糖苷酶抑制剂及其用途
阅读：448发布：2020-08-07
专利汇可以提供糖苷酶抑制剂及其用途专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供了用于选择性抑制糖苷酶的具有提高的渗透性的化合物，该化合物的前药以及包含该化合物或该化合物的前药的药物组合物。本发明还提供了 治疗 与O-GlcNAcase不足或过表达、O-GlcNAc的累积或不足有关的 疾病 和病症的方法。，下面是糖苷酶抑制剂及其用途专利的具体信息内容。
1.通式(I)的化合物或其药学可接受的盐：
其中
X为O或S；
1 2 1 2 1 2 1 2 1
R为OH且R 为H，或R 为H且R 为OH，或R 为F且R 为H，或R 为H且R 为F，或R
2 1 2
为H且R为H，或R 为F且R 为F；
3 4 3 4
R为H且R 为OH，或R 为OH且R 为H；
5
R为H、F或OH；
6
R选自：H、F、C1-8烷基、C2-8烯基、C2-8炔基，除了氢和F外的每个任选地被氟和/或OH以一个至最大数量的取代基形式取代；
7
R选自：H、F、C1-8烷基、C2-8烯基、C2-8炔基、C3-6环烷基、芳基和杂芳基，除了氢和F外的每个任选地被氟和/或OH以一个至最大数量的取代基形式取代；且
8
每一R独立地选自：H、C1-6烷基、C3-6烯基、C3-6炔基和C1-6烷氧基，其中所述C1-6烷基、C3-6烯基、C3-6炔基或C1-6烷氧基任选地被氟、OH或甲基中的一个或多个以一个至最大数量的取代基形式取代，或者
8
两个所述R基团与同它们所连接的氮原子连接在一起形成环，所述环任选独立地被氟、OH或甲基中的一个或多个以一个至最大数量的取代基形式取代；
5 6 7
其中当R为OH时，则R 和R 不为F。
2.如权利要求1所述的化合物，其中所述化合物为表1所述的化合物。
3.如权利要求1所述的化合物，其中所述化合物选自：
(3aS,5R,6S,7R,7aR)-2-(乙基氨基)-5-(羟甲基)-5,6,7,7a-四氢-3aH-噻喃并[3,2-d]噁唑-6,7-二醇；
(3aR,5R,6S,7R,7aR)-2-(乙基氨基)-5-(羟甲基)-5,6,7,7a-四氢-3aH-噻喃并[3,2-d]噻唑-6,7-二醇；
(3aS,5R,6S,7R,7aR)-5-(羟甲基)-2-(甲基氨基)-5,6,7,7a-四氢-3aH-噻喃并[3,2-d]噁唑-6,7-二醇；
(3aS,5R,6S,7R,7aR)-2-(二甲基氨基)-5-(羟甲基)-5,6,7,7a-四氢-3aH-噻喃并[3,2-d]噁唑-6,7-二醇；
(3aS,5R,6S,7R,7aR)-5-(羟甲基)-2-(丙基氨基)-5,6,7,7a-四氢-3aH-噻喃并[3,2-d]噁唑-6,7-二醇；
(3aS,5R,6S,7R,7aR)-5-((S)-1-羟乙基)-2-(甲基氨基)-5,6,7,7a-四氢-3aH-噻喃并[3,2-d]噁唑-6,7-二醇；
(3aS,5S,6S,7R,7aR)-2-(甲基氨基)-5-((S)-2,2,2-三氟-1-羟乙基)-5,6,7,7a-四氢-3aH-噻喃并[3,2-d]噁唑-6,7-二醇；
(3aS,5S,6S,7R,7aR)-5-(氟甲基)-2-(甲基氨基)-5,6,7,7a-四氢-3aH-噻喃并[3,2-d]噁唑-6,7-二醇；
(3aS,5S,6S,7R,7aR)-5-(二氟甲基)-2-(甲基氨基)-5,6,7,7a-四氢-3aH-噻喃并[3,2-d]噁唑-6,7-二醇；
(3aS,5S,6S,7R,7aR)-5-(二氟甲基)-2-(乙基氨基)-5,6,7,7a-四氢-3aH-噻喃并[3,2-d]噁唑-6,7-二醇；
(3aS,5R,6S,7R,7aR)-7-氟-5-((S)-1-羟 乙基)-2-(甲 基氨基)-5,6,7,7a- 四氢-3aH-噻喃并[3,2-d]噁唑-6-醇；
(3aS,5R,6S,7S,7aR)-7-氟-5-((S)-1-羟 乙基)-2-(甲 基氨基)-5,6,7,7a- 四氢-3aH-噻喃并[3,2-d]噁唑-6-醇；
(3aS,5R,6S,7aR)-5-((S)-1-羟乙基)-2-(甲基氨基)-5,6,7,7a-四氢-3aH-噻喃并[3,2-d]噁唑-6-醇；
(3aS,5S,6S,7R,7aR)-7-氟-5-(氟甲基)-2-(甲基氨基)-5,6,7,7a-四氢-3aH-噻喃并[3,2-d]噁唑-6-醇；
(3aS,5S,6S,7R,7aR)-5-(二氟甲基)-7-氟-2-(甲基氨基)-5,6,7,7a-四氢-3aH-噻喃并[3,2-d]噁唑-6-醇；
(3aS,5S,6S,7S,7aR)-5-(二氟甲基)-7-氟-2-(甲基氨基)-5,6,7,7a-四氢-3aH-噻喃并[3,2-d]噁唑-6-醇；
(3aS,5S,6S,7aR)-5-(二氟甲基)-2-(甲基氨基)-5,6,7,7a-四氢-3aH-噻喃并[3,2-d]噁唑-6-醇；
(3aR,5R,6S,7R,7aR)-5-(羟甲基)-2-(甲基氨基)-5,6,7,7a-四氢-3aH-噻喃并[3,2-d]噻唑-6,7-二醇；
(3aR,5R,6S,7R,7aR)-2-(二甲基氨基)-5-(羟甲基)-5,6,7,7a-四氢-3aH-噻喃并[3,2-d]噻唑-6,7-二醇；
(3aR,5R,6S,7R,7aR)-5-(羟甲基)-2-(丙基氨基)-5,6,7,7a-四氢-3aH-噻喃并[3,2-d]噻唑-6,7-二醇；
(3aR,5R,6S,7R,7aR)-5-((S)-1-羟乙基)-2-(甲基氨基)-5,6,7,7a-四氢-3aH-噻喃并[3,2-d]噻唑-6,7-二醇；
(3aR,5S,6S,7R,7aR)-2-(甲基氨基)-5-((S)-2,2,2-三氟-1-羟乙基)-5,6,7,7a-四氢-3aH-噻喃并[3,2-d]噻唑-6,7-二醇；
(3aR,5S,6S,7R,7aR)-5-(氟甲基)-2-(甲基氨基)-5,6,7,7a-四氢-3aH-噻喃并[3,2-d]噻唑-6,7-二醇；
(3aR,5S,6S,7R,7aR)-5-(二氟甲基)-2-(甲基氨基)-5,6,7,7a-四氢-3aH-噻喃并[3,2-d]噻唑-6,7-二醇；
(3aR,5S,6S,7R,7aR)-5-(二氟甲基)-2-(乙基氨基)-5,6,7,7a-四氢-3aH-噻喃并[3,2-d]噻唑-6,7-二醇；
(3aR,5R,6S,7R,7aR)-7-氟-5-((S)-1-羟 乙基)-2-(甲 基氨基)-5,6,7,7a- 四氢-3aH-噻喃并[3,2-d]噻唑-6-醇；
(3aR,5R,6S,7S,7aR)-7-氟-5-((S)-1-羟 乙基)-2-(甲 基氨基)-5,6,7,7a- 四氢-3aH-噻喃并[3,2-d]噻唑-6-醇；
(3aR,5R,6S,7aR)-5-((S)-1-羟乙基)-2-(甲基氨基)-5,6,7,7a-四氢-3aH-噻喃并[3,2-d]噻唑-6-醇；
(3aR,5S,6S,7R,7aR)-7-氟-5-(氟甲基)-2-(甲基氨基)-5,6,7,7a-四氢-3aH-噻喃并[3,2-d]噻唑-6-醇；
(3aR,5S,6S,7R,7aR)-5-(二氟甲基)-7-氟-2-(甲基氨基)-5,6,7,7a-四氢-3aH-噻喃并[3,2-d]噻唑-6-醇；
(3aR,5S,6S,7S,7aR)-5-(二氟甲基)-7-氟-2-(甲基氨基)-5,6,7,7a-四氢-3aH-噻喃并[3,2-d]噻唑-6-醇；
(3aR,5S,6S,7aR)-5-(二氟甲基)-2-(甲基氨基)-5,6,7,7a-四氢-3aH-噻喃并[3,2-d]噻唑-6-醇；
(3aR,5S,6S,7R,7aR)-2-(吖 丁 啶-1-基)-7-氟-5-((S)-2,2,2- 三氟 -1-羟 乙基)-5,6,7,7a-四氢-3aH-噻喃并[3,2-d]噻唑-6-醇；
(3aR,5R,6S,7R,7aR)-2-(烯丙基氨基)-5-(羟甲基)-5,6,7,7a-四氢-3aH-噻喃并[3,2-d]噻唑-6,7-二醇；
(3aR,5R,6S,7R,7aR)-5-(羟 甲 基 )-2-(丙 -2- 炔-1- 基 氨 基 )-5,6,7,7a- 四氢-3aH-噻喃并[3,2-d]噻唑-6,7-二醇；
(3aR,5R,6S,7R,7aR)-5-(羟 甲 基)-2-( 甲 氧 基(甲 基 )氨 基)-5,6,7,7a- 四氢-3aH-噻喃并[3,2-d]噻唑-6,7-二醇；
(3aR,5R,6S,7R,7aR)-5-((S)-环丙基(羟基)甲基)-2-(甲基氨基)-5,6,7,7a-四氢-3aH-噻喃并[3,2-d]噻唑-6,7-二醇；
(3aR,5R,6S,7R,7aR)-5-((S)-羟基(苯基)甲基)-2-(甲基氨基)-5,6,7,7a-四氢-3aH-噻喃并[3,2-d]噻唑-6,7-二醇；
(3aR,5R,6S,7R,7aR)-5-((S)- 羟 基 ( 吡 啶 -3- 基 ) 甲 基 )-2-( 甲 基 氨基)-5,6,7,7a-四氢-3aH-噻喃并[3,2-d]噻唑-6,7-二醇；
或任一前述化合物的药学可接受的盐。
4.如权利要求1所述的化合物，其中所述化合物为前药。
5.如权利要求1至4中任一项所述的化合物，其中所述化合物选择性抑制O-糖蛋白
2-乙酰胺基-2-脱氧-β-D-吡喃葡萄糖苷酶(O-GlcNAcase)。
6.如权利要求1至5中任一项所述的化合物，其中所述化合物选择性结合
O-GlcNAcase。
7.如权利要求1至6中任一项所述的化合物，其中所述化合物选择性抑制2-乙酰胺基-2-脱氧-β-D-吡喃葡萄糖苷(O-GlcNAc)的裂解。
8.如权利要求6所述的化合物，其中所述O-GlcNAcase为哺乳动物O-GlcNAcase。
9.如权利要求1至8中任一项所述的化合物，其中所述化合物基本上不抑制哺乳动物β-氨基己糖苷酶。
10.药物组合物，其包含与药学可接受的载体组合的权利要求1至9中任一项所述的化合物或其药学可接受的盐。
11.选择性抑制有需要的对象中的O-GlcNAcase的方法，所述方法包括向所述对象施用有效量的通式(I)的化合物或其药学可接受的盐：
其中
X为O或S；
1 2 1 2 1 2 1 2 1
R为OH且R 为H，或R 为H且R 为OH，或R 为F且R 为H，或R 为H且R 为F，或R
2 1 2
为H且R为H，或R 为F且R 为F；
3 4 3 4
R为H且R 为OH，或R 为OH且R 为H；
5
R为H、F或OH；
6
R选自：H、F、C1-8烷基、C2-8烯基、C2-8炔基，除了氢和F外的每个任选地被氟和/或OH以一个至最大数量的取代基形式取代；
7
R选自：H、F、C1-8烷基、C2-8烯基、C2-8炔基、C3-6环烷基、芳基和杂芳基，除了氢和F外的每个任选地被氟和/或OH以一个至最大数量的取代基形式取代；且
8
每一R独立地选自：H、C1-6烷基、C3-6烯基、C3-6炔基和C1-6烷氧基，其中所述C1-6烷基、C3-6烯基、C3-6炔基或C1-6烷氧基任选地被氟、OH或甲基中的一个或多个以一个至最大数量的取代基形式取代，或者
8
两个所述R基团与同它们所连接的氮原子连接在一起形成环，所述环任选独立地被氟、OH或甲基中的一个或多个以一个至最大数量的取代基形式取代；
5 6 7
其中当R为OH时，则R 和R 不为F。
12.提升有需要的对象中的O-GlcNAc水平的方法，所述方法包括向所述对象施用有效量的通式(I)的化合物或其药学可接受的盐：
其中
X为O或S；
1 2 1 2 1 2 1 2 1
R为OH且R 为H，或R 为H且R 为OH，或R 为F且R 为H，或R 为H且R 为F，或R
2 1 2
为H且R为H，或R 为F且R 为F；
3 4 3 4
R为H且R 为OH，或R 为OH且R 为H；
5
R为H、F或OH；
6
R选自：H、F、C1-8烷基、C2-8烯基、C2-8炔基，除了氢和F外的每个任选地被氟和/或OH以一个至最大数量的取代基形式取代；
7
R选自：H、F、C1-8烷基、C2-8烯基、C2-8炔基、C3-6环烷基、芳基和杂芳基，除了氢和F外的每个任选地被氟和/或OH以一个至最大数量的取代基形式取代；且
8
每一R独立地选自：H、C1-6烷基、C3-6烯基、C3-6炔基和C1-6烷氧基，其中所述C1-6烷基、C3-6烯基、C3-6炔基或C1-6烷氧基任选地被氟、OH或甲基中的一个或多个以一个至最大数量的取代基形式取代，或者
8
两个所述R基团与同它们所连接的氮原子连接在一起形成环，所述环任选独立地被氟、OH或甲基中的一个或多个以一个至最大数量的取代基形式取代；
5 6 7
其中当R为OH时，则R 和R 不为F。
13.治疗有需要的对象中由O-GlcNAcase调节的疾病状况的方法，所述方法包括向所述对象施用有效量的通式(I)的化合物或其药学可接受的盐：
其中
X为O或S；
1 2 1 2 1 2 1 2 1
R为OH且R 为H，或R 为H且R 为OH，或R 为F且R 为H，或R 为H且R 为F，或R
2 1 2
为H且R为H，或R 为F且R 为F；
3 4 3 4
R为H且R 为OH，或R 为OH且R 为H；
5
R为H、F或OH；
6
R选自：H、F、C1-8烷基、C2-8烯基、C2-8炔基，除了氢和F外的每个任选地被氟和/或OH以一个至最大数量的取代基形式取代；
7
R选自：H、F、C1-8烷基、C2-8烯基、C2-8炔基、C3-6环烷基、芳基和杂芳基，除了氢和F外的每个任选地被氟和/或OH以一个至最大数量的取代基形式取代；且
8
每一R独立地选自：H、C1-6烷基、C3-6烯基、C3-6炔基和C1-6烷氧基，其中所述C1-6烷基、C3-6烯基、C3-6炔基或C1-6烷氧基任选地被氟、OH或甲基中的一个或多个以一个至最大数量的取代基形式取代，或者
8
两个所述R基团与同它们所连接的氮原子连接在一起形成环，所述环任选独立地被氟、OH或甲基中的一个或多个以一个至最大数量的取代基形式取代；
5 6 7
其中当R为OH时，则R 和R 不为F。
14.如权利要求13所述的方法，其中所述疾病状况选自下述的一种或多种：炎性疾病、过敏、哮喘、过敏性鼻炎、过敏性肺疾病、过敏性肺炎、嗜酸性肺炎、迟发型过敏、动脉粥样硬化、间质性肺疾病(ILD)、特发性肺纤维化、与类风湿性关节炎相关的ILD、全身性红斑狼疮、强直性脊柱炎、全身性硬化症、干燥综合征、多发性肌炎或皮肌炎、全身性过敏或过敏反应、药物过敏、昆虫叮咬过敏、自体免疫疾病、类风湿性关节炎、干癣性关节炎、多发性硬化症、格巴二氏综合征、全身性红斑狼疮、重症肌无力、肾小球肾炎、自体免疫性甲状腺炎、移植排斥、同种异体移植排斥、移植物抗宿主疾病、炎性肠病、克罗恩病、溃疡性结肠炎、脊椎关节病、硬皮病、银屑病、T-细胞介导的银屑病、炎性皮肤病、皮肤炎、湿疹、异位性皮肤炎、过敏性接触皮肤炎、荨麻疹、血管炎、坏死性、皮肤性和过敏性血管炎、嗜酸性肌炎、嗜酸性筋膜炎、实体器官移植排斥、心脏移植排斥、肺移植排斥、肝移植排斥、肾移植排斥、胰移植排斥、肾同种异体移植、肺同种异体移植、癫痫、疼痛、纤维肌痛、中风、神经保护作用。
15.治疗有需要的对象中选自神经变性疾病、tau蛋白病、癌症和应激的疾病状况的方法，所述方法包括向所述对象施用有效量的通式(I)的化合物或其药学可接受的盐：
其中
X为O或S；
1 2 1 2 1 2 1 2 1
R为OH且R 为H，或R 为H且R 为OH，或R 为F且R 为H，或R 为H且R 为F，或R
2 1 2
为H且R为H，或R 为F且R 为F；
3 4 3 4
R为H且R 为OH，或R 为OH且R 为H；
5
R为H、F或OH；
6
R选自：H、F、C1-8烷基、C2-8烯基、C2-8炔基，除了氢和F外的每个任选地被氟和/或OH以一个至最大数量的取代基形式取代；
7
R选自：H、F、C1-8烷基、C2-8烯基、C2-8炔基、C3-6环烷基、芳基和杂芳基，除了氢和F外的每个任选地被氟和/或OH以一个至最大数量的取代基形式取代；且
8
每一R独立地选自：H、C1-6烷基、C3-6烯基、C3-6炔基和C1-6烷氧基，其中所述C1-6烷基、C3-6烯基、C3-6炔基或C1-6烷氧基任选地被氟、OH或甲基中的一个或多个以一个至最大数量的取代基形式取代，或者
8
两个所述R基团与同它们所连接的氮原子连接在一起形成环，所述环任选独立地被氟、OH或甲基中的一个或多个以一个至最大数量的取代基形式取代；
5 6 7
其中当R为OH时，则R 和R 不为F。
16.如权利要求15所述的方法，其中所述疾病状况选自下述的一种或多种：阿尔茨海默氏病、肌萎缩性侧索硬化症(ALS)、伴有认知功能障碍的肌萎缩性侧索硬化症(ALSci)、嗜银颗粒性痴呆、布鲁伊特症、皮质基底节变性(CBD)、拳击员痴呆、伴随钙化的弥漫性神经元纤维缠结、唐氏综合征、家族性英国型痴呆、家族性丹麦型痴呆、与染色体17有关的伴随帕金森氏症的额颞叶痴呆(FTDP-17)、葛兹曼-史特劳塞-史萘克症(Gerstmann-Straussler-Scheinker disease)、瓜德罗普帕金森氏症、哈勒沃登-施帕茨症(伴随脑铁堆积1型的神经变性)、多系统萎缩、强直性肌营养不良、尼曼-皮克氏症(C型)、苍白球脑桥黑质变性、关岛复合型帕金森氏症-痴呆症、皮克氏症(PiD)、脑炎后帕金森氏症(PEP)、朊病毒病(包括库贾氏症(CJD)、变异性库贾氏症(vCJD)、致死性家族性失眠症和库鲁病)、进行性超皮质胶质细胞增生、进行性核上性麻痹(PSP)、理查德森氏综合征、亚急性硬化性全脑炎、唯神经缠结性痴呆症、亨廷顿氏症、帕金森氏症、精神分裂症、轻度认知障碍(MCI)、神经病变(包括周围神经病变、自主神经病变、神经炎和糖尿病性神经病变)或青光眼。
17.如权利要求15所述的方法，其中所述应激为心脏病症。
18.如权利要求17所述的方法，其中所述心脏病症选自下述的一种或多种：缺血；出血；低血容积性休克；心肌梗塞；介入性心脏病学程序；心脏搭桥手术；纤维蛋白溶解疗法；
血管成形术；和支架置入。
19.如权利要求11至18任一项所述的方法，其中所述化合物选自表1所述化合物中的一种或多种。
20.如权利要求11至19任一项所述的方法，其中所述施用增加所述对象的O-GlcNAc水平。
21.如权利要求11至20任一项所述的方法，其中所述对象为人类。
22.有效量的通式(I)化合物或其药学可接受的盐的化合物在制备药物中的用途：
其中
X为O或S；
1 2 1 2 1 2 1 2 1
R为OH且R 为H，或R 为H且R 为OH，或R 为F且R 为H，或R 为H且R 为F，或R
2 1 2
为H且R为H，或R 为F且R 为F；
3 4 3 4
R为H且R 为OH，或R 为OH且R 为H；
5
R为H、F或OH；
6
R选自：H、F、C1-8烷基、C2-8烯基、C2-8炔基，除了氢和F外的每个任选地被氟和/或OH以一个至最大数量的取代基形式取代；
7
R选自：H、F、C1-8烷基、C2-8烯基、C2-8炔基、C3-6环烷基、芳基和杂芳基，除了氢和F外的每个任选地被氟和/或OH以一个至最大数量的取代基形式取代；且
8
每一R独立地选自：H、C1-6烷基、C3-6烯基、C3-6炔基和C1-6烷氧基，其中所述C1-6烷基、C3-6烯基、C3-6炔基或C1-6烷氧基任选地被氟、OH或甲基中的一个或多个以一个至最大数量的取代基形式取代，或者
8
两个所述R基团与同它们所连接的氮原子连接在一起形成环，所述环任选独立地被氟、OH或甲基中的一个或多个以一个至最大数量的取代基形式取代；
5 6 7
其中当R为OH时，则R 和R 不为F。
23.如权利要求22所述的用途，其中所述药物用于选择性抑制O-GlcNAcase，用于增加O-GlcNAc的水平，用于治疗由O-GlcNAcase调节的疾病状况，或用于治疗神经变性疾病、tau蛋白病、癌症或应激。
糖苷酶抑制剂及其用途
发明领域
[0001] 本发明涉及抑制糖苷酶的化合物及其用途。
[0002] 发明背景
[0003] 许多不同的细胞蛋白(细胞核和细胞质两者)是通过添加经由O-糖苷键连接的单糖2-乙酰氨基-2-脱氧-β-D-吡喃葡萄糖苷(β-N-乙酰葡糖胺)而进行翻译后修饰1
。此修饰通常被称为O-连接的N-乙酰葡糖胺或O-GlcNAc。负责使β-N-乙酰葡糖胺
(GlcNAc)翻译后连接至许多核质蛋白的特异性丝氨酸和苏氨酸残基的酶为O-GlcNAc转移
2-5 6，
酶(OGT) 。被称为糖蛋白2-乙酰氨基-2-脱氧-β-D-吡喃葡萄糖苷酶(O-GlcNAcase)
7
的第二酶除去该翻译后修饰以释放出蛋白，使得O-GlcNAc-修饰成为在蛋白寿命期间多次
8
发生的动态循环 。
。此修饰通常被称为O-连接的N-乙酰葡糖胺或O-GlcNAc。负责使β-N-乙酰葡糖胺
(GlcNAc)翻译后连接至许多核质蛋白的特异性丝氨酸和苏氨酸残基的酶为O-GlcNAc转移
2-5 6，
酶(OGT) 。被称为糖蛋白2-乙酰氨基-2-脱氧-β-D-吡喃葡萄糖苷酶(O-GlcNAcase)
7
的第二酶除去该翻译后修饰以释放出蛋白，使得O-GlcNAc-修饰成为在蛋白寿命期间多次
8
发生的动态循环 。
[0004] O-GlcNAc-修饰的蛋白调节许多重要的细胞功能，包括例如转录9-12、蛋白酶体降13 14 15-17
解 和细胞信号转导 。在许多结构蛋白上也发现了O-GlcNAc 。例如，其已在许多细胞
18，19 6，20
骨架蛋白上被发现，包括神经丝蛋白 、突触蛋白 、突触蛋白-特异性网格蛋白装配蛋
7 14 21，22
白AP-3和锚定蛋白G 。已在脑中发现丰富的O-GlcNAc修饰 。其还已经在明确涉及
几种疾病(包括阿尔茨海默病(AD)和癌症)的病因学的蛋白上被发现。
解 和细胞信号转导 。在许多结构蛋白上也发现了O-GlcNAc 。例如，其已在许多细胞
18，19 6，20
骨架蛋白上被发现，包括神经丝蛋白 、突触蛋白 、突触蛋白-特异性网格蛋白装配蛋
7 14 21，22
白AP-3和锚定蛋白G 。已在脑中发现丰富的O-GlcNAc修饰 。其还已经在明确涉及
几种疾病(包括阿尔茨海默病(AD)和癌症)的病因学的蛋白上被发现。
[0005] 例如，完全确定的是，AD和许多相关tau蛋白病，包括唐氏综合征、皮克氏症、尼曼-皮克氏C型症和肌萎缩性侧索硬化症(ALS)，部分地以神经原纤维缠结(NFT)的发展为特征。这些NFT为成对螺旋丝样结构(PHF)的聚集体，且由异常形式的细胞骨架蛋白“tau”组成。tau通常稳定微管的关键细胞网络，其为神经元内分配蛋白和营养素所必需的。然而，在AD患者中，tau变得过度磷酸化，扰乱其正常功能，形成PHF且最终聚集形成NFT。在人脑中发现了tau的6种同种型。在AD患者中，tau的所有6种同种型皆在NFT中被发现，23，24
且所有6种皆显著地过度磷酸化 。在健康的脑组织中的tau仅携带2或3个磷酸酯基
25，26
团，而在AD患者脑中发现的tau平均携带8个磷酸酯基团 。在AD患者脑中的NFT水
27-29
平与痴呆症的严重性之间明确的平行性强力地支撑tau功能障碍在AD中的关键作用 。
tau的这种过度磷酸化的确切原因仍然难以捉摸。因此，相当大的努力曾经致力于：a)阐明
30
tau过度磷酸化的分子生理基础 ；及b)鉴别能限制tau过度磷酸化的策略，希望这些策略
31-34
可以停止或甚至逆转阿尔茨海默病的进展 。到目前为止，虽然最近已提出这种过度磷酸
21 21，35，36
化的替代基础 ，一些证据迹象表明，许多激酶的上调可能涉及tau的过度磷酸化 。
且所有6种皆显著地过度磷酸化 。在健康的脑组织中的tau仅携带2或3个磷酸酯基
25，26
团，而在AD患者脑中发现的tau平均携带8个磷酸酯基团 。在AD患者脑中的NFT水
27-29
平与痴呆症的严重性之间明确的平行性强力地支撑tau功能障碍在AD中的关键作用 。
tau的这种过度磷酸化的确切原因仍然难以捉摸。因此，相当大的努力曾经致力于：a)阐明
30
tau过度磷酸化的分子生理基础 ；及b)鉴别能限制tau过度磷酸化的策略，希望这些策略
31-34
可以停止或甚至逆转阿尔茨海默病的进展 。到目前为止，虽然最近已提出这种过度磷酸
21 21，35，36
化的替代基础 ，一些证据迹象表明，许多激酶的上调可能涉及tau的过度磷酸化 。
[0006] 具体地，已经出现了通过tau上的O-GlcNAc水平来调节tau的磷酸酯水平。在tau上存在的O-GlcNAc已经激励了将O-GlcNAc水平与tau磷酸化水平相关联的研究。在该领域的兴趣起源于以下的观察：已经发现O-GlcNAc修饰出现于许多蛋白上已知经历磷酸化37-39
的氨基酸残基处 。与此观察一致的是，已经发现磷酸化水平的提高导致降低的O-GlcNAc
40
水平，而相反地，提高的O-GlcNAc水平与降低的磷酸化水平相关联 。O-GlcNAc与磷酸化
41 4
之间的这种彼此相反的关系已被称为“阴-阳(Yin-Yang)假设”，且已经通过酶OGT与用于从蛋白除去磷酸酯基团的磷酸酶一起形成功能性复合物的发现而得到强力的生化支
42
持 。像磷酸化一样，O-GlcNAc为能够在蛋白寿命期间被除去和重建数次的动态修饰。提
7，43
示性地，已将编码O-GlcNAcase的基因标定成与AD连接的染色体位点 。在人AD脑中过
