CN104817592A - 金合欢素的水溶性衍生物和前药及其制备和使用方法 - Google Patents

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Abstract

本文涉及金合欢素的水溶性衍生物和前药及其制备和使用方法。本文描述了金合欢素的水溶性衍生物和/或前药。所述化合物可以用作针对由缺血-再灌注诱发的心肌梗塞的心脏保护剂。在一个实施方案中，所述化合物用于治疗缺血性心脏疾病。在优选的实施方案中，所述化合物用于治疗和/或预防人类的心肌梗塞。

Description

金合欢素的水溶性衍生物和前药及其制备和使用方法
技术领域
本发明属于金合欢素的水溶性衍生物和／或前药及其制备和使用方法领域。
背景技术
心肌梗塞是罹患心肌缺血和随后再灌注损伤的患者的心脏病死亡的一个主要风险。在心肌缺血过程中，代谢供给和需求的平衡被破坏，并且心肌组织遭受低氧应激，缺血性心肌的血液回流(再灌注)会诱发再氧合，其会导致进一步组织损伤和一系列细胞内应答。这些应答会触发危及生命的心室纤颤，且伴有急性炎症应答、代谢障碍、细胞凋亡和坏死。这些也可能源自心脏功能障碍和重塑。
关于抗-缺血-再灌注损伤的研究长期以来已经聚焦于针对由缺血-再灌注引起的心肌损伤的治疗前(preconditioning)和治疗后(post-conditioning)心脏保护。这样的研究已经提供了对在缺血-再灌注损伤(例如ROS、TNFα、多形核白细胞浸润、细胞凋亡信号等)以及治疗前和治疗后心脏保护(例如腺苷、缓激肽和阿片样肽、SOD等)中涉及的细胞内分子信号的洞察。
这些缺血-再灌注相关的分子信号是潜在药理学靶标。已经对临床患者研究了许多药理学试剂，包括β-肾上腺素能受体阻滞剂、腺苷、环孢菌素和氮氧化物。但是，不存在被批准用于预防由急性心肌梗塞(心脏病发作)造成的猝死的药物。
在十二指肠施用以后，得自中草药天山雪莲的金合欢素会在麻醉的犬科动物中抑制心房的IKur、IKACh和Ito，并阻止实验性心房纤颤的诱导。中国专利申请102697769A描述了金合欢素在抗-缺血／再灌注-损伤模型中的用途。中国专利申请号103058975A描述了金合欢素在中风的先体外后体内(ex vivo)脑模型中的用途。临床上，需要静脉内制剂来挽救急性心房纤颤或心肌梗塞。但是，金合欢素是不溶于水的，并且因此不可以以直接方式静脉内施用。
需要可以快速静脉内施用以预防由心肌梗塞引起的猝死的金合欢素的水溶性衍生物和／或水溶性前药。
因此，本发明的一个目的是，提供可以快速静脉内施用以预防由心肌梗塞引起的猝死的金合欢素的水溶性衍生物和／或水溶性前药，及其制备和使用方法。
发明内容
本文描述了金合欢素的水溶性衍生物和／或前药。所述化合物可以用作针对由缺血-再 灌注诱导的心肌梗塞的心脏保护剂。在一个实施方案中，将所述化合物用于治疗缺血性心脏疾病。在优选的实施方案中，将所述化合物用于治疗和／或预防人类的心肌梗塞。
在一个实施方案中，所述水溶性衍生物或化合物是式I的化合物或其药学上可接受的盐：
其中
m和n独立地是0-3的整数；
X是O或N或S；
R1和R2独立地是氢、烷基、烯基、炔基、环烷基、环烯基、环炔基、杂环基、芳基、烷芳基、芳基烷基、羧基烷基、氨基、氨基烷基、烷基氨基、二烷基氨基、芳基氨基、二芳基氨基、烷基芳基氨基、羟基烷基、烷氧基烷基、酰基、PO3H2、PO3 2-M(其中M是一个或多个铵离子、碱金属离子或碱土金属离子)、磷酸酯、SO3H、SO3 -M(其中M是铵离子、碱金属离子或碱土金属离子)、磺酸酯(sulfonic ester)、磺酰胺、-C(＝O)-A1或-C(＝O)-L-A2；
其中A1和A2独立地是氢、卤素、烷氧基、羟基、巯基、烷基、烯基、炔基、环烷基、环烯基、环炔基、烷芳基、芳基烷基、氨基甲酸酯、氨基、烷基氨基、芳基氨基、二烷基氨基、烷基芳基氨基、二芳基氨基、磺酰胺、杂烷基；且
L是亚烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基、亚芳烷基或亚烷芳基。
在某些实施方案中，所述化合物是式IIA的化合物或其药学上可接受的盐：
其中
X＝O；m＝0；n＝0；
R1和R2独立地是氢、PO3H2、PO3 2-M(其中M是一个或多个铵离子、碱金属离子或碱土金属离子)、SO3H、SO3 -M(其中M是铵离子、碱金属离子或碱土金属离子)、磷酸酯、磺酸 酯或磺酰胺；
其中，当R2是H时，R1不是H或磺酸酯(sulfonate)。
在其它实施方案中，所述化合物是式IIB的化合物或其药学上可接受的盐：
其中：
X＝O；m＝1；n＝0；
R1和R2独立地是氢、PO3H2、PO3 2-M(其中M是一个或多个铵离子、碱金属离子或碱土金属离子)、磷酸酯、SO3H、SO3 -M(其中M是铵离子、碱金属离子或碱土金属离子)、磺酸酯或磺酰胺；
其中，当R2是H时，R1不是H。
附图说明
图1A是用媒介物(等体积Tris，pH＝7.2)治疗的大鼠的心电图(ECG)，显示了再灌注以后的心室纤颤1min。图1B是缺血之前用前药A(10mg／kg静脉内持续5min)治疗的大鼠的心电图，显示了短暂的心室心动过速，然后是在再灌注以后的正常节律(降低的猝死风险)。图1C的图显示了作为前药A浓度的函数的心律失常评分。图1D的图显示了作为前药A浓度的函数的心律失常持续时间。图1E的图显示了作为前药A浓度的函数的PVBs、VT和Vf百分比。
图2A的图显示了作为前药A浓度的函数在不同时间点的心率变化(％)。图2B的图显示了作为前药A浓度的函数在不同时间点的左心室收缩压的变化(％)。图2C的图显示了作为前药A浓度的函数在不同时间点的左心室舒张压(development pressure)的变化(％)。图2D的图显示了作为前药A浓度的函数在不同时间点的变化+dP／dT(％)(n＝10-11个实验，相对于媒介物，*P＜0.05，**P＜0.01)。图2E显示了得自麻醉大鼠的具有TCC-染色的心脏的心室切片，表明在用前药A治疗的动物中的梗塞区域减小(n＝4，相对于媒介物，**P＜0.01)。
图3A的图显示了前药A对在HEK293细胞中表达的Kv1.5电流的影响。图3B的图显示了前药A对在HEK293细胞中表达的Kv4.3电流的影响。图3C的图显示了前药A对大鼠心房肌细胞中的5μM卡巴胆碱活化的IKACh的影响。图3D的图显示了金合欢素对HEK293细胞中的Kv1.5电流的影响。图3E的图显示了金合欢素对HEK293细胞中的 Kv4.3电流的影响。图3F的图显示了金合欢素对大鼠心房肌细胞中的5μM卡巴胆碱活化的IKACh的影响。图3G显示了预测的前药向母体化合物金合欢素的体内转化。
图4A是施用前药A之前的血液样品的HPLC迹线。图4B是静脉内施用20mg／kg前药A之后的血液样品的HPLC迹线。图4C的表显示了施用前药A、B和C以后，血液样品中的金合欢素浓度随时间的变化，其中前药A和C(静脉内输注20mg／kg持续30分钟，n＝3-4)，前药B(静脉内输注20mg／kg持续60分钟，n＝3)。
图5A的图显示了金合欢素浓度对冠状动脉流速(％)的影响，作为时间的函数。图5B的图显示了金合欢素浓度对左心室收缩压(％)的影响，作为时间的函数。图5C的图显示了金合欢素浓度对+dP／dT(％)的影响，作为时间的函数。所有实验n＝10-12、相对于0min，#P＜0.05，##P＜0.01；相对于媒介物，*P＜0.05，**P＜0.01。
图6A显示了具有TCC-染色的心脏的心室切片，表明了媒介物对照心脏的显著梗塞区域。图6B显示的心室切片表现出用3μM金合欢素治疗(40min)的心脏中减小的梗塞区域。图6C的图显示了具有缺血-再灌注损伤的心室的危险区域和梗塞区域的平均百分比，表明了以浓度依赖性方式用0.3、1或3μM治疗的心脏的梗塞区域的减小(n＝10-12个实验，相对于媒介物，**P＜0.01；相对于0.3或1μM金合欢素，##P＜0.01)。图6D是HE-染色的切片的图像，表明了媒介物治疗的心脏中的心肌损伤，但是在金合欢素治疗的心脏中不存在。图6E是TUNEL-染色的切片的图像。图6F的图显示了用媒介物或3μM金合欢素治疗的心脏中具有暗褐色细胞核的平均细胞凋亡性细胞数目(n＝5个实验，相对于假实验，**P＜0.01；相对于媒介物，##P＜0.01)。
图7A是在没有金合欢素和有0.3、1和3μM金合欢素存在下，关于天冬氨酸特异性半胱氨酸蛋白酶-3、Bax和Bcl-2的表达的蛋白质印迹。图7B的图显示了作为金合欢素浓度的函数，天冬氨酸特异性半胱氨酸蛋白酶-3、Bax和Bcl-2的蛋白水平(相对于β-肌动蛋白)(n＝4个实验，相对于媒介物，*P＜0.05，**P＜0.01)。图7C是关于自噬蛋白LC3B I／II和Beclin1的表达的蛋白质印迹。图7D的图显示了作为金合欢素浓度的函数，LC3B I／II和Beclin1的蛋白水平(相对于β-肌动蛋白)(n＝4，相对于假实验，##P＜0.01；相对于媒介物，*P＜0.05，**P＜0.01)。
图8A是关于氧化蛋白硫氧还蛋白(Trx)和超氧化物歧化酶2(SOD-2)的表达的蛋白质印迹。图8B的图显示了作为金合欢素浓度的函数，SOD-2和Trx的相对蛋白水平。图8C是在没有金合欢素和有0.3、1和3μM金合欢素存在下，关于具有缺血-再灌注损伤的大鼠的左心室中促炎症性细胞因子toll-样受体-4(TLR-4)、白介素-6(IL-6)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)的表达的蛋白质印迹。图8D的图显示了作为金合欢素浓度的函数，TLR-4、IL-6和 TNF-α的相对蛋白水平(n＝5-6个实验，相对于媒介物，*P＜0.05，**P＜0.01)。
具体实施方式
I.定义
在描述和要求保护公开的主题时，根据下面阐述的定义使用下述术语。
应当指出，在本说明书和所附权利要求中使用的单数形式“一个”、“一种”和“所述”包括复数指示物，除非上下文另外清楚地指示。因而，例如，提及的含有“化合物”的组合物包括2种或更多种化合物的混合物。还应当指出，术语“或”通常以它的包括“和／或”的含义使用，除非上下文另外清楚地指示。
本文中使用的“烷基”表示饱和的或不饱和的脂族基团，包括：直链烷基、烯基或炔基基团，支链烷基、烯基或炔基基团，环烷基、环烯基或环炔基(脂环族)基团，烷基取代的环烷基、环烯基或环炔基基团，和环烷基取代的烷基、烯基或炔基基团。除非另有说明，否则直链或支链烷基在它的主链中具有30个或更少的碳原子(例如，对于直链而言的C1-C30，对于支链而言的C3-C30)，更优选20个或更少的碳原子，更优选12个或更少的碳原子，最优选8个或更少的碳原子。同样地，优选的环烷基在它们的环结构中具有3-10个碳原子，且更优选地在环结构中具有5、6或7个碳。所述烷基还可以被一个或多个基团取代，所述基团包括、但不限于，卤素、羟基、氨基、硫代(thio)、醚、酯、羧基、氧代和醛基。所述烷基还可以含有一个或多个杂原子。本文中使用的“低级烷基”是指1-6个碳，优选1-5个碳，更优选1-4个碳，最优选1-3个碳。
本文中使用的术语“杂烷基”表示，含有至少一个杂原子的直链或支链或环状含碳基团，或它们的组合。合适的杂原子包括、但不限于：O、N、Si、P、Se、B和S，其中所述磷和硫原子任选地被氧化，且所述氮杂原子任选地被季铵化。杂烷基可以如上面关于烷基所定义被取代。
术语“烷硫基”表示，具有与其连接的硫基的如上定义的烷基。在优选的实施方案中，所述“烷硫基”基团由-S-烷基、-S-烯基和-S-炔基之一表示。代表性的烷硫基基团包括甲硫基、乙硫基等。术语“烷硫基”也包括环烷基、烯烃和环烯烃基团、以及炔烃基团。“芳硫基”表示芳基或杂芳基。
本文中使用的“烯基”和“炔基”表示，含有一个或多个具有类似长度(例如，C2-C30)的双键或三键和对上述烷基的可能的取代基的不饱和脂族基团。
本文中使用的术语“烷氧基(alkoxyl或alkoxy)”表示，具有与其连接的氧基的如上定义的烷基。代表性的烷氧基包括甲氧基、乙氧基、丙氧基、叔丁氧基等。“醚”是通过氧 共价地连接的2个烃。因此，使烷基呈现为醚的烷基取代基是或类似于烷氧基，例如可以由-O-烷基、-O-烯基和-O-炔基之一表示。芳氧基可以由-O-芳基或O-杂芳基表示，其中芳基和杂芳基如下面所定义。烷氧基和苯氧基可以如上面关于烷基所述被取代。
