新的哌嗪和哌啶衍生物、它们的合成及其在抑制VDAC寡聚化、细胞凋亡和线粒体功能障碍中的用途制造技术

本申请提供哌嗪和哌啶衍生物、它们的合成及其在抑制VDAC寡聚化、细胞凋亡和线粒体功能障碍中的用途。本申请还提供治疗与所述过程相关的疾病例如阿尔茨海默病的方法。

New piperazine and piperidine derivatives, their synthesis and their use in inhibiting VDAC oligomerization, apoptosis and mitochondrial dysfunction

Piperazine and piperidine derivatives, their synthesis and their use in inhibiting VDAC oligomerization, apoptosis and mitochondrial dysfunction are provided in this application. The application also provides methods for treating diseases related to the process, such as Alzheimer's disease.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】新的哌嗪和哌啶衍生物、它们的合成及其在抑制VDAC寡聚化、细胞凋亡和线粒体功能障碍中的用途本专利技术涉及小的有机化合物用于治疗与增强的细胞凋亡相关的疾病的用途，所述化合物与电压依赖性阴离子通道(VDAC)相互作用、降低其通道电导并作为与细胞凋亡诱导相关的VDAC寡聚化的抑制剂起作用。具体地，本专利技术涉及用于治疗与增强的细胞凋亡相关的疾病(诸如神经变性疾病和心血管疾病)的通式(I)和(II)的化合物。本专利技术还包括包含这些化合物的药物组合物以及使用该化合物及其药物组合物的方法。VDAC通过介导穿过线粒体外膜(OMM)的离子、核苷酸和其他代谢物的流出而形成线粒体与细胞代谢之间的主要界面(interface)(Shoshan-Barmatz,V.,et.al(2010)VDAC,amulti-functionalmitochondrialproteinregulatingbothcelllifeanddeath.MolecularAspectsofMedicine31(3),227-286；Shoshan-Barmatz,V.andBen-Hail,D.(2012)VDAC,amulti-functionalmitochondrialproteinasapharmacologicaltarget,Mitochondrion,12(1):24-34)。VDAC也被认为是线粒体介导的细胞凋亡的关键蛋白。VDAC介导细胞凋亡诱导蛋白从线粒体释放到胞质中，并通过与促凋亡蛋白和抗凋亡蛋白的相互作用调节细胞凋亡(Shoshan-Barmatz,V.,et.al(2010)VDAC,amulti-functionalmitochondrialproteinregulatingbothcelllifeanddeath.MolecularAspectsofMedicine31(3),227-286；Shoshan-BarmatzV.andGolanM.(2012)MitochondrialVDAC:Functionincelllifeanddeathandatargetforcancertherapy,CurrentMedicinalChemistry19(5),714-735)。哌嗪和哌啶被用作各种药物中必需的亚结构基元(motif)。哌嗪吡咯烷-2,5-二酮衍生物也已被证明为苹果酸酶抑制剂(Zhang,Y.Johnetal.2006.Biorganic&MedicinalChemistryLetters16,525-528)。本专利技术人现已发现，一组新的基于哌嗪和哌啶的化合物的成员与VDAC寡聚化直接相互作用并具有高的VDAC寡聚化抑制活性，因此可用作其通道电导、其寡聚化的抑制剂，并因此作为促凋亡蛋白从线粒体中释放的抑制剂，以及凋亡细胞死亡或其他细胞死亡类型(如坏死)的抑制剂。