21
度磷酸化的tau具有明显比健康人脑中所发现的更低的O-GlcNAc水平 。已经表明，来自患有AD的人脑的可溶性tau蛋白的O-GlcNAc水平，明显低于那些来自健康脑部的可溶性
21
tau蛋白的O-GlcNAc水平 。还表明，来自患病脑部的PHF完全毫无任何O-GlcNAc修饰
21
。tau的这种低糖基化的分子基础是未知的，虽然其可能起源于增加的激酶活性和/或参与加工O-GlcNAc的酶之一的功能障碍。在小鼠的PC-12神经细胞和脑组织切片两者中支持该后一观点，使用了非选择性N-乙酰葡萄糖胺酶抑制剂来提高tau O-GlcNAc水平，此时
21
观察到磷酸化水平降低 。这些共同的结果暗示，通过维持AD患者中的健康O-GlcNAc水平(诸如通过抑制O-GlcNAcase的作用)，应该能阻断tau的过度磷酸化和tau过度磷酸化的所有相关效应，包括形成NFT和下游效应。然而，因为β-氨基己糖苷酶恰当发挥功能至关重要，所以用于AD治疗的阻断O-GlcNAcase作用的任何潜在治疗介入，必须避免伴随抑制氨基己糖苷酶A和B。
的氨基酸残基处 。与此观察一致的是，已经发现磷酸化水平的提高导致降低的O-GlcNAc
40
水平，而相反地，提高的O-GlcNAc水平与降低的磷酸化水平相关联 。O-GlcNAc与磷酸化
41 4
之间的这种彼此相反的关系已被称为“阴-阳(Yin-Yang)假设”，且已经通过酶OGT与用于从蛋白除去磷酸酯基团的磷酸酶一起形成功能性复合物的发现而得到强力的生化支
42
持 。像磷酸化一样，O-GlcNAc为能够在蛋白寿命期间被除去和重建数次的动态修饰。提
7，43
示性地，已将编码O-GlcNAcase的基因标定成与AD连接的染色体位点 。在人AD脑中过
21
度磷酸化的tau具有明显比健康人脑中所发现的更低的O-GlcNAc水平 。已经表明，来自患有AD的人脑的可溶性tau蛋白的O-GlcNAc水平，明显低于那些来自健康脑部的可溶性
21
tau蛋白的O-GlcNAc水平 。还表明，来自患病脑部的PHF完全毫无任何O-GlcNAc修饰
21
。tau的这种低糖基化的分子基础是未知的，虽然其可能起源于增加的激酶活性和/或参与加工O-GlcNAc的酶之一的功能障碍。在小鼠的PC-12神经细胞和脑组织切片两者中支持该后一观点，使用了非选择性N-乙酰葡萄糖胺酶抑制剂来提高tau O-GlcNAc水平，此时
21
观察到磷酸化水平降低 。这些共同的结果暗示，通过维持AD患者中的健康O-GlcNAc水平(诸如通过抑制O-GlcNAcase的作用)，应该能阻断tau的过度磷酸化和tau过度磷酸化的所有相关效应，包括形成NFT和下游效应。然而，因为β-氨基己糖苷酶恰当发挥功能至关重要，所以用于AD治疗的阻断O-GlcNAcase作用的任何潜在治疗介入，必须避免伴随抑制氨基己糖苷酶A和B。
[0007] 神经元不储存葡萄糖，因此脑部依赖由血液供给的葡萄糖来维持其基本的代谢功44
能。尤其地，已经表明脑内的葡萄糖摄取及代谢随着变老而降低 。在AD患者的脑内发生
45
显著降低的葡萄糖利用性，且被认为是神经变性的潜在原因 。这种AD脑中的降低的葡萄
46-48 49，50 51，52
糖供给的基础 被认为起源于降低的葡萄糖输送 、受损的胰岛素信号转导 和降低
53
的血流量 中任何一个。
能。尤其地，已经表明脑内的葡萄糖摄取及代谢随着变老而降低 。在AD患者的脑内发生
45
显著降低的葡萄糖利用性，且被认为是神经变性的潜在原因 。这种AD脑中的降低的葡萄
46-48 49，50 51，52
糖供给的基础 被认为起源于降低的葡萄糖输送 、受损的胰岛素信号转导 和降低
53
的血流量 中任何一个。
[0008] 鉴于这种受损的葡萄糖代谢，值得注意的是进入细胞中的所有葡萄糖中2-5％被分流至己糖胺生物合成途径中，从而调节该途径的最终产物(尿苷二磷酸-N-乙酰葡萄54
糖胺(UDP-GlcNAc))的细胞浓度 。UDP-GlcNAc为核质酶O-GlcNAc转移酶(OGT)的底
2-5
物 ，其用于翻译后添加GlcNAc至许多核质蛋白的特异性丝氨酸和苏氨酸残基中。OGT
58，59 55，56 42，57
通过其三角形四肽重复(TPR)结构域 识别许多其底物 及结合伴侣 。如上所
6，7
述，O-GlcNAcase 除去该翻译后修饰以释放出蛋白，使得O-GlcNAc-修饰成为在蛋白寿
8 10，
命期间多次发生的动态循环 。已经在若干蛋白中已知的磷酸化位点上发现了O-GlcNAc
38，39，60 61
，包括tau和神经纤维丝 。另外，OGT表现出不寻常的动力学行为，使其对细胞内
42
UDP-GlcNAc底物浓度极其敏感，并因此对葡萄糖供给极其敏感 。
糖胺(UDP-GlcNAc))的细胞浓度 。UDP-GlcNAc为核质酶O-GlcNAc转移酶(OGT)的底
2-5
物 ，其用于翻译后添加GlcNAc至许多核质蛋白的特异性丝氨酸和苏氨酸残基中。OGT
58，59 55，56 42，57
通过其三角形四肽重复(TPR)结构域 识别许多其底物 及结合伴侣 。如上所
6，7
述，O-GlcNAcase 除去该翻译后修饰以释放出蛋白，使得O-GlcNAc-修饰成为在蛋白寿
8 10，
命期间多次发生的动态循环 。已经在若干蛋白中已知的磷酸化位点上发现了O-GlcNAc
38，39，60 61
，包括tau和神经纤维丝 。另外，OGT表现出不寻常的动力学行为，使其对细胞内
42
UDP-GlcNAc底物浓度极其敏感，并因此对葡萄糖供给极其敏感 。
[0009] 与己糖胺生物合成途径的已知特性、OGT的酶特性及O-GlcNAc与磷酸化之间彼此45
相反的关系一致的是，已经证明脑中降低的葡萄糖利用率造成tau过度磷酸化 。因此，逐渐受损的葡萄糖输送和代谢(不管其原因如何)造成O-GlcNAc降低和tau(及其它蛋白)的过度磷酸化。因此，抑制O-GlcNAcase应当补偿在健康对象以及患有AD或相关神经变性疾病患者的脑内与年龄相关的葡萄糖代谢受损。
相反的关系一致的是，已经证明脑中降低的葡萄糖利用率造成tau过度磷酸化 。因此，逐渐受损的葡萄糖输送和代谢(不管其原因如何)造成O-GlcNAc降低和tau(及其它蛋白)的过度磷酸化。因此，抑制O-GlcNAcase应当补偿在健康对象以及患有AD或相关神经变性疾病患者的脑内与年龄相关的葡萄糖代谢受损。
[0010] 这些结果表明，调节tau O-GlcNAc水平的机制功能失常在形成NFT和相关神经变62
性中可能非常重要。阻断tau过度磷酸化作为治疗上有用的介入的良好支持 来自最近的研究，所述研究表明当携带人类tau的转基因小鼠被激酶抑制剂处理时，它们并未发展成
34 33
典型的运动缺陷 ，而在另一实例中 ，表明不可溶性tau的水平降低。这些研究提供了在这种疾病的小鼠模型中，降低tau磷酸化水平与减轻AD样行为症状之间清晰的关联。事实上，对tau过度磷酸化进行药理调节被广泛认定为治疗AD和其它神经变性病症的有效治疗
63
策略 。
性中可能非常重要。阻断tau过度磷酸化作为治疗上有用的介入的良好支持 来自最近的研究，所述研究表明当携带人类tau的转基因小鼠被激酶抑制剂处理时，它们并未发展成
34 33
典型的运动缺陷 ，而在另一实例中 ，表明不可溶性tau的水平降低。这些研究提供了在这种疾病的小鼠模型中，降低tau磷酸化水平与减轻AD样行为症状之间清晰的关联。事实上，对tau过度磷酸化进行药理调节被广泛认定为治疗AD和其它神经变性病症的有效治疗
63
策略 。
[0011] 限制tau过度磷酸化的小分子O-GlcNAcase抑制剂已被考虑用于治疗AD和有关64
tau蛋白病 。具体地，所述O-GlcNAcase抑制剂thiamet-G已经涉及在培养的PC-12细
64
胞中的病理相关位点上降低tau磷酸化 。此外，向健康Sprague-Dawley大鼠口服施用thiamet-G已经涉及在大鼠皮质和海马体两者中Thr231、Ser396和Ser422上降低tau磷
64
酸化 。
tau蛋白病 。具体地，所述O-GlcNAcase抑制剂thiamet-G已经涉及在培养的PC-12细
64
胞中的病理相关位点上降低tau磷酸化 。此外，向健康Sprague-Dawley大鼠口服施用thiamet-G已经涉及在大鼠皮质和海马体两者中Thr231、Ser396和Ser422上降低tau磷
64
酸化 。
[0012] 还有大量的证据表明，O-GlcNAc蛋白修饰的水平提高提供了对心脏组织中应激反应的致病效应的保护，所述应激包括由局部缺血、出血、低血容量性休克和钙反常所引起的应激。例如，通过施用葡糖胺来活化己糖胺生物合成途径(HBP)，已证明在局部缺血/再灌65-71 72-74 75 65，76
注 、创伤性出血 、低血容量性休克 和钙反常 的动物模型中发挥保护效应。此
65，66，68，71，73，
外，强有力的证据表明，升高水平的蛋白O-GlcNAc修饰介导这些心脏保护效应
76-79
。还存在的证据是，O-GlcNAc修饰在包括帕金森氏症和亨廷顿氏症在内的各种神经变
80
性疾病中发挥作用 。
注 、创伤性出血 、低血容量性休克 和钙反常 的动物模型中发挥保护效应。此
65，66，68，71，73，
外，强有力的证据表明，升高水平的蛋白O-GlcNAc修饰介导这些心脏保护效应
76-79
。还存在的证据是，O-GlcNAc修饰在包括帕金森氏症和亨廷顿氏症在内的各种神经变
80
性疾病中发挥作用 。
[0013] 人类有三种编码裂解糖缀合物的末端β-N-乙酰葡糖胺残基的酶的基因。这些基因中的第一种基因编码O-GlcNAcase。O-GlcNAcase为糖苷水解酶的家族84中的成员，所述家族包括来自从原核生物病原至人的各种有机体的酶(对于糖苷水解酶的家族分类，参见Coutinho，P.M.&Henrissat，B.(1999)Carbohydrate-Active Enzymes server在URL：81，82
http://afmb.cnrs-mrs.fr/CAZY/上 )。O-GlcNAcase用于水解以除去翻译后修饰的蛋
1，6，7，83，84
白上丝氨酸和苏氨酸残基的O-GlcNAc 。与O-GlcNAc存在于许多细胞内蛋白上一致
14，85 16，
的是，该O-GlcNAcase酶看来在几种疾病的病因学中发挥作用，包括II型糖尿病 、AD
21，86 22，87 18，19
和癌症 。虽然有可能在更早之前分离了O-GlcNAcase ，但是在约20年后才理解
6
其用于从蛋白的丝氨酸和苏氨酸残基裂解O-GlcNAc的生化作用 。最近，O-GlcNAcase已
7 20 20
经被克隆 、部分表征 且提议为具有作为组蛋白乙酰转移酶的额外活性 。然而，对于这种酶的催化机制知之甚少。
http://afmb.cnrs-mrs.fr/CAZY/上 )。O-GlcNAcase用于水解以除去翻译后修饰的蛋
1，6，7，83，84
白上丝氨酸和苏氨酸残基的O-GlcNAc 。与O-GlcNAc存在于许多细胞内蛋白上一致
14，85 16，
的是，该O-GlcNAcase酶看来在几种疾病的病因学中发挥作用，包括II型糖尿病 、AD
21，86 22，87 18，19
和癌症 。虽然有可能在更早之前分离了O-GlcNAcase ，但是在约20年后才理解
6
其用于从蛋白的丝氨酸和苏氨酸残基裂解O-GlcNAc的生化作用 。最近，O-GlcNAcase已
7 20 20
经被克隆 、部分表征 且提议为具有作为组蛋白乙酰转移酶的额外活性 。然而，对于这种酶的催化机制知之甚少。
[0014] 其它两种基因(HEXA和HEXB)编码催化从糖缀合物水解裂解末端β-N-乙酰葡糖胺残基的酶。HEXA和HEXB的基因产物主要产生两种二聚物同功酶，分别为氨基己糖苷酶A和氨基己糖苷酶B。氨基己糖苷酶A(αβ)(异源二聚同功酶)是由α-与β-亚基组成的。氨基己糖苷酶B(ββ)(同源二聚同功酶)是由两个β亚基所组成的。α-和β-这两种亚基具有高水平的序列一致性。将这两种酶分类成糖苷水解酶的家族20的成员，且通常位于溶酶体内。这些溶酶体β-氨基己糖苷酶恰当发挥功能对人类发育至关重要，不幸的遗传病(戴萨克斯症(Tay-Sach’s)和山德霍夫氏病)强调了该事实，这两种病分别起源
88
于氨基己糖苷酶A和氨基己糖苷酶B的功能障碍 。这些酶的不足引起糖脂质和糖缀合物累积在溶酶体中，导致神经受损和变形。有机体水平的神经节苷脂累积的有害效应仍未被
89
揭露 。
88
于氨基己糖苷酶A和氨基己糖苷酶B的功能障碍 。这些酶的不足引起糖脂质和糖缀合物累积在溶酶体中，导致神经受损和变形。有机体水平的神经节苷脂累积的有害效应仍未被
89
揭露 。
[0015] 由于这些β-N-乙酰氨基葡糖苷酶的生物学重要性，所以糖苷酶的小分子抑制剂90-93 94
已经受到极大的关注 ，同时作为用于阐明这些酶在生物学方法中及开发潜在的治疗应用中的作用的工具。使用小分子控制糖苷酶功能提供了若干相对于基因敲除研究的优点，包括快速改变剂量或完全撤销治疗的能力。
已经受到极大的关注 ，同时作为用于阐明这些酶在生物学方法中及开发潜在的治疗应用中的作用的工具。使用小分子控制糖苷酶功能提供了若干相对于基因敲除研究的优点，包括快速改变剂量或完全撤销治疗的能力。
[0016] 然而，开发阻断哺乳动物糖苷酶(包括O-GlcNAcase)功能的抑制剂的主要挑战为，在较高等真核细胞的组织中存在大量的功能相关酶。因此，使用非选择性抑制剂研究一种特定酶的细胞和有机体生理作用是复杂的，因为复杂的表型源自这样的功能相关酶的伴随性抑制。对于β-N-乙酰氨基葡糖苷酶，用于阻断O-GlcNAcase功能的许多化合物是非特异性的，并且有效地抑制溶酶体β-氨基己糖苷酶。
[0017] 一些被更好地表征的已用于细胞和组织两者内的O-GlcNAc翻译后修饰研究的β-N-乙酰氨基葡糖苷酶抑制剂为：链脲霉素(STZ)、2’-甲基-α-D-葡糖吡喃并
[2，1-d]-Δ2’-噻唑啉(NAG-噻唑啉)和O-(2-乙酰氨基-2-脱氧-D-吡喃葡糖亚基
14，95-98
(glucopyranosylidene)氨基N-苯基氨基甲酸酯(PUGNAc) 。
[2，1-d]-Δ2’-噻唑啉(NAG-噻唑啉)和O-(2-乙酰氨基-2-脱氧-D-吡喃葡糖亚基
14，95-98
(glucopyranosylidene)氨基N-苯基氨基甲酸酯(PUGNAc) 。
[0018] STZ长期被用作致糖尿病化合物，因为其对β-胰岛细胞具特别有害的效应99。STZ99，100 101
通过烷基化细胞DNA 以及产生包括一氧化氮的基团种类(radical species) 两者而
102
发挥其细胞毒效应。所产生的DNA链断裂促进聚(ADP-核糖)聚合酶(PARP) 的活化作
103，104
用，具有耗损细胞NAD+水平并最终导致细胞死亡的净效应 。而其他研究者已经提出，
95，105
STZ毒性为O-GlcNAcase的不可逆抑制的结果，其在β-胰岛细胞内高度表达 。然而，
106，107
已经由两个独立研究小组对此假设提出疑问 。因为在蛋白上的细胞O-GlcNAc水平是
108
响应许多形式的细胞应激反应而提高的 ，所以有可能STZ通过诱发细胞应激反应而非对O-GlcNAcase的任何特定而直接的作用来导致蛋白上O-GlcNAc-修饰水平的提高。事实上，
109
Hanover和同事们已经表明，STZ是作为差且具有一些选择性的O-GlcNAcase抑制剂 ，尽
110
管已经有其他人提出STZ起不可逆地抑制O-GlcNAcase的作用 ，但是没有该作用模式的
111
明确论证。最近，已经表明STZ并非不可逆地抑制O-GlcNAcase 。
通过烷基化细胞DNA 以及产生包括一氧化氮的基团种类(radical species) 两者而
102
发挥其细胞毒效应。所产生的DNA链断裂促进聚(ADP-核糖)聚合酶(PARP) 的活化作
103，104
用，具有耗损细胞NAD+水平并最终导致细胞死亡的净效应 。而其他研究者已经提出，
95，105
STZ毒性为O-GlcNAcase的不可逆抑制的结果，其在β-胰岛细胞内高度表达 。然而，
106，107
已经由两个独立研究小组对此假设提出疑问 。因为在蛋白上的细胞O-GlcNAc水平是
108
响应许多形式的细胞应激反应而提高的 ，所以有可能STZ通过诱发细胞应激反应而非对O-GlcNAcase的任何特定而直接的作用来导致蛋白上O-GlcNAc-修饰水平的提高。事实上，
109
Hanover和同事们已经表明，STZ是作为差且具有一些选择性的O-GlcNAcase抑制剂 ，尽
110
管已经有其他人提出STZ起不可逆地抑制O-GlcNAcase的作用 ，但是没有该作用模式的
111
明确论证。最近，已经表明STZ并非不可逆地抑制O-GlcNAcase 。
[0019] 已经发现NAG-噻唑啉为家族20氨基己糖苷酶的有效抑制剂93，112，并且最近发现111
为家族84O-GlcNAcases的有效抑制剂 。虽然有效，但是在复杂的生物环境中使用NAG-噻唑啉的缺点在于其缺乏选择性且因此扰乱多个细胞过程。
为家族84O-GlcNAcases的有效抑制剂 。虽然有效，但是在复杂的生物环境中使用NAG-噻唑啉的缺点在于其缺乏选择性且因此扰乱多个细胞过程。
[0020] PUGNAc为遭遇缺乏选择性的相同问题的另一化合物，但仍享有作为人类6，113 114
O-GlcNAcase 和家族20人类β-氨基己糖苷酶 两者的抑制剂的用途。发现由Vasella和同事们开发的这种分子为来自白刀豆(Canavalia ensiformis)、鲁氏毛霉(Mucor rouxii)的β-N-乙酰氨基葡糖苷酶和来自牛肾的β-氨基己糖苷酶的有效竞争性抑制剂
91
。已经证明，在创伤性出血的大鼠模型中施用PUGNAc降低了促炎性细胞因子TNF-α和
115
IL-6的循环水平 。还已经表明，在淋巴细胞活化的基于细胞的模型中施用PUGNAc降低
116
了细胞因子IL-2的产生 。后续的研究已经表明，能够将PUGNAc用于动物模型中以减小
117
在左冠状动脉阻塞之后的心肌梗塞大小 。具特殊意义的事实是，通过在创伤性出血的大
115，
鼠模型中施用PUGNAc(O-GlcNAcase的抑制剂)而提升O-GlcNAc水平，改善了心脏功能
118
。此外，与未治疗的细胞相比，通过在使用新生大鼠心室肌细胞的局部缺血/再灌注伤害的细胞模型中用PUGNAc进行治疗而提升O-GlcNAc水平，改善了细胞生存力且减少了坏死
119
及细胞凋亡 。
O-GlcNAcase 和家族20人类β-氨基己糖苷酶 两者的抑制剂的用途。发现由Vasella和同事们开发的这种分子为来自白刀豆(Canavalia ensiformis)、鲁氏毛霉(Mucor rouxii)的β-N-乙酰氨基葡糖苷酶和来自牛肾的β-氨基己糖苷酶的有效竞争性抑制剂
91
。已经证明，在创伤性出血的大鼠模型中施用PUGNAc降低了促炎性细胞因子TNF-α和
115
IL-6的循环水平 。还已经表明，在淋巴细胞活化的基于细胞的模型中施用PUGNAc降低
116
了细胞因子IL-2的产生 。后续的研究已经表明，能够将PUGNAc用于动物模型中以减小
117
在左冠状动脉阻塞之后的心肌梗塞大小 。具特殊意义的事实是，通过在创伤性出血的大
115，
鼠模型中施用PUGNAc(O-GlcNAcase的抑制剂)而提升O-GlcNAc水平，改善了心脏功能
118
。此外，与未治疗的细胞相比，通过在使用新生大鼠心室肌细胞的局部缺血/再灌注伤害的细胞模型中用PUGNAc进行治疗而提升O-GlcNAc水平，改善了细胞生存力且减少了坏死
119
及细胞凋亡 。
[0021] 最近，已经提出选择性O-GlcNAcase抑制剂NButGT在局部缺血/再灌注和细胞应120
激(包括氧化应激)的基于细胞的模型中表现出保护活性 。该研究提示使用O-GlcNAcase抑制剂提升蛋白O-GlcNAc水平，由此预防心脏组织中应激的病原效应。
激(包括氧化应激)的基于细胞的模型中表现出保护活性 。该研究提示使用O-GlcNAcase抑制剂提升蛋白O-GlcNAc水平，由此预防心脏组织中应激的病原效应。
[0022] 在2006年9月8日以WO 2006/092049公开的于2006年3月1日提交的国际专利申请PCT/CA2006/000300、在2008年3月6日以WO 2008/025170公开的于2007年8月
31日提交的国际专利申请PCT/CA2007/001554、在2010年2月4日以WO 2010/012106公开的于2009年7月31日提交的国际专利申请PCT/CA2009/001087、在2010年2月4日
以WO 2010/012107公开的于2009年7月31日提交的国际专利申请PCT/CA2009/001088、在2010年4月8日以WO 2010/037207公开的于2009年9月16日提交的国际专利申请
PCT/CA2009/001302、在2011年11月17日以WO 2011/140640公开的于2011年5月10日
提交的国际专利申请PCT/CA2011/000548、在2012年5月18日以WO 2012/061927公开的于2011年11月8日提交的国际专利申请PCT/CA/2011/001241、在2012年5月18日以WO
2012/064680公开的于2011年11月8日提交的国际专利申请PCT/US2011/059668，以及在2012年6月28日以WO 2012/083435公开的于2011年12月21日提交的国际专利申请
PCT/CA2011/001397描述了O-GlcNAcase的选择性抑制剂。
31日提交的国际专利申请PCT/CA2007/001554、在2010年2月4日以WO 2010/012106公开的于2009年7月31日提交的国际专利申请PCT/CA2009/001087、在2010年2月4日
以WO 2010/012107公开的于2009年7月31日提交的国际专利申请PCT/CA2009/001088、在2010年4月8日以WO 2010/037207公开的于2009年9月16日提交的国际专利申请
PCT/CA2009/001302、在2011年11月17日以WO 2011/140640公开的于2011年5月10日
提交的国际专利申请PCT/CA2011/000548、在2012年5月18日以WO 2012/061927公开的于2011年11月8日提交的国际专利申请PCT/CA/2011/001241、在2012年5月18日以WO
2012/064680公开的于2011年11月8日提交的国际专利申请PCT/US2011/059668，以及在2012年6月28日以WO 2012/083435公开的于2011年12月21日提交的国际专利申请
PCT/CA2011/001397描述了O-GlcNAcase的选择性抑制剂。
[0023] 发明概述
[0024] 本发明部分地提供了抑制糖苷酶的化合物、该化合物的前药、该化合物和该前药的用途、包含该化合物或该化合物前药的药物组合物，以及治疗与O-GlcNAcase不足或过表达和/或O-GlcNAc累积或不足有关的疾病和病症的方法。
[0025] 在一方面中，本发明提供了通式(I)的化合物或其药学可接受的盐：
[0026]
[0027] 其中X可以为O或S；R1可以为OH且R2可以为H，或R1可以为H且R2可以为OH，1 2 1 2 1 2
或R可以为F且R 可以为H，或R 可以为H且R 可以为F，或R 可以H且R 可以为H，或
1 2 3 4 3 4 5
R可以为F且R 可以为F；R 可为H且R 可为OH，或R 可为OH且R 可为H；R 可为H、F或
6
OH；R可选自：H、F、C1-8烷基、C2-8烯基、C2-8炔基，除了氢和F外的每个任选地被氟和/或OH
7
以一个至最大数量的取代基形式取代；R可选自：H、F、C1-8烷基、C2-8烯基、C2-8炔基、C3-6环烷基、芳基和杂芳基，除了氢和F外的每个任选地被氟和/或OH以一个至最大数量的取代
8
基形式取代；且每一R可独立地选自：H、C1-6烷基、C3-6烯基、C3-6炔基和C1-6烷氧基，其中所述C1-6烷基、C3-6烯基、C3-6炔基或C1-6烷氧基任选地被氟、OH或甲基中的一个或多个以一个
8
至最大数量的取代基形式取代，或者两个所述R基团与它们所连接的氮原子连接在一起形成环，所述环任选独立地被氟、OH或甲基中的一个或多个以一个至最大数量的取代基形式
5 6 7
取代；其中当R为OH时，则R 和R 不为F。
或R可以为F且R 可以为H，或R 可以为H且R 可以为F，或R 可以H且R 可以为H，或
1 2 3 4 3 4 5
R可以为F且R 可以为F；R 可为H且R 可为OH，或R 可为OH且R 可为H；R 可为H、F或
6
OH；R可选自：H、F、C1-8烷基、C2-8烯基、C2-8炔基，除了氢和F外的每个任选地被氟和/或OH
7
以一个至最大数量的取代基形式取代；R可选自：H、F、C1-8烷基、C2-8烯基、C2-8炔基、C3-6环烷基、芳基和杂芳基，除了氢和F外的每个任选地被氟和/或OH以一个至最大数量的取代
