專利名稱：堿性乙酰膽堿受體亞型選擇性的二氮雜二環(huán)烷的酰胺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及與神經(jīng)煙堿性乙酰膽堿受體結(jié)合并調(diào)節(jié)其活性的化合物，制備這些化合物的方法，包含這些化合物的藥物組合物和使用這些化合物治療種類廣泛的疾病和障礙，包括與中樞神經(jīng)系統(tǒng)(CNS)機(jī)能障礙有關(guān)的那些的方法。
背景技術(shù)：
靶向神經(jīng)煙堿性受體(NNRs)，也稱煙堿性乙酰膽堿受體(nAChRs)的化合物的
治療可能性已經(jīng)是近來(lái)某些綜述的主題(參見Breining等人，Ann. Rep. Med. Chem. 40 3(2005), Hogg 和 Bertrand, Curr. Drug Targets CNS Neurol. Disord. 3 :123(2004), Suto和 Zacharias, Expert Opin. Ther. Targets 8:61(2004), Dani 等人，Bioorg. Med. Chem.Lett. 14 :1837 (2004),Bencherif和 Schmitt, Curr. Drug Targets CNS Neurol. Disord. I 349(2002))。已經(jīng)提出NNR配體可以治療的各種適應(yīng)癥是認(rèn)知障礙，包括阿爾茨海默病、注意力缺陷障礙和精神分裂癥(Newhouse 等人,Curr. Opin. Pharmacol. 4 36 (2004), Levin 和Rezvani, Curr. Drug Targets CNS Neurol. Disord. I :423 (2002), Graham 等人，Curr. DrugTargets CNS Neurol. Disord. I 387 (2002), Ripoll 等 Α Curr. Med. Res. Opin. 20 (7)1057 (2004),和McEvoy 和 Allen, Curr. Drug Targets CNS Neurol. Disord. I :433(2002))；疼痛和炎癥(Decker 等人，Curr. Top. Med. Chem. 4 (3) :369(2004), Vine I er, Expert Opin.Invest.Drugs 14 (10) :1191 (2005), Jain,Curr. Opin. Inv. Drugs 5 :76 (2004)，Miao等人，Neurosciencel23 :777 (2004));抑郁和焦慮(Shytle 等人，Mol. Psychiatry 7 525 (2002)，Damaj 等人，Mol. Pharmacol. 66 :675 (2004)，Shytle 等人，Depress. Anxiety16 :89(2002));神經(jīng)變性(O，Neill 等人，Curr. Drug Targets CNS Neurol. Disord. I 399 (2002), Takata 等人，J. Pharmacol. Exp. Ther. 306 :772(2003), Marrero 等人，J. Pharmacol. Exp. Ther. 309 :16(2004));帕金森病(Jonnala 和 Buccafusco, J. Neurosci.Res. 66 565 (2001));成癒(Dwoskin 和 Crooks, Biochem. Pharmacol. 63 :89 (2002)，Coe 等人，Bioorg. Med. Chem. Lett. 15(22) :4889(2005));肥胖(Li 等人，Curr. Top. Med. Chem. 3 899(2003));和圖雷特綜合征(Sacco 等人，J. Psychopharmaco1. 18(4) :457 (2004)，Young等人，Clin. Ther. 23(4) :532 (2001))。某些煙堿性化合物的局限在于它們會(huì)伴隨有各種不希望的副作用，例如，通過(guò)刺激肌肉和神經(jīng)節(jié)受體。期望的是有可以用于預(yù)防和/或治療各種疾病或障礙(例如，CNS障礙)，包括緩解這些障礙的癥狀的化合物、組合物和方法，其中這些化合物顯示了具有有利效果(例如，對(duì)于CNS的功能)的煙堿樣藥理學(xué)，但是沒(méi)有顯著的相關(guān)副作用。此外還需要提供影響CNS功能而不顯著影響那些受體亞型的化合物、組合物和方法，其中那些受體亞型可能會(huì)誘導(dǎo)不希望的副作用(例如，對(duì)心血管和骨骼肌位點(diǎn)有可感知的活性)。本發(fā)明提供了這樣的化合物、組合物和方法。
發(fā)明簡(jiǎn)述本發(fā)明提供了一些酰胺化合物，其可以是由某些雜芳基羧酸和某些二氮雜二環(huán)烷，特別是3，7-二氮雜二環(huán)[3. 3. O]辛烷和3，7-二氮雜二環(huán)[3. 3. I]壬烷形成的。這些酰胺化合物對(duì)于CNS中發(fā)現(xiàn)的α 4 β 2亞型的NNRs以高親和力相結(jié)合，與a 7NNR亞型相比，其顯示了 α4β 2亞型的選擇性，其中ci7NNR亞型也是在CNS中發(fā)現(xiàn)的。本發(fā)明也涉及由這些化合物制備的藥學(xué)可接受的鹽及其藥物組合物，其可以用于治療和/或預(yù)防范圍廣泛的疾病或障礙，特別是那些特征在于煙堿性膽堿能神經(jīng)傳遞功能障礙或煙堿性膽堿能神經(jīng)元的變性。也提供了在需要這樣治療的哺乳動(dòng)物中治療和/或預(yù)防障礙，例如CNS障礙的方法，并且也可以用于治療某些疾病(例如，緩解疼痛和炎癥)的方法。該方法涉及給受試者施用治療有效量的化合物(包括鹽)或包含這些化合物的藥物組合物。此外，提供了治療障礙的方法，其中這些障礙選自與年齡有關(guān)的記憶缺損、輕度認(rèn)知缺損、早老性癡呆(早發(fā)性阿爾茨海默病)、老年癡呆(阿爾茨海默型癡呆)、Lewy體性癡呆、血管性癡呆、阿爾茨海默病、中風(fēng)、AIDS癡呆綜合征、注意力缺陷障礙、注意力缺陷伴多動(dòng)障礙、誦讀困難、精神分裂癥、精神分裂癥樣精神障礙和情感分裂性精神障礙。此外提供了一種治療障礙的方法，其中治療障礙選自治療輕度到中度阿爾茨海默型癡呆、注意力缺陷障礙、輕度認(rèn)知缺損和與年齡有關(guān)的記憶缺損。 該藥物組合物摻入了本發(fā)明的化合物，當(dāng)以有效量使用本發(fā)明的化合物時(shí)，其與受試者的相關(guān)煙堿性受體位點(diǎn)相互作用，因此可以發(fā)揮治療劑的作用，用于治療和預(yù)防種類廣泛的疾病和障礙。該藥物組合物為患這些障礙和顯示這些障礙的臨床現(xiàn)象的個(gè)體提供了治療益處，在這些組合物中的化合物，當(dāng)以有效量使用時(shí)，可以(i)顯示了煙堿性藥理學(xué)，影響相關(guān)的煙堿性受體位點(diǎn)(例如，發(fā)揮藥理激動(dòng)劑的作用以激活煙堿性受體)，和/或(ii)誘導(dǎo)神經(jīng)遞質(zhì)分泌因此預(yù)防和抑制了與那些疾病有關(guān)的癥狀。此外，這些化合物有可能(i)增加患者腦中煙堿樣膽堿受體的數(shù)量，(ii)顯示神經(jīng)保護(hù)效果，和/或(iii)當(dāng)以有效量使用時(shí)，不會(huì)導(dǎo)致可感知的不良副作用(例如，顯著升高血壓和心率，對(duì)胃腸道的顯著的負(fù)面效應(yīng)，和對(duì)骨骼肌的顯著效果)。包含本發(fā)明的化合物的藥物組合物據(jù)信對(duì)于預(yù)防和治療種類廣泛的疾病和障礙是安全和有效的。在如下所述的詳述和實(shí)施例中說(shuō)明了本發(fā)明的上述和其他方面。附圖
簡(jiǎn)述附圖I的圖，顯示了在口服N- (5-氯呋喃-2-基羰基)-3，7- 二氮雜二環(huán)[3. 3. O]辛烷治療的大鼠中，對(duì)目標(biāo)識(shí)別進(jìn)行研究的結(jié)果。該結(jié)果顯示了識(shí)別指數(shù)(recognitionindex) (%)相對(duì)于劑量(mg/kg)的函數(shù)。附圖2的圖，顯示了在口服N-(5-氯呋喃-2-基羰基)-3，7-二氮雜二環(huán)[3.3. I]壬烷治療的大鼠中，對(duì)目標(biāo)識(shí)別進(jìn)行研究的結(jié)果。該結(jié)果顯示了識(shí)別指數(shù)(%)相對(duì)于劑量(mg/kg)的函數(shù)。發(fā)明詳述如下詳細(xì)描述了亞型選擇性化合物，包括這些化合物的藥物組合物，制備這些化合物的方法，和使用這些化合物治療和/或預(yù)防的方法。參考下列優(yōu)選實(shí)施方案將會(huì)更好地理解本文所述的化合物和方法。下列定義將會(huì)用于定義本發(fā)明的范圍
在本說(shuō)明書中，除非另有說(shuō)明，術(shù)語(yǔ)“烷基”包括直鏈和支鏈的烷基。這些可以但不限于，甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、異戊基、新戊基、正己基或異己基。因此術(shù)語(yǔ)“Ci_4烷基”包括具有I到4個(gè)碳原子的烷基，包括但不限于，甲基、乙基、正丙基、異丙基或叔丁基。在本說(shuō)明書中，除非另有說(shuō)明，術(shù)語(yǔ)“環(huán)烷基”涉及任選取代的，部分或完全飽和的單環(huán)、二環(huán)或橋接的烴環(huán)系統(tǒng)。術(shù)語(yǔ)“c3_8環(huán)烷基”可以但不限于環(huán)丙基、環(huán)丁基、環(huán)戊基、環(huán)己基、環(huán)庚基和環(huán)辛基。在本文中使用時(shí)，雜環(huán)基包含3到10元，其包括一個(gè)或多個(gè)選自氧、硫和氮的雜原子。適當(dāng)?shù)碾s環(huán)基部分的例子包括但不限于，哌啶基、嗎啉基、吡咯烷基、咪唑烷基、吡唑烷基、異噻唑烷基、噻唑烷基、異噁唑烷基、噁唑烷基、哌嗪基、噁烷基(四氫吡喃基)和草脲胺基(oxolanyl)(四氫呋喃基)。
