專利名稱：取代的8′－嘧啶基－二氫螺－[環烷基胺]－嘧啶并[1,2－a]嘧啶－6－酮衍生物的制作方法
技術領域：
本發明涉及一些化合物，它們在預防和/或治療由GSK3β的不正常活性引起的神經變性疾病的藥物中用作活性組分。
背景技術：
GSK3β(糖原合酶激酶3β)是一種脯氨酸指導的絲氨酸、酪氨酸激酶，在代謝的控制、分化和存活中起重要的作用。它最初被鑒定為一種能進行磷酸化的酶，因此抑制糖原合酶。后來認識到，GSK3β和τ蛋白激酶1(TPK1)(一種在表位磷酸化τ蛋白的酶)是同一種酶。在阿爾茨海默病和幾種tau疾病(tauopathy)中也發現該表位被高磷酸化。有趣的是，GSK3β的蛋白激酶B(AKT)磷酸化造成其激酶活性的喪失，已經提出假說，該抑制作用可能介導神經營養因子的某些作用。而且，由GSK3β進行的β-連環蛋白(一種涉及細胞存活的蛋白質)的磷酸化引起它通過一種遍在蛋白化作用依賴性的蛋白酶體途徑來降解。
因此，看來GSK3β活性的抑制可能導致神經營養活性。的確，有證據說，鋰(GSK3β的一種反競爭性抑制劑)通過誘導存活因子如Bcl-2并抑制促凋亡因子如P53和Bax的表達，在某些模型中提高了神經突發生也增加了神經元存活。
最近的研究證明，β-淀粉狀蛋白增加GSK3β活性和τ蛋白磷酸化。而且，該高磷酸化以及β-淀粉樣蛋白的神經毒性效應可被氯化鋰和被GSK3β反義mRNA阻斷。這些觀察強烈提示，GSK3β可能是在阿爾茨海默氏病中的兩個主要的病理過程不正常APP(淀粉樣蛋白前體蛋白)加工和τ蛋白高磷酸化之間的連接。
雖然τ高磷酸化導致神經元細胞骨架的失穩定化作用，但不正常的GSK3β活性的病理學后果最可能是，不僅由于τ蛋白的病理性磷酸化，因為，如上述，該激酶的過度活性可能通過調節凋亡的和抗凋亡的因子的表達而影響存活。而且，已經顯示，β淀粉樣蛋白-誘導的GSK3β活性的增加導致丙酮酸脫氫酶的磷酸化因而抑制了該酶。丙酮酸脫氫酶在能量產生和乙酰膽堿合成中是一個關鍵性的酶。
所有這些實驗觀察表明，GSK3β可能在神經病理學后果和與阿爾茨海默氏病相關的認識力(智力)和注意力缺乏以及其它急性的和慢性的神經變性疾病的治療中獲得了應用。這些疾病包括，但不限于，帕金森氏病、tau疾病(如額與顳頂骨(frontotemporoparietal)癡呆癥、腦皮質基底(corticobasal)退化、皮克氏(Pick)病、進行性核上麻痹)和其它癡呆癥(包括血管性癡呆癥)；急性中風和其它創傷性傷害；腦血管事故(如老年性斑點變性)；腦和脊髓創傷；周圍神經病變；視網膜病和青光眼。
此外，GSK3β也可適用于其它疾病的治療，如非胰島素依賴性糖尿病(如II型糖尿病)和肥胖癥；狂燥性抑郁病；精神分裂癥；脫發；癌癥(如乳腺癌、非小細胞肺癌、甲狀腺癌、T或B-細胞白血病和一些病毒誘導的腫瘤)。
發明內容
本發明的目的是提供一些化合物，用作預防和/或治療由GSK3β的不正常活性引起的疾病更具體是神經變性疾病的藥物中的活性成分。更具體地說，本發明的目的是提供一些新穎化合物，用作預防和/或治療神經變性疾病如阿爾茨海默氏病的藥物中的活性成分。
因此，本發明人已經鑒定了對GSK3β有抑制活性的化合物。結果，他們發現，由下式(I)代表的化合物具有所需的活性，在預防和/或治療上述疾病的藥物中可用作活性成分。
本發明因此提供通式(I)代表的二氫螺-[環烷基胺]-嘧啶酮衍生物或其鹽、其溶劑化物或其水合物
其中X代表兩個氫原子、一個硫原子、一個氧原子或一個C1-2烷基和一個氫原子；Y代表鍵、羰基、亞甲基，所述亞甲基任選地被一個或兩個選自以下的基團取代C1-6烷基、羥基、C1-4烷氧基、C1-2全鹵代烷基、或氨基；R1代表2、3或4-吡啶環或2、4或5-嘧啶環，該環任選地被C1-4烷基、C1-4烷氧基或鹵素原子取代；R2代表苯環或萘環；這些環任選地被1-4個選自以下的取代基取代C1-6烷基、亞甲基二氧基、鹵素原子、C1-2全鹵代烷基、C1-3鹵代烷基、羥基、C1-4烷氧基、硝基、氰基、氨基、C1-5單烷基氨基或C2-10二烷基氨基；R3代表氫原子、C1-6烷基或鹵素原子；R4代表氫原子、C1-4烷氧基羰基、C3-6環烷基羰基、苯甲酰基、C1-6烷基，這些基團任選地被1-4個選自鹵素原子、羥基或C1-4烷氧基的取代基取代；o和m代表1至2；n代表0-3，p代表0-2，以及q代表0-2。
本發明另一方面提供以通式(I)所示的二氫螺-[環烷基胺]-嘧啶酮衍生物或其鹽、其溶劑化物及水合物，其中，X、Y、R1、R2、R3、o、n、p、q如上所定義，R4代表氫原子、C1-4烷氧基羰基、C1-6烷基，這些基團任選地被1-4個選自鹵素原子、羥基或C1-4烷氧基的取代基取代。
本發明的另一個方面提供一種藥物，其包含選自以下物質作為活性成分通式(I)表示的嘧啶酮衍生物、其生理上可接受的鹽、其溶劑化物、和其水合物。作為優選的藥物實施方案，提供上述的可用于預防和/或治療由GSK3β的不正常活性引起的疾病的藥物，和用于預防和/或治療神經變性疾病以及其它疾病，如非胰島素依賴性糖尿病(如II型糖尿病)和肥胖癥；狂燥性抑郁病；精神分裂癥；脫發；癌癥(如乳腺癌、非小細胞肺癌、甲狀腺癌、T或B-細胞白血病和一些病毒誘導的腫瘤)的上述藥物。
本發明的另一個優選的實施方案，提供上述的藥物，其中所述的疾病是神經變性疾病，選自阿茨海默氏病、帕金森氏病、tau疾病(如額與顳頂骨癡呆癥、腦皮質基底退化、皮克氏病、進行性核上麻痹)和其它癡呆癥(包括血管性癡呆癥)；急性中風和其它創傷性傷害；腦血管事故(如老年性斑點變性)；大腦和脊髓創傷；周圍神經病變；視網膜病和青光眼；上述藥物以藥物組合物的形式出現，含有上述物質作為活性成分與一種或多種藥用添加劑混合。
本發明還提供GSK3β活性的抑制劑，包含選自以下的物質作為活性成分通式(I)的二氫螺-[環烷基胺]-嘧啶酮衍生物及其鹽、其溶劑化物、和其水合物。
本發明的再一個方面提供一種方法，用于預防和/或治療由不正常的GSK3β活性引起的神經變性疾病，該方法包含向病人供給預防和/或治療有效量的選自以下物質的步驟通式(I)的二氫螺-[環烷基胺]-嘧啶酮衍生物、其生理學上可接受的鹽、其溶劑化物和其水合物；本發明也提供選自以下的物質在制備上述藥物中的應用通式(I)的二氫螺-[環烷基胺]-嘧啶酮衍生物、其生理上可接受的鹽、其溶劑化物和其水合物。
本文使用的C1-6烷基代表有1-6個碳原子的直鏈或支鏈烷基，例如，甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、異戊基、新戊基、1，1-二甲基丙基、正己基、異己基等；C3-6環烷基代表有3-6個碳原子的環狀烷基，例如，環丙基、環丁基、環戊基、環己基等；C1-4烷氧基代表有1-4個碳原子的烷氧基，例如，甲氧基、乙氧基、丙氧基、異丙氧基、丁氧基、異丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基等；鹵素原子代表氟、氯、溴、或碘原子；C1-2全鹵代烷基代表其中所有的氫都被鹵素取代的烷基，如CF3或C2F5；C1-3鹵代烷基代表其中至少一個氫被鹵原子取代的烷基；C1-5單烷基氨基代表被一個C1-6烷基取代的氨基，例如，甲基氨基、乙基氨基、丙基氨基、異丙基氨基、丁基氨基、異丁基氨基、叔丁基氨基、戊基氨基和異戊基氨基；C2-10二烷基氨基代表被兩個C1-5烷基取代的氨基，例如，二甲基氨基、乙基甲基氨基、二乙基氨基、甲基丙基氨基和二異丙基氨基；離去基團L代表容易被斷裂和取代的基團，如甲苯磺酰基、甲磺酰基、溴等。
由上述式(I)代表的化合物可形成鹽。鹽的例子包括，當存在酸性基團時，堿金屬或堿土金屬的鹽，如鋰、鈉、鉀、鎂、和鈣的鹽；氨和胺的鹽，如甲基胺、二甲基胺、三甲基胺、二環己基胺、三(羥基甲基)氨基甲烷、N，N-二(羥基乙基)哌嗪、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、乙醇胺、N-甲基葡糖胺、和L-葡糖胺；或與堿性氨基酸形成的鹽，如賴氨酸、δ-羥基賴氨酸和精氨酸。酸性化合物的堿加成鹽按本領域已知的標準方法制備。
