专利名称：环杷明类似物及其使用方法
环杷明类似物及其使用方法本发明专利申请是国际申请日为2005年8月沈日、国际申请号为PCT/ US2005/030406、进入中国国家阶段的申请号为200580035365. 7、发明名称为“环杷明类似物及其使用方法”的发明专利申请的分案申请。相关申请本申请涉及以下美国申请2004年8月27日提交的系列号60/605，020，2004年 10月8日提交的系列号60/617，170，2004年11月5日提交的系列号60/625，676，2005年 5月19日提交的系列号60/683，169，这些文献，每篇全文纳入本文作为参考。
背景技术：
hedgehog信号转导途径对于胚胎发育期间的许多过程非常必要。分泌型蛋白的 hedgehog家族成员控制细胞增殖、分化和组织图式形成(patterning)。虽然该途径首先在果蝇中破译，但已证明其在无脊椎动物与脊椎动物，包括人中高度保守。胚胎形成后， hedgehog信号转导途径的总活性在大多数细胞中降低，但在某些成人细胞类型中仍维持活性。最近，有研究显示hedgehog途径的不受控激活导致某些类型的癌症，如下所述。Hedgehog多肽是分泌型蛋白质，其在hedgehog途径中起到信号转导配体的功能。 示范性hedgehog基因与蛋白质见PCT公布的WO 95/18856与WO 96/179 所述。在人中发现了 hedgehog 蛋白的三种不同形式Sonic hedgehog(Shh)、Desert hedgehog(Dhh)与 Indian hedgehog Qhh)。Sonic hedgehog是哺乳动物中最普遍的hedgehog成员，也是家族 hedgehog中得到最充分鉴定的配体。分泌前，Shh经过分子内切割与脂质修饰反应。脂质修饰的肽负责所有信号转导活性。两种跨膜蛋白12-跨膜修补受体(Patched receptor) (Ptc)和7_跨膜平滑蛋白 (Smoothened protein) (Smo)参与 hedgehog 途径中的信号转导。本领域的发现提示，Hedgehog通过与Ptc结合起作用，从而解除(realease) Ptc对 Smo的抑制作用。由于Ptc和Smo均是跨膜蛋白，有人提出它们物理结合以形成受体复合物的设想，虽然间接作用机理也是可能的。Smo从Ptc的抑制中去阻遏最可能涉及Smo构象改变。然而，Ptc对Smo的活性不是至关重要的，因为在完全没有修补蛋白时Smo变为组成型激活(Alcedo 等，同上；Quirk 等，(1997)，Cold Spring Harbor Symp. Quant. Biol.，62 217-226)。一旦Smo去阻遏，其快速且高度磷酸化并转导能通过Gli转录因子(果蝇Ci蛋白的同源物)激活转录的信号(Alexandre 等，(1996)，Genes Dev.，10 :2003-13))。Glil 转录因子上调参与生长与发育的许多基因(Alexandre等，同上)。Hedgehog信号转导在发育的许多阶段，特别是在左右对称性形成中至关重要。hedgehog信号转导丧失或降低导致多种发育缺陷和畸形，最明显的一种情况是独眼(Belloni等，(1996), Nature Genetics, 14 :353-6)。最近，有报道说散发基底细胞癌(Xie等，(1998)，Nature, 391 :90-2)和中枢神经系统中的原发性神经外胚层瘤(Reifenberger等，(1998), Cancer Res, 58 1798-803)中发生活化性(activating) hedgehog途径突变。许多类型的癌症也显示hedgehog途径的不受控激活，例如胃肠道癌症，包括胰腺癌、食道癌、胃癌(Berman等，(2003), Nature,425 846-51 ；Thayer 等，(2003)，Nature,425 :851-56)；肺癌(Watkins 等，(2003)，Nature, 422 :313-317)；前列腺癌(Karhadkar 等，(2004)，Nature,431 :707-12 ；Sheng 等，(2004)， Molecular Cancer, 3 :29-42 ；Fan等，(2004) ,Endocrinology, 145 :3961-70)；乳腺癌(Kubo 等，。