作為hdm2配體的吡咯烷-2-酮的製作方法

2023-10-05 00:27:44 5

專利名稱：作為hdm2配體的吡咯烷-2-酮的製作方法
作為HDM2配體的吡咯烷-2-酮
背景技術：
MDM2(也稱為HDM2)在調節和影響重要細胞信號轉導通路中起重要作用。已知 HDM2與控制細胞周期進程、細胞凋亡、增殖和存活的一系列不同蛋白相互作用。因此，在其它蛋白中，HDM2結合腫瘤抑制蛋白p53並靶向該蛋白以進行泛素化和 降解；促進P53從細胞核易位至胞質溶膠並進一步易位至蛋白體。由此，HDM2防止與細胞 周期和凋亡調節有關的P53靶基因的反式激活。p53蛋白是強效的細胞周期抑制劑，其通過 誘導生長停滯或凋亡來防止永久損傷的細胞克隆的增殖，以此通過保護細胞和基因組的完 整性來防止癌症的發展。p53以及HDM2均與癌症有關約50%是所有人腫瘤中帶有損害正常p53功能的 P53基因的突變或缺失。在具有野生型p53的許多癌症中，HDM2過表達，導致正常p53無功 能(Momand et al. Nucleic Acids Res. 1998，26，3453-3459)。HDM2基因具有p53應答型啟動子元件，並且易位至細胞核的p53水平的升高誘導 HDM2的表達。p53對HDM2的誘導形成自調節反饋環，這確保正常增殖的細胞中HDM2和p53 均為低水平(Vousden and Lu Nature Reviews Cancer 2002，2，594-604)。然而，在許多癌 症中，HDM2與p53的這種正常比例被改變和錯誤調節。在具有野生型p53的細胞中抑制HDM2與p53的相互作用應當導致細胞核中p53 水平的增加，這促進細胞周期停滯和/或凋亡，並恢復P53的腫瘤抑制作用。這種策略的可 行性已通過使用不同的大分子工具(如抗體、反義寡核苷酸、肽)來抑制HDM2-p53相互作 用得到了證實。除了 p53外，已發現大量蛋白與HDM2相互作用，行使作用子(affector)(調節 HDM2功能)或效應物(被HDM2調節)功能。已描述了共計約20個與HDM2蛋白相互作 用的蛋白(Ganguli and ffasylyk, Mol. Cancer Research, 2003, v. 1，1027—1035)，Zhu et al.Mol. Cell，2009，35，316-326)。在它們中，HDM2 結合腫瘤抑制子 pRB 以及 E2F_l(Yang et al. Clinical Cancer Research 1999，5，2242-2250)。E2F-1是調節進入S期的轉錄因子，並且已證實過表達時在一些細胞類型中引起 凋亡。HDM2通過p53的保守結合區結合E2F，激活細胞周期蛋白A的E2F依賴性轉錄，並且 提示HDM2小分子配體或拮抗劑在細胞中也可能具有抗腫瘤效果，而與它們恢復p53功能的 作用無關。HDM2在體外和體內可結合哺乳動物Numb蛋白。這種結合通過HDM2的N端結構域 發生，該結構域也是涉及P53結合的區域。Numb蛋白參與細胞命運的調節和多種發育過程， 最顯著地是神經系統的發育過程。通過與Numb的相互作用，HDM2可影響諸如分化和存活 等的過程。這也可有助於過表達HDM2的腫瘤細胞的性質改變(Juven-Gershon et al.Mol. Cell. Biol. 1998，18，3974-3982)。類似地，阻斷HDM2與p53相互作用的小分子也阻斷HDM2與低氧誘導因子 la (HIF-Ia)的相互作用，所述低氧誘導因子1 α是在含氧量正常或低氧條件下誘導血 管內皮生長因子(VEGF)的蛋白。因為VEGF是促血管生成的，所以小分子對HDM2的抑制也會防止癌症轉移和原發腫瘤中的血管形成(G. A.LaRusch et al. Cancer Res. 2007,67, 450-454)。這也證明HDM2在調節細胞周期蛋白依賴性激酶抑制劑p21中起直接作用。