CN105037371A - 一种氘代的吲哚胺-2,3-双加氧酶抑制剂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种氘代的吲哚胺-2,3-双加氧酶抑制剂，所述吲哚胺-2,3-双加氧酶抑制剂的结构如式Ⅰ所示：其中，R₁～R₉分别或同时选自氢、C₁～C₆烷基或C₁～C₆烷氧基。本发明氘代的式Ⅰ所示化合物，在具有良好的IDO抑制活性的同时，明显提高了药物的代谢稳定性，不仅可以使药物长时间的发挥药效，还降低了给药频次和/或药物用量，提高了药物临床使用的药效；同时，本发明的制备方法，具有收率高、纯度高、能耗低、步骤少、操作简便、成本低、环保、安全等优点，非常适合产业上的应用。

Description

一种氘代的吲哚胺-2,3-双加氧酶抑制剂

技术领域

本发明涉及一种氘代的吲哚胺-2,3-双加氧酶抑制剂。

背景技术

吲哚胺2,3-双加氧酶(Indoleamine2,3-dioxygenase，IDO)是催化色氨等酸吲哚胺类分子中吲哚环氧化裂解，使其按犬尿酸途径分解代谢的限速酶。正常情况下IDO在体内呈低水平表达。而大多数肿瘤细胞则会组成性的高表达IDO，将L-色氨酸转化为N-甲酰犬尿氨酸，降低了细胞微环境中的色氨酸浓度，使得色氨酸依赖的T细胞合成停滞于G1期，T细胞增殖受到抑制，从而抑制了机体免疫系统对肿瘤组织的杀伤作用。同时，IDO作用下色氨酸的代谢产物存在细胞毒性，可对T细胞产生直接溶解作用。因此，IDO在肿瘤免疫豁免及肿瘤发生过程中起着重要作用。

抑制IDO的活性可以有效地阻止肿瘤细胞周围色氨酸的降解，促进T细胞的增殖，从而增强机体对肿瘤细胞的攻击能力。IDO抑制剂的研发已经成为肿瘤免疫疗法的热点领域。IDO抑制剂还可以与化疗药物合用，降低肿瘤细胞的耐药性，从而增强常规细胞毒疗法的抗肿瘤活性。同时服用IDO抑制剂也可提高癌症病人的治疗性疫苗的疗效。

除了在肿瘤细胞耐药性方面发挥着重要作用，IDO还与多种与细胞免疫激活相关的疾病的发病机制密切相关。IDO已被证实是与细胞免疫激活相关的感染、恶性肿瘤、自身免疫性疾病、艾滋病等重大疾病的靶标。此外，抑制IDO还是对于患有神经系统疾病如抑郁症，阿尔茨海默病的病人的重要治疗策略。

由新联基因公司开发的NLG919是一种IDO和色氨酸2,3-双加氧酶(TDO)的双重抑制剂(WO2014159248A1)，目前正进行I期临床实验。NLG919在体内外均可有效抑制IDO的活性，可引起小鼠体内肿瘤细胞体积缩小95％。然而，NLG919的主要缺陷在于其代谢稳定性低，药物发挥药效的时间较短，这将需要提高给药频次和/或增加药物用量来保证临床使用的药效，不可避免地增加了患者用药的经济负担。

因此，需要发明一种活性高且代谢稳定性高的吲哚胺-2,3-双加氧酶抑制剂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种氘代的吲哚胺-2,3-双加氧酶抑制剂。

