专利名称：取代的3－氰基－[1.7],[1.5]和[1.8]－二氮杂萘酪氨酸激酶抑制剂的制作方法本发明涉及某些取代的3-氰基-[1.7]，[1.5]和[1.8]-二氮杂萘化合物及其药学上可接受的盐。本发明的化合物抑制某些生长因子受体蛋白酪氨酸激酶(PTK)和其它蛋白激酶的作用，从而抑制某些细胞类型的异常生长。因此，本发明的化合物可用来治疗由这些PTK失控而引起的某些疾病。本发明的化合物是抗癌药物，可用来治疗哺乳动物癌症。另外，本发明的化合物可用来治疗哺乳动物多囊肾疾病和结肠息肉。本发明还涉及所述3-氰基-[1.7]，[1.5]和[1.8]-二氮杂萘的生产，它们用来治疗癌症和多囊肾疾病的用途，以及含有所述化合物的药物制剂。蛋白酪氨酸激酶是一类催化磷酸基团从ATP转移到蛋白底物上的酪氨酸残基的酶。蛋白酪氨酸激酶显然在正常细胞生长中起一定作用。许多生长因子受体蛋白起酪氨酸激酶的作用，并通过该过程来影响信号转导。生长因子与这些受体相互作用是细胞生长正常调节中所需的行为。然而，在某些条件下，由于突变或过度表达，这些受体变得失控，结果细胞增殖不受控制，导致肿瘤生长，最终变成称为癌症的疾病[WilksA.E，Adv.Cancer.Res.，60，43(1993)和Parsons，J.T.；Parsons，S.J.Important Advances inOncology，DeVita V. T.编，J.B.LippincottCo.，Phila.，3(1993)]。在已经鉴定的生长因子受体激酶及其原癌基因中，本发明化合物的目标是表皮生长因子受体激酶(EGF-R激酶，erbB癌基因的蛋白产物)以及erbB-2(也称为neu或HER2)癌基因产生的产物。由于磷酸化行为是细胞发生分裂所必需的信号，且由于过度表达的或突变的激酶与癌症有关，因此该行为的抑制剂(蛋白酪氨酸激酶抑制剂)在治疗癌症和以细胞生长失控或异常为特征的其它疾病方面具有治疗价值。例如，erbB-2癌基因的受体激酶产物过度表达与人乳房和卵巢癌有关[Slamon，D.J.，等人，Science，244，707(1989)和Science，235，1146(1987)]。EGF-R激酶的失控与表皮样肿瘤[Reiss，M.等人，Cancer Res.，51，6254(1991)]、乳房肿瘤[Macias，A.，等人，Anticancer Res.，7，459(1987)]和其它主要器官涉及的肿瘤[Gullick，W.J.，Brit.Med Bull.，47，87(1991)]有关。由于失控的受体激酶在癌症发病中起重要作用，最近许多研究已经开发出特异性PTK抑制剂作为潜在的抗癌治疗药物[最近的一些综述Burke.T.R.，Durgs Future，17，119(1992)和Chang，C.J.；Geahlen，R.L.，J.Nat.Prod.，55，1529(1992)]。本发明化合物抑制EGF-R的激酶活性，因此可用来治疗某些疾病状况，如至少部分由该受体失控引起的癌症。本发明化合物还可用来治疗和预防某些癌前状况，如至少部分由该受体失控而引起的结肠息肉。还知道EGF受体失控是称为多囊肾疾病的疾病中上皮囊肿生长的一个因素[DuJ.，Wilson P.D.，Amer.J.Physiol.269(2 Pt 1)，487(1995)；Nauta J.等人，PediatricResearch，37(6)，755(1995)；Gattone V. H.等人，Developmental.Biology，169(2)，504(1995)；Wilson P.D.，等人，Eur.J.Cell.Biol.，61(1)，131，(1993)]。本发明化合物抑制EGF受体的催化功能，因此可用来治疗该疾病。促分裂原激活的蛋白激酶(MAPK)途径是从生长因子到细胞胞核的细胞信号转导级联的主要途径。该途径涉及两个水平的激酶MAP激酶激酶(MAPKK)及其底物MAP激酶(MAPK)。MAP激酶家族有不同的同工型。(综述参见Rony Seger和EdwinG.Krebs，FASEB，第9卷，726，1995年6月)。本发明化合物能抑制这些激酶中的两种的作用它们是MEK(MAP激酶激酶)及其底物ERK(MAP激酶)。MEK是通过上游激酶(如raf家族成员)在两个丝氨酸残基上磷酸化而激活的。激活后，MEK催化ERK的苏氨酸和酪氨酸残基的磷酸化。然后，激活的ERK使胞核中的转录因子如fos和jun或具有PXT/SP序列的其它细胞靶标磷酸化并激活。ERK，p42 MAPK发现是细胞增殖和分化所必需的。已经发现MEK或ERK的过度表达和/或过度激活与各种人癌症有关(例如，Vimala S.Sivaraman，Hsien-yu Wang，Gerard J.Nuovo利Craig C.Malbon，J.Clin.Invest.99卷，No.7，1997年4月)。已经证实，MEK的抑制防止了细胞中ERK的激活以及随后细胞中ERK底物的激活，从而导致细胞生长刺激受抑制，ras转化细胞的表型逆转(David T.Dudley，Long Pang，Stuart J.Decker，Alexander J.Bridges，和Alan R.Saltiel，PNAS，92卷，7686，1995年8月)。如下所示，由于本发明化合物能抑制MEK和ERK的偶联反应，因此它们可用来治疗以细胞增殖不受控制为特征的并且至少部分依赖于MAPK途径的疾病，如癌症。上皮细胞激酶(ECK)是属于EPH(产生促红细胞生成素的肝细胞瘤)家族的受体蛋白酪氨酸激酶(RPTK)。尽管开始时它被鉴定为上皮谱系特异性酪氨酸激酶，但随后ECK显示出表达在血管内皮细胞、平滑肌细胞和成纤维细胞上。ECK是I型跨膜糖蛋白，其胞外配体结合结构域由富含半胱氨酸区域和随后的三个纤连蛋白III型重复区域组成。ECK的胞内结构域具有酪氨酸激酶催化结构域，该结构域启动反映ECK功能的信号转导级联。ECK结合其反受体(Eph-相关激酶的配体LERK-1)并随后被其激活，该配体是易被促炎性细胞因子如IL-1或TNF以谱系非限制性方式诱导的立即早期反应基因产物。可溶的LERK-1已在角膜血管生成的鼠模型中表明能部分通过刺激ECK来刺激血管生成。与其正常的对应物不同，各种谱系的肿瘤细胞组成型地表达LERK-1，而且该表达能通过缺氧和促炎性细胞因子来进一步上调。这些肿瘤细胞有许多还以高于其正常对应物的水平表达ECK，从而为经过ECKLERK-1相互作用的自分泌刺激创造机会。ECK和LERK-1表达增加和黑色素瘤从非侵入性水平相生长转化成非常具侵入性的纵向生长的转移性黑色素瘤有关。总之，ECKLERK-1相互作用被认为通过其促进肿瘤生长和血管生成的作用来促进肿瘤生长。因此，抑制通过其与LERK-1结合并交联诱导的介导信号级联的ECK酪氨酸激酶活性可能对癌症、炎性疾病和增殖过度的失调有治疗效果。如下所述，本发明化合物抑制了ECK的酪氨酸激酶活性，因此可用于治疗上述失调。大多数实体肿瘤的生长依赖于涉及血管内皮细胞的激活、增殖和迁移及其随后分化成毛细血管的血管生成。肿瘤的血管生成化使它们能获得血液携带的氧和营养物，还为它们提供足够的灌流。因此，不仅在癌症中，而且在诸如类风湿性关节炎、牛皮癣、糖尿病视网膜病、与年龄有关的黄斑变性等慢性病中，抑制血管生成都是一种重要的治疗策略。肿瘤细胞产生了许多血管生成分子。血管内皮生长因子(VEGF)是一种这样的血管生成因子。VEGF是PDGF家族中均二聚体以二硫键连接的成员，它是内皮细胞特异性促分裂原，已知它能使受累组织中的血管内皮渗透性大大增加。VEGF还是内皮细胞防止衰老的存活因子。体内几乎所有带核组织都具有响应包括缺氧、葡萄糖缺乏、高级糖化产物、炎性细胞因子等各种刺激而表达VEGF的能力。VEGF促进生长的血管生成作用主要由其信号转导受体—含有激酶插入结构域的受体(KDR)介导。