CN1291720C - 非镇静性巴比土酸衍生物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及新的非镇静性巴比土酸衍生物，包含它们的药物组合物，以及在脑缺血、头部创伤以及其它急性神经损伤的情况下神经保护的方法，以及预防产生的神经元损伤。本发明还涉及非镇静性巴比土酸衍生物的用途，其以一定的方式给予有效剂量，使血液和大脑中这些药物和/或它们的活性代谢产物产生足够的浓度，以获得治疗作用。

Description

非镇静性巴比土酸衍生物
发明背景
本发明涉及新的非镇静性巴比土酸衍生物，包含它们的药物组合物，以及在脑缺血、头部创伤以及其它急性神经损伤的情况下神经保护的方法，以及预防所产生的神经元损伤。本发明还涉及非镇静性巴比土酸衍生物的用途，其以一定的方式给予有效剂量，使血液和大脑中这些药物和/或它们的活性代谢产物产生足够的浓度，以提供治疗作用。
自从19世纪未20世纪初以来，巴比土酸和它的衍生物就已知具有药理学性质，它们中的一些在许多药物中作为活性成分使用。已知巴比土酸衍生物主要用作镇静剂、安眠药和麻醉剂。某些衍生物还具有抗惊厥作用，因此用于治疗癫痫症。因此，目前，含5-乙基-5-苯基巴比土酸(苯巴比妥)的药物组合物被广泛用于治疗癫痫症的药物。但是，像其它的巴比土酸衍生物一样，苯巴比妥也具有镇静和催眠作用，这在癫痫症治疗中是一个缺点。因此，人们努力去寻找这样的化合物，其具有抗惊厥性质并且同时没有镇静和催眠作用。
例如，一种已知的巴比土酸衍生物是S.M.McElvain在J.Am.Chem.Soc.57，1303(1935)中公开的5，5-二苯基巴比土酸，这篇文献在此整个引入作为参考。发现该化合物仅仅在非常大剂量的时候才是有效的，因此没有提及药理学应用。Raines等人在Epilepsia 20，105(1979)中报导：5，5-二苯基巴比土酸对啮齿类具有抗惊厥作用，但是缺点是活性是相对短期的，这篇文献在此整个引入作为参考。其它的非镇静性巴比土酸衍生物已经公开在Levitt的US4,628,056和Gutman等人在2002年1月31日公开的WO 02/007729A1中，其中的每一篇文献在此整个引入作为参考。
在美国，局部缺血(中风)是导致死亡的第三大主要原因。当供给大脑的血液降低到某一临界阈值以下时，发生一系列生化事件，导致神经元不可逆转的损伤和脑梗死。人们对治疗和预防局部缺血进行了广泛地研究，但是不幸地是，目前还停留在基础阶段，在实践中仍没有合适的治疗方法(StrokeTherapy：Basic clinical and pre-clinical directions，Leonard P.Miller，ed.(Wiley1999))。
已经证明高浓度的巴比妥(barbiturates)对啮齿类和灵长类的脑缺血具有神经保护作用，可以降低缺血性脑梗死的程度，并预防或减少脑损伤(Hoff JT，Smith AL，Hankinson HL，Nielsen SL，Stroke 1975，6：28-33；Levy DE，BrierleyJB.Delayed pentobarbital administration limits ischemia brain damage in gerbils；Lightfoote WE II，Molinari GF，Chase TN，Stroke 1977，8：627-628；Corkill G，Chikovani OK，McLeish I，McDonald LW，Youmans JR，Surg.Neurol.1976，147-149)。关于在局部缺血的情况下巴比妥如何预防神经元损伤的一种理论是：它们抑制由局部缺血诱发的神经递质的非受控性释放，其可以达到高的、毒害神经的浓度，该浓度可导致神经元死亡(Bhardwaj A，Brannan T，Weinberger J，J Neural Transom 1990，82：111-117)。
关于麻醉性巴比妥的神经保护作用的文献在二十年前已经存在，但是由于其毒性，临床上使用巴比妥受到严格地限制。给予神经保护所需的剂量和血液和大脑中的浓度是毒性的，引起昏睡、木僵和昏迷。可能更有效的更高剂量是致命的(Hoff JT，Smith AL，Hankinson HL，Nielsen SL，Stroke 1975，6：28-33；Levy DE，Brierley JB.Delayed pentobarbital administration limitsischemia brain damage in gerbils；Lightfoote WE II，Molinari GF，Chase TN，Stroke 1977，8：627-628；Corkill G，Chikovani OK，McLeish I，McDonald LW，Youmans JR，Surg.Neurol.1976，147-149；Masuda Y，Utsui Y，Shiraishi Y，Karasawa T，Yoshida K，Shimizu M.，Epilepsia 1979，20：623-633.)，使得巴比妥不适合用于治疗局部缺血(Hoff JT，Smith AL，Hankinson HL，Nielsen SL，Stroke 1975，6：28-33)。这些毒副作用在巴比妥的剂量上建立一种“功能最高限度”，其妨碍了进一步研究使用麻醉性/镇静性巴比妥以防止局部缺血。
Levitt等人在U.S.4,628,056中描述了非镇静性氧代嘧啶衍生物和它们作为抗惊厥药、抗焦虑药和肌肉松弛药的用途。该文献没有暗示使用这样的化合物作为神经保护药剂。的确，即使在公开的关于使用镇静性巴比妥用于神经保护的研究中也没有提及非镇静性巴比妥化合物。人们普遍认为：巴比妥的抗惊厥和神经保护作用和它们的镇静/催眠作用是联系在一起的。例如，Lightfoote等人提到：戊巴比妥的保护性作用是由于巴比妥诱导的麻醉的持续(Lightfoote WE II，Molinari GF，Chase TN，Stroke 1977，8：627-628)。这种观点已经被细胞受体层次的生化研究所佐证，所有这些作用与GABA受体上的作用有关。因此，由于它们的毒性，现有技术没有教导使用镇静性巴比妥用于神经保护，由于它们没有镇静或麻醉性质，现有技术也没有教导使用非镇静性巴比妥作为神经保护剂。
式I的一些巴比土酸衍生物和它们的制备方法是已知的。
Figure C0380298900111
例如，U.S.6,093,820，其在此整个引入作为参考，描述了N，N-二甲氧基甲基-5，5-二苯基巴比土酸的合成(式I，R1＝R2＝CH2OMe以及R3＝R4＝Ph)。U.S.4,628,056，其在此整个引入作为参考，描述了该化合物的另一种合成方法。
发明概述
因此，本发明的目的是提供新的具有长效神经活性并且没有任何明显地催眠和镇静作用的非镇静性巴比土酸衍生物。神经活性可以包括神经保护、抗应激和抗紧张、抗惊厥、抗癫痫发作、肌肉松弛、抗神经紧张和抗焦虑。
本发明的非镇静性巴比土酸衍生物，也称为非镇静性巴比妥，具有下面通式I的结构
其中R1和R2可以相同或不同，并且独立地是
氢；
低级烷基，任选被低级环烷基、酰基、酰氧基、芳基、芳氧基、低级烷氧基、烷硫基或芳硫基、氨基、烷基氨基、二烷基氨基或一个或多个卤素原子所取代；
苯基；
CH2XR5，其中X是S或O，R5是低级烷基、芳基或烷芳基(例如苄基)；
C(O)XR6，其中X如上所定义，R6是低级烷基或芳基；
CXR7，其中X如上所定义，R7是氢、低级烷基或芳基；和
