吉西他滨含磷前药
阅读说明：本技术 吉西他滨含磷前药 (Gemcitabine phosphorus-containing prodrugs ) 是由 许茗彦 于 2019-06-26 设计创作，主要内容包括：本发明涉及吉西他滨含磷前药及其在治疗癌症和病毒性传染病中的应用。与母体药物(即吉西他滨)相比,本发明的前药显示出显著的整体安全性改善(治疗指数(TI)改善),特别是在肝脏里。(The present invention relates to gemcitabine phospho-prodrug and its use in the treatment of cancer and viral infections. The prodrugs of the invention show significant overall safety improvements (improvement in Therapeutic Index (TI)) compared to the parent drug (i.e. gemcitabine), especially in the liver.)
技术领域
本发明涉及吉西他滨(gemcitabine)含磷前药及其在治疗癌症和病毒性传染病中的应用。
发明背景
盐酸吉西他滨(2’,2’-二氟-2’-脱氧胞苷盐酸)是一种抗肿瘤药物，以销售，用于治疗各种癌症，如胰腺癌、乳腺癌和非小细胞肺癌(NSCLC)，目前正在评估用于卵巢癌。此外，吉西他滨也可用于治疗HCV和免疫功能调节剂(见美国专利第6,555,518号)。在另一个方面，吉西他滨与去西他滨(decitabine)的结合被证明通过一种机制有效地抑制HIV-1，所述机制与目前用于治疗HIV-1感染的药物的机制不同(Antimicrobial Agents andChemotherapy,2012,56,1942-1948)。吉西他滨还表现出抗其他病毒的抗病毒活性，所述其他病毒如脊髓灰质炎病毒(ACS Infect.Dis.,2017,3(1),45-53)，人类鼻病毒(AntiviralResearch,2017,145,6-13)和甲型流感病毒(J.Biol.Chem.,2012,287(42),35324-35332)。
目前通过静脉注射给药，剂量约为30分钟内1000至1250毫克/毫升，每周一次，最多7周，治疗后休息一周。
吉西他滨的口服给药可能由于其低的口服生物利用度(由于首过代谢导致)而受到限制。(Shipley LA等“吉西他滨和溶解脱氧胞苷类似物在小鼠、小鼠和狗中的代谢和分布”Drug Metabolism&Disposition,1992,20(6):849-55.)。此外，当口服吉西他滨时，吉西他滨会引起不良的限制剂量的肠道病变，其特征是在小鼠整个肠道内，粘膜上皮(萎缩性肠病)的中度到明显的丢失，而所述小鼠已经单次口服(灌胃)剂量为167，333或500毫克/公斤的吉西他滨。Horton ND et.al.,“单剂量口服吉西他滨对小鼠的毒性”美国癌症研究协会，海报介绍，佛罗里达州奥兰多，3月27日至31日2004。在以前的小鼠研究中，通过静脉给药进行的可比较暴露并没有导致死亡或胃肠道毒性。
各种前药和持续释放的吉西他滨配方已经得到广泛研究以便得到药效的改善。这种前药和持续释放制剂的例子见WO04/0412303“吉西他滨前药、药物组合物和用途”Gallop等；WO98/32762“吉西他滨衍生物”，Myhren，Finn等人；WO02/09768，“治疗性聚酯和聚酰胺”，Uhrich，Kathryn E.；WO02/76476“基于取代芳香酸的抗癌药物前药”，Greenwald，Richard m，等；WO02/65988，“末端支化聚合物流体和聚合物共轭物作为前药”，Choe，YunHwang等。
吉西他滨酰胺衍生物被描述为合成吉西他滨的有用中间体(参见Britton等,U.S.Pat.No.5,420,266和Grindey等U.S.Pat.No.5,464,826)，同时也是给药吉西他滨的前体药物部分(参见Gallop等WO 04/041203)。
吉西他滨酰胺前体药物LY2334737被报道为口服给药剂(J.Med.Chem.,2009,52,6958-6961)。更重要的是，它在I期人类临床试验中显示了临床益处(Invest.New Drugs,2015,33,1206-1216及其中引用的参考文献)，然而，在一些患者中观察到肝毒性，并被认为可能与胞苷脱氨酶基因(rs818202)的遗传多态性有关。
肝细胞癌(HCC)是一种难以治疗的癌症。吉西他滨与其他抗癌药物(例如，阿霉素和奥沙利铂)的组合在提高总生存率方面显示出较好的结果(Am.J.Clin.Oncol.,2012,35(5),418-423及其中引用的参考文献)，总生存率仍然是肝细胞癌最重要的终点。在另一份报告中，吉西他滨与多西他赛联合治疗晚期肝癌患者表现出显著的抗癌活性(CancerResearch on Prevention and Treatment，2012,39(11),1369-1372)。此外，吉西他滨在中晚期肝癌患者的化疗也表现出免疫功能的改善，这应使吉西他滨成为与免疫肿瘤产品联合治疗的潜在合作伙伴，所述免疫肿瘤产品如检查点抑制剂PD-1、PD-L1、CTLA4抗体(Journalof Hainan Medical University，2016,22(17),2029-2031)。
吉西他滨的肝靶向前药将选择性地向肝脏递送吉西他滨活性代谢物，从而可用于治疗肝癌。因此，有必要开发肝靶向吉西他滨前药，允许口服给药，在不发生实质性降解的情况下完好地通过肠道，并将吉西他滨递送给肝脏中的受影响区域，具有可接受的安全性和有效性。
口服递送吉西他滨肝靶向前药也可用于治疗其他实体肿瘤(如肺癌、胰腺癌、结肠癌、***癌、乳腺癌等)，要么作为一种单一疗法，要么作为联合疗法的一部分。例如，吉西他滨联合白蛋白结合紫杉醇作为晚期胰腺癌患者的一线治疗，DCR为77.8％，PFS和OS分别为5个月和8个月，表现出明显的治疗效果(Chinese Clinical Oncology，2016,21(7),642-645)。
经过广泛的研究，我们发现了作为前药的吉西他滨的各种新型磷酰胺衍生物。这些前药基本上完整地通过胃肠道(GI)，并在肝脏内转化为吉西他滨，从而尽量减少在GI、肝脏和血浆中主要的吉西他滨代谢物脱氧二氟尿苷(dFdU)的生成。与吉西他滨本身相比，当口服或静脉注射时，这些含磷前体药物所观察到的dFdU(在肝脏和血浆中)水平显著降低(i.v.或p.o.剂量)，表明这些前体药物与吉西他滨相比毒性小很多，同时保持适当的疗效和安全性。
因此，本发明的目的是提供新的含磷的吉西他滨前药，这些药物能够口服或静脉注射，并选择性地将吉西他滨活性代谢物递送到肝脏，同时尽量减少dFdU的形成。当口服前药时，它们在基本上完整的情况下穿过肠道进入门静脉血流，与母体药物(即吉西他滨，又称dFdC)相比，具有较小的胃肠道毒性和更好的生物利用度，并在较低剂量下保持母体药物的疗效。因此，这些前药不仅可以将吉西他滨输送到肝脏，而且还可以到达其他器官，因为离开肝脏的血液将携带吉西他滨进入其他器官。人们认为，除了治疗肝癌外，这些含磷的吉西他滨前药也可用于治疗其他器官的癌症，如胰腺、肺、***等的癌症。
本发明的第一个方面，提供下面式I化合物:
其立体异构体、盐、水合物、溶剂合物或结晶形式，
其中，
Ar独立地选自任选取代的芳基和杂芳基；
R3独立地选自氢、酰基和烷氧羰基；
R5独立地选自氢、酰基、烷氧羰基和-PO(OAr’)(NH-CR1R2-CO2R4)；
或R3和R5一起形成环状磷酸酯基团，如下所示：
其中
R1和R2分别独立地选自氢、烷基和烷基芳基，或R1和R2一起形成一个烯烃链以便与它们所连接的碳原子一起提供一个环状官能团；
R4是选自烷基，芳基和烷基芳基；
Ar’是选自单环芳香环部分或稠合双环芳香环部分，两者任一中芳香环部分是碳环或杂环并且任选地被取代。
在本发明中第一方面的优选实施方案中，Ar是指任选取代的苯基，或任选取代的吡啶基，优选3-吡啶基和4-吡啶基。
在本发明中第一方面的另一优选实施方案中，R3选自氢或酰基，优选异丁酰基。
在本发明中第一方面的另一优选实施方案中，R5是-PO(OAr’)(NH-CR1R2-CO2R4),这里R1和R2分别独立地选自氢，C1-6烷基,C1-3烷基C5-7芳基,或当它们一起形成烯烃链时，它们与它们所连接的C原子一起形成C3-8碳环脂肪环；R4选自C1-16伯或仲烷基、C5-7碳环芳基和C1-6烷基C5-11芳基，优选甲基、乙基或苄基；并且Ar’是指任选取代的苯基，优选苯基，对三氟甲基苯基，对氟苯基，对硝基苯基，对氯苯基和邻氯苯基。
在本发明中第一方面的另一优选实施方案中，R1和R2分别独立地选自氢,甲基,苄基和异丁基，或与它们相连的碳原子一起形成C5-6环，优选5元环。
在本发明中第一方面的另一优选实施方案中，R5是氢，酰基(优选异丁酰基)，或-PO(OPh)(NH-CR1R2-CO2R4),其中Ph是代表苯基，R1是氢，R2是甲基，R4是乙基。
在本发明中第一方面的另一优选实施方案中，Ar是指任选取代的苯基，或任选取代的3-吡啶基或4-吡啶基，R3是指氢或异丁酰基，R5是氢或异丁酰基，或R3和R5一起形成如下的环状官能团：
在本发明中第一方面的另一优选实施方案中，Ar是指3-氯苯基，3-吡啶基或4-吡啶基。
在本发明中第一方面的另一优选实施方案中，根据式I的化合物选自以下组成的组：
1-(2R,4R,5R)-3,3-二氟-4-羟基-5-(羟甲基)四氢呋喃-2-基)-4-(2-氧-4-(吡啶-4-基)-1,3,2-二氧磷酰胺-2-基)氨基)嘧啶-2(1H)-酮
1-((2R,4R,5R)-3,3-二氟-4-羟基-5-(羟甲基)四氢呋喃-2-基)-4-(2-氧-4-(吡啶-3-基)-1,3,2-二氧磷酰胺-2-基)氨基)嘧啶-2(1H)-酮
4-((4-(3-氯苯基)-2-氧-1,3,2-二氧磷酰胺-2-基)氨基)-1-(2R,4R,5R)-3,3-二氟-4-羟基-5-(羟甲基)四氢呋喃-2-基)嘧啶-2(1H)-酮
5-((4-(3-溴苯基)-2-氧-1,3,2-二氧磷酰胺-2-基)氨基)-1-(2R,4R,5R)-3,3-二氟-4-羟基-5-(羟甲基)四氢呋喃-2-基)嘧啶-2(1H)-酮
1-(2R,4R,5R)-3,3-二氟-4-羟基-5-(羟甲基)四氢呋喃-2-基)-4-(4-(3-氟苯基)-2-氧-1,3,2-二氧磷酰胺-2-基)氨基)嘧啶-2(1H)-酮
1-(2R,4R,5R)-3,3-二氟-4-羟基-5-(羟甲基)四氢呋喃-2-基)-4-(4-(4-甲氧基苯基)-2-氧-1,3,2-二氧磷酰胺-2-基)氨基)嘧啶-2(1H)-酮
((2R,3R,5R)-5-(4-(4-(3-氯-4-甲氧基苯基)-2-氧化物-1,3,2-二氧磷酰胺-2-氨基)-2-氧嘧啶-1(2H)-基)-4,4-二氟-3-羟基四氢呋喃-2-基)甲基特戊酸酯
(2R,3R,5R)-5-(4-(4-(3-氯苯基)-2-氧-1,3,2-二氧磷酰胺-2-氧嘧啶-1(2H)-基)-4,4-二氟-2-((异丁酸基甲基)四氢呋喃-3-异丁酸脂
((2R,3R,5R)-3-乙酰氧基-5-(4-(3-氯苯基)-2-氧-1,3,2-二氧磷酰胺-2-(基)氨基)-2-氧嘧啶-1(2H)-基)-4,4-二氟四氢呋喃-2-(基)甲基乙酸酯
(2R,3R,5R)-5-(4-(4-(3-氯苯基)-2-氧化物-1,3,2-二氧磷酰胺-2-氧嘧啶-1(2H)-基)-4,4-二氟-2-((丙氧羰基)甲基)四氢呋喃-3-基丙酸酯
(2R,3R,5R)-5-(4-(4-(3-氯苯基)-2-氧化物-1,3,2-二氧磷酰-2-氨基)-2-氧嘧啶-1(2H)-基)-4,4-二氟-2-(2-甲氧基乙酰氧基)甲基)四氢呋喃-3-基-2-甲氧基乙酸酯
(2R,3R,5R)-5-(4-(4-(3-氯苯基)-2-氧化物-1,3,2-二氧磷酰-2-氨基)-2-氧嘧啶-1(2H)-基)-4,4-二氟-2-((特戊酸基)甲基)四氢呋喃-3-基特戊酸脂
(2R,3R,5R)-5-(4-(3-氯苯基)-2-氧-1,3,2-二氧磷酰胺-2-氨基)-2-氧嘧啶-1(2H)-基)-4,4-二氟-2-(异丙氧基羧基)甲基)四氢呋喃-3-基碳酸异丙酯。
本发明的另一个方面提供了一种在哺乳动物中治疗易感肿瘤的方法，包括给需要的哺乳动物施用治疗有效量的式I化合物。优选地，所述易感肿瘤选自T细胞淋巴瘤、软组织肉瘤、胰腺癌、乳腺癌、霍奇金淋巴瘤、非霍奇金淋巴瘤、非小细胞肺癌、卵巢癌、膀胱癌和肝细胞癌(HCC)。
本发明还提供了根据式I的化合物用于制造治疗易感肿瘤的药物的用途。优选地，所述易感肿瘤选自T细胞淋巴瘤、软组织肉瘤、胰腺癌、乳腺癌、霍奇金淋巴瘤、非霍奇金淋巴瘤、非小细胞肺癌、卵巢癌、膀胱癌和肝细胞癌(HCC)。
本发明进一步提供了一种根据式I的化合物，其用于治疗易感肿瘤。优选地，所述易感肿瘤选自T细胞淋巴瘤、软组织肉瘤、胰腺癌、乳腺癌、霍奇金淋巴瘤、非霍奇金淋巴瘤、非小细胞肺癌、卵巢癌、膀胱癌和肝细胞癌(HCC)。
本发明进一步提供了一种药物组合物，包含根据式I的化合物及药学上可接受的载体、稀释剂或赋形剂。
本发明的另一个方面提供了一种制备药物组合物的方法，该方法包括将根据式I的化合物与药学上可接受的载体、稀释剂或赋形剂结合的步骤。
此外，本发明还提供了一种制备式I化合物的方法，包括以下步骤：
(i)用合适的保护基团保护吉西他滨的5’-位(5’-羟基)，得到式(IV)的化合物，其中PG代表-OH基团的合适保护基团；
(ii)修饰式(IV)的化合物(例如，将式(IV)的化合物与式(V)的化合物反应)，以获得式(III)的化合物(即制备吉西他滨的N-前药)，其中Ar如本文所定义；
(iii)去除吉西他滨5’-位(5’-OH)的保护基团(PG)，得到式(II)的化合物；
及任选地，更进一步
(iv)在3’-位置(3’-OH)和/或5’-位置(5’-OH)处修饰式(II)化合物，得到式(I)化合物，其中Ar、R3和R5如本文定义。