在大多数内皮细胞上，KDR的表达水平很低；然而，用血管生成剂激活会导致内皮细胞上的KDR水平显著上调。大多数血管生成的血管表达高水平的KDR。KDR是具有胞外VEGF-结合结构域的受体蛋白酪氨酸激酶，它由7个免疫球蛋白样结构域和一个含有催化性酪氨酸激酶结构域的胞质结构域(这两个结构域被激酶插入区隔开)组成。与VEGF的结合使得KDR二聚化，结果导致其自磷酸化并开始信号级联。KDR的酪氨酸激酶活性是作为VEGF受体介导其功能作用所必需的。通过抑制KDR的催化活性来抑制KDR介导的功能作用被认为是治疗依赖于血管生成的疾病状态(包括癌症)中重要的治疗策略。如下所述，本发明化合物抑制KDR的酪氨酸激酶活性，因此可用来治疗上述疾病状况。胞质蛋白酪氨酸激酶Src家族由参与各个信号传导途径的至少8个成员组成(Schwartzberg，P.L.，Oncogene 171463-1468，1998)。该酪氨酸激酶家族的原型成员是p60src(Src)。Src参与许多细胞类型的增殖和迁移应答。在有限的研究中，发现Src活性在乳房、结肠(约90％)、胰(大于90％)和肝(大于90％)肿瘤中升高。大大增加的Src活性也与肿瘤转移(大于90％)和差的预后有关。反义Src信使阻止裸鼠结肠肿瘤细胞的生长(Staley等人，Cell Growth&Differentiation.8(3)269-74，1997)，暗示Src抑制剂应能减缓肿瘤生长。除了其在细胞增殖中有作用外，Src还在应激应答(包括缺氧应激)途径中起作用，结肠肿瘤细胞表达反义Src信使的裸鼠研究具有减少的血管化(Ellis，等人，J.Biol.Chem.，273(2)1052-7，1998)，这暗示Src抑制剂将是抗血管生成的，以及抗增殖的。本发明化合物抑制Src激酶，因此可用于治疗至少部分依靠Src激酶失控的疾病状况。除上述用途外，本发明的一些化合物还可用来制备本发明的其它化合物。本发明化合物是某些取代的3-氰基-[1.7]，[1.5]和[1.8]-二氮杂萘。在本专利申请的整个篇幅中，二氮杂萘环系统将以下式所示进行标号； 一些3-氰基-喹啉衍生物是酪氨酸激酶抑制剂，这在WO-9843960中有所描述。专利US-5780482和申请WO-9500511描述了一些稠合的4-氨基吡啶化合物具有抗风湿病活性，且在3位可以有氰基。申请WO-9813350描述了一些二氮杂萘是VEGF的抑制剂，但是这些抑制剂没有重要的3-氰基取代基。
某些喹唑啉衍生物已知是蛋白酪氨酸激酶抑制剂。申请EP-520722描述了5位至8位含有简单取代基如氯、三氟甲基或硝基的4-苯胺基喹唑啉。申请EP-566226和US-5616582是类似的，但是5-8位允许有种类更多得多的取代基。申请WO-9609294描述了5-8位具有相似取代基、且4-位具有一些多环系统组成的取代基的化合物。一些简单取代的喹唑啉在申请WO-9524190，WO-9521613和WO-9515758中有所描述。申请EP-602851(US-5580870)和WO-9523141覆盖了相似的喹唑啉衍生物，其中与4位相连的芳基可以是各种杂环结构。申请EP-635498和US-5475001描述了6位有烯酰基氨基和炔酰基氨基、7位有卤原子的某些喹唑啉衍生物。申请WO-9519774和WO-9823613描述了喹唑啉5-8位的一个或多个碳原子能被杂原子取代从而产生各种双环系统的化合物，其中左手环是5和6元杂环；另外，左手环上允许有各种取代基。申请EP-682027-A1描述了PTK的某些吡咯并嘧啶抑制剂。申请WO-9519970描述了喹唑啉基础结构的左手芳环被各种不同的杂环代替的化合物，从而使得到的抑制剂是三环化合物。
发明描述本发明提供了式1化合物或其药学上可接受的盐 其中X是3-7个碳原子的环烷基，它可被一个或多个1-6个碳原子的烷基任选取代；或X是吡啶基、嘧啶基或苯基；或X是8-12个原子的双环芳基或双环杂芳环系统，其中双环杂芳环含有1-4个选自N，O和S的杂原子；其中双环芳基或双环杂芳环可被选自下列的取代基任选地单、双、三或四取代卤素、氧代、硫代、1-6个碳原子的烷基、2-6个碳原子的链烯基、2-6个碳原子的炔基、叠氮基、1-6个碳原子的羟烷基、卤甲基、2-7个碳原子的烷氧基甲基、2-7个碳原子的烷酰氧甲基、1-6个碳原子的烷氧基、1-6个碳原子的烷硫基、羟基、三氟甲基、氰基、硝基、羧基、2-7个碳原子的烷氧羰基、2-7个碳原子的烷羰基、苯氧基、苯基、硫代苯氧基、苯甲酰基、苄基、氨基、1-6个碳原子的烷基氨基、2-12个碳原子的二烷基氨基、苯基氨基、苄基氨基、1-6个碳原子的烷酰基氨基、3-8个碳原子的烯酰基氨基、3-8个碳原子的炔酰基氨基、2-7个碳原子的羧基烷基、3-8个碳原子的烷氧羰基烷基、1-5个碳原子的氨基烷基、2-9个碳原子的N-烷基氨基烷基、3-10个碳原子的N，N-二烷基氨基烷基、2-9个碳原子的N-烷基氨基烷氧基、3-10个碳原子的N，N-二烷基氨基烷氧基、巯基、甲基巯基和苯甲酰氨基；或X是基团 E是吡啶基、嘧啶基或苯基；T取代在E的碳上，它是-NH(CH2)m-，O(CH2)m-，-S(CH2)m-，-NR(CH2)m-，-(CH2)m--(CH2)mNH-，-(CH2)mO-，-(CH2)mS-，或-(CH2)mNR-；L是苯基；或L是5或6元杂芳环，其中杂芳环含有选自N，O和S的1-3个杂原子；其中杂芳环可被选自下列的取代基任选地单或二取代卤素、氧代、硫代、1-6个碳原子的烷基、2-6个碳原子的链烯基、2-6个碳原子的炔基、叠氮基、1-6个碳原子的羟烷基、卤甲基、2-7个碳原子的烷氧基甲基、2-7个碳原子的烷酰氧甲基、1-6个碳原子的烷氧基、1-6个碳原子的烷硫基、羟基、三氟甲基、氰基、硝基、羧基、2-7个碳原子的烷氧羰基、2-7个碳原子的烷羰基、苯氧基、苯基、硫代苯氧基、苯甲酰基、苄基、氨基、1-6个碳原子的烷基氨基、2-12个碳原子的二烷基氨基、苯基氨基、苄基氨基、1-6个碳原子的烷酰基氨基、3-8个碳原子的烯酰基氨基、3-8个碳原子的炔酰基氨基、2-7个碳原子的羧基烷基、3-8个碳原子的烷氧羰基烷基、1-5个碳原子的氨基烷基、2-9个碳原子的N-烷基氨基烷基、3-10个碳原子的N，N-二烷基氨基烷基、2-9个碳原子的N-烷基氨基烷氧基、3-10个碳原子的N，N-二烷基氨基烷氧基、巯基、甲基巯基和苯甲酰氨基；吡啶基、嘧啶基或苯基分别是吡啶基、嘧啶基或苯基，它们可被选自下列的取代基任选地单、二或三取代卤素、1-6个碳原子的烷基、2-6个碳原子的链烯基、2-6个碳原子的炔基、叠氮基、1-6个碳原子的羟烷基、卤甲基、2-7个碳原子的烷氧基甲基、2-7个碳原子的烷酰氧甲基、1-6个碳原子的烷氧基、1-6个碳原子的烷硫基、羟基、三氟甲基、氰基、硝基、羧基、2-7个碳原子的烷氧羰基、2-7个碳原子的烷羰基、苯甲酰基、氨基、1-6个碳原子的烷基氨基、2-12个碳原子的二烷基氨基、1-6个碳原子的烷酰基氨基、3-8个碳原子的烯酰基氨基、3-8个碳原子的炔酰基氨基、2-7个碳原子的羧基烷基、3-8个碳原子的烷氧羰基烷基、1-5个碳原子的氨基烷基、2-9个碳原子的N-烷基氨基烷基、3-10个碳原子的N，N-二烷基氨基烷基、2-9个碳原子的N-烷基氨基烷氧基、3-10个碳原子的N，N-二烷基氨基烷氧基、巯基、甲基巯基和苯甲酰氨基；Z是-NH-，-O-，-S-或-NR-；R是1-6个碳原子的烷基或2-7个碳原子的烷羰基；A″是选自下列的二价基团 