白桦脂酸的PROTACs化合物及其制备方法和应用

本发明属于药物，具体涉及一种protacs化合物及其制备方法和在制备抗肿瘤药物中的应用。

背景技术：

1、蛋白降解靶向嵌合体(proteolysis-targeting chimeras，protacs)，是一种新的具有良好前景的药物类型，其结构类似于哑铃，主要由三部分组成，包括e3连接酶配体(e3配体)、靶标蛋白配体(poi配体)以及连接两者的连接链(linker)三部分。protacs分子的一端与靶蛋白结合，另一端与e3泛素连接酶结合。而e3泛素连接酶可通过将一种叫做泛素的小蛋白“粘贴”在靶蛋白上，将靶蛋白标记为缺陷或受损蛋白，再利用细胞内在的蛋白水解酶(即26s蛋白酶体)特异识别和降解被标记的靶蛋白。e3配体可招募e3连接酶，poi配体可识别结合靶标蛋白，因此protacs分子在细胞内会形成poi:protac:e3连接酶三元复合物，在患者体内，protacs的poi配体和靶蛋白结合，e3配体和细胞内的e3泛素连接酶的底物结合区结合，可通过linker把靶蛋白“拉近”到e3泛素连接酶旁边，实现泛素-蛋白酶体(ups)系统将靶蛋白降解。protacs分子不需要与靶标的高活性区域高度嵌合，只需与其表面发生短暂的黏合效应，即只需要通过一些特殊的分子间作用力等低键能的弱结合作用即可实现靶标分子的降解。目前，因为protacs介导的蛋白质降解的独特驱动模型有巨大的治疗潜力，故该技术目前主要应用在药物开发方面，有些protacs已经进行了临床试验。

2、且protac药物比传统的小分子药物有着众多的优势，大致如下：

3、(1)protac药物的设计可以不受限于lipinski五倍率法则

4、(2)传统小分子的药理作用靠的对靶点蛋白关键位点的占位(即occupancy-driven)，原理是结合酶或受体的活性位点来发挥作用，立项药效不佳。传统药物需要维持一定的体内药物浓度，且对小分子结合位点的要求较高。然而protacs可以通过任何角落位置抓住靶蛋白，其药理学机制是激活潜在靶点，从而把靶蛋白降解，从而实现药效学作用，数据表明在药效过程中并不需要非常高的药物浓度即可实现，对结合位点的要求相对不高，药效较佳；

5、(3)人体内约50％的蛋白被发现跟人类疾病相关，比如癌症等。但其中只有约20％的蛋白能被传统小分子结合,而protacs理论上可以和蛋白的任何地方相结合；

6、(4)protac相抵于传统小分子，耐药性的问题可以忽视。理论上protac可以较好的兼容靶蛋白的突变问题；

7、(5)protac较传统药物分子更持久，抑制力度更强。

8、白桦脂酸(ba)为一种天然的五环三萜类化合物，可以从白桦树、桃金娘科、鼠李科、五加科等多种植物中分离得到，具有消炎、抗病毒、抗疟疾、抗hiv-1的生物活性。其最初报道主要是对黑素瘤具有专一的细胞毒性，随着研究的深入，人们发现ba还显示出优越的抗肿瘤活性，且针对于其的抗肿瘤作用近年来研究颇多，包括脑胶质癌、骨髓瘤、鼻咽癌、乳腺癌、以及神经系统相关癌症和hiv等，作用机制是其直接作用于线粒体，诱肿瘤细胞凋亡途径。同时我国白桦属植物分布广泛，资源丰富，为后续研发提供广大物质基础。但白桦脂酸的抗肿瘤机制目前尚还不清楚，对白桦脂酸抗肿瘤的活性研究报道也较少。

技术实现思路

1、基于以上研究背景，本发明的目的在于提供了白桦脂酸的protacs化合物及其制备方法和应用。本发明的第一方面在于合成具有抗肿瘤活性的白桦脂酸protacs及该白桦脂酸protacs的制备方法。本发明的另一方面为白桦脂酸protacs的抗肿瘤活性的评价。

