CN104039775B - Atp‑结合盒转运蛋白的调节剂 - Google Patents

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Abstract

本发明的化合物及其药学上可接受的组合物可用作ATP‑结合盒(“ABC”) 转运蛋白或其片段（包括囊性纤维化跨膜传导调节因子(“CFTR”)）的调节剂。本发明也涉及使用本发明的化合物治疗ABC转运蛋白介导的疾病的方法。

Description

ATP-结合盒转运蛋白的调节剂
相关申请的交叉引用
本申请要求2011年11月8日提交的美国临时申请系列号61/557,043和2012年3月13日提交的美国临时申请系列号61/610,257的优先权，它们的整个内容通过引用并入本文。
技术领域
本发明涉及包括囊性纤维化跨膜传导调节因子(“CFTR”)的ATP-结合盒(“ABC”)转运蛋白或其片段的调节剂、其组合物和应用方法。本发明还涉及使用此类调节剂治疗ABC转运蛋白介导的疾病的方法。
背景技术
ABC转运蛋白是调节转运多种药理学试剂、潜在毒性药物和外源物以及阴离子的膜转运蛋白的蛋白家族。ABC转运蛋白是结合和利用细胞的腺苷三磷酸(ATP)来实现它们的特异性活性的同源膜蛋白。发现这些转运蛋白中的一些为多药抗性蛋白(如MDRI-P糖蛋白或多药抗性蛋白，MRPI)，从而使恶性癌细胞对化学治疗剂产生抵抗。迄今为止，已经鉴别出48种ABC转运蛋白，并基于它们的序列同一性和功能将它们分成7个家族。
ABC转运蛋白在体内调节多种重要的生理作用，并且提供对抗有害环境化合物的防御。因此，它们代表重要的潜在药物靶标，用以治疗与转运蛋白缺陷相关的疾病、阻止药物转运出靶细胞和干预其中调节ABC转运蛋白活性可为有益的其它疾病。
通常与疾病相关的ABC转运蛋白家族的一个成员是cAMP/ATP-介导的阴离子通道，CFTR。CFTR在多种细胞类型（包括吸收上皮细胞和分泌上皮细胞）中表达，在所述细胞处它调整通过膜的阴离子流，以及其它离子通道和蛋白的活性。在上皮细胞中，CFTR的正常功能对整个机体（包括呼吸和消化组织）中电解质转运的维持是关键性的。CFTR由大约1480个氨基酸组成，其编码由串联重复的跨膜结构域组成的蛋白，每个跨膜结构域包含6个跨膜螺旋和1个核苷酸结合结构域。两个跨膜结构域通过调节通道活性和细胞运输的具有多个磷酸化位点的大的、极性的、调节性的(R)-结构域连接。
编码CFTR的基因已被鉴别和测序(参见Gregory, R. J. 等人(1990) Nature347:382-386; Rich, D. P. 等人(1990) Nature 347:358-362)，(Riordan, J. R. 等人(1989) Science 245:1066-1073)。该基因的缺陷导致CFTR中的突变，该突变引起囊性纤维化(下称“CF”)，囊性纤维化是人类最常见的致命性遗传疾病。在美国大约每2500个婴儿中有大约1个受囊性纤维化影响。在全部美国人口中，多达1千万人携带有单拷贝的所述缺陷基因，而没有明显的疾病效应。相反，带有两个拷贝的CF相关基因的个体遭受CF的虚弱和致命效应（包括慢性肺病）的痛苦。
在患有囊性纤维化的患者中，在呼吸上皮细胞中内源性表达的CFTR中的突变引起顶部阴离子分泌(apical anion secretion)减少，导致离子和流体转运失衡。所引起的阴离子转运减少促进肺中的粘液蓄积增加，以及伴随的微生物感染，其最终导致CF患者死亡。除了呼吸疾病以外，CF患者通常还遭受胃肠问题和胰腺功能不全的痛苦，其如果不经治疗，会导致死亡。另外，大多数患有囊性纤维化的男性不能生育，而患有囊性纤维化的女性生育力下降。与两个拷贝的CF相关基因的严重效应相反，带有单拷贝的CF相关基因的个体表现出对霍乱和因腹泻所致脱水的抗性的增加—也许这解释了人群中相对高频率的CF基因的原因。
CF染色体的CFTR基因的序列分析已经揭示多种致病性突变(Cutting, G. R. 等人(1990) Nature 346:366-369; Dean, M. 等人(1990) Cell 61:863:870；和Kerem, B-S. 等人(1989)Science 245:1073-1080; Kerem, B-S等人(1990) Proc. Natl. Acad.Sci. USA 87:8447-8451)。迄今为止，已鉴别了CF基因中超过1000个致病性突变(http://www.genet.sickkids.on.ca/cftr/)。最普遍的突变是CFTR氨基酸序列的508位苯丙氨酸的缺失，通常将其称为ΔF508-CFTR。这种突变发生在大约70%的囊性纤维化病例中，并与严重的疾病相关联。
ΔF508-CFTR中508位残基的缺失阻止了初生蛋白的正确折叠。这导致该突变蛋白不能从ER中出来并转运至质膜。其结果是，膜中存在的通道数量远少于在表达野生型CFTR的细胞中所观察到的数量。除了运输受损外，这种突变导致缺陷性通道门控。合起来，膜中通道数量的减少和缺陷性门控导致通过上皮的阴离子转运减少，从而导致缺陷性离子和流体转运。(Quinton, P. M.(1990), FASEB J. 4: 2709-2727)。然而，研究表明，膜中ΔF508-CFTR数量的减少是功能性的，尽管其比野生型CFTR少。(Dalemans等人(1991),Nature Lond. 354: 526-528; Denning等人, 同上; Pasyk和Foskett(1995), J. Cell.Biochem. 270: 12347-50)。除ΔF508-CFTR之外，CFTR中导致缺陷性运输、合成和/或通道门控的其它引起疾病的突变可被上调或下调以改变阴离子分泌，并且改变疾病进程和/或严重程度。
虽然除转运阴离子之外CFTR还转运多种分子，但显然这种作用(阴离子转运)代表了转运离子和水跨越上皮的重要机理中的一种要素。其它要素包括上皮Na+通道、ENaC、Na+/2Cl-/K+协同转运蛋白、Na+-K+-ATP酶泵和底外侧膜K+通道，其负责将氯离子(chloride)摄入细胞。
这些要素经由它们的选择性表达和细胞内定位，共同发挥作用以实现通过上皮的定向转运。氯离子吸收通过存在于顶端膜上的ENaC和CFTR以及在细胞底外侧表面上表达的Na+-K+-ATP酶泵和Cl-通道的协调活性而发生。氯离子从腔侧的次级主动转运导致细胞内氯离子的蓄积，然后所述氯离子能够经由Cl-通道被动离开细胞，导致向量转运（vectorialtransport）。底外侧表面上的Na+/2Cl-/K+协同转运蛋白、Na+-K+-ATP酶泵和底外侧膜K+通道以及位于腔侧的CFTR的排列，经由位于腔侧的CFTR协调氯离子的分泌。因为水本身可能从不主动转运，所以它跨过上皮的流动依赖于由钠和氯离子大量流动所产生的微小跨上皮渗透梯度。
除了囊性纤维化以外，CFTR活性的调节对于不是由CFTR突变直接引起的其它疾病可能是有益的，所述疾病为诸如分泌性疾病和其它由CFTR介导的蛋白折叠疾病。这些包括、但不限于：肺气肿、慢性阻塞性肺疾病(COPD)、干眼病和舍格伦综合征（Sjögren’sSyndrome）。
COPD以进行性且不完全可逆的气流受限为特征。气流受限是由于粘液分泌过多、肺气肿和细支气管炎。突变型或野生型CFTR的活化剂会提供在COPD中常见的粘液分泌过多和减弱的粘液纤毛清除功能的潜在治疗。具体地，增加阴离子通过CFTR的分泌可促进液体转运进入气道表面液体以使粘液水合并且使纤毛流体粘性最优化。此将导致增强的粘液纤毛清除功能和与COPD相关的征状的减轻。干眼病以泪液产生减少以及异常的泪膜脂质、蛋白和粘蛋白特性为特征。干眼有许多原因，其中的一些包括年龄、准分子激光原位角膜磨镶术(Lasik)眼科手术、关节炎、药物治疗、化学/热灼伤、变态反应和疾病，诸如囊性纤维化和舍格伦综合征。经由CFTR增加阴离子分泌将增强液体从角膜内皮细胞和眼周围的分泌腺转运以增加角膜水合。此将有助于减轻与干眼病相关的征状。舍格伦综合征是一种自身免疫性疾病，其中免疫系统侵袭全身产生水分的腺体，包括眼、口、皮肤、呼吸组织、肝、阴道和肠。征状包括干眼、口干和阴道干燥以及肺病。该疾病还与类风湿性关节炎、系统性狼疮、系统性硬化症和多发性肌炎/皮肌炎相关。相信蛋白转运缺陷引起该疾病，对于该病的可选治疗方法有限。CFTR活性的调节剂可使该病累及的器官水合并且有助于解除相关征状。
如以上所讨论的，据信ΔF508-CFTR中第508残基的缺失阻止了初生蛋白正确地折叠，导致这种突变体蛋白不能从ER中出来并转运到质膜。结果，存在于质膜的成熟蛋白的量不足，并且上皮组织内的氯离子转运显著降低。事实上已显示，这种由ER机构进行的ABC转运蛋白的缺陷性内质网(ER)加工的细胞现象不仅是CF疾病的潜在基础，而且是大量其它单独和遗传疾病的潜在基础。ER机构可能发生机能障碍的两种方式为：通过失去与蛋白的ER输出的偶联导致降解，或者通过这些有缺陷的/错误的折叠的蛋白的ER累积[Aridor M, 等人, Nature Med., 5(7), 第745- 751页(1999); Shastry, B.S., 等人, Neurochem.International, 43, 第1-7页(2003); Rutishauser, J., 等人, Swiss Med Wkly, 132,第211-222页(2002); Morello, JP等人, TIPS, 21, 第466- 469页(2000); Bross P.,等人, Human Mut., 14, 第186-198页(1999)]。与第一类ER机能障碍相关的疾病是囊性纤维化(如以上所讨论的，由于错误折叠的ΔF508-CFTR)、肺气肿(由于a1-抗胰蛋白酶；非Piz变体)、遗传性血色素沉着症、凝血-纤维蛋白溶解缺陷，诸如蛋白C缺陷、1型遗传性血管性水肿、脂质加工缺陷(Lipid processing deficiencies)，诸如家族性高胆固醇血症、1型乳糜微粒血症、无β脂蛋白血症、溶酶体贮积病诸如I-细胞疾病/假胡尔勒氏病(Pseudo-Hurler)、粘多糖累积病(由于溶酶体处理酶)、桑德霍夫/泰-萨克斯病(由于β-己糖胺酶)、II型克里格勒-纳贾尔综合症(由于UDP-葡糖醛酸基-唾液酸基(sialyc)-转移酶)、多内分泌腺病/高胰岛素血症、糖尿病(由于胰岛素受体)、拉伦侏儒症(由于生长激素受体)、髓过氧化物酶缺乏、原发性甲状旁腺功能减退(由于前甲状旁腺激素原)、黑色素瘤(由于酪氨酸酶)。与后一类ER机能障碍相关的疾病是1型聚糖病CDG、肺气肿(由于α1-抗胰蛋白酶(PiZ变体)、先天性甲状腺功能亢进、成骨不全(由于I、II、IV型前胶原)、遗传性低纤维蛋白原血症(由于纤维蛋白原)、ACT缺乏(由于α1-抗糜蛋白酶)、尿崩症(DI)、神经生长性尿崩症(由于血管加压素激素/V2-受体)、肾源性尿崩症(由于水通道蛋白II)、夏-马-图综合征(由于周围髓磷脂蛋白22)、佩-梅病、神经变性疾病诸如阿尔茨海默氏病(由于βAPP和早老素)、帕金森病、肌萎缩性侧索硬化、进行性核上性麻痹、皮克病、几种聚谷氨酰胺神经障碍诸如亨廷顿病(Huntington)、I型脊髓小脑性共济失调、脊髓延髓肌肉萎缩症、齿状核红核苍白球丘脑下部核萎缩(Dentatorubal pallidoluysian)和肌强直性营养不良、以及海绵状脑病诸如遗传性克雅病(由于朊病毒蛋白加工缺陷)、法布里病(由于溶酶体α-半乳糖苷酶A)和Straussler-Scheinker综合征(由于Prp加工缺陷)。
除了上调CFTR活性以外，通过CFTR调节剂减少阴离子分泌可有益于治疗分泌性腹泻，其中作为促分泌素激活的氯离子转运的结果，上皮细胞水转运引人注目地增加。此机制包括提升cAMP和刺激CFTR。
尽管腹泻有很多原因，但由氯离子转运过量引起的腹泻性疾病的主要后果是共同的，包括脱水、酸中毒、生长受损和死亡。
急性和慢性腹泻代表了世界上很多地区的主要医学问题。腹泻是营养不良的重要因素，并且是导致5岁以下儿童死亡的主要原因(每年死亡5,000,000人)。
分泌性腹泻也是获得性免疫缺陷综合征(AIDS)和慢性炎性肠病(IBD)患者的一种危险的征状。每年都有1600万从发达国家到发展中国家的旅行者会发生腹泻，腹泻病例的严重性和数量随着所旅行的国家和地区而变化。
牲畜和宠物，如牛、猪、马、绵羊、山羊、猫和狗的腹泻也称为家畜腹泻病，是这些动物死亡的主要原因。腹泻可以由任何重大转变所致，如断奶或身体运动，以及响应于多种细菌或病毒感染，一般发生在动物生命的前几个小时内。
最常见的致腹泻性细菌是肠产毒性大肠杆菌(ETEC)，具有K99纤毛抗原。腹泻的常见病毒原因包括轮状病毒和冠形病毒。其它感染性成分包括隐孢子虫、兰伯氏贾第虫和沙门氏菌等。
轮状病毒感染的征状包括水样便的排泄、脱水和虚弱。冠形病毒导致更严重的新生动物疾病，具有比轮状病毒感染更高的死亡率。不过经常是年幼动物可能同时感染有一种以上病毒或者病毒与细菌微生物的组合。这戏剧性地增加疾病的严重性。
因此，对可以用于调节哺乳动物细胞膜中ABC转运蛋白活性的ABC转运蛋白活性调节剂及其组合物存在需求。
对使用这种ABC转运蛋白活性调节剂治疗ABC转运蛋白介导的疾病的方法存在需求。
对调节离体哺乳动物细胞膜中ABC转运蛋白活性的方法存在需求。
对可以用于调节哺乳动物细胞膜中CFTR活性的CFTR活性调节剂存在需求。
对使用这种CFTR活性调节剂治疗CFTR-介导的疾病的方法存在需求。
对调节离体哺乳动物细胞膜中CFTR活性的方法存在需求。
发明内容
现在已经发现，本发明的化合物及其药学上可接受的组合物可用作ABC转运蛋白活性（尤其是CTFR活性）的调节剂。这些化合物具有通式I:
或其药学上可接受的盐，其中在每次出现时分别独立地：
Y是OH或NH；且
X是CO2J；
其中J是H或C1-C6烷基；
R是H、OH、OCH3或者2个R一起形成-OCH2O-或-OCF2O-；
R1是H或至多2个C1-C6烷基；
R2是H或卤代；且
R3是H或C1-C6烷基；
或者Y和X合起来形成式II的化合物：
或其药学上可接受的盐，其中在每次出现时分别独立地：
R是H、OH、OCH3或者2个R一起形成-OCH2O-或-OCF2O-；
R1是H或至多2个C1-C6烷基；
R2是H或卤代；
R3是H或C1-C6烷基；
Y是O或NR4；且
R4是H或C1-C6烷基。
本发明也提供了制备式I和II的化合物的方法。
这些化合物及其药学上可接受的组合物可用于治疗多种疾病、障碍或病症或者减轻其严重性，所述疾病、障碍或病症包括、但不限于：囊性纤维化、肺气肿、遗传性血色素沉着症、凝血-纤维蛋白溶解缺陷、蛋白C缺陷、1型遗传性血管性水肿、脂质加工缺陷、家族性高胆固醇血症、1型乳糜微粒血症、无β脂蛋白血症、溶酶体贮积病、I-细胞疾病/假胡尔勒氏病、粘多糖累积病、桑德霍夫/泰-萨克斯病、II型克里格勒-纳贾尔综合症、多内分泌腺病/高胰岛素血症、糖尿病、拉伦侏儒症、髓过氧化物酶缺乏、原发性甲状旁腺功能减退、黑色素瘤、1型聚糖病CDG、先天性甲状腺功能亢进、成骨不全、遗传性低纤维蛋白原血症、ACT缺乏、尿崩症、神经生长性尿崩症、肾源性尿崩症、夏-马-图综合征、佩-梅病、神经变性疾病、阿尔茨海默氏病、帕金森病、肌萎缩性侧索硬化、进行性核上性麻痹、皮克病、聚谷氨酰胺神经障碍、亨廷顿病、I型脊髓小脑性共济失调、脊髓延髓肌肉萎缩症、齿状核红核苍白球丘脑下部核萎缩、肌强直性营养不良、海绵状脑病、遗传性克雅病、法布里病、Straussler-Scheinker综合征、COPD、干眼病和舍格伦病。
具体实施方式
定义
如本文中使用的，除非另外指出，适用以下定义。
本文中使用的术语“ABC-转运蛋白”表示包含至少一个结合结构域的ABC-转运蛋白质或其片段，其中所述蛋白质或其片段是体内或体外存在的。本文中使用的术语“结合结构域”表示ABC-转运蛋白上能够与调节剂结合的结构域。参见，例如，Hwang, T. C. 等人,J. Gen. Physiol. (1998): 111(3), 477-90。
本文中使用的术语“CFTR”表示囊性纤维化跨膜传导调节因子或其有调节剂活性的突变体，包括、但不限于ΔF508 CFTR和G551D CFTR(关于CFTR突变，参见，例如，http://www.genet.sickkids.on.ca/cftr/)。
本文中使用的术语“调节”是指以可测量的量提高或降低例如活性。通过提高ABC转运蛋白(例如，CFTR阴离子通道)的活性来调节ABC转运蛋白活性(诸如CFTR活性)的化合物称为激动剂。通过降低ABC转运蛋白(例如，CFTR阴离子通道)的活性来调节ABC转运蛋白活性(诸如CFTR活性)的化合物称为拮抗剂。激动剂与ABC转运蛋白(诸如CFTR阴离子通道)相互作用以提高受体响应于内源性配体结合转导细胞内信号的能力。拮抗剂与ABC转运蛋白(诸如CFTR)相互作用，并与内源性配体或底物竞争受体上的结合部位，以降低受体响应于内源性配体结合转导细胞内信号的能力。
短语“治疗ABC转运蛋白介导的疾病或降低其严重程度”是指治疗直接由ABC转运蛋白和/或CFTR活性引起的疾病以及减轻不直接由ABC转运蛋白和/或CFTR阴离子通道活性引起的疾病的征状。征状可以受ABC转运蛋白和/或CFTR活性影响的疾病的例子包括、但不限于：囊性纤维化、肺气肿、遗传性血色素沉着症、凝血-纤维蛋白溶解缺陷诸如蛋白C缺陷、1型遗传性血管性水肿、脂质加工缺陷诸如家族性高胆固醇血症、1型乳糜微粒血症、无β脂蛋白血症、溶酶体贮积病诸如I-细胞疾病/假胡尔勒氏病、粘多糖累积病、桑德霍夫/泰-萨克斯病、II型克里格勒-纳贾尔综合症、多内分泌腺病/高胰岛素血症、糖尿病、拉伦侏儒症、髓过氧化物酶缺乏、原发性甲状旁腺功能减退、黑色素瘤、1型聚糖病CDG、肺气肿、先天性甲状腺功能亢进、成骨不全、遗传性低纤维蛋白原血症、ACT缺乏、尿崩症(DI)、神经生长性尿崩症、肾源性尿崩症、夏-马-图综合征、佩-梅病、神经变性疾病诸如阿尔茨海默氏病、帕金森病、肌萎缩性侧索硬化、进行性核上性麻痹、皮克病、几种聚谷氨酰胺神经障碍诸如亨廷顿病、I型脊髓小脑性共济失调、脊髓延髓肌肉萎缩症、齿状核红核苍白球丘脑下部核萎缩和肌强直性营养不良、以及海绵状脑病诸如遗传性克雅病、法布里病、Straussler-Scheinker综合征、COPD、干眼病和舍格伦病。
就本发明的目的而言，根据元素周期表(Periodic Table of the Elements) ,CAS版, Handbook of Chemistry and Physics, 第75版来确定化学元素。另外，有机化学的一般原理描述在“Organic Chemistry”, Thomas Sorrell, University ScienceBooks, Sausolito: 1999, 和“March’s Advanced Organic Chemistry”, 第5版：Smith,M.B.和March, J., John Wiley & Sons, New York: 2001，各文献的全部内容特此通过引用并入。
本文中使用的术语“脂族基团”包括术语烷基、烯基、炔基，各自是任选被取代的，如以下所述。
本文中使用的“烷基”基团是指包含1-12 (例如，1-8、1-6或1-4)个碳原子的饱和脂族烃基。烷基可以是直链或支链的。烷基基团的例子包括、但不限于甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、正庚基或2-乙基己基。烷基基团可以被一个或多个取代基取代(即，任选地被取代)，所述取代基为诸如卤代、膦酸基(phospho)、环脂族基[例如，环烷基或环烯基]、杂环脂族基[例如，杂环烷基或杂环烯基]、芳基、杂芳基、烷氧基、芳酰基、杂芳酰基、酰基[例如，(脂族基)羰基、(环脂族基)羰基、或(杂环脂族基)羰基]、硝基、氰基、酰氨基[例如，(环烷基烷基) 羰基氨基、芳基羰基氨基、芳烷基羰基氨基、(杂环烷基)羰基氨基、(杂环烷基烷基)羰基氨基、杂芳基羰基氨基、杂芳烷基羰基氨基、烷基氨基羰基、环烷基氨基羰基、杂环烷基氨基羰基、芳基氨基羰基或杂芳基氨基羰基]、氨基[例如，脂族基氨基、环脂族基氨基、或杂环脂族基氨基]、磺酰基[例如，脂族基-SO2-]、亚磺酰基、硫烷基、亚硫酰氧基(sulfoxy)、脲、硫脲、氨磺酰基、磺酰胺、氧代、羧基、氨基甲酰基、环脂族基氧基、杂环脂族基氧基、芳基氧基、杂芳基氧基、芳烷基氧基、杂芳基烷氧基、烷氧基羰基、烷基羰基氧基、或羟基。非限制性地，被取代的烷基的一些例子包括羧基烷基(诸如HOOC-烷基、烷氧基羰基烷基和烷基碳酰氧基烷基)、氰基烷基、羟基烷基、烷氧基烷基、酰基烷基、芳烷基、(烷氧基芳基)烷基、(磺酰基氨基)烷基(诸如(烷基-SO2-氨基)烷基)、氨基烷基、酰氨基烷基、(环脂族基)烷基或卤代烷基。
