一种靶向冠状病毒3CL蛋白酶的PROTACs及其制备方法与应用与流程

本发明属于药物化学，具体涉及一种靶向冠状病毒3cl蛋白酶的protacs及其制备方法与应用。

背景技术：

1、covid-19(新型冠状病毒肺炎)具有高传染性和高致病性，其变异毒株德尔塔和奥密克戎等具有更强的传播能力，层出不穷的变异毒株让全球疫情形势更加复杂，新冠病毒已对人类健康、社会稳定和经济发展构成了严重威胁。

2、3clpro(3c样蛋白酶，也称作主要蛋白酶mpro)作为冠状病毒中重要的一个非结构蛋白，具有与microrna病毒的3c蛋白酶相似的切割位点特异性，在子代病毒的复制和转录过程中起到极其关键的作用。3clpro是由306个氨基酸构成的约33kda的半胱氨酸蛋白酶(较s蛋白小很多)，能够特异性地识别非结构蛋白nsp4-nsp16的11个切割位点并进行切割，从而释放出冠状病毒其它的非结构蛋白，经3clpro自水解剪切释放出的非结构蛋白nsp4-nsp16是病毒基因组复制与转录的承载体，负责蛋白翻译后的切割、修饰以及核酸合成等重要生命过程。抑制3clpro能够有效的阻断rna复制和转录的过程，从而阻断病毒的增殖，因此3clpro被认为是冠状病毒靶向性药物研发最具吸引力的靶标之一。

3、蛋白水解靶向嵌合分子(protacs)是近年来药物开发领域最具颠覆性的技术之一。蛋白水解靶向嵌合体(protac)是一种对蛋白质进行化学降解的技术。它可以同时结合靶蛋白和e3泛素连接酶，让靶蛋白接近e3泛素连接酶，使靶蛋白泛素化，然后通过泛素-蛋白酶体系统(ups)的降解作用对靶蛋白进行降解，值得一提的是，不管靶蛋白的功能如何，运用protac技术都可将其降解。利用protac技术降解外源性蛋白(如病毒蛋白等)的研究目前处于起步阶段，丙型肝炎病毒(hcv)ns3/4a蛋白酶降解剂dgy-08-097，抗病毒活性和抗耐药性特征显著优于传统药物telaprevir，证实了protacs可以降解病毒相关蛋白。

技术实现思路

1、为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种靶向冠状病毒3cl蛋白酶的protacs及其制备方法与应用，治疗冠状病毒所引起的疾病。

2、为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

3、本发明公开了一种靶向冠状病毒3cl蛋白酶的protacs，为式ⅰ或式ⅱ所示化合物或其药学上可接受的盐，以及所述的式ⅰ或式ⅱ化合物或其药学上可接受的盐的溶剂化合物、对映异构体、非对映异构体、互变异构体或其任意比例的混合物，包括外消旋混合物；

4、所述式ⅰ或式ⅱ化合物的结构式为：

5、

6、或

7、

8、其中，linker为以下链接基团之一：

9、

10、其中，n＝1-6。

11、优选地，所述代表性化合物选自如下化合物：

12、

13、

14、优选地，所述药学上可接受的盐为靶向冠状病毒3cl蛋白酶的protacs与盐酸、氢溴酸、硫酸、硝酸、磷酸、醋酸、富马酸、马来酸、草酸、丙二酸、琥珀酸、柠檬酸、苹果酸、甲磺酸、乙磺酸、苯磺酸、甲苯磺酸、谷氨酸或天冬氨酸形成的盐。

15、本发明还公开了上述靶向冠状病毒3cl蛋白酶的protacs的制备方法，包括以下操作步骤：

16、(1)以3-叔丁基-6-(乙硫基)-1,3,5-三嗪-2,4(1h,3h)-二酮为原料，与2,4,5-三氟溴苄进行烷基化反应，得到化合物a1；然后在三嗪母核6位处引入6-氯-2-甲基-2h-吲唑单元，得到化合物a2；化合物a2的三嗪母核3位叔丁基在酸性溶剂中脱掉得到化合物a3；随后在化合物a3的三嗪母核3位引入3-丙炔基，最终得到化合物a4；

