本发明申请是申请日为2004年6月21日,申请号为200480024207.7(PCT/IB2004/002375),名称为“治疗淀粉样相关疾病用的方法与组合物”的发明申请的分案。
本申请要求享有以下专利申请的优先权:2004年6月18日提交的申请号为10/__,__的美国专利申请(Attorney Docket案卷号NBI-162A),2004年6月18日提交的申请号为10/____,___的美国专利申请(Attorney Docket案卷号NBI-162B),2003年10月17日提交的申请号为60/512,047的美国专利临时申请,以及2003年6月23日提交的申请号为60/480,906的美国专利临时申请,所有这些申请的名称均为“治疗淀粉样相关疾病用的方法与组合物”。
本申请也涉及于2003年10月17日提交的申请号为60/512,017的美国专利临时申请,2003年6月23日提交的申请号为60/480,918的美国专利临时申请,以及2004年6月18日提交的申请号为10/___.的美国专利申请(Attorney Docket案卷号NBI-419)。所有这些申请的名称均为“治疗蛋白质凝聚紊乱的方法”。
本申请涉及于2003年10月17日提交的申请号为60/512,116的美国专利临时申请,2003年6月23日提交的申请号为60/480,984的美国专利申请,以及2004年6月18日提交的申请号10/___,____的美国专利申请(Attorney Docket案卷号NBI-152)。这些申请的名称均为“淀粉样蛋白抑制化合物的药物制剂”。
本申请涉及于2002年12月24日提交的申请号为60/436,379的美国专利临时申请,2003年6月23日提交的申请号为60/482,214的美国专利临时申请(上述两申请的名称为“用于治疗阿尔茨海默氏病的联合疗法”),2003年12月24日提交的申请号为10/746,138的美国专利临时申请,2004年6月18日提交的申请号为PCT/CA2003/002011的国际专利申请,以及2004年6月18日提交的申请号为10/____,____的美国专利申请(案卷号NBI-154CP)(上述申请全部题为“治疗β-淀粉样蛋白相关疾病用的治疗剂”)。
本申请涉及于2003年10月17日提交的申请号为60/512,135的美国专利临时申请,2003年6月23日提交的申请号为60/482,058的美国临时专利申请(这两件申请的名称均为“用于制备治疗淀粉样变性的化合物的合成方法”),以及2004年6月18日提交的名称为“改进的候选药物及其制备方法”的美国专利申请案第10/___,___号(AttorneyDocket案卷号NBI-156)。
本申请涉及2003年10月17日提交的申请号为60/512,018的美国专利临时申请和2003年6月23日提交的申请号为60/480,928的美国专利临时申请,以及2004年6月18日提交的美国申请10/___,(Attorney Docket案卷号NBI-163)(上述申请的名称均为“用于治疗淀粉样和癫痫相关的疾病的方法与组合物”)。
具体实施方式
本发明涉及式I、II、III、IV、V、VI、VII的化合物,或本文用其它方式描述的化合物在治疗淀粉样相关疾病中的用途。为方便起见,本文所述的一些术语的定义解释如下。
淀粉样相关疾病
AA(反应性)淀粉样变性
通常,AA淀粉样变性是许多可诱发持续性急性期反应的疾病的一种表现形式。这类疾病包括慢性炎症性疾病、慢性局部或全身性微生物感染和恶性肿瘤。反应性或继发性(AA)淀粉样变性的最常见形式可以认为是由长期炎性症状所造成的。例如,类风湿性关节炎或家族性地中海热(一种遗传性疾病)患者可以发展成AA淀粉样变性。术语“AA淀粉样变性”和“继发性(AA)淀粉样变性”可以互换使用。
AA原纤维通常由通过血清淀粉样A蛋白(ApoSAA)的蛋白质裂解而形成的8000道尔顿片段(AA肽或蛋白质)组成,血清淀粉样A蛋白是一种相应于诸如IL-1、IL-6和TNF这类细胞因子,主要在肝细胞中合成的循环载脂蛋白。一旦被分泌,ApoSAA就与HDL复合。AA原纤维的沉淀可在身体内广泛分布,优先分布在实质器官中。肾脏是常见的沉积部位,并且也可以影响肝脏和脾脏。沉积也可发生于心脏、胃肠道和皮肤。
能导致AA淀粉样变性进展的潜在疾病包括但不限于炎症性疾病,例如类风湿性关节炎、少年慢性关节炎、僵硬性脊椎炎,牛皮癣,牛皮癣性关节病,瑞特氏综合症,成人斯蒂尔病,贝切特氏综合症和克罗恩氏病。AA沉积物也产生于慢性微生物感染,例如麻风病、结核、支气管扩张、久卧性溃疡、慢性肾盂肾炎、骨髓炎和惠普尔病。某些恶性肿瘤也会产生AA原纤维淀粉样沉积物。这些包括如霍奇金淋巴瘤、肾癌、肠癌、肺癌和生殖泌尿道癌、基底细胞癌和多细胞白血病这类疾病。与AA淀粉样变性有关的其它潜在疾病为Castleman病和Schnitzler综合症。
AL淀粉样变性(原发性淀粉样变性)
AL淀粉样变性通常与几乎所有B淋巴细胞诱导的恶液质有关,从浆细胞恶性肿瘤(多发性骨髓瘤)到良性的单克隆γ-球蛋白病。有时,淀粉样沉淀物的存在可以是潜在的恶液质的主要指标。AL淀粉样变性的详细描述也可以参见Current Drug Targets,2004,5159-171。
AL淀粉样沉积物的原纤维由单克隆免疫球蛋白轻链或其片段组成。更具体地说,这些片段源自轻链(κ和λ)的N-端区域,并且包含其全部或部分的可变(VL)域。沉积物通常存在于间质组织,引发外周和自发性神经病、脉管综合症、巨舌症、限制性心肌病、大关节关节炎、免疫性恶液质、骨髓瘤以及隐性恶液质。但应当注意到可能涉及到几乎所有的组织,特别是内脏器官如肾脏、肝脏、脾脏和心脏。
遗传性系统性淀粉样变性
遗传性系统性淀粉样变性存在多种形式。虽然它们是相对较少的病症,但是由于症状在成人期发作以及它们的遗传图案(通常呈染色体显性),导致这类病症在总人口中持久存在。一般来讲,这类综合症可归因于导致产生变异的淀粉样生成肽或蛋白质的前体蛋白中的位点突变。表1概括了举例形式的这些疾病的原纤维组成。
表1-示例性淀粉样相关疾病的原纤维组成
原纤维肽/蛋白质 |
遗传变体 |
临床综合症 |
来自转甲状腺素和片段的ATTR蛋白 |
Met30,多种其它 |
家族性淀粉样多发性神经病(FAP)(主要是外周神经) |
来自转甲状腺素和片段的ATTR蛋白 |
Thr45,Ala60,Ser84,Met111,Ile122 |
非神经病主导的心脏病,家族性淀粉样多发性神经病,老年性系统性淀粉样变性,腱鞘炎 |
载脂蛋白A1的N-端片段(apoAI) |
Arg26 |
家族性淀粉样多发性神经病(FAP)(主要是外周神经) |
原纤维肽/蛋白质 |
遗传变体 |
临床综合症 |
载脂蛋白A1的N-端片段(AapoAI) |
Arg26,Arg50,Arg60,其它 |
奥斯特塔格型,非神经病性(主要累及内脏) |
源自载脂蛋白AII的AapoAII |
|
家族性淀粉样变性 |
溶酶菌(Alys) |
Thr56,His67 |
奥斯特塔格型,非神经病性(主要累及内脏) |
纤维根α链片段 |
Leu554,Val526 |
伴有点阵性角膜营养不良的颅神经病 |
凝溶胶蛋白片段(Agel) |
Asn187,Tyr187 |
伴有点阵性角膜营养不良的颅神经病 |
抑半胱氨酸蛋白酶蛋白C片段(Acys) |
Glu68 |
遗传性脑出血(大脑淀粉样血管病)-荷兰型 |
衍生自淀粉样前体蛋白(APP)的β-淀粉样蛋白(Aβ) |
Gln693 |
遗传性脑出血(大脑淀粉样血管病)-德国型 |
衍生自淀粉样前体蛋白(APP)的β-淀粉样蛋白(Aβ) |
Ile717,Phe717,Gly717 |
家族性阿尔茨海默氏病 |
表1(续)
衍生自淀粉样前体蛋白(APP)的β-淀粉样蛋白(Aβ),例如bpp 695 |
Gln618 |
阿尔茨海默氏病,唐氏综合症,伴有淀粉样变性的遗传性脑出血,德国型 |
衍生自淀粉样前体蛋白(APP)的β-淀粉样蛋白(Aβ) |
Asn670,Leu671 |
家族性痴呆-可能是阿尔茨海默氏病 |
衍生自淀粉样前体蛋白(APP)的β-淀粉样蛋白(Aβ),例如bpp 695 |
Gln618 |
阿尔茨海默氏病,唐氏综合症,伴有淀粉样变性的遗传性脑出血,德国型 |
衍生自Prp前体蛋白(51-91插入)的朊病毒蛋白(Prp,AprPSC) |
Leu102,Val167,Asn178,Lys200 |
家族性克雅氏病;格-施-沙综合症(遗传性海绵状脑病,朊病毒病) |
衍生自血清淀粉样A蛋白的AA(ApoSAA) |
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家族性地中海热,主要累及肾脏(常染色体隐性) |
衍生自血清淀粉样A蛋白的AA(ApoSAA) |
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穆-韦综合症,肾病,耳聋,荀麻疹,四肢痛 |
未知 |
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持续性心房停顿的心肌病 |
未知 |
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皮肤沉积物(大疱,丘疹,浓疱) |
AH淀粉样蛋白,衍生自免疫球蛋白重链(γ=I) |
AγI |
与淀粉样变性相关的骨髓瘤 |
来自(pro)降钙素的Acal淀粉样蛋白 |
(Pro)降钙素 |
甲状腺骨髓癌 |
来自心钠素的AANF淀粉样蛋白 |
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孤立的心房淀粉样 |
来自促乳素的Apro |
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促乳素瘤 |
来自Abri肽的Abri/Adan |
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英国和丹麦型家族性痴呆 |
数据来源于Tan SY,Pepys MN.淀粉样变性,Histopathology,25(5),403-414(1994年11月),
WHO/IUIS命名小组委员会,淀粉样蛋白和淀粉样变性的命名,Bulletin of World Health Organisation 1993;71:10508;和Merlini等,Clin Chem Lab Med 2001;39(11):1065-75.
表1提供的资料是示例性的,不是对本发明的范围的限制。例如,已经描述了超过40个转甲状腺素基因的独立的位点突变,在临床上它们全都会引起相似的家族性淀粉样多神经病。
一般来讲,任何遗传性淀粉样疾病也可以散发性发生,并且遗传性和散发性形式的疾病都存在相同的淀粉样特征。例如,最流行形式的继发性AA淀粉样变性例如由于进行中的炎症而散发性发生,且与家族性地中海热无关。因此,下面关于遗传性淀粉样疾病的概述也适用于散发性淀粉样变性。
转甲状腺素(TTR)是14千道尔顿蛋白,有时可被称为前白蛋白。它是由肝脏和脉络丛产生的,其功能为运输甲状腺激素和维生素A。至少50种蛋白质变体形式(各自以单一氨基酸变化为特征)是各种形式的家族性淀粉样多神经病的产生原因。例如,在丹麦患者中,将55位的亮氨酸置换为脯氨酸会导致特殊的进行性神经病;将111位的亮氨酸置换为甲硫氨酸会导致严重的心脏病。
从系统性淀粉样变性患者的心脏组织分离的淀粉样蛋白沉积物揭示了这种沉积物是由TTR及其片段的非均匀混合物组成,该混合物统称为ATTR,其全长序列已经被表征。可按照本领域已知的方法从这种斑块中提取ATTR原纤维组分,并测定它们的结构和序列(例如,Gustavsson,A.等,Laboratory Invest.73:703-708,1995;Kametani,F.等,Biochem.Biophys.Res.Commun.125:622-628,1984;Pras,M.等,PNAS 80:539-42,1983)。
在分子载脂蛋白A1中具有点突变(例如,Gly→Arg26;Trp→Arg50;Leu→Arg60)的人显示以蛋白载脂蛋白AI或其片段(AapoAI)的沉积物为特征的淀粉样变性形式(“奥斯特塔格型”)。这些患者具有低水平的高密度脂蛋白(HDL),并会带来外周神经病或肾衰竭。
溶菌酶α链中的突变(例如Ile→Thr56或Asp→His57)是在英国家族中报道的奥斯特塔格型非神经病性遗传性淀粉样蛋白的另一种形式的基础。这里,突变溶菌酶蛋白(Alys)的原纤维发生沉积,患者通常表现出肾功能受损。与本文中描述的大多数原纤维形式蛋白质不同,这种蛋白质常以整体(非片段化)的形式存在(Benson,M.D.等,CIBA Fdn.Symp.199:104-131,1996)。
免疫球蛋白轻链往往会形成各种形态的聚集体,包括纤维状(例如AL淀粉样变性和AH淀粉样变性),颗粒状(例如轻链沉积疾病(LCDD)、重链沉积疾病(HCDD),和轻-重链沉积疾病(LHCDD)),结晶状(例如,获得性Farcon综合症),和微管状(例如,冷沉球蛋白血症)。AL和AH淀粉样变性分别以形成免疫球蛋白轻链和重链的不溶性原纤维,和/或它们的片段为标志。在AL原纤维中发现λ链如λVI链(λ6链)的浓度高于κ链。λIII链的浓度也略微增高。Merlini等,CLIN CHEMLAB MED 39(11):1065-75(2001)。重链淀粉样变性(AH)通常是以IgG1小类的γ链淀粉样蛋白的聚集体为特征。Eulitz等,PROC NATLACAD SCI USA 87:6542-46(1990)。
比较淀粉样生成性蛋白和非淀粉样生成性蛋白的轻链表明,前者可包括似乎能动摇蛋白质的折叠和促进聚集的置换子或替换子。AL和LCDD由于它们的群体单克隆轻链相对较小而区别于其它淀粉样疾病,其中所述轻链通过抗体产生B细胞的增生性扩展而生成。AL聚集体通常是λ链的良序原纤维。在一些情况κIV中,LCDD聚集体是κ和λ两种链(主要是κ链)的相对为无定形的聚集体。Bellotti等,JOUENAL OF STRUCTURAL BIOLOGY 13:280-89(2000)。比较AH淀粉样变性患者中的淀粉样生成和非淀粉样生成性蛋白重链,结果表明组分减少和/或改变。Eulitz等,PROC NATL ACAD SCI USA 87:6542-46(1990)(致病重链的特征在于与非淀粉样生成性蛋白重链相比具有明显低的分子量);和Solomon等,AM J HEMAT 45(2)171-6(1994)(淀粉样生成重链的特征为仅仅由非淀粉样生成重链的VH-D部分组成)。
因此,检测和监测治疗患有AL、LCDD、AH等或具有这种风险的患者的有效方法包括但不限于免疫测定血浆或尿,用于确定淀粉样生成性蛋白轻链或重链如淀粉样蛋白λ、淀粉样蛋白κ、淀粉样蛋白κIV、淀粉样蛋白γ或淀粉样蛋白γ1的存在或沉积减少。
脑淀粉样变性
脑部最常见类型的淀粉样蛋白主要由Aβ肽原纤维组成,导致与散发性(非遗传性)阿尔茨海默氏病相关的痴呆。事实上,散发性阿尔茨海默氏病的发生率大大超过遗传性的形式。然而,这两个类型中形成性蚀斑的原纤维肽却非常相似。脑淀粉样变性包括其中病原体为淀粉样蛋白的大脑(包括其组成部分)的结构或功能的疾病、病症、病状、及其他异常。在淀粉样相关疾病中感染的脑区可以是包括维管结构的基质、或包括功能或组织区域的软组织、或神经元本身。患者无需接受具体确认的淀粉样疾病的确定性诊断。术语“淀粉样相关疾病”包括脑淀粉样变性。
淀粉样蛋白-β肽(“Aβ”)是一种从被称为β淀粉样前体蛋白(“βAPP”)的大蛋白质的蛋白质水解作用衍生得到的39-43个氨基酸的肽。βAPP中的突变导致遗传形式的阿尔茨海默氏病、唐氏综合症、大脑淀粉样血管病、和老年性痴呆,其特征在于如下文进一步具体描述的Aβ原纤维及其他组分组成的蚀斑的大脑沉积。已知的与阿尔茨海默氏病相关的APP的突变发生在靠近β或γ分泌酶的切割位点附近,或在Aβ内部。例如,在加工成Aβ过程中,位置717与APP的γ-分泌酶切割的位点相近,而位置670/671则接近β-分泌酶分裂的位点。任何这些残基中的突变都可能会导致阿尔茨海默氏病,原因可能是产生自APP的Aβ的42/43个氨基酸形式的量的增加而造成的。家族性形式的阿尔茨海默氏病仅占患者人群的10%。大多数的阿尔茨海默氏病的发生为散发性病例,其中APP和Aβ不发生任何突变。各种长度的Aβ肽的结构和序列在本领域是已知的。可以根据本领域已知的方法制造这种肽,或者按照已知的方法从大脑提取这种肽(例如,Glenner和Wong,Biochem.Biophys.Res.Comm.129,885-90(1984);Glenner和Wong,Biochem.Biophys.Res.Comm.122,1131-35(1984))。另外,可以从商业来源获得各种形式的肽。APP是在大多数细胞中表达和连续分解性代谢的。主要的分解性代谢的途径看来是在Aβ序列内通过一种被临时称为α-分泌酶的APP的切割,导致释放出一种已知的APPsα的可溶的外功能片段。这种切割排除了Aβ肽形成的可能。相对于这种非淀粉样变性性途径,APP也可以分别被称为β-和γ-分泌酶的酶在Aβ的N端或C端切割,随后将Aβ释放到胞外空间。到目前为止,BACE已经被鉴定是一种β-分泌酶(Vasser等,Science 286:735~741,1999)并且已经显示早老蛋白与γ-分泌酶活性有关(De Strooper等,Nature,391,387~90(1998))。该39~43个氨基酸的Aβ肽是由β和γ分泌酶顺序蛋白分解该淀粉样蛋白前体蛋白(APP)而产生的。尽管Aβ40是所产生的主要形式,但5~7%的总量Aβ却是以Aβ42的形式存在的(Cappai等,Int.J.Biochem.,Cell Biol.31,885~89(1999))。
Aβ肽的长度似乎能显著地改变其生化/生理性质。具体来说,Aβ42C端的额外两个氨基酸是高度亲水性的,这可能提高了Aβ42的聚集的倾向性。例如Jarrett等证明在体外,和Aβ40相比,Aβ42聚集非常迅速,这表明较长的Aβ可能是一种与阿尔茨海默氏病中神经性蚀斑的起始结晶有关的重要病理蛋白(Jarrett等,Biochemistry32,4693~97(1993));Jarrett等,Ann.N.Y.Acad.Sci.695,144~48(1993))。最近对于在遗传家族性形式的阿尔茨海默氏病(“FAD”)中的特定形式的Aβ的贡献的分析,进一步支持了这种假说。例如连接到FAD上的APP的“伦敦”式突变形式(APPV7171)相对于Aβ40选择性地提高了Aβ42/43的产生(Suzuki等,Science,264,1336~40(1994)),而APP(APPK670N/M671L)的“瑞典”式突变形式提高了Aβ40和Aβ42/43的水平(Citron等,Nature,360,672~674(1992));Cai等,Science 259,514~16,(1993))。还有,已观察到在早老蛋白-1(“PS-1”)或早老蛋白-2(“PS-2”)基因中的FAD连接的突变将导致Aβ42/43而不是Aβ40的选择性的增加(Borchelt等,Neuron 17,1005~13(1996))。这一发现得到如下事实的进一步确证:表达PS突变体的转基因老鼠模型在大脑Aβ42的选择性的提高(Borchelt,op cit.;Duff等,Neurodegeneration 5(4),293~98(1996))。从而得到关于阿尔茨海默氏病的病源学的假说是:由于Aβ42的产生或释放的增加导致的Aβ42大脑浓度的增加或清除率(降解或脑清除率)的降低是该疾病病理学中的一个病因性事件。
已经鉴定出Aβ或APP基因中的多个突变部位,它们在临床上与痴呆症或脑出血相关。示例性的CAA病症包括但不限于:冰岛型带有淀粉样变性的遗传性脑出血(HCHWA-I)、HCHWA的荷兰变种(HCHWA-D;Aβ的突变);Aβ的佛兰德突变;Aβ的北极突变;Aβ的意大利突变;Aβ的衣阿华突变;遗传性英国痴呆;以及遗传性丹麦痴呆。CAA也可以是散发性的。
除另有描述外,本说明书中所使用的术语“β-淀粉样蛋白”和“淀粉样蛋白-β”等等是指淀粉样β蛋白质或肽、淀粉样β前体蛋白质或肽、中间体、及其修饰体或片段。特别地,“Aβ”是指APP基因产物经蛋白酶解加工而产生的任何肽,尤其是与淀粉样蛋白病理学相关的肽,包括Aβ1-39、Aβ1-40、Aβ1-41、Aβ1-42、和Aβ1-43。为了命名方便,“Aβ1-42”在这里被称为“Aβ(1-42)”或简单地称为“Aβ42”或“Aβ42”(并且对于这里所讨论的任何其他的淀粉样蛋白肽也是同样的)。这里所使用的术语“β淀粉样蛋白”、“淀粉样蛋白-β”和“Aβ”为同义词。
除非另作说明、术语“淀粉样蛋白”是指淀粉样生成性蛋白质、肽、或其片段,其可以是可溶性的(例如,单体的或寡聚的)或不溶性的(例如,具有纤丝的结构或淀粉样蛋白蚀斑中的)。参阅例如,MPLambert等,Proc.Nat’l Acad.Sci.USA 95,6448~53(1998)。“淀粉样变性”或“淀粉样疾病”或“淀粉样相关疾病”是指一种特征在于出现淀粉样纤维的病理症状。“淀粉样蛋白”是一个通用术语,是指见于多种不同疾病中的一组不同的但特定的蛋白质沉积物(细胞内或细胞外)。尽管它们的存在形式多变,但是所有的淀粉样沉积物都具有共同的形态学特性,可被特定的染料(例如刚果红)染色,并且染色后在偏振光中显示出红绿双折射现象的特征。它们还具有共同的超结构特征或共同的X射线衍射和红外光谱。
凝溶胶蛋白是钙结合蛋白,它与片段和肌动蛋白微丝结合。在蛋白质位置187的突变(例如,Asp→Asn;Asp→Tyr)导致遗传性系统性淀粉样变性的形式,这通常发现芬兰病人以及荷兰和日本人种中。在患者个体中,由凝溶胶蛋白片段(Agel)形成的原纤维通常是由173-243个氨基酸组成(68kDa羧基端基片段)并且在血管和基底膜中沉积,导致角膜营养不良和颅骨神经病(进而发展成外周神经病)、贫营养皮肤变化和在其他器官中的沉积(Kangas,H.等Human Mol.Genet.5(9):1237~1243,1996)。
其他的突变蛋白质,例如突变的纤维蛋白原的α链(AfibA)和突变的抑半胱氨酸蛋白酶蛋白C(Acys)也形成原纤维并且产生特征性的遗传性病症。AfibA原纤维形成特征为伴有肾病的非神经病性遗传性淀粉样蛋白的沉淀;Acys沉淀的特征为冰岛报导的遗传性大脑淀粉样血管病(Isselbacher,Harrison’s Principles of InternalMedicine,McGraw-Hill,San Francisco,1995;Benson等)。在至少一些病理中,大脑淀粉样血管病(CAA)患者已经显示出具有包含与淀粉样β蛋白结合的抑半胱氨酸蛋白酶蛋白C的非突变形式的淀粉样原纤维(Nagai,A.等,Molec.Chem.Neuropathol.33:63-78,1998)。
现在认为某些形式的朊病毒体疾病是可遗传的,这占到了高达15%的病例,而此前曾被认为其本质上是非感染性的(Baldwin等,Research Advances in Alzheimer’s Disease and RelatedDisorders,John Wiley and Sons,New York,1995)。在遗传性和散发性的朊病毒体疾病中,患者出现由正常的朊病毒蛋白质(PrPCS)的异常等同形式组成的蚀斑。
一种主要的突变同工型,PrPsc,也称为ASc ,与正常细胞蛋白质的不同之处在于其对蛋白酶降解的耐受性、洗涤剂萃取后的不溶性、次级溶酶体中的沉积、翻译后合成、以及高β-折叠片层含量。已经确立了至少5种导致克雅氏症(CJD)、格-施-沙综合症(GS S)和致命性家族性失眠症(FFI)的遗传关联性。(Baldwin,同上)。从痒病原纤维中提取原纤维肽、测定序列和制备这种肽的方法在本领域是已知的(例如,Beekes,M.等,J.Gen.Virol.76:2567~76,1995)。
例如,GSS的一种形式与102位密码子的PrP突变有关联,而终脑GSS与117位密码子的突变无关。198和217位密码子的突变导致产生一种GSS形式,其中作为阿尔茨海默氏病特征的神经炎蚀斑包含PrP而非Aβ肽。家族性CJD的某些形式与200和210位密码子的突变有关联;已经在家族性CJD和FFI中发现了129和178位密码子的突变(Baldwin,同上)。
大脑性淀粉样变性
淀粉样蛋白的局部沉积常发生于大脑(特别是在年长的个体中)。脑部最常见类型的淀粉样蛋白主要由Aβ肽原纤维组成,其导致痴呆或散发性(非遗传性)阿尔茨海默氏病。最常发生的大脑淀粉样变性为散发性而非家族性的。例如,散发性阿尔茨海默氏病和散发性CAA的发生率远远超过家族性AD和CAA。此外,无法区分疾病的散发性形式和家族性形式(它们的不同仅在于是否出现遗传性基因突变);例如,散发性和家族性Aβ中所形成的淀粉样蛋白蚀斑和临床症状即便不是相同的、也是非常相似的。
大脑淀粉样血管病(CAA)是指淀粉样原纤维特异性沉积在柔脑膜壁以及皮质动脉壁、微动脉壁和静脉壁上。它一般与阿尔茨海默氏病、唐氏综合征和正常老化,以及各种与中风或痴呆相关的家族性病症有关(参阅Frangione等,Amyloid:J.Protein Folding Disord.8,Suppl.1,36-42(2001))。CAA可以是散发性的或遗传性的。
老年系统性淀粉样变性
系统性的或者病灶性的淀粉样沉积随着年龄的增长而增加。例如,野生型甲状腺素(TTR)的原纤维通常发现于年长个体的心脏组织中。它们可能是无症状、临床上无表征的,或者可能会导致心力衰竭。无症状的原纤丝状病灶沉积也可能发生在脑部(Aβ)、前列腺(β2微球蛋白)的淀粉样体、关节和精囊腺中。
透析相关的淀粉样变性(DRA)
在长期接受血液透析或腹膜透析的病人中也通常会出现由β2微球蛋白(β2M)原纤维组成的蚀斑。β2微球蛋白是一种11.8千道尔顿的多肽并且是一种存在于所有有核细胞上的MHC I类抗原的轻链。在正常的情况下,除非肾功能受损,β2M通常分布在该细胞间隙中,这时β2M被传送到组织内,并在那里聚合形成淀粉样原纤维。清除失败(例如在肾功能受损的情形中)导致在腕骨通道及其他部位(主要是在关节的富胶原组织中)中沉积。与其他的原纤维蛋白质不同,β2M分子不是通过长链前体蛋白的裂解产生的,并且通常以非片段化的形式存在于原纤维中。(Benson,同上)。已经证明该淀粉样蛋白前体的保留和聚集是DRA最根本的主要病原性的过程。DRA的特征在于外周关节的骨关节病(例如关节僵硬、疼痛、膨胀等)。组织中β2M的同工型、糖化的β2M、或β2M的聚合物是最常见的淀粉样变性形式(和自然β2M相反)。和其他类型的淀粉样变性不同,β2M很大程度上被限制在骨关节部位。内脏沉积是非常罕见的。有时,这些沉积可能累及血管及其他重要的解剖部位。
尽管存在除去β2M的改进透析方法,但是大多数病人的血浆β2M浓度仍然显著高于正常人。β2M浓度的这些增加通常引起糖尿病相关的淀粉样变性(DRA)和导致死亡的心脏病(cormorbidities)。
胰岛淀粉样蛋白多肽和糖尿病
在一个世纪以前,首次描述了胰岛透明变性(淀粉样蛋白沉积),这是因为在严重的高血糖病人的胰腺中发现了纤维状蛋白质聚集(Opie,EL.,J Exp.Med.,5:397-428,1901)。今天,胰岛淀粉样蛋白(主要由胰岛淀粉样蛋白多肽(I APP)组成)或淀粉不溶素是90%以上所有II型糖尿病(又名非胰岛素依赖型糖尿病,或NIDDM)病理的组织病理学特征标记物。这些原纤丝的累积是由于胰岛淀粉样蛋白多肽(IAPP)或淀粉不溶素(一种37个氨基酸的多肽,来源于一种较大的称为前I APP的前体肽)的聚集引起的。
IAPP与胰岛素在对β细胞促分泌素的响应中共同分泌。这些病理特征和胰岛素依赖性(I型)糖尿病没有关联,它是不同临床症状被诊断为NIDDM(II型糖尿病)的共同特征。
对猫的纵向研究和对猴子的免疫细胞化学研究已经表明:胰岛淀粉样蛋白的进行性增加与胰岛素分泌性β细胞数量的剧减以及病情的加重有关。近年来,转基因研究已巩固了IAPP蚀斑形成和β细胞凋亡和功能紊乱之间的关系,说明淀粉样沉淀是II型糖尿病病情加重的一个主要因素。
IAPP还发现可以体外诱导β-胰岛细胞毒性,这表明在II型或I型糖尿病患者(后胰岛移植)的胰腺中出现I APP原纤维会导致β细胞胰岛(Langerhans)的损失和器官功能紊乱。在II型糖尿病患者中,胰腺IAPP的累积将导致寡聚IAPP的形成,从而引起不溶性纤维沉淀形式IAPP-淀粉样蛋白堆积,该物质最终会灭除胰岛的胰岛素产生β细胞,从而导致β细胞的损耗和衰竭(Westermark,P.,Grimelius,L.,Acta Path.Microbiol.Scand.,sect.A.81:291-300,1973,de Koning,EJP.等,Diabetologia 36:378-384,1993;和Lorenzo,A.等,Nature 368:756-760,1994)。作为纤维性沉积物IAPP的累积还会影响血浆中通常发现的pro-IAPP与IAPP的比例,由于沉积物中俘获有IAPP从而增加该比例。可以通过高血糖和胰岛素血来证明β细胞的减少。该β细胞质量损失可能导致需要胰岛素治疗。
