專利名稱：環杷明類似物及其使用方法
環杷明類似物及其使用方法本發明專利申請是國際申請日為2005年8月沈日、國際申請號為PCT/ US2005/030406、進入中國國家階段的申請號為200580035365. 7、發明名稱為“環杷明類似物及其使用方法”的發明專利申請的分案申請。相關申請本申請涉及以下美國申請2004年8月27日提交的系列號60/605，020，2004年 10月8日提交的系列號60/617，170，2004年11月5日提交的系列號60/625，676，2005年 5月19日提交的系列號60/683，169，這些文獻，每篇全文納入本文作為參考。
背景技術：
hedgehog信號轉導途徑對于胚胎發育期間的許多過程非常必要。分泌型蛋白的 hedgehog家族成員控制細胞增殖、分化和組織圖式形成(patterning)。雖然該途徑首先在果蠅中破譯，但已證明其在無脊椎動物與脊椎動物，包括人中高度保守。胚胎形成后， hedgehog信號轉導途徑的總活性在大多數細胞中降低，但在某些成人細胞類型中仍維持活性。最近，有研究顯示hedgehog途徑的不受控激活導致某些類型的癌癥，如下所述。Hedgehog多肽是分泌型蛋白質，其在hedgehog途徑中起到信號轉導配體的功能。 示范性hedgehog基因與蛋白質見PCT公布的WO 95/18856與WO 96/179 所述。在人中發現了 hedgehog 蛋白的三種不同形式Sonic hedgehog(Shh)、Desert hedgehog(Dhh)與 Indian hedgehog Qhh)。Sonic hedgehog是哺乳動物中最普遍的hedgehog成員，也是家族 hedgehog中得到最充分鑒定的配體。分泌前，Shh經過分子內切割與脂質修飾反應。脂質修飾的肽負責所有信號轉導活性。兩種跨膜蛋白12-跨膜修補受體(Patched receptor) (Ptc)和7_跨膜平滑蛋白 (Smoothened protein) (Smo)參與 hedgehog 途徑中的信號轉導。本領域的發現提示，Hedgehog通過與Ptc結合起作用，從而解除(realease) Ptc對 Smo的抑制作用。由于Ptc和Smo均是跨膜蛋白，有人提出它們物理結合以形成受體復合物的設想，雖然間接作用機理也是可能的。Smo從Ptc的抑制中去阻遏最可能涉及Smo構象改變。然而，Ptc對Smo的活性不是至關重要的，因為在完全沒有修補蛋白時Smo變為組成型激活(Alcedo 等，同上；Quirk 等，(1997)，Cold Spring Harbor Symp. Quant. Biol.，62 217-226)。一旦Smo去阻遏，其快速且高度磷酸化并轉導能通過Gli轉錄因子(果蠅Ci蛋白的同源物)激活轉錄的信號(Alexandre 等，(1996)，Genes Dev.，10 :2003-13))。Glil 轉錄因子上調參與生長與發育的許多基因(Alexandre等，同上)。Hedgehog信號轉導在發育的許多階段，特別是在左右對稱性形成中至關重要。hedgehog信號轉導喪失或降低導致多種發育缺陷和畸形，最明顯的一種情況是獨眼(Belloni等，(1996), Nature Genetics, 14 :353-6)。最近，有報道說散發基底細胞癌(Xie等，(1998)，Nature, 391 :90-2)和中樞神經系統中的原發性神經外胚層瘤(Reifenberger等，(1998), Cancer Res, 58 1798-803)中發生活化性(activating) hedgehog途徑突變。