CN105899495A - 用于治疗疼痛和其它病症的γ-氨基丁酸(GABA)类似物 - Google Patents

用于治疗疼痛和其它病症的γ-氨基丁酸(GABA)类似物 Download PDF

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Abstract

一种式(1)的化合物，其中R1代表氢、卤基、C1‑C4烷基、C1‑C4卤代烷基、C1‑C4烷氧基‑C2‑C4烷基、C2‑C4烯基、C2‑C4炔基或C3‑C7环烷基；R2代表式(1)'或式(1)″或其互变异构体；且R3代表氢、C1‑C4烷基、C1‑C4烷氧基‑C2‑C4烷基或C7环烷基；或其药学上可接受的盐或溶剂化物。还要求保护了用于制备所述化合物和新型中间体的方法。此类化合物可用于治疗神经性疼痛和中枢神经系统的病症。

Description

用于治疗疼痛和其它病症的γ-氨基丁酸(GABA)类似物
本发明涉及新型治疗剂，具体而言涉及γ-氨基丁酸衍生物、其药物组合物、其制备方法以及其在治疗疼痛中的治疗活性。
引言
电压门控钙通道是由孔隙形成α1亚基和辅助蛋白α2δ、β和γ的组合形成(Caterall(2000)Annu.Rev.Cell Dev.Biol.16:521-555)。已知α2δ蛋白调节钙通道密度和这些通道的电压依赖性动力学(Felix等人(1997)J.Neuroscience 17:6884-6891；Klugbauer等人(1999)J.Neuroscience 19:684-691；Hobom等人(2000)Eur.J.Neuroscience12:1217-1226和Qin等人(2002)Mol.Pharmacol.62:485-496)。
加巴喷丁(Gabapentin)(GBP)是抗癫痫、抗痛觉过敏和抗焦虑的药物，其以高亲和力结合至钙通道α2δ亚基的两个亚型α2δ1和α2δ2。GBP最初是针对癫痫而开发且还发现了在治疗疼痛和焦虑中的应用(Taylor等人(1998)Epilepsy Res.29:223-249)。对GBP作用的潜在机制的理解仍然很少。GBP最初被设计为亲脂性γ-氨基丁酸(GABA)类似物，但后来已被证明不与GABA代谢途径上的任何酶相互作用，也不与GABAA或GABAB受体直接相互作用。然而，它能够经由L-系统氨基酸转运体有效地穿过血脑屏障。
普瑞巴林(Pregabalin)(PGB)是继GBP之后用于治疗如上所列举的相同病状的更有效的第二代药物。GBP(结构G，如下)和PGB(结构P，如下)分别以140和80nM的IC50值结合至α2δ-1亚基(Dolphin(2013)Biochim Biophys Acta 1828:1541-1549)。
GBP在临床相关剂量下显示极少的(如果有)毒性副作用。然而，其具有相对短的半衰期，未发生变化而被排出，这可能是由于极高的水溶性和明显缺少体内蛋白质结合。轻度镇静、眩晕和共济失调是主要的剂量限制性副作用且这些被认为是中枢介导的。
与许多其它中枢作用药物不同，GBP和PGB是亲水性的且在中性pH下带双重电荷，这使得它们不溶于脂质诸如细胞膜中。然而，两种化合物似乎都经由专门的转运体系统(系统L)穿过内脏的膜屏障、血脑屏障和细胞膜，所述转运体系统还转运内源性氨基酸诸如L-亮氨酸、L-异亮氨酸和L-缬氨酸(Su等人(2005)J.Pharmacol.Exp.Ther.313,1-10)。
在哺乳动物中，α2δ蛋白有四个相关的亚型，每个亚型由不同的基因编码。每种蛋白亚型具有约150kD的分子量且由997-1150个氨基酸残基组成。只有α2δ亚型1和2以高亲和力结合PGB；亚型3和4缺乏显著的药物结合(Fink等人(2002)Neuropharmacology,42,229-236)。PGB的结合亲和力类似于重组α2δ1型和2型蛋白，这表明PGB不是亚型选择性的(Piechan等人(2004)Soc.Neuroscience Abstr.,111(程序号115))。
欧洲专利申请2192109A涉及式A的双环γ-氨基酸化合物，
其中R1、R2、R2'和R4-R8和R8'各自独立地为氢原子、卤原子、或C1-C6烷基，或R2和R2'连同其所结合的碳原子一起形成C3-C7环烷基；且
R3是氢原子、卤原子、C1-C6烷基、C1-C6卤代烷基、羟基-C1-C6烷基、硫烷基-Cl-C6烷基、C1-C6烷氧基-C1-C6烷基、C2-C6烯基、C2-C6炔基、C1-C6烷氧基、C1-C6烷基硫烷基、C1-C6烷基硫烷基-Cl-C6烷基、C2-C7酰基硫基-C1-C6烷基、C2-C7酰基氧基-Cl-C6烷基或C3-C7环烷基。
所述衍生物被公开为具有作为α2δ配体的活性并有效地治疗疼痛或中枢神经系统病症。US 2012071685公开了用于生成某些所述双环γ-氨基酸衍生物的制备方法。
发明概要
在一个方面，本发明提供式1的化合物或其药学上可接受的盐或溶剂化物，
其中R1代表氢、卤基、C1-4烷基、C1-4卤代烷基、(C1-4烷氧基)(C2-4烷基)、C2-4烯基、C2-4炔基或C3-7环烷基；
R2代表或其互变异构体；且
R3代表氢、C1-4烷基、(C1-4烷氧基)(C2-4烷基)或C3-7环烷基。
在另一个方面，本发明还提供了治疗受试者的神经性疼痛的方法，其包括向所述受试者施用治疗有效量的式1的化合物或其药学上可接受的盐或溶剂化物。
在另一个方面，本发明提供了治疗受试者的中枢神经系统病症的方法，其包括向所述受试者施用治疗有效量的式1的化合物或其药学上可接受的盐或溶剂化物。
本发明提供了以高亲和力结合至电压门控钙通道的α2δ-1亚基的化合物。
在又一个方面，本发明提供了药物组合物，其包含本文所公开的化合物以及合适的赋形剂或合适的洗剂。所述药物组合物可以呈方便施用给受试者的任何形式，例如呈胶囊、囊片、片剂或局部软膏的形式。
具体实施方式
本发明涉及式1的化合物或其药学上可接受的盐或溶剂化物，
其中R1代表氢、卤基、C1-4烷基、C1-4卤代烷基、(C1-4烷氧基)(C2-4烷基)、C2-4烯基、C2-4炔基或C3-7环烷基；
R2代表或其互变异构体；且
R3代表氢、C1-4烷基、(C1-4烷氧基)(C2-4烷基)或C3-7环烷基。
应当了解以下术语具有如下含义：
术语“C1-4烷基”意指具有1至4个碳原子的直链或支链脂族烃链，例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基或叔丁基。
术语“C1-4卤代烷基”意指被一个或多个卤原子取代的Cl-4烷基。
术语“(C1-4烷氧基)(C2-4烷基)”意指被一个或多个C1-4烷氧基取代的C2-4烷基。
术语“C2-4烯基”意指具有2至4个碳原子且含有碳碳双键的直链或支链脂族烃链，例如乙烯基、丙烯基、正丁烯基和异丁烯基。
术语“C2-4炔基”意指具有2至4个碳原子且含有碳碳三键的直链或支链脂族烃链，例如乙炔基、丙炔基、正丁炔基和异丁炔基。
术语“C3-7环烷基”意指具有3-7个碳原子的非芳香族单环或多环系统，例如环丙基、环丁基、环戊基、环己基和环庚基。
术语“卤基”意指氟、氯、溴或碘。
如本文所使用，术语“式1的化合物”包括其药学上可接受的盐和溶剂化物。提及中间体化合物也包括其盐和溶剂化物。本发明化合物的药学上可接受的盐可以包括化合物的碱加成盐。此类盐可以利用提供药学上可接受的阳离子的无机碱形成，例如碱金属盐诸如钠盐或钾盐，或碱土金属盐诸如钙盐或镁盐。本发明的药学上可接受的盐还可以包括酸加成盐。此类盐可以由提供药学上可接受的阴离子的无机酸或有机酸形成，例如氢卤酸盐，诸如氯化物盐或溴化物盐、硫酸盐或磷酸盐；或有机酸盐，例如乙酸盐、富马酸盐、马来酸盐、酒石酸盐、乳酸盐、柠檬酸盐、丙酮酸盐、琥珀酸盐、草酸盐、甲磺酸盐或对甲苯磺酸盐。术语“溶剂化物”是指呈固态的式1的化合物，其中合适溶剂的分子被并入晶格中。用于治疗性施用的合适溶剂在所施用的剂量下是生理上可接受的。用于治疗性施用的合适溶剂的实例为乙醇和水。当水是溶剂时，溶剂化物被称为水合物。通常，溶剂化物是通过将化合物溶解在适当的溶剂中并通过冷却或使用反溶剂分离该溶剂化物而形成。溶剂化物通常在环境条件下进行干燥或共沸。典型的溶剂化物包括水合物诸如一水合物、二水合物或三水合物。