當存在堿性基團時，例如包括與無機酸如鹽酸、氫溴酸、硫酸、硝酸、磷酸形成的鹽；與有機酸形成的鹽，如甲烷磺酸、苯磺酸、對甲苯磺酸、乙酸、丙酸、酒石酸、富馬酸、馬來酸、草酸、琥珀酸、檸檬酸、苯甲酸、扁桃酸、肉桂酸、乳酸、乙醇酸、葡糖醛酸、抗壞血酸、尼克酸和水楊酸的鹽；或與酸性氨基酸如天冬氨酸、谷氨酸形成的鹽。
堿性化合物的酸加成鹽按本領域已知的標準方法制備，包括但不限于，將游離堿溶解在含有合適的酸的水醇溶液中，通過蒸發溶液分離鹽，或在有機溶劑中使游離堿和酸反應，在此情況下直接分離鹽，或用第二有機溶劑沉淀，或可通過濃縮溶液獲得。可用來制備酸加成鹽的酸優選包括那些當與游離堿混合時產生藥學上可接受的鹽的酸，即，它的陰離子在鹽的藥物劑量下對動物組織相對無害，這樣游離堿固有的有益性質不會被陰離子產生的副作用損壞。優選堿性化合物的藥物上可接受的鹽，但所有的酸加成鹽都在本發明的范圍內。
除了上述式(I)的二氫螺-[環烷基胺]-嘧啶酮衍生物及其鹽以外，其溶劑化物和水合物也在本發明范圍內。
上述式(I)的二氫螺-[環烷基胺]-嘧啶酮衍生物可有一個或多個不對稱碳原子。這種不對稱碳原子的立體化學可以是(R)和(S)構型，衍生物可以立體異構體的形式存在，如光學異構體或非對映異構體。任何純形式的立體異構體、任何立體異構體的混合物、外消旋體等均在本發明范圍內。
本發明優選化合物的例子示于下表1。但是，本發明范圍不限于這些化合物。
本發明由通式(I)所示的優選化合物包括如下化合物，其中(1)R1代表3-或4-吡啶環，更優選4-吡啶環，或4-或5-嘧啶環，更優選4-嘧啶環，該環可被C1-2烷基、C1-2烷氧基或鹵素原子取代；和/或(2)R2代表苯環或萘環，該環任選地被1-4個選自以下的取代基取代C1-3烷基、鹵素原子、羥基或C1-2烷氧基；和/或(3)R3代表氫原子、C1-3烷基、或鹵素原子，更優選氫原子；和/或(4)R4代表氫原子、C1-4烷氧基羰基、C3-6環烷基羰基、苯甲酰基、C1-3烷基，這些基團任選地被1-4個選自鹵素原子、羥基或C1-4烷氧基的取代基取代；(5)Y代表羰基或任選地被一個或兩個選自以下的基團取代的亞甲基C1-3烷基、羥基、C1-4烷氧基、C1-2全鹵代烷基、氨基；更具體地說，R1、R2、R3、R4和Y如上所定義。
本發明由通式(I)所示的更優選化合物包括如下化合物，其中(1)R1代表未取代的4-吡啶環或4-嘧啶環；和/或(2)R2代表苯環，該環任選地被1-4個選自以下的取代基取代C1-3烷基、鹵素原子、羥基或C1-2烷氧基；和/或(3)R3代表氫原子；和/或(4)R4代表C1-4烷氧基羰基、C3-6環烷基羰基、苯甲酰基或C1-3烷基，這些基團任選地被1-4個選自鹵素原子或羥基的取代基取代；和/或(5)X代表兩個氫原子；和/或(6)Y代表羰基或任選地被羥基取代的亞甲基；和/或(7)p代表2，q代表0；更具體地說，R1、R2、R3、X、Y、p、q、m、o和n如上所定義。
本發明由通式(I)所示的特別優選的化合物，其中R1是吡啶環或嘧啶環，包括表1的化合物1.1′-[(2S)-2-羥基-2-苯乙基]-6′-氧代-8′-(吡啶-4-基)-1′，3′，4′，6′-四氫-1H-螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-1-羧酸乙酯2.6′-氧代-1′-[2-氧代-2-苯乙基]-8′-(吡啶-4-基)-1′，3′，4′，6′-四氫-1H-螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-1-羧酸乙酯3.1′-[(2S)-2-羥基-2-苯乙基]-1-甲基-8′-(吡啶-4-基)-3′，4′-二氫螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-6′(1′H)-酮4.1-甲基-1′-(2-氧代-2-苯乙基)-8′-(吡啶-4-基)-3′，4′-二氫螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-6′(1′H)-酮5.1′-[(2S)-2-羥基-2-苯乙基]-6′-氧代-8′-(嘧啶-4-基)-1′，3′，4′，6′-四氫-1H-螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-1-羧酸乙酯6.6′-氧代-1′-[2-氧代-2-苯乙基]-8′-(嘧啶-4-基)-1′，3′，4′，6′-四氫-1H-螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-1-羧酸乙酯7.1′-[(2S)-2-羥基-2-苯乙基]-1-甲基-8′-(嘧啶-4-基)-3′，4′-二氫螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-6′(1′H)-酮8.1-(環己基羰基)-1′-[(2S)-2-羥基-2-苯乙基]-8′-吡啶-4-基-3′，4′-二氫螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-6′(1′H)-酮9.1-(環己基羰基)-1′-(2-氧代-2-苯乙基)-8′-吡啶-4-基-3′，4′-二氫螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-6′(1′H)-酮10.1-(3-氟代苯甲酰基)-1′-[(2S)-2-羥基-2-苯乙基]-8′-吡啶-4-基-3′，4′-二氫螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-6′(1′H)-酮11.1-(3-氟代苯甲酰基)-1′-(2-氧代-2-苯乙基)-8′-吡啶-4-基-3′，4′-二氫螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-6′(1′H)-酮12.1-(環丁基羰基)-1′-[(2S)-2-羥基-2-苯乙基]-8′-吡啶-4-基-3′，4′-二氫螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-6′(1′H)-酮13.1-(環丁基羰基)-1′-(2-氧代-2-苯乙基)-8′-吡啶-4-基-3′，4′-二氫螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-6′(1′H)-酮14.1-(環丙基羰基)-1′-[(2S)-2-羥基-2-苯乙基]-8′-吡啶-4-基-3′，4′-二氫螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-6′(1′H)-酮15.1-(環丙基羰基)-1′-(2-氧代-2-苯乙基)-8′-吡啶-4-基-3′，4′-二氫螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-6′(1′H)-酮16.1-甲基-1′-(2-氧代-2-苯乙基)-8′-(嘧啶-4-基)-3′，4′-二氫螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-6′(1′H)-酮以及表2的化合物1.1-[(2S)-2-羥基-2-苯乙基]-6-氧代-8-(吡啶-4-基)-1，3，4，6-四氫-1′H-螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-1′-羧酸乙酯2.6-氧代-1-(2-氧代-2-苯乙基)-8-(吡啶-4-基)-1，3，4，6-四氫-1′H-螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-1′-羧酸乙酯
