CN102884037A

CN102884037A - α-生育醌衍生物的合成，及其使用方法

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Publication number: CN102884037A
Application number: CN2011800233434A
Authority: CN
Inventors: S.D.佩斯利; J.M.莱普利; A.哈威; M.埃克霍夫
Original assignee: Edison Phamaceuticals Inc
Current assignee: Edison Phamaceuticals Inc
Priority date: 2010-03-09
Filing date: 2011-03-09
Publication date: 2013-01-16
Also published as: CA2792520A1; AU2011224411A1; JP2013522217A; SG184787A1; EP2545025A1; WO2011112679A1; MX2012010337A; EA201201268A1; BR112012022634A2; US20110263720A1

Abstract

本发明涉及合成式I化合物的方法：所述方法包括用金属盐氧化剂氧化α-生育酚以形成式I化合物，其中金属盐氧化剂/α-生育酚的化学计量比(mol/mol)为1.6-4。本发明还涉及合成式I化合物的方法，所述方法包括(a)在碱的存在下水解乙酸α-生育酚酯；(b)中和(a)的水解产物，由此形成α-生育酚；和(c)用金属盐氧化剂氧化I(b)的α-生育酚以形成式I化合物，其中金属盐氧化剂/α-生育酚的化学计量比(mol/mol)为1.6至4。

Description

α-生育醌衍生物的合成,及其使用方法

技术领域

本发明涉及合成式I化合物的方法：

所述方法包括用金属盐氧化剂氧化α-生育酚以形成式I化合物，其中金属盐氧化剂/α-生育酚的化学计量比(mol/mol)为1.6至4。本发明还涉及合成式I化合物的方法，所述方法包括(a)在碱的存在下水解乙酸α-生育酚酯；(b)中和(a)的水解产物，由此形成α-生育酚；和(c)用金属盐氧化剂氧化(b)的α-生育酚以形成式I化合物，其中金属盐氧化剂/α-生育酚的化学计量比(mol/mol)为1.6至4。

背景技术

正在开发R,R,R-α-生育醌，用于治疗与线粒体疾病相关的症状。它天然存在于人体中，但是浓度非常低(<0.2μg/mL)。它类似于辅酶Q(CoQ¹⁰，泛醌)，细胞膜的一种脂溶性组分，其用作线粒体电子传递链中的辅酶和以还原形式用作抗氧化剂。Lenaz，G.等人，Mitochondrion7S:S8-33(2007)。R,R,R-α-生育醌的体外实验已证实，它在增强线粒体功能中比CoQ¹⁰更有效。数个体外和体内研究已证实了CoQ¹⁰在多种神经系统疾病(帕金森病和亨廷顿病)和线粒体疾病(线粒体脑病、乳酸酸中毒和中风样发作(MELAS)、弗里德赖希共济失调、莱伯遗传性视神经病(LHON)、卡恩斯-塞尔综合征和CoQ¹⁰缺失综合征)中的潜在益处。参见例如Shults，C.W.等人，Arch.Neurol.59:1541-50(2002)；Beal，M.F.等人，Biofactors9:261-6(1999)；Haas，R.H.，Mitochondrion7S:S136-45(2007)；和Cooper，J.M.等人，Mitochondrion75:S127-35(2007)。

艾地苯醌为类似的CoQ¹⁰类似物，其对包括阿尔茨海默病、弗里德赖希共济失调、亨廷顿病和MELAS的病症显示出了安全和潜在的效用。Gutzmann，H.等人，J Neural Transm Suppl.54:301-10(1998)；Di Prospero，N.A.等人，Lancet Neurol.(5:878-86(2007)；Ranen，N.G.等人，Mov.Disord.77:549-54(1996)。

α-生育醌可通过α-生育酚的氧化合成。自1937年(John，Z.，Physiol.Chem.，250(1937))就报道了用三氯化铁氧化α-生育酚。Emmerie和Engels描述了使用三氯化铁氧化操作作为材料中α-生育酚的量的定量测量(Emmerie和Engel，Rec.Trav.Chim.，57:135(1938))。Skinner描述了一些可在α-生育酚的氧化期间出现的副产物(Skinner，W.A.，Ph.D.Thesis，Universityof Texas at Austin(1952))。

然而，合成α-生育醌的传统方法经常导致副产物浓度高于期望值。例如，商业R,R,R-乙酸α-生育酚酯总是掺杂有变化量的乙酸β-生育酚酯和乙酸γ-生育酚酯。这些杂质的结果是，氧化α-生育酚以形成α-生育醌也导致氧化这些杂质并形成β-生育醌和γ-生育醌。因此，需要合成α-生育醌的新方法以降低副产物如β-生育醌和γ-生育醌的水平。

发明内容

本发明涉及合成式I化合物或其立体异构体的方法：

所述方法包括用金属盐氧化剂氧化α-生育酚以形成式I化合物，其中金属盐氧化剂/α-生育酚的化学计量比(mol/mol)为1.6至4。

本发明还涉及合成式I化合物或其立体异构体的方法：

所述方法包括：(a)在碱的存在下水解乙酸α-生育酚酯；(b)中和(a)的水解产物，由此形成α-生育酚；和(c)用金属盐氧化剂氧化(b)的α-生育酚以形成式I化合物，其中金属盐氧化剂/α-生育酚的化学计量比(mol/mol)为1.6至4。

在一些实施方案中，所述金属盐氧化剂为卤化铁，例如，FeCl₃。在一些实施方案中，将所述金属盐氧化剂连续添加不止一个部分。在一些实施方案中，所述方法还包括用水溶液洗涤(c)的产物。

在一些实施方案中，所述金属盐氧化剂/α-生育酚的化学计量比(mol/mol)为2.5至3.5。在一些实施方案中，所述金属盐氧化剂以足以将70%(mol/mol)-98%(mol/mol)的α-生育酚氧化成式I化合物的量添加。

在一些实施方案中，所述碱为氢氧化钾或氢氧化钠。在一些实施方案中，所述中和是通过添加酸进行的。

在一些实施方案中，在水解之前将所述α-生育酚酯溶解在醇中。在一些实施方案中，所述水解在约5°C至约20°C进行。

在一些实施方案中，乙酸α-生育酚酯为R,R,R-乙酸α-生育酚酯。

在一些实施方案中，本发明涉及式I化合物，其通过本申请所述合成方法中的一种制备。在一些实施方案中，所述式I化合物为：

即，R,R,R-α-生育醌，或其立体异构体。

在一些实施方案中，本发明方法得到组合物，所述组合物具有相对于式I化合物小于2%(mol/mol)的γ-生育醌。在一些实施方案中，所述组合物具有相对于式I化合物小于0.7%(mol/mol)的γ-生育醌，或小于0.2%(mol/mol)的γ-生育醌。在一些实施方案中，所述式I化合物的量在所述组合物中大于70%(wt/wt)。在一些实施方案中，所述组合物具有小于20%(wt/wt)的乙酸α-生育酚酯、α-生育酚、β-生育酚、β-生育醌、γ-生育酚或其组合。

