CN113754683A - 同位素取代的螺芳环化合物及其应用 - Google Patents

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Abstract

同位素取代的螺芳环化合物及其应用。本发明提供了一种下式I所示的同位素取代的螺芳环化合物，或其药学上可接受的盐，或其对映异构体、非对映异构体、互变异构体、溶剂化物、多晶型物、前药或代谢产物；并且还提供了所述化合物的制备方法和用途。本发明同位素取代的化合物相对于未经同位素取代的化合物，具有更长的半衰期、更高的血药浓度和更优异的药代动力学性质。

Description

同位素取代的螺芳环化合物及其应用
技术领域
本发明涉及螺芳环化合物领域，具体地说，涉及一种可用于SHP2抑制剂的同位素取代的螺芳环化合物、其药学上可接受的盐、或其对映异构体、非对映异构体、互变异构体、溶剂化物、前药或代谢产物。另外，本发明还涉及该类化合物的制备方法、含有该类化合物的药物组合物以及该类化合物用于制备治疗与SHP2活性异常相关疾病或病症的药物的用途。
背景技术
蛋白酪氨酸磷酸酶SHP2，在细胞信号传导过程中占据及其重要的位置，是开发治疗糖尿病、自身免疫疾病和癌症等重大疾病的靶点。SHP2是在多种疾病中突变或者高表达，如努南综合征(Noonan Syndrome)、豹综合征(Leopard Syndrome)、青少年髓单核细胞白血病、成神经细胞瘤、黑色素瘤、急性髓性白血病、乳腺癌、食道癌、肺癌、结肠癌、头癌、成神经细胞瘤、头颈的鳞状细胞癌、胃癌、间变性大细胞淋巴瘤和成胶质细胞瘤等等。分子生物学研究表明，SHP2参与多个肿瘤细胞信号传导通路，如MAPK、JAK/STAT和PI3K/Akt等。同时，SHP2也负责PD1-PDL1免疫抑制通路的信号传导。因此，抑制SHP2的活性能够在逆转肿瘤微环境中的免疫抑制。
SHP2由两个N-末端Src同源2结构域(N-SH2和C-SH2)和一个蛋白酪氨酸磷酸酶催化结构域(PTP)构成。在自抑制状态下，N-SH2与PTP结合形成一个环状结构，从而阻碍PTP与底物的结合，使得酶催化活性被抑制；当上游受体蛋白的酪氨酸被磷酸化后，N-SH2与之相结合，PTP催化域得到释放从而发挥出磷酸酶活性。
目前针对SHP2抑制剂的开发，主要以非催化区的变构抑制剂为主，比如WO2015107493A1，WO2016203404A1，WO2016203406A1，WO2017216706A1，WO2017211303A1，CN201710062495，WO2018136265A1WO2018057884等中公开的一些化合物。今年的研究表明SHP2作为一个新颖的可成药靶点，引起了越来越多的关注。因此，本领域急需开发结构新颖、生物活性好，成药性高的SHP2抑制剂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种式I所示的同位素取代的化合物或其药学上可接受的盐，含有该化合物或其药学上可接受的盐的药物组合物，以及该化合物或其药物组合物在预防和治疗与SHP2异常相关的疾病或病症中的应用。
本发明的第一方面提供一种式I所示的同位素取代的化合物，或其药学上可接受的盐，或其对映异构体、非对映异构体、互变异构体、溶剂化物、多晶型物、前药或代谢产物，
Figure BDA0002526475300000021
其中，
X1和X2各自独立地选自键、O、CRaRb或NRc；
X3选自键、CRaRb、NRc、S或O；
X4选自N或者CRc；
Ra、Rb和Rc各自独立地选自H、D、卤素、取代或未取代的C1-6烷基、取代或未取代的C1-6烷氧基；
R1、R2、R3、R4和R7各自独立地选自H、D、-OH、卤素、取代或未取代的氨基、取代或未取代的C1-6烷基、取代或未取代的C1-6烷氧基；且不能同时为-OH或-NH2；
环A选自取代或未取代的C4-8环烃基、取代或未取代的4-8元杂环基、取代或未取代的C5-10芳基、取代或未取代的5-10元杂芳基，所述杂环基或杂芳基包含1-3个选自下组的杂原子：N、O、S或P；
环C选自取代或未取代的C4-8环烃基、取代或未取代的5-6元单环杂环基、取代或未取代的8-10元双环杂环基、取代或未取代的C5-10单环或双环芳基、取代或未取代的5-6元单环杂芳基、取代或未取代的8-10元双环杂芳基，所述杂环基或杂芳基包含1-4个选自下组的杂原子：N、O、S或P；
R5和R6各自独立地选自H、D、-OH、卤素、氰基、-NO2、取代或未取代的氨基、取代或未取代的C1-6烷基、取代或未取代的C1-6烷氧基；
n为0至3中的任一整数；并且
所述取代是指基团上的一个或多个氢原子被选自下组的取代基取代：卤素、-OH、-NO2、-NH2、-NH(未取代或卤代的C1-6烷基)、-N(未取代或卤代的C1-6烷基)2、-CN、未取代或卤代的C1-8烷基、未取代或卤代的C1-8烷氧基、未取代或卤代的C1-8烷氧基-C1-8烷基、未取代或卤代的C3-8环烷基-C1-8烷基、未取代或卤代的C1-6烷基羰基、未取代或卤代的C1-6烷氧基羰基、异羟肟酸基、未取代或卤代的C1-6烷基巯基、-S(O)2N(未取代或卤代的C1-6烷基)2、-S(O)2未取代或卤代的C1-6烷基、-N(未取代或卤代的C1-6烷基)S(O)2N(未取代或卤代的C1-6烷基)2、-S(O)N(未取代或卤代的C1-6烷基)2、-S(O)(未取代或卤代的C1-6烷基)、-N(未取代或卤代的C1-6烷基)S(O)N(未取代或卤代的C1-6烷基)2、-N(未取代或卤代的C1-6烷基)S(O)(未取代或卤代的C1-6烷基)、未取代或卤代的C5-10芳基、未取代或卤代的5-10元杂芳基、未取代或卤代的C4-8环烃基、未取代或卤代的4-8元杂环基，所述杂环基和杂芳基包含1-4个选自下组的杂原子：N、O或S；
其中，所述同位素取代为环A、环B、环C、环D、环E和环F一个或多个环的一个或多个环碳原子被13C取代，和/或环A、环B、环C、环D、环E和环F中的一个或多个环的一个或多个环原子上的H被氘取代。
作为一种优选的实施方式，所述同位素取代为氘代，其中，选自以下一个或多个位置上的H被氘代：环A上杂环原子以外的任一位置的环原子上的H；和/或，环B上的氨基取代的环原子上的H；和/或，环C上杂环原子以外的任一位置的环原子上的H；和/或，环E的7位环原子上的H；和/或，环F的2位和3位环原子上的H。
作为一种优选的实施方式，所述同位素取代为氘代，包括1到4个H被氘取代。
作为一种优选的实施方式，所述同位素取代为环E的7位环原子上的H和/或环F的2位和3位环原子上的H被氘取代。
作为一种优选的实施方式，环C为吡啶基(优选为吡啶-4-基)或苯基，所述同位素取代为氘代，存在于为未被R6取代的一个或多个位置上。
作为一种优选的实施方式，环A为吡啶环，所述同位素取代为氘代，存在于除该吡啶环氮原子以外的其它非并环原子中的一个或多个位置上。
作为一种优选的实施方式，环A为吡啶环，环C为吡啶-4-基或苯基，X4为CH，所述同位素取代为氘代，存在于环A、环C、环E和环F中的一个或多个环上；优选地，化合物中总的氘代数量为1-4个。
作为一种优选的实施方式，X1和X2中的一个为CH2，并且另一个为键。
作为一种优选的实施方式，X3为S。
作为一种优选的实施方式，X4选自N或者CH。
作为一种优选的实施方式，R1、R2、R3、R4和R7各自独立地选自H、D、-OH、-F、-Cl、-Br、-NH2、-NHC1-3烷基、甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、甲氧基、乙氧基、丙氧基或异丙氧基；被卤素、-NH2、-OH、C1-3烷基或C1-3烷氧基取代的C1-3烷基；或被卤素、-NH2、-OH、C1-3烷基或C1-3烷氧基取代的C1-3烷氧基。
作为一种优选的实施方式，R5和R6各自独立地选自H、D、-OH、-F、-Cl、-Br、-CN、-NH2、-NHC1-3烷基、甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、甲氧基、乙氧基、丙氧基或异丙氧基；被卤素、-NH2、-OH、C1-3烷基或C1-3烷氧基取代的C1-3烷基；或被卤素、-NH2、-OH、C1-3烷基或C1-3烷氧基取代的C1-3烷氧基。
作为一种优选的实施方式，所述取代基选自-F、-Cl、-Br、-OH、-NO2、-NH2、-NH(C1-6烷基)、-N(C1-6烷基)2、-CN、C1-6烷基、C1-4烷氧基、C1-4烷氧基-C1-6烷基、C3-8环烷基-C1-8烷基、C1-6烷基羰基、C1-6烷氧基羰基、C1-6烷基巯基、-S(O)2N(C1-6烷基)2、-S(O)2C1-6烷基、-N(C1-6烷基)S(O)2N(C1-6烷基)2、-S(O)N(C1-6烷基)2、-S(O)(C1-6烷基)、-N(C1-6烷基)S(O)N(C1-6烷基)2、-N(C1-6烷基)S(O)(C1-6烷基)、取代或未取代的C5-10芳基、取代或未取代的5-10元杂芳基、取代或未取代的C4-8环烃基、取代或未取代的4-8元杂环基，所述杂环基和杂芳基包含1-4个选自下组的杂原子：N、O或S。
