专利名称：羟基嘧啶酮类化合物及其制备方法与应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及羟基嘧啶酮类化合物，及其制备方法与在制药中的应用，属于有机化合物及医药应用领域。
背景技术：
HIV-I是引起艾滋病的主要病原体。HIV-I侵入宿主体内并随着⑶4+淋巴细胞的复制而复制，最终导致淋巴细胞的缺失和人体免疫力的下降，参见=DubeyS,Satyanarayana YD, Lavania H:Development of integrase inhibitors for treatment of AIDS:an overview. Eur J MedChem, 2007，42:1159-1168。目前，高效抗病毒疗法(highly active antiretroviral therapy, HAART)是临床上治疗 HIV-1 感染的主要方法。HAART 由逆转录酶抑制剂、蛋白酶抑制剂和融合抑制剂组成，虽然能成功的将HIV-I的RNA滴度控制在监测水平以下，但不能将病毒从血液单核细胞和T淋巴细胞中清除，而且长期治疗会诱导耐药病毒的出现以及产生严重的毒副作用。因此，寻找作用于HIV-I复制周期其它环节的抑制剂非常需要。HIV-I整合酶(integrase，IN)是病毒复制过程中的关键酶，它负责把病毒cDNA整合到宿主细胞的DNA中，由于细胞中不存在该酶的功能类似物，参见 Sechi M, BacchiA, Carcelli M, et al:From ligand to complexes:inhibition of human immunodeficiency virus type lintegrase by β—diketo acid metal complexes. JMed Chem, 2006, 49(14) : 4248-4260,因此，IN是设计高效、低毒抗HIV药物的理想靶点。
IN是分子量为32kDa，包含288个氨基酸残基的蛋白质，其结构可分为3个区域N端区域、核心区域和C端区域。N端区域和核心区域中的DD-35E序列(两个天冬氨酸D64和D116 ;—个谷氨酸E152)是高度保守的，而C端区域的可变性较大。核心区域含有酶的活性中心，具有催化活性。通过定向氨基酸突变试验证明DD-35E序列中任何一个氨基酸缺失或改变将导致IN催化活性的消失,参见Debyser Z, Cherepanov P, Maele BV, et al:Insearch of authentic inhibitors of HIV-lintegration. Antivir Chem Chemother, 2002, 13:1-15。IN通过病毒cDNA与宿主基因之间的剪切和连接反应介导病毒整合过程。在病毒与细胞融合及病毒RNA逆转录之后，IN与前病毒的cDNA相结合并切除3 ’ 端的两个核苷酸(G和T)，形成凹陷的CA-0H，此反应称为“3’加工”(3’pr0cessing，3’-p)。 随后IN与细胞和病毒的蛋白质一起结合到前病毒的cDNA上，形成整合前复合物进入细胞核中，接着整合酶交错切割宿主细胞染色体DNA，产生间隔5个碱基的交错切口，病毒DNA的 3’端CA-OH与宿主DNA的5’端共价连接起来，由细胞的DNA修复酶将接口处补齐，完成整个整合过程。