CN110746402B - 一种2-n-芳基-4-n-芳基-5-氟嘧啶类化合物及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种2‑N‑芳基‑4‑N‑芳基‑5‑氟嘧啶类化合物及其制备和应用，结构如式(I)所示，Ar为取代或者未取代的芳基，所述的芳基上的取代基为烷基、烷氧基、卤素或4‑甲基哌嗪‑1‑基。试验结果表明，该2‑N‑芳基‑4‑N‑芳基‑5‑氟嘧啶类化合物能够高效地抑制FGFR4V550L，可以作为一种潜在的高抑制活性的FGFR4V550苗头化合物。

Description

一种2-N-芳基-4-N-芳基-5-氟嘧啶类化合物及其制备方法和 应用
技术领域
本发明属于药物化学领域，具体涉及一种2-N-芳基-4-N-芳基-5-氟嘧啶类化合物及其制备方法和应用。
背景技术
成纤维生长因子受体(FGFR)是一类穿膜的受体酪氨酸激酶，目前已知的FGFR主要包括4种类型，即FGFR1、FGFR2、FGFR3及FGFR4，FGFR家族成员在控制细胞增殖和分化的信号通路中发挥着重要作用。在FGFR的4个成员中，FGFR4与FGFR1～3在结构和功能上均有较大差异。在结构上，FGFR4与其它三种同源性最少，蛋白结构域差异较大，而且FGFR4的膜外部分的D3域结构也与FGFR1～3不同。在功能上，FGFR1基因高表达常见于鳞状非小细胞肺癌、乳腺癌、卵巢癌、膀胱癌等，FGFR2和3的高表达则与胃癌、乳腺癌、膀胱癌有关，而FGFR4高表达与肝癌***密切。此外，FGFR4的敲除不会导致早期胚胎致死，不像FGFR1～3那样参与调节骨骼的发育。因此，选择性靶向FGFR4的小分子抑制剂来***将不会带来重大的副作用，相对更有优势。
已有部分FGFR4抑制剂陆续被报道或进入临床试验。目前，已知重要的FGFR4抑制剂化合物有：吡唑类，如AZD454714和CH518328415等；嘧啶类衍生物，如NVP-BGJ39816；吲唑类化合物LY287445517以及以咪唑并[1,2-b]哒嗪为主要药效团的化合物Ponatinib。这些抑制剂针对FGFR4及其同家族激酶成员显示了不同程度的抑制活性和选择性。英国Blueprint医药公司公布了首个FGFR4选择性抑制剂BLU9931，该化合物以喹唑啉为母核，在体内、外试验中均体现了良好的FGFR4选择性抑制作用。然而，BLU9931最终因物化参数不合理、水溶性差等成药性缺陷未能进入临床研究阶段(HAGEL M,MIDUTURU C,SHEETS M,etal.First selective small molecule inhibitor of FGFR4 for the treatment ofhepatocellular carcinomas with an activated FGFR4 signaling pathway[J].CancerDiscov,2015,5,424-437.)。化学结构经修饰后的BLU554相对于BLU9931具有更好的溶解性，目前已经作为肝癌治疗药物进入临床I期研究阶段(Lin X,Yosaatmadja Y,KalyukinaM,et al.Rotational freedom,steric hindrance,and protein dynamics explainBLU554 selectivity for the hinge cysteine of FGFR4[J].ACS Med ChemLett,2019,10(8):1180-1186.)。
FGFR4抑制剂虽然发展迅速，除了大部分抑制剂的抑制能力和选择性不够高以外，现有的几个较好的抑制剂往往因药代缺陷、代谢或“脱靶效应”等问题，最终只有极少数能进入临床研究。此外，继发性耐药是限制FGFR4抑制剂临床应用的另一重要原因(GALLO LH,NELSON KN,MEYER AN,et al.Functions of fibroblast growth factor receptors incancer defined by novel translocations and mutations[J].Cytokine GrowthFactor Rev,2015,26(4):425-449.)。第一代FGFR4抑制剂或一些多靶点抑制剂(如索拉非尼等)，在经过9～12个月的临床用药后通常会发生明显的继发性耐药(如V550L残基错位突变)，极大限制了肿瘤患者生存时间的延长(GAO L,WANG X,TANG Y,et al.FGF19/FGFR4signaling contributes to the resistance of hepatocellular carcinoma tosorafenib[J].J ExpClin Cancer Res,2017,36(1):8.)。但截至目前，仍未见可用于逆转FGFR4V550L耐药的小分子抑制剂的文献报道。