8
基形式取代；且每一R可独立地选自：H、C1-6烷基、C3-6烯基、C3-6炔基和C1-6烷氧基，其中所述C1-6烷基、C3-6烯基、C3-6炔基或C1-6烷氧基任选地被氟、OH或甲基中的一个或多个以一个
8
至最大数量的取代基形式取代，或者两个所述R基团与它们所连接的氮原子连接在一起形成环，所述环任选独立地被氟、OH或甲基中的一个或多个以一个至最大数量的取代基形式
5 6 7
取代；其中当R为OH时，则R 和R 不为F。
[0028] 在备选的实施方案中，本发明提供了通式(Ia)的化合物或其药学可接受的盐：
[0029]1 2 1 2 1
[0030] 其中R可以为OH且R 可以为H，或R 可以为H且R 可以为OH，或R 可以为F且2 1 2 1 2 1 2
R可以为H，或R 可以为H且R 可以为F，或R 可以H且R 可以为H，或R 可以为F且R
3 4 3 4 5 6
可以为F；R可为H且R 可为OH，或R 可为OH且R 可为H；R 可为H、F或OH；R 可选自：
H、F、C1-8烷基、C2-8烯基、C2-8炔基，除了氢和F外的每个任选地被氟和/或OH以一个至最大
7
数量的取代基形式取代；R可选自：H、F、C1-8烷基、C2-8烯基、C2-8炔基、C3-6环烷基、芳基和杂芳基，除了氢和F外的每个任选地被氟和/或OH以一个至最大数量的取代基形式取代；
8
且每一R可独立地选自：H、C1-6烷基、C3-6烯基、C3-6炔基和C1-6烷氧基，其中所述C1-6烷基、C3-6烯基、C3-6炔基或C1-6烷氧基任选地被氟、OH或甲基中的一个或多个以一个至最大数量
8
的取代基形式取代，或者两个所述R基团与它们所连接的氮原子连接在一起形成环，所述环任选独立地被氟、OH或甲基中的一个或多个以一个至最大数量的取代基形式取代；其中
5 6 7
当R为OH时，则R 和R 不为F。
R可以为H，或R 可以为H且R 可以为F，或R 可以H且R 可以为H，或R 可以为F且R
3 4 3 4 5 6
可以为F；R可为H且R 可为OH，或R 可为OH且R 可为H；R 可为H、F或OH；R 可选自：
H、F、C1-8烷基、C2-8烯基、C2-8炔基，除了氢和F外的每个任选地被氟和/或OH以一个至最大
7
数量的取代基形式取代；R可选自：H、F、C1-8烷基、C2-8烯基、C2-8炔基、C3-6环烷基、芳基和杂芳基，除了氢和F外的每个任选地被氟和/或OH以一个至最大数量的取代基形式取代；
8
且每一R可独立地选自：H、C1-6烷基、C3-6烯基、C3-6炔基和C1-6烷氧基，其中所述C1-6烷基、C3-6烯基、C3-6炔基或C1-6烷氧基任选地被氟、OH或甲基中的一个或多个以一个至最大数量
8
的取代基形式取代，或者两个所述R基团与它们所连接的氮原子连接在一起形成环，所述环任选独立地被氟、OH或甲基中的一个或多个以一个至最大数量的取代基形式取代；其中
5 6 7
当R为OH时，则R 和R 不为F。
[0031] 在备选的实施方案中，本发明提供了通式(Ib)的化合物或其药学可接受的盐：
[0032]
[0033] 其中R1可以为OH且R2可以为H，或R1可以为H且R2可以为OH，或R1可以为F且2 1 2 1 2 1 2
R可以为H，或R 可以为H且R 可以为F，或R 可以H且R 可以为H，或R 可以为F且R
3 4 3 4 5 6
可以为F；R可为H且R 可为OH，或R 可为OH且R 可为H；R 可为H、F或OH；R 可选自：
H、F、C1-8烷基、C2-8烯基、C2-8炔基，除了氢和F外的每个任选地被氟和/或OH以一个至最大
7
数量的取代基形式取代；R可选自：H、F、C1-8烷基、C2-8烯基、C2-8炔基、C3-6环烷基、芳基和杂芳基，除了氢和F外的每个任选地被氟和/或OH以一个至最大数量的取代基形式取代；
8
且每一R可独立地选自：H、C1-6烷基、C3-6烯基、C3-6炔基和C1-6烷氧基，其中所述C1-6烷基、C3-6烯基、C3-6炔基或C1-6烷氧基任选地被氟、OH或甲基中的一个或多个以一个至最大数量
8
的取代基形式取代，或者两个所述R基团与它们所连接的氮原子连接在一起形成环，所述环任选独立地被氟、OH或甲基中的一个或多个以一个至最大数量的取代基形式取代；其中
5 6 7
当R为OH时，则R 和R 不为F。
R可以为H，或R 可以为H且R 可以为F，或R 可以H且R 可以为H，或R 可以为F且R
3 4 3 4 5 6
可以为F；R可为H且R 可为OH，或R 可为OH且R 可为H；R 可为H、F或OH；R 可选自：
H、F、C1-8烷基、C2-8烯基、C2-8炔基，除了氢和F外的每个任选地被氟和/或OH以一个至最大
7
数量的取代基形式取代；R可选自：H、F、C1-8烷基、C2-8烯基、C2-8炔基、C3-6环烷基、芳基和杂芳基，除了氢和F外的每个任选地被氟和/或OH以一个至最大数量的取代基形式取代；
8
且每一R可独立地选自：H、C1-6烷基、C3-6烯基、C3-6炔基和C1-6烷氧基，其中所述C1-6烷基、C3-6烯基、C3-6炔基或C1-6烷氧基任选地被氟、OH或甲基中的一个或多个以一个至最大数量
8
的取代基形式取代，或者两个所述R基团与它们所连接的氮原子连接在一起形成环，所述环任选独立地被氟、OH或甲基中的一个或多个以一个至最大数量的取代基形式取代；其中
5 6 7
当R为OH时，则R 和R 不为F。
[0034] 在备选的实施方案中，本发明提供了通式(Ic)的化合物或其药学可接受的盐：
[0035]
[0036] 其中X可以为O或S；R3可为H且R4为OH，或R3可为OH且R4为H；R5可为H、F或6
OH；R可选自：H、F、C1-8烷基、C2-8烯基、C2-8炔基，除了氢和F外的每个任选地被氟和/或OH
7
以一个至最大数量的取代基形式取代；R可选自：H、F、C1-8烷基、C2-8烯基、C2-8炔基、C3-6环烷基、芳基和杂芳基，除了氢和F外的每个任选地被氟和/或OH以一个至最大数量的取代
8
基形式取代；且每一R可独立地选自：H、C1-6烷基、C3-6烯基、C3-6炔基和C1-6烷氧基，其中所述C1-6烷基、C3-6烯基、C3-6炔基或C1-6烷氧基任选地被氟、OH或甲基中的一个或多个以一个
8
至最大数量的取代基形式取代，或者两个所述R基团与它们所连接的氮原子连接在一起形成环，所述环任选独立地被氟、OH或甲基中的一个或多个以一个至最大数量的取代基形式
5 6 7
取代；其中当R为OH时，则R 和R 不为F。
OH；R可选自：H、F、C1-8烷基、C2-8烯基、C2-8炔基，除了氢和F外的每个任选地被氟和/或OH
7
以一个至最大数量的取代基形式取代；R可选自：H、F、C1-8烷基、C2-8烯基、C2-8炔基、C3-6环烷基、芳基和杂芳基，除了氢和F外的每个任选地被氟和/或OH以一个至最大数量的取代
8
基形式取代；且每一R可独立地选自：H、C1-6烷基、C3-6烯基、C3-6炔基和C1-6烷氧基，其中所述C1-6烷基、C3-6烯基、C3-6炔基或C1-6烷氧基任选地被氟、OH或甲基中的一个或多个以一个
8
至最大数量的取代基形式取代，或者两个所述R基团与它们所连接的氮原子连接在一起形成环，所述环任选独立地被氟、OH或甲基中的一个或多个以一个至最大数量的取代基形式
5 6 7
取代；其中当R为OH时，则R 和R 不为F。
[0037] 在备选的实施方案中，本发明提供了通式(Id)的化合物或其药学可接受的盐：
[0038]
[0039] 其中X可以为O或S；R3可为H且R4可为OH，或R3可为OH且R4可为H；R5可为H、6
F或OH；R可选自：H、F、C1-8烷基、C2-8烯基、C2-8炔基，除了氢和F外的每个任选地被氟和/
7
或OH以一个至最大数量的取代基形式取代；R可选自：H、F、C1-8烷基、C2-8烯基、C2-8炔基、C3-6环烷基、芳基和杂芳基，除了氢和F外的每个任选地被氟和/或OH以一个至最大数量的
8
取代基形式取代；且每一R可独立地选自：H、C1-6烷基、C3-6烯基、C3-6炔基和C1-6烷氧基，其中所述C1-6烷基、C3-6烯基、C3-6炔基或C1-6烷氧基任选地被氟、OH或甲基中的一个或多个以
8
一个至最大数量的取代基形式取代，或者两个所述R基团与同它们所连接的氮原子连接在一起形成环，所述环任选独立地被氟、OH或甲基中的一个或多个以一个至最大数量的取代
5 6 7
基形式取代；其中当R为OH时，则R 和R 不为F。
F或OH；R可选自：H、F、C1-8烷基、C2-8烯基、C2-8炔基，除了氢和F外的每个任选地被氟和/
7
或OH以一个至最大数量的取代基形式取代；R可选自：H、F、C1-8烷基、C2-8烯基、C2-8炔基、C3-6环烷基、芳基和杂芳基，除了氢和F外的每个任选地被氟和/或OH以一个至最大数量的
8
取代基形式取代；且每一R可独立地选自：H、C1-6烷基、C3-6烯基、C3-6炔基和C1-6烷氧基，其中所述C1-6烷基、C3-6烯基、C3-6炔基或C1-6烷氧基任选地被氟、OH或甲基中的一个或多个以
8
一个至最大数量的取代基形式取代，或者两个所述R基团与同它们所连接的氮原子连接在一起形成环，所述环任选独立地被氟、OH或甲基中的一个或多个以一个至最大数量的取代
5 6 7
基形式取代；其中当R为OH时，则R 和R 不为F。
[0040] 在备选的实施方案中，本发明提供了通式(Ie)的化合物或其药学可接受的盐：
[0041]
[0042] 其中X可以为O或S；R3可为H且R4可为OH，或R3可为OH且R4可为H；R5可为H、6
F或OH；R可选自：H、F、C1-8烷基、C2-8烯基、C2-8炔基，除了氢和F外的每个任选地被氟和/
7
或OH以一个至最大数量的取代基形式取代；R可选自：H、F、C1-8烷基、C2-8烯基、C2-8炔基、C3-6环烷基、芳基和杂芳基，除了氢和F外的每个任选地被氟和/或OH以一个至最大数量的
8
取代基形式取代；且每一R可独立地选自：H、C1-6烷基、C3-6烯基、C3-6炔基和C1-6烷氧基，其中所述C1-6烷基、C3-6烯基、C3-6炔基或C1-6烷氧基任选地被氟、OH或甲基中的一个或多个以
8
一个至最大数量的取代基形式取代，或者两个所述R基团与它们所连接的氮原子连接在一起形成环，所述环任选独立地被氟、OH或甲基中的一个或多个以一个至最大数量的取代基
5 6 7
形式取代；其中当R为OH时，则R 和R 不为F。
F或OH；R可选自：H、F、C1-8烷基、C2-8烯基、C2-8炔基，除了氢和F外的每个任选地被氟和/
7
或OH以一个至最大数量的取代基形式取代；R可选自：H、F、C1-8烷基、C2-8烯基、C2-8炔基、C3-6环烷基、芳基和杂芳基，除了氢和F外的每个任选地被氟和/或OH以一个至最大数量的
8
取代基形式取代；且每一R可独立地选自：H、C1-6烷基、C3-6烯基、C3-6炔基和C1-6烷氧基，其中所述C1-6烷基、C3-6烯基、C3-6炔基或C1-6烷氧基任选地被氟、OH或甲基中的一个或多个以
8
一个至最大数量的取代基形式取代，或者两个所述R基团与它们所连接的氮原子连接在一起形成环，所述环任选独立地被氟、OH或甲基中的一个或多个以一个至最大数量的取代基
5 6 7
形式取代；其中当R为OH时，则R 和R 不为F。
[0043] 在备选的实施方案中，本发明提供了通式(If)的化合物或其药学可接受的盐：
[0044]
[0045] 其中X可以为O或S；R3可为H且R4可为OH，或R3可为OH且R4可为H；R5可为H、6
F或OH；R可选自：H、F、C1-8烷基、C2-8烯基、C2-8炔基，除了氢和F外的每个任选地被氟和/
7
或OH以一个至最大数量的取代基形式取代；R可选自：H、F、C1-8烷基、C2-8烯基、C2-8炔基、C3-6环烷基、芳基和杂芳基，除了氢和F外的每个任选地被氟和/或OH以一个至最大数量的
8
取代基形式取代；且每一R可独立地选自：H、C1-6烷基、C3-6烯基、C3-6炔基和C1-6烷氧基，其中所述C1-6烷基、C3-6烯基、C3-6炔基或C1-6烷氧基任选地被氟、OH或甲基中的一个或多个以
8
一个至最大数量的取代基形式取代，或者两个所述R基团与它们所连接的氮原子连接在一起形成环，所述环任选独立地被氟、OH或甲基中的一个或多个以一个至最大数量的取代基
5 6 7
形式取代；其中当R为OH时，则R 和R 不为F。
F或OH；R可选自：H、F、C1-8烷基、C2-8烯基、C2-8炔基，除了氢和F外的每个任选地被氟和/
7
或OH以一个至最大数量的取代基形式取代；R可选自：H、F、C1-8烷基、C2-8烯基、C2-8炔基、C3-6环烷基、芳基和杂芳基，除了氢和F外的每个任选地被氟和/或OH以一个至最大数量的
8
取代基形式取代；且每一R可独立地选自：H、C1-6烷基、C3-6烯基、C3-6炔基和C1-6烷氧基，其中所述C1-6烷基、C3-6烯基、C3-6炔基或C1-6烷氧基任选地被氟、OH或甲基中的一个或多个以
8
一个至最大数量的取代基形式取代，或者两个所述R基团与它们所连接的氮原子连接在一起形成环，所述环任选独立地被氟、OH或甲基中的一个或多个以一个至最大数量的取代基
5 6 7
形式取代；其中当R为OH时，则R 和R 不为F。
[0046] 在备选的实施方案中，本发明提供了通式(Ig)的化合物或其药学可接受的盐：
[0047]
[0048]
[0049] 其中X可以为O或S；R1可以为OH且R2可以为H，或R1可以为H且R2可以为OH，1 2 1 2 1 2
或R可以为F且R 可以为H，或R 可以为H且R 可以为F，或R 可以H且R 可以为H，或
1 2 5 6
R可以为F且R 可以为F；R 可为H、F或OH；R 可选自：H、F、C1-8烷基、C2-8烯基、C2-8炔基，
7
除了氢和F外的每个任选地被氟和/或OH以一个至最大数量的取代基形式取代；R可选自：H、F、C1-8烷基、C2-8烯基、C2-8炔基、C3-6环烷基、芳基和杂芳基，除了氢和F外的每个任选
8
地被氟和/或OH以一个至最大数量的取代基形式取代；且每一R可独立地选自：H、C1-6烷基、C3-6烯基、C3-6炔基和C1-6烷氧基，其中所述C1-6烷基、C3-6烯基、C3-6炔基或C1-6烷氧基任选地被氟、OH或甲基中的一个或多个以一个至最大数量的取代基形式取代，或者两个所述
8
R基团与它们所连接的氮原子连接在一起形成环，所述环任选独立地被氟、OH或甲基中的
5 6 7
一个或多个以一个至最大数量的取代基形式取代；其中当R为OH时，则R 和R 不为F。
或R可以为F且R 可以为H，或R 可以为H且R 可以为F，或R 可以H且R 可以为H，或
1 2 5 6
R可以为F且R 可以为F；R 可为H、F或OH；R 可选自：H、F、C1-8烷基、C2-8烯基、C2-8炔基，
7
除了氢和F外的每个任选地被氟和/或OH以一个至最大数量的取代基形式取代；R可选自：H、F、C1-8烷基、C2-8烯基、C2-8炔基、C3-6环烷基、芳基和杂芳基，除了氢和F外的每个任选
8
地被氟和/或OH以一个至最大数量的取代基形式取代；且每一R可独立地选自：H、C1-6烷基、C3-6烯基、C3-6炔基和C1-6烷氧基，其中所述C1-6烷基、C3-6烯基、C3-6炔基或C1-6烷氧基任选地被氟、OH或甲基中的一个或多个以一个至最大数量的取代基形式取代，或者两个所述
8
R基团与它们所连接的氮原子连接在一起形成环，所述环任选独立地被氟、OH或甲基中的
5 6 7
一个或多个以一个至最大数量的取代基形式取代；其中当R为OH时，则R 和R 不为F。
[0050] 在备选的实施方案中，本发明提供了通式(Ih)的化合物或其药学可接受的盐：
[0051]1 2 1 2
[0052] 其中X可以为O或S；R可以为OH且R 可以为H，或R 可以为H且R 可以为OH，1 2 1 2 1 2
或R可以为F且R 可以为H，或R 可以为H且R 可以为F，或R 可以H且R 可以为H，或
1 2 3 4 3 4 8
R可以为F且R 可以为F；R 可为H且R 可为OH，或R 可为OH且R 可为H；且每一R 可
独立地选自：H、C1-6烷基、C3-6烯基、C3-6炔基和C1-6烷氧基，其中所述C1-6烷基、C3-6烯基、C3-6炔基或C1-6烷氧基任选地被氟、OH或甲基中的一个或多个以一个至最大数量的取代基形式
8
取代，或者两个所述R基团与它们所连接的氮原子连接在一起形成环，所述环任选独立地被氟、OH或甲基中的一个或多个以一个至最大数量的取代基形式取代。
或R可以为F且R 可以为H，或R 可以为H且R 可以为F，或R 可以H且R 可以为H，或
1 2 3 4 3 4 8
R可以为F且R 可以为F；R 可为H且R 可为OH，或R 可为OH且R 可为H；且每一R 可
独立地选自：H、C1-6烷基、C3-6烯基、C3-6炔基和C1-6烷氧基，其中所述C1-6烷基、C3-6烯基、C3-6炔基或C1-6烷氧基任选地被氟、OH或甲基中的一个或多个以一个至最大数量的取代基形式
8
取代，或者两个所述R基团与它们所连接的氮原子连接在一起形成环，所述环任选独立地被氟、OH或甲基中的一个或多个以一个至最大数量的取代基形式取代。
[0053] 在备选的实施方案中，本发明提供了通式(Ii)的化合物或其药学可接受的盐：
[0054]
[0055] 其中X可以为O或S；R1可以为OH且R2可以为H，或R1可以为H且R2可以为OH，1 2 1 2 1 2
或R可以为F且R 可以为H，或R 可以为H且R 可以为F，或R 可以H且R 可以为H，或
1 2 3 4 3 4 8
R可以为F且R 可以为F；R 可为H且R 为OH，或R 可为OH且R 为H；且每一R 可独立
地选自：H、C1-6烷基、C3-6烯基、C3-6炔基和C1-6烷氧基，其中所述C1-6烷基、C3-6烯基、C3-6炔基或C1-6烷氧基任选地被氟、OH或甲基中的一个或多个以一个至最大数量的取代基形式取
8
代，或者两个所述R基团与它们所连接的氮原子连接在一起形成环，所述环任选独立地被氟、OH或甲基中的一个或多个以一个至最大数量的取代基形式取代。
或R可以为F且R 可以为H，或R 可以为H且R 可以为F，或R 可以H且R 可以为H，或
1 2 3 4 3 4 8
R可以为F且R 可以为F；R 可为H且R 为OH，或R 可为OH且R 为H；且每一R 可独立
地选自：H、C1-6烷基、C3-6烯基、C3-6炔基和C1-6烷氧基，其中所述C1-6烷基、C3-6烯基、C3-6炔基或C1-6烷氧基任选地被氟、OH或甲基中的一个或多个以一个至最大数量的取代基形式取
8
代，或者两个所述R基团与它们所连接的氮原子连接在一起形成环，所述环任选独立地被氟、OH或甲基中的一个或多个以一个至最大数量的取代基形式取代。
[0056] 在备选的实施方案中，本发明提供了通式(Ij)的化合物或其药学可接受的盐：
[0057]
[0058] 其中X可以为O或S；R1可以为OH且R2可以为H，或R1可以为H且R2可以为OH，1 2 1 2 1 2
或R可以为F且R 可以为H，或R 可以为H且R 可以为F，或R 可以H且R 可以为H，或
1 2 3 4 3 4 8
R可以为F且R 可以为F；R 可为H且R 可为OH，或R 可为OH且R 可为H；且每一R 可
独立地选自：H、C1-6烷基、C3-6烯基、C3-6炔基和C1-6烷氧基，其中所述C1-6烷基、C3-6烯基、C3-6炔基或C1-6烷氧基任选地被氟、OH或甲基中的一个或多个以一个至最大数量的取代基形式
8
取代，或者两个所述R基团与它们所连接的氮原子连接在一起形成环，所述环任选独立地被氟、OH或甲基中的一个或多个以一个至最大数量的取代基形式取代。
或R可以为F且R 可以为H，或R 可以为H且R 可以为F，或R 可以H且R 可以为H，或
1 2 3 4 3 4 8
R可以为F且R 可以为F；R 可为H且R 可为OH，或R 可为OH且R 可为H；且每一R 可
独立地选自：H、C1-6烷基、C3-6烯基、C3-6炔基和C1-6烷氧基，其中所述C1-6烷基、C3-6烯基、C3-6炔基或C1-6烷氧基任选地被氟、OH或甲基中的一个或多个以一个至最大数量的取代基形式
8
取代，或者两个所述R基团与它们所连接的氮原子连接在一起形成环，所述环任选独立地被氟、OH或甲基中的一个或多个以一个至最大数量的取代基形式取代。
[0059] 在备选的实施方案中，本发明提供了通式(Ik)的化合物或其药学可接受的盐：
[0060]
[0061] 其中X可以为O或S；R1可以为OH且R2可以为H，或R1可以为H且R2可以为OH，1 2 1 2 1 2
或R可以为F且R 可以为H，或R 可以为H且R 可以为F，或R 可以H且R 可以为H，或
1 2 3 4 3 4 7
R可以为F且R 可以为F；R 可为H且R 可为OH，或R 可为OH且R 可为H；R 可选自：C1-8烷基、C2-8烯基、C2-8炔基、C3-6环烷基、芳基和杂芳基，除了氢和F外的每个任选地被氟和/
8
或OH以一个至最大数量的取代基形式取代；且每一R可独立地选自：H、C1-6烷基、C3-6烯基、C3-6炔基和C1-6烷氧基，其中所述C1-6烷基、C3-6烯基、C3-6炔基或C1-6烷氧基任选地被氟、OH
8
或甲基中的一个或多个以一个至最大数量的取代基形式取代，或者两个所述R基团与它们所连接的氮原子连接在一起形成环，所述环任选独立地被氟、OH或甲基中的一个或多个以一个至最大数量的取代基形式取代。
或R可以为F且R 可以为H，或R 可以为H且R 可以为F，或R 可以H且R 可以为H，或
1 2 3 4 3 4 7
R可以为F且R 可以为F；R 可为H且R 可为OH，或R 可为OH且R 可为H；R 可选自：C1-8烷基、C2-8烯基、C2-8炔基、C3-6环烷基、芳基和杂芳基，除了氢和F外的每个任选地被氟和/
8
或OH以一个至最大数量的取代基形式取代；且每一R可独立地选自：H、C1-6烷基、C3-6烯基、C3-6炔基和C1-6烷氧基，其中所述C1-6烷基、C3-6烯基、C3-6炔基或C1-6烷氧基任选地被氟、OH
8
或甲基中的一个或多个以一个至最大数量的取代基形式取代，或者两个所述R基团与它们所连接的氮原子连接在一起形成环，所述环任选独立地被氟、OH或甲基中的一个或多个以一个至最大数量的取代基形式取代。
[0062] 在备选的实施方案中，所述化合物可以为前药；所述化合物可以选择性抑制O-糖蛋白2-乙酰胺基-2-脱氧-β-D-吡喃葡萄糖苷酶(O-GlcNAcase)；所述化合物可以选择性结合O-GlcNAcase(例如哺乳动物O-GlcNAcase)；所述化合物可以选择性抑制2-乙酰氨基-2-脱氧-β-D-吡喃葡萄糖苷(O-GIcNAc)的裂解；所述化合物可以基本上不抑制哺乳动物β-氨基己糖苷酶。
[0063] 在备选的实施方案中，根据通式(I)、通式(Ia)、通式(Ib)、通式(Ic)、通式(Id)、通式(Ie)、通式(If)、通式(Ig)、通式(Ih)、通式(Ii)、通式(Ij)或通式(Ik)的化合物可以具有提高的渗透性。
[0064] 在备选的实施方案中，根据通式(Ib)、通式(Id)、通式(Ie)、通式(If)、通式(Ii)或通式(Ij)的化合物可以具有提高的渗透性。
[0065] 在备选的方面，本发明提供了药物组合物，其包括与药学可接受的载体组合的根据本发明的化合物。
[0066] 在备选的方面，本发明提供了通过向所述对象施用有效量的通式(I)的化合物或其药学可接受的盐，而选择性抑制或抑制有需要的对象中的O-GlcNAcase的方法，或者提高O-GlcNAc的水平或治疗有需要的对象的神经变性疾病、tau蛋白病、癌症和应激的方法：
[0067]
[0068] 其中X可以为O或S；R1可以为OH且R2可以为H，或R1可以为H且R2可以为OH，或R1可以为F且R2可以为H，或R1可以为H且R2可以为F，或R1可以H且R2可以为
H，或R1可以为F且R2可以为F；R3可为H且R4可为OH，或R3可为OH且R4可为H；R5可
为H、F或OH；R6可选自：H、F、C1-8烷基、C2-8烯基、C2-8炔基，除了氢和F外的每个任选地被氟和/或OH以一个至最大数量的取代基形式取代；R7可选自：H、F、C1-8烷基、C2-8烯基、C2-8炔基、C3-6环烷基、芳基和杂芳基，除了氢和F外的每个任选地被氟和/或OH以一个至最大数量的取代基形式取代；且每一R8可独立地选自：H、C1-6烷基、C3-6烯基、C3-6炔基和C1-6烷氧基，其中所述C1-6烷基、C3-6烯基、C3-6炔基或C1-6烷氧基任选地被氟、OH或甲基中的一个或多个以一个至最大数量的取代基形式取代，或者两个所述R8基团与它们所连接的氮原子连接在一起形成环，所述环任选独立地被氟、OH或甲基中的一个或多
5 6 7
个以一个至最大数量的取代基形式取代；其中当R为OH时，则R 和R 不为F。所述疾