作为一种优选的实施方式，所述取代基选自-F、-Cl、-Br、-OH、-NO2、-NH2、-NH(C1-3烷基)、-N(C1-3烷基)2、-CN、C1-3烷基、C1-3烷氧基、C1-3烷基羰基、环丙基、环丁基、环戊基、环戊烯基、环己基、环己烯基、环己二烯基、环庚基、环辛基、吡咯烷基、吗啉基、哌嗪基、高哌嗪基、哌啶基、硫代吗啉基、苯基、萘基、蒽基、菲基、芴基、噻吩基、咪唑基、吡唑基、噻唑基、噁唑基、噁二唑基、异噁唑基、吡啶基、嘧啶基、吡嗪基、哒嗪基、苯并咪唑基、苯并吡唑基、吲哚基、呋喃基、吡咯基、***基、四唑基、三嗪基、吲嗪基、异吲哚基、吲唑基、异吲唑基、嘌呤基、喹啉基、异喹啉基。
作为一种优选的实施方式，所述取代基选自-F、-Cl、-Br、-OH、-NO2、-NH2、-NH(C1-3烷基)、-N(C1-3烷基)2、-CN、甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基或苯基。
作为一种优选的实施方式，所述环C为：
Figure BDA0002526475300000041
其中，
X5、X6、X7、X8和X9各自独立地选自N或CRd；且至多同时3个为N；
X10、X11、X12、X13、X14、X15、X16和X17各自独立地选自N或CRd；且至多同时5个为N；
X18、X19、X20和X21各自独立地选自N或CRd，且至多同时3个为N；
R6和R8各自独立地选自H、D、-NH2、-CN、-OH、-NO2、卤素、未取代或卤代的C1-6烷基、未取代或卤代的C1-6烷氧基；并且
所述Rd选自H、D、卤素、未取代或卤代的C1-6烷基、未取代或卤代的C1-6烷氧基；
其中，波浪线表示环C与X3的连接位置。
作为一种优选的实施方式，所述环C为：
Figure BDA0002526475300000051
其中，
X5、X6、X7、X8和X9中的0、1或2个为N，其余为CRd；
X18、X19、X20和X21中的0、1或2个为N，其余为CRd；
R6选自H、D、-NH2、-CN、-OH、-NO2、-F、-Cl、-Br、甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、氟代或溴代的C1-3烷基、氟代或溴代的C1-3烷氧基；并且
所述Rd选自H、D、-F、-Cl、-Br、甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、氟代或溴代的C1-3烷基、氟代或溴代的C1-3烷氧基；
其中，波浪线表示环C与X3的连接位置。
作为一种优选的实施方式，所述环C为：
Figure BDA0002526475300000052
其中，R9和R10各自独立为H、卤素、-NR’R”或未取代的C1-6烷基，其中，R’和R”各自独立为H或C1-4烷基；优选地，吡啶环上的R9为-NR’R”、R10为卤素，苯环上R9和R10均为卤素。
作为一种优选的实施方式，所述环C为：
Figure BDA0002526475300000053
优选地，所述吡啶环的5位和/或6位的H被氘取代，所述苯环的4位、5位和6位中的至少一个位置上的H被氘取代。
作为一种优选的实施方式，所述环C为2位和3位、或5位和6位被卤素取代的苯基，优选是被2个Cl取代的苯基；其中，该苯基上未被卤素取代的环碳原子上的一个或多个H被取代为D，优选1个H被D取代。
作为一种优选的实施方式，所述环A选自取代或未取代的C4-6环烃基、取代或未取代的4-6元杂环基、取代或未取代的C5-6芳基、取代或未取代的5-6元杂芳基，所述杂环基或杂芳基包含1-3个N原子。
作为一种优选的实施方式，所述环A选自下组中的任一个：
Figure BDA0002526475300000061
其中，波浪线表示环A与环B并环的位置，优选地，所述环A上环氮原子以及F取代的环原子位置以外的环原子位置上的一个或多个H被D取代。
作为一种优选的实施方式，所述环A选自下组中的任一个：
Figure BDA0002526475300000062
其中，所述环A上环氮原子以及F取代的环原子位置以外的环原子位置上的一个或多个H被D取代。
作为一种优选的实施方式，所述环A为：
Figure BDA0002526475300000063
其中，所述同位素取代为氘代，取代发生在2、3和/或4位。
作为进一步的优选实施方式，所述化合物具有选自以下的结构：
Figure BDA0002526475300000064
Figure BDA0002526475300000071
其中，所述化合物的一个或多个环上的H被D取代，取代位置如前文任一实施方式所述。
作为进一步的优选实施方式，本发明提供式I所示的同位素取代的化合物，其药学上可接受的盐，或其对映异构体、非对映异构体、互变异构体、溶剂化物、多晶型物、前药或代谢产物，其中：
环A为：
Figure BDA0002526475300000072
其中，波浪线表示环A与环B并环的位置；
环B中，X1和X2中一个为键，另一个为CH；
X3为S或O，优选为S；
X4为CH；
R1和R3各自独立为H和未取代的C1-6烷基，优选都为H；
R2和R4各自独立为H和未取代的C1-6烷基，优选都为H；
R7为H、羟基、卤素和未取代的C1-6烷基，优选为H或C1-4烷基；
环C为：
Figure BDA0002526475300000073
其中，R9和R10各自独立为H、卤素、氨基或未取代的C1-6烷基，优选各自独立为卤素或C1-6烷基；更优选地，R9和R10都为卤素，或一个为卤素、另一个为C1-6烷基；其中，波浪线表示环C与X3连接的位置；更优选地，吡啶环上的R9为氨基、R10为卤素；
其中，所述同位素取代为环原子上的氢被氘替换，数量为1-4个，所述被氘取代的H选自以下位置中的一个或多个：
咪唑并[1,2-c]嘧啶环的2位、3位、7位上的H；和/或
环C为吡啶环时的5位、6位上的H，为苯环时4位、5位、6位的H；和/或
环A的2位、3位和4位上的H；和/或
环B中氨基取代的碳原子上的H。
作为进一步的优选实施方式，所述化合物具有选自以下的结构：
Figure BDA0002526475300000081
作为进一步的优选实施方式，所述化合物具有选自以下的结构：
Figure BDA0002526475300000091
本发明的第二方面提供一种制备本发明的式I化合物的方法，所述方法包括如下步骤：
(i)使式Ib与式Ic发生亲核取代反应得到式Id；
(ii)使式Id与式Ie发生取代反应得到式If；并且
(iii)将式If用酸脱除保护以得到式I化合物：
Figure BDA0002526475300000092
本发明的制备方法中，可根据式I化合物的同位素取代位置，使用相应的同位素取代的起始反应物。
本发明的第三方面提供一种本发明式I所示的同位素取代的化合物在以下方法中的用途：
(a)制备预防或治疗与SHP2活性异常相关的疾病或病症的药物；
(b)制备预防或治疗SHP2-介导的疾病或病症的药物
(c)制备抑制SHP2活性的抑制剂药物；
(d)体外非治疗性的抑制SHP2活性；
(e)体外非治疗性的抑制肿瘤细胞增殖；或
(f)治疗与SHP2异常相关的疾病或病症。
在一个优选的实施方式中，所述疾病为癌症；优选为努南综合症、豹综合症、青少年髓单核细胞白血病、成神经细胞瘤、黑色素瘤、急性髓性白血病、乳腺癌、食道癌、肺癌、结肠癌、头癌、成神经细胞瘤、头颈的鳞状细胞癌、胃癌、间变性大细胞淋巴瘤或成胶质细胞瘤。
本发明的第四方面提供一种药物组合物，所述药物组合物包含：
(i)有效量的式I所示的同位素取代的化合物，或其药学上可接受的盐、对映异构体、非对映异构体、互变异构体、溶剂化物、多晶型物、前药或代谢产物；和
(ii)药学上可接受的载体。
本发明的第五方面提供一种抑制SHP2活性的方法，所述方法包括如下步骤：对有此需要的受试者施用有效量的本发明的式I化合物或其药学上可接受的盐，或对有此需要的受试者施用有效量的本发明的药物组合物。
本发明的第六方面提供一种预防或治疗与SHP2活性异常相关的疾病或病症的方法，所述方法包括对有此需要的受试者施用有效量的本发明式I所示的同位素取代的化合物，或其药学上可接受的盐，或其对映异构体、非对映异构体、互变异构体、溶剂化物、多晶型物、前药或代谢产物，或者对有此需要的受试者施用有效量的本发明的药物组合物。
应理解，在本发明范围内，本发明的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。
具体实施方式
本发明人经过长期而深入的研究，制备了一类具有式I所示的新颖的变构抑制剂化合物，其能够通过与SHP2非催化区域的结合并“锁”住SHP2活性很弱的自抑制状态，从而达到抑制其活性的目的。本发明的化合物表现出很好的生物活性及可成药性，具有很好的药物开发前景，其在极低浓度(可低至≤100nM)下，即对SHP2产生抑制作用，抑制活性相当优异，因而可以用于治疗与SHP2相关的疾病或病症，如肿瘤。此外，本发明选择对式I化合物中的一个或多个位置上的H进行氘代，所得的氘代化合物代谢速度明显降低，血浆半衰期明显提高，血药浓度明显提高，从而可明显提高药物疗效，降低药物的毒副作用。基于上述发现，发明人完成了本发明。
术语
