JP2014527969A - 改変クレアチン化合物 - Google Patents

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Abstract

本発明は、式Ｉ、式ＩＩ、および式ＩＩＩによって示されるクレアチン誘導体であって；ここでＺは官能基であり；Ｙはミトコンドリア標的化剤、陽イオン性アンモニウム基、または少なくとも１つの正に荷電したアミノ酸残基を含むポリペプチドであり；Ｒ１はそれぞれ独立に、水素、アルキル、またはリン酸基であり；Ｒ２はリンカーであり；Ｒ３はスペーサー基であり；Ｒ４は水素、アルキル、アリール、または複素環式であるか；またはＲ４およびＲ１、またはＲ４およびＲ３は、それらが結合する窒素原子と共に複素環式環を形成し、かつＷは水素またはアルキルである、クレアチン誘導体を開示する。

Description

本発明は、もう一つのミトコンドリア標的化剤で機能化したクレアチン誘導体を含むクレアチン誘導体、およびクレアチン誘導体の作成および使用方法に関連する。
クレアチン（Ｃｒ）、または２−（カルバミミドイル−メチル−アミノ）酢酸は、脊椎動物の肝臓で合成される、天然に存在する窒素性有機酸であり、筋肉細胞および神経細胞へのエネルギーの供給を補助する。クレアチンは、アミノ酸アルギニン、メチオニン、およびグリシンから、メチルドナーとしてＳ−アデノシル−Ｌ−メチオニン（ＳＡＭ）を使用するグアニドアセテートのメチル化による、ＧＡＭＴ（グアニジノ酢酸−Ｎ−メチルトランスフェラーゼ、グリシンアミジノトランスフェラーゼとしても公知である）が関与する２段階の酵素過程によって合成される。グアニドアセテート自体は、アミノ酸のアルギニンおよびグリシンから、腎臓において形成される。一旦肝臓において作製される、または消化によって獲得されたら、クレアチンは、筋肉細胞および脳細胞を含む細胞において保存される。
酵素のクレアチン（ホスホ）キナーゼ（ＣＰＫまたはＣＫ）は、ＡＴＰからクレアチンのグアニジウムへのリン酸の転移を触媒し、クレアチンリン酸（ＰＣｒ）を形成する。その反応は可逆的であり、エネルギー需要が高い場合（例えば筋肉の使用または脳の活動の間）、ＣＰＫはクレアチンリン酸を脱リン酸化し、そしてリン酸をＡＤＰへ転移して戻してＡＴＰを形成し得る。これは、クレアチンが、リン酸をＡＴＰと独立に保存し得るエネルギー貯蔵分子として作用することを可能にする。
ミトコンドリア機能の撹乱は、ＡＴＰの欠乏を引き起こし、重大な生理学的問題を生じ得る。ＡＴＰの欠乏に対処する１つの可能性のある方法は、例えばＣＰＫによってリン酸化され得るクレアチンを投与することによって、ホスホクレアチン（ＰＣｒ）の貯蔵を増加させることである。いくつかの形態のＣＰＫが存在するが、最もよくある形態の酵素はミトコンドリアに存在し、ここでそれはミトコンドリアで生成されたＡＴＰおよびサイトゾル由来のクレアチンからホスホクレアチンを生成する。しかし、ミトコンドリアへのクレアチン輸送は、エネルギーが必要な過程である。よって、内因性のクレアチン輸送に関連するエネルギー損失を回避するために、およびクレアチン作用の細胞内位置にクレアチンを提供するために、ミトコンドリアを標的とするクレアチンアナログに対するニーズが依然として存在する。
本発明は、式Ｉの化合物
またはその薬学的に許容される塩であって、式中、
Ｚは、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＲ５−、−ＯＣ（＝Ｏ）ＮＲ５−、−ＮＲ５Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−、−ＮＲ５Ｃ（＝Ｏ）ＮＲ５−、−ＳＯ２ＮＲ５−、−ＮＲ５ＳＯ２−、−Ｏ−、−Ｓ−、または−Ｓ−Ｓ−であり；ここで、Ｒ５はそれぞれ独立に水素、アルキル、アリール、または複素環であり；
Ｙは、陽イオン性ホスホニウム基、または少なくとも１つの正に荷電したアミノ酸残基を含むポリペプチドであり；
Ｒ１は、それぞれ独立に、水素、アルキル、またはリン酸基であり；
Ｒ２は、非存在、アルキル、シクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アルキルアリール、アルキルアリールアルキル、またはアリールであり、
Ｒ３は、アルキル、シクロアルキル、アルキルシクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アルキルヘテロシクロアルキル、アルキルアリール、またはアルキルアリールアルキルであり；
Ｒ４は、水素、アルキル、またはアリールであるか；または
Ｒ４およびＲ１基は、それらが結合する窒素原子と共に、少なくとも５つの原子を含む複素環式環を形成するか；または
Ｒ４およびＲ３は、それらが結合する窒素原子と共に、少なくとも５つの原子を含む複素環式環を形成し；
それぞれの場合において、アルキルは必要に応じて、ハロ、ハロアルキル、ヒドロキシル、アミノ、チオ、エーテル、エステル、カルボキシ、オキソ、アルデヒド、シクロアルキル、ニトリル、尿素、アミド、カルバメート、およびアリールから独立に選択される１〜３つの置換基で置換されるか；または
それぞれの場合において、アリールは必要に応じて、ハロゲン、アジド、アルキル、ハロアルキル、アラルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、ヒドロキシル、アルコキシル、アミノ、ニトロ、スルフヒドリル、イミノ、アミド、ホスホネート、ホスフィネート、カルボニル、カルボキシル、シリル、エーテル、アルキルチオ、スルホニル、スルホンアミド、ケトン、アルデヒド、エステル、ヘテロシクリル、およびニトリルから独立に選択される１〜５つの置換基で置換され；かつＷは水素またはアルキルであり；
ただし、Ｙが陽イオン性ホスホニウム基である場合ＺおよびＹは同じＲ２炭素上で置換されず；かつＺおよび−ＮＲ４−部分は同じＲ３炭素上で置換されないという条件付きである、
式Ｉの化合物または上記薬学的に許容される塩を提供する。
本発明はさらに、式ＩＩまたは式ＩＩＩの化合物
またはその薬学的に許容されるであって、式中：
Ｚが−ＮＲ５Ｃ（＝Ｏ）ＯＲ５、−ＮＲ５Ｃ（＝Ｏ）ＮＲ５Ｒ５、−Ｏ（Ｃ＝Ｏ）ＮＲ５Ｒ５、−ＳＯ２ＮＲ５Ｒ５、−ＮＲ５ＳＯ２Ｒ５、−ＯＲ５、−ＳＲ５、または−Ｓ−ＳＲ５である場合、Ｚおよび−ＮＲ４−部分は同じＲ３炭素上で置換されないという条件で、Ｚは、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＲ５Ｒ５、−ＮＲ５Ｃ（＝Ｏ）ＯＲ５、−ＮＲ５Ｃ（＝Ｏ）ＮＲ５Ｒ５、−Ｏ（Ｃ＝Ｏ）ＮＲ５Ｒ５、−ＳＯ２ＮＲ５Ｒ５、−ＮＲ５ＳＯ２Ｒ５、−ＯＲ５、−ＳＲ５、−Ｓ−ＳＲ５、−ＣＲ５ＯＨ、または−ＣＲ５ＳＨ２などの官能基であり；かつここでＲ５はそれぞれ独立に、水素、アルキル、アリール、または複素環式であり；
Ｙは、陽イオン性ホスホニウム基、陽イオン性アンモニウム基、または少なくとも１つの正に荷電したアミノ酸残基を含むポリペプチドなどの、ミトコンドリア標的化剤であり；
Ｒ１はそれぞれ独立に、水素、アルキル、またはリン酸基であり；
Ｙが陽イオン性ホスホニウム基であり、グアニジン窒素およびＹは同じＲ２炭素上で置換されないという条件で、Ｒ２は、非存在、またはアルキル、シクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アルキルアリール、アルキルアリールアルキル、またはアリールを含むリストから選択されるリンカーであり；
Ｚおよびグアニジン窒素は、同じＲ３炭素上で置換されないという条件で、Ｒ３は、アルキル、シクロアルキル、アルキルシクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アルキルヘテロシクロアルキル、アルキルアリール、またはアルキルアリールアルキルを含むリストから選択されるスペーサー基であり；
Ｒ４は水素、アルキル、アリール、または複素環式であるか；または
Ｒ４およびＲ１基は、それらが結合する窒素原子と共に、少なくとも５つの原子を含む複素環式環を形成するか；または
Ｒ４およびＲ３は、それらが結合する窒素原子と共に、少なくとも５つの原子を含む複素環式環を形成し；それぞれの場合において、アルキルは必要に応じて、ハロ、ハロアルキル、ヒドロキシル、アミノ、チオ、エーテル、エステル、カルボキシ、オキソ、アルデヒド、シクロアルキル、ニトリル、尿素、アミド、カルバメート、およびアリールから独立に選択される１〜３つの置換基で置換され；
それぞれの場合において、アリールは必要に応じて、ハロゲン、アジド、アルキル、ハロアルキル、アラルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、ヒドロキシル、アルコキシル、アミノ、ニトロ、スルフヒドリル、イミノ、アミド、ホスホネート、ホスフィネート、カルボニル、カルボキシル、シリル、エーテル、アルキルチオ、スルホニル、スルホンアミド、ケトン、アルデヒド、エステル、ヘテロシクリル、およびニトリルから独立に選択される１〜５つの置換基で置換され；かつＷは、水素またはアルキルである、
式ＩＩまたは式ＩＩＩの化合物または上記薬学的に許容される塩を提供する。
本発明はさらに、以下のものを提供する：
式Ｉ、ＩＩ、またはＩＩＩの化合物を含む薬学的組成物；
式Ｉ、ＩＩ、またはＩＩＩの薬学的組成物を、患者においてミトコンドリア機能を増強するために有効な量で投与する工程を含む、ミトコンドリア機能の増強その必要のある患者においてミトコンドリア機能を増強する方法；
式Ｉ、ＩＩ、またはＩＩＩの薬学的組成物を、該患者のミトコンドリアにおいてＡＴＰ産生を増加させるために有効な量で投与する工程を含む、患者のミトコンドリアにおいてＡＴＰ産生を増加させる方法；および
式Ｉ、ＩＩ、またはＩＩＩの薬学的組成物を、該患者においてミトコンドリア関連障害の１つまたはそれより多くの症状を処置するために有効な量で投与する工程を含む、ミトコンドリア関連障害の処置の必要のある患者においてミトコンドリア関連障害を処置する方法。
本発明はさらに、本発明のクレアチン化合物を作製および使用する方法を提供する。
図１は、ＡＴＰおよび組換えＣＰＫの溶液に、クレアチン（５ｍＭ）およびクレアチン化合物１（５ｍＭ、２．５ｍＭ、および１ｍＭ）を加えたときの、ＡＴＰ消費の速度をプロットする棒グラフを示す。クレアチンの添加は、ＡＴＰ加水分解／消費の増加を引き起こした。等モル濃度のＭｉｔｏ−Ｃｒｅａｔｉｎｅ（化合物１）は、クレアチンより有意に高いＡＴＰ加水分解／消費速度を有し、このことは、組換えＣＰＫに対する改善した活性を明らかに示した。
図２は、１０μＭの未改変クレアチンおよび５ｎＭ、１０ｎＭ、５０ｎＭ、および５００ｎＭの濃度の化合物１（「Ｍｉｔｏ−Ｃｒｅａｔｉｎｅ」）を加えたときの、酸素消費速度（％ＯＣＲ）における増加パーセントをプロットした棒グラフを示す。５ｎＭから５００ｎＭまで濃度を増加させた化合物１は、未改変クレアチンと比較して、処理の３０分以内に、酸素消費速度の有意な増加を引き起こした。
図３は、２５ｎＭの化合物１（「Ｍｉｔｏ−Ｃｒｅａｔｉｎｅ」）および化合物２（「Ｎ−メチルＭｉｔｏ−Ｃｒｅａｔｉｎｅ」）を加えたときの、酸素消費速度（％ＯＣＲ）における増加パーセントをプロットした棒グラフを示す。酸素消費速度の増加を、１０μＭのクレアチンを加えたときに測定された酸素消費速度と比較した、酸素消費の増加パーセントとしてプロットする。
図４は、化合物１（「Ｍｉｔｏ−Ｃｒｅａｔｉｎｅ」；２５ｎＭ）および未改変クレアチン（１０μＭ）を加えたときに、複合体Ｉ活性（１分あたりの光学密度の変化として表す）をプロットした棒グラフを示す。化合物１とのインキュベーションは、未改変クレアチンと比較して、３０分以内に複合体Ｉ活性の有意な増加を誘導した。
ミトコンドリア標的化剤などの１つまたはそれより多くの薬剤と作動可能に連結したクレアチンサブユニットを含む改変クレアチン化合物が提供される。代表的な改変クレアチン化合物は、下記に示す一般式で表される：
ここでＡ、Ｂ、およびＣは、組み合わせて、クレアチンサブユニットを示し、Ａはグアニジンまたは改変グアニジン部分を示し、Ｂはスペーサー基を示し、そしてＣは官能基を示し；Ｄは任意選択のリンカーを示し；かつＥは薬剤（ａｇｅｎｔ）を示す。
上記の一般式によって示したように、薬剤Ｅは、典型的にはリンカーＤによってクレアチンサブユニットＡ−Ｂ−Ｃに連結する。いくつかの場合において、リンカーＤは非存在であり得、そして薬剤ＥはクレアチンサブユニットＡ−Ｂ−Ｃに直接結合し得る。薬剤Ｅは、必要に応じてリンカーＤによって、クレアチンサブユニットのあらゆる部分、すなわちグアニジン部分Ａ、スペーサー基Ｂ、または官能基Ｃに結合し得る。
１つの局面において、改変クレアチン化合物を式Ｉ
またはその薬学的に許容される塩によって示し、式中、Ｚは−Ｃ（＝Ｏ）ＮＲ５−、−ＯＣ（＝Ｏ）ＮＲ５−、−ＮＲ５Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−、−ＮＲ５Ｃ（＝Ｏ）ＮＲ５−、−ＳＯ２ＮＲ５−、−ＮＲ５ＳＯ２−、−Ｏ−、−Ｓ−、または−Ｓ−Ｓ−であり、ここでＲ５はそれぞれ独立に水素、アルキル、アリール、または複素環式であり；Ｙは陽イオン性ホスホニウム基、陽イオン性アンモニウム基、または少なくとも１つの正に荷電したアミノ酸残基を含むポリペプチドであり；Ｒ１はそれぞれ独立に水素、アルキル、またはリン酸基であり；Ｒ２は、Ｙが陽イオン性ホスホニウム基である場合ＺおよびＹは同じＲ２炭素上で置換されないという条件で、非存在、アルキル、シクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アルキルアリール、アルキルアリールアルキル、またはアリールであり；Ｒ３は、Ｚおよび−ＮＲ４−部分は、同じＲ３炭素上で置換されないという条件で、アルキル、シクロアルキル、アルキルシクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アルキルヘテロシクロアルキル、アルキルアリール、またはアルキルアリールアルキルであり；Ｒ４は水素、アルキル、またはアリールであるか；またはＲ４およびＲ１基は、それらが結合する窒素原子と共に、少なくとも５つの原子を含む複素環式環を形成するか；またはＲ４およびＲ３は、それらが結合する窒素原子と共に、少なくとも５つの原子を含む複素環式環を形成し；それぞれの場合において、アルキルは必要に応じて、ハロ、ハロアルキル、ヒドロキシル、アミノ、チオ、エーテル、エステル、カルボキシ、オキソ、アルデヒド、シクロアルキル、ニトリル、尿素、アミド、カルバメート、およびアリールから独立に選択される１〜３つの置換基で置換されるか；またはそれぞれの場合において、アリールは必要に応じて、ハロゲン、アジド、アルキル、ハロアルキル、アラルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、ヒドロキシル、アルコキシル、アミノ、ニトロ、スルフヒドリル、イミノ、アミド、ホスホネート、ホスフィネート、カルボニル、カルボキシル、シリル、エーテル、アルキルチオ、スルホニル、スルホンアミド、ケトン、アルデヒド、エステル、ヘテロシクリル、およびニトリルから独立に選択される１〜５つの置換基で置換され；かつＷは水素またはアルキルである。
具体的には、本発明は、式Ｉの化合物であって、式中、Ｚは、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＲ５−、−ＯＣ（＝Ｏ）ＮＲ５−、−ＮＲ５Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−、または−ＮＲ５Ｃ（＝Ｏ）ＮＲ５−であり；ここでＲ５はそれぞれ独立に水素、またはＣ１−６アルキルであり；Ｙは陽イオン性ホスホニウム基であり；Ｒ１はそれぞれ独立に水素、アルキル、またはリン酸基であり；Ｒ２はアルキル、シクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、またはアルキルアリールであり；Ｒ３はアルキル、シクロアルキル、アルキルシクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アルキルヘテロシクロアルキル、またはアルキルアリールであり；Ｒ４は水素、またはＣ１−６アルキルであり；かつＷは水素である、
式Ｉの化合物を提供する。
具体的には、本発明は式Ｉの化合物であって、式中、Ｚは−Ｃ（＝Ｏ）ＮＲ５−であり、ここでＲ５は水素、またはＣ１−６アルキルであり；Ｙは−Ｐ＋（Ｒ’）３Ｘ−であり、ここでＲ’はアルキルまたはアリールであり；かつＸ−は陰イオンであり；Ｒ１はそれぞれ独立に水素、または−ＰＯ３ ２−Ｍであり、ここでＭは、Ｍ＋、またはＭ２＋などの、１または２個の正電荷を有する、金属陽イオンを含む薬学的に許容される陽イオンであり；Ｒ２は直鎖または分岐Ｃ１−８アルキルであり；Ｒ３はアルキル、シクロアルキル、アルキルシクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、またはアルキルヘテロシクロアルキルであり、ここでアルキルは直鎖または分岐Ｃ１−１２アルキルであり、シクロアルキルは３〜８個の炭素原子を含み、ヘテロシクロアルキルは、硫黄、非過酸化酸素、または窒素から選択される、少なくとも１つのヘテロ原子を有する５〜１０原子の環式環であり；Ｒ４は水素、またはＣ１−４アルキルであり；かつＷは水素である、
式Ｉの化合物を提供する。
具体的には、本発明は式Ｉの化合物であって、式中、Ｚは−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨであり、Ｙは−Ｐ＋（フェニル）３Ｘ−であり、ここでＸ−はクロライド、またはトリフルオロアセテートであり；Ｒ１は水素であり；Ｒ２はＣ１−８アルキルであり；Ｒ３はＣ１−６アルキル、シクロアルキルが３〜６個の炭素原子を含むＣ１−６アルキルシクロアルキル、またはヘテロシクロアルキルが窒素原子を有する５〜６個の原子の環式環であるＣ１−６アルキルヘテロシクロアルキルであり；かつＲ４はメチルである、
式Ｉの化合物を提供する。
具体的には、Ｚが−Ｃ（＝Ｏ）ＮＲ５−であり、かつＲ５が水素、またはＣ１−６アルキルである式Ｉの化合物。
具体的には、Ｚが−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−である式Ｉの化合物。
具体的には、陽イオン性ホスホニウム基が、−Ｐ＋（Ｒ’）３Ｘ−から選択される式Ｉの化合物（式中、Ｒ’はアルキル、またはアリールであり；かつＸ−は陰イオンである）。
具体的には、Ｒ’がフェニルであり；かつＸ−がクロライド、またはトリフルオロアセテートである式Ｉの化合物。
具体的には、少なくとも１つのＲ１が水素である式Ｉの化合物。
具体的には、両方のＲ１が水素である式Ｉの化合物。
具体的には、１つのＲ１が水素であり、他方のＲ１が−ＰＯ３ ２−Ｍである式Ｉの化合物。
具体的には、Ｒ２が直鎖または分岐Ｃ１−２０アルキルである式Ｉの化合物。
具体的には、Ｒ２がＣ３−８アルキルである式Ｉの化合物。
具体的には、Ｒ３がアルキル、シクロアルキル、アルキルシクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、またはアルキルヘテロシクロアルキルである式Ｉの化合物であって、ここでアルキルが直鎖または分岐である式Ｉの化合物。
具体的には、Ｒ３がＣ１−８アルキルである式Ｉの化合物。
具体的には、Ｒ３がＣ１−６アルキルシクロアルキルである式Ｉの化合物であって、ここでシクロアルキルが３〜８個の炭素原子を含む式Ｉの化合物。
具体的にはＲ３がＣ１−６アルキルシクロアルキルである式Ｉの化合物であって、ここでシクロアルキルが３〜６個の炭素原子を含む式Ｉの化合物。
具体的には、Ｒ３がＣ１−６アルキルヘテロシクロアルキルである式Ｉの化合物であって、ここでヘテロシクロアルキルが、硫黄、非過酸化酸素、または窒素から選択される、少なくとも１つのヘテロ原子を有する３〜１０原子の環式環である式Ｉの化合物。
具体的には、Ｒ３がＣ１−６アルキルヘテロシクロアルキルである式Ｉの化合物であって、ここでヘテロシクロアルキルが、５〜６原子の環式環である式Ｉの化合物。
具体的には、Ｒ４が水素またはＣ１−４アルキルである式Ｉの化合物。
具体的には、Ｒ４がメチルである式Ｉの化合物。
本発明はさらに、式Ｉの化合物であって式中のＸ−が陰イオンである式ＩＸ
の薬学的に許容される塩である、式Ｉの化合物を提供する。
本発明はさらに、式ＩＩまたはＩＩＩ
