專利名稱：羥基嘧啶酮類化合物及其制備方法與應用的制作方法
技術領域：
本發明涉及羥基嘧啶酮類化合物，及其制備方法與在制藥中的應用，屬于有機化合物及醫藥應用領域。
背景技術：
HIV-I是引起艾滋病的主要病原體。HIV-I侵入宿主體內并隨著⑶4+淋巴細胞的復制而復制，最終導致淋巴細胞的缺失和人體免疫力的下降，參見=DubeyS,Satyanarayana YD, Lavania H:Development of integrase inhibitors for treatment of AIDS:an overview. Eur J MedChem, 2007，42:1159-1168。目前，高效抗病毒療法(highly active antiretroviral therapy, HAART)是臨床上治療 HIV-1 感染的主要方法。HAART 由逆轉錄酶抑制劑、蛋白酶抑制劑和融合抑制劑組成，雖然能成功的將HIV-I的RNA滴度控制在監測水平以下，但不能將病毒從血液單核細胞和T淋巴細胞中清除，而且長期治療會誘導耐藥病毒的出現以及產生嚴重的毒副作用。因此，尋找作用于HIV-I復制周期其它環節的抑制劑非常需要。HIV-I整合酶(integrase，IN)是病毒復制過程中的關鍵酶，它負責把病毒cDNA整合到宿主細胞的DNA中，由于細胞中不存在該酶的功能類似物，參見 Sechi M, BacchiA, Carcelli M, et al:From ligand to complexes:inhibition of human immunodeficiency virus type lintegrase by β—diketo acid metal complexes. JMed Chem, 2006, 49(14) : 4248-4260,因此，IN是設計高效、低毒抗HIV藥物的理想靶點。
IN是分子量為32kDa，包含288個氨基酸殘基的蛋白質，其結構可分為3個區域N端區域、核心區域和C端區域。N端區域和核心區域中的DD-35E序列(兩個天冬氨酸D64和D116 ;—個谷氨酸E152)是高度保守的，而C端區域的可變性較大。核心區域含有酶的活性中心，具有催化活性。通過定向氨基酸突變試驗證明DD-35E序列中任何一個氨基酸缺失或改變將導致IN催化活性的消失,參見Debyser Z, Cherepanov P, Maele BV, et al:Insearch of authentic inhibitors of HIV-lintegration. Antivir Chem Chemother, 2002, 13:1-15。IN通過病毒cDNA與宿主基因之間的剪切和連接反應介導病毒整合過程。在病毒與細胞融合及病毒RNA逆轉錄之后，IN與前病毒的cDNA相結合并切除3 ’ 端的兩個核苷酸(G和T)，形成凹陷的CA-0H，此反應稱為“3’加工”(3’pr0cessing，3’-p)。 隨后IN與細胞和病毒的蛋白質一起結合到前病毒的cDNA上，形成整合前復合物進入細胞核中，接著整合酶交錯切割宿主細胞染色體DNA，產生間隔5個堿基的交錯切口，病毒DNA的 3’端CA-OH與宿主DNA的5’端共價連接起來，由細胞的DNA修復酶將接口處補齊，完成整個整合過程。