G1，G2，G3和G4各自独立为氢、卤素、1-6个碳原子的烷基、2-6个碳原子的链烯基、2-6个碳原子的炔基、2-6个碳原子的链烯氧基、2-6个碳原子的炔氧基、羟甲基、卤甲基、2-6个碳原子的烷酰氧基、3-8个碳原子的链烯酰氧基、3-8个碳原子的炔酰氧基、2-7个碳原子的烷酰氧甲基、4-9个碳原子的链烯酰氧甲基、4-9个碳原子的炔酰氧甲基、2-7个碳原子的烷氧基甲基、1-6个碳原子的烷氧基、1-6个碳原子的烷硫基、1-6个碳原子的烷基亚磺酰基、1-6个碳原子的烷基磺酰基、1-6个碳原子的烷基亚磺酰氨基、2-6个碳原子的链烯基亚磺酰氨基、2-6个碳原子的炔基亚磺酰氨基、羟基、三氟甲基、三氟甲氧基、氰基、硝基、羧基、2-7个碳原子的烷氧羰基、2-7个碳原子的烷羰基、苯氧基、苯基、硫代苯氧基、苄基、氨基、羟基氨基、1-4个碳原子的烷氧基氨基、1-6个碳原子的烷基氨基、2-12个碳原子的二烷基氨基、4-12个碳原子的N-烷基-N-链烯基氨基、N-烷基氨基甲酰基、N，N-二烷基氨基甲酰基、6-12个碳原子的N，N-二链烯基氨基、苯基氨基、苄基氨基、R2NH、 R8R9-CH-M-(C(R6)2)k-Y--，R7-(C(R6)2)g-Y-，R7-(C(R6)2)p-M-(C(R6)2)k-Y-，Het-(C(R6)2)q-W-(C(R6)2)k-Y-，条件是G3和G4不是R2NH；Y是选自下列的二价基团-S-，-(CH2)a-，-O-，和 R7是-NR6R6，-OR6，-J，-N(R6)3+，或-NR6(OR6)；M是＞NR6，-O-，＞N-(C(R6)2)pNR6R6，或＞N-(C(R6)2)p-OR6；W是＞NR6，-O-或一个键；Het是选自下列的杂环基团吗啉、硫代吗啉、硫代吗啉S-氧化物、硫代吗啉S，S-二氧化物、哌啶、吡咯烷、氮丙啶、吡啶、咪唑、1，2，3-三唑、1，2，4-三唑、噻唑、噻唑烷、四唑、哌嗪、呋喃、噻吩、四氢噻吩、四氢呋喃、二噁烷、1，3-二氧戊环、四氢吡喃和 其中的碳上可被R6、羟基、-N(R6)2、-OR6-(C(R6)2)sOR6或-(C(R6)2)sN(R6)2任选地单或二取代，在氮上被R6任选地单取代；和在饱和的碳上被二价基团-O-或-O(C(R6)2)sO-任选地单或二取代；R6是氢、1-6个碳原子的烷基、2-6个碳原子的链烯基、2-6个碳原子的炔基、1-6个碳原子的环烷基、2-7个碳原子的烷羰基、2-7个碳原子的羧基烷基、苯基或被一个或多个卤素任选取代的苯基、1-6个碳原子的烷氧基、三氟甲基、氨基、1-3个碳原子的烷基氨基、2-6个碳原子的二烷基氨基、硝基、氰基、叠氮基、卤甲基、2-7个碳原子的烷氧基甲基、2-7个碳原子的烷酰氧甲基、1-6个碳原子的烷硫基、羟基、羧基、2-7个碳原子的烷氧羰基、苯氧基、苯基、硫代苯氧基、苯甲酰基、苄基、苯基氨基、苄基氨基、1-6个碳原子的烷酰基氨基、或1-6个碳原子的烷基；条件是链烯基或炔基部分通过一个饱和碳原子与氮原子或氧原子相连；R2选自 R3为氢、1-6个碳原子的烷基、羧基、1-6个碳原子的烷氧羰基、苯基、2-7个碳原子的烷羰基、 R7-(C(R6)2)s，R7-(C(R6)2)p-M-(C(R6)2)r-，R8R9-CH-M-(C(R6)2)r-，或Het-C(R6)2)q-W-(C(R6)2)r-；R5是氢、1-6个碳原子的烷基、羧基、1-6个碳原子的烷氧羰基、苯基、2-7个碳原子的烷羰基、 R7-(C(R6)2)s-，R7-(C(R6)2)p-M-(C(R6)2)r-，R8R9-CH-M-(C(R6)2)r-，或Het-(C(R6)2)q-W-(C(R6)2)r-；R8和R9各自独立为-(C(R6)2)rNR6R6，或-(C(R6)2)r-OR6；
J独立为氢、氯、氟或溴；Q是1-6个碳原子的烷基或氢；a＝0-1；g＝1-6k＝0-4；n是0-1；m是0-3；p＝2-4；q＝0-4；r＝1-4；s＝1-6；u＝0-4和v＝0-4，其中u+v的和为2-4；条件是当R6是2-7个碳原子的链烯基或2-7个碳原子的炔基时，这些链烯基或炔基部分通过一个饱和碳原子与氮或氧原子相连；条件是当R3与硫相连时，它不能是氢、羧基、烷氧羰基或烷羰基；其它条件是当Y是-NR6-，R7是-NR6R6，-N(R6)3+，或-NR6(OR6)时，g＝2-6；当M是-O-，R7是-OR6时，p＝1-4；当Y是-NR6-时，k＝2-4；当Y是-O-，M或W是-O-时，k＝1-4；当W不是键，Het通过氮原子连接时，q＝2-4；当W是键，Het通过氮原子连接，Y是-O-或-NR6-时，k＝2-4。
最后的条件是当A″是基团 n＝0，Z是NH，
G1是氢、卤素、烷基、烷氧基、羟基、2-6个碳原子的烷酰氧基或苯氧基，和G2是氢、卤素、烷基、羟基、羧基烷基、烷氧羰基烷基、羟烷基、烷氧基、卤甲基、羧基、烷氧羰基、烷酰基氨基或烯酰基氨基时，X不能是被羟基或烷氧基取代的吡啶基、嘧啶基或苯环。
药学上可接受的盐是从下列这些有机酸和无机酸衍生的那些乙酸、乳酸、柠檬酸、酒石酸、琥珀酸、马来酸、丙二酸、葡糖酸、盐酸、氢溴酸、磷酸、硝酸、硫酸、甲磺酸和类似的已知可接受的酸。
较佳的双环芳基或双环杂芳环系统包括萘、1，2，3，4-四氢萘、1，2，3，4-四氢化萘、二氢化茚、1-氧代-二氢化茚、1，2，3，4-四氢喹啉、二氮杂萘、苯并呋喃、3-氧代-1，3-二氢-异苯并呋喃、苯并噻吩、1，1-二氧代-苯并噻吩、吲哚、2，3-二氢吲哚、1，3-二氧代-2，3-二氢-1H-异吲哚、苯并三唑、1H-吲唑、二氢吲哚、苯并吡唑、1，3-苯并间二氧杂环戊烯、苯并噁唑、嘌呤、邻苯二甲酰亚胺、香豆素、色酮、喹啉、四氢喹啉、异喹啉、苯并咪唑、喹唑啉、吡啶并[2，3-b]吡啶、吡啶并-[3，4-b]吡嗪、吡啶并[3，2-c]哒嗪、吡啶并[3，4-b]吡啶、1H-比唑[3，4-d]嘧啶、1，4-苯并二噁烷、蝶啶、2(1H)-喹诺酮、1(2H)-异喹诺酮、2-氧代-2，3-二氢-苯并噻唑、1，2-亚甲二氧苯、2-羟基吲哚、1，4-苯并异噁嗪、苯并噻唑、喹喔啉、喹啉-N-氧化物、异喹啉-N-氧化物、喹喔啉-N-氧化物、喹唑啉-N-氧化物、苯并吖嗪、2，3-二氮杂萘、1，4-二氧代-1，2，3，4-四氢-2，3-二氮杂萘、2-氧代-1，2-二氢-喹啉、2，4-二氧代-1，4-二氢-2H-苯并[d][1，3]噁嗪、2，5-二氧代-2，3，4，5-四氢-1H-苯并[e][1，4]二氮杂草、或1，2-二氮杂萘。
当L是五元或六元杂芳环时，较佳的杂芳环包括吡啶、嘧啶、咪唑、噻唑、噻唑烷、吡咯、呋喃、噻吩、噁唑或1，2，4-三唑。
双环芳基或双环杂芳环基团的一个或两个环可全部不饱和、部分饱和或全部饱和。双环芳基或双环杂芳基部分上的氧代取代基指一个碳原子具有羰基。双环芳基或双环杂芳基部分上的硫代取代基指一个碳原子有硫代羰基。当本发明化合物含有的部分含有杂芳环时，该杂芳环的环中不含O-O、S-S或S-O键。
当L是五元或六元杂芳环时，它可以是全部不饱和的、部分饱和的或全部饱和的。杂芳环可通过碳或氮与T相连。杂芳环上的氧代取代基指一个碳原子具有羰基。杂芳环上的硫代取代基指一个碳原子有硫代羰基。