此外，本发明还提供了一种治疗哺乳动物易感肿瘤的方法，该方法包括将治疗有效量的根据式I的化合物与至少一种(优选一种或两种)肿瘤消解剂(oncolytic agent)和/或免疫肿瘤剂相结合，施用于有需要的哺乳动物。
优选地，所述肿瘤消解剂选自5-氟尿嘧啶，氯喹，S-1(联合药物替加弗/吉美拉西/奥拉西，Liu，Tw等Lancet Oncol.2016,17:12–4)，长春瑞滨，索拉非尼，elpamotide，卡培他滨，卡铂，顺铂，奥沙利铂，极光激酶抑制剂(如MSC1992371A,Investigational New Drugs,2014,32(1),94-103)，EGFR抑制剂(如埃罗替尼,吉非替尼)，酪氨酸激酶抑制剂(如拉帕替尼，万达尼)，拓扑异构酶抑制剂(例如伊立替康、伊立替康、伊立替康(LMP400)和伊立替康(LMP776)、纳布紫杉醇、紫杉醇、多西紫杉醇、培美曲塞、姜黄素和放射治疗。
优选地，所述免疫学剂是选自检查点抑制剂、PD-1、PD-L1、CTLA-4和VEGF-A抗体。
本发明的另一个方面提供了一种治疗哺乳动物易感病毒感染的方法，该方法包括将治疗有效量的根据式Ⅰ的化合物施用于有需要的哺乳动物。
附图说明
图1.化合物4口服给药(80mg/kg)，静脉注射给药(剂量相当于15mg/kg的吉西他滨)和吉西他滨(又名dFdC)静脉注射后的血浆暴露。
图2.化合物4和吉西他滨给药后2h肝脏dFdC和dFdU浓度(化合物4静脉注射剂量相当于吉西他滨15mg/kg；口服剂量80mg/kg；和吉西他滨静脉注射剂量15mg/kg)。
发明详述
定义
这里使用的术语将被解释为本领域技术人员而言普通和典型的意义。然而，以下术语给出了如下定义。
术语“烷基”是指支化或未支化、环状或无环、饱和或不饱和(例如烯基或炔基)烃基。这里环状结构，烯烃基团优选C3到C12，更优选C5到C10，更优选C5到C7。这里非环状结构，烷基优选C1到C16，更优选的是C1到C6饱和烷基，如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基和己基。
“芳基”一词是指含有5至14个环原子的芳香族，例如苯基或萘基。
术语“杂芳基”是指芳香基团含有一个、两个、三个或四个，优选一个杂原子的芳基，杂原子独立地选自O、N和S。这种杂芳基的例子包括吡啶基、吡咯基、呋喃基和噻吩基。
芳基和杂芳基可以被取代或未取代。在取代的情况下，一般会有一到三个取代基，优选一个取代基。取代基可包括卤素原子，即F、CI、Br和I原子，和卤代甲基，如CF3和CCl3；含氧基团，如氧、羟基、羧基、羧基C1-6烷基、烷氧基、烷酰基、烷酰基氧基、芳氧基、芳酰基和芳酰基氧基；含氮基团，如氨基、C1-6烷基氨基、氰基、叠氮基和硝基；含硫基团，如硫醇、C1-6烷硫基，砜基和亚砜；如上定义的烷基，它们本身可以被取代；如上定义的芳基，它们本身可以被取代，如苯基和取代苯基。上述烷基和芳基的取代基如上文所定义。
术语“酰基”指的是基团RCO-，通常通过从有机酸基中去除羟基来自于有机酸，其中R代表烷基。酰基的优选实例包括C1-6酰基，如甲酰基、乙酰基、丙酰基、丁酰基(如异丁酰基)。
术语“烷氧基”和“芳氧基”分别指烷基-O-(例如，烷基为C1至C16，优选C1至C6)和芳基-O-(例如，芳基是5至14元芳香单环或双稠合环，其任选地含有1、2、3或4个杂原子，杂原子独立地选自O、S和N，优选芳基是苯基)。
术语“烷氧羰基”是指烷氧基-C(O)-，优选C1-16烷氧羰基，更优选是C1-6烷氧羰基，例如甲基羰基、乙基羰基、丙基羰基和丁基羰基。
术语“烷酰基”和“芳酰基”分别表示烷基-CO-(例如，烷基为C1至C16，优选C1至C6)和芳基-CO-(例如，芳基为5至14元芳香单环或双稠合环，其任选地含有1、2、3或4个杂原子，杂原子独立地选自O、S和N，优选芳基为苯基)。
术语“烷酰基氧基”和“芳酰基氧基”分别表示烷基-CO-O(例如，烷基为C1至C16，优选C1至C6)和芳基-CO-O(例如，芳基是一个5至14元的芳香单环或双稠合环，其任选地含有1、2、3或4个杂原子，杂原子独立地选自O、S和N，优选芳基是苯基)。
术语“杂环”是指含有从O、S和N中独立地选择的1、2、3或4个杂原子的环状基团，可选自吡咯烷基、咪唑烷基、吡唑烷基、噻唑烷基、异噻唑烷基、噁唑烷基、四氢吡咯烷基、二氢吡咯烷基、四氢咪唑烷基、二氢咪唑烷基、四氢吡唑烷基、四氢呋喃烷基，吡喃烷基，吡啶基，吡嗪基，哒嗪基、哌啶基、哌嗪基、吗啉基、萘硫基、苯并呋喃基、异苯并呋喃基、吲哚基、吲哚羟基、异吲哚基、吲唑基、二氢吲哚基、7-氮杂吲哚基、异吲唑基、苯并呲喃基、香豆素、异香豆素、喹啉基、异喹啉基、萘啶基、邻二氮萘基、间二氮萘基、吡啶并吡啶基、氧氮杂萘基、喹诺酮基、苯并吡喃基、苯并二氢吡喃基、异苯并二氢吡喃基、咔啉基。
式Ⅰ的化合物
本发明的一个方面涉及一种由式I表示的化合物，它的立体异构体、药学上可接受的盐、水合物、溶剂合物或其结晶形式。
其中，
Ar独立地选自任选取代的芳基和杂芳基；
R3独立地选自由氢、酰基和烷氧羰基；
R5独立地选自氢、酰基、烷氧羰基和-PO(OAr’)(NH-CR1R2-CO2R4)；
或R3和R5一起形成如下环状磷酸酯基团：
其中，
R1和R2分别独立地选自氢，烷基和烷基芳基，或R1和R2共同形成一个烯烃链从而与它们所连接的碳原子一起形成一个环状体系；
R4选自烷基，芳基和烷基芳基；并且
Ar’是单环芳香环部分或稠合二环芳香环部分，在两者任一中所述环部分是碳环或杂环，并且任选地被取代。
优选地，所述基团Ar’包括取代或未取代的芳基，其中术语“芳基”和所述基团的可能的取代基如本文定义。优选Ar’是取代或未取代的苯基。特别优选的取代基是吸电子基团，如卤素(优选氯或氟)、三卤甲基(优选三氟甲基)、氰基和硝基。例如，Ar可以是苯基、3-氯苯基、3,5-二氯苯基、对三氟甲基苯基、对氰基苯基或对硝基苯基。当Ar’是杂芳基时，优选任选取代的吡啶基。
适当地，Ar’是5到14元的芳香环部分。一个或两个环可以包括1、2、3或4个杂原子，优选1，杂原子选自O、S和N。
优选地，Ar’是碳单环芳香环部分，更优选Ar’是C6单环芳香环部分，即可任选取代的苯基。
一、二、三或四个取代基，它们可能是相同的或不同的，可能存在于Ar’上，这些取代基选自卤素，-F、-CI、-Br或-I；-NO；-NH2；可任选取代的-C1-3烷基；可任选取代的-C1-3烷氧基，优选甲氧基(-OCH3)；可任选取代的-SC1-3烷基；-CN；任选取代的-COC1-3烷基；以及任选取代的-CO2C1-3烷基。任选的取代基是一个或多个，最多六个，优选三个，选自F，CI，Br和I和NO2。在Ar’上的优选取代基包括F、Cl、CF3和NO2。
取代基可以在环部分上的任何位置。当环部分是苯基时，单个取代基优选在2(邻)或4(对)位置。当Ar’是苯基的情况下，4位取代基更优选。
优选的，R4为C1-16伯或仲烷基，C5-7碳环芳基或C1-6烷基C5-11芳基，更佳地，R4是C1-10烷基(优选C1-6烷基)、苯基或C1-3烷基C5-7芳基。更优选R4是未被取代的。
优选地，R4为甲基(-CH3)，乙基(-C2H5)，正丙基或异丙基(-C3H7)，正丁基或异丁基(-C4H9)或苄基(-CH2C6H5)。
适当地，R1和R2分别独立地选自H、C1-6伯、仲或叔烷基、C1-3烷基C5-7芳基，或者，当它们共同与之相连的碳原子形成一个烯烃链，并形成一个C3-8碳环脂肪环。
或者，优选地，R1和R2独立地选自氢、甲基(-CH3)、仲丁基(-CH2-CH-(CH3)2)、苄基(-CH2C6H5)，或与它们所连接的碳原子一起形成C5-6环。
优选地，所述基团Ar包括取代或未取代芳基，其中术语“芳基”和可能的取代基如本文定义。优选地，Ar为取代或未取代苯基。特别优选的取代基是吸电子基团，如卤素(优选氯或氟)、三卤甲基(优选三氟甲基)、氰基和硝基基团。例如，Ar可以是苯基、3-氯苯基、3,5-二氯苯基、对三氟甲基苯基、对氰基苯基或对硝基苯基。当Ar为杂芳基时，优选任选取代的吡啶基，如3-吡啶基或4-吡啶基。
优选地，R3是氢，C1-6烷基，C1-6酰基和C1-6烷氧羰基，更优选为氢或异丁基。
最为优选地，式Ⅰ化合物选自下面：
1-(2R,4R,5R)-3,3-二氟-4-羟基-5-(羟甲基)四氢呋喃-2-基)-4-(2-氧-4-(吡啶-4-基)-1,3,2-二氧磷酰胺-2-基)氨基)嘧啶-2(1H)-酮
1-(2R,4R,5R)-3,3-二氟-4-羟基-5-(羟甲基)四氢呋喃-2-基)-4-(2-氧-4-(吡啶-3-基)-1,3,2-二氧磷酰胺-2-基)氨基)嘧啶-2(1H)-酮
4-((2R,4S)-4-(3-氯苯基)-2-氧-1,3,2-二氧磷酰胺-2-氨基)-1-(2R,4R,5R)-3,3-二氟-4-羟基-5-(羟甲基)四氢呋喃-2-基)嘧啶-2(1H)-酮
4-(2S,4S)-4-(3-氯苯基)-2-氧-1,3,2-二氧磷酰胺-2-氨基)-1-(2R,4R,5R)-3,3-二氟-4-羟基-5-(羟甲基)四氢呋喃-2-基)嘧啶-2(1H)-酮
4-(4-(3-溴苯基)-2-氧-1,3,2-二氧磷酰胺-2-氨基)-1-(2R,4R,5R)-3,3-二氟-4-羟基-5-(羟甲基)四氢呋喃-2-基)嘧啶-2(1H)-酮
1-(2R,4R,5R)-3,3-二氟-4-羟基-5-(羟甲基)四氢呋喃-2-基)-4-(4-(3-氟苯基)-2-氧-1,3,2-二氧磷酰胺-2-基)氨基)嘧啶-2(1H)-酮
1-(2R,4R,5R)-3,3-二氟-4-羟基-5-(羟甲基)四氢呋喃-2-基)-4-(4-(4-甲氧基苯基)-2-氧-1,3,2-二氧磷酰胺-2-基)氨基)嘧啶-2(1H)-酮
((2R,3R,5R)-5-(4-(4-(3-氯-4-甲氧基苯基)-2-氧化物-1,3,2-二氧磷酰胺-2-氨基)-2-氧嘧啶-1(2H)-基)-4,4-二氟-3-羟基四氢呋喃-2-酰基)甲基特戊酸酯
(2R,3R,5R)-5-(4-(4-(3-氯苯基)-2-氧-1,3,2-二氧磷酰胺-2-氧嘧啶-1(2H)-基)-4,4-二氟-2-((异丁基羟甲基)四氢呋喃-3-异丁酸酯
((2R,3R,5R)-3-乙酰氧基-5-(4-(3-氯苯基)-2-氧-1,3,2-二氧磷基-2-基)氨基)-2-氧嘧啶-1(2H)-基)-4,4-二氟四氢呋喃-2-基)甲基乙酸酯
(2R,3R,5R)-5-(4-(4-(3-氯苯基)-2-氧化物-1,3,2-二氧磷酰胺-2-氧嘧啶-1(2H)-基)-4,4-二氟-2-((丙酸基)甲基)四氢呋喃-3-丙酸酯
(2R,3R,5R)-5-(4-(4-(3-氯苯基)-2-氧化物-1,3,2-二氧磷酰-2-氨基)-2-氧嘧啶-1(2H)-基)-4,4-二氟-2-(2-甲氧基乙酰氧基)甲基)四氢呋喃-3-基-2甲氧基乙酸酯
(2R,3R,5R)-5-(4-(4-(3-氯苯基)-2-氧化物-1,3,2-二氧磷酰-2-氨基)-2-氧嘧啶-1(2H)-基)-4,4-二氟-2-((戊酸基)甲基)四氢呋喃-3-基特戊酸酯
(2R,3R,5R)-5-(4-(3-氯苯基)-2-氧-1,3,2-二氧磷酰胺-2-氨基)-2-氧嘧啶-1(2H)-基)-4,4-二氟-2-(异丙酸基)甲基)四氢呋喃-3-基异丙酸酯
本发明化合物的合成
本发明中的化合物可能由本发明描述的流程以及相关的已发表的文献所报道的方法来制备。所有的起始原料和试剂都是众所周知的和/或商业上易得的或用本文描述的方法制备。例如，一种制备吉西他滨(2’,2’-二氟-2’-脱氧胞苷)的工艺在美国专利(US6,555,518)中已发表。应该理解的是，以下过程仅为说明目的而提供，而不限制由权利要求所界定的发明。通常，合成式Ⅰ的化合物包括以下通用步骤：
(1)保护吉西他滨的5’-位置，可以按照本领域公知的方法进行(例如，“有机合成中的保护基”，第三版，Wiley，1999年)。例如，在适当的条件下，使用TBDPSCl可以实现对5‘-OH的选择性保护；
(2)吉西他滨4-氨基前药的制备；
(3)保护基的脱去；和
(4)吉西他滨现有N-前药的修饰。
在方案中的保护和去保护可以在合成的各个阶段按照本领域公知的程序进行(例如，“有机合成中的保护基”，第三版，wiley，1999年)。
下面举例说明了一种制备本发明特定化合物的方法，即4-(4-(3-氯苯基)-2-氧-1,3,2-二氧磷酰胺-2-基)-1-(2R,4R,5R)-3,3-二氟-4-羟基-5-(羟甲基)四氢呋喃-2-基)嘧啶-2(1H)-酮。
(1)保护吉西他滨的5’-位置
在适当的反应条件下，选择性保护核苷的3’,5’-OH基团通常是可以实现的，例如，在合适的碱和反应条件下，用叔丁基二甲基氯硅烷(TBSCl)处理吉西他滨可产生吉西他滨的3’,5’-OTBS衍生物，如下所示：
(2)制备吉西他滨的N-前药
前药可以在合成的不同阶段引入，大多数情况下，这些前药是在合成的后期阶段引入的，因为各种前药的不稳定性所造成的；因为其他方面的考虑前药也可以在合成的早期阶段引入。例如，在合适的碱存在下，如氢化钠等，用对硝基苯酚1,3-丙二醇环磷酸酯(Q)处理3’,5’-TBS保护的吉西他滨产生N-磷酸酯前药衍生物，如下所示。另外，化合物Q的外消旋体也可用于生成以苄基手性中心的非对映异构体混合物3，然后分离出两种非对映异构体。
其他磷酸化试剂和方法也可用于将含磷基团直接连接到吉西他滨本身或适当保护形式的吉西他滨的4-氨基上。
(3)保护基的脱去
一旦所需的N-前体药物基团连接上，分子可以在其他位置进一步修饰，也可以进行脱保护反应以去除保护基团。例如，在合适的反应条件下，用氟化铵处理化合物3可以去除3’,5’-TBS保护基团。
(4)吉西他滨N-前药的修饰。
必要时，也可以在吉西他滨的其他位置进行其他修饰。或者，另一个磷酸酯前体药物基团可以选择性地连接在5’位置上。例如，在适当的反应条件下，在适当的碱存在下，用二氯磷酸苯酯处理化合物X，然后用丙氨酸乙酯处理，得到化合物Y，其中5’-和N4-位置都有磷酸酯前体药物。
