一类螺环衍生物作为KIF18A抑制剂的制作方法

一类螺环衍生物作为kif18a抑制剂
技术领域
1.本发明涉及药物化学领域，更具体地，本发明涉及一类螺环衍生物作为kif18a抑制剂。


背景技术：

2.癌症是折磨人类最普遍的疾病之一，并且是世界范围内的主要死亡原因之一。癌症的特征通常在于不受调节的细胞增殖。对细胞途径负责的一个或更多个基因（通过细胞周期和中心体循环控制增殖的进展）的损坏可以引起细胞增殖的正常调节丧失。这些失调的基因可以编码各种肿瘤抑制物或癌基因蛋白，它们参与一系列事件，导致未经检查的细胞周期进展和细胞增殖。各种激酶和驱动蛋白已经被鉴定在正常分裂的细胞和癌细胞的细胞周期和有丝分裂调节和进展中起关键作用。
3.kif18a基因属于驱动蛋白-8亚家族并且是一个正端定向马达。kif18a被认为影响着丝粒微管的正端的动力学以控制正确的染色体定位和纺锤体张力。人kif18a的耗尽在hela宫颈癌细胞中导致更长的纺锤体，在中期增加的染色体振荡（chromosomeoscillation）以及有丝分裂纺锤体组装检查点的激活（mi mayr等人，current biology[当代生物学]17，488-98，2007）。kif18a似乎是癌症治疗的可行靶标。kif18a在多种类型的癌症中过表达，包括但不限于结肠癌、乳腺癌、肺癌、胰腺癌、前列腺癌、膀胱癌、头癌、颈癌、子宫颈癌和卵巢癌。此外，在癌细胞系中，基因缺失或敲除或者kif18a抑制影响有丝分裂纺锤体装置。特别地，已发现抑制kif18a来诱导有丝分裂细胞停滞，这是一种已知的弱点，其可以通过凋亡、有丝分裂灾变或多相驱动致死性或分裂间期中有丝分裂滑脱后的死亡来促进有丝分裂细胞死亡。
[0004]
因此，急需开发一种新的kif18a蛋白的抑制剂。