3.1-[(2S)-2-羥基-2-苯乙基]-1′-甲基-8-(吡啶-4-基)-3，4-二氫螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-6(1H)-酮4.1′-甲基-1-(2-氧代-2-苯乙基)-8-(吡啶-4-基)-3，4-二氫螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-6(1H)-酮5.1-[(2S)-2-羥基-2-苯乙基]-6-氧代-8-嘧啶-4-基-1，3，4，6-四氫-1′H-螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-1′-羧酸乙酯6.6-氧代-1-(2-氧代-2-苯乙基)-8-嘧啶-4-基-1，3，4，6-四氫-1′H-螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-1′-羧酸乙酯7.1′-(3-氟代苯甲酰基)-1-[(2S)-2-羥基-2-苯乙基]-8-嘧啶-4-基-3，4-二氫螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-6(1H)-酮8.1′-(3-氟代苯甲酰基)-1-(2-氧代-2-苯乙基)-8-嘧啶-4-基-3，4-二氫螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-6(1H)-酮9.1′-(3-氟代苯甲酰基)-1-[(2S)-2-羥基-2-苯乙基]-8-吡啶-4-基-3，4-二氫螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-6(1H)-酮10.1′-(3-氟代苯甲酰基)-1-(2-氧代-2-苯乙基)-8-吡啶-4-基-3，4-二氫螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-6(1H)-酮11.1′-(環丙基羰基)-1-[(2S)-2-羥基-2-苯乙基]-8-吡啶-4-基-3，4-二氫螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-6(1H)-酮12.1′-(環丙基羰基)-1-(2-氧代-2-苯乙基)-8-吡啶-4-基-3，4-二氫螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-6(1H)-酮13.1′-(環丙基羰基)-1-[(2S)-2-羥基-2-苯乙基]-8-嘧啶-4-基-3，4-二氫螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-6(1H)-酮14.1′-(環丙基羰基)-1-(2-氧代-2-苯乙基)-8-嘧啶-4-基-3，4-二氫螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-6(1H)-酮15.1′-(環丁基羰基)-1-[(2S)-2-羥基-2-苯乙基]-8-嘧啶-4-基-3，4-二氫螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-6(1H)-酮16.1′-(環丁基羰基)-1-(2-氧代-2-苯乙基)-8-嘧啶-4-基-3，4-二氫螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-6(1H)-酮17.1′-(環丁基羰基)-1-[(2S)-2-羥基-2-苯乙基]-8-吡啶-4-基-3，4-二氫螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-6(H)-酮
18.1′-(環丁基羰基)-1-(2-氧代-2-苯乙基)-8-吡啶-4-基-3，4-二氫螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-6(1H)-酮19.1′-(環己基羰基)-1-[(2S)-2-羥基-2-苯乙基]-8-吡啶-4-基-3，4-二氫螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-6(1H)-酮20.1′-(環己基羰基)-1-(2-氧代-2-苯乙基)-8-吡啶-4-基-3，4-二氫螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-6(1H)-酮21.1′-(環己基羰基)-1-[(2S)-2-羥基-2-苯乙基]-8-嘧啶-4-基-3，4-二氫螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-6(1H)-酮22.1′-(環己基羰基)-1-(2-氧代-2-苯乙基)-8-嘧啶-4-基-3，4-二氫螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-6(1H)-酮作為進一步的目的，本發明還涉及制備上述式(I)代表的二氫螺-[環烷基胺]-嘧啶酮化合物的方法。
例如，這些化合物可按照下述的方法制備。
制備方法由上述通式(I)代表的二氫螺-[環烷基胺]-嘧啶酮化合物可按流程1的方法制備。
流程1(在上面的流程中，R1、R2、R3、R4、X、Y、m、n、o、p和q的定義與式(I)化合物所述的相同)
按照這個方法，上式(III)代表的嘧啶酮衍生物，其中R1、R3、R4、m、n、o、p和q如式(I)化合物所定義，與堿(如氫化鈉、碳酸鈉或碳酸鉀)在溶劑(如N，N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基乙酰胺或氯仿等)中，在合適的溫度范圍0-130℃在普通的空氣中進行反應，然后與式(II)化合物(其中R2、X、Y和n如式(I)化合物的定義，L代表離去基團，優選溴或甲烷磺酰基)反應，產生上述式(I)化合物。
或者，式(I)化合物，其中Y代表羰基，可通過式(I)化合物(其中Y代表被羥基取代的亞甲基)按本領域已知的方法通過氧化來制備。
式(II)化合物可以通過商業途徑獲得，或按本領域已知的方法制備。
式(III)化合物可按流程2的方法制備 流程2(在上面的流程中，R1、R3、R4、m、o、p和q的定義與上述定義相同))按照這個方法，式(IV)的3-酮酯，其中R1和R3如式(I)化合物所定義，R代表烷基(如甲基或乙基)，與式(V)化合物反應。該反應可在堿如碳酸鉀存在下在醇溶劑如甲醇、乙醇等中，或無溶劑條件下，在合適的溫度范圍25-140℃在普通空氣中進行。
或者，式(III)化合物(其中R3代表氫原子)可以被鹵化，以便得到式(III)化合物(其中R3代表鹵素原子如溴原子或氯原子)。該反應可在酸性介質(如乙酸或丙酸)中，在溴代琥珀酰亞胺或氯代琥珀酰亞胺或溴的存在下進行。
此外，式(III)化合物(其中R3代表氟原子)可按在Tetrahedron Letters，Vol.30，No.45，pp.6113-6116，1989類似的方法得到。
式(IV)的化合物可以通過商業途徑獲得或按照本領域已知的方法合成。
例如，式(IV)的化合物，其中R1代表吡啶環或嘧啶環，任選地被C1-4烷基、C1-4烷氧基或鹵素原子取代，可如下制備分別使異煙酸或嘧啶羧酸(任選地被C1-4烷基、C1-4烷氧基或鹵素取代)與相應的丙二酸單酯反應。反應可用本領域已知的方法進行，例如在偶合劑如1，1’-羰基二-1H-咪唑存在下在溶劑(如四氫呋喃)中在20-70℃的溫度范圍進行。
式(V)的化合物可以按照本領域已知的方法合成。
例如，式(V)化合物(當m和o是2，p是2，q是0時)可按照流程3所述的方法以通式(VI)化合物(其中R4如通過(I)所定義)為起始原料來制備。使用的反應條件在化學實施例中敘述。
流程3(在上面的流程中，Pg代表氨基保護基，L是離去基團)式(VI)化合物可按照J.Med.Chem.1991，34，90-97所述的方法制備。
式(VII)化合物可按照Synthetic Communication 28(4)，701-712(1998)所述的方法制備。
本發明另一個目的涉及通式(III)所示的化合物，它們是通式(I)化合物的中間體。
在上面的反應中，官能團的保護和脫保護有時是必要的。可按照官能團的類型選擇合適的保護基Pg，可使用文獻中敘述的方法。保護基的例子、保護和脫保護的方法例如可見Greene等人的Protective Groups in OrganicSynthesis，2nd Ed.(John Wiley & Sons，Inc.，New York)。