在一些实施方案中，本发明方法还包括添加可药用赋形剂。在一些实施方案中，本发明涉及口服剂型，其包含通过本发明方法制备的式I化合物。

本发明还涉及治疗线粒体障碍，调节一种或多种能量生物标记(energybiomaker)，正常化一种或多种能量生物标记，或者增强一种或多种能量生物标记的方法，所述方法包括向患者给药治疗有效量或有效量的通过本发明方法制备的组合物，所述组合物包含式I化合物或其立体异构体：

其中所述组合物具有相对于所述式I化合物小于2%(mol/mol)的γ-生育醌。在一些实施方案中，所述线粒体障碍选自遗传性线粒体疾病；肌阵孪癫痫破碎红纤维病(MERRF)；线粒体肌病、脑病、乳酸酸中毒、中风(MELAS)；Leber氏遗传性视神经病(LHON)；利氏病；卡恩斯-塞尔综合征(SS)；弗里德赖希共济失调症(FA)；其它肌病；心肌病；脑肌病；肾小管性酸中毒；神经变性疾病；帕金森病；阿尔茨海默病；肌萎缩侧索硬化(ALS)；运动神经元病；其它神经学疾病；癫痫；遗传疾病；亨廷顿病；情感障碍；精神分裂症；双相型障碍；年龄相关疾病；黄斑变性；糖尿病；和癌症。在一些实施方案中，所述线粒体障碍选自遗传性线粒体疾病；肌阵孪癫痫破碎红纤维病(MERRF)；线粒体肌病、脑病、乳酸酸中毒、中风(MELAS)；Leber氏遗传性视神经病(LHON)；利氏病；卡恩斯-塞尔综合征(KSS)；和弗里德赖希共济失调症(FA)。

在一些实施方案中，所述能量生物标记选自：在全血、血浆、脑脊液或大脑脑室液中的乳酸(乳酸酯)水平；在全血、血浆、脑脊液或大脑脑室液中的丙酮酸(丙酮酸酯)水平；在全血、血浆、脑脊液或大脑脑室液中的乳酸酯/丙酮酸酯比率；磷酸肌酸水平，NADH(NADH+H)水平；NADPH(NADPH+H)水平；NAD水平；NADP水平；ATP水平；还原型辅酶Q(CoQ^red)水平；氧化型辅酶Q(CoQ^ox)水平；总体辅酶Q(CoQ^tot)水平；氧化型细胞色素C水平；还原型细胞色素C水平；氧化型细胞色素C/还原型细胞色素C比率；乙酰乙酸酯水平，β-羟基丁酸酯水平，乙酰乙酸酯/β-羟基丁酸酯比率，8-羟基-2'-脱氧鸟苷(8-OHdG)水平；反应性氧类的水平；氧耗量水平(VO₂)；二氧化碳排出量水平(VCO₂)；呼吸商数(VCO₂/VO₂)；运动耐量；和无氧阈。

在一些实施方案中，所述受试者选自：患有线粒体疾病的受试者；处于紧张或延长的体力活动中的受试者；患有慢性能量问题的受试者；患有慢性呼吸问题的受试者；孕妇；临产孕妇；新生儿；早产新生儿；暴露于极限环境的受试者；暴露于热环境的受试者；暴露于冷环境的受试者；暴露于具有低于平均氧含量的环境的受试者；暴露于具有高于平均二氧化碳含量的环境的受试者；暴露于具有高于平均水平的空气污染的环境的受试者；患有肺病的受试者；具有低于平均肺容量的受试者；结核患者；肺癌患者；气肿患者；囊性纤维化患者；从外科手术恢复中的受试者；从疾病恢复中的受试者；处于急性创伤中的受试者；休克中的受试者；需要急性给氧的受试者；需要慢性给氧的受试者；大龄受试者；正在经历能量降低的大龄受试者；和患有慢性疲劳的受试者。

附图说明

图1总结了使用氢氧化钾和TBME将乙酸α-生育酚酯转化成α-生育醌的方法。

具体进行方式

本发明涉及通过控制金属盐氧化剂的化学计量学限制β-和γ-生育醌形成的方法。发明人已经发现，α-生育酚与三氯化铁的反应速度快于β-或γ-生育酚的反应速度。因此，如果氧化过程使用有限量的金属盐氧化剂，使得在金属盐氧化剂耗尽之前一些生育酚不被氧化，那么可实现α-异构体的优先氧化。

合成

本发明涉及合成式I化合物或其立体异构体的方法，

所述方法形成降低量的γ-生育醌。在一些实施方案中，所述方法包括用金属盐氧化剂氧化α-生育酚以形成式I化合物，其中金属盐氧化剂/α-生育酚的化学计量比(mol/mol)为1.6至4。在一些实施方案中，所述方法包括(a)在碱的存在下水解乙酸α-生育酚酯；(b)中和(a)的水解产物，由此形成α-生育酚；和(c)用金属盐氧化剂氧化(b)的α-生育酚以形成式I化合物，其中金属盐氧化剂/α-生育酚的化学计量比(mol/mol)为1.6至4。

在本发明中利用的乙酸α-生育酚酯起始物质可从多种生物体分离，或者可化学合成。在一些实施方案中，α-生育酚从植物分离，例如，蔬菜油如棕榈油、向日葵、玉米、大豆和橄榄油、坚果、沙棘浆果、猕猴桃、麦胚、全谷、花生酱或绿叶蔬菜，然后化学转化成乙酸酯。在一些实施方案中，所述乙酸α-生育酚酯起始物质为相对不纯的形式，即，它掺杂有乙酸β-生育酚酯和/或乙酸γ-生育酚酯。例如，在一些实施方案中，所述乙酸α-生育酚酯含有大于1%，2%，3%，5%，8%，10%，或15%的乙酸β-生育酚酯、乙酸γ-生育酚酯，或其组合。因此，当使用不纯形式的乙酸α-生育酚酯作为起始物质时，本发明方法可为特别有益的，因为它将减少β-生育醌和/或γ-生育醌的形成，否则β-生育醌和/或γ-生育醌将出现在氧化反应中。因此，本发明方法允许使用相对不纯形式的乙酸α-生育酚酯，而不需要进一步进行色谱法以除去β-生育醌和/或γ-生育醌。

在α-生育酚的氧化反应之前，可将来自乙酸α-生育酚酯水解和/或水解的中和的中间体分离，或者可进行氧化反应而不分离α-生育酚。乙酸α-生育酚酯水解成α-生育酚可通过以下方法完成：将适合量的乙酸α-生育酚酯装入反应容器中，然后添加碱。术语"水解乙酸α-生育酚酯"涉及转化，即，将乙酸α-生育酚酯水解以形成α-生育酚。