許多類型的癌癥也顯示hedgehog途徑的不受控激活，例如胃腸道癌癥，包括胰腺癌、食道癌、胃癌(Berman等，(2003), Nature,425 846-51 ；Thayer 等，(2003)，Nature,425 :851-56)；肺癌(Watkins 等，(2003)，Nature, 422 :313-317)；前列腺癌(Karhadkar 等，(2004)，Nature,431 :707-12 ；Sheng 等，(2004)， Molecular Cancer, 3 :29-42 ；Fan等，(2004) ,Endocrinology, 145 :3961-70)；乳腺癌(Kubo 等，。004)，Cancer Research, 64 :6071-74 ；Lewis 等，。004)，Tournal of Mammary Gland Biology and Neoplasia^ :165-181)與肝細胞癌(Sicklick等，Q005)，“ASCO大會”(ASC0 conference) ；Mohini 等，^00 ，“AACR 大會” (AACR conference))。在he此ehog途徑不受控激活的許多不同癌癥類型中，已證明hedgehog途徑的小分子抑制導致細胞死亡(參見，例如Berman等，2003，Nature, 425 :846-51)。目前，正在通過抑制Hedgehog途徑活性的一個或多個方面能獲得病癥或疾病的治療性作用的許多臨床病癥中研究Hedgehog途徑拮抗劑。雖然主要的焦點集中于癌癥，研究人員發現hedgehog途徑的小分子抑制顯示能緩解銀屑病的癥狀(Tas等，2004， Dermatology, 209 126-131，公布的美國專利申請20040072913 (納入本文作為參考))。銀屑病是極其常見的慢性皮膚病，其典型特征是通常含有具銀色鱗片的斑塊和紅斑丘疹的皮膚損傷，雖然皮膚和身體的其它部分都會有差異。目前認為銀屑病是自身免疫疾病，但是其病原學仍不了解。吸引許多興趣的hedgehog途徑抑制劑是天然產物環杷明。發現放牧的綿羊的后代生來具有嚴重的出生畸形后，在1966年從百合加州藜蘆(Veratrum californicum)中首次分離出環杷明。為鑒定導致出生畸形的物質，FDA研究了四基因(tetragens)可能的來源并鑒定了類固醇生物堿的蒜藜蘆堿家族，包括化合物環杷明，因為四基因導致出生畸形。多年以后，發現環杷明的作用機理是抑制hedgehog途徑活性(Cooper等，(1998)， Science, 280 1603-7 ;Chen 等，(2002)，Genes and Development，16 :2743-8)。環杷明與相關化合物顯示能對hedgehog途徑起作用而具有抗癌癥活性。雖然開始時很有希望，但此家族的化合物或其類似物中無一成功地開發為抗癌癥藥物。本發明實現了這種需要并具有其它優點。發明概述本發明提供環杷明家族的類固醇生物堿類似物，所述類似物可用于抑制細胞增殖和/或促進細胞凋亡，例如用于治療增殖性疾病，如癌癥。本發明的hedgehog途徑拮抗劑可用于在例如具有以下表型的患者中抑制細胞或組織增殖(或其它生物學結果)Ptc喪失功能、Smo獲得功能或He此ehog獲得功能。在某些應用中，可利用本發明抵消Hedgehog途徑有害激活的表型作用，例如 Hedgehog獲得功能、Ptc喪失功能或Smo獲得功能的突變所致的Hedgehog途徑有害激活。 