這一過程稱為“連轉移” (strand transfer, ST),參見Zhao GS, Wang C，Liu C，et al:New developments indiketo—containing inhibitors of HIV-I integrase. Mini-Rev Med Chem，2007，7:707-725。
具有羥基嘧啶酮母核的化合物具有強的整合酶抑制活性和抗HIV病毒活性，含有該母核的化合物雷特格韋(RaltegraviiO，在I、II、ΠΙ期臨床試驗中均表現出良好的活性，是第一個被美國食品藥品管理局(Food and Drug Administration，FDA)批準的IN抑制劑并被添加到 HAART 療法中，參見Serrao E, Odde S, Ramkumar K, et al: Raltegravi r, elvitegravir, andmetoogravir:the birth of〃me-too〃HIV-lintegrase inhibitors. Retrovirology, 2009，6:25。因此含羥基嘧啶酮母核的衍生物是一類具有很好發展前景的整合酶抑制劑。發明內容
針對上述現有技術，本發明提供了一類新的含羥基嘧啶酮母核的衍生物，本發明在保留羥基嘧啶酮母核基礎上，引入取代芳香環以及在嘧啶N上引入各種取代基得到了兩系列新型的羥基嘧啶酮衍生物，活性實驗表明，該類化合物具有強的整合酶抑制活性和抗病毒活性，顯示其可以作為新的抗艾滋病候選藥物。
本發明是通過以下技術方案實現的
羥基嘧啶酮類化合物，具有通式(I)的結 構
權利要求
1 羥基嘧啶酮類化合物，具有通式(I)的結構通式(I)
2.根據權利要求I所述的羥基嘧啶酮類化合物，其特征在于所述R1為叔丁基、苯基、對氟苯基、間氟苯基、臨氟苯基、對氯苯基、對溴苯基、對氟芐基；R2為氫、3-胺基丙 基、 3_(叔丁氧基甲酰胺基)丙基、3-(環丙基甲酰胺基)丙基、3-(苯甲酰胺基)丙基、3-(乙酰胺基)丙基、3_(丙酰胺基)丙基、3-( 丁酰胺基)丙基、3-(苯磺酰胺基)丙基、3-(環丙基磺酰胺基)丙基、3_(乙基磺酰胺基)丙基、3-(噻吩-2-甲酰胺基)丙基、3-(噻吩-2-乙酰胺基)丙基、3_(呋喃-2-甲酰胺基)丙基、3-(1_甲基-IH-咪唑-4-磺酰胺基)丙基、 3_(叔丁基甲酰胺基)丙基、3-(對乙酰氨基苯磺氨基)丙基；R3為氫、氟；R4為氫、甲基、氟、 氯；R5為氫、甲基、甲氧基、輕基、氟、氯、溴；R6為氫、氟；R7為氫；η為I或2。
3.根據權利要求I或2所述的羥基嘧啶酮類化合物，其特征在于所述R1為苯基、對氟苯基、間氟苯基、臨氟苯基、對氯苯基、對溴苯基、對氟節基；R2為氫；R3為氫、氟；R4為氫、甲基、氟、氯；R5為氫、甲基、甲氧基、輕基、氟、氯、溴；R6為氫、氟；R7為氫；η為I或2。