の化合物、またはその薬学的に許容される塩であって、式中。Ｚは官能基であり；Ｙはミトコンドリア標的化剤、陽イオン性アンモニウム基、または少なくとも１つの正に荷電したアミノ酸残基を含むポリペプチドであり；Ｒ１はそれぞれ独立に水素、アルキル、またはリン酸基であり；Ｒ２は非存在、またはリンカーであり；Ｒ３はスペーサー基であり；Ｒ４は水素、アルキル、アリール、または複素環式であるか；またはＲ４およびＲ１基は、それらが結合する窒素原子と共に、少なくとも５つの原子を含む複素環式環を形成するか；またはＲ４およびＲ３は、それらが結合する窒素原子と共に、少なくとも５つの原子を含む複素環式環を形成し；それぞれの場合において、アルキルは必要に応じて、ハロ、ハロアルキル、ヒドロキシル、アミノ、チオ、エーテル、エステル、カルボキシ、オキソ、アルデヒド、シクロアルキル、ニトリル、尿素、アミド、カルバメート、およびアリールから独立に選択される１〜３つの置換基で置換され；それぞれの場合において、アリールは必要に応じて、ハロゲン、アジド、アルキル、ハロアルキル、アラルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、ヒドロキシル、アルコキシル、アミノ、ニトロ、スルフヒドリル、イミノ、アミド、ホスホネート、ホスフィネート、カルボニル、カルボキシル、シリル、エーテル、アルキルチオ、スルホニル、スルホンアミド、ケトン、アルデヒド、エステル、ヘテロシクリル、およびニトリルから独立に選択される１〜５つの置換基で置換され；かつＷは水素またはアルキルであり；ただし、Ｚが−ＮＲ５Ｃ（＝Ｏ）ＯＲ５、−ＮＲ５Ｃ（＝Ｏ）ＮＲ５Ｒ５、−Ｏ（Ｃ＝Ｏ）ＮＲ５Ｒ５、−ＳＯ２ＮＲ５Ｒ５、−ＮＲ５ＳＯ２Ｒ５、−ＯＲ５、−ＳＲ５、または−Ｓ−ＳＲ５である場合、Ｚおよび−ＮＲ４−部分が同じＲ３炭素上で置換されないという条件；およびＹが陽イオン性ホスホニウム基である場合、窒素およびＹは同じＲ２炭素上で置換されないという条件付きである、
式ＩＩまたは式ＩＩＩの化合物または上記薬学的に許容される塩を提供する。
具体的には、式ＩＩまたはＩＩＩの化合物であって、式中、Ｚが−Ｃ（＝Ｏ）Ｎ（Ｒ５）２、−Ｃ（＝Ｏ）Ｎ（Ｒ５）２、−ＮＲ５Ｃ（＝Ｏ）Ｏ（Ｒ５）、−ＮＲ５Ｃ（＝Ｏ）Ｎ（Ｒ５）２、−ＳＯ２Ｎ（Ｒ５）２、−ＮＲ５ＳＯ２Ｒ５、−Ｏ（Ｒ５）、−Ｓ（Ｒ５）、−Ｓ−Ｓ（Ｒ５）、−Ｃ（Ｒ５）２ＯＨ、または−Ｃ（Ｒ５）２ＳＨであり；ここでＲ５は水素、アルキル、アリール、または複素環式であり；Ｙは陽イオン性ホスホニウム基、触媒性アンモニウム基、または少なくとも１つの正に荷電したアミノ酸残基を含むポリペプチドであり；Ｒ１は独立に水素、アルキル、またはリン酸基であり；Ｒ２は非存在、アルキル、シクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アルキルアリール、アルキルアリールアルキル、またはアリールであり；Ｒ３はアルキル、シクロアルキル、アルキルシクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アルキルヘテロシクロアルキル、アルキルアリール、またはアルキルアリールアルキルであり；Ｒ４は水素、アルキル、またはアリールであり；かつＷは水素またはアルキルであり；ただし、Ｙが陽イオン性ホスホニウム基である場合、ＺおよびＹは同じＲ２炭素上で置換されないという条件付き；およびＺおよびグアニジン窒素は同じＲ３炭素上で置換されないという条件付きである、式ＩＩまたはＩＩＩの化合物。
具体的には、式ＩＩまたはＩＩＩの化合物は、式中、Ｚが−Ｃ（＝Ｏ）Ｎ（Ｒ５）２、−Ｃ（＝Ｏ）Ｎ（Ｒ５）２、−ＮＲ７Ｃ（＝Ｏ）Ｏ（Ｒ５）、または−ＮＲ５Ｃ（＝Ｏ）Ｎ（Ｒ５）２、−ＳＯ２Ｎ（Ｒ５）２であり、ここでＲ５はそれぞれ独立に水素、またはＣ１−６アルキルであり；Ｙは陽イオン性ホスホニウム基であり；Ｒ１はそれぞれ独立に水素、アルキル、またはリン酸基であり；Ｒ２はアルキル、シクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、またはアルキルアリールであり；Ｒ３はアルキル、シクロアルキル、アルキルシクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アルキルヘテロシクロアルキル、またはアルキルアリールであり；かつＲ４は水素、またはＣ１−６アルキルであり；かつＷは水素であり；ただし、Ｙが陽イオン性ホスホニウム基である場合、ＺおよびＹは同じＲ２炭素上で置換されないという条件付き；およびＺおよびグアニジン窒素は同じＲ３炭素上で置換されないという条件付きである。
具体的には、式中Ｘ−が陰イオンである式ＩＩまたはＩＩＩの化合物は、式ＩＩＸ、またはＩＩＩＸの薬学的に許容される塩である。
組換えＣＰＫに対する改変クレアチン化合物の活性を決定するためのインビトロアッセイ、および改変クレアチン化合物の、細胞における酸素消費速度（ＯＣＲ）および複合体Ｉ（ＣＩ）活性増加させる能力を測定するためのアッセイを本明細書中で記載する。
いくつかの局面において、１つまたはそれより多くのクレアチン化合物、および１つまたはそれより多くの薬学的に許容される賦形剤および／もしくはキャリアを含む薬学的組成物を使用して、ミトコンドリア機能を改変する、またはミトコンドリア障害の１つまたはそれより多くの症状を処置することが記載される。本明細書中で記載される化合物を、腸内（例えば経口）、非経口（例えば静脈内）、または局所（例えば経皮）を含む、様々な投与経路のために製剤化し得る。
いくつかの局面において、薬学的組成物を投与して、ミトコンドリアの様々な疾患または障害を処置し得る。代表的な疾患および障害としては、ミトコンドリア性筋障害（例えばカーンズ・セイヤー症候群、リー症候群、ミトコンドリアＤＮＡ欠乏症候群（ＭＤＳ）、ミトコンドリア脳筋障害、乳酸アシドーシス、および脳卒中様エピソード（ＭＥＬＡＳ））、もじゃもじゃ赤色線維（ｒａｇｇｅｄ ｒｅｄ ｆｉｂｅｒｓ）を伴うミオクローヌスてんかん（ＭＥＲＲＦ）、ミトコンドリア神経胃腸脳筋障害（ＭＮＧＩＥ）、神経障害、運動失調、網膜色素変性症（ＮＡＲＰ）、および進行性外眼筋麻痺症（ＰＥＯ）が挙げられるがこれに限らない。
さらに、別の局面において、本明細書中で開示される化合物を使用して、クレアチン欠損症候群、関節炎、うっ血性心不全、非活動性委縮、脳回転状委縮、ハンチントン病、パーキンソン病、およびマッカードル病の１つまたはそれより多くの症状を処置し得る。
別の局面において、式Ｉ、ＩＩ、およびＩＩＩの化合物を合成する方法が開示される。
開示される内容の記載および請求において、以下の用語を下記で述べる定義に従って使用する。
本明細書および添付の特許請求の範囲において使用される場合、単数形「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、文脈が明らかに他を指示しなければ、複数の指示対象を含むことに注意しなければならない。従って、例えば「化合物」を含む組成物への言及は、２つまたはそれより多くの化合物の混合物を含む。「ｏｒ」という用語は一般的に、文脈が明らかに他を指示しなければ、「および／または（ａｎｄ／ｏｒ）」を含む意味で採用されることにも注意しなければならない。
様々な炭化水素含有部分の炭素原子含有量を、その部分の炭素原子の最小数および最大数を示す接頭辞によって示す、すなわち、接頭辞Ｃｉ−ｊまたはＣｉ−Ｃｊは、整数「ｉ」から整数「ｊ」までの炭素原子の全てを含んだ部分を示す。従って、例えばＣ１−４アルキルは、１から４個の炭素原子の全てを含んだアルキルを指す。
「アルキル」は、本明細書中で使用される場合、直鎖アルキル基、直鎖アルケニル基、または直鎖アルキニル基、分岐鎖アルキル基、分岐鎖アルケニル基、または分岐鎖アルキニル基、シクロアルキル基、シクロアルケニル基、またはシクロアルキニル（脂環式）基、アルキル置換シクロアルキル基、アルキル置換シクロアルケニル基、またはアルキル置換シクロアルキニル基、およびシクロアルキル置換アルキル基、シクロアルキル置換アルケニル基、またはシクロアルキル置換アルキニル基を含む、飽和または不飽和脂肪族基のラジカルを指す。他に示されなければ、直鎖または分岐鎖アルキルは、バックボーンに３０またはそれより少ない炭素原子（例えば直鎖でＣ１−Ｃ３０、分岐鎖でＣ３−Ｃ３０）、より具体的には２０またはそれより少ない炭素原子、より具体的には１２またはそれより少ない炭素原子、および最も具体的には８またはそれより少ない炭素原子を有する。同様に、いくつかのシクロアルキルは、その環構造に、３〜１０個の炭素原子、およびより具体的には該環構造に５、６、または７個の炭素を有する。上記で提供される範囲は、最小値および最大値の間の全ての値を包含する。
上記アルキル基をまた、ハロゲン、ヒドロキシ、アミノ、チオ、エーテル、エステル、カルボキシ、オキソ、およびアルデヒド基を含むがこれに限らない、１つまたはそれより多くの基で置換し得る。該アルキル基はまた、炭素バックボーンに１つまたはそれより多くのヘテロ原子を含み得る。具体的には、該炭素バックボーンに組み込まれるヘテロ原子は、酸素、窒素、硫黄、およびその組み合わせである。ある特定の実施態様において、上記アルキル基は、１および４個の間のヘテロ原子を含む。
「アルケニル」および「アルキニル」は、本明細書中で使用される場合、上記で記載したアルキル基と長さ（例えばＣ２−Ｃ３０）および可能性のある置換が類似した、１つまたはそれより多くの二重結合または三重結合を含む不飽和脂肪族基を指す。
「アリール」は、本明細書中で使用される場合、５員芳香族環、６員芳香族環、および７員芳香族環を指す。上記環は、必要に応じてハロゲン基、アルキル基、アルケニル基、およびアルキニル基で置換された、炭素環式環系、複素環式環系、縮合炭素環式環系、縮合複素環式環系、二炭素環式環系、または二複素環式環系であり得る。広く定義して、「Ａｒ」は、本明細書中で使用される場合、ゼロから４つのヘテロ原子を含み得る、５員の、６員の、および７員の単環式芳香族基、例えばベンゼン、ピロール、フラン、チオフェン、イミダゾ−ル、オキサゾール、チアゾール、トリアゾール、ピラゾール、ピリジン、ピラジン、ピリダジン、およびピリミジン等を包含する。環構造中にヘテロ原子を有するそれらのアリール基はまた、「ヘテロアリール」、「アリールヘテロ環」、または「複素環式芳香族（ｈｅｔｅｒｏａｒｏｍａｔｉｃ）」と呼ばれ得る。上記芳香族環を、１つまたはそれより多くの環位置で、上記で記載したような置換基、例えばハロゲン、アジド、アルキル、ハロアルキル、アラルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、ヒドロキシル、アルコキシル、アミノ、ニトロ、スルフヒドリル、イミノ、アミド、ホスホネート、ホスフィネート、カルボニル、カルボキシル、シリル、エーテル、アルキルチオ、スルホニル、スルホンアミド、ケトン、アルデヒド、エステル、ヘテロシクリル、芳香族または複素芳香族部分、−ＣＦ３、または−ＣＮ等で置換し得る。「Ａｒ」という用語はまた、２つまたはそれ以上の炭素が２つの隣接する環で共通である（その環は「縮合環」である）２つまたはそれ以上の環式環を有する、多環式環系を含み、ここで該環の少なくとも１つは芳香族であり、例えば他方の環式環はシクロアルキル、シクロアルケニル、シクロアルキニル、アリールおよび／または複素環であり得る。複素環式環の例としては、ベンズイミダゾリル、ベンゾフラニル、ベンゾチオフラニル、ベンゾチオフェニル、ベンゾオキサゾリル、ベンゾオキサゾリニル、ベンズチアゾリル、ベンズトリアゾリル、ベンズテトラゾリル、ベンズイソオキサゾリル、ベンズイソチアゾリル、ベンズイミダゾリニル、カルバゾリル、４ａＨカルバゾリル、カルボリニル、クロマニル、クロメニル、シンノリニル、デカヒドロキノリニル、２Ｈ，６Ｈ−１，５，２−ジチアジニル、ジヒドロフロ［２，３ｂ］テトラヒドロフラン、フラニル、フラザニル、イミダゾリジニル、イミダゾリニル、イミダゾリル、１Ｈ−インダゾリル、インドレニル、インドリニル、インドリジニル、インドリル、３Ｈ−インドリル、イサチノイル、イソベンゾフラニル、イソクロマニル、イソインダゾリル、イソインドリニル、イソインドリル、イソキノリニル、イソチアゾリル、イソオキサゾリル、メチレンジオキシフェニル、モルフォリニル、ナフチリジニル、オクタヒドロイソキノリニル、オキサジアゾリル、１，２，３−オキサジアゾリル、１，２，４−オキサジアゾリル、１，２，５−オキサジアゾリル、１，３，４−オキサジアゾリル、オキサゾリジニル、オキサゾリル、オキシインドリル、ピリミジニル、フェナントリジニル、フェナントロリニル、フェナジニル、フェノチアジニル、フェノキサチニル、フェノキサジニル、フタラジニル、ピペラジニル、ピペリジニル、ピペリドニル、４−ピペリドニル、ピペロニル、プテリジニル、プリニル、ピラニル、ピラジニル、ピラゾリジニル、ピラゾリニル、ピラゾリル、ピリダジニル、ピリドオキサゾール、ピリドイミダゾ−ル、ピリドチアゾール、ピリジニル、ピリジル、ピリミジニル、ピロリジニル、ピロリニル、２Ｈ−ピロリル、ピロリル、キナゾリニル、キノリニル、４Ｈ−キノリジニル、キノキサリニル、キヌクリジニル、テトラヒドロフラニル、テトラヒドロイソキノリニル、テトラヒドロキノリニル、テトラゾリル、６Ｈ−１，２，５−チアジアジニル、１，２，３−チアジアゾリル、１，２，４−チアジアゾリル、１，２，５−チアジアゾリル、１，３，４−チアジアゾリル、チアントレニル、チアゾリル、チエニル、チエノチアゾリル、チエノオキサゾリル、チエノイミダゾリル、チオフェニルおよびキサンテニルが挙げられるがこれに限らない。
「アルキルアリール」は、本明細書中で使用される場合、アリール基で置換されたアルキル基を指す（例えば芳香族またはヘテロ芳香族基）。
「複素環」または「複素環式」は、本明細書中で使用される場合、３〜１０個の環原子、および特に、炭素および、それぞれ非過酸化酸素、硫黄、およびＮ（Ｙ）から成る群から選択される、１から４個のヘテロ原子から成る、５〜６個の環原子を含む、単環式環または二環式環の環炭素または窒素を介して結合した環状ラジカルを指し、ここでＹは非存在、またはＨ、Ｏ、（Ｃ１−４）アルキル、フェニル、またはベンジルであり、そして必要に応じて１つまたはそれより多くの二重結合または三重結合を含み、そして必要に応じて１つまたはそれより多くの置換基で置換される。「複素環」という用語はまた、置換および非置換ヘテロアリール環を包含する。複素環式環の例としては、ベンズイミダゾリル、ベンゾフラニル、ベンゾチオフラニル、ベンゾチオフェニル、ベンゾオキサゾリル、ベンゾオキサゾリニル、ベンズチアゾリル、ベンズトリアゾリル、ベンズテトラゾリル、ベンズイソオキサゾリル、ベンズイソチアゾリル、ベンズイミダゾリニル、カルバゾリル、４ａＨ−カルバゾリル、カルボリニル、クロマニル、クロメニル、シンノリニル、デカヒドロキノリニル、２Ｈ，６Ｈ−１，５，２−ジチアジニル、ジヒドロフロ［２，３−ｂ］テトラヒドロフラン、フラニル、フラザニル、イミダゾリジニル、イミダゾリニル、イミダゾリル、１Ｈ−インダゾリル、インドレニル、インドリニル、インドリジニル、インドリル、３Ｈ−インドリル、イサチノイル、イソベンゾフラニル、イソクロマニル、イソインダゾリル、イソインドリニル、イソインドリル、イソキノリニル、イソチアゾリル、イソオキサゾリル、メチレンジオキシフェニル、モルフォリニル、ナフチリジニル、オクタヒドロイソキノリニル、オキサジアゾリル、１，２，３−オキサジアゾリル、１，２，４−オキサジアゾリル、１，２，５−オキサジアゾリル、１，３，４−オキサジアゾリル、オキサゾリジニル、オキサゾリル、オキシインドリル、ピリミジニル、フェナントリジニル、フェナントロリニル、フェナジニル、フェノチアジニル、フェノキサチニル、フェノキサジニル、フタラジニル、ピペラジニル、ピペリジニル、ピペリドニル、４−ピペリドニル、ピペロニル、プテリジニル、プリニル、ピラニル、ピラジニル、ピラゾリジニル、ピラゾリニル、ピラゾリル、ピリダジニル、ピリドオキサゾール、ピリドイミダゾ−ル、ピリドチアゾール、ピリジニル、ピリジル、ピリミジニル、ピロリジニル、ピロリニル、２Ｈ−ピロリル、ピロリル、キナゾリニル、キノリニル、４Ｈ−キノリジニル、キノキサリニル、キヌクリジニル、テトラヒドロフラニル、テトラヒドロイソキノリニル、テトラヒドロキノリニル、テトラゾリル、６Ｈ−１，２，５−チアジアジニル、１，２，３−チアジアゾリル、１，２，４−チアジアゾリル、１，２，５−チアジアゾリル、１，３，４−チアジアゾリル、チアントレニル、チアゾリル、チエニル、チエノチアゾリル、チエノオキサゾリル、チエノイミダゾリル、チオフェニルおよびキサンテニルが挙げられるがこれに限らない。
「ヘテロアリール」は、本明細書中で使用される場合、炭素および、それぞれ非過酸化酸素、硫黄、およびＮ（Ｙ）から成る群から選択される、１、２、３、または４個のヘテロ原子から成る５個または６個の環原子を含む、単環式の芳香族環を指し、ここでＹは非存在、またはＨ、Ｏ、（Ｃ１−Ｃ８）アルキル、フェニル、またはベンジルである。ヘテロアリール基の制限しない例としては、フリル、イミダゾリル、トリアゾリル、トリアジニル、オキサゾイル（ｏｘａｚｏｙｌ）、イソオキサゾイル（ｉｓｏｘａｚｏｙｌ）、チアゾリル、イソチアゾイル（ｉｓｏｔｈｉａｚｏｙｌ）、ピラゾリル、ピロリル、ピラジニル、テトラゾリル、ピリジル（またはそのＮ−酸化物）、チエニル、ピリミジニル（またはそのＮ−酸化物）、インドリル、イソキノリル（またはそのＮ−酸化物）、およびキノリル（またはそのＮ−酸化物）等が挙げられる。「ヘテロアリール」という用語は、それ由来の約８から１０個の環原子のオルト縮合二環式複素環のラジカル、特にベンズ誘導体またはプロピレン、トリメチレン、またはテトラメチレンジラジカルをそれに縮合することによって得られるものを含み得る。ヘテロアリールの例は、フリル、イミダゾリル、トリアゾリル、トリアジニル、オキサゾイル（ｏｘａｚｏｙｌ）、イソオキサゾイル（ｉｓｏｘａｚｏｙｌ）、チアゾリル、イソチアゾイル（ｉｓｏｔｈｉａｚｏｙｌ）、ピラキソリル（ｐｙｒａｘｏｌｙｌ）、ピロリル、ピラジニル、テトラゾリル、ピリジル（またはそのＮ−酸化物）、チエニル、ピリミジニル（またはそのＮ−酸化物）、インドリル、イソキノリル（またはそのＮ−酸化物）、キノリル（またはそのＮ−酸化物）等であり得る。
「ハロゲン」は、本明細書中で使用される場合、フッ素、塩素、臭素、またはヨウ素を指す。
本明細書中で使用される「置換された」という用語は、本明細書中で記載される化合物の、全ての許容される置換基を指す。最も広い意味において、該許容される置換基は、有機化合物の、非環式および環式、分岐および非分岐、炭素環式および複素環式、芳香族および非芳香族置換基を含む。例示的な置換基としては、ハロゲン、ヒドロキシル基、または直鎖、分岐、または環状構造様式でグループ化される、あらゆる数の炭素原子、特に１〜１４個の炭素原子を含む、および必要に応じて酸素、硫黄、または窒素などの、１つまたはそれより多くのヘテロ原子を含む、あらゆる他の有機基（ｏｒｇａｎｉｃ ｇｒｏｕｐｉｎｇ）を含むがこれに限らない。代表的な置換基としては、アルキル、置換アルキル、アルケニル、置換アルケニル、アルキニル、置換アルキニル、フェニル、置換フェニル、アリール、置換アリール、ヘテロアリール、置換ヘテロアリール、ハロ、ヒドロキシル、アルコキシ、置換アルコキシ、フェノキシ、置換フェノキシ、アロキシ、置換アロキシ、アルキルチオ、置換アルキルチオ、フェニルチオ、置換フェニルチオ、アリールチオ、置換アリールチオ、シアノ、イソシアノ、置換イソシアノ、カルボニル、置換カルボニル、カルボキシル、置換カルボキシル、アミノ、置換アミノ、アミド、置換アミド、スルホニル、置換スルホニル、スルホン酸、ホスホリル、置換ホスホリル、ホスホニル、置換ホスホニル、ポリアリール、置換ポリアリール、Ｃ３−Ｃ２０環式、置換Ｃ３−Ｃ２０環式、複素環式、置換複素環式、アミノ酸、ペプチド、およびポリペプチド基が挙げられる。
窒素などのヘテロ原子は、該ヘテロ原子の原子価を満たす、本明細書中で記載される有機化合物の、水素置換基および／またはあらゆる許容される置換基を有し得る。「置換」または「置換された」は、そのような置換が、置換原子および置換基の許容される原子価に従うという、かつ該置換は、安定な化合物、すなわち再配置、環化、脱離等によるなどの変換を自発的に受けない化合物を生じるという絶対条件を包含する。
「薬学的に許容される塩」という用語は、本明細書中で使用される場合、本明細書中で定義された化合物の誘導体であって、ここで該親化合物が、その酸塩または塩基塩を作製することによって改変される、および／またはホスホニウム陽イオンまたはアンモニウム陽イオンが存在する誘導体を指す。薬学的に許容される塩の例としては、アミンなどの塩基性残基の鉱酸塩または有機酸塩；およびカルボン酸などの酸性残基のアルカリ塩または有機塩が挙げられるがこれに限らない。その薬学的に許容される塩は、例えば無毒性の無機酸または有機酸から形成される、親化合物の従来の無毒性塩または第四アンモニウム塩を含む。そのような従来の無毒性塩としては、塩酸、臭化水素酸、硫酸、スルファミン酸、リン酸、および硝酸などの無機酸由来の塩；および酢酸塩、プロピオン酸塩、コハク酸塩、グリコール酸塩、ステアリン酸塩、乳酸塩、リンゴ酸塩、酒石酸塩、クエン酸塩、アスコルビン酸塩、パモ酸塩、マレイン酸塩、ヒドロキシマレイン酸塩、フェニル酢酸塩、グルタミン酸塩、安息香酸塩、サリチル酸塩、スルファニル酸塩、２−アセトキシ安息香酸塩、フマル酸塩、トルエンスルホン酸塩（ｔｏｌｕｎｅｓｕｌｆｏｎｉｃ ｓａｌｔ）、ナフタレンスルホン酸塩、メタンスルホン酸塩、エタンジスルホン酸塩、シュウ酸塩、およびイセチオン酸塩などの有機酸から調製される塩が挙げられる。