例如，本方法可包括使細胞(體外或體內)與含量足以拮抗Smo依賴性途徑激活的本發明 hedgehog途徑拮抗劑(下文定義)接觸。這種拮抗劑可終止或減緩有害的細胞增殖并可導致細胞死亡。在某些實施方案中，本發明的方法與化合物可用于在體外和/或體內調節細胞增殖和/或細胞死亡，例如用于治療頭、頸、鼻腔、鼻竇、鼻咽、口腔、口咽、喉、舌、唾液腺、神經節細胞瘤、胰腺、胃、皮膚、食道、肝臟和膽道系統(biliarytree)、骨、小腸、結腸、直腸、卵巢、前列腺、肺、乳腺、淋巴系統、血液、骨髓、中樞神經系統或腦的惡性疾病。在某些實施方案中，本發明的方法與化合物可用于治療對象的銀屑病癥狀。本發明化合物可作為單一藥物或與一種或多種抗銀屑病藥物聯用來治療銀屑病。在具體的實施方案中，本發明化合物局部給予需要的對象。本發明化合物還可配制為含有藥學上可接受的賦形劑的藥物制品以給予患者作為癌癥治療方法。可將本發明的hedgehog途徑拮抗劑和/或含有它們的制品給予患者來治療涉及有害細胞增殖的疾病，例如頭、頸、鼻腔、鼻竇、鼻咽、口腔、口咽、喉、舌、唾液腺、神經節細胞瘤、胰腺、胃、皮膚、食道、肝臟和膽管(biliary tree)、骨、小腸、結腸、直腸、卵巢、 前列腺、肺、乳腺、淋巴系統、血液、骨髓、中樞神經系統或腦的癌癥和/或腫瘤。在某些實施方案中，可全身性(例如胃腸外)和/或部分性(locally)(如局部(topically))給予這種化合物或制品。發明詳述本文所用術語的定義應結合各術語在化學和藥學領域公認的該領域目前狀態的定義。在適當之處給出了范例。除非局限于具體實例，這些定義適用于整個說明書中所用的術語，無論是單獨使用還是作為較大基團的一部分。術語“雜原子”是本領域公認的，指除碳或氫以外的任何元素。示范性雜原子包括硼、氮、氧、磷、硫和硒。術語“烷基”是本領域公認的，包括飽和的脂族基團，包括直鏈烷基、支鏈烷基、環烷基(脂環族)、烷基取代的環烷基與環烷基取代的烷基。在某些實施方案中，直鏈或支鏈烷基在其骨架具有約30個或更少的碳原子(例如，C1-C3tl的直鏈、C3-C3tl的支鏈)，或者約 20個或更少的碳原子。類似地，環烷基在其環結構具有約3-約10個碳原子，或者在環結構中具有約5、6或7個碳。除非另有說明，可任選用合適的取代基取代烷基。取代基的數目通常受限于烷基上可用的化合價的數目；因此，可通過替換存在于未取代基團上的一個或多個氫原子來取代烷基。烷基的合適取代基包括鹵素、=0、= N-CN、= N-OR，、= NR，、0R，、 NR，2、SR，、S02R，、S02NR，2、NR，SO2R \ NR' CONR’ 2、NR，C00R，、NR，C0R，、CN、C00R，、C0NR，2、 00CR，、COR，與NO2，其中R，各自獨立為H、C1-C6烷基、C2-C6雜烷基、C1-C6酰基、C2-C6雜酰基、C6-C10芳基、C5-C10雜芳基、C7-C12芳基烷基或C6-C12雜芳基烷基，每個R’任選為一個或多個選自鹵素、C1-C4烷基、C1-C4雜烷基、C1-C6酰基、C1-C6雜酰基、羥基、氨基和=0的基團取代；并且其中同一取代基上或毗鄰原子上的兩個R’可相連以形成任選最多含有3個選自 N、0和S的雜原子的3-7元環。除非碳原子數目另有說明，“低級烷基”指如上定義但在其骨架中具有1-約10個碳原子，或者1-約6個碳原子的烷基。類似地，“低級烯基”和“低級炔基”具有相似的鏈長。術語“芳烷基”是本領域公認的，指用芳基(例如，芳族或雜芳族基團)取代的烷基。