4.根據權利要求I或2所述的羥基嘧啶酮類化合物，其特征在于所述R1為叔丁基；R2 為3-胺基丙基、3-(叔丁氧基甲酰胺基)丙基、3-(環丙基甲酰胺基)丙基、3-(苯甲酰胺基)丙基、3-(乙酰胺基)丙基、3-(丙酰胺基)丙基、3-(丁酰胺基)丙基、3-(苯磺酰胺基) 丙基、3-(環丙基磺酰胺基)丙基、3-(乙基磺酰胺基)丙基、3-(噻吩-2-甲酰胺基)丙基、 3-(噻吩-2-乙酰胺基)丙基、3-(呋喃-2-甲酰胺基)丙基、3-(I-甲基-IH-咪唑-4-磺酰胺基)丙基、3_(叔丁基甲酰胺基)丙基、3-(對乙酰氨基苯磺氨基)丙基；R3為氫；R4為氫；R5為氟；R6為氫；R7為氫；n為I。
5.根據權利要求I所述的羥基嘧啶酮類化合物，其特征在于包括表I和表2中所示的化合物，其名稱如下N- (4-氟芐基)-2- (4-氟苯基)-5-羥基-6-羰基-1,6 二氫嘧啶-4-甲酰胺(5a)，N-(4-氯芐基)-2-(4-氟苯基)-5_羥基-6-羰基-1，6 二氫嘧啶-4-甲酰胺(5b)，N- (4-溴芐基)-2- (4-氟苯基)-5-羥基-6-羰基-1，6 二氫嘧啶-4-甲酰胺(5c)，N- (3，4- 二氟芐基)-2- (4-氟苯基)-5-羥基-6-羰基-1，6 二氫嘧啶-4-甲酰胺(5d)， N-(3，4- 二甲基芐基)-2-(4-氟苯基)-5_羥基-6-羰基-1，6 二氫嘧啶-4-甲酰胺 (5e),N- (4-甲氧基芐基)-2- (4-氟苯基)-5-羥基-6-羰基-1,6 二氫嘧啶_4_甲酰胺(5f)， N-(4-氟苯乙基)-2-(4-氟苯基)-5_羥基-6-羰基-1，6 二氫嘧啶-4-甲酰胺(5g)， N-(3-氯芐基)-2-(4-氟苯基)-5-羥基-6-羰基_1，6 二氫嘧啶-4-甲酰胺(5h)，N-(4-羥基芐基)-2-(4-氟苯基)-5-羥基-6-羰基_1，6 二氫嘧啶-4-甲酰胺(5i)， N- (3-氟芐基)-2- (4-氟苯基)-5-羥基-6-羰基-1，6 二氫嘧啶-4-甲酰胺(5 j )，N-(2-氟芐基)-2-(4-氟苯基)-5-羥基-6-羰基_1，6 二氫嘧啶-4-甲酰胺(5k)，N-(4-氟芐基)-2_苯基-5-羥基-6-羰基-1，6 二氫嘧啶-4-甲酰胺(51)，N-(4-氟芐基)-2-(2-氟苯基)-5-羥基-6-羰基_1，6 二氫嘧啶-4-甲酰胺(5m)，N-(4-氟芐基)-2-(3-氟苯基)-5-羥基-6-羰基_1，6 二氫嘧啶-4-甲酰胺(5n)，N-(4-氟芐基)-2-(4-氟芐基)-5-羥基-6-羰基_1，6 二氫嘧啶-4-甲酰胺(5o)，N-(4-氟芐基)-2-(4-氯苯基)-5-羥基-6-羰基_1，6 二氫嘧啶-4-甲酰胺(5p)，N-(4-氟芐基)-2-(4-溴苯基)-5_羥基-6-羰基-1，6 二氫嘧啶_4_甲酰胺(5q)，N-(3-氯-2-氟芐基)-2-(4-氟苯基)-5_羥基-6-羰基-1，6 二氫嘧啶-4-甲酰胺 (5r),N-(3-氯-4-氟芐基)-2-(4-氟苯基)-5_羥基-6-羰基-1，6 二氫嘧啶-4-甲酰胺 (5s),N-(3，4，5-三氟芐基)-2-(4-氟苯基)-5_羥基-6-羰基-1，6 二氫嘧啶-4-甲酰胺 (5t)，I- (3-(叔丁氧基甲酰胺基)丙基)-2-(叔丁基)-N- (4-氟芐基)-5-羥基-6-羰基-1，6 二氫嘧啶-4-甲酰胺(14)，I-(3-氨基丙基)-2-(叔丁基)-N- (4-氟芐基)-5-羥基-6-羰基-1，6 