一种取代的苯并氮卓氨基类化合物及其制备方法与应用

技术领域

本发明属于药物化学技术领域，具体涉及一种取代的苯并氮卓氨基类化合物及其制备方法与应用。

背景技术

含Src同源2结构域蛋白酪氨酸磷酸酶(Src homology-2-containing proteintyrosine phosphatase,SHP2)隶属于PTP蛋白家族，在人类体内广泛表达，参与调控细胞的生长、增殖、分化和凋亡等生命活动。在人体细胞中，SHP2作为连接多个致癌信号通路的重要枢纽，其突变和异常表达会引起各种各样的疾病，包括发育障碍、白血病和实体瘤等。一方面，SHP2作为RAS/RAF/ERK/MEK信号通路的上游核心调控因子，抑制SHP2能够阻断RAS/RAF/ERK/MEK信号通路的激活，从而抑制肿瘤细胞生长；另一方面，SHP2也是调节PD-1/PD-L1介导的肿瘤免疫的重要协同因子，抑制SHP2可以激活T细胞免疫功能，特异性地杀伤肿瘤细胞。因此，靶向SHP2被认为是一种有效的抗癌策略。

针对SHP2抑制剂的研究，人们初期主要致力于开发靶向SHP2催化域的抑制剂，但这类抑制剂普遍存在生物利用度低、选择性差等问题，难以成药。因此，研究人员开始把目光转向SHP2变构抑制剂的研发上。2016年，诺华公司开创性地报道了第一个SHP2变构抑制剂SHP099，极大地推动了SHP2抑制剂的研发进程。目前，虽有多个SHP2变构抑制剂进入临床试验阶段，但目前在国内外没有上市的产品，同时初步的临床数据显示安全性并不好。因此，研制具有良好抗肿瘤活性的新型SHP2小分子抑制剂具有重要意义。

发明内容

本发明需解决的技术问题之一是现有SHP2抑制剂结构骨架单一等问题。因此提供一类取代的苯并氮卓氨基类全新化合物，为后续抗癌药物开发提供可能

解决上述技术问题的方案如下：

一种如式I所示的苯并氮卓氨基类化合物，或其药学上可接受的盐、异构体、代谢产物、前药、溶剂合物或水合物，其结构如下：

其中：

R

R

R

优选地，所述的一种如式I所示的苯并氮卓氨基类化合物或其药学上可接受的盐、异构体、代谢产物、前药、溶剂合物或水合物为以下任一化合物：

/>

上述式I所示化合物的制备方法，所述化合物的合成路线如下：

其中，R

(1)化合物II与III通过芳香环的亲核取代反应得到化合物IV；

(2)化合物IV进行脱保护反应得到化合物I。

其中，步骤(1)中的芳香环的亲核取代反应所采用的溶剂包括但不限于：乙醇、四氢呋喃、1,4-二氧六环、丙酮、N,N-二甲基甲酰胺、二甲亚砜、N-甲基吡咯烷酮或者用这些溶剂任选组成的混合溶剂，优选N-甲基吡咯烷酮；所采用的碱包括但不限于：N,N-二异丙基乙胺、三乙胺、碳酸钾、碳酸铯、磷酸钾、醋酸钾、醋酸钠，优选N,N-二异丙基乙胺；

步骤(2)中脱除保护基反应所采用的溶剂包括但不限于：苯、甲苯、乙醇、甲醇、1,4-二氧六环、四氢呋喃、丙酮、乙腈、乙酸乙酯、正己烷、二氯甲烷、氯仿、N,N-二甲基甲酰胺、二甲亚砜或者用这些溶剂任选组成的混合溶剂，优选乙酸乙酯；所采用的试剂包括但不限于：盐酸的乙酸乙酯溶液、二氧六环的乙酸乙酯溶液，优选盐酸的乙酸乙酯溶液。