CH(XR8)2，其中X如上所定义，R8是低级烷基，条件是R1和R2中的至少一个不是氢。
R3和R4可以相同或不同，并且独立地是氢；任选含有一个或多个选自N、S和O杂原子的芳基；低级酰氧基；苯基；被卤素、低级烷基、低级酰基或其衍生物或乙酰胺基取代的苯基；苄基；环上被一个或多个卤素、低级烷基或两者取代的苄基；任选含有一个或多个选自N、O和S杂原子的环烷基；低级烷基；或被芳族部分所取代的低级烷基。R3和R4中的至少一个是芳环或含芳环的部分(an aromatic ring containing moiety)。在此使用的低级烷基是指具有8个或更少个碳的支链或直链烷基。烷基还包括在碳链中具有一个或两个双键或三键的烃基。本发明还包括上述化合物的盐。在本发明的化合物和盐中，
1.当R1和/或R2是甲氧基甲基时，R3和R4不都是苯基、不都是被低级烷基取代的苯基和不都是被卤素取代的苯基；和
2.当R3和R4之一是苯基或苄基时，R3和R4中的另一个不是乙基；和
3.当R1和R2中的至少一个是苄基时，那么当R3和R4之一是苯基时，R3和R4中的另一个不是烯丙基；和
4.当R1和R2中的一个是甲基以及另一个是氢时，那么当R3和R4之一是苯基时，R3和R4中的另一个不是未取代的低级烷基；和
5.当R1＝R2＝Ra时，其中Ra是烷氧基甲基或(酰氧基)甲基，那么当R3和R4之一是1-苯乙基时，R3和R4中的另一个不是丙酰氧基。
另外，关于组合，下列化合物不包括在本发明的范围内，但是可以在本发明的方法中使用。
a)1-甲基-5-(1-苯乙基)-5-丙酰氧基-巴比土酸，
b)1，3-二苯基-5，5-(二苄基)巴比土酸，
c)1，3，5-三苯基巴比土酸，和
d)5-苄基-1，3-二甲基巴比土酸。
在一些示范性的实施方案中，R1和R2中的至少一个是被低级环烷基、酰基、酰氧基、芳基、芳氧基、烷硫基或芳硫基、氨基、烷基氨基、二烷基氨基、或一个或多个卤素原子取代的低级烷基；苯基；CH2SR5，其中R5是低级烷基、芳基、烷芳基或苄基；C(S)XR6，其中X是S或O以及R6是低级烷基或芳基；CSR7，其中R7是氢、低级烷基或芳基；和CH(SR8)2，其中R8是低级烷基。
在其它示范性的实施方案中，R3和R4中的至少一个是低级酰氧基；被低级酰基或其衍生物或乙酰胺取代的苯基；以及环任选含有一个或多个选自N、O和S杂原子的环烷基。
在本发明的某些示范性实施方案中，取代基R1和R2是不同的并且分别选自丁基、苄基、苯硫基甲基、环丙基甲基、3，3，3-三氟丙基、苄氧基甲基和烷氧基甲基。在其它示范性的实施方案中，R1和R2是相同的并且选自丁基、苄基、苯硫基甲基、环丙基甲基、3，3，3-三氟丙基、苄氧基甲基和烷氧基甲基。在其它示范性的实施方案中，R1和R2之一是氢，R1和R2中的另一个选自烷氧基甲基、丁基、苄基、苯硫基甲基、环丙基甲基、3，3，3-三氟丙基和苄氧基甲基。
在其它示范性的实施方案中，R1和R2中的至少一个是甲氧基甲基。在其它示范性的实施方案中，R3和R4两个都是芳环或含芳环的部分。
在某些示范性的实施方案中，R3和R4是相同的或不同的并且独立地是苯基；被卤素或低级烷基取代的苯基；任选含有一个或多个选自N、S和O杂原子的环烷基；苄基；环上被一个或多个卤素、低级烷基或两者取代的苄基；低级烷基；或被芳族部分所取代的低级烷基，条件是R3和R4中的至少一个是苯基或取代的苯基。
在其它示范性的实施方案中，R3和R4中的至少一个选自苯基、苄基、氟苯基和甲苯基。
在其它示范性的实施方案中，R3和R4中的至少一个选自：
R3和R4可以相同或不同。
可以将本发明的非镇静性巴比土酸衍生物给药于哺乳动物，用于治疗紧张和应激病症和神经功能障碍例如惊厥、癫痫发作、肌肉僵硬、神经紧张和焦虑。给予本发明的非镇静性巴比土酸衍生物还可以获得神经保护作用。
本发明还包括药物组合物，其含有作为活性成分的式I化合物和药学上可接受的载体。
本发明进一步提供一种制品，其包括含有药物组合物的容器，以及指示用于治疗紧张和应激病症；神经功能障碍例如惊厥、癫痫发作、肌肉僵硬、神经紧张和焦虑，和/或作为神经保护剂的标签，该药物组合物包含药理学上有效量的非镇静性巴比妥化合物和药学上可接受的载体或赋形剂。
发明的详细说明
在本发明描述的实施方案中，为了清楚起见，使用专门的术语。然而，本发明并不受所选择的专门术语的限制。应该理解，每个专名包括所有技术上的同等物，其以相似的方式操作以获得相似的目的。在不脱离本发明的情况下，本领域一般技术人员根据上述教导，可以对本发明的上述实施方案进行修饰或改变，以及加入或删去要素。这里引用的每篇参考文献都分别引入作为参考。
Levitt等人在U.S.4,628,056中描述了非镇静性氧代嘧啶衍生物和它们作为抗惊厥药、抗焦虑药和肌肉松弛药的用途。Levitt还描述了一些1，3-二取代-5，5-二苯基巴比土酸衍生物的制备。Levitt的二苯基取代基可以进一步被低级烷基或卤素取代。Gutman等人在U.S.6,093,820中描述了N-烷基化酰脲用于制备单-和二-N取代的巴比土酸衍生物的方法。该公开的方法可以用于制备在本发明中使用的化合物。Gutman等人在WO 02/007729 A1中，其在此整个引入作为参考，描述了使用非镇静性巴比妥化合物作为神经保护剂。
在此使用的术语“非镇静性巴比土酸衍生物”包括具有下面通式I的巴比土酸抗惊厥化合物和衍生物和结构类似物和其盐，
Figure C0380298900151
其中R1和R2可以相同或不同并且独立地是
氢；
低级烷基，任选被低级环烷基、酰基、酰氧基、芳基、芳氧基、低级烷氧基、烷硫基或芳硫基、氨基、烷基氨基、二烷基氨基或一个或多个卤素原子所取代；
苯基；
CH2XR5，其中X是S或O，R5是低级烷基、芳基或烷芳基(例如苄基)；
C(O)XR6，其中X如上所定义，R6是低级烷基或芳基；
CXR7，其中X如上所定义，R7是氢、低级烷基或芳基；和
CH(XR8)2，其中X如上所定义，R8是低级烷基，条件是R1和R2中的至少一个不是氢。
R3和R4可以相同或不同并且独立地是氢；任选含有一个或多个选自N、S和O杂原子的芳基；低级酰氧基；苯基；被卤素、低级烷基、低级酰基或其衍生物或乙酰胺基取代的苯基；苄基；环上被一个或多个卤素、低级烷基或两者取代的苄基；任选含有一个或多个选自N、O和S杂原子的环烷基；低级烷基；或被芳族部分所取代的低级烷基。R3和R4中的至少一个是芳环或含芳环的部分。在此使用的低级烷基是指具有8个或更少个碳的支链或直链烷基。烷基还包括在碳链中具有一个或两个双键或三键的烃基。本发明还包括上述化合物的盐。对于本发明的新化合物和盐，
1.当R1和/或R2是甲氧基甲基时，R3和R4不都是苯基、不都是被低级烷基取代的苯基和不都是被卤素取代的苯基；和
2.当R3和R4之一是苯基或苄基时，R3和R4中的另一个不是乙基；和
3.当R1和R2中的至少一个是苄基时，那么当R3和R4之一是苯基时，R3和R4中的另一个不是烯丙基；和
4.当R1和R2中的一个是甲基并且另一个是氢时，那么当R3和R4之一是苯基时，R3和R4中的另一个不是未取代的低级烷基；和
5.当R1＝R2＝Ra时，其中Ra是烷氧基甲基或(酰氧基)甲基，那么当R3和R4之一是1-苯乙基时，R3和R4中的另一个不是丙酰氧基。
另外，关于组合，下列化合物不包括在本发明的范围内，但是可以在本发明的方法中使用。
a)1-甲基-5-(1-苯乙基)-5-丙酰氧基-巴比土酸，
b)1，3-二苯基-5，5-(二苄基)巴比土酸，
Figure C0380298900162
