本發(fā)明屬于藥物化學(xué)，特別涉及一類7-氧雜雙環(huán)[2.2.1]庚烷-2,3-二羧酸類衍生物及其制備方法和其在制備蛋白磷酸酶5(pp5)抑制劑中的應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、蛋白磷酸酶5(pp5)是一種絲氨酸/蘇氨酸蛋白磷酸酶，主要調(diào)控著蛋白質(zhì)的去磷酸化過(guò)程，在正常的生理狀態(tài)下pp5通常處于自抑制狀態(tài)。為了打破pp5的自身抑制，內(nèi)源性pp5的激活主要依賴于兩種不同的方式，包括由內(nèi)源性激活劑(如hsp90)介導(dǎo)的tpr依賴性激活和由酪蛋白激酶1δ(ck1δ)介導(dǎo)的tpr非依賴性激活，會(huì)使pp5處于激動(dòng)狀態(tài)。目前，已報(bào)道的pp5抑制劑大多是絲蘇氨酸磷酸酶的泛抑制劑，例如大環(huán)內(nèi)酯類nodularin?r和microcystin-lr以及細(xì)胞毒素okadaic?acid、fostriecin和cantharidin，這些泛抑制劑因?yàn)榇嬖谥鴩?yán)重的毒性作用而沒(méi)有被繼續(xù)研究。

2、此外，參見(jiàn)公開(kāi)文獻(xiàn)d'arcy?b?m,swingle?m?r,papke?c?m,et?al.theantitumordrug?lb-100is?a?catalytic?inhibitor?ofprotein?phosphatase?2a(ppp2ca)and?5(ppp5c)coordinating?with?the?catalytic?metals?in?the?active?site?of?pp5c[j].molecular?cancer?therapeutics,2019.公開(kāi)的lb-100即屬于一類7-氧雜雙環(huán)[2.2.1]庚烷-2,3-二羧酸類衍生物，lb-100作為pp2a/5的雙靶點(diǎn)抑制劑用于化療和免疫治療藥物的增效劑進(jìn)入了臨床二期研究，但是因?yàn)槠湟种苝p2a而可能導(dǎo)致的細(xì)胞毒性以及自身穩(wěn)定性差所帶來(lái)成藥性差的問(wèn)題，值得進(jìn)一步去研究和解決，lb-100結(jié)構(gòu)式如下：

3、

4、pp5在所有哺乳動(dòng)物組織中均有表達(dá)，在大腦中具有極高的水平，并且在許多不同癌癥細(xì)胞中都不同程度的發(fā)現(xiàn)了pp5過(guò)表達(dá)的現(xiàn)象。例如pp5與乳腺癌的發(fā)展密切相關(guān)，其過(guò)表達(dá)可能誘導(dǎo)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)非依賴性增殖，通過(guò)去磷酸化內(nèi)質(zhì)網(wǎng)促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞發(fā)育；pp5在腦膠質(zhì)瘤中高度表達(dá)，所以抑制pp5從而治療腦膠質(zhì)瘤可能是一個(gè)潛在的研究思路。因此，通過(guò)設(shè)計(jì)合理有效的pp5抑制劑可以降低腫瘤細(xì)胞中pp5表達(dá)量，從而抑制pp5過(guò)表達(dá)腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)和增殖，達(dá)到治療癌癥的目的。此外，利用pp5抑制劑與已上市藥物或其他在研分子相結(jié)合，以提高療效或克服耐藥性，也是一種非常有前途的設(shè)計(jì)思路。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了進(jìn)一步提高現(xiàn)有技術(shù)中7-氧雜雙環(huán)[2.2.1]庚烷-2,3-二羧酸類衍生物的化學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，第一方面，本發(fā)明提供了不同與現(xiàn)有已公開(kāi)結(jié)構(gòu)的一類7-氧雜雙環(huán)[2.2.1]庚烷-2,3-二羧酸類衍生物，本發(fā)明所述7-氧雜雙環(huán)[2.2.1]庚烷-2,3-二羧酸類衍生物的結(jié)構(gòu)式如下結(jié)構(gòu)式ⅰ、結(jié)構(gòu)式ⅱ或結(jié)構(gòu)式ⅲ所示；

2、結(jié)構(gòu)式ⅰ為：

3、

4、其中，結(jié)構(gòu)式ⅰ中的r1選自芳基或醛基；

5、結(jié)構(gòu)式ⅱ為：

6、

7、結(jié)構(gòu)式ⅲ為：

8、

9、結(jié)構(gòu)式ⅲ中的r2、r3和r4三者獨(dú)立地選自氫原子，鹵素，烷基，烷氧基，芐氧基，哌嗪基，2,2-二氟乙氧基，乙二氧基，硝基，氨基，羥基，氰基，醛基，芳基中的任意一種。