如果根据本发明所产生的化合物包括手性中心，则所述化合物以两种对映体形式存在，因此本发明化合物包括外消旋物、单一对映体或其混合物。对映体可以通过本领域技术人员已知的方法来拆分，例如手性高效液相色谱法(HPLC)，例如具有结合的手性配体的二氧化硅。对映体还可以通过这样的方法来拆分，其涉及与手性酸或碱形成盐以形成非对映体盐，然后进行结晶。根据本发明所产生的化合物还可以包括单一非对映异构体或其混合物。非对映体可以通过本领域技术人员已知的方法来分离，例如通过与酸或碱形成盐后结晶。
所有互变异构形式也涵盖于本文中。
术语“治疗有效量”描述需要被人类受试者使用以实现所需治疗作用的根据本发明的化合物的量。这个量可以根据受试者而变化，并且取决于诸如年龄、体重、身高、身体状况和医疗史的参数。根据本发明的化合物可以有效地减少、抑制或减轻患者的不希望的症状。
在根据本发明的化合物的一个实施方案中，R1代表氢、C1-4烷基或卤基，优选为氢或C1-4烷基，更优选为C1-4烷基，例如甲基、乙基或丙基。在进一步优选的式1的化合物中，R1代表乙基。
在根据本发明的化合物的一个实施方案中，R3代表氢或C1-C4烷基，例如甲基、乙基或丙基。在优选的式1的化合物中，R3代表氢或乙基。在进一步优选的式1的化合物中，R3代表氢。
在一个实施方案中，本发明是式2的化合物或其药学上可接受的盐或溶剂化物，
其中R1代表氢、卤基、C1-4烷基、C1-4卤代烷基、(C1-4烷氧基)(C2-4烷基)、C2-4烯基、C2-4炔基或C3-7环烷基。
式2的化合物可以具有如式2a的化合物中所示的特定立体化学
在另一个实施方案中，本发明是式3的化合物或其药学上可接受的盐或溶剂化物
其中R1代表氢、卤基、C1-4烷基、C1-4卤代烷基、(C1-4烷氧基)(C2-4烷基)、C2-4烯基、C2-4炔基或C3-7环烷基。
式3的化合物可以具有如式3a的化合物中所示的特定立体化学
在另一个实施方案中，本发明是式4的化合物：
式4的化合物可以具有如式4a的化合物中所示的特定立体化学：
在另一个实施方案中，本发明是式5的化合物：
式5的化合物可以具有如式5a的化合物中所示的特定立体化学：
特定的式1的化合物为：
3-(((1R,5S,6S)-6-(氨基甲基)-3-乙基双环[3.2.0]庚-3-烯-6-基)甲基)-1,2,4-噁二唑-5(4H)-酮
3-(((1S,5R,6R)-6-(氨基甲基)-3-乙基双环[3.2.0]庚-3-烯-6-基)甲基)-1,2,4-噁二唑-5(4H)-酮
外消旋3-(((1R,5S,6S)-6-(氨基甲基)-3-乙基双环[3.2.0]庚-3-烯-6-基)甲基)-1,2,4-噁二唑-5(4H)-酮
((1R,5S,6S)-6-((1H-四唑-5-基)甲基)-3-乙基双环[3.2.0]庚-3-烯-6-基)甲胺
((1S,5R,6R)-6-((1H-四唑-5-基)甲基)-3-乙基双环[3.2.0]庚-3-烯-6-基)甲胺
外消旋((1R,5S,6S)-6-((1H-四唑-5-基)甲基)-3-乙基双环[3.2.0]庚-3-烯-6-基)甲胺
N-(((1R,5S,6S)-6-((1H-四唑-5-基)甲基)-3-乙基双环[3.2.0]庚-3-烯-6-基)甲基)乙胺
N-(((1S,5R,6R)-6-((1H-四唑-5-基)甲基)-3-乙基双环[3.2.0]庚-3-烯-6-基)甲基)乙胺
外消旋N-(((1R,5S,6S)-6-((1H-四唑-5-基)甲基)-3-乙基双环[3.2.0]庚-3-烯-6-基)甲基)乙胺
技术人员将理解，手性分子可以旋转，但保持相同的相对立体化学排列。例如，式4a和式5a的化合物可以描绘如下。
本发明还提供了包含治疗有效量的式1的化合物和药学上可接受的载体的药物组合物。式1的化合物是以有效地治疗、减少或减轻受试者(尤其是患有疼痛病状的人类受试者)的神经性疼痛的量来使用。此类疼痛的治疗可以与中枢神经系统(CNS)或外周神经系统(PNS)病症相关或不相关。式1的化合物还能有效地治疗、减少或减轻任何其它与疼痛无关的CNS病症。本发明的组合物包含治疗有效量的式1的化合物，其通常在0.1-95％(w/w)的式1的化合物的范围内，但取决于活性物质的精确性质和施用方式。通常，活性物质的剂量在0.1至500mg的范围内(作为单次或分开剂量)，这取决于活性物质的精确性质和施用方式。
在治疗用途中，式1的化合物可以经口、经直肠、肠胃外或局部施用。根据本发明的药物组合物可以采用本领域技术人员已知的任何口服、直肠、肠胃外或局部组合物的形式，这些形式使用制药领域中所熟知的载体。此类组合物一般以单位剂型来制备。用于口服施用的组合物可以包括固体剂型诸如片剂、胶囊或囊片，或液体剂型诸如糖浆和水性或油性混悬剂。固体剂型诸如片剂和囊片可以通过将式1的化合物与惰性稀释剂在崩解剂和其它配制助剂诸如润滑剂的存在下混合来制备。胶囊可以呈硬胶囊(例如硬明胶胶囊)或软胶囊形式，它们通过传统方法来制备，其中活性物被并入载体中并封装。任选地，此类剂型可以包括根据传统程序制备的可以用于改变释放速率的肠溶衣，或使释放延迟以提供延迟释放或持续释放组合物的赋形剂。液体剂型可以通过任选在一种或多种溶解剂、表面活性剂和/或助悬剂的存在下将活性物溶解于合适的液体载体(诸如水或油性赋形剂)中来制备。用于直肠施用的组合物是用于此类施用的已知药物形式，例如具有蜡状基质或聚乙二醇基质的栓剂。用于肠胃外施用的组合物也是用于此类施用的已知药物形式，例如在合适的溶剂系统中的无菌溶液或混悬剂。用于局部施用的组合物可以包括霜剂、洗剂、软膏剂、凝胶剂或其它剂型，其可以通过将组合物直接施加在受影响的部位或通过将组合物并入媒介物诸如透皮贴剂中或作为包含在用于施加到疼痛部位上的渗透膜内的组合物来施用。传统的水性和非水性载体诸如矿物油和蜡可以单独或组合地用于制备霜剂、洗剂或软膏剂。凝胶剂可以通过在水的存在下将式1的化合物与包含胶凝剂例如卡波姆(Carbomer)的局部用媒介物混合来制备。任选地，还可以并入其它配制助剂，诸如透皮促进剂、增稠剂。
在另一个实施方案中，本发明的化合物可以与合适的药物赋形剂组合地用于背痛的局部治疗。化合物和药物赋形剂的组合可以呈凝胶形式，该凝胶被成形并适于放置在疼痛受试者的皮肤上。在另一个实施方案中，化合物和药物赋形剂的组合可以并入贴剂的贴布内，该贴剂被成形并适于放置和/或粘附在疼痛受试者的皮肤上。在一个更优选的实施方案中，化合物从贴剂的贴布内的药物赋形剂以缓慢速率释放。
式1的化合物被并入根据本发明的药物组合物中，其可用于下文列举的病状。
