一类作为IDO抑制剂的喹啉-4-基环己烷类化合物的制作方法

本发明涉及一类喹啉-4-基环己烷类化合物，其药学上可接受的盐、水合物、溶剂化物或立体异构体，及其制备方法以及该类化合物单独或与其他药物联合使用在治疗具有ido介导的色氨酸代谢途径病理学特征的疾病。

背景技术：

色氨酸是人体必需的一种氨基酸。从饮食中获得的色氨酸，一部分用来合成蛋白质以及神经递质5-羟色胺，其余部分则主要通过犬尿氨酸途径(kynureninepathway)进行代谢。吲哚胺2,3-双加氧酶1(ido1)是催化色氨酸沿犬尿氨酸途径代谢的限速酶。当组织细胞中，ido1表达水平高时，大量色氨酸经犬尿氨酸代谢途径代谢，色氨酸含量降低，直接抑制了效应t细胞的活化与增值。而犬尿氨酸途径产生的代谢产物对免疫、生殖及中枢神经系统均有一定的影响，除能直接抑制效应t细胞的存活外，也通过促进调节性t细胞的分化而抑制效应t细胞。研究表明，色氨酸的全尿酸代谢途径是导致肿瘤细胞发生免疫逃逸的重要原因。

近期的研究表明，ido介导的犬尿氨酸代谢的形成还与其他疾病相关。如犬尿氨酸途径与骨髓增生异常综合征(leukres.2013；37(5):573-9)；神经变性疾病、精神分裂症和抑郁(natrevneurosci.2012；13(7):465-77)；阿尔兹海默症(jneuraltransm(vienna).2000；107(3):343-53)；白内障(curreyeres.2009；34(4):274-81)；炎症和败血症(nat.med2010；16(3):279-85)；艾滋病(plosone.2013；8(9):e74551)；等有关。

大量实验数据表明ido抑制剂在肿瘤等多种疾病领域具有治疗和预防作用，具有良好的应用前景，但现有ido抑制剂在临床实验中显示了有效性不足或具有剂量限制毒性，本领域需要开发新型ido抑制剂。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种式(i)所示的化合物或其药学上可接受的盐、水合物、溶剂化物或立体异构体，

其中：

r1选自c1-6炔基、-l-c1-6炔基，其中，l选自-nh-，-o-；

x选自o或s；

r2选自氢、氘、卤素、c1-6烷基、c2-6烯基、c2-6炔基、-cn、-cf3、-chf2、-ocf3、-nh2、-no2，其中烷基、烯基和炔基可被选自卤素、c1-4烷基的取代基取代；

r3和r4分别独立地为氢，卤素、c1-6烷基、c2-6烯基、c2-6炔基、c3-6环烷基；或者，

r3和r4和与其相连的碳原子一起形成3-6元环烷基、3-6元杂环烷基，其中，环烷基和杂环烷基可被c1-4烷基取代。

在另一个方面，本发明提供给式(ii)化合物，

其中，

r1选自c1-6炔基、-l-c1-6炔基，其中，l选自-nh-，-o-；

r2选自氢、氘、卤素、c1-6烷基、c2-6烯基、c2-6炔基、-cn、-cf3、-chf2、-ocf3、-nh2、-no2。

在进一步的实施方式中，本发明提供式(ii)化合物，其药学上可接受的盐、水合物、溶剂化物或立体异构体，其中：

r1选自以下结构：

r3选自氟。

本发明涉及式(i)-式(ii)的典型化合物如表1所示，但并不限于以下实施例：

表1

定义

如上文和本文其它地方所用，下列术语和缩写具有下面所定义的含义。如未定义，则本说明书所使用的所有技术和科学术语均具有本领域普通技术人员通常所理解的含义。

术语“氢”在本文中是指-h。

术语“氘”在本文中是指-d。

术语“卤素”在本文中是指-f、-cl、-br和-i。

术语“烷基”在本文中是指不含有杂原子的烷基。因此，该术语包括直链烷基如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基等。该术语还包括支链烷基的支链异构体，包括但不限于例如下面的基团：-ch(ch3)2、-ch(ch3)(ch2ch3)、-ch(ch2ch3)2、-c(ch3)3、-c(ch2ch3)3、-ch2ch(ch3)2、-ch2ch(ch3)(ch2ch3)、-ch2ch(ch2ch3)2、-ch2c(ch3)3、-ch2c(ch2ch3)3、-ch(ch3)-ch(ch3)(ch2ch3)、-ch2ch2ch(ch3)2、-ch2ch2ch(ch3)(ch2ch3)、-ch2ch2ch(ch2ch3)2、-ch2ch2c(ch3)3、-ch2ch2c(ch2ch3)3、-ch(ch3)ch2ch(ch3)2、-ch(ch3)ch(ch3)ch(ch3)2、-ch(ch2ch3)ch(ch3)ch(ch3)(ch2ch3)等。因此术语烷基包括伯烷基、仲烷基和叔烷基。

