2-((4-氨基-3-(3-氟-5-羥基苯基)-1h-吡唑并[3,4-d]嘧啶-1-基)甲基)-3-(2-(三氟甲 ...的制作方法
【專利說明】2- ((4-氨基-3- (3-氣-5-超基苯基）-I/tM比畦并[3, 4-幻 略惦-1-基）甲基）-3-(2-(H氣甲基）芐基）喧畦 嘟-4 (3旬-鋼衍生物和其作為磯酸肌醇3-激酶抑制劑的用 途 發明領域
[0001] 本發明設及抑制憐酸肌醇3-激酶（PI3激酶，PI3K)的化合物。具體而言，本公開 內容設及抑制PI3K5亞型和（另外）其丫亞型的化合物，設及所述化合物在治療中的用 途，包括在藥物組合中的用途，尤其在治療炎性疾病中的用途，所述炎性疾病包括肺部炎性 疾病，諸如COTO和哮喘。本發明還延伸至制備所述化合物的方法和包含所述化合物的藥物 組合物。
[0002] 發巧背景 脂質激酶催化脂質憐酸化，產生參與調節各種各樣生理過程（包括細胞遷移和粘附） 的種類。PI3激酶（PI3K)是膜相關蛋白，屬于催化本身與細胞膜相關的脂質憐酸化的酶類。 PI3K5同工酶是負責產生各種3'-憐酸化憐酸肌醇的I型PI3K激酶的四種同工酶之 一，其介導細胞信號轉導并設及炎癥、生長因子信號轉導、惡性轉化和免疫[參見Rameh,L E.和Cantl巧的綜述，LC. 乂仿'口又紐e曲.，1999，iy4:8：M7-8350.]。
[0003]PI3K參與控制炎癥已經在使用諸如LY-294002和渥曼青霉素（Wodmannin)的泛 活性（pan-active)PI3K抑制劑的若干模型中得W證實[Ito,K.等人， 巧er.，2007, 321:1-8.]。最近已采用選擇性PI3K抑制劑或在如下所述的缺乏特定 的同工酶的敲除小鼠進行了研究。運些研究已經證明受PI3K酶控制的途徑在炎癥中的作 用。發現PI3K5選擇性抑制劑IC-87114抑制氣道高反應性、I姐釋放、促炎細胞因子表達、 炎性細胞積聚到肺部W及卵清蛋白敏化的、卵清蛋白攻擊的小鼠中的血管通透性[Lee,K. 5.等人，乂^心6巧;^^/如./曲邸/打0又，2006，118:403-409和1^66，1(.5.等人，劇5'做/.，2006，20:455-65.]。另外，IC-87114降低由I姐刺激的嗜中性粒細胞在小鼠肺中的 積聚和嗜中性粒細胞功能[Sa化U, C.等人，仿'ocAe曲.仿'OjOAjw.化6.仿皿?K/打.，2003, 308:764-9]O
[0004]PI3K5同工酶由膜島素和其他生長因子W及由G蛋白偶聯蛋白信號轉導和炎性 細胞因子活化。此外，采用敲除小鼠的研究掲示：PI3K丫的活化在哮喘發病機理中可能是 重要的。例如，鼠肥大細胞應答在體外和體內因需要功能性PI3K丫的自分泌信號而加劇。 當經受被動全身性過敏反應攻擊時，缺乏PI3K丫的小鼠當不顯示水腫[WymannM.P.等 人，化OcAe曲.5bc.化ms.，2003，31:275-80.]。因此PI3K丫延遲經由各種G蛋白偶 聯受體（GPCR)的炎性信號，尤其是通過控制肥大細胞功能而延遲所述炎性信號。還報道， 與野生型動物相比，嗜酸性粒細胞在卵清蛋白敏化和攻擊的小鼠中的積聚在運些PI3K丫 缺乏小鼠中受到抑制[LimD.H.等人，乂 仿心., 2009，296(2):L210-L219]。最后，用PI3K丫抑制劑治療減輕肺切片中比-13增大的氣道 收縮性[JiangH.等人，乂 公X/?. ^er.，2012, 342(2):305-11]。