本发明提供的一种氘代的吲哚胺-2,3-双加氧酶抑制剂，所述吲哚胺-2,3-双加氧酶抑制剂的结构如式Ⅰ所示：

其中，R₁～R₉分别或同时选自氢、C₁～C₆烷基或C₁～C₆烷氧基。

进一步的，R₁～R₉同时为氢。

本发明还提供了一种氘代的吲哚胺-2,3-双加氧酶抑制剂的制备方法，所述制备方法的合成路线为：

其中，R₁～R₉分别或同时选自氢、C₁～C₆烷基或C₁～C₆烷氧基；

所述制备方法包括以下步骤：

a、化合物1、化合物2与氢化钠在醚类溶剂中，于室温下搅拌反应6小时～18小时，得到反应液；对反应液进行分离、纯化，得到化合物3；

所述化合物1、化合物2与氢化钠的摩尔比为1：1～3：1～5；所述化合物1与醚类溶剂的摩尔体积比为1:5～15mmol/ml；

b、将步骤a得到的化合物3与乙酸、甲醇混合，于80℃～100℃下搅拌反应1小时～5小时，得到反应液；对反应液进行分离、纯化，得到化合物4；

所述化合物3与乙酸的摩尔体积比为1：1～3mmol/ml；所述化合物3与甲醇的摩尔体积比为1：5～10mmol/ml；

c、步骤b得到的化合物4与氘代试剂在有机溶剂中，于0℃～40℃下搅拌反应0.5小时～5小时，得到反应液；对反应液进行分离、纯化，得到化合物5，即为氘代的吲哚胺-2,3-双加氧酶抑制剂；

所述化合物4与氘代试剂的摩尔比为1：1～5；所述化合物4与有机溶剂的摩尔体积比为1：5～20mmol/ml。

进一步的，

步骤a中，所述的醚类溶剂选自四氢呋喃、乙醚中的任意一种或两种；

步骤c中，所述的氘代试剂选自NaBD₄、LiAlD₄中的任意一种或两种；所述的有机溶剂选自甲醇、四氢呋喃、乙醚中的任意一种或两种以上。

进一步的，步骤a中，搅拌反应的时间12小时～18小时。

进一步的，

步骤a中，所述化合物1、化合物2与氢化钠的摩尔比为1：1.5～3：2～5；所述化合物1与醚类溶剂的摩尔体积比为1:10～15mmol/ml；

步骤b中，所述化合物3与乙酸的摩尔体积比为1：2～3mmol/ml；所述化合物3与甲醇的摩尔体积比为1：6～10mmol/ml；

步骤c中，所述化合物4与氘代试剂的摩尔比为1：2～3；所述化合物4与有机溶剂的摩尔体积比为1：8～16mmol/ml。

进一步的，

步骤a中，对反应液进行分离、纯化的步骤为：除去反应液中的溶剂，得到残留物；残留物用饱和氯化铵水溶液稀释后，用二氯甲烷萃取，取有机相，洗涤，干燥，浓缩，得到化合物3；

步骤b中，对反应液进行分离、纯化的步骤为：将反应液冷却，除去反应液中的溶剂，得到残留物；残留物溶解于乙酸乙酯中，经饱和碳酸钾水溶液、饱和食盐水洗涤，干燥，浓缩，柱层析纯化，得到化合物4；

步骤c中，对反应液进行分离、纯化的步骤为：除去反应液中的溶剂，得到残留物；将残留物溶解于2mol/L盐酸溶液，搅拌均匀，加入饱和碳酸钾水溶液调节pH＝6.5～7.5后，用二氯甲烷萃取，取有机相，洗涤，干燥，浓缩，柱层析纯化，得到化合物5。

式Ⅰ所示化合物在制备吲哚胺-2,3-双加氧酶抑制剂类药物中的应用。

进一步的，所述的吲哚胺-2,3-双加氧酶抑制剂类药物为治疗和/或预防细胞免疫激活相关的感染、恶性肿瘤、自身免疫性疾病、艾滋病的药物。

本发明还提供了一种药物组合物，所述药物组合物是以式Ⅰ所示化合物或其晶型、药学上可接受的盐、水合物或溶剂合物为活性成分，加上药学上常用的辅料或辅助性成分制备得到的制剂。

本发明氘代的式Ⅰ所示化合物，在具有良好的IDO抑制活性的同时，明显提高了药物的代谢稳定性，不仅可以使药物长时间的发挥药效，还降低了给药频次和/或药物用量，提高了药物临床使用的药效；同时，本发明的制备方法，具有收率高、纯度高、能耗低、步骤少、操作简便、成本低、环保、安全等优点，非常适合产业上的应用。

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。

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

本发明具体实施方式中使用的原料、设备均为已知产品，通过购买市售产品获得。

化合物1、化合物2可以参照申请号为201280018684.7中的方法制备获得，也可以通过购买市售产品获得。

实施例1

合成路线:

1.化合物3的合成

将化合物2(1.5mmol)的3mLTHF溶液于0℃加入到NaH(2.0mmol)的5mLTHF混悬液中，0℃下搅拌30分钟，再将化合物1(1mmol)的3mLTHF溶液逐滴加入到上述反应液中，室温搅拌12小时，减压旋去溶剂，残留物用饱和NH₄Cl水溶液稀释后，经CH₂Cl₂萃取3次，有机层经饱和食盐水洗涤，Na₂SO₄干燥，浓缩得到粗制品3。

2.化合物4的合成

将上述粗制品3(1mmol)溶于2mL冰醋酸和6mL甲醇中，于90℃下搅拌2小时，反应液冷却至室温，旋去溶剂，残留物溶解在EtOAc中，经饱和K₂CO₃，饱和食盐水洗涤，Na₂SO₄干燥，浓缩得到粗制品，经柱层析纯化得到淡黄色固体4。

3.化合物5的合成

将NaBD₄(0.75mmol)于0℃加入到化合物4(0.25mmol)的2mL甲醇溶液中，0℃搅拌1小时后，旋去溶剂，将残留物溶于2mol/L盐酸溶液(2mL)中，室温搅拌10分钟，加入饱和K₂CO₃溶液调节pH为7，反应液用CH₂Cl₂提取3次，合并有机层，有机层经饱和食盐水洗涤，Na₂SO₄干燥，浓缩，再经柱层析纯化得到淡黄色固体5，收率95％，纯度98％。

¹HNMR(异构体混合物)：1.10-1.37(m,6H),1.66-1.80(m,5H),2.05(m,2H),2.15(m,1H),5.39(t,1H,J＝5.4Hz),7.18(s,1H),7.25(m,1H),7.36(m,1H),7.45(d,1H,J＝7.6Hz),7.55(d,1H,J＝7.6Hz),7.82(s,1H)。

ESI-MS:284.17(H⁺)。

实施例2

1.化合物3的合成

将化合物2(3.0mmol)的5mL乙醚溶液于0℃加入到NaH(5.0mmol)的5mL乙醚混悬液中，0℃下搅拌30分钟。再将化合物1(1mmol)的5mL乙醚溶液逐滴加入到上述反应液中，室温搅拌18小时。减压旋去溶剂，残留物用饱和NH₄Cl水溶液稀释后，经CH₂Cl₂萃取3次。有机层经饱和食盐水洗涤，Na₂SO₄干燥，浓缩得到粗制品3。

2.化合物4的合成

将上述粗制品3(1mmol)溶于3mL冰醋酸和10mL甲醇中，于100℃下搅拌1小时。反应液冷却至室温，旋去溶剂。残留物溶解在EtOAc中，经饱和K₂CO₃，饱和食盐水洗涤，Na₂SO₄干燥，浓缩得到粗制品。经柱层析纯化得到淡黄色固体4。

3.化合物5的合成

将NaBD₄(0.50mmol)于0℃加入到化合物4(0.25mmol)的4mL甲醇溶液中，30℃搅拌0.5小时后，旋去溶剂。将残留物溶于2mol/L盐酸溶液(2mL)中，室温搅拌10分钟。加入饱和K₂CO₃溶液调节pH为7。反应液用CH₂Cl₂提取3次，合并有机层。有机层经饱和食盐水洗涤，Na₂SO₄干燥，浓缩，再经柱层析纯化得到淡黄色固体5，收率94％，纯度98％。

实施例3

化合物5的合成

将LiAlD₄(0.50mmol)于-20℃加入到化合物4(0.25mmol)的2mL四氢呋喃溶液中，0℃搅拌1小时后，旋去溶剂。将残留物溶于2mol/L盐酸溶液(2mL)中，室温搅拌10分钟。过滤，滤液经乙酸乙酯提取3次，合并有机层。有机层依次经饱和K₂CO₃溶液、饱和食盐水洗涤，Na₂SO₄干燥，浓缩，再经柱层析纯化得到淡黄色固体5，收率92％，纯度98％。

实施例4

化合物5的合成

将LiAlD₄(0.50mmol)于-20℃加入到化合物4(0.25mmol)的4mL乙醚溶液中，0℃搅拌1小时后，旋去溶剂。将残留物溶于2mol/L盐酸溶液(2mL)中，室温搅拌10分钟。过滤，滤液经乙酸乙酯提取3次，合并有机层。有机层依次经饱和K₂CO₃溶液、饱和食盐水洗涤，Na₂SO₄干燥，浓缩，再经柱层析纯化得到淡黄色固体5，收率93％，纯度98％。