术语“烯基”在本文中是指其中有至少一个不饱和点，即，其中两个相邻碳原子通过双键连接上面所定义的烷基，其中所述烷基如本文中所定义

术语“炔基”在本文中是指涉及其中两个相邻碳原子通过三键连接的烷基，其中所述烷基如本文中所定义。

术语“环烷基”在本文中是指单-或多环的碳环烷基取代基。包括环状烷基、烯基和炔基。环烷基可以使单环或多环(例如含有稠合、桥连和/或螺环系)，其中碳原子位于环系内侧或外侧。环烷基的任意适当的环位置可以与所定义的化学结构共价连接。

术语“杂环烷基”在本文中是指至少有一个选自o、n和s的杂原子且任选含有一条或多条双键或三键非芳族环烷基。杂环烷基可以在产生稳定结构的任意杂原子或碳原子上与所定义的化学结构共价连接。杂环烷基上的一个或多个n或s原子可以被氧化(例如吗啉n-氧化物、硫吗啉s-氧化物、硫吗啉s，s-二氧化物)。杂环烷基还可以含有一个或多个氧代基团，例如邻苯二酰亚氨基、哌啶酮基、恶唑烷酮基、2,4(1h,3h)-二氧代-嘧啶基、吡啶-2(1h)-酮基等。杂环烷基的实例还包括吗啉基、硫吗啉基、吡喃基、咪唑烷基、咪唑啉基、恶唑烷基、吡唑烷基、吡唑啉基、吡咯烷基、吡咯啉基、四氢呋喃基、四氢噻吩基、四氢噻唑基、哌啶基、氮杂环丁烷、哌嗪基等。

在本说明书的各个位置，本发明化合物的取代基以基团或范围的形式进行公开。这具体意味着本发明包括这样的基团和范围的每个成员或成员中的每个个体的亚组合。如术语“c1-6烷基”具体意味着单独公开了甲基、乙基、c3烷基、c4烷基、c5烷基和c6烷基。

术语“本发明化合物”(除非另有具体指明)在本文中是指式(i)-(ii)化合物及其所有纯的和混合的立体异构体、几何异构体、互变异构体、溶剂合物、水合物、前药及同位素标记的化合物和任何药学上可接受的盐。本发明化合物的溶剂合物是指与化学计量和非化学计量的溶剂结合的化合物或其盐，如水合物、乙醇合物、甲醇合物等。化合物也可以一种或多种结晶状态存在，即作为共晶体、多晶型物，或其可以无定形固体存在。所有此种形式均被权利要求所涵盖。

术语“药学上可接受”表示物质或组合物在化学上和/或毒理学上必须与构成制剂的其它成分和/或用其治疗的哺乳动物相容。

术语“立体异构体”在本文中是指具有一个或多个立体中心的手性不同的化合物，包括对应异构体和非对映异构体。

本发明化合物可以以盐的形式被使用，如从无机酸或有机酸衍生得到的“医药上可接受的盐”。这些包括但并不限于下列所述：乙酸盐、己二酸盐、藻酸盐、柠檬酸盐、天冬氨酸盐、苯甲酸盐、苯磺酸盐、硫酸氢盐、丁酸盐、樟脑酸盐、樟脑磺酸盐、二葡萄糖酸盐、环戊烷丙酸盐、十二烷基硫酸盐、乙磺酸盐、葡糖庚酸盐、甘油磷酸盐、半硫酸盐、庚酸盐、己酸盐、延胡索酸盐、氢氯化物、氢溴酸盐、氢碘酸盐、2-羟基乙磺酸盐、乳酸盐、马来酸盐、甲磺酸盐、盐酸盐、2-萘磺酸盐、草酸盐、果胶酯酸盐、硫酸盐、3-苯基丙酸盐、苦味酸盐、三甲基乙酸盐、丙酸盐、琥珀酸盐、酒石酸盐、硫氰酸盐、对甲苯磺酸盐和癸酸盐。另外，碱性含氮基团可以与以下试剂发生季铵化反应生成季铵盐：如低碳烷基卤化物，包括甲基、乙基、丙基和丁基的氯化物、溴化物和碘化物；如二烷基硫酸盐，包括二甲基、二乙基、二丁基和二戊基的硫酸盐；如长链卤化物，包括癸基、月桂基、肉豆蔻基和硬脂基的氯化物、溴化物和碘化物；如芳烷基卤化物，如苯甲基和苯乙基的溴化物等。