本發明化合物對GSK3β具有抑制活性。因此，本發明化合物可用作活性成分制備藥物，該藥物能預防和/或治療由不正常的GSK3β活性引起的疾病，更具體是神經變性疾病如阿爾茨海默氏病。此外，本發明化合物還可用作活性成分用于制備藥物，用來預防和/或治療神經變性疾病，例如帕金森氏病、tau疾病(如額顳頂骨癡呆癥、皮質基底退化、皮克氏病、進行性核上麻痹)和其它癡呆癥(包括血管性癡呆癥)；急性中風和其它創傷性傷害；腦血管事故(如老年性斑點變性)；腦和脊髓創傷；周圍神經病變；視網膜病和青光眼；其它疾病如非胰島素依賴性糖尿病(如II型糖尿病)和肥胖癥；狂燥性抑郁病；精神分裂癥；脫發；癌癥(如乳腺癌、非小細胞肺癌、甲狀腺癌、T或B-細胞白血病和一些病毒誘導的腫瘤)。
本發明還涉及治療由不正常的GSK3β活性引起的神經變性疾病和上述疾病的方法，所述方法包含向需要治療的哺乳動物供給有效量的式(I)化合物。
作為本發明藥物的活性成分，可使用如下物質選自式(I)代表的化合物及其藥學上可接受的鹽、其溶劑化物、其水合物。該物質本身可作為本發明藥物使用，但是，更希望以藥物組合物的形式供給藥物，該組合物包含上述物質作為活性成分和一種或多種藥用添加劑。作為本發明藥物的活性成分，可組合使用兩種或多種上述化合物。上述藥物組合物可用其它治療上述疾病的藥物來補充。藥物組合物的類型沒有特別的限制，組合物可作為口服的或腸胃外給藥的任何配方提供。例如，組合物可按口服組合物來配方，如膠囊、微膠囊、粉劑、硬膠囊、軟膠囊、糖漿、乳劑、懸浮劑、溶液等，或作為腸胃外給藥的組合物配方，如靜脈內、肌肉內、或皮下注射給藥，輸液滴劑、透皮制劑、透黏膜制劑、鼻滴劑、吸入劑、栓劑等。注射劑或輸液滴劑可制備為粉末制劑如冷凍干燥制劑，在使用前溶解在合適的水性介質如生理鹽水中。緩釋制劑如用聚合物胞衣的制劑可直接在大腦內給藥。
用于制造藥物組合物的藥用添加劑的類型、藥用添加劑相對于活性成分的含量比例、制備藥物組合物的方法可由本領域技術人員適當選用。無機或有機物質，或固體或液體物質都可用作藥用添加劑。一般，藥用添加劑可按活性成分重量的1-90重量％摻入。
用來制備固體藥物組合物的賦形劑的例子包括例如乳糖、蔗糖、淀粉、滑石、纖維素、糊精、高嶺土、碳酸鈣等。為了制備口服的液體組合物，可使用常規的惰性稀釋劑如水或植物油。除惰性稀釋劑外，液體組合物可含有助劑如潤濕劑、懸浮助劑、甜味劑、芳香劑、著色劑、和防腐劑。液體組合物可充入由可吸收材料如明膠制造的膠囊中。用來制備腸胃外給藥的組合物(如注射劑、栓劑)的溶劑或懸浮介質包括水、丙二醇、聚乙二醇、苯甲醇、油酸乙酯、卵磷脂等。用于栓劑的基料的例子包括例如可可脂、乳化可可脂、月桂酯、witepsol。
本發明藥物的給藥劑量和次數沒有特別的限制，可按情況如用于預防和/或治療的目的、疾病的類型、病人的體重或年齡、疾病的嚴重程度等加以適當選擇。一般，成人的口服日劑量為0.01-1000mg(活性成分的重量)，該劑量可每日一次供給或分成幾份每日供給數次，或者幾日給藥一次。當藥物用作注射劑時，優選成人以日劑量0.001-100mg(活性成分重量)連續或間歇給藥。
具體實施例方式
實施例1(表1的化合物1)1′-[(2S)-2-羥基-2-苯乙基]-6′-氧代-8′-(吡啶-4-基)-1′，3′，4′，6′-四氫-1H-螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-1-羧酸乙酯(1∶1)(鹽酸鹽)1.1 4-氰基亞甲基-哌啶-1-羧酸乙酯0℃下，在10分鐘內向12.85g(321.28mmol)氫化鈉(在礦物油中60％懸液)在500ml無水四氫呋喃的懸液中加入56.91g(321.28mmol)(氰甲基)-膦酸二乙酯。反應混合物室溫攪拌2小時，然后，在30分鐘內滴入在230ml無水四氫呋喃中的44.05g(292.07mmol)4-氧代-哌啶-1-羧酸乙酯。得到的混合物再在室溫攪拌16小時。
將混合物溶解在1L二乙醚中，用飽和氯化銨水溶液、飽和氯化鈉水溶液洗滌，硫酸鈉干燥，蒸發。粗產物在石油醚中研磨，過濾，得到51.63g純產物，為黃色固體。
熔點95-96℃1.2 4-氨基-4-氰基甲基-哌啶-1-羧酸乙酯使51.38g(264.53mol)4-氰基亞甲基-哌啶-1-羧酸乙酯在301ml氨水溶液(29％)和50ml甲醇中的溶液在密閉試管中110℃加熱48小時。濃縮反應混合物，殘留物經硅膠色譜法純化，洗脫液為二氯甲烷/甲醇100/0至96/4混合物，得到40g產物，為白色固體。
熔點68-69℃1.3 4-叔丁氧基羰基氨基-4-氰基甲基-哌啶-1-羧酸乙酯將4.3ml水、23.58ml(167.79mmol)三乙胺以及36.61g(167.79mmol)二碳酸二叔丁酯在50ml四氫呋喃中的溶液加入到35.44g(167.79mmol)4-氨基-4-氰基甲基-哌啶-1-羧酸乙酯在200ml四氫呋喃中的溶液。得到的混合物室溫攪拌16小時。
將混合物溶解在二氯甲烷中，用飽和氯化銨水溶液、飽和氯化鈉水溶液洗滌，硫酸鈉干燥，蒸發。粗產物在戊烷中研磨，過濾，得到46.49g純產物，為白色固體。
熔點133-135℃1.4 4-(2-氨基-乙基)-4-叔丁氧基羰基氨基-哌啶-1-羧酸乙酯向5g(16.06mmol)4-叔丁氧基羰基氨基-4-氰基甲基-哌啶-1-羧酸乙酯在107ml甲醇中的溶液加入4.71g Raney鎳催化劑。懸液室溫下在壓力55psi進行加氫反應3小時。
過濾移去催化劑，并在減壓條件下蒸發溶劑。經硅膠色譜法純化，洗脫液為二氯甲烷/甲醇/氨水溶液(29％)100/0/0至70/30/3混合物，得到油狀化合物(2.86g)。
1.5 4-氨基-4-(2-氨基-乙基)-哌啶-1-羧酸乙酯鹽酸鹽(2∶1)
向3.01g(9.56mmol)4-(2-氨基-乙基)-4-叔丁氧基羰基氨基-哌啶-1-羧酸乙酯在19ml異丙醇中的溶液加入8ml鹽酸(5.6N)在異丙醇中的溶液，得到的溶液室溫攪拌3小時。
混合物冷卻，加入二乙醚。濾出得到的沉淀物。產物干燥，得到2.49g純化合物，為白色固體。
熔點119-121℃1.6 2-氨基-1，3，9-三氮雜-螺[5.5]十一碳-2-烯-9-羧酸乙酯氫溴酸鹽(1∶1)向15.65g(54.33mmol)4-氨基-4-(2-氨基-乙基)-哌啶-1-羧酸乙酯鹽酸鹽(2∶1)在108ml甲醇中的溶液加入21.73ml(114.09mmol)甲醇鈉在甲醇中的溶液(5.55N)。
混合物室溫攪拌2小時。濾出沉淀物并蒸發濾液。將粗產物溶解在108ml水中，分批加入5.75g(54.33mmol)溴化氰。得到的混合物室溫攪拌16小時，蒸至干燥，再溶解在乙醇中并蒸至干燥，得到17.56g純化合物，為褐色固體。
1.7 6′-氧代-8′-(吡啶-4-基)-1′，3′，4′，6′-四氫-1H-螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-1-羧酸乙酯將3g(15.57mmol)3-(吡啶-4-基)-3-氧代丙酸乙酯、5g(15.57mmol)2-氨基-1，3，9-三氮雜-螺[5.5]十一碳-2-烯-9-羧酸乙酯氫溴酸鹽(1∶1)、4.52g(32.70mmol)碳酸鉀以及28ml乙醇混合，得到的混合物在回流溫度下加熱12小時。
溶液冷卻，蒸發去除溶劑。將混合物溶解在二氯甲烷中，用飽和氯化銨水溶液、飽和氯化鈉水溶液洗滌，硫酸鈉干燥，蒸發。殘留物用水處理，濾出沉淀物，粗產物在二乙醚中研磨，過濾，得到2.94g純產物，為白色固體。
熔點209-210℃1.8 1′-[(2S)-2-羥基-2-苯乙基]-6′-氧代-8′-(吡啶-4-基)-1′，3′，4′，6′-四氫-1H-螺[哌啶4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-1-羧酸乙酯(1∶1)(鹽酸鹽)將0.085g(2.11mmol)氫化鈉(在礦物油中60％懸液)加入到0.6g(1.62mmol)6′-氧代-8′-(吡啶-4-基)-1′，3′，4′，6′-四氫-1H-螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-1-羧酸乙酯在13ml無水二甲基甲酰胺中的溶液。混合物在50℃下攪拌1小時。再加入0.25g(2.11mmol)(S)-苯基環氧乙烷，然后在110℃下攪拌12小時。