病状况可以为：阿尔茨海默氏病、肌萎缩性侧索硬化症(ALS)、伴有认知功能障碍的肌萎缩性侧索硬化症(ALSci)、嗜银颗粒性痴呆、布鲁伊特症(Bluit disease)、皮层基底节变性(CBD)、拳击员痴呆、伴随钙化的弥漫性神经元纤维缠结、唐氏综合征、家族性英国型痴呆、家族性丹麦型痴呆、与染色体17有关的伴随帕金森氏症的额颞叶痴呆(FTDP-17)、葛兹曼-史特劳塞-史萘克症(Gerstmann-Straussler-Scheinker disease)、瓜德罗普(Guadeloupean)帕金森氏症、哈勒沃登-施帕茨症(Hallevorden-Spatz disease)(伴随脑铁堆积1型的神经变性)、多系统萎缩、强直性肌营养不良、尼曼-皮克氏症(C型)、苍白球脑桥黑质变性(Pallido-ponto-nigral degeneration)、关岛复合型帕金森氏症-痴呆症(Parkinsonism-dementia complex of Guam)、皮克氏症(PiD)、脑炎后帕金森氏症(PEP)、朊病毒病(包括库贾氏症(CJD)、变异性库贾氏症(vCJD)、致死性家族性失眠症和库鲁病(Kuru))、进行性超皮质胶质细胞增生(Progressive supercortical gliosis)、进行性核上性麻痹(PSP)、理查德森氏综合征(Richardson’s syndrome)、亚急性硬化性全脑炎、唯神经缠结性痴呆症(Tangle-only dementia)、亨廷顿氏症、帕金森氏症、精神分裂症、轻度认知障碍(MCI)、神经病变(包括周围神经病变、自主神经病变、神经炎和糖尿病性神经病变)或青光眼。应激可以为：心脏病症，例如缺血；出血；低血容积性休克；心肌梗塞；介入性心脏病学程序；心脏搭桥手术；纤维蛋白溶解疗法；血管成形术；或支架置入。
H，或R1可以为F且R2可以为F；R3可为H且R4可为OH，或R3可为OH且R4可为H；R5可
为H、F或OH；R6可选自：H、F、C1-8烷基、C2-8烯基、C2-8炔基，除了氢和F外的每个任选地被氟和/或OH以一个至最大数量的取代基形式取代；R7可选自：H、F、C1-8烷基、C2-8烯基、C2-8炔基、C3-6环烷基、芳基和杂芳基，除了氢和F外的每个任选地被氟和/或OH以一个至最大数量的取代基形式取代；且每一R8可独立地选自：H、C1-6烷基、C3-6烯基、C3-6炔基和C1-6烷氧基，其中所述C1-6烷基、C3-6烯基、C3-6炔基或C1-6烷氧基任选地被氟、OH或甲基中的一个或多个以一个至最大数量的取代基形式取代，或者两个所述R8基团与它们所连接的氮原子连接在一起形成环，所述环任选独立地被氟、OH或甲基中的一个或多
5 6 7
个以一个至最大数量的取代基形式取代；其中当R为OH时，则R 和R 不为F。所述疾
病状况可以为：阿尔茨海默氏病、肌萎缩性侧索硬化症(ALS)、伴有认知功能障碍的肌萎缩性侧索硬化症(ALSci)、嗜银颗粒性痴呆、布鲁伊特症(Bluit disease)、皮层基底节变性(CBD)、拳击员痴呆、伴随钙化的弥漫性神经元纤维缠结、唐氏综合征、家族性英国型痴呆、家族性丹麦型痴呆、与染色体17有关的伴随帕金森氏症的额颞叶痴呆(FTDP-17)、葛兹曼-史特劳塞-史萘克症(Gerstmann-Straussler-Scheinker disease)、瓜德罗普(Guadeloupean)帕金森氏症、哈勒沃登-施帕茨症(Hallevorden-Spatz disease)(伴随脑铁堆积1型的神经变性)、多系统萎缩、强直性肌营养不良、尼曼-皮克氏症(C型)、苍白球脑桥黑质变性(Pallido-ponto-nigral degeneration)、关岛复合型帕金森氏症-痴呆症(Parkinsonism-dementia complex of Guam)、皮克氏症(PiD)、脑炎后帕金森氏症(PEP)、朊病毒病(包括库贾氏症(CJD)、变异性库贾氏症(vCJD)、致死性家族性失眠症和库鲁病(Kuru))、进行性超皮质胶质细胞增生(Progressive supercortical gliosis)、进行性核上性麻痹(PSP)、理查德森氏综合征(Richardson’s syndrome)、亚急性硬化性全脑炎、唯神经缠结性痴呆症(Tangle-only dementia)、亨廷顿氏症、帕金森氏症、精神分裂症、轻度认知障碍(MCI)、神经病变(包括周围神经病变、自主神经病变、神经炎和糖尿病性神经病变)或青光眼。应激可以为：心脏病症，例如缺血；出血；低血容积性休克；心肌梗塞；介入性心脏病学程序；心脏搭桥手术；纤维蛋白溶解疗法；血管成形术；或支架置入。
[0069] 在备选的方面，本发明提供了通过向对象施用有效量的通式(I)的化合物或其药学可接受的盐而治疗有需要的对象的O-GlcNAcase介导的疾病状况的方法，该疾病状况不包括神经变性疾病、tau蛋白病、癌症或应激：
[0070]
[0071] 其中X可以为O或S；R1可以为OH且R2可以为H，或R1可以为H且R2可以为OH，或R1可以为F且R2可以为H，或R1可以为H且R2可以为F，或R1可以H且R2可以为H，或R1可以为F且R2可以为F；R3可为H且R4可为OH，或R3可为OH且R4可为H；R5可为H、F或OH；R6可选自：H、F、C1-8烷基、C2-8烯基、C2-8炔基，除了氢和F外的每个任选地被氟和/或OH以一个至最大数量的取代基形式取代；R7可选自：H、F、C1-8烷基、C2-8烯基、C2-8炔基、C3-6环烷基、芳基和杂芳基，除了氢和F外的每个任选地被氟和/或OH以一个至最大数量的取代基形式取代；且每一R8可独立地选自：H、C1-6烷基、C3-6烯基、C3-6炔基和C1-6烷氧基，其中所述C1-6烷基、C3-6烯基、C3-6炔基或C1-6烷氧基任选地被氟、OH或甲基中的一个或多个以一个至最大数量的取代基形式取代，或者两个所述R8基团与它们所连接的氮原子连接在一起形成环，所述环任选独立地被氟、OH或甲基中的一个或多个以一个至最大数量的取代基形式取
5 6 7
代；其中当R为OH时，则R 和R 不为F。在一些实施方案中，疾病状况可以为：炎性或过敏性疾病，例如哮喘、过敏性鼻炎、过敏性肺疾病、过敏性肺炎、嗜酸性肺炎、迟发型过敏、动脉粥样硬化、间质性肺疾病(ILD)(例如特发性肺纤维化、或与类风湿性关节炎相关的ILD、全身性红斑狼疮、强直性脊柱炎、全身性硬化症、干燥综合征(Sjogren’s syndrome)、多发性肌炎或皮肌炎)；全身性过敏或过敏反应、药物过敏、昆虫叮咬过敏；自体免疫疾病，例如类风湿性关节炎、干癣性关节炎、多发性硬化症、格巴二氏综合征、全身性红斑狼疮、重症肌无力、肾小球肾炎、自体免疫性甲状腺炎、移植排斥，包括同种异体移植排斥或移植物抗宿主疾病；炎性肠病，例如克罗恩病和溃疡性结肠炎；脊椎关节病；硬皮病；银屑病(包括T-细胞介导的银屑病)和炎性皮肤病如皮肤炎、湿疹、异位性皮肤炎、过敏性接触皮肤炎、荨麻疹；血管炎(例如坏死性、皮肤性和过敏性血管炎)；嗜酸性肌炎(eosinphilic myotis)和嗜酸性筋膜炎；移植排斥，特别但不限于实体器官移植，例如心脏、肺、肝、肾和胰移植(例如肾和肺同种异体移植)；癫痫；疼痛；纤维肌痛；中风，例如中风后的神经保护作用。
5 6 7
代；其中当R为OH时，则R 和R 不为F。在一些实施方案中，疾病状况可以为：炎性或过敏性疾病，例如哮喘、过敏性鼻炎、过敏性肺疾病、过敏性肺炎、嗜酸性肺炎、迟发型过敏、动脉粥样硬化、间质性肺疾病(ILD)(例如特发性肺纤维化、或与类风湿性关节炎相关的ILD、全身性红斑狼疮、强直性脊柱炎、全身性硬化症、干燥综合征(Sjogren’s syndrome)、多发性肌炎或皮肌炎)；全身性过敏或过敏反应、药物过敏、昆虫叮咬过敏；自体免疫疾病，例如类风湿性关节炎、干癣性关节炎、多发性硬化症、格巴二氏综合征、全身性红斑狼疮、重症肌无力、肾小球肾炎、自体免疫性甲状腺炎、移植排斥，包括同种异体移植排斥或移植物抗宿主疾病；炎性肠病，例如克罗恩病和溃疡性结肠炎；脊椎关节病；硬皮病；银屑病(包括T-细胞介导的银屑病)和炎性皮肤病如皮肤炎、湿疹、异位性皮肤炎、过敏性接触皮肤炎、荨麻疹；血管炎(例如坏死性、皮肤性和过敏性血管炎)；嗜酸性肌炎(eosinphilic myotis)和嗜酸性筋膜炎；移植排斥，特别但不限于实体器官移植，例如心脏、肺、肝、肾和胰移植(例如肾和肺同种异体移植)；癫痫；疼痛；纤维肌痛；中风，例如中风后的神经保护作用。
[0072] 在备选的实施方案中，所述施用可以增加对象中的O-GlcNAc水平。该对象可以为人类。
[0073] 在备选的方面，本发明提供了有效量的通式(I)的化合物或其药学可接受的盐在制备药物中的用途：
[0074]1 2 1 2
[0075] 其中X可以为O或S；R可以为OH且R 可以为H，或R 可以为H且R 可以为OH，1 2 1 2 1 2
或R可以为F且R 可以为H，或R 可以为H且R 可以为F，或R 可以H且R 可以为H，或
1 2 3 4 3 4 5
R可以为F且R 可以为F；R 可为H且R 可为OH，或R 可为OH且R 可为H；R 可为H、F
6
或OH；R可选自：H、F、C1-8烷基、C2-8烯基、C2-8炔基，除了氢和F外的每个任选地被氟和/或
7
OH以一个至最大数量的取代基形式取代；R可选自：H、F、C1-8烷基、C2-8烯基、C2-8炔基、C3-6环烷基、芳基和杂芳基，除了氢和F外的每个任选地被氟和/或OH以一个至最大数量的取
8
代基形式取代；且每一R可独立地选自：H、C1-6烷基、C3-6烯基、C3-6炔基和C1-6烷氧基，其中所述C1-6烷基、C3-6烯基、C3-6炔基或C1-6烷氧基任选地被氟、OH或甲基中的一个或多个以一
8
个至最大数量的取代基形式取代，或者两个所述R基团与它们所连接的氮原子连接在一起形成环，所述环任选独立地被氟、OH或甲基中的一个或多个以一个至最大数量的取代基形
5 6 7
式取代；其中当R为OH时，则R 和R 不为F。药物可以用于选择性抑制O-GlcNAcase，用于提高O-GlcNAc水平，用于治疗由O-GlcNAcase调节的疾病状况，用于治疗神经变性疾病、tau蛋白病、癌症或应激。
或R可以为F且R 可以为H，或R 可以为H且R 可以为F，或R 可以H且R 可以为H，或
1 2 3 4 3 4 5
R可以为F且R 可以为F；R 可为H且R 可为OH，或R 可为OH且R 可为H；R 可为H、F
6
或OH；R可选自：H、F、C1-8烷基、C2-8烯基、C2-8炔基，除了氢和F外的每个任选地被氟和/或
7
OH以一个至最大数量的取代基形式取代；R可选自：H、F、C1-8烷基、C2-8烯基、C2-8炔基、C3-6环烷基、芳基和杂芳基，除了氢和F外的每个任选地被氟和/或OH以一个至最大数量的取
8
代基形式取代；且每一R可独立地选自：H、C1-6烷基、C3-6烯基、C3-6炔基和C1-6烷氧基，其中所述C1-6烷基、C3-6烯基、C3-6炔基或C1-6烷氧基任选地被氟、OH或甲基中的一个或多个以一
8
个至最大数量的取代基形式取代，或者两个所述R基团与它们所连接的氮原子连接在一起形成环，所述环任选独立地被氟、OH或甲基中的一个或多个以一个至最大数量的取代基形
5 6 7
式取代；其中当R为OH时，则R 和R 不为F。药物可以用于选择性抑制O-GlcNAcase，用于提高O-GlcNAc水平，用于治疗由O-GlcNAcase调节的疾病状况，用于治疗神经变性疾病、tau蛋白病、癌症或应激。
[0076] 在备选的方面，本发明提供了用于筛选O-GlcNAcase的选择性抑制剂的方法，该方法通过：a)将第一样品与受试化合物接触；b)将第二样品与通式(I)的化合物接触，[0077]
[0078] 其中X可以为O或S；R1可以为OH且R2可以为H，或R1可以为H且R2可以为OH，或R1可以为F且R2可以为H，或R1可以为H且R2可以为F，或R1可以H且R2可以为H，或R1可以为F且R2可以为F；R3可为H且R4可为OH，或R3可为OH且R4可为H；R5可为H、F或OH；R6可选自：H、F、C1-8烷基、C2-8烯基、C2-8炔基，除了氢和F外的每个任选地被氟和/或OH以一个至最大数量的取代基形式取代；R7可选自：H、F、C1-8烷基、C2-8烯基、C2-8炔基、C3-6环烷基、芳基和杂芳基，除了氢和F外的每个任选地被氟和/或OH以一个至最大数量的取代基形式取代；且每一R8可独立地选自：H、C1-6烷基、C3-6烯基、C3-6炔基和C1-6烷氧基，其中所述C1-6烷基、C3-6烯基、C3-6炔基或C1-6烷氧基任选地被氟、OH或甲基中的一个或多个以一个至最大数量的取代基形式取代，或者两个所述R8基团与它们所连接的氮原子连接在一起形成环，所述环任选独立地被氟、OH或甲基中的一个或多个以一个至最大数量的取代基形式取代；其中当R5为OH时，则R6和R7不为F；c)确定第一和第二样品中的O-GlcNAcase的抑制水平，其中若受试化合物与通式(I)的化合物比较时表现出相同或更大的O-GlcNAcase抑制，则该受试化合物为O-GlcNAcase的选择性抑制剂。
[0079] 在备选的方法，本发明提供了制备如本文所述的化合物或其药学可接受的盐的合成方法。
[0080] 本发明的概述并不一定描述本发明的所有特征。
[0081] 发明详述
[0082] 本发明部分地提供了能够抑制O-糖蛋白2-乙酰胺基-2-脱氧-β-D-吡喃葡萄糖苷酶(O-GlcNAcase)的新化合物。在一些实施方案中，所述O-GlcNAcase可以为哺乳动物O-GlcNAcase，如大鼠、小鼠或人类O-GlcNAcase。
[0083] 在一些实施方案中，根据本发明的化合物中的一个或多个可以表现出提高的渗透性。能够使用各种标准实验技术评估渗透性，包括但不限于：原位灌注、离体(ex vivo)组织扩散、体外(in vitro)细胞单层(例如Caco-2细胞、MDCK细胞、LLC-PK1细胞)以及人造细胞膜(例如PAMPA试验)；用于测量有效渗透性(Peff)或表观渗透性(Papp)的合适技术综述于例如The AAPS Journal,2010,12(4),670-678。在一些实施方案中，当在用于确定Peff或Papp的这些试验中的一个或多个中进行测试时，根据本发明的化合物中的一个或多个可以显示提高的渗透性。在一些实施方案中，表现出提高的渗透性的化合物可以表现出更高的口服吸收性。在一些实施方案中，表现出提高的渗透性的化合物可以表现出在体内施用时更高的脑穿透性。在一些实施方案中，表现出提高的渗透性的化合物可以在体内施用时实现更高的脑浓度。在一些实施方案中，表现出提高的渗透性的化合物可以在体内施用时表现出更高的脑/血浆浓度比。在一些实施方案中，“提高的渗透性”是指在所测量的Peff或Papp中，与例如WO 2006/092049或WO 2008/025170中公开的合适的参考化合物相比，以在10％和100％之间的任何值或以在10％和100％之间的任何整数值提高，例如10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％、100％或超过100％，或提高1倍、2倍或3倍或更多倍。例如，合适的参考化合物可以为：(3aR,5R,6S,7R,7aR)-5-(羟甲基)-2-丙基-5,6,7,7a-四氢-3aH-吡喃并[3,2-d]噻唑-6,7-二醇，或(3aR,5R,6S,7R,7aR)-2-(乙基氨基)-5-(羟甲基)-5,6,7,7a-四氢-3aH-吡喃并[3,2-d]噻唑-6,7-二醇，或
(3aR,5R,6S,7R,7aR)-2-(二甲氨基)-5-(羟甲基)-5,6,7,7a-四氢-3aH-吡喃并[3,2-d]噻唑-6,7-二醇。在一些实施方案中，“提高的渗透性”是指在下述用于确定LLC-PK1细胞中Papp的试验中可测量的Papp值(即大于零的值)。在一些实施方案中，“提高的渗透性”-6
是指在下述用于确定LLC-PK1细胞中Papp的试验中大于2x 10 cm/s的Papp值。在备选的实施方案中，“提高的渗透性”是指在下述用于确定LLC-PK1细胞中Papp的试验中范围在2x -6 -6
10 cm/s至35x 10 cm/s的Papp值。
(3aR,5R,6S,7R,7aR)-2-(二甲氨基)-5-(羟甲基)-5,6,7,7a-四氢-3aH-吡喃并[3,2-d]噻唑-6,7-二醇。在一些实施方案中，“提高的渗透性”是指在下述用于确定LLC-PK1细胞中Papp的试验中可测量的Papp值(即大于零的值)。在一些实施方案中，“提高的渗透性”-6
是指在下述用于确定LLC-PK1细胞中Papp的试验中大于2x 10 cm/s的Papp值。在备选的实施方案中，“提高的渗透性”是指在下述用于确定LLC-PK1细胞中Papp的试验中范围在2x -6 -6
10 cm/s至35x 10 cm/s的Papp值。
[0084] 在一些实施方案中，根据本发明的化合物可以在抑制O-GlcNAcase中表现出优异的选择性。在一些实施方案中，根据本发明的化合物中的一个或多个可以对O-GlcNAcase相比β-氨基己糖苷酶更具选择性。在一些实施方案中，所述化合物中的一个或多个可选择性抑制哺乳动物O-GlcNAcase的活性超过哺乳动物β-氨基己糖苷酶。在一些实施方案中，O-GlcNAcase的选择性抑制剂可以基本上不抑制β-氨基己糖苷酶。在一些实施方案中，所述β-氨基己糖苷酶可以为哺乳动物β-氨基己糖苷酶，如大鼠、小鼠或人类β-氨基己糖苷酶。“选择性”抑制O-GlcNAcase的化合物是可以抑制O-GlcNAcase的活性或生物学功能，但可以基本上不抑制β-氨基己糖苷酶的活性或生物学功能。例如，在一些实施方案中，O-GlcNAcase的选择性抑制剂可以选择性抑制2-乙酰氨基-2-脱氧-β-D-吡喃葡萄糖苷(O-GlcNAc)从多肽的裂解。在一些实施方案中，O-GlcNAcase的选择性抑制剂可以选择性结合O-GlcNAcase。在一些实施方案中，O-GlcNAcase的选择性抑制剂可以选择性抑制tau蛋白的过度磷酸化和/或抑制NFT的形成。“抑制(inhibit/inhibition/inhibiting)”是指降低在10％和90％之间的任何值或在30％和60％之间的任何整数值或超过100％，或降低1倍、2倍、5倍、10倍或更多倍。应当理解的是，所述抑制并不要求完全抑制。在一些实施方案中，O-GlcNAcase的选择性抑制剂可以提升或提高细胞、组织或器官(例如，在脑、肌肉或心(心脏)组织中)中和动物中的O-GlcNAc水平(例如O-GlcNAc修饰的多肽或蛋白水平)。“提升”或“提高”是指提高在10％和90％之间的任何值或在30％和60％之间的任何整数值或超过100％，或提高1倍、2倍、5倍、10倍、15倍、25倍、50倍、100倍或更多倍。在一些实施方案中，O-GlcNAcase的选择性抑制剂可以表现出如本文所述的选择比，其范围为10至100000，或范围为100至100000，或范围为1000至100000，或至少10、20、
50、100、200、500、1000、1500、2000、2500、3000、3500、4000、4500、5000、6000、7000、10,000、
25,000、50,000、75,000或所述范围内或大约所述范围的任何值。
50、100、200、500、1000、1500、2000、2500、3000、3500、4000、4500、5000、6000、7000、10,000、
25,000、50,000、75,000或所述范围内或大约所述范围的任何值。
[0085] 本发明的化合物的一个或多个可以经与O-GlcNAcase酶的相互作用在O-GlcNAc修饰的多肽或蛋白上体内特异性地提升O-GlcNAc的水平，并可以有效治疗需要或响应抑制O-GlcNAcase活性的疾病状况。
[0086] 在一些实施方案中，本发明的化合物中的一个或多个可以有效作为降低tau磷酸化和NFT形成的药剂。在一些实施方案中，所述化合物中的一个或多个可以因此有效治疗阿尔茨海默氏病和相关tau蛋白病。在一些实施方案中，所述化合物中的一个或多个可以因此能够通过提高tau O-GlcNAc水平而降低tau磷酸化和减少NFT形成来治疗阿尔茨海默氏病和相关tau蛋白病。在一些实施方案中，所述化合物中的一个或多个可以使得O-GlcNAc-修饰的多肽或蛋白上O-GlcNAc修饰水平提高，并可以因此有效用于治疗响应于O-GlcNAc修饰中这样的提高的疾病；这些疾病可以包括但不限于：神经变性、炎症、心血管和免疫调节疾病。在一些实施方案中，化合物还可以作为与其抑制糖苷酶活性的能力有关的其它生物学活性的结果而是有效的。在备选的实施方案中，本发明的化合物中的一个或多个可以是在细胞和有机体水平上研究O-GlcNAc生理作用的有价值工具。
[0087] 在备选的实施方案中，本发明提供了提高或提升动物对象(如兽医和人类对象)中蛋白O-GlcNAc修饰水平的方法。在备选的实施方案中，本发明提供了选择性抑制动物对象(如兽医和人类对象)中O-GlcNAcase酶的方法。在备选的实施方案中，本发明提供了在动物对象(如兽医和人类对象)中抑制tau多肽的磷酸化或抑制NFT形成的方法。
[0088] 在具体的实施方案中，本发明提供了由通式(I)概述的化合物及其盐、前药和对映异构体形式：
[0089]1 2 1
[0090] 如通式(I)中所述：X可以为O或S；R可以为OH且R 可以为H，或R 可以为H且2 1 2 1 2 1 2
R可以为OH，或R 可以为F且R 可以为H，或R 可以为H且R 可以为F，或R 可以H且R
1 2 3 4 3 4
可以为H，或R可以为F且R 可以为F；R 可为H且R 可为OH，或R 可为OH且R 可为H；
5 6
R可为H、F或OH；R 可选自：H、F、C1-8烷基、C2-8烯基、C2-8炔基，除了氢和F外的每个任选
7
地被氟和/或OH以一个至最大数量的取代基形式取代；R可选自：H、F、C1-8烷基、C2-8烯基、C2-8炔基、C3-6环烷基、芳基和杂芳基，除了氢和F外的每个任选地被氟和/或OH以一个至最
8
大数量的取代基形式取代；且每一R可独立地选自：H、C1-6烷基、C3-6烯基、C3-6炔基和C1-6烷氧基，其中所述C1-6烷基、C3-6烯基、C3-6炔基或C1-6烷氧基任选地被氟、OH或甲基中的一
8
个或多个以一个至最大数量的取代基形式取代，或者两个所述R基团与它们所连接的氮原子连接在一起形成环，所述环任选独立地被氟、OH或甲基中的一个或多个以一个至最大数
5 6 7
量的取代基形式取代；其中当R为OH时，则R 和R 不为F。
1
R可以为OH，或R 可以为F且R 可以为H，或R 可以为H且R 可以为F，或R 可以H且R
1 2 3 4 3 4
可以为H，或R可以为F且R 可以为F；R 可为H且R 可为OH，或R 可为OH且R 可为H；
5 6
R可为H、F或OH；R 可选自：H、F、C1-8烷基、C2-8烯基、C2-8炔基，除了氢和F外的每个任选
7
地被氟和/或OH以一个至最大数量的取代基形式取代；R可选自：H、F、C1-8烷基、C2-8烯基、C2-8炔基、C3-6环烷基、芳基和杂芳基，除了氢和F外的每个任选地被氟和/或OH以一个至最
8
大数量的取代基形式取代；且每一R可独立地选自：H、C1-6烷基、C3-6烯基、C3-6炔基和C1-6烷氧基，其中所述C1-6烷基、C3-6烯基、C3-6炔基或C1-6烷氧基任选地被氟、OH或甲基中的一
8
个或多个以一个至最大数量的取代基形式取代，或者两个所述R基团与它们所连接的氮原子连接在一起形成环，所述环任选独立地被氟、OH或甲基中的一个或多个以一个至最大数
5 6 7
量的取代基形式取代；其中当R为OH时，则R 和R 不为F。
1
[0091] 在一些实施方案中，通式(I)中所述的R可以为H、F或OH。在一些实施方案中，1 1
R可以为H或F。在一些实施方案中，R 可以为F。
2
R可以为H或F。在一些实施方案中，R 可以为F。
2
[0092] 在一些实施方案中，通式(I)中所述的R可以为H、F或OH。在一些实施方案中，2 2
R可以为H或F。在一些实施方案中，R 可以为F。
3 3
R可以为H或F。在一些实施方案中，R 可以为F。
3 3
[0093] 在一些实施方案中，通式(I)中所述的R可以为H或OH。在一些实施方案中，R可以为H。4 4
[0094] 在一些实施方案中，通式(I)中所述的R可以为H或OH。在一些实施方案中，R可以为OH。
[0095] 在一些实施方案中，通式(I)中所述的R5可以为H、F或OH。在一些实施方案中，5 5 5
R可以为OH。在一些实施方案中，R 可以为H或F。在一些实施方案中，R 可以为F。
R可以为OH。在一些实施方案中，R 可以为H或F。在一些实施方案中，R 可以为F。
[0096] 在一些实施方案中，通式(I)中所述的R6可以选自：H、F、C1-8烷基、C2-8烯基、C2-8炔基，除了氢和F外的每个任选地被氟和/或OH以一个至最大数量的取代基形式取代。在6
一些实施方案中，R可以为C1-8烷基，任选地被F和/或OH以一个至最大数量的取代基所
6 6
取代。在一些实施方案中，R可以为H或F。在一些实施方案中，R 可以为H。在一些实施
6
方案中，R可以为F。
一些实施方案中，R可以为C1-8烷基，任选地被F和/或OH以一个至最大数量的取代基所
6 6
取代。在一些实施方案中，R可以为H或F。在一些实施方案中，R 可以为H。在一些实施
6
方案中，R可以为F。