化合物の薬学的に許容される酸塩または塩基塩を、従来の化学的方法によって、塩基性部分または酸性部分を含む親化合物から合成し得る。一般的に、これらの化合物の遊離の酸または塩基形態を化学量論的な量の適当な塩基または酸と、水中で、または有機溶媒中で、またはその２つの混合物中で反応させることによって、そのような塩を調製し得る；一般的に、エーテル、酢酸エチル、エタノール、イソプロパノール、またはアセトニトリルのような非水性媒体が例である。存在することが選択される場合、ホスホニウムイオンの陰イオン対イオンを、ホスフィンの四級化（ｑｕａｔｅｒｎｉｚａｔｉｏｎ）の直接的な結果、および１つの対イオンを別のものの代わりに置き換えるイオン交換の適用を含む、様々な方法によって調製し得る。適当な塩および対イオンのリストが、Ｒｅｍｉｎｇｔｏｎ’ｓ Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ、第２０版、Ｌｉｐｐｉｎｃｏｔｔ Ｗｉｌｌｉａｍｓ ＆ Ｗｉｌｋｉｎｓ、Ｂａｌｔｉｍｏｒｅ、ＭＤ、２０００、７０４頁；および「Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｆ Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ Ｓａｌｔｓ： Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ、Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ、ａｎｄ Ｕｓｅ」、Ｐ．Ｈｅｉｎｒｉｃｈ ＳｔａｈｌおよびＣａｍｉｌｌｅ Ｇ．Ｗｅｒｍｕｔｈ編、Ｗｉｌｅｙ−ＶＣＨ、Ｗｅｉｎｈｅｉｍ、２００２において見出される。
本明細書中で一般的に使用される場合、「薬学的に許容される」は、妥当な利益／危険比と釣り合った、健全な医学的判断の範囲内で、過剰な毒性、刺激、アレルギー反応、または他の問題または合併症無しに、ヒトおよび動物の組織と接触して使用するために適当であるこれらの化合物、材料、組成物、および／または剤形を指す。薬学的に許容されるキャリアおよび／または賦形剤は、米国食品医薬品局によって、一般的に安全であると認識される（ＧＲＡＳ）化合物または材料を含むものを含む。
「宿主」という用語は、本明細書中で使用される場合、霊長類、ヒト、イヌ、ネコ、ウシ、ブタ、およびヒツジ等のような哺乳類を含むがこれに限らない、ミトコンドリアを有する多細胞生物を指す。
「ミトコンドリア代謝物」という用語は、本明細書中で使用される場合、ミトコンドリアで起こる代謝の開始材料である、中間体である、または最終産物である有機化合物を指す。
「作動可能に連結した」という用語は、本明細書中で使用される場合、構成要素がその通常の機能を行うように構成された並置を指す。例えば、化合物に作動可能に連結したミトコンドリア標的化剤は、連結した化合物を、ミトコンドリアに向ける。いくつかの実施態様において、該連結した化合物は、ミトコンドリアにおいて生物学的活性を維持する。あるいは、該化合物を標的化剤に結合するリンカーまたは官能基の切断によって、該化合物を放出し得る。該官能基またはリンカーを、加水分解および酵素的切断を含む様々なメカニズムによって切断し得る。
「プロドラッグ」という用語は、本明細書中で使用される場合、不活性な（または有意に活性の低い）形態で投与される薬理学的物質（薬剤）を指す。一旦投与されたら、該プロドラッグは体内（インビボ）で活性化合物に代謝される。
「クレアチンサブユニット」という用語は、本明細書中で使用される場合、クレアチン由来の化学構造を有する化合物の部分を指す。クレアチンサブユニットは典型的に、グアニジンまたは改変グアニジン部分、スペーサー基、および官能基を含む。代表的なクレアチンサブユニットを下記で示し：
ここで変数は上記で定義するとおりである。
「スペーサー基」という用語は、本明細書中で使用される場合、グアニジンまたは改変グアニジン部分を官能基に連結する、クレアチンサブユニットの部分を指す。
「リンカー」または「連結基」という用語は、本明細書中で使用される場合、最低二価であり、そしてクレアチンサブユニットを薬剤に連結する基または部分を指す。上記リンカーは、オリゴマー鎖およびポリマー鎖を含む、原子のあらゆる集合から成り得る；しかし、スペーサー基内の原子の合計数は、具体的には３および２００原子の間、より具体的には３および１５０原子の間、より具体的には３および１００原子の間、最も具体的には３および５０原子の間である。いくつかの実施態様において、上記リンカーは親水性である。いくつかの実施態様において、上記リンカーは、アルキル基、アルキルアリール基、オリゴエチレングリコール鎖またはポリエチレングリコール鎖、またはオリゴ（アミノ酸）鎖またはポリ（アミノ酸）鎖である。いくつかの実施態様において、上記リンカーはまた、ジスルフィド基などの１つまたはそれより多くの切断可能なサブユニット、エステルまたはアミドなどの１つまたはそれより多くの加水分解可能な官能基、ポリヒスチジン−ニッケルキレート複合体などの１つまたはそれより多くの金属複合体、１つまたはそれより多くの水素結合ドナー−アクセプターペア、１つまたはそれより多くの生体分子／生物共役体ペア（ビオチン−アビジンペアまたはビオチン−ストレプトアビジンペアなど）、およびその組み合わせを含み得る。
「治療的に有効」という用語は、本明細書中で使用される場合、使用した組成物の量が、疾患または障害の１つまたはそれより多くの原因または症状を軽減させるために十分な量であることを意味する。そのような軽減は、減少または変化を必要とするのみであり、必ずしも除去を必要としない。本明細書中で使用される場合、「治療的に有効な量」、「治療量」、および「薬剤学的に有効な量」という用語は同義である。当業者は、適当な治療量を容易に決定し得る。
「アナログ」および「誘導体」という用語は、本明細書中で交換可能に使用され、かつ親化合物と同様の構造を有するが、１つまたはそれより多くのある特定の構成要素における差異によって親化合物と異なる化合物を指す。上記アナログまたは誘導体は、他の原子、官能基、または部分構造で置き換えられる１つまたはそれより多くの原子、官能基、または部分構造において、親化合物と異なり得る。アナログまたは誘導体は、少なくとも理論的には、いくつかの化学的または物理的過程を介して親化合物から形成されると考えられ得る。
一般的に、リンカー（Ｄ）は単一の薬剤（Ｅ）をクレアチンサブユニットに連結する。他の場合、クレアチンサブユニットは、複数の薬剤に連結される。そのような化合物において、該複数の薬剤は、同じであっても異なっていてもよい。いくつかの実施態様において、複数の薬剤を単一のリンカーに連結し、それをクレアチンサブユニットに連結する。他の実施態様において、クレアチンサブユニットを、複数の位置において、必要に応じてリンカーを介して連結された、１つまたはそれより多くの薬剤で置換する。
改変クレアチン化合物の場合、クレアチンサブユニット、リンカー、および１つまたはそれより多くの薬剤は、下記で記載するもののいずれかであり得る。いくつかの場合において、薬剤は、該改変クレアチン部分を細胞内に選択的に局在化するように機能する標的化剤である。いくつかの実施態様において、上記改変クレアチン化合物は、ミトコンドリア標的化剤と作動可能に連結したクレアチンサブユニットを含む。
いくつかの実施態様において、改変クレアチン化合物は、ミトコンドリア標的化剤に結合したクレアチンサブユニットを含む。いくつかの場合において、上記クレアチンサブユニットは、ミトコンドリア標的化剤に直接結合している。他の実施態様において、上記ミトコンドリア標的化剤は、リンカーによってクレアチンサブユニットに結合する。該リンカーを、グアニジン部分、スペーサー基、または官能基などの、クレアチンサブユニットのあらゆる部分に連結し得る。
クレアチン化合物を標的化剤に連結することによって、該改変クレアチン化合物を、細胞内に選択的に局在化するよう標的化し得る。１つの実施態様において、上記改変クレアチン化合物は、１つまたはそれより多くのミトコンドリア標的化剤と連結した、結合した、共役した、会合した、または機能化したクレアチンサブユニットを含む。いくつかの例において、上記クレアチン部分は、上記標的化剤と連結した場合、その生物学的活性を維持する。
いくつかの実施態様において、ミトコンドリアへ入るときに、上記クレアチン部分は上記標的化剤から切断される。該クレアチン部分は、単純な加水分解または酵素によるものを含む様々なメカニズムによって放出され得る。１つの実施態様において、上記クレアチン部分は、標的化剤に直接結合しており、そしてクレアチン部分は加水分解によって、および／または酵素的に放出される。別の実施態様において、上記クレアチン部分はリンカーを介して上記標的化剤と結合しており、そして該リンカーが加水分解によって、および／または酵素的に切断される。
いくつかの実施態様において、上記リンカーは、ミトコンドリア内で切断される非ペプチドリンカーである。他の実施態様において、上記リンカーは、ミトコンドリア内で切断されるペプチドリンカーである。さらに他の実施態様において、そのクレアチン部分が所望の生物学的活性を維持する限り、該クレアチン部分は、標的化剤から切断されない。
代表的な改変クレアチン化合物は、以下のものを含むがこれに限らない：
ここでｎは１および１２の間、より具体的には１および８の間、最も具体的には１および６の間の整数であり；Ｒ５は上記で定義されるとおりであり；ＪおよびＫは、存在する場合、上記で定義したＸを指し；かつＭは、存在する場合、上記で定義した薬学的に許容される陽イオンである。
他の改変クレアチン化合物は、以下のものを含むがこれに限らない：
ここでＭ、Ｊ、およびＫは上記で定義されるとおりである。
いくつかの実施態様において、式Ｉの改変クレアチン化合物が表１で見出される。
ある特定の実施態様において、上記改変クレアチン化合物は、それらの投与された構造形態において治療的に活性である。いくつかの場合において、投与された構造形態は、プロドラッグとして作用し、それはインビボで反応して、または代謝されて、治療的に活性な化合物を形成する。そのような場合において、プロドラッグおよび放出された薬剤はどちらもそれぞれ内因的に活性を有することが可能であるが、典型的には有意に異なるレベルの効力においてである。例えば、エステル基およびアミド基はインビボで反応してカルボン酸を形成し得ることが、当該分野で公知である。グアニジン基（クレアチンのグアニジン基など）がインビボでリン酸化を受け得ることが公知である。
上記改変クレアチン化合物は、ミトコンドリア標的化剤の結果として陽イオン性であり得る。例えば、いくつかの実施態様において、上記改変クレアチン化合物は、陽イオン性ホスホニウム基（例えば４つの炭素基で置換されたリン原子）を含む、ミトコンドリア標的化剤を含む。四級陽イオン原子が改変クレアチン化合物の内因性構成要素である場合、相補的な陰イオン性対イオンが存在する。いくつかの場合において、該陰イオン性対イオンもまた、改変クレアチン化合物の内因性構成要素である（すなわち、該化合物は分子内塩である）。例えば、該改変クレアチン化合物はまた、荷電したカルボン酸基またはリン酸基を含み得る。いくつかの場合において、別のイオン種が、陰イオン性対イオンとして作用する。別の陰イオン性対イオンが存在する実施態様において、その陰イオン性対イオンは、可溶性などの、所望の薬学的性質を改変クレアチン化合物に与えるために選択された、薬学的に許容される陰イオン性対イオンであり得る。ある特定のそのような実施態様において、上記陰イオン性対イオンは、塩素陰イオンである。
上記改変クレアチン化合物は、グアニジン部分を含む。該グアニジン部分は塩基性であり、そして薬学的に許容されるブレンステッド（Ｂｒｏｎｓｔｅａｄ）酸で処理することによってプロトン化し得る。
上記で提供された改変クレアチン化合物は、１つまたはそれより多くのキラル中心を有し得、そして従って１つまたはそれより多くの立体異性体として存在する。そのような立体異性体を含む化合物は、単一の鏡像異性体、鏡像異性体の混合物、ジアステレオマーの混合物、またはラセミ混合物として存在し得る。
改変クレアチン化合物を、あらゆる適当なクレアチンサブユニットから調製し得る。いくつかの実施態様において、上記クレアチンサブユニットは、ミトコンドリア標的剤に共有結合で連結する。下記の表２に示すアナログを含むがこれに限らないクレアチンアナログは、機能化クレアチン化合物のクレアチンサブユニットとして働き得る。式Ｉのある特定の実施態様において、上記ミトコンドリア標的化剤を、カルボン酸基を介して、クレアチンまたはクレアチンアナログに共有結合で結合する。式Ｉのいくつかの実施態様において、上記クレアチンまたはクレアチンアナログを、エステル結合またはアミド結合を介して、ミトコンドリア標的化剤に共有結合で結合する。式Ｉのある特定の実施態様において、上記クレアチンまたはクレアチンアナログを、第二アミド結合または第三アミド結合を介して、ミトコンドリア標的化剤に共有結合で結合する。
ミトコンドリア標的化剤を含むように改変し得る、他の代表的なクレアチンアナログとしては、シクロクレアチン（１−カルボキシメチル−２−イミノイミダゾリジン）、Ｎ−ホスホロクレアチン（Ｎ−ホスホリルクレアチン）、シクロクレアチンリン酸（３−ホスホリル−１−カルボキシメチル−２−イミノイミダゾリジン）、１−カルボキシメチル−２−アミノイミダゾ−ル、１−カルボキシメチル−２，２−イミノメチルイミダゾリジン、１−カルボキシエチル−２−イミノイミダゾリジン、Ｎ−エチル−Ｎ−アミジノグリシン、およびベータ−グアニジノプロピオン酸が挙げられるがこれに限らない。

治療薬、診断薬、予防薬および／または標的化剤
機能化クレアチン化合物は、１つまたはそれより多くの薬剤と結合した、または会合したクレアチンサブユニットを含む。一般的に、クレアチン化合物を、単一の薬剤で機能化する。あるいは、クレアチン化合物を、１つより多くの薬剤で機能化し得る。例えば、クレアチン化合物を、必要に応じて１つまたはそれより多くの分岐点（該分岐点に複数の薬剤が結合する）を含むリンカーに結合し得る。
複数の薬剤を含むクレアチン化合物の場合、その薬剤は同じであっても異なっていてもよい。いくつかの実施態様において、クレアチン化合物を、複数のコピーの同じ薬剤で機能化し得る。代替の実施態様において、クレアチン化合物を、同じ機能を共有する複数の薬剤（すなわち、複数のミトコンドリア標的化剤または複数の治療薬）で機能化される。ある特定の実施態様において、クレアチン化合物を、少なくとも２つの異なる機能を有する複数の薬剤（すなわち、１つまたはそれより多くの標的化剤、例えばミトコンドリア標的化剤、および１つまたはそれより多くの治療薬を含む複数の薬剤）で機能化する。
上記薬剤は、インビボまたはインビトロで生理学的または薬理学的に活性なあらゆる物質であり得る。上記薬剤は、例えば、疾患または病気の処置（例えば治療薬）、予防（例えば予防薬）、診断（例えば診断薬）、治癒、または緩和のために使用する物質、体の構造または機能に影響を与える物質、所定の生理学的環境に置かれた後、生物学的に活性になる、または徐々に生物学的に活性になるプロドラッグ、または標的化剤であり得る。例は、有機小分子、ペプチド、タンパク質、抗体、糖、多糖類、およびその組み合わせを含むがこれに限らない。いくつかの実施態様において、上記クレアチン化合物を、１つまたはそれより多くのミトコンドリア標的化剤で機能化し、それはそのクレアチン化合物をミトコンドリアへ標的化する。ミトコンドリア標的化剤は、当該分野で公知であり、そして陽イオン性ホスホニウム基および陽イオン性アンモニウム基などの、生理学的条件下で正の電荷を該化合物に与える親油性陽イオンを含む。
陽イオン性ホスホニウム基および陽イオン性アンモニウム基の場合、陽イオン性原子における炭素置換基の選択は、標的化活性、治療薬のミトコンドリア内に局在化する能力、および薬物の薬物動態学的性質（ＡＤＭＥ）に影響を与える。一般的に、陽イオンにおける置換基は、正の電荷の局在化を分散するために、およびその正電荷の近辺に親油性環境を与えて、その陽イオンを親油性生物学的バリアとの直接的な相互作用から保護するために選択される。経口生物学的利用能、分布容積、およびクリアランスを含む、さらなる薬物動態学的性質も、親油性属性および親水性属性の間のバランスに依存する。
代表的なミトコンドリア標的化剤としては、一般式−Ｐ（Ｒ’）３ ＋Ｘ−によって示されるホスホニウム基が挙げられ得るがこれに限らず、ここでＸは陰イオンであり、そしてＲ’は、各出現に関して独立に、アルキル、アルキルアリール、シクロアルキル、アリール、ヒドロキシ、アルキルエーテル、アリールエーテル、ニトリル、フッ素、塩素、臭素、ＣＦ３、チオエーテル、アミド、尿素、エステル、およびカルバメートから選択される、１および５つの間の置換基で必要に応じて置換された、アルキル基、アルキルアリール基、アルキルシクロアルキル基、ヘテロシクロアルキル基、アルキルヘテロシクロアルキル基、およびアリール基であり得る。具体的に、２および３つの間のＲ基がアリール基である。アルキルアリール置換基および／またはアリール置換基が、ホスホニウムイオンに結合している場合、該アリール構成要素は、具体的には、１および２つの間の、ハロゲン、アルキル、アルコキシ、ＣＦ３、およびニトリルなどの置換基で必要に応じて置換された、フェニル環または５〜６員ヘテロアリール環である。１つの実施態様において、上記ミトコンドリア標的化剤は、アルキルトリフェニルホスホニウム基、テトラフェニルホスホニウム基、またはテトラアルキルホスホニウム基である。適当なアルキルトリフェニルホスホニウム部分としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、またはブチレン基などの、１から６個の炭素を有するＣ１−Ｃ６直鎖アルキレン基を含むこれらのアルキルトリフェニルホスホニウム部分が挙げられるがこれに限らない。適当なテトラアルキルホスホニウム基としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、またはブチレン基などの、１から６個の炭素を有する１つのＣ１−Ｃ６直鎖アルキレン基、および３つのＣ１−Ｃ１８直鎖、分岐、または環状アルキル基を含むそれらのアルキルトリフェニルホスホニウム部分が挙げられるがこれに限らない。
他のミトコンドリア標的化剤は、一般式−Ｎ（Ｒ’）３ ＋Ｘ−によって示される第四アンモニウム基を含み、ここでＸは陰イオンであり、かつＲ’は、各出現に関して独立に、テトラアルキルアンモニウム基、テトラフェニルアンモニウム基、およびアルキルトリフェニルアンモニウム基を含む、アルキル、アルキルアリール、シクロアルキル、アリール、ヒドロキシ、アルキルエーテル、アリールエーテル、ニトリル、フッ素、塩素、臭素、ＣＦ３、チオエーテル、アミド、尿素、エステル、およびカルバメートから選択される１および５つの間の置換基で必要に応じて置換された、アルキル基、アルキルアリール基、アルキルシクロアルキル基、ヘテロシクロ基、アルキルヘテロシクロ基、およびアリール基であり得る。上記ミトコンドリア標的化剤はまた、テトラフェニルアルソニウム、ローダミンＧおよびその誘導体、オリゴアルギニンまたはポリアルギニン、オリゴリジンまたはポリリジン、ならびにＫｏｌｏｍｅｉｔｓｅｖら、Ｔｅｔ．Ｌｅｔ．４４巻、３３号、５７９５−５７９８頁（２００３年）において記載されたような、１から３つのカルボイミノ（ｃａｒｂｉｍｉｎｏ）、スルフイミノ（ｓｕｌｆｉｍｉｎｏ）、またはホスフィンイミノユニットを含む非局在化親油性陽イオンであり得る。いくつかの実施態様において、ミトコンドリア標的化剤は、陽イオン性トリフェニルホスホニウム基を含む。
親油性（ｌｉｐｈｏｐｈｉｌｉｃ）陽イオンは、特定の取り込みメカニズムを必要とせずに、リン脂質二重層を直接通過し得、そしてそれらは大きな膜電位のために実質的にミトコンドリア内に蓄積するので、それらはミトコンドリア標的化剤の例である。トリフェニルホスフィン（ＴＰＰ）陽イオンの大きな疎水性半径は、他の陽イオンと比較して、それが容易にリン脂質二重層を通過することを可能にする。１つの実施態様において、開示された化合物は、疎水性を増大させるために改変したＴＰＰ誘導体を含む。例えば、Ａｓｉｎ−Ｃａｙｕｅｌａら、ＦＥＢＳ Ｌｅｔｔ．、３０：５７１（１−３）、９−１６（２００４）において記載されたように、炭素鎖リンカーの長さを長くすることによって、上記標的化剤の疎水性を増大し得る。１つの理論に拘束されることを望まないが、親油性陽イオンは、正に荷電した細胞区画から、負に荷電した区画へ、十分に大きな濃度勾配ができて２つの区画内の分子の電気化学的ポテンシャルを同等にするまで取り込まれる。膜電位の６０ｍＶの増加ごとに、ミトコンドリア内の親油性陽イオンの約１０倍の蓄積が存在する。細胞膜は、内側に負の３０〜６０ｍＶの電位を有しているので、親油性陽イオンは、サイトゾルに５から１０倍蓄積する。ミトコンドリア膜電位は、典型的には約１４０から１８０ｍＶであるので、サイトゾル中の親油性陽イオンは、ミトコンドリアに蓄積する。