[0005]最近，據報道，當通過霧化施用時，PI3K雙重5/丫抑制劑TG100-115在鼠模型中 抑制肺嗜酸性粒細胞并降低白介素-13水平、粘蛋白積聚和氣道高反應性。同一作者還報 道：所述化合物能夠抑制由LPS或香煙煙霧誘導的肺嗜中性粒細胞巧oukas,J.等人，/ &取 2009,328^58-765.]。據報道，與PI3K5 選擇性抑制劑相比， PI3K5和丫的其他小分子抑制劑產生對LI^誘導的TNFa產生和T細胞活化的優良的抑 制作用[Williams0.等人，紐6曲化，2010，17(2) : 123-:34.]。
[0006] 由于PI3K5同工酶還被氧化應激活化，因此它有可能在其中設及高水平的氧化 應激的那些疾病中作為治療干設的祀標而有重要意義。PI3K信號轉導途徑的下游介質包 括Akt(絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶）化及雷帕霉素的哺乳動物祀標一酶mTOR。最近的研究 工作提示，PI3K5的活化導致Akt憐酸化，能夠在另外的皮質類固醇敏感性細胞中誘導皮 質類固醇抗性[To, ￥.等人，心?. 乂 化邱打.Crif.Careifet/.，2010，182:897-904.]。 運些觀察結果已經得出下述假說：該信號轉導級聯可能是負責在患有COPD的患者W及吸 煙的哮喘患者的肺部中觀察到的炎癥的皮質類固醇敏感性（從而使肺經受增加的氧化應 激）的一種機制。實際上，已有提示：用于治療COTO和哮喘的化合物茶堿通過設及與受PI3 激酶5控制的途徑相互作用的機制，逆轉類固醇不敏感性[To,Y.等人，心;.乂化Wir. Crit. CareMed.,2010, 182:897-904. ] 〇
[0007] 目前，哮喘和COPD的治療主要是吸入治療，根據臨床適當判斷，使用皮質類固醇、 毒葦堿括抗劑和P2激動劑的組合。解決COTO和哮喘中未滿足的醫學需求的一個途徑是 鑒定新的吸入性藥物，其當用作單一療法或與來自運=個藥理學類別的一種或多種藥物組 合時具有提供顯著益處的潛力。因此，仍然需要鑒別和開發具有在哮喘、COTO和其他炎性 疾病中提供增強治療功效的潛力的同工酶選擇性PI3K抑制劑。
[0008] WO2012/052753 公開了6-(2-((4-氨基-3-(3-徑基苯基）-1 滬化挫并巧，4-d] 喀晚-1-基）甲基）-3-(2-氯芐基）-4-氧代-3, 4-二氨哇挫嘟-5-基）雙（2-甲氧 基乙基）己-5-烘酷胺，其在本文中稱為現有技術化合物A。
[0009] WO2011/048111公開了某些3-芐基-5-烘基-哇挫嘟-4(3句-酬。其中公開 的一個化合物實例是2-((4-氨基-3-(3-?基苯基）-1滬化挫并化4-d喀晚-1-基） 甲基）-3-(2-氣芐基）-5-(3-(2-(2-甲氧基乙氧基）乙氧基）丙-1-烘基）哇挫 嘟-4 (3句-酬，其在本文中稱為實施例50。
[0010] 運些現有技術化合物中沒有一個具有本文所述的式（I)化合物的同樣的有益概 況。
[0011] 發巧概沐 按照本發明，提供式（I)化合物：
或其藥學上可接受的鹽，包括其所有立體異構體、互變異構體及同位素衍生物。
[0012] 在本發明的另一方面，提供呈固體晶體形式的式（I)化合物。
[0013] 在本發明的再一方面，提供呈其2型結晶多晶型物的形式的式（I)化合物（在本 文中有時被稱為"2型結晶多晶型物"）。
[0014] 在本發明的再一方面，提供呈其3型結晶多晶型物的形式的式（I)化合物（在本 文中有時被稱為"3型結晶多晶型物"）。