本文中使用的“烯基”基团是指包含2-8 (例如，2-12、2-6或2-4)个碳原子和至少一个双键的脂族碳基团。与烷基基团一样，烯基基团可以是直链或支链的。烯基基团的例子包括、但不限于烯丙基、异戊二烯基、2-丁烯基、和2-己烯基。烯基基团可以任选地被一个或多个取代基取代，所述取代基为诸如卤代、膦酸基(phospho)、环脂族基[例如，环烷基或环烯基]、杂环脂族基[例如，杂环烷基或杂环烯基]、芳基、杂芳基、烷氧基、芳酰基、杂芳酰基、酰基[例如，(脂族基)羰基、(环脂族基)羰基或(杂环脂族基)羰基]、硝基、氰基、酰氨基[例如，(环烷基烷基)羰基氨基、芳基羰基氨基、芳烷基羰基氨基、(杂环烷基)羰基氨基、(杂环烷基烷基)羰基氨基、杂芳基羰基氨基、杂芳烷基羰基氨基、烷基氨基羰基、环烷基氨基羰基、杂环烷基氨基羰基、芳基氨基羰基或杂芳基氨基羰基]、氨基[例如，脂族基氨基、环脂族基氨基、杂环脂族基氨基或脂族基磺酰基氨基]、磺酰基[例如，烷基-SO2-、环脂族基-SO2-或芳基-SO2-]、亚磺酰基、硫烷基、亚硫酰氧基、脲、硫脲、氨磺酰基、磺酰胺、氧代、羧基、氨基甲酰基、环脂族基氧基、杂环脂族基氧基、芳氧基、杂芳氧基、芳烷氧基、杂芳烷氧基、烷氧基羰基、烷基碳酰氧基或羟基。非限制性地，被取代的烯基的一些例子包括：氰基烯基、烷氧基烯基、酰基烯基、羟基烯基、芳烯基、(烷氧基芳基)烯基、(磺酰基氨基)烯基(诸如(烷基-SO2-氨基)烯基)、氨基烯基、酰氨基烯基、(环脂族基)烯基或卤代烯基。
本文中使用的“炔基”基团是指包含2-8 (例如，2-12、2-6或2-4)个碳原子和至少一个三键的脂族碳基团。炔基基团可以是直链或支链的。炔基基团的例子包括、但不限于炔丙基和丁炔基。炔基基团可以任选地被一个或多个取代基取代，所述取代基为诸如芳酰基、杂芳酰基、烷氧基、环烷氧基、杂环烷氧基、芳氧基、杂芳氧基、芳烷氧基、硝基、羧基、氰基、卤代、羟基、磺基、巯基、硫烷基[例如，脂族基硫烷基或环脂族基硫烷基]、亚磺酰基[例如，脂族基亚磺酰基或环脂族基亚磺酰基]、磺酰基[例如，脂族基-SO2-、脂族基氨基-SO2-或环脂族基-SO2-]、酰氨基[例如，氨基羰基、烷基氨基羰基、烷基羰基氨基、环烷基氨基羰基、杂环烷基氨基羰基、环烷基羰基氨基、芳基氨基羰基、芳基羰基氨基、芳烷基羰基氨基、(杂环烷基)羰基氨基、(环烷基烷基)羰基氨基、杂芳烷基羰基氨基、杂芳基羰基氨基或杂芳基氨基羰基]、脲、硫脲、氨磺酰基、磺酰胺、烷氧基羰基、烷基碳酰氧基、环脂族基、杂环脂族基、芳基、杂芳基、酰基[例如，(环脂族基)羰基或(杂环脂族基)羰基]、氨基[例如，脂族基氨基]、亚硫酰氧基、氧代、羧基、氨基甲酰基、(环脂族基)氧基、(杂环脂族基)氧基或(杂芳基)烷氧基。
本文中使用的“酰氨基”包括“氨基羰基”和“羰基氨基”二者。这些术语在单独或与另一个基团结合使用时是指酰氨基基团，诸如在用在末端时为-N(RX)-C(O)-RY或-C(O)-N(RX)2，而在内部使用时为-C(O)-N(RX)-或-N(RX)-C(O)-，其中RX和RY如以下定义。酰氨基基团的例子包括烷基酰氨基(诸如烷基羰基氨基或烷基氨基羰基)、(杂环脂族基)酰氨基、(杂芳烷基)酰氨基、(杂芳基)酰氨基、(杂环烷基)烷基酰氨基、芳基酰氨基、芳烷基酰氨基、(环烷基)烷基酰氨基或环烷基酰氨基。
本文中使用的“氨基”基团是指-NRXRY，其中各RX和RY独立地为氢、脂族基、环脂族基、(环脂族基)脂族基、芳基、芳脂基、杂环脂族基、(杂环脂族基)脂族基、杂芳基、羧基、硫烷基、亚磺酰基、磺酰基、(脂族基)羰基、(环脂族基)羰基、((环脂族基)脂族基)羰基、芳基羰基、(芳脂基)羰基、(杂环脂族基)羰基、((杂环脂族基)脂族基)羰基、(杂芳基)羰基或(杂芳脂基)羰基，其中每个是如本文中定义的并且是任选被取代的。氨基基团的例子包括烷基氨基、二烷基氨基、或芳基氨基。在术语“氨基”不是末端基团(例如，烷基羰基氨基)时，它由-NRX-表示。RX具有与上述定义相同的含义。
如本文中使用的，单独使用的或作为更大基团的一部分(如在“芳烷基”、“芳烷氧基”或“芳氧基烷基”中)使用的的“芳基”基团是指单环的(例如，苯基)；双环的(例如，茚基、萘基、四氢萘基、四氢茚基)；和三环的(例如，芴基、四氢芴基、或四氢蒽基、蒽基) 环状系统，其中单环环系是芳族的，或者双环或三环环系中的至少一个环是芳族的。双环和三环基团包括苯并稠合的2-3元的碳环。例如，苯并稠合的基团包括与两个或更多个C4-8碳环基团稠合的苯基。芳基任选地被一个或多个取代基取代，所述取代基包括脂族基[例如，烷基、烯基或炔基]；环脂族基；(环脂族基)脂族基；杂环脂族基；(杂环脂族基)脂族基；芳基；杂芳基；烷氧基；(环脂族基)氧基；(杂环脂族基)氧基；芳氧基；杂芳氧基；(芳脂基)氧基；(杂芳脂基)氧基；芳酰基；杂芳酰基；氨基；氧代(在苯并稠合的双环或三环芳基的非芳族碳环上)；硝基；羧基；酰氨基；酰基[例如，(脂族基)羰基；(环脂族基)羰基；((环脂族基)脂族基)羰基；(芳脂基)羰基；(杂环脂族基)羰基；((杂环脂族基)脂族基)羰基；或(杂芳脂基)羰基]；磺酰基[例如，脂族基-SO2-或氨基-SO2-]；亚磺酰基[例如，脂族基-S(O)-或环脂族基-S(O)-]；硫烷基[例如，脂族基-S-]；氰基；卤代；羟基；巯基；亚硫酰氧基；脲；硫脲；氨磺酰基；磺酰胺；或氨基甲酰基。可替换地，芳基可以是未被取代的。
被取代的芳基的非限制性例子包括卤代芳基[例如，单-、二(诸如，对位、间位的二卤代芳基)、和(三卤代)芳基]；(羧基)芳基[例如，(烷氧基羰基)芳基、((芳烷基)羰基氧基)芳基、和(烷氧基羰基)芳基]；(酰氨基)芳基[例如，(氨基羰基)芳基、(((烷基氨基)烷基)氨基羰基)芳基、(烷基羰基)氨基芳基、(芳基氨基羰基)芳基、和(((杂芳基)氨基)羰基)芳基]；氨基芳基[例如，((烷基磺酰基)氨基)芳基或((二烷基)氨基)芳基]；(氰基烷基)芳基；(烷氧基)芳基；(氨磺酰基)芳基[例如，(氨基磺酰基)芳基]；(烷基磺酰基)芳基；(氰基)芳基；(羟基烷基)芳基；((烷氧基)烷基)芳基；(羟基)芳基、((羧基)烷基)芳基；(((二烷基)氨基)烷基)芳基；(硝基烷基)芳基；(((烷基磺酰基)氨基)烷基)芳基；((杂环脂族基)羰基)芳基；((烷基磺酰基)烷基)芳基；(氰基烷基)芳基；(羟基烷基)芳基；(烷基羰基)芳基；烷基芳基；(三卤代烷基)芳基；对氨基-间烷氧基羰基芳基；对氨基-间氰基芳基；对卤代-间氨基芳基；或(间(杂环脂族基)-邻(烷基))芳基。
本文中使用的“芳脂基”诸如“芳烷基”基团是指被芳基基团取代的脂族基团(例如，C1-4烷基基团)。“脂族基”、“烷基”、和“芳基”如本文中定义的。芳脂基(诸如，芳烷基基团)的例子是苄基。
本文中使用的“芳烷基”基团是指被芳基基团取代的烷基基团(例如，C1-4烷基基团)。“烷基”和“芳基”已经在上面定义。芳烷基基团的例子是苄基。芳烷基任选地被一个或多个取代基取代，所述取代基为诸如脂族基[例如，烷基、烯基、或炔基，包括羧基烷基、羟基烷基、或卤代烷基诸如三氟甲基]、环脂族基[例如，环烷基或环烯基]、(环烷基)烷基、杂环烷基、(杂环烷基)烷基、芳基、杂芳基、烷氧基、环烷基氧基、杂环烷基氧基、芳基氧基、杂芳基氧基、芳烷基氧基、杂芳烷基氧基、芳酰基、杂芳酰基、硝基、羧基、烷氧基羰基、烷基羰基氧基、酰氨基[例如，氨基羰基、烷基羰基氨基、环烷基羰基氨基、(环烷基烷基)羰基氨基、芳基羰基氨基、芳烷基羰基氨基、(杂环烷基)羰基氨基、(杂环烷基烷基)羰基氨基、杂芳基羰基氨基、或杂芳烷基羰基氨基]、氰基、卤素、羟基、酰基、巯基、烷基硫烷基、亚硫酰氧基、脲、硫脲、氨磺酰基、磺酰胺、氧代、或氨基甲酰基。
本文中使用的“双环环系”包括形成两个环的8-12(例如，9、10、或11)元的结构，其中所述两个环具有至少一个共有原子(例如，2个共有原子)。双环环系包括双环脂族基(例如，双环烷基或双环烯基)、双环杂脂族基、双环芳基、和双环杂芳基。
本文中使用的“碳环”或“环脂族基”基团包括“环烷基”基团和“环烯基”基团，各自如下所述任选地被取代。
本文中使用的“环烷基”基团是指3-10(例如，5-10)个碳原子的饱和的碳环单环或双环(稠合的或桥接的)环。环烷基基团的例子包括环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、金刚烷基、降冰片基、立方烷基(cubyl)、八氢-茚基、十氢-萘基、双环[3.2.1]辛基、双环[2.2.2]辛基、双环[3.3.1]壬基、双环[3.3.2.]癸基、双环[2.2.2]辛基、金刚烷基或((氨基羰基)环烷基)环烷基。
本文中使用的“环烯基”基团是指具有一个或多个双键的3-10(例如，4-8)个碳原子的非芳族碳环。环烯基基团的例子包括环戊烯基、1,4-环己-二-烯基、环庚烯基、环辛烯基、六氢-茚基、八氢-萘基、环己烯基、环戊烯基、双环[2.2.2]辛烯基,或双环[3.3.1]壬烯基。
环烷基或环烯基基团可以任选地被一个或多个取代基取代，所述取代基为诸如膦酸基(phosphor)、脂族基[例如，烷基、烯基或炔基]、环脂族基、(环脂族基)脂族基、杂环脂族基、(杂环脂族基)脂族基、芳基、杂芳基、烷氧基、(环脂族基)氧基、(杂环脂族基)氧基、芳氧基、杂芳氧基、(芳脂基)氧基、(杂芳脂基)氧基、芳酰基、杂芳酰基、氨基、酰氨基[例如，(脂族基)羰基氨基、(环脂族基)羰基氨基、((环脂族基)脂族基)羰基氨基、(芳基)羰基氨基、(芳脂基)羰基氨基、(杂环脂族基)羰基氨基、((杂环脂族基)脂族基)羰基氨基、(杂芳基)羰基氨基或(杂芳脂基)羰基氨基]、硝基、羧基[例如，HOOC-、烷氧基羰基或烷基碳酰氧基]、酰基[例如，(环脂族基)羰基、((环脂族基)脂族基)羰基、(芳脂基)羰基、(杂环脂族基)羰基、((杂环脂族基)脂族基)羰基或(杂芳脂基)羰基]、氰基、卤代、羟基、巯基、磺酰基[例如，烷基-SO2-和芳基-SO2-]、亚磺酰基[例如，烷基-S(O)-]、硫烷基[例如，烷基-S-]、亚硫酰氧基、脲、硫脲、氨磺酰基、磺酰胺、氧代或氨基甲酰基。
本文中使用的术语“杂环”或“杂环脂族基”包括杂环烷基基团和杂环烯基基团，各自如下所述任选地被取代。
本文中使用的“杂环烷基”基团是指3-10元的单环或双环(稠合的或桥接的)(例如，5-10元的单环或双环)饱和环状结构，其中的一个或多个环原子是杂原子(例如，N、O、S、或其组合)。杂环烷基基团的例子包括哌啶基、哌嗪基、四氢吡喃基、四氢呋喃基、1,4-二氧杂环戊基、1,4-二硫杂环己基、1,3-二氧杂环戊基、噁唑烷基(oxazolidyl)、异噁唑烷基(isoxazolidyl)、吗啉基、硫代吗啉基、八氢苯并呋喃基、八氢苯并吡喃基、八氢苯并噻喃基、八氢吲哚基、八氢吡啶基、十氢喹啉基、八氢苯并[b]噻吩基、2-氧杂-双环[2.2.2]辛基、1-氮杂-双环[2.2.2]辛基、3-氮杂-双环[3.2.1]辛基和2,6-二氧杂-三环[3.3.1.03,7]壬基。单环的杂环烷基基团可以与苯基基团稠合以形成诸如四氢异喹啉等结构，后者可以归类为杂芳基。
本文中使用的“杂环烯基”是指具有一个或多个双键的单环或双环(例如，5-10元的单环或双环)非芳族环结构，并且其中一个或多个环原子是杂原子(例如，N、O、或S)。单环和双环的杂脂族基根据标准化学命名法编号。
杂环烷基或杂环烯基基团可以任选地被一个或多个取代基取代，所述取代基为诸如膦酸基(phosphor)、脂族基[例如，烷基、烯基或炔基]、环脂族基、(环脂族基)脂族基、杂环脂族基、(杂环脂族基)脂族基、芳基、杂芳基、烷氧基、(环脂族基)氧基、(杂环脂族基)氧基、芳氧基、杂芳氧基、(芳脂基)氧基、(杂芳脂基)氧基、芳酰基、杂芳酰基、氨基、酰氨基[例如，(脂族基)羰基氨基、(环脂族基)羰基氨基、((环脂族基)脂族基)羰基氨基、(芳基)羰基氨基、(芳脂基)羰基氨基、(杂环脂族基)羰基氨基、((杂环脂族基)脂族基)羰基氨基、(杂芳基)羰基氨基或(杂芳脂基)羰基氨基]、硝基、羧基[例如，HOOC-、烷氧基羰基或烷基碳酰氧基]、酰基[例如，(环脂族基)羰基、((环脂族基)脂族基)羰基、(芳脂基)羰基、(杂环脂族基)羰基、((杂环脂族基)脂族基)羰基或(杂芳脂基)羰基]、硝基、氰基、卤代、羟基、巯基、磺酰基[例如，烷基磺酰基或芳基磺酰基]、亚磺酰基[例如，烷基亚磺酰基]、硫烷基[例如，烷基硫烷基]、亚硫酰氧基、脲、硫脲、氨磺酰基、磺酰胺、氧代或氨基甲酰基。
本文中使用的“杂芳基”基团是指具有4-15个环原子的单环、双环、或三环环系，其中一个或多个环原子是杂原子(例如，N、O、S、或其组合)并且其中单环环系是芳族的或双环或三环环系中的至少一个环是芳族的。杂芳基基团包括具有2-3个环的苯并稠合的环系。例如，苯并稠合的基团包括与一个或两个4到8元的杂环脂族基部分稠合的苯并基(例如，吲嗪基(indolizyl)、吲哚基、异吲哚基、3H-吲哚基、二氢吲哚基、苯并[b]呋喃基、苯并[b]噻吩基、喹啉基、或异喹啉基)。杂芳基的一些例子是氮杂环丁基、吡啶基、1H-吲唑基、呋喃基、吡咯基、噻吩基、噻唑基、噁唑基、咪唑基、四唑基、苯并呋喃基、异喹啉基、苯并噻唑基、呫吨、噻吨、吩噻嗪、二氢吲哚、苯并[1,3]二氧杂环戊烯、苯并[b]呋喃基、苯并[b]噻吩基、吲唑基、苯并咪唑基、苯并噻唑基、嘌呤基、噌啉基、喹啉基、喹唑啉基,噌啉基、酞嗪基(phthalazyl)、喹唑啉基、喹握啉基、异喹啉基、4H-喹嗪基(quinolizyl)、苯并-1,2,5-噻二唑基或1,8-萘啶基(naphthyridyl)。
非限制性地，单环杂芳基包括呋喃基、噻吩基、2H-吡咯基、吡咯基、噁唑基、噻唑基、咪唑基、吡唑基、异噁唑基、异噻唑基、1,3,4-噻二唑基、2H-吡喃基、4-H-吡喃基、吡啶基、哒嗪基、嘧啶基、吡唑基、吡嗪基或1,3,5-三嗪基(triazyl)。单环杂芳基根据标准化学命名法编号。
非限制性地，双环杂芳基包括吲嗪基(indolizyl)、吲哚基、异吲哚基、3H-吲哚基、二氢吲哚基、苯并[b]呋喃基、苯并[b]噻吩基、喹啉基、异喹啉基、吲嗪基、异吲哚基、吲哚基、苯并[b]呋喃基、苯并[b]噻吩基、吲唑基、苯并咪唑基、苯并噻唑基、嘌呤基、4H-喹嗪基(quinolizyl)、喹啉基、异喹啉基、噌啉基、酞嗪基(phthalazyl)、喹唑啉基、喹握啉基、1,8-萘啶基(naphthyridyl)或蝶啶基。双环杂芳基s根据标准化学命名法编号。
杂芳基任选地被一个或多个取代基取代，所述取代基为诸如脂族基[例如，烷基、烯基或炔基]；环脂族基；(环脂族基)脂族基；杂环脂族基；(杂环脂族基)脂族基；芳基；杂芳基；烷氧基；(环脂族基)氧基；(杂环脂族基)氧基；芳氧基；杂芳氧基；(芳脂基)氧基；(杂芳脂基)氧基；芳酰基；杂芳酰基；氨基；氧代(在双环或三环杂芳基的非芳族碳环或杂环上)；羧基；酰氨基；酰基[例如，脂族基羰基；(环脂族基)羰基；((环脂族基)脂族基)羰基；(芳脂基)羰基；(杂环脂族基)羰基；((杂环脂族基)脂族基)羰基；或(杂芳脂基)羰基]；磺酰基[例如，脂族基磺酰基或氨基磺酰基]；亚磺酰基[例如，脂族基亚磺酰基]；硫烷基[例如，脂族基硫烷基]；硝基；氰基；卤代；羟基；巯基；亚硫酰氧基；脲；硫脲；氨磺酰基；磺酰胺；或氨基甲酰基。可替换地，杂芳基可以是未被取代的。
被取代的杂芳基的非限制性例子包括(卤代)杂芳基[例如，单-和二-(卤代)杂芳基]；(羧基)杂芳基[例如，(烷氧基羰基)杂芳基]；氰基杂芳基；氨基杂芳基[例如，((烷基磺酰基)氨基)杂芳基和((二烷基)氨基)杂芳基]；(酰氨基)杂芳基[例如，氨基羰基杂芳基、((烷基羰基)氨基)杂芳基、((((烷基)氨基)烷基)氨基羰基)杂芳基、(((杂芳基)氨基)羰基)杂芳基、((杂环脂族基)羰基)杂芳基和((烷基羰基)氨基)杂芳基]；(氰基烷基)杂芳基；(烷氧基)杂芳基；(氨磺酰基)杂芳基[例如，(氨基磺酰基)杂芳基]；(磺酰基)杂芳基[例如，(烷基磺酰基)杂芳基]；(羟基烷基)杂芳基；(烷氧基烷基)杂芳基；(羟基)杂芳基；((羧基)烷基)杂芳基；(((二烷基)氨基)烷基]杂芳基；(杂环脂族基)杂芳基；(环脂族基)杂芳基；(硝基烷基)杂芳基；(((烷基磺酰基)氨基)烷基)杂芳基；((烷基磺酰基)烷基)杂芳基；(氰基烷基)杂芳基；(酰基)杂芳基[例如，(烷基羰基)杂芳基]；(烷基)杂芳基和(卤代烷基)杂芳基[例如，三卤代烷基杂芳基]。
本文中使用的“杂芳脂基”(诸如杂芳烷基基团)是指被杂芳基基团取代的脂族基团(例如，C1-4烷基基团)。“脂族基”、“烷基”、和“杂芳基”已经在上面定义。
本文中使用的“杂芳烷基”基团是指被杂芳基基团取代的烷基基团(例如，C1-4烷基基团)。“烷基”和“杂芳基”已经在上面定义。杂芳烷基任选地被一个或多个取代基取代，所述取代基为诸如烷基(包括羧基烷基、羟基烷基和卤代烷基诸如三氟甲基)、烯基、炔基、环烷基、(环烷基)烷基、杂环烷基、(杂环烷基)烷基、芳基、杂芳基、烷氧基、环烷氧基、杂环烷氧基、芳氧基、杂芳氧基、芳烷氧基、杂芳烷氧基、芳酰基、杂芳酰基、硝基、羧基、烷氧基羰基、烷基碳酰氧基、氨基羰基、烷基羰基氨基、环烷基羰基氨基、(环烷基烷基)羰基氨基、芳基羰基氨基、芳烷基羰基氨基、(杂环烷基)羰基氨基、(杂环烷基烷基)羰基氨基、杂芳基羰基氨基、杂芳烷基羰基氨基、氰基、卤代、羟基、酰基、巯基、烷基硫烷基、亚硫酰氧基、脲、硫脲、氨磺酰基、磺酰胺、氧代或氨基甲酰基。
本文中使用的“环状部分”和“环状基团”是指单-、二-、和三-环环系，包括环脂族基、杂环脂族基、芳基或杂芳基，它们中的每一个已经在前面定义。
本文中使用的“桥连的双环体系”指其中的环是桥连的双环杂环脂族环系或双环环脂族环系。桥连的双环体系的例子包括，但不限于金刚烷基、降莰烷基、双环[3.2.1]辛基、双环[2.2.2]辛基、双环[3.3.1]壬基、双环[3.2.3]壬基、2-氧杂双环[2.2.2]辛基、1-氮杂双环[2.2.2]辛基、3-氮杂双环[3.2.1]辛基和2,6-二氧杂-三环[3.3.1.03,7]壬基。桥连的双环体系可以任选地被一个或多个取代基取代，所述取代基为诸如烷基(包括羧基烷基、羟基烷基和卤代烷基诸如三氟甲基)、烯基、炔基、环烷基、(环烷基)烷基、杂环烷基、(杂环烷基)烷基、芳基、杂芳基、烷氧基、环烷氧基、杂环烷氧基、芳氧基、杂芳氧基、芳烷氧基、杂芳烷氧基、芳酰基、杂芳酰基、硝基、羧基、烷氧基羰基、烷基碳酰氧基、氨基羰基、烷基羰基氨基、环烷基羰基氨基、(环烷基烷基)羰基氨基、芳基羰基氨基、芳烷基羰基氨基、(杂环烷基)羰基氨基、(杂环烷基烷基)羰基氨基、杂芳基羰基氨基、杂芳烷基羰基氨基、氰基、卤代、羟基、酰基、巯基、烷基硫烷基、亚硫酰氧基、脲、硫脲、氨磺酰基、磺酰胺、氧代或氨基甲酰基。
本文中使用的“酰基”基团是指甲酰基基团或RX-C(O)-(诸如-烷基-C(O)-，也指“烷基羰基”)，其中RX和“烷基”已经在上面定义。乙酰基和特戊酰基是酰基基团的例子。
本文中使用的“芳酰基”或“杂芳酰基”是指芳基-C(O)-或杂芳基-C(O)-。芳酰基或杂芳酰基的芳基和杂芳基部分任选地被取代，如前述定义的。
本文中使用的“烷氧基”基团是指烷基-O-基团，其中“烷基”已经在上面定义。
本文中使用的“氨基甲酰基”基团是指结构-O-CO-NRXRY或-NRX-CO-O-RZ的基团，其中RX和RY已经在上面定义，且RZ可以是脂族基、芳基、芳脂基、杂环脂族基、杂芳基、或杂芳脂基。
本文中使用的“羧基”基团在用作末端基团时是指-COOH、-COORX、-OC(O)H、-OC(O)RX；或在用作内部基团时是指-OC(O)-或-C(O)O-。
本文中使用的“卤代脂族基”基团是指被1-3个卤素取代的脂族基团。例如，术语卤代烷基包括基团-CF3。
本文中使用的“巯基”基团是指-SH。
本文中使用的“磺基(sulfo)”基团在用在末端时是指-SO3H或-SO3RX或在内部使用时是指-S(O)3-。
本文中使用的“磺酰胺”基团在用在末端时是指结构-NRX-S(O)2-NRYRZ，而在内部使用时是指-NRX-S(O)2-NRY-，其中RX、RY、和RZ已经在上面定义。
本文中使用的“氨磺酰基”基团在用在末端时是指结构-S(O)2-NRxRy或-NRx-S(O)2-Rz；或在内部使用时是指-S(O)2-NRx-或-NRx -S(O)2-，其中RX、RY、和RZ如上面定义。
本文中使用的“硫烷基”基团在用在末端时是指-S-RX而在内部使用时是指-S-，其中RX已经在上面定义。硫烷基的例子包括脂族基-S-、环脂族基-S-、芳基-S-等。