ミトコンドリア標的化剤はまた、正に荷電したアミノ酸などのポリペプチドであり得る。細胞浸透ペプチド（ＣＰＰ）としても公知である、タンパク質導入ドメイン（ＰＴＤ）は、正に荷電したアミノ酸を含むポリペプチドである。従って、上記ミトコンドリア標的化剤は、ＰＴＤまたはＣＰＰであり得る。「タンパク質導入ドメイン」は、脂質二重層、ミセル、細胞膜、細胞小器官膜、または小胞膜の横断を促進するポリペプチド、ポリヌクレオチド、炭水化物、または有機化合物または無機化合物を指す。本明細書中で開示される化合物に結合したＰＴＤは、分子が膜を横断すること、例えば、細胞外空間から細胞内空間へ、またはサイトゾルからミトコンドリアなどの細胞小器官内へ移動することを促進する。ＰＴＤは当該分野で公知であり、そして受容体非依存性のメカニズムで細胞膜を横断し得るタンパク質の小さい領域を含むがこれに限らない（Ｋａｂｏｕｒｉｄｉｓ，Ｐ．、Ｔｒｅｎｄｓ ｉｎ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（１１）：４９８−５０３（２００３））。いくつかのＰＴＤが記載されたが、２つの最もよく採用されるＰＴＤは、ＨＩＶのＴＡＴタンパク質（ＦｒａｎｋｅｌおよびＰａｂｏ、Ｃｅｌｌ、５５（６）：１１８９−９３（１９８８））、および該ＰＴＤがペネトラチンとして公知である（Ｄｅｒｏｓｓｉら、Ｊ Ｂｉｏｌ Ｃｈｅｍ、２６９（１４）：１０４４４−５０（１９９４））、ショウジョウバエのアンテナペディア転写因子由来である。
アンテナペディアホメオドメインは、６８アミノ酸残基の長さであり、４つのアルファへリックスを含む。ペネトラチンは、アンテナペディアの３番目のへリックス由来の、１６アミノ酸配列から成る、このタンパク質の活性ドメインである。ＴＡＴタンパク質は、８６アミノ酸から成り、ＨＩＶ−１の複製に関与する。ＴＡＴ ＰＴＤは、取り込みに決定的であるようである、親タンパク質の１１アミノ酸配列のドメイン（残基４７から５７；ＹＧＲＫＫＲＲＱＲＲＲ（配列番号１））から成る。さらに、塩基性ドメインＴａｔ（４９−５７）またはＲＫＫＲＲＱＲＲＲ（配列番号２）は、ＰＴＤであることが示された。現在の文献において、ＴＡＴは細胞インポートのための目的のタンパク質への融合に有利に働いている。グルタミンからアラニンへの置換、すなわちＱ→Ａを含む、ＴＡＴに対するいくつかの改変は、哺乳類細胞において、９０％（Ｗｅｎｄｅｒら、Ｐｒｏｃ Ｎａｔｌ Ａｃａｄ Ｓｃｉ ＵＳＡ、９７（２４）：１３００３−８（２０００））から３３倍まで（Ｈｏら、Ｃａｎｃｅｒ Ｒｅｓ．６１（２）：４７４−７（２００１））の細胞取り込みの増加を明らかに示した。改変タンパク質の最も有効な取り込みが、ＴＡＴ−ＰＴＤの変異誘発実験によって明らかになり、それは、１１個のアルギニンの広がりが、細胞間伝達媒体として数桁、より効果的であることを示した。従って、いくつかの実施態様は、陽イオン性または両親媒性であるＰＴＤを含む。さらに、代表的なＰＴＤは、ポリ−Ａｒｇ−ＲＲＲＲＲＲＲ（配列番号３）；ＰＴＤ−５−ＲＲＱＲＲＴＳＫＬＭＫＲ（配列番号４）；トランスポータンＧＷＴＬＮＳＡＧＹＬＬＧＫＩＮＬＫＡＬＡＡＬＡＫＫＩＬ（配列番号５）；ＫＡＬＡ−ＷＥＡＫＬＡＫＡＬＡＫＡＬＡＫＨＬＡＫＡＬＡＫＡＬＫＣＥＡ（配列番号６）；およびＲＱＩＫＩＷＦＱＮＲＲＭＫＷＫＫ（配列番号７）を含むがこれに限らない。
ミトコンドリア標的化剤は、短いペプチド配列（Ｙｏｕｓｉｆら、Ｃｈｅｍｂｉｏｃｈｅｍ．１０（１３）：２１３１（２００９））、例えばミトコンドリアへ入り得るミトコンドリア−透過性ペプチド（ＭＰＰ）としても公知である、ミトコンドリアトランスポーター−合成細胞−透過性ペプチドを含み得る。ＭＰＰは、典型的には陽イオン性であるが、また親油性でもある；この特徴の組み合わせが、疎水性のミトコンドリア膜の透過を促進する。例えば、ＭＰＰは交互の陽イオン性残基および疎水性残基を含み得る（Ｈｏｒｔｏｎら、Ｃｈｅｍ Ｂｉｏｌ、１５（４）：３７５−８２（２００８））。いくつかのＭＰＰは、天然の陽イオン性アミノ酸の代わりに、またはそれに加えて、上記ペプチド配列中に非局在化親油性陽イオン（ＤＬＣ）を含む（Ｋｅｌｌｅｙら、Ｐｈａｒｍ．Ｒｅｓ．、２０１１年８月１１日［出版前の電子公開（Ｅｐｕｂ ａｈｅａｄ ｏｆ ｐｒｉｎｔ）］）。他の変異体は、オリゴマーの炭水化物の骨組み、例えば該非局在化陽イオン形態による、結合しているグアニジウム部分に基づき得る（Ｙｏｕｓｉｆら、Ｃｈｅｍｂｉｏｃｈｅｍ．、１０（１３）：２１３１（２００９））。
ミトコンドリア標的化剤はまた、ミトコンドリア局在化シグナルまたはミトコンドリア標的化シグナルを含む。多くのミトコンドリアタンパク質は、プレ配列、またはペプチドシグナル配列としても公知である、リーダー配列を含むサイトゾル前駆体タンパク質として合成される。典型的には、サイトゾルシャペロンが、該前駆体タンパク質をミトコンドリア受容体、および外膜のＧｅｎｅｒａｌ Ｉｍｐｏｒｔ Ｐｏｒｅ（ＧＩＰ）（受容体およびＧＩＰは集合的に、外膜のトランスロカーゼまたはＴＯＭとして公知である）に送達する。典型的には、上記前駆体タンパク質は、ＴＯＭを介して膜間スペースを、内膜におけるＴＩＭ２３または２２までの小ＴＩＭ（内膜のトランスロカーゼ）に移動する。ミトコンドリアマトリックス内で、その標的化配列は、ｍｔＨｓｐ７０によって切断される。
ミトコンドリア局在化／標的化シグナルは一般的に、高度に正に荷電したアミノ酸のリーダー配列を有する。これは、上記タンパク質を、高度に負に荷電したミトコンドリアに標的化することを可能にする。リガンドの受容体へのアプローチのために、確率的ブラウン運動に依存する受容体：リガンドアプローチと異なり、いくつかの実施態様のミトコンドリア局在化シグナルは、電荷のためにミトコンドリアへ引き寄せられる。
上記で議論したように、ミトコンドリアに入るために、タンパク質は一般的に、ＴＩＭおよびＴＯＭ複合体（ミトコンドリア内膜／外膜のトランスロカーゼ）から成る、ミトコンドリアの移入機構と相互作用しなければならない。ミトコンドリア標的化シグナルに関して、陽性の電荷は連結したタンパク質を複合体へ引き寄せ、該タンパク質をミトコンドリアへと引き寄せ続ける。ＴｉｍおよびＴｏｍ複合体は、該タンパク質が膜を横断することを可能にする。よって、本開示の１つの実施態様は、正に荷電した標的化シグナルおよびミトコンドリア移入機構を利用して、本開示の組成物を、ミトコンドリア内側スペースへ送達する。別の実施態様において、ミトコンドリア局在化シグナルを含むＰＴＤ結合化合物は、ミトコンドリアマトリックスへ入るためにＴＯＭ／ＴＩＭ複合体を利用しないようである、Ｄｅｌ Ｇａｉｚｏら、Ｍｏｌ Ｇｅｎｅｔ Ｍｅｔａｂ．８０（１−２）：１７０−８０（２００３）を参照のこと。ミトコンドリア局在化シグナルは、当該分野で公知であり、例えば米国特許出願公開第２００５／０１４７９９３号を参照のこと。
他のミトコンドリア標的化剤は、ミトコンドリアへ能動的に輸送される、ミトコンドリア特異的タンパク質に結合する、そして／またはリン脂質ＣＬなどのミトコンドリア特異的脂質に優先的な親和性を示す化合物を含む。例えば、上記ミトコンドリア標的化剤は、グラミシジンＳなどの膜活性シクロペプチド抗生物質、またはそのセグメントであり得る。この型の抗生物質は、細菌膜に対して高い親和性を有する。従って、細菌およびミトコンドリア膜の間の密接な関係のために、膜活性シクロペプチド抗生物質、または上記セグメントはまた、ミトコンドリア膜に対する高い親和性も有し、そしてミトコンドリアへのカーゴを優先的に標的とするように使用し得る（Ｆｉｎｋら、Ｃｒｉｔ．Ｃａｒｅ．Ｍｅｄ．、３５（Ｓｕｐｐｌ）：Ｓ４６１−７（２００７））。他の適当なミトコンドリア標的化剤が、当該分野において公知であり、例えばＦｒａｎｔｚおよびＷｉｐｆ、Ｅｎｖｉｒｏｎ Ｍｏｌ Ｍｕｔａｇｅｎ．、５１（５）：４６２−４７５（２０１０）、（Ｙｏｕｓｉｆら、Ｃｈｅｍｂｉｏｃｈｅｍ、１０（１３）：２１３１（２００９）、およびＧａｌｌｅｙ、Ｃｒｉｔ Ｃａｒｅ、１４（４）：２３０（１−９頁）（２０１０）を参照のこと。特に、上記ミトコンドリア標的化剤は、ミトコンドリア、例えばミトコンドリア膜を、永続的に損傷しない、または他の方法でミトコンドリア機能を損なわない。
開示される改変クレアチン化合物は必要に応じて、クレアチンサブユニットを薬剤と連結するリンカーを含み得る。該リンカーは不活性であり得るか、または該リンカーは生物学的活性を有し得る。該リンカーは、最低でも二価でなければならない；しかし、いくつかの実施態様において、該リンカーは１つより多くの活性薬剤と結合し得、その場合、該リンカーは多価である。
上記リンカーは、オリゴマー鎖およびポリマー鎖を含む、あらゆる原子の集合から成り得、それは薬剤をクレアチンサブユニットに連結するよう機能する。いくつかの場合、上記リンカーは、オリゴエチレングリコール鎖またはポリエチレングリコール鎖、またはオリゴ（アミノ酸）鎖またはポリ（アミノ酸）鎖などの、オリゴマー鎖およびポリマー鎖である。ペプチドリンカーは、化合物がミトコンドリアに入ったら切断され得るペプチドを含む。例えば、いくつかの場合において、上記ペプチドリンカーは上記で詳細に議論したミトコンドリア局在化シグナルである。他の場合、上記リンカーは、アルキル基またはアルキルアリール基などの、非ポリマー有機官能基である。これらの実施態様において、上記リンカー中の原子の数の合計は、２５０原子未満、３および２００原子の間、または３および１５０原子の間、または３および１００原子の間、または３および５０原子の間、または３〜１２原子の間である。いくつかの実施態様において、上記リンカーは、クレアチン化合物が生物学的膜を通過するのを促進するために親水性である。
多くの場合、上記リンカーは直鎖である。しかし、いくつかの実施態様において、上記リンカーは、１つまたはそれより多くの分岐点を含む。分岐リンカーの場合、各分岐点の末端を、薬剤で機能化し得る。１つのそのような実施態様において、クレアチンサブユニットがデンドリマーの焦点（ｆｏｃａｌ ｐｏｉｎｔ）に結合し、そして複数の薬剤が樹状枝の末端に結合する、樹状リンカーを使用する。
いくつかの実施態様において、上記リンカーは、ジスルフィド基、ヒドラゾン基、または細胞内でタンパク質溶解酵素によって切断され得るペプチド基などの、１つまたはそれより多くの切断可能なサブユニットを含む。代替の実施態様において、上記リンカーは、エステル基などの、１つまたはそれより多くの加水分解可能なサブユニットを含む。上記リンカーはまた、ポリヒスチジン−ニッケルキレート複合体などの１つまたはそれより多くの金属複合体、１つまたはそれより多くの複素芳香族環（アルキンおよびアジドの付加環化によって形成されるトリアゾール環など）、１つまたはそれより多くの水素結合ドナー−アクセプターペア、および１つまたはそれより多くの生体分子／生物共役体ペア（ビオチン−アビジンペアまたはビオチン−ストレプトアビジンペアなど）、ならびにその組み合わせを含むがこれに限らない、クレアチンサブユニットの集合、および／または結合した薬剤からのクレアチンサブユニットの分離を促進するための、１つまたはそれより多くの共有結合官能基または非共有結合官能基を含み得る。
改変クレアチン化合物は、クレアチン様活性を与えるように働く、および／または連結基の結合点として作用するように働く官能基を含む。これが連結基の結合点として作用する場合、それは最低限二価であり、そして内因的に活性な化合物を生じ得る、またはプロドラッグとして作用し得る。
いくつかの実施態様において、上記官能基は、酸素、窒素、硫黄、リン、およびその組み合わせから成る群から選択される、１つまたはそれより多くのヘテロ原子を含む。代表的な官能基としては、エステル、エーテル、ケトン、アミド、尿素、カルバメート、チオエステル、チオエーテル、ジスルフィド結合、チオアミド、チオン、チオンエステル、トリアゾール環、およびジチオエステルが挙げられる。いくつかの実施態様において、上記官能基は、第二アミド、第三アミド、またはエステルである。

化合物活性のインビトロアッセイ
上記改変クレアチン化合物が、ミトコンドリア機能を調節する能力を決定するために、様々なインビトロアッセイを使用し得る。
改変クレアチン化合物に対する組換えＣＰＫの活性を決定するためのインビトロアッセイが、本明細書中で開示される。組換えＣＰＫをＡＴＰおよび目的の改変クレアチン化合物と混合する。ガンマリン酸の、ＡＴＰからクレアチンサブユニットのグアニジニウム基への移動の速度の尺度であるＡＴＰ加水分解を、ルシフェラーゼを用いて測定した。次いで改変クレアチン化合物のＡＴＰ加水分解／消費の速度を、クレアチンのＡＴＰ加水分解／消費の速度と比較する。
いくつかの実施態様において、上記改変クレアチン化合物は、等モル濃度のクレアチンより速い速度のＡＴＰ加水分解／消費を誘導する。より具体的には、上記改変クレアチン化合物は、等モル濃度のクレアチンで測定されたＡＴＰ加水分解／消費の速度よりも、少なくとも２５％、５０％、７５％、１００％、１２５％、１５０％、１７５％、２００％、２２５％、２５０％、２７５％、または３００％速いＡＴＰ加水分解／消費の速度を誘導する。
改変クレアチン化合物の、ミトコンドリア活性および機能を変化させる能力を測定するためのアッセイも記載される。１つのアッセイにおいて、改変クレアチン化合物の、細胞の酸素消費速度（ＯＣＲ）を増加させる能力を決定する。いくつかの実施態様において、上記改変クレアチン化合物は、等モル濃度の未改変クレアチンより、細胞の酸素消費速度の大きい増加を誘導する。いくつかの実施態様において、上記改変クレアチン化合物は、５ｎＭの濃度で、１０μＭの濃度のクレアチンで測定されたＯＣＲの増加よりも、少なくとも２５％、５０％、７５％、１００％、１２５％、１５０％、１７５％、または２００％大きい細胞の酸素消費速度の増加を誘導する。
改変クレアチン化合物の、細胞における複合体Ｉ（ＣＩ）活性を増加させる能力を測定するためのアッセイがさらに記載される。いくつかの実施態様において、上記改変クレアチン化合物は、等モル濃度のクレアチンより高い程度まで、細胞の複合体Ｉ活性を増加させる。いくつかの実施態様において、上記改変クレアチン化合物は、２５ｎＭの濃度で、１０μＭの濃度のクレアチンによって誘導されるより、少なくとも２５％、５０％、７５％、１００％、１２５％、１５０％、１７５％、または２００％大きい複合体Ｉ活性の増加を誘導する。
製剤および投与量
本明細書中で記載された１つまたはそれより多くの化合物またはそのプロドラッグを含む製剤を、安全および有効であると考えられ、そして有害な生物学的副作用または望まれない相互作用を引き起こすことなく個体に投与し得る材料から成る、薬学的に許容されるキャリアを用いて調製し得る。該キャリアは、単数もしくは複数の活性成分（ｉｎｇｒｅｄｉｅｎｔ ｏｒ ｉｎｇｒｅｄｉｅｎｔｓ）以外の、医薬品製剤中に存在する全ての成分を含む。本明細書中で一般的に使用される場合、「キャリア」は、希釈剤、結合剤、滑沢剤、崩壊剤、増量剤、ｐＨ調節剤、保存剤、抗酸化剤、溶解性増強剤、およびコーティング組成物を含むがこれに限らない。
キャリアはまた、コーティング組成物の全ての成分を含み、それは可塑剤、色素、着色剤、安定化剤、および流動促進剤を含み得る。遅延放出、持続放出、および／またはパルス放出の投与製剤を、「Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ ｄｏｓａｇｅ ｆｏｒｍ ｔａｂｌｅｔｓ」、Ｌｉｂｅｒｍａｎら編（Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ、Ｍａｒｃｅｌ Ｄｅｋｋｅｒ，Ｉｎｃ．、１９８９）、「Ｒｅｍｉｎｇｔｏｎ−Ｔｈｅ ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ ｐｒａｃｔｉｃｅ ｏｆ ｐｈａｒｍａｃｙ」、第２０版、Ｌｉｐｐｉｎｃｏｔｔ Ｗｉｌｌｉａｍｓ ＆ Ｗｉｌｋｉｎｓ、Ｂａｌｔｉｍｏｒｅ、ＭＤ、２０００、および「Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ ｄｏｓａｇｅ ｆｏｒｍｓ ａｎｄ ｄｒｕｇ ｄｅｌｉｖｅｒｙ ｓｙｓｔｅｍｓ」、第６版、Ａｎｓｅｌら（Ｍｅｄｉａ、ＰＡ：Ｗｉｌｌｉａｍｓ ａｎｄ Ｗｉｌｋｉｎｓ、１９９５）などの、標準的な参考文献において記載されるように調製し得る。これらの参考文献は、錠剤およびカプセル剤、ならびに錠剤、カプセル剤、および顆粒剤の遅延放出剤形を調製するための、キャリア、材料、機器および方法についての情報を提供する。
適当なコーティング材料の例としては、酢酸フタル酸セルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロースフタレート、およびヒドロキシプロピルメチルセルロースアセテートサクシネートなどのセルロースポリマー；ポリビニルアセテートフタレート、アクリル酸ポリマーおよびコポリマー、およびＥＵＤＲＡＧＩＴ（登録商標）（Ｒｏｔｈ Ｐｈａｒｍａ、Ｗｅｓｔｅｒｓｔａｄｔ、Ｇｅｒｍａｎｙ）の商品名で、商業的に入手可能なメタクリル樹脂、ゼイン、シェラック、および多糖類が挙げられるがこれに限らない。
さらに、上記コーティング材料は、可塑剤、色素、着色剤、流動促進剤、安定化剤、細孔形成剤、および界面活性剤などの、従来のキャリアを含み得る。
薬物を含む錠剤、ビーズ、顆粒、または粒子に存在する、任意選択の薬学的に許容される賦形剤としては、希釈剤、結合剤、滑沢剤、崩壊剤、着色剤、安定剤、および界面活性剤が挙げられるがこれに限らない。「増量剤」とも呼ばれる希釈剤は、典型的には、錠剤の圧縮、またはビーズおよび顆粒の形成のために実際的なサイズが提供されるように、固体剤形のかさを増加させるために必要である。適当な希釈剤としては、リン酸二カルシウム二水和物、硫酸カルシウム、ラクトース、ショ糖、マンニトール、ソルビトール、セルロース、微結晶セルロース、カオリン、塩化ナトリウム、乾燥デンプン、加水分解デンプン、α化デンプン、二酸化ケイ素（ｓｉｌｉｃｏｎｅ ｄｉｏｘｉｄｅ）、酸化チタン、ケイ酸アルミニウムマグネシウム、および粉砂糖が挙げられるがこれに限らない。
結合剤を使用して固体投与製剤に粘着性を与え、そして従って錠剤またはビーズまたは顆粒が、剤形の形成後に無傷であることを保証する。適当な結合剤の材料としては、デンプン、α化デンプン、ゼラチン、糖（ショ糖、グルコース、デキストロース、ラクトース、およびソルビトールを含む）、ポリエチレングリコール、ワックス、アラビアゴム、トラガカントゴムなどの天然および合成ゴム、アルギン酸ナトリウム、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、エチルセルロースを含むセルロース、およびｖｅｅｇｕｍ、ならびにアクリル酸およびメタクリル酸コポリマー、メタクリル酸コポリマー、メチルメタクリル酸コポリマー、アミノアルキルメタクリル酸コポリマー、ポリアクリル酸／ポリメタクリル酸およびポリビニルピロリドンなどの合成ポリマーが挙げられるがこれに限らない。
錠剤の製造を促進するために滑沢剤を使用する。適当な滑沢剤の例としては、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸、ベヘン酸グリセロール、ポリエチレングリコール、タルク、および鉱物油が挙げられるがこれに限らない。
投与後の剤形の崩壊または「分解（ｂｒｅａｋｕｐ）」を促進するために、崩壊剤を使用し、崩壊剤としては一般的にデンプン、デンプングリコール酸ナトリウム、カルボキシメチルデンプンナトリウム、カルボキシメチルセルロースナトリウム、ヒドロキシプロピルセルロース、α化デンプン、粘土、セルロース、アルギニン、ゴム、および架橋ＰＶＰ（ＧＡＦ Ｃｈｅｍｉｃａｌ ＣｏｒｐのＰｏｌｙｐｌａｓｄｏｎｅ ＸＬ）などの架橋ポリマーが挙げられるがこれに限らない。
例として酸化反応を含む薬物の分解反応を阻害または遅らせるために、安定剤を使用する。