本专利技术提供通式(I)的经取代的哌嗪和哌啶衍生物其中基团R1、R2、R3、L1、L2和A如下文所定义，包括其立体异构体、对映异构体、混合物及其盐。如下文所定义，通式(I)和(II)的化合物适合于抑制线粒体电压依赖性阴离子通道(VDAC)蛋白的寡聚化，这是细胞凋亡进程中的早期和关键步骤。通式(I)和(II)的化合物也适用于保护细胞免于细胞凋亡。通式(I)和(II)的化合物进一步适用于保护细胞免于与细胞凋亡诱导和/或受损的细胞能量产生、活性氧自由基(ROS)产生和/或细胞内钙浓度改变相关的线粒体功能障碍。本专利技术还涉及制备本专利技术的通式(I)化合物的方法。本专利技术还涉及含有本专利技术的式(I)或(II)化合物的药物组合物，以及涉及式(I)和(II)化合物在制备用于治疗疾病和病症，特别是与增强的细胞凋亡或其他细胞死亡类型(如坏死)相关的疾病和病症的药物组合物中用途。根据以下详细描述，本专利技术的其他方面和实施方案对于本领域技术人员将变得显而易见。附图说明图1示出与中间体1相关的两个感兴趣的峰的代表性色谱图和各自的质谱图。图2a示出与式2化合物相关的感兴趣的峰的代表性色谱图和各自的质谱。图2b示出与式2化合物相关的代表性NMR谱。图3示出与中间体2相关的感兴趣的峰的代表性色谱图和各自的质谱。图4a示出与式1化合物相关的感兴趣的峰的代表性色谱图和各自的质谱。图4b示出与式1化合物相关的代表性NMR谱。图5示出与中间体3相关的感兴趣的峰的代表性色谱图和各自的质谱。图6示出与中间体4相关的感兴趣的峰的代表性色谱图和各自的质谱。图7示出与中间体5相关的感兴趣的峰的代表性色谱图和各自的质谱。图8示出与中间体6相关的感兴趣的峰的代表性色谱图和各自的质谱。图9示出与中间体7相关的感兴趣的峰的代表性色谱图和各自的质谱。图10示出与中间体8相关的感兴趣的峰的代表性色谱图和各自的质谱。图11a示出与式3化合物相关的感兴趣的峰的代表性色谱图和各自的质谱。图11b示出与式3化合物相关的氘化DMSO中的代表性NMR谱。图11c示出与式3化合物相关的氘化DMSO和氘化水(D2O)中的代表性NMR谱。图12a和12b示出与式1化合物的分离的单一对映异构体(分别鉴定为BGD-4-1和VBIT-4-2)相关的氘代DMSO中的代表性NMR谱。图13a示出在不存在或存在亚硒酸盐的情况下，具有或不具有VDAC1二聚化抑制剂DNDS(Ben-HailD,Shoshan-BarmatzV.VDAC1-interactinganiontransportinhibitorsinhibitVDAC1oligomerizationandapoptosis.BiochimBiophysActa.2016Jul；1863(7PtA):1612-2)的VDAC1二聚化实验中的BRET2信号。图13b示出在不存在或存在亚硒酸盐的情况下，具有或不具有VDAC1二聚化抑制剂DNDS(Ben-HailD,Shoshan-BarmatzV.VDAC1-interactinganiontransportinhibitorsinhibitVDAC1oligomerizationandapoptosis.BiochimBiophysActa.2016Jul；1863(7PtA):1612-2)的VDAC1寡聚化实验中电印迹凝胶的代表性VDAC1免疫印迹。通过EGS交联稳定VDAC寡聚体。图14a示出在亚硒酸盐存在下，具有或不具有式1的单一对映异构体或外消旋化合物的VDAC1低聚化实验中代表性VDAC1免疫印迹的电印迹凝胶(VDAC1immunoblottedelectroblottedgel)。通过EGS交联稳定VDAC1寡聚体。图14b示意性示出在亚硒酸盐存在下，作为式1的单一对映异构体或外消旋化合物的浓度的函数的凋亡细胞死亡抑制。图15a示出在亚硒酸盐存在下，具有或不具有式1的外消旋化合物及式2和式10化合物的VDAC1寡聚化实验中代表性VDAC1免疫染色的电印迹凝胶(VDAC1immunostainedelectroblottedgel)。图15b示出在亚硒酸盐存在下，作为式1、2和10化合物浓度的函数的VDAC1寡聚化的抑制。实心圆(●)表示式1化合物，空心圆(○)表示式10化合物，且空心方形(□)表示式2化合物。图15c本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.通式(I)化合物：