用抗 HDM2反義寡核苷酸或靶向HDM2的小幹擾RNA抑制HDM2顯著提高無p53的PC3細胞中的p21 蛋白水平。相反地，HDM2的過表達通過縮短p21的半衰期來降低p21水平，該效果可被HDM2 反義抑制所逆轉。HDM2促進與泛素化和HDM2的E3連接酶功能無關的p21降解。取而代之 地是，HDM2通過促進p21與蛋白酶體C8亞基的結合來促進p21降解。p21和HDM2通過HDM2 蛋白的 180 至 298 位胺基酸區結合(Zhang et al. J. Biol. Chem. 2004，279，16000—16006)。這也是除了突變的P53或HDM2過表達以外，功能失常的HDM2調節影響正常p53 功能並引起癌症的證據。因此，當E2F發出癌症生長信號時，P14ARF被排出以分解HDM2， 釋放p53以殺死癌細胞。在某些癌症中缺少P14ARF (Moule et al. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. Α. 2004，101，14063-6)。P14ARF 結合 HDM2 並促進 HDM2 的快速降解。ARF 介導的 HDM2 降解與HDM2修飾及同時發生的ρ53穩定化和積累有關。小分子HDM2抑制劑也誘導依賴於功能性ρ53的存在的衰老，然而缺乏ρ53 的 _ Ifi 貝1J 5 i f _ 胃(A. Efeyan, A. Ortega-Molina, S. Velasco-Miguel, D. Herranz, L. Τ. Vassilev, Μ. Serrano, Cancer Res.2007,67,7350-7357)。將抑制HDM2作為治療概念的有效性首先由反義HDM2抑制劑所證實，所述反義 HDM2抑制劑在具有各種p53狀態的多種人癌症模型中表現出顯著的抗腫瘤活性Ghang et al. Proc. Natl. Acad Sci. U. S. Α. 2003，100，11636-11641)。因此，HDM2蛋白相互作用的小分子拮抗劑可提供可行的癌症治療方法，作為單獨 藥劑或與多種其它抗腫瘤療法組合。還進一步證明HDM2在病毒感染中起重要作用。首先，已知病毒依賴於改變正常 Ρ53信號轉導(0' shea and Fried Μ. Cell Cycle 2005 ；Machida et al. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2004，23，101，4262-7)。其次，HDM2直接與病毒蛋白相互作用，例如HDM2是細胞轉化中和裂解感染期間猿 猴病毒 40 的靶標(Henning et al. J. Virol. 1997，71，7609-7618)。而且，在 SV40 轉化的細 胞中，類似於p53，HDM2蛋白在代謝上變得穩定。這提示SV40對HDM2的特異性靶定以防止 SV40感染和轉化的細胞中p53的HDM2介導型蛋白酶體降解，以此使得這些細胞中p53的代 謝穩定。在SV40轉化的細胞中，三聚LT-p53-HDM2複合物與猿候病毒40大腫瘤抗原(LT) 一起形成。1型人免疫缺陷病毒(HIV-I)編碼強效反式激活子Tat。HDM2已被證實與Tat相 互作用，並介導其體外和體內泛素化。此外，HDM2是Tat介導的反式激活的正調節子，這表 明 Tat 的轉錄性質由泛素化所刺激(Bres et al. Nat Cell Biol. 2003,5,754-61) 已報導了 HDM2相互作用的小分子抑制劑，且在體外模型中表現出促凋亡效果以 及在癌症動物模型中表現出抗腫瘤效果。因此，苯並二氮雜罩已用作化學骨架來實現HDM2 抑制活性(Grasberger et al. J. Med. Chem. 2005,48,909-912 ；Parks et al. Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters 2005，15，765-770)。