专利名称：一种新型吲哚胺-2，3-双加氧酶抑制剂及其制备方法和用途的制作方法
一种新型吲哚胺-2,3-双加氧酶抑制剂及其制备方法和用途技术领域
本发明属于药物化学领域，具体涉及一种含1，2，3-三氮唑结构的色胺酮类吲哚胺-2，3-双加氧酶抑制剂及其制备方法和用途。
背景技术：
吲哚胺-2，3-双加氧酶(简称IDO ；MW 48，000 ；EC 1. 13. 11.42)是含有血红素的酶，该酶是哺乳动物色氨酸代谢途径中的第一个酶并且是限速酶。IDO催化必需氨基酸-色氨酸通过双氧转化为N-甲酰犬尿氨酸的氧化反应，并且负责清理人体中的色氨酸。 IDO通过降解色氨酸，造成体内色氨酸缺失的微环境，进而导致了癌症、白内障、神经紊乱等多种与色氨酸缺失密切相关的疾病的发生。因此，寻找基于IDO靶点的高效抑制剂已成为近年来药物开发的研究热点。目前已知1-甲基-L-色氨酸(I-MT)和β-(3-苯并呋喃基)-DL-丙氨酸等某些色氨酸(底物)类似物是IDO的竞争性抑制剂(Cady，S. G. and Sono, Μ. Arch. Biochem. Biophys. 1991，291，326)。
干扰素Y是若干潜在的IDO表达诱导剂中的一种。在高水平干扰素Y刺激的持续活化期间，IDO降低了游离血清色氨酸的利用度，因而也减少了 5-羟色胺的产生。这些变化与诸如喹啉酸的具有神经活性的犬尿氨酸代谢物的蓄积(也由IDO诱导)相结合，促进神经病/精神病病症的发生并且是多种心理障碍的诱因，也是具有IDO活化和色氨酸降解特征的慢性病的相关症状的诱因，所述慢性病例如获得性免疫缺陷综合症(AIDQ、阿尔茨海默病、多种类型的抑郁症和癌症(Wirleitner，Curr. Med. Chem. 2003，10，1581)。
IDO活性还涉及与年龄相关的核性白内障的发生。IDO是晶状体中紫外线滤器生物合成中的第一个酶，并且是限速酶。来自色氨酸降解的紫外线滤器化合物(犬尿氨酸和 3-羟基犬尿氨酸葡萄苷)修饰存在于人晶状体中的蛋白质。这些紫外线滤器化合物的量随着年龄增长而增加(Takikawa etal. Adv. Exp. Med. Biol. 1999，241，467)并且已经报道了这些紫外线滤器化合物会导致晶状体逐渐浑浊，进而导致被称为与年龄相关的核性白内障。 IDO 抑制剂会阻断该自然过程(Takikawa et al. Exp. Eye Res. 2001，72，271)。
IDO表达还涉及通过阻止局部T-淋巴细胞增殖而进行的免疫应答抑制。T-淋巴细胞对色氨酸的缺乏非常敏感并且在色氨酸缺失条件下，τ-淋巴细胞停滞在细胞周期的Gl 期。这种T细胞介导的免疫应答抑制是导致许多疾病的因素，所述疾病包括自身免疫性疾病、异体排斥反应、神经退行性病症、抑郁症、细菌或病毒感染(例如人免疫缺陷病毒HIV) 和癌症(Swanson et al. Am. J. Respir. Cell Mol. Biol. 2003 30,311) IDO 抑制剂可以用于调节T细胞介导的免疫应答。
已经发现大多数人类肿瘤组成性地表达ID0。来自预先免疫小鼠的小鼠肿瘤细胞已经显示可以通过表达IDO而保护其不受排斥反应，通过I-MT的给药消除了上述效应。然后通过IDO抑制剂的伴行给药改善了癌症治疗的有效性(Uyttenhove et al. Nat. Med. 2003，9，1269)。
IDO抑制剂可以用于心理障碍的抑制以及治疗其他具有IDO介导的色氨酸代谢途径的病理学特征的疾病，这些疾病包括诸如AIDS等病毒的感染、诸如莱姆病和链球菌感染等细菌感染、神经退行性病症(例如阿尔茨海默病、亨廷顿病和帕金森病)、抑郁症、癌症 (包括T细胞白血病和结肠癌)、眼部疾病(例如白内障和与年龄相关的黄化)以及自身免疫性疾病。可以使用多种体外分析(Takikawa，et al. J. Biol. Chem. 1998，263，2041)来筛选(例如高通量筛选)、测试反应参照物或从天然来源得到的提取物的IDO抑制剂活性，或确定其IDO抑制动力学常数。
