CN112312969B - 2,3-二氢呋喃并[2,3-b]吡啶化合物 - Google Patents

2,3-二氢呋喃并[2,3-b]吡啶化合物 Download PDF

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Abstract

本发明提供了式I的化合物：其中R是H或F；或其药学上可接受的盐，以及式I化合物用于治疗神经变性疾病如阿尔茨海默病的用途。

Description

2,3-二氢呋喃并[2,3-b]吡啶化合物
本发明涉及新的2,3-二氢呋喃并[2,3-b]吡啶化合物，包含所述化合物的药物组合物，使用所述化合物治疗神经变性疾病例如阿尔茨海默病(AD)的方法，以及用于合成所述化合物的中间体和方法。
本发明属于阿尔茨海默病、进行性核上性麻痹(PSP)和涉及tau蛋白介导的神经变性的其它疾病和病症(统称为tau蛋白病变)的治疗领域。
阿尔茨海默病是一种破坏性的神经变性疾病，其影响全世界数百万患者。鉴于目前市场上批准的仅对患者提供短暂症状益处的药剂，在阿尔茨海默病的治疗中存在明显未满足的需要。
微管相关蛋白tau蛋白寡聚化成丝状结构如成对螺旋纤丝(PHF)和直或扭曲纤丝(它们产生神经原纤维缠结(NFT)和神经纤维网线(NT))是阿尔茨海默病和其它tau蛋白病变的确定病理特征之一。已发现阿尔茨海默病个体脑中NFT的数量与疾病的严重程度密切相关，表明tau蛋白在神经元功能障碍和神经变性中起关键作用(Nelson等人,JNeuropatol Exp Neurol,71((5)),362-381(2012))。Tau蛋白病理学显示与PSP中的疾病持续时间相关，其中具有更具攻击性的疾病过程的病例比具有较慢进展的病例具有更高的tau蛋白负荷。(Williams等人,Brain,130,1566-76(2007))。
过去的研究(Yuzwa等,Nat Chem Biol,4(8),483-490(2008))证实O-GlcNAcase(OGA)抑制剂限制tau蛋白过度磷酸化和聚集成病理性tau蛋白，用于治疗阿尔茨海默病和相关的tau蛋白介导的神经变性疾病的治疗潜力。最近证实OGA抑制剂Thiamet-G与JNPL3tau小鼠模型中运动神经元丢失的减慢有关(Yuzwa等人,Nat Chem Biol,8,393-399(2012))，并与Tg4510 tau小鼠模型中tau蛋白病理学和营养不良性神经突的减轻有关(Graham等人，Neuropharmacology,79,307-313(2014))。因此，OGA抑制剂被认为是减少过度磷酸化的病理性形式的tau蛋白积累的可行的治疗方法。
WO 2016/030443A1公开了某些用于治疗tau蛋白病的糖苷酶抑制剂。WO 2017/144639A1和WO 2017/144633A1公开了某些用于治疗tau蛋白病和阿尔茨海默病的糖苷酶抑制剂。
需要脑渗透性OGA抑制剂来提供对tau蛋白介导的神经变性疾病，例如阿尔茨海默病和PSP的治疗。本发明提供了某些新化合物，其为OGA的有效抑制剂。此外，本发明提供了某些新化合物，其为OGA的有效抑制剂并且具有足够的脑渗透能力以有效治疗tau蛋白病变，例如AD和PSP。
因此，本发明提供了式I化合物：
Figure BDA0002847830540000021
其中R是H或F，或其药学上可接受的盐。
本发明还提供了在需要这种治疗的患者中治疗阿尔茨海默病的方法，包括向患者施用有效量的式I化合物或其药学上可接受的盐。
本发明还提供了在需要这种治疗的患者中治疗轻度认知障碍向阿尔茨海默病进展的方法，包括向患者施用有效量的式I化合物或其药学上可接受的盐。
本发明还提供了在需要这种治疗的患者中治疗进行性核上性***方法，该方法包括向患者施用有效量的式I化合物或其药学上可接受的盐。本发明还提供了治疗患者的tau蛋白介导的神经变性疾病的方法，包括向需要这种治疗的患者施用有效量的式I化合物或其药学上可接受的盐。
此外，本发明提供了式I化合物或其药学上可接受的盐，其用于治疗，特别是用于治疗阿尔茨海默病或用于预防轻度认知障碍进展为阿尔茨海默病。此外，本发明提供了用于治疗进行性核上性***式I化合物或其药学上可接受的盐。本发明还提供了用于治疗tau蛋白介导的神经变性疾病的式I化合物或其药学上可接受的盐。
此外，本发明还提供了式I化合物或其药学上可接受的盐在制备用于治疗阿尔茨海默病或用于预防轻度认知障碍进展为阿尔茨海默病的药物中的用途。此外，本发明还提供了式I化合物或其药学上可接受的盐在制备用于治疗进行性核上性***药物中的用途。本发明还提供了式I化合物或其药学上可接受的盐在制备用于治疗tau蛋白介导的神经变性疾病的药物中的用途。
本发明还提供了一种药物组合物，其包含式I化合物或其药学上可接受的盐，以及一种或多种药学上可接受的载体、稀释剂或赋形剂。本发明还提供了制备药物组合物的方法，包括将式I化合物或其药学上可接受的盐与一种或多种药学上可接受的载体、稀释剂或赋形剂混合。
基于其临床表现以及表现出轻度认知障碍的患者随时间推移向阿尔茨海默病的进展，轻度认知障碍已经被定义为与阿尔茨海默病相关的痴呆的潜在前驱期。术语“预防轻度认知障碍进展为阿尔茨海默病”包括抑制、减缓、停止或逆转患者的轻度认知障碍进展为阿尔茨海默病。
如本文所用，术语“治疗”包括抑制、减缓、停止或逆转现有症状或病症的进展或严重程度。
如本文所用，术语“患者”是指人。
本文所用的术语“有效量”是指本发明化合物或其药学上可接受的盐的量或剂量，其在对患者单剂量或多剂量给药时，在接受诊断或治疗的患者中提供所需的效果。
本领域技术人员可以利用已知技术并通过观察在类似情况下获得的结果来确定有效量。在确定对患者的有效量时考虑多种因素，包括但不限于：患者的物种；其大小、年龄和一般健康状况；所涉及的具体疾病或病症；疾病或病症的程度或累及程度或严重性；个体患者的反应；所施用的具体化合物；施用方式；施用的制剂的生物利用度特性；选择的剂量方案；伴随药物的使用；以及其他相关情况。本发明化合物在每天的剂量为约0.1至约15mg/kg体重的范围内是有效的。
本发明的化合物被配制成通过使该化合物具有生物利用度的任何途径施用的药物组合物。优选地，这样的组合物用于口服施用。这类药物组合物及其制备方法是本领域公知的(参见例如Remington：Science and Practice of Pharmacy,L.V.Allen编,第22版,Pharmaceutical Press,2012)。
式I化合物及其药学上可接受的盐特别适用于本发明的治疗方法，其中某些构型是优选的。本发明化合物的以下列表描述了这些构型。应理解，这些优选既适用于治疗方法，也适用于本发明的化合物。
本发明的化合物包括：
Figure BDA0002847830540000041
(-)-6-[1-[4-(5-甲基-1,3,4-噁二唑-2-基)-1-哌啶基]乙基]-2,3-二氢呋喃并[2,3-b]吡啶；
(+)-6-[1-[4-(5-甲基-1,3,4-噁二唑-2-基)-1-哌啶基]乙基]-2,3-二氢呋喃并[2,3-b]吡啶；
(-)-5-氟-6-[1-[4-(5-甲基-1,3,4-噁二唑-2-基)-1-哌啶基]乙基]-2,3-二氢呋喃并[2,3-b]吡啶；以及
(+)-5-氟-6-[1-[4-(5-甲基-1,3,4-噁二唑-2-基)-1-哌啶基]乙基]-2,3-二氢呋喃并[2,3-b]吡啶；
及其药学上可接受的盐。
在本发明化合物合成中的任何方便的节点，本领域普通技术人员可以通过诸如选择性结晶技术、手性色谱法(参见例如J.Jacques等人,“对映体、外消旋体和拆分(Enantiomers,Racemates,and Resolutions)”，John Wiley and Sons,Inc.,1981，和E.L.Eliel和S.H.Wilen,“有机化合物的立体化学(Stereochemistry of OrganicCompounds)”,Wiley-Interscience,1994)或超临界流体色谱法(SFC)(参见例如T.A.Berger；“Supercritical Fluid Chromatography Primer”,Agilent Technologies,2015年7月)等方法分离或拆分单个对映体。
如本文所用，如下所绘的手性1位的具有波浪键的甲基：
Figure BDA0002847830540000051
