本發(fā)明涉及醫(yī)藥化學(xué)，特別是骨質(zhì)疏松治療藥物，具體涉及一類四氫-β-咔啉類化合物，其制備方法，包含其的藥物組合物，以及它們在制備治療和/或預(yù)防破骨細(xì)胞活性異常導(dǎo)致的疾病的藥物中的用途。

背景技術(shù)：

1、骨質(zhì)疏松(osteoporosis，op)是常見的骨相關(guān)疾病之一，多發(fā)于中老年人尤其是絕經(jīng)后婦女，其特征是患者骨密度(bmd)降低且有持續(xù)增加的疏松性骨折風(fēng)險(xiǎn)。隨著人口老齡化加劇，骨質(zhì)疏松癥顯著威脅中老年人的身體健康，并帶來了很大的家庭和社會(huì)負(fù)擔(dān)，使其作為公共健康問題越來越受到重視。目前臨床上使用的抗骨質(zhì)疏松藥物，如雙膦酸鹽類藥物阿侖膦酸鈉、雌激素受體調(diào)節(jié)劑雷洛昔芬等，治療效果有限且副作用較大，因此目前迫切需要開發(fā)更加安全、有效的抗骨質(zhì)疏松藥物。

2、nf-κb受體活化因子配體/nf-κb受體活化因子(rankl/rank)通路在骨代謝中起重要作用，rankl作為破骨細(xì)胞活化中的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子，是抗骨質(zhì)疏松藥物的重要靶標(biāo)。目前上市的靶向rankl抑制劑僅有單抗類藥物地舒單抗(denosumab)，主要用于臨床治療絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松和實(shí)體瘤骨轉(zhuǎn)移，但其作為單克隆抗體長期使用會(huì)導(dǎo)致免疫抗原性，且存在大分子藥物透膜性差、患者給藥依從性低、需低溫儲(chǔ)存等問題，因此開發(fā)小分子rankl抑制劑對(duì)于骨相關(guān)疾病的治療非常具有競爭力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明設(shè)計(jì)、合成了一系列具有較好rankl抑制活性的新型四氫-β-咔啉類化合物，其制備方法簡單、原料易得，產(chǎn)率較高。通過抗酒石酸酸性磷酸酶(trap)染色實(shí)驗(yàn)測定了合成化合物對(duì)rankl誘導(dǎo)的破骨細(xì)胞生成的抑制活性，其中化合物j1、e13″等表現(xiàn)出很好的破骨細(xì)胞抑制活性；并通過表面等離子共振技術(shù)(spr)測得化合物j1與rankl蛋白有較高的結(jié)合能力。

2、基于此，本發(fā)明的目的之一是提供式p所示的四氫-β-咔啉類化合物，或其光學(xué)異構(gòu)體、藥學(xué)上可用的鹽及水合物。

3、本發(fā)明的目的之二是提供式p所示的四氫-β-咔啉類化合物的制備方法。

4、本發(fā)明的目的之三是提供一種藥物組合物，其包含式p所示的四氫-β-咔啉類化合物，或其光學(xué)異構(gòu)體、藥學(xué)上可用的鹽及水合物。

5、本發(fā)明的目的之四是提供一種rankl抑制劑，其包含式p所示的四氫-β-咔啉類化合物，或其光學(xué)異構(gòu)體、藥學(xué)上可用的鹽及水合物。

6、本發(fā)明的目的之五是提供式p所示的四氫-β-咔啉類化合物或所述藥物組合物在制備預(yù)防和/或治療破骨細(xì)胞活性異常導(dǎo)致的疾病的藥物中的應(yīng)用。

7、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

8、本發(fā)明一方面，提供一種式p所示的四氫-β-咔啉類化合物，或其光學(xué)異構(gòu)體、藥學(xué)上可用的鹽及水合物，

9、

10、其中：

11、“---”表示化學(xué)鍵有或無；

12、r1表示1至4(例如1、2、3、4)個(gè)獨(dú)立地選自氫、鹵素、c1-c4烷基、c1-c6烷氧基、羥基c1-c6烷基和c1-c6烷胺基的取代基；優(yōu)選地，r1表示1至4個(gè)獨(dú)立地選自氫、氟原子、甲氧基的取代基；更優(yōu)選地，r1為氫原子；

