專利名稱：具有抗精子生成活性的六氫茚并吡啶化合物的制作方法
背景技術(shù)：
發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及能阻斷精子生成且導(dǎo)致不育的六氫茚并吡啶化合物。這些化合物可用作男性避孕藥并且能控制馴養(yǎng)和野生動(dòng)物的生育。
背景討論安全有效的口服男性避孕藥已尋找多年。然而，開發(fā)安全阻斷精子生成且不影響性欲和功能的男性避孕藥被證明是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。
理想的男性避孕藥應(yīng)能有效阻止精子的生成或阻斷其生育能力而不影響性欲或附屬性器官及其功能。而且，治療有效劑量和致毒劑量應(yīng)相差較大，且方案應(yīng)可逆。目前還沒(méi)有這樣理想的男性避孕藥。
某些常規(guī)的細(xì)胞毒制劑如抗腫瘤制劑和烷基化劑影響精子生成，但顯然不能作為避孕藥。干擾細(xì)胞能量過(guò)程的化合物，如硫糖也可干擾精子生成，但沒(méi)有足夠的選擇性。雄激素如睪酮和其類似物，當(dāng)給足夠高的劑量時(shí)可干擾精子生成，這可能是通過(guò)下丘腦—垂體軸的機(jī)制。這類甾體化合物已成功應(yīng)用于臨床研究。然而這類甾體化合物的合成代謝特性可能會(huì)導(dǎo)致不期望副作用。
促性腺激素釋放激素(GNRH)類似物作為有效的阻斷精子生成的化合物的研究曾很活躍。然而，如果不補(bǔ)充雄激素，由于GNRH類似物干擾內(nèi)源性睪酮的生成而會(huì)降低性欲。
尋找男性避孕藥的一個(gè)途徑是基于對(duì)男性生殖過(guò)程生物化學(xué)的認(rèn)識(shí)和探索。睪丸由三個(gè)功能腔組成。第一個(gè)腔由含有精子生成細(xì)胞的生精小管組成，負(fù)責(zé)精子的生成。第二個(gè)腔是支持細(xì)胞，也位于生精小管內(nèi)部，負(fù)責(zé)精子生成過(guò)程的組織與功能協(xié)調(diào)并且可能具有旁分泌和自分泌作用。由于支持細(xì)胞和發(fā)育的精細(xì)胞之間復(fù)雜的組織關(guān)系以及相鄰的支持細(xì)胞之間嚴(yán)緊功能的存在，形成了血睪屏障，將生精小管分隔為不能與血液運(yùn)載的化學(xué)物質(zhì)或營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)直接接觸的多個(gè)區(qū)域。圍繞著小管，在間質(zhì)組織中是具有多種內(nèi)分泌和旁分泌功能，即產(chǎn)生已經(jīng)詳細(xì)描述過(guò)的睪酮的萊迪希細(xì)胞。
生發(fā)細(xì)胞進(jìn)程性分裂和分化，成熟時(shí)從基底膜向小管腔移動(dòng)。精原細(xì)胞位于基底室，選擇性再生的精原細(xì)胞有絲分裂成作為精原細(xì)胞存在的細(xì)胞或分化為初級(jí)精原細(xì)胞。初級(jí)精原細(xì)胞沿著支持細(xì)胞之間的連接遷移并有絲分裂形成次級(jí)精原細(xì)胞。次級(jí)精原細(xì)胞分裂形成精子細(xì)胞，精子細(xì)胞然后分化為成熟精子。精子細(xì)胞的分化被稱為精子生成。
支持細(xì)胞的功能概述如下(a)給生精上皮以支持和營(yíng)養(yǎng)作用，(b)將后期精子細(xì)胞釋放入小管腔，(c)形成形態(tài)性和生理性的血睪屏障，(d)吞噬退化生殖細(xì)胞(e)生精上皮循環(huán)的調(diào)節(jié)作用。
萊迪希細(xì)胞也支持精子生成作用。垂體分泌的促黃體素(LH)刺激萊迪希細(xì)胞產(chǎn)生睪酮，睪酮及其代謝物二氫睪酮對(duì)于支持正常的精子生成是必要的。睪酮受體位于多種類型的生殖細(xì)胞上。睪酮被釋放穿過(guò)血睪屏障，這可能通過(guò)轉(zhuǎn)入支持細(xì)胞，在此處其被代謝成為雌二醇、二氫睪酮、或保持不變。
某些類型(如果不是全部的話)的生殖細(xì)胞與萊迪希細(xì)胞和/或支持細(xì)胞相互作用。這些相互作用均以支持細(xì)胞、萊迪希細(xì)胞和生殖細(xì)胞產(chǎn)生的化學(xué)信使的形式。例如，粗線期精原細(xì)胞調(diào)節(jié)一種支持細(xì)胞蛋白質(zhì)因子的分泌，后者又依次刺激萊迪希細(xì)胞的類固醇生成作用。精子細(xì)胞的結(jié)合只發(fā)生于支持細(xì)胞，支持細(xì)胞通過(guò)暴露于FSH而獲得活性和功能。大鼠的支持細(xì)胞分泌多種環(huán)狀形式的蛋白質(zhì)，在生精上皮的特定時(shí)期其產(chǎn)生最多；即，當(dāng)其與特定類型的生殖細(xì)胞相結(jié)合時(shí)。當(dāng)生精上皮處于VII或VIII期構(gòu)型時(shí)，不依賴于FSH刺激，支持細(xì)胞產(chǎn)生最多的Clusterin，表明支持細(xì)胞的分泌功能受生殖細(xì)胞的區(qū)域性調(diào)節(jié)。
由Sandoz公司研究的六氫茚并吡啶化合物第20-438(

圖1中化合物1)向動(dòng)物口服施用，可顯示可逆性地抑制精子生成。見文獻(xiàn)Arch.Toxicol.Suppl.，1984，7171-173；Arch.Toxicol.Suppl.，1978，1323-326；及突變研究(Mutation Research)，1979，66113-127。
多種茚并吡啶化合物的外消旋混合物的合成已被描述并且已知，如U.S.2,470,108；2,470,109；2,546,652；3,627,773；3,678,057；3,462,443；3,408,353；3,497,517；3,547,686；3,678,058和3,991,066。這些茚并吡啶化合物有多種用途，包括顯示消炎和止痛特性的5-羥色胺拮抗劑、成血細(xì)胞聚集抑制劑、鎮(zhèn)靜劑、精神抑制化合物及防止?jié)?、低血壓、致厭食的化合物?br> U.S.5,319,084公開了有抗精子生成活性的六氫茚并吡啶化合物，其中5-位由具有對(duì)位取代的苯環(huán)取代。
盡管該領(lǐng)域研究廣泛，副作用較小的口服有效且可逆的男性抗生育藥的需求仍存在。接下來(lái)一個(gè)的問(wèn)題是需要以會(huì)引起副作用的劑量水平施用已知化合物。在該領(lǐng)域的另一個(gè)問(wèn)題是缺乏在睪丸上或其中有專一性結(jié)合位點(diǎn)的合適顯影劑?？勺鳛檠芯坎G丸功能及診斷睪丸功能失常的顯影劑的需求仍存在。
發(fā)明概述因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供不影響性欲、高效、副作用和毒性盡可能小的口服有效的男性避孕藥。
本發(fā)明進(jìn)一步的目的是提供抑制精子生成的口服有效的男性避孕藥和提供用該藥抑制精子生成的方法。
本發(fā)明中這些和其它目的實(shí)現(xiàn)是通過(guò)六氫茚并吡啶化合物的發(fā)現(xiàn)以及發(fā)現(xiàn)這類化合物高效并且可抑制精子生成。
本發(fā)明的化合物解決了上述問(wèn)題。發(fā)明的化合物與已知化合物1比較，在較低劑量顯示高效，從而減低了副作用的發(fā)生，如可觀察到的該化合物的鎮(zhèn)靜作用。而且發(fā)明中的化合物與睪丸中的大分子位點(diǎn)相互作用。含有標(biāo)記，如放射性標(biāo)記的發(fā)明的化合物，提供了用于睪丸功能研究和睪丸功能失常診斷的顯影劑，從而克服了顯影劑不足的問(wèn)題。
附圖簡(jiǎn)述圖1示三種六氫茚并吡啶化合物的結(jié)構(gòu)并顯示了這些化合物的編號(hào)體系。
圖2示本發(fā)明的化合物的前體的制備過(guò)程。
圖3示從前體化合物到發(fā)明的化合物的對(duì)映選擇性合成。
圖4示如圖2和圖3所示制備的前體化合物的碘化的合成方案及將碘化物轉(zhuǎn)化成本發(fā)明范圍中的其它化合物的合成方案。
優(yōu)選實(shí)施方案詳述已發(fā)現(xiàn)六氫茚并吡啶化合物具有如下所示結(jié)構(gòu)(I)。
其中4a、5和9b位的氫原子具有相對(duì)的對(duì)映體(4a和5位的氫為反式，4a和9b位的氫為順式)，且其中R1是直鏈或支鏈的C1-6烷基，優(yōu)選C1-3烷基；R2是氫、直鏈或支鏈C1-6烷基，優(yōu)選C1-3烷基；R3是直鏈或支鏈C1-6烷基，羧基(COOH)或在哺乳動(dòng)物生理?xiàng)l件下能代謝成羧基的基團(tuán)；R4是鹵素；有抗精子生成活性，其抗精子生成活性為已知最好的口服抗精子生成的活性化合物的約40倍。