在本文中使用時(shí)，C1^6烷氧基包含在直鏈或直鏈中的I到6個(gè)碳原子，也包括C3_6環(huán)烷氧基和包含c3_6環(huán)烷基部分的烷氧基。例子包括但不限于，甲氧基、乙氧基、丙氧基、異丙氧基、丁氧基、叔丁氧基、異丁氧基、環(huán)丙基甲氧基、稀丙氧基或塊丙氧基。在本文中使用時(shí)，“芳香基”涉及3到10，優(yōu)選5和6-元環(huán)芳香和雜芳香環(huán)。在本文中使用時(shí)，“包含芳香基的物質(zhì)”涉及是或包含芳香基的部分。因此，在該定義中包括苯基和芐基部分，它們都是或包括芳香基，在該定義中包括吡啶基和嘧啶基，它們都是芳香基的一個(gè)亞類-雜芳基。在本文中使用時(shí)，芳基選自苯基、萘基和茚基。在本文中使用時(shí),雜芳基包含3到10元，優(yōu)選5或6元,其包括一個(gè)或多個(gè)選自氧、硫和氮的雜原子。適當(dāng)?shù)?-元環(huán)雜芳基部分的例子包括呋喃基、噻吩基、吡咯基、咪唑基、噁唑基、噻唑基、異噁唑基、異噻唑基、噁二唑基、四唑基、三唑基和吡唑基。適當(dāng)?shù)?-元環(huán)雜芳基部分的例子包括吡啶基、嘧啶基、吡嗪基和噠嗪基。9-元環(huán)雜芳基部分的例子包括苯并咪唑基、吲嗪基、吲哚基、嘌呤基和二氫吲哚基。10-元環(huán)雜芳基部分的例子包括喹啉基和異喹啉基。應(yīng)當(dāng)注意的是，在整個(gè)說(shuō)明書中，選擇本發(fā)明的化合物的環(huán)上的取代基的數(shù)量和性質(zhì)以避免立體上不希望的組合。本發(fā)明的某些化合物的名稱是在計(jì)算機(jī)軟件(ACDLabs8. 0/Name (IUPAC))輔助下得到的。適當(dāng)?shù)乃帉W(xué)可接受的鹽的例子包括無(wú)機(jī)酸加成鹽，例如鹽酸鹽、溴酸鹽、硫酸鹽、磷酸鹽和硝酸鹽；有機(jī)酸加成鹽例如乙酸鹽、半乳糖二酸鹽(galactarate)、丙酸鹽、琥珀酸鹽、乳酸鹽、羥乙酸鹽、蘋果酸鹽、酒石酸鹽、檸檬酸鹽、馬來(lái)酸鹽、延胡索酸鹽、甲磺酸鹽、對(duì)甲苯磺酸鹽和抗壞血酸鹽；與酸性氨基酸的鹽，例如天冬氨酸鹽和谷氨酸鹽；堿金屬鹽例如鈉鹽和鉀鹽；堿土金屬鹽例如鎂鹽和鈣鹽；銨鹽；有機(jī)堿性鹽例如三甲胺鹽、三乙胺鹽、吡啶鹽、甲基吡啶鹽、二環(huán)己胺鹽和N，N’ - 二芐基乙二胺鹽；和與堿性氨基酸的鹽，例如賴氨酸鹽和精氨酸鹽。在一些情況下，該鹽可以是水合物或乙醇溶劑化物。代表性的鹽如美國(guó)專利 Dull 等人的 5，597，919，Dull 等人的 5，616，716 和 Ruecroft 等人的 5，663，356所提供。式I的化合物及其藥學(xué)可接受的鹽可以以溶劑化，例如水合，以及非溶劑化的形式存在，本發(fā)明包括所有這些形式。在本文中使用時(shí)，“激動(dòng)劑”是興奮它的結(jié)合伴侶，典型地是受體的物質(zhì)。興奮如在特定的測(cè)定的背景下所定義，或者由本文討論的文獻(xiàn)中可以是顯而易見的，所述的討論對(duì)于在基本類似情況下作為特定結(jié)合伴侶的“激動(dòng)劑”或“拮抗劑”的因子或物質(zhì)進(jìn)行了比較，而這些是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的。興奮可以定義為由激動(dòng)劑或部分激動(dòng)劑與結(jié)合伴侶的相互作用而誘導(dǎo)的特定效果或功能的增強(qiáng)，可以包括別構(gòu)效應(yīng)。在本文中使用時(shí)，“拮抗劑”是抑制它的結(jié)合伴侶，典型地是受體的物質(zhì)。抑制如在特定的測(cè)定的背景下所定義，或者由本文討論的文獻(xiàn)可以是顯而易見的，所述的討論對(duì)于在基本類似情況下作為特定結(jié)合伴侶的“激動(dòng)劑”或“拮抗劑”的因子或物質(zhì)進(jìn)行了比較，而這些是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的。抑制可以定義為由拮抗劑與結(jié)合伴侶的相互作用而誘導(dǎo)的特定效果或功能的減小，可以包括別構(gòu)效應(yīng)。
在本文中使用時(shí)，“部分激動(dòng)劑”或“部分拮抗劑”是分別為其結(jié)合伴侶提供一定水平的興奮或抑制的物質(zhì)，其對(duì)于結(jié)合伴侶分別是不完全或不全然激動(dòng)或拮抗的。應(yīng)當(dāng)理解的是，興奮，以及因此，抑制實(shí)際上可以定義任何物質(zhì)或物質(zhì)的種類，并將它們定義為激動(dòng)齊U、拮抗劑或部分激動(dòng)劑。 在本文中使用時(shí)，“內(nèi)在活性”或“效力”涉及結(jié)合伴侶復(fù)合物的生物學(xué)效應(yīng)的一些測(cè)定值。至于受體的藥理學(xué)，內(nèi)在活性或效力所應(yīng)當(dāng)限定的范圍將取決于結(jié)合伴侶(例如，受者/配體)復(fù)合物的范圍，并考慮相對(duì)于特定生物學(xué)結(jié)果的活性。例如，在一些情況中，根據(jù)所涉及的特定的第二信使系統(tǒng)，內(nèi)在活性可以不同。參見Hoyer，D.和Boddeke, H. , Trends Pharmacol. Sci. 14(7) :270-5 (1993)。這些根據(jù)上下文的特定評(píng)價(jià)是否相關(guān)，以及它們?cè)诒景l(fā)明的上下文中如何相關(guān)對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員是顯而易見的。在本文中使用時(shí),受體的調(diào)節(jié)包括受體的激動(dòng)、部分激動(dòng)、拮抗、部分拮抗或逆轉(zhuǎn)激動(dòng)。在本文中使用時(shí)，本文所述的化合物介導(dǎo)而釋放的神經(jīng)遞質(zhì)包括但不限于，乙酰膽堿、多巴胺、去甲腎上腺素、5-羥色胺和谷氨酸，本文所述的化合物是作為CNS NNRs的α 4 β 2亞型的調(diào)節(jié)劑而起作用?；衔锉疚乃龅幕衔锸怯赡承╇s芳基羧酸和某些二氮雜二環(huán)烷形成的酰胺化合物。這些化合物可以是如式I所代表的
O
人。Y式I其中η的值是O或1，并且Cy是選自2_呋喃基、3_呋喃基、2_噁唑基、4_噁唑基、5-噁唑基、3-異噁唑基、4-異噁唑基、5-異噁唑基、1，3，4-噁二唑-2-基、1，2，4-噁二唑-3-基、1，2，4-噁二唑-5-基、2-噻唑基、4-噻唑基、5-噻唑基、3-異噻唑基、4-異噻唑基、5-異噻唑基、1，3，4-噻二唑-2-基、1，2，4-噻二唑-3-基、1，2，4-噻二唑-5-基和4-吡啶基的雜芳基，其中雜芳基任選被高達(dá)3個(gè)的獨(dú)立地選自(；_6烷基、取代的CV6烷基、C2_6稀基、取代的C2_6稀基、C2_6塊基、取代的C2_6塊基、C3_8雜環(huán)基、取代的C3_8雜環(huán)基、C3-S環(huán)烷基、取代的c3_8環(huán)烷基、C5,芳基、C5,雜芳基、取代的c5_1(l芳基、取代的c5_1(l雜芳基、C1^6烷基-c5_1(l芳基、C1^6烷基-C5,雜芳基、取代的Cu烷基-c5_1(l芳基、取代的CV6烷基-C5,雜芳基、c5_1(l芳基-Cu烷基、C5,雜芳基-CV6烷基、取代的c5_1(l芳基-Cu烷基、取代的 c5_1(l 雜芳基-CV6 烷基、鹵素、-OR’、-NR’ R’ ’、-CF3> _CN、-NO2, -C2R'、-SR’、-N3> -C (=O) NR，R "、-NR，C (=0) R "、-C (=0) R，、-C (=0) OR，、-OC (=0) R，、-OC (=0) NR，R "、-NR，C (=0)OR’ ’、-SO2R'、-SO2NR' R’ ’和-NR’ SO2R' ’的非氫取代基取代，其中R’和R"獨(dú)立地選自氫、CV6烷基、C3_8環(huán)烷基、C3_8雜環(huán)基、C5_1(l芳基、C5_1(l雜芳基或C5_1(l芳基-CV6烷基，或R’和R"和與它們相連的原子在一起可以形成C3_8雜環(huán)，其中用于烷基、烯基、炔基、雜環(huán)基、環(huán)烷基、芳基、雜芳基、烷基芳基、烷基雜芳基、芳基烷基和雜芳基烷基時(shí)，術(shù)語(yǔ)“取代的”是指被一個(gè)或多個(gè)烷基、芳基、雜芳基、鹵素、-0R’和-NR’R’’基取代，或其藥學(xué)可接受的鹽。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案涉及式I的化合物，其中η的值是O或1，Cy是選自2_呋喃基或3-呋喃基、2-噁唑基、4-噁唑基、5-噁唑基、3-異噁唑基、4-異噁唑基、5-異噁唑基、1，3，4-噁二唑-2-基、1，2，4-噁二唑-3-基、1，2，4-噁二唑-5-基、2-噻唑基、4-噻唑基、5-噻唑基、3-異噻唑基、4-異噻唑基、5-異噻唑基、1，3，4-噻二唑-2-基、1，2，4-噻二唑-3-基、I, 2，4-噻二唑-5-基和4-吡啶基的C5,雜芳基，其中雜芳基任選被高達(dá)3個(gè)的獨(dú)立地選自Cu燒基、取代的Cu燒基、齒素和用苯基取代的C2_6塊基的非氧取代基取代。在一個(gè)實(shí)施方案中，η是O。在另一個(gè)實(shí)施方案中η是I。在一個(gè)進(jìn)一步的實(shí)施方案中，Cy是2-呋喃基。在另一個(gè)實(shí)施方案中Cy是鹵素取代的2-呋喃基。在一個(gè)實(shí)施方案中Cy是氯取代的2-呋喃基。在一個(gè)進(jìn)一步的實(shí)施方案中，η是O并且Cy是任選被鹵素取代的2-呋喃基。在一個(gè)實(shí)施方案中η是I并且Cy是任選被鹵素取代的2-呋喃基。在另一個(gè)實(shí)施方案中2-呋喃基是5位取代的。在另一個(gè)實(shí)施方案中R’和R"獨(dú)立地選自甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、仲丁基或叔丁基。在一個(gè)進(jìn)一步的實(shí)施方案中R’和R"獨(dú)立地選自苯基或芐基。在一些情況中，本發(fā)明的化合物是手性的。本發(fā)明包括這些化合物的所有對(duì)映體或非對(duì)映體形式。本發(fā)明的代表性化合物包括下列化合物N-(呋喃-2-基羰基)-3，7- 二氮雜二環(huán)[3. 3. O]辛烷，N- (3-甲基呋喃-2-基羰基)-3，7_ 二氮雜二環(huán)[3. 3. O]辛烷，N- (5-甲基呋喃-2-基羰基)-3，7_ 二氮雜二環(huán)[3. 3. O]辛烷，N- (3-氯呋喃-2-基羰基)-3，7_ 二氮雜二環(huán)[3. 3. O]辛烷，N- (5-氯呋喃-2-基羰基)-3，7_ 二氮雜二環(huán)[3. 3. O]辛烷，N- (3-溴呋喃-2-基羰基)-3，7_ 二氮雜二環(huán)[3. 3. O]辛烷，N- (5-溴呋喃-2-基羰基)-3，7_ 二氮雜二環(huán)[3. 3. O]辛烷，N- (4-苯基呋喃-2-基羰基)-3，7- 二氮雜二環(huán)[3. 3. O]辛烷， N- (5- (2-吡啶基)呋喃-2-基羰基)-3，7_ 二氮雜二環(huán)[3. 3. O]辛烷，
N- (5-(苯基乙炔基)呋喃-2-基羰基)-3，7_ 二氮雜二環(huán)[3. 3. O]辛烷，N-(呋喃-3-基羰基)-3，7- 二氮雜二環(huán)[3. 3. O]辛烷，N-(噁唑-2-基羰基)-3，7- 二氮雜二環(huán)[3. 3. O]辛烷，N-(噁唑-4-基羰基)-3，7- 二氮雜二環(huán)[3. 3. O]辛烷，N-(噁唑-5-基羰基)-3，7- 二氮雜二環(huán)[3. 3. O]辛烷，N-(異噁唑-3-基羰基)-3，7- 二氮雜二環(huán)[3. 3. O]辛烷，N-(異噁唑-4-基羰基)-3，7- 二氮雜二環(huán)[3. 3. O]辛烷，