在另一个方面，连接3’和5’-OH基团可以生成一个环状结构。例如，在适当的碱存在和反应条件下，用三氯化磷处理化合物X，然后用丙氨酸乙酯处理，生成式Z的化合物，其中R3和R5共同形成环状磷酸酯基团。
关键中间体的制备
各种前体可根据现有文献报告的程序制备。例如，可按照下列程序制备硝基苯基1,3-丙二醇环状磷酸酯(见J.Am.Chem.Soc.,2004,126,5154-5163)：
另外，可以立体选择性地制备丙烷-1,3-二醇，得到手性化合物，再与二氯磷酰对硝基酚酯反应后得到手性化合物Q。
式(V)的其他前体可以用上述类似的方法制备。
本发明中的化合物的所有立体异构体都是以混合物或纯或实质上纯的形式考虑的。本发明中化合物立体中心可以是磷原子和任何碳原子，包括任何R取代基上的碳原子。因此，式I化合物可以是手性纯的单一对映体或非对映体或混合物。制备工艺可利用消旋体、对映体或非对映体作为原料。当对映体或非对映体产品被制备时，它们可以用常规方法得到分离，例如，色谱或分级析晶可以用来分离非对映异构体混合物，而对映异构体的衍生物可以通过色谱法分离。
本发明的一个方面提供了一种合成和分离式I化合物的单一异构体的方法。由于磷是一个立体中心原子，形成一种外消旋取代的1,3-丙烷二醇的前药将产生一种异构体的混合物。在另一方面，使用对映富集R构型的取代的1,3-丙烷二醇产生了对映富集的R顺式和R反式前药，这些化合物可以通过柱层析和/或分级结晶的结合来加以分离。
前药通常在合成的后期阶段引入，而由于其他考虑，一些前药也可以在合成的早期阶段引入。
或者，式I化合物可以通过使用合适的保护基团来阻断3’和5’的羟基功能，然后对N4-氨基进行功能化进而加以制备。典型的保护基团众所周知并很好的加以了总结(参见有机合成中的保护基团，第三版Theodora Greene，PeterWuts(Wiley-Interscience)，1999)。另一方面，式I化合物可以在不使用保护基团的情况下制备。
配方，剂量和用途
本发明的化合物每日总剂量为0.01至2500毫克。在一个方面，范围约为5毫克至500毫克。给药剂量可能分为很多的小剂量以便于方便给药。
本发明的化合物与其他药物联合使用时，每日剂量可能是一次给药或每日剂量的分次给药(例如，BID)使用。本发明的化合物可用于多药方案，也称为组合或“鸡尾酒”疗法，其中，多种药物可以一起施用，可以同时单独施用，也可以在不同的间隔内施用，或者按顺序施用。本发明的化合物可以在一个疗程后由另一个药剂给药；或在一个疗程中与另一个药剂一起给药，作为治疗方案的一部分给药；也可以在治疗方案中由另一个药剂给药之前给药。
为了本发明的目的，这些化合物可以通过各种方法进行给药，包括在含有药用载体、辅剂和赋形剂的制剂中口服、肠胃外、吸入喷雾、局部或直肠内给药。这里使用的肠胃外一词包括皮下，静脉，肌肉内和动脉内注射与各种输液技术。在此使用的动脉内和静脉注射包括通过导管给药。静脉给药一般优选。
药剂学上可接受的盐类包括乙酸盐、己二酸盐、苯磺酸盐、溴酸盐、右旋樟脑磺酸盐、盐酸盐、柠檬酸盐、乙二磺酸盐、丙酸酯十二烷基硫酸盐、延胡索酸盐、葡庚糖酸盐、葡(萄)糖酸盐、葡聚糖酸盐、马尿酸盐、海克酸盐、氢溴酸盐、盐酸盐、碘盐、羟乙基磺酸盐、乳酸盐、乳糖醛酸盐、马来酸盐、甲磺酸盐、甲溴盐、甲基硫酸盐、萘磺酸盐、硝酸盐、油酸盐、棕榈酸盐、磷酸盐、聚半乳糖醛酸盐、硬脂酸盐、琥珀酸盐、硫酸盐、磺基水杨酸盐、丹宁酸盐、酒石酸盐、邻苯二甲酸盐、对甲苯磺酸盐，三乙基碘盐。
含有活性成分的药物组合物可以任何形式适合于预期的给药方法。如用于口服，可制备成片剂、曲剂、锭剂、水溶液或油悬浮液、分散粉末或颗粒、乳剂、硬胶囊或软胶囊、糖浆或酏剂。用于口服的组合物可以根据已知的制造药物组合物的任何方法制备，并且这种组合物可以包含一种或多种制剂，包括甜味剂、调味剂、着色剂和防腐剂，以提供适口制剂。含有有效成分的外加剂中的片剂，具有无毒的药学上可接受的辅料，适用于片剂的制造，是可以接受的。这些辅料可以是惰性稀释剂，如钙或碳酸钠、乳糖、钙或磷酸钠；造粒和崩解剂，如玉米淀粉或海藻酸；粘合剂，如淀粉、明胶或树胶；润滑剂，如硬脂酸镁、硬脂酸或滑石。片剂可以未包衣，也可以通过已知的技术包衣，包括微胶囊，以延缓胃肠道的崩解和吸附，从而在较长的时间内提供持续的作用。例如，可以使用一种延迟药效时间的材料，如单硬脂酸甘油酯或单用甘油酯或与蜡一起合用。
口服制剂也可作为硬明胶胶囊，其中活性成分与惰性固体稀释剂混合，例如磷酸钙或高岭土，或作为软明胶胶囊，其中活性成分与水或油介质混合，如花生油、液体石蜡或橄榄油。
本发明的水悬浮液含有用于制造水悬浮液的辅料的外加剂中的活性物质。这种辅料包括一种悬浮剂，如羧甲基纤维素钠、甲基纤维素、乙基纤维素、羟丙纤维素、羟丙基甲基纤维素、海藻酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、黄芪胶和***树胶，以及分散或润湿剂，如天然存在的磷脂(例如卵磷脂)，一种脂肪酸环氧乙烷的聚合物(例如聚氧乙烯硬脂酸酯)，一种长链脂肪醇的环氧乙烷聚合物(例如七烯氧基乙醇)，环氧乙烷与部分来源于脂肪酸和己糖酐酯的聚合物(如聚氧乙烯山梨醇单油酸)。水悬浮液还可含有一种或多种防腐剂，如乙基或n-正丙基-p-羟基苯甲酸酯，一种或多种着色剂，一种或多种调味剂和一种或多种甜味剂，如蔗糖或糖精。
油悬浮液可以通过将活性成分悬浮在植物油中，如花生油、橄榄油、芝麻油或椰子油中，或在矿物油中，如液体石蜡中来配制。口服悬浮液可能含有增稠剂，如蜂蜡、硬石蜡或乙酰酒精。甜味剂，如上面提到的，和调味剂可以添加，以提供一个适合的口服制剂。这些成分可以通过添加抗氧化剂，如抗坏血酸来保存。
本发明中适用于通过加水制备水悬浮液的分散粉末和颗粒提供了掺合料中的有效成分，包括分散剂或润湿剂、悬浮剂和一种或多种防腐剂。适当的分散剂或润湿剂和悬浮剂如上文所述。其他辅料，例如甜味剂、调味剂和着色剂，也可能存在。
本发明的药物组合物也可以是水乳剂中的油的形式。油相可以是植物油，如橄榄油或花生四烯油，也可以是矿物油，如液体石蜡，或这些油的混合物。合适的乳化剂包括天然存在的树胶，如***树胶和黄芪胶，天然存在的磷脂，如大豆卵磷脂，源自脂肪酸和己糖酸酐的酯类，如山梨糖醇单油酸酯，以及这些酯与环氧乙烷的聚合物，如聚氧乙烯山梨糖醇单油酸酯，乳液还可能含有甜味剂和调味剂。
糖浆和酏剂可以用甜味剂配制，如甘油、山梨醇或蔗糖。此类制剂还可含有缓和剂、防腐剂、调味剂或着色剂。
本发明的药物组合物可以是无菌注射制剂的形式，例如无菌注射水或油质悬浮液。这种悬浮剂可以根据已知的技术，使用上述适当的分散剂或润湿剂和悬浮剂加以配制。无菌注射制剂也可以是无菌注射溶液或悬浮液，在无毒的肠胃外可接受的稀释剂或溶剂中，如1,3-丁二醇中的溶液或作为冻干粉末制备的溶液。可接受的载体和溶剂可以是水、林格溶液和生理盐水溶液。此外，无菌固定油通常可用作溶剂或悬浮介质。为此，任何味道温和的不挥发性油都可以使用，包括合成单甘油或双甘油。此外，油酸等脂肪酸也可用于制备注射剂。
活性成分的量可能与载体相结合以产生单一的剂型，而这将取决于处理的宿主和特定的给药方式。例如，一种用于向人类口服的缓释制剂可能含有20至2000μmol(约10至1000毫克)的活性物质，加上适当和方便的载体材料，其含量可能约占总成分的5％至95％。优选制备药物组合物以提供易于测量给药数量为依据。例如，用于静脉输液的水溶液应含有每毫升溶液中约0.05至50μmol(约0.025至25毫克)的活性成分，以便以约30毫升/小时的速度输注合适的体积。
如上所述，本发明适合口服的制剂可以为不同单元，如胶囊、扁囊剂或片剂，每种胶囊、扁囊剂或片剂，每种均含有预定数量的活性成分；粉末或颗粒；水溶液或水悬浮液或非水悬浮液；或水液乳剂中的油或油液乳剂中的水。活性成分也可以作为药丸、干药糖剂或糊剂使用。
片剂可以通过压缩或成型，可选择与一个或多个辅助成分。可通过在适当的机器中压缩活性成分，如粉末或颗粒，可选择与粘合剂(如聚维酮、明胶、羟丙基甲基纤维素)、润滑剂、惰性稀释剂、防腐剂、崩解剂(如淀粉乙酸钠、交联聚维酮、交联羧甲基纤维素钠)表面活性或分散剂混合而成。模压片可以在适当的机器中成型，这是用惰性液体稀释剂润湿的粉状化合物的混合物。片剂可以选择涂覆或评分，并可配制，以提供缓慢或控制释放的活性成分，例如，羟丙基甲基纤维素，以不同的比例，以提供所需的释放配制。片剂可以选择提供肠溶涂层，以提供释放在部分肠道而不是在胃里。这对式Ⅰ化合物特别有利，由于式Ⅰ化合物容易发生酸水解时。
适合口腔局部给药的配方包括含含有调味剂及活性成分的锭剂，调味剂通常是蔗糖和***树胶或黄芪胶；含惰性碱及活性成分的锭剂，惰性碱如明胶和甘油，或蔗糖和***树胶；含活性成分并在合适的液体载体中的漱口水。
含有适当基质组分并适合直肠给药的配方可以作为栓剂，其中基质组分如可可脂或水杨酸酯。
适合***给药的配方可以是除有效成分外，还含有适当的有效成分，如载体，如卫生棉、奶油、凝胶、浆料、泡沫或喷雾制剂。
适用于肠外给药的制剂包括水相和非水相等渗无菌注射液，其中可能含有抗氧化剂、缓冲液、抑菌剂和溶质，使制剂与预期受体的血液呈等渗状态；水相和非水相无菌悬浮液，其中可能包括悬浮剂和增稠剂。这些制剂可用单位剂量或多剂量密封容器，例如安瓿和小瓶，并储存在冷冻干燥(冻干)条件下，只需在使用前立即添加无菌液体载体，例如注射用水。注射液和悬浮液可由先前描述的无菌粉末、颗粒和片剂制备。
适用于肠外给药的制剂可通过留置泵或通过医院袋连续输注。连续输注包括外部泵输液。输液可通过Hickman或PICC或任何其他适当的方法进行，无论是通过肠胃外或静脉注射。
优选单位剂量制剂是指含有药物的每日剂量或单位、每日次剂量或适当比例的制剂。
然而，可以理解的是，任何特定病人的特定剂量水平将取决于各种因素，包括所使用的特定化合物的活性；接受治疗的个人的年龄、体重、一般健康、性别和饮食；给药时间和途径；***率；以前使用过的其他药物；接受治疗的特定疾病的严重程度。
根据本发明，吉西他滨含磷前药可在体内转化为吉西他滨，可用于治疗各种癌症，包括但不限于T细胞淋巴瘤、软组织肉瘤、胰腺癌、乳腺癌、霍奇金淋巴瘤、非霍奇金淋巴瘤、非小细胞肺癌、卵巢癌、膀胱癌和肝癌(HCC)。在这方面，本发明的前药也可与一种或多种其他治疗癌症的活性药物/方法结合使用，如抗增殖/肿瘤药物、细胞抑制剂、抗入侵药物、生长因子抑制剂、抗血管生成药物、基因治疗方法、免疫治疗方法、细胞毒性药物和靶向治疗(例如PI3KD抑制剂)。
实施例
本发明中使用的化合物及其制备可以通过实施例进一步理解，这些实施例说明了制备这些化合物的过程。然而，这些实施例不应被解释为本发明仅仅局限于这些实施例，现在已知或后来开发的化合物的不同形式都被认为属于以下要求保护的本发明的范围内。除非另有说明，实施例中使用的起始材料和试剂可在商业上获得(如来自Aldrich)，或根据现有文献中描述的已知方法制备而得。
本实施例使用下列缩写
DMAP-二甲基氨基吡啶
DMF-二甲基甲酰胺
DIEA-二异丙基乙胺
TEA-三乙基胺
TBSCl-叔丁基二甲基氯硅烷
EtOAc-乙酸乙酯
THF-四氢呋喃
TBAF-四丁基氟化铵
NMR-核磁共振
LC-MS-液相色谱-质谱联用
TMS-四甲基硅烷
RT-室温
i.v.-静脉注射给药
PO-口服给药
THU-四氢尿苷
PK-药物代谢动力学
MRT 0-t-从时间零到观测时间的平均停留时间
MRT 0-inf-从时间零到无限的平均停留时间
AUC0-t–从时间零到观测时间曲线下面积
AUC0-inf-从时间零到无限时间曲线下面积
TI-治疗指数
常规实验方法
1H NMR是在Bruker Avance III and Bruker Avance Neo采集，机型400MHz，TMS作为内标。
液相色谱-质谱是Agilent LC/MSD 1200系列(柱子：极限XB-C18(50×4.6毫米，5微米)上用四极质谱仪在ES(+)或(-)电离模式下工作；工作温度为30℃；流速为1.5mL/min；检测波长：214nm。
实施例1
4-((2R,4S)-4-(3-氯苯基)-2-氧-1,3,2-二氧磷酰-2-氨基)-1-(2R,4R,5R)-3,3-二氟-4-羟基-5-(羟甲基)四氢呋喃-2-基)嘧啶-2(1H)-酮(化合物4)和4-(2S,4S)-4-(3-氯苯基)-2-氧-1,3,2-二氧磷酰-2-氨基)-1-(2R,4R,5R)-3,3-二氟-4-羟基-5-(羟甲基)四氢呋喃-2-基)嘧啶-2(1H)-酮(化合物4a)的制备
(i)1-(2R,4R,5R)-4-(叔丁基二甲基硅基)-5-(叔丁基二甲基硅基)-3,3-二氟四氢呋喃-2-基)-4-(4S)-4-(3-氯苯基)-2-氧-1,3,2-二氧磷酰-2-氨基)-嘧啶-2(1H)-酮(化合物3)的制备
在0℃条件下，往4-氨基-1((2R,4R,5R)-4-(叔丁基二甲基硅基)氧)-5-(叔丁基二甲基硅基)-甲基)-3,3-二氟四氢呋喃-2-基)嘧啶-2(1H)-酮(化合物2，1.0克，2.04毫摩尔)的四氢呋喃溶液(15mL)中分批加入NaH(122毫克，3.18毫摩尔，矿物油中含量60％)。加入后，在相同温度下搅拌1小时。然后在相同温度下，慢慢滴加(4S)-4-(3-氯苯基)-2-(4-硝基苯氧基)-1,3,2-二氧磷酰-2-氧化物(Q，752mg，2.04m mol；按Journal of MedicinalChemistry,2018年,61卷,4904页方法制备)的四氢呋喃(5毫升)溶液，加完后，反应混合物在0℃下继续搅拌2小时。反应用水(30m L)猝灭，然后用EtOAc(50mL*2)萃取两次。有机层用食盐水(50m L)洗涤，再通过无水硫酸钠干燥，过滤浓缩。用硅胶柱层析纯化(用DCM/CH3OH＝80/1洗脱)，得到所需产物(化合物3,620mg，42％)为黄色固体。
LC-MS：保留时间为1.93分钟，分子离子峰722[M+H]+