表明该化合物是单一的对映体；然而，尚未确定化合物上该手性中心处的绝对构型(R)或(S)，并且该化合物对应于下文各相关制备例和实施例中以名称指出的(-)或(+)对映体。本领域普通技术人员还应当理解，(-)或(+)号是表示特定对映体所表现出的旋光方向的经验值，其可以根据某些变量而变化，例如温度、所用溶剂、浓度和测量旋光度时所用的光波长。
本发明化合物的药学上可接受的盐可以例如通过本发明化合物的合适游离碱与合适的药学上可接受的酸在合适的溶剂中在本领域公知的标准条件下反应来形成。参见，例如Gould,P.L.“Salt selection for basic drugs”,International Journal ofPharmaceutics,33:201-217(1986)；Bastin,R.J.等人，“用于药物新化学实体的盐选择和优化方法(Salt Selection and Optimization Procedures for Pharmaceutical NewChemical Entities)”,Organic Process Research and Development,4:427-435(2000)；和Berge,S.M.等人,“Pharmaceutical Salts”,Journal of Pharmaceutical Sciences,66:1-19,(1977)。
本发明的化合物或其盐可以通过本领域普通技术人员已知的多种方法制备，其中一些方法在以下流程、制备例和实施例中举例说明。以下流程中各步骤的产物可通过本领域熟知的常规方法回收，包括萃取、蒸发、沉淀、色谱、过滤、研磨和结晶。在以下流程中，除非另有说明，所有取代基如前所定义。试剂和起始材料是本领域普通技术人员容易获得的。在不限制本发明范围的情况下，提供以下流程、制备例和实施例以进一步说明本发明。此外，本领域普通技术人员理解，式I化合物可以通过使用本领域技术人员可以制备的具有相应所需立体化学构型的原料或中间体来制备。
某些缩写的定义如下：“ACN”表示乙腈；“Ac”表示乙酰基；“AcOH”表示乙酸；“Ac2O”表示乙酸酐；“dba”表示二亚苄基丙酮；“DCM”表示二氯甲烷；“DIPEA”表示二异丙基乙胺；“DMEA”表示二甲基乙胺；“DMSO”表示二甲基亚砜；“dppf”表示二苯基膦基二茂铁；“EDTA”表示乙二胺四乙酸；“ES/MS”表示电喷雾质谱；“EtOAc”表示乙酸乙酯；“EtOH”表示乙醇；“h”表示小时；“IPA”表示异丙醇；“IPAm”表示异丙胺；“LiHMDS”表示双(三甲基甲硅烷基)氨基化锂；“KOtBu”表示叔丁醇钾；“Me”表示甲基；“MTBE”表示甲基叔丁基醚；“min”表示分钟；“n-BuLi”表示正丁基锂；“OAc”表示乙酸酯；“RT”表示室温；“SFC”表示超临界流体色谱法；“TEA”表示三乙胺；“THF”表示四氢呋喃；“TMA”表示三甲胺；“TMEDA”表示四甲基乙二胺；“Tris”表示三(羟甲基)氨基甲烷或2-氨基-2-(羟甲基)丙烷-1,3-二醇；“[α]D 20”表示在20℃和589nm下的比旋光，其中c为以g/100mL计的浓度。
流程1
Figure BDA0002847830540000061
流程1描述了由2,6-二氯-3-碘吡啶合成2-(2,6-二氯-3-吡啶基)乙醇的几种方法。在步骤A中，如本领域所熟知的，可以实现丙二酸二乙酯通过过渡金属催化的交叉偶联芳基化。例如，在约0.05-0.06当量CuI和0.1-0.15当量吡啶甲酸存在下，在合适的极性有机溶剂如1,4-二噁烷中，将约1当量2,6-二氯-3-碘吡啶与约1.5-2.5当量丙二酸二乙酯和约3当量合适的碱如Cs2CO3加热至约80℃约4-8小时。所得反应产物可通过本领域公知的技术如萃取法分离。例如，冷却的反应混合物可以用合适的盐水溶液如NH4Cl稀释，并用合适的有机溶剂如DCM、Et2O或EtOAc萃取。合并的有机萃取液可用饱和NaCl水溶液洗涤，用MgSO4干燥，过滤，滤液减压浓缩，得到流程1步骤A的产物2-(2,6-二氯-3-吡啶基)丙二酸二乙酯，其无需额外纯化即可使用。
在流程1步骤B中，水解热脱羧在本领域中有详细描述。例如，可以在含水无机酸如HCl中，将约1当量的流程1步骤A的产物2-(2,6-二氯-3-吡啶基)丙二酸二乙酯加热回流。所得反应产物可以通过本领域公知的技术如过滤分离。例如，在冷却的脱羧反应混合物中观察到的所形成的沉淀可以通过过滤收集，得到流程1步骤B的产物2-(2,6-二氯-3-吡啶基)乙酸，其无需额外纯化即可使用。
流程1步骤C中2-芳基乙酸的酸部分的还原是本领域公知的，并且可以在各种各样的还原条件下完成。例如，可以将约1当量的流程1步骤B的产物2-(2,6-二氯-3-吡啶基)乙酸溶解在极性有机溶剂如THF或1,4-二噁烷中，并在约0℃下用合适的还原剂如1.2-2.2当量硼烷-THF复合物处理。所得反应产物可以通过本领域公知的技术如蒸发来分离。例如，硼烷反应混合物可以用合适的极性质子溶剂如MeOH猝灭，所得反应混合物可以在减压下浓缩，得到粗制的流程1步骤C的产物2-(2,6-二氯-3-吡啶基)乙醇，其无需额外纯化即可使用。
或者，2-(2,6-二氯-3-吡啶基)乙醇可由2,6-二氯-3-碘吡啶通过Suzuki交叉偶联反应得到3-乙烯基吡啶中间体，随后硼氢化来制备。例如，在流程1步骤D中，在氩气或氮气下，在约90℃下，在合适的极性有机溶剂例如EtOH、DMF、DMSO或1,4-二噁烷中，加热约1当量的2,6-二氯-3-碘吡啶18-36小时，所述溶剂含有约1-1.1当量的乙烯基三氟硼酸钾、约0.1-0.2当量的合适的过渡金属-配体催化剂，例如[1,1'-双(二苯基膦基)二茂铁]二氯化钯、四(三苯基膦)钯或双(三苯基膦)二氯化钯(II)，和约0.2-0.3当量的合适的碱，例如K2CO3、Cs2CO3、Na2CO3或K3PO4。所得反应产物可以通过本领域公知的技术分离，例如萃取和柱色谱法。例如，反应混合物可以用合适的有机溶剂如EtOAc或DCM稀释，可以分离各相，有机萃取液可以用饱和NaCl水溶液洗涤，用MgSO4干燥，过滤，滤液可以在减压下浓缩。所得残余物可进行硅胶快速色谱法，用合适的有机溶剂混合物，例如约1:0-约0:1的环己烷和EtOAc洗脱，蒸发溶剂后，得到流程1步骤D所需的2,6-二氯-3-乙烯基-吡啶产物。
在流程1步骤E中，流程1步骤D的产物2,6-二氯-3-乙烯基-吡啶的乙烯基部分的随后硼氢化在本领域中有详细描述，并且可以通过将约1当量2,6-二氯-3-乙烯基-吡啶和约1.4至5当量9-硼杂二环[3.3.1]壬烷的混合物在约45℃下加热约2小时来完成。所得混合物可以用氢氧化钠水溶液和H2O2处理。所得反应产物可以通过本领域公知的技术分离，例如萃取和柱色谱法。例如，反应混合物可以用合适的有机溶剂如EtOAc或DCM稀释，可以分离各相，有机萃取液可以用饱和NaCl水溶液洗涤，用MgSO4干燥，过滤，滤液可以在减压下浓缩。所得残余物可以进行硅胶快速色谱法，用合适的有机溶剂混合物，例如约1:0-约1:1的环己烷和EtOAc洗脱，蒸发溶剂后，得到所需的2-(2,6-二氯-3-吡啶基)乙醇。
或者，在流程1步骤F中，2-[(E)-2-乙氧基乙烯基]-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷与2,6-二氯-3-碘吡啶的Suzuki交叉偶联反应可以类似于流程1步骤D中所述进行，得到2,6-二氯-3-[(E)-2-乙氧基乙烯基]吡啶。随后进行O-脱烷基化并将醛原位还原成醇的反应可以如本领域公知的用于乙烯基醚的反应那样完成，如流程1步骤G所示。例如，可以将约1当量的流程1步骤F的产物2,6-二氯-3-[(E)-2-乙氧基乙烯基]吡啶在极性有机溶剂如丙酮或1,4-二噁烷中用约4-6当量的含水无机酸如HCl处理，并将所得混合物加热至约60℃3-8小时。所得醛可以通过本领域公知的技术如萃取回收。例如，反应混合物可以用合适的有机溶剂如EtOAc稀释，并用无机碱如NaHCO3的水溶液猝灭。可以分离形成的层，水层可以进一步用EtOAc萃取；合并的有机萃取液可用饱和NaCl水溶液洗涤，用MgSO4干燥，过滤，滤液减压浓缩。所得残余物可溶解在极性有机溶剂的合适混合物中，例如MeOH和THF，并用约1.3-1.8当量合适的氢化铝或硼氢化物还原剂，例如氢化铝锂或NaBH4处理。所得反应产物可以通过本领域公知的技术分离，例如萃取和柱色谱法。例如，反应混合物可以用合适的有机溶剂如EtOAc或DCM稀释，可以分离各相，有机萃取液可以用饱和NaCl水溶液洗涤，用MgSO4干燥，过滤，滤液可以在减压下浓缩。所得残余物可进行硅胶快速色谱法，用合适的有机溶剂混合物，例如约1:0-约2:3的环己烷和EtOAc洗脱，除去溶剂后，得到流程1步骤G的产物2-(2,6-二氯-3-吡啶基)乙醇。
