一種氯肟類化合物及其制備方法和在制藥中的應用的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種氯肟類化合物及其制備方法和在制藥中的應用。所述氯肟類化合物具有如下通式I的結構：此類化合物具有很強的協同調節熱休克蛋白活性的作用，能夠用來治療大鼠因注射Aβ1-42引起的神經退行性疾病，目的是為了治療人類的神經退行性疾病。此類化合物也具有顯著的抵抗應激的作用，可用于制備治療由于蛋白質錯誤折疊和/或聚集、氧化應激所引起疾病的新藥。
【專利說明】一種氯肟類化合物及其制備方法和在制藥中的應用
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種氯肟類化合物，及其制備方法和在制備用于治療和預防由于蛋白質折置錯誤或聚集引起的神經退打性疾病，代謝系統疾病，心、腦血管系統疾病以及炎癥的藥物中的應用。
【背景技術】
[0002]蛋白質對人類和動物的生命都非常重要，是人體的三大營養物質之一，是生命的物質基礎，沒有蛋白質就沒有生命。因此，它是與生命及與各種形式的生命活動緊密聯系在一起的物質。在細胞內，大多數天然蛋白質能自發形成比較穩定的天然結構，或被配體和代謝因子穩定。但發現大約有10%~20%新合成的多肽鏈需與分子伴侶結合，借助分子伴侶才能正確折疊。還有大約20%新合成的多肽鏈不能形成正確的三維結構而被蛋白酶所降解。翻譯后的質量控制主要通過分子伴侶和蛋白酶這兩套系統來保證蛋白質的正常功能。分子伴侶的作用是幫助不能自發折疊的蛋白質的折疊和組裝，使其恢復正常的結構，蛋白酶系統的作用是清除錯誤折疊的蛋白質。
[0003]而當細胞處于應激狀態如感染、熱休克以及氧化損傷時，可導致蛋白質穩定性降低，某些蛋白質不能按正確的方式折疊。如氧化應激情況下，線粒體DNA突變或者活性氧簇(reactive oxygen species, R0S)的凈增量增多都會大大提高帕金森病，老年癡呆等神經退行性疾病的發病率。在動物和體外模型中，抗氧化治療一定程度上能保護神經兀(Simpson, Lancet Neurol.4:266, 2005; Neymotin et al., Free Radic BiolMed.51:88-96，2011)。 [0004]蛋白質折疊錯誤時常常將含碳豐富的氨基酸一端裸露在表面，而不是把它包裹在里面，而含碳豐富的此類基團會緊密結合其它蛋白質中的類似基團，構成聚合物大分子。這些聚合物對細胞(神經元)而言是致死性的。事實上，幾乎所有的神經退行性疾病都牽涉到神經元蛋白的異常進程。異常進程可以導致一種蛋白質的錯誤折疊，導致翻譯后新合成的蛋白質不能正常被修飾，蛋白裂解異常，異常的基因拼接，表達不當，或清除異常蛋白的能力降低。錯誤折疊的蛋白質往往被積累。許多神經退行性疾病，最突出的特征是腦細胞內、外的細胞出現淀粉樣蛋白的纖維狀結構的蛋白質聚集體(Muchowski, Neuron.35:9-12，2002)。細胞對這些蛋白質處理不當導致不同的神經元組發生故障，在臨床上就表現為各種不同的神經退行性疾病(Prusiner，N Engl JMed.344:1516-1526，2001)。
[0005]在老年癡呆病(AD)中有兩種蛋白質聚集沉淀。在腦實質和腦血管壁周圍的細胞外有淀粉樣蛋白斑塊沉積，其主要成分是40-42個氨基酸殘基的組成的多肽稱為P -淀粉樣蛋白(A3) (Glenner et al., Biochem Biophys Res Commun.120:885-890，1984)。退化的神經細胞的細胞質出現神經纖維纏結和過度磷酸化的tau蛋白的聚集(Grundke-1qbalet al., J Biol Chem.261:6084-6089，1986)。
