一种JAK1抑制剂及其制备方法与流程

有机化合物处理,合成应用技术一种jak1抑制剂及其制备方法技术领域1.本发明属于制药领域，具体涉及一种jak1抑制剂及其制备方法。背景技术：2.jak(janus激酶，janus kinase)是细胞内非受体性酪氨酸蛋白激酶的一个家族，包括jak1、jak2、jak3和tyk2四个成员。jak-stat信号传导通路是炎症性细胞因子和受体相结合之后激发的信号在细胞内传导的主要通路。jak-stat信号传导通路在很多疾病的发病机理中起到不可或缺的驱动作用，特别是自身免疫性疾病如风湿性关节炎、红斑狼疮、炎症性肠病、多发性硬化、干燥综合征、银屑病、斑秃、白癜风、哮喘、过敏性鼻炎、过敏性结膜炎、特应性皮炎和湿疹等。3.jak1失调与多种疾病相关，例如类风湿关节炎中il-6水平的升高(fonesca,j.e等，autoirnmunityreviews,8:538-42,2009)，而il-6部分地通过jak1进行信号传导，通过抑制jak1直接或间接拮抗il-6，可缓解内风湿性关节炎的病症(smolen,j.s.等lancet371:987,2008)。另外部分癌症中jak1的突变，导致了肿瘤细胞的异常生长和存活(mullighancg,procnatlacadsci u s a.106:9414-8,2009)。选择性jak1抑制剂，可望对上述疾病保留疗效的同时，规避抑制其它jak激酶(jak2和/或jak3)所带来的潜在免疫抑制、贫血和血小板减少症等副作用。4.美国艾伯维(abbvie)研发的用于治疗成人中重度特应性皮炎口服型jak1选择性抑制剂乌帕替尼(upadacitinib，abt-494)获得了fda突破性疗法认定。然而，开发对其它jak激酶无脱靶活性的选择性jak1抑制剂仍然具有挑战性。例如乌帕替尼基于atp大约km处测得的ic50为2.8(wo2015061665)，预期可能具有受到jak1选择性限制的副作用。因此有必要开发更多的jak1抑制剂，以治疗与jak1相关的疾病。[0005][0006]骨架跃迁作为一种非常重要的药物设计工具，其目的主要在于改变分子的骨架结构，进而改善药物分子的各类性质。传统的计算化学方法用于骨架跃迁，主要是基于药效团模型，分子形状相似的搜索，基于fingerprint的化学相似性的搜索，基于分子docking的structure based筛选和机器学习的算法(比如svm算法)。传统的方法虽然有不同方式，但是都面临着搜索时间很长，同时受限于现有的化学空间，即只能在现有的化合物库中去搜索，此外假阳性的分子较多，较难保证得到的分子的活性。随着人工智能技术的发展，特别是其在分子生成中的应用，比如2019年insilico medicine公司报道的46天利用生成对抗网络(generative adversarial networks,“gan”)生成得到候选分子，来证实ai加速药物发现的能力。分子生成和传统的虚拟筛选相比，最大的优势就是生成了全新的分子，直接实现药物分子的从头设计de-novo design，拓展了现有的分子空间，能够最大限度突破现有专利的保护。而虚拟筛选多是筛选已知化合物库中的分子，后期仍然需要药化研究人员对其进行很多的进一步的结构改造。[0007]目前还没有基于人工智能进行分子骨架跃迁的报道。如果能够基于人工智能进行分子骨架跃迁，开发出更多能够有效抑制jak1活性的新骨架化合物，具有重要意义。技术实现要素：[0008]本发明的目的在于提供一种用于制备jak1抑制剂的化合物及其制备方法。[0009]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、或其立体异构体：[0010][0011]其中，x选自co、nh、conh、nhco或无，y选自c1～3亚烷基或无，r1选自卤代或未取代的c1～3烷基、卤代或未取代的c1～3烷氧基、卤素、羟基。[0012]进一步地，所述化合物的结构如式iii-1或式iii-2所示：[0013][0014]其中，r1选自卤代或未取代的c1～2烷基、卤代或未取代的c1～2烷氧基。