CN1337932A - 取代的4-联芳基丁酸和5-联芳基戊酸衍生物作为治疗呼吸疾病的基质金属蛋白酶抑制剂的用途 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了新的4-联芳基丁酸和5-联芳基戊酸衍生物,取代的4-联芳基丁酸和5-联芳基戊酸衍生物作为基质金属蛋白酶抑制剂用于治疗呼吸疾病的用途,含它们的药物组合物,及其使用方法。本发明的化合物具有通式(I)(T)xA-B-D-E-CO2H,其中A为芳环或杂芳环;B为芳环或杂芳环或键;各个T为取代的基团,x为0、1或2;基团D代表(a)、(b)、(c)或(d);基团E代表带有一至三个取代基的两个或三个碳的链,所述取代基为独立地或参与成环,可能的结构如说明书和权利要求中所示;且E上的各个取代基为独立的取代基,并包括其药物上可接受的盐。
Description
领域
本发明涉及酶抑制剂的用途,更具体而言,涉及新的和已知的抑制基质金属蛋白酶的4-联芳基丁酸和5-联芳基戊酸及其衍生物用于预防和治疗呼吸疾病的用途。
背景
在WO96/1 5096、WO97/43237、WO97/43238、WO97/43239、WO97/43240、WO97/43245、WO97/43247和WO98/22436中描述了取代的4-联芳基丁酸和5-联芳基戊酸衍生物用作基质金属蛋白酶抑制剂。
基质金属蛋白酶(metrix metallo proteases)(基质金属内切-蛋白酶或MMP)是一类锌内切蛋白酶,其包括但不限于间质胶原酶(MMP-1)、溶基质素(蛋白聚糖酶、transin或MMP-3)、明胶酶A(72kDa明胶酶或MMP-2)、嗜中性胶原酶(MMP-8)、明胶酶B(95kDa明胶酶或MMP-9)、巨噬细胞弹性蛋白酶(MMP-12)和人胶原酶3(MMP13)。这些MMP与已知的TIMP(金属蛋白酶的组织抑制剂)的天然蛋白酶抑制剂一起由多种包括成纤维细胞、软骨细胞、粒细胞和巨噬细胞分泌。
所有这些MMP都可以破坏关节软骨或基膜的结缔组织成分以及大量胞外基质蛋白。各种MMP以非活性酶原被分泌,该酶原在其能够显示其蛋白水解活性之前,必须在后续步骤中裂解。除了基质的破坏作用之外,这些MMP如MMP-3已被用作其它MMP如MMP-1和MMP-9的体内活化剂(A.Ho,H.Nagase,Arch.Biochem.Biophys.,267,211-16(1998);Y.Ogata,J.J.Enghild,H.Nagase,J.Biol.Chem.,267,3581-84(1992))。因此,一系列蛋白水解活性可以由过量的MMP-3引发。这意味着特定的MMP-3抑制剂将限制那些不直接由这类抑制剂抑制的其它MMP的活性。
除了其能够降解胞外基质蛋白之外,MMP-12也显示可水解弹性蛋白(R.P.Mecham,T.J.Broekelmann,C.J.Fliszar,S.D.Shapiro,H.G.Welgus,R.M.Senior,J.Biol.Chem.,272,18071-18076(1997))。该活性是其它MMP酶特别是MMP-2和MMP-9所共有的。
也已报导MMP-3、MMP-9和MMP-12可以裂解从而使其它蛋白酶如弹性蛋白酶的内源性抑制剂失活(P.G.Winyard,Z.Zhang,K.Chidwick,D.R.Blake,R.W.Carrell,G.Murphy,FEBS Letts.,279,1,91-94(1991);T.J.Gronski,R.L.Martin,D.K.Kobayashi,B.C.Wal sh,M.C.Holman,M.Huber,H.E.Van Wart,S.D.Shapiro,J.Biol.Chem.,272,12189-12194(1997))。因此这些MMP酶抑制剂可以通过改变其内源抑制剂的水平而影响其它破坏性蛋白酶的活性。
没有MMP-12的小鼠的巨噬细胞在体外和体内均具有减少的降解胞外基质组分以及穿过重组基膜的能力(J.M.Shipley,R.L.Wesselschmidt,D.K.Kobayashi,T.J.Ley,S.D.Shapiro,PNAS,93,3942-3946(1996))。这些结果支持了一种假设,即需要MMP-12进行巨噬细胞介导的胞外蛋白水解和组织侵入。此外,相对于吸烟,没有MMP-12的小鼠并没有形成肺气肿或显示升高的巨噬细胞水平,而野生小鼠却存在这种现象(R.D.Hautamaki,D.K.Kobayashi,R.M.Senior,S.D.Shapiro,Science,277,2002-2004(1997))。因此存在很强的证据支持由活化的尘细胞分泌的MMP-12在形成肺气肿的作用。在具有肺气肿的病人和吸烟者中,活化的尘细胞和嗜中性细胞释放的MMP-1、-8、-9和-12也被包含在COPD的发病机理中。
通过其蛋白水解活性,基质金属蛋白酶被牵涉于大量呼吸疾病中,例如如下:
哮喘;慢性阻塞肺疾病包括慢性支气管炎和肺气肿;囊性纤维化;支气管扩张;成人呼吸窘迫综合症(ARDS);过敏性呼吸疾病包括过敏性鼻炎;与TNF α产生有关的疾病包括急性肺纤维变性疾病、肺结节病、矽肺;煤矿工人的尘肺病、肺泡病。
通过下列参考文献提供在多种呼吸疾病中涉及基质金属蛋白酶的证据:
a)COPD,慢性支 -Finlay等 Thorax 1997,52,502气管炎和肺气肿 Am.J.Resp.Crit.Care Med.1997,1997,240-Cateldo等 Am.J.Resp.Cart.Care Med.1998,157,A 502-Sedura等 An.J.Resp.Crit.Care Med.1998,157,A 568-Shapiro等 J.Biol. Chem.1993,268,23824-Kostan等 Am.J.Resp.Cart.Care Med.1998,157,A 143-Riccobono Eur.Resp.J.1997,10,26Sb)支气管扩张 -Sepper等 Chest 1995,107,1641-Sepper等 Eur.Resp.J.1997,10,278Sc)囊纤维化 -Delacourt等 Am.J.Resp.Crit.Care Med.1995,152,A 764 |
-Power等 Am.J.Resp.Crit.Care Med.1994,150,818d)哮喘 -Shute等 Int.Arch.Allergy Immunol.1997,111-Ohno Am.J.Resp.Cell.Mol.Biol.1997,16,212-Mantino等 Am.J.Resp.Cell.Mol.Biol.1997,17,583-Okada等 Am.J.Resp.Cell.Mol.Biol.1997,17,519e)ARDS -Delclaux等 Arn.J.Physiol.1997,272,L442. |
除了慢性肺疾病之外,大量其它条件被认为是由过量或不希望的破坏基质金属蛋白酶活性,或通过MMP与TIMP的比率失调,或通过TNF释放的作用所介导的。
MMP抑制剂也可用于抑制其它哺乳动物的金属蛋白酶,如adamalysin族(或ADAM),其成员包括TNFα转化酶(TACE)和ACAM-10,其可引起细胞中TNF的释放。
概述
本发明涉及具有基质金属蛋白酶抑制剂活性的通式(I)的新的和已知的化合物用于预防和治疗呼吸疾病的用途:
(T)xA-B-D-E-CO2H (I)
在上述通式(I)中,(T)xA代表取代的或未取代的芳族6元环或含有1-2个N、O或S原子的杂芳族5-6元环。T代表一种或多种取代基,下标x代表这种取代基的数目,以及A代表芳环或杂芳环,称为A环或A单元。当在A环中N与S或与O一起使用时,这些杂原子被至少一个碳原子所分开。
取代基T独立地选自卤素;烷基、卤代烷基;卤代烷氧基;链烯基;链炔基;-(CH2)pQ其中p为0或1-4的整数;-链烯基-Q其中链烯基部分含有2-4个碳原子;以及链炔基-Q其中链炔基部分含有2-7个碳原子。后三种基团中的Q选自芳基、杂芳基、-CN、-CHO、-NO2、-CO2R2、-OCOR2、-SOR3、-SO2R3、-CON(R4)2、-SO2N(R4)2、-COR2、-N(R4)2、-N(R2)COR2、-N(R2)CO2R3、-N(R2)CON(R4)2、-CHN4、-OR4和-SR4。
在这些式中,R2代表H;烷基;芳基;杂芳基;芳烷基或杂芳烷基。R3代表烷基;芳基;杂芳基;芳烷基或杂芳烷基。R4代表H;烷基;芳基;杂芳基;芳烷基;杂芳烷基;链烯基;链炔基;末端为H、烷基或苯基的亚烷基氧基、多亚烷基氧基、亚烷基硫基或亚烷基氨基;卤代烷基;低级烷氧基羰基或酰基。当两个R4基团位于氮上时,它们可由键连接在一起形成杂环,如吗啉、硫代吗啉、吡咯烷或哌啶环。
与Q相连的部分中或是Q的部分的不饱和部位被至少一个碳原子与Q的任何N、O或S相隔。A环可为未取代或可带有至多2个取代基T。因此下标x为0、1或2。
在通式(I)中,B代表一个键或任选取代的芳族6元环或含有1-2个N、O或S的杂芳5-6元环。当B为环时,优选作为B环或B单元。B环中,当N与S或O一起使用时,这些杂原子被至少一个碳原子分开。在环B中可有0-2个取代基T。
通式(I)中,E代表带有m个取代基R6的n个碳原子的链,其中R6基团为独立的取代基,或构成螺环或非螺环。可以以两种方式成环:a)两个R6基团相连,且同与两个R6基团连接的链原子,以及任何插入的链原子共同构成3-7元环,或b)一个R6基团连接到该基团R6所在的链上,和与R6基团相连的链原子,以及任何插入的链原子共同构成3-7元环。链中的碳原子数为2-4,R6取代基的数目m为1-3的整数。
各个R6基团独立地选自下列:
*氟;
*羟基,条件是单个碳原子可带有不大于一个羟基;
*烷基;
*芳基;
*杂芳基;
*芳烷基;
*杂芳烷基;
*链烯基;
*芳基取代的链烯基;
*杂芳基取代的链烯基;
*链炔基;
*芳基取代的链炔基;
*杂芳基取代的链炔基;
*-(CH2)tR7,其中t为0或1-5的整数,以及
R7选自下列基团:
*N-苯二甲酰亚氨基(phthal imidoyl);
N-(1,2-萘二酰亚氨基)(naphthalenedicarboximidoyl);
*N-(2,3-萘二酰亚氨基);
*N-(1,8-萘二酰亚氨基);
*N-吲哚基(indoloyl);
*N-(2-吡咯烷酰基)(pyrrolodinonyl)
*N-琥珀酰亚氨基;
*N-马来酰亚氨基;
*3-乙内酰脲基;
*1,2,4-尿唑基(urazolyl)
*酰氨基;
*尿烷;
*脲;
*非芳族取代的或未取代的杂环,含有N原子并通过N原
子连接,并含有一个或两个另外的N、O、S、SO或SO2,
以及含有0、1或2个羰基,任选带有稠合或吡啶环;
*氨基;
*相应的杂芳基部分,其中含芳基的R7中的芳基部分包含
以及R8选自下列基团:
*烷基;
*芳基;
*杂芳基;
*芳烷基;
*杂芳烷基,以及
*-C(O)R9,其中R9代表至少两个碳的烷基、芳基、杂芳基、
芳烷基或杂芳烷基;
条件是:
-当R8为-C(O)R9时,Z为S或O;
-当Z为O时,R8也可为亚烷基氧基或多亚烷基氧基,其末端
为H、烷基或苯基;
*三烷基甲硅烷基取代的烷基。
此外,任何T或R6基团的芳基或杂芳基部分可任选带有至多两个取代基,所述取代基选自:-(CH2)yC(R4)(R3)OH、-(CH2)yOR4、-(CH2)ySR4、-(CH2)yS(O)R4、-(CH2)yS(O)2R4、-(CH2)ySO2N(R4)2、-(CH2)yN(R4)2、-(CH2)yN(R4)COR12、-OC(R4)2O-,其中两个氧原子连接到芳环上、(CH2)yCOR4、-(CH2)yCON(R4)2、-(CH2)yCO2R4、-(CH2)yOCOR4、-卤素、-CHO、-CF3、-NO2、-CN和-R3,其中y为0-4。R3和R4如上定义;此外,任何两个连接到一个氮上的R4可连接在一起形成杂环,如吗啉、硫代吗啉、吡咯烷或哌啶环。
这些化合物的药学可接受的盐以及这些化合物的常用前体药物,如含有羟基的本发明化合物的O-酰基衍生物也在本发明的范围之内。
在现有技术最相关的化合物中,分子中的联苯部分为未取代的,丙酸或丁酸部分或为未取代的,或带有一个甲基或苯基。已经报导由于较大的苯基基团的存在使得现有技术的化合物作为消炎止痛剂失活。参见例如R.G.Child等,J.Pharm.Sci.,66,466-476(1977)。相反,已经发现显示潜在MMP抑制剂活性的化合物在分子的丙酸或丁酸部分中含有较大的取代基。最佳的MMP抑制剂的联苯部分也优选在4’位上含有取代基,尽管当丙酸或丁酸部分被最优取代时,本发明未取代的联苯化合物充分的活性从而被看作是实际药物的候选。
较之其它MMP如MMP-1和MMP-7,本发明的化合物对于MMP-2、MMP-3、MMP-8、MMP-9、MMP-12和MMP-13具有良好的活性,且对于这些MMP具有良好的选择性。
除了上述化合物之外,本发明也涉及具有基质金属蛋白酶抑制剂活性的药物组合物,该组合物含有上述并在下面详述中更详细地描述的本发明化合物,以及药学上可接受的载体。
作为上述选择性方式的结果,本发明的化合物特别适于治疗呼吸疾病。
因此,本发明也涉及治疗哺乳动物如人类、农场动物或家庭宠物以得到效果的方法,其中该效果是:治疗和预防哮喘;慢性阻塞肺疾病包括慢性支气管炎和肺气肿;囊性纤维化;支气管扩张;成人呼吸窘迫综合症(ARDS);过敏性呼吸疾病包括过敏性鼻炎;与TNFα产生有关的疾病包括急性肺纤维变性疾病、肺结节病、矽肺;煤矿工人的尘肺病、肺泡病。该方法包括服用一定量的上述本发明化合物,并在下面详述中更详细地描述,其有效地抑制了至少一种基质金属蛋白酶的活性,从而得到所希望的效果。详述
更特别优选用于预防和治疗呼吸疾病的是具有下列通式的基质金属蛋白酶抑制剂活性的化合物:
(T)xA-B-D-E-CO2H (I)
在这些结构中,芳环称为A环或A单元,且各个T代表取代基,称为T基团或T单元。取代基T独立地选自:卤素-F、-Cl、-Br和-I;1-10个碳的烷基;1-10个碳的卤代烷基;1-10个碳的卤代烷氧基;2-10个碳的链烯基;2-10个碳的链炔基;-(CH2)pQ其中p为0或1-4的整数;-链烯基-Q其中链烯基部分含有2-4个碳;以及-链炔基-Q其中链炔基部分含有2-7个碳。后三种基团中的Q选自6-10个碳的芳基、含有4-9个碳和至少一个N、O或S杂原子的杂芳基、-CN、-CHO、-NO2、-CO2R2、-OCOR2、-SOR3、-SO2R3、-CON(R4)2、-SO2N(R4)2、-C(O)R2、-N(R4)2、-N(R2)COR2、-N(R2)CO2R3、-N(R2)CON(R4)2、-CHN4、-OR4和-SR4。基团R2、R3和R4如下定义。
