CN102333782A - 作为Kv1.3钾通道阻断剂的螺氮杂环庚烷-噁唑烷酮 - Google Patents

Abstract

本发明涉及作为电压门控性Kv1.3钾通道阻断剂的螺氮杂环庚烷-噁唑烷酮，含有这些化合物的药物组合物，所述化合物的制备方法，用于其合成的新颖中间体的制备方法，和组合物的制备方法。本发明还涉及这种化合物和组合物的用途，尤其是将其给予病人以在对糖尿病、银屑病、肥胖症、移植排斥和炎症性神经病，包括T*细胞介导的自身免疫疾病，例如类风湿性关节炎和多发性硬化的治疗中实现治疗效果的用途。所述化合物具有式(1)，其中所述符号具有说明书中给出的含义：

Description

作为Kv1.3钾通道阻断剂的螺氮杂环庚烷-噁唑烷酮

技术领域

本发明涉及药物和有机化学领域。本发明的实施方案涉及并且提供了作为电压门控性Kv1.3钾通道阻断剂的螺氮杂环庚烷-噁唑烷酮(1-氧杂-3，8-二氮杂螺[4.6]十一烷-2-酮)，以及中间体、制剂和方法。

背景技术

WO 00/25786(Merck&Co.，2000)、Schmalhofer等人(Biochemistry，41，7781-7794，2002)、Baell(Expert Opin.Ther.Patents，15(9)，1209-1220，2005)和Harvey(J.Med.Chem.，49(4)，1433-1441，2006)均公开了基于苯甲酰氨基亚甲基-环己基骨架(s caffo ld)的电压门控性Kv1.3钾通道阻断剂。

公开内容

据发现，取代的螺氮杂环庚烷-噁唑烷酮(1-氧杂-3，8-二氮杂螺[4.6]十一烷-2-酮)是新颖的电压门控性Kv1.3钾通道阻断剂。本发明涉及式(1)的化合物，或互变异构体、立体异构体或前述任一种的药理学上可接受的盐，

其中：

-R₁和R₂独立地为氢、氘、氟、CF₃或烷基(C_1-3)，所述烷基(C_1-3)未被取代或被一个或多个氟原子取代，

-n为0(零)、1或2，

-R₃选自卤素、烷基(C_1-3)、CF₃、CN、NH₂、NHAc、OH、OCH₃或OCF₃，

-m为0(零)、1、2或3，

-R₄选自卤素、烷基(C_1-3)、CF₃、CN、NH₂、NHAc、OH、OCH₃或OCF₃，或(R₄)_m与其所连接的苯环一起形成萘基。

在一些实施方案中，本发明还涉及式(1)的化合物，或互变异构体、立体异构体或前述任一种的药理学上可接受的盐，其中R₁和R₂独立地为氢或甲基，n为0(零)或1，R₃为卤素，m为1或2，且R₄选自卤素、CF₃、CN、OCH₃或OCF₃，或(R₄)_m与其所连接的苯环一起形成萘基。

其它实施方案提供一种或多种式(1)的化合物或互变异构体、立体异构体或前述任一种的药理学上可接受的盐，其中R₁和R₂独立地为氢、氘、氟、CF₃或烷基(C_1-3)，所述烷基(C_1-3)未被取代或被一个或多个氟原子取代；n为0(零)、1或2；R₃选自卤素、烷基(C_1-3)、CF₃、CN、NH₂、NHAc、OH、OCH₃或OCF₃；m为0(零)、1、2或3；R₄选自卤素、烷基(C_1-3)、CF₃、CN、NH₂、NHAc、OH、OCH₃或OCF₃，或(R₄)_m与其所连接的苯环一起形成萘基。

在一些实施方案中，本发明还涉及式(1)的化合物，或互变异构体、立体异构体或前述任一种的药理学上可接受的盐，其中R₁和R₂独立地为氢或甲基，n为0(零)或1，R₃为卤素，m为1或2，且R₄选自卤素、CF₃、CN、OCH₃或OCF₃，或(R₄)_m与其所连接的苯环一起形成萘基。

其它实施方案提供式(1)的化合物或互变异构体、立体异构体或前述任一种的药理学上可接受的盐，所述化合物选自：

(5S)-8-[3，5-双(三氟甲基)苯甲酰基]-3-[(1S)-1-苯基乙基]-1-氧杂-3，8-二氮杂螺[4.6]-十一烷-2-酮，

(5R)-8-[3，5-双(三氟甲基)苯甲酰基]-3-[(1S)-1-苯基乙基]-1-氧杂-3，8-二氮杂螺[4.6]-十一烷-2-酮，

(5R)-8-[3，5-双(三氟甲基)苯甲酰基]-3-[(1R)-1-苯基乙基]-1-氧杂-3，8-二氧杂螺[4.6]-十一烷-2-酮，

(5S)-8-[3，5-双(三氟甲基)苯甲酰基]-3-[(1R)-1-苯基乙基]-1-氧杂-3，8-二氮杂螺[4.6]-十一烷-2-酮，

(5S)-8-[3-氰基苯甲酰基]-3-[(1S)-1-苯基乙基]-1-氧杂-3，8-二氮杂螺[4.6]十一烷-2-酮，

(5R)-8-[3-氰基苯甲酰基]-3-[(1S)-1-苯基乙基]-1-氧杂-3，8-二氮杂螺[4.6]十一烷-2-酮，

(5R)-8-[3-氰基苯甲酰基]-3-[(1R)-1-苯基乙基]-1-氧杂-3，8-二氮杂螺[4.6]十一烷-2-酮，

(5S)-8-[3-氰基苯甲酰基]-3-[(1R)-1-苯基乙基]-1-氧杂-3，8-二氮杂螺[4.6]十一烷-2-酮。

其它实施方案提供一种或多种式(1)的化合物或其药理学上可接受的盐，所述化合物为光学活性的对映异构体或非对映异构体。

在一些实施方案中，本发明还涉及式(1)的化合物或其药理学上可接受的盐，其中与噁唑烷酮环中的氮原子相连的碳原子为(R)或(S)对映异构体。

在一些实施方案中，本发明还涉及式(1)的化合物或其药理学上可接受的盐，其中中心的季螺-碳原子为(R)或(S)对映异构体。

本发明的其它实施方案涉及式(v)、(vi)或(vii)的化合物

其中R₁、R₂、n和R₃具有上述含义，这样的化合物可以用于合成式(1)的化合物。

其它实施方案提供下述化合物：

另一个实施方案提供制备式(1)的化合物的方法，所述方法包括如下步骤：

(i)用保护基保护六氢(1H)-氮杂环庚三烯-4-酮1，得到式2的酮：

(ii)将式2的酮环氧化为式3的螺-环氧化物：

(iii)用式RNH₂的胺4氨解式3的螺-环氧化物，得到式5的氨基醇，其中R代表如下部分：

其中R₁和R₂独立地为氢、氘、氟、CF₃或烷基(C_1-3)，所述烷基(C_1-3)未被取代或被一个或多个氟原子取代；n为0(零)、1或2；R₃选自卤素、烷基(C_1-3)、CF₃、CN、NH₂、NHAc、OH、OCH₃或OCF₃；m为0(零)、1、2或3，

