一种噻吩并嘧啶类衍生物及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于有机化合物合成与医药应用技术领域，具体涉及一种噻吩并嘧啶衍生 物及其制备方法以及作为Hiv-I抑制剂的应用。
【背景技术】
[0002] 艾滋病（AcquiredImmuneDeficiencySyndrome,AIDS)目前已经成为危 害人类生命健康的重大传染性疾病，其主要病原体是人免疫缺陷病毒1型（Human ImmunodeficiencyVirusType1，HIV_1)。尽管高效抗逆转录疗法（HighlyActive AntiretroviralTherapy,HAART)的实施显著延长患者的生存时间，但是耐药问题和药物 毒副作用以及长期服用药物的费用等问题，迫使研宄者研发高效低毒的新型HIV抑制剂。 HIV-I非核苷类逆转录酶抑制剂（NNRTIs)是HAART疗法的重要组成部分，该类药物具有高 效低毒、特异性强的优点，然而易产生耐药性的缺陷使该类药物迅速丧失临床效价，因此新 型、高效、低毒、广谱抗耐药性的NNRTIs的研发是目前抗HIV药物研宄的热点之一。
[0003]二芳基喃啶（diarylpyrimidine,DAPY)类是一类典型的HIV-lNNRTIs，具有较强 的抗HIV活性，对耐药突变毒株也有很好的抑制作用。该类药物中依曲韦林（Etravirine) 和利匹韦林（Rilpivirine)已经上市，但该类化合物水溶性较差，口服生物利用度较低，因 此将该类化学结构进行进一步修饰，对发现广谱高效、生物利用度好且具有自主知识产权 的新型抗HIV药物具有重大意义。
[0004]
【发明内容】
[0005] 针对现有技术的不足，本发明提供了一种噻吩并嘧啶类衍生物及其制备方法，本 发明还提供了噻吩并嘧啶类衍生物作为HIV-I抑制剂的应用。
[0006] 本发明的技术方案如下：
[0007] 1.噻吩并嘧啶类衍生物
[0008] -种噻吩并嘧啶类衍生物，或其药学上可接受的盐、酯或前药，具有通式I所示的 结构：
[0009]
[0010] 其中，虚线代表A与B之间为双键、B与D之间为双键、A与B之间为单键或者B与 D之间为单键之中的一种；
[0011] A为：S或者C(U);
[0012] B为：S或者C(V);
[0013] D为：S或者C(W);
[0014] 并且A，B和D有且只有一个为S;
[0015] 其中U，V和W各自独立的为：H，卤素，C1-C6烷基，C「C6烷氧基，C2_C6烯基，C3-(：6环 烷基，0C3-C6环烷基，苯基，苄基，三氟甲基，氨基，羟基，各种取代的六元杂环、各种取代的 五元杂环；
[0016] Z为：F，F2, 0H，C00H，C0NH2,COOC2H5;
[0017] X为：0,NH或者S之中的一种；
[0018] R1,R2，R3各自独立的为：H，卤素，氰基,C1-C6烷基，C1-C6烷氧基，C2_C6烯基，三氟甲 基，氣基，羟基氛基乙條基；
[0019] Ar为：取代苯环、取代萘环、各种取代的六元杂环、各种取代的五元杂环、各种取 代的六元并五元杂环、各种取代的六元并六元杂环、各种取代的五元并五元杂环、各种取代 的苯并五元杂环或各种取代的苯并六元杂环。
[0020] 优选的，Ar为具有通式（a)或者通式（b)的取代苯环：
[0021]
[0022] 其中，R4为H，CH3,C0CH3,C00CH3,COOC2H5,C00H，SO2CH3或SO2CF3;R5为Cl，Br，Me， NHCH3,NHC0CH3,NHSO2CH3或NHSO2CF3 〇