[0097] 在一些实施方案中，通式(I)中所述的R7可以选自：H、F、C1-8烷基、C2-8烯基、C2-8炔基、C3-6环烷基、芳基和杂芳基，除了氢和F外的每个任选地被氟和/或OH以一个至最大7
数量的取代基形式取代。在一些实施方案中，R可以为C1-8烷基，任选地被F和/或OH以
7
一个至最大数量的取代基所取代。在一些实施方案中，R可以为C1-8烷基，任选地被F和/
7
或OH以一个至最大数量的取代基所取代。在一些实施方案中，R可以为H、F、CH3、CF3、环丙
7 7
基、苯基或3-吡啶基。在一些实施方案中，R可以为H。在一些实施方案中，R 可以为F。
数量的取代基形式取代。在一些实施方案中，R可以为C1-8烷基，任选地被F和/或OH以
7
一个至最大数量的取代基所取代。在一些实施方案中，R可以为C1-8烷基，任选地被F和/
7
或OH以一个至最大数量的取代基所取代。在一些实施方案中，R可以为H、F、CH3、CF3、环丙
7 7
基、苯基或3-吡啶基。在一些实施方案中，R可以为H。在一些实施方案中，R 可以为F。
[0098] 在一些实施方案中，通式(I)中所述的每一R8可独立地选自：H、C1-6烷基、C3-6烯基、C3-6炔基和C1-6烷氧基，其中所述C1-6烷基、C3-6烯基、C3-6炔基或C1-6烷氧基任选地被氟、OH或甲基中的一个或多个以一个至最大数量的取代基形式取代。在一些实施方案中，每一8
R可独立地为H、CH3、CH2CH3、(CH2)2CH3、CH2CH＝CH2、CH2C≡CH或OCH3。
R可独立地为H、CH3、CH2CH3、(CH2)2CH3、CH2CH＝CH2、CH2C≡CH或OCH3。
[0099] 在一些实施方案中，通式(I)中所述的两个所述R8基团与它们所连接的氮原子连接在一起形成环，所述环任选独立地被氟、OH或甲基中的一个或多个以一个至最大数量的取代基形式取代。
[0100] 在一些实施方案中，通式(I)中所述的NR82可以为任选取代的 其中X9 9 9 9 9
可以为CR2、NR、O、C＝O、O(C＝O)、(C＝O)O、NR(C＝O)或(C＝O)NR；其中每一R 可
8
以独立地为H或C1-4烷基；并且n可以为0至3的整数。在一些实施方案中，NR 2可以为任选取代的1-吖丙啶基、1-吖丁啶基、1-吡咯烷基、1-哌啶基、吗啉-4-基、1-哌嗪基、吖丁
8
啶-2-酮-1-基、吡咯烷-2-酮-1-基或哌啶-2-酮-1-基。在一些实施方案中，NR2可以为
1 2 3 4 5
可以为CR2、NR、O、C＝O、O(C＝O)、(C＝O)O、NR(C＝O)或(C＝O)NR；其中每一R 可
8
以独立地为H或C1-4烷基；并且n可以为0至3的整数。在一些实施方案中，NR 2可以为任选取代的1-吖丙啶基、1-吖丁啶基、1-吡咯烷基、1-哌啶基、吗啉-4-基、1-哌嗪基、吖丁
8
啶-2-酮-1-基、吡咯烷-2-酮-1-基或哌啶-2-酮-1-基。在一些实施方案中，NR2可以为
1 2 3 4 5
[0101] 在一些实施方案中，当X为S，且R为OH，且R 为H，且R 为H，且R 为OH，且R 为6 7 8
OH，且R为H，且R 为H时，则每一R 可以独立地为H或C1-6烷基。
1 2 3 4 5
OH，且R为H，且R 为H时，则每一R 可以独立地为H或C1-6烷基。
1 2 3 4 5
[0102] 在一些实施方案中，当X为S，且R为OH，且R 为H，且R 为H，且R 为OH，且R 为6 7 8
F，且R为H，且R 为H时，则每一R 可以独立地为H或C1-6烷基。
1 2 3 4 5
F，且R为H，且R 为H时，则每一R 可以独立地为H或C1-6烷基。
1 2 3 4 5
[0103] 在一些实施方案中，当X为S，且R为OH，且R 为H，且R 为H，且R 为OH，且R 为6 7 8
F，且R为F，且R 为H时，则每一R 可以独立地为H或C1-6烷基。
1 2 3 4 5
F，且R为F，且R 为H时，则每一R 可以独立地为H或C1-6烷基。
1 2 3 4 5
[0104] 在一些实施方案中，当X为S，且R为F，且R 为H，且R 为H，且R 为OH，且R 为6 7 8
OH，且R为H，且R 为H时，则每一R 可以独立地为H或C1-6烷基。
1 2 3 4 5
OH，且R为H，且R 为H时，则每一R 可以独立地为H或C1-6烷基。
1 2 3 4 5
[0105] 在一些实施方案中，当X为S，且R为F，且R 为H，且R 为H，且R 为OH，且R 为6 7 8
F，且R为H，且R 为H时，则每一R 可以独立地为H或C1-6烷基。
F，且R为H，且R 为H时，则每一R 可以独立地为H或C1-6烷基。
[0106] 在一些实施方案中，当X为S，且R1为F，且R2为H，且R3为H，且R4为OH，且R5为6 7 8
F，且R为F，且R 为H时，则每一R 可以独立地为H或C1-6烷基。
F，且R为F，且R 为H时，则每一R 可以独立地为H或C1-6烷基。
[0107] 在一些实施方案中，当X为S，且R1为H，且R2为F，且R3为H，且R4为OH，且R5为6 7 8
OH，且R为H，且R 为H时，则每一R 可以独立地为H或C1-6烷基。
OH，且R为H，且R 为H时，则每一R 可以独立地为H或C1-6烷基。
[0108] 在一些实施方案中，当X为S，且R1为H，且R2为F，且R3为H，且R4为OH，且R5为6 7 8
F，且R为H，且R 为H时，则每一R 可以独立地为H或C1-6烷基。
F，且R为H，且R 为H时，则每一R 可以独立地为H或C1-6烷基。
[0109] 在一些实施方案中，当X为S，且R1为H，且R2为F，且R3为H，且R4为OH，且R5为6 7 8
F，且R为F，且R 为H时，则每一R 可以独立地为H或C1-6烷基。
F，且R为F，且R 为H时，则每一R 可以独立地为H或C1-6烷基。
[0110] 在一些实施方案中，当X为S，且R1为H，且R2为H，且R3为H，且R4为OH，且R5为6 7 8
OH，且R为H，且R 为H时，则每一R 可以独立地为H或C1-6烷基。
OH，且R为H，且R 为H时，则每一R 可以独立地为H或C1-6烷基。
[0111] 在一些实施方案中，当X为S，且R1为H，且R2为H，且R3为H，且R4为OH，且R5为6 7 8
F，且R为H，且R 为H时，则每一R 可以独立地为H或C1-6烷基。
F，且R为H，且R 为H时，则每一R 可以独立地为H或C1-6烷基。
[0112] 在一些实施方案中，当X为S，且R1为H，且R2为H，且R3为H，且R4为OH，且R5为6 7 8
F，且R为F，且R 为H时，则每一R 可以独立地为H或C1-6烷基。
F，且R为F，且R 为H时，则每一R 可以独立地为H或C1-6烷基。
[0113] 在一些实施方案中，当X为S，且R1为OH，且R2为H，且R3为H，且R4为OH，且R5为6 7 8
OH，且R为H，且R 为C1-8烷基时，则每一R 可以独立地为H或C1-6烷基。
OH，且R为H，且R 为C1-8烷基时，则每一R 可以独立地为H或C1-6烷基。
[0114] 在一些实施方案中，当X为S，且R1为F，且R2为H，且R3为H，且R4为OH，且R5为6 7 8
OH，且R为H，且R 为C1-8烷基时，则每一R 可以独立地为H或C1-6烷基。
OH，且R为H，且R 为C1-8烷基时，则每一R 可以独立地为H或C1-6烷基。
[0115] 在一些实施方案中，当X为S，且R1为H，且R2为F，且R3为H，且R4为OH，且R5为6 7 8
OH，且R为H，且R 为C1-8烷基时，则每一R 可以独立地为H或C1-6烷基。
OH，且R为H，且R 为C1-8烷基时，则每一R 可以独立地为H或C1-6烷基。
[0116] 在一些实施方案中，当X为S，且R1为H，且R2为H，且R3为H，且R4为OH，且R5为6 7 8
OH，且R为H，且R 为C1-8烷基时，则每一R 可以独立地为H或C1-6烷基。
OH，且R为H，且R 为C1-8烷基时，则每一R 可以独立地为H或C1-6烷基。
[0117] 在一些实施方案中，当X为S，且R1为OH，且R2为H，且R3为H，且R4为OH，且R5为6 7 8
OH，且R为H，且R 为CF3时，则每一R 可以独立地为H或C1-6烷基。
OH，且R为H，且R 为CF3时，则每一R 可以独立地为H或C1-6烷基。
[0118] 在一些实施方案中，当X为S，且R1为F，且R2为H，且R3为H，且R4为OH，且R5为6 7 8
OH，且R为H，且R 为CF3时，则每一R 可以独立地为H或C1-6烷基。
OH，且R为H，且R 为CF3时，则每一R 可以独立地为H或C1-6烷基。
[0119] 在一些实施方案中，当X为S，且R1为H，且R2为F，且R3为H，且R4为OH，且R5为6 7 8
OH，且R为H，且R 为CF3时，则每一R 可以独立地为H或C1-6烷基。
OH，且R为H，且R 为CF3时，则每一R 可以独立地为H或C1-6烷基。
[0120] 在一些实施方案中，当X为S，且R1为H，且R2为H，且R3为H，且R4为OH，且R5为6 7 8
OH，且R为H，且R 为CF3时，则每一R 可以独立地为H或C1-6烷基。
OH，且R为H，且R 为CF3时，则每一R 可以独立地为H或C1-6烷基。
[0121] 在本发明的具体实施方案中，根据通式(I)的化合物包括表1中所述的化合物。
[0122] 表1
[0123]
[0124]
[0125]
[0126]
[0127]
[0128]
[0129] 如本领域技术人员所认识到的，上述通式(I)也可备选地为如下所示：
[0130]
[0131] 如本文所用，单数形式“一(a/an)”和“该(the)”包括复数指示物，除非上下文另有明确规定。例如，“化合物(a compund)”是指这样的化合物的一个或多个，而“所述酶”包括特定的酶，以及本领域技术人员已知的其它家族成员及其等价物。
[0132] 在整个申请中，预期的是，术语“化合物(compund)”或“多个化合物(compunds)”是指本文所讨论的化合物，且包括该化合物的前体和衍生物(包括被酰基保护的衍生物)以及该化合物、前体和衍生物的药学可接受的盐。本发明还包括该化合物的前药，包含该化合物和药学可接受的载体的药物组合物，以及包含该化合物的前药和药学可接受的载体的药物组合物。
[0133] 本发明化合物可以包含一个或多个不对称中心，且因此出现外消旋体和外消旋混合物、单对映异构体、非对映异构混合物及单个的非对映异构体。额外的不对称中心可以取决于分子上各种取代基的性质而存在。每个这样的不对称中心将独立地产生两种光学异构体，并且意欲使混合物中的及以纯或部分纯的化合物存在的所有可能的光学异构体和非对映异构体都包括在本发明的范围内。在本说明书中所述而未指明具体立体化学性的化合物的任何化学式、结构或名称，意在包括任何及所有存在的上述异构体及其任何比例的混合物。当指明立体化学性时，则本发明意在包括纯形式或作为与其它异构体任何比例的混合物一部分的形式的特定异构体。
[0134] “烷基”是指只由碳和氢原子组成的、不含不饱和且包含例如一个至十个碳原子(如1、2、3、4、5、6、7、8、9或10个碳原子)并且通过单键与分子的其余部分连接的直链或支链烃链基团。在备选的实施方案中，所述烷基基团可以包含一个至八个碳原子，如1、2、3、4、5、6、7或8个碳原子。在备选的实施方案中，所述烷基基团可以包含一个至六个碳原子，如1、2、3、4、5或6个碳原子。除非在说明书中另有具体规定，则所述烷基基团可以任选地被一个或多个如本文所述的取代基取代。除非本文另有具体规定，应当理解的是，所述取代可以发生在所述烷基基团的任何碳上。
[0135] “烯基”是指只由碳和氢原子所组成、含至少一个双键且包含例如两个至十个碳原子(如2、3、4、5、6、7、8、9或10个碳原子)并且通过单键或双键与分子的其余部分连接的直链或支链烃链基团。在备选的实施方案中，所述烯基基团可以含有两个至八个碳原子，如2、3、4、5、6、7或8个碳原子。在备选的实施方案中，所述烯基基团可以含有三个至六个碳原子，如3、4、5或6个碳原子。除非在说明书中另有具体规定，所述烯基基团可以任选地被一个或多个如本文所述的取代基取代。除非本文另有具体规定，应当理解的是，所述取代可以发生在所述烯基基团的任何碳上。
[0136] “炔基”是指只由碳和氢原子所组成、含至少一个叁键且包含例如两个至十个碳原子的直链或支链烃链基团。在备选的实施方案中，所述炔基基团可以含有两个至八个碳原子，如2、3、4、5、6、7或8个碳原子。在备选的实施方案中，所述炔基基团可以含有三个至六个碳原子，如3、4、5或6个碳原子。除非在说明书中另有具体规定，否则所述炔基基团可以任选地被一个或多个如本文所述的取代基取代。
[0137] “芳基”是指只包含碳原子的、包括例如6-14元(如6、7、8、9、10、11、12、13或14元)的单环或双环的芳族环。芳基基团的实例包括：苯基、联苯基、萘基、茚满基、茚基、四氢萘基、2,3-二氢苯并呋喃基、二氢苯并吡喃基、1,4-苯并二噁烷基等。除非本文另有具体规定，否则术语“芳基”表示包括被一个或多个如本文所述的取代基任选取代的芳基。
[0138] “杂芳基”是指在环中含一个或多个杂原子(例如N、O、S)的单或稠合芳族环基团，包括例如5-14元(如5、6、7、8、9、10、11、12、13或14元)。杂芳基的实例包括：呋喃、噻吩、吡咯、噁唑、噻唑、咪唑、吡唑、异噁唑、异噻唑、1,2,3-噁二唑、1,2,3-三唑、1,2,4-三唑、1,3,4-噻二唑、四唑、吡啶、哒嗪、嘧啶、吡嗪、1,3,5-三嗪、咪唑、苯并咪唑、苯并噁唑、苯并噻唑、吲嗪、吲哚、异吲哚、苯并呋喃、苯并噻吩、1H-吲唑、嘌呤、4H-喹嗪、喹啉、异喹啉、噌啉、酞嗪、喹唑啉、喹喔啉、1,8-萘啶、蝶啶等。除非本文另有具体规定，否则术语“杂芳基”表示包括被一个或多个如本文所述的取代基任选取代的杂芳基。
[0139] “烷氧基”是指式–ORa的基团，其中Ra为如本文所述的C1-10烷基或C1-6烷基。所述烷基基团可以如本文所述而被任选取代。
[0140] “环烷基”是指只由碳和氢原子组成、具有例如3个至15个碳原子以及为饱和且通过单键与分子的其余部分连接的稳定单价单环、双环或三环的烃基团。在备选的实施方案中，所述环烷基基团可以包含三个至六个碳原子(如3、4、5或6个碳原子)。除非在本文另有具体规定，否则术语“环烷基”意在包括如本文所述而被任选取代的环烷基。
[0141] “任选的”或“任选地”表示随后描述的情况的事件可能会或可能不会发生，并且该描述包括其中该事件或情况发生一或多次的实例以及其中不发生的实例。例如，“任选取代的烷基”表示烷基可以被取代或可以不被取代，并且该描述包括取代的烷基和不具有取代的烷基两者，并且所述烷基基团可以被一次或多次取代。任选取代的烷基的实例包括但不限于：甲基、乙基、丙基等，并包括环烷基如环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基等；任选取代的烯基的实例包括：烯丙基、巴豆基、2-戊烯基、3-己烯基、2-环戊烯基、2-环己烯基、2-环戊烯基甲基、2-环己烯基甲基等。在一些实施方案中，任选取代的烷基和烯基包括C1-6烷基或烯基。
[0142] 治疗适应证
[0143] 本发明提供了治疗由O-GlcNAcase酶或由O-GlcNAc-修饰的蛋白水平直接或间接调节的疾病状况的方法，例如，通过O-GlcNAcase酶的抑制或通过O-GlcNAc-修饰的蛋白水平的提升而受益的疾病状况。这样的疾病状况包括但不限于：青光眼、精神分裂症、tau蛋白病如阿尔茨海默氏病、神经变性疾病、心血管疾病、与炎症相关的疾病、与免疫抑制相关的疾病和癌症。本发明化合物中的一个或多个也可用于治疗与O-GlcNAcase不足或过表达或者O-GlcNAc累积或耗损有关的疾病或病症，或响应糖苷酶抑制疗法的任何疾病或病症。这样的疾病和病症包括但不限于：青光眼、精神分裂症、神经变性病症如阿尔茨海默氏病(AD)，或癌症。这样的疾病和病症还可以包括与酶OGT累积或不足有关的疾病或病症。还包括保护或治疗表达被O-GlcNAc残基修饰的蛋白的靶细胞的方法，所述修饰的失调导致疾病或病变。如本文所用，术语“治疗”包括治疗、预防以及改善。
[0144] 在备选的实施方案中，本发明提供了提高或提升动物对象(如兽医和人类对象)中蛋白O-GlcNAc修饰的水平的方法。这种O-GlcNAc水平的提升可以有效用于预防或治疗阿尔茨海默氏病；预防或治疗其它神经变性疾病(例如帕金森氏症、亨廷顿氏症)；提供神经保护效应；预防心脏组织损伤；以及治疗与炎症或免疫抑制相关的疾病。
[0145] 在备选的实施方案中，本发明提供了选择性抑制动物对象(如兽医和人类对象)中O-GlcNAcase酶的方法。
[0146] 在备选的实施方案中，本发明提供了抑制动物对象(如兽医和人类对象)中tau多肽磷酸化或抑制动物对象(如兽医和人类对象)中NFT形成的方法。因此，本发明的化合物可以用于研究和治疗AD和其它tau蛋白病。
[0147] 本发明方法通常是通过向有需要的对象施用本发明的化合物，或通过使细胞或样品与本发明的化合物(例如包含治疗有效量的通式(I)化合物的药物组合物)接触而实现的。更具体地，它们可有效用于治疗其中涉及O-GlcNAc蛋白修饰的调节的病症，或任何本文所述的疾病状况。目标疾病状况包括阿尔茨海默氏病(AD)和相关神经变性tau蛋白病，其中微管相关蛋白tau的异常过度磷酸化涉及疾病发病机理。在一些实施方案中，化合物可以通过维持tau上提升的O-GlcNAc水平而用于阻断tau的过度磷酸化，由此提供治疗益处。
[0148] 治疗与毒性tau种类累积相关的病理(例如阿尔茨海默氏病和其它tau蛋白病)121-123
的化合物的有效性，可以通过测试化合物在疾病的已确立细胞中 和/或转基因动物模
33，34
型中 阻断毒性tau种类形成的能力来确认。
的化合物的有效性，可以通过测试化合物在疾病的已确立细胞中 和/或转基因动物模
33，34
型中 阻断毒性tau种类形成的能力来确认。
[0149] 可以用本发明化合物治疗的tau蛋白病包括但不限于：阿尔茨海默氏病、肌萎缩性侧索硬化症(ALS)、伴有认知功能障碍的肌萎缩性侧索硬化症(ALSci)、嗜银颗粒性痴呆、布鲁伊特症、皮层基底节变性(CBD)、拳击员痴呆、伴随钙化的弥漫性神经元纤维缠结、唐氏综合征、家族性英国型痴呆、家族性丹麦型痴呆、与染色体17有关的伴随帕金森氏症的额颞叶痴呆(FTDP-17)、葛兹曼-史特劳塞-史萘克症、瓜德罗普帕金森氏症、哈勒沃登-施帕茨症(伴随脑铁堆积1型的神经变性)、多系统萎缩、强直性肌营养不良、尼曼-皮克氏症(C型)、苍白球脑桥黑质变性、关岛复合型帕金森氏症-痴呆症、皮克氏症(PiD)、脑炎后帕金森氏症(PEP)、朊病毒病(包括库贾氏症(CJD)、变异性库贾氏症(vCJD)、致死性家族性失眠症和库鲁病(Kuru))、进行性超皮质胶质细胞增生、进行性核上性麻痹(PSP)、理查德森氏综合征、亚急性硬化性全脑炎、唯神经缠结性痴呆症和青光眼。
[0150] 本发明化合物中的一个或多个还可有效用于治疗与组织损伤或应激反应、刺激细胞或促进细胞分化相关的疾病状况。因此，在某一些实施方案中，本发明化合物可用于在涉及心脏组织中的应激的各种疾病状况或医疗程序中提供治疗益处，这样的疾病状况或医疗程序包括但不限于：缺血；出血；低血容积性休克；心肌梗塞；介入性心脏病学程序；心脏搭桥手术；纤维蛋白溶解疗法；血管成形术；和支架置入。
[0151] 治疗与细胞应激(包括缺血、出血、低血容积性休克、心肌梗塞和其它心血管病108，119，120
症)相关的病理的化合物有效性，可以通过测试化合物在已确立的细胞应激试验 中
71，117 73，115，118
预防细胞损伤以及在局部缺血-再灌注 和创伤性出血 的动物疾模型中预防组
织损伤并促进功能恢复的能力来确认。
症)相关的病理的化合物有效性，可以通过测试化合物在已确立的细胞应激试验 中
71，117 73，115，118
预防细胞损伤以及在局部缺血-再灌注 和创伤性出血 的动物疾模型中预防组
织损伤并促进功能恢复的能力来确认。
[0152] 选择性抑制O-GlcNAcase活性的化合物可以用于治疗与炎症相关的疾病，这样的疾病状况包括但不限于：炎性或过敏性疾病，如哮喘、过敏性鼻炎、过敏性肺疾病、过敏性肺炎、嗜酸性肺炎、迟发型过敏、动脉粥样硬化、间质性肺疾病(ILD)(例如特发性肺纤维化、或与类风湿性关节炎相关的ILD、全身性红斑狼疮、强直性脊柱炎、全身性硬化症、干燥综合征、多发性肌炎或皮肌炎)；全身性过敏或过敏反应、药物过敏、昆虫叮咬过敏；自体免疫疾病，例如类风湿性关节炎、干癣性关节炎、多发性硬化症、格巴二氏综合征、全身性红斑狼疮、重症肌无力、肾小球肾炎、自体免疫性甲状腺炎、移植排斥，包括同种异体移植排斥或移植物抗宿主疾病；炎性肠病，例如克罗恩病和溃疡性结肠炎；脊椎关节病；硬皮病；银屑病(包括T-细胞介导的银屑病)和炎性皮肤病如皮肤炎、湿疹、异位性皮肤炎、过敏性接触皮肤炎、荨麻疹；血管炎(例如坏死性、皮肤性和过敏性血管炎)；嗜酸性肌炎，嗜酸性筋膜炎；以及癌症。
[0153] 此外，影响蛋白O-GlcNAc修饰水平的化合物可用于治疗与下述相关的疾病：免疫抑制(如在进行化学疗法、放射疗法的对象中)、提高创伤痊愈和烧伤治疗、自体免疫疾病的疗法或其它药物疗法(例如皮质类固醇疗法)、或治疗自体免疫疾病和接枝/移植排斥中使用的常规药物组合(其引起免疫抑制)；或由于受体功能先天不足或其它原因而导致的免疫抑制。
[0154] 本发明化合物中的一个或多个可有效用于治疗神经变性疾病；这样的疾病状况可以包括但不限于：帕金森氏症和亨廷顿氏症。可以治疗的其它疾病状况为那些触发、影响或或以任何其它方式与O-GlcNAc翻译后蛋白修饰水平相关的疾病状况。预期本发明化合物中的一个或多个可有效用于治疗这样的疾病状况，特别是但不限于已确立其与蛋白上O-GlcNAc水平的关联的下述那些：移植排斥，特别是但不限于实体器官移植如心脏、肺、肝、肾和胰移植(例如肾和肺同种异体移植)；癌症，特别是但不限于乳癌、肺癌、前列腺癌、胰脏癌、结肠癌、直肠癌、膀胱癌、肾癌、卵巢癌以及非霍奇金淋巴瘤和黑色素瘤；癫痫、疼痛、纤维肌痛或中风，例如用于中风后的神经保护作用。
[0155] 药物&兽医组合物、剂量和施用
[0156] 包含本发明化合物或根据本发明而使用的化合物的药物组合物涵盖在本发明的范围内。在一些实施方案中，提供了包含有效量的通式(I)化合物的药物组合物。
[0157] 通式(I)的化合物及其药学可接受的盐、对映异构体、溶剂化物和衍生物是有用的，因为它们在动物(包括人类)中具有药物学活性。在一些实施方案中，本发明的化合物中的一个或多个当向对象施用时在血浆中是稳定的。
[0158] 在一些实施方案中，可以提供与任何其它活性剂或药物组合物组合的本发明的化合物或根据本发明而使用的化合物，其中该组合疗法可有效用于调节O-GlcNAcase活性，以治疗例如神经变性、炎症、心血管或免疫调节疾病，或本文所述的任何疾病状况。在一些实施方案中，可以提供与一种或多种可有效用于预防或治疗阿尔茨海默氏病的药剂组合的本发明化合物或根据本发明而使用的化合物。这样的药剂的实例包括但不限于：
[0159] ●乙酰胆碱酯酶抑制剂(AChEIs)，如 (多奈哌齐)、 (利斯的明)、 (Razadyne 加兰他敏)、
(他克林)、Dimebon、石杉碱甲、Phenserine、Debio-9902SR(ZT-1SR)、扎那哌齐(TAK0147)、更斯的明、NP7557等；
(他克林)、Dimebon、石杉碱甲、Phenserine、Debio-9902SR(ZT-1SR)、扎那哌齐(TAK0147)、更斯的明、NP7557等；
[0160] ●NMDA受体拮抗剂，如 ( 美金刚胺)、Dimebon、SGS-742、Neramexane、Debio-9902SR(ZT-1SR)等；
[0161] ●γ-分泌酶抑制剂和/或调节剂，如FlurizanTM(Tarenflurbil、MPC-7869、R-氟吡洛芬)、LY450139、MK 0752、E2101、BMS-289948、BMS-299897、BMS-433796、LY-411575、GSI-136等；
[0162] ●β-分泌酶抑制剂，如ATG-Z1、CTS-21166、MK-8931等；
[0163] ●α-分泌酶活化剂，如NGX267等；
[0164] ●淀粉样蛋白-β聚集和/或纤维化抑制剂，如AlzhemedTM(3APS、Tramiprosate、3-氨基-1-丙烷磺酸)、AL-108、AL-208、AZD-103、PBT2、Cereact、ONO-2506PO、PPI-558等；
[0165] ●tau聚集抑制剂，如亚甲蓝等；
[0166] ●微管稳定剂，如AL-108、AL-208、紫杉醇等；
[0167] ●RAGE抑制剂，如TTP488等；
[0168] ●5-HT1a受体拮抗剂，如扎利罗登、来考佐坦等；
[0169] ●5-HT4受体拮抗剂，如PRX-03410等；
[0170] ●激酶抑制剂，如SRN-003-556、amfurindamide、LiCl、AZD1080、NP031112、SAR-502250等；