可以通过给患者移植相关类型的健康细胞来治疗由于特定类型的细胞的死亡或功能障碍所引起的疾病。该方法已被用于I型糖尿病人的治疗。通常,在移植前先体外培养捐献者的胰腺胰岛细胞,使它们在分离过程后能够恢复,或者降低它们的免疫力。然而,在许多情况下,由于移植细胞的死亡,胰岛细胞的移植是不成功的。成功率低的一个原因在于IAPP,它可以形成有毒的寡聚物。毒性效果可能是由原纤维低聚物在胞内或胞外的累积引起的。IAPP低聚物可以形成原纤维并对体外细胞产生毒性。另外,IAPP原纤维还可能会在细胞移植后继续生长,并导致细胞的死亡和功能紊乱。即使当细胞来自健康的捐献者而接受移植的患者并未患有以原纤维的存在为特征的疾病,也仍然会发生这种情况。例如,按照国际专利申请(PCT)号WO01/003680中描述的方法,本发明的化合物也可用于制备移植用的组织和细胞。
本发明的化合物也可以稳定pro-IAPP/IAPP的浓度比、pro-胰岛素/胰岛素的浓度比以及C-肽的水平。另外,作为效力的生物标记,不同试验(例如精氨酸-胰岛素分泌试验、葡萄糖耐量试验、胰岛素抗性和敏感性试验)的结果全部可以用作β细胞质量减少和/或淀粉样蛋白沉积物的累积的标志。这种药物还可以和其他的用于胰岛素抗性、肝性葡萄糖产生、和胰岛素分泌的药物一起使用。这些化合物可以通过维持β细胞功能以避免胰岛素疗法,并且可以用于维持胰岛移植。
激素衍生的淀粉样变性
内分泌器官可以容纳淀粉样沉淀,特别是在老年个体中。激素分泌性肿瘤还可以包含激素衍生性淀粉样斑块,其中的原纤维是由例如降血素(甲状腺髓样癌)和心钠素(孤立性心房淀粉样变性)等多肽激素组成。这些蛋白质的序列和结构是本领域中公知的。
混杂性淀粉样变性
有多种其它淀粉样病变形式,它们通常表现为淀粉样蛋白的局部沉积。一般说来,这些疾病通常可能是特定的原纤维前体的局部产生或代谢缺乏,或用于原纤维沉积的特定组织(例如关节)预沉积所致的结果。这种突发性沉积的实例包括瘤状AL淀粉样蛋白、皮肤淀粉样蛋白、内分泌淀粉样蛋白、和肿瘤相关的淀粉样蛋白。其他的淀粉样相关疾病包括如表1所述的那些,例如家族性淀粉样蛋白多发性神经病(FAP)、老年性系统性淀粉样变性、Tenosynovium、家族性淀粉样变性、奥斯特塔格型、非神经性的淀粉样变性、颅骨神经病、遗传性脑出血、家族性痴呆、慢性透析病、家族性克罗伊茨费尔特-雅各布症、格-施-沙综合症、遗传性海绵状脑病、朊病毒疾病、家族性地中海热、穆-韦综合症、肾病、耳聋、荨麻疹、肢疼痛、心肌病、皮肤沉淀、多发性骨髓瘤、良性单克隆丙种球蛋白病、maccoglobulinaemia、伴有淀粉样变性的骨髓瘤、甲状腺髓样癌、孤立性心房淀粉样蛋白和糖尿病。
可以治疗性或预防性地给药本发明的化合物来治疗与淀粉样原纤维的形成、聚集或沉积有关的疾病,而不管其临床症状如何。本发明化合物利用以下任何一种机制可起到缓解淀粉样相关疾病进程的作用,这些机制例如包括但不限于:降低淀粉样原纤维的形成或沉积的速率;减轻淀粉样蛋白沉积的程度;抑制、降低或防止淀粉样原纤维的形成;抑制淀粉样蛋白诱导的炎症;增强大脑中淀粉样蛋白的清除率;或保护细胞免受淀粉样蛋白诱发的(低聚物或原纤维状的)毒性。
在一个实施方案中,可以治疗性或预防性地给药本发明化合物用于治疗与淀粉样蛋白-β原纤维的形成、聚集或沉积相关的疾病。本发明化合物利用以下任何一种机制(所列机制是举例性而非限制性的)可起到缓解淀粉样-β相关疾病进程的作用:降低淀粉样蛋白-β原纤维的形成或沉积的速率;减轻淀粉样蛋白-β沉积的程度;抑制、降低或防止淀粉样蛋白-β原纤维的形成;抑制淀粉样蛋白-β诱导的神经变性或细胞毒性;抑制淀粉样蛋白-β诱导的炎症;增强淀粉样蛋白-β从大脑中的清除;或促进A β的更多代谢。
本发明治疗化合物在进入大脑(透过血脑屏障)或从外周释出后能有效地控制淀粉样蛋白-β沉积。当从外周起作用时,化合物可改变大脑和血浆之间Aβ的平衡,从而有利于Aβ从大脑中清除。增加Aβ从大脑的清除可降低大脑Aβ的浓度,从而便于Aβ沉淀的减少。另外,透过大脑的化合物通过直接作用于大脑Aβ,例如,通过使其保持在非原纤维形式、或促进其从大脑的清除的方式来控制沉积。这些化合物可以减慢APP进程,可以通过巨噬细胞或神经元细胞提高Aβ原纤维的降解;或者可以通过活化的小神经胶质减少Aβ原纤维的降解。这些化合物也可以防止大脑中的Aβ与细胞表面相互作用,从而防止神经毒性、神经变性或炎症。
在一个优选实施方案中,这种方法用于治疗阿尔茨海默氏病(例如散发性或家族性的AD)。还可以预防性或治疗性地使用这种方法来治疗发生淀粉样蛋白-β沉淀的其他临床疾病,例如用于唐氏(Down)综合症个体和患有脑淀粉样血管病(“CAA”),或遗传性脑出血或早期阿尔茨海默氏病的患者。
在另一个实施方案中,所述方法用于治疗轻度认知损伤。轻度认知损伤(“MCI”)是一种以认识能力处于轻度但可测量的损伤状态为特征的病症,与痴呆症的存在不一定有关。MCI通常(但非必然)发生在阿尔茨海默氏病之前。
另外,已经证明APP和淀粉样β蛋白在肌肉纤维中的异常蓄积与散发性包涵体肌炎(IBM)存在病理学关联(Askanas等,(1996)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 93,1314-1319;Askanas等,(1995)CurrentOpinion in Rheumatology 7,486-496)。因此,本发明的化合物可以预防性或治疗性地用于治疗其中淀粉样β蛋白在非神经区域异常沉积导致的疾病,例如通过将本发明化合物传递到肌肉纤维来治疗IBM。
此外,已经证明,Aβ与称为脉络膜疣(drusen)的异常胞外沉积有关,这种沉积物涉及年龄相关的黄斑变性(ARMD)个体中沿着视网膜醛色素上皮的基底面积。ARMD是老年个体不可逆性失明的病因。据信,Aβ的沉积是局部炎症行为的重要组成成分,而这种炎症行为会对视网膜黄斑变性萎缩、脉络膜疣的生物形成、和ARMD的发病机理产生影响(Johnson等,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 99(18),11830-5(2002))。
在另一个实施方案中,本发明还涉及治疗或预防患者(优选人)的淀粉样相关疾病的方法,其包括:给患者给用治疗量的下式或本文另外描述的化合物,从而降低或抑制淀粉样原纤维形成或沉积、神经变性、或细胞毒性。在另一个实施方案中,本发明涉及一种治疗或预防患者(优选人)淀粉样相关疾病的方法,其包括给患者给药治疗量的下式或本说明书另外描述的化合物,从而改善或稳定脑淀粉样变性(例如,阿尔茨海默氏病、唐氏综合症或大脑淀粉样血管病)患者的认知功能,或防止、减缓、或阻止这些患者的认知功能的进一步恶化。这些化合物还可以改善这些患者的日常生活的质量。
本发明的治疗化合物可以通过例如稳定血糖、预防或减少β细胞量的损失、减少或预防由于β细胞数量减少而导致的高血糖、和调整(例如提高或稳定)胰岛素的产生来治疗与II型糖尿病相关的淀粉样变性。本发明的化合物也可以稳定pro-IAPP/IAPP的浓度比。
本发明的治疗化合物还可以通过稳定肾功能、减少蛋白尿、提高肌酸酐清除率(例如至少50%或更高或至少100%或更高)、或通过引起缓解慢性腹泻、体重增加(例如,10%或更大)、或通过降低血清肌酸酐用于治疗AA(继发性)淀粉样变性和/或AL(原发性)淀粉样变性。还可以降低例如根据SAP闪烁照相术测定的内脏淀粉样蛋白的含量。
本发明化合物
本发明至少部分涉及某些化合物(及其药物制剂)在预防或治疗淀粉样相关疾病中的用途,所述疾病尤其包括阿尔茨海默氏病、大脑淀粉样血管病、包涵体肌炎、唐氏综合症、糖尿病相关性淀粉样变性,透析相关性淀粉样变性(β2M)、原发性淀粉样变性(例如λ或κ链相关的)、家族性淀粉样多神经病(FAP)、老年性系统性淀粉样变性、家族性淀粉样变性、奥斯特塔格型非神经病性淀粉样变性、颅神经病、遗传性脑出血、家族性痴呆症、慢性透析病、家族性克雅氏病;格-施-沙综合症、遗传性海绵状脑病,朊病毒病、家族性地中海热、穆-韦综合症,肾病,耳聋,荀麻疹,四肢痛、心肌病、皮肤沉淀、多发性骨髓瘤、良性单克隆丙种球蛋白病、巨球蛋白血症、骨髓瘤相关性淀粉样变性、甲状腺骨髓癌、和孤立的心房淀粉样。
本文的化学结构是按照本领域已知的常规标准绘制的。因此,当所绘制的原子,例如碳原子,看上去具有不饱和的化合价时,则假定该化合价是用氢原子来满足的,即使氢原子未被明确画出也如此。一些本发明化合物的结构包括立体生成碳原子。应当理解,除另有说明外,由这种不对称性产生的异构体(例如所有的对映体和非对映体)也包括在本发明的范围内。亦即,除另有规定外,任何手性碳原子可以具有(R)-或(S)-的立体化学。利用经典的分离技术和立体化学控制的合成方法,可以得到基本上纯形式的这类异构体。此外,当合适时,烯烃可以包括E-或Z-几何学构型。另外,本发明化合物可以非溶剂化形式、以及与可接受的溶剂如水、THF、乙醇等形成的溶剂化形式存在。通常,就本发明的目的而言,溶剂化形式被认为等同于非溶剂化的形式。
“小分子”是指其本身非基因转录和翻译的产品(例如蛋白质、RNA、或DNA)的化合物,并且优选具有低分子量,例如低于2500amu。
通常,“亲核试剂”是本领域公知的表示具有活性电子对的化学基团,通过置换离去基团(一般为另一种亲核试剂)与化合物反应,这种反应在脂肪族化学中通常以单分子(称为”SN1”)或双分子(称为”SN2”)反应的形式出现。亲核试剂的实例包括无荷化合物例如胺、硫醇化合物、和醇化合物,以及带电荷基团如醇根、硫醇根、负碳离子,以及各种有机和无机阴离子。代表性的阴离子型亲核试剂尤其包括简单阴离子,如叠氮化物、氰化物、硫氰化物、乙酸根、甲酸根、或氯甲酸根,以及亚硫酸氢根。在适当的反应条件下,有机金属试剂如有机铜酸盐、有机锌、有机锂、格利雅试剂、烯醇盐和乙炔化物将是合适的亲核试剂。
同样,“亲电试剂”是指能接受电子对,特别是来自于亲核试剂的电子对(典型的是在亲电取代反应过程中发生)的原子、分子、或离子。在亲电取代反应中,亲电试剂与底物结合,同时驱逐另一种亲电试剂,例如,用另一种亲电试剂如硝翁离子取代芳族底物(例如苯)上的质子。亲电试剂包括环状化合物如环氧化物,环乙亚胺类,环硫化物,环状硫酸酯,碳酸酯,内酯,和内酰胺;并且非环状亲电试剂包括硫酸基(sulfate),磺酸基(sulfonate)(例如甲苯磺酸基),氯化物,溴化物,和碘化物。通常,亲电试剂可以是与离去基团结合的饱和碳原子(例如亚甲基基团);但是,亲电基团也可以是不饱和基团,如醛、酮、酯、或其共轭(α,β不饱和的)类似物,依据反应可以与亲核试剂形成加合物。
术语“离去基团”通常是指易被亲核试剂(例如胺、硫醇、醇、或氰化物)置换和取代的基团。这类离去基团是公知的,并且包括羧酸盐(酯)类、N-羟基琥珀酰亚胺(“NHS”)、N-羟基苯并三唑、卤素(氟、氯、溴、或碘)、醇盐、和硫醇盐。各种基于硫的离去基团常用于合成化学,包括烷烃磺酰氧基(例如C1-C4烷烃例如甲烷磺酰氧基,乙烷磺酰氧基,丙烷磺酰氧基,和丁烷磺酰氧基)和卤代类似物(例如,卤代(C1-C4)烷烃)磺酰氧基,譬如三氟甲烷磺酰氧基(即三氟甲磺酰氧基)、2,2,2-三氯乙烷磺酰氧基、3,3,3-三溴丙烷磺酰氧基、和4,4,4-三氟丁烷磺酰氧基),以及芳基磺酰氧基(例如任选被1-3个C1-C4烷基取代的C6-C10芳基,譬如苯磺酰氧基,α-萘基磺酰氧基、β-萘基磺酰氧基,对-甲苯磺酰氧基(即甲苯磺酸酯)、4-叔丁基苯磺酰氧基、均三甲苯磺酰氧基、和6-乙基-α-萘基磺酰氧基)。
“活化酯”可以用式-COL表示,其中L为离去基团,其典型实例包括N-羟基磺基琥珀酰亚胺基和N-羟基琥珀酰亚胺基;被吸电子基团(例如对-硝基、五氟、五氯、或对-三氟甲基)取代的芳氧基;以及被碳化二亚胺活化的羧酸所形成的酸酐或混酐,例如-OCORa或-OCNRaNHRb,其中Ra和Rb独立地为C1-C6烷基,C5-C8烷基(例如环己基),C1-C6全氟烷基,或C1-C6烷氧基。活化酯可以就地形成或者也可以是可分离的试剂。磺基琥珀酰亚胺基酯、五氟苯硫酚酯、磺基四氟苯酚是优选的活化酯。然而,所述酯离去基团可以是例如取代的或未取代的C1-C6烷基(例如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基或己基),或取代的或未取代的C6-C14芳基或杂环基,譬如2-氟乙基、2-氯乙基、2-溴乙基、2,2-二溴乙基、2,2,2-三氯乙基、3-氟丙基、4-氯丁基、甲氧基甲基、1,1-二甲基-1-甲氧基甲基、乙氧基甲基、N-丙氧基甲基、异丙氧基甲基、N-丁氧基甲基、叔丁氧基甲基、1-乙氧基乙基、1-甲基-1-甲氧基乙基、1-(异丙氧基)乙基、3-甲氧基丙基-4-甲氧基丁基、氟代甲氧基甲基、2,2,2-三氯乙氧基甲基、双(2-氯乙氧基)甲基、3-氟丙氧基甲基、4-氯丁氧基乙基、二溴甲氧基乙基、2-氯乙氧基丙基、氟代甲氧基丁基、2-甲氧基乙氧基甲基、乙氧基甲氧基乙基、甲氧基乙氧基丙基、甲氧基乙氧基丁基、苄基、苯乙基、3-苯基丙基、4-苯基丁基、α-萘基甲基、β-萘基甲基、二苯基甲基、三苯基甲基、α-萘基二苯基甲基、9-蒽基甲基、4-甲基苄基、2,4,6-三甲基苄基、3,4,5-三甲基苄基、4-甲氧基苄基、4-甲氧基苯基二苯基甲基、2-硝基苄基、4-硝基苄基、4-氯苄基、4-溴苄基、4-氰基苄基、4-氰基苄基二苯基甲基、或双(2-硝基苯基)甲基。
术语“吸电子基团”是本领域公知的,它描述了取代基从邻原子吸引价电子(例如π电子)的能力,例如取代基的电负性要大于邻原子,与相同位置的氢原子相比,它具有更强的吸引电子到其自身上的能力。哈米特(Hammett)σ值,尤其是σp值,是公认的表示基团给电子和吸电子能力的量度。例如,参见J.March的“高级有机化学”(Advanced Organic Chemistry),第5版,John Wiley&Sons,Inc.,New York,pp.368-75(2001)。给电子基团的哈米特常数值通常为负值(NH2的σp=-0.66),吸电子基团为正值(硝基的σp=0.78),σp代表对位取代。示例性的吸电子基团尤其包括硝基,酰基(酮),甲酰基(醛),磺酰基,三氟甲基,卤素(例如氯和氟),以及氰基等等。相反,“给电子基团”是指这种取代基,它给出电子的能力大于分子中占据相同位置的氢的能力。其实例尤其包括氨基(包括烷基氨基和二烷基氨基),芳基,烷氧基(包括芳烷氧基),芳氧基,巯基和烷硫基,以及羟基。
本文使用的“烷基”包括含有一个或多个碳原子的饱和烃,包括直链烷基(例如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基等),环状烷基(或“环烷基”或“脂环”或“碳环”基团)(例如环丙基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基等),支链烷基(包括异丙基、叔丁基、仲丁基、异丁基等),以及烷基取代的烷基基团(例如烷基取代的环烷基基团和环烷基取代的烷基基团)。术语“脂族基”包括以通常含有1-22个碳原子的直链或支链为特征的有机部分。在复杂结构中,所述链可以是支链、桥状或交联的。脂族基包括烷基、链烯基、和炔基。
在某些实施方案中,直链或支链烷基的骨架上可以具有30个或更少的碳原子,例如直链C1-C30或支链C3-C30。在某些实施方案中,直链或支链烷基的骨架上可以具有20个或更少的碳原子(例如直链C1-C20或支链C3-C20),更优选具有18个或更少个碳原子。同样,环烷基的环结构优选具有4-10个碳原子,更优选具有4-7个碳原子。术语“低级烷基”是指链中具有1-6个碳原子的烷基,并且也指环结构中具有3-6个碳的环烷基基团。
除对碳原子数另有说明的以外,本文所使用的“低级脂族”、“低级烷基”、“低级链烯基”等中的“低级”是指具有至少一个但少于约8个碳原子的部分。在某些实施方案中,直链或支链低级烷基的骨架上具有6个或更少的碳原子(例如直链C1-C6,支链C3-C6),且更优选具有4个或更少的碳原子。同样,环烷基的环结构优选具有3-8个碳原子,更优选具有5或6个碳原子。术语“C1-C6烷基”中的“C1-C6”是指包含1-6个碳原子的烷基。
此外,除另有说明外,术语烷基将包括“未取代的烷基”和“取代的烷基”,后者是指带有取代基的烷基,所述取代基取代了烃骨架一个或多个碳上的一个或多个氢原子。这些取代基可包括,例如,链烯基、炔基、卤素、羟基、烷基羰氧基、芳基羰氧基、烷氧基羰氧基、芳氧基、芳氧基羰氧基、羧酸基(carboxylate)、烷基羰基、芳基羰基、烷氧基羰基、氨基羰基、烷基氨基羰基、二烷基氨基羰基、烷硫基羰基、烷氧基、磷酸基(phosphate)、膦酰氧基(phosphonato)、亚膦酰氧基(phosphinato)、氰基、氨基(包括烷基氨基、二烷基氨基、芳基氨基、二芳基氨基、和烷基芳基氨基)、酰基氨基(包括烷基羰基氨基、芳基羰基氨基、氨基甲酰基和脲基)、亚氨基、巯基(sulfhydryl)、烷硫基、芳硫基、硫代羧酸基、硫酸基、烷基亚磺酰基、磺酰氧基(sulfonato)、氨基磺酰基、亚磺酰氨基、硝基、三氟甲基、氰基、叠氮基、杂环基、烷基芳基、或芳族(包括杂芳族)基团。
“芳基烷基”是指被芳基取代的烷基基团(例如苯甲基(即苄基))。“烷基芳基”部分是指被烷基取代的芳基基团(例如对甲基苯基(即对甲苯基))。术语“正-烷基”是指直链(即非支链)的未取代烷基。“亚烷基”是指相应烷基的二价类似物。术语“链烯基”和“炔基”是指类似于烷基的不饱和脂族基,但它们分别包含至少一个碳-碳双键或三键。适宜的链烯基和炔基包括具有2至大约12个碳原子(优选2至大约6个碳原子)的基团。
术语“芳族基”或“芳基”包括含有1个或多个环的不饱和且具芳香性的环状烃以及不饱和且具芳香性的杂环。芳基也可以与非芳香性的脂环或杂环稠合或桥连,从而形成多环(例如1,2,3,4-四氢化萘)。“亚芳基”是芳基的二价类似物。芳基也可以与非芳香性的脂环或杂环稠合或桥连,从而形成多环(例如1,2,3,4-四氢化萘)。
术语“杂环基”包括类似于碳环基团的闭环结构,其中环中的一个或多个碳原子为非碳元素,例如为氮、硫、或氧。杂环基可以是饱和或不饱和的。另外,杂环基(例如吡咯基、吡啶基、异喹啉基、喹啉基、嘌呤基和呋喃基)可以具有芳香性质,在这种情况下它们可被称作“杂芳基”或“杂芳族基”。
除另有规定外,芳基和杂环基(包括杂芳基)也可以在一个或多个组成原子上被取代。杂芳基和杂脂环基的实例可以具有1-3个分离或稠合的环和一个或多个N、O、或S杂原子,其中每个环具有3-大约8个组成原子。通常,术语“杂原子”包括除碳或氢之外任何元素的原子,其优选实例包括氮、氧、硫和磷。杂环基可以是饱和或不饱和或芳香性的。
杂环的实例包括但不限于吖啶基;吖辛因基;苯并咪唑基;苯并呋喃基;苯并异呋喃基;苯并噻吩基;苯并噁唑基;苯并噻唑基;苯并三唑基;苯并四唑基;苯并异噁唑基;苯并异噻唑基;苯并咪唑啉基;咔唑基;4aH-咔唑基;咔啉基;苯并二氢吡喃基;色烯基;1,2-二氮杂萘基;十氢喹啉基;2H,6H-1,5,2-二噻嗪基;二氢呋喃并[2,3-b]四氢呋喃;呋喃基;呋咱基;咪唑烷基;咪唑啉基;咪唑基;1H-吲唑基;假吲哚基(indolenyl);二氢吲哚基;吲嗪基;吲哚基;3H-吲哚基;异苯并呋喃基;异苯并二氢呋喃基;异吲唑基;异二氢吲哚基;异吲哚基;异喹啉基;异噻唑基;异噁唑基;亚甲二氧基苯基;吗啉基;萘啶基;八氢异喹啉基;噁二唑基;1,2,3-噁二唑基;1,2,4-噁二唑基;1,2,5-噁二唑基;1,3,4-噁二唑基;噁唑烷基;噁唑基;噁唑烷基;嘧啶基;菲啶基;菲咯啉基;吩嗪基;吩噻嗪基;吩噻噁基(phenoxathiinyl);吩噁嗪基;2,3-二氮杂萘基;哌嗪基;哌啶基;哌啶酮基;4-哌啶酮基;胡椒基;喋啶基;嘌呤基;吡喃基;吡嗪基;吡唑烷基;吡唑啉基;吡唑基;哒嗪基;吡啶并噁唑;吡啶并咪唑;吡啶并噻唑;吡啶基(pyridinyl);吡啶基(pyridyl);嘧啶基;吡咯烷基;吡咯啉基;2H-吡咯基;吡咯基;喹唑啉基;喹啉基;4H-喹嗪基;喹喔啉基;奎宁环基;四氢呋喃基;四氢异喹啉基;四氢喹啉基;四唑基;6H-1,2,5-噻二嗪基;1,2,3-噻二唑基;1,2,4-噻二唑基;1,2,5-噻二唑基;1,3,4-噻二唑基;噻蒽基;噻唑基;噻吩基;噻吩并噻唑基;噻吩并噁唑基;噻吩并咪唑基;噻吩基;三嗪基;1,2,3-三唑基;1,2,4-三唑基;1,2,5-三唑基;1,3,4-三唑基;和占吨基。优选的杂环基包括但不限于吡啶基;呋喃基;噻吩基;吡咯基;吡唑基;吡咯烷基;咪唑基;吲哚基;苯并咪唑基;1H-吲唑基;噁唑烷基;苯并三唑基;苯并异噁唑基;羟吲哚基;苯并噁唑啉基;和靛红基(isatinoyl)。同样也包括包含例如上述杂环的稠环和螺环化合物。
普通的烃芳基是具有一个环的苯基。两个环的烃芳基包括萘基、茚基、苯并环辛烯基、苯并环庚烯基、并环戊二烯基和奥基,及其部分氢化类似物如2,3-二氢茚基和四氢萘基。示例性的三环烃芳基包括苊烯基、芴基、非那烯基、菲基和蒽基。
芳基也包括杂单环芳基,亦即单环杂芳基,如噻吩基、呋喃基、吡喃基、吡咯基、咪唑基、吡唑基、吡啶基、吡嗪基、嘧啶基和哒嗪基;以及它们的氧化类似物如吡啶酮基,噁唑酮基、吡唑酮基、异噁唑酮基、和噻唑酮基。相应的氢化(即非芳香性)杂单环基包括吡咯烷基,吡咯啉基,咪唑烷基,咪唑啉基,吡唑烷基,吡唑啉基,哌啶基和哌啶子基,哌嗪基,以及吗啉代和吗啉基。
芳基也包括稠合的双环杂芳基,如吲哚基、异吲哚基、吲嗪基、吲唑基、喹啉基、异喹啉基、吩嗪基、喹喔啉基、喹唑啉基、噌啉基、色烯基、异色烯基、苯并噻吩基、苯并咪唑基、苯并噻唑基、嘌呤基、喹嗪基、异喹诺酮基、喹诺酮基、萘啶基、和喋啶基,以及部分氢化类似物譬如苯并二氢吡喃基、异苯并二氢吡喃基、2,3-二氢吲哚基,异二氢吲哚基,和四氢吲哚基。芳基还包括稠合的三环基团,譬如吩噻噁基(phenoxathiinyl),咔唑基,菲啶基,吖啶基,萘嵌间二氮苯基,菲咯啉基,吩嗪基,吩噻嗪基,吩噁嗪基,和二苯并呋喃基。
一些典型的芳基包括取代或未取代的5-和6-元单环基团。在另一个方面中,各Ar基团选自取代或未取代的苯基、吡咯基、呋喃基、噻吩基、噻唑基、异噻唑基、咪唑基、三唑基、四唑基、吡唑基、噁唑基、异噁唑基、吡啶基、吡嗪基、哒嗪基、和嘧啶基。更多的实例包括取代或未取代的苯基、1-萘基、2-萘基、联苯基、1-吡咯基、2-吡咯基、3-吡咯基、3-吡唑基、2-咪唑基、4-咪唑基、吡嗪基、2-噁唑基、4-噁唑基、5-噁唑基、3-异噁唑基、4-异噁唑基、5-异噁唑基、2-噻唑基、4-噻唑基、5-噻唑基、2-呋喃基、3-呋喃基、2-噻吩基、3-噻吩基、2-吡啶基、3-吡啶基、4-吡啶基、2-嘧啶基、4-嘧啶基、5-苯并噻唑基、嘌呤基、2-苯并咪唑基、5-吲哚基、1-异喹啉基、5-异喹啉基、2-喹喔啉基、5-喹喔啉基、3-喹啉基、和6-喹啉基基团。
本文中使用的术语“胺”或“氨基”是指由式-NRaRb表示的未取代或取代的部分,其中Ra和Rb各自独立地为氢,烷基,芳基,或杂环基,或者Ra和Rb与它们所连接的氮原子一起形成环状部分,其中环中含有3-8个原子。因此,术语氨基包括环状氨基部分如哌啶基或吡咯烷基,除非另有说明。这样,本文使用的术语“烷基氨基”则表示连接有氨基的烷基。合适的烷基氨基包括具有1至大约12个碳原子,优选具有1至大约6个碳原子的基团。术语氨基包括其中氮原子通过共价键与至少一个碳或杂原子键合的化合物或部分。术语“二烷基氨基”包括其中氮原子与至少两个烷基键合的基团。术语“芳基氨基”和“二芳基氨基”分别包括其中氮与至少或两个芳基基团键合的基团。术语“烷基芳基氨基”是指与至少一个烷基和至少一个芳基键合的氨基基团。术语“烷基氨基烷基”是指被烷基氨基取代的烷基、链烯基或炔基。术语“酰胺”或“氨基羰基”包括含有与羰基或硫羰基基团中碳键合的氮原子的化合物或部分。
术语“烷硫基“是指烷基,具有与之相连的硫基(sulfhydryl)基团。合适的烷硫基包括具有1至大约12个碳原子,优选具有1至大约6个碳原子的基团。
本文使用的术语“烷基羧基”是指连接有羧基的烷基。
本文使用的术语“烷氧基”是指连接有氧原子的烷基。代表性的烷氧基包括具有1至大约12个碳原子,优选1至大约6个碳原子的基团,例如,甲氧基、乙氧基、丙氧基、叔丁氧基等等。烷氧基的实例包括甲氧基、乙氧基、异丙氧基、丙氧基、丁氧基、和戊氧基。烷氧基基团可以被这样一些基团取代,譬如链烯基、炔基、卤素、羟基、烷基羰氧基、芳基羰氧基、烷氧基羰氧基、芳氧基羰氧基、羧酸基、烷基羰基、芳基羰基、烷氧基羰基、氨基羰基、烷基氨基羰基、二烷基氨基羰基、烷硫基羰基、烷氧基、磷酸基(phosphate)、膦酰氧基(phosphonato)、亚膦酰氧基(phosphinato)、氰基、氨基(包括烷基氨基、二烷基氨基、芳基氨基、二芳基氨基、和烷基芳基氨基)、酰基氨基(包括烷基羰基氨基、芳基羰基氨基、氨基甲酰基和脲基)、亚氨基、巯基(sulfhydryl)、烷硫基、芳硫基、硫代羧酸基、硫酸基、烷基亚磺酰基、磺酰氧基(sulfonato)、氨基磺酰基、亚磺酰氨基、硝基、三氟甲基、氰基、叠氮基、杂环基、烷基芳基、或芳族或杂芳族部分。卤代烷氧基的实例包括但不限于氟甲氧基、二氟甲氧基、三氟甲氧基、氯甲氧基、二氯甲氧基、三氯甲氧基等,以及全卤代烷氧基基团。
术语“酰氨基”包括其中氨基部分与酰基键合的部分。例如,酰氨基包括烷基羰基氨基、芳基羰基氨基、氨基甲酰基和脲基。
术语“烷氧基烷基”、“烷基氨基烷基”和“硫代烷氧基烷基”包括上述烷基,该烷基进一步包含取代了烃骨架中一个或多个碳原子的氧、氮或硫原子。
术语“羰基”或“羧基”包括含有通过双键与氧原子连接的碳的化合物或部分。含有羰基之部分的实例包括醛、酮、羧酸、酰胺、酯、酸酐等。
术语“醚”或“醚性的”包括含有与两个碳原子键合的氧原子的化合物或部分。例如,醚或醚性基团包括“烷氧基烷基”,它是指被烷氧基取代的烷基、链烯基、或炔基。
“磺酸基”基是指与碳原子键合的-SO3H或-SO3 -X+基团,其中X+是阳离子抗衡离子基团。同样,“磺酸”化合物具有与碳原子键合的-SO3H或-SO3 -X+基团,其中X+是阳离子基团。本文使用的“硫酸基”是指与碳原子键合的-OSO3H或-OSO3 -X+基团,并且“硫酸”化合物具有与碳原子键合的-SO3H或-OSO3 -X+基团,其中X+是阳离子基团。根据本发明,适宜的阳离子基团可以是氢原子。在某些情况下,阳离子基团实际上可以是治疗化合物上的另一个基团,它在生理pH下呈电荷阳性,例如氨基。
“抗衡离子”需要用于维持电中性。阴离子抗衡离子的实例包括卤化物、三氟甲磺酸根、硫酸根、硝酸根、氢氧根、碳酸根、碳酸氢根、乙酸根、磷酸根、草酸根、氰化物、烷基羧基化物、N-羟基琥珀酰亚胺、N-羟基苯并三唑、醇盐、硫醇盐、烷烃磺酰氧基、卤代烷烃磺酰氧基、芳基磺酰氧基、硫酸氢根、草酸根、戊酸根、油酸根、十六烷酸根、硬脂酸根、月桂酸根、硼酸根、苯甲酸根、乳酸根、柠檬酸根、马来酸根、富马酸根、琥珀酸根、酒石酸根、萘甲磺酸根、葡庚糖酸根、或乳糖酸根。含有通过共价键与阴离子基团键合的阳离子基团的化合物可称作“内盐”。
术语“硝基”是指-NO2;术语“卤素”或“卤代”或“卤”表示-F,-Cl,-Br或-I;术语“硫醇”、“硫代”或“巯基”是指SH;并且术语“羟基”是指-OH。
术语“酰基”是指通过其碳原子与氢(即甲酰基)、脂族基(例如乙酰基)、芳族基(例如,苯甲酰基)等连接的羰基。术语“取代酰基”包括其中的一个或多个碳原子上的一个或多个氢原子被以下基团取代的酰基:例如,烷基、炔基、卤素、羟基、烷基羰氧基、芳基羰氧基、烷氧基羰氧基、芳氧基羰氧基、羧酸基(carboxylate)、烷基羰基、芳基羰基、烷氧基羰基、氨基羰基、烷基氨基羰基、二烷基氨基羰基、烷硫基羰基、烷氧基、磷酸基(phosphate)、膦酰氧基(phosphonato)、亚膦酰氧基(phosphinato)、氰基、氨基(包括烷基氨基、二烷基氨基、芳基氨基、二芳基氨基、和烷基芳基氨基)、酰基氨基(包括烷基羰基氨基、芳基羰基氨基、氨基甲酰基和脲基)、亚氨基、巯基(sulfhydryl)、烷硫基、芳硫基、硫代羧酸基、硫酸基、烷基亚磺酰基、磺酰氧基(sulfonato)、氨基磺酰基、亚磺酰氨基、硝基、三氟甲基、氰基、叠氮基、杂环基、烷基芳基、或芳族或杂芳族部分。
除另有说明外,本发明化合物的化学部分(包括上述基团)都可以是“取代或未取代的”。在一些实施方案中,术语“取代的”意指该部分在非氢的基团位置上具有取代基(即在大多数情形下,取代了氢),这样使得分子能产生其预期的功效。取代基的实例包括选自以下的基团:直链或支链的烷基(优选C1-C5),环烷基(优选C3-C8),烷氧基(优选C1-C6),硫代烷基(C1-C6),链烯基(优选C2-C6),炔基(优选C2-C6),杂环,碳环,芳基(例如苯基),芳氧基(例如苯氧基),芳烷基(例如苄基),芳氧基烷基(例如苯氧基烷基),芳基乙酰氨基,烷基芳基,杂芳烷基,烷基羰基和芳基羰基或其它这类酰基,杂芳基羰基,和杂芳基,以及(CR’R”)0-3NR’R”(例如,-NH2),(CR’R”)0-3CN(例如,-CN),-NO2,卤素(例如,-F,-Cl,-Br,或-I),(CR’R”)0-3C(卤素)3(例如,-CF3),(CR’R”)0-3CH(卤素)2,(CR’R”)0-3CH2(卤素),(CR’R”)0-3CONR’R”,(CR’R”)0-3(CNH)NR’R”,(CR’R”)0-3S(O)1-2NR’R”,(CR’R”)0-3CHO,(CR’R”)0-3O(CR’R”)0-3H,(CR’R”)0-3S(O)0-3R’(例如,-SO3H),(CR’R”)0-3O(CR’R”)0-3H(例如,-CH2OCH3和-OCH3),(CR’R”)0-3S(CR’R”)0-3H(例如,-SH和-SCH3),(CR’R”)0-3OH(例如,-OH),(CR’R”)0-3COR’,(CR’R”)0-3(取代的或未取代的苯基),(CR’R”)0-3(C3-C8环烷基),(CR’R”)0-3CO2R’(例如,-CO2H),和(CR’R”)0-3OR’基团,其中R’和R”各自独立地为氢,C1-C5烷基,C2-C5链烯基,C2-C5炔基,或芳基;或任何天然氨基酸的侧链。
