[0004] AD是一种多病因影响的、复杂的中枢神经系统疾病，目前学术界提出的假说有： 胆碱能损伤假说、β-淀粉样蛋白级联假说、氧化应激假说、生物金属离子稳态失衡假说、炎 症假说、tau蛋白磷酸化学说等。AD的发病机制复杂，且各机制之间相互联系、相互影响，在 发生发展过程中涉及各种复杂的调控网络和调控因子的变化，所以单一靶点的药物很难从 根本上解决问题。近年来研究的热点是开发多功能抗AD活性化合物，即针对不同AD发病 机制中涉及的多个靶点来设计小分子化合物，使其可以同时作用两个或两个以上靶点，以 通过多种途径共同治疗或改善AD症状。
[0005] 在AD众多发病机制中，胆碱能损伤假说是得到大多数学者普遍认同的，且目前上 市的治疗AD的药物也多为基于胆碱能损伤假说的胆碱酯酶抑制剂。目前FDA批准的抗 AD药物有五个（图1)，分别是多奈哌齐（Donepezil)、利斯的明（Rivastigmine)、加兰他 敏（Galantamine)、他克林（Tacrine)、美金刚（Memantine)，其中前四个都是乙酰胆碱酯酶 (Acetylcholinesterase,AChE)抑制剂，美金刚是N-甲基-D-天门冬氨酸受体（NMDAR)诘 抗剂，他克林上市不久后由于肝毒性等副作用而被撤回。此外，石杉碱甲（HuperzineA，表 1)也是一种高效可逆的竞争性AChE抑制剂，目前该药已经成为国内较为成功的治疗AD的 药物。
[0006]
[0007] 表1FDA和中国批准的AD治疗药物
[0008] 需要强调的是，目前这些治疗AD的上市药物只能控制或改善认知功能症状，并不 能从根本上改善疾病状态或终止疾病进程。尽管如此，鉴于针对AD新靶点新机制的药物研 发相继失败，AChE仍是如今最为有效的治疗靶点。因此，开发以胆碱酯酶抑制活性为主，兼 具其他途径抗AD活性的化合物成为有治疗意义和价值的研究新热点。
[0009]大量数据证明脑内的生物金属离子如Cu2+，Fe2+，Zn2+可以促进氧化应激（R0S)的 发生以及Αβ的聚集，而且研究还发现，AD患者后期脑中都发现有这些金属离子的过度富 集，具有氧化还原作用的金属离子，如铁离子和铜离子不仅会导致R0S的产生，而且会将这 种氧化作用的危害传播扩散。研究表明：Αβ并不是自发地聚集，而是与脑中的过量金属 (如Cu2+，Fe2+，Zn2+)发生了一种年龄依赖性的作用，它使Αβ沉淀为富含金属的斑块。体外 实验表明，金属离子能促进Αβ聚集体和淀粉样斑的形成，而金属螯合剂能使AD脑的淀粉 样斑块组织溶解，同时减轻ΑΡΡ转基因鼠的大脑Αβ沉淀负荷。基于这些研究，合成具有金 属离子鳌合作用的化合物有望成为一种新的治疗AD的策略。
[0010]综上所述，开发同时具有胆碱酯酶抑制活性与金属离子螯合活性的化合物对AD的治疗研究具有重要意义。
【发明内容】
[0011] 本发明的发明人研发出一类取代嘧啶脲类化合物，并通过对其的①胆碱酯酶抑制 活性、②金属离子螯合作用、③抑制金属诱导的Αβ聚集作用和④抑制金属离子诱导的自 由基产生中一种或多种特性进行优化，使其具有更好的治疗阿尔茨海默病的前景。
[0012] 本发明的一个目的在于，提供一类具有胆碱酯酶抑制活性，金属离子螯合活性，抑 制金属诱导的Αβ聚集，抑制金属离子诱导的自由基产生活性的取代嘧啶脲类化合物。
[0013] 本发明所述的取代嘧啶脲类化合物，为式I所示化合物、或其立体异构体或药学 上可接受的盐：
[0014]
[0015] 式I中，R1为(^~(：6链状或环状烷基、苯基取代的(^~(：6链状或环状烷基、苯基 或取代苯基，
[0016] 所述取代苯基的取代基选自：卤素（F、Cl、Br或I，下同）、（^~(：3烷氧基或氰基 (CN)中一种；
[0017]R2和R3分别独立选自：氢⑶或C广C3直链或支链烷基中一种；X为氧（0)或硫 (S)；