加入0.25g(2.11mmol)(S)-苯基環氧乙烷，混合物在110℃下攪拌6小時。加入水，混合物用二氯甲烷萃取。萃取液用飽和氯化鈉水溶液洗滌，干燥，蒸發，得到粗產物。經硅膠色譜法純化，洗脫液為二氯甲烷/甲醇100/0至90/10混合物，得到游離堿形式的化合物。將堿轉化為它的鹽酸鹽，得到0.144g純產物。
熔點169-170℃，[α]D＝-13.7°(c＝0.99，二甲亞砜)RMN1H(DMSO-δ6；200MHz)δ(ppm)8.95(br d，2H)；8.35(d，2H)；7.12-7.42(m，5H)；6.66(s，1H)；5.02(m，1H)；4.00(q，2H)；3.52-3.95(m，6H)；2.78-3.11(m，2H)；1.95-2.4(m，4H)；1.65-1.90(m，2H)；71.15(t，3H)。
實施例2(表1的化合物2)6′-氧代-1′-[2-氧代-2-苯乙基]-8′-(吡啶-4-基)-1′，3′，4′，6′-四氫-1H-螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-1-羧酸乙酯(1∶1)(鹽酸鹽)將0.138g(0.28mmol)1′-[(2S)-2-羥基-2-苯乙基]-6′-氧代-8′-(吡啶-4-基)-1′，3′，4′，6′-四氫-1H-螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-1-羧酸乙酯溶解在2.82ml無水二氯甲烷中，并與0.049g(0.42mmol)N-甲基嗎啉N-氧化物、0.001g(0.0083mmol)過釕酸四正丙銨以及1g粉末狀分子篩(4A)混合。混合物在20℃氮氣氣氛下攪拌12小時。
加入0.049g(0.42mmol)N-甲基嗎啉N-氧化物、0.001g(0.0014mmol)過釕酸四正丙銨以及1g粉末狀分子篩(4A)，混合物在20℃氮氣氣氛下攪拌3小時。
粗產物經硅膠色譜法純化，洗脫液為二氯甲烷/甲醇100/0至95/5混合物，得到游離堿形式的化合物，再轉化為它的鹽酸鹽，得到0.045g純產物。
熔點227-229℃RMN1H(DMSO-δ6；200MHz)δ(ppm)8.46(br d，2H)；8.05(d，2H)；7.51-7.82(m，5H)；6.63(s，1H)；5.22(s，2H)；3.85-4.08(m，6H)；2.89-3.25(m，2H)；2.21-2.37(m，2H)；1.95(td，2H)；1.66(d，2H)；1.15(t，3H)。
實施例3(表1的化合物3)1′-[(2S)-2-羥基-2-苯乙基]-1-甲基-8′-(吡啶-4-基)-3′，4′-二氫螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-6′(1′H)-酮.(2∶1)(鹽酸鹽)3.1 1-甲基-8′-(吡啶-4-基)-3′，4′-二氫螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-6′(1′H)-酮0℃下，將0.185g(4.87mmol)氫化鋰鋁加入到0.6g(1.62mmol)6′-氧代-8′-(吡啶-4-基)-1′，3′，4′，6′-四氫-1H-螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-1-羧酸乙酯溶解在3.25ml四氫呋喃中的溶液。得到的混合物在室溫和氮氣氣氛下攪拌3小時。
反應混合物用過量飽和硫酸鈉水溶液處理。另外加入一些固體硫酸鈉，有機相過濾，移去鹽。蒸發出溶劑，經硅膠色譜法純化，洗脫液為二氯甲烷/甲醇100/0至70/30混合物，得到呈黃色固體的化合物(0.328g)。
熔點232-234℃3.2 1′-[(2S)-2-羥基-2-苯乙基]-1-甲基-8′-(吡啶-4-基)-3′，4′-二氫螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-6′(1′H)-酮(2∶1)(鹽酸鹽)照步驟1.9類似的方法，用1-甲基-8′-(吡啶-4-基)-3′，4′-二氫螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-6′(1′H)-酮得到產物。
熔點271-272℃，[α]D＝-10.2°(c＝0.829，甲醇)RMN1H(DMSO-δ6；200MHz)δ(ppm)10.75(br s，1H)；8.91(d，2H)；8.31(d，2H)；7.20-759(m，5H)；6.71(s，1H)；5.12(m，1H)；3.58-4.50(m，4H)；3.00-3.45(m，4H)；2.85(m，1H)；2.75(s，3H)；2.08-2.44(m，3H)；1.89(br d，1H)；1.45(br d，1H)。
實施例4(表1的化合物5)1′-[(2S)-2-羥基-2-苯乙基]-6′-氧代-8′-(嘧啶-4-基)-1′，3′，4′，6′-四氫-1H-螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-1-羧酸乙酯4.1 6-氧代-8′-(嘧啶-4-基)-1′，3′，4′，6′-四氫-1H-螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-1-羧酸乙酯照實施例1(步驟1.7)類似的方法，用3-氧代-3-嘧啶-4-基-丙酸甲酯得到產物。
熔點231-233℃4.2 1′-[(2S)-2-羥基-2-苯乙基]-6′-氧代-8′-(嘧啶-4-基)-1′，3′，4′，6′-四氫-1H-螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-1-羧酸乙酯照步驟1.8類似的方法，用6′-氧代-8′-(嘧啶基-4-基)-1′，3′，4′，6′-四氫-1H-螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-1-羧酸乙酯得到產物。
熔點118-120℃，[α]D＝-13.2°(c＝1.028，甲醇)RMN1H(DMSO-δ6；200MHz)δ(ppm)9.27(s，1H)；8.98(d，1H)；8.10(d，1H)；7.15-7.43(m，5H)；6.70(s，1H)；5.48(d，1H)；5.05(m，1H)；4.04(q，2H)；3.52-4.10(m，5H)；2.92(br q，2H)；1.90-2.39(m，3H)；1.63-1.90(m，3H)；1.15(t，3H)。
實施例5(表1的化合物7)1′-[(2S)-2-羥基-2-苯乙基]-1-甲基-8′-(嘧啶-4-基)-3′，4′-二氫螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-6′(1′H)-酮5.1 1-甲基-8′-(嘧啶-4-基)-3′，4′-二氫螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2a]嘧啶]-6′(1′H)-酮照實施例3(步驟3.1)類似的方法，用3-氧代-3-嘧啶-4-基-丙酸甲酯得到產物。
熔點194-196℃5.2 1′-[(2S)-2-羥基-2-苯乙基]-1-甲基-8′-(嘧啶-4-基)-3′，4′-二氫螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-6′(1′H)-酮照步驟1.8類似的方法，用1-甲基-8′-(嘧啶-4-基)-3′，4′-二氫螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2a]嘧啶]-6′(1′H)-酮得到產物。