本文中使用的“磷酸酯”由以下通式表示：
其中，R6、R7、R6 ′和R7 ′各自独立地表示烷基、环烷基、烯基、环烯基、炔基、芳基、烷芳基或芳基烷基。在某些实施方案中，R6和R7(和任选地R6 ′或R7 ′)各自独立地表示芳基。
术语“胺”和“氨基”是本领域公知的，且表示未被取代的和被取代的胺，例如，可以由以下通式表示的基团：
其中，R9、R10和R′10各自独立地表示氢、烷基、烯基、炔基、环烷基、环烯基、芳基、杂芳基、烷基芳基、芳基烷基、-(CH2)m-R8，或者R9和R10与它们所连接的N原子一起形成在环结构中具有4-8个原子的杂环；R8表示芳基、杂芳基、环烷基、环烯基、杂环或多环；且m是0或在1-8的范围内的整数。在优选的实施方案中，R9或R10中的仅一个可以是羰基，例如，R9、R10和氮一起不形成酰亚胺。在更优选的实施方案中，术语“胺”不包括酰胺，例如，其中R9和R10之一表示羰基。在甚至更优选的实施方案中，R9和R10(和任选的R10’)各自独立地表示氢、烷基或环烷基、烯基或环烯基、或炔基。因而，本文中使用的术语“烷基胺”是指，具有与其连接的被取代的(如上面关于烷基所述)或未被取代的烷基的如上定义的胺基，即，R9和R10中的至少一个是烷基。
术语“酰胺”在本领域中公知为氨基-取代的羰基，且包括可以由以下通式表示的基团：
其中R9和R10如上面所定义。
本文中使用的“芳基”表示5-、6-和7-元芳族的、杂环的、稠合的芳族的、稠合的杂环的、联芳族的(例如，联苯基)或联杂环的(例如，联吡啶基)环系，所述环系任选地被一 个或多个取代基取代，所述取代基包括、但不限于卤素、羟基、硝基、氰基、氨基、伯氨基、仲氨基或叔氨基、甲酰基、酰基、羧酸酯、烷氧基、硫醚、烷基、烯基和炔基、环烷基等。本文中使用的宽泛地定义的“Ar”包括，可以包含0-4个杂原子的5-、6-和7-元单环芳族基团，例如，苯、吡咯、呋喃、噻吩、咪唑、噁唑、噻唑、三唑、吡唑、吡啶、吡嗪、哒嗪和嘧啶等。在环结构中具有杂原子的那些芳基也可以被称作“芳基杂环”或“杂芳族化合物”。芳族环可以在一个或多个环位置被如上所述的这类取代基取代，例如，卤素、叠氮化物、烷基、芳烷基、烯基、炔基、环烷基、羟基、烷氧基、氨基、硝基、巯基、酰亚胺基、酰胺基、膦酸酯、次膦酸酯、羰基、羧基、甲硅烷基、醚、烷基硫基、磺酰基、磺酰胺基、酮、醛、酯、杂环基、芳族或杂芳族基团、--CF3、--CN等。术语“Ar”也包括，具有2个或多个环的多环环系，其中2个或更多个碳被2个邻接环(所述环是“稠合环”)共有，其中所述环中的至少一个是芳族的，例如，其它环可以是环烷基、环烯基、环炔基、芳基和／或杂环。杂环的例子包括、但不限于：苯并咪唑基、苯并呋喃基、苯并噻吩基、苯并噻吩基、苯并噁唑基、苯并噁唑啉基、苯并噻唑基、苯并三唑基、苯并四唑基、苯并异噁唑基、苯并异噻唑基、苯并咪唑啉基、咔唑基、4aH咔唑基、咔啉基、色满基、色烯基、噌啉基、十氢喹啉基、2H，6H-1，5，2-二噻嗪基、二氢呋喃并[2，3b]四氢呋喃、呋喃基、呋咱基、咪唑烷基、咪唑啉基、咪唑基、1H-吲唑基、indolenyl、吲哚啉基、吲嗪基、吲哚基、3H-吲哚基、isatinoyl、异苯并呋喃基、异色满基、异吲唑基、异吲哚啉基、异吲哚基、异喹啉基、异噻唑基、异噁唑基、亚甲基二氧基苯基、吗啉基、萘啶基、八氢异喹啉基、噁二唑基、1，2，3-噁二唑基、1，2，4-噁二唑基、1，2，5-噁二唑基、1，3，4-噁二唑基、噁唑烷基、噁唑基、羟吲哚基、嘧啶基、菲啶基、菲咯啉基、吩嗪基、吩噻嗪基、吩噁噻基(phenoxathinyl)、吩噁嗪基、酞嗪基、哌嗪基、哌啶基、哌啶酮基、4-哌啶酮基、胡椒基、喋啶基、嘌呤基、吡喃基、吡嗪基、吡唑烷基、吡唑啉基、吡唑基、哒嗪基、吡啶并噁唑、吡啶并咪唑、吡啶并噻唑、吡啶基、吡啶基、嘧啶基、吡咯烷基、吡咯啉基、2H-吡咯基、吡咯基、喹唑啉基、喹啉基、4H-喹嗪基、喹喔啉基、奎宁环基、四氢呋喃基、四氢异喹啉基、四氢喹啉基、四唑基、6H-1，2，5-噻二嗪基、1，2，3-噻二唑基、1，2，4-噻二唑基、1，2，5-噻二唑基、1，3，4-噻二唑基、噻葸基、噻唑基、噻吩基、噻吩并噻唑基、噻吩并噁唑基、噻吩并咪唑基、噻吩基和呫吨基。
“芳基”包括被取代的和未被取代的二芳基和二杂芳基化合物，其任选地被一个或多个原子插入(interrupted)或桥连，所述原子例如碳和／或杂原子(例如，O、S、N等)。例子包括、但不限于：二芳基醚、二芳基胺、二芳基硫醚(biaryl thiol)、二杂芳基醚、二杂芳基胺 和二杂芳基硫醚。
本文中使用的“烷基芳基”表示，被芳基(例如，芳族或杂芳族基团)取代的烷基。
本文中使用的“杂环”或“杂环的”表示，经由单环或二环的环碳或氮连接的环状基团，所述单环或二环含有3-10个环原子，且优选5-6个环原子，所述环原子由碳和1-4个杂原子组成，每个杂原子选自非过氧化物氧、硫和N(Y)，其中Y不存在或者是H、O、(C1-4)烷基、苯基或苄基，并且所述单环或二环任选地含有一个或多个双键或三键，并任选地被一个或多个取代基取代。术语“杂环”也包括被取代的和未被取代的杂芳基环。杂环的例子包括、但不限于：苯并咪唑基、苯并呋喃基、苯并噻吩基、苯并噻吩基、苯并噁唑基、苯并噁唑啉基、苯并噻唑基、苯并三唑基、苯并四唑基、苯并异噁唑基、苯并异噻唑基、苯并咪唑啉基、咔唑基、4aH-咔唑基、咔啉基、色满基、色烯基、噌啉基、十氢喹啉基、2H，6H-1，5，2-二噻嗪基、二氢呋喃并[2，3-b]四氢呋喃、呋喃基、呋咱基、咪唑烷基、咪唑啉基、咪唑基、1H-吲唑基、indolenyl、吲哚啉基、吲嗪基、吲哚基、3H-吲哚基、isatinoyl、异苯并呋喃基、异色满基、异吲唑基、异吲哚啉基、异吲哚基、异喹啉基、异噻唑基、异噁唑基、亚甲基二氧基苯基、吗啉基、萘啶基、八氢异喹啉基、噁二唑基、1，2，3-噁二唑基、1，2，4-噁二唑基、1，2，5-噁二唑基、1，3，4-噁二唑基、噁唑烷基、噁唑基、羟吲哚基、嘧啶基、菲啶基、菲咯啉基、吩嗪基、吩噻嗪基、吩噁噻基、吩噁嗪基、酞嗪基、哌嗪基、哌啶基、哌啶酮基、4-哌啶酮基、胡椒基、喋啶基、嘌呤基、吡喃基、吡嗪基、吡唑烷基、吡唑啉基、吡唑基、哒嗪基、吡啶并噁唑、吡啶并咪唑、吡啶并噻唑、吡啶基、吡啶基、嘧啶基、吡咯烷基、吡咯啉基、2H-吡咯基、吡咯基、喹唑啉基、喹啉基、4H-喹嗪基、喹喔啉基、奎宁环基、四氢呋喃基、四氢异喹啉基、四氢喹啉基、四唑基、6H-1，2，5-噻二嗪基、1，2，3-噻二唑基、1，2，4-噻二唑基、1，2，5-噻二唑基、1，3，4-噻二唑基、噻葸基、噻唑基、噻吩基、噻吩并噻唑基、噻吩并噁唑基、噻吩并咪唑基、噻吩基和呫吨基。
本文中使用的“杂芳基”表示，含有5或6个环原子的单环芳族环，所述环原子由碳和1、2、3或4个杂原子组成，每个杂原子选自非过氧化物氧、硫和N(Y)，其中Y不存在或者是H、O、(C1-C8)烷基、苯基或苄基。杂芳基的非限制性例子包括：呋喃基、咪唑基、三唑基、三嗪基、噁唑基、异噁唑基、噻唑基、异噻唑基(isothiazoyl)、吡唑基、吡咯基、吡嗪基、四唑基、吡啶基、(或它的N-氧化物)、噻吩基、嘧啶基(或它的N-氧化物)、吲哚基、异喹啉基(或它的N-氧化物)、喹啉基(或它的N-氧化物)等。术语“杂芳基”可以包括，从其衍生出的约8-10个环原子的邻位稠合的二环杂环的基团，特别是苯并-衍生物，或通过使亚丙基、三亚甲基或四亚甲基二基与其稠合而衍生出的基团。杂芳基的例子可以是呋 喃基、咪唑基、三唑基、三嗪基、噁唑基、异噁唑基、噻唑基、异噻唑基、吡唑基(pyraxolyl)、吡咯基、吡嗪基、四唑基、吡啶基(或它的N-氧化物)、噻吩基(thientyl)、嘧啶基(或它的N-氧化物)、吲哚基、异喹啉基(或它的N-氧化物)、喹啉基(或它的N-氧化物)等。所述环可以是未被取代的或被取代的。
本文中使用的“卤素”表示氟、氯、溴或碘。
术语“羰基”是本领域公知的，且包括诸如可以由以下通式表示的基团：
其中，X是键或表示氧或硫，且R11表示氢、烷基、环烷基、杂环烷基、烯基、环烯基、杂环烯基、炔基、芳基或杂芳基，R′11表示氢、烷基、环烷基、杂环烷基、烯基、环烯基、杂环烯基、炔基、芳基或杂芳基。在X是氧且R11或R’11不是氢的情况下，该式表示“酯”。在X是氧且R11是如上定义的情况下，该基团在本文中被称作羧基，且特别当Rn是氢时，该式表示“羧酸”。在X是氧且R′11是氢的情况下，该式表示“甲酸酯”。一股而言，在上式的氧原子被硫替代的情况下，该式表示“硫代羰基”基团。在X是硫且R11或R′11不是氢的情况下，该式表示“硫代酸酯”。在X是硫且R11是氢的情况下，该式表示“硫代甲酸”。在X是硫且R’11是氢的情况下，该式表示“硫代甲酸酯”。另一方面，在X是键且R11不是氢的情况下，上式表示“酮”基团。在X是键且R11是氢的情况下，上式表示“醛”基团。
本文中使用的术语“杂原子”是指，除了碳或氢以外的任意元素的原子。优选的杂原子是硼、氮、氧、磷、硫和硒。其它杂原子包括硅和砷。
本文中使用的术语“硝基”是指-NO2；术语“卤素”指-F、-Cl、-Br或-I；术语“巯基”是指-SH；术语“羟基”是指-OH；且术语“磺酰基”是指-SO2-。
本文中使用的术语“取代”表示本文所述化合物的所有可允许的取代基。在最宽的含义上，所述可允许的取代基包括有机化合物的非环的和环状的、支链的和直链的、碳环的和杂环的、芳族的和非芳族的取代基。示例性的取代基以直链、支链或环状结构形式包括、但不限于：卤素，羟基，或含有任意数目的碳原子(优选1-14个碳原子)的任意其它有机基团且任选地包括一个或多个杂原子(诸如氧、硫或氮基团)。代表性的取代基包括烷基、被取代的烷基、烯基、被取代的烯基、炔基、被取代的炔基、苯基、被取代的苯基、芳基、 被取代的芳基、杂芳基、被取代的杂芳基、卤素、羟基、烷氧基、被取代的烷氧基、苯氧基、被取代的苯氧基、芳氧基(aroxy)、被取代的芳氧基、烷硫基、被取代的烷硫基、苯硫基、被取代的苯硫基、芳硫基、被取代的芳硫基、氰基、异氰基、被取代的异氰基、羰基、被取代的羰基、羧基、被取代的羧基、氨基、被取代的氨基、酰胺基、被取代的酰胺基、磺酰基、被取代的磺酰基、磺酸(sulfonic acid)、磷酰基、被取代的磷酰基、膦酰基、被取代的膦酰基、多芳基、被取代的多芳基、C3-C20环基、被取代的C3-C20环基、杂环基、被取代的杂环基、氨基酸、肽和多肽基团。
杂原子(诸如氮)可以具有氢取代基和／或本文描述的有机化合物的任意可允许的取代基，所述取代基满足杂原子的化合价。应当理解，“取代”或“取代的”包括以下暗示条件：这样的取代是根据被取代的原子和取代基的允许化合价，并且所述取代会产生稳定的化合物，即不会自发地经历转化(诸如通过重排、环化、消除等)的化合物。
本文中使用的术语“药学上可接受的盐”表示本文中定义的化合物的衍生物，其中通过制备母体化合物的酸或碱盐来修饰它。药学上可接受的盐的例子包括、但不限于：诸如胺类的碱性残基的无机酸盐或有机酸盐；和诸如羧酸的酸性残基的碱金属盐或有机盐。药学上可接受的盐包括母体化合物(例如，从无毒的无机或有机酸形成)的常规无毒盐或季铵盐。这样的常规无毒盐包括：衍生自无机酸的那些盐，所述无机酸例如盐酸、氢溴酸、硫酸、氨基磺酸、磷酸和硝酸；以及从有机酸制备的盐，所述有机酸例如乙酸、丙酸、琥珀酸、乙醇酸、硬脂酸、乳酸、苹果酸、酒石酸、柠檬酸、抗坏血酸、双羟萘酸、马来酸、羟基马来酸、苯乙酸、谷氨酸、苯甲酸、水杨酸、对氨基苯磺酸、2-乙酰氧基苯甲酸、富马酸、甲苯磺酸、萘磺酸、甲磺酸、乙烷二磺酸、草酸和羟乙磺酸。
通过常规化学方法，可以从含有碱性或酸性基团的母体化合物合成化合物的药学上可接受的盐。通常，通过使这些化合物的游离酸或碱形式与化学计算量的适当的碱或酸在水或有机溶剂或这两者的混合物中反应，可以制备这样的盐；通常，非水性介质如乙醚、乙酸乙酯、乙醇、异丙醇或乙腈是优选的。合适的盐的列表可在以下文献中找到：Remington’sPharmaceutical Sciences，第20版，Lippincott Williams&Wilkins，Baltimore，MD，2000，第704页；和“Handbook ofPharmaceutical Salts：Properties，Selection，and Use，”P Heinrich Stahl and Camille G. Wermuth，编，Wiley-VCH，Weinheim，2002。
