專利名稱：蝶啶衍生物及其作為組織蛋白酶抑制劑的用途的制作方法
技術領域：
本發明涉及用于治療半胱氨酸蛋白酶活性相關的疾病的化合物和組合物。所述化合物是半胱氨酸蛋白酶S、K、F、L和B的可逆抑制劑。特別有關的是組織蛋白酶S相關的疾病。此外本發明還披露了制備所述抑制劑的方法。

背景技術：
組織蛋白酶K是半胱氨酸蛋白酶的木瓜蛋白酶(papain)超家族中的成員，所述半胱氨酸蛋白酶的木瓜蛋白酶超家族還包括組織蛋白酶B、H、L、O和S。組織蛋白酶K在MHC II類絡合物的不變鏈的加工中起著關鍵作用，使得絡合物與抗原肽結合。然后，MHC II類絡合物被轉運至用于呈遞至效應細胞(如T細胞)的細胞表面。抗原呈遞(antigen presentation)的過程是啟動免疫應答的基本步驟。在這一方面，組織蛋白酶K的抑制劑可以是治療炎癥和免疫障礙的有用藥劑，這些炎癥和免疫障礙例如是，但不限于哮喘、類風濕性關節炎、多發性硬化和克羅恩病(Crohn’s disease)。組織蛋白酶K還牽涉在多種其它疾病中，這些疾病包括細胞外蛋白水解(extracellularproteolysis)，例如COPD中由于彈性蛋白的降解而發展成肺氣腫，以及牽涉在阿爾茲海默病(Alzheimers disease)中。
其它組織蛋白酶，特別是組織蛋白酶L，已經顯示出降解骨膠原和其它骨基質蛋白。這些半胱氨酸蛋白酶的抑制劑被期望可用于治療包括骨再吸收的疾病，例如骨質疏松癥。


發明內容
因此，本發明提供了式(I)的化合物或其可藥用鹽或溶劑化物
其中 X為NR1或O； Y為O或NR4； X1為化學鍵、NH或-N烷基-(-氨基(烷基)-)， R為4、5、6或7元飽和的單環或二環，所述飽和的單環或二環任選含有一個或多個O、S(O)n或NH原子，以及所述飽和的單環或二環任選地被以下基團取代烷基、C3-6環烷基或含有3-5元環的螺環基團或(CH2)nX，其中X為氨基、羥基、OR4、氰基、三氟甲基、羧基、CONR5R6、SO2NR5R6、SO2R4、NR4SO2R4、NR4COR4、C1-6烷基、C1-6烷氧基、SR4或NR5R6，其中R4為氫、C1-6烷基或C3-6環烷基，R5和R6獨立為氫或C1-6烷基；或者 R為芳基或含有一至四個選自O、S或NH的雜原子的雜芳基，所述飽和的單環或二環、芳基和雜芳基各自任選被以下基團取代鹵素、氨基、羥基、氰基、硝基、三氟甲基、羧基、CONR5R6、SO2NR5R6、SO2R4、NHSO2R4、NHCOR4、C1-6烷基、C1-6烷氧基、SR4或NR5R6；或者 R為基團-(CH2)nY(CH2)pR7，其中n和p獨立為0、1或2，以及Y為化學鍵、O、S(O)n或NR8，其中R8為氫、C1-6烷基或C3-6環烷基； R1為氫、C1-6烷基或C3-7環烷基，所述C1-6烷基和C3-7環烷基各自任選被以下基團取代烷基(包括支化的烷基)、環烷基(也包括螺環)或(CH2)nX，其中X為氨基、羥基、OR4、氰基、三氟甲基、羧基、CONR5R6、SO2NR5R6、SO2R4、NR4SO2R4、NR4COR4、C1-6烷基、C1-6烷氧基、SR4或NR5R6；或者 R1為基團-(CH2)nY(CH2)pR7，其中n和p獨立為0、1或2，以及Y為化學鍵、O、S(O)n或NR8，其中R8為氫、C1-6烷基或C3-6環烷基； R2為氫或C1-6烷基； R3為氫或C1-6烷基； R4為氫、C1-6烷基或C3-6環烷基，以及 R5和R6獨立為氫或C1-6烷基； R7為任選含有一個或多個O、S或NH原子(硫可以是S(O)n的形式)的3至7元飽和環，或芳基或含有一至四個選自O、S或NH的雜原子的雜芳基，所述飽和環、芳基和雜芳基各自任選被以下基團取代鹵素、氨基、羥基、氰基、硝基、三氟甲基、羧基、CONR5R6、SO2NR5R6、SO2R4、NHSO2R4、NHCOR4、C1-6烷基、C1-6烷氧基、SR4或NR5R6；或者 R7為氫、氨基、羥基、OR4、氰基、三氟甲基、羧基、CONR5R6、SO2NR5R6、SO2R4、NHSO2R4、NHCOR4、C1-6烷基、C1-6烷氧基、SR4或NR5R6。
在本申請說明書的上下文中，除非另有說明，取代基中的烷基或烯基或者烷基或烯基部分可以是直鏈或支化的。芳基包括苯基和萘基。
某些式(I)化合物能夠以立體異構的形式存在。應該理解的是，本發明包括式(I)化合物的所有幾何異構體和光學異構體及其混合物(包括外消旋體)。互變異構體及其混合物也構成了本發明的一個方面。
在本發明的一個實施方案中，X為NR1。
