新型核苷类化合物及其制备方法与应用

摘要

本发明公开了通式(I)所示的新型核苷类化合物、及其制备方法和应用，这些化合物具有抗病毒活性，用于制备抗病毒药物。

权利要求

1.通式如I的新型核苷类化合物：

其中：R1表示为亚丙基、亚丁基、亚戊基、或亚己基；Ar表示1，4-亚苯基；R2，R3表示氢。

2.权利要求1所述通式(I)化合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：a)DMF/P(OEt)3；b)DMF/5％NaOH/ω-dihalogenoalkane；c)DMF/Base/Adenine；

d)CH3CN/(CH3)3SiBr；e)NMP/(Et)3N/R2X or R3X其中X代表卤素F，Cl，Br或I；R1、R2、R3同前；化合物II与亚磷酸三乙酯反应得到III，III与双卤代烃反应得到IV，IV与腺嘌呤在三乙胺或无水碳酸钙作用下反应得到V，V在三甲基溴硅烷催化下水解得到VI，接着与R2X或R3X反应脱卤化氢得化合物I。

3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于：化合物II与亚磷酸三乙酯反应温度为

50℃～150℃。

4.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述碱性催化剂为氢化钠、氢化锂、氢化钙、碳酸钾、DBU、碳酸钠、碳酸铯、氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化钙、氨水、三乙胺、氨基钠、碳酸氢钠、碳酸氢钾、甲醇钠、乙醇钠、叔丁醇钠、叔丁醇钾、叔丁醇镁、叔丁醇锂。

5.一种抗病毒药物，含有效量的权利要求1所述的化合物。

6.权利要求1所述的化合物在制备抗病毒药物中的应用。

7.一种药物组合物，含权利要求1所述的化合物。

8.权利要求7所述的组合物，其特征在于所述组合物为片剂、胶囊。

说明书

新型核苷类化合物及其制备方法与应用

技术领域

[0001] 本发明涉及有机化学合成领域。具体地说，涉及新型核苷类化合物及其制备方法，以及由该制备方法得到的中间体。本发明还涉及上述新型核苷类化合物在抗病毒领域的应用。

背景技术

[0002] 据世界卫生组织统计，全球乙肝病毒(HBV)携带者约3.5～4亿人，占全球人口的5％以上(Margolis H S，Hepatitis B virus infection[J].Bull World Health Organ，
1998，76(Suppl2)：152～153)。我国是乙肝高发区之一，约有乙肝病毒携带者1.3亿人，每年约有30万人死于慢性肝炎，其中70％的病毒性肝炎是乙型肝炎(姚光弼，展望慢性病毒性肝炎的治疗[J].肝脏，2002，7(1)：62～64)。

[0003] 阿德福韦酯是Gilead Science公司研制的新一代核苷类抗病毒药物，于2002年9月在美国首次上市，广泛应用于慢性乙型肝炎的治疗。其在体内迅速完全代谢为母体药物阿德福韦(PEMA)，在细胞激酶作用下磷酸化为活性代谢产物二磷酸阿德福韦，此产物与酶自然底物三磷酸脱氧腺苷(dATP)竞争，抑制HBV DNA聚合酶(HBV逆转录酶)，或通过整合到病毒DNA链后使其发生链终止；PMEA本身也可直接整合到HBV DNA链中，形成DNA链终结子，使HBV DNA链停止复制，因而它具有较强的抑制HBV DNA复制的作用。

[0004] 近年来，在阿德福韦结构基础上寻找新的具有更好抗病毒活性的阿德福韦酯类似物取得了较大进展。李庶心等保留了阿德福韦的链状结构，对2-氨基-6-氯嘌呤进行修饰，设计合成了一系列核苷化合物，研究显示其中2个化合物具有比阿德福韦酯更明显的抗病毒活性(李庶心等，新型核苷膦酸酯类化合物的合成及其抗乙肝病毒活性研究[J].中国药物化学杂志，2007，17(6)：344～347)。Yuequan Shen研究小组发现，腺嘌呤氨基被取代，或链状C2被甲基取代后，新的化合物与底物的亲和力都较阿德福韦有明显的减少，表明链状结构及腺嘌呤碱基是阿德福韦抗病毒活性的重要基团(Proc Natl Acad Sci USA，2004，101(9)：3242～3247)。