[0015]进一步地，所述化合物的结构如下所示：[0016][0017]进一步地，所述化合物的结构如下所示：[0018][0019]本发明还提供了一种制备上述化合物1、或其药学上可接受的盐、或其立体异构体的方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：[0020][0021]步骤1：化合物a与三光气、2,2,2-三氟乙胺反应，得到化合物b；[0022]步骤2：化合物b进行脱保护反应，得到化合物c；[0023]步骤3：化合物c与4-溴-7氢-吡咯[2,3-d]嘧啶反应，即得化合物1；[0024]优选的，步骤1中，化合物a与三光气、2,2,2-三氟乙胺的摩尔比为1：(0.3～0.8)：(0.8～1.2)，优选为1：0.4：1；所述反应是在三乙胺的作用下进行的，所述反应的溶剂为二氯甲烷；所述反应的时间为3～8小时，优选为6小时，反应的温度为室温；[0025]步骤2中，所述脱保护反应采用的脱保护试剂为三氟乙酸；[0026]步骤3中，所述化合物c与4-溴-7氢-吡咯[2,3-d]嘧啶的摩尔比为1：(0.8～1.2)，优选为1：1；所述反应的溶剂为n,n-二甲基甲酰胺与水的混合溶剂，其中n,n-二甲基甲酰胺与水的体积比优选为1：2，所述反应的时间为20～40分钟，优选为30分钟，反应的温度为80～120℃，优选为100℃。[0027]本发明还提供了一种制备以下化合物、或其药学上可接受的盐、或其立体异构体的方法，所述方法包括以下步骤：以化合物1为原料，进行超临界流体色谱拆分，即得；[0028][0029]优选的，所述拆分条件为：柱型号：daicel chiralpak as-h；流动相：0.2％dea/etoh：co2体积比＝20％：80％；保留时间：3.335min或5.244min。[0030]其中，0.2％dea/etoh表示体积百分数为0.2％的二乙醇胺乙醇溶液。[0031]本发明还提供了一种抑制jak1活性的药物，所述药物是以上述的化合物、或其药学上可接受的盐、或其立体异构体为活性成分，加上药学上可接受的辅料制得的制剂。[0032]本发明还提供了上述的化合物、或其药学上可接受的盐、或其立体异构体在制备jak1抑制剂中的用途。[0033]本发明还提供了上述的化合物、或其药学上可接受的盐、或其立体异构体在制备预防和/或治疗与jak1表达异常相关疾病的药物中的用途。[0034]进一步地，所述与jak1表达异常相关疾病选自风湿性关节炎、红斑狼疮、炎症性肠病、多发性硬化、干燥综合征、银屑病、斑秃、白癜风、哮喘、过敏性鼻炎、过敏性结膜炎、特应性皮炎或湿疹。[0035]本发明中，碳氢基团中碳原子含量的最小值和最大值通过前缀表示，例如，前缀ca～b烷基表示任何含“a”至“b”个碳原子的烷基。例如，c1～3烷基是指包含1～3个碳原子的直链或支链的烷基。[0036]c1～3亚烷基指包含1～3个碳原子的直链或支链的亚烷基。[0037]卤素为氟、氯、溴或碘。[0038]室温指25±2℃。[0039]本发明采用一种高斯混合分布的建模方式，将分子骨架映射到高斯混合分布上后，通过改变生成时高斯混合分布的不同采样点来保证新生成分子的骨架是来自于和参考分子不同分布的团簇。另外通过保持分子的侧链分布，来保持分子的部分有效结构保持不变。同时通过学习活性条件来保证生成分子的活性。[0040]本发明利用这种能够针对目标靶点的参考分子进行骨架跃迁的人工智能分子设计方法，基于乌帕替尼的结构和数据，得到了一种新骨架的jak1抑制剂。[0041]本领域技术人员公知的，抑制jak1的活性能够有效治疗风湿性关节炎、红斑狼疮、炎症性肠病、多发性硬化、干燥综合征、银屑病、斑秃、白癜风、哮喘、过敏性鼻炎、过敏性结膜炎、特应性皮炎和湿疹等疾病。[0042]实验结果表明，本发明提供的化合物具有良好的jak1抑制活性，特别是化合物1和化合物2，可以用来制备jak1抑制剂，以及预防和/或治疗与jak1表达异常相关疾病的药物。[0043]制备本发明化合物的原料易得，方法简单，条件温和。[0044]显然，根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更。