流程2
Figure BDA0002847830540000091
流程2描述了式Ia的合成。在流程2步骤A中，技术人员将认识到，通过在约60℃下加热，在合适的溶剂如THF、1,4-二噁烷或2-甲基-2-丁醇中，用约1.5当量强碱如叔丁醇钠处理约1当量的2-(2,6-二氯-3-吡啶基)乙醇，可产生所需的6-氯-2,3-二氢呋喃并[2,3-b]吡啶(参见Ondachi,Pauline W；Comins,Daniel L.Journal of Organic Chemistry；75((5)),1706-16,2010)。所得反应产物可通过本领域公知的技术如萃取分离。例如，反应混合物可用有机溶剂如DCM或CHCl3和饱和盐水溶液如NH4Cl的合适混合物稀释。分离形成的层，水层用适当的有机溶剂萃取，合并的萃取液用饱和NaCl水溶液洗涤，用MgSO4干燥，过滤，滤液减压浓缩，得到流程2步骤A的产物6-氯-2,3-二氢呋喃并[2,3-b]吡啶，其适于不经额外纯化直接使用。
在流程2步骤B中，通过过渡金属催化用CN置换2-氯在文献中是公知的。例如，可以将约1当量6-氯-2,3-二氢呋喃并[2,3-b]吡啶、约0.1-0.5当量亚铁***三水合物和约0.5当量乙酸钾在合适的有机溶剂如1,4-二噁烷、THF、DMF或DMSO中的混合物加热至约100℃约12-24小时，所述有机溶剂含有约20％的水和约0.025-0.05当量的合适的钯源如烯丙基(2-二叔丁基膦基-2',4',6'-三异丙基-1,1’-联苯)钯(II)三氟甲磺酸盐和约0.025-0.05当量的合适配体如2-二叔丁基膦基-2’,4’,6’-三异丙基联苯。所得反应产物可以通过本领域公知的技术如萃取和柱色谱分离。例如，反应混合物可以用合适的有机溶剂如EtOAc或DCM和水稀释，可以分离各相，有机萃取液可以用饱和NaCl水溶液洗涤，用MgSO4干燥，过滤，滤液可以在减压下浓缩。所得残余物可在硅胶上进行快速色谱，用合适的有机溶剂混合物，例如约1:0-约2:3的环己烷和EtOAc洗脱，除去溶剂后，得到流程2步骤B的产物2,3-二氢呋喃并[2,3-b]吡啶-6-甲腈。
如本领域所熟知的，氰基部分向相应的甲基酮的转化可以通过用格氏试剂或有机锂试剂处理来完成。例如，在流程2步骤C中，溶解在合适的有机溶剂如Et2O、THF或1,4-二噁烷中的约1当量的2,3-二氢呋喃并[2,3-b]吡啶-6-甲腈可以用约2当量甲基溴化镁在Et2O中的溶液在约0℃下处理约1-4小时。所得反应产物可以通过本领域公知的技术如萃取和柱色谱分离。例如，反应混合物可以用合适的有机溶剂如EtOAc或DCM和水稀释，可以分离各相，有机萃取液可以用饱和NaCl水溶液洗涤，用MgSO4干燥，过滤，滤液可以在减压下浓缩。所得残余物可以进行硅胶快速色谱，用合适的有机溶剂混合物，例如约1:0-约2:3的环己烷和EtOAc洗脱，除去溶剂后，得到流程2步骤C的产物1-(2,3-二氢呋喃并[2,3-b]吡啶-6-基)乙酮。
或者，在流程2步骤D中，6-氯-2,3-二氢呋喃并[2,3-b]吡啶可在过渡金属催化下转化为1-(2,3-二氢呋喃并[2,3-b]吡啶-6-基)乙酮。例如，可以在含有约0.05当量合适的过渡金属-配体复合物例如双(三苯基膦)二氯化钯(II)或[1,3-双(二苯基膦基)丙烷]二氯化钯(II)，和约3-3.5当量合适的非亲核性胺例如TEA或DIPEA的合适的极性有机溶剂例如乙二醇或DMSO中，将约1当量6-氯-2,3-二氢呋喃并[2,3-b]吡啶和约3当量乙二醇单乙烯基醚加热至约110-170℃约30-240分钟。所得混合物可在减压下浓缩，并用过量无机酸水溶液如HCl处理约5分钟-2小时。所得反应产物可以通过本领域公知的技术如萃取分离。例如，反应混合物可以用水稀释，用合适的有机溶剂如DCM、CHCl3或EtOAc萃取。合并的有机萃取液用饱和NaCl水溶液洗涤，用MgSO4干燥，过滤，滤液减压浓缩，得到流程2步骤D的产物1-(2,3-二氢呋喃并[2,3-b]吡啶-6-基)乙酮，其适于不经额外纯化直接使用。
熟练的技术人员将认识到，酮的还原可以在各种条件下完成，例如用非立体选择性氢化铝或硼氢化物，或用对映体选择性还原剂，例如酶还原，以获得外消旋或对映体选择性甲醇。例如，在流程2步骤E中，用过量的酶促对映体选择性手性还原剂如酮还原酶P3-C12酶和酮还原酶再循环混合物处理约1当量的1-(2,3-二氢呋喃并[2,3-b]吡啶-6-基)乙酮可得到1-(2,3-二氢呋喃并[2,3-b]吡啶-6-基)乙醇的对映体富集的混合物。所得反应产物可以通过本领域公知的技术分离，例如萃取和柱色谱法。例如，反应混合物可以用合适的有机溶剂如EtOAc或DCM和水稀释，可以分离各相，有机萃取液可以用饱和NaCl水溶液洗涤，用MgSO4干燥，过滤，滤液可以在减压下浓缩。所得残余物可在硅胶上进行快速色谱，用合适的有机溶剂混合物，例如约1:1-约0:1异己烷和Et2O洗脱，在除去溶剂后得到分离的1-(2,3-二氢呋喃并[2,3-b]吡啶-6-基)乙醇对映体，即流程2步骤E的产物。本领域技术人员将认识到，外消旋或对映体富集的产物混合物的拆分可另外通过柱色谱和/或手性色谱分离来实现。
在流程2步骤F中，甲醇转化为烷基氯可在本领域公知的各种SN2型氯化条件下完成。例如，可将溶解在合适的有机溶剂如DCM中并含有约2.5当量合适的非亲核性胺碱如TEA或DIPEA的约1当量1-(2,3-二氢呋喃并[2,3-b]吡啶-6-基)乙醇用约2当量的甲磺酰氯在约0℃至室温下处理约24小时至7天。所得反应产物可以通过本领域公知的技术分离，例如萃取和柱色谱法。例如，反应混合物可以用合适的有机溶剂如EtOAc或DCM和饱和NaHCO3水溶液稀释，可以分离各相，有机萃取液可以用饱和NaCl水溶液洗涤，用MgSO4干燥，过滤，滤液可以减压浓缩。所得残余物可进行硅胶快速色谱，用合适的有机溶剂混合物例如约7:3-约1:1异己烷和Et2O洗脱，除去溶剂后得到流程2步骤F的产物6-(1-氯乙基)-2,3-二氢呋喃并[2,3-b]吡啶的外消旋混合物。本领域技术人员将认识到，外消旋或对映体富集的产物混合物的拆分可另外通过柱色谱和手性色谱、包括SFC法分离来实现。
流程2步骤G描述了式Ia的制备。在碱性条件下用胺亲核试剂对6-(1-氯乙基)-2,3-二氢呋喃并[2,3-b]吡啶进行氯置换是本领域公知的。例如，约1当量6-(1-氯乙基)-2,3-二氢呋喃并[2,3-b]吡啶和约2当量适当取代的哌啶(例如4-(5-甲基-1,3,4-噁二唑-2-基)哌啶)的混合物可以在微波条件下在适当的有机溶剂如ACN、1,4-二噁烷、DMF或DMSO中在约100-130℃下加热或加热/辐射约90-240分钟。所得反应产物可以通过本领域公知的技术分离，例如萃取和柱色谱法。例如，反应混合物可以用合适的有机溶剂如EtOAc或DCM和饱和NH4Cl水溶液稀释，可以分离各相，有机萃取液可以用饱和NaCl水溶液洗涤，用MgSO4干燥，过滤，滤液可以减压浓缩。所得残余物可进行硅胶快速色谱，用合适的有机溶剂混合物，例如约1:0-约9:1DCM和MeOH洗脱，用C-18硅胶SFC手性色谱进一步纯化，用合适的醇溶剂例如含有非亲核性胺例如DMEA或TEA的异丙醇在CO2中的混合物，例如含有约0.2％DMEA的约1:9-1:4异丙醇在CO2中的混合物洗脱，除去溶剂后得到流程2步骤G的产物6-[1-[4-(5-甲基-1,3,4-噁二唑-2-基)-1-哌啶基]乙基]-2,3-二氢呋喃并[2,3-b]吡啶的分离的对映体。