技术实现要素：

[0005]
本发明要解决的技术问题是现有的kif18a抑制剂的种类较少，为此，本发明提供了作为kif18a抑制剂的螺环衍生物。该螺环衍生物是一类结构新颖且具有较好的kif18a的抑制活性的化合物。
[0006]
本发明提供了一种式i所示化合物，或其药学上可接受的盐，
，其中：代表单键或双键；当代表单键时，x1选自，x2选自n；当代表双键时，x1选自ch或n=，x2选自c；环a选自6元杂环烷基或环丁基，所述6元杂环烷基或环丁基任选被1或2个卤素或c
1-3
烷基取代；l选自nh；r1选自-s(=o)
2-c
1-3
烷基-oh；r2、r3分别独立地选自h或c
1-3
烷基；或，r2、r3连接起来形成环丙基；r4选自h或c
1-3
烷基。
[0007]
在某一方案中，所述的如式ⅰ所示的化合物或其药学上可接受的盐里，某些基团的定义如下所述，未涉及的基团的定义如前述任一方案所述（以下简称为“在某一方案中”）：在某一方案中，环a选自吗啉基、哌啶基或环丁基，所述吗啉基、哌啶基或环丁基任选被1或2个f或c
1-3
烷基取代。
[0008]
在某一方案中，环a选自、、或。
[0009]
在某一方案中，r4选自h或甲基。
[0010]
在某一方案中，r2、r3分别独立地选自h或甲基。
[0011]
在某一方案中，r1选自。
[0012]
在某一方案中，所述的式ⅰ所示的化合物或其药学上可接受的盐，所述化合物选自以下结构之一：
、、、或。
[0013]
本发明还提供了一种药物组合物，所述药物组合物包含：上述的式ⅰ所示的化合物或其药学上可接受的盐；以及药学上可接受的稀释剂或载体。
[0014]
本发明还提供了一种物质x在制备kif18a抑制剂中的应用；所述的物质x为上述的式ⅰ所示的化合物或其药学上可接受的盐或如上述的药物组合物。
[0015]
本发明还提供了一种物质x在制备药物中的应用；所述的物质x为如上述的式ⅰ所示的化合物或其药学上可接受的盐或如上所述的药物组合物；所述的药物为用于治疗癌症的药物。
[0016]
本发明使用但未定义的术语具有其通常含义，并且此类术语的含义在其每次出现时均是独立的。然而，除非另有说明，否则以下定义适用于整个说明书和权利要求书。
[0017]
术语“包含”和“包括”旨在指定存在所述特征、整体、组件或步骤，但它们不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、组件、步骤或它们的组。
[0018]
当任何变量在任何成分中或在式i中，它在每次出现时的定义均独立于它在每隔一次出现时的定义。此外，仅当此类组合产生稳定的化合物时，才允许使用取代基和/或变量的组合。
[0019]
术语“被取代的”或“被
…
取代”是指特定原子上的任意一个或多个氢原子被取代基取代，可以包括重氢和氢的变体，只要特定原子的价态是正常的并且取代后的化合物是稳定的。术语“任选被取代的”或“任选被
…
取代”是指可以被取代，也可以不被取代，除非另有规定，取代基的种类和数目在化学上可以实现的基础上可以是任意的。
[0020]“任选”或“任选地”指的是随后描述的事件或状况可能但不是必需出现的，并且该描述包括其中所述事件或状况发生的情况以及所述事件或状况不发生的情况。
[0021]
当基团价键上带有虚线
“”
时，例如在中，该虚线表示该基团与分子其它部分的连接点。当单键上带有
“”
时，例如在
“”
中，该虚线代表单键或者不存
在，也意味着代表了单键
“”
或者双键
“”
。
[0022]
术语“卤素”指氟（f）、氯（cl）、溴（br）或碘（i）。
[0023]
术语“烷基”指具有1-3个碳原子，例如具有1、2或3个碳原子的直链或支链饱和一价烃基。例如，“c
1-3
的烷基”表示具有1-3个碳原子的烷基。烷基的实例包括但不限于甲基（me）、乙基（et）、丙基如正丙基（n-pr）或异丙基（i-pr）。
[0024]
除非另有规定，环上原子的数目通常被定义为环的元数，例如，“3-6元环”是指环绕排列3-6个原子的“环”。
[0025]
除非另有规定，术语“6元杂环烷基”本身或者与其他术语联合分别表示由6个环原子组成的饱和环状基团，其1、2、3或4个环原子为独立选自o、s和n的杂原子，其余为碳原子，其中氮原子任选地被季铵化，氮和硫杂原子可任选被氧化(即no和s(o)
p
