本發(fā)明涉及可以用于抑制二肽基肽酶的化合物，及其制備方法以及該類化合物單獨或和其他藥物聯(lián)合使用在治療與二肽基肽酶活性相關(guān)的疾病中的應(yīng)用。

背景技術(shù)：

糖尿病是嚴重威脅人類健康的重大疾病，據(jù)世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計，到2030年全球糖尿病患者將有3.66億。其中90％以上的患者為2型糖尿病。而我國的糖尿病患者已逾9000萬人，位居全球第二位，且發(fā)病率仍在逐年攀升。目前臨床常用的口服降血糖藥主要包括胰島素分泌促進劑(磺酰脲類和格列酮類)，胰島素敏化劑(雙胍類和噻唑烷類)和碳水化合物調(diào)節(jié)劑(α-糖苷酶抑制劑)。雖然這些藥物最初都表現(xiàn)出良好的療效，但隨著用藥時間的延續(xù)藥效逐漸下降，且伴有嚴重的低血糖，體重增加和胃腸道副作用等。近年來，隨著對糖尿病病因的不斷深入研究，人們發(fā)現(xiàn)了眾多防治糖尿病的靶點，在這些靶點中，二肽基肽酶IV(Dipeptidyl peptidase IV，DPP-IV)是一個引人關(guān)注的靶點，已成為研究的熱點。DPP-IV是一種特殊的跨膜絲氨酸蛋白酶，是脯氨酰寡肽酶家族的一員，能特異性降解N端倒數(shù)第2位是脯氨酸或丙氨基酸的活性多肽使其失活，如調(diào)控血糖平衡的胰高血糖素樣肽-1(Glucagon-like peptide-1，GLP-1)，GLP-1具有多種生理功能：促進胰島素分秘，抑制胰高血糖素的產(chǎn)生，延遲胃排空和降低食欲等。但不幸的是，GLP-1易被DPP-IV降解失活，表現(xiàn)為極短的半衰期，限制了它在臨床上的應(yīng)用。因此，抑制DPP-IV能間接延長GLP-1的半衰期，從而增加GLP-1在血液循環(huán)中的濃度，促進胰島的分秘，達到調(diào)控血糖平衡和提高葡萄糖耐受性的目的。

DPP-IV是一種糖蛋白，存在于大多數(shù)組織的細胞膜表面。包括GLP-1在內(nèi)，DPP-IV能降解二肽序列的蛋白質(zhì)，降低或消除他們的生物活性或生物選擇性。DPP-IV酶作用底物包括生長激素釋放激素、GIP(糖依賴性胰島素釋放肽，glucose-dependent insulinotropic peptide)、P物質(zhì)、緩激肽、胃泌素釋放肽、某些趨化因子等。由于DPP-IV作用于多種蛋白質(zhì)，因此DPP-IV抑制劑的生物安全性變得十分重要。然而，雖然DPP-IV可作用于上述蛋白質(zhì)，但在體內(nèi)只有少數(shù)蛋白質(zhì)表現(xiàn)出生理活性。至今，只有GLP-1和GIP在體內(nèi)被確證為DPP-IV的酶作用底物，人們通過對DPP-IV摘除小鼠及DPP-IV低下Fischer大鼠分別注射GLP-1及GIP，發(fā)現(xiàn)GLP-1、GIP及胰島素水平都有明顯升高。DPP-IV低下Fischer大鼠表現(xiàn)出葡萄糖耐受性增強、胰島素分泌增多。雖然DPP-IV能調(diào)節(jié)GLP-1的活性，但其在代謝控制上具有更強的作用。與正常大鼠相比，DPP-IV低下Fischer大鼠能抑制飲食造成的肥胖癥的發(fā)生。因此，長期抑制DPP-IV可能具有減肥的作用，但其還需臨床試驗證明。

通過抑制DPP-IV酶的濃度可以間接地保護內(nèi)源性GLP-1，加強GLP-1對抑肽酶β細胞凋亡的保護作用。研究證明，長期服用DPP-IV抑制劑能修復(fù)糖尿病小鼠的胰島功能，能提高鏈佐菌素導(dǎo)致的糖尿病大鼠β細胞的存活率以及胰島細胞的新生。據(jù)報道，二型糖尿病患者由于β細胞調(diào)亡將會導(dǎo)致β細胞功能的缺陷，DPP-IV抑制劑能提高二型糖尿病患者的β細胞數(shù)量，達到治療的效果。另外，DPP-IV抑制劑還適用于對葡萄糖耐受的糖尿病前期患者的治療。雖然臨床診斷無法測定β細胞不足的活性，但是，通過DPP-IV抑制劑聯(lián)合二甲雙胍治療能明顯的減緩二型糖尿病病情的加重。

與傳統(tǒng)的口服抗糖尿病藥物相比，DPP-1V抑制劑有以下幾點優(yōu)勢：

(1)，以血糖依賴方式促胰島素分泌，避免了低血糖出現(xiàn)的風險；

(2)，長期使用體重不會增加；

(3)，刺激β細胞的增殖和分化，抑制細胞的調(diào)亡，從根本上改善糖尿病病情的發(fā)展因此，DPP-IV抑制劑在2型糖尿病治療中發(fā)揮著越來越重要的作用。