2、为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案如下：

3、下面论述本发明的第一个目的：首先，提供一种白桦脂酸的protacs化合物或其药理或生理上可接受的盐，如下通式所示：

4、

5、其中，e3 ligase(e3配体)选自来那度胺或泊马度胺中的至少一种，linker选自不同链长氨基酸链或peg链或脂肪链中的至少一种，

6、所述氨基酸链为第一氨基酸链-nh-(ch2)n1-nh-(ch2)n2-co-，其中n1选自1到8的自然数，n2选自1到10的自然数；或所述氨基酸链为第二氨基酸链-nh-(ch2)n3-co-，其中n3选自2到7的自然数；

7、所述脂肪链为-nh-(ch2)n4-，其中n4选自2到8的自然数；

8、所述peg链为-nh-(ch2-ch2-o)n5-ch2 ch2-，其中n5表示自然数2或3。

9、优选地，本发明提供的白桦脂酸protacs化合物包括但不限于如下表1所示的化合物：

10、表1：化合物b1～b25

11、

12、

13、

14、

15、

16、

17、下面论述本发明的第二个目的：提供白桦脂酸protacs的制备方法。

18、首先，本发明发现白桦脂酸的本身抗肿瘤活性较高，针对多种肿瘤疾病以及hiv疾病具有良好的疗效。因此，本发明以白桦脂酸作为靶标蛋白配体(poi ligand)，选择水溶性较好和分子量较低的来那度胺作为初步的e3配体小分子，为了便于poi配体与e3配体连接，在选择氨基带有一定长度的带boc基团连接链的e3配体和来那度胺反应。

19、具体地，一种通式所示的白桦脂酸protacs的制备方法：

20、将上述通式所示的白桦脂酸分为系列i白桦脂酸protacs、系列ⅱ白桦脂酸protacs、系列ⅲ白桦脂酸protacs、系列ⅳ白桦脂酸protacs。其中：

21、系列i的白桦脂酸的protacs化合物，linker为第二氨基酸链，e3 ligase为来那度胺或泊马度胺，如化合物b1～b6。

22、系列ii的白桦脂酸的protacs化合物，linker为peg2(二聚乙二醇)或peg3(三聚乙二醇)，e3 ligase为来那度胺或泊马度胺，如化合物b17、b18。

23、系列ⅲ的白桦脂酸的protacs化合物，linker为第一氨基酸链，e3 ligase为来那度胺或泊马度胺，如化合物b7～b16。

24、系列ⅳ的白桦脂酸的protacs化合物，linker为脂肪链，e3 ligase为来那度胺或泊马度胺，如化合物b19～b25。

25、具体地，系列i的白桦脂酸的protacs化合物(如b1～b6)的合成方程式如下：

26、

27、其中，e3 ligand的合成：

28、

29、

30、在e3连接酶配体引入一定长度连接链linker后，再与靶标蛋白配体白桦脂酸进行酰胺缩合反应，实现靶标蛋白配体与e3连接酶配体端的连接，得到最终的系列i白桦脂酸protacs化合物。

31、系列i白桦脂酸protacs是以已经合成的e3 ligand中间体和ba(1h nmr(500mhz,dmso-d6)δ12.08(s,1h),4.68(d,j＝2.6hz,1h),4.58–4.52(m,1h),4.29(d,j＝5.1hz,1h),2.95(tt,j＝10.4,5.3hz,2h),2.22(td,j＝12.2,3.5hz,1h),2.15–2.08(m,1h),1.82–1.76(m,2h),1.63(s,3h),1.61–1.58(m,2h),1.55(dt,j＝15.2,4.6hz,1h),1.47(d,j＝8.3hz,1h),1.43(s,1h),1.39(s,1h),1.38–1.34(m,1h),1.34(s,1h),1.32–1.30(m,2h),1.24(dd,j＝12.7,2.7hz,1h),1.14(dt,j＝12.7,6.5hz,2h),1.12–1.05(m,2h),0.97(d,j＝4.6hz,1h),0.92(s,3h),0.87–0.84(m,6h),0.82(dd,j＝12.3,5.6hz,1h),0.75(s,3h),0.64(s,3h).13cnmr(125mhz,dmso)δ177.86,150.81,110.08,77.23,55.89,55.37,50.41,49.01,47.09,42.47,40.72,39.81,38.74,38.05,37.19,36.84,34.40,32.21,30.58,29.67,28.57,27.62,25.55,20.93,19.41,18.44,16.42,16.27,16.22,14.85.)为原料加入dmf溶剂，搅拌几分钟后依次加入dipea，hatu，搅拌20min左右，tic检测(展开剂为cdcl3：meoh＝20：1)到活性酯生成后，加入中间体。室温条件下反应12h，tic检测(展开剂为二氯甲烷：甲醇＝20：1)原料反应完全。向反应液加入碎冰淬灭，用dcm充分萃取，有机层用饱和氯化铵溶液和饱和食盐水依次洗涤，无水硫酸钠干燥，减压浓缩得到黄色液体，通过ptic纯化，得到系列i白桦脂酸protacs。

