一种抑制TNF-α生成和炎症小体活性的新型化合物及其制备方法与流程

本发明涉及一种抑制tnf-α生成和炎症小体活性的新型化合物及其制备方法，其可用于治疗多种炎症性疾病，涉及一种通过使胆汁酸或其衍生物与牛磺酸衍生物反应来制备的新型化合物。

背景技术：

1、已知炎症起因是源自病原体的pamps(病原体相关分子模式)以及因组织损伤而从组织释放的damps(损伤相关分子模式)。由此被激活的免疫细胞和血管等细胞生成的其它炎症介质起到生物保护反应，但是这种反应若未得到适当的调节，就会引起炎症性疾病。

2、顽固性炎症性疾病复发率高，需要长期用药治疗。然而，迄今为止研发出的治疗剂并不能满足这种市场的需求空缺，因此有必要研发新的治疗剂。直到目前，类固醇、nsaids(非甾体抗炎药，non-steroidal anti-inflammatory drugs)、抗体治疗剂、以及jak抑制剂等被用作炎症性疾病的治疗处方，但是类固醇药物引起全身性副作用，因此只能短期使用，并且nsaids在临床阶段未能表现出充分的疗效。此外，抗体治疗剂反应相对较快，可以长期施用，但缺点是注射部位出现副作用，并因体内生成中和抗体而出现逐渐性下降，同时患者的费用负担较高。jak抑制剂的抗炎功效优异，但是其存在过度抑制t淋巴细胞而增加严重感染的风险，因此被证实有心血管副作用和致癌风险。

3、为了克服这一市场需求空缺，近年来炎症小体的调节剂受到关注。炎症小体是体内免疫反应的核心，作为针对微生物感染和细胞损伤的一种免疫反应，其在先天防御免疫中发挥着重要作用。炎症小体是先天免疫系统的胞质多蛋白寡聚体(cytosolicmultiprotein oligomer)。在众多炎症小体中，nlrp3炎症小体(inflammasome)的异常激活尤其与溃疡性结肠炎、痛风、多发性硬化症、关节炎、败血症、以及炎症性神经疾病等多种炎症性疾病的发病和恶化有关。nlrp3炎症小体也可因病毒、细菌等病原体的pamp以及钙流入(calciuminflux)、线粒体活性氧、细胞外apt等damp刺激而被激活。炎症复合物的激活不仅通过caspase-1激活gasdermin-d，而且促进蛋白质成熟并分泌pro-il-1β和pro-il-18成为il-1β和il-18。若激活炎症小体的调节出现障碍，则引起癌症、代谢性疾病、退行性疾病、以及炎症性疾病等多种疾病。

4、过去曾多次尝试通过靶向作为炎症反应主要调节因子的nlrp3炎症小体来研发新药。随着获知炎症小体通过由pro-caspase、gasdermin d、nlr蛋白、aim2、if116以及pyrin等组成的经典和非经典途径被激活，以及在这一过程中若发生调节障碍则诱发各种疾病，2010年以后靶向参与炎症小体相关信号的蛋白的药物研发开始活跃起来。已研发的代表性炎症小体调节剂包括p2x7受体拮抗剂、nlrp3抑制剂、caspase-1抑制剂。

5、其中，激活nlrp3炎症小体的重要的一种受体是p2x7r。p2x7受体是由属于p2xn嘌呤受体组的复合物组成的离子通道受体，其作用在于雌激p2x7时促进钾离子释放到细胞外以及钙离子和钠离子快速移动到细胞内。从坏死细胞中释放的高浓度atp充当促炎性damps，从而与p2x7受体结合并激活nlrp3炎症小体。最终引起通过p2x7受体释放钾离子以及细胞内离子失衡，从而激活nlrp3炎症小体。如上所述，对激活炎症小体起到重要作用的p2x7受体在各种免疫细胞、表皮细胞或神经细胞中广泛表达，p2x7受体信号转导均激活nlrp3被激活的经典和非经典途径，因此atp-p2x7相互作用对于激活nlrp3炎症小体尤为重要。