除非另有定义，否则本文所有科技术语具有的涵义与权利要求主题所属领域技术人员通常理解的涵义相同。除非另有说明，本文全文引用的所有专利、专利申请、公开材料通过引用方式整体并入本文。
应理解，上述简述和下文的详述为示例性且仅用于解释，而不对本发明主题作任何限制。在本申请中，除非另有具体说明，否则使用单数时也包括复数。必须注意，除非文中另有清楚的说明，否则在本说明书和权利要求书中所用的单数形式包括所指事物的复数形式。还应注意，除非另有说明，否则所用“或”、“或者”表示“和/或”。此外，所用术语“包括”以及其它形式，例如“包含”、“含”和“含有”并非限制性，其可以是开放式、半封闭式和封闭式的。换言之，所述术语也包括“基本上由…构成”、或“由…构成”之义。
可在参考文献(包括Carey and Sundberg"ADVANCED ORGANIC CHEMISTRY4THED."Vols.A(2000)and B(2001),Plenum Press,New York)中找到对标准化学术语的定义。除非另有说明，否则采用本领域技术范围内的常规方法，如质谱、NMR、IR和UV/VIS光谱法和药理学方法。除非提出具体定义，否则本文在分析化学、有机合成化学以及药物和药物化学的有关描述中采用的术语是本领域已知的。可在化学合成、化学分析、药物制备、制剂和递送，以及对患者的治疗中使用标准技术。例如，可利用厂商对试剂盒的使用说明，或者按照本领域公知的方式或本发明的说明来实施反应和进行纯化。通常可根据本说明书中引用和讨论的多个概要性和较具体的文献中的描述，按照本领域熟知的常规方法实施上述技术和方法。在本说明书中，可由本领域技术人员选择基团及其取代基以提供稳定的结构部分和化合物。
当通过从左向右书写的常规化学式描述取代基时，该取代基也同样包括从右向左书写结构式时所得到的在化学上等同的取代基。举例而言，-CH2O-等同于-OCH2-。
本文所用的章节标题仅用于组织文章的目的，而不应被解释为对所述主题的限制。本申请中引用的所有文献或文献部分包括但不限于专利、专利申请、文章、书籍、操作手册和论文，均通过引用方式整体并入本文。
在本文中定义的某些化学基团前面通过简化符号来表示该基团中存在的碳原子总数。例如，C1-C6烷基是指具有总共1至6个碳原子的如下文所定义的烷基。简化符号中的碳原子总数不包括可能存在于所述基团的取代基中的碳。
除前述以外，当用于本申请的说明书及权利要求书中时，除非另外特别指明，否则以下术语具有如下所示的含义。
在本申请中，术语“卤素”是指氟、氯、溴或碘。
“氘”可以用“D”表示。
“羟基”是指-OH基团。
“羟基烷基”是指被羟基(-OH)取代的如下文所定义的烷基。
“羰基”是指-C(＝O)-基团。
“硝基”是指-NO2。
“氰基”是指-CN。
“氨基”是指-NH2。
“取代的氨基”是指被一个或两个如下文所定义的烷基、烷基羰基、芳烷基、杂芳烷基取代的氨基，例如，单烷基氨基、二烷基氨基、烷基酰氨基、芳烷基氨基、杂芳烷基氨基。
“羧基”是指-COOH。
在本申请中，作为基团或是其它基团的一部分(例如用在卤素(例如氟、氯、溴或碘)取代的烷基等基团中)，术语“烷基”是指完全饱和的直链或支链的烃链基，仅由碳原子和氢原子组成、具有例如1至12个(优选为1至8个，更优选为1至6个)碳原子，且通过单键与分子的其余部分连接，例如包括但不限于甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、2-甲基丁基、2,2-二甲基丙基、正己基、庚基、2-甲基己基、3-甲基己基、辛基、壬基和癸基等。就本发明而言，术语“烷基”指含有1至8个碳原子的烷基。
在本申请中，作为基团或是其它基团的一部分，术语“烯基”意指仅由碳原子和氢原子组成、含有至少一个双键、具有例如2至20个(优选为2至10个，更优选为2至6个)碳原子且通过单键与分子的其余部分连接的直链或支链的烃链基团，例如但不限于乙烯基、丙烯基、烯丙基、丁-1-烯基、丁-2-烯基、戊-1-烯基、戊-1,4-二烯基等。
在本申请中，作为基团或是其它基团的一部分，术语“环烃基”意指仅由碳原子和氢原子组成的稳定的非芳香族单环或多环烃基(例如烷基、烯基或炔基)，其可包括稠合环体系、桥环体系或螺环体系，具有3至15个碳原子，优选具有3至10个碳原子，更优选具有3至8个碳原子，例如3、4、5、6、7或8个碳原子，且其为饱和或不饱和并可经由任何适宜的碳原子通过单键与分子的其余部分连接。除非本说明书中另外特别指明，环烃基中的碳原子可以任选地被氧化。环烃基的实例包括但不限于环丙基、环丁基、环戊基、环戊烯基、环己基、环己烯基、环己二烯基、环庚基、环辛基、1H-茚基、2,3-二氢化茚基、1,2,3,4-四氢-萘基、5,6,7,8-四氢-萘基、8,9-二氢-7H-苯并环庚烯-6-基、6,7,8,9-四氢-5H-苯并环庚烯基、5,6,7,8,9,10-六氢-苯并环辛烯基、芴基、二环[2.2.1]庚基、7,7-二甲基-二环[2.2.1]庚基、二环[2.2.1]庚烯基、二环[2.2.2]辛基、二环[3.1.1]庚基、二环[3.2.1]辛基、二环[2.2.2]辛烯基、二环[3.2.1]辛烯基、金刚烷基、八氢-4,7-亚甲基-1H-茚基和八氢-2,5-亚甲基-并环戊二烯并基等。
在本申请中，作为基团或是其它基团的一部分，术语“杂环基”意指由2至14个碳原子(例如2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13或14个碳原子)以及1至6个选自氮、磷、氧和硫的杂原子组成的稳定的3元至20元非芳香族环状基团。除非本说明书中另外特别指明，否则杂环基可以为单环、双环、三环或更多环的环体系，其可包括稠合环体系、桥环体系或螺环体系；其杂环基中的氮、碳或硫原子可任选地被氧化；氮原子可任选地被季铵化；且杂环基可为部分或完全饱和。杂环基可以经由碳原子或者杂原子并通过单键与分子其余部分连接。在包含稠环的杂环基中，一个或多个环可以是下文所定义的芳基或杂芳基，条件是与分子其余部分的连接点为非芳香族环原子。就本发明的目的而言，杂环基优选为包含1至3个选自氮、氧和硫的杂原子的稳定的4元至11元非芳香性单环、双环、桥环或螺环基团，更优选为包含1至3个选自氮、氧和硫的杂原子的稳定的4元至8元非芳香性单环、双环、桥环或螺环基团。杂环基的实例包括但不限于：吡咯烷基、吗啉基、哌嗪基、高哌嗪基、哌啶基、硫代吗啉基、2,7-二氮杂-螺[3.5]壬烷-7-基、2-氧杂-6-氮杂-螺[3.3]庚烷-6-基、2,5-二氮杂-双环[2.2.1]庚烷-2-基、氮杂环丁烷基、吡喃基、四氢吡喃基、噻喃基、四氢呋喃基、噁嗪基、二氧环戊基、四氢异喹啉基、十氢异喹啉基、咪唑啉基、咪唑烷基、喹嗪基、噻唑烷基、异噻唑烷基、异噁唑烷基、二氢吲哚基、八氢吲哚基、八氢异吲哚基、吡咯烷基、吡唑烷基、邻苯二甲酰亚氨基等。
在本申请中，作为基团或是其它基团的一部分，术语“芳基”意指具有6至18个碳原子(优选具有6至10个碳原子，例如6、7、8、9或10个碳原子)的共轭烃环体系基团。就本发明的目的而言，芳基可以为单环、双环、三环或更多环的环体系，还可以与上文所定义的环烷基或杂环基稠合，条件是芳基经由芳香环上的原子通过单键与分子的其余部分连接。芳基的实例包括但不限于苯基、萘基、蒽基、菲基、芴基、2,3-二氢-1H-异吲哚基、2-苯并噁唑啉酮、2H-1,4-苯并噁嗪-3(4H)-酮-7-基等。
在本申请中，术语“芳基烷基”是指被上文所定义的芳基所取代的上文所定义的烷基。
在本申请中，作为基团或是其它基团的一部分，术语“杂芳基”意指环内具有1至15个碳原子(优选具有1至10个碳原子，例如1、2、3、4、5、6、7、8、9或10个碳原子)和1至6个选自氮、氧和硫的杂原子的5元至16元共轭环系基团。除非本说明书中另外特别指明，否则杂芳基可为单环、双环、三环或更多环的环体系，还可以与上文所定义的环烷基或杂环基稠合，条件是杂芳基经由芳香环上的原子通过单键与分子的其余部分连接。杂芳基中的氮、碳或硫原子可任选地被氧化；氮原子可任选地被季铵化。就本发明的目的而言，杂芳基优选为包含1至5个选自氮、氧和硫的杂原子的稳定的5元至12元芳香性基团，更优选为包含1至4个选自氮、氧和硫的杂原子的稳定的5元至10元芳香性基团或者包含1至3个选自氮、氧和硫的杂原子的5元至6元芳香性基团。杂芳基的实例包括但不限于噻吩基、咪唑基、吡唑基、噻唑基、噁唑基、噁二唑基、异噁唑基、吡啶基、嘧啶基、吡嗪基、哒嗪基、苯并咪唑基、苯并吡唑基、吲哚基、呋喃基、吡咯基、***基、四唑基、三嗪基、吲嗪基、异吲哚基、吲唑基、异吲唑基、嘌呤基、喹啉基、异喹啉基、二氮萘基、萘啶基、喹噁啉基、蝶啶基、咔唑基、咔啉基、菲啶基、菲咯啉基、吖啶基、吩嗪基、异噻唑基、苯并噻唑基、苯并噻吩基、噁***基、噌啉基、喹唑啉基、苯硫基、中氮茚基、邻二氮杂菲基、异噁唑基、吩噁嗪基、吩噻嗪基、4,5,6,7-四氢苯并[b]噻吩基、萘并吡啶基、[1,2,4]***并[4,3-b]哒嗪、[1,2,4]***并[4,3-a]吡嗪、[1,2,4]***并[4,3-c]嘧啶、[1,2,4]***并[4,3-a]吡啶、咪唑并[1,2-a]吡啶、咪唑并[1,2-b]哒嗪、咪唑并[1,2-a]吡嗪等。
在本申请中，术语“杂芳基烷基”是指被上文所定义的杂芳基所取代的上文所定义的烷基。
