一种氯肟类化合物及其制备方法和在制药中的应用的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种氯肟类化合物及其制备方法和在制药中的应用。所述氯肟类化合物具有如下通式I的结构：此类化合物具有很强的协同调节热休克蛋白活性的作用，能够用来治疗大鼠因注射Aβ1-42引起的神经退行性疾病，目的是为了治疗人类的神经退行性疾病。此类化合物也具有显著的抵抗应激的作用，可用于制备治疗由于蛋白质错误折叠和/或聚集、氧化应激所引起疾病的新药。
【专利说明】一种氯肟类化合物及其制备方法和在制药中的应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种氯肟类化合物，及其制备方法和在制备用于治疗和预防由于蛋白质折置错误或聚集引起的神经退打性疾病，代谢系统疾病，心、脑血管系统疾病以及炎症的药物中的应用。
【背景技术】
[0002]蛋白质对人类和动物的生命都非常重要，是人体的三大营养物质之一，是生命的物质基础，没有蛋白质就没有生命。因此，它是与生命及与各种形式的生命活动紧密联系在一起的物质。在细胞内，大多数天然蛋白质能自发形成比较稳定的天然结构，或被配体和代谢因子稳定。但发现大约有10%~20%新合成的多肽链需与分子伴侣结合，借助分子伴侣才能正确折叠。还有大约20%新合成的多肽链不能形成正确的三维结构而被蛋白酶所降解。翻译后的质量控制主要通过分子伴侣和蛋白酶这两套系统来保证蛋白质的正常功能。分子伴侣的作用是帮助不能自发折叠的蛋白质的折叠和组装，使其恢复正常的结构，蛋白酶系统的作用是清除错误折叠的蛋白质。
[0003]而当细胞处于应激状态如感染、热休克以及氧化损伤时，可导致蛋白质稳定性降低，某些蛋白质不能按正确的方式折叠。如氧化应激情况下，线粒体DNA突变或者活性氧簇(reactive oxygen species, R0S)的净增量增多都会大大提高帕金森病，老年痴呆等神经退行性疾病的发病率。在动物和体外模型中，抗氧化治疗一定程度上能保护神经兀(Simpson, Lancet Neurol.4:266, 2005; Neymotin et al., Free Radic BiolMed.51:88-96，2011)。 [0004]蛋白质折叠错误时常常将含碳丰富的氨基酸一端裸露在表面，而不是把它包裹在里面，而含碳丰富的此类基团会紧密结合其它蛋白质中的类似基团，构成聚合物大分子。这些聚合物对细胞(神经元)而言是致死性的。事实上，几乎所有的神经退行性疾病都牵涉到神经元蛋白的异常进程。异常进程可以导致一种蛋白质的错误折叠，导致翻译后新合成的蛋白质不能正常被修饰，蛋白裂解异常，异常的基因拼接，表达不当，或清除异常蛋白的能力降低。错误折叠的蛋白质往往被积累。许多神经退行性疾病，最突出的特征是脑细胞内、外的细胞出现淀粉样蛋白的纤维状结构的蛋白质聚集体(Muchowski, Neuron.35:9-12，2002)。细胞对这些蛋白质处理不当导致不同的神经元组发生故障，在临床上就表现为各种不同的神经退行性疾病(Prusiner，N Engl JMed.344:1516-1526，2001)。
[0005]在老年痴呆病(AD)中有两种蛋白质聚集沉淀。在脑实质和脑血管壁周围的细胞外有淀粉样蛋白斑块沉积，其主要成分是40-42个氨基酸残基的组成的多肽称为P -淀粉样蛋白(A3) (Glenner et al., Biochem Biophys Res Commun.120:885-890，1984)。退化的神经细胞的细胞质出现神经纤维缠结和过度磷酸化的tau蛋白的聚集(Grundke-1qbalet al., J Biol Chem.261:6084-6089，1986)。
[0006]在帕金森病(PD)患者在大脑黑质神经元的胞浆中，能观察到路易小体聚集，这些聚集体的主要成分为a -synuclein的蛋白质片段(Spillantini etal., Nature.388:839-840，1997)。
[0007]20%典型家族遗传性脊髓侧索硬化症(ALS)的铜-锌超氧歧化酶(copper-zincsuperoxide dismutase, S0D1)基因编码有突变，SODl的突变体明显错误折叠了，导致高度聚集化。而在散发性ALS中始终伴随着泛素-染色包涵体的聚集物，如图1A所示(Kiernanet al.，Lancet.377:942-955，2011)。因此蛋白质错误折叠和聚集在ALS的发病机制中起着重要作用(Cudkowicz et al., Muscle Nerve.38:837-844，2008)。