IDO与多种疾病发病机制密切相关，已被证实它是癌症、阿尔茨海默病、抑郁症、白内障等重大疾病的靶标，IDO抑制剂作为药物具有广阔的应用前景，但是迄今未有合适的 IDO抑制剂可作为药物上市，因此寻找新型高效的IDO抑制剂具有重要的理论意义和应用价值。现有研究表明，IDO抑制剂I-MT (1-甲基色氨酸)在体外能增强肿瘤细胞对T细胞的免疫刺激的敏感性；在动物模型中能体内延缓肿瘤细胞的生长并增强化疗药物的抗肿瘤效果，而且对几乎所有的自发性肿瘤都起作用，这给肿瘤的免疫治疗带来了新希望。I-MT被美国国立癌症研究所列入RAID (rapid access tointervention development)计戈ij,并于 2007年秋进入I期临床试验。但遗憾的是现有的IDO抑制剂大都抑制效力低下，I-MT作为各种体内外实验中常用的IDO抑制剂，其抑制常数Ki也仅为34 μ M。因此，发现新型高效的 IDO抑制剂具有重大应用价值。
色胺酮为吲哚喹唑啉类生物碱，其化学名称为吲哚[2，l_b]喹唑啉-6，12-二酮。色胺酮是一种黄色针状结晶，主要存在于马蓝、蓼蓝、菘蓝等产蓝植物中(Honda G， et al. Planta Medica，1980，38 (3) :275-276.)。另外，也可以从微生物的发酵液中提取 (Hosoe T, et al. Mycopathologia, 1999,144 (1) :9-12. ) 近年来，国内、外学者对色胺酮的药理进行了部分研究，其药理作用主要表现在抗菌、抗炎、抗肿瘤及抗寄生虫(Oberthur C，et al.Fitoterapia,2005,76(3-4) :324-332 ；Motoki T，et al. Biol Pharm Bull,2005， 28(2) :260-266)等方面。虽然从蓼蓝、马蓝、菘蓝等产蓝植物及微生物的代谢产物中可提取色胺酮，但其分离过程长、提取率低，难以满足研究和临床用药的需求。只有通过探索耗时短、收率高、简便易得的人工合成途径才能为色胺酮的应用提供更多的资源，使其进一步的开发和应用成为可能。
近年来，药物化学家一直致力于色胺酮及其衍生物的合成研究，合成色胺酮的主要方法是吲哚醌与靛红酸酐反应，该方法简单收率高、反应条件温和。另外，可以在吲哚醌与靛红酸酐两种原料母体上引入功能化基团，可以合成各种功能化色胺酮。目前合成吲哚醌最主要的方法是利用水合三氯乙醛、羟胺和苯胺在盐酸水溶液中反应生成肟类化合物， 然后在浓硫酸作用下闭环得到吲哚醌，该方法非常适用于合成含卤素和烷基的色胺酮，收率也较高。但该方法难以合成含活性基团的色胺酮，这是由于在合成吲哚醌的过程中，这些基团易于发生多种副反应。靛红酸酐的合成方法目前主要有以下两种。方法一邻氨基苯甲酸与三光气反应，该方法收率高。但是在原料上引入活性基是仍然是非常复杂的。例如， 以邻氨基苯甲酸为原料，在氨基对位引入另一个氨基，要经历氨基保护，硝基引入，氨基脱保护，雷尼镍还原硝基等一系列步骤，最终才能得到2，5_二氨基苯甲酸。方法二 吲哚醌的氧化，即利用H2O2-醋酸酐体系或CrO3在醋酸-醋酸酐共溶剂中氧化得到靛红酸酐，但这都需要合成吲哚醌为前提。因此，功能化色胺酮的合成是对有机合成的挑战。发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明对色胺酮进行了结构改造，以改善色胺酮的溶解性能和药理活性，目的在于获得有应用价值的活性化合物。本发明的研究和药理试验表明，在色胺酮分子中引入三氮唑基团而形成的色胺酮衍生物可以作为更高效的IDO抑制剂，其具有抗菌、抗炎、抗肿瘤等多种药理活性，有广阔的应用前景。此外，相比已有的色胺酮衍生物合成方法而言，本发明的合成方法具有操作简单、条件温和、收率高等优点，更易于工业化生产。