004)，Cancer Research, 64 :6071-74 ；Lewis 等，。004)，Tournal of Mammary Gland Biology and Neoplasia^ :165-181)与肝细胞癌(Sicklick等，Q005)，“ASCO大会”(ASC0 conference) ；Mohini 等，^00 ，“AACR 大会” (AACR conference))。在he此ehog途径不受控激活的许多不同癌症类型中，已证明hedgehog途径的小分子抑制导致细胞死亡(参见，例如Berman等，2003，Nature, 425 :846-51)。目前，正在通过抑制Hedgehog途径活性的一个或多个方面能获得病症或疾病的治疗性作用的许多临床病症中研究Hedgehog途径拮抗剂。虽然主要的焦点集中于癌症，研究人员发现hedgehog途径的小分子抑制显示能缓解银屑病的症状(Tas等，2004， Dermatology, 209 126-131，公布的美国专利申请20040072913 (纳入本文作为参考))。银屑病是极其常见的慢性皮肤病，其典型特征是通常含有具银色鳞片的斑块和红斑丘疹的皮肤损伤，虽然皮肤和身体的其它部分都会有差异。目前认为银屑病是自身免疫疾病，但是其病原学仍不了解。吸引许多兴趣的hedgehog途径抑制剂是天然产物环杷明。发现放牧的绵羊的后代生来具有严重的出生畸形后，在1966年从百合加州藜芦(Veratrum californicum)中首次分离出环杷明。为鉴定导致出生畸形的物质，FDA研究了四基因(tetragens)可能的来源并鉴定了类固醇生物碱的蒜藜芦碱家族，包括化合物环杷明，因为四基因导致出生畸形。多年以后，发现环杷明的作用机理是抑制hedgehog途径活性(Cooper等，(1998)， Science, 280 1603-7 ;Chen 等，(2002)，Genes and Development，16 :2743-8)。环杷明与相关化合物显示能对hedgehog途径起作用而具有抗癌症活性。虽然开始时很有希望，但此家族的化合物或其类似物中无一成功地开发为抗癌症药物。本发明实现了这种需要并具有其它优点。发明概述本发明提供环杷明家族的类固醇生物碱类似物，所述类似物可用于抑制细胞增殖和/或促进细胞凋亡，例如用于治疗增殖性疾病，如癌症。本发明的hedgehog途径拮抗剂可用于在例如具有以下表型的患者中抑制细胞或组织增殖(或其它生物学结果)Ptc丧失功能、Smo获得功能或He此ehog获得功能。在某些应用中，可利用本发明抵消Hedgehog途径有害激活的表型作用，例如 Hedgehog获得功能、Ptc丧失功能或Smo获得功能的突变所致的Hedgehog途径有害激活。 例如，本方法可包括使细胞(体外或体内)与含量足以拮抗Smo依赖性途径激活的本发明 hedgehog途径拮抗剂(下文定义)接触。这种拮抗剂可终止或减缓有害的细胞增殖并可导致细胞死亡。在某些实施方案中，本发明的方法与化合物可用于在体外和/或体内调节细胞增殖和/或细胞死亡，例如用于治疗头、颈、鼻腔、鼻窦、鼻咽、口腔、口咽、喉、舌、唾液腺、神经节细胞瘤、胰腺、胃、皮肤、食道、肝脏和胆道系统(biliarytree)、骨、小肠、结肠、直肠、卵巢、前列腺、肺、乳腺、淋巴系统、血液、骨髓、中枢神经系统或脑的恶性疾病。在某些实施方案中，本发明的方法与化合物可用于治疗对象的银屑病症状。本发明化合物可作为单一药物或与一种或多种抗银屑病药物联用来治疗银屑病。在具体的实施方案中，本发明化合物局部给予需要的对象。本发明化合物还可配制为含有药学上可接受的赋形剂的药物制品以给予患者作为癌症治疗方法。可将本发明的hedgehog途径拮抗剂和/或含有它们的制品给予患者来治疗涉及有害细胞增殖的疾病，例如头、颈、鼻腔、鼻窦、鼻咽、口腔、口咽、喉、舌、唾液腺、神经节细胞瘤、胰腺、胃、皮肤、食道、肝脏和胆管(biliary tree)、骨、小肠、结肠、直肠、卵巢、 前列腺、肺、乳腺、淋巴系统、血液、骨髓、中枢神经系统或脑的癌症和/或肿瘤。在某些实施方案中，可全身性(例如胃肠外)和/或部分性(locally)(如局部(topically))给予这种化合物或制品。发明详述本文所用术语的定义应结合各术语在化学和药学领域公认的该领域目前状态的定义。在适当之处给出了范例。