为了说明本发明的有益效果，本发明提供以下试验例。

试验例1、本发明化合物的体外IDO抑制活性

试验方法：

将0.5mL标准反应混合物(含100mM磷酸钾缓冲液，pH6.5，40mM抗坏血酸，200mg/mL过氧化氢酶，20mM亚甲基蓝和0.05mMrhIDO)加入到含有底物L-色氨酸和待测化合物的溶液中。反应液在37℃培育30分钟后加入200mL的30％三氯乙酸终止。加热至65℃保持10分钟后，取100mL上清液转移至96孔板中，加入100mL的2％对二甲氨基苯甲醛的醋酸溶液混合均匀。使用酶标仪在波长492nm处测定反应液中由犬尿氨酸产生的黄色色素的吸光度。对照物选择IDO抑制剂1-甲基色氨酸、NLG919，实验结果见表1。

表1、不同化合物的体外IDO抑制活性

编号	化合物	IC50
			1	本发明化合物5	<1μM
2	1-甲基色氨酸	48μM
			3	NLG919	<1μM

实验结果表明，本发明氘代的式Ⅰ所示化合物具有良好的IDO抑制活性，其IDO体外抑制IC50小于1μM，明显优于1-甲基色氨酸的IDO抑制活性，与NLG919的IDO抑制活性相当。

试验例2、本发明化合物在人肝微粒体中的代谢情况

试验方法：

分别取10μL的NLG919和氘代化合物5的磷酸盐缓冲液(10μM,pH7.4，含5％MeOH)加入到96孔板中，再加入80μL/孔的人肝微粒体(蛋白浓度为0.5mg/mL,微粒体来源于Corning公司)，于37℃中培育10分钟。然后，加入10μL/孔的NADPH降解系统启动反应，于37℃中培育。

分别于0,5,10,20,30and60分钟加入300μL/孔的含内标(100ng/mL甲苯磺丁脲和100ng/mL拉贝洛尔)的4℃乙腈溶液终止反应。样品振摇5分钟后，于4000rpm离心20分钟。取100μL上清液加入300μL超纯水稀释(1:3)，进行LC/MS/MS分析。

体外微粒体稳定性实验中，主要基质是微粒体，监测微粒体在实验中的活性是否正常，可反映实验过程是否正常。本实验针对微粒体中三种主要代谢酶(3A4，2C9，2D6)，选择其各自特异性底物，即睾酮(3A4底物)，普罗帕酮(2D6底物)和双氯芬酸(2C9底物)作为阳性对照物。

基于化合物与内标的峰面积之比，按下式计算化合物的T_1/2和清除率。

$C_t=C_0\·e^{-k_e\·t}$

$C_t=\frac{1}{2}{C}_0,T_{1/2}=\frac{Ln2}{-k_e}=\frac{0.693}{-k_e}$

CL_int(mic)＝Vd·k_e

Vd＝2mL/mg

实验结果如表2所示。

表2、不同化合物的人肝微粒体测试结果

由表2可知，本发明氘代的式Ⅰ所示化合物的T_1/2为16.8min，剩余百分数(T＝60min)为11.1％，均远大于NLG919的T_1/2和剩余百分数(T＝60min)，这都表明了本发明氘代的式Ⅰ所示化合物的代谢稳定性得到了明显的提高，可以长时间的发挥药效，降低了给药频次和/或药物用量，提高临床使用的药效。

T_1/2：药物的半衰期。指药物在血浆中最高浓度降低一半所需的时间。T_1/2反映了药物在体内消除的速度，表示了药物在体内的时间与血药浓度间的关系，它是决定给药剂量、次数的主要依据。

综上所述，本发明氘代的式Ⅰ所示化合物，在具有良好的IDO抑制活性的同时，明显提高了药物的代谢稳定性，不仅可以使药物长时间的发挥药效，还降低了给药频次和/或药物用量，提高了药物临床使用的药效；同时，本发明的制备方法，具有收率高、纯度高、能耗低、步骤少、操作简便、成本低、环保、安全等优点，非常适合产业上的应用。

Claims (10)