烷基、烷氧基、烷酰氧基、烷氧基甲基、烷酰氧甲基、烷基亚磺酰基、烷基磺酰基、烷基亚磺酰氨基、烷氧羰基、烷羰基、羧基烷基、烷氧羰基烷基、烷酰基氨基、N-烷基氨基甲酰基、N，N-二烷基氨基甲酰基、N-烷基氨基烷氧基和N，N-二烷基氨基烷氧基的烷基部分包括直链和支链碳链。链烯基、链烯酰氧甲基、链烯酰氧基、链烯基亚磺酰氨基取代基的链烯基部分包括直链和支链碳链且一处或多处不饱和及其所有可能的构型异构体。炔基、炔酰氧甲基、炔基亚磺酰氨基、炔酰氧基取代基的炔基部分包括直链和支链碳链以及一处或多处不饱和。羧基定义为-CO2H基团。2-7个碳原子的烷氧羰基定义为-COOR″基团，其中R″是1-6个碳原子的烷基。羧基烷基定义为HOOC-R″，其中R_是1-6个碳原子的二价烷基。烷氧羰基烷基定义为R″OOC-R_-基团，其中R_是二价烷基，R″和R_总共有2-7个碳原子。烷羰基定义为-COR″基团，其中R″是1-6个碳原子的烷基。烷酰氧基定义为-OCOR″，其中R″是1-6个碳原子的烷基。烷酰氧甲基定义为R″CO2CH2-基团，其中R″是1-6个碳原子的烷基。烷氧基甲基定义为R″OCH2-基团，其中R″是1-6个碳原子的烷基。烷基亚磺酰基定义为R″SO-，其中R″是1-6个碳原子的烷基。烷基磺酰基定义为R″SO2-，其中R″是1-6个碳原子的烷基。烷基亚磺酰氨基、链烯基亚磺酰氨基和炔基亚磺酰氨基定义为R″SO2NH-，其中R″分别是1-6个碳原子的烷基、2-6个碳原子的链烯基或2-6个碳原子的炔基。N-烷基氨基甲酰基定义为R″NHCO-，其中R″是1-6个碳原子的烷基。N，N-二烷基氨基甲酰基定义为R″R′NCO-，其中R″是1-6个碳原子的烷基，R′是1-6个碳原子的烷基，R′和R″可以相同或不同。X宜为被甲基、羟基、苯氧基或卤素中的一个或多个任选取代的苯基。当X被取代时，它宜被单、二或三取代，最佳的是单和二取代。较佳的是G3和G4取代基中的至少一个是氢，最佳的是两者均为氢。另外，X宜为苯环，Z是-NH-，n为0。
Het是杂环，如上所述，它可在碳上被R6任选地单或二取代，在氮上被R6任选地单取代、在碳上被羟基、-N(R6)2或-OR6任选地单或二取代，在碳上被-(C(R6)2)SOR6或-(C(R6)2)sN(R6)2任选地单或二取代，和在饱和的碳上被二价基团-O-或-O(C(R6)2)sO-(分别为羰基和缩酮基团)任选地单或二取代；在一些情况下，当Het被-O-(羰基)取代时，羰基可以是水化的。当q＝0时，Het可以通过杂环上的碳原子与W相连，或当Het是含氮且还含有饱和的碳-氮键的杂环时，W是一个键时，该杂环可通过氮与碳相连。当q＝0，Het是含氮且还含有不饱和碳-氮键的杂环时，当W是一个键时，杂环的这个氮原子可以和碳相连，得到的杂环将带正电荷。当Het被R6取代时，该取代可在环碳原子上；或在含氮且还含有饱和碳氮键的杂环情况下，该氮可被R6取代；或在含氮且还含有不饱和碳氮键的杂环情况下，该氮可被R6取代，在这种情况下，杂环将带正电荷。较佳的杂环包括吡啶、2，6-二取代的吗啉、2，5-二取代的硫代吗啉、2-取代的咪唑、取代的噻唑、N-取代的咪唑、N-取代的1，4-哌嗪、N-取代的哌啶和N-取代的吡咯烷。
本发明化合物可含有一个或多个不对称的碳原子；在这种情况下，本发明化合物包括单个非对映体、外消旋体及其单个R和S对映异构体。本发明的一些化合物可含有一或多个双键；在这种情况下，本发明化合物包括每种可能的构型异构体以及这些异构体的混合物。当本发明化合物含有的部分中多次有相同的取代基(例如，当R7是-NR6R6时)，每个取代基(在本例中是R6)可以相同或不同。
本发明化合物可从商业上购得的原料或可用文献中描述的步骤制得的原料制得。更具体地说，在流程

图1中描述了式8a-c包括的本发明化合物和中间物的制备，其中X，n，G2，G1和G4如上所述。用二甲基甲酰胺作为催化剂，使2与二氯甲烷中的亚硫酰氯或草酰氯等氯化剂反应，得到式3的酰基氯。3和4在回流的二氯甲烷中缩合，得到中间体5。使5在乙醇中和氢氧化铵一起加热，得到喹诺酮6或相应的羟基二氮杂萘互变体。用磷酰氯或草酰氯氯化，得到7。使7与各种胺、苯胺、醇、苯酚、硫醇和苯硫酚缩合，得到本发明化合物8a-c。这样，可通过在四氢呋喃、丁醇或甲氧基乙醇等惰性溶剂中加热，使7与胺或苯胺反应，得到式8a化合物，其中Z是-NH-。7与硫醇或苯硫酚在惰性溶剂中的反应可用氢化钠等碱来实现，从而得到式8c化合物(其中Z是-S-)。7和醇或苯酚在惰性溶剂中的反应可用诸如氢化钠等碱来实现，得到式8b化合物(其中Z是-O-)。
流程图1 在下文流程图2中描述了式12包括的本发明化合物的制备，它是制备本发明其它化合物的重要中间体，其中Z，X，n，G2和G4如上所述。用发烟硝酸和硫酸使9硝化，然后用回流的磷酰氯氯化，得到10。利用上述流程图1所述的方法，将10转变成式11表示的化合物。在回流下，在水-甲醇混合物中用铁和氯化铵回流还原11，得到式12表示的本发明化合物。然后，化合物12可进一步用来制备本发明的其它化合物。
流程图2 在下文流程图3中描述了式19a-c包括的本发明化合物和中间体的制备，其中X，n，G1、G3和G4如上所述。用氢和镍催化剂使13的硝基还原，然后将氨基保护成叔丁氧羰基衍生物(BOC基团)，得到14。在低温下在乙醚中用正丁基锂使14锂化。用二氧化碳捕获，然后酸化，得到羧酸，该羧酸能通过甲醇中的三甲基甲硅烷基重氮甲烷处理转变成甲酯。或者，锂化物可以和氯甲酸乙酯反应，直接得到15。将乙腈加入冷的正丁基锂溶液中，在四氢呋喃中制备乙腈烯醇化物。在低温下将15的四氢呋喃溶液加入锂乙腈溶液中，后处理后得到化合物16。16与二甲基甲酰胺二甲基缩醛反应，得到羟基二氮杂萘中间体17或其互变体。用磷酰氯或草酰氯氯化，得到18。使18与各种胺、苯胺、醇、苯酚、硫醇和苯硫酚缩合，得到本发明化合物19a-c。
流程图3 在下面的流程图4中描述了式22a-d包括的本发明化合物的制备，该化合物是制备本发明其它化合物的重要中间体，其中Z，X，n，G3和G4如上所述，J″氟或氯。氯吡啶20a可通过在二甲基亚砜中使其溶液与KF加热来转变成相应的氟吡啶20b。利用上文流程图3所述的方法，将20转变成式21表示的化合物。21的氟原子可通过与对甲氧基苄胺一起在惰性溶剂中加热而被对甲氧基苄氨基代替。用三氟乙酸将对甲氧基苄氨基断裂，得到6-氨基衍生物22a。让21与各种其它胺、苯胺、醇、苯酚、硫醇和苯硫酚(其中一些列在下表A和B中)反应，得到本发明化合物22b-d。
流程图4 在下面的流程图5中描述了式29a-c包括的本发明化合物和中间体的制备，其中X，n，G1，G2和G3如上所述。通过在惰性溶剂中催化加氢，将23的硝基还原为氨基。在没有溶剂存在下加热，使24和试剂25缩合，得到26。26在回流的道氏热载体或二苯醚中热环化，得到化合物27或其相应的互变体。27在回流的磷酰氯中氯化，得到28。28与各种胺、苯胺、醇、苯酚、硫醇和苯硫酚缩合，得到本发明29a-c的化合物。
流程图5 在下面的流程图6中描述了式32包括的本发明化合物的制备，该化合物是制备本发明其它化合物的重要的中间体，其中Z，X，n，G2和G3如上所述。从氨基被保护成乙酸衍生物的化合物30开始，利用上述流程图5所述的方法，获得式31表示的化合物。如流程图5所述，使31与各种胺、苯胺、醇、苯酚、硫醇和苯硫酚缩合，得到本发明化合物32。这些缩合反应的条件也导致除去乙酸酯保护基团。
流程图6 下文流程图7中描述了式36、38和40包括的本发明化合物的制备，其中G2，G3，G4，Z，n和X如上所述。R10是1-6个碳原子的烷基(优选异丁基)。R2′是选自下列的基团 其中R6，R3，R5，J，s，，r，u和v如上定义。根据流程图7所述的反应，在吡啶、三乙胺、二异丙基乙胺或N-甲基吗啉存在下，用四氢呋喃(THF)等惰性溶剂中的式34的酰基氯或用式35的混合酸酐(从相应的羧酸制得)使33酰化，得到式36的本发明化合物。当34或35有不对称碳原子时，它们可作为外消旋物或作为单个的R或S对映体使用，此时本发明化合物将分别是外消旋的或R和S光学活性的形式。当R2′含有伯氨或仲氨基团时，首先必须在形成酸酐或酰基氯前保护氨基。合适的保护基团包括但不局限于，叔丁氧羰基(BOC)和苄氧羰基(CBZ)保护基团。前一保护基团可通过酸(例如三氟乙酸)处理从最终产物中除去，而后一保护基团可通过催化加氢除去。当R2′含有羟基时，则在形成酸酐或酰基氯之前，必须首先保护羟基。合适的保护基团包括但不局限于叔丁基二甲基甲硅烷基、四氢吡喃基或苄基保护基团。前两个保护基团可通过诸如乙酸或盐酸的酸处理从最终产物中除去，而后一个保护基团则可通过催化加氢除去。在那些情况下，在X含有伯氨基或仲氨基或羟基的中间体33、37或39中，可能需要在与34或35反应前保护这些基团。可使用上述相同的胺或醇保护基团，它们可如上所述那样从产物中除去。同样，37可以转变成38，39可转变成40。