[0045]以下通过实施例形式的具体实施方式，对本发明的上述内容再作进一步的详细说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。凡基于本发明上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。具体实施方式[0046]本发明所用原料与设备均为已知产品，通过购买市售产品所得。[0047]实施例1：制备化合物1[0048][0049]步骤1：合成叔丁基-7-((2,2,2-三氟乙基)氨基甲酰基)-2,7-双氮螺[4.4]壬烷-2-羧酸酯(化合物b)[0050]冰浴、氮气保护下，向2,2,2-三氟乙胺(149mg,1.5mmol)和三乙胺(304mg,3.0mmol的无水二氯甲烷(10ml)溶液中加入三光气(147mg,0.56mmol),搅拌2小时后，向反应液中加入叔丁基-2,7-双氮螺[4.4]壬烷-2-羧酸酯(340mg，1.5mmol，化合物a),室温搅拌6h后,向反应体系中加入水(30ml)和二氯甲烷(30ml*3)萃取，合并有机相并用无水硫酸钠干燥后过滤，滤液减压浓缩，残余物经硅胶柱层析提纯[洗脱剂为dcm:meoh(v/v)＝20:1]，得化合物b(186mg,35.1％yield)，为无色油状物。[0051]步骤2：合成n-(2,2,2-三氟乙基)-2,7-双氮螺[4.4]壬烷-2-酰胺(化合物c)[0052]冰浴下，向叔丁基-7-((2,2,2-三氟乙基)氨基甲酰基)-2,7-双氮螺[4.4]壬烷-2-羧酸酯(186mg,0.53mmol,化合物b)的二氯甲烷(2.0ml)溶液中加入三氟乙酸(2.0ml),搅拌30分钟后，减压浓缩反应液，残余物经饱和碳酸氢钠溶液(30ml)中和后用二氯甲烷(30ml*3)萃取，合并有机相并用无水硫酸钠干燥后过滤，滤液减压浓缩，残余物经硅胶柱层析提纯[洗脱剂为dcm:meoh(v/v)＝8:1]，得化合物c(76mg,57.0％yield)，为无色油状物。[0053]步骤3：合成7-(7氢-吡咯[2,3-d]嘧啶-4-基)-n-(2,2,2-三氟乙基)-2,7-双氮螺[4.4]壬烷-2-酰胺(化合物1)[0054]向4-溴-7氢-吡咯[2,3-d]嘧啶(60mg，0.30mmol)和n-(2,2,2-三氟乙基)-2,7-双氮螺[4.4]壬烷-2-酰胺(76mg，0.30mmol,化合物c)的dmf(n,n-二甲基甲酰胺，0.25ml)与h2o(5.0ml)的混合溶剂中加入koh(34mg，0.60mmol)，于100℃下微波反应30分钟，所得反应液经中低压制备色谱仪(mplc)制备得到化合物1(44mg，37.1％yield)，为白色固体。[0055]ms(esi,pos.ion)m/z:369.1[m+h]+；[0056]1hnmr(400mhz,dmso-d6)δ11.58(s,1h),8.08(s,1h),7.11(t,j＝2.9hz,1h),6.79(t,j＝6.3hz,1h),6.59(dd,j＝3.6,1.8hz,1h),3.84-3.76(m,4h),3.75-3.65(m,2h),3.41(t,j＝7.0hz,2h),3.34-3.26(m,2h),2.05–1.86(m,4h).[0057]实施例2：制备(s)-7-(7氢-吡咯[2,3-d]嘧啶-4-基)-n-(2,2,2-三氟乙基)-2,7-双氮螺[4.4]壬烷-2-酰胺和(r)-7-(7氢-吡咯[2,3-d]嘧啶-4-基)-n-(2,2,2-三氟乙基)-2,7-双氮螺[4.4]壬烷-2-酰胺[0058][0059]取7-(7氢-吡咯[2,3-d]嘧啶-4-基)-n-(2,2,2-三氟乙基)-2,7-双氮螺[4.4]壬烷-2-酰胺(32mg,0.087mmol，化合物1)送超临界流体色谱(sfc)拆分制备得(s)-7-(7氢-吡咯[2,3-d]嘧啶-4-基)-n-(2,2,2-三氟乙基)-2,7-双氮螺[4.4]壬烷-2-酰胺(10mg,0.027mmol)和(r)-7-(7氢-吡咯[2,3-d]嘧啶-4-基)-n-(2,2,2-三氟乙基)-2,7-双氮螺[4.4]壬烷-2-酰胺(10mg,0.027mmol)，皆为白色固体。