介紹
6-氯-4-嘧啶羧酸（6-Chloro-4-pyrimidinecarboxylicacid）是一類兼具羧基與芳基氯雙反應位點的缺電子雜環(huán)化合物，可通過官能團轉化構建氮雜吲哚酮母核，實現MDM2抑制劑的骨架雜原子修飾與構效關系拓展。分子式為C?H?ClN?O?，嘧啶環(huán)上的兩個鄰位氮原子使其具有電子效應與氫鍵作用能力。
圖一 6-氯-4-嘧啶羧酸
反應特性
6-氯-4-嘧啶甲酸的羧基可通過HATU、CDI、EDCI等常規(guī)縮合試劑活化，與伯胺、仲胺發(fā)生酰胺化反應，也可經還原、酯化轉化為醇或酯類衍生物，實現骨架延伸；受嘧啶環(huán)吸電子效應影響，6位氯原子具有優(yōu)異的親核取代活性，可與胺、醇、硫醇等發(fā)生芳香親核取代（SNAr）反應，也可通過Suzuki、Stille等鈀催化交叉偶聯反應引入芳基、雜芳基取代基，實現結構多樣化修飾。嘧啶環(huán)的氮原子可作為氫鍵受體，增強藥物分子與靶點蛋白的相互作用，同時改善分子的水溶性與成鹽潛力；缺電子的芳環(huán)特性可降低芳環(huán)氧化代謝風險，提升化合物的體內代謝穩(wěn)定性。
在MDM2抑制劑研發(fā)中的應用
螺環(huán)抑制劑的雜環(huán)母核合成
經典螺環(huán)MDM2抑制劑的核心骨架為螺[環(huán)己烷-1,2'-吡咯烷-3',3''-吲哚]-2''-酮，其中吲哚母核的氯代苯環(huán)深入MDM2的Trp23疏水口袋。將吲哚苯環(huán)替換為含氮雜環(huán)，通過雜環(huán)氮原子與蛋白骨架形成額外氫鍵，提升結合親和力；同時調整分子脂水分配系數，改善藥代動力學性質。6-氯-4-嘧啶甲酸是構建6-氯吡咯并[2,3-d]嘧啶-5-酮（氮雜氧吲哚）母核的核心起始原料。該母核與吲哚酮具有高度相似的空間構型，可完美契合Trp23結合口袋，同時嘧啶環(huán)的雙氮原子可提供額外的氫鍵作用位點。
以6-氯-4-嘧啶甲酸為原料的MDM2抑制劑合成遵循1,3-偶極環(huán)加成的骨架構建策略，與經典螺環(huán)吲哚抑制劑的合成路線兼容。首先，6-氯-4-嘧啶甲酸經官能團轉化、環(huán)化反應構建6-氯-5H-吡咯并[2,3-d]嘧啶-5-酮（氮雜氧吲哚）中間體；隨后該中間體與3-氯-2-氟苯甲醛發(fā)生羥醛縮合，得到(E)-6-氯-3-(3-氯-2-氟亞芐基)-5H-吡咯并[2,3-d]嘧啶-5-酮，即環(huán)加成反應的親偶極體。在后續(xù)的1,3-偶極環(huán)加成反應中，該親偶極體與手性嗎啉酮、環(huán)己酮等底物反應，一步構建螺環(huán)吡咯烷核心骨架；再經開環(huán)重排、酰胺化縮合等步驟，得到最終的含嘧啶母核螺環(huán)MDM2抑制劑。整個合成路徑中，6-氯-4-嘧啶甲酸的羧基與氯原子分別參與了吡咯并嘧啶母核的環(huán)化與取代基保留。
含嘧啶母核抑制劑的構效關系
針對氧吲哚苯環(huán)的氮雜替換研究顯示，將苯環(huán)替換為6-氯-4-嘧啶羧酸的單氮吡啶環(huán)或雙氮嘧啶環(huán)后，化合物仍可保持納摩爾級的MDM2結合活性。含嘧啶母核的衍生物對MDM2的Ki值可達13~14nM，雖略低于苯環(huán)母核的先導化合物，但證明了嘧啶母核與MDM2結合口袋的良好兼容性。
圖二 合成的化合物在不同有機溶劑中的穩(wěn)定性
作用機制
6-氯-4-嘧啶羧酸的嘧啶環(huán)的氮原子作為氫鍵受體，可與MDM2蛋白Trp23附近的氨基酸殘基形成弱氫鍵相互作用，部分補償苯環(huán)疏水作用的損失；同時，6位氯原子的空間排布與原吲哚母核的氯取代基一致，可深入疏水口袋底部，維持關鍵的范德華相互作用。此外，缺電子的嘧啶母核降低了芳環(huán)電子云密度，減少了體內氧化代謝的風險[1]。
參考文獻
[1] AGUILAR A, LU J, LIU L, et al. Discovery of 4-((3′R,4′S,5′R)-6″-Chloro-4′-(3-chloro-2-fluorophenyl)-1′-ethyl-2″-oxodispiro[cyclohexane-1,2′-pyrrolidine-3′,3″-indoline]-5′-carboxamido)bicyclo[2.2.2]octane-1-carboxylic Acid (AA-115/APG-115): A Potent and Orally Active Murine Double Minute 2 (MDM2) Inhibitor in Clinical Development[J]. Journal of Medicinal Chemistry, 2017, 60(7): 2819-2839.