本发明考虑了式1的化合物可以在临床环境中用于治疗神经性疼痛。在另一个实施方案中，所述化合物可以用于治疗中枢神经系统(CNS)中的疼痛。在另一个实施方案中，本发明化合物可以用于治疗与CNS无关的疼痛。在另一个实施方案中，本发明化合物可以用于治疗与PNS无关的疼痛。在又一个实施方案中，本发明化合物可以用于治疗CNS病症。在一个实施方案中，CNS病症选自由以下疾病组成的组：癫痫、缺血性脑血管疾病、中风、脑肿瘤、阿尔茨海默氏病(Alzheimer’s disease)、皮克氏病(Pick's disease)、亨廷顿氏病(Pick'sdisease)、痴呆、帕金森氏病(Parkinson's disease)和其它锥体外病症、肌萎缩性侧索硬化和其它运动神经元病症、进行性神经性肌萎缩、视网膜色素变性、遗传性共济失调、多发性硬化和其它脱髓鞘疾病、细菌和病毒性脑膜炎、脑脓肿、硬膜下积脓、硬膜外脓肿、化脓性颅内血栓性静脉炎、脊髓炎和神经根炎、病毒性中枢神经系统疾病、包括苦鲁病(kuru)、克雅病(Creutzfeldt-Jakob disease)和格-斯二氏综合症(Gerstmann-Straussler-Scheinker syndrome)的朊病毒疾病、致命性家族性失眠、神经系统的营养和代谢性疾病、神经纤维瘤病、结节性硬化症、小脑视网膜血管母细胞瘤、脑三叉神经综合症、包括唐氏综合症(Down syndrome)、脑性麻痹、神经骨骼障碍、自主神经系统病症、脑神经病症、脊髓疾病、肌肉萎缩症和其它神经肌肉病症的精神发育迟缓和中枢神经系统的其它发育障碍、外周神经系统病症、皮肌炎和多肌炎、遗传性肌病、代谢性肌病、内分泌性肌病和中毒性肌病、重症肌无力、周期性瘫痪、包括情绪、焦虑和精神分裂性障碍的精神障碍、季节性情感障碍(SAD)、静坐不能、健忘症、紧张症、糖尿病性神经病变、迟发性运动障碍、肌张力障碍、偏执性精神病、带状疱疹后遗神经痛、妥瑞氏症(Tourette's disorder)、进行性核上性麻痹、皮质基底节变性和家族性额颞痴呆。在另一个实施方案中，本发明的化合物可以用于治疗CNS中的疼痛，诸如但不限于头痛和偏头痛。
在另一个实施方案中，本发明的化合物可以在药物制剂中与合适洗剂组合地用于背痛的局部治疗。在另一个实施方案中，本发明的化合物可以用于关节疼痛的局部治疗。
现在将描述用于制备本发明的化合物的方法。这些方法形成本发明的另一个方面。
式1的化合物可以通过用合适的还原剂使式12的化合物还原来制备，
其中R1和R2如上文所定义。
例如，式1的化合物(其中R1如本文所定义，R2代表
且R3代表C1-4烷基、(C1-4烷氧基)(C2-4烷基)或C3-7环烷基)可以通过用合适的还原剂还原式12的化合物，然后用合适的醛或酮还原氨化来制备。合适的试剂包括在合适的温度(例如从室温到回流温度)下在合适的溶剂(例如水性醇诸如乙醇)中的铁粉和氯化铵。在合适的醛或酮的存在下用合适的还原剂进一步还原氨化例如包括在室温下于合适的氯化或醚溶剂(诸如二氯乙烷)中使用硼氢化钠。
式1的化合物(其中R1如本文所定义，R2代表且R3代表氢)可以通过在例如从室温到回流温度的温度下在溶剂(诸如水性乙醇)中用合适的还原剂(诸如铁粉和氯化铵)还原式12的化合物来制备。将保护基添加到粗产物上以产生式13的中间体化合物
可以用于辅助纯化和然后在酸性条件下的去保护。合适的保护基包括通过在合适的碱和溶剂的存在下与二碳酸二叔丁酯反应而获得的叔丁氧羰基。合适的碱的实例包括在室温至回流温度下在合适的溶剂诸如水性醚溶剂(例如水性四氢呋喃)中的N,N-二异丙基乙胺或三乙胺。去保护可以利用强酸(诸如盐酸或三氟乙酸)在合适的溶剂(例如含三氟乙酸的二氯甲烷)中进行。
式1的化合物(其中R1和R3如本文所定义且R2代表)可以通过在0℃至室温下在合适的溶剂(例如甲醇)中于氯化镍(II)六水合物的存在下用合适的还原剂(例如硼氢化钠)使式12的化合物还原来制备。
式1的化合物(其中R3代表烷基或环烷基)一般可以通过式1的化合物(其中R3代表氢)的还原氨化来制备，例如通过用合适的醛或酮化合物以及合适的还原剂(诸如硼氢化钠、氰基硼氢化钠或三乙酰氧基硼氢化钠)一起处理。例如，使用乙醛产生其中R3是乙基的化合物。或者，使用环戊酮产生其中R3是环戊基的化合物。
式1的化合物一般还可以通过从式1的化合物(其中R3被保护基例如COOC(CH3)3置换)中去除保护基来制备，所述保护基可以通过与合适的酸例如盐酸或三氟乙酸反应来去除。
式1的化合物的对映体可以通过拆分相应的外消旋物或非对映异构体的混合物(例如通过与合适的手性酸或碱形成非对映体盐)来制备。合适的手性酸的实例包括：扁桃酸、α-甲氧基苯乙酸、酒石酸、萘普生(naproxen)或莫舍酸(Mosher’s acid)。合适的手性碱的实例包括：α-甲基苄胺、4-氯-α-甲基苄胺或麻黄碱。
式12的化合物(其中R1如本文所定义且R2代表)可以由式6的化合物(其中R1如本文所定义)
通过与合适的叠氮化物(例如叠氮化钠或叠氮基三甲基硅烷)以及常见的合适催化剂(诸如氧化二丁基锡、盐酸吡啶或氯化铵)在溶剂(诸如二甲基甲酰胺(DMF)、N-甲基吡咯烷酮(NPO)或甲苯)中在60℃至120℃的高温下进行成环反应来制备。
式12的化合物(其中R2代表)可以通过以两步法使式6的化合物与合适的试剂反应以产生噁二唑酮部分来制备。例如，第一步骤可以包括利用羟胺产生式9的中间体
其中R1如本文所定义。第二成环步骤可以涉及使中间体9与并入羰基的合适的环化试剂反应。例如，合适的试剂包括羰基二咪唑或光气。用羰基二咪唑处理可以在合适的醚溶剂诸如1,4-二噁烷中于回流温度下进行。
式9的化合物可以通过在合适的溶剂(诸如水性乙醇)中在高温下(例如，在100瓦特的微波炉中)用羟胺处理式6的化合物来制备。
式6的化合物可以通过在室温下于合适的溶剂(诸如二氯甲烷)中用合适的脱水剂(例如Burgess试剂)处理式7的化合物来制备，
其中R1如本文所定义。
式7的化合物可以通过用合适的偶联剂处理式8的化合物，然后添加浓缩的0.88水性氨来制备，
其中R1如本文所定义。合适的偶联剂可以是在合适的碱(例如N,N-二异丙基乙胺(许尼希碱)或三乙胺)和溶剂诸如二甲基甲酰胺(DMF)或N-甲基吡咯烷酮(NMP)的存在下的3-氧化六氟磷酸1-[双(二甲氨基)亚甲基]-1H-1,2,3-三唑并[4,5-b]吡啶鎓(HATU)。
式8的化合物可以通过在合适的溶剂(诸如二氯甲烷或1,4-二噁烷)中用合适的强酸(例如盐酸或三氟乙酸)处理2-(3-烷基-6-(硝甲基)双环[3.2.0]庚-3-烯-6-基)乙酸叔丁酯化合物来制备。
2-(3-烷基-6-(硝甲基)双环[3.2.0]庚-3-烯-6-基)乙酸叔丁酯化合物可以如US 2012/0071685中所描述来制备。
式6的化合物还可以通过使式14的化合物与硝基甲烷在合适的碱(例如1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯(DBU))和溶剂诸如二氯甲烷的存在下反应来制备，
其中R1如本文所定义。
式14的化合物可以通过在0℃至室温的温度下，在合适的碱诸如叔丁醇钾的存在下，在合适的溶剂例如四氢呋喃中，用合适的双键形成试剂例如氰甲基磷酸二乙酯处理式15的化合物来制备，
其中R1如本文所定义。
硝甲基中间体化合物6、7、8、9、10、11和12可以被式16的中间体涵盖，
其中R1代表氢、卤基、C1-4烷基、C1-4卤代烷基、(C1-4烷氧基)(C2-4烷基)、C2-4烯基、C2-4炔基或C3-7环烷基；
R2a代表-R2、-CN、-CONH2、-COOH、-(C＝NH)NHOH；且
R2代表或其互变异构体。
用于制备特定的式1的化合物的优选方法步骤的细节如下列出于流程1-3中：
式4a的化合物的合成是使用式6的硝基腈中间体来完成：(流程1)
流程1
式5的化合物的合成是使用式6的硝基腈中间体来完成：(流程2)
流程2
式4的化合物(示出为4b)和其对映体的合成还可以通过流程3来进行。
流程3
式6、7、8、9、10、11、12、13、14和16的某些中间体化合物和其立体异构体被认为是新型化合物。本发明还考虑了包含如式6、式7、式8、式9、式12、式13、式14和式16中所示的化学结构的化合物的中间体的所有立体异构体和以下鉴定的特定化合物。
要求保护所有新型化合物作为本发明的另一个方面。
通过以下非限制性实施例说明本发明。
实施例1：式3的化合物的合成
外消旋3-(((1R,5S,6S)-6-(氨基甲基)-3-乙基双环[3.2.0]庚-3-烯-6-基)甲基)-1,2,4-噁二唑-5(4H)-酮的合成
步骤1(式8的化合物)
外消旋2-((1R,5S,6S)-3-乙基-6-(硝甲基)双环[3.2.0]庚-3-烯-6-基)乙酸