本发明的目的在于提供一种具有含1，2，3-三氮唑结构的色胺酮类IDO抑制剂及其制备方法和应用。
本发明涉及所述的化合物、其互变异构形式、其结构类似物或其药物可接受的盐， 以及含有至少一种该化合物、其结构类似物或其药物可接受的盐的组合物用于抑制ID0，以及在治疗和/或预防具有IDO介导的色氨酸代谢途径的病理学特征的疾病中的用途。这样的疾病包括但不限于，肿瘤、癌症、眼部疾病、自身免疫性疾病、心理障碍、抑郁症和焦虑症。 所述用途包括体内和体外应用，以及在制备药物、IDO抑制剂和药物组合物中的用途。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的。
一方面，本发明提供式I所示化合物或其药物可接受的盐、溶剂化物、多晶型体、 对映体或外消旋混合物，
权利要求
1.式I所示化合物或其药物可接受的盐、溶剂化物、多晶型体、对映体或外消旋混合物，
2.根据权利要求1所述的化合物或其药物可接受的盐、溶剂化物、多晶型体、对映体或外消旋混合物，其特征在于，R3为苯基；η = 1。
3.根据权利要求1或2所述的化合物或其药物可接受的盐、溶剂化物、多晶型体、对映体或外消旋混合物，其特征在于，R1和R2中的另一个为氟或氢。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的化合物或其药物可接受的盐、溶剂化物、多晶型体、对映体或外消旋混合物，其特征在于，R1为氟或氢，R2为式II所示取代基。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的化合物或其药物可接受的盐、溶剂化物、多晶型体、对映体或外消旋混合物，其特征在于，R1为式II所示取代基，R2为氟或氢。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的化合物或其药物可接受的盐、溶剂化物、多晶型体、对映体或外消旋混合物，其特征在于，所述化合物的结构如下
7. —种权利要求1至6中任一项所述的化合物或其药物可接受的盐、溶剂化物、多晶型体、对映体或外消旋混合物的制备方法，该制备方法包括如下步骤在碱存在下，式XIII所示化合物与式XIV所示化合物反应生成式I所示化合物，
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤 (1)式III所示化合物与Na队在二甲亚砜中反应生成式IV所示化合物；
9.根据权利要求7或8所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤(1)式III所示化合物与Na队于室温下避光反应0.5-1小时，反应完成后加水，再用乙酸乙酯萃取，水洗乙酸乙酯相，经无水硫酸钠干燥后除去乙酸乙酯，即得式IV所示化合物；(2)在氮气保护下，式IV所示化合物与抗坏血酸钠、碘化亚铜、乙腈、水以及式V所示化合物常温下反应过夜，反应完成后将反应产物倒入水中，用乙酸乙酯萃取，饱和食盐水洗至中性，乙酸乙酯相经无水硫酸钠干燥后除去乙酸乙酯，经硅胶柱分离即得式VI所示化合物；(3)在活化的还原铁粉的存在下，式VI所示化合物在氯化铵水溶液中80°C下反应4-5 小时，反应完后冷却至室温，加入碳酸钠调节PH为8-9，加入乙酸乙酯搅拌0. 