熔點180-182℃RMN1H(DMSO-δ6；200MHz)δ(ppm)9.35(s，1H)；9.05(d，1H)；8.17(d，1H)；7.25-7.45(m，5H)；6.75(s，1H)；5.57(d，1H)；5.10(m，1H)；3.67-4.05(m，4H)；2.67(br dd，2H)；2.22(s，3H)；1.82-2.35(m，5H)；1.67(br d，1H)；1.20(m，1H)。
實施例6(表2的化合物1)1-[(2S)-2-羥基-2-苯乙基]-6-氧代-8-吡啶-4-基-1，3，4，6-四氫-1′H-螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-1′-羧酸乙酯(1∶1)(鹽酸鹽)6.1 3-氰基亞甲基-吡咯烷-1-羧酸乙酯照實施例1(步驟1.1)類似的方法，用參照Visconti，M等人9HelveticaChimica Acta 1967，50(5)1289-93)所述的方法制備的3-氧代-吡咯烷-1-羧酸乙酯得到產物。
6.2 3-氨基-3-(氰基甲基)吡咯烷-1-羧酸乙酯照實施例1(步驟1.2)類似的方法，用3-氰基亞甲基-吡咯烷-1-羧酸乙酯得到產物。
6.3 3-[(叔丁氧基羰基)氨基]-3-(氰基甲基)吡咯烷-1-羧酸乙酯照實施例1(步驟1.3)類似的方法，用3-氨基-3-(氰基甲基)吡咯烷-1-羧酸乙酯得到產物。
6.4 3-(2-氨基乙基)-3-[(叔丁氧基羰基)氨基]吡咯烷-1-羧酸乙酯照實施例1(步驟1.4)類似的方法，用3-[(叔丁氧基羰基)氨基]-3-(氰基甲基)吡咯烷-1-羧酸乙酯得到產物。
6.5 3-氨基-3-(2-氨基乙基)吡咯烷-1-羧酸乙酯鹽酸鹽(2∶1)照實施例1(步驟1.5)類似的方法，用3-(2-氨基乙基)-3-[(叔丁氧基羰基)氨基]吡咯烷-1-羧酸乙酯得到產物。
6.6 7-氨基-2，6，8-三氮雜螺[4.5]癸-6-烯-2-羧酸乙酯氫溴酸鹽(1∶1)照實施例1(步驟1.6)類似的方法，用3-氨基-3-(2-氨基乙基)吡咯烷-1-羧酸乙酯鹽酸鹽(2∶1)得到產物。
6.7 6-氧代-8-吡啶-4-基-1，3，4，6-四氫-1′H-螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-1′-羧酸乙酯照實施例1(步驟1.7)類似的方法，用3-氧代-3-吡啶-4-基-丙酸乙酯和7-氨基-2，6，8-三氮雜螺[4.5]癸-6-烯-2-羧酸乙酯氫溴酸鹽(1∶1)得到產物。
熔點171-172℃6.8 1-[(2S)-2-羥基-2-苯乙基]-6-氧代-8-吡啶-4-基-1，3，4，6-四氫-1′H-螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-1′-羧酸乙酯(1∶1)(鹽酸鹽)照實施例1(步驟1.8)類似的方法，用6-氧代-8-吡啶-4-基-1，3，4，6-四氫-1′H-螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-1′-羧酸乙酯得到產物。
熔點194-195℃RMN1H(DMSO-δ6；200MHz)δ(ppm)8.87(m，2H)；8.26(m，2H)；7.14-7.46(m，5H)；6.65(br s，1H)；5.19(br s，1H)；2.88-4.36(m，10H)；1.71-2.28(m，4H)；1.13(t，3H)。
實施例7(表2的化合物2)6-氧代-1-(2-氧代-2-苯乙基)-8-(吡啶-4-基)-1，3，4，6-四氫-1′H-螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-1′-羧酸乙酯(1∶1)(鹽酸鹽)照實施例2類似的方法，用1-[(2S)-2-羥基-2-苯乙基]-6-氧代-8-吡啶-4-基-1，3，4，6-四氫-1′H-螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-1′-羧酸乙酯得到產物。
熔點190-191℃RMN1H(DMSO-δ6；200MHz)δ(ppm)8.51(d，2H)；8.05(d，2H)；7.79(d，2H)；7.69(d，1H)；7.57(t，2H)；6.59(s，1H)；5.25(dd，2H)；3.82-4.18(m，2H)；3.98(q，2H)；3.22-3.56(m，4H)；1.85-2.46(m，4H)；1.12(t，3H)。
實施例8(表2的化合物7)1′-(3-氟代苯甲酰基)-1-[(2S)-2-羥基-2-苯乙基]-8-嘧啶-4-基-3，4-二氫螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-6(1H)-酮
8.1 8-嘧啶-4-基-3，4-二氫螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-6(1H)-酮將1.0g(2.81mmol)6-氧代-8-嘧啶-4-基-1，3，4，6-四氫-1′H-螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-1′-羧酸乙酯溶解在25ml氫溴酸溶液(33％，溶于乙酸)中，得到的溶液在100℃下攪拌12小時。
混合物冷卻，加入二乙醚。濾出形成的沉淀物。將產物溶解在濃氫氧化鈉溶液(30％)中，得到的溶液用二氯甲烷/甲醇/濃氨水溶液100/0/0至70/30/3萃取。萃取液用硫酸鈉干燥，蒸發，得到粗產物。將粗產物在二乙醚中研磨，得到0.64g(86％)黃色固體。
熔點226-228℃8.2 1′-(3-氟代苯甲酰基)-8-嘧啶-4-基-3，4-二氫螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-6(1H)-酮室溫下，向0.3g(1.055mmol)8-嘧啶-4-基-3，4-二氫螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-6(1H)-酮溶解在5ml四氫呋喃中的溶液加入0.18ml(1.27mmol)三乙胺和0.152ml(1.27mmol)3-氟代-苯甲酰氯。得到的混合物在室溫和氮氣氣氛下攪拌2小時。將反應混合物加入到飽和氯化銨水溶液，用二氯甲烷/甲醇100/0至80/20萃取，并干燥，蒸發。殘留物經硅膠色譜法純化，洗脫液為二氯甲烷/甲醇100/0至70/30混合物，得到0.310g(72％)純產物，為灰色固體。
熔點296-298℃8.3 1′-(3-氟代苯甲酰基)-1-[(2S)-2-羥基-2-苯乙基]-8-嘧啶-4-基-3，4-二氫螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-6(1H)-酮照實施例1(步驟1.8)類似的方法，用1′-(3-氟代苯甲酰基)-8-嘧啶-4-基-3，4-二氫螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-6(1H)-酮得到產物。
熔點180-182℃RMN1H(DMSO-δ6；200MHz)δ(ppm)9.28(s，1H)；9.01(t，1H)；8.11-8.21(m，1H)；7.02-7.63(m，9H)；6.72(s，1H)；5.53(AB，1H)；5.04-5.31(m，1H)；3.12-4.11(m，8H)；1.65-2.33(m，4H)。
實施例9(表2的化合物8)1′-(3-氟代苯甲酰基)-1-(2-氧代-2-苯乙基)-8-嘧啶-4-基-3，4-二氫螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-6(1H)-酮照實施例2類似的方法，用1′-(3-氟代苯甲酰基)-1-[(2S)-2-羥基-2-苯乙基]-8-嘧啶-4-基-3，4-二氫螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-6(1H)-酮得到產物。
熔點267-268℃RMN1H(DMSO-δ6；200MHz)δ(ppm)9.15(s，1H)；8.42(d，1H)；8.09(t，2H)；7.74(t，1H)；7.61(t，2H)；7.20-7.53(m，5H)；6.60-6.75(m，1H)；5.13-5.40(m，2H)；3.87-4.25(m，2H)；3.37-3.87(m，4H)；1.84-2.52(m，4H)。