[0005] 本发明基于上述研究，在保留腺嘌呤环和侧链膦酸酯结构的基础上对侧链结构进行修饰，引入芳香基团，设计合成一系列新的核苷类化合物，寻找具有潜在抗病毒活性的新核苷类化合物。

[0006] 下面实施例进一步说明本发明，但不作任何限制。

发明内容

[0007] 本发明的目的在于提供一类新型核苷类化合物、这类化合物对DNA病毒如乙肝病毒具有或潜在地具有较强的抗病毒活性。

[0008] 本发明所提供的化合物是结构通式(I)化合物及其盐：

[0009]

[0010] 其中：

[0011] R1表示C1-C6支链、直链或环状烷基，这些烷基可被羟基、氧、硫、卤素取代；

[0012] Ar表示芳基、取代芳基，其中Ar的取代基可以是甲基、乙基、丙基低级烷基，羟基、甲氧基、乙氧基、氨基、氰基、硝基、磺酰氨基、烷氧羰基，和/或卤素中的一个或多个，其取代位置可以是邻位、间位或对位；

[0013] R2，R3可不同或相同，并独立地选自H、C1-C10的饱和或不饱和的支链或直链烃基、芳香基或芳烃基、CH2COOR5、CH2OCOR5、CH2OCOOR5；R2和R3可相互连接形成一个环状基团；

[0014] R5表示C1-C10的饱和或不饱和的支链或直链烃基、芳香基或芳烃基，优选叔丁基、异丙基。

[0015] 其中部分优选化合物如下：

[0016]

[0017]

[0018]

[0019]

[0020]

[0021] 本发明的另一个目的是提供一种上述化合物的制备方法。通式(I)化合物可由下列路线制备：

[0022]

[0023] a)DMF/P(OEt)3；b)DMF/5％NaOH/ω-dihalogenoalkane；c)DMF/Base/Adenine；

[0024] d)CH3CN/(CH3)3SiBr；e)NMP/(Et)3N/R2X or R3X

[0025] 其中X代表卤素(F，Cl，Br，I)；R1、R2、R3同前。化合物II与亚磷酸三乙酯反应得到III，III在NaOH作用下与双卤代烃反应得到IV，IV与腺嘌呤在碱性催化剂作用下反应得到V，V在三甲基溴硅烷催化下水解得到VI，接着与R2X或R3X反应脱卤化氢得化合物I。

[0026] 其中本发明化合物III的合成采用一种现有技术中不曾报道的新方法，用化合物II与亚磷酸三乙酯一步反应制备得到，其反应温度可以是50-150℃，优选80℃-95℃下反应，更优选90℃下反应。

[0027] 所述碱性催化剂可以为氢化钠、氢化锂、氢化钙、碳酸钾、DBU、碳酸钠、碳酸铯、氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化钙、氨水、三乙胺、氨基钠、碳酸氢钠、碳酸氢钾、甲醇钠、乙醇钠、叔丁醇钠、叔丁醇钾、叔丁醇镁、叔丁醇锂。

[0028] 本发明还提供了根据以上路线制备得到的中间体，即化合物IV、V和VI，这些化合物及其制备方法在现有技术中均未曾有报道。

[0029] 本发明再一方面提供上述新型核苷类化合物在抗病毒中的应用。

[0030] 药理活性试验结果表明，本发明的化合物2、17、32、47、62具有比阿德福韦更强的抗病毒活性，其可作为活性成分，用于制备抗病毒感染，如乙肝病毒感染的药物。

[0031] 上述药物中还可以添加有一种或多种药学上可接受的载体，如药学上可接受的稀释剂、赋形剂、填充剂、粘合剂、润湿剂、崩解剂、吸收促进剂、表面活性剂、润滑剂、香味剂、甜味剂等。

[0032] 本发明核苷类化合物为活性成分制备的药物可以是片剂、粉剂、胶囊、粒剂、口服液以及注射制剂等多种形式。上述各种剂型的药物均可以按照药学领域的常规方法制备。

具体实施方式

[0033] 实施例14-羟基苯甲基膦酸二乙酯的合成

[0034] 100mL圆底瓶 中加入4-羟 基苯甲 醇12.4g(0.10mol)，亚磷 酸三乙 酯16.6g(0.10mol)，DMF50mL，于90℃搅拌反应3h，减压蒸馏，残留物加入乙醚110mL，水洗，无水NaSO4干燥，过滤，滤液浓缩至干，得到类白色固体28.1g，mp 88-89℃，收率85.0％。

