本發(fā)明涉及2型糖尿病的治療的藥物領(lǐng)域。更具體地講，本發(fā)明涉及對(duì)2型糖尿病有治療作用的一種含腈基取代的喹啉結(jié)構(gòu)的葡萄糖激酶活化劑、其制備方法，以及在制藥上的用途。
背景技術(shù)：
：糖尿病包含一系列綜合征，其特征為身體不能產(chǎn)生足夠的胰島素或正常使用胰島素。大多糖尿病患者在臨床上可被劃分為胰島素依賴(lài)型糖尿病(IDDM)或非胰島素依賴(lài)型糖尿病(NIDDM)。幾乎所有類(lèi)型的糖尿病都起因于胰島素分泌和血中濃度減少或組織對(duì)胰島素的反應(yīng)降低(胰島素抵抗)，這通常與和胰島素作用相反的激素(女口高血糖素)水平升高有關(guān)。該異常情況使碳水化合物、脂類(lèi)和蛋白代謝發(fā)生變化。該綜合征的標(biāo)志為高血糖癥，其它并發(fā)癥可包括心血管疾病、視網(wǎng)膜病、神經(jīng)病變、腎病、皮膚病和胃輕癱。治療每種這種病癥的主要目標(biāo)是降低和控制血糖水平。在胰島素依賴(lài)性糖尿病(IDDM)中，高血糖的降低可減少許多IDDM伴隨的并發(fā)癥的發(fā)生(DiabetesControlandComplicationsTrialResearchGroup,NewEnglandJ.Med.,1993,329,977-986)。例如，通過(guò)高強(qiáng)度的胰島素治療嚴(yán)密控制血糖水平可使每個(gè)IDDM患者的機(jī)網(wǎng)膜病、腎病和神經(jīng)病變的發(fā)生減少50％以上。該發(fā)現(xiàn)與在IDDM和NIDDM中見(jiàn)到的病理學(xué)相似性一起表明控制血糖水平可在NIDDM患者中產(chǎn)生類(lèi)似的益處(AmericanDiabetesAssociation,DiabetesCare,1998,21,S88-90)。已經(jīng)嘗試了幾種治療高血糖癥的方法。I型糖尿病患者接受胰島素。在II型糖尿病患者中，胰臟可分泌胰島素，但其量不足以克服內(nèi)在的胰島素抵抗疾病。給予藥物如二甲雙孤、格列酮類(lèi)可至少部分緩和政島素抵抗，但該藥物不能促進(jìn)胰島素分泌。據(jù)顯示，用某些磺酰脲治療可通過(guò)影響離子通道來(lái)促進(jìn)胰島素分泌，但是，由該類(lèi)藥物引起的胰島素不是葡萄糖依賴(lài)性的或甚至是葡萄糖敏感性的，這種治療實(shí)際上會(huì)增加明顯的低血糖癥的風(fēng)險(xiǎn)。DPP-IV抑制劑，如GLP或GLP類(lèi)似物(如Exedin)，可通過(guò)腸促胰島素機(jī)制促進(jìn)cAMP在β細(xì)胞中分泌，給予這種藥物可促進(jìn)胰島素以葡萄糖依賴(lài)性方式釋放。但是，即使采用該有效的治療，還是很難嚴(yán)密控制NIDMM患者的血糖水平使其符合美國(guó)糖尿病協(xié)、會(huì)所推薦的指導(dǎo)方針。因此，非常需要可充分進(jìn)行血糖控制的新型治療方法。血糖控制的可能的方法包括提高葡萄糖從血液中的清除率和加快葡萄糖儲(chǔ)存或利用的這率。葡萄糖通過(guò)特定的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白進(jìn)入大多數(shù)細(xì)胞，其中葡萄糖在被己糖激酶催化的反應(yīng)中被磷酸化形成葡萄糖-6-磷酸。在細(xì)胞中，葡萄糖-6-磷酸具有幾種命運(yùn)之一：通過(guò)糖酵解途徑被降解，轉(zhuǎn)化為湯原，或通過(guò)戊糖磷酸途徑被氧化。葡萄糖激酶(GK)是四種類(lèi)型的哺乳動(dòng)物己糖激酶之一(己糖激酶IV)，在血糖穩(wěn)定中起著重要的作用。葡萄糖激酶主要位于肝臟和胰臟β細(xì)胞中，其中所表達(dá)的有幾種類(lèi)型的葡萄糖激酶：由于不同的剪接方式，該類(lèi)型在15N未端氨基酸的序列不同，但它們的酶性質(zhì)基本相同。葡萄糖激酶還在下丘腦的神經(jīng)元表達(dá)。與其它三種己糖激酶的酶活性不同(1、II、III)，它們?cè)谄咸烟菨舛?mM以下就達(dá)到飽和，而葡萄糖激酶對(duì)葡萄糖的Km為8mM，其接近于生理學(xué)葡萄糖水平(5mM)。因此，在較低葡萄糖水平下，與在肝中相比，葡萄糖更快地在腦、肌肉和其它外用組織中利用一一通過(guò)己糖轉(zhuǎn)化而不是葡萄糖激酶。