32、合成方程式如下：

33、

34、具体地，系列ⅱ的白桦脂酸的protacs化合物(如b17、b18)的合成路线：

35、

36、具体地，以peg2和peg3，ba和来那度胺为原料加入dmf溶剂，搅拌几分钟后依次加入dipea,hatu，室温条件下反应24h，得到中间体：

37、

38、然后在冰浴下，将中间体溶于dcm中，加入苯甲醚作为保护剂，搅拌均匀后加入tfa，稍许，移去冰浴至室温反应。tlc跟踪反应，约12小时反应完全。反应停止后，加水稀释溶液，二氯甲烷萃取3次，合并有机层，并用饱和食盐水洗，无水硫酸钠干燥，过滤，减压浓缩后得到中间体：

39、无需纯化直接用于下一步反应，加入来那度胺，再加入dmf溶剂，搅拌几分钟后依次加入dipea、hatu，室温条件下反应24h，得到系列ⅱ白桦脂酸protacs。合成反应式如下：

40、

41、具体地，系列ⅲ的白桦脂酸的protacs化合物(如b7～b16)的合成过程如下：以所述第一氨基酸链对应物质、来那度胺为原料，dmf作溶剂，经diepa、hatu活化，合成linker-e3ligase二元复合物，最终与白桦脂酸进行酰胺化反应形成protacs三元复合物。

42、

43、反应试剂与条件：(i)邻苯二甲酰亚胺钾盐，tbab，me2co，reflux；(ii)相应氨基烷烃酸，k2co3，ki，dmf，75℃；(iii)lenalidomide，hatu，dipea，dmf，r.t.；(iv)80％水合肼，meoh，reflux；(v)hatu，dipea，dmf，r.t.。

44、具体地，系列ⅳ的白桦脂酸的protacs化合物(如b19～b25)的合成过程如下：以氟代沙利度胺、所述脂肪链对应物质为原料，dmf作溶剂，以苯甲醚作为保护剂，经diepa、hatu活化，合成linker-e3 ligase二元复合物，最终与白桦脂酸进行酰胺化反应形成protacs三元复合物。

45、

46、下面论述本发明的第三个目的：所述白桦脂酸protacs抗肿瘤活性的应用。所述肿瘤包括脑胶质癌、骨髓瘤、鼻咽癌、乳腺癌、大肠癌或神经系统癌症中的至少一种。

47、下面论述本发明的第四个目的：所述白桦脂酸的protacs化合物或其药理或生理上可接受的盐在制备kdm5a蛋白的抑制剂中的应用。白桦脂酸的protacs化合物能够降解肿瘤细胞中的kdm5a蛋白，进而发挥抗肿瘤的活性。白桦脂酸的protacs化合物或其药理或生理上可接受的盐也可用于制备kdm5a蛋白的抑制剂，在需要研究kdm5a蛋白时，可以利用白桦脂酸的protacs化合物或其药理或生理上可接受的盐对kdm5a蛋白进行处理，从而用于科研实验等用途。

48、本发明所涉及的设备、试剂、工艺、参数等，除有特别说明外，均为常规设备、试剂、工艺、参数等，不再作实施例。

49、本发明所列举的所有范围包括该范围内的所有点值。

50、本发明所述“大约”、“约”或“左右”等指的是所述范围或数值的±20％范围内。

51、本发明中，除有特别说明外，％均为质量百分比，比例均为质量比。

52、本发明中，所述“室温”即常规环境温度，可以为10～30℃。

53、本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点：

54、本发明以白桦脂酸作为poi配体，以来那度胺和泊马度胺作为e3配体，linker选择peg链和脂肪链，设计合成以白桦脂酸的系列protacs，并发现白桦脂酸的protacs系列化合物具有一定的抗肿瘤活性且优于白桦脂酸，在抗肿瘤药物方面具有潜在的应用前景。