在本發明的一個實施方案中，Y為NH或O；更優選地，Y為NH。
在本發明的一個實施方案中，X1為化學鍵、NH或-NMe-(-氨基(甲基)-)。
適宜地，R為含有一個或多個O、S或NH原子的5或6元飽和環，或芳基或含有一至四個選自O、S或NH的雜原子的雜芳基，所述飽和環、芳基和雜芳基各自任選被以下基團取代鹵素、氨基、羥基、氰基、硝基、三氟甲基、羧基、CONR5R6、SO2NR5R6、SO2R4、NHSO2R4、NHCOR4、C1-6烷基、C1-6烷氧基、SR4或NR5R6。
在本發明的一個實施方案中，R為含有一個或多個O、S或NH原子的5-7元飽和環；更優選地，R為環丙基、環己基、嗎啉基(morpholine)或哌啶基。最優選地，R為嗎啉基。優選的取代基包括鹵素。
適宜地，R1為氫、C1-6烷基或C3-6環烷基，所述C1-6烷基和C3-6環烷基各自任選被羥基或氨基取代，或者 R1為基團-(CH2)nY(CH2)pR7，其中n和p獨立為0、1或2，以及Y為化學鍵、O或NR8，其中R8為氫、C1-6烷基或C3-6環烷基； 以及R7為含有一個或多個O、S或NH原子的5或6元飽和環，或芳基或含有一至四個選自O、S或NH的雜原子的雜芳基，所述飽和環、芳基和雜芳基各自任選被以下基團取代鹵素、氨基、羥基、氰基、硝基、三氟甲基、羧基、CONR5R6、SO2NR5R6、SO2R4、NHSO2R4、NHCOR4、C1-6烷基、C1-6烷氧基、SR4或NR5R6，其中R4為氫、C1-6烷基或C3-6環烷基，R5和R6獨立為氫或C1-6烷基。
在本發明的一個實施方案中，R1為氫、被羥基或氨基取代的C1-6烷基、C3-6環烷基、任選被鹵素取代的苯基，或者R1為基團-(CH2)nO(CH2)pR7，其中n為2，p為1，以及R7為苯基。在本發明的一個優選的實施方案中，R1為氫、CH2CH2OH、CH2CH2NH2、環戊基、叔丁基、CH2CH2OCH2Ph、苯基或氯苯基，其中Ph表示苯基。
在本發明的一個實施方案中，R2和R3均為氫。
優選的本發明化合物包括 8-(2-苯甲氧基-乙基)-4-(環戊基-甲基-氨基)-5，6，7，8-四氫-蝶啶-2-甲腈、 8-(2-苯甲氧基-乙基)-4-哌啶-1-基-5，6，7，8-四氫-蝶啶-2-甲腈、 8-環戊基-4-嗎啉-4-基-5，6，7，8-四氫-蝶啶-2-甲腈、 4-嗎啉-4-基-8-苯基-5，6，7，8-四氫-蝶啶-2-甲腈、 8-(2，2-二甲基-丙基)-4-嗎啉-4-基-5，6，7，8-四氫-蝶啶-2-甲腈、 8-(2-羥基-乙基)-4-哌啶-1-基-5，6，7，8-四氫-蝶啶-2-甲腈、 4-(4，4-二氟-哌啶-1-基)-8-(2-羥基-乙基)-5，6，7，8-四氫-蝶啶-2-甲腈、 4-環戊基氨基-5，6，7，8-四氫-蝶啶-2-甲腈、 4-異丁基氨基-5，6，7，8-四氫-蝶啶-2-甲腈、 8-(2-氨基-乙基)-4-哌啶-1-基-5，6，7，8-四氫-蝶啶-2-甲腈，和 8-(4-氯苯基)-4-嗎啉-4-基-6-氧代-5，6，7，8-四氫-蝶啶-2-甲腈 及其可藥用鹽。
本發明還提供了制備式(I)化合物的方法。這些方法詳述于方案1中。

L1和L2可分別被X1R和XR1置換，其中R和R1如式(I)中所定義，以及L3可被氰鹽(cyanide salt)置換。L1、L2和L3的置換順序可以是不同的。
步驟1 通常，L1、L2和L3表示離去基(例如，鹵素基團、硫化物基團、亞砜基團或砜基)，優選地硫化物在置換前被氧化為亞砜基團或砜基團。可使用氧化劑例如過酸，例如在室溫使用間氯過氧苯甲酸的二氯甲烷溶液。通常，將化合物A與胺一起在存在(或不存在)微波輻射的情況下加熱。必要時可使用溶劑。
步驟2 醇可用多種保護基保護。這些保護基通常可通過以下方式引入使用堿(有機堿/無機堿)使醇與活化的保護基(即三烷基甲硅烷基氯化物)在合適的溶劑(如四氫呋喃、二氯甲烷等)中反應。
步驟3 若R1＝H，則烷基化可使用烷基化劑通常在堿的存在下進行。典型的堿包括氫化鈉、乙醇鈉或叔丁醇鉀于溶劑(如四氫呋喃)中的溶液。
步驟4 W可通過與氰鹽通常在溶劑(如二甲基亞砜)的存在下反應來轉化為腈。
步驟5 可在多種條件下還原硝基。這些條件包括使用合適的催化劑(如鈀/碳)在氫氣氣氛下進行氫化、使用環己烷或甲酸銨和合適的催化劑進行轉移氫化，或使用金屬介導的還原如二氯化錫、鐵粉和合適的輔還原劑等。
步驟6 保護基可在其它官能團的存在下除去。對于甲硅烷基保護基而言，這可以通過使用酸性條件(通常為氯化氫溶液)或使用氟離子(通常為四丁基氟化銨的四氫呋喃溶液)來進行。