本發(fā)明的化合物具有如結(jié)構(gòu)(I)所示的相對(duì)立體化學(xué)。本發(fā)明包括單一的對(duì)映體形式(基本上是光學(xué)純)及這些形式的對(duì)映體的混合物，如外消旋混合物。
本發(fā)明還包括如上述結(jié)構(gòu)(I)所示的化合物的藥學(xué)可接受的鹽。藥學(xué)可接受的鹽包括但不局限于與無(wú)機(jī)酸形成的鹽，如鹽酸鹽、氫碘酸鹽、硫酸鹽、磷酸鹽、二磷酸鹽、氫溴酸鹽和硝酸鹽；或與有機(jī)酸形成的鹽，如醋酸鹽、蘋果酸鹽、馬來(lái)酸鹽、延胡索酸鹽、酒石酸鹽、琥珀酸鹽，檸檬酸鹽、乳酸鹽、甲磺酸鹽、對(duì)甲苯磺酸鹽、棕櫚酸鹽、水楊酸鹽和硬脂酸鹽。
R1取代基優(yōu)選直鏈烷基(正烷基)或異烷基，如甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、正戊基、異戊基、正己基、異己基。R1最優(yōu)選是乙基。
R2取代基優(yōu)選為直鏈烷基或異烷基，如上述R1取代基。
R3取代基優(yōu)選羥甲基(CH2OH)、醛基(CHO)，羧基(COOH)、羧酸酯(COOR，R為C1-10烷基、C6-10芳基、C7-10芳烷基)、及羥甲基酯(CH2OC(O)-R，其中R如上述)。
R4取代基是包括F、Cl、Br、I的鹵素。這類化合物的活性驚人。鹵素可以是放射性同位素，如123I、125I或131I。其它放射性同位素如11C、氚(3H)、18F，或溴和氯的放射性同位素在上述化合物中可代替一般(非放射性)的同位素。
化合物1是一外消旋體混合物?；衔?的結(jié)構(gòu)如圖1化合物1所示。六氫茚并吡啶化合物有三個(gè)不對(duì)稱中心，可用已知命名法命名?；蛘?，由結(jié)合三環(huán)體系的4a、5和9b位上的氫原子的順-反關(guān)系可定義相對(duì)立體化學(xué)，這導(dǎo)致了立體化學(xué)排列。根據(jù)該命名法則，化合物1的立體化學(xué)和命名為(4aRS，5SR，9bRS)-2-乙基-2，3，4，4a，5，9b-六氫-7-甲基-5-(4-甲苯基)-1H-茚并[1，2-C]吡啶?；衔?有相應(yīng)于如上述結(jié)構(gòu)(I)中取代基R3的在5-苯基上取代的疏水性甲基?；衔?僅(+)異構(gòu)體保留有抗精子生成活性，在小鼠中是一種有效的抗精子生成藥。將化合物1的R3甲基以疏水性較弱的氫原子或以極性更大的甲氧基取代，會(huì)使其活性消失。
本發(fā)明的化合物中5-苯環(huán)的對(duì)位可以是強(qiáng)極性羧基或在哺乳動(dòng)物生理?xiàng)l件下能代謝成羧基的基團(tuán)，這可保留其抗精子生成活性。例如對(duì)位由羥甲基(CH2OH)、醛基(CHO)、羧基(COOH)、甲氧羰基(C(O)OCH3)取代的化合物保持其高效抗精子生成活性。無(wú)論5-苯環(huán)的對(duì)位有無(wú)極性基團(tuán)取代，這類化合物顯示口服抗精子生成活性。
“在哺乳動(dòng)物生理?xiàng)l件下代謝”是指當(dāng)具有結(jié)構(gòu)(I)的化合物給希望用抗精子生成活性處理的活的哺乳動(dòng)物服用時(shí)，功能團(tuán)R3轉(zhuǎn)化成羧基。施用方式可是口服、腹腔給藥或靜脈給藥?；鶊F(tuán)R3向羧基的轉(zhuǎn)化由監(jiān)測(cè)血液或尿液中具有結(jié)構(gòu)(I)的化合物的代謝物方便地測(cè)定。代謝物可由常規(guī)分析方法如質(zhì)譜(MS)、氣相色譜(GC)等監(jiān)測(cè)。
經(jīng)向哺乳動(dòng)物施用后，優(yōu)選至少50％的功能團(tuán)R3代謝成羧基，更優(yōu)選至少80％，進(jìn)一步更優(yōu)選90％、95％或100％。轉(zhuǎn)化率用一種上述常規(guī)分析方法定量分析血樣或尿樣，由含有功能團(tuán)R3的未轉(zhuǎn)化的化合物與其中R3已轉(zhuǎn)化成羧基的化合物的相對(duì)量確定。
大鼠單劑量口服30mg/kg化合物1后可觀察到抗精子生成活性，在24小時(shí)內(nèi)顯著減輕睪丸重量。可觀察到生精小管退化，精細(xì)胞變得致密，偶爾形成多核群叢。支持細(xì)胞在細(xì)胞學(xué)上正常?；衔?可能靶擊精子或與這些精子結(jié)合的支持細(xì)胞，因?yàn)檫@些精子中首先觀察到組織學(xué)的變化。
小鼠中口服劑量為30mg/kg的化合物1可致死或鎮(zhèn)靜，皮下同劑量給藥極易致死。致死或鎮(zhèn)靜是避孕藥顯著的不良副作用。與化合物1可觀察到的致死或鎮(zhèn)靜相比，本發(fā)明的化合物將致死減至最低。
本發(fā)明的化合物的抗生育活性可與化合物1觀察到的鎮(zhèn)靜活性相分離。從而發(fā)明的化合物是有效的抗生育藥，其中致死和鎮(zhèn)靜等不良副作用顯著減低。
于單劑量口服三天后在小鼠中檢測(cè)本發(fā)明的化合物對(duì)精子生成的作用，方法如Cook等人(1995)描述。實(shí)驗(yàn)中有效化合物亦是顯示抗生育的化合物。
化合物抗精子生成活性由下述實(shí)驗(yàn)篩選雄性小鼠第1天管飼法施用溶媒對(duì)照、陽(yáng)性對(duì)照(化合物1)或本發(fā)明的化合物。給藥72小后殺死動(dòng)物，切除睪丸，除去脂肪，稱重。一只睪丸作組織學(xué)檢查并用精子生成指數(shù)(J.M.Whitsett，P.F.Noden，J.Cherry和A.D.Lawton，繁殖生育雜志(J.Reprod.fertil.)，72，277(1984))測(cè)定精子生成能力，該方法是對(duì)睪丸精子產(chǎn)生能力的一種半定量估計(jì)。精子生成指數(shù)是基于生精小管中精子生成細(xì)胞的組織學(xué)形狀。采用1到6的數(shù)值范圍，5到6表示正常。第二種評(píng)估基于睪丸的重量。
表1和表2表示關(guān)于無(wú)茚并吡啶僅含施用溶媒之對(duì)照的睪丸重量(TW)和精子生成指數(shù)(ST)改變的相關(guān)生物學(xué)結(jié)果。
以8-碘代-7-甲基-4′-羧基或4′-甲酯基取代的模式，口服劑量的2μmol/kg(1mg/kg)外消旋物導(dǎo)致精子生成指數(shù)減少57-67％，這至少為沒(méi)有8-碘代取代基的相應(yīng)類似物79μmol/kg(30mg/kg)的效果。8-溴或8-氯代類似物其最低檢測(cè)劑量(6或2μmol/kg；3或1mg/kg)也至少和79μmol/kg(30mg/kg)的非鹵代類似物效果一樣(見表1)。比較8-碘代-7-甲基14′-甲酯基活性對(duì)映體(左旋)和8-氫-7-甲基-4′-甲酯基類似物活性對(duì)映體(表3)顯示，前一化合物在0.6和2μmol/kg(0.3和1mg/kg)與后者在25和75μmol/kg(10和30mg/kg)時(shí)有相同或更高的活性。在8-位鹵化可使摩爾功效活性提高大約40倍。表1 外消旋茚并吡啶化合物在成年雄性SWISS小鼠中的抗精子生成作用a
a 數(shù)值由100(實(shí)驗(yàn)組-對(duì)照組)/對(duì)照組)的均值(n＝5)計(jì)算得出。僅顯示了無(wú)活性化合物的最高劑量。以10ml/kg管飼法向小鼠施用單次劑量的茚并吡啶或溶媒。溶媒為90％的水，7％吐溫-20和3％乙醇。在第三天即注射后約72小時(shí)進(jìn)行尸檢。b 睪丸重量(改變百分率％，從溶媒對(duì)照217.8+/-46.0(S.E.)mg)c 精子生成指數(shù)(改變百分率％，從溶媒對(duì)照5.8+/-0.2(S.E.))*與溶媒對(duì)照明顯不同；Dunnett單尾T-檢驗(yàn)，p＜0.05。統(tǒng)計(jì)學(xué)分析是對(duì)未轉(zhuǎn)化為改變百分率(％)的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行。表2 8-碘化對(duì)手性茚并吡啶化合物在成年雄性SWISS小鼠中的抗精子生成作用的作用a