到目前為止，已經(jīng)有數(shù)個小分子DPP-IV抑制劑進入市場，他們分別是西他列汀(sitagliptin)，沙格列汀(saxagliptin)，維格列汀(vildagliptin)，阿格列汀(alogliptin)，利拉列汀(linagliptin)以及特力列汀(Teneligliptin)。此外，還有多個DPP-IV抑制劑進入不同的臨床研究階段在這些抑制劑中，按其母核結(jié)構(gòu)可分為擬肽類DPP-IV抑制劑和非肽類DPP-IV抑制劑。其中sitagliptin，saxagliptin，vildagliptin和teneligliptin屬于擬肽 類DPP-IV抑制劑，alogliptin以及l(fā)inagliptin屬于非肽類DPP-IV抑制劑。

DPP-IV抑制劑因能抑制DPP-IV的活性，在糖尿病的治療中受到廣泛的關(guān)注。同時，開發(fā)各種高效低毒、高選擇性的DPP-IV抑制劑也成為研究的熱點。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一類3-氨基四氫吡喃類化合物、其藥學上可接受的鹽、水合物、溶劑化物或立體異構(gòu)體作為新型DPP-4抑制劑。

本發(fā)明的另一個目的是提供本發(fā)明的化合物、其藥學上可接受的鹽、水合物、溶劑化物或立體異構(gòu)體的藥物組合物。

本發(fā)明的又一個目的是提供本發(fā)明化合物在制備與DPP-4酶活性相關(guān)的疾病的藥物中的應(yīng)用。

本發(fā)明進一步的目的在于提供一種用本發(fā)明的化合物、其藥學上可接受的鹽、水合物、溶劑化物或立體異構(gòu)體，或者其組合物治療與DPP-4酶活性相關(guān)的疾病的方法。

本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)式I的化合物：

或其藥學上可接受的鹽；其中

Ar為取代或未取代的芳基、雜芳基；

X選自：

R₁和R₂分別獨立的選自氫、C_1-10烷基、C_3-8環(huán)烷基、4-7元雜環(huán)烷基、苯基和5-6元雜芳基，其中

C_3-8環(huán)烷基、4-7元雜環(huán)烷基、苯基和5-6元雜芳基可被1至5個選自鹵素、氰基、C_1-4烷基、三氟甲基、羥基、C_1-4烷氧基、三氟甲氧基、氧代、氨基、一-C_1-4-烷基氨基、二-C_1-4烷基氨基、羥基羰基、C_1-4烷氧基羰基的取代基取代；

C_1-10烷基可被1至5個選自鹵素、氰基、羥基、三氟甲基、三氟甲氧基、C_1-4烷氧基、氨基、一-C_1-4-烷基氨基、二-C_1-4烷基氨基、C_1-4烷氧基-羰基、C_3-7-環(huán)烷基、4-7元雜環(huán)烷基、苯基、5-6元雜芳基的取代基取代；

R₃和R₃’分別獨立地選自氫、可被鹵素和/或羥基取代的C_1-10烷基；

R₄和R₄’分別獨立地選自氰基、硝基、氨基、-NR₆R₇；

R₅選自氫、-SO₂-烷基、-SO₂-(CH₂)_m-環(huán)烷基、-SO₂-(CH₂)_m-雜環(huán)烷基、-SO₂-(CH₂)_m-芳基、-SO₂-(CH₂)_m-雜芳基、-CO-烷基、-CO-(CH₂)_m-環(huán)烷基、-CO-(CH₂)_m-雜環(huán)烷基、-CO-(CH₂)_m-芳基、-CO-(CH₂)_m-雜芳基、-CO-NH-烷基、-CO-NH-(CH₂)_m-環(huán)烷基、-CO-NH-(CH₂)_m-雜環(huán)烷基、-CO-NH-(CH₂)_m-芳基、-CO-NH-(CH₂)_m-雜芳基、-C(O)O-烷基、-C(O)O-(CH₂)_m-環(huán)烷基、-C(O)O-(CH₂)_m-雜環(huán)烷基、-C(O)O-(CH₂)_m-芳基、-C(O)O-(CH₂)_m-雜芳基；其中，烷基、環(huán)烷基、雜環(huán)烷基、芳基、雜芳基可被任意取代；每個-(CH₂)_m-部分可被選自鹵素、羥基、C_1-4烷基的取代基取代；

R₆選自氫、C_1-10烷基，其中C_1-10烷基可被1至5個選自鹵素、氰基、羥基、三氟甲基、三氟甲氧基、C_1-4烷基、C_1-4烷氧基、氨基、一-C_1-4烷基-氨基、二-C_1-4烷基-氨基、羥基羰基、C_1-4-烷氧基羰基、C_3-7-環(huán)烷基、4-7元雜環(huán)烷基、苯基、5-6元雜芳基取代；

R₇選自任意取代的C_1-10烷基、C_3-8環(huán)烷基、3-14元雜環(huán)烷基、芳基、雜芳基、CO-C_1-6烷基、CO-(CH₂)_n-C_3-8環(huán)烷基、CO-(CH₂)_n-雜環(huán)烷基、CO-(CH₂)_n-芳基、CO-(CH₂)_n-雜芳基、SO₂-C_1-6烷基、SO₂-(CH₂)_n-C_3-8環(huán)烷基、SO₂-(CH₂)_n-雜環(huán)烷基、SO₂-(CH₂)_n-芳基、SO₂-(CH₂)_n-雜芳基、C(O)O-C_1-6烷基、C(O)O-C_3-8環(huán)烷基、C(O)O-雜環(huán)烷基、C(O)O-芳基、C(O)O-雜芳基、CONH-C_1-6烷基、CONH-C_3-8環(huán)烷基、CONH-雜環(huán)烷基、CONH-芳基、CONH-雜芳基；其中每個-(CH₂)_n-部分可被選自鹵素、羥基、C_1-4烷基的取代基取代；

m和n分別獨立地選自0、1、2、3或4。

本發(fā)明所述的化合物，其中Ar為其中

每個R₈分別獨立地選自氫、鹵素、氰基、硝基、羥基、羧基、巰基、三氟甲基、二氟甲基、三氟甲氧基、二氟甲氧基，或者

每個R₈分別獨立地選自取代或未取代的C_1-6烷基、C_1-8烷氧基、C_1-8烷氧基烷基、OR₉、NR₉R₁₀、COOR₉、COR₉、S(O)_qR₉、CONR₉R₁₀、NR₉COR₁₀、NR₉SO₂R₁₀、SO₂R₉R₁₀、P(O)(OR₉)(OR₁₀)；