本发明提供了一种苯并氮卓氨基类化合物的药物组合物，所述药物组合物为由所述苯并氮卓氨基类化合物或其药学上可接受的盐、消旋体、旋光异构体或溶剂化合物作为活性成分和药学上可接受的载体或辅料。化合物可以添加药学上可接受的载体制成常见的药用制剂，如片剂、胶囊、糖浆、悬浮剂、注射剂，可以加入香料、甜味剂、液体或固体填料或稀释剂等常用药用辅料。

本发明提供了一种如式I所示化合物或其药学上可接受的盐、异构体、代谢产物、前药、溶剂合物、水合物或一种药物组合物在制备SHP2抑制剂中的用途。

本发明提供了一种如式I所示化合物或其药学上可接受的盐、异构体、代谢产物、前药、溶剂合物、水合物或一种药物组合物在制备用于预防和/或治疗癌症的药物中的用途。

本发明所述的用途，其特征在于，所述的癌症为肺癌、食管鳞癌、结直肠癌、胰腺癌、乳腺癌、白血病、肝癌、胃癌。

有益效果：

与现有技术相比，本发明具有如下优点：本发明基于理性药物设计，制备出一类取代的苯并氮卓氨基类全新化合物，其结构新颖，且活性显著优于阳性药SHP099，为后续开发抗肿瘤药物提供支持。

具体实施方式

为了更好的理解本发明，通过以下实施例来进一步阐明本发明，但是本发明的内容不仅仅局限于以下实施例。

SHP2抑制剂(SHP099)购自上海源叶生物科技有限公司。

实施例1

合成路线：

化合物I-1a的合成

将2-氯-6-溴苯甲醛(1.00g,4.6mmol)、醋酸钯(15.3mg,0.09mmol,2mol％)、三苯基膦(36.7mg,0.14mmol,3mol％)、碳酸铯(3.00g,9.2mmol,2.0eq)溶于9.0mL的四氢呋喃和1.0mL的水混合溶液中，于70℃氮气保护的密封管中搅拌12小时。反应完全后抽滤，滤液用乙酸乙酯稀释，水洗后合并的有机相用无水硫酸钠干燥、过滤和浓缩，柱层析纯化得到无色液体I-1a(590.1mg，收率78％)，ESI-MS(m/z):166.0[M+H]

化合物I-1b的合成

将I-1a(590.1mg,3.6mmol)、烯丙基胺盐酸盐(365.4mg,3.9mmol,1.1eq)、三乙胺(395.7mg,3.9mmol,1.1eq)、硫酸镁(854.6mg,7.1mmol,2.0eq)溶于10mL的二氯甲烷溶液中，于25℃下搅拌12小时。反应完全后抽滤，滤液旋干，加入硼氢化钠(147.9mg,3.9mmol,1.1eq)和10mL甲醇，于0℃下搅拌2小时。反应完全后加水淬灭，用乙酸乙酯萃取，合并有机相用无水硫酸钠干燥、过滤和浓缩，柱层析纯化得到无色液体I-1b(511.4mg，收率75％)，ESI-MS(m/z):193.1[M+H]

化合物I-1c的合成

将I-1b(511.4mg,2.7mmol)、对硝基苯磺酰氯(587.3mg,2.7mmol,1.0eq)、三乙胺(267.7mg,2.7mmol,1.0eq)溶于5.0mL的二氯甲烷溶液中，于25℃下搅拌12小时。反应完全后用二氯甲烷萃取，合并有机相用无水硫酸钠干燥、过滤和浓缩，柱层析纯化得到黄色液体I-1c(588.1mg，收率59％)，ESI-MS(m/z):378.0[M+H]

化合物I-1d的合成

将I-1c(588.1mg,1.6mmol)、苯基亚甲基双(三环己基磷)二氯化钌(131.8mg,0.16mmol,10mol％)、溶于5.0mL的二氯甲烷溶液中，于25℃下搅拌12小时。反应完全后浓缩、柱层析纯化得到无色液体I-1d(351.6mg，收率64％)，ESI-MS(m/z):364.0[M+H]