(iv)在羰基化试剂存在下，经DMAP催化使氨基醇5闭环形成螺-噁唑烷酮衍生物6

(v)将式6的螺-噁唑烷酮脱保护，得到式7的化合物。

具体实施方案所提供的上述方法为，其中所述保护基选自苄氧基羰基(Cbz)或叔丁氧基羰基(t-Boc)。

其它实施方案提供包含式(1)的化合物或其药理学上可接受的盐的药物。

进一步的实施方案提供用于治疗糖尿病、银屑病、肥胖症、移植排斥和炎症性神经病，包括T-细胞介导的自身免疫疾病，例如类风湿性关节炎和多发性硬化的式(1)的化合物。

在一些实施方案中，本发明还涉及组合物，所述组合物包含至少一种药学上可接受的载体或至少一种药学上可接受的辅助物质，或其两种或更多种的组合；和药理学活性量的至少一种式(1)的化合物或其药理学上可接受的盐。

进一步的实施方案提供式(1)的化合物用于制备药物组合物的用途，所述组合物用于治疗糖尿病、银屑病、肥胖症、移植排斥和炎症性神经病，包括T-细胞介导的自身免疫疾病，例如类风湿性关节炎和多发性硬化。

本发明的其它实施方案包括：

用于治疗糖尿病、银屑病、肥胖症、移植排斥和炎症性神经病，包括T-细胞介导的自身免疫疾病，例如类风湿性关节炎和多发性硬化的方法，所述方法包括向需要这种治疗的病人给予式(1)的化合物；

阻断Kv1.3钾通道的方法，所述方法包括向需要阻断Kv1.3钾通道的受治疗者给予药学上有效量的式(1)的化合物。

本发明进一步涉及联合治疗法，其包括将式(1)的化合物，或包含式(1)的化合物的药物组合物或制剂与另外的一种或多种治疗剂同时或依次给药，或作为与另外的一种或多种治疗剂的联合制剂给药，从而用于治疗一种或多种上面所列的病症。可以在给予本发明的化合物之前、同时或之后给予所述另外的一种或多种治疗剂。

本发明还提供用于治疗糖尿病、银屑病、肥胖症、移植排斥和炎症性神经病，包括T-细胞介导的自身免疫疾病，例如类风湿性关节炎和多发性硬化的化合物、药物组合物、试剂盒和方法，所述方法包括向需要这种治疗的病人给予式(1)的化合物。

本发明化合物具有Kv1.3钾通道阻断活性。本发明化合物的抑制活性可以例如使用本文中描述的或现有技术中已知的一个或多个试验而容易地证实。

本发明还提供制备本发明化合物的方法和用于那些方法中的中间体。

如果希望，可以借助任何适当的分离或纯化方法，例如过滤、萃取、结晶、柱色谱、薄层色谱、厚层色谱、制备性低或高-压液相色谱，或这些方法的组合来实现本文中描述的化合物和中间体的分离和纯化。适当的离析和分离方法的具体示例可以来自制备和实施例。但是，当然还可以使用其它等价的离析或分离方法。

本发明的化合物可以含有一个或多个不对称中心，并因此可以为外消旋物和外消旋混合物、单个的对映异构体、非对映异构体混合物和单个的非对映异构体。本发明的所有化合物在其季螺-碳原子上都含有至少一个手性中心。绝对手性未知时的手性被称作“构型1”，另一个对映异构体被称作“构型2”。“构型1”和“构型2”可能分别与(R)或(S)指定相关联，或者相反地分别与(S)或(R)指定相关联。

取决于各种取代基的性质，分子可以具有额外的不对称中心。每个这种不对称中心将独立地产生两个光学异构体。无论是在混合物中，还是为纯的或部分纯化的化合物，所有可能的光学异构体、对映异构体和非对映异构体都属于本发明的范围。本发明包括这些化合物的所有这些异构形式。式(1)显示了一类化合物的结构，其没有显示优选的立体化学构型。如所属领域已知的，可以通过其中公开的方法的适当变型实现这些光学异构体的单独合成，或其色谱分离。对结晶产品或结晶中间体(如果必要，用含有不对称中心且绝对构型已知的试剂对其进行衍生化)进行X-射线结晶法可以确定其绝对立体化学构型。可以通过所属领域公知的方法将所述化合物的外消旋混合物分离为单独的对映异构体，例如将化合物的外消旋混合物偶合为对映异构纯的化合物以形成非对映异构体混合物，之后用标准方法，例如分步结晶法或色谱法分离单个的非对映异构体。还可以借助所属领域公知的采用手性固定相的色谱法直接分离所述化合物的外消旋混合物。可选地，通过所属领域公知的方法，使用光学纯的原料或已知构型的试剂通过立体选择性合成可以获得化合物的任何对映异构体。

式(1)的化合物的顺式和反式异构体或其药学上可接受的盐也属于本发明，这也适用于式(1)的化合物的互变异构体。

所述化合物的一些结晶形式可以作为多晶形物存在，这些也意图包括在本发明中。PET或SPECT能够检测出来的同位素-标记的式(1)的化合物也落在本发明的范围内。这也适用于以[¹³C]-、[¹⁴C]-、[³H]-、[¹⁸F]-、[¹²⁵I]-或其它同位素富集原子标记的、适用于受体结合或代谢研究的式(1)的化合物。