表1是說明本發明的上述式(I)化合物的化學結構和物理數據。這些化合物是按實施例的方法制備的。
在表中，Ph代表苯基；Et代表乙基；(S)、(R)或(Rac.)表示欄“Y”中碳原子的立體化學(rac.)指外消旋混合物(R)指絕對構型R(S)指絕對構型S在表1中，R1是未取代的嘧啶-4-基或未取代的吡啶-4-基，p、o和m代表2，q代表0。
表1
在表2中，R1是未取代的吡啶-4-基或未取代的嘧啶-4-基，p和m代表2，o代表1，q代表0。
表2
試驗實施例本發明藥物對GSK3β的抑制活性可使用兩個不同的方案。
第一方案7.5μM預磷酸化的GS1肽和10μM ATP(含300000cpm 33P-ATP)在GSK3β存在下，在25mM Tris-HCl，pH 7.5，0.6mM DTT，6mM MgCl2，0.6mM EGTA，0.05mg/ml BSA緩沖液(總反應體積100微升)中在室溫下溫育1小時。
第二方案4.1μM預磷酸化的GS1肽和42μM ATP(含260000cpm 33P-ATP)在GSK3β存在下，在80mM Mes-NaOH，pH 6.5，1mM Mg(OAc)2，0.5mMEGTA，5mM 2-巰基乙醇，0.02％Tween 20，10％甘油緩沖液中在室溫下溫育2小時。抑制劑溶解在DMSO中(在反應介質中最終的溶劑濃度為1％)。
用以下組成的溶液100微升停止反應25g聚磷酸(85％P2O5)，126ml 85％H3PO4，加水到500ml，然后在使用前稀釋到1∶100。然后將1等份反應混合物轉移到Whatman P81陽離子交換過濾器上，用上述溶液淋洗。用液體閃爍光譜計測定結合的33P放射性。
磷酸化的GS-1肽的序列如下NH2-YRRAAVPPSPSLSRHSSPHQS(P)EDEE-COOH(Woodgett，J.R.(1989)Analytical Biochemistry 180，237-241)。
本發明化合物的GSK3β抑制活性以IC50表示，表1和表2化合物的說明性IC50的范圍在1納摩爾-1微摩爾濃度之間。
例如，表1的化合物No.4的IC50為0.007μM，表2的化合物No.4的IC50為0.006μM。
配方實施例(1)片劑用常規方法混合以下成分并用常規機器壓片。
實施例1化合物 30mg結晶纖維素 60mg玉米淀粉100mg乳糖200mg硬脂酸鎂4mg(2)軟膠囊用常規方法混合以下成分并裝入軟膠囊。
實施例1化合物30mg橄欖油 300mg卵磷脂 20mg(3)腸胃外制劑用常規方法混合以下成分制備注射液裝在1ml安瓿中。
實施例1化合物 3mg氯化鈉 4mg注射用蒸餾水 1ml工業適用性本發明化合物具有GSK3β抑制活性，可用作預防和/或治療由不正常的GSK3β活性引起的疾病，更具體說是神經變性疾病。
權利要求
1.通式(I)代表的二氫螺-[環烷基胺]-嘧啶酮衍生物或其鹽、其溶劑化物或其水合物 其中X代表兩個氫原子、一個硫原子、一個氧原子或一個C1-2烷基和一個氫原子；Y代表鍵、羰基、亞甲基，所述亞甲基任選地被一個或兩個選自以下的基團取代C1-6烷基、羥基、C1-4烷氧基、C1-2全鹵代烷基或氨基；R1代表2、3或4-吡啶環或2、4或5-嘧啶環，該環任選地被C1-4烷基、C1-4烷氧基或鹵素原子取代；R2代表苯環或萘環；這些環任選地被1-4個選自以下的取代基取代C1-6烷基、亞甲基二氧基、鹵素原子、C1-2全鹵代烷基、C1-3鹵代烷基、羥基、C1-4烷氧基、硝基、氰基、氨基、C1-5單烷基氨基或C2-10二烷基氨基；R3代表氫原子、C1-6烷基或鹵素原子；R4代表氫原子、C1-4烷氧基羰基、C3-6環烷基羰基、苯甲酰基、C1-6烷基，這些基團任選地被1-4個選自鹵素原子、羥基或C1-4烷氧基的取代基取代；o和m代表1至2；n代表0-3，p代表0-2，以及q代表0-2。
2.如權利要求1所述的二氫螺-[環烷基胺]-嘧啶酮衍生物或其鹽、其溶劑化物或其水合物，其中，R4代表氫原子、C1-4烷氧基羰基、C1-6烷基，這些基團任選地被1-4個選自鹵素原子、羥基或C1-4烷氧基的取代基取代。
3.如權利要求1或2所述的二氫螺-[環烷基胺]-嘧啶酮衍生物或其鹽、其溶劑化物或其水合物，其中，R1代表未取代的4-吡啶環或未取代的4-嘧啶環。
4-如權利要求3所述的二氫螺-[環烷基胺]-嘧啶酮衍生物或其鹽、其溶劑化物或其水合物，其中·R2代表苯環，該環任選地被1-4個選自以下的取代基取代C1-3烷基、鹵素原子、羥基或C1-2烷氧基；和·R3代表氫原子；和·R4代表C1-4烷氧基羰基、C3-6環烷基羰基、苯甲酰基或C1-3烷基，這些基團任選地被1-4個選自鹵素原子或羥基的取代基取代；和·X代表兩個氫原子；和·Y代表羰基或任選地被羥基取代的亞甲基；和·p代表2，q代表0。
5.二氫螺-[環烷基胺]-嘧啶酮衍生物，選自以下組內的化合物·1′-[(2S)-2-羥基-2-苯乙基]-6′-氧代-8′-(吡啶4-基)-1′，3′，4′，6′-四氫-1H-螺[哌啶-4，2′-密啶并[1，2-a]嘧啶]-1-羧酸乙酯·6′-氧代-1′-[2-氧代-2-苯乙基]-8′-(吡啶-4-基)-1′，3′，4′，6′-四氫-1H-螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-1-羧酸乙酯·1′-[(2S)-2-羥基-2-苯乙基]-1-甲基-8′-(吡啶-4-基)-3′，4′-二氫螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-6′(1′H)-酮·1-甲基-1′-(2-氧代-2-苯乙基)-8′-(吡啶-4-基)-3′，4′-二氫螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-6′(1′H)-酮·1′-[(2S)-2-羥基-2-苯乙基]-6′-氧代-8′-(嘧啶-4-基)-1′，3′，4′，6′-四氫-1H-螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-1-羧酸乙酯·6′-氧代-1′-[2-氧代-2-苯乙基]-8′-(嘧啶-4-基)-1′，3′，4′，6′-四氫-1H-螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-1-羧酸乙酯·1′-[(2S)-2-羥基-2-苯乙基]-1-甲基-8′-(嘧啶-4-基)-3′，4′-二氫螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-6′(1′H)-酮·1-(環己基羰基)-1′-[(2S)-2-羥基-2-苯乙基]-8′-吡啶-4-基-3′，4′-二氫螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-6′(1′H)-酮·1-(環己基羰基)-1′-(2-氧代-2-苯乙基)-8′-吡啶-4-基-3′，4′-二氫螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-6′(1′H)-酮·1-(3-氟代苯甲酰基)-1′-[(2S)-2-羥基-2-苯乙基]-8′-吡啶-4-基-3′，4′-二氫螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-6′(1′H)-酮·1-(3-氟代苯甲酰基)-1′-(2-氧代-2-苯乙基)-8′-吡啶-4-基-3′，4′-二氫螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-6′(1′H)-酮·1-(環丁基羰基)-1′-[(2S)-2-羥基-2-苯乙基]-8′-吡啶-4-基-3′，4′-二氫螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-6′(1′H)-酮·1-(環丁基羰基)-1′-(2-氧代