向2-(3-乙基-6-(硝甲基)双环[3.2.0]庚-3-烯-6-基)乙酸叔丁酯(1.8g,6.09mmol)[专利US2012/0071685A1，实施例5-d中所述的制法]在二氯甲烷(20ml)中的溶液添加三氟乙酸(20ml)并让该混合物静置1小时。去除溶剂并将残余物再溶解于甲苯(100ml)中并蒸发至干，重复该程序5次，以获得呈无色油的2-(3-乙基-6-(硝甲基)双环[3.2.0]庚-3-烯-6-基)乙酸(1.4g,5.62mmol,92％收率)。
LCMS(Agilent,X-Select,Waters X-Select C18,2.5μm,4.6x30mm，酸性(0.1％甲酸)4min方法，5-95％乙腈/水):m/z；238(M-H)-(ES-)，在2.21min处，93％纯度@215nm。
1H NMR(400MHz,DMSO-d6):δ12.25(1H,s),5.26(1H,d,J＝2.0),4.87(2H,d,J＝1.6),3.13(1H,br.s),2.85(1H,quin,J＝7.5),2.46-2.32(3H,m),2.21(1H,ddd,J＝12.5,8.8,2.5),2.11(2H,q,J＝7.4),2.03(1H,br.d,J＝16.5),1.46(1H,dd,J＝11.3,7.3),1.04(3H,t,J＝7.4)ppm。(甲苯还呈现：7.26-7.23(0.3H,m),7.18-7.12(0.45H,m),2.30(0.45H,m)。
步骤2(式7的化合物)
外消旋2-((1R,5S,6S)-3-乙基-6-(硝甲基)双环[3.2.0]庚-3-烯-6-基)乙酰 胺
向2-(3-乙基-6-(硝甲基)双环[3.2.0]庚-3-烯-6-基)乙酸(2.5g,10.45mmol)在无水二甲基甲酰胺(10ml)中的溶液先后添加许尼希碱(2.74ml,15.67mmol)和HATU(4.37g,11.49mmol)。在室温下搅拌该混合物10分钟，然后在冰水中冷却。向该冷却的搅拌溶液中添加0.88氨水溶液(6.46ml,104mmol)。然后让该反应混合物升温至室温并再搅拌1小时。
通过旋转蒸发去除溶剂，并将残余物溶解于乙酸乙酯中并用水冲洗，经硫酸钠干燥。通过二氧化硅色谱法纯化粗产物(40g二氧化硅柱，20-100％乙醚：异己烷的溶剂梯度)，以提供呈透明无色胶状物的2-(3-乙基-6-(硝甲基)双环[3.2.0]庚-3-烯-6-基)乙酰胺(2.3g,9.46mmol,91％收率)。
LCMS(Agilent,X-Select,Waters X-Select C18,2.5μm,4.6x30mm，酸性(0.1％甲酸)4min方法，5-95％乙腈/水):m/z 239(M+H)+(ES+)；237(M-H)-(ES-),在1.949min处。
1H NMR(400MHz,DMSO-d6):δ7.28(1H,br.s),6.77(1H,br.s),5.27(1H,d,J＝2.2),4.88(2H,dd,J＝22.3,12.3),3.12(1H,br.s),2.85-2.78(1H,m),2.46-2.39(1H,m),2.24(1H,br.d,J＝1.4),2.19(1H,ddd,J＝12.4,8.8,2.6),2.11(2H,q,J＝7.5),2.00(1H,br.d,J＝16.8),1.42(1H,dd,J＝12.5,7.4),1.05(3H,t,J＝7.4)ppm。(DCM还呈现：5.87(0.9H,s))
步骤3(式6的化合物)
外消旋2-((1R,5S,6S)-3-乙基-6-(硝甲基)双环[3.2.0]庚-3-烯-6-基)乙腈
向外消旋2-((1R,5S,6S)-3-乙基-6-(硝甲基)双环[3.2.0]庚-3-烯-6-基)乙酰胺(0.8g,3.36mmol)在无水二氯甲烷(20ml)中的冰冷却的溶液历时20min分批添加Burgess试剂(0.880g,3.69mmol)，并让该混合物升温至室温且搅拌3小时。将该反应混合物蒸发至一半体积并施加到二氧化硅柱上并通过在Companion上色谱法(40g柱，0-60％乙醚：异己烷)加以纯化，以提供呈透明无色油的外消旋2-((1R,5S,6S)-3-乙基-6-(硝甲基)双环[3.2.0]庚-3-烯-6-基)乙腈(501mg,2.23mmol,66.4％收率)。
LCMS(Agilent,X-Select,Waters X-Select C18,2.5μm,4.6x30mm,酸性(0.1％甲酸)4min方法,5-95％乙腈/水):m/z 221(M+H)+(ES+)；219(M-H)-(ES-)，在2.34处。
1H NMR(400MHz,DMSO-d6):δ5.33(1H,d,J＝2.0),4.87(2H,d,J＝1.9),3.17(1H,br.s),2.93-2.85(1H,m),2.65(2H,br.s),2.49-2.43(1H,m),2.23(1H,ddd,J＝12.5,8.8,2.5),2.16-2.05(3H,m),1.56(1H,dd,J＝12.6,7.2),1.07(3H,t,J＝7.4)ppm。
步骤4(式9的化合物)
外消旋2-((1R,5S,6S)-3-乙基-6-(硝甲基)双环[3.2.0]庚-3-烯-6- 基)-N-羟基乙脒
在100瓦特的CEM微波中，将羟胺的水溶液(50％水溶液)(543μl,8.85mmol)、外消旋2-((1R,5S,6S)-3-乙基-6-(硝甲基)双环[3.2.0]庚-3-烯-6-基)乙腈(650mg,2.95mmol)在乙醇(10ml)中的溶液的混合物于85℃下加热2小时。
将反应混合物蒸发至干，并将残余物溶解于乙酸乙酯中并用水冲洗，并且经硫酸钠干燥。过滤和蒸发获得呈无色油的外消旋2-((1R,5S,6S)-3-乙基-6-(硝甲基)双环[3.2.0]庚-3-烯-6-基)-N-羟基乙脒(530mg,1.883mmol,63.8％收率)，其不经进一步纯化即可使用。
LCMS(Agilent,X-Select,Waters X-Select C18,2.5μm,4.6x30mm，酸性(0.1％甲酸)4min方法，5-95％乙腈/水):m/z 254(M+H)+(ES+)；在1.25min处。
1H NMR(400MHz,DMSO-d6):δ8.92(1H,s),5.36-5.35(1H,m),5.26(2H,br.s),4.96(1H,d,J＝12.8),4.83(1H,d,J＝12.8),3.13(1H,br.s),2.77(1H,quin,J＝7.5),2.41(1H,dd,J＝16.4,8.2),2.20-2.09(5H,m),2.02(1H,d,J＝16.0),1.53(1H,dd,J＝12.4,7.4),1.06(3H,t,J＝7.4)ppm。
步骤5(式11的化合物)
外消旋3-(((1R,5S,6S)-3-乙基-6(硝甲基)双环[3.2.0]庚-3-烯-6-基)甲 基)-1,2,4-噁二唑-5(4H)-酮
将外消旋2-((1R,5S,6S)-3-乙基-6-(硝甲基)双环[3.2.0]庚-3-烯-6-基)-N-羟基乙脒(520mg,2.053mmol)和羰基二咪唑(666mg,4.11mmol)在二噁烷(30mL)中的混合物在回流下加热2小时。
将反应混合物蒸发至干，并将残余物溶解于水(50ml)中，并且用1N HCl小心地使溶液酸化。将水性混合物萃取至乙醚中并经硫酸钠干燥。
通过二氧化硅色谱法纯化粗产物(12g柱，溶剂：乙醚)，以提供呈无色胶状物的外消旋3-(((1R,5S,6S)-3-乙基-6(硝甲基)双环[3.2.0]庚-3-烯-6-基)甲基)-1,2,4-噁二唑-5(4H)-酮(195mg,0.684mmol,33.3％收率)。
LCMS(Agilent,X-Select,Waters X-Select C18,2.5μm,4.6x30mm，碱性(0.1％碳酸氢铵)4min方法，5-95％乙腈/水)：278(M-H)-(ES-)，在1.58min处，98％纯度@215nm。