[0006]在帕金森病(PD)患者在大腦黑質神經元的胞漿中，能觀察到路易小體聚集，這些聚集體的主要成分為a -synuclein的蛋白質片段(Spillantini etal., Nature.388:839-840，1997)。
[0007]20%典型家族遺傳性脊髓側索硬化癥(ALS)的銅-鋅超氧歧化酶(copper-zincsuperoxide dismutase, S0D1)基因編碼有突變，SODl的突變體明顯錯誤折疊了，導致高度聚集化。而在散發性ALS中始終伴隨著泛素-染色包涵體的聚集物，如圖1A所示(Kiernanet al.，Lancet.377:942-955，2011)。因此蛋白質錯誤折疊和聚集在ALS的發病機制中起著重要作用(Cudkowicz et al., Muscle Nerve.38:837-844，2008)。
[0008]在亨廷頓(HD)患者的細胞核內沉積著大量的亨廷頓蛋白(Huntingtin protein,Htt)的多聚谷氨酰胺(polyglutamine, polyQ)聚集物，這是此病患者的一個典型腦特征(DiFiglia et al.，Science.277:1990-1993，1997)。這種突變蛋白在細胞內積累，形成有毒低聚物和聚合物。免疫組織化學和電子顯微鏡方法，無論是在HD患者或實驗模型中，都表明了細胞的自噬途徑發生了改變。最早的證據來源于很多HD模型和患者的自噬泡大量增多的觀察結果(Davies et al.，Cell.90:537-548，1997; Sapp et al., AnnNeurol.42:604-612，1997;Kim et al., J Neurosc1.19:964-973，1999;Kegel et al., J Neurosc1.20:7268-7278, 2000;Nagata et al., Neuroreport.15:1325-1328, 2004;Heng etal.，Hum MolGenet.19:3702-3720，2010)。
[0009]當細胞處于應激狀態(如氧化應激ROS增多)時，引起蛋白質折疊錯誤或聚集，最終導致神經退行性疾病的產生，因此修復這種蛋白質錯誤折疊或降解聚集物可能就是阻止病情進一步發展的有效途徑。
[0010]治療蛋白質錯誤折疊疾病的一個重要方面就是增加分子伴侶的數量、提高熱休克蛋白的活性，輔助蛋白的正確折疊，促進錯誤折疊蛋白的降解。熱休克蛋白(heat shockprotein, HSP)又被稱為應激蛋白(stress proteins, SP)作為分子伴侶中的一員，與眾多蛋白的活性作用發揮有關，能夠輔助調節錯誤折疊的蛋白恢復正常結構(Hartl etal.，Nature.475:324-332`，2011)。當細胞發生應激反應(熱休克反應)時，熱休克蛋白能大量表達，然后識別錯誤折疊或去折疊的蛋白質及其聚集物，并標記它們以供蛋白酶體降解。例如，熱休克蛋白HSP27和HSP90很早就已經被證實可以提高泛素-蛋白酶體系統(ubiquitin-proteasome system, UPS)的活性。還有一種熱激蛋白HSP70能夠與來自折疊錯誤的蛋白質表面疏水區結合，然后引導E3泛素的一種連接酶(如CHIP, carboxy terminusof HSC70-1nteracting protein)在折疊錯誤的蛋白質及其聚集物上面標記上泛素,此后蛋白酶體就能夠結合并且降解它們。但是高強度的氧化損傷會加強蛋白質片斷之間相互連接的程度，蛋白酶體很難降解這樣高穩定性的蛋白聚合物。此時可能需要更多的熱休克蛋白表達來提高泛素-蛋白酶體系統的降解能力。