除去乙酸酯基团的水解反应是本领域公知的，并包括通过添加碱进行的水解。在一些实施方案中，非限制性地，所述碱水解通过添加强碱完成。强碱是本领域技术人员公知的，可包括但不限于碱金属氢氧化物、碱土金属氢氧化物、碱金属烷醇化物和碱土金属烷醇化物，例如氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、氢氧化铷、氢氧化钙、氢氧化锶、氢氧化钡、烷醇化钠、烷醇化钾、烷醇化锂、烷醇化铷、烷醇化钙、烷醇化锶或烷醇化钡。本申请使用的术语"烷醇化物"是指低级烷醇化物，例如，甲醇化物、乙醇化物、丙醇化物等。因此，在本发明的一些实施方案中，水解通过添加例如氢氧化钠、氢氧化钾、甲醇钠、甲醇钾、乙醇钠和/或乙醇钾进行。另外的强碱可包括但不限于负碳离子(carbanions)、负氮离子(amides)和负氢离子(hydrides)的第1族的盐，例如丁基锂(n-BuLi)、二异丙基氮化锂(LDA)(C₆Hi₄LiN)、二乙基氮化锂(LDEA)、氨基钠(NaNH₂)、氢化钠(NaH)和二(三甲基甲硅烷基)氨基锂。

在一些实施方案中，所述水解反应在另外的溶剂的存在下进行，例如，醇如甲醇、乙醇或丙醇。在一些实施方案中，所述水解反应在低温进行，例如，约-20°C至约35°C，或约-10°C至约30°C，或约0°C至约20°C，或约5°C至约15°C。在一些实施方案中，在水解之前将所述乙酸α-生育酚酯冷却，并在整个水解反应中维持在冷却的温度。在一些实施方案中，将所述水解反应在整个反应期间内搅拌，例如，通过机械方法搅拌。可允许水解反应进行，直至乙酸α-生育酚酯几乎完全水解。反应的完成程度可通过以下方法检查：通过本领域技术人员已知的方法，例如，通过HPLC，取样批料并分析。在一些实施方案中，当通过HPLC在205nm测量乙酸α-生育酚酯少于2%，少于1.5%，少于1%，或少于0.5%面积百分数时，所述反应完成。

在一些实施方案中，可将所述水解反应中和，即，淬灭，以停止水解反应。在一些实施方案中，本发明方法可涉及通过添加酸中和水解反应。本申请使用的术语"酸"是指能够将水解反应pH降低至低于7的任何化合物或组合物。例如，在一些实施方案中，酸为强酸，例如但不限于卤化氢和它们的溶液，例如盐酸(HCl)和氢溴酸(HBr)，硫酸(H₂SO₄)、硝酸(HNO₃)、磷酸(H₃PO₄)、铬酸(H₂CrO₄)、乙酸、柠檬酸、甲酸、葡糖酸、乳酸、草酸或酒石酸。可将酸以足以将水解反应pH降低至低于7、6或5的量添加至反应容器。

将金属盐氧化剂添加至水解反应产物中，以促进α-生育酚氧化成式I化合物。金属盐氧化剂是本领域技术人员已知的，可包括但不限于过渡金属卤化物，例如，卤化铬、卤化锰、卤化铁、卤化铜、卤化钯、卤化银、卤化铬等；过渡金属氧化物，例如，氧化银；高锰酸根离子；氰化铁离子(ferricyanideions)；硝酸；碘；溴；次氯酸盐；过氧化物，和带有自由基引发剂的氧。在一些实施方案中，可使用电化学电池代替金属盐氧化剂来氧化α-生育酚。本领域技术人员可计算电化学电池所需要的时间和能量，以实现与本申请所述合成方法相当的氧化量。术语"卤化物"是指携带负电荷的卤素原子离子，所述卤素阴离子选自氟(F^-)、氯(Cl^-)、溴(Br^-)和碘(I^-)。

因此，术语金属盐氧化剂可包括例如FeCl₃。在一些实施方案中，将所述金属盐氧化剂溶解在溶剂溶液中，例如，金属盐氧化剂在水溶液中，例如，在水或水/醇溶液中。

可将金属盐氧化剂以各种方式添加至α-生育酚溶液。例如，可将金属盐氧化剂在单一时间点，以单一部分的形式，和/或在氧化反应的整个持续时间内通过机械混合搅拌而添加至淬灭的水解反应产物中。在一些实施方案中，可将所述金属盐氧化剂历经延长的时间缓慢地添加至水解反应产物中，例如，历经1，2，10，15，20或30分钟。可选择地，可将金属盐氧化剂以多个部分(即，连续添加物或等分部分)的形式添加，其中添加金属盐氧化剂并使混合物沉降。在一些实施方案中，在添加下一部分金属盐氧化剂之前除去所述水层。在一些实施方案中，添加四个部分，在添加任何后续部分的金属盐氧化剂之前除去水层。

在一些实施方案中，可将通过添加金属盐氧化剂得到的α-生育醌溶液用含水洗涤剂洗涤一次或多次，例如，水、缓冲剂(例如，碳酸氢钠)或其它水溶液(例如，盐水溶液，即，氯化钠或氯化钾水溶液)，以除去杂质和金属盐氧化剂。例如，含水洗涤(aqueous wash)可在氧化反应结束时进行。在一些实施方案中，使用一种或更多种洗涤剂，例如，2、3、4、5或更多种洗涤剂。然后可将洗涤剂丢弃，或者可选择地，可循环和/或重新使用洗涤剂。在一些实施方案中，含水洗涤在添加一个或多个金属盐氧化剂的部分之前进行，并将每个部分之间的水层除去并丢弃。

除非另有说明，术语"化学计量比"是指在氧化反应中金属盐氧化剂的摩尔数相对于α-生育酚摩尔数的总比率。因此，对于在包括连续添加多个金属盐氧化剂部分的氧化反应中的化学计量比，术语化学计量比是指在添加至氧化反应的所有多个部分中的金属盐氧化剂的总的添加摩尔量。在一些实施方案中，化学计量比为1.6至4，1.8至4，2至4，2.2至4，2.5至4，3至4，3.5至4，或3.8至4。在一些实施方案中，金属盐氧化剂/α至生育酚的化学计量比为1.7至4，1.8至3，或2至2.5。在一些实施方案中，金属盐氧化剂/α至生育酚的化学计量比为2至4.5，2.5至4，或2.7至3.2。