[0008]在亨廷顿(HD)患者的细胞核内沉积着大量的亨廷顿蛋白(Huntingtin protein,Htt)的多聚谷氨酰胺(polyglutamine, polyQ)聚集物，这是此病患者的一个典型脑特征(DiFiglia et al.，Science.277:1990-1993，1997)。这种突变蛋白在细胞内积累，形成有毒低聚物和聚合物。免疫组织化学和电子显微镜方法，无论是在HD患者或实验模型中，都表明了细胞的自噬途径发生了改变。最早的证据来源于很多HD模型和患者的自噬泡大量增多的观察结果(Davies et al.，Cell.90:537-548，1997; Sapp et al., AnnNeurol.42:604-612，1997;Kim et al., J Neurosc1.19:964-973，1999;Kegel et al., J Neurosc1.20:7268-7278, 2000;Nagata et al., Neuroreport.15:1325-1328, 2004;Heng etal.，Hum MolGenet.19:3702-3720，2010)。
[0009]当细胞处于应激状态(如氧化应激ROS增多)时，引起蛋白质折叠错误或聚集，最终导致神经退行性疾病的产生，因此修复这种蛋白质错误折叠或降解聚集物可能就是阻止病情进一步发展的有效途径。
[0010]治疗蛋白质错误折叠疾病的一个重要方面就是增加分子伴侣的数量、提高热休克蛋白的活性，辅助蛋白的正确折叠，促进错误折叠蛋白的降解。热休克蛋白(heat shockprotein, HSP)又被称为应激蛋白(stress proteins, SP)作为分子伴侣中的一员，与众多蛋白的活性作用发挥有关，能够辅助调节错误折叠的蛋白恢复正常结构(Hartl etal.，Nature.475:324-332`，2011)。当细胞发生应激反应(热休克反应)时，热休克蛋白能大量表达，然后识别错误折叠或去折叠的蛋白质及其聚集物，并标记它们以供蛋白酶体降解。例如，热休克蛋白HSP27和HSP90很早就已经被证实可以提高泛素-蛋白酶体系统(ubiquitin-proteasome system, UPS)的活性。还有一种热激蛋白HSP70能够与来自折叠错误的蛋白质表面疏水区结合，然后引导E3泛素的一种连接酶(如CHIP, carboxy terminusof HSC70-1nteracting protein)在折叠错误的蛋白质及其聚集物上面标记上泛素,此后蛋白酶体就能够结合并且降解它们。但是高强度的氧化损伤会加强蛋白质片断之间相互连接的程度，蛋白酶体很难降解这样高稳定性的蛋白聚合物。此时可能需要更多的热休克蛋白表达来提高泛素-蛋白酶体系统的降解能力。
[0011]热休克蛋白活性还与很多疾病相关，几乎与所有应激导致的疾病密切联系。比如热休克蛋白作为分子伴侣可以预防治疗免疫系统疾病，防止炎症，比如 Hsp60, Hsp70, Hsp90,和 gp96 可以结合细菌外毒素 LPS (Tsan et al., JLeukoc Biol.85:905-910, 2009)，与免疫缺陷病艾滋病息息相关(Di Cesare etal., Immunology.76:341-343, 1992),也与心脑血管疾病紧密相连(Pockley, Circulation.105:1012-1017，2002)。
[0012]氯I亏衍生物首先是匈牙利Biorex公司发现的一类能选择性放大HSPs的表达化合物，临床试验用于抗糖尿综合病(Biro et al., Brain Res Bull.44:259-263, 1997;Nanasiet al., Cardiovasc Drug Rev.19:133-151，2001)。2004 年 Biorex 公司被美国 CytRx 公司收购，并开发出新的氯肟衍生物作为药物前体，进一步用于治疗各种与热休克蛋白(分子伴侣)活性相关的疾病神经退行性疾病。大量研究证实氯肟类化合物具有很好的分子伴侣活性调节作用，能提高热休克蛋白的活性，可用于神经退行性疾病的治疗。正常细胞中，氯肟衍生物不激活HSFl或诱导HSPs的表达。氯肟化合物仅放大应激状态或病态细胞中的伴侣蛋白活性(Soti et al.,Br J Pharmacol.146:769-780，2005)。如此特别的分子作用机制，特定靶向作用于应激细胞，比那些不加选择地作用于所有细胞的分子伴侣调节剂更具潜力、更安全(Soti et al.,Br J Pharmacol.146:769-780，2005)。