在本申请中，“任选地”或“任选地”表示随后描述的事件或状况可能发生也可能不发生，且该描述同时包括该事件或状况发生和不发生的情况。例如，“任选地被取代的芳基”表示芳基被取代或未被取代，且该描述同时包括被取代的芳基与未被取代的芳基。本发明权利要求书和说明书部分所述的“任选地”的取代基选自烷基、烯基、炔基、卤素、卤代烷基、卤代烯基、卤代炔基、氰基、硝基、任选取代的芳基、任选取代的杂芳基、任选取代的环烃基、任选取代的杂环基。
“SHP2”指“Src Homolgy-2磷酸酶”，还叫SH-PTP2、SH-PT3、Syp、PTP1D、PTP2C、SAP-2或PTPN11。
本文所用术语“部分”、“结构部分”、“化学部分”、“基团”、“化学基团”是指分子中的特定片段或官能团。化学部分通常被认为是嵌入或附加到分子上的化学实体。
“立体异构体”是指由相同原子组成，通过相同的键键合，但具有不同三维结构的化合物。本发明将涵盖各种立体异构体及其混合物。
当本发明的化合物中含有烯双键时，除非另有说明，否则本发明的化合物旨在包含E-和Z-几何异构体。
“互变异构体”是指质子从分子的一个原子转移至相同分子的另一个原子而形成的异构体。本发明的化合物的所有互变异构形式也将包含在本发明的范围内。
本发明的化合物或其药学上可接受的盐可能含有一个或多个手性碳原子，且因此可产生对映异构体、非对映异构体及其它立体异构形式。每个手性碳原子可以基于立体化学而被定义为(R)-或(S)-。本发明旨在包括所有可能的异构体，以及其外消旋体和光学纯形式。本发明的化合物的制备可以选择外消旋体、非对映异构体或对映异构体作为原料或中间体。光学活性的异构体可以使用手性合成子或手性试剂来制备，或者使用常规技术进行拆分，例如采用结晶以及手性色谱等方法。
制备/分离个别异构体的常规技术包括由合适的光学纯前体的手性合成，或者使用例如手性高效液相色谱法拆分外消旋体(或盐或衍生物的外消旋体)，例如可参见GeraldGübitz and Martin G.Schmid(Eds.),Chiral Separations,Methods and Protocols,Methods in Molecular Biology,Vol.243,2004；A.M.Stalcup,Chiral Separations,Annu.Rev.Anal.Chem.3:341-63,2010；Fumiss et al.(eds.),VOGEL’S ENCYCLOPEDIA OFPRACTICAL ORGANICCHEMISTRY 5.sup.TH ED.,Longman Scientific and TechnicalLtd.,Essex,1991,809-816；Heller,Acc.Chem.Res.1990,23,128。
本发明所述的同位素取代指式I所示的化合物中环A、环B、环C、环D、环E和环F一个或多个环的一个或多个环碳原子被13C取代，和/或环A、环B、环C、环D、环E和环F中的一个或多个环的一个或多个环原子上的H被氘取代。
本发明特别优选的是，选自以下一个或多个位置上的H被氘代：环A上杂环原子以外的任一位置的环原子上的H；和/或，环B上的氨基取代的环原子上的H；和/或，环C上杂环原子以外的任一位置的环原子上的H；和/或，环E的7位环原子上的H；和/或，环F的2位和3位环原子上的H。本发明式I化合物中，氘的数量通常为1-4，优选1-2个。
本发明所述化合物或其药学上可接受的盐的同位素变体可以通过常规技术、采用适宜试剂的适当同位素变体来制备。
在本申请中，术语“药学上可接受的盐”包括药学上可接受的酸加成盐和药学上可接受的碱加成盐。
“药学上可接受的酸加成盐”是指能够保留游离碱的生物有效性而无其它副作用的，与无机酸或有机酸所形成的盐。无机酸盐包括但不限于盐酸盐、氢溴酸盐、硫酸盐、硝酸盐、磷酸盐等；有机酸盐包括但不限于甲酸盐、乙酸盐、2,2-二氯乙酸盐、三氟乙酸盐、丙酸盐、己酸盐、辛酸盐、癸酸盐、十一碳烯酸盐、乙醇酸盐、葡糖酸盐、乳酸盐、癸二酸盐、己二酸盐、戊二酸盐、丙二酸盐、草酸盐、马来酸盐、琥珀酸盐、富马酸盐、酒石酸盐、柠檬酸盐、棕榈酸盐、硬脂酸盐、油酸盐、肉桂酸盐、月桂酸盐、苹果酸盐、谷氨酸盐、焦谷氨酸盐、天冬氨酸盐、苯甲酸盐、甲磺酸盐、苯磺酸盐、对甲苯磺酸盐、海藻酸盐、抗坏血酸盐、水杨酸盐、4-氨基水杨酸盐、萘二磺酸盐等。这些盐可通过本专业已知的方法制备。
“药学上可接受的碱加成盐”是指能够保持游离酸的生物有效性而无其它副作用的、与无机碱或有机碱所形成的盐。衍生自无机碱的盐包括但不限于钠盐、钾盐、锂盐、铵盐、钙盐、镁盐、铁盐、锌盐、铜盐、锰盐、铝盐等。优选的无机盐为铵盐、钠盐、钾盐、钙盐及镁盐。衍生自有机碱的盐包括但不限于以下的盐：伯胺类、仲胺类及叔胺类，被取代的胺类，包括天然的被取代胺类、环状胺类及碱性离子交换树脂，例如氨、异丙胺、三甲胺、二乙胺、三乙胺、三丙胺、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二甲基乙醇胺、2-二甲氨基乙醇、2-二乙氨基乙醇、二环己胺、赖氨酸、精氨酸、组氨酸、咖啡因、普鲁卡因、胆碱、甜菜碱、乙二胺、葡萄糖胺、甲基葡萄糖胺、可可碱、嘌呤、哌嗪、哌啶、N-乙基哌啶、聚胺树脂等。优选的有机碱包括异丙胺、二乙胺、乙醇胺、三甲胺、二环己基胺、胆碱及咖啡因。这些盐可通过本专业已知的方法制备。
在本申请中，“药物组合物”是指本发明化合物与本领域通常接受的用于将生物活性化合物输送至哺乳动物(例如人)的介质的制剂。该介质包括药学上可接受的载体。药物组合物的目的是促进生物体的给药，利于活性成分的吸收进而发挥生物活性。
本文所用术语“药学上可接受的”是指不影响本发明化合物的生物活性或性质的物质(如载体或稀释剂)，并且相对无毒，即该物质可施用于个体而不造成不良的生物反应或以不良方式与组合物中包含的任意组分相互作用。
在本申请中，“药学上可接受的赋形剂”包括但不限于任何被相关的政府管理部门许可为可接受供人类或家畜使用的佐剂、载体、赋形剂、助流剂、增甜剂、稀释剂、防腐剂、染料/着色剂、矫味剂、表面活性剂、润湿剂、分散剂、助悬剂、稳定剂、等渗剂、溶剂或乳化剂。
本发明所述“肿瘤”包括但不限于努南综合症、豹综合症、青少年髓单核细胞白血病、成神经细胞瘤、肉瘤、黑色素瘤、关节软骨瘤、胆管瘤、白血病、乳腺癌、胃肠间质瘤、组织细胞性淋巴瘤、非小细胞肺癌、小细胞肺癌、食道癌、胰腺癌、肺鳞癌、肺腺癌、乳腺癌、***癌、肝癌、皮肤癌、上皮细胞癌、***、卵巢癌、肠癌、鼻咽癌、脑癌、骨癌、肾癌、口腔癌/头癌、成神经细胞瘤、头颈的鳞状细胞癌、间变性大细胞淋巴瘤或成胶质细胞瘤等疾病。
本文所用术语“预防的”、“预防”和“防止”包括使病患减少疾病或病症的发生或恶化的可能性。
本文所用的术语“治疗”和其它类似的同义词包括以下含义：
(i)预防疾病或病症在哺乳动物中出现，特别是当这类哺乳动物易患有该疾病或病症，但尚未被诊断为已患有该疾病或病症时；
(ii)抑制疾病或病症，即遏制其发展；
(iii)缓解疾病或病症，即，使该疾病或病症的状态消退；或者
(iv)减轻该疾病或病症所造成的症状。
本文所使用术语“有效量”、“治疗有效量”或“药学有效量”是指服用后足以在某种程度上缓解所治疗的疾病或病症的一个或多个症状的至少一种药剂或化合物的量。其结果可以为迹象、症状或病因的消减和/或缓解，或生物***的任何其它所需变化。例如，用于治疗的“有效量”是在临床上提供显著的病症缓解效果所需的包含本文公开化合物的组合物的量。可使用诸如剂量递增试验的技术测定适合于任意个体病例中的有效量。
本文所用术语“服用”、“施用”、“给药”等是指能够将化合物或组合物递送到进行生物作用的所需位点的方法。这些方法包括但不限于口服途径、经十二指肠途径、胃肠外注射(包括静脉内、皮下、腹膜内、肌内、动脉内注射或输注)、局部给药和经直肠给药。本领域技术人员熟知可用于本文所述化合物和方法的施用技术，例如在Goodman and Gilman,ThePharmacological Basis of Therapeutics,current ed.；Pergamon；and Remington’s,Pharmaceutical Sciences(current edition),Mack Publishing Co.,Easton,Pa中讨论的那些。在优选的实施方案中，本文讨论的化合物和组合物通过口服施用。
本文所使用术语“药物组合”、“药物联用”、“联合用药”、“施用其它治疗”、“施用其它治疗剂”等是指通过混合或组合不止一种活性成分而获得的药物治疗，其包括活性成分的固定和不固定组合。术语“固定组合”是指以单个实体或单个剂型的形式向患者同时施用至少一种本文所述的化合物和至少一种协同药剂。术语“不固定组合”是指以单独实体的形式向患者同时施用、合用或以可变的间隔时间顺次施用至少一种本文所述的化合物和至少一种协同制剂。这些也应用到鸡尾酒疗法中，例如施用三种或更多种活性成分。
本领域技术人员还应当理解，在下文所述的方法中，中间体化合物官能团可能需要由适当的保护基保护。这样的官能团包括羟基、氨基、巯基及羧酸。合适的羟基保护基包括三烷基甲硅烷基或二芳基烷基甲硅烷基(例如叔丁基二甲基甲硅烷基、叔丁基二苯基甲硅烷基或三甲基甲硅烷基)、四氢吡喃基、苄基等。合适的氨基、脒基及胍基的保护基包括叔丁氧羰基、苄氧羰基等。合适的巯基保护基包括-C(O)-R”(其中R”为烷基、芳基或芳烷基)、对甲氧基苄基、三苯甲基等。合适的羧基保护基包括烷基、芳基或芳烷基酯类。