除非局限于具体实例，这些定义适用于整个说明书中所用的术语，无论是单独使用还是作为较大基团的一部分。术语“杂原子”是本领域公认的，指除碳或氢以外的任何元素。示范性杂原子包括硼、氮、氧、磷、硫和硒。术语“烷基”是本领域公认的，包括饱和的脂族基团，包括直链烷基、支链烷基、环烷基(脂环族)、烷基取代的环烷基与环烷基取代的烷基。在某些实施方案中，直链或支链烷基在其骨架具有约30个或更少的碳原子(例如，C1-C3tl的直链、C3-C3tl的支链)，或者约 20个或更少的碳原子。类似地，环烷基在其环结构具有约3-约10个碳原子，或者在环结构中具有约5、6或7个碳。除非另有说明，可任选用合适的取代基取代烷基。取代基的数目通常受限于烷基上可用的化合价的数目；因此，可通过替换存在于未取代基团上的一个或多个氢原子来取代烷基。烷基的合适取代基包括卤素、=0、= N-CN、= N-OR，、= NR，、0R，、 NR，2、SR，、S02R，、S02NR，2、NR，SO2R \ NR' CONR’ 2、NR，C00R，、NR，C0R，、CN、C00R，、C0NR，2、 00CR，、COR，与NO2，其中R，各自独立为H、C1-C6烷基、C2-C6杂烷基、C1-C6酰基、C2-C6杂酰基、C6-C10芳基、C5-C10杂芳基、C7-C12芳基烷基或C6-C12杂芳基烷基，每个R’任选为一个或多个选自卤素、C1-C4烷基、C1-C4杂烷基、C1-C6酰基、C1-C6杂酰基、羟基、氨基和=0的基团取代；并且其中同一取代基上或毗邻原子上的两个R’可相连以形成任选最多含有3个选自 N、0和S的杂原子的3-7元环。除非碳原子数目另有说明，“低级烷基”指如上定义但在其骨架中具有1-约10个碳原子，或者1-约6个碳原子的烷基。类似地，“低级烯基”和“低级炔基”具有相似的链长。术语“芳烷基”是本领域公认的，指用芳基(例如，芳族或杂芳族基团)取代的烷基。术语“烯基”和“炔基”是本领域公认的，指不饱和脂族基团，其长度类似和可能的取代与上述烷基相似，但分别含有至少一个双键或三键，也可含有双键和三键混合物。除非另有说明，也可任选用上述烷基的相同取代基取代烯基和炔基。“杂烷基”、“杂烯基”和“杂炔基”等与相应的烃基(烷基、烯基和炔基)类似定义， 但“杂”术语指在骨架残基中含有1-3个0、S或N杂原子或其组合的基团；因此相应烷基、烯基或炔基的至少一个碳原子为所述杂原子之一所取代从而形成杂烷基、杂烯基或杂炔基。 烷基、烯基和炔基的杂合形式(heteroform)的典型与优选的大小通常与相应的烃基相同， 杂合形式中可能存在的取代基与上述烃基的相同。除非另有说明，也出于化学稳定性的原因，应知道这种基团不包含两个以上连续的杂原子，除了 N或S上的氧代基团，例如磺酰基。术语“芳基”是本领域公认的，指含有0-4个杂原子的5、6和7元单环芳族基团，例如苯、萘、蒽、芘、吡咯、呋喃、噻吩、咪唑、噁唑、噻唑、三唑、批唑、批啶、吡嗪、哒嗪和嘧啶等。 在环结构中具有杂原子的那些芳基也称为“芳基杂环”或“杂芳族”。芳环可在一个或多个环位置用上述取代基取代，例如商素、叠氮化物、烷基、芳烷基、烯基、炔基、环烷基、羟基、烷氧基、氨基、硝基、巯基、亚氨基、酰氨基、膦酸酯、次膦酸酯(phosphinate)、羰基、羧基、甲硅烷基、醚、烷硫基、磺酰基、亚磺酰氨基(sulfonamide))、酮、醛、酯、杂环基(heterocyclyl)、 芳族或杂芳族部分、-CF3, -CN等。术语“芳基”也包括具有两个或多个环的多环系统，其中两毗邻环共用两个或多个碳(所述环是“稠合环”)，其中至少一个环是芳族，例如另一环可以是环烷基、环烯基、环炔基、芳基和/或杂环基。术语“邻”、“间”和“对”是本领域公认的，分别指1，2-、1，3_和1，4_ 二取代的苯。 例如，名称1，2_，二甲基苯与邻二甲基苯是同义的。术语“杂环基”、“杂芳基”或“杂环基团”是本领域公认的，指其环结构中包含1-4 个杂原子的3-约10元环结构，或者3-约7元环。杂环也可以是多元环。