步驟7 環化可通過在堿的存在下由銥催化的氧化環化作用來進行。
如方案2中所突出顯示的那樣，所突出顯示的化合物也可如方案2中所制備。

步驟8 化合物I與必需的含有1，2-二羰基的親電子試劑(醛或酮即乙二醛)反應，由此形成化合物J。
步驟9 化合物J可用適當的還原劑(如硼氫化鈉)來還原，從而得到化合物K。
步驟10 化合物I也可與化合物M在堿的存在下反應，從而得到環化的內酰胺L。化合物M的實例包括氯乙酰氯。
根據本發明的另一特征，提供了式(I)的化合物或其可藥用鹽，其用作治療藥物。
根據本發明的另一特征，提供了在需要進行抑制半胱氨酸蛋白酶的溫血動物(如人)中產生半胱氨酸蛋白酶抑制作用的方法，所述方法包括將治療有效量的本發明化合物或其可藥用鹽給予所述動物。
本發明還提供了式(I)的化合物或其可藥用鹽，其用作藥物；以及本發明的式(I)化合物或其可藥用鹽在制備用于在溫血動物(如人)中抑制半胱氨酸蛋白酶的藥物中的用途。具體地，本發明的化合物用于治療炎癥和免疫障礙，例如但不限于哮喘、類風濕性關節炎、COPD、多發性硬化、克羅恩病、阿爾茲海默病，以及疼痛如神經性疼痛。優選地，本發明化合物用于治療疼痛，尤其是神經性疼痛。
具體地，本發明提供了本發明的式(I)化合物或其可藥用鹽在制備用于在溫血動物(如人)中抑制組織蛋白酶K的藥物中的用途。為了使用式(I)化合物或其可藥用鹽以對哺乳動物(包括人)進行治療，特別是在為了使用式(I)化合物或可藥用鹽抑制半胱氨酸蛋白酶，通常根據標準藥學實踐將其配制成藥物組合物。
因此，在另一方面本發明提供了藥物組合物，其包含式(I)化合物或其可藥用鹽，以及可藥用稀釋劑或載體。
對于所期望治療的病癥而言，可將本發明的藥物組合物以標準方式給藥，例如口服給藥、直腸給藥或腸胃外給藥。出于這些目的，可將本發明化合物通過本領域已知的方式配制成以下形式例如片劑、膠囊劑、水性或油性溶液劑或混懸劑、(脂類)乳劑、可分散粉劑、栓劑、軟膏劑(ointments)、霜膏劑(creams)、滴劑和無菌注射水性或油性溶液劑或混懸劑。
合適的本發明的藥物組合物是適于口服給藥的單位劑量形式，例如片劑或膠囊劑，其含有100mg至1g本發明化合物。
在另一方面，本發明的藥物組合物是適于靜脈內、皮下或肌內注射的形式。
每位患者可接受例如靜脈內、皮下或肌內劑量為1mgkg-1至100mgkg-1的化合物，優選為5mgkg-1至20mgkg-1的本發明化合物，可每日給藥所述組合物1至4次。靜脈內、皮下或肌內劑量可通過推注的方式來給予。或者，靜脈內劑量可通過歷時一段時間連續輸注的方式來給予。或者，每位病人可接受的每日口服劑量大約等于每日腸胃外劑量，可每日給藥所述組合物1至4次。
以下說明含有式(I)化合物或可藥用鹽(下文中化合物X)的代表性的藥物劑型，其用人的治療或預防用途 (a) (b) (c) (d) (e) 緩沖液，可藥用共溶劑如聚乙二醇、聚丙二醇、甘油或乙醇，或絡合劑如羥基-丙基β環糊精可用于輔助配制。
注意 上述制劑可通過藥學領域熟知的常規操作來獲得。片劑(a)-(c)可通過常規方式包覆腸溶包衣，例如提供乙酸鄰苯二甲酸纖維素的包衣。
具體的實施方式 以下實施例闡述了本發明。
實施例1 8-(2-苯甲氧基-乙基)-4-(環戊基-甲基-氨基)-5，6，7，8-四氫-蝶啶-2-甲腈
在氮氣氣氛下將5-氨基-4-[(2-苯甲氧基-乙基)-(2-羥基-乙基)-氨基]-6-(環戊基-甲基-氨基)-嘧啶-2-甲腈(121mg，0.295mmol)、五甲基環戊二烯基三氯化銥(III)二聚體(12mg，5mol％)和碳酸鉀(4mg，10mol％)于三氟甲苯(3ml)中的溶液在微波輻射下在180℃加熱40分鐘(機器/功率等)。加入額外量的五甲基環戊二烯基三氯化銥(III)二聚體(12mg，5mol％)，然后再繼續加熱/輻射40分鐘。溶液用碳酸氫鈉水溶液洗滌，然后經反相HPLC(加入法(addmethod))純化，得到8-(2-苯甲氧基-乙基)-4-(環戊基-甲基-氨基)-5，6，7，8-四氫-蝶啶-2-甲腈(4.5mg)，其為無色油狀物。