，p是1或2)。此外，就该“6元杂环烷基”而言，杂原子可以占据杂环烷基与分子其余部分的连接位置。6元杂环烷基的实例包括但不限于四氢吡喃基、哌啶基(包括1-哌啶基、2-哌啶基和3-哌啶基等)、哌嗪基(包括1-哌嗪基和2-哌嗪基等)、吗啉基(包括3-吗啉基和4-吗啉基等)等。
[0026]
术语“药学上可接受的”指无毒的、生物学上可耐受的、适合给个体施用的。
[0027]
术语“药学上可接受的盐”指式i所示化合物的无毒的、生物学上可耐受的适合给个体施用的酸加成盐或碱加成盐，包括但不限于：式i所示化合物与无机酸形成的酸加成盐，例如盐酸盐、氢溴酸盐、碳酸盐、碳酸氢盐、磷酸盐、硫酸盐、亚硫酸盐、硝酸盐等；以及式i所示化合物与有机酸形成的酸加成盐，例如甲酸盐、乙酸盐、苹果酸盐、马来酸盐、富马酸盐、酒石酸盐、琥珀酸盐、柠檬酸盐、乳酸盐、甲磺酸盐、对甲苯磺酸盐、2-羟基乙磺酸盐、苯甲酸盐、水杨酸盐、硬脂酸盐和与式hooc-(ch2)n-cooh（其中n是0-4）的链烷二羧酸形成的盐等。药学上可接受的盐”也包括带有酸性基团的式i所示化合物与药学上可接受的阳离子如钠、钾、钙、铝、锂和铵形成的碱加成盐。
[0028]
此外，如果本发明所述的化合物是以酸加成盐的形式得到的，其游离碱形式可以通过碱化该酸加成盐的溶液获得。相反地，如果产物是游离碱形式，则其酸加成盐、特别是药学上可接受的酸加成盐可以按照由碱性化合物制备酸加成盐的常规操作（通过将游离碱溶于合适的溶剂并且用酸处理该溶液）来得到。本领域技术人员无需过多实验即可确定各种可用来制备无毒的药学上可接受的酸加成盐的合成方法。
[0029]
术语“治疗”指给患有疾病或者具有所述疾病的症状的个体施用一种或多种药物物质、特别是本发明所述的式ⅰ所示的化合物和/或其药学上可接受的盐，用以治愈、缓解、减轻、改变、医治、改善、改进或影响所述疾病或者所述疾病的症状。
[0030]
本发明所用的未具体定义的技术和科学术语具有本发明所属领域的技术人员通常理解的含义。
[0031]
在不违背本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
[0032]
本发明所用试剂和原料均市售可得。
[0033]
本发明的积极进步效果在于：本发明的螺环衍生物是一种结构新颖的kif18a抑制剂。
具体实施方式
[0034]
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中如未注明具体条件的实验方法，通常按照这类反应的常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。除非另外说明，否则百分比和份数是重量百分比和重量份数。除非另外说明，否则液体的比为体积比。
[0035]
以下实施例中所用的实验材料和试剂如无特别说明均可从市售渠道获得。
[0036]
其中，化学式或英文字母缩写代表的试剂中文名称如下：nah代表氰化钠；cocl2代表碳酰氯；nabh4代表硼氢化钠；k2co3代表碳酸钾；cu(oac)2代表醋酸铜；dmf代表n，n-二甲基甲酰胺；cui代表碘化亚铜；k3po4代表磷酸钾；diea代表n，n-二异丙基乙胺；nmp代表n-甲基吡咯烷酮；dmso代表二甲基亚砜；lialh4代表氢化铝锂；naoh代表氢氧化钠；dcm代表二氯甲烷；pph3代表三苯基膦；cbr4代表四溴化碳；thf代表四氢呋喃；
t
buok代表叔丁醇钾；tbai代表四丁基碘化铵；naoh代表氢氧化钠；mgcl2代表氯化镁。
[0037]
实施例 1：2-羟基-n-{2'-[6-(1，4-氧杂氮杂环己-4-基)吡啶-2-基]-1'-氧亚基-2'，3'-二氢-1'h-螺[环己烷-1，4'-异喹啉]-6'-基}乙烷磺酰胺（ex01）基}乙烷磺酰胺（ex01）基}乙烷磺酰胺（ex01）基}乙烷磺酰胺（ex01）基}乙烷磺酰胺（ex01）基}乙烷磺酰胺（ex01）基}乙烷磺酰胺（ex01）步骤 1：向4-溴-2-溴甲基苯甲酸甲酯（5.00 g，16.2 mmol）的二氧六环溶液（35 ml）中加入氰化钾（1.11 g，17.0 mmol）的水（35 ml）和乙醇（35 ml）的混合溶液。所得反应液加热升温至100 ℃，并搅拌反应5小时。完毕，反应液冷却至室温，用水（20 ml）稀释并用乙酸乙酯萃取（30 ml
ꢀ×ꢀ
3）。合并有机层依次用饱和食盐水洗涤（30 ml），经无水硫酸钠干燥，低压浓缩。所得残留物经制备hplc纯化得到中间体ex01-1。lcms [m h]