在一些实施方案中，所述氧化反应含有连续添加的多个金属盐氧化剂部分，其中金属盐氧化剂的单个部分含有的金属盐氧化剂/α-生育酚化学计量比为大于0.2，大于0.4，大于0.6，大于0.8，大于1，大于1.2，大于1.5，大于2，大于2.5，大于3，大于3.5，或大于4。在一些实施方案中，在每个单个部分中的金属盐氧化剂/α-生育酚化学计量比为0.2-4.0，0.5-3.5，1.0-3.0，或1.5-2.5。在一些实施方案中，在每个单个部分中的金属盐氧化剂/α-生育酚化学计量比为0.2，0.4，0.5，0.6，0.7，0.75，0.8，0.9，1，1.2，1.4，1.6，2，2.5，或3.0。例如，在一些实施方案中，使用三个或四个金属盐氧化剂部分，每个部分的金属盐氧化剂/α-生育酚化学计量比在每个单独的部分中为0.5，0.6，0.7，0.75，0.8，或0.9。在一些实施方案中，使用多个金属盐氧化剂部分，每个后续部分具有下降的金属盐氧化剂/α-生育酚化学计量比，例如，第一部分的比率为0.8，第二部分的比率为0.7，以及第三部分的比率为0.6。可选择地，可使用多个金属盐氧化剂部分，每个后续部分具有提高的金属盐氧化剂/α-生育酚化学计量比，例如，第一部分的比率为0.6，第二部分的比率为0.7，以及第三部分的比率为0.8。

在一些实施方案中，所述金属盐氧化剂以足以将70%(mol/mol)至98%(mol/mol)的α-生育酚氧化成式I化合物的量添加。在一些实施方案中，所述金属盐氧化剂以足以将75%，85%，87%，90%，92%，95%或97%(mol/mol)氧化成式I化合物的量添加。

在一些实施方案中，可将不止一种溶剂添加至水解反应产物中。这种溶剂可包括例如叔丁基甲基醚(TBME)、乙醚或与水不混溶的其它溶剂。

α-生育酚的氧化可通过以下方法进行：将金属盐，例如，三氯化铁，添加至α-生育酚中。可在含水或不含水的情况下将α-生育酚与金属盐一起溶解在甲醇、乙醇或丙酮中。在一些实施方案中，所述反应在均相溶液中进行。

在其它实施方案中，α-生育酚的氧化可通过以下方法进行：将α-生育酚溶解在醚中，例如，叔丁基甲基醚(TBME)，并将金属盐溶解在水中或水和乙醇的混合物中，优选2:1的水:乙醇。然后混合α-生育酚和金属盐，所得的金属盐/α-生育酚混合物由两个相组成：(i)有机相，其主要由溶解在TBME中的α-生育酚和/或α-生育醌组成，和(ii)含有氯化铁和氯化亚铁的主要为水的相，从而形成两相反应体系。

在两相反应体系中，可将金属盐以多个部分的形式连续添加，其中添加金属盐的第一部分，接着除去第一部分并添加金属盐的第二部分。通过使用连续部分添加，第一部分的金属盐氧化α-生育酚，消耗的氧化剂进入水相并且主要在添加后续部分之前除去并丢弃。

氧化反应可进行，直至α-生育酚几乎完全氧化。反应完成程度可通过以下方法检查：通过本领域技术人员已知的方法，例如，通过HPLC，取样批料并分析。在一些实施方案中，当α-生育酚通过HPLC测量在205nm少于约60%，55%，50%，45%，40%，35%，30%，25%，20%，15%，10%，5%，4%，3%，2%，1%，0.5%或0.2%面积百分数时，所述反应完成。在一些实施方案中，所述样品通过HPLC使用C6-苯基柱(Phenomenex，Torrance，CA)分析，用乙腈和水的混合物洗脱。

可选择地，可使氧化反应进行，同时测量一种或多种不希望的副产物的形成。已经发现，在α-生育酚氧化至α-生育醌期间存在选择性氧化。例如，在氧化反应的开始阶段，一种或多种副产物相对于α-生育醌的生成以相对低的速度生成。因此，在一些实施方案中，可进行所述氧化反应，直至一种或多种副产物的水平达到预定水平时，例如，通过HPLC测量在261nm达到10%，8%，6%，5%，4%，3%，2%，或1%的面积百分数。在一些实施方案中，无单一副产物通过HPLC测量在261nm大于5%，4%，3%，2%，1%，或0.5%面积百分数。这些不希望的副产物可包括但不限于β-生育醌、γ-生育醌、δ-生育醌，及其组合。在一些实施方案中，所述副产物为γ-生育醌。在一些实施方案中，当一种或多种副产物通过HPLC测量在261nm小于约10%，8%，6%，5%，4%，3%，2%，或1%面积百分数时，所述反应被认为已经完成。

可使用各种方法从可能存在的任何溶剂纯化α-生育醌。溶剂萃取方法是本领域已知的。例如，在一些实施方案中，可使用选择性蒸发来蒸发溶剂。在一些实施方案中，可使用旋转蒸发器真空除去溶剂。在一些实施方案中，将所述式I化合物置于有机溶剂如正庚烷中，用于贮存和/或进一步处理。

在一些实施方案中，使用金属螯合剂。金属螯合剂的实例是本领域技术人员已知的，以及可包括丙烯酸类聚合物、抗坏血酸、亚氨基二琥珀酸四钠、柠檬酸、二羧甲基谷氨酸、乙二胺二琥珀酸(EDDS)、乙二胺四乙酸(EDTA)、亚甲基膦酸、苹果酸或次氮基三乙酸(NTA)。可使用另外的方法分离各种不希望的副产物以及反应物质，所述技术包括但不限于硅胶柱。

组合物

在一些实施方案中，本发明涉及合成式I化合物或其立体异构体的方法：

其中所述合成得到具有相对于所述式I化合物少于2%(mol/mol)的γ-生育醌的组合物。

本发明还包括所述化合物的所有立体异构体，包括非对映异构体和对映异构体。本发明还包括任何比率的立体异构体的混合物，包括但不限于外消旋混合物。除非在结构中清楚地指出立体化学，否则所述结构意在包括所示化合物的所有可能的立体异构体。如果清楚地指出了分子的一个部分或多个部分的立体化学，但是未指出分子的另一个部分或多个部分的立体化学，那么所述结构意在包括立体化学未清楚地指出的一个部分或多个部分的所有可能的立体异构体。

在α-生育酚和/或α-生育醌中存在三个立体中心，导致八个立体异构体：R,R,R；S,R,R；R,S,R；R,R,S；R,S,S；S,R,S；S,S,R；和/或S,S,S。这些立体异构体中的每个，无论是单独地还是外消旋混合物的任何组合，均包含在本发明中。因此，式I化合物也可包含任何的具体立体异构体。在一些实施方案中，本发明化合物可为R,R,R-构型，如下式所示：

在一些实施方案中，在本发明组合物中存在单一立体异构体，例如，R,R,R。在一些实施方案中，至少70%，80%，90%，95%，或99%(mol/mol)的式I化合物具有相同的立体化学，例如，R,R,R。在一些实施方案中，式I化合物为含有两个或更多个不同立体中心的外消旋混合物。