[0018]R4为氨基、苄基取代的氨基、5~6元杂环基、或苯并或取代的5~6元杂环基，
[0019] 所述5~6元杂环基的杂原子选自：氮（N)或氧（0)中一种或二种、杂原子个数为 1~3的整数，
[0020] 所述取代5~6元杂环基的取代基选自下列基团中一种：
[0021] 烷基、卤素、或羟基取代的(^~(：3烷基、硝基、醛基（ 下同）、甲酯基
*
下同）
[0022] 其中，R5和R6分别独立选自^、(^~(^链状或环状烷基、苯基取代的直链 或支链烷基中一种，或，
[0023]R5和R6和N组合成为5~7元杂环基或取代的5~7元杂环基，
[0024] 所述5~7元杂环基的杂原子选自：N或0中一种或二种、杂原子数1或2,所述取 代的5~7元杂环基的取代基选自：(；~(：3直链或支链烷基、或卤素中一种。
[0025] 本发明所述药学上可接受的盐是：适宜的本发明取代嘧啶脲类衍生物的药用盐 为碱性足够强的本发明取代嘧啶脲类衍生物与酸成盐。例如，与无机酸或有机酸的单或二 酸加成盐，所述酸可以是盐酸盐、磷酸盐、硫酸盐、三氟乙酸盐、氢溴酸盐、酒石酸盐、富马酸 盐、马来酸盐、枸橼酸盐、对甲苯磺酸盐、甲磺酸盐；这些盐可通过公知的成盐方法由式I的 化合物制备。
[0026] 本发明另一个目的在于，揭示了上述取代嘧啶脲类化合物（式I所示化合物、或其 在药学上可接受的盐）的一种用途，即式I所示化合物或其在药学上可接受的盐在制备治 疗、改善和/或预防阿尔茨海默病药物中的应用。
[0027] 本发明还提供一种用于治疗、改善和/或预防阿尔茨海默病的药物组合物，该药 物组合物包含上述式I化合物和药学上可接受的载体和/或赋形剂。
【附图说明】
[0028] 图1.为本发明的式1-45所示化合物、阴性对照（negativecontrol，NC)和现有 金属离子螯合剂（CQ，阳性对照）与金属混合后的紫外吸收谱图；
[0029] 其中，（A)式1-45所示化合物与金属混合后的紫外吸收谱图，
[0030] (B)NC与金属混合后的紫外吸收谱图，
[0031] (C)CQ与金属混合后的紫外吸收谱图。
[0032] 图1.中采用符号区分不同的金属离子。
[0033] 图2.为Cu(II)-抗坏血酸及Cu(II)-抗坏血酸-式1-45所示化合物的氧化还原 体系的荧光值随时间的变化曲线。
[0034] 图3为测试样品抑制Cu2+诱导Αβ聚集的电镜图；
[0035] 其中，⑴测试样品是：Αβi42+Cu2+，⑵测试样品是：Αβi42+Cu2++式1-45所示 化合物，⑶测试样品是：Αβi42+Cu2++CQ，⑷测试样品是：Αβi42alone，（5)测试样品是： Αβ! 42fresh〇
【具体实施方式】
[0036] 在本发明的一个优选实施方案中，R1*CC3直链或支链烷基、环己基、苯基取代 的Ci~C3直链或支链烷基、或取代苯基，
[0037] 所述取代苯基的取代基选自：卤素、(；~(：3烷氧基或CN中一种。
[0038] 进一步优选的技术方案是：R1为甲基、乙基、正丙基、异丙基、环己基、苄基或取代 苯基，
[0039] 所述取代苯基的取代基选自：卤素、甲氧基或CN中一种。
[0040] 在本发明的另一个优选实施方案中，R4为
吡咯基、吡咯烷基、吡唑基、咪唑基、 苯并咪唑基、取代咪唑基、1，2, 3-三氮唑基、1，2, 4-三氮唑基、吗啉基、哌嗪基、或Ci~(：3直 链或支链烷基取代的哌嗪基，
[0041] 其中，所述取代咪唑基的取代基选自下列基团中一种：
[0042] 甲基、乙基、三氟甲基、羟甲基（_CH20H)、Cl、Br、I、硝基（-N02)、醛基、甲酯基或
[0043] 其中，R5和R6分别独立选自：H、C (：3直链或支链烷基、苯基取代的CC3直链