本文中普遍使用的“药学上可接受的”表示这样的化合物、材料、组合物和／或剂型：在合理的医学判断范围内，其适用于接触人类和动物的组织，而没有过度的毒性、刺激、变应性应答或其它问题或并发症，与合理的收益／风险比相称。
本文中使用的“前药”表示，以无活性(或明显更低活性)形式施用的药理学物质(药物)。一旦施用，前药在身体中(在体内)代谢为活性化合物。
术语“治疗上有效的”或“有效量”是指，使用的组合物的量是足以改善疾病或障碍的一个或多个原因或症状的量。这样的改善仅要求减少或改变，不一定要求消除。本文中使用的术语“治疗有效量”、“治疗量”和“药学有效量”是同义的。本领域技术人员可以容易地确定适当的治疗量。
术语要治疗的“患者”或“对象”表示人或非人动物。
本文中使用的“立体异构体”表示这样的异构分子：其具有相同的分子式和键合原子的序列(构造)，但是它们的原子的空间三维取向存在差异。立体异构体的例子包括对映异构体和非对映异构体。本文中使用的对映异构体表示光学活性分子或手性分子的2种镜像形式之一。非对映体(或非对映异构体)是并非对映异构体的立体异构体(彼此的不可重叠的镜像)。手性分子含有手性中心(也被称作立构中心或立体中心)，它是携带多个基团的分子中的任意点(不过不一定是原子)，使得任意2个基团的互换会产生立体异构体。在有机化合物中，手性中心通常是碳、磷或硫原子，不过其它原子也可能成为有机和无机化合物中的立构中心。分子可以具有多个立构中心，从而产生它的许多立体异构体。在其立体异构现象可归因于四面体立体中心(例如，四面体碳)的化合物中，假定可能的立体异构体的总数不会超过2n，其中n是四面体立构中心的数目。具有对称性的分子经常具有比立体异构体的最大可能数目更小的数目。对映异构体的50∶50混合物被称作外消旋混合物。可替换地，可以对映异构地富集对映异构体的混合物，使得一种对映异构体以大于50％的量存在。使用本领域已知的技术，可以拆分或分离对映异构体和／或非对映异构体。“手性”也包括轴手性和平面手性。
II.化合物
本文描述了金合欢素的水溶性衍生物和／或前药。所述化合物可以用作针对由缺血-再灌注诱发的心肌梗塞的心脏保护剂。在一个实施方案中，将所述化合物用于治疗缺血性心脏疾病。在优选的实施方案中，将所述化合物用于治疗和／或预防人类的心肌梗塞。
在一个实施方案中，所述水溶性衍生物或化合物是式I的化合物或其药学上可接受的赭：
其中
m和n独立地是0-3的整数；
X是O或N或S；
R1和R2独立地是氢、烷基、烯基、炔基、环烷基、环烯基、环炔基、杂环基、芳基、烷芳基、芳基烷基、羧基烷基、氨基、氨基烷基、烷基氨基、二烷基氨基、芳基氨基、二芳基氨基、烷基芳基氨基、羟基烷基、烷氧基烷基、酰基、PO3H2、PO3 2-M(其中M是一个或多个铵离子、碱金属离子或碱土金属离子)、磷酸酯、SO3H、SO3 -M(其中M是铵离子、碱金属离子或碱土金属离子)、磺酸酯、磺酰胺、-C(＝O)-A1或-C(＝O)-L-A2；
其中A1和A2独立地是氢、卤素、烷氧基、羟基、巯基、烷基、烯基、炔基、环烷基、环烯基、环炔基、烷芳基、芳基烷基、氨基甲酸酯、氨基、烷基氨基、芳基氨基、二烷基氨基、烷基芳基氨基、二芳基氨基、磺酰胺、杂烷基；且
L是亚烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基、亚芳烷基或亚烷芳基。
在某些实施方案中，所述化合物是式IIA的化合物或其药学上可接受的盐：
其中
X＝O；m＝0；n＝O；
R1和R2独立地是氢、PO3H2、PO3 2-M(其中M是一个或多个铵离子、碱金属离子或碱土金属离子)、SO3H、SO3 -M(其中M是铵离子、碱金属离子或碱土金属离子)、磷酸酯、磺酸酯或磺酰胺；
其中，当R2是H时，R1不是H或磺酸酯。
在其它实施方案中，所述化合物是式IIB的化合物或其药学上可接受的盐：
其中：
X＝O；m＝1；n＝0；
R1和R2独立地是氢、PO3H2、PO3 2-M(其中M是一个或多个铵离子、碱金属离子或碱土金属离子)、磷酸酯、SO3H、SO3 -M(其中M是铵离子、碱金属离子或碱土金属离子)、磺酸酯或磺酰胺；
其中当R2是H时，R1不是H。
在特定实施方案中，所述化合物是前药A、B或C：
在下面显示了其它化合物：
III.药物组合物
可以将本文所述化合物配制用于肠内、胃肠外、局部(topical)或肺给药。可以将所述化合物与一种或多种被认为安全且有效的药学上可接受的载体和／或赋形剂组合，并且可以施用给个体，而不会引起不希望的生物学副作用或不希望的相互作用。所述载体是存在于药物制剂中的除了一种或多种活性成分以外的所有组分。
A.胃肠外制剂
可以配制本文所述化合物用于胃肠外给药。本文中使用的“胃肠外给药”是指通过除了经由 消化道以外的任意方法或非侵袭性局部或区域性途径给药。例如，胃肠外给药可以包括如下施用给患者：静脉内地、真皮内地、动脉内地、腹膜内地、病灶内地、颅内地、关节内地、前列腺内地、胸膜内地、气管内地、玻璃体内地、瘤内地、肌肉内地、皮下地、结膜下地、囊泡内地、心包内地、脐带内地、通过注射和通过输注。
利用本领域已知的技术，可以将胃肠外制剂制备为含水组合物。通常，这样的组合物可制备成：可注射的制剂，例如溶液或混悬液；适合用于在注射前加入重构介质来制备溶液或混悬液的固体形式；乳剂，诸如油包水型(w／o)乳剂、水包油型(o／w)乳剂及其微乳剂、脂质体或乳脂体(emulsome)。
所述载体可以是溶剂或分散介质，例如其包含水、乙醇、一种或多种多元醇(例如，甘油、丙二醇和液体聚乙二醇)、油类诸如植物油(例如，花生油、玉米油、芝麻油等)和它们的组合。可以维持适当的流动性，例如，通过使用包衣诸如卵磷脂，通过维持所需颗粒尺寸(在分散体的情况下)和／或通过使用表面活性剂。在许多情况下，优选地包含等渗剂，例如糖或氯化钠。
可以在适当地与一种或多种药学上可接受的赋形剂混合的水或其它溶剂或分散介质中制备活性化合物的溶液和分散体，作为游离酸或碱或其药理学上可接受的盐，所述赋形剂包括、但不限于表面活性剂、分散剂、乳化剂、pH调节剂、粘度改性剂和它们的组合。
合适的表面活性剂可以是阴离子型、阳离子型、两性型或非离子型的表面活性剂。合适的阴离子型表面活性剂包括、但不限于：含有羧酸根、磺酸根和硫酸根离子的那些表面活性剂。阴离子型表面活性剂的例子包括：长链烷基磺酸和烷基芳基磺酸的钠、钾、铵盐，例如十二烷基苯磺酸钠；琥珀酸二烷基酯磺酸钠，诸如十二烷基苯磺酸钠；琥珀酸二烷基酯磺酸钠；以及烷基硫酸盐，诸如月桂基硫酸钠。阳离子型表面活性剂包括、但不限于：季铵化合物，诸如苯扎氯铵、苄索氯铵、西曲溴铵、硬脂基二甲基苄基氯化铵、聚氧乙烯和椰油胺。非离子型表面活性剂的例子包括：乙二醇单硬脂酸酯、丙二醇肉豆蔻酸酯、单硬脂酸甘油酯、硬脂酸甘油酯、聚甘油基-4-油酸酯、脱水山梨糖醇酰化产物(sorbitan acylate)、蔗糖酰化产物(sucrose acylate)、PEG-150月桂酸酯、PEG-400单月桂酸酯、聚氧乙烯单月桂酸酯、聚山梨酯、聚氧乙烯辛基苯基醚、PEG-1000鲸蜡基醚、聚氧乙烯十三烷基醚、聚丙二醇丁基醚、硬脂酰单异丙醇酰胺和聚氧乙烯氢化牛脂酰胺。两性型表面活性剂的例子包括：N-十二基-β-丙氨酸钠、N-月桂基-β-亚氨基二丙酸钠、肉豆蔻酰两性基乙酸盐、月桂基甜菜碱和月桂基磺基甜菜碱。
所述制剂可以含有防腐剂以防止微生物生长。合适的防腐剂包括、但不限于：对羟 基苯甲酸酯、氯丁醇、苯酚、山梨酸和硫柳汞。该制剂也可以含有抗氧化剂以防止活性剂降解。
通常将所述制剂缓冲至pH3-8，用于在重构后胃肠外给药。合适的缓冲剂包括、但不限于：磷酸盐缓冲剂、乙酸盐缓冲剂和柠檬酸盐缓冲剂。
经常在用于胃肠外给药的制剂中使用水溶性聚合物。合适的水溶性聚合物包括、但不限于：聚乙烯吡咯烷酮、葡聚糖、羧甲基纤维素和聚乙二醇。
可以如下制备无菌的可注射溶液：将所需量的活性化合物掺入到含有一种或多种以上列举的赋形剂的适当溶剂或分散体介质中，根据需要，随后过滤除菌。通常，通过将各种已灭菌的活性成分掺入到含有基础分散介质和来自以上列举的那些的所需其它成分的无菌媒介物中来制备分散体。就用于制备无菌可注射溶液的无菌粉末而言，优选的制备方法是真空干燥和冷冻干燥技术，所述技术会产生活性成分加上来自其早前已无菌过滤的溶液的任意额外期望成分的粉末。可以以使颗粒在性质上是多孔的方式制备粉末，这可以增加颗粒的溶出。制造多孔颗粒的方法是本领域众所周知的。
1.控释制剂
可以将本文所述的胃肠外制剂配制用于控释，所述控释包括即刻释放、延迟释放、延长释放、脉冲式释放和它们的组合。
i纳粒(Nanoparticles)和微粒(microparticles)
对胃肠外给药而言，可以将一种或多种化合物以及任选的一种或多种额外活性剂掺入到微粒、纳粒或它们的组合中，所述颗粒提供所述化合物和／或一种或多种额外活性剂的控释。在其中制剂包含两种或更多种药物的实施方案中，可以将所述药物配制用于相同类型的控释(例如延迟的、延长的、即刻的或脉冲的)，或者可以将所述药物独立地配制用于不同类型的释放(例如即刻的和延迟的、即刻的和延长的、延迟的和延长的、延迟的和脉冲的等)。
例如，可以将所述化合物和／或一种或多种额外活性剂掺入到提供药物控释的聚合颗粒中。药物释放受药物从微粒向外的扩散和／或聚合颗粒通过水解和／或酶促降解进行的降解所控制。合适的聚合物包括乙基纤维素和其它天然的或合成的纤维素衍生物。
可缓慢溶解并且可在水性环境中形成凝胶的聚合物，诸如羟丙基甲基纤维素或聚氧化乙烯，也可能适合用作包含微粒的药物的材料。其它聚合物包括、但不限于：聚酸酐、聚(酯酸酐)、多羟酸诸如聚丙交酯(PLA)、聚乙醇酸交酯(PGA)、聚(丙交酯-共聚-乙交酯)(PLGA)、聚-3-羟基丁酸酯(PHB)及其共聚物、聚-4-羟基丁酸酯(P4HB)及其共聚物、聚己内酯及其共聚物和它们的组合。
可替换地，可以将药物掺入到由物质制备的微粒中，所述物质不溶于水溶液或缓慢地可溶于水溶液，但是能够在胃肠道中通过包括酶促降解、胆汁酸的表面活性剂作用和／或机械侵蚀在内的方式进行降解。本文中使用的术语“缓慢地可溶于水”表示，在30分钟时间段内不溶解于水中的物质。优选的例子包括脂肪、脂肪物质、蜡类、蜡样物质及其混合物。合适的脂肪及脂肪物质包括：脂肪醇(诸如月桂醇、肉豆蔻醇、硬脂醇、鲸蜡醇或鲸蜡硬脂醇)、脂肪酸和衍生物，包括、但不限于脂肪酸酯、脂肪酸甘油酯(单-、二-和三-甘油酯)和氢化脂肪。具体例子包括、但不限于：氢化植物油、氢化棉籽油、氢化蓖麻油、可在商品名下获得的氢化油、硬脂酸、可可脂和硬脂醇。合适的蜡类和蜡样物质包括天然蜡或合成蜡、烃和常规的蜡。蜡类的具体例子包括蜂蜡、糖蜡(glycowax)、蓖麻蜡、巴西棕榈蜡、石蜡和小烛树蜡。本文中使用的蜡样物质被定义为，在室温通常为固态且具有约30-300℃的熔点的任意物质。
在某些情况下，可能需要改变水渗入到微粒中的速率。为此目的，可以随以上所列举的脂肪或蜡类一起配制速率控制(芯吸)剂。所述速率控制物质的例子包括：某些淀粉衍生物(例如，蜡状麦芽糖糊精和转鼓干燥的玉米淀粉)、纤维素衍生物(例如，羟丙基甲基纤维素、羟丙基纤维素、甲基纤维素和羧甲基纤维素)、海藻酸、乳糖和滑石。另外，可以加入药学上可接受的表面活性剂(例如，卵磷脂)，以促进这样的微粒的降解。
不溶于水的蛋白，诸如玉米蛋白，也可以用作用于形成含药物的微粒的物质。另外，水溶性的蛋白、多糖和它们的组合可以与药物一同配制进微粒中，并且随后交联以形成不溶性的网络。例如，环糊精可以与单个药物分子复合，并随后交联。
通过已知的药物配制技术，可以实现药物的包囊或在载体材料中的掺入，以产生含药物的微粒。在制剂含脂肪、蜡类或蜡样物质的情况下，通常将载体材料加热至它的熔化温度以上，并添加药物以形成混合物，所述混合物包含悬浮在载体材料中的药物颗粒、溶解在载体材料中的药物或它们的混合物。随后可以通过几种方法配制微粒，所述方法包括、但不限于冻凝、挤出、喷淋冷却或水性分散的方法。在一种优选的方法中，将蜡加热至其熔化温度以上，添加药物，并在不断搅拌下随着混合物冷却而冻凝熔化的蜡-药物混合物。可替换地，可以挤出和搓圆的蜡-药物混合物，以形成丸或珠。这些方法是本领域已知的。