1.一种氘代的吲哚胺-2,3-双加氧酶抑制剂，其特征在于：所述吲哚胺-2,3-双加氧酶抑制剂的结构如式Ⅰ所示：

其中，R₁～R₉分别或同时选自氢、C₁～C₆烷基或C₁～C₆烷氧基。

2.根据权利要求1所述的吲哚胺-2,3-双加氧酶抑制剂，其特征在于：R₁～R₉同时为氢。

3.一种氘代的吲哚胺-2,3-双加氧酶抑制剂的制备方法，其特征在于：所述制备方法的合成路线为：

其中，R₁～R₉分别或同时选自氢、C₁～C₆烷基或C₁～C₆烷氧基；

所述制备方法包括以下步骤：

a、化合物1、化合物2与氢化钠在醚类溶剂中，于室温下搅拌反应6小时～18小时，得到反应液；对反应液进行分离、纯化，得到化合物3；

所述化合物1、化合物2与氢化钠的摩尔比为1：1～3：1～5；所述化合物1与醚类溶剂的摩尔体积比为1:5～15mmol/ml；

b、将步骤a得到的化合物3与乙酸、甲醇混合，于80℃～100℃下搅拌反应1小时～5小时，得到反应液；对反应液进行分离、纯化，得到化合物4；

所述化合物3与乙酸的摩尔体积比为1：1～3mmol/ml；所述化合物3与甲醇的摩尔体积比为1：5～10mmol/ml；

c、步骤b得到的化合物4与氘代试剂在有机溶剂中，于0℃～40℃下搅拌反应0.5小时～5小时，得到反应液；对反应液进行分离、纯化，得到化合物5，即为氘代的吲哚胺-2,3-双加氧酶抑制剂；

所述化合物4与氘代试剂的摩尔比为1：1～5；所述化合物4与有机溶剂的摩尔体积比为1：5～20mmol/ml。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤a中，所述的醚类溶剂选自四氢呋喃、乙醚中的任意一种或两种；

步骤c中，所述的氘代试剂选自NaBD₄、LiAlD₄中的任意一种或两种；所述的有机溶剂选自甲醇、四氢呋喃、乙醚中的任意一种或两种以上。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤a中，搅拌反应的时间12小时～18小时。

6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤a中，所述化合物1、化合物2与氢化钠的摩尔比为1：1.5～3：2～5；所述化合物1与醚类溶剂的摩尔体积比为1:10～15mmol/ml；

步骤b中，所述化合物3与乙酸的摩尔体积比为1：2～3mmol/ml；所述化合物3与甲醇的摩尔体积比为1：6～10mmol/ml；

步骤c中，所述化合物4与氘代试剂的摩尔比为1：2～3；所述化合物4与有机溶剂的摩尔体积比为1：8～16mmol/ml。

7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤a中，对反应液进行分离、纯化的步骤为：除去反应液中的溶剂，得到残留物；残留物用饱和氯化铵水溶液稀释后，用二氯甲烷萃取，取有机相，洗涤，干燥，浓缩，得到化合物3；

步骤b中，对反应液进行分离、纯化的步骤为：将反应液冷却，除去反应液中的溶剂，得到残留物；残留物溶解于乙酸乙酯中，经饱和碳酸钾水溶液、饱和食盐水洗涤，干燥，浓缩，柱层析纯化，得到化合物4；

步骤c中，对反应液进行分离、纯化的步骤为：除去反应液中的溶剂，得到残留物；将残留物溶解于2mol/L盐酸溶液，搅拌均匀，加入饱和碳酸钾水溶液调节pH＝6.5～7.5后，用二氯甲烷萃取，取有机相，洗涤，干燥，浓缩，柱层析纯化，得到化合物5。

8.式Ⅰ所示化合物在制备吲哚胺-2,3-双加氧酶抑制剂类药物中的应用。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于：所述的吲哚胺-2,3-双加氧酶抑制剂类药物为治疗和/或预防细胞免疫激活相关的感染、恶性肿瘤、自身免疫性疾病、艾滋病的药物。

10.一种药物组合物，其特征在于：所述药物组合物是以式Ⅰ所示化合物或其晶型、药学上可接受的盐、水合物或溶剂合物为活性成分，加上药学上常用的辅料或辅助性成分制备得到的制剂。