N-(異噁唑-5-基羰基)-3，7- 二氮雜二環(huán)[3. 3. O]辛烷，N- (3-溴異噁唑-5-基羰基)-3，7- 二氮雜二環(huán)[3. 3. O]辛烷，N-(3-甲氧基異噁唑-5-基羰基)-3，7- 二氮雜二環(huán)[3. 3. O]辛烷，N-(I, 2，4-噁二唑-3-基羰基)_3，7_ 二氮雜二環(huán)[3. 3. O]辛烷，N-(I, 2，4-噁二唑-5-基羰基)_3，7_ 二氮雜二環(huán)[3. 3. O]辛烷，N-(I, 3，4-噁二唑-2-基羰基)_3，7_ 二氮雜二環(huán)[3. 3. O]辛烷，N-(噻唑-2-基羰基)-3，7- 二氮雜二環(huán)[3. 3. O]辛烷，N-(噻唑-4-基羰基)-3，7- 二氮雜二環(huán)[3. 3. O]辛烷，N-(噻唑-5-基羰基)-3，7- 二氮雜二環(huán)[3. 3. O]辛烷，N-(異噻唑-3-基羰基)-3，7- 二氮雜二環(huán)[3. 3. O]辛烷，N-(異噻唑-4-基羰基)-3，7- 二氮雜二環(huán)[3. 3. O]辛烷，N-(異噻唑-5-基羰基)-3，7- 二氮雜二環(huán)[3. 3. O]辛烷，N-(1，2，4-噻二唑-3-基羰基)-3,7-二氮雜二環(huán)[3.3.0]辛烷，N-(I, 2，4-噻二唑-5-基羰基)_3，7_ 二氮雜二環(huán)[3. 3. O]辛烷，N-(I, 3，4-噻二唑-2-基羰基)_3，7_ 二氮雜二環(huán)[3. 3. O]辛烷，N-(吡啶-4-基羰基)-3，7- 二氮雜二環(huán)[3. 3. O]辛烷，及其藥學(xué)可接受的鹽。本發(fā)明的代表性化合物也包括下列化合物N-(咲喃_2_基擬基)-3, 7- 二氣雜二環(huán)[3. 3. I]壬燒，N- (3-甲基咲喃_2_基擬基)-3, 7_ 二氣雜二環(huán)[3. 3. I]壬燒，N- (5-甲基咲喃_2_基擬基)-3, 7_ 二氣雜二環(huán)[3. 3. I]壬燒，N- (3-氣咲喃_2_基擬基)-3，7- 二氣雜二環(huán)[3. 3. I]壬燒，N- (5-氣咲喃_2_基擬基)-3, 7- 二氣雜二環(huán)[3. 3. I]壬燒，N- (3-漠咲喃_2_基擬基)_3，7_ 二氣雜二環(huán)[3. 3. I]壬燒，N- (5-漠咲喃_2_基擬基)_3，7_ 二氣雜二環(huán)[3. 3. I]壬燒，N- (4~苯基咲喃-2-基擬基)_3，7- _■氣雜_■環(huán)[3. 3. I]壬燒，N- (5- (2-吡啶基)呋喃-2-基羰基)_3，7_ 二氮雜二環(huán)[3. 3. I]壬烷，N- (5-(苯基乙炔基)呋喃-2-基羰基)-3，7_ 二氮雜二環(huán)[3. 3. I]壬烷，N-(咲喃_3_基擬基)-3，7- 二氣雜二環(huán)[3. 3. I]壬燒，N-(卩惡卩坐~2~基擬基)_3，7~ _■氣雜_■環(huán)[3. 3. I]壬燒，N-(噁唑-4-基羰基)-3，7- 二氮雜二環(huán)[3. 3. I]壬烷，N-(噁唑-5-基羰基)-3，7- 二氮雜二環(huán)[3. 3. I]壬烷，
N-(異卩惡P坐-3-基擬基)-3，7- _■氣雜_■環(huán)[3.3.1]壬燒，N-(異噁唑-4-基羰基)-3，7- 二氮雜二環(huán)[3. 3. I]壬烷，N-(異卩惡卩坐-5-基擬基)-3, 7~ _■氣雜_■環(huán)[3. 3. I]壬燒，N- (3-溴異噁唑-5-基羰基)-3，7_ 二氮雜二環(huán)[3. 3. I]壬烷，N-(3-甲氧基異噁唑-5-基羰基)-3，7_ 二氮雜二環(huán)[3. 3. I]壬烷，N- (I, 2, 4~ 卩惡_J坐-3-基羰基)-3，7- _-氣雜_-環(huán)[3. 3. I]壬燒，N- (I, 2, 4~ 卩惡_■卩坐-5-基擬基)-3, 7- _■氣雜_■環(huán)[3. 3. I]壬燒，N- (I, 3, 4~ 卩惡_J坐 ~2~ 基羰基)-3，7- _-氣雜_-環(huán)[3. 3. I]壬燒，·N-(噻唑-2-基羰基)-3，7- 二氮雜二環(huán)[3. 3. I]壬烷，N-(噻唑-4-基羰基)-3，7-二氮雜二環(huán)[3.3.1]壬烷，N-(噻唑-5-基羰基)-3,7-二氮雜二環(huán)[3. 3. I]壬烷，N-(異噻唑-3-基羰基)-3,7-二氮雜二環(huán)[3.3.1]壬烷，N-(異噻唑-4-基羰基)-3,7-二氮雜二環(huán)[3.3.1]壬烷，N-(異噻唑-5-基羰基)-3,7-二氮雜二環(huán)[3.3.1]壬烷，N- (I, 2, 4~ BH_■卩坐 _3-基擬基)-3，7- _-氣雜_■環(huán)[3. 3. I]壬燒，N-(1，2，4-噻二唑-5-基羰基)-3,7-二氮雜二環(huán)[3.3. I]壬烷，N- (I, 3, 4~ BH_■卩坐 _2-基擬基)-3，7- _-氣雜_■環(huán)[3. 3. I]壬燒，N-(批淀-4-基擬基)-3，7- _-氣雜_-環(huán)[3.3.1]壬燒，及其藥學(xué)可接受的鹽。一個(gè)實(shí)施方案涉及化合物N- (5-氯呋喃-2-基羰基)-3，7- 二氮雜二環(huán)[3. 3. O]辛烷或其藥學(xué)可接受的鹽。另一個(gè)實(shí)施方案涉及化合物N-(5-氯呋喃-2-基羰基)_3，7- 二氮雜二環(huán)[3. 3. I]壬烷或其藥學(xué)可接受的鹽。化合物的制備可以通過(guò)單-保護(hù)的二氮雜二環(huán)(即，兩個(gè)胺官能團(tuán)中的一個(gè)通過(guò)適當(dāng)?shù)难苌哂蟹欠磻?yīng)性)與適當(dāng)?shù)墓倌芑碾s芳基?；然蚱渌钚缘聂人嵫苌锏呐己蟻?lái)制備本發(fā)明的化合物。很多制備單-保護(hù)的二氮雜二環(huán)的方法都可以用于制備本發(fā)明的方法。在Colon-Cruz 等人的 PCT WO 02/070523 和 Zhenkun 等人 U. S.申請(qǐng) 2006/0019985 的中描述了合成適當(dāng)保護(hù)的3，7-二氮雜二環(huán)[3. 3. O]辛烷的方法，其中用多聚甲醛和和N-芐基甘氨酸或或N-(甲氧基甲基)-N-(三甲基甲硅烷基甲基)芐胺來(lái)縮合N-芐基馬來(lái)酰亞胺，以產(chǎn)生3，7- 二芐基-3，7- 二氮雜二環(huán)[3. 3. O]辛烷-2，4- 二酮(也稱作2，5- 二芐基四氫吡咯并[3，4-c]吡咯-1，3-二酮)。該中間體的后續(xù)轉(zhuǎn)化可以根據(jù)數(shù)種途徑。在一種情況中，用氯甲酸α -氯乙酯(ct -chloroethylchloroformate)處理來(lái)產(chǎn)生3-節(jié)基-3，7_ 二氮雜二環(huán)[3. 3. 0]辛烷_2，4-二酮(也稱作2-芐基四氫吡咯并[3，4-c]吡咯_1，3-二酮)，然后繼續(xù)將其還原(使用硼烷-二甲基硫復(fù)合物)，轉(zhuǎn)變成其N-(叔丁氧基羰基)衍生物，并氫化(以除去第二個(gè)芐基)。這產(chǎn)生了 N-(叔丁氧基羰基)_3，7- 二氮雜二環(huán)[3. 3. 0]辛烷，其可以用于與羧酸和它們的衍生物偶合，以產(chǎn)生本發(fā)明的化合物?？商娲?，可以還原3，7- 二芐基-3，7- 二氮雜二環(huán)[3. 3. 0]辛烷-2，4- 二酮(用氫化鋁鋰)，部分氫化(以除去一個(gè)芐基)，轉(zhuǎn)變成其N-(叔丁氧基羰基)衍生物，并氫化(以除去第二個(gè)芐基)，以產(chǎn)生N-(叔丁氧基羰基)-3，7-二氮雜二環(huán)[3. 3. O]辛烷。加入和除去芐基、叔丁氧基羰基和其他胺保護(hù)基的其他方法是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的，此外還在T. ff. Greene和P. G. M. Wuts, ProtectiveGroups in Organic Synthesis, 3rd Edition, John Wiley & Sons, New York(1999)中進(jìn)行了描述。 在Schrimpf 等人的 U. S.申請(qǐng) 2004/0186107 和 Basha 等人的 2005/0101602 中
已經(jīng)描述了 N-(叔丁氧基羰基)-3，7-二氮雜二環(huán)[3. 3. 0]辛烷的可替代制備方法，其包括將馬來(lái)酰亞胺和N-(甲氧基甲基)-N-(三甲基甲硅烷基甲基)芐胺的縮合，得到7-芐基-3，7-二氮雜二環(huán)[3. 3.0]辛烷_2，4-二酮(也稱作5-芐基四氫吡咯并[3，4_c]吡咯-1，3-二酮)。隨后用還原劑(例如，氫化鋁鋰)處理，得到3-芐基-3，7-二氮雜二環(huán)[3. 3. 0]辛烷，它的游離胺可以由叔丁氧基羰基保護(hù)，然后通過(guò)氫解除去芐基保護(hù)基。在這些縮合反應(yīng)中可以用馬來(lái)酸酯來(lái)替代馬來(lái)酰亞胺。因此，根據(jù)Schaus等人的PCT WO 96/007656，用N-芐基甘氨酸與多聚甲醛和馬來(lái)酸二甲酯縮合得到N-芐基-順式-3，4-吡咯烷二羧酸二甲酯。然后可以用例如氫化鋁鋰還原該化合物，得到二醇，其可以在三乙胺存在下與甲磺酰氯進(jìn)一步反應(yīng)，得到相應(yīng)的二甲磺酸酯。進(jìn)一步用氨水和熱處理，得到N-芐基保護(hù)的3，7- 二氮雜二環(huán)[3. 3. 0]辛烷。如上所述，這可以轉(zhuǎn)變成N-(叔丁氧基羰基)_3，7- 二氮雜二環(huán)[3. 3. 0]辛烷。3，7-二氮雜二環(huán)[3.3.1]壬烷(雙環(huán)哌啶(bispidine))的適當(dāng)?shù)难苌锟梢杂糜谥苽浔景l(fā)明的化合物。一種這樣的衍生物是N-(叔丁氧基羰基)-3，7- 二氮雜二環(huán)[3.3.1]壬燒,其可以以多種方法來(lái)制備。一種合成方法是如Stead等人在Org. Lett. 7 :4459(2005)中所述，通過(guò)N-芐基-N’-(叔丁氧基羰基)-3，7-二氮雜二環(huán)[3.3.1]壬烷來(lái)進(jìn)行。因此，N-(叔丁氧基羰基)哌啶-4-酮，芐胺和多聚甲醛之間的曼尼西反應(yīng)得到了N-芐基-N’-(叔丁氧基羰基)-3，7-二氮雜二環(huán)[3. 3. I]壬烷-9-酮，連續(xù)用對(duì)甲苯磺酰肼和硼氫化鈉對(duì)其進(jìn)行處理(以除去羰基氧)，得到N-芐基-N’ _(叔丁氧基羰基)_3，7-二氮雜二環(huán)[3.3.1]壬烷。如上所述，可以除去芐基，以提供N-(叔丁氧基羰基)-3，7-二氮雜二環(huán)[3. 3. I]壬烷。適合轉(zhuǎn)化成N-(叔丁氧基羰基)-3，7- 二氮雜二環(huán)[3. 3. I]壬烷或另一種單-保護(hù)的衍生物的二氮雜二環(huán)[3. 3. I]壬烷的替代性合成方法已經(jīng)在Jeyaraman和 Avila in Chem. R ev. 81(2) :149-174(1981)和 Berlin 等人的美國(guó)專利 5，468，858 中進(jìn)行了描述。制備本發(fā)明的酰胺的一種方法是將N_(叔丁氧基羰基)_3，7-二氮雜二環(huán)[3. 3. 0]辛烷或N-(叔丁氧基羰基)-3，7- 二氮雜二環(huán)[3. 3. I]壬烷與適當(dāng)官能化的羧酸偶合，然后除去叔丁氧基羰基保護(hù)基。很多這樣的羧酸都是商業(yè)可購(gòu)得的，其他則通過(guò)本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的方法很容易地制得。制備酰胺時(shí)胺與羧酸的縮合典型地需要使用I-羥基苯并三唑(HOBt)和適當(dāng)?shù)幕罨瘎鏝，N’- 二環(huán)己基碳二亞胺(DCC)、(苯并三唑-I-基氧基)三(二甲基氨基)磷六氟磷酸鹽(BOP)、(苯并三唑-I-基氧基)三吡咯烷磷六氟磷酸鹽(PyBOP)、0-(苯并三唑-I-基)-N，N，N’，N’-二(四亞甲基)脲六氟磷酸鹽(HBPyU)、O-(苯并三唑-I-基)-N，N，N’，N’ -四甲基脲六氟磷酸鹽(HBTU)、O-(苯并三唑-I-基)-N，N，N’，N’ -四甲基脲四氟硼酸鹽(TBTU)，或(I-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亞胺)(EDCI)。其他活化劑是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的(例如，參見Kiso和Yajima, Peptides, pp 39-91, Academic Press, San Diego, CA (1995))。