流程图7 用与上述流程图7相似的方法，将中间体41转变成本发明化合物42。类似的[1.8]-二氮杂萘可用相同方式制得。 为了制备本发明化合物，需要某些胺。一些典型的胺显示在表A中，其中R6，p和r如上所述。这些胺可从商业途径购得，是或可通过本领域熟知的简单程序制得。在一些情况下，这些胺可能有一个或多个不对称的碳原子；它们可以外消旋体的形式使用，或可拆分，以个别的R或S对映异构体的形式使用，在这些情况下，本发明化合物将分别是外消旋的或光学活性的形式。在下文所示的流程图和整篇申请中，这些胺和其它相似的胺将用具有下式的通用结构表示(R′)2NH，其中该式能代表伯胺或仲胺。
列表A 为了制备本发明化合物，需要某些醇。一些代表性的醇显示在下文列表B中，其中R6，p和r如上定义。这些醇可市售购得，是化学文献中已知的，或可通过本领域熟知的简单程序制得。在一些情况下，这些醇可能有一个或多个不对称的碳原子；它们可以外消旋体的形式使用，或可拆分后以个别的R或S对映异构体的形式使用，在这些情况下，本发明化合物将分别是外消旋的或光学活性的形式。在下文所示的流程图和整篇申请中，这些醇和其它相似的醇将用式R′OH通用结构表示。
列表B 为了制备本发明的一些化合物，需要某些混合酸酐；它们如下文流程图所示那样制备，其中R6，R10，X，Z，n和s如上定义。J′是卤原子氯、溴或碘，或是甲苯磺酸(对甲苯磺酸)或甲磺酸(甲烷磺酸)基团。43与列表A的胺反应可通过在诸如四氢呋喃或N，N-二甲基甲酰胺等惰性溶剂中加热，或用丙酮中的碳酸钾或碳酸铯来实现。加热温度和时间取决于43的反应性；当s大于1时，需要较长的反应时间和较高的温度。用烷基锂试剂处理44，然后用干二氧化碳气氛淬灭，得到式45的羧酸。这些可用诸如氯甲酸异丁酯等试剂在诸如四氢呋喃等惰性溶剂中、在诸如N-甲基吗啉等碱存在下转变成式47的混合酸酐。然后，这些酸酐可如上文流程图所述那样来制备本发明的化合物。43与列表B的醇的反应可在惰性溶剂(如四氢呋喃、丙酮或N，N-二甲基甲酰胺)中用氢化钠或其它非亲核性碱(如碳酸钾或碳酸铯)来实现。在一些情况下，列表B的醇还可以是反应溶剂。用烷基锂试剂处理48，然后用干二氧化碳气氛淬灭，得到式49的羧酸。在惰性溶剂(如四氢呋喃)中碱(如N-甲基吗啉)存在下，利用试剂(如氯甲酸异丁酯)可将它们转变成式50的混合酸酐。然后，这些酸酐可以如上文流程图所述制备本发明化合物。
流程图8
如下文流程图9所示，通过在三乙胺和4-N，N-二甲基氨基吡啶(DMAP)存在下与二氯甲烷中各自的氯甲硅烷反应，可用叔丁基二甲基甲硅烷基保护基团来保护醇51，其中G2，G3，G4，R6，R10，X，Z，n和s如上定义。得到的受保护的醇52被转变成炔属格利雅试剂，该试剂维持在干二氧化碳气氛下，得到羧酸53。如上所述，将它们转变成混合酸酐55，55与6-氨基-3-[1.7]二氮杂萘56反应，得到57。在该次序的最后一步中，通过质子溶剂混合物中的酸处理，除去甲硅烷基保护基团，得到式58表示的化合物。用相同方法可制得相应的[1.8]二氮杂萘和[1.5]二氮杂萘60。
流程图9 如下文流程图10所示，制得本发明化合物，其中G2，G3，G4，R6，R10，X，Z，n和s如上定义。J′是氯、溴或碘，或是对甲苯磺酸或甲磺酸基团。用烷基锂试剂在低温下处理61，然后用干二氧化碳气氛淬灭，得到式62的羧酸。在惰性溶剂(如四氢呋喃)中碱(如N-甲基吗啉)存在下用诸如氯甲酸异丁酯等试剂将这些转变成式63的混合酸酐。然后如上文流程图所述的那样与6-氨基-3-[1.7]二氮杂萘64反应，这些酸酐可用来制备本发明的化合物。在惰性溶剂(如四氢呋喃或N，N-二甲基甲酰胺)中用氢化钠或其它非亲核性碱实现65与列表B的醇的反应，得到66表示的本发明化合物。在一些情况下，列表B的醇还可以是反应溶剂。65与列表A的胺反应得到了67表示的本发明化合物，这是通过在诸如四氢呋喃或N，N-二甲基甲酰胺等惰性溶剂中加热或用丙酮中的碳酸钾或碳酸铯来实现的。加热温度和时间取决于65的反应性；当s大于1时，可能需要较长的反应时间和较高的温度。
流程图10 用与上述相似的方法，可制得[1.5]二氮杂萘68-70和[1.8]二氮杂萘71和72。 下文流程图11中显示了制备本发明一些化合物所需的其它羧酰氯和酸酐，其中R6，R3，R10，X，Z，J′，n和s如上所述。Q′是1-6个碳原子的烷基。酯73、77或82可用诸如氢氧化钡等碱来水解，得到各自的羧酸74、78或83。这些酸可以用惰性溶剂中的草酰氯和催化性N，N-二甲基甲酰胺转变成各自的羧酰氯75或80，或可用氯甲酸异丁酯和诸如N-甲基吗啉等有机碱转变成各自的混合酸酐79或84。式81和76表示的化合物中的离去基团J′’可通过前述步骤用列表A中的胺或列表B中的醇来取代，分别得到中间产物82和77。这些羧酰氯75和80以及酸酐79和84可用本文上述流程图所示的方法来制备本发明的一些化合物。
流程图11
利用与上文流程图11所示相同的方法，可以制得下表C中给出的类似的羧酰氯和酸酐，其中R6，R3，p和s如上定义。G是基团 A是基团-N(R′)2，-OR′，或-J′其中-N(R′)2从列表A的胺衍生获得，-OR′从列表B的醇衍生获得，J′是上文定义的离去基团。利用这些羧酰氯和酸酐，根据上文流程图归纳的方法以及下文实施例的详细描述，可以制得许多本发明化合物。
列表C 式88-95表示的本发明化合物可如流程图12所示那样制得，其中G1，G2，G3，G4，R6，R10，X，Z，J′，n和s如上定义。用惰性溶剂中的有机碱，使羧酰氯85和6-氨基-[1.7]二氮杂萘86反应，得到式87表示的本发明化合物。利用在惰性溶剂(如四氢呋喃、丙酮或N，N-二甲基甲酰胺)中的氢化钠或诸如碳酸钾或碳酸铯等其它非亲核性的碱，使87与列表B的醇反应，得到88表示的本发明化合物。在某些情况下，列表B的醇也可以是反应溶剂。通过在诸如四氢呋喃或N，N-二甲基甲酰胺等惰性溶剂中加热，87与列表A的胺反应，得到89表示的本发明化合物。加热温度和时间取决于87的反应性；当s大于1时，需要较长的反应时间和较高的温度。另外，利用该方法，列表C所示的羧酰氯和混合酸酐可用来制备本发明的类似化合物。利用上述方法，可制得相应的[1.8]-二氮杂萘90和91，以及相应的[1.5]-二氮杂萘92-95。
流程图12 通过在惰性溶剂中回流，96与含氮、且还含有不饱和碳氮键的杂环HET反应，得到本发明[1.7]-二氮杂萘化合物97，其中化合物携带正电荷。平衡阴离子J′可用合适的离子交换树脂来置换成其它药学上可接受的阴离子。相应的[1.8]-二氮杂萘和[1.5]-二氮杂萘可用类似方法制得。 本发明的一些化合物可如下文流程图13所示那样制得，其中G3，G4，R6，R10，X，Z，J′，n和r如上定义。利用诸如四氢呋喃等惰性溶剂中的碱(如氢化钠)，炔醇98可以和卤化物、甲磺酸酯或甲苯磺酸酯99相连。然后用烷基锂试剂在低温下处理得到的炔100。维持该反应在二氧化碳气氛下，得到羧酸101。然后，使这些与6-氨基-[1.7]-二氮杂萘102反应(经混合酸酐)，得到式103表示的本发明化合物。或者，可以从醇104开始，首先用惰性溶剂(如四氢呋喃)中的碱(如氢化钠)处理，然后加入具有合适离去基团的炔105，制得中间产物106。类似地，式(R6)2N-(CR6)2)r-OH表示的氨基醇通过与105反应可转变成式107表示的本发明化合物。相应的[1.5]和[1.8]-二氮杂萘可用完全相同的方法制得。
流程图13