13、r2選自氫、c1-c6烷基、c3-c6環(huán)烷基、c1-c6烷?；?、c3-c6環(huán)烷基c1-c3烷?；?；優(yōu)選地，r2選自氫、c1-c3烷基、c3-c6環(huán)烷基、c1-c3烷酰基、c3-c6環(huán)烷基甲?；?；更優(yōu)選地，r2選自氫、甲基、乙酰基、環(huán)丙基甲?；M(jìn)一步優(yōu)選為氫或甲基；

14、n1和n2單獨(dú)或同時(shí)為1或2；

15、x為碳或氮；y為氧或硫；

16、ar1和ar2各自獨(dú)立地選自取代或非取代的c6-c10芳基、取代或非取代的5-6元雜芳基；優(yōu)選地，ar1和ar2各自獨(dú)立地選自取代或非取代的苯基、取代或非取代的吡啶基、取代或非取代的茚烷基；

17、上述“取代或非取代的”中的取代指的是被一個(gè)或多個(gè)(例如2個(gè))選自以下的取代基所取代：鹵素(例如氟)、羥基(-oh)、氨基(-nh2)、氰基(-cn)、c1-c6烷基(優(yōu)選為c1-c3烷基，例如甲基、乙基、異丙基)、c1-c6鹵代烷基(優(yōu)選為c1-c3鹵代烷基，例如c1-c3氟代烷基，例如三氟甲基)、c3-c6環(huán)烷基(例如環(huán)丙基)、c1-c6烷氧基(優(yōu)選為c1-c3烷氧基，例如甲氧基)、c1-c6烷基-nh-(優(yōu)選為c1-c3烷基-nh-)、(c1-c6烷基)(c1-c6烷基)-n-(優(yōu)選為(c1-c3烷基)(c1-c3烷基)-n-，例如二甲氨基)、c1-c6烷酰胺基(優(yōu)選為c1-c3烷酰胺基)、酯基(r3-c(＝o)-o-或r3-oc(＝o)-)、砜基(r3-s(＝o)2-)、磺酰胺基(r3-s(＝o)2nh-)、磷?；?(r3o)2-p(＝o)-)，其中各個(gè)r3各自獨(dú)立地選自氫、c1-c6烷基(優(yōu)選c1-c3烷基，例如甲基)。

18、在具體的實(shí)施方式中，式p所示的四氫-β-咔啉類化合物中：

19、“---”表示化學(xué)鍵有或無；

20、r1表示1至4個(gè)獨(dú)立地選自氫、氟原子、甲氧基的取代基；

21、r2選自氫、c1-c3烷基、c3-c6環(huán)烷基、c1-c3烷?；?、c3-c6環(huán)烷基甲?；?；

22、n1和n2單獨(dú)或同時(shí)為1或2；

23、x為碳或氮；y為氧或硫；

24、ar1和ar2各自獨(dú)立地選自取代或非取代的苯基、取代或非取代的吡啶基、取代或非取代的茚烷基；所述“取代或非取代的”中的取代如前所定義。

25、在具體的實(shí)施方式中，式p所示的四氫-β-咔啉類化合物中：

26、“---”表示化學(xué)鍵有或無；

27、r1為氫原子；

28、r2選自氫、甲基、乙?；?、環(huán)丙基甲酰基，更優(yōu)選為氫或甲基；

29、n1和n2單獨(dú)或同時(shí)為1或2；

30、x為碳或氮；y為氧或硫；

31、ar1和ar2各自獨(dú)立地選自取代或非取代的苯基、取代或非取代的吡啶基、取代或非取代的茚烷基；所述“取代或非取代的”中的取代如前所定義。

32、在具體的實(shí)施方式中，所述式p所示的四氫-β-咔啉類化合物由以下式e或j表示：

33、

34、其中，“---”、r2、n1、n2、y、ar1和ar2的定義如前所述。

35、在具體的實(shí)施方式中，所述式p所示的四氫-β-咔啉類化合物由以下式e1或j1表示：

36、

37、其中，“---”、r2、n1、n2、ar1和ar2的定義如前所述。

38、本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，式p結(jié)構(gòu)中隨部分取代基或化學(xué)鍵的變化，其周圍結(jié)構(gòu)或基團(tuán)可相應(yīng)變化，例如當(dāng)“---”表示無化學(xué)鍵時(shí)，若n2為1，其對(duì)應(yīng)基團(tuán)為甲基，若n2為2，其對(duì)應(yīng)基團(tuán)為乙基；相反，當(dāng)“---”表示有化學(xué)鍵時(shí)，對(duì)應(yīng)基團(tuán)應(yīng)為亞甲基或亞乙基。又例如，當(dāng)“---”表示無化學(xué)鍵，x為碳時(shí)，此時(shí)相應(yīng)x位置應(yīng)為ch2；而當(dāng)“---”表示有化學(xué)鍵，x為碳時(shí)，此時(shí)相應(yīng)x位置應(yīng)為ch。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)能根據(jù)所掌握的知識(shí)明晰以上或類似情況。