在另一实施方案中,取代基可以选自直链或支链的烷基(优选C1-C5),环烷基(优选C3-C8),烷氧基(优选C1-C6),硫代烷基(优选C1-C6),链烯基(优选C2-C6),炔基(优选C2-C6),杂环,碳环,芳基(例如苯基),芳氧基(例如苯氧基),芳烷基(例如苄基),芳氧基烷基(例如苯氧基烷基),芳基乙酰氨基,烷基芳基,杂芳烷基,烷基羰基和芳基羰基或其它这种酰基,杂芳基羰基,或杂芳基,(CR’R”)0-10NR’R”(例如,-NH2),(CR’R”)0-10CN(例如,-CN),-NO2,卤素(例如,F,Cl,Br,或I),(CR’R”)0-10C(卤素)3(例如,-CF3),(CR’R”)0-10CH(卤素)2,(CR’R”)0-10CH2(卤素),(CR’R”)0-10CONR’R”,(CR’R”)0-10(CNH)NR’R”,(CR’R”)0-10S(O)1-2NR’R”,(CR’R”)0-10CHO,(CR’R”)0-10O(CR’R”)0-10H,(CR’R”)0-10S(O)0-3R’(例如,-SO3H),(CR’R”)0-10O(CR’R”)0-10H(例如,-CH2OCH3和-OCH3),(CR’R”)0-10S(CR’R”)0-3H(例如,-SH和-SCH3),(CR’R”)0-10OH(例如,-OH),(CR’R”)0-10COR’,(CR’R”)0-10(取代的或未取代的苯基),(CR’R”)0-10(C3-C8环烷基),(CR’R”)0-10CO2R’(例如,-CO2H),或(CR’R”)0-10OR’基团,或任何天然氨基酸的侧链;其中R’和R”各自独立地为氢,C1-C5烷基,C2-C5链烯基,C2-C5炔基,或芳基,或者R’和R”一起形成亚苄基或-(CH2)2O(CH2)2-基团。
应当理解,“取代”或“被……取代”包括隐含条件,即这种取代要符合被取代原子和取代基的允许价态,并且这种取代要产生稳定的化合物,例如,它不能自发地通过例如重排、环化、消除等方式进行转化。本文使用的术语“取代的”意欲包括有机化合物的所有可允许取代基。广义上讲,可允许取代基包括有机化合物的无环和环状、支链和直链、碳环和杂环、芳族和非芳族的取代基。可允许的取代基可以是一个或多个。
在一些实施方案中,“取代基”例如可选自以下基团:卤素,三氟甲基,硝基,氰基,C1-C6烷基,C2-C6链烯基,C2-C6炔基,C1-C6烷基羰氧基,芳基羰氧基,C1-C6烷氧基羰氧基,芳氧基羰氧基,C1-C6烷基羰基,C1-C6烷氧基羰基,C1-C6烷氧基,C1-C6烷硫基,芳硫基,杂环基,芳烷基,和芳基(包括杂芳基)。
在一个实施方案中,本发明涉及式I化合物或其可药用盐:
其中:
R1为取代或未取代的环烷基、杂环基、芳基、芳基环烷基、二环或三环基、二环或三环稠环基团,或为取代或未取代的C2-C10烷基;
R2选自氢、烷基、巯基烷基、链烯基、炔基、环烷基、芳基、芳基烷基、噻唑基、三唑基、咪唑基、苯并噻唑基、和苯并咪唑基;
Y是SO3 -X+,OSO3 -X+,或SSO3 -X+;
X+是氢,阳离子基团,或成酯基团;和
L1和L2各自独立地为取代或未取代的C1-C5烷基或不存在,条件是当R1为烷基时,L1不存在。
在进一步的实施方案中,本发明涉及式I I化合物或其可药用盐:
其中:
R1是取代或未取代的单环、二环、三环、或苯并杂环基团或是取代或未取代的C2-C10烷基;
R2为氢,烷基,巯基烷基,链烯基,炔基,环烷基,芳基,芳基烷基,噻唑基,三唑基,咪唑基,苯并噻唑基,苯并咪唑基,或与R1连接形成杂环;
Y是SO3 -X+,OSO3 -X+,或SSO3 -X+;
X+是氢,阳离子基团,或成酯部分;
m是0或1;
n是1、2、3或4;
L是取代或未取代的C1-C3烷基或不存在,条件是当R1为烷基时,L不存在。
在进一步的实施方案中,R2为氢。在另一个进一步的实施方案中,R1是直链烷基,例如,乙基、正戊基、正庚基、或正辛基。在另一个实施方案中,R1为叔丁基。在再一个替换方案中,R1是C7-C10二环烷基或三环烷基,例如三环[3.3.1.03,7]癸基(或金刚烷基),二环[2.1.2]庚基,或吲哚基。在另一个替换方案中,R1为四氢萘基。
在一个实施方案中,L2为-(CH2)3-。在另一个进一步的实施方案中,L2为-(CH2)4-或-(CH2)5-。在再一个进一步的实施方案中,L2为-(CH2)2-。在又一个进一步的实施方案中,L2为取代烷基,例如-CH2-(CHOH)-CH2-。
在另一个实施方案中,L1为CH2CH2或不存在。
在进一步的实施方案中,R1是支链烷基,例如叔丁基。在另一个实施方案中,R1为金刚烷基。在另一个实施方案中,R1为环状烷基,例如环丙基、环己基、环庚基、环辛基等。环烷基部分可以进一步被例如另外的烷基或能使分子行使其预定功能的其它基团取代。在另一个实施方案中,R1为被炔丙基部分(例如HC≡C-)取代的烷基。在另一个实施方案中,R1是被一个或多个甲基或炔丙基取代的环己基。
在其它实施方案中,L1为C1-C2烷基连接基(例如,-CH(CH3)-或-(CH2)2-)。在进一步的实施方案中,R1是苯基。在某些实施方案中,R1是被甲氧基取代的。在其它实施方案中,L1是C3,例如,-(CH2)3-或C(CH3)2-。在某些实施方案中,L1是被例如烷氧基、羧基(-COOH)、苄基、酰氨基(-C=O-NH-)、或酯(C=O-C-O)基团取代的。在某些实施方案中,酯基是甲基、乙基、丙基、丁基、环己基、或苄基酯。在其它实施方案中,酯基可以是丙烯基。在其它实施方案中,L1被羧基取代。在进一步的实施方案中,R1被取代的酰氨基所取代,其中酰氨基被烷基(例如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基或己基)所取代。在另一个实施方案中,烷基R1被-C=O-NH-OH、C=O-NH2、或酰氨基所取代。在某些实施方案中,酰氨基被烷基(例如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、环己基等)、苄基或芳基所取代。在另一个实施方案中,酰氨基被-CH(CH2)2基团所取代。R1本身可被苯基取代或者可以是支链或直链的烷基。在某些实施方案中,R1也可以被硫醚部分所取代。硫醚的实例包括S-Me,S-Et等。在某些实施方案中,烷基R1部分不仅被芳基或硫醚部分所取代,而且还被酰氨基部分取代。在其它实施方案中,烷基R1部分可被硫醚和羧基部分同时取代。在其它实施方案中,烷基R1基团被羟基所取代。R1基团,例如烷基R1基团,也可以被硫醚和羟基基团二者同时取代。在其它实施方案中,R1基团,例如烷基R1基团,被氰基所取代。包括-CN基团在内的R1基团的实例包括-C(CH3)2CN,被一个或多个氰基取代的环己基等。
在其它实施方案中,烷基R1基团被芳基所取代。该种芳基基团例如可被苯基取代。取代苯基可以被一个或多个诸如羟基、氰基和烷氧基的取代基所取代。在其它实施方案中,烷基R1基团被四唑基或取代或未取代的苄基所取代。
在进一步的实施方案中,L1是-C(CH3)2-(CH2)-。在另一个实施方案中,L1是-(C(CH3)2-CHOH-。在再一个实施方案中,L1是-(C(CH3)2-CH(OMe)-。在另一个实施方案中,R1是取代或未取代的苯基。在进一步的实施方案中,R1是对位取代的苯基。取代基的实例包括但不限于氟、氯、溴、碘、甲基、叔丁基、烷氧基、甲氧基等。在其它实施方案中,R1在间位上被取代。取代基的实例包括甲氧基、氯、甲基、叔丁基、氟、烷基、烷氧基、碘、三氟烷基、甲氧基等。在另一个实施方案中,R1是在邻位上被类似取代基取代的苯基。在另一个实施方案中,L1包括环烷基基团,例如环戊基。在另一个实施方案中,L1包括链烯基基团以及任选的取代芳基(取代基与上文所述的相同)。
在某些实施方案中,R1是环丙基或环己基。在某些实施方案中,环丙基或环己基基团被醚基或烷基所取代。在某些进一步的实施方案中,醚基是苄基醚基。
在另一个实施方案中,其中R1是烷基,它被诸如苯基、或羟基之类基团所取代。
在其它实施方案中,本发明的化合物选自以下化合物及其可药用的盐、酯、和前药:
在另一个实施方案中,本发明涉及式III化合物及其可药用的盐和酯:
其中:
A是氮或氧;
R11是氢,成盐阳离子、成酯基团,-(CH2)x-Q,或当A为氮时,A和R11共同表示天然或非天然氨基酸残基或其盐或酯;
Q是氢,噻唑基,三唑基,咪唑基,苯并噻唑基,或苯并咪唑基;
x是0,1,2,3,或4;
n是0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,或10;
R3,R3a,R4,R4a,R5,R5a,R6,R6a,R7和R7a各自独立地为氢,烷基,巯基烷基,链烯基,炔基,环烷基,芳基,烷基羰基,芳基羰基,烷氧基羰基,氰基,卤素,氨基,四唑基,或位于相邻环原子上的两个R基团与这两个环原子一起形成双键,条件是R3,R3a,R4,R4a,R5,R5a,R6,R6a,R7和R7a中的一个为式IIIa部分:
其中:
m是0,1,2,3,或4;
RA,RB,Rc,RD,和RE独立地选自氢,卤素,羟基,烷基,烷氧基,卤代烷基,巯基烷基,链烯基,炔基,环烷基,芳基,氰基,噻唑基,三唑基,咪唑基,四唑基,苯并噻唑基,和苯并咪唑基;
条件是所述化合物不能是3-(4-苯基-1,2,3,6-四氢-1-吡啶基)-1-丙烷磺酸。
在进一步的实施方案中,n为2,3或4。
在另一个实施方案中,R11是成盐阳离子。成盐阳离子的实例包括本文所述的可药用盐以及锂、钠、钾、镁、钙、钡、锌、铁、和铵。在另一实施方案中,R11是成酯基团。成酯基团包括键合时能形成酯的基团。这类基团的实例包括取代或未取代的烷基、芳基、链烯基、炔基、或环烷基。在另一个实施方案中,A是氧。
在另一个实施方案中,R3和R4与它们所连接的碳原子一起形成双键。在另一个实施方案中,RA,RB,Rc,RD和RE各自为氢。RA,RB,RD和RE各自为氢且Rc为卤素,譬如氟、氯、碘或溴。
在另一个实施方案中,R3或R5a是式IIIa基团。
在另一个实施方案中,R4、R5、R6和R7各自为氢。在另一个进一步的实施方案中,R4a、R5a、R6a和R7a各自为氢。
在另一个实施方案中,R3a为羟基,氰基,酰基,或羟基。
在另一个进一步的实施方案中,R11和A一起表示天然或非天然氨基酸残基或其可药用的盐或酯。氨基酸残基的实例包括苯丙氨酸和亮氨酸的酯和盐。
在另一个实施方案中,m为0,1,或3。
式III化合物的实例包括但不限于:
及其可药用的盐、酯和前药。
在另一个实施方案中,本发明涉及式IV化合物及其可药用的盐和酯:
其中:
A是氮或氧;
R11是氢,成盐阳离子、成酯基团,-(CH2)x-Q,或当A为氮时,A和R11共同表示天然或非天然氨基酸残基或其盐或酯;
Q是氢,噻唑基,三唑基,咪唑基,苯并噻唑基,或苯并咪唑基;
x是0,1,2,3,或4;
n是0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,或10;
R4,R4a,R5,R5a,R6,R6a,R7和R7a各自独立地为氢,烷基,巯基烷基,链烯基,炔基,环烷基,芳基,烷基羰基,芳基羰基,烷氧基羰基,氰基,卤素,氨基,四唑基,R4和R5与它们所连接的环原子一起形成双键,或者R6和R7与它们所连接的环原子一起形成双键;
m是0,1,2,3,或4;
R8,R9,R10,R11,和R12独立地选自氢,卤素,羟基,烷基,烷氧基,卤代烷基,巯基烷基,链烯基,炔基,环烷基,芳基,氰基,噻唑基,三唑基,咪唑基,四唑基,苯并噻唑基,和苯并咪唑基。
在另一个实施方案中,R11是成盐阳离子。成盐阳离子的实例包括本文所述的可药用盐以及锂、钠、钾、镁、钙、钡、锌、铁、和铵。在另一实施方案中,R11是成酯基团。成酯基团包括键合时能形成酯的基团。这类基团的实例包括取代或未取代的烷基、芳基、链烯基、炔基、或环烷基。在另一个实施方案中,A是氧。
在另一个实施方案中,m是0或1。在另一个进一步的实施方案中,n为2,3或4。在另一个进一步的实施方案中,R4,R5,R6和R7各自为氢。R4a,R5a,R6a和R7a同样也为氢。R8,R9,R10,R11,和R12包括氢。在另一个实施方案中,R8,R9,R11,R12各自为氢,且R10为卤素(例如氟、氯、溴或碘),硝基,或烷基(例如甲基、乙基、丁基)。在另一个实施方案中,A-R11可以是氨基酸残基,例如苯丙氨酸残基。在另一个实施方案中,R9,R10,R11,和R12各自为氢,而R8则不是氢,例如是卤素如氟、溴、氯或碘。
在另一个实施方案中,所述化合物为:
及其可药用的盐、酯、和前药。
在另一个实施方案中,本发明涉及式V化合物及其可药用的盐、酯和前药:
其中:
A是氮或氧;
R11是氢,成盐阳离子、成酯基团,-(CH2)x-Q,或当A为氮时,A和R11共同表示天然或非天然氨基酸残基或其盐或酯;
Q是氢,噻唑基,三唑基,咪唑基,苯并噻唑基,或苯并咪唑基;
x是0,1,2,3,或4;
n是0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,或10;
aa是天然或非天然氨基酸残基;
m是0,1,2,或3;
R14是氢或保护基;
R15是氢,烷基或芳基。
在另一个实施方案中,R11是成盐阳离子。成盐阳离子的实例包括本文所述的可药用盐以及锂、钠、钾、镁、钙、钡、锌、铁、和铵。在另一实施方案中,R11是成酯基团。成酯基团包括键合时能形成酯的基团。这类基团的实例包括取代或未取代的烷基、芳基、链烯基、炔基、或环烷基。在另一个实施方案中,A是氧。
在另一个实施方案中,n是2,3或4。在某些实施方案中,m为0。在某些实施方案中,A-R11是天然氨基酸的残基,或其盐或酯。氨基酸残基的实例包括但不限于亮氨酸或苯丙氨酸残基,及其可药用的盐和酯。可能的酯包括甲基、乙基、和叔丁基。
在另一个实施方案中,m是1。aa的实例包括天然和非天然氨基酸残基如苯丙氨酸、甘氨酸、和亮氨酸。
在另一个实施方案中,(aa)m是phe-phe的残基,或其酯。
在某些实施方案中,R15是氢或取代烷基,例如芳基烷基。
术语“非天然氨基酸”是指包括D型在内的天然氨基酸的任何衍生物,以及α-和β-氨基酸衍生物。应当指出,在本文中分入非天然氨基酸类别的某些氨基酸(例如羟基脯氨酸)在自然界中也可存在于某些微生物或特殊蛋白质内。适合在肽固相合成中作为中间体使用的带有多种不同保护基的氨基酸可从市场上购得。除了20种最常见的天然氨基酸外,例如,下列非天然氨基酸和氨基酸衍生物也可用于本发明(括号内为常用缩写):β-丙氨酸(β-ALA),γ-氨基丁酸(GABA),2-氨基丁酸(2-Abu),α,β-脱氢-2-氨基丁酸(8-AU),1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACPC),氨基异丁酸(Aib),2-氨基噻唑啉-4-羧酸,5-氨基戊酸(5-Ava),6-氨基己酸(6-Ahx),8-氨基辛酸(8-Aoc),11-氨基十一烷酸(11-Aun),12-氨基十二烷酸(12-Ado),2-氨基苯甲酸(2-Abz),3-氨基苯甲酸(3-Abz),4-氨基苯甲酸(4-Abz),4-氨基-3-羟基-6-甲基庚酸(抑胃酶氨酸,Sta),氨基羟乙酸(Aoa),2-氨基-1,2,3,4-四氢化萘-2-羧酸(ATC),4-氨基-5-环己基-3-羟基戊酸(ACHPA),对氨基苯丙氨酸(4-NH2-Phe),联苯丙氨酸(Bi p),对溴苯丙氨酸(4-Br-Phe),邻氯苯丙氨酸(2-Cl-Phe),间氯苯丙氨酸(3-Cl-Phe),对氯苯丙氨酸(4-Cl-Phe),间氯酪氨酸(3-Cl-Tyr),对苯甲酰基苯丙氨酸(Bpa),叔丁基甘氨酸(TLG),环己基丙氨酸(Cha),环己基甘氨酸(Chg),2,3-二氨基丙酸(Dpr),2,4-二氨基丁酸(Dbu),3,4-二氯苯丙氨酸(3,4-Cl2-Phe),3,4-二氟苯丙氨酸(3,4-F2-Phe),3,5-二碘酪氨酸(3,5-I2-Tyr),邻氟苯丙氨酸(2-F-Phe),间氟苯丙氨酸(3-F-Phe),对-氟苯丙氨酸(4-F-Phe),间氟酪氨酸(3-F-Tyr),高丝氨酸(Hse),高苯丙氨酸(Hfe),高酪氨酸(Htyr),5-羟基色氨酸(5-OH-Trp),羟基脯氨酸(Hyp),对碘苯丙氨酸(4-I-Phe),3-碘酪氨酸(3-I-Tyr),2,3-二氢吲哚-2-羧酸(Idc),六氢异烟酸(Inp),间甲基酪氨酸(3-Me-Tyr),1-萘基丙氨酸(1-Nal),2-萘基丙氨酸(2-Nal),对硝基苯丙氨酸(4-NO2-Phe),3-硝基酪氨酸(3-NO2-Tyr),正亮氨酸(Nle),正缬氨酸(Nva),鸟氨酸(Orn),邻磷酸酪氨酸(H2PO3-Tyr),八氢吲哚-2-羧酸(Oic),青霉胺(Pen),五氟苯丙氨酸(F5-Phe),苯甘氨酸(Phg),哌可酸(Pip),炔丙基甘氨酸(Pra),焦谷氨酸(PGLU),肌氨酸(Sar),四氢异喹啉-3-羧酸(Tic),噻吩基丙氨酸,和噻唑烷-4-羧酸(硫脯氨酸,Th)。此外,也可以使用N-烷基化的氨基酸,以及带有含胺侧链的氨基酸(例如Lys和Orn),其中所述胺已经酰化或烷基化。
本发明化合物的实例包括但不限于:
及其可药用的盐、酯、和前药。
在另一个实施方案中,本发明(至少部分)涉及式VI化合物或其可药用盐:
其中:
n是1,2,3,4,5,6,7,8,9,或10;
A是氮或氧;
R11是氢,成盐阳离子、成酯基团,-(CH2)x-Q,或当A为氮时,A和R11共同表示天然或非天然氨基酸残基或其盐或酯;
Q是氢,噻唑基,三唑基,咪唑基,苯并噻唑基,或苯并咪唑基;
x是0,1,2,3,或4;
R19是氢,烷基或芳基;
Y1是氧,硫,或氮;
Y2是碳,氮或氧;
R20是氢,烷基,氨基,巯基烷基,链烯基,炔基,环烷基,芳基,芳基烷基,噻唑基,三唑基,四唑基,咪唑基,苯并噻唑基或苯并咪唑基;
R21是氢,烷基,巯基烷基,链烯基,炔基,环烷基,芳基,芳基烷基,噻唑基,三唑基,四唑基,咪唑基,苯并噻唑基,苯并咪唑基,或当Y2为氧时其不存在;
R22是氢,烷基,巯基烷基,链烯基,炔基,环烷基,芳基,芳基烷基,噻唑基,三唑基,四唑基,咪唑基,苯并噻唑基,苯并咪唑基;或者当Y1为氮时,R22是氢,羟基,烷氧基或芳氧基;或者当Y1为氧或硫时,R22是不存在的;或者当Y1为氮时,R22和R21可连接形成环状基团;
R23是氢,烷基,氨基,巯基烷基,链烯基,炔基,环烷基,芳基,芳基烷基,噻唑基,三唑基,四唑基,咪唑基,苯并噻唑基,或苯并咪唑基,或当Y2为氮或氧时其不存在。
在另一个实施方案中,R11是成盐阳离子。成盐阳离子的实例包括本文所述的可药用盐以及锂、钠、钾、镁、钙、钡、锌、铁、和铵。在进一步的实施方案中,所述盐是钠盐。在进一步的实施方案中,A为氧。
在另一个实施方案中,Y1是氧或硫,且R22是不存在的。
在另一个实施方案中,Y2是氧且R21是不存在的。R20的实例包括苄基,芳基(例如苯基),烷基,环烷基(例如金刚烷基)等。在其它实施方案中,Y2是氮且R21是氢。在其它实施方案中,R21是苄基。在另一个进一步的实施方案中,R20和R21连接形成吡啶基环。在另一个实施方案中,Y1是硫。
例如,本发明的化合物包括以下化合物及其可药用的盐、酯、和前药:
在另一实施方案中,本发明涉及式VII化合物及其可药用的盐、酯、和前药:
其中:
n为2,3,或4;
A为氧或氮;
R11为氢,成盐阳离子、成酯基团,-(CH2)x-Q,或当A为氮时,A和R11一起表示天然或非天然氨基酸残基或其盐或酯;
Q是氢,噻唑基,三唑基,咪唑基,苯并噻唑基,或苯并咪唑基;
x是0,1,2,3,或4;
G是直接键或氧、氮或硫;
z是0,1,2,3,4,或5;
m是0或1;
R24选自氢,烷基,巯基烷基,链烯基,炔基,芳酰基,烷基羰基,氨基烷基羰基,环烷基,芳基,芳基烷基,噻唑基,三唑基,咪唑基,苯并噻唑基,和苯并咪唑基;
各个R25独立地选自氢,卤素,氰基,羟基,烷氧基,巯基,氨基,硝基,烷基,芳基,碳环或杂环。
在一个实施方案中,R11是氢。在另一个实施方案中,A是氧。例如,n可以是3且m可以是1。在其它实施方案中,R24为氢或苄基。
在某些实施方案中,z是0,2或3。在其它实施方案中,R25是羟基或烷氧基,例如甲氧基、乙氧基等。在某些实施方案中,两个或更多个R25取代基可以连接形成稠环(例如,形成亚甲二氧基苯基基团)。
本发明化合物的实例包括以下化合物及其可药用的盐、酯、和前药:
本发明的其它化合物包括:
及其可药用的盐、酯和前药。
本发明涉及本发明化合物的盐形式以及酸/碱形式。例如,本发明不仅涉及本文中以盐形式表示的化合物的特定盐形式,而且本发明也包括其它可药用的盐,以及所述化合物的酸和/或碱形式。本发明也涉及本文所示化合物的盐形式。
本发明化合物也见下表2所示。
表2
应当指出,在上表以及本申请中,当所示原子没有氢,而形成稳定化合物又需要或者是化学上必需氢的情况下,则应推定氢是化合物的一部分。
在一个实施方案中,本发明不涉及WO 00/64420和WO 96/28187中描述的化合物。在这一实施方案中,本发明不涉及使用WO 00/64420和WO 96/28187中描述的化合物治疗这些文献所述疾病或症状的方法。在进一步的实施方案中,本发明涉及使用WO 00/64420和WO96/28187中所述化合物的方法,它用于本申请所述的方法,这些方法在WO 00/64420和WO 96/28187中没有记载。WO 00/64420和WO 96/28187的全部内容在此引入用作参考。
在另一个实施方案中,本发明涉及使用表2A化合物的本发明方法以及包含表2A化合物的药物组合物。在另一个实施方案中,本发明的化合物不包括表2A的化合物。
表2A
应当理解,此处所述的或“相关申请”部分的申请中描述的任何化合物的应用都落在本发明的范围之内,并且被本发明所包括,并且,至少出于这些目的每件申请的内容都明确地引入本文,而且出于其他目的也都进一步明确地引入本文。
患者和患者群体
术语“患者”包括其中可以发生淀粉样变性或容易感染淀粉样疾病的,例如阿尔茨海默氏病、唐氏综合症、轻度认知损伤、透析相关性(β2M)淀粉样变性、继发性(AA)淀粉样变性、原发性(AL)淀粉样变性、遗传性淀粉样变性、糖尿病等等的活生物体。患者的实例包括人、鸡、鸭、北京鸭、鹅、猴子、鹿、牛、兔子、绵羊、山羊、狗、猫、小鼠、大鼠及其转基因物种。如本文进一步所述,可以使用已知的方法,以能有效地抑制患者中淀粉样蛋白沉积或淀粉样蛋白有毒的毒性的剂量和治疗时间周期对受治疗的患者给药本发明的组合物。达到治疗效果所需的治疗化合物的有效量随多种因素而变化,例如患者治疗部位已经沉积的淀粉样蛋白的量、患者的年龄、性别、和体重、以及治疗化合物调节患者体中淀粉样蛋白聚集的能力。可以调整给药方案以获得最佳治疗反应。例如,可以每日给药多个分剂量,或者根据治疗情况的急迫程度按比例地减少剂量。
在本发明的某些具体方案中,患者需要通过本发明的方法进行治疗,并且基于该需要选择治疗方法。需要治疗的患者是本领域公知的,并且包括以下患者:已经被证明患有与淀粉样蛋白沉积或淀粉样变性有关的疾病或病症的患者、具有这种疾病或病症的症状的患者,或者处于这种疾病或病症的危险之中的患者,以及基于诊断学(例如内科诊断学)预期能够通过治疗(例如治愈、痊愈、预防、减轻、缓解、改变、弥补、改善、改进或影响该疾病或病症、以及该疾病或病症的症状、或疾病或病症的危险)而受益的患者。
在本发明的示例方案中,患者指人。例如,患者可以是超过30岁的人、超过40岁的人、超过50岁的人、超过60岁的人、超过70岁的人、超过80岁的人、超过85岁的人、超过90岁的人、超过95岁的人。患者可以是女性,包括绝经后妇女,这种妇女可能正在接受(雌激素)替代疗法。患者也可以是男性。在另一个实施方案中,患者小于40岁。
患者可以是处于阿尔茨海默氏病危险中的人,例如年龄超过40岁的人,或具有阿尔茨海默氏病倾向的人。科学文献中确定的或提出的阿尔茨海默氏病素因性因素尤其包括使患者易患阿尔茨海默氏病的基因型(genotype);使患者易患阿尔茨海默氏病的环境因素;使患者易患阿尔茨海默氏病的病毒与细菌因子引起的过去感染史;以及使患者易患阿尔茨海默氏病的血管因子。患者也可以具有一种或多种能引起心血管病(例如冠状动脉粥样硬化、心绞痛、和心肌梗塞)或脑血管病(例如颅内或颅外动脉的粥样硬化、中风、晕厥、和短暂性缺血发作)的危险病因,例如血胆甾醇过多,高血压,糖尿病,吸烟,家族性或以前的冠状动脉病、脑血管病和心血管病病史。血胆甾醇过多通常定义为血清总胆固醇浓度大于约5.2mmol/L(大约200mg/dL)。
据信有数种基因型能够使患者易患阿尔茨海默氏病。这些包括诸如与家族性阿尔茨海默氏病有关的早老蛋白-1、早老蛋白-2、和淀粉样蛋白前体(APP)错义突变的基因型,以及α-2-巨球蛋白和LPR-1基因型,它们被认为能增加获得性散发性(延期发作)阿尔茨海默氏病的危险性。E.van Uden等,J.Neurosci.22(21),9298-304(2002);J.J.Goto等,J.Mol.Neurosci.19(1-2),37-41(2002)。形成阿尔茨海默氏病的另一遗传危险因子是ApoE的变体,ApoE是编码载脂蛋白E的基因(特别是apoE4基因型),后者是低密度脂蛋白颗粒的组分。WJStrittmatter等,Annu.Rev.Neurosci.19,53-77(1996)。各种ApoE等位基因改变形成阿尔茨海默氏病可能性的分子机制是未知的,但ApoE在胆固醇代谢中的作用与关联胆固醇代谢和阿尔茨海默氏病一些不断增加的证据一致。例如,近来发现,长期使用降胆固醇药物如他汀类的同时,阿尔茨海默氏病的发生率降低,并且已经证明降胆固醇药能减少APP转基因小鼠的病变。这些及其他研究表明,胆固醇可能会影响APP进程。已经证明ApoE4能改变(脑内外)Aβ运转(trafficking),并且促进Aβ在脑中的保留。也已经证明,ApoE4能促进APP加工形成Aβ。尽管流行病学证据尚不明确,但环境因素已被认为能使患者易患阿尔茨海默氏病,包括与铝接触。另外,某些病毒或细菌因子的早期感染可能会使患者易患阿尔茨海默氏病,这些因子包括单纯性疱疹病毒和肺炎衣原体。最后,引起阿尔茨海默氏病的其他素因性因素可包括心血管或脑血管病方面的危险因素,包括吸烟、高血压和糖尿病。“具有阿尔茨海默氏病危险性”也包括上面未列出的或尚未确定的其他素因性因素,并且包括头损伤、药疗法、饮食、或生活方式引起的高阿尔茨海默氏病危险性。
本发明的方法可以用于一种或多种以下用途:预防阿尔茨海默氏病,治疗阿尔茨海默氏病,或缓解阿尔茨海默氏病的症状,或调节淀粉样蛋白β(Aβ)肽的产物或水平。在一个实施方案中,人携带一个或多个编码β-淀粉样蛋白前体蛋白、早老蛋白-1或早老蛋白-2的基因的突变。在另一个实施方案中,人携带载脂蛋白
4基因。在另一个实施方案中,人具有家族史性阿尔茨海默氏病或痴呆病。在另一个实施方案中,人具有三体性21(唐氏综合症)。在另一个实施方案中,患者具有正常或低的血清总血胆固醇水平。在另一个实施方案中,血清总血胆固醇水平低于大约200mg/dL,或低于大约180,并且可以在大约150至大约200mg/dL范围内。在另一个实施方案中,总LDL胆固醇水平低于大约100mg/dL,或低于大约90mg/dL,并且可以在大约30至大约100mg/dL范围内。测量血清总血胆固醇和总LDL胆固醇的方法是本领域技术人员公知的,例如包括WO 99/38498第11页中描述的方法,该方法在此引入用作参考。测定血清中其他甾醇水平的方法见H.Gylling等所述:“Serum Sterols During Stanol EsterFeeding in a Mildyly Hypercholesterolemic Population”,J.Lipid Res.40:593-600(1999)。
在另一个实施方案中,患者具有高血清总血胆固醇水平。在另一个实施方案中,血清总胆固醇水平至少为大约200mg/dL,或至少大约220mg/dL,并且可以在大约200至大约1000mg/dL范围内。在另一个实施方案中,患者具有高总LDL胆固醇水平。在另一个实施方案中,总LDL胆固醇水平高于约100mg/dL,或者甚至高于约110mg/dL,并且可以在大约100至大约1000mg/dL.