二氫嘧啶_4_甲酰胺鹽酸鹽(15)，I-(3-(環丙基甲酰胺基)丙基)-2-(叔丁基)-N- (4-氟芐基)-5-羥基-6-羰基-1，6 二氫嘧啶-4-甲酰胺(16a)，I-(3-(環丙基甲酰胺基)丙基)-2-(叔丁基)-N- (4-氟芐基)-5-羥基-6-羰基-1，6 二氫嘧啶-4-甲酰胺鈉鹽(17a)，I- (3-(苯甲酰胺基)丙基)-2-(叔丁基)-N- (4-氟芐基)-5-羥基-6-羰基-1，6 二氫嘧啶-4-甲酰胺(16b)，I- (3-(乙酰胺基)丙基)-2-(叔丁基)-N- (4-氟芐基)-5-羥基-6-羰基-1，6 二氫嘧啶-4-甲酰胺(16c)，I- (3-(乙酰胺基)丙基)-2-(叔丁基)-N- (4-氟芐基)-5-羥基-6-羰基-1，6 二氫嘧啶-4-甲酰胺鈉鹽(17c)，I-(3-(丙酰胺基)丙基)-2-(叔丁基)-N- (4-氟芐基)-5-羥基-6-羰基-1，6 二氫嘧啶-4-甲酰胺(16d)，I-(3-(丙酰胺基)丙基)-2-(叔丁基)-N- (4-氟芐基)-5-羥基-6-羰基-1，6 二氫嘧啶-4-甲酰胺鈉鹽(17d)，I-(3- ( 丁酰胺基)丙基)-2-(叔丁基)-N- (4-氟芐基)-5-羥基-6-羰基-1，6 二氫嘧啶-4-甲酰胺(16e)，I-(3-(苯磺酰胺基)丙基)-2-(叔丁基)-N- (4-氟芐基)-5-羥基-6-羰基-1，6 二氫嘧啶-4-甲酰胺(16f)，I-(3-(苯磺酰胺基)丙基)-2-(叔丁基)-N- (4-氟芐基)-5-羥基-6-羰基-1，6 二氫嘧啶-4-甲酰胺鈉鹽(17f)，I-(3-(環丙基磺酰胺基)丙基)-2-(叔丁基)-N- (4-氟芐基)-5-羥基-6-羰基-1，6 二氫嘧啶-4-甲酰胺(16g)，
6.權利要求I 5中任一項所述的羥基嘧啶酮類化合物的制備方法，其特征在于當 R1為苯基、對氟苯基、間氟苯基、臨氟苯基、對氯苯基、對溴苯基、對氟芐基；R2為氫；R3為氫、 氟；R4為氫、甲基、氟、氯；R5為氫、甲基、甲氧基、輕基、氟、氯、溴；R6為氫、氟；R7為氫；η為I 或2時，合成路線如下所示上式中，試劑與反應條件為(a) K2CO3, C2H5OH,室溫30分鐘，回流12小時；(b) 丁炔二酸二甲酯，無水甲醇，室溫12小時；(c)二甲苯，室溫2小時，90°C 2小時，回流24小時；(d) 取代芐胺，無水DMF，回流14小時。
7.根據權利要求6所述的羥基嘧啶酮類化合物的制備方法，其特征在于具體制備方法步驟如下(I)將鹽酸羥胺和碳酸鉀按摩爾比1:1加入到乙醇中，在室溫下攪拌30分鐘，加入1/3 摩爾比的取代苯腈或取代苯乙腈(化合物1)，加熱回流12小時；過濾除去無機鹽，減壓蒸除溶劑，柱層析得中間體化合物2 :取代苯甲酰胺肟或取代苯乙酰胺肟；(2)將上述中間體化合物2和丁炔二酸二甲酯按摩爾比I:I. 2在冰浴條件下加入到無水甲醇中，室溫攪拌14小時，減壓蒸除溶劑，得到棕色油狀中間體化合物3 :2-(((氨基(取代苯基)亞甲基)氨基)羥基)順丁烯二酸二甲酯；(3)將上述中間體化合物3溶于二甲苯中，在氮氣保護條件下室溫攪拌2小時，90°C攪拌2小時，回流24小時，繼續室溫攪拌2小時產生棕黃色沉淀，過濾，濾餅用乙醚洗滌得到中間體化合物4 