发明内容
本发明提供了一种2-N-芳基-4-N-芳基-5-氟嘧啶类化合物，该化合物具有较高的FGFR4抑制作用，可以作为一种有潜力的抗癌药。
一种2-N-芳基-4-N-芳基-5-氟嘧啶类化合物，结构如式(I)所示：
Figure BDA0002210147600000021
式(I)中，Ar为取代或者未取代的芳基；
所述的芳基上的取代基为烷基、烷氧基、卤素或4-甲基哌嗪-1-基。
作为优选，所述的2-N-芳基-4-N-芳基-5-氟嘧啶类化合物为下式所示的化合物：
Figure BDA0002210147600000031
体外激酶抑制活性测试结果表明，该化合物对FGFR4V550L激酶有较强的抑制活性，其IC50值为157.8nM，高于其他类似的化合物。
本发明还提供了一种所述的2-N-芳基-4-N-芳基-5-氟嘧啶类化合物的制备方法，包括以下步骤：
(1)在N,N-二甲基甲酰胺和碱的作用下，2,4-二氯-5-氟嘧啶与6-氨基吲唑进行反应，得到中间体；
(2)在甲醇和酸的作用下，步骤(1)得到的中间体与芳胺进行反应，得到所述的2-N-芳基-4-N-芳基-5-氟嘧啶类化合物。
作为优选，步骤(1)中，所述的碱为N,N-二异丙基乙胺。
作为优选，步骤(2)中，所述的酸为三氟乙酸。
作为优选，步骤(2)中，所述的芳胺为4-(4-甲基哌嗪)苯胺。
本发明还提供了一种所述的2-N-芳基-4-N-芳基-5-氟嘧啶类化合物在药物制备中的应用，所述的药物用于治疗或预防肿瘤。
作为优选，所述的药物用于选择性抑制FGFR4。
作为进一步的优选，所述的药物用于抑制肝癌细胞。
同现有技术相比，本发明的有益效果体现在：
本发明所合成的2-N-芳基-4-N-芳基-5-氟嘧啶类化合物为新化合物，同时，体外抗肿瘤激酶抑制评价结果表明，该化合物对FGFR4V550L激酶具有最强的抑制活性，相对于先导化合物D3抑制活性提高了近5倍。
具体实施方式
实施例1
化合物的合成
熔点采用X-4显微熔点仪测定(温度未经校正)；质谱采用Agilent 1100系列单四级杆液质联用仪测定。1H-NMR、13C-NMR采用BrukerAVANCE III500核磁共振仪测定(DMSO-d6为溶剂，TMS为内标)；薄层色谱用GF254硅胶板和柱色谱用硅胶粉(200～300目)分别购于阿拉丁试剂公司(aladdin，上海晶纯生化科技股份有限公司)和国药集团化学试剂有限公司；其他所用试剂和溶剂均为市售分析纯商品，根据需要经无水干燥处理后使用。
合成路线如下：
Figure BDA0002210147600000041
1.1中间体3a～3j合成通法(以3a为例)
将333.94mg(2.0mmol)2,4-二氯-5-氟嘧啶和516.96mg(4.0mmol)N,N-二异丙基乙胺(DIPEA)溶解于5mL干燥的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中。冰浴搅拌条件下，缓缓加入溶于2mL DMF中的6-氨基吲唑(266.3mg，2mmol)。1小时后，将反应液缓慢升温至室温，并用TLC监测反应。反应结束后向反应液中加入大量冷超纯水，析出沉淀后。抽滤，乙醇洗涤，滤饼烘干后得到淡黄色固体(3a)55.8mg，收率70.2％。3b～3j收率10％～95.1％。
1.2 4-(4-甲基哌嗪)硝基苯(6)的合成
将1.0g(7.1mmol)对氟硝基苯(4)和1.42g(14.17mmol)N-甲基哌嗪(5)共同溶解于10mL干燥的二甲基亚砜(DMSO)中，再向混合溶液中加入1.96g(14.17mmol)碳酸钾。常温搅拌反应5h后，向反应液中加入冰水，析出沉淀后，抽滤，滤饼烘干后得到黄色产物(6)1.18g，收率75.25％。
1.3 4-(4-甲基哌嗪)苯胺(7)的合成
将1.0g 4-(4-甲基哌嗪)硝基苯(6)溶解于10mL甲醇中，搅拌下缓慢加入催化量的10％Pd/C(质量分数)并通入氢气，常温反应5h。反应液抽滤并用甲醇洗涤滤饼。滤液减压旋干除去甲醇，残渣经硅胶柱色谱分离后，得灰白色固体4-(4-甲基哌嗪)苯胺(7)0.72g，收率83.7％。
目标化合物8a～8j合成通法(以8a为例)