c)1，3，5-三苯基巴比土酸，和
d)5-苄基-1，3-二甲基巴比土酸
在一些示范性的实施方案中，R1和R2中的至少一个是被低级环烷基、酰基、酰氧基、芳基、芳氧基、烷硫基或芳硫基、氨基、烷基氨基、二烷基氨基、或一个或多个卤素原子取代的低级烷基；苯基；CH2SR5，其中R5是低级烷基、芳基、烷芳基或苄基；C(S)XR6，其中X是S或O以及R6是低级烷基或芳基；CSR7，其中R7是氢、低级烷基或芳基；和CH(SR8)2，其中R8是低级烷基。
在其它示范性的实施方案中，R3和R4中的至少一个是低级酰氧基；被低级酰基或其衍生物或乙酰胺取代的苯基；以及环任选含有一个或多个选自N、O和S杂原子的环烷基。
在本发明的某些示范性实施方案中，取代基R1和R2是不同的并且分别选自丁基、苄基、苯硫基甲基、环丙基甲基、3，3，3-三氟丙基、苄氧基甲基和烷氧基甲基。在其它示范性的实施方案中，R1和R2是相同的并且选自丁基、苄基、苯硫基甲基、环丙基甲基、3，3，3-三氟丙基、苄氧基甲基和烷氧基甲基。在其它示范性的实施方案中，R1和R2之一是氢，R1和R2中的另一个选自烷氧基甲基、丁基、苄基、苯硫基甲基、环丙基甲基、3，3，3-三氟丙基和苄氧基甲基。换句话说，R1和R2之一是氢，R1和R2中的另一个选自：
                    -CH2-O-(CH2)n-CH3，n≥0；
Figure C0380298900181
-CH2-CH2-CF3；和
在其它示范性的实施方案中，R1和R2中的至少一个是甲氧基甲基。在其它示范性的实施方案中，R3和R4两个都是芳环或含芳环的部分。
在某些示范性的实施方案中，R3和R4是相同的或不同的并且独立地是苯基；被卤素或低级烷基取代的苯基；任选包含一个或多个选自N、S和O杂原子的环烷基；苄基；环上被一个或多个卤素、低级烷基或两者取代的苄基；低级烷基；或被芳族部分所取代的低级烷基，条件是R3和R4中的至少一个是苯基或取代的苯基。
在其它示范性的实施方案中，R3和R4中的至少一个选自苯基、苄基、氟苯基和甲苯基。
在其它示范性的实施方案中，R3和R4中的至少一个选自：
R3和R4可以相同或不同。
R1和R2可以作为无毒离去基团，它们在生物系统中能够被除去以产生药理学活性物质。相对缓慢地失去R1和/或R2，使得药理学活性物质在哺乳动物中的代谢性半衰期延长。对R3和R4进行选择，以便所得的药理学活性化合物没有通常与巴比土酸衍生物有关的镇静性质。在实施例3中所描述的试验的改进型可以作为试验方法用于鉴别那些不具有通常与巴比土酸衍生物有关的镇静性质的化合物。例如，如果给予化合物的试验动物对大部分施加的刺激没有作出反应，那么该化合物可以被理解为具有镇静性质。通过测试具有特定R3和R4取代基的化合物，可以鉴别不具有通常与巴比土酸衍生物有关的镇静性质的化合物。
已经报道(Rains A，Moros D et al.，J.Exp.Biol.(Abstracts)1996，895；Epilepsia 1996，37：Suppl.5)：N，N’-二甲氧基甲基-5，5-二苯基巴比土酸代谢降解为二苯基巴比土酸(DPB)。还得知降解机理包括生成单甲氧基甲基中间体。根据本发明，N-取代的R1/R2基团可以代谢裂开，产生R3/R4取代的具有单或没有N取代的化合物或者R1/R2基团可以保持连接在活性化合物中。
那些没有不良副作用的化合物是优选的。不良副作用的例子是毒性，其可以通过实施例2的方法进行评价，以及镇静作用，其可以通过如上所述的实施例3的方法进行评价。
通过下面的反应：将合适的5，5-双(取代)巴比土酸与碱金属氢化物反应以制备相应的巴比妥，然后将该巴比妥与具有离去基团的部分按照Samour等人在J.Med.Chem.14，187(1971)中描述的类似方法进行反应，置换1和3取代基，从而可以制备本发明的1，3-双(取代)-5，5-二取代巴比土酸。在更一般的方法中，单-和二-取代的化合物可以按照U.S.6,093,820和其修改中描述的方法制备。通常，5，5-二取代的巴比土酸衍生物与过量的碱进行反应。然后如果所需的是单取代的衍生物，形成的二价阴离子与1当量的烷基化试剂进行反应，如果所需的是二取代的衍生物那么形成的二价阴离子与2当量的烷基化试剂进行反应。
5位上的取代基可以通过将阿脲与合适的起始物料按照类似于上述McElvain描述的制备二苯基巴比土酸的方式进行制备。这些取代基还可以位于1，3-双(取代)-巴比土酸上，通过将酸氧化成相应的1，3-二烷基阿脲，然后其与合适的化合物以相似的方式反应得到需要的产物。
以游离酸形式存在的化合物可以通过本领域一般技术人员公知的技术将其转化为盐例如钠、钾或其它药理学上可接受的盐。
本领域一般技术人员可以容易地对合适的合成方法进行选择，或者通过有机化学合成领域的普通技术人员所公知的常规实验，可以容易地衍生出来。本发明的新化合物不受它们的制备方法的限制，但是可以通过在此描述的方法、本领域一般技术人员已知的其它方法或还有待于开发的方法进行制备。
在此使用的术语“治疗”包括预防性地给予本发明的化合物以预防或抑制不希望的病症，以及治疗性地给予本发明的化合物以消除或减少病症的程度或症状。本发明的治疗给予患有疾病或病症的需要这种治疗的人类或其它哺乳动物。治疗还包括将化合物应用于体外细胞或器官。治疗可以是全身性的或局部给药。
本发明的非镇静性巴比土酸衍生物可以与合适的药学上可接受的载体、赋形剂或稀释剂一起配制成″药物组合物″。如果合适，药物组合物可以配制成制剂包括但不限于固体、半固体、液体或气体形式，例如片剂、胶囊、粉剂、粒剂、膏剂、液剂、栓剂、注射剂、吸入剂和气雾剂，以常见的方式用于它们各自的给药途径。
有效量是为了达到理想的药理学作用所需的以单一剂量或多剂量给予的活性成分的数量。对于个体患者，熟练的医师可以确定和最佳化有效剂量，或者通过熟练的医师所公知的常规实验和滴定治疗个体病症。取决于组合物是否与其它药物一起给予，或取决于个体间存在的药物动力学、药物处置和新陈代谢方面的差异，实际剂量和给药计划表可以改变。类似地，体外应用的数量也可以改变。本领域一般技术人员可以根据具体情况的需要调节剂量，不需要过度的实验。在此公开的剂量范围不排除使用更高或更低剂量的组分，在具体应用时可以被批准使用。
神经疾病包括紧张和应激病症和神经功能障碍例如惊厥、癫痫发作、肌肉僵硬、神经紧张和焦虑。本发明的化合物可以用作抗惊厥剂，因此其可以在癫痫症的治疗中使用。本发明的化合物还可以用作神经保护剂用于治疗脑缺血、头部创伤以及其它急性神经损伤，以及预防所产生的神经元损伤。这些化合物可以在进行心脏手术或颈动脉内膜切除术的个体、以及在由于脑动脉瘤引起的处于心房纤维性颤动、暂时性缺血性发作(TIA)、脑缺血、细菌性心内膜炎、中风或蛛网膜下出血危险之中的个体中使用。化合物还可以在发生急性事件后使用。
用于神经保护目的的非镇静性巴比妥的可用剂量可以超出巴比妥的最小抗惊厥剂剂量。在本发明的一些实施方案中，非镇静性巴比妥的可用剂量在抗惊厥剂剂量的约2倍至约5倍的范围内。但是在其它的上下文中，如果哺乳动物需要，用于神经保护目的的非镇静性巴比妥的有效剂量为抗惊厥剂剂量的约5倍至约10倍，或甚至更高，只要剂量在临床上是可接受的。特别地，可用剂量可以超出产生镇静作用的巴比妥例如苯巴比妥的剂量，并且可以超出产生昏迷或死亡时的苯巴比妥的剂量。