本发明的化合物还可以在神经功能、功能障碍和疾病的生物化学研究中用作试剂或标准物。

定义

用于描述本发明的化合物的一般术语具有其通用含义。本文中所用的术语烷基指单价饱和的支链或直链的烃链。除非另外说明，否则这种链可以含有1至18个碳原子。这样的烷基的代表是甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、异戊基、新戊基、己基、异己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基等。当限定为“低级”时，所述烷基含有1至6个碳原子。同样的碳含义适用于母体术语“烷烃”，并适用于衍生的术语例如“烷氧基”。各种含烃部分的碳含量以前缀表示，指出了在所述部分中碳原子的最小和最大数值，即前缀C_x-y定义的存在的碳原子数为整数“x”至整数“y”，含端值。“烷基(C_1-3)”例如包括甲基、乙基、正丙基或异丙基，“烷基(C_1-4)”包括“甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、2-丁基、异丁基或叔丁基”。

“卤代”或“卤素”指氯代、氟代、溴代或碘代；“杂烷基、杂芳基”等中使用的“杂”包括含有一个或多个N、O或S原子。“杂烷基”包括在任意位置上带有杂原子的烷基，并因此包括结合了N的、结合了O的或结合了S-的烷基。

术语“取代的”意指指定的基团或部分含有一个或多个取代基。其中任何基团可以带有多个取代基，并且可以提供多个可能的取代基，所述取代基各自独立地进行选择，不一定相同。术语“未取代的”意指指定的基团不含有取代基。根据取代基的定义，术语“独立地”意指当可能有多于一个的这种取代基时，其彼此可以相同或不同。

本文中所用的作为另一个基团的一部分的术语“氧基”、“硫基”和“羰基”分别指氧原子、硫原子和羰基(C＝O)，其作为两个基团例如羟基、氧基烷基、硫烷基、羧基烷基等的连接基。本文中单独或作为另一个基团的一部分使用的术语“氨基”指可以为端基或为两个其它基团的连接基的氮原子，其中所述基团可以为伯、仲或叔(分别为两个氢原子键合在所述氮原子上、一个氢原子键合在所述氮原子上和无氢原子键合在所述氮原子上)胺。为了提供更简明的描述，术语“化合物”或“多种化合物”包括互变异构体、立体异构体或药理学上可接受的盐，在没有明确提及的时候也是如此。

术语“形式”包括所有固体：多晶型物、溶剂合物和无定形形式。“晶体”指相同化合物的各种固体形式，例如多晶型物、溶剂合物和无定形形式。“共晶”是指具有独特晶格的多组分晶体：由中性化合物制备的新化学物质。“无定形形式”是指不具有长周期结构的非结晶物质，其通常不会产生独特的X-射线衍射图案。Byrn(PharmaceuticalResearch，12(7)，945-954，1995)和Martin(“Remington：The Scienceand Practice of Pharmacy”，Mack Publishing Company，19^th版，Easton，Pa，第2卷，第83章，1447-1462，1995)对晶型进行了一般性描述。“多晶型物”是指化合物可以以不同的晶体堆积方式进行结晶的晶体结构，其中所有堆积方式都具有相同的元素组成。多晶型性是一种常见现象，其受多种结晶条件例如温度、过饱和水平、杂质存在、溶剂极性、冷却速率的影响。不同的多晶型物通常具有不同的X-射线衍射图案、固态NMR谱图、红外或拉曼谱图、熔点、密度、硬度、晶形、光学和电学性质、稳定性和溶解性。重结晶溶剂、结晶速率、贮存温度和其它因素可能会导致一种结晶形式为主要形式。

为了提供更简明的描述，本文中给出的一些定量描述没有用“约”进行限制。应该理解，无论是否明确使用术语“约”，本文中给出的每个数量都意指实际给出的数值，并且其还意指所属领域普通技术人员能够合理推断的这种给定值的近似值，包括这种给定值的试验或测量条件所导致的近似值。

在本申请的说明书和权利要求中，措辞“包括”和所述措辞的变型，例如“包含”和“含有”，并不意图排除其它添加剂、组分、整数或步骤。

虽然可以将式(1)的化合物按照原化学品形式给药，但是优选其为“药物组合物”。根据进一步的方面，本发明提供一种药物组合物，所述组合物包含至少一种式(1)的化合物、至少一种其药学上可接受的盐或前述任一种的混合物，以及一种或多种其药学上可接受的载体，并且可以含有或不含有一种或多种其它治疗成分。所述载体必须是“可接受的”，意思是与制剂的其它试剂可兼容并且对其受用者无毒。本文中所用的术语“组合物”包括包含预定量或预定比例的指定成分的产品，以及指定量的指定成分经组合而直接或间接产生的任何产品。就药物组合物而言，该术语包括包含一种或多种活性成分和任选的包含惰性成分的载体的产品，以及任意两种或多种成分经组合、配合或聚集而直接或间接产生的任何产品。通常，按照下述方式制备药物组合物：使活性成分与液体载体或精细分散的固体载体或二者均匀、密切结合，之后如果必要将所述产品成型为希望的制剂。所述药物组合物包括足量的活性目标化合物，从而对疾病的进展或症状产生希望的作用。因此，本发明的药物组合物包括由本发明的化合物与药学上可接受的载体混合而制得的任何组合物。“药学上可接受的”意指载体、稀释剂或赋形剂必须与所述制剂的其它成分兼容并且对其受用者无毒。

在本申请的背景下，术语“联合制剂”包括真正的联合，意指式(1)的化合物与一种或多种其它药物被物理结合在一种制剂，例如片剂或注射液中，以及“多部分试剂盒”，其包含在分开的剂型中的式(1)的化合物和一种或多种其它药物，加上使用说明，并且带有或不带有其它有助于组分化合物给药的手段，例如标签或图样。对于真正的联合，所药物疗法被定义为同时给药。“多部分试剂盒”的内容物可以同时给药或以不同的时间间隔给药。是伴随疗法还是顺序疗法取决于使用的其它药物的特性、诸如作用开始和持续时间的特性、血浆水平、清除性等，并且取决于所述疾病、其阶段和病人个体的特性。