本发明可涉及合成具有低含量γ-生育醌的组合物的方法。γ-生育醌可用下式表示：

本申请所述组合物可含有各种量的γ-生育醌。在一些实施方案中，所述组合物具有相对于所述式I化合物小于2%，小于1.5%，小于1.0%，小于0.8%，小于0.6%，小于0.4%，或小于0.2%(mol/mol)的γ-生育醌。在一些实施方案中，所述组合物相对于所述式I化合物具有小于0.2%(mol/mol)的γ-生育醌。在一些实施方案中，组合物具有相对于所述式I化合物小于0.18%，小于0.16%，小于0.14%，或小于0.10%(mol/mol)的γ-生育醌。在一些实施方案中，使用本领域目前已知的技术在组合物中未检测出γ-生育醌。

使用方法

在一些实施方案中，所述式I化合物可用于治疗患者中的一种或多种病症。除了式I化合物之外，所述组合物可包含其它物质和化合物。例如，组合物可包含另外的生育酚衍生物。在一些实施方案中，所述生育酚衍生物可少于全部组合物的50%(wt/wt)。在一些实施方案中，所述组合物具有少于20%(wt/wt)的乙酸α-生育酚酯、α-生育酚、β-生育酚、β-生育醌、γ-生育醌，或其组合。在一些实施方案中，所述组合物具有少于15%(wt/wt)，少于10%(wt/wt)，或1%-10%(wt/wt)的乙酸α-生育酚酯、α-生育酚、β-生育酚、β-生育醌、γ-生育醌，或其组合。

本领域技术人员可认识到，可将各种赋形剂、矫味剂、着色剂和/或比率释放剂(rate-releasing agents)添加至组合物。在一些实施方案中，所述组合物为可药用组合物。在一些实施方案中，所述组合物还包含可药用赋形剂。本申请使用的"赋形剂"是指用于本发明组合物的制剂中，向制剂提供希望的物理特性的物质或物质的混合物。本申请使用的术语"可药用"是指化合物、材料、组合物和/或剂型在合理的医疗判断范围内适于与人类和动物的组织接触，而不导致过多的毒性、刺激性、变应性应答或其它问题并发症，与合理的益处/风险比率相称。在一些实施方案中，术语"可药用"意味着被联邦或州政府的管理机构批准，或者列在美国药典(2009)或其它一般公认的用于动物并且更特别是用于人类的国际药典中。可使用各种可药用赋形剂。在一些实施方案中，所述可药用赋形剂可为，但不限于，硬化剂、溶剂、乳化剂、缓冲剂、填料、软化剂、稳定剂或其组合。

术语"硬化剂"是指添加以使组合物在室温更粘稠的物质或物质的混合物。在一些实施方案中，硬化剂为促进具有半固体或固体稠度的制剂形成的任何物质。硬化剂可为亲水性的(例如，卡波普、羧甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、藻酸盐、聚乙二醇)。在一些实施方案中，所述硬化剂具有低亲水-亲油平衡(HLB)。适合的硬化剂的实例包括但不限于氢化蔬菜油、鲸蜡醇、鲸蜡基酯蜡、微晶蜡、石蜡、硬脂醇、月桂醇、肉豆蔻醇、十八醇十六醇混合物、白蜡、黄蜡、蜂蜡、小烛树蜡、棉蜡、巴西棕榈蜡、蜡果杨梅蜡、米糠蜡，及其组合。

术语"溶剂"是指能够溶解或分散式I化合物或一种或多种赋形剂的任何物质。溶剂可为亲脂性的。在一些实施方案中，所述溶剂为亲脂性的，以及为全部组合物的2重量%至50重量%，或5重量%至20重量%。在一些实施方案中，所述溶剂为油，例如蔬菜、坚果和种子油(例如，杏仁油、蓖麻油、椰子油、玉米油、棉籽油、希蒙得木油(jojoba oil)、亚麻籽油、葡萄籽油、菜籽油、芥子油、橄榄油、棕榈和棕榈仁油、花生油、红花油、芝麻油、大豆油、葵花子油、海甘蓝油、麦芽油和可可脂)，或烃和石油(例如，矿脂、矿物油和液状石腊)。

在一些实施方案中，本发明组合物包含乳化剂。术语"乳化剂"是指促进乳液或悬浮液的形成和稳定的任何物质。在一些实施方案中，所述乳化剂包括但不限于月桂基硫酸钠、单硬脂酸丙二醇酯、硬脂酸甲酯、单硬脂酸甘油酯，及其组合。

术语"缓冲剂"是指能够中和酸和碱并由此维持本发明组合物的期望pH的任何物质。在一些实施方案中，所述缓冲剂影响乳化性质。在一些实施方案中，所述缓冲剂可为，但不限于，Tris缓冲剂(Tris EDTA(TE)、乙酸Tris(TAE)、磷酸Tris(TPE)、甘氨酸Tris)、磷酸盐缓冲剂(例如，磷酸钠、磷酸钾)、碳酸氢盐缓冲剂、乙酸盐缓冲剂(例如，乙酸钠)、铵缓冲剂、柠檬酸盐缓冲剂及其衍生物和组合。在一些实施方案中，使用有机酸缓冲剂。在一些实施方案中，可使用乙酸盐缓冲剂、磷酸盐缓冲剂或柠檬酸盐缓冲剂。在一些实施方案中，可使用两性离子缓冲剂。在一些实施方案中，所述缓冲剂为磷酸盐缓冲剂(例如，磷酸氢二钠)。

本发明组合物的pH可为生理学上相容的和/或足以维持组合物的稳定性。在一些实施方案中，本发明组合物的pH可为约5至约9，或约6.5至约8。

本申请定义的"填料"为用于给予组合物主体(bulk)而不与式I化合物发生化学反应的物质。填料为本领域技术人员已知的，参见例如，Remington：The Science and Practice of Pharmacy，21^sted.(2005)。

式I化合物在本发明组合物中的浓度可改变。例如，在一些实施方案中，所述式I化合物为组合物的大于40%，45%，50%，60%，70%，75%，80%，90%或95%(wt/wt)。在一些实施方案中，所述式I化合物为组合物的约40%至约60%(wt/wt)。在一些实施方案中，将包含约40%至约60%(wt/wt)，或约50%(wt/wt)的式I化合物的组合物置于胶囊中，例如，明胶胶囊。

本申请使用的"给药"是指将药物有效量的式I化合物放置或递送至进行治疗的受试者。这种给药的实例包括通过以下的途径提供期望的活性药物，所述途径例如，但不限于，胃肠外、皮下、静脉内、肌内、透皮、含服或口服。例如，本发明组合物可经以下的剂型给药：固体口服剂型，其包括但不限于片剂、囊片、包衣片剂、胶囊剂、扁囊剂、小丸剂、丸剂、粉剂、颗粒剂、糖浆剂、膏剂和液剂；局部用剂型，其包括但不限于透皮贴片、粉剂、流体乳剂、流体混悬剂、半固体、软膏剂、糊剂、乳膏剂、凝胶剂(gels)和凝胶剂(jellies)，和泡沫剂；和肠胃外剂型，其包括但不限于溶液剂、混悬剂、乳剂和干粉剂。用于给药的装置和方法是本领域中已知的，本领域技术人员可参考各种药理学指导文献，例如，可查阅"Modern Pharmaceutics,"Banker&Rhodes,Marcel Dekker,inc.,4^th ed.(2002)；和"Goodman&Gilman's ThePharmaceutical Basis of Therapeutics,"10^th ed.,MacMillan Publishing Co.,NewYork2001。

