CN110615800A - 硝基咪唑类化合物及其制备方法和用途 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一类硝基咪唑类化合物，具体公开了式(I)化合物，本发明还公开了上述化合物的制备方法及其在制备治疗与结核杆菌引起的感染相关的疾病的药物中的应用。

Description

硝基咪唑类化合物及其制备方法和用途

技术领域

发明公涉及一类硝基咪唑类化合物，具体涉及式(I)化合物，本发明还涉及上述化合物的制备方法及其在制备治疗与结核杆菌引起的感染相关的疾病的药物中的应用。

背景技术

结核病(Tuberculosis，又称TB)为结核杆菌感染引起的疾病。据WHO估算，2017年全球的结核病潜伏感染人群约为17亿，潜伏感染率为23％。全球新发结核病患者约1000万，结核病发病率为133/10万，其中小于15岁的儿童患者和艾滋病病毒感染者分别占新发患者的10％和9％；30个结核病高负担国家的新发患者数占全球的87.2％；印度(27.4％)、中国(8.9％)、印度尼西亚(8.4％)和菲律宾(5.8％)四国的新发患者约占全球的50％。中国的估算结核病新发患者数为88.9万，估算结核病发病率为63/10万，在30个结核病高负担国家中估算结核病发病率排第28位。

在2017年，结核病仍是全球前10位死因之一，全球估算结核病死亡数约为157万，死亡率为17/10万，结核病死因顺位由第9位变为第10位。中国的结核病死亡数为3.7万，结核病死亡率为2.6/10万，结核病死亡率排在30个高负担国家中的第29位。

2013年11月21日，Delamanid在欧洲被批准用于耐多药结核杆菌的治疗。Delamanid在耐多药结核病治疗具有一定的疗效，但其在给药频率、治愈率上仍有进一步优放的空间。

发明内容

本发明提供了式(I)化合物或其药学上可接受的盐，

其中，

R₁选自H、卤素、OH、CN、NH₂、C_1-6烷基和C_1-6烷氧基，所述C_1-6烷基或C_1-6烷氧基任选被1、2或3个R取代；

R分别独立地选自F、Cl、Br、OH、CN和NH₂。

本发明的一些方案中，上述R₁选自H、F、Cl、Br、OH、CN、甲基、乙基、异丙基、环丙基、甲氧基和乙氧基，所述甲基、乙基、异丙基、环丙基、甲氧基或乙氧基任选被1、2或3个R取代。

本发明的一些方案中，上述R₁选自H、F、Cl、Br、OH、CN、甲基、乙基、异丙基、环丙基、甲氧基、乙氧基、三氟甲基和三氟甲氧基。

本发明的一些方案中，上述化合物或其药学上可接受的盐，其选自：

本发明还提供了上述式(I)化合物的制备方法，其包括如下步骤：

步骤1：化合物(I-1)与化合物(I-2)在三乙胺碱性条件下，加热反应液至100℃，搅拌3～5小时，得化合物(I-3)；

步骤2：化合物(I-3)和化合(I-4)溶于二氯甲烷中，在缩合剂二环己基碳二亚胺条件下反应，得式(I)化合物；

其中，R₁如上述所定义。

本发明还提供了化合物在制备治疗结核病的药物中的应用。

本发明还提供了含有式(I)化合物的药物组合物在制备治疗结核病的药物中的应用。

本发明的一些方案中，上述结核病包括活动性结核病、单耐药结核病、多耐药结核病以及广泛耐多药结核病，其中，所述结核病包括肺结核、肺外结核。

本发明还提供了以式(I)化合物为活性成分的药物组合物。

本发明的一些方案中，上述药物组合物，其特征在于，该药物组合物制备成任何可药用的剂型，优选的剂型选自：片剂、胶囊剂、颗粒剂、糖浆剂、粉针剂、注射剂。

定义和一般术语

本发明实施例都伴随有结构式和化学式的图解。本发明有预期地涵盖所有的选择余地、变体和同等物，这些可能像权利要求所定义的那样包含在现有发明领域。所属领域的技术人员将识别许多类似或等同于在此所描述的方法和物质，这些可以应用于本发明的实践中去。本发明绝非限于方法和物质的描述。有很多文献和相似的物质与本发明申请相区别或抵触，其中包括但绝不限于术语的定义，术语的用法，描述的技术，或像本发明申请所控制的范围。