对一些载体材料而言，可能需要使用溶剂蒸发技术来产生含药物的微粒。在该情况下，将药物和载体材料共同溶解于互溶剂中，随后可以通过几种技术来产生微粒，所述技术包括、但不限于，在水或其它适当的介质中形成乳剂，喷雾干燥，或通过从本体溶液中蒸发出溶剂并研磨得到的物质。
在某些实施方案中，将颗粒形式的药物均匀地分散在不溶于水的或缓慢地水溶性的物质中。为使组合物中的药物颗粒的尺寸最小化，可以在配制之前研磨药物粉末自身，以产生细小的颗粒。为此目的，可以使用药学领域中已知的喷射研磨方法。在某些实施方案中，如下使颗粒形式的药物均匀地分散在蜡类或蜡样物质中：加热蜡类或蜡样物质至其熔点以上，并在搅拌混合物的同时添加药物颗粒。在该情况下，可以向混合物中添加药学上可接受的表面活性剂以促进药物颗粒的分散。
还可以给颗粒包衣一个或多个改性释放包衣层。可以将被脂肪酶水解的脂肪酸的固态酯喷涂在微粒或药物颗粒上。玉米蛋白是天然地不溶于水的蛋白的一个例子。通过喷涂或通过湿法制粒技术，可以将其包衣在含药物的微粒或药物颗粒上。除了天然的非水溶性物质以外，可以用交联方法处理消化酶的一些底物，从而导致不可溶性网络的形成。已报道了许多通过化学和物理方式引发的交联蛋白方法。获得交联的最常见方法之一是使用化学交联剂。化学交联剂的例子包括醛类(戊二醛和甲醛)、环氧化合物、碳二亚胺和京尼平。除了这些交联剂以外，氧化的和天然的糖已用于交联明胶。还可以利用酶促方式实现交联；例如，转谷氨酰胺酶已被批准为用于交联海产食品产品的公认安全的(GRAS)物质。最后，通过物理方式诸如热处理、紫外辐照和γ辐照，可以引发交联。
为产生围绕含药物的微粒或药物颗粒的交联蛋白的包衣层，可以将水溶性蛋白喷涂在微粒上，并随后通过上述方法之一进行交联。可替换地，通过凝聚相分离法(例如，通过添加盐)及随后交联，可以将含药物的微粒微囊化在蛋白内。一些适合用于该目的的蛋白包括明胶、白蛋白、酪蛋白和谷蛋白。
还可以使多糖交联以形成非水溶性的网络。对许多多糖而言，通过与交联聚合物主链的钙盐或多价阳离子反应，可以实现该目的。在多价阳离子存在下，果胶、海藻酸盐、葡聚糖、直链淀粉和瓜尔胶发生交联。还可以形成带相反电荷的多糖之间的复合物；例如，果胶和壳聚糖可以经由静电相互作用而复合。
在某些实施方案中，可能需要提供一种或多种化合物向有此需要的患者的连续递送。对于静脉内或动脉内途径而言，这可以使用滴注系统来实现，诸如通过静脉内施用。对于局部应用而言，可以进行重复应用，或者可以使用贴剂来提供化合物在延长的时间段内的连续给药。
2.可注射的／可植入的固体植入物
可以将本文所述化合物掺入到可注射的／可植入的固体或半固体植入物(诸如聚合的植入物)中。在一个实施方案中，将所述化合物掺入到这样的聚合物中：其在室温为液体或糊状 物，但是在接触水性介质(诸如生理学流体)以后，表现出增加的粘度以形成半固体或固体材料。示例性的聚合物包括、但不限于，从至少一种不饱和羟基脂肪酸与羟基链烷酸的共聚衍生出的羟基链烷酸聚酯。可以将聚合物熔化，与活性物质混合，并铸塑或注塑成装置。这样的熔体制造需要这样的聚合物：其熔点低于所述物质递送时的温度和所述聚合物发生降解或变成有反应性时的温度。还可以通过溶剂浇铸(solvent casting)来制备所述装置，其中将聚合物溶解在溶剂中，并将药物溶解或分散在聚合物溶液中，然后蒸发溶剂。溶剂方法要求，所述聚合物可溶于有机溶剂中。另一种方法是，压缩模塑聚合物和药物或负载了活性剂的聚合物颗粒的混合粉末。
可替换地，可以将所述化合物掺入到聚合物基质中，并于模塑、压缩或挤出成在室温为固体的装置。例如，可以将所述化合物掺入到可生物降解的聚合物中，诸如聚酸酐、多羟基烷酸(PHA)、PLA、PGA、PLGA、聚己内酯、聚酯、聚酰胺、聚原酸酯、聚膦腈、蛋白和多糖诸如胶原、透明质酸、白蛋白和明胶和它们的组合，并压缩成固体装置诸如盘，或者挤出成装置诸如杆。
通过聚合物的选择、聚合物的分子量和／或使聚合物改性以增加降解(诸如孔的形成和／或可水解键的掺入)，可以改变一种或多种化合物从植入物的释放。用于改变可生物降解的聚合物的性质以改变所述化合物从植入物的释放特性的方法是本领域众所周知的。
B.肠内制剂
合适的口服剂型包括片剂、胶囊剂、溶液、混悬液、糖浆剂和锭剂。使用本领域众所周知的压缩或模塑技术可以制造片剂。利用本领域众所周知的技术，可以将明胶或非明胶胶囊制备为硬或软胶囊壳，其可包囊液体、固体和半固体填充材料。
使用药学上可接受的载体可以制备制剂。本文中普遍使用的“载体”包括、但不限于：稀释剂、防腐剂、粘合剂、润滑剂、崩解剂、膨胀剂、填充剂、稳定剂和它们的组合。
载体也包括包衣组合物的所有组分，所述组分可包括塑化剂、颜料、着色剂、稳定剂和助流剂。延迟释放剂量制剂可按照标准参考文献的描述来制备。这些参考文献提供了关于用于制备片剂和胶囊剂以及片剂、胶囊剂和颗粒剂的延迟释放剂型的载体、材料、设备和方法的信息。
合适的包衣材料的例子包括、但不限于：纤维素聚合物诸如邻苯二甲酸乙酸纤维素、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、邻苯二甲酸羟丙基甲基纤维素和醋酸羟丙基甲基纤维素琥珀酸酯；聚醋酸乙烯邻苯二甲酸酯、丙烯酸聚合物和共聚物，及在商品名 (Roth Pharma，Westerstadt，德国)下可商购得到的甲基丙烯酸树脂、玉米蛋白、虫胶 和多糖。
此外，包衣材料可含有常规载体诸如塑化剂、颜料、着色剂、助流剂、稳定剂、成孔剂和表面活性剂。
任选的药学上可接受的赋形剂包括、但不限于稀释剂、粘合剂、润滑剂、崩解剂、着色剂、稳定剂和表面活性剂。稀释剂，也被称作“填充剂”通常是增加固体剂型的体积以便为片剂的压缩或珠子和颗粒的形成提供实际尺寸所必需的。合适的稀释剂包括、但不限于磷酸二钙二水合物、硫酸钙、乳糖、蔗糖、甘露醇、山梨醇、纤维素、微晶纤维素、高岭土、氯化钠、干燥的淀粉、水解淀粉、预胶化淀粉、二氧化硅、氧化钛、硅酸镁铝和粉状糖。
粘合剂用于给固体剂量制剂赋予粘合特性，并由此确保片剂或珠子或颗粒在剂型形成后保持完整。合适的粘合剂材料包括、但不限于：淀粉、预胶化淀粉、明胶、糖(包括蔗糖、葡萄糖、右旋糖、乳糖和山梨醇)、聚乙二醇、蜡、天然和合成胶诸如阿拉伯胶、黄蓍胶、海藻酸钠、纤维素(包括羟丙基甲基纤维素、羟丙基纤维素、乙基纤维素和硅酸镁铝)、和合成聚合物诸如丙烯酸和甲基丙烯酸共聚物、甲基丙烯酸共聚物、甲基丙烯酸甲酯共聚物、甲基丙烯酸氨基烷基酯共聚物、聚丙烯酸／聚甲基丙烯酸和聚乙烯吡咯烷酮。
润滑剂用于促进片剂制备。合适的润滑剂的例子包括、但不限于硬脂酸镁、硬脂酸钙、硬脂酸、甘油山嵛酸酯、聚乙二醇、滑石粉和矿物油。
崩解剂用于促进剂型给药后的崩解或“破裂”，通常包括、但不限于淀粉、羧甲基淀粉钠(sodium starch glycolate)、羧甲基淀粉钠、羧甲基纤维素钠、羟丙基纤维素、预胶化淀粉、粘土、纤维素、alginine、胶或交联聚合物诸如交联的PVP(得自GAF Chemical Corp的 )。
稳定剂用于抑制或延迟药物分解反应，作为例子，所述反应包括氧化反应。合适的稳定剂包括、但不限于：抗氧化剂、丁基甲基苯酚(BHT)；抗坏血酸、它的盐和酯；维生素E、生育酚及其盐；亚硫酸盐诸如偏亚硫酸氢钠；半胱氨酸及其衍生物；柠檬酸；没食子酸丙酯和丁基羟基茴香醚(BHA)。
i控释制剂
口服剂型，诸如胶囊剂、片剂、溶液和混悬液，可被配制用于控释。例如，可以将一种或多种化合物和任选的一种或多种额外活性剂配制成纳粒、微粒和它们的组合，并包囊在软或硬明胶胶囊或非明胶胶囊中或分散在分散介质中，以形成口服混悬液或糖浆。所述颗粒可以由药物和控释聚合物或基质形成。可替换地，在掺入到最终剂型中之前，可以给药物颗粒包衣 一个或多个控释包衣层。
在另一个实施方案中，将一种或多种化合物和任选的一种或多种额外活性剂分散在基体材料中，所述基体材料在与水性介质(诸如生理学流体)接触后会胶化或乳化。在胶化的情况下，捕集活性剂的基质溶胀，所述活性剂通过基体材料的扩散和／或降解而随时间缓慢释放。可以将这样的基质配制为片剂或用于硬或软胶囊的填充物质。
在另一个实施方案中，将一种或多种化合物和任选的一种或多种额外活性剂配制成固体口服剂型，诸如片剂或胶囊，并且所述固体剂型包有一个或多个控释包衣层，诸如延迟释放包衣或延长释放包衣。所述一个或多个包衣也可以含有化合物和／或额外活性剂。
延长释放剂型
通常将延长释放制剂制备成本领域已知的扩散系统或渗透系统。扩散系统通常由两种类型的装置储室和基质组成，并且在本领域是熟知的和充分描述的。通常通过将药物与缓慢溶解的聚合物载体一起压缩成片剂形式来制备基质装置。用于制备基质装置的三种主要材料类型是不溶性塑料、亲水性聚合物和脂肪化合物。塑料基质包括、但不限于丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯和聚乙烯。亲水性聚合物包括、但不限于纤维素聚合物例如甲基和乙基纤维素、羟烷基纤维素例如羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素钠和 聚氧化乙烯及其混合物。脂肪化合物包括、但不限于各种蜡例如巴西棕榈蜡和甘油三硬脂酸酯及蜡型物质，包括氢化蓖麻油或氢化植物油或其混合物。
在某些优选的实施方案中，塑料材料是药学上可接受的丙烯酸聚合物，包括、但不限于丙烯酸和甲基丙烯酸共聚物、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯共聚物、甲基丙烯酸乙氧基乙酯、甲基丙烯酸氰基乙酯、甲基丙烯酸氨基烷基酯共聚物、聚(丙烯酸)、聚(甲基丙烯酸)、甲基丙烯酸烷基胺共聚物、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚(甲基丙烯酸)(酸酐)、聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酰胺、聚(甲基丙烯酸酐)和甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物。
在某些优选的实施方案中，丙烯酸聚合物由一种或多种甲基丙烯酸铵酯共聚物组成。甲基丙烯酸铵酯共聚物是本领域众所周知的，并且在NF XVII中被描述成丙烯酸和甲基丙烯酸酯与低含量季铵基团的完全聚合共聚物。
在一个优选的实施方案中，丙烯酸聚合物是丙烯酸树脂漆例如商业上可从RohmPharma以商品名获得的丙烯酸树脂漆。在进一步优选的实施方案中，丙烯酸聚合物包含商业上可从Rohm Pharma分别以商品名和获得的两种丙烯酸树脂漆的混合物。和是丙烯酸和甲基丙烯酸酯与低含量季铵基团的共聚物，在中的铵基团与其余中性(甲基)丙烯酸酯的 摩尔比是1∶20，而在中是1∶40。平均分子量为约150,000。和也是优选的。代码命名RL(高渗透性)和RS(低渗透性)表示这些试剂的渗透性特性。混合物不溶干k和消化液。然而，形成的包含上述物质的多颗粒系统在水溶液和消化液中是可溶胀的和可渗透的。
上述聚合物诸如可以以任何期望的比率混合在一起，以最终获得具有合乎需要的溶出特性的持续释放制剂。合乎需要的持续释放多颗粒系统可以例如从100％ 50％和50％和10％和90％ 获得。本领域技术人员将认识到，也可使用其它丙烯酸聚合物，例如，
可替换地，延长释放制剂可用渗透系统制备，或通过将半渗透性包衣施加于剂型上制备。在后一种情况下，通过将低渗透性和高渗透性包衣材料以合适的比例混合，可以达到所期望的药物释放特性。
上述具有不同药物释放机制的装置可以组合在最终的剂型中，该最终的剂型包含一个或多个单位。多个单位的例子包括、但不限于多层片剂和含有片剂、珠子或颗粒的胶囊剂。
通过用包衣或压缩方法将立即释放层施加于延长释放芯的顶部，或者在多单位系统(例如包含延长释放和立即释放珠子的胶囊)中，可以将立即释放部分加到延长释放系统中。
通过本领域通常已知的技术，例如直接压片法、湿法制粒法或干法制粒法，制备含亲水性聚合物的延长释放片剂。其制剂通常掺入聚合物、稀释剂、粘合剂和润滑剂以及活性药物成分。常用的稀释剂包括：惰性粉末状物质例如淀粉、粉末状纤维素，尤其是结晶纤维素和微晶纤维素，糖例如果糖、甘露醇和蔗糖，谷物粉及类似的可食用粉末。典型的稀释剂包括例如各种类型的淀粉、乳糖、甘露醇、高岭土、磷酸钙或硫酸钙、无机盐例如氯化钠和粉状糖。也可使用粉末状纤维素衍生物。典型的片剂粘合剂包括物质如淀粉、明胶和糖例如乳糖、果糖和葡萄糖。也可使用天然的和合成的胶，包括阿拉伯胶、海藻酸盐、甲基纤维素和聚乙烯吡咯烷酮。聚乙二醇、亲水性聚合物、乙基纤维素和蜡也可用作粘合剂。润滑剂在片剂配制中是必需的，以防止片和冲床在模头中粘住。润滑剂选自滑的固体例如滑石粉、硬脂酸镁和硬脂酸钙、硬脂酸及氢化植物油。