在一些实施方案中，所述组合物经口服给药，例如，组合物可经口服剂型给药。所述剂型可包括，例如，推入契合胶囊剂(push-fit capsule)或软密封胶囊剂。在一些实施方案中，所述胶囊剂由以下物质制造：明胶，或者明胶和增塑剂，例如甘油或山梨醇。推入契合胶囊剂可含有活性成分以及混合有以下物质：填料如油、生育酚衍生物、乳糖、粘合剂如淀粉，和/或润滑剂如滑石或硬脂酸镁和/或稳定剂。在软胶囊剂中，式I化合物可溶解或悬浮在适合的液体中，例如脂肪油、液体石蜡或液体聚乙二醇。在一些实施方案中，口服给药通过以下方法进行：将液体剂型给药于受试者。用于口服给药的液体剂型可包括含有本领域中常用的惰性稀释剂如水的可药用乳剂、溶液剂、混悬剂、糖浆剂和酏剂。组合物也可按脂质体制剂给药。在一些实施方案中，口服给药通过以下方法进行：将固体口服剂型给药于受试者。固化剂是本领域中已知的，可包括，例如，包含甘油单酯、甘油二酯和甘油三酯以及聚乙二醇的单酯和二酯的聚乙二醇甘油酯(

Gattefosse Canada，Montreal，Canada)和

(铝正硅酸镁；Fuji Chemical Co.，Japan)。所有用于口服给药的组合物的剂量应适于这种给药。

本发明组合物也可透皮给药。本发明组合物的透皮给药可施用至膏药或透皮贴剂，二者均为本领域中已知的，用于穿透皮肤长时间递送。本领域已知的设备或系统包括涉及控制药物释放至皮肤的速度的膜的储器型设备，和涉及药物在基质中的分散的设备。

组合物也可按肠胃外剂型给药，即，经静脉内、动脉内、肌内或腹膜内剂型。肠胃外制剂(例如，无菌可注射水性或油性混悬剂)可根据已知的技术使用适合的分散或湿润剂和助悬剂配制。所述无菌可注射制剂也可为在无毒肠胃外可接受的稀释剂或溶剂中的无菌可注射溶液剂或混悬剂，例如，作为在丙二醇中的溶液剂。可使用的可接受的媒介物和溶剂为水、林格溶液和等张氯化钠溶液。另外，按惯例使用无菌的不挥发油作为溶剂或助悬介质。为此目的，可使用任何温和的不挥发油，包括合成的甘油单酯或甘油二酯。另外，脂肪酸如油酸用于可注射制剂的制备中。

可与载体材料组合以制造单一剂型的活性成分的量将取决于活性成分的给药主体和具体给药模式而改变。然而，应理解的是，对于任何具体患者，具体剂量水平将取决于许多因素，包括使用的具体化合物的活性、年龄、体重、身体面积、身体质量指数(BMI)、一般健康、性别、饮食、给药时间、给药途径、排泄速度、药物组合和类型、进展和进行治疗的具体疾病的严重度。对于给定的情形，治疗有效量或有效量可通过常规实验容易地测定，并在普通临床医师的技能和判断内。

在一些实施方案中，式I化合物的"有效量"是足以调节、正常化或增强一种或多种能量生物标记的化合物的量。式I化合物的"治疗有效量"是在给药于受试者时足以减少或消除疾病或疾病的一个或多个症状，或者足以延缓疾病或疾病的一个或多个症状的进展，或者足以降低疾病或疾病的一个或多个症状的严重度，或者足以抑制疾病的临床表现，或者足以抑制疾病的不利症状的表现的化合物的量。治疗有效量可在一次或多次给药中给予。化合物的"有效量"包括治疗有效量，以及有效调节、正常化或增强受试者中的一种或多种能量生物标记的量。

术语"日剂量(daily dosage)"、"日剂量水平"、"日剂量(daily dosageamount)"或"日剂量(daily dose)"是指每日给药的式I化合物(或其立体异构体)的总量。因此，例如，以"30g的日剂量"将式I化合物给药于受试者是指受试者每日接受总共30g的化合物，无论化合物作为单一的30g剂量给药，还是例如作为三次分开的10g剂量给药。给药式I化合物的常规方法可为每日单次口服给药，每日两次给药，每日三次给药，或者每日四次给药。术语"每日一次"或"每日"是指在24小时期间内给药本发明组合物一次。

式I化合物的日剂量可改变，但是可包括，例如，约0.5μg/kg至约200mg/kg体重，或约1.0μg/kg至约100mg/kg体重，或约2.0μg/kg至约50mg/kg体重，或约3.0μg/kg至约10mg/kg体重，或约100.0μg/kg至约10mg/kg体重，或约1.0mg/kg至约10mg/kg体重，或约10mg/kg至约100mg/kg体重，或约50mg/kg至约150mg/kg体重，或约100mg/kg至约200mg/kg体重，或约150mg/kg体重。

在一些实施方案中，可使用多种给药方案实现希望的有益效果。在一些实施方案中，将本发明组合物给药用于治疗慢性疾病，并因此每日给药至少一次，持续受试者的余生，或者1-20年，或者1，2，5，10，或15年。在一些实施方案中，所述组合物用于在受试者上实现更即时的有益效果，并将组合物每日给药于受试者，持续至少1周，2周，3周，1个月，2个月，6个月，或9个月。在一些实施方案中，在整个治疗期间内给药是"连续的"或"连贯的"。关于"给药"的术语"连续的"或"连贯的"是指给药频率为每日至少一次。因此，例如，措辞"组合物连续给药超过三周"表明组合物在至少21个连续的日历日程内每日给药至少一次。然而，注意，给药频率可为每日超过一次并仍为"连续的"，例如，每日两次或者甚至三次。另外，在"连续的"天内给药组合物可通过历时长于一天给药组合物的剂型实现。例如，连续7天递送式I化合物的日剂量的单次透皮贴剂被认为"连续7天给药化合物"。