在另一个实施方案中,人至少为大约40岁。在另一个实施方案中,人至少为大约60岁。在另一个实施方案中,人至少为大约70岁。在另一个实施方案中,人至少为大约80岁。在另一个实施方案中,人至少为大约85岁。在一个实施方案中,人为大约60至大约100岁。
在再一个实施方案中,患者通过诊断脑成像技术(例如,一种测量脑活性、噬斑沉积、或脑萎缩的技术)被证明处于危险中。
在又一个实施方案中,患者通过认知试验譬如临床痴呆等级评估法(“CDR”)、阿尔茨海默氏病认知能力等级评估(Alzheimer’sDisease Assessment Scale-Cognition)(“ADAS-Cog”)、或小型精神状态检查法(“MMSE”)被证明处于危险中。与相似年龄和教育背景的实际对照者相比,患者在认知试验中显示低于平均成绩。对于相同或相似的认知试验,与患者以前成绩相比,患者也显示出成绩降低。
在测定CDR时,通常对患者的以下六种认知和行为种类的每一种进行评估并分级:记忆、定方向、判断和解决问题的能力、社会事务、家庭和爱好,以及个人喜好。评估可包括患者或(优选)充分了解患者的助证者提供的历史资料。在这些领域中的每一个领域都对患者进行评估并分级,然后确定总的等级(0,0.5,1.0,2.0或3.0)。0等级被认为是正常的。1.0等级被认为对应于轻度痴呆。具有0.5CDR的患者具有以下特征:轻度一贯性(consistent)健忘、事件部分回忆和“良性”健忘。在一个实施方案中,采用高于0、高于约0.5、高于约1.0、高于约1.5、高于约2.0、高于约2.5或大约3.0的CDR等级对患者进行评价。
另一项试验是小型精神状态检查法(MMSE),见Folstein所述:“小型精神状态.一种临床医师分级患者认知状态的实用方法”,J.Psychiatr.Res.12:189-198,1975。MMSE能评价综合性智力退化的存在。同样参见Folstein“痴呆症的鉴别诊断:临床方法”,Psychiatr Clin North Am.20:45-57,1997。MMSE是一种评价在阿尔茨海默氏病和多梗塞性痴呆中看到的痴呆发作和存在综合性智力退化的方法。MMSE分1-30个等级。MMSE不评价基本认知潜能(例如象所谓的IQ试验那样),而是测试智力技能。在MMSE目标试验中,一个“正常”智力能力的人记分为“30”(而在IQ试验中,MMSE成绩为30的人可能获得远低于“正常”的成绩)。例如,参见Kaufer,J.Neuropsychiatry Clin.Neurosci.10:55-63,1998;Becke,Alzheimer Dis Assoc Disord.12:54-57,1998;Ellis,Arch.Neurol.55:360-365,1998;Magni,Int.Psychogeriatr.8:127-134,1996;Monsch,Acta Neurol.Scand.92:145-150,1995.在一个实施方案中,患者的MMSE成绩至少一次低于30。在另一个实施方案中,患者的成绩低于大约28,低于大约26,低于大约24,低于大约22,低于大约20,低于大约18,低于大约16,低于大约14,低于大约12,低于大约10,低于大约8,低于大约6,低于大约4,低于大约2,或低于大约1。
另一种评价认知,特别是阿尔茨海默氏病的方法是阿尔茨海默氏病等级评价法(ADAS-Cog),或被称为“标准化阿尔茨海默氏病等级评价法(SADAS)”的变换方法。这种方法通常在阿尔茨海默氏病以及以认知退化为特征的相关疾病的临床药物试验中用作效率的量度。SADAS和ADAS-Cog不是用来诊断阿尔茨海默氏病;它们用于表征痴呆的症状,是痴呆进展的相对敏感指标。(参见,例如,Doraiswamy,Neurology 48:1511-1517,1997;和Standish,J.Am.Geriatr.Soc.44:712-716,1996)。未经治疗的阿尔茨海默氏病患者的每年退化率为大约8点/年(参见,例如,Raskind,M Prim.Care Companion J ClinPsychiatry 2000Aug;2(4):134-138)。
ADAS-Cog是利用调查表,按照70分等级测量AD中可观测到的认知退化的进展与严重程度。ADAS-cog等级定量地表示错误答案的数量。因此,高的等级成绩表示认知退化的情况越严重。在一个实施方案中,患者显示高于0、高于大约5、高于大约10、高于大约15、高于大约20、高于大约25、高于大约30、高于大约35、高于大约40、高于大约45、高于大约50、高于大约55、高于大约60、高于大约65、高于大约68、或大约70的成绩。
在另一个实施方案中,患者不显示阿尔茨海默氏病症状。在另一个实施方案中,患者是年龄至少40且不显示阿耳茨海默氏症状的人。在另一个实施方案中,患者是至少40岁且显示出一种或多种阿尔茨海默氏病症状的人。
在另一个实施方案中,患者患有轻度认知损伤。在进一步的实施方案中,患者具有大约0.5等级的CDR。在另一个实施方案中,患者患有早期阿尔茨海默氏病。在另一个实施方案中,患者患有脑淀粉样血管病。
采用本发明的方法,患者的血浆或脑脊髓液中淀粉样蛋白β肽的水平按治疗前的水平计降低大约10-大约100%,或者甚至大约50-大约100%。
在一个可供选择的实施方案中,在按照本发明方法治疗之前患者的血液和CSF中可以具有以下的高水平淀粉样蛋白Aβ40和Aβ42肽:高于大约10pg/mL,或高于大约20pg/mL,或高于大约35pg/mL,或甚至高于大约40pg/mL。在另一个实施方案中,高水平的淀粉样蛋白Aβ40和Aβ42肽可以为大约30pg/mL到大约200pg/mL,或者甚至可到大约500pg/mL。本领域专业技术人员应当理解,随着阿尔茨海默氏病的进展,CSF中的淀粉样蛋白β肽的可测量水平可能从疾病发作前的高水平降下来。这种结果的原因在于沉积增多,即捕获了脑中的Aβ肽,而不是从脑中正常清除到CSF中。
在一个可供选择的实施方案中,在按照本发明方法治疗之前患者的血液和CSF中可以具有以下的高水平淀粉样蛋白Aβ40肽:高于大约5pg Aβ42/mL或高于大约50pg Aβ40/mL,或高于大约40pg/mL。在另一个实施方案中,高水平的淀粉样蛋白Aβ40肽可以为大约200pg/mL到大约800pg/mL,或者甚至可到大约1000pg/mL。
在另一个实施方案中,在按照本发明方法治疗之前患者的CSF中可以具有以下的高水平淀粉样蛋白Aβ42肽:高于大约5pg/mL,或高于大约10pg/mL,或高于大约200pg/mL,或高于大约500pg/mL。在另一个实施方案中,淀粉样蛋白β肽的水平可以为大约10pg/mL到大约1,000pg/mL,或者甚至为大约100pg/mL到大约1,000pg/mL。
在另一个实施方案中,在按照本发明方法治疗之前患者的CSF中可以具有以下的高水平淀粉样蛋白Aβ40肽:高于大约10pg/mL,或高于大约50pg/mL,或甚至高于大约100pg/mL。在另一个实施方案中,淀粉样蛋白β肽的水平可以为大约10pg/mL到大约1,000pg/mL。
患者脑、CSF、血液或血浆中淀粉样蛋白β肽的含量可以采用酶联免疫吸附测定法(“ELISA”)或定量免疫印迹测试法或采用定量SELDI-TOF法评估,这些方法是本领域技术人员公知的,例如见Zhang等,J.Biol.Chem.274,8966-72(1999)和Zhang等,Biochemistry40,5049-55(2001)。同样还可以参见A.K.Vehmas等,DNA Cell Biol.20(11),713-21(2001),P.Lewczuk等,Rapid Commun.MassSpectrom.17(12),1291-96(2003);B.M.Austen等,J.Peptide Sci.6,459-69(2000);和H.Davies等,BioTechniques 27,1258-62(1999)。这些试验采用已经按照本领域技术人员公知的方法制备的脑样或血样样品进行。测量淀粉样蛋白β肽水平的适用方法的另一实例是铕免疫测定法(EIA)。参见WO 99/38498第11页。
本发明的方法可以作为一种治疗方法用于阿尔茨海默氏病或痴呆症患者,或者本发明方法可以作为预防阿尔茨海默氏病或痴呆症的方法用于具有这种素因的患者,例如具有在APP基因、ApoE基因或早老蛋白基因上基因组突变的患者。患者可以患有(或易于发展成或被怀疑患有)血管性痴呆,或老年性痴呆,轻度认知损伤,或早期阿尔茨海默氏病。除阿尔茨海默氏病外,患者可以患有其他淀粉样相关疾病如脑淀粉样血管病,或者患者也可以患有淀粉样蛋白沉积病,尤其是淀粉样蛋白-β在脑中的淀粉样沉积。
淀粉样相关疾病的治疗
本发明涉及使用本发明化合物及其药物组合物治疗和预防淀粉样相关疾病的方法。可以治疗性地或预防性地给用本发明的药物组合物以治疗与淀粉样蛋白(例如,AL淀粉样蛋白(λ或κ-链有关的,例如淀粉样蛋白λ、淀粉样蛋白κ、淀粉样蛋白κIV、淀粉样蛋白λVI、淀粉样蛋白γ、淀粉样蛋白γ1),A β,IAPP,β2M,AA,或AH淀粉样蛋白)原纤维的形成、聚集或沉积相关的疾病。
本发明的药物组合物可以利用如下机制(所列机制是举例性而非限制性的)起到缓解淀粉样相关疾病进程的作用:减缓淀粉样原纤维的形成或沉积;减轻淀粉样蛋白沉积的程度;抑制、降低或预防淀粉样原纤维的形成;抑制淀粉样蛋白诱导的神经变性或细胞毒性;抑制淀粉样蛋白诱导的炎症;增加淀粉样蛋白从大脑中的清除;增加Aβ在大脑中的降解;或促进淀粉样蛋白在其构成原纤维之前的清除。
淀粉样蛋白沉积的“调节”包括如上所述的抑制以及增强淀粉样蛋白的沉积或原纤维的形成。因此,术语“调节”旨在包括:预防或阻止淀粉样蛋白的形成或蓄积、抑制或减缓进行性淀粉样变性(例如已经出现淀粉样蛋白沉积)的患者中的进一步的淀粉样蛋白沉积,并且减少或逆转遭受淀粉样变性的患者中的淀粉样蛋白的形成或蓄积;以及提高淀粉样蛋白沉积,例如增加体内或体外淀粉样蛋白沉积的速率和量。淀粉样蛋白增强性化合物可被用于淀粉样变性的动物模型中,例如,用于在较短的时间内造成动物中淀粉样蛋白沉积的形成或者用于在选定的时间内提高淀粉样蛋白沉积。淀粉样蛋白增强性化合物可以被用于体内抑制淀粉样变性的化合物的筛选试验(例如在动物模型中),淀粉样变性的细胞试验和体外试验。这种化合物可被用于例如提供更快或更敏感的化合物的试验。淀粉样蛋白沉积的调节是相对于未经治疗的患者或者相对于治疗之前的患者进行测定的。
淀粉样蛋白沉积的“抑制”包括防止或阻止淀粉样蛋白形成(例如原纤维化),从大脑中清除淀粉样蛋白例如可溶性Aβ,抑制或减缓淀粉样变性患者(例如已经出现淀粉样蛋白沉积的患者)的进一步的淀粉样蛋白沉积,以及减少或逆转进行性淀粉样变性患者中的淀粉样蛋白原纤维化或沉积。淀粉样蛋白沉积的抑制作用是相对于未接受治疗的患者或者相对于接受过治疗的患者(治疗前)进行测定的,或者例如是根据临床可测量的改善度而测定的,例如对于脑淀粉样变性患者(譬如阿尔茨海默氏病患者或脑淀粉样血管病患者),根据认知功能的稳定或防止其认知功能的进一步下降(即,防止、减缓或阻止疾病的发展)而测定的,或根据参数的改善如CSF中Aβ浓度或tau来测定。
正如这里所用,对患者的“治疗”包括对患者涂敷或给用本发明的组合物,或对患者的细胞或组织涂敷或给用本发明的组合物,所述患者患有淀粉样蛋白相关疾病或病症,具有这种疾病或病症的症状,或者处于这种疾病或病症的危险之中(或者对这种疾病或病症是易感的),用于治疗、治愈、缓解、减轻、改变、弥补、改善、改进、或影响该疾病或病症、疾病或病症的症状、或者该疾病或病症的风险(或易感性)之目的,术语“治疗”是指在损伤、病变或病症的治疗或缓解方面任何成功的标志,其包括任何客观或主观的参数,例如症状的减轻、缓解、削弱或者使得损伤、病变或病症对于患者而言更能耐受;减慢退化或衰退的速度;使得退化的最终点不太虚弱;改善患者的身体或心理状况;或者,在某些情况下预防痴呆发作。症状的治疗或改善可以基于主观或客观的参数,这包括:体格检查、精神评估、或认知测试(例如CDR、MMSE、ADAS-Cog)、或其他本领域已知的测试的结果。例如,本发明的方法通过减慢认知衰退的速度或缓解认知衰退的程度成功地治疗了患者的痴呆。
在一个实施方案中,术语“治疗”包括将患者的CDR等级保持为其基线等级或0。在另一个实施方案中,术语“治疗”包括将患者的“CDR”等级降低大约0.25或以上、大约0.5或以上、大约1.0或以上、大约1.5或以上、大约2.0或以上、大约2.5或以上、或大约3.0或以上。在另一个实施方案中,术语“治疗”也包括和历史对照组相比,降低患者的CDR等级增加的速率。在另一个实施方案中,该术语包括将患者的CDR等级的增加速率(相对于历史对照组或未治疗对照组)降低大约5%或以上、大约10%或以上、大约20%或以上、大约25%或以上、大约30%或以上、大约40%或以上、大约50%或以上、大约60%或以上、大约70%或以上、大约80%或以上、大约90%或以上、或大约100%。
在另一个实施方案中,术语“治疗”还包括保持患者在MMSE中的得分。术语“治疗”包括将患者的MMSE得分提高大约1、大约2、大约3、大约4、大约5、大约7.5、大约10、大约12.5、大约15、大约17.5、大约20、或者大约25分。该术语还包括同历史对照组相比,降低患者MMSE得分降低速率。在另一个实施方案中,该术语包括可以将患者的MMSE得分(相对于历史对照组或未治疗的对照组)降低大约5%或更少、大约10%或更少、大约20%或更少、大约25%或更少、大约30%或更少、大约40%或更少、大约50%或更少、大约60%或更少、大约70%或更少、大约80%或更少、大约90%或更少或大约100%或更少。
在又一个实施方案中,术语“治疗”还包括保持患者在ADAS-Cog中的得分。术语“治疗”包括将患者在ADAS-Cog中的得分降低大约1点或更多点、大约2点或更多点、大约3点或更多点、大约4点或更多点、大约5点或更多点、大约7.5点或更多点、大约10点或更多点、大约12.5点或更多点、大约15点或更多点、大约17.5点或更多点、大约20点或更多点,或者大约25点或更多点。该术语还包括同历史对照组相比,降低患者的ADAS-Cog得分的增加速率。在另一个实施方案中,该术语包括将患者的ADAS-Cog得分CDR等级的增加速度(相对于历史对照组或未治疗对照组)降低大约5%或以上、大约10%或以上、大约20%或以上、大约25%或以上、大约30%或以上、大约40%或以上、大约50%或以上、大约60%或以上、大约70%或以上、大约80%或以上、大约90%或以上、或大约100%。
在另一个实施方案中,术语“治疗”,例如对AA或AL淀粉样变性而言,包括血清肌酸酐清除率的升高,例如肌酸酐清除率提高10%或更多、20%或更多、50%或更多、80%或更多、90%或更多、100%或更多、150%或更多、200%或更多。术语“治疗”还包括减轻肾丙性综合症(NS)。它还包括减缓慢性腹泻和/或将体重增加例如10%或更多、15%或更多、或20%或更多。
不希望受到理论的束缚,在一些方面,本发明的药物组合物包含能够在大脑或其他重要器官(局部作用)或整个身体(全身作用)中预防或抑制淀粉样蛋白原纤维形成的化合物。本发明的药物组合物可以在它们进入大脑后(在透过血脑屏障后)或从外周有效地控制淀粉样蛋白沉积。当从外周作用时,药物组合物中的化合物可以改变大脑和血浆之间的淀粉样生成性肽的平衡,以促进淀粉样生成肽从大脑中排出。它还可能有利于(可溶性)淀粉样蛋白质的清除(或分解代谢),随后由于减少在特定的器官(例如,肝脏、脾脏、胰腺、肾脏、关节、大脑等)中的淀粉样蛋白汇集而防止淀粉样蛋白原纤维形成和沉积。淀粉样生成肽从大脑的排出的增加将导致淀粉样生成肽大脑浓度的降低,从而促进淀粉样生成肽沉积。特别地,该化合物可以降低淀粉样蛋白β肽(例如Aβ40和Aβ42)在CSF和血浆中的水平、或该化合物可以降低淀粉样蛋白β肽(例如Aβ40和Aβ42)在CSF中的水平并提高其在血浆中的水平。或者,透入大脑的化合物可以通过直接作用于大脑淀粉样生成肽来控制沉积,例如通过将其保持在非纤维状形式或者促进其从大脑中的清除,通过提高其在大脑中的降解,或者通过保护大脑细胞免受淀粉样生成肽的不利影响。这种化合物还可以引起淀粉样蛋白的浓度降低(即,在特定的器官中,未达到引发淀粉样蛋白原纤维形成或沉积所需的临界浓度)。此外,此处所述的化合物可以抑制或减小淀粉样蛋白与细胞表面组分(例如糖胺聚糖或基膜的蛋白多糖组分)的相互作用,从而通过对这种相互作用的抑制或降低而产生测定到的神经保护和细胞保护作用。例如,该化合物还可以预防淀粉样蛋白肽结合或粘合到细胞表面上,这种结合是一种已知的导致细胞损伤或毒性的过程。类似地,该化合物可以阻滞淀粉样蛋白引起的细胞毒性或微神经胶质活化或淀粉样蛋白引起的神经毒性,或抑制淀粉样蛋白诱发的炎症。该化合物还可以减少淀粉样蛋白聚集、原纤维形成、或沉积的速率或量,或者该化合物可以减小淀粉样蛋白沉积的程度。上述作用机制不应被认为是对本发明的范围的限制,因为本发明可以在没有上述信息的条件下实施。
术语“淀粉样蛋白-β疾病”(或“淀粉样蛋白-β相关疾病”,这两个术语在本文中互换使用)可用于轻度认知损伤;血管性痴呆;早期阿尔茨海默氏病;阿尔茨海默氏病,包括散发性(非遗传性)阿尔茨海默氏病和家族性(遗传性)阿尔茨海默氏病;与年龄有关的认知退化;脑淀粉样血管病(“CAA”);遗传性脑出血;老年性痴呆;唐氏综合症;散发性包涵体肌炎(IBM);或与年龄有关的黄斑变性(“ARMD”)。根据本发明的某些方面,淀粉样蛋白-β是具有39-43个氨基酸的肽,或者淀粉样蛋白-β是由βAPP产生的淀粉样生成肽。
轻度认知损伤(“MCI”)是一种以认知能力处于轻度但可测量的损伤状态为特征的病症,与痴呆症的存在不一定有关。MCI通常(但非必然)发生在阿尔茨海默氏病之前。它是一种诊断,最常常与轻度记忆困难有关,但它也可以在其他认识技能如语言或计划技能方面的轻度损伤为特征。但一般来讲,与具有它们的年龄或教育背景的人所预期的情况相比,MCI个体的记忆衰退要更加明显。随着病症的发展,医师可能会将诊断结果改变为“轻度-中度认知损伤”,这在本领域中是能够充分理解的。
大脑淀粉样血管病(“CAA”)是指淀粉样原纤维特异性沉积在柔脑膜壁以及皮质动脉壁、微动脉壁和静脉壁上。它通常与阿尔茨海默氏病、唐氏综合征和正常老化,以及各种与中风或痴呆相关的家族性病症有关(参阅Frangione等,Amyloid:J.Protein Folding Disord.8,Suppl.1,36-42(2001))。CAA可以是散发性的或遗传性的。已经鉴定出Aβ或APP基因中的多个突变部位,它们在临床上与痴呆症或脑出血有关。示例性的CAA病症包括但不限于:冰岛型带有淀粉样变性的遗传性脑出血(HCHWA-I)、HCHWA的荷兰变种(HCHWA-D;Aβ的突变);Aβ的佛兰德突变;Aβ的北极突变;Aβ的意大利突变;Aβ的衣阿华突变;遗传性英国痴呆;以及遗传性丹麦痴呆。已知大脑淀粉样血管病与大脑出血(或出血性中风)有关。
另外,APP和淀粉样-β蛋白在肌纤维中的异常蓄积与散发性包涵体肌炎(“IBM”)存在病理学关联(Askanas等,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 93,1314-1319(1996);Askanas等,Current Opinion inRheumatology 7,486-496(1995))。因此,本发明的化合物可以预防性或治疗性地用于治疗其中淀粉样-β蛋白在非神经部位异常沉积导致的疾病,例如通过将本发明化合物传递到肌纤维来治疗I BM。
此外,已经证明,Aβ与称为脉络膜疣(drusen)的不正常的细胞外沉积有关,其中在年龄相关性黄斑变性(AMD)患者个体中沿着视网膜色素上皮的基底表面积聚。AMD是老年个体不可逆性视力损失的病因。据信,Aβ的沉积是局部炎症行为的重要组成部分,而这种炎症行为会对视网膜黄斑变性萎缩、脉络膜疣的生物产生、和AMD的发病机理产生影响(Johnson等,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 99(18),11830-5(2002))。因此,本发明也涉及对年龄相关性痴呆的治疗或预防。
还有,本发明涉及预防或抑制患者中淀粉样蛋白沉积的方法。例如,这种方法包括对患者给用治疗有效量的能降低淀粉样蛋白(例如,AL淀粉样蛋白(与λ或κ-链有关,例如淀粉样蛋白λ、淀粉样蛋白κ、淀粉样蛋白κIV、淀粉样蛋白λVI、淀粉样蛋白γ、淀粉样蛋白γ1),Aβ,IAPP,β2M,AA,AH淀粉样蛋白,或其他淀粉样蛋白)浓度的化合物,从而预防或抑制淀粉样蛋白的聚集或沉积。
另一方面,本发明涉及预防、减少、或抑制患者中淀粉样蛋白沉积的方法。例如,这种方法包括对患者给用治疗有效量的能抑制淀粉样蛋白(例如,AL淀粉样蛋白(与λ或κ-链有关,例如淀粉样蛋白λ、淀粉样蛋白κ、淀粉样蛋白κIV、淀粉样蛋白λVI、淀粉样蛋白γ、淀粉样蛋白γ1),Aβ,IAPP,β2M,AA,AH淀粉样蛋白,或其他淀粉样蛋白)浓度的化合物,从而预防、减少或抑制淀粉样蛋白的沉积。
本发明还涉及调节例如将细胞的淀粉样蛋白相关性损伤降至最低程度的方法,包括对患者给用能降低淀粉样蛋白(例如,AL淀粉样蛋白(与λ或κ-链有关,例如淀粉样蛋白λ、淀粉样蛋白κ、淀粉样蛋白κIV、淀粉样蛋白λVI、淀粉样蛋白γ、淀粉样蛋白γ1),Aβ,IAPP,β2M,AA,AH淀粉样蛋白,或其他淀粉样蛋白)浓度的化合物的步骤,从而调节所述的细胞的淀粉样蛋白相关性损伤。在本发明的某些方面中,调节细胞的淀粉样蛋白相关性损伤的方法包括给用能降低淀粉样蛋白浓度或能降低淀粉样蛋白与细胞表面相互作用的化合物的步骤。
本发明也包括直接或间接地预防患者细胞死亡的方法,该方法包括对患者给用治疗有效量的具有以下功效的化合物,即该化合物能预防淀粉样蛋白(例如,AL淀粉样蛋白(与λ或κ-链有关,例如淀粉样蛋白λ、淀粉样蛋白κ、淀粉样蛋白κIV、淀粉样蛋白λVI、淀粉样蛋白γ、淀粉样蛋白γ1),Aβ,IAPP,β2M,AA,AH淀粉样蛋白,或其他淀粉样蛋白)介导的能直接或间接导致细胞死亡的活动。
在一个实施方案中,所述方法被用于治疗阿尔茨海默氏病(例如散发性或家族性的AD)。也可以预防性或治疗性地使用该方法来治疗发生淀粉样蛋白-β沉积的其他临床疾病,例如用于唐氏(Down)综合症个体和脑淀粉样血管病(“CAA”)或遗传性脑出血患者。
本发明的化合物可以预防性或治疗性地用于治疗其中淀粉样-β蛋白在非神经部位异常沉积导致的疾病,例如通过将本发明化合物传递到肌纤维来治疗IBM,或通过将本发明化合物传递到视网膜着色上皮的基底表面来治疗黄斑变性。
本发明还提供了调节细胞的蛋白相关性损伤的方法,包括给用能降低Aβ浓度、或能将Aβ(可溶性低聚或原纤维形式)与细胞表面的相互作用降低到最低程度的化合物的步骤,从而调节所述的细胞的淀粉样蛋白相关性损伤。在本发明的某些方面中,调节细胞的淀粉样蛋白相关性损伤的方法包括给用能降低Aβ浓度或能降低Aβ与细胞表面相互作用的化合物的步骤。
按照本发明,进一步提供了预防患者细胞死亡的方法,该方法包括对患者给用治疗有效量的能够预防Aβ介导的能直接或间接导致细胞死亡的活动。
本发明也提供了调节细胞的淀粉样蛋白相关性损伤的方法,包括给用能降低IAPP的浓度、或能将IAPP(可溶性低聚的或原纤维形式的)与细胞表面的相互作用降到最低程度的化合物的步骤,从而调节所述细胞的淀粉样蛋白相关性损伤。在本发明的某些方案中,调节细胞的淀粉样蛋白相关性损伤的方法包括给用能降低IAPP的浓度或能降低IAPP与细胞表面相互作用的化合物的步骤。
按照本发明,进一步提供了预防患者细胞死亡的方法,该方法包括对患者给用治疗有效量的能预防IAPP介导的活动,这种活动能直接或间接地导致细胞死亡。
本发明也提供了一种用于治疗淀粉样变性的方法和组合物。本发明方法包括对患者给用能抑制淀粉样蛋白沉积的治疗化合物。因此,本发明的组合物和方法能够用于抑制其中发生淀粉样蛋白沉积的疾病中的淀粉样变性。本发明的方法可以在治疗上用于治疗淀粉样变性或者可以预防性地用于(遗传性)淀粉样变性易感患者或被确定处于正在发生淀粉样变性(例如遗传性的)危险的患者或被确定处于预发生淀粉样变性危险的患者。在某些实施方案中,本发明包括抑制淀粉样变性蛋白和基膜组分之间的相互作用以抑制淀样状蛋白沉积的方法。所述基膜组分是一种糖蛋白或含蛋白多糖,优选硫酸乙酰肝素含蛋白多糖。本发明的方法中所使用的治疗化合物可以干预基膜组分结合到淀粉样变性蛋白的靶结合部位,从而抑制淀粉样蛋白沉积。
在一些方案中,本发明的方法涉及对患者给用能够抑制淀粉样蛋白沉积的治疗化合物。“淀粉样蛋白沉积的抑制”包括预防淀粉样蛋白的形成,抑制正在发生淀粉样变性的患者的进一步淀粉样蛋白沉积和降低正在发生淀粉样变性的患者的淀粉样蛋白沉积。淀粉样蛋白沉积的抑制是相对于未经治疗的患者,或者相对于在治疗前已接受治疗的患者来测定的。在一个实施方案中,淀粉样蛋白沉积是通过抑制淀粉样变性蛋白和基膜组分之间的相互作用而抑制的。术语“基膜”是指包括糖蛋白和含蛋白多糖的胞外基质,其包括层粘连蛋白、IV型胶原、纤连蛋白、perlecan、积聚蛋白、硫酸皮肤素、和硫酸乙酰肝素含蛋白多糖(HSPG)。在一个实施方案中,通过干扰淀粉样变性蛋白质和硫酸化的糖胺聚糖(例如HSPG、硫酸皮肤素、perlecan或硫酸积聚蛋白)的相互作用抑制淀粉样蛋白沉积。已知硫酸糖胺聚糖存在于所有类型的淀粉样蛋白中(参阅Snow等,Lab.Invest.56,120~123(1987))并且在淀粉样变性的动物模型中同时发生淀粉样蛋白沉积和HSPG沉积(参阅Snow等,Lab.Invest.56,665~675(1987)和Gervais,F.等,Curr.Med.Chem.,3,361-370(2003))。人们已经描述了HSPG在淀粉样生成性蛋白中的共有结合位点图案(参阅,例如,Cardin and Weintraub Arteriosclerosis 9,21-32(1989))。
化合物防止或阻断淀粉样蛋白形成或沉积的能力可归属于其与非纤维化的可溶性淀粉样蛋白结合并维持其溶解性的能力。
可以通过体外结合测定法,例如US 5,164,295(该专利在此全文引入用作参考)中描述的方法,测定本发明治疗化合物抑制粉样生成性蛋白和基膜组分糖蛋白或蛋白聚糖之间相互作用的能力。或者,可以使用质谱测定法测定化合物与淀粉样生成性蛋白结合的能力或化合物抑制基膜组分(例如HSPG)与淀粉样生成性蛋白(例如Aβ)结合的能力,其中可溶性蛋白例如Aβ、IAPP、β2M用所述化合物温育。与例如Aβ结合的化合物将会诱导蛋白质的质谱发生变化。使用Aβ和IAPP的质谱测定法的典型方案可见于实施例,其结果见表3。为调节数据的敏感性,可以很容易地对方案进行改进,例如可以调节所用蛋白质和/或化合物的量。这样,对于例如使用不太敏感的试验方案检测不到结合的试验化合物,可以检测到结合。
为提供试验化合物与例如原纤维Aβ结合的能力的指标,也存在可供选择的筛选化合物的方法,并且这种方法也是专业技术人员易采用的。这样的一种筛选试验是紫外线吸收测定法。在代表性的方案中,试验化合物(20μM)是在Tris缓冲盐水(20mM Tris,150mM NaCl,pH7.4,含0.01叠氮化钠)中用50μM Aβ(1-40)纤维37℃孵育1小时。孵育后,以20,000g离心溶液20分钟,测定Aβ(1-40)纤维以及任何结合的试验化合物。然后通过读取吸光度可以测定上清液中剩余的试验化合物的量。随后通过比较含Aβ的孵育物上清液中剩余的化合物的量与不含Aβ纤维的对症孵育物中剩余的化合物的量,可以计算出结合的试验化合物的百分率。各测定试验中均可包含硫黄素T和刚果红作为阳性对照物(已知这两种物质都能与Aβ结合)。测定之前,可以将试验化合物稀释到40μM(该浓度是最终试验浓度的两倍),然后使用Hewlett Packard 8453UV/VIS光谱仪扫描进行测定(如果吸光度不足以进行检测的话)。
在另一实施方案中,本发明涉及改善淀粉样相关疾病患者的认知能力的方法。该方法包括给用有效量的本发明治疗化合物,使得患者的认知能力得到改善。患者的认知能力可以采用本领域已知的方法测试,譬如临床痴呆等级评估法(“CDR”)、小型精神状态检查法(“MMSE”)和阿尔茨海默氏病认知能力等级评估(“ADAS-Cog”)。
在另一实施方案中,本发明涉及治疗患者的淀粉样相关疾病的方法。该方法包括在给用本发明化合物之前对患者进行认知能力测试,对患者给用有效量的本发明化合物,并且在给用本发明化合物之后对患者进行认知能力测试,从而治疗患者的淀粉样相关疾病,其中改善了患者针对所述认知能力测试的得分。
如果与安慰剂组、历史对照组、或对相同患者进行的后续试验之间的成员相比,使用本发明方法所治疗的患者的行为之间的正态方向存在统计学上的显著差异,则在本发明的内容中标为“改善”的认知能力。
在一个实施方案中,患者的CDR保持为0。在另一个实施方案中,患者的CDR降低(例如改善)了大约0.25或以上、大约0.5或以上、大约1.0或以上、大约1.5或以上、大约2.0或以上、大约2.5或以上、或大约3.0或以上。在另一个实施方案中,患者CDR等级的增加速率(相对于历史对照组或未治疗对照组)降低大约5%或以上、大约10%或以上、大约20%或以上、大约25%或以上、大约30%或以上、大约40%或以上、大约50%或以上、大约60%或以上、大约70%或以上、大约80%或以上、大约90%或以上、或大约100%。
在一个实施方案中,维持患者在MMSE中的得分。另一方面,患者的MMSE得分可以提高大约1、大约2、大约3、大约4、大约5、大约7.5、大约10、大约12.5、大约15、大约17.5、大约20、或者大约25分。在另一个可选方案中,同历史对照组相比,降低了患者的MMSE得分降低速率。例如,患者的MMSE得分的降低速率(相对于历史对照组或未治疗的对照组)可降低大约5%或更多、大约10%或更多、大约20%或更多、大约25%或更多、大约30%或更多、大约40%或更多、大约50%或更多、大约60%或更多、大约70%或更多、大约80%或更多、大约90%或更多或大约100%或更多。
在一个实施方案中,本发明涉及治疗、减缓或阻止伴有认知损伤的淀粉样相关疾病的方法,该方法包括对患者给用有效量的本发明治疗化合物,其中根据ADAS-Cog测定的患者认知能力的年退化率低于8点/年,低于6点/年,低于5点/年,低于4点/年,或低于3点/年。在进一步的实施方案中,本发明涉及治疗、减缓或阻止与认知有关的淀粉样相关疾病的方法,该方法包括给用有效量的本发明治疗化合物,从而使得按照ADAS-Cog测定的患者的认知能力在一年内保持恒定。“恒定”包括不超过2点的波动。保持恒定包括在任一个方向存在两点或更少点的波动。在进一步的实施方案中,患者的认知能力每年改善2点或更多点、3点或更多点、4点或更多点、5点或更多点、6点或更多点、7点或更多点、8点或更多点等等(按照ADAS-Cog测量)。在另一个可选方案中,同历史对照组相比,降低了患者的ADAS-Cog得分的增加速度。例如,患者的ADAS-Cog得分的增加速度(相对于历史对照组或未治疗对照组)降低大约5%或以上、大约10%或以上、大约20%或以上、大约25%或以上、大约30%或以上、大约40%或以上、大约50%或以上、大约60%或以上、大约70%或以上、大约80%或以上、大约90%或以上、或大约100%。
在另一实施方案中,患者的CSF或血浆中Aβ42∶Aβ40的比率降低了大约15%或更多,大约20%或更多,大约25%或更多,大约30%或更多,大约35%或更多,大约40%或更多,大约45%或更多,或大约50%或更多。在另一个实施方案中,患者脑脊髓液中Aβ的水平降低了大约15%或更多,大约25%或更多,大约35%或更多,大约45%或更多,大约55%或更多,大约75%或更多,或大约90%或更多。
还应理解的是,当提供数值或范围是,例如,患者群体的年龄、剂量和血液水平时,这些数值和范围所包括的所有的数值和范围都被包括在本发明的范围内。而且,这些数值和范围中的所有数值也是范围的上下限。
此外,本发明也涉及本文所述的任何新化合物。亦即,本发明涉及新化合物,以及本文所述的使用它们的新方法,这些都在本文所述的通式范围内,而在所引证的专利和专利申请中未曾公开。
本发明化合物的合成
一般说来,本发明的化合物可以通过例如下文所述的通用反应流程的方法或其改进方法,使用易获得的起始原料、试剂和常规合成步骤来制备。在这些反应中,也可以使用本身已知但此处未提及的变型方法。也包括本说明书中所述的且具有相同的一般性质的化合物的功能和结构等价物,其中,对一个或多个取代基进行了不会对化合物的基本性质或效用造成不利影响的简单改变。
本发明的化合物可以容易地按照此处所述的合成路线和方案制备(如所提供的具体步骤所示)。然而,本领域熟练技术人员将认识到:可以使用其他的用于形成本发明化合物的合成途径,并且下面提供的内容仅仅是举例,而不是对本发明的限制。参阅例如,“ComprehensiveOrganicTransformations”,R.Larock著,VCH出版社(1989)。还将进一步认识到各种保护或脱保护策略是本领域的一种常见的做法(参阅例如,“Protective Groupsin Organic Synthesis”,Greene和Wuts著)。相关领域熟练技术人员将认识到任何特定的保护基的选择(例如,胺和羧基保护基)将取决于该被护部分在后续反应条件下的稳定性并且能理解所作的适当选择。
进一步阐述本领域熟练技术人员知识的是以下的大量化学文献:“Chemistry of the Amino Acids”,J.P.Greenstein和M.Winitz著,John Wiley&Sons,Inc.,New York(1961);“ComprehensiveOrganic Transformations”,R.Larock著,VCH出版社(1989);T.D.Ocain等,J.Med.Chem.,31,2193-99(1988);E.M.Gordon等,J.Med.Chem.31,2199~10(1988);“Practice of PeptideSynthesis”,M.Bodansky和A.Bodanszky著,Springer-Verlag,New York(1984);“Protective Groups in Organic Synthesis”,T.Greene和P.Wuts著(1991);“Asymmetric Synthesis:Construction of Chiral Molecules Using Amino Acids”,G.M.Coppola和H.F.Schuster著,John Wiley&Sons,Inc.,New York(1987);“The Chemical Synthesis of Peptides”,J.Jones,Oxford University Press,New York(1991);和“Introductionof Peptide Chemistry”,P.D.Bailey著,John Wiley&Sons,Inc.,New York(1992)。
本发明化合物的合成是在溶剂中进行。适宜的溶剂在常温常压下为液体,或者在反应使用的温度和压力下保持液态。适用的溶剂没有特殊的限制,只要它们不干扰反应本身即可(亦即,它们优选是惰性溶剂),并且它们要能溶解一定量的反应物。依据反应情况,溶剂可进行蒸馏或脱气处理。例如,溶剂可以是脂族烃(例如己烷、庚烷、石油英、石油醚、环己烷或甲基环己烷)和卤代烃(例如二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、二氯乙烷、氯苯、或二氯苯);芳族烃(例如苯、甲苯、四氢化萘、乙基苯、或二甲苯);醚(例如二甘醇二甲醚、甲基-叔丁基醚、甲基-叔戊基醚、乙基-叔丁基醚、乙醚、二异丙基醚、四氢呋喃或甲基四氢呋喃、二噁烷、二甲氧基乙烷、或二乙二醇二甲醚);腈(例如乙腈);酮(例如丙酮);酯(例如乙酸甲酯或乙酸乙酯);以及它们的混合物。