本文中使用的“亚磺酰基”基团在用在末端时是指-S(O)-RX，而在内部使用时是指-S(O)-，其中RX已经在上面定义。示例性的亚磺酰基基团包括脂族基-S(O)-、芳基-S(O)-、(环脂族(脂族基))-S(O)-、环烷基-S(O)-、杂环脂族基-S(O)-、杂芳基-S(O)-等。
本文中使用的“磺酰基”基团在用在末端时是指-S(O)2-RX而在内部使用时是指-S(O)2-，其中RX已经在上面定义。示例性的磺酰基基团包括脂族基-S(O)2-、芳基-S(O)2-、(环脂族(脂族基))-S(O)2-、环脂族基-S(O)2-、杂环脂族基-S(O)2-、杂芳基-S(O)2-、(环脂族(酰氨基(脂族基)))-S(O)2-等。
本文中使用的“亚硫酰氧基”基团在用在末端时是指-O-SO-RX或-SO-O-RX，而在内部使用时是指-O-S(O)-或-S(O)-O-，其中RX已经在上面定义。
本文中使用的“卤素”或“卤代”基团是指氟、氯、溴或碘。
本文中使用的“烷氧基羰基”被包括在术语羧基内，在单独使用或与另一个基团组合使用时是指诸如烷基-O-C(O)-的基团。
本文中使用的“烷氧基烷基”是指烷基基团，诸如烷基-O-烷基-，其中烷基已经在上面定义。
本文中使用的“羰基”是指-C(O)-。
本文中使用的“氧代”是指=O。
本文中使用的术语“膦酸基(phospho)”是指次膦酸酯和膦酸酯。次膦酸酯和膦酸酯的例子包括-P(O)(RP)2，其中RP是脂族基、烷氧基、芳氧基、杂芳氧基、(环脂族基)氧基、(杂环脂族基)氧基芳基、杂芳基、环脂族基或氨基。
本文中使用的“氨基烷基”是指结构(RX)2N-烷基-。
本文中使用的“氰基烷基”是指结构(NC)-烷基-。
本文中使用的“脲”基团是指结构-NRX-CO-NRYRZ，而“硫脲”基团在用在末端时是指结构-NRX-CS-NRYRZ，而在内部使用时是指-NRX-CO-NRY-或-NRX-CS-NRY-，其中RX、RY、和RZ已经在上面定义。
本文中使用的“胍”基团是指结构-N=C(N(RXRY))N(RXRY) 或-NRX-C(=NRX)NRXRY，其中RX和RY已经在上面定义。
本文中使用的术语“脒基”基团是指结构-C=(NRX)N(RXRY)，其中RX和RY已经在上面定义。
通常，术语“邻位的”是指包括两个或更多个碳原子的基团上的取代基的位置，其中取代基连接于相邻的碳原子。
通常，术语“孪位的”是指包括两个或更多个碳原子的基团上的取代基的位置，其中取代基连接于同一碳原子。
术语“末端”和“内部”是指取代基内的基团的位置。在基团存在于取代基的末端且不再进一步连接于化学结构的其余部分时称该基团为末端的。羧基烷基，即，RXO(O)C-烷基是在末端使用的羧基基团的一个例子。在基团存在于化学结构的取代基的中间时，称该基团为内部的。烷基羧基(例如，烷基-C(O)O-或烷基-OC(O)-)和烷基羧基芳基(例如，烷基-C(O)O-芳基-或烷基-O(CO)-芳基-)是内部使用的羧基基团的例子。
本文中使用的“脂族链”是指支链或直链的脂族基团(例如，烷基基团、烯基基团、或炔基基团)。直链的脂族链具有结构-[CH2]v-，其中v为1-12。支链的脂族链是被一个或多个脂族基团取代的直链脂族链。支链的脂族链具有结构-[CQQ]v-，其中每个Q独立地为氢或脂族基团；但是，Q应该在至少一个情况中是脂族基团。术语脂族链包括烷基链、烯基链、和炔基链，其中烷基、烯基、和炔基如上面定义。
短语“任选地被取代的”与短语“被取代的或未被取代的”互换使用。如本文中所述的，本发明的化合物可以任选地被一个或多个取代基取代，诸如上面一般地举例说明的，或者如本发明的特定分类、子类、和种类所举例说明的。如本文中所述的，在本文描述的式中所包含的变量R1、R2和R3以及其它变量包括特定的基团，诸如烷基。除非另外指出，变量R1、R2和R3、以及其中所含的其它变量的每个特定基团可以任选地被一个或多个本文中所述的取代基取代。特定基团的每个取代基进一步任选地被卤代、氰基、氧代、烷氧基、羟基、氨基、硝基、芳基、环脂族基、杂环脂族基、杂芳基、卤代烷基和烷基中的1-3个取代。例如，烷基基团可以被烷基硫烷基取代，烷基硫烷基可以任选地被卤代、氰基、氧代、烷氧基、羟基、氨基、硝基、芳基、卤代烷基和烷基中的1-3个取代。作为另一个例子，(环烷基)羰基氨基的环烷基部分可以任选地被卤代、氰基、烷氧基、羟基、硝基、卤代烷基和烷基中的1-3个取代。在两个烷氧基基团结合于同一原子或相邻的原子时，所述两个烷氧基基团可以与它们所结合的原子一起形成环。
一般而言，术语“被取代的”无论是否冠以“任选地”是指给定结构中的氢原子团被指定取代基的原子团代替。具体的取代基是上述在定义中和以下在化合物及其实施例的描述中所述的。除非另外指出，任选被取代的基团可以在该基团的每个可取代位置带有取代基，并且在任何给定结构中的不止一个位置可以被不止一个选自指定基团的取代基取代时，每个位置的所述取代基可以是相同或不同的。环取代基(诸如，杂环烷基)可以结合于另一个环(诸如，环烷基)，以形成螺双环环系，例如，两个环共用一个共有原子。本领域技术人员会认识到，本发明所考虑的取代基的组合是产生稳定的或化学上可行的化合物的那些组合。
本文中使用的术语“稳定的或化学上可行的”是指在经历它们的生产、检测、和优选回收、纯化、以及本文中公开的一种或多种目的的用途的条件时基本上不改变的化合物。在一些实施方案中，稳定化合物或化学上可行的化合物是在没有水分或其它化学反应性条件的存在下在40℃或更低的温度保持至少一周时基本上不改变的化合物。
本文中使用的“有效量”定义为赋予被治疗的患者以治疗作用所需要的量，并且典型地基于患者的年龄、体表面积、体重、和病况来确定。用于动物和人的剂量(单位是mg/平方米体表面积)的相互关系由Freireich等人, Cancer Chemother. Rep., 50: 219(1966)描述。体表面积可以从患者的身高和体重近似确定。参见，例如，ScientificTables, Geigy Pharmaceuticals, Ardsley, New York, 537 (1970)。本文中使用的“患者”是指哺乳动物，包括人。
除非另外指出，本文中描述的结构还意在包括该结构的所有的同分异构形式(例如，对映异构体、非对映体、和几何学异构体(或构象异构体))；例如，每个不对称中心的R和S构型，(Z)和(E)双键异构体、和(Z)和(E)构象异构体。因此，本发明化合物的单个的立体化学异构体以及对映异构体、非对映体、和几何异构体(或构象异构体)混合物在本发明范围内。除非另外指出，本发明化合物的所有的互变异构形式都在本发明范围内。另外，除非另外指出，本文中所述结构还意在包括仅在存在有一种或多种同位素富集的原子方面不同的化合物。例如，具有本发明结构但是用氘或氚置换氢或者用富含13C-或14C-的碳置换碳的化合物也在本发明的范围内。这种化合物可用于，例如作为生物学测定中的分析工具或探针，或作为治疗剂。
本发明的化合物是有用的ABC转运蛋白调节剂，且可用于治疗ABC转运蛋白介导的疾病。
在另一个实施方案中，本发明表征了式I的化合物，其中2个R一起形成-OCF2O-，R1是H，且R2是F。在另一个实施方案中，2个R一起形成-OCF2O-，R1是H，R2是F，且R3是CH3。在另一个实施方案中，2个R一起形成-OCF2O-，R1是H，R2是F，R3是CH3，且X是CO2H。在另一个实施方案中，2个R一起形成-OCF2O-，R1是H，R2是F，R3是CH3，X是CO2H，且Y是OH。
在另一个实施方案中，本发明表征了式II的化合物，其中2个R一起形成-OCF2O-，R1是H，且R2是F。在另一个实施方案中，2个R一起形成-OCF2O-，R1是H，R2是F，且R3是CH3。
在另一个实施方案中，本发明表征了具有式Ia的化合物：
或其药学上可接受的盐，其中：
R2是H或卤代。
在另一个实施方案中，R2是F。
在另一个实施方案中，本发明表征了具有式IIa的化合物：
或其药学上可接受的盐，其中：
R2是H或卤代。
在另一个实施方案中，R2是F。
在另一个实施方案中，本发明表征了化合物
或者
。
在另一个实施方案中，本发明表征了化合物
或者
。
在另一个方面，本发明表征了药物组合物，其包含：(i) 根据权利要求1-12中的任一项所述的化合物；和(ii) 药学上可接受的载体。在另一个实施方案中，所述组合物另外包含选自溶粘蛋白剂、支气管扩张剂、抗生素、抗感染剂、抗炎剂、CFTR矫正剂、CFTR增强剂或营养剂的额外药剂。
在另一个方面，本发明表征了增加细胞膜中的功能性ABC转运蛋白的数目的方法，所述方法包括下述步骤：使所述细胞与本发明的化合物接触。在另一个实施方案中，所述ABC转运蛋白是CFTR。
在另一个方面，本发明表征了治疗受试者中涉及ABC转运蛋白活性的病症、疾病或障碍的方法，所述方法包括下述步骤：给所述受试者施用本发明的化合物或组合物。
在另一个实施方案中，所述病症、疾病或障碍选自：囊性纤维化、肺气肿、遗传性血色素沉着症、凝血-纤维蛋白溶解缺陷、蛋白C缺陷、1型遗传性血管性水肿、脂质加工缺陷、家族性高胆固醇血症、1型乳糜微粒血症、无β脂蛋白血症、溶酶体贮积病、I-细胞疾病/假胡尔勒氏病、粘多糖累积病、桑德霍夫/泰-萨克斯病、II型克里格勒-纳贾尔综合症、多内分泌腺病/高胰岛素血症、糖尿病、拉伦侏儒症、髓过氧化物酶缺乏、原发性甲状旁腺功能减退、黑色素瘤、1型聚糖病CDG、先天性甲状腺功能亢进、成骨不全、遗传性低纤维蛋白原血症、ACT缺乏、尿崩症(di)、神经生长性尿崩症、肾源性尿崩症、夏-马-图综合征、佩-梅病、神经变性疾病、阿尔茨海默氏病、帕金森病、肌萎缩性侧索硬化、进行性核上性麻痹、皮克病、聚谷氨酰胺神经障碍、亨廷顿病、I型脊髓小脑性共济失调、脊髓延髓肌肉萎缩症、齿状核红核苍白球丘脑下部核萎缩、肌强直性营养不良、海绵状脑病、遗传性克雅病、法布里病、Straussler-Scheinker综合征、COPD、干眼病或舍格伦病。在另一个实施方案中，所述病症、疾病或障碍选自：囊性纤维化、肺气肿、COPD或干眼病。
在另一个方面，本发明表征了用于测量体外或体内生物样品中的ABC转运蛋白或其片段的活性的试剂盒，所述试剂盒包含：(i) 本发明的化合物；和(ii)说明书，其关于：a)使所述化合物与所述生物样品接触；和b) 测量所述ABC转运蛋白或其片段的活性。
在另一个实施方案中，所述试剂盒另外包含说明书，其关于：a) 使额外化合物与所述生物样品接触；b) 在有所述额外化合物存在下，测量所述ABC转运蛋白或其片段的活性，和c) 将在有所述额外化合物存在下所述ABC转运蛋白的活性与在有所述第一化合物存在下所述ABC转运蛋白的密度进行对比。
在另一个方面，本发明包括一种用于制备式Ia的化合物的方法
其中各变量如上所述，所述方法包括：用碱处理式I-2的化合物。
在该方面的一个实施方案中，R2是H或F。
在另一个实施方案中，处理包括：在有溶剂存在下，使式I-2的化合物与碱接触。在一个实施方案中，所述碱是碱或碱金属氢氧化物或碳酸盐。在一个实施方案中，所述碱选自Na2CO3、NaHCO3、NaOH和LiOH。通常，使用化学计量过量的碱。通常，相对于式I-2的化合物的摩尔数，使用约2至约10当量的碱。更一般而言，使用约4至约6摩尔当量的碱。
在一个实施方案中，所述溶剂是极性溶剂，诸如醇或醚，其单独使用或与另一种液体混合使用。在一个实施方案中，所述溶剂是甲醇。在另一个实施方案中，所述溶剂是与乙腈混合的甲醇。在另一个实施方案中，所述溶剂是与异丙醇混合的甲醇。通常，使用约4至约8倍体积的溶剂。更一般而言，使用约5至约7倍体积的溶剂。
式I-2的化合物至式Ia的化合物的转化通常在适当的温度进行适当的时间，以允许起始原料转化成产物。通常，所述温度是大约室温。
在另一个实施方案中，从式I-2的化合物制备式Ia的化合物的方法包括：在有溶剂存在下，使式I-2的化合物与碱金属或碱土金属碱（其为氢氧化物或碳酸盐）接触。在一个实施方案中，所述碱金属或碱土金属碱是Na2CO3，且所述溶剂是甲醇。
在另一个方面，本发明包括一种从式I-3的化合物制备式I-2的化合物的方法，
所述方法包括：在有溶剂存在下，使式I-3的化合物与氧化剂接触，以得到式I-2的化合物；其中各变量如上所述。
在该方面的一个实施方案中，R2是H或F。
在一个实施方案中，所述氧化剂选自KMnO4和NaMnO4。在一个实施方案中，所述氧化剂是NaMnO4。通常，相对于式I-3的化合物的摩尔数，使用摩尔过量的氧化剂。通常，使用1.01-1.2摩尔当量的氧化剂。更一般而言，使用1.05当量的氧化剂。
在一个实施方案中，所述溶剂是极性的非质子溶剂，其单独使用或与另一种液体混合使用。在一个实施方案中，所述溶剂是丙酮。通常，使用约5至约15倍体积的溶剂。更一般而言，使用约7至约13倍体积的溶剂，且更一般而言，使用约9至约11倍体积的溶剂。
式I-3的化合物至式I-2的化合物的转化通常在适当的温度进行适当的时间，以允许起始原料转化成产物。通常，所述温度是在室温以下。例如，所述温度是大约-10至约10℃。更一般而言，所述温度是大约-5至约5℃。
在另一个实施方案中，从式I-3的化合物制备式I-2的化合物的方法包括：在有溶剂存在下，使式I-3的化合物与氧化剂接触。在一个实施方案中，所述氧化剂是NaMnO4，且所述溶剂是丙酮。
在另一个方面，本发明包括一种从式I-4的化合物制备式I-3的化合物的方法
所述方法包括：在有溶剂存在下使式I-4的化合物与氧化剂接触，以得到式I-3的化合物；其中各变量如上所述。
在该方面的一个实施方案中，R2是H或F。
在一个实施方案中，所述氧化剂选自三氧化硫吡啶复合物、吡啶鎓重铬酸盐(PDC)、N-氯琥珀酰亚胺(NCS)/苯次磺酰胺(PhSNHtBu) （任选地在有作为氯清除剂的2-甲基-2-丁烯存在下）、RuCl3/NaIO4、四甲基哌啶N-氧化物(TEMPO)/双乙酰氧基碘苯(BIAB)/NaHCO3和2-碘氧基苯甲酸(IBX)。在一个实施方案中，所述氧化剂是N-氯琥珀酰亚胺(NCS)/苯次磺酰胺(PhSNHtBu)（在有叔胺碱和作为氯清除剂的2-甲基-2-丁烯存在下）。在该方法中可以使用的叔胺碱是熟练的技术人员众所周知的，且包括，例如，三乙胺、二异丙基乙基胺、DBU、DBN和三甲基吡啶。在一个实施方案中，所述叔胺碱是三甲基吡啶。通常，相对于式I-4的化合物的摩尔数，使用催化量的PhSNHtBu，并使用摩尔过量的NCS、叔胺碱和2-甲基-2-丁烯。例如，相对于式I-4的化合物的摩尔数，使用0.1-0.3摩尔当量的PhSNHtBu，并使用1.1-1.5当量的NCS、1-3当量的叔胺碱和1-3摩尔当量的2-甲基-2-丁烯。更一般而言，例如，相对于式I-4的化合物的摩尔数，使用0.15-0.25摩尔当量的PhSNHtBu，并使用1.1-1.3当量的NCS、1.5-2.5当量的叔胺碱和1.5-2.5摩尔当量的2-甲基-2-丁烯。
在一个实施方案中，所述溶剂是极性的非质子溶剂，其单独使用或与另一种液体混合使用。在一个实施方案中，所述溶剂是二氯甲烷。通常，使用约5至约10倍体积的溶剂。更一般而言，使用约6至约8倍体积的溶剂。
式I-4的化合物至式I-3的化合物的转化通常在适当的温度进行适当的时间，以允许起始原料转化成产物。通常，所述温度是在室温以下。例如，所述温度是大约-10至约10℃。更一般而言，所述温度是大约-5至约5℃。
在另一个实施方案中，从式I-4的化合物制备式I-3的化合物的方法包括：在有溶剂存在下，在有叔胺碱和作为氯清除剂的2-甲基-2-丁烯存在下，使式I-3的化合物与N-氯琥珀酰亚胺(NCS)/苯次磺酰胺(PhSNHtBu) 接触。在一个实施方案中，所述叔胺碱，且所述溶剂是二氯甲烷。
在另一个方面，本发明包括一种从式I-5的化合物制备式I-4的化合物的方法
所述方法包括：在有溶剂存在下，使式I-4的化合物与羰基二咪唑(CDI) 接触，以得到式I-4的化合物；其中各变量如上所述。
在该方面的一个实施方案中，R2是H或F。
在一个实施方案中，相对于式I-5的化合物的摩尔数，使用摩尔过量的CDI。通常，使用1.1-3摩尔当量的CDI。更一般而言，使用1.5-2.5摩尔当量的CDI。
在一个实施方案中，所述溶剂是极性溶剂，其单独使用或与另一种液体混合使用。在一个实施方案中，所述溶剂是醚或二氯甲烷。在一个实施方案中，所述溶剂是二氯甲烷。通常，使用约12至约16倍体积的溶剂。更一般而言，使用约13至约15倍体积的溶剂。
式I-5的化合物至式I-4的化合物的转化通常在适当的温度进行适当的时间，以允许起始原料转化成产物。通常，所述温度是在室温以下。例如，所述温度是大约-20至约10℃。更一般而言，所述温度是大约-15至约5℃。
在另一个实施方案中，从式I-5的化合物制备式I-4的化合物的方法包括：在有溶剂存在下，使式I-5的化合物与CDI接触。在一个实施方案中，所述溶剂是二氯甲烷。
在另一个方面，本发明提供了一种用于制备式Ia的化合物的方法
所述方法包括：将式I-1的酯转化成式Ia的化合物：
其中在每次出现时分别独立地：
R2是H或卤代；且
R4是C1-C6烷基或苄基。
在该方面的一个实施方案中，R2是H或F，且R4是甲基、乙基、异丙基、丁基或苄基。
在另一个实施方案中，R2是H或F，且R4是异丙基或苄基。
在另一个实施方案中，转化包括：在有溶剂存在下，使式I-1的化合物与碱接触。在一个实施方案中，所述碱是碱或碱金属氢氧化物。在一个实施方案中，所述碱是NaOH或LiOH。
在一个实施方案中，所述溶剂是极性溶剂, 诸如醇或醚，其单独使用或与另一种液体混合使用。在一个实施方案中，所述溶剂是甲醇。在另一个实施方案中，所述溶剂是与水混合的甲醇。在另一个实施方案中，所述溶剂是四氢呋喃。在另一个实施方案中，所述溶剂是与水混合的四氢呋喃。
式I-1的化合物至式Ia的化合物通常在一定温度进行适当的时间，以允许起始原料转化成产物。通常，所述温度是在室温以上。更一般而言，所述温度是大约50℃。通常，反应时间是从约1小时至约24小时。
在另一个实施方案中，从式I-1的化合物制备式Ia的化合物的方法包括：在有溶剂存在下，使式I-1的化合物与碱金属或碱土金属氢氧化物接触。在一个实施方案中，所述碱金属或碱土金属氢氧化物是LiOH或NaOH，且所述溶剂是单独的或与水混合的甲醇，或单独的或与水混合的THF。
在另一个方面，本发明包括一种用于制备式IIa的化合物的方法
或其药学上可接受的盐，其中R2是H或卤代；所述方法包括：
将式I-3的化合物转化成式IIa的化合物。
在该方面的一个实施方案中，R2是H或F。
在一个实施方案中，处理包括：在有溶剂存在下，使式I-3的化合物与碱接触。在一个实施方案中，所述碱是碱或碱金属氢氧化物或碳酸盐。在一个实施方案中，所述碱选自NaOH、KOH和LiOH。在一个实施方案中，所述碱是NaOH。通常，使用化学计量过量的碱。通常，相对于式I-3的化合物的摩尔数，使用约2至约10当量的碱。更一般而言，使用约4至约6摩尔当量的碱。通常，所述碱作为在水中的溶液使用。
在一个实施方案中，所述溶剂是极性溶剂，诸如醇或醚，其单独使用或与另一种液体混合使用。在一个实施方案中，所述溶剂是甲醇。在另一个实施方案中，所述溶剂是与乙腈混合的甲醇。在另一个实施方案中，所述溶剂是与异丙醇混合的甲醇。通常，使用约4至约8倍体积的溶剂。更一般而言，使用约5至约7倍体积的溶剂。
式I-2的化合物至式Ia的化合物的转化通常在一定温度进行适当的时间，以允许起始原料转化成产物。通常，所述温度是大约室温。
在另一个实施方案中，从式I-2的化合物制备式Ia的化合物的方法包括：在有溶剂存在下，使式I-2的化合物与碱金属或碱土金属碱（其为氢氧化物或碳酸盐）接触。在一个实施方案中，所述碱金属或碱土金属碱是Na2CO3，且所述溶剂是甲醇。
在另一个方面，本发明包括一种用于制备式Ia的化合物的方法
其中各变量如上所述，所述方法包括：
(a) 在有如上提供的溶剂存在下，使式I-3的化合物与氧化剂接触，以得到式I-2的化合物；
和
(b) 有如上提供的溶剂存在下，使式I-2的化合物与碱接触，以得到式Ia的化合物。
在该方面的一个实施方案中，R2是H或F。
在另一个方面，本发明包括一种用于制备式Ia的化合物的方法
其中各变量如上所述，所述方法包括：
(a) 在有如上提供的溶剂存在下，使式I-4的化合物与氧化剂接触，以得到式I-3的化合物
(b) 在有如上提供的溶剂存在下，使式I-3的化合物与氧化剂接触，以得到式I-2的化合物；
和
(c) 在有如上提供的溶剂存在下，使式I-2的化合物与碱接触，以得到式Ia的化合物。