保护基可根据本领域技术人员已知的和如本文所述的标准技术来引入和除去。保护基的使用详述于Greene,T.W.与P.G.M.Wuts,Protective Groups in OrganiSynthesis,(1999),4th Ed.,Wiley中。保护基还可为聚合物树脂。
式I化合物的制备
本发明提供的所述式I化合物，可通过如下的方法制备：使式Ib与式Ic发生亲核取代反应得到式Id；使式Id与式Ie发生取代反应得到式If；并且将式If用酸脱除保护以得到式I化合物：
Figure BDA0002526475300000181
式中，各基团的定义如上文中所述。上述制备方法中，可根据式I化合物的同位素取代位置，使用相应的同位素取代的起始反应物。
药理学和用途
Src Hommolgy-2磷酸酶(SHP2)是PTPN11基因所编码的蛋白酪氨酸磷酸酶，其促进多种细胞功能，包括增殖、分化、细胞周期维持和迁移。SHP2牵涉在经由Ras-有丝***原-激活的蛋白激酶、JAK-STAT或磷酸肌醇3-激酶-AKT途径的信号传导中。SHP2介导受体酪氨酸激酶如ErbB1、ErbB2和c-Met的Erk1和Erk2MAP激酶的激活。
SHP2具有两个N-末端Src homolgy2结构域(N-SH2和C-SH2)、催化结构域(PTP)和C-末端尾。所述两个SH2结构域控制SHP2的亚细胞定位和功能调控。该分子以无活性构象存在，经由牵涉来自N-SH2和PTP结构域的残基的结合网络来抑制其自身活性。响应于生长因子的刺激，SHP2经由其SH2结构域结合停靠蛋白上的特定酪氨酸-磷酸化位点如Gab1和Gab2。这引起了构象变化，导致SHP2激活。
已经在多种人类疾病中识别到了PTPN11中的突变，所述疾病例如有努南综合征、豹斑综合征、幼年型粒-单核细胞白血病、成神经细胞瘤、黑素瘤、急性髓样白血病以及***、肺和结肠的癌症。SHP2是多种受体酪氨酸激酶、包括血小板衍生生长因子(PDGF-R)、成纤维细胞生长因子(FGF-R)和表皮生长因子(EGF-R)的受体的重要下游信号分子。SHP2还是激活促***原活化蛋白(MAP)激酶途径的重要下游信号分子，其可导致细胞转化(癌发展的必要条件)。SHP2的敲减显著抑制了具有SHP2突变或EML4/ALK易位的肺癌细胞系以及EGFR扩增乳癌和食管癌的细胞生长。SHP2还是胃癌、间变型大细胞淋巴癌和成胶质细胞瘤的癌基因的激活下游。
努南综合征(NS)和豹斑综合征(LS)-PTPNll突变引起LS(多发性色素斑样痣综合征，心电图传导异常，两眼距离过远，肺动脉瓣狭窄，异常生殖器，生长迟缓，感音神经性耳聋)和NS(包括心脏缺陷、颅面骨畸形和身材矮小的先天异常)。这两种障碍是RAS/RAF/MEK/ERK有丝***原活化蛋白激酶途径(正常细胞生长和分化所需)的组分中的种系突变引起的常染色体显性综合征家族的一部分。该途径的异常调控具有深远的影响，特别是对心脏发育具有深远的影响，导致多种异常，包括瓣膜中隔缺陷(valvuloseptal defects)和/或肥厚型心肌病(HCM)。已经确定MAPK信号传导途径的的扰动对于这些障碍而言是重要的，已经在人中识别出沿循该途径的一些候选基因，包括KRAS、NRAS、SOS1、RAF1、BRAF、MEKl、MEK2、SH0C2和CBL中的突变。在NS和LS中最常突变的基因是PTPN11。在～50％的NS病例中和几乎所有的具有NS的某些特征的LS患者中发现了PTPN11(SHP2)的种系突变。对于NS，蛋白质中的Y62D和Y63C是最常见的突变。这两种突变影响SHP2的无催化活性的构象，而不干扰磷酸酶与其磷酸化信号配偶体的结合。
幼年型粒-单核细胞白血病(JMML)—在约35％的JMML(一种儿童期骨髓增生病(MPD))患者中发生PTPN11(SHP2)中的体细胞突变。这些功能获得性突变通常是N-SH2结构域或磷酸酶结构域中的点突变，其阻止催化结构域和N-SH2结构域之间的自我抑制，产生SHP2活性。
急性髓样白血病——已经在～10％的儿科急性白血病如骨髓发育不良综合征(MDS)、～7％的B细胞急性淋巴母细胞白血病(B-ALL)和～4％的急性髓样白血病(AML)中识别出PTPNll突变。
NS和白血病突变引起位于由自身抑制SHP2构象中的N-SH2和PTP结构域所形成的界面处的氨基酸的变化，破坏抑制性分子内相互作用，导致催化结构域活动过度。
SHP2在受体酪氨酸激酶(RTK)信号传导中充当正调节剂。含有RTK改变(EGFRamp,Her2amp，FGFRamp，Metamp，易位/活化的RTK，即ALK，BCR/ABL)的癌症包括食管癌、乳癌、肺癌、结肠癌、胃癌、神经胶质瘤、头颈癌。
食管癌(或食道癌)是食管的恶性病。存在多种亚型，主要是鳞状细胞癌(<50％)和腺癌。在食管腺癌和鳞状细胞癌中有高比率的RTK表达。因此，本发明的SHP2抑制剂可用于创新的治疗策略。
乳癌是一种重要类型的癌症，并且是女性的主要死因，其中患者对现有药物出现抗性。存在四种主要的乳癌亚型，包括luminal A、luminal B、Her21ik和三阴/Basal-like。三阴乳癌(TNBC)是缺少特定靶向治疗的侵袭性乳癌。表皮生长因子受体I(EGFR)已经显现为TNBC中的有前景的靶标。Her2以及EGFR经由SHP2的抑制可以是乳癌的有前景的治疗。
肺癌——NSCLC目前是癌症相关死亡率的重要原因。占约85％的肺癌(主要是腺癌和鳞状细胞癌)。虽然细胞毒性化学治疗仍然是治疗的重要部分，但是基于肿瘤中遗传改变如EGFR和ALK的靶向治疗更可能得益于靶向治疗。
结肠癌——已知约30％至50％的结肠直肠肿瘤具有突变(异常)的KRAS，BRAF突变发生在10至15％的结肠直肠癌中。对于其结肠直肠肿瘤已经被证明过表达EGFR的患者亚群而言，这些患者呈现出对抗-EGFR疗法的有利的临床响应。
胃癌是最流行的癌症类型之一。酪氨酸激酶的异常表达(如通过胃癌细胞中的异常酪氨酸磷酸化所反映的那样)是本领域已知的。在胃癌中经常扩增三种受体酪氨酸激酶，即c-met(HGF受体)、FGF受体2和erbB2/neu。因此，不同信号途径的破坏可促进不同胃癌类型的进程。
成神经细胞瘤是发育中的交感神经***的儿科肿瘤，占约8％的儿童癌症。间变性淋巴瘤激酶(ALK)基因的基因组改变已经被提出促进成神经细胞瘤发病机制。
头和颈鳞状细胞癌(SCCHN)——高水平的EGFR表达与多种癌症、最常见是头和颈鳞状细胞癌(SCCHN)中的预后不良和对放射治疗的抗性相关。EGFR信号阻断导致抑制受体刺激、细胞增殖、侵袭和转移下降。因此，在SCCHN中，EGFR是新抗癌疗法的最佳靶标。
本发明涉及能够抑制SHP2活性的化合物。本发明还提供了本发明的化合物的制备方法和包含该化合物的药物制剂。本发明的另一方面涉及治疗与SHP2-介导的疾病或病症的方法，该方法包括给需要其的患者施用治疗有效量的如本发明的式I所示的同位素取代的化合物的步骤。
在一些实施方式中，本发明涉及如上所述的方法，其中所述SHP2-介导的疾病或病症是选自但不限于如下的癌症：JMML，AML，MDS，B-ALL，成神经细胞瘤，食管癌，乳癌，肺癌，结肠癌，胃癌，头颈癌。
本发明的化合物还可用于治疗与SHP2异常活性相关的其它疾病或病症。因此，作为优选的实施方式，本发明涉及治疗选自如下的疾病或病症的方法：NS，LS，JMML，AML，MDS，B-ALL，成神经细胞瘤，食管癌，乳癌，肺癌，结肠癌，胃癌，头颈癌。
本发明的SHP2抑制剂可以与其它具有药理活性的化合物或与两种或更多种其它具有药理活性的化合物组合，尤其是在治疗癌症中。例如，本发明的式I所示的同位素取代的化合物或其药学上可接受的盐可以与一种或多种选自如下的物质组合地同时、依次或分别施用：化疗剂，比如有丝***抑制剂，如紫杉烷、长春花生物碱、紫杉醇、多西他赛、长春花新碱、长春花碱、长春瑞滨或长春氟宁，其它抗癌剂如顺铂、5-氟尿嘧啶或5-氟-2-4(1H，3H)-嘧啶二酮(5FU)、氟他胺或吉西他滨。
一些组合在疗法中可以提供显著的优点，包括协同活性。
在一些实施方式中，本发明涉及如上所述的方法，其中所述化合物经胃肠外施用。
在一些实施方式中，本发明涉及如上所述的方法，其中所述化合物经肌内、静脉内、皮下、口服、经肺、鞘内、局部或经鼻内施用。
在一些实施方式中，本发明涉及如上所述的方法，其中所述化合物经全身施用。
在一些实施方式中，本发明涉及如上所述的方法，其中所述患者是哺乳动物。
在一些实施方式中，本发明涉及如上所述的方法，其中所述患者是灵长类动物。
在一些实施方式中，本发明涉及如上所述的方法，其中所述患者是人。
在一些实施方式中，本发明涉及治疗SHP2-介导的疾病或病症的方法，该方法包括如下步骤：给需要其的患者施用治疗有效量的化疗剂与如治疗有效量的本发明的式I化合物的组合。
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。除非另外说明，否则百分比和份数按重量计算。