[0011]熱休克蛋白活性還與很多疾病相關，幾乎與所有應激導致的疾病密切聯系。比如熱休克蛋白作為分子伴侶可以預防治療免疫系統疾病，防止炎癥，比如 Hsp60, Hsp70, Hsp90,和 gp96 可以結合細菌外毒素 LPS (Tsan et al., JLeukoc Biol.85:905-910, 2009)，與免疫缺陷病艾滋病息息相關(Di Cesare etal., Immunology.76:341-343, 1992),也與心腦血管疾病緊密相連(Pockley, Circulation.105:1012-1017，2002)。
[0012]氯I虧衍生物首先是匈牙利Biorex公司發現的一類能選擇性放大HSPs的表達化合物，臨床試驗用于抗糖尿綜合病(Biro et al., Brain Res Bull.44:259-263, 1997;Nanasiet al., Cardiovasc Drug Rev.19:133-151，2001)。2004 年 Biorex 公司被美國 CytRx 公司收購，并開發出新的氯肟衍生物作為藥物前體，進一步用于治療各種與熱休克蛋白(分子伴侶)活性相關的疾病神經退行性疾病。大量研究證實氯肟類化合物具有很好的分子伴侶活性調節作用，能提高熱休克蛋白的活性，可用于神經退行性疾病的治療。正常細胞中，氯肟衍生物不激活HSFl或誘導HSPs的表達。氯肟化合物僅放大應激狀態或病態細胞中的伴侶蛋白活性(Soti et al.,Br J Pharmacol.146:769-780，2005)。如此特別的分子作用機制，特定靶向作用于應激細胞，比那些不加選擇地作用于所有細胞的分子伴侶調節劑更具潛力、更安全(Soti et al.,Br J Pharmacol.146:769-780，2005)。
[0013]氯廂衍生物活性已經得到肯定。化合物Bimoclomol和arimoclomol (圖1B)是兩個具有代表性的氯肟衍生物，都已經進入臨床II/III期研究。Bimoclomol多年以前就應用于糖尿病及糖尿病腎病的治療，1997年雅培公司投入資金與bimoclomol發現者Biorex公司合作進行bimoclomol糖尿病綜合征的二期臨床研究(Kalman.1997)。Bimoclomol能選擇性放大多種熱休克蛋白和熱休克因子的活性，例如Hsp60, Hsp70, Hsp90, Grp94 (glucoseregulated protein94kDa,葡萄調節蛋白 94)等(Nat Med.3:1150-1154，1997),而這類分子伴侶作用機制涉及到多種疾病，它不但被證實能治療STZ造模的糖尿病大鼠及多種并發癥(Biro et al., Brain Res Bull.44:259-263, 1997;Biro et al., Neuroreport.9:2029-2033，1998)，而且能治療心功能障礙，腦血管異常各類疾病(Erdo et al., Brain ResBull.45:163-166, 1998;Lubbers et al., Eur J Pharmacol.435:79-83, 2002;Polakowskiet al., Eur JPharmaco1.435:73-77，2002)。
[0014]Arimoclomol在治療多種神經退行性疾病上表現出突出的活性，臨床試驗(NCT00706147)結果顯示它至少能延緩ALS患病30%的進程。前期研究報道也證實了 arimoclomol為HSPs誘導物(放大器)，能明顯提高應激狀態細胞中HSFl，HSP70，HSP90等的表達量，而對正 常狀態細胞中HSPs的表達影響不明顯(Polakowski etal., Eur JPharmacol.435:73-77，2002;Hargitai et al., Biochem Biophys ResCommun.307:689-695, 2003;Kieran et al., Nat Med.10:402-405,2004)。