如下文流程图14所示，制得式111和112表示的本发明化合物，其中G3，G4，R6和n如上定义，胺HN(R″)2选自下列基团 使108和109在诸如乙醇等溶剂中回流，得到中间产物110，使其在回流乙醇中与胺反应，得到式112表示的本发明化合物。用惰性溶剂中或产生该醇钠的溶剂中的过量的醇钠处理110，得到式111表示的本发明化合物。相应的[1.5]和[1.8]-二氮杂萘可用完全相同的方法制得。
流程图14 如下文流程图15所示，可以制得式118表示的本发明化合物，其中G3，G4，R6，R3，R10，X，Z，n和r如上定义。巯基羧酸113与试剂114反应，得到式115表示的化合物。或者，可用巯基酸113、三乙胺和2，2′-二吡啶基二硫化物从硫醇R3SH制得115。形成混合酸酐，得到116，然后与6-氨基-[1.7]-二氮杂萘117缩合，得到本发明化合物。相应的[1.5]和[1.8]-二氮杂萘可用完全相同的方法制得。
流程图15 如流程图16所示，可以制得式121-123表示的本发明化合物，其中G3，G4，R5，J′，X，Z和n如上定义。Q′是1-6个碳原子的烷基，1-6个氢原子的烷氧基、羟基或氢。通过在惰性溶剂(如N，N-二甲基甲酰胺)中加热，用碱(如碳酸钾)使119与6-氨基-[1.7]-二氮杂萘120烷基化，得到式121代表的本发明化合物。当Q′是烷氧基时，可用甲醇中的碱(如氢氧化钠)将酯基团水解成酸。类似的，利用中间产物124和125，可以分别制得式122和123表示的本发明化合物。相应的[1.5]和[1.8]-二氮杂萘可用完全相同的方法制得。
流程图16 如下文流程图17所示，可制得式128表示的本发明化合物，其中G3，G4，R5，X，Z和n如上定义。用过量的有机碱(如三乙胺)和惰性溶剂(如四氢呋喃)，试剂126与6-氨基-[1.7]-二氮杂萘127反应，得到式128表示的本发明化合物。相应的[1.5]和[1.8]-二氮杂萘可用完全相同的方法制得。
流程图17 对于上述流程图1-17，当G1，G2，G3，G4或其它取代基可能含有一个不对称的碳原子时，中间体可作为外消旋物或作为单独的R或S对映体使用，在这些情况下，本发明化合物将分别是外消旋的或R和S光学活性的形式。当取代基含有一个以上不对称碳原子时，可能存在非对映体；这些可用本领域已知的方法来分离，这些方法包括但不局限于，分级结晶和色谱法。当G1，G2，G3，G4或其它取代基含有伯氨或仲氨基团时，氨基首先必须在采用上述流程图中描述的化学方法之前以保护的形式使用。合适的保护基团包括，但不局限于，叔丁氧羰基(BOC)和苄氧羰基(CBZ)保护基团。前一保护基团可通过酸(例如三氟乙酸)处理从最终产物中除去，而后一保护基团可通过催化加氢除去。当G1，G2，G3，G4或其它取代基含有羟基时，则羟基首先必须在采用上述流程图中描述的化学方法以前以保护的形式使用。合适的保护基团包括但不局限于叔丁基二甲基甲硅烷基、四氢吡喃基或苄基保护基团。前两个保护基团可通过诸如乙酸、氢氟酸或盐酸等酸处理从最终产物中除去，而后一个保护基团则可通过催化加氢除去。
有某些官能团操作可用于制备本发明化合物，它们适用于各种中间产物3-氰基-二氮杂萘以及本发明的最终产物。这些操作指上述流程图中位于3-氰基-二氮杂萘上的取代基G1，G2，G3或G4。下面描述了这些官能团操作中的一些当G1，G2，G3或G4中的一个或多个是硝基时，它可通过还原剂(如乙酸中的铁)还原或催化加氢转变成相应的氨基。当G1，G2，G3或G4中的一个或多个是氨基时，它可通过在惰性溶剂中加热用至少两当量1-6个碳原子的烷基卤烷基化，或用1-6个碳原子的醛以及还原剂(如氰基氢硼化钠)进行还原性烷基化，转变成2-12个碳原子的相应的二烷基氨基。当G1，G2，G3或G4中的一个或多个是甲氧基时，它可通过与惰性溶剂中的去甲基化试剂(如三溴化硼)反应，或在有或没有溶剂时与氯化吡啶鎓加热来转变成相应的羟基。当G1，G2，G3或G4中的一个或多个是氨基时，它可在惰性溶剂中利用碱性催化剂(如三乙胺或吡啶)，通过和烷基磺酰氯、链烯基磺酰氯或炔基磺酰氯分别反应，转变成相应的有2-6个碳原子的烷基亚磺酰氨基、链烯基亚磺酰氨基或炔基亚磺酰氨基。当G1，G2，G3或G4中的一个或多个是氨基时，它可通过在惰性溶剂中加热与一当量1-6个碳原子的烷基卤烷基化，或是用1-6个碳原子的醛以及还原剂(如氰基氢硼化钠)在质子溶剂(如水或醇或其混合物)中进行还原性烷基化，转变成1-6个碳原子的相应的烷基氨基。当G1，G2，G3或G4中的一个或多个是羟基时，它可通过在惰性溶剂中用吡啶或三烷基胺作为催化剂与合适的羧酰氯、酸酐或混合酸酐反应来转变成1-6个碳原子的相应的烷酰氧基。当G1，G2，G3或G4中的一个或多个是羟基时，它可通过在惰性溶剂中用吡啶或三烷基胺作为催化剂，与合适的羧酰氯、酸酐或混合酸酐反应来转变成1-6个碳原子的相应的链烯酰氧基。当G1，G2，G3或G4中的一个或多个是羟基时，它可通过在惰性溶剂中用吡啶或三烷基胺作为催化剂，与合适的羧酰氯、酸酐或混合酸酐反应来转变成1-6个碳原子的相应的炔酰氧基。当G1，G2，G3或G4中的一个或多个是羧基或2-7个碳原子的烷氧羰基时，它可通过在惰性溶剂中与合适的还原剂(如硼烷、氢硼化锂或氢化铝锂)反应，转变成相应的羟甲基；该羟甲基通过在惰性溶剂中与卤化剂(如提供溴甲基的三溴化磷或提供氯甲基的五氯化磷)反应，转变成相应的卤甲基。羟甲基可在惰性溶剂中以吡啶或三烷基胺作为催化剂用合适的酰基氯、酸酐或混合酸酐酰基化，得到相应的有2-7个碳原子的烷酰氧甲基、2-7个碳原子的链烯酰氧甲基或2-7个碳原子的炔酰氧甲基的本发明化合物。当G1，G2，G3或G4中的一个或多个是卤甲基时，它可通过用惰性溶剂中的醇钠置换卤原子，转变成2-7个碳原子的烷氧基甲基。当G1，G2，G3或G4中的一个或多个是卤甲基时，它可通过在惰性溶剂中分别用氨、伯胺或仲胺置换卤原子来转变成氨甲基、2-7个碳原子的N-烷基氨甲基或3-14个碳原子的N，N-二烷基氨甲基。
除了上文和下文实施例中描述的方法外，WO-9843960描述了用于制备本发明化合物的方法。另外有一些专利申请也描述了某些喹唑啉的制备，这些申请的合成方法中有许多适用于制备本发明的取代的3-氰基-[1.7]，[1.5]和[1.8]二氮杂萘。申请WO-9633981中描述的化学步骤可用来制备用于本发明的、其中G1，G2，G3或G4是烷氧基烷基氨基的二氮杂萘中间产物。申请WO-9633980中描述的化学程序可用来制备用于本发明的、其中G1，G2，G3或G4是氨基烷基烷氧基的3-氰基-二氮杂萘中间产物。申请WO-9633979中描述的化学程序可用来制备用于本发明的、其中G1，G2，G3或G4是烷氧基烷基氨基的二氮杂萘中间产物。申请WO-9633978中描述的化学程序可用来制备用于本发明的、其中G1，G2，G3或G4是氨基烷基氨基的二氮杂萘中间产物。申请WO-9633977中描述的化学程序可用来制备用于本发明的、其中G1，G2，G3或G4是氨基烷基烷氧基的二氮杂萘中间产物。尽管上述专利申请描述的化合物是将指定官能团导入喹唑啉的6位，但可用相同的化学机理将相同的基团导入本发明二氮杂萘化合物G1，G2，G3或G4取代基占据的位置上。
在显示本发明化合物明显具有作为蛋白酪氨酸激酶抑制剂的活性并且是抗增殖剂的几个标准药理试验中，评价本发明的代表性化合物。根据标准药理试验步骤中所示的活性，本发明化合物因此可用作抗肿瘤药。所用的测试步骤和所得结果如下所述。