[0060]sfc拆分条件：柱型号：daicel chiralpak as-h(c2)，柱长250mm,内径30mm,粒径5um；流动相：0.2％dea/etoh：co2＝20％：80％(v：v)；保留时间3.335min(化合物2)，保留时间5.244min(化合物3)。其中，0.2％dea/etoh表示体积百分数为0.2％的二乙醇胺乙醇溶液。[0061]化合物2：1hnmr(400mhz,dmso-d6)δ11.58(s,1h),8.08(s,1h),7.11(s,1h),6.80(s,1h),6.59(s,1h),3.93–3.56(m,6h),3.41(t,j＝7.1hz,2h),3.34-3.26(s,2h),2.01-1.93(m,4h).[0062]化合物3：1hnmr(400mhz,dmso-d6)δ11.60(s,1h),8.08(s,1h),7.11(s,1h),6.81(s,1h),6.59(s,1h),3.93–3.56(m,6h),3.41(t,j＝7.1hz,2h),3.34-3.26(s,2h),1.99-1.93(m,4h).[0063]以下通过试验例证明本发明的有益效果。[0064]试验例1、jak1酶活抑制试验[0065](1)实验方法[0066]取发明实施例制得的化合物1～3，用dmso溶解至浓度为25mm或50mm，继续将化合物用dmso进行2倍或3倍稀释，配制成100×dmso溶液，共10个剂量点。取4μl100×稀释好的化合物到76μl 1×检测缓冲液(40mmtris,20mmmgcl2,1mmdtt,0.1mg/ml bsa,ph 7.5)中，得到5×化合物溶液。测试化合物在酶反应液中的最高浓度为100nm。[0067]准备2.5×酶溶液(终浓度为3.125nm jak1(849-1154))和2.5×atp-底物(gk-14)(终浓度为25umgk-14，10um atp)混合液，底物(gk-14)序列为geeplywsfpakkk(seq id no.1)在吉尔生化定制合成。在384检测板(corning，cat#:3574)中，每孔加入4μl 5×化合物溶液和8μl2.5×酶溶液，在空白组加入等量的1×检测缓冲液替代酶溶液作为100％抑制对照。加入等量的1×检测缓冲液替代化合物溶液作为0％抑制对照。1000rpm，25℃，离心1min。将检测板在25℃，孵育10min。在384检测板中加入8μl2.5×atp-底物混合液，1000rpm,25℃，离心1min。在30℃孵育30min。在384检测板的新孔中加入10μladp-glotmreagent(promage,v9102)，加入10ul步骤3)的反应液。1000rpm，25℃，离心1min。将检测板在25℃，孵育60min。在384检测板中加入20μl kinase detect reagent(promega,v9102)，1000rpm，25℃，离心1min。将检测板在25℃，孵育40min。用tecan spark 20m读数。再通过计算得出化合物对jak1酶活性抑制的ic50。重复实验两次，取平均值。[0068](2)实验结果[0069]按照上述方法测得的化合物对jak1的抑制活性的ic50结果见表1。[0070]表1、本发明化合物对jak1的抑制活性的ic50(n＝2)[0071]化合物编号jak1ꢀꢀic50(μm)10.2420.1335.9[0072]实验结果表明，本发明提供的化合物具有良好的jak1抑制活性，特别是化合物1和化合物2，可用于制备治疗jak1相关疾病的药物。[0073]综上，本发明提供了式i所示的化合物及其制备方法。实验结果表明，本发明提供的化合物具有良好的jak1抑制活性，特别是化合物1和化合物2，可以用来制备jak1抑制剂，以及预防和/或治疗与jak1表达异常相关疾病的药物，为治疗与jak1表达异常的相关疾病提供了一种新的药用可能。









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