[0015] 下文提供了現有技術化合物化合物A和實施例50與本公開的化合物的體外概況 的比較（參見實驗部分中的表5)。本發明化合物是特別有效的雙重PI3K5/丫同工酶抑 制劑，運是賦予其相對于先前公開的化合物而言不同而有益的治療概況的藥理學特征。由 式（I)化合物在作為預示肺部炎癥的治療功效和臨床益處的動物模型中的體內概況來看， 本發明的運一方面尤其明顯（參見實驗部分的表8-12)。
[0016] 在一個實施方案中，當在測量實驗物質抑制多聚IC誘導的嗜中性粒細胞流入小 鼠肺部的體內測定中進行比較時，本公開的化合物相對于現有技術化合物具有改進的抑制 活性。所顯示的改進可W是本領域先前公開的已知化合物的1倍、2倍、3倍、4倍、5倍、6 倍、7倍、8倍、9倍或10倍（或更高）。
[0017] 在體內多聚IC測定中的活性被認為指示本發明化合物抑制患有哮喘或COTO的患 者中病毒誘導性惡化的潛力。認為病毒感染通過使患者肺部的炎癥惡化和通過產生類固醇 抗性表型而誘導疾病惡化。多聚IC刺激病毒促炎的機制之一。
[0018] 本文所述化合物的藥物樣特性，包括其固有的物理和化學穩定性、溶解性概況、尤 其是其特有的生物活性，使得所述化合物特別適合用作藥劑，尤其適合用于治療炎性介導 的疾病。
[001引 附圖簡沐 圖la:為柱狀圖，表示用化合物（I)或化合物A治療對多聚I:C誘導的嗜中性粒細胞 在小鼠氣道中積聚的影響。
[0020] 圖化:顯示化合物（I)相對于化合物A對多聚I:C誘導的嗜中性粒細胞在小鼠氣 道中積聚的抑制效力的比較。
[0021] 圖2a:為柱狀圖，表示用化合物（I)或化合物A治療對香煙煙霧誘導的巨隧細胞 在鼠BALF中積聚的影響。
[0022] 圖化:為柱狀圖，表示用化合物（I)或化合物A治療對香煙煙霧誘導的嗜中性粒 細胞在鼠BALF中積聚的影響。
[0023] 圖3:為X射線粉末衍射狂RPD)圖，由I型結晶多晶型物樣品獲得（參見實施例 2)O
[0024] 圖4:顯示1型結晶多晶型物樣品的熱比重分析（TGA)(上圖）和差示掃描量熱 分析值SC)(下圖）（參見實施例2)。
[002引圖5:為XRPD圖，由2型結晶多晶型物樣品獲得（參見實施例4)。
[002引圖6:顯示2型結晶多晶型物樣品的TGA分析（參見實施例4)。
[0027] 圖7:顯示2型結晶多晶型物樣品的DSC分析（參見實施例4)。
[0028] 圖8:為2型結晶多晶型物樣品的DVS等溫圖（參見實施例4)。
[0029] 圖9:為2型結晶多晶型物樣品的質量圖的DVS變化（參見實施例4)。
[0030] 圖10:顯示對2型結晶多晶型物樣品的DVS分析之前（下圖）和之后（上圖）獲 得的XRPD圖（參見實施例4)。
[0031] 圖11:顯示2型結晶多晶型物樣品的XRPD圖，其獲自膽存之前（下圖）W及在 25°C/ 96%RH(中圖）和40°C/ 75%RH(上圖）膽存1周之后（參見實施例4)。
[003引圖12:為XRPD圖，由3型結晶多晶型物樣品獲得（參見實施例8)。
[003引圖13:顯示3型結晶多晶型物樣品的TGA(上圖）和DSC(下圖）分析（參見實 施例8)。
[0034]圖14:為對3型結晶多晶型物樣品的GVS分析（參見實施例8)。
[00巧]圖15:顯不XRPD圖，在對3型結晶多晶型物樣品進行GVS分析之前（下圖）和之 后（上圖）獲得（參見實施例8)。
[003引圖16:顯示3型結晶多晶型物樣品在膽存之前（下圖）化及在25°C/ 96%RH(中 圖）和40°C/ 75%RH(上圖）膽存1周之后的XRPD圖（參見實施例8)。
[0037] 圖17:顯示由7型（上圖）、6型、5型、4型、3型、2型和1型（下圖）樣品獲得的 XRPD圖的覆蓋圖（參見實施例9-12)。