LCMS 710275[MH]+392 1H NMR(CDCl3)δ 7.2-7.4(5H，m)，4.55(2H，s)，4.2(1H，m)，3.9(2H，m)，3.75(2H，m)，3.7(2H，m)，3.45(2H，m)，3.15(3H，s)，1.8-2.0(6H，m)，1.65(2H，m) 原料5-氨基-4-[(2-苯甲氧基-乙基)-(2-羥基-乙基)-氨基]-6-(環戊基-甲基-氨基)-嘧啶-2-甲腈是如下所述進行制備的 步驟1 將苯甲氧基乙醛(2.03g，13.5mmol)和乙醇胺(743ul，12.1mmol)于40ml乙醇中的混合物在室溫攪拌30分鐘，然后冷卻至0℃。加入硼氫化鈉(616mg，16.2mmol)，然后將混合物在0℃攪拌30分鐘。混合物經過Isolute快速SCX-2柱(Isolute flash SCX-2cartridge)過濾，然后用甲醇沖洗。產物用2M氨的甲醇溶液洗脫。合并級份并濃縮，得到2-(2-苯甲氧基-乙氨基)-乙醇(1.97g)，其為無色油狀物，不經進一步純化就使用。
步驟2 向在0℃攪拌的4，6-二氯-2-甲硫基-5-硝基-嘧啶(2.42g，10mmol，WO9828300)和二異丙基乙胺(3.56ml，20mmol)于乙醇(25ml)中的溶液中加入2-(2-苯甲氧基-乙氨基)-乙醇(1.97g，10mmol)。攪拌10分鐘后，加入環戊胺(851mg，10mmol)，然后使用微波輻射將混合物在120℃加熱10分鐘。將混合物冷卻然后減壓蒸發，得到2-[(2-苯甲氧基-乙基)-(6-環戊基氨基-2-甲硫基-5-硝基-嘧啶-4-基)-氨基]-乙醇(4.2g)，其為無色油狀物，不經進一步純化就使用。
步驟3 將2-[(2-苯甲氧基-乙基)-(6-環戊基氨基-2-甲硫基-5-硝基-嘧啶-4-基)-氨基]-乙醇(3.1g，6.9mmol)、叔丁基二甲基甲硅烷基氯化物(1.04g，6.9mmol)和咪唑(563mg，7.6mmol)于二甲基甲酰胺(15ml)中的溶液在室溫攪拌1小時。混合物用乙酸乙酯(150ml)稀釋，然后用水(3×100ml)洗滌。將有機層干燥(硫酸鈉)，過濾并減壓蒸發。殘余物經柱色譜(使用環己烷至2.5％乙酸乙酯/環己烷洗脫)進行純化，得到N-(2-苯甲氧基-乙基)-N-[2-(叔丁基-二甲基-甲硅烷基氧基)-乙基]-N′-環戊基-2-甲硫基-5-硝基-嘧啶-4，6-二胺(2.14g)，其為無色油狀物。
1H NMR(CDCl3)δ 7.2-7.4(5H，m)，4.55(3H，m)，3.8(2H，m)，3.75(2H，m)，3.75(4H，m)，3.6(2H，m)，2.45(3H，s)，2.0-2.1(2H，m)，1.7-1.8(2H，m)，1.6-1.7(2H，m)，1.45-1.55(2Hm)，1.4(9H，s)，0.8(6H，s) 步驟4 向N-(2-苯甲氧基-乙基)-N-[2-(叔丁基-二甲基-甲硅烷基氧基)-乙基]-N′-環戊基-2-甲硫基-5-硝基-嘧啶-4，6-二胺(450mg，0.8mmol)于四氫呋喃(5ml)中的溶液中加入氫化鈉(35mg，0.88mmol)。將溶液在室溫攪拌10分鐘，然后加入碘甲烷(7.5ul，1.2mmol)。將混合物攪拌24小時，2小時后加入額外量的氫化鈉(35mg)和碘甲烷(7.5μl)。將混合物在乙酸乙酯和水之間分配(各100ml)。分離有機層，經硫酸鈉干燥，過濾并蒸發，得到N-(2-苯甲氧基-乙基)-N-[2-(叔丁基-二甲基-甲硅烷基氧基)-乙基]-N′-環戊基-N′-甲基-2-甲硫基-5-硝基-嘧啶-4，6-二胺(420mg)，其為黃色油狀物，不經進一步純化就使用。
步驟5 將N-(2-苯甲氧基-乙基)-N-[2-(叔丁基-二甲基-甲硅烷基氧基)-乙基]-N′-環戊基-N′-甲基-2-甲硫基-5-硝基-嘧啶-4，6-二胺(420，0.73mmol)和間氯過氧苯甲酸(70％，360mg，1.46mmol)于二氯甲烷(20ml)中的溶液在室溫攪拌10分鐘。反應混合物用額外的二氯甲烷(30ml)稀釋，然后用硫代硫酸鈉、水、碳酸氫鈉洗滌。干燥有機層，過濾并蒸發。將粗殘余物溶于二甲基亞砜中，然后加入氰化鈉(36mg，0.73mmol)。將混合物在室溫攪拌10分鐘，然后在乙酸乙酯和水之間分配。分離有機層，經硫酸鈉干燥，過濾并濃縮，得到4-{(2-苯甲氧基-乙基)-[2-(叔丁基-二甲基-甲硅烷基氧基)-乙基]-氨基}-6-(環戊基-甲基-氨基)-5-硝基-嘧啶-2-甲腈(410mg)，其為黃色油狀物，不經進一步純化就使用。
步驟6 將4-{(2-苯甲氧基-乙基)-[2-(叔丁基-二甲基-甲硅烷基氧基)-乙基]-氨基}-6-(環戊基-甲基-氨基)-5-硝基-嘧啶-2-甲腈(410，mg)、10％鈀/碳(130mg)于乙酸乙酯(25ml)中的混合物在氫氣氣氛下攪拌6小時。將混合物過濾，然后減壓除去溶劑，得到5-氨基-4-{(2-苯甲氧基-乙基)-[2-(叔丁基-二甲基-甲硅烷基氧基)-乙基]-氨基}-6-(環戊基-甲基-氨基)-嘧啶-2-甲腈(240mg)，其為棕色油狀物，不經進一步純化就使用。