R2代表H;1-6个碳的烷基;6-10个碳的芳基;含4-9个碳以及至少一个N、O或S杂原子的杂芳基;芳基部分含6-10个碳且烷基部分含1-4个碳的芳烷基;或杂芳基部分含4-9个碳以及至少一个N、O或S杂原子,且烷基部分含1-4个碳的杂芳烷基。
R3代表1-4个碳的烷基;6-10个碳的芳基;含4-9个碳以及至少一个N、O或S杂原子的杂芳基;芳基部分含6-10个碳且烷基部分含1-4个碳的芳烷基;或杂芳基部分含4-9个碳以及至少一个N、O或S杂原子,且烷基部分含1-4个碳的杂芳烷基。
R4代表H;1-12个碳的烷基;6-10个碳的芳基;含4-9个碳以及至少一个N、O或S杂原子的杂芳基;芳基部分含6-10个碳且烷基部分含1-4个碳的芳烷基;杂芳基部分含4-9个碳以及至少一个N、O或S杂原子,且烷基部分含1-4个碳的杂芳烷基;2-12个碳的链烯基;2-12个碳的链炔基;-(CqH2qO)rR5其中q为1-3,r为1-3,以及R5为H,只要q大于1,或R5为1-4个碳的烷基或苯基;末端为H、1-4个碳的烷基或苯基的亚烷基硫基;末端为H、1-4个碳的烷基或苯基的亚烷基氨基;-(CH2)sX其中s为1-3,X为卤素;-C(O)OR2或-C(O)R2。
当两个R4基团位于氮上时,它们可通过键连接形成杂环,例如吗啉、硫代吗啉、吡咯烷或哌啶环。
与Q相连的部分或是Q部分中的不饱和部位被至少一个碳原子与Q的任一N、O或S相隔。取代基的数目,称为x,为0、1或2。
通式(I)中,D代表下列部分:其中R2如上定义,且各个R2可相同或不同。
通式(I)中,E代表带有m个取代基R6的碳原子链,称为R6基团或R6单元。其中R6基团为独立的取代基,或构成螺环或非螺环。可以以两种方式形成环:a)两个R6基团相连,且同与两个R6基团连接的链原子,以及任何插入的链原子共同构成3-7元环,或b)一个R6基团连接到该基团R6所在的链上,和与R6基团相连的链原子,以及任何插入的链原子共同构成3-7元环。链中的碳原子数n为2或3,R6取代基的数目为1-3的整数。
各个R6基团独立地选自下列1)~16)所列的取代基:
1) 氟;
2) 羟基,条件是单个碳原子可带有不超过一个羟基;
3)1-10个碳的烷基;
4)6-10个碳的芳基;
5)含4-9个碳以及至少一个N、O或S杂原子的杂芳基;
6)芳基部分含6-10个碳且烷基部分含1-8个碳的芳烷基;
7)杂芳基部分含4-9个碳以及至少一个N、O或S杂原子,且烷基部分含1-8个碳的杂芳烷基;
8)2-10个碳的链烯基;
9)芳基部分含6-10个碳且链烯基部分含2-5个碳的芳基-链烯基;
10)杂芳基部分含4-9个碳以及至少一个N、O或S杂原子,且链烯基部分含2-5个碳的杂芳基-链烯基;
11)2-10个碳的链炔基;
12)芳基部分含6-10个碳链且炔基部分含2-5个碳的芳基-链炔基;
13)杂芳基部分含4-9个碳以及至少一个N、O或S杂原子,且链炔基部分含2-5个碳的杂芳基-链炔基;
14)-(CH2)tR7,其中t为0或1-5的整数,R7选自下列基团:以及相应的杂芳基部分,其中含芳基R7基团的芳基部分含4-9个碳以及至少一个N、O或S杂原子。在这样的R7基团中,Y代表O或S;R1、R2和R3如上定义,u为0、1或2。
15)-(CH2)vZR8,其中v为0或1-4的整数,其中Z代表-S-、-S(O)-、-SO2-、-O-、羰基或-CH(OH)-;以及R8选自下列基团:1-12个碳的烷基;6-10个碳的芳基;含4-9个碳以及至少一个N、O或S杂原子的杂芳基;芳基部分含6-12个碳且烷基部分含1-4个碳的芳烷基;芳基部分含4-9个碳以及至少一个N、O或S杂原子,且烷基部分含1-4个碳的杂芳烷基;-C(O)R9,其中R9代表2-6碳的烷基、6-10个碳的芳基、含4-9个碳以及至少一个N、O或S杂原子的杂芳基、或芳基部分含6-10个碳的芳烷基或是含4-9个碳以及至少一个N、O或S杂原子杂芳基,且烷基部分含1-4个碳的芳烷基,条件是:
-当R8为-C(O)R9时,Z为-S-或-O-;
-当Z为-O-时,R8也可为-(CqH2qO)rR5,其中q、r和R5如上所定义;
16)-(CH2)wSi(R10)3,其中w为1-3的整数,R10代表1-4个碳的烷基。
此外,任何T或R6基团的芳基或杂芳基部分可任选带有至多两个取代基,所述取代基选自:-(CH2)yC(R4)(R3)OH、-(CH2)yOR4、-(CH2)ySR4、-(CH2)yS(O)2R4、-(CH2)yS(O)2R4、-(CH2)ySO2N(R4)2、-(CH2)yN(R4)2、-(CH2)yN(R4)COR3、-OC(R4)2O-其中两个氧原子连接到芳环上、(CH2)yCOR4、-(CH2)yCON(R4)2、-(CH2)yCO2R4、-(CH2)yOCOR4、-卤素、-CHO、-CF3、-NO2、-CN和-R3,其中y为0-4。R3如上定义;R4如上定义;此外,任何两个连接到一个氮上的R4可连接在一起形成杂环,如吗啉、硫代吗啉、吡咯烷或哌啶环。
这些化合物的药物上可接受的盐以及这些化合物的常用前体药物,如这些化合物的O-酰基衍生物也在本发明的范围之内。
在本发明的化合物,优选下列:
取代基T,当其在A环上时,优选为卤素、1-链炔基-Q或为醚OR4其中R4优选为1-12个碳的烷基,或为芳烷基,其中芳基部分为6-10个碳,烷基部分含1-4个碳。最优选T为卤素,或-C≡C-(CH2)tOH其中t为1-5的整数,当T为OR4时,R4为1-6个碳的烷基或苯基。
下标x,定义为T取代基的数目,优选为1或2,最优选为1,且该取代基T优选在A环的4位上。
A环优选为苯基或噻吩环,最优选苯基。A环优选带有至少一个取代基T,优选位于连接B环的A环位置的最远处。
通式(I)的B部分为键或取代的或未取代的芳环或杂芳环,其中任何取代基是不能引起分子无法适应靶物酶的活性位点的基团,或断裂A和B环的相对构形使之成为有害的基团。这种基团可为,但不限于例如低级烷基、低级烷氧基、CN、NO2、卤素等部分。B部分优选为1,4-亚苯基或2,5-噻吩环,最优选1,4-亚苯基。
D单元最优选为羰基或-CHOH-基团。
基团R6优选为:
1)芳烷基,其中芳基部分含6-10个碳,烷基部分含1-8个碳;
2)-(CH2)tR7,其中t为0或1-5的整数,R7为稠合到芳基残基上的亚氯基(imidoyl),或1,2,3-苯并三嗪-4(3H)-酮-3-基基团;或
3)-(CH2)vZR8,其中v为0或1-4的整数,Z为S或O,R8为6-10个碳的芳基或其中芳基部分含6-12个碳且烷基部分含1-4个碳的芳烷基。
基团R6最优选为下列之一,其中,任何芳族部分为优选被取代的:
1)其中芳基部分为苯基,烷基部分含1-4个碳的芳烷基;
2)-(CH2)tR7,其中t为1-3的整数,R7为N-苯二甲酰亚氨基、1,2,3-苯并三嗪-4(3H)-酮-3-基、N-(1,2-萘二酰亚氨基);N-(2,3-萘二酰亚氨基)或N-(1,8-萘二酰亚氨基);或
2)-(CH2)vZR8,其中v为1-3的整数,Z为S,R8为苯基。
应当理解此处所用的术语“烷基”指直链、支链、环和多环的物质。术语“卤代烷基”指部分或全部卤代的烷基,如-(CH2)2Cl、-CF3和-C6F13。
在一实施方案中,本发明涉及通式(I)化合物,其中至少一个单元A、B、T和R6含有杂芳环。优选的含杂芳环的化合物为那些其中杂芳基为含有4-9个碳的5-6元杂芳环的杂芳基,当环为5元环时含有O、S或NR1,当所述环为6元环时含有N。特别优选的含杂芳环化合物为那些其中至少一个A和B单元含有噻吩环的化合物。当A单元为噻吩时,优选连接到B环的2位位置,并在5位上带有一个取代基T。当B单元为噻吩时,优选通过2位和5位分别连接到D和A单元上。
在另一实施方案中,本发明涉及通式(I)化合物,其中的E单元中,n为2,m为1。从而这些化合物在D单元和羧基之间具有2个碳原子,并在该两个碳链上带有一个取代基。
在另一实施方案中,本发明涉及通式(I)化合物,其中A环为取代的和未取代的苯基,B环为对亚苯基,任何含芳基的T的芳基部分和T的R6部分在环中仅含有碳。从而这些化合物不含有杂芳环。
在另一实施方案中,本发明涉及通式(I)化合物,其中m为1,R6为独立的取代基。这些化合物为那些在E单元上仅含有一个单独的取代基R6且该取代基不包含在环中的物质。
优选其中R6为-(CH2)tR7的通式(I)化合物,其t为1-5的整数。优选其中R6为-(CH2)vZR8的通式(I)化合物,其v为1-4的整数,Z为-S-或-O-。优选其中R6为烷基的通式(I)化合物,其在所述烷基中含有4个或更多碳的烷基,以及其中R6为芳烷基的通式(I)化合物,其在所述芳烷基的烷基部分中含2-3个碳。
在另一实施方案中,本发明涉及其中E单元上取代基的数目m为2或3的通式(I)化合物。当m为2时,两个R6基团为独立的取代基,或一起构成螺环,或一个R6基团为独立的取代基,另一个构成螺环;当m为3时,两个R6基团为独立的取代基,且一个R6基团构成环,或两个R6基团构成环,以及一个R6基团为独立的取代基,或三个R6基团为独立的取代基。因此该子集包括其中E单元为二或三取代的化合物,在二取代的情况下,一个或两个R6基团形成的任何环为螺环,在三取代情况下,R6基团可形成螺环或非螺环。
在另一实施方案中,本发明涉及其中E单元上取代基的数目m为1或2的通式(I)化合物。当m为1时,R6基团构成非螺环;当m为2时,两个R6基团一起构成非螺环,或一个R6基团为独立的取代基,另一个构成非螺环。因此该子集包括其中E单元带有一个或两个取代基R6的化合物,且至少一个这种取代基被包含在非螺环中。
更具体而言,其中一个或多个取代基R6参与非螺环形成的通式(I)代表性的化合物具有下列结构的E单元:其中a为0、1或2;b为0或1;c为0或1;d为0或1;c+d为0或1;e为1-5;f为1-4;g为3-5;h为2-4;i为0-4;j为0-3;k为0-2;R6基团的总数为0、1或2;U代表O、S或NR1;以及z为1或2;各个R14基团独立地选自下列基团:1-9个碳的烷基;其中烷基部分含有1-7个碳,芳基部分含有6-10个碳的芳烷基;2-9个碳的链烯基;链烯基部分含有2-4碳,芳基部分含有6-10个碳的芳基取代的链烯基;2-9个碳的链炔基;链炔基部分含有2-4碳,芳基部分含有6-10个碳的芳基取代的链炔基;6-10个碳的芳基;-COR3;-CH(OH)R2;-CO2R3;-CON(R2)2;-(CH2)tR7其中t为0或1-4的整数;以及-(CH2)yZR8其中v为0或1-3的整数,Z代表-S-、S(O)、SO2或-O-。R1、R7和R8如上定义。
其中一个或多个取代基R6参与形成非螺环的其它优选的通式(I)化合物具有下列结构的E单元:
其中a、b、c、d、(c+d)、e、g、i、k、R6基团的总数、U和R14如上定义。
其中一个或多个取代基R6参与形成非螺环,用于预防和治疗呼吸疾病的其它优选的通式(I)化合物具有下式:其中下标x为1或2;相对于A和B环之间的连接点,一个取代基T位于A环的4位;e为2或3;R14如上定义。
在上述结构中,环戊烷衍生物情况下的术语“外消旋体”指反,反-非对映体,即,例如C-VII、C-XI、C-XVI相对于C-XVIII和C-XXIX相对于C-XXXV,是1S/R、2S/R、5R/s关系。
特别优选使用下列化合物:
(+)-4-(4’-氯[1,1’-联苯]-4-基)-2-[2-(1,3-二氧-1,3-二氢-2H-异吲哚-2-基)乙基]-4-氧代丁酸
表2
特别优选下列化合物
其中T为(C1-C4)烷氧基、氯、溴、氟、乙酰氧基、羟基、氰基、三氟甲基或三氟甲氧基,
CO-E-CO2H代表3-羧基-5-R7-戊-1-酮-1-基-或2-羧基-3-(R7-甲基)-环戊-1-基)羰基-残基,以及
特别优选使用下列化合物
常用制备方法:
本发明化合物可以通过使用在WO96/1 5096、WO97/43237、WO97/43238、WO97/43239、WO97/43240、WO97/43245、WO97/43247和WO98/22436中详细描述的已知化学反应和工艺来制备。然而,下列一般制备方法用于帮助读者合成该抑制剂。常用方法A~K可用于制备合适取代的4-联芳基-4-氧代丁酸、4-芳基-4-氧代丁酸、5-联芳基-5-氧代戊酸或5-芳基-5-氧代戊酸。这些常用方法以及酮酸代表性的制备方法也在WO9615096(1996年5月23日)中发现。提出了具体的合成方法的选择,只要所用的条件不影响在制备的化合物的T或R6部分中不希望的改变。
如果没有在下面特别指出,则这些方法的所有可变基团都如一般性说明中所述。对于各种方法,可变的下标n独立地定义。当带有给出符号的可变基团(即R6或T)在给出结构中多次使用时,则应当理解这些基团的各个基团可以独立地在该符号所定义的范围内变化。如上定义,本发明的化合物含有带1-3个不定义为H的取代基R6的2或3个碳的链的E单元。相反,应当注意地是在下述常用的方法图解中,采用R6基团如果其定义包括H,以表明这种R6基团可存在于结构的何处,并使图解简便。但是,该非标准化的使用,并不试图改变R6定义。因此,仅仅是为了下述常用方法图解,除了R6定义中所描述的部分,R6可为H。最终的化合物含有1-3个非氢基团R6。
常用方法A-其中环A和B分别为取代的苯基和亚苯基的关键的中间体可以用取代的联苯II与含酰基的活化中间体如丁二酸酐或戊二酸酐衍生物III或酰基氯IV,在路易斯酸催化剂如三氯化铝的存在下,在非质子溶剂如1,1,2,2-四氯乙烷中的Friedel-Crafts反应方便地制备。公知的Friedel-Crafts反应可以用E.Berliner,Org.React.,5.229(1949)和H.Heaney,Comp.Org.Synth,2,733
(1991)中所述的许多其它溶剂和酸催化剂来完成。