在该方面的一个实施方案中，R2是H或F。
在另一个方面，本发明包括一种用于制备式Ia的化合物的方法
其中各变量如上所述，所述方法包括：
(a) 在有如上提供的溶剂存在下，使式I-5的化合物与羰基二咪唑(CDI)接触，以得到式I-4的化合物
(b) 在有如上提供的溶剂存在下，使式I-4的化合物与氧化剂接触，以得到式I-3的化合物
(c) 在有如上提供的溶剂存在下，使式I-3的化合物与氧化剂接触，以得到式I-2的化合物；
和
(d) 在有如上提供的溶剂存在下，使式I-2的化合物与碱接触，以得到式Ia的化合物。
在该方面的一个实施方案中，R2是H或F。
在另一个方面，本发明包括一种用于制备式IIa的化合物的方法
其中各变量如上所述，所述方法包括：
(a) 在有如上提供的溶剂存在下，使式I-4的化合物与氧化剂接触，以得到式I-3的化合物
和
(b) 在有如上提供的溶剂存在下，使式I-3的化合物与碱接触，以得到式IIa的化合物。
在该方面的一个实施方案中，R2是H或F。
在另一个方面，本发明包括一种用于制备式IIa的化合物的方法
其中各变量如上所述，所述方法包括：
(a) 在有如上提供的溶剂存在下，使式I-5的化合物与羰基二咪唑(CDI)接触，以得到式I-4的化合物；
(b) 在有如上提供的溶剂存在下，使式I-4的化合物与氧化剂接触，以得到式I-3的化合物；
和
(c) 在有如上提供的溶剂存在下，使式I-3的化合物与碱接触，以得到式IIa的化合物；
在该方面的一个实施方案中，R2是H或F。
在另一个方面，本发明包括以下的化合物：
其中R2和R4如上面所定义。
在另一个方面，本发明包括以下的化合物：
其中R2和R4如上面所定义。
在另一个方面，本发明包括以下的化合物：
其中R4是iPr或苄基。
在另一个方面，本发明包括以下的化合物：
其中R4是iPr或苄基。
式I和式II的化合物的合成的概述
根据以下路线图1-5，通过使酰基氯部分与胺部分偶联，随后环闭合，可以制备式I的化合物。
路线图1：酰基氯部分的合成
R = H、OH、OCH3，或者2个R一起形成-OCH2O-或-OCF2O-；R1 = H或至多2个R1 = C1-C6烷基。
路线图1描绘了R和R1取代的苯并-环丙烷碳酰氯的制备，其在路线图3中用于制备式I的化合物的酰胺键。
路线图2: 酰基氯基团的替代合成
R = H、OH、OCH3，或者2个R一起形成-OCH2O-或-OCF2O-；R1 = H或至多2个R1 = C1-C6烷基。
路线图2提供了必要的酰基氯的一种替代合成。在有钯催化剂存在下，使R-取代的5-溴苯与氰基乙酸乙酯偶联，以形成对应的α氰基乙基酯。酯基团至羧酸的皂化会产生氰基乙基化合物。在有碱存在下R1取代的1-溴-2-氯乙烷对氰基乙基化合物的烷基化会产生氰基环丙基化合物。用碱处理氰基环丙基化合物会产生羧酸盐，将其通过用酸处理转化成羧酸。然后使用氯化剂诸如亚硫酰氯等完成羧酸至酰基氯的转化。
路线图3：胺基团的合成
R2 = H或卤代；R3 = H或C1-C6烷基。
路线图3提供了经由Sonagashira/环化方案合成式I的化合物的胺基团的概述。从显示的甲硅烷基保护的炔丙醇开始，转化成炔丙基氯，随后形成格氏试剂，然后进行亲核取代，得到((R3-取代的-丁-3-炔基氧基)甲基)苯，将其用在另一个合成步骤中。为了完成胺部分，首先将4-硝基-3-R2-苯胺溴化，然后在以下的两步法中转化成(R)-1-(4-氨基-2-溴-5-R2-取代的-苯基氨基)-3-(苄氧基)丙烷-2-醇的甲苯磺酸酯：从(R)-2-(苄氧基甲基)环氧乙烷对苯胺氨基基团的烷基化开始，随后将硝基还原为对应的胺。钯催化的产物与((R3-取代的-丁-3-炔基氧基)甲基)苯的偶联(在上面讨论)会提供中间体炔基化合物，然后将其环化为吲哚基团，以得到苄基保护的胺部分。
路线图4: 酰基氯和胺部分的偶联
R = H、OH、OCH3，或者2个R一起形成-OCH2O-或-OCF2O-；R1 = H或至多2个R1 = C1-C6烷基；R2 = H或卤代；R3 = H或C1-C6烷基。
路线图4描绘了酸和胺基团的偶联。在第一步中，将(R)-1-(5-氨基-2-(1-(苄氧基)-2-甲基丙烷-2-基)-6-R2-1H-吲哚-1-基)-3-(苄氧基)丙烷-2-醇与1-(R-取代的-5-基)环丙烷碳酰氯偶联，以得到式I化合物的苄基保护的前体。该步骤在有碱和溶剂存在下进行。所述碱可以是有机碱诸如三乙胺，且所述溶剂可以是有机溶剂诸如DCM，或DCM和甲苯的混合物。
在最后一步中，将苄基化的中间体去保护，以得到式I的化合物的前体。使用足以除去苄基的还原条件，可以完成去保护步骤。所述还原条件可以是氢化条件，诸如在有钯催化剂存在下的氢气，以得到醇。经由微生物氧化，可以将该物质直接转化成式I的化合物。
路线图5: 环闭合以产生式II的化合物
R = H、OH、OCH3，或者2个R一起形成-OCH2O-或-OCF2O-；R1 = H或至多2个R1 = C1-C6烷基；R2 = H或卤代；R3 = H或C1-C6烷基。
路线图5提供了式II的化合物的制备。用吡啶鎓重铬酸盐在二氯甲烷中的溶液氧化在路线图4中描绘的产物，得到式II的化合物。
路线图6: 氧化和水解以产生式I的化合物
R = H、OH、OCH3，或者2个R一起形成-OCH2O-或-OCF2O-；R1 = H或至多2个R1 = C1-C6烷基；R2 = H或卤代；R3 = H或C1-C6烷基；X = CO2J，其中J = H或C1-C6烷基。
路线图6提供了从式II的化合物制备式I的化合物。首先在有硅藻土（Celite）存在下用碳酸银氧化在路线图5中描绘的式II的化合物，得到环状内酯产物，将其在有2N氢氧化钠存在下水解，得到式I的化合物。
路线图7: 用于制备式I的化合物的替代方法
路线图7提供了用于制备式I的化合物的替代方法。用羰基二咪唑在二氯甲烷中的溶液处理路线图5的产物，随后进行酸后处理，得到碳酸酯。后续的步骤包括伯醇氧化为醛和随后氧化为羧酸，然后去保护，以得到式I的化合物。将所述醇转化为醛的氧化条件包括使用三氧化硫吡啶复合物对伯醇基团的Parikh-Doering氧化，以得到对应的醛。将所述伯醇转化为醛的替代性氧化剂包括吡啶鎓重铬酸盐(PDC)、N-氯琥珀酰亚胺(NCS)/苯次磺酰胺(PhSNHtBu) （任选地在有作为氯清除剂的2-甲基-2-丁烯存在下）、RuCl3/NaIO4、四甲基哌啶N-氧化物(TEMPO)/双乙酰氧基碘苯(BIAB)/NaHCO3或2-碘氧基苯甲酸(IBX)。将所述醛转化为羧酸的氧化条件包括高锰酸钠或高锰酸钾。在甲醇中的碳酸钠介导的去保护会提供式I的化合物。
路线图8: 一锅氧化为羧酸
可替换地，如在路线图8中所示，使用四丙基过钌酸铵(TPAP)/N-甲基吗啉N-氧化物(NMO)一水合物，可以完成羧酸的一锅合成。可以用于该转化的其它氧化剂包括臭氧/TPAP/NMO/TBAB、和KMnO4。
路线图9: 水解以形成式I的化合物
如在路线图9中所示，使用碱可以将被保护的羧酸去保护，以形成式I的化合物。可以用于该转化的碱包括NaOH、Na2CO3、NaHCO3、或Na2CO3/NaHCO3。
路线图10：式I的化合物的替代合成
路线图10提供了经由与路线图3和4中所述的方案类似的Sonagashira/环化方案而制备式I的化合物的替代方法。从显示的甲硅烷基保护的炔丙醇开始，转化为炔丙基氯，随后形成格氏试剂，然后进行亲核取代，得到((R3-取代的-异丙基酯，将其用在另一个合成步骤中。为了完成胺部分，首先将4-硝基-3-R2-苯胺溴化，然后在以下的两步法中转化成(R)-1-(4-氨基-2-溴-5-R2-取代的-苯基氨基)-3-(苄氧基)丙烷-2-醇的甲苯磺酸酯：从(R)-2-(苄氧基甲基)环氧乙烷对苯胺氨基基团的烷基化开始，随后将硝基还原为对应的胺。钯催化的产物与R3-取代的-异丙基酯的偶联(在上面讨论)会提供中间体炔基化合物，然后将其环化为吲哚基团，以得到苄基保护的胺部分。相同的方法可以用于形成甲硅烷基-炔丙醇以得到苄基酯。随后根据路线图4与1-(R-取代的-5-基)环丙烷碳酰氯偶联，得到式I的化合物的异丙基酯。
路线图11: 异丙基酯的水解
路线图11的异丙基酯的水解会提供式Ia的化合物、可以用于该转化的碱包括碱和碱金属氢氧化物；例如，可以使用NaOH或LiOH。
路线图12：式Ia和IIa的化合物的合成，其中R2是F
路线图12描绘了式Ia和IIa的化合物的合成，其中R2是F。在第一步中，用羰基二咪唑处理二醇，以将二醇基团保护为碳酸酯，然后任选地在有作为氯清除剂的2-甲基-2-丁烯存在下使用氧化剂N-氯琥珀酰亚胺(NCS)/苯次磺酰胺(PhSNHtBu)，得到中间体醛。通过用高锰酸盐处理，将中间体醛转化成式Ia的化合物，其中R2是F，随后在有碱诸如Na2CO3存在下去保护，得到作为钠盐的期望的羧酸。可替换地，通过用碱诸如Na2CO3处理，将中间体醛转化成式IIa的化合物，其中R2是F。
制剂、施用和用途
因此，在本发明的另一个方面，提供了药学可接受的组合物，其中这些组合物包括本文中所述的任何化合物，且任选地包括药学可接受的载体、辅助剂或媒介物。在某些实施方案中，这些组合物任选地另外包括一种或多种另外的治疗剂。
还应该理解，本发明的某些化合物可以以游离形式存在用于治疗，或者在适当时作为其药学可接受的衍生物或前药存在。根据本发明，药学可接受的衍生物或前药包括、但不限于药学可接受的盐、酯、这种酯的盐、或在对有需要的患者给药时能够直接或间接地提供本文中所述的化合物或其代谢产物或残基的任何其它加合物或衍生物。
本文中使用的术语“药学上可接受的盐”是指在合理的医学判断范围内适合于接触人和低等动物的组织而没有过度的毒性、刺激性、变态反应等，具有合理的利益/危险比例的那些盐。“药学可接受的盐”是指本发明的化合物的任何无毒的盐或酯的盐，其在对接受者给药时能够直接或间接地提供本发明的化合物或其抑制性活性代谢产物或其残基。
药学可接受的盐是本领域中公知的。例如，S.M.Berge等人在J. PharmaceuticalSciences, 1977, 66, 1-19中详细地描述了药学可接受的盐，所述文献通过引用并入本文。本发明化合物的药学可接受的盐包括衍生自适合的无机和有机酸和碱的那些。药学可接受的无毒的酸加成盐的例子是氨基基团与无机酸或与有机酸形成的盐，或使用本领域中使用的其它方法诸如离子交换所形成的盐，其中无机酸诸如盐酸、氢溴酸、磷酸、硫酸、和高氯酸，有机酸诸如乙酸、草酸、马来酸、酒石酸、柠檬酸、琥珀酸或丙二酸。其它药学可接受的盐包括己二酸盐、藻酸盐、抗坏血酸盐、天冬氨酸盐、苯磺酸盐、苯甲酸盐、硫酸氢盐、硼酸盐、丁酸盐、樟脑酸盐、樟脑磺酸盐、柠檬酸盐、环戊烷丙酸盐、二葡糖酸盐、十二烷基硫酸盐、乙烷磺酸盐、甲酸盐、富马酸盐、葡庚糖酸盐、甘油磷酸盐、葡糖酸盐、半硫酸盐、庚酸盐、己酸盐、氢碘酸盐、2-羟基-乙烷磺酸盐、乳糖酸盐、乳酸盐、月桂酸盐、月桂烷硫酸盐、苹果酸盐、马来酸盐、丙二酸酯、甲磺酸盐、2-萘磺酸盐、烟酸盐、硝酸盐、油酸盐、草酸盐、棕榈酸盐、双羟萘酸盐、果胶酯酸盐、过硫酸盐、3-苯基丙酸盐、磷酸盐、苦味酸盐、特戊酸盐、丙酸盐、硬脂酸盐、琥珀酸盐、硫酸盐、酒石酸盐、硫氰酸盐、对甲苯磺酸盐、十一烷酸盐、戊酸盐等。衍生自适当的碱的盐包括碱金属、碱土金属、铵和N+(C1-4烷基)4盐。本发明还预想了本文中公开的化合物的任何含碱性氮的基团的季铵化作用。可以通过这种季铵化作用获得水溶性或油溶性或水或油可分散的产物。代表性的碱或碱土金属盐包括钠、锂、钾、钙、镁等。另外的药学可接受的盐在适当的情况下包括使用平衡离子形成的无毒的铵、季铵、和胺阳离子，所述平衡离子诸如卤离子、氢氧根、羧酸根、硫酸根、磷酸根、硝酸根、低级烷基磺酸根和芳基磺酸根。
如上所述，本发明的药学可接受的组合物另外包括药学可接受的载体、辅助剂、或赋形剂，本文中使用的所述载体、辅助剂、或赋形剂包括任何和所有的溶剂、稀释剂、或其它液体媒介物、分散体或混悬助剂、表面活性剂、等渗剂、增稠剂或乳化剂、防腐剂、固体粘合剂、润滑剂等，适用于期望的特定剂型。Remington's Pharmaceutical Sciences, 第十六版, E. W. Martin (Mack Publishing Co., Easton, Pa., 1980)公开了用于配制药学可接受的组合物的各种载体以及用于制备药学可接受的组合物的已知技术。任何常规的载体介质，除非与本发明的化合物不相容(诸如产生任何不期望的生物学作用或者以其它方式以有害的方式与所述药学可接受的组合物的任何其它组分相互作用)，都被考虑为在本发明范围内。可以作为药学可接受的载体的材料的一些例子包括、但不限于离子交换剂、氧化铝、硬脂酸铝、卵磷脂、血清蛋白(诸如人血清白蛋白)、缓冲物质(诸如磷酸盐、甘氨酸、山梨酸、或山梨酸钾)、饱和植物脂肪酸的偏甘油酯混合物、水、盐或电解质(诸如硫酸鱼精蛋白、磷酸氢二钠、磷酸氢钾、氯化钠、锌盐)、胶态二氧化硅、三硅酸镁、聚乙烯基吡咯烷酮、聚丙烯酸酯、蜡、聚乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物、羊毛脂、糖(诸如乳糖、葡萄糖和蔗糖)；淀粉，诸如玉米淀粉和马铃薯淀粉；纤维素及其衍生物，诸如，羧甲基纤维素钠、乙基纤维素和醋酸纤维素；粉末化的黄蓍胶；麦芽；明胶；滑石；赋形剂，诸如可可脂和栓剂蜡；油类，诸如花生油、棉子油、红花油、芝麻油、橄榄油、玉米油和大豆油；二醇类，诸如丙二醇或聚乙二醇；酯类，诸如油酸乙酯和月桂酸乙酯；琼脂；缓冲剂，诸如氢氧化镁和氢氧化铝；海藻酸；无热原的水；等渗盐水；林格氏液；乙醇；和磷酸盐缓冲液；以及其它无毒的相容性润滑剂，诸如十二烷基硫酸钠和硬脂酸镁；以及着色剂、防粘剂、包衣材料、甜味剂、调味剂和芳香剂、防腐剂和抗氧化剂也可以存在于组合物中，这取决于制剂人员的判断。
在另一个方面，本发明提供治疗与ABC转运蛋白活性有关的病症、疾病或障碍的方法。在某些实施方案中，本发明提供治疗涉及ABC转运蛋白活性缺陷的病症、疾病或障碍的方法，所述方法包括给有此需要的受试者(优选哺乳动物)施用组合物，所述组合物包含式(I或Ia)的化合物。
在某些优选的实施方案中，本发明提供了一种治疗以下病症的方法：囊性纤维化、肺气肿、遗传性血色素沉着症、凝血-纤维蛋白溶解缺陷诸如蛋白C缺陷、1型遗传性血管性水肿、脂质加工缺陷诸如家族性高胆固醇血症、1型乳糜微粒血症、无β脂蛋白血症、溶酶体贮积病诸如I-细胞疾病/假胡尔勒氏病、粘多糖累积病、桑德霍夫/泰-萨克斯病、II型克里格勒-纳贾尔综合症、多内分泌腺病/高胰岛素血症、糖尿病、拉伦侏儒症、髓过氧化物酶缺乏、原发性甲状旁腺功能减退、黑色素瘤、1型聚糖病CDG、肺气肿、先天性甲状腺功能亢进、成骨不全、遗传性低纤维蛋白原血症、ACT缺乏、尿崩症(DI)、神经生长性尿崩症、肾源性尿崩症、夏-马-图综合征、佩-梅病、神经变性疾病诸如阿尔茨海默氏病、帕金森病、肌萎缩性侧索硬化、进行性核上性麻痹、皮克病、几种聚谷氨酰胺神经障碍诸如亨廷顿病、I型脊髓小脑性共济失调、脊髓延髓肌肉萎缩症、齿状核红核苍白球丘脑下部核萎缩和肌强直性营养不良、以及海绵状脑病诸如遗传性克雅病(由于朊病毒蛋白加工缺陷)、法布里病、Straussler-Scheinker病、分泌性腹泻、多囊性肾病、慢性阻塞性肺疾病(COPD)、干眼病和舍格伦综合征，所述方法包括下述步骤：给所述哺乳动物施用有效量的组合物，所述组合物包含式(I或Ia)的化合物，或如上所述的其优选实施方案。
根据一个替代性的优选的实施方案，本发明提供了一种治疗囊性纤维化的方法，所述方法包括下述步骤：给所述哺乳动物施用有效量的组合物，所述组合物包含式(I或Ia)的化合物，或如上所述的其优选实施方案。
根据本发明，化合物或药学上可接受的组合物的“有效量”是可有效地治疗以下病症中的一种或多种或减轻其严重程度的量：囊性纤维化、肺气肿、遗传性血色素沉着症、凝血-纤维蛋白溶解缺陷诸如蛋白C缺陷、1型遗传性血管性水肿、脂质加工缺陷诸如家族性高胆固醇血症、1型乳糜微粒血症、无β脂蛋白血症、溶酶体贮积病诸如I-细胞疾病/假胡尔勒氏病、粘多糖累积病、桑德霍夫/泰-萨克斯病、II型克里格勒-纳贾尔综合症、多内分泌腺病/高胰岛素血症、糖尿病、拉伦侏儒症、髓过氧化物酶缺乏、原发性甲状旁腺功能减退、黑色素瘤、1型聚糖病CDG、肺气肿、先天性甲状腺功能亢进、成骨不全、遗传性低纤维蛋白原血症、ACT缺乏、尿崩症(DI)、神经生长性尿崩症、肾源性尿崩症、夏-马-图综合征、佩-梅病、神经变性疾病诸如阿尔茨海默氏病、帕金森病、肌萎缩性侧索硬化、进行性核上性麻痹、皮克病、几种聚谷氨酰胺神经障碍诸如亨廷顿病、I型脊髓小脑性共济失调、脊髓延髓肌肉萎缩症、齿状核红核苍白球丘脑下部核萎缩和肌强直性营养不良、以及海绵状脑病诸如遗传性克雅病、法布里病、Straussler-Scheinker病、分泌性腹泻、多囊性肾病、慢性阻塞性肺疾病(COPD)、干眼病和舍格伦综合征。
根据本发明的方法，可以以有效地治疗以下病症中的一种或多种或减轻其严重程度的任何量和任何给药途径施用所述化合物和组合物：囊性纤维化、肺气肿、遗传性血色素沉着症、凝血-纤维蛋白溶解缺陷诸如蛋白C缺陷、1型遗传性血管性水肿、脂质加工缺陷诸如家族性高胆固醇血症、1型乳糜微粒血症、无β脂蛋白血症、溶酶体贮积病诸如I-细胞疾病/假胡尔勒氏病、粘多糖累积病、桑德霍夫/泰-萨克斯病、II型克里格勒-纳贾尔综合症、多内分泌腺病/高胰岛素血症、糖尿病、拉伦侏儒症、髓过氧化物酶缺乏、原发性甲状旁腺功能减退、黑色素瘤、1型聚糖病CDG、肺气肿、先天性甲状腺功能亢进、成骨不全、遗传性低纤维蛋白原血症、ACT缺乏、尿崩症(DI)、神经生长性尿崩症、肾源性尿崩症、夏-马-图综合征、佩-梅病、神经变性疾病诸如阿尔茨海默氏病、帕金森病、肌萎缩性侧索硬化、进行性核上性麻痹、皮克病、几种聚谷氨酰胺神经障碍诸如亨廷顿病、I型脊髓小脑性共济失调、脊髓延髓肌肉萎缩症、齿状核红核苍白球丘脑下部核萎缩和肌强直性营养不良、以及海绵状脑病诸如遗传性克雅病、法布里病、Straussler-Scheinker病、分泌性腹泻、多囊性肾病、慢性阻塞性肺疾病(COPD)、干眼病和舍格伦综合征。
需要的确切量随受试者而不同，取决于物种、年龄、和受试者的一般状况、感染的严重程度、具体的药物、其给药方式等。优选将本发明的化合物配制为剂量单位形式，以便于剂量的给药和均匀性。本文中使用的表达“剂量单位形式”是指适合于要治疗的患者的药物的物理上离散的单元。但是，应该理解，本发明的化合物和组合物的总的日用量由主治医师根据合理的医学判断来决定。用于任何特定患者或生物体的特定的有效剂量水平取决于多种因素，包括要治疗的病症和该病症的严重程度；所使用的具体化合物的活性；所使用的具体的组合物；患者的年龄、体重、一般健康状态、性别和饮食；给药时间、给药途径、和所用的具体化合物的排泄速率；治疗的持续时间；与所用的具体化合物联合或同时使用的药物、以及医疗领域中公知的类似因素。本文中使用的术语“患者”是指动物，优选哺乳动物，最优选人。
本发明的药学可接受的组合物可以对人和其它动物经口给药、经直肠给药、非肠道给药、池内给药、阴道内给药、腹膜内给药、局部给药(如作为粉末、膏剂、或滴剂)、经颊给药、作为经口或经鼻喷雾来给药等，取决于要治疗的感染的严重程度。在某些实施方案中，本发明的化合物可以以每天约0.01 mg/kg至约50 mg/kg和优选约1 mg/kg至约25 mg/kg受试者体重的剂量水平经口或非肠道给药，每天给药一次或多次，以获得期望的治疗效果。
用于口服给药的液体剂型包括、但不限于药学可接受的乳剂、微乳剂、溶液、悬浮液、糖浆和酏剂。除了活性化合物之外，液体剂型可以包含本领域中通常使用的惰性稀释剂(诸如例如，水或其它溶剂)、增溶剂和乳化剂(诸如，乙醇、异丙醇、碳酸乙酯、乙酸乙酯、苄醇、苯甲酸苄酯、丙二醇、1,3-丁二醇、二甲基甲酰胺)、油类(特别是棉籽油、花生油、玉米油、胚油、橄榄油、蓖麻油、和芝麻油)、甘油、四氢糠醇、聚乙二醇、和山梨糖醇酐的脂肪酸酯、及其混合物。除了惰性稀释剂之外，经口组合物还可以包括助剂，诸如润湿剂、乳化剂和助悬剂、甜味剂、调味剂、和芳香剂。
可注射制备物(例如，无菌的可注射的水或油悬浮液)可以根据已知的技术使用适合的分散剂或润湿剂和助悬剂来配制。无菌的可注射制备物还可以是在无毒的非肠道可接受的稀释剂或溶剂中的无菌的可注射溶液、悬浮液或乳液、例如，作为在1,3-丁二醇中的溶液。可以使用的可接受的媒介物和溶剂为水、林格溶液、美国药典（U.S.P. ）和等渗氯化钠溶液。另外，通常可以将无菌的固定油类用作溶剂或悬浮介质。为此，可以使用任何温和的固定油，包括合成的甘油单酯或甘油二酯。另外，可以将诸如油酸的脂肪酸用于可注射制备中。