化合物I-1e的合成

将I-1d(341.0mg,0.94mmol)、对甲基苯硫酚(233.5mg,1.9mmol,2.0eq)、碳酸钾(259.8mg,1.9mmol,2.0eq)溶于2.0mL的N,N-二甲基甲酰胺溶液中，于25℃下搅拌12小时。反应结束后抽滤浓缩，加入二碳酸二叔丁酯(204.9mg,0.94mmol,1.0eq)、三乙胺(94.9mg,0.94mmol,1.0eq)和3.0mL二氯甲烷，于25℃下搅拌1小时。反应完全后浓缩、柱层析纯化得到无色液体I-1e(214.8mg，收率82％)，ESI-MS(m/z):279.1[M+H]

化合物I-1f的合成

将I-1e(214.8mg,0.77mmol)、氯化亚铁(10.1mg,0.08mmol,10mol％)、聚甲基氢硅氧烷(257.0mg,1.2mmol,1.5eq)溶于5.0mL的无水乙醇溶液中，于80℃敞口搅拌12小时。反应完全后浓缩、柱层析纯化得到无色液体I-1f(92.1mg，收率40％)，ESI-MS(m/z):295.1[M+H]

化合物I-1g的合成

将I-1f(92.1mg,0.31mmol)、(R)-(+)-叔丁基亚磺酰胺(75.1mg,0.62mmol,2.0eq)、钛酸四乙酯(141.4mg,0.62mmol,2.0eq)溶于3.0mL的无水四氢呋喃溶液中，于70℃氮气保护下搅拌12小时。反应完全后转至0℃加0.2mL三仲丁基硼氢化锂四氢呋喃络合物(0.62mmol,2.0eq)，于0℃下反应2小时。反应结束加水淬灭并抽滤，滤液萃取后浓缩、柱层析纯化得到无色液体I-1g(83.1mg，收率67％)，ESI-MS(m/z):400.2[M+H]

化合物I-1h的合成

将三氟乙酸(119.7mg,1.1mmol,5.0eq)缓慢滴加入I-1g(83.1mg,0.21mmol)和1.0mL的二氯甲烷溶液中，于25℃下搅拌0.5小时。反应结束后旋干溶剂得无色液体I-1h(63.0mg，收率95％)，ESI-MS(m/z):300.2[M+H]

化合物I-1i的合成

将I-1h(63.0mg,0.20mmol)、3-氯-4-((5-氯吡嗪-2-基)硫代)吡啶-2-胺(54.4mg,0.20mmol,1.0eq)溶于1.0mL的N,N-二异丙基乙胺和1.0mL的二甲基亚砜溶液中，于100℃氮气保护下搅拌2小时。反应结束后用乙酸乙酯萃取，合并有机相用无水硫酸钠干燥，过滤和浓缩、柱层析纯化得到灰色液体I-1i(34.1mg，收率32％)，ESI-MS(m/z):536.9[M+H]

化合物I-1的合成

缓慢将0.2mL氯化氢乙酸乙酯溶液(0.30mmol,5.0eq)滴加入I-2i(34.1mg,0.06mmol)和1.0mL的乙酸乙酯溶液中，于25℃下搅拌12小时。反应结束后用乙酸乙酯萃取，合并有机相用无水硫酸钠干燥，过滤和浓缩得到白色固体I-1(20.5mg，收率74％)：