一般而言，术语“取代的”，表示所给结构中的一个或多个氢原子被具体取代基所取代。除非其他方面表明，一个任选的取代基团可以有一个取代基在基团各个可取代的位置进行取代。当所给出的结构式中不只一个位置能被选自具体基团的一个或多个取代基所取代，那么取代基可以相同或不同地在各个位置取代。其中所述的取代基可以是，但并不限于氘、F、Cl、Br、OH、C_1-8烷基、C_1-8烷氧基等。

本发明使用的术语“烷基”烷基基团含有1-6个碳原子，另外一些实施例是，烷基基团含有1-4个碳原子，另外一些实施例是，烷基基团含有1-3个碳原子。烷基基团更进一步的实例包括，但并不限于，甲基(Me，-CH₃)、乙基(Et，-CH₂CH₃)、正丙基(n-Pr，-CH₂CH₂CH₃)、异丙基(i-Pr，-CH(CH₃)₂)、正丁基(n-Bu，-CH₂CH₂CH₂CH₃)、2-甲基丙基或异丁基(i-Bu，-CH₂CH(CH₃)₂)等等。

术语“烷氧基”表示烷基基团通过氧原子与分子其余部分相连，其中烷基基团具有如本发明所述的含义。除非另外详细说明，所述烷氧基基团含有1-6个碳原子；在另一些实施方案中，烷氧基基团含有1-4个碳原子；在又一些实施方案中，烷氧基基团含有1-3个碳原子。所述烷氧基基团可以任选地被一个或多个本发明描述的取代基所取代。烷氧基基团的实例包括，但并不限于，甲氧基(MeO、-OCH₃)，乙氧基(EtO、-OCH₂CH₃)，1-丙氧基(n-PrO、n-丙氧基、-OCH₂CH₂CH₃)，2-丙氧基(i-PrO、i-丙氧基、-OCH(CH₃)2)，1-丁氧基(n-BuO、n-丁氧基、-OCH₂CH₂CH₂CH₃)等等。

另外，需要说明的是，除非以其他方式明确指出，在本文中通篇采用的描述方式“各…和…独立地为”、“…和…各自独立地为”和“…和…分别独立地为”可以互换，应做广义理解，其既可以是指在不同基团中，相同符号之间所表达的具体选项之间互相不影响，也可以表示在相同的基团中，相同符号之间所表达的具体选项之间互相不影响。

本发明所使用的“药学上可接受的盐”是指本发明的化合物的有机盐和无机盐。药学上可接受的无毒的酸形成的盐包括，但并不限于，与氨基基团反应形成的无机酸盐有盐酸盐、氢溴酸盐、磷酸盐、硫酸盐、高氯酸盐、和有机酸盐如乙酸盐、草酸盐、马来酸盐、酒石酸盐、柠檬酸盐、琥珀酸盐、丙二酸盐、或通过书籍文献上所记载的其他方法如离子交换法来得到这些盐。其他药学上可接受的盐包括己二酸盐、苹果酸盐、2-羟基丙酸盐、藻酸盐、抗坏血酸盐、天冬氨酸盐、苯磺酸盐、苯甲酸盐、重硫酸盐、硼酸盐、丁酸盐、樟脑酸盐、樟脑磺酸盐、环戊基丙酸盐、二葡萄糖酸盐、十二烷基硫酸盐、乙磺酸盐、甲酸盐、反丁烯二酸盐、葡庚糖酸盐、甘油磷酸盐、葡萄糖酸盐、半硫酸盐、庚酸盐、己酸盐、氢碘酸盐、2-羟基-乙磺酸盐、乳糖醛酸盐、乳酸盐、月桂酸盐、月桂基硫酸盐、苹果酸盐、丙二酸盐、甲磺酸盐、2-萘磺酸盐、烟酸盐、硝酸盐、油酸盐、棕榈酸盐、扑酸盐、果胶酸盐、过硫酸盐、3-苯基丙酸盐、苦味酸盐、特戊酸盐、丙酸盐、硬脂酸盐、硫氰酸盐、对甲苯磺酸盐、十一酸盐、戊酸盐，等等。通过适当的碱得到的盐包括碱金属，碱土金属等。本发明也拟构思了任何所包含N的基团的化合物所形成的季铵盐。水溶性或油溶性或分散产物可以通过季铵化作用得到。碱金属或碱土金属盐包括钠、锂、钾、钙、镁，等等。药学上可接受的盐进一步包括适当的、无毒的铵，季铵盐和抗平衡离子形成的胺阳离子，如卤化物、氢氧化物、羧化物、硫酸化物、磷酸化物、硝酸化物、C_1-8磺酸化物和芳香磺酸化物。