：256.0。
[0038]
步骤 2：在65℃加热与氮气保护条件下，向nah（3.15 g，78.7 mmol）的四氢呋喃（40 ml）中慢慢滴加中间体ex01-1（4.00 g，20.4 mmol）与二溴戊烷（2.15 ml，15.7 mmol）的四氢呋喃（10 ml）。所得反应液在65℃搅拌反应3小时。完毕，反应液冷却至室温，用氯化铵饱和溶液（10 ml）稀释并用乙酸乙酯萃取（10 ml
ꢀ×ꢀ
3）。合并有机层依次用饱和食盐水洗涤（20 ml），经无水硫酸钠干燥，低压浓缩。所得残留物经制备hplc纯化得到中间体ex01-2。lcms [m h]

：324.1。
[0039]
步骤 3：在0℃冷却与氮气保护条件下，向中间体ex01-2（400 mg，1.241 mmol）与cocl2（484 mg，3.724 mmol）的甲醇（20 ml）溶液中慢慢加入nabh4（400 mg，10.6 mmol）。所得混合物在25℃下搅拌反应50小时。完毕，反应液用水（50 ml）稀释并用乙酸乙酯萃取（100 ml
ꢀ×ꢀ
3）。合并有机层依次用饱和食盐水洗涤（100 ml），经无水硫酸钠干燥，低压浓缩。所得残留物经制备tlc纯化得到中间体ex01-3。lcms [m h]

：296.0。
[0040]
步骤 4：将中间体ex01-3（83.0 mg，0.341 mmol），2-溴-6-（4-吗啉基）吡啶（cas: 332134-60-8，100 mg，0.341 mmol），k2co3（118 mg，0.85 mmol），cu(oac)2（124 mg，0.68 mmol）与3,4,7,8-四甲基-1,10-菲罗啉（cas: 1660-93-1，40.3 mg，0.171 mmol）于二氧六环（4 ml）中的混合物置换氮气3次。在氮气保护下，所得混合物加热升温至100℃，搅拌反应8小时。完毕，反应液冷却至室温，用水（30 ml）稀释并用乙酸乙酯萃取（30 ml
ꢀ×ꢀ
3）。合并有机层依次用饱和食盐水洗涤（30 ml），经无水硫酸钠干燥，低压浓缩。所得残留物经制备tlc纯化得到中间体ex01-4。lcms [m h]

：296.0。
[0041]
步骤 5：向中间体ex01-4（35.0 mg，0.07 mmol）和2-羟基-1-磺酰胺（9.60 mg，0.077 mmol）的dmf（1 ml）的溶液中加入cui（14.6 mg，0.08 mmol），k3po4（48.8 mg，0.23 mmol）与(1r,2r)-(-)-n,n'-二甲基-1,2-环己二胺（cas:68737-65-5，10.9 mg，0.08 mmol）。在氮气保护下，混合物加热升温至100℃，搅拌反应10小时。完毕，反应液冷却至室温，用水（30 ml）稀释并用乙酸乙酯萃取（30 ml
ꢀ×ꢀ
3）。合并有机层依次用饱和食盐水洗涤（30 ml），经无水硫酸钠干燥，低压浓缩。所得残留物经制备hplc纯化得到产物ex01。1h nmr (400 mhz，methanol-d4) δ 8.05 (d，j = 8.2 hz，1h)，7.64 (t，j = 8.1 hz，1h)，7.41 (s，1h)，7.29 (d，j = 7.8 hz，1h)，7.26 (d，j = 8.3 hz，1h)，6.66 (d，j = 8.3 hz，1h)，4.26 (s，2h)，3.97 (t，j = 7.0 hz，2h)，3.83 (t，j = 4.9 hz，4h)，3.55 (t，j = 4.9 hz，4h)，3.43
ꢀ–ꢀ
3.36 (m，2h)，1.83
ꢀ–ꢀ
1.26 (m，10h)。lcms[m h]