a 數(shù)值由100(實(shí)驗(yàn)組-對(duì)照組)/對(duì)照組)的均值(n＝5)計(jì)算得出。以10ml/kg管飼法向小鼠施用單次劑量的茚并吡啶或溶媒。在第三天即注射后約72小時(shí)進(jìn)行尸檢。溶媒為1％的吐溫-20水溶液。b 睪丸重量(改變百分率％，從溶媒對(duì)照227.5+/-8.6mg)c 精子生成指數(shù)(改變百分率％，從溶媒對(duì)照5.7+/-0.2)d n＝6e n＝4*與溶媒對(duì)照明顯不同；Dunnett單尾T-檢驗(yàn)，p＜0.05。統(tǒng)計(jì)學(xué)分析是對(duì)未轉(zhuǎn)化為改變百分率(％)的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行的。
發(fā)明的化合物的前體由U.S.5,319,084公開的方法制備，由U.S.3,678,057中公開的方法修飾。這些專利在此全部引入作為參考。R3取代基由合適的格氏試劑或苯基鋰試劑引入。由此方法產(chǎn)生的對(duì)映體的混合物通過(guò)形成鹽隨后由選擇性結(jié)晶法或?qū)游龇ú鸱殖蔀榧儗?duì)映體。例如化合物1的拆分可由與S(+)和R(-)2，2’-(1，1’-聯(lián)萘)磷酸形成鹽而實(shí)現(xiàn)，化合物3的拆分可由與R-和S-苯乙醇酸形成鹽而實(shí)現(xiàn)，如C.E.Cook等人藥物化學(xué)雜志(J.Med.Chem.)38753(1995)中所述。通過(guò)高壓液相層析(HPLC)手性柱可分離得光學(xué)純化合物。
本發(fā)明的化合物可由羧酸2或其酯之一(如3)開始制備?；衔锶?和3由U.S.5,319,084的方法制備?；蛘?，它們可由圖2所示的方法制備，其中N-取代-3-芳基六氫吡啶-4-羧酸酯(4)水解成羧酸5，然后用亞硫酰氯處理得酰氯6。該化合物用AlCl3環(huán)化成三環(huán)酮7。酮7與對(duì)鹵代苯基鹵化鎂或?qū)u代苯基鋰(4-溴苯鋰)反應(yīng)形成叔醇8，再用三烷基硅烷，例如三C1-6烷基硅烷如三乙基硅烷和BF3處理還原成化合物9，然后與強(qiáng)堿(如KOH)在醇溶劑優(yōu)選高沸點(diǎn)的如正丁醇中回流得具有所需立體化學(xué)的溴苯化合物10。如用C1-6烷基鋰化合物將溴苯基轉(zhuǎn)化成鋰苯基，用公知的試劑羧化(CO2)得到羧酸2，羧酸2可用本領(lǐng)域公知的常規(guī)方法酯化，如與C1-6鏈烷醇反應(yīng)，得到酯3。
上述合成可被改進(jìn)以提供化合物2和3的活性對(duì)映體的對(duì)映體選擇性合成，其可再用于合成如圖3所示的本發(fā)明的活性對(duì)映體。然后，N-取代-1，2，5，6-四氫吡啶-4-羧酸(如12)轉(zhuǎn)化成其酰氯形式，后者用于?；?R(+)-(2，10)-樟腦磺內(nèi)酰胺或1S(-)-(2，10)-樟腦磺內(nèi)酰胺。產(chǎn)物烯?；莾?nèi)酰胺(13)用芳基鹵化鎂處理，經(jīng)歷高非對(duì)映異構(gòu)體選擇性的1，4-加成以高對(duì)映體過(guò)量在3-位引入芳基。結(jié)晶得到純對(duì)映體14。酰胺功能團(tuán)被水解因此手性配體可回收。羧酸則用上述方法轉(zhuǎn)化成三環(huán)酮7。該化合物用溴苯基鋰處理轉(zhuǎn)化成基本上對(duì)映體純的2和30，下一步驟如圖2所示?；蛘?，手性酮7可用U.S.5,319,084描述的外消旋體合成的方法轉(zhuǎn)化成對(duì)映體含量較高的2和3。對(duì)映體的含量取決于結(jié)晶和對(duì)映的四氫茚并吡啶類似物向中間產(chǎn)物5的還原過(guò)程中的溫度。參見U.S.5,319,084的圖3。在23℃、PdCl3/NaBH4/3個(gè)大氣壓H2，對(duì)映體過(guò)量(ee)值是73％，但55℃時(shí)完全外消旋；然而60℃、Pt/C/H2時(shí)的ee與23℃時(shí)相似。(分別是67％、70％)。
羧酸2或其酯如甲酯3可在氧化條件與碘反應(yīng)或與碘的氧化形式反應(yīng)被碘化得到8-碘代類似物17或18(圖4)。例如在氧化汞鉛存在下，3和大約1mol碘反應(yīng)高產(chǎn)率地得到8-碘代化合物18。酯和酸可用本領(lǐng)域公知的標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)技術(shù)相互轉(zhuǎn)化。可用外消旋體或?qū)τ丑w。也可用碘的放射性同位素，如125I、123I或131I，得到放射性標(biāo)記的17或18的類似物。此類化合物可用于定位和確定這些化合物的作用位點(diǎn)，并且可作為診斷男性生殖紊亂的顯影劑。
碘代化合物特別是8-碘酸17通過(guò)形成酸的金屬鹽可被轉(zhuǎn)化成溴代或氯代化合物，例如形成鈉鹽，然后形成8-金屬中間產(chǎn)物，其中金屬是如鋰的金屬或公知的取代金屬試劑如叔丁基鋰。8-金屬中間產(chǎn)物與鹵代原料如六氯乙烷或1，2-二溴乙烯反應(yīng)生成相應(yīng)的8-取代類似物，如圖4所示的化合物19或20。其相應(yīng)的氟代化合物可由8-金屬中間產(chǎn)物與三甲基氯硅烷反應(yīng)形成相應(yīng)的8-三甲基硅烷化合物，然后在BF3-ET2O存在下與四乙酸鉛反應(yīng)制備。參見De Mio等人，1993，四面體(Tetrahedron)，498129-8138。
可獲得多種主題化合物的放射性類似物，方法是例如將8-金屬中間產(chǎn)物用含親電鹵原子為其放射性同位素的試劑處理，或如以前所述，通過(guò)在上述化合物的合成中用碘的放射性同位素取代獲得化合物17或18的放射性類似物。本發(fā)明的氚-標(biāo)記的化合物可通過(guò)如貴金屬(如鈀或鉑)催化的氚氣還原8碘代化合物獲得。C-14類似物可通過(guò)如在圖2所示化合物2合成的“g”步驟中用14C標(biāo)記的二氧化碳獲得。也可運(yùn)用在放射化學(xué)合成領(lǐng)域內(nèi)常用的同位素標(biāo)記化合物的方法。
本發(fā)明的化合物作為男性抗生育藥可用于控制哺乳動(dòng)物生育，包括人類。除了其潛在的計(jì)劃生育用途，本發(fā)明的化合物還可用來(lái)控制馴養(yǎng)、野生動(dòng)物的生育，此領(lǐng)域中致命的方法是不實(shí)際的或不期望的。例如在美國(guó)的某些地區(qū)鹿的數(shù)量控制是一個(gè)問(wèn)題。本發(fā)明的化合物通過(guò)含有這些化合物的餌食給季節(jié)性受孕的動(dòng)物如鹿在適當(dāng)時(shí)間口服，可基本上減低繁殖能力。其它目標(biāo)動(dòng)物包括嚙齒類動(dòng)物如大鼠、小鼠，高草原狗類等，以及野山羊、野豬、野馬等。對(duì)動(dòng)物園的動(dòng)物使用本發(fā)明的化合物可控制數(shù)量過(guò)多的種群中的繁殖。
在此所用的“生育控制”是指降低所處理的哺乳動(dòng)物的生殖或生育能力。不育的時(shí)間是劑量的函數(shù)，因此用足夠的劑量可延長(zhǎng)不育期，從而用本發(fā)明的化合物基本上可實(shí)現(xiàn)絕育；因此本發(fā)明的化合物可代替輸精管切除手術(shù)，作為男性絕育方法。當(dāng)實(shí)施這種絕育時(shí)，本發(fā)明的化合物施用單劑量或復(fù)合劑量(兩次或更多次)，此劑量足夠降低哺乳動(dòng)物的精子生成能力(精子生成指數(shù))至不育水平。即本發(fā)明的化合物用足夠的量和足夠長(zhǎng)的時(shí)間可減少精子至不能繁殖的水平。
對(duì)于上述用途來(lái)說(shuō)，本發(fā)明化合物的劑量的變化自然依賴于所應(yīng)用的特定化合物、給藥方式和預(yù)計(jì)的不育時(shí)間長(zhǎng)度。然而，對(duì)動(dòng)物口服給藥劑量為從約0.02到約10mg/kg時(shí)，可以得到較好的效果，優(yōu)選劑量約為0.1-3mg/kg體重每天。對(duì)于較大型動(dòng)物，本發(fā)明的化合物的日服劑量約10-100mg，可單劑量口服施用，或以包含約0.1-10mg本發(fā)明的化合物的分劑量服用。給予單一活性對(duì)映體，可以比給予外消旋化合物需要更少的劑量。如果希望或者需要，本發(fā)明的化合物可以和固體或液體載體或稀釋劑一起或者以緩釋形式給藥。這些藥物劑型的配方在本領(lǐng)域內(nèi)是眾所周知的，而且任何制備固體、液體以及緩釋劑型的傳統(tǒng)方法都可以應(yīng)用于本發(fā)明的化合物。本發(fā)明的化合物也可以用傳統(tǒng)的植入法或皮膚貼敷法作為給藥方式，這些方法在本領(lǐng)域內(nèi)眾所周知。