剂量。下面确定本发明化合物作为电压门控性Kv1.3通道抑制剂的效力。根据测定的给定的式(1)的化合物的效力，可以估计出理论的最低有效剂量。当化合物浓度等于测定的抑制常数的2倍时，所述化合物可以阻断将近100％的Kv1.3通道。将该浓度换算为每kg病人的化合物mg数，可以得到理论的最低有效剂量，其中假定为理想的生物利用率。药物代谢动力学、药效学和其它需要考虑的事项可能会使实际给药的剂量改变至更高或更低值。活性成分的常用日剂量可以在宽范围内变化并且取决于多种因素，例如相关适应症、给药途径、病人的年龄、体重和性别，其可以由内科医生确定。通常，单次或以多个单独剂量给药于病人时，总剂量可以为例如每日0.001至10mg/kg体重，更通常为每日0.01至1,000mg活性成分总量。向需要治疗的病人给药这种剂量，每日1至3次，或按照药效需要而多次给药，给药时间为至少两个月，更通常至少六个月，或长期给药。

本文中所用的术语“治疗有效量”指在治疗通过给予本发明的组合物可以治疗的症状时，治疗剂的量。该量包括在组织体系、动物或人体中足以显示可检测的治疗或缓解反应的量。所述效果可以包括例如治疗本文中所列的病症。用于患者的精确的药学上有效量取决于患者的体型和健康状况、待治疗的病症的性质和程度、主治医生(研究人员、兽医、医生或其它临床医师)的建议，和所选的给药疗法或疗法组合。因此，提前指定确切的药学上有效量也没有用。“药物盐”指在同一结晶结构中含有活性药物成分(API)以及另外的非毒性分子物质的酸：碱配合物。术语“药学上可接受的盐”指下述盐：在合理的医学判断范围内，适用于与人和低级动物的组织接触而不产生过度的毒性、辐射、过敏反应等并且具有合理的利益/风险比。药学上可接受的盐是所属领域公知的。如果最后要分离和纯化本发明的化合物则可以就地制备所述盐，或通过使其与药学上可接受的非毒性碱或酸，包括无机或有机碱和无机或有机酸反应来制备(Berge，S.M.：“Pharmaceuticalsalts”，J.Pharmaceutical Science，66，1-19(1977)。用在药学上可接受的盐中的常规阴离子包括：氯离子、溴离子、硫酸根、硝酸根、磷酸根、碳酸氢根、甲磺酸根、乙磺酸根、羟乙基磺酸盐(isothianate)、甲苯磺酸根、萘磺酸根、苯磺酸盐、乙酸根、丙酸根、马来酸根、苯甲酸根、水杨酸根、富马酸根、柠檬酸根、乳酸根、马来酸根、酒石酸根、双羟萘酸根、琥珀酸根、乙醇酸根、己酸根、辛酸根、癸酸根、硬脂酸根、油酸根、天冬氨酸根和谷氨酸根。在药学上可接受的盐中用作反离子的常规阳离子包括：钠、钾、钙、镁、锂、锌、铝、精氨酸、赖氨酸、组胺酸、三乙胺、乙醇胺、三乙醇胺、亚乙基二胺、甲葡胺、普鲁卡因和N，N′-双苄基-1，2-乙二胺(benzathine)。

使所述盐与碱或酸接触并从常规物质中分离母体化合物则可以使“游离碱”形式得以再生。所述化合物母体形式的某些物理性质，例如在极性溶剂中的溶解性与各种盐形式有所不同，但是另外地，用于本发明的目的时所述盐与化合物母体形式是等效的。

本文中所用的术语“治疗”指对人类病症或疾病的任何治疗，包括：(1)抑制疾病或病症，即阻止其发展，(2)缓解疾病或病症，即使病症复原，或(3)终止疾病的症状。术语“抑制”包括其普遍接受的含义，包括限制、缓解、改善，和减缓、终止或逆转进程、严重性或导致的症状。如本文中所用的，术语“医学疗法”意图包括在人体内或体外进行的诊断和治疗法。

实施例1：分析方法

除非另外说明，否则使用Bruker ARX 400(¹H：400MHz，¹³C：100MHz)，在300K下，于指示的溶剂中确定核磁共振谱图(¹H NMR和¹³CNMR，APT)。在Varian Inova 500光谱仪上进行¹⁹F NMR和¹³C NMR试验，其中所述光谱仪使用5mm SW探针于11.74T(¹H，499.9MHz；¹³C，125.7MHz；¹⁹F，50.7Mhz，470.4MHz)下操作。在得自CambridgeIsotope Laboratories Ltd的氘代氯仿或二氯甲烷中确定谱图。化学位移(δ)从四甲基硅烷向低磁场方向以ppm表示(¹H，¹³C)或CCl₃F(¹⁹F)。偶合常数J以Hz表示。NMR谱的峰形标记为符号“q”(四重峰)、“dq”(两个四重峰)、“t”(三重峰)、“dt”(两个三重峰)、“d”(双重峰)、“dd”(两个双重峰)、“s”(单峰)、“bs”(宽的单峰)和“m”(多重峰)。将样品与一滴D₂O混合后鉴别出NH和OH信号。

快速色谱法指使用指示的洗脱剂和硅胶(Acros：0.030-0.075mm，或Merck硅胶60：0.040-0.063mm)进行纯化。

使用硅胶60(0.063-0.200mm，Merck)实施柱色谱法。

在Büchi B-545熔点仪上记录熔点。

使用薄层色谱法(TLC)，用指定的洗脱液在硅胶涂敷的塑料片(Merck预涂布硅胶60F254)上监测反应。使用UV光(254nm)或I₂使点显现。

采用JEOL JMS-SX/SX 102A串联质谱仪测量质谱和精确的质量，其中所述质谱仪使用快原子轰击(Fast Atom Bombardement)(FAB)。使用分辨能力为10,000(10％峰谷定义)的高分辨率FAB质谱分析法。

在C18柱(Inertsil ODS-3，粒度3mm；4.6mm50mm)上进行分析性HPLC，使用下列洗脱梯度：5％至95％CH₃CN水溶液的线性梯度，历时5分钟，其中所述的95％CH₃CN含有0.04％HCO₂H，然后以2.0ml min^-1的速率使含有0.04％HCO₂H的95％CH₃CN水溶液流过2分钟。在λ＝254nm处检测产品。

液相色谱-质谱(LC-MS)：“方法W”