下述实施例中所用的起始物可由化学品销售商如Aldrich、TCI、Alfa Aesar、毕得、安耐吉等处购得，或者可通过已知的方法来合成。
下述实施例中所涉及的英文简称所代表的意思如下表所述。
Figure BDA0002526475300000211
Figure BDA0002526475300000221
下述实施例中，冰浴是指-5℃至0℃，室温是指10℃至30℃，回流温度一般是指溶剂在常压下的回流温度。反应过夜一般是指时间为8-15小时。下述实施例中，未限定具体操作温度的，均在室温下进行。
下述实施例中，中间体和最终产物的分离提纯是通过正相或反相色谱柱分离或者其它合适的方法。正相快速色谱柱是用乙酸乙酯和正己烷或甲醇和二氯甲烷等作为流动相。反相制备性高压液相色谱(HPLC)是用C18柱并用UV 214nm和254nm来检测，其流动相为A(水和0.1％甲酸)、B(乙腈)或者流动相A(水和0.1％碳酸氢铵)、B(乙腈)。
各实施例中：LCMS仪器：Pump Agilent 1260UV检测器：Agilent 1260DADMassSpectrometer API 3000
层析柱：Waters sunfire C18,4.6×50mm,5um
流动相：A-H2O(0.1％HCOOH)；B-乙腈NMR
仪器：Bruker Ascend 400M(1H NMR:400MHz；13C NMR:100MHz)。
参照WO2020094018的方法，合成中间体A1：R-N-((S)-5,7-二氢螺[环戊二烯并[b]吡啶-6,4’-哌啶]-5-基)-2-甲基丙烷-2-亚磺酰胺
Figure BDA0002526475300000222
步骤一：向干燥的100mL烧瓶中依次加入4-氰基哌啶-1-甲酸叔丁酯(1.05g，5mmol)和THF(20mL)。在氮气条件下，将混合物降温-78℃，然后向反应混合物中缓慢加入2MLDA(3.3mL，6.5mmol)。让反应混合物反应1小时，然后向其中加入3-溴-2-(溴甲基)吡啶(1.24g，5mmol)，然后让反应混合物继续反应2小时。反应完毕后，向其中加入饱和氯化铵溶液(15mL)淬灭反应，并使用乙酸乙酯(3×30mL)萃取，混合有机层并饱和食盐水洗涤，经无水硫酸钠干燥，过滤并将减压浓缩得到的残留物通过硅胶色谱法纯化(0至30％梯度的乙酸乙酯/石油醚)，得到白色固体4-((3-溴吡啶-2-基)甲基)-4-氰基哌啶-1'-甲酸叔丁酯(A1-1，1.40g,收率：75％)
步骤二：在氮气保护下，向干燥的25mL单口烧瓶中依次加入4-((3-溴吡啶-2-基)甲基)-4-氰基哌啶-1'-甲酸叔丁酯(A1-1，379mg,1mmol)、三乙胺(404mg,4mmol)、二氯双二叔丁基-(4-二甲基氨基苯基)磷钯(II)Pd(AmPhos)2Cl2(71mg,0.1mmol)和DMA：H2O＝10：1(6mL)，然后在130℃下搅拌反应18小时。反应完毕后，将获得的残留物过滤并将减压浓缩得到的残留物通过硅胶色谱法纯化(0至50％梯度的乙酸乙酯：石油醚)，得到黄色固体5-氧代-5,7-二氢螺[环戊二烯并[b]吡啶-6,4'-哌啶]-1'-甲酸叔丁酯(A1-2，180mg,收率：60％)LCMS：m/z 303.1[M+H]+。
步骤三：在干燥的100mL单口瓶中依次加入5-氧代-5,7-二氢螺[环戊二烯并[b]吡啶-6,4'-哌啶]-1'-甲酸叔丁酯(A1-2,0.302g,1mmol)，钛酸四乙酯(1.37g,6mmol)，(R)-(+)-叔丁基亚磺酰胺(0.480g,4mmol)在加热回流下搅拌反应15小时。冷却到室温后，向反应残存物中加入饱和食盐水(15mL)，之后将得到的混合物搅拌15分钟然后通过硅藻土过滤。将含水的混合物用乙酸乙酯(3x300mL)萃取。将有机相用Na2SO4干燥，过滤，并在减压下除去挥发物。将得到的残留物通过硅胶色谱法纯化(0至50％梯度的乙酸乙酯：石油醚)得到黄色固体(R,Z)-5-((叔丁基亚磺酰基)亚胺基)-5,7-二氢螺[环戊二烯并[b]吡啶-6,4'-哌啶]-1'-甲酸叔丁酯(A1-3,0.333g,收率：82％)。LCMS：m/z 406.1[M+H]+。
步骤四：在干燥的100mL单口瓶中依次加入(R,Z)-5-((叔丁基亚磺酰基)亚胺基)-5,7-二氢螺[环戊二烯并[b]吡啶-6,4'-哌啶]-1'-甲酸叔丁酯(A1-3,0.20g,0.491mmol)，THF(50mL)，冷却到0℃后，随后加入硼氢化锂(0.018g,0.737mmol)。将得到的混合物继续搅拌反应1小时。将甲醇缓慢加入以淬灭过量的硼氢化物，过滤，浓缩，并在减压下除去挥发物。将得到的残留物通过硅胶色谱法纯化(0至80％梯度的乙酸乙酯：石油醚)得到白色固体(S)-5-((R)-叔丁基亚磺酰胺基)-5,7-二氢螺[环戊二烯并[b]吡啶-6,4'-哌啶]-1'-甲酸叔丁酯(A1-4,0.130g,收率：65％)。LCMS：m/z 408.1[M+H]+。
步骤五：在干燥的50mL单口瓶中依次加入(S)-5-((R)-叔丁基亚磺酰胺基)-5,7-二氢螺[环戊二烯并[b]吡啶-6,4'-哌啶]-1'-甲酸叔丁酯(A1-4,0.100g,0.245mmol)，二氯甲烷(5mL)，三氟乙酸(1mL)将得到的混合物在室温下搅拌反应1小时。加入Na2CO3饱和水溶液直到pH 7，并将含水的混合物用DCM(3x30mL)萃取。将合并的有机相用盐水洗涤，用Na2SO4干燥，过滤，并在减压下除去挥发物。冷却得到无色油状物R-N-((S)-5,7-二氢螺[环戊二烯并[b]吡啶-6,4’-哌啶]-5-基)-2-甲基丙烷-2-亚磺酰胺(A1,0.056g,收率：75％)。LCMS：m/z 308.1[M+H]+。
中间体A2的合成：R-N-((S)-5,7-二氢螺[环戊二烯并[b]吡啶-6,4’-哌啶]-5-基-5-氘)-2-甲基丙烷-2-亚磺酰胺
Figure BDA0002526475300000241
参照中间体A1步骤四合成方法，使用D代还原试剂，比如硼氘化钠或者锂铝氘进行还原，得到A2-1，再脱BOC保护得到中间体A2。LCMS：m/z 309.1[M+H]+。
中间体A3-A5的合成：
参照中间体A1的合成方法，分别使用不同的氘代起始原料得到中间体A3、A4和A5。
Figure BDA0002526475300000242
A3,LCMS：m/z 309.1[M+H]+
A4,LCMS：m/z 309.1[M+H]+
A5,LCMS：m/z 309.1[M+H]+
参照WO2020094018的方法，合成中间体B1的合成:5-氯-8-碘咪唑并[1,2-c]嘧啶
Figure BDA0002526475300000243
步骤一：向干燥的100mL烧瓶中依次加入2,4-二氯-5-碘嘧啶(1.37g,5mmol)和2,2-二甲氧基乙胺(8.4g,10mmol)和无水乙醇(50mL)。然后在0℃氮气条件下，向反应混合物中缓慢滴加三乙胺(1.01g,10mmol)之后将混合物在室温下搅拌反应10小时。反应完毕后，真空浓缩，得到的浓缩物加入15mL的水，并使用二氯甲烷(3×50mL)萃取，饱和食盐水洗涤并混合有机层，经无水硫酸钠干燥，过滤并浓缩得到白色固体2-氯-N-(2,2-二甲氧基乙基)-5-碘嘧啶-4-胺(B1-1，1.46g，收率:85％)。
LC-MS：m/z 344.2[M+H]+。
步骤二：向干燥的100mL烧瓶中依次加入2-氯-N-(2,2-二甲氧基乙基)-5-碘嘧啶-4-胺(B3-1,1.03g,3mmol)和10mL浓硫酸。在氮气条件下，将混合物加热至65℃搅拌反应2小时。反应完毕后，反应液冷却至室温，将混合物缓慢倒入冰水中，然后用4M的NaOH溶液调节pH约到6-7，过滤得到灰白色固体8-碘咪唑并[1,2-c]嘧啶-5-醇(B1-2，407mg，产率52％)。
LC-MS：m/z 262.2[M+H]+。
步骤三：向干燥的50mL单口烧瓶中依次加入8-碘咪唑并[1,2-c]嘧啶-5-醇(B3-2,522mg,2mmol)和三氯氧磷(8mL)，在氮气的保护下，缓慢滴加N,N-二异丙基乙胺(1mL)，之后将混合物加热至120℃搅拌5小时。反应完毕后，反应液冷却至室温并将真空浓缩，然后加入饱和碳酸氢钠溶液猝灭，使用乙酸乙酯(3×40mL)萃取，经无水硫酸钠干燥，过滤并浓缩，将得到的残留物通过硅胶色谱法纯化(0至30％梯度的乙酸乙酯：石油醚)得到淡黄色固体5-氯-8-碘咪唑并[1,2-c]嘧啶(B1,360mg，收率：55％)。
LC-MS：m/z 280.1[M+H]+。
中间体B2的合成:5-氯-8-碘咪唑并[1,2-c]嘧啶-7-氘
Figure BDA0002526475300000251
参照中间体B1的合成方法，由B2-1出发合成得到中间体B25-氯-8-碘咪唑并[1,2-c]嘧啶-7-氘,LC-MS：m/z 281.1[M+H]+。也可以由其他起始中间体合成得到B2。
中间体B-B4的合成:
Figure BDA0002526475300000252
参照中间体B1的合成方法，由合适的原料出发合成得到中间体B3、B4。
B3,5-氯-8-碘咪唑并[1,2-c]嘧啶-2-氘，LCMS：m/z 281.1[M+H]+