(ii)化合物4-((2R,4S)-4-(3-氯苯基)-2-氧-1,3,2-二氧磷酰-2-氨基)-1-(2R,4R,5R)-3,3-二氟-4-羟基-5-(羟甲基)四氢呋喃-2-基)嘧啶-2(1H)-酮(4)和4-(2S,4S)-4-(3-氯苯基)-2-氧-1,3,2-二氧磷酰-2-氨基)-1-(2R,4R,5R)-3,3-二氟-4-羟基-5-(羟甲基)四氢呋喃-2-基)嘧啶-2(1H)-酮(4a)的制备
在1-(2R,4R,5R)-4-(叔丁基二甲基硅基)-5-(叔丁基二甲基硅基)-3,3-二氟四氢呋喃-2-基)-4-(4S)-4-(3-氯苯基)-2-氧-1,3,2-二氧磷酰-2-氨基)-嘧啶-2(1H)-酮(化合物3,620毫克，0.86毫摩尔)甲醇溶液(10毫升)中加入氟化铵(318毫克，8.6毫摩尔)，混合物在25℃下搅拌24小时，混合物用制备型反相液相色谱纯化得到目标产物4(112毫克)和4a(33毫克)，且都为白色固体。
化合物4:1H NMR(400MHz,DMSO-d6):δ11.0(brs,1H),7.91(d,J＝8.8Hz,1H),7.50(s,1H),7.43-7.38(m,3H),6.33-6.27(m,2H),6.12(t,J＝7.6Hz,1H),5.65(d,J＝10.8Hz,1H),5.25(s,1H),4.56-4.50(m,1H),4.40-4.35(m,1H),4.19-4.15(m,1H),3.88-3.84(m,1H),3.78(d,J＝12.4Hz,1H),3.63(d,J＝12.4Hz,1H),2.48-2.31(m,1H),2.08-2.03(m,1H)。
LC-MS:保留时间2.863分钟，分子离子峰494[M+H]+。
化合物4a：1H NMR(400MHz,DMSO-d6):δ11.7(brs,1H),7.89(d,J＝7.6Hz,1H),7.46-7.36(m,4H),6.31(d,J＝5.6Hz,1H),6.24(d,J＝7.6Hz,1H),6.10(t,J＝8.0Hz,1H),5.56(brs,1H),5.24(s,1H),4.48-4.33(m,2H),4.19-4.15(m,1H),3.87-3.84(m,1H),3.77(d,J＝12.0Hz,1H),3.63(d,J＝12.0Hz,1H),2.10-2.00(m,2H)。
LC-MS：保留时间2.954分钟，分子离子峰494[M+H]+。
实施例2
4-氨基-1-(2R,3S,4S,5R)-3,4-二羟基-5-(羟甲基)四氢呋喃-2-基)嘧啶-2(1H)-酮(化合物12)的合成
(i)3-氧-3-(吡啶-4-基)丙酸甲酯(化合物6)的合成
在甲苯(120毫升)中加入NaH(6.6克，165.2毫摩尔，矿物油中含量60％)，然后加入碳酸二甲酯(11.2克，123.9毫摩尔)的甲苯(40毫升)溶液。再在氮气保护下滴加1-(吡啶-4-基)乙烷酮(5.0克，41.3毫摩尔，5)的甲苯(40m L)溶液，反应混合物在105℃下搅拌12小时。冷却到室温后，用200毫升水和20毫升醋酸猝灭反应，并在室温下搅拌20分钟。然后用EtOAc(300毫升*3)萃取混合物，有机层用无水硫酸钠干燥，过滤浓缩。用反相制备型液相色谱(水/乙腈＝10％-90％)纯化残余物得到目标产物(3.89克，53％，6)为棕色固体。
LC-MS:保留时间为1.20分钟，分子离子峰180[M+H]+。
(ii)1-(吡啶-4-基)丙烷-1,3-二醇(化合物7)的合成
在0℃条件下，往3-氧-3-(吡啶-4-基)丙酸甲酯(3.89克，21.7毫摩尔，6)在甲醇(80毫升)中的混合物中分批加入硼氢化钠(6.60克，173.6毫摩尔)，然后将混合物在氮气保护下70℃搅拌16小时。反应混合物进行浓缩，然后用反相制备型液相色谱(水/乙腈＝2％～80％)纯化得到目标化合物(3.21克，96％，7)为黄色固体。
LC-MS:保留时间为0.28分钟，分子离子峰154[M+H]+。
(iii)2-(4-硝基苯氧基)-4-(吡啶-4-基)-1,3,2-二氧磷酰2-氧化物(化合物9)的合成
室温下，在1-(吡啶-4-基)丙烷-1,3-二醇(3.2克,20.92毫摩尔,7)和三乙胺(8.45克,83.66毫摩尔)的四氢呋喃(100毫升)溶液中滴加4-硝基苯二氯化磷(5.89克，23.01毫摩尔，8)的四氢呋喃(60毫升)溶液，然后在75℃搅拌4小时。待冷却到室温后，往反应混合物中依次加入三乙胺(8.45克，83.66毫摩尔)及4-硝基苯酚(11.63克，83.66毫摩尔)的四氢呋喃溶液(80毫升)。反应混合物在室温下搅拌过夜。反应混合物用200毫升乙酸乙酯稀释，然后用0.4摩尔/升的氢氧化钠溶液洗涤4次，每次80毫升，再用食盐水(100毫升/次)洗涤依次3次。有机相用无水硫酸钠干燥，浓缩。剩余物用正相硅胶柱纯化(石油醚/乙酸乙酯＝1/4洗脱)得到目标产物(1.85克，26％，9)为黄色固体。
LC-MS:保留时间为1.36分钟，分子离子峰337[M+H]+。
(iv)1-(2R,4R,5R)-5-((叔丁基二苯基硅基)氧)甲基)-3,3-二氟-4-羟基四氢呋喃-2-基)-4-(2-氧-4-(吡啶-4-基)-1,3,2-二氧磷酰-2-基)氨基)嘧啶-2(1H)-酮(化合物11)的合成
室温下，在4-氨基-1-(2R,4R,5R)-5-((叔丁基二苯基硅基)氧基)-3,3-二氟-4-羟基四氢呋喃-2-基)嘧啶-2(1H)-酮(400毫克，0.80毫摩尔，10)和碳酸铯(522毫克，1.60毫摩尔)的四氢呋喃(10毫升)悬浮液中加入2-(4-硝基苯氧基)-4-(吡啶-4-基)-1,3,2-二氧磷烷2-氧化物(269毫克,0.80毫摩尔,9)，加完后反应混合物在30℃搅拌16小时。然后反应混合物用水(15毫升)猝灭，用乙酸乙酯(15毫升)萃取2次。合并的有机相用盐水(15毫升)洗涤，无水硫酸钠干燥，过滤后浓缩。剩余物用C18柱(水/乙腈＝20％～80％)纯化得到化合物11(450毫克，81％)为白色固体。
LC-MS:保留时间为1.649分钟，分子离子峰699[M+H]+。
(v)1-(2R,4R,5R)-3,3-二氟-4-羟基-5-(羟甲基)四氢呋喃-2-基)-4-(2-氧-4-(吡啶-4-基)-1,3,2-二氧磷酰-2-基)氨基)嘧啶-2(1H)-酮(化合物12)的合成
在0℃下在1-(2R,4R,5R)-5-((叔丁基二苯基硅基)氧)甲基)-3,3-二氟-4-羟基四氢呋喃-2-(2-氧-4-(吡啶-4-基)-1,3,2-二氧磷酰-2-氨基)嘧啶-2(1H)-酮(450毫克，0.64毫摩尔，11)的四氢呋喃溶液中逐滴加入四丁基氟化铵(1.28毫升，1.28毫摩尔，1摩尔/升的四氢呋喃溶液)。加入后，反应混合物在室温下搅拌1小时。反应混合物用C18柱(水/乙腈＝10％至50％)纯化得到化合物12(64毫克，22％)为白色固体。
1H NMR(400MHz,DMSO-d6):δ8.61-8.57(m,2H),7.83-7.79(m,1H),7.55-7.48(m,2H),6.33-6.29(m,1H),5.94-5.91(m,1H),5.81-5.72(m,1H),5.15-5.09(m,1H),4.73-4.56(m,2H),4.26-4.22(m,1H),4.03-3.84(m,2H),2.29-2.26(m,2H)。
LC-MS:保留时间分别为3.078分钟，3.227分钟，3.296分钟，分子离子峰461[M+H]+。
实施例3
1-(2R,4R,5R)-3,3-二氟-4-羟基-5-(羟甲基)四氢呋喃-2-基)-4-(2-氧-4-(吡啶素-3-基)-1,3,2-二氧磷酰-2-基)氨基)嘧啶-2(1H)-酮(化合物18)的合成
(i)3-氧-3-(吡啶-3-基)丙酸甲酯(化合物14)的合成
在氢化钠(6.4克，160毫摩尔，矿物油中60％含量)的甲苯混合物(120毫升)中加入碳酸二甲酯(10.8克，120毫摩尔)的甲苯溶液(40毫升)，然后在N2保护下滴加1-(吡啶-3-基)乙烷酮(5.0克，41.3毫摩尔，13)的甲苯溶液(40毫升)。加完后反应混合物在105℃搅拌12小时。冷却到室温后，反应混合物用200毫升水和20毫升醋酸猝灭。然后用乙酸乙酯萃取四次(100毫升*4)。有机相用无水硫酸钠干燥，过滤浓缩。用制备型反相高效液相色谱(水/乙腈＝10％～90％)纯化得到目标产物(4.5克，60.8％，14)为红色固体。
LC-MS:保留时间为1.15分钟，分子离子峰180[M+H]+。
(ii)1-(吡啶-3-基)丙烷-1,3-二醇(化合物15)的合成
在0℃下，在3-氧-3-甲基(吡啶-3-基)丙酸酯(4.0克，22.3毫摩尔，14)的甲醇(50毫升)溶液中分批加入硼氢化钠(6.80克，178.9毫摩尔)。然后混合物在70℃在N2下搅拌16小时。反应混合物进行浓缩，再用反相制备型高效液相色谱(水/乙腈＝2％～80％)纯化得到目标化合物(3.21克，96％，15)为黄色油状物。
LC-MS:保留时间为0.32分钟，分子离子峰154[M+H]+。
(iii)2-(4-硝基苯氧基)-4-(吡啶-3-基)-1,3,2-二氧磷酰2-氧化物(化合物16)的合成
在10℃下，往1-(吡啶-3-基)丙烷-1,3-二醇(4.3克，28.1毫摩尔，15)和三乙胺(11.35克,112.4毫摩尔)的四氢呋喃(20毫升)溶液中滴加4-硝基苯二氯化磷(14.4克，56.2毫摩尔)的四氢呋喃溶液(80毫升)。加完后反应混合物在75℃在N2下搅拌2小时。待反应混合物冷却到RT后加入三乙胺(11.35克，112.4毫摩尔)，再缓慢加入4-硝基苯酚(15.6克，112.4毫摩尔)的四氢呋喃溶液(50毫升)。混合物在RT下搅拌16小时。反应混合物用水(400毫升)稀释，然后用乙酸乙酯萃取三次(100毫升*3)。有机相用无水硫酸钠干燥，过滤浓缩。剩余物用硅胶柱(石油醚/乙酸乙酯＝3/1至乙酸乙酯)纯化得到目标产物(0.97克，10.4％，16)为黄色油状物。
LC-MS:保留时间为1.36分钟，分子离子峰337[M+H]+。
(iv)1-(2R,4R,5R)-5-((叔丁基二苯基硅基)氧甲基)-3,3-二氟-4-羟基四氢呋喃-2-基)-4-(2-氧-4-(吡啶-3-基)-1,3,2-二氧磷酰-2-基)氨基)嘧啶-2(1H)-酮(化合物17)的合成
室温条件下，在4-氨基-1-(2R,4R,5R)-5-((叔丁基二苯基硅基)氧基)-3,3-二氟-4-羟基四氢呋喃-2-基)嘧啶-2(1H)-酮(400毫克,0.80毫摩尔,10)和碳酸铯(522毫克,1.60毫摩尔)的四氢呋喃的悬浮液(10毫升)中加入2-(4-硝基苯氧基)-4-(吡啶-3-基)-1,3,2-二氧磷酰2-氧化物(269毫克,0.80毫摩尔,16)，加完后反应混合物在30℃搅拌16小时。然后反应用水(20毫升)猝灭，再用乙酸乙酯萃取三次(30毫升*3)。真空浓缩有机相，剩余物用碳18柱纯化(水/乙腈＝2％～70％)得到目标产物(430毫克，77％，17)为白色固体。
LC-MS:保留时间为1.711分钟，分子离子峰699[M+H]+。
(v)1-(2R,4R,5R)-3,3-二氟-4-羟基-5-(羟甲基)四氢呋喃-2-基)-4-(2-氧-4-(吡啶素-3-基)-1,3,2-二氧磷酰-2-基)氨基)嘧啶-2(1H)-酮的合成(化合物18)
0℃下，在1-(2R,4R,5R)-5-((叔丁基二苯基硅基)氧甲基)-3,3-二氟-4-羟基四氢呋喃-2-基)-4-(2-氧-4-(吡啶-3-基)-1,3,2-二氧磷酰-2-基)氨基)嘧啶-2(1H)-酮(430毫克，0.62毫摩尔)的四氢呋喃(4毫升)溶液中逐滴加入四丁基氟化铵(1.24毫升，1.24毫摩尔，1摩尔/升)。加入后，反应混合物在室温下搅拌1小时。反应混合物用C18柱(水/乙腈＝10％至50％)纯化得到化合物18(34毫克，12％)为白色固体。
1H NMR(400MHz,DMSO-d6):δ8.65-8.55(m,2H),7.98-7.93(m,1H),7.83-7.79(m,1H),7.53-7.49(m,1H),6.36-6.31(m,1H),5.94-5.91(m,1H),5.82-5.75(m,1H),5.20-5.07(m,1H),4.76-4.56(m,2H),4.26-4.23(m,1H),4.05-3.81(m,2H),2.40-2.21(m,2H)。
LC-MS:保留时间分别为3.164分钟，3.372分钟，3.521分钟，分子离子峰461[M+H]+。
以类似的方式，制备了下列Ar为芳基的式I化合物：
4-(4-(3-溴苯基)-2-氧-1,3,2-二氧磷酰-2-氨基)-1-(2R,4R,5R)-3,3-二氟-4-羟基-5-(羟甲基)四氢呋喃-2-基)嘧啶-2(1H)-酮；
1-(2R,4R,5R)-3,3-二氟-4-羟基-5-(羟甲基)四氢呋喃-2-基)-4-(4-(3-氟苯基)-2-氧-1,3,2-二氧磷酰胺-2-基)氨基)嘧啶-2(1H)-酮；
1-(2R,4R,5R)-3,3-二氟-4-羟基-5-(羟甲基)四氢呋喃-2-基)-4-(4-(4-甲氧基苯基)-2-氧-1,3,2-二氧磷酰胺-2-基)氨基)嘧啶-2(1H)-酮；
((2R,3R,5R)-5-(4-(4-(3-氯-4-甲氧基苯基)-2-氧化物-1,3,2-二氧磷酰胺-2-氨基)-2-氧嘧啶-1(2H)-基)-4,4-二氟-3-羟基四氢呋喃-2-苯基)甲基特戊酸酯。
实施例4
(2R,3R,5R)-5-(4-(3-氯苯基)-2-氧-1,3,2-二氧磷酰胺-2-氨基)-2-氧嘧啶-1(2H)-基)-4,4-二氟-2-(异丁酰基)-甲基)四氢呋喃-3-基异丁酸酯(化合物19)的合成
室温下，在4-(4-(3-氯苯基)-2-氧-1,3,2-二氧磷酰胺-2-氨基)-1-(2R,4R,5R)-3,3-二氟-4-羟基-5-(羟甲基)四氢呋喃-2-2-(1H)-吡啶-2(1H)-酮(150毫克，0.304毫摩尔，化合物4，通过实施例1制备而得)的二氯甲烷和N,N-二甲基甲酰胺(3毫升/0.3毫升)溶液中，加入三乙基胺(154毫克，1.52毫摩尔)，再慢慢滴加异丁酰氯(324毫克，3.04毫摩尔，SM2)。加完后，反应混合物在RT下搅拌16小时。混合物用水(50毫升)猝灭，再用乙酸乙酯萃取两次(20毫升*2)。浓缩合并的有机相，剩余物用C18(水/乙腈＝10％至60％)纯化得到目标化合物(41毫克，化合物19，21％)为白色固体，化合物19为非对对映异构体的混合物。