5-羥基-6-羰基-2-取代苯基-1，6- 二氫嘧啶-4-甲酸甲酯；(4)將上述中間體化合物4和取代芐胺或取代苯乙胺按摩爾比1:3溶于N，N-二甲基甲酰胺中，90°C反應12小時，冷卻至室溫，加入IN HCl，過濾，濾餅N，N- 二甲基甲酰胺/水用重結晶得到目標產物5 N-(取代芐基)-2-(取代苯基)-5-羥基-6-羰基-1，6 二氫嘧啶-4-甲酰胺；所述步驟(I)中，取代苯甲酰胺肟或取代苯乙酰胺肟為苯甲酰胺肟、對氟苯甲酰胺肟、2-氟苯甲酰胺肟、3-氟苯甲酰胺肟、對氯苯甲酰胺肟、對溴苯甲酰胺肟、對氟苯乙酰胺肟； 所述步驟(4)中，取代芐胺或取代苯乙胺為芐胺、4-羥基芐胺、4-甲氧基芐胺、對氟芐胺、3_氟芐胺、2-氟芐胺、3-氯芐胺、對氯芐胺、對溴芐胺、3，4-二氟芐胺、3，4-二甲基芐胺、2-氟-3-氯芐胺、4-氟-3-氯芐胺、3，4，5-三氟芐胺、對氟苯乙胺。
8.權利要求I 5中任一項所述的羥基嘧啶酮類化合物，其特征在于當R1為叔丁基； R2為3-胺基丙基、3-(叔丁氧基甲酰胺基)丙基、3-(環丙基甲酰胺基)丙基、3-(苯甲酰胺基)丙基、3-(乙酰胺基)丙基、3-(丙酰胺基)丙基、3-( 丁酰胺基)丙基、3-(苯磺酰胺基) 丙基、3-(環丙基磺酰胺基)丙基、3-(乙基磺酰胺基)丙基、3-(噻吩-2-甲酰胺基)丙基、3-(噻吩-2-乙酰胺基)丙基、3-(呋喃-2-甲酰胺基)丙基、3-(I-甲基-IH-咪唑-4-磺酰胺基)丙基、3_(叔丁基甲酰胺基)丙基、3-(對乙酰氨基苯磺氨基)丙基；R3為氫；R4為氫；R5為氟；R6為氫；R7為氫；n為I時，合成路線如下所示
9.根據權利要求8所述的羥基嘧啶酮類化合物的制備方法，其特征在于具體制備方法步驟如下(1)將鹽酸羥胺和碳酸鉀按摩爾比1:1加入到乙醇中，在室溫下攪拌30分鐘，加入1/3 摩爾比的三甲基乙腈(化合物6)，加熱回流12小時；過濾除去無機鹽，減壓蒸除溶劑，所得固體用乙醚/石油醚重結晶得中間體化合物7 :三甲基乙酰胺肟；(2)將上述中間體化合物7和丁炔二酸二甲酯按摩爾比1:1.2在冰浴條件下加入到無水甲醇中，室溫攪拌14小時，減壓蒸除溶劑，得到棕色油狀中間體化合物8 :2-(((1_氨基-2，2-二甲基亞丙基)氨基)羥基)順丁烯二酸二甲酯；(3)將上述中間體化合物8溶于二甲苯中，在氮氣保護條件下室溫攪拌2小時，90°C攪拌2小時，回流24小時，繼續室溫攪拌2小時產生棕黃色沉淀；過濾，濾餅用乙醚洗滌得到中間體化合物9 2-叔丁基-5-羥基-6-羰基-1，6- 二氫嘧啶-4-甲酸甲酯；(4)將上述中間體化合物9和苯甲酰氯按摩爾比I:I. 2加入吡啶中，室溫攪拌12小時， 減壓蒸除溶劑；殘余物用乙酸乙酯溶解，蒸餾水洗滌，無水硫酸鈉干燥；柱層析得到中間體化合物10 :5_苯甲酰氧基-2-叔丁基-6-羰基-1，6- 二氫嘧啶-4-甲酸甲酯；(5)將溴丙胺的鹽酸鹽(化合物11)、二碳酸二叔丁酯和三乙胺按摩爾比1:1:2加入二氯甲烷中，室溫攪拌8小時，O. 5N HCl洗滌；減壓蒸除溶劑得到中間體化合物12 :叔丁基 (3-溴丙基)氨基甲酸酯；(6 )將上述步驟(4 )所制得的中間體化合物10、碳酸銫和步驟(5 )所制得的中間體化合物12按摩爾比I: I. 2:5在氮氣保護條件下加入到無水四氫呋喃中，加熱至80°C反應16小時，減壓蒸除溶劑，殘余物用乙酸乙酯溶解，IN HC1、飽和食鹽水洗滌，無水硫酸鈉干燥；柱層析得到中間體化合物13 :5_苯甲酸氧基-I-(3-((叔丁氧基擬基)氨基)丙基)-2-叔丁基-6-羰基-1，6- 二氫嘧啶-4-甲酸甲酯；(7)將上述中間體化合物13和對氟芐胺按摩爾比1:2溶于干燥的甲醇中，在氮氣保護條件下回流反應14小時。減壓蒸除溶劑，殘余物用乙酸乙酯溶解，IN HC1，飽和食鹽水洗滌； 柱層析得到中間體化合物14 I-(3-(叔丁氧基甲酰胺基)丙基)-2-(叔丁基)-N- (4-氟芐基)-5-羥基-6-羰基-1，6 二氫嘧啶-4-甲酰胺；(8)將上述中間體化合物14溶于乙酸乙酯的飽和HCl溶液中，室溫攪拌I小時，產生白色沉淀，過濾，濾餅用乙酸乙酯洗滌得到中間體化合物15:1-(3_氨基丙基)-2-(叔丁基)-N- (4-氟芐基)-5-羥基-6-羰基-1，6 二氫嘧啶-4-甲酰胺鹽酸鹽；(9)將上述中間體化合物15、三乙胺、取代酰氯或磺酰氯按摩爾比1:2:1加入到四氫呋喃中，室溫攪拌5小時，減壓蒸除溶劑，殘余物用乙酸乙酯溶劑，IN HCl，飽和食鹽水洗滌， 無水硫酸鈉干燥，柱層析得到目標化合物16 1-(3-取代丙基)-2-(叔丁基)-N-(4-氟芐基)-5-羥基-6-羰基-1，6 二氫嘧啶-4-甲酰胺；(10)將上述得到的目標化合物16加入到O.5N的氫氧化鈉溶液中。室溫攪拌O. 5 小時，過濾，濾餅用乙酸乙酯洗滌的，得到目標化合物17:1-(3_取代丙基)-2-(叔丁基)-N- (4-氟芐基)-5-羥基-6-羰基-1，6 二氫嘧啶-4-甲酰胺鈉鹽；所述步驟(9)中，取代酰氯或磺酰氯為環丙基甲酰氯、苯甲酰氯、乙酰氯、丙酰氯、丙酰氯、苯磺酰氯、環丙基磺酰氯、乙磺酰氯、噻吩-2-甲酰氯、噻吩-2-乙酰氯、呋喃-2-甲酰氯、I-甲基-IH-咪唑-4-磺酰氯、叔丁基甲酰氯、對乙酰氨基苯磺酰氯。
10.權利要求I所述的羥基嘧啶酮類化合物在制備抗艾滋病藥物中的應用。
全文摘要
本發明公開了一種羥基嘧啶酮類化合物，它具有如通式(I)所示的結構通式(I)，其中，R1為叔丁基、苯基或取代苯基、取代芐基；R2為氫或取代丙基；R3、R4、R5、R6和R7分別獨立地為氫、甲基、甲氧基，羥基或鹵素；n為1或2。本發明的羥基嘧啶酮類化合物，具有良好的抑制HIV-1整合酶的活性和抗HIV-1病毒活性，化合物5a、5b、5c、5d、5e、5l、5n、5q的整合酶抑制活性IC50均小于等于1μM,化合物5a、5h、5s具有強的抗病毒活性，其EC50分別為1.72、1.91、1.3μM，因此，可以用于制備抗艾滋病藥物。
文檔編號A61P31/18GK102911124SQ20121041093
公開日2013年2月6日 申請日期2012年10月25日 優先權日2012年10月25日
發明者趙桂森, 于生輝, 努瑞·尼瑪緹, 劉建珍, 劉洋, 李奕靜, 王遠游 申請人:山東大學