一般来讲,在反应完成后,使用标准技术从反应混合物中分离出产物。例如,(任选在减压条件下)蒸发或过滤(如果产物是固体的话)除去溶剂。在反应完成之后,向残留物中加入水,使得水层呈酸性或碱性,并且过滤析出的化合物,但当处理水敏感性化合物时应小心处理。同样地,可以向反应混合物中加入水,用疏水性溶剂萃取目标化合物。有机层用水洗涤,通过无水硫酸镁或硫酸钠干燥,蒸发溶剂得到目标化合物。如果需要,可以通过下述方式纯化如此得到的目标化合物:例如重结晶、沉淀、色谱法、或者通过加入酸或碱将其转化为盐。
本发明化合物可以含适当溶剂的溶液形式或无溶剂的形式(例如冻干形式)提供。在本发明的另一方案中,实施本发明方法必需的化合物和缓冲液可以包装成药盒形式,并且任选包含在容器中。该药盒可在市场上按照本发明所述方法用于治疗或预防淀粉样相关疾病,并且可包括本发明方法的使用说明书。附加的药盒组分可包括酸、碱、缓冲剂、无机盐、溶剂、抗氧剂、防腐剂、或金属螯合物。附加的药盒成分以纯组分形式存在,或以混合了一种或多种附加药盒组分的水溶液或有机溶液形式存在。任何或所有的药盒组分都任选进一步包含缓冲剂。
术语“容器”包括用于容纳该治疗化合物的任何接受器。例如,在一个实施方案中,该容器为一个包含该化合物的包装体。在另外的实施方案中,该容器不是包含该制剂的包装体,即,该容器为一个接受器,例如包含包装过的化合物或未包装的化合物以及化合物的使用说明书的盒子或小瓶。此外,包装技术也是本领域熟知的。应当理解的是,治疗化合物的使用说明书可以被包含在含有治疗化合物的包装体上,并且,该说明书对该包装的产品构成提高其功能的关系。
药物制剂
在另一个实施方案中,本发明涉及用于治疗淀粉样相关疾病的药物组合物(其中包括本文所述各式代表的化合物),以及制备这类药物组合物的方法。
一般说来,本发明的化合物可以通过例如本文提到的专利和专利申请中所述的通用反应流程的方法或其改进方法,使用易获得的起始原料、试剂和常规合成步骤来制备。在这些反应中,也可以使用本身已知但此处未提及的变型方法。也包括本说明书中所述的且具有相同的一般性质的化合物的功能和结构等价物,其中,对一个或多个取代基进行了不会对该化合物的基本性质或效用造成不利影响的简单改变。
本发明化合物可以含适当溶剂的溶液形式或无溶剂的形式(例如冻干形式)提供。在本发明的另一方案中,实施本发明方法必需的化合物和缓冲剂可以包装成药盒形式。该药盒可在市场上按照本发明所述方法使用,并且可包括使用本发明方法的说明书。附加的药盒组分可包括酸、碱、缓冲剂、无机盐、溶剂、抗氧剂、防腐剂、或金属螯合物。附加的药盒成分以纯组分形式存在,或以混合了一种或多种附加药盒组分的水溶液或有机溶液形式存在。任何或所有的药盒组分都任选进一步包含缓冲剂。
治疗化合物也可经胃肠外、腹膜内、脊柱内、或脑内给药。分散液可以在甘油、液体聚乙二醇及其混合物中以及在油中制备。在常规贮存与使用条件下,这些制剂可含有防腐剂,用以防止微生物的生长。
通过非肠道给药以外的方式给药治疗化合物时,可能需要将化合物用某种物质包衣或与某种物质共同给用以防止其失活。例如,可以对患者给用在适宜载体(例如脂质体),或稀释剂中的治疗化合物。药学上可接受的稀释剂包括盐水和水缓冲溶液。脂质体包括包括水包油包水型CGF乳剂以及常规的脂质体(Stregan等,J.Neuroimmunol.7,27(1984))。
适合于注射使用的药物组合物包括灭菌水溶液(在水溶的情况下)或分散液和用以临时配制灭菌注射液或分散液的无菌粉剂。在所有的情况下,这种组合物必须是灭菌的,并且必须达到易于注射的流动程度。在生产和贮存条件下必须是稳定的,而且必须能防微生物如细菌和真菌的污染。
适宜的可药用赋形剂非限制性地包括适合于口服、胃肠外、鼻内、粘膜、透皮、血管内(IV)、动脉内(IA)、肌内(IM)、和皮下(SC)给药途径的任何非致免疫性的药物佐剂,譬如磷酸缓冲盐水(PBS)。
赋形剂可以是含有例如水、乙醇、多元醇(例如甘油、丙二醇和液体聚乙二醇等)、其适当的混合物以及植物油的溶剂或分散介质。适当的流动性可以通过一些方式维持,例如通过使用包衣物例如卵磷脂、在分散液情况下维持需要的粒度以及使用表面活性剂。微生物污染作用的防止可通过使用各种抗细菌剂和抗真菌剂实现,例如对羟基苯甲酸酯、氯丁醇、苯酚、抗坏血酸、硫柳汞等。在许多情况下,药物组合物中包括等渗剂,例如蔗糖、氯化钠、或多元醇如甘露糖醇或山梨糖醇。组合物中可包括延迟吸收的物质例如单硬脂酸铝或明胶以实现注射组合物的延长吸收。
无菌注射液可以通过在适当的溶剂中将需要量的治疗化合物与一种或几种(视需要而定)上面列举的成分混合,接着过滤灭菌来制备。一般来讲,分散液是通过将治疗化合物混入无菌溶媒中制得的,其中的无菌溶媒中含有基本分散介质和其他上文列举的所需成分。对于制备无菌注射液用的无菌粉剂,其制备方法是真空干燥法和冷冻干燥法,从而产生由活性成分(即治疗化合物)加上其先前灭菌过滤溶液中的任何附加需要成分组成的粉末。
治疗化合物可以口服给用,例如,与惰性稀释剂或可吸收的食用载体一起给用。也可以将治疗化合物与其他的成分封入硬或软明胶胶囊中,压制成药片、或直接混入患者的饮食中。对于口服治疗给药而言,治疗化合物可以与赋形剂混合,以可摄取的片剂、口含片剂、锭剂、胶囊剂、酏剂、混悬剂、糖浆剂、糯米剂等的形式使用。组合物与制剂中治疗化合物的百分比当然可以变化。这类治疗用组合物中治疗化合物的量是能够获得适宜的剂量的量。
为了便于给药以及剂量的一致性,将胃肠外组合物配制成将剂量单位形式是特别有利的。此处所使用的剂量单位形式是指适合作为受治疗患者的单位剂量的可物理分隔的单位;每一单位含有经过计算能达到所需治疗效果的预定量的治疗化合物以及需要的药物赋形剂。本发明的剂量单位形式的规格决定于或直接依赖于:(a)该治疗化合物独有的性质和所能取得的特定疗效,和(b)将这类治疗化合物复配用于治疗患者淀粉样沉积的工艺中固有的局限性。
因此,本发明包括药物制剂,这种制剂包含处于用于气雾剂、口服和胃肠外给药的可药用赋形剂中的本文所述结构式化合物(包括其可药用盐)。还有,本发明也包括这类化合物或其盐,它们已被冷冻干燥,并且可以重构成可通过静脉、肌内或皮下注射用的可药用制剂。也可以皮肤内或透皮给药。
按照本发明,本文所述结构式的化合物及其可药用盐可以固体的形式口服给用或吸入给药,或者以溶液、混悬液或乳液的形式肌内或静脉内给药。或者,这些化合物或盐也可以脂质体混悬液的形式通过吸入、静脉内或肌内给药。
本发明也提供适于以气雾剂吸入给药的药物制剂。这些制剂包括本文中任何结构式的需要化合物或其盐的溶液或悬浮液,或许多所述化合物或其盐的固体颗粒。所期望的制剂可放入小室内雾化。雾化可利用压缩空气或利用超声波能形成许多含有所述化合物或其盐的小液滴或固体颗粒而实现。小液滴或固体颗粒的粒径应在大约0.5至大约5微米范围内。固体颗粒可以利用本领域已知的任何适当方法(例如微粉化处理)加工本文所述结构式化合物的固体而获得。固体颗粒或小液滴的尺寸例如为大约1至大约2微米。在这种情况下,可以利用市售雾化器而达到该目的。
适合于以气雾剂给药的药物制剂可以是液体形式,这种制剂包括存在于含水载体中的水溶性的本文所述结构式的化合物或其盐。其中可以存在表面活性剂,以便充分降低制剂的表面张力,从而形成小液滴,这种液滴具有喷雾给药于患者时所期望的粒径范围。
经口给药组合物也包括液体溶液、溶液、混悬液等等。适合于制备这类组合物的可药用赋形剂是本领域公知的。供糖浆剂、酏剂、乳剂和混悬剂用的典型载体组分包括乙醇、甘油、丙二醇、聚乙二醇、液体蔗糖、山梨糖醇和水。对于混悬剂,典型的悬浮剂包括甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、黄耆胶、和藻酸钠;典型的湿润剂包括卵磷脂和吐温80;典型的防腐剂包括尼泊金甲酯和苯甲酸钠。经口液体组合物也可以包含一种或多种诸如上文所述的甜味剂、调味剂和着色剂之类组分。
药物组合物可以用常规方法包衣,典型的是用pH或时间-依赖性包衣物,从而使得治疗化合物在所期望的局部应用地区或者在不同的时间在胃肠道内释放以延长需要的作用。这类剂型通常包括但不限于一种或多种醋酞纤维素、聚乙烯醋酸酯邻苯二甲酸酯、羟丙基甲基纤维素邻苯二甲酸酯、乙基纤维素、蜡和虫胶。
实现全身性给药治疗化合物用的其他组合物包括舌下、含服和鼻用制剂形式。这类组合物一般包括一种或多种可溶性填料如蔗糖、山梨糖醇和甘露糖醇;和粘合剂如阿拉伯胶、微晶纤维素、羧甲基纤维素和羟丙基甲基纤维素。也可以包括上面所述的助流剂、润滑剂、甜味剂、着色剂、抗氧剂和调味剂。
本发明的组合物也可以通过局部途径给药于患者,例如通过直接将该组合物敷设或摊涂在患者的表皮或上皮组织上,或者通过“贴剂”透皮给药。这类组合物包括例如洗剂、霜剂、溶液、凝胶剂和固体剂。这些局部组合物可包括有效量(通常至少大约0.1%,或甚至为大约1%~大约5%)的本发明的化合物。用于局部给药的适宜的载体一般以通过出汗或浸渍在水中除去的连续膜和保护层的形式保留在皮肤上。一般来讲,该载体本质上是有机物,并能够使得该治疗化合物分散或溶解在其中。载体可以包括可药用的润滑剂、乳化剂、增稠剂、溶剂等等。
在一个实施方案中,活性化合物以足以抑制患者淀粉样沉积的治疗有效剂量给用。相对于未经治疗的患者,“治疗有效”剂量能抑制例如至少大约20%,或至少大约40%,或者甚至至少大约60%,或至少大约80%的淀粉样沉积。在阿耳茨海默氏患者中,“治疗有效”剂量能稳定认知功能或能防止认知功能的进一步衰退(即防止、减缓或终止基本的进程)。本发明因此提供了治疗药物。术语“治疗物”或“药物”是指对有生命的人或非人类动物的特种疾病或病症具有有益的缓解或预防效果的物质。
对于AA或AL淀粉样变性,本发明化合物能改善或稳定特定器官的功能。例如,肾功能可被稳定或改善10%或更多、20%或更多、30%或更多、40%或更多、50%或更多、60%或更多、70%或更多、80%或更多、或大于90%。
对于IAPP,本发明化合物能够维持或增强β-岛细胞功能(根据胰岛素浓度或Pro-IAPP/IAPP比率测得)。在进一步的实施方案中,Pro-IAPP/IAPP比率增加了大约10%或更多、大约20%或更多、大约30%或更多、大约40%或更多、或大约50%。在进一步的实施方案中,该比率增加到50%。另外,治疗有效量的化合物能够有效地改善糖血或胰岛素水平。
在另一个实施方案中,以足以治疗AA(继发性)淀粉样变性和/或AL(原发性)淀粉样变性的治疗有效量给用本发明的活性化合物,这种治疗通过稳定肾功能、降低蛋白尿、增加肌酸酐清除率(例如增加至少50%或更多,或增加至少100%或更多)、缓解长期腹泻、或通过增加体重(例如增加10%或更多)实现。另外,可以给用足以改善肾病综合症的治疗有效剂量的本发明化合物。
此外,可以给用足以降低淀粉样蛋白例如Aβ40或Aβ42在患者体中沉积的治疗有效剂量的活性化合物。与未接受治疗的患者相比,治疗有效剂量能降低例如至少约15%、或至少约40%、或甚至至少60%、或至少约80%的淀粉样变性沉积。
在另一个实施方案中,可以给用足以增加或提高患者血液、CSF或血浆中淀粉样蛋白例如Aβ40或Aβ42的治疗有效剂量的活性化合物。与未接受治疗的患者的相比,治疗有效剂量能增加例如至少约15%、或至少约40%、或甚至至少60%、或至少约80%的浓度。
在又一个实施方案中,以足以将患者的CDR等级保持为其基线等级或0的治疗有效量给药活性化合物。在另一个实施方案中,以足以将患者的CDR等级降低大约0.25或以上、大约0.5或以上、大约1.0或以上、大约1.5或以上、大约2.0或以上、大约2.5或以上、或大约3.0或以上的治疗有效剂量给药活性化合物。在另一个实施方案中,以足以降低患者的CDR等级的增加速度(与历史或未治疗对照组相比)的治疗有效剂量给药活性化合物。在另一个实施方案中,治疗有效剂量足以将患者的CDR等级增加速度(相对于未接受治疗的患者)降低大约5%或以上、大约10%或以上、大约20%或以上、大约25%或以上、大约30%或以上、大约40%或以上、大约50%或以上、大约60%或以上、大约70%或以上、大约80%或以上、大约90%或以上、或大约100%。
在又一个实施方案中,以足以维持患者MMSE得分的治疗有效剂量给药活性化合物。在另一个实施方案中,以足以将患者的MMSE得分提高大约1、大约2、大约3、大约4、大约5、大约7.5、大约10、大约12.5、大约15、大约17.5、大约20、或者大约25分的治疗有效剂量给药活性化合物。在另一个实施方案中,以足以减少患者的MMSE得分的降低速度(与历史对照组相比)的治疗有效剂量给药活性化合物。在另一个实施方案中,治疗有效剂量足以将患者的MMSE得分降低速度减少(与历史对照组或未治疗的对照组相比)大约5%或更少、大约10%或更少、大约20%或更少、大约25%或更少、大约30%或更少、大约40%或更少、大约50%或更少、大约60%或更少、大约70%或更少、大约80%或更少、大约90%或更少或大约100%或更少。
在又一个实施方案中,以足以维持患者ADAS-Cog得分的治疗有效量给药活性化合物。在另一个实施方案中,以足以将患者的ADAS-Cog得分降低大约2点或更多点、大约3点或更多点、大约4点或更多点、大约5点或更多点、大约7.5点或更多点、大约10点或更多点、大约12.5点或更多点、大约15点或更多点、大约17.5点或更多点、大约20点或更多点,或者大约25点或更多点的治疗有效剂量给药活性化合物。在另一个实施方案中,以足以减少患者的ADAS-Cog得分的增加速度(与历史或未治疗对照组相比)的治疗有效剂量给药活性化合物。在另一个实施方案中,治疗有效剂量足以将患者ADAS-Cog得分的增加速度降低(与未治疗的对照组相比)大约5%或以上、大约10%或以上、大约20%或以上、大约25%或以上、大约30%或以上、大约40%或以上、大约50%或以上、大约60%或以上、大约70%或以上、大约80%或以上、大约90%或以上、或大约100%。
在另一个实施方案中,以足以将患者的CSF或血浆中Aβ42∶Aβ40比例降低大约15%或更多、大约20%或更多、大约25%或更多、大约30%或更多、大约35%或更多、大约40%或更多、大约45%或更多、或大约50%或更多的治疗有效量给药活性化合物。
在另一个实施方案中,以足以将患者的CSF或血浆中Aβ的水平降低大约15%或更多,大约25%或更多,大约35%或更多,大约45%或更多,大约55%或更多,大约75%或更多,或大约90%或更多的量给药活性化合物。
这些化合物的毒性和治疗效力可以采用标准的药物方法在细胞培养基或试验动物中测得,例如测定LD50(试验总体中50%致死的剂量)和ED50(试验总体中50%治疗有效的剂量)。毒性与治疗效果的剂量比称为治疗指数,并且可以表示为LD50/ED50之比,而且治疗指数越大则表示效力越高。尽管可以使用具有毒副作用的化合物,但务必要设计成能将这些化合物靶向到受影响组织部位的给药系统,以便将对未受影响的细胞的可能损伤降低到最低,从而减少副作用。
应当理解,适当的剂量取决于多种因素,这些因素都在普通专业医生,兽医或研究人员的知识范围之内。小分子的剂量是可变的,例如这取决于患者或受治疗样本的身份、大小和症状,进一步还取决于给药所述组合物的途径(如果合适的话)、以及医师期望小分子作用于患者的效果。代表性的剂量包括每千克患者或样本重量数毫克或数微克量的小分子(例如约1微克/千克-约500毫克/千克,约100微克/千克-约5毫克/千克,或约1微克/千克-约50微克/千克)。进一步可以理解,合适的剂量取决于效力。这些合适的剂量可以使用本文所述试验测定。当对动物(例如人类)给药一种或多种这些化合物时,例如,医生、兽医或研究人员开始可以先处方较低的剂量,随后逐渐增大剂量直至获得需要的反应。此外,还应当理解的是,对于任何特定的动物患者,具体的剂量水平将取决于多种因素,包括所用具体化合物的活性,患者的年龄、体重、健康状况、性别和饮食习惯,给药时间,给药途径,排泄速率,以及任何联用药物。
化合物抑制淀粉样蛋白沉积的能力可以采用动物模型体系评估,这种动物模型体系能够预测抑制人类疾病中淀粉样蛋白沉积的效力,例如表达人APP的转基因鼠或其它能观测到Aβ沉积的动物模型,或者例如发生AA淀粉样变性的动物模型。同样地,化合物在模型体系中防止或减轻认知损伤的能力可作为其对人效力的指标。或者,化合物的能力可以通过测试化合物体外抑制淀粉样原纤维形成的能力评估,例如,使用原纤维生成的测定方法,譬如本文所述的包括ThT、CD、或EM测定法在内的方法。还有,也可以使用本文所述的MS测定法来测定化合物结合淀粉样原纤维的能力。使用生化测定法体外测定化合物保护细胞免受淀粉样蛋白诱导的毒性的能力,以确定淀粉样蛋白诱发的细胞死亡百分率。也可以在适当动物模型体系中评估化合物调节肾功能的能力。
也可以半体内(ex vivo)给药本发明的治疗化合物用以抑制淀粉样沉积或治疗某些淀粉样相关疾病,如β2M淀粉样变性以及与透析有关的其它淀粉样变性。半体内(ex vivo)给药本发明治疗化合物可以按下方式完成:使体液(例如血液、血浆等)与本发明的治疗化合物接触,从而使得治疗化合物能履行其预定功能,然后将体液给药于患者。本发明的治疗化合物可以通过半体内方式(例如透析滤器)、体内方式(例如与体液一起给用)、或二者实现其功能。例如,本发明的治疗化合物可以通过半体内、体内或这两种方式用于降低血液β2M水平和/或保持β2M为其可溶解形式。
血脑屏障
与本发明化合物产生其生物作用的具体机理无关,本发明化合物能够预防或治疗淀粉样相关疾病,譬如阿尔茨海默氏病、CAA、糖尿病相关淀粉样变性、AL淀粉样变性、唐氏综合症、或β2M淀粉样变性。本发明化合物可以逆转或促进淀粉样蛋白的沉积或者本发明化合物能促进黄斑清除或减缓沉积。例如,相对于未接受治疗的患者而言,本发明化合物能够降低患者大脑中淀粉样蛋白的浓度。本发明化合物通过跨越血脑屏障(“BBB”)渗透到大脑中发挥其生物作用。本发明化合物可以维持可溶性淀粉样蛋白为非纤维状形式,或者,相对于未接受治疗的患者,本发明化合物能提高可溶性淀粉样蛋白从患者脑中的清除率。本发明化合物能提高Aβ在其构成原纤维之前在脑中的降解速率。所述化合物也可以在外周起作用,从而引起淀粉样蛋白浓度在两室(即全身与中枢两室)中的平衡发生改变,这样化合物可能不需要渗入大脑就能降低大脑中Aβ的浓度(“吸收”(sink)效应)。
能在大脑中体内发挥其生理作用的本发明化合物如果能获得进入脑中靶细胞的通路则将更加有用。脑细胞的非限制性实例为神经元、神经胶质细胞(星形细胞、少突神经胶质细胞、小神经胶质细胞),脑血管细胞(肌细胞、内皮细胞)以及包括脑膜的细胞。血脑屏障(“BBB”)作为使脑实质与体循环分开的生理和功能性阻断物常常能限制进入大脑(参见,例如,Pardridge等,J.Neurovirol.6(6),556-69(1999);Rubin等,Rev.Neurosci.22,11-28(1999))。循环分子通常能够通过下述两种方法之一进入脑细胞:通过自由扩散穿越BBB的脂质介导转输方法,或活化(或催化)转输方法。
为改善本发明化合物在体内的分布,可以将它们配制成例如口服给药用的粉状或液状片剂或溶液,或配制成喷鼻剂、滴鼻剂或软膏剂,通过管或导管,利用注射器、有尾巴的填塞物、脱脂棉小拭子、或粘膜下注入物给用。例如,血脑屏障(BBB)排除了许多高亲水性化合物。为确保本发明中亲水性较强的治疗化合物穿越血脑屏障,例如可以将它们在脂质体中配制。有关脂质体的制备方法参阅例如美国专利4,522,811;5,374,548;和5,399,331。脂质体可包含一个或多个能被选择性地转运到特定细胞或器官内的部分(“靶向部分”或“靶向基团”或“转运载体”),从而实现靶向给药(参阅例如V.V.Ranade J.Clin.Pharmacol.29,685(1989))。同样地,也可以将本发明的化合物连接到容易透过血脑屏障的靶向基团上。在一个实施方案中,本发明的方法使用连接有下述种类化合物的天然聚胺,所述化合物为小分子并且可用于抑制例如Aβ沉积。
为了促进本发明化合物转运通过BBB,可以将它们偶联到BBB转运载体上(有关BBB转运载体和机制的论述参见Bickel等,Adv.DrugDelivery Reviews 46,247-79(2001))。代表性的转运载体包括阳离子化的白蛋白或针对转铁蛋白受体的OX26单克隆抗体;这些蛋白质分别经过吸收介导和受体介导的胞吞转运作用通过BBB。可用作靶向基团的天然细胞代谢物特别包括腐胺、亚精胺、精胺、或DHA。其它的代表性靶向部分包括叶酸或生物素(例如,参阅USP 5,416,016);甘露糖苷(Umezawa等,Biochem.Biophys.Res.Commun.153,1038(1988));抗体(P.G.Bloeman等,FEBS Lett.357,140(1995);M.Owais等,Antimicrob.Agents Chemother.39,180(1995));表面蛋白A受体(Briscoe等,Am.J.Physiol,1233:134(1995));gp 120(Schreier等,J.Biol.Chem.269,9090(1994));也参阅K.Keinanen和M.L.Laukkanen,FEBS Lett 346,123(1994);J.J.Killion和I.J.Fidler,Immunomethods 4,273(1994)。
能将受体介导转运体系靶向进入脑中的其它BBB转运载体的实例包括这样一些因子:胰岛素、胰岛素样生长因子(“IGF-I”和”IGF-II”)、血管紧张素II、心钠素和脑钠素(“ANP”和“BNP”)、白血病介素I(“IL-1”)和转铁蛋白。与这些因子结合的受体的单克隆抗体也被用作BBB转运载体。针对吸收性介导胞吞转运作用机制目标的BBB转运载体包括阳离子化部分如阳离子化的LDL,与聚赖氨酸偶联的白蛋白或辣根过氧化酶,阳离子化白蛋白或阳离子化免疫球蛋白。小分子的碱性寡肽如强啡肽类似物E-2078和ACTH类似物ebiratide也能经吸收介导的胞吞转运作用穿越脑,并且是很有前途的转运载体。
其它的BBS转运载体是将营养素转运到脑中的靶向体系。此类BBS转运载体的例子包括己糖类譬如葡萄和单羧酸类,例如乳酸和中性氨基酸如苯丙氨酸,以及胺类,如胆碱和碱性氨基酸譬如精氨酸,核苷如腺苷,嘌呤碱如腺嘌呤,和甲状腺激素如三碘甲状腺素。营养转运蛋白细胞外区域的抗体也能用作转运蛋白。其它可能的载体包括血管紧张素II和ANP,它们可能与调整BBB的通透性有关。
在一些情况下,连接治疗化合物与转运载体的键可以在转运到脑内后被裂解,以便释放生物活性化合物。连接子的例子包括二硫键、酯键、硫醚键、酰胺键、易酸解的键和席夫碱键。也可以使用亲和素/生物素连接子,其中亲和素是以共价键偶联到BBB药物转运载体上的。亲和素本身也是一种药物转运载体。
胞吞转运,包括受体介导的将组合物穿越血脑屏障的转运,也适合于本发明的化合物。美国专利5,672,683;5,383,988;5,527,527;5,977,307;和6,015,555公开了转铁蛋白受体介导的传递。转铁蛋白介导的转运也是已知的。P.M.Friden等,Pharmacol.Exp.Ther.278,1491-98(1996);H.J.Lee,J.Pharmacol.Exp.Ther.292,1048-52(2000)。EGF受体介导的传递记载于Y.Deguchi等,Bioconjug.Chem.10,32-37(1999),并且A.Cerlett等在J.Drug Target.8,435-46(2000)中描述了胞吞转运。胰岛素片段也已被用作穿越血脑屏障的传递载体。M.Fukuta等,Pharm.Res.11.1681-88(1994)。Y.S.Kang等在Pharm.Res.1,1257-64(1994)中也描述了通过营养素抗生物素蛋白和阳离子化人白蛋白轭合物传递本发明化合物的内容。
用于提高本发明化合物渗透穿越血脑屏障的其它改进物可以采用本领域已知的方法和衍生物完成。例如,USP6,024,977公开了以脑和中枢神经系统为靶标的共价极性脂质轭合物。USP 5,017,566公开包含二氢吡啶氧化还原靶向部分的脂样形式的包含复合物的环糊精衍生物。USP 5,023,252公开一种药物组合物的用途,这种组合物包括神经病学活性的药物和能促进所述药物转运穿过血脑屏障的化合物,这种化合物包括大环酯,二酯,酰胺,二酰胺,脒,二脒,硫酯,二硫酯,硫酰胺,酮或内酯。USP 5,024,998公开了水不溶性药物与环糊精衍生物的注射液。USP 5,039,794公开了转移瘤源性外出因子在促进化合物转运穿越血脑屏障中的应用。USP 5,112,863公开抗精神病药物N-酰基氨基酸衍生物用于穿越血脑屏障给药的应用。USP5,124,146公开了在与脑损伤有关的通透性提高部位将治疗剂传递穿过血脑屏障的方法。USP 5,153,179公开了在用于改善细胞膜透过性的药物中使用的酰化甘油及其衍生物。USP 5,177,064公开了核苷抗病毒剂的类脂膦酸酯衍生物在透过血脑屏障给药中的应用。USP5,254,342公开了联合使用转铁蛋白受体与可药用化合物进行的血脑屏障的受体介导胞吞转运作用,所述可药用化合物能加强或促进该过程。USP 5,258,402公开了使用抗惊厥药氨基磺酸酯的亚氨酸酯衍生物治疗癫痫症。USP 5,270,312公开了用作中枢神经系统药的取代哌嗪。USP 5,284,876公开了多巴胺药物的脂肪酸轭合物。USP5,389,623公开了抗炎甾体或甾体性激素的脂质二氢吡啶衍生物在透过血脑屏障给药中的应用。USP 5,405,834公开了促甲状腺激素释放激素的前药衍生物。USP 5,413,996公开了公开了神经病学活性药物的酰氧基烷基膦酸酯轭合物,用于在脑组织中阴离子螯合所述药物。USP 5,434,137公开了使用注入到颈动脉内的缓激肽选择性切断异常脑组织毛细管。USP 5,442,043公开了介于具有生物活性但不能穿越血脑屏障的肽与无生物活性但能通过受体介导胞吞转运作用通过血脑屏障的肽之间的肽轭合物。USP 5,446,683公开了治疗癫痫症用的抗惊厥药的的水溶性类似物。USP 5,525,727公开了在脑组织中具有差量摄取和保留性质的组合物,其包括麻醉镇痛剂及其激动剂和拮抗剂与二氢吡啶的脂质形式形成的轭合物,这样在透过能防止分配回体循环的血脑屏障摄取时形成氧化还原盐。
一氧化氮是身体正常组织中外周脉管系统的血管扩张剂。一氧化氮合酶产生的一氧化氮增多将会导致无血压损失的血管扩张。通过脑组织的血流的血压独立地增高,将会增大产血组分的脑生物利用度。一氧化氮的这种增加可以通过给药L-精氨酸给予刺激。当一氧化氮增多时,脑血流也随之增大,并且血流中的药物随增加的血流一起进入到脑组织。因此,L-精氨酸可以用于本发明的药物组合物中,以便在药物组合物输入到患者血流内之后(几乎同时血流中L-精氨酸的含量增高)提高传递化合物到脑组织的能力,参阅WO 00/56328。
增强血脑屏障透过性的改进物的再一些例子见国际(PCT)申请公开号WO 85/02342所述,它公开了包括甘油脂质体或其衍生物的药物组合物。PCT公开号WO 089/11299公开了抗体与酶的化学轭合物,这种轭合物被专一性地传递到脑损伤部位用以活化独立给药的神经病学活性前药。PCT公开号WO 91/04014公开了通过在靶向脑组织的脂质体中包封药物传递治疗和诊断剂穿越血脑屏障的方法,其中使用转运专一性的受体配体或抗体。PCT公开号WO 91/04745公开了使用细胞粘连分子及其片段进行的跨越血脑屏障的传输,以提高血管紧密连接的透过性。PCT公开号WO 91/14438公开了使用改性的化学单克隆抗体促进物质透过血脑屏障的传输。PCT公开号WO 94/01131公开了脂质化蛋白(lipidized proteins),包括抗体。PCT公开号WO94/03424公开了氨基酸衍生物作为用于促进跨越血脑屏障传输的药物轭合物的应用。PCT公开号WO 94/06450公开了神经病学活性药物与二氢吡啶类氧化还原靶向部分的轭合物,其中包括氨基酸键和脂族残基。PCT公开号WO 94/02178公开了用于跨越血脑屏障给药的抗体靶向性脂质体。PCT公开号WO 95/07092公开了药物生长因子轭合物在传递药物透过血脑屏障中的应用。PCT公开号WO 96/00537公开了可用作注射给药赋形剂的聚合物微球体,它们用于将生物活性物质传递到中枢神经系统内的部位。PCT公开号WO 96/04001公开了用于脑组织给药的神经病学活性药物的ω-3-脂肪酸轭合物。PCT WO96/22303公开了用于脑组织给药的神经病学活性药物的脂肪酸和甘油脂质轭合物。
一般来讲,本领域普通专业人员都晓得如何由例如相应的羧酸和适当试剂来制备本发明化合物的酯、酰胺或酰肼衍生物。例如,可以使羧酸化合物或其活性等价物与含羟基的化合物或其活性等价物反应,从而得到相应的酯,例如参见“Comprehensive OrganicTransformation”,第2版,R.C.Larock著,VCH Publishers JohnWiley&Sons,Ltd.(199989);“March’s Advanced OrganicChemistry”,第5版,M.B.Smith和J.March著,John Wiley&Sons,Ltd.(2000)。
前药
本发明也涉及本文所述结构式化合物的前药。前药是指在体内能转化为活性形式的化合物(参阅例如R.B.Silverman,1992,“TheOrganic Chemistry of Drug Design and Drug Action”,AcademicPress,第8章)。前药可以用来改变特定药物的生物分布(例如使得通常不能进入的化合物能够进入蛋白酶的活性部位)或药代动力学性质。例如,羧酸基可以用例如甲基或乙基基团酯化,生成酯。当将酯给药于患者时,酯通过酶解或非酶解、还原、氧化、或水解的方式裂解而显示出阴离子基团。阴离子基团能被一些实体酯化(例如酰氧基甲酯),它裂解后给出中间化合物,该化合物随后分解产生活性化合物。前药部分可在体内被酯酶或其它的机制代谢成羧酸。
前药的例子和其用途是本领域所熟知的(例如,参阅Berge等,“Pharmaceutical Salts”,J.Pharm.Sci.66,1-19(1977))。前药可以在最终分离和纯化化合物的过程中就地制备,或者单独将纯化的游离酸形式的化合物与适当的衍生化剂反应制备。羧酸可以通过在催化剂存在下用醇处理转化为酯。
可裂解的羧酸前药部分的例子包括取代和未取代的、支链或直链的低级烷基酯部分(例如乙酯、丙酯、丁酯、戊酯、环戊酯、己酯、环己酯),低级链烯基酯,二低级烷基氨基低级烷基酯(例如二甲氨基乙基酯),酰氨基低级烷基酯,酰氧基低级烷基酯(例如新戊酰氧基甲基酯),芳基酯(苯基酯),芳基-低级烷基酯(例如苄基酯),取代的(例如带有甲基、卤素、或甲氧基取代基)芳基和芳基-低级烷基酯,酰胺,低级烷基酰胺,二低级烷基酰胺,和羟基酰胺。
可药用盐
本发明化合物的某些实例可含有碱性官能团(如氨基或烷基氨基),因而能与可药用酸形成可药用盐。在此,术语“可药用盐”是指本发明化合物的相对无毒的无机酸和有机酸的加成盐。这些盐可以在最后分离与纯化本发明化合物的过程中就地制备,或单独将纯化的游离碱形式的本发明化合物与适当的有机酸或无机酸反应,然后分离这样所形成的盐来制备。
代表性的盐包括氢卤化物(包括氢溴酸盐和盐酸盐)、硫酸盐、硫酸氢盐、磷酸盐、硝酸盐、乙酸盐、戊酸盐、油酸盐、棕榈酸盐、硬脂酸盐、月桂酸盐、苯甲酸盐、乳酸盐、磷酸盐、甲苯磺酸盐、柠檬酸盐、马来酸盐、富马酸盐、琥珀酸盐、酒石酸盐、萘甲酸盐(napthylate),甲磺酸盐,葡萄糖酸盐、乳糖酸盐、2-羟基乙磺酸盐、和月桂基磺酸盐等。例如,参见Berge等的“Pharmaceutical Salts”,J.Pharm.Sci.66,1-19(1977)。
在其它情形下,本发明的化合物可以含有一个或多个酸官能团,因而能与可药用的碱形成可药用盐。这些情况下的术语“可药用盐”是指本发明化合物的相对无毒的无机碱和有机碱的加成盐。
这些盐同样可以在制备本发明化合物的最后的分离与纯化步骤期间就地制备,或单独将纯化的游离酸形式化合物与适当的碱譬如药学上可接受的金属阳离子的氢氧化物、碳酸盐或碳酸氢盐,与氨,或与药学上可接受的有机伯胺、仲胺或叔胺反应而制备。代表性的碱金属或碱土金属盐包括锂盐、钠盐、钾盐、钙盐、镁盐和铝盐等。有代表性的用于形成碱加成盐的有机胺包括乙胺、二乙胺、乙二胺、乙醇胺、二乙醇胺、哌嗪等。
“可药用盐”也包括例如通过制备化合物的酸式或碱式盐而改性的化合物的衍生物,见下面的进一步描述以及本申请其它部分所述。可药用盐的例子包括碱性残基如胺的无机酸或有机酸的盐;酸性残基如羧酸的碱金属的盐或有机盐。可药用盐包括由例如无毒的无机酸或有机酸形成的母体化合物的常规无毒盐或季铵盐。这些常规无毒盐包括由无机酸制得的盐(这些酸如盐酸、氢溴酸、硫酸、氨基磺酸、磷酸和硝酸);以及由有机酸制备的盐,所述有机酸如乙酸、丙酸、琥珀酸、乙醇酸、硬脂酸、乳酸、苹果酸、酒石酸、柠檬酸、抗坏血酸、棕榈酸、马来酸、羟基马来酸、苯乙酸、谷氨酸、苯甲酸、水杨酸、对氨基苯磺酸、2-乙酰氧基苯甲酸、富马酸、甲苯磺酸、甲磺酸、乙二磺酸、草酸和羟乙磺酸。可药用盐可以按照常规化学方法由含有碱性或酸性基团的母体化合物合成。一般来讲,这些盐可以通过游离酸或碱形式的这些化合物与化学计量的适当碱或酸在水或有机溶剂中,或者在两者的混合物中反应制备。
作为本发明的化合物,包括所有的所述化合物的酸、盐、碱以及其它离子和非离子的形式。例如,如果这里给出的化合物为酸,则也包括该化合物的盐形式。同样地,如果给出的化合物为盐,则也包括其酸和/或碱的形式。
本领域专业技术人员使用不超过常规的试验,将可以认识到或能够确定本文所述的具体方法、具体实施方案、权利要求和实施例的多种等同方案。这些等同方案被认为落在本发明的范围之内,并且也被后面所附的权利要求所包括。本申请中引用的所有参考文献、公告专利、公开的专利申请在此都全文引入作为参考。本发明进一步用下面的实施例举例说明,但它们不得认作是对本发明的进一步限制。
实施例
结合和抗原纤维生成测定
除从商业途径购买的特定化合物外,试验化合物是我们合成的并经质谱法(“MS”)筛选。MS检测能给出化合物结合蛋白(在本实施例中,是与β-淀粉样蛋白和I APP结合)的能力的数据。
在Aβ40的MS检测中,将样品制备成水溶液形式(如果需要加20%乙醇以增加在水中的溶解),200μM的试验化合物和20μM的加溶Aβ40,或400μM的试验化合物和40μM的加溶Aβ40。通过加入0.1%的氢氧化钠水溶液调节各样品的pH值到7.4(±0.2)。然后使用Waters ZQ 4000质谱仪通过电喷雾电离质谱分析所得溶液。样品在制备后2小时内以25μL/min的流速直接注入。对于所有的分析,源温都保持在70℃,(电弧)锥部电压为20V。数据采用Masslynx 3.5软件处理。MS检测给出化合物结合可溶性Aβ的能力的数据,而ThT、EM和CD检测能给出抑制原纤维生成的数据。与Aβ结合的检测结果概括在表3中。在表3中,空白栏表示在该检测中未对所述化合物进行数值测定。
IAPP的检测在相同的条件下进行,只是使用200μM的试验化合物和20μM的加溶IAPP。下面的索引描述了以数量表示基于吸收强度的结合能力的表3中使用的符号。
表3--索引
表3-本发明化合物的相对结合亲和性
短期治疗过度表达βAPP的成年转基因CRND8小鼠的效果
表达人淀粉样蛋白前体蛋白(hAPP)的转基因小鼠TgCRND8发展成病理学类似的阿尔茨海默氏病。特别是,已经确证这些8-9周龄动物的血浆和脑中存在高水平的Aβ40和Aβ42,随后在AD患者中观测到与衰老斑类似的淀粉样蛋白斑的早期蓄积。这些动物也表现出与退化性变化的表象相似的进行性认知缺陷。例如参阅Chishti等,J.Biol.Chem.276,21562-70(2001)。
本文研究了本发明19种化合物的短期治疗效果。给药这些化合物,历时14或28天,在给药结束时测定TgCRND8动物的血浆和脑中Aβ肽的水平。
方法
在本实施例中使用第3代和第4代B6C3F1的雄性和雌性转基因小鼠,每天皮下或口服给药一系列化合物之一,连续给药14或28天。
