作为cftr调节剂的吡啶基衍生物的制作方法

专利名称：作为cftr调节剂的吡啶基衍生物的制作方法
技术领域：
本发明涉及可用作ATP-结合盒(“ABC”)转运蛋白或其片段(包括囊性纤维化跨 膜传导调节因子(“CFTR”))的调节剂、其组合物和与之有关的方法。本发明也涉及使用这 种调节剂治疗ABC转运蛋白介导的疾病的方法。本发明的背景ABC转运蛋白是一组膜转运蛋白，其调节各种药理活性剂、潜在毒性药物和异生物 质的转运。ABC转运蛋白是同源性膜蛋白，它们结合和利用细胞三磷酸腺苷(ATP)供它们的 特异性活性。这些转运蛋白中有些被发现是多药耐药性蛋白(象MDR1-P糖蛋白或多药耐 药性蛋白MRP1)，为恶性癌细胞防御化疗剂。直到现在，已经鉴别了 48种人ABC转运蛋白， 基于它们的序列同一性和功能分为7个家族。ABC转运蛋白在体内具有多种重要的生理作用，并且提供对来自环境的有害化合 物的防御。因此，它们代表重要的潜在药物靶，因为可以治疗与该转运蛋白缺陷相关的疾 病、防止药物从靶细胞中被转运出来和干预ABC转运蛋白活性调节可能有益的其他疾病。与疾病相关的ABC转运蛋白家族成员之一是cAMP/ATP-介导的阴离子通道CFTR。 CFTR在各种细胞类型中被表达，包括吸收和分泌细胞，其中它调节阴离子流过膜和其他离 子通道和蛋白的活性。在上皮细胞中，CFTR的正常功能是维持全身包括呼吸和消化组织 中电解质转运的关键。CFTR是大约1480个氨基酸组成的蛋白质，这些氨基酸编码由跨膜 区的串联重复单元构成的蛋白质，所述跨膜区各包含六个跨膜螺旋和一个核苷酸结合结构 域。两个跨膜区被一个大的极性调节性(R)_结构域分开，后者含有多个调节通道活性和细 胞运输的磷酸化位点。编码CFTR的基因已被鉴别和测序(参见Gregory，R. J.等人(1990) Nature 347 382-386 ；Rich, D. P.等人(1990)Nature 347:358-362)，(Riordan, J. R.等人(1989) Science 245:1066-1073)。这种基因的缺陷导致CFTR突变，从而引起囊性纤维化(“CF”)， 这是人类最常见的致命性遗传疾病，影响大约两千五百分之一在美国出生的婴儿。在全部 美国人口中，多达一千万人携带有缺陷性基因的单一副本，没有明显的疾病效应。相反，带 有两个CF相关性基因副本的个体患有CF的虚弱性和致命效应，包括慢性肺病。在囊性纤维化患者中，在呼吸上皮中内源性表达的CFTR中的突变造成顶端阴离 子分泌减少，导致离子和流体转运失衡。产生的阴离子转运减少促成了肺中粘液蓄积增加 且附带微生物感染，最终导致CF患者死亡。除了呼吸疾病以外，CF患者通常患有胃肠问题 和胰腺机能不全，如果不进行治疗，就会导致死亡。此外，存在囊性纤维化的男性不育，且存 在囊性纤维化的女性生育力降低。与两个CF相关基因副本的严重效应相反，带有单一 CF 相关基因副本的个体表现对霍乱和腹泻所致脱水的抗性增加_这也许解释了人群内相对 高频率的CF基因的原因。CF染色体CFTR基因的序列分析已经揭示了各种致病性突变(Cutting，G. R.等人 (1990)Nature 346 :366_369 ；Dean, M.等人(1990)Cell 61 863 870 ；和 Kerem, B-S.等 人(1989) Science 245 1073-1080 ；Kerem, B-S 等人(1990) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 87