具体实施方式

下面结合具体实施，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。除非另外说明，否则百分比和份数按重量计算。本发明实施例中所用原料或仪器，若非特别说明，均市售可得。

合成方案

步骤1：化合物(I-1)与化合物(I-2)在三乙胺碱性条件下，加热反应液至100℃，搅拌3～5小时，得化合物(I-3)；

步骤2：化合物(I-3)和化合(I-4)溶于二氯甲烷中，在缩合剂二环己基碳二亚胺条件下反应，得式(I)化合物。

实施例1：化合物1的合成

步骤1：化合物A-3的制备

向化合物A-1(3.0g，20.0mmol)和化合物A-2(1.80g，24.0mmol)的混合物中加入三乙胺(0.6mL)，并将混合物在120℃下搅拌。持续3小时。将混合物冷却至室温，并用乙酸乙酯稀释。将该溶液用水洗涤，有机层用无水硫酸镁干燥，并减压浓缩。所得残余物通过碱性硅胶柱色谱(乙酸乙酯)纯化，得化合物A-3(2.53g，13.1mmol)。

MS m/z：194.2[M+H]⁺

¹H NMR(400MHz,DMSO-d₆)δ7.41(s,1H),6.73(d,J＝6.1Hz,3H),6,22(s,1H),6.01(m,2H),4.14(dd,J＝8.4,3.0,2H),3.13(dd,J＝7.8,4.2,2H).

步骤2：化合物1的制备

在0℃，将化合物A-3(2.53g，13.1mmol)和化合物A-4(3.49g，16.4mmol)溶于5mL二氯甲烷中，加入4-二甲氨基吡啶(0.2g)，搅拌均匀，在氩气氛下，中一次性加入二环己基碳二亚胺(0.22g，1.6mmol)。搅拌半小时后，升至室温，继续搅拌2小时。反应液过滤后，用饱和碳酸氢铵水溶液(15mL)洗涤滤液，有机层浓缩，通过硅胶色谱法(30％EtOAc的己烷溶液)纯化，得化合物1(3.67g)

MS m/z：389.2[M+H]⁺

¹H NMR(400MHz,DMSO-d₆)δ9.28(s,1H),7.19(m,2H),6.81(m,3H),4.88(dd,J＝8.1,3.0,1H),4.6(m,2H),4.49～4.40(m,2H),4.14(m,2H),1.89(s,3H).

实施例2～9的制备

实施例2～6与实施例1的区别为连接片段(A-1)不同，因此，将实施例1步骤1中的化合物(A-1)做相应的替换后，即可得实施例2～6。该替换的片段均可市售获得，具体结果如下表-1

生物活性测试实验

实验一：抗结核杆菌体外活性实验

1.实验材料：

菌株：MTB标准株H37Rv(ATCC 27294)

试剂：DMSO(北京百奥莱博科技有限公司，QN0748)

培养基：7H9培养基(美国BD公司)

细胞培养板：V底96孔板(greiner，651201)，平底96孔板(greiner，650201)

2.实验步骤

1)将化合物溶于DMSO中，并将其稀释浓度至10mg/mL作为母液；

2)将上述母液在V底96孔板中，以2倍梯度依次稀释得5mg/mL、2.5mg/mL、0.625mg/mL、0.3125mg/mL、0.156mg/mL、0.078mg/mL、0.039mg/mL、0.002mg/mL和0.001mg/mL浓度的母液。

3)分别取步骤2)中的母液2μL加入到平底96孔板中(1A、1H、12A和12H孔不加母液)，在此板的所有孔中加入98μL 7H9培养基；

4)选取结核分枝杆菌H37Rv菌株接种到0.05吐温80、10％ADC的7H9培养基中，并在37℃下培养2～3周；

5)使用采用麦氏比浊法将步骤4)中的菌液吸光度调整调整为OD550至0.4左右；

6)将步骤5)中的菌液稀释1000倍；

7)将稀释后的菌液100μL分别加入到平底96孔板中，且在此板中设置不含菌液的1列对照孔；

8)控制在37℃和80％的湿度条件下，将步骤8)中的平底96孔板至于培养箱中孵育；

9)7天后，向培养孔和对照孔加入20μL 10×Alamar Blue和5％Tween8050μL的混合液，并在37℃下继续孵育24小时后观察，如果颜色从蓝色变为粉色，则在各实验药物的孔内加入上述量的Alamar Blue和Tween 80混合液，37℃下继续孵育24小时记录各孔的颜色，并应用酶标仪测定590nm荧光值，计算最小药物终浓度。