可以将可注射制剂灭菌，例如，过滤通过截留细菌的过滤器或者并入无菌固体组合物形式的杀菌剂，所述无菌的固体组合物在使用前可以溶解或分散在无菌水或其它无菌的可注射介质中。
为了延长本发明化合物的作用，经常期望延缓化合物从皮下或肌肉注射的吸收。这可以通过使用水溶性差的晶体或无定形物质的液体悬浮液来实现。化合物的吸收速率则取决于其溶解速度，所述溶解速度又可以取决于晶体大小和结晶形式。可替换地，将化合物溶解或悬浮在油介质中实现非肠道给药的化合物形式的延迟吸收。通过形成化合物在可生物降解的聚合物(诸如聚丙交酯-聚乙交酯)中的微囊基质来制备可注射的储库形式。取决于化合物与聚合物的比例和所用的特定聚合物的性质，可以控制化合物释放速率。其它可生物降解的聚合物的例子包括聚(原酸酯)和聚(酸酐)。还通过将化合物包埋在与身体组织相容的脂质体或微乳剂中来制备可注射的储库制剂。
优选用于直肠或阴道给药的组合物是栓剂，其可以通过将本发明的化合物与适合的无刺激性的赋形剂或载体混合来制备，所述无刺激性的赋形剂或载体诸如可可脂、聚乙二醇或栓剂蜡，它们在环境温度为固体而在体温为液体，并因此在直肠或阴道腔内熔化和释放活性化合物。
用于口服给药的固体剂型包括胶囊、片剂、丸剂、粉末、和颗粒。在这种固体剂型中，将活性化合物与至少一种惰性的、药学可接受的赋形剂或载体(诸如柠檬酸钠或磷酸二钙)和/或a)填充剂或增量剂(诸如，淀粉、乳糖、蔗糖、葡萄糖、甘露醇、和硅酸)、b)粘结剂(诸如例如，羧甲基纤维素、藻酸盐、明胶、聚乙烯基吡咯烷酮、蔗糖、和阿拉伯胶)、c)湿润剂(诸如甘油)、d)崩解剂(诸如琼脂-琼脂、碳酸钙、马铃薯或木薯淀粉、海藻酸、某些硅酸盐、和碳酸钠)、e)溶解迟延剂(诸如石蜡)、f)吸收加速剂(诸如季铵化合物)、g)润湿剂(诸如例如，鲸蜡醇和单硬脂酸甘油酯)、h)吸附剂(诸如白陶土和膨润土)、和i)润滑剂(诸如滑石、硬脂酸钙、硬脂酸镁、固体聚乙二醇、十二烷基硫酸钠及其混合物)混合。在胶囊、片剂和丸剂的情况中，剂型还可以包括缓冲剂。
相似类型的固体组合物还可以使用诸如乳糖(lactose)或乳糖(milk sugars)、以及高分子量聚乙二醇等作为软和硬的填充胶囊中的填充剂。片剂、糖衣丸、胶囊、丸剂、和颗粒的固体剂型可以制备为具有包衣和外壳，诸如肠溶包衣和药物制剂领域中公知的其它包衣。它们还可以任选地包含遮光剂，并且还可以是仅在或优先在胃肠道的某些部分中任选地以延迟的方式释放活性成分的组合物。可以使用的包埋组合物的例子包括聚合物和蜡。相似类型的固体组合物还可以使用诸如乳糖(lactose)或乳糖(milk sugar)、以及高分子量聚乙二醇等作为软和硬的填充胶囊中的填充剂。
活性化合物还可以与一种或多种如上所述的赋形剂一起为微囊密封的形式。片剂、糖衣丸、胶囊、丸剂、和颗粒的固体剂型可以制备为具有包衣和外壳，诸如肠溶包衣、释放控制包衣和药物制剂领域中公知的其它包衣。在这种固体剂型中，活性化合物可以与至少一种惰性稀释剂混合，诸如蔗糖、乳糖或淀粉。这种剂型还可以包括不同于惰性稀释剂的另外的物质，如正常实践的那样，所述另外的物质例如片剂润滑剂和其它压片助剂，诸如硬脂酸镁和微晶纤维素。在胶囊、片剂和丸剂的情况中，剂型还可以包括缓冲剂。它们还可以任选地包含遮光剂，并且还可以是仅在或优先在胃肠道的某些部分中任选地以延迟的方式释放活性成分的组合物。可以使用的包埋组合物的例子包括聚合物和蜡。
用于本发明化合物的局部或透皮给药的剂型包括膏剂、糊剂、霜剂、洗液、凝胶剂、粉末、溶液、喷雾剂、吸入剂或贴片。在无菌条件下将活性组分与药学可接受的载体以及根据需要存在的任何所需防腐剂或缓冲剂混合。眼科制剂、滴耳剂、和滴眼剂也被考虑为在本发明范围内。另外，本发明考虑了透皮贴片的使用，透皮贴片具有为身体提供化合物的受控递送的额外优点。可以通过将化合物溶解或分配在适当的介质中来制备这种剂型。还可以使用吸收增强剂来提高化合物通过皮肤的通量。可以通过提供速率控制膜或通过将化合物分散在聚合物基质或凝胶中来控制速率。
如上述一般地描述的，本发明的化合物可用作ABC转运蛋白的调节剂。因此，不期望舒服于任何特定的理论，所述化合物和组合物对于治疗其中涉及ABC转运蛋白活性过强或活性不足的疾病、病症或障碍或减轻所述疾病、病症或障碍的严重程度来说特别有用。在ABC转运蛋白的活性过强或活性不足牵涉特定的疾病、病症或障碍时，所述疾病、病症或障碍也可以称为“ABC转运蛋白介导的疾病、病症或障碍”。因此，在另一个方面，本发明提供了治疗其中在疾病情况中涉及ABC转运蛋白活性过强或活性不足的疾病、病症或障碍或减轻其严重程度的方法。
根据本领域中通常描述的和在本文中的实施例中描述的方法，可以测定在本发明中用作ABC转运蛋白的调节剂的化合物的活性。
还应该理解，本发明的化合物和药学可接受的组合物可以用于联合治疗，也就是说，所述化合物和药学可接受的组合物可以与一种或多种其它期望的疗法或医疗方法同时、在其之前、或在其之后施用。用于联合方案的疗法(治疗法或方法)的特定组合要考虑到所需疗法和/或方法的相容性以及要实现的期望的治疗效果。还应该理解，所采用的各疗法可以实现对于相同病症的期望效果(例如，可以将本发明的化合物与用于治疗相同病症的另一种药物同时给药)，或者，它们可以实现不同的效果(例如，控制任何副作用)。本文中使用的通常给药用于治疗或预防特定疾病或病症的另外的治疗剂被认为是“适合于所治疗的疾病或病症的”。
在一个实施方案中，所述额外的治疗剂选自溶粘蛋白剂、支气管扩张剂、抗生素、抗感染剂、抗炎剂、除了本发明的式I化合物以外的CFTR调节剂或营养剂。
在一个实施方案中，所述额外的治疗剂为抗生素。用于本文的示例性抗生素包括妥布霉素，包括妥布霉素吸入性粉末(TIP)；阿奇霉素；氨曲南(aztreonam)，包括氨曲南的雾化形式；阿米卡星，包括其脂质体剂型；环丙沙星，包括其适合于经吸入给药的制剂；左氧氟沙星，包括其气雾剂；和两种抗生素例如磷霉素与妥布霉素的组合。
在另一个实施方案中，所述其它药剂为粘液溶解药(mucolyte)。用于本文的示例性粘液溶解药(mucolytes)包括Pulmozyme®。
在另一个实施方案中，所述其它药剂为支气管扩张剂。示例性的支气管扩张剂包括沙丁胺醇、硫酸奥西那林(metaprotenerol sulfate)、醋酸吡布特罗、沙美特罗或tetrabuline sulfate。
在另一个实施方案中，所述其它药剂有效恢复肺部气道表面液体。这类药剂改善盐进出细胞的运动，使得肺部气道中的粘液被更多水合，并因此更易于清除。示例性的这类药剂包括高渗盐水、地纽福索钠(denufosol tetrasodium)([[(3S, 5R)-5-(4-氨基-2-氧代嘧啶-1-基)-3-羟基氧杂戊环-2-基(hydroxyoxolan-2-yl)]甲氧基-羟基磷酰基][[[(2R,3S,4R,5R)-5-(2,4-二氧代嘧啶-1-基)-3,4-二羟基氧杂戊环-2-基]甲氧基-羟基磷酰基]氧基-羟基磷酰基]磷酸氢盐)或bronchitol(甘露醇的吸入剂型)。
在另一个实施方案中，所述额外药剂为抗炎剂，即可减少肺部炎症的药剂。用于本文的示例性的这类药剂包括布洛芬、二十二碳六烯酸(DHA)、西地那非、吸入性谷胱甘肽、吡格列酮、羟氯喹或斯伐他汀。
在另一个实施方案中，所述额外药剂为除了式I的化合物以外的CFTR调节剂，即具有调节CFTR活性作用的药剂。示例性的这类药剂包括阿他卢仑(“PTC124®”；3-[5-(2-氟苯基)-1,2,4-噁二唑-3-基]苯甲酸)、西那普肽、兰考韦泰、地来司他(一种重组人中性粒细胞弹性蛋白酶抑制剂)和考前列酮(7-{(2R, 4aR, 5R, 7aR)-2-[(3S)-1,1-二氟-3-甲基戊基]-2-羟基-6-氧代八氢环戊二烯并[b]吡喃-5-基}庚酸)。
在另一个实施方案中，所述额外药剂为营养剂。示例性的营养剂包括胰脂肪酶(胰酶替代品)，包括Pancrease®、Pancreacarb®、Ultrase®或Creon®、Liprotomase®(以前的Trizytek®)、Aquadeks®或谷胱甘肽吸入。在一个实施方案中，所述其它营养剂为胰脂肪酶。
在另一个实施方案中，所述额外药剂为选自以下的化合物：庆大霉素、姜黄素、环磷酰胺、4-苯基丁酸酯、美格鲁特、非洛地平、尼莫地平、Philoxin B、染料木黄酮(geniestein)、芹菜配基、cAMP/cGMP调节剂例如咯利普兰、西地那非、米力农、他达拉非、氨力农、异丙肾上腺素、沙丁胺醇和沙美特罗、脱氧精胍菌素、HSP 90抑制剂、HSP 70抑制剂、蛋白酶体抑制剂例如环氧霉素、乳胞素等。
在其它实施方案中，所述额外药剂为在WO 2004028480、WO 2004110352、WO2005094374、WO 2005120497或WO 2006101740中公开的化合物。
在另一个实施方案中，所述额外药剂为呈现CFTR调节活性的苯并[c]喹嗪鎓衍生物或呈现CFTR调节活性的苯并吡喃衍生物。
在另一个实施方案中，所述额外药剂为在美国专利号7,202,262、美国专利号6,992,096、US20060148864、US20060148863、US20060035943、US20050164973、WO2006110483、WO2006044456、WO2006044682、WO2006044505、WO2006044503、WO2006044502或WO2004091502中公开的化合物。在另一个实施方案中，所述额外药剂为在WO2004080972、WO2004111014、WO2005035514、WO2005049018、WO2006099256、WO2006127588或WO2007044560中公开的化合物。在另一个实施方案中，所述额外药剂为N-(5-羟基-2,4-二叔丁基-苯基)-4-氧代-1H-喹啉-3-甲酰胺。
在一个实施方案中，可以将100 mg式I的化合物施用给有此需要的受试者，然后共同施用150 mg N-(5-羟基-2,4-二叔丁基-苯基)-4-氧代-1H-喹啉-3-甲酰胺(化合物2)。在另一个实施方案中，可以将100 mg式I的化合物施用给有此需要的受试者，然后共同施用250 mg化合物2。在这些实施方案中，通过施用一个或多个本发明的片剂，可以实现所述剂量的量。化合物2可以作为包含化合物2和药学上可接受的载体的药物组合物施用。施用的持续时间可以持续至实现疾病的改善，或直到受试者的医师通知，例如施用的持续时间可以是小于1周、1周、2周、3周、或1个月或更久。在共同施用阶段之前，可以存在仅单独施用式I的化合物的阶段。例如，可以施用100 mg化合物1达2周，然后共同施用150 mg或250 mg化合物2达另外1周。
在一个实施方案中，可以给有此需要的受试者每天1次地施用100 mg式I的化合物，然后每天1次地共同施用150 mg化合物2。在另一个实施方案中，可以给有此需要的受试者每天1次地施用100 mg式I的化合物，然后每天1次地共同施用250 mg化合物2。在这些实施方案中，通过施用一个或多个本发明的片剂，可以实现所述剂量的量。化合物2可以作为包含化合物2和药学上可接受的载体的药物组合物施用。施用的持续时间可以持续至实现疾病的改善，或直到受试者的医师通知，例如施用的持续时间可以是小于1周、1周、2周、3周、或1个月或更久。在共同施用阶段之前，可以存在仅单独施用式I的化合物的阶段。例如，可以施用100 mg式I的化合物达2周，然后共同施用150 mg或250 mg化合物2达另外1周。
在一个实施方案中，可以给有此需要的受试者每天1次地施用100 mg式I的化合物，然后每12小时地共同施用150 mg化合物2。在另一个实施方案中，可以给有此需要的受试者每天1次地施用100 mg式I的化合物，然后每12小时地共同施用250 mg化合物2。在这些实施方案中，通过施用一个或多个本发明的片剂，可以实现所述剂量的量。化合物2可以作为包含化合物2和药学上可接受的载体的药物组合物施用。施用的持续时间可以持续至实现疾病的改善，或直到受试者的医师通知，例如施用的持续时间可以是小于1周、1周、2周、3周、或1个月或更久。在共同施用阶段之前，可以存在仅单独施用式I的化合物的阶段。例如，可以施用100 mg式I的化合物达2周，然后共同施用150 mg或250 mg化合物2达另外1周。
这些组合用于治疗本文描述的疾病，包括囊性纤维化。这些组合也用于本文描述的试剂盒。
存在于本发明组合物中的额外的治疗剂的量将不多于将以包含所述治疗剂作为唯一活性药剂的组合物通常施用的量。优选地，目前公开的组合物中的额外的治疗剂的量将在通常存在于包含所述药剂作为唯一治疗活性药剂的组合物中的量的约50%-100%范围内。
还可以将本发明的化合物或其药学可接受的组合物并入到用于涂覆可植入医疗装置的组合物中，所述可植入医疗装置诸如假体、人工瓣膜、血管移植物、支架和导管。因此，在另一个方面，本发明包括用于涂覆可植入装置的组合物，所述组合物包含上述以及在本文中的类和子类中一般地描述的本发明化合物以及适合于涂覆所述可植入装置的载体。在另一个方面，本发明包括涂覆有组合物的可植入装置，所述组合物包含上述、以及在本文中的类和子类中一般地描述的本发明化合物以及适合于涂覆所述可植入装置的载体。适合的覆层和带覆层的可植入装置的一般制备描述在美国专利6,099,562、5,886,026、和5,304,121中。所述覆层典型地是生物相容的聚合物材料，诸如水凝胶聚合物、聚甲基二硅氧烷、聚己酸内酯、聚乙二醇、聚乳酸、乙烯醋酸乙烯酯、及其混合物。所述覆层可以任选地另外用适合的氟硅氧烷、多糖、聚乙二醇、磷脂或其组合物的顶层覆盖，以便赋予组合物以控制释放特征。
本发明的另一个方面涉及调节生物样品或患者(例如，体外或体内)的ABC转运蛋白活性的方法，所述方法包括给所述患者施用、或使所述生物样品接触式I的化合物或包括所述化合物的组合物。本文中使用的术语“生物样品”包括、但不限于细胞培养物或其提取物；得自哺乳动物的活体检查材料或其提取物；和血液、唾液、尿、粪便、精液、眼泪、或其它体液或其提取物。
对生物样品中的ABC转运蛋白活性的调节可以用于本领域技术人员已知的多种目的。这种目的的例子包括、但不限于在生物学和病理学现象中研究ABC转运蛋白；和新的ABC转运蛋白调节剂的对比评价。
在另一个实施方案中，提供了在体外或体内调节阴离子通道活性的方法，所述方法包括使所述通道接触式I或Ia的化合物的步骤。在优选实施方案中，所述阴离子通道为氯离子通道或碳酸氢根通道。在其它优选实施方案中，所述阴离子通道为氯离子通道。
根据一个替代性实施方案，本发明提供了增加细胞膜中的功能性ABC转运蛋白的数目的方法，所述方法包括使所述细胞接触式(I或Ia)的化合物的步骤。本文中使用的术语“功能性ABC转运蛋白”是指具有转运活性的ABC转运蛋白。在优选实施方案中，所述功能性ABC转运蛋白为CFTR。
根据另一个优选实施方案，通过测量跨膜电压电势来测量ABC转运蛋白的活性。测量生物样品中跨膜电压电势的方法可以采用本领域中已知的任何方法，诸如光学膜电位测定或其它电生理学方法。
光学膜电位测定利用由Gonzalez和Tsien (参见，Gonzalez, J. E. and R. Y.Tsien (1995) “Voltage sensing by fluorescence resonance energy transfer insingle cells”Biophys J 69(4): 1272-80, 以及Gonzalez, J. E. 和R. Y. Tsien(1997) “Improved indicators of cell membrane potential that use fluorescenceresonance energy transfer”Chem Biol 4(4): 269-77)描述的电压敏感性FRET传感器，其与用于测量荧光变化的仪器相组合，所述仪器诸如Voltage/Ion ProbeReader(VIPR)(参见，Gonzalez, J. E., K. Oades, 等人(1999) “Cell-based assays andinstrumentation for screening ion-channel targets”Drug Discov Today 4(9):431-439)。
这些电压敏感性测定是基于膜可溶性的电压敏感的染料DiSBAC2(3)和连接于质膜的外部小叶并起到FRET供体作用的荧光磷脂CC2-DMPE之间的荧光共振能量转移(FRET)的变化。膜电位(Vm)的变化引起带负电的DiSBAC2(3)跨质膜再分布且从CC2-DMPE的能量转移量相应地改变。可以使用VIPRTM II监测荧光发射的变化，所述VIPRTMII是设计用于在96或384孔微孔滴定板中进行基于细胞的扫描的一体化液体处理器和荧光检测器。
在另一个方面，本发明提供了用于测量体外或体内生物样品中ABC转运蛋白或其片段的活性的试剂盒，所述试剂盒包含：(i) 组合物，其包含式(I或Ia)或任何上述实施方案的化合物；和(ii) 说明书，其关于：a.)使所述组合物与所述生物样品接触，和b.)测量所述ABC转运蛋白或其片段的活性。在一个实施方案中，所述试剂盒另外包含说明书，其关于：a.)使额外组合物与所述生物样品接触，b.) 在有所述额外化合物存在下，测量所述ABC转运蛋白或其片段的活性，和c.)将在有所述额外化合物存在下所述ABC转运蛋白的活性与在有式(I或Ia)的组合物存在下所述ABC转运蛋白的密度进行对比。在优选实施方案中，所述试剂盒用于测量CFTR的密度。
为了可以更充分地理解本文描述的发明，阐述了下述实施例。应当理解，这些实施例仅仅用于例证目的，不应解释为以任何方式限制本发明。
实施例
试剂和化合物
Vitride®(双(2-甲氧基乙氧基)氢化铝钠[或NaAlH2(OCH2CH2OCH3)2], 在甲苯中的65重量%溶液)购自Aldrich Chemicals。3-氟-4-硝基苯胺购自Capot Chemicals。5-溴-2,2-二氟-1,3-苯并二氧杂环戊烯购自Alfa Aesar。2,2-二氟-1,3-苯并二氧杂环戊烯-5-甲酸购自Saltigo (Lanxess Corporation的分支机构)。
在化合物的名称可能未正确描述所述化合物的结构的本申请的任何地方，结构替代名称并以结构为主。
酰基氯部分
(2,2-二氟-1,3-苯并二氧杂环戊烯-5-基)-甲醇的合成.
将可商购得到的2,2-二氟-1,3-苯并二氧杂环戊烯-5-甲酸(1.0当量)在甲苯(10体积)中浆化。经加料漏斗以保持温度为15-25℃的速率加入Vitride®(2当量)。在加入结束时，使温度升至40℃保持2小时，然后经加料漏斗小心加入10%(w/w) NaOH水溶液(4.0当量)，期间保持温度在40-50℃。在搅拌另外30分钟后，在40℃分离各层。将有机相冷却至20℃，然后用水(2 x 1.5体积)洗涤，干燥(Na2SO4)，过滤并浓缩，得到粗品(2,2-二氟-1,3-苯并二氧杂环戊烯-5-基)-甲醇，其直接用于下一步。
5-氯甲基-2,2-二氟-1,3-苯并二氧杂环戊烯的合成.
将(2,2-二氟-1,3-苯并二氧杂环戊烯-5-基)-甲醇(1.0当量)溶于MTBE (5体积)中。加入催化量的DMAP (1 mol%)，并经加料漏斗加入SOCl2 (1.2当量)。以维持反应器中的温度为15-25℃的速率加入SOCl2。使温度升至30℃保持1小时，然后冷却至20℃，然后经加料漏斗加入水(4体积)，期间保持温度在低于30℃。在搅拌另外30分钟之后，分离各层。搅拌有机层，并加入10%(w/v) NaOH水溶液(4.4体积)。在搅拌15-20分钟之后，分离各层。然后干燥(Na2SO4)有机相，过滤并浓缩，得到粗品5-氯甲基-2,2-二氟-1,3-苯并二氧杂环戊烯，其直接用于下一步。
(2,2-二氟-1,3-苯并二氧杂环戊烯-5-基)-乙腈的合成.
将5-氯甲基-2,2-二氟-1,3-苯并二氧杂环戊烯(1当量)在DMSO (1.25体积)中的溶液加入到NaCN (1.4当量)在DMSO (3体积)中的料浆中，期间保持温度在30-40℃之间。搅拌混合物1小时，然后加入水(6体积)，随后加入MTBE (4体积)。在搅拌30分钟之后，分离各层。用MTBE (1.8体积)萃取水层。用水(1.8体积)洗涤合并的有机层，干燥(Na2SO4)，过滤并浓缩，得到粗品(2,2-二氟-1,3-苯并二氧杂环戊烯-5-基)-乙腈(95%)，其直接用于下一步。
(2,2-二氟-1,3-苯并二氧杂环戊烯-5-基)-环丙烷甲腈的合成.