[0171] ●人源化的单克隆抗-Aβ抗体，如Bapineuzumab(AAB-001)、LY2062430、RN1219、ACU-5A5等；
[0172] ●淀粉样蛋白疫苗，如AN-1792、ACC-001等；
[0173] ●神经保护剂，如脑蛋白水解物、AL-108、AL-208、石杉碱甲等；
[0174] ●L型钙通道拮抗剂，如MEM-1003等；
[0175] ●烟碱受体拮抗剂，如AZD3480、GTS-21等；
[0176] ●烟碱受体激动剂，如MEM 3454、尼非西坦等；
[0177] ●过氧化物酶体增殖物激活的受体(PPAR)γ激动剂，如 (罗格列酮)等；
[0178] ●磷酸二酯酶IV(PDE4)抑制剂，如MK-0952等；
[0179] ●激素替代疗法，如雌激素(普瑞马林)等；
[0180] ●单胺氧化酶(MAO)抑制剂，如NS2330、雷沙吉兰 TVP-1012等；
[0181] ●AMPA受体调节剂，如安帕来斯(CX 516)等；
[0182] ●神经生长因子或NGF增效剂，如CERE-110(AAV-NGF)、T-588、T-817MA等；
[0183] ●预防由脑下垂体释放促黄体激素(LH)的药剂，如leuoprolide(VP-4896)等；
[0184] ●GABA受体调节剂，如AC-3933、NGD 97-1、CP-457920等；
[0185] ●苯二氮类受体反相激动剂，如SB-737552(S-8510)、AC-3933等；
[0186] ●去甲肾上腺素释放剂，如T-588、T-817MA等；
[0187] 应当理解的是，本发明的化合物或根据本发明而使用的化合物与阿尔茨海默氏病药剂的组合不限于本文所述的实例，但包括与有效用于治疗阿尔茨海默氏病的任何药剂的组合。本发明的化合物或根据本发明而使用的化合物与其它阿尔茨海默氏病药剂的组合可以单独或联合施用。可以在施用其它的一种或多种药剂之前、同时或之后施用一种药剂。
[0188] 在备选的实施方案中，可以“前药”或被保护的形式供给化合物，其在向对象施用之后释放化合物。例如，化合物可以携带保护基团，所述保护基团通过在体液中(例如在血流中)水解而分裂，因此释放活性化合物，或在体液中被氧化或还原以释放化合物。因此，“前药”是指可以在生理条件下或通过溶剂分解而转化成本发明的生物活性化合物的化合物。因此，术语“前药”是指本发明化合物的药学可接受的代谢前体。当向有需要的对象施用时，前药可以是惰性的，但可在体内转化成本发明的活性化合物。通常，前药通过例如在血液中水解在体内快速转化以得到本发明的母体化合物。前药化合物常在对象中提供溶解度、组织相容性或延迟释放的优点。
[0189] 术语“前药”还意在包括任何共价键合的载体，当向对象施用该前药时所述载体在体内释放本发明的活性化合物。本发明化合物的前药可以通过修饰存在于本发明化合物中的官能团而制备，所述修饰的方式为使得修饰以常规操作或在体内被裂解成本发明的母体化合物。前药包括其中羟基、氨基或巯基与任何基团键合的本发明化合物，当向哺乳动物对象施用本发明化合物的前药时，所述基团裂解而分别形成游离羟基、游离氨基或游离巯基。前药的实例包括但不限于：在本发明化合物的一个或多个中的醇的乙酸盐、甲酸盐和苯甲酸盐衍生物，以及胺官能团的乙酰胺、甲酰胺和苯甲酰胺衍生物等。
[0190] 前药的讨论可见于“Smith and Williams’Introduction to the Principles of Drug Design,”H.J.Smith,Wright,Second Edition,London(1988)；Bundgard,H.,Design of Prodrugs(1985),pp.7-9,21-24(Elsevier,Amsterdam)；The Practice of Medicinal Chemistry,Camille G.Wermuth et al.,Ch 31,(Academic Press,1996)；A Textbook of Drug Design and Development,P.Krogsgaard-Larson and H.Bundgaard,eds.Ch5,pgs113191(Harwood Academic Publishers,1991)；Higuchi,T.,et al.,"Pro-drugs as Novel Delivery Systems,"A.C.S.Symposium Series,Vol.14；或于Bioreversible Carriers in Drug Design,ed.Edward B.Roche,American Pharmaceutical Association and Pergamon Press,1987。
[0191] 本发明化合物中的一个或多个的合适前药形式可以包括多个实施方案，其中如通式(I)所述的一个或多个OH基团可以被保护成OC(O)R，其中R可以为任选取代的烷基、烯基、炔基、芳基或杂芳基。在这些情况下，酯基团可以在体内(例如在体液中)被水解，释放OH基团并释放活性化合物。本发明的优选的前药实施方案可以包括通式(I)的化合物，其中一个或多个OH基团可以被用乙酸盐(例如OC(O)CH3)进行保护。
[0192] 本发明的化合物或根据本发明而使用的化合物能够在脂质体、佐剂或任何药学可接受的载体、稀释剂或赋形剂存在下以适于向对象(如哺乳动物，例如人类、牛、绵羊等)施用的形式单独提供或与其它化合物组合地提供。若需要，使用本发明化合物的治疗可以与更多传统且现有的用于本文所述治疗适应证的治疗组合。可以长期或间歇地提供本发明的化合物。“长期”施用是指以与短时间模式相反的连续模式施用一种或多种化合物，以将最初的治疗效果(活性)维持持久的时间段。“间歇”施用为不是连续进行而不中断的，反而在本质上是周期性的治疗。应当理解，如本文所用的术语“施用(administration)”、“可施用(administrable)”或“施用(administering)”表示向需要治疗的对象提供本发明的化合物。
[0193] “药学可接受的载体、稀释剂或赋形剂”可包括但不限于，已由例如美国食品和药物管理局或其他政府机构批准为可接受地用于人类或家畜的任何佐剂、载体、赋形剂、助流剂、甜味剂、稀释剂、防腐剂、染料/着色剂、调味剂、表面活性剂、润湿剂、分散剂、悬浮剂、稳定剂、等渗剂、溶剂或乳化剂。
[0194] 可将本发明化合物以药学可接受的盐的形式进行施用。在这样的情况下，本发明的药物组合物可以包含该化合物的盐，优选为本领域已知的生理上可接受的盐。在一些实施方案中，本文所使用的术语“药学可接受的盐”是指包含以通式I的盐形式施用的化合物，特别是其中与活性成分的游离形式或其它之前公开的盐形式相比，所述盐的形式赋予该活性成分改善的药代动力学性质。
[0195] “药学可接受的盐”可以包括酸和碱加成盐两者。“药学可接受的酸加成盐”是指那些保留游离碱的生物有效性和性质的盐，其不是生物学或在其他方面不希望的，并且由下述无机酸(如盐酸、氢溴酸、硫酸、硝酸、磷酸等)以及有机酸(如乙酸、三氟乙酸、丙酸、乙醇酸、丙酮酸、草酸、马来酸、丙二酸、琥珀酸、富马酸、酒石酸、柠檬酸、苯甲酸、肉桂酸、扁桃酸、甲磺酸、乙磺酸、对甲苯磺酸、水杨酸等)形成。
[0196] “药学可接受的碱加成盐”是指那些保留游离酸的生物有效性和性质的盐，其不是生物学或在其他方面不希望的。这些盐是由添加无机碱或有机碱至游离酸而制备。源自无机碱的盐可以包括但不限于：钠盐、钾盐、锂盐、铵盐、钙盐、镁盐、铁盐、锌盐、铜盐、锰盐、铝盐等。优选地，无机盐可以为铵盐、钠盐、钾盐、钙盐和镁盐。源自有机碱的盐可以包括但不限于下述的盐：伯胺、仲胺、叔胺、取代的胺(包括自然存在的取代的胺)、环胺和碱性离子交换树脂，例如异丙胺、三甲胺、二乙胺、三乙胺、三丙胺、乙醇胺、2-二甲胺基乙醇、2-二乙胺基乙醇、二环己胺、赖氨酸、精氨酸、组氨酸、咖啡因、普鲁卡因、哈胺(hydrabamine)、胆碱、甜菜碱、乙二胺、葡糖胺、甲基葡糖胺、可可碱、嘌呤、哌嗪、哌啶、N-乙基哌啶、多胺树脂等。特别优选的有机碱可以为异丙胺、二乙胺、乙醇胺、三甲胺、二环己胺、胆碱和咖啡因。
[0197] 因此，术语“药学可接受的盐”涵盖所有可接受的盐，包括但不限于：乙酸盐、乳糖醛酸盐、苯磺酸盐、月桂酸盐、苯甲酸盐、苹果酸盐、碳酸氢盐、马来酸盐、硫酸氢盐、扁桃酸盐、酒石酸氢盐、甲磺酸盐、硼酸盐、甲基溴化物、溴化物、甲基亚硝酸盐、依地酸钙、甲基硫酸盐、樟脑磺酸盐、粘酸盐、碳酸盐、萘磺酸盐、氯化物、硝酸盐、克拉维酸盐、N-甲基葡糖胺、柠檬酸、铵盐、二盐酸盐、油酸盐、依地酸盐、草酸盐、乙二磺酸盐、双羟萘酸盐(pamoate embonate/embonate)、依托酸盐、棕榈酸盐、乙磺酸盐(esylate)、泛酸盐、富马酸盐、磷酸盐/二磷酸盐、葡庚糖酸盐、聚半乳糖醛酸盐、葡糖酸盐、水杨酸盐、谷氨酸盐(glutame)、硬脂酸盐、乙醇酰基阿散酸盐、硫酸盐、己基间苯二酚盐(hexylresorcinate)、次醋酸盐、醇胺(hydradamine)、琥珀酸盐、氢溴酸盐、鞣酸盐、盐酸盐、酒石酸盐、羟基萘甲酸盐、8-氯茶碱盐(teoclate)、碘化物、甲苯磺酸盐、异硫代硫酸盐(isothionate)、三乙碘化物、乳酸盐、panoate、戊酸盐等。
[0198] 本发明化合物的药学可接受的盐可以用作用于改进溶解度或水解特征的剂型，或用于缓释或前药制剂中。本发明化合物的药学可接受的盐也可包括那些由下述形成的盐：阳离子如钠、钾、铝、钙、锂、镁、锌，以及碱如氨、乙二胺、N-甲基谷氨酸、赖氨酸、精氨酸、鸟氨酸、胆碱、N,N’-二苄基乙二胺、氯普鲁卡因、二乙醇胺、普鲁卡因、N-苄基苯乙胺、二乙胺、哌嗪、三(羟甲基)氨基甲烷和氢氧化四甲铵。
[0199] 药物制剂通常可包括一种或更多种制剂施用方式可接受的载体，所述施用方式为注射、吸入、局部施用、灌洗或适用于所选治疗的其它方式。合适的载体可以是本领域已知用于这样的施用方式的载体。
[0200] 合适的药物组合物可以本领域已知的手段进行配制，并且其施用方式和剂量由熟练的从业者确定。对于肠胃外施用，可以将化合物溶解在无菌水中或盐水中或用于施用非水溶性化合物的药学可接受的溶媒中，例如那些用于维生素K的溶媒。对于肠内施用，可以片剂、胶囊或溶解于液体形式中来施用化合物。片剂或胶囊可以为肠包衣的或在用于缓释的制剂中。许多合适的制剂是已知的，包括封装要释放的化合物的聚合物或蛋白质微粒、软膏、凝胶、水凝胶或能够局部或区域地使用以施用化合物的溶液。可使用缓释贴片或植入物提供延长时段的释放。熟练的从业者已知的许多技术描述于Alfonso Gennaro的thRemington:the Science&Practice of Pharmacy,20 ed.,Williams&Wilkins,(2000)中。
用于胃肠外施用的制剂可以含有例如赋形剂、聚亚烷基二醇如聚乙二醇、植物来源的油或氢化萘。可以使用生物相容性的、生物可降解的丙交酯聚合物、丙交酯/乙交酯共聚物或聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物控制化合物的释放。用于调节性化合物的其他潜在有用的肠胃外递送系统可包括乙烯-乙酸乙烯酯共聚物颗粒、渗透泵、可植入输注系统和脂质体。用于吸入的制剂可以含有赋形剂如乳糖，或可以为含有例如聚氧乙烯-9-月桂醚、甘胆酸盐和脱氧胆酸盐的水溶液，或可以为用于以滴鼻剂或凝胶形式施用的油性溶液。
用于胃肠外施用的制剂可以含有例如赋形剂、聚亚烷基二醇如聚乙二醇、植物来源的油或氢化萘。可以使用生物相容性的、生物可降解的丙交酯聚合物、丙交酯/乙交酯共聚物或聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物控制化合物的释放。用于调节性化合物的其他潜在有用的肠胃外递送系统可包括乙烯-乙酸乙烯酯共聚物颗粒、渗透泵、可植入输注系统和脂质体。用于吸入的制剂可以含有赋形剂如乳糖，或可以为含有例如聚氧乙烯-9-月桂醚、甘胆酸盐和脱氧胆酸盐的水溶液，或可以为用于以滴鼻剂或凝胶形式施用的油性溶液。
[0201] 本发明的化合物或药物组合物可以经口或非经口施用，例如肌肉内、腹膜内、静脉内、脑池内注射或输注、皮下注射、经皮或经黏膜途径。在一些实施方案中，根据本发明或用于本发明的化合物或药物组合物可以利用医疗装置或设备的手段而施用，所述医疗装置或设备如植入物、移植物、义肢、支架等。可以设计旨在含有且释放这样的化合物或组合物的植入物。实例可以为由适于使化合物在一段时间内释放的聚合物材料制成的植入物。可以单独或作为与药学可接受的载体的混合物而施用化合物，例如作为固体制剂如片剂、胶囊、颗粒剂、粉剂等；液体制剂如糖浆、注射液等；注射液、滴剂、栓剂、阴道栓。在一些实施方案中，根据本发明或用于本发明的化合物或药物组合物可以通过吸入喷雾、鼻、阴道、直肠、舌下或局部途径而施用，并且可单独或一起配制于含有适于各种施用途径的常规无毒性药学可接受的载体、佐剂和溶媒的合适剂量单位制剂中。
[0202] 本发明化合物可用于治疗动物，包括小鼠、大鼠、马、牛、绵羊、狗、猫和猴子。然而，本发明化合物也可用于其他有机体，如禽类物种(例如鸡)。本发明化合物中的一个或多个也可有效地用于人类。术语“对象”或在本文另外称为“患者”，其旨在述及已经成为治疗、观察或实验目标的动物，优选为哺乳动物，最优选为人类。然而，本发明的化合物、方法和药物组合物中的一个或多个可用于治疗动物。因此，如本文所用，“对象”可以为人类、非人类的灵长类动物、大鼠、小鼠、牛、马、猪、绵羊、山羊、狗、猫等。对象可能疑似患有需要调节O-GlcNAcase活性的疾病状况或处于患有该疾病状况的风险中。
[0203] 本发明的化合物的“有效量”包括治疗有效量或预防有效量。“治疗有效量”是指在剂量下和经必要的时段而有效达到所需治疗结果的量，所述治疗结果例如抑制O-GlcNAcase、提升O-GlcNAc水平、抑制tau磷酸化或本文所述的任何疾病状况。治疗有效量的化合物可以随着诸如对象的疾病状况、年龄、性别和体重以及化合物在个体中引发所需反应的能力的因素而改变。可以调整剂量方案以提供最优治疗反应。治疗有效量也为其中化合物的任何毒性或有害效应被治疗上有利的效应超过的量。“预防有效量”是指在剂量下和经必要的时段而有效达到所需预防结果的量，所述预防结果例如抑制O-GlcNAcase、提升O-GlcNAc水平、抑制tau磷酸化或本文所述的任何疾病状况。典型地，预防剂量在疾病的早期阶段之前或期间用于对象，使得预防有效量可以低于治疗有效量。化合物的治疗或预防有效量的合适范围可以为0.1nM-0.1M、0.1nM-0.05M、0.05nM-15μM或0.01nM-10μM的任何整数。
[0204] 在备选的实施方案中，在其中需要调节O-GlcNAcase活性的疾病状况的治疗或预防中，适当的剂量水平通常为每公斤对象体重每天约0.01mg至500mg，并且能够以单剂量或多剂量施用。在一些实施方案中，剂量水平为每天约0.1mg/kg至约250mg/kg。应当理解的是，任何具体患者的具体剂量水平和剂量频率可以改变，且会取决于许多因素，包括所用的具体化合物的活性、化合物的代谢稳定性和作用长度、年龄、体重、总体健康状况、性别、饮食、施用方式和时间、分泌速率、药物组合、具体疾病状况的严重性及接受治疗的患者。
[0205] 应当注意的是，剂量值可随要缓解的疾病状况的严重性而改变。对于任何具体对象，具体剂量方案可根据个体需要及管理或监督施用组合物的人员的专业判断而随时间调整。本文所述的剂量范围仅为示例，并且不限制可由医学从业者所选择的剂量范围。在组合物中的活性化合物的量可根据诸如对象的疾病状况、年龄、性别和体重的因素而改变。可调整剂量方案以提供最优的治疗反应。例如，可施用单一丸剂，可随时间分多次剂量施用，或可根据治疗情况的紧急状态将剂量按比例减少或增加。有利的是以剂量单位形式配制肠胃外组合物以便于施用和剂量均匀。通常，应在不引起大量毒性的情况下使用本发明化合物，并且如本文所述，化合物中的一个或多个可表现出适于治疗用途的安全特性。能够使用标准技术确定本发明化合物的毒性，例如通过在细胞培养物或实验动物中测试并测定治疗指数，即，LD50(50％群体的致死剂量)与LD100(100％群体的致死剂量)之比。然而，在一些情况下，如在严重的疾病状况中，可能需要施用大量过量的组合物。
[0206] 在通式(I)的化合物中，原子可表现为其天然同位素丰度，或原子中的一个或多个可以人为方式富集具有相同原子数但原子量或质量数与自然界中主要发现的原子量或质量数不同的特定同位素。本发明意在包括通式(I)化合物的所有适合的同位素变体。例1 2 3
如，氢(H)的不同的同位素形式包括氕(H)、氘(H)和氚(H)。氕为自然界中发现的主要的氢同位素。富集氘可提供某些治疗优势，如增加体内半衰期或减少剂量要求，或可提供化合物以有效用作表征生物学样品的标准物。富集同位素的通式(I)范围内化合物可以由本领域技术人员公知的常规技术或由与本文方案和实施例中所述的那些方法类似的方法，使用适当的富集同位素的试剂和/或中间体来制备，而无需过度实验。
如，氢(H)的不同的同位素形式包括氕(H)、氘(H)和氚(H)。氕为自然界中发现的主要的氢同位素。富集氘可提供某些治疗优势，如增加体内半衰期或减少剂量要求，或可提供化合物以有效用作表征生物学样品的标准物。富集同位素的通式(I)范围内化合物可以由本领域技术人员公知的常规技术或由与本文方案和实施例中所述的那些方法类似的方法，使用适当的富集同位素的试剂和/或中间体来制备，而无需过度实验。
[0207] 其它用途和试验
[0208] 通式(I)的化合物可用于调节糖苷酶、优选O-GlcNAcase酶活性的化合物的筛选试验。受试化合物抑制从模型底物的O-GlcNAcase-依赖性裂解O-GlcNAc的能力，可使用如本文所述或本领域技术人员已知的任何试验进行测量。例如，可使用本领域已知的荧光或基于UV的试验。“受试化合物”可为任何自然存在或人为衍生的化学化合物。受试化合物可以包括但不限于：肽、多肽、合成有机分子、自然存在的有机分子和核酸分子。受试化合物能够与已知化合物(例如通式(I)的化合物)“竞争”，例如通过抑制O-GlcNAcase-依赖性裂解O-GlcNAc来进行干扰或通过由通式(I)化合物诱导的任何生物反应来进行干扰。
[0209] 通常，当与通式(I)化合物或其他参考化合物比较时，受试化合物能够表现出10％至200％或超过500％的任何调节值。例如，受试化合物可表现出至少10％至200％的任何正或负整数调节值，或至少30％至150％的任何正或负整数调节值，或至少60％至
100％的任何正或负整数调节值，或超过100％的任何正或负整数调节值。为负调节剂的化合物通常相对于已知化合物会降低调节，而为正调节剂的化合物通常相对于已知化合物会增加调节。
100％的任何正或负整数调节值，或超过100％的任何正或负整数调节值。为负调节剂的化合物通常相对于已知化合物会降低调节，而为正调节剂的化合物通常相对于已知化合物会增加调节。
[0210] 通常，受试化合物从天然产物或合成(或半合成)提取物两者的大型库或本领域已知方法的化学库中确定。药物发现及开发领域的技术人员应当理解的是，受试提取物或化合物的确切来源对本发明方法并非至关重要。因此，实际上可使用本文所述的示例性方法来筛选任何数量的化学提取物或化合物。这样的提取物或化合物的实例包括但不限于：基于植物、真菌、原核生物或动物的提取物、发酵液和合成化合物，以及现有化合物的修饰物。有许多方法也可用于随机或直接合成(例如半合成或全合成)任何数量的化学化合物，包括但不限于：基于糖、脂质、肽和核酸的化合物。合成化合物库是商购的。备选地，细菌、真菌、植物和动物提取物形式的天然化合物库可自许多来源商购，包括Biotics(Sussex,UK)、Xenova(Slough,UK)、Harbor Branch Oceanographic Institute(Ft.Pierce,FL,USA) 和PharmaMar,MA,USA。另外，若需要，天然或合成产生的库是根据本领域已知方法而产生的，例如通过标准提取和分级分离方法。此外，若需要，可使用标准的化学、物理或生化方法容易地修饰任何库或化合物。
[0211] 当发现粗提取物调节O-GlcNAc的O-GlcNAcase-依赖性裂解的抑制或由通式(I)化合物所诱导的任何生物反应时，则有必要进一步分级分离正引导提取物以分离导致所观察到的效果的化学成分。因此，提取、分级分离和纯化方法的目标为仔细表征并鉴定在粗提取物中具有O-GlcNAcase-抑制活性的化学实体。本文所述用于检测化合物混合物活性的相同试验可用于纯化活性组分并测试其衍生物。这样的由不同成分形成的提取物的分级分离和纯化方法是本领域已知的。若需要，可根据本领域已知的方法化学地修饰被显示为有用的治疗剂的化合物。随后可使用如本文所述的本领域已知的合适动物模型分析被鉴定为具有治疗、预防、诊断或其他价值的化合物。
[0212] 在一些实施方案中，化合物中的一个或多个可用于开发动物模型，以用于研究与O-GlcNAcase不足、O-GlcNAcase过表达、O-GlcNAc累积、O-GlcNAc耗损有关的疾病或病症，以及用于研究与O-GlcNAcase不足或过表达或O-GlcNAc累积或耗损有关的疾病或病症的治疗。这样的疾病和病症可包括神经变性疾病，如阿尔茨海默氏病和癌症。
[0213] 本文描述了本发明的各种可替代的实施方案和实例。这些实施方案和实例是示例性的，而不应解释为限制本发明的范围。实施例
[0214] 以下实施例旨在说明本发明的实施方案，而不应解释为对其进行限制。
[0215] 缩写
[0216] AcCl ＝乙酰氯
[0217] Boc2O ＝二碳酸二叔丁酯
[0218] BzCl ＝苯甲酰氯
[0219] DCM ＝二氯甲烷
[0220] DIPEA ＝二异丙基乙胺
[0221] DMF ＝N,N-二甲基甲酰胺
[0222] DMSO ＝二甲亚砜
[0223] Et3N ＝三乙胺
[0224] Et2O ＝二乙醚
[0225] TFA ＝2,2,2-三氟乙酸
[0226] THF ＝四氢呋喃
[0227] 实施例1
[0228] (3aS,5R,6S,7R,7aR)-2-(乙基氨基)-5-(羟甲基)-5,6,7,7a-四氢-3aH-噻喃并[3,2-d]噁唑-6,7-二醇
[0229]
[0230] 向(3R,4R,5S,6R)-3-氨基-6-(羟甲基)四氢-2H-噻喃-2,4,5-三醇盐酸盐(1.3g，5.6mmol)于干(dry)DMF(15mL)中的溶液添加DIEA(3mL，17.3mmol)和Boc
酸酐(1.8g，8.4mmol)。将混合物在室温下搅拌24h。DMF减压蒸发，并且将粗产物在硅胶上通过自动快速柱层析(100％EtOAc)纯化，从而得到灰白色固体形式的叔丁基
((2S,3R,4R,5S,6R)-2,4,5-三羟基-6-(羟甲基)四氢-2H-噻喃-3-基)氨基甲酸酯
1
(1.25g，75 ％ )。H NMR(500MHz,MeOD)δ4.89(d,J ＝ 2.75Hz,1H),3.91-3.88(dd,J ＝
11.4,3.8Hz,1H),3.85-3.82(dd,J＝ 11.4,5.9Hz,1H),3.80-3.76(m,1H),3.62-3.56(m,2H),3.28-3.22(m,1H),1.46(s,9H)。
酸酐(1.8g，8.4mmol)。将混合物在室温下搅拌24h。DMF减压蒸发，并且将粗产物在硅胶上通过自动快速柱层析(100％EtOAc)纯化，从而得到灰白色固体形式的叔丁基
((2S,3R,4R,5S,6R)-2,4,5-三羟基-6-(羟甲基)四氢-2H-噻喃-3-基)氨基甲酸酯
1
(1.25g，75 ％ )。H NMR(500MHz,MeOD)δ4.89(d,J ＝ 2.75Hz,1H),3.91-3.88(dd,J ＝
11.4,3.8Hz,1H),3.85-3.82(dd,J＝ 11.4,5.9Hz,1H),3.80-3.76(m,1H),3.62-3.56(m,2H),3.28-3.22(m,1H),1.46(s,9H)。
[0231] 向上述材料(1.25g，4.3mmol)的吡啶(20mL)溶液中添加醋酐(4ml，43mmol)。将在室温下搅拌过夜的反应混合物用EtOAc(100mL)稀释。将有机物用1N HCl、饱
和NaHCO3、盐水洗涤，在无水Na2SO4上干燥并浓缩。将残余物在硅胶上通过自动快速柱层析(1:1EtOAc:己烷)纯化，从而得到白色固体形式的(2S,3R,4R,5S,6R)-6-(乙
酰氧基甲基)-3-((叔丁氧基羰基)氨基)四氢-2H-噻喃-2,4,5-三基三醋酸酯
1
(1.34g，67.2 ％)。H NMR(400MHz,CDCl3)δ5.94(d,J ＝2.8Hz,1H),5.38-5.31(dd,J ＝
10.7,9.6Hz,1H),5.15(t,J＝10.5Hz,1H),4.72(d,J＝9.5Hz,1H),4.38-4.29(m,2H),4.06-4.01(dd,J＝12.0,3.0Hz,1H),3.50-3.44(ddd,J＝10.7,4.9,3.2Hz,1H),2.18(s,3H),2.