本方法的神经保护作用可用于减轻脑缺血造成的影响。非镇静性巴比妥可以与辅助剂一起经口、由静脉内、经皮肤给药，或者通过微粒或气雾剂吸入剂经肺给药。另外，在本发明的范围内，可以预防性地或治疗性地以临床上可接受的剂量给予非镇静性巴比妥。在明显的神经元损伤出现之前，可以预防性地给予该化合物，或者在神经元损伤开始后可以治疗性地给予该化合物。神经保护作用减少，或者保护患者免于由头部创伤或脑缺血所引起的神经元损伤。可以在心脏手术或颈动脉内膜切除术中给予该化合物。哺乳动物受试者可能具有或处在心房纤维性颤动、暂时性缺血性发作(TIA)、细菌性心内膜炎、中风、头部创伤或蛛网膜下出血的风险中。
通常，为了取得神经保护作用，给予足够剂量的非镇静性巴比妥，使巴比妥或其活性代谢物的血液浓度至少约30μg/ml，优选至少约100μg/ml，更优选至少约250μg/ml，并且可高达200-300μg/ml，或甚至更高。相比之下，已报道的苯巴比妥的治疗范围是较低的，其血液浓度为10-30μg/ml。因此，优选的范围为等于或大于约25、30、50、75、100、200、250或300μg/ml。类似的剂量适合于在此描述的其它药物作用。
本发明包括一种药物组合物，其包含非镇静性巴比妥，当以有效量给予该非镇静性巴比妥时其具有神经学作用。优选地，口服给予非镇静性巴比妥的剂量在约25-约1,500mg/kg天体重的范围内。优选地，剂量大于约50mg/kg/day，或者大于约100mg/kg/天，或者大于250mg/kg/day。优选的剂量是与在老鼠中的约1000mg/kg/天的剂量在药理学上相当。因此，剂型可以是单剂量或多剂量，以使剂量等于或大于约1、5、10、15、20、25、50、70、100、250、500、1000或1500mg/kg体重每天。至于其它治疗用途，大于或约0.1、0.5、1、5或10mg/kg体重每天范围内的较低剂量是合适的，关于巴比妥的其它剂量是众所周知的。
本发明的巴比土酸衍生物在人类中具有延长了的半衰期，使得较低的口服剂量就可以获得相当可观的血液浓度。例如，约40至约100mg/kg/天的剂量可以使非镇静性巴比妥的血液浓度达到大于100μg/ml，并且在本发明的范围内。以小于25mg/kg/天的日剂量肠胃外给予非镇静性巴比妥，得到类似的血液浓度。但是，第一天的负荷剂量仍然需要大于25mg/kg的初始剂量。
人们普遍认为巴比妥的神经学作用，例如抗惊厥和神经保护作用，与它们的镇静/催眠作用是有联系的。例如，Lightfoote等人在Stroke 8，627-628(1977)中提到：戊巴比妥的保护作用是由于巴比妥诱导的麻醉作用延续的结果。这种观点已经被细胞受体水平的生化研究所佐证，所有这些影响与对GABA受体的作用有关。因此，由于它们的毒性，现有技术没有教导使用镇静性巴比妥用于神经保护，由于它们没有镇静或麻醉性质，现有技术也没有教导使用非镇静性巴比妥作为神经保护剂。
本发明还提供药物组合物，其包含作为活性物质的上述通式I的化合物或其药学上可接受的盐以及一种或多种药学上可接受的载体、赋形剂或稀释剂。任何常规技术可以被用来制备本发明的药物制剂。活性成分可以包含在给药于患者后，可提供快速释放、持续释放或延迟释放的制剂中。
在本发明的方法中有用的药物组合物可以以适合于经口、经肠胃外和局部给药方式的制剂制备、包装或出售。其它考虑的制剂包括纳米微粒、脂质体制剂、含活性成分的重新密封的红细胞、和基于免疫的制剂。
在此描述的药物组合物的制剂可以通过任何已知的或将来开发的方法制备。通常，制备包括将活性成分与载体或一种或多种其它附加成分混合在一起，如有必要或需要，将产品成形或包装到所需的单一剂量或多剂量单位中。
通常，对于药物特别是抗惊厥药物来说，延长活性是一种重要的性质。除允许不常见的给药外，它还可以改善病人对药物的顺应性。此外，长效化合物的血清和组织浓度，其对于维持疗效是关键的，更加稳定。另外，稳定的血清浓度降低了突发性(break-through)癫痫发病率和可能的其它副作用的发生率。
在此使用的“附加成分”包括，但是不局限于，一种或多种下面的物质：赋形剂；表面活性剂；分散剂；惰性稀释剂；成粒剂和崩解剂；粘合剂；润滑剂；甜味剂；调味剂；着色剂；防腐剂；生理上可降解的组合物例如明胶；含水赋形剂和溶剂；含油赋形剂和溶剂；悬浮剂；分散剂或湿润剂；乳化剂；润药(demulcents)；缓冲剂；盐；增稠剂；填料；乳化剂；抗氧化剂；抗生素；抗真菌药；稳定剂；药学上可接受的聚合的或疏水的材料以及其它组分。
虽然在此提供的药物组合物的描述主要是指适合于对人类给药的药物组合物，但是本领域一般技术人员应该明白，基于这种公开，这样的组合物通常也适合于给予任何哺乳动物。适合给予各种动物的组合物的制备是很好理解的，基于给予人类的药物组合物，通过常规实验，普通技术的兽医药理学家可以设计和进行这种改变。
本发明的药物组合物可以以单一单位剂量或多个单一单位剂量的形式制备、包装或出售。在此使用的“单位剂量”是包含预先确定数量的活性成分的药物组合物的个别量。在每一单位剂量中，活性成分的数量通常等于要被给药的活性成分的总量或者等于总剂量的合适分数，例如这种剂量的一半或三分之一。
适于经口给药的本发明的药物组合物的制剂可以以分离(discrete)固体剂量单位的形式存在。固体剂量单位例如包括片剂、小胶囊(caplet)、硬或软胶囊、扁囊剂、糖锭或锭剂。每一固体剂量单位含有预先确定数量的活性成分，例如单位剂量或其分数。适合于给药的其它制剂包括，但是不局限于，粉剂或颗粒制剂、含水或含油悬浮液、含水或含油溶液、或乳剂。在此使用的“含油液体”是指其含有极性比水小的基于碳或硅的液体。
含活性成分的片剂例如可以通过压缩或模制任选含有一种或多种附加组分的活性成分而制得。压片可以通过在合适的装置中压缩制得，活性成分以一种自由流动状的形式例如粉剂或颗粒制剂，任选与一种或多种粘合剂、润滑剂、助流剂、赋形剂、表面活性剂和分散剂混合。模制片可以在合适的装置中通过模制混合物制得，该混合物为活性成分、药学上可接受的载体、和用于润湿混合物的至少足够的液体的混合物。
片剂可以是未包衣的或它们可以使用本领域已知的或将开发的方法进行包衣。为了延缓在受试者胃肠道中的崩解，例如可以使用肠溶包衣配制成包衣片剂，由此获得活性成分的持续释放和吸收。为了获得药学上精美和可口的制剂，片剂还可以包含甜味剂、调味剂、着色剂、防腐剂或这些的一些组合。
可以使用生理上可降解的组合物例如明胶制备含活性成分的硬胶囊。这种硬胶囊包含活性成分，并且还可以包含附加组分例如包括惰性固体稀释剂。可以使用生理上可降解的组合物例如明胶制备含活性成分的软胶囊。这种软胶囊包含活性成分，其可以与水或油介质混合。
适合于给药的本发明药物组合物的液体制剂可以以液态形式或干产品的形式制备、包装和出售，其中干产品在使用前与水或另一种合适的赋形剂重新配制。
液体悬浮液，其中活性成分分散在含水或含油赋形剂中，以及液体溶液，其中活性成分溶于含水或含油赋形剂中，可以使用常规方法或将来开发的方法制备。活性成分的液体悬浮液可以在含水或含油的赋形剂中，并且可以进一步包括一种或多种附加组分例如悬浮剂、分散剂或湿润剂、乳化剂、润药、防腐剂、缓冲剂、盐、调味剂、着色剂和甜味剂。含油悬浮液可以进一步包含增稠剂。活性成分的液体溶液可以在含水或含油赋形剂中，并且可以进一步包括一种或多种附加组分例如防腐剂、缓冲剂、盐、调味剂、着色剂和甜味剂。
本发明的粉剂和颗粒制剂可以使用本领域已知的或将开发的方法进行制备。这样的制剂可以直接给予受试者，或者例如形成片剂、填充到胶囊中、或通过向其中加入含水或含油赋形剂，制备成含水或含油悬浮液或溶液再给予受试者。粉剂或颗粒制剂可以进一步包含一种或多种分散剂或湿润剂、悬浮剂和防腐剂。其它的赋形剂例如填料和甜味剂、调味剂或着色剂也可以加入到这些制剂中。