1H NMR(400MHz,DMSO-d6):δ12.12(1H,s),5.35(1H,q,J＝1.9),4.88(2H,q,J＝13.5),3.16(1H,br.s),2.87 91H,quin,J＝7.5),2.66(2H,d,J＝1.4),2.44(1H,dd,J＝16.6,7.8),2.17-2.09(3H,m),2.06-2.02(1H,m),1.62(1H,dd,J＝12.5,7.4),1.06(3H,t,J＝7.5)。醚呈现：与1.06处的信号+3.4ppm处的水信号重叠。
13C NMR(100MHz,DMSO-d6):δ159.44,157.15,150.69,120.63,80.09,52.17,42.75,41.80,35.38,30.19,28.46,23.87,12.25ppm
步骤6(式3的化合物)
外消旋3-(((1R,5S,6S)-6-(氨基甲基)-3-乙基双环[3.2.0]庚-3-烯-6-基)甲 基)-1,2,4-噁二唑-5(4H)-酮
在15min内，向外消旋3-(((1R,5S,6S)-3-乙基-6(硝甲基)双环[3.2.0]庚-3-烯-6-基)甲基)-1,2,4-噁二唑-5(4H)-酮(286mg,1.024mmol)和氯化镍(II)六水合物(24.34mg,0.102mmol)在甲醇(40ml)中的冰冷却的溶液分批添加硼氢化钠(387mg,10.24mmol)。在完成添加后，让反应混合物升温至室温。
添加乙酸(1ml)来小心地淬灭反应混合物并将混合物蒸发至干。将残余物溶解于甲醇中并使其通过二氧化硅柱塞，并将洗脱液蒸发至干以获得灰白色固体。通过制备级HPLC纯化粗产物(Waters，酸性(0.1％甲酸)，酸性，Waters X-Select Prep-C18,5μm,19x50mm柱,含25-70％乙腈的水)，以在冻干后提供呈无色固体的外消旋3-(((1R,5S,6S)-6-(氨基甲基)-3-乙基双环[3.2.0]庚-3-烯-6-基)甲基)-1,2,4-噁二唑-5(4H)-酮(8.0mg,0.031mmol,3.07％收率)。
LCMS(Agilent,X-Select,Waters X-Select C18,2.5μm,4.6x30mm，酸性(0.1％甲酸)4min方法，5-95％乙腈/水):m/z 250(M+H)+(ES+)；248(M-H)-(ES-)，在1.143min处，100％纯度@215nm。
1H NMR(400MHz,DMSO-d6):δ8.27(0.5H,s),5.33(1H,d,J＝1.5),3.11(1H,d,J＝13.1),3.04(1H,J＝13.1),2.97(1H,br.s),2.76(1H,quin,J＝7.5),2.44-2.34(3H,m),2.12(2H,q,J＝7.4),2.03-1.97(2H,m),1.31(1H,dd,J＝12.2,7.4),1.05(3H,t,J＝7.4)ppm。
13C NMR(100MHz,DMSO-d6):δ170.67,165.86,149.09,121.20,51.92,46.98,42.62,41.81,34.69,32.98,30.35,24.11,12.64ppm
实施例2：式2的化合物的合成
外消旋((1R,5S,6S)-6-((1H-四唑-5-基)甲基)-3-乙基双环[3.2.0]庚-3-烯-6-基)甲胺和对映体的合成
步骤1(式10的化合物)
外消旋5-(((1R,5S,6S)-3-乙基-6-(硝甲基)双环[3.2.0]庚-3-烯-6-基)甲 基)-1H-四唑
向外消旋2-((1R,5S,6S)-3-乙基-6-(硝甲基)双环[3.2.0]庚-3-烯-6-基)乙腈(280mg,1.271mmol)(在式3的化合物的步骤3中描述的制法)在无水甲苯(5ml)中的溶液添加叠氮基三甲基硅烷(675μl,5.08mmol)和氧化二丁基锡(63.3mg,0.254mmol)，并在CEM微波炉(功率100瓦特，温度110度)中加热该混合物1小时。
重复上述过程11次，且合并粗制的反应混合物。将合并的反应混合物蒸发至干并将残余物溶解于0.1N氢氧化钠溶液(10ml)中并用乙醚(2x20ml)冲洗，分离水层并用1N盐酸酸化。然后将粗产物重新萃取回乙醚中并经硫酸钠干燥。过滤和蒸发获得固体，其通过在Companion上色谱法(4g柱，溶剂梯度：10-70％乙醚：异己烷)进行纯化，以得到呈无色固体的外消旋5-(((1R,5S,6S)-3-乙基-6-(硝甲基)双环[3.2.0]庚-3-烯-6-基)甲基)-1H-四唑(1.81g,5.50mmol,39％收率)。
LCMS(Agilent,X-Select,Waters X-Select C18,2.5μm，4.6x30mm，酸性(0.1％甲酸)4min方法，5-95％乙腈/水):m/z264(M+H)+(ES+)；262(M-H)-(ES-)，在2.05min处，98％纯度@210nm。
1H NMR(400MHz,DMSO-d6):δ16.12(1H,br.s),5.37(1H,d,J＝1.0),4.80(2H,s),3.22(1H,br.s),3.02(2H,s),2.92-2.84(1H,m),2.50-2.44(1H,m),2.18-2.05(4H,m),1.64(1H,dd,J＝12.4,7.4),1.06(3H,t,J＝7.4)ppm。
步骤2(式13的化合物)
外消旋(((1R,5S,6S)-6-((1H-四唑-5-基)甲基)-3-乙基双环[3.2.0]庚-3-烯 -6-基)甲基)氨基甲酸叔丁酯
向外消旋5-(((1R,5S,6S)-3-乙基-6-(硝甲基)双环[3.2.0]庚-3-烯-6-基)甲基)-1H-四唑(400mg,1.519mmol)在乙醇(50ml)和水(15ml)的溶剂中的溶液添加铁粉(848mg,15.19mmol)和氯化铵(488mg,9.12mmol)。在回流下搅拌和加热该混合物1小时。让反应混合物冷却并通过硅藻土垫过滤，用乙醇充分冲洗，并将滤液蒸发至干。
将以上残余物溶解于水(20ml)和四氢呋喃(60ml)的混合物中，向该溶液中添加二碳酸二叔丁酯(2.8g,12.86mmol)和三乙胺(1.79ml,12.86mmol)，然后在40℃下加热和搅拌1小时。
将反应混合物蒸发至一半体积并通过添加10％柠檬酸水溶液使残余物酸化。然后将粗产物萃取至乙酸乙酯中，分离有机物，用水冲洗并经硫酸钠干燥。
通过二氧化硅色谱法纯化粗产物(12g柱，0-70％乙醚：异己烷的溶剂梯度)，以获得呈透明无色胶状物的外消旋(((1R,5S,6S)-6-((1H-四唑-5-基)甲基)-3-乙基双环[3.2.0]庚-3-烯-6-基)甲基)氨基甲酸叔丁酯(380mg,1.140mmol,89％收率)。
LCMS(Agilent,X-Select,Waters X-Select C18,2.5μm,4.6x30mm,酸性(0.1％甲酸)4min方法,5-95％乙腈/水):m/z 334(M+H)+(ES+)；332(M-H)-(ES-),在2.34min处，98％纯度@210nm。
LCMS(Agilent,X-Select,Waters X-Bridge C18,2.5μm,4.6x30mm，碱性(0.1％碳酸氢铵)4min方法，5-95％乙腈/水):m/z334(M+H)+(ES+)；332(M-H)-(ES-)，在1.51min处，98％纯度@215nm。
1H NMR(400MHz,CD3OD):δ6.96(1H,t,J＝5.8),5.43(1H,br.s),3.27-3.15(2H,m),3.11(1H,br.s),2.99(1H,d,J＝14.9),2.89(1H,d,J＝14.9),2.84-2.76(1H,m),2.51(1H,dd,J＝16.4,7.8),2.17(2H,q,J＝7.4),2.07(1H,br.d,J＝16.4),1.90(1H,ddd,J＝11.8,8.7,2.6),1.56(1H,dd,J＝12.1,7.3),1.46(7H,s,tBu(主要旋转异构体)),1.44(2H,s,tBu(次要旋转异构体)),1.11(3H,t,J＝7.5)ppm。(二氯甲烷还呈现：5.49(0.5H,s))