[0035] 实施例24-(2-溴乙氧基)苯甲基膦酸二乙酯的合成

[0036] 100mL三颈瓶中加入4-羟基苯甲基膦酸二乙酯4.88g(0.02mol)，1，2-二溴乙烷9.40g(0.06mol)，DMF20mL，5％NaOH水溶液45mL，80℃搅拌反应8h，冷却，用CH2Cl2提取，有机层用5％NaOH水溶液洗涤，再用饱和NaCl水溶液洗涤一次，无水MgSO4干燥4h，过滤，滤液减压蒸除溶剂，得到黄色油状液体3.71g，收率52.9％。

[0037] IR(CH2Cl2)cm-1：3035，2980，2929，2906，1611，1583，1511，1455，1390，1246，1054，1027，963，851

[0038] 1H NMR(300MHz，CDCl3)，δ(ppm)：1.24(6H，t)，3.08(2H，d)，3.62(2H，t)，3.98-4.04(4H，m)，4.27(2H，t)，6.85-7.27(4H，m)

[0039] 实施例39-[2-[(4-二乙氧基膦酰基甲基)苯氧基]乙基]腺嘌呤(1)的合成

[0040] 100mL圆底瓶中加入腺嘌呤2.95g(0.02mol)，4-(2-溴乙氧基)苯甲基膦酸二乙酯7.02g(0.02mol)，无水K2CO32.8g，DMF 40mL，于100℃搅拌反应4h，冷却，过滤，滤液减压浓缩，残留物用异丙醇重结晶，得到类白色固体4.36g，mp153-154℃，收率51.8％。

[0041] ESI/MS(m/z)：406[M+H]+，428[M+Na]+

[0042] IR(KBr)cm-1：3403，3132，2986，1661，1601，1512，1483，1253，1048，1021，971，840[0043] 1H NMR(300MHz，CDCl3)，δ(ppm)：1.23(6H，t)，3.06(2H，d)，3.94-4.03(4H，m)，4.30(2H，t)，4.60(2H，t)，5.81(2H，brs)，6.79-7.26(4H，m)，7.99(1H，s)，8.36(1H，s)[0044] 实施例49-[2-[(4-膦酰基甲基)苯氧基]乙基]腺嘌呤(2)的合成

[0045] 100mL三颈瓶中加入9-[2-[(4-二乙氧基膦酰基甲基)苯氧基]乙基]腺嘌呤4.05g(0.01mol)，乙腈30mL，搅拌通N210min，加入三甲基溴硅烷9.18g(0.06mol)，继续通N210min，30℃搅拌反应15h，反应液减压浓缩至干，剩余物加入丙酮20mL，滴加水3mL变为澄清溶液，冰浴中搅拌2h析出类白色固体，抽滤，滤饼用少量丙酮洗涤，烘干，得到类白色粉末状固体3.15g，mp＞250℃，收率90.0％。

[0046] ESI/MS(m/z)：350[M+H]+

[0047] IR(KBr)cm-1：3392，3060，3031，2962，1703，1609，1512，1464，1413，1247，1115，1049，997，938，833

[0048] 1H NMR(300MHz，DMSO-d6)，δ(ppm)：2.88(2H，d)，4.36(2H，t)，4.63(2H，t)，6.68(2H，brs)，6.80-7.14(4H，m)，8.49(1H，s)，8.55(1H，s)

[0049] 实施例59-[2-[[4-双(特戊酰氧基甲氧基)膦酰基甲基]苯氧基]乙基]腺嘌呤(3)的合成

[0050] 100mL三颈瓶中加入9-[2-[(4-膦酰基甲基)苯氧基]乙基]腺嘌呤1.75g(0.005mol)，特戊酸氯甲酯7.52g(0.05mol)，N-甲基吡咯烷酮(NMP)10mL，三乙胺2.02g，50℃搅拌反应12h，加入乙酸乙酯30mL，搅拌0.5h，过滤，滤液用水10×2mL洗涤，有机层减压浓缩，残留物加入丙酮5mL，30℃搅拌下滴加异丙醚直至有类白色物质出现，冰浴中继续搅拌，低温析晶，冷冻过夜，抽滤，滤饼真空干燥，得到类白色固体1.01g，mp118-120℃，收率35.0％。