这一过程称为“连转移” (strand transfer, ST),参见Zhao GS, Wang C，Liu C，et al:New developments indiketo—containing inhibitors of HIV-I integrase. Mini-Rev Med Chem，2007，7:707-725。
具有羟基嘧啶酮母核的化合物具有强的整合酶抑制活性和抗HIV病毒活性，含有该母核的化合物雷特格韦(RaltegraviiO，在I、II、ΠΙ期临床试验中均表现出良好的活性，是第一个被美国食品药品管理局(Food and Drug Administration，FDA)批准的IN抑制剂并被添加到 HAART 疗法中，参见Serrao E, Odde S, Ramkumar K, et al: Raltegravi r, elvitegravir, andmetoogravir:the birth of〃me-too〃HIV-lintegrase inhibitors. Retrovirology, 2009，6:25。因此含羟基嘧啶酮母核的衍生物是一类具有很好发展前景的整合酶抑制剂。发明内容
针对上述现有技术，本发明提供了一类新的含羟基嘧啶酮母核的衍生物，本发明在保留羟基嘧啶酮母核基础上，引入取代芳香环以及在嘧啶N上引入各种取代基得到了两系列新型的羟基嘧啶酮衍生物，活性实验表明，该类化合物具有强的整合酶抑制活性和抗病毒活性，显示其可以作为新的抗艾滋病候选药物。
本发明是通过以下技术方案实现的
羟基嘧啶酮类化合物，具有通式(I)的结 构
权利要求
1 羟基嘧啶酮类化合物，具有通式(I)的结构通式(I)
2.根据权利要求I所述的羟基嘧啶酮类化合物，其特征在于所述R1为叔丁基、苯基、对氟苯基、间氟苯基、临氟苯基、对氯苯基、对溴苯基、对氟苄基；R2为氢、3-胺基丙 基、 3_(叔丁氧基甲酰胺基)丙基、3-(环丙基甲酰胺基)丙基、3-(苯甲酰胺基)丙基、3-(乙酰胺基)丙基、3_(丙酰胺基)丙基、3-( 丁酰胺基)丙基、3-(苯磺酰胺基)丙基、3-(环丙基磺酰胺基)丙基、3_(乙基磺酰胺基)丙基、3-(噻吩-2-甲酰胺基)丙基、3-(噻吩-2-乙酰胺基)丙基、3_(呋喃-2-甲酰胺基)丙基、3-(1_甲基-IH-咪唑-4-磺酰胺基)丙基、 3_(叔丁基甲酰胺基)丙基、3-(对乙酰氨基苯磺氨基)丙基；R3为氢、氟；R4为氢、甲基、氟、 氯；R5为氢、甲基、甲氧基、轻基、氟、氯、溴；R6为氢、氟；R7为氢；η为I或2。
3.根据权利要求I或2所述的羟基嘧啶酮类化合物，其特征在于所述R1为苯基、对氟苯基、间氟苯基、临氟苯基、对氯苯基、对溴苯基、对氟节基；R2为氢；R3为氢、氟；R4为氢、甲基、氟、氯；R5为氢、甲基、甲氧基、轻基、氟、氯、溴；R6为氢、氟；R7为氢；η为I或2。