：501.4。
[0042]
实施例 2：n-{2-[2-(4,4-二氟六氢吡啶-1-基)-6-甲基嘧啶-4-基]-1-氧亚基-2,3-二氢-1h-螺[异喹啉-4,6'-螺[2.5]辛烷]-6-基}-2-羟基乙烷磺酰胺（ex02）羟基乙烷磺酰胺（ex02）羟基乙烷磺酰胺（ex02）羟基乙烷磺酰胺（ex02）羟基乙烷磺酰胺（ex02）羟基乙烷磺酰胺（ex02）羟基乙烷磺酰胺（ex02）
(s，4h)。
[0046]
步骤 5：在0℃和氮气保护条件下，向中间体ex02-4（3.80 g，20.4 mmol）的四氢呋喃（50 ml）溶液中加入lialh4（1.60 g，42.1 mmol）。所得反应液于25℃条件下，搅拌反应3小时。完毕，所得反应液用水（20 ml）和10%naoh溶液（5 ml）淬灭，并用乙酸乙酯萃取（100ml
ꢀ×ꢀ
3）。合并有机层依次用饱和食盐水洗涤（100 ml），经无水硫酸钠干燥，低压浓缩得到中间体ex02-5。1hnmr (400 mhz，methanol-d4) δ ppm 3.66
ꢀ‑ꢀ
3.72 (m，4h)，1.56 (t，j = 6.4 hz，4h)，0.33 (s，4h)。
[0047]
步骤 6：在0℃和氮气保护条件下，向中间体ex02-5（100 mg，0.768 mmol）的dcm（8 ml）溶液中依次加入pph3（1.60 g，42.1 mmol）与cbr4（509 mg，1.53 mmol）。所得反应液于25℃条件下，搅拌反应12小时。完毕后，反应液低压浓缩，经硅胶柱层析分离纯化得到中间体ex02-6。
[0048]
步骤 7：在0℃和氮气保护条件下，向中间体ex01-1（800 mg，3.15 mmol）的thf（8 ml）溶液中加入
t
buok（883 mg，7.87 mmol）。所得混合物搅拌反应半小时后，向其中加入tbai（1.16 g，3.15 mmol）和ex02-6（558 mg，2.16 mmol）的四氢呋喃（7 ml）溶液。所得混合物在25℃条件下，搅拌反应2小时。完毕，所得反应液用水（50 ml）稀释，并用乙酸乙酯萃取（60 ml
ꢀ×ꢀ
3）。合并有机层依次用饱和食盐水洗涤（30 ml），经无水硫酸钠干燥，低压浓缩。所得残留物经硅胶柱层析分离纯化得到中间体ex02-7。lcms [m h]

: 350.0。
[0049]
步骤 8：中间体ex02-8的制备方法与实施例1（ex01）的步骤3类似。其中，中间体ex01-2由中间体ex02-7替换。lcms [m h]

: 322.2。
[0050]
步骤 9：产物ex02的制备方法与实施例1（ex01）的步骤4-5类似。其中，中间体ex01-3与2-溴-6-(4-吗啉基)吡啶分别由中间体ex02-8与中间体ex02-2替换。1h nmr (400 mhz，methanol-d4) δ 8.06 (d，j = 8.4 hz，1h)，7.53 (s，1h)，7.40 (d，j = 2.2 hz，1h)，7.26 (dd，j = 8.6，2.1 hz，1h)，4.47 (s，2h)，4.02 (t，j = 5.8 hz，4h)，3.95 (t，j = 6.2 hz，2h)，3.37 (t，j = 6.3 hz，2h)，2.37 (s，3h)，2.15
ꢀ–ꢀ
1.90 (m，8h)，1.72 (d，j = 13.0 hz，2h)，0.89 (d，j = 13.4 hz，2h)，0.34 (s，4h)。lcms[m h]