術語“烯基”和“炔基”是本領域公認的，指不飽和脂族基團，其長度類似和可能的取代與上述烷基相似，但分別含有至少一個雙鍵或三鍵，也可含有雙鍵和三鍵混合物。除非另有說明，也可任選用上述烷基的相同取代基取代烯基和炔基。“雜烷基”、“雜烯基”和“雜炔基”等與相應的烴基(烷基、烯基和炔基)類似定義， 但“雜”術語指在骨架殘基中含有1-3個0、S或N雜原子或其組合的基團；因此相應烷基、烯基或炔基的至少一個碳原子為所述雜原子之一所取代從而形成雜烷基、雜烯基或雜炔基。 烷基、烯基和炔基的雜合形式(heteroform)的典型與優選的大小通常與相應的烴基相同， 雜合形式中可能存在的取代基與上述烴基的相同。除非另有說明，也出于化學穩定性的原因，應知道這種基團不包含兩個以上連續的雜原子，除了 N或S上的氧代基團，例如磺酰基。術語“芳基”是本領域公認的，指含有0-4個雜原子的5、6和7元單環芳族基團，例如苯、萘、蒽、芘、吡咯、呋喃、噻吩、咪唑、噁唑、噻唑、三唑、批唑、批啶、吡嗪、噠嗪和嘧啶等。 在環結構中具有雜原子的那些芳基也稱為“芳基雜環”或“雜芳族”。芳環可在一個或多個環位置用上述取代基取代，例如商素、疊氮化物、烷基、芳烷基、烯基、炔基、環烷基、羥基、烷氧基、氨基、硝基、巰基、亞氨基、酰氨基、膦酸酯、次膦酸酯(phosphinate)、羰基、羧基、甲硅烷基、醚、烷硫基、磺酰基、亞磺酰氨基(sulfonamide))、酮、醛、酯、雜環基(heterocyclyl)、 芳族或雜芳族部分、-CF3, -CN等。術語“芳基”也包括具有兩個或多個環的多環系統，其中兩毗鄰環共用兩個或多個碳(所述環是“稠合環”)，其中至少一個環是芳族，例如另一環可以是環烷基、環烯基、環炔基、芳基和/或雜環基。術語“鄰”、“間”和“對”是本領域公認的，分別指1，2-、1，3_和1，4_ 二取代的苯。 例如，名稱1，2_，二甲基苯與鄰二甲基苯是同義的。術語“雜環基”、“雜芳基”或“雜環基團”是本領域公認的，指其環結構中包含1-4 個雜原子的3-約10元環結構，或者3-約7元環。雜環也可以是多元環。雜環基團包括， 例如噻吩、噻蒽、呋喃、吡喃、異苯并呋喃(isobenzofuran)、色烯(chromene)、咕噸、吩咕噸 (phenoxanthene)、吡咯、咪唑、吡唑、異噻唑、異嚼唑、吡啶、吡嗪、嘧啶、噠嗪、中氮茚、異吲哚、噴哚、噴唑、嘌呤、喹嗪、異喹啉、喹啉、2，3-二氮雜萘、1，5-二氮雜萘、喹喔啉、喹唑啉、 噌啉、蝶啶、咔唑、咔啉、菲啶、吖啶、嘧啶、菲咯啉、吩嗪、吩吡嗪、吩噻嗪、呋咱(furazan)、吩嗯嗪、吡咯烷、四氫呋喃(oxolane)、四氫噻吩(thiolane)、嗯唑、哌啶、哌嗪、嗎啉、內酯、內酰胺(如β-丙內酰胺和吡咯烷酮(pyrrolidinone))、磺內酰胺、磺內酯等。雜環可在一個或多個位置用上述取代基取代，例如鹵素、烷基、芳烷基、烯基、炔基、環烷基、羥基、氨基、硝基、巰基、亞氨基、酰氨基、膦酸酯、次膦酸酯、羰基、羧基、甲硅烷基、醚、烷硫基、磺酰基、酮、 醛、酯、雜環基、芳族或雜芳族部分、_CF3、-CN等。術語“多環基”或“多環基團”是本領域公認的，指兩個或多個環(例如，環烷基、環烯基、環炔基、芳基和/或雜環基)，其中兩毗鄰環共用兩個或多個碳，例如所述環是“稠合環”。經非毗鄰原子連接的環稱為“橋”環。多環的各環可用上述取代基取代，例如鹵素、烷基、芳烷基、烯基、炔基、環烷基、羥基、氨基、硝基、巰基、亞氨基、酰氨基、膦酸酯、次膦酸酯、 羰基、羧基、甲硅烷基、醚、烷硫基、磺酰基、酮、醛、酯、雜環基、芳族或雜芳族部分、-CF3, -CN寸。