148447-8451)。迄今为止，已经鉴别了> 1000种导致疾病的CF基因突变(http://WWW. genet, sickkids. on. ca/cftr/)。最普遍的突变为CFTR氨基酸序列508位苯丙氨酸的缺失且通 常被称为AF508-CFTR。这种突变发生在大约70%囊性纤维化病例中并且与严重性疾病相关。AF508-CFTR中508残基的缺失妨碍了初生蛋白正确地折叠。这导致该突变蛋白 不能退出内质网(“ER”)和运输至质膜。其结果是，膜中通道数量远远少于表达野生型CFTR 的细胞。除了转运减低以外，突变还导致有缺陷的通道门控。总之，膜中通道数量减少和 有缺陷的门控引起跨越上皮的阴离子转运减少，引起有缺陷的离子和体液转运(Quinton， P.M. (1990), FASEB J. 4 =2709-2727) 不过，研究已经显示，膜中AF508-CFTR的数量减少 是功能性的，尽管少于野生型 CFTR(Dalemans 等人，(1991)，Nature Lond. 354 :526_528 ； Denning 等人，文献同上；Pasyk 和 Foskett (1995)，J. Cell. Biochem. 270 12347-50)。除了 AF508-CFTR以外，其它导致有缺陷的转运、合成和/或通道门控的致病性CFTR突变可能被 增量或减量调节，以改变阴离子分泌和改变疾病进展和/或严重性。尽管CFTR除了阴离子以外还转运多种分子，不过显然这种作用(阴离子的转运) 代表了跨越上皮转运离子和水的重要机理中的一种要素。其他要素包括上皮Na+通道、 ENaC、Na72Cl7K+共同转运蛋白、Na+-K+-ATP酶泵和底外侧膜K+通道，它们负责摄取氯化物 进入细胞。这些要素一起发挥作用，经由它们在细胞内的选择性表达和定位实现跨越上皮的 定向转运。借助存在于顶端膜上的ENaC与CFTR和在细胞底外侧表面上表达的Na+-K+-ATP 酶泵与cr通道的协调活性，发生氯化物的吸收。氯化物从腔侧的次级主动转运引起细胞 内氯化物的蓄积，然后可以被动地经由Cl_通道离开细胞，导致向量转运。Na72Cl7K+共同 转运蛋白，Na+-K+-ATP酶泵和底外侧膜K+通道在底外侧表面上的排列和腔侧上的CFTR协调 氯化物经由腔侧上CFTR的分泌。因为水可能从不主动转运其本身，它跨越上皮的流动依赖 于由钠和氯化物的大量流动所生成的微小跨上皮渗透梯度。除了囊性纤维化以外，CFTR活性的调节也可以有益于其它不直接由CFTR突变所 导致的疾病，如分泌性疾病和其它由CFTR介导的蛋白质折叠疾病。这些疾病包括但不限于 慢性阻塞性肺疾病(C0PD)、干眼病和斯耶格伦综合征。C0PD是以气流受限为特征的，它是进行性的，不是完全可逆的。气流受限是由于 粘液分泌过多，肺气肿和细支气管炎所致。突变或野生型CFTR的活化剂提供C0PD中常见 的粘液分泌过多和粘液纤毛廓清率减低的潜在治疗。具体而言，增加跨越CFTR的阴离子分 泌可以有利于体液转运进入气道表面液体，以水化粘液，优化纤毛周围的体液粘度。这将引 起粘液纤毛廓清率增强和与C0PD有关的症状减少。干眼病是以泪水产生降低和异常泪膜 脂质，蛋白质与粘蛋白行为为特征的。干眼有很多原因，其中一些包括年龄，Lasik眼手术， 关节炎，药物治疗，化学/热灼伤，变态反应和疾病，如囊性纤维化和斯耶格伦氏综合征。增 加经由CFTR的阴离子分泌将增强体液从角膜内皮细胞和眼周围分泌腺体的转运，以增加 角膜的水化作用。这将有助于缓解与干眼病有关的症状。斯耶格伦综合征是一种自身免疫 疾病，其中免疫系统攻击体内各处产生水分的腺体，包括眼、口、皮肤、呼吸组织、肝、阴道和 肠。症状包括眼、口和阴道干燥以及肺疾病。该疾病也与类风湿性关节炎，系统性狼疮，系 统性硬化和多肌炎/皮肤肌炎有关。有缺陷的蛋白质转运据信会导致该疾病，治疗选择是