每個R₉和R₁₀獨立地選自氫、C_1-8烷基、C_2-8鏈烯基、C_2-8炔基、芳基烷基、環(huán)烷基、雜環(huán)烷基、芳基、雜芳基、雜芳基烷基；或者

當R₉和R₁₀附著于同一氮原子時，與它們所附著的氮一起構(gòu)成一個雜環(huán)，含有3-8個環(huán)成員，其中至多4個成員可以選自O(shè)、S、S(O)、S(O)₂、N，條件是雜環(huán)中至少有一個碳原子，該雜環(huán)時未經(jīng)取代的或者被一個、兩個或三個基團取代，取代基選自鹵素、羥基、烷基羥基、低級烷基、低級烷氧基、烷氧基羰基、烷基羰基、氨基烷基、三氟甲基、氨基、氰基、單或二烷基氨基；

p為0、1、2、3、4或5；

q為0、1或2。

本發(fā)明所述的化合物，其中Ar選自

本發(fā)明所述的化合物，其中R₁和R₂分別獨立地選自氫、C_1-6烷基，其中烷基可被選自鹵素、C_1-4烷基的取代基取代。

本發(fā)明所述的化合物，其中X選自：

本發(fā)明所述的化合物，其中R₃和R₃′為H。

本發(fā)明所述的化合物，其中R₄選自鹵素、氰基、硝基、-NR₆R₇；

R₆選自氫、C_1-6烷基，其中烷基可被選自鹵素、氰基、羥基、C_1-4烷基的取代基取代；

R₇選自C_1-6烷基、C_3-8環(huán)烷基、4-7元雜環(huán)烷基、苯基、5-6元雜芳基、CO-C_1-6烷基、CO-(CH₂)_n-C_3-8環(huán)烷基、CO-(CH₂)_n-雜環(huán)烷基、CO-(CH₂)_n-苯基、CO-(CH₂)_n-雜芳基、SO₂-C_1-6烷基、SO₂-(CH₂)_n-C_3-8環(huán)烷基、SO₂-(CH₂)_n-雜環(huán)烷基、SO₂-(CH₂)_n-苯基、SO₂-(CH₂)_n-雜芳基、C(O)O-C_1-6烷基、C(O)O-C_3-8環(huán)烷基、C(O)O-雜環(huán)烷基、C(O)O-苯基、C(O)O-雜芳基、CONH-C_1-6烷基、CONH-C_3-8環(huán)烷基、CONH-雜環(huán)烷基、CONH-苯基、CONH-雜芳基；其中每個-(CH₂)_n-部分可被選自鹵素、羥基、C_1-4烷基的取代基取代；其中

每個-(CH₂)_n-部分可被選自氟、羥基、甲基的取代基取代；

烷基、環(huán)烷基、雜環(huán)烷基可被1個或多個選自羥基、鹵素、氧代、C_1-4烷基、一-C_1-4-烷基氨基、二-C_1-4烷基氨基的取代基取代；

苯基和雜芳基可被選自氫、鹵素、羥基、氰基、硝基、氨基、三氟甲基、巰基、C_1-4烷基、C_1-4烷氧 基、-NR₁₁R₁₂、-CO-C_1-4烷基、-C(O)O-C_1-4烷基、-SO₂-C_1-4烷基、-NH-CO-C_1-4烷基、-CO-NR₁₁R₁₂；并且其中R₁₁和R₁₂分別獨立地選自C_1-4烷基；

n為0、1或2。

本發(fā)明所述的化合物，其中R₅選自氫、-SO₂-烷基、-SO₂-(CH₂)_m-環(huán)烷基、-SO₂-(CH₂)_m-雜環(huán)烷基、-SO₂-(CH₂)_m-芳基、-SO₂-(CH₂)_m-雜芳基、-CO-烷基、-CO-(CH₂)_m-環(huán)烷基、-CO-(CH₂)_m-雜環(huán)烷基、-CO-(CH₂)_m-芳基、-CO-(CH₂)_m-雜芳基；其中

烷基可被選自羥基、鹵素、C_1-4烷基、氰基、氨基、一-C_1-4烷基-氨基、二-C_1-4烷基-氨基、苯基、-SO₂-C_1-4烷基、-SO₂-苯基的取代基取代；并且其中苯基可被選自鹵素、羥基、氰基、硝基、氨基、C_1-4烷基、C_1-4烷氧基、乙酰基、三氟甲基的取代基取代；