06(s,3H),2.04(s,3H),2.03(s,3H),1.40(s,9H)。
和NaHCO3、盐水洗涤，在无水Na2SO4上干燥并浓缩。将残余物在硅胶上通过自动快速柱层析(1:1EtOAc:己烷)纯化，从而得到白色固体形式的(2S,3R,4R,5S,6R)-6-(乙
酰氧基甲基)-3-((叔丁氧基羰基)氨基)四氢-2H-噻喃-2,4,5-三基三醋酸酯
1
(1.34g，67.2 ％)。H NMR(400MHz,CDCl3)δ5.94(d,J ＝2.8Hz,1H),5.38-5.31(dd,J ＝
10.7,9.6Hz,1H),5.15(t,J＝10.5Hz,1H),4.72(d,J＝9.5Hz,1H),4.38-4.29(m,2H),4.06-4.01(dd,J＝12.0,3.0Hz,1H),3.50-3.44(ddd,J＝10.7,4.9,3.2Hz,1H),2.18(s,3H),2.
06(s,3H),2.04(s,3H),2.03(s,3H),1.40(s,9H)。
[0232] 在0℃将上述材料(4.6g,10mmol)溶于50％TFA/DCM(60mL)中，并室温搅拌30min，并在接下来的2.5h缓慢升温至室温。将反应混合物蒸发至干燥。将残余
物重新溶解在DCM(100mL)中，并用饱和NaHCO3(2x 50mL)、盐水洗涤，在无水Na2SO4上干燥并浓缩，从而产生白色固体形式的(2S,3R,4R,5S,6R)-6-(乙酰氧基甲基)-3-氨
1
基四氢-2H-噻喃-2,4,5-三基三醋酸酯(3.3g,90.8％)。H NMR(400MHz,CDCl3)
δ5.90(d,J ＝ 2.8Hz,1H),5.29-5.23(dd,J ＝ 10.7,9.6Hz,1H),5.16-5.10(dd,J
＝ 10.0,9.8Hz,1H),4.39-4.34(dd,J ＝ 12.0,4.9Hz,1H),4.04-3.99(dd,J ＝
12.0,3.1Hz,1H),3.54-3.48(ddd,J ＝ 10.7,4.9,3.1Hz,1H),3.38-3.33(dd,J ＝
10.2,2.6Hz,1H),2.18(s,3H),2.09(s,3H),2.05(s,3H),2.03(s,3H)。
物重新溶解在DCM(100mL)中，并用饱和NaHCO3(2x 50mL)、盐水洗涤，在无水Na2SO4上干燥并浓缩，从而产生白色固体形式的(2S,3R,4R,5S,6R)-6-(乙酰氧基甲基)-3-氨
1
基四氢-2H-噻喃-2,4,5-三基三醋酸酯(3.3g,90.8％)。H NMR(400MHz,CDCl3)
δ5.90(d,J ＝ 2.8Hz,1H),5.29-5.23(dd,J ＝ 10.7,9.6Hz,1H),5.16-5.10(dd,J
＝ 10.0,9.8Hz,1H),4.39-4.34(dd,J ＝ 12.0,4.9Hz,1H),4.04-3.99(dd,J ＝
12.0,3.1Hz,1H),3.54-3.48(ddd,J ＝ 10.7,4.9,3.1Hz,1H),3.38-3.33(dd,J ＝
10.2,2.6Hz,1H),2.18(s,3H),2.09(s,3H),2.05(s,3H),2.03(s,3H)。
[0233] 向上述材料(3.3g,9.08mmol)的干THF(30mL)溶液加入异硫氰酸乙酯(1.6mL,18.1mmol)。将在室温下搅拌过夜的反应混合物用EtOAc(100mL)稀释。将有
机物用盐水洗涤，在无水Na2SO4上干燥并浓缩。将残余物在硅胶上通过自动快速柱层析(8:2EtOAc:己烷)纯化，从而得到白色固体形式的(2S,3R,4R,5S,6R)-6-(乙酰氧基
1
甲基)-3-(3-乙基硫脲基)四氢-2H-噻喃-2,4,5-三基三醋酸酯(3.8g,92.8％)。H
NMR(400MHz,CDCl3)δ6.27(bs,1H),5.94(bs,1H),5.84(d,J＝5.6Hz,1H),5.48-5.42(dd,J＝ 10.8,9.0Hz,1H),5.28-5.22(dd,J ＝ 10.9,9.1Hz,1H),5.21-5.15(m,1H),4.40-4.3
5(dd,J ＝ 12.0,4.8Hz,1H),4.07-4.02(dd,J ＝ 12.1,3.1Hz,1H),3.50-3.45(ddd,J ＝
10.8,4.7,3.1Hz,1H),3.30-3.15(m,2H),2.17(s,3H),2.08(s,3H),2.05(s,3H),2.04(s,3H),1.19(t,J＝7.2Hz,3H)。
机物用盐水洗涤，在无水Na2SO4上干燥并浓缩。将残余物在硅胶上通过自动快速柱层析(8:2EtOAc:己烷)纯化，从而得到白色固体形式的(2S,3R,4R,5S,6R)-6-(乙酰氧基
1
甲基)-3-(3-乙基硫脲基)四氢-2H-噻喃-2,4,5-三基三醋酸酯(3.8g,92.8％)。H
NMR(400MHz,CDCl3)δ6.27(bs,1H),5.94(bs,1H),5.84(d,J＝5.6Hz,1H),5.48-5.42(dd,J＝ 10.8,9.0Hz,1H),5.28-5.22(dd,J ＝ 10.9,9.1Hz,1H),5.21-5.15(m,1H),4.40-4.3
5(dd,J ＝ 12.0,4.8Hz,1H),4.07-4.02(dd,J ＝ 12.1,3.1Hz,1H),3.50-3.45(ddd,J ＝
10.8,4.7,3.1Hz,1H),3.30-3.15(m,2H),2.17(s,3H),2.08(s,3H),2.05(s,3H),2.04(s,3H),1.19(t,J＝7.2Hz,3H)。
[0234] 室温 下向 上述 材料(3.50g,7.76mmol)的 DMF(15mL)溶液 加入 醋酸 肼(0.79g,8.57mmol)。将混合物搅拌5-6h，并用EtOAc(100mL)稀释。将有机物用盐水洗涤，在无水Na2SO4上干燥并浓缩。将残余物在硅胶上通过自动快速柱层析(8:2EtOAc:己烷)纯化，从而得到白色固体形式的(2R,3S,4R,5R,6S)-2-(乙酰氧基甲基)-5-(3-乙基硫脲
1
基)-6-羟基四氢-2H-噻喃-3,4-二基二乙酸酯(3.02g,95.2％)。H NMR(400MHz,CDCl3)δ6.29(bs,1H),5.42-5.37(dd,J＝10.1,9.5Hz,1H),5.36-5.31(dd,J＝10.0,9.5Hz,1H),
5.29-5.26(bs,1H),5.09-5.00(t,J＝8.0Hz,1H),4.39-4.34(dd,J＝12.0,4.8Hz,1H),4.1
5-4.09(m,2H),3.69-3.63(ddd,J＝ 10.0,4.4,3.7Hz,1H),3.47-3.20(m,2H),2.08(s,3H),
2.05(s,3H),2.04(s,3H),1.21(t,J＝7.2Hz,3H)。
1
基)-6-羟基四氢-2H-噻喃-3,4-二基二乙酸酯(3.02g,95.2％)。H NMR(400MHz,CDCl3)δ6.29(bs,1H),5.42-5.37(dd,J＝10.1,9.5Hz,1H),5.36-5.31(dd,J＝10.0,9.5Hz,1H),
5.29-5.26(bs,1H),5.09-5.00(t,J＝8.0Hz,1H),4.39-4.34(dd,J＝12.0,4.8Hz,1H),4.1
5-4.09(m,2H),3.69-3.63(ddd,J＝ 10.0,4.4,3.7Hz,1H),3.47-3.20(m,2H),2.08(s,3H),
2.05(s,3H),2.04(s,3H),1.21(t,J＝7.2Hz,3H)。
[0235] 室温下向上述材料(0.52g,1.27mmol)的丙酮(15mL)溶液加入碘甲烷(0.162mL,2.6mmol)。将混合物搅拌过夜，并加入NaHCO3饱和水溶液(2mL)，并在室温下继续搅拌10min。EtOAc(50mL)将混合物用NaHCO3(20mL)饱和水溶液进一步稀释，
用EtOAc(2×30mL)提取。将合并的提取物用盐水洗涤，并在Na2SO4上干燥。减压蒸发溶剂，并将粗残余物在硅胶上通过自动快速柱层析(100％EtOAc)纯化，从而得到灰白色固体形式的(3aS,5R,6S,7R,7aR)-5-(乙酰氧基甲基)-2-(乙基氨基)-5,6,7,7a-四
1
氢-3aH-噻喃并[3,2-d]噁唑-6,7-二基二乙酸酯(0.35g,73.7％)。H NMR(400MHz,CDCl3)δ5.60(d,J ＝ 7.8Hz,1H),5.16-5.13(dd,J ＝ 10.6,5.5Hz,1H),5.12-5.09(dd,J
＝ 10.0,5.4Hz,1H),4.34-4.30(dd,J ＝ 7.8,6.1Hz,1H),4.28-4.23(dd,J ＝
11.8,5.4Hz,1H),4.17-4.12(dd,J＝11.9,3.6Hz,1H),3.48-3.42(ddd,J＝9.4,5.4,3.6Hz,1H),3.31-3.18(m,2H),2.09(s,3H),2.07(s,3H),2.06(s,3H),1.18(t,J＝7.2Hz,3H)。
用EtOAc(2×30mL)提取。将合并的提取物用盐水洗涤，并在Na2SO4上干燥。减压蒸发溶剂，并将粗残余物在硅胶上通过自动快速柱层析(100％EtOAc)纯化，从而得到灰白色固体形式的(3aS,5R,6S,7R,7aR)-5-(乙酰氧基甲基)-2-(乙基氨基)-5,6,7,7a-四
1
氢-3aH-噻喃并[3,2-d]噁唑-6,7-二基二乙酸酯(0.35g,73.7％)。H NMR(400MHz,CDCl3)δ5.60(d,J ＝ 7.8Hz,1H),5.16-5.13(dd,J ＝ 10.6,5.5Hz,1H),5.12-5.09(dd,J
＝ 10.0,5.4Hz,1H),4.34-4.30(dd,J ＝ 7.8,6.1Hz,1H),4.28-4.23(dd,J ＝
11.8,5.4Hz,1H),4.17-4.12(dd,J＝11.9,3.6Hz,1H),3.48-3.42(ddd,J＝9.4,5.4,3.6Hz,1H),3.31-3.18(m,2H),2.09(s,3H),2.07(s,3H),2.06(s,3H),1.18(t,J＝7.2Hz,3H)。
[0236] 室 温 下 向 上 述 材 料 (0.26g,0.7mmol) 的 乙 醇 (4mL) 溶 液 加 入KCN(0.13g,2.1mmol)。将混合物搅拌48h，并用DCM(3mL)稀释。将混合物上样至硅胶柱(8:2DCM:MeOH)上，从而产生纯的白色固体形式的(3aS,5R,6S,7R,7aR)-2-(乙
基 氨 基)-5-(羟 甲 基 )-5,6,7,7a-四 氢3aH-噻 喃 并 [3,2-d]噁 唑 -6,7-二 醇
1
(0.074g,42.8 ％ )。H NMR(400MHz,MeOD)δ5.59(d,J ＝ 7.2Hz,1H),3.93-3.88(dd,J＝ 11.5,3.6Hz,1H),3.89-3.85(t,J ＝ 7.3Hz,1H),3.76-3.71(dd,J ＝
11.4,6.5Hz,1H),3.54-3.48(dd,J ＝ 9.7,8.0Hz,1H),3.41-3.36(t,J ＝ 7.6Hz,1H),3.
13
20-3.13(m,2H),3.03-2.98(ddd,J ＝ 9.7,6.4,3.6Hz,1H),1.14(t,J ＝ 7.2Hz,3H). C NMR(100MHz,CD3OD)δ164.57,84.57,79.59,74.22,71.33,63.75,47.27,38.91,16.00；
MS,m/z＝249.09(M+1)。
基 氨 基)-5-(羟 甲 基 )-5,6,7,7a-四 氢3aH-噻 喃 并 [3,2-d]噁 唑 -6,7-二 醇
1
(0.074g,42.8 ％ )。H NMR(400MHz,MeOD)δ5.59(d,J ＝ 7.2Hz,1H),3.93-3.88(dd,J＝ 11.5,3.6Hz,1H),3.89-3.85(t,J ＝ 7.3Hz,1H),3.76-3.71(dd,J ＝
11.4,6.5Hz,1H),3.54-3.48(dd,J ＝ 9.7,8.0Hz,1H),3.41-3.36(t,J ＝ 7.6Hz,1H),3.
13
20-3.13(m,2H),3.03-2.98(ddd,J ＝ 9.7,6.4,3.6Hz,1H),1.14(t,J ＝ 7.2Hz,3H). C NMR(100MHz,CD3OD)δ164.57,84.57,79.59,74.22,71.33,63.75,47.27,38.91,16.00；
MS,m/z＝249.09(M+1)。
[0237] 实施例2
[0238] (3aR,5R,6S,7R,7aR)-2-(乙基氨基)-5-(羟甲基)-5,6,7,7a-四氢-3aH-噻喃并[3,2-d]噻唑-6,7-二醇
[0239]
[0240] 在0℃下，向(2S,3R,4R,5S,6R)-6-(乙酰氧基甲基)-3-(3-乙基硫脲基)四氢-2H-噻喃-2,4,5-三基三醋酸酯(0.2g,0.4mmole)的冰醋酸(3mL)的搅拌溶液
非常缓慢地加入HBr/AcOH溶液。加入之后，室温下将反应温育并继续搅拌1h。将
反应混合物用DCM(50mL)稀释，并用饱和NaHCO3溶液(2x 30mL)、盐水洗涤，在无水
Na2SO4上干燥并减压浓缩。将粗残余物在硅胶上通过自动快速柱层析(60:40EtOAc:
己烷)纯化，从而得到棕褐色固体形式的(3aR,5R,6S,7R,7aR)-5-(乙酰氧基甲
基)-2-(乙基氨基)-5,6,7,7a-四氢-3aH-噻喃并[3,2-d]噻唑-6,7-二基二乙酸
酯 (0.087g,50 ％ )。1H NMR(500MHz,MeOD)δ5.40(d,J ＝ 5.8Hz,1H),5.16-5.23(m,2H),4.47-4.43(dd,J ＝ 12.0,5.3Hz,1H),4.22(t,J ＝ 6.4Hz,1H),4.14-4.10(dd,J ＝
12.0,3.2Hz,1H),3.70-3.66(ddd,J＝ 9.4,5.0,3.2Hz,1H),3.29-3.14(m,2H),2.07(s,3H),2.05(s,3H),2.04(s,3H),1.15(t,J＝7.2Hz,3H)。
非常缓慢地加入HBr/AcOH溶液。加入之后，室温下将反应温育并继续搅拌1h。将
反应混合物用DCM(50mL)稀释，并用饱和NaHCO3溶液(2x 30mL)、盐水洗涤，在无水
Na2SO4上干燥并减压浓缩。将粗残余物在硅胶上通过自动快速柱层析(60:40EtOAc:
己烷)纯化，从而得到棕褐色固体形式的(3aR,5R,6S,7R,7aR)-5-(乙酰氧基甲
基)-2-(乙基氨基)-5,6,7,7a-四氢-3aH-噻喃并[3,2-d]噻唑-6,7-二基二乙酸
酯 (0.087g,50 ％ )。1H NMR(500MHz,MeOD)δ5.40(d,J ＝ 5.8Hz,1H),5.16-5.23(m,2H),4.47-4.43(dd,J ＝ 12.0,5.3Hz,1H),4.22(t,J ＝ 6.4Hz,1H),4.14-4.10(dd,J ＝
12.0,3.2Hz,1H),3.70-3.66(ddd,J＝ 9.4,5.0,3.2Hz,1H),3.29-3.14(m,2H),2.07(s,3H),2.05(s,3H),2.04(s,3H),1.15(t,J＝7.2Hz,3H)。
[0241] 室 温 下 向 上 述 材 料 (0.17g,0.43mmol) 的 乙 醇 (4mL) 溶 液 加 入KCN(0.084g,1.3mmol)。将混合物搅拌48h，并用DCM(3mL)稀释。将混合物上样至硅胶柱(8:2DCM:MeOH)上，从而产生纯的白色固体形式的(3aR,5R,6S,7R,7aR)-2-(乙
基 氨 基)-5-(羟 甲 基)-5,6,7,7a-四 氢 -3aH-噻 喃 并[3,2-d]噻 唑-6,7- 二 醇
1
(0.057g,50.6 ％ )。H NMR(500MHz,MeOD)δ5.29(d,J ＝ 5.9Hz,1H),3.99-3.95(dd,J＝ 11.5,3.7Hz,1H),3.94-3.92(dd,J ＝ 6.1,2.0Hz,1H),3.85-3.81(dd,J ＝ 11.5,6.5Hz
13
,1H),3.59-3.53(m,2H),3.37-3.26(m,2H),3.20-3.15(m,1H),1.19(t,J ＝ 7.2,3H). C NMR(100MHz,CD3OD)δ164.36,77.71,76.77,74.68,63.24,55.56,47.93,41.10,15.50；
MS,m/z＝265.06(M+1)。
基 氨 基)-5-(羟 甲 基)-5,6,7,7a-四 氢 -3aH-噻 喃 并[3,2-d]噻 唑-6,7- 二 醇
1
(0.057g,50.6 ％ )。H NMR(500MHz,MeOD)δ5.29(d,J ＝ 5.9Hz,1H),3.99-3.95(dd,J＝ 11.5,3.7Hz,1H),3.94-3.92(dd,J ＝ 6.1,2.0Hz,1H),3.85-3.81(dd,J ＝ 11.5,6.5Hz
13
,1H),3.59-3.53(m,2H),3.37-3.26(m,2H),3.20-3.15(m,1H),1.19(t,J ＝ 7.2,3H). C NMR(100MHz,CD3OD)δ164.36,77.71,76.77,74.68,63.24,55.56,47.93,41.10,15.50；
MS,m/z＝265.06(M+1)。
[0242] 实施例3
[0243] (3aR,5R,6S,7R,7aR)-5-(羟甲基)-2-(丙基氨基)-5,6,7,7a-四氢-3aH-噻喃并[3,2-d]噻唑-6,7-二醇
[0244]
[0245] 采用与实施例1和2所述的那些类似的程序，从(2S,3R,4R,5S,6R)-6-(乙酰氧基甲基)-3-氨基四氢-2H-噻喃-2,4,5-三基三醋酸酯制备(3aR,5R,6S,7R,7aR)-5-(乙酰氧基甲基)-2-(丙基氨基)-5,6,7,7a-四氢-3aH-噻喃并[3,2-d]噻唑-6,7-二基二乙酸酯。将0.5M NH3/MeOH(8mL)的溶液加入至(3aR,5R,6S,7R,7aR)-5-(乙酰氧基甲基)-2-(丙基氨基)-5,6,7,7a-四氢-3aH-噻喃并[3,2-d]噻唑-6,7-二基二乙酸酯
(0.16g,0.4mmol)中，并且将所得到的化合物室温搅拌6h，接着蒸发溶剂。将粗化合物上样至硅胶柱(8:2DCM:MeOH)上，从而产生纯的白色固体形式的(3aR,5R,6S,7R,7aR)-5-(羟甲 基)-2-(丙 基 氨 基)-5,6,7,7a-四 氢 -3aH-噻 喃 并[3,2-d]噻 唑-6,7- 二 醇
1
(0.087g,78 ％ )。H NMR(500MHz,MeOD)δ5.26(d,J ＝ 5.95Hz,1H),3.98-3.95(dd,J ＝
11.5,3.6Hz,1H),3.94-3.91(ddd,J＝ 8.2,6.1,1.8Hz,1H),3.58-3.53(m,2H),3.28-3.19(
13
m,2H),3.18-3.14(m,1H),1.63-1.56(m,2H),0.96(t,J＝7.4,3H). C NMR(100MHz,CD3OD)δ165.40,77.30,77.13,73.92,74.68,62.52,54.79,46.98,23.59,11.69；MS,m/z ＝
279.09(M+1)。
(0.16g,0.4mmol)中，并且将所得到的化合物室温搅拌6h，接着蒸发溶剂。将粗化合物上样至硅胶柱(8:2DCM:MeOH)上，从而产生纯的白色固体形式的(3aR,5R,6S,7R,7aR)-5-(羟甲 基)-2-(丙 基 氨 基)-5,6,7,7a-四 氢 -3aH-噻 喃 并[3,2-d]噻 唑-6,7- 二 醇
1
(0.087g,78 ％ )。H NMR(500MHz,MeOD)δ5.26(d,J ＝ 5.95Hz,1H),3.98-3.95(dd,J ＝
11.5,3.6Hz,1H),3.94-3.91(ddd,J＝ 8.2,6.1,1.8Hz,1H),3.58-3.53(m,2H),3.28-3.19(
13
m,2H),3.18-3.14(m,1H),1.63-1.56(m,2H),0.96(t,J＝7.4,3H). C NMR(100MHz,CD3OD)δ165.40,77.30,77.13,73.92,74.68,62.52,54.79,46.98,23.59,11.69；MS,m/z ＝
279.09(M+1)。
[0246] 实施例4
[0247] (3aR,5R,6S,7R,7aR)-5-(羟甲基)-2-(甲基氨基)-5,6,7,7a-四氢-3aH-噻喃并[3,2-d]噻唑-6,7-二醇
[0248]
[0249] 采用与实施例2和3所述的那些类似的程序，从(2S,3R,4R,5S,6R)-6-(乙酰氧基甲基)-3-氨基四氢-2H-噻喃-2,4,5-三基三醋酸酯制备(3aR,5R,6S,7R,7aR)-5-(羟1
甲基)-2-(甲基氨基)-5,6,7,7a-四氢-3aH-噻喃并[3,2-d]噻唑-6,7-二醇。H
NMR(500MHz,CD3OD)δ5.29(d,J＝5.95Hz,1H),3.99-3.95(dd,J＝11.5,3.6Hz,1H),3.95-
3.92(m,1H),3.85-3.80(dd,J＝ 11.5,6.5Hz,1H),(3.59-3.53(m,2H),3.19-3.14(m,1H),2
13
.88(s,3H). C NMR(100MHz,CD3OD)δ165.81,77.97,77.22,73.93,62.57,55.30,47.03,30.16；MS,m/z＝251.06(M+1)。
甲基)-2-(甲基氨基)-5,6,7,7a-四氢-3aH-噻喃并[3,2-d]噻唑-6,7-二醇。H
NMR(500MHz,CD3OD)δ5.29(d,J＝5.95Hz,1H),3.99-3.95(dd,J＝11.5,3.6Hz,1H),3.95-
3.92(m,1H),3.85-3.80(dd,J＝ 11.5,6.5Hz,1H),(3.59-3.53(m,2H),3.19-3.14(m,1H),2
13
.88(s,3H). C NMR(100MHz,CD3OD)δ165.81,77.97,77.22,73.93,62.57,55.30,47.03,30.16；MS,m/z＝251.06(M+1)。
[0250] 实施例5
[0251] (3aR,5S,6S,7R,7aR)-5-(二氟甲基)-2-(乙基氨基)-5,6,7,7a-四氢-3aH-噻喃并[3,2-d]噻唑-6,7-二醇
[0252]
[0253] 向(3aR,5R,6S,7R,7aR)-2-(乙基氨基)-5-(羟甲基)-5,6,7,7a-四氢-3aH-噻喃并[3,2-d]噻唑-6,7-二醇(0.49,2mmol)、2,3-丁二酮(0.82mL,9.4mmol)和原甲酸三甲酯(2.2mL,20mmol)的无水甲醇(6mL)的搅拌溶液中添加(1S)-(+)-10-樟脑
磺酸(0.7g,3.0mmol)。将混合物加热至65℃持续48h。冷却至15℃，并用10wt.％
碳酸钾水溶液(6mL)淬灭。用EtOAc(3x 40mL)提取，在无水Na2SO4上干燥、浓缩
并在硅胶上通过自动快速柱层析(DCM/MeOH,95:5)纯化，从而得到白色结晶固体形
式 的((3aR,5R,5aS,7S,8S,9aR,9bR)-2-( 乙 基 氨 基)-7,8-二 甲 氧 基-7,8-二 甲基-5,5a,7,8,9a,9b-六氢-3aH-[1,4]二噁并[2',3':4,5]噻喃并[3,2-d]噻唑-5-yl)
1
甲醇(0.67g,92.5％)。H NMR(500MHz,CDCl3)δ5.14(d,J＝6.0Hz,1H),4.08-4.04(dd,J＝8.9,6.1Hz,1H),3.93-3.83(m,3H),3.82-3.76(m,1H),3.42-3.37(m,1H),3.31-3.21(m,2H),3.28(s,3H),3.21(s,3H),1.29(s,3H),1.27(s,3H),1.14(t,J＝7.2,3H)。
磺酸(0.7g,3.0mmol)。将混合物加热至65℃持续48h。冷却至15℃，并用10wt.％
碳酸钾水溶液(6mL)淬灭。用EtOAc(3x 40mL)提取，在无水Na2SO4上干燥、浓缩
并在硅胶上通过自动快速柱层析(DCM/MeOH,95:5)纯化，从而得到白色结晶固体形