在本方案中使用下列缩写来表示由第3代和第4代世代回交得到的这些动物:TgCRND8-2.B6C3F1(N3);TgCRND8-2.B6C3F1(N4)。
基准动物(第1组)由原始(naive)TgCRND8-2.B6C3F1(N3)组成,11±1周龄。使用这些小鼠测定治疗开始时原始转基因动物血浆和大脑中Aβ的水平。
使用11周龄(±1周)动物开始,每天给药它们各自的治疗物,连续给药14或28天(第2-21组),剂量250mg/kg(在10ml/kg时)或只给药赋形剂(水,第2组)或只给药1%甲基纤维素(第21组)。给药途径对于水溶性化合物而言为皮下给药,对于在甲基纤维素1%(MC 1%)中加溶的化合物而言则口服给药。在治疗期结束时,收集血浆和灌注大脑用于量化Aβ水平。
表4-试验体系
种类 |
小鼠 |
品系 |
TgCRND8-2.B6C3F1(N3)&(N4) |
基因型 |
hAPP+/- |
性别 |
雄性和雌性 |
第1天时年龄: |
11±1周 |
第1天时体重: |
10-30g |
组数量: |
21 |
第1天时动物数量/组: |
基准:8 |
赋形剂和治疗的: |
12-15 |
供应商: |
TgCRND8-2建立者购自Centre forResearch in NeurodegenerativeDiseases,University of Tornoto.同系繁殖的B6C 3F1购自CharlesRiver(Quebec,Canada)。 |
本试验使用的小鼠是在Institut Armand Frappier由繁殖集落生成的,并且在试验开始之前对动物设备环境进行了充分适应。按照年龄和性别,将动物分配成下列试验组:
表5-小鼠组
组号 |
治疗物 |
日剂量(mg/kg) |
治疗期(天) |
1 |
基准 |
NA |
NA |
2 |
水 |
NA |
14&28 |
4 |
BY |
250 |
14&28 |
组号 |
治疗物 |
日剂量(mg/kg) |
治疗期(天) |
6 |
CV |
250 |
14&28 |
12 |
CY |
NA |
14&28 |
15 |
BW |
250 |
14&28 |
16 |
BZ |
250 |
14&28 |
18 |
BX |
250 |
14&28 |
20 |
DC |
250 |
14&28 |
21 |
甲基纤维素1% |
100 |
14&28 |
动物健康监控
在每天早晨给用每日的治疗物时检查所有动物的不健康征兆,并且每天两次检查死亡率(周末和假期每天一次)。治疗开始时进行详细检查、试验期间每周都要进行详细的检查,最终步骤之前再详细检查一次。在认为必要时进行更多次的观测。分别记录死亡和所有个体的临床征兆。随机记录个体的体重、试验期间每周记录一次,并且在终期步骤之前记录一次。
样品收集
杀死基准组11±1周龄的小鼠,对于第2-21组在治疗期(14或28天)结束时即在最后给药化合物后24小时杀死动物,并且收集样品。从眼眶凹陷处(orbital sinus)采取大约500μl血液,置于冰上,在4℃以3,000rpm最小速度离心10分钟。速冻血浆样品,-80℃贮存供分析备用。移出大脑,冷冻,-80℃贮存供分析备用。
检测Aβ水平
称重冷冻的大脑,用4体积的含蛋白酶抑制剂合剂(cocktail)的冰冷50mM Tris-Cl pH 8.0缓冲液(1g潮脑使用4mL缓冲液)匀化。以15000g旋转样品20分钟,将上清液转移到新管内。从每种上清液中取出150μl与250μl 8M胍-HCl/50mM Tris-HCl pH 8.0混合(比例为0.6vol上清液:1vol 8M胍盐/Tris-HCl 50mM pH 8.0),加入400μL的5M胍盐/Tris-HCl 50mM pH 8.0。涡旋各管30秒钟,于-80℃冷冻。并行的是,将沉淀物用7体积的5M胍-HCL/50mM Tris-HCLpH 8.0处理(1g湿脑使用7mL胍),涡旋30秒钟,于-80℃冷冻。室温解冻样品,于80℃超声波处理15分钟,之后再次冷冻。重复该循环3次以确保均匀性,最后将样品再置于-80℃供分析用。
使用Biosource的Human Aβ40和Aβ42Fluorometric ELISA药盒(Cat.No.89-344和89-348),按照生产商推荐的方法,通过ELISA评估血浆和大脑中的Aβ水平。简言之,是将样品在室温下解冻,于80℃超声处理5分钟(对于脑匀浆进行超声处理,而血浆样品不进行超声处理),然后置于冰上。使用100μL稀释样品将Aβ肽捕获到平板上,在不摇动的情形下于4℃孵育过夜。吸出样品,各孔用从Biosource ELISA药盒中得到的洗涤缓冲液冲洗4遍。加入抗-Aβ40或抗-Aβ42兔多克隆抗血清(对Aβ40或Aβ42呈专一性)(100μl),在摇动下室温孵育平板2小时。抽吸各孔,洗涤4遍,然后加入100μl碱性磷酸酯酶标记的抗兔抗体,摇动下于室温孵育2小时。然后冲洗平板5次,向平板中加入荧光底物(100μl)。将平板在室温下孵育35分钟,在460nm激发波长和560nm发射波长下使用滴定板读数器读取平板。
基于它们调节血浆中Aβ肽的水平和脑中小脑可溶性/不溶性Aβ水平的能力对化合物进行评价。利用从赋形剂处理(水)或甲基纤维素处理对照组得到数值,对在处理动物的血浆或脑中观测到的Aβ水平进行归一,并且按照药理学效果的强度分等级。结果见表3-11。Aβ水平的增加采用符号“+”表示,而A β水平的降低采用符号“-”表示。最强的效果记录为“+++”或“---”,而最弱的效果以“+”或“-”表示。
具体讲,(相对于未处理对照组)A β水平增加20-39%记录为“+”,增加40-69%记录为“++”;增加70%或更高记录为“+++”。Aβ水平降低5-19%记录为“-”,降低20-38%记录为“--”,降低39%或更多记录为“---”。
数据列在表6-11内。用这些化合物处理14和/或28天后致使大脑Aβ40和/或Aβ42的水平发生显著改变(表8-11)。而且,用这些化合物例如化合物BX(3-(叔丁基)氨基-1-丙烷磺酸)处理在14和28天后(表6-7)导致血浆中Aβ肽的水平显著增高。这表明,这些化合物中的一些可以通过外周吸收(sink)效应起作用,螯合血浆中的Aβ肽,从而促进它们从CNS中的清除,正如早先采用抗-Aβ单克隆抗体m266通过被动免疫法进行的处理所揭示的一样(DeMattos等,Science 295(5563):2264-7)。
以下各表给出用本发明化合物处理14和28天的TgCRND8小鼠血浆和脑中Aβ肽的水平。
表6A和6C分别给出血浆赋形剂组第14天和第28天的数据。表6B和7分别给出血浆甲基纤维素组第14和第28天的数据。表8和10分别给出脑匀浆赋形剂组第14和第28天的数据。表8和11分别给出脑匀浆甲基纤维素组第14和第18天的数据。
表6A:血浆赋形剂组,第14天
治疗物 |
Aβ40变化 |
Aβ42变化 |
BY |
+ |
+ |
CV |
+ |
++ |
DC |
++ |
++ |
BX |
+++ |
++ |
表6B:血浆甲基纤维素组,第14天
治疗物 |
Aβ40变化 |
Aβ42变化 |
BZ |
+ |
|
BW |
|
|
CY |
|
|
表6C:血浆赋形剂组,第28天
治疗物 |
Aβ40变化 |
Aβ42变化 |
BY |
|
|
CV |
++ |
++ |
DC |
++ |
|
BX |
+++ |
|
表7:血浆甲基纤维素组,第28天
治疗物 |
Aβ40变化 |
Aβ42变化 |
BZ |
++ |
++ |
BW |
|
+ |
CY |
|
+ |
表8:脑匀浆赋形剂组,第14天
**该化合物在脑中的效果仅测试了其调节Aβ40和Aβ42肽总水平的能力,而没有单独测量可溶性的和不溶性的水平。
表9:脑匀浆甲基纤维素组,第14天
表10:脑匀浆赋形剂组,第28天
**该化合物在脑中的效果仅测试了其调节Aβ40和Aβ42肽总水平的能力,而没有单独测量可溶性的和不溶性的水平。
表11:脑匀浆甲基纤维素组,第28天
长期治疗过度表达βAPP的成年转基因CRND8小鼠的效果
使用如短期治疗中使用的转基因小鼠TgCRND8,用Swedish和Indiana突变过度表达人APP基因,导致产生高水平的淀粉样蛋白肽,形成早期发作、攻击性进展(aggressive development)的脑淀粉样变性。高水平的Aβ肽以及与Aβ40相比相对过丰富的Aβ42据认为与观测到的早期变性性严重病变有关。在该转基因鼠系中充分证明了淀粉样蛋白沉积模式、营养不良神经炎的存在、和认知缺损。这些小鼠脑中Aβ的水平随动物年龄显著增高。而总淀粉样蛋白肽的水平在9-17周龄之间从~1.6x105pg/g脑降低到~3.8x106。
尽管在该模型中淀粉样蛋白的早期沉积允许在相对短的时间框架内快速测试化合物,但该模型的攻击性(aggressivity)和高水平的Aβ态使得长期的治疗评估成为更加困难的任务。
本文研究了本发明化合物对表达人淀粉样蛋白前体蛋白(hAPP)的转基因小鼠TgCRND8的血浆和大脑中大脑淀粉样蛋白沉积和β-淀粉样蛋白(Aβ)水平的长期治疗效果。给药这些化合物,历时8或16周,给药结束时测定TgCRND8动物的血浆和大脑中Aβ肽的水平。本试验的目标是评估本发明化合物调节阿尔茨海默氏病(AD)转基因小鼠模型的大脑和血浆中淀粉样生成过程进展情况的效果。
方法
在本试验中使用小鼠为载有一个来源于第2和第3子代(N2和N3)的hAPP基因(+/-)的拷贝,所述后代来源于B6AF1/J杂交动物与TgCRND8.FVB(N2)AJ(N3)的回交。
N1=TgCRND8.FVB(N2)AJ(N3)x B6AF1/J
N2=TgCRND8.FVB(N2)AJ(N3).B6AF1/J(N1)xB6AF1/J
N2=TgCRND8.FVB(N2)AJ(N3).B6AF1/J(N2)xB6AF1/J
本试验中使用下列缩写来表示这些动物:TgCRND8.B6AD1/J(N2);;TgCRND8-2.B6AF1(N3)。对雌性转基因小鼠每天皮下(化合物BX)或口服(化合物BW和BZ)给药适当的化合物,连续给药8或16周。
基准动物由9±1周龄的第2和第3代原始(naive)TgCRND8-2.B6AF1/J组成。这些小鼠用来测定治疗开始时原始转基因动物血浆和大脑中脑淀粉样蛋白沉积程度和Aβ的水平。
使用9周龄(±1周)动物开始,每天给药它们各自的治疗物,连续给药8或16周,剂量30或100mg/kg(10ml/kg)。给药途径对于水溶性化合物(化合物BX)为皮下给药,对于在甲基纤维素1%(MC1%)中加溶的化合物(化合物BW和BZ)则口服给药。在治疗期结束时,收集血浆和灌注的大脑用于量化Aβ水平
按照上面短期治疗试验中所述,监测动物健康,收集样品并测量Aβ的水平。基于它们调节血浆中Aβ肽的水平和大脑中脑可溶性/不溶性水平的能力对化合物进行评价。比较治疗动物组与赋形剂处理(水)或甲基纤维素处理对照组动物血浆和大脑中观测到的Aβ水平,按照药理学效果的强度进行分级。结果见表12。Aβ水平的增加采用符号“+”表示,而Aβ水平的降低则采用符号“-”表示。最强的效果记录为“+++”或“---”,而最弱的效果以“+”或“-”表示。
具体讲,(相对于未处理对照组)A β水平增加5-14%记录为“+”,增加15-29%记录为“++”;增加30%或更高记录为“+++”。Aβ水平降低5-14%记录为“-”,降低15-29%记录为“--”,降低30%或更多记录为“---”。另外,无论在哪个方向,4%或更低的变化均为记录为“0”。
表12给出用本发明化合物连续处理8和16周的TgCRND8小鼠的血浆和大脑中Aβ肽的水平。在很多情况下,用这些化合物处理8和/或16周后会引起血浆和/或大脑中Aβ40和/或Aβ42的水平发生变化。例如,给药化合物BX,在第8周以及第16周时都会导致大脑中Aβ的水平显著降低。第8周时化合物BW也导致大脑和血浆中Aβ的水平显著降低,第16周时导致血浆水平显著降低。另外,利用ThisS染色脑部的初步组织化学试验表明,在用30mg/kg化合物BX处理过的小鼠中,斑块的数量以及斑块所占据的面积都减少。
表12-化合物BX、BW和BZ对血浆和大脑中Aβ水平的影响
实施例11:利用质谱法评价化合物与NAC的结合
最近的发现已经证明,有很高比例的阿尔茨海默氏病(AD)患者也形成Leey体,在扁桃体中最为丰富(Hamilton.2000.Brain Pathol,10:378;Mukaetova-Ladinska等,2000.J Neuropathol Exp Neurol59:408)。有意义的是,α-synuclein的高疏水性非淀粉样蛋白组分(NAC)区域之后也被认为是AD患者脑中淀粉样斑的次丰富组分。已经证明α-synuclein能体外形成原纤维。而且它能够与Aβ结合,促进其聚集(Yoshimoto等,1995.Proc Natl Acad Sci USA 92:914)。事实上,它最初被鉴定为AD斑的非淀粉样蛋白β(Aβ)组分(NAD)的前体(Ueda等.1993.Proc Natl Acad Sci USA 90:11282;Iwai.2000.Biochem Biophys Acta 1502:95;Masliah等,1996.Am J Pathol148:201)。NAC是具有一段高疏水性序列的35氨基酸长肽,在体外它可以自发聚集并形成原纤维。此外,这些原纤维在体外可以有效地活化Aβ原纤维的形成(Han等,1995.Chem Biol.2:163-169;Iwai等,1995.Biochemistry 34:10139)。事实上,通过其NAC域,α-synuclein保留了其原纤维生成性质。因此,用本发明化合物调节NAC的特性或靶向NAC可能是一条有效的治疗途径,用以抑制与α-synucleopathies有关的蛋白质聚集体和包含体的形成,以及α-synuclein的β-淀粉样蛋白肽与NAC之间的聚集体的形成。
本文评估了本发明化合物在水溶液中结合NAC肽的能力。结合能力与利用电喷射质谱观测到的肽-化合物复合体的强度相关。使用微孔蒸馏去离子水来制备所有的水溶液。对于pH的测定,使用安装有Coring Semi-Micro Combination pH Electrode的BeckmanΦ36pH仪。
首先在pH 7.40下分析20μM的NAC(MW 3260.6Da),相应地在m/z 1335.5,1116.7和843.4处观测到+2,3和4处的普通钠簇。测得的最适宜锥电压为20V。
质谱光谱法-质谱分析使用装备有Waters 2795样品管理器的Waters ZQ4000质谱仪进行。数据加工与分析使用MassLynx 4.0(早期使用MassLynx 3.5)。在水介质(6.6%EtOH)中以5∶1的比例混合试验化合物和解聚肽(20μM NAC:100M试验化合物或40μMNAC:200μM试验化合物)。用0.1%NaOH 3-5μL)调节混合物的pH到7.4(±0.2)。定期按照相同方法也制备20μM或40μM的NAC肽溶液,用作对照组。采用利用注射泵以25μl/min的流速直接注入的方式,将溶液加到电喷射源头,以正模式从100-2100Da扫描,得到光谱。扫描时间为0.9sec/扫描,扫描间延迟时间0.1秒钟,每个样品的运行时间为5分钟。所有的质谱的扫描总数为300次。去溶剂化和离子源的温度为70℃。锥头和毛细管电压分别保持在20V和3.2kV。
对于每种受试化合物,求出NAC-化合物复合物的峰下总面积除以未结合NAC峰下总面积得到的值。结果概括于下表13中。
表13-NAC肽结合数据
*+++=强;总结合率为120%或更高
++=中等;总结合率介于120%-70%之间
+=弱;总结合率介于70%-30%之间
-=无;总结合率介于30%-0%之间
本发明还涉及新化合物及其合成。相应地,下面提供的实施例阐述了如何制备这些化合物中的一部分。
本发明化合物的合成
3-异丙基氨基-1-丙烷磺酸(化合物CG)的制备
向1,3-丙烷磺内酯(3.05g,25mmol)在二氯甲烷/乙醚混合液(40mL,1∶1)中的溶液内加入异丙胺(2.5mL,29mmol)。加热回流混合物3小时。然后冷却反应混合物到室温,加入己烷(10mL)。过滤收集固体物,用乙醚(10mL)冲洗,并在真空下干燥。得到白色细粉状化合物CG(2.98g,65.6%收率)。
m.p.240-43℃.1H NMR(500MHz,D2O)δ1.06(d,J=6.3Hz,6H),1.86(qt,J=7.6Hz,2H),2.76(t,J=7.6Hz,2H),3.14(t,J=7.8Hz,2H),3.13-3.21(m,J=6.6Hz,1H).13C NMR(125MHz,D2O)δ18.2,21.5,25.8,43.4,47.9,50.8.
3-环丙基氨基-1-丙烷磺酸(化合物CI)的制备
向1,3-丙烷磺内酯(6.9g,55.3mmol)的THF(60mL)溶液中加入环丙胺(3.7mL,52mmol)。利用油浴于42℃加热混合物2小时。搅拌变得困难,部分固体在搅拌混合物的上部形成坚硬外皮。加热回流混合物1小时,冷却到室温。过滤收集固体物,在真空烘箱中于60℃干燥2小时(4.95g)。将该固体在甲醇/水(35mL/5mL,v/v)中重结晶。混合物在冰箱中冷却,然后过滤收集固体物,用甲醇(15mL)冲洗,风干15分钟,并且进一步在真空烘箱中于60℃干燥过夜。得到白色细长针状化合物CI(3.74g,40%收率)。
m.p.234-236℃.1H NMR(500MHz,D2O)δ0.62-0.71(m,4H),1.92(qt,J=7.6Hz,2H),2.51-2.55(m,J=3.7Hz,1H),2.78(d,J=7.3Hz,H),3.09(t,J=7.8Hz,2H).13C NMR(125MHz,D2O)δ3.0,21.2,30.0,46.8,47.9.FT-IR(KBr) vmax 3051,1570,1465,1039
3-环戊基氨基-1-丙烷磺酸(化合物CJ)的制备
向1,3-丙烷磺内酯(5.5g,45mmol)的THF(80mL)溶液中加入环戊胺(3.95mL,40mmol)。利用油浴加热回流混合物4小时。搅拌变得困难,为恢复搅拌加入一些丙酮和乙醇。冷却混合物到室温。过滤收集固体物,在真空烘箱中于60℃干燥1小时(5.47g)。在回流状态下将该固体物溶于甲醇/水(35mL/2.5mL,v/v)中。缓缓冷却混合物到室温过夜,进而在冰箱中冷却。过滤收集产物,用甲醇(15mL)冲洗,风干15分钟,然后进一步在真空烘箱中于60℃干燥过夜。得到白色细长针状产物即化合物CJ(4.79g)。从合并的粗产物和第一次结晶母液中得到第二批产物。这两批产物均为纯净物,合并后总量为5.63g,收率68%。
m.p.280-82℃.1H NMR(500MHz,D2O)δ1.34-1.43(m,4H),1.46-1.54(m,2H),1.82-1.90(m,4H),2.76(7,J=7.6Hz,2H),2.95(t,J=7.8Hz,2H),3.35(qt,J=7.2Hz,1H).13C NMR(125MHz,D2O)δ21.5,23.6,29.3,45.1,47.9,59.5.FT-IR(KBr)vmax 3558,3501,2972,1647,1587,1466
3-环庚基氨基-1-丙烷磺酸(化合物CK)的制备
向1,3-丙烷磺内酯(4.1g,33mmol)的THF(65mL)溶液中加入环庚胺(3.9mL,30mmol)。利用加热套加热回流该混合物5小时。冷却混合物到室温,过滤收集固体物,然后在真空烘箱中于60℃干燥1小时(6.21g)。将该固体物溶于甲醇/水(30mL/3mL,v/v)中。缓缓冷却所形成的溶液到室温,并进一步用冰浴冷却。过滤收集固体物,用甲醇冲洗,风干15分钟,然后进一步在真空烘箱中于60℃下干燥。得到化合物CJ,为白色细小薄片(5.08g,72%收率)。
m.p.341-43℃.1H NMR(500MHz,D2O)δ1.21-1.42(m,8H),1.45-1.51(m,2H),1.79-1.89(m,4H),2.76(7,J=7.3Hz,2H),2.96(t,J=7.8Hz,2H),3.35(m,J=4.6Hz,1H).13C NMR(125MHz,D2O)δ21.6,23.3,27.3,30.5,43.6,48.0,59.6.FT-IR(KBr)vmax 2924,1615,1464,1243.
3-苄氧基羰基氨基-2-羟基-1-丙烷磺酸,钠盐(化合物AC)的制备
借助1当量的NaOH(4.08g),将3-氨基-2-羟基-1-丙烷磺酸(15.51g,100mmol)溶于水(150mL)中。加入CBZ-OSuc(27.4g,110mmol)的MeCN(300mL)溶液。室温搅拌4小时后,减压蒸发溶剂。然后将得到的湿饼(按重量计含一当量水)悬浮在丙酮(400mL)中,加热回流20分钟。冷却混合物到室温,过滤收集固体物,用丙酮洗涤,然后在真空箱中于40℃干燥过夜。得到化合物AC,为白色细碎固体(28.85g,87.6mmol,88%)。1H和13C NMR与结构一致。
4-苄氧基羰基氨基-1-丁烷磺酸,钠盐(化合物AD)的制备
将4-氨基-1-丁烷磺酸钠盐(0.516g,2.95mmol)溶于水中,终浓度为0.5M(淡黄色溶液)。加入CBZ-OSuc的CH3CN溶液(2M,1.55mL,3.1mmol)。试剂发生沉淀。加1,4-二噁烷与乙醇的混合物直至几乎所有固体溶解为止。3.75小时后,减压蒸发溶剂。真空干燥所得固体过周末。然后将该固体悬浮在丙酮中,加热回流30分钟。冷却混合物到室温,过滤收集固体物,用丙酮洗涤,然后在真空下干燥过夜。得到化合物AD,为白色细碎固体(0.7610g,2.32mmol,78%)。1H和13C NMR与结构一致。
4-苄氧基羰基氨基-1-丙烷磺酸钠盐(化合物AE)的制备
将3-氨基-1-丙烷磺酸钠盐(1.09g,6.76mmol)溶于水中,终浓度为0.5M。加入CBZ-OSuc的CH3CN溶液(2M,3.55mL,7.1mmol,1.05eq.)。试剂发生沉淀。加1,4-二噁烷与乙醇的混合物直至几乎所有固体溶解为止。3.75小时后,减压蒸发溶剂。真空干燥所得固体过周末。然后将该固体悬浮在丙酮中,加热回流30分钟。冷却混合物到室温,过滤收集固体物,用丙酮洗涤,然后在真空下干燥过夜。得到化合物AE,为白色细碎固体(1.58g,5.06mmol,75%)。1H NMR与结构一致。纯度90%(10%mol的高牛磺酸)。
L-(N-Boc)-Phe-L-Phe-高牛磺酸异丁基酯的制备
反应组分1:L-(N-Boc)-Phe-L-Phe
向di-L-Phe-Phe(1g,3.20mmol)在1,4-二噁烷(6mL)和1N NaOH(3.3mL)中的冷(0℃)溶液内加入(Boc)2O(800mg,3.5mmol)的1,4-二噁烷(5mL)溶液。在0-5℃下搅拌该混合物2小时。加入另一份(BOC)2O(100mg),在0-5℃下另外搅拌混合物60分钟,然后再于室温搅拌30分钟。随后蒸发混合物至干。将所得固体置于水/EtOAc混合液中,用2N HCl调节pH到2。水层用EtOAc萃取三次。合并有机层,用盐水干燥,进而蒸发溶剂。一些固体物不溶于EtOAc/CHCl3混合液,于是过滤除去。从而得到需要的N-Boc-L-Phe-L-Phe 1,为白色泡沫状固体(913.7mg,2.215mmol,71%收率)。
反应组分2:3-氨基-1-丙烷磺酸异丁基酯
步骤1:3-叠氮基-1-丙烷磺酸,钠盐(5)
向叠氮化钠(3.22g,49.1mmol)在水/丙酮(70mL,20-50)中的混合物内加入1,3-丙烷磺内酯4(6.12g,49.1mmol)的丙酮(30mL)溶液。在室温下搅拌所形成的清亮溶液。反应在1小时内完成。减压蒸除溶剂。所得固体先后用热乙醚(50mL)和常温乙醚(150ml)冲洗。所得固体然后在真空烘箱中于40℃干燥过夜。得到标题化合物5,为白色固体(8.69g,46.4mmol,95%收率)。
步骤2:3-叠氮基-1-丙烷磺酰氯
将3-叠氮基丙烷磺酸,钠盐5(1.87g,10.0mmol)悬浮在无水苯(20mL)中,向该悬浮液中加入PCl5(2.3g,10.5mmol)。混合物在室温下搅拌30分钟,然后微沸回流约1小时。减压蒸发除去苯和P(O)Cl3。然后向混合物粗品中加入苯,并且再次减压除去溶剂。在真空下干燥残留物。随后将干燥过的残留物溶于二氯甲烷(无水,15mL),利用冰/丙酮浴在-10℃下冷却。
步骤3:3-叠氮基-1-丙烷磺酸,异丁基酯
向上面的冷磺酰氯溶液中加由入异丁醇(1.00mL,10.8mmol)和2,6-二甲基吡啶(1.3mL,11.2mmol)以及二氯甲烷(10mL)组成的溶液。在-10℃下搅拌所得混合物5分钟,然后室温搅拌2小时。加水终止反应,进而加二氯甲烷来萃取产物。有机层用水、饱和碳酸氢钠水溶液、盐水各洗涤一遍,然后用硫酸镁干燥。减压蒸除溶剂,将残留物在真空下干燥。用乙醚洗涤残留物除去剩余的2,6-二甲基吡啶盐酸盐。然后将得到的油状物(1.78g)上闪式柱(硅胶,15%-20%的EtOAc/己烷),得到所要酯,为油状物(790mg,35%)。
步骤4:3-氨基-1-丙烷磺酸异丁基酯
在H2氛围中,利用套管将3-叠氮基丙烷磺酸异丁酯(1.13g,5.11mmol)的异丁醇(10mL)溶液加到预先已经用H2饱和的Pd/C(10%,200mg)的异丙醇(4mL)悬浮液中。然后在H2(40psi)氛围中室温搅拌混合物过夜。过滤除去固体物。蒸发滤液至干。残留物在真空下干燥。得到标题化合物2,高牛磺酸异丁基酯,为棕色油状物(808.7mg,81%)。
组分1与组分2的反应
向N-Boc-L-Phe-L-Phe 1(913.7mg,2.215mmol)和高牛磺酸异丁基酯(423mg,2.21mmol)在二氯甲烷(无水,30mL)中的冷(0-5℃)溶液内加入HOBT(340mg,2.215mmol)。5分钟后,逐滴加入1-环己基-3-(2-吗啉代乙基)碳二亚胺甲基对甲苯磺酸盐(metho-p-toluenesulfonate)(982mg,2.215mmol)的二氯甲烷(10mL)溶液。室温搅拌所得溶液过夜。混合物加二氯甲烷(50mL)稀释,有机层依次1N NaHSO4、饱和碳酸氢钠水溶液、和盐水洗涤,然后用硫酸钠干燥。减压蒸发除去溶剂。TLC显示混合物中存在三种化合物。由于杂质在甲醇中的溶解性较小,故用甲醇重复处理,之后通过过滤除去大部分杂质。硅胶柱层析(2%MeOH/CHCl3)得到三肽3,为琥珀色玻璃状固体(156.1mg,12%)。
L-Phe-L-Phe-高牛磺酸异丁基酯的制备
向N-Boc-L-Phe-L-Phe-高牛磺酸异丁基酯(202mg,0.343mmol)的甲醇冷(0℃)溶液中加入浓HCl(0.7mL)。室温搅拌混合物2小时,然后置于冰箱中过夜。减压除去溶剂,在真空下干燥残留的固体,得到白色固体L-Phe-L-Phe-高牛磺酸异丁基酯(171.8mg,95%)。
L-Phe-L-Phe-高牛磺酸(化合物X)的制备
将N-BOC-L-苯丙氨酸-N-羟基琥珀酰亚胺酯(400mg,1.1mmol)在乙醇(6ml)与1,4-二噁烷(4mL)的混合物中的溶液加入到L-Phe-高牛磺酸(273mg,1.0mmol)在1N NaOH(1.05mL)、水(3mL)和乙醇(4mL)中所形成的溶液内。室温搅拌所形成的混合物过夜。减压除去溶剂,将所得固体(601.9mg)悬浮在丙酮(8mL)与异丙醇(0.2mL)的混合物中,室温搅拌过夜。加热回流混合物30分钟,然后冷却到室温。过滤收集白色固体,用乙醚洗涤,然后在真空烘箱中干燥45分钟。将所得固体(423.1mg)溶解在水/叔丁醇混合物中(7∶3,5mL),在室温下用Amberlite IR-120+(经过洗涤,干重15g)处理2分钟。滤除树脂物,用水与叔丁醇混合溶剂(10mL)洗涤三遍。加入浓HCl(4mL)。减压除去溶剂,真空干燥所得固体。该化合物用THF与MeOH混合溶剂重结晶纯化。然后将得到的固体在甲醇(大约3mL)中加热回流以脱去淡黄色的颜色。真空干燥所得固体,从而得到白色固体化合物X(84.4mg,20%)。1H和13C NMR与结构相符。
N-(3-氨基丙烷-1-磺酰基)-苯丙氨酸乙基酯(化合物CL)的制备
将3-氯丙烷-1-磺酰氯(10mmol,1.21mL)逐滴加入到L-苯丙氨酸乙酯(10mmol,2.3g)和4-甲基吗啉(20mmol,2.2mL)在二氯甲烷(30mL)中的冷(-10℃)溶液内。混合物在-10℃下搅拌30分钟,然后室温搅拌2小时。混合物用二氯甲烷(40mL)稀释,然后水洗两遍、再用盐水洗涤一遍,进而以硫酸钠干燥。减压蒸发溶剂,以定量收率获得几乎纯的3-氯丙基磺酰胺,为黄色油状物。1H和13C NMR与结构一致。
将3-氯丙基磺酰胺(10mmol)、叠氮化钠(20mmol)和催化量的Bu4NI在DMF(40ml)中的混合物于60℃加热24小时。混合物用乙酸乙酯稀释,水洗三遍,再用盐水洗涤一遍,然后硫酸钠干燥。蒸发溶剂,得到叠氮化物,为棕色油状物(3.0489g,8.96mmol,90%)。1H和13C NMR与结构一致。
室温下,在H2(40psi)氛围中将上述叠氮化物(2.70g,7.94mmol)与10%Pd/C(348mg)在乙醇(16mL)中搅拌过夜。利用Celite过滤除去固体物。滤液用TMSCl/EtOH处理以求获得产物的结晶盐酸盐。蒸发溶剂得到粘稠残留物(2.2g,6.27mmol,79%),该残留物在所试验的条件下未发生结晶。将这种盐酸盐粗品溶解于二氯甲烷,用饱和碳酸氢钠洗涤一次。回收有机层,用硫酸钠干燥。减压蒸发除去溶剂。将残留物溶于甲醇,用活性炭处理。利用Celite过滤除去固体物,蒸发滤液至干。真空干燥残留物,得到褐色油状物(1.3969g,按叠氮化物计56%)。1H和13C NMR与结构一致。
N-Boc-L-Phe-(3-氨基丙烷-1-磺酰基)-L-Phe,乙基酯(化合物Y)的制备
向3-氨基丙烷-1-磺酰基-L-Phe-OEt(2.66mmol,839mg)的二氯甲烷(10mL)冷(0℃)溶液内加入N-t-BOC-L-Phe N-羟基琥珀酰亚胺酯(2.80mmol,1.01g)的二氯甲烷(12mL)溶液。室温搅拌该混合物过夜。然后加二氯甲烷稀释混合物,并用2N HCl、碳酸氢钠饱和水溶液、和盐水洗涤。有机层用硫酸镁干燥,并且减压除去溶剂。残留物进行硅胶快速柱层析(2%MeOH/CHCl3)。分离纯净的所需物质部分(600mg)。剩余产物与40%的琥珀酰亚胺混合。将该混合物溶于二氯甲烷(8mL)并且冷却到0℃,然后加入一些3-氨基丙醇(70μL)。室温搅拌混合物1小时。混合物加二氯甲烷稀释,并用2N HCl、碳酸氢钠饱和水溶液、盐水洗涤。有机层用硫酸镁干燥,减压蒸发溶剂。产物用硅胶快速柱色谱法纯化(2%MeOH/CHCl3)。分离另一份所需物质纯品(432.4mg),同时分离得到琥珀酰亚胺与3-氨基丙醇的加合物(220.6mg,0.684mmol)。得到的化合物Y为白色结晶泡沫状固体(1030mg,1.83mmol,65%)。1H和13C NMR与结构一致。
L-Phe-(3-氨基丙烷-1-磺酰基)-L-Phe,乙基酯(化合物Z)的制备
向N-Boc-L-Phe-(3-氨基丙烷-1-磺酰基)-L-Phe,乙基酯(197mg,0.350mmol)的乙醇(8mL)冷(0℃)溶液中加入浓HCl(0.8mL)。混合物用冰/水浴冷却,搅拌45分钟,然后在室温下搅拌3小时。之后将混合物置于冰箱(-20℃)中过周末。减压除去溶剂。残留的乙醇通过在减压条件下与氯仿共蒸发3遍来除去。真空干燥残留物,以定量收率得到灰白色结晶固体(175.3mg)。1H和13C NMR与化合物Z的结构一致。
L-(N-Boc)-Phe-(3-氨基丙烷-1-磺酰基)-L-Phe,钠盐(化合物AA)的制备
向L-(N-Boc)-Phe-(3-氨基丙烷-1-磺酰基)-L-Phe,乙基酯(110mg,0.197mmol)的甲醇(2mL)溶液中加入一当量的1N NaOH(202μL)。室温搅拌混合物过夜。搅拌过夜后观察到白色悬浮液形成。加入MeOH(1mL)、水(1mL)和1N NaOH(10μL)。混合物在温水浴中搅拌大约2小时。减压除去溶剂甲醇。然后冷冻干燥潮湿的残留物,以定量收率得到化合物AA,为白色粉末体(110.2mg)。1H和13C NMR与结构一致。
L-Phe-(3-氨基丙烷-1-磺酰基)-L-Phe,甲基酯(化合物AB)的制备
按照常规的LiOH/MeOH法进行水解。产物用EtOAc和己烷重结晶加以纯化。
将L-(N-Boc)-Phe-(3-氨基丙烷-1-磺酰基)-L-Phe-OH(203mg,0.382mmol)溶于甲醇(4mL)中,冷却该溶液到0℃。加入浓HCl(0.35mL),于0℃搅拌该混合物2小时,进而在室温下搅拌2.5小时。减压除去挥发性溶剂。冷却干燥含水的残留物,得到白色固体产物(171.4mg)。NMR和MS显示,产物为游离酸与甲基酯的混合物。MS还显示存在肽的强缔合作用。根据MS,二聚物是主要物质。将该固体溶于甲醇,在室温下用HC l处理过夜。蒸发溶剂,将残留物在真空下干燥。得到白色泡沫状固体产物(180.4mg,97%)。1H和13C NMR与化合物AB的结构一致。
4-碘-N-(3-磺基丙基)-L-苯丙氨酰胺(化合物CO)的制备
向冷MeOH(60mL,在冰浴中)中加入亚硫酰氯(8.2mL,112.5mmol)。移去冰浴,向混合物中加入4-碘-L-苯丙氨酸(6.55g,22.4mmol)。在回流状态下搅拌所形成的溶液2小时。减压除去溶剂。将残留固体溶于MeOH(40mL),然后将该溶液倒入Et2O(300mL)中。过滤收集固体物,用Et2O(2x50mL)洗涤,并且真空干燥。
将所得固体(1.96g,5.8mmol)溶于最少量的水中。向该溶液中加入氢氧化铵水溶液(28-30%,15mL)。在室温下搅拌反应混合物度过周末。减压除去溶剂,加入EtOAc(15mL)。加热回流混合物。过滤该热溶液。冷却滤液到室温,贮藏于电冰箱中。过滤收集固体物,用EtOAc洗涤,得到4-碘苯丙氨酰胺。
将上述酰胺(1.3g,4.4mmol)溶于15mL 2-丁酮(内含数滴DMF)中,然后加入1,3-丙烷磺内酯(560mg,4.9mmol)。搅拌回流反应混合物2小时。冷却混合物到室温。过滤收集固体物,用丙酮(2x20mL)洗涤,真空干燥。将所得固体悬浮在MeOH(25mL)和少量水(1mL)中。在回流状态下搅拌该悬浮液。趁混合物还热时过滤收集固体物。将该固体用热MeOH(2x10mL)洗涤。得到白色固体化合物CO(320mg)。
3-[4-(4-氟苯基)-1,2,3,6-四氢吡啶-1-基]-1-丙烷磺酸(化合物F)的制备
用1N NaOH(20mL)处理4-(4-氟苯基)-1,2,3,6-四氢吡啶盐酸盐(2.58g,14.5mmol)。然后用二氯甲烷(20mL)萃取该含水混合物。分出有机层,用硫酸镁干燥。减压蒸发除去溶剂。
向4-(4-氟苯基)-1,2,3,6-四氢吡啶(1.96g,13.7mmol)的丙酮(30mL)溶液中加入1,3-丙烷磺内酯(1.74g,14.5mmol)。回流搅拌混合物过夜。只有少量化合物析出。在搅拌下冷却所得悬浮液到室温,有大量固体析出。在加入少量MeOH的情形下加热该悬浮液,直至固体完全溶解。搅拌回流所得溶液数分钟,然后在搅拌下冷却到室温。过滤收集固体物,用MeOH洗涤,真空干燥。从而分离得到化合物F,1.33g(32%)。
3-[4-(4-溴苯基)-4-羟基哌啶-1-基]-1-丙烷磺酸(化合物G)的制备
向4-(4-溴苯基)-4-哌啶醇(2.51g,9.8mmol)的MeOH(25mL)溶液中加入1,3-丙烷磺内酯(1.28g,10.7mmol)。室温搅拌混合物2小时。只有少量化合物析出。在搅拌下冷却所得悬浮液到室温,加入50%MeOH/丙酮溶液以沉淀析出尽可能多的化合物。过滤收集固体物,用50%MeOH/丙酮(2x25mL)洗涤,并且真空干燥。从而能够分离出化合物G,2.11g(57%)。