可替代地，可以通過(guò)單-保護(hù)的二氮二環(huán)與適當(dāng)?shù)墓倌芑孽；扰己蟻?lái)形成酰胺鍵，其中酰基氯可以是商業(yè)購(gòu)買的或者可以使由適當(dāng)?shù)墓倌芑聂人徂D(zhuǎn)化而制備的。酰基氯可以通過(guò)用例如亞硫酰氯或草酰氯以及其他試劑處理適當(dāng)?shù)聂人岫频谩Ｔ谛纬甚０泛?，用含水或者無(wú)水酸除去保護(hù)基(例如，叔丁氧基羰基)可以得到本發(fā)明的化合物。有機(jī)合成領(lǐng)域的技術(shù)人員將會(huì)理解，存在很多制備本發(fā)明的化合物的方法，其中所述化合物用適合各種診斷用途的放射性同位素標(biāo)記。因此，使用上述的方法，將11C-或18F-標(biāo)記的雜芳羧酸和N-(叔丁氧基羰基)-3，7- 二氮雜二環(huán)[3. 3. O]辛烷或N-(叔丁氧基羰基)_3，7-二氮雜二環(huán)[3. 3. I]壬烷縮合，并隨后除去叔丁氧基羰基可以制備適合在正電子發(fā)射攝影術(shù)斷層掃描中使用的化合物。治療方法
本發(fā)明的化合物是CNS的特征性物質(zhì)α 4β 2NNR亞型的調(diào)節(jié)劑，可以在患有或?qū)@些疾病或障礙敏感的受試者中，通過(guò)調(diào)節(jié)α 4β 2NNRs，用于預(yù)防和/或治療各種疾病或障礙，包括那些CNS的疾病或障礙。這些化合物具有選擇性地與α 4β 2NNRs結(jié)合的能力，并表達(dá)煙堿的藥理學(xué)(例如，作為激動(dòng)劑、部分激動(dòng)劑、拮抗劑等等發(fā)揮作用)。例如，當(dāng)以有效量施用于需要的患者時(shí)，本發(fā)明的化合物在某種程度上可以預(yù)防CNS障礙的發(fā)展(即，提供保護(hù)效果)，改善CNS障礙的癥狀，和/或改善CNS障礙的復(fù)發(fā)。本發(fā)明的化合物可以用于治療和/或預(yù)防那些已經(jīng)被提出由其他類型的煙堿性化合物作為治療劑的類型的疾病和障礙。參見，例如，在前述“發(fā)明背景”部分中所列出的參考文獻(xiàn)，以及Williams等人,Drug News Perspec. 7 (4) :205 (1994) ,Arneric等人，CNS DrugRev. I (I) :1-26(1995), Arneric 等人，Exp. Opin. Invest. Drugs 5(1) :79-100(1996),Bencherif 等人，J. Pharmacol. Exp. Ther. 279 :1413 (1996), Lippiello 等人，J. Pharmacol.Exp. Ther. 279 1422 (1996)，Damaj 等人，J. Pharmacol. Exp. Ther. 291 :390(1999) ；Chiari等人,Anesthesiology 91 :1447 (1999), Lavand’homme 和 Eisenbach, Anesthesiology 91 1455(1999), Holladay 等人,J. Med. Chem. 40 (28) :4169-94 (1997), Bannon 等人，Science279 :77(1998), PCT WO 94/08992，PCT WO 96/31475，PCT WO 96/40682 和 Bencherif 等人的 U. S. 5，583，140，Dull 等人的 5，597，919，Smith 等人的 5，604，231 和 Cosford 等人的5，852，041，將它們的公開內(nèi)容以整體通過(guò)參考引入本文。該化合物和它們的藥物組合物可以用于治療和/或預(yù)防各種CNS障礙，包括神經(jīng)變性障礙、神經(jīng)精神性障礙、神經(jīng)病學(xué)障礙和成癮。該化合物和它們的藥物組合物可以用于治療和/或預(yù)防認(rèn)知缺損(年齡相關(guān)性及其他)、注意力障礙和癡呆(包括由于傳染原或代謝紊亂而導(dǎo)致的那些)；提供了神經(jīng)保護(hù)作用；用于治療驚厥和多發(fā)性大腦梗塞；治療情緒障礙、強(qiáng)迫癥和成癮行為；提供了止痛作用；用于控制炎癥(例如由細(xì)胞因子和核因子kappa B介導(dǎo))和治療炎性障礙；提供了緩解疼痛作用；并用于治療感染(作為抗感染劑，用于治療細(xì)菌、真菌和病毒感染)。本發(fā)明的化合物和藥物組合物可以用于治療和/或預(yù)防的障礙、疾病和病癥是與年齡有關(guān)的記憶缺損、輕度認(rèn)知缺損、早老性癡呆(早發(fā)性阿爾茨海默病)、老年癡呆(阿爾茨海默型癡呆)、Lewy體癡呆、HIV-癡呆、血管性癡呆、阿爾茨海默病、中風(fēng)、AIDS癡呆綜合征、注意力缺陷障礙、注意力缺陷伴多動(dòng)障礙、誦讀困難、精神分裂癥、精神分裂癥樣精神障礙、情感分裂性精神障礙、帕金森綜合征包括帕金森病、匹克病、亨廷頓舞蹈病、遲發(fā)性運(yùn)動(dòng)障礙、運(yùn)動(dòng)過(guò)度、進(jìn)行性核上性麻痹、庫(kù)杰二氏病、多發(fā)性硬化癥、肌萎縮性側(cè)索硬化、癲癇、躁狂癥、焦慮、抑郁、驚恐障礙、雙向性精神障礙、一般焦慮癥、強(qiáng)制性障礙、暴怒發(fā)作、圖雷特綜合征、孤獨(dú)癥、藥物和酒精成癮、煙草成癮、肥胖、惡病質(zhì)、牛皮癬、狼瘡、急性膽管炎、口腔炎、哮喘、潰瘍性結(jié)腸炎、炎性腸病、隱窩炎、病毒性肺炎和關(guān)節(jié)炎(例如，類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎和骨關(guān)節(jié)炎)、內(nèi)毒素血癥、膿毒癥、動(dòng)脈粥樣硬化、特發(fā)性肺纖維變性和腫瘤形成。有利的是，治療或預(yù)防疾病、障礙和病癥的同時(shí)，不會(huì)有可感知的不利副作用(例如，顯著升高血壓和心率，對(duì)胃腸道的顯著負(fù)面效應(yīng)，和對(duì)骨骼肌的顯著效果)。當(dāng)以有效量使用時(shí)，本發(fā)明的化合物可以調(diào)節(jié)α 4β 2NNRs的活性，同時(shí)不會(huì)與煙堿性亞型有可感知的相互作用，其中所述煙堿性亞型特征性地作用于人神經(jīng)節(jié)(如它們?nèi)狈σ龑?dǎo)腎上腺嗜鉻組織中的煙堿性功能的能力所證明的)或骨骼肌(如它們?nèi)狈σ龑?dǎo)在表達(dá)肌肉型煙堿性受體的細(xì)胞制備物中的煙堿性功能的能力所證明的)。因此，這些化合物能夠治療和/或預(yù)防疾病、障礙和病癥，同時(shí)不引發(fā)與對(duì)神經(jīng)節(jié)和神經(jīng)肌肉部位的活性有關(guān)的顯著的副作用。因此，施用這些化合物為治療某些疾病、障礙和病癥，同時(shí)避免某些副作用提供了治療
窗。也就是說(shuō)，有效劑量的化合物足以為這些疾病、障礙或病癥提供所需的效果，但是不足以(即，不以足夠高的水平)提供不希望的副作用。因此，本發(fā)明提供了式I的化合物或其藥學(xué)可接受的鹽在治療(例如，上述的治療)中使用的應(yīng)用。在另一個(gè)方面，本發(fā)明提供了式I的化合物或其藥學(xué)可接受的鹽在制備用于治療CNS障礙(例如上述的障礙、疾病或病癥)的藥物中的應(yīng)用。在一個(gè)進(jìn)一步的方面，本發(fā)明提供了式I的化合物或其藥學(xué)可接受的鹽在制備用于治療輕度到中度阿爾茨海默型癡呆、注意力缺陷障礙、輕度認(rèn)知缺損和與年齡有關(guān)的記憶缺損的藥物中的應(yīng)用。診斷用途該化合物可以用于診斷組合物，例如探針，特別是當(dāng)修飾它們以包含適當(dāng)?shù)臉?biāo)記物時(shí)。探針可以用于，例如，確定特異性受體，特別是α4β 2受體亞型的相對(duì)數(shù)量和/或功能。出于這種目的，本發(fā)明的化合物最優(yōu)選是用放射性同位素部分例如nC、18F、76Br、123I或125I標(biāo)記的。 可以用適合所使用的標(biāo)記物的已知檢測(cè)方法來(lái)檢測(cè)所施用的化合物。檢測(cè)方法的例子包括正電子斷層掃描術(shù)(PET)和單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)層攝影術(shù)(SPECT)。上述的放射標(biāo)記物可以用于PET (例如，nC、18F或76Br)和SPECT (例如，123I)成像，其中半衰期分別是，11C約20. 4分鐘，18F約109分鐘，123I約13小時(shí)和76Br約16小時(shí)。需要高度特異性的活性來(lái)使選擇性受體亞型在非-飽和濃度下顯影。所施用的劑量典型地在毒性范圍之下，提供了高對(duì)比度的影像。期望該化合物能夠以非毒性水平施用。以放射標(biāo)記成像領(lǐng)域技術(shù)人員已知的方式來(lái)進(jìn)行劑量的確定。參見，例如London等人的U. S. 5，969，144。可以用已知技術(shù)施用該化合物。參見，例如London等人的U. S. 5，969，144。該化合物可以在配制的組合物中施用，所述組合物摻入了其他成分，例如在配制診斷組合物中有用的那些類型的成分。實(shí)施本發(fā)明有用的化合物最優(yōu)選是以高純度的形式使用的。參見，Elmalch 等人的 U. S. 5，853，696。