步驟7 將5-氨基-4-{(2-苯甲氧基-乙基)-[2-(叔丁基-二甲基-甲硅烷基氧基)-乙基]-氨基}-6-(環戊基-甲基-氨基)-嘧啶-2-甲腈(240mg)和1M四丁基氟化銨(0.75ml)于四氫呋喃(5ml)中的溶液在室溫攪拌1hr。加入水(5ml)，然后將混合物濃縮至干。粗產物經柱色譜(使用50％乙酸乙酯/環己烷洗脫)純化，得到5-氨基-4-[(2-苯甲氧基-乙基)-(2-羥基-乙基)-氨基]-6-(環戊基-甲基-氨基)-嘧啶-2-甲腈(178mg)，其為無色油狀物。
LCMS[MH]+411 1H NMR(CDCl3)δ 7.2-7.4(5H，m)，4.65(1H，m)，4.55(2H，s)，3.95(2H，m)，3.75(2H，m)，3.65(2H，m)，3.5(2H，m)，2.7(3H，s)，1.8-1.85(2H，m)，1.7(2H，m)，1.5-1.65(4H，m) 實施例2 8-(2-苯甲氧基-乙基)-4-哌啶-1-基-5，6，7，8-四氫-蝶啶-2-甲腈
標題化合物是根據實施例1制備的(原料使用步驟2、3、5、6和7合成，但是用哌啶代替環戊胺)。
LCMS[MH]+379 1H NMR(CDCl3)δ 7.2-7.4(5H，m)，4.5(2H，s)，4.0(2H，m)，3.75(2H，m)，3.6(2H，m)，3.65(2H，m)，3.35(2H，m)，3.05(3H，s)，1.55-1.7(6H，m) 實施例3 8-環戊基-4-嗎啉-4-基-5，6，7，8-四氫-蝶啶-2-甲腈
標題化合物是根據實施例1制備的(原料使用步驟1、2、3、5、6和7合成，但是用嗎啉代替環戊胺并且用環戊酮代替苯甲氧基乙醛)。
[MH]+315 1H NMR(CDCl3)δ 5.15-5.2(1H，m)，3.95-4.0(1H，brs)，3.8(4H，m)，3.45(2H，m)，3.35(2H，m)，3.1(4H，m)，1.8-1.9(2H，m)，1.6-1.8(4H，m)，1.5(2H，m) 實施例4 4-嗎啉-4-基-8-苯基-5，6，7，8-四氫-蝶啶-2-甲腈
標題化合物是根據實施例1制備的(原料使用步驟2、5和6合成，但是用嗎啉代替環戊胺并且用N-苯基乙醇胺代替2-(2-苯甲氧基-乙氨基)-乙醇)。
LCMS[MH]+323 1H NMR(CDCl3)δ 7.4(2H，m)，7.3(2H，m)，7.25(1H，m)，3.95(2H，m)，3.85(4H，m)，3.55(2H，m)，3.2(4H，m) 實施例5 8-(2，2-二甲基-丙基)-4-嗎啉-4-基-5，6，7，8-四氫-蝶啶-2-甲腈
標題化合物是根據實施例1制備的(原料使用步驟1、2、3、5、6和7合成，但是用嗎啉代替環戊胺，并且用三甲基乙醛代替苯甲氧基乙醛)。
LCMS[MH]+317 1H NMR(CDCl3)δ 3.85(4H，m)，3.6(2H，m)，3.45(2H，s)，3.4(2H，m)，3.15(4H，m)，0.95(9h，s) 實施例6 8-(2-羥基-乙基)-4-哌啶-1-基-5，6，7，8-四氫-蝶啶-2-甲腈
向在-78℃攪拌的8-(2-苯甲氧基-乙基)-4-哌啶-1-基-5，6，7，8-四氫-蝶啶-2-甲腈(實施例2，160mg，0.43mmol)于二氯甲烷中的溶液中加入1M三氯化硼于二氯甲烷(1.5ml)中的溶液。歷時1小時使反應混合物溫熱至室溫，然后通過加入甲醇淬滅。將混合物濃縮至干，然后經柱色譜(使用33％乙酸乙酯/環己烷洗脫)純化，得到8-(2-羥基-乙基)-4-哌啶-1-基-5，6，7，8-四氫-蝶啶-2-甲腈(27mg)，其為紅色油狀物。
1H NMR(CDCl3)δ 4.0(1H，brs)，3.85(2H，m)，3.75(2H，m)，3.65(2H，m)，3.42(2H，m)，3.05(4H，m)，1.55-1.7(6H，m) 實施例7 4-(4，4-二氟-哌啶-1-基)-8-(2-羥基-乙基)-5，6，7，8-四氫-蝶啶-2-甲腈
標題化合物是根據實施例6制備的，但是用4-(4，4-二氟-哌啶-1-基)-8-(2-苯甲氧基-乙基)-5，6，7，8-四氫-蝶啶-2-甲腈代替8-(2-苯甲氧基-乙基)-4-哌啶-1-基-5，6，7，8-四氫-蝶啶-2-甲腈。4-(4，4-二氟-哌啶-1-基)-8-(2-苯甲氧基-乙基)-5，6，7，8-四氫-蝶啶-2-甲腈是以與制備8-(2-苯甲氧基-乙基)-4-哌啶-1-基-5，6，7，8-四氫-蝶啶-2-甲腈(實施例2，但是用4，4-二氟哌啶代替哌啶)類似的方式來制備的。