或支链烷基或环己基中一种，或，
[0044] R5和R6和N组合成为吡咯烷基、哌啶基、吗啉基、哌嗪基、环己亚氨基（ 取代的吡咯烷基或哌嗪基，
[0045] 所述取代的吡咯烷基或哌嗪基的取代基选自：(；~(：3直链或支链烷基、或卤素中 一种。
[0046] 进一步优选的技术方案是：R4选自下列基团中一种：
[0047]
[0049]本发明还提供一种制备本发明所述的取代吡啶脲类化合物（式I所示化合物）及 其中间体（式II所示化合物）的方法，具体合成策略分别如下：
[0051] 其中，R1，R2, R3和X的定义与前文所述相同，R4a为氨基、苄基取代的氨基、5~6元 杂环基、或苯并或取代的5~6元杂环基，所述5~6元杂环基的杂原子选自：N或0中一 种或二种、杂原子个数为1~3的整数，所述取代5~6元杂环基的取代基选自：Ci~(：3烷 基、卤素、或羟基取代的Ci~C 3烷基、硝基、醛基或甲酯基中一种。
[0052] 所述方法具体包括如下步骤：
[0053] 1)将原料取代或未取代的4-氨基-6-氯嘧啶和碳酸铯加入到烧瓶，加人N，Ν'-二 甲基甲酰胺作溶剂，再加入相应的脂肪胺或取代或未取代芳香氮杂环，升温至100_120°C， 反应过夜。待反应完全后，加入适量水，并用乙酸乙酯萃取，饱和食盐水洗，无水硫酸钠干 燥，然后过滤，减压蒸除溶剂，残留物用硅胶柱层析纯化，便得到中间体（式II所示化合 物）。
[0054] 2)将所得中间体（式II所示化合物）溶解在N，N'_二甲基甲酰胺中，加入氢化 钠，室温搅拌5分钟，然后加入相应的取代异氰酸酯或取代硫代异氰酸酯，反应0. 5h，加水 猝灭反应，用乙酸乙酯萃取，饱和食盐水洗，无水硫酸钠干燥，过滤，减压蒸除溶剂，残留物 用硅胶柱层析纯化，便得到部分目标物（式la所示化合物）。
[0055] 另部分目标物（式lb化合物）的合成策略如下（以侧链咪唑有醛基的化合物I-X 为原料，与HNR5R6经还原胺化而制得）：
[0057] 其中，R1，R2,R3,R5R6和X的定义与前文所述相同。
[0058] 具体包括如下步骤：
[0059] 将式I-X所示化合物加入烧瓶，以甲醇：二氯甲烷=1 : 1为溶剂，依次加入 HNR5R6,氰基硼氢化钠，醋酸，室温反应过夜。加水猝灭反应，乙酸乙酯萃取，饱和食盐水洗， 无水硫酸钠干燥，过滤，减压蒸除溶剂，残留物用硅胶柱层析纯化，得到相应目标物（式lb 所示化合物）。
[0060] 根据上述制备方法的教导，本领域普通技术人员无需创造性劳动，即可获得式I 所包含的所有化合物。
[0061] 在以下的实施例中将进一步举例说明本发明。这些实施例仅用于说明本发明，但 不以任何方式限制本发明的保护范围。实施例中的所有参数以及其余的说明，除另有说明 外，都是以质量（毫克）为单位。
[0062] 实施例1
[0063] 6-(1Η-吡唑-1-基）嘧啶-4-胺（中间体II-1)的制备
[0064]
[0065]将 518mg(4mmol) 4_ 氛基 _6_ 氣啼啶，286mg(4. 2mmol)吡唑，1. 56g(4. 8mmol)碳酸 铯加入烧瓶，15mLN，N'_二甲基甲酰胺作溶剂，升温至120°C，反应24h。加入适量水，用乙 酸乙酯萃取，饱和食盐水洗，无水硫酸钠干燥，过滤，减压蒸除溶剂，残留物用硅胶柱层析分 离纯化，乙酸乙酯/石油醚=1/1洗脱，得黄色固体405mg，产率63%。
[0066]4NMR(400MHz，DMS0)δ8. 66 - 8. 44 (m，1H)，8. 30 (d，J=0· 7Hz，1H)，7. 83 (d，J= 0. 9Hz, 1H), 7. 17 (s, 2H), 6. 88 (d,J= 0. 9Hz, 1H), 6. 55 (dd,J= 2. 6, 1. 7Hz, 1H).