術語“碳環”是本領域公認的，指其中各環原子是碳的芳族或非芳族環。術語“硝基”是本領域公認的，指-NO2 ；術語“鹵素”是本領域公認的，指-F、-Cl、-Br 或-I ；術語“巰基”是本領域公認的，指-SH ；術語“羥基”指-OH ；術語“磺酰基”是本領域公認的，指-S02_。“鹵化物”指定為鹵素相應的陰離子，“擬鹵化物”具有Cotton和Wilkinson 的《高級有機化學》(Advanced Inorganic Chemistry)，第560頁給出的定義。術語“胺”、“氨基”和“銨”是本領域公認的，指未取代和取代的胺，例如以下通式所表示的部分
權利要求
1. 一種方法，該方法包括將式2所示第一化合物與環丙基化試劑接觸以形成式2所示式2所示第一化合物中R1和R8各自獨立為H、烷基、烯基、炔基、芳基、環烷基、雜環烷基、芳烷基、雜芳基、雜芳烷基、鹵化物、巰基、烷硫基、芳硫基、芳烷硫基、羥基、烷氧基、芳氧基、酰氧基、氨基、烷基氨基、芳基氨基、酰基氨基、芳烷基氨基、硝基、酰硫基、羧酰胺、磺酰胺、硫酸酯、-OP(L) (OR2q) 2、-X-C (L) -R21 或-X-C (L) -X-R21 ； R1也可以是糖；各X獨立為0或NR，其中R是H、烷基、烯基、炔基、芳基、環烷基或芳烷基； L是0或S ；R2和R9獨立為H、烷基、烯基、炔基、芳基、環烷基、雜環烷基、腈、芳烷基、烷氧基、芳氧基、酰氧基、羧基、商化物、巰基、烷硫基、芳硫基、芳烷硫基、羥基、氨基、烷基氨基、芳基氨基、酰基氨基、芳烷基氨基、雜芳基或雜芳烷基；R5為H、烷基、烯基、炔基、芳基、環烷基、雜環烷基、芳烷基、烷氧基、芳氧基、酰氧基、鹵化物、羥基、氨基、烷基氨基、芳基氨基、酰基氨基、芳烷基氨基、烷硒基、芳烷硒基、芳硒基、 烷硫基、芳烷硫基、芳硫基、雜芳基或雜芳烷基；R3、R4、R6、R7、R13和R14各自獨立為H、烷基、烯基、炔基、芳基、環烷基、雜環烷基、芳烷基、 烷氧基、芳氧基、酰氧基、商化物、羥基、氨基、烷基氨基、芳基氨基、酰基氨基、芳烷基氨基、 雜芳基或雜芳烷基；或R1與R2和/或R8與R9和它們所結合的碳連接在一起形成-(C = 0) -、- (C = S) -、- (C =N (OR20)) -、- (C = N (R20)) -、- (C = N (N (R20) (R20)))，或形成含有最多兩個選自 N、0 或 S 的雜原子的任選取代的3-8元環；或者R4與R5連接在一起和/或R5與R6連接在一起形成雙鍵； R10與R11連接在一起形成雙鍵；R12是H、烷基、烯基、炔基、芳基、環烷基、雜環烷基、羥基、芳烷基、雜芳基、雜芳烷基、鹵代烷基、烷氧基、-C(O)R21, -CO2R21, -SO2R21, -C(0)N(R21) (R21)、-[C(R21)Jtl-R2^ -[(ff)-N(R21) C(O)JqR21, -[(W)-C(O)JqR21, -[(W)-C(O)OJqR21, -[(W)-OC(O)JqR21, -[(W)-SO2] qR21、- [ (W) -N (R21) SO2] qR21、- [ (W) -C (0) N (R21) ] qR21、- [ (W) -0] qR21、- [ (W) -N (R21) ] qR21 或-[(W)-S]/1 ；其中各W獨立為雙基，q是1、2、3、4、5或6 ；R15、R16和R17獨立為H、烷氧基、芳氧基、酰氧基、鹵化物、羥基、氨基、烷基氨基、 芳基氨基、酰基氨基、芳烷基氨基；或者R15與R16和與它們結合的碳連接在一起形第二化合物，成-C(O)-或-C(S)-；各R2tl獨立為H、烷基、烯基、炔基、芳基、環烷基、雜環烷基、芳烷基、雜芳基或雜芳烷基； 