LCMS[MH]+325 1H NMR(CDCl3)δ 3.9(2H，m)，3.75(2H，m)，3.66(2H，m)，3.45(2H，m)，3.35(4H，m)，2.3(1H，brs)，2.0-2.25(4H，m) 實施例8 4-環戊基氨基-5，6，7，8-四氫-蝶啶-2-甲腈
使用微波輻射對4，5-二氨基-6-環戊基氨基-嘧啶-2-甲腈(40mg，0.18mmol)乙二醛(40％的溶液，40ul)于乙醇中的混合物在120℃進行加熱10分鐘。將混合物冷卻至室溫，然后加入硼氫化鈉(15mg，2.2mmol)。將反應混合物在室溫攪拌10分鐘，反應混合物用1M HCl酸化，然后減壓濃縮。殘余物使用柱色譜(使用25-45％乙酸乙酯/環己烷洗脫)進行純化，得到4-環戊基氨基-5，6，7，8-四氫-蝶啶-2-甲腈(11mg)，其為白色固體。
LCMS[MH]+245 1H NMR(CDCl3)δ 4.2-4.4(2H，brs)，4.1(1H，m)，3.2-3.6(4H，m)，2.0-2.1(2H，m)，1.55-1.7(4H，m)，1.3-1.4(2H，m) 原料4，5-二氨基-6-環戊基氨基-嘧啶-2-甲腈是如下所述進行制備的 步驟1 環戊基-(2，4-二甲氧基-苯甲基)-胺是根據實施例1步驟1制備的，但是使用環戊胺和2，4-二甲氧基苯甲醛代替乙醇胺和苯甲氧基乙醛，并且不經進一步純化就使用。
步驟2 N-環戊基-N，N′-二-(2，4-二甲氧基-苯甲基)-2-甲硫基-5-硝基-嘧啶-4，6-二胺是根據實施例1步驟2制備的，但是使用環戊基-(2，4-二甲氧基-苯甲基)-胺和2，4-二甲氧基苯甲胺代替2-(2-苯甲氧基-乙氨基)-乙醇和環戊胺。
步驟3 4-[環戊基-(2，4-二甲氧基-苯甲基)-氨基]-6-(2，4-二甲氧基-苯甲基氨基)-5-硝基-嘧啶-2-甲腈是根據實施例1步驟5制備的，但是用N-環戊基-N，N′-二-(2，4-二甲氧基-苯甲基)-2-甲硫基-5-硝基-嘧啶-4，6-二胺代替N-(2-苯甲氧基-乙基)-N-[2-(叔丁基-二甲基-甲硅烷基氧基)-乙基]-N′-環戊基-N′-甲基-2-甲硫基-5-硝基-嘧啶-4，6-二胺，并且不經進一步純化就使用。
步驟4 將4-[環戊基-(2，4-二甲氧基-苯甲基)-氨基]-6-(2，4-二甲氧基-苯甲基氨基)-5-硝基-嘧啶-2-甲腈(1.13g，2.06mmol)和三氟乙酸(10ml)于二氯甲烷(10ml)中的混合物在0℃攪拌30分鐘。將混合物減壓濃縮，殘余物經柱色譜(使用10％乙酸乙酯/環己烷洗脫)純化，得到4-氨基-6-環戊基氨基-5-硝基-嘧啶-2-甲腈(461mg)，其為黃色固體。
LCMS[MH]+249 1H NMR(CDCl3)δ 9.2(1H，brs)，8.6(1H，brs)，6.3(1H，brs)，4.6(1H，m)，2.1-2.2(2H，m)，1.65-1.8(4H，m)，1.5-1.6(2H，m) 步驟5 4，5-二氨基-6-環戊基氨基-嘧啶-2-甲腈是根據實施例1步驟6制備的，但是用4-氨基-6-環戊基氨基-5-硝基-嘧啶-2-甲腈代替4-{(2-苯甲氧基-乙基)-[2-(叔丁基-二甲基-甲硅烷基氧基)-乙基]-氨基}-6-(環戊基-甲基-氨基)-5-硝基-嘧啶-2-甲腈，并且不經進一步純化就使用。
實施例9 4-異丁基氨基-5，6，7，8-四氫-蝶啶-2-甲腈
標題化合物是根據實施例8制備的，但是用4，5-二氨基-6-異丁基氨基-嘧啶-2-甲腈代替4，5-二氨基-6-環戊基氨基-嘧啶-2-甲腈。
LCMS[MH]+233 1H NMR(CDCl3)δ 5.85(1H，brs)，4.6(1H，brs)，3.5(2H，m)，3.35(2H，m)，3.25(2H，m)，2.6(1H，brs)，1.8-1.9(1H，m)，0.95(6H，d) 實施例10 8-(2-氨基-乙基)-4-哌啶-1-基-5，6，7，8-四氫-蝶啶-2-甲腈
將8-[2-(1，3-二氧代-1，3-二氫-異吲哚-2-基)-乙基]-4-哌啶-1-基-5，6，7，8-四氫-蝶啶-2-甲腈(9mg，0.0216mmol)和水合肼(20mg)于乙醇(5ml)中的溶液在70℃攪拌5小時。混合物經反相HPLC純化，得到三氟乙酸鹽形式的8-(2-氨基-乙基)-4-哌啶-1-基-5，6，7，8-四氫-蝶啶-2-甲腈(4mg)。