如果酸酐III是以不对称方式单取代或多取代,则通过进攻两个羰基的任一个酸酐,初产物I-A常常以异构体混合物的形式存在。得到的异构体可以通过本领域技术人员已知的标准方法结晶或层析而分离为纯的形式。
当它们不能购买到时,则丁二酸酐III可通过丁二酸二烷基酯与醛或酮的Stobbe缩合(导致侧链R6),然后催化氢化,水解半酯中间体至二酸,随后通过与乙酰氯或乙酸酐反应转化为酸酐III。或者,半酯中间体通过用亚硫酰氯或草酰氯处理转化为酰基氯IV,其中R12为低级烷基。关于Stobbe缩合的综述,包括合适的溶剂和碱参见W.S.Johnson和G.H.Daub,Org.React.,6,1(1951)。用于制备III(R6=H、异丁基和H、正戊基)的方法已描述在D.Wolanin等,美国专利4,771,038,1998年9月13日中。
方法A特别利于制备环状关键的中间体如I-A-3,其中两个R6基团结合亚甲基链形成4-7元环。小环(3-5元)酸酐容易以产生本发明化合物I-A-3的顺式异构体形式得到。然后用诸如DBU的碱在THF中处理而制备反式化合物I-A-4。
取代的四元环原料酸酐如III-A-1以如下所示光化学2+2反应形成。该方法特别有利于制备其中R14为乙酰氧基或乙酰氧基-亚甲基的化合物。Friedel-Crafts反应之后,可通过碱性水解而去除乙酸酯,而羧基通过将其转化为2-(三甲基甲硅烷基)乙基酯来保护。产生的R14=CH2OH的中间体可以通过采用常规方法K中所述的工艺转化为其它R14基团的关键的中间体。
当双键在丁二酰基链(例如马来酸酐或1-环戊烯-1,2-二羧酸酐)的C-2和C-3之间,或双键在侧链上时,Friedel Crafts法也是有用的,如用于衣康酸酐作为原料以得到其中两个R6基团在一个链的碳原子上一起形成外亚甲基(exo-methylene)(=CH2)的产物。这些化合物的后续应用在方法D和E中叙述。
常用方法B-或者关键的中间体也可通过下列系列反应制备:丙二酸二烷基酯VI与烷基卤的单烷基化反应以形成中间体VII,然后用卤代甲基联苯基酮VIII烷基化得到中间体IX。然后结构IX的化合物用碱水溶液水解并加热,使丙二酸中间体脱羧基,产生I-B-2(方法B-1)。通过用一当量的碱水溶液,得到R12为烷基的酯I-B-2,用多于两当量的碱则得到酸化合物(R12=H)。任选地,不进行加热,得到二酸或酸-酯I-B-1。或者,二酯中间体IX可以与强酸如浓盐酸在乙酸中,封管内,约110℃加热约24小时产生I-B-2(R12=H)。
或者,VI与VIII的反应在其与烷基卤化物反应之前进行,产生相同的IX(方法B-2)。
从联苯II与卤代乙酰卤例如溴乙酰溴或氯乙酰氯的Friedel-Craft反应,形成中间体VIII。或者,联苯可与乙酰氯或乙酸酐反应,产生的产物用例如溴卤化以得到中间体VIII(X=Br)。
当方法A产生混合物时,方法B具有产生单个区域异构体的优点。当侧链R6含有芳环或杂芳环,如果使用方法A时,其可参与分子内的酰化反应从而得到副产物,因此方法B是特别有用的。当与最终化合物的羧基相邻的R6基团含有杂原子如氧、硫或氮,或更复杂的官能团如酰亚胺环时,该方法也是非常有用的。
常用方法C-特别有用的是使用手性HPLC分离外消旋关键的中间体混合物的对映异构体(参见例如D.Arlt,B.Boemer,R Grosser和W.Lange,Angew.Chem.Int.Ed.Engl.30(1991)第12期)。通过采用手性助剂路径以纯的对映异构体制备关键的中间体,参见例如:D.A.Evans,Aldrichimica Acta,15(2),23(1982)和其它本领域技术人员已知的类似参考文献。
C-1.酰基卤X与手性助剂XI(R常常为异丙基或苄基)的锂盐反应以得到中间体XII,其随在低温(通常低于-50℃)用卤代叔丁基乙酰基化合物XIII烷基化得到纯的异构体XIV。使用相反的手性XI得到相反的手性XIV。通过在THF/水中用氢氧化锂/过氧化氢,然后用酸如三氟乙酸处理来实现XIV转化至对映异构纯的二酸XV。然后化合物XV用乙酰氯处理转化为对映异构纯的酸酐III-A。如方法A使用Friedel-Crafts反应然后将III-A转化为I-C-1。
C-2.联苯原料II也可首先按先前所述的Friedel-Crafts反应与琥珀酸酐反应,然后在强酸如硫酸的存在下与低级醇如甲醇进行Fisher酯化形成酰基衍生物I-C-2。然后该物质的羰基以缩酮形式被封端,例如在合适的溶剂中,催化剂如三甲基-甲硅烷基三氟甲磺酸酯的存在下,用1,2-双三甲基-甲硅氧基乙烷处理形成。许多其它本领域技术人员所熟悉的缩酮衍生物和反应条件也可用于该步骤。碱水解该酯,然后产物I-C-3与XI在酰胺偶联剂如1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基羧二酰亚胺的存在下反应得到酰胺I-C-4,。该手性酰胺与烷基化试剂如烷基或芳烷基三氟甲磺酸酯(triflate)或卤化物反应得到富对映异构体的产物I-C-5,其可用弱碱如氢氧化锂/过氧化氢处理转化为缩酮酸I-C-6,然后用酸处理转化为酮酸I-C-7。这些解封闭步骤可以以任一次序进行。方法C-1方法C-2
常用方法D-其中R6为烷基或芳基或杂芳基或酰基或杂芳基羰基-硫代亚甲基的关键的中间体可通过类似于专利公开WO90/05719中所述的方法制备。因此取代的衣康酸酐XVI(n=1)在Friedel-Crafts条件下反应得到酸I-D-1,其可通过色谱或结晶与少量异构体I-D-5中分离。或者,I-D-5可通过关键的中间体I-D-4(由方法A~C的任何一种获得)与甲醛在碱存在下反应得到。
化合物I-D-1和I-D-5然后与巯基衍生物XVII或XVIII在催化剂如碳酸钾、乙基二异丁基胺、四丁基铵氟化物或游离基引发剂如偶氮二异丁腈(AIBN)的存在下,在溶剂如二甲基甲酰胺或四氢呋喃中反应得到关键的中间体I-D-2、I-D-3、I-D-6或I-D-7。
方法D
常用方法E-任选取代的马来酸酐XIX在Friedel-Crafts条件下与II反应得到关键的中间体I-E-1,其随后与巯基衍生物XVII或与XVIII反应得到关键的中间体I-E-2或I-E-3,或与取代的胺XX反应得到关键的中间体I-E-4。用CH3I/DBU,然后用试剂XXI和AgF以CH3I/PBU酯化I-E-1(R6=H),随后碱水解得到吡咯烷关键的中间体I-E-5。R14可为多种烷基或芳烷基,包括苄基。中间体酯(由步骤2得到)与苄氧基羰基氯在THF中回流下反应,然后水解得到其中R14为苄氧基羰基的关键的中间体。
方法E
常用方法F-如本申请的关键的联芳基中间体也可通过其中金属为锌、锡、镁、锂、硼、硅、铜、镉等的芳基或杂芳基金属化合物,与芳基或杂芳基卤化物或三氟甲磺酸酯(三氟甲烷-磺酸酯)等的Suzuki或Stille交叉偶联反应制备。在下列方程中,Met或X之一为金属,另一为卤化物或三氟甲磺酸酯。Pd(com)为钯的可溶性配合物如四(三苯基膦)-钯(0)或双(三苯基膦)-钯(II)氯化物。这些方法是本领域技术人员已知的,例如参见A.Suzuki,PureAppl.Chem.,66,213-222(1994);A.Suzuki,Pure Appl.Chem.,63,
419-422(1991);以及V.Farina和G.Roth,“金属有机化学”第5卷(第1章),1994。
原料XXIII(B=1,4-亚苯基)可采用类似于方法A、B或C的那些方法但用卤代苯而不是联苯作原料而容易地形成。需要时,其中X为卤素的原料可通过本领域技术人员已知的方法转化为其中X为金属的物质,例如在甲苯中回流下用六甲基二锡和四(三苯基膦)合钯处理溴代中间体以得到三甲基锡中间体。原料XXIII(B=杂芳基)通过方法C最便利地制备,但用容易得到的杂芳基而不是联苯原料制备。中间体XXII既可以购买,也可以按本领域技术人员已知的方法从购买的原料容易地制备。
这些一般方法利于制备关键的中间体,其中诸如方法A、B、C、D或E的Friedel-Crafts反应会得到多种联芳基酰化形式的混合物。方法F也特别利于制备关键的中间体,其中芳基A或B含有一个或多个杂原子(杂芳基)的产物,例如那些含有噻吩、呋喃、吡啶、吡咯、噁唑、噻唑、嘧啶或吡嗪环等代替苯基的化合物。
T、x、A、B、E和D如结构1所定义
Met=金属,以及x=卤化物或三氟甲磺酸酯
或
Met=卤化物或三氟甲磺酸酯,以及x=金属常用方法G-当方法F的R6基团一起形成诸如下列中间体XXV的4-7元碳环时,双键可以用两当量的强碱如二异丙基氨化锂或六甲基甲硅烷基氨化锂等处理,接着用酸淬灭,去除双键与酮基的共轭以得到结构XXVI化合物。XXVI与巯基衍生物用类似于那些常用方法D的方法反应,然后得到关键的中间体I-G-1或I-G-2。
方法G
常用方法H-根据方法H制备其中两个R6基团形成4-7元碳环的关键的中间体,如下I-H所示且R14为烷基或芳烷基。原料XXVII与两当量的强碱如二异丙基氨化锂(LDA)反应,然后与烷基或芳烷基卤化物(R14X)反应得到中间体XXVIII。随后用能够选择性还原酮的还原剂如硼氢化钠将该物质还原至醇,进而在合适的溶剂如THF中,回流下用三苯基膦/偶氮二羧酸二乙酯(DEAD)脱水得到XXIX。用碱水溶液水解该酯,然后在偶联剂如二环己基二亚胺(dicyclohexyl diimide)(DCC)的存在下,与R12ONHR12(R为(C1-C4)烷基,但常常为CH3)形成酰胺得到XXX。其它本领域技术人员已知的酰基活化剂如酰基氯或混合的酸酐可用于代替XXX。取代的联苯卤化物XXXI与烷基锂如两当量的叔丁基锂反应得到锂化的联苯XXXII,其然后与活化的酰基化合物XXX反应。得到的中间体XXXIII随后用二乙基氰化铝处理得到中间体XXXIV,其随与用酸水溶液水解得到关键的中间体I-H,该中间体通过色谱在硅胶上纯化得到纯的异构体。
常用方法I-根据方法1制备其中两个R6基团一起形成吡咯烷环的关键中间体。在酸催化剂下,原料XXXV(L-焦谷氨醇(pyroglutaminol))与苯甲醛XXXVI(可为取代的)反应得到双环衍生物XXXVII。然后用本领域技术人员已知的phenylselenenyl引入双键得到XXXVIII,其随后与乙烯基铜(I)配合物反应得到共轭的加成产物XXXIX。其中Lig可为例如乙烯基或卤化物的其它等价物的这类反应是本领域技术人员已知的。XXXIX进行氢化物还原(氢化铝锂等),然后用例如叔丁基二甲基氯化甲硅烷进行标准的封闭,得到XXXX,其随后与任选取代的芳基氯甲酸酯XXXXI反应得到XXXXII。该中间体臭氧解,然后进行还原处理(二甲基硫化物、锌/乙酸等)得到醛XXXXIII。该醛与联苯有机金属如XXXII反应产生醇XXXXIV。用例如四丁基氟化铵解封闭甲硅烷基,然后用例如重铬酸吡啶鎓等氧化得到其中R14为苯甲氧甲酰基的关键的中间体1-I-1。
或者,通过与氢和催化剂如在碳上的钯反应得到未取代的关键中间体1-I-2来去除苯甲氧甲酰基,随后任选通过N-烷基化得到关键中间体1-I-3。这些最终的步骤是本领域技术人员已知的。或者中间体XXXX可直接用臭氧处理,然后通过该方法的其它步骤得到1-I-3,其中R14为任选取代的苄基而不是如I-I-1所示。
常用方法J-通过方法J可制备其中E代表取代的3个碳的链的关键中间体。如果中间体XXXXVII不能购得,其可通过下列方法制备:将活化的联苯基羧酸衍生物XXXXV与已用两当量的强碱如LDA转化为其双阴离子的取代的乙酸XXXXVI反应,然后加热脱羧酸该中间体酮酸。产物XXXXVII然后用亚甲基丙二酸酯衍生物XXXXVIII在强碱如氢化钠的存在下处理以得到取代的丙二酸酯XXXXIX。该丙二酸酯还可在本领域技术人员熟知的类似条件下进行烷基化得到L,其随后用酸处理,然后加热,产生关键的中间体1-J-1。或者可省略最终的烷基化以得到其中与羧基相邻的R6为H的产物。或者XXXXVII可在碱如LDA的存在下用卤代丙酸酯进行烷基化得到酯1-J-2,其随后可用碱水溶液水解,用酸处理得到关键的中间体1-J-3。如果任何R6基团含有芳族残基,则该方法特别是有利的。方法J
方法K-通过方法K最便利地制备其中两个R6基团连接形成取代的5元环的关键的中间体。在该方法中,用Tetrahedron,37卷,Suppl.,1981,411所述的方案制备酸LII(R=H)。通过采用偶联剂如盐酸1-(3-二甲酯氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺和本领域技术人员已知的步骤以酯的形式(R=苄基或2-(三甲基甲硅烷基)乙基)保护该酸。取代的溴代联苯LIII用镁处理将其转化为格利雅试剂,然后与LII反应得到醇LIV。通过采用本领域技术人员已知的条件,经其甲磺酸盐的碱处理来消除醇LIV。或者,在低温(-78℃)下,通过用正丁基锂进行溴化物的最初金属化,将LIII转化为三甲基锡中间体,然后用氯化三甲基锡处理,在强的惰性碱的存在下,通过与2-[N,N-双(三氟甲基磺酰基)-氨基]-5-氯代吡啶反应将LII转化为烯醇三氟甲磺酸酯(enoltriflate)。然后在PdO催化剂、CuI和AsPh3的存在下,锡和烯醇三氟甲磺酸酯中间体偶联直接得到中间体LV。LV的臭氧解(用甲基硫化物处理)得到醛LVI。或者用OsO4,再用HIO4处理将LV转化为LVI。
根据侧链官能团X的特性以几种方式将中间体LVI转化为关键的中间体I-K。LVI与Wittig试剂反应,然后氢化得到其中X为烷基、芳基或芳烷基的产物。将醛LVI用LAH进行还原得到醇I-K(X=OH)。通过采用合适的原料和本领域技术人员已知的Mitsunobu条件将该醇转化为苯基醚或N-苯二酰亚氨基化合物,参见O.Mitsunobu,合成,1(1981)。或者通过本领域技术人员已知的条件将I-K的醇(X=OH)转化为离去基团如甲苯磺酸酯(X=OT),然后该离去基团用硫或叠氮亲核试剂置换以得到X=硫醚或叠氮化物的产物,其随后被还原并酰化得到酰酰(X=NHAcyl)。醇I-K(X=OH)直接酰化得到其中X=OAcyl的关键中间体,醇与各种烷基卤在碱的存在下的反应产生烷基醚(X=OR2)。在每种情况下,最后一步都是用取决于R和X的稳定性,但在各种情况下都是本专业技术人员公知的条件,脱除酸封闭基团R,如通过碱水解脱除苄基,或用氟化四丁基铵处理,脱除2-(三甲基甲硅烷基)乙基,产生酸(R=H)。