10、進(jìn)一步的，結(jié)構(gòu)式ⅲ優(yōu)選為如下結(jié)構(gòu)式中的任意一種：

11、

12、

13、目前針對(duì)絲蘇氨酸磷酸酶抑制劑的研究主要集中在其他亞型，如pp1/2a中，對(duì)于pp5的抑制劑研究很少。除了前述的穩(wěn)定性問(wèn)題，當(dāng)前已發(fā)現(xiàn)的pp5抑制劑還存在以下問(wèn)題：(1)大環(huán)內(nèi)酯和毒素類抑制劑作為絲蘇氨酸磷酸酶泛抑制，容易脫靶從而導(dǎo)致一系列的毒副作用。(2)pp5的tpr結(jié)構(gòu)域抑制劑ro?90-7501抑制活性很弱，難以高效地抑制pp5。因此，選擇性高、活性強(qiáng)且成藥性好的pp5抑制劑可以靶向pp5而不引起對(duì)其他亞型抑制而產(chǎn)生的毒性問(wèn)題，也可以提高成藥性作為臨床候選藥物進(jìn)而治療pp5過(guò)表達(dá)引起的癌癥，也可以因?yàn)閜p5的生物學(xué)機(jī)制作用于增效劑來(lái)克服或者逆轉(zhuǎn)已上市藥物的耐藥，從而進(jìn)一步治療相關(guān)的癌癥，具有較大的臨床研究前景。

14、因此，在上述7-氧雜雙環(huán)[2.2.1]庚烷-2,3-二羧酸類衍生物中，進(jìn)一步的優(yōu)選記為化合物4，化合物4具有對(duì)pp5的靶標(biāo)選擇性且無(wú)生物毒性，通過(guò)結(jié)構(gòu)生物學(xué)、構(gòu)效關(guān)系研究、成藥性評(píng)價(jià)和體內(nèi)藥效學(xué)驗(yàn)證了化合物4具有選擇性高、活性強(qiáng)且成藥性好的優(yōu)點(diǎn)，可以作為pp5抑制劑的臨床候選藥物。

15、第二方面，本發(fā)明還提供了7-氧雜雙環(huán)[2.2.1]庚烷-2,3-二羧酸類衍生物的制備方法，其中，

16、結(jié)構(gòu)式ⅰ和結(jié)構(gòu)式ⅱ的7-氧雜雙環(huán)[2.2.1]庚烷-2,3-二羧酸類衍生物的制備方法包括步驟：如下化學(xué)路徑所示，由原料i-1溶于i-2中，發(fā)生diels-alder反應(yīng)生成中間體i-3；i-3溶于乙酸乙酯，以10％鈀碳作為催化劑，發(fā)生氫化還原反應(yīng)生成中間體i-4；i-4和不同的胺在四氫呋喃環(huán)境中室溫反應(yīng)6h，發(fā)生酰胺縮合反應(yīng)生成結(jié)構(gòu)式ⅰ或結(jié)構(gòu)式ⅱ的化合物；

17、

18、結(jié)構(gòu)式ⅲ的7-氧雜雙環(huán)[2.2.1]庚烷-2,3-二羧酸類衍生物的制備方法包括步驟：將上述中間體i-4溶于二氯甲烷后，加入不同的胺、4-二甲氨基吡啶和三乙胺在45℃條件下反應(yīng)6h，發(fā)生酰胺縮合反應(yīng)生成結(jié)構(gòu)式ⅲ的化合物。

19、在又一方面，本發(fā)明還提供了上述7-氧雜雙環(huán)[2.2.1]庚烷-2,3-二羧酸類衍生物在制備pp5抑制劑中的應(yīng)用。

20、在又一方面，本發(fā)明提供了上述7-氧雜雙環(huán)[2.2.1]庚烷-2,3-二羧酸類衍生物及其藥學(xué)上可接受的鹽在制備治療/預(yù)防pp5相關(guān)疾病藥物中的用途。進(jìn)一步的，pp5相關(guān)的疾病為磷酸酶過(guò)表達(dá)而導(dǎo)致的癌癥或因?yàn)榕R床在研/上市藥物存在耐藥而藥效降低的癌癥。

21、在又一方面，本發(fā)明提供了藥物組合物，包含本發(fā)明的化合物，或它們的藥學(xué)上可接受的鹽，或任選的藥學(xué)上可接受的載體、賦形劑、稀釋劑、輔劑、媒介物或它們的組合。