5小时，然后经硅藻土过滤，滤液用乙酸乙酯萃取并用饱和食盐水洗至中性，乙酸乙酯相经无水硫酸钠干燥，除去乙酸乙酯即得式VII所示化合物；(4)将式VII所示化合物与水合三氯乙醛、无水硫酸钠和水搅拌混合，然后依次加入盐酸溶液、盐酸羟胺和水，100°C下反应2-3小时，反应完成后，冷却至室温，抽滤，滤饼用10% (重量)盐酸水溶液和水洗涤，真空干燥即得式VIII所示化合物；(5)在常温和剧烈搅拌下，将式VIII所示化合物溶解于浓硫酸，然后升温至65°C反应 4-5小时，反应完全后，将反应液倒入冷水中析出固体，抽滤，滤饼用水洗，真空干燥即得式 IX所示化合物；(6)在三乙胺存在下，式IX所示化合物与式XII所示化合物在甲苯中110°C下反应3-4 小时，反应完成后除去三乙胺和甲苯，加入无水乙醇重结晶，即得式I所示化合物，其中，在式I中，R1选自氢^1-C5烷基和卤素，R2为式II所示取代基；(7)在三氧化铬存在下，式VIII所示化合物于冰乙酸和乙酸酐中80-90°C下反应3小时，反应完全后，将反应产物冷却至室温，加水，抽滤，用水洗涤固体，抽滤即得式XI所示化合物；(8)在三乙胺存在下，式XI所示化合物与式XII所示化合物在甲苯中110°C下反应3 小时，反应结束后除去三乙胺、甲苯，然后加入乙醇重结晶，即得式I所示化合物，其中，在式I中，R1为式II所示取代基，R2选自氢J1-C5烷基和卤素。
10.根据权利要求8或9所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤(1)中，所述式III所示化合物与NaN3的摩尔比为1 1. 2 ；在所述步骤( 中，所述式IV所示化合物与所述抗坏血酸钠、碘化亚铜、苯乙炔之间的摩尔比为1 0. 4 0. 2 2 ；在所述步骤C3)中，所述式VI所示化合物与所述还原铁粉之间的摩尔比为1 8，所述氯化铵水溶液的浓度为5% (重量)；在所述步骤中，所述式VII所示化合物与所述水合三氯乙醛、无水硫酸钠、盐酸羟胺之间的摩尔比为1 :1:1: 3，所述盐酸水溶液的浓度是5% (重量)；在所述步骤(6)中，所述式IX所示化合物与所述式XII所示化合物、三乙胺之间的摩尔比为1 1 5；在所述步骤(7)中，所述三氧化铬与所述式VIII所示化合物之间的摩尔比为 1 1. 1-1. 2，所述冰乙酸与乙酸酐之间的摩尔比为1 1;在所述步骤(7)中，所述式XI所示化合物与式XII所示化合物、三乙胺之间的摩尔比为 1 1 4-6。
11.根据权利要求1至6中任一项所述的化合物或其药物可接受的盐、溶剂化物、多晶型体、对映体或外消旋混合物在制备IDO抑制剂类药物中的应用。
12.根据权利要求1至6中任一项所述的化合物或其药物可接受的盐、溶剂化物、多晶型体、对映体或外消旋混合物在制备预防和/或治疗与吲哚胺_2，3-双加氧酶介导的色氨酸代谢紊乱相关的疾病的药物中的应用；优选地，所述与吲哚胺-2，3-双加氧酶介导的色氨酸代谢紊乱相关的疾病选自肿瘤、 癌症、阿尔茨海默病、自身免疫性疾病、白内障、心里障碍、抑郁症和焦虑症中的一种或多种。
13.一种用于吲哚胺_2，3-双加氧酶抑制剂的药物组合物，该药物组合物包括根据权利要求1至6中任一项所述的化合物或其药物可接受的盐、溶剂化物、多晶型体、对映体或外消旋混合物，以及药物可接受的载体和/或赋形剂。
全文摘要
本发明涉及一种新型吲哚胺-2，3-双加氧酶(IDO)抑制剂及其制备方法和用途，该抑制剂为式I所示化合物或其药物可接受的盐、溶剂化物、多晶型体、对映体或外消旋混合物，其中，R1或R2独立地选自氢、C1-C5烷基、卤素和式II所示取代基，而且R1和R2中之一为式II所示取代基，其中，R3选自芳基；n＝0、1、2或3。与已知的IDO抑制剂相比，其具有更强效的IDO抑制作用，可用于治疗具有IDO介导的色氨酸代谢途径病理学特征的疾病，如肿瘤、癌症、阿尔茨海默病、自身免疫性疾病、白内障、心里障碍、抑郁症和/或焦虑症。其制备方法具有操作简便、反应条件温和、节省溶剂、减少污染等优点，便于工业化生产。
文档编号A61P25/28GK102532144SQ20121001859
公开日2012年7月4日 申请日期2012年1月20日 优先权日2012年1月20日
发明者关玉晶, 刘莹, 匡春香, 王勇, 王淑君, 田宁, 陈斌 申请人:辽宁思百得医药科技有限公司