[0013]氯厢衍生物活性已经得到肯定。化合物Bimoclomol和arimoclomol (图1B)是两个具有代表性的氯肟衍生物，都已经进入临床II/III期研究。Bimoclomol多年以前就应用于糖尿病及糖尿病肾病的治疗，1997年雅培公司投入资金与bimoclomol发现者Biorex公司合作进行bimoclomol糖尿病综合征的二期临床研究(Kalman.1997)。Bimoclomol能选择性放大多种热休克蛋白和热休克因子的活性，例如Hsp60, Hsp70, Hsp90, Grp94 (glucoseregulated protein94kDa,葡萄调节蛋白 94)等(Nat Med.3:1150-1154，1997),而这类分子伴侣作用机制涉及到多种疾病，它不但被证实能治疗STZ造模的糖尿病大鼠及多种并发症(Biro et al., Brain Res Bull.44:259-263, 1997;Biro et al., Neuroreport.9:2029-2033，1998)，而且能治疗心功能障碍，脑血管异常各类疾病(Erdo et al., Brain ResBull.45:163-166, 1998;Lubbers et al., Eur J Pharmacol.435:79-83, 2002;Polakowskiet al., Eur JPharmaco1.435:73-77，2002)。
[0014]Arimoclomol在治疗多种神经退行性疾病上表现出突出的活性，临床试验(NCT00706147)结果显示它至少能延缓ALS患病30%的进程。前期研究报道也证实了 arimoclomol为HSPs诱导物(放大器)，能明显提高应激状态细胞中HSFl，HSP70，HSP90等的表达量，而对正 常状态细胞中HSPs的表达影响不明显(Polakowski etal., Eur JPharmacol.435:73-77，2002;Hargitai et al., Biochem Biophys ResCommun.307:689-695, 2003;Kieran et al., Nat Med.10:402-405,2004)。
[0015]Arimoclomol也像bimoclomol —样最初被开发用于治疗糖尿病，后来被发现在动物模型中治疗ALS效果显著。Arimoclomol被认为是功能健全的分子伴侣调节剂，通常能诱导人体的所有细胞中的热休克蛋白活性，以提高细胞的自然修复能力，治疗许多疾病，包括ALS之受损蛋白质异常。另一个应用于临床试验的氯I亏衍生物Iroxanadine,应用于心脑血管疾病的治疗 ° (http://www.cytrx.com/mo I ecu I ar_chaperone_r egu I at ion.html, 2010)。
[0016]川弯嗪(Tetramethylpyrazine, TMP)为中药川弯中提取得到的主要活性成分，具有广泛的药理作用，用于多种心脑血管疾病的治疗。川芎嗪在血管组织还表现出的钙拮抗剂作用(Pang et al.，Planta Med.62:431-435，1996)，此机制可能应用于神经退行性疾病。作为ROS抑制剂，它能清除超氧阴离子(02_)，氢氧根负离子(0H_)，脂质过氧负离子(lipid peroxyl, LOO-)等自由基(Zhang et al., Zhongguo Yao LiXue Ba0.15:229-231，1994;Zhang et al., Life Sc1.72:2465-2472，2003)。 在中枢神经系统，TMP可显著抑制铁介导的神经细胞氧化损伤并减轻谷氨酸毒性引起的神经细胞死亡(Shih et al., Neuroreport.13:515-519, 2002;Zhang et al., Eur JPharmacol.467:41-47, 2003; Liao et al., Neurosci Lett.372:40-45，2004)。川弯嗪全身用药保护对老鼠和兔子的缺血或脑外伤或脊髓损伤的神经细胞，能促进其功能恢复(Fanet al., BMC Neurosc1.7:48, 2006;Kao et al., Neurochem Int.48:166-176，2006)。有趣的是，全身给药川芎嗪能减轻D-半乳糖或缺血性脑损伤引起的啮齿类动物学习和记忆能力损害(Ni et al., Jpn J Pharmacol.67:137-141, 1995; Zhang et al., Chin Med SciJ.19:180-184，2004)。显著改善痴呆症模型小鼠的认知功能以及脑淀粉样蛋白的量(Tan，JOcul Biol Dis Infor.2:57-64，2009)。
[0017]但是，川芎嗪的抗氧化作用微弱，生物利用度低，临床上需要多次给药才能达到有效浓度。目前神经退行性疾病的治疗还没有特效药，已经上市的为数不多的药物都因为疗效不佳或毒副作用大很难满足要求。诱导热休克蛋白表达修复错误折叠的蛋白质或清除其聚集物保护神经细胞的作用一直是国内外研究的重点。