6、p2x7拮抗剂由辉瑞、阿斯利康、杨森等跨国制药公司以类风湿关节炎、克罗恩氏病、抑郁症等为适应症投入研发，但大多因在临床中缺乏疗效而停止了研发。随后风险投资公司延续了研发过程，但截至2020年靶向p2x7的治疗剂研发渠道不及10个，并且目前进入临床阶段的新药为杨森的抑郁症治疗剂18f-jnj-64413739，其已完成一期临床试验，而其它研发渠道尚处于临床前或研发阶段。caspase-1抑制剂在临床阶段由于未能达到目标疗效以及安全性问题而在2020年停止研发，因此当前处于不存在跨国研发渠道的状态。nlrp3抑制剂目前由olatec、imflazome、ifm therapetics、nodthera、以及ac immune等风头公司以骨关节炎、收缩性心力衰竭、帕金森病、炎症性肠病和阿尔茨海默病等为适应症进行研发。

7、如上所述，这种炎症小体调节剂新药大多未能在临床试验中成功，已知原因在于其靶向的新药靶点无法同时有效地抑制激活nlrp3炎症小体的各种促炎途径(pro-inflammatory pathway)。即，截至目前，已知的炎症小体调节剂新药p2x7受体拮抗剂、nlrp3抑制剂、caspase-1抑制剂选择性抑制由il-1β、il-18等炎症活性引发的炎症性细胞因子，但其存在无法抑制炎症起始阶段引发的炎症性细胞因子tnf-α的缺陷。这是选择性靶向nlrp3或p2x7的新药所具有的基本局限性，可以说仅凭选择性阻断炎症激活阶段的药理机制是无法抑制通过各种炎症旁路途径的炎症反应。即，多数临床报告显示，由于代偿旁路途径的替代活性，患者对当前炎症小体调节剂新药的药物反应性和抗炎症效果未能得到满足。

8、此外，还证实因nlrp3和p2x7固有的遗传重叠(genetic overlap)和遗传多态性(genetic polymorphism)，当前的炎症小体调节剂新药在实际临床试验中未表现出所期望的药效反应率。其存在于具有与nlpr3炎症小体相同蛋白结构域的类似nlrp炎症小体组，因此这成为使炎症小体调节剂新药无法表现出充分有效性的原因。

9、p2x7蛋白和nlrp3蛋白已确认到数百至数千个单核苷酸多态性(singlenucleotide polymorphism)，由于个体的遗传多样性非常多，个体中药物反应率和药物有效性往往出现非常大的差异，因此靶向其的新药成为具有无个体差异广泛药效的治疗剂的可能性低。如上所述，可以说迄今为止研发出的靶向炎症小体新药p2x7受体拮抗剂、nlrp3抑制剂、caspase-1抑制剂在具有所期望的临床功效方面尚且具有诸多局限性。

10、在本发明中，为了克服现有炎症小体靶向新药的缺点，研发出一种在上游调节p2x7r-炎症小体的gpcr19靶向治疗剂。gpcr19主要在先天免疫细胞中特异性高表达，由于其选择性诱导免疫细胞介导的抗炎作用，因此影响正常细胞的非特异性副作用较低。作为现有抗炎药的类固醇药物靶向受体分布于全身，因此除了对靶点的药理作用以外，还诱导广泛的全身反应，由此引起全身代谢副作用、感染风险增加以及高致癌副作用的风险，考虑到这些报告，靶向gpcr19新药在安全性方面将具有非常大的优点。

11、截至目前，靶向gpcr19的药物包括tudca、int-747(obeticholic acid，oca)、以及int-777(s-emca)等。但是，尚未有详细报告说明其抑制炎症小体的效率。目前报告指出其均为胆汁酸衍生物且为gpcr19的激动剂，但截至目前主要研究的是针对通过增加camp生成抑制nf-kb进而抑制炎症的机制。目前，tudca在2型糖尿病、溃疡性结肠炎、卢伽雷氏病等疾病方面进行临床试验，int-747在胆汁性肝硬化、非酒精性脂肪性肝炎、肝硬化等疾病方面进行临床试验。以目前研发出的gpcr19靶向治疗剂为例，尚无新药证明在临床试验中的功效。就近期研发出的新药而言，也存在其抗炎效果不高而在针对炎症性疾病的3期临床试验中失败的案例。