[0067] 实施例2
[0068] 6-(lH-咪唑-1-基）嘧啶-4-胺（中间体II-2)的制备
[0069]
[0070]将 648mg(5mmol)4_ 氛基_6_氣啼啶，408mg(6mmol)味唑，1. 96g(6mmol)碳酸艳加 入烧瓶，15mLN，N'_二甲基甲酰胺作溶剂，升温至120°C，反应16h。加入适量水，用乙酸乙 酯萃取，饱和食盐水洗，无水硫酸钠干燥，过滤，减压蒸除溶剂，残留物用硅胶柱层析分离纯 化，甲醇/二氯甲烷=1/10洗脱，得黄色固体323mg，产率40%。
[0071] 4 NMR (400MHz，DMS0) δ 8. 48 - 8. 43 (m，1H)，8. 33 (d，J = 0· 8Hz，1H)，7. 82 (t，J = 1. 4Hz, 1H),7. 20 (s, 2H),7. 15 - 7. 08 (m, 1H),6. 57 (d, J = 1. 0Hz, 1H).
[0072] 实施例3
[0073] 6-(lH-吡咯-1-基）嘧啶-4-胺（中间体II-3)的制备
[0074]
[0075]在 335mg(5mmol)P比略的Ν,Ν'-二甲基甲酰胺（10mL)溶液中，加入 200mg(5mmol) 氢化钠，室温搅拌lOmin，加入648mg(5mmol) 4-氨基-6-氯啼啶，室温继续反应lh。加入适 量水猝灭反应，用乙酸乙酯萃取，饱和食盐水洗，无水硫酸钠干燥，过滤，减压蒸除溶剂，残 留物用硅胶柱层析分离纯化，乙酸乙酯/石油醚=1/1洗脱，得白色固体200mg，产率25%。
[0076]NMR(400MHz,DMS0)δ8. 27(s,1Η), 7. 54(s,2H), 7. 00(s,2H), 6. 48(s,1H), 6. 30 ( s,2H).
[0077] 实施例4
[0078] 6-(1Η-1, 2, 3-三氮唑-1-基）嘧啶-4-胺（中间体II-4)的制备
[0079]
[0080]将 400mg4-氨基-6-氯嘧啶，188yLl，2,3_ 三氮唑，1.2g(1.2equiv)碳酸铯加入 烧瓶，10mLN，Ν' -二甲基甲酰胺作溶剂，升温至120°C，反应12h。加入适量水，用乙酸乙酯萃 取，饱和食盐水洗，无水硫酸钠干燥，过滤，减压蒸除溶剂，残留物用硅胶柱层析分离纯化， 乙酸乙酯/石油醚=2/1洗脱，得黄色固体200mg，产率40%。
[0081] 4 匪R(400MHz，DMS0)δ8. 78(d，J= 1. 1Hz，1H)，8. 42(s，1H)，7. 99(d，J= 1. 1Hz, 1H),7. 45 (s, 2H),7. 09 (d,J= 0. 7Hz, 1H).
[0082] 实施例5
[0083] 6-(1Η-1, 2, 4-三氮唑-1-基）嘧啶-4-胺（中间体II-5)的制备
[0084]
[0085]将 400mg4_ 氨基-6-氯啼啶，214mg(l.Oequiv) 1，2, 4_ 三氮唑，1. 2g(l. 2equiv) 碳酸铯加入烧瓶，10mLN，N'_二甲基甲酰胺作溶剂，升温至120°C，反应12h。加入适量水， 用乙酸乙酯萃取，饱和食盐水洗，无水硫酸钠干燥，过滤，减压蒸除溶剂，残留物用硅胶柱层 析分离纯化，甲醇/二氯甲烷=1/20洗脱，得黄色固体290mg，产率58%。
[0086]4 NMR (400MHz，DMS0) δ 9. 32 (s，1H)，8. 37 (t，J = 5. 1Hz，4H)，8. 32 (s，4H)，7. 39 (s ,8H), 6. 84 (d, J = 0. 9Hz, 5H).
[0087] 实施例6
[0088] 6-(lH-苯并[d]咪唑-1-基）嘧啶-4-胺（中间体II-6)的制备
[0089]
[0090]将 200mg4-氨基-6-氯啼啶，219mg(l. 2equiv)苯并咪唑，604mg(l. 2equiv)碳酸 铯加入烧瓶，10mLN，N'_二甲基甲酰胺作溶剂，升温至120°C，反应12h。加入适量水，用乙 酸乙酯萃取，饱和食盐水洗，无水硫酸钠干燥，过滤，减压蒸除溶剂，残留物用硅胶