LC-MS系统由Waters 1525μ泵及与其相连的Waters 2777自动采样器组成。LC方法为：

A＝100％的水和0.2％HCOOH；B＝100％乙腈和0.2％HCOOH

所述自动采样器具有10μl的注射回路，注射体积为10μl。所述自动采样器与带有2.5um颗粒的Waters Sunfire C1830*4.6mm柱连接。所述柱恒温至室温(约23℃)。所述柱与Waters 2996PDA连接。波长从240扫描至320nm。分辨率为1.2nm，取样速率为20Hz。经过PDA之后，将物流分为1∶1并连接至Waters 2424ELSD，其具有下列参数：气体压力：40psi；数据速率20点/秒；放大500；时间常数0.2秒；以喷雾器方式冷却；漂移管50℃。

样品还采用Waters ZQ质量检测器测量。所述质谱仪具有下列参数：扫描范围：117-900a.m.u.；极性：正；数据格式：质心；每次扫描的时间：0.500秒；中间扫描的时间：0.05秒；毛细管2.5kV；锥心25V；提取器2V；RF镜头0.5V；源温125℃；去溶剂温度400℃；锥心气体100L/Hr；去溶剂气体800L/Hr；LM 1分辨率15；HM 1分辨率15；离子能量0.5；倍增器500V。整个系统由Masslynx 4.1控制。

液相色谱-质谱分析法(LC-MS)：“方法H”

仪器：Alliance HT 2795，Waters

     光电二极管阵列检测器2996，Waters

     ZQ Single Quad，Waters/micromass

     PL-ELS 1000光散射检测器，Polymer Labs

LC参数：

柱        XTerra MS C18，2.5μm，50x4.6mm，Waters

保护-柱   XTerra MS C18，3.5μm，10x2.1mm，Waters

溶剂A     0.01M NH₄Ac pH 5.0+5％乙腈

溶剂B     乙腈

梯度特征：100％A 1min恒溶剂

          100％A---6min---＞100％B(线性或非线性梯度，曲线4)

          100％B  2min恒溶剂

          100％A＜---1min----100％B(线性梯度)

        100％A  1min恒溶剂

停止时间(min)   10

流速(ml/min)    1.0

注射体积(μl)   3

PDA参数：

ELSD参数：

实施例2：药理学方法

对Kv1.3钾通道的体外抑制率：所述试验用于确定钾离子通道在细胞膜内的透过性。在细胞培养中，由于铷(Rb)具有类似的物理-化学形式，因此其可以用作钾的代替物。向由附着的CHO细胞过表达的电压门控性钾通道Kv1.3上负载Rb。对细胞进行去极化作用，从而使钾通道打开，而Rb流过所述钾通道。这样，上清液中的Rb浓度与钾离子通道透过性成正比。为了鉴定钾通道阻断剂，在去极化作用之前用化合物培养细胞。上清液中Rb的减少表明存在钾离子通道阻断剂。使用原子吸收光谱仪测量上清液中的Rb浓度。

在37℃/5％CO₂中培养CHO细胞表达的Kv1.3、Kv1.5或hERG离子通道。在试验之前，将细胞接种在96孔板中(Corning，New York，USA)并培养24h。弃去介质，并用100μl Rb缓冲液代替介质(10mM HEPESpH 7.4，5mM葡萄糖，5mM RbCl，140mM NaCl，2mM CaCl₂，1mMMgSO₄)。培养4h之后，用低钾缓冲液洗涤细胞3次(10mM HEPES pH7.4，5mM葡萄糖，5mM KCl，140mM NaCl，2mM CaCl₂，1mM MgSO₄)。将化合物溶解在75μl低钾缓冲液中并将其加入到细胞中。12分钟之后，加入75μM高钾缓冲液对细胞进行去极性处理(10mM HEPES pH7.4，5mM葡萄糖，145mM KCl，2mM CaCl₂，1mM MgSO₄)，之后再培养15分钟。将上清液转移至96孔板中，使用ZEEnit原子吸收光谱仪(Analytik Jena，德国)测量Rb浓度。将对照与去极性的w/o化合物进行比较，从而确定所述离子通道抑制率。测量进行三次。

试验数据(10^-5M下的％Kv1.3抑制率)列在“实施例5”的表格中(下面)。

实施例3：通用的合成情况

可以按照描述的方法由可商购获得的呱啶-4-酮合成六氢-(1H)-氮杂环庚三烯-4-酮1(Roglans，A.等，Synth.Commun.22，1249-1258，1992；Ashwood，M.S.等，J.Chem.Soc.Perkin Trans.I，641-644，1995)。可以用保护基，例如叔丁氧基羰基(t-Boc)或苄氧基羰基(Cbz)保护1中的氨基，生成式2化合物。优选，在碱例如氢氧化钠水溶液或三乙胺存在下，于惰性有机溶剂如二氯甲烷或甲醇中进行这种保护。在碱例如氢化钠存在下使用三甲基氧化锍碘化物可以将化合物2中的羰基部分环氧化，从而得到环氧化物3。以此方式，可以经4个步骤由4-呱啶酮获得纯的环氧化物3，无需任何色谱纯化步骤。

可以按照下述方式制备标题化合物：用通式4的胺氨解螺-环氧化物3，之后使用羰基化剂，例如羰二咪唑(CDI)使形成的氨基醇5闭环。在该特定反应中，优选存在少量DMAP(例如，5mol％)，用以催化至通式6的螺噁唑烷酮衍生物的转化。与形成[4.5]二氮杂螺癸烷(Caroon，J.M.等，J.Med.Chem.1981，24，1320-1328)的类似反应相比，该闭环反应-其中形成了[4，6]二氮杂螺-十一烷螺环-通常进行得更缓慢。为了提高5至6的转化率，优选从氨基醇5中除去剩余的痕量原料4。对叔丁氧基羰基进行酸解可以使所得的螺噁唑烷酮6脱保护，得到通式7的化合物。通式7的化合物可以与羰基化试剂，例如通式8的酰氯衍生物反应，生成式9化合物。为了清除释放出的盐酸，这种反应优选在碱，例如DIPEA或三乙胺存在下，于惰性有机溶剂，例如乙腈中进行。

特定合成方法的选择要取决于所属领域熟练技术人员已知的因素，例如官能团与所用试剂的兼容性、使用保护基的可能性、催化剂、活化和偶合试剂，以及在制备的最终化合物中存在的基本结构特征。