含蜡材料的延长释放片剂通常用本领域已知的方法制备，例如直接共混法、冻凝法和含水分散体方法。在冻凝法中，将药物与蜡材料混合，并喷雾冻凝或冻凝，以及过筛和加 工。
延迟释放剂型
延迟释放制剂可以通过用聚合物膜包衣固体剂型产生，该膜在胃的酸性环境中不溶，而在小肠的中性环境中可溶。
例如，通过用所选择的包衣材料包衣药物或含药物的组合物，可以制备延迟释放剂量单位。含药物的组合物可以是，例如用于掺入到胶囊中的片剂，在“包衣芯”剂型中用作内芯的片剂，或用于掺入到片剂或胶囊中的许多含药物的珠、粒子或颗粒。优选的包衣材料包括可生物腐蚀的、可逐渐水解的、可逐渐水溶解的和／或可酶降解的聚合物，并且可以是常规的“肠溶”聚合物。如本领域技术人员将认识到的，肠溶聚合物在胃肠道下部较高的pH环境中变得可溶，或者在剂型通过胃肠道时缓慢腐蚀，同时可酶降解的聚合物被存在于胃肠道下部，特别是结肠中的细菌酶降解。用于实现延迟释放的合适的包衣材料包括、但不限于：纤维素聚合物例如羟丙基纤维素、羟乙基纤维素、羟甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、醋酸羟丙基甲基纤维素琥珀酸酯、邻苯二甲酸羟丙基甲基纤维素、甲基纤维素、乙基纤维素、醋酸纤维素、邻苯二甲酸乙酸纤维素、偏苯三酸乙酸纤维素和羧甲基纤维素钠；丙烯酸聚合物和共聚物，优选由丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯和／或甲基丙烯酸乙酯及其它商业上可以商品名(Rohm Pharma；Westerstadt，德国)获得的甲基丙烯酸树脂形成，包括和L100-55(于pH5.5及以上可溶)、(于pH6.0及以上可溶)、(于pH7.0及以上可溶，由于较高的酯化度)和RL和RS(具有不同程度渗透性和可膨胀性的水不溶性聚合物)；乙烯基聚合物和共聚物例如聚乙烯吡咯烷酮、乙酸乙烯酯、邻苯二甲酸乙酸乙烯酯、巴豆酸乙酸乙烯酯共聚物和乙烯-乙酸乙烯酯共聚物；酶可降解的聚合物例如偶氮类聚合物、果胶、壳聚糖、直链淀粉和瓜尔胶；玉米蛋白和虫胶。也可使用不同包衣材料的组合。也可施加采用不同聚合物的多层包衣。
本领域技术人员通过评价用不同量的不同包衣材料制备的片剂、珠子和颗粒的各自释放特性，可以容易地确定特定包衣材料的优选包衣重量。正是材料、方法和施用形式的组合产生所期望的释放特性，这些特性只可从临床研究确定。
包衣组合物可包括常规添加剂，例如塑化剂、颜料、着色剂、稳定剂、助流剂等。通常存在塑化剂以减小包衣的脆性，且相对于聚合物干重计，将一股占约10重量％至50重量％。典型的塑化剂的例子包括聚乙二醇、丙二醇、三乙酸甘油酯、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二丁酯、癸二酸二丁酯、柠檬酸三乙酯、柠檬酸三丁酯、乙酰 基柠檬酸三乙酯、蓖麻油和乙酰化甘油单酯。稳定剂优选用于稳定分散体中的颗粒。典型的稳定剂是非离子型乳化剂例如脱水山梨醇酯、聚山梨醇酯和聚乙烯吡咯烷酮。建议助流剂用于减少膜形成和干燥期间的粘着作用，且以包衣溶液中聚合物重量计，将通常占大约25重量％至100重量％。一种有效的助流剂是滑石粉。也可使用其它助流剂例如硬脂酸镁和甘油单硬脂酸酯。也可使用颜料例如二氧化钛。少量的消泡剂例如聚硅氧烷(例如二甲基硅油)也可加入到包衣组合物中。
C.局部制剂
适合用于局部给药的剂型包括乳膏剂、软膏剂、油膏剂、喷雾剂、凝胶、乳液、乳剂和透皮贴剂。可以将制剂配制用于透粘膜、透上皮、透内皮或透皮给药。还可以将所述化合物配制用于鼻内递送、肺递送或吸入。所述组合物可以进一步含有一种或多种化学穿透促进剂、膜渗透剂、膜运输剂、软化剂、表面活性剂、稳定剂和它们的组合。
1.局部制剂
“软化剂”是使皮肤软化或光滑的外用试剂，且是本领域普遍已知的，并且列出在参考文献中，诸如“Handbook of Pharmaceutical Excipients”，第4版，Pharmaceutical Press，2003。这些包括、但不限于，扁桃仁油、蓖麻油、长角豆属提取物、鲸蜡硬脂醇、鲸蜡醇、十六烷基酯蜡、胆固醇、棉籽油、环聚二甲基硅氧烷、棕榈硬脂酸乙二醇酯、甘油、单硬脂酸甘油酯、单油酸甘油酯、肉豆蔻酸异丙酯、棕榈酸异丙酯、羊毛脂、卵磷脂、轻矿物油、中链甘油三酯、矿物油和羊毛脂醇、矿脂、矿脂和羊毛脂醇、大豆油、淀粉、硬脂醇、葵花籽油、木糖醇和它们的组合。在一个实施方案中，所述软化剂是硬脂酸乙基己酯和棕榈酸乙基己酯。
“表面活性剂”是降低表面张力并由此增加产品的乳化、起泡、分散、扩散和润湿性能的表面活性剂。合适的非离子表面活性剂包括乳化蜡、单油酸甘油酯、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯蓖麻油衍生物、聚山梨酯、脱水山梨糖醇酯、苯甲醇、苯甲酸苄酯、环糊精、单硬脂酸甘油酯、泊洛沙姆、聚维酮和它们的组合。在一个实施方案中，所述非离子型表面活性剂是硬脂醇。
“乳化剂”是促进一种液体在另一种液体中的悬浮并促进油和水的稳定混合物或乳剂的形成的表面活性物质。常见的乳化剂是：金属皂、某些动物油和植物油、和不同的极性化合物。合适的乳化剂包括：阿拉伯胶、阴离子型乳化蜡、硬脂酸钙、卡波姆、鲸蜡硬脂醇、鲸蜡醇、胆固醇、二乙醇胺、棕榈硬脂酸乙二醇酯、单硬脂酸甘油酯、单油酸甘油酯、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羊毛脂、水合物(hydrous)、羊毛脂醇、卵磷脂、中链甘油三 酯、甲基纤维素、矿物油和羊毛脂醇、磷酸二氢钠、单乙醇胺、非离子型乳化蜡、油酸、泊洛沙姆、泊洛沙姆类、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯蓖麻油衍生物、聚氧乙烯脱水山梨糖醇脂肪酸酯、聚氧乙烯硬脂酸酯、丙二醇海藻酸酯、自乳化的单硬脂酸甘油酯、脱水柠檬酸钠、月桂基硫酸钠、脱水山梨糖醇酯、硬脂酸、葵花籽油、黄蓍胶、三乙醇胺、黄原胶和它们的组合。在一个实施方案中，所述乳化剂是硬脂酸甘油酯。
穿透促进剂的合适类型是本领域已知的，并且包括、但不限于：脂肪醇、脂肪酸酯、脂肪酸、脂肪醇醚、氨基酸、磷脂、卵磷脂、胆酸盐、酶、胺和酰胺、络合剂(脂质体、环糊精、改性纤维素和二酰亚胺)、大环化合物，诸如大环内酯、酮和酸酐和环脲、表面活性剂、N-甲基吡咯烷酮及其衍生物、DMSO和有关的化合物、离子化合物、氮酮和有关的化合物和溶剂，诸如醇、酮、酰胺、多元醇(例如，二醇)。这些类型的例子是本领域已知的。
i乳液、乳膏剂、凝胶、软膏剂、乳剂和泡沫
本文中使用的“亲水的”表示，具有可容易地与水相互作用的强极性基团的物质。
“亲脂的”表示对脂质具有亲和力的化合物。
“两亲的”表示组合了亲水和亲脂(疏水)性质的分子。
本文中使用的“疏水的”表示这样的物质：其对水没有亲和力；倾向于排斥水且不吸收水，以及不溶于水或不与水混合。
“凝胶”是这样的胶体：其中分散相已经与连续相组合以产生半固体材料，诸如胶状物。
“油”是含有至少95重量％的亲脂物质的组合物。亲脂物质的例子包括、但不限于：天然存在的和合成的油、脂肪、脂肪酸、卵磷脂、甘油三酯和它们的组合。
“连续相”表示这样的液体：其中悬浮有固体或分散有另一种液体的微滴，且有时被称作外相。这也表示胶体的流体相，其中分散有固体或流体颗粒。如果连续相为水(或另一种亲水溶剂)，水溶性的或亲水的药物将溶解在连续相中(而不是分散)。在多相制剂(例如，乳剂)中，不连续相悬浮或分散在连续相中。
“乳剂”是含有均匀地掺合在一起的不可混溶组分的混合物的组合物。在特定实施方案中，所述不可混溶组分包括亲脂组分和水性组分。乳剂是一种液体分布在小球中的制品，所述小球遍布于第二种液体的主体。被分散的液体是不连续相，分散介质是连续相。当油是被分散的液体且水溶液是连续相时，它被称作水包油型乳剂，而当水或水溶液是分散相且油或油性物质是连续相时，它被称作油包水型乳剂。油相和水相中的任一相或两个相可以含有一种或多种表面活性剂、乳化剂、乳剂稳定剂、缓冲剂和其它赋形剂。优选的赋形剂包 括：表面活性剂，特别是非离子型表面活性剂；乳化剂，特别是乳化蜡；和非挥发性的非水性的液体材料，特别是二醇类诸如丙二醇。油相可以含有其它药学上批准的油性赋形剂。例如，诸如羟基化的蓖麻油或芝麻油等材料可以作为表面活性剂或乳化剂用在油相中。
乳剂是一种液体分布在小球中的制品，所述小球遍布于第二种液体的主体。被分散的液体是不连续相，分散介质是连续相。当油是被分散的液体且水溶液是连续相时，它被称作水包油型乳剂，而当水或水溶液是分散相且油或油性物质是连续相时，它被称作油包水型乳剂。油相可以至少部分地由推进剂(诸如HFA推进剂)组成。油相和水相中的任一相或两个相可以含有一种或多种表面活性剂、乳化剂、乳剂稳定剂、缓冲剂和其它赋形剂。优选的赋形剂包括：表面活性剂，特别是非离子型表面活性剂；乳化剂，特别是乳化蜡；和非挥发性的非水性的液体材料，特别是二醇类诸如丙二醇。油相可以含有其它药学上批准的油性赋形剂。例如，诸如羟基化的蓖麻油或芝麻油等材料可以作为表面活性剂或乳化剂用在油相中。
乳剂的一个子集是自乳化系统。这些药物递送系统通常是将分散或溶解于表面活性剂和亲脂液体(诸如油)或其它水不混溶性液体的混合物中的药物所构成的胶囊(硬壳或软壳)。当将所述胶囊暴露于水性环境和且外面的明胶壳溶解时，水性介质和胶囊内容物之间的接触立即产生非常小的乳剂微滴。这些通常在胶束或纳粒的尺寸范围内。不需要混合力即可产生乳剂，在乳剂配制过程中通常也是如此。
“乳液”是低至中粘度的液体制剂。乳液可以含有通过使用助悬剂和分散剂而可溶于分散介质中的细粉物质。可替换地，乳液可以具有液体物质作为分散相，所述液体物质不与媒介物混溶且经常借助于乳化剂或其它合适的稳定剂来分散。在一个实施方案中，所述乳液是呈具有100-1000厘沲的粘度的乳剂的形式。乳液的流动性允许在宽表面区域上的快速且均匀施用。乳液通常意图在皮肤上干燥，从而将它们的药用组分的薄层留在皮肤的表面上。
“乳膏剂”是“水包油型”或“油包水型”型粘稠液体或半固体乳剂。乳膏剂可以含有乳化剂和／或其它稳定剂。在一个实施方案中，所述制剂是呈乳膏剂的形式，所述乳膏剂具有大于1000厘沲的粘度，通常在20,000-50,000厘沲的范围内。乳膏剂经常在时间上胜过软膏剂，因为它们通常更易于铺展和更易于除去。
乳膏剂和乳液之间的差异是粘度，所述粘度取决于不同油的量／使用和用于制备制剂的水的百分比。乳膏剂通常比乳液更稠，可以具有不同的用途，且经常使用更多样的油／油质(butter)，取决于在皮肤上的期望作用。在乳膏剂制剂中，水基质百分比为约60-75％，且 油基质是总量的约20-30％，其它百分比为乳化剂、防腐剂和添加剂，总量为100％。
“软膏剂”是含有软膏基质和任选的一种或多种活性剂的半固体制剂。合适的软膏基质的例子包括：烃基质(例如，矿脂、白矿脂、黄软膏和矿物油)；吸收基质(亲水矿脂、无水羊毛脂、羊毛脂和冷霜)；除水基质(例如，亲水软膏剂)和水溶性基质(例如，聚乙二醇软膏剂)。糊剂与软膏剂的不同之处通常在于，它们含有更大百分比的固体。与用相同组分制备的软膏剂相比，糊剂通常是更吸收性的和更不油腻的。
“凝胶”是含有小或大分子在液体媒介物中的分散体的半固体系统，所述液体媒介物通过溶解或悬浮在所述液体媒介物中的增稠剂或聚合材料的作用而变成半固体。所述液体可以包括亲脂组分、水性组分或二者。一些乳剂可以是凝胶，或否则包括凝胶组分。但是，一些凝胶不是乳剂，因为它们不含有不混溶组分的匀浆化掺合物。合适的胶凝剂包括、但不限于：改性纤维素，诸如羟丙基纤维素和羟乙基纤维素；卡波普均聚物和共聚物；和它们的组合。液体媒介物中的合适溶剂包括、但不限于：二甘醇单乙基醚；亚烷基二醇类，诸如丙二醇；异山梨醇二甲醚；醇类，诸如异丙醇和乙醇。通常针对它们的溶解药物的能力来选择溶剂。也可以掺入改善制剂的皮肤感觉和／或润肤性的其它添加剂。这样的添加剂的例子包括、但不限于，肉豆蔻酸异丙酯、乙酸乙酯、苯甲酸C12-C15烷基酯、矿物油、角鲨烷、环聚二甲基硅氧烷、癸酸／辛酸三酸甘油酯和它们的组合。