LCMS[MH]+288 1H NMR(CDCl3)δ 3.85(2H，m)，3.75(2H，m)，3.6(2H，m)，3.45(2H，m)，3.2(2H，m)，3.05-3.1(4H，m)，1.55-1.7(6H，m) 8-[2-(1，3-二氧代-1，3-二氫-異吲哚-2-基)-乙基]-4-哌啶-1-基-5，6，7，8-四氫-蝶啶-2-甲腈如下制備 向8-(2-羥基-乙基)-4-哌啶-1-基-5，6，7，8-四氫-蝶啶-2-甲腈(28mg，0.1mmol)、三苯基膦(40mg，0.15mmol)和鄰苯二甲酰胺(20mg，0.136mmol)于四氫呋喃中的溶液中加入偶氮二羧酸二乙酯(25mg，0.17mmol)，然后將混合物在室溫攪拌20小時。混合物用乙酸乙酯稀釋，然后用飽和碳酸氫鈉溶液洗滌。使有機層流經Isolute快速SCX-2柱，然后用甲醇沖洗。產物用2M氨的甲醇溶液洗脫。合并堿性級份然后減壓濃縮，得到8-[2-(1，3-二氧代-1，3-二氫-異吲哚-2-基)-乙基]-4-哌啶-1-基-5，6，7，8-四氫-蝶啶-2-甲腈(17mg)，其為橙色固體，不經進一步純化就使用。
實施例11 8-(4-氯苯基)-4-嗎啉-4-基-6-氧代-5，6，7，8-四氫-蝶啶-2-甲腈
將5-氨基-4-(4-氯-苯基氨基)-6-嗎啉-4-基-嘧啶-2-甲腈(0.2g)(根據WO2004000819制備)、三乙胺(0.33ml)和氯乙酰氯(50μl)于二氯甲烷(10ml)中的溶液在室溫攪拌1h，然后再加入50μl氯乙酰氯。3h后，加入三乙胺(0.3ml)和另一批氯乙酰氯(0.2ml)，然后將混合物在室溫攪拌16h。蒸發溶劑，殘余物經硅膠色譜(使用50％乙酸乙酯/異己烷洗脫)純化。將殘余物溶于乙腈(10ml)中，然后加入三乙胺(0.5ml)，將混合物在60℃加熱3h。減壓蒸發溶劑，殘余物經硅膠色譜(使用3％甲醇/二氯甲烷洗脫)純化，然后經RPHPLC純化。
[MH]+371 1H NMR(DMSO-d6)δ 10.58(1H，s)，7.50(2H，d)，7.41(2H，d)，4.39(2H，s)，3.72-3.74(4H，m)，3.29-3.32(4H，m) 鑒定組織蛋白酶K抑制劑的測定法 使用QFRET技術(Quenched Fluorescent Resonance Energy Transfer，熒光共振能量轉移淬滅法)來測量測試化合物對組織蛋白酶K-介導的合成肽Z-Phe-Arg-AMC斷裂的抑制。在兩個不同時間以十二種濃度(3.5 x 10-8-10μM)篩選化合物并記錄平均pIC50值。
將0.5nM[最終濃度]人組織蛋白酶K于磷酸鹽緩沖液中的溶液添加至含有所研究化合物的384-孔黑色微量滴定板(microtitre plate)中。將酶和化合物在室溫預孵育30分鐘，然后添加50mM[最終濃度]Z-Phe-Arg-AMC合成底物于磷酸鹽緩沖液中的溶液。將板覆蓋，然后在室溫避光孵育1h。孵育結束后，用7.5％[最終濃度]乙酸來停止反應。使用Ultra板讀數器測量相對熒光，激發波長為360nm，發射波長為425nm。
針對背景熒光(不含酶的最小對照)對數據進行校正。該數據用于描繪抑制曲線并通過非線性回歸(使用可變斜率，偏移＝0模型，Origin 7.5分析包)計算pIC50值。使用質量控制統計分析包來評價數據的再現性，其中若pIC50SD>0.345，則所測定的內部變異性(internal variability)表示了重復試驗(n＝3)。
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權利要求
1.式(I)的化合物或其可藥用鹽或溶劑化物
其中
X為NR1或O；
Y為O或NR4；
X1為化學鍵、NH或-N(烷基)-，
R為4、5、6或7元飽和的單環或二環，所述飽和的單環或二環任選含有一個或多個O、S(O)n或NH原子，以及所述飽和的單環或二環任選地被以下基團取代烷基、C3-6環烷基或含有3-5元環的螺環基團或(CH2)nX，其中X為氨基、羥基、OR4、氰基、三氟甲基、羧基、CONR5R6、SO2NR5R6、SO2R4、NR4SO2R4、NR4COR4、C1-6烷基、C1-6烷氧基、SR4或NR5R6，其中R4為氫、C1-6烷基或C3-6環烷基，R5和R6獨立為氫或C1-6烷基；或者
R為芳基或含有一至四個選自O、S或NH的雜原子的雜芳基，所述飽和的單環或二環、芳基和雜芳基各自任選被以下基團取代鹵素、氨基、羥基、氰基、硝基、三氟甲基、羧基、CONR5R6、SO2NR5R6、SO2R4、NHSO2R4、NHCOR4、C1-6烷基、C1-6烷氧基、SR4或NR5R6；或者