或者，如本领域所熟知的，式Ia可通过还原胺化技术制备，如流程2步骤H所示。例如，约1当量1-(2,3-二氢呋喃并[2,3-b]吡啶-6-基)乙酮和约2当量适当取代的哌啶(例如4-(5-甲基-1,3,4-噁二唑-2-基)哌啶)在合适有机溶剂如MeOH、EtOH、THF、1,4-二噁烷、DCM、二氯乙烷或CHCl3中的混合物，其含有约2当量合适的路易斯酸如异丙醇钛(IV)、氯化锌(II)或乙酸锌(II)。反应混合物可以在大约室温至大约回流下搅拌，并加入大约3当量的适当还原剂，例如硼氢化钠、氰基硼氢化钠或三乙酰氧基硼氢化钠。反应混合物可以加热到约40℃至约回流约12-24小时。所得反应产物可以通过本领域公知的技术分离，例如萃取和手性柱色谱法。例如，反应混合物可以用合适的有机溶剂如EtOAc或DCM和饱和NH4Cl水溶液稀释，可以分离各相，有机萃取液可以用饱和NaCl水溶液洗涤，用MgSO4干燥，过滤，滤液可以减压浓缩。所得残余物可在C-18硅胶上进行快速手性色谱，用NH4HCO3水溶液在ACN中的合适混合物洗脱，在C-18硅胶上通过SFC手性色谱进一步纯化，用合适的醇溶剂混合物，例如含有非亲核性胺例如DMEA或TEA的异丙醇在CO2中的混合物，例如含有约0.2％DMEA的约1:9-1:4异丙醇在CO2中的混合物洗脱，除去溶剂后得到流程2步骤H的产物6-[1-[4-(5-甲基-1,3,4-噁二唑-2-基)-1-哌啶基]乙基]-2,3-二氢呋喃并[2,3-b]吡啶的分离的对映体。
流程3
Figure BDA0002847830540000131
流程3描述了式Ib的合成。在流程3步骤A中，约1当量的1-(2-氯-5-氟-嘧啶-4-基)乙酮(US 8629270)可以用约0.25-0.5当量的三氟甲磺酸在原甲酸三乙酯中在室温下处理约48-96小时。所得反应产物可以通过本领域公知的技术分离，例如蒸发和柱色谱。例如，反应混合物可以在减压下浓缩，所得残余物可以在硅胶上进行快速色谱，用合适的有机溶剂混合物，例如约95:5-约85:15的异己烷和Et2O洗脱，在除去溶剂后，得到流程3步骤A的产物2-氯-4-(1,1-二乙氧基乙基)-5-氟-嘧啶。
如本领域充分记载的，2-氯-4-(1,1-二乙氧基乙基)-5-氟-嘧啶中氯部分的亲核置换以及随后在4-位上脱保护生成酮可以在2个步骤中顺序地完成，无需分离氯置换产物。例如，可用约1当量60％NaH在矿物油中的分散液处理约1当量溶解在非质子极性有机溶剂如THF或1,4-二噁烷中的3-丁炔-1-醇约30分钟-2小时，然后加入约0.95-1当量溶解在类似的非质子极性溶剂中的2-氯-4-(1,1-二乙氧基乙基)-5-氟-嘧啶溶液。可以将所得混合物搅拌约60-180分钟。所得粗反应产物可以通过本领域公知的技术如萃取方法回收。例如，冷却的反应混合物可以用合适的盐水溶液如NH4Cl稀释，并用合适的有机溶剂如DCM、Et2O或EtOAc萃取。合并的有机萃取液用饱和NaCl水溶液洗涤，用MgSO4干燥，过滤，滤液减压浓缩。可将所得残余物溶于适当的极性有机溶剂如THF或1,4-二噁烷中，用过量的无机酸如HCl处理，搅拌约3-24小时。所得反应产物可通过本领域公知的技术如过滤回收。例如，反应混合物可以在减压下浓缩至部分体积，得到的残余物可以用合适的非极性有机溶剂如己烷或环己烷研磨，得到的沉淀可以通过过滤收集，得到流程3步骤B的产物1-(2-丁-3-炔氧基-5-氟-嘧啶-4-基)乙酮。
文献中已经报道了通过反电子需求杂Diels-Alder型反应的分子内环化，随后进行嘧啶炔的环逆转，以获得相应的四氢氮杂苯并呋喃(参见R.E.Martin等人,Eur.J.Org.Chem.2012,47-52)。因此，在流程3的步骤C中，可以将1-(2-丁-3-炔氧基-5-氟-嘧啶-4-基)乙酮在适当的高沸点溶剂如N-甲基吡咯烷酮或环丁砜中的溶液加热至约235℃约30分钟。所得反应产物可以通过本领域公知的技术如柱色谱法分离。例如，反应混合物可以在硅胶上进行快速色谱，用合适的有机溶剂混合物，例如约7:3-约1:4异己烷和MTBE洗脱，在溶剂蒸发后，得到流程3步骤C的产物1-(5-氟-2,3-二氢呋喃并[2,3-b]吡啶-6-基)乙酮。
流程3步骤D可以在类似于流程2步骤E中描述的条件下完成。另外，如本领域所熟知的，可以使用一系列手性催化剂将酮不对称还原为相应的手性甲醇。例如，可将约1当量的1-(5-氟-2,3-二氢呋喃并[2,3-b]吡啶-6-基)乙酮在含有约0.05-0.1当量钌基手性催化剂，例如[N-[(1S,2S)-2-(氨基-κN)-1,2-二苯基乙基]-4-甲基苯磺酰胺合-κN]氯[(1,2,3,4,5,6-η)-1-甲基-4-(1-甲基乙基)苯]-钌的HCO2H-TEA的5:2复合物中加热。在氮气下，将混合物加热至约35℃约2-4小时，所得反应产物可通过本领域公知的技术分离，例如萃取和柱色谱。例如，可以用合适的有机溶剂如EtOAc或DCM和饱和NaHCO3水溶液稀释反应混合物，可以分离各相，可以用饱和NaCl水溶液洗涤有机萃取液，用Na2SO4干燥，过滤，并减压浓缩滤液。所得残余物可进行硅胶快速色谱，用合适的有机溶剂混合物，例如约1:1的己烷和EtOAc洗脱，除去溶剂后，得到流程3步骤D的产物1-(5-氟-2,3-二氢呋喃并[2,3-b]吡啶-6-基)乙醇的分离的对映体。
在流程3步骤E-F中，分离的式Ib对映体可类似于流程2步骤F-G中所述的条件制备。或者，在流程3步骤G中，分离的式Ib对映体可类似于流程2步骤H由1-(5-氟-2,3-二氢呋喃并[2,3-b]吡啶-6-基)乙酮经还原胺化制备。与流程2中一样，技术人员将认识到，可以在流程3的合成的任何步骤中根据需要使用标准技术分离手性材料。
制备例和实施例
下列制备例和实施例进一步说明本发明，并代表本发明化合物的典型合成。试剂和起始材料是易于购买到的，或者可由本领域普通技术人员容易地合成。应当理解，所述制备例和实施例是解释性而非限制性的，并且本领域普通技术人员可以进行各种修改。
LC-ES/MS在
Figure BDA0002847830540000151
HP1100液相色谱***上进行。电喷雾质谱测定(以正和/或负模式获得)在与HP1100 HPLC连接的质量选择性检测器四极质谱仪上进行。LC-MS条件(低pH)：柱：/>
Figure BDA0002847830540000152
NX C18 2.1×50mm 3.0μm；梯度：在3分钟内5-100％B，然后100％B 0.75分钟；柱温：50℃±10℃；流速：1.2mL/分钟；溶剂A：含0.1％HCOOH的去离子水；溶剂B：含0.1％甲酸的ACN；波长214nm。替代LC-MS条件(高pH)：柱：
Figure BDA0002847830540000153
MS C18柱2.1×50mm,3.5μm；梯度：5％溶剂A 0.25分钟，3分钟内从5％-100％溶剂B梯度，100％溶剂B 0.5分钟，或3分钟内10％-100％溶剂B，然后100％溶剂B 0.75分钟；柱温：50℃±10℃；流速：1.2mL/分钟；溶剂A：10mM NH4HCO3 pH 9；溶剂B：ACN；波长：214nm。
在装备有质量选择性检测器质谱仪和
Figure BDA0002847830540000154
自动进样器/级分收集器的
Figure BDA0002847830540000155
1200LC-ES/MS上进行制备型反相色谱法。在带有10×20mm保护柱芯的75×30mm/>
Figure BDA0002847830540000156
-NX,5μ粒度柱上进行高pH方法。流速为85mL/分钟。除非另有说明，洗脱剂是10mM碳酸氢铵(pH 10)的乙腈溶液。
NMR谱在Bruker AVIII HD 400MHz NMR光谱仪上进行，用CDCl3或DMSO溶液测定并以ppm报道，使用残留溶剂[CDCl3,7.26ppm；(CD3)2SO,2.05ppm]作为参考标准。当报告峰多重性时，可以使用以下缩写：s(单峰)、d(双峰)、t(三重峰)、q(四重峰)、m(多重峰)、br-s(宽单峰)、dd(双重峰)、dt(双三重峰)。当报道时，偶合常数(J)以赫兹(Hz)报道。
制备例1
2-(2,6-二氯-3-吡啶基)丙二酸二乙酯
Figure BDA0002847830540000161
流程1步骤A：在氮气下，将丙二酸二乙酯(17.8mL,117mmol)、2,6-二氯-3-碘吡啶(21.8g,78.1mmol)、吡啶甲酸(1.2g,10.1mmol)、CuI(0.8g,4.3mmol)和Cs2CO3(74.8g,229.6mmol)在1,4-二噁烷(200mL)中的混合物在80℃下搅拌6小时。将反应混合物冷却至室温并加入饱和NH4Cl水溶液(150mL)。将得到的混合物用EtOAc萃取两次，将合并的有机萃取液依次用饱和NH4Cl水溶液和饱和NaCl水溶液洗涤。将有机萃取液用MgSO4干燥，过滤，并将滤液减压蒸发得到棕色油状标题化合物(29.4g,93％收率)，其不经进一步纯化即可使用。ES/MS(35Cl/37Cl)m/z:306/308(M+H)。