39、在本發(fā)明中，

40、所述“烷基”是指脂肪族飽和烴基團(tuán)，可以是支鏈或直鏈的烷基。根據(jù)結(jié)構(gòu)，烷基可以是單價(jià)基團(tuán)或雙價(jià)基團(tuán)(即亞烷基)，例如，在“羥基c1-c6烷基”中，所述c1-c6烷基實(shí)際為二價(jià)基團(tuán)(亞烷基)。在本發(fā)明中，烷基優(yōu)選是具有1-6個(gè)碳原子的“低級(jí)烷基”，甚至更優(yōu)選具有1-3個(gè)碳原子的“低級(jí)烷基”。典型的烷基包括但不限于甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、叔丁基、戊基、己基等。

41、所述“鹵素”為f、cl、br、i，優(yōu)選為f。

42、所述“鹵代烷基”為烷基中至少一個(gè)氫原子被鹵原子置換。在某些實(shí)施例方式中，如果兩個(gè)或更多氫原子被鹵原子置換，所述鹵原子彼此相同或不同。

43、所述“環(huán)烷基”為飽和的3-10元單環(huán)或多環(huán)脂環(huán)，同時(shí)可以是單價(jià)基團(tuán)或雙價(jià)基團(tuán)(及亞環(huán)烷基)；

44、所述“芳基”是指芳香基環(huán)中每一個(gè)構(gòu)成環(huán)的原子都是碳原子，包括單環(huán)或稠環(huán)多環(huán)，同時(shí)可以是單價(jià)基團(tuán)或雙價(jià)基團(tuán)(即亞芳基)。在本發(fā)明中，芳基環(huán)優(yōu)選具有6-10個(gè)碳原子的芳基，例如苯基、茚烷基等。

45、所述“雜芳基”為環(huán)上含有選自n、o、s中一個(gè)或一個(gè)以上雜原子的芳香基。根據(jù)本發(fā)明，雜芳基優(yōu)選5-6元雜芳基。根據(jù)結(jié)構(gòu)，雜芳基可以是單價(jià)基團(tuán)或雙價(jià)基團(tuán)(即亞雜芳基)。雜芳基的實(shí)施例包括但不限于吡啶基、嘧啶基、咪唑基、吡唑基、吡嗪基、三唑基、四唑基、噻吩基、噻唑基、呋喃基、噁唑基、異噁唑基、吡咯基、喹啉基、異喹啉基、吲哚基、苯并咪唑基、苯并呋喃基、吲唑基、吲嗪基、酞嗪基、噠嗪基、異吲哚基、蝶碇基、嘌呤基、噁二唑基、噻二唑基、呋咱基、苯并呋咱基、苯并噻吩基、苯并噻唑基、苯并噁唑基、喹唑啉基等。

46、在具體的實(shí)施方式中，所述式p所示的四氫-β-咔啉類化合物選自以下結(jié)構(gòu)所示的化合物：

47、

48、

49、

50、

51、

52、本發(fā)明的第二個(gè)方面，提供了上述式p所示的四氫-β-咔啉類化合物的制備方法。本發(fā)明的四氫-β-咔啉類化合物通過以下步驟制備，反應(yīng)路線如下：

53、

54、其中，ar1、ar2、n1和n2的定義同上，

55、步驟1：n-boc-色氨酸a在縮合劑的作用下與芳基胺ar1-nh2縮合為n-boc-色氨酰芳胺b；

56、步驟2：n-boc-色氨酰芳胺b在三氟乙酸作用下脫boc為色氨酰芳胺c；

57、步驟3：色氨酰芳胺c與酮d或f通過酸催化的pictet-spengler反應(yīng)得到對(duì)應(yīng)的四氫-β-咔啉衍生物e(式e1所示的四氫-β-咔啉類化合物)或g；