界面活性剤は、陰イオン性、陽イオン性、両性、または非イオン性界面活性剤であり得る。適当な陰イオン性界面活性剤としては、カルボン酸イオン、スルホン酸イオン、および硫酸イオンを含むものが挙げられるがこれに限らない。陰イオン性界面活性剤の例としては、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムなどの、長鎖アルキルスルホン酸およびアルキルアリールスルホン酸のナトリウム、カリウム、アンモニウム塩；ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムなどの、ジアルキルスルホコハク酸ナトリウム；ナトリウムｂｉｓ−（２−エチルチオキシル）−スルホサクシネートなどの、ジアルキルスルホコハク酸ナトリウム；およびラウリル硫酸ナトリウムなどの硫酸アルキルが挙げられる。陽イオン性界面活性剤は、塩化ベンザルコニウム、塩化ベンゼトニウム、臭化セトリモニウム、塩化ステアリルジメチルベンジルアンモニウム、ポリオキシエチレンおよびココナッツアミンなどの、第四アンモニウム化合物が挙げられるがこれに限らない。非イオン性界面活性剤の例としては、モノステアリン酸エチレングリコール、ミリスチン酸プロピレングリコール、モノステアリン酸グリセリル、ステアリン酸グリセリル、ポリグリセリル−４−オレアート、ソルビタンアシレート、ショ糖アシレート、ＰＥＧ−１５０ラウレート、ＰＥＧ−４００モノラウレート、ポリオキシエチレンモノラウレート、ポリソルベート、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ＰＥＧ−１０００セチルエーテル、ポリオキシエチレントリデシルエーテル、ポリプロピレングリコールブチルエーテル、ポロクサマー（登録商標）４０１、ステアロイルモノイソプロパノールアミド、およびポリオキシエチレン水素化獣脂アミドが挙げられる。両性界面活性剤の例としては、Ｎ−ドデシル−ベータ−アラニンナトリウム、Ｎ−ラウリル−ベータ−イミノジプロピオネートナトリウム、ミリストアンフォアセテート、ラウリルベタイン、およびラウリルスルホベタインが挙げられる。
所望の場合、錠剤、ビーズ、顆粒、または粒子はまた、湿潤剤または乳化剤、色素、ｐＨ緩衝剤、または保存剤などの、少量の無毒性の補助物質を含み得る。
組成物は必要に応じて、１つまたはそれより多くのさらなる活性薬剤を含む。適当な種類の活性薬剤としては、抗生物質、抗微生物薬、抗ざ瘡薬、抗菌薬、抗真菌薬、抗ウイルス薬、ステロイド性抗炎症薬、非ステロイド性抗炎症薬、麻酔薬、抗そう痒薬（ａｎｔｉｐｒｕｒｉｇｉｎｏｕｓ ａｇｅｎｔ）、抗原虫薬、抗酸化剤、抗ヒスタミン薬、ビタミン、およびホルモンが挙げられるがこれに限らない。
代表的な抗生物質としては、制限無しに、過酸化ベンゾイル、オクトピロックス、エリスロマイシン、亜鉛、テトラサイクリン、トリクロサン、アゼライン酸およびその誘導体、フェノキシエタノールおよびフェノキシプロパノール（ｐｈｅｎｏｘｙ ｐｒｏｐｏｎｏｌ）、エチルアセテート、クリンダマイシン、およびメクロサイクリン；フラビノイドなどのセボスタット（ｓｅｂｏｓｔａｔ）；アルファおよびベータヒドロキシ酸；および硫酸シムノールおよびその誘導体、デオキシコール酸塩、およびコール酸塩などの胆汁酸塩が挙げられる。上記抗生物質としては、抗真菌剤であり得る。適当な抗真菌剤としては、クロトリマゾール、エコナゾール、ケトコナゾール、イトラコナゾール、ミコナゾール、オキシコナゾール、スルコナゾール、ブテナフィン、ナフチフィン、テルビナフィン、ウンデシレン酸、トルナフタート、およびニスタチンが挙げられるがこれに限らない。
１つの実施態様において、上記抗生物質の濃度は、最終組成物の重量で、約０．０１％から約２０％、具体的には約１％から約１５％、より具体的には約６％から約１２％である。
非ステロイド性抗炎症薬の代表的な例としては、制限無しに、ピロキシカム、イソキシカム、テノキシカム、およびスドキシカムなどのオキシカム；アスピリン、ジサルシド、ベノリレート、トリリサート（ｔｒｉｌｉｓａｔｅ）、サファプリン、ソルプリン、ジフルニサル、およびフェンドサルなどのサリチル酸塩；ジクロフェナク、フェンクロフェナク、インドメタシン、スリンダク、トルメチン、イソキセパク、フロフェナク、チオピナック（ｔｉｏｐｉｎａｃ）、ジドメタシン、アセメタシン（ａｃｅｍａｔａｃｉｎ）、フェンチアザク、ゾメピラク、クリダナク（ｃｌｉｎｄａｎａｃ）、オキセピナク、フェルビナク、およびケトロラクなどの酢酸誘導体；メフェナム酸、メクロフェナム酸、フルフェナム酸、ニフルミン酸、およびトルフェナム酸などのフェナム酸；イブプロフェン、ナプロキセン、ベノキサプロフェン、フルルビプロフェン、ケトプロフェン、フェノプロフェン、フェンブフェン、インドプロフェン（ｉｎｄｏｐｒｏｐｆｅｎ）、ピルプロフェン、カプロフェン、オキサプロジン、プラノプロフェン、ミロプロフェン、チオキサプロフェン、スプロフェン、アルミノプロフェン、およびチアプロフェン酸のようなプロピオン酸誘導体；フェニルブタゾン、オキシフェンブタゾン、フェプラゾン、アザプロパゾン、およびトリメタゾン（ｔｒｉｍｅｔｈａｚｏｎｅ）のようなピラゾールが挙げられる。これらの非ステロイド性抗炎症薬の混合物、ならびにこれらの薬剤の皮膚科学的に許容可能な塩およびエステルも採用し得る。例えば、フルフェナム酸誘導体であるエトフェナメートは、局所適用のために特に有用である。
１つの実施態様において、上記非ステロイド性抗炎症薬の濃度は、最終組成物の重量で、約０．０１％から約２０％、具体的には約１％から約１５％、より具体的には約６％から約１２％である。
ステロイド性抗炎症薬の代表的な例としては、制限無しに、ヒドロコルチゾン、ヒドロキシルトリアムシノロン、アルファ−メチルデキサメタゾン、リン酸デキサメタゾン、ジプロピオン酸ベクロメタゾン、吉草酸クロベタゾール、デソニド、デスオキシメタゾン、酢酸デスオキシコルチコステロン、デキサメタゾン、ジクロリゾン、二酢酸ジフロラゾン（ｄｉｆｌｏｒａｓｏｎｅ ｄｉａｃｅｔａｔｅ）、吉草酸ジフルコルトロン、フルアドレノロン（ｆｌｕａｄｒｅｎｏｌｏｎｅ）、フルクロロロンアセトニド、フルドロコルチゾン、ピバル酸フルメタゾン、フルオシノロン（ｆｌｕｏｓｉｎｏｌｏｎｅ）アセトニド、フルオシノニド、フルオコルチン（ｆｌｕｃｏｒｔｉｎｅ）ブチルエステル、フルオコルトロン、酢酸フルプレドニデン（フルプレドニリデン）、フルランドレノロン、ハルシノニド、酢酸ヒドロコルチゾン、酪酸ヒドロコルチゾン、メチルプレドニゾロン、トリアムシノロンアセトニド、コルチゾン、コルトドキソン、フルセトニド、フルドロコルチゾン、二酢酸ジフルオロゾン（ｄｉｆｌｕｏｒｏｓｏｎｅ ｄｉａｃｅｔａｔｅ）、フルランドレノロン（ｆｌｕｒａｄｒｅｎｏｌｏｎｅ）、フルドロコルチゾン、二酢酸ジフルロゾン（ｄｉｆｌｕｒｏｓｏｎｅ ｄｉａｃｅｔａｔｅ）、フルランドレノロン（ｆｌｕｒａｄｒｅｎｏｌｏｎｅ）アセトニド、メドリゾン、アムシナフェル、アムシナフィド、ベタメタゾンおよびそのエステルのバランス（ｂａｌａｎｃｅ）、クロロプレドニゾン、酢酸クロルプレドニゾン（ｃｈｌｏｒｐｒｅｄｎｉｓｏｎｅ ａｃｅｔａｔｅ）、クロコルテロン（ｃｌｏｃｏｒｔｅｌｏｎｅ）、クレスシノロン、ジクロリゾン、ジフルルプレドナート（ｄｉｆｌｕｒｐｒｅｄｎａｔｅ）、フルクロロニド、フルニソリド、フルオロメタロン（ｆｌｕｏｒｏｍｅｔｈａｌｏｎｅ）、フルペロロン、フルプレドニゾロン、吉草酸ヒドロコルチゾン、シクロペンチルプロピオン酸ヒドロコルチゾン、ヒドロコルタメート、メプレドニゾン、パラメタゾン、プレドニゾロン、プレドニゾン、ジプロピオン酸ベクロメタゾン、トリアムシノロンなどのコルチコステロイドおよびその混合物が挙げられる。
１つの実施態様において、上記ステロイド性抗炎症薬の濃度は、最終組成物の重量で、約０．０１％から約２０％、具体的には約１％から約１５％、より具体的には約６％から約１２％である。
適当な抗微生物薬としては、ベータ−ラクタム薬、キノロン薬、シプロフロキサシン、ノルフロキサシン、テトラサイクリン、エリスロマイシン、アミカシン、トリクロサン、ドキシサイクリン、カプレオマイシン、クロルヘキシジン、クロルテトラサイクリン、オキシテトラサイクリン、クリンダマイシン、エタンブトール、メトロニダゾール、ペンタミジン、ゲンタマイシン、カナマイシン、リネオマイシン（ｌｉｎｅｏｍｙｃｉｎ）、メタサイクリン、メテナミン、ミノサイクリン、ネオマイシン、ネチルマイシン、ストレプトマイシン、トブラマイシン、およびミコナゾールなどの、抗菌薬、抗真菌薬、抗原虫薬および抗ウイルス薬が挙げられるがこれに限らない。塩酸テトラサイクリン、ファメソール（ｆａｍｅｓｏｌ）、エリスロマイシンエストレート、ステアリン酸エリスロマイシン（塩）、硫酸アミカシン、塩酸ドキシサイクリン、グルコン酸クロルヘキシジン、塩酸クロルヘキシジン、塩酸クロルテトラサイクリン、塩酸オキシテトラサイクリン、塩酸クリンダマイシン、塩酸エタンブトール、塩酸メトロニダゾール、塩酸ペンタミジン、硫酸ゲンタマイシン、硫酸カナマイシン、塩酸リネオマイシン（ｌｉｎｅｏｍｙｃｉｎ ｈｙｄｒｏｃｈｌｏｒｉｄｅ）、塩酸メタサイクリン、馬尿酸メテナミン、マンデル酸メテナミン、塩酸ミノサイクリン、硫酸ネオマイシン、硫酸ネチルマイシン、硫酸パロモマイシン、硫酸ストレプトマイシン、硫酸トブラマイシン、塩酸ミコナゾール、塩酸アマンファジン（ａｍａｎｆａｄｉｎｅ ｈｙｄｒｏｃｈｌｏｒｉｄｅ）、硫酸アマンファジン（ａｍａｎｆａｄｉｎｅ ｓｕｌｆａｔｅ）、トリクロサン、オクトピロックス、ニスタチン、トルナフテート、クロトリマゾール、アニデュラファンギン、ミカファンギン、ボリコナゾール、ラノコナゾール、シクロピロックス、およびその混合物も含む。
１つの実施態様において、上記抗微生物薬の濃度は、最終組成物の重量で、約０．０１％から約２０％、具体的には約１％から約１５％、より具体的には約６％から約１２％である。
開示される全てのクレアチン化合物に関して、さらなる研究が行われた場合、様々な患者における様々な状態の処置のために適当な投与レベルに関して情報が明らかになり、そして当業者は、治療の状況、年齢、およびレシピエントの一般的な健康を考慮して、適切な投薬を確認し得る。選択された投与量は、所望の治療効果、投与経路、および所望の処置期間に依存する。一般的に、毎日体重１ｋｇあたり０．００１から１０ｍｇの投与量レベルを、哺乳類に投与する。一般的に、静脈内注射または注入に関して、投与量レベルはより低くあり得る。
処置方法
本開示の実施態様は、ミトコンドリア機能を調節する、またはミトコンドリア障害の１つまたはそれより多くの症状を処置するために、化合物のミトコンドリアに対する標的化送達のための組成物および方法を提供する。本明細書中で開示される組成物で処置し得る適当なミトコンドリア障害は、ミトコンドリア性筋障害を含むがこれに限らない。ミトコンドリア性筋障害は、カーンズ・セイヤー症候群、リー症候群、ミトコンドリアＤＮＡ欠乏症候群（ＭＤＳ）、ミトコンドリア脳筋障害、乳酸アシドーシスおよび脳卒中様エピソード（ＭＥＬＡＳ）、もじゃもじゃ赤色線維を伴うミオクローヌスてんかん（ＭＥＲＲＦ）、ミトコンドリア神経胃腸脳筋障害（ＭＮＧＩＥ）、神経障害、運動失調および網膜色素変性症（ＮＡＲＰ）、および進行性外眼筋麻痺症（ＰＥＯ）を含む。
開示される組成物を、グアニジノ酢酸（ｇｕａｎｉｄｉｎｏａｃｅｔｅａｔｅ）メチルトランスフェラーゼ欠損症（ＧＡＭＴ欠損症）、Ｌ−アルギニン：グリシンアミジノトランスフェラーゼ欠損症（ＡＧＡＴ欠損症）、およびＳＬＣ６Ａ８関連クレアチントランスポーター欠損症（ＳＬＣ６Ａ８欠損症）を含む、脳クレアチン欠損症候群の１つまたはそれより多くの症状を処置するために使用し得る。
開示される組成物を、ホスホクレアチン／クレアチンの比を変えることによって、ミトコンドリアにおけるＡＴＰ生成を調節するために使用し得る。１つまたはそれより多くの開示される化合物を投与することによって、ホスホクレアチン／クレアチンの比を、コントロールと比較して増加させ得る。ミトコンドリアにおけるホスホクレアチンの量の増加は、ミトコンドリアがＡＴＰを生成する能力を増大させる。従って、別の実施態様は、宿主に有効な量の本開示される組成物を投与することによって、該宿主においてミトコンドリアのＡＴＰ生成を増加させる方法を提供する。ＡＴＰ生成能力の増大は、細胞がエネルギー負荷をより良く制御することを可能にし、従って細胞の損傷または細胞死を予防する、細胞機能を改善する、細胞の治癒および置換を増大させる、および腫瘍形成を予防する。
開示される組成物をまた、関節炎、うっ血性心不全、非活動性委縮、脳回転状委縮、ハンチントン病、マッカードル病、アレキサンダー病、アルツハイマー病、パーキンソン病、筋委縮性側索硬化症（ＡＬＳ）、アミノ酸異常、運動失調、バルト症候群（Ｂａｒｔｈ）、タファジン、心筋症、カルニチン異常、軟骨−毛髪発育不全、先天性筋ジストロフィー、痙攣、ＨＡＭ、非症候性およびアミノ−グリコシド誘発聴覚消失、ＤＩＤＭＯＡＤ、聴覚消失−ジストニア、糖尿病、ジストニア、脳症、失明、黄斑変性症、視神経委縮症、ウォルフラム症候群（Ｗｏｌｆｒａｍ）、外眼筋麻痺症、甲状腺機能亢進、疲労、運動不耐性、フリードライヒ失調症、低血糖、白質ジストロフィー、メープルシロップ尿症、メンケズ病（Ｍｅｎｋｅｓ）、多発性対称性脂肪腫症、筋肉痛、ミオグロビン尿、封入体筋炎、感覚神経障害、後角症候群、傍神経節腫、ピアソン症候群（Ｐｅａｒｓｏｎ’ｓ）、横紋筋融解症、痙性不全対麻痺、脊髄性筋委縮症、Ｓｔｕｖｅ−Ｗｉｅｄｅｍａｎｎ症候群、乳児突然死（ＳＩＤＳ）、ウィルソン病、ＣＯＰＤ、脳卒中、心筋梗塞、虚血、糖尿病、および炎症に関連する１つまたはそれより多くの症状を処置するために使用し得る。
開示される組成物をまた、医原性の適応症−ＨＡＡＲＴ治療、アミノ−グリコシド抗生物質、ＣＯＸ−２阻害剤関連心臓疾患、スタチンミオパシー、およびがん悪液質に対して使用し得る。
１つの実施態様は、１つまたはそれより多くの開示されるミトコンドリア標的化化合物を含む、栄養補助食品を提供する。該栄養補助食品（ｎｕｔｒａｃｅｕｃｉｔｃａｌ）を、例えば運動選手が、持久力トレーニング、筋肉／体力の形成、骨密度の増加、認知機能、創傷治癒、アンチエイジング、抗肥満／体重減少、および抗ＲＯＳのために使用し得る。該栄養補助食品を、健康なまたは病気の個体に投与し得る。
ミトコンドリアのＡＴＰ生成を増加させることは、運動耐容能もしくはスタミナおよび／または筋力もしくはスタミナを改善するために有用であり得る。例えば、本明細書中で開示される組成物を被験体に投与して、激しい運動の間、高いＡＴＰ代謝回転速度を維持する能力を増強して、コントロールと比較して神経筋の疲労の遅延、筋力の改善、筋力の出力の改善、運動からの回復の改善、体重の増加、および筋肉量の増加、またはその組み合わせを引き起こし得る。いくつかの実施態様において、上記組成物を、加齢の特徴である典型的な筋肉量の喪失である、筋肉減少症の影響を阻害または抑制するために投与する。例えば、上記組成物は、コントロールと比較して、被験体における加齢性の筋肉萎縮および／または筋力の喪失を減弱し得る。
本明細書中で開示される組成物を被験体に投与して、脳または認知能力を改善または増大させ得る。脳／認知能力は、精神的トレーニングまたはチャレンジに対する反応の増大、精神的疲労の抑制、仕事が引き起こす酸素利用の増加の改善、認識記憶の改善、計算速度の増加、計算力の増大、および一般的な能力の改善などの、精神機能に対する有用な影響を含むがこれに限らない（Ｒａｅら、Ｐｒｏｃ．Ｒ．Ｓｏｃ．Ｌｏｎｄ．２７０：２１４７−２１５０（２００７））。細胞外ＡＴＰの増加はまた、脳の血流および代謝を増強し得る、精神的な鋭敏さを増加させ得る、および該被験体において潜在的に疲労の知覚および／または運動に関連する疼痛を減少させ得る。
本開示される化合物を含む薬学的組成物が提供される。該薬学的組成物は、経口、非経口（筋肉内、腹腔内、静脈内（ＩＶ）、または皮下注射）、経皮（受動的に、またはイオントフォレシスまたはエレクトロポレーションを用いて）、または経粘膜（鼻腔内、膣内、直腸内、または舌下）投与経路による、または生体分解性挿入物を用いることによる投与のためであり得、そして各投与経路のために適当な剤形で製剤化し得る。１つの実施態様において、上記化合物を経口投与する。別の実施態様において、上記化合物を、水性溶液で非経口的に投与する。一般的に、有効な量のクレアチン化合物またはアナログを含む薬学的組成物が提供される。
上記組成物を、経口送達のために製剤化し得る。経口固体剤形は、一般的に、Ｒｅｍｉｎｇｔｏｎ’ｓ Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ、第１８版、１９９０（Ｍａｃｋ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ Ｃｏ．Ｅａｓｔｏｎ、Ｐａ．１８０４２）の第８９章に記載されており、それは本明細書中で参考文献に組み込まれる。固体剤形は、錠剤、カプセル剤、丸剤、トローチ剤またはロゼンジ剤、カシェ剤、ペレット剤、散剤、または顆粒剤を含む。また、リポソーム被包またはプロテイノイド被包を使用して、本組成物を製剤化し得る（例えば、米国特許第４，９２５，６７３号において報告されたプロテイノイドマイクロスフィアのように）。リポソーム被包を使用し得、そしてリポソームを様々なポリマーで誘導体化し得る（例えば米国特許第５，０１３，５５６号）。治療薬の可能性のある固体剤形の記載が、Ｇ．Ｓ．ＢａｎｋｅｒおよびＣ．Ｔ．Ｒｈｏｄｅｓによって編集されたＭｏｄｅｒｎ Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃｓ 第１０章、１９７９において、Ｍａｒｓｈａｌｌ，Ｋ．によって提供され、それは本明細書中で参考文献に組込まれる。一般的に、上記製剤は、ＡＢＣトランスポーターリガンド（またはその化学的に改変された形態）、および胃環境に対する保護、および腸管における生物学的に活性な物質の放出を可能にする不活性な成分を含む。
別の実施態様は、薬学的に許容されるエマルション、液剤、懸濁剤、およびシロップ剤を含む、経口投与のための液体剤形を提供し、それは不活性な希釈剤；湿潤剤、乳化剤、および懸濁化剤などのアジュバント；および甘味料、香味剤、および香料を含む他の成分を含み得る。
上記組成物を、誘導体の経口送達が有効であるように、化学的に改変し得る。一般的に、企図される化学的改変は、少なくとも１つの部分の、成分分子自体への結合であり、ここで当該部分は、（ａ）タンパク質分解の阻害；および（ｂ）胃または腸管から血流への取り込みを可能にする。単数または複数の成分（ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｏｒ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ）の全体的な安定性の増大、および体内での循環時間の増加も所望される。ペグ化は、薬学的使用のための化学的改変の例である。使用し得る他の部分は：プロピレングリコール、エチレングリコールおよびプロピレングリコールのコポリマー、カルボキシメチルセルロース、デキストラン、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリプロリン、ポリ−１，３−ジオキソラン、およびポリ−１，３，６−チオキソカン（ｔｉｏｘｏｃａｎｅ）を含む［例えば、Ｅｎｚｙｍｅｓ ａｓ Ｄｒｕｇｓ、ＨｏｃｅｎｂｅｒｇおよびＲｏｂｅｒｔｓ編（Ｗｉｌｅｙ−Ｉｎｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅ：Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ、Ｎ．Ｙ．）３６７−３８３頁のＡｂｕｃｈｏｗｓｋｉおよびＤａｖｉｓ（１９８１）「Ｓｏｌｕｂｌｅ Ｐｏｌｙｍｅｒ−Ｅｎｚｙｍｅ Ａｄｄｕｃｔｓ」；およびＮｅｗｍａｒｋら（１９８２）Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｂｉｏｃｈｅｍ．４：１８５−１８９を参照のこと］。
経口製剤に関して、放出の位置は、胃、小腸（十二指腸、空腸（ｊｅｊｕｎｅｍ）、または回腸）、または大腸であり得る。当業者は、胃で溶解しないが、その物質を十二指腸または腸管の他の場所で放出する製剤を利用可能である。具体的には、該放出は、ペプチド（または誘導体）の保護によって、または腸管などの、胃環境を越えたペプチド（または誘導体）の放出によって、胃環境の有害な影響を回避する
完全な胃の抵抗性を保証するために、少なくともｐＨ５．０に対して不浸透性のコーティングが必須である。腸溶性コーティングとして使用される、より普通の不活性成分の例は、セルロースアセテートトリメリテート（ＣＡＴ）、ヒドロキシプロピルメチルセルロースフタレート（ＨＰＭＣＰ）、ＨＰＭＣＰ５０、ＨＰＭＣＰ５５、ポリビニルアセテートフタレート（ＰＶＡＰ）、ＥｕｄｒａｇｉｔＬ３０Ｄ、Ａｑｕａｔｅｒｉｃ、酢酸フタル酸セルロース（ＣＡＰ）、ＥｕｄｒａｇｉｔＬ、ＥｕｄｒａｇｉｔＳ、およびシェラックである。これらのコーティングを、混合フィルムとして使用し得る。