通过氮气吹扫，将50%w/w NaOH储备溶液脱气不少于16 h。类似地，将适当量的MTBE脱气数小时。向用氮气吹扫过的反应器中加入脱气的MTBE (143 mL)，随后加入(2,2-二氟-1,3-苯并二氧杂环戊烯-5-基)-乙腈(40.95 g, 207.7 mmol)和四丁基溴化铵(2.25g, 10.38 mmol)。记录混合物的体积，并通过氮气吹扫将该混合物脱气30 min。加入足够的脱气的MTBE，以使混合物恢复至脱气前的起始体积。在23.0℃，历时10 min向搅拌的混合物中加入脱气的50%w/w NaOH (143 mL)，随后历时30 min加入1-溴-2-氯乙烷(44.7 g,311.6 mmol)。以1 h间隔，用HPLC分析反应的%转化率。在取样之前，停止搅拌，并进行相分离。将顶部有机相取样用于分析。当观察到%转化率> 99%时(通常在2.5-3 h以后)，将所述反应混合物冷却至10℃，并以维持温度< 25℃的速率加入水(461 mL)。调节温度至20-25℃，并分离相。注意：应当允许足够的时间以完成相分离。用MTBE (123 mL)萃取水相，并用1N HCl (163mL)和5%NaCl (163 mL)洗涤合并的有机相。在真空下在40-50℃，将(2,2-二氟-1,3-苯并二氧杂环戊烯-5-基)-环丙烷甲腈在MTBE中的溶液浓缩至164 mL。给溶液加入乙醇(256 mL)，并在真空下在50-60℃再次浓缩至164 mL。加入乙醇(256 mL)，并在真空下在50-60℃将混合物浓缩至164 mL。将得到的混合物冷却至20-25℃，并用乙醇稀释至266 mL，用于下一步制备。1H NMR (500 MHz, DMSO) δ7.43 (d, J = 8.4 Hz, 1H), 7.40 (d, J =1.9 Hz, 1H), 7.30 (dd, J = 8.4, 1.9 Hz, 1H), 1.75 (m, 2H), 1.53 (m, 2H)。
1-(2,2-二氟-1,3-苯并二氧杂环戊烯-5-基)-环丙烷甲酸的合成.
历时20 min，向得自前一步的(2,2-二氟-1,3-苯并二氧杂环戊烯-5-基)-环丙烷甲腈在乙醇中的溶液中加入6 N NaOH (277 mL)，并历时45 min加热至77-78℃的内部温度。在16 h以后，通过HPLC监测反应进程。注意：监测(2,2-二氟-1,3-苯并二氧杂环戊烯-5-基)-环丙烷甲腈和由(2,2-二氟-1,3-苯并二氧杂环戊烯-5-基)-环丙烷甲腈的部分水解产生的伯酰胺的消耗。当观察到%转化率>99%时(在16 h以后通常100%转化率)，将所述反应混合物冷却至25℃，并加入乙醇(41 mL)和DCM (164 mL)。将溶液冷却至10℃，并以维持温度<25℃的速率加入6 N HCl (290 mL)。温热至20-25℃以后，使相发生分离。收集底部有机相，并用DCM (164 mL)反萃取顶部水相。注意：由于高无机盐浓度，水相在萃取之前和之后稍微混浊。合并有机物，并在真空下浓缩至164 mL。加入甲苯(328 mL)，并在70-75℃将混合物浓缩至164 mL。将混合物冷却至45℃，加入MTBE (364 mL)，并在60℃搅拌20 min。将溶液冷却至25℃，并精密过滤（polish filtered），以除去残余的无机盐。使用MTBE (123 mL)冲洗反应器和收集的固体。将合并的有机物转移至干净的反应器，用于下一步制备。
1-(2,2-二氟-1,3-苯并二氧杂环戊烯-5-基)-环丙烷甲酸的分离。
在真空下，将得自前一步的1-(2,2-二氟-1,3-苯并二氧杂环戊烯-5-基)-环丙烷甲酸溶液浓缩至164 mL，加入甲苯(328 mL)，并在70-75℃浓缩至164 mL。然后将混合物加热至100-105℃，得到均匀的溶液。在该温度搅拌30 min以后，历时2小时将溶液冷却至5℃，并在5℃维持3小时。然后将混合物过滤，并用冷的1:1甲苯/正庚烷(2 X 123 mL)洗涤反应器和收集的固体。将所述物质在真空下在55℃干燥17小时，得到1-(2,2-二氟-1,3-苯并二氧杂环戊烯-5-基)-环丙烷甲酸，为灰白色结晶固体。从(2,2-二氟-1,3-苯并二氧杂环戊烯-5-基)-乙腈分离出1-(2,2-二氟-1,3-苯并二氧杂环戊烯-5-基)-环丙烷甲酸，产率为79%(3步，包括分离)，HPLC纯度为99.0%AUC。ESI-MS m/z计算值242.04，实测值241.58 (M+1)+; 1H NMR (500 MHz, DMSO) δ12.40 (s, 1H), 7.40 (d, J = 1.6 Hz, 1H), 7.30 (d,J = 8.3 Hz, 1H), 7.17 (dd, J = 8.3, 1.7 Hz, 1H), 1.46 (m, 2H), 1.17 (m, 2H)。
酰基氯部分的替代合成
(2,2-二氟-1,3-苯并二氧杂环戊烯-5-基)-1-乙酸乙酯-乙腈的合成
用氮气吹扫反应器，并加入900 mL甲苯。通过氮气吹扫来使溶剂脱气，吹扫不少于16小时。然后向该反应器中加入Na3PO4(155.7 g，949.5 mmol)，而后加入双(二亚苄基丙酮)钯(0) (7.28 g, 12.66 mmol)。在23℃，历时10分钟从氮气吹扫的加料漏斗中加入10%w/w叔丁基膦在己烷(51.23 g, 25.32 mmol)中的溶液。将该混合物搅拌50分钟，此时，历时1分钟加入5-溴-2,2-二氟-1,3-苯并二氧杂环戊烯(75 g, 316.5 mmol)。额外搅拌50分钟之后，历时5分钟向该混合物中加入氰基乙酸乙酯(71.6 g, 633.0 mmol)，而后加入一份水(4.5 mL)。历时40分钟将该混合物加热至70℃，每1-2小时用HPLC分析反应物至产物的转化率(%)。观察到转化之后(通常在5-8小时之后为100%转化率)，将该混合物冷却至20-25℃，通过硅藻土垫过滤。用甲苯(2 X 450 mL)冲洗硅藻土垫，并在60-65℃将合并的有机物在真空下浓缩至300 mL。向浓缩物中加入225mL DMSO，在70-80℃真空浓缩，直到溶剂停止蒸馏为止。将该溶液冷却至20-25℃，并在步骤2的制备中用DMSO稀释至900 mL。1H NMR (500MHz, CDCl3) δ7.16-7.10 (m, 2H), 7.03 (d, J = 8.2 Hz, 1H), 4.63 (s, 1H), 4.19(m, 2H), 1.23 (t, J = 7.1 Hz, 3H)。
(2,2-二氟-1,3-苯并二氧杂环戊烯-5-基)-乙腈的合成.
历时20分钟向上述(2,2-二氟-1,3-苯并二氧杂环戊烯-5-基)-1-乙基乙酸酯-乙腈的DMSO溶液中加入3 N HCl (617.3 mL, 1.85 mol)，同时保持内部温度<40℃。然后历时1小时将该混合物加热到75℃，每1-2小时用HPLC分析转化率(%)。当观察到转化率>99%时(通常在5-6小时之后)，将该反应物冷却至20-25℃，用MTBE (2 X 525 mL)萃取，在萃取期间，用足够的时间完成相分离。将合并的有机萃取物用5%NaCl (2 X 375 mL)洗涤。然后将该溶液转入适合于1.5-2.5 Torr真空蒸馏的装置(其配备有冷却的接收烧瓶)中。将该溶液在<60℃真空浓缩，除去溶剂。然后，在125-130℃(烘箱温度)和1.5-2.0 Torr，从得到的油中蒸馏出(2,2-二氟-1,3-苯并二氧杂环戊烯-5-基)-乙腈。从5-溴-2,2-二氟-1,3-苯并二氧杂环戊烯中分离出(2,2-二氟-1,3-苯并二氧杂环戊烯-5-基)-乙腈，为清澈的油，产率66%(2步)，HPLC纯度为91.5%AUC(相当于95%的w/w测定)。1H NMR (500 MHz, DMSO) δ7.44(br s, 1H), 7.43 (d, J = 8.4 Hz, 1H), 7.22 (dd, J = 8.2, 1.8 Hz, 1H), 4.07(s, 2H)。
剩余的步骤与上述的酸部分的合成相同。
胺部分
2-溴-5-氟-4-硝基苯胺的合成.
向烧瓶中加入3-氟-4-硝基苯胺(1.0当量)，然后加入乙酸乙酯(10体积)，并搅拌以使全部固体溶解。分批加入N-溴代琥珀酰亚胺(1.0当量)以保持内部温度为22℃。在反应结束时，在旋转蒸发仪上真空浓缩反应混合物。使残余物在蒸馏水(5体积)中浆化，以溶解并除去琥珀酰亚胺(琥珀酰亚胺也可经水后处理程序去除)。倾析水，并将固体在2-丙醇(5体积)中浆化过夜。过滤生成的料浆，并用2-丙醇洗涤湿滤饼，伴随N2流，在50℃于真空烘箱中干燥过夜，直到达到恒重。分离黄棕色固体(50%产率, 97.5%AUC)。其它杂质为溴代-位置异构体(regioisomer)(1.4%AUC)和二溴代-加合物(1.1%AUC)。1H NMR (500 MHz, DMSO) δ8.19 (1 H, d, J = 8.1 Hz), 7.06 (br. s, 2 H), 6.64 (d, 1 H, J = 14.3 Hz)。
苄基羟乙酸化-4-铵-2-溴-5-氟苯胺甲苯磺酸盐的合成.
向在N2下彻底干燥的烧瓶中加入以下物质：活化的粉状4A分子筛(50重量%，基于2-溴-5-氟-4-硝基苯胺)、2-溴-5-氟-4-硝基苯胺(1.0当量)、高氯酸锌二水合物(20 mol%)和甲苯(8体积)。在室温搅拌混合物NMT 30分钟。最后，以稳流加入在甲苯(2体积)中的(R)-苄基缩水甘油醚(2.0当量)。将反应物加热至80℃(内部温度)，并搅拌约7小时或者直到2-溴-5-氟-4-硝基苯胺为< 5%AUC。
将反应物冷却至室温，并加入硅藻土(50重量%)，随后加入乙酸乙酯(10体积)。过滤生成的混合物以去除硅藻土和分子筛，并用乙酸乙酯(2体积)洗涤。用氯化铵溶液(4体积, 20%w/v)洗涤滤液。用碳酸氢钠溶液(4体积x 2.5%w/v)洗涤有机层。在旋转蒸发仪上真空浓缩有机层。将生成的料浆溶于乙酸异丙酯(10体积)中，并将该溶液转移至Buchi氢化器。
向氢化器中加入5重量%Pt(S)/C (1.5 mol%)，并在N2下在30℃(内部温度)搅拌混合物。先后用N2和氢气吹洗反应物。将氢化器压力调节至1巴氢气，并快速搅拌混合物(>1200 rpm)。在反应结束时，通过硅藻土垫过滤催化剂，并用二氯甲烷(10体积)洗涤。真空浓缩滤液。用二氯甲烷(2体积)去除任何剩余的乙酸异丙酯，并在旋转蒸发仪上浓缩至干。
将生成的残余物溶于二氯甲烷(10体积)中。加入对甲苯磺酸一水合物(1.2当量)并搅拌过夜。过滤产物，用二氯甲烷(2体积)洗涤，并抽吸干燥。将湿滤饼转移至干燥盘，并置于真空烘箱中，伴随N2流于45℃干燥，直到达到恒重。分离到苄基羟乙酸化-4-铵-2-溴-5-氟苯胺甲苯磺酸盐，为灰白色固体。
手性纯度测定为>97%ee。
(3-氯-3-甲基丁-1-炔基)三甲基硅烷的合成.
将炔丙醇(1.0当量)加入到容器中。加入盐酸水溶液(37%, 3.75体积)并开始搅拌。在固体醇溶解期间，观察到适度的吸热(5-6℃)。将生成的混合物搅拌过夜(16小时)，缓慢变为深红色。向30 L夹套容器中加入水(5体积)，然后冷却至10℃。将反应混合物经真空缓慢转移至水中，同时保持混合物的内部温度低于25℃。加入己烷(3体积)，并将生成的混合物搅拌0.5小时。使这些相沉降，排出水相(pH < 1)，并弃去。使用旋转蒸发器真空浓缩有机相，得到为红色油的产物。
(4-(苄氧基)-3,3-二甲基丁-1-炔基)三甲基硅烷的合成.
方法A
该部分中的所有当量和体积描述词都基于250 g反应物。将镁屑(69.5 g, 2.86mol, 2.0当量)加入到3 L的4颈反应器中，并在氮气下用磁力搅拌器搅拌0.5小时。将反应器浸没在冰水浴中。将炔丙基氯(250 g, 1.43 mol, 1.0当量)在THF (1.8 L, 7.2体积)中的溶液在搅拌下缓慢加入到反应器中，直到观察到初始放热(约10℃)。使用1H-NMR光谱法经IPC确认格氏试剂形成。一旦放热减弱，缓慢加入溶液的剩余部分，期间保持批次温度<15℃。加入需要约3.5小时。将生成的深绿色混合物倾析到2 L带盖的瓶中。
该部分中的所有当量和体积描述词都基于500 g反应物。向22 L反应器中加入苄基氯甲基醚(95%, 375 g, 2.31 mol, 0.8当量)在THF (1.5 L, 3体积)中的溶液。在冰水浴中冷却反应器。将如上所述制备的2批格氏试剂合并，然后经加料漏斗缓慢加入到苄基氯甲基醚溶液中，期间保持批温度低于25℃。加入需要1.5小时。将反应混合物搅拌过夜(16小时)。
该部分中的所有当量和体积描述词都基于1 kg反应物。在30 L夹套反应器中制备15%氯化铵溶液(1.5 kg在8.5 kg水中, 10体积)。使溶液冷却至5℃。将如上所述制备的2批格氏反应混合物合并，然后经集管容器(header vessel)转移至氯化铵溶液中。在该淬灭中观察到放热，淬灭以例如保持内部温度低于25℃的速率进行。一旦转移完成，将容器夹套温度设定为25℃。加入己烷(8 L, 8体积)，并搅拌混合物0.5小时。在使这些相沉降之后，排出水相(pH 9)并弃去。用水(2 L, 2体积)洗涤剩余的有机相。使用22 L旋转蒸发器真空浓缩有机相，得到为橙色油的粗品产物。
方法B
将镁屑(106 g, 4.35 mol, 1.0当量)加入到22 L反应器中，然后悬浮于THF (760mL, 1体积)中。用冰水浴冷却容器，以使得批温度达到2℃。向反应器中缓慢加入炔丙基氯(760 g, 4.35 mol, 1.0当量) 在THF (4.5 L, 6体积)中的溶液。在加入100 mL之后，停止加入，并搅拌混合物直到观察到13℃放热(exotherm)，表明格氏试剂开始形成。一旦放热减弱，缓慢加入另外500 mL炔丙基氯溶液，期间保持批次温度<20℃。使用1H-NMR光谱法经IPC确认格氏试剂形成。缓慢加入剩余的炔丙基氯溶液，期间保持批次温度<20℃。加入需要约1.5小时。将生成的深绿色溶液搅拌0.5小时。使用1H-NMR光谱法经IPC确认格氏试剂形成。向反应器加料漏斗中加入纯净的苄基氯甲基醚，然后滴加到反应器中，期间保持批次温度低于25℃。加入需要1.0小时。将反应混合物搅拌过夜。使用与方法A相同的程序和相对量的材料进行水后处理和浓缩，得到为橙色油的产物。
4-苄氧基-3,3-二甲基丁-1-炔的合成.
向30 L夹套反应器中加入甲醇(6体积)，然后冷却至5℃。向反应器中加入氢氧化钾(85%, 1.3当量)。当氢氧化钾溶解时，观察到15-20℃放热。将夹套温度设定为25℃。加入4-苄氧基-3,3-二甲基-1-三甲基甲硅烷基丁-1-炔(1.0当量)在甲醇(2体积)中的溶液，并搅拌生成的混合物，直到经HPLC监测反应完成。在25℃的典型反应时间为3-4小时。用水(8体积)稀释反应混合物，然后搅拌0.5小时。加入己烷(6体积)，并将生成的混合物搅拌0.5小时。使各相沉降，然后排出水相(pH 10-11)并弃去。先后用KOH (85%, 0.4当量)在水中的溶液(8体积)和水(8体积)洗涤有机相。然后使用旋转蒸发器浓缩有机相，得到为橙黄色油的标题物料。该物料的典型纯度在80%范围内，主要存在单一杂质。1H NMR (400 MHz, C6D6) δ7.28 (d, 2 H, J = 7.4 Hz), 7.18 (t, 2 H, J = 7.2 Hz), 7.10 (d, 1H, J = 7.2Hz), 4.35 (s, 2 H), 3.24 (s, 2 H), 1.91 (s, 1 H), 1.25 (s, 6 H)。
N-苄基羟乙酸化-5-氨基-2-(2-苄氧基-1,1-二甲基乙基)-6-氟吲哚的合成.
方法A
苄基羟乙酸化4-氨基-2-(4-苄氧基-3,3-二甲基丁-1-炔基)-5-氟苯胺的合成.
如下使苄基羟乙酸化-4-铵-2-溴-5-氟苯胺甲苯磺酸盐成游离碱(freebased)：在EtOAc (5体积)和饱和NaHCO3溶液(5体积)中搅拌所述固体，直到得到澄清的有机层。分离生成的各层，先后用饱和NaHCO3溶液(5体积)和盐水洗涤有机层，并真空浓缩，得到为油的苄基羟乙酸化-4-铵-2-溴-5-氟苯胺甲苯磺酸盐。
然后，向烧瓶中加入苄基羟乙酸化-4-铵-2-溴-5-氟苯胺甲苯磺酸盐(游离碱,1.0当量)、Pd(OAc) (4.0 mol%)、dppb (6.0 mol%)和粉状K2CO3 (3.0当量)，并在室温与乙腈(6体积)一起搅拌。通过用N2通风口鼓泡，将生成的反应混合物脱气约30分钟。然后以快速流加入溶解于乙腈(2体积)中的4-苄氧基-3,3-二甲基丁-1-炔(1.1当量)，加热至80℃并搅拌，直到实现4-铵-2-溴-5-氟苯胺甲苯磺酸盐的完全消耗。将反应料浆冷却至室温，通过硅藻土垫过滤，并用乙腈(2体积)洗涤。真空浓缩滤液，并将残余物再溶解于EtOAc (6体积)中。有机层用NH4Cl溶液(20%w/v, 4体积)和盐水(6体积)洗涤两次。浓缩生成的有机层，得到棕色的油，并原样用于下一步反应。
N-苄基羟乙酸化-5-氨基-2-(2-苄氧基-1,1-二甲基乙基)-6-氟吲哚的合成.
在室温，将苄基羟乙酸化-4-氨基-2-(4-苄氧基-3,3-二甲基丁-1-炔基)-5-氟苯胺的粗品油溶解于乙腈(6体积)中，并加入(MeCN)2PdCl2 (15 mol%)。生成的混合物使用N2通风口脱气约30分钟。然后将反应混合物在80℃于N2覆盖下搅拌过夜。使反应混合物冷却至室温，通过硅藻土垫过滤，并用乙腈(1体积)洗涤滤饼。真空浓缩生成的滤液，并再溶解于EtOAc (5体积)中。加入Deloxane-II THP (5重量%，基于N-苄基羟乙酸化-5-氨基-2-(2-苄氧基-1,1-二甲基乙基)-6-氟吲哚的理论产率)，并在室温搅拌过夜。然后通过硅胶（silica）垫(深度2.5英寸, 直径6英寸滤器)过滤混合物，并用EtOAc (4体积)洗涤。将滤液浓缩为深棕色残余物，并原样用于下一步反应。
粗品N-苄基羟乙酸化-5-氨基-2-(2-苄氧基-1,1-二甲基乙基)-6-氟吲哚的再纯化：
将粗品N-苄基羟乙酸化-5-氨基-2-(2-苄氧基-1,1-二甲基乙基)-6-氟吲哚溶解于二氯甲烷(约1.5体积)中，并通过硅胶垫过滤，最初使用30%EtOAc/庚烷，其中弃去杂质。然后用50%EtOAc/庚烷洗涤硅胶垫，以分离N-苄基羟乙酸化-5-氨基-2-(2-苄氧基-1,1-二甲基乙基)-6-氟吲哚，直到在滤液中观察到淡淡的颜色。真空浓缩该滤液，得到棕色的油，其在室温放置结晶。1H NMR(400 MHz, DMSO) δ7.38-7.34 (m, 4 H), 7.32-7.23 (m, 6H), 7.21 (d, 1 H, J = 12.8 Hz), 6.77 (d, 1H, J = 9.0 Hz), 6.06 (s, 1 H), 5.13(d, 1H, J = 4.9 Hz), 4.54 (s, 2 H), 4.46 (br. s, 2 H), 4.45 (s, 2 H), 4.33(d, 1 H, J = 12.4 Hz), 4.09-4.04 (m, 2 H), 3.63 (d, 1H, J = 9.2 Hz), 3.56 (d,1H, J = 9.2 Hz), 3.49 (dd, 1H, J = 9.8, 4.4 Hz), 3.43 (dd, 1H, J = 9.8, 5.7Hz), 1.40 (s, 6 H)。
N-苄基羟乙酸化-5-氨基-2-(2-苄氧基-1,1-二甲基乙基)-6-氟吲哚的合成.