環(huán)烷基、雜環(huán)烷基可被選自羥基、鹵素、氧代、C_1-4烷基、氰基、氨基、一-C_1-4-烷基氨基、二-C_1-4烷基氨基的取代基取代；

芳基和雜芳基可被選自氫、鹵素、羥基、氰基、硝基、氨基、三氟甲基、巰基、C_1-4烷基、C_1-4烷氧基、-NR₁₃R₁₄、-CO-C_1-4烷基、-C(O)O-C_1-4烷基、-SO₂-C_1-4烷基、-NH-CO-C_1-4烷基、-CO-NR₁₃R₁₄的取代基取代；并且其中R₁₃和R₁₄分別獨立地選自C_1-4烷基；

m為0或1。

本發(fā)明所述的化合物、其藥學上可接受的鹽，其中，所述化合物是式(Ia)化合物：

其中R₄和R₅如前文所定義。

本發(fā)明所述的化合物，包括：

在患有二肽基肽酶-4(DPP-4)介導(dǎo)的病癥的哺乳動物中治療和/或預(yù)防DPP-4介導(dǎo)的病癥的方法，該方法包括向哺乳動物施用治療有效量的本發(fā)明中任一項的化合物或其藥物組合物，并任選組合施用另一種治療劑。其中所述病癥是胰島素抵抗、高血糖、2型糖尿病。

本發(fā)明包括同位素標記的化合物，它們等同于式(I)所描述的那些，但一個或多個原子被原子質(zhì)量或質(zhì)量數(shù)不同于自然界常見的原子質(zhì)量或質(zhì)量數(shù)的原子所代替?？梢砸氡景l(fā)明化合物中的同位素的實例包括氫，碳，氮，氧，磷，硫，氟和氯的同位素，分別例如²H、³H、¹³C、¹¹C、¹⁴C、¹⁵N、¹⁸O、¹⁷O、³¹P、³²P、³⁵S、¹⁸F和³⁶Cl。含有上述同位素和/或其它原子的其它同位素的本發(fā)明化合物、其前體藥物和所述化合物或所述前體藥物的藥學上可接受的鹽都屬于本發(fā)明的范圍。某些同位素標記的本發(fā)明化合物、例如引入放射性同位素(如³H和¹⁴C)的那些可用于藥物和/或底物組織分布測定。氚、即³H和碳-14、即¹⁴C同位素是特別優(yōu)選的，因為它們?nèi)菀字苽浜蜋z測。進而，被更重的同位素取代，例如氘，即²H，由于代謝穩(wěn)定性更高可以提供治療上的益處，例如延長體內(nèi)半衰期或減少劑量需求，因而在有些情況下可能是優(yōu)選的。同位素標記的本發(fā)明式(I)化合物及其前體藥物一般可以這樣制備，在進行下述流程和/或?qū)嵤├c制備例所公開的工藝時，用容易得到的同位素標記的試劑代替非同位素標記的試劑。

式(I)化合物能夠進一步生成藥學上可接受的制劑，包含式(I)化合物的鹽、溶劑化物，鹽包括但不限于酸加成鹽和/或堿鹽。

本發(fā)明還提供藥物制劑，包含治療有效量的式(I)化合物或其治療學上可接受的鹽和其藥學上可接受的載體、稀釋劑或賦形劑。所有這些形式都屬于本發(fā)明。

本文所用下列定義是適用的。

“烷基”包括包含1至20個碳原子的直鏈或支鏈基團，優(yōu)選含有1至12個碳原子的烷基。非限制性實例包括甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、叔丁基、仲丁基、正戊基、1，1-二甲基丙基、1，2-二甲基丙基、2，2-二甲基丙基、1-乙基丙基、2-甲基丁基、3-甲基丁基、正己基、1-乙基-2-甲基丙基、1，1，2-三甲基丙基、1，1-二甲基丁基、1，2-二甲基丁基、2，2-二甲基丁基、1，3-二甲基丁基、2-乙基丁基、2-甲基戊基、3-甲基戊基、4-甲基戊基、2，3-二甲基丁基、正庚基、2-甲基己基、3-甲基己基、4-甲基己基、5-甲基己基、2，3-二甲基戊基、2，4-二甲基戊基、2，2-二甲基戊基、3，3-二甲基戊基、2-乙基戊基、3-乙基戊基、正辛基、2，3-二甲基己基、2，4-二甲基己基、2，5-二甲基己基、2，2-二甲基己基、3，3-二甲基己基、4，4-二甲基己基、2-乙基己基、3-乙基己基、4-乙基己基、2-甲基-2-乙基戊基、2-甲基-3-乙基戊基、正壬基、2-甲基-2-乙基己基、2-甲基-3-乙基己基、2，2-二乙基戊基、正癸基、3，3-二乙基己基、2，2-二乙基己基，及其各種支鏈異構(gòu)體等。更優(yōu)選的是含有1至6個碳原子的低級烷基，非限制性實施例包括甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、叔丁基、仲丁基、正戊基、1，1-二甲基丙基、1，2-二甲基丙基、2，2-二甲基丙基、1-乙基丙基、2-甲基丁基、3-甲基丁基、正己基、1-乙基-2-甲基丙基、1，1，2-三甲基丙基、1，1-二甲基丁基、1，2-二甲基丁基、2，2-二甲基丁基、1，3-二甲基丁基、2-乙基丁基、2-甲基戊基、3-甲基戊基、4-甲基戊基、2，3-二甲基丁基等。烷基可以是取代的或非取代的，當被取代時，取代基可以在任何可使用的連接點上被取代，所述取代基優(yōu)選為一個或多個以下基團，其獨立地選自烷基、烯基、炔基、烷氧基、烷硫基、烷基氨基、鹵素、硫醇、羥基、硝基、氰基、環(huán)烷基、雜環(huán)烷基、芳基、雜芳基、環(huán)烷氧基、雜環(huán)烷氧基、環(huán)烷硫基、雜環(huán)烷硫基等等。