实施例2

参照化合物I-1的合成方法，将2-氯-6-溴苯甲醛替换为2-溴-6-甲氧基苯甲醛，可制得化合物I-2。

实施例3

参照化合物I-1的合成方法，将2-氯-6-溴苯甲醛替换为2-溴-6-(三氟甲基)苯甲醛，可制得化合物I-3。

实施例4

参照化合物I-1的合成方法，将2-氯-6-溴苯甲醛替换为2-溴-4-氟-6-甲基苯甲醛，可制得化合物I-4。

实施例5

参照化合物I-1的合成方法，将2-氯-6-溴苯甲醛替换为2-溴-4-氯-6-甲基苯甲醛，可制得化合物I-5。

实施例6

参照化合物I-1的合成方法，将2-氯-6-溴苯甲醛替换为2-硝基-6-溴苯甲醛，可制得化合物I-6。

实施例7

参照化合物I-1的合成方法，将2-氯-6-溴苯甲醛替换为2-氰基-6-溴苯甲醛，可制得化合物I-7。

实施例8

参照化合物I-1的合成方法，将2-氯-6-溴苯甲醛替换为2,6-二溴苯甲醛，可制得化合物I-8。

实施例9

参照化合物I-1的合成方法，将2-氯-6-溴苯甲醛替换为6-溴-3-氟-2-甲基苯甲醛，可制得化合物I-9。

实施例10

参照化合物I-1的合成方法，将2-氯-6-溴苯甲醛替换为2-溴-6-三氟甲氧基苯甲醛，可制得化合物I-10。

实施例11

参照化合物I-1的合成方法，将2-氯-6-溴苯甲醛替换为2-氟-6-溴苯，可制得化合物I-11。

实施例12

合成路线：

化合物I-12a的合成

将2,6-二溴苯甲醛(5.00g,19.0mmol)、烯丙基胺盐酸b盐(2.25g,22.9mmol,1.1eq)、三乙胺(2.32g,22.9mmol,1.1eq)、硫酸镁(4.56g,37.9mmol,2.0eq)溶于100mL的二氯甲烷溶液中，于25℃下搅拌12小时。反应完全后抽滤，滤液旋干，加入硼氢化钠(867.5mg,22.9mmol,1.1eq)和100mL甲醇，于0℃下搅拌2小时。反应完全后加水淬灭，用乙酸乙酯萃取，合并的有机相用无水硫酸钠干燥、过滤和浓缩。柱层析纯化得到无色液体I-12a(4.59g，收率80％)，ESI-MS(m/z):302.9[M+H]

化合物I-12b的合成

将I-12a(4.59g,15.2mmol)、二碳酸二叔丁酯(3.31g,15.2mmol,1.0eq)、三乙胺(1.53g,15.2mmol,1.0eq)和50mL二氯甲烷，于25℃下搅拌1小时。反应完全后浓缩、柱层析纯化得到淡黄色液体I-12b(5.67g，收率93％)，ESI-MS(m/z):402.9[M+H]

化合物I-12c的合成

将I-12b(5.67g,14.1mmol)、醋酸钯(46.8mg,0.28mmol,2mol％)、三苯基膦(110.2mg,0.42mmol,3mol％)、碳酸铯(9.18g,28.2mmol,2.0eq)溶于90mL的二氧六环和10mL的水混合溶液中，于70℃氮气保护中搅拌12小时。反应完全后抽滤，滤液用乙酸乙酯稀释，水洗后用无水硫酸钠干燥、过滤和浓缩，柱层析纯化得到白色固体I-12c(1.41g，收率31％)，ESI-MS(m/z):323.1[M+H]

化合物I-12d的合成

在0℃下缓慢将6.5mL硼烷四氢呋喃络合物(13.1mmol,3.0eq)滴入I-12c(1.41g,4.4mmol)和50mL无水四氢呋喃溶液中，加毕转至25℃氮气保护中搅拌12小时，反应完全后在0℃下先后缓慢滴加26.2mL的10％氢氧化钠溶液、4.5mL的33％过氧化氢溶液，加毕转至25℃下搅拌1小时。反应完全后加入无水亚硫酸钠至淀粉碘化钾试纸不再变蓝，用乙酸乙酯萃取，有机相用无水硫酸钠干燥、过滤和浓缩，后加入戴斯-马丁氧化剂(2.04g,4.8mmol,1.1eq)和10mL二氯甲烷，于25℃下搅拌0.5小时。反应结束后加入碳酸氢钠溶液淬灭，抽滤和浓缩后、干燥，柱层析纯化得到黄色固体I-12d(1.07g，收率72％)，ESI-MS(m/z):339.0[M+H]