在較高的葡萄糖水平下，如餐后或營(yíng)養(yǎng)過(guò)度時(shí)(餐后葡萄糖水平可超過(guò)10-15mM)，葡萄糖激酶介導(dǎo)的葡萄糖代謝在肝臟和胰臟中加速進(jìn)行。此外，己糖激酶I、II和III被高濃度的葡萄糖-6-磷酸抑制，葡萄糖利用率降低，而即使在高水平的葡萄糖·磷酸下，葡萄糖激酶會(huì)繼續(xù)催化葡萄糖的利用。在表達(dá)葡萄糖激酶的組織中，它在葡萄糖攝取和應(yīng)用中起著非常重要的作用：在β細(xì)胞中，葡萄糖-6-磷酸的生成胰島素釋放的必需信號(hào)，在下丘腦中葡萄糖-磷酸作為飽食信號(hào)并可能促進(jìn)腸促胰島素的分泌，在肝臟中，通過(guò)葡萄糖激酶作用而生成的葡萄糖-6-磷酸作為通過(guò)儲(chǔ)存為糖尿處理過(guò)量葡萄糖的機(jī)制。在肝細(xì)胞和胰臟β-細(xì)胞中，葡萄糖激酶催化的葡萄糖磷酸化作用為糖酵解的速率限制反應(yīng)。在肝臟中，葡萄糖激酶決定葡萄糖攝取和糖原合成的速率，它還被認(rèn)為是調(diào)節(jié)各種葡萄糖敏感性基因所必需的物質(zhì)。在肝臟和胰臟β細(xì)胞中，葡萄糖激酶可限制葡萄糖利用的速率，因此它是調(diào)節(jié)從β細(xì)胞分泌胰島素和肝臟中的糖原儲(chǔ)存的主要成分。而控制政島素分泌和控制糖原儲(chǔ)存正是糖尿病所缺乏的。對(duì)NIDDM動(dòng)物模型的遺傳群體和遺傳操縱的研究支持葡萄糖激酶在糖尿病中的理論重要性。葡萄糖激酶突變?yōu)榧っ傅妮^低活性形式為青少年青春發(fā)生型糖尿病的起因。相反，葡萄糖激酶活化突變的人不易患高血糖癥，并增加胰島素的分泌來(lái)響應(yīng)葡萄糖耐量篩查(glucosechallenge)(Gloyn,A.L,etal.,Diabetes,2003,52,2433-2440；Glaser,B.,etal.,NewEnglandJ.Med,1998,338,226-230)。同樣，已報(bào)道NIDDM患者具有不正常的低葡萄糖激酶活性。此外，葡萄糖激酶在糖尿病的飲食型(dietary)或遺傳型(genetic)動(dòng)物模型中的過(guò)度表達(dá)會(huì)阻止、減輕或逆轉(zhuǎn)該疾病中的病理學(xué)癥狀的進(jìn)程。由于該原因，醫(yī)藥行業(yè)在己在尋求可活化葡萄糖激酶的化合物。取代的芐基氨基甲?；?、取代的雜芐基氨甲眈基、取代的苯基氨甲?；腿〈碾s芳基氨甲?；衔镆驯还_(kāi)為葡萄糖激酶活化劑。參見(jiàn)：WO03/000267、WO03/015774、WO04/045614、WO04/046139、WO05/04480、WO05/054200、WO05/054233、WO05/044801、WO05/056530、WO03/080585、WO04/076420、WO04/081001、WO04/063194、WO04/050645、WO03/055482、WO04/002481、WO05/066145、WO04/072031、WO04/072066、WO00/058293、WO03/095438、WO01144216、WO011083465、WO01/083478、WO01/085706、WO01/085707、WO02/008209、WO02/014312、WO02/046173、WO02/048106、WO03/095438、WO04/031179和WO04/052869。該化合物可降低葡萄糖的Km和/或增加葡萄糖激酶的Vmax。由于目前尚未有上市銷(xiāo)售的葡萄糖激酶活化劑，因此仍然需要一系列在較低活化劑濃度下可將葡萄糖的Km適當(dāng)降低至2-5mM的葡萄糖激酶活化劑。本發(fā)明公開(kāi)了一種含腈基取代的喹啉結(jié)構(gòu)的葡萄糖激酶活化劑，該化合物可用于制備治療2型糖尿病的藥物。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種具有式I的良好活性的葡萄糖激酶活化劑。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供制備具有式I的化合物的方法。本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供含有式I的化合物作為有效成分及其在治療2型糖尿病方面的應(yīng)用?，F(xiàn)結(jié)合本發(fā)明的目的對(duì)本