“環(huán)烷基烷基”是指飽和或部分不飽和單環(huán)或多環(huán)環(huán)狀烴取代的烷基，環(huán)烷基環(huán)包含3至20個碳原子，優(yōu)選包含3至12個碳原子，更優(yōu)選包含3至10個碳原子。單環(huán)環(huán)烷基的非限制性實例包括環(huán)丙基、環(huán)丁基、環(huán)戊基、環(huán)戊烯基、環(huán)己基、環(huán)己烯基、環(huán)己二烯基、環(huán)庚基、環(huán)庚三烯基、環(huán)辛基等；多環(huán)環(huán)烷基包括螺環(huán)、稠環(huán)和橋環(huán)的環(huán)烷基。

“雜環(huán)基”烷基是如上文定義的烷基，但其中，烷基的氫或碳鍵被連接上文定義的雜環(huán)基的鍵所替換。經(jīng)取代的雜環(huán)基烷基可在烷基、雜環(huán)基的部分被取代，或在烷基和雜環(huán)基部分均被取代。代表性的雜環(huán)基烷基包括但不限于嗎啉-4-基-乙基、呋喃-2-基-甲基、咪唑-4-基-甲基、吡啶-3-基-甲基、四氫呋喃-2-基-乙基和吲哚-2-基-丙基。代表性的經(jīng)取代的雜環(huán)基烷基可被例如上文列出的取代基取代一次或數(shù)次。

“雜芳基”是含有5個或更多個環(huán)成員原子的芳香族環(huán)化合物，其中一個或多個環(huán)成員是雜原子，例如但不限于N、O和S。雜芳基包括但不限于下述基團，例如，吡咯基、吡唑基、三唑基、四唑基、噁唑基、異噁唑基、噻唑基、吡啶基、噠嗪基、嘧啶基、吡嗪基、硫代苯基、苯并硫代苯基、呋喃基、苯并呋喃基、吲哚基、氮雜吲哚基(吡咯并吡啶基)、吲唑基、苯并咪唑基、咪唑并吡啶基(氮雜苯并咪唑基)、吡唑并吡啶基、三唑并吡啶基、苯并三唑基、苯并噁唑基、苯并噻唑基、苯并噻重氮基、咪唑并吡啶基、異噁唑并吡啶基、硫雜萘基、嘌呤基、黃嘌呤基、腺嘌呤基、鳥嘌呤基、喹啉基、異喹啉基、四氫喹啉基、喹喔啉基和喹唑啉基。雜芳基包括其中所有環(huán)都是芳香族的稠合環(huán)化合物，例如吲哚基，其還包括其中僅一個環(huán)是芳香族的稠合環(huán)化合物，例如2，3-二氫吲哚基。雖然詞組“雜芳基”包括稠合的環(huán)化合物，但該詞組不包括具有與環(huán)成員之一鍵合的其它基團(例如烷基)的雜芳基。相反，具有此類取代的雜芳基被稱為“經(jīng)取代的雜芳基”。代表性的經(jīng)取代的雜芳基可被例如上文列出的多種取代基取代一次或數(shù)次。

術(shù)語“鹵”或“鹵代”在本文中使用時指溴、氯、氟或碘。在一些實施方式中，鹵是氟。在其它一些實施方式中，鹵是氯或溴。

術(shù)語“腈”或“氰基”在本文中使用時指-CN基團。

術(shù)語“三氟甲基”在本文中使用時指-CF₃。

術(shù)語“羥基”在本文中使用時可以指-OH或其離子化形式-O^-。

“烷氧基”是羥基(-OH)中連接氫原子的鍵被連接上文定義的經(jīng)取代的或未經(jīng)取代的烷基的碳原子的鍵替換的取代基。線性烷氧基的例子包括但不限于甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基等等。帶支鏈的烷氧基的例子包括但不限于異丙氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、異戊氧基、異己氧基等等。環(huán)烷氧基的例子包括但不限于環(huán)丙基氧、環(huán)丁基氧、環(huán)戊基氧、環(huán)己基氧等等。代表性的經(jīng)取代的烷氧基可被例如上文列出的取代基取代一次或數(shù)次?！暗图壨檠趸笔侵柑荚訑?shù)為1至6的直鏈狀或支鏈狀的烷氧基。

“烷氧基烷基”如上文定義的烷基，但其中烷基由上文定義的烷氧基取代。

術(shù)語“三氟甲氧基”在本文中使用時指-OCF₃。

術(shù)語“胺”(或“氨基”)在本文中使用時指-NR′R″基團，其中R′和R″獨立地是如本文定義的氫或者經(jīng)取代的或未經(jīng)取代的烷基、烯基、炔基、環(huán)烷基、芳基、芳烷基、雜環(huán)基烷基或雜環(huán)基。在一些實施方式中，胺是烷基氨基、二烷基氨基、芳基氨基或烷基芳基氨基。在其它一些實施方式中，胺是NH₂、甲基氨基、二甲基氨基、乙基氨基、二乙基氨基、丙基氨基、異丙基氨基、苯基氨基或芐基氨基。

“氧代基”是指通過與氧原子相連構(gòu)成的取代基團，其中與氧原子相連接的基團為經(jīng)取代或者未經(jīng)取代的烷基，芳基，雜芳基，環(huán)烷基，烷基?；?，芳基酰基，雜芳基?；?。以上的基團與氧原子連接即可以構(gòu)成烷氧基，芳氧基，雜芳氧基，環(huán)烷基氧基，烷基酰氧基，芳基酰氧基，雜芳基酰氧基，環(huán)烷基酰氧基。