發(fā)明的化合物可用于人類男性的避孕，可以可逆地抑制精子生成或用于非手術(shù)絕育。在后一項(xiàng)應(yīng)用中，適宜的大劑量給藥不用手術(shù)實(shí)現(xiàn)了輸精管切除術(shù)的作用，而且避免了輸精管切除術(shù)的潛在副作用。
發(fā)明的化合物在控制馴養(yǎng)、野生或動(dòng)物園動(dòng)物的繁殖上同樣有效。例如，該化合物可用于動(dòng)物園動(dòng)物的繁殖的控制。與人類居住地很接近的野生動(dòng)物例如鹿的數(shù)量，或者可以強(qiáng)烈影響自然生態(tài)環(huán)境的動(dòng)物數(shù)量，例如野馬和野豬，可以不用致命的方法(如槍殺或毒藥)而用選擇性的餌食予以控制。除了生殖能力，動(dòng)物的行為不會(huì)因該方法受到影響。
R4作為放射性標(biāo)記時(shí)，發(fā)明的化合物可用于研究睪丸功能和診斷睪丸功能失常。該類化合物在用以上劑量給藥時(shí)，將與睪丸組織結(jié)合。
該類化合物高的化學(xué)、立體以及對(duì)映選擇性和其缺乏一般作用如對(duì)性欲的作用，表明它們是與睪丸中某種特定大分子相互作用的。用放射性標(biāo)記的該類化合物衍生物處理睪丸或部分睪丸，之后用本領(lǐng)域內(nèi)熟知的放射化學(xué)技術(shù)測(cè)定放射性，使人們可以定位并找出其在睪丸中的分布和參與抗精子發(fā)生作用的大分子。這可以用于檢測(cè)并發(fā)現(xiàn)睪丸的重要組成部分，該部分的破壞將導(dǎo)致抗生育作用。由其它化合物(例如當(dāng)前化合物的類似物或者那些合成庫(kù)中的化合物)的抑制放射性標(biāo)記化合物結(jié)合能力的比較，可得到更具有選擇性以及有更強(qiáng)抗精子生成作用的化合物。而且，給予動(dòng)物或人受試者很小劑量的放射性標(biāo)記化合物(劑量很低以致于對(duì)生育能力沒(méi)有臨床作用)，然后測(cè)定睪丸或睪丸的某一特殊部位的放射性，則可以發(fā)現(xiàn)不育癥存在的問(wèn)題是否與這種大分子的缺乏有關(guān)。應(yīng)用生物組織成像領(lǐng)域內(nèi)眾所周知的技術(shù)，例如PET和SPECT，可以測(cè)定在活體生物或人體內(nèi)的放射性。
這類化合物也可作為內(nèi)標(biāo)用于分析目的。例如化合物如20可定量加入到服用了化合物17的動(dòng)物或人的血、血漿或組織的樣品中去。將血、血漿或組織的樣品用有機(jī)溶劑提取，提取物可以轉(zhuǎn)化成衍生物例如甲酯，也可以不轉(zhuǎn)化，然后用高效液相層析或氣相色譜進(jìn)行分析。通過(guò)17和20層析峰面積的測(cè)定和與同樣條件下已知量的17和20層析峰面積的比例的比較，可以確定17在血、血漿或組織樣品中的濃度。由于17和20結(jié)構(gòu)上的相似性，二者提取上的物理化學(xué)性質(zhì)近似，因此二者互為幾乎理想的標(biāo)準(zhǔn)品。
本發(fā)明的其他特征在以下樣本實(shí)施方案的描述中顯而易見，其目的用于闡明本發(fā)明并且不意在限制。
實(shí)施例實(shí)施例1.(4aRS，5SR，96RS)2-乙基-7-甲基-2，3，4，4a，5，9b-六氫-5-(對(duì)羧基苯基)-1H-茚并[1，2-c]吡啶鹽酸鹽的合成溶于甲醇(500ml)的碘乙烷(540g，3.41mol)加入到異煙酸乙酯(500g，3.31mol)中，混合物溫和回流過(guò)夜。硼氫化鈉(140g)在冷卻(冰浴)條件下逐步加入到上述溶液中。加完NaBH4后，混合物在室溫下攪拌過(guò)夜。大部分甲醇被揮發(fā)掉，往溶液中加入水和乙醚，并分離出乙醚層。Na2SO4干燥過(guò)的乙醚層揮發(fā)，得到油。將這種紅色的油蒸餾，得到一種黃色油狀物，470g，78％0.5毫米汞柱下的沸點(diǎn)160℃。
在干燥乙醚(200ml)中的上述化合物(146g，0.8mol)滴加進(jìn)1M對(duì)甲苯基溴化鎂乙醚溶液中(600ml，1.6mol -10℃)。攪拌3小時(shí)后，將反應(yīng)混合物倒入10％ NH4Cl水溶液(200ml)中。水層用乙醚萃取。將硫酸鈉干燥過(guò)的乙醚層揮發(fā)后得到一黃褐色油狀物。該油狀物溶于18％HCl水溶液中(500ml)并用乙醚萃取。HCl水溶液回流2小時(shí)。溶劑揮發(fā)得到相應(yīng)的氨基酸(181g，產(chǎn)率80％)，該物質(zhì)(32g)與多磷酸(500g)混合并在140℃劇烈攪拌3小時(shí)。反應(yīng)混合物冷卻并小心加入50％KOH水溶液。堿化的溶液用乙醚萃取。經(jīng)Na2SO4干燥的乙醚層揮發(fā)，得到2-乙基-7-甲基-2，3，4，4aα，5，9bα-六氫-1H-茚并[1，2-c]吡啶-5-酮的油狀物(22.6g，87％)。經(jīng)SiO2柱層析，用MeOH/CH3Cl(0-5％)梯度洗脫得到分析樣品1H NMR(90MHz，CDCl3)δ7.5(1H，s，H-6)，7.3(2H，m，H-8，H-9)，3.5(1H，m)，3.0(1H，m)，2.6(2H，m)，2.3(3H，s，7-Me)，2.2(3H，m)，1.9-1.7(3H，m)，1.1(3H，t，Me)；HRMS(M+)計(jì)算值C15H19NOm/z 229.1467.實(shí)驗(yàn)值m/z 229.1466.
向機(jī)械攪拌的對(duì)溴苯甲酸(1.6g，8.0mmol)的四氫呋喃(THF)(15ml)溶液中，于-78℃在45分鐘內(nèi)滴加入正丁基鋰(16.2mmol，2.5M己烷溶液6ml)?；旌弦豪^續(xù)振搖1.5小時(shí)，在30分鐘內(nèi)滴加入三環(huán)酮(1.1g，5.1mmol)的THF溶液(5ml)，并在-78℃繼續(xù)攪拌2.5小時(shí)?；旌弦旱谷?M冰冷的鹽酸(75ml)中，并用乙醚萃取(2×30ml)。酸水層在室溫下攪拌15小時(shí)后減壓濃縮，得到一種固體。這種固體經(jīng)硅膠快速柱層析，10-20％MeOH/CHCl3梯度洗脫得以純化，產(chǎn)生2-乙基-7-甲基-2，3，4，9b-四氫-5-(對(duì)羧基苯基)-1H-茚并[1，2-c]吡啶鹽酸鹽，黃色固體(1.1g，58％)。1H NMR(250MHz，CDCl3)，δ1.54(3H，t，J＝7.2Hz)，2.35(3H，bs)，2.25-2.42(1H，m)，2.50-2.72(1H，m)，2.94-3.0(1H，m)，3.15-3.30(2H，m)，3.50-3.80(2H，m)，4.17-4.30(1H，m)，4.40-4.52(1H，m)，7.0-7.12(2H，m)，7.32(1H，d，J＝7.5Hz)，7.45(2H，d，J＝8.4Hz)，8.20(2H，d，J＝8.4Hz)。HRMS(M+)計(jì)算值MW C22H23NO2m/z333.1729.實(shí)驗(yàn)值m/z 333.1725。
向上述化合物(379mg，1.03mmol)的乙醇/水(40ml，1∶1混合)溶液中加入NaCl(81mg)、PdCl2(98mg)、NaBH4(100mg)和濃鹽酸10滴?；旌弦涸赑arr裝置中于氫氣氛圍(45psi)50℃振搖15小時(shí)，經(jīng)硅藻土過(guò)濾并減壓濃縮。所得固體懸浮于無(wú)水乙醇中，硅藻土過(guò)濾，濾液減壓濃縮得到(4a RS，5RS，9bRS)2-乙基-7-甲基-2，3，4，4a，5，9b-六氫-5-(對(duì)羧基苯基)-1H-茚并[1，2-c]吡啶鹽酸鹽。1H NMR(250MHz，CDCl3)δ1.4(3H，t，7.2Hz)，1.50-1.60(1H，m)，1.85-2.00(1H，m)，2.20(3H，s)，2.20-2.40(1H，m)，2.70-2.90(3H，m)，2.90-3.15(2H，m)，3.50-3.65(1H，m)，3.90-4.10(1H，m)，4.50(1H，d，J＝7.3Hz)，6.95(1H，bs)，7.10(1H，d，J＝7.5Hz)，7.20(1H，d，J＝7.5Hz)，7.30(2H，d，J＝8.0Hz)，8.00(2H，d，J＝8.0Hz).HRMS(M+)計(jì)算值MW C22H25NO2m/z335.18853.實(shí)驗(yàn)值m/z 335.1887.