泡沫由与气态推进剂组合的乳剂组成。所述气态推进剂主要由氢氟烷烃(HFA)组成。合适的推进剂包括HFA诸如1，1，1，2-四氟乙烷(HFA134a)和1，1，1，2，3，3，3-七氟丙烷(HFA227)，但是这些和其它当前被批准或者可能被批准用于药用的HFA的混合物和掺合物是合适的。所述推进剂优选地不是烃推进剂气体，后者在喷射过程中可产生易燃或易爆的蒸气。此外，所述组合物优选地不含有挥发性醇，后者在使用过程中可产生易燃或易爆的蒸气。
使用缓冲剂来控制组合物的pH。优选地，所述缓冲剂会将组合物从约4的pH缓冲至约7.5的pH，更优选地从约4的pH缓冲至约7的pH，最优选地从约5的pH缓冲至约7的pH。在一个优选的实施方案中，所述缓冲剂是三乙醇胺。
可以使用防腐剂来阻止真菌和微生物的生长。合适的抗真菌剂和抗微生物剂包括、但不限于：苯甲酸、对羟基苯甲酸丁酯、对羟基苯甲酸乙酯、对羟基苯甲酸甲酯、对羟基苯甲酸丙酯、苯甲酸钠、丙酸钠、苯扎氯铵、苄索氯铵、苯甲醇、西吡氯铵、氯丁醇、苯酚、苯基乙醇和硫柳汞。
在某些实施方案中，可能需要提供一种或多种化合物向有此需要的患者的连续递送。对于局部应用而言，可以进行重复应用，或者可以使用贴剂来提供化合物在延长的时间 段内的连续给药。
D.肺制剂
在一个实施方案中，将所述化合物配制用于肺递送，诸如鼻内施用或口腔吸入。呼吸道是在大气与血流之间的气体交换中涉及的结构。肺是最终以肺泡为末端的分枝结构，在所述肺泡中发生气体交换。肺泡表面区域在呼吸系统中为最大，且是发生药物吸收的地方。肺泡被薄上皮覆盖而无纤毛或粘液毯(mucus blanket)，并分泌表面活性磷脂质。呼吸道包括上气道，包括口咽和喉，继而为下气道，所述下气道包括气管，其继而分枝成支气管和细支气管。上气道和下气道被称为导气道。终末细支气管然后分成呼吸细支气管，它们然后通往最终呼吸区、肺泡或肺部深处。肺部深处或肺泡是所吸入的治疗用气雾剂的主要标靶以供全身性药物递送。
已经观察了包含低分子量药物的治疗组合物的肺施用，例如，用于治疗哮喘的β-雄激素拈抗剂。在肺中有活性的其它治疗剂已经全身性地施用并经由肺吸收而靶向。由于以下原因，鼻递送被视作用于施用治疗剂的有前途技术：由于众多微绒毛对上皮表面的覆盖，鼻具有较大可用于药物吸收的表面积，上皮下层是高度血管化的，来自鼻的静脉血直接进入体循环且因此避免药物通过首过代谢在肝脏中的损失，它会提供更低的剂量、治疗血液水平的更快达到、药理学活性的更快开始、更少的副作用、每cm3的高总血流量、多孔的内皮基膜，且可容易地接近。
本文中使用的术语气雾剂表示颗粒的细雾的任意制剂，其可以为溶液或混悬液，不论是否用推进剂产生。使用标准技术，诸如超声处理或高压处理，可以产生气雾剂。
可以将肺制剂的载体分成用于干粉制剂的载体和用于作为溶液施用的载体。用于将治疗剂递送至呼吸道的气雾剂是本领域已知的。就经由上呼吸道的施用而言，可以将制剂配制成缓冲的或未缓冲的溶液，例如，水或等渗盐水，或配制成用于作为滴剂或作为喷雾剂鼻内施用的混悬液。优选地，这样的溶液或混悬液相对于鼻分泌物而言是等张的，且具有大约相同的pH，其范围为例如约pH4.0至约pH74，或pH6.0至pH7.0。缓冲剂应当在生理学上相容，且包括，仅仅作为例子，磷酸盐缓冲液。例如，代表性的鼻解充血药被描述为缓冲至约6.2的pH。本领域技术人员可以容易地确定用于鼻和／或上呼吸道施用的无害水溶液的合适盐含量和pH。
优选地，所述水溶液是水、生理上可接受的含有盐和／或缓冲剂的水溶液，诸如磷酸盐缓冲盐水(PBS)，或可接受施用给动物或人的任意其它水溶液。这样的溶液是本领域技术人员众所周知的，且包括、但不限于：蒸馏水、去离子水、纯水或超纯水、盐水、磷酸盐缓 冲盐水(PBS)。其它合适的水性媒介物包括、但不限于：林格氏溶液和等张氯化钠。水性混悬液可以包括助悬剂诸如纤维素衍生物、海藻酸钠、聚乙烯基-吡咯烷酮和黄蓍胶和润湿剂诸如卵磷脂。适合用于水性混悬液的防腐剂包括对羟基苯甲酸乙酯和对羟基苯甲酸正丙酯。
在另一个实施方案中，作为低毒性有机(即非水性)类别3残留溶剂的溶剂，诸如乙醇、丙酮、乙酸乙酯、四氢呋喃、乙基醚和丙醇，可以用于所述制剂。基于它的容易气雾化制剂的能力来选择溶剂。所述溶剂应当不会有害地与所述化合物反应。应当使用溶解所述化合物或形成所述化合物的混悬液的适当溶剂。所述溶剂应当具有足够的挥发性，以便形成溶液或混悬液的气雾剂。可以根据需要加入其它溶剂或雾化剂，诸如氟利昂，以增加溶液或混悬液的挥发度。
在一个实施方案中，组合物可以含有微量的聚合物、表面活性剂或本领域技术人员众所周知的其它赋形剂。在该背景下，“微量”是指不存在可能影响或介导化合物在肺中的摄取的赋形剂，并且存在的赋形剂以不会不利地影响化合物在肺中的摄取的量存在。
因为它们的疏水特性，可以将干燥的脂质粉末直接分散在乙醇中。对于在有机溶剂(诸如氯仿)中储存的脂质，将期望量的溶液放在瓶中，并在氮气流下蒸发氯仿以在玻璃瓶的表面上形成干燥薄膜。所述膜在用乙醇重构时容易地溶胀。为了将脂质分子充分分散在有机溶剂中，将混悬液声处理。还可以使用可重复使用的PARI LC Jet+喷雾器(PARI Respiratory Equipment，Monterey，CA)，在绝对乙醇中制备脂质的非水性混悬液。
具有大颗粒尺寸的干粉制剂(“DPF”)具有改善的流动性特征，诸如更少的聚集、更容易的气雾化和可能更少的吞噬作用。通常生产具有主要在小于5微米范围内的平均直径的用于吸入治疗的干粉气雾剂，尽管优选的范围是1-10微米的空气动力学直径。大“载体”颗粒(不含有药物)已经与治疗气雾剂共同递送，以辅助实现有效气雾化以及其它可能益处。
使用单和双乳剂溶剂蒸发、喷雾干燥、溶剂萃取、溶剂蒸发、相分离、单凝聚法和复凝聚法、界面聚合和本领域普通技术人员众所周知的其它方法，可以制备聚合颗粒。使用本领域已知的制备微球或微胶囊的方法，可以制备颗粒。优选的制备方法是通过喷雾干燥和冷冻干燥，其需要使用含有表面活性剂的溶液，喷雾以形成期望大小的液滴，和除去溶剂。
可以制造具有适当的材料、表面粗糙度、直径和振实密度的颗粒，用于局部化递送至呼吸道的选定区域，诸如肺深处或上气道。例如，较高密度或较大颗粒可以用于上气道递送。类似地，可以施用不同尺寸的颗粒(具有相同的或不同的EGS)的混合物，以在一次施用中靶向肺的不同区域。
用于肺递送的制剂包括单层磷脂囊泡、脂质体或脂蛋白颗粒。制备这样的含有核酸 的制剂的配方和方法是本领域普通技术人员众所周知的。从由多种供应商供给的商购可得的磷脂形成脂质体，所述供应商包括Avanti Polar Lipids，Inc.(Birmingham，Ala.)。在一个实施方案中，所述脂质体可以包括对靶细胞表面上的受体特异性的配体分子，以将脂质体导向靶细胞。
E.其它试剂
所述含有水溶性衍生物和／或前药的制剂可以进一步含有一种或多种额外活性剂。合适的试剂包括、但不限于：母体化合物金合欢素；其它抗心律失常药诸如I类药(例如，普罗帕酮)、II类药(例如，卡维地洛(carvadiol)和普萘洛尔)、III类药(例如，索他洛尔、多非利特、胺碘酮、阿齐利特和伊布利特)、IV类药(例如，地尔硫卓和维拉帕米)、5HT拈抗剂(例如，舒兰色罗(sulamserod)、舍曲林(serraline)和托烷司琼(tropsetron))；钙通道阻滞剂；环加氧酶抑制剂(即，COX-1和／或COX-2抑制剂)诸如阿司匹林、吲哚美辛、布洛芬、吡罗昔康、和NSAID；抗血小板试剂；利尿剂；和它们的组合。
IV.使用方法
本文描述的金合欢素的水溶性衍生物和／或前药可以用于治疗多种障碍。示例性的障碍包括、但不限于：心脏障碍，诸如心房纤颤、心肌梗塞、心肌病等；血管障碍，诸如关节硬化、中风等；神经障碍，诸如阿尔茨海默氏病和有关的障碍；肝障碍，诸如肝炎和肝硬化；肾损伤，诸如由药物和／或毒素引起；免疫障碍，诸如狼疮和其它自身免疫疾病；代谢障碍，诸如糖尿病、高脂血症、高胆固醇血症等，和癌症，诸如乳腺癌、前列腺癌、白血病等。
在一个实施方案中，将本文所述化合物用作心脏保护剂，例如，在由缺血-再灌注损伤诱发的心肌梗塞的治疗中。已经证实，本文所述化合物会减小心肌梗塞区域，并抑制由缺血-再灌注损伤造成的心室纤颤。认为机制涉及由缺血-再灌注损伤诱发的细胞凋亡、自噬、氧化和炎症的抑制。本文所述化合物可以用于治疗包括人类在内的哺乳动物的疾病，特别是用于管理人心肌梗塞。所述化合物还可以用于治疗或预防在遭受冠状动脉堵塞的患者中植入冠状动脉支架过程中／以后由冠状动脉痉挛和／或心肌再灌注引起的心室纤颤。
本文所述化合物诸如前药A(例如，10mg／kg)的静脉内施用会在麻醉大鼠中拈抗由缺血-再灌注(10min冠状动脉结扎，随后10min再灌注)诱发的心肌梗塞，降低心室心律失常评分，缩短心律失常的持续时间，并以剂量依赖性的方式(例如，5mg／kg、10mg／kg和20mg／kg)抑制心室纤颤。
已经发现，本文描述的水溶性化合物诸如前药A在大鼠中的静脉内施用会显著阻止 心率下降，并以剂量依赖性的方式改善由缺血-再灌注损伤诱发的降低的心室收缩功能，包括左心室收缩压、左心室压舒张和左心室收缩压的+dP／dT。已经发现，本文所述化合物诸如前药A(例如，10mg／kg，静脉内)会减小心室梗塞区域，从而指示心脏保护与抗-心肌梗塞有关。
所述组合物含有有效量的一种或多种水溶性衍生物和／或前药以提供心脏保护。要施用的一种或多种试剂的量可以由处方医师容易地确定，且取决于多种条件，包括患者的年龄和重量，要治疗的一种或多种障碍，和其它基础疾病或障碍。在某些实施方案中，要施用的药物的量是约0.001至约100mg／kg患者体重／天。
本文也描述了试剂盒，其含有一种或多种试剂和关于它们的使用的说明书。所述试剂盒可以包括一个或多个含有一种或多种试剂的容器、一个或多个用于施用所述试剂的装置诸如注射器、和关于制备和施用所述试剂的说明书。在某些实施方案中，所述试剂盒可以含有一种或多种溶剂，以制备所述试剂的溶液或混悬液。
实施例
材料和方法
整体动物实验
动物研究遵循美国国立卫生研究院(NIH公开号85-23，1996年修订)公布的实验动物护理和使用指南，并且实验操作经香港大学活动物在教学和研究中的应用委员会(Committee on the Use of Live Animals in Teaching and Research of the University of Hong Kong)批准。
麻醉大鼠中的缺血-再灌注模型
用戊巴比妥(30mg／kg腹膜内)麻醉成年雄性Sprague-Dawley(SD)大鼠(250-300g)，在必要时在实验过程中补充。给动物插管和通气。用温度控制系统将体温维持在37℃。从颈静脉插管进行药物施用，并将塑料管(0.8mm外径)通过颈动脉引入左心室，以测量收缩功能(例如左心室压)。在通气下打开左胸腔，以暴露冠状动脉。在上1／3左前降冠状动脉(LA)处引入细丝。10-min稳定时段后，在5min内分别静脉内地施用5、10或20mg／kg的药物，并施用等体积(1mL／kg)的媒介物用于对照。然后将左前降动脉(LAD)结扎10min，随后再灌注30-min。连续地监测心电图和血压信号，并使用多通道数据获取系统(RM-6280C，Chengdu Instrument Ltd，Chendu，中国)存储在IBM兼容的PC计算机上，以记录心室心律失常(即纤维性颤动、心动过速和过早搏动)的发病率，并记录变化。
麻醉大鼠中的血液样品收集用于HPLC分析
用苯巴比妥(30mg／kg，腹膜内)麻醉雄性SD大鼠(250-300g)，从颈静脉和股静脉插管用于 药物施用和血液样品收集。还进行气管插管用于通气。施用药物(20mg／kg)30-60min，并在药物施用之前和之后5、15、30、60、90和120min，使用抗坏血酸和EDTA防腐的微量离心管(1.5mL)收集血液样品(约0.2mL)用于金合欢素转化率的HPLC(高效液相色谱法)分析。
在HPLC分析金合欢素含量之前，在-80℃冰柜中储存样品。除了双份空白以外，使用五甲基槲皮素(500ng／mL)进行浓度校准。在配有Alltech柱(C18，250mm×4.6mm内径，5μm，Grace，Deerfield，IL)的Waters HPLC系统(Milford，MA)上进行分析。流动相由在1％乙酸中的45％乙腈组成。将紫外检测器设置在260nm的单一波长。定量下限为50ng／mL。结果指示标准曲线性能。