術(shù)語“硝基”在本文中使用時指-NO₂。

術(shù)語“羧酸”在本文中使用時指-COOH基團。

術(shù)語“硫醇”指-SH基團，而硫化物包括-SR″′基團，亞砜包括-S(O)R″′基團，砜包括-SO₂R″′基團，以及磺酰氧基包括-OSO₂R″′，磺酸氧基包括-OSO₂OR″′。R″′獨立地是如本文定義的經(jīng)取代的或未經(jīng)取代的烷基、環(huán)烷基、烯基、炔基、芳基芳烷基、雜環(huán)基或雜環(huán)基烷基。在一些實施方式中，硫化物是烷基硫醇基團，-S-烷基。

術(shù)語“二氟甲基”在本文中使用時指-CHF₂。

術(shù)語“二氟甲氧基”在本文中使用時指-OCHF₂。

“炔基”指至少由兩個碳原子和至少一個碳-碳三鍵組成的如上所定義的不飽和烷基，例如乙炔基、1-丙炔基、2-丙炔基、1-、2-或3-丁炔基等。炔基可以是取代的或非取代的，當被取代時，取代基優(yōu)選為一個或多個以下基團，其獨立地選自烷基、烯基、炔基、烷氧基、烷硫基、烷基氨基、鹵素、硫醇、羥基、 硝基、氰基、環(huán)烷基、雜環(huán)烷基、芳基、雜芳基、環(huán)烷氧基、雜環(huán)烷氧基、環(huán)烷硫基、雜環(huán)烷硫基等等。

“芳烷基”是如上文定義的烷基，其中，烷基的氫或碳鍵被連接上文定義的芳基的鍵所替換。在一些實施方式中，芳烷基含有7至16個碳原子，優(yōu)選7至14個碳原子，更優(yōu)選7至10個碳原子。經(jīng)取代的芳烷基可在烷基、芳基的部分被取代，或在烷基和芳基部分均被取代。代表性的芳烷基包括但不限于芐基和苯乙基和稠合的(環(huán)烷基芳基)烷基(例如4-茚滿基乙基)。代表性的經(jīng)取代的芳烷基可被例如上文列出的取代基取代一次或數(shù)次。

術(shù)語“含氮雜環(huán)基”指含有氮原子的環(huán)系，該環(huán)系可以“駢合”芳香和非芳香環(huán)系，或者通過“螺碳原子”鏈接其他環(huán)系，例如以下結(jié)構(gòu)：

等等。

“雜環(huán)基烷基”是如上文定義的烷基，但其中，烷基的氫或碳鍵被連接上文定義的雜環(huán)基的鍵所替換。經(jīng)取代的雜環(huán)基烷基可在烷基、雜環(huán)基的部分被取代，或在烷基和雜環(huán)基部分均被取代。代表性的雜環(huán)基烷基包括但不限于嗎啉-4-基-乙基、呋喃-2-基-甲基、咪唑-4-基-甲基、吡啶-3-基-甲基、四氫呋喃-2-基-乙基和吲哚-2-基-丙基。代表性的經(jīng)取代的雜環(huán)基烷基可被例如上文列出的取代基取代一次或數(shù)次。

本發(fā)明化合物還可以以藥學可接受的鹽的形式給藥。術(shù)語“藥學可接受的鹽”是指由藥學可接受的無毒堿或酸制備的鹽，所述堿或酸包括無機或有機堿和無機或有機酸。包含在術(shù)語“藥學可接受的鹽”內(nèi)的堿性化合物是指通常通過使游離堿與合適的有機或者無機酸反應(yīng)進行制備的本發(fā)明化合物的無毒鹽。

具體實施方式

制備本發(fā)明化合物的方法：

具體實施方式

流程1：

式(I)化合物可以按照流程1制備，式(II)的化合物可以用適的試劑如三乙酰氧基硼氫化鈉、硼氫化鈉、癸硼烷、氰基硼氫化鈉等，在合適的溶劑如N，N-二甲基乙酰胺、N，N-二甲基甲胺、二甲亞砜、乙醇、甲醇、甲苯、吡啶、二氯甲烷等中，在式(III)的化合物存在下，發(fā)生還原胺化，得到式(IV)化合物。然后在合適的條件下脫去保護基PG，引入R₁和/或R₂(當R₁和R₂不同時為氫時)，得到式(I)化合物。

流程2：

式(I)化合物也可以按照流程2來制備，首先式(II)化合物在適當?shù)臈l件下脫去保護基PG，引入R₁和R₂(當R₁和R₂不同時為氫時)，得到式(V)化合物，然后在式(II)化合物存在下，按類似流程1中所描述的還原胺化的方法，制備式(I)化合物。

流程3：

典型的式(III)化合物IIIa可以參照流程3的方法制備，3-氰基-4-氧代吡咯烷-1-甲酸叔丁酯在鹽酸肼存在下，在合適的溶劑中，如乙醇，加熱，得到3-氨基-4,6-二氫吡咯并[3,4-c]吡唑-5(1H)-羧酸叔丁酯。然后引入在吡唑上引入R₅，得到式(VI)化合物，在吡唑的氨基上引入R₆和/或R₇(當R₆和R₇不同時為氫時)，得到式(VII)化合物，在合適的酸如三氟乙酸、鹽酸、三氟化硼，在合適的溶劑中如二氯甲烷、乙醚中，脫去Boc保護基，得到式(IIIa)化合物。