[0023] 本发明中所述的"药学上可接受的盐"是指在可靠的医药评价范围内，化合物的 盐类适于与人或较低等动物的组织相接触而无不适当的毒性、刺激及过敏反应等，具有相 当合理的收益与风险比例，通常是水或油可溶的或可分散的，并可有效地用于其预期的 用途。包括药学上可接受的酸加成盐和药学上可接受的碱加成盐，在这里是可做预期的 用途并与式I化合物的化学性质相容的。适宜的盐的列表参见S.M.Birge等，J.Pharm. Sci.，1977, 66, 1-19 页。
[0024] 本发明中所述的"前药"是指药学上可接受的衍生物，以便这些衍生物所得的生物 转换产物是如式I化合物所定义的活性药物。
[0025] 本发明更为详细的，噻吩并嘧啶类化合物的结构式为下列之一：
[0029] 其中，R，U，V，W，Z和Ar同上通式I所述。
[0030]进一步优选的，化合物IA-1，IA-2,IA-3,IA-4,IA-5,IB-1，IB-2,IB-3,IB-4,IB-5 和IC-1，IC-2,IC-3,IC-4,IC-5 中，Ar为通式（a)或通式（b)。
[0031] 本发明更为详细的，噻吩并嘧啶类衍生物为如下具体化合物之一：
[0032]
[0033]
[0034] 2.噻吩并嘧啶类衍生物的制备方法
[0035] 噻吩并嘧啶衍生物的制备方法，步骤如下：以2, 4-二氯取代的噻吩并嘧啶1为 初始原料，首先在N，N-二甲基甲酰胺溶液中与取代苯酚、苯硫醇或苯胺发生亲核取代生 成中间体2 ;然后中间体2在二甲基亚砜中与N-Boc-4-氨基哌啶反应并随后在三氟乙 酸条件下脱Boc基团保护生成关键中间体4 ;或者中间体2发生布赫瓦尔德-哈特维希 (Buchwald-Hartwig)偶联反应生成中间体3然后脱BOC保护得到中间体4 ;最后此关键中 间体4在N，N-二甲基甲酰胺溶液中和碳酸钾做碱的条件下，与各种取代氯苄或溴苄反应生 成目标产物；合成路线如下：
[0036]
[0037] 试剂及条件：（i)取代苯酚、苯胺或者苯基硫醇，二甲基甲酰胺，碳酸钾，室温； (ii)N-Boc-4-氨基哌啶，二甲基亚砜，碳酸钾，120°C; (iii)N-Boc-4-氨基哌啶，醋酸钯， 4, 5-双（二苯基膦）-9, 9-二甲基氧杂蒽，碳酸铯，90°C，二氧六环；（iv)二氯甲烷，三氟乙 酸，室温；(V)取代氯苄或溴苄，二甲基甲酰胺，碳酸钾，室温。
[0038] 所述的取代苯酚、苯硫醇或苯胺为均三甲基苯酚，2, 6-二甲基-4-氰基苯酚， 2, 6-二甲基-4-(E)-氰基乙烯基苯酚，均三甲基苯基硫醇，2, 6-二甲基-4-氰基苯基硫 醇，2, 6-二甲基-4-(E)-氰基乙烯基苯基硫醇，均三甲基苯胺，2, 6-二甲基-4-氰基苯胺， 2, 6-二甲基-4- (E)-氰基乙烯基苯胺；
[0039] 取代氯苄或溴苄为邻氯氯苄、间氯氯苄、对氯氯苄、邻溴溴苄、间溴溴苄、对溴溴 苄、邻氟氯苄、间氟氯苄、对氟氯苄、2, 4-二氟溴苄、3, 4-二氟溴苄、邻氰基氯苄、间氰基氯 苄、对氰基氯苄、邻硝基氯苄、间硝基氯苄、对硝基氯苄、邻甲氧基氯苄、间甲氧基氯苄、对甲 氧基氯苄、对甲磺酰基溴苄、对磺酰胺基溴苄、对甲酰胺基溴苄、4-(溴甲基）苯甲酸甲酯。
[0040] 本发明所述的室温为20_30°C。
[0041] 3.噻吩并嘧啶类衍生物的抗HIV-I野生株及突变株活性及应用
[0042] 对按照上述方法合成的部分噻吩并嘧啶类衍生物进行了细胞水平的抗 HIV-I(IIIb)，单耐药突变株K103N、Y181C、Y188L以及双耐药突变株RES056 (K103N/Y181C) 的活性筛选，以奈韦拉平（NVP)、依法韦伦（EFV)、依曲韦林（ETV)和齐多夫定（AZT)为阳性 对照。它们的抗HIV-I活性和毒性数据分别列于表1和表2中。