化合物I-12e的合成

将I-12d(1.07g,3.2mmol)、甲基硼酸(226.8mg,3.8mmol,1.2eq)、醋酸钯(10.5mg,0.06mmol,2mol％)、三环己基膦(25.2mg,0.09mmol,3mol％)、磷酸钾(1.34g,6.3mmol,2.0eq)溶于9.0mL的甲苯和1.0mL的水混合溶液中，于100℃氮气保护中搅拌4小时。反应完全后抽滤，滤液用乙酸乙酯稀释，水洗后用无水硫酸钠干燥、过滤和浓缩，柱层析纯化得到白色固体I-12e(736.3mg，收率85％)，ESI-MS(m/z):275.2[M+H]

化合物I-12f的合成

将I-12e(736.3mg,2.7mmol)、(R)-(+)-叔丁基亚磺酰胺(648.6mg,5.4mmol,2.0eq)、钛酸四乙酯(1.22g,5.4mmol,2.0eq)溶于5.0mL的无水四氢呋喃溶液中，于70℃氮气保护下搅拌12小时，反应完全后转至0℃加1.8mL三仲丁基硼氢化锂四氢呋喃络合物(5.4mmol,2.0eq)，于0℃下反应2小时。反应结束后加水淬灭并抽滤，滤液萃取后浓缩、柱层析纯化得到无色液体I-12f(529.6mg，收率52％)，ESI-MS(m/z):380.2[M+H]

化合物I-12g的合成

将三氟乙酸(794.4mg,7.0mmol,5.0eq)缓慢滴加入I-12e(529.6mg,1.4mmol)和3.0mL的二氯甲烷溶液中，于25℃下搅拌0.5小时。反应结束后旋干溶剂得到无色液体I-12g(369.9mg，收率95％)，ESI-MS(m/z):280.1[M+H]

化合物I-12h的合成

将I-12g(369.9mg,1.3mmol)、3-氯-4-((5-氯吡嗪-2-基)硫代)吡啶-2-胺(359.3mg,1.3mmol,1.0eq)溶于2.0mL的N,N-二异丙基乙胺和2.0mL的二甲基亚砜溶液中，于100℃氮气保护下搅拌2小时。反应结束后用乙酸乙酯萃取，合并的有机相用无水硫酸钠干燥，过滤和浓缩、柱层析纯化得到白色固体I-12h(326.9mg，收率48％)，ESI-MS(m/z):516.2[M+H]

化合物I-12的合成

缓慢将1.6mL氯化氢乙酸乙酯溶液(3.2mmol,5.0eq)滴加入I-12h(326.9mg,0.63mmol)和3.0mL的乙酸乙酯溶液中，于25℃下搅拌12小时。反应结束后用乙酸乙酯萃取，合并的有机相用无水硫酸钠干燥，过滤和浓缩后得到白色固体I-12(205.0mg，收率79％):