在該化合物施用于受試者(例如，人類受試者)后，在受試者體內(nèi)存在的化合物可以顯影，并通過(guò)適當(dāng)?shù)募夹g(shù)定量，以指示選擇性NNR亞型的存在，量和功能。除了人，該化合物也可以施用于動(dòng)物，例如小鼠、大鼠、狗和猴子?？梢杂萌魏芜m當(dāng)?shù)募夹g(shù)和裝置來(lái)進(jìn)行SPECT 和 PET 顯影。參見 Villemagne 等人，In :Arneric 等人.(Eds.)Neuronal NicotinicReceptors Pharmacology and Therapeutic Opportunities, 235-250 (1998)和Elmalch等人的U. S. 5，853，696，以得到代表性的顯影技術(shù)的內(nèi)容。放射性標(biāo)記的化合物以高親和力與選擇性NNR亞型(例如，α 4 β 2)結(jié)合，優(yōu)選以可忽略不計(jì)的非特異性結(jié)合力與其他煙堿樣膽堿受體亞型(例如，與肌肉和神經(jīng)節(jié)那些有關(guān)的受體亞型)結(jié)合。這樣，該化合物可以用作受試者體內(nèi)，煙堿樣膽堿受體亞型非侵入性顯影的試劑，特別是用于大腦內(nèi)與各種CNS疾病和障礙有關(guān)的診斷。在一個(gè)方面，該診斷組合物可以在診斷受試者，例如人類患者的方法中使用。該方法包括給該患者施用如本文所述的可檢測(cè)的標(biāo)記化合物，并檢測(cè)該化合物與選擇性NNR亞型(例如，α 4 β 2受體亞型)的結(jié)合。使用診斷工具例如PET和SPECT的本領(lǐng)域技術(shù)人員 可以使用本文所述的放射標(biāo)記化合物來(lái)診斷種類廣泛的疾病和障礙，包括與中樞和自律性神經(jīng)系統(tǒng)的機(jī)能障礙有關(guān)的疾病和障礙。這些障礙包括種類廣泛的CNS疾病和障礙，包括阿爾茨海默病、帕金森病和精神分裂癥?？梢栽u(píng)價(jià)的這些和其他代表性疾病和障礙包括在Bencherif等人的U. S. 5，952，339中所列的那些。在另一個(gè)方面，該診斷組合物可以在檢測(cè)受試者，例如人類患者的選擇性煙堿性受體亞型的方法中使用。該方法包括給該患者施用如本文所述的可檢測(cè)的標(biāo)記化合物，并檢測(cè)化合物與選擇性煙堿性受體亞型(例如，α 4β 2受體亞型)的結(jié)合。藥物組合物根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，提供一種藥物組合物，包含治療有效量的本發(fā)明的化合物作為活性成分，與一種或多種藥學(xué)可接受的稀釋劑、賦形劑和/或惰性載體相結(jié)合。施用化合物的方式可以是不同的。優(yōu)選該組合物是口服的(例如，在溶劑例如水性或非水性液體的溶劑內(nèi)的液體形式，或者在固體載體內(nèi))?？诜膬?yōu)選組合物包括藥丸、片劑、膠囊、小膠囊、糖漿和溶液，包括硬明膠膠囊和定時(shí)釋放膠囊。可以將組合物配制成單位劑型，或是多或亞單位劑量。優(yōu)選的組合物是液體或半固體形式?？梢允褂冒后w藥學(xué)惰性載體例如水或其他藥學(xué)相容的液體或半固體的組合物。使用這些液體和半固體是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的。也可以經(jīng)注射，即靜脈內(nèi)、肌內(nèi)、皮下、腹膜內(nèi)、動(dòng)脈內(nèi)、鞘內(nèi)和腦室內(nèi)注射來(lái)施用該組合物。靜脈內(nèi)施用是優(yōu)選的注射方法。注射用的適當(dāng)載體是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的，包括5%葡萄糖溶液、鹽水和磷酸鹽緩沖鹽水。這些化合物也可以作為輸注液或注射液(例如，作為在藥學(xué)可接受的液體或液體的混合物中的混懸液或乳劑)施用。也可以用其他方法，例如直腸施用來(lái)施用該制劑。用于直腸施用的制劑，例如栓劑是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的。也可以通過(guò)吸入(例如，以鼻內(nèi)氣霧劑的形式或者使用如Brooks等人的U. S. 4，922，901所列的某種形式遞送工具，將其內(nèi)容以整體弓I入本文)；局部(例如，以洗劑形式)；經(jīng)皮(例如，使用透皮貼劑，使用Novartis和Alza Corporation的商業(yè)技術(shù)，或通過(guò)粉末注射劑)；或通過(guò)含化、舌下或鼻內(nèi)吸收來(lái)施用該化合物。盡管可以以完全的活性化學(xué)物質(zhì)的形式施用該化合物，但優(yōu)選各化合物配制成藥物組合物或制劑的形式，以有效和有力地施用。施用這些化合物的示例性方法對(duì)于技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見的。這些制劑的有效性取決于所使用的具體組合物和接受治療的具體患者。例如，該組合物可以以片劑、硬明膠膠囊或定時(shí)釋放膠囊的形式施用。這些制劑可以包含液體載體，其可以是油性的、水性的、乳化的，或者包含適合施用方式的某些溶劑。施用本文所述的藥物組合物可以間隔性的，或者以逐漸、連續(xù)、恒定或可控的速率施用于溫血?jiǎng)游?例如，哺乳動(dòng)物，例如小鼠、大鼠、貓、兔、狗、豬、?；蚝镒?；但是有利地，優(yōu)選施用于人。此外，施用該藥物組合物的時(shí)間和每天的次數(shù)可以不同?；衔锏倪m宜劑量是指可以有效地預(yù)防該障礙的癥狀發(fā)生或治療患者所患障礙的某些癥狀的量?！坝行Я俊薄ⅰ爸委熈俊被颉坝行┝俊笔侵冈摿孔阋砸l(fā)所需的藥理或治療 效果，因此可以有效地預(yù)防或治療該障礙。因此，當(dāng)治療CNS障礙時(shí)，化合物的有效量是指該量足以通過(guò)受試者的血-腦屏障，以與受試者腦內(nèi)的相關(guān)受體位點(diǎn)結(jié)合，并調(diào)節(jié)相關(guān)煙堿性受體亞型的活性(例如，調(diào)節(jié)神經(jīng)遞質(zhì)分泌，因此可以有效地預(yù)防或預(yù)防該障礙)。通過(guò)延遲該障礙的癥狀的發(fā)生而顯示出對(duì)障礙的預(yù)防。通過(guò)減少與障礙有關(guān)的癥狀或改善障礙的癥狀的復(fù)發(fā)而顯示出對(duì)障礙的治療。根據(jù)各種因素例如患者的情況、障礙的癥狀的嚴(yán)重度和藥物組合物的施用方式，有效劑量可以不同。對(duì)于人類患者，典型化合物的有效劑量一般需要以這樣的量施用化合物，該量足以調(diào)節(jié)與疾病有關(guān)的受體以影響神經(jīng)遞質(zhì)(例如，多巴胺)釋放，但是該量應(yīng)當(dāng)不足以誘導(dǎo)任何程度足夠的對(duì)骨骼肌和神經(jīng)節(jié)的作用。當(dāng)然，化合物的有效劑量對(duì)于各患者是不同的，但是一般包括開始發(fā)生CNS效果或其他需要的治療效果的量，但是低于觀測(cè)到肌肉和神經(jīng)節(jié)效果時(shí)的量。典型地，為了以有效劑量施用，化合物需要以小于5mg/kg患者體重的量施用。通常，施用的化合物的量是小于約lmg/kg患者體重至小于約100 μ g/kg患者體重,有時(shí)是約10 μ g/kg至小于100 μ g/kg患者體重。上述有效劑量典型地代表在24小時(shí)時(shí)間段內(nèi)以單劑量或作為一個(gè)或多個(gè)劑量施用的量。對(duì)于人類患者，化合物的有效劑量可以要求以至少小于約1，但不超過(guò)約1000,通常不超過(guò)約500mg/24小時(shí)/患者的量施用化合物?？梢匀鏓lmalch 等人的 U. S. 5, 853, 696 和 London 等人的 U. S. 5, 969, 144 所列，可以使用作為診斷劑的組合物，將它們的內(nèi)容通過(guò)參考引入本文。也可以以制劑組合物施用該組合物，該制劑組合物摻入了其他成分，例如用于配制診斷組合物的其他類型的成分。提供下列實(shí)施例以說(shuō)明本發(fā)明，并不應(yīng)當(dāng)解釋為對(duì)其進(jìn)行限制。在這些實(shí)施例中，除非另有說(shuō)明，所有份數(shù)和百分比都是重量。生物測(cè)定實(shí)施例I :在CNS nAChRs上的放射性配體結(jié)合a4P2nAChR 亞型來(lái)源于大鼠皮質(zhì)的膜的制備將重150_250g的大鼠(雌性，Sprague-Dawley)保持在12小時(shí)的亮/暗循環(huán)中，并自由攝取水和由PMINutrition International, Inc提供的食物。用70%0)2麻醉動(dòng)物，然后斷頭。移除腦，并置于冰-冷平臺(tái)上。移除大腦皮層，并置于20體積(重量:體積)的冰-冷的制備緩沖液(137mM NaCl，10. 7mM KCl，5· 8mMKH2P04,8mM Na2HPO4, 20mM HEPES (游離酸)，5mM 碘乙酰胺，I. 6mM EDTA, pH7. 4);加入溶于甲醇，最終濃度為100 μ M的PMSF，并通過(guò)Polytron將該混懸液勻化。在4° C下，以18，OOOxg將該勻漿離心分離20分鐘，將所得到的沉淀再懸浮于20體積的冰-冷的水中。在冰上培養(yǎng)60分鐘后，通過(guò)在4° C下，以18，OOOxg尚心20分鐘來(lái)收集新的沉淀。將最終的沉淀再懸浮于10體積的緩沖液中，并在-20° C下貯存。來(lái)源于SH-EPl/人α 4β 2同源細(xì)胞的膜的制備將來(lái)源于40個(gè)150mm培養(yǎng)皿中的細(xì)胞沉淀混合，并通過(guò)Polytron (Kinematica GmbH, Switzerland)在20ml的冰冷的制備緩沖液中勻化。在4° C下，以48，OOOxg將該勻漿離心分離20分鐘。將所得到的沉淀再懸浮于20mL的冰-冷的制備緩沖液中并在-20° C下貯存。在分析的當(dāng)天,融化冰凍的膜，并以48，OOOxg旋轉(zhuǎn)20分鐘。倒出上清液并排出。將沉淀再懸浮于Dulbecco’ s磷酸鹽緩沖溶液(PBS, Life Technologies)pH 7. 4中，并用Polytron勻化6秒鐘。用Pierce BCA蛋白質(zhì)分析試劑盒確定蛋白質(zhì)濃度,用牛血清白蛋白作為標(biāo)準(zhǔn)品(Pierce Chemical Company, Rockford, IL)。
在競(jìng)爭(zhēng)化合物(O. OlnM到100 μ Μ)和5ηΜ[3Η]煙堿存在下，將膜制品(人α 4β 2的約50 μ g，大鼠α 4 β 2的約200-300 μ g蛋白質(zhì))在冰上的PBS (分別為50 μ L和100 μ L)中培養(yǎng)2-3小時(shí)。用在0.33%聚乙烯亞胺(w/v)中預(yù)浸的GF/B過(guò)濾器，通過(guò)在多管組織收集器(BrandeI，Gaithersburg, MD)上快速過(guò)濾來(lái)停止培養(yǎng)，以減少非特異性結(jié)合。將組織在PBS，pH7.4中漂洗3次。將閃爍液加入到包含洗滌后的組織的過(guò)濾器中，并使其平衡。然后通過(guò)液體閃爍計(jì)數(shù)器(2200CA Tri-Carb LSC, Packard Instruments,效率 50% 或 WallacTrilux 1450MicroBeta,效率40%, Perkin Elmer)將過(guò)濾器計(jì)數(shù)，以確定與膜的放射性結(jié)
入