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.14 US 62/217,9861.通式(I)化合物：其中：A为碳(C)或氮(N)；R3为氢或杂烷基；其中当A为氮(N)时，R3不存在；L1为可以不存在或存在的连接基团，但是如果存在则为氨基连接基团-NR4-，其中R4为氢、C1-n-烷基，其中n为2至5的整数(包括端值)；或经取代的烷基CH2-R，其中R为选自以下的官能团：氢、卤素、卤代烷基、氰基、硝基、羟基、烷基、烯基、芳基、烷氧基、芳基氧基、芳烷氧基、烷基脲基、芳基脲基、氨基、烷基氨基、芳基氨基、二烷基氨基、二芳基氨基、芳基烷基氨基、氨基羰基、烷基氨基羰基、芳基氨基羰基、烷基羰基氧基、芳基羰基氧基、羧基、烷氧基羰基、芳基氧基羰基、磺基、烷基磺酰基酰氨基、烷基磺酰基、芳基磺酰基、烷基亚磺酰基、芳基亚磺酰基或杂芳基；R1为芳族部分，其任选取代有一个或多个Z；Z独立地为一个或多个选自以下的官能团：氢、卤素、卤代烷基、卤代烷氧基、全卤代烷氧基或全氟C1-2烷氧基、氰基、硝基、羟基、烷基、烯基、芳基、烷氧基、芳基氧基、芳烷氧基、烷基脲基、芳基脲基、氨基、烷基氨基、芳基氨基、二烷基氨基、二芳基氨基、芳基烷基氨基、氨基羰基、烷基氨基羰基、芳基氨基羰基、烷基羰基氧基、芳基羰基氧基、羧基、烷氧基羰基、芳基氧基羰基、磺基、烷基磺酰基酰氨基、烷基磺酰基、芳基磺酰基、烷基亚磺酰基、芳基亚磺酰基或杂芳基；L2为连接基团，如此当A为氮(N)时，L2为包含4-10个原子、任选形成闭合环的基团，其中至少一个原子为氮，所述氮形成酰胺基团的部分；且当A为碳(C)时，则L2为C1-n亚烷基，其中n为2至4的整数(包括端值)；R2为苯基或萘基，任选取代有卤素；条件是当A为碳(C)，L1为-NR4-，R4为氢，且R2为取代有氯的苯基时，则L2不为吡咯烷-2,5-二酮；或其对映异构体、非对映异构体、混合物或盐。2.权利要求1的化合物，其中A为氮(N)，且所述连接基团L2选自C4-6-烷基酰胺亚基和吡咯烷亚基，所述连接基团任选取代有一个或两个烷基、羟基、氧代或硫代基团。3.权利要求2的化合物，其中L2选自丁酰胺亚基、N-甲基丁酰胺亚基、N,N-二甲基丁酰胺亚基、4-羟基丁酰胺亚基、4-氧代丁酰胺亚基、4-羟基-N-甲基丁酰胺亚基、4-氧代-N-甲基丁酰胺亚基、2-吡咯烷酮亚基、吡咯烷-2,5-二酮亚基、5-硫代-2-吡咯烷酮亚基和5-甲氧基-2-吡咯烷酮亚基。4.权利要求3的化合物，其中当L2为丁酰胺亚基、N-甲基丁酰胺亚基、N,N-二甲基丁酰胺亚基、4-羟基丁酰胺亚基、4-氧代丁酰胺亚基、4-羟基-N-甲基丁酰胺亚基或4-氧代-N-甲基丁酰胺亚基时，则丁酰胺部分第三位的碳(C)与哌嗪环或哌啶环的氮(N)键合，并且丁酰胺部分的氮(N)与R2键合；或其中当L2为2-吡咯烷酮、吡咯烷-2,5-二酮、5-硫代-2-吡咯烷酮或5-甲氧基-2-吡咯烷酮时，则吡咯烷部分的碳(C)与哌嗪环或哌啶环的氮(N)键合，并且吡咯烷部分的氮(N)与R2键合。5.权利要求1的化合物，其中A为碳(C)，R3为杂烷基，且L2为亚甲基。6.权利要求1的化合物，其具有通式(Ia)：其中：A、R3、Z和L1如权利要求1中所定义，L2'为选自以下的连接基团：C4-烷基酰胺亚基、C5-烷基酰胺亚基或C6-烷基酰胺亚基，任选取代有一个或两个烷基、羟基、氧代或硫代基团；且Y为卤素；或其对映异构体、非对映异构体、混合物或盐。7.权利要求6的化合物，其中烷基酰胺亚基L2'的3位的碳(C)与哌嗪环或哌啶环的氮(N)键合，且所述烷基酰胺亚基L2'的氮(N)与苯基键合。8.权利要求1的化合物，其具有通式(Ib)：其中：A、R3和Z如权利要求1所定义，L1不存在；L2"为吡咯烷亚基连接基团，其任选取代有一个或两个烷基、羟基、氧代或硫代基团；Y为卤素；或其对映异构体、非对映异构体、混合物或盐。9.权利要求8的化合物，其中L2"选自2-吡咯烷酮亚基、吡咯烷-2,5-二酮亚基、5-硫代-2-吡咯烷酮亚基和5-甲氧基-2-吡咯烷酮亚基。10.权利要求8的化合物，其中吡咯烷基部分L2"的碳(C)原子与哌嗪环或哌啶环的氮(N)键合且吡咯烷基部分的氮(N)与苯基键合。11.权利要求1的化合物，其具有通式(Ic)：其中：A、R3和Z如权利要求1所定义，L1为-NH-；Y1和Y2可以不存在或存在，但如果存在则独立地为卤素；或其对映异构体、非对映异构体、混合物或盐。12.权利要求11的化合物，其中R3为-C(O)NHCH2C(O)OH基团。13.前述权利要求中任一项的化合物，其中Z为C1-2-烷氧基或全氟C1-2烷氧基。14.权利要求2的化合物，其具有通式(Id)：其中Z为全氟C1-2烷氧基，且Y为卤素。15.权利要求14的化合物，其具有式1：或其对映异构体、非对映异构体、混合物或盐。16.权利要求14的化合物，其具有式2：或其对映异构体、非对映异构体、混合物或盐。17.权利要求12的化合物，其具有式3：或其对映异构体、非对映异构体、混合物或盐。18.药物组合物，其含有权利要求1-17中任一项的化合物以及一种或多种药用赋形剂。19...

【专利技术属性】
技术研发人员：V·苏珊巴曼，A·列弗古斯曼，
申请(专利权)人：内盖夫国家生物技术研究所，
类型：发明
国别省市：以色列,IL