類似地，咪唑啉(Vassilev et al. Science 2004，303，844-848)、異吲哚酮(Hardcastle et al. Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters 2005，15，1515—1520)、降莰烷(Zhao et al. Cancer Letters 2002，183，69-77)和磺醯胺(Galatin and Abraham J. Med. Chem. 2004,47,4163-4165)已被報導 為小分子HDM2抑制劑。還報導了 HDM2配體具有細胞保護效果。因此，HDM2抑制劑可用在誘導細胞保 護的方法中，且可用於保護非靶細胞免受化療劑的有害影響。提供此效果的HDM2抑制劑 的量可比誘導凋亡所需的量低約5至約10倍(Koblish et al. W003095625, METHOD FOR CYT0PR0TECTI0N THROUGH HDM2 AND HDM2 INHIBITION，2003-11-20)。吡咯烷-2-酮已描述為治療上有用的化合物，其治療病毒感染(US 6509359， PYRR0LIDIN-2-0NE COMPOUNDS AND THEIR USE AS NEURAMINIDASE INHIBITORS, 1999-03-25)；抑制因子 Xa 以治療心血管病(US 7226929, Pyrrolidin-2-one derivatives as inhibitors of factor Xa,2006-03-17 ；Watson et al. , Design and Synthesis of Orally Active Pyrrolidin-2-one-Based Factor Xa Inhibitors, Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters 2006，16，3784-3788)；作為 11 β HSDl 抑制劑以治療糖尿 病(W0/2005/108360，PYRR0LIDIN-2-0NE AND PIPERIDIN-2-0NE DERIVATIVES AS Il-BETA HYDR0XYSTER0ID DEHYDROGENASE INHIBITORS，2005-04-29)。吡咯燒 _2_ 酮是建立的治療 化合物的骨架，例如咯利普蘭、抗抑鬱藥和奧拉西坦、吡拉西坦或奈拉西坦，其是阿爾茨海 默病的促智藥。這些化合物具有低毒性、良好的藥代動力學性質，且使得吡咯烷-2-酮成為 用於新藥候選物的令人感興趣的骨架。 基於與p53物理上相互作用的能力，確定MDMX (也稱為MDM4或HDMX)是MDM2的 相關物(relative)。越來越多的證據，包括最近的遺傳學研究提示MDMX也充當p53的負 獨立調節子。MDMX的異常表達可促進腫瘤形成，且在如神經膠質瘤、乳腺癌、視網膜母細胞 瘤及宮頸癌和卵巢癌細胞系的大亞群中被觀察到。在不同起源的原發腫瘤中，表達HDMX的 500個人腫瘤的系統分析(Danovi et al,MCB, 2004)揭示出廣譜的HDMX過表達的人癌症， 如乳腺癌、結腸癌、肺癌、前列腺癌、胃癌、睪丸癌、喉癌、子宮癌、黑素瘤和肉瘤。因此，應當開發特異性MDMX拮抗劑作為藥品以確保激活保留野生型P53的細胞中 「休眠的」P53活性。雖然MDMX與MDM2高度同源，但其不具有泛素連接酶能力且其表達水平不依賴於 p53。顯示MDMX可比MDM2甚至更強地抑制p53轉錄活性，且兩種蛋白在p53的失活中協作。 因此，為了實現腫瘤細胞中p53的完全活化，對MDMX和MDM2表現出雙特異性的化合物優於 單獨的MDM2或MDMX特異性結合劑。Kallen et al.，JBC，2009，284，8812-8821 已解決了與優化的 p53 肽結合的人 MDMX 蛋白的三維結構。