發(fā)明內(nèi)容進(jìn)行具體描述。本發(fā)明具有式I的化合物具有下述結(jié)構(gòu)式：本發(fā)明所述式I化合物通過(guò)以下路線(xiàn)合成：化合物II經(jīng)過(guò)n-BuLi處理，得到其對(duì)應(yīng)的芳基鋰III；III在三氟化硼乙醚的催化下與(R)-3-氯-1,2-環(huán)氧丙烷發(fā)生加成反應(yīng)，得到化合物IV；化合物V與酸酐Ac2O反應(yīng)得到VIA，VIA使用氨水或者甲胺等處理得到化合物VI；化合物IV和VI在堿性環(huán)境中發(fā)生反應(yīng)，得到VII；化合物VII使用氧化劑氧化得到產(chǎn)物I。本發(fā)明所述式I化合物具有葡萄糖激酶活化作用，可作為有效成分用于制備2型糖尿病的治療藥物。本發(fā)明所述式I化合物的活性是通過(guò)受體結(jié)合試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證的。本發(fā)明的式I化合物在相當(dāng)寬的劑量范圍內(nèi)是有效的。例如每天服用的劑量約在1mg-1000mg/人范圍內(nèi)，分為一次或數(shù)次給藥。實(shí)際服用本發(fā)明式I化合物的劑量可由醫(yī)生根據(jù)有關(guān)的情況來(lái)決定。具體實(shí)施方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。需要說(shuō)明的是，下述實(shí)施例僅是用于說(shuō)明，而并非用于限制本發(fā)明。本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)所做出的各種變化均應(yīng)在本申請(qǐng)權(quán)利要求所要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。實(shí)施例1化合物I的合成A.化合物IV的合成在100mL的干燥圓底燒瓶中將2.33g(10mmol)化合物II溶于20mL干燥的THF中，冷卻至-78℃，攪拌，通過(guò)注射器慢慢滴加6.25mL(10mmol)1.6M的n-BuLi的THF溶液，滴加完畢后，反應(yīng)混合物在該溫度下繼續(xù)攪拌1小時(shí)。用注射器慢慢滴加1.42g(10mmol)三氟化硼乙醚，而后再慢慢滴加0.93g(10mmol)(R)-3-氯-1,2-環(huán)氧丙烷溶于2mL干燥的THF中制成的溶液，滴加完畢后，反應(yīng)混合物在室溫下攪拌5小時(shí)，TLC顯示反應(yīng)完成。反應(yīng)完成后，往反應(yīng)混合物傾倒入100mL冰水中，攪拌，使用50mL×3的CH2Cl2萃取，合并萃取相，用鹽水洗滌，無(wú)水硫酸鈉干燥。抽濾除去干燥劑，濾液在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上蒸干，得到的殘余物使用柱層析純化，得到化合物IV，白色固體，ESI-MS,m/z＝247([M+H]+)。B.化合物VI的合成將1.39g(10mmol)化合物V溶于10mL醋酸酐中，加入0.3g無(wú)水醋酸鈉，氮?dú)獗Ｗo(hù)下回流3小時(shí)，TLC檢查反應(yīng)完成。反應(yīng)完成后，往反應(yīng)混合物傾倒入100mL冰水中，攪拌3小時(shí)，使用50mL×3的CH2Cl2萃取，合并萃取相，依次用飽和NaHCO3溶液和鹽水洗滌，無(wú)水硫酸鈉干燥。抽濾除去干燥劑，濾液在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上蒸干，得到的殘余物溶于20mL無(wú)水乙醇中，加入濃氨水5mL，回流5分鐘。冷卻后混合物傾倒入100mL冰水中，攪拌3小時(shí)，使用50mL×3的CH2Cl2萃取，合并萃取相，用鹽水洗滌，無(wú)水硫酸鈉干燥。抽濾除去干燥劑，濾液在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上蒸干，得到的殘余物使用柱層析純化，得到化合物VI，白色固體，ESI-MS,m/z＝182([M+H]+)。C.化合物VII的合成將1.24g(5mmol)化合物IV-1和0.91g(5mmol)VI-1溶于20mL干燥的DMF中，加入2.07g(15mmol)碳酸鉀固體，而后室溫下攪拌過(guò)夜，TLC檢查反應(yīng)完成。