式 的((3aR,5R,5aS,7S,8S,9aR,9bR)-2-( 乙 基 氨 基)-7,8-二 甲 氧 基-7,8-二 甲基-5,5a,7,8,9a,9b-六氢-3aH-[1,4]二噁并[2',3':4,5]噻喃并[3,2-d]噻唑-5-yl)
1
甲醇(0.67g,92.5％)。H NMR(500MHz,CDCl3)δ5.14(d,J＝6.0Hz,1H),4.08-4.04(dd,J＝8.9,6.1Hz,1H),3.93-3.83(m,3H),3.82-3.76(m,1H),3.42-3.37(m,1H),3.31-3.21(m,2H),3.28(s,3H),3.21(s,3H),1.29(s,3H),1.27(s,3H),1.14(t,J＝7.2,3H)。
[0254] 向((3aR,5R,5aS,7S,8S,9aR,9bR)-2-(乙基氨基)-7,8-二甲氧基-7,8-二甲基-5,5a,7,8,9a,9b-六氢-3aH-[1,4]二噁并[2',3':4,5]噻喃并[3,2-d]噻唑-5-基)
甲醇(0.32g,0.85mmol)的DCM(10mL)溶液中添加DIPEA(0.4mL,2.5mmol)和Boc酸酐
(0.27g,1.27mmol)，并将混合物在室温下搅拌过夜。用盐水(30mL)洗涤并在无水硫酸钠上干燥，将有机物浓缩并在硅胶上通过自动快速柱层析(EtOAc/己烷,4:6)纯化，从而得到灰白色结晶固体形式的叔丁基乙基((3aR,5R,5aS,7S,8S,9aR,9bR)-5-(羟甲基)-7,8-二甲氧基-7,8-二甲基-5,5a,7,8,9a,9b-六氢-3aH-[1,4]二噁并[2',3':4,5]噻喃并
1
[3,2-d]噻唑-2-基)氨基甲酸酯(0.32g,78.8％)。H NMR(400MHz,CDCl3)δ4.93(d,J＝
6.9Hz,1H),4.22-4.18(dd,J＝ 8.6,6.9Hz,1H),3.97-3.89(m,3H),3.88-3.83(m,3H),3.40-3.32(m,1H),3.29(s,3H),3.21(s,3H),1.52(s,9H),1.31(s,3H),1.28(s,3H),1.15(t,J＝
7.0,3H)。
甲醇(0.32g,0.85mmol)的DCM(10mL)溶液中添加DIPEA(0.4mL,2.5mmol)和Boc酸酐
(0.27g,1.27mmol)，并将混合物在室温下搅拌过夜。用盐水(30mL)洗涤并在无水硫酸钠上干燥，将有机物浓缩并在硅胶上通过自动快速柱层析(EtOAc/己烷,4:6)纯化，从而得到灰白色结晶固体形式的叔丁基乙基((3aR,5R,5aS,7S,8S,9aR,9bR)-5-(羟甲基)-7,8-二甲氧基-7,8-二甲基-5,5a,7,8,9a,9b-六氢-3aH-[1,4]二噁并[2',3':4,5]噻喃并
1
[3,2-d]噻唑-2-基)氨基甲酸酯(0.32g,78.8％)。H NMR(400MHz,CDCl3)δ4.93(d,J＝
6.9Hz,1H),4.22-4.18(dd,J＝ 8.6,6.9Hz,1H),3.97-3.89(m,3H),3.88-3.83(m,3H),3.40-3.32(m,1H),3.29(s,3H),3.21(s,3H),1.52(s,9H),1.31(s,3H),1.28(s,3H),1.15(t,J＝
7.0,3H)。
[0255] 在0℃向叔丁基乙基((3aR,5R,5aS,7S,8S,9aR,9bR)-5-(羟甲基)-7,8-二甲氧基-7,8-二甲基-5,5a,7,8,9a,9b-六氢-3aH-[1,4]二噁并[2',3':4,5]噻喃并[3,2-d]噻唑-2-基)氨基甲酸酯(0.21g,0.45mmol)的干二氯甲烷(6mL)溶液中添加迪斯-马丁(Dess-Martin)过碘烷(0.28g,0.67mmol)。当起始材料完全消耗时，将反应在0℃下搅拌
10min，并在室温下接着搅拌1.5h。将反应混合物用1∶1的1M Na2S2O3:饱和NaHCO3(10mL)稀释并搅拌10min。将DCM层分离，用无水Na2SO4干燥并浓缩，从而产生粗发泡固体形式的叔丁基乙基((3aR,5S,5aS,7S,8S,9aR,9bR)-5-甲酰-7,8-二甲氧基-7,8-二甲
基-5,5a,7,8,9a,9b-六氢-3aH-[1,4]二噁并[2',3':4,5]噻喃并[3,2-d]噻唑-2-基)
氨基甲酸酯(0.21g粗产物)。在未经进一步纯化的情况下，将产物转入下一反应。
10min，并在室温下接着搅拌1.5h。将反应混合物用1∶1的1M Na2S2O3:饱和NaHCO3(10mL)稀释并搅拌10min。将DCM层分离，用无水Na2SO4干燥并浓缩，从而产生粗发泡固体形式的叔丁基乙基((3aR,5S,5aS,7S,8S,9aR,9bR)-5-甲酰-7,8-二甲氧基-7,8-二甲
基-5,5a,7,8,9a,9b-六氢-3aH-[1,4]二噁并[2',3':4,5]噻喃并[3,2-d]噻唑-2-基)
氨基甲酸酯(0.21g粗产物)。在未经进一步纯化的情况下，将产物转入下一反应。
[0256] 将 粗 叔 丁 基 乙 基((3aR,5S,5aS,7S,8S,9aR,9bR)-5- 甲 酰-7,8-二 甲 氧基-7,8-二甲基-5,5a,7,8,9a,9b-六氢-3aH-[1,4]二噁并[2',3':4,5]噻喃并[3,2-d]噻唑-2-基)氨基甲酸酯(0.21g,0.45mmol)放入DCM(6mL)中，并冷却至-78℃。滴加二乙氨基三氟化硫(DAST)(0.25mL,1.8mmol)，同时在-78℃下搅拌。在添加之后，除去冷却浴，并将反应混合物在室温下搅拌过夜。将反应用饱和NaHCO3溶液(10mL)稀释。将DCM层，用无水Na2SO4干燥并浓缩。将粗残余物通过硅胶柱层析(EtoAc/己烷,1:4)纯化，从而提供发泡固体形式的叔丁基((3aR,5S,5aS,7S,8S,9aR,9bR)-5-(二氟甲基)-7,8-二甲氧基-7,8-二甲基-5,5a,7,8,9a,9b-六氢-3aH-[1,4]二噁并[2',3':4,5]噻喃并[3,2-d]1
噻唑-2-基)(乙基)氨基甲酸酯(0.14g,62％)。H NMR(500MHz,CDCl3)δ6.14(td,J＝
56.1,2.9Hz,1H),4.98(d,J＝6.8Hz,1H),4.23(t,J＝7.0Hz,1H),4.07-4.01(m,2H),3.98-
3.88(m,2H),3.43-3.33(m,1H),3.28(s,3H),3.27(s,3H),1.51(s,9H),1.33(s,3H),1.29(s,3H),1.16(t,J＝7.0,3H)。
噻唑-2-基)(乙基)氨基甲酸酯(0.14g,62％)。H NMR(500MHz,CDCl3)δ6.14(td,J＝
56.1,2.9Hz,1H),4.98(d,J＝6.8Hz,1H),4.23(t,J＝7.0Hz,1H),4.07-4.01(m,2H),3.98-
3.88(m,2H),3.43-3.33(m,1H),3.28(s,3H),3.27(s,3H),1.51(s,9H),1.33(s,3H),1.29(s,3H),1.16(t,J＝7.0,3H)。
[0257] 在0℃将叔丁基((3aR,5S,5aS,7S,8S,9aR,9bR)-5-(二氟甲基)-7,8-二甲氧基-7,8-二甲基-5,5a,7,8,9a,9b-六氢-3aH-[1,4]二噁并[2',3':4,5]噻喃并[3,2-d]噻唑-2-基)(乙基)氨基甲酸酯(0.14g,0.28mmol)放入90％TFA/H2O(10mL)，并在该
温度搅拌1h，并在接下来1h内缓慢升温至室温。将反应混合物蒸发至干燥，并添加0.5M NH3/MeOH(5mL)溶液以中和该反应。将反应混合物再次浓缩，并将粗残余物通过硅胶柱层析(DCM/MeOH,95:5v/v)纯化，从而提供白色固体形式的(3aR,5S,6S,7R,7aR)-5-(二氟甲基)-2-(乙基氨基)-5,6,7,7a-四氢-3aH-噻喃并[3,2-d]噻唑-6,7-二醇
1
(0.059g,75％)。H NMR(400MHz,MeOD)δ6.32(td,J＝56.0,2.3Hz,1H),5.32(d,J＝5.8Hz,1H),4.06-4.02(m,1H),3.78-3.69(m,2H),4.22(t,J＝5.9Hz,1H),4.01(t,J＝4.6Hz,1H
13
),3.76-3.70(m,2H),3.39-3.28(m,3H),1.20(t,J ＝ 7.2Hz,3H).). C NMR(100MHz,MeOD)δ165.74,117.18(t,JC6,F 240.0Hz,C-6),78.06,76.94(d.J＝1.5Hz),71.81(dd,J＝5.3,
1.0Hz),55.65,53.14,41.10,15.50.ES/MS:285.06[M+1]。
温度搅拌1h，并在接下来1h内缓慢升温至室温。将反应混合物蒸发至干燥，并添加0.5M NH3/MeOH(5mL)溶液以中和该反应。将反应混合物再次浓缩，并将粗残余物通过硅胶柱层析(DCM/MeOH,95:5v/v)纯化，从而提供白色固体形式的(3aR,5S,6S,7R,7aR)-5-(二氟甲基)-2-(乙基氨基)-5,6,7,7a-四氢-3aH-噻喃并[3,2-d]噻唑-6,7-二醇
1
(0.059g,75％)。H NMR(400MHz,MeOD)δ6.32(td,J＝56.0,2.3Hz,1H),5.32(d,J＝5.8Hz,1H),4.06-4.02(m,1H),3.78-3.69(m,2H),4.22(t,J＝5.9Hz,1H),4.01(t,J＝4.6Hz,1H
13
),3.76-3.70(m,2H),3.39-3.28(m,3H),1.20(t,J ＝ 7.2Hz,3H).). C NMR(100MHz,MeOD)δ165.74,117.18(t,JC6,F 240.0Hz,C-6),78.06,76.94(d.J＝1.5Hz),71.81(dd,J＝5.3,
1.0Hz),55.65,53.14,41.10,15.50.ES/MS:285.06[M+1]。
[0258] 如表1中所示的实施例6至39是根据与本文概述的方案和实施例类似的程序而合成的。
[0259] 实施例40
[0260] 合成含有(3aS,7aR)-5,6,7,7a-四氢-3aH-噻喃并[3,2-d]噁唑-2-胺骨架的化合物的一般方法
[0261]
[0262] 方案(Scheme)1-3中概述的一般程序提供了用于制备通式(Ia)的化合物或其药学可接受的盐的方法。在方案1中，该方法包括在合适的溶剂中用甲基碘处理硫脲底物(如A)以环化该底物，从而提供相应的(3aS,7aR)-5,6,7,7a-四氢-3aH-噻喃并[3,2-d]噁唑-2-胺化合物。
[0263] 方案1
[0264]
[0265] 在方案2中，该方法包括用选自下表的条件处理脲底物(如B)，以产生相应含有离去基团X的底物(如C)。在合适的溶剂中用路易斯酸的后续处理引起该底物的环化，从而提供相应的(3aS,7aR)-5,6,7,7a-四氢-3aH-噻喃并[3,2-d]噁唑-2-胺化合物。
[0266] 方案2
[0267]
[0268]条件 X 条件 X
HBr,HOAc Br 甲磺酸酐,py.DCM OSO2Me
HF,MeNO2 F 三氟甲磺酸酐,py.DCM OSO2CF3
草酰氯,DMF,DCM Cl BF3OEt2,乙硫醇,DCM SEt
MeOH,HCl OMe BF3OEt2,硫代乙酸,CHCl3 SC(O)CH3
BF3OEt2,TMSCN,DCM CN DBU/DCM,三氯乙腈 C(NH)CCl3
I2,Et3SiH,DCM I
HBr,HOAc Br 甲磺酸酐,py.DCM OSO2Me
HF,MeNO2 F 三氟甲磺酸酐,py.DCM OSO2CF3
草酰氯,DMF,DCM Cl BF3OEt2,乙硫醇,DCM SEt
MeOH,HCl OMe BF3OEt2,硫代乙酸,CHCl3 SC(O)CH3
BF3OEt2,TMSCN,DCM CN DBU/DCM,三氯乙腈 C(NH)CCl3
I2,Et3SiH,DCM I
[0269] 在方案3中，该方法包括产生如所示的硫代烷氧基-取代的中间体(如D)，然后用胺替换硫代烷氧基，从而提供相应的(3aS,7aR)-5,6,7,7a-四氢-3aH-噻喃并[3,2-d]噁唑-2-胺化合物。
[0270] 方案
[0271] Scheme3
[0272]
[0273] 实施例41
[0274] 合成含有(3aR,7aR)-5,6,7,7a-四氢-3aH-噻喃并[3,2-d]噻唑-2-胺骨架的化合物的一般方法
[0275]
[0276] 方案4-6中概述的一般程序提供了用于制备通式(Ib)的化合物或其药学可接受的盐的方法。在方案4中，该方法包括在合适的溶剂中用HBr处理硫脲底物(如E)以环化该底物，从而提供相应的(3aR,7aR)-5,6,7,7a-四氢-3aH-噻喃并[3,2-d]噻唑-2-胺化合物。
[0277] 方案4
[0278]
[0279] 在方案5中，该方法包括用选自下表的条件处理脲底物(如F)以产生相应含有离去基团X的底物(如G)。在合适的溶剂中用路易斯酸的后续处理引起该底物的环化，从而提供相应的(3aR,7aR)-5,6,7,7a-四氢-3aH-噻喃并[3,2-d]噻唑-2-胺化合物。
[0280] 方案5
[0281]
[0282]条件 X 条件 X
HBr,HOAc Br 甲磺酸酐,py.DCM OSO2Me
HF,MeNO2 F 三氟甲磺酸酐,py.DCM OSO2CF3
草酰氯,DMF,DCM Cl BF3OEt2,乙硫醇,DCM SEt
MeOH,HCl OMe BF3OEt2,硫代乙酸,CHCl3 SC(O)CH3
BF3OEt2,TMSCN,DCM CN DBU/DCM,三氯乙腈 C(NH)CCl3
I2,Et3SiH,DCM I
HBr,HOAc Br 甲磺酸酐,py.DCM OSO2Me
HF,MeNO2 F 三氟甲磺酸酐,py.DCM OSO2CF3
草酰氯,DMF,DCM Cl BF3OEt2,乙硫醇,DCM SEt
MeOH,HCl OMe BF3OEt2,硫代乙酸,CHCl3 SC(O)CH3
BF3OEt2,TMSCN,DCM CN DBU/DCM,三氯乙腈 C(NH)CCl3
I2,Et3SiH,DCM I
[0283] 在方案6中，该方法包括产生如所示的烷氧基-取代的中间体(如H)，然后用胺替换烷氧基，从而提供相应的(3aR,7aR)-5,6,7,7a-四氢-3aH-噻喃并[3,2-d]噻唑-2-胺化合物。
[0284] 方案6
[0285]
[0286] 生物活性
[0287] 测定抑制O-GlcNAcase活性的KI值的试验
[0288] 动力学分析的实验程序：在含有50mM NaH2PO4、100mM NaCl和0.1％BSA(pH 7.0)的反应中进行了酶反应，使用溶解在ddH2O中的2mM 4-甲基伞形酮(umbelliferyl)N-乙酰基-β-D-氨基葡糖苷二水合物(Sigma M2133)作为底物。在反应中所用的纯化的人类O-GlcNAcase酶的量为0.7nM。在开始反应之前，将各种浓度的受试化合物添加至酶中。反应是在室温下的96孔板中进行的，并以添加底物开始。通过在355nm下激发和在460nm下检测的发射，由Tecan Infinite M200读板仪每60sec测量荧光产物的产生，持续45min，并且将4-甲基伞形花内酯(Sigma M1381)用于产生标准曲线。确定各浓度的测试化合物的产物生产斜率，并使用S形剂量反应曲线的标准曲线拟合算法绘图。确定了数据的4参数逻辑曲线拟合的值。
[0289] 使用Cheng-Prusoff方程确定了KI值；底物的O-GlcNAcase的Km为0.2mM。
[0290] 本发明的许多化合物表现出0.1nM-50μM的抑制O-GlcNAcase的KI值。
[0291] 测定抑制β-氨基己糖苷酶活性的KI值的试验
[0292] 动力学分析的实验程序：在含有50mM NaH2PO4、100mM NaCl和0.1％BSA(pH 7.0)的反应中进行了酶反应，使用溶解在ddH2O中的2mM 4-甲基伞形酮N-乙酰基-β-D-氨基葡糖苷二水合物(Sigma M2133)作为底物。在反应中所用的纯化的人类β-氨基己糖苷酶的量为24nM。在开始反应之前，将各种浓度的受试化合物添加至酶中。反应是在室温下的96孔板中进行的，并以添加底物开始。通过在355nm下激发和在460nm下检测的发射，由Tecan Infinite M200读板仪每60sec测量荧光产物的产生，持续45min，并且将4-甲基伞形花内酯(Sigma M1381)用于产生标准曲线。确定各浓度的测试化合物的产物生产斜率，并使用S形剂量反应曲线的标准曲线拟合算法绘图。确定了数据的4参数逻辑曲线拟合的值。
[0293] 使用Cheng-Prusoff方程确定了KI值。
[0294] 当在该试验中测试时，本文所述的许多化合物表现出10nM至大于100μM的抑制β-氨基己糖苷酶的KI值。
[0295] 相对于β-氨基己糖苷酶，抑制O-GlcNAcase的选择比，在此如下所定义：
[0296] KI(β-氨基己糖苷酶)/KI(O-GlcNAcase)
[0297] 通常，本文所述化合物通常表现出为约10至100000的选择比。因此，本发明的许多化合物表现出相对于β-氨基己糖苷酶的O-GlcNAcase抑制的高选择性。
[0298] 测定抑制O-GlcNAcase活性的化合物的细胞活性试验
[0299] 从细胞蛋白除去O-GlcNAc的O-GlcNAcase的抑制，导致细胞中O-GlcNAc化蛋白(O-GlcNAcylated protein)的水平增加。通过与O-GlcNAc化蛋白结合的抗体(如RL-2)能够测量O-GlcNAc化蛋白的增加。通过酶联免疫吸附试验(ELISA)程序能够测量O-GlcNAc化蛋白：RL2抗体交互作用的量。
[0300] 能够利用表达内源性O-GlcNAcase水平的各种组织培养细胞系；实例包括大鼠PC-12和人类U-87或SK-N-SH细胞。在此试验中，将大鼠PC-12细胞以约10,000个细胞/孔接种在96-孔板中。将要测试的化合物溶解在DMSO中，2mM或10mM原液，然后使用Tecan工作台以两步法用DMSO和水稀释。用稀释的化合物处理细胞24h(5.4μL稀释成200μL，1个孔体积)，以达到测量化合物浓度依赖性反应所需的最终抑制剂浓度，典型地，使用以
10μM开始的10个3倍稀释步骤来确定浓度反应曲线。为了制备细胞裂解产物，从经化合物处理的细胞除去培养基，将细胞用磷酸盐缓冲盐水(PBS)洗涤一次，然后室温下在含有蛋白酶抑制剂和PMSF的50μL Phosphosafe试剂(Novagen Inc，Madison，WI)中裂解5分钟。收集细胞裂解产物并转移至新的板，然后，将其直接涂布至检定板或-80℃下冷冻，直至在ELISA程序中使用。若需要，使用20μL样品、采用BCA方法确定样品的总蛋白浓度。
10μM开始的10个3倍稀释步骤来确定浓度反应曲线。为了制备细胞裂解产物，从经化合物处理的细胞除去培养基，将细胞用磷酸盐缓冲盐水(PBS)洗涤一次，然后室温下在含有蛋白酶抑制剂和PMSF的50μL Phosphosafe试剂(Novagen Inc，Madison，WI)中裂解5分钟。收集细胞裂解产物并转移至新的板，然后，将其直接涂布至检定板或-80℃下冷冻，直至在ELISA程序中使用。若需要，使用20μL样品、采用BCA方法确定样品的总蛋白浓度。
[0301] 试验的ELISA部分是在4℃下以100μL/孔的细胞裂解产物(将裂解产物用含有蛋白酶抑制剂、磷酸酶抑制剂和PMSF的PBS以1∶10稀释)涂布过夜的黑色Maxisorp96-孔板中进行的。隔天将孔用300μL/孔的洗涤缓冲液(含有0.1％Tween 20的Tris-缓冲盐水)洗涤3次。将孔用100μL/孔的封闭缓冲液(含有0.05％Tween 20和2.5％牛
血清白蛋白的Tris缓冲盐水)阻断。然后，将每一孔用300μL/孔的洗涤缓冲液洗涤2次。以100μL/孔添加在封闭缓冲液中按1∶1000稀释的抗O-GlcNAc抗体RL-2(Abcam，Cambridge，MA)。将板密封，并在37℃下通过温和摇动而孵育2h。然后，用300μL/孔的洗涤缓冲液洗涤孔3次。为了检测RL-2的量，以100μL/孔添加结合辣根过氧化酶(HRP)缀合的山羊抗小鼠二级抗体(在封闭缓冲液中以1∶3000稀释)。将板在37℃下通过温和摇动而孵育60分钟。然后，每一孔用300μL/孔的洗涤缓冲液洗涤3次。添加检测试剂，即100μL/孔的Amplex Ultra RED试剂(通过将30μL的10mM Amplex Ultra Red原液
添加至含有18μL 3％过氧化氢(H2O2)的10mL PBS中而制备)。将检测反应在室温下孵育
15分钟，然后通过在530nm下激发和590nm下发射而读取。
血清白蛋白的Tris缓冲盐水)阻断。然后，将每一孔用300μL/孔的洗涤缓冲液洗涤2次。以100μL/孔添加在封闭缓冲液中按1∶1000稀释的抗O-GlcNAc抗体RL-2(Abcam，Cambridge，MA)。将板密封，并在37℃下通过温和摇动而孵育2h。然后，用300μL/孔的洗涤缓冲液洗涤孔3次。为了检测RL-2的量，以100μL/孔添加结合辣根过氧化酶(HRP)缀合的山羊抗小鼠二级抗体(在封闭缓冲液中以1∶3000稀释)。将板在37℃下通过温和摇动而孵育60分钟。然后，每一孔用300μL/孔的洗涤缓冲液洗涤3次。添加检测试剂，即100μL/孔的Amplex Ultra RED试剂(通过将30μL的10mM Amplex Ultra Red原液
添加至含有18μL 3％过氧化氢(H2O2)的10mL PBS中而制备)。将检测反应在室温下孵育
15分钟，然后通过在530nm下激发和590nm下发射而读取。
[0302] 使用S形(sigmoidal)剂量反应曲线的标准曲线拟合算法，对受试化合物的每一浓度绘制如ELISA试验所检测的O-GlcNAc化蛋白的量。确定数据的4参数逻辑曲线拟合的值，并且曲线的拐点为受试化合物的效力值。
[0303] 测定表观渗透率(Papp)的试验
[0304] 在LLC-PK1细胞中评估了双向输送，以便确定表观渗透率(Papp)。LLC-PK1细胞能够形成致密的单层，因此能够用于评定从底外侧到顶点(B→A)以及从顶点至底外侧(A→B)的化合物向量运输。
[0305] 为了测定Papp，将LLC-PK1细胞在96-孔transwell培养板(Millipore)中培养。在含有10mM HEPES的汉克氏平衡盐(Hank’s Balanced Salt Solution)溶液中制备含有受试化合物的溶液(1μM)。将底物溶液(150μL)添加到培养板的顶端(A)或底外侧(B)隔室中，并且将缓冲液(150μL)添加到与含有所述化合物的隔室相对的隔室中。在t＝3h时，从施用受试化合物的单层的两面取出50μL样品，并将样品放入96孔板中，将闪烁剂(200μL)或内标(100μL的1μM拉贝洛尔)添加到样品中，并通过在MicroBeta Wallac Trilux闪烁计数器(Perkin Elmer Life Sciences,Boston,MA)中进行液体闪烁计数或通过LCMS/MS(Applied Biosystems SCIEX API 5000三重四极质谱仪)来测定浓度。使用
3
[H]维拉帕米(1μM)作为阳性对照。将实验重复3三次。
3
[H]维拉帕米(1μM)作为阳性对照。将实验重复3三次。
[0306] 表观渗透率Papp是由以下公式针对在t＝3h时所采集的样品而计算的：
[0307]
[0308] 其中：受体室的体积为0.15mL；膜面积为0.11cm2；初始浓度为t＝3h时在供体中所测量的浓度加上在接受者隔室中所测量的浓度的总和；Δ浓度为在3h时接受者隔室中的浓度；以及Δ时间为孵育时间(3x 60x 60＝10800s)。Papp以10-6cm/s表示。Papp(LLC-PK1细胞)为t＝3h时从A输送至B的Papp和从B输送至A的Papp的平均值：
[0309]
[0310] 将上述的结合、基于细胞以及渗透率试验的代表性数据在下表中示出。本发明的某些化合物在这些试验中的一个或多个中表现出优异的效力或渗透率。为了进行比较，第一个表项示出在WO 2008/025170中所公开的(3aR,5R,6S,7R,7aR)-2-(乙基氨基)-5-(羟甲基)-5,6,7,7a-四氢-3aH-吡喃并[3,2-d]噻唑-6,7-二醇的数据。
[0311] 表2
[0312]
[0313]
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