制备例2
2-(2,6-二氯-3-吡啶基)乙酸
Figure BDA0002847830540000162
流程1步骤B：将2-(2,6-二氯-3-吡啶基)丙二酸二乙酯(1.2g,2.5mmol)在5M HCl水溶液(11mL)中的溶液加热回流24小时。将反应物冷却至室温，过滤收集形成的白色沉淀得到白色粉末状标题化合物(362mg,64％收率)。ES/MS(35Cl/37Cl)m/z:206/208(M+H)。
制备例3
2,6-二氯-3-[(E)-2-乙氧基乙烯基]吡啶
Figure BDA0002847830540000163
流程1步骤F：在氮气下，向带有搅拌器和空气冷凝器的单颈圆底烧瓶中加入2,6-二氯-3-碘-吡啶(1.0g,3.8mmol)、2-[(E)-2-乙氧基乙烯基]-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷(0.9g,4.8mmol)、Cs2CO3(3.75g,11.5mmol)、1,4-二噁烷(19.2mL)和水(4.26mL)。将反应混合物在真空和氮气之间交替吹扫3次，并加入[1,1’-双(二苯基膦基)二茂铁]二氯化钯(II)(0.2g)。将所得混合物在90℃下搅拌3小时，将反应物倾倒在饱和NH4Cl水溶液中，将该含水混合物用EtOAc萃取三次。将合并的有机萃取液用MgSO4干燥，过滤并将滤液减压浓缩。将得到的残余物通过硅胶快速色谱法纯化，用0-100％EtOAc的环己烷溶液梯度洗脱，将所需的色谱级分蒸发溶剂后得到标题化合物(748mg,89％收率)。1H NMR(300MHz,CDCl3):δ1.37(m,3H),3.97(m,2H),5.97(m,1H),6.99(m,1H),7.16(m,1H),7.60(m,1H)。
制备例4
2,6-二氯-3-乙烯基吡啶
Figure BDA0002847830540000171
流程1步骤D：向圆底烧瓶中加入2,6-二氯-3-碘-吡啶(6.3g,22.9mmol)、乙烯基三氟硼酸钾(3.09g,23mmol)、双(三苯基膦)二氯化钯(II)(327mg,0.46mmol)和Na2CO3(4.85g,45.7mmol)。将烧瓶抽空并用氮气回填三次。加入EtOH(75.1mL)并将烧瓶再次抽空并用氮气回填三次。将反应混合物在90℃下加热过夜，用EtOAc和水稀释，分离各相并将水相用EtOAc萃取三次。合并有机萃取液，用MgSO4干燥，过滤并减压浓缩滤液。将得到的残余物通过硅胶快速色谱纯化，用0-100％EtOAc的环己烷溶液梯度洗脱，将所需的色谱级分蒸发溶剂后得到标题化合物(3.0g,69％收率)。1H NMR(300MHz,CDCl3):δ5.53(m,1H),5.78(m,1H),6.97(m,1H),7.26(m,1H),7.82(m,1H)。
制备例5
2-(2,6-二氯-3-吡啶基)乙醇
Figure BDA0002847830540000181
流程1步骤C：将2-(2,6-二氯-3-吡啶基)乙酸(8.1g,37mmol)的THF(100mL)溶液在冰浴中冷却。缓慢加入1M BH3-THF复合物的THF溶液(55.5mL,55.5mmol)。将反应混合物搅拌1小时，温热至室温，再搅拌20小时。小心加入MeOH(30mL)，将所得溶液搅拌5分钟，减压浓缩。将所得残余物溶解于MeOH中并再次在减压下浓缩得到标题化合物，为稠的棕色油状物(7.7g,98％收率)，其无需进一步纯化即可使用。ES/MS(35Cl/37Cl)m/z:192/194(M+H)。
制备例5的另一方法
流程1步骤G：在氮气下，向装有搅拌器和空气冷凝器的单颈圆底烧瓶中加入2,6-二氯-3-[(E)-2-乙氧基乙烯基]吡啶(748mg,3.4mmol)至丙酮(17.1mL)中，并加入2M HCl水溶液(8.6mL)。将得到的混合物在60℃加热搅拌3.5小时。将得到的混合物冷却至室温，用EtOAc稀释，用饱和NaHCO3水溶液猝灭。将得到的含水混合物用EtOAc萃取三次，将合并的有机萃取液用MgSO4干燥，过滤并将滤液减压浓缩。将所得残余物溶解于MeOH(8.6mL)和THF(4.9mL)中，并在5分钟内分批加入NaBH4(195mg)。将反应混合物在室温下搅拌40分钟，用水猝灭，用EtOAc萃取三次，将合并的有机萃取液用饱和NaCl水溶液洗涤，用MgSO4干燥，过滤，将滤液减压浓缩。将得到的残余物通过硅胶快速色谱纯化，用0-60％EtOAc的环己烷溶液梯度洗脱，将所需的色谱级分蒸发溶剂后得到标题化合物(315mg,47％收率)。ES/MS m/z:193(M+H)。
制备例5的另一方法
流程1步骤E：在室温下向烧瓶中加入2,6-二氯-3-乙烯基-吡啶(3g,17.5mmol)和THF(1.5mL)。在冰水浴中搅拌混合物，并在2分钟内滴加0.5M的9-硼杂二环[3.3.1]壬烷的THF(49.1mL)溶液。将反应混合物在45℃加热器中搅拌2小时。将反应混合物在冰水浴中搅拌，在5分钟内滴加2N NaOH水溶液(26.3mL)，然后在2分钟内滴加35％H2O2水溶液(4.87mL)并将得到的反应混合物在室温下搅拌2小时。将反应混合物用水稀释，用EtOAc萃取三次，将合并的有机萃取液用饱和Na2S2O3-5 H2O水溶液洗涤，用Na2SO4干燥并减压浓缩。将得到的残余物通过硅胶快速色谱纯化，用0-50％EtOAc/环己烷洗脱，将所需色谱级分蒸发溶剂后得到标题化合物(1.8g,55％收率)。ES/MS m/z:193(M+H)。
制备例6
6-氯-2,3-二氢呋喃并[2,3-b]吡啶
Figure BDA0002847830540000191
流程2步骤A：将2-(2,6-二氯-3-吡啶基)乙醇(10.8g,56.3mmol)和叔丁醇钾(9.5g,84.5mmol)在2-甲基-2-丁醇(200mL)中的溶液在60℃下加热2小时。将反应混合物冷却至室温，减压浓缩至部分体积，将所得混合物用CHCl3和饱和NH4Cl水溶液稀释。分离所形成的层，水相再用CH3Cl萃取两次，合并的有机萃取液用MgSO4干燥，过滤，滤液减压浓缩，得到棕色油状标题化合物(8.7g,84％收率)，其在室温下静置时固化，其具有足够的纯度，无需额外纯化即可使用。ES/MS(35Cl/37Cl)m/z:156/158(M+H)。
制备例7
2,3-二氢呋喃并[2,3-b]吡啶-6-甲腈
Figure BDA0002847830540000192
流程2步骤B：向圆底烧瓶中加入6-氯-2,3-二氢呋喃并[2,3-b]吡啶(1.1g,7.2mmol)、2-二叔丁基膦基-2',4',6'-三异丙基联苯(126mg,0.3mmol)、烯丙基(2-二叔丁基膦基-2',4',6'-三异丙基-1,1'-联苯)三氟甲磺酸钯(II)(208mg,0.3mmol)、KOAc(353mg,3.6mmol)和亚铁***三水合物(492mg,1.1mmol)。向该混合物中加入水(2.2mL)和1,4-二噁烷(7.2mL)，并在室温下将氮气鼓泡通过该混合物10分钟。在100℃的加热器内将反应混合物搅拌过夜。将反应混合物冷却至室温，用EtOAc稀释，用水猝灭，分离各相，另外将水相用EtOAc萃取三次。合并的有机萃取液用饱和NaCl水溶液洗涤，用MgSO4干燥，过滤，滤液减压浓缩。将得到的残余物通过硅胶快速色谱法纯化，用0-40％EtOAc的环己烷溶液梯度洗脱，将所需的色谱级分蒸发溶剂后得到标题化合物(600mg,57％收率)。ES/MS m/z:147(M+H)。
制备例8
1-(2,3-二氢呋喃并[2,3-b]吡啶-6-基)乙酮
Figure BDA0002847830540000201
流程2步骤D：将6-氯-2,3-二氢呋喃并[2,3-b]吡啶(8.6g,47.4mmol)、乙二醇单乙烯基醚(13mL,145mmol)、[1,3-双(二苯基膦基)丙烷]二氯化钯(II)(1.4g,2.4mmol)和TEA(23mL,165mmol)在乙二醇(100mL)中的混合物加热至160℃1小时。将所得混合物冷却并减压浓缩。向所得残余物中加入5N HCl水溶液(50mL)，将混合物搅拌10分钟，然后用DCM萃取三次。合并有机萃取液，减压浓缩，将所得残余物在EtOAc中制成浆液。过滤所得混合物，滤液用水洗涤三次。有机相用MgSO4干燥，减压浓缩，得到棕色油状标题化合物，其在室温静置时缓慢固化(7.0g,82％收率)，可以不经额外纯化直接使用。ES/MS m/z:164(M+H)。