本发明的药物组合物可以以水包油型乳状液或油包水乳状液的形式制备、包装或出售。这样的组合物可以进一步包含一种或多种乳化剂。这些乳剂还可以含有其它的组分例如包括甜味剂或调味剂。
本发明化合物关于紧张和压力病症和神经功能障碍例如惊厥、癫痫发作、肌肉僵硬、神经紧张和焦虑的功效可以在下面的非限制性实施例1-3中进行阐述。类似地，化合物的神经保护能力例如可以通过非限制性实施例4中和具体参考非限制性实施例5-7阐述的一般方法进行测试。其它已知的或将被开发的方法可以类似地用来测试本发明的化合物。
本发明的化合物可以通过两条一般合成路线使用通常是本领域已知的方法或其改进进行制备，其不需要过分实验就可以被本领域普通一般技术人员很容易地获得。各种步骤的示范性方法例如可以在Loudon，G.M.，OrganicChemistry，Addison-Wesley，1984；Levitt等人(1986)的U.S.4,628,056；Gutman等人(2000)的U.S.6,093,820；Ashkinazi(2001)的EP 1 083 172 A1；和Krummel等人(1998)的U.S.5,750,766中找到，这些文献的每一个在此整个引入作为参考。方案1是本发明化合物的逆合成分析概述路线。
式I的化合物可以通过合适取代的巴比土酸衍生物(式II)的N-烷基化制备。巴比土酸的N-烷基化的合适的示范性方法在下面实施例8a、8b、9a、9b、10、11和12中给出。其它已知的方法是本领域一般技术人员已知的并且也可以被使用。式II的所需巴比土酸衍生物可以通过脲与合适取代的丙二酸酯(式III)的缩合反应制备。在一种选择性合成路线(参见实施例8c)中，式I的巴比土酸衍生物可以通过取代的脲(式IV)与合适取代的丙二酸酯(III)反应制备。取代的脲的制备是公知的。制备式III化合物的方法也是本领域已知的。制备它们的合适示范性方法，其中R3和/或R4可以被取代，在实施例13-16中给出。其它方法是本领域一般技术人员已知的并且也可以被使用。
                         方案I
Figure C0380298900251
实施例1
通过评价治疗的老鼠防止最大电休克癫痫发作(MES)，可以证明或测试本发明的巴比土酸衍生物的抗惊厥活性。主要是因为测试结果和患癫痫症病人中效果的临床发现之间存在良好的相关性，MES测试广泛被用来评价化合物的抗惊厥性质。在一个典型的MES测试中，其中使用角膜电极，约150毫安的电流和60赫兹的刺激，施加约200毫秒，评价本发明的巴比土酸衍生物的抗惊厥性质。在给药前测试老鼠，以便从研究中排除任何对完全的强直性惊厥包括后肢强直性伸展(THE)没有作出反应的动物，其用作评价所用活性物质的功效的基础。受THE保护的动物被认为在MES测试中是受保护的。
将测试组合物溶于温热的聚乙二醇400或其它合适的溶剂中，该溶液以约500mg/kg的首次剂量通过胃管例如给予Sprague-Dawley老鼠。这些动物在给药后的预定时间，例如给药后约6和23小时，测试最大电休克癫痫发作(MES)。在被接受研究之前，所有动物对电刺激都表现出完全最大癫痫发作。
实施例2
本发明的巴比土酸衍生物的无毒性可以通过反复高剂量给药进行测试，如下：
将测试化合物悬浮在温热的聚乙二醇400或其它合适的溶剂中，以约1500mg/kg的首次剂量通过胃管例如给予Sprague-Dawley老鼠。24小时后给相同的老鼠服用相似的剂量，第一次给药48小时后，再次给相同的老鼠服用相似的剂量。给药几小时后检查动物，下次给药前再次检查动物，直到最后给药后再经过3天检查动物。监视给药的有毒影响以及行为作用例如运动、逃避行为、进食或任何其它可观察到的作用。
实施例3
通过监视治疗老鼠的行为和运动作用，可以证明本发明的巴比土酸衍生物的镇定和肌肉松弛性质。
例如，可以向腹膜内给予例如Swiss Webster老鼠碱化盐水中的测试组合物。记录动物接受各种剂量所需的时间以显示特定的运动和行为作用。监视作用例如可以包括肌肉张力减退、运动活动、安静和逃避行为。毒性影响也被记录。
组合物的功效可以相对于已知的主要用作骨骼肌松弛药和/或镇定药物进行评价。镇定作用和不损伤动物对它的环境作出反应的能力的结合在用来治疗焦虑的药剂中是非常理想的。本发明的组合物优选不表现出中枢神经系统的催眠活性或抑郁。
实施例4 测定治疗局部缺血功效的一般设计
本发明的非镇静性巴比土酸衍生物(NSB)可以对处于可逆或不可逆局部缺血条件下的老鼠进行测试。老鼠被给予不同剂量的药物。神经保护作用与阴性对照(安慰剂)和阳性对照戊巴比妥相比，其中戊巴比妥是一种已知的神经保护但是镇静性的巴比妥，在已知剂量下在脑缺血中减少梗塞体积。
局部缺血性损伤发病后几天，杀死动物，检查大脑以测定大脑梗死的体积，作为药物降低局部缺血性脑损伤的测定结果。临床上检查动物并在杀死前进行品级，以确定局部缺血性“中风”后，药物是否对相关的功能给予了任何有益的影响。
优选四个实验模型用于测试NSB药物的神经保护作用。参见GinsbergMD，“Animal Models of Global and Focal Cerebral Ischemia，”Chapter 34 inWelsh KMA et al.，Primer on Cerebrovascular Diseases，Academic Press，NewYork，1997；and Pulsinelli WA，Brierley JB，A new model of bilateralhemispheric ischemia in the unanesthetized rat，Stroke 1979，May-June10(3)：267-72。这些参考文献在此引入作为参考。
1.由大脑中动脉(MCA)堵塞引起的不可逆局部缺血；
2.由MCA堵塞引起的可逆局部缺血；
3.由在确定的间隔横跨钳闭主动脉引起的暂时性全心缺血；以及
4.由烧灼脊椎动脉和可逆地钳住颈总动脉引起的暂时性全缺血。
在每个实验模型中，各组老鼠用下面的方案进行治疗：
1.通过鼻胃(NG)管给予阴性对照物(安慰剂)；
2.阳性对照物：腹膜内(IP)，70mg/kg剂量的戊巴比妥；或
3.在实验性梗死前7天，通过NG管，以500mg/kg至1500mg/kg的剂量给予NSB化合物DMMDPB(或者在本发明中其实用性被测试的化合物)。比较获得的结果。
实施例5不可逆性脑缺血
由结扎颈动脉引起不可逆性MCA堵塞，然后动物在氟烷麻醉下，将细丝插入到MCA的根源。使用激光多普勒测速仪(laser Doppler)测定MCA中的血流量，血流量显著降低的那些动物被认为是遭受脑缺血，并且存在随后损伤的风险(即中风)。那些MCA血流量没有遭受陡然下降的动物，就不会发生临床中风。所有动物都表明：MCA血流量降低将预示着遭受中风。
然后，观察处在危险中的动物的行为，用Bederson评定尺度通过临床发现进行计分：
0没有中风的证据
1轻度中风
2中度中风
3严重中风
杀死那些幸存三天的动物，检查它们的大脑。给予将要杀死的动物例如水合氯醛(35mg/kg IP，它们的大脑通过心内灌注肝素化的0.9％盐水，接着灌注10％的缓冲福尔马林进行固定)。将大脑小心地从颅顶处移出，完整地保留蛛网膜和下面的颅内血管。例如在80℃下，将固定的大脑冷冻。在恒冷切片机中，在-20℃下，将20μm厚的冠状缝切面以400μm的间隔进行切割，然后在60℃的加热板上烘干，在90％的乙醇中定影(fix)10分钟，用苏木精和曙红(7)染色。与大脑的其余部分相比，梗死的大脑是没有血色的。通过显微检验大脑切片确定梗死大脑的量，并以mm3计算梗死体积。