17、其中，a1为a2为a3为a4为

18、(2)以来那度胺为原料，与不同长度的溴代烷酸进行酸胺缩合反应，得到相应的化合物b1-b6，然后与叠氮化钠在碘化钾的催化下，得到相应的化合物c1-c6；

19、或者，以泊马度胺为原料，与不同长度的溴代烷酸进行酸胺缩合反应，得到相应的化合物b7-b12，然后与叠氮化钠在碘化钾的催化下，得到相应的化合物c7-c12；

20、其中，b1-b6为n＝1-6；c1-c6为n＝1-6；b7-b12为n＝1-6；c7-c12为n＝1-6；

21、或者，以来那度胺为原料，与叠氮-多聚乙二醇-乙酸类化合物进行酸胺缩合反应，得到相应的化合物d1-d3；

22、或者，以泊马度胺为原料，与叠氮-多聚乙二醇-乙酸类化合物进行酸胺缩合反应，得到相应的化合物d4-d6；

23、其中，d1-d3为n＝1-6；d4-d6为n＝1-6；

24、(3)化合物a4与化合物c1-c6或d1-d3反应，生成如式ⅰ结构的靶向冠状病毒3cl蛋白酶的protacs；

25、或者，化合物a4与c7-c12或d4-d6反应，生成如式ⅱ结构的靶向冠状病毒3cl蛋白酶的protacs。

26、优选地，步骤(1)中，3-叔丁基-6-(乙硫基)-1,3,5-三嗪-2,4(1h,3h)-二酮与2,4,5-三氟溴苄的摩尔比为1：1.1，化合物a1与6-氯-2-甲基-2h-吲唑-5-胺的摩尔比为1：1.3，化合物a3与3-溴丙炔的摩尔比为1：1.2；步骤(2)中，泊马度胺或来那度胺与不同长度的溴代烷酸的摩尔比为1：2，泊马度胺或来那度胺与叠氮-多聚乙二醇-乙酸类化合物的摩尔比为1：2；步骤(3)中，化合物a4与c1-c12或d1-d6的摩尔比为1：1.2。

27、优选地，步骤(1)中，化合物a2的合成过程中反应温度为0℃，所用催化剂为双三甲基硅基胺基锂；步骤(2)中，化合物b1-b6和b7-b12的合成过程中，用酰氯化试剂溶解不同长度的溴代烷酸，化合物d1-d3和d4-d6的合成过程中，所用缩合剂为氯化亚砜，所用溶剂为四氢呋喃；步骤(3)中所用溶剂为四氢呋喃和水的混合溶剂，混合溶剂中，四氢呋喃与水的体积比为10：1。

28、优选地，步骤(1)中，化合物a1的合成过程中所用的溶剂为乙腈，在碳酸钾和加热回流条件下反应；化合物a2的合成过程中所用溶剂为四氢呋喃；化合物a4的合成过程所用溶剂为dmf，反应温度为60℃；步骤(2)所述化合物b1-b6和b7-b12的合成过程中所用酰氯化试剂为氯化亚砜；化合物c1-c6和c7-c12的合成所用溶剂为dmf；步骤(3)中，催化剂为五水硫酸铜和抗坏血酸钠；反应条件为氩气保护下45℃反应。

29、进一步优选地，步骤(2)中，所用酰氯化试剂为氯化亚砜。

30、本发明还公开了上述靶向冠状病毒3cl蛋白酶的protacs在制备抗冠状病毒药物制剂中的应用。

31、优选地，所述冠状病毒为新型冠状病毒sars-cov-2。

32、优选地，所述制剂为单独使用或与其他抗冠状病毒药物联合使用，或与可药用的赋形剂、稀释剂混合制成口服给药的片剂、胶囊剂、颗粒剂、糖浆剂、预混剂或微丸剂，或者制成非口服方式给药的搽剂或注射剂。

33、本发明还公开了一种药物组合物，所述药物组合物包含上述的靶向冠状病毒3cl蛋白酶的protacs作为活性成分。

34、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

35、本发明提供的一种靶向冠状病毒3cl蛋白酶的protacs，选用cereblon蛋白(crbn)的配体来那度胺与泊马度胺为e3连接酶配体，通过不同种类、不同链长的linker将冠状病毒3cl蛋白酶抑制剂与e3连接酶偶联，成功制备得到了靶向冠状病毒3cl蛋白酶的protacs，能有效靶向于目标蛋白。3clpro抑制活性测试结果表明，本发明合成的化合物对3clpro有较强的抑制作用，优选化合物3、4、8、9、10、14和17对3clpro的ic50值均在100nm以下；3clpro降解活性实验结果表明，本发明合成的化合物对3clpro均具有降解活性，优选化合物2、3、4、5、8、9、10、13、14、15、16和17的对于3clpro的dc50值均在100nm以下。本发明提供的化合物克服了现有冠状病毒3cl蛋白酶抑制剂结构类型单一，发挥药效途径有限(仅具有抑制作用)等缺陷，对冠状病毒3cl蛋白酶具有较好的抑制和降解活性，可作为抗冠状病毒候选药物进行开发和研究。

36、本发明提供的一种靶向冠状病毒3cl蛋白酶的protacs的制备方法，该方法以各种可购买的低价合成砌块为原料，通过常见的化学反应，以较高的收率获得目标产物，所有反应均避免了高温高压以及高毒性试剂的使用，可在较为温和的条件下进行，对反应设备要求低，环境污染小；同时，原子经济性高，适合工业化生产。