B4,5-氯-8-溴咪唑并[1,2-c]嘧啶-3-氘，LCMS：m/z 232.9[M+H]+
参照WO2020094018的方法，合成中间体C1：2-氨基-3氯吡啶-4硫钠
Figure BDA0002526475300000253
步骤一：向干燥的100mL的圆底三口烧瓶中依次加入3-氯-4-碘吡啶-2-胺(2.5g,9.82mmol,1.0eq)，XantPhos(341mg,0.59mmol.0.06eq)，醋酸钯(110mg,0.49mmol,0.05eq)，DIPEA(3.25mL,19.6mmol,2.0q)，3-巯基丙酸甲酯(1.19mL,10.8mmol,1.1eq)和1,4-二氧六环(32.5mL)。在搅拌的情况下，用氮气置换三次，然后加热到100℃，反应3小时。反应完毕后，反应液冷却至室温，用乙酸乙酯(50mL)稀释并减压抽滤，滤饼用乙酸乙酯(25mL)洗涤，将得到的滤液真空浓缩，将得到的残留物通过硅胶色谱法纯化(0至30％梯度的乙酸乙酯：石油醚)得到黄色固体3-((2-氨基-3-氯吡啶-4-基)硫代)丙酸甲酯(C1-1，2.0g，收率：78％)。
步骤二：在干燥的100mL的圆底三口烧瓶中，将化合物C1-1(2g,8.11mmol,1.0eq)溶解在四氢呋喃(28mL)里，氮气保护的情况下，室温下向反应液中滴加乙醇钠(2.9g,8.51mmol,1.05eq,20％wt)，然后搅拌一小时。反应完毕后，用二氯甲烷(60mL)稀释并超声5分钟，减压抽滤，滤饼真空烘干得到黄色固体2-氨基-3氯吡啶-4硫钠(C1，1.4g，收率：89％)。
中间体C2-C5的合成：参照中间体C1的合成方法，由合适的原料出发合成得到中间体C2-C5：
Figure BDA0002526475300000261
中间体C2,2-氨基-3氯吡啶-4硫钠-5-氘；
中间体C3,2-氨基-3氯吡啶-4硫钠-6-氘；
中间体C4,2，3-二氯苯基硫钠-4-氘；
中间体C5,2，3-二氯苯基硫钠-5-氘；
中间体C6,2，3-二氯苯基硫钠-6-氘；
中间体C7,2，3-二氯苯基硫钠。
参照WO2020094018的方法合成化合物1：
(S)-1'-(8-((2-氨基-3-氯吡啶-4-基)硫代)咪唑并[1,2-c]嘧啶-5-基)-5,7-二氢螺[环戊二烯并[b]吡啶-6,4'-哌啶]-5-胺
Figure BDA0002526475300000271
步骤一：向含3mL乙腈的25mL单口烧瓶中依次加入B1(1.37g,4.9mmol)、A1(1.35g,4.9mmol)、DIPEA(4.86mL,29.41mmol)，然后在80℃下搅拌反应2小时。反应完毕后冷却至室温，然后加入Boc2O(1.6g,7.35mmol,1.5eq),升温至50℃反应，直至反应完全，将反应液减压浓缩得到的残留物通过硅胶色谱法纯化(0至100％梯度的乙酸乙酯/石油醚)，得到黄色固体1-1(1.7g,收率：63.4％)。LC-MS：m/z＝547.0[M+H+]
步骤二：在氮气保下向5mL的微波反应瓶中依次加入1-1(1.7g，3.11mmol)、2-氨基-3-氯吡啶-4-硫醇钠(C1,596mg,3.27mmol)、Pd2(dba)3(285mg,0.311mmol)、Xantphos(360mg,0.622mmol)、DIPEA(804mg,6.22mmol)和1,4-二氧六环溶液(30mL),该混合物在氮气保护下微波加热100℃搅拌反应3小时。反应完毕后，冷却至室温,过滤并在减压浓缩得到的残留物通过硅胶色谱法纯化(0至10％梯度的乙酸乙酯/甲醇)，得到(S)-叔丁基(1'-(8-((2-氨基-3-氯吡啶-4-基)硫代)咪唑[1,2-c]嘧啶-5-基)-5,7-二氢螺[环戊二烯并[b]吡啶-6,4'-哌啶]-5-基)-碳酸酯(1-2，1.2g，66.7％)。
步骤三：氮气保护，0℃下向(S)-叔丁基(1'-(8-((2-氨基-3-氯吡啶-4-基)硫代)咪唑[1,2-c]嘧啶-5-基)-5,7-二氢螺[环戊二烯并[b]吡啶-6,4'-哌啶]-5-基)-碳酸酯(1-2，1.2g，2.07mmol)的二氯甲烷(5mL)溶液中缓慢加入TFA(5mL)，室温搅拌反应1小时，TLC和LCMS显示反应完全。反应液减压浓缩，再加入二氯甲烷/甲醇混合溶液溶解，用NaHCO3调节pH至中性。过硅胶柱纯化得(S)-1'-(8-((2-氨基-3-氯吡啶-4-基)硫代)咪唑并[1,2-c]嘧啶-5-基)-5,7-二氢螺[环戊二烯并[b]吡啶-6,4'-哌啶]-5-胺(化合物1，400mg，收率：40.0％)。
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ8.35(d,J＝4.0Hz,1H),8.03(s,1H),7.83(d,J＝1.2Hz,1H),7.72(d,J＝7.6Hz,1H),7.56(dd,J＝10.4,3.4Hz,2H),7.20(dd,J＝7.6,5.2Hz,1H),6.33(s,2H),5.80(d,J＝5.4Hz,1H),4.02(s,1H),3.95(dd,J＝11.6,7.6Hz,2H),3.31(d,J＝13.6Hz,2H),3.15(d,J＝16.4Hz,1H),2.83(d,J＝16.4Hz,1H),2.00(tt,J＝12.4,6.4Hz,2H),1.64(d,J＝13.2Hz,1H),1.48(dd,J＝13.6,6.4Hz,1H),1.34-1.29(m,2H)；
LCMS：m/z 479.0[M+H]+。
参照化合物1的合成方法，由不同的中间体出发合成下述化合物2-23：
Figure BDA0002526475300000281
Figure BDA0002526475300000291
Figure BDA0002526475300000301
本发明公开化合物的代谢稳定性，药代动力学测试中得到了证明。
测试例一：肝微粒体代谢稳定性测试。
实验步骤：
1实验方法
1.1储备液和工作液的配制
1)化合物储备液和工作液的配制：
称适量的化合物溶解于DMSO中得到10mM储备液，用DMSO将储备液进一步稀释得到100μM工作液。
2)阳性对照储备液和工作液的配制
用DMSO分别将每一个阳性对照标准品溶解得到10mM储备液，并用DMSO进一步稀释得到每个化合物为100μM的混合工作液。
1.2磷酸盐缓冲溶液的配制
称取4.3512g磷酸氢二钾(K2HPO4)溶于450mL去离子水中，用1N的HCl调节pH至7.4，然后用去离子水补至终体积为500mL，于4℃储存。
1.3肝微粒体工作液(MWS)的配制
用磷酸盐缓冲溶液分别将5个种属的肝微粒体(20mg/mL)稀释得到1.27mg/mL的肝微粒体工作液。
1.4辅助因子(NADPH)溶液的配制
称取NADPH溶于磷酸盐缓冲溶液中得到5mM溶液。
1.5研究样品的配制
1)12μL阳性对照和待测化合物工作液分别加入到948μL不同种属的肝微粒体工作液(MWS)中并混匀(n＝1)
2)使用多通道移液器转移200uL至1.1mL管中(n＝4)，在37℃条件下预孵育5min。
3)NADPH实验研究样品(n＝3)：
(1)采用连续分液移液器添加50uL 5mM NADPH溶液于1.1mL管中，然后在37℃条件下进行孵育。
(2)阳性对照：在0、5、15、30和45min时间点，分别取15uL孵育液加入至250μL含有5ng/mL甲苯磺丁脲(内标)的MeOH/ACN(1:1,v/v)溶液中沉淀蛋白。
(3)测试化合物：在0、5、15、30和45时间点，分别取15uL孵育液加入至250μL含有5ng/mL甲苯磺丁脲(内标)的MeOH/ACN(1:1,v/v)溶液中沉淀蛋白。
1.6样品分析
收集上清液后采用LC-MS/MS进行分析(见表4-LC-MS/MS条件)。
2.数据分析
分析物与内标的峰面积比将用于计算化合物孵育后的相对百分含量并进行指数函数拟合。计算公式如下：
1.剩余百分数＝T45min样品峰面积比/T0min样品的峰面积比
2.半衰期(T1/2)＝Ln(2)/k
式中k：以浓度对数为纵坐标，孵育时间为横坐标作线性回归所获得的速率常数
3.内在清除率(CLint)＝k/肝微粒体蛋白浓度
式中k：以浓度对数为纵坐标，孵育时间为横坐标作线性回归所获得的速率常数
4.肝清除率(CLHep)＝内在清除率(CLint)×每千克体重的肝脏重量×每克肝脏所含的肝微粒体蛋白
式中CLint：内在清除率
5.体内清除率(CLin vivo)＝QHep x CLHep/(QHep+CLHep)
式中QHep：肝血流量；CLHep：肝清除率
6.提取率(ER)＝CLin vivo/QHep
式中CLin vivo：肝血流量；QHep：肝清除率。
结果显示，本发明所制备的化合物与其未氘代的对照化合物相比，代谢稳定性得到显著提高。
测试例二：化合物药代动力学实验
采用以下方法测定本申请的所制备的化合物的药代动力学参数。
使用健康雄性成年小鼠，每组动物单次灌胃给药5-100mg本发明化合物/Kg体重。从给药前10小时至给药后4小时禁食。给药后不同时间点后采血，并测定化合物血浆含量(LC-MS/MS)。用专业软件(winnonlin)分析血浆浓度-时间关系，计算各化合物的药代动力学参数。结果显示，本发明制备的化合物与未氘代的对照化合物相比，有着更长的半衰期、更高的血药浓度和更优异的药代动力学性质。