使用所属领域公知的方法，例如将本发明的化合物与适当的酸，如无机酸或有机酸混合可以获得药学上可接受的盐。

实施例4：中间体的合成

六氢-4-氧代-(4H)-氮杂环庚三烯-1-甲酸叔丁酯(2)：将六氢-(4H)-氮杂环庚三烯-4-酮单盐酸盐(30g，200mmol)悬浮在甲醇(200mL)中并冷却至0℃。滴加溶解在水(20ml)中的氢氧化钠(8.02g，200mmo l)。逐份加入重碳酸二叔丁酯(Boc酸酐)(43.76g，200mmol)，搅拌所得溶液16小时。蒸除甲醇，将剩余物溶解在乙醚(400ml)和水(200ml)中。用水洗涤有机层、干燥(MgSO₄)、过滤并真空浓缩，得到为棕色油的粗2。随后经快速色谱纯化(乙酸乙酯/石油醚)得到为浅黄色油的纯2(42g，93％)。¹H-NMR(400MHz，CDCl₃)：δ1.45(s，9H，tBu)；1.70-1.82(m，2H)，2.54-2.66(m，4H)，3.55-3.65(m，4H)。

1-氧杂-6-氮杂螺[2.6]壬烷-6-甲酸叔丁酯(3)：在氮气氛、搅拌下向三甲基氧化锍碘化物(56.1g，255mmol)在无水DMSO(150ml)的溶液中加入NaH混合物(18.5g，1.5当量，60％，在矿物油中)。65℃下搅拌混合物1小时，之后加入溶于DMSO(10ml)中的化合物2(32g，150mmol)的溶液。在氮气氛下使所述混合物回流整夜。使所述溶液达到室温，加入水，用乙醚(3x200ml)萃取混合物。用H₂O、盐水洗涤合并的有机层，并在Na₂SO₄上干燥。蒸除Et₂O，得到82.1g(32g，95％)化合物3。¹H-NMR(300MHz，CDCl₃)：δ(ppm)＝1.45(s，9H，BOC)；1.50-2.10(m，6H)，2.60-2.70(m，2H)，3.5-3.60(m，2H)。

4-羟基-4-[(R-1-苯基乙基氨基)甲基]-1-氮杂环庚烷甲酸叔丁酯(5a)：将螺-环氧化物3(51.5g，226mmol)和(R)-(+)-1-苯基乙基胺(4a，57.68ml，453mmol)溶解在300mL MeOH/MeCN，1/1v/v中。在60℃下搅拌所述溶液48小时。用TLC(CH₂Cl₂/EtOH 9/1；Rf 5a 0.4)监测反应。在二氧化硅上真空浓缩反应混合物并用硅胶柱色谱纯化(洗脱液：CH₂Cl₂/EtOH 95/5)，得到为油的纯的化合物5a(72g，90％)。

3[(R)-1-苯基-乙基]-2-氧杂-3，8-二氮杂螺[4.6]十一烷-8-甲酸叔丁酯(6a)：用50.25g(1.5当量)羰基二咪唑(CDI)处理5a(72g，206mmol)在1400mL无水MeCN中所形成的溶液，并在70℃、氮气氛下搅拌40小时。使溶液冷却至室温，在硅胶上真空浓缩反应混合物。剩余物用硅胶色谱纯化(CH₂Cl₂/EtOH 98/2)。经该操作后得到66.0g(85.9％)化合物6a。

3-[(R)-1-苯基-乙基]-1-氧杂-3，8-二氮杂螺[4.6]十一烷-2-酮(7a)：向化合物6a(21.1g，56mmol)在水(10ml)中的悬浮液中加入4M的盐酸二氧己环溶液(70ml)。40℃下搅拌所述混合物，随后在室温下搅拌16小时。向所述混合物中加入二氯甲烷(200ml)，并用NaHCO₃溶液(5％，100ml)洗涤所述溶液。用DCM/MeOH，9/1(6x100ml)洗涤水层，用水洗涤合并的有机层。将有机层蒸发至干，得到为白色固体的化合物7a-HCl(12.2g，76％)，其不经进一步纯化即用在下一步骤中。¹H-NMR(300MHz，(CDCl₃)：δ(ppm)＝1.55(d，3H)，1.6-2.3(m，6H)，2.9-3.25(m，6H)，5.25(m，1H，CH)，7.2-7.4(m，5H，H-芳族)。

按照与7a类似的方式，以螺环氧化物3和(S)-(-)-1-苯基乙基胺4b为原料制备3-[(S)-1-苯基-乙基]-1-氧杂-3，8-二氮杂螺[4.6]十一烷-2-酮7b。

光学纯的非对映异构体7a和7b的制备

化合物6a和6b是两个非对映异构体的混合物，用手性柱色谱将其分离。用于R-混合物6a的方案(“方法A”)与用于S-混合物6b的方案(“方法B”)不同。

用于混合物6a的方法A。

使用制备性HPLC系统将33g/L化合物6a的乙腈溶液分离为非对映异构体6a(R，构型1)和6a(R，构型2)。用20μm的Chiralpak

作为固定相填充所述制备性HPLC柱(250*110mm)，在室温下达到平衡并用乙腈作为流动相(570ml/min)来洗脱。所述制备性HPLC-柱的载荷为0.07％m/m，流程时间约为10分钟。使用UV在λ220nm处进行检测。室温下，用基于Chiralpak

5μ(250*4.6mm)和甲基叔丁基醚/乙醇混合物(95/5％V/V，1ml/min)的手性分析系统检测所述分离。检测：UV，λ210nm)。分析体系的保留时间分别为9.7和11.8分钟。

用于6b的方法B。

使用制备性HPLC系统，将6b在庚烷/乙醇混合物(70/30％V/V)中所形成的37g/L溶液分离为非对映异构体6b(S，构型1)和6b(S，构型2)。用Chiralpak

20μm作为固定相填充HPLC柱(250*76mm)，在室温下使用庚烷/乙醇流动相(70/30％V/V，270ml/min)进行平衡和洗脱。制备性HPLC-柱的载荷为0.2％m/m，流过时间为约12分钟。使用UV在λ220nm处进行检测。室温、1ml/min的速率下，用基于Chiralpak5μ(250*4.6mm)和相同流动相的手性分析系统检测所述分离(检测UV，λ210nm)。分析系统的保留时间分别为5.2和8.2分钟。

最后，与上述合成非对映异构体混合物6a和6b的方法类似，对中间体6a(R，构型1)和(R，构型2)和6b(S，构型1)和(S，构型2)进行脱保护，从而得到化合物7a(R，构型1)和(R，构型2)和7b(S，构型1)和(S，构型2)。在该步骤中，没有阐明7，5稠合环系的绝对构型。因此，将手性命名为构型1或构型2。