15有限的。CFTR活性调节剂可以水化各种受疾病影响的器官，帮助改善有关症状。正如上文所讨论的，据信AF508-CFTR中508残基的缺失防止初生蛋白正确地折 叠，导致这种突变蛋白不能退出ER和运输至质膜。其结果是，存在于质膜的成熟蛋白数量 不足，上皮组织内氯化物的转运显著减少。事实上，这种ABC转运蛋白被ER机构有缺陷的 ER加工的细胞现象已被显示不仅是CF疾病的基础，而且是广泛的其它孤立性与遗传性疾 病的基础。ER机构可能发生故障的两种方式要么是与蛋白质的ER输出的偶联丧失，引起降 解，要么是这些有缺陷/误折叠的蛋白质的ER蓄积[Aridor M.等人，Nature Med.，5(7)， pp 745-751(1999) ；Shastry, B. S.等人，Neurochem. International，43，pp 1-7(2003)； Rutishauser, J.等人，Swiss Med ffkly, 132, pp 211-222(2002) ；Morello，JP 等人，TIPS, 21，pp. 466-469(2000) ；Bross P.等人，Human Mut.，14，pp. 186-198 (1999)]。与第一类 ER 故障有关的疾病有囊性纤维化(由误折叠的AF508-CFTR引起，正如上文所讨论的)，遗传 性肺气肿(由al-抗胰蛋白酶非Piz变体引起)，遗传性血色素沉着症，凝血-纤维蛋白溶 解缺陷症，如蛋白C缺陷症，1型遗传性血管性水肿，脂质加工缺陷症(lipid processing deficiencies)，如家族性高胆固醇血，1型乳糜微粒血症，无3脂蛋白血症，溶酶体贮积 病，如I-细胞疾病/假性-赫尔勒综合症(pseudo-Hurler)，粘多糖病(由溶酶体加工酶引 起)，桑德霍夫/泰-萨克斯病(Sandhof/Tay-Sachs)(由0 -己糖胺酶引起)，克里格勒-纳 贾尔综合症(Crigler-Najjar)II型(由UDP-葡糖醛基-sialyc-转移酶引起)，多内分泌 腺病/高胰岛素血症(hyperinsulemia)，糖尿病(由胰岛素受体引起)，拉伦(Laron)侏儒 症(由生长激素受体引起)，髓过氧化物酶(myleoperoxidase)缺乏症，原发性甲状旁腺机 能减退症(由前促甲状旁腺激素引起)，黑色素瘤(由酪氨酸酶引起)。与后一类ER故障有 关的疾病有聚糖病(glycanosis)⑶G 1型，遗传性肺气肿(由a 1-抗胰蛋白酶PiZ变体引 起)，先天性甲状腺功能亢进症，成骨不全(由I、II、IV型前胶原引起)，遗传性低纤维蛋白 原血症(由纤维蛋白原引起)，ACT缺乏症(由a 1-抗凝乳蛋白酶引起)，尿崩症(DI)，后 叶激素运载蛋白性(neurophyseaDDI (由后叶加压素/V2-受体引起)，肾性DI (由水通道 蛋白II弓丨起)，夏-马-图(Charcot-Marie Tooth)综合征(由外周髓磷脂蛋白22引起)， 佩-梅(Perlizaeus-Merzbacher)病，神经变性疾病，如阿尔茨海默(Alzheimer' s)病 (由0APP和早老蛋白引起)，帕金森(Parkinson' s)病，肌萎缩性侧索硬化，进行性核上 