步骤3(式2的化合物)
外消旋((1R,5S,6S)-6-((1H-四唑-5-基)甲基)-3-乙基双环[3.2.0]庚-3-烯 -6-基)甲胺
向外消旋(((1R,5S,6S)-6-((1H-四唑-5-基)甲基)-3-乙基双环[3.2.0]庚-3-烯-6-基)甲基)氨基甲酸叔丁酯(1.3g,3.90mmol)在二氯甲烷(50ml)中的溶液添加三氟乙酸(30ml,389mmol)，并让该混合物在室温下静置30分钟。
将该混合物蒸发至干，并将残余物再溶解于甲苯(60ml)中并蒸发至干，重复该程序三次。将残余物溶解于甲醇和水(30m)的1:1混合物中。将该溶液施加到50WX8氢形式的100-200目离子交换树脂(10g)。用水洗脱树脂直到洗脱液呈中性。然后用2N甲醇氨溶液洗脱产物，在蒸发后得到无色胶状物。用乙腈(13ml)研磨该残余物，以获得呈无色固体的外消旋((1R,5S,6S)-6-((1H-四唑-5-基)甲基)-3-乙基双环[3.2.0]庚-3-烯-6-基)甲胺(365mg,1.50mmol,38.5％)。
LCMS(Agilent,X-Select,Waters X-Select C18,2.5μm,4.6x30mm,酸性(0.1％甲酸)4min方法,5-95％乙腈/水):m/z 234(M+H)+(ES+)；232(M-H)-(ES-),在1.01min处。
LCMS(Agilent,X-Select,Waters X-Bridge C18,2.5μm,4.6x30mm,碱性(0.1％碳酸氢铵)4min方法,5-95％乙腈/水)：m/z 234(M+H)+(ES+)；232(M-H)-(ES-)，在1.21min处。
1H NMR(400MHz,CD3OD):δ5.40(1H,d,J＝1.8),3.15(3H,m),3.05(1H,d,J＝15.3),2.94(1H,d,J＝15.3),2.83(1H,m),2.52(1H,br.dd,J＝16.4,7.8),2.19(2H,q,J＝7.8),2.10(1H,br.d),1.93(1H,ddd,J＝12.4,8.7,2.7),1.64(1H,dd,J＝12.6,7.5),1.13(3H,t,J＝7.4)ppm。
13C NMR(100MHz,CD3OD):δ159.86,151.60,122.57,53.69,47.96,44.73,43.03,36.87,30.21,25.40,12.84ppm
步骤4
外消旋((1R,5S,6S)-6-((1H-四唑-5-基)甲基)-3-乙基双环[3.2.0]庚-3-烯 -6-基)甲胺的对映体的手性拆分
使用Diacel Chiralpak IC(5μm,20x250mm,15ml/min,50％乙醇:50％异己烷)来拆分外消旋((1R,5S,6S)-6-((1H-四唑-5-基)甲基)-3-乙基双环[3.2.0]庚-3-烯-6-基)甲胺(155mg)。在蒸发组分后获得峰1保留时间9.91min(32mg)和峰2保留时间18.91min(28mg)。
分析手性色谱法：Diacel Chiralpak IC,5μm,4.6x250mm,30min方法,1.5ml/min,30％乙醇:70％异己烷，峰1保留时间9.49min％，峰2保留时间19.41min，在215nm下。
实施例3：式2的化合物的合成
外消旋N-(((1R,5S,6S)-6-((1H-四唑-5-基)甲基)-3-乙基双环[3.2.0] 庚-3-烯-6-基)甲基)乙胺的合成
向外消旋((1R,5S,6S)-6-((1H-四唑-5-基)甲基)-3-乙基双环[3.2.0]庚-3-烯-6-基)甲胺(式2的化合物)(50mg,0.214mmol)在无水二氯乙烷(10ml)中的悬浮液添加乙醛(121μl,2.143mmol)，并搅拌该混合物20min，在此期间溶液变得澄清。
经由旋转蒸发去除溶剂并将残余物溶解于乙醇(10ml)中，向该溶液中添加硼氢化钠(81mg,2.143mmol)并搅拌该混合物20min。
通过滴加1N盐酸将反应混合物酸化至pH 1，并将所得混合物蒸发至干。
通过制备级HPLC纯化粗产物(Waters，碱性(0.1％碳酸氢铵)，Basic，Waters X-Bridge Prep-C18,5μm,19x50mm柱,含20-50％乙腈的水)，以获得呈无色固体的N-(((1R,5S,6S)-6-((1H-四唑-5-基)甲基)-3-乙基双环[3.2.0]庚-3-烯-6-基)甲基)乙胺(24mg,0.090mmol,42.0％收率)。
LCMS(Agilent,Basic,Waters X-Bridge C18,2.5um,4.6x30mm，碱性(0.1％碳酸氢铵)4min方法，5-95％乙腈/水):m/z 262(M+H)+(ES+)；260(M-H)-(ES-)，在1.32min处，98％纯度@215nm。
1H NMR(400MHz,CD3OD):δ5.35(1H,d,J＝1.8),3.25(2H,dd,J＝16.0,13.0),3.18-3.12(3H,m),3.08(1H,d,J＝15.5),2.99(1H,d,J＝15.5),2.88(1H,quin,J＝7.4),2.52(1H,dd,J,＝16.4,7.8),2.21-2.16(2H,m),2.10(1H,d,J＝16.4),1.99(1H,ddd,J＝12.4,8.7,2.7),1.60(1H,dd,J＝12.4,7.5),1.40(3H,t,J＝7.3),1.12(3H,t,J＝7.4)ppm。
13C NMR(100MHz,CD3OD):δ160.10,151.80,122.38,56.59,53.89,45.05,44.50,42.99,37.25,31.93,31.08,25.39,12.80,11.53ppm。
实施例4：用于制备化合物10的替代途径
步骤1(式14的化合物)
外消旋(2E/Z)-2-((1R,5S)-3-乙基-6-双环[3.2.0]庚-3-烯亚基)乙腈
向用四氢呋喃(45mL)稀释并冷却至0℃的叔丁醇钾的1.78M四氢呋喃溶液(64mL,113.9mmol)添加氰甲基磷酸二乙酯(21.16g,119mmol)。在0℃下搅拌该反应混合物10分钟，并让该反应混合物升温至室温并再搅拌30分钟。将该混合物转移至恒压滴液漏斗中并在0℃下滴加到外消旋(1R,5S)-3-乙基双环[3.2.0]庚-3-烯-6-酮(14.8g,109mmol)在四氢呋喃(140mL)中的溶液中。让该混合物升温至室温并搅拌18小时。
用饱和氯化铵水溶液(100mL)和乙酸乙酯(200mL)稀释该混合物并分离各层。用乙酸乙酯(50mL)萃取水层，用盐水(50mL)冲洗合并的有机层，并经硫酸镁干燥。通过二氧化硅色谱法(2.5％乙酸乙酯：异己烷)纯化过滤后的残余物，以获得呈E/Z异构体的混合物的外消旋(2E)-2-((1R,5S)-3-乙基-6-双环[3.2.0]庚-3-烯亚基)乙腈(14.45g,84％)。
LCMS(Agilent,Waters SunFire C18,4.6x30mm，甲酸，乙腈水):m/z 160.2(M+H)+ES+，在2.88min处。
1H NMR(400MHz,CDC13)：烯烃异构体的～60:40混合物δ5.43(0.4H,m),5.23(0.6H,m),5.09(0.6H,m),4.98(0.4H,m),4.12(0.4H,brs),3.93(0.6H,br s),3.19-2.90(2H,m),2.74-2.46(2H,m),2.29-2.07(2H,m),1.14-1.06(3H,m)。
步骤2(式6的化合物)
外消旋2-((1R,5S,6S)-3-乙基-6-(硝甲基)双环[3.2.0]庚-3-烯-6-基)乙腈