向氫氧化鉀(15g)正丁醇(60ml)溶液中加入一部分上述化合物(2.99g，8.0mmol)?；亓?0小時(shí)后，將黑褐色混合物冷卻至0℃，并用18％ HCl酸化至pH約為1。真空除去溶劑，得到黃色固體。該固體用CHCl3處理，經(jīng)硅藻土過(guò)濾，濾液真空濃縮得粗品(4a RS，5SR，9b RS)2-乙基-7-甲基-2，3，4，4a，5，9b-六氫-5-(對(duì)羧基苯基)-1H-茚并[2，2-c]吡啶鹽酸鹽，米白色固體。該固體經(jīng)快速柱層析，10％MeOH/CHCl3純化得到1.23g(41％)標(biāo)題化合物，為白色固體。m.p.＝280℃(分解)。1H NMR(250MHz，CDCl3-CD30D).δ1.45(3H，t，J＝7.3Hz)，1.8(1H，bd，J＝14.7Hz)，2.2(3H，s)，2.4-2.7(2H，m)，3.0-3.4(4H，m)，3.4-3.7(2H，m)，3.7-4.0(1H，m)，4.2(1H，d，11Hz)，6.6(1H，bs)，7.0-7.2(4H，m)，8.0(1H，d，J＝7.7Hz).HRMS(M+)計(jì)算值MWC22H25NO2m/z 335.18853.實(shí)驗(yàn)值m/z 335.18830。
元素分析 計(jì)算值C22H26ClNO2·1/2H2OC，69.37；H，7.14；N，3.68.實(shí)驗(yàn)值C，69.72；H，7.15；N，3.55.實(shí)施例2.(4a RS，5SR，9b RS)2-乙基-7-甲基-2，3，4，4a，5，9b-六氫-5-(對(duì)甲酯基苯基)-1H-茚并[1，2-c]吡啶鹽酸鹽實(shí)施例1的苯甲酸(3.6g，9，69mmol)甲醇溶液(50ml)在-10℃下，10分鐘內(nèi)加入亞磺酰氯(1.1ml，14.5mmol)。產(chǎn)生的溶液在5℃的冰箱內(nèi)放置68小時(shí)，在此期間，產(chǎn)物結(jié)晶成很好的白色針晶。得到了三個(gè)部分，合并產(chǎn)生2.65g的標(biāo)題化合物。mp＝204℃(升華)。1H NMR(250MHz，CDCl3)δ1.1(3H，t，J＝7.2Hz)，1.6(1H，bd，J＝14.2Hz)，1.80-2.00(2H，m)，2.1-2.2(1H，m)，2.2(3H，s)，2.4(2H，q，J＝7.2Hz)，2.5-2.6(1H，m)，2.7-2.8(1H，m)，2.9(1H，dd，J＝5.94，11.64Hz)，3.3-3.4(1H，m)，3.9(3H，s)，4.2(1H，d，J＝10.0Hz)，6.7(1H，bs)，7.0(1H，d，J＝7.5Hz)，7.2(1H，d，J＝7.5Hz)，7.3(2H，d，J＝8.0Hz)，8.0(2H，d，8.0Hz).
元素分析 計(jì)算值C23H28ClNO2·1/4H2OC，70.75；H，7.36；N，3.59.實(shí)驗(yàn)值C，70.67；H，7.36；N，3.59.實(shí)施例3.(4a RS，5SR，9b RS)-2-乙基-2，3，4，4a，5，9b-六氫-8-碘代-7-甲基-5-(4-甲酯基苯基)-1H-茚并[1，2-c]吡啶鹽酸鹽(18)和它的(l)對(duì)映體((l)-18)的合成向攪拌的(4a RS，5SR，9b RS)-2-乙基-2，3，4，4a，5，9b-六氫-7-甲基-5-(4-甲酯基苯基)-1H-茚并[1，2-c]吡啶(341mg，0.88mmol)冰醋酸(2ml)溶液中，先加入62％HClO4(1ml)，之后加入HgO(205mg，0.95mmol)?；旌衔锝?jīng)短暫超聲得到均一溶液。在15分鐘內(nèi)滴加碘(235mg，0.925mmol)冰醋酸溶液(17ml)，所得的混合液在室溫下攪拌過(guò)夜。將橙紅色混合物倒入100ml水中，冷卻至5℃，用30％NaOH堿化至pH＝12，之后用乙醚萃取(3×75ml)。將清澈、無(wú)色的乙醚萃取液合并，連續(xù)用20ml水和30ml鹽水洗，MgSO4干燥，過(guò)濾，真空濃縮，得到化合物18的游離堿粗品(448mg)。此物質(zhì)用3％甲醇HCl處理轉(zhuǎn)化為鹽酸鹽，并用EtOAc-MeOH重結(jié)晶。產(chǎn)量＝400mg(89％).m.p.＝＞190℃(分解)。1H NMR(250MHz，CDCl3，游離堿)；δ1.15(3H，t，J＝7.2Hz)，1.65(1H，bd)，1.8-2.1(3H，m)，2.32(3H，s)，2.48(3H，q，J＝7.2Hz，+m)，2.80(1H，bd)，2.97(1H，dd，J＝11.8，5.8Hz)，3.41(1H，m)，3.91(3H，s)，4.19(1H，d，J＝9.8Hz)，6.78(1H，s)，7.22(2H，d，J＝8.3Hz)，7.73(1H，s)，8.00(2H，d，J＝8.3Hz).HRMSC23H26NO2I計(jì)算值(與游離堿對(duì)應(yīng))m/z475.1008.實(shí)驗(yàn)值m/z 475.1004.元素分析，C23H27ClNO2·1/2H2O計(jì)算值C，53.04；H，5.42；N，2.69。實(shí)驗(yàn)值C，52.70；H，5.60；N，2.57。其活性對(duì)映體(I)-18，以類似的方法從(1)-3合成。[α]D＝-5.6(c＝1.18，CHCl3).實(shí)施例4.(4a RS，5SR，9b RS)-2-乙基-2，3，4，4a，5，9b-六氫-8-碘代-7-甲基-5-(4-羧基苯基)-1H茚并[1，2-c]吡啶鹽酸鹽(17)的合成向(4a RS，5SR，9b RS)2-乙基-2，3，4，4a，5，9b-六氫-7-甲基-5-(4-羧基苯基)-1H-茚并[1，2-c]吡啶鹽酸鹽(250mg，0.673mmol)的醋酸溶液(2ml)中加入6ml醋酸與高氯酸1∶1的混合液。后加入HgO(1.35mmol)，反應(yīng)混合液室溫?cái)嚢柚罤gO溶解。I2(427mg，l.68mmol)的4ml醋酸和6mlCH2Cl2溶液用加液漏斗滴加入反應(yīng)混合液中。反應(yīng)混合液室溫?cái)嚢柽^(guò)夜后，經(jīng)硅藻土過(guò)濾。紅色固體用水和CH2Cl2洗滌。合并的兩相濾液經(jīng)分液漏斗分離。有機(jī)相用飽和的亞硫酸氫鈉溶液洗滌，后用無(wú)水硫酸鈉干燥，過(guò)濾并濃縮得234mg黃褐色固體，用通常的方法轉(zhuǎn)化成鹽酸鹽。1H NMR(250MHz，CDCl3/CD3OH)δ1.28(3H，t，J＝7.2Hz)，2.0-2.1(1H，m)，2.3(3H，s)，2.56(2H，m)，3.04(3H，m)，3.24(1H，m)，3.46(2H，m)，4.18(1H，d，J＝11Hz)，6.73(1H，s)，7.13(2H，d，J＝8.2Hz)，7.71(1H，s)，7.89(2H，d，J＝8.2Hz).HRMS C22H24NO2I(對(duì)應(yīng)于游離堿)，計(jì)算值m/z 461.0852。實(shí)驗(yàn)值m/z 461.0857。實(shí)施例5.(4a RS，5SR，9b RS)-2-乙基-8-溴代-7-甲基-2，3，4，4a，5，9b-六氫-5-(4-羧基苯基)-1H-茚并[1，2-c]吡啶鹽酸鹽(19)的合成將(4a RS，5SR，9b RS)-2-乙基-8-碘代-7-甲基--1，2，3，4，4a，5，9b-六氫-5-(4-羧基苯基)-1H-茚并[1，2-c]吡啶鹽酸鹽(200mg，0.402mmol)溶于20mlTHF和0.4ml六甲基磷酰胺中。向該溶液中加入50mg氫化鈉(60％礦油中)?；旌弦夯亓?小時(shí)后冷卻至-78℃。慢慢加入叔丁基鋰溶液(0.73ml，1.1M戊烷溶液，0.804mmol)。之后，混合液在-78℃攪拌20分鐘并加入1，2-二溴乙烯1ml?；旌弦涸?78℃再攪拌30分鐘，并溫至室溫。