新型氨基二硫代甲酸酯類化合物及其制備方法與應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及化合物及其制備方法與應(yīng)用，特別涉及新型氨基二硫代甲酸酯類化合 物及其制備方法與應(yīng)用，該類化合物是一類新型的PKM2激動(dòng)劑，可作為抗腫瘤藥物，屬于 藥物化學(xué)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 抗腫瘤藥物研宄一直是全世界藥物研宄的熱點(diǎn)領(lǐng)域之一。目前，有效的抗腫瘤藥 物很多，但是藥效好、毒副作用低的抗腫瘤藥物卻很少。因此，目前抗腫瘤藥物研宄要解決 的關(guān)鍵問題是發(fā)現(xiàn)療效好、毒副作用低的抗腫瘤藥物。利用腫瘤細(xì)胞與正常細(xì)胞在代謝過 程中的區(qū)別，選擇性地干預(yù)腫瘤細(xì)胞代謝過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，有可能達(dá)到既不損傷正常細(xì) 胞，又可以抑制腫瘤細(xì)胞生長的目的。
[0003] 20世紀(jì)20年代，Otto Warburg提出腫瘤是利用糖酵解而非更高效的氧化磷酸 化來產(chǎn)生能量。這種代謝調(diào)節(jié)的結(jié)果是更高的葡萄糖消耗和乳酸的分泌，這些特點(diǎn)被稱為 Warburg效應(yīng)或者叫有氧糖酵解。最近腫瘤代謝又成為腫瘤研宄領(lǐng)域的一大熱點(diǎn)，這使得很 早之前的一個(gè)發(fā)現(xiàn)重新引起了人們的關(guān)注，即所有的癌細(xì)胞，不管它們的起始組織是什么， 丙酸激酶M2亞型（PKM2)的表達(dá)都顯著上調(diào)了。這個(gè)發(fā)現(xiàn)迅速將PKM2定位為癌癥治療的 潛在靶點(diǎn)。
[0004] 丙酮酸激酶（PK)是催化糖酵解最后一步的酶，將PEP (磷酸烯醇式丙酮酸）轉(zhuǎn)化 為丙酮酸同時(shí)將ADP磷酸化為ATP。在哺乳動(dòng)物中PK有4種亞型，它們的表達(dá)譜以及調(diào)節(jié) 可能反應(yīng)了它們所在不同組織的特殊功能和能量要求。這四種亞型共被2個(gè)基因編碼，分 別是PKLR和PKM，它們的表達(dá)分別受組織特異性啟動(dòng)子的調(diào)節(jié)和選擇性剪切的調(diào)節(jié)。PKLR 編碼PKL和PKR兩種亞型，分別在肝腎和網(wǎng)織紅細(xì)胞中特異性表達(dá)。PKM基因通過選擇性剪 切產(chǎn)生兩種變異體：一種M1，主要表達(dá)在骨骼肌，心臟和腦中；另一種M2,它最初是在增值 細(xì)胞以及胚胎發(fā)育期細(xì)胞中被鑒定的。其中Ml亞型為持續(xù)激活的高活性形式，而PKM2可 以在低活性和高活性之間轉(zhuǎn)化。而在腫瘤細(xì)胞中，PKM2逐漸得取代組織特異性的PK亞型 直到它成為主要形式。這種亞型的轉(zhuǎn)變表明PKM2的某種特定性質(zhì)促進(jìn)腫瘤生成。這個(gè)猜 想被一個(gè)研宄進(jìn)一步證實(shí)，該研宄發(fā)現(xiàn)，將腫瘤細(xì)胞中的PKM2用PKM1代替后，該持續(xù)激活 的PK亞型，延遲了異種移植腫瘤的生長。
[0005]PKM2在癌癥異常代謝中的作用的研宄也有了實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展。研宄發(fā)現(xiàn)，它的作用 是多方面的，包括了對代謝的作用還有對部分基因的調(diào)控作用。有人提出PKM2在增值細(xì)胞 中是低活性的，而且它的低活性幫助累積了糖代謝中間體。其可用于合成生物大分子，從而 促進(jìn)了細(xì)胞的生長和增值。而PKM2除了在胞漿中有糖酵解酶的功能，它也在細(xì)胞核中被發(fā) 現(xiàn)。PKM2的核定位可能是由于C端的NLS序列，這個(gè)序列與經(jīng)典的NLS相比區(qū)別在于精氨 酸和賴氨酸并不多。有人提出PKM2的轉(zhuǎn)位機(jī)制涉及到PKM2和SUM0-E3PIAS3的相互作用， 后者促進(jìn)PKM2的sumoylation和核轉(zhuǎn)位。被提及的PKM2的功能各不相同。核PKM2對于白 介素3刺激后的增值以及凋亡刺激后的細(xì)胞死亡是必須的，但具體機(jī)制如何還不清楚。其 他研宄提出核PKM2可以與轉(zhuǎn)錄因子如|3 -catenin，Oct-4等相互作用并激活它們，在細(xì)胞 存活和增值過程中起到作用。表皮生長因子受體的激活誘導(dǎo)了 PKM2的核轉(zhuǎn)位以及c-SRC 介導(dǎo)的0-catenin磷酸化。