[0015]Arimoclomol也像bimoclomol —樣最初被開發用于治療糖尿病，后來被發現在動物模型中治療ALS效果顯著。Arimoclomol被認為是功能健全的分子伴侶調節劑，通常能誘導人體的所有細胞中的熱休克蛋白活性，以提高細胞的自然修復能力，治療許多疾病，包括ALS之受損蛋白質異常。另一個應用于臨床試驗的氯I虧衍生物Iroxanadine,應用于心腦血管疾病的治療 ° (http://www.cytrx.com/mo I ecu I ar_chaperone_r egu I at ion.html, 2010)。
[0016]川彎嗪(Tetramethylpyrazine, TMP)為中藥川彎中提取得到的主要活性成分，具有廣泛的藥理作用，用于多種心腦血管疾病的治療。川芎嗪在血管組織還表現出的鈣拮抗劑作用(Pang et al.，Planta Med.62:431-435，1996)，此機制可能應用于神經退行性疾病。作為ROS抑制劑，它能清除超氧陰離子(02_)，氫氧根負離子(0H_)，脂質過氧負離子(lipid peroxyl, LOO-)等自由基(Zhang et al., Zhongguo Yao LiXue Ba0.15:229-231，1994;Zhang et al., Life Sc1.72:2465-2472，2003)。 在中樞神經系統，TMP可顯著抑制鐵介導的神經細胞氧化損傷并減輕谷氨酸毒性引起的神經細胞死亡(Shih et al., Neuroreport.13:515-519, 2002;Zhang et al., Eur JPharmacol.467:41-47, 2003; Liao et al., Neurosci Lett.372:40-45，2004)。川彎嗪全身用藥保護對老鼠和兔子的缺血或腦外傷或脊髓損傷的神經細胞，能促進其功能恢復(Fanet al., BMC Neurosc1.7:48, 2006;Kao et al., Neurochem Int.48:166-176，2006)。有趣的是，全身給藥川芎嗪能減輕D-半乳糖或缺血性腦損傷引起的嚙齒類動物學習和記憶能力損害(Ni et al., Jpn J Pharmacol.67:137-141, 1995; Zhang et al., Chin Med SciJ.19:180-184，2004)。顯著改善癡呆癥模型小鼠的認知功能以及腦淀粉樣蛋白的量(Tan，JOcul Biol Dis Infor.2:57-64，2009)。
[0017]但是，川芎嗪的抗氧化作用微弱，生物利用度低，臨床上需要多次給藥才能達到有效濃度。目前神經退行性疾病的治療還沒有特效藥，已經上市的為數不多的藥物都因為療效不佳或毒副作用大很難滿足要求。誘導熱休克蛋白表達修復錯誤折疊的蛋白質或清除其聚集物保護神經細胞的作用一直是國內外研究的重點。

【發明內容】

[0018]本發明旨在提供一種氯肟類化合物及其藥學上可接受的鹽，該類化合物可誘導熱休克蛋白的表達，抗氧化應激損傷，具有很強的細胞保護能力；并且提供所述氯肟類化合物的制備方法；還提供所述氯肟類化合物及其藥學上可接受的鹽在治療由于蛋白質錯誤折疊或異常折疊形成聚集物或由于氧化應激所導致的疾病的方法，以及所述氯肟類化合物及其藥學上可接受的鹽在制備相應藥物中的應用。
[0019]在一方面，本發明提供了一種氯肟類化合物及其藥學上可接受的鹽，所述氯肟類化合物具有如下通式I的結構:
[0020]一種氯肟類化合物及其藥學上可接受的鹽，所述氯肟類化合物具有如下通式I的
結構:
[0021]
【權利要求】
1.一種氯肟類化合物及其藥學上可接受的鹽，所述氯肟類化合物具有如下通式I的結構:
2.根據權利要求1所述氯肟類化合物及其藥學上可接受的鹽，所述氯肟類化合物具有如下通式II的結構:
3.根據權利要求2所述氯肟類化合物及其藥學上可接受的鹽，所述氯肟類化合物具有如下通式III的結構:
4.根據權利要求3所述氯肟類化合物及其藥學上可接受的鹽，其特征在于通式III中:民選自甲基，乙基，正丙基，異丙基，R3選自3-甲基金剛烷基，3，5_ 二甲基金剛烷基，異丙基，或R2, R3與N原子連接成取代或未取代的六元環； R4選自H，OH, NH2, C00H,直鏈或支鏈烷基，取代或未取代的單環或多環烷基，芳基，含0或S的芳雜基，含氮芳雜基及其N — 0基團，酰基，酯基，胺基； R5, R6, R7相同或不同，各自獨立的為H，F，Cl, Br, I, OH, NH2, C00H,直鏈或支鏈烷基，芳基，含O、N或S的芳雜基，酰基，酯基，或胺基； 吡嗪環N原子上面連有氧或者不連氧； n 為 0，1，2 或 3。
5.根據權利要求4所述氯肟類化合物及其藥學上可接受的鹽，所述氯肟類化合物具有如下通式IV的結構:
6.根據權利要求5所述氯肟類化合物及其藥學上可接受的鹽，所述氯肟類化合物具有如下通式V的結構:

7.根據權利要求6所述氯肟類化合物及其藥學上可接受的鹽，所述氯肟類化合物具有如下通式VI的結構:
8.根據權利要求7所述氯肟類化合物及其藥學上可接受的鹽，其特征在于通式VI中n為I，吡嗪環N原子上不連有0，所述氯肟類化合物具有如下式TCO-1的結構: 丫 ITOH H3C人NnJ TCO-10
9.根據權利要求7所述氯肟類化合物及其藥學上可接受的鹽，其特征在于通式VI中n為I，吡嗪環N原子上連有O，所述氯肟類化合物具有如下式TC0-2的結構:
10.根據權利要求1-9任一項所述的氯肟類化合物的制備方法，其包括:將起始原料的腈基衍生物與鹽酸羥胺反應后再與相對應的鎗鹽反應制得氨基取代的氨基肟類化合物，再將所述氨基肟類化合物進行重氮化氯代反應制得所述氯肟類化合物。
11.根據權利要求1-9任一項所述的氯肟類化合物及其含有所述化合物的藥物組合物在制備藥物中的用途，所述藥物用來預防或治療的疾病包括腦神經或腦血管疾病、心血管疾病、炎癥感染性疾病和眼科疾病。
12.根據權利要求11所述的制備藥物中的用途，其中所述腦神經或腦血管疾病包括阿爾茲海默(氏)病、帕金森癥、亨廷頓氏病、朊蛋白病、腦軟化病、致死的家族性失眠癥、人類的紋狀體脊髓變性病、羊瘙癢病，瘋牛病、肌萎縮性(脊髓)側索硬化、癡呆、多發性硬化癥、慢性痛類腦病、腦創傷、癲癇、中風、缺氧缺血腦損傷、艾滋病。
13.根據權利要求11所述的制備藥物中的用途，其中所述心血管疾病包括心肺側流、肺氣腫、呼吸窘迫綜合征、心臟缺血或再灌注、中毒性休克綜合征、成人呼吸窘迫綜合征、惡病質、心肌炎、動脈粥樣硬化、冠心病和突發性心臟病類心臟和血管性疾病。
14.根據權利要求11所述的制備藥物中的用途，其中所述炎癥感染性疾病包括炎性腸病、糖尿病、類風濕性關節炎、哮喘、肝硬變、異體排斥、腦脊髓炎、腦(脊)膜炎、胰腺炎、腹膜炎、血管炎(病)、淋巴細胞性脈絡叢腦膜炎、脈絡叢腦膜炎、腎小球腎炎、全身性紅斑狼瘡、胃腸蠕動紊亂、肥胖癥、饑餓癥、肝炎和腎衰竭。
15.根據權利要求11所述的制備藥物中的用途，其中所述眼科疾病包括糖尿病性視網膜病、眼色素層炎、青光眼、瞼炎、瞼板腺囊腫、過敏性眼病、角膜潰瘍、角膜炎、白內障、老年性黃斑退行性改變和視神經炎。
【文檔編號】A61P25/20GK103804309SQ201210447383
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2012年11月9日 優先權日:2012年11月9日
【發明者】王玉強, 姚輝, 吳傳斌, 陶亮, 孫業偉 申請人:廣州喜鵲醫藥有限公司