向溶液中加入5％鹽酸直至溶液呈酸性?；旌弦河枚燃淄檩腿?，二氯甲烷溶液用鹽水洗滌，并用MgSO4干燥。粗產(chǎn)品經(jīng)快速柱層析(硅膠；二氯甲烷和甲醇，10∶1)純化，得到標(biāo)題化合物30mg，產(chǎn)率17％，m.p.，169.6-170.3℃。1H NMR(250MHZ，D2O-CDCl3)，δ1.25(3H，t，J＝7.0Hz)，1.72(1H，d，J＝15Hz)，1.9-2.15(1H，m)，2.19(3H，s)，2.36(1H，t，J＝12.5Hz)，2.5-2.65(1H，m)，2.7-3.0(3H，m)，3.2-3.4(4H，m)，3.4-3.6(1H，m)，4.13(1H，d，J＝10.5Hz)，6.71(1H，s)，7.11(2H，d，J＝8.0Hz)，7.43(1H，s，)，7.89(2H，d，J＝8.0Hz)。MS413(M)。元素分析C22H25O2BrClN·1.8H2O)計(jì)算值C 54.68，H 5.22，N 2.90；實(shí)驗(yàn)值C 54.77，H 5.52，N 2.57.HRMS C22H24NO2Br計(jì)算值(對(duì)應(yīng)于游離堿)m/z 413.0990.實(shí)驗(yàn)值m/z 413.0994.實(shí)施例6.(4aRS，5SR，9bRS)-2-乙基-8-氯代-7-甲基-2，3，4，4a，5，9b-六氫-5-(4-羧基苯基)-1H-茚并[1，2-c]吡啶鹽酸鹽(20)的合成
(4a RS，5SR，9b RS)2-乙基-8-碘代-7-甲基-2，3，4，4a，5，9b-六氫-5-(4-羧基苯基)-1H-茚并[1，2-c]吡啶鹽酸鹽(250mg，0.5mmol)溶于25ml THF和0.5ml HMPA。向該溶液中加入60mg氫化鈉(60％礦油溶液)?；旌弦夯亓?小時(shí)后冷卻至-78℃。慢慢加入叔丁基鋰溶液(0.91ml，1.1M戊烷溶液，1.04mmol)。加完后，混合液在-78℃攪拌20分鐘。之后加入六氯乙烷的2ml THF溶液?；旌弦涸?78℃下再攪拌30分鐘后溫至室溫。加入5％鹽酸直至混合液呈酸性?；旌弦河枚燃淄檩腿?，二氯甲烷溶液經(jīng)鹽水洗滌，并用MgSO4干燥。粗產(chǎn)品經(jīng)快速柱層析純化(二氯甲烷和甲醇10∶1)得到標(biāo)題化合物，60mg，產(chǎn)率30％。1H NMR(250MHZ，D2O-CDCl3)δ1.35(3H，t，J＝7.25Hz)，1.75-1.95(1H，m)，2.30(3H，s)，2.45-2.75(2H，m)，2.80-3.15(2H，m)，3.20-3.50(4H，m)，3.50-3.70(1H，m)，4.25(1H，d，J＝10Hz)，6.80(1H，s)，7.25(2H，d，J＝7.5Hz)，7.32(1H，s)，8.0(2H，d，J＝7.5Hz).MS370(M)。元素分析C22H25O2Cl2N計(jì)算值C 65.50，H 6.20，N 3.45；實(shí)驗(yàn)值C 65.65，H 6.73，N 3.59.HRMSC22H24NO2Cl計(jì)算值(對(duì)應(yīng)于游離堿)m/z 369.1495.實(shí)驗(yàn)值m/z369.1494.實(shí)施例7.(4a RS，9b RS)-2-乙基-1，2，3，4，4a，9b-六氫-1H-茚并[1，2-c]吡啶-5-酮(7)的合成從165g 1-乙基-1，2，5，6，四氫吡啶羧酸甲酯得到的粗品1-乙基-3-(4-甲苯基)-4-吡啶羧酸甲酯(制備見U.S.5,319,084，類似的乙酯化合物)溶于1L 18％HCl水溶液中，并用300ml乙醚萃取以除去合成中的殘留的副產(chǎn)物聯(lián)二甲苯(bitolyl)，水溶液回流48小時(shí)，與乙腈(共沸)減壓濃縮得到粗品1-乙基-1，2，5，6-四氫吡啶羧酸鹽酸鹽(283g)，在100℃高真空徹底干燥。因?yàn)樵摶衔镂鼭裥詮?qiáng)，需用氮?dú)獗４妗?℃下小心加入亞硫酰氯(150ml)至純凈的化合物7中(45g，159mmol)。加完后移去冰浴，得到的均相溶液在室溫?cái)嚢?小時(shí)。多余的SOCl2在真空中除去，得到黑色的、濃的、粘稠的物質(zhì)。向該物質(zhì)加入1，2-二氯乙烷(250ml)，在真空中除去30ml溶劑以除去任何殘留的SOCl2。在45分鐘內(nèi)向該混濁混合液中逐漸加入AlCl3(53g，397mmol)。溫度用水浴控制在約25℃。加完以后，黑的、紅褐色的溶液在35-40℃攪拌1小時(shí)，然后倒入盛有約400g碎冰和50ml濃HCl的燒杯中。水層用30％NaOH(約350ml)堿化至pH約為12，并用冰水浴冷卻。所得的混合液在冰水浴條件下萃取。該混合液經(jīng)乙醚萃取(3×400ml)，合并的乙醚層連續(xù)用水和鹽水洗滌，MgSO4干燥，過(guò)濾，減壓濃縮得到橙紅色油狀物。該油狀物經(jīng)Kugelrohr裝置(125-135℃，0.5mm Hg下)蒸餾得到21.6g(59％)酮7，為亮黃色固體，NMR數(shù)據(jù)與已知物一致。實(shí)施例8.(4aRS，5SR，9bRS)-2-乙基-7-甲基-5-(4-甲氧?；交?-2，3，4，4a，5，9b-六氫茚并[1，2-c]吡啶和(4aRS，5SR，9bRS)-2-乙基-7-甲基-5-(4-羧基苯基)-2，3，4，4a，5，9b-六氫茚并[1，2-c]吡啶的對(duì)映體的合成對(duì)映體描述為(d)或(l)，是由在某種特定溶液中鈉燈D波長(zhǎng)處的旋光度決定的。具有同樣的旋光符號(hào)的化合物不一定具有相同的絕對(duì)構(gòu)型。
1-乙基-4-羧基-1，2，5，6-四氫吡啶鹽酸鹽。甲基1-乙基-1，2，5，6-四氫吡啶羧酸酯(11)在250ml 1.5M HCl中回流4小時(shí)?；旌弦豪眉訜岷偷?dú)饬鳚饪s至干燥，得到高度結(jié)晶固體。固體從甲醇重結(jié)晶，得到化合物12的鹽酸鹽19.6g；m.p.＝265℃(分解)。元素分析C8H14ClNO2計(jì)算值C，50.14；H，7.36；N，7.31.實(shí)驗(yàn)值C，50.23；H，7.36；N，7.28.
(l)-烯?；莾?nèi)酰胺((l)-13)的自于1S(-)-(2，10)樟腦磺內(nèi)酰胺。向化合物12的鹽酸鹽中(1.3g，6.79mmol)加入亞硫酰氯(15ml)，所得混合液加熱回流2小時(shí)。多余的SOCl2在真空中除去，殘留物用10ml干燥甲苯研制并真空濃縮。再重復(fù)2次該研制過(guò)程，得到黃色的粉末狀固體。在分離器中，5℃下，正丁基鋰(15mmol，6.0ml的2.5M己烷溶液)滴加入1S-(-)-2，10-樟腦磺內(nèi)酰胺(3.16g，14.7mmol)的30ml THF溶液中。加完后，清澈、無(wú)色的溶液放至室溫，再攪拌45分鐘。5℃下，磺內(nèi)酰胺負(fù)離子溶液插套管入盛有氨基酰氯鹽酸鹽的燒瓶中。加完后，橙黃色的混合液放至室溫，并攪拌18小時(shí)。反應(yīng)通過(guò)加入飽和NH4Cl(約1ml)而停止，真空濃縮得到褐色的、焦油狀殘余物。殘余物在乙醚和水之間分配，乙醚層用水再洗一次。然后乙醚層用稀釋的HCl水溶液(約5％)洗滌并分離。用無(wú)水EtOH重結(jié)晶，得到游離的磺內(nèi)酰胺(乙醚層)(1.2g)。酸水層經(jīng)濃NH4OH堿化至pH＝12，經(jīng)乙醚萃取，揮發(fā)去乙醚層，殘留物從正己烷重結(jié)晶。從而得到1.9g產(chǎn)物(l)-13，為白色的、稠密的針晶；m.p.＝120℃，[α]D21＝-74.8°(c＝1.0，CHCl3)，1H NMR數(shù)據(jù)與其對(duì)映體一致(見下)。元素分析C18H28N2O3S計(jì)算值C，61.33；H8.01；N 7.95.實(shí)驗(yàn)值C，61.35；H，8.06；N，7.89.