1H NMR(400MHz,DMSO-d6):δ8.01-7.98(m,1H),7.54-7.34(m,5H),6.36-6.34(m,1H),5.73-5.64(m,1H),5.19-5.15(m,1H),4.72-4.46(m,5H),2.72-2.57(m,2H),2.36-2.16(m,2H),1.23-1.09(m,12H)。
LC-MS:保留时间为分别为2.976分钟，3.165分钟，3.322分钟，分子离子峰634[M+H]+
用同样方式制备了下面化合物：
((2R,3R,5R)-3-乙酰氧基-5-(4-(3-氯苯基)-2-氧-1,3,2-二氧磷酰-2-基)氨基)-2-氧嘧啶-1(2H)-基)-4,4-二氟四氢呋喃-2-(基)甲基乙酸酯；
(2R,3R,5R)-5-(4-(4-(3-氯苯基)-2-氧化物-1,3,2-二氧磷酰胺-2-氧嘧啶-1(2H)-基)-4,4-二氟-2-((丙酸基)甲基)四氢呋喃-3-基丙酸酯；
(2R,3R,5R)-5-(4-(4-(3-氯苯基)-2-氧化物-1,3,2-二氧磷酰-2-氨基)-2-氧嘧啶-1(2H)-基)-4,4-二氟-2-(2-甲氧基乙酰氧基)甲基)四氢呋喃-3-基-2-甲氧基乙酸酯；
(2R,3R,5R)-5-(4-(4-(3-氯苯基)-2-氧化物-1,3,2-二氧磷酰-2-氨基)-2-氧嘧啶-1(2H)-基)-4,4-二氟-2-((特戊酸基)甲基)四氢呋喃-3-基-特戊酸酯；
(2R,3R,5R)-5-(4-(3-氯苯基)-2-氧-1,3,2-二氧磷酰-2-氨基)-2-氧嘧啶-1(2H)-基)-4,4-二氟-2-(异丙氧基羧基)甲基)四氢呋喃-3-基碳酸异丙酯。
小鼠药物动力学研究
1.实验设计
1.1实验用动物
本实验所用C57BL/6小鼠购自北京维塔利河实验动物技术有限公司，对体重在16～19克范围内的雄性小鼠进行给药试验，动物被安置在适当的居住条件(温度：20～25℃；湿度：40％～70％；光/暗循环：12小时)，并提供食物和水及充分自由。
1.2制剂
1.2.1静脉注射给药
静脉给药的溶液介质为DMSO：30％溶质HS-15：生理盐水＝10：10：80(v/v/v)。试验药品溶于介质并得到澄清溶液，再通过聚四氟乙烯过滤，得到无色透明溶液以供静脉注射使用。
1.2.2口服给药
口服给药的溶液介质为DMSO：30％溶质HS-15：生理盐水＝10：10：80(v/v/v)。试验药品溶于介质并得到澄清溶液。
1.3给药
将动物随机分成若干组，所有动物在给药前一夜(12-15小时)禁食(但提供水)，并在给药后4小时提供食物。至于吉西他滨的静脉注射给药，小鼠用尾静脉注射给药(剂量为15mg/kg)。
对式Ⅰ(即化合物4)肝靶向吉西他滨(dFdC)前体药物在静脉给药(相当于静脉注射剂量为15毫克/千克的吉西他滨)后或口服(PO或即)剂量为80毫克/千克后在雄性C57BL/C小鼠中的药代动力学(PK)(即静脉给药)曲线进行评价。
1.4样品收集，处理及分析
指定动物(n＝3/时间点/化合物)的血样在静脉注射后0.083、0.25、0.5、1、2、4和8小时采集，口服给药后0.25、0.5、1、2、4、8和24小时后收集。将系统血样采集到EDTA-K2处理的含有四氢尿苷(THU，0.5mM)的试管中，以抑制吉西他滨(dFdC)到dFdU的进一步代谢。此外，在静脉注射或口服两小时之后，处死3只试验动物以收集肝组织。血浆通过离心分离并在分析前冷冻。肝脏组织在20％甲醇的5倍体积中进行匀浆处理，匀浆离心收集上清液。用LC/MS/MS分析(仪器：Agilent6470，MS：正离子，AJSESI，MRM检测；HPLC条件：分析柱AgilentZO RBAXDB-C18，5μm，2.1×50mm(柱号：50-241)流量：0.30mL·min-1)测定前药、母体药物(即吉西他滨，又名dFdC)和dFdU(dFdC的主要代谢物)在血浆和组织中的浓度。用WinNonlin软件(Pharsight公司，Mountain View，CA)计算药代动力学参数。
2.结果
如图1所示，根据式I的前药化合物(即化合物4)通过静脉注射给药或口服给药都导致前药在全身循环中显著暴露，提示前药在肠道中被很好地吸收。此外，在循环中检测到吉西他滨(又名dFdC)进一步证明了前药方法是可行的：dFdC在体内从前药得以释放(图1)。
吉西他滨的静脉给药，化合物4的静脉给药和口服给药的半衰期(T1/2)分别为T1/2＝1.1h、2.1h和3.3h，通过半衰期的比较，表明本发明中的前药化合物通过静脉注射给药或口服给药能够增强dFdC的暴露。其他dFdC药物代谢动力学参数(包括吉西他滨按剂量15毫克/千克静脉注射，或化合物4静脉注射给药(剂量相当于15毫克/千克吉西他滨)，或化合物4的口服给药(剂量80毫克/千克))见表1，与吉西他滨相比，化合物4显示了较长的半衰期。
表1.血浆代谢动力学参数：吉西他滨15毫克/千克静脉注射给药，化合物4静脉注射给药(剂量相当于15毫克/千克吉西他滨)，化合物4口服给药(剂量80毫克/千克)
dFdC和dFdU肝脏药物暴露在化合物4静脉注射(剂量相当于15毫克/千克吉西他滨)，化合物4口服给药(80毫克/千克)及吉西他滨(剂量15毫克/千克)静脉注射给药后2h测定，并加以比较。出人意料地，从图2中可以看出，肝脏中没有检测到dFdC，而静脉注射吉西他滨后肝脏中检测到显著的dFdU水平。相比之下，静脉注射和口服给药的化合物4导致在肝脏中有显著水平的dFdC。因此，在化合物4和相当剂量的吉西他滨静脉注射给药之后，化合物4在肝脏中产生了超过1331倍高浓度的dFdC，同样地，化合物4的口服给药中也产生了更高浓度的dFdC。相反地，化合物4给药(静脉注射和口服)中产生的dFdU水平远低于吉西他滨静脉注射所产生的dFdU水平。对于化合物4的静脉注射和口服剂量，化合物4对吉西他滨的总体安全性改善(治疗指数改善)分别大于3500倍和2035倍(表2，显示了化合物4对吉西他滨的治疗指数改善)。
表2.在肝脏中前药对吉西他滨的治疗指数改善
TI＝[dFdC]-改善倍数x[dFdU]-改善倍数
药理学研究
人类临床研究显示，吉西他滨有潜力作为治疗肝细胞癌、胆管癌和胰腺癌的联合疗法的一部分。在Ⅱ期临床的研究中，吉西他滨联合奥沙利铂和厄洛替尼作为治疗肝细胞癌的一线疗法，41％的患者在26周时表现生存能力的改善(Cancer research，2017，6，2042-2051)。在另一项针对中国胰腺转移性腺癌患者的II期临床研究中，吉西他滨加纳布-紫杉醇疗法显示总体应答率为35％，符合当前的预期终点。
为期14天的小鼠安全研究
进行了一项为期14天的小鼠安全性研究，以评估式I化合物(例如，化合物4)在口服灌胃14天后是否对小鼠有不良影响，并确定前药的药物代谢动力学重复性(例如，化合物4)及其代谢产物dFdC以及dFdU。
由北京生命河实验动物技术有限公司提供的雄性(M)和雌性(F)CD-1小鼠(体重18-22g)，随机分为四组，每个性别5只动物。动物用化合物4灌胃给药，为了确定最大耐受剂量和剂量限制毒性，选择了一系列剂量，投药量为5mL/kg，每天给药。
终点包括对临床体征、体重、食物消耗、血液学、临床化学、化合物4及其代谢物的血浆浓度(dFdC、dFdU)、大体病理、器官重量进行评估。
具体实施方式
图1.化合物4口服给药(80mg/kg)，静脉注射给药(剂量相当于15mg/kg的吉西他滨)和吉西他滨(又名dFdC)静脉注射后的血浆暴露。
图2.化合物4和吉西他滨给药后2h肝脏dFdC和dFdU浓度(化合物4静脉注射剂量相当于吉西他滨15mg/kg；口服剂量80mg/kg；和吉西他滨静脉注射剂量15mg/kg)。
发明详述
定义
这里使用的术语将被解释为本领域技术人员而言普通和典型的意义。然而，以下术语给出了如下定义。
术语“烷基”是指支化或未支化、环状或无环、饱和或不饱和(例如烯基或炔基)烃基。这里环状结构，烯烃基团优选C3到C12，更优选C5到C10，更优选C5到C7。这里非环状结构，烷基优选C1到C16，更优选的是C1到C6饱和烷基，如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基和己基。
“芳基”一词是指含有5至14个环原子的芳香族，例如苯基或萘基。
术语“杂芳基”是指芳香基团含有一个、两个、三个或四个，优选一个杂原子的芳基，杂原子独立地选自O、N和S。这种杂芳基的例子包括吡啶基、吡咯基、呋喃基和噻吩基。
芳基和杂芳基可以被取代或未取代。在取代的情况下，一般会有一到三个取代基，优选一个取代基。取代基可包括卤素原子，即F、CI、Br和I原子，和卤代甲基，如CF3和CCl3；含氧基团，如氧、羟基、羧基、羧基C1-6烷基、烷氧基、烷酰基、烷酰基氧基、芳氧基、芳酰基和芳酰基氧基；含氮基团，如氨基、C1-6烷基氨基、氰基、叠氮基和硝基；含硫基团，如硫醇、C1-6烷硫基，砜基和亚砜；如上定义的烷基，它们本身可以被取代；如上定义的芳基，它们本身可以被取代，如苯基和取代苯基。上述烷基和芳基的取代基如上文所定义。
术语“酰基”指的是基团RCO-，通常通过从有机酸基中去除羟基来自于有机酸，其中R代表烷基。酰基的优选实例包括C1-6酰基，如甲酰基、乙酰基、丙酰基、丁酰基(如异丁酰基)。
术语“烷氧基”和“芳氧基”分别指烷基-O-(例如，烷基为C1至C16，优选C1至C6)和芳基-O-(例如，芳基是5至14元芳香单环或双稠合环，其任选地含有1、2、3或4个杂原子，杂原子独立地选自O、S和N，优选芳基是苯基)。
术语“烷氧羰基”是指烷氧基-C(O)-，优选C1-16烷氧羰基，更优选是C1-6烷氧羰基，例如甲基羰基、乙基羰基、丙基羰基和丁基羰基。
术语“烷酰基”和“芳酰基”分别表示烷基-CO-(例如，烷基为C1至C16，优选C1至C6)和芳基-CO-(例如，芳基为5至14元芳香单环或双稠合环，其任选地含有1、2、3或4个杂原子，杂原子独立地选自O、S和N，优选芳基为苯基)。
术语“烷酰基氧基”和“芳酰基氧基”分别表示烷基-CO-O(例如，烷基为C1至C16，优选C1至C6)和芳基-CO-O(例如，芳基是一个5至14元的芳香单环或双稠合环，其任选地含有1、2、3或4个杂原子，杂原子独立地选自O、S和N，优选芳基是苯基)。
术语“杂环”是指含有从O、S和N中独立地选择的1、2、3或4个杂原子的环状基团，可选自吡咯烷基、咪唑烷基、吡唑烷基、噻唑烷基、异噻唑烷基、噁唑烷基、四氢吡咯烷基、二氢吡咯烷基、四氢咪唑烷基、二氢咪唑烷基、四氢吡唑烷基、四氢呋喃烷基，吡喃烷基，吡啶基，吡嗪基，哒嗪基、哌啶基、哌嗪基、吗啉基、萘硫基、苯并呋喃基、异苯并呋喃基、吲哚基、吲哚羟基、异吲哚基、吲唑基、二氢吲哚基、7-氮杂吲哚基、异吲唑基、苯并呲喃基、香豆素、异香豆素、喹啉基、异喹啉基、萘啶基、邻二氮萘基、间二氮萘基、吡啶并吡啶基、氧氮杂萘基、喹诺酮基、苯并吡喃基、苯并二氢吡喃基、异苯并二氢吡喃基、咔啉基。
式Ⅰ的化合物
本发明的一个方面涉及一种由式I表示的化合物，它的立体异构体、药学上可接受的盐、水合物、溶剂合物或其结晶形式。
其中，
Ar独立地选自任选取代的芳基和杂芳基；
R3独立地选自由氢、酰基和烷氧羰基；
R5独立地选自氢、酰基、烷氧羰基和-PO(OAr’)(NH-CR1R2-CO2R4)；
或R3和R5一起形成如下环状磷酸酯基团：
其中，
R1和R2分别独立地选自氢，烷基和烷基芳基，或R1和R2共同形成一个烯烃链从而与它们所连接的碳原子一起形成一个环状体系；
R4选自烷基，芳基和烷基芳基；并且
Ar’是单环芳香环部分或稠合二环芳香环部分，在两者任一中所述环部分是碳环或杂环，并且任选地被取代。
优选地，所述基团Ar’包括取代或未取代的芳基，其中术语“芳基”和所述基团的可能的取代基如本文定义。优选Ar’是取代或未取代的苯基。特别优选的取代基是吸电子基团，如卤素(优选氯或氟)、三卤甲基(优选三氟甲基)、氰基和硝基。例如，Ar可以是苯基、3-氯苯基、3,5-二氯苯基、对三氟甲基苯基、对氰基苯基或对硝基苯基。当Ar’是杂芳基时，优选任选取代的吡啶基。
适当地，Ar’是5到14元的芳香环部分。一个或两个环可以包括1、2、3或4个杂原子，优选1，杂原子选自O、S和N。
优选地，Ar’是碳单环芳香环部分，更优选Ar’是C6单环芳香环部分，即可任选取代的苯基。
一、二、三或四个取代基，它们可能是相同的或不同的，可能存在于Ar’上，这些取代基选自卤素，-F、-CI、-Br或-I；-NO；-NH2；可任选取代的-C1-3烷基；可任选取代的-C1-3烷氧基，优选甲氧基(-OCH3)；可任选取代的-SC1-3烷基；-CN；任选取代的-COC1-3烷基；以及任选取代的-CO2C1-3烷基。任选的取代基是一个或多个，最多六个，优选三个，选自F，CI，Br和I和NO2。在Ar’上的优选取代基包括F、Cl、CF3和NO2。
取代基可以在环部分上的任何位置。当环部分是苯基时，单个取代基优选在2(邻)或4(对)位置。当Ar’是苯基的情况下，4位取代基更优选。
优选的，R4为C1-16伯或仲烷基，C5-7碳环芳基或C1-6烷基C5-11芳基，更佳地，R4是C1-10烷基(优选C1-6烷基)、苯基或C1-3烷基C5-7芳基。更优选R4是未被取代的。
优选地，R4为甲基(-CH3)，乙基(-C2H5)，正丙基或异丙基(-C3H7)，正丁基或异丁基(-C4H9)或苄基(-CH2C6H5)。
适当地，R1和R2分别独立地选自H、C1-6伯、仲或叔烷基、C1-3烷基C5-7芳基，或者，当它们共同与之相连的碳原子形成一个烯烃链，并形成一个C3-8碳环脂肪环。
或者，优选地，R1和R2独立地选自氢、甲基(-CH3)、仲丁基(-CH2-CH-(CH3)2)、苄基(-CH2C6H5)，或与它们所连接的碳原子一起形成C5-6环。