在Popowicz et al. ,Cell Cycle 6 19，2386-2392，IOctober 2007 中，結合p53肽的人源化斑馬魚MDMX晶體結構揭示p53與MDM2相互作用的基本特徵在p53/ MDMX複合物中是保守的，且可開發「雜合」MDM2/MDMX抑制劑。因此，p53/MDMX和p53/MDM2 複合物的結構顯示MDMX和MDM2均利用相同的p53結合基序和許多相同的殘基來結合p53。 在疏水結合口袋(pocket)的大體形狀和朝向方面，結合位點的大致形狀類似，但這些口袋 的各自的確切大小和深度略有不同。因此，在MDMX中，p53肽所結合的疏水裂口比MDM2中 的疏水裂口看起來更易變形。發明_既述在本發明的一實施方式中，描述了結合HDM2和/或MDMX的新小分子，其是HDM2和/或MDMX介導的生物學的抑制劑，並且可用作特別是用於治療癌症和/或病毒感染的新 治療劑。本發明提供了選自式(I)、(la)、(Ic)、(Id)、(Ie)或(If)的至少一種化合物及 其藥學可接受的鹽和酯。這樣的化合物優選為結合HDM2和/或MDMX蛋白，誘導凋亡和抑 制增殖，且在癌症治療和預防中具有治療用途的配體。該治療效果可通過單獨使用式(I)、 (Ia)、(Ic)、(Id)、(Ie)或(If)的一種或多種化合物，或與用於治療或預防癌症的其它試劑 聯合使用來實現。式(I)、(Ia)、(Ic)、(Id)、(Ie)或(If)的一種或多種化合物還可通過如保護非癌 細胞免受細胞毒性癌症治療藥物或放療的有害作用來治療或預防癌症。在這樣的治療中， 使用抗腫瘤劑或放療與細胞保護量的式(I)、(la)、(Ic), (Id)、(Ie)或(If)的至少一種 化合物，以及優選的一種或多種藥學可接受的賦形劑的組合。優選地，式(I)、(la), (Ic), (Id)、(Ie)或(If)的化合物(本文也稱為HDM2和/或MDMX配體)在抗腫瘤劑給藥之前、 同時或之後給藥。此外，HDM2和/或MDMX抑制劑可連續或以重複的規律間隔給藥。選自式(I)、(la)、(Ic)、(Id)、(Ie)或(If)的化合物可用作治療中風、心肌梗死、 缺血、多器官衰竭、脊髓損傷、阿爾茨海默病、源於缺血事件的損傷、心臟瓣膜退行性疾病； 或降低細胞毒性劑副作用如多柔比星或紫杉醇誘發的脫髮或心臟中毒的方法中的治療劑。選自本發明的式(I)、(la)、(Ic)、(Id)、(Ie)或(If)的化合物還可用於治療病毒 感染，特別是用在包括已知抗病毒化合物的藥物組合中。此外，本發明涉及藥物組合物，其包含細胞保護量的式(I)、(Ia)、(Ic)、(Id)、(Ie) 或(If)的化合物以及一種或多種藥學可接受的賦形劑，所述藥物組合物在患者接受諸如 放療的細胞毒性癌症治療或細胞毒性抗腫瘤劑的治療之前、同時和/或之後施用。發明詳述本發明提供了式(I)、(Ia)、(Ic)、(Id)、(Ie)或(If)的一種或多種化合物，其優 選為HDM2和/或MDMX蛋白的小分子配體，且防止或減少其它蛋白與HDM2和/或MDMX的結合。在基於細胞的體外測定中，本發明的一種或多種化合物抑制HDM2和/或MDMX 蛋白與P53蛋白的相互作用。在這樣的基於細胞的測定中，這些化合物表現出機械 (mechanistic)活性，如誘導凋亡和抑制增殖。用式(I)、(Ia)、(Ic)、(Id)、(Ie)或(If)的 一種或多種化合物孵育癌細胞導致P53蛋白的積累、p53調節的p21基因的誘導以及細胞 周期停滯在Gl和G2期，這在體外導致對野生型p53細胞的強效抗增殖活性。相反地，在比 較化合物濃度下，在缺少P53的癌細胞中未觀察到這些活性。因此，HDM2和/或MDMX拮抗 劑的活性可能與其作用機制有關。因此，這些化合物是強效和選擇性抗癌劑。本發明提供了式(I)的一種或多種化合物或其藥學可接受的鹽、酯、溶劑合物或 水合物或者藥學可接受的製劑
權利要求
1.式(I)的化合物或其藥學可接受的鹽、酯、溶劑合物或水合物或者藥學可接受的製劑