实施例6可逆性脑缺血模型
将老鼠如上面实施例4的方式进行预处理，除了30-60分钟后除去闭塞MCA的细丝，使血流重新流过MCA以外，进行类似的方法。然后，将老鼠临床上观察三天，品级它们中风的程度，然后如实施例5那样杀死老鼠。移走大脑，如上所述那样进行检查。
实施例7
老鼠以上面实施例4的方式进行预处理，然后在乙醚麻醉期间，通过第一颈椎的腋孔电灼老鼠的脊椎动脉。然后，将可逆钳宽松地放在颈总动脉的周围。24小时后，处理醒着的老鼠，用颈动脉钳钳紧，引起4-血管堵塞。4-血管堵塞后10-30分钟，移去钳，通过灌注固定杀死动物。通常，未处理的老鼠在4-血管堵塞20或30分钟后表现出缺血性神经元损伤。对前脑的多个区域，包括H1和旁正中海马、纹状体和后部新皮质，进行评价。在这些情况中，NSB被证明是具有神经保护作用的。
实施例8a单和双N-烷基化的巴比土酸的制备
将式II的化合物在乙醇的氢氧化钾溶液中进行溶解。将烷基卤化物R’X，溶解在该溶液中进行反应。得到式I的产物，其中R1＝R2＝R’。(Loudon GM，Organic Chemistry，Addison-Wesley(1984)，p.1194)
实施例8b单和双N-烷基化的巴比土酸的制备
将式II的化合物在乙醇的氢氧化钾溶液中进行溶解。将对甲苯磺酸烷基酯R’OTs，溶解在该溶液进行反应。得到式I的产物，其中R1＝R2＝R’。(LoudonGM，Organic Chemistry，Addison-Wesley(1984)，p.1194)
实施例8c由脲和丙二酸酯的缩合反应来制备单和双N-烷基化的巴比土酸
将一个或两个酰胺上被烷基取代的脲用作起始物料(式IV)。如果是二取代，烷基可以相同或不同，即第一个烷基可以是R’，第二个烷基可以是R’或R”，其中R’和R”是不同的。然后，取代的脲与丙二酸酯(式III)例如丙二酸二乙酯和乙醇钠在乙醇中进行反应。得到式I的反应产物，其中R1＝R’以及R2＝H、R’或R”。(Loudon GM，Organic Chemistry，Addison-Wesley(1984)，p.1087；Euro.Pat.Applic.No.1 083 172 A1)
使用与描述在实施例8a、8b和8c中相似的方法，可以用具有环烷基、酰基、酰氧基、芳基、芳氧基、烷氧基、烷硫基、芳硫基、氨基、烷基氨基、二烷基氨基或卤素的烷基代替式I的R1和R2。
实施例9a制备N-烷氧基烷基化的化合物
在0℃下，将二烷氧基甲烷(R’OCH2OR’)加入到乙酰甲磺酸酯中。将溶液的温度升至25℃，反应进行2小时。然后，在45分钟内，将所得溶液逐渐加入到合适取代的巴比土酸(式II)和氢化钠(以60％分散在矿物油中)的干燥二甲基甲酰胺的混合物中。将所得反应混合物搅拌约15分钟，然后用盐酸稀释，接着用乙酸乙酯稀释。进行相分离，乙酸乙酯相用饱和氯化钠水溶液洗涤，然后用氢氧化钠水溶液洗涤。然后，乙酸乙酯相经无水硫酸钠干燥，过滤并浓缩至干。然后，将干燥的产品用甲苯结晶，得到式I结构的化合物，其中R1＝R2＝CH2OR。(U.S.Pat.No.6,093,820)
通过使用不同的巴比土酸衍生物作为起始物料，可以改变R3和R4基团。
通过使用过量的氢化钠和1当量的烷基化试剂，有利于形成单取代产品，因此大部分产品由式I组成，其中R1和R2之一被取代为CH2OR’，R1和R2的另一个被氢取代。
实施例9b选择性制备N-烷氧基烷基化的化合物
将合适的巴比土酸(式II)溶于二甲基甲酰胺中。溶液一旦冷却，向其中加入氢化钠，然后将混合物搅拌30分钟。在约30分钟内，向混合物中加入合适的氯甲基烷基醚。然后，将反应混合物搅拌1小时，然后倒入到冰水中。过滤固体沉淀，用水洗涤，并用乙醇进行结晶。(U.S.Pat No.4,628,056)
通过使用不同的巴比土酸衍生物作为起始物料，可以改变R3和R4基团。
通过使用不同的氯化醚，R1和R2可以用不同的醇盐取代。例如，可以生成R1＝R2＝CH2OR’的基团，其中R’是烷基、芳基、烷芳基或苄基。通过使用氯化硫醚，R1和R2可以用烷硫基取代。例如，可以生成R1＝R2＝CH2SR’的基团，其中R’是烷基、芳基、烷芳基或苄基。
实施例10单和双N-酰氧基取代的巴比土酸的制备
将式II的化合物和氯甲酸烷基酯一起溶于含有氢氧化钠的溶液中。得到式I的产品，其中R1＝R2＝C(O)OR’，其中R’是烷基。
通过式II的化合物与氯甲酸芳基酯在含氢氧化钠的溶液中进行反应，得到式I的产品，其中R1＝R2＝C(O)OR’，其中R’是芳基。(Loudon，pp.1061-1064)
通过式I的化合物与式ClC(O)SR’的化合物，其中R’是烷基或芳基，进行反应，得到式I的产品，其中R1＝R2＝C(O)SR’，其中R’是烷基或芳基。
实施例11 N-酰基取代的巴比土酸的制备
式II的化合物用式ClC(O)R’的酰基氯溶解，其中R’是氢、烷基或芳基，然后让其在氢氧化钠水溶液中进行反应。得到式I的产物，其中R1＝R2＝C(O)R’。(Loudon GM，Organic Chemistry，Addison-Wesley(1984)，pp.1062-1064)
实施例12a N-缩醛取代的巴比土酸的制备
将式II的化合物溶解在二甲基甲酰胺中。向该溶液中加入氢化钠。向该溶液中加入通式ClCH(OR’)2的氯化二醚，其中R’是烷基。然后，提纯反应产物。产品具有式I的结构，其中R1＝R2＝C(OR’)2。(Loudon GM，OrganicChemistry，Addison-Wesley(1984)，pp.1062-1064)
实施例12b N-芳甲基取代的巴比土酸的制备
将式II的化合物与氢氧化钾一起溶解在乙醇中。将卤甲基取代的芳族化合物ArCH2X，其中X是卤素，溶于该溶液中。得到式I的反应产物，其中R1＝R2＝CH2Ar。(Loudon GM，Organic Chemistry，Addison-Wesley(1984)，p.1194)
这种合成方法还可以与苯环上被硫化氢SH取代的苄基氯进行反应。
实施例12c N-芳硫基取代的巴比土酸的制备
将式II的化合物与氢氧化钾一起溶解在乙醇中。将硫代卤代芳基烷基化合物R’ArSX，其中X是卤素以及R’是H或烷基，溶于该溶液中。得到式I的反应产物，其中R1＝R2＝SArR’。
实施例13 5-芳基取代的巴比土酸衍生物的制备
在惰性溶剂中制备镁的溶液。惰性溶剂可以选自乙醚、二甲氧基甲烷、叔丁基甲基醚、四氢吡喃、二异丙醚、甲苯和均三甲基苯以及可以是这些溶剂的混合物。其中1，2-二溴甲烷或乙醚是有利的。在第一步中，向溶液中加入芳基甲基卤化物。芳基可以是环中含氮并且任选含有碳、氧、或硫的杂原子基团。该溶液中还可以含有三丁胺。
然后，向溶液中加入碳酸二乙酯，接着用盐酸中和。然后，将有机层分开。
向浓缩后的有机层中加入乙醇钠。然后，从溶液中蒸馏除去乙醇。溶液用盐酸中和。然后分开有机层，干燥，在真空中进行浓缩，得到芳基丙二酸二乙酯。
然后，将芳基丙二酸二乙酯与脲和乙醇钠一起溶解在乙醇中。反应产物具有式I的结构，其中R3和R4之一是芳基，R3和R4的另一个是氢。(U.S.Pat.No.5,750,766；Loudon GM，Organic Chemistry，Addison-Wesley(1984)，p.1087)
实施例14a 5-芳基取代的巴比土酸衍生物的制备
将一水合阿脲(式I，其中R3＝R4＝OH)溶于硫酸中。加入芳族化合物(Ar-H)，然后加热该溶液，使溶液发生反应。然后，冷却反应混合物，分离硫酸层。将硫酸层倒入冷水中，析出产品。过滤析出的产品，洗涤，再过滤，干燥，如有必要，进行色谱提纯，得到纯的式I的产品，其中R3＝R4＝Ar。(U.S.Pat No.4,628,056)