在核中，PKM2與磷酸化0-catenin結(jié)合并促進(jìn)它的轉(zhuǎn)錄活性； 尤其是，誘導(dǎo)cycling D1的表達(dá)，這對EGF誘導(dǎo)的細(xì)胞增殖是必須的。而且催化活性失活 的PKM2突變體結(jié)合0-catenin并轉(zhuǎn)位到細(xì)胞核中，然而，它不能激活cycling D1的轉(zhuǎn)錄。 一個(gè)更近的研宄提供了新證據(jù)證明了糖酵解失活的PKM2在細(xì)胞增殖中的作用。PKM2的二 聚體被證實(shí)在細(xì)胞核中是作為蛋白激酶存在的，它用PEP去磷酸化轉(zhuǎn)錄因子Stat 3。有趣 的是，PKM2的突變體不能形成四聚體，因此作為一個(gè)PK活性就小，所以它更喜歡在細(xì)胞核 中，那兒它可以通過增強(qiáng)Stat 3的磷酸化而促進(jìn)細(xì)胞的增值。此外，還有關(guān)于核PKM2調(diào)節(jié) 細(xì)胞周期的報(bào)道，最近有研宄發(fā)現(xiàn)，PKM2通過磷酸化Bub2,從而幫助后者形成復(fù)合物定位 到著絲粒幫助細(xì)胞進(jìn)行分裂?？偟膩碚f，PKM2的核功能促進(jìn)了細(xì)胞增殖。PKM2的這些功能 可以看作其作為糖酵解關(guān)鍵酶的補(bǔ)充。不同于PKM2,將PKM1靶向到細(xì)胞核不會(huì)影響細(xì)胞的 生長和生存。因此，PKM2的細(xì)胞核活性有可能是它在腫瘤中高表達(dá)的真正原因。
[0006]近年來以PKM2為靶點(diǎn)的抗腫瘤新藥研宄在國際上已開始受到重視，但國內(nèi)研宄 的卻很少。目前，已發(fā)現(xiàn)一些具有較好活性的小分子PKM2激動(dòng)劑，但非常有限。而且已報(bào) 道的PKM2激動(dòng)劑只在酶水平展現(xiàn)出較好的活性，在細(xì)胞水平都沒有顯著的抗腫瘤活性。除 非將腫瘤細(xì)胞在去除了絲氨酸等營養(yǎng)物質(zhì)的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，已有激動(dòng)劑才表現(xiàn)出對腫瘤細(xì) 胞的殺傷作用。我們組率先在國內(nèi)建立了丙酮酸激酶M2亞型（PKM2)酶活性篩選模型，并 對自有化合物庫進(jìn)行了初篩。從中，我們發(fā)現(xiàn)了一類結(jié)構(gòu)全新的PKM2激動(dòng)劑，而且首次發(fā) 現(xiàn)該類激動(dòng)劑在細(xì)胞水平也具有很好的抗腫瘤活性。而且與正常細(xì)胞相比，其對腫瘤細(xì)胞 有很好的選擇性。進(jìn)一步的，我們合成了一系列先導(dǎo)化合物的衍生物，在酶和細(xì)胞兩個(gè)水平 上對其進(jìn)行活性評價(jià)，揭示其構(gòu)效關(guān)系，并優(yōu)化得到了可作為候選藥物進(jìn)行深入研宄的新 型PKM2激動(dòng)劑，并對其進(jìn)行了初步的機(jī)制探討。發(fā)現(xiàn)該類化合物通過阻止PKM2入細(xì)胞核 而產(chǎn)生抗腫瘤的作用。我們的工作為以PKM2為靶點(diǎn)的新藥研宄提供了新骨架，更為低毒性 抗腫瘤藥物的發(fā)現(xiàn)提供了新思路。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供新型氨基二硫代甲酸酯類化合物及其制備方法與應(yīng)用。
[0008] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)手段為：
[0009]本發(fā)明所提供的具有式I結(jié)構(gòu)的新型氨基二硫代甲酸酯類化合物或其藥學(xué)上可 接受的鹽，
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 具有式I結(jié)構(gòu)的新型氨基二硫代甲酸酯類化合物或其藥學(xué)上可接受的鹽，
其中&選自芳基、取代芳基、芳香雜環(huán)基或取代芳香雜環(huán)基。
2. 根據(jù)權(quán)利1所述的化合物，其特征在于，R1選自以下基團(tuán)所組成群組中的一種：（1) 苯基；（2)經(jīng)Cp 3烷氧基、鹵素、C i_3齒烷基、硝基、節(jié)氧基、羥基或氛基取代的苯基；(3)咲喃 基、吡啶基、噻吩基、吡咯基、噻唑基、吲哚基、香豆素基、氮雜吲哚基或3-咪唑并吡啶基。