性麻痹，皮克(Pick' s)病，若干聚谷氨酰胺神经障碍，如亨廷顿(Huntington)病，I型脊 髓小脑性共济失调(spinocerebullar ataxia type I)，脊髓与延髓肌肉萎缩，齿状核红核 (dentatorubal)苍白球丘脑下部核萎缩，和肌强直性营养不良，以及海绵状脑病，如遗传性 克-雅(Creutzfeldt-Jakob)病(由朊病毒蛋白加工缺陷引起)，法布里(Fabry disease) 病(由溶酶体a-半乳糖苷酶A引起)，斯-施(Straussler-Scheinker)综合征，慢性阻塞 性肺疾病(C0PD)，干眼病和斯耶格伦(Sj6grenZ s)综合征。除了 CFTR活性的增量调节以外，CFTR调节剂减少CFTR分泌阴离子也可以有益于 分泌性腹泻的治疗，其中作为促分泌性活化的氯化物转运的结果，上皮水转运戏剧性地增 加。该机理牵涉cAMP的升高和CFTR的刺激。尽管腹泻有大量原因，不过由过量氯化物转运所致腹泻性疾病的主要后果是共同 的，包括脱水、酸中毒、生长减退和死亡。急性与慢性腹泻在世界很多地区代表了主要的医学问题。腹泻在不到五岁的儿童中既是营养不良的显著因素，又是死亡的主导原因(5，000, 000例死亡/年)。分泌性腹泻也是获得性免疫缺陷综合征(AIDS)和慢性炎性肠疾病(IBD)患者中 的危险病症。每年从工业化国家到发展中国家旅行的人中有一千六百万人患上腹泻，腹泻 病例的严重性和数量因旅行的国家和地区而异。牲畜和宠物，如牛、猪、马、绵羊、山羊、猫和狗的腹泻也称为家畜腹泻病，是这些动 物死亡的主要原因。腹泻可以由任何重大转变所致，如断奶或身体运动，以及应答于多种细 菌或病毒感染，一般发生在动物生命的前几个小时内。最常见的致腹泻性细菌是肠毒原性大肠杆菌(ETEC)，具有K99纤毛抗原。腹泻的 常见病毒原因包括轮状病毒和冠形病毒。其他感染性成分包括隐孢子虫、兰伯氏贾第虫和 沙门氏菌等。轮状病毒感染的症状包括水样便的排泄，脱水和虚弱。冠形病毒导致更严重的新 生动物疾病，具有比轮状病毒感染更高的死亡率。不过经常是年幼动物可能同时感染有一 种以上病毒或者病毒与细菌微生物的组合。这戏剧性地增加疾病的严重性。因此，对可以用于调节哺乳动物细胞膜中ABC转运蛋白活性的ABC转运蛋白活性 调节剂及其组合物存在需求。对使用这种ABC转运蛋白活性调节剂治疗ABC转运蛋白介导的疾病的方法存在需 求。对调节离体哺乳动物细胞膜中ABC转运蛋白活性的方法存在需求。对可以用于调节哺乳动物细胞膜中CFTR活性的CFTR活性调节剂存在需求。对使用这种CFTR活性调节剂治疗CFTR-介导的疾病的方法存在需求。对调节离体哺乳动物细胞膜中CFTR活性的方法存在需求。发明_既述目前发现本发明的化合物及其药学上可接受的组合物用作ABC转运蛋白活性、特 别是CFTR活性的调节剂。这些化合物具有式I:
权利要求
式I的化合物或其药学上可接受的盐，其中RN是H、烷基、芳基、杂芳基、芳烷基、环烷基或杂环烷基；A是任选地被取代的3 7元单环；B任选地与5 7元环稠合，所述5 7元环选自脂环族基团、芳基、杂环基团和杂芳基；R1是卤素、烷基、OH、烷氧基、烷硫基、三氟甲氧基；或相邻原子上的两个R1一起形成其中J选自CH2、CF2或C(CH3)2；W独立地是键或(C1 C6)亚烷基链，其中至多两个W的亚甲基单元独立地被 CO 、 O 、 S 、 SO2 或 NR′ 替代；R′独立地是H、烷基、芳基、杂芳基、芳烷基、环烷基或杂环基团；RW独立地是H、卤素、CN、NO2、N(R)2、CF3、OCF3、OH、OR、C(O)R、CO2R、C(O)N(R)2、 