本发明还包括同位素标记的本发明化合物，即与上述所公开的结构相同，但该结构中一个或多个原子被与其具有相同质子数但不同中子数的原子所替代。结合本发明化合物的同位素实施例包括氢、碳、氮、氧、硫、氟、氯、碘的同位素，分别如²h、³h、¹³c、¹⁴c、¹⁵n、¹⁸o、¹⁷o、³⁵s、¹⁸f、³⁶cl和¹³¹i等。本发明的化合物，其立体异构体、互变异构体或医药上可接受的盐，以及含有上述同位素和/或其他原子同位素的所述以上形式的化合物，均在本发明范围内。某些同位素标记的本发明化合物，如被³h或¹⁴c所标记的那些化合物可以用于药物组织分布试验中，因此，这些³h或¹⁴c同位素由于其容易制备和检测是特别优选的。此外，被较重的同位素如²h所替代的某些本发明化合物由于具有更好的代谢稳定性而具有某些治疗优势，如可以增加体内半衰期和较少剂量等，因此，²h在某些情况下也是优选的。同位素标记的本发明式(i)-(ii)化合物及其前体药物一般可以这样制备，在进行下述流程和/或实施例与制备例所公开的工艺时，用容易得到的同位素标记的试剂代替非同位素标记的试剂。

本发明的另一方面涉及一种药物组合物，其含有治疗有效量的通式(i)-(ii)所述的化合物，或其药学上可接受的载体、稀释剂或赋形剂。

本发明进一步涉及通式(i)-(ii)所述的化合物或其可药用的盐，或包含其的药物组合物在制备用于预防和/或治疗具有ido介导的色氨酸代谢途径的病理学特征的疾病的药物中的用途。具有ido介导的色氨酸代谢途径病理学特征的疾病选自癌症、骨髓增生异常综合征、自身免疫性疾病、阿尔兹海默症、抑郁症、精神分裂症、焦虑症、心理障碍、神经病变和疼痛、白内障、艾滋病和肺炎，其中所述的癌症优选自前列腺癌、乳腺癌、宫颈癌、子宫内膜癌、结肠癌、胃癌、肺癌、肝癌、膀胱癌、胰腺癌、直肠癌、皮肤癌(包括黑色素瘤和基底细胞癌)、口腔癌、骨癌、卵巢癌、脑癌、头颈部癌、间皮内膜癌、白血病、淋巴瘤、食管癌、肾癌、甲状腺癌、骨髓瘤、绒毛膜癌、睾丸癌、神经胶质瘤、母神经胶质瘤、输卵管肿瘤。

本发明还涉及一种治疗预防和/或治疗预防具有ido介导的色氨酸代谢途径病理学特征的疾病的方法，其包括向患者施用治疗有效量的通式(i)-(ii)所述的化合物或其可药用的盐，或包含其的药物组合物，其中所述具有ido介导的色氨酸代谢途径病理学特征的疾病选自癌症、骨髓增生异常综合征、自身免疫性疾病、阿尔兹海默症、抑郁症、精神分裂症、焦虑症、心理障碍、神经病变和疼痛、白内障、艾滋病和肺炎。

本发明还涉及一种治疗预防和/或治疗预防具有ido介导的色氨酸代谢途径病理学特征的疾病的方法，其包括向患者施用治疗有效量的通式(i)-(ii)所述的化合物或其可药用的盐，或包含其的药物组合物，其中所述具有ido介导的色氨酸代谢途径病理学特征的疾病选自癌症，其中所述的癌症选自前列腺癌、乳腺癌、宫颈癌、子宫内膜癌、结肠癌、胃癌、肺癌、肝癌、膀胱癌、胰腺癌、直肠癌、皮肤癌(包括黑色素瘤和基底细胞癌)、口腔癌、骨癌、卵巢癌、脑癌、头颈部癌、间皮内膜癌、白血病、淋巴瘤、食管癌、肾癌、甲状腺癌、骨髓瘤、绒毛膜癌、睾丸癌、神经胶质瘤、母神经胶质瘤、输卵管肿瘤。

化合物或中间体制备方法

为描述本发明，以下列出了具体实施例。但需要理解，本发明不限于这些实施例，以下实施例只是提供实践本发明的方法，并不以任何方式限制本发明的范畴。

本发明提供的化合物可以通过本领域公知的标准合成方法来制备，本说明书提供了制备本发明化合物的一般方法。起始原料通常可通过商业化获得，例如通过alfatci、韶远化学、安耐吉化学、爱斯特(成都)生物制药、成都贝斯特试剂、成都华娜化学制剂有限公司、艾琪康药科技(上海)有限公司、上海瀚香生物科技有限公司和上海药明康德新药开发有限公司等公司购买得到，或者通过本领域技术人员所熟知的方法进行制备。