口 ο數(shù)據(jù)表示為分解/分鐘(DPMs)。在每次分析中，每個(gè)點(diǎn)有2-3個(gè)重復(fù)點(diǎn)。將每個(gè)點(diǎn)的重復(fù)點(diǎn)平均，并相對(duì)于藥物濃度的log繪圖。通過(guò)最小二乘法非線性回歸來(lái)確定IC5tl,其是對(duì)結(jié)合產(chǎn)生50%抑制作用時(shí)的化合物的濃度。用Cheng-Prussof等式(1973)計(jì)算Ki值Ki=IC50/(1+N/Kd)其中N是[3H]煙堿的濃度，Kd是煙堿的親和力(3nM，在獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)中確定)。a7nAChR 亞型將重150_250g的大鼠(雌性，Sprague-Dawley)保持在12小時(shí)的亮/暗循環(huán)中，并自由攝取水和由PMI Nutrition International, Inc提供的食物。用70%C02麻醉動(dòng)物，然后斷頭。移除腦，并置于冰-冷平臺(tái)上。移除海馬，并置于10體積(重量體積)的冰-冷的制備緩沖液(137mMNaCl, 10. 7mM KCl，5. 8mM KH2PO4,8mM Na2HPO4, 20mMHEPES (游離酸)，5mM碘乙酰胺，1.6mM EDTA, pH7. 4);加入溶于甲醇，最終濃度為100 μ M的PMSF，并通過(guò)Polytron將該混懸液勻化。在4° C下，以18，OOOxg將該勻衆(zhòng)離心20分鐘,將所得到的沉淀再懸浮于10體積的冰-冷的水中。在冰上培養(yǎng)60分鐘后，通過(guò)在4° C下，以18，OOOxg離心分離20分鐘來(lái)收集新的沉淀。將最終的沉淀再懸浮于10體積的緩沖液中，并在-20° C下貯存。在分析的當(dāng)天，融化組織，并以18，000xg離心20分鐘，然后再懸浮于冰冷的 PBS(Dulbecco’ s 磷酸鹽緩沖溶液，138mM NaCl, 2. 67mM KCl, I. 47mM KH2PO4,8. ImMNa2HPO4,0. 9mM CaCl2,0. 5mM MgCl2, Invitrogen/Gibco, pH7. 4)中，以使最終濃度為約2mg蛋白質(zhì)/mL。通過(guò)Lowry等人，J. Biol. Chem. 193 :265 (1951)的方法來(lái)確定蛋白質(zhì),用牛血清白蛋白作為標(biāo)準(zhǔn)品。用Davies 等人，Neuropharmacol. 38 :679 (1999)的方法的改進(jìn)來(lái)測(cè)定[3H]MLA 的結(jié)合。通過(guò)Tocris獲得[3H]MLA(特異性活性=25-35Ci/mmol)。在21° C下，用2小時(shí)的培養(yǎng)來(lái)確定[3H]MLA的結(jié)合。在48孔微滴定板中進(jìn)行培養(yǎng)，并在300 μ L的最終培養(yǎng)體積中每孔包含約200 μ g的蛋白質(zhì)。培養(yǎng)緩沖液是PBS，[3HJMLA的最終濃度是5nM。在室溫下，用Brandel組織收集器。通過(guò)在玻璃纖維過(guò)濾器(GF/B，Brandel)上過(guò)濾包含結(jié)合配體的蛋白質(zhì)來(lái)停止結(jié)合反應(yīng)。將過(guò)濾器浸在包含O. 33%聚乙烯亞胺的去離子水中，以減少非特異性結(jié)合。在室溫下，用PBS(3x ImL)洗滌各個(gè)過(guò)濾器。通過(guò)在所選擇的孔中加入50 μ M非放射性MLA來(lái)確定非特異性結(jié)合。通過(guò)所選擇的孔內(nèi)受試化合物的7種不同的濃度來(lái)確定受試化合物對(duì)[3H]MLA結(jié)合的抑制。各濃度都重復(fù)3次。用抑制50%特異性[3H]MLA結(jié)合的化合物濃度來(lái)評(píng)價(jià)IC5tl值。用 Cheng 等人，Biochem. Pharmacol. 22 :3099-3108(1973)的方法，由 IC50 值來(lái)計(jì)算以nM報(bào)道的抑制常數(shù)(Ki值)。 實(shí)施例2 :多巴胺釋放的確定根據(jù)Rapier等人,J. Neurochem. 54 :937(1990)所列的方法,用由大鼠腦獲得的紋狀體突觸小體來(lái)測(cè)定多巴胺釋放。將重150_250g的大鼠(雌性，Sprague-Dawley)保持在12小時(shí)的亮/暗循環(huán)中，并自由攝取水和由PMI Nutrition International, Inc提供的食物。用70%0)2麻醉動(dòng)物，然后斷頭。馬上移除腦，切除紋狀體?；旌?只大鼠中每一只的紋狀體組織，并用玻璃/玻璃勻化器在包含5mM HEPES, pH7. 4的冰冷的O. 32M蔗糖(5mL)中勻化。然后將組織以1，OOOxg離心10分鐘。清除沉淀，以12，OOOxg離心上清液20分鐘。將所得到的沉淀再懸浮于包含單胺氧化酶抑制劑的灌注緩沖液(128mM NaCl, I. 2mM KH2PO4,
2.4mM KC1,3. 2mM CaCl2,1. 2mM MgSO4, 25mM HEPES，ImM 抗壞血酸，0. 02mM 帕吉林 HCl 和IOmM葡萄糖，pH7. 4)中，并以25，OOOxg離心15分鐘。將最后的沉淀再懸浮于灌注緩沖液(I. 4mL)中，以立即使用。在37°C下將突觸小體混懸液培養(yǎng)10分鐘以恢復(fù)代謝活性。以O(shè). I μ M的最終濃度加入[3H]多巴胺([3扣0么，特異性活性=28.0(^/臟01，NENResearch Products)，并將該混懸液在37°C下再培養(yǎng)10分鐘。將組織(50 μ L)和灌注緩沖液(100 μ L)的等分液負(fù)載到 Brandel Suprafusion System(2500 系列，Gaithersburg, MD)的 suprafusion 室內(nèi)。以I. 5mL/分鐘的速率將灌注混懸液(室溫)泵入該室中，洗滌時(shí)間是16分鐘。然后將受試化合物(10 μ M)或煙堿(10 μ Μ)用于灌注流中48秒。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)中從各室中連續(xù)收集各部分(每個(gè)24秒)以在使用激動(dòng)劑后捕捉基礎(chǔ)釋放、激動(dòng)劑誘導(dǎo)的峰釋放并重建基線。直接將灌注液收集到裝入了閃爍液的閃爍瓶中。通過(guò)閃爍計(jì)數(shù)定量所釋放的[3h]da。對(duì)于各室，將峰的積分面積按基線正?；ａ尫疟硎境捎玫葷舛鹊腖-煙堿獲得的釋放的百分比。在每次分析中，用2-3個(gè)室重復(fù)各受試化合物；平均各重復(fù)的數(shù)據(jù)。當(dāng)適當(dāng)時(shí)，確定受試化合物的劑量-響應(yīng)曲線。各化合物的最大活化(Emax)確定為L(zhǎng)-煙堿誘導(dǎo)的最大活化的百分比。也確定導(dǎo)致特定離子流的半數(shù)最大激活(EC5tl)時(shí)的化合物濃度。實(shí)施例3 :選擇性vs.外周nAChRs在人肌肉nAChR亞型中的相互作用
在來(lái)源于胚胎橫紋肌肉瘤的人無(wú)性系TE671/RD上建立肌肉-型nAChRs的活化(Stratton等人，Carcinogen 10:899(1989))。這些細(xì)胞表達(dá)具有與肌肉-型nAChR類似的藥理學(xué)(Lukas, J. Pharmacol. Exp. Ther. 251 175 (1989)) > 電生理學(xué)(Oswald 等人，Neurosci. Lett. 96 :207 (1989))和分子生物性質(zhì)(Luther 等人，J. Neurosci. 9 1082(1989))的受體。根據(jù)常規(guī)方法(Bencherif等人，Mol. Cell. Neurosci. 2 52 (1991)和 Bencherif等人，J. Pharmacol. Exp. Ther. 257 :946(1991))，將 TE671/RD 細(xì)胞保持在增殖生長(zhǎng)期。細(xì)胞在Dulbecco’ s改進(jìn)Eagle’ s培養(yǎng)基(Gibco/BRL)中培養(yǎng)，該培養(yǎng)基具有10%馬血清(Gibco/BRL)、5% 胎牛血清(HyClone, Logan UT)、ImM 丙酮酸鈉、4mM L-谷氨酰胺和 50，000單位的青霉素-鏈霉素(Irvine Scientific)。當(dāng)細(xì)胞80%融合時(shí)，將它們置于12孔聚苯乙烯板(Costar)上。當(dāng)細(xì)胞達(dá)到100%融合時(shí),進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。根據(jù)Lukas等人，Anal. Biochem. 175 :212(1988)所述的方法，用86Rb+流測(cè)定煙堿乙酰膽堿受體(nAChR)的功能。在實(shí)驗(yàn)的當(dāng)天，從孔中小心地除去生長(zhǎng)培養(yǎng)基，向各孔中加入包含氯化86銣(10VCi/mL)的生長(zhǎng)培養(yǎng)基。將細(xì)胞在37°C下培養(yǎng)至少3小時(shí)。在負(fù)載期后，除去過(guò)量的86Rb+,用不含標(biāo)記物的Dulbecco’s磷酸鹽緩沖鹽水(138mM NaCl, 2. 67mMKCl，I. 47mM KH2PO4,8. ImM Na2HPO4,0. 9mM CaCl2,0. 5mMMgCl2, Invitrogen/Gibco, pH. 7. 4)洗滌細(xì)胞2次，小心不要擾亂細(xì)胞。接著，將細(xì)胞暴露于100 μ M的受試化合物，100 μ M的L-煙堿(Acros Organics)或單獨(dú)的緩沖液4分鐘。在暴露期后，除去包含釋放的86Rb+的上清液，并轉(zhuǎn)移到閃爍管中。加入閃爍液，通過(guò)液體閃爍計(jì)數(shù)測(cè)定釋放的放射性。在每次分析中，每個(gè)點(diǎn)有2次重復(fù)，將其平均。將86Rb+釋放量與陽(yáng)性對(duì)照(100μΜL-煙堿)和陰性對(duì)照(單用緩沖液)進(jìn)行比較以確定相對(duì)于L-煙堿釋放的釋放百分比。當(dāng)適當(dāng)時(shí),確定受試化合物的劑量-響應(yīng)曲線。各化合物的最大活化(Emax)確定為L(zhǎng)-煙堿誘導(dǎo)的最大活化的百分比。也確定導(dǎo)致特定離子流的半數(shù)最大激活(EC5tl)時(shí)的·化合物濃度。在大鼠神經(jīng)節(jié)nAChR亞型中的相互作用在來(lái)源于大鼠腎上腺髓質(zhì)的腫瘤的嗜鉻細(xì)胞瘤無(wú)性系PC12上建立大鼠神經(jīng)節(jié)nAChRs的活化，PC12是神經(jīng)嵴來(lái)源的連續(xù)無(wú)性細(xì)胞株。這些細(xì)胞表達(dá)神經(jīng)節(jié)-樣的nAChRs (參見 Whiting 等人，Nature 327 :515 (1987) ；Lukas, J. Pharmacol. Exp. Ther. 251 175(1989) ;Whiting 等人，Mol. fcain Res. 10 :61 (1990))。根據(jù)常規(guī)方案(Bencherif等人，Mol. Cell. Neurosci. 2 :52 (1991)和 Bencherif等人，J. Pharmacol. Exp. Ther. 257 :946 (1991))，將大鼠PC12細(xì)胞保持在增殖生長(zhǎng)期。細(xì)胞在Dulbecco’ s改進(jìn)Eagle’ s培養(yǎng)基(Gibco/BRL)中培養(yǎng)，該培養(yǎng)基具有10%馬血清(Gibco/BRL)、5% 胎牛血清(HyClone, Logan UT)、ImM 丙酮酸鈉、4mM L-谷氨酰胺和 50，000單位的青霉素-鏈霉素(Irvine Scientific)。當(dāng)細(xì)胞80%融合時(shí),將它們置于12孔Nunc板(Nunclon)上并用0. 03%聚-L-賴氨酸(Sigma,溶于IOOmM硼酸)涂層。當(dāng)細(xì)胞達(dá)到80%融合時(shí)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。根據(jù)Lukas等人，Anal. Biochem. 175 :212(1988)所述的方法，用86Rb+流測(cè)定煙堿乙酰膽堿受體(nAChR)的功能。