术语"治疗"(无论是动词还是名词)是指治疗性处理和预防或防范性措施，其中目的是防止、抑制、逆转或减缓(减轻)不希望的生理条件、障碍或疾病，或者得到有益或希望的临床结果。对于本发明，有益或希望的临床结果包括但不限于症状的缓和；病症、障碍或疾病程度的减弱；稳定(即，不恶化)病症、障碍或疾病的状态；延迟病症、障碍或疾病进展的发作，或者减慢病症、障碍或疾病进展；改善病症、障碍或疾病状态，缓解(无论是部分地还是全部地)；或者增强或改善病症、障碍或疾病。治疗还包括但不限于引发临床上显著的细胞应答，而无过度水平的副作用。将用本申请讨论的化合物和方法"治疗"疾病定义为给药一种或多种本申请讨论的化合物，使用或者不使用另外的治疗剂，以减轻或消除疾病或疾病的一个或多个症状，或者延迟疾病或疾病的一个或多个症状的进展，或者降低疾病或一个或多个疾病症状的严重性。将用本申请讨论的化合物和方法"抑制"疾病定义为给药一种或多种本申请讨论的化合物，使用或者不使用另外的治疗剂，以抑制疾病的临床表现，或者抑制疾病的不利症状的表现。在治疗和抑制之间的区别是，治疗在疾病的不利症状在受试者中显现后进行，而抑制在疾病的不利症状在受试者中显现前进行。抑制可为部分的、基本全部的或全部的。因为许多线粒体障碍是遗传的，可使用遗传筛查来鉴别处于疾病危险中的患者。然后，可将本发明的化合物和方法给药于处于患上疾病的临床症状的危险中的无症状患者，以抑制任何不利症状的出现。

"受试者"是指人和非人动物，例如，家养和耕作动物以及动物园、运动和伙伴动物如家庭宠物和其它驯养动物，例如但不限于牛、绵羊、雪貂、猪、马、兔、山羊、狗、猫等。在一些实施方案中，伙伴动物为狗和猫。

所述化合物可用于治疗或抑制线粒体障碍中，和使用这种化合物调节能量生物标记的方法中。能量生物标记的"调节"或"调节"能量生物标记是指朝向希望的值改变能量生物标记水平，或者在希望的方向上改变能量生物标记水平(例如，提高或降低)。调节可包括但不限于正常化和/或增强。

将能量生物标记的"正常化"或"正常化"能量生物标记定义为从病理值向正常值改变能量生物标记水平，其中能量生物标记的正常值可为1)在健康的人或受试者中的能量生物标记的水平，或者2)减轻人或受试者中的一个或多个不希望的症状的能量生物标记的水平。例如，正常化受试者中的在疾病状态中降低的能量生物标记是指朝向正常(健康)值或朝向缓和不希望的症状的值提高能量生物标记水平。

能量生物标记的"增强"或"增强"能量生物标记是指有意地改变一种或多种能量生物标记水平，使其远离正常值或增强之前的值，以实现有益或希望的效果。例如，在受试者需要大量能量的情形中，将该受试者中的ATP水平提高至高于该受试者中的正常ATP水平的水平可为希望的。增强在患有疾病或病理如线粒体疾病的受试者中也可具有有益效果，因为正常化能量生物标记对于受试者而言不能实现最佳结果；在这种情况中，增强一种或多种能量生物标记可为有益的，例如，高于正常水平的ATP或低于正常水平的乳酸(乳酸盐)对于这种受试者而言可为有益的。

实施例

通过将适量R,R,R-乙酸α-生育酚酯(7.0kg)装入72L反应容器中，将乙酸α-生育酚酯(Vita-Solar Biotechnology Co.，China)水解，得到了未分离的α-生育酚的中间体。将乙酸α-生育酚酯溶解在乙醇(用0.05%甲苯进行200Proof变性)中。将反应容器冷却至10-12°C并将氢氧化钾颗粒(≥85%A.C.S.等级)添加至烧瓶中，同时将温度维持在10-15°C。将混合物搅拌1小时以上。在至少1小时后，通过以下方法检查反应的完成：取样批料并通过HPLC分析来分析。

当乙酸α-生育酚酯在205nm少于0.5%面积百分数时，则反应完成。在反应容器中用盐酸溶液(34%-39%水溶液)中和水解反应产物，得到了α-生育酚。将α-生育酚溶液转移至100L分液漏斗中，并向其中添加叔丁基甲基醚(TBME)(17.8kg)。

分四部分添加三氯化铁溶液，每一部分提供相对于每单位α-生育酚的0.75当量三氯化铁，得到的总体金属盐氧化剂/α-生育酚比率为3。将第一等分部分添加至分液漏斗中并搅拌约35±5分钟。使混合物沉降，并将水层除去并丢弃。将三氯化铁添加再进行三次，总共四个等分部分。在最后一次之后，将水层除去并丢弃，将含有所得R,R,R-α-生育醌的TBME用水洗涤四次。为进行洗涤，将8.9kg水添加至100L分液漏斗并搅拌10分钟。将水层除去并丢弃。将批料取样并通过过程中HPLC法分析。见图1中的方法概述。

使用表1中的条件进行HPLC分析：

然后通过将氯化钠溶液添加至100L漏斗并搅拌至少5分钟，用含有A.C.S.试剂级氯化钠的USP纯化水(在7.4kg水中的1.5kgNaCl)洗涤含有α-生育醌的TBME。然后将氯化钠溶液除去并丢弃。

然后通过将碳酸氢钠添加至100L分液漏斗并搅拌至少5分钟，用含有碳酸氢钠(A.C.S.试剂级)的水(150g碳酸氢钠添加至8.9kg水)洗涤含有α-生育醌的TBME。然后将碳酸氢钠溶液除去并丢弃。

将有机层引流至5加仑聚乙烯容器中，并将足量的颗粒状硫酸钠添加至每个容器中，使得在容器底部上0.5英寸至1英寸。将有机层(α-生育醌/TBME)装入旋转蒸发器中，并在35°C真空除去溶剂。一旦TBME蒸发，将3千克A.C.S.试剂级正庚烷真空添加至蒸发烧瓶，并蒸发至少1小时，直到再也看不见馏出物。

将粗产物溶解在A.C.S.试剂级正庚烷中并用A.C.S.试剂级正庚烷洗涤出蒸发烧瓶。在纯化之前将正庚烷中的产物贮存在5加仑高密度聚乙烯容器中。

应理解的是，意在使用具体进行方式部分解释权利要求，而非发明内容和摘要部分。发明内容和摘要部分可阐述一个或多个，但非全部的发明人计划的本发明示例性实施方案，因此，不意在以任何方式限制本发明和所附权利要求。

可将本申请所述的全部的各种实施方案或选项以任何和全部的变型组合。前述的具体实施方案充分揭示了本发明的一般性质，使得其他人可通过使用本领域中的现有知识在无需过度实验的情况下容易地修饰这种具体实施方案和/或使这种具体实施方案适于各种应用，而不脱离本发明的一般主旨。因此，基于本申请中提供的教导和指导，这种适应和修饰应在披露的实施方案的等同方案的意义和范围内。应理解的是，本申请中的措辞或术语是为了描述目的而非限制目的，因此本说明书的术语或措辞应由本领域技术人员按照教导和指导来解释。

本发明的宽度和范围不应被任何上述示例性实施方案限制，而应仅根据下列权利要求和等同物来定义。

将本申请引用的所有文献(包括杂志文章或摘要、公布的或对应的美国或外国专利申请、发表的或外国专利，或者任何其它文献)各自全部并入本申请作为参考，包括在引用的文献中提供的全部数据、表格、图形和文本。