3. 根據(jù)權(quán)利1所述的化合物，其特征在于,R1選自苯基、3, 4-二氯苯基、4-氟苯基、2-呋 喃基、4-氯苯基、4-甲氧基苯基、4-芐氧基苯基、4-硝基苯基、4-羥基苯基、4-氰基苯基、 2-氣苯基、2_甲氧基苯基、4_二氣甲基苯基、3, 4, 5_二甲氧基苯基、3, 4_二氣苯基、3_ P比啶 基、2-噻吩基、2-吡咯基、2-噻唑基、3-吲哚基、3-香豆素基、3-氮雜吲哚基或3-咪唑并吡 啶基。
4. 制備權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的化合物或其藥學(xué)上可接受的鹽的方法，其特征在 于，所述的式I的化合物可按照下述方法制備：
其中，&為苯基。
5. 制備權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的化合物或其藥學(xué)上可接受的鹽的方法，其特征在 于，所述的式I的化合物可按照下述方法制備：
其中，Ri為3, 4_二氣苯基、4_氣苯基、2_咲喃基、4_氣苯基、4-甲氧基苯基、4_節(jié)氧基 苯基、4-硝基苯基、4-羥基苯基、4-氰基苯基、2-氯苯基、2-甲氧基苯基、4-三氟甲基苯基、 3, 4, 5-三甲氧基苯基、3, 4-二氟苯基、3-吡啶基、2-噻吩基、2-吡咯基、2-噻唑基、3-吲哚 基、3-香豆素基、3-氮雜吲哚基或3-咪唑并吡啶基。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，式II所示結(jié)構(gòu)的化合物可按下述方法制 備： (1)當(dāng)R1S 3, 4_二氣苯基、4_氣苯基、2_咲喃基、4_氣苯基、4_甲氧基苯基、4_節(jié)氧基 苯基、4-硝基苯基、4-羥基苯基、4-氰基苯基、2-氯苯基、2-甲氧基苯基、4-三氟甲基苯基、 3, 4, 5-三甲氧基苯基、3, 4-二氟苯基、3-吡啶基、2-噻吩基、2-吡咯基、2-噻唑基、3-吲哚 基或3-香豆素基時(shí)， 式III結(jié)構(gòu)的化合物與多聚甲醛在催化劑CF3COOH ?(iPr)2NH作用下發(fā)生反應(yīng)，生成式II結(jié)構(gòu)的化合物；
(2) 當(dāng)&為3-氮雜吲哚基時(shí)， 7_氮雜吲哚和乙酰氯在AlClj^作用下，反應(yīng)生成式II結(jié)構(gòu)的化合物； (3) 當(dāng)&為3-咪唑并吡啶基時(shí)， 2_氨基吡啶先與N，N-二甲基甲酰胺二甲基縮醛進(jìn)行反應(yīng)，生成的中間產(chǎn)物再與氯丙 酮進(jìn)行反應(yīng)，生成式II結(jié)構(gòu)的化合物。
7. 權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述化合物或其藥學(xué)上可接受的鹽在制備丙酮酸激酶M2亞型 激動(dòng)劑中的應(yīng)用。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的應(yīng)用，其特征在于，所述的丙酮酸激酶M2亞型激動(dòng)劑具有阻 止丙酮酸激酶M2亞型進(jìn)入細(xì)胞核的作用。
9. 權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述化合物或其藥學(xué)上接受的鹽在制備抗腫瘤藥物中的應(yīng)用， 優(yōu)選的，所述抗腫瘤藥物是用于治療結(jié)腸癌、宮頸癌或肺癌的藥物。
10. 權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述化合物或其藥學(xué)上接受的鹽在制備糖酵解途徑的激動(dòng)劑 中的應(yīng)用。
【專利摘要】本發(fā)明公開了新型氨基二硫代甲酸酯類化合物及其制備方法與應(yīng)用，屬于藥物化學(xué)領(lǐng)域。本發(fā)明化合物結(jié)構(gòu)如式Ⅰ所示，研究顯示本發(fā)明化合物靶向PKM2，是PKM2的激動(dòng)劑，并發(fā)現(xiàn)該類化合物通過阻止PKM2進(jìn)入細(xì)胞核而產(chǎn)生抗腫瘤的作用，具有很好的抗腫瘤作用，而且對腫瘤細(xì)胞有很好的選擇性。因此本發(fā)明化合物可作為抗腫瘤藥物，有廣闊的應(yīng)用價(jià)值。。
【IPC分類】C07D213-40, A61P35-00, C07D409-12, C07D471-04, C07D401-12, C07D417-12, A61P3-08, C07D405-12, C07D213-50
【公開號(hào)】CN104817490
【申請?zhí)枴緾N201510243973
【發(fā)明人】尹玉新, 張?jiān)?
【申請人】北京大學(xué)
【公開日】2015年8月5日
【申請日】2015年5月13日