[0051] ESI/MS(m/z)：578[M+H]+

[0052] 1H NMR(300MHz，CDCl3)，δ(ppm)：1.20(18H，s)，3.17(2H，d)，4.01(2H，t)，4.52(2H，t)，5.60(4H，m)，5.99(2H，s)，6.80-7.21(4H，m)，8.01(s，1H)，8.37(1H，s)[0053] 实施例64-(3-溴丙氧基)苯甲基膦酸二乙酯的合成

[0054] 参照实施例2中4-(2-溴乙氧基)苯甲基膦酸二乙酯的合成方法，制得黄色油状物，收率56.3％。

[0055] IR(CH2Cl2)cm-1：3035，2980，2930，1611，1583，1511，1473，1391，1246，1178，1054，1028，964，851

[0056] 1H NMR(300MHz，CDCl3)，δ(ppm)：1.24(6H，t)，2.28-2.31(2H，m)，3.08(2H，d)，3.58(2H，t)，3.97-4.03(4H，m)，4.08(2H，t)，6.84-7.28(4H，m)

[0057] 实施例79-[3-[(4-二乙氧基膦酰基甲基)苯氧基]丙基]腺嘌呤(16)的合成[0058] 参照实施例3中9-[2-[(4-二乙氧基膦酰基甲基)苯氧基]乙基]腺嘌呤(1)的合成方法，制得类白色固体，mp161-163℃，收率54.4％。

[0059] ESI/MS(m/z)：420[M+H]+，442[M+Na]+

[0060] IR(KBr)cm-1：3285，3139，3031，2974，2930，1677，1606，1575，1511，1477，1302，1213，1031，959，844

[0061] 1H NMR(300MHz，CDCl3)，δ(ppm)：1.25(6H，t)，2.04(2H，m)，3.08(2H，d)，3.94(2H，t)，4.01(4H，m)，4.44(2H，t)，5.65(2H，brs)，6.80-7.26(4H，m)，7.80(1H，s)，8.37(1H，s)[0062] 实施例89-[3-[(4-膦酰基甲基)苯氧基]丙基]腺嘌呤(17)的合成

[0063] 参照实施例4中9-[2-[(4-膦酰基甲基)苯氧基]乙基]腺嘌呤(2)的合成方法，制得类白色固体，mp＞250℃，收率90.7％。

[0064] ESI/MS(m/z)：364[M+H]+

[0065] IR(KBr)cm-1：3391，3227，3033，2962，2778，1688，1609，1595，1510，1473，1454，1249，1196，1126，985，932.824

[0066] 1H NMR(300MHz，DMSO-d6)，δ(ppm)：2.27-2.34(2H，m)，2.88(2H，d)，3.98(2H，t)，4.44(2H，t)，6.72-7.16(4H，m)，7.01(2H，brs)，8.45(1H，s)，8.57(1H，s)

[0067] 实施例99-[3-[[4-双(特戊酰氧基甲氧基)膦酰基甲基]苯氧基]丙基]腺嘌呤(18)的合成

[0068] 参照实施例5中9-[2-[[4-双(特戊酰氧基甲氧基)膦酰基甲基]苯氧基]乙基]腺嘌呤(3)的合成方法，制得类白色固体，mp132-134℃，收率34.5％。

[0069] ESI/MS(m/z)：592.4[M+H]+

[0070] 1H NMR(300MHz，CDCl3)，δ(ppm)：1.25(18H，s)，2.28(2H，m)，3.21(2H，d)，3.96(2H，t)，4.44(2H，t)，5.59(4H，m)，6.14(2H，s)，6.79-7.20(4H，m)，7.96(1H，s)，
8.32(1H，s)

[0071] 实施例104-(4-溴丁氧基)苯甲基膦酸二乙酯的合成

[0072] 参照实施例2中4-(2-溴乙氧基)苯甲基膦酸二乙酯的合成方法，制得黄色油状物，收率53.5％。

[0073] IR(CH2Cl2)cm-1：3034，2979，2920，2907，2871，1611，1582，1511，1474，1442，1391，1297，1248，1178，1054，1028，963，851

[0074] 1H NMR(300MHz，CDCl3)，δ(ppm)：1.25(6H，t)，1.91-1.95(2H，m)，2.04-2.06(2H，m)，3.08(2H，d)，3.48(2H，t)，3.96(2H，t)，4.00-4.03(4H，m)，6.81-7.22(4H，m)[0075] 实施例119-[4-[(4-二乙氧基膦酰基甲基)苯氧基]丁基]腺嘌呤(31)的合成[0076] 参照实施例3中9-[2-[(4-二乙氧基膦酰基甲基)苯氧基]乙基]腺嘌呤(1)的合成方法，制得类白色固体，mp173-175℃，收率58.5％。