制备例8的另一方法
流程2步骤C：向烧瓶中加入2,3-二氢呋喃并[2,3-b]吡啶-6-甲腈(349mg,2.4mmol)的THF(4.7mL)溶液。在0℃下加入3M甲基溴化镁的Et2O溶液(1.5mL)，将所得反应混合物搅拌2小时。用饱和NH4Cl水溶液猝灭混合物，搅拌20分钟。将混合物用EtOAc萃取三次，将合并的有机萃取液用饱和NaCl水溶液洗涤，用MgSO4干燥，过滤，将滤液减压浓缩。将得到的残余物通过硅胶快速色谱法纯化，用0-40％EtOAc的环己烷溶液梯度洗脱，将所需的色谱级分蒸发溶剂后得到标题化合物(339mg,87％收率)。ES/MS m/z:164(M+H)。
制备例9
(-)-1-(2,3-二氢呋喃并[2,3-b]吡啶-6-基)乙醇
Figure BDA0002847830540000211
流程2步骤E：向1-(2,3-二氢呋喃并[2,3-b]吡啶-6-基)乙酮(1.8g,11.2mmol)在水(160mL)和IPA(40mL)中的溶液中加入KRED P3-C12酶(0.9g)和KRED回收利用混合物P(0.9g)。将反应物在35℃下搅拌18小时，将所得混合物用EtOAc萃取三次。合并的有机萃取液依次用水和饱和NaCl水溶液洗涤，用MgSO4干燥，过滤，滤液减压浓缩。将得到的残余物通过硅胶快速色谱法纯化，用50-100％Et2O:异己烷梯度洗脱，将所需色谱级分蒸发溶剂后得到标题化合物(1.35g,73％收率)。ES/MS m/z:166(M+H)。[α]D 20＝-58.2°(c＝1,MeOH)。如上文所用，用于制备例9的术语“(-)”或“(-)对映体”是指具有所标注浓度“c”(g/100mL)的甲醇溶液在20℃和589nm下具有逆时针(或“(-)”)旋光性的制备例9的对映体。
制备例10
(+)-6-[1-氯乙基]-2,3-二氢呋喃并[2,3-b]吡啶
Figure BDA0002847830540000212
流程2步骤F：将(-)-1-(2,3-二氢呋喃并[2,3-b]吡啶-6-基)乙醇(1.35g,8.2mmol)和TEA(2.8mL,20mmol)的DCM(35mL)溶液在冰浴中冷却，并逐滴加入甲磺酰氯(1.2mL,15mmol)。将反应物温热至室温，搅拌7天，用饱和NaHCO3水溶液(20mL)猝灭。将混合物倾倒通过相分离器筒，用DCM洗涤。减压除去溶剂后，将所得残余物通过硅胶快速色谱纯化，用Et2O:异己烷梯度洗脱，将所需色谱级分蒸发溶剂后得到标题化合物(1.2g,76％收率)。ES/MS(35Cl/37Cl)m/z:184/186(M+H)。[α]D 20＝+88.2°(c＝1,DCM)。如上文所用，用于制备例10的术语“(+)”或“(+)对映体”是指具有所标注浓度“c”(g/100mL)的DCM溶液在20℃和589nm下具有顺时针(或“(+)”)的旋光度的制备例10的对映体。
制备例11
2-氯-4-(1,1-二乙氧基乙基)-5-氟-嘧啶
流程3步骤A：向1-(2-氯-5-氟-嘧啶-4-基)乙酮(46.4g,266mmol)在原甲酸三乙酯(120mL)中的溶液中加入三氟甲磺酸(1mL)。将反应搅拌72小时并真空浓缩。将所得残余物通过硅胶快速色谱纯化，用5-15％Et2O/异己烷梯度洗脱，在将所需色谱级分蒸发溶剂后得到标题化合物(53.9g,70％收率)。ES/MS(35Cl/37Cl)m/z:249/251(M+H)。
制备例12
1-(2-丁-3-炔氧基-5-氟-嘧啶-4-基)乙酮
Figure BDA0002847830540000222
流程3步骤B：向冰浴冷却的3-丁炔-1-醇(17mL,218mmol)的THF(400mL)溶液中分批加入60％NaH的矿物油悬浮液(8.7g,218mmol)。将所得混合物在室温下搅拌1小时，滴加2-氯-4-(1,1-二乙氧基乙基)-5-氟-嘧啶(53.9g,217mmol)的THF(200mL)溶液。将暗红色混合物搅拌90分钟，用饱和NH4Cl水溶液猝灭。将含水混合物用EtOAc萃取三次，将合并的萃取物用饱和NaCl水溶液洗涤，用MgSO4干燥，过滤，并将滤液减压浓缩。将所得残余物溶解在THF(400mL)中，加入2N HCl水溶液(100mL)。将所得混合物搅拌3小时并减压浓缩。过滤收集所得沉淀物并用环己烷研磨，过滤后得到标题化合物(39.6g,85％收率)。ES/MS m/z:209(M+H)。
制备例13
1-(5-氟-2,3-二氢呋喃并[2,3-b]吡啶-6-基)乙酮
Figure BDA0002847830540000231
流程3步骤C：将1-(2-丁-3-炔氧基-5-氟-嘧啶-4-基)乙酮(3.25g,14.8mmol)的环丁砜(20mL)溶液加热至235℃30分钟。将混合物通过硅胶快速色谱纯化，用40-80％MTBE:异己烷梯度洗脱，在将所需色谱级分蒸发溶剂后获得黄色油。将所得残余物进一步通过硅胶快速色谱纯化，用30-50％MTBE:异己烷梯度洗脱，在将所需色谱级分蒸发溶剂后得到黄色固体状标题化合物(739mg,27％收率)。ES/MS m/z:182(M+H)。
制备例14
1-(5-氟-2,3-二氢呋喃并[2,3-b]吡啶-6-基)乙醇
Figure BDA0002847830540000232
流程3步骤D：将1-(5-氟-2,3-二氢呋喃并[2,3-b]吡啶-6-基)乙酮(904mg,4.9mmol)在THF(30mL)和EtOH(5mL)中的溶液在冰浴中冷却。加入NaBH4(194mg,5.1mmol)，将混合物搅拌1.5小时。小心加入饱和NH4Cl水溶液猝灭反应，减压浓缩。向所得残余物中依次加入水和DCM，并将所得两相混合物通过相分离器筒过滤。将分离的DCM滤液减压浓缩得到标题化合物(845mg,94％收率)。ES/MS m/z:184(M+H)。
制备例15
6-(1-氯乙基)-5-氟-2,3-二氢呋喃并[2,3-b]吡啶
Figure BDA0002847830540000233
流程3步骤E：将1-(5-氟-2,3-二氢呋喃并[2,3-b]吡啶-6-基)乙醇(845mg,4.6mmol)和DIPEA(1.8mL,10mmol)的DCM(20mL)溶液在冰浴中冷却，滴加甲磺酰氯(0.8mL,10mmol)。将反应物温热至室温并搅拌16小时。将混合物用DCM稀释，用饱和NaHCO3水溶液(20mL)猝灭。将混合物倾倒通过相分离器筒，用DCM洗涤。收集DCM相，减压浓缩，所得残余物通过硅胶快速色谱纯化，用50-100％Et2O:异己烷梯度洗脱，将所需色谱级分蒸发溶剂后得到标题化合物(858mg,83％收率)。ES/MS(35Cl/37Cl)m/z:202.0/204(M+H)。
制备例16
(-)-1-(5-氟-2,3-二氢呋喃并[2,3-b]吡啶-6-基)乙醇
Figure BDA0002847830540000241
流程3步骤D：将1-(5-氟-2,3-二氢呋喃并[2,3-b]吡啶-6-基)乙酮(3.419g,18.9mmol)和[N-[(1S,2S)-2-(氨基-κN)-1,2-二苯基乙基]-4-甲基苯磺酰胺合-κN]氯[(1,2,3,4,5,6-η)-1-甲基-4-(1-甲基乙基)苯]-钌(1.0g,1.6mmol)在HCOOH-TEA 5:2复合物(30mL)中混合，并在搅拌下用氮气吹扫5分钟。在N2气氛下将所得混合物加热至35℃2小时。冷却反应混合物，用EtOAc和饱和NaHCO3水溶液稀释。用EtOAc萃取混合物三次。合并有机萃取液，经Na2SO4干燥，过滤，滤液减压除去溶剂。通过硅胶快速色谱法使用50％EtOAc/己烷的混合物纯化粗产物，在将所需色谱级分蒸发溶剂后得到标题化合物(3.0g,87％收率)。ES/MS m/z:184(M+H)。[α]D 20＝-16.8°(c＝2,MeOH)。如上文所用，用于制备例16的术语“(-)”或“(-)对映体”是指具有所标注浓度“c”(g/100mL)的甲醇溶液在20℃和589nm下具有逆时针(或“(-)”)旋光性的制备例16的对映体。
制备例17
(+)-6-[1-氯乙基]-5-氟-2,3-二氢呋喃并[2,3-b]吡啶
Figure BDA0002847830540000242