将263.66mg(1.0mmol)中间体3a和191.27mg(1.0mmol)4-(4-甲基哌嗪)苯胺(7)溶于5mL甲醇中，搅拌条件下缓慢滴入0.20mL三氟乙酸(TFA)，反应液在80℃下加热回流2h。反应结束后，冷却到室温，反应液依次用饱和碳酸氢钠溶液调pH至中性，乙酸乙酯(10mL×3)萃取，合并有机相，饱和氯化钠溶液洗涤，无水硫酸钠干燥。过滤，减压浓缩滤液，硅胶柱色谱分离后，得棕黄色目标产物8a112.4 mg，收率95.1％。合成的9个目标化合物的收率、理化性质及波谱数据详见表1。
Figure BDA0002210147600000051
Figure BDA0002210147600000061
实施例2对FGFR4V550L蛋白激酶的抑制活性测试
采用Caliper EZ Reader药物筛选平台测试目标化合物8a～8j对FGFR4V550L蛋白激酶的抑制活性。实验步骤：配置1.25x激酶反应缓冲液(62.5mmol/L HEPES，pH 7.5；0.001875％Brij-35；12.5mmol/LMgCl2；2.5mM DTT)和激酶反应终止液(100mmol/L HEPES，pH 7.5；0.015％Brij-35；0.2％Coating Reagent#3)；在5μl的5x浓度的化合物溶液中(用DMSO溶解，用水稀释10倍)加入10μl的2.5x的FGFR4V550L激酶溶液(在1.25x激酶反应缓冲液中加激酶)，室温孵育10min后再加入10μl的2.5x底物肽溶液(在1.25x激酶反应缓冲液中加FAM标记肽和ATP)，在28℃下反应特定的时间后加入25μl激酶反应终止液。在Caliper上测试收集数据，对激酶活性的抑制率＝(max-conversion)/(max-min)*100。“max”为未加化合物的DMSO对照，“min”为低对照。测定IC50时样品设5个稀释度各2个复孔，3次重复，实验结果见表2。
表2
Figure BDA0002210147600000062
其中，化合物D3的结构如下式：
Figure BDA0002210147600000063
实验结果表明，大部分目标化合物对FGFR4V550L激酶抑制活性较差，特别是优化后嘧啶或吡啶母核上具有较大体积取代基的化合物，如酯基(8a、8i)、甲硫基(8h)和噻吩(8j)取代的化合物，对FGFR4V550L蛋白激酶几乎无抑制活性。此外，4,6-二取代氨基嘧啶系列化合物8f-8h基本无抑制活性，而2,4-二取代氨基嘧啶系列化合物8a-8e中，6-位有取代基的化合物(8e)和5-位有较大体积的取代基不利于抑制活性的提高，而具有较小体积卤原子(8c)可以极大提高化合物对FGFR4V550L的抑制剂，对FGFR4V550L抑制的IC50值分别为157.8nM，比先导化合物D3提高了近30％。

Claims (8)

1.一种2-N-芳基-4-N-芳基-5-氟嘧啶类化合物，其特征在于，为下式所示的化合物：
Figure FDA0002730490410000011
2.一种如权利要求1所述的2-N-芳基-4-N-芳基-5-氟嘧啶类化合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)在N,N-二甲基甲酰胺和碱的作用下，2,4-二氯-5-氟嘧啶与6-氨基吲唑进行反应，得到中间体；
(2)在甲醇和酸的作用下，步骤(1)得到的中间体与芳胺进行反应，得到所述的2-N-芳基-4-N-芳基-5-氟嘧啶类化合物。
3.根据权利要求2所述的2-N-芳基-4-N-芳基-5-氟嘧啶类化合物的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的碱为N,N-二异丙基乙胺。
4.根据权利要求2所述的2-N-芳基-4-N-芳基-5-氟嘧啶类化合物的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述的酸为三氟乙酸。
5.根据权利要求2所述的2-N-芳基-4-N-芳基-5-氟嘧啶类化合物的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述的芳胺为4-(4-甲基哌嗪)苯胺。
6.一种如权利要求1所述的2-N-芳基-4-N-芳基-5-氟嘧啶类化合物在药物制备中的应用，其特征在于，所述的药物用于治疗或预防肿瘤。
7.根据权利要求6所述的2-N-芳基-4-N-芳基-5-氟嘧啶类化合物在药物制备中的应用，其特征在于，所述的药物用于选择性抑制FGFR4。
8.根据权利要求6所述的2-N-芳基-4-N-芳基-5-氟嘧啶类化合物在药物制备中的应用，其特征在于，所述的药物用于抑制肝癌细胞。
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