实施例4：具体化合物的合成

下面针对具体化合物的合成进行描述，其意图进一步详细地说明本发明，并不意图以任何方式限制本发明的范围。考虑到说明书和本文中公开的本发明的试验，本发明的其它实施方案对所属领域熟练技术人员来说也将是显而易见的。说明书和实施例仅仅作为示例。充分详细地描述了一个合成的具体实施例。化合物9的所有其它制备过程都按照类似的方式，以适当的试剂8(酰氯)和相应的中间体7为原料来进行。

8-(3，5-三氟甲基-苯甲酰基)-3-[(R)-1-苯基-乙基]-1-氧杂-3，8-二氮杂螺[4.6]十一烷-2-酮31(1R，构型1))：向化合物7a(1R，构型1)(4.5g，15.9mmol)和三乙胺(3.3ml，23.9mmol)的乙酸乙酯(80ml)溶液中缓慢加入3，5-(双三氟甲基)苯甲酰氯(3，44ml，19.01mmol)。室温下搅拌混合物16小时，之后TLC分析显示完全反应生成一种产物(TLC洗脱液：DCM/MeOH，99/1，v/v)。加入水(50ml)，用DCM(2x100ml)萃取水层。用水(100ml)洗涤合并的有机层，在MgSO₄上干燥并蒸发至干。剩余物经硅胶柱色谱纯化(洗脱液：DCM/MeOH，99/1，v/v)，得到为油的化合物31(7.7g，91％)。LC-MS：室温2.2分钟，[M+H]⁺515.1

绝对手性的确定。

通过振动圆二色性法确定化合物29-32和37-40的绝对构型。VCD是一种振动光谱类型，其依赖于左和右循环极化红外辐射之间的分子吸收差别。所述技术将IR光谱学的结构特性与立体化学的灵敏度相结合。对映异构体产生相同的IR光谱，但却产生符号相反的VCD光谱。使用密度函数理论DFT计算化合物的VCD光谱。通过比较试验和计算光谱可以标记出绝对构型(Chemical and Engineering News，7月，18，2005，32-33)

C*：R₁和R₂所连接的碳原子的构型(R或S)

C**：季螺-碳原子的构型：±＝非对映异构体混合物；1＝构型1；2＝构型2，R＝R且S＝S。

使用上面给出的方案获得物理化学和药理学数据。

R_t＝LC-MS保留时间；MH⁺＝MH⁺实测值，M＝LC-MS方法(H或W)，％＝在10^-5M下Kv1.3抑制率百分数

实施例6：药物制剂

为了临床应用，将式(1)的化合物制成药物组合物，其为本发明的新实施方案，因为其含有本文中公开的化合物、更特殊的具体化合物。可以使用的药物组合物的类型包括：片剂、咀嚼片、胶囊(包括微胶囊)、溶液、肠道外溶液、软膏(乳霜和凝胶)、栓剂和本文中公开的其它类型，或所属领域熟练技术人员由说明书和所属领域普通知识可以显而易见的形式。活性成分例如还可以为混于环糊精、其醚或其酯内的包含配合物形式。所述组合物可以用于口服、静脉内、皮下、气管内、支气管内、鼻内、肺内、经皮、经口腔、直肠、肠道外或其它方式给药。所述药物制剂含有至少一种式(1)的化合物，并混有至少一种药学上可接受的助剂、稀释剂和/或载体。在本发明的实施方案中，活性成分的总量可以为制剂的约0.1％(w/w)-约95％(w/w)，例如0.5％-50％(w/w)，优选1％-25％(w/w)。在一些实施方案中，活性成分的量可以大于约95％(w/w)或小于约0.1％(w/w)。

通过常用方法，使用辅助物质，例如液体或固体、粉末成分，例如药用常规液体或固体填料和膨胀剂、溶剂、乳液、润滑剂、调味剂、着色剂和/或缓冲物质，可以将本发明的化合物制成适于给药的形式。常用的辅助物质包括碳酸镁、二氧化钛、乳糖、蔗糖、山梨糖醇、甘露糖醇，和其它糖类或糖醇、滑石、乳蛋白、明胶、淀粉、支链淀粉、纤维素及其衍生物、动物和植物油，例如鱼肝油、葵花籽油、花生或芝麻油、聚乙二醇，和溶剂如无菌水，和单-或多羟基醇例如甘油，以及崩解剂和润滑剂，例如硬脂酸镁、硬脂酸钙、硬脂酰基富马酸钠和聚乙二醇蜡。然后将所述混合物加工成颗粒或压制成片剂。可以使用下列成分制备片剂：

混合各组分并将其压缩成片剂，每片重230mg。

在将活性成分混合成制剂之前可以使活性成分与其它非活性成分单独预混合。在将所述活性成分与非活性成分混合成制剂之前还可以使其彼此混合。

软明胶胶囊可以用含有本发明的活性成分、植物油、脂肪或用于软明胶胶囊的其它适当载体的混合物来制备。硬明胶胶囊可以含有活性成分颗粒。硬明胶胶囊还可以含有所述活性成分以及固体粉末成分，例如乳糖、蔗糖、山梨糖醇、甘露糖醇、马铃薯淀粉、玉米淀粉、支链淀粉、纤维素衍生物或明胶。

用于直肠给药的剂量单位可以制成(i)栓剂形式，其含有混合了脂肪基质的活性物质；(ii)明胶直肠胶囊，其含有活性物质并与植物油、石蜡油或其它适当的用于明胶直肠胶囊的载体混合；(iii)制成的微灌肠剂形式；或(iv)干燥的微灌肠剂形式，其在待给药之前于适当的溶剂中复原。

液体制剂可以制成如下形式：糖浆、酏剂、浓滴剂或悬浮液，例如含有活性成分和余料的溶液或悬浮液，其中所述余料由例如糖或糖醇和乙醇、水、甘油、丙二醇和聚乙二醇的混合物组成。如果希望，这种液体制剂可以含有着色剂、调味剂、防腐剂、糖精和羧甲基纤维素或其它增稠剂。还可以将液体制剂制成干燥粉末形式，在使用前用适当的溶剂将其复原。可以将用于肠道外给药的溶液制成如下溶液：本发明的制剂溶于药学上可接受的溶剂中而形成的溶液。这些溶液还可以含有稳定化成分、防腐剂和/或缓冲成分。用于肠道外给药的溶液还可以制成干燥制剂，使用前再用适当的溶剂复原。