3-[4-(4-氯苯基)-4-羟基哌啶-1-基]-1-丙烷磺酸(化合物H)的制备
向4-(4-氯苯基)-4-哌啶醇(2.5g,11.8mmol)的丙酮(25mL)溶液中加入1,3-丙烷磺内酯(1.56g,13.0mmol)。室温搅拌混合物2小时。冷却反应混合物到室温。过滤收集固体物,用丙酮(2x20mL)洗涤,并且真空干燥。从而分离得到化合物H,2.83g(72%)。
3-(4-乙酰基-4-苯基哌啶-1-基)-1-丙烷磺酸(化合物I)的制备
将4-乙酰基-4-苯基哌啶盐酸盐(3.32g,12.5mmol)用1N NaOH(20mL)处理。然后用二氯甲烷(20mL)萃取该含水混合物。分出有机层,硫酸钠干燥、过滤、并减压除去溶剂。
向4-乙酰基苯基哌啶(1.83g,9.0mmol)的丙酮(22mL)溶液中加入1,3-丙烷磺内酯(1.20g,10.0mmol)。回流搅拌混合物2小时。冷却反应混合物到室温。过滤收集固体物,用丙酮(2x 20mL)洗涤,并且真空干燥。从而分离得到化合物I,2.65g(90%)。
3-[4-(4-氯苯基)-1,2,3,6-四氢吡啶-1-基]-1-丙烷含水(化合物J)的制备
将4-(4-氯苯基)-1,2,3,6-四氢吡啶盐酸盐(2.52g,10.9mmol)用1N NaOH(20mL)处理,继用二氯甲烷(20mL)萃取该含水混合物。分出有机层,硫酸钠干燥、过滤、并减压除去溶剂。
向4-(4-氯苯基)-1,2,3,6-四氢吡啶(2.07g,10.7mmol)的丙酮(25mL)溶液中加入1,3-丙烷磺内酯(1.41g,11.8mmol)。回流搅拌混合物2小时。冷却反应混合物到室温。过滤收集固体物,用丙酮(2x20mL)洗涤,并且真空干燥。将产物悬浮在50%MeOH/丙酮(75mL)中。在回流状态下搅拌该悬浮液5分钟,然后加入25mL冷丙酮。过滤固体物,用丙酮(2x25mL)洗涤。从而分离得到化合物J,1.48g(44%)。
3-(4-苯基哌嗪-1-基)-1-丙烷磺酸(化合物K)的制备
向1-苯基哌嗪(2.0g,1.9mL,12.3mmol)的丙酮(20mL)溶液中加入1,3-丙烷磺内酯(1.53g,12.9mmol)。回流搅拌混合物2小时。冷却反应混合物到室温。过滤收集固体物,用丙酮(2x25mL)洗涤,并且真空干燥。从而分离得到化合物K,3.04g(87%)。3-[4-(4-氯苯基)哌嗪-1-基]-1-丙烷磺酸(化合物L)的制备
将1-(4-氯苯基)哌嗪二盐酸盐(2.5g,9.3mmol)用1N NaOH(40mL)处理;继用二氯甲烷(40mL)萃取该含水混合物。分出有机层,硫酸钠干燥、过滤、并减压除去溶剂。
向1-(4-氯苯基)哌嗪(1.62g,8.2mmol)的丙酮(20mL)溶液中加入1,3-丙烷磺内酯(1.06g,8.6mmol)。回流搅拌混合物2小时。冷却反应混合物到室温。过滤收集固体物,用丙酮(2x25mL)洗涤,并且真空干燥。从而分离得到化合物L,2.11g(81%)。
3-[4-(2-氟苯基)哌嗪-1-基]-1-丙烷磺酸(化合物M)的制备
向1-(2-氟苯基)哌嗪(2.5g,2.2mL,13.9mmol)的丙酮(25mL)溶液中加入1,3-丙烷磺内酯(1.73g,14.6mmol)。回流搅拌混合物2小时。冷却反应混合物到室温。过滤收集固体物,用丙酮(2x25mL)洗涤,并且真空干燥。从而分离得到化合物M,3.56g(85%)。
3-[4-(4-硝基苯基)哌嗪-1-基]-1-丙烷磺酸(化合物N)的制备
向1-(4-硝基苯基)哌嗪(2.58g,12.1mmol)的丙酮(25mL)溶液中加入1,3-丙烷磺内酯(1.06g,8.6mmol)。回流搅拌混合物2小时。冷却反应混合物到室温。过滤收集固体物,用丙酮(2x25mL)洗涤,并且真空干燥。从而分离得到化合物N,2.85g(71%)。
3-[4-(4-氟苯基)哌嗪-1-基]-1-丙烷磺酸(化合物P)的制备
向1-(4-氟苯基)哌嗪(2.0g,11.1mmol)的丙酮(20mL)溶液中加入1,3-丙烷磺内酯(1.46g,11.7mmol)。回流搅拌混合物2小时。冷却反应混合物到室温。过滤收集固体物,用丙酮(2x25mL)洗涤,并且真空干燥。从而分离得到化合物P,2.62g(78%)。
3-(4-苯基-1,2,3,6-四氢吡啶-1-基)丙酸(化合物Q)的制备
将4-苯基-1,2,3,6-四氢吡啶盐酸盐(1.5g,7.8mmol)悬浮于16mL CH2Cl2中。向该悬浮液内加入三乙胺(2.1mL,15.3mmol),接着加入3-溴丙酸甲酯(1.0mL,9.2mmol)。室温搅拌反应4小时,然后回流2小时。反应混合物用水、1N HCl(2x20mL)、1N NaOH(2x20mL)和盐水(1x20mL)洗涤。分出有机层,硫酸钠干燥、过滤、并减压除去溶剂。
向粗产物中加入2N NaOH(15mL)。搅拌回流混合物1小时。将反应混合物用CH2Cl2(3x20mL)洗涤,继用浓HCl中和。减压浓缩水溶液至干,得到固体残留物。残留物中的氯化钠用下述方式除去(重复三次):将残留物溶解在最少量的水中,用丙酮处理该水溶液,过滤除去产生的固体物,然后减压浓缩滤液至干。从而分离得到化合物Q(159.4mg)。
3-二苄基氨基-1-丙烷磺酸(化合物AV)的制备
向二苄胺(9.8mL,50.8mmol)的甲苯(50mL)溶液中加入1,3-丙烷磺内酯(6.50g,53.3mmol)。回流搅拌混合物3小时。在烧瓶底部形成粘性糊状物。冷却反应混合物到室温。弃去顶层;在加热下将糊状物部分溶于EtOAc中。将该混合物倾入10%EtOAc/己烷(200mL)中。加热混合物,糊状物蔓延到锥形瓶的壁上。除去溶剂,重复该过程两遍。向糊状物中加入MeOH(75mL)。加热混合物,直至出现白色固体为止。过滤收集固体物,用冷MeOH洗涤,并且真空干燥,得到化合物AV,7.03g(43%)。
3-(4-氰基-4-苯基哌啶-1-基)-1-丙烷磺酸(化合物E)的制备
将4-氰基-4-苯基哌啶盐酸盐(2.0g,9.0mmol)用1N NaOH(20mL)处理。然后用二氯甲烷(20mL)萃取该含水糊液。分出有机层,硫酸镁干燥、过滤、并减压除去溶剂。
向哌啶(1.43g,7.7mmol)的丙酮(20mL)溶液中加入1,3-丙烷磺内酯(1.02g,8.5mmol)。回流搅拌混合物2小时。冷却所形成的悬浮液到室温。过滤收集固体物,用丙酮洗涤并且真空干燥。该固体用MeOH(和痕量水)重结晶,得到化合物E,800mg(34%)。
3-(4-苯基-1,2,3,6-四氢吡啶-1-基)丁酸盐酸盐(化合物R)的制备
将4-苯基-1,2,3,6-四氢吡啶盐酸盐(2.01g,10.2mmol)用1NNaOH(20mL)处理。然后用二氯甲烷(20mL)萃取该含水糊液。分出有机层,硫酸镁干燥、过滤、并减压除去溶剂。
将产生的4-苯基-1,2,3,6-四氢吡啶(1.55g,9.7mmol)溶于20mL2-丁酮中。向该溶液内加入碳酸钾(2.02g,14.6mmol)。室温搅拌混合物30分钟;加入4-溴丁酸乙酯(1.46mL,10.1mmol)。在回流状态下搅拌反应混合物5小时。冷却到室温后,过滤无机盐。减压蒸发溶剂。将残留物溶于CH2Cl2(30mL)。有机相用水(2x30mL)、2N HCl(2x30mL)和盐水(2x30mL)洗涤。有机层用硫酸钠干燥,过滤、减压蒸发并且真空干燥。从而分离得到1.55g(58%)需要的酯。
将上述酯(5.7mmol)溶于6N HCl(40mL)中。室温搅拌反应混合物5小时,然后回流1小时,再冷却到室温。反应混合物用CH2Cl2(3x30mL)萃取。减压蒸发有机相。将残留物溶于水(20mL)中;减压浓缩水溶液至干。进一步真空干燥所得物质,得到化合物R,973mg(61%)。
3-胡椒基氨基-1-丙烷磺酸(化合物AW)的制备
向胡椒胺(2.5mL,19.8mmol)的丙酮(30mL)溶液中加入1,3-丙烷磺内酯(2.52g,20.8mmol)。回流搅拌混合物2小时。冷却反应混合物到室温。过滤收集固体物,用丙酮(2x25mL)洗涤,并且真空干燥。将该产物悬浮在90%丙酮/MeOH(75mL)中。回流搅拌该悬浮液30秒钟,过滤收集固体物,真空干燥。从而分离得到化合物AW,2.56g(45%)。
3-(3,4,5-三甲氧基苄基)氨基-1-丙烷磺酸(化合物AY)的制备
向3,4,5-三甲氧基苄胺(2.2mL,12.7mmol)的2-丁酮(20mL)溶液中加入1,3-丙烷磺内酯(1.66g,13.3mmol)。回流搅拌混合物2小时。冷却反应混合物到室温。过滤收集固体物,用丙酮(2x 25mL)洗涤,并且真空干燥。将产物悬浮在90%丙酮/MeOH(75mL)中。回流搅拌该悬浮液30秒钟,过滤收集固体物,真空干燥。得到化合物AY,2.61g(64%)。
3-(2,3-二甲氧基苄基)氨基-1-丙烷磺酸(化合物AZ)的制备
向2,3-二甲氧基苄胺(2.2mL,15.0mmol)的2-丁酮(20mL)溶液中加入1,3-丙烷磺内酯(1.97g,15.8mmol)。回流搅拌混合物2小时。冷却反应混合物到室温。过滤收集固体物,用丙酮(2x25mL)洗涤,并且真空干燥。将粗产物悬浮在90%丙酮/MeOH(75mL)中。回流搅拌该悬浮液30秒钟,过滤收集固体物,真空干燥。得到化合物AZ,1.95g (45%)。
3-(N-二苯甲基氨基甲酰基)氨基-1-丙烷磺酸(化合物AF)的制备
将3-氨基-1-丙烷磺酸(1.0g,7.2mmol)溶于3N NaOH(370mg,9.4mmol,在3mL水中)。待溶液冷却到0℃后,加入异氰酸二苯基甲基酯(1.4mL,7.2mmol)。温热反应混合物到室温,搅拌8小时(室温),接着加入3N NaOH(3mL)。搅拌反应混合物18小时。用5N HCl调节反应混合物的pH到3。减压蒸发溶剂。加入EtOH(15mL),回流搅拌混合物30秒钟。过滤热混合物。蒸发滤液至干。再重复该过程两遍。真空干燥最终的产物,得到化合物AF,837mg(34%)。
3-(3,5-二甲氧基苄基)氨基-1-丙烷磺酸(化合物BA)的制备
向3,5-二甲氧基苄胺(2.5g,15.0mmol)的2-丁酮(22mL)溶液中加入1,3-丙烷磺内酯(1.95g,15.8mmol)。回流搅拌混合物2小时。冷却反应混合物到室温。过滤收集固体物,用丙酮(2x 25mL)洗涤,并且真空干燥。从而分离得到化合物BA,2.89g(67%)。
3-(2,4-二甲氧基苄基)氨基-1-丙烷磺酸(化合物BB)的制备
将2,4-二甲氧基苄胺盐酸盐(2.51g,12.3mmol)用1N NaOH(20mL)处理,并用二氯甲烷(20mL)萃取水相。分出有机层,硫酸镁干燥、过滤、并减压除去溶剂,得到胺(游离碱形式)
向2,4-二甲氧基苄胺(1.71g,10.3mmol)的2-丁酮(15mL)溶液中加入1,3-丙烷磺内酯(1.31g,10.7mmol)。回流搅拌混合物2.5小时。冷却反应混合物到室温。滗去上清液;糊状物用丙酮(2x30mL)洗涤;然后在加热下溶于MeOH。向甲醇溶液中加入丙酮产生沉淀。过滤收集固体物,用丙酮(2x25mL)洗涤,并进行真空干燥。从而得到化合物BB,1.14g(38%)。
3-(苯基乙酰氨基)-1-丙烷磺酸,钠盐(化合物AG)的制备
将3-氨基-1-丙烷磺酸(1.0g,7.2mmol)溶于3M NaOH溶液(7.2mL)。冷却混合物到0℃,然后加入苯乙酰氯(1.4mL,10.8mmol)。温热反应混合物到室温,搅拌22小时。减压蒸发溶剂。将残留物悬浮在50%EtOH/丙酮中。回流搅拌混合物30秒钟。过滤收集固体物并且真空干燥。产物用95%EtOH/H2O重结晶,并且真空干燥。从而分离得到化合物AG,880mg(44%)。
3-(N-苄基氨基甲酰基)氨基-1-丙烷磺酸,钠盐(化合物AH)的制备
将3-氨基-1-丙烷磺酸(1.06g,7.7mmol)溶于1.5N NaOH中(5.3mL)。向该溶液中加入异氰酸苄酯(927μL,7.7mmol)。于70℃搅拌反应混合物30分钟,接着向混合物中加入1当量的异氰酸苄酯(927μL,7.7mmol)。搅拌反应混合物1小时。减压蒸发溶剂。将残留物悬浮在热丙酮中。过滤收集固体物,用热丙酮洗涤,并且真空干燥;得到化合物AH,2.07g(92%)。
3-(N-正-十二烷基氨基甲酰基)氨基-1-丙烷磺酸,钠盐(化合物AJ)的制备
将3-氨基-1-丙烷磺酸(1.06g,7.7mmol)溶于1.5N NaOH中(5.3mL)。向该溶液中加入异氰酸正十二烷基酯(1.7mL,7.7mmol)。于70℃搅拌反应混合物30分钟,接着向混合物中加入1当量的异氰酸正-十二烷基酯(1.7mL,7.7mmol)。搅拌反应混合物1小时。减压蒸发溶剂。将残留物悬浮在热丙酮中。过滤收集固体物,用热丙酮洗涤,并且真空干燥;得到化合物AJ,2.47g(86%)。
3-(N-1-金刚烷基氨基甲酰基)氨基-1-丙烷磺酸,钠盐(化合物AK)的制备
将3-氨基-1-丙烷磺酸(1.06g,7.7mmol)溶于1.5N NaOH中(5.3mL)。向该溶液内加入在热EtOH(5mL)中的异氰酸1-金刚烷基酯(1.36g,7.7mmol)。于70℃搅拌反应混合物30分钟,接着向混合物中加入1当量在热EtOH(5mL)中的异氰酸1-金刚烷基酯(1.37,7.7mmol)。搅拌反应混合物1小时。减压蒸发溶剂。将残留物悬浮在热丙酮中。过滤收集固体物,用热丙酮洗涤,并且真空干燥。所得固体用EtOH重结晶,得到化合物AK,519.4mg(20%)。
3-[2-(4-异丁基苯基)丙酰基]氨基-1-丙烷磺酸,钠盐(化合物AL)的制备
向异丁苯丙酸(1.02g,4.9mmol)中加入亚硫酰氯(1.6mL,21.1mmol)。加热回流反应混合物4小时。蒸发溶剂,真空干燥,得到相应的酰氯。
将3-氨基-1-丙烷磺酸(308mg,2.2mmol)溶于1.5N NaOH(3mL)中。向该溶液中逐滴相应的酰氯(500.8mg,4.4mmol,制备如上)。于70℃搅拌反应混合物过夜。减压除去溶剂。将残留物悬浮在丙酮中。搅拌回流该悬浮液30秒钟。滤除固体物。减压蒸发滤液至干。残留物利用闪式色谱法分离(80%CH2Cl2/MeOH)。从而分离得到化合物AL,237mg(14%)。
3-[(苄基氨基)硫代羰基]氨基-1-丙烷磺酸,钠盐(化合物AM)的制备
将3-氨基-1-丙烷磺酸(1.07g,7.7mmol)溶于1.5N NaOH(5.3mL)中。向该溶液中加入异氰酸苄酯(1.02mL,7.7mmol)。于70℃搅拌反应混合物0.5小时,加入另一当量的异氰酸苄酯(1.02mL,7.7mmol)。搅拌反应混合物1小时。减压蒸发溶剂。将残留物悬浮在热丙酮中。过滤收集固体物,用热丙酮洗涤,并且真空干燥。残留物质用MeOH(含有痕量水)重结晶,得到化合物AM,1.00g(42%)。
3-(3,4-二羟基苄基)氨基-1-丙烷磺酸(化合物S)的制备
向3,4-二甲氧基苄胺(2.2mL,15.0mmol)的2-丁酮(20mL)溶液中加入1,3-丙烷磺内酯(1.98g,15.8mmol)。回流搅拌混合物2小时。冷却反应混合物到室温。过滤收集固体,用丙酮(2x25mL)洗涤,并进行真空干燥。将粗产物悬浮在75%丙酮/MeOH(75mL)中。回流搅拌该悬浮液30秒钟;过滤收集固体物,用丙酮(2x25mL)洗涤,并且真空干燥。将所得固体(1.94g,6.7mmol)溶解在氢溴酸(48%,27mL)中。于100℃搅拌该溶液4小时。减压除去溶剂。将残留物溶于水(20mL)。水相用CH2Cl2(3x20mL)洗涤,之后减压蒸发。将固体残留物悬浮在热MeOH(75mL)中。回流搅拌该悬浮液30秒钟;过滤收集固体物,用50%MeOH/丙酮洗涤,真空干燥。从而分离得到化合物S,1.22g(70%)。
氢氧化4-(3-苯基丙基)-1-磺基丙基吡啶翁,内盐(化合物C)的制备
向4-(3-苯基丙基)吡啶(14.5mL,76mmol)的2-丁酮(150mL)溶液中加入1,3-丙烷磺内酯(10.0g,83.6mmol)。回流搅拌混合物1.5小时。在冷却反应混合物到室温后,立刻过滤收集沉淀物,并用丙酮洗涤。固体物用EtOH(含痕量H2O)重结晶,得到化合物C,15.8g(66%)。
4-(3-苯基丙基)-1-磺基丙基-1,2,3,6-四氢吡啶(化合物D)的制备
将4-(3-苯基丙基)-1-磺基丙基吡啶(10.7g,33.5mmol)溶于60mL MeOH中。冷却该溶液到0℃,然后分批加入硼氢化钠(2.55g,67.0mmol)。室温搅拌反应混合物0.5小时。顺序向混合物中加入水(10mL)和浓HCl(5mL)。滤除无机物。减压浓缩滤液至干,并进行真空干燥。将得到的粘性残留物溶于MeOH(60mL)。将该溶液与Amberlite IR-120离子交换树脂(8.3g)一起搅拌15分钟。滤除树脂,用MeOH洗涤。合并滤液与洗涤液,减压浓缩至干。残留物用水重结晶,得到化合物D(8.05g,75%),为白色结晶。
3-乙基氨基-1-丙烷磺酸(化合物CV)的制备
在(配有冷凝器的)3颈2-L烧瓶内放入四氢呋喃(THF,800mL),用冰浴冷却到5℃。向该冷THF中加入水合乙胺(70wt.%水溶液,85mL,1.07mol),接着在24分钟内加入1,3-丙烷磺内酯(25.08g,201mmol)的THF(100mL)冷溶液。在冰浴冷却下搅拌混合物1小时。移去冰浴,室温搅拌混合物过夜。然后加热回流1小时蒸去乙胺。热混合物分为两相。一经冷却在烧瓶底部就有固体结晶出来。加入乙醚(400mL),冷却混合物至-20℃。滗去上清液。向残留物中加入甲醇(大约120mL)。加热回流混合物,使固体物完全溶解。待溶液冷却到室温后,有沉淀形成。将混合物在冰浴中冷却;过滤收集固体物,用冷甲醇冲洗,并且真空干燥(20.66g,NMR分析表明为纯品)。将该固体物用甲醇(100mL)重结晶。在用冰浴冷却混合物之后,过滤收集固体物,用冷甲醇冲洗,并在真空烘箱中于40℃干燥。得到白色细针状化合物CV(19.12g,57%)。1H和13C NMR与结构一致。
3-(1-金刚烷基)氨基-1-丙烷磺酸(化合物BW)的制备
将1-金刚烷胺盐酸盐(80g,0.426mol)在水中用NaOH(10%,400mL)处理。然后用二氯甲烷(1x400mL,2x100mL)萃取该含水混合物。合并有机层,用盐水(50mL)洗涤,硫酸钠(10g)干燥。减压除去溶剂。将得到白色蜡状固体与乙腈(50mL)一起蒸发。然后将湿固体悬浮在乙腈(200mL)中,并于20分钟内将该悬浮混合物逐滴加到1,3-丙烷磺内酯(53g,0.426mol)在乙腈(300mL)和THF(200mL)中的溶液内。在回流状态下,利用磁力搅拌器搅拌粘稠混合物2小时。然后冷却悬浮液到13℃。抽滤收集固体,用乙腈(2x100mL)和乙醚(1x100mL)洗涤,风干30分钟,并进一步于60℃真空干燥过夜(104.17g,第一批)。按照同样方式从滤液中过滤收集第二批产物,并在真空下干燥(3.39g,第二批)。两批产物具有相同的质子NMR光谱。合并这两批物料进行进一步的纯化。
将上述固体悬浮在甲醇(720mL)中,加热该混合物到回流状态。在保持回流下,于45分钟内逐滴加入水(490mL)。待固体完全溶解后,进一步回流溶液30分钟。将混合物留在未通电源的加热套中,使之缓慢冷却。90分钟后,温度达到40℃。用恒温水浴替换加热套。冷却混合物到5℃,在该温度下搅拌过夜。过滤收集白色薄片状固体,用冷(0℃)甲醇(2x125mL)冲洗,风干60分钟,然后在真空烘箱中于60℃干燥过夜。得到白色薄片状固体的化合物BW(白色板状物,88.48g,76%收率(第一批产物)。1H NMR和MS与结构一致。从母液中得到第二批化合物BW(8.62g)。1H NMR与第一批相同。这样,按照盐酸盐计,反应的总收率为83%。
3-(2-降冰片基)氨基-1-丙烷磺酸(化合物BY)的制备
向2-氨基降冰片烷(7.3g,65.7mmol)的2-丁酮(50mL)溶液中逐滴加入1,3-丙烷磺内酯(8.1g,65.7mmol)的2-丁酮(10mL)溶液。于60℃搅拌混合物1小时。冷却所形成的悬浮液到室温。过滤收集固体物,用乙醇(2x20mL)洗涤。粗料用95%EtOH重结晶,得到化合物BY,为白色结晶固体(8.2g,53%收率)。
3-(2-金刚烷基)氨基-1-丙烷磺酸(化合物BZ)的制备
将2-氨基金刚烷盐酸盐(2x5g)在水中用NaOH处理。然后用二氯甲烷萃取该含水混合物。有机层用硫酸镁干燥。减压除去溶剂。将得到白色固体在室温下真空干燥30分钟。在该游离胺(7.98g,52mmol)的THF(70mL,总计)溶液中加入1,3-丙烷磺内酯(7.4g,60mmol)的THF溶液。加热回流混合物4小时,在冰浴中冷却。过滤收集固体物,风干15分钟,进而真空干燥(11.2g)。用甲醇/水(60mL/35mL)进行重结晶。经在电冰箱中冷却后,过滤收集固体物,用甲醇冲洗,在真空烘箱中60℃干燥过夜。得到白色结晶沙状固体(小片,10.45g,74%收率)。1H和13C NMR与化合物BZ的结构一致。
3-(3,4-二甲氧基苄基)氨基-1-丙烷磺酸(化合物S)的制备
向3,4-二甲氧基苄胺(2.2mL,15.0mmol)的丙酮(20mL)溶液中加入1,3-丙烷磺内酯(1.97g,15.8mmol)。回流搅拌混合物2小时。冷却反应混合物到室温。过滤收集固体物,用丙酮(2x25mL)洗涤,并且真空干燥。将粗产物悬浮在90%丙酮/MeOH(75mL)中。回流搅拌该悬浮液30秒钟,过滤收集固体物,真空干燥。从而分离得到白色固体化合物S(1.84g,43%)。
1HNMR(D2O,500MHz)δppm 6.96(m,3H),4.06(s,2H),3.74(s,6H),3.07(t,1H,J=7.8Hz),2.86(t,1H,J=7.8Hz),2.01(m,2H).13C NMR(D2O,125MHz)δppm 149.23,148.50,123.63,123.37,55.90,55.86,50.96,48.06,45.62,21.39.ES-MS 290(M+1).
3-(2,2-二苯基乙基)氨基-1-丙烷磺酸(化合物ET)的制备
向1,2-二苯基乙胺(2.49g,12.7mmol)的2-丁酮(15mL)溶液中加入1,3-丙烷磺内酯(1.67g,13.3mmol)。回流搅拌混合物2小时。冷却反应混合物到室温。过滤收集固体物,用丙酮(2x25mL)洗涤,真空干燥,得到化合物ET:3.02g(74%)。
1HNMR(DMSO,500MHz)δppm 8.58(s(宽),1H),7.34(m,8H),7.23(t,2H,J=7.3Hz),4.32(t,1H,J=7.8Hz),3.68(d,2H,J=7.3Hz)3.08(t,2H,J=6.1Hz),2.57(t,2H,J=7.3Hz),1.92(m,2H).13C NMR(DMSO,125MHz)δppm 141.63,129.46,128.47,127.76,50.85,49.91,48.53,22.07.ES-MS 318(M-1).
4-(叔丁基氨基)-2-丁烷磺酸(化合物ES)的制备
向叔丁胺(1.0mL,9.5mmol)的四氢呋喃(15mL)溶液中加入2,4-丁烷磺内酯(1.33g,10.0mmol)。回流搅拌混合物2小时。冷却反应混合物到室温。过滤收集固体产物,用THF(2x20mL)洗涤,并且真空干燥;得到化合物ES。
1H NMR(DMSO,500MHz)δppm 2.97(t,2H,J=6.6Hz),2.62(m,1H),1.95(m,0.5H),1.750(m,0.5H),1.22(s,9H),1.12(d,3H,J=6.8Hz).13C NMR(DMSO,125MHz)δppm 56.17,53.15,29.87,25.87,17.05.ES-MS 207(M-1).
4-(叔丁基氨基)-1-丁烷磺酸(化合物ER)的制备
在室温下,向叔丁胺(1.0mL,9.5mmol)的四氢呋喃(4mL)溶液中加入1,4-丁烷磺内酯(1.36g,10.0mmol)。回流搅拌所得溶液2小时。冷却反应混合物到室温。过滤收集固体产物,用丙酮(2x20mL)洗涤,并且真空干燥;得到化合物ER 690mg,(34%)。
1H NMR(D2O,500MHz)δppm 2.92(t,2H,J=7.1Hz),2.82(t,2H,J=7.1Hz),1.68(m,4H),1.22(s,9H).13CNMR(D2O,125MHz)δppm 57.07,50.30,40.95,25.28,24.96,21.62.ES-MS 210(M-1).
3-(3-戊基)氨基-1-丙烷磺酸(化合物DD)的制备
向1-乙基丙胺(10.0g,115mmol)的四氢呋喃(80mL)溶液中加入1,3-丙烷磺内酯(13.7g,110mmol)在20mL THF中的溶液。回流搅拌所形成的溶液2小时。冷却反应混合物到室温。过滤收集固体产物,用丙酮(2x50mL)洗涤,并且真空干燥;得到化合物DD(18.1,80%)。
1HNMR(D2O,500MHz)δppm 3.08(t,2H,J=7.3Hz),3.01(m,1H),2.87(t,2H,J=7.3Hz)2.00(m,2H),1.59(m,4H),0.82(t,6H,J=7.3Hz).13C NMR(D2O,125MHz)δppm 60.87,48.14,43.68,21.81.21.60,8.25.ES-MS 208(M-1).
3-(叔戊基)氨基-1-丙烷磺酸(化合物DG)的制备
向叔戊胺(2.0g,23.3mmol)的四氢呋喃(15mL)溶液中加入1,3-丙烷磺内酯(2.76g,22.2mmol)。回流搅拌所形成的溶液2小时。冷却反应混合物到室温。过滤收集固体产物,用丙酮(2x25mL)洗涤,并且真空干燥;得到化合物DG(3.3g,73%)。
1H NMR (D2O,500MHz)δppm 3.04(t,2H,J=7.8Hz),2.89(t,2H,J=7.8Hz),2.87(t,2H,J=7.3Hz),1.97(m,2H),1.55(m,2H),1.18(s,6H),0.82(t,6H,J=7.3Hz).13C NMR(D2O,125MHz)δppm 60.42,48.17,39.88,30.81,22.23,21.98,7.25.ES-MS 208(M-1).
3-(1,1-二甲基-2-羟基乙基)氨基-1-丙烷磺酸(化合物DH)的制备
向2-氨基-2-甲基-1-丙醇(2.0g,21.4mmol)的四氢呋喃(15mL)溶液中加入1,3-丙烷磺内酯(2.66g,21.4mmol)。回流搅拌该混合物2小时。冷却反应混合物到室温。过滤收集粗产物,用丙酮(2x25mL)洗涤。将该固体悬浮在EtOH(50mL)中。搅拌回流该悬浮液5分钟。过滤收集固体物,在真空烘箱中干燥(50℃),得到化合物DH(2.5g,58%)。
1H NMR(D2O,500MHz)δppm 3.48(s,2H),3.04(t,2H,J=7.8Hz),2.90(t,2H,J=7.3Hz),2.00(m,2H),1.18(s,6H).13C NMR(D2O,125MHz)δppm 64.88,60.27,48.19,40.10,21.92,20.02.ES-MS 210(M-1).
3-(1-羧基-1-甲基乙基乙基)-1-丙烷磺酸(化合物DI)的制备
利用注射泵,向2-氨基异丁酸(2.0g,19.4mmol)、Na OH(776mg,19.4mmol)在1,4-二噁烷(10mL)和水(4mL)中的冷(5℃)混合液内加入1,3-丙烷磺内酯(2.02g,16.2mmol)的1,4-二噁烷溶液(总计:4mL),历时4小时。室温搅拌所得溶液2小时,然后温热至室温。在这些条件下搅拌反应混合物过夜。减压蒸发溶剂。将得到的固体物用5%水/EtOH重结晶。之后将所得固体溶于水;将该水溶液通过离子交换柱(Dowex 50WX8,100g,溶剂:水)。减压蒸发溶剂。冻干产物,得到化合物DI(880mg,28%)。
1H NMR(D2O,500MHz)δppm 3.00(t,2H,J=7.6Hz),2.91(t,2H,J=7.3Hz),2.01(m,2H),1.34(s,6H).13C NMR(D2O,125MHz)δppm 176.93,63.89,48.13,42.04,22.15,21.86.ES-MS 224(M-1).
3-[(1R,2S)-2-甲基环己基]氨基-1-丙烷磺酸(化合物DJ)的制备
向2-甲基环己胺(98%顺式和反式异构体,10.0g,88.3mmol)的四氢呋喃(60mL)溶液中缓慢加入1,3-丙烷磺内酯(10.5g,84.1mmol)的THF(20mL)溶液。回流搅拌该混合物2小时。冷却反应混合物到室温。过滤收集固体,用丙酮(2x50mL)洗涤。将该固体溶于50%EtOH/水(200mL);用Dowex 50WX8树脂(15g)处理该溶液。室温搅拌所形成的悬浮液15分钟。滤除树脂。利用旋转蒸发器浓缩滤液到原来体积的一半。固体产物缓慢结晶。过滤收集产物,用丙酮(2x50mL)洗涤,并在真空烘箱(50℃)中干燥,得到化合物DJ(10.4g,53%).
1HNMR(D2O,500MHz)δppm3.15(M,1H),3.03(m,1H),2.88(t,2H,J=7.3Hz),2.76(m,1H),1.98(m,3H),1.68(m,2H),1.51(m,2H),1.18(m,3H),1.01(m,1H),0.92(m,3H).13C NMR(D2O,125MHz)δppm 62.97,48.16,42.72,34.77,33.50,27.57,24.51,24.23,21.51,17.80.ES-MS 234(M-1).
3-(2,3-二甲基环己基)氨基-1-丙烷磺酸(化合物DK)的制备
向2,3-二甲基环己胺(10.0g,79.0mmol)的四氢呋喃(60mL)溶液中缓慢加入1,3-丙烷磺内酯(9.3g,75.0mmol)的THF(20mL)溶液。回流搅拌该溶液2小时。冷却反应混合物到室温。过滤收集固体物,用THF(50mL)和丙酮(50mL)洗涤。将该固体溶于25%EtOH/水(150mL)中,用Dowex 50WX8树脂(15g)处理。室温搅拌所形成的悬浮液5分钟。滤除树脂。减压浓缩滤液至干;将固体残渣悬浮在丙酮(100mL)中。过滤收集固体物,真空干燥,得到化合物DK(7.4g,43%).
1HNMR(D2O,500MHz)δppm 3.29(m,0.5H)3.09(m,2.88(t,2H,J=7.3Hz),2.80(m,0.5H),1.99(m,3H),1.40(m,7H),0.81(m,6H).13C NMR (D2O,125MHz)δppm 62.85,61.56,59.88,58.22,48.26,48.15,44.29,43.84,43.59,42.65,42.01,41.03,37.34,36.12,34.73,34.45,33.88,33.64,29.39,28.00,26.50,24.25,24.02,23.64,22.42,21.55,21.45,21.35,19.38,19.13,18.82,18.40,14.38,13.39,4.59.ES-MS 248(M-1).
3-新戊基氨基-1-丙烷磺酸(化合物DL)的制备
向新戊胺(8.5g,98mmol)的四氢呋喃(75mL)溶液中缓慢加入1,3-丙烷磺内酯(11.5g,93mmol)的THF(20mL)溶液。回流搅拌所形成的溶液2小时。冷却反应混合物到室温。过滤收集固体物,用丙酮(2x50mL)洗涤。将该固体悬浮于EtOH(150mL)中。搅拌回流所形成的悬浮液15分钟。过滤收集固体产物,用丙酮(2x50mL)洗涤,真空干燥,得到化合物DL(13.3g,69%).
1HNMR(D2O,500MHz)δppm 3.09(t,2H,J=7.3Hz),2.89(t,2H,J=7.3Hz),2.78(s,2H),2.04(m,2H),0.901(s,9H).13C NMR(D2O,125MHz)δppm 59.44,48.31,47.83,29.91,26.42,21.06.ES-MS 208(M-1).
3-枯基氨基-1-丙烷磺酸(化合物DM)的制备
向枯胺(10.5g,78mmol)的四氢呋喃(75mL)溶液中缓慢加入1,3-丙烷磺内酯(9.2g,74mmol)的THF(20mL)溶液。回流搅拌混合物4小时。冷却反应混合物到室温。过滤收集固体物,用THF(2x35mL)洗涤。将该固体悬浮于EtOH(80mL)中。搅拌回流所形成的悬浮液15分钟。过滤收集固体产物,用EtOH(35mL)和丙酮(35mL)洗涤。真空干燥所得固体,得到化合物DM(5.6g,30%).
1HNMR(D2O,500MHz)δppm 7.41(m,5H),2.74(m,4H),1.88(m,2H),1.66(s,6H).13C NMR(D2O,125MHz)δppm 138.36,129.44,129.41,126.52,61.56,48.04,41.21,24.80,21.81.ES-MS 256(M-1).
3-[(1R)-1-(4-甲基苯基)乙基]氨基-1-丙烷磺酸(化合物FN)的制备
向(R)-(+)-1-(4-甲氧基苯基)乙胺(5.83g,38.6mmol)的四氢呋喃(25mL)溶液中缓慢加入1,3-丙烷磺内酯(4.56g,36.8mmol)。回流搅拌所形成的溶液4小时。冷却反应混合物到室温。过滤收集固体物,用THF(25mL)和丙酮(25mL)洗涤。将该固体悬浮于EtOH(200mL)中。搅拌回流所形成的悬浮液15分钟。过滤收集固体物,用冷EtOH(50mL)洗涤,在真空烘箱(50℃)中干燥,得到化合物FN(5.6g,56%).
1H NMR(D2O,500MHz)δppm 7.26(d,2H,J=8.3Hz),6.90(d,2H,J=8.3Hz),4.22(m,1H),3.68(s,3H),2.92(m,1H),2.76(m,3H),1.90(m,2H)1.49(d,3H,J=6.8Hz).13C NMR(D2O,125MHz)δppm 159.87,129.34,128.18,114.85,57.99,55.58,48.05,44.21,21.45,18.21.ES-MS 272(M-1).
3-[(1R)-2,3-二氢茚-1-基氨基]-1-丙烷磺酸(化合物DO)的制备
向(R)-(-)-1-氨基-2,3-二氢化茚(1.0g,7.5mmol)的四氢呋喃(10mL)溶液中缓慢加入1,3-丙烷磺内酯(890mg,7.1mmol)。搅拌回流混合物2小时。冷却反应混合物到室温。过滤收集固体物,用THF(20mL)和丙酮(20mL)洗涤。将该固体悬浮于80%丙酮/EtOH(40mL)中。搅拌回流所形成的悬浮液30秒钟。过滤收集固体物,用丙酮(2x20mL)洗涤,真空干燥,得到化合物DO(1.1g,61%).
1HNMR(D2O,500MHz)δppm 7.41(d,1H,J=7.3Hz),7.30(m,2H),7.24(m,1H),4.72(m,1H),3.14(t,2H,J=7.8Hz),3.02(m,1H),2.88(m,3H),2.43(m,1H),2.12(m,1H),2.01(m,2H).13C NMR(D2O,125MHz)δppm 145.38,136.39,130.31,127.20,125.72,125.54,62.98,48.10,43.93,29.84,28.62,21.64.[α]D=-1.3°(c=0.00515,水).ES-MS 254(M-1).
3-(N-叔丁基氨基甲酰基)氨基-1-丙烷磺酸,钠盐(化合物DP的钠盐)的制备
将3-氨基-1-丙烷磺酸(2.0g,14.3mmol)溶于1.6M的NaOH(10mL)中。向该溶液内加入异氰酸叔丁酯(1.1g,14.3mmol)。于70℃搅拌反应混合物1小时,接着加入一当量的异氰酸叔丁酯(1.1g,14.3mmol)。搅拌反应混合物1小时。减压蒸发溶剂。将残留物悬浮于EtOH(30mL)中。过滤收集固体产物,用EtOH(20mL)和丙酮(20mL)洗涤。真空干燥所得固体,得到化合物DP的钠盐(2.1g,66%).