反應(yīng)完成后，往反應(yīng)混合物傾倒入100mL冰水中，攪拌，使用50mL×3的CH2Cl2萃取，合并萃取相，鹽水洗滌，無(wú)水硫酸鈉干燥。抽濾除去干燥劑，濾液在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上蒸干，得到的殘余物使用柱層析純化，得到化合物VII，白色固體，ESI-MS,m/z＝392([M+H]+)。D.化合物I的合成將1.56g(4mmol)化合物VII-1溶于15mLCH2Cl2中，室溫下攪拌，加入3.45g(20mmol)間氯過(guò)氧苯甲酸(mCPBA)，反應(yīng)混合物在室溫下攪拌1小時(shí)后，升溫回流3小時(shí)，TLC檢查反應(yīng)完成。反應(yīng)完成后，往反應(yīng)混合物傾倒入100mL冰水中，攪拌，使用50mL×3的CH2Cl2萃取，合并萃取相，依次使用飽和碳酸氫鈉溶液和鹽水洗滌，無(wú)水硫酸鈉干燥。抽濾除去干燥劑，濾液在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上蒸干，得到的殘余物使用柱層析純化，得到化合物I，白色固體，ESI-MS,m/z＝424([M+H]+)。實(shí)施例2參比化合物D-1的合成A.化合物IV-2的合成在100mL的干燥圓底燒瓶中將2.06g(10mmol)化合物II-2溶于20mL干燥的THF中，冷卻至-78℃，攪拌，通過(guò)注射器慢慢滴加6.25mL(10mmol)1.6M的n-BuLi的THF溶液，滴加完畢后，反應(yīng)混合物在該溫度下繼續(xù)攪拌1小時(shí)。用注射器慢慢滴加1.42g(10mmol)三氟化硼乙醚，而后再慢慢滴加0.93g(10mmol)(R)-3-氯-1,2-環(huán)氧丙烷溶于2mL干燥的THF中制成的溶液，滴加完畢后，反應(yīng)混合物在室溫下攪拌5小時(shí)，TLC顯示反應(yīng)完成。反應(yīng)完成后，往反應(yīng)混合物傾倒入100mL冰水中，攪拌，使用50mL×3的CH2Cl2萃取，合并萃取相，用鹽水洗滌，無(wú)水硫酸鈉干燥。抽濾除去干燥劑，濾液在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上蒸干，得到的殘余物使用柱層析純化，得到化合物IV-2，白色固體，ESI-MS,m/z＝222([M+H]+)。B.化合物VI的合成將1.25g(10mmol)化合物V溶于10mL醋酸酐中，加入0.3g無(wú)水醋酸鈉，氮?dú)獗Ｗo(hù)下回流3小時(shí)，TLC檢查反應(yīng)完成。反應(yīng)完成后，往反應(yīng)混合物傾倒入100mL冰水中，攪拌3小時(shí)，使用50mL×3的CH2Cl2萃取，合并萃取相，依次用飽和NaHCO3溶液和鹽水洗滌，無(wú)水硫酸鈉干燥。抽濾除去干燥劑，濾液在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上蒸干，得到的殘余物溶于20mL無(wú)水乙醇中，加入濃氨水5mL，回流5分鐘。冷卻后混合物傾倒入100mL冰水中，攪拌3小時(shí)，使用50mL×3的CH2Cl2萃取，合并萃取相，用鹽水洗滌，無(wú)水硫酸鈉干燥。抽濾除去干燥劑，濾液在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上蒸干，得到的殘余物使用柱層析純化，得到化合物VI，白色固體，ESI-MS,m/z＝168([M+H]+)。C.化合物VII-2的合成將1.11g(5mmol)化合物IV-2和0.84g(5mmol)VI溶于20mL干燥的DMF中，加入2.07g(15mmol)碳酸鉀固體，而后室溫下攪拌過(guò)夜，TLC檢查反應(yīng)完成。反應(yīng)完成后，往反應(yīng)混合物傾倒入100mL冰水中，攪拌，使用50mL×3的CH2Cl2萃取，合并萃取相，鹽水洗滌，無(wú)水硫酸鈉干燥。抽濾除去干燥劑，濾液在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上蒸干，得到的殘余物使用柱層析純化，得到化合物VII-2，白色固體，ESI-MS,m/z＝353([M+H]+)。D.