58、步驟4：四氫-β-咔啉衍生物g脫除boc得中間體h；

59、步驟5：中間體h與芳基溴代物ar2-br通過buchwald-hartwig偶聯(lián)反應(yīng)得衍生物i(式j(luò)1(r2為h)所示的四氫-β-咔啉類化合物)。

60、在具體的實(shí)施方式中，步驟1中，所述n-boc-色氨酸a為n-boc-l-色氨酸或n-boc-d-色氨酸，所述縮合劑為hatu或edci·hcl；

61、縮合劑為hatu時(shí)，反應(yīng)體系中還可以包括縛酸劑，例如n，n-二異丙基乙胺；反應(yīng)在溶劑中進(jìn)行，所述溶劑可以例如為n，n-二甲基甲酰胺；反應(yīng)溫度為60～80℃，反應(yīng)時(shí)間為6～20h；

62、縮合劑為edci·hcl時(shí)，反應(yīng)體系中還可以包括酰化催化劑，例如hobt；反應(yīng)體系中還可以包括縛酸劑，例如三乙胺；反應(yīng)在溶劑中進(jìn)行，所述溶劑可以例如為四氫呋喃；反應(yīng)溫度為20～30℃，反應(yīng)時(shí)間為6～20h。

63、在具體的實(shí)施方式中，步驟2中，所述酸為三氟乙酸；反應(yīng)在溶劑中進(jìn)行，所述溶劑可以例如為二氯甲烷；反應(yīng)溫度為20～30℃，反應(yīng)時(shí)間為6～18h。

64、在具體的實(shí)施方式中，步驟3中，所述酸三氟乙酸；反應(yīng)在溶劑中進(jìn)行，所述溶劑可以例如為乙腈；反應(yīng)溫度為20～30℃，反應(yīng)時(shí)間為12～20h。

65、在具體的實(shí)施方式中，步驟4中，四氫-β-咔啉衍生物g在三氟乙酸作用下脫除boc得中間體h；反應(yīng)在溶劑中進(jìn)行，所述溶劑可以例如為二氯甲烷；反應(yīng)溫度為20～30℃，反應(yīng)時(shí)間為6～18h。

66、在具體的實(shí)施方式中，步驟5中，所述偶聯(lián)反應(yīng)在pd2(dba)3，ruphos，碳酸銫的催化下進(jìn)行；反應(yīng)在溶劑中進(jìn)行，所述溶劑可以例如為1，4-二氧六環(huán)；所述偶聯(lián)反應(yīng)回流反應(yīng)6～18h。

67、其中，hatu表示2-(7-偶氮苯并三氮唑)-n，n，n′，n′-四甲基脲六氟磷酸酯；edci·hcl表示1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽；hobt表示1-羥基苯并三唑；boc表示叔丁氧羰基。

68、本發(fā)明的第三方面，是提供一種藥物組合物，其包含如上所述的式p所示的四氫-β-咔啉類化合物，或其光學(xué)異構(gòu)體、藥學(xué)上可用的鹽及水合物，以及可選地，藥學(xué)上可接受的輔料。

69、本發(fā)明的第四方面，提供一種rankl抑制劑，其包含如上所述的式p所示的四氫-β-咔啉類化合物，或其光學(xué)異構(gòu)體、藥學(xué)上可用的鹽及水合物。

70、本發(fā)明的第五方面，是提供第一方面所述的式p所示的四氫-β-咔啉類化合物，或其光學(xué)異構(gòu)體、藥學(xué)上可用的鹽及水合物，或第三方面所述的藥物組合物在制備預(yù)防和/或治療破骨細(xì)胞活性異常導(dǎo)致的疾病的藥物中的應(yīng)用。

71、進(jìn)一步地，所述破骨細(xì)胞活性異常導(dǎo)致的疾病包括但不限于骨質(zhì)疏松、骨關(guān)節(jié)炎等。

72、進(jìn)一步地，本發(fā)明提供第一方面所述的式p所示的四氫-β-咔啉類化合物，或其光學(xué)異構(gòu)體、藥學(xué)上可用的鹽及水合物，或第三方面所述的藥物組合物在制備抑制骨髓破骨前體細(xì)胞向骨髓破骨細(xì)胞分化的藥物中的應(yīng)用。