【发明内容】
[0018]本发明旨在提供一种氯肟类化合物及其药学上可接受的盐，该类化合物可诱导热休克蛋白的表达，抗氧化应激损伤，具有很强的细胞保护能力；并且提供所述氯肟类化合物的制备方法；还提供所述氯肟类化合物及其药学上可接受的盐在治疗由于蛋白质错误折叠或异常折叠形成聚集物或由于氧化应激所导致的疾病的方法，以及所述氯肟类化合物及其药学上可接受的盐在制备相应药物中的应用。
[0019]在一方面，本发明提供了一种氯肟类化合物及其药学上可接受的盐，所述氯肟类化合物具有如下通式I的结构:
[0020]一种氯肟类化合物及其药学上可接受的盐，所述氯肟类化合物具有如下通式I的
结构:
[0021]
【权利要求】
1.一种氯肟类化合物及其药学上可接受的盐，所述氯肟类化合物具有如下通式I的结构:
2.根据权利要求1所述氯肟类化合物及其药学上可接受的盐，所述氯肟类化合物具有如下通式II的结构:
3.根据权利要求2所述氯肟类化合物及其药学上可接受的盐，所述氯肟类化合物具有如下通式III的结构:
4.根据权利要求3所述氯肟类化合物及其药学上可接受的盐，其特征在于通式III中:民选自甲基，乙基，正丙基，异丙基，R3选自3-甲基金刚烷基，3，5_ 二甲基金刚烷基，异丙基，或R2, R3与N原子连接成取代或未取代的六元环； R4选自H，OH, NH2, C00H,直链或支链烷基，取代或未取代的单环或多环烷基，芳基，含0或S的芳杂基，含氮芳杂基及其N — 0基团，酰基，酯基，胺基； R5, R6, R7相同或不同，各自独立的为H，F，Cl, Br, I, OH, NH2, C00H,直链或支链烷基，芳基，含O、N或S的芳杂基，酰基，酯基，或胺基； 吡嗪环N原子上面连有氧或者不连氧； n 为 0，1，2 或 3。
5.根据权利要求4所述氯肟类化合物及其药学上可接受的盐，所述氯肟类化合物具有如下通式IV的结构:
6.根据权利要求5所述氯肟类化合物及其药学上可接受的盐，所述氯肟类化合物具有如下通式V的结构:
7.根据权利要求6所述氯肟类化合物及其药学上可接受的盐，所述氯肟类化合物具有如下通式VI的结构:
8.根据权利要求7所述氯肟类化合物及其药学上可接受的盐，其特征在于通式VI中n为I，吡嗪环N原子上不连有0，所述氯肟类化合物具有如下式TCO-1的结构: 丫 ITOH H3C人NnJ TCO-10
9.根据权利要求7所述氯肟类化合物及其药学上可接受的盐，其特征在于通式VI中n为I，吡嗪环N原子上连有O，所述氯肟类化合物具有如下式TC0-2的结构:
10.根据权利要求1-9任一项所述的氯肟类化合物的制备方法，其包括:将起始原料的腈基衍生物与盐酸羟胺反应后再与相对应的鎗盐反应制得氨基取代的氨基肟类化合物，再将所述氨基肟类化合物进行重氮化氯代反应制得所述氯肟类化合物。
11.根据权利要求1-9任一项所述的氯肟类化合物及其含有所述化合物的药物组合物在制备药物中的用途，所述药物用来预防或治疗的疾病包括脑神经或脑血管疾病、心血管疾病、炎症感染性疾病和眼科疾病。
12.根据权利要求11所述的制备药物中的用途，其中所述脑神经或脑血管疾病包括阿尔兹海默(氏)病、帕金森症、亨廷顿氏病、朊蛋白病、脑软化病、致死的家族性失眠症、人类的纹状体脊髓变性病、羊瘙痒病，疯牛病、肌萎缩性(脊髓)侧索硬化、痴呆、多发性硬化症、慢性痛类脑病、脑创伤、癫痫、中风、缺氧缺血脑损伤、艾滋病。
13.根据权利要求11所述的制备药物中的用途，其中所述心血管疾病包括心肺侧流、肺气肿、呼吸窘迫综合征、心脏缺血或再灌注、中毒性休克综合征、成人呼吸窘迫综合征、恶病质、心肌炎、动脉粥样硬化、冠心病和突发性心脏病类心脏和血管性疾病。
14.根据权利要求11所述的制备药物中的用途，其中所述炎症感染性疾病包括炎性肠病、糖尿病、类风湿性关节炎、哮喘、肝硬变、异体排斥、脑脊髓炎、脑(脊)膜炎、胰腺炎、腹膜炎、血管炎(病)、淋巴细胞性脉络丛脑膜炎、脉络丛脑膜炎、肾小球肾炎、全身性红斑狼疮、胃肠蠕动紊乱、肥胖症、饥饿症、肝炎和肾衰竭。
15.根据权利要求11所述的制备药物中的用途，其中所述眼科疾病包括糖尿病性视网膜病、眼色素层炎、青光眼、睑炎、睑板腺囊肿、过敏性眼病、角膜溃疡、角膜炎、白内障、老年性黄斑退行性改变和视神经炎。
【文档编号】A61P25/20GK103804309SQ201210447383
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2012年11月9日 优先权日:2012年11月9日
【发明者】王玉强, 姚辉, 吴传斌, 陶亮, 孙业伟 申请人:广州喜鹊医药有限公司