流程3步骤E：向(-)-1-(5-氟-2,3-二氢呋喃并[2,3-b]吡啶-6-基)乙醇(3.0g,16.3mmol)的DMF(75mL)溶液中滴加苯甲酰氯(2.9mL,25mmol)。将反应混合物在室温、氮气下搅拌16小时。用EtOAc和饱和NaHCO3水溶液稀释混合物。用EtOAc萃取混合物三次，将合并的有机萃取液用Na2SO4干燥，过滤，滤液减压除去溶剂。通过硅胶快速色谱法纯化粗产物，用5％-100％EtOAc/己烷梯度洗脱，将所需色谱级分蒸发溶剂后得到标题化合物(3.1g,95％收率)。ES/MS(35Cl/37Cl)m/z:202.0/204(M+H)。[α]D 20＝+68.2°(c＝0.2,DCM)。如上文所用，用于制备例17的术语“(+)”或“(+)对映体”是指具有所标注浓度“c”(g/100mL)的DCM溶液在20℃和589nm下具有顺时针(或“(+)”)旋光度的制备例17的对映体。
制备例18
4-(乙酰氨基氨基甲酰基)哌啶-1-甲酸叔丁酯
Figure BDA0002847830540000251
向烧瓶中加入1-叔丁氧基羰基哌啶-4-甲酸(15.0g,65.8mmol)的THF(150.8mL)溶液。在冰水浴中搅拌溶液，并一次性加入1,1’-羰基二咪唑(15.2g,92.1mmol)。将反应混合物在室温下搅拌2小时，并在0℃下一次性加入乙酰肼(6.5g,85.5mmol)。将反应混合物温热至室温并搅拌过夜，用饱和NaHCO3水溶液(250mL)和2-甲基四氢呋喃稀释。将混合物转移至分液漏斗中，并分离各层。水层用2-甲基四氢呋喃萃取，合并的有机萃取液用饱和NaCl水溶液洗涤，用MgSO4干燥。水层用DCM萃取两次，合并的有机萃取液用饱和NaCl水溶液洗涤，用MgSO4干燥。合并两种有机溶液，减压浓缩得到残余物，将其与MTBE(300mL)合并。将混合物在50℃加热器中搅拌1小时，室温下搅拌过夜，过滤，滤饼用MTBE洗涤。将过滤的固体在真空下在45℃干燥3小时得到标题化合物(14.5g,48.5mmol,73.7％收率)，为白色固体。ES/MSm/z:308(M+Na)。
制备例19
2-甲基-5-(4-哌啶基)-1,3,4-噁二唑
Figure BDA0002847830540000261
向烧瓶中加入三苯基膦(16.4g,61.9mmol)和DCM(177mL)。将溶液在室温下搅拌，分批加入I2(16.0g,61.9mmol)；加入TEA(10.9mL,77.4mmol)，将反应混合物在室温搅拌15分钟。将混合物在冰水浴中搅拌，加入4-(乙酰氨基氨基甲酰基)哌啶-1-甲酸叔丁酯(9.3g,31.0mmol)。将反应混合物在冰水浴中搅拌2小时，加入饱和NaHCO3水溶液，将混合物转移至分液漏斗中。分离各层，水层用DCM萃取。合并有机萃取液，用MgSO4干燥，过滤，减压浓缩滤液得到残余物，将其溶于DCM(186mL)。向溶液中加入TFA(46.5mL)，将反应混合物于室温搅拌过夜。减压浓缩混合物，将得到的残余物与DCM和水混合。分离各层，水层用EtOAc萃取两次。用50％NaOH水溶液将水层碱化至pH～14，用DCM萃取6次。合并的有机萃取液用饱和NaCl水溶液洗涤，用MgSO4干燥，减压浓缩得到固体，将其在真空下在40℃干燥2小时得到标题化合物(4.3g,25.9mmol,83％收率)，为灰白色固体。ES/MS m/z:168(M+H)。
实施例1
(-)-6-[1-[4-(5-甲基-1,3,4-噁二唑-2-基)-1-哌啶基]乙基]-2,3-二氢呋喃并[2,3-b]吡啶
Figure BDA0002847830540000262
流程2步骤G：将(+)-6-[1-氯乙基]-2,3-二氢呋喃并[2,3-b]吡啶(247mg,1.3mmol)、4-(5-甲基-1,3,4-噁二唑-2-基)哌啶(476mg,2.7mmol)和K2CO3(195mg,1.4mmol)在ACN(18mL)中的混合物在120℃下在微波中辐射150分钟。用EtOAc稀释反应混合物，用饱和NH4Cl水溶液猝灭。用EtOAc萃取混合物，有机相用MgSO4干燥。减压蒸发滤液，将所得残余物通过硅胶快速色谱纯化，用0-10％MeOH:DCM梯度洗脱，将所需色谱级分蒸发溶剂后得到黄色油状物(333mg)。将该物质与通过类似方法从另外的实验中产生的另外的物质合并(经硅胶色谱处理后共540mg)，并通过SFC手性色谱(手性AD-H柱250×30mm,5μm；柱温35℃；流速120g/min)进一步纯化，用18％IPA/0.2％DMEA的CO2溶液洗脱，得到油状标题化合物(383mg)。分析HPLC：tR＝2.35分钟，＞99％ee(Amy1手性柱，3.3×150mm，流速1.5mL/分钟，在82％CO2中的18％IPA/0.2％IPAm，35℃柱温，287nM)。ES/MS m/z:315.0(M+H)。[α]D 20＝-12.7°(c＝0.24,MeOH)。如上文所用，用于实施例1的术语“(-)”或“(-)对映体”是指具有所标注浓度“c”(g/100mL)的甲醇溶液在20℃和589nm下具有逆时针(或“(-)”)旋光度的实施例1的对映体。
实施例1的替代方法
流程2步骤H：向搅拌的1-(2,3-二氢呋喃并[2,3-b]吡啶-6-基)乙酮(100mg,0.6mmol)和2-甲基-5-(4-哌啶基)-1,3,4-噁二唑(200mg,1.2mmol)的CHCl3(5.2mL)溶液中加入异丙醇钛(IV)(363μL，1.2mmol)并将反应混合物搅拌30分钟。加入NaBH(OAc)3(390mg,1.8mmol)并将反应在40℃搅拌过夜。将反应混合物用EtOAc(5mL)和饱和NaHCO3水溶液(2mL)稀释20分钟，将混合物通过硅藻土床过滤，并将滤液减压浓缩。所得残余物通过C18硅胶反相色谱纯化(XBridge C18，5μm 19x 100mm；214nm和300nm；MS-ESI 100-800)，用10mMNH4HCO3水溶液(pH:～9.0)在ACN中的混合物洗脱(20％至40％，梯度时间4min)，流速：25mL/分钟)，并通过SCF手性色谱进一步纯化(
Figure BDA0002847830540000271
AD-H柱，250×30mm，5μm；柱温35℃；流速120mL/分钟)，用18％IPA/0.2％DMEA的CO2溶液洗脱，将所需的色谱级分蒸发溶剂后得到标题化合物(27mg,55％收率)。tR＝0.096分钟，＞99％ee(Amy1手性柱，3.3×150mm，流速1.5mL/分钟，在82％CO2中的18％IPA/0.2％IPAm，35℃柱温，287nM)。ES/MS m/z:315(M+H)。
实施例2
(-)-5-氟-6-[1-[4-(5-甲基-1,3,4-噁二唑-2-基)-1-哌啶基]乙基]-2,3-二氢呋喃并[2,3-b]吡啶
Figure BDA0002847830540000281
流程3步骤F：将6-(1-氯乙基)-5-氟-2,3-二氢呋喃并[2,3-b]吡啶(111mg,0.5mmol)、4-(5-甲基-1,3,4-噁二唑-2-基)哌啶(107mg,0.6mmol)和K2CO3(85mg,0.6mmol)在ACN(8mL)中的混合物在80℃下加热27小时。冷却反应混合物，用DCM稀释并用水猝灭。将所得双相混合物倾倒通过相分离器筒。减压蒸发DCM，残余物经硅胶快速色谱法纯化，用50-100％EtOAc/异己烷梯度洗脱，在将所需色谱级分蒸发溶剂后得到白色固体。通过SFC手性色谱法进一步纯化(
Figure BDA0002847830540000284
AZ-3柱150×3mm，3μm；柱温35℃；流速1.5mL/分钟)，用40％MeOH/0.2％IPA的CO2溶液洗脱，在将所需色谱级分蒸发溶剂后，得到＞99％ee的标题化合物(44mg,39％收率)。分析HPLC：tR＝3.7分钟，＞99％ee(手性AZ-3柱，3.3×150mm，流速1.5mL/分钟，在60％CO2中的40％MeOH/0.2％IPAm，35℃柱温，220nM)。ES/MS m/z:333.0(M+H)。[α]D 20＝-117.5°(c＝0.2,DCM)。