化合物13的(d)-烯酰基磺內(nèi)酰胺對(duì)映體得自于1R(+)-(2，10)-樟腦磺內(nèi)酰胺。這是從化合物12的氨基酸鹽酸鹽(65g，34.1mmol)和1R(+)-2，10-樟腦磺內(nèi)酰胺(15.4g，71.4mmol)經(jīng)與其對(duì)映體相似的方法(見上)得到的，產(chǎn)率86％。m.p.＝118.5-119.6℃(己烷重結(jié)晶，為稠密的、草色的葉狀體)；[α]D21＝+74.1°(c＝1.0，CHCl3)；1H NMR(250MHz，CDCl3)δ1.00(3H，s)，1.12(3H，t，J＝7.1Hz)，1.22(3H，s)，1.3-1.5(2H，m)，1.8-2.1(5H，m)，2.2-2.4(1H，m)，2.55(2H，q，J＝7.1Hz)，2.6-2.7(3H，m)，3.1-3.3(2H，m)，3.38(1H，d，J＝13.6Hz)，3.50(1H，d，J＝13.6Hz)，4.0-4.1(1H，m)，6.5-6.6(1H，m)；元素分析C18H28N2O3S計(jì)算值C，61.33；H，8.01；N，7.95。實(shí)驗(yàn)值C，61.48；H，8.02；N，7.98.該物質(zhì)的晶型隨它在純化步驟中從己烷中沉淀的快慢和濃度大小而改變。
1，4-加成物(l)-14得自于(l)-13。-78℃下10分鐘內(nèi)向烯?；莾?nèi)酰胺(l)-13(5.6g，16.0mmol)的200ml甲苯溶液中加入對(duì)甲苯基溴化鎂(33.6mmol，1.0M乙醚溶液33.6ml)。-78℃再攪拌30分鐘后，反應(yīng)混合液在冰箱中(-10℃)放置過(guò)夜，再放置2小時(shí)溫至+5℃?；旌弦旱姆磻?yīng)通過(guò)加入飽和NH4Cl(200ml)而停止。水層經(jīng)400ml乙醚萃取后，乙醚層用3％HCl(3×200ml)萃取。酸水層合并，用濃NH4OH調(diào)至堿性(pH＝12)，乙醚萃取(3×200ml)，醚層用鹽水洗，MgSO4干燥，過(guò)濾，減壓濃縮得橙黃色固體(7.12g)。該固體用乙醚-己烷重結(jié)晶，(大約比例1∶2混合，約40ml)。產(chǎn)量＝3.64g。第二次又得到1.24g。一共4.68g(66％)。m.p.＝150.5-151.7℃(乙醚-己烷；濃的、稠密的、草色的棱晶)；[α]D21＝26.2°(c＝1.14，CHCl3)；1H NMR(500MHz，CDCl3)；δ0.44(3H，s)，0.82(3H，s)，1.13(3H，t，J＝7.16Hz)，1.20-1.30(2H，m)，1.40-1.55(1H，m)，1.62-1.65(1H，m)，1.70-1.85(3H，m)，1.95-2.05(1H，m)，2.05-2.10(1H，m)，2.27(3H，s)，2.55(2H，q，J＝7.16Hz)，2.55-2.62(1H，m)，2.68-2.72(1H，m)，2.82(1H，dd，J＝10.64，3.47Hz)，3.12(1H，t，J＝10.8Hz)，3.24-3.28(1H，m)，3.30(1H，d，J＝14.0Hz)，3.32(1H，d，J＝14.0Hz)，3.55-3.60(1H，m)，3.67-3.71(1H，m)，7.02(2H，d，J＝7.96Hz)，7.15(2H，d，J＝7.96Hz)；元素分析C25H36N2O3S計(jì)算值C 67.53；H，8.16；N，6.30.實(shí)驗(yàn)值C，67.58；H，8.15；N，6.30.
對(duì)映體純的酮(d)-7得自于(l)-14。向1，4加成(l)-14(6.86g，15.45mmol)的THF(40ml)溶液中加入新制備的LiOH·H2O(6.43g，153mmol)的水溶液(40ml)。所得的均相混合液經(jīng)溫和回流26小時(shí)得以劇烈攪拌?；旌弦豪渲良s+5℃，用濃HCl酸化至pH＝0，大部分的可揮發(fā)成分浸泡于溫水浴經(jīng)從混合物表面通入中等強(qiáng)烈流速的氮?dú)舛?溫度50℃)。殘留固體于高真空中徹底干燥。所得的粗品以與外消旋化合物相似的方法(見上)環(huán)化成酮(d)-7，利用了亞酰硫氯和溶于1，2-二氯乙烷的AlCl3。這樣產(chǎn)生了1.12g油狀的酮(d)-7游離堿，放置過(guò)夜后固化。該物質(zhì)的一部分從下一步中回收后純化，以得到物理數(shù)據(jù)。[α]20D＝+95.9°(游離堿，c＝1.2，CHCl3)；[α]19D＝+71.9°(鹽酸鹽，c＝1.1，CHCl3)。
對(duì)映體純的烯(d)-15得自于酮(d)-7。該物質(zhì)以與外消旋化相似的方式從酮(d)-7(1.12g，4.89mmol)得到(見U.S.5,319,084)。產(chǎn)量為850mg(47％)。[α]19D＝+21.2(c＝1.24，CHCl3)。
(l)-2-乙基-7-甲基-2，3，4，4a，5，9b-六氫-5-(4-溴苯基)-5-羥基-1H茚并[1，2-c]吡啶的合成。-78℃下，向劇烈攪拌的4-溴碘苯(13.8g，48.9mmol)的160ml THF溶液中非常緩慢地加入正丁基鋰溶液(19.6ml，2.5M戊烷溶液，49mmol)。加完后，溶液在-78℃下攪拌10分鐘。溶液變黃且渾濁。加入(d)-2-乙基-7-甲基-1，2，3，4，4a，5，9b-六氫茚并[1，2-c]吡啶-5-酮(8g，34.9mM)的40mlTHF溶液。然后混合物在-78℃攪拌2小時(shí)。移去冰浴，混合物反應(yīng)用水停止。分出有機(jī)層，水層經(jīng)二氯甲烷萃取。合并有機(jī)相，用鹽水洗，MgSO4干燥。蒸發(fā)溶劑得到粗產(chǎn)品，粗產(chǎn)品經(jīng)二氯甲烷重結(jié)晶，得到標(biāo)題化合物(10.8g，80％)。m.p.，169.6-170.3℃。1H NMR(250MHz，CDCl3)，δ1.00(3H，t，J＝7.3Hz)，1.70-2.00(2H，m)，2.15-2.30(1H，m)，2.29(3H，s)，2.38(2H，q，J＝7.3Hz)，2.5-2.7(2H，m)，2.70-2.85(1H，m)，2.85-3.00(1H，m)，3.30-3.50(1H，m)，6.84(1H，s)，7.17(2H，q，J＝7.5Hz)，7.31(2H，d，J＝11Hz)，7.43(2H，d，J＝11Hz)。MS386(M)，230(100％).[α]D＝-11.5(c＝1.03，CHCl3).元素分析(C22H24ObrN)計(jì)算值C，65.28，H，6.26；n，3.62；實(shí)驗(yàn)值C65.11，H 6.21，N 3.64。
(4a SR，5RS，9b SR)-2-乙基-7-甲基-2，3，4，4a，5，9b-六氫-5-(4-溴苯基)-1H-茚并[1，2-c]吡啶(l)的(l)對(duì)映體的合成。(l)-10-2-乙基-7-甲基-2，3，4，4a，5，9b-六氫-5-(4-溴苯基)-1H-茚并[1，2-c]吡啶(4.5g，13mmol)和100ml三乙基硅烷在300ml無(wú)水二氯甲烷中冷卻至-78℃。三氟硼烷氣體通入溶液10分鐘。無(wú)色溶液變?yōu)槌赛S色?；旌弦簻刂潦覝?，加入10g碳酸鉀，之后加水。分出有機(jī)相，水相經(jīng)二氯甲烷萃取。合并有機(jī)相，用鹽水洗，MgSO4干燥。蒸發(fā)溶劑得到粗產(chǎn)品。