12、这种gpcr19靶向治疗剂的失败原因在于忽视了p2x7r和gpcr19的复合物调节炎症小体的事实。即，在没有准确顾及gpcr19的抗炎机制的情况下，利用人为高表达gpcr19的细胞株筛选了新药，并且其为通过未准确反应经gpcr19-p2x7r的炎症起始和激活阶段的人工系统来筛选出的低分子化合物。因此，在已改进药物筛选系统的本发明中，克服了现有的失败案例。在本发明中，基于对经gpcr19-p2x7r-nlrp3轴的信号转导系统的理解，发明了具有广泛抗炎作用的低分子化合物，其可以同时阻断能够同时抑制camp路径和nrlp路径的炎症起始和炎症激活阶段。

13、已知胆汁酸为gpcr19调节剂。胆汁酸是具有疏水性和亲水性区域的两亲性分子。胆汁酸的生成过程为，在肝脏中以胆固醇为前体通过细胞色素p450酶产生胆酸和鹅去氧胆酸(chenodeoxyholic acid)形式的初级胆汁酸，然后通过肝细胞与牛磺酸、甘氨酸结合，由此进一步具有亲水性并移动到肠道，进而通过肠道内的微生物转变为次级胆汁酸的形式。次级胆汁酸通过肝肠循环重吸收到肝脏，并通过血管移动到各种组织，从而发挥各种生理功能。具体地，起到通过两亲性特征消化脂肪、通过酸性抑制有害肠道微生物的过度生长、在肠道循环过程中排出胆固醇等作用。此外，已知其通过细胞核受体法尼酯x受体(farnesoid x receptor；fxr)和细胞膜gpcr19等受体传递信号。具体地，与法尼酯x受体结合的胆汁酸通过抑制糖原异生基因和脂质合成基因来抑制肝脏中的糖原异生和脂质合成，并且与gpcr19的结合起到促进体内代谢量、促进胰岛素分泌、以及抑制细胞因子分泌等作用。特别地，与gpcr19的结合抑制炎症反应，

14、因此一直在进行利用胆汁酸作为治疗与炎症和自我免疫疾病相关的皮肤、神经、胃、肠、肝脏、关节等疾病的研究。

15、从胆汁酸的化学结构来看，其为具有四个环的类固醇结构，其具有以下化学式。胆汁酸的类型因羟基位置、立体位置、羟基数量等的差异而非常多样，人体内的主要胆汁酸包括胆酸、甘胆酸、去氧胆酸、石胆酸等。此外，胆汁酸可以通过羟基或羧基的反应性而被修饰，并且因两亲性(amphiphilicity)和手性(chirality)等而用于包括医药领域在内的溶液加工用材料、薄膜、表面活性剂等各种领域。

16、

17、<胆汁酸结构>

18、牛磺酸(或2-氨基乙磺酸)是一种有机化合物，其为一种存在于诸如人类等哺乳动物的细胞和组织中的氨基酸。牛磺酸几乎不用于蛋白质的合成，并且大多以游离氨基酸形式存在，其已高浓度存在于脑、心脏、肝脏、肾脏等器官和骨骼、肌肉等。

19、

20、<牛磺酸结构>

21、已知牛磺酸因磺酸基的β-氨基酸结构特征而起到对大脑交感神经元的抑制作用，因此有助于稳定血压、预防中风，抑制低密度脂蛋白胆固醇的生成，并且对稳定血压等血管系统疾病有效果。但是，牛磺酸难以制备衍生物或组合物，因此通常以牛磺酸原料的原始状态使用。但是，牛磺酸可以通过与作为一种胆汁酸的胆酸结合来形成牛磺胆酸，从而生成参与脂肪乳化的结晶性胆汁酸。

22、

23、<牛磺胆酸结构>

24、在此方面，韩国发明专利第10-1778687号公开了一种基于脱氧胆酸盐的两亲性化合物，并且韩国专利公告号第10-1994-0021065号公开了一种具有治疗效果的牛磺酸-胆汁酸衍生物。

25、但是，牛磺酸难以形成衍生物，因此几乎不存在牛磺胆酸的衍生物，并且使用其的治疗效果知之甚少。为此，本发明人为制备表现出优异效果的炎症小体和tnf-α生成抑制剂而付诸努力，结果证实能够制备胆汁酸衍生物和牛磺酸衍生物共价结合的新型化合物，从而合成了新型牛磺酸-胆汁酸衍生物化合物，并证实其治疗用途，由此完成了本发明。