含有酸性部分的本发明化合物的合适的药学上可接受的盐包括与有机或无机碱形成的加成盐。从这种碱衍生的成盐离子可以是金属离子,例如铝、碱金属离子如钠或钾、碱土金属离子如钙或镁、或胺盐离子,其中许多是已知用于此目的的。例子包括铵盐;芳基烷基胺如二苄基胺和N,N-二苄基亚乙基二胺;低级烷基胺如甲基胺,叔丁基胺,普鲁卡因;低级烷基哌啶如N-乙基哌啶;环烷基胺如环己胺或二环己胺、1-金刚烷基胺、benzathine;或从氨基酸如精氨酸、赖氨酸等衍生的盐。生理上可接受的盐如钠盐或钾盐和氨基酸盐可以以如下所述在医药上应用,并且是优选的。
含有碱性部分本发明化合物的合适的药学上可接受的盐包括与有机或无机酸形成的加成盐。从这种酸衍生的成盐离子可以是卤离子或天然或非天然的羧酸或磺酸的离子,其中许多是已知用于此目的的。例子包括氯化物、乙酸酯、酒石酸酯或从氨基酸如甘氨酸等衍生的盐。生理上可接受的盐如氯化物盐和氨基酸盐可以以如下所述在医药上应用,并且是优选的。
这些和其它不需要生理上可接受的盐在分离或纯化在下述目的中可接受的产物时是有用的。
该盐通过本发明化合物的酸形式与等当量的,在介质中提供所希望的碱离子的碱反应,或本发明化合物的碱形式与等当量的,在介质中提供所希望的酸离子的酸反应而制备,其中该盐沉淀或在含水介质中,然后冻干。本发明化合物游离的酸或碱形式可从盐,通过常用的中和技术例如用硫酸氢钾、盐酸、氢氧化钠、碳酸氢钠等而得到。
本发明化合物已经被发现抑制基质金属蛋白酶MMP-2、MMP-3、MMP-8、MMP-9、MMP-12、MMP-13和相关的蛋白酶TACE,并在体内释放TNFα,因此可以用于治疗或预防背景部分中提及的病症。由于没有在上面列举的其它MMP与那些上面所列出的MMP具有很高程度的同源性,尤其是在催化位点上,因此,可以认为本发明化合物应该也在不同程度上抑制这类其它的MMP。改变分子中联芳基部分上的取代基,以及所要求化合物的那些R6基团,已经证明能影响所列出的MMP的相对抑制。因此,这一般类型的化合物可以通过选择特定的取代基而“调节”,从而使与特定病理状况有关的特定的MMP的抑制被加强,而使未参与病理状况的MMP少受影响。
本发明化合物对于MMP-2、MMP-3、MMP-8、MMP-9、MMP-12和MMP-13具有良好的活性,且相对于其它MMP如MMP-1和MMP-7,对这些MMP具有良好的选择性。
作为上述选择性分布(profile)的结果,本发明的化合物特别适于治疗呼吸疾病。
治疗基质金属蛋白酶-介导的或TNFα释放介导的病症的方法可以在患有这类病症的哺乳动物,包括人体内实施。
本发明的抑制剂被期望用于兽药和人体给药。因此,它们被用于药物组合物中,该药物组合物含有活性成分加一种或多种药学上可接受的载体、稀释剂、填充剂、粘合剂和其它赋形剂,这取决于给药方式和期望的剂量形式。
抑制剂的给药可以是本领域技术人员已知的任何合适的方式。合适的肠胃外给药的例子包括静脉内、关节内、皮下和肌内途径。静脉内给药可以被用于获得药物的峰血浆浓度的急性调节。改进的半衰期和药物对关节腔的靶向瞄准可以通过将药物捕集在脂质体内而加强。通过将配位体掺入结合在滑液特异性大分子上的脂质体的外围,可以改善脂质体向关节腔靶向瞄准的选择性。另外,在有或没有药物胶囊化的情况下,肌内、关节内或皮下贮存注射到可降解的微球,例如包含聚(DL-丙交酯-co-乙交酯)的微球,可被用于获得药物缓释。对于剂量形式改善的便利,可以采用i.p.植入的贮器和间隔,如从Pharmacia得到的Percuseal系统。改善的便利和患者的依从也可以通过用注射笔(例如Novo Pin或Q-笔)或无针喷射注射器(例如从Bioject、Mediject或Becton Dickinson得到的)实现。延缓的零-阶或其它精确的控制释放如pulsatile释放也可以根据需要,用可植入的泵,将药物通过套管输送到滑液空间而实现。其例子包括皮下植入从ALZA得到的渗透泵,如ALZET渗透泵。
鼻腔输送可以通过将药物掺入生物粘性的颗粒载体(<200μm)如包含纤维素、聚丙烯酯或polycarbophil的载体,与合适的吸收增强剂如磷脂或酰基肉碱结合而实现,可购买的系统包括DanBiosys和Scios Nova开发的那些。
口服输送可以通过将药物掺入片剂、包衣片剂、糖衣丸、硬或软胶囊、溶液、乳化液或悬浮液中而实现。口服输送也可以通过将药物掺入设计为将药物释放到消化蛋白酶活性很低的结肠中的包有肠溶衣的胶囊内而实现。其例子包括分别从ALZA和Scherer DrugDel ivery Systems得到的OROS-CT/OsmetTM和PULSINCAPTM系统。其它系统使用通过结肠特殊细菌偶氮还原酶降解的偶氮-交联的聚合物,或pH敏感的,通过升高结肠内pH而活化的聚丙烯酸酯聚合物。上述系统可以与广泛的吸收增强剂联合使用。
直肠输送可以通过将药物掺入栓剂而实现。
本发明化合物可以通过加入本领域技术人员已知的各种治疗惰性的无机或有机载体,制成上述制剂。这些例子包括,但不限于,乳糖、玉米淀粉或其衍生物、滑石、植物油、蜡、脂肪、多元醇如聚乙二醇、水、蔗糖、醇类、甘油等。各种防腐剂、乳化剂、分散剂、调味剂、湿润剂、抗氧化剂、甜味剂、着色剂、稳定剂、盐、缓冲剂等也根据需要被加入,帮助稳定制剂,或帮助增加活性成分的生物利用度,产生在口服剂型情况下可接受味道或气味的制剂。
所应用的药物组合物的量将取决于接受者和被治疗的病症。所需的量不需要过度的实验,由本领域技术人员确定。另外,所需的量可以以测定必需被抑制而治疗病症的靶酶的量为基础进行计算。希望本发明化合物通常以每天每kg人0.01~100mg的剂量服用。
本发明的基质金属蛋白酶抑制剂不仅可以用于治疗上面讨论的病症,而且可以用于金属蛋白酶的纯化,基质金属蛋白酶活性的试验。这类活性试验既可以用天然或合成的酶制剂体外进行,也可以用,例如,其中异常破坏性酶水平被自然发现(用基因突变或转基因动物)或通过施用外源性药剂或通过破坏关节稳定性的手术而诱导的动物模型体内进行。
生物试验
本发明化合物抗基质金属蛋白酶的抑制剂活性以及TNFα的制备可通过如下所述的方法而测定。
MMP抑制剂的P218荧光淬灭试验
该试验是由Knight等,FEBS Letters,296.263-266(1992)所述的对于MMP-3和相关的底物的修改。采用340nm的激发波长和395nm的发射波长,在存在或不存在测试化合物下荧光监测合成底物H-MCA-Pro-Lys-Pro-Leu-Ala-Leu-DPA-Ala-Arg-NH2(P218)的水解速率。该底物最初由100%DMSO中,浓度为1×10-2M组成,然后在试验缓冲液中稀释至最终浓度20μM。测试化合物(在DMSO中10mM)在试验缓冲液中稀释至初始浓度0.3~1000nM。它们被稀释至在试验中浓度为0.03nM~100nM。通过加入底物至最终浓度20μM来引发反应。在96孔微滴板的总试验体积为150μl。Leu-Ala之间底物的裂解使得用340nm激发和395nm发射的荧光计(CytofluorII)可检测到MCA基团的荧光。连续40分钟监测荧光中的变化。
用Wiliaams和Morrison所述的方法计算Ki’。Enzymology,63,437-467(1997)的方法用于测定紧密键合的抑制剂的Kj表现,综述如下:
[I]0/(1-vi/vo)=Kj表现×vi/vo+[E]0
[I]0和[E]0是抑制剂和酶的浓度,vi/vo是有/无抑制剂的反应速率, vI为一半vo时,[I]0等于IC50,因此
IC50=0.5×[E]0+Kj表现
用Xlfit软件测定各种酶浓度的IC50。然后根据MMP浓度1 IC50的点图表测定Kj表现,采用截距估算Kj表现。因此,IC50=0和[E]0=0时的截距值分别等于-2×Kj表现和Kj表现。用%抑制剂值计算各种酶浓度的IC50值,确使数据从反应速率曲线的线性部分得到。Kj可用下列等式计算:
Kj=Kj表现/(1+S)/Km其中S=底物的浓度,Km=离解常数。
对于所用的各种MMP,按如下修改试验条件:
MMP-1(人类龈成纤维细胞间质胶原酶)
由Jack windsor[Windsor等,生物化学杂志269(42),26201-26207(1994)]提供Pro-MMP-1。将酶原在25℃,1:20的Trypsin/1mMAEBSF中培养10分钟以活化。
Km值:30μM
试验缓冲液:在含50mM HEPES,10mM CaCl2,pH7.0的缓冲液中进行试验。
IC50测定的酶浓度:0.1μg/ml
Kj测定的酶浓度:0.1~0.8μg/ml。
MMP-2(明胶酶A)
根据R.Fridman等,生物化学杂志,267,15398(1992)的方法,用痘苗表达系统制备明胶酶A(MMP-2)。
试验缓冲液:在含50mM Tris,150mM NaCl,10mM CaCl2,0.005%Brij-35,pH7.0的缓冲液中进行试验。
IC50测定的酶浓度:0.078μg/ml
MMP-3(溶基质素(stromelysin))
制备重组截短的Pro-溶基质素(MMP-3):
根据Marcy等,生物化学,30,6476-6483,1991(参见CancerTreat.Res.61,21-41(1992))所述,以E.coli可溶形式表达截短的Pro-溶基质素-257。按Housley等,J.Biol.Chem.,268,4481-87,1993所述的单克隆抗体亲和色谱法的修改来纯化可溶的截短的Pro-溶基质素。
试验缓冲液:在含50mM HEPES,10mM CaCl2,pH7.0的缓冲液中进行试验。
IC50测定的酶浓度:0.8μg/ml
MMP-7(matrilysin)
Dr Steve Shapiro,在Washington University Medical Center,St.Louis,Missouri,USA所提供的PET14载体,以E.coil表达催化域。
试验缓冲液:在含50mM HEPES,10mM CaCl2,pH7.0的缓冲液中进行试验。
IC50测定的酶浓度:0.3μg/ml
MMP-8(嗜中性白细胞胶原酶)
根据Knauper,Eur.J.Biochem.189,296-300(1990)的方案得到活化的重组截短的形式(met80-gly242)
试验缓冲液:在含50mM HEPES,10mM CaCl2,pH 7.0的缓冲液中进行试验。
IC50测定的酶浓度:9.4μg/ml
MMP-9(明胶酶B)
改良Hibbs等(生物化学杂志,260,2493-2500,1984)和Wilhelm等(生物化学杂志,264,17213-17221,1989)所述的工艺来分离MMP-9。简而言之,从新鲜抽取的3或更多单位的全部血液中分离多形核白细胞(PMN)制品。细胞再于37℃,在50mM氟磷酸二异丙酯(DEP)、1μg/ml亮抑蛋白酶肽及抑肽酶,与1mg/ml过氧化氢酶的存在下,在含有100ng/ml佛波醇肉豆蔻酸乙酸酯(PMA)的磷酸盐缓冲食盐水(PBS)中悬浮1小时。离心(300×g)收集上清液,样品于-70℃下冷冻。所有层析法均于4℃下进行。解冻的样品使用加装YM-10膜的Amicon槽浓缩5倍。浓缩物相对于0.02M Tris-HCl,0.1MNaCl,1mM CaCl2,1μM ZnCl2,0.001%Brij-35,0.02%叠氮化钠(NaN3),pH7.5下加压透析,并依0.4ml/min的流速,加至已先经相同缓冲剂平衡的DEAE离子交换层析树脂中。用相同缓冲剂完全洗柱,并用0.02M Tris-HCl,0.5M NaCl,1mM CaCl2,1μM ZnCl2,0.001%Brij-35,0.02%NaN3,pH 7.5自柱中洗脱出4ml明胶酶洗脱份。由明胶酶谱分析法(见下文)观察到含明胶酶的洗脱份,然后加至明胶琼脂糖亲和性树脂上,用相同缓冲剂洗涤。以含10%二甲亚砜(DMSO)的0.02M Tris-HCl,1M NaCl,1mM CaCl2,1μM ZnCl2,0.001%Brij-35,0.02%NaN3,pH7.5,以1ml/min的流速分成1ml的洗脱份,自柱中洗脱出明胶酶活性。收集含有明胶酶活性的洗脱份,相对于0.05M Tris-HCl,5mM NaCl,0.5mM CaCl2,0.1μM ZnCl2,0.001%Brij-35,pH7.4下进行透析,以微-BCA分析法测定物质的蛋白质含量(Pierce,Rockford,IL),冷冻干燥,再配成所需的操作浓度(100μg/ml)。也以杆状病毒表达重组人pro-MMP-9。
Km值:22μM
试验缓冲液:在含50mM HEPES,150mM NaCl,10mM CaCl2,0.005%Brij-35,pH7.0的缓冲液中进行试验。
IC50测定的酶浓度:0.38μg/ml
Kj测定的酶浓度:0.38-1.00μg/ml
MMP-12(巨噬细胞弹性蛋白酶)
根据下列工艺分离MMP-9:从Invitrogen(Groningen,荷兰)得到人的肺、脾和脑的人基因库cDNA库。从BioTez(柏林,德国)购买HPLC-纯化的寡核苷酸,从Life Technologies(海德堡,德国)得到E.coil株DH5α,从Novagen(海德堡,德国)得到株BL21(DE3)。从Stratagene(海德堡,德国)得到Pfu DNA-聚合酶和pBlueScriptII-KS(+)。从Qiagen(Hilden,德国)购得DNA质粒和DANN凝胶分离装置。从New England Biolabs(Schwalbach,德国)订购所有的限制酶和DNA修饰酶。从Pharmacia Biotech(Freiburg,德国)得到HiTrapQ(5ml)。从Promochem(Wesel,德国)得到VydacC4-RP HPLC柱(214TP54:300A,5μm,4.6×250mm;214TP1022;300A,10μm,22×250mm)。从Polypeptide Laboratories(Wolfenbuttel,德国)购得荧光底物P218。从SchwarzMann(Cleveland,OH)购得超纯脲。从Novex(Frankfurt/Main,德国)得到预使用的NuPAGE 10%Bis-Tris聚丙烯酰胺SDSPAGE凝胶和NuPAGE 20×MOPS操作缓冲液。从Sigma(Deisenhofen,德国)得到10%AMPA和所有其它的化合物。