在實(shí)驗(yàn)的當(dāng)天，從孔中小心地除去生長(zhǎng)培養(yǎng)基，向各孔中加入包含氯化86銣(10VCi/mL)的生長(zhǎng)培養(yǎng)基。將細(xì)胞在37°C下培養(yǎng)至少3小時(shí)。在負(fù)載期后，除去過(guò)量的86Rb+,用不含標(biāo)記物的Dulbecco’s磷酸鹽緩沖鹽水(138mM NaCl, 2. 67mMKCl，I. 47mM KH2PO4,8. ImM Na2HPO4,0. 9mM CaCl2,0. 5mMMgCl2, Invitrogen/Gibco, pH. 7. 4)洗滌細(xì)胞2次，小心不要擾亂細(xì)胞。接著，將細(xì)胞暴露于100 μ M的受試化合物，100 μ M的L-煙堿(Acros Organics)或單獨(dú)的緩沖液4分鐘。在暴露期后，除去包含釋放的86Rb+的上清液，并轉(zhuǎn)移到閃爍管中。加入閃爍液，通過(guò)液體閃爍計(jì)數(shù)測(cè)定釋放的放射性。在每次分析中，每個(gè)點(diǎn)有2次重復(fù)，將其平均。將86Rb+釋放量與陽(yáng)性對(duì)照(ΙΟΟμΜ煙堿)和陰性對(duì)照(單用緩沖液)進(jìn)行比較以確定相對(duì)于L-煙堿釋放的釋放百分比。當(dāng)適當(dāng)時(shí),確定受試化合物的劑量-響應(yīng)曲線。各化合物的最大活化(Emax)確定為L(zhǎng)-煙堿誘導(dǎo)的最大活化的百分比。也確定導(dǎo)致特定離子流的半數(shù)最大激活(EC5tl)時(shí)的化合物濃度。在人神經(jīng)節(jié)nAChR亞型中的相互作用細(xì)胞系SH-SY5Y是來(lái)源于親代細(xì)胞系SK-N-SH的連續(xù)亞克隆的連續(xù)細(xì)胞系 SK-N-SH, SK-N-SH最初是由人外周成神經(jīng)細(xì)胞瘤獲得的。SH-SY5Y細(xì)胞表達(dá)神經(jīng)節(jié)-樣nAChR (Lukas 等人，Mol. Cell. Neurosci. 4 1 (1993))。根據(jù)常規(guī)方案(Bencherif等人，Mol. Cell. Neurosci. 2 :52 (1991)和 Bencherif等人，J. Pharmacol. Exp. Ther. 257 :946 (1991))，將人SH-SY5Y細(xì)胞保持在增殖生長(zhǎng)期。細(xì)胞在Dulbecco’ s改進(jìn)Eagle’ s培養(yǎng)基(Gibco/BRL)中培養(yǎng)，該培養(yǎng)基具有10%馬血清(Gibco/BRL)、5% 胎牛血清(HyClone, Logan UT)、ImM 丙酮酸鈉、4mM L-谷氨酰胺和 50，000單位的青霉素-鏈霉素(Irvine Scientific)。當(dāng)細(xì)胞80%融合時(shí)，將它們置于12孔聚苯乙烯板(Costar)上。當(dāng)細(xì)胞達(dá)到100%融合時(shí),進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。根據(jù)Lukas等人，Anal. Biochem. 175 :212(1988)所述的方法，用86Rb+流測(cè)定煙堿乙酰膽堿受體(nAChR)的功能。在實(shí)驗(yàn)的當(dāng)天，從孔中小心地除去生長(zhǎng)培養(yǎng)基，向各孔中加入包含氯化86銣(10VCi/mL)的生長(zhǎng)培養(yǎng)基。將細(xì)胞在37°C下培養(yǎng)至少3小時(shí)。在負(fù)載期后，除去過(guò)量的86Rb+,用不含標(biāo)記物的Dulbecco’s磷酸鹽緩沖鹽水(138mM NaCl, 2. 67mMKCl，I. 47mM KH2PO4,8. ImM Na2HPO4,0. 9mM CaCl2,0. 5mMMgCl2, Invitrogen/Gibco, pH. 7. 4)洗滌細(xì)胞2次，小心不要擾亂細(xì)胞。接著，將細(xì)胞暴露于100 μ M的受試化合物，100 μ M的煙堿或單獨(dú)的緩沖液4分鐘。在暴露期后，除去包含釋放的86Rb+的上清液，并轉(zhuǎn)移到閃爍管中。加入閃爍液，通過(guò)液體閃爍計(jì)數(shù)測(cè)定釋放的放射性。在每次分析中，每個(gè)點(diǎn)有2次重復(fù)，將其平均。將86Rb+釋放量與陽(yáng)性對(duì)照(ΙΟΟμΜ煙堿)和陰性對(duì)照(單用緩沖液)進(jìn)行比較以確定相對(duì)于L-煙堿釋放的釋放百分比。當(dāng)適當(dāng)時(shí)，確定受試化合物的劑量-響應(yīng)曲線。各化合物的最大活化(Emax)確定為L(zhǎng)-煙堿誘導(dǎo)的最大活化的百分比。也確定導(dǎo)致特定離子流的半數(shù)最大激活(EC5tl)時(shí)的化合物濃度。實(shí)施例4 :新目標(biāo)識(shí)別(NOR)任務(wù)根據(jù)Ennaceur 和 Delacour Behav. Brain Res. 100 85~92 (1988)的描述來(lái)進(jìn)行新目標(biāo)識(shí)別(NOR)任務(wù)。合成實(shí)施例實(shí)施例5 :Ν-(叔丁氧基羰基)_3，7- 二氮雜二環(huán)[3. 3. 0]辛烷的合成實(shí)施例5涉及Ν_(叔丁氧基羰基)_3，7-二氮雜二環(huán)[3.3.0]辛烷的合成，如Schrimpf等人的美國(guó)申請(qǐng)U. S. 2004/0186107和Basha等人的2005/0101602所述，根據(jù)下列技術(shù)進(jìn)行合成5-芐基四氫吡咯并[3，4_c]吡咯-1,3-二酮(或7_芐基_3，7_ 二氮雜二環(huán)[3. 3. O]辛-2，4-二酮)在氮?dú)庀?，將三氟醋?TFA，O. 50mL, 6. 5mmol)加入到馬來(lái)酰亞胺(6. 27g，O. 0646mol)的二氯甲烷(150mL)冷(0°C )溶液中。在45分鐘里滴加N_(甲氧基甲基)-N-(三甲基甲硅烷基甲基)芐胺(20g，0.084mol)的二氯甲烷(IOOmL)溶液。在加入完成后，將混合物緩慢溫?zé)嶂镰h(huán)境溫度并攪拌16小時(shí)。濃縮混合物，將所得到的殘留物溶于二氯甲烷(200mL)，并用飽和碳酸氫鈉水溶液(2x50mL)洗滌。分離水層，用二氯甲烷(2x75mL)萃取。用鹽水(50mL)洗滌合并的二氯甲烷萃取液，用無(wú)水硫酸鎂干燥，過(guò)濾并濃縮，得到12. 5g(83. 9%收率)的淡黃色、蠟狀固體(MS m/z231 (M+H))。2-芐基八氫吡咯并[3，4-c]吡咯(或3-芐基_3，7_ 二氮雜二環(huán)[3. 3. O]辛烷)·在氮?dú)庀?，?-芐基四氫吡咯并[3，4_c]吡咯-1,3-二酮(4. 9g，O. 021mol)溶于冷的(0°C )、干燥的四氫呋喃(THF) (50mL)，在30分鐘里向該連續(xù)冷卻的溶液中滴加氫化鋁鋰(63mL的IM的THF溶液，O. 063mol)。所得到的混合物在環(huán)境溫度下攪拌30分鐘，然后溫?zé)嶂粱亓?小時(shí)。然后將混合物冷卻至(TC，通過(guò)緩慢加入過(guò)量的十水合硫酸鈉固體使反應(yīng)淬滅。將混合物溫?zé)嶂镰h(huán)境溫度并攪拌16小時(shí)。過(guò)濾固體，用乙酸乙酯(3xl00mL)洗滌殘留物。濃縮合并的濾液，得到4. 2g (99%收率)的蠟狀固體(MS m/z 203 (M+H))。5-芐基六氫吡咯并[3，4-c]吡咯-2-甲酸叔丁基酯(或N-芐基_N’_ (叔丁氧基羰基)-3，7- 二氮雜二環(huán)[3. 3. O]辛烷)將粗2-芐基八氫吡咯并[3，4-c]吡咯(4. 2g，0. 021mol)溶于THF(50mL)。加入碳酸氫二叔丁酯(5. 5g, O. 025mol)和飽和NaHCO3水溶液(IOmL),將混合物在環(huán)境溫度下攪拌過(guò)夜。用水(IOmL)使反應(yīng)淬滅，并加入乙酸乙酯(30mL)。用乙酸乙酯(2x20mL)萃取水層，用無(wú)水硫酸鈉干燥合并的有機(jī)萃取液并濃縮。通過(guò)硅膠柱色譜法(I 1己烷/乙酸乙酯)精制，得到5. 07g (79. 8%收率)的標(biāo)題化合物(MS m/z 303 (M+H)).六氫吡咯并[3，4-c]吡咯-2-甲酸叔丁基酯(或N_(叔丁氧基羰基)_3，7_ 二氮雜二環(huán)[3. 3. O]辛烷)在氮?dú)獯髿庀?，?-芐基六氫吡咯并[3，4-c]吡咯-2-甲酸叔丁基酯(5. 07g,O. 0168mol)溶于甲醇(50mL)并加入20%Pd(OH)2/C(濕潤(rùn))( 2g)。溫?zé)崴玫降幕旌衔?45-500C )，并在40psi的氫氣下振蕩2小時(shí)。過(guò)濾該混合物并濃縮，得到3. 49g(97. 7%收率)的標(biāo)題化合物(MS m/z213(M+H))0實(shí)施例6 N-(呋喃-2-基羰基)-3，7_ 二氮雜二環(huán)[3. 3. O]辛烷的合成實(shí)施例6涉及呋喃-2-基(六氫吡咯并[3，4-c]吡咯_2_基)甲酮(或N-(呋喃-2-基羰基)_3，7-二氮雜二環(huán)[3.3.0]辛烷)的合成，其是根據(jù)下列技術(shù)制備的，以說(shuō)明用于制備3，7- 二氮雜二環(huán)[3. 3. O]辛烷的雜芳香酰胺的偶合反應(yīng)呋喃-2-基(六氫吡咯并[3，4-c]吡咯-2-基)甲酮三氟乙酸酯(或N-(呋喃-2-基羰基)_3，7- 二氮雜二環(huán)[3. 3. O]辛烷三氟乙酸酯)在干燥二氯甲烷(ImL)中合并呋喃_2_甲酸(O. 037g, O. 33mmol)和三乙胺(O. 125mL，0. 99mmol),并加入O-(苯并三唑-I-基)-1，1,3, 3,-四甲基脲六氟磷酸鹽(HBTU；0. 125g,0. 33mmol)0加入六氫吡咯并[3, 4-c]批咯_2_甲酸叔丁基酯(O. 064g,O. 30mmol)的二氯甲烷(O. 5mL)溶液，將混合物在環(huán)境溫度下攪拌過(guò)夜。在10%氫氧化鈉水溶液下振蕩該混合物，分離有機(jī)層。用氯仿(2x2mL)萃取水層。用水(2xlmL)洗滌合并的有機(jī)萃取液并濃縮。將所得到的殘留物溶于二甲基甲酰胺(DMF) (O. 3mL)，并通過(guò)HPLC(乙腈/水梯度)精制。合并包含所需物質(zhì)的各部分并濃縮，剩下叔丁氧基羰基-保護(hù)的產(chǎn)物。將該物質(zhì)溶于三氟醋酸(O. 5mL)和二氯甲烷(O. 5mL)的混合物，將該混合物在環(huán)境溫度下攪拌I小時(shí)。通過(guò)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去揮發(fā)物，然后高真空處理，得到77mg的油(80%收率)CHNMRWf甲醇，300MHz) 3. 20 (m, 2H)，3. 47-4. 2 (m, 8H)，6. 60 (t, I H)，7. 18 (d, 1H)，7. 72 (d, 1H) ；MS m/z207(M+H)) ·實(shí)施例7 N-(5-氯呋喃-2-基羰基)_3，7_ 二氮雜二環(huán)[3. 3. O]辛烷三氟乙酸酯的合成實(shí)施例7涉及5-氯呋喃-2-基(六氫吡咯并[3，4-c]吡咯_2_基)甲酮三氟乙酸酯(或N-(5-氯呋喃-2-基羰基)-3，7-二氮雜二環(huán)[3. 