优选地，所述基团Ar包括取代或未取代芳基，其中术语“芳基”和可能的取代基如本文定义。优选地，Ar为取代或未取代苯基。特别优选的取代基是吸电子基团，如卤素(优选氯或氟)、三卤甲基(优选三氟甲基)、氰基和硝基基团。例如，Ar可以是苯基、3-氯苯基、3,5-二氯苯基、对三氟甲基苯基、对氰基苯基或对硝基苯基。当Ar为杂芳基时，优选任选取代的吡啶基，如3-吡啶基或4-吡啶基。
优选地，R3是氢，C1-6烷基，C1-6酰基和C1-6烷氧羰基，更优选为氢或异丁基。
最为优选地，式Ⅰ化合物选自下面：
1-(2R,4R,5R)-3,3-二氟-4-羟基-5-(羟甲基)四氢呋喃-2-基)-4-(2-氧-4-(吡啶-4-基)-1,3,2-二氧磷酰胺-2-基)氨基)嘧啶-2(1H)-酮
1-(2R,4R,5R)-3,3-二氟-4-羟基-5-(羟甲基)四氢呋喃-2-基)-4-(2-氧-4-(吡啶-3-基)-1,3,2-二氧磷酰胺-2-基)氨基)嘧啶-2(1H)-酮
4-((2R,4S)-4-(3-氯苯基)-2-氧-1,3,2-二氧磷酰胺-2-氨基)-1-(2R,4R,5R)-3,3-二氟-4-羟基-5-(羟甲基)四氢呋喃-2-基)嘧啶-2(1H)-酮
4-(2S,4S)-4-(3-氯苯基)-2-氧-1,3,2-二氧磷酰胺-2-氨基)-1-(2R,4R,5R)-3,3-二氟-4-羟基-5-(羟甲基)四氢呋喃-2-基)嘧啶-2(1H)-酮
4-(4-(3-溴苯基)-2-氧-1,3,2-二氧磷酰胺-2-氨基)-1-(2R,4R,5R)-3,3-二氟-4-羟基-5-(羟甲基)四氢呋喃-2-基)嘧啶-2(1H)-酮
1-(2R,4R,5R)-3,3-二氟-4-羟基-5-(羟甲基)四氢呋喃-2-基)-4-(4-(3-氟苯基)-2-氧-1,3,2-二氧磷酰胺-2-基)氨基)嘧啶-2(1H)-酮
1-(2R,4R,5R)-3,3-二氟-4-羟基-5-(羟甲基)四氢呋喃-2-基)-4-(4-(4-甲氧基苯基)-2-氧-1,3,2-二氧磷酰胺-2-基)氨基)嘧啶-2(1H)-酮
((2R,3R,5R)-5-(4-(4-(3-氯-4-甲氧基苯基)-2-氧化物-1,3,2-二氧磷酰胺-2-氨基)-2-氧嘧啶-1(2H)-基)-4,4-二氟-3-羟基四氢呋喃-2-酰基)甲基特戊酸酯
(2R,3R,5R)-5-(4-(4-(3-氯苯基)-2-氧-1,3,2-二氧磷酰胺-2-氧嘧啶-1(2H)-基)-4,4-二氟-2-((异丁基羟甲基)四氢呋喃-3-异丁酸酯
((2R,3R,5R)-3-乙酰氧基-5-(4-(3-氯苯基)-2-氧-1,3,2-二氧磷基-2-基)氨基)-2-氧嘧啶-1(2H)-基)-4,4-二氟四氢呋喃-2-基)甲基乙酸酯
(2R,3R,5R)-5-(4-(4-(3-氯苯基)-2-氧化物-1,3,2-二氧磷酰胺-2-氧嘧啶-1(2H)-基)-4,4-二氟-2-((丙酸基)甲基)四氢呋喃-3-丙酸酯
(2R,3R,5R)-5-(4-(4-(3-氯苯基)-2-氧化物-1,3,2-二氧磷酰-2-氨基)-2-氧嘧啶-1(2H)-基)-4,4-二氟-2-(2-甲氧基乙酰氧基)甲基)四氢呋喃-3-基-2甲氧基乙酸酯
(2R,3R,5R)-5-(4-(4-(3-氯苯基)-2-氧化物-1,3,2-二氧磷酰-2-氨基)-2-氧嘧啶-1(2H)-基)-4,4-二氟-2-((戊酸基)甲基)四氢呋喃-3-基特戊酸酯
(2R,3R,5R)-5-(4-(3-氯苯基)-2-氧-1,3,2-二氧磷酰胺-2-氨基)-2-氧嘧啶-1(2H)-基)-4,4-二氟-2-(异丙酸基)甲基)四氢呋喃-3-基异丙酸酯
本发明化合物的合成
本发明中的化合物可能由本发明描述的流程以及相关的已发表的文献所报道的方法来制备。所有的起始原料和试剂都是众所周知的和/或商业上易得的或用本文描述的方法制备。例如，一种制备吉西他滨(2’,2’-二氟-2’-脱氧胞苷)的工艺在美国专利(US6,555,518)中已发表。应该理解的是，以下过程仅为说明目的而提供，而不限制由权利要求所界定的发明。通常，合成式Ⅰ的化合物包括以下通用步骤：
(1)保护吉西他滨的5’-位置，可以按照本领域公知的方法进行(例如，“有机合成中的保护基”，第三版，Wiley，1999年)。例如，在适当的条件下，使用TBDPSCl可以实现对5‘-OH的选择性保护；
(2)吉西他滨4-氨基前药的制备；
(3)保护基的脱去；和
(4)吉西他滨现有N-前药的修饰。
在方案中的保护和去保护可以在合成的各个阶段按照本领域公知的程序进行(例如，“有机合成中的保护基”，第三版，wiley，1999年)。
下面举例说明了一种制备本发明特定化合物的方法，即4-(4-(3-氯苯基)-2-氧-1,3,2-二氧磷酰胺-2-基)-1-(2R,4R,5R)-3,3-二氟-4-羟基-5-(羟甲基)四氢呋喃-2-基)嘧啶-2(1H)-酮。
(1)保护吉西他滨的5’-位置
在适当的反应条件下，选择性保护核苷的3’,5’-OH基团通常是可以实现的，例如，在合适的碱和反应条件下，用叔丁基二甲基氯硅烷(TBSCl)处理吉西他滨可产生吉西他滨的3’,5’-OTBS衍生物，如下所示：
(2)制备吉西他滨的N-前药
前药可以在合成的不同阶段引入，大多数情况下，这些前药是在合成的后期阶段引入的，因为各种前药的不稳定性所造成的；因为其他方面的考虑前药也可以在合成的早期阶段引入。例如，在合适的碱存在下，如氢化钠等，用对硝基苯酚1,3-丙二醇环磷酸酯(Q)处理3’,5’-TBS保护的吉西他滨产生N-磷酸酯前药衍生物，如下所示。另外，化合物Q的外消旋体也可用于生成以苄基手性中心的非对映异构体混合物3，然后分离出两种非对映异构体。
其他磷酸化试剂和方法也可用于将含磷基团直接连接到吉西他滨本身或适当保护形式的吉西他滨的4-氨基上。
(3)保护基的脱去
一旦所需的N-前体药物基团连接上，分子可以在其他位置进一步修饰，也可以进行脱保护反应以去除保护基团。例如，在合适的反应条件下，用氟化铵处理化合物3可以去除3’,5’-TBS保护基团。
(4)吉西他滨N-前药的修饰。
必要时，也可以在吉西他滨的其他位置进行其他修饰。或者，另一个磷酸酯前体药物基团可以选择性地连接在5’位置上。例如，在适当的反应条件下，在适当的碱存在下，用二氯磷酸苯酯处理化合物X，然后用丙氨酸乙酯处理，得到化合物Y，其中5’-和N4-位置都有磷酸酯前体药物。
在另一个方面，连接3’和5’-OH基团可以生成一个环状结构。例如，在适当的碱存在和反应条件下，用三氯化磷处理化合物X，然后用丙氨酸乙酯处理，生成式Z的化合物，其中R3和R5共同形成环状磷酸酯基团。
关键中间体的制备
各种前体可根据现有文献报告的程序制备。例如，可按照下列程序制备硝基苯基1,3-丙二醇环状磷酸酯(见J.Am.Chem.Soc.,2004,126,5154-5163)：
另外，可以立体选择性地制备丙烷-1,3-二醇，得到手性化合物，再与二氯磷酰对硝基酚酯反应后得到手性化合物Q。
式(V)的其他前体可以用上述类似的方法制备。
本发明中的化合物的所有立体异构体都是以混合物或纯或实质上纯的形式考虑的。本发明中化合物立体中心可以是磷原子和任何碳原子，包括任何R取代基上的碳原子。因此，式I化合物可以是手性纯的单一对映体或非对映体或混合物。制备工艺可利用消旋体、对映体或非对映体作为原料。当对映体或非对映体产品被制备时，它们可以用常规方法得到分离，例如，色谱或分级析晶可以用来分离非对映异构体混合物，而对映异构体的衍生物可以通过色谱法分离。
本发明的一个方面提供了一种合成和分离式I化合物的单一异构体的方法。由于磷是一个立体中心原子，形成一种外消旋取代的1,3-丙烷二醇的前药将产生一种异构体的混合物。在另一方面，使用对映富集R构型的取代的1,3-丙烷二醇产生了对映富集的R顺式和R反式前药，这些化合物可以通过柱层析和/或分级结晶的结合来加以分离。
前药通常在合成的后期阶段引入，而由于其他考虑，一些前药也可以在合成的早期阶段引入。
或者，式I化合物可以通过使用合适的保护基团来阻断3’和5’的羟基功能，然后对N4-氨基进行功能化进而加以制备。典型的保护基团众所周知并很好的加以了总结(参见有机合成中的保护基团，第三版Theodora Greene，PeterWuts(Wiley-Interscience)，1999)。另一方面，式I化合物可以在不使用保护基团的情况下制备。
配方，剂量和用途
本发明的化合物每日总剂量为0.01至2500毫克。在一个方面，范围约为5毫克至500毫克。给药剂量可能分为很多的小剂量以便于方便给药。
本发明的化合物与其他药物联合使用时，每日剂量可能是一次给药或每日剂量的分次给药(例如，BID)使用。本发明的化合物可用于多药方案，也称为组合或“鸡尾酒”疗法，其中，多种药物可以一起施用，可以同时单独施用，也可以在不同的间隔内施用，或者按顺序施用。本发明的化合物可以在一个疗程后由另一个药剂给药；或在一个疗程中与另一个药剂一起给药，作为治疗方案的一部分给药；也可以在治疗方案中由另一个药剂给药之前给药。
为了本发明的目的，这些化合物可以通过各种方法进行给药，包括在含有药用载体、辅剂和赋形剂的制剂中口服、肠胃外、吸入喷雾、局部或直肠内给药。这里使用的肠胃外一词包括皮下，静脉，肌肉内和动脉内注射与各种输液技术。在此使用的动脉内和静脉注射包括通过导管给药。静脉给药一般优选。
药剂学上可接受的盐类包括乙酸盐、己二酸盐、苯磺酸盐、溴酸盐、右旋樟脑磺酸盐、盐酸盐、柠檬酸盐、乙二磺酸盐、丙酸酯十二烷基硫酸盐、延胡索酸盐、葡庚糖酸盐、葡(萄)糖酸盐、葡聚糖酸盐、马尿酸盐、海克酸盐、氢溴酸盐、盐酸盐、碘盐、羟乙基磺酸盐、乳酸盐、乳糖醛酸盐、马来酸盐、甲磺酸盐、甲溴盐、甲基硫酸盐、萘磺酸盐、硝酸盐、油酸盐、棕榈酸盐、磷酸盐、聚半乳糖醛酸盐、硬脂酸盐、琥珀酸盐、硫酸盐、磺基水杨酸盐、丹宁酸盐、酒石酸盐、邻苯二甲酸盐、对甲苯磺酸盐，三乙基碘盐。
含有活性成分的药物组合物可以任何形式适合于预期的给药方法。如用于口服，可制备成片剂、曲剂、锭剂、水溶液或油悬浮液、分散粉末或颗粒、乳剂、硬胶囊或软胶囊、糖浆或酏剂。用于口服的组合物可以根据已知的制造药物组合物的任何方法制备，并且这种组合物可以包含一种或多种制剂，包括甜味剂、调味剂、着色剂和防腐剂，以提供适口制剂。含有有效成分的外加剂中的片剂，具有无毒的药学上可接受的辅料，适用于片剂的制造，是可以接受的。这些辅料可以是惰性稀释剂，如钙或碳酸钠、乳糖、钙或磷酸钠；造粒和崩解剂，如玉米淀粉或海藻酸；粘合剂，如淀粉、明胶或树胶；润滑剂，如硬脂酸镁、硬脂酸或滑石。片剂可以未包衣，也可以通过已知的技术包衣，包括微胶囊，以延缓胃肠道的崩解和吸附，从而在较长的时间内提供持续的作用。例如，可以使用一种延迟药效时间的材料，如单硬脂酸甘油酯或单用甘油酯或与蜡一起合用。
口服制剂也可作为硬明胶胶囊，其中活性成分与惰性固体稀释剂混合，例如磷酸钙或高岭土，或作为软明胶胶囊，其中活性成分与水或油介质混合，如花生油、液体石蜡或橄榄油。
本发明的水悬浮液含有用于制造水悬浮液的辅料的外加剂中的活性物质。这种辅料包括一种悬浮剂，如羧甲基纤维素钠、甲基纤维素、乙基纤维素、羟丙纤维素、羟丙基甲基纤维素、海藻酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、黄芪胶和***树胶，以及分散或润湿剂，如天然存在的磷脂(例如卵磷脂)，一种脂肪酸环氧乙烷的聚合物(例如聚氧乙烯硬脂酸酯)，一种长链脂肪醇的环氧乙烷聚合物(例如七烯氧基乙醇)，环氧乙烷与部分来源于脂肪酸和己糖酐酯的聚合物(如聚氧乙烯山梨醇单油酸)。水悬浮液还可含有一种或多种防腐剂，如乙基或n-正丙基-p-羟基苯甲酸酯，一种或多种着色剂，一种或多种调味剂和一种或多种甜味剂，如蔗糖或糖精。
油悬浮液可以通过将活性成分悬浮在植物油中，如花生油、橄榄油、芝麻油或椰子油中，或在矿物油中，如液体石蜡中来配制。口服悬浮液可能含有增稠剂，如蜂蜡、硬石蜡或乙酰酒精。甜味剂，如上面提到的，和调味剂可以添加，以提供一个适合的口服制剂。这些成分可以通过添加抗氧化剂，如抗坏血酸来保存。
本发明中适用于通过加水制备水悬浮液的分散粉末和颗粒提供了掺合料中的有效成分，包括分散剂或润湿剂、悬浮剂和一种或多种防腐剂。适当的分散剂或润湿剂和悬浮剂如上文所述。其他辅料，例如甜味剂、调味剂和着色剂，也可能存在。
本发明的药物组合物也可以是水乳剂中的油的形式。油相可以是植物油，如橄榄油或花生四烯油，也可以是矿物油，如液体石蜡，或这些油的混合物。合适的乳化剂包括天然存在的树胶，如***树胶和黄芪胶，天然存在的磷脂，如大豆卵磷脂，源自脂肪酸和己糖酸酐的酯类，如山梨糖醇单油酸酯，以及这些酯与环氧乙烷的聚合物，如聚氧乙烯山梨糖醇单油酸酯，乳液还可能含有甜味剂和调味剂。
糖浆和酏剂可以用甜味剂配制，如甘油、山梨醇或蔗糖。此类制剂还可含有缓和剂、防腐剂、调味剂或着色剂。
本发明的药物组合物可以是无菌注射制剂的形式，例如无菌注射水或油质悬浮液。这种悬浮剂可以根据已知的技术，使用上述适当的分散剂或润湿剂和悬浮剂加以配制。无菌注射制剂也可以是无菌注射溶液或悬浮液，在无毒的肠胃外可接受的稀释剂或溶剂中，如1,3-丁二醇中的溶液或作为冻干粉末制备的溶液。可接受的载体和溶剂可以是水、林格溶液和生理盐水溶液。此外，无菌固定油通常可用作溶剂或悬浮介质。为此，任何味道温和的不挥发性油都可以使用，包括合成单甘油或双甘油。此外，油酸等脂肪酸也可用于制备注射剂。
活性成分的量可能与载体相结合以产生单一的剂型，而这将取决于处理的宿主和特定的给药方式。例如，一种用于向人类口服的缓释制剂可能含有20至2000μmol(约10至1000毫克)的活性物质，加上适当和方便的载体材料，其含量可能约占总成分的5％至95％。优选制备药物组合物以提供易于测量给药数量为依据。例如，用于静脉输液的水溶液应含有每毫升溶液中约0.05至50μmol(约0.025至25毫克)的活性成分，以便以约30毫升/小时的速度输注合适的体积。
如上所述，本发明适合口服的制剂可以为不同单元，如胶囊、扁囊剂或片剂，每种胶囊、扁囊剂或片剂，每种均含有预定数量的活性成分；粉末或颗粒；水溶液或水悬浮液或非水悬浮液；或水液乳剂中的油或油液乳剂中的水。活性成分也可以作为药丸、干药糖剂或糊剂使用。