MMP-12的分子克隆:通过具有基因特异性引物Oligo-428(划线的为BamH1-位的正向引物:5'-aaa ttt aaa gga tcc gcc acc atg aagttt ctt cta ata ctg ctc ctg-3’)和Oligo-431(划线的为EcoR1-位的反向引物:5'-aaa ttt aaa gaa ttc att aac aac caa acc agctat tgc ttt tca-3’)的人正常脾cDNA库PCR克隆人MMP-12的CDS(GenBank登记号:L23808;SwissProt登记号:P39900)。用具有Oligo-434的PCR-诱变进行内EcoRl-位的去除(划线的为突变碱基:5’-gcc tcc tga atg tgt agt cca gaa ctc gtc ctc atc gaa atgtgc atc-3')。在Perkin Elmer GeneAmp2400PCR体系中,用25次变性循环(94℃,1min),退火(60℃,1min)并延伸(72℃,2min),用Pfu DNA聚合酶进行PCR反应(100μl体积)。PCR产物在0.8%琼脂糖/EthBr凝胶上通过电泳来凝胶纯化,用QiaEx2 DNA-分离装置从琼脂糖凝胶中分离,用限制酶BamH1/EcoR1裂解,并再次纯化。该物质连接到克隆载体pBlueScriptII-KS(+)中,其已先用BamH1和EcoR1-消化,并用牛小肠碱性磷酸酶去磷酸化。该重组质粒(pMYZ180)转化E.coli株DH5α中。用Qiagen质粒制备装置分离几种克隆的质粒DNA并用限制酶切消化分析。通过用染料终止化学的双脱氧测序在ABI377测序仪上测定MMP-12完全CDS的DNA序列。用DNA Star(Madison,WI)的软件包Lasergene进行序列分析和所有的后续生物信息学。pMYZ 180(4369bp)结构的序列分析证明了在MMP-12的CDS在802(G->A)、1402(T->C)、1429(C->T)和2002(T->C)位中的沉默突变,其中蛋白质的氨基酸序列未受影响。
表达载体结构:为了测试蛋白质表达和蛋白质纯化的最佳策略,通过PCR产生MMP-12基因的全部长度或部分序列加上多种用于纯化的亲和标记物的数种不同的表达结构。制备下列结构:
pMYZ187:通过pMYZ180的BamH1/EcoR1消化来裂解全部长度的人MMP-12的编码序列,连接到BamH1/EcoR1裂解的pET-28a上,并用双标准的DNA序列证实最终结构的完全编码序列。
pMYZ188:通过pMYZ180的BamH1/EcoR1消化来裂解全部长度的人MMP-12的编码序列,连接到BamH1/EcoR1裂解的pET-32a上,并用双标准的DNA序列证实最终结构的完全编码序列。
pMYZ189:通过pMYZ180的BamH1/EcoR1消化来裂解全部长度的人MMP-12的编码序列,连接到BamH1/EcoR1裂解的pMYZ173(带有GB1域的氨基末端标记的pET28a的衍生物)上,并用双标准的DNA序列证实最终结构的完全编码序列。
pMYZ194:通过pMYZ180以引物Oligo-428(划线的为BamH1-位的正向引物:5’-aaa ttt aaa gga tcc gcc acc atg aag ttt ctt ctaata ctg ctc ctg-3')和Oligo-486(划线的为EcoR1-位的反向引物:5’-ttt aaa ttt gaa ttc att atg gtt ctg aat tgt cag gat ttggca-3’)的PCR来扩增人MMP-12的氨基酸1-279的编码序列,用BamH1/EcoR1裂解,连接到BamH1/EcoR1裂解的pET-28a上,并用双标准的DNA序列证实最终结构的完全编码序列。
pMYZ195:通过pMYZ180以引物Oligo-428(划线的为BamH1-位的正向引物:5’-aaa ttt aaa ttt gga tcc gcc acc atg aag ttt cttcta ata ctg ctc ctg-3’)和Oligo-487(划线的为EcoR1-位的反向引物:5’-ttt aaa ttt gaa ttc att agt ctc cat aca ggg act gaatgc cac-3')的PCR来扩增人MMP-12的氨基酸1-264的编码序列,用BamH1/EcoR1裂解,连接到BamH1/EcoR1裂解的pET-28a上,并用双标准的DNA序列证实最终结构的完全编码序列。
pMYZ198:通过pMYZ180以引物Oligo-428(划线的为BamH1-位的正向引物:5’-aaa ttt aaa gga tcc gcc acc atg aag ttt ctt ctaata ctg ctc ctg-3’)和Oligo-486(划线的为EcoR1-位的反向引物:5’-ttt aaa ttt gaa ttc att atg gtt ctg aat tgt cag gat ttggca-3')的PCR来扩增人MMP-12的氨基酸1-279的编码序列,用BamH1/EcoR1裂解,连接到BamH1/EcoR1裂解的pET-32a上,并用双标准的DNA序列证实最终结构的完全编码序列。
pMYZ199:通过pMYZ180以引物Oligo-428(划线的为BamH1-位的正向引物:5’-aaa ttt aaa gga tcc gcc acc atg aag ttt ctt ctaata ctg ctc ctg-3’)和Oligo-487(划线的为EcoR1-位的反向引物:5’-ttt aaa ttt gaa ttc att agt ctc cat aca ggg act gaa tgccac-3')的PCR来扩增人MMP-12的氨基酸1-264的编码序列,用BamH1/EcoR1裂解,连接到BamH1/EcoR1裂解的pET-32a上,并用双标准的DNA序列证实最终结构的完全编码序列。
PMYZ200:通过pMYZ180以引物Oligo-428(划线的为BamH1-位的正向引物:5’-aaa ttt aaa gga tcc gcc acc atg aag ttt ctt ctaata ctg ctc ctg-3’)和Oligo-486(划线的为EcoR1-位的反向引物:5’-ttt aaa ttt gaa ttc att atg gtt ctg aat tgt cag gat ttggca-3')的PCR来扩增人MMP-12的氨基酸1-279的编码序列,用BamH1/EcoR1裂解,连接到BamH1/EcoR1裂解的pMYZ173上,并用双标准的DNA序列证实最终结构的完全编码序列。
PMYZ201:通过pMYZ180以引物Oligo-428(划线的为BamH1-位的正向引物:5’-aaa ttt aaa gga tcc gcc acc atg aag ttt ctt ctaata ctg ctc ctg-3’)和Oligo-487(划线的为EcoR1-位的反向引物:5’-ttt aaa ttt gaa ttc att agt ctc cat aca ggg act gaa tgccac-3’)的PCR来扩增人MMP-12的氨基酸1-264的编码序列,用BamH1/EcoR1裂解,连接到BamH1/EcoR1裂解的pMYZ173上,并用双标准的DNA序列证实最终结构的完全编码序列。
PMYZ215:通过pMYZ180以引物Oligo-513(划线的为Ndc1-位的正向引物:5’-aaa ttt aaa cat atg ctt ccc ctg aac agc tct acaagc ctg-3’)和Oligo-486(划线的为EcoR1-位的反向引物:5’-tttaaa ttt gga ttc att atg gtt ctg aat tgt cag gat ttg gca-3’)的PCR来扩增人MMP-12的氨基酸17-279的编码序列,用Nde1/EcoR1裂解,连接到Nde1/EcoR1裂解的pET-28a上,并用双标准的DNA序列证实最终结构的完全编码序列。
PMYZ216:通过pMYZ180以引物Oligo-51 3(划线的为Nde 1-位的正向引物:5’-aaa ttt aaa cat atg ctt ccc ctg aac agc tct acaagc ctg-3’)和Oligo-487(划线的为EcoR1-位的反向引物:5’-tttaaa ttt gaa ttc att agt ctc cat aca ggg act gaa tgc cac-3’)的PCR来扩增人MMP-12的氨基酸17-264的编码序列,用Nde1/EcoR1裂解,连接到Ndel/EcoR1裂解的pET-28a上,并用双标准的DNA序列证实最终结构的完全编码序列。
PMYZ217:通过pMYZ180以引物Oligo-514(划线的为Nco 1-位的正向引物:5’-aaa ttt aaa gcc atg gct ctt ccc ctg aac agc tctaca agc ctg-3’)和Oligo-486(划线的为EcoR1-位的反向引物:5’-tttaaa ttt gaa ttc att atg gtt ctg aat tgt cag gat ttg gca-3’)的PCR来扩增人MMP-12的氨基酸17-279的编码序列,用Nde1/EcoR1裂解,连接到Nco1/EcoR1裂解的pET-32a上,并用双标准的DNA序列证实最终结构的完全编码序列。
PMYZ218:通过pMYZ180以引物Oligo-514(划线的为Nco1-位的正向引物:5’-aaa ttt aaa gcc atg gct ctt ccc ctg aac agc tctaca agc ctg-3’)和Oligo-48 7(划线的为EcoR1-位的反向引物:5’-tttaaa ttt gaa ttc att agt ctc cat aca ggg act gaa tgc cac-3’)的PCR来扩增人MMP-12的氨基酸17-264的编码序列,用Nco1/EcoR1裂解,连接到Ncol/EcoR1裂解的pET-32a上,并用双标准的DNA序列证实最终结构的完全编码序列。
PMYZ219:通过pMYZ180以引物Oligo-515(划线的为BamH1-位的正向引物:5’-aaa ttt aaa gga tcc ctt ccc ctg aac agc tct acaagc ctg-3’)和Oligo-486(划线的为EcoR1-位的反向引物:5’-tttaaa ttt gga ttc att atg gtt ctg aat tgt cag gat ttg gca-3’)的PCR来扩增人MMP-12的氨基酸17-279的编码序列,用BamH1/EcoR1裂解,连接到BamH1/EcoR1裂解的pMYZ173上,并用双标准的DNA序列证实最终结构的完全编码序列。
PMYZ220:通过pMYZ180以引物Oligo-515(划线的为BamH1-位的正向引物:5’-aaa ttt aaa gga tcc ctt ccc ctg aac agc tct acaagc ctg-3’)和Oligo-487(划线的为EcoR1-位的反向引物:5’-tttaaa ttt gaa ttc att agt ctc cat aca ggg act gaa tgc cac-3’)的PCR来扩增人MMP-12的氨基酸17-264的编码序列,用BamH1/EcoR1裂解,连接到Nde1/EcoR1裂解的pMYZ173上,并用双标准的DNA序列证实最终结构的完全编码序列。
PMYZ227:通过pMYZ180以引物Oligo-533(划线的为Nde1-位的正向引物:5’-aaa ttt aaa cat atg ttc agg gaa atg cca ggg gggccc gta tgg-3’)和Oligo-486(划线的为EcoR1-位的反向引物:5’-tttaaa ttt gaa ttc att agt gtt ctg aat tgt cag gat ttg gca-3’)的PCR来扩增人MMP-12的氨基酸100-279的编码序列,用Nde1/EcoR1裂解,连接到Nde1/EcoR1裂解的pET-28a上,并用双标准的DNA序列证实最终结构的完全编码序列。
PMYZ228:通过pMYZ180以引物Oligo-533(划线的为Nde1-位的正向引物:5’-aaa ttt aaa cat atg ttc agg gaa atg cca ggg gggccc gta tgg-3’)和Oligo-48 7(划线的为EcoR1-位的反向引物:5’-tttaaa ttt gaa ttc att agt ctc cat aca ggg act gaa tgc cac-3’)的PCR来扩增人MMP-12的氨基酸100-264的编码序列,用Nde1/EcoR1裂解,连接到Nde1/EcoR1裂解的pET-28a上,并用双标准的DNA序列证实最终结构的完全编码序列。
细菌表达:一升含氨苄青霉素(200μg/ml)或卡那霉素(100μg/ml)的LB介质(10g胰化蛋白胨,5g酵母提取物,10g NaCl)的批料每次用20ml带有合适的表达载体的E.coli BL21(DE3)细胞培养物过夜来接种。细胞在37℃培养以得到约0.8的OD600,然后用IPTG(1mM最终浓度)来诱导。在37℃连续进行培养4小时,然后离心收集。立即冷冻细胞粒,并保存在-20℃直至使用。从各种细胞培养物中取出等分物(100μl)并在10%SDS-PAGE凝胶上分析蛋白质表达。