[0077] ESI/MS(m/z)：434.0[M+H]+，456.1[M+Na]+

[0078] IR(KBr)cm-1：3450，3296，3240，3112，2953，2865，1677，1602，1572，1509，1479，1414，1309，1247，1190，1053，1028，952，842

[0079] 1H NMR(500MHz，CDCl3)，δ(ppm)：1.24(6H，t)，1.81-1.84(2H，m)，2.10-2.13(2H，m)，3.07(2H，d)，3.98(2H，t)，4.02(4H，m)，4.29(2H，t)，5.60(2H，brs)，6.80-7.26(4H，m)，7.82(1H，s)，8.37(1H，s)

[0080] 实施例129-[4-[(4-膦酰基甲基)苯氧基]丁基]腺嘌呤(32)的合成

[0081] 参照实施例4中9-[2-[(4-膦酰基甲基)苯氧基]乙基]腺嘌呤(2)的合成方法，制得类白色固体，mp＞250℃，收率88.4％。

[0082] ESI/MS(m/z)：378.1[M+H]+

[0083] IR(KBr)cm-1：3408，3207，3067，3033，2948，2867，1700，1613，1512，1469，1416，1235，1176，1111，999，936，834

[0084] 1H NMR(300MHz，DMSO-d6)，δ(ppm)：1.65-1.69(2H，m)，1.93-1.98(2H，m)，2.86(2H，d)，3.89(2H，t)，4.21(2H，t)，6.77-7.13(4H，m)，7.36(2H，brs)，8.12(1H，s)，
8.18(1H，s)

[0085] 实施例139-[4-[[4-双(特戊酰氧基甲氧基)膦酰基甲基]苯氧基]丁基]腺嘌呤(33)的合成

[0086] 参照实施例5中9-[2-[[4-双(特戊酰氧基甲氧基)膦酰基甲基]苯氧基]乙基]腺嘌呤(3)的合成方法，制得类白色固体，mp126-127℃，收率33.3％。

[0087] ESI/MS(m/z)：606.5[M+H]+

[0088] 1H NMR(300MHz，CDCl3)，δ(ppm)：1.20(18H，s)，1.65(2H，m)，1.89(2H，m)，2.99(2H，d)，3.94(2H，t)，4.45(2H，t)，5.57(4H，m)，6.46(2H，s)，6.76-7.15(4H，m)，
7.89(1H，s)，8.15(1H，s)

[0089] 实施例14测试候选化合物的抗病毒活性

[0090] 溶液及配制方法：

[0091] 试验时根据所设计剂量组浓度用DMEM培养液配制。

[0092] 保存条件：4℃冰箱保存。

[0093] 阳性对照药：

[0094] 阿德福韦(自制)

[0095] 保存条件：4℃冰箱保存。

[0096] 体外细胞模型：

[0097] 乙型肝炎病毒(HBV)DNA克隆转染人肝癌细胞(HepG2)的2.2.15细胞(HepG22.2.15细胞)。

[0098] 用HepG22.2.15细胞评价目标化合物体外对HBsAg和HBeAg表达的抑制作用：

[0099] HepG22.2.15细胞用DMEM培养液(含10％胎牛血清、100U/mL青霉素、100U/mL链霉素、100μg/mLG418和2mmol/L L-谷氨酰胺)培养，37℃、5％CO2的培养箱中培养。用4
0.06％胰蛋白酶将HepG22.2.15细胞分散成单个细胞悬液，按3×10 细胞/孔接种于96孔板中，2天后换用含药培养液。各化合物终浓度分别为16、8、4、2、1、0.5、0.25、0.125、
0μmol/L，每个浓度设3个重复孔。与细胞作用12天后，吸上清液，用ELISA(酶联免疫吸附测定)法测定HBsAg、HBeAg，计算出各化合物的半数抑制浓度(IC50)，实验重复3次。以阿德福韦为阳性对照药物，试验显示化合物2、17、32、47、62体外抗乙肝病毒活性强于阿德福韦。

[0100] 化合物抗乙肝病毒活性

[0101]