技术实现思路

1、技术问题

2、在本发明中，涉及一种能够同时调节gpcr19-p2x7r-nlrp3信号转导系统和camp信号转导系统的新型化合物及其制备方法，以解决在制备包含现有牛磺酸衍生物的化合物过程的难度、收率、纯度等不高的问题。

3、此外，发现由根据本发明的方法合成的新型化合物能够抑制因tnf-α何炎症小体激活而引起的il-1β的生成，并证明其表现出有用的治疗效果，从而提供一种可研发成治疗剂的新型化合物。

4、技术方案

5、为了实现上述目的，本发明提供一种由通式1表示的化合物或其药学上可接受的盐。

6、[通式1]

7、

8、在上式中，

9、r1、r2、r3和r4各自独立地是h、卤、c1-5烷基、oh或＝o，

10、x是取代或未取代的c1-10亚烷基，

11、其中，在x被取代时，一个或多个氢被直链或支链c1-10烷基、卤、oh、sh、nh2、conh2或cooh取代，

12、a是c1-10亚烷基、c1-10杂亚烷基、c1-10亚烯基、c1-5亚炔基、c3-8亚环烷基、c3-8亚杂环烷基、c6-20亚芳基、c6-20亚杂芳基、-nr5r6c(o)-、-or6、-sr6、-nr5r6、-c(o)r6、-c(o)or6、-c(o)nr5r6、-ch(r5)(r6)、-ch(r5)(or6)、-ch(or5)(or6)、-ch(r5)(sr6)或-ch(sr5)(sr6)；

13、r5为氢、取代或未取代的c1-10烷基、取代或未取代的c1-10杂烷基、取代或未取代的c3-20环烷基、取代或未取代的c3-20杂环烷基、取代或未取代的c6-20芳基、取代或未取代的c6-20杂芳基、取代或未取代的c1-10烷基-c6-20环烷基、取代或未取代的c1-10烷基-c6-20杂环烷基、取代或未取代的c1-10烷基-c6-20芳基或取代或未取代的c1-10烷基-c6-20杂芳基，

14、其中，在r5被取代时，一个或多个氢被直链或支链c1-5烷基、＝o、ora、sra、n(ra)2或con(ra)2取代，ra是氢或c1-5烷基，

15、r6为直接键、取代或未取代的c1-10亚烷基、取代或未取代的c1-10杂亚烷基、取代或未取代的c3-20亚环烷基、取代或未取代的c3-20亚杂环烷基、取代或未取代的c6-20亚芳基，或取代或未取代的c6-20亚杂芳基，

16、其中，在r6被取代时，一个或多个氢被＝o、直链或支链c1-10烷基、c0-10烷基-c6-20芳基、c0-10烷基-oh、c0-10烷基-nh2、c0-10烷基-sh、或c0-10烷基-conh2取代；

17、或者r5和r6一同形成c3-20亚环烷基、c3-20亚杂环烷基、c6-20亚芳基或c6-20亚杂芳基；

18、y直接与a结合或与r6结合，并且是h、-(ch2)nch3、-(ch2)ncooh、-(ch2)noh-(ch2)nso3h、-(ch2)noso3h、-(ch2)npo3h2、-(ch2)nopo3h2、-(ch2)nso3nh2、-(ch2)nconh2或-(ch2)nc(o)so3h，

19、其中n是0至10的整数。

20、在本发明的一方面，所述r1、r2、r3以及r4各自独立地是h、oh、＝o或c1-5烷基。

21、在本发明的一方面，所述r1、r2、r3以及r4各自独立地是h或oh，并且其中包括至少一个oh。

22、在本发明的一方面，所述r1、r2、r3以及r4各自独立地是h、oh、＝o或c1-5烷基，并且其中包括至少一个＝o或c1-5烷基。

23、在本发明的一方面，所述r1、r2、r3以及r4各自独立地是h或oh。

24、在本发明的一方面，所述r1、r3以及r4是oh，r2是h。

25、在本发明的一方面，所述r1和r2是h，r3和r4是oh。

26、在本发明的一方面，所述r1、r2以及r4是h，r3是oh。

27、在本发明的一方面，所述r1、r2以及r4是h，r3是＝o。

28、在本发明的一方面，所述r1和r3是oh，r2是c2烷基。

29、在本发明的一方面，所述r1、r3以及r4是oh，r2是c2烷基。

30、在本发明的一方面，所述x是取代或未取代的c1-4亚烷基，在被取代时，一个或多个氢是直链或支链c1-4烷基。在具体的本发明的一方面，所述x是未取代的c1-4亚烷基。