片剂可以通过压缩或成型，可选择与一个或多个辅助成分。可通过在适当的机器中压缩活性成分，如粉末或颗粒，可选择与粘合剂(如聚维酮、明胶、羟丙基甲基纤维素)、润滑剂、惰性稀释剂、防腐剂、崩解剂(如淀粉乙酸钠、交联聚维酮、交联羧甲基纤维素钠)表面活性或分散剂混合而成。模压片可以在适当的机器中成型，这是用惰性液体稀释剂润湿的粉状化合物的混合物。片剂可以选择涂覆或评分，并可配制，以提供缓慢或控制释放的活性成分，例如，羟丙基甲基纤维素，以不同的比例，以提供所需的释放配制。片剂可以选择提供肠溶涂层，以提供释放在部分肠道而不是在胃里。这对式Ⅰ化合物特别有利，由于式Ⅰ化合物容易发生酸水解时。
适合口腔局部给药的配方包括含含有调味剂及活性成分的锭剂，调味剂通常是蔗糖和***树胶或黄芪胶；含惰性碱及活性成分的锭剂，惰性碱如明胶和甘油，或蔗糖和***树胶；含活性成分并在合适的液体载体中的漱口水。
含有适当基质组分并适合直肠给药的配方可以作为栓剂，其中基质组分如可可脂或水杨酸酯。
适合***给药的配方可以是除有效成分外，还含有适当的有效成分，如载体，如卫生棉、奶油、凝胶、浆料、泡沫或喷雾制剂。
适用于肠外给药的制剂包括水相和非水相等渗无菌注射液，其中可能含有抗氧化剂、缓冲液、抑菌剂和溶质，使制剂与预期受体的血液呈等渗状态；水相和非水相无菌悬浮液，其中可能包括悬浮剂和增稠剂。这些制剂可用单位剂量或多剂量密封容器，例如安瓿和小瓶，并储存在冷冻干燥(冻干)条件下，只需在使用前立即添加无菌液体载体，例如注射用水。注射液和悬浮液可由先前描述的无菌粉末、颗粒和片剂制备。
适用于肠外给药的制剂可通过留置泵或通过医院袋连续输注。连续输注包括外部泵输液。输液可通过Hickman或PICC或任何其他适当的方法进行，无论是通过肠胃外或静脉注射。
优选单位剂量制剂是指含有药物的每日剂量或单位、每日次剂量或适当比例的制剂。
然而，可以理解的是，任何特定病人的特定剂量水平将取决于各种因素，包括所使用的特定化合物的活性；接受治疗的个人的年龄、体重、一般健康、性别和饮食；给药时间和途径；***率；以前使用过的其他药物；接受治疗的特定疾病的严重程度。
根据本发明，吉西他滨含磷前药可在体内转化为吉西他滨，可用于治疗各种癌症，包括但不限于T细胞淋巴瘤、软组织肉瘤、胰腺癌、乳腺癌、霍奇金淋巴瘤、非霍奇金淋巴瘤、非小细胞肺癌、卵巢癌、膀胱癌和肝癌(HCC)。在这方面，本发明的前药也可与一种或多种其他治疗癌症的活性药物/方法结合使用，如抗增殖/肿瘤药物、细胞抑制剂、抗入侵药物、生长因子抑制剂、抗血管生成药物、基因治疗方法、免疫治疗方法、细胞毒性药物和靶向治疗(例如PI3KD抑制剂)。
实施例
本发明中使用的化合物及其制备可以通过实施例进一步理解，这些实施例说明了制备这些化合物的过程。然而，这些实施例不应被解释为本发明仅仅局限于这些实施例，现在已知或后来开发的化合物的不同形式都被认为属于以下要求保护的本发明的范围内。除非另有说明，实施例中使用的起始材料和试剂可在商业上获得(如来自Aldrich)，或根据现有文献中描述的已知方法制备而得。
本实施例使用下列缩写
DMAP-二甲基氨基吡啶
DMF-二甲基甲酰胺
DIEA-二异丙基乙胺
TEA-三乙基胺
TBSCl-叔丁基二甲基氯硅烷
EtOAc-乙酸乙酯
THF-四氢呋喃
TBAF-四丁基氟化铵
NMR-核磁共振
LC-MS-液相色谱-质谱联用
TMS-四甲基硅烷
RT-室温
i.v.-静脉注射给药
PO-口服给药
THU-四氢尿苷
PK-药物代谢动力学
MRT 0-t-从时间零到观测时间的平均停留时间
MRT 0-inf-从时间零到无限的平均停留时间
AUC0-t–从时间零到观测时间曲线下面积
AUC0-inf-从时间零到无限时间曲线下面积
TI-治疗指数
常规实验方法
1H NMR是在Bruker Avance III and Bruker Avance Neo采集，机型400MHz，TMS作为内标。
液相色谱-质谱是Agilent LC/MSD 1200系列(柱子：极限XB-C18(50×4.6毫米，5微米)上用四极质谱仪在ES(+)或(-)电离模式下工作；工作温度为30℃；流速为1.5mL/min；检测波长：214nm。
实施例1
4-((2R,4S)-4-(3-氯苯基)-2-氧-1,3,2-二氧磷酰-2-氨基)-1-(2R,4R,5R)-3,3-二氟-4-羟基-5-(羟甲基)四氢呋喃-2-基)嘧啶-2(1H)-酮(化合物4)和4-(2S,4S)-4-(3-氯苯基)-2-氧-1,3,2-二氧磷酰-2-氨基)-1-(2R,4R,5R)-3,3-二氟-4-羟基-5-(羟甲基)四氢呋喃-2-基)嘧啶-2(1H)-酮(化合物4a)的制备
(i)1-(2R,4R,5R)-4-(叔丁基二甲基硅基)-5-(叔丁基二甲基硅基)-3,3-二氟四氢呋喃-2-基)-4-(4S)-4-(3-氯苯基)-2-氧-1,3,2-二氧磷酰-2-氨基)-嘧啶-2(1H)-酮(化合物3)的制备
在0℃条件下，往4-氨基-1((2R,4R,5R)-4-(叔丁基二甲基硅基)氧)-5-(叔丁基二甲基硅基)-甲基)-3,3-二氟四氢呋喃-2-基)嘧啶-2(1H)-酮(化合物2，1.0克，2.04毫摩尔)的四氢呋喃溶液(15mL)中分批加入NaH(122毫克，3.18毫摩尔，矿物油中含量60％)。加入后，在相同温度下搅拌1小时。然后在相同温度下，慢慢滴加(4S)-4-(3-氯苯基)-2-(4-硝基苯氧基)-1,3,2-二氧磷酰-2-氧化物(Q，752mg，2.04m mol；按Journal of MedicinalChemistry,2018年,61卷,4904页方法制备)的四氢呋喃(5毫升)溶液，加完后，反应混合物在0℃下继续搅拌2小时。反应用水(30m L)猝灭，然后用EtOAc(50mL*2)萃取两次。有机层用食盐水(50m L)洗涤，再通过无水硫酸钠干燥，过滤浓缩。用硅胶柱层析纯化(用DCM/CH3OH＝80/1洗脱)，得到所需产物(化合物3,620mg，42％)为黄色固体。
LC-MS：保留时间为1.93分钟，分子离子峰722[M+H]+
(ii)化合物4-((2R,4S)-4-(3-氯苯基)-2-氧-1,3,2-二氧磷酰-2-氨基)-1-(2R,4R,5R)-3,3-二氟-4-羟基-5-(羟甲基)四氢呋喃-2-基)嘧啶-2(1H)-酮(4)和4-(2S,4S)-4-(3-氯苯基)-2-氧-1,3,2-二氧磷酰-2-氨基)-1-(2R,4R,5R)-3,3-二氟-4-羟基-5-(羟甲基)四氢呋喃-2-基)嘧啶-2(1H)-酮(4a)的制备
在1-(2R,4R,5R)-4-(叔丁基二甲基硅基)-5-(叔丁基二甲基硅基)-3,3-二氟四氢呋喃-2-基)-4-(4S)-4-(3-氯苯基)-2-氧-1,3,2-二氧磷酰-2-氨基)-嘧啶-2(1H)-酮(化合物3,620毫克，0.86毫摩尔)甲醇溶液(10毫升)中加入氟化铵(318毫克，8.6毫摩尔)，混合物在25℃下搅拌24小时，混合物用制备型反相液相色谱纯化得到目标产物4(112毫克)和4a(33毫克)，且都为白色固体。
化合物4:1H NMR(400MHz,DMSO-d6):δ11.0(brs,1H),7.91(d,J＝8.8Hz,1H),7.50(s,1H),7.43-7.38(m,3H),6.33-6.27(m,2H),6.12(t,J＝7.6Hz,1H),5.65(d,J＝10.8Hz,1H),5.25(s,1H),4.56-4.50(m,1H),4.40-4.35(m,1H),4.19-4.15(m,1H),3.88-3.84(m,1H),3.78(d,J＝12.4Hz,1H),3.63(d,J＝12.4Hz,1H),2.48-2.31(m,1H),2.08-2.03(m,1H)。
LC-MS:保留时间2.863分钟，分子离子峰494[M+H]+。
化合物4a：1H NMR(400MHz,DMSO-d6):δ11.7(brs,1H),7.89(d,J＝7.6Hz,1H),7.46-7.36(m,4H),6.31(d,J＝5.6Hz,1H),6.24(d,J＝7.6Hz,1H),6.10(t,J＝8.0Hz,1H),5.56(brs,1H),5.24(s,1H),4.48-4.33(m,2H),4.19-4.15(m,1H),3.87-3.84(m,1H),3.77(d,J＝12.0Hz,1H),3.63(d,J＝12.0Hz,1H),2.10-2.00(m,2H)。
LC-MS：保留时间2.954分钟，分子离子峰494[M+H]+。
实施例2
4-氨基-1-(2R,3S,4S,5R)-3,4-二羟基-5-(羟甲基)四氢呋喃-2-基)嘧啶-2(1H)-酮(化合物12)的合成
(i)3-氧-3-(吡啶-4-基)丙酸甲酯(化合物6)的合成
在甲苯(120毫升)中加入NaH(6.6克，165.2毫摩尔，矿物油中含量60％)，然后加入碳酸二甲酯(11.2克，123.9毫摩尔)的甲苯(40毫升)溶液。再在氮气保护下滴加1-(吡啶-4-基)乙烷酮(5.0克，41.3毫摩尔，5)的甲苯(40m L)溶液，反应混合物在105℃下搅拌12小时。冷却到室温后，用200毫升水和20毫升醋酸猝灭反应，并在室温下搅拌20分钟。然后用EtOAc(300毫升*3)萃取混合物，有机层用无水硫酸钠干燥，过滤浓缩。用反相制备型液相色谱(水/乙腈＝10％-90％)纯化残余物得到目标产物(3.89克，53％，6)为棕色固体。
LC-MS:保留时间为1.20分钟，分子离子峰180[M+H]+。
(ii)1-(吡啶-4-基)丙烷-1,3-二醇(化合物7)的合成
在0℃条件下，往3-氧-3-(吡啶-4-基)丙酸甲酯(3.89克，21.7毫摩尔，6)在甲醇(80毫升)中的混合物中分批加入硼氢化钠(6.60克，173.6毫摩尔)，然后将混合物在氮气保护下70℃搅拌16小时。反应混合物进行浓缩，然后用反相制备型液相色谱(水/乙腈＝2％～80％)纯化得到目标化合物(3.21克，96％，7)为黄色固体。
LC-MS:保留时间为0.28分钟，分子离子峰154[M+H]+。
(iii)2-(4-硝基苯氧基)-4-(吡啶-4-基)-1,3,2-二氧磷酰2-氧化物(化合物9)的合成
室温下，在1-(吡啶-4-基)丙烷-1,3-二醇(3.2克,20.92毫摩尔,7)和三乙胺(8.45克,83.66毫摩尔)的四氢呋喃(100毫升)溶液中滴加4-硝基苯二氯化磷(5.89克，23.01毫摩尔，8)的四氢呋喃(60毫升)溶液，然后在75℃搅拌4小时。待冷却到室温后，往反应混合物中依次加入三乙胺(8.45克，83.66毫摩尔)及4-硝基苯酚(11.63克，83.66毫摩尔)的四氢呋喃溶液(80毫升)。反应混合物在室温下搅拌过夜。反应混合物用200毫升乙酸乙酯稀释，然后用0.4摩尔/升的氢氧化钠溶液洗涤4次，每次80毫升，再用食盐水(100毫升/次)洗涤依次3次。有机相用无水硫酸钠干燥，浓缩。剩余物用正相硅胶柱纯化(石油醚/乙酸乙酯＝1/4洗脱)得到目标产物(1.85克，26％，9)为黄色固体。
LC-MS:保留时间为1.36分钟，分子离子峰337[M+H]+。
(iv)1-(2R,4R,5R)-5-((叔丁基二苯基硅基)氧)甲基)-3,3-二氟-4-羟基四氢呋喃-2-基)-4-(2-氧-4-(吡啶-4-基)-1,3,2-二氧磷酰-2-基)氨基)嘧啶-2(1H)-酮(化合物11)的合成
室温下，在4-氨基-1-(2R,4R,5R)-5-((叔丁基二苯基硅基)氧基)-3,3-二氟-4-羟基四氢呋喃-2-基)嘧啶-2(1H)-酮(400毫克，0.80毫摩尔，10)和碳酸铯(522毫克，1.60毫摩尔)的四氢呋喃(10毫升)悬浮液中加入2-(4-硝基苯氧基)-4-(吡啶-4-基)-1,3,2-二氧磷烷2-氧化物(269毫克,0.80毫摩尔,9)，加完后反应混合物在30℃搅拌16小时。然后反应混合物用水(15毫升)猝灭，用乙酸乙酯(15毫升)萃取2次。合并的有机相用盐水(15毫升)洗涤，无水硫酸钠干燥，过滤后浓缩。剩余物用C18柱(水/乙腈＝20％～80％)纯化得到化合物11(450毫克，81％)为白色固体。
LC-MS:保留时间为1.649分钟，分子离子峰699[M+H]+。
(v)1-(2R,4R,5R)-3,3-二氟-4-羟基-5-(羟甲基)四氢呋喃-2-基)-4-(2-氧-4-(吡啶-4-基)-1,3,2-二氧磷酰-2-基)氨基)嘧啶-2(1H)-酮(化合物12)的合成
在0℃下在1-(2R,4R,5R)-5-((叔丁基二苯基硅基)氧)甲基)-3,3-二氟-4-羟基四氢呋喃-2-(2-氧-4-(吡啶-4-基)-1,3,2-二氧磷酰-2-氨基)嘧啶-2(1H)-酮(450毫克，0.64毫摩尔，11)的四氢呋喃溶液中逐滴加入四丁基氟化铵(1.28毫升，1.28毫摩尔，1摩尔/升的四氢呋喃溶液)。加入后，反应混合物在室温下搅拌1小时。反应混合物用C18柱(水/乙腈＝10％至50％)纯化得到化合物12(64毫克，22％)为白色固体。
1H NMR(400MHz,DMSO-d6):δ8.61-8.57(m,2H),7.83-7.79(m,1H),7.55-7.48(m,2H),6.33-6.29(m,1H),5.94-5.91(m,1H),5.81-5.72(m,1H),5.15-5.09(m,1H),4.73-4.56(m,2H),4.26-4.22(m,1H),4.03-3.84(m,2H),2.29-2.26(m,2H)。
LC-MS:保留时间分别为3.078分钟，3.227分钟，3.296分钟，分子离子峰461[M+H]+。
实施例3
1-(2R,4R,5R)-3,3-二氟-4-羟基-5-(羟甲基)四氢呋喃-2-基)-4-(2-氧-4-(吡啶素-3-基)-1,3,2-二氧磷酰-2-基)氨基)嘧啶-2(1H)-酮(化合物18)的合成
(i)3-氧-3-(吡啶-3-基)丙酸甲酯(化合物14)的合成