杂环基团包括， 例如噻吩、噻蒽、呋喃、吡喃、异苯并呋喃(isobenzofuran)、色烯(chromene)、咕吨、吩咕吨 (phenoxanthene)、吡咯、咪唑、吡唑、异噻唑、异嚼唑、吡啶、吡嗪、嘧啶、哒嗪、中氮茚、异吲哚、喷哚、喷唑、嘌呤、喹嗪、异喹啉、喹啉、2，3-二氮杂萘、1，5-二氮杂萘、喹喔啉、喹唑啉、 噌啉、蝶啶、咔唑、咔啉、菲啶、吖啶、嘧啶、菲咯啉、吩嗪、吩吡嗪、吩噻嗪、呋咱(furazan)、吩嗯嗪、吡咯烷、四氢呋喃(oxolane)、四氢噻吩(thiolane)、嗯唑、哌啶、哌嗪、吗啉、内酯、内酰胺(如β-丙内酰胺和吡咯烷酮(pyrrolidinone))、磺内酰胺、磺内酯等。杂环可在一个或多个位置用上述取代基取代，例如卤素、烷基、芳烷基、烯基、炔基、环烷基、羟基、氨基、硝基、巯基、亚氨基、酰氨基、膦酸酯、次膦酸酯、羰基、羧基、甲硅烷基、醚、烷硫基、磺酰基、酮、 醛、酯、杂环基、芳族或杂芳族部分、_CF3、-CN等。术语“多环基”或“多环基团”是本领域公认的，指两个或多个环(例如，环烷基、环烯基、环炔基、芳基和/或杂环基)，其中两毗邻环共用两个或多个碳，例如所述环是“稠合环”。经非毗邻原子连接的环称为“桥”环。多环的各环可用上述取代基取代，例如卤素、烷基、芳烷基、烯基、炔基、环烷基、羟基、氨基、硝基、巯基、亚氨基、酰氨基、膦酸酯、次膦酸酯、 羰基、羧基、甲硅烷基、醚、烷硫基、磺酰基、酮、醛、酯、杂环基、芳族或杂芳族部分、-CF3, -CN寸。术语“碳环”是本领域公认的，指其中各环原子是碳的芳族或非芳族环。术语“硝基”是本领域公认的，指-NO2 ；术语“卤素”是本领域公认的，指-F、-Cl、-Br 或-I ；术语“巯基”是本领域公认的，指-SH ；术语“羟基”指-OH ；术语“磺酰基”是本领域公认的，指-S02_。“卤化物”指定为卤素相应的阴离子，“拟卤化物”具有Cotton和Wilkinson 的《高级有机化学》(Advanced Inorganic Chemistry)，第560页给出的定义。术语“胺”、“氨基”和“铵”是本领域公认的，指未取代和取代的胺，例如以下通式所表示的部分
权利要求
1. 一种方法，该方法包括将式2所示第一化合物与环丙基化试剂接触以形成式2所示式2所示第一化合物中R1和R8各自独立为H、烷基、烯基、炔基、芳基、环烷基、杂环烷基、芳烷基、杂芳基、杂芳烷基、卤化物、巯基、烷硫基、芳硫基、芳烷硫基、羟基、烷氧基、芳氧基、酰氧基、氨基、烷基氨基、芳基氨基、酰基氨基、芳烷基氨基、硝基、酰硫基、羧酰胺、磺酰胺、硫酸酯、-OP(L) (OR2q) 2、-X-C (L) -R21 或-X-C (L) -X-R21 ； R1也可以是糖；各X独立为0或NR，其中R是H、烷基、烯基、炔基、芳基、环烷基或芳烷基； L是0或S ；R2和R9独立为H、烷基、烯基、炔基、芳基、环烷基、杂环烷基、腈、芳烷基、烷氧基、芳氧基、酰氧基、羧基、商化物、巯基、烷硫基、芳硫基、芳烷硫基、羟基、氨基、烷基氨基、芳基氨基、酰基氨基、芳烷基氨基、杂芳基或杂芳烷基；R5为H、烷基、烯基、炔基、芳基、环烷基、杂环烷基、芳烷基、烷氧基、芳氧基、酰氧基、卤化物、羟基、氨基、烷基氨基、芳基氨基、酰基氨基、芳烷基氨基、烷硒基、芳烷硒基、芳硒基、 烷硫基、芳烷硫基、芳硫基、杂芳基或杂芳烷基；R3、R4、R6、R7、R13和R14各自独立为H、烷基、烯基、炔基、芳基、环烷基、杂环烷基、芳烷基、 烷氧基、芳氧基、酰氧基、商化物、羟基、氨基、烷基氨基、芳基氨基、酰基氨基、芳烷基氨基、 杂芳基或杂芳烷基；或R1与R2和/或R8与R9和它们所结合的碳连接在一起形成-(C = 0) -、- (C = S) -、- (C =N (OR20)) -、- (C = N (R20)) -、- (C = N (N (R20) (R20)))，或形成含有最多两个选自 N、0 或 S 的杂原子的任选取代的3-8元环；或者R4与R5连接在一起和/或R5与R6连接在一起形成双键； R10与R11连接在一起形成双键；R12是H、烷基、烯基、炔基、芳基、环烷基、杂环烷基、羟基、芳烷基、杂芳基、杂芳烷基、卤代烷基、烷氧基、-C(O)R21, -CO2R21, -SO2R21, -C(0)N(R21) (R21)、-[C(R21)Jtl-R2^ -[(ff)-N(R21) C(O)JqR21, -[(W)-C(O)JqR21, -[(W)-C(O)OJqR21, -[(W)-OC(O)JqR21, -[(W)-SO2] qR21、- [ (W) -N (R21) SO2] qR21、- [ (W) -C (0) N (R21) ] qR21、- [ (W) -0] qR21、- [ (W) -N (R21) ] qR21 或-[(W)-S]/1 ；其中各W独立为双基，q是1、2、3、4、5或6 ；R15、R16和R17独立为H、烷氧基、芳氧基、酰氧基、卤化物、羟基、氨基、烷基氨基、 芳基氨基、酰基氨基、芳烷基氨基；或者R15与R16和与它们结合的碳连接在一起形第二化合物，成-C(O)-或-C(S)-；各R2tl独立为H、烷基、烯基、炔基、芳基、环烷基、杂环烷基、芳烷基、杂芳基或杂芳烷基； 或者同一取代基上的任何两个R2°可结合在一起形成4-8元任选取代的环；各R21独立为H、烷基、烯基、炔基、芳基、环烷基、杂环烷基、芳烷基、杂芳基、杂芳烷基或_[C(R2°)2]P_R25，其中ρ是0-6 ；或者同一取代基上的任何两个R21可结合在一起形成含有最多2个选自N、0、S或P的杂原子的4-8元任选取代的环；与各萨独立为 H、羟基、酰基氨基、-N(R2tl)COR2tl、-N(R2tl)C (O)OR2tl、-N(R2q) SO2(R2q)、-COR20N(R20)2, -OC(O)R20N(R2q) (R20)、-SO2N(R2q) (R20)、-N(R20) (R20)、-COOR20, -C(O) N(OH) (R21)、-0S(0)20R2°、-S(0)20R2°、-0P(L) (OR20) (OR20)^-NP(O) (OR20) (OR20)或-P(O) (OR20) (OR20)；式 2 所示第二化合物中 R1, R2, R3, R\ R6, R7, R8, R9, R12, R13, R14R15, R16 和 R17 如上所定义； 和式2所示第二化合物中Rw与R11连接在一起形成Ib所表示的基团
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括将式2所示第二化合物与酸接触以形成式1所示化合物或其药学上可接受的盐
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，R13、R14、R15、R16和R17是氢。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，R1是羟基、糖、-OP(L)(OR20)2, -X-C(L)-R21 或-X-C(L)-X-R21 ；或者R1和R2与和它们结合的碳连接在一起形成-C(0)-。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，R4和R5连接在一起形成双键。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，R1和R2与和它们结合的碳连接在一起形成-C(O)-。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，R1是羟基，和R2是H。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，R5和R6连接在一起形成双键。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，式2所示第二化合物是
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述环丙基化试剂是1，1-卤代烷基金属络合物。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述1，1_卤代烷基金属络合物由二碘甲烷与K2Si形成。
全文摘要
本发明提供用于调节平滑(蛋白)依赖性途径激活的组合物与方法。本发明提供可用于抵消Hedgehog途径有害激活的表型作用(例如Hedgehog获得功能、Ptc丧失功能或平滑蛋白获得功能的突变所致)的环杷明类似物。本发明的化合物特别可用于治疗癌症。
文档编号C07J75/00GK102241727SQ20111009439
公开日2011年11月16日 申请日期2005年8月26日 优先权日2004年8月27日
发明者A·C·卡斯特罗, J·R·波特, J·亚当斯, M·A·福雷, M·特伦布莱, M·纳瓦莱恩, S·加纳达南奈尔 申请人:无限药品股份有限公司