實施例1：制備化合物1

步驟1：制備中間體1b

將1a(9.0g,43mmol)和鹽酸肼(4.5g，43mmol)溶于無水乙醇(250ml)中，于60℃攪拌3h，減壓蒸出溶劑，加入飽和碳酸氫鈉溶液(50ml)直到固體完全溶解，用乙酸乙酯萃取，獲得的有機相在減壓下蒸發(fā)除去，得到白色固體1b(6.3g，產(chǎn)率66％)無需進一步純化可以用于下一步反應(yīng)。

步驟2：制備中間體1c

將1b(500mg，2.23mmol)溶于10ml四氫呋喃中，加入683微升三乙胺，然后加入200微升甲基磺酰氯，于室溫反應(yīng)2h后，減壓除去溶劑后，柱層析(P:E＝1：1)得到白色固體1c(487mg,72％)。¹H NMR(400MHz,DMSO)δ5.84(s,2H),4.51–4.36(m,2H),4.26–4.11(m,2H),3.25(d,J＝3.2Hz,3H),1.45(s,9H).

步驟3：制備中間體1d

將1c(224mg，0.74mmol)溶于10ml四氫呋喃中，加入986微升DIPEA，然后加入62μL乙酰氯，室溫反應(yīng)1h后，減壓除去溶劑，柱層析(石油醚：乙酸乙酯＝1：1)得到白色泡狀固體1d 230mg,產(chǎn)率94.5％。

步驟4：制備中間體1e

將1d溶于5ml二氯甲烷中，加入1ml三氟乙酸，室溫反應(yīng)2h后TLC檢測反應(yīng)完全后，減壓除去溶劑，加入適量氨水中和后，減壓除去溶劑后，柱層析(二氯甲烷：甲醇＝20：1),得到透明油狀液體1e 115mg，產(chǎn)率72％。

步驟5：制備中間體1g

將1e(115mg，0.470mmol)和1f(169mg，0.516mmol)(制備方法參考TW201429960A)溶于4mlDMA，置于冰浴條件下，然后加入三乙酰氧基硼氫化鈉(150mg，0.705mmol)室溫反應(yīng)2h后，加入水用乙酸乙酯萃取，濃縮有機層后柱層析(石油醚：乙酸乙酯＝2：1)得到白色固體1g115mg，產(chǎn)率44％。

步驟6：制備化合物1

將1g溶于二氯甲烷5ml中，加入1ml三氟乙酸，室溫反應(yīng)2h，減壓除去溶劑，硅膠柱層析得到白色固體78mg，產(chǎn)率83％。¹H NMR(400MHz,MeOD)δ7.27–7.20(m,1H),7.19–7.06(m,2H),4.29(d,J＝9.5Hz,1H),4.26-4.21(m,1H),4.12-4.11(m,2H),4.06-4.05(m,2H),3.44–3.35(m,4H),3.11-3.04(m,1H),2.95-2.89(dd,J＝10.4,2.9Hz,1H),2.53–2.37(m,1H),2.13(s,3H),1.50(q,J＝11.7Hz,1H).ESI-MS m/z:478.0(M+Na)⁺。

實施例2：制備化合物2

步驟1：制備中間體2a

將1c(200mg，0.66mmol)溶于5ml二氯甲烷中，然后加入1ml三氟乙酸，室溫反應(yīng)2h后，減壓除去溶劑，用適量氨水中和后，減壓除去水，柱層析(二氯甲烷：甲醇＝20:1)得到125mg油狀液體2a，產(chǎn)率63.3％。

步驟2：制備中間體2b

將2a(125mg，0.42mmol)和1f(137mg，0.42mmol)溶于DMA中，置于冰浴條件下，然后加入三乙酰氧基硼氫化鈉(131mg，0.62mmol)，反應(yīng)2h后，加入水用乙酸乙酯萃取，減壓除去溶劑后柱層析，得到143mg白色固體，產(chǎn)率56％。

步驟3：制備化合物2

將2b溶于5ml二氯甲烷中，然后加入1ml三氟乙酸，室溫反應(yīng)2h后，減壓除去溶劑后，加入適量氨水中和后，柱層析(二氯甲烷：甲醇＝20：1)得到89mg白色固體，產(chǎn)率75％。¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ7.12-7.11(m,1H),7.06–6.91(m,2H),4.25-4.18(m,2H),4.07(br s,4H),3.35-3.31(m,1H),3.28-3.26(m,3H),3.06-3.00(m,1H),2.85–2.73(m,1H),2.41-2.38(m,1H),1.46-1.38(m,1H)。ESI-MS m/z:507.9(M-H)^-。

實施例3：

本發(fā)明化合物參照實施例1的合成方法，得到化合物3。¹H NMR(400MHz,MeOD)δ8.00–7.94(m,2H),7.67–7.60(m,1H),7.56-7.52(m,2H),7.27–7.06(m,3H),4.67(br s,3H),4.35–4.22(m,2H),4.16(s,3H),3.48–3.37(m,4H),3.17–3.04(m,1H),2.96-2.90(m,1H),2.54–2.41(m,1H),1.52(q,J＝11.7Hz,1H)。ESI-MS m/z:517.5(M+H)⁺。