或者同一取代基上的任何兩個R2°可結合在一起形成4-8元任選取代的環；各R21獨立為H、烷基、烯基、炔基、芳基、環烷基、雜環烷基、芳烷基、雜芳基、雜芳烷基或_[C(R2°)2]P_R25，其中ρ是0-6 ；或者同一取代基上的任何兩個R21可結合在一起形成含有最多2個選自N、0、S或P的雜原子的4-8元任選取代的環；與各薩獨立為 H、羥基、酰基氨基、-N(R2tl)COR2tl、-N(R2tl)C (O)OR2tl、-N(R2q) SO2(R2q)、-COR20N(R20)2, -OC(O)R20N(R2q) (R20)、-SO2N(R2q) (R20)、-N(R20) (R20)、-COOR20, -C(O) N(OH) (R21)、-0S(0)20R2°、-S(0)20R2°、-0P(L) (OR20) (OR20)^-NP(O) (OR20) (OR20)或-P(O) (OR20) (OR20)；式 2 所示第二化合物中 R1, R2, R3, R\ R6, R7, R8, R9, R12, R13, R14R15, R16 和 R17 如上所定義； 和式2所示第二化合物中Rw與R11連接在一起形成Ib所表示的基團
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，還包括將式2所示第二化合物與酸接觸以形成式1所示化合物或其藥學上可接受的鹽
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，R13、R14、R15、R16和R17是氫。
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，R1是羥基、糖、-OP(L)(OR20)2, -X-C(L)-R21 或-X-C(L)-X-R21 ；或者R1和R2與和它們結合的碳連接在一起形成-C(0)-。
5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，R4和R5連接在一起形成雙鍵。
6.如權利要求5所述的方法，其特征在于，R1和R2與和它們結合的碳連接在一起形成-C(O)-。
7.如權利要求1所述的方法，其特征在于，R1是羥基，和R2是H。
8.如權利要求1所述的方法，其特征在于，R5和R6連接在一起形成雙鍵。
9.如權利要求1所述的方法，其特征在于，式2所示第二化合物是
10.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述環丙基化試劑是1，1-鹵代烷基金屬絡合物。
11.如權利要求10所述的方法，其特征在于，所述1，1_鹵代烷基金屬絡合物由二碘甲烷與K2Si形成。
全文摘要
本發明提供用于調節平滑(蛋白)依賴性途徑激活的組合物與方法。本發明提供可用于抵消Hedgehog途徑有害激活的表型作用(例如Hedgehog獲得功能、Ptc喪失功能或平滑蛋白獲得功能的突變所致)的環杷明類似物。本發明的化合物特別可用于治療癌癥。
文檔編號C07J75/00GK102241727SQ20111009439
公開日2011年11月16日 申請日期2005年8月26日 優先權日2004年8月27日
發明者A·C·卡斯特羅, J·R·波特, J·亞當斯, M·A·福雷, M·特倫布萊, M·納瓦萊恩, S·加納達南奈爾 申請人:無限藥品股份有限公司