R為基團-(CH2)nY(CH2)pR7，其中n和p獨立為O、1或2，以及Y為化學鍵、O、S(O)n或NR8，其中R8為氫、C1-6烷基或C3-6環烷基；
R1為氫、C1-6烷基或C3-7環烷基，所述C1-6烷基和C3-7環烷基各自任選被以下基團取代烷基(包括支化的烷基)、環烷基(也包括螺環)或(CH2)nX，其中X為氨基、羥基、OR4、氰基、三氟甲基、羧基、CONR5R6、SO2NR5R6、SO2R4、NR4SO2R4、NR4COR4、C1-6烷基、C1-6烷氧基、SR4或NR5R6；或者
R1為基團-(CH2)nY(CH2)pR7，其中n和p獨立為0、1或2，以及Y為化學鍵、O、S(O)n或NR8，其中R8為氫、C1-6烷基或C3-6環烷基；
R2為氫或C1-6烷基；
R3為氫或C1-6烷基；
R4為氫、C1-6烷基或C3-6環烷基，以及
R5和R6獨立為氫或C1-6烷基；
R7為任選含有一個或多個O、S或NH原子(硫可以是S(O)n的形式)的3至7元飽和環、或芳基或含有一至四個選自O、S或NH的雜原子的雜芳基，所述飽和環、芳基和雜芳基各自任選被以下基團取代鹵素、氨基、羥基、氰基、硝基、三氟甲基、羧基、CONR5R6、SO2NR5R6、SO2R4、NHSO2R4、NHCOR4、C1-6烷基、C1-6烷氧基、SR4或NR5R6；或者
R7為氫、氨基、羥基、OR4、氰基、三氟甲基、羧基、CONR5R6、SO2NR5R6、SO2R4、NHSO2R4、NHCOR4、C1-6烷基、C1-6烷氧基、SR4或NR5R6。
2.權利要求1的化合物，其中X為NR1。
3.權利要求1或2的化合物，其中Y為NH或O。
4.權利要求1至3中任一項的化合物，其中X1為化學鍵、NH或-N(甲基)-。
5.權利要求1至4中任一項的化合物，其中R為含有一個或多個O、S或NH原子的5或6元飽和環。
6.權利要求1至5中任一項的化合物，其中R1為氫、C3-6環烷基、苯基或被羥基或氨基取代的C1-6烷基，或R1為基團-(CH2)nO(CH2)pR7，其中n為2，p為1，以及R7為苯基。
7.權利要求1至6中任一項的化合物，其中R2和R3均為氫。
8.式(I)的化合物或其可藥用鹽，所述化合物選自
8-(2-苯甲氧基-乙基)-4-(環戊基-甲基-氨基)-5，6，7，8-四氫-蝶啶-2-甲腈、
8-(2-苯甲氧基-乙基)-4-哌啶-1-基-5，6，7，8-四氫-蝶啶-2-甲腈、
8-環戊基-4-嗎啉-4-基-5，6，7，8-四氫-蝶啶-2-甲腈、
4-嗎啉-4-基-8-苯基-5，6，7，8-四氫-蝶啶-2-甲腈、
8-(2，2-二甲基-丙基)-4-嗎啉-4-基-5，6，7，8-四氫-蝶啶-2-甲腈、
8-(2-羥基-乙基)-4-哌啶-1-基-5，6，7，8-四氫-蝶啶-2-甲腈、
4-(4，4-二氟-哌啶-1-基)-8-(2-羥基-乙基)-5，6，7，8-四氫-蝶啶-2-甲腈、
4-環戊基氨基-5，6，7，8-四氫-蝶啶-2-甲腈、
4-異丁基氨基-5，6，7，8-四氫-蝶啶-2-甲腈、
8-(2-氨基-乙基)-4-哌啶-1-基-5，6，7，8-四氫-蝶啶-2-甲腈，和
8-(4-氯苯基)-4-嗎啉-4-基-6-氧代-5，6，7，8-四氫-蝶啶-2-甲腈。
9.如權利要求1至8中任一項所定義的式(I)的化合物，其用于治療。
10.如權利要求1至8中任一項所定義的式(I)化合物，其用于治療類風濕性關節炎、骨關節炎、佩吉特病、骨質疏松癥、浸潤癌、轉移癌或溶骨性骨癌。
11.如權利要求1至8中任一項所定義的式(I)化合物，其用于治療類風濕性關節炎或骨關節炎。
12.一種藥物組合物，其包含如權利要求1至8中任一項所定義的式(I)化合物或其可藥用鹽以及可藥用載體或稀釋劑。
13.在需要進行半胱氨酸蛋白酶抑制的哺乳動物例如人中產生半胱氨酸蛋白酶抑制作用的方法，所述方法包括將治療有效量的如權利要求1至8中任一項所定義的化合物或其可藥用鹽給予所述哺乳動物。
14.權利要求1至8中任一項所定義的式(I)化合物或其可藥用鹽在制備用于在溫血動物例如人中抑制組織蛋白酶K的藥物的用途。
全文摘要
本發明涉及用于治療半胱氨酸蛋白酶活性相關的疾病的化合物和組合物。所述化合物是半胱氨酸蛋白酶S、K、F、L和B的可逆抑制劑。特別有關的是組織蛋白酶K相關的疾病。
文檔編號C07D487/04GK101479269SQ200780023639
公開日2009年7月8日 申請日期2007年6月20日 優先權日2006年6月23日
發明者羅伯特·A·希爾德, 安德魯·D·莫利 申請人:阿斯利康(瑞典)有限公司