コーティングまたはコーティングの混合物をまた、胃に対する保護を意図しない錠剤に対しても使用し得る。これは、糖コーティングまたは、錠剤を飲み込み易くするコーティングを含む。カプセルは、乾燥治療薬（すなわち粉末）の送達のためのハードシェル（ゼラチンなど）から成り得る。液体形態のために、ソフトゼラチンシェルを使用し得る。カシェ剤のシェル材料は、濃厚なデンプン、または他の食用紙であり得る。丸剤、ロゼンジ剤、成型錠剤、または錠剤粉薬に関して、湿式塊化技術（ｍｏｉｓｔ ｍａｓｓｉｎｇ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）を使用し得る。
上記活性成分（または誘導体）を、粒子サイズ約１ｍｍの顆粒またはペレットの形態で、細かい多粒子として製剤中に含み得る。カプセル投与のための材料の製剤化はまた、粉末、軽く圧縮したプラグ（ｐｌｕｇｓ）、または錠剤としてであり得る。これらの治療薬を、圧縮によって調製し得る。
着色剤および／または香味剤も含み得る。例えば、上記組成物を、例えばリポソームまたはマイクロスフィア被包によって製剤化し得、そして次いでさらに着色剤および香味剤を含む冷蔵飲料などの、食用産物内に含む。
非経口投与に関してここで開示される調製物は、滅菌水性または非水性液剤、懸濁剤、またはエマルションを含む。非水性溶媒またはビヒクルの例は、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール、オリーブ油およびコーン油などの植物油、ゼラチン、およびオレイン酸エチルなどの注射用有機エステルである。そのような剤形はまた、保存剤、湿潤剤、乳化剤、および分散剤などのアジュバントを含み得る。それらを、例えば細菌保持フィルターを通したろ過によって、滅菌剤を組成物に組み込むことによって、組成物を照射することによって、または組成物を加熱することによって滅菌し得る。それらをまた、滅菌水、またはいくつかの他の滅菌注射用媒体を用いて、使用の直前に製造し得る。
直腸内または膣内投与のための組成物は、具体的には、活性物質に加えて、カカオバターまたは坐剤ワックスなどの賦形剤を含み得る坐剤である。鼻腔内または舌下投与のための組成物をまた、当該分野で周知の標準的な賦形剤を用いて調製する。
化合物の調製
アルキルトリフェニルホスホニウム陽イオンの合成は、当該分野で公知である。例えば、ＭＰ ＭｕｒｐｈｙおよびＲＡ Ｓｍｉｔｈ、Ａｎｎｕ Ｒｅｖ Ｐｈａｒｍａｃｏｌ Ｔｏｘｉｃｏｌ．２００７；４７：６２９−５６（２００７）を参照のこと。クレアチンアナログも、当該分野で公知である。例えば、Ｋａｄｄｕｒａｈ−Ｄａｏｕｋらに対する米国特許出願公開番号ＵＳ２００６／０１２８６７１を参照のこと。
１つまたはそれより多くのミトコンドリア標的化剤で機能化されたクレアチン化合物を、クレアチンまたはクレアチンアナログを親油性陽イオンと反応させることによって合成し得る。いくつかの実施態様において、クレアチンサブユニットおよびミトコンドリア標的化剤は、リンカーによって共有結合で連結している。
本明細書中で開示される化合物の調製のために、多くの合成方法が有用である。クレアチン化合物の代表的な調製方法を、下記で議論する。官能基の適合性、保護基の戦略、および不安定な結合の存在に関連するので、所望の連結基、所望のスペーサー基、および化合物の構造全体に鑑みて、所与のクレアチン化合物の適当な合成経路を選択し得る。
下記で議論する合成方法に加えて、本明細書中で開示されるクレアチン化合物の調製に有用な代替の反応および戦略が、当該分野で公知である。例えば、Ｍａｒｃｈ、「Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ」、第５版、２００１、Ｗｉｌｅｙ−Ｉｎｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅ Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎ、Ｎｅｗ Ｙｏｒｋを参照のこと。
以下の反応スキームは、本発明の化合物の一般的な合成方法を示す。全ての開始材料は、これらのスキームに記載された方法によって、または当業者に公知の方法によって調製される。
スキーム１において、Ｒ２、Ｒ３、およびＲ４は、以前に定義したものと同じである。ホスホニウム塩６３を、商業的に入手可能な６２から、当該分野で周知の方法を用いて調製し得る。次いで構造６３を、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）またはＴＨＦ中で、カルボニルジイミダゾール（ＣＤＩ）、カルボジイミド（ｃａｒｂｏｄｉｍｉｄｅ）試薬（例えばＥＤＣ）、およびＰｙＢＯＰを含む、アミドを合成するために通常使用されるいくつかのカップリング試薬の１つの存在下で、Ｂｏｃ−サルコシン６０とカップリングし得る。ＬｉＣｌおよび塩化テトラブチルアンモニウムの水溶液との混合（ｗｏｒｋｕｐ）を使用して、Ｂｏｃ−保護６４を塩化物塩として単離し得る。６４の、エーテル中のＨＣｌなどの酸による処理、続くメタノール性アンモニアによる中和化は、Ｂｏｃ保護アミンを脱保護して、６５を生じる。６５の、ＤＭＦ中の１Ｈ−ピラゾール−１−カルボキシミドアミド塩酸塩６６との反応は、構造１の化合物を生じる（Ｃａｓｔｉｌｌｏ−Ｍｅｌｅｎｄｅｚら、Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ、１０、１６５５（２００４））。
スキーム１で記載された合成方法を、スキーム２に示すように、構造２の化合物などの、第三アミンを調製するために改変し得る。
スキーム２において、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４およびＲ５は、以前に定義したものと同じである。ホスホニウム塩６７を、ＤＭＦなどの溶媒中で、カルボニルジイミダゾール（ＣＤＩ）、カルボジイミド（ｃａｒｂｏｄｉｍｉｄｅ）試薬（例えばＥＤＣ）、およびＰｙＢＯＰを含む、アミドを合成するために通常使用されるいくつかのカップリング試薬の１つの存在下で、Ｂｏｃ−サルコシン６０とカップリングして、６８を形成し得る。６８のトリフルオロ酢酸（ＴＦＡ）による処理は、ＢＯＣ基を除去してアミン６９を生じる。６９の、Ｎ，Ｎ−ジイソプロピルエチルアミンの存在下における７０との反応は、化合物７１を生じ、それを続いてＴＦＡを用いて脱保護して、構造２の化合物を生じ得る。
式ＩＩの範囲内のクレアチン化合物を、様々な方法によって調製し得る。例えば、エステル官能基を含む構造５の化合物を、スキーム３に記載する合成戦略を用いて調製し得る。
構造５の化合物の合成は、ジブロモブタンによる７２のＬＤＡ誘導アルキル化による７３の調製で始まる。これに続いて、マイクロ波照射を用いて、７３をキシレンまたはジメトキシエタン（ＤＭＥ）中トリフェニルホスフィンと共に加熱して、ホスホニウム塩を形成し得る。次いで、塩化テトラアンモニウムを含む水性ＬｉＣｌ溶液で洗浄することによって、臭化物対イオンを塩化物と交換して、７４を生じ得る。７４の、ジオキサン中２．０ＭのＨＣｌによる処理、続くメタノール性アンモニアによる中和化は、脱保護したアミン７５を生じる。７５の、ＤＭＦ中の１Ｈ−ピラゾール−１−カルボキシミドアミド塩酸塩（１Ｈ−ｐｙｒａｚｏｌｅ−１−ｃａｒｂｏｘｉｉｍｉｄａｍｉｄｅ ｈｙｄｒｏｃｈｌｏｒｉｄｅ）との反応は、改変クレアチン５を生じる。
同様の戦略を用いて、第三アミド官能基を含む化合物６を、スキーム４で記載する合成戦略を用いて調製し得る。
構造６の化合物の合成は、ジブロモブタンによるＢＯＣ−サルコシンジメチルアミド７６のＬＤＡ−誘導アルキル化による７７の調製で始まる。これに続いて、中間体７７を、マイクロ波照射を用いて、キシレンまたはジメトキシエタン（ＤＭＥ）中で、トリフェニルホスフィンと共に加熱して、ホスホニウム塩を生成し得る。塩化テトラアンモニウムを含む水性ＬｉＣｌ溶液で洗浄することによって、臭化物対イオンを塩化物対イオンと交換して、７８を生じ得る。７８の、ジオキサン中２．０ＭのＨＣｌによる処理、続くメタノール性アンモニアによる中和化は、脱保護したアミン７９を生じる。７９の、ＤＭＦ中の１Ｈ−ピラゾール−１−カルボキシミドアミド塩酸塩との反応は、改変クレアチン６を形成する。
式ＩＩＩの範囲内の改変クレアチン化合物を、当該分野で公知の様々な方法によって調製し得る。例えば、構造７の改変クレアチン化合物（ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｃｒｅａｔｉｎｅ ａ ｃｏｍｐｏｕｎｄ ｏｒ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ７）を、スキーム５で記載するように調製し得る。
構造７の化合物の合成は、１２０℃における、８０の、ｎ−ブタノール中のトリフェニルホスフィンとの反応によるアミン８１の調製で始まり得る。精製に続いて、８１を、溶媒としてアセトニトリルを用いて、ジイソプロピルエチルアミンの存在下で、エチルブロモアセテートで処理し得る。混合後、対イオンを、塩化テトラブチルアンモニウムを含む水性ＬｉＣｌ溶液を用いて交換し得る。これは化合物８２を生じる。８２の、ＤＭＦ中の１Ｈ−ピラゾール−１−カルボキシミドアミド塩酸塩との反応は、改変クレアチン化合物７を生じる。
同様の戦略を用いて、第三アミド官能基を含む化合物８を、スキーム６で記載する合成戦略を用いて調製し得る。
８の合成は、１２０℃における、８０の、ｎ−ブタノール中のトリフェニルホスフィンとの反応による、アミン８１の調製で始まり得る。精製の後、８１を、ジイソプロピルエチルアミンの存在下で、２−ブロモ−Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミドで処理し得る。混合後、対イオンを、塩化テトラブチルアンモニウムを含む水性ＬｉＣｌ溶液を用いて交換し得る。これは、化合物８３を生じる。８３の、ＤＭＦ中、１Ｈ−ピラゾール−１−カルボキシミドアミド塩酸塩との反応は、改変クレアチン化合物８を生じる。
実施例１ Ｎ２−［アンモニオ（イミノ）メチル］−Ｎ２−メチル−Ｎ−［３−（トリフェニルホスホニオ）プロピル］グリシンアミドビス（トリフルオロアセテート）の調製
工程１．（３−アミノプロピル）（トリフェニル）ホスホニウムブロミド臭化水素酸塩の調製
（３−ブロモプロピル）（トリフェニル）ホスホニウムブロミド（４．９ｇ、１０．０ｍｍｏｌ）を、密封チューブにおいて、メタノール中７Ｍのアンモニア（９７ｍＬ、６８０ｍｍｏｌ）で処理した。その混合物を、８５℃で４時間加熱し、そして室温まで冷却した。揮発性物質を除去し、そしてできた半固体を、シリカゲルカラムにおいて、まず塩化メチレン中２０％メタノールで、続いてメタノールおよび塩化メチレン中２５％の１Ｍアンモニアで溶出して精製し、表題（ｔｉｌｔｅ）化合物（２．０７ｇ）を４１％の収率で得た。
工程２．エチルＮ−｛（Ｅ）−［（ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル）アミノ］［（ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル）イミノ］メチル｝−Ｎ−メチルグリシナートの調製
ジ−ｔｅｒｔ−ブチル｛［（トリフルオロメチル）スルホニル］カルボンイミドイル（ｃａｒｂｏｎｉｍｉｄｏｙｌ）｝ビスカルバメート（ジ−Ｂｏｃ−トリフリルグアニジン）（７３８ｍｇ、１．８８ｍｍｏｌ）を、フレーム乾燥した（ｆｌａｍｅ ｄｒｉｅｄ）フラスコに入れ、そして無水１，２−ジクロロエタン（７．４ｍＬ）に溶解した。次いでトリエチルアミン（５７９μＬ、４．１５ｍｍｏｌ）およびエチルＮ−メチルグリシナート塩酸塩（３１２ｍｇ、２．０３ｍｍｏｌ）を加えた。その混合物を、５０℃で５時間撹拌し、そして室温に冷却した。その反応物を、塩化メチレンで希釈し、そして２Ｍの水性重硫酸ナトリウム、水性重炭酸ナトリウムで洗浄し、そして無水硫酸ナトリウムで乾燥した。有機物を濃縮し、そして粗製産物を、シリカゲルカラムにおいて、ヘキサン中５０％の酢酸エチルで溶出して精製し、表題化合物を７１％の収率で得た。
工程３．Ｎ−｛（Ｅ）−［（ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル）アミノ］［（ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル）イミノ］メチル｝−Ｎ−メチルグリシンの調製。
エチルＮ−｛（Ｅ）−［（ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル）アミノ］［（ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル）イミノ］メチル｝−Ｎ−メチルグリシナート（６３０ｍｇ、１．７５ｍｍｏｌ）を、室温でテトラヒドロフラン（６．３ｍＬ）に溶解した。これに、１．０Ｍの水性水酸化ナトリウム（．７５ｍＬ、１．７５ｍｍｏｌ）を加えた。その混合物を室温で１時間撹拌し、そして次いで減圧下で濃縮してテトラヒドロフランを除去した。その混合物を氷浴で冷却し、そして１Ｍの水性硫酸（１．７２ｍＬ、１．７５ｍｍｏｌ）で酸性化した。その混合物を、塩化メチレンで希釈し、そして次いで無水硫酸マグネシウムを用いて水を除去した。ろ過後、塩化メチレンを減圧下で除去して、表題化合物を定量的な収率で得た。
工程４．Ｎ２−｛（Ｅ）−［（ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル）アミノ］［（ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル）イミノ］メチル｝−Ｎ２−メチル−Ｎ−［３−（トリフェニルホスホニオ）プロピル］グリシンアミド臭化物の調製。
Ｎ−｛（Ｅ）−［（ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル）アミノ］［（ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル）イミノ］メチル｝−Ｎ−メチルグリシン（３０４ｍｇ、０．６３ｍｍｏｌ）および（３−アミノプロピル）（トリフェニル）ホスホニウムブロミド臭化水素酸塩（２０９ｍｇ、０．６３ｍｍｏｌ）を、塩化メチレン（３．０ｍＬ）に溶解し、そしてＮ，Ｎ−ジイソプロピルエチルアミン（３４０μＬ、１．９６ｍｍｏｌ）および１−ヒドロキシベンゾトリアゾール水和物（１０１ｍｇ、０．６６ｍｍｏｌ）で処理した。全ての固体が溶解した後、その反応物を、Ｎ−（３−ジメチルアミノプロピル）−Ｎ’−エチルカルボジイミド塩酸塩（３７５ｍｇ、１．９６ｍｍｏｌ）で処理し、そして室温で一晩撹拌した。その反応物を塩化メチレンで希釈し、そして有機層を水性重炭酸ナトリウムおよび水で洗浄し、そして次いで無水硫酸ナトリウムで乾燥した。ろ過後、有機物を濃縮して、粗製Ｎ２−｛（Ｅ）−［（ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル）アミノ］［（ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル）イミノ］メチル｝−Ｎ２−メチル−Ｎ−［３−（トリフェニルホスホニオ）プロピル］グリシンアミド臭化物（３９０ｍｇ）を６８％の収率で得て、それを続く工程で未精製のまま使用した。
工程５．Ｎ２−［アンモニオ（イミノ）メチル］−Ｎ２−メチル−Ｎ−［３−（トリフェニルホスホニオ）プロピル］グリシンアミドビス（トリフルオロアセテート）の調製。
Ｎ２−｛（Ｅ）−［（ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル）アミノ］［（ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル）イミノ］メチル｝−Ｎ２−メチル−Ｎ−［３−（トリフェニルホスホニオ）プロピル］グリシンアミド臭化物（２９０ｍｇ、０．４１ｍｍｏｌ）を、トリフルオロ酢酸（１ｍｌ、１０ｍｍｏｌ）に溶解した。室温で２０分後、揮発性物質を減圧下で除去し、そしてその粗製物を逆相分取ＨＰＬＣで精製して、表題化合物を３１％の収率で得た。
実施例２ Ｎ２−［アンモニオ（イミノ）メチル］−Ｎ，Ｎ２−ジメチル−Ｎ−［３−（トリフェニルホスホニオ）プロピル］グリシンアミドビス（トリフルオロアセテート）の調製
工程１．［３−（メチルアミノ）プロピル］（トリフェニル）ホスホニウムブロミド臭化水素酸塩の調製。
（３−ブロモプロピル）（トリフェニル）ホスホニウムブロミド（５．７ｇ、１２ｍｍｏｌ）を、密封したチューブ中で、エタノール中３３％のメチルアミン（４０ｍＬ、４００ｍｍｏｌ）で処理した。その混合物を、１００℃で１．５時間加熱し、そして室温に冷却した。揮発性物質を除去し、そしてできた半固体を、メタノール（２３ｍＬ）に溶解し、そして５０℃に加熱し、その時点で全ての固体が溶解した。温度を４０℃に下げ、そしてメチルｔ−ブチルエーテル（６８ｍＬ）を滴下して添加し、スラリーを生じた。そのスラリーを室温に冷却し、そしてろ過して、産物のケーキをメチルｔ−ブチルエーテル（２０ｍＬ）で洗浄して、表題化合物（４．０ｇ）を、白色固体として６６％の収率で得た。
工程２．Ｎ２−（ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル）−Ｎ，Ｎ２−ジメチル−Ｎ−［３−（トリフェニルホスホニオ）プロピル］グリシンアミド臭化物の調製。
Ｎ−（ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル）−Ｎ−メチルグリシン（３０９ｍｇ、１．６３ｍｍｏｌ）を、塩化メチレン（７．８ｍＬ）に溶解し、そしてＮ，Ｎ−ジイソプロピルエチルアミン（１．０ｍＬ、５．７ｍｍｏｌ）および１−ヒドロキシベンゾトリアゾール水和物（２３３ｍｇ、１．５２ｍｍｏｌ）で処理した。室温で１０分後、［３−（メチルアミノ）プロピル］（トリフェニル）ホスホニウムブロミド臭化水素酸塩（９３３ｍｇ、１．８８ｍｍｏｌ）、続いて１−エチル−（３−ジメチルアミノプロピル）カルボジイミド塩酸塩（３５３ｍｇ、１．８４ｍｍｏｌ）および４−ジメチルアミノピリジン（１４５ｍｇ、０．１１ｍｍｏｌ）を加えた。その混合物を室温で一晩撹拌した。その反応物を水性ＮａＨＣＯ３および水で洗浄することによって単離して、粗製産物を得、それをシリカゲルカラムにおいて、メタノールおよび塩化メチレン中５〜１０％の１Ｍ ＮＨ３で溶出して精製し、表題化合物（７３９ｍｇ）を７６％の収率で得た。
工程３．Ｎ，Ｎ２−ジメチル−Ｎ−［３−（トリフェニルホスホニオ）プロピル］−グリシンアミドトリフルオロアセテートの調製。
Ｎ２−（ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル）−Ｎ，Ｎ２−ジメチル−Ｎ−［３−（トリフェニルホスホニオ）プロピル］グリシンアミド臭化物（２８０ｍｇ、０．４８ｍｍｏｌ）を、トリフルオロ酢酸（１．９ｍＬ、２５ｍｏｌ）に室温で溶解した。３０分後、揮発性物質を高真空下で除去し、そしてその粗製産物を塩化メチレンに溶解し、そして水性ＮａＨＣＯ３で洗浄した。次いで有機層を、水で洗浄し、そして濃縮して表題化合物を定量的な収率で得た。
工程４．Ｎ２−｛（Ｅ）−［（ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル）アミノ］［（ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル）イミノ］メチル｝−Ｎ，Ｎ２−ジメチル−Ｎ−［３−（トリフェニルホスホニオ）プロピル］グリシンアミドトリフルオロアセテートの調製
ジ−ｔｅｒｔ−ブチル｛［（トリフルオロメチル）スルホニル］カルボンイミドイル｝ビスカルバメート（ジ−Ｂｏｃ−トリフリルグアニジン（３４ｍｇ、０．０８７ｍｍｏｌ）を、窒素下でフレーム乾燥したフラスコに入れ、そして無水１，２−ジクロロエタン（０．２４ｍＬ）およびトリエチルアミン（２５μＬ、０．１８ｍｍｏｌ）で処理した。その反応物に、Ｎ，Ｎ２−ジメチル−Ｎ−［３−（トリフェニルホスホニオ）プロピル］グリシンアミドトリフルオロアセテート（４８ｍｇ、０．０８ｍｍｏｌ）を加え、そしてその混合物を、５０℃で５時間撹拌し、そして室温に冷却した。その反応物を塩化メチレンで希釈し、そして水性ＮａＨＣＯ３で洗浄した。有機層を濃縮し、そしてシリカゲルカラムにおいて、メタノールおよび塩化メチレン中５〜２０％の１Ｍ ＮＨ３で溶出して精製して、表題化合物を３０％の収率で得た。
工程５．Ｎ２−［アンモニオ（イミノ）メチル］−Ｎ，Ｎ２−ジメチル−Ｎ−［３−（トリフェニルホスホニオ）プロピル］グリシンアミドビス（トリフルオロアセテート）の調製
Ｎ２−｛（Ｅ）−［（ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル）アミノ］［（ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル）イミノ］メチル｝−Ｎ，Ｎ２−ジメチル−Ｎ−［３−（トリフェニルホスホニオ）プロピル］グリシンアミドトリフルオロアセテート（３３０ｍｇ、０．４３ｍｍｏｌ）を、トリフルオロ酢酸（１．６ｍｌ）に溶解し、そして室温で１５分間撹拌し、そして粗製物を、揮発性物質を除去して単離した。分取ＨＰＬＣによる精製によって、表題化合物を凍結乾燥後白色固体として得た（収率１８％）。