1H NMR(D2O,500MHz)δppm 3.03(t,2H,J=6.6Hz),2.76(t,2H,J=7.6Hz),1.72(m,2H),1.12(s,9H)。13C NMR(D2O,125MHz)δppm 160.35,50.26,48.74,38.31,28.86,25.24.ES-MS 280(M+Na).
3-(1,2-二甲基-1-丙基)氨基-1-丙烷磺酸(化合物DQ)的制备
向1,2-二甲基丙胺(10.0g,115mmol)的四氢呋喃(80mL)溶液中缓慢加入1,3-丙烷磺内酯(13.7g,110mmol)的THF(20mL)溶液。回流搅拌所形成的溶液2小时。冷却反应混合物到室温。过滤收集固体产物,用THF(50mL)和EtOH(50mL)洗涤。真空干燥所得固体,得到化合物DQ(17.5g,76%).
1H NMR(D2O,500MHz)δppm 3.07(m,3H),2.88(t,2H,J=7.3Hz),1.97(m,3H),1.10(d,3H,J=6.8Hz),0.85(d,3H,J=6.8Hz),0.81(d,3H,J=6.8Hz).13C NMR(D2O,125MHz)δppm 59.79,48.19,44.18,29.72,21.51,18.44,15.02,10.71.ES-MS 232(M+Na).
3-(4-甲基环己基)氨基-1-丙烷磺酸(化合物DR)的制备
向4-甲基环己基胺(97%的顺式与反式异构体,11.0g,97.4mmol)的四氢呋喃(70mL)溶液中缓慢加入1,3-丙烷磺内酯(11.5g,92.8mmol)的THF(20mL)溶液。回流搅拌混合物2小时。冷却反应混合物到室温。过滤收集固体物,用THF(50mL)和丙酮(50mL)洗涤。将该固体悬浮于EtOH中。室温搅拌所形成的悬浮液5分钟。过滤收集固体物,用EtOH(50mL)洗涤,在真空烘箱(50℃)中干燥,得到化合物DR(16.1g,75%).
1H NMR(D2O,500MHz)δppm 3.08(m,2.5H),2.93(m,0.5H),2.87m,2H),1.99(m,4H),1.64(m,3H),1.47(m,1H),1.24(m,2H),0.88(m,1H),0.78(m,3H).13C NMR(D2O,125MHz)δppm57.35,56.52,48.16,18.05,43.73,43.30,32.45,31.13,28.92,28.69,27.77,24.55,21.65,21.53,21.20,18.38.ES-MS 236(M+1).
3-(2-甲基-1-丁基)氨基-1-丙烷磺酸(化合物DS)的制备
向(+/-)-2-甲基丁胺(10g,115mmol)的四氢呋喃(80mL)溶液中缓慢加入1,3-丙烷磺内酯(13.5g,109mmol)的THF(20mL)。回流搅拌混合物2小时。冷却反应混合物到室温。过滤收集固体物,用丙酮(2x30mL)洗涤。将该固体悬浮于95%丙酮/EtOH(200mL)中。室温搅拌所形成的悬浮液5分钟。过滤收集固体产物,在真空烘箱(50℃)中干燥,得到化合物DS(17.6g,78%).
1H NMR(D2O,500MHz)δppm 3.07(t,2H,J=7.8Hz),2.93(m,3H),2.76(m,1H),2.01(m,2H),1.67(m,1H),1.30(m,1H),1.09(m,1H),0.81(d,3H,J=6.8Hz),0.77(t,3H,J=6.8Hz).13C NMR(D2O,125MHz)δppm 53.48,48.13,46.92,31.96,26.38,21.29,16.11,10.19.ES-MS 210(M+1).
3-新戊酰基氨基-1-丙烷磺酸(化合物DT)的制备
将3-氨基-1-丙烷磺酸(2.0g,14.4mmol)溶于NaOH(1.2g,30.2mmol)在1,4-二噁烷(5mL)和水(15mL)混合物中的溶液内。冷却混合物到0℃,逐滴加入新戊酰氯(2.8mL,21.6mmol)的1,4-二噁烷(5mL)溶液。温热反应混合物到室温,进而于65℃搅拌4小时。减压蒸发溶剂。将所得固体溶于水(30mL),用Dowex 50WX8树脂处理。搅拌该悬浮液5分钟,滤除树脂。减压蒸发滤液。将残留物悬浮于20%EtOH/丙酮中。搅拌回流该混合物30秒钟。过滤收集固体产物,真空干燥,得到化合物DT(1.3g,41%).
1H NMR(D2O,500MHz)δppm 3.16(t,2H,J=6.8Hz),2.75(t,2H,J=7.8Hz),1.78(m,2H),1.1(s,9H).13C NMR(D2O,125MHz)δppm182.75,48.70,38.57,38.18,26.65,24.27.ES-MS 222(M-1).
3-(3,3,5-三甲基环己基)氨基]-1-丙烷磺酸(化合物ED)的制备
向3,3,5-三甲基环己基胺(5.0g,35.4mmol)的四氢呋喃(35mL)溶液中缓慢加入1,3-丙烷磺内酯(4.17g,33.7mmol)的THF溶液。搅拌回流该混合物2小时。冷却反应混合物到室温。过滤收集固体物,用丙酮(2x25mL)洗涤。将该固体悬浮于90%丙酮/EtOH(100mL)中。室温搅拌所形成的悬浮液5分钟。过滤收集固体物,在真空烘箱(50℃)中干燥,得到化合物ED(5.9g,67%).
1H NMR(D2O,500MHz)δppm 3.20(m,1H),3.08(m,2H),2.87(t,2H,J=6.8Hz),1.96(m,3H),1.60(m,2H),1.29(m,1H),1.01(m,1H),0.84(s,3H),0.73(m,8H).13CNMR(D2O,125MHz)δppm 54.98,48.06,46.51,43.28,40.96,37.02,32.07,31.23,26.68,24.28,21.67,21.52.ES-MS 262(M-1).
3-(2,3-二氢化茚-2-基氨基)-1-丙烷磺酸(化合物EE)的制备
向2-氨基-2,3-二氢化茚(2.50g,18.8mmol)的四氢呋喃(25mL)溶液中缓慢加入1,3-丙烷磺内酯(2.24g,17.9mmol)。搅拌回流该混合物2.5小时。冷却反应混合物到室温。过滤收集固体物,用丙酮(2x25mL)洗涤。将粗产物悬浮于90%丙酮/EtOH(100mL)中。室温搅拌所形成的悬浮液5分钟。过滤收集固体产物,在真空烘箱(50℃)中干燥,得到化合物EE(3.1g,67%).
1HNMR(DMSO,500MHz)δppm 7.25(m,2H),7.20(m,2H),4.00(m,1H),3.30(m,2H),3.13(m,2H),3.02(m,2H),2.64(m,2H),1.96(m,2H).13C NMR(DMSO,125MHz)δppm 130.98,127.80,125.25,57.70,49.24,45.87,36.32,22.66.ES-MS 254(M-1).
3-(4-联苯基氨基)-1-丙烷磺酸(化合物EF)的制备
向4-氨基联苯(3.0g,17.8mmol)的四氢呋喃(25mL)溶液中缓慢加入1,3-丙烷磺内酯(2.11g,16.9mmol)。搅拌回流该溶液3小时。冷却反应混合物到室温。过滤收集固体物,用丙酮(2x25mL)洗涤。将粗产溶于80%MeOH/H2O的热溶液(120mL)中。向该温热溶液中加入Dowex 50WX8离子交换树脂(10g)。搅拌所形成的热悬浮液5分钟,然后滤除树脂。减压浓缩滤液至干。在真空烘箱(50℃)中干燥残留固体,得到化合物EF(283mg,6%).
1H NMR(DMSO,500MHz)δppm 7.77(d,2H,J=7.8Hz),7.66(d,2H,J=7.8Hz)7.46(m,3H),7.37(m,1H),3.44(m,2H),2.68(m,2H),1.98(m,2H).13C NMR(DMS O,125MHz)δppm 139.74,129.69,128.74,128.33,127.31,122.23,49.70,22.93.ES-MS 290(M-1).
3-[(1R,2S)-2-羟基-1-(甲氧基甲基)-2-苯基乙基]氨基-1-丙烷磺酸(化合物EG)的制备
向(1S,2S)-2-氨基-3-甲氧基-1-苯基-1-丙醇(1.0g,5.5mmol)的四氢呋喃(10mL)溶液中缓慢加入1,3-丙烷磺内酯(662mg,5.3mmol)。搅拌回流该混合物2.5小时。冷却反应混合物到室温。过滤收集固体物,用丙酮(2x25mL)洗涤。将粗产物悬浮于80%丙酮/EtOH中。搅拌回流所形成的悬浮液30秒钟。过滤收集固体产物,在真空烘箱(50℃)中干燥,得到化合物EG(1.0g,63%).
1HNMR(D2O,500MHz)δppm 7.32(m,5H),4.77(d,1H,J=9.8Hz),3.53(m,1H),3.37(m,1H).3.26(m,1H),3.17(m,6H),2.91(t,2H,J=7.3Hz),2.07(m,2H).13C NMR(D2O,125MHz)δppm 139.09,129.33,129.27,127.11,70.85,66.29,62.62,58.76,48.14,44.24,21.47.[α]D=+42.6°(c=0.00091,水),ES-MS 302(M-1).
3-[(1R,2R,3R,5S)-1,2,6,6-四甲基二环[3.1.1]庚-3-基]氨基-1-丙烷磺酸(化合物EH)的制备
向(1R,2R,3R,5S)-(-)-异松莰烷(2.0g,13.0mmol)的四氢呋喃(20mL)溶液中缓慢加入1,3-丙烷磺内酯(1.56g,12.5mmol)。搅拌回流该混合物2小时。冷却反应混合物到室温。过滤收集固体产物,用丙酮(2x25mL)洗涤,并在真空烘箱(50℃)中干燥,得到化合物EH(2.7g,80%).
1H NMR(DMSO,500MHz)δppm 3.32(m,2H),3.09(d,2H),2.67(m,2H),2.30(m,2H),1.96(m,4H),1.75(m,2H),1.18(s,3H),1.11(m,4H),0.90(s,3H).13C NMR(DMSO,125MHz)δppm 55.97,50.11,47.55,45.86,41.15,40.91,38.94,32.81,31.61,27.96,23.85,22.59,21.21,[α]D=-17.2°(c=0.00083,水),ES-MS 274(M-1).
3-(2-甲氧基-1-甲基乙基)氨基-1-丙烷磺酸(化合物E I)的制备
向2-氨基-1-甲氧基丙烷(5.0g,17.8mmol)的四氢呋喃(25mL)溶液中缓慢加入1,3-丙烷磺内酯(2.12g,17.0mmol)。搅拌回流该混合物4小时。冷却反应混合物到室温。过滤收集固体产物,用丙酮(2x25mL)洗涤,并且在真空烘箱(50℃)中干燥,得到化合物EI(3.1g,86%).
1HNMR(D2O,500MHz)δppm 3.53(m,1H),3.41(m,2H),3.27(s,3H),3.11(m,2H),2.89(t,2H,J=7.3Hz),2.00(m,2H),1.18(d,3H,J=5.9Hz).13C NMR(D2O,125MHz)δppm 71.73,58.80,53.79,48.08,43.55,21.52,12.79.ES-MS 210(M-1).
3-[(1R)-2-苄基-1-羟基乙基]氨基-1-丙烷磺酸(化合物EJ)的制备
向(R)-(+)-2-氨基-3-苯基-1-丙醇(1.0g,6.6mmol)的四氢呋喃(10mL)溶液中缓慢加入1,3-丙烷磺内酯(785mg,6.3mmol)。搅拌回流该混合物2小时。冷却反应混合物到室温。过滤收集固体物,用丙酮(2x25mL)洗涤。将粗产物悬浮于80%丙酮/EtOH(100mL)中。搅拌回流所形成的悬浮液30秒钟。过滤收集固体产物,用丙酮(2x25mL)洗涤,进而在真空烘箱中(50℃)干燥,得到化合物EJ(890mg,52%).
1H NMR(DMSO,500MHz)δppm 8.58(s(宽峰),1H),7.26(m,5H),5.30(s(宽峰),1H),3.53(m,1H),3.31(m,2H).3.14(t,2H),2.98(m,1H),2.80(m,1H),2.62(t,2H),1.98(m,2H).13C NMR(DMSO,125MHz)δppm137.31,130.00,129,26,127.49,60.16,57.78,49.90,45.34,33.78,22.49.[α]D=+9.7°(c=0.00118,水).ES-MS 272(M-1).
3-[(1S)-2-苄基-1-羟基乙基]氨基-1-丙烷磺酸(化合物EK)的制备
向(S)-(-)-2-氨基-3-苯基-1-丙醇(2.0g,13.2mmol)的四氢呋喃(20mL)溶液中缓慢加入1,3-丙烷磺内酯(1.57,12.6mmol)。搅拌回流该混合物2小时。冷却反应混合物到室温。过滤收集固体物,用丙酮(2x25mL)洗涤。将粗产物悬浮于80%丙酮/EtOH中。搅拌回流所形成的悬浮液30秒钟。过滤收集固体产物,在真空烘箱(50℃)中干燥,得到化合物EK(1.9g,56%).
1H NMR(DMSO,500MHz)δppm 8.63(s(宽峰),1H),7.27(m,5H)5.31(s(宽峰),1H),3.53(m,1H),3.25(m,2H).3.15(t,2H),2.98(m,1H),2.80(m,1H),2.61(t,2H),1.99(m,2H).13CNMR(DMSO,125MHz)δppm 137.31,130.01,129,27,127.49,60.18,57.77,49.88,45.32,33.78,22.49.[α]D=-7.5°(c=0.00118,H2O).ES-MS 272(M-1).
3-(N-甲基-N-叔丁基氨基)-1-丙烷磺酸(化合物EN)的制备
向N-甲基-叔丁胺(2.0g,22.9mmol)的丙酮(25mL)溶液中缓慢加入1,3-丙烷磺内酯(2.72g,21.8mmol)。搅拌回流该混合物3小时。冷却反应混合物到室温。过滤收集固体物,用丙酮(2x25mL)洗涤。将粗产物悬浮于80%丙酮/EtOH中。搅拌回流所形成的悬浮液30秒钟。过滤收集固体产物,在真空烘箱(50℃)中干燥,得到化合物EN(2.9g,65%)。
1HNMR(DMSO,500MHz)δppm9.40(s(宽峰),1H),3.45(m,1H) 2.85(m,1H),2.59(m,5H),1.99(m,2H),1.28(s,9H).13C NMR(DMSO,125MHz)δppm 63.23,51.12,49.73,34.79,25.50,21.72.ES-MS 208(M-1).
3-[(1R,2S)-2-羟基-2,3-二氢化茚-1-氨基]-1-丙烷磺酸(化合物EO)的制备
向(1R,2S)-1-氨基-2,3-二氢化茚-2-醇(2.37g,15.9mmol)的四氢呋喃(25mL)溶液中缓慢加入1,3-丙烷磺内酯(1.89g,15.1mmol)。搅拌回流该混合物2小时。冷却反应混合物到室温。过滤收集固体物,用丙酮(2x25mL)洗涤。将粗产物悬浮于80%丙酮/乙醇(75mL)中。搅拌回流所形成的悬浮液30秒钟。过滤收集固体产物,在真空烘箱(50℃)中干燥,得到化合物EO(2.7g,65%).1HNMR(D2O,500MHz)δppm7.36(d,1H,J=7.4Hz),7.24(m,3H),4.70(q,1H,J=5.5Hz),4.53(d,1H,J=5.4Hz),3.23(t,2H,J=7.8Hz),3.10(m,1H),2.89(m,3H),(m,1H),2.08(m,2H).13C NMR(D2O,125MHz)δppm 141.60,134.30,130.53,127.61,126.10,125.69,70.42,64.08,48.25,44.73,38.33,21.50.[α]D=+3.0°(c=0.0018,水)ES-MS 272(M+1).
3-[(1S)-1-(羟甲基)-2-甲基丙基]氨基-1-丙烷磺酸(化合物EP)的制备
向(S)-(-)-2-氨基-3-甲基-1-丁醇(2.50g,24.2mmol)的四氢呋喃(35mL)溶液中缓慢加入1,3-丙烷磺内酯(2.89g,23.0mmol)。搅拌回流该混合物3小时。冷却反应混合物到室温。过滤收集固体物,用丙酮(2x25mL)洗涤。将粗产物悬浮于80%丙酮/乙醇(75mL)中。搅拌回流所形成的悬浮液30秒钟。过滤收集固体产物,在真空烘箱(50℃)中干燥,得到化合物EP(2.9g,56%).
1HNMR(D2O,500MHz)δppm 3.78(dd,1H),3.62(dd,1H),3.13(m,2H)2.90(m,1H),2.88(t,3H),1.90(m,3H),0.90(d,3H),0.84(d,3H).13C NMR(D2O,125MHz)δppm64.74,57.24,48.20,44.44,26.98,21.49,18.53,17.00.[α]D=+4.1°(c=0.0017,水),ES-MS 224(M-1).
3-[(1S)-1-氨基甲酰基-2-甲基丙基]氨基-1-丙烷磺酸(化合物EQ)的制备
将L-缬氨酰胺盐酸盐(2.50g,16.4mmol)用碳酸钾饱和溶液(75mL)处理。混合物用EtOAc(3x75mL)萃取。合并有机萃取物,硫酸钠干燥。滤除固体物,并且减压浓缩滤液至干。真空干燥残留物。
向L-缬氨酰胺(1.57g,13.5mmol)的四氢呋喃(20mL)溶液中缓慢加入1,3-丙烷磺内酯(1.61g,12.9mmol)。搅拌回流该混合物2小时。冷却反应混合物到室温。过滤收集固体物,用丙酮(2x25mL)洗涤。将粗产物溶于水(60mL)中,用离子交换树脂Dowex Marathon C(强酸性,15g)处理。搅拌该混合物15分钟。滤除树脂。将滤液倒入EtOH(250mL)中。待完全沉淀后过滤收集固体产物,经真空干燥得到化合物EQ(1.6g,51%).
1H NMR(D2O,500MHz)δppm 3.63(d,1H),3.05(m,2H),2.85(m,2H),2.05(m,4H),0.93(d,3H),0.88(d,3H).13CNMR(D2O,125MHz)δppm 170.24.,65.92,48.16,46.31,29.59,21.31,18.02,17.07.[α]D=+10.5°(c=0.0027,水),ES-MS 237(M-1).
3-异丁基氨基-1-丙烷磺酸(化合物CE)的制备
向1,3-丙烷磺内酯(3.04g,24.5mmol)的2-丁酮(20mL)溶液中加入异丁胺(2.4mL,24mmol)。加热回流混合物。大约10分钟后,混合物发生结块。冷却到室温。加入丙酮并将结块捣碎。过滤收集固体物,真空干燥(2.2g)。将这种白色固体悬浮于乙醇(10mL)中,回流该混合物。大量固体都溶解。缓缓加入水直至获得清亮的粉红色溶液。室温放置该溶液过夜。将烧瓶置于冰箱中2小时。过滤收集固体产物,用乙醇(5mL)冲洗,继用乙醚(10mL)洗涤,然后真空干燥。得到化合物CE,为白色细长针状体(1.87g,40%收率)。m.p.255-57℃.
1H NMR(500MHz,D2O)δ0.88(d,J=6.8Hz,6H),1.85-1.93(m,J=6.8Hz,1H),2.03(qt,J=7.6Hz,2H),2.80(d,J=7.3Hz,2H),2.90(t,J=7.3Hz,2H),3.08(t,J=8.1Hz,2H)。13C NMR(125MHz,D2O)δ19.2,21.2,25.8,46.9,48.1,54.9ES-MS 196(M+1).FT-IR(KBr)vmax 3566,2973,2021,1719.
3-异戊基氨基-1-丙烷磺酸(化合物CH)的制备
向1,3-丙烷磺内酯(4.7g,38mmol)的2-丁酮(70mL)溶液中加入异戊胺(4mL,34.5mmol)。加热回流混合物。大约30分钟后,混合物变得非常粘稠难以搅拌。加入丙酮(15mL)。保持回流,总计4小时。冷却该悬浮液到室温。过滤收集白色固体,依次用丙酮(10mL)、乙醚(10mL)洗涤。得到化合物CH,为非常细微的绒毛状白色固体(4.48g,62%收率).m.p.220℃(分解)。
1HNMR(500MHzD2O)δ0.65(d,J=6.3Hz,6H),1.29(q,J=7.7Hz,2H),1.35-1.42(m,J=6.6Hz,1H),1.86(qt,J=7.6Hz,2H),2.74(t,J=7.3Hz,2H),2.81(t,J=8.1Hz,2H),2.93(t,J=7.8Hz,2H).13C NMR(125MHz,D2O)δ21.3,21.4,25.2,34.2,46.1,46.2,47.9
2-(叔丁基)氨基-1-乙烷磺酸(化合物DU)的制备
6小时内,将2-溴乙烷磺酸,钠盐(4.2g,20mmol)的水(总计12mL)溶液加到叔丁胺(10mL,94mmol)在水(10mL)与1,4-二噁烷(10mL)混合物中的42℃溶液内。混合物于42℃搅拌18小时。然后加热混合物到60℃保持24小时。根据质子NMR,观测到30%的消除产物(乙烯基磺酸)。浓缩混合物至干,在回流温度下用乙醇处理。过滤收集固体物(批料1)。浓缩母液至干,将所得固体再于回流温度下用乙醇处理,并且过滤固体物(批料2)。将这两批固体物溶于水中,进而将得到的水溶液逐一通过Dowex 50WX8离子交换柱(100g树脂)。收集含标题化合物的馏分,浓缩至干。将所得固体物用乙醇(20mL)与水(2mL)混合液重结晶。过滤收集结晶,在真空烘箱中60℃干燥18小时。得到化合物DU,为白色细小针状体(860mg,24%收率)。
1H NMR(500MHz,D2O)δ1.16(s,9H),3.02(t,J=6.8Hz,2H),3.19(t,J=6.8Hz,2H).13C NMR(125MHz,D2O)δ24.8,37.3,47.0,57.8.ES-MS 182(M+1)
3-(环己烷甲基)氨基-1-丙烷磺酸(化合物DV)的制备
加热回流由环己烷甲胺(11.12mL,0.085mol)和1,3-丙烷磺内酯(11.00g,0.090mol)以及乙腈(120mL)组成的混合物2小时。冷却混合物到室温。过滤收集固体物,风干20分钟(19g)。将该固体悬浮于甲醇(100mL)中,加热回流此悬浮液。在回流温度下逐滴加水(4mL)直至形成清亮溶液。然后在搅拌下冷却混合物到5℃。抽滤收集固体,风干45分钟,并进一步在真空烘箱中60℃干燥3天。得到化合物DV,为白色薄片(16.23g,81%收率)。
1H NMR(500MHz,D
2O)δ0.82(brq,J=11Hz,2H),0.91-1.09(m,3H),1.43-1.53(m,6H),1.93(qt,J=7.3Hz,2H),2.71(d,J=6.3Hz,2H),2.80(t,J=7.3Hz,2H),2.71(t,J=7.8Hz,2H).
13C NMR(125MHz,D
2O)
21.2,
29.9,34.7,46.8,48.1,53.7.ES-MS 236(M+1)
3-(1,1-二乙基炔丙基)氨基-1-丙烷磺酸(化合物DW)的制备
加热回流1,1-二乙基炔丙胺(5g,45mmol)与1,3-丙烷磺内酯(6.05g,49.5mmol)在THF(25mL)中的混合物5小时。冷却混合物到室温。过滤收集固体物,用二异丙基醚(2x10mL)洗涤,然后在真空烘箱中干燥过夜(7.16g)。将所得固体悬浮于乙醇(30mL)中,加热回流该悬浮液1小时。之后冷却混合物到室温,抽滤收集固体物,风干5分钟,进而在真空烘箱中60℃干燥过夜(5.86g)。其中仍存在明显量的乙醇。进一步在真空烘箱中干燥所得固体40小时。得到化合物DW,为白色细碎固体(5.66g,81%收率)。
1HNMR(500MHz,D2O)δ0.92(t,J=7.6Hz,2H),1.71(q,J=7.3Hz,3H),1.93(qt,J=7.3Hz,2H),2.81(t,J=7.3Hz,2H),2.94(s,1H),3.13(t,J=7.6Hz,2H).13C NMR(125MHz,D2O)δ7.2,21.6,27.8,41.4,48.1,62.2,78.6,78.9.ES-MS 234(M+1)
3-(1-乙炔基环己基)氨基-1-丙烷磺酸(化合物DX)的制备
加热回流1-乙炔基环己胺(6g,48.7mmol)与1,3-丙烷磺内酯(6.55g,53.6mmol)在THF(35mL)中的混合物5小时(粘稠糊状物)。冷却混合物到室温。过滤收集固体物,用THF(3x5mL)洗涤,风干15分钟(7.3g)。将所得固体悬浮于乙醇(30mL)中,加热回流该悬浮液1小时。之后冷却混合物到室温,抽滤收集固体物,用乙醇(2x5mL)洗涤,风干10分钟,进而在真空烘箱中60℃干燥过夜(批料1:7.10g)。合并母液,在室温下搅拌过夜。出现大量固体。过滤收集固体,用丙酮(3x5mL)洗涤,风干30分钟,然后再悬浮在乙醇(12mL)中。加热回流悬浮液1小时。然后冷却混合物到室温,抽滤收集固体,用乙醇(2x5mL)洗涤,风干2分钟,进而在真空烘箱中60℃干燥过夜(批料2:1.85g)。得到化合物DX,为白色细碎固体(两批总计8.95g,75%收率)。
1H NMR(500MHz,D
2O)δ0.95-1.05(m,1H),1.38-1.54(m,5H),1.60-1.64(m,2H),1.94(qt,J=7.8Hz,2H),2.85(t,J=7.3Hz,2H),3.01(s,1H),3.22(t,J=7.8Hz,2H).
13CNMR(125MHz,D
2O)
21.8,22.3,24.2,34.4,40.9,48.0,59.2,78.6,79.3.ES-MS 243.0(M-1).
3-(2-羟基-2-苯基)氨基-1-丙烷磺酸(化合物DY)的制备
加热回流(±)-2-氨基-1-苯基乙醇(9.9g,72mmol)与1,3-丙烷磺内酯(9.3g,76mmol)在乙腈(70mL)和乙醇(20mL)中的混合物1.5小时。冷却混合物到室温。过滤收集固体物,用乙腈(2x25mL)洗涤,风干20分钟(21.3g)。将所得固体悬浮于甲醇(110mL)中,加热回流该悬浮液。逐滴加水(4mL)直至形成清亮溶液。之后冷却混合物到室温,抽滤收集固体物,风干30分钟,进而在真空烘箱中60℃干燥40小时(批料1,4.47g)。合并母液,-20℃贮存40小时。过滤收集第二批固体,用丙酮(2x15mL)冲洗,风干(1小时),进而在真空烘箱中60℃干燥24小时。分两批得到化合物DY(总计7.82g,42%收率)。
1H NMR(500MHz,D2O)δ,2.03-2.06(m,2H),2.90(t,J=7.3Hz,2H),3.16(t,J=7.3Hz,2H),3.20-3.24(m,2H),4.92-4.95(m,1H),7.30-7.37(m,5H).13C NMR(125MHz,D2O)δ21.3,46.6,78.1,53.2,69.0,126.1,129.0,129.2,139.6.ES-MS 260(M+1).
3-[(S)-1-(4-甲氧基苯基)乙基]氨基-1-丙烷磺酸(化合物DZ)的制备
加热回流(S)-(-)-(4-甲氧基苯基)乙胺(1.83g,12.1mmol)与1,3-丙烷磺内酯(1.6g,13mmol)在乙腈(25mL)中的混合物2.5小时。冷却混合物到室温。过滤收集固体物,用乙腈(2x5mL)洗涤,风干15分钟(3.07g)。将所得固体悬浮于乙醇(15mL)中,加热回流该悬浮液1小时。之后冷却混合物到室温,抽滤收集固体物,用乙醇(2x10mL)洗涤,风干15分钟,进而在真空烘箱中60℃干燥18小时。得到化合物DZ,为白色固体(2.95g,10.8mmol,89%收率)。
1HNMR(500MHz,D2O)δ1.52(d,J=6.8Hz,3H),1.88-1.98(m,2H),2.76-2.79(m,3H),2.80-2.98(m,1H),3.71(s,3H),4.25(qt,J=6.7Hz,2H),6.93(d,J=8.3Hz,2H),7.29(d,J=8.3Hz,2H).13C NMR(125MHz,D2O)δ18.3,21.5,44.2,48.1,55.6,58.0,114.9,128.2,129.4,159.9.ES-MS 274.(M+1).[α]D=-28.8°(c=0.0038,水)
3-(4-溴苯乙基)氨基-1-丙烷磺酸(化合物EA)的制备
加热回流4-溴苯乙胺(4g,20mmol)与1,3-丙烷磺内酯(2.56g,21mmol)在乙腈(30mL)中的混合物2.5小时。冷却混合物到室温。过滤收集固体物,用乙腈(2x5mL)洗涤,风干15分钟(9.57g),进而真空干燥15分钟(8.02g)。将所得固体悬浮于乙醇(40mL)中,加热回流该悬浮液1小时。之后冷却混合物到室温,抽滤收集固体物,用乙醇(2x5mL)冲洗,风干15分钟,进而在真空烘箱中60℃干燥18。得到化合物EA,为白色固体(6.04g,18.8mmol,94%收率)。
1HNMR(500MHz,DMSO)δ1.95(t,J=6.3Hz,3H),2.63(t,J=6.1Hz,2H),2.88(t,J=7.6Hz),2H),3.09(t,J=6.3Hz,2H),3.15(t,J=7.8Hz,2H),7.25(2,J=7.8Hz,2H),7.53(2,J=7.8Hz,2H),8.63(br s,2H).13C NMR(125MHz,DMSO)δ21.8,31.0,46.7,47.2,48.8,119.9,131.0,131.4,136.5.ES-MS 324(M+1).
3-[(S)-2,3-二氢化茚-1-氨基]-1-丙烷磺酸(化合物EB)的制备
加热回流(S)-(-)-1-氨基-2,3-二氢化茚(0.92g,6.9mmol)与1,3-丙烷磺内酯(0.93g,7.6mmol)在乙腈(15mL)中的混合物2.5小时。冷却混合物到室温。过滤收集固体物,用乙腈(2x4mL)洗涤,风干15分钟。将所得固体悬浮于乙醇(12mL)中,加热回流该悬浮液1小时。之后冷却混合物到室温,抽滤收集固体物,用乙醇(2x4mL)洗涤,风干15分钟,进而在真空烘箱中60℃干燥过周末。得到化合物EB,为浅粉色固体(1.54g,87%收率)。
1H NMR(500MHz,D2O)δ2.00(qt,J=7.3Hz,2H),2.09-2.13(m,1H),2.40-2.45(m,1H),2.84-2.87(m,3H),2.98-3.04(m,1H),3.12(t,J=7.8Hz,2H),4.67-4.70(m,1H),7.22(m,2H),7.29-7.32(m,2H),7.40(d,J=7.8Hz,1H).13C NMR(125MHz,D2O)δ21.6,28.6,29.8,43.9,48.1,63.0,125.5,125.7,127.2,130.3,136.3,145.4.ES-MS 256(M+1).[α]D=-1.0°(c=.003095,水).
3-环丁基氨基-1-丙烷磺酸(化合物EC)的制备
加热回流环丁胺(1.11g,15.6mmol)与1,3-丙烷磺内酯(2g,17mmol)在乙腈(18mL)中的混合物。15分钟内混合物结块。加入THF(10mL)。保持回流1小时。冷却混合物到室温。过滤收集固体物,用乙腈(2x4mL)洗涤,风干60分钟(2.41g)。将所得固体悬浮于甲醇(20mL)中,加热回流该悬浮液,直至所有固体溶解为止。之后冷却混合物到室温,抽滤收集如此形成的固体物,用甲醇(2x4mL)洗涤,风干20分钟,进而在真空烘箱中40℃干燥18小时。得到化合物EC,为白色固体(1.81g,60%收率)。
1HNMR(500MHz,D2O)δ1.70-1.77(m,2H),1.94-2.03(m,4H),2.18(br s,2H),2.85(t,J=6.8Hz,1H),2.95(t,J=7.3Hz,1H),3.63-3.66(m,1H).13C NMR(125MHz,D2O)δ14.5,21.5,26.1,43.6,48.0,51.8.ES-MS 194(M+1).
3-(4-美西律)-1-丙烷磺酸(化合物EV)的制备
用1N NaOH(50mL)游离化美西律盐酸盐(2.45g,11.3mmol),继用乙酸乙酯(2x50mL)萃取。合并的萃取物用硫酸钠干燥。蒸发溶剂。向所得游离胺中加入1,3-丙烷磺内酯(1.46g,11.9mmol)的THF(35mL)溶液。加热回流混合物4小时。冷却混合物到室温;过滤收集产生的固体,用THF(5mL)洗涤。40℃干燥所得固体过夜。风干滤液过夜,得到淡棕色固体(1.45g),其纯度低于第一批产物,故弃去。从而得到白色固体状化合物EV(1.19g,56%(99%粗品)收率)。
1H NMR(500MHz,DMSO)δ1.39(d,J=6.3Hz,3H),2.02(t,J=5.9Hz,2H),2.26(s,6H),2.67(t,J=5.9Hz,2H),3.21(br d,J=19.5Hz,2H),3.61(br s,1H),3.83-3.91(m,2H),6.95(t,J=7.3Hz,1H),7.04(m,2H),8.91(br s,2H).13C NMR(125MHz,DMSO)δ13.3,16.0,21.8,44.6,49.2,52.9,70.8,124.3,128.9,130.4,154.2.ES-MS 302(M+1).
3-(1-苄基-2-甲氧基乙基)氨基-1-丙烷磺酸(化合物EW)的制备
用饱和碳酸钾(20mL)游离化S-(+)-2-氨基-1-甲氧基-3-苯基丙烷盐酸盐(2.06g,10.0mmol),继用乙酸乙酯(3x15mL)萃取该含水混合物;并将合并的萃取物用硫酸钠干燥。蒸发溶剂。向所得游离胺中加入1,3-丙烷磺内酯(1.29g,10.5mmol)的THF(15mL)溶液。加热回流混合物4小时。冷却混合物到室温,搅拌1小时。过滤收集产生的固体,用丙酮(5mL)洗涤。40℃干燥所得固体过夜。得到白色固体状化合物EW(2.48g,83%收率)。
1H NMR(500MHz,DMSO)δ1.99(m,2H),2.65(t,J=6.1Hz,2H),2.80(t,J=12.0Hz,1H),3.05(m,2H),3.17(m,3H),3.22(dd,J=3.4Hz,10.7Hz,2H),3.33(m,1H),3.43(d,J=10.7Hz,2H),3.50(m,1H),7.27(m,3H),7.35(t,J=7.1Hz,2H),8.86(br d,1H).13C NMR(125MHz,DMSO)δ21.8,33.4,45.0,49.2,57.8,58.5,68.1,126.9,128.7,129.2,136.3.ES-MS 310(M+1).[α]D=-0.8°(c=0.0025,水).
3-[1-(N-羟基氨基甲酰基)-2-苯基乙基)氨基-1-丙烷磺酸(化合物FO)的制备
向L-N-(3-磺基丙基)苯丙氨酸乙基酯(1.00g,3.17mmol)的水(5mL)溶液中加入羟胺50%水溶液(wt./wt,7mL)。室温搅拌混合物24小时。浓缩混合物至干。将所得固体溶解于热甲醇(10mL)与水的混合物中;并且于5℃贮存混合物3天。仅有极少量固体形成。加入丙酮(3mL),有大量固体形成。抽滤收集产生的固体,用丙酮(2x5mL)洗涤,然后在真空烘箱中40℃干燥过夜。得到化合物FO,为白色固体(700mg,73%)。
1H NMR(500MHz,D2O)δ2.03-2.07(m,2H),2.88-2.90(M,2H),2.99-3.03(M,1H),3.07-3.12(M,1H),3.18-3.23(m,1H),3.82-3.85(m,1H)7.15(d,J=6.8Hz,2H),7.26-7.31(m,3H).13C(125MHz,D2O)δ19.3,33.8,43.2,45.8,57.9,126.0,127.1,127.3,131.4,162.2.ES-MS 303(M+Na).[α]D=40°(c=0.001983,水).