2.式(Ia)的化合物或其藥學可接受的鹽、酯、溶劑合物或水合物或者藥學可接受的製劑 O
3.根據前述任一項權利要求所述的式(I)或(Ia)的化合物，其中R1為芳基、雜芳基、 芳烷基或雜芳烷基。
4.根據前述任一項權利要求所述的式(I)或(Ia)的化合物，其中R1為式-A-Ar或A-Cy 的基團，其中A為鍵、C1-C4烷基或C1-C6雜烷基，或者其中A為式-CHRla-的基團，其中Rla為 C1-C6雜烷基，Cy為任選取代的C3-C7環烷基或包含3至7個環原子的任選取代的雜環烷基， 並且Ar為任選取代的苯環或包含5或6個環原子的任選取代的雜芳環，特別優選地Ar為 任選取代的苯基或任選取代的吡啶殘基。
5.根據前述任一項權利要求所述的式(I)或(Ia)的化合物，其中R2為氫。
6.根據前述任一項權利要求所述的式(I)或(Ia)的化合物，其中R3為任選取代的苯 基、任選取代的苄基或具有1或2個環和5至10個環原子的任選取代的雜芳基殘基，且所 述環原子包含1、2、3或4個選自0、S和N的雜原子。
7.根據前述任一項權利要求所述的式(I)或(Ia)的化合物，其中R3具有以下結構
8.根據前述任一項權利要求所述的式⑴或(Ia)的化合物，其中R4SC1-C6烷基、C2-C6 烯基、任選取代的C1-C4烷基-C3-C7環烷基、任選取代的苯環、任選取代的苄基或具有5或6 個環原子的任選取代的雜芳環，且所述環原子包含1至3個選自0、S和N的雜原子。
9.根據前述任一項權利要求所述的式(I)或(Ia)的化合物，其中R5為烷基、雜烷基、 雜環烷基、雜烷基環烷基或雜芳烷基，全部這些基團可以是取代的。
10.根據前述任一項權利要求所述的式(I)或(Ia)的化合物，其中R5選自以下基團 C1-C6烷基；雜烷基，其包含1-6個碳原子和1、2或3個選自0、S和N的雜原子；雜烷基環 烷基，其包含C1-C4烷基或C1-C4雜烷基以及含有5或6個環原子和1、2或3個選自0、S和 N的雜原子的任選取代的雜環烷基；雜芳烷基，其包含C1-C4烷基或C1-C4雜烷基以及含有5 或6個環原子和1、2或3個選自0、S和N的雜原子的任選取代的雜芳基；任選取代的雜芳 基，其包含5或6個環原子和1、2或3個選自0、S和N的雜原子；以及任選取代的雜環烷 基，其包含5或6個環原子和1、2或3個選自0、S和N的雜原子。
11.根據前述任一項權利要求所述的式(I)或(Ia)的化合物，其中R6為氫或C1-C4烷基。
12.根據權利要求1至8中任一項所述的式(I)或(Ia)的化合物，其中R5和R6—起 為包含4、5、6或7個環原子和1、2或3個選自0、S和N的雜原子的任選取代的雜環烷基環 的一部分。
13.根據權利要求1至8中任一項所述的式(I)或(Ia)的化合物，其中R5和R6—起 為任選取代的哌嗪或哌啶環的一部分。
14.藥物組合物，其包含前述任一項權利要求所述的化合物或其藥學可接受的酯、前 藥、水合物、溶劑合物或鹽，任選地與藥學可接受的載體組合。
15.根據前述任一項權利要求所述的化合物或藥物組合物在製備用於治療癌症和/或 病毒感染的藥物中的用途。
16.根據權利要求1至14中任一項所述的化合物或藥物組合物，其用於治療癌症和/ 或病毒感染。
全文摘要
本發明提供了式(I)或(Ia)的化合物，其為結合HDM2蛋白，誘導凋亡並抑制增殖，且在癌症治療和預防中具有治療用途的配體。式(I)或(Ia)的化合物可用作治療中風、心肌梗死、缺血、多器官衰竭、脊髓損傷、阿爾茨海默病、源於缺血事件的損傷和心臟瓣膜退行性疾病的治療劑。而且，式(I)或(Ia)的化合物可用於降低細胞毒性癌症試劑、放射的副作用，並治療病毒感染。
文檔編號C07D401/06GK102149708SQ200980135970
公開日2011年8月10日 申請日期2009年9月15日 優先權日2008年9月15日
發明者C·卡林斯基, C·布爾達克, G·羅斯, L·韋伯, V·卡扎克 申請人:普裡阿克索股份公司