粗產(chǎn)品溶于40ml正丁醇。加入9g氫氧化鉀?；旌弦杭訜峄亓鞑嚢??；亓?0小時(shí)后，混合液冷至室溫并倒入冰中?；旌弦航?jīng)二氯甲烷萃取。二氯甲烷溶液經(jīng)鹽水洗并經(jīng)MgSO4干燥。蒸發(fā)去溶劑，粗產(chǎn)品在二乙基醚和18％鹽酸溶液中分配。分開這兩層，水溶液層用二乙醚再洗一次。水溶液冷至0℃，用50％氫氧化鈉溶液堿化至pH＞14?；旌弦河枚燃淄檩腿∪?。有機(jī)溶液經(jīng)鹽水洗，MgSO4干燥。蒸發(fā)溶劑得到粗產(chǎn)品，粗產(chǎn)品經(jīng)快速柱層析(硅膠，CH2Cl2和甲醇，100∶3)得到標(biāo)題化合物(l)-10，3.2g，67％產(chǎn)率(經(jīng)兩步)。其鹽酸鹽用通常方法得到。m.p.240℃(分解)。1H-NMR(250MHZ，CDCL3)，δ1.12(3H，t，J＝7.25)，1.6-1.8(1H，m)，1.80-2.05(2H，m)，2.15-2.40(2H，m)，2.26(3H，s)，2.70-2.85(1H，m)，2.90-3.10(1H，m)，3.30-3.45(1H，m)，4.12(1H，d，J＝10.25Hz)，6.72(1H，s)，7.00-7.30(4H，m)，7.44(2H，d，J＝9.OHz)。MS370(M)。[α]D＝-7.8°(c＝O.83，MeOH)。元素分析(C21H24BrN·HCl)計(jì)算值C 62.00，H 6.19，N 3.44；實(shí)驗(yàn)值C 61.96，H 6.23，N 3.35。
(4aRS，5aSR，9bRS)2-乙基-2，3，4，4a，5，9b-六氫-7-甲基-5-(4-羧基苯基)-1H-茚并[1，2-C]吡啶鹽酸鹽[(l)-2]的(l)-對(duì)映體的合成。100mg(0.27mmol)的化合物(l)-10溶于5mL THF的溶液冷卻至-78℃。在此溶液中加入0.54mL正丁基鋰溶液(2.5M戊烷，1.35mM)，在-78℃攪拌該溶液30分鐘。二氧化碳?xì)怏w通過(guò)針管通入溶液10分鐘。該混合物在-78℃再攪拌10分鐘，然后加熱至室溫。蒸發(fā)THF，殘余物用18％的鹽酸酸化。混合物用二氯甲烷萃取。二氯甲烷溶液用鹽水洗，然后用MgSO4干燥，干燥劑過(guò)濾，溶液濃縮得到粗產(chǎn)品。粗產(chǎn)品經(jīng)柱層析(硅膠，CH2Cl2和MeOH，10∶1至1∶1)得到72mg(產(chǎn)率71％)(-)-2。[α]D＝-15.5°(c＝1.24，MeOH)，(4aRS，5SR，9bRS)2-乙基-2，3，4，4a，5，9b-六氫-7-甲基-5-(4-羧基苯基)-1H-茚并[1，2-C]吡啶鹽酸鹽[(d)-3]的(d)-對(duì)映體的合成。(l)-2(20mg)溶于1mL的甲醇溶液冷卻至-10℃(冰丙酮)。加入過(guò)量的亞磺酰氯。加入后混合物加熱至室溫?cái)嚢柽^(guò)夜。過(guò)量的亞磺酰氯和溶液用氮?dú)獬?，殘余物在真空狀況下干燥。粗產(chǎn)品用HPLC分析(Sumichiral，QA-4900，4mm×25cm溶劑53.8％1，2-二氯乙烷，44％己烷，2.2％乙醇和0.1％TFA；流速0.8ml/分鐘；λ＝254nm)，顯示＞97％ee的(d)-3。
(4aRS，5aSR，9bRS)2-乙基-2，3，4，4a，5，9b-六氫-7-甲基-5-(4-羧基苯基)-1H-茚并[1，2-C]吡啶鹽酸鹽[(d)-2]的(d)-對(duì)映體和(4aRS，5aSR，9bRS)2-乙基-2，3，4，4a，5，9b-六氫-7-甲基-5-(4-羧基苯基)-1H-茚并[1，2-C]吡啶鹽酸鹽[(l)-3]的(l)-對(duì)映體的合成。這兩個(gè)化合物的合成可由上述烯?；莾?nèi)酰胺(d)-13開始，上述的下一步驟用來(lái)合成它們的對(duì)映體。其特性前面已描述。見Cook等人，藥物化學(xué)雜志，38753-763(1995)。
顯然，本發(fā)明可以根據(jù)上述教義進(jìn)行許多修改和變化。因此可以理解在附加權(quán)利要求的范圍內(nèi)，本發(fā)明可在此處特定描述的范圍以外得以實(shí)施。
權(quán)利要求
1.一種具有如下結(jié)構(gòu)式的化合物以及該化合物和其酸加成鹽的混合物，
其中該化合物具有如結(jié)構(gòu)式(I)中所示的相對(duì)立體化學(xué)或是其對(duì)映體，其中R1是直鏈或支鏈C1-6烷基；R2是氫、直鏈或支鏈C1-6烷基；R3是羧基或在哺乳動(dòng)物生理?xiàng)l件下能代謝成或轉(zhuǎn)化成羧基的功能團(tuán)；R4是鹵素。
2.權(quán)利要求1的化合物，其中R3是CHO、CH2OH、COOH、R為C1-10烷基的COOR、C6-10芳基或C7-10芳烷基或者R3是R為如上定義的CH2OC(O)R。
3.權(quán)利要求2的化合物，其中R3是R為C1-3烷基的COOR。
4.權(quán)利要求3的化合物，其中R是甲基。
5.權(quán)利要求1的化合物，其中R3是羥甲基。
6.權(quán)利要求1的化合物，其中R3是甲酰基。
7.權(quán)利要求1的化合物，其中R3是羧基。
8.權(quán)利要求1的化合物，其中R3是R為C1-6烷基的CH2OC(O)R；
9.權(quán)利要求1的化合物，其中R1是C1-3烷基。
10.權(quán)利要求1的化合物，其中其R2是C1-3烷基。
11.權(quán)利要求1的化合物，其中R2是氫。
12.權(quán)利要求1的化合物，其中該化合物是單一對(duì)映體且有抗精子生成活性。
13.權(quán)利要求1的化合物，其中該化合物為兩個(gè)對(duì)映體的混合物。
14.權(quán)利要求1的化合物，其中R4是氯、溴或碘。
15.權(quán)利要求14的化合物，其中R1是乙基，R2是氫，R3是COOH或COOCH3，R4是碘、溴或氯。
16.一種藥物組合物，其包含抗精子生成有效量的權(quán)利要求1的化合物和載體或稀釋劑。
17.一種藥物組合物，其包含抗精子生成有效量的權(quán)利要求15的化合物和載體或稀釋劑。
18.一種在哺乳動(dòng)物中抑制精子生成的方法，包括給該哺乳動(dòng)物施用抗精子生成有效量的權(quán)利要求1的化合物。
19.一種在哺乳動(dòng)物中抑制精子生成的方法，包括給該哺乳動(dòng)物施用抗精子生成有效量的權(quán)利要求15的化合物。
20.一種診斷睪丸功能失常的方法，包括給睪丸功能失常的哺乳動(dòng)物施用有效量的用一個(gè)或多個(gè)放射性原子取代的權(quán)利要求1的化合物，且確定放射性的量或分布。
21.權(quán)利要求20的方法，其中該放射性原子是123I、125I、131I、18F、11C、14C或3H。
22.一種哺乳動(dòng)物的絕育方法，包括施用足夠抗精子生成的量的權(quán)利要求1的化合物和施用足夠的時(shí)間使得該哺乳動(dòng)物不育。
23.一種合成單一對(duì)映體的方法，包括步驟(a)將2-(H或C1-6烷基)-7-(H或C1-6烷基)-2，3，4，4a，5，9b-六氫-1H-茚并[1，2-c]吡啶-5-酮用對(duì)鹵代苯基鹵化鎂或?qū)u代苯基鋰化合物處理以形成2-乙基-2，3，4，4a，5，9b-六氫-7-甲基-5-羥基-5-(4-鹵苯基)-1H-茚并[1，2-c]吡啶，(b)將(a)步驟的產(chǎn)物用三氟化硼和三烷基硅烷接觸，(c)將(b)步驟的產(chǎn)物在醇溶液中用堿處理得到(4aRS，5SR，9bRS)-2-乙基-2，3，4，4 a，5，9b-六氫-7-甲基-5-(4-鹵苯基)-1H-茚并[1，2-c]吡啶，(d)將(c)步驟的產(chǎn)物用烷基鋰處理，然后用二氧化碳處理，且任選地(e)將(d)步驟的產(chǎn)物用亞硫酰氯和醇的混合物處理。
24.權(quán)利要求23的方法，其中所述鹵素是溴，所述三烷基硅烷是三乙基硅烷，所述堿是KOH，所述醇是正丁醇，所述烷基鋰是正丁基鋰，所述鏈烷醇是甲醇。
全文摘要
具有結(jié)構(gòu)式(Ⅰ)和相對(duì)立體化學(xué)的六氫茚并吡啶化合物,其R
文檔編號(hào)A61K51/00GK1246033SQ98802193
公開日2000年3月1日 申請(qǐng)日期1998年1月30日 優(yōu)先權(quán)日1997年1月31日
發(fā)明者C·E·庫(kù)克, J·M·江普, 張平生, J·R·斯戴芬斯, P·A·費(fèi)爾, 李岳偉, M·C·瓦尼 申請(qǐng)人:研究三角協(xié)會(huì)