在本发明中提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种式I所示的同位素取代的化合物，或其药学上可接受的盐，或其对映异构体、非对映异构体、互变异构体、溶剂化物、多晶型物、前药或代谢产物：
Figure FDA0002526475290000011
其中，
环B中的X1和X2各自独立地选自键、O、CRaRb或NRc；
X3选自键、CRaRb、NRc、S或O；
环F中的X4选自N或者CRc；
Ra、Rb和Rc各自独立地选自H、D、卤素、取代或未取代的C1-6烷基、取代或未取代的C1-6烷氧基；
R1、R2、R3、R4和R7各自独立地选自H、D、-OH、卤素、取代或未取代的氨基、取代或未取代的C1-6烷基、取代或未取代的C1-6烷氧基；且不能同时为-OH或-NH2；
环A选自取代或未取代的C4-8环烃基、取代或未取代的4-8元杂环基、取代或未取代的C5-10芳基、取代或未取代的5-10元杂芳基，所述杂环基或杂芳基包含1-3个选自下组的杂原子：N、O、S或P；
环C选自取代或未取代的C4-8环烃基、取代或未取代的5-6元单环杂环基、取代或未取代的8-10元双环杂环基、取代或未取代的C5-10单环或双环芳基、取代或未取代的5-6元单环杂芳基、取代或未取代的8-10元双环杂芳基，所述杂环基或杂芳基包含1-4个选自下组的杂原子：N、O、S或P；
R5和R6各自独立地选自H、D、-OH、卤素、氰基、-NO2、取代或未取代的氨基、取代或未取代的C1-6烷基、取代或未取代的C1-6烷氧基；
n为0至3中的任一整数；并且
所述取代是指基团上的一个或多个氢原子被选自下组的取代基取代：卤素、-OH、-NO2、-NH2、-NH(未取代或卤代的C1-6烷基)、-N(未取代或卤代的C1-6烷基)2、-CN、未取代或卤代的C1-8烷基、未取代或卤代的C1-8烷氧基、未取代或卤代的C1-8烷氧基-C1-8烷基、未取代或卤代的C3-8环烷基-C1-8烷基、未取代或卤代的C1-6烷基羰基、未取代或卤代的C1-6烷氧基羰基、异羟肟酸基、未取代或卤代的C1-6烷基巯基、-S(O)2N(未取代或卤代的C1-6烷基)2、-S(O)2未取代或卤代的C1-6烷基、-N(未取代或卤代的C1-6烷基)S(O)2N(未取代或卤代的C1-6烷基)2、-S(O)N(未取代或卤代的C1-6烷基)2、-S(O)(未取代或卤代的C1-6烷基)、-N(未取代或卤代的C1-6烷基)S(O)N(未取代或卤代的C1-6烷基)2、-N(未取代或卤代的C1-6烷基)S(O)(未取代或卤代的C1-6烷基)、未取代或卤代的C5-10芳基、未取代或卤代的5-10元杂芳基、未取代或卤代的C4-8环烃基、未取代或卤代的4-8元杂环基，所述杂环基和杂芳基包含1-4个选自下组的杂原子：N、O或S；
其中，所述同位素取代为环A、环B、环C、环D、环E和环F一个或多个环的一个或多个环碳原子被13C取代，和/或环A、环B、环C、环D、环E和环F中的一个或多个环的一个或多个环原子上的H被氘取代。
2.根据权利要求1所述的式I化合物，其中，所述同位素取代为氘代，其中，选自以下一个或多个位置上的H被氘代：环A上杂环原子以外的任一位置的环原子上的H；和/或，环B上的氨基取代的环原子上的H；和/或，环C上杂环原子以外的任一位置的环原子上的H；和/或，环E的7位环原子上的H；和/或，环F的2位和3位环原子上的H；优选地，氘代的数量为1-4个。
3.根据权利要求1或2所述的式I所示的同位素取代的化合物，其中，所述环C为：
Figure FDA0002526475290000021
其中，
X5、X6、X7、X8和X9各自独立地选自N或CRd，且至多同时3个为N；
X10、X11、X12、X13、X14、X15、X16和X17各自独立地选自N或CRd，且至多同时5个为N；
X18、X19、X20和X21各自独立地选自N或CRd，且至多同时3个为N；
R6和R8各自独立地选自H、D、-NH2、-CN、-OH、-NO2、卤素、未取代或卤代的C1-6烷基、未取代或卤代的C1-6烷氧基；并且
Rd选自H、D、卤素、未取代或卤代的C1-6烷基、未取代或卤代的C1-6烷氧基；
其中，波浪线表示环C与X3的连接位置。
4.根据权利要求3所述的式I所示的同位素取代的化合物，其中，所述环C为：
Figure FDA0002526475290000022
其中，R9和R10各自独立为H、卤素、-NR’R”或未取代的C1-6烷基，其中，R’和R”各自独立为H或C1-4烷基；优选地，吡啶环上的R9为-NR’R”、R10为卤素，苯环上R9和R10均为卤素；
优选地，环C为：
Figure FDA0002526475290000031
优选地，所述吡啶环的5位和/或6位的H被氘取代，所述苯环的4位、5位和6位中的至少一个位置上的H被氘取代。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的式I所示的同位素取代的化合物，其中，所述环A选自取代或未取代的C4-6环烃基、取代或未取代的4-6元杂环基、取代或未取代的C5-6芳基、取代或未取代的5-6元杂芳基，所述杂环基或杂芳基包含1-3个N原子；
优选地，所述环A为：
Figure FDA0002526475290000032
Figure FDA0002526475290000033
优选
Figure FDA0002526475290000034
其中，波浪线表示环A与环B并环的位置；优选地，所述环A上杂原子以及F取代的位置以外的一个或多个环原子位置上的一个或多个H被氘取代。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的式I所示的同位素取代的化合物，其中，
R1、R2、R3、R4和R7各自独立地选自H、D、-OH、-F、-Cl、-Br、-NH2、-NHC1-3烷基、甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、甲氧基、乙氧基、丙氧基或异丙氧基；被卤素、-NH2、-OH、C1-3烷基或C1-3烷氧基取代的C1-3烷基；或被卤素、-NH2、-OH、C1-3烷基或C1-3烷氧基取代的C1-3烷氧基；和/或
R5和R6各自独立地选自H、D、-OH、-F、-Cl、-Br、-CN、-NH2、-NHC1-3烷基、甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、甲氧基、乙氧基、丙氧基或异丙氧基；被卤素、-NH2、-OH、C1-3烷基或C1-3烷氧基取代的C1-3烷基；或被卤素、-NH2、-OH、C1-3烷基或C1-3烷氧基取代的C1-3烷氧基；和/或
所述取代基选自-F、-Cl、-Br、-OH、-NO2、-NH2、-NH(C1-6烷基)、-N(C1-6烷基)2、-CN、C1-6烷基、C1-4烷氧基、C1-4烷氧基-C1-6烷基、C3-8环烷基-C1-8烷基、C1-6烷基羰基、C1-6烷氧基羰基、C1-6烷基巯基、-S(O)2N(C1-6烷基)2、-S(O)2C1-6烷基、-N(C1-6烷基)S(O)2N(C1-6烷基)2、-S(O)N(C1-6烷基)2、-S(O)(C1-6烷基)、-N(C1-6烷基)S(O)N(C1-6烷基)2、-N(C1-6烷基)S(O)(C1-6烷基)、取代或未取代的C5-10芳基、取代或未取代的5-10元杂芳基、取代或未取代的C4-8环烃基、取代或未取代的4-8元杂环基，所述杂环基和杂芳基包含1-4个选自下组的杂原子：N、O或S。
7.根据权利要求1所述的式I所示的同位素取代的化合物，其具有选自以下的结构：
Figure FDA0002526475290000041
Figure FDA0002526475290000051
8.根据权利要求1-7中任一项所述的式I所示的同位素取代的化合物，或其药学上可接受的盐，或其对映异构体、非对映异构体、互变异构体、溶剂化物、多晶型物、前药或代谢产物在以下方法中的用途：
(a)制备预防或治疗与SHP2活性异常相关的疾病或病症的药物；
(b)制备预防或治疗SHP2-介导的疾病或病症的药物
(c)制备抑制SHP2活性的抑制剂药物；
(d)体外非治疗性地抑制SHP2活性；
(e)体外非治疗性地抑制肿瘤细胞增殖；或
(f)治疗与SHP2异常相关的疾病或病症。
9.根据权利要求8所述的用途，其中，所述疾病为癌症，包括但不限于努南综合症、豹综合症、青少年髓单核细胞白血病、成神经细胞瘤、黑色素瘤、急性髓性白血病、乳腺癌、食道癌、肺癌、结肠癌、头癌、成神经细胞瘤、头颈的鳞状细胞癌、胃癌、间变性大细胞淋巴瘤或成胶质细胞瘤。
10.一种药物组合物，其包含：
(i)有效量的根据权利要求1-7中任一项所述的式I所示的同位素取代的化合物，或其药学上可接受的盐，或其对映异构体、非对映异构体、互变异构体、溶剂化物、多晶型物、前药或代谢产物；和
(ii)药学上可接受的载体。
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