化合物D-1的合成將1.41g(4mmol)化合物VII-2溶于15mLCH2Cl2中，室溫下攪拌，加入3.45g(20mmol)間氯過(guò)氧苯甲酸(mCPBA)，反應(yīng)混合物在室溫下攪拌1小時(shí)后，升溫回流3小時(shí)，TLC檢查反應(yīng)完成。反應(yīng)完成后，往反應(yīng)混合物傾倒入100mL冰水中，攪拌，使用50mL×3的CH2Cl2萃取，合并萃取相，依次使用飽和碳酸氫鈉溶液和鹽水洗滌，無(wú)水硫酸鈉干燥。抽濾除去干燥劑，濾液在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上蒸干，得到的殘余物使用柱層析純化，得到化合物D-1，白色固體，ESI-MS，m/z＝420([M+H]+)。實(shí)施例3化合物體外對(duì)葡萄糖激酶的激活體外葡萄糖激酶測(cè)試本發(fā)明的葡萄糖激酶活化劑的體外活性在兩個(gè)獨(dú)立的測(cè)試中進(jìn)行評(píng)價(jià)：用EC50測(cè)試以評(píng)價(jià)各個(gè)化合物在固定的、生理學(xué)相關(guān)濃度的葡萄糖下的效力，以及于固定的、近飽和(若可能)濃度的化合物下的葡萄糖S0.5測(cè)試以評(píng)價(jià)其對(duì)于葡萄糖的Vm和S0.5的作用。對(duì)于每個(gè)該測(cè)試，葡萄糖激酶活性通過(guò)于含有NAD+和葡萄糖6-磷酸脫氫酶的偶聯(lián)的測(cè)試系統(tǒng)中，在340nm監(jiān)測(cè)吸收度的增加而估算。測(cè)試在30℃，利用恒溫控制的酶標(biāo)儀(absorbanceplatereader)和透明、96孔、平底、聚苯乙烯板(Costar3695,Coming)進(jìn)行。每個(gè)50μL測(cè)試混合物含有10mMK+MOPS,pH7.2,2mMMgCl2,50mMKCl,0.01％TritonX-100,2％DMSO,1mMDTT,1mMATP,1mMNAD+,5U/mL葡萄糖6-磷酸脫氫酶，約5nM人葡萄糖激晦和(取決于測(cè)試)不同濃度的葡萄糖和測(cè)試化合物。在340nm動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)5分鐘時(shí)期(10s/循環(huán))的吸收度，且速率(rate)由擬合原始數(shù)據(jù)的直線(xiàn)的斜卒估算。葡萄糖激酶EC50測(cè)試:對(duì)于該測(cè)試，葡萄糖濃度固定在5mM，而對(duì)照或測(cè)試化合物以10個(gè)點(diǎn)(l-point)、3倍稀釋系列且通常范圍為高劑量50μM至低劑量約2.5nM。用標(biāo)準(zhǔn)、4參數(shù)對(duì)數(shù)模型擬合原始數(shù)據(jù)(速率相比于化合物濃度)：y＝A+(B-A)/[1+C/x]D其中x為化合物的濃度，y為估算的速率，A和B分別為下漸近線(xiàn)和上漸近線(xiàn)，C為EC50，D為Hill斜率。EC50定義為上漸近線(xiàn)和下漸近線(xiàn)之間的中點(diǎn)或拐點(diǎn)。本發(fā)明中某些化合物的EC50數(shù)據(jù)如下表所示：化合物EC50(nM)參比化合物D-124.1化合物I-16.8葡萄糖S0.5測(cè)試:對(duì)于此測(cè)試，對(duì)照或測(cè)試化合物的濃度固定在或接近于飽和濃度，若可能，通常為50μM，而葡萄糖濃度從80至約0.16mM，經(jīng)10個(gè)點(diǎn)、2倍稀釋系列變化。使用與對(duì)于EC50測(cè)試相同的4參數(shù)對(duì)數(shù)模型測(cè)定相關(guān)的動(dòng)力學(xué)參數(shù)。在該測(cè)試中，對(duì)于變量和參數(shù)的定義類(lèi)似，除了x表示葡萄糖的濃度，B為飽和葡萄糖的速率(Vm)，C為葡萄糖的S0.5(在Vm/2葡萄糖的濃度下)和D為Hill系數(shù)。本發(fā)明中某些化合物的S0.5數(shù)據(jù)如下表所示：化合物S0.5(mM)參比化合物D-15.4化合物I-12.3上述兩個(gè)表的活性測(cè)定結(jié)果表明，本發(fā)明的化合物為強(qiáng)的葡萄糖激酶活化劑，可以用來(lái)制備治療2型糖尿病的藥物。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3