O(C1 C6)亚烷基 OR、 O(C1 C6)亚烷基 N(R)2、 O(C1 C6)亚烷基 杂环或任选地被取代的脂族基团、脂环族基团、芳基、芳氧基、杂环基团或杂芳基，其中在被取代时，Rw被至多两个R2取代；R2是卤素、CN、NO2、CF3、OCF3、OR、OC(O)R、OC(O)N(R)2、SR、S(O)R、SO2R、SO2N(R)2、SO3R、C(O)R、CO2R、C(O)N(R)2、N(R)2、NRC(O)R、NRCO2R、NRC(O)N(R)2、NRSO2R、B(OR)2或NRSO2N(R)2；R独立地是H、烷基、环烷基、杂环基团、芳基或杂芳基；n是1或2；w是包括0和4在内的0 4的整数；且x是包括0和5在内的0 5的整数；条件是当W是键且Rw是脂环族基团、杂脂环族基团、芳基或杂芳基时， W Rw与吡啶基环的3 或4 位连接。FPA00001233058500011.tif,FPA00001233058500012.tif
2.权利要求1的化合物，其中A选自
3.权利要求2的化合物，其中A是f Ρ
4.权利要求2的化合物，其中A是^^
5.权利要求1的化合物，其中R1选自氯、甲基、0H、甲氧基、甲硫基和三氟甲氧基。
6.权利要求1的化合物，其中相邻原子上的两个R1—起形成人.其中J选自CH2、
7.权利要求6的化合物，其中J是CH2。
8.权利要求6的化合物，其中J是CF2。
9.权利要求1的化合物，其中Rn是H或烷基。
10.权利要求1的化合物，其中W是键。
11.权利要求1的化合物，其中W是任选地被取代的(C1-C6)亚烷基链。
12.权利要求1的化合物，其中W选自-ch2-、-NH-,-ο-、-co-和-och2-。
13.权利要求1的化合物，其中Rw选自Η、0Η、杂环基团、芳基、苯基、杂芳基、卩比啶基、烷 氧基、环烷基和环己基。
14.权利要求1的化合物，其中-W-Rw是无环基团。
15.权利要求1的化合物，其中-W-Rw是芳基、杂芳基、脂环族基团或杂脂环族环。
16.权利要求1的化合物，其中^『、选自如下
17.权利要求1的化合物，其中^！^^选自如下
18.权利要求1的化合物，具有式la 或其药学上可接受的盐，其中 J 是 CH2 或 CF2 ；W独立地是键或任选被R2取代的(C1-C6)亚烷基链，其中至多两个W的亚甲基单元独 立地被-CO-、-0-或-NR‘-替代； R'独立地是H或烷基；Rw 独立地是 H、卤素、CN、N(R)2、CF3、OH、C02R、C(0)N(R)2、-0(C1-C6)亚烷 基-0R、-0(C1-C6)亚烷基-N(R)2、-0(C1-C6)亚烷基-杂环或任选地被取代的脂族基团、脂 环族基团、芳基、芳氧基、杂环基团或杂芳基，其中在被取代时，Rw被至多两个R2取代； R2 是卤素、OR、C02R、C (0) N (R) 2、S02N (R) 2、B (OR) 2 或 N (R) 2 ; R独立地是H、烷基、环烷基、杂环基团、芳基或杂芳基； n是1或2 ；且w是包括0和4在内的0-4的整数；条件是当W是键且Rw是脂环族基团、杂脂环族基团、芳基或杂芳基时，-ff-Rw与吡啶基 环的3-或4-位连接。
19.权利要求18的化合物，其中J是CH2。
20.权利要求18的化合物，其中J是CF2。
21.权利要求18的化合物，其中-W-Rw是无环基团。
22.权利要求18的化合物，其中-w-r是芳基、杂芳基、脂环族基团或杂脂环族环。