3.0]辛烷三氟乙酸酯)的合成，其是根據(jù)下列技術(shù)制備的，以說(shuō)明用于制備3，7-二氮雜二環(huán)[3. 3. O]辛烷的雜芳香酰胺的·偶合反應(yīng)5-氯呋喃-2-甲酸將氫氧化鈉水溶液(80mL的10%)加入到硝酸銀(8. 0g,47mmol)的水(20mL)溶液中。攪拌該混懸液，用30%氨水溶液緩慢處理，直至變澄清。加入5-氯呋喃-2-甲醛(3. Og,23mmol) (Aldrich Chemical)的甲醇(5mL)溶液,在環(huán)境溫度下將所得到的混合物攪拌30分鐘。過(guò)濾反應(yīng)混合物，用醚(IOOmL)洗滌濾液。然后通過(guò)加入冷20%硫酸將濾液水溶液制成酸性( pH3)。用乙酸乙酯(3xl00mL)萃取所得到的混合物。用飽和氯化鈉水溶液(IOOmL)洗滌萃取液，干燥(無(wú)水硫酸鈉)并真空濃縮，得到3.2g(95%收率)的白色固體(mp 178-179°C )。該反應(yīng)是易于改變大小的，并可以>10g的規(guī)模多次進(jìn)行。N- (5-氯呋喃-2-基羰基)-3，7_ 二氮雜二環(huán)[3. 3. O]辛烷三氟乙酸酯將包含I滴DMF的草酰氯(12. 2g，95. 8mmol)滴加到5_氯呋喃_2_甲酸(6. 25g，47. 9mmol)的200mL _■氣甲燒溶液中。在完成加入后，移除冰浴，溫?zé)岱磻?yīng)至環(huán)境溫度I小時(shí)。然后真空除去揮發(fā)物，將殘留物溶于THF(50mL)。然后將?；鹊娜芤杭尤氲綌嚢柚模?冷卻的六氫吡咯并[3，4-c]吡咯-2-甲酸叔丁基酯(10. 2g,47. 9mmol)和二異丙基乙胺(25g， 4當(dāng)量)的THF(200mL)溶液中。將該混合物在環(huán)境溫度下攪拌16小時(shí)。然后真空除去揮發(fā)物，殘留物分配于水(IOOmL)和醚(300mL)。在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器上濃縮醚層和水層的兩種醚萃取液(IOOmL)。殘留物在硅膠上進(jìn)行柱色譜法，用0-60%乙酸乙酯的己烷梯度洗脫。濃縮所選擇的部分，得到13. 9g(85. 3%收率)的淡黃色糖漿。將一部分的該物質(zhì)(12.9g，37.9mm0l)溶于二氯甲烷和三氟醋酸(分別為IOOmL)的混合物。將該混合物在環(huán)境溫度下攪拌2小時(shí)，然后真空濃縮。殘留物分配于氯仿(200mL)和50%碳酸鉀水溶液(200mL)，用氯仿(3x200mL)萃取水層。用無(wú)水硫酸鈉干燥合并的氯仿層，并真空濃縮，剩下 8. 66g (95% 收率)的淡黃色固體(1H NMR (d4-甲醇，300MHz) 3. 15-3. 35 (m, 4H)，
3.50-4. 20 (m, 6H) ,6. 51 (d, 1H) ,7. 17 (d, 1H) ；MS m/z 241 (M+H))。實(shí)施例8 3, 7- 二氮雜二環(huán)[3. 3. I]壬烷_3_甲酸叔丁基酯的合成實(shí)施例8涉及3，7- 二氮雜二環(huán)[3. 3. I]壬烷_3_甲酸叔丁基酯(或N_(叔丁氧基羰基)-3，7-二氮雜二環(huán)[3.3. I]壬烷)的合成，其是根據(jù)下列技術(shù)制備的7-芐基-3，7-二氮雜二環(huán)[3.3.1]壬烷_3_甲酸叔丁基酯(或N-芐基-N’-(叔丁氧基羰基)_3，7- 二氮雜二環(huán)[3. 3. I]壬烷)根據(jù)Stead 等人· in Org. Lett. 7 (20) :4459 (2005)所列的方法來(lái)制備 7_ 芐基_3，7- 二氮雜二環(huán)[3. 3. I]壬燒-3-甲酸叔丁基酯。3，7-二氮雜二環(huán)[3.3. 1]_3_甲酸叔丁基酯在氮?dú)獯髿庀?，?-芐基-3，7-二氮雜二環(huán)[3.3. I]壬烷_3_甲酸叔丁基酯(O. 49g，I. 6mmol)溶于甲醇(20mL)，并加入20%Pd(OH)2/C(濕潤(rùn))( 2g)。將該混合物溫?zé)嶂良s50°C，在55psi的氫氣下振蕩2小時(shí)。過(guò)濾所得到的混合物并濃縮，得到O. 32g(94%收率)的標(biāo)題化合物(MS m/z227(M+H))。 實(shí)施例9 :N-(呋喃-2-基羰基)-3，7-二氮雜二環(huán)[3.3.1]壬烷三氟乙酸酯的合成實(shí)施例9涉及(3，7-二氮雜二環(huán)[3.3. I]壬_3_基)-呋喃_2_基甲酮三氟乙酸酯(或N-(呋喃-2-基擬基)-3，7-二氮雜二環(huán)[3. 3.1]壬燒二氟乙酸酯)的合成，其是根據(jù)下列技術(shù)制備的，以說(shuō)明用于制備3，7-二氮雜二環(huán)[3. 3. I]壬烷的雜芳香酰胺的偶合反應(yīng)3，7-二氮雜二環(huán)[3.3. I]壬_3_基)-呋喃_2_基甲酮三氟乙酸酯(或N-(呋喃_2_基擬基)-3, 7- 二氮雜二環(huán)[3. 3. I]壬燒二氟乙酸酯)在干燥二氯甲烷(ImL)中將呋喃_2_甲酸(O. 032g, O. 29mmol)和三乙胺(O. 870mmol,0. 12ImL)合并，并加入 HBTU(O. Hg,O. 29mmol)。加入 3，7- 二氮雜二環(huán)[3.3. I]-3-甲酸叔丁基酯(O. 059g,0. 26mmol)的二氯甲烷(O. 5mL)溶液，將該混合物在環(huán)境溫度下攪拌過(guò)夜。用10%氫氧化鈉水溶液處理該混合物,并用氯仿(2x2mL)萃取。用水(2xlmL)洗滌合并的有機(jī)萃取液并濃縮。將所得到的殘留物溶于DMF(O. 3mL)并通過(guò)HPLC (乙腈/水梯度)精制。合并包含所需物質(zhì)的各部分并濃縮，剩下叔丁氧基羰基-保護(hù)的產(chǎn)物。將該物質(zhì)溶于三氟醋酸(0.5mL)和二氯甲烷(0.5mL)的混合物，將該混合物在環(huán)境溫度下攪拌I小時(shí)。通過(guò)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去揮發(fā)物，然后高真空處理，得到36mg的油(41%收率)(1HNMR (d4-甲醇，300MHz) 2. 10 (bs, 2H)，2. 35 (bs, 2H)，3. 30-3. 45 (m, 4H)，3. 55 (m, 2H)，
6.65 (m, 1H)，7. 15 (d, 1H)和 7. 75 (d, 1H) · MS m/z221 (M+H))。實(shí)施例10 :N-(5-氯呋喃-2-基羰基)-3，7_ 二氮雜二環(huán)[3. 3. I]壬烷三氟乙酸酯的合成實(shí)施例10涉及(3，7-二氮雜二環(huán)[3.3. I]壬_3_基)_5_氯呋喃_2_基甲酮三氟乙酸酯(或N-(5-氯呋喃-2-基羰基)-3，7-二氮雜二環(huán)[3.3.1]壬烷三氟乙酸酯)的合成，其是根據(jù)下列技術(shù)，通過(guò)如實(shí)施例9類似的方法制備的在干燥二氯甲烷(IOmL)中將5_氯呋喃_2_甲酸(O. 96g，6. 5mmol)和三乙胺(21mmol，2. 9mL)合并，并加入 HBTU(2. 47g,65. ImmoI)。加入 3，7- 二氮雜二環(huán)[3. 3. I]-3-甲酸叔丁基酯(I. 5g,66mmol)的二氯甲燒(5mL)溶液,將該混合物在環(huán)境溫度下攪拌過(guò)夜。用10%氫氧化鈉水溶液處理該混合物，并用氯仿(2x20mL)萃取。用水(2xl0mL)洗滌合并的有機(jī)萃取液并濃縮。在硅膠上通過(guò)柱色譜法精制所得到的殘留物，用乙酸乙酯的己烷梯度洗滌，得到呈粘稠油狀的叔丁氧基羰基-保護(hù)的產(chǎn)物。將該物質(zhì)溶于三氟醋酸(20mL)和二氯甲烷(20mL)的混合物，將混合物在環(huán)境溫度下攪拌I小時(shí)。通過(guò)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去揮發(fā)物，然后真空處理，得到I. 38g(57. 5%收率)的粘稠狀的黃色油(1H NMR(d4-甲醇，300MHz) 2. 00 (bs, 2H) ,2. 15 (bs, 2H)，3. 15-3. 35 (m, 6H)，4. 25 (m, 2H)，6. 53 (d, 1H)和
7.10 (d, 1H) · MS m/z 255 (M+H))。實(shí)施例11 :光譜和受體結(jié)合數(shù)據(jù)的列表 上述說(shuō)明性的酰胺偶合方法用于制備如表I和2所示的化合物。在一些情況下，以足以獲得核磁共振(NMR)數(shù)據(jù)的規(guī)模來(lái)合成化合物。在其他情況中，在各種平行合成裝置中以類似規(guī)模制備化合物，并僅通過(guò)LCMS進(jìn)行(結(jié)構(gòu))表征。
權(quán)利要求
1.化合物N-(5-氯呋喃-2-基羰基)-3，7-二氮雜二環(huán)[3.3.0]辛烷或其藥學(xué)可接受的鹽。
2.權(quán)利要求I的化合物或其藥學(xué)上可接受的鹽在制備藥物中的應(yīng)用，所述藥物用于治療神經(jīng)變性障礙、神經(jīng)精神性障礙和神經(jīng)病學(xué)障礙。
3.權(quán)利要求I的化合物或其藥學(xué)上可接受的鹽在制備藥物中的應(yīng)用，所述藥物用于提供神經(jīng)保護(hù)作用。
4.權(quán)利要求I的化合物或其藥學(xué)上可接受的鹽在制備藥物中的應(yīng)用，所述藥物用于治療帕金森綜合征。
5.權(quán)利要求5的應(yīng)用，其中所述帕金森綜合征是帕金森病。
6.權(quán)利要求I的化合物或其藥學(xué)上可接受的鹽在制備藥物中的應(yīng)用，所述藥物用于治療匹克病、亨廷頓舞蹈病、遲發(fā)性運(yùn)動(dòng)障礙、運(yùn)動(dòng)過(guò)度、進(jìn)行性核上性麻痹、庫(kù)杰二氏病、多發(fā)性硬化癥、肌萎縮性側(cè)索硬化、癲癇、圖雷特綜合征或孤獨(dú)癥。
全文摘要
公開了化合物，包含該化合物的藥物組合物，制備方法及其用途。該化合物是可以由某些雜芳基羧酸和某些二氮雜二環(huán)烷制備的酰胺化合物。這些化合物對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)(CNS)中的α4β2亞型神經(jīng)煙堿性受體顯示出選擇性并高親和性地結(jié)合。這些化合物和組合物可以用于治療和/或預(yù)防種類廣泛的疾病或障礙，特別是CNS障礙。這些化合物可以(i)改變患者腦中煙堿樣膽堿受體的數(shù)量，(ii)顯示神經(jīng)保護(hù)效果，以及(iii)當(dāng)以有效量使用時(shí)，不會(huì)導(dǎo)致可感知的不利副作用(例如，副作用例如血壓和心率顯著升高，對(duì)胃腸道的顯著不利效果，和對(duì)骨骼肌的顯著效果)。
文檔編號(hào)A61P25/14GK102942569SQ201210401679
公開日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2007年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月2日
發(fā)明者A·馬祖羅夫, 苗藍(lán), 肖云德, P·S·哈蒙德, C·H·米勒, S·R·阿奇雷迪, V·S·默西, R·C·維塔克, S·R·布賴寧, M·S·梅爾文 申請(qǐng)人:塔加西普特公司