実施例３ Ｎ２−［アミノ（イミノ）メチル］−Ｎ２−メチル−Ｎ−［３−（トリフェニルホスホニオ）−プロピル］グリシンアミド塩化物の調製。
工程１．（３−アミノプロピル）（トリフェニル）ホスホニウム二臭化物の調製。
１−ブタノール（２１０ｍＬ）中の、３−ブロモプロピルアミン臭化水素酸塩（２５．１ｇ、１１５ｍｍｏｌ）の、撹拌、脱気した溶液に、トリフェニルホスフィン（４２．１ｇ、１６０ｍｍｏｌ）を加えた。窒素をその溶液に通して１０分間泡立てることによって再び脱気し、そして次いで１２０℃で一晩加熱した。その溶液を冷却し、そしてメチルｔ−ブチルエーテル（７００ｍＬ）およびトルエン（４００ｍＬ）の撹拌溶液に注いだ。均一なスラリーができるまで室温で撹拌した後、その固体をろ過し、そしてその産物のケーキを、メチルｔ−ブチルエーテルで２回すすいで（２×１００ｍＬ）、表題化合物（５４ｇ、８４％）を白色固体として得た。
工程２．Ｎ２−（ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル）−Ｎ２−メチル−Ｎ−［３−（トリフェニルホスホニオ）プロピル］グリシンアミド臭化物の調製。
Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（９．８ｍＬ）中、Ｎ−（ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル）−Ｎ−メチルグリシン（１．９６ｇ、１０．４ｍｍｏｌ）の撹拌溶液に、Ｎ，Ｎ−カルボニルジイミダゾール（１．６８ｇ、１０．４ｍｍｏｌ）を加えた。室温で１時間後、（３−アミノプロピル）（トリフェニル）ホスホニウム二臭化物（５．０２ｇ、１０．４ｍｍｏｌ）を加え、そしてその混合物を室温で一晩撹拌した。その反応物を、塩化メチレン（２０ｍＬ）で希釈し、そして有機層を、５重量パーセントの水性塩化リチウム（２×１０ｍＬ）および０．５Ｍのクエン酸（１０ｍＬ）で洗浄した。有機層を濃縮して、表題化合物（４．０ｇ、６５％）を白色固体として得た。
ＭＳ （ＥＳＩ＋） ｆｏｒ Ｃ２９Ｈ３６Ｎ２Ｏ３Ｐ ｍ／ｚ ４９１．４ （Ｍ）＋．
工程３．Ｎ２−（ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル）−Ｎ２−メチル−Ｎ−［３−（トリフェニルホスホニオ）プロピル］グリシンアミド塩化物の調製。
塩化メチレン（４５０ｍＬ）中、Ｎ２−（ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル）−Ｎ２−メチル−Ｎ−［３−（トリフェニルホスホニオ）プロピル］グリシンアミド臭化物（５３．７ｇ、９３．９ｍｍｏｌ）の溶液を、２重量パーセントのテトラブチルアンモニウムクロリド（４×１５０ｍＬ／ｇ）を含む、２０重量パーセントの水性塩化リチウムと共に撹拌した。有機層を乾燥するまで濃縮して、表題化合物を定量的な収率で得た。
ＭＳ （ＥＳＩ＋） ｆｏｒ Ｃ２９Ｈ３６Ｎ２Ｏ３Ｐ ｍ／ｚ ４９１．４ （Ｍ）＋．
工程４．Ｎ２−メチル−Ｎ−［３−（トリフェニルホスホニオ）プロピル］グリシンアミド塩化物の調製。
塩化メチレン（３８ｍＬ）およびメタノール（４．２ｍＬ）中、Ｎ２−（ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル）−Ｎ２−メチル−Ｎ−［３−（トリフェニルホスホニオ）プロピル］グリシンアミド塩化物（７．６ｇ、１４ｍｏｌ）の溶液に、ジエチルエーテル（１６ｍＬ、３２ｍｍｏｌ）中２．０ＭのＨＣｌを加え、そしてその混合物を室温で一晩撹拌した。その溶液を０℃に冷却し、そしてメタノール中７Ｍのアンモニア（６．０ｍＬ、４２ｍｍｏｌ）で処理して、即時に白色の沈殿物を得た。３０分後、スラリーをろ過し、そしてフラスコおよびろ過ケーキを、塩化メチレン（６８ｍＬ）ですすいだ。ろ液を濃縮して、表題化合物（６．２ｇ、１００％）を、粗製白色固体として得た。
工程５．Ｎ２−［アミノ（イミノ）メチル］−Ｎ２−メチル−Ｎ−［３−（トリフェニルホスホニオ）−プロピル］グリシンアミド塩化物の調製。
Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（１５ｍＬ）中、Ｎ２−メチル−Ｎ−［３−（トリフェニルホスホニオ）プロピル］グリシンアミド塩化物（７．６５ｇ、１７．９ｍｍｏｌ）の溶液に、１−Ｈ−ピラゾール−１−カルボキシミドアミド塩酸塩（２．７６ｇ、１８．８ｍｍｏｌ）およびＮ，Ｎ−ジイソプロピルエチルアミン（３．２８ｍＬ、１８．８ｍｍｏｌ）を加えた。その混合物を室温で一晩撹拌した。一晩撹拌した後、その反応は完了しておらず、そしてさらなる１−Ｈ−ピラゾール−１−カルボキシミドアミド塩酸塩（３９４ｍｇ、２．６９ｍｍｏｌ）およびＮ，Ｎ−ジイソプロピルエチルアミン（０．４７ｍＬ、２．６９ｍｍｏｌ）を加えた。８時間後、さらなる１−Ｈ−ピラゾール−１−カルボキシミドアミド塩酸塩（３３８ｍｇ、２．３ｍｍｏｌ）およびＮ，Ｎ−ジイソプロピルエチルアミン（０．４０ｍＬ、２．３ｍｍｏｌ）を再び加えた。その混合物を再び一晩撹拌した。その反応物を塩化メチレン（３０ｍＬ）で希釈し、そして次いでその溶液を、塩化メチレン（１５ｍＬ）およびメチルｔ−ブチルエーテル（６１ｍＬ）の速く撹拌する混合物を入れたフラスコに加えて、産物を沈殿させた。上清を傾けて廃棄し、そしてその産物を、３５℃で、高真空下で乾燥して、表題化合物（９．４ｇ、収率１００％、純度約８０％）を、粗製淡黄色の固体として得た。
工程６．Ｎ２−［アミノ（イミノ）メチル］−Ｎ２−メチル−Ｎ−［３−（トリフェニルホスホニオ）−プロピル］グリシンアミド塩化物の結晶化
Ｎ２−［アミノ（イミノ）メチル］−Ｎ２−メチル−Ｎ−［３−（トリフェニルホスホニオ）プロピル］グリシンアミド塩化物（１０．１ｇ、１７．９ｍｍｏｌ）を、塩化メチレン（４０ｍＬ）中に溶解し、そして室温で２４時間撹拌して、白色固体のスラリーを得た。その固体をろ過し、そして乾燥して、表題化合物（３．６ｇ、収率４３％、純度＞９５％）を得た。
実施例４ Ｎ２−［アンモニオ（イミノ）メチル］−Ｎ２−メチル−Ｎ−［３−（トリフェニルホスホニオ）プロピル］グリシンアミド二塩化物の調製
実施例４の改変クレアチン化合物を、下記で記載する合成方法を用いて、実施例３の産物から調製した。
Ｎ２−［アンモニオ（イミノ）メチル］−Ｎ２−メチル−Ｎ−［３−（トリフェニルホスホニオ）プロピル］グリシンアミドビス（トリフルオロアセテート）（１００ｍｇ、０．１５ｍｍｏｌ）を、過剰なメタノール性塩酸塩に溶解し、そして揮発性物質を除去して、表題化合物（７５ｍｇ）を定量的な収率で得た。
実施例５ Ｎ３−［アンモニオ（イミノ）メチル］−Ｎ３−メチル−Ｎ−［４−（トリフェニルホスホニオ）ブチル］−β−アラニンアミドビス（トリフルオロアセテート）の調製。
工程１．Ｎ３−（ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル）−Ｎ３−メチル−Ｎ−［４−（トリフェニルホスホニオ）ブチル］−β−アラニンアミド臭化物の調製。
Ｎ−（ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル）−Ｎ−メチル−β−アラニン（Ｍａｔｒｉｘ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ、３６８ｍｇ、１．８１ｍｍｏｌ）を、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（３．７ｍＬ）に溶解し、そしてＮ，Ｎ−カルボニルジイミダゾール（３０８ｍｇ、１．９０ｍｍｏｌ）で処理した。その反応混合物を、室温で３０分間撹拌した。（４−アミノブチル）（トリフェニル）ホスホニウム臭化物（１．１２ｇ、２．７２ｍｍｏｌ）を加え、そしてその反応物を、室温で一晩撹拌した。その反応物を、次いで塩化メチレンで希釈し、そして５％の水性塩化リチウム（３回）、１Ｎの水性塩化水素、および飽和重炭酸ナトリウムで洗浄した。有機溶液を、無水硫酸ナトリウムで乾燥し、ろ過し、そして濃縮して、表題化合物（１．２６ｇ、１００％、純度８６％）を、白色の泡状物（ｆｏａｍ）として得た。サンプルを、未精製のまま次の工程で使用した。
工程２．Ｎ３−メチル−Ｎ−［４−（トリフェニルホスホニオ）ブチル］−β−アラニンアミド臭化物の調製。
Ｎ３−（ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル）−Ｎ３−メチル−Ｎ−［４−（トリフェニルホスホニオ）ブチル］−β−アラニンアミド臭化物（１．０８ｇ、１．８０ｍｍｏｌ）を、塩化メチレン（５．４ｍＬ）およびメタノール（０．５４ｍＬ）に溶解した。その溶液を、室温で、ジエチルエーテル（１．９８ｍＬ、３．９６ｍｍｏｌ）中、２．０Ｍの塩化水素で処理した。その混合物を、室温で一晩撹拌し、次いで氷浴で冷却し、そしてメタノール中７Ｎのアンモニア（０．７５ｍＬ、５．２２ｍｍｏｌ）で処理した。３０分後、できたスラリーをろ過し、そしてその固体を塩化メチレンで洗浄した。ろ液を濃縮して、表題化合物（９８０ｍｇ、１１０％、純度８４％）を、白色の泡状物として得た。工程２の産物を、未精製のまま次の工程で使用した。
工程３．Ｎ３−［アミノ（イミノ）メチル］−Ｎ３−メチル−Ｎ−［４−（トリフェニルホスホニオ）ブチル］−β−アラニンアミド臭化物の調製。
Ｎ３−メチル−Ｎ−［４−（トリフェニルホスホニオ）ブチル］−β−アラニンアミド臭化物（９８０ｍｇ、２．０ｍｍｏｌ）を、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（２ｍＬ）に溶解した。できた溶液を、１Ｈ−ピラゾール−１−カルボキシミドアミド塩酸塩（３１５ｍｇ、２．１５ｍｍｏｌ）およびＮ，Ｎ−ジイソプロピルエチルアミン（０．３９ｍＬ、２．２６ｍｍｏｌ）で処理した。その反応物を、室温で一晩撹拌した。より多くの１Ｈ−ピラゾール−１−カルボキシミドアミド塩酸塩およびＮ，Ｎ−ジイソプロピルエチルアミンを加えて、さらなる変換を行い得る。Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド中の反応混合物を、加工無しに（ｗｉｔｈｏｕｔ ｗｏｒｋ−ｕｐ）次の工程で使用した。
工程４．Ｎ３−［アミノ（イミノ）メチル］−Ｎ３−メチル−Ｎ−［４−（トリフェニルホスホニオ）ブチル］−β−アラニンアミドトリフルオロアセテート−トリフルオロ酢酸（１：１）の調製。
Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド中の溶液としての、Ｎ３−［アミノ（イミノ）メチル］−Ｎ３−メチル−Ｎ−［４−（トリフェニルホスホニオ）ブチル］−β−アラニンアミド臭化物を、Ｃ１８カラムにおいて、水（０．１％のＴＦＡを含む）およびアセトニトリル（０．０７％のＴＦＡを含む）の勾配で溶出して、直接的に精製し、Ｎ３−［アミノ（イミノ）メチル］−Ｎ３−メチル−Ｎ−［４−（トリフェニルホスホニオ）ブチル］−β−アラニンアミドトリフルオロアセテート−トリフルオロ酢酸（１：１）（８００ｍｇ）を、６０％の精製収率で単離した。
実施例６ ｛４−［（４−｛［アンモニオ（イミノ）メチル］（メチル）アミノ｝ブタノイル）アミノ］ブチル｝（トリフェニル）ホスホニウムビス（トリフルオロアセテート）の調製。
工程１．１１，１４，１４−トリメチル−７，１２−ジオキソ−１，１，１−トリフェニル−１３−オキサ−６，１１−ジアザ−１−ホスホニアペンタデカン臭化物の調製。
４−［（ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル）（メチル）アミノ］ブタン酸（Ｊ．Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ、１９８５、５０、１３０２−１３０４、３４９ｍｇ、１．６１ｍｍｏｌ）を、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（３．５ｍＬ）に溶解し、そしてＮ，Ｎ−カルボニルジイミダゾール（２７３ｍｇ、１．６９ｍｍｏｌ）で処理した。その混合物を、室温で３０分間撹拌した。（４−アミノブチル）（トリフェニル）ホスホニウム臭化物（９２９ｍｇ、１．４０ｍｍｏｌ）を加え、そしてその反応物を、室温で一晩撹拌した。その反応混合物を、塩化メチレンで希釈し、そして５％の水性塩化リチウム（３回）、１Ｎの水性塩化水素、および飽和重炭酸ナトリウムで洗浄した。有機溶液を、無水硫酸ナトリウムで乾燥し、ろ過し、そして濃縮して、表題化合物（０．９１ｇ、９２％、純度８３％）を、白色の泡状物として得た。サンプルを未精製のまま次の工程で使用した。
工程２．（４−｛［４−（メチルアミノ）ブタノイル］アミノ｝ブチル）（トリフェニル）ホスホニウム臭化物の調製。
１１，１４，１４−トリメチル−７，１２−ジオキソ−１，１，１−トリフェニル−１３−オキサ−６，１１−ジアザ−１−ホスホニアペンタデカン臭化物（９１０ｍｇ、１．５０ｍｍｏｌ）を、塩化メチレン（４．６ｍＬ）およびメタノール（０．５０ｍＬ）に溶解した。その溶液を、室温で、ジエチルエーテル（１．６３ｍＬ、３．２６ｍｍｏｌ）中２．０Ｍの塩化水素で処理した。その混合物を、室温で一晩撹拌し、次いで氷浴で冷却し、そしてメタノール中７Ｎのアンモニア（０．６１ｍＬ、４．３０ｍｍｏｌ）で処理した。３０分後、できたスラリーをろ過し、そしてその固体を塩化メチレンで洗浄した。そのろ液を濃縮して、表題化合物（６９０ｍｇ、９１％、純度９１％）を白色の泡状物として得た。工程２の産物を、未精製のまま次の工程で使用した。
工程３．｛４−［（４−｛［アミノ（イミノ）メチル］（メチル）アミノ｝ブタノイル）アミノ］ブチル｝（トリフェニル）ホスホニウム臭化物の調製。
（４−｛［４−（メチルアミノ）ブタノイル］アミノ｝ブチル）（トリフェニル）ホスホニウム臭化物（６９０ｍｇ、１．３０ｍｍｏｌ）を、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（１．４ｍＬ）に溶解した。できた溶液を、１Ｈ−ピラゾール−１−カルボキシミドアミド塩酸塩（２１６ｍｇ、１．４７ｍｍｏｌ）およびＮ，Ｎ−ジイソプロピルエチルアミン（０．２７ｍＬ、１．５４ｍｍｏｌ）で処理した。その反応物を、室温で一晩撹拌した。より多くの１Ｈ−ピラゾール−１−カルボキシミドアミド塩酸塩およびＮ，Ｎ−ジイソプロピルエチルアミンを加えて、さらなる変換を行い得る。Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド中の反応混合物を、単離せずに精製に使用した。
工程４．｛４−［（４−｛［アミノ（イミノ）メチル］（メチル）アミノ｝ブタノイル）アミノ］ブチル｝（トリフェニル）ホスホニウムトリフルオロアセテート−トリフルオロ酢酸（１：１）の調製。
Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド中の溶液としてのＮ３−［アミノ（イミノ）メチル］−Ｎ３−メチル−Ｎ−［４−（トリフェニルホスホニオ）ブチル］−β−アラニンアミド臭化物を、Ｃ１８カラムにおいて、水（０．１％のＴＦＡを含む）およびアセトニトリル（０．０７％のＴＦＡを含む）の勾配によって溶出して直接的に精製して、表題化合物（６３０ｍｇ）を６７％の精製収率で単離した。
実施例７ ｛４−［（４−｛［アンモニオ（イミノ）メチル］（メチル）アミノ｝−２，２−ジメチルブタノイル）アミノ］ブチル｝（トリフェニル）ホスホニウムビス（トリフルオロアセテート）の調製。
工程１．８，８，１１，１４，１４−ペンタメチル−７，１２−ジオキソ−１，１，１−トリフェニル−１３−オキサ−６，１１−ジアザ−１−ホスホニアペンタデカン臭化物の調製。
４−［（ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル）（メチル）アミノ］−２，２−ジメチルブタン酸（Ｏｒｇａｎｉｃ ａｎｄ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ、２０１１、９、１８４６−１８５４、１１７ｍｇ、０．４８ｍｍｏｌ）を、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（１．２ｍＬ）に溶解し、そしてＮ，Ｎ−カルボニルジイミダゾール（１０４ｍｇ、０．６４ｍｍｏｌ）で処理した。その混合物を、室温で３０分間撹拌した。（４−アミノブチル）（トリフェニル）ホスホニウム臭化物（２７７ｍｇ、０．６７ｍｍｏｌ）を加え、そしてその反応物を室温で一晩撹拌した。次いでその反応混合物を塩化メチレンで希釈し、そして５％の水性塩化リチウム（３回）、１Ｎの水性塩化水素、および飽和重炭酸ナトリウムで洗浄した。その有機溶液を、無水硫酸ナトリウムで乾燥し、ろ過し、そして濃縮して、表題化合物（２１０ｍｇ、６９％）を白色の泡状物として得た。サンプルを未精製のまま次の工程で使用した。
ＭＳ （ＥＳＩ＋） ｆｏｒ Ｃ３４Ｈ４６Ｎ２Ｏ３Ｐ ｍ／ｚ ５６１．５ （Ｍ）＋．
工程２．（４−｛［２，２−ジメチル−４−（メチルアミノ）ブタノイル］アミノ｝ブチル）（トリフェニル）ホスホニウム臭化物の調製。
８，８，１１，１４，１４−ペンタメチル−７，１２−ジオキソ−１，１，１−トリフェニル−１３−オキサ−６，１１−ジアザ−１−ホスホニアペンタデカン臭化物（２０５ｍｇ、０．３２ｍｍｏｌ）を、塩化メチレン（１．０ｍＬ）およびメタノール（０．１０ｍＬ）に溶解した。その溶液を室温で、ジエチルエーテル中２．０Ｍの塩化水素（０．３６ｍＬ、０．７１ｍｍｏｌ）で処理した。その反応物を、室温で一晩撹拌し、氷浴で冷却し、そしてメタノール中７Ｎのアンモニア（０．１３ｍＬ、０．９３ｍｍｏｌ）で処理した。３０分後、できたスラリーをろ過し、そしてその固体を塩化メチレンで洗浄した。ろ液を濃縮して、表題化合物（１７０ｍｇ、９８％）を白色の泡状物として得た。工程２の産物を、未精製のまま次の工程で使用した。
ＭＳ （ＥＳＩ＋） ｆｏｒ Ｃ２９Ｈ３８Ｎ２ＯＰ ｍ／ｚ ４６０．９ （Ｍ）＋．
工程３．｛４−［（４−｛［アミノ（イミノ）メチル］（メチル）アミノ｝−２，２−ジメチルブタノイル）アミノ］ブチル｝（トリフェニル）ホスホニウム臭化物の調製。
（４−｛［２，２−ジメチル−４−（メチルアミノ）ブタノイル］アミノ｝ブチル）（トリフェニル）ホスホニウム臭化物（１７１ｍｇ、０．３２ｍｍｏｌ）を、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（０．３４ｍＬ）に溶解した。できた溶液を、１Ｈ−ピラゾール−１−カルボキシミドアミド塩酸塩（６５ｍｇ、０．４４ｍｍｏｌ）およびＮ，Ｎ−ジイソプロピルエチルアミン（０．０８３ｍＬ、０．４７ｍｍｏｌ）で処理した。その反応物を室温で一晩撹拌した。より多くの１Ｈ−ピラゾール−１−カルボキシミドアミド塩酸塩およびＮ，Ｎ−ジイソプロピルエチルアミンを加えて、さらなる変換を行い得る。Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド中の反応混合物を、単離せずに精製に使用した。
工程４．｛４−［（４−｛［アミノ（イミノ）メチル］（メチル）アミノ｝−２，２−ジメチルブタノイル）アミノ］ブチル｝（トリフェニル）ホスホニウムトリフルオロアセテート−トリフルオロ酢酸（１：１）の調製。
Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド中の溶液としてのＮ３−［アミノ（イミノ）メチル］−Ｎ３−メチル−Ｎ−［４−（トリフェニルホスホニオ）ブチル］−β−アラニンアミド臭化物を、Ｃ１８カラムにおいて、水（０．１％のＴＦＡを含む）およびアセトニトリル（０．０７％のＴＦＡを含む）の勾配で溶出して直接的に精製し、｛４−［（４−｛［アミノ（イミノ）メチル］（メチル）アミノ｝ブタノイル）アミノ］ブチル｝（トリフェニル）ホスホニウムトリフルオロアセテート−トリフルオロ酢酸（１：１）（９９ｍｇ、４３％）を単離した。
実施例８ ［３−（｛［１−（｛［アンモニオ（イミノ）メチル］（メチル）アミノ｝メチル）シクロプロピル］カルボニル｝アミノ）プロピル］（トリフェニル）ホスホニウムビス（トリフルオロアセテート）の調製。
工程１．メチル１−｛［（ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル）（メチル）アミノ］メチル｝シクロプロパンカルボキシレートの調製。