表1：本发明化合物对结核杆菌H37Rv的MIC值

化合物编号	MIC(μg/mL)
		Delamanid	0.0215
化合物1	0.00371
		化合物2	0.00316
化合物3	0.00402
		化合物4	0.00227
化合物5	0.00298
		化合物6	0.00173

结论：本发明化合物对结核杆菌H37Rv具有非常好的抑制活性，化合物6的活性最强，为对照品Delamanid的12倍，活性高出对照品一个数量级。化合物3的活性最弱，其活性为对照品的5倍。

实验2：体内药代动力学实验

实验方法：将本发明化合物配制成0.5％羧甲基纤维素和0.5％吐温80配制成2.5mg/mL的悬浊液，将该悬浊液灌胃给与雄性小鼠(每组3只，每只22～23g)。给药后分别在15分钟、30分钟、1小时、2小时、4小时、6小时、8小时和24小时收集血液样本。使用winnonlin5.2.1软件计算各个化合物的各种药代数据。结果如表2所示。

表2药代动力测试结果

化合物编号	T<sub>1/2</sub>(h)	AUC<sub>0-24</sub>(mg·h/L)	C<sub>max</sub>(μg/mL)	肺部药物浓度(μg/mL，1h)
					Delamanid	6.10	5.53	0.435	0.157
化合物4	10.2	9.47	0.582	1.16
					化合物6	9.79	9.06	0.615	1.32

结论：本发明化合物4和化合物6的多项药代参数均优于阳性化合物Delamanid，其中，半衰期延长显示出以后减少给药频率的潜力；化合物4和化合物6的暴露量(AUC)均将近阳性化合物的Delamanid的2倍，展示出更好的药代动力学性质；化合物4的肺部药物浓度是阳性化合物Delamanid的7倍以上，化合物6肺部药物浓度是阳性化合物Delamanid的8倍以上，明显优于对照品化合物，非常有利于治疗肺部疾病。

Claims (10)

1.式(I)化合物或其药学上可接受的盐，

其中，

R₁选自H、卤素、OH、CN、NH₂、C_1-6烷基和C_1-6烷氧基，所述C_1-6烷基或C_1-6烷氧基任选被1、2或3个R取代；

R分别独立地选自F、Cl、Br、OH、CN和NH₂。

2.根据权利要求1所述化合物或其药学上可接受的盐，其特征在于，R₁选自H、F、Cl、Br、OH、CN、甲基、乙基、异丙基、环丙基、甲氧基和乙氧基，所述甲基、乙基、异丙基、环丙基、甲氧基或乙氧基任选被1、2或3个R取代。

3.根据权利要求2所述化合物或其药学上可接受的盐，其特征在于，R₁选自H、F、Cl、Br、OH、CN、甲基、乙基、异丙基、环丙基、甲氧基、乙氧基、三氟甲基和三氟甲氧基。

4.根据权利要求1～3任意一项所述化合物或其药学上可接受的盐，其选自：

5.权利要求1所述式(I)化合物的制备方法，其包括如下步骤：

步骤1：化合物(I-1)与化合物(I-2)在三乙胺碱性条件下，加热反应液至100℃，搅拌3～5小时，得化合物(I-3)；

步骤2：化合物(I-3)和化合(I-4)溶于二氯甲烷中，在缩合剂二环己基碳二亚胺条件下反应，得式(I)化合物；

其中，R₁如权利要求1～3所定义。

6.权利要求1～5任意一项所述化合物在制备治疗结核病的药物中的应用。

7.含有式(I)化合物的药物组合物在制备治疗结核病的药物中的应用。

8.权利要求6或7的应用，其特征在于，所述结核病包括活动性结核病、单耐药结核病、多耐药结核病以及广泛耐多药结核病，其中，所述结核病包括肺结核、肺外结核。

9.以式(I)化合物为活性成分的药物组合物。

10.根据权利要求9所述的药物组合物，其特征在于，该药物组合物制备成任何可药用的剂型，优选的剂型选自：片剂、胶囊剂、颗粒剂、糖浆剂、粉针剂、注射剂。