22、術(shù)語(yǔ)的定義：像本發(fā)明所描述的，本發(fā)明中的化合物可以任選地被一個(gè)或多個(gè)取代基所取代，如本發(fā)明的通式化合物，或者像實(shí)施例里特殊的例子、子類，和本發(fā)明所包含的一類化合物。一般而言，除非其他方面表明，一個(gè)任選的取代基團(tuán)可以有一個(gè)取代基在基團(tuán)各個(gè)可取代的位置進(jìn)行取代。當(dāng)所給出的結(jié)構(gòu)式中不止一個(gè)位置能被選自具體基團(tuán)的一個(gè)或多個(gè)取代基所取代，那么取代基可以相同或不同地在各個(gè)位置取代。

23、本發(fā)明所使用的術(shù)語(yǔ)“烷基”包括1～6個(gè)碳原子飽和直鏈或支鏈的單價(jià)烴基。其中一些實(shí)施例為甲基，乙基。

24、本發(fā)明所使用的術(shù)語(yǔ)“烷氧基”是指-or取代基，其中r包括c1～6烷基。其中一些實(shí)施例為甲氧基，乙氧基。

25、本發(fā)明所使用的術(shù)語(yǔ)“芳基”為具有6個(gè)碳原子的不飽和芳香基團(tuán)，芳基可以是未經(jīng)取代的或被一個(gè)或兩個(gè)獨(dú)立選自下組的取代基取代：(1)c1-c6烷基；(2)鹵素；(3)c1～c6烷氧基；(4)氨基；(5)硝基；(6)氰基；(7)三氟甲基。

26、本文所用術(shù)語(yǔ)“鹵素”為選自氟(-f)、氯(-cl)和溴(-br)的基團(tuán)。

27、本文所用術(shù)語(yǔ)“氨基”表示-nh2基團(tuán)。

28、本文所述術(shù)語(yǔ)“硝基”表示-no2基團(tuán)。

29、本文所述術(shù)語(yǔ)“氰基”表示-cn基團(tuán)。

30、本文所述術(shù)語(yǔ)“醛基”表示-cho基團(tuán)。

31、本文所述術(shù)語(yǔ)“羥基”表示-oh基團(tuán)。

32、本文所述術(shù)語(yǔ)“芐氧基”表示基團(tuán)。

33、本文所述術(shù)語(yǔ)“哌嗪基”表示基團(tuán)。

34、本文所述術(shù)語(yǔ)“2,2-二氟乙氧基”表示基團(tuán)。

35、本文所述術(shù)語(yǔ)“乙二氧基”表示基團(tuán)。

36、除非其他方面表明，本發(fā)明所描述的結(jié)構(gòu)式包括所有的同分異構(gòu)形式如對(duì)映異構(gòu)、非對(duì)映異構(gòu)，和幾何異構(gòu)(或構(gòu)象異構(gòu))；例如含有不對(duì)稱中心的r、s構(gòu)型，雙鍵的(z)、(e)異構(gòu)體，和(z)、(e)的構(gòu)象異構(gòu)體。因此，本發(fā)明的化合物的單個(gè)立體化學(xué)異構(gòu)體或其對(duì)映異構(gòu)體，非對(duì)映異構(gòu)體，或幾何異構(gòu)體(或構(gòu)象異構(gòu)體)的混合物都屬于本發(fā)明的范圍。

37、本發(fā)明中所述的“藥學(xué)上可接受的”是指包括任意不干擾活性成分的生物活性的有效性且對(duì)它被給予的宿主無(wú)毒性的物質(zhì)。

38、除非其他方面表明，本發(fā)明的化合物的所有互變異構(gòu)形式都包含在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。另外，除非其他方面表明，本發(fā)明所描述的化合物的結(jié)構(gòu)式包括一個(gè)或多個(gè)不同的原子的富集同位素。

39、有益效果：本發(fā)明提供了一類7-氧雜雙環(huán)[2.2.1]庚烷-2,3-二羧酸類衍生物，試驗(yàn)表明其直接針對(duì)pp5產(chǎn)生抑制作用，且具有良好理化性質(zhì)，是一類穩(wěn)定性、安全性和成藥性良好的活性小分子，其中，部分化合物還具有顯著的pp5選擇性且在各類實(shí)驗(yàn)中均表現(xiàn)出了良好的活性，可用于治療磷酸酶過(guò)表達(dá)而導(dǎo)致的癌癥或作為藥物聯(lián)用的增效劑發(fā)揮其藥效。