蛋白质纯化:融化1升批量细胞中冷冻的细胞粒,溶解在50ml含15%甘油的Tris/HCl,pH8.0中,用4脉冲超声处理10秒,并用JA-20转子以20,000rpm离心30min。去除上清液后,粒中的包涵体在轻微摇晃下,用50ml 8M脲,50mM Tris/HCl,pH8.0室温下溶解过夜。第二天,用JA-20转子以20,000rpm离心该溶液30min,上清液用于进一步纯化。5-10ml应用于以8 M脲,50mM Tris/HCl,pH8.0(缓冲液A)操作的5ml HiTrapQ离子交换柱。装入样品后,洗涤柱子,通过在40倍柱体积内以线性梯度0-50%缓冲液B增加8M脲,50mlTris/HCl,pH8.0+1.0M NaCl(缓冲液B)溶液的盐浓度来洗脱蛋白质。具有约30%缓冲液B的蛋白质洗脱液的馏分通过变性SDS-PAGE和质谱来测定其纯度,且一起收集含有MMP-12的洗脱份。从该溶液中,取出5-10ml,酸化至最终浓度为10%乙酸,并以10ml/min的流速注入到Waters HPLC色谱工作站上制备的C4-RP-HPLC柱(Vydac214TP1022:300A,10μm,22×250mm)中。开始的缓冲液为H2O/0.1%TFA(缓冲液A),洗脱缓冲液为90%CH3CN/10%H2O/0.1%TFA(缓冲液B)。通过变性SDS-PAGE和质谱再次分析含约30%缓冲液B的,以单峰洗脱的纯的蛋白质洗脱份。合并的MMP-12洗脱份在液N2中冷冻,并冻干3~5天。冻干的蛋白质贮存在-20℃。
Km值:5.4μm
试验缓冲液:在含50mM HEPES和10mM CaCl2,pH7.0的缓冲液中进行试验。
IC50测定的酶浓度:0.3μg/ml
Kj测定的酶浓度:0.044-0.98μg/ml
MMP-13(人胶原酶3)
根据Roswit,Arch.Biochem.Biophys,225,285-295(1983)的方案得到大鼠-pro-MMP-13,并在1∶10的胰蛋白酶中培养而活化。
试验缓冲液:在含20mM Tris pH7.5,250mMNaCl,5mM CaCl2,0.05%NaN3,0.005%Brij的缓冲液中进行试验。
IC50测定的酶浓度:0.3μg/ml
选定化合物的IC50值如下表3所示。化合物序号指表1中所指的化会物:
化合物序号 | IC50 MMP-12[nM] |
C-III | 2.8 |
C-V | 1.7 |
C-XVII | 1.O |
C-XXII | l.6 |
C-XXX | 4.5 |
表3
下列数据阐明本发明实施例对于MMP-2、MMP-3、MMP-8、MMP-9、MMP-12和MMP-13的选择性。实施例号指在实验部分所述的实施例:
实施例 | 样品 | 相对于MMP-x的潜在[Kj,nM] | |||||||
l | 2 | 3 | 7 | 8 | 9 | 12 | 13 | ||
4 | 大鼠 | 296* | |||||||
人 | 639 | 0.5 | 3.7 | >3000 | 7.5 | O.7 | 0.3 | 5.6 | |
2 | 大鼠 | 69* | |||||||
人 | >3000 | 3.2 | 60* | 在30nM38%inh. | 21.6* | 1.2 | 0.03 | 70* |
*IC50[nM]
表4体外机能试验1.人的肺泡巨噬细胞
通过健康的吸烟志愿者的支气管镜检查得到人的肺泡巨噬细胞。细胞被离心的并以2×106/ml再悬浮。用人MCP-1(5ng/ml)经48-98h来诱导肺泡巨噬细胞(+或-脂多糖2.5μg.ml)穿过人工基膜(Matrigel)的运输。(1α,2β,5β)-2-{[4’-氯(1,1’-联苯)-4-基]羰基}-5-[(1,3-二氢-1,3-二氧-2H-异吲哚-2-基)甲基]-环戊烷羧酸抑制了MCP-1诱导的人的肺泡巨噬细胞穿过该人工基膜的运输(IC50<1μm)。2.小鼠腹膜巨噬细胞
腹膜内注射巯基乙酸酯5天后,从小鼠中得到鼠的巨噬细胞。细胞被离心并以2×106/ml再悬浮。用小鼠的MCP-1(5ng/ml)经48-98h来诱导腹膜巨噬细胞穿过人工基膜(Matrigel)的运输。(1α,2β,5β)-2-{[4’-氯(1,1’-联苯)-4-基]羰基}-5-[(1,3-二氢-1,3-二氧-2H-异吲哚-2-基)甲基]-环戊烷羧酸抑制了小鼠的腹膜巨噬细胞穿过该人工基膜的运输(IC50<1μm)。小鼠中LPS诱导的TNFα产生
采用小鼠的LPS诱导的TNFα在体内的产生模型测定选定化合物在体内的抑制剂性质。十个BALB/c小鼠(Charles River BreedingLaboratories;Kingston,NY)一组用载体或化合物来处理。一小时后,腹膜内注入(i.p.)内毒素(E.coli脂多糖(LPS)100mg)。90分钟后,通过二氧化碳窒息使动物死去,将心刺穿至肝素管而从各个动物中得到血浆。在4℃以12,500×g离心5分钟使样品澄清。倾析上清液至新的试管,按所需的贮存在-20℃。用市售的小鼠TNF ELISA装置(Genzyme)测定血清中TNFα浓度。
从在此公开的本发明的说明书或实施,本发明的其它实施方案对于本领域技术人员是显而易见的。可以将说明书和实施例仅作为示例性的,本发明真正的范围和精神将在下列权利要求中指明。
缩写:
DMF:N,N-二甲基甲酰胺
RT:室温
THF:四氢呋喃制备实施例实施例12-[2-(1,3-二氧-1,3-二氢-2H-异吲哚-2-基)乙基]-4-(4’-乙氧基[1,1’-联苯]-4-基)-4-氧代丁酸中间体1A4-乙氧基-1,1’-联苯
将碘代乙烷(68.7g,35.57ml,440.6mmol)加入到50g(170.2mmol)4-羟基-1,1’-联苯和40.6g(293.75mmol)K2CO3在600mL丙酮中的悬浮液中。得到的反应混合物在回流下搅拌16小时。冷却至室温后,在减压下去除丙酮,残余物溶解在乙酸乙酯中并用水萃取。水层用乙酸乙酯萃取3次,干燥(Na2SO4)合并的有机相并蒸发得到56g所需的无色油状固体化合物。
产率:56g(96%)1H-NMR(d6-DMSO):7.55-7.65(m,4H),7.42(t,J=8Hz,2H),7.3(t,J=8Hz,1H),6.95-7.05(m,2H),4.07(q,J=7Hz,2 H),1.35(t,J=7Hz,3H)中间体1B2-溴-1-(4’-乙氧基[1,1’-联苯]-4-基)-1-乙酮
将在1.5L CH2Cl2中的56g(282mmol)的中间体1A的溶液冷却至0℃并放置在氩气中。加入溴乙酰溴(85.5g,36.8mL,423mmol),然后经60分钟分批加入AlCl3(37.41g,280.53mmol)。加入完毕后,混合物搅拌20h,加热至RT。然后将混合物慢慢倒入到搅拌的2kg冰/500ml浓HCl的混合物中。分离有机层,用2N HCl和水洗涤,干燥(Na2SO4)并蒸发。经重结晶(乙腈)纯化粗产物得到49.3g(54%)白色固体。
1H-NMR(d6-DMSO):8.08(d,J=8Hz,2H),7.81(d,J=8Hz,2H),7.73(d,J=8Hz,
2Hz),7.06(d,J=8Hz,2H),4.95(s,2H),4.1(q,J=7Hz,2H),1.36(t,J=7Hz,3H)中间体1C2-[2-(1,3-二氧-1,3-二氢-2H-异吲哚-2-基)乙基]-2-[2-(4’-乙氧基-[1,1’-联苯]-4-基)-2-氧代乙基]丙二酸二(叔丁基)酯
将在50mL DMF中的中间体5F(3.2g,10mmol)溶液滴加到在20mLDMF中的NaH(500mg,12.5mmol)悬浮液中,并在RT下搅拌30分钟。慢慢加入在30mL DMF中的中间体1B(3.9g,10mmol),得到的混合物在RT下搅拌4h。用饱和NH4Cl溶液淬灭反应,用乙醚萃取两次,饱和的NaHCO3、水和盐水洗涤,干燥(Na2SO4)并蒸发。粗产物用快速色谱纯化(己烷/乙酸乙酯:1/1)。
产率:4.96g(71%)
1H-NMR(d6-DMSO):8.02(d,J=8Hz,2H),7.68-7.81(m,8H),7.05(d,J=8Hz,2H),
4.1(q,J=7Hz,2H),3,72(s,2H),3.55-3.65(m,2H),2.26-2.87(m,2H),1.33-1.4(m,
18H)实施例12-[2-(1,3-二氧-1,3-二氢-2H-异吲哚-2-基)乙基]-4-(4’-乙氧基[1,1’-联苯]-4-基)-4-氧代丁酸
将2.2g(3.51mmol)中间体1C一次加入到冷却的(0℃)1∶1的CH2Cl2和三氟乙酸的混合物中。反应混合物在RT下搅拌过夜,蒸发并在真空下干燥。残余物溶解在5mL二噁烷中并在回流下加热5h。反应混合物蒸发,残余物用乙醚研制,搅拌15分钟并过滤。剩余的固体在真空下干燥。
产率:1.21g(73%)1H-NMR(d6-DMSO):12.28(s,1H),8.02(d,J=8Hz,2H),7.67-7.9(m,8H),7.05(d,J=8Hz,2H),4.1(q,J=7Hz,2H),3.72(t,J=7.5Hz,2H),3.49(dd,J=17.5Hz,J=8Hz,2H),3.28(dd,J=17.5Hz,J=5Hz,2H),2.78-2.95(m,1H),1.76-2.13(m,2H),1.38(t,J=7Hz,3H)
实施例1的外消旋体用市售的5μm Kromasil KR 100-5-CHI-DMB相经手性HPLC分离为其纯的对映异构体。以恒定流速25ml/min采用由50%异己烷和50%叔丁基甲基醚/二氯甲烷/冰乙酸混合物(480∶40∶1)组成的溶剂混合物。实施例2(+)-2-[2-(1,3-二氧-1,3-二氢-2H-异吲哚-2-基)乙基]-4-(4’-乙氧基[1,1’-联苯]-4-基)-4-氧代丁酸
较快洗脱的对映异构体:
产率:374mg(42%)
[α]23 D+6.33°(在THF中c=0.47)实施例3(-)-2-[2-(1,3-二氧-1,3-二氢-2H-异吲哚-2-基)乙基]-4-(4’-乙氧基[1,1’-联苯]-4-基)-4-氧代丁酸
较慢洗脱的对映异构体:
产率:321mg(36%)
按WO96/15096实施例268所述的步骤制备实施例4的化合物
[α]23 D+5.55°(在THF中c=0.525)实施例5(外消旋)-4-[4’-(乙酰氧基)[1,1’-联苯]-4-基]-2-[2-(1,3-二氧-1,3-二氢-2H-异吲哚-2-基)乙基]-4-氧代丁酸中间体5A4’-(2-溴乙酰基)[1,1’-联苯]-4-基乙酸酯
50g(236mmol)[1,1’-联苯]-4-基乙酸酯在500ml二氯甲烷中的溶液放置在氩气中,并冷却到0℃。加入溴乙酰溴(31.6ml,363mmol),然后在剧烈搅拌下,经30分钟分批加入氯化铝(94.3g,707mmol)。得到的混合物在0℃再搅拌30分钟,并在室温下过夜。然后混合物慢慢倒入到500ml冷的10%HCl中,并用二氯甲烷萃取三次。有机层用Na2SO4干燥,过滤并蒸发。残余物用1∶1二异丙基醚/异丙醇研制,过滤并将剩余的固体在真空下干燥。
产率:73.3g(93.4%)
1H-NMR(CDCl3):δ=2.34(s,3 H),4.48(s,2 H),7.21(m,2 H),7.66(m,4H),8.08
将乙二醇(742.5g,11.96mol)加入到保持在80℃的氢氧化钠颗粒(475.2g,11.88mol)的450ml水溶液中。然后在65℃加入苄基氯(302.8g,2.39mol),得到的悬浮液在120℃剧烈搅拌过夜。冷却至室温后,将混合物倒入冰水中,并用乙醚萃取五次。合并的有机层用盐水洗涤,Na2SO4干燥,过滤并蒸发。然后剩余的残余物在真空下蒸馏,收集相对馏分(在0.1-1mbar,沸点95-125℃)。
产率:175g(48.1%)无色液体1H-NMR(CDCl3):δ=2.09(tr,1H),3.60(m,2H),3.77(m,2H),4.56(s,2H),7.35(m,5H).中间体5C苄基2-氯乙醚
将亚硫酰氯(41.2ml,567.6mmol)慢慢加入到中间体5B(90g,80%纯度,473.1mmol)和N,N-二甲基苯胺(76.5ml,597.5mmol)的混合物中,同时通过冰水冷却保持反应温度在50℃。在50℃搅拌1小时后,再加入批量的N,N-二甲基苯胺(15.3ml,119.5mmol)和亚硫酰氯(8.2ml,113.5mmol),混合物再在50℃搅拌2小时,并在室温下过夜。然后溶液倒入到冰水(200ml)和浓HCl(100ml)的混合物中,并用二氯甲烷萃取三次。合并的有机层用10%HCl洗涤两次,并用水洗涤两次,经Na2SO4干燥,过滤并蒸发。然后剩余的残余物在真空下(水泵)蒸馏,收集相对馏分。
产率:69.1g(85.6%)无色液体
1H-NMR(CDCl3):δ=3.69(m,4H),4.59(s,2H),7.35(m,5H).中间体5D2-[2-(苄氧基)乙基]丙二酸二(叔丁基)酯
在50℃将丙二酸二叔丁基酯(151.4g,686mmol)滴加至叔丁酸钾(77g,686mmol)在500ml叔丁醇的悬浮液中。然后加入碘化钠(10.33g),再在40-50℃滴加中间体5C(117.1g,686mmol)。得到的浓的悬浮液在70℃搅拌两天。在该期间,再加入两批量的叔丁酸钾(分别15.4g,70mmol)。然后混合物倒入到冰水中,并用乙醚萃取三次。有机层经Na2SO4干燥,过滤并蒸发。最后粗产物用环己烷/乙酸乙酯梯度(70∶1→15∶1)的柱色谱纯化。
产率:134g(55.8%)无色油
1H-NMR(DMSO-d6):δ=1.38(s,18H),1.96(q,2H),3.31(tr,1H),3.41(tr,2H),
4.43(s,2H),7.31(m,5H).中间体5E2-(2-羟乙基)丙二酸二叔丁基酯
将中间体5D(46.58g,132.9mmol)在300ml乙醇中的溶液在大气压下,10%在碳(2.0g)上的钯的存在下氢化。在室温下搅拌3小时后,再加入1.0g批量的钯催化剂,在室温下继续搅拌过夜。然后混合物经C盐过滤,蒸发,粗产物用二氯甲烷/甲醇梯度(70∶1->30∶1)的柱色谱纯化。
产率:23.3g(67.2%)浅灰色油
1H-NMR(CDCl3):δ=1.47(s,18H),1.96(tr,1H),2.08(q,2H),3.36(tr,1H),3.72(q,1H)。中间体5F2-[2-(1,3-二氧-1,3-二氢-2H-异吲哚-2-基)乙基]丙二酸二叔丁基酯
向搅拌的中间体5E(30.0g,115.2mmol)在255ml干THF的溶液中连续加入邻苯甲酰亚胺(21.4g,144.1mmol)、三苯基膦(35.1g,132.5mmol),并在0℃加入偶氮二羧酸二乙酯(22.1g,126.8mmol)。得到的溶液搅拌过夜,同时保热至室温,然后用乙酸乙酯稀释并用水和盐水洗涤两次。有机相经Na2SO4干燥,过滤并蒸发。最后粗产物用环己烷/二氯甲烷/乙酸乙酯梯度(7∶1∶1→5∶1∶1)的柱色谱纯化。