在氢化钠(6.4克，160毫摩尔，矿物油中60％含量)的甲苯混合物(120毫升)中加入碳酸二甲酯(10.8克，120毫摩尔)的甲苯溶液(40毫升)，然后在N2保护下滴加1-(吡啶-3-基)乙烷酮(5.0克，41.3毫摩尔，13)的甲苯溶液(40毫升)。加完后反应混合物在105℃搅拌12小时。冷却到室温后，反应混合物用200毫升水和20毫升醋酸猝灭。然后用乙酸乙酯萃取四次(100毫升*4)。有机相用无水硫酸钠干燥，过滤浓缩。用制备型反相高效液相色谱(水/乙腈＝10％～90％)纯化得到目标产物(4.5克，60.8％，14)为红色固体。
LC-MS:保留时间为1.15分钟，分子离子峰180[M+H]+。
(ii)1-(吡啶-3-基)丙烷-1,3-二醇(化合物15)的合成
在0℃下，在3-氧-3-甲基(吡啶-3-基)丙酸酯(4.0克，22.3毫摩尔，14)的甲醇(50毫升)溶液中分批加入硼氢化钠(6.80克，178.9毫摩尔)。然后混合物在70℃在N2下搅拌16小时。反应混合物进行浓缩，再用反相制备型高效液相色谱(水/乙腈＝2％～80％)纯化得到目标化合物(3.21克，96％，15)为黄色油状物。
LC-MS:保留时间为0.32分钟，分子离子峰154[M+H]+。
(iii)2-(4-硝基苯氧基)-4-(吡啶-3-基)-1,3,2-二氧磷酰2-氧化物(化合物16)的合成
在10℃下，往1-(吡啶-3-基)丙烷-1,3-二醇(4.3克，28.1毫摩尔，15)和三乙胺(11.35克,112.4毫摩尔)的四氢呋喃(20毫升)溶液中滴加4-硝基苯二氯化磷(14.4克，56.2毫摩尔)的四氢呋喃溶液(80毫升)。加完后反应混合物在75℃在N2下搅拌2小时。待反应混合物冷却到RT后加入三乙胺(11.35克，112.4毫摩尔)，再缓慢加入4-硝基苯酚(15.6克，112.4毫摩尔)的四氢呋喃溶液(50毫升)。混合物在RT下搅拌16小时。反应混合物用水(400毫升)稀释，然后用乙酸乙酯萃取三次(100毫升*3)。有机相用无水硫酸钠干燥，过滤浓缩。剩余物用硅胶柱(石油醚/乙酸乙酯＝3/1至乙酸乙酯)纯化得到目标产物(0.97克，10.4％，16)为黄色油状物。
LC-MS:保留时间为1.36分钟，分子离子峰337[M+H]+。
(iv)1-(2R,4R,5R)-5-((叔丁基二苯基硅基)氧甲基)-3,3-二氟-4-羟基四氢呋喃-2-基)-4-(2-氧-4-(吡啶-3-基)-1,3,2-二氧磷酰-2-基)氨基)嘧啶-2(1H)-酮(化合物17)的合成
室温条件下，在4-氨基-1-(2R,4R,5R)-5-((叔丁基二苯基硅基)氧基)-3,3-二氟-4-羟基四氢呋喃-2-基)嘧啶-2(1H)-酮(400毫克,0.80毫摩尔,10)和碳酸铯(522毫克,1.60毫摩尔)的四氢呋喃的悬浮液(10毫升)中加入2-(4-硝基苯氧基)-4-(吡啶-3-基)-1,3,2-二氧磷酰2-氧化物(269毫克,0.80毫摩尔,16)，加完后反应混合物在30℃搅拌16小时。然后反应用水(20毫升)猝灭，再用乙酸乙酯萃取三次(30毫升*3)。真空浓缩有机相，剩余物用碳18柱纯化(水/乙腈＝2％～70％)得到目标产物(430毫克，77％，17)为白色固体。
LC-MS:保留时间为1.711分钟，分子离子峰699[M+H]+。
(v)1-(2R,4R,5R)-3,3-二氟-4-羟基-5-(羟甲基)四氢呋喃-2-基)-4-(2-氧-4-(吡啶素-3-基)-1,3,2-二氧磷酰-2-基)氨基)嘧啶-2(1H)-酮的合成(化合物18)
0℃下，在1-(2R,4R,5R)-5-((叔丁基二苯基硅基)氧甲基)-3,3-二氟-4-羟基四氢呋喃-2-基)-4-(2-氧-4-(吡啶-3-基)-1,3,2-二氧磷酰-2-基)氨基)嘧啶-2(1H)-酮(430毫克，0.62毫摩尔)的四氢呋喃(4毫升)溶液中逐滴加入四丁基氟化铵(1.24毫升，1.24毫摩尔，1摩尔/升)。加入后，反应混合物在室温下搅拌1小时。反应混合物用C18柱(水/乙腈＝10％至50％)纯化得到化合物18(34毫克，12％)为白色固体。
1H NMR(400MHz,DMSO-d6):δ8.65-8.55(m,2H),7.98-7.93(m,1H),7.83-7.79(m,1H),7.53-7.49(m,1H),6.36-6.31(m,1H),5.94-5.91(m,1H),5.82-5.75(m,1H),5.20-5.07(m,1H),4.76-4.56(m,2H),4.26-4.23(m,1H),4.05-3.81(m,2H),2.40-2.21(m,2H)。
LC-MS:保留时间分别为3.164分钟，3.372分钟，3.521分钟，分子离子峰461[M+H]+。
以类似的方式，制备了下列Ar为芳基的式I化合物：
4-(4-(3-溴苯基)-2-氧-1,3,2-二氧磷酰-2-氨基)-1-(2R,4R,5R)-3,3-二氟-4-羟基-5-(羟甲基)四氢呋喃-2-基)嘧啶-2(1H)-酮；
1-(2R,4R,5R)-3,3-二氟-4-羟基-5-(羟甲基)四氢呋喃-2-基)-4-(4-(3-氟苯基)-2-氧-1,3,2-二氧磷酰胺-2-基)氨基)嘧啶-2(1H)-酮；
1-(2R,4R,5R)-3,3-二氟-4-羟基-5-(羟甲基)四氢呋喃-2-基)-4-(4-(4-甲氧基苯基)-2-氧-1,3,2-二氧磷酰胺-2-基)氨基)嘧啶-2(1H)-酮；
((2R,3R,5R)-5-(4-(4-(3-氯-4-甲氧基苯基)-2-氧化物-1,3,2-二氧磷酰胺-2-氨基)-2-氧嘧啶-1(2H)-基)-4,4-二氟-3-羟基四氢呋喃-2-苯基)甲基特戊酸酯。
实施例4
(2R,3R,5R)-5-(4-(3-氯苯基)-2-氧-1,3,2-二氧磷酰胺-2-氨基)-2-氧嘧啶-1(2H)-基)-4,4-二氟-2-(异丁酰基)-甲基)四氢呋喃-3-基异丁酸酯(化合物19)的合成
室温下，在4-(4-(3-氯苯基)-2-氧-1,3,2-二氧磷酰胺-2-氨基)-1-(2R,4R,5R)-3,3-二氟-4-羟基-5-(羟甲基)四氢呋喃-2-2-(1H)-吡啶-2(1H)-酮(150毫克，0.304毫摩尔，化合物4，通过实施例1制备而得)的二氯甲烷和N,N-二甲基甲酰胺(3毫升/0.3毫升)溶液中，加入三乙基胺(154毫克，1.52毫摩尔)，再慢慢滴加异丁酰氯(324毫克，3.04毫摩尔，SM2)。加完后，反应混合物在RT下搅拌16小时。混合物用水(50毫升)猝灭，再用乙酸乙酯萃取两次(20毫升*2)。浓缩合并的有机相，剩余物用C18(水/乙腈＝10％至60％)纯化得到目标化合物(41毫克，化合物19，21％)为白色固体，化合物19为非对对映异构体的混合物。
1H NMR(400MHz,DMSO-d6):δ8.01-7.98(m,1H),7.54-7.34(m,5H),6.36-6.34(m,1H),5.73-5.64(m,1H),5.19-5.15(m,1H),4.72-4.46(m,5H),2.72-2.57(m,2H),2.36-2.16(m,2H),1.23-1.09(m,12H)。
LC-MS:保留时间为分别为2.976分钟，3.165分钟，3.322分钟，分子离子峰634[M+H]+
用同样方式制备了下面化合物：
((2R,3R,5R)-3-乙酰氧基-5-(4-(3-氯苯基)-2-氧-1,3,2-二氧磷酰-2-基)氨基)-2-氧嘧啶-1(2H)-基)-4,4-二氟四氢呋喃-2-(基)甲基乙酸酯；
(2R,3R,5R)-5-(4-(4-(3-氯苯基)-2-氧化物-1,3,2-二氧磷酰胺-2-氧嘧啶-1(2H)-基)-4,4-二氟-2-((丙酸基)甲基)四氢呋喃-3-基丙酸酯；
(2R,3R,5R)-5-(4-(4-(3-氯苯基)-2-氧化物-1,3,2-二氧磷酰-2-氨基)-2-氧嘧啶-1(2H)-基)-4,4-二氟-2-(2-甲氧基乙酰氧基)甲基)四氢呋喃-3-基-2-甲氧基乙酸酯；
(2R,3R,5R)-5-(4-(4-(3-氯苯基)-2-氧化物-1,3,2-二氧磷酰-2-氨基)-2-氧嘧啶-1(2H)-基)-4,4-二氟-2-((特戊酸基)甲基)四氢呋喃-3-基-特戊酸酯；
(2R,3R,5R)-5-(4-(3-氯苯基)-2-氧-1,3,2-二氧磷酰-2-氨基)-2-氧嘧啶-1(2H)-基)-4,4-二氟-2-(异丙氧基羧基)甲基)四氢呋喃-3-基碳酸异丙酯。
小鼠药物动力学研究
1.实验设计
1.1实验用动物
本实验所用C57BL/6小鼠购自北京维塔利河实验动物技术有限公司，对体重在16～19克范围内的雄性小鼠进行给药试验，动物被安置在适当的居住条件(温度：20～25℃；湿度：40％～70％；光/暗循环：12小时)，并提供食物和水及充分自由。
1.2制剂
1.2.1静脉注射给药
静脉给药的溶液介质为DMSO：30％溶质HS-15：生理盐水＝10：10：80(v/v/v)。试验药品溶于介质并得到澄清溶液，再通过聚四氟乙烯过滤，得到无色透明溶液以供静脉注射使用。
1.2.2口服给药
口服给药的溶液介质为DMSO：30％溶质HS-15：生理盐水＝10：10：80(v/v/v)。试验药品溶于介质并得到澄清溶液。
1.3给药
将动物随机分成若干组，所有动物在给药前一夜(12-15小时)禁食(但提供水)，并在给药后4小时提供食物。至于吉西他滨的静脉注射给药，小鼠用尾静脉注射给药(剂量为15mg/kg)。
对式Ⅰ(即化合物4)肝靶向吉西他滨(dFdC)前体药物在静脉给药(相当于静脉注射剂量为15毫克/千克的吉西他滨)后或口服(PO或即)剂量为80毫克/千克后在雄性C57BL/C小鼠中的药代动力学(PK)(即静脉给药)曲线进行评价。
1.4样品收集，处理及分析
指定动物(n＝3/时间点/化合物)的血样在静脉注射后0.083、0.25、0.5、1、2、4和8小时采集，口服给药后0.25、0.5、1、2、4、8和24小时后收集。将系统血样采集到EDTA-K2处理的含有四氢尿苷(THU，0.5mM)的试管中，以抑制吉西他滨(dFdC)到dFdU的进一步代谢。此外，在静脉注射或口服两小时之后，处死3只试验动物以收集肝组织。血浆通过离心分离并在分析前冷冻。肝脏组织在20％甲醇的5倍体积中进行匀浆处理，匀浆离心收集上清液。用LC/MS/MS分析(仪器：Agilent6470，MS：正离子，AJSESI，MRM检测；HPLC条件：分析柱AgilentZO RBAXDB-C18，5μm，2.1×50mm(柱号：50-241)流量：0.30mL·min-1)测定前药、母体药物(即吉西他滨，又名dFdC)和dFdU(dFdC的主要代谢物)在血浆和组织中的浓度。用WinNonlin软件(Pharsight公司，Mountain View，CA)计算药代动力学参数。
2.结果
如图1所示，根据式I的前药化合物(即化合物4)通过静脉注射给药或口服给药都导致前药在全身循环中显著暴露，提示前药在肠道中被很好地吸收。此外，在循环中检测到吉西他滨(又名dFdC)进一步证明了前药方法是可行的：dFdC在体内从前药得以释放(图1)。
吉西他滨的静脉给药，化合物4的静脉给药和口服给药的半衰期(T1/2)分别为T1/2＝1.1h、2.1h和3.3h，通过半衰期的比较，表明本发明中的前药化合物通过静脉注射给药或口服给药能够增强dFdC的暴露。其他dFdC药物代谢动力学参数(包括吉西他滨按剂量15毫克/千克静脉注射，或化合物4静脉注射给药(剂量相当于15毫克/千克吉西他滨)，或化合物4的口服给药(剂量80毫克/千克))见表1，与吉西他滨相比，化合物4显示了较长的半衰期。
表1.血浆代谢动力学参数：吉西他滨15毫克/千克静脉注射给药，化合物4静脉注射给药(剂量相当于15毫克/千克吉西他滨)，化合物4口服给药(剂量80毫克/千克)
dFdC和dFdU肝脏药物暴露在化合物4静脉注射(剂量相当于15毫克/千克吉西他滨)，化合物4口服给药(80毫克/千克)及吉西他滨(剂量15毫克/千克)静脉注射给药后2h测定，并加以比较。出人意料地，从图2中可以看出，肝脏中没有检测到dFdC，而静脉注射吉西他滨后肝脏中检测到显著的dFdU水平。相比之下，静脉注射和口服给药的化合物4导致在肝脏中有显著水平的dFdC。因此，在化合物4和相当剂量的吉西他滨静脉注射给药之后，化合物4在肝脏中产生了超过1331倍高浓度的dFdC，同样地，化合物4的口服给药中也产生了更高浓度的dFdC。相反地，化合物4给药(静脉注射和口服)中产生的dFdU水平远低于吉西他滨静脉注射所产生的dFdU水平。对于化合物4的静脉注射和口服剂量，化合物4对吉西他滨的总体安全性改善(治疗指数改善)分别大于3500倍和2035倍(表2，显示了化合物4对吉西他滨的治疗指数改善)。
表2.在肝脏中前药对吉西他滨的治疗指数改善
TI＝[dFdC]-改善倍数x[dFdU]-改善倍数
药理学研究
人类临床研究显示，吉西他滨有潜力作为治疗肝细胞癌、胆管癌和胰腺癌的联合疗法的一部分。在Ⅱ期临床的研究中，吉西他滨联合奥沙利铂和厄洛替尼作为治疗肝细胞癌的一线疗法，41％的患者在26周时表现生存能力的改善(Cancer research，2017，6，2042-2051)。在另一项针对中国胰腺转移性腺癌患者的II期临床研究中，吉西他滨加纳布-紫杉醇疗法显示总体应答率为35％，符合当前的预期终点。
为期14天的小鼠安全研究
进行了一项为期14天的小鼠安全性研究，以评估式I化合物(例如，化合物4)在口服灌胃14天后是否对小鼠有不良影响，并确定前药的药物代谢动力学重复性(例如，化合物4)及其代谢产物dFdC以及dFdU。
由北京生命河实验动物技术有限公司提供的雄性(M)和雌性(F)CD-1小鼠(体重18-22g)，随机分为四组，每个性别5只动物。动物用化合物4灌胃给药，为了确定最大耐受剂量和剂量限制毒性，选择了一系列剂量，投药量为5mL/kg，每天给药。
终点包括对临床体征、体重、食物消耗、血液学、临床化学、化合物4及其代谢物的血浆浓度(dFdC、dFdU)、大体病理、器官重量进行评估。
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