用重组酶抑制表皮生长因子受体激酶(EGF-R)评价代表性测试化合物抑制表皮生长因子受体激酶催化肽底物酪氨酸残基磷酸化的能力。肽底物(RR-SRC)的序列为arg-arg-leu-ile-glu-asp-ala-glu-tyr-ala-ala-arg-gly。用于该测试程序的酶是His-加尾的EGFR细胞质结构域。构建重组杆状病毒(vHcEGFR52)，它含有前面有Met-Ala-(His)6的EGFR cDNA编码氨基酸645-1186。以10pfu(菌落形成单位)/细胞的感染复数(moi)感染100毫米平板中的Sf9细胞，感染后48小时收获细胞。用1％Triton X-100制备细胞质抽提物，并上样于Ni-NTA柱。用20mM咪唑洗柱后，用250mM咪唑(在50mM Na2HPO4，pH8.0，300mM NaCl中)洗脱HcEGFR。用10mM HEPES(pH7.0)，50mM NaCl，10％甘油，1微克/毫升抗蛋白酶(抗痛素)和亮抑酶肽和0.1mM Pefabloc SC对收集级分透析。将蛋白质冷冻于干冰/甲醇并且-70℃保藏。
在100％二甲基亚砜(DMSO)中将测试化合物制成10毫克/毫升贮备液。试验前，用100％DMSO将贮备液稀释至500μM，然后用HEPES缓冲液(30mM HEPES，pH7.4)连续稀释至所需的浓度。
对于酶反应，将10微升各抑制剂(在不同浓度下)加入96孔板的每个孔内。在孔内加入3微升酶(在10mMHEPES，pH7.4中1∶10稀释，最终浓度为1∶120)。使其在冰上静置10分钟，然后加入5微升肽(80μM最终浓度)、10微升4X缓冲液(表A)、0.25微升33P-ATP和12微升水。使反应在室温下反应90分钟，然后将全部体积点样到预先切割的P81滤纸上。用0.5％磷酸洗涤滤纸圆片两次，用液体闪烁计数器测定放射活性。表A
本发明代表性化合物的抑制数据显示在下表1中。IC50是将磷酸化底物总量减少50％所需的测试化合物浓度。测定测试化合物的至少三个不同浓度的抑制百分数，从剂量反应曲线评价IC50。用下式评价抑制％抑制％＝100-[CPM(药物)/CPM(对照)]×100其中CPM(药物)是每分钟的计数单位，该数值表示酶在室温下90分钟后在测试化合物存在下将放射性标记的ATP(γ-33P)插入RR-SRC肽底物上的数量(通过液体闪烁计数测得)。CPM(对照)是每分钟的计数单位，该数值表示酶在室温下90分钟后在测试化合物不存在下将放射性标记的ATP(γ-33P)插入RR-SRC肽底物上的数量(通过液体闪烁计数测得)。用ATP在不存在酶反应时产生背景计数校正该CPM数值。当可以测定IC50数值时，将该数值报道在表1中，否则将0.5μM浓度测试化合物下的抑制％显示在表1中。表1EGF-R激酶的抑制(重组酶)实施例 IC50(μM) 在0.5μM下的的抑制％21 0.00322 0.0523 0.00724 0.125 0.127 ＞0.130 0.847％35 ＞10 9％43 1 37.1％44 1 25.4％57 0.00858 ＞0.159 0.000761 0.0262 0.005 97.4％63 164 0.00674 1 313％上皮细胞激酶(ECK)的抑制在该标准药理试验程序中，首先将生物素化的肽底物固定在中性亲和素(neutravidin)包被的微量滴定板上。然后将测试药物、上皮细胞激酶(ECK)、Mg++、钒酸钠(蛋白酪氨酸磷酸酯酶抑制剂)和维持pH7.2的合适缓冲液加入含有固定化底物的微量滴定孔中。然后加入ATP开始磷酸化。培育后，用合适的缓冲液洗涤试验平板，留下磷酸化肽，使其接触辣根过氧化物酶(HRP)偶联的抗磷酸酪氨酸单抗。再次洗涤经抗体处理的平板，将单个孔内的HRP活性定量为底物磷酸化程度的反映。用非放射活性形式鉴定ECK酪氨酸激酶活性的抑制剂，其中IC50是药物抑制50％底物磷酸化的浓度。本发明代表性化合物所得的结果显示在表2中。对于一给定化合物的多个数值表示它经过多次测试。表2上皮细胞激酶(Eck)的抑制实施例IC50(μM)24＜.0424.0343＞2.344＞2.166＞3.369＞3.177＞2.4含有受体的激酶插入结构域的抑制(KDR；VEGF受体的催化性结构域)在该标准药理试验程序中，在抑制化合物存在或不存在下，使KDR蛋白与待磷酸化的底物肽(谷氨酸和酪氨酸的共聚物，E∶Y＝4∶1)和其它辅因子(如Mg++)和钒酸钠(蛋白质酪氨酸磷酸酯酶抑制剂)在维持pH7.2的合适缓冲液中混合。然后加入ATP和放射活性示踪物(P32-或P33-标记的ATP)启动磷酸化。培育后，定量测定与试验混合物的酸不溶性级分相连的放射活性磷酸作为底物磷酸化的反映。用该放射活性形式来确定KDR酪氨酸激酶活性的抑制剂，其中IC50是抑制50％底物磷酸化的药物浓度。例如，实施例66的化合物抑制KDR的IC50为33.9微克/毫升。
促分裂素激活的蛋白激酶(MAPK)试验为了评价MAP(促分裂素激活的蛋白)激酶抑制剂，采用两组分偶联的标准药理试验程序，该程序是在推定的抑制剂存在和不存在下测定底物中合适序列的丝氨酸/苏氨酸残基的磷酸化。首先，用重组人MEK1(MAPKK)激活重组人ERK2(MAPK)，使激活的MAPK(ERK)在ATP、Mg2+、和放射性标记的33P ATP存在下和底物(MBP肽或MYC肽)培育。将磷酸化肽捕获在P81磷酸纤维素滤膜(滤纸或包埋在微量滴定板中)，洗涤并用闪烁法计数。
用于该试验的肽底物是MBP、肽底物(APRTPGGRR)或合成的Myc底物(KKFELLPTPPLSPSRR.5 TFA)。所用的重组酶以人ERK2和人MEK1的GST融合蛋白形式制得。抑制剂样品以10％DMSO中10X贮备液的形式制得，用合适的等份输送10微克/毫升(对于单点筛选剂量)或100、10、1和0.1μM的最终浓度(对于剂量反应曲线)。最终的DMSO浓度小于或等于1％。
如下在50mM Tris激酶缓冲液(pH7.4)中以50微升的反应体积进行反应。在试管中加入合适体积的激酶缓冲液和抑制剂样品。输送合适的酶稀释液，每管2-5微克重组MAPK(Erk)。抑制剂与MAPK(Erk)0℃培育30分钟。加入重组Mek(MAPKK)(0.5-2.5微克)或完全激活的Mek(0.05-0.1单位)，以激活Erk，并30℃培育30分钟。然后，加入底物和γ33P ATP，使最终浓度为0.5-1mM MBPP或250-500μM Myc；每管有0.2-0.5μCiγ33P ATP，ATP最终浓度为50μM。30℃培育样品30分钟，加入25微升冰冷的10％TCA终止反应。在冰上冷却样品30分钟，将20微升样品转移到P81磷酸纤维素滤纸或具有包埋的P81滤纸的合适MTP中。用大量1％乙酸洗涤滤纸或MTP两次，然后用水洗两次。在加入闪烁剂前，简单地用空气干燥滤纸或MTP，然后在设定用来读33P同位素的合适闪烁计数器上对样品计数。样品包括正对照(激活的酶加底物)；没有酶的对照；没有底物的对照；具有不同浓度的推定抑制剂的样品；具有参照抑制剂(其它活性化合物或非特异性抑制剂如星形孢菌素或K252B)的样品。
原始数据以cpm的形式捕获。对样品重复数据取平均值，并校正背景计数。将平均cpm数据按类制表，根据(校正的cpm对照-校正的cpm样品/对照)×100＝抑制百分数，计算测试化合物的抑制％。如果测试抑制剂的几个浓度，则从抑制百分数剂量反应曲线图中或用合适的计算机程序确定IC50值(提供50％抑制的浓度)。本发明代表性化合物获得的结果列在表3中，其中相同化合物可能有分开的项目；这表明该化合物经过多次评价。