产率:10.02g(22.3%)白色固体
1H-NMR(DMSO-d6):δ=1.37(s,18H),2.03(q,2H),3.30(tr,1H),3.63(tr,2H),
在氩气下,将中间体5F(6.5g,16.69mmol)在60ml干THF中的溶液在0℃滴加到氢化钠(0.51g,80%在无机油中的悬浮液,16.86mmol)在30ml干THF中的悬浮液中。在30-40℃搅拌30分钟后,混合物再冷却至0℃,并滴加中间体5A(5.6g,16.86mmol)在60ml干THF中的溶液。然后混合物搅拌过夜,同时保温至室温。再在0℃加入批量的氢化钠(0.1g,3.4mmol)和中间体5A(1.12g,3.4mmol),在室温下继续搅拌3小时。加入饱和的氯化铵溶液(100ml)和盐水(200ml)以淬灭反应混合物,并用乙酸乙酯萃取两次。有机相经Na2SO4干燥,过滤并蒸发。最后粗产物用二氯甲烷/乙酸乙酯梯度(50∶1→30∶1)的柱色谱纯化。
产率:4.41g(41.2%)米白色固体1H-NMR(DMSO-d6):δ=1.38(s,18H),2.32(m,5H),3.61(tr,2H),3.73(s,2H),7.28(d,2H),7.81(m,8H),8.04(d,2H).实施例5(外消旋)-4-[4’-(乙酰氧基)[1,1’-联苯]-4-基]-2-[2-(1,3-二氧-1,3-二氢-2H-异吲哚-2-基)乙基]-4-氧代丁酸
在0℃,将中间体5G(400mg,0.62mmol)溶解在二氯甲烷(5ml)和三氟乙酸(5ml)的混合物中。在室温下搅拌1.5小时后,加入10ml甲苯,并蒸发反应混合物。残余物在真空下干燥,然后再溶解在20ml二噁烷中,在回流下加热溶液6小时。混合物蒸干,残余物用乙醚研制,过滤,并将剩余的固体在真空下干燥得到终产物。
产率:261mg(86.2%)米白色固体
1H-NMR(DMSO-d6):δ=1.95(m,2H),2.31(s,3H),2.89(m,1 H),3.38(m,2H),
3.72(tr,2H),7.28(d,2H),7.84(m,8H),8.07(d,2H),12.33(br s,1H).实施例6(外消旋)-2-[2-(1,3-二氧-1,3-二氢-2H-异吲哚-2-基)乙基]-4-(4’-羟基[1,1’-联苯]-4-基)-4-氧代丁酸中间体6A2-[2-(1,3-二氧-1,3-二氢-2H-异吲哚-2-基)乙基]-2-[2-(4’-羟基[1,1’-联苯]-4-基)-2-氧代乙基]丙二酸二叔丁基酯
将细粉末状的无水碳酸钾(2.15g,15.58mmol)加入到中间体5G(2.0g,3.12mmol)在90ml THF/甲醇/乙醇混合物(30∶50∶10)的溶液中。得到的悬浮液在室温下剧烈搅拌45分钟,然后用乙酸乙酯稀释并过滤。滤液在真空下浓缩至其原始体积的一半,再用乙酸乙酯稀释,然后倒入到冰冷的pH 4的缓冲溶液中。水相用乙酸乙酯萃取两次,合并的有机相经Na2SO4干燥,过滤并蒸发。真空干燥后,700mg(约1.1mmol)残余物(含有开环的物质)溶解在20ml二氯甲烷中,在0℃加入1-羟基-1H-苯并三唑氢化物(189mg,1.23mmol)和N’-(3-二甲基氨基丙基)-N-乙基碳的亚氨基盐酸盐(229mg,1.18mmol)。反应混合物在室温下搅拌3天,然后用二氯甲烷稀释,并用pH 4的缓冲溶液和饱和的碳酸氢钠溶液洗涤两次。有机相经Na2SO4干燥,过滤并蒸发。最后粗产物用二氯甲烷/甲醇梯度(100∶1→80∶1)的柱色谱纯化。
产率:494mg(71%)白色固体1H-NMR(DMSO-d6):δ=138(s,18H),2.31(m,2H),3.60(m,2H),3.70(s,2H),6.90(d,2H),7.61(d,2H),7.78(m,6H),8.00(d,2H),9.76(s,1H).实施例6(外消旋)-2-[2-(1,3-二氧-1,3-二氢-2H-异吲哚-2-基)乙基]-4-(4’-羟基[1,1’-联苯]-4-基)-4-氧代丁酸
在0℃将中间体6A(490mg,0.82mmol)溶解在二氯甲烷(7.5ml)和三氟乙酸(7.5ml)的混合物中。在室温下搅拌30分钟后,加入7ml甲苯,并蒸发反应混合物。残余物在真空下干燥,然后再溶解在15ml二噁烷中,溶液在回流下加热4.5小时。冷却至室温后,向反应混合物中加入乙醚(15ml),经过滤收集沉淀的产物。滤液蒸干,残余物用含有几滴甲醇的乙醚研制,并再次过滤得到第二份获得的终产物。
产率:299mg(82.6%)白色固体1H-NMR(DMSO-d6):δ=1.94(m,2H),2.87(m,1H),3.38(m,2H),3.70(tr,2H),6.89(d,2H),7.61(d,2H),7.75(d,2H),7.85(m,4H),8.01(d,2H),9.76(brs,1H),12.30(brs,1H).实施例7(外消旋)-4-(4’-氯[1,1’-联苯]-4-基)-2-[2-(4,6-二甲氧基-1,3-二氧-1,3-二氢-2H-异吲哚-2-基)乙基]-4-氧代丁酸中间体7A2-溴-1-(4’-氯[1,1’-联苯]-4-基)-1-乙酮
向搅拌的中间体5E(8.4g,32.2mmol)在100ml干THF中的溶液中连续加入3,5-二甲氧基邻苯二甲酰亚胺(10.0g,48.3mmol)、三苯基膦(1.1g,41.8mmol),并在0℃加入偶氮二羧酸二乙酯(6.7g,38.6mmol)。得到的溶液搅拌过夜,同时保温至室温。过滤后,滤液用乙酸乙酯稀释并用水和盐水洗涤两次。有机相经Na2SO4干燥,过滤并蒸发。最后粗产物用二氯甲烷/乙酸乙酯梯度(70∶1→30∶1)的柱色谱纯化。
产率:2.69g(18.6%)白色固体
1H-NMR(DMSO-d6):δ=1.38(s,18H),1.97(q,2H),3.23(tr,1H),3.54(tr,2H),
3.92(s,6H),6.89(d,1H),6.97(d,1H).中间体7C2-[2-(4’-氯[1,1’-联苯]-4-基)-2-氧代乙基]-2-[2-(4,6-二甲氧基-1,3-二氧-1,3-二氢-2H-异吲哚-2-基)乙基]丙二酸二叔丁基酯
在氩气下,将中间体7B(2.69g,5.98mmol)在30ml干THF中的溶液在0℃滴加到氢化钠(0.18g,80%在无机油中的悬浮液,6.04mmol)在20ml干THF中的悬浮液中。在30-40℃搅拌30分钟后,混合物再冷却至0℃,并滴加中间体3A(1.87g,6.04mmol)在20ml干THF中的溶液。然后混合物搅拌过夜,同时保温至室温。再在0℃加入批量的氢化钠(36mg,1.2mmol)和中间体7A(374mg,1.2mmol),在室温下继续搅拌3天。加入饱和的氯化铵溶液(40ml)和盐水(80ml)以淬灭反应混合物,并用乙酸乙酯萃取两次。有机相经Na2SO4干燥,过滤并蒸发。最后粗产物用二氯甲烷至二氯甲烷/乙酸乙酯梯度(20∶1)的柱色谱纯化。
产率:1.51g(37.2%)白色固体
RF=0.51(二氯甲烷/乙酸乙酯梯度20∶1)
=0.59(环己烷/乙酸乙酯梯度1∶1)ESI-MS:m/z=678[M+H]+,622([M+H]+-C4H8),566([M+H]+-2xC4H8),548([M+H]+-2xC4Hg/-H2O).实施例74-(4’-氯[1,1’-联苯]-4-基)-2-[2-(4,6-二甲氧基-1,3-二氧-1,3-二氢-2H-异吲哚-2-基)乙基]-4-氧代丁酸
在0℃,将中间体7C(1.5g,2.2mmol)溶解在二氯甲烷(10ml)和三氟乙酸(10ml)的混合物中。在室温下搅拌45分钟后,加入10ml甲苯,蒸发反应混合物。残余物在真空下干燥,然后再溶解在20ml二噁烷中,溶液在回流下加热6小时。混合物蒸干,残余物用乙醚研制,过滤,剩余的固体在真空下干燥得到终产物。
产率:1.07g(92.1%)米白色固体
1H-NMR(DMSO-d6):δ=1.89(m,2H),2.84(m,1H),3.39(m,2H),3.63(tr,2H),
3.92(s,6H),6.88(d,1H),6.97(d,1H),7.58(d,2H),7.82(m,4H),8.07(d,2H),
基本上按WO96/15096所述的方法制备外消旋的4-(4’-溴[1,1-联苯]-4-基)-2-[2-(1,3-二氧-1,3-二氢-2H-异吲哚-2-基)乙基]-4-氧代丁酸。
1H-NMR(DMSO-d6):δ=1.95(m,2H),2.88(m,1H),3.38(m,2H),3.72(tr,2H),
7.72(m,4H),7.85(m,6H),8.08(d,2H),12.33(brs,1H).
1.0g(1.97mmol)该物质用市售的5μm Kromasil KR 100-5-CHI-DMB相经手性HPLC分离。以恒定流速25ml/min采用由40%异己烷和60%叔丁基甲基醚/二氯甲烷/冰乙酸混合物(480∶40∶1)组成的溶剂混合物。实施例8
第一次洗脱的对映异构体A:
产率:309mg(31%)
[α]23 D=+3.87°(在THF中c=0.458g/100ml)实施例9
第二次洗脱的对映异构体B:
产率:240mg(24%)
[α]23 D=-5.98°(在THF中c=0.482g/ml)实施例10和11(+)-和(-)-4-(4’-氯[1,1-联苯]-4-基)-2-[2-(5,7-二氧-5,7-二氢-6H-[1,3]-dioxolo[4,5-f]异吲哚-6-基)乙基]-4-氧代丁酸
基本上按WO96/15096所述的方法制备外消旋的4-(4’-氯[1,1-联苯]-4-基)-2-[2-(5,7-二氧-5,7-二氢-6H-[1,3]-dioxolo[4,5-f]异吲哚-6-基)乙基]-4-氧代丁酸.1H-NMR(DMSO-d6):δ=1.91(m,2H),2.85(m,1H),3.38(m,2H),3.66(tr,2H),6.26(s,2H),7.39(s,2H),7.58(d,2H),7.82(m,4H),8.06(d,2H),12.31(brs,1H).
0.70g(1.38mmol)该物质用市售的5μm Kromasil KR 100-5-CHI-DMB相经手性HPLC分离。以恒定流速25ml/min采用由40%异己烷和60%叔丁基甲基醚/二氯甲烷/冰乙酸混合物(480∶40∶1)组成的溶剂混合物。实施例10
第一次洗脱的对映异构体A:
产率:261mg(37.3%)
[α]23 D=+13.99°(在THF中c=0.955g/100ml)实施例11
第二次洗脱的对映异构体B:
产率:228mg(32.6%)
[α]23 D=-15.15°(在THF中c=0.991g/100ml)实施例124-(4’-氰基[1,1’-联苯]-4-基)-4-氧代-2-{2-[4-氧代-1,2,3-苯并三嗪-3(4H)-基]乙基}丁酸中间体12A4'-(2-溴乙酰基)[1,1’-联苯]-4-腈
在0℃将4.68g氯化铝(35.15mmol)溶解在45ml二氯甲烷中,并通过滴加3.38g(16.74mmol)溴乙酰溴来处理。30分钟后,滴加3g(16.74mmol)溶解在15ml二氯甲烷中的4-氰基联苯。反应混合物在室温下搅拌过夜,加到冰水中并用二氯甲烷萃取2次。有机相用水和盐水洗涤,干燥并蒸发。残余物用石油醚研制,过滤并干燥。产率:4.24g(83%)。
200MHz 1H-NMR(CDCl3):4.49,s,2H;7.73,m,6H;8.11,d,2H.中间体12B2-[2-(4’-氰基[1,1’-联苯]-4-基)-2-氧代乙基]-2-{2-[4-氧代-1,2,3-苯并三嗪-3(4H)-基]乙基}丙二酸
将2.59g(6.67mmol)中间体1 3C在20mlDMF中的溶液滴加到0.333gNaH(60%在无机油中)在20mlDMF中的悬浮液中。混合物搅拌30分钟并加入2g(6.67mmol)中间体12A在20ml干DMF中的溶液。混合物在RT下搅拌2.5小时,倒入到150mlNH4Cl溶液中,并用乙酸乙酯萃取。有机相用水和盐水洗涤,经MgSO4干燥并蒸发。残余物用色谱纯化得到0.62g(15%)。200MHz 1H-NMR(CDCl3):2.71,s,2H;3.81,s,2H;4.53,m,2H;7.75,m,7H;7.91,m,1H;8.10,m,3H;8.30,m,1H.实施例124-(4’-氰基[1,1’-联苯]-4-基)-4-氧代-2-{2-[4-氧代-1,2,3-苯并三嗪-3(4H)-基]乙基}丁酸
在0℃,将0.61g(1mmol)中间体12B溶解在10ml二氯甲烷/三氟乙酸(1∶1)中,混合物在RT下搅拌2小时。加入甲苯后,反应混合物蒸干,残余物倒入10ml二噁烷中。溶液回流下搅拌6小时并在RT下过夜。在真空中除去溶剂,残余物用HPLC纯化得到96mg(21%)。200MHz 1H-NMR(CDCl3):2.28,m,2H;2.49,m,2H;3.26,m,1H;4.58,m,2H,7.72,m,10H;8.18,m,1H;8.38,m,lH.实施例134-氧代-2-{2-(4-氧代-1,2,3-苯并三嗪-3(4H)-基)乙基}-4-[4’-(三氟甲氧基)[1,1’-联苯]-4-基]丁酸中间体13A1-[4’-(三氟甲氧基)[1,1’-联苯]-4-基]-1-乙酮
在低于20℃的温度下,向30g(126mmol)4-(三氟甲氧基)-1,1’-联苯和21g三氯化铝(157mmol)在120ml硝基苯的混合物中加入9.87g(126mmol)乙酰氯。反应混合物在0℃搅拌2小时,加入到240ml冰水和42ml浓HCl中,并用乙酸乙酯萃取。有机相用水和盐水洗涤,在真空中去除溶剂。残余物用石油醚研制,过滤并干燥。结晶后在4℃从另一批量的滤液中得到总共23.5g(66%)。200MHz 1H-NMR(CDCl3):2.65,s,3H;7.33,d,2H;7.58,m,4H;8.06,d,2H.中间体13B2-溴-1-[4’-(三氟甲氧基)[1,1’-联苯]-4-基]-1-乙酮
温和加热下,将12.27g(43.8mmol)中间体13A溶解在150ml甲醇、150ml乙醇和50ml乙醚的混合物中。在RT下加入5.914g(56.9mmol)硼酸三甲基酯,并滴加7.35g(45.9mmol)溴。搅拌反应混合物直至红褐色消失。在真空中去除溶剂,残余物用色谱(环己烷/乙酸乙酯)纯化得到6.2g(39%)。200MHz 1H-NMR(CDCl3):4.49,s,2H;7.33,d,2H;7.68,dd,4H;8.10,d,2H.中间体13C2-{2-[4-氧代-1,2,3-苯并三嗪-3(4H)-基]乙基}丙二酸二叔丁基酯