31、在本发明的一方面，所述a是-nr5r6c(o)-、-or6、-sr6、-nr5r6、-c(o)r6、-c(o)or6、-c(o)nr5r6、-ch(r5)(r6)、-ch(r5)(or6)、-ch(or5)(or6)、-ch(r5)(sr6)、或-ch(sr5)(sr6)。在具体的本发明的一方面，所述a是-nr5r6c(o)-、-c(o)nr5r6、或-ch(r5)(r6)。

32、在本发明的一方面，所述r5为氢、取代或未取代的c1-10烷基、取代或未取代的c1-10杂烷基、取代或未取代的c3-20环烷基、取代或未取代的c3-20杂环烷基、取代或未取代的c6-20芳基、取代或未取代的c1-10烷基-c6-20芳基或者取代或未取代的c1-10烷基-c6-20杂芳基，

33、其中，在r5被取代时，一个或多个氢被直链或支链c1-5烷基、＝o、ora、sra、n(ra)2或con(ra)2取代，ra是氢或c1-5烷基。

34、在本发明的一方面，所述r5是氢，或者取代或未取代的c1-10烷基，

35、其中，在r5被取代时，一个或多个氢被＝o、oh、sh、nh2、或conh2取代。

36、在本发明的一方面，所述r5是取代或未取代的c3-20环烷基、取代或未取代的c3-20杂环烷基、或者取代或未取代的c6-20芳基，

37、其中，在r5被取代时，一个或多个氢被＝o、oh、sh、nh2、或conh2取代。

38、在本发明的一方面，所述r5是未取代的c3-10环烷基、未取代的c3-10杂环烷基或者未取代的c6-10芳基。

39、在本发明的一方面，所述r6是直接键、取代或未取代的c1-10亚烷基、取代或未取代的c1-10杂亚烷基、取代或未取代的c3-20环烷基、取代或未取代的c3-20亚杂环烷基、或者取代或未取代的c6-20亚芳基，

40、其中，在r6被取代时，一个或多个氢被＝o、直链或支链c1-10烷基、c0-10烷基-c6-20芳基或c0-10烷基-oh取代。

41、在本发明的一方面，所述r6是直接键、取代或未取代的c1-10亚烷基、取代或未取代的c1-10杂亚烷基、取代或未取代的c3-20环烷基、取代或未取代的c3-20亚杂环烷基、或者取代或未取代的c6-20亚芳基，

42、其中，在r6被取代时，一个或多个氢被直链或支链c1-5烷基、c0-5烷基-oh、c6-20芳基或ch2-c6-20芳基取代。

43、在本发明的一方面，所述r6是直接键。

44、在本发明的一方面，所述r6是取代或未取代的c1-5亚烷基，其中，在r6被取代时，一个或多个氢被直链或支链c1-5烷基、c0-3烷基-oh、c6芳基或ch2-c6芳基取代。

45、在本发明的一方面，所述r5和r6一同形成c3-10亚环烷基、c3-10亚杂环烷基、c6-10亚芳基或c6-10亚杂芳基。

46、在本发明的一方面，所述r5和r6一同形成

47、在本发明的一方面，所述y是h、-(ch2)nch3、-(ch2)ncooh、-(ch2)noh、-(ch2)nso3h或-(ch2)noso3h，并且n是0至10的整数。

48、在本发明的一方面，所述y是-(ch2)nso3h，并且n是0至5的整数。

49、此外，本发明提供一种用于治疗炎症性疾病的药物组合物，其包括所述化合物或其药学上可接受的盐。

50、发明效果

51、本发明涉及一种抑制tnf-α生成和炎症小体活性的新型化合物及其制备方法，根据本发明的化合物表现出有用的抗炎活性，因此可研发成相关疾病的治疗剂。