表3促分裂素激活的蛋白激酶(Mek-Erk)的抑制实施例IC50(μM)21＞100211021＞5022＞10022＞10023＞1002310024＞10024＞10025＞100258255026＞10027＞10027＞100286305035＞10037＞10043＞10044＞1004925492557＞10058＞100通过细胞数测得的癌细胞生长的抑制将人肿瘤细胞系接种到96孔板(250微升/孔，1-6×104细胞/毫升)中含有5％FBS(胎牛血清)的RPMI1640培养基中。接种24小时后，以5种对数浓度加入测试化合物(0.01-100毫克/毫升)，对于更强效的化合物以更低浓度下加入。接触测试化合物48小时后，用三氯乙酸固定细胞，用磺基若丹明B染色。用三氯乙酸洗涤后，将结合的染料溶解在10mM Tris基础液中，并用平板读数仪测定光密度。在试验条件下，光密度与孔内细胞数成比例。从生长抑制曲线测得IC50(引起50％细胞生长抑制的浓度)。详细的测试程序在Philip Skehan等人，J.Nat.Canc.Inst.，82，1107-1112(1990)中有所描述。这些数据显示在下表4中。关于用于这些测试程序的一些细胞系的信息可从《美国典型组织保藏中心细胞系和杂交瘤》，1994 Reference Guide，第8版获得。Her2Neu细胞系是经Her2受体激酶转染的3T3细胞系。
表4通过细胞数测得的癌细胞生长的抑制(IC50微克/毫升)实施例 MDA435 A431SKBR3 A278SA2780DDP SW620 LOX MCF7 3T3 Her2Neu30 ＞5 27614.826 1.7714.002 ＞557 ＞5 3.918 ＞5 3.33 ＞5 ＞558 2.4 0.4 2.9 1.0 1.8 4.159 ＞5 0.4 4.1 3.5 3.1 ＞561 0.88 0.230.120.06 0.13 0.17 0.07 0.4062 0.373 0.10662 0.4635 0.08798 0.03565 0.356 0.2716 0.0435963 490.50.4 0.5 0.8 415764 0.98 0.310.740.43 3.60 3.8764 3.9420.209 1.876 2.3632.246 4.62165 47 59 41 31 5242 5674 ＞5 2.228 4.633 ＞5 4.479 ＞585 4.2033.056 3.591 2.3442.969 4.724根据本发明代表性化合物获得的结果，本发明化合物是可用于治疗肿瘤、抑制肿瘤生长或消除肿瘤的抗肿瘤药。具体地说，本发明化合物可用来治疗表达EGFR的肿瘤(如乳房、肾、膀胱、口、喉、食管、胃、结肠、卵巢或肺中的那些肿瘤)、抑制其生长或消除该肿瘤。另外，本发明化合物可用来治疗表达erbB2(Her2)癌基因产生的受体蛋白的乳房肿瘤，抑制该肿瘤生长或消除该肿瘤。另外，本发明化合物还可用于治疗或抑制多囊肾疾病和结肠息肉。
本发明化合物可单独配制，或与一种或多种药学上可接受的载体组合给药。例如，溶剂、稀释剂等，并可以下列剂型口服片剂、胶囊剂、可分散的粉末、颗粒、例如含有大约0.05-5％悬浮剂的悬浮液、例如含有10-50％糖的糖浆以及例如含有20-50％乙醇的酏剂等，或是以无菌可注射溶液或等渗介质中含大约0.05-5％悬浮剂的悬浮液形式肠胃外给予。这些药物制剂可含有，例如，大约0.05-90％的活性组分与载体组合，更通常的在5％-60％(重量)之间。
所用活性组分的有效剂量可能取决于所用的具体化合物、给药方式和待治疗状况的严重性。然而，当本发明化合物以每日大约0.5-1000毫克/千克体重的剂量给药时，任选地以每日分两到四次剂量给药时，或以缓释形式给药时，获得令人满意的结果。对于大多数大型哺乳动物，每日总剂量约为1-1000毫克，较佳的为大约2-500毫克。适用于内科使用的剂型包括大约0.5-1000毫克活性化合物与固态或液态药学上可接受的载体充分掺混。可调节该给药方案以提供最优的治疗反应。例如，每日可分几批给予剂量，或可根据治疗状况的紧急程度按比例减少剂量。
本发明化合物可口服，或通过静脉内、肌内或皮下途径给药。固体载体包括淀粉、乳糖、磷酸二钙、微晶纤维素、蔗糖和高岭土，而液体载体包括无菌水、聚乙二醇、非离子性表面活性剂和食用油如玉米油、花生油和芝麻油、它们适合活性组分特征及所需的具体给药形式。其中宜包括制备药物组合物中常用的佐剂例如调味剂、着色剂、防腐剂和抗氧化剂，如维生素E、抗坏血酸、BHT和BHA。
从容易制备和给药角度出发，较佳的药物组合物是固体组合物，特别是片剂和填充固体或液体的胶囊。口服给予化合物是较佳的。
在一些情况下，可能希望直接将化合物以气溶胶形式给予气管。
本发明化合物还可以肠胃外或腹膜内的方式给予。这些活性化合物作为游离碱或或药学上可接受的盐的溶液或悬浮液可以制备在水中与诸如羟丙基纤维素等表面活性剂混合。分散液还可制备在甘油、聚乙二醇液体及其在油中的混合物中。在通常的保藏和使用条件下，这些制剂含有防腐剂，用来防止微生物生长。
适用于注射用途的药物剂型包括无菌水溶液或分散液，以及用来当场制备无菌的可注射溶液或分散液的无菌粉末。在所有情况下，剂型都必须是无菌的，并且是便于注射的液体。它必须在生产和保藏条件下稳定，必须能抵抗诸如细菌和真菌等微生物污染作用。载体可以是例如含有水、乙醇、多元醇(如甘油、丙二醇和液体聚乙二醇液体)的溶剂或分散介质，其合适的混合物以及植物油。
为了治疗癌症，本发明化合物可以结合其它抗肿瘤物质或放疗来给药。其它这些物质或放射治疗可在给予本发明化合物的同时或不同时间给予。这些组合治疗可能会产生增效作用，并改善效果。例如，本发明化合物可与促分裂素抑制剂(如紫衫醇或长春花碱)、烷基化试剂(如顺式铂氨或环磷酰胺)、抗代谢物(如5-氟尿嘧啶或羟基脲)、DNA嵌入剂(如阿霉素或博来霉素)、拓扑异构酶抑制剂(如鬼臼亚乙苷或喜树碱)、抗血管生成剂(如制管张素)和抗雌激素药(如他莫西芬)组合使用。
下面描述本发明代表性化合物例子的制备。
实施例14-氯-丁-2-炔酸在氮气下将炔丙基氯(2毫升，26.84毫摩尔)溶解在40毫升四氢呋喃中，并冷却至-78℃。在加入正丁基锂(5.4毫升，13.42毫摩尔，2.5M，在正己烷中)并搅拌15分钟后，在-78℃下使干二氧化碳气流通过2小时。过滤反应溶液并用3.5毫升10％硫酸中和。在蒸发溶液后，用乙醚抽提残余物。用饱和盐溶液洗涤醚溶液，并用硫酸钠干燥。在蒸发干醚溶液后，获得0.957克(60％)油产物ESMS m/z 116.6(M-H+)。
实施例24-二甲氨基-丁-2-炔酸在氮气下将己烷中的正丁基锂(96毫升，2.5M在正己烷中)缓慢加入100毫升四氢呋喃中的1-二甲基氨基-2-丙炔(20克，240毫摩尔)。-78℃搅拌混合物1小时，然后使干二氧化碳通过该反应物过夜。将得到的溶液倒入水中，用乙酸乙酯洗涤。减压蒸发水层，得到酸粗品。将干的酸溶解在甲醇中，过滤除去不可溶的盐。收集滤液并真空干燥，得到15.6克4-二甲基氨基-丁-2-炔酸质谱(m/c)M-H 126。
实施例3二-(2-甲氧基-乙基)-丙-2炔基-胺将炔丙基溴(17.8克，150毫摩尔)滴加入二(2-甲氧基-乙基)胺(20克，150毫摩尔)和碳酸铯(49克，150毫摩尔)在350毫升丙酮的混合物中。室温下氮气下搅拌混合物过夜。然后过滤除去无机盐，并除去溶剂。将残余物浴解在饱和碳酸氢钠溶液中，并用乙酸乙酯萃取。然后将有机萃取物蒸发，得到20克双-(2-甲氧基-乙基)-丙-2-炔基-胺质谱(m/e)M+H 172。
实施例44-[双-(2-甲氧基-乙基)-氨基]-丁-2-炔酸在氮气下将己烷中的正丁基锂(42毫升，2.5M在正己烷中)缓慢加入80毫升四氢呋喃中的双-(2-甲氧基-乙基)-丙-2-炔基-胺(18克，105毫摩尔)中。-78℃搅拌混合物1小时，然后使干二氧化碳通过反应物过夜。将得到的溶液倒入水中，并用乙酸乙酯洗涤。减压蒸发水层，得到酸粗品。将干的酸溶解在甲醇中，过滤除去不可溶的盐。收集滤液并真空干燥，得到18克4-[双-(2-甲氧基-乙基)-氨基]-丁-2-炔酸质谱(m/c)M-H 214。
实施例51-甲基-4-丙-2-炔基-哌嗪将炔丙基溴(23.8克，200毫摩尔)滴加入1-甲基-哌嗪(20克，200毫摩尔)和碳酸铯(6