将46.2g(177mmol)中间体5E溶解在600mlTHF中。加入69.8g(266mmol)三苯基膦和39.2g(266mmol)1,2,3-苯并三嗪-4(3H)-酮。滴加46.4g(266mmol)DEAD。反应混合物在室温下搅拌过夜。在真空中去除溶剂,经色谱得到产物(环己烷/乙酸乙酯6∶1)。
产率:51.8g(63%)200MHz 1H-NMR(CDCl3):1.43,s,18H;2.43,quar.,2H;3.30,t,1H;4.57,t,2H;7.80,m,1H;7.94,m,1H;8.16,dd,1H;8.36,dd,1H.中间体13D2-{2-[4-氧代-1,2,3-苯并三嗪-3(4H)-基]乙基}-2-{2-氧代-2-[4’-(三氟甲氧基)[1,1’-联苯]-4基]乙基}丙二酸二叔丁基酯
向0.52g(12.9mmol)氢化钠(在无机油中60%悬浮液)在20mlDMF的悬浮液中滴加4.04g(10.37mmol)中间体13C在30mlDMF的溶液。在RT下搅拌30分钟后,滴加3.73g(10.37mmol)中间体13B在30mlDMF的溶液,反应混合物在RT下搅拌2小时。将反应混合物倒入到NH4Cl溶液中,用乙酸乙酯萃取,有机相用水和盐水洗涤。干燥和蒸发溶剂后,产物用色谱纯化得到2.09g(30%)。200MHz 1H-NMR(CDCl3):2.70,m,2H;3.82,s,2H;4.54,m,2H;7.32,d,2H;7,62,m,5H;8.07,m,4H;8.30,m,1H.实施例134-氧代-2-{2-[4-氧代-1,2,3-苯并三嗪-3(4H)-基]乙基}-4-[4’-(三氟甲氧基)[1,1’-联苯]-4-基]丁酸
在15ml二氯甲烷中2.09g(3.13mmol)中间体13C和1 5ml三氟乙酸的溶液在RT下搅拌2小时。加入甲苯后,在真空中去除溶剂。残余物溶解在30ml二噁烷中,溶液回流6小时并在RT下搅拌过夜。在真空中去除溶剂,残余物用乙醚研制,经过滤收集沉淀,并干燥得到0.51g(32%)。200MHz 1H-NMR(DMSO-d6):2.18,m,2H;2.98,m,1H;3.51,m,2H;4.52,m,2H;7.52,d,2H;7.89,m,5H;8.10,m,3H;8.24,m,2H;12.39,s,1H.实施例14和15(+)-和(-)-(1S*,2S*,5R*)-2-[(4'-氯[1,1’-联苯]-4-基)羰基]-5-[(1,3-氧-1,3-二氢-2H-异吲哚-2-基)甲基]环戊羧酸基本上按WO96/15096实施例360的步骤制备外消旋化合物。
4.20g(8.61mmol)该物质用市售的5μm Kromasil KR 100-5-CHI-DMB相经手性HPLC分离为纯的对映异构体形式。以恒定流速25ml/min采用由30%异己烷和70%叔丁基甲基醚/二氯甲烷/冰乙酸混合物(480∶40∶1)组成的溶剂混合物。实施例14
第一次洗脱的对映异构体A:
产率:1.72g(41.0%)
[α]21 D=+44.26°(在THF中c=0.464g/100ml)实施例15
第二次洗脱的对映异构体B:
产率:1.59g(37.9%)
[α]21 D=-43.70°(在THF中c=0.575g/ml)
Claims (17)
1.具有基质金属蛋白酶抑制剂活性,以及下列通式的化合物和药物上可接受的盐及其前体药物用于制备用于治疗和预防呼吸疾病的药物的用途:
(T)xA-B-D-E-CO2H其中,(a)(T)xA代表取代的和未取代的芳族或杂芳族部分,选自下列基团:其中R1代表H或1-3个碳的烷基;以及各个T代表取代基,独立地选自下列基团:*卤素-F、-Cl、-Br和-I;*1-10个碳的烷基;*1-10个碳的卤代烷基;*1-10个碳的卤代烷氧基;*2-10个碳的链烯基;*2-10个碳的链炔基;*-(CH2)pQ,其中
p为0或1-4的整数;*-链烯基-Q,其中
所述链烯基部分含有2-4个碳;以及*-链炔基-Q,其中
所述链炔基部分含有2-7个碳;以及
Q选自6-10个碳的芳基、含有4-9个碳以及至少一个N、O或
S杂原子的杂芳基、-CN、-CHO、-NO2、-CO2R2、-OCOR2、-SOR3、
-SO2R3、-CON(R4)2、-SO2N(R4)2、-C(O)R2、-N(R4)2、-N(R2)COR2、
-N(R2)CO2R3、-N(R2)CON(R4)2、-CHN4、-OR4和-SR4;其中R2代表H;
1-6个碳的烷基;
6-10个碳的芳基;
含4-9个碳以及至少一个N、O或S杂原子的杂芳基;或
芳基部分含6-10个碳且烷基部分含1-4个碳的芳烷基;或
杂芳基部分含4-9个碳以及至少一个N、O或S杂原子,且烷
基部分含1-4个碳的杂芳烷基;R3代表1-4个碳的烷基;
6-10个碳的芳基;
含4-9个碳以及至少一个N、O或S杂原子的杂芳基;
芳基部分含6-10个碳且烷基部分含1-4个碳的芳烷基;或
杂芳基部分含4-9个碳以及至少一个N、O或S杂原子,且烷
基部分含1-4个碳的杂芳烷基;R4代表H;
1-12个碳的烷基;
6-10个碳的芳基;
含4-9个碳以及至少一个N、O或S杂原子的杂芳基;
芳基部分含6-10个碳且烷基部分含1-4个碳的芳烷基;
杂芳基部分含4-9个碳以及至少一个N、O或S杂原子,且烷
基部分含1-4个碳的杂芳烷基;
1-12个碳的链烯基;
2-12个碳的链炔基;
-(CqH2qO)rR5,其中q为1-3,r为1-3,以及R5为H,条件是q
大于1,或为1-4个碳的烷基,或苯基;
末端为H、1-4个碳的烷基、或苯基的亚烷基硫基;
末端为H、1-4个碳的烷基、或苯基的亚烷基氨基;
-(CH2)sX其中s为1-3,X为卤素;
-C(O)OR2;或
-C(O)R2;
条件是a)当两个R4基团位于氮上时,它们可通过键连接形成杂环,以及
b)与Q相连的部分或是Q部分中的不饱和部位被至少一个碳原子与Q的任一N、O或S相隔,以及,
x为0、1或2;
(d)E代表带有m个取代基R6的n个碳原子的链,其中所述的R6基团为独立的取代基,或构成螺环或非螺环,其中a)两个R6基团相连,且同与两个R6基团连接的链原子,以及任何插入的链原子共同构成3-7元环,或b)一个R6基团连接到该基团R6所在的链上,和与R6基团相应的链原子,以及任何插入的链原子共同构成3-7元环;以及其中
n为2或3;
m为1-3的整数;
各个R6基团独立地选自下列基团:
*氟;
*羟基,条件是单个碳原子可带有不超过一个羟基取代基;
*1-10个碳的烷基;
*6-10个碳的芳基;
*含4-9个碳以及至少一个N、O或S杂原子的杂芳基;
*芳基部分含6-10个碳且烷基部分含1-8个碳的芳烷基;
*杂芳基部分含4-9个碳以及至少一个N、O或S杂原子,且烷
基部分含1-8个碳的杂芳烷基;
*2-10个碳的链烯基;
*芳基部分含6-10个碳且链烯基部分含2-5个碳的芳基-链烯
基;
*杂芳基部分含4-9个碳以及至少一个N、O或S杂原子,且链
烯基部分含2-5个碳的杂芳基-链烯基;
*2-10个碳的链炔基;
*芳基部分含6-10个碳且链炔基部分含2-5个碳的芳基-链炔
基;
*杂芳基部分含4-9个碳以及至少一个N、O或S杂原子,且链
炔基部分含2-5个碳的杂芳基-链炔基;
*-(CH2)tR7,其中
其中,
Y代表O或S;
R1、R2和R3如上定义;以及
u为0、1或2;以及
*-(CH2)vZR8,其中
v为0或1-4的整数;以及
1-12个碳的烷基;
6-10个碳的芳基;
含4-9个碳以及至少一个N、O或S杂原子的杂芳基;芳基部
分含6-12个碳且烷基部分含1-4个碳的芳烷基;
芳基部分含4-9个碳以及至少一个N、O或S杂原子,且烷基
部分含1-4个碳的杂芳烷基;
-C(O)R9,其中R9代表2-6碳的烷基、6-10个碳的芳基、含4-9
个碳以及至少一个N、O或S杂原子的杂芳基、或芳基部分含
6-10个碳或为含4-9个碳,以及至少一个N、O或S杂原子的
杂芳基,且烷基部分含1-4个碳的芳烷基,
条件是:
-当R8为-C(O)R9,Z为S或O;
-当Z为0时,R8也可为-(CqH2qO)rR5,其中q、r和R5如上所
定义;以及*-(CH2)wSiR10 3,其中
w为1-3的整数;以及
R10代表1-2个碳的烷基;
条件是
-任何所述T或R6基团的芳基或杂芳基部分可任选带有至多两个取代基,所述取代基选自:-(CH2)yC(R4)(R3)OH、-(CH2)yOR4、-(CH2)ySR4、-(CH2)yS(O)R4、-(CH2)yS(O)2R4、-(CH2)ySO2N(R4)2、-(CH2)yN(R4)2、-(CH2)yN(R4)COR3、-OC(R4)2O-,其中两个氧原子均连接到芳环上、-(CH2)yCOR4、-(CH2)yCON(R4)2、-(CH2)yCO2R4、-(CH2)yOCOR4、-卤素、-CHO、-CF3、-NO2、-CN和-R3,其中
y为0-4;以及
R3和R4如上定义;且任何两个连接到一个氮上的R4可连接在一起以形成杂环。
2.具有基质金属蛋白酶抑制剂活性,以及下列通式的化合物和药物上可接受的盐及其前体药物用于制备用于治疗和预防呼吸疾病的药物的用途:
(T)xA-B-D-E-CO2H (I)
其中,
(a)(T)xA代表取代的和未取代的芳族或杂芳族部分,选自下列基团:
其中
各个T代表取代基,独立地选自下列基团:
*卤素-F、-Cl、-Br和-I;
*1-10个碳的烷基;
*1-10个碳的卤代烷基;
*2-10个碳的链烯基;
*2-10个碳的链炔基;
*-(CH2)pQ,其中
p为0或1-4的整数;
*-链烯基-Q,其中
所述链烯基部分含有2-4个碳;以及
*-链炔基-Q,其中
所述链炔基部分含有2-7个碳;以及
Q选自-OR4和-SR4;
其中
R4代表H;
1-12个碳的烷基;
6-10个碳的芳基;
含4-9个碳以及至少一个N、O或S杂原子的杂芳基;
芳基部分含6-10个碳且烷基部分含1-4个碳的芳烷基;
杂芳基部分含4-9个碳以及至少一个N、O或S杂原子,且烷
基部分含1-4个碳的杂芳烷基;
-C(O)OR2;或
-C(O)R2;
条件是与Q相连或是Q的一部分的部分中的不饱和部位被至少一个碳原子与Q的任一N、O或S相隔,以及,
x为0、1或2;
b)B代表含0-2个取代基T的任选取代的苯基或噻吩基环,其中取代基T可独立地具有(a)中描述的意义,
(d)E代表带有m个取代基R6的n个碳原子的链,其中所述的R6基团为独立的取代基,或构成非螺环,其中两个R6基团相连,且与同所述两个R6基团所连接的链原子,以及任何插入的链原子共同构成5或6元环;以及其中
n为2或3;
m为1或2的整数;
各个R6基团独立地选自下列基团:*芳基部分含6-10个碳且烷基部分含1-8个碳的芳烷基;*-(CH2)tR7,其中
t为0或1-5的整数;以及
R7选自下列基团:其中R2独立地选自H、6-10个碳的芳基*-(CH2)vZR8,其中
v为0或1-4的整数;以及
1-12个碳的烷基;
6-10个碳的芳基;
含4-9个碳以及至少一个N、O或S杂原子的杂芳基;芳基部
分含6-12个碳且烷基部分含1-4个碳的芳烷基;
芳基部分含4-9个碳以及至少一个N、O或S杂原子,且烷基
部分含1-4个碳的杂芳烷基;
-C(O)R9,其中R9代表2-6碳的烷基、6-10个碳的芳基、含4-9
个碳以及至少一个N、O或S杂原子的杂芳基、或其中芳基部
分含6-10个碳或是含4-9个碳以及至少一个N、O或S杂原子
的杂芳基,且烷基部分含1-4个碳的芳烷基,
条件是:
-当R8为-C(O)R9,Z为S或O;
-当Z为0时,R8也可为-(CqH2qO)rR5,其中q、r和R5如上所
定义;以及
*-(CH2)wSiR10 3,其中
w为1-3的整数;以及
R10代表1-2个碳的烷基;
条件是
-任何所述T或R6基团的芳基或杂芳基部分可任选带有多至两个取代基,所述取代基选自:OR4、N(R4)2、-OC(R4)2O-,其中两个氧原子均连接到芳环上、CON(R4)2、OCOR4、-卤素、-NO2和至多6个碳原子的烷基;
其中
R4如上定义。
3.权利要求1或2的化合物用于制备用于治疗和预防呼吸疾病的药物的用途,其中至少一个单元A、B、T和R6含有杂芳环。
4.权利要求1或2的化合物用于制备用于治疗和预防呼吸疾病的药物的用途,其中所述E单元,n为2以及m为1。
5.权利要求1或2的化合物用于制备用于治疗和预防呼吸疾病的药物的用途,其中A为B为对亚苯基,D为羰基。
7.通式(I’)的化合物其中CO-E-CO2H代表3-羧基-5-R7-戊-1-酮-1-基残基,取代基T和R7具有下表所给出的意义:
11.化合物(+)-4-(4’-氯[1,1’-联苯]-4-基)-2-[2-(1,3-二氧-1,3-二氢-2H-异吲哚-2-基)乙基]-4-氧代丁酸用于制备用于治疗和预防呼吸疾病的药物用途
12.根据权利要求1-6或9-11任一项所述的化合物在制备用于治疗由MMP-2、MMP-3、MMP-9、MMP-12和/或MMP-13所介导的病症的药物中的用途。
13.一种治疗或预防由MMP-2、MMP-3、MMP-9、MMP-12和/或MMP-13所介导的情况的方法,其包括服用有效量的权利要求1-6或9-11任一项所述的物质。
14.根据权利要求1-6或9-11任一项所述的化合物在治疗或预防在哺乳动物例如人类、农场动物或家庭宠物中的哮喘;慢性阻塞肺疾病包括慢性支气管炎和肺气肿;囊性纤维化;支气管扩张;成人呼吸窘迫综合症(ARDS);过敏性呼吸疾病包括过敏性鼻炎;与TNFα产生有关的疾病包括急性肺纤维变性疾病、肺结节病、矽肺;煤矿工人的尘肺病、肺泡病的用途。
15.具有基质金属蛋白酶抑制剂活性的组合物用于制备治疗或预防呼吸疾病的药物的用途,所述组合物含有权利要求1-12任一项所述的化合物及其药物上可接受的载体。
16.含有权利要求7或8的化合物的组合物。
17.用于治疗或预防急性或慢性炎症的权利要求16的组合物。
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