4.根据权利要求I或2所述的羟基嘧啶酮类化合物，其特征在于所述R1为叔丁基；R2 为3-胺基丙基、3-(叔丁氧基甲酰胺基)丙基、3-(环丙基甲酰胺基)丙基、3-(苯甲酰胺基)丙基、3-(乙酰胺基)丙基、3-(丙酰胺基)丙基、3-(丁酰胺基)丙基、3-(苯磺酰胺基) 丙基、3-(环丙基磺酰胺基)丙基、3-(乙基磺酰胺基)丙基、3-(噻吩-2-甲酰胺基)丙基、 3-(噻吩-2-乙酰胺基)丙基、3-(呋喃-2-甲酰胺基)丙基、3-(I-甲基-IH-咪唑-4-磺酰胺基)丙基、3_(叔丁基甲酰胺基)丙基、3-(对乙酰氨基苯磺氨基)丙基；R3为氢；R4为氢；R5为氟；R6为氢；R7为氢；n为I。
5.根据权利要求I所述的羟基嘧啶酮类化合物，其特征在于包括表I和表2中所示的化合物，其名称如下N- (4-氟苄基)-2- (4-氟苯基)-5-羟基-6-羰基-1,6 二氢嘧啶-4-甲酰胺(5a)，N-(4-氯苄基)-2-(4-氟苯基)-5_羟基-6-羰基-1，6 二氢嘧啶-4-甲酰胺(5b)，N- (4-溴苄基)-2- (4-氟苯基)-5-羟基-6-羰基-1，6 二氢嘧啶-4-甲酰胺(5c)，N- (3，4- 二氟苄基)-2- (4-氟苯基)-5-羟基-6-羰基-1，6 二氢嘧啶-4-甲酰胺(5d)， N-(3，4- 二甲基苄基)-2-(4-氟苯基)-5_羟基-6-羰基-1，6 二氢嘧啶-4-甲酰胺 (5e),N- (4-甲氧基苄基)-2- (4-氟苯基)-5-羟基-6-羰基-1,6 二氢嘧啶_4_甲酰胺(5f)， N-(4-氟苯乙基)-2-(4-氟苯基)-5_羟基-6-羰基-1，6 二氢嘧啶-4-甲酰胺(5g)， N-(3-氯苄基)-2-(4-氟苯基)-5-羟基-6-羰基_1，6 二氢嘧啶-4-甲酰胺(5h)，N-(4-羟基苄基)-2-(4-氟苯基)-5-羟基-6-羰基_1，6 二氢嘧啶-4-甲酰胺(5i)， N- (3-氟苄基)-2- (4-氟苯基)-5-羟基-6-羰基-1，6 二氢嘧啶-4-甲酰胺(5 j )，N-(2-氟苄基)-2-(4-氟苯基)-5-羟基-6-羰基_1，6 二氢嘧啶-4-甲酰胺(5k)，N-(4-氟苄基)-2_苯基-5-羟基-6-羰基-1，6 二氢嘧啶-4-甲酰胺(51)，N-(4-氟苄基)-2-(2-氟苯基)-5-羟基-6-羰基_1，6 二氢嘧啶-4-甲酰胺(5m)，N-(4-氟苄基)-2-(3-氟苯基)-5-羟基-6-羰基_1，6 二氢嘧啶-4-甲酰胺(5n)，N-(4-氟苄基)-2-(4-氟苄基)-5-羟基-6-羰基_1，6 二氢嘧啶-4-甲酰胺(5o)，N-(4-氟苄基)-2-(4-氯苯基)-5-羟基-6-羰基_1，6 二氢嘧啶-4-甲酰胺(5p)，N-(4-氟苄基)-2-(4-溴苯基)-5_羟基-6-羰基-1，6 二氢嘧啶_4_甲酰胺(5q)，N-(3-氯-2-氟苄基)-2-(4-氟苯基)-5_羟基-6-羰基-1，6 二氢嘧啶-4-甲酰胺 (5r),N-(3-氯-4-氟苄基)-2-(4-氟苯基)-5_羟基-6-羰基-1，6 二氢嘧啶-4-甲酰胺 (5s),N-(3，4，5-三氟苄基)-2-(4-氟苯基)-5_羟基-6-羰基-1，6 二氢嘧啶-4-甲酰胺 (5t)，I- (3-(叔丁氧基甲酰胺基)丙基)-2-(叔丁基)-N- (4-氟苄基)-5-羟基-6-羰基-1，6 二氢嘧啶-4-甲酰胺(14)，I-(3-氨基丙基)-2-(叔丁基)-N- (4-氟苄基)-5-羟基-6-羰基-1，6 