分离的大鼠心脏中的缺血-再灌注模型
用苯巴比妥(30mg／kg，腹膜内)麻醉雄性SD大鼠(250-300g)，将心脏分离，并经由主动脉固定至Langendorff心脏灌注器，用37℃的Krebs-Henseleit溶液灌注，所述溶液经过95％02和5％CO2的气体充气。将通过聚乙烯管连接至压力传感器的装有盐水的胶乳气球经由左心房上的切口插入左心室中，以测量左心室(LV)压。在插入后调节气球体积，并保持在0-5mm Hg的舒张压。用2个放置在顶点和主动脉处的电极记录心电图。连续地监测信号，并使用多通道数据获取系统(Chengdu Instrument Ltd，Chendu，中国)存储在IBM兼容的PC计算机上。
在左心耳远端2mm处围绕左前降动脉(LAD)放置丝状缝线。将一短段聚乙烯管放在LAD上的缝线上面作为闭塞器，并牵拉缝线和管以结扎冠状动脉，从而诱导局部缺血。20-min的稳定时段后，用媒介物(DMSO对照)或0.3、1或3μM母体化合物金合欢素(0.3、1或3μM)处理心脏10min，并将LAD结扎30-min。释放结扎以允许再灌注2h。通过左心室舒张压的降低和心电图上的特殊ST-T升高，证实心肌缺血。在完成再灌注时，使用心脏进行组织学和／或分子／生化分析。
如果观察到下述标准之一，从研究中排除心脏：(1)在基线稳定阶段中左心室舒张压(LVP)低于80mmHg；(2)在套管插入过程中主动脉壁受损，从而导致灌注过程中的渗漏；或(3)在稳定阶段中心脏遭受持久的不可逆心律失常。
心肌梗塞区域的确定
在再灌注结束时，在相同位置再次结扎LAD。用0.5％Evans蓝染料经由主动脉灌注心脏以界定灌注的心肌，其逐渐变蓝。然后将心脏在-4℃冷冻2-3h，并切成2-mm横向切片。为了鉴别未梗塞的和梗塞的区域，将切片在1％氯化三苯基四氮唑(TTC)磷酸钠缓冲液(pH7.4)中在37℃温育20分钟，然后浸入10％福尔马林中，以增强染色的和未染色的组织之间的 对比。拍摄心脏切片的照片图像，并通过Image J软件测量危险区域和梗塞区域的大小。
将心肌缺血危险区域鉴别为缺少蓝色染色的区域，并表示为总左心室(LV)区域的百分比。危险区域中的活组织被TTC染成深红色；TTC以后未染色的区域为梗塞组织。将梗塞区域表示为总缺血危险区域的百分比。
石蜡包埋的组织切片的制备
为了观察缺血-再灌注心脏的组织学变化，将左心室切成2-3mm切片，并在10％福尔马林溶液中浸泡固定(drop-fix)。充分固定(在室温最小48小时)后，将组织切片转移进70％乙醇中在4℃长期贮存。在组织处理器(Leica，Asp200s)中处理组织石蜡渗入。
当该程序结束时，将切掉侧边的组织切片转移进带有石蜡的模具中以形成块。将组织块放在切片机(Leica，RM2125／RT，德国)上，并切成约5μm切片。将组织切片浮在37℃水浴的表面上直到扁平，然后收集在干净的载玻片上。将具有石蜡切片的载玻片放在65℃烘箱中保持20分钟，以使组织结合至玻璃。然后，在室温储存载玻片用于进一步处理。
TUNEL染色
根据生产商的说明书，使用TUNEL细胞凋亡检测试剂盒(Genscript，目录号L00297，Piscataway，NJ，USA)，对心肌切片进行末端脱氧核苷酸转移酶介导的dUTP切口末端标记(TUNEL)染色，以检测心肌中的细胞凋亡。简而言之，将5μM石蜡包埋的切片脱蜡，并首先在60℃烘箱中再水合30分钟，然后在二甲苯中再水合2次每次5分钟，并在梯度浓度的乙醇(100％、95％、90％、80％、70％)中再水合每次5分钟。然后将载玻片与0.1M柠檬酸盐缓冲液(pH6.0)一起在塑料罐中温育，并用750w照射1分钟。将载玻片冷却至室温以后，将载玻片转移至封闭溶液(Blocking Solution)在15-25℃保持30分钟。在标记操作中，将50μL TUNEL反应混合物加入样品中，并将载玻片在37℃在湿条件下避光温育60分钟。用PBS洗涤载玻片3次，然后将50μL抗生蛋白链菌素-HRP溶液加入样品中，再次将样品在37℃在湿条件下避光温育30分钟。为了使细胞凋亡性细胞显影，将DAB-工作溶液施加于载玻片。在室温的温育时间从30秒变为5分钟。用苏木精将样品复染色，然后通过光学显微镜进行分析。复染色会辅助正常的和细胞凋亡的细胞核的形态学评价，其中正常的细胞核被染为蓝色，细胞凋亡的细胞核被染为褐色。对于定量分析，用高倍放大率Axioskop2plus(带有软件Axioversion(Axiovs20v.4.8.2.0))计数10个不同扇区(大约100-200个细胞／扇区)中的TUNEL-阳性细胞。将细胞凋亡性细胞表示为视野中的总细胞的百分比。
蛋白质印迹分析
对于不同蛋白的蛋白质印迹分析，用冰冷的改性的RIPA缓冲液将得自缺血区域的心脏组织 样品匀浆化。使用Bio-Rad蛋白测定(Bio-Rad Laboratories，Hercules，CA)，确定蛋白浓度。将50μg蛋白与样品缓冲液混合，并通过加热至95℃保持5min进行变性。蛋白在10％SDS聚丙烯酰胺凝胶上分离，并转移至硝酸纤维素膜。将膜首先用5％脱脂奶在0.1％含吐温的Tris-缓冲盐水(TTBS)中的溶液封闭2小时，然后用第一抗体在4℃探测过夜。TTBS洗涤3次以后，将膜与第二抗体在TTBS中一起在室温温育2小时。将膜再用TTBS洗涤3次，然后使用化学发光检测系统(ECL，GE Healthcare)在X-射线胶片上显影。为了排除蛋白负载的差异，然后将膜剥离以探测持家蛋白GAPDH(Santa Cruz，Heidelberg，德国)。通过定量扫描光密度计图像软件(Image J)，测量靶印迹的强度。将金合欢素组中的靶印迹强度相对于媒介物组中的相同印迹的强度归一化。将媒介物心脏的表达水平表示为1，并将靶印迹的相对强度用于定量和统计分析。
细胞系培养
在5％CO2培养箱中，在补充了10％胎牛血清和400μg／mL G418的Dulbecco氏改良的伊格尔培养基(DMEM，Invitrogen，Hong Kong)中维持稳定地表达hKV1.5基因(Wu等人，2011)或hKv4.3基因(Wu等人，2013)的HEK293细胞系。将细胞接种在玻璃盖玻片上用于电生理学记录。
大鼠心房肌细胞制备
用以前描述的操作(Li等人，2002)，经过轻微修改，制备大鼠心房肌细胞。简而言之，在用戊巴比妥(30mg／kg腹膜内)麻醉SD大鼠(250-300g)以后，将心脏经由主动脉固定至Langendorff心脏灌注器，并用37℃的HEPES缓冲的Turode氏溶液灌注5min，所述溶液经100％O2充气。用不含Ca2+的Tyrode氏溶液灌注心脏5-8min，随后用含有0.06％胶原酶(Type II，Worthington Biochemical，Lakewood，NJ，USA)和0.1％牛血清白蛋白(Sigma)的不含Ca2+的Tyrode氏溶液。当心脏变得软化时，将左心房切离并放入高-K存储介质中在室温保持2h，然后用于电生理学记录(Li等人，2002)。
电生理学研究
通过标准的全细胞膜片钳技术，使用标准的移液器和浴溶液，用EPC-10放大器和Pulse软件(HEKA，Lambrecht，德国)，测量HEK293细胞系和大鼠心房肌细胞中的离子电流。使用3M KCl-琼脂盐桥作为参比电极。在5kHz对电流信号采样，记录，并存储在IBM兼容的计算机的硬盘中。在室温(22-23℃)进行所有实验。
统计分析
将组数据表示为平均值±标准差。使用Sigmaplot8.0(SPSS，Chicago，IL)进行非线性曲线拟 合。使用用于成对或不成对观察的Student氏t-检验进行统计分析，以评价2组平均值之间的显著差异和多组的ANOVA。使用Fisher精确检验，分析定量数据。采用双尾P<0.05指示统计显著差异。
下面是例证本发明的操作的实施例。所述实施例不应解释为限制性的。
实施例1.金合欢素的水溶性前药的制备
前药A的合成
化合物 A-1
向金合欢素(4g，14.1mmo1)的乙腈(35mL)溶液中，加入1.1g四唑(15.51mmo1)和5.4gN，N-二异丙基氨基亚磷酸二苄酯(15.51mmo1)。在室温搅拌12h以后，加入9.75mL70％的1，1-二甲基乙基过氧化氢在水中的溶液，并在室温下搅拌5min。用0.5M TBME/磷酸盐缓冲液(pH=7)萃取混合物，并使用90％乙腈/10％H2O进行制备型HPLC。蒸发溶剂以后，得到5.8g化合物A-1的黄色固体。
化合物A-1：黄色固体。收率76％。C30H25O8P(544.49).EI-MS：m/z545.14[M+].1HNMR(400MHz，CDCl3):δ＝12.81(s，1H)，7.83(d，J＝8.8Hz，2H)，7.03(d，J＝8.8Hz，2H)，6.84(s，1H)，6.62(s，1H)，6.54(s，1H)，5.19(s，2H)，5.17(s，2H)，3.91(s，3H)ppm.
前药 A
向5.4g化合物A-1(9.9mmo1)的二氯甲烷(40mL)溶液中，加入3.2g三甲基甲硅烷基氯(20.8mmo1)。在室温搅拌60min以后，将反应混合物蒸发，并将粗产物溶解在2MTEAB缓冲液(Et3N-H2CO3)中，并搅拌15min。不经过蒸发，使用55％MeOH50mMTEAB通过HPLC纯化混合物。将洗脱液蒸发，并用MeOH洗涤。干燥以后得到3.84g化合物A的浅黄色固体。
前药A：浅黄色固体。收率83％。C16H13O8Px(C6H9N)[(364.24)z(101.19)]EE-MS：567.1[C16H13O8P+2(C6H9N)]+1H NMR(600MHz，CDCl3):δ＝12.63(s，1H)，7.76(d，J＝8.76Hz，2H)，7.09(s，1H)，6.95(d，J＝8.7Hz，2H)，6.65(s，1H)，6.49(s，1H)，3.86(s，3H)，3.03-3.07(m，8H)，l.29-1.32(1，12H)ppm.纯化的化合物>97％，在Tris溶液中具有比母体化合物金合欢素(<0.2μg/mL)更高的溶解度(pH=7.0，10mg/mL)。
前药B的合成
化合物 B-1
在0℃，向金合欢素(3g，10.5mmo1)和4.5mLNEt3(32mmo1)在DMF(20mL)中的溶液中，逐滴加入3.05g亚磷酸二苄酯(11.6mmo1)在CCl4(5.5mL)中的溶液，并将混合物在室温搅拌1h。将混合物蒸发，并使用n-hex/EtOAc/CH2Cl2(6:1:2v/v)通过硅胶上的柱色谱法纯化粗产物。蒸发溶剂以后，得到1.3gB-1的黄色固体。
化合物B-1：黄色固体。收率54％。C30H25O8P(5aa.49).EI-MS:m/1545.14[M+].1HNMR(400MHz，CDCl3)：δ＝12.81(s，1H)，7.83(d，J＝8.8Hz，2H)，7.03(d，J＝8.8Hz，2H)，6.84(s，1H），6.62(s，1H)，6.54(S，1H)，5.19(s，2H),5.17（s,2H)，3.91(s，311)ppm.
化合物 B-2
在1大气压下，向化合物B-1(2.1g，3.9mmo1)和甲酸(0.1mL)在MeOH(20mL)和THF(10mL)中的溶液中，加入10％Pd/C(0.2g)。搅拌4h以后，过滤Pd/C，浓缩滤液，得到1.3gB-2的黄色固体。
化合物B-2：黄色固体。收率92％。C16H13O8P(364.24).EI-MS:m/z365.01[M+]，285.07[M+H-P(O)(OH)2]+1H NMR(400MHz,DMSO-d6):δ＝12.91(bs，1H)，8.06(d，J＝8.8Hz，2H)，7.11(d，J＝8.8Hz，2H)，7.01(s，1H)，6.96(s，1H)，6.62(s，1H)，3.87(s，3H)ppm.13CNMR(100MHz，CDCl3):δ18204，163.74，162.47，161.15，159.58，156.54，128.37，122.74，114.63，106.05，103.83，102.64，97.64，55.55ppm.