使用这种方法，可以使用卤素取代的苯，例如氟苯，得到式I产品，其中R3＝R4＝PhX，其中X是卤素。(U.S.Pat No.4,628,056)
或者，可以使用烷基取代的苯，例如乙苯，得到式I产品，其中R3＝R4＝PhR’，其中R’是烷基。(U.S.Pat No.4,628,056)
在另一种改变中，酰基取代的苯可用于获得式I的产品，其中R3＝R4＝PhC(O)R’，其中R’是烷基；或者，苄基甲酰胺可用于获得式I的产品，其中R3＝R4＝PhCH2C(O)NH2，或者，具有下面结构的二噻烷取代的苯可用于获得式I的产品，其中R3＝R4＝Ph-二噻烷。
实施例14b 5-芳基取代的巴比土酸衍生物的制备
制备镁、二甲氧基甲烷和二溴甲烷的溶液。向其中加入二甲氧基甲烷的卤甲基取代的芳族化合物的溶液中，使其进行反应。向该溶液中加入冷的二乙氧基碳酸酯。然后，溶液用盐酸中和。分离有机层，通过蒸馏进行浓缩。
向浓缩后的有机层中加入乙醇钠。然后，从溶液中蒸馏除去二甲氧基甲烷和乙醇。溶液用盐酸中和，分离有机层，用硫酸镁干燥，在真空中进行浓缩。所得产物是芳族取代的丙二酸二乙酯。
然后，将丙二酸二乙酯与脲和乙醇钠一起溶解在乙醇中并进行反应。反应产物具有式I的结构，其中R3和R4之一是芳族的，R3和R4的另一个是氢。(U.S.Pat.No.5,750,766；Loudon GM，Organic Chemistry，Addison-Wesley(1984)，p.1087)
为了获得式I的产品，其中R3和R4之一是取代的芳族基团，R3和R4的另一个是氢，本领域普通技术人员可以使用这种方法或其改变形式，由卤甲基取代的芳香族化合物合成巴比土酸衍生物，其中芳香族化合物在环上具有另外的取代基例如卤素、烷基、酰基、酰基衍生物或乙酰胺基。
这种合成方法还可以与作为卤甲基取代的芳族化合物的氯甲基苯基二噻烷进行反应。
实施例15a 5-芳甲基取代的巴比土酸衍生物的制备
丙二酸二乙酯与溴甲基取代的芳族化合物ArCH2X，其中Ar是芳基以及X是卤素，和乙醇钠一起溶解在乙醇中。产物是式ArCH2CH(CO2Et)2的单-芳基甲基丙二酸酯。然后，将单芳基甲基丙二酸酯与脲和乙醇钠一起溶解在乙醇中并进行反应。反应产物具有式I的结构，其中R1＝R2＝H，R3和R4之一是CH2Ar，R3和R4的另一个是氢。(Loudon GM，Organic Chemistry，Addison-Wesley(1984)，pp.617，1086-1088)
芳族化合物在环上可以进一步例如被卤素或烷基取代。
实施例15b 5，5-双(芳甲基)取代的巴比土酸衍生物的制备
将丙二酸二乙酯与溴甲基取代的芳族化合物ArCH2X，其中Ar是芳基以及X是卤素，和乙醇钠一起溶解在乙醇中。产物是式ArCH2CH(CO2Et)2的单-芳基甲基丙二酸酯。从溶液中分离单芳基甲基丙二酸酯。然后，将分离的单芳基甲基丙二酸酯与碘甲基取代的芳族化合物Ar’CH2I，其中Ar’是芳基以及Ar和Ar’可以相同或不同，和乙醇钠溶解在乙醇中。产物是式(ArCH2)(Ar’CH2)C(CO2Et)2的二芳基甲基丙二酸酯。
然后，将二芳基甲基丙二酸酯与脲和乙醇钠一起溶解在乙醇中并进行反应。得到式I的反应产物，其中R3＝CH2Ar；R4＝CH2Ar’。(Loudon GM，OrganicChemistry，Addison-Wesley(1984)，pp.617，1086-1088)
例如，化合物的芳环或者可以被卤素取代或者可以被烷基取代。
实施例16a 5，5-二烷基取代的巴比土酸衍生物的制备
式I的化合物，其中R3＝R4＝OH，与对甲苯磺酰氯一起溶解在吡啶中，用甲苯磺酰基代替羟基。将得到的甲苯磺酸酯分离，与式R’2Cu-Li+的二烷基铜酸锂(lithium dialkylcuprate)，其中R’＝烷基，一起重新溶解在醚中。得到式I的产物，其中R3＝R4＝R’。(Loudon GM，Organic Chemistry，Addison-Wesley(1984)，pp.721-722)
实施例16b 5-烷基取代的巴比土酸衍生物的制备
将丙二酸二乙酯与式R’Br的烷基溴，其中R’是烷基，和乙醇钠一起溶解在乙醇中。产物是式R’CH(CO2Et)2的单烷基丙二酸酯。然后，将单烷基丙二酸酯与脲和乙醇钠一起溶解在乙醇中并进行反应。反应产物具有式I的结构，其中R3和R4之一是R’，R3和R4的另一个是氢。(Loudon GM，OrganicChemistry，Addison-Wesley(1984)，pp.1086-1088)
烷基R’可以被取代；例如烷基R’可以被芳基取代。
实施例16c 5，5-二烷基取代的巴比土酸衍生物的制备
将丙二酸二乙酯与式R’Br的烷基溴，其中R’是烷基，和乙醇钠一起溶解在乙醇中。产物是通式R’CH(CO2Et)2的单烷基丙二酸酯。从溶液中分离单烷基丙二酸酯。然后，将分离后的单烷基丙二酸酯与式R”I的烷基碘，其中R”是烷基并且可以与R’相同或不同，和乙醇钠一起溶解在乙醇中。产物是式R”R’C(CO2Et)2的二烷基丙二酸酯。
然后，将二烷基丙二酸酯与脲和乙醇钠一起溶解在乙醇中并进行反应。反应产物具有式II的结构，其中R3和R4之一是R’，R3和R4的另一个是R”。R’和R”可以是相同的或不同的烷基。(Loudon GM，Organic Chemistry，Addison-Wesley(1984)，pp.1086-1088)
烷基R’和R”可以被取代；例如烷基R’和R”每个可以被芳基取代。
在本说明书中说明和讨论的实施方案仅仅是为了教导本领域一般技术人员本发明人所知的最佳实施方案，以制备和利用本发明。在本说明书中的任何内容不应该被认为是限制本发明的范围。在此提供的所有实施例都是代表性的和非限制性的。在不脱离本发明精神和范围的情况下，本领域一般技术人员根据上述教导，可以对本发明的上述实施方案进行修饰或改变。因此，应该理解，在权利要求和它们的同等物的范围内，本发明的作法可以与说明书中具体描述的不同。

Claims (23)

1.非镇静性巴比妥和其盐在制备用于保护哺乳动物免受神经损伤的药物中的应用，所述非镇静性巴比妥具有下面的结构：
其中
R1和R2可以相同或不同并且独立地是
氢；
低级烷基，任选被低级环烷基、酰基、酰氧基、芳基、芳氧基、低级烷氧基、烷硫基或芳硫基、氨基、烷基氨基、二烷基氨基或一个或多个卤素原子所取代；
苯基；
CH2XR5，其中X是S或O，R5是低级烷基、芳基、烷芳基或苄基；
C(O)XR6，其中X如上所定义，R6是低级烷基或芳基；
CXR7，其中X如上所定义，R7是氢、低级烷基或芳基；和
CH(XR8)2，其中X如上所定义，R8是低级烷基，条件是R1和R2中的至少一个不是氢；和
其中
R3和R4可以相同或不同并且独立地是
氢；
任选含有一个或多个选自N、S和O杂原子的芳基；
低级酰氧基；
苯基；
被卤素、低级烷基、低级酰基或乙酰胺取代的苯基；
苄基；环上被一个或多个卤素、低级烷基或两者取代的苄基；任选含有一个或多个选自N、O和S杂原子的环烷基；
低级烷基；或被芳族部分所取代的低级烷基；
条件是R3和R4中的至少一个是芳环或含芳环的部分。
2.权利要求1的应用，条件是当R1和/或R2是甲氧基甲基时，R3和R4不都是苯基、不都是被低级烷基取代的苯基和不都是被卤素取代的苯基；和
当R3和R4之一是苯基或苄基时，R3和R4的另一个不是乙基；和