-2-苯乙基)-8′-吡啶-4-基-3′，4′-二氫螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-6′(1′H)-酮·1-(環丙基羰基)-1′-[(2S)-2-羥基-2-苯乙基]-8′-吡啶-4-基-3′，4′-二氫螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-6′(1′H)-酮·1-(環丙基羰基)-1′-(2-氧代-2-苯乙基)-8′-吡啶-4-基-3′，4′-二氫螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-6′(1′H)-酮·1-甲基-1′-(2-氧代-2-苯乙基)-8′-(嘧啶-4-基)-3′，4′-二氫螺[哌啶-4，2′-嘧啶并[1，2-a]嘧啶]-6′(1′H)-酮·1-[(2S)-2-羥基-2-苯乙基]-6-氧代-8-(吡啶-4-基)-1，3，4，6-四氫-1′H-螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-1′-羧酸乙酯·6-氧代-1-(2-氧代-2-苯乙基)-8-(吡啶-4-基)-1，3，4，6-四氫-1′H-螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-1′-羧酸乙酯·1-[(2S)-2-羥基-2-苯乙基]-1′-甲基-8-(吡啶-4-基)-3，4-二氫螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-6(1H)-酮·1′-甲基-1-(2-氧代-2-苯乙基)-8-(吡啶-4-基)-3，4-二氫螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-6(1H)-酮·1-[(2S)-2-羥基-2-苯乙基]-6-氧代-8-嘧啶-4-基-1，3，4，6-四氫-1′H-螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-1′-羧酸乙酯·6-氧代-1-(2-氧代-2-苯乙基)-8-嘧啶-4-基-1，3，4，6-四氫-1′H-螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-1′-羧酸乙酯·1′-(3-氟代苯甲酰基)-1-[(2S)-2-羥基-2-苯乙基]-8-嘧啶-4-基-3，4-二氫螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-6(1H)-酮·1′-(3-氟代苯甲酰基)-1-(2-氧代-2-苯乙基)-8-嘧啶-4-基-3，4-二氫螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-6(1H)-酮·1′-(3-氟代苯甲酰基)-1-[(2S)-2-羥基-2-苯乙基]-8-吡啶-4-基-3，4-二氫螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-6(1H)-酮·1′-(3-氟代苯甲酰基)-1-(2-氧代-2-苯乙基)-8-吡啶-4-基-3，4-二氫螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-6(1H)-酮·1′-(環丙基羰基)-1-[(2S)-2-羥基-2-苯乙基]-8-吡啶-4-基-3，4-二氫螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-6(1H)-酮·1′-(環丙基羰基)-1-(2-氧代-2-苯乙基)-8-吡啶-4-基-3，4-二氫螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-6(1H)-酮·1′-(環丙基羰基)-1-[(2S)-2-羥基-2-苯乙基]-8-嘧啶-4-基-3，4-二氫螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-6(1H)-酮·1′-(環丙基羰基)-1-(2-氧代-2-苯乙基)-8-嘧啶-4-基-3，4-二氫螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-6(1H)-酮·1′-(環丁基羰基)-1-[(2S)-2-羥基-2-苯乙基]-8-嘧啶-4-基-3，4-二氫螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-6(1H)-酮·1′-(環丁基羰基)-1-(2-氧代-2-苯乙基)-8-嘧啶-4-基-3，4-二氫螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-6(1H)-酮·1′-(環丁基羰基)-1-[(2S)-2-羥基-2-苯乙基]-8-吡啶-4-基-3，4-二氫螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-6(H)-酮·1′-(環丁基羰基)-1-(2-氧代-2-苯乙基)-8-吡啶-4-基-3，4-二氫螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-6(1H)-酮·1′-(環己基羰基)-1-[(2S)-2-羥基-2-苯乙基]-8-吡啶-4-基-3，4-二氫螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-6(1H)-酮·1′-(環己基羰基)-1-(2-氧代-2-苯乙基)-8-吡啶-4-基-3，4-二氫螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-6(1H)-酮·1′-(環己基羰基)-1-[(2S)-2-羥基-2-苯乙基]-8-嘧啶-4-基-3，4-二氫螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-6(1H)-酮·1′-(環己基羰基)-1-(2-氧代-2-苯乙基)-8-嘧啶-4-基-3，4-二氫螺[嘧啶并[1，2-a]嘧啶-2，3′-吡咯烷]-6(1H)-酮或其鹽，或其溶劑化物，或其水合物。
6.通式(III)所示的化合物， 其中，R1、R3、R4、m、o、p和q如權利要求1的式(I)化合物所定義。
7.一種藥物，它包含選自如權利要求1所述的通式(I)代表的二氫螺-[環烷基胺]-嘧啶酮衍生物或其鹽、或其溶劑化物、或其水合物的物質作為活性成分。
8.一種GSK3β抑制劑，它選自如權利要求1所述的通式(I)代表的二氫螺-[環烷基胺]-嘧啶酮衍生物或其鹽、或其溶劑化物或其水合物。
9.如權利要求1-4中任何一項所述的化合物在制備預防和/或治療由GSK3β的不正常活性引起的疾病的藥物中的應用。
10.如權利要求1-4中任何一項所述的化合物在制備預防和/或治療神經變性疾病的藥物中的應用。
11.如權利要求10所述的化合物的應用，其中，所述的神經變性疾病選自阿爾茨海默氏病、帕金森氏病、tau疾病、血管性癡呆癥；急性中風、創傷性傷害；腦血管事故、腦索外傷、脊髓創傷；周圍神經病變；視網膜病或青光眼。
12.如權利要求1-4中任何一項所述的化合物在制備用于預防和/或治療以下疾病的藥物中的應用非胰島素依賴性糖尿病、肥胖癥、狂燥性抑郁癥、精神分裂癥、脫發或癌癥。
13.如權利要求12所述的應用，其中，所述的癌癥是乳腺癌、非小細胞肺癌、甲狀腺癌、T或B-細胞白血病或病毒引起的腫瘤。
全文摘要
本發明涉及一種通式(I)所示的二氫螺－[環烷基胺]－嘧啶酮衍生物或其鹽式(I)中，X代表兩個氫原子、一個硫原子、一個氧原子或一個C
文檔編號A61P25/28GK1914208SQ200480041340
公開日2007年2月14日 申請日期2004年12月17日 優先權日2003年12月19日
發明者N·切列茲, A·洛切德, M·沙迪, F·斯洛溫斯基, P·雅齊 申請人:賽諾菲-安萬特, 三菱制藥株式會社