: 576.8。
[0051]
实施例 3：n-{2'-[2-(4,4-二氟六氢吡啶-1-基)-6-甲基嘧啶-4-基]-1,1-二甲基-1'-氧亚基-2',3'-二氢-1'h-螺[环己烷-4,4'-异喹啉]-6'-基}-2-羟基乙烷磺酰胺（ex03）
步骤 1：在0℃和氮气保护条件下，向lialh4（2.49 g，65.5 mmol）的四氢呋喃（20 ml）溶液中加入3,3-二甲基戊二酸的四氢呋喃（5.00 g，31.2 mmol）溶液。所得混合物加热升温至65℃，搅拌反应5小时。完毕，反应液冷却至室温，用水（20 ml）和10%naoh溶液（5 ml）淬灭，并用乙酸乙酯萃取（100ml
ꢀ×ꢀ
3）。合并有机层依次用饱和食盐水洗涤（100 ml），经无水硫酸钠干燥，低压浓缩得到中间体ex03-1。1h nmr (400 mhz，cdcl3) δ 3.62 (q，j = 7.6 hz，4h)，1.44
ꢀ‑ꢀ
1.56 (m，4h)，0.84
ꢀ‑ꢀ
0.92 (m，6h)。
[0052]
步骤 2：产物ex03的制备方法与实施例2（ex02）的步骤6-9类似。其中，中间体ex02-5由中间体ex03-1替换。1h nmr (400 mhz，methanol-d4) δ 8.06 (d，j = 8.5 hz，1h)，7.52 (s，1h)，7.41 (d，j = 2.2 hz，1h)，7.26 (dd，j = 8.5，2.2 hz，1h)，4.38 (s，2h)，4.01 (t，j = 5.8 hz，4h)，3.95 (t，j = 6.2 hz，2h)，3.37 (t，j = 6.2 hz，2h)，2.37 (s，3h)，2.08
ꢀ–ꢀ
1.91 (m，6h)，1.64
ꢀ–ꢀ
1.51 (m，4h)，1.45
ꢀ–ꢀ
1.36 (m，2h)，1.05 (s，3h)，1.00 (s，3h)。lcms[m h]

：578.4。
[0053]
实施例 4：2-羟基-n-(2-{6-[(2r)-2-甲基-1,4-氧杂氮杂环己-4-基]吡啶-2-基}-1-氧亚基-2,3-二氢-1h-螺[异喹啉-4,6'-螺[2.5]辛烷]-6-基)乙烷磺酰胺（ex04）基)乙烷磺酰胺（ex04）基)乙烷磺酰胺（ex04）步骤 1：向2-氯-6-碘吡啶-3-胺（3.0 g，12.5 mmol），(r)-2-甲基吗啡啉盐酸盐（cas: 168038-14-0，2.59 g，18.7 mmol）的dmf（30 ml）溶液中加入k2co3（6.93 g，50.1 mmol）。所得混合物加热升温至100℃，搅拌反应12小时。完毕，反应液冷却至室温，用水（100 ml）稀释，并用乙酸乙酯萃取（30ml
ꢀ×ꢀ
3）。合并有机层依次用饱和食盐水洗涤（30 ml），经无水硫酸钠干燥，低压浓缩。所得残留物经制备hplc分离纯化得到中间体ex04-1。lcms [m h]

：305.0。
= 11.9 hz，2h)，0.97 (d，j = 12.6 hz，2h)，0.38 (s，4h)lcms[m h]

：549.1。
[0058]
实施例6：生物实施例：kif18a酶抑制活性测定1）所需试剂，材料，设备与耗材见下表1。
[0059]
表12）操作流程：2.1 准备酶蛋白缓冲液2.2 活性筛选a) 将40ul的化合物的溶液加入384孔稀释板中；b) 连续稀释3倍，得到10个浓度点；c）转移0.1 ul的化合物的溶液到384孔板中；d）加入5 ul的酶反应溶液，在1000rpm下离心一分钟；e）在25℃下反应15分钟；f）加入5 ul的atp反应溶液g）在25℃下反应60分钟；h）加入10 ul的adp
‑ꢀ
glo 试剂，在1000rpm下离心一分钟；i）在25℃下反应60分钟；j）加入20 ul的检测试剂，在1000rpm下离心一分钟；k）在25℃下反应60分钟；l）使用envision 2104读板器读取荧光信号。
[0060]
3）数据分析3.1 荧光信号数值来源于每个孔的读数3.2 计算ic
50
使用带有四参数逻辑回归拟合模型的graphpad prism软件进行浓度-反应曲线拟合和ic
50
确定。
[0061]
4) 活性结果见下表2。
[0062]
表2
在本发明提及的所有文献都在本技术中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本技术所附权利要求书所限定的范围。