或者，将(+)-6-(1-氯乙基)-5-氟-2,3-二氢呋喃并[2,3-b]吡啶(500mg,2.5mmol)、4-(5-甲基-1,3,4-噁二唑-2-基)哌啶(829mg,5mmol)和K2CO3(1.0g,7.5mmol)在ACN(25mL)中的混合物加热至65℃72小时。将混合物冷却，用水稀释，用EtOAc萃取三次，并将合并的有机萃取液用Na2SO4干燥。然后过滤萃取液并将滤液减压浓缩。将得到的残余物通过硅胶快速色谱纯化，用0.5％-10％MeOH/DCM梯度洗脱，在将所需色谱级分蒸发溶剂后得到586mg标题化合物，76.6％ee。通过SFC手性色谱法进一步纯化标题化合物(
Figure BDA0002847830540000282
AD-H，21×250mm，3μm；柱温40℃；流速80mL/分钟)，用15％MeOH/0.2％IPAm在85％CO2中洗脱，在将所需色谱级分蒸发溶剂后得到96.5％ee的标题产物(457mg,55％收率)。ES/MS m/z:333.0(M+H)。分析HPLC tR＝2.08分钟，＞96.5％ee(
Figure BDA0002847830540000283
AD-H，4.6×150mm，流速5mL/分钟；15％MeOH/0.2％IPAm的CO2溶液)。[α]D 20＝-109.9°(C＝0.2,DCM)。如上文所用，用于实施例2的术语“(-)”或“(-)对映体”是指具有所标注浓度“c”(g/100mL)的DCM溶液在20℃和589nm下具有逆时针(或“(-)”)旋光度的实施例2的对映体。
实施例3
(+)-6-[(1R)-1-[4-(5-甲基-1,3,4-噁二唑-2-基)-1-哌啶基]乙基]-2,3-二氢呋喃并[2,3-b]吡啶
Figure BDA0002847830540000291
标题化合物可按照与实施例1所述方法类似的方式，由(-)-6-[1-氯乙基]-2,3-二氢呋喃并[2,3-b]吡啶和4-(5-甲基-1,3,4-噁二唑-2-基)哌啶制备，或利用手性色谱法由1-(2,3-二氢呋喃并[2,3-b]吡啶-6-基)乙酮和2-甲基-5-(4-哌啶基)-1,3,4-噁二唑制备。[α]D 20＝+19.3°(c＝0.20,MeOH)。
如上文所用，用于实施例3的术语“(+)”或“(+)对映体”是指具有所标注浓度“c”(g/100mL)的MeOH溶液在20℃和589nm下具有顺时针(或“(+)”)旋光度的实施例3的对映体。
实施例4
(+)-5-氟-6-[1-[4-(5-甲基-1,3,4-噁二唑-2-基)-1-哌啶基]乙基]-2,3-二氢呋喃并[2,3-b]吡啶
Figure BDA0002847830540000292
标题化合物可按照与实施例2所述方法类似的方式，利用手性色谱法由6-(1-氯乙基)-5-氟-2,3-二氢呋喃并[2,3-b]吡啶和4-(5-甲基-1,3,4-噁二唑-2-基)哌啶制备。在实施例2中所述的相同分析HPLC条件下，tR＝2.0分钟。[α]D 20＝+107.3°(c＝0.20,DCM)
如上文所用，用于实施例4的术语“(+)”或“(+)对映体”是指具有所标注浓度“c”(g/100mL)的DCM溶液在20℃和589nm下具有顺时针(或“(+)”)旋光度的实施例4的对映体。
体外人OGA酶测定
OGA酶的产生
将编码全长人O-GlcNAc-β-N-乙酰氨基葡糖苷酶(NM_012215)的核苷酸序列***带有N-末端多组氨酸(HIS)标记的pFastBac1(Invitrogen)载体中。杆状病毒的产生根据Bac-to-Bac杆状病毒表达***(Invitrogen)方案进行。每升培养物用10mL P1病毒感染1.5×106细胞/mL的Sf9细胞，并在28℃温育48小时。将细胞离心，用PBS冲洗，并将沉淀物储存在-80℃。
上述OGA蛋白(His-OGA)的纯化方法如下：将4L细胞在200mL含有50mM Tris,pH8.0、300mM NaCl、10％甘油、10mM咪唑、1mM二硫苏糖醇(DTT)、0.1％TritonTM X-100、4片蛋白酶抑制剂(完全不含EDTA,Roche)的缓冲液中在4℃下裂解45分钟。然后将该细胞裂解物在4℃以16500rpm旋转40分钟，并将上清液在4℃与6mL Ni-NTA树脂(镍-次氮基三乙酸)温育2小时。
然后将树脂装到柱上，用50mM Tris,pH 8.0、300mM NaCl、10％甘油、10mM咪唑、0.1％TritonTM X-100、1mM DTT洗涤，然后用50mM Tris,pH 8.0、150mM NaCl、10mM咪唑、10％甘油、1mM DTT洗涤。用50mM Tris,pH 8.0、150mM NaCl、300mM咪唑、10％甘油、1mM DTT洗脱蛋白质。将合并的含His-OGA的级分浓缩至6mL并加载到Superdex75(16/60)上。用50mMTris,pH8.0、150mM NaCl、10％甘油、2mM DTT洗脱蛋白质。合并含有His-OGA的级分，并用BCA(Bradford比色测定法)测量蛋白质浓度。
OGA酶测定
OGA酶催化O-GlcNAc从核质蛋白中的去除。为了测量该活性，使用荧光素二-N-乙酰基-β-N-乙酰基-D-氨基葡糖苷(FD-GlcNAc,Kim,Eun Ju；Kang,Dae OOK；Love,Dona C；Hanover,John A.Carbohydrate Research(2006),341(8),971-982)作为底物，终浓度为6.7μM(384孔测定形式)。该荧光底物在被OGA切割后变成产荧光的物质，使得酶活性可以通过在535nm(在485nm激发)检测到的荧光的增加来测量。
制备测定缓冲液，以得到在水中的终浓度为50mM H2NaPO3-HNa2PO3、0.01％牛血清白蛋白和0.01％TritonTM X-100，pH为7。使用十点浓度响应曲线，将待测化合物在纯二甲亚砜(DMSO)中稀释。反应混合物中化合物的最大浓度为30或1μM。在加入底物开始反应之前，将适当浓度的化合物与OGA酶预孵育30分钟。对于30或1μM最大化合物浓度，最终酶浓度分别为3.24nM或0.5nM。使反应在室温下进行60分钟。然后，不停止反应，读取荧光。IC50值通过将标准化数据对化合物的log作图并使用四参数逻辑方程拟合数据来计算。
基本上如上所述测试实施例1-4的化合物，并显示如表1中所示的下列IC50值：
表1
实施例 IC50(nM)
1 1.24±0.66(n＝7)
2 1.13±1.02(n＝6)
3 611.4(n＝1)
4 2657±606.7(n＝2)
这些结果证明实施例1至4的化合物在体外抑制OGA酶活性。

Claims (10)

1.下式的化合物或其药学上可接受的盐：
Figure FDA0004116679820000011
其中R是F。
2.根据权利要求1所述的化合物，其中所述化合物是(-)-5-氟-6-[1-[4-(5-甲基-1,3,4-噁二唑-2-基)-1-哌啶基]乙基]-2,3-二氢呋喃并[2,3-b]吡啶或其药学上可接受的盐。
3.根据权利要求2所述的化合物，其为：
(-)-5-氟-6-[1-[4-(5-甲基-1,3,4-噁二唑-2-基)-1-哌啶基]乙基]-2,3-二氢呋喃并[2,3-b]吡啶。
4.根据权利要求1所述的化合物，其中所述化合物是(+)-5-氟-6-[1-[4-(5-甲基-1,3,4-噁二唑-2-基)-1-哌啶基]乙基]-2,3-二氢呋喃并[2,3-b]吡啶或其药学上可接受的盐。
5.根据权利要求4所述的化合物，其为：
(+)-5-氟-6-[1-[4-(5-甲基-1,3,4-噁二唑-2-基)-1-哌啶基]乙基]-2,3-二氢呋喃并[2,3-b]吡啶。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的化合物或其药学上可接受的盐在制备用于治疗阿尔茨海默病的药物中的用途。
7.根据权利要求1-5中任一项所述的化合物或其药学上可接受的盐在制备用于预防轻度认知障碍进展为阿尔茨海默病的药物中的用途。
8.根据权利要求1-5中任一项所述的化合物或其药学上可接受的盐在制备用于治疗进行性核上性***药物中的用途。
9.药物组合物，其包含根据权利要求1-5中任一项所述的化合物或其药学上可接受的盐以及一种或多种药学上可接受的载体、稀释剂或赋形剂。
10.一种制备药物组合物的方法，所述方法包括将权利要求1-5中任一项所述的化合物或其药学上可接受的盐与一种或多种药学上可接受的载体、稀释剂或赋形剂混合。
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