Claims

1.合成式I化合物或其立体异构体的方法，

所述方法包括用金属盐氧化剂氧化α-生育酚以形成式I化合物，其中所述金属盐氧化剂/α-生育酚的化学计量比(mol/mol)为1.6至4。

2.合成式I化合物或其立体异构体的方法，

所述方法包括：

(a)在碱的存在下水解乙酸α-生育酚酯；

(b)中和(a)的水解产物，由此形成α-生育酚；以及

(c)用金属盐氧化剂氧化(b)的α-生育酚以形成式I化合物，其中所述金属盐氧化剂/α-生育酚的化学计量比(mol/mol)为1.6至4。

3.权利要求1或2中任一项的方法，其中所述金属盐氧化剂为卤化铁。

4.权利要求3的方法，其中所述卤化铁为FeCl₃。

5.权利要求1-4中任一项的方法，其中将所述金属盐氧化剂连续添加不止一个部分。

6.权利要求1-5中任一项的方法，其中所述金属盐氧化剂/α-生育酚的化学计量比(mol/mol)为2.5至3.5。

7.权利要求1-6中任一项的方法，其中将所述金属盐氧化剂以足以将70%(mol/mol)至98%(mol/mol)的所述α-生育酚氧化成式I化合物的量添加。

8.权利要求1-7中任一项的方法，其还包括用水溶液洗涤(c)的产物。

9.权利要求1-8中任一项的方法，其中所述碱为氢氧化钾或氢氧化钠。

10.权利要求1-9中任一项的方法，其中所述中和是通过添加酸进行的。

11.权利要求1-10中任一项的方法，其中在水解之前将所述乙酸α-生育酚酯溶解在醇中。

12.权利要求1-11中任一项的方法，其中所述水解在约5°C至约20°C进行。

13.权利要求1-12中任一项的方法，其中所述乙酸α-生育酚酯为R,R,R-乙酸α-生育酚酯。

14.权利要求1-13中任一项的方法，其中所述式I化合物为

或其立体异构体。

15.权利要求1-14中任一项的方法，其中所述乙酸α-生育酚酯分离自植物。

16.式I化合物，其是通过权利要求1-15中任一项的方法制备的。

17.组合物，其包含权利要求16的化合物，其中所述组合物具有相对于所述式I化合物小于2%(mol／mol)的γ-生育醌。

18.权利要求17的组合物，其中所述式I化合物为

或其立体异构体。

19.权利要求17-18中的任一项的组合物，其中所述组合物具有相对于所述式I化合物小于0.7%(mol／mol)的γ-生育醌。

20.权利要求17-19中的任一项的组合物，其中所述组合物具有相对于所述式I化合物小于0.2%(mol／mol)的γ-生育醌。

21.权利要求17-20中的任一项的组合物，其中所述式I化合物在所述组合物中多于70%(wt／wt)。

22.权利要求17-21中的任一项的组合物，其中所述组合物具有小于20%(wt／wt)的乙酸α-生育酚酯、α-生育酚、β-生育酚、β-生育醌、γ-生育酚，或其组合。

23.权利要求17-22中的任一项的组合物，其中所述组合物为可药用组合物。

24.权利要求17-23中的任一项的组合物，其还包括可药用赋形剂。

25.口服剂型，其包含权利要求17-24中的任一项的组合物。

26.治疗线粒体障碍，调节一种或多种能量生物标记，正常化一种或多种能量生物标记，或者增强一种或多种能量生物标记的方法，其包括将治疗有效量或有效量的权利要求17-25中的任一项的组合物给药于受试者。

27.权利要求26的方法，其中所述式I化合物为

或其立体异构体。

28.权利要求26-27中任一项的方法，其中所述线粒体障碍选自遗传性线粒体疾病；肌阵孪癫痫破碎红纤维病(MERRF)；线粒体肌病、脑病、乳酸酸中毒、中风(MELAS)；Leber氏遗传性视神经病(LHON)；利氏病；卡恩斯-塞尔综合征(KSS)；弗里德赖希共济失调症(FA)；其它肌病；心肌病；脑肌病；肾小管性酸中毒；神经变性疾病；帕金森病；阿尔茨海默病；肌萎缩侧索硬化(ALS)；运动神经元病；其它神经学疾病；癫痫；遗传疾病；亨廷顿病；情感障碍；精神分裂症；双相型障碍；年龄相关疾病；黄斑变性；糖尿病；和癌症。

29.权利要求26-28中任一项的方法，其中所述线粒体障碍选自遗传性线粒体疾病；肌阵孪癫痫破碎红纤维病(MERRF)；线粒体肌病、脑病、乳酸酸中毒、中风(MELAS)；Leber氏遗传性视神经病(LHON)；利氏病；卡恩斯-塞尔综合征(KSS)；和弗里德赖希共济失调症(FA)。

30.权利要求26-29中任一项的方法，其中所述能量生物标记选自：在全血、血浆、脑脊液或大脑脑室液中的乳酸(乳酸酯)水平；在全血、血浆、脑脊液或大脑脑室液中的丙酮酸(丙酮酸酯)水平；在全血、血浆、脑脊液或大脑脑室液中的乳酸酯/丙酮酸酯比率；磷酸肌酸水平、NADH(NADH+H³⁰)水平；NADPH(NADPH+H³⁰)水平；NAD水平；NADP水平；ATP水平；还原型辅酶Q(CoQ^red)水平；氧化型辅酶Q(CoQ^ox)水平；总体辅酶Q(CoQ^tot)水平；氧化型细胞色素C水平；还原型细胞色素C水平；氧化型细胞色素C/还原型细胞色素C比率；乙酰乙酸酯水平、β-羟基丁酸酯水平、乙酰乙酸酯/β-羟基丁酸酯比率、8-羟基-2'-脱氧鸟苷(8-OHdG)水平；反应性氧类水平；氧耗量水平(VO₂)；二氧化碳排出量水平(VCO₂)；呼吸商数(VCO₂/VO₂)；运动耐量；和无氧阈。

31.权利要求26-30中任一项的方法，其中所述受试者选自：患有线粒体疾病的受试者；处于紧张或延长的体力活动中的受试者；患有慢性能量问题的受试者；患有慢性呼吸问题的受试者；孕妇；临产孕妇；新生儿；早产新生儿；暴露于极限环境的受试者；暴露于热环境的受试者；暴露于冷环境的受试者；暴露于具有低于平均氧含量的环境的受试者；暴露于具有高于平均二氧化碳含量的环境的受试者；暴露于具有高于平均水平的空气污染的环境的受试者；患有肺病的受试者；具有低于平均肺容量的受试者；结核患者；肺癌患者；气肿患者；囊性纤维化患者；从外科手术恢复中的受试者；从疾病恢复中的受试者；处于急性创伤中的受试者；休克中的受试者；需要急性给氧的受试者；需要慢性给氧的受试者；大龄受试者；正在经历能量降低的大龄受试者；和患有慢性疲劳的受试者。