二氢嘧啶_4_甲酰胺盐酸盐(15)，I-(3-(环丙基甲酰胺基)丙基)-2-(叔丁基)-N- (4-氟苄基)-5-羟基-6-羰基-1，6 二氢嘧啶-4-甲酰胺(16a)，I-(3-(环丙基甲酰胺基)丙基)-2-(叔丁基)-N- (4-氟苄基)-5-羟基-6-羰基-1，6 二氢嘧啶-4-甲酰胺钠盐(17a)，I- (3-(苯甲酰胺基)丙基)-2-(叔丁基)-N- (4-氟苄基)-5-羟基-6-羰基-1，6 二氢嘧啶-4-甲酰胺(16b)，I- (3-(乙酰胺基)丙基)-2-(叔丁基)-N- (4-氟苄基)-5-羟基-6-羰基-1，6 二氢嘧啶-4-甲酰胺(16c)，I- (3-(乙酰胺基)丙基)-2-(叔丁基)-N- (4-氟苄基)-5-羟基-6-羰基-1，6 二氢嘧啶-4-甲酰胺钠盐(17c)，I-(3-(丙酰胺基)丙基)-2-(叔丁基)-N- (4-氟苄基)-5-羟基-6-羰基-1，6 二氢嘧啶-4-甲酰胺(16d)，I-(3-(丙酰胺基)丙基)-2-(叔丁基)-N- (4-氟苄基)-5-羟基-6-羰基-1，6 二氢嘧啶-4-甲酰胺钠盐(17d)，I-(3- ( 丁酰胺基)丙基)-2-(叔丁基)-N- (4-氟苄基)-5-羟基-6-羰基-1，6 二氢嘧啶-4-甲酰胺(16e)，I-(3-(苯磺酰胺基)丙基)-2-(叔丁基)-N- (4-氟苄基)-5-羟基-6-羰基-1，6 二氢嘧啶-4-甲酰胺(16f)，I-(3-(苯磺酰胺基)丙基)-2-(叔丁基)-N- (4-氟苄基)-5-羟基-6-羰基-1，6 二氢嘧啶-4-甲酰胺钠盐(17f)，I-(3-(环丙基磺酰胺基)丙基)-2-(叔丁基)-N- (4-氟苄基)-5-羟基-6-羰基-1，6 二氢嘧啶-4-甲酰胺(16g)，
6.权利要求I 5中任一项所述的羟基嘧啶酮类化合物的制备方法，其特征在于当 R1为苯基、对氟苯基、间氟苯基、临氟苯基、对氯苯基、对溴苯基、对氟苄基；R2为氢；R3为氢、 氟；R4为氢、甲基、氟、氯；R5为氢、甲基、甲氧基、轻基、氟、氯、溴；R6为氢、氟；R7为氢；η为I 或2时，合成路线如下所示上式中，试剂与反应条件为(a) K2CO3, C2H5OH,室温30分钟，回流12小时；(b) 丁炔二酸二甲酯，无水甲醇，室温12小时；(c)二甲苯，室温2小时，90°C 2小时，回流24小时；(d) 取代苄胺，无水DMF，回流14小时。
7.根据权利要求6所述的羟基嘧啶酮类化合物的制备方法，其特征在于具体制备方法步骤如下(I)将盐酸羟胺和碳酸钾按摩尔比1:1加入到乙醇中，在室温下搅拌30分钟，加入1/3 摩尔比的取代苯腈或取代苯乙腈(化合物1)，加热回流12小时；过滤除去无机盐，减压蒸除溶剂，柱层析得中间体化合物2 :取代苯甲酰胺肟或取代苯乙酰胺肟；(2)将上述中间体化合物2和丁炔二酸二甲酯按摩尔比I:I. 2在冰浴条件下加入到无水甲醇中，室温搅拌14小时，减压蒸除溶剂，得到棕色油状中间体化合物3 :2-(((氨基(取代苯基)亚甲基)氨基)羟基)顺丁烯二酸二甲酯；(3)将上述中间体化合物3溶于二甲苯中，在氮气保护条件下室温搅拌2小时，90°C搅拌2小时，回流24小时，继续室温搅拌2小时产生棕黄色沉淀，过滤，滤饼用乙醚洗涤得到中间体化合物4 