当R1和R2中的至少一个是苄基时，那么当R3和R4之一是苯基时，R3和R4中的另一个不是烯丙基；和
当R1和R2中的一个是甲基并且另一个是氢时，那么当R3和R4之一是苯基时，R3和R4中的另一个不是未取代的低级烷基；和
当R1＝R2＝Ra时，其中Ra是烷氧基甲基或酰氧基甲基，那么当R3和R4之一是1-苯乙基时，R3和R4中的另一个不是丙酰氧基；和
化合物不是
a)1-甲基-5-(1-苯乙基)-5-丙酰氧基-巴比土酸，
b)1，3-二苯基-5，5-(二苄基)巴比土酸，
c)1，3，5-三苯基巴比土酸，和
d)5-苄基-1，3-二甲基巴比土酸。
3.权利要求1的应用，其中
(a)R1和R2中至少一个是
被低级环烷基、酰基、酰氧基、芳基、芳氧基、烷硫基或芳硫基、氨基、烷基氨基、二烷基氨基、或一个或多个卤素原子取代的低级烷基；
苯基；
CH2SR5，其中R5是低级烷基、芳基、烷芳基或苄基；
C(S)XR6，其中X是S或O以及R6是低级烷基或芳基；
CSR7，其中R7是氢、低级烷基或芳基；和
CH(SR8)2，其中R8是低级烷基；或者
(b)R3和R4中至少一个是低级酰氧基；
被低级酰基或乙酰胺取代的苯基；和
环任选含有一个或多个选自N、O和S杂原子的环烷基。
4.权利要求3的应用，条件是当R1和/或R2是甲氧基甲基时，R3和R4不都是苯基、不都是被低级烷基取代的苯基和不都是被卤素取代的苯基；和
当R3和R4之一是苯基或苄基时，R3和R4的另一个不是乙基；和
当R1和R2中的至少一个是苄基时，那么当R3和R4之一是苯基时，R3和R4中的另一个不是烯丙基；和
当R1＝R2＝Ra时，其中Ra是烷氧基甲基或酰氧基甲基，那么当R3和R4之一是1-苯乙基时，R3和R4中的另一个不是丙酰氧基；和
化合物不是
a)1-甲基-5-(1-苯乙基)-5-丙酰氧基-巴比土酸，
b)1，3-二苯基-5，5-(二苄基)巴比土酸，
c)1，3，5-三苯基巴比土酸。
5.权利要求1的应用，其中R1和R2是相同的或不同的并且选自氢、丁基、苄基、苯硫基甲基、环丙基甲基、3，3，3-三氟丙基、苄氧基甲基和烷氧基甲基。
6.权利要求2的应用，其中R1和R2中的至少一个是甲氧基甲基。
7.权利要求1的应用，其中R3和R4都是芳环或含芳环的部分。
8.权利要求1的应用，其中R3和R4是相同的或不同的，并且独立地是苯基；被卤素或低级烷基取代的苯基；任选包含一个或多个选自N、O或S杂原子的环烷基；苄基；在环上被一个或多个卤素、低级烷基或两者取代的苄基；低级烷基；或用芳族部分所取代的低级烷基，条件是R3和R4中至少一个是苯基或取代的苯基。
9.权利要求1的应用，其中R3和R4中的至少一个选自苯基、苄基、氟苯基和甲苯基。
10.权利要求1的应用，其中R3和R4中的至少一个选自
Figure C038029890004C1
11.权利要求1的应用，其中所述药物为口服或静脉内给药制剂。
12.权利要求1的应用，其中所述用于保护哺乳动物免受神经损伤的药物是用于保护哺乳动物免于由心房纤维性颤动、暂时性缺血性发作、脑缺血、细菌性心内膜炎、中风、头部创伤、蛛网膜下出血或其它极性神经损伤引起的神经元损伤的药物。
13.一种药物组合物，包括作为活性物质的非镇静性巴比妥和其盐，以及药学上可接受的载体，巴比妥具有下列结构，
其中
R1和R2可以相同或不同，并且独立地是
氢；
低级烷基，任选被低级环烷基、酰基、酰氧基、芳基、芳氧基、低级烷氧基、烷硫基或芳硫基、氨基、烷基氨基、二烷基氨基或一个或多个卤素原子所取代；
苯基；
CH2XR5，其中X是S或O，R5是低级烷基、芳基、烷芳基或苄基；
C(O)XR6，其中X如上所定义，R6是低级烷基或芳基；
CXR7，其中X如上所定义，R7是氢、低级烷基或芳基；和
CH(XR8)2，其中X如上所定义，R8是低级烷基，条件是R1和R2中的至少一个不是氢；以及其中
R3和R4可以相同或不同，并且独立地是
氢；
任选含有一个或多个选自N、S和O杂原子的芳基；
低级酰氧基；
苯基；
被卤素、低级烷基、低级酰基或乙酰胺基取代的苯基；
苄基；在环上被一个或多个卤素、低级烷基或两者取代的苄基；任选含有一个或多个选自N、O和S杂原子的环烷基；
低级烷基；或被芳族部分所取代的低级烷基；
条件是R3和R4中的至少一个是芳环或含芳环的部分，
条件是当R1和/或R2是甲氧基甲基时，R3和R4不都是苯基、不都是被低级烷基取代的苯基和不都是被卤素取代的苯基；和
当R3和R4之一是苯基或苄基时，R3和R4的另一个不是乙基；和
当R1和R2中的至少一个是苄基时，那么当R3和R4之一是苯基时，R3和R4中的另一个不是烯丙基；和
当R1和R2中的一个是甲基并且另一个是氢时，那么当R3和R4之一是苯基时，R3和R4中的另一个不是未取代的低级烷基；和
当R1＝R2＝Ra时，其中Ra是烷氧基甲基或酰氧基甲基，那么当R3和R4之一是1-苯乙基时，R3和R4中的另一个不是丙酰氧基；和
化合物不是
b)1，3-二苯基-5，5-(二苄基)巴比土酸，
c)1，3，5-三苯基巴比土酸，和
d)5-苄基-1，3-二甲基巴比土酸。
14.权利要求13的药物组合物，其中
(a)R1和R2中至少一个是
被低级环烷基、酰基、酰氧基、芳基、芳氧基、烷硫基或芳硫基、氨基、烷基氨基、二烷基氨基、或一个或多个卤素原子取代的低级烷基；
苯基；
CH2Su5，其中R5是低级烷基、芳基、烷芳基或苄基；
C(S)XR6，其中X是S或O以及R6是低级烷基或芳基；
CSR7，其中R7是氢、低级烷基或芳基；和
CH(SR8)2，其中R8是低级烷基；或者
(b)R3和R4中至少一个是
低级酰氧基；
被低级酰基或乙酰胺取代的苯基；和
环任选含有一个或多个选自N、O和S杂原子的环烷基。
15.权利要求13的药物组合物，其中R1和R2是相同的或不同的并且选自氢、丁基、苄基、苯硫基甲基、环丙基甲基、3，3，3-三氟丙基、苄氧基甲基和烷氧基甲基。
16.权利要求13的药物组合物，其中R1和R2中的至少一个是甲氧基甲基。
17.权利要求13的药物组合物，其中R3和R4都是芳环或含芳环的部分。
18.权利要求13的药物组合物，其中R3和R4是相同的或不同的，并且独立地是苯基；被卤素或低级烷基取代的苯基；任选包含一个或多个选自N、O或S杂原子的环烷基；苄基；在环上被一个或多个卤素、低级烷基或两者取代的苄基；低级烷基；或被芳族部分所取代的低级烷基，条件是R3和R4中至少一个是苯基或取代的苯基。
19.权利要求13的药物组合物，其中R3和R4中的至少一个选自苯基、苄基、氟苯基和甲苯基。
20.权利要求13的药物组合物，其中R3和R4中的至少一个选自
21.权利要求13的组合物在制备用于治疗神经疾病的药物中的应用。
22.权利要求13的组合物在制备用于提供神经保护作用的药物中的应用。
23.权利要求的22应用，其中
(a)R1和R2中至少一个是
被低级环烷基、酰基、酰氧基、芳基、芳氧基、烷硫基或芳硫基、氨基、烷基氨基、二烷基氨基、或一个或多个卤素原子取代的低级烷基；
苯基；
CH2SR5，其中R5是低级烷基、芳基、烷芳基或苄基；
C(S)XR6，其中X是S或O以及R6是低级烷基或芳基；
CSR7，其中R7是氢、低级烷基或芳基；
和CH(SR8)2，其中R8是低级烷基；或
(b)R3和R4中至少一个是
低级酰氧基；
被低级酰基或乙酰胺取代的苯基；和
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Granted publication date: 20061227

Termination date: 20140130