下述反应方法及合成步骤提供了用于合成本发明化合物以及关键中间体的可能途径。关于个别反应步骤的更详细说明，参见下述实施例。本领域技术人员应理解，本发明化合物也可以通过其它的合成途径获得。虽然下文反应流程中使用了特定的起始原料和试剂，但是这些起始原料和试剂可以被其它类似的起始原料或试剂所取代，以提供各种衍生物。此外，在本说明书的指导下，通过下述方法制得的许多化合物可以通过本领域技术人员所熟知的常规化学方法进行进一步修饰。

下文通过实施例与制备进一步解释并列举本发明化合物及相应的制备方法。应了解，尽管具体实施例中给出了典型或优选的反应条件(如反应温度、时间、反应物的摩尔比、反应溶剂以及压力等)，但是本领域技术人员也可以使用其它反应条件。最佳反应条件可随所用的特定反应底物或溶剂而发生改变，但所述条件可由所属领域的技术人员通过常规优化而确定。

反应起始原料、中间体以及实施例化合物可以通过沉淀、过滤、结晶、蒸发、蒸馏以及色谱法(如柱层析法、tlc分离纯化等)等常规技术进行分离与纯化。

tlc使用烟台黄海hsgf254薄层层析硅胶板(0.2±0.03mm)，tlc分离纯化使用烟台黄海hsgf254薄层层析厚制备板(0.9～1mm)，均购自青岛海洋化工厂。

柱层析以烟台黄海300～400目硅胶为载体，购自青岛海洋化工厂。

试验中使用的商品化溶剂及试剂如无特殊说明，购买后均无需进一步纯化或处理直接使用。参考其它实施例或合成方法时，反应条件(反应温度、反应溶剂、反应物摩尔比或/和反应持续时间)可能不同。一般而言，可通过tlc监测反应进程，据此选择合适的时间终止反应并进行后处理。化合物的纯化条件也可能发生变化，一般而言，依据tlc的rf值选择合适的柱层析洗脱剂，或通过制备tlc分离纯化相应化合物。

本发明式(i)化合物可以按照以下流程1加以制备。a和b缩合得到式(i)化合物，该反应一般使用缩合剂，如cdi、edci、dic、dcc、hatu、hbtu、pybop等。应了解，这些反应条件并不是限制性的，所述的方法能够通过合理变化反应条件用于制备式(i)化合物。其中r1、r2、r3和r4具有如本发明所述的定义。

流程1

下列实施例打算阐述特定的发明实施方式，决不打算限制本发明说明书或权利要求书的范围。本领域技术人员将认可的是，原料可以不同，可以采用额外步骤来生成本发明涵盖的化合物，正如下列实施例所证明的。下列实施例仅供阐述目的，既不打算、也不应当以任意方式被解释为限制发明。本领域技术人员将认识到的是，可以进行变化和修改，而不违背本发明的精神或范围。

实施例1、

本发明化合物参照流程1的方法合成，得到化合物1。esi-msm/z：401.2[m+h]⁺。

实施例2、

本发明化合物参照流程1的方法合成，得到化合物2。esi-msm/z：430.3[m+h]⁺。

实施例3、

本发明化合物参照流程1的方法合成，得到化合物3。esi-msm/z：431.2[m+h]⁺。

生物测试

1.化合物对ido1抑制活性测试

hela细胞购自atcc，在含l－谷氨酰胺(2mm)、非必需氨基酸(84mg/l)和胎牛血清(10％fbs)的dmem中培养于95％湿度，5％co2，37°培养箱。测试前一天，将连续传代，生长良好，90％以上融合的hela细胞用edta/胰蛋白酶消化后，重悬于dmem完全培养基，按5000/孔的密度，接种在96孔培养板中，并培养过夜。第二天，更换96孔板细胞培养基，在每孔加入200μl含ifn-γ(终浓度50ng/ml，购自r&d)和系列稀释浓度的化合物培养基。化合物最高浓度1000nm，按5倍稀释7个浓度梯度。培养板放回细胞培养箱继续孵育48h后，将150μl上清液/孔移至新的96孔板中，每孔加入7.5μl三氯乙酸，混匀后在50℃温育30min使产生的n-甲酰基犬尿氨酸水解为犬尿氨酸。然后以12000rpm离心10分钟去除沉淀物。上清以液相/三重四级杆质普(lc/ms/ms，lc-20ad高效液相色谱系统，日本岛津；api4000三重四极杆质谱仪，美国appliedbiosystem)分析l-犬尿氨酸浓度。以2－5000ng/ml浓度梯度l-犬尿氨酸建立标准曲线；测得细胞培养上清液中l-犬尿氨酸浓度以origin7.5拟合计算各化合物抑制ido的活性/(生成犬尿氨酸的ic50)。

将化合物对hela细胞内ido1的抑制活性测试结果列于表1中。

测试结果表明本发明化合物对hela细胞内的ido1具有显著优于bms-986205的抑制作用。