5-羟基-6-羰基-2-取代苯基-1，6- 二氢嘧啶-4-甲酸甲酯；(4)将上述中间体化合物4和取代苄胺或取代苯乙胺按摩尔比1:3溶于N，N-二甲基甲酰胺中，90°C反应12小时，冷却至室温，加入IN HCl，过滤，滤饼N，N- 二甲基甲酰胺/水用重结晶得到目标产物5 N-(取代苄基)-2-(取代苯基)-5-羟基-6-羰基-1，6 二氢嘧啶-4-甲酰胺；所述步骤(I)中，取代苯甲酰胺肟或取代苯乙酰胺肟为苯甲酰胺肟、对氟苯甲酰胺肟、2-氟苯甲酰胺肟、3-氟苯甲酰胺肟、对氯苯甲酰胺肟、对溴苯甲酰胺肟、对氟苯乙酰胺肟； 所述步骤(4)中，取代苄胺或取代苯乙胺为苄胺、4-羟基苄胺、4-甲氧基苄胺、对氟苄胺、3_氟苄胺、2-氟苄胺、3-氯苄胺、对氯苄胺、对溴苄胺、3，4-二氟苄胺、3，4-二甲基苄胺、2-氟-3-氯苄胺、4-氟-3-氯苄胺、3，4，5-三氟苄胺、对氟苯乙胺。
8.权利要求I 5中任一项所述的羟基嘧啶酮类化合物，其特征在于当R1为叔丁基； R2为3-胺基丙基、3-(叔丁氧基甲酰胺基)丙基、3-(环丙基甲酰胺基)丙基、3-(苯甲酰胺基)丙基、3-(乙酰胺基)丙基、3-(丙酰胺基)丙基、3-( 丁酰胺基)丙基、3-(苯磺酰胺基) 丙基、3-(环丙基磺酰胺基)丙基、3-(乙基磺酰胺基)丙基、3-(噻吩-2-甲酰胺基)丙基、3-(噻吩-2-乙酰胺基)丙基、3-(呋喃-2-甲酰胺基)丙基、3-(I-甲基-IH-咪唑-4-磺酰胺基)丙基、3_(叔丁基甲酰胺基)丙基、3-(对乙酰氨基苯磺氨基)丙基；R3为氢；R4为氢；R5为氟；R6为氢；R7为氢；n为I时，合成路线如下所示
9.根据权利要求8所述的羟基嘧啶酮类化合物的制备方法，其特征在于具体制备方法步骤如下(1)将盐酸羟胺和碳酸钾按摩尔比1:1加入到乙醇中，在室温下搅拌30分钟，加入1/3 摩尔比的三甲基乙腈(化合物6)，加热回流12小时；过滤除去无机盐，减压蒸除溶剂，所得固体用乙醚/石油醚重结晶得中间体化合物7 :三甲基乙酰胺肟；(2)将上述中间体化合物7和丁炔二酸二甲酯按摩尔比1:1.2在冰浴条件下加入到无水甲醇中，室温搅拌14小时，减压蒸除溶剂，得到棕色油状中间体化合物8 :2-(((1_氨基-2，2-二甲基亚丙基)氨基)羟基)顺丁烯二酸二甲酯；(3)将上述中间体化合物8溶于二甲苯中，在氮气保护条件下室温搅拌2小时，90°C搅拌2小时，回流24小时，继续室温搅拌2小时产生棕黄色沉淀；过滤，滤饼用乙醚洗涤得到中间体化合物9 2-叔丁基-5-羟基-6-羰基-1，6- 二氢嘧啶-4-甲酸甲酯；(4)将上述中间体化合物9和苯甲酰氯按摩尔比I:I. 2加入吡啶中，室温搅拌12小时， 减压蒸除溶剂；残余物用乙酸乙酯溶解，蒸馏水洗涤，无水硫酸钠干燥；柱层析得到中间体化合物10 :5_苯甲酰氧基-2-叔丁基-6-羰基-1，6- 二氢嘧啶-4-甲酸甲酯；(5)将溴丙胺的盐酸盐(化合物11)、二碳酸二叔丁酯和三乙胺按摩尔比1:1:2加入二氯甲烷中，室温搅拌8小时，O. 5N HCl洗涤；减压蒸除溶剂得到中间体化合物12 :叔丁基 (3-溴丙基)氨基甲酸酯；(6 )将上述步骤(4 )所制得的中间体化合物10、碳酸铯和步骤(5 )所制得的中间体化合物12按摩尔比I: I. 2:5在氮气保护条件下加入到无水四氢呋喃中，加热至80°C反应16小时，减压蒸除溶剂，残余物用乙酸乙酯溶解，IN HC1、饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥；柱层析得到中间体化合物13 :5_苯甲酸氧基-I-(3-((叔丁氧基擬基)氨基)丙基)-2-叔丁基-6-羰基-1，6- 二氢嘧啶-4-甲酸甲酯；(7)将上述中间体化合物13和对氟苄胺按摩尔比1:2溶于干燥的甲醇中，在氮气保护条件下回流反应14小时。减压蒸除溶剂，残余物用乙酸乙酯溶解，IN HC1，饱和食盐水洗涤； 柱层析得到中间体化合物14 I-(3-(叔丁氧基甲酰胺基)丙基)-2-(叔丁基)-N- (4-氟苄基)-5-羟基-6-羰基-1，6 二氢嘧啶-4-甲酰胺；(8)将上述中间体化合物14溶于乙酸乙酯的饱和HCl溶液中，室温搅拌I小时，产生白色沉淀，过滤，滤饼用乙酸乙酯洗涤得到中间体化合物15:1-(3_氨基丙基)-2-(叔丁基)-N- (4-氟苄基)-5-羟基-6-羰基-1，6 二氢嘧啶-4-甲酰胺盐酸盐；(9)将上述中间体化合物15、三乙胺、取代酰氯或磺酰氯按摩尔比1:2:1加入到四氢呋喃中，室温搅拌5小时，减压蒸除溶剂，残余物用乙酸乙酯溶剂，IN HCl，饱和食盐水洗涤， 无水硫酸钠干燥，柱层析得到目标化合物16 1-(3-取代丙基)-2-(叔丁基)-N-(4-氟苄基)-5-羟基-6-羰基-1，6 二氢嘧啶-4-甲酰胺；(10)将上述得到的目标化合物16加入到O.5N的氢氧化钠溶液中。室温搅拌O. 5 小时，过滤，滤饼用乙酸乙酯洗涤的，得到目标化合物17:1-(3_取代丙基)-2-(叔丁基)-N- (4-氟苄基)-5-羟基-6-羰基-1，6 二氢嘧啶-4-甲酰胺钠盐；所述步骤(9)中，取代酰氯或磺酰氯为环丙基甲酰氯、苯甲酰氯、乙酰氯、丙酰氯、丙酰氯、苯磺酰氯、环丙基磺酰氯、乙磺酰氯、噻吩-2-甲酰氯、噻吩-2-乙酰氯、呋喃-2-甲酰氯、I-甲基-IH-咪唑-4-磺酰氯、叔丁基甲酰氯、对乙酰氨基苯磺酰氯。
10.权利要求I所述的羟基嘧啶酮类化合物在制备抗艾滋病药物中的应用。
全文摘要
本发明公开了一种羟基嘧啶酮类化合物，它具有如通式(I)所示的结构通式(I)，其中，R1为叔丁基、苯基或取代苯基、取代苄基；R2为氢或取代丙基；R3、R4、R5、R6和R7分别独立地为氢、甲基、甲氧基，羟基或卤素；n为1或2。本发明的羟基嘧啶酮类化合物，具有良好的抑制HIV-1整合酶的活性和抗HIV-1病毒活性，化合物5a、5b、5c、5d、5e、5l、5n、5q的整合酶抑制活性IC50均小于等于1μM,化合物5a、5h、5s具有强的抗病毒活性，其EC50分别为1.72、1.91、1.3μM，因此，可以用于制备抗艾滋病药物。
文档编号A61P31/18GK102911124SQ20121041093
公开日2013年2月6日 申请日期2012年10月25日 优先权日2012年10月25日
发明者赵桂森, 于生辉, 努瑞·尼玛缇, 刘建珍, 刘洋, 李奕静, 王远游 申请人:山东大学