本发明还提供可用于医学治疗的制剂和包含一个或多个容器的“多部分试剂盒”，所述容器填充了本发明的药物组合物的一种或多种成分。与这种容器相关的可以是各种书面材料，例如使用说明，或由政府机构规定的用以调节药品制备、使用或销售的注意事项，该注意事项反映了该机构许可的向人或畜给药的制备、使用或销售。本发明制剂的制药用途(其中所述药物用于治疗其中需要或希望阻断电压门控性Kv1.3钾通道的病症)和医学治疗方法包括将治疗有效总量的至少一种式(1)的化合物给予患有或易患有其中需要或希望阻断电压门控性Kv1.3钾通道的病症的病人。

Claims (15)

1.式(1)的化合物，或互变异构体、立体异构体，或前述任一种的药理学上可接受的盐，

其中：

-R₁和R₂独立地为氢、氘、氟、CF₃或烷基(C_1-3)，所述烷基(C_1-3)未被取代或被一个或多个氟原子取代，

-n为0(零)、1或2，

-R₃选自卤素、烷基(C_1-3)、CF₃、CN、NH₂、NHAc、OH、OCH₃或OCF₃，

-m为0(零)、1、2或3，

-R₄选自卤素、烷基(C_1-3)、CF₃、CN、NH₂、NHAc、OH、OCH₃或OCF₃，或(R₄)_m与其所连接的苯环一起形成萘基。

2.权利要求1的化合物，或互变异构体、立体异构体，或前述任一种的药理学上可接受的盐，其中R₁和R₂独立地为氢或甲基，n为0(零)或1，R₃为氢，m为1或2，且R₄选自卤素、CF₃、CN、OCH₃或OCF₃，或(R₄)_m与其所连接的苯环一起形成萘基。

3.权利要求1的化合物或互变异构体、立体异构体，或前述任一种的药理学上可接受的盐，所述化合物选自：

(5S)-8-[3，5-双(三氟甲基)苯甲酰基]-3-[(1S)-1-苯基乙基]-1-氧杂-3，8-二氮杂螺[4.6]-十一烷-2-酮，

(5R)-8-[3，5-双(三氟甲基)苯甲酰基]-3-[(1S)-1-苯基乙基]-1-氧杂-3，8-二氮杂螺[4.6]-十一烷-2-酮，

(5R)-8-[3，5-双(三氟甲基)苯甲酰基]-3-[(1R)-1-苯基乙基]-1-氧杂-3，8-二氮杂螺[4.6]-十一烷-2-酮，

(5S)-8-[3，5-双(三氟甲基)苯甲酰基]-3-[(1R)-1-苯基乙基]-1-氧杂-3，8-二氮杂螺[4.6]-十一烷-2-酮，

(5S)-8-[3-氰基苯甲酰基]-3-[(1S)-1-苯基乙基]-1-氧杂-3，8-二氮杂螺[4.6]十一烷-2-酮，

(5R)-8-[3-氰基苯甲酰基]-3-[(1S)-1-苯基乙基]-1-氧杂-3，8-二氮杂螺[4.6]十一烷-2-酮，

(5R)-8-[3-氰基苯甲酰基]-3-[(1R)-1-苯基乙基]-1-氧杂-3，8-二氮杂螺[4.6]十一烷-2-酮，

(5S)-8-[3-氰基苯甲酰基]-3-[(1R)-1-苯基乙基]-1-氧杂-3，8-二氮杂螺[4.6]十一烷-2-酮。

4.权利要求1或权利要求2的化合物，或其药理学上可接受的盐，所述化合物为光学活性的对映异构体或非对映异构体。

5.权利要求1或权利要求2的化合物，或其药理学上可接受的盐，其中与噁唑烷酮环上的氮原子相连的碳原子是(R)或(S)对映异构体。

6.权利要求1或权利要求2的化合物，或其药理学上可接受的盐，其中所述中心季螺-碳原子为(R)或(S)对映异构体。

7.式(v)的化合物，

其中R₁、R₂、n和R₃具有权利要求1中给出的含义，这种化合物可用于合成式(1)的化合物。

8.式(vi)的化合物，

其中R₁、R₂、n和R₃具有权利要求1中给出的含义，这种化合物可用于合成式(1)的化合物。

9.式(vii)的化合物，

其中R₁、R₂、n和R₃具有权利要求1中给出的含义，这种化合物可用于合成式(1)的化合物。

10.权利要求9的化合物，所述化合物为：

11.制备权利要求1的化合物的方法，包括下述步骤：

(i)用保护基保护六氢(1H)-氮杂环庚三烯-4-酮1的氨基，得到式2的酮：

(ii)将式2的酮环氧化为式3的螺-环氧化物：

(iii)用式RNH₂的胺4氨解式3的螺-环氧化物，得到式5的氨基醇，其中R代表如下部分：

其中R₁和R₂独立地为氢、氘、氟、CF₃或烷基(C_1-3)，所述烷基(C_1-3)未被取代或被一个或多个氟原子取代；n为0(零)、1或2；R₃选自卤素、烷基(C_1-3)、CF₃、CN、NH₂、NHAc、OH、OCH₃或OCF₃；m为0(零)、1、2或3，

(iv)在羰基化试剂存在下，经DMAP催化使氨基醇5闭环形成螺-噁唑烷酮衍生物6

(v)将式6的螺-噁唑烷酮脱保护，得到式7的化合物。

12.权利要求11的方法，其中所述保护基选自苄氧基羰基(Cbz)或叔丁氧基羰基(t-Boc)。

13.药物，所述药物包含权利要求1-6中任一项的化合物或其药理学上可接受的盐。

14.权利要求1-11中任一项的化合物用于制备药物组合物的用途，其中所述药物组合物用于治疗糖尿病、银屑病、肥胖症、移植排斥和炎症性神经病，包括T-细胞介导的自身免疫疾病，例如类风湿性关节炎和多发性硬化。

15.药物组合物，所述组合物包含至少一种药学上可接受的载体，或至少一种药学上可接受的辅助物质，或其两种或更多种的组合；和药理学活性量的至少一种权利要求1-11中任一项的化合物或其药理学上可接受的盐。