23.权利要求18的化合物，其中^『、选自如下-F、_CH3、_CH2CH3、-CN、_CF3、_C0NH2、_CH2CH (CH3) 2、
24.权利要求18的化合物，其中^『、选自如下
25.权利要求1的化合物，具有式lb
26.权利要求25的化合物，其中相邻原子上的两个R1 —起形成
27.权利要求25的化合物，其中相邻原子上的两个R1 —起形成
28.权利要求25的化合物，其中^！？^选自如下
29.权利要求1的化合物，具有式Ic
30.权利要求29的化合物，其中相邻原子上的两个 R1一起形成
31.权利要求29的化合物，其中相邻原子上的两个R1一起形成
32.权利要求29的化合物，其中－W(Rw)n选自如下 -CH3、 -CH2CH3、-CH2CH (CH3)2、
33.权利要求1的化合物，其中该化合物选自表1。
34.药物组合物，所述组合物包含(i)权利要求1的化合物；和(ii)药学上可接受的载体。
35.权利要求34的组合物，所述组合物还包含另外的活性剂，所述另外的活性剂选自 溶粘蛋白剂、支气管扩张剂、抗生素、抗感染料、抗炎剂、CFTR校正剂和营养剂。
36.调节细胞膜中ABC转运蛋白的方法，所述方法包括使所述细胞与权利要求1的化合 物接触的步骤。
37.权利要求36的方法，其中所述ABC转运蛋白是CFTR。
38.治疗患者中牵涉ABC转运蛋白活性的病症、疾病或障碍的方法，所述方法包括对所 述患者给予权利要求1-33任一项的化合物的步骤。
39.权利要求38的方法，其中所述ABC转运蛋白是CFTR。
40.权利要求38的方法，其中所述病症、疾病或障碍选自囊性纤维化，遗传性肺气肿， 遗传性血色素沉着症，凝血-纤维蛋白溶解缺陷症，如C蛋白缺陷症，1型遗传性血管性水 肿，脂质加工缺陷症，如家族性高胆固醇血症，1型乳糜微粒血症，无3脂蛋白血症，溶酶体 贮积病，如I-细胞疾病/假性-赫尔勒综合症，粘多糖病，桑德霍夫/泰-萨克斯病，克里格 勒-纳贾尔综合症II型，多内分泌腺病/高胰岛素血症，糖尿病，拉伦侏儒症，髓过氧化物 酶缺乏症，原发性甲状旁腺机能减退，黑色素瘤，聚糖病CDG 1型，遗传性肺气肿，先天性甲 状腺机能亢进症，成骨不全，遗传性低纤维蛋白原血症，ACT缺乏症，尿崩症(di)，后叶激素 转运蛋白性di，肾性DI，夏-马-图综合征，佩-梅病，神经变性疾病，如阿尔茨海默病，帕 金森病，肌萎缩性侧索硬化，进行性核上性麻痹，皮克病，若干聚谷氨酰胺神经障碍，如亨廷 顿病，I型脊髓小脑性共济失调，脊髓与延髓肌肉萎缩，齿状核红核苍白球丘脑下部核萎缩， 和肌强直性营养不良，以及海绵状脑病，如遗传性克_雅病，法布里病，斯_施综合征，C0PD， 干眼病和斯耶格伦病。
41.用于体外或体内测定生物样品中ABC转运蛋白或其片段活性的试剂盒，所述试剂 盒包括(i)包含权利要求1的化合物的第一种组合物；和(ii)关于下列内容的说明书a)使所述组合物与所述生物样品接触；b)测定所述ABC转运蛋白或其片段的活性。
全文摘要
本发明涉及式(I)的可用作ATP-结合盒(“ABC”)转运蛋白或其片段(包括囊性纤维化跨膜传导调节因子(“CFTR”))的调节剂、其组合物和与之有关的方法。本发明还涉及使用这种调节剂治疗ABC转运蛋白介导的疾病的方法。
文档编号C07D405/14GK101981011SQ200980111627
公开日2011年2月23日 申请日期2009年3月25日 优先权日2008年3月31日
发明者B·贝尔, M·米勒, P·格鲁特努伊斯, S·哈迪达-鲁阿, 周竞兰 申请人:沃泰克斯药物股份有限公司