实施例13

参照化合物I-12的合成方法，将甲基硼酸替换为4-氟苯硼酸，可制得化合物I-13。

实施例14

参照化合物I-12的合成方法，将甲基硼酸替换为乙基硼酸，可制得化合物I-14。

实施例15

参照化合物I-12的合成方法，将甲基硼酸替换为环丙基硼酸，可制得化合物I-15。

实施例16

参照化合物I-12的合成方法，将甲基硼酸替换为氨基甲酸叔丁酯，可制得化合物I-16。

实施例17

参照化合物I-12的合成方法，将甲基硼酸替换为异丙基硼酸，可制得化合物I-17。

实施例18

体外SHP2酶水平活性测试

对上述实施例中化合物的SHP2酶水平活性进行测试，具体操作如下：

1化合物配制

化合物溶解在100％DMSO中，配制成30mM储存液，于-20度冰箱避光保存。

2SHP2反应过程

(1)配制1×ReactionBuffer。

(2)化合物浓度梯度的配制：受试化合物测试起始浓度为30μM，3倍稀释，10个浓度，单孔测试。在384孔板中稀释成100倍终浓度的100％DMSO溶液，用Precision 3倍稀释化合物，10个浓度。使用分液器Echo 550向目的板384板中转移250nL 100倍终浓度的化合物。正对照加入250nLDMSO，负对照加入250nL的1mM SHP099。

(3)用1×ReactionBuffer配制5倍终浓度的激活肽溶液，分别加入5μL到反应板中，1000rpm离心1分钟。

(4)用1×ReactionBuffer配制2.5倍终浓度的酶溶液，分别加入10μL到反应板中，1000rpm离心1分钟，室温孵育60分钟。

(5)用1×ReactionBuffer配制2.5倍终浓度的底物溶液，分别加入10μL到反应板中，1000rpm离心1分钟，孵育20分钟。

(6)用EnSight读取Ex355/Em460荧光数值。

3数据分析

计算公式

其中：RFU：样品的荧光值；Mean(NC)：含10μM SHP099的对照孔荧光值均值；

Mean(PC)：阳性对照孔荧光值均值。

拟合量效曲线以浓度的log值作为X轴，百分比抑制率为Y轴，采用分析软件GraphPad Prism 5的log(inhibitor)vs.response-Variable slope拟合量效曲线，从而得出各个化合物对酶活性的IC

计算公式是Y＝Bottom+(Top-Bottom)/(1+10^((LogIC

4实验结果

具体结果如表所示：

以上数据显示，本发明实施例对SHP2磷酸酶具有变构抑制作用，且多个实施例显著优于阳性对照SHP099。

实施例19

化合物体外抗增殖活性测试

1.实验步骤

(1)细胞铺板：取对数生长期的人非小细胞肺癌细胞NCI-H358、人食管鳞癌细胞KYSE520、人结直肠癌细胞SW620、人胰腺癌细胞MIA-PaCa-2配置成细胞悬液，按每孔1×10

(2)药物处理：受试化合物测试起始浓度为90μM，3倍稀释，8个浓度，每个浓度设置3个复孔测试。在培养孔中加入50μL待测化合物继续培养72h。

(3)细胞培养72h后，取出培养板室温静置平衡10分钟，加入CellTiter-Lumi

2.数据处理

绘制曲线并计算药物对细胞的抑制率及IC

抑制率＝[(Signal_sample-Signal_min)/(Signal_max-Signal_min]×100％拟合量效曲线:以浓度的log值作为X轴，百分比抑制率为Y轴，采用分析软件GraphPad Prism5的log(inhibitor)vs.response-Variable slope拟合量效曲线，从而得出化合物抑制细胞增殖的IC50值。Signal_sample:实验孔化学发光值(含细胞、培养基、CellTiter-Lumi溶液和药物溶液)；Signal_max:对照孔化学发光值(含细胞、培养基、CellTiter-Lumi溶液，不含药物)；Signal_min:空白孔化学发光值(含培养基、CellTiter-Lumi溶液，不含细胞、药物)。

3.实验结果

化合物对人非小细胞肺癌细胞NCI-H358、人食管鳞癌细胞KYSE520、人结直肠癌细胞SW620、人胰腺癌细胞MIA-PaCa-2的抑制

活性如下：

实验结论：以上数据显示，本发明实施例化合物对NCI-H358、KYSE520、SW620、MIA-PaCa-2细胞的增殖具有良好的抑制作用。相比较SHP099而言，本发明实施例具备新颖的结构和更优越的体外抗增殖活性。