[0038] 發巧詳沐 本文所用的術語抑制劑意指在體外酶測定中降低（例如至少10%、20%、30%、40%、50%或 更多）或消除祀蛋白（例如PI3K5同工酶）的生物活性的化合物。
[0039] 本文所用的術語5 / 丫抑制劑意指運樣的事實，即所述化合物在一定程度上抑制 運兩種同工酶的抑制活性，盡管不必W同等程度抑制。
[0040] 本公開的化合物在基于細胞的篩選系統中有活性，從而證明它具有透過細胞的適 當特性，并能發揮細胞內藥理學作用（參見實驗部分的表6和表7)。
[0041] 本公開的化合物具有對于藥物而言治療相關的和合乎要求的藥學特性，例如理化 性質，包括足夠的化學和光穩定性、合適的溶解性概況和有效的活性。
[0042] 在一個實施方案中，提供本發明化合物的藥學上可接受的鹽。
[0043] 在一個實施方案中，提供本發明化合物的藥學上可接受的酸加成鹽。
[0044] 上文所述的藥學上可接受的酸加成鹽意指包括式（I)化合物能夠形成的治療活 性的、無毒的酸加成鹽。運些藥學上可接受的酸加成鹽可W方便通過用運種合適酸的實例 處理式（I)化合物的游離堿形式而獲得。合適酸的實例包括例如：無機酸，如鹽酸、氨漠 酸W及硫酸、憐酸等；或有機酸，諸如例如乙酸、丙酸、徑基乙酸、乳酸、丙二酸、班巧酸、馬來 酸、富馬酸、蘋果酸、酒石酸、巧樣酸、甲橫酸、對甲苯橫酸、環拉酸、水楊酸、對氨基水楊酸、 己莫酸等。合適酸的其他實例是苯橫酸。
[0045] 式（I)化合物的鹽的實例包括所有藥學上可接受的鹽，例如但不限于：無機酸的 酸加成鹽，如HCl和皿r鹽；和有機酸的加成鹽，如甲橫酸鹽。其他實例包括硫酸鹽和憐酸 ±h rm. O
[0046] 在另一實施方案中，通過使式（I)化合物與合適的堿反應，提供本發明化合物的 藥學上可接受的鹽。合適堿的實例包括但不限于氨氧化鋼、氨氧化鐘、氨氧化儀、氨氧化巧、 k精氨酸、膽堿和k賴氨酸。
[0047] 在一個實施方案中，提供作為游離堿的2-((4-氨基-3-(3-氣-5-徑基苯 基）-1滬化挫并化4-d喀晚-1-基）甲基）-5-(3-(2-(2-甲氧基乙氧基）乙氧基） 丙-1-烘-1-基）-3-(2-(S氣甲基）芐基）哇挫嘟-4 (3句-酬。
[0048] 本發明還延伸至本文公開的化合物的溶劑化物。溶劑化物的實例包括水合物。
[0049] 本公開的化合物包括其中所指定的原子為天然存在或非天然存在的同位素的化 合物。在一個實施方案中，所述同位素為穩定的同位素。因此，本公開的化合物包括，例如 含有取代氨原子的一個或多個気原子等的化合物。
[0050] 本公開也延伸至本文所限定化合物的所有多晶形式。
[0051] 式（I)化合物可W通過包括W下步驟的方法方便地制備： 使式（II)化合物：
或其受保護的衍生物（其中LGi表示離去基團如面代基，特別是漠代基），與式（III) 化合物：
在合適的催化劑和有機堿的存在下并在極性非質子溶劑中在惰性氣氛下反應。合適的 催化劑包括艦化亞酬存在下的鈕催化劑，如雙苯基麟）二氯化鈕（II)。用于該轉化的 合適極性非質子溶劑是DMF，合適的惰性氣氛是氮氣。
[0052] 對于其中式（II)化合物為受保護衍生物的合成方法而言，正如本領域眾所周知 和實踐的，通過合適的脫保護步驟來顯示式（I)化合物。例如，當用甲娃烷基（例如叔下基 二甲基甲娃烷基）保護式（I)化合物中存在的酪時，通過在極性非質子溶劑如DMF存在下 用諸如四下基氣化錠的試劑處理，可W實施脫保護步驟。該反應可W在降低的溫度如于(TC 下進行。
[0053] 式（II)化合物可W通過使式（IV)化合物：
或其受保護的衍生物（其中LGi為如上文對于式（II)化合物所限定的離去基團且LG2 也為離去基團如面代基，例如面素原子，適宜為氯），與式（V)化合物：