方法B
将乙酸钯(33 g, 0.04当量)、dppb (94 g, 0.06当量)和碳酸钾(1.5 kg, 3.0当量)装入反应器中。将游离碱化的油苄基羟乙酸化-4-铵-2-溴-5-氟苯胺(1.5 kg, 1.0当量)溶解在乙腈(8.2 L, 4.1体积)中，然后加入反应器中。用氮气将混合物吹扫不少于1 h。将4-苄氧基-3,3-二甲基丁-1-炔(70%, 1.1 kg, 1.05当量)在乙腈中的溶液加入混合物中，然后用氮气吹扫不少于1 h。将混合物加热至80℃，然后搅拌过夜。通过HPLC进行IPC，并在16 h以后确定反应结束。将混合物冷却至环境温度，然后通过硅藻土垫(228 g)过滤。用乙腈(2 x 2 L, 2体积)洗涤反应器和硅藻土垫。在22 L旋转蒸发器上浓缩合并的各相，直到已经收集8 L溶剂，剩下在7 L (3.5体积)乙腈中的粗产物。
将二-乙腈二氯化钯(144 g, 0.15当量)加入反应器中。将粗溶液转移回反应器中，并用乙腈(4 L, 2体积)洗涤旋转蒸发器玻壳（roto-vap bulb）。用氮气将合并的溶液吹扫不少于1 h。将所述反应混合物加热至80℃保持不少于16 h。通过HPLC进行的过程控制显示原料的完全消耗。通过硅藻土(300 g)过滤所述反应混合物。用乙腈(3 L, 1.5体积)洗涤反应器和滤饼。通过旋转蒸发，将合并的滤液浓缩为油。将所述油溶解在乙酸乙酯(8.8 L,4.4体积)中。用20%氯化铵(5 L, 2.5体积)洗涤溶液，随后用5%盐水(5 L, 2.5体积)洗涤。将硅胶(3.5 kg, 1.8重量当量)加入有机相中，将其搅拌过夜。加入Deloxan THP II金属清除剂(358 g)和庚烷(17.6 L)，并将得到的混合物搅拌不少于3 h。通过烧结玻璃漏斗，过滤混合物。用在庚烷中的30%乙酸乙酯(25 L)洗涤滤饼。在减压下浓缩合并的滤液，得到N-苄基羟乙酸化-5-氨基-2-(2-苄氧基-1,1-二甲基乙基)-6-氟吲哚，为棕色糊状物(1.4 kg)。
苄基保护的(R)-1-(2,2-二氟苯并[d][1,3]二氧杂环戊烯-5-基)-N-(1-(2,3-二羟丙基)-6-氟-2-(1-羟基-2-甲基丙烷-2-基)-1H-吲哚-5-基)环丙烷甲酰胺的合成
将1-(2,2-二氟-1,3-苯并二氧杂环戊烯-5-基)-环丙烷甲酸(1.3当量)在甲苯(2.5体积, 基于1-(2,2-二氟-1,3-苯并二氧杂环戊烯-5-基)-环丙烷甲酸)中浆化，并将混合物加热至60℃。经加料漏斗加入SOCl2 (1.7当量)。将生成的混合物搅拌2小时。使用旋转蒸发仪蒸除甲苯和过量的SOCl2。加入另外的甲苯(2.5体积, 基于1-(2,2-二氟-1,3-苯并二氧杂环戊烯-5-基)-环丙烷甲酸)并再次蒸馏。将粗品酰氯溶于二氯甲烷(2体积)中，并经加料漏斗加入到N-苄基羟乙酸化-5-氨基-2-(2-苄氧基-1,1-二甲基乙基)-6-氟吲哚(1.0当量)和三乙胺(2.0当量)在二氯甲烷(7体积)中的混合物中，同时保持0-3℃(内部温度)。生成的混合物在0℃搅拌4小时，然后温热至室温过夜。向反应混合物中加入蒸馏水(5体积)，搅拌不少于30分钟并分离各层。先后用20重量%K2CO3 (4体积x 2)和盐水洗液(4体积)洗涤有机相并浓缩，得到为稠的棕色油的粗品苄基保护的(R)-1-(2,2-二氟苯并[d][1,3]二氧杂环戊烯-5-基)-N-(1-(2,3-二羟丙基)-6-氟-2-(1-羟基-2-甲基丙烷-2-基)-1H-吲哚-5-基)环丙烷甲酰胺，其使用硅胶垫过滤以进一步纯化。
硅胶垫过滤：将粗品苄基保护的(R)-1-(2,2-二氟苯并[d][1,3]二氧杂环戊烯-5-基)-N-(1-(2,3-二羟丙基)-6-氟-2-(1-羟基-2-甲基丙烷-2-基)-1H-吲哚-5-基)环丙烷甲酰胺在活性炭Darco-G (10重量%, 基于苄基保护的(R)-1-(2,2-二氟苯并[d][1,3]二氧杂环戊烯-5-基)-N-(1-(2,3-二羟丙基)-6-氟-2-(1-羟基-2-甲基丙烷-2-基)-1H-吲哚-5-基)环丙烷甲酰胺的理论产率)存在下溶于乙酸乙酯(3体积)中，并在室温搅拌过夜。向该混合物中加入庚烷(3体积)并通过硅胶垫(粗品苄基保护的(R)-1-(2,2-二氟苯并[d][1,3]二氧杂环戊烯-5-基)-N-(1-(2,3-二羟丙基)-6-氟-2-(1-羟基-2-甲基丙烷-2-基)-1H-吲哚-5-基)环丙烷甲酰胺的2x重量)过滤。用乙酸乙酯/庚烷(1:1, 6体积)洗涤硅胶垫或直到在滤液几乎没有检测到颜色。真空浓缩滤液，得到为粘稠棕红色油的基保护的(R)-1-(2,2-二氟苯并[d][1,3]二氧杂环戊烯-5-基)-N-(1-(2,3-二羟丙基)-6-氟-2-(1-羟基-2-甲基丙烷-2-基)-1H-吲哚-5-基)环丙烷甲酰胺，并直接用于下一步。
再纯化：将苄基保护的(R)-1-(2,2-二氟苯并[d][1,3]二氧杂环戊烯-5-基)-N-(1-(2,3-二羟丙基)-6-氟-2-(1-羟基-2-甲基丙烷-2-基)-1H-吲哚-5-基)环丙烷甲酰胺再溶解在二氯甲烷(1体积, 基于苄基保护的(R)-1-(2,2-二氟苯并[d][1,3]二氧杂环戊烯-5-基)-N-(1-(2,3-二羟丙基)-6-氟-2-(1-羟基-2-甲基丙烷-2-基)-1H-吲哚-5-基)环丙烷甲酰胺的理论产率)中并加载到硅胶垫(粗品苄基保护的(R)-1-(2,2-二氟苯并[d][1,3]二氧杂环戊烯-5-基)-N-(1-(2,3-二羟丙基)-6-氟-2-(1-羟基-2-甲基丙烷-2-基)-1H-吲哚-5-基)环丙烷甲酰胺的2x重量)上。用二氯甲烷(2体积, 基于苄基保护的(R)-1-(2,2-二氟苯并[d][1,3]二氧杂环戊烯-5-基)-N-(1-(2,3-二羟丙基)-6-氟-2-(1-羟基-2-甲基丙烷-2-基)-1H-吲哚-5-基)环丙烷甲酰胺的理论产率)洗涤硅胶垫并弃去滤液。用30%乙酸乙酯/庚烷(5体积)洗涤硅胶垫并真空浓缩滤液，得到为粘稠橙红色油的苄基保护的(R)-1-(2,2-二氟苯并[d][1,3]二氧杂环戊烯-5-基)-N-(1-(2,3-二羟丙基)-6-氟-2-(1-羟基-2-甲基丙烷-2-基)-1H-吲哚-5-基)环丙烷甲酰胺，并直接用于下一步。
(R)-1-(2,2-二氟苯并[d][1,3]二氧杂环戊烯-5-基)-N-(1-(2,3-二羟丙基)-6-氟-2-(1-羟基-2-甲基丙烷-2-基)-1H-吲哚-5-基)环丙烷甲酰胺的合成
方法A
将20 L高压釜用氮气冲洗3次，然后加入碳载钯(Evonik E 101 NN/W, 5%Pd, 60%湿的, 200 g, 0.075 mol, 0.04当量)。高压釜然后用氮气冲洗3次。经抽吸向高压釜加入粗品苄基保护的(R)-1-(2,2-二氟苯并[d][1,3]二氧杂环戊烯-5-基)-N-(1-(2,3-二羟丙基)-6-氟-2-(1-羟基-2-甲基丙烷-2-基)-1H-吲哚-5-基)环丙烷甲酰胺(1.3 kg, 约1.9mol)在THF (8 L, 6体积)中的溶液。将容器加盖并然后用氮气冲洗3次。伴随温和搅拌下，将容器用氢气吹洗3次，经用氮气稀释排放至大气。将高压釜用氢气增压至3巴，并将搅拌速率增加至800 rpm。观察到快速吸氢(溶解)。一旦吸收减弱，将容器加热至50℃。
为了安全目的，在每一个工作日结束时关闭恒温器。将容器用氢气增压至4巴并然后与氢气发生器专用液罐分离。
在2整天的反应之后，向混合物中加入更多的Pd/C (60 g, 0.023 mol, 0.01当量)。这通过用氮气冲洗3次并然后通过固体加料口加入催化剂实现。如之前那样重新开始反应。在4整天之后，根据HPLC认为反应完成：不仅起始原料而且相应于单-苄基化中间体的峰消失。
通过硅藻土垫过滤反应混合物。用THF (2 L, 1.5体积)洗涤容器和滤饼。然后用水润湿硅藻土垫并适当地弃去滤饼。使用旋转蒸发器浓缩合并的滤液和THF洗液，得到为黑油的粗品产物，1 kg。
在以下纯化中的当量和体积基于1 kg粗品物料。将粗品黑油溶于1:1乙酸乙酯-庚烷中。将混合物加到烧结漏斗中，已经用1:1乙酸乙酯-庚烷饱和的硅胶垫(1.5 kg, 1.5wt.当量)。硅胶垫首先用1:1乙酸乙酯-庚烷(6 L, 6体积)冲洗，然后用纯的乙酸乙酯(14L, 14体积)冲洗。以4个级分收集洗脱液，所述级分经HPLC分析。
在以下纯化中的当量和体积基于0.6 kg粗品物料。经旋转蒸发浓缩级分3，得到棕色泡沫(600 g)，然后再溶解于MTBE (1.8 L, 3体积)中。将深棕色的溶液在环境温度搅拌过夜，期间发生结晶。加入庚烷(55 mL, 0.1体积)并将混合物搅拌过夜。使用布氏漏斗过滤混合物并用3:1 MTBE-庚烷(900 mL, 1.5体积)洗涤滤饼。将滤饼风干1小时，然后在环境温度真空干燥16小时，得到253 g为灰白色固体的(R)-1-(2,2-二氟苯并[d][1,3]二氧杂环戊烯-5-基)-N-(1-(2,3-二羟丙基)-6-氟-2-(1-羟基-2-甲基丙烷-2-基)-1H-吲哚-5-基)环丙烷甲酰胺。
用于以下纯化的当量和体积基于1.4 kg粗品物料。将来自以上硅胶过滤的级分2和3以及来自先前反应的物料合并并浓缩，得到1.4 kg黑油。将混合物再次进行以上描述的硅胶过滤(1.5 kg硅胶, 先后用3.5 L, 2.3体积的1:1乙酸乙酯-庚烷和9 L, 6体积的纯乙酸乙酯洗脱)，浓缩得到褐色泡沫状固体(390 g)。
用于以下纯化的当量和体积基于390 g粗品物料。褐色固体不溶于MTBE，因此溶于甲醇(1.2 L, 3体积)中。使用配备有长程蒸馏头的4 L莫顿反应器，将混合物蒸馏至2体积。加入MTBE (1.2 L, 3体积)并将混合物蒸馏回至2体积。加入第2份MTBE (1.6 L, 4体积)并将混合物蒸馏回至2体积。加入第3份MTBE (1.2 L, 3体积)并将混合物蒸馏回至3体积。经GC分析蒸馏物显示其包含约6%甲醇。将恒温器设为48℃(低于MTBE-甲醇共沸混合物的沸腾温度, 其沸腾温度为52℃)。使混合物经2小时冷却至20℃，期间发生相对快速结晶。在将混合物搅拌2小时之后，加入庚烷(20 mL, 0.05体积)并将混合物搅拌过夜(16小时)。使用布氏漏斗过滤混合物并用3:1 MTBE-庚烷(800 mL, 2体积)洗涤滤饼。将滤饼风干1小时，然后在环境温度真空干燥16小时，得到130 g为灰白色固体的(R)-1-(2,2-二氟苯并[d][1,3]二氧杂环戊烯-5-基)-N-(1-(2,3-二羟丙基)-6-氟-2-(1-羟基-2-甲基丙烷-2-基)-1H-吲哚-5-基)环丙烷甲酰胺。
方法B
将苄基保护的(R)-1-(2,2-二氟苯并[d][1,3]二氧杂环戊烯-5-基)-N-(1-(2,3-二羟丙基)-6-氟-2-(1-羟基-2-甲基丙烷-2-基)-1H-吲哚-5-基)环丙烷甲酰胺溶解在THF(3体积)中，然后蒸发（stripped）至干燥，以去除任何残留溶剂。将苄基保护的(R)-1-(2,2-二氟苯并[d][1,3]二氧杂环戊烯-5-基)-N-(1-(2,3-二羟丙基)-6-氟-2-(1-羟基-2-甲基丙烷-2-基)-1H-吲哚-5-基)环丙烷甲酰胺再溶解于THF (4体积)中，并加入到含有5重量%Pd/C (2.5 mol%, 60%湿的, Degussa E5 E101 NN/W)的氢化器中。将反应物的内部温度调节至50℃，并先后用N2 (x5) 和氢气(x3)冲洗。将氢化器压力调节至3巴氢气并快速搅拌(>1100 rpm)混合物。在反应结束时，通过硅藻土垫过滤催化剂并用THF (1体积)洗涤。真空浓缩滤液，得到棕色泡沫残余物。将生成的残余物溶解于MTBE (5体积)中，并加入0.5N HCl溶液(2体积)和蒸馏水(1体积)。将混合物搅拌不少于30分钟并分离生成的各层。先后用10重量%K2CO3溶液(2体积x2)和盐水洗液洗涤有机相。将有机层加入到含有硅胶(25重量%)、Deloxan-THP II (5重量%, 75%湿的)和Na2SO4的烧瓶中并搅拌过夜。通过硅藻土垫过滤生成的混合物并用10%THF/MTBE (3体积)洗涤。真空浓缩滤液，得到为淡褐色泡沫的粗品(R)-1-(2,2-二氟苯并[d][1,3]二氧杂环戊烯-5-基)-N-(1-(2,3-二羟丙基)-6-氟-2-(1-羟基-2-甲基丙烷-2-基)-1H-吲哚-5-基)环丙烷甲酰胺。
自母液回收(R)-1-(2,2-二氟苯并[d][1,3]二氧杂环戊烯-5-基)-N-(1-(2,3-二羟丙基)-6-氟-2-(1-羟基-2-甲基丙烷-2-基)-1H-吲哚-5-基)环丙烷甲酰胺：选项A.
硅胶垫过滤：真空浓缩母液，得到棕色泡沫，将其溶于二氯甲烷(2体积)中，并通过硅胶垫(粗品(R)-1-(2,2-二氟苯并[d][1,3]二氧杂环戊烯-5-基)-N-(1-(2,3-二羟丙基)-6-氟-2-(1-羟基-2-甲基丙烷-2-基)-1H-吲哚-5-基)环丙烷甲酰胺的3x重量)过滤。用乙酸乙酯/庚烷(1:1, 13体积)洗涤硅胶垫并弃去滤液。硅胶垫用10%THF/乙酸乙酯(10体积)洗涤并真空浓缩滤液，得到为淡褐色泡沫的(R)-1-(2,2-二氟苯并[d][1,3]二氧杂环戊烯-5-基)-N-(1-(2,3-二羟丙基)-6-氟-2-(1-羟基-2-甲基丙烷-2-基)-1H-吲哚-5-基)环丙烷甲酰胺。按照以上结晶程序分离剩余的(R)-1-(2,2-二氟苯并[d][1,3]二氧杂环戊烯-5-基)-N-(1-(2,3-二羟丙基)-6-氟-2-(1-羟基-2-甲基丙烷-2-基)-1H-吲哚-5-基)环丙烷甲酰胺。
自母液回收(R)-1-(2,2-二氟苯并[d][1,3]二氧杂环戊烯-5-基)-N-(1-(2,3-二羟丙基)-6-氟-2-(1-羟基-2-甲基丙烷-2-基)-1H-吲哚-5-基)环丙烷甲酰胺：选项B.
硅胶柱色谱法：在硅胶上层析(50%乙酸乙酯/己烷-100%乙酸乙酯)之后，分离为淡褐色泡沫的期望的化合物。按照以上结晶程序分离剩余的(R)-1-(2,2-二氟苯并[d][1,3]二氧杂环戊烯-5-基)-N-(1-(2,3-二羟丙基)-6-氟-2-(1-羟基-2-甲基丙烷-2-基)-1H-吲哚-5-基)环丙烷甲酰胺。
(R)-1-(2,2-二氟苯并[d][1,3]二氧杂环戊烯-5-基)-N-(1-(2,3-二羟丙基)-6-氟-2-(1-羟基-2-甲基丙烷-2-基)-1H-吲哚-5-基)环丙烷甲酰胺的额外重结晶
将固体(R)-1-(2,2-二氟苯并[d][1,3]二氧杂环戊烯-5-基)-N-(1-(2,3-二羟丙基)-6-氟-2-(1-羟基-2-甲基丙烷-2-基)-1H-吲哚-5-基)环丙烷甲酰胺(1.35 kg)悬浮于IPA (5.4 L, 4体积)中，然后加热至82℃。在完全溶解后(目测)，缓慢地加入庚烷(540 mL,0.4体积)。将混合物冷却至58℃。然后将混合物缓慢地冷却至51℃，在此期间发生结晶。关闭热源，让重结晶混合物自然地冷却过夜。使用台式布氏漏斗，过滤该混合物，并用IPA(2.7 L, 2体积)洗涤滤饼。在通气下在所述漏斗中干燥滤饼8 h，然后在真空中在45-50℃烘干过夜，得到1.02 kg重结晶的(R)-1-(2,2-二氟苯并[d][1,3]二氧杂环戊烯-5-基)-N-(1-(2,3-二羟丙基)-6-氟-2-(1-羟基-2-甲基丙烷-2-基)-1H-吲哚-5-基)环丙烷甲酰胺。LC/MS (M+1) 521.5。LC/RT (min) 1.69。1H NMR (400.0 MHz, CD3CN) d 7.69 (d, J =7.7 Hz, 1H), 7.44 (d, J = 1.6 Hz, 1H), 7.39 (dd, J = 1.7, 8.3 Hz, 1H), 7.31(s, 1H), 7.27 (d, J = 8.3 Hz, 1H), 7.20 (d, J = 12.0 Hz, 1H), 6.34 (s, 1H),4.32 (d, J = 6.8 Hz, 2H), 4.15 - 4.09 (m, 1H), 3.89 (dd, J = 6.0, 11.5 Hz,1H), 3.63 - 3.52 (m, 3H), 3.42 (d, J = 4.6 Hz, 1H), 3.21 (dd, J = 6.2, 7.2Hz, 1H), 3.04 (t, J = 5.8 Hz, 1H), 1.59 (dd, J = 3.8, 6.8 Hz, 2H), 1.44 (s,3H), 1.33 (s, 3H)和1.18 (dd, J = 3.7, 6.8 Hz, 2H) ppm。
也可通过在公开的美国专利申请US20090131492（其通过引用并入本文）中公开的几种合成途径之一制备(R)-1-(2,2-二氟苯并[d][1,3]二氧杂环戊烯-5-基)-N-(1-(2,3-二羟丙基)-6-氟-2-(1-羟基-2-甲基丙烷-2-基)-1H-吲哚-5-基)环丙烷甲酰胺。
1-(2,2-二氟苯并[d][1,3]二氧杂环戊烯-5-基)-N-((4R)-8-氟-2-羟基-4-(羟基甲基)-1,1-二甲基-1,2,4,5-四氢-[1,4]氧氮杂环庚三烯并[4,5-α]吲哚-9-基)环丙烷甲酰胺的合成
方法A
将(R)-1-(2,2-二氟苯并[d][1,3]二氧杂环戊烯-5-基)-N-(1-(2,3-二羟丙基)-6-氟-2-(1-羟基-2-甲基丙烷-2-基)-1H-吲哚-5-基)环丙烷甲酰胺(11.5 mmol, 1当量)悬浮于DCM (51 mL, 8.5体积)中。在环境温度，加入戴斯-马丁过碘烷的溶液(0.3 M的在DCM中的溶液, 12.8 mmol, 1.1当量)。搅拌混合物，直到通过HPLC确认反应结束。加入5% 的亚硫酸钠水溶液，并将混合物搅拌至多4 h。分离各相，然后用1 N HCl、盐水洗涤有机相，然后通过旋转蒸发进行浓缩。通过色谱法纯化残余物。纯化的物质的产率是在7-15%之间。
方法B
将(R)-1-(2,2-二氟苯并[d][1,3]二氧杂环戊烯-5-基)-N-(1-(2,3-二羟丙基)-6-氟-2-(1-羟基-2-甲基丙烷-2-基)-1H-吲哚-5-基)环丙烷甲酰胺(48.03 mmol, 1当量)溶解在乙酸乙酯(1.25 L, 50体积)中并加热。将硅胶支持的吡啶鎓重铬酸盐(Si-PDC,48.03 mmol, 1当量) 加入到搅拌的热溶液中。搅拌反应物，直到通过HPLC认为反应结束。将反应混合物穿过硅胶垫过滤，并用乙酸乙酯(2 x 100 mL, 2 x 4体积)洗涤滤饼。通过旋转蒸发浓缩母液，并通过色谱法纯化残余物。纯化的物质的产率是13.5%。
(R)-2-(5-(1-(2,2-二氟苯并[d][1,3]二氧杂环戊烯-5-基)环丙烷甲酰氨基)-1-(2,3-二羟丙基)-6-氟-1H-吲哚-2-基)-2-甲基丙酸的合成
将3.62 g 1-(2,2-二氟苯并[d][1,3]二氧杂环戊烯-5-基)-N-((4R)-8-氟-2-羟基-4-(羟基甲基)-1,1-二甲基-1,2,4,5-四氢-[1,4]氧氮杂环庚三烯并[4,5-α]吲哚-9-基)环丙烷甲酰胺装入具有600 mL甲苯的1 L烧瓶中，并搅拌至溶解。14.5 g Ag2CO3在硅藻土中。将异质混悬液加热至90℃并在该温度保持7小时。然后使混悬液自然冷却至环境温度，并经硅藻土过滤。用乙酸乙酯洗涤硅藻土，直到通过HPLC发现没有产物出现，得到1.24g粗品内酯。
通过快速色谱法，进行粗品内酯的纯化。给快速柱装载22 g硅胶。使用35:65 (乙酸乙酯-己烷类)，收集15-20 mL级分。合并富含内酯的级分，得到860 mg粗品内酯。将860mg粗品内酯溶解在6 mL乙酸乙酯中。逐份加入2N NaOH，同时针对水解完全(<5%的内酯残余)来监测HPLC。需要1.3 mL 2N NaOH才能水解完全(<5% 的内酯残余)。水溶液的pH为10-11。通过加入0.5 mL 2N HCl，将pH降低至3-4。将两相混合物搅拌15分钟，并允许各层沉降。将含有产物的有机层(水层的HPLC没有显示出产物)用3 mL H2O洗涤，经无水MgSO4干燥，过滤，并浓缩，得到435 mg (R)-2-(5-(1-(2,2-二氟苯并[d][1,3]二氧杂环戊烯-5-基)环丙烷甲酰氨基)-1-(2,3-二羟丙基)-6-氟-1H-吲哚-2-基)-2-甲基丙酸。LC/MS M+1 =535.14。
(R)-2-(5-(1-(2,2-二氟苯并[d][1,3]二氧杂环戊烯-5-基)环丙烷甲酰氨基)-1-(2,3-二羟丙基)-6-氟-1H-吲哚-2-基)-2-甲基丙酸的替代合成
步骤1. 的制备.
将(R)-1-(2,2-二氟苯并[d][1,3]二氧杂环戊烯-5-基)-N-(1-(2,3-二羟丙基)-6-氟-2-(1-羟基-2-甲基丙烷-2-基)-1H-吲哚-5-基)环丙烷甲酰胺(50 g, 1.0当量)悬浮于二氯甲烷(700 mL, 14体积)中，然后冷却至-10℃。加入固体羰基二咪唑(CDI, 34.2 g,2.2当量)。通过HPLC，监测反应结束。将水(1 L, 20体积) 加入到混合物中，并允许各相分离。将有机相溶剂交换进THF中，并将总体积调至500 mL (10体积)。将2 M HCl (400 mL, 8体积) 加入到THF溶液中。搅拌混合物，直到在HPLC中的所有峰合并成单个峰(大约4 h)。将甲苯(700 mL, 14体积) 加入到混合物中，造成相分离。用水(400 mL, 8体积) 洗涤有机相。减压浓缩有机相，得到淡褐色泡沫。将泡沫悬浮于乙酸异丙酯(IPA, 700 mL, 14体积)中并加热至80℃。以维持温度大于75℃的速率加入正庚烷(236 mL, 4.7体积)。以10-15℃/小时的速率，将混合物冷却至20℃。在大约65℃发生结晶。然后过滤混合物。将固体用1:1IPA-庚烷(120 mL, 2.4体积)洗涤，并在55℃真空干燥6小时。
步骤2. 的制备.