實施例4：

本發(fā)明化合物參照流程1和3的合成方法，得到化合物4。ESI-MS m/z:428.3(M+H)⁺。

實施例5：

本發(fā)明化合物參照流程1和3的合成方法，得到化合物5。ESI-MS m/z:454.5(M+H)⁺。

實施例6：

本發(fā)明化合物參照流程1和3的合成方法，得到化合物6。ESI-MS m/z:511.1(M+H)⁺。

實施例7：

本發(fā)明化合物參照流程1和3的合成方法，得到化合物7。ESI-MS m/z:512.6(M+Na)⁺。

實施例8：

本發(fā)明化合物參照流程1和3的合成方法，得到化合物8。ESI-MS m/z:496.2(M+H)⁺。

實施例9：

本發(fā)明化合物參照流程1和3的合成方法，得到化合物9。ESI-MS m/z:507.2(M+H)⁺。

實施例10：

本發(fā)明化合物參照流程1和3的合成方法，得到化合物10。ESI-MS m/z:510.4(M+H)⁺。

實施例11：

本發(fā)明化合物參照流程1和3的合成方法，得到化合物11。ESI-MS m/z:526.5(M+H)⁺。

實施例12：

本發(fā)明化合物參照流程1和3的合成方法，得到化合物12。ESI-MS m/z:492.5(M+H)⁺。

實施例13：

本發(fā)明化合物參照流程1和3的合成方法，得到化合物13。ESI-MS m/z:527.3(M+H)⁺。

實施例14：

本發(fā)明化合物參照流程1和3的合成方法，得到化合物14。ESI-MS m/z:511.4(M+H)⁺。

實施例15：

本發(fā)明化合物參照流程1和3的合成方法，得到化合物15。ESI-MS m/z:562.2(M+Na)⁺。

實施例16：

本發(fā)明化合物參照流程1和3的合成方法，得到化合物16。ESI-MS m/z:540.5(M+Na)⁺。

實施例17：

本發(fā)明化合物參照流程1和3的合成方法，得到化合物17。ESI-MS m/z:536.1(M+H)⁺。

實施例18：

本發(fā)明化合物參照流程1和3的合成方法，得到化合物18。ESI-MS m/z:524.3(M+H)⁺。

實施例19：

本發(fā)明化合物參照流程1和3的合成方法，得到化合物19。ESI-MS m/z:560.1(M+H)⁺。

實施例20：

本發(fā)明化合物參照流程1和3的合成方法，得到化合物20。ESI-MS m/z:482.4(M+H)⁺。

實施例21：

本發(fā)明化合物參照流程1和3的合成方法，得到化合物21。ESI-MS m/z:524.2(M+H)⁺。

實施例22：

本發(fā)明化合物參照流程1和3的合成方法，得到化合物22。ESI-MS m/z:449.2(M+H)⁺。

實施例23：

本發(fā)明化合物參照流程1和3的合成方法，得到化合物23。ESI-MS m/z:463.2(M+H)⁺。

實施例24：

本發(fā)明化合物參照流程1和3的合成方法，得到化合物24。ESI-MS m/z:491.5(M+H)⁺。

實施例25：

本發(fā)明化合物參照流程1和3的合成方法，得到化合物25。ESI-MS m/z:475.2(M+H)⁺。

實施例26：

本發(fā)明化合物參照流程1和3的合成方法，得到化合物26。ESI-MS m/z:420.1(M+H)⁺。

實施例27：

本發(fā)明化合物參照流程1和3的合成方法，得到化合物27。ESI-MS m/z:504.3(M+Na)⁺。

實施例28：

本發(fā)明化合物參照流程1和3的合成方法，得到化合物28。ESI-MS m/z:520.2(M+H)⁺。

實施例29：

本發(fā)明化合物參照流程1和3的合成方法，得到化合物29。ESI-MS m/z:488.5(M+H)⁺。

實施例30：

本發(fā)明化合物參照流程1和3的合成方法，得到化合物30。ESI-MS m/z:483.3(M+H)⁺。

實施例31：

本發(fā)明化合物參照流程1和3的合成方法，得到化合物31。ESI-MS m/z:581.2(M+H)⁺。

實施例32：

本發(fā)明化合物參照流程1和3的合成方法，得到化合物32。ESI-MS m/z:565.5(M+H)⁺。

生物學評價

1.化合物對DPP-IV酶的抑制活性測試

100μL反應(yīng)體系中含DPP-IV(購自Sigma)、100mM HEPES緩沖液(含0.1mg/mL BSA,pH7.5)和樣品，同時設(shè)立空白對照(不含酶和樣品)和陰性對照(不含樣品)，加入二肽基肽酶底物GLY-PRO-7-amido-4-methylcoumarin，37℃反應(yīng)30min。測定熒光強度F，激發(fā)波長355nm，發(fā)射波長460nm。根據(jù)熒光強度F值計算抑制率，抑制率＝[1-(F樣品-F空白)/(F陰性-F空白)]×100％。初篩時每個樣品單濃度，抑制率大于50％的樣品進行假陽性排除實驗,確證為陽性的測定IC₅₀值。

將某些代表性化合物對DPP-IV酶的抑制活性測試結(jié)果列于表1中。

測試結(jié)果表明部分本發(fā)明化合物對DPP-4酶具有顯著的抑制作用。

另一方面，在人肝微粒體穩(wěn)定性試驗中(實驗方案參考書籍《Drug-like Properties:Concepts,Structure Design and Methods from ADME to Toxicity Optimization》，Edward Kerns等編著，2008年)，本發(fā)明部分本發(fā)明化合物具有較好的代謝穩(wěn)定性，提示本發(fā)明化合物有望開發(fā)成為長效降糖藥物。