或其受保護的衍生物，在堿存在下并在極性非質子溶劑中反應而制得。
[0054] 用于該轉化的合適堿包括碳酸鐘，合適的極性非質子溶劑為DMF。
[0055] 合成方法包括被視為有利于在偶聯步驟中保護式（VII)化合物的酪徑基的方法， 且合適的受保護的衍生物包括叔下基二甲基甲娃烷基酸和叔下基酸。
[005引或者，式（n)化合物可W通過如下步驟制得：使式化合物：
或其受保護的衍生物（其中LGi為如上文對于式（II)化合物所限定，且LG3表示離去 基團如面代基，特別是艦代基），與式（VII)化合物：
或其受保護的衍生物，在適宜的貴金屬催化劑、無機堿存在下并在極性質子溶劑中在 惰性氣氛下反應；隨后，如合適進行脫保護。
[0057] 適宜的催化劑為四（S苯基麟）鈕（0)。
[0058] 適宜的無機堿為碳酸鋼，適宜的極性質子溶劑為乙醇。
[0059] 該反應可W在升高的溫度如85°C下長時間進行，例如3天，然后冷卻至RT。
[0060] 保護基可能有利于在上述一個或多個反應序列中遮蔽化學敏感基團，W確保所述 過程中的一個或多個是有效的。因此，如有需要或必要，中間體化合物可W利用常規保護基 加W保護。保護基及其脫除的手段描述于"ProtectiveGroupsinOrganicSynthesis", HieodoraW.Greene和F*eterG.M.Wilts,JohnWil巧 &SonsInc出版；4thRevEd., 2006，ISBN-10: 0471697540。
[0061] 作為本發明的一個方面，要求保護新的中間體。
[0062] 有利的是，本發明的化合物（I)并不顯示出旋轉對映異構現象。
[0063]按照本公開實施例2制備的化合物（I)作為1型結晶多晶型物制得。所述1型結 晶多晶型物的特征為基本如圖3所示的XRPD圖。
[0064] 發現1型結晶多晶型物樣品的熱行為是復雜的。如實施例2中所論述且如圖4 (下圖）所示的DSC分析所說明的，1型結晶多晶型物的樣品在加熱時經歷了多個事件，最 終轉變為不同的結晶多晶型物，后者在本文中被稱為2型結晶多晶型物。
[0065] 發現2型結晶多晶型物是無水的，于約190°C(最大峰值）下融化分解。對大多 數溶劑而言，對1型結晶多晶型物進行制漿實驗導致形成2型結晶多晶型物，盡管通過將1 型結晶多晶型物在二氯甲燒中制漿獲得了在本文被稱為3型結晶多晶型物的無水結晶多 晶型物。發現3型結晶多晶型物是無水的，于約186°C(最大峰值，參見實施例8)下融化 分解。通過用THF、1，4-二嗯燒、10%水/乙臘或10%水/丙酬將1型結晶多晶型物或無定 形的化合物（I)制漿，還獲得了化合物（I)的多種假多晶型物（4、5、6和7型假多晶型物） (參見實施例9-12)。
[006引在化合物（I)的7種不同的多晶和假多晶形式中，2型和3型結晶多晶型物具有最 具前景的固態特性，2型結晶多晶型物因烙點更高而最為有利。
[0067] 用2型和3型結晶多晶型物在各種溶劑中的50/50混合物在各種溫度下進行競爭 性漿實驗（參見實施例13)。所有實驗都得到2型結晶多晶型物，證實運是熱力學上更穩定 的形式。考慮到理想的是最大限度地減小在化合物膽存和含所述化合物的藥物產品生產期 間或在運種產品生產后的使用期限期間多晶形式互相轉化的風險，2型結晶多晶型物相對 于3型結晶多晶型物和化合物（I)的其他多晶形式具有優勢。
[0068] 適宜的是，2型結晶多晶型物通過使化合物（I)在1-丙醇中結晶而制得。采用 1-丙醇的示例性程序描述于實施例3,接種或不接種。
[0069] 2型結晶多晶型物也可W