[0043]由表1可以看出，本发明的噻吩并嘧啶衍生物是一系列结构新颖的非核苷类 HIV-I抑制剂，表现出了极强的抗HIV-I野生株和突变株活性。绝大部分化合物抑制野生株 和突变株的EC5tl值达到了纳摩尔级别，其中，化合物IA-1-2的活性尤为突出，其对HIV-I野 生株的EC5tl值是第一代抗艾滋病药物奈韦拉平（NVP)的150倍以上，是最新一代药物依曲 韦林（ETV)的2倍以上。化合物IA-1-2亦表现出了极高的安全性，其对HIV-I野生株的选 择性指数大于100000,远远高于上市药物。对单突变株K103N和Y181C，化合物IA-1-2表 现出了与依曲韦林相当的抑制活性，对于单突变株Y188L，其抑制活性远远高出依曲韦林， 为其抑制活性的3倍以上。另外，化合物IA-1-2的细胞毒性远小于阳性药物（表2)，导致 该化合物表现出非常高的选择性。因此该类噻吩并嘧啶类化合物具有进一步研宄与开发的 价值，可作为抗HIV的先导化合物加以利用。
[0044] 本发明的噻吩并嘧啶衍生物可作为非核苷类HIV-I抑制剂应用。具体地说，作为 HIV-I抑制剂用于制备抗艾滋病药物。
[0045] 一种抗HIV-I药物组合物，包括本发明的噻吩并嘧啶衍生物和一种或多种药学上 可接受载体或赋形剂。
[0046] 本发明提供了结构全新的噻吩并嘧啶类衍生物、其制备方法、其抗HIV-I活性筛 选结果及其在抗病毒领域中的首次应用。经过试验证明，本发明的噻吩并嘧啶类衍生物可 作为HIV-I抑制剂应用并具有很高的应用价值。具体地说，作为HIV-I抑制剂用于制备抗 艾滋病药物。
【具体实施方式】
[0047] 通过下述实例有助于理解本发明，但是不能限制本发明的内容。
[0048] 实施例中所涉及的合成路线如下：
[0049] 合成路线一：
[0053] 实施例I:4-((2-(哌啶-4-胺）噻吩并[3, 2-d]嘧啶-4-基）氧基）-3, 5-二甲 基苯臆（10)的制备
[0054]
[0055]称取 4-羟基-3, 5-二甲基苯腈（0. 15g,Immol)和碳酸钾（0. 17g,I. 2mmol)于 5mL 的N，N-二甲基甲酰胺（DMF)溶液中，室温搅拌15分钟，然后加入2, 4-二氯噻吩并[3, 2-d] 嘧啶（0. 21g，lmmol)继续室温搅拌2h(TLC检测反应完毕）。此时有大量的白色固体生成， 慢慢地向其中加入25mL冰水，过滤，真空干燥箱干燥，得到白色固体即为化合物4-((2-氯 噻吩并[3,2-(1]嘧啶-4-基）氧基）-3,5-二甲基苯腈，收率93.8%，熔点258-260°〇。
[0056] 称取化合物4-((2-氯噻吩并[3,2_d]嘧啶-4-基）氧基）_3, 5-二甲基苯 腈（0. 32g,I.Ommol)，N-Boc-4-氨基哌啶（0. 24g,I. 2mmol)与碳酸钾（0. 28g, 2mmol) 于5mL的二甲基亚砜中，然后加热回流12小时。待反应冷却到室温以后，慢慢地 将反应液滴加到20mL水溶液中，搅拌，有大量的黄色固体生成。过滤，干燥得粗品 4- ((2- (I-Boc-哌啶-4-胺）噻吩并[3, 2-d]嘧啶-4-基）氧基）-3, 5-二甲基苯腈。 称取该粗品（0.60g，1.21mm〇l)溶于4mL二氯甲烷中，然后慢慢地向其中加入三氟乙酸 (0.74mL，IOmmol)，室温条件下搅拌6小时（TLC检测反应完毕）。向反应液中加入IOmL 水，用饱和的碳酸氢钠水溶液调PH为9,二氯甲烧萃取（3X5mL)，饱和食盐水水洗，分取有 机层，无水硫酸钠干燥。然后进行快速柱层析分离得到白色固体即为化合物4-((2-(哌 啶-4-胺）噻吩并[3, 2-d]嘧啶-4-基）氧基）-3, 5-二甲基苯腈。收率84. 2%，熔点 114-116。。。
[0057] 1HNMR(400MHz，DMS0-d6,ppm)S: 8. 20 (d，1H，J= 5. 4Hz，），7. 72 (s，1H)，7. 26(s ,1H), 6. 92 (s,br, 1H), 3. 78 (s,br,