前药 B
在水(10mL)中剧烈搅拌B-2，缓慢地加入12mL1MNaOH水溶液，搅拌混合物直到大多数B-2溶解且pH为10。加入EtOH(25mL)，并沉淀出白色固体。将白色固体过滤，并用EtOH洗涤和干燥，得到0.6g化合物B的白色固体。
前药B：白色固体。收率54％。C16H11OSPNa2(408.21).EI-Ms：m/z387.n4[M+H-Na]+1HNMR(100MHz，DMSO-d6)：δ＝12.90(S，1H)，8.04(d，J＝8.8Hz，2H),7.10（d，J＝8.8Hz，2H)，7.02(s，1H)，6.98(s，1H)，6.60(s，1H),3,89（s，3H)ppm.纯化的化合物＞99％，在H2O中具有比母体化合物金合欢素(＜0.1μg/mL)高得多的溶解度(25mg/mL)。
前药C的合成
化合物 C-2
向金合欢素(4.5g，15.8mmo1)在DMF(35mL)中的溶液中，加入4.1mL氯甲基二叔丁基磷酸酯(20.6mmo1)、6.1g碳酸铯(31.6mmo1)和0.25g碘化钠(0.1当量)。搅拌反应混合物过夜以后，用0.5MTBME/磷酸盐缓冲液(pH=7)萃取混合物，并使用85％MeOH／15％H2O进行制备型HPLC。蒸发溶剂以后，得到4.1g浅黄色固体。将2.1g黄色固体溶解在二氯甲烷(35mL)中，然后缓慢地加入35mL四氟乙酸。搅拌10-20min以后，在低温蒸发反应混合物。将粗产物用乙腈(30mL)洗涤2次，并干燥。得到3.2gC2的浅黄色固体。
化合物C-2：浅黄色固体。收率51％。C17H15O9P(394.27).EI-MS:m/z395[M+],297[M+H-OP(O)(OH)2]+1H NMR(200MHz，DMSO-d6)：δ-12.8（bs，1H)，8.04(d，J＝9Hz，2H)，7.08(d，J＝9Hz，2H)，6.87(s，1H)，6.83（d，J＝6Hz，2H)，6.47(d，J＝3Hz，1H)，5.66(s，1H)，5.60(s，1H)，3.84(S，3H)ppm.13CNMR(200MHz，d6-DNSO)：δ＝182.82，164.57,163.25,162.72,162.01,157.69,129.15,123.31,115.33,106.40,104.49,100.08，95.29，87.96，56.34ppmm.31P NMR(200MHz，d6-DMSO):δ＝-1.56ppm.
前药 C
向溶解在10mL去离子水中的化合物C-2(302g，8.1mmo1)，缓慢地加入34mL0.25N NaOH(2当量)(pH=7.02)。然后将粗产物低压冻干，得到3.4g浅橙色固体化合物C。
前药C：浅黄色固体。收率97％。C14H13O9PNa2(438.23)，EI-Ms：439，1[M+].1H NMR(200MHz，D2O):＝7.53(d，J＝8.64Hz，2H），6.67（d,J＝8.64Hz，211).6.60(s，1H)，6.30(s，1H)，6.28(d，1H)，5.43(d，2H)，3.67(s，3H)ppm.13C NMR(200MHz，D20):δ＝162.35，145.88，145.10,144.31,141.96，l39.61，113.73，108.26，101.56，93.7，91.37，88.63，84.7l，78.43ppm.31PNMR(200MHz，D2O):δ＝2.69ppm.纯化的化合物>99％，在H2O中具有比母体化合物金合欢素(＜0.1μg/mL)高得多的溶解度(25mg/mL)。
实施例2.水溶性前药A针对麻醉大鼠模型中缺血-再灌注损伤诱发的心室心律失常的心脏保护
为了研究水溶性前药A对缺血-再灌注损伤诱发的心室心律失常的作用，在SD大鼠中建立了体内缺血-再灌注模型。在该模型动物中，用10min缺血(结扎前降冠状动脉)和随后的10min再灌注形成心室心律失常，包括心室早搏(PVB)和心室心动过速(VT)。在使用静脉内媒介物的对照动物中在再灌注早期经常观察到心室纤颤(图1A)，但是在用静脉内前药A(10mg/kg持续5min，图1B)治疗的动物中没有观察到。5mg/kg、10mg/kg和20mg/kg的前药 A以剂量依赖性的方式降低心律失常评分(图1C)和心律失常持续时间(相对于媒介物，P＜0.05或P＜0.01)。重要的是，10mg／kg或20mg／kg前药A显著降低了严重心室纤颤的发病率(P＜0.05，媒介物的90％相对于前药A的30％或20％)。
除了抗-心室纤颤以外，前药A会阻止心率下降(图2A)，并以剂量依赖性的方式改善由缺血和／或再灌注损伤诱发的降低的功能收缩功能，包括左心室收缩压(图2B)、舒张压(图2C)和+dP／dT(图2D)(相对于媒介物，P＜0.05或P＜0.01)。这些结果指示，所述水溶性前药在体内缺血-再灌注大鼠模型中在抗-心室心律失常和维持心脏功能方面是有效的，从而提示所述前药在挽救由缺血-再灌注损伤诱发的心肌梗塞中的潜在应用。
另一方面，在冠状动脉结扎之前，10mg／kg和20mg／kg的前药轻微地、但是显著地增加左心室收缩压(图2B)和舒张压(图2C)，而不影响心率。这指示，在前药A的心脏保护中没有涉及L-型Ca2+通道的抑制，所述抑制可能降低心脏收缩功能。在抗-心肌梗塞中涉及它的心脏保护(图2E)。
实施例3.水溶性前药的先体外后体内药理学活性
为了确定金合欢素前药在体外是否是药理学上无活性的，记录HEK293细胞系中的Kv1.5电流和Kv4.3电流，并活化大鼠心房肌细胞中的IKACh。30μM的前药A对代表性细胞中的Kv1.5电流(图3A)、Kv4.3电流(图3B)或IKACh(图3C)没有抑制作用，这与关于其它前药的以前报道相一致。但是，10μM金合欢素抑制了代表性细胞中的Kv1.5电流(图3D)、Kv4.3电流(图3E)或IKACh(图3F)，这与实验报告相一致。类似地，金合欢素的水溶性前药B和前药C对Kv1.5电流、Kv4.3电流或IKACh没有抑制作用(数据未显示)。这些结果指示，在心脏保护中涉及所述前药的体内转化。
实施例4.水溶性前药的体内转化
在麻醉的SD大鼠中确定了水溶性前药A的体内转化。灌注前药A(20mg／kg静脉内)30-60min，并通过HPLC分析确定血浆中的母体化合物金合欢素的水平。图4表明，仅在前药A输注以后，观察到母体化合物的HPLC峰。从前药A转化成的母体化合物达到6.4μM的浓度。前药A、前药B和前药C在不同时间点的体内转化的结果表明，金合欢素的浓度可以达到治疗浓度。
实施例5.母体化合物针对缺血-再灌注损伤的先体外后体内心脏保护
为了确定心脏保护机制，使用准确浓度的母体化合物金合欢素在分离的大鼠心脏中建立了缺血-再灌注模型。将经Langendorff系统灌注的心脏暴露于30min缺血(冠状动脉结扎)和随后的120min再灌注(图5)。20min稳定期以后，用0.3、1、3μM金合欢素或等体积媒介物 (DMSO)处理心脏10min，然后缺血30min。
与缺血前的对照相比，0.3、1、3μM的金合欢素分别使冠状动脉流速显著增加至108.9±2.3％、122.1±4.9％、125.8±6.6％(n＝10-12，相对于对照，P＜0.05或P＜0.01)，而媒介物没有这样的作用(图5A)。3μM的金合欢素不仅改善由缺血诱发的冠状动脉流速降低，而且改善由再灌注诱发的冠状动脉流速降低(图5A，相对于媒介物，P＜0.01，具有16-25％差异)。冠状动脉流速的增加可以是用静脉内前药在麻醉大鼠中观察到的心脏保护的重要机制。
3μM的金合欢素也使心脏收缩功能(即左心室收缩压和+dP／dT)显著增加了缺血前对照的约10％(图5B和5C，n＝10，相对于对照，P＜0.01)。重要的是，3μM的金合欢素显著阻止了由缺血-再灌注诱发的心脏收缩功能的下降(图5B和5C，相对于媒介物，P＜0.01，具有15-20％差异)。这些结果指示，用金合欢素前药A和在灌注心脏中在体内观察到的心脏保护最可能至少部分地与金合欢素对冠状动脉流速的增加有关。
通过TTC染色评估了心肌切片中的梗塞区域，其显示了用媒介物治疗的心脏中的显著梗塞区域(图6A)，且在用3μM金合欢素治疗的心脏中减小(图6B)。0.3、1和3μM金合欢素以浓度依赖性的方式显著降低由缺血-再灌注损伤诱发的梗塞区域的平均百分比值(图6C，相对于媒介物，P＜0.01)。在0.3μM低浓度的金合欢素观察到梗塞区域的显著减小，从而指示，除了冠状动脉流速的增加以外，在它的心脏保护中也可能涉及其它机制，例如抗-细胞凋亡、抗-氧化和抗-炎症。
实施例6.针对心肌梗塞的心脏保护机制
金合欢素针对心肌梗塞的心脏保护可能涉及抗-细胞凋亡。图6D和6E是心肌切片中的HE-和TUNEL-染色的图像。计数TUNEL阳性细胞核的数目，具有TUNEL阳性细胞核的细胞数目百分比(图6F)表明，缺血-再灌注会造成肌细胞细胞凋亡的显著增加，并且3μM金合欢素会使TUNEL阳性细胞核从511±3.8％(n＝5，相对于媒介物对照)减少至20.2±4.1％(n＝5，相对于媒介物，P＜0.01)，从而指示显著的抗-细胞凋亡。
进一步，针对促细胞凋亡蛋白天冬氨酸特异性半胱氨酸蛋白酶-3和Bax(Bcl-2-相关的X)和抗细胞凋亡蛋白Bcl-xL(B-细胞淋巴瘤-XL)在用媒介物、0.3μM、1μM或3μM金合欢素治疗过的缺血／再灌注的心肌中的表达，确定了前药和母体化合物的抗-细胞凋亡的分子机制。金合欢素降低了天冬氨酸特异性半胱氨酸蛋白酶-3和Bax的表达，同时增加了Bcl-2的表达(图7A)。这些蛋白的相对表达水平显示在图7B的媒介物组(n＝4)和金合欢素(0.3、1和3μM)组(对于每个组，n＝4)中。金合欢素以浓度依赖性的方式增加抗细胞凋亡 分子Bcl-2，并减少促细胞凋亡分子Bax和天冬氨酸特异性半胱氨酸蛋白酶-3阱目对于媒介物，P＜0.05或P＜0.01)。
金合欢素针对心肌梗塞的心脏保护可能涉及抗-自噬。通过评价BLC3I／II和beclin1蛋白水平，指示心肌自噬的增加，所述水平被金合欢素治疗以浓度依赖性的方式逆转(图7C和7D)。
金合欢素针对心肌梗塞的心脏保护可能涉及抗氧化剂应激。在用或未用金合欢素治疗过的缺血／再灌注的心肌中，确定了抗-氧化应激蛋白Trx(硫氧还蛋白)和SOD-2(超氧化物歧化酶2)。Trx会通过氧化还原活性的半胱氨酸对与其它蛋白相互作用以再生被活性氧(ROS)损伤的蛋白，而SOD-2是一种普遍存在的酶，其在保护好氧性细胞对抗氧化性应激中具有基本功能。蛋白质印迹(图8A)表明，金合欢素会增加SOD-2和Trx的表达。金合欢素以浓度依赖性的方式增量上调Trx SOD-2的平均相对水平(图8B)。
金合欢素针对心肌梗塞的心脏保护也可能涉及抗-炎症。炎症在介导和加重心肌缺血-再灌注损伤中起重要作用。图8C和8D表明，炎症指示剂TLR-4、IL-6和TNF-α的表达在用金合欢素治疗过的心肌组织中以浓度依赖性的方式降低。
除非另外定义，否则在本文中使用的所有技术和科学术语具有与公开的发明所属领域的技术人员的通常理解相同的含义。在本文中引用的出版物和它们引用的材料明确地通过引用并入。
本领域技术人员会认识到或仅仅使用例行实验就能够确定许多与本文所述的本发明的具体实施方案等效的方案。这些等效方案意图由下述权利要求涵盖。

Claims (13)

1.式I的化合物或其药学上可接受的盐：
I
其中
m和n独立地是0-3的整数；
X是O或N或S；
R1和R2独立地是：氢，烷基，烯基，炔基，环烷基，环烯基，环炔基，杂环基，芳基，烷芳基，芳基烷基，羧基烷基，氨基，氨基烷基，烷基氨基，二烷基氨基，芳基氨基，二芳基氨基，烷基芳基氨基，羟基烷基，烷氧基烷基，PO3H2，PO3 2-M，其中M是一个或多个铵离子、碱金属离子、或碱土金属离子，磷酸酯，SO3H，SO3 -M，其中M是铵离子、碱金属离子或碱土金属离子，磺酸酯，磺酸酯，磺酰胺，−C(=O)−A1，或−C(=O)−L−A2；其中A1和A2独立地是氢、卤素、烷氧基、羟基、巯基、烷基、烯基、炔基、环烷基、环烯基、环炔基、烷芳基、芳基烷基、氨基甲酸酯、氨基、烷基氨基、芳基氨基、二烷基氨基、烷基芳基氨基、二芳基氨基、磺酰胺、杂烷基;
L是亚烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基、亚芳烷基或亚烷芳基。
2.权利要求1所述的化合物，其中X = O；m = 0；n = 0；其具有式IIA：
IIA
其中
R1和R2独立地是氢，PO3H2，PO3 2-M，其中M是一个或多个铵离子、碱金属离子或碱土金属离子，磷酸酯，磺酸酯或磺酰胺；
其中如果R2是H，则R1不是H或磺酸酯。
3.权利要求1所述的化合物，其中X = O；m = 1；n = 0；其具有式IIB：
IIB
其中：
R1和R2独立地是氢，PO3H2，PO3 2-M，其中M是一个或多个铵离子、碱金属离子或碱土金属离子，磷酸酯，具有铵或碱金属或碱土金属离子的磺酸盐，磺酸酯或磺酰胺；
其中如果R2是H，那么R1不是H。
4.权利要求1所述的化合物，其具有以下结构：
或具有以下结构：
或具有以下结构：
或具有以下结构：
或具有以下结构：
或具有以下结构：
。
5.一种药物组合物，其包含权利要求1或权利要求2所述的化合物和一种或多种药学上可接受的载体。
6.权利要求5所述的组合物，其中所述化合物选自：
。
7.一种药物组合物，其包含权利要求1或权利要求3所述的化合物和一种或多种药学上可接受的载体。
8.权利要求7的所述组合物，其中所述化合物选自：
。
9.一种在治疗和/或预防有此需要的患者的心肌梗塞和/或心律失常的方法中使用的组合物，所述组合物包含：有效量的单独的或与金合欢素联合的水溶性的式I化合物。
10.权利要求9的在所述方法中使用的组合物，其中所述化合物是式IIA或式IIB的化合物。
11.权利要求9的在所述方法中使用的组合物，其中所述化合物具有下述结构：
。
12.权利要求9的在所述方法中使用的组合物，其中所述有效量是约0.001至约100 mg/kg患者体重/天。
13.权利要求9的在所述方法中使用的组合物，其中所述患者是人。
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