在氮气下，向(1R,5S)-3-乙基双环[3.2.0]庚-3-烯-6-酮(9.59g,60.3mmol)在硝基甲烷(75mL,84.6g,1.38mol)中的溶液添加1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯(10mL,10.2g,66.9mmol)并在室温下搅拌该混合物18小时。
将该反应混合物倒入磷酸二氢钾的5％水溶液(400mL)中并添加乙酸乙酯(300mL)。分离各层并用乙酸乙酯(2x 150mL)进一步萃取水层。经硫酸镁干燥合并的有机层并蒸发以获得粗产物，将其与以一半规模进行的先前反应的粗产物合并。通过二氧化硅色谱法(5-10％乙酸乙酯：异己烷)纯化残余物，以获得呈非对映体的～2:1混合物的外消旋2-((1R,5S,6S)-3-乙基-6-(硝甲基)双环[3.2.0]庚-3-烯-6-基)乙腈(16.5g,75mmol,83％收率)。关于主要非对映体的数据。
LCMS(Agilent,Waters SunFire C18,4.6x30mm，酸性(0.05％甲酸，6min方法，3-97％乙腈/水):m/z 221(M+H)+(ES+)，在2.79min处。
1H NMR(400MHz,DMSO-d6):δ5.32(1H,d,J＝2.1),4.87(2H,s),3.16(1H,br.s),2.97-2.82(1H,m),2.65(2H,s),2.48-2.40(1H,m),2.23(1H,ddd,J＝12.4,8.8,2.5),2.16-2.02(3H,m),1.56(1H,dd,J＝12.5,7.2),1.07(3H,t,J＝7.5)ppm。
步骤3(式10的化合物)
外消旋5-(((1R,5S,6S)-3-乙基-6-(硝甲基)-6-双环[3.2.0]庚-3-烯基)甲 基)-1H-四唑
向外消旋2-((1R,5S,6S)-3-乙基-6-(硝甲基)双环[3.2.0]庚-3-烯-6-基)乙腈(200mg,0.909mmol)在无水甲苯(4mL)中的溶液添加叠氮基三甲基硅烷(590uL,4.44mmol)和氧化二丁基锡(113mg,0.45mmol)。密封容器并历时18小时加热至110℃。将混合物冷却至室温并将其分配在水(20mL)和乙酸乙酯(20mL)之间。用2M氢氧化钠溶液(20mL)处理有机层并分离水层，且然后用浓盐酸酸化至～pH1。用乙酸乙酯(2x 20mL)重新萃取酸性水层，并经硫酸镁干燥合并的有机层。过滤和蒸发获得粗产物，其通过二氧化硅色谱法(50％乙醚：异己烷)进行纯化，以得到外消旋5-(((1R,5S,6S)-3-乙基-6-(硝甲基)-6-双环[3.2.0]庚-3-烯基)甲基)-1H-四唑(10mg,0.038mmol,4％收率)。
LCMS(Agilent,Waters SunFire C18,4.6x30mm,酸性(0.05％甲酸,6min方法,3-97％乙腈/水):m/z 264(M+H)+(ES+)；262(M-H)-(ES-)，在2.35min处。
1H NMR(400MHz,DMSO-d6):δ11.09(1H,br.s),5.37(1H,d,J＝1.2),4.80(2H,s),3.22(1H,br.s),3.01(2H,s),2.93-2.81(1H,m),2.50-2.40(1H,m),2.19-2.05(4H,m),1.63(1H,dd,J＝12.5,7.5),1.05(3H,t,J＝7.6)ppm。
步骤3(式10的化合物)的替代条件
外消旋5-(((1R,5S,6S)-3-乙基-6-(硝甲基)-6-双环[3.2.0]庚-3-烯基) 甲基)-1H-四唑
向外消旋2-((1R,5S,6S)-3-乙基-6-(硝甲基)双环[3.2.0]庚-3-烯-6-基)乙腈(170mg,0.772mmol)在1-甲基-2-吡咯烷酮(2.7mL)中的溶液添加盐酸吡啶(180mg,1.57mmol)和叠氮化钠(263mg,4.04mmol)。在氮气下历时18小时将烧瓶加热至100℃。然后再历时4小时将烧瓶温度提高至117-120℃，之后让其冷却至室温。将混合物倒入水(20mL)中并用2M盐酸水溶液小心地酸化。用乙酸乙酯(2x 20mL)萃取水层，且然后将有机层与2M氢氧化钠溶液(1x 20mL，1x 10mL)一起振荡。然后用浓盐酸将合并的水层酸化至～pH1，并用乙酸乙酯(3x 20mL)再萃取。用水(10mL)冲洗合并的有机层并经硫酸镁干燥。过滤和蒸发获得粗产物，其通过二氧化硅色谱法(7g二氧化硅，乙醚：异己烷：乙酸200:300:8)进行纯化，以得到外消旋5-(((1R,5S,6S)-3-乙基-6-(硝甲基)-6-双环[3.2.0]庚-3-烯基)甲基)-1H-四唑(81mg,0.304mmol,40％收率)。
LCMS(Agilent,Waters SunFire C18,4.6x30mm，酸性(0.05％甲酸,6min方法,3-97％乙腈/水):m/z 264(M+H)+(ES+)；262(M-H)-(ES-)，在2.35min处。
1H NMR(400MHz,DMSO-d6):δ16.10(1H,br.s),5.34(1H,d,J＝1.4),4.80(2H,s),3.22(1H,br.s),3.02(2H,s),2.94-2.81(1H,m),2.48-2.40(1H,m),2.19-2.05(4H,m),1.64(1H,dd,J＝12.5,7.4),1.05(3H,t,J＝7.4)ppm。
实施例5
已经通过α2δ-1结合亲和力测定展现了本发明化合物的治疗活性。该测试以如下方式来进行。
钙通道α2δ-1亚基结合测定
这个部分描述了用于测量[3H]加巴喷丁([3H]GBP)对含有α2δ-1的膜的结合的闪烁接近测定(SPA)和其用于分析化合物特性的用途(Calvo等人(2012)J.Biomol.Screen.17:1041-1049)。
使人类Cav1.2/β3/α2δ-1钙通道膜(Chantest)在冰上解冻，等分并储存在-80℃下以供后续使用。将膜在测定缓冲液(10mMHEPES(Sigma),(pH7.4))中稀释到200μg/ml(3μg/孔最终分析浓度(FAC))。将[3H]GBP(Perkin Elmer)原液储存在-20℃下。将[3H]GBP在测定缓冲液中稀释到40nM(10nM FAC)。将SPA珠粒(Perkin Elmer)以100mg/ml再悬浮于10mM HEPES(pH 7.4)中。将珠粒在测定缓冲液中稀释到40mg/ml(0.6mg/孔FAC)。使用过量的普瑞巴林(Tocris)产生非特异性结合(NSB)。将普瑞巴林以10mM溶解于Milli-Q H2O中。将10mM普瑞巴林在测定缓冲液中稀释到400μm(100μm FAC)。
将化合物稀释到100μm，然后进行半对数稀释。然后将这些以1:100在测定缓冲液中稀释到4X测定浓度(1μm FAC最高稀释)。
将SPA珠粒15μl；膜15μl；普瑞巴林或测定缓冲液/测试化合物15μl以及[3H]GBP 15μl添加到白色96孔isoplate(Perkin Elmer)中。密封测定板并在平板振荡器上混合10s，然后放置到板架中并插入读数器堆垛器中。将该板培养过夜(20小时)，然后在环境室温(RT)下，于1450MicroBeta TriLux微平板闪烁和发光计数器上读数。
数据分析
从针对化合物所获得的值减去通过添加100μm普瑞巴林获得的NSB值，从而产生特异性结合值。绘制以每分钟读数(cpm)计的特异性结合与化合物浓度(M)的关系曲线并使用4参数Logistic等式进行拟合。计算化合物IC50值，其中化合物的浓度产生特异性结合的50％抑制。测试化合物的结果示于表1中。
表1：合成的化合物和α2δ-1结合亲和力数据：在[3H]加巴喷丁结合测定中使用表达具有β3辅助蛋白的重组α2δ-1的细胞膜测试的化合物的IC50值(Chan测试)