将得自步骤1的产物溶解在二氯甲烷(110 mL，20体积)中，然后冷却至10℃。将N, N-二异丙基乙胺(7.0 mL, 4当量)加入到混合物中。然后以维持内部反应温度在0-10℃之间的速率，历时20分钟加入SO3·吡啶复合物(3.3 g, 2当量)在DMSO (11 mL, 2体积)中的溶液。当基于HPLC分析认为反应结束时，以维持内部温度在0-10℃之间的速率将水(55 mL,10体积) 加入到混合物中。观察到一些气体形成。然后将反应混合物温热至25℃。分离各相，并先后用1 M HCl (220 mL, 40体积)和NaHCO3 (220 mL, 40体积) 洗涤有机相。减压浓缩混合物，得到白色泡沫，将其不经进一步纯化地使用。
在一个替代性的方法中，将得自步骤1的产物(43.5 g, 79.1 mmol)溶解在甲苯(305 mL, 7体积)中。浓缩溶液以除去残余的IPA。然后将残余的固体溶解在二氯甲烷(305mL, 7体积)中。加入2-甲基-2-丁烯(11.2 g, 159 mmol, 2.0当量)、2,4,6-三甲基吡啶(19.3 g, 159 mmol, 2.0当量)和PhSNH-t-Bu (2.9 g, 16 mmol, 0.20当量)。将混合物冷却至-5 - 0℃。以0.5 - 1 g部分加入N-氯琥珀酰亚胺(11.9 g, 89 mmol, 1.12当量)，同时维持内部温度小于2℃。反应结束后，将HCl水溶液(2 M, 151 mL, 3.5体积) 加入到混合物中。将混合物搅拌0.5 h，同时温热至环境温度。停止搅拌并分离各相。先后用5% Na2SO3(200 mL, 4.6体积)和水(200 mL, 4.6体积)洗涤有机相。然后将有机相浓缩为橙色油，将其溶解于异丙醇(270 mL, 6.2体积)中。将混合物加热至71℃以溶解油，然后以大约10℃/h的速率冷却至40℃，再以5℃/h的速率冷却至25℃。使用布氏漏斗过滤混合物。用异丙醇(131 mL, 3体积)洗涤湿滤饼。将固体产物在65℃真空干燥过夜。
步骤3. 的制备.
将得自步骤2的醛溶解在丙酮(20体积)中，并将混合物冷却至0℃。缓慢地加入高锰酸钠(NaMnO4, 40%水溶液, 1.1当量)。通过HPLC监测反应的进展。当基于HPLC分析认为反应结束时，缓慢地加入水(10体积) 同时固体沉淀出溶液。过滤混合物。用丙酮洗涤固体。将合并的丙酮层浓缩，得到作为钠盐的产物，为橙色泡沫。
在一个替代性的方法中，将得自步骤2的醛(35 g, 64.3 mmol)溶解在丙酮(210mL, 6体积)中。将混合物浓缩以除去残余的IPA。将残余的泡沫溶解在丙酮(350 mL, 10体积)中，并将得到的溶液冷却至-5 - 0℃。分成10等份加入NaMnO4 (40重量%, d = 1.391g/mL, 17.22 mL, 1.05当量)，保持混合物温度小于5℃。搅拌反应混合物，直到通过HPLC确定反应结束(大约30 min)。先后将水(350 mL, 10体积)和硅藻土缓慢地加入混合物中，同时控制温度。将混合物在0℃搅拌1 h，然后穿过硅藻土过滤。将棕色MnO2湿滤饼用1:1丙酮-水(150 mL, 4.3体积)洗涤。通过蒸馏，从合并的滤液中除去丙酮。将NaCl (大约17.5 g,0.5重量当量)加入到水相中(在水中大约5重量%)。用2-甲基四氢呋喃(350 mL, 10体积)萃取水相。将有机相与2-甲基四氢呋喃一起共沸干燥，直到观察到混悬液。浓缩混合物，得到粗品橙色油，将其悬浮于乙醇(350 mL, 10体积)中，然后搅拌1 h。此后，将混合物穿过硅藻土垫过滤。用乙醇(70 mL, 2体积)洗涤滤饼。将溶剂交换为乙腈，在这期间发生结晶。使用布氏漏斗过滤混合物。用乙腈(70 mL, 2体积)洗涤产物（白色固体），在55℃真空干燥过夜。
步骤4. (R)-2-(5-(1-(2,2-二氟苯并[d][1,3]二氧杂环戊烯-5-基)环丙烷甲酰氨基)-1-(2,3-二羟丙基)-6-氟-1H-吲哚-2-基)-2-甲基丙酸的制备。
将步骤3的产物(5 g, 8.6 mmol)溶解在甲醇(200 mL)中，并加入碳酸钠(Na2CO3,15 g, 17当量)。搅拌混合物，直到通过HPLC观察到反应结束，通常为大约24 h。使用布氏漏斗过滤反应混合物。将溶剂转换为水，并将体积调节为50 mL (10体积)。加入乙腈(50 mL,10体积)。通过在35℃真空蒸馏，使混合物中的水缓慢地共沸出。继续在蒸馏釜中替换乙腈，直到固体物质开始沉淀。使用布氏漏斗过滤沉淀物。重复过滤，直到通过HPLC确认范围为纯的。浓缩混合物，得到浅棕色泡沫。将固体物质悬浮于IPA中，然后加热至60℃保持2小时。将混悬液冷却回25℃，然后搅拌1小时。使用布氏漏斗过滤混合物，并用IPA (10 mL, 2体积)洗涤滤饼。将固体在60℃真空干燥至少24小时，或直到通过1H-NMR分析认为IPA含量小于0.5重量%。
在一个替代性的方法中，将步骤3的产物的Na盐(17.5 g, 28 mmol, 1.0当量)溶解在甲醇(105 mL, 6体积)中，并加入水合碳酸钠(15.1 g, 142 mmol, 5当量)。将反应混合物穿过硅藻土垫过滤。用甲醇(35 mL, 2体积)洗涤滤饼。将混合物浓缩至63 g的最终质量。将乙腈(53 mL, 3体积) 加入到混合物中。使用布氏漏斗过滤浑浊的溶液，得到澄清溶液。将混合物蒸馏至一半体积。将乙腈(70 mL, 4体积)缓慢地加入到混合物中–产物在大约5 min内结晶。可以根据需要将最后2个步骤重复另外1-2次。然后将混合物搅拌不小于2 h。使用布氏漏斗过滤白色料浆。用乙腈(35 mL, 2体积)洗涤滤饼。将固体产物（钠盐）在55℃真空干燥过夜。
下面表1列举了1-(2,2-二氟苯并[d][1,3]二氧杂环戊烯-5-基)-N-((4R)-8-氟-2-羟基-4-(羟基甲基)-1,1-二甲基-1,2,4,5-四氢-[1,4]氧氮杂环庚三烯并[4,5-α]吲哚-9-基)环丙烷甲酰胺的分析数据。
表1.
LC/MS M+1 LC/RT min NMR
519.20 12.54 1H NMR (501 MHz, DMSO)δ7.50 (bs, 1H), 7.44 -7.34 (m, 2H), 7.30 (d, J= 8.2 Hz, 1H), 7.17 (d, J= 11.5 Hz, 1H), 6.51 (bs,1H), 6.21 (s, 1H), 4.96(m, 1H), 4.77 (d, J = 2.5Hz, 1H), 4.49 (d, J =14.2 Hz, 1H), 4.08 (m,1H), 3.95 (m, 1H), 3.53(m, 2H), 1.44 (t, J = 3.2Hz, 2H), 1.34 (s, 3H),1.28 (s, 2H), 1.10 (t, J= 3.2 Hz, 2H).
用于检测和测量化合物的ΔF508-CFTR的校正性质的测定
用于测定化合物的ΔF508-CFTR调节性质的膜电位光学方法
该测定利用荧光电压感知染料，使用荧光板读数器(例如FLIPR III，MolecularDevices，Inc.)测量跨膜电位的改变，以作为NIH 3T3细胞中功能性ΔF508-CFTR增加的读出值。该响应的驱动力是，在预先用化合物处理细胞、然后加载电压感知染料后，通过单独液体添加步骤产生的与通道活化相关的氯离子梯度。
校正化合物的鉴别
为了鉴别校正与ΔF508-CFTR有关的运输缺陷的小分子，开发了单加入HTS测定模式。在37℃、5％CO2、90％湿度下将包含细胞的测定板在组织培养温育箱内温育～2-4小时。然后在附着到测定板底部后准备将细胞暴露于化合物。
在有或没有(阴性对照)试验化合物存在下，在37℃、5％CO2、90％湿度下，在组织培养温育箱内，将细胞在无血清的培养基中温育16-24小时。随后将细胞用Krebs Ringer溶液冲洗3次，并加载感知电压的再分布染料。为了活化ΔF508-CFTR，向每孔中与无Cl--培养基一起加入10 μM福司柯林和CFTR增强剂染料木黄酮(20 μM)。无Cl-- 培养基的加入会促进响应于ΔF508-CFTR活化的Cl--流出，使用电压传感器染料光学监测所致膜的去极化。
增强剂化合物的鉴别
为了鉴别ΔF508-CFTR的增强剂，开发了双加HTS测定模式。这种HTS测定利用荧光电压感知染料来测量FLIPR-III上的膜电位改变，作为温度校正的ΔF508 CFTR NIH 3T3细胞中ΔF508-CFTR的门控(电导)增加的测量值。该响应的驱动力是，在预先用增强剂化合物(或DMSO媒介物对照)处理细胞、然后加载再分布染料后，通过单独液体添加步骤产生的与福司柯林通道活化相关的氯离子梯度，其使用荧光板读数器诸如FLIPR III测得。
溶液：
浴溶液#1：(以mM计)NaCl 160，KCl 4.5，CaCl2 2，MgCl2 1，HEPES 10，用NaOH调至pH 7.4。
无氯离子的浴溶液：用葡萄糖酸盐替代浴溶液#1中的盐酸盐。
细胞培养
将稳定表达ΔF508-CFTR的NIH3T3小鼠成纤维细胞用于膜电位的光学测量。于37℃、5％CO2和90％湿度下，将细胞维持在175 cm2培养瓶内的添加了2 mM谷氨酰胺、10% 胎牛血清、1 X NEAA、β-ME、1 X青霉素/链霉素和25 mM HEPES的Dulbecco氏改良的伊格尔培养基中。为了进行所有的光学测定，将细胞以~20,000个/孔接种于384-孔基质胶包被的平板中，并于37℃培养2小时，随后于27℃培养24小时用于增强剂测定。为了进行校正测定，在有或没有化合物的情况下将细胞于27℃或37℃培养16-24小时。
用于测定化合物的ΔF508-CFTR调节性质的电生理学测定
1.Ussing室测定
对表达ΔF508-CFTR的极化气道上皮细胞进行Ussing室实验，以进一步表征在光学测定中鉴别的ΔF508-CFTR调节剂。从支气管组织分离非-CF和CF气道上皮细胞，如以前所述培养(Galietta, L.J.V., Lantero, S., Gazzolo, A., Sacco, O., Romano, L.,Rossi, G.A., & Zegarra-Moran, O. (1998) In Vitro Cell. Dev. Biol. 34, 478-481)，并铺板在用NIH3T3-条件培养基预包被的Costar®SnapwellTM滤器上。4天后，除去顶部培养基，使细胞在气液界面上生长＞14天，然后使用。这产生完全分化的柱状细胞的单层，其具纤毛，这些特征属于气道上皮细胞的特征。非-CF HBE分离自不具有任何已知肺病的不吸烟者。CF-HBE分离自对ΔF508-CFTR而言纯合的患者。
将生长在Costar®Snapwell(insert)上的HBE固定在Ussing室(PhysiologicInstruments，Inc.，San Diego，CA)内，使用电压钳系统(Department of Bioengineering,University of Iowa, IA)测量在有底外侧至顶部Cl- 梯度(ISC)存在下经上皮电阻和短路电流。简言之，在37℃、在电压钳记录条件下(V保持= 0 mV)检查HBE。底外侧溶液包含(以mM计) 145 NaCl、0.83 K2HPO4、3.3 KH2PO4、1.2 MgCl2、1.2 CaCl2、10葡萄糖、10 HEPES (用NaOH将pH调至7.35)，顶部溶液包含(以mM计) 145葡萄糖酸钠、1.2 MgCl2、1.2 CaCl2、10葡萄糖、10 HEPES (用NaOH将pH调至7.35)。
校正化合物的鉴别
典型的方案采用底外侧至顶端膜Cl-浓度梯度。为了建立这种梯度，对底外侧膜使用标准林格液，而顶端NaCl被等摩尔葡萄糖酸钠(用NaOH滴定至pH 7.4) 替代，得到跨上皮的大Cl-浓度梯度。所有实验用完整的单层进行。为了完全活化ΔF508-CFTR，将福司柯林(10µM)、PDE抑制剂IBMX (100 μM)和CFTR增强剂染料木黄酮(50 μM)加入到顶侧。
正如在其它细胞类型中所观察到的，在低温下温育表达ΔF508-CFTR的FRT细胞和分离自患CF病患者(CF-HBE)的人支气管上皮细胞会增加CFTR在质膜中的功能密度。为了确定校正化合物的活性，将细胞与试验化合物一起在37℃下温育24-48小时，随后洗涤3次，然后记录。将化合物处理过的细胞中的cAMP-和染料木黄酮-介导的ISC相对于37℃对照标准化，并表示为wt-HBE中的CFTR活性的活性百分比。与37℃对照相比，与校正化合物一起预温育细胞会显著增加cAMP-和染料木黄酮介导的ISC。
增强剂化合物的鉴别
典型的方案采用底外侧至顶端膜Cl-浓度梯度。为了建立这种梯度，对底外侧膜使用标准林格液，而顶端NaCl被等摩尔葡萄糖酸钠(用NaOH滴定至pH 7.4) 替代，得到跨上皮的大Cl-浓度梯度。向细胞培养插件的顶侧加入福司柯林(10 μM)和所有试验化合物。将假定的ΔF508-CFTR增强剂的效力与已知增强剂染料木黄酮的效力进行对比。
2.膜片钳记录
如以前所述(Rae, J., Cooper, K., Gates, P., & Watsky, M. (1991) J. Neurosci. Methods 37, 15-26)，使用穿孔-膜片记录构件监测ΔF508-NIH3T3细胞中的总Cl-电流。使用Axopatch 200B膜片钳放大器(Axon Instruments Inc.，Foster City，CA)在22℃进行电压钳记录。移液管溶液包含(以mM计) 150 N-甲基-d-还原葡糖胺(NMDG)-Cl、2MgCl2、2 CaCl2、10 EGTA、10 HEPES和240µg/ml两性霉素-B (用HCl将pH调至7.35)。胞外培养基包含(以mM计) 150 NMDG-Cl、2 MgCl2、2 CaCl2、10 HEPES (用HCl将pH调至7.35)。使用配有Digidata 1320A/D界面的PC与Clampex 8(Axon Instruments Inc.)进行脉冲发生、数据获取和分析。为了活化ΔF508-CFTR，向浴中加入10 μM福司柯林和20 μM染料木黄酮，每30秒监测电流-电压关系。
校正化合物的鉴别
为了确定校正化合物用于增加功能性ΔF508-CFTR在质膜中的密度的活性，我们在用校正化合物处理24小时后，使用上述穿孔-膜片-记录技术测量电流密度。为了完全活化ΔF508-CFTR，给细胞添加10 μM福司柯林和20 μM染料木黄酮。在我们的记录条件下，在27℃温育24小时后的电流密度高于在37℃温育24小时后观察到的电流密度。这些结果与已知的低温温育对质膜中ΔF508-CFTR密度的影响一致。为了确定校正化合物对CFTR电流密度的影响，将细胞与10 μM试验化合物一起在37℃温育24小时，并将电流密度与27℃和37℃对照进行对比(％活性)。记录前，用胞外记录介质将细胞洗涤3次，以除去任何残余的试验化合物。与37℃对照相比，与10 μM校正化合物一起预温育会显著增加cAMP-和染料木黄酮-依赖性的电流。
增强剂化合物的鉴别
还使用穿孔-膜片-记录技术研究了ΔF508-CFTR增强剂的增加稳定表达ΔF508-CFTR的NIH3T3细胞中的宏观ΔF508-CFTR Cl-电流(IΔF508)的能力。从光学测定中鉴别的增强剂会引起IΔF508的剂量依赖性增加，其具有与在光学测定中观察到的类似的功效和效力。在检验的全部细胞中，增强剂施加之前和过程中的逆转电位均在-30mV左右，为计算的EC1(-28mV)。
细胞培养
使用稳定表达ΔF508-CFTR的NIH3T3小鼠成纤维细胞进行全细胞记录。在175cm2培养瓶中，将细胞维持在37℃下、在5% CO2和90%湿度下和补充了2 mM谷氨酰胺、10% 胎牛血清、1 X NEAA、β-ME、1 X青霉素/链霉素和25 mM HEPES的Dulbecco氏改良的伊格尔培养基中。就全细胞记录而言，将2,500 - 5,000个细胞接种在聚-L-赖氨酸-包被的玻璃盖玻片上，在27℃下培养24-48小时，然后用于测试增强剂的活性；并在37℃与或不与校正化合物一起温育，以测量校正剂活性。
3.单通道记录
使用Axopatch 200B膜片钳放大器(Axon Instruments Inc.)，如以前所述(Dalemans, W., Barbry, P., Champigny, G., Jallat, S., Dott, K., Dreyer, D.,Crystal, R.G., Pavirani, A., Lecocq, J-P., Lazdunski, M。(1991) Nature 354,526 - 528)，使用切离的内侧外翻膜片记录观察在NIH3T3细胞中表达的wt-CFTR和温度校正的的门控活性。移液管包含(以mM计)：150 NMDG、150天冬氨酸、5 CaCl2、2 MgCl2和10HEPES (用Tris碱将pH调至7.35)。浴包含(以mM计)：150 NMDG-Cl、2 MgCl2、5 EGTA、10 TES和14 Tris碱(用HCl将pH调至7.35)。切下后，通过添加1 mM Mg-ATP、75 nM催化亚单位的cAMP依赖性蛋白激酶(PKA; Promega Corp. Madison, WI)和10 mM NaF以抑制蛋白磷酸酶，活化wt-和，从而防止电流减少。将移液管电位维持在80mV。分析来自包含≤2活性通道的膜片的通道活性。在实验过程中同时开放的最大数量决定了活性通道数量。为了确定单通道电流振幅，在100Hz“离线”过滤从120秒的ΔF508-CFTR活性记录的数据，然后用于构建全-点振幅直方图，将其使用Bio-Patch Analysis软件(Bio-Logic Comp. 法国)、用多高斯函数拟合。从120秒的通道活性确定总微观电流和开放概率(Po)。使用Bio-Patch软件或由关系式Po＝I/i(N)确定Po，其中I＝平均电流值，i＝单通道电流振幅，N＝膜片中的活性通道数量。
细胞培养
使用稳定表达ΔF508-CFTR的NIH3T3小鼠成纤维细胞进行切下膜的膜片钳记录。在175cm2培养瓶中，将细胞维持在37℃下、在5％CO2和90％湿度中和补充了2 mM谷氨酰胺、10% 胎牛血清、1 X NEAA、β-ME、1 X青霉素/链霉素和25 mM HEPES的Dulbecco氏改良的伊格尔培养基中。就单通道记录而言，将2,500 - 5,000个细胞接种在聚-L-赖氨酸-包被的玻璃盖玻片上，在27℃下培养24-48小时后使用。
在表2中，适用如下含义：
EC50：“+++”指＜2 uM；“++”指2 uM至5 uM之间；“+”指5 uM至25 uM之间。
% 效力：“+”指＜25%；“++”指25%至100%之间；“+++”指>100%。
表2
化合物 EC50 % 效力
1-(2,2-二氟苯并[d][1,3] 二氧杂环戊烯-5-基)-N-((4R)-8-氟-2-羟基-4-(羟基甲基) -1,1-二甲基-1,2,4,5-四氢-[1,4]氧氮杂环庚三烯并[4,5-α]吲哚-9-基)环丙烷甲酰胺 +++ +++
其它实施方案
应当理解，尽管已经结合其详细说明描述了本发明，但是前述说明书意在只是说明性的，并且不限制本发明的范围，本发明的范围由随后的权利要求的范围限定。其它方面、优点和改变是在下述权利要求的范围内。

Claims (22)

1.式II的化合物或其药学上可接受的盐：
II
其中在每次出现时独立地：
R是H、OH、OCH3或者2个R一起形成-OCH2O-或-OCF2O-；
R1是H或至多2个C1-C6烷基；
R2是H或卤代；
R3是H或C1-C6烷基；
Y是O或NR4；且
R4是H或C1-C6烷基。
2.根据权利要求1所述的式II的化合物，其中2个R一起形成-OCF2O-，R1是H，且R2是F。
3.根据权利要求1所述的式II的化合物，其中2个R一起形成-OCF2O-，R1是H，R2是F，且R3是CH3。
4.根据权利要求1所述的化合物或其药学上可接受的盐，其具有式IIa：
其中：
R2是H或卤代。
5.根据权利要求4所述的化合物，其中R2是F。
6.根据权利要求1所述的化合物，其中所述化合物是
或
。
7.根据权利要求1所述的化合物，其中所述化合物是
。
8.一种药物组合物，其包含
(i) 根据权利要求1-7中的任一项所述的化合物；和
(ii) 药学上可接受的载体。
9.根据权利要求8所述的药物组合物，所述药物组合物进一步包含选自溶粘蛋白剂、支气管扩张剂、抗生素、抗感染剂、抗炎剂、CFTR矫正剂、CFTR增强剂或营养剂的额外药剂。
10.一种增加细胞膜中的功能性ABC转运蛋白的数目的体外方法，所述方法包括下述步骤：使所述细胞与权利要求1-7中的任一项所述的化合物接触。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述ABC转运蛋白是CFTR。
12.根据权利要求1-7中任一项的化合物或权利要求8或9的药物组合物在制备药物中的用途，所述药物用于治疗患者中涉及ABC转运蛋白活性的病症、疾病或障碍。
13.根据权利要求12所述的用途，其中所述病症、疾病或障碍选自：囊性纤维化、肺气肿、遗传性血色素沉着症、凝血-纤维蛋白溶解缺陷、蛋白C缺陷、1型遗传性血管性水肿、脂质加工缺陷、家族性高胆固醇血症、1型乳糜微粒血症、无β脂蛋白血症、溶酶体贮积病、I-细胞疾病/假胡尔勒氏病、粘多糖累积病、桑德霍夫/泰-萨克斯病、II型克里格勒-纳贾尔综合症、多内分泌腺病/高胰岛素血症、糖尿病、拉伦侏儒症、髓过氧化物酶缺乏、原发性甲状旁腺功能减退、黑色素瘤、1型聚糖病CDG、先天性甲状腺功能亢进、成骨不全、遗传性低纤维蛋白原血症、ACT缺乏、尿崩症、神经生长性尿崩症、肾源性尿崩症、夏-马-图综合征、佩-梅病、神经变性疾病、阿尔茨海默氏病、帕金森病、肌萎缩性侧索硬化、进行性核上性麻痹、皮克病、聚谷氨酰胺神经障碍、亨廷顿病、I型脊髓小脑性共济失调、脊髓延髓肌肉萎缩症、齿状核红核苍白球丘脑下部核萎缩、肌强直性营养不良、海绵状脑病、遗传性克雅病、法布里病、Straussler-Scheinker综合征、COPD、干眼病或舍格伦病。
14.根据权利要求13所述的用途，其中所述病症、疾病或障碍选自囊性纤维化、肺气肿、COPD或干眼病。
15.一种用于体外或体内测量生物样品中的ABC转运蛋白或其片段的活性的试剂盒，所述试剂盒包含：
(i) 根据权利要求1-7中的任一项所述的化合物；和
(ii)说明书，其关于：
a) 使所述化合物与所述生物样品接触；和
b) 测量所述ABC转运蛋白或其片段的活性。
16.根据权利要求15所述的试剂盒，所述试剂盒进一步包含说明书，其关于：
a) 使额外化合物与所述生物样品接触；
b) 在有所述额外化合物存在下，测量所述ABC转运蛋白或其片段的活性，和
c) 将在有所述额外化合物存在下所述ABC转运蛋白的活性与在有所述第一化合物存在下所述ABC转运蛋白的密度进行对比。
17.一种用于制备式IIa的化合物的方法
，
所述方法包括：
(a) 在有极性溶剂存在下，使式I-5的化合物与羰基二咪唑接触，以得到式I-4的化合物；
(b) 在有极性溶剂存在下，使式I-4的化合物与氧化剂接触，以得到式I-3的化合物；
和
(c) 在有极性溶剂存在下，使式I-3的化合物与碱接触，以得到式IIa的化合物：
；
其中R2是H或卤代。
18.根据权利要求17所述的方法，其中R2是H或F。
19.一种化合物，它是：
其中R2是H或F。
20.根据权利要求19所述的化合物，它是：
其中R2是H或F。
21.根据权利要求19所述的化合物，它是：
。
22.根据权利要求19所述的化合物，它是：
。
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