无相关文献
实施例6
用于确定动力学结合参数(结合和解离速率)和GABA类似物对α2δ-1亚基的亲和力(KD)的方法。
在本领域中所熟知的是，结合亲和力可以表示为KD或平衡解离常数，其中增加的结合亲和力与降低的KD相关，KD可以由动力学结合常数计算得到。GABA类似物对α2δ-1亚基的动力学结合分析可以通过在BiacoreTMSPR仪器(Biacore,GE Healthcare,Uppsala)中应用的表面等离子体共振技术来测定。获得动力学结合速率(ka；k-on)和解离速率(kd；k-off)。平衡解离常数(KD；亲和力)值被计算为k-off/k-on。
在现有技术和科学出版物中，全长电压门控钙通道亚基α2δ-1内的短区域被称为加巴喷丁和普瑞巴林的结合位点(Wang等人(1999)Biochem.J.342,313-320；Field等人(2006)Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A,14,103,17537-17542)。
这个实施例公开了GABA类似物((1R,5S,6S)-6-((1H-四唑-5-基)甲基)-3-乙基双环[3.2.0]庚-3-烯-6-基)甲胺(“测试化合物”：如实施例2中所述而制备)和(1R,5S,6S)-6-(氨基甲基)-3-乙基双环[3.2.0]庚-3-烯-6-基]乙酸(“参照化合物”：如WO 2010/079668和US 2012/0071685A1中所述而制备)能够结合至人类电压门控钙通道亚基(α2δ-1，CACNA2D1)的重组片段。此外，进行这两种化合物的比较动力学结合分析以鉴定和表征这两种化合物对其靶标(CACNA2D1)的可能不同的结合性质。
根据制造商说明书(Biacore Thiol Coupling Kit,指令码:BR-10057；GE-Healthcare,Uppsala)，利用硫醇偶联化学，将人类重组CACNA2D1以高密度(26000RU)共价固定在作为靶标配体的Biacore CM5光学传感器芯片的表面上。将牛血清白蛋白固定在参照流动室上，以补偿非特异性背景结合。使溶解于Biacore HBS-P缓冲液(指令码：BR-100368；GE-Healthcare,Uppsala)中的浓度渐增的测试化合物和参照化合物以30ul/min的流速通过流动室。在每次运行后用10mM盐酸(流速＝30ul/min)使传感器芯片表面再生，以去除预结合的材料并重组活性化合物结合位点。然后产生减法传感图(CACNA2D1重组蛋白减去BSA参照)。
随后使用由BiaEvaluation 4.0软件提供的Langmuir 1:1交互算法，通过每个减法结合传感图的数学单一传感图拟合进行动力学结合分析。
在当前实施例中描述的实验结果揭示：所研究的两种化合物都能特异性结合人类CACNA2D1重组蛋白。此外，在本实施例中公开的数据允许区分测试化合物和参照化合物之间的结合性质。这些差异可以预测测试化合物相对于参照化合物的药理活性增加。
应该理解，上述实施例旨在作为本发明的说明，且无意以任何方式加以限制。因此，应该参考任何所附权利要求书以及这些权利要求书所赋予权利的等效物的完整范围来确定本发明的范围。

Claims (19)

1.一种式1的化合物或其药学上可接受的盐或溶剂化物，
其中R1代表氢、卤基、C1-4烷基、C1-4卤代烷基、(C1-4烷氧基)(C2-4烷基)、C2-4烯基、C2-4炔基或C3-7环烷基；
R2代表或其互变异构体；且
R3代表氢、C1-4烷基、(C1-4烷氧基)(C2-4烷基)或C3-7环烷基。
2.根据权利要求1所述的化合物或其药学上可接受的盐或溶剂化物，其具有式2：
其中R1代表氢、卤基、C1-4烷基、C1-4卤代烷基、(C1-4烷氧基)(C2-4烷基)、C2-4烯基、C2-4炔基或C3-7环烷基。
3.根据权利要求1所述的化合物，其具有式3或其药学上可接受的盐或溶剂化物：
其中R1代表氢、卤基、C1-4烷基、C1-4卤代烷基、(C1-4烷氧基)(C2-4烷基)、C2-4烯基、C2-4炔基或C3-7环烷基。
4.根据前述权利要求中任一项所述的化合物，其中R1代表乙基。
5.根据权利要求1所述的化合物，其具有式4：
6.根据权利要求5所述的化合物，其具有式4a：
7.根据权利要求3所述的化合物，其具有式5：
8.一种药物组合物，其包含如前述权利要求中任一项所述的化合物和其药学上可接受的载体。
9.一种治疗有需要的患者的神经性疼痛的方法，其包括施用治疗有效量的如权利要求1-7中任一项所述的式1的化合物或其药学上可接受的盐或溶剂化物。
10.一种治疗有需要的患者的中枢神经系统病症的方法，其包括施用治疗有效量的如权利要求1-7中任一项所述的式1的化合物或其药学上可接受的盐或溶剂化物。
11.如权利要求1-7中任一项所述的式1的化合物，其用于治疗神经性疼痛。
12.如权利要求1-7中任一项所述的式1的化合物，其用于治疗中枢和/或外周神经系统的疾病。
13.根据权利要求12所述的化合物，其用于治疗中枢神经系统的疾病。
14.如权利要求13所述的式1的化合物，其用于治疗头痛和偏头痛。
15.如前述权利要求中任一项所述的式I的化合物，其用于治疗与选自以下疾病的CNS病症有关的疼痛：癫痫、缺血性脑血管疾病、中风、脑肿瘤、阿尔茨海默氏病、皮克氏病、亨廷顿氏病、痴呆、帕金森氏病和其它锥体外病症、肌萎缩性侧索硬化和其它运动神经元病症、进行性神经性肌萎缩、视网膜色素变性、遗传性共济失调、多发性硬化和其它脱髓鞘疾病、细菌和病毒性脑膜炎、脑脓肿、硬膜下积脓、硬膜外脓肿、化脓性颅内血栓性静脉炎、脊髓炎和神经根炎、病毒性中枢神经系统疾病、包括苦鲁病、克雅病和格-斯二氏综合症的朊病毒疾病、致命性家族性失眠、神经系统的营养和代谢性疾病、神经纤维瘤病、结节性硬化症、小脑视网膜血管母细胞瘤、脑三叉神经综合症、包括唐氏综合症、脑性麻痹、神经骨骼障碍、自主神经系统病症、脑神经病症、脊髓疾病、肌肉萎缩症和其它神经肌肉病症的精神发育迟缓和中枢神经系统的其它发育障碍、外周神经系统病症、皮肌炎和多肌炎、遗传性肌病、代谢性肌病、内分泌性肌病和中毒性肌病、重症肌无力、周期性瘫痪、包括情绪、焦虑和精神分裂性障碍的精神障碍、季节性情感障碍(SAD)、静坐不能、健忘症、紧张症、糖尿病性神经病变、迟发性运动障碍、肌张力障碍、偏执性精神病、带状疱疹后遗神经痛、妥瑞氏症、进行性核上性麻痹、皮质基底节变性和家族性额颞痴呆。
16.一种通过还原式12的化合物制备如权利要求1-7中任一项所述的式1的化合物的方法，
其中R1代表氢、卤基、C1-4烷基、C1-4卤代烷基、(C1-4烷氧基)(C2-4烷基)、C2-4烯基、C2-4炔基或C3-7环烷基；且
R2代表或其互变异构体。
17.一种用于制备式2a的化合物的方法，
其中R1代表氢、卤基、C1-4烷基、C1-4卤代烷基、(C1-4烷氧基)(C2-4烷基)、C2-4烯基、C2-4炔基或C3-7环烷基；
所述方法是通过拆分式1的对映体的混合物，
其中R1代表氢、卤基、C1-4烷基、C1-4卤代烷基、(C1-4烷氧基)(C2-4烷基)、C2-4烯基、C2-4炔基或C3-7环烷基；
R2代表或其互变异构体；且
R3代表氢、C1-4烷基、(C1-4烷氧基)(C2-4烷基)或C3-7环烷基。
18.一种式16的中间体化合物，
其中R1代表氢、卤基、C1-4烷基、C1-4卤代烷基、(C1-4烷氧基)(C2-4烷基)、C2-4烯基、C2-4炔基或C3-7环烷基；
R2a代表-R2、-CN、-CONH2、-COOH、-(C＝NH)NHOH；且
R2代表或其互变异构体。
19.一种式14的中间体化合物，
其中R1代表氢、卤基、C1-4烷基、C1-4卤代烷基、(C1-4烷氧基)(C2-4烷基)、C2-4烯基、C2-4炔基或C3-7环烷基。
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