１−｛［（ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル）アミノ］メチル｝シクロプロパンカルボン酸（Ｃｈｅｍ−Ｉｍｐｅｘ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，Ｉｎｃ．、６８２ｍｇ、３．１７ｍｍｏｌ）を、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（６．８ｍＬ）に溶解し、そして氷浴で冷却した。その溶液に、水素化ナトリウムを、鉱物油中６０％（２７９ｍｇ、６．９７ｍｍｏｌ）で加えた。３０分後、その混合物を、ヨウ化メチル（０．５９２ｍＬ、９．５ｍｍｏｌ）で処理し、そして室温に温めた。２時間後、その反応物を、１Ｎの水性塩化水素（１３．９ｍＬ）および飽和塩化ナトリウム（１３．９ｍＬ）の冷（氷浴温度）混合物に注いだ。その産物を、酢酸エチルで抽出した（３回）。有機層の濃縮によって表題化合物（１．１ｇ）を得て、それを直接次の工程に使用した。
ＭＳ （ＥＳＩ＋） ｆｏｒ Ｃ１２Ｈ２１ＮＯ４ ｍ／ｚ ２６６．１ （Ｍ＋Ｎａ）＋．
工程２．１−｛［（ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル）（メチル）アミノ］メチル｝シクロプロパンカルボン酸の調製。
メチル１−｛［（ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル）（メチル）アミノ］メチル｝シクロプロパンカルボキシレートを、メタノール（６．８ｍＬ）および水（５．８ｍＬ）に溶解し、そして１０Ｍの水酸化ナトリウム（０．９８ｍＬ、９．８２ｍｍｏｌ）で処理した。その溶液を、５０℃で加熱した。３０分後、その反応物を氷浴で冷却し、そして１Ｎの塩化水素（１９．６ｍＬ）および飽和塩化ナトリウム（１９．６ｍＬ）の冷（氷浴温度）混合物に入れてクエンチした。その産物を、酢酸エチルで抽出した（３回）。その有機溶液を、無水硫酸ナトリウムで乾燥し、そしてろ過した。有機溶液を濃縮して、表題化合物（６８０ｍｇ、収率９４％）を得て、それを未精製のまま次の工程で使用した。
ＭＳ （ＥＳＩ−） ｆｏｒ Ｃ１１Ｈ１９ＮＯ４ ｍ／ｚ ２２８．３ （Ｍ−Ｈ）−．
工程３．（３−｛［（１−｛［（ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル）（メチル）アミノ］メチル｝シクロプロピル）カルボニル］アミノ｝プロピル）（トリフェニル）ホスホニウム臭化物の調製。
１−｛［（ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル）（メチル）アミノ］メチル｝シクロプロパンカルボン酸（６８０ｍｇ、３．０ｍｍｏｌ）を、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（６．８ｍＬ）に溶解し、そしてＮ，Ｎ−カルボニルジイミダゾール（５７１ｍｇ、３．５２ｍｍｏｌ）で処理した。その混合物を、室温で３０分間撹拌した。その溶液に、（３−アンモニオプロピル）（トリフェニル）ホスホニウム二臭化物（１．９３ｇ、４．００ｍｍｏｌ）を加えた。その混合物を室温で一晩撹拌し、そして次いで塩化メチレンで希釈し、そして５％の水性塩化リチウム（３回）、１Ｎの水性塩化水素、および飽和重炭酸ナトリウムで洗浄した。その有機溶液を、無水硫酸ナトリウムで乾燥し、ろ過し、そして濃縮して、粗製表題化合物を得た。その粗製産物を、シリカゲルカラムにおいて、塩化メチレンを含む０−２０％のメタノールの勾配で溶出して精製し、表題化合物（８１０ｍｇ、４０％、純度９１％）を単離した。
ＭＳ （ＥＳＩ＋） ｆｏｒ Ｃ３２Ｈ４０Ｎ２Ｏ３Ｐ ｍ／ｚ ５３１．５ （Ｍ）＋．
工程４．｛３−［（｛１−［（メチルアミノ）メチル］シクロプロピル｝カルボニル）アミノ］プロピル｝（トリフェニル）ホスホニウム臭化物の調製。
（３−｛［（１−｛［（ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル）（メチル）アミノ］メチル｝シクロプロピル）カルボニル］アミノ｝−プロピル）（トリフェニル）ホスホニウム臭化物（８０９ｍｇ、１．３２ｍｍｏｌ）を、塩化メチレン（４．０ｍＬ）およびメタノール（０．４ｍＬ）に溶解した。その溶液を室温で、ジエチルエーテル中、２．０Ｍの塩化水素（１．７ｍＬ、３．４４ｍｍｏｌ）で処理した。その混合物を、室温で一晩撹拌した。その不完全な反応物に、さらなるジエチルエーテル中２．０Ｍの塩化水素（０．３６ｍＬ、０．７１ｍｍｏｌ）を加えた。さらに３時間後、その反応混合物を、氷浴で冷却し、そしてメタノール中７Ｎのアンモニア（０．７７ｍＬ、５．４２ｍｍｏｌ）で処理した。３０分後、できたスラリーをろ過し、そして固体を塩化メチレンで洗浄した。そのろ液を濃縮して、表題化合物（７６０ｍｇ、１１０％、純度８５％）を得た。工程４の産物を、未精製のまま次の工程で使用した。
ＭＳ （ＥＳＩ＋） ｆｏｒ Ｃ２７Ｈ３２Ｎ２ＯＰ ｍ／ｚ ４３１．２ （Ｍ）＋．
工程５．［３−（｛［１−（｛［アミノ（イミノ）メチル］（メチル）アミノ｝メチル）シクロプロピル］カルボニル｝アミノ）プロピル］（トリフェニル）ホスホニウム臭化物の調製。
｛３−［（｛１−［（メチルアミノ）メチル］シクロプロピル｝カルボニル）アミノ］プロピル｝（トリフェニル）−ホスホニウム臭化物（２２９ｍｇ、０．４５ｍｍｏｌ）を、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（０．４６ｍＬ）に溶解した。できた溶液を、１Ｈ−ピラゾール−１−カルボキシミドアミド塩酸塩（９２ｍｇ、１．４ｍｍｏｌ）およびＮ，Ｎ−ジイソプロピルエチルアミン（０．１２ｍＬ、０．６７ｍｍｏｌ）で処理した。その反応物を室温で一晩撹拌した。さらなる１Ｈ−ピラゾール−１−カルボキシミドアミド塩酸塩およびＮ，Ｎ−ジイソプロピルエチルアミンを反応物に加えて、さらなる変換を行い得る。Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド中の反応混合物を、単離せずに精製において使用した。
工程６．［３−（｛［１−（｛［アミノ（イミノ）メチル］（メチル）アミノ｝メチル）シクロプロピル］カルボニル｝アミノ）プロピル］（トリフェニル）ホスホニウムトリフルオロアセテート−トリフルオロ酢酸（１：１）の調製。
Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド中の溶液として、［３−（｛［１−（｛［アミノ（イミノ）メチル］（メチル）アミノ｝メチル）シクロプロピル］カルボニル｝アミノ）−プロピル］（トリフェニル）ホスホニウム臭化物を、Ｃ１８カラムにおいて、水（０．１％のＴＦＡを含む）およびアセトニトリル（０．０７％のＴＦＡを含む）の勾配で溶出して直接的に精製し、［３−（｛［１−（｛［アミノ（イミノ）メチル］（メチル）アミノ｝メチル）シクロプロピル］−カルボニル｝アミノ）プロピル］（トリフェニル）ホスホニウムトリフルオロアセテート−トリフルオロ酢酸（１：１）（１４４ｍｇ、収率４６％）を単離した。
実施例９ ［３−（｛［４−（｛［アンモニオ（イミノ）メチル］（メチル）アミノ｝メチル）テトラヒドロ−２Ｈ−ピラン−４−イル］カルボニル｝アミノ）プロピル］（トリフェニル）ホスホニウムビス（トリフルオロアセテート）の調製。
工程１．４−｛［（ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル）アミノ］メチル｝テトラヒドロ−２Ｈ−ピラン−４−カルボン酸の調製。
４−アミノメチルテトラヒドロピラン−４−カルボン酸（ＡｓｔａＴｅｃｈ Ｉｎｃ．、４７８ｍｇ、３．００ｍｍｏｌ）を、１，４−ジオキサン（８．５ｍＬ）および水（４．２ｍＬ）に溶解した。その溶液に、炭酸カリウム（６６４ｍｇ、４．８０ｍｍｏｌ）およびジ−ｔｅｒｔ−ブチルジカルボネート（９１８ｍｇ、４．２０ｍｍｏｌ）を加えた。室温で一晩撹拌した後、その反応物を水で希釈し、そして酢酸エチルで洗浄した（２回）。次いで水層を１Ｎの水性塩酸で酸性化し、そしてその産物を酢酸エチルで抽出した（３回）。その有機層を濃縮して表題化合物（７２９ｍｇ、収率９４％）を得た。そのサンプルを、直接次の工程で使用した。
ＭＳ （ＥＳＩ−） ｆｏｒ Ｃ１２Ｈ２１ＮＯ５ ｍ／ｚ ２５８．３ （Ｍ−Ｈ）−．
工程２．メチル４−｛［（ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル）（メチル）アミノ］メチル｝テトラヒドロ−２Ｈ−ピラン−４−カルボキシレートの調製。
４−｛［（ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル）アミノ］メチル｝テトラヒドロ−２Ｈ−ピラン−４−カルボン酸（７２９ｍｇ、２．８１ｍｍｏｌ）を、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（７．３ｍＬ）に溶解し、そして氷浴で冷却した。その溶液に、水素化ナトリウムを、鉱物油中６０％（３３７ｍｇ、８．４３ｍｍｏｌ）で加え、そしてその溶液を室温に温めた。硫酸ジメチル（６１２μＬ、６．４７ｍｍｏｌ）を加え、そしてその混合物を５０℃で加熱した。３０分後、その反応物を室温に冷却し、そしてさらなる鉱物油中６０％の水素化ナトリウム（５６．２ｍｇ、１．４０ｍｍｏｌ）および硫酸ジメチル（１３３μＬ、１．４０ｍｍｏｌ）を加えた。次いでその混合物を５０℃で１時間加熱した。その反応物を氷浴で冷却し、そして１Ｎの塩化水素（１９．７ｍＬ）および飽和塩化ナトリウム（１９．７ｍＬ）の冷（氷浴温度）混合物に入れてクエンチした。その産物を酢酸エチルで抽出した（３回）。その有機溶液を、無水硫酸ナトリウムで乾燥し、そしてろ過した。有機溶液を濃縮して、表題化合物を得て、それを未精製のまま次の工程に使用した。
ＭＳ （ＥＳＩ＋） ｆｏｒ Ｃ１４Ｈ２５ＮＯ５ ｍ／ｚ ２８８．２ （Ｍ＋Ｈ）＋．
工程３．４−｛［（ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル）（メチル）アミノ］メチル｝テトラヒドロ−２Ｈ−ピラン−４−カルボン酸の調製。
メチル４−｛［（ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル）（メチル）アミノ］メチル｝テトラヒドロ−２Ｈ−ピラン−４−カルボキシレート（２．８１ｍｍｏｌ）を、メタノール（７．３ｍＬ）および水（５．９ｍＬ）に溶解し、そして１０Ｍの水酸化ナトリウム（１．４０ｍＬ、１４．０ｍｍｏｌ）で処理した。その溶液を６０℃で一晩加熱した。その反応物を室温に冷却し、そして揮発性物質をロータリーエバポレーター（ｒｏｔｏｖａｐ）で除去した。残りの溶液を水で希釈し、そして酢酸エチルで洗浄した（２回）。水層を氷浴で冷却し、そして次いで１Ｎの水性ＨＣｌ（２８．１ｍＬ）および飽和塩化ナトリウム（２８．１ｍＬ）の混合物で酸性化した。その産物を酢酸エチルで抽出し（３回）、そしてその有機溶液を、無水硫酸ナトリウムで乾燥し、そしてろ過した。その有機溶液を濃縮して、表題化合物（７５０ｍｇ、収率９７％）を得て、それを未精製のまま次の工程で使用した。
工程４．（３−｛［（４−｛［（ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル）（メチル）アミノ］メチル｝−テトラヒドロ−２Ｈ−ピラン−４−イル）カルボニル］アミノ｝プロピル）（トリフェニル）ホスホニウム臭化物の調製。
４−｛［（ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル）（メチル）アミノ］メチル｝テトラヒドロ−２Ｈ−ピラン−４−カルボン酸（５４９ｍｇ、２．０１ｍｍｏｌ）を、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（５．５ｍＬ）に溶解した。この溶液に、Ｎ，Ｎ−ジイソプロピルエチルアミン（３８５μＬ、２．２１ｍｍｏｌ）、１−ヒドロキシベンゾトリアゾール水和物（３２３ｍｇ、２．１１ｍｍｏｌ）、Ｎ−（３−ジメチルアミノプロピル）−Ｎ’−エチルカルボジイミド塩酸塩（５７８ｍｇ、３．０１ｍｍｏｌ）、および（３−アンモニオプロピル）（トリフェニル）ホスホニウム二臭化物（１．１６ｇ、２．４１ｍｍｏｌ）を加えた。その反応混合物を、室温で一晩撹拌し、次いで塩化メチレンで希釈し、そして５％の水性塩化リチウム（３回）、１Ｎの水性塩化水素、および飽和重炭酸ナトリウムで洗浄した。その有機溶液を、無水硫酸ナトリウムで乾燥し、ろ過し、そして濃縮して、粗製表題化合物を得た。その粗製産物を、シリカゲルカラムにおいて、塩化メチレンを含む１０％のメタノールで溶出して精製し、表題化合物（７２９ｍｇ、収率５５．４％）を単離した。
ＭＳ （ＥＳＩ＋） ｆｏｒ Ｃ３４Ｈ４４Ｎ２Ｏ４Ｐ ｍ／ｚ ５７５．５ （Ｍ）＋．
工程５．（３−｛［（４−｛［（ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル）（メチル）アミノ］メチル｝−テトラヒドロ−２Ｈ−ピラン−４−イル）カルボニル］アミノ｝プロピル）（トリフェニル）ホスホニウム臭化物の調製。
（３−｛［（４−｛［（ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル）（メチル）アミノ］メチル｝テトラヒドロ−２Ｈ−ピラン−４−イル）カルボニル］アミノ｝プロピル）（トリフェニル）ホスホニウム臭化物（８３ｍｇ、０．１３ｍｍｏｌ）を、塩化メチレン（０．４２ｍＬ）およびメタノール（４２μＬ）に溶解した。その溶液に室温で、ジエチルエーテル中２．０Ｍの塩化水素（１５８ｍＬ、０．３２ｍｍｏｌ）を加えた。その混合物を、室温で一晩撹拌した。もし反応が完了しなかったら、さらなるジエチルエーテル中２．０Ｍの塩化水素を加え得る。その反応物を氷浴で冷却し、そしてメタノール中７Ｎのアンモニア（７０μＬ、０．４９ｍｍｏｌ）で処理した。３０分後、できたスラリーをろ過し、そして固体を塩化メチレンで洗浄した。そのろ液を濃縮して、表題化合物（７０ｍｇ）を得て、それを未精製のまま次の工程で使用した。
ＭＳ （ＥＳＩ＋） ｆｏｒ Ｃ２９Ｈ３６Ｎ２Ｏ２Ｐ ｍ／ｚ ４７５．３ （Ｍ）＋．
工程６．［３−（｛［４−（｛［アミノ（イミノ）メチル］（メチル）アミノ｝メチル）テトラヒドロ−２Ｈ−ピラン−４−イル］カルボニル｝アミノ）プロピル］（トリフェニル）ホスホニウム臭化物の調製。
（３−｛［（４−｛［（ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル）（メチル）アミノ］メチル｝テトラヒドロ−２Ｈ−ピラン−４−イル）カルボニル］アミノ｝プロピル）（トリフェニル）ホスホニウム臭化物（７１ｍｇ、０．１３ｍｍｏｌ）を、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（１４０μＬ）に溶解した。できた溶液に、１Ｈ−ピラゾール−１−カルボキシミドアミド塩酸塩（２２ｍｇ、０．１５ｍｍｏｌ）およびＮ，Ｎ−ジイソプロピルエチルアミン（２９μＬ、０．１７ｍｍｏｌ）を加えた。その反応物を室温で一晩撹拌した。もし反応が完了していなければ、さらなる１Ｈ−ピラゾール−１−カルボキシミドアミド塩酸塩およびＮ，Ｎ−ジイソプロピルエチルアミンを、その反応物に加え得る。Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド中の反応混合物を、単離せずに精製に使用した。
工程７．［３−（｛［４−（｛［アミノ（イミノ）メチル］（メチル）アミノ｝メチル）テトラヒドロ−２Ｈ−ピラン−４−イル］カルボニル｝アミノ）プロピル］（トリフェニル）ホスホニウムトリフルオロアセテート−トリフルオロ酢酸（１：１）の調製。
Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド中の溶液として、［３−（｛［４−（｛［アミノ（イミノ）メチル］（メチル）アミノ｝メチル）テトラヒドロ−２Ｈ−ピラン−４−イル］カルボニル｝アミノ）プロピル］（トリフェニル）ホスホニウム臭化物を、Ｃ１８カラムにおいて、水（０．１％のＴＦＡを含む）およびアセトニトリル（０．０７％のＴＦＡを含む）の勾配で溶出して直接的に精製し、表題化合物（１：１）（３ｍｇ、収率３．１％）を単離した。
生物学的活性
実施例１：ＣＰＫ活性の決定。
改変クレアチン化合物に対する組換えＣＰＫの活性を決定するために、インビトロアッセイを行った（ＣＫ、Ｃｅｌｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ Ｃａｔａｌｏｇ Ｎｏ：ＣＳＩ１４７８６Ｂ由来のＮａｔｉｖｅ Ｈｕｍａｎ Ｃｒｅａｔｉｎｅ Ｋｉｎａｓｅ）。組換えＣＰＫ（１０ユニット／ウェル）を、１ｍＭのＡＴＰおよび様々な濃度（５ｍＭ、２．５ｍＭ、および１ｍＭ）の実施例１の化合物（化合物１）またはクレアチン（５ｍＭ）と混合する。次いで、ガンマリン酸のＡＴＰからクレアチンサブユニットのグアニジウム基への転移の速度の尺度であるＡＴＰ加水分解を、ルシフェラーゼを用いて各サンプルに関して測定した。次いでルシフェラーゼを、製造会社の指示に従って加える（ＰｒｏｍｅｇａのＧＬＯキット）。ＡＴＰが消費されると発光する。２分ごとに、本発明者らはルーメンでプレートリーダーにおいて発光を集めた。そのデータを３０分以上集めて、傾きを生成する。その傾きが、ＡＴＰ消費の尺度である。より負の傾きは、ＣＫ（ＣＰＫ）によるＡＴＰのクレアチンまたは実施例１の化合物への転移が多いことを示す。実施例１の化合物のＡＴＰ加水分解／消費の速度を、クレアチン（５ｍＭ）のＡＴＰ加水分解／消費の速度と比較した。
そのアッセイの結果を、図１に示す。クレアチンの添加は、予想したようにＡＴＰ加水分解／消費の増大を引き起こした。等モル濃度の化合物１（「Ｍｉｔｏ−Ｃｒｅａｔｉｎｅ」）を加えた場合、クレアチンと比較してより速いＡＴＰ加水分解／消費の速度が観察され、ＣＰＫに対する改善された活性を示唆した。
実施例２：酸素消費速度（ＯＣＲ）の分析。
目的のクレアチン化合物の、細胞の酸素消費速度（ＯＣＲ）に対する効果を使用して、その化合物の、ミトコンドリア活性および機能を変化させる能力を決定した。
このアッセイにおいて、ＸＦ２４細胞外フラックスアナライザー（Ｓｅａｈｏｒｓｅ Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅ、Ｎｏｒｔｈ Ｂｉｌｌｅｒｉｃａ、ＭＡ）を使用して、インタクトな細胞でミトコンドリア酸素消費を測定した。ＸＦ２４アナライザーは、専用のマイクロプレートに一時的な７μｌのチャンバーを作り、それはＸＦ２４装置による、酸素感受性色素の測定によって、酸素およびプロトン濃度のリアルタイムでの決定を可能にする。ＯＣＲ測定の２４時間前に、線維芽細胞を、２４穴組織培養プレートの２０個のウェルにまき、一方１ｍｌのＸＦ Ｃａｌｉｂｒａｎｔ溶液（Ｓｅａｈｏｒｓｅ Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅ、Ｎｏｒｔｈ Ｂｉｌｌｅｒｉｃａ、ＭＡ）を２４穴二重検体センサーカートリッジ（Ｓｅａｈｏｒｓｅ Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅ、Ｎｏｒｔｈ Ｂｉｌｌｅｒｉｃａ、ＭＡ）の各ウェルに加えた。そのセンサーカートリッジを、２４穴較正プレートに再び入れ、そしてそのプレートを、さらなるＣＯ２無しに、３７℃で一晩インキュベートした。
実験の日、センサーカートリッジの注入口に、化合物１またはクレアチンを示したように１０倍の濃度で充填し、そして自動化較正のためにＸＦ２４フラックスアナライザーに入れた。センサーの較正の間に、それぞれの組織培養ウェルの細胞を、１ｍＬの非緩衝培地で１回すすいだ。次いで６７５μＬの非緩衝培地を各ウェルに加え、そしてそのプレートを、さらなるＣＯ２無しに１時間インキュベートした。続いてプレートを、生体エネルギー分析のために、較正したｓｅａｈｏｒｓｅ ＸＦ２４フラックスアナライザーに入れた。細胞カウンターを用いて、ウェルあたり同じ数の細胞をまいた。ウェルごとに、ＯＣＲのベースライン測定を行うことによって、さらなる正規化を達成し、そして観察された増加は、処理前の同じウェルとの比較である。従って、各ウェルがそれ自身のコントロールとなる。
５ｎＭ、１０ｎＭ、５０ｎＭ、および５００ｎＭ濃度の化合物１（「Ｍｉｔｏ−Ｃｒｅａｔｉｎｅ」）についてのアッセイの結果を、未処理のコントロールからの変化パーセントとして、図２に示す。比較のために、化合物１で得られた結果を、１０μＭのクレアチンを添加して測定した酸素消費速度の増加パーセントと比較する。５ｎＭから５００ｎＭまで濃度を増加させた化合物１は、未改変のクレアチンと比較して、３０分の処理のうちに、酸素消費速度の有意な増加を引き起こした。
同じ方法を用いて、２５ｎＭの濃度の、化合物１（「Ｍｉｔｏ−Ｃｒｅａｔｉｎｅ」）および実施例２の化合物（「Ｎ−メチルＭｉｔｏ−Ｃｒｅａｔｉｎｅ」）についての酸素消費速度を決定した。両方の化合物に関して得られた結果を、１０μＭのクレアチンを加えて測定された酸素消費速度と比較した、酸素消費の増加パーセントとして図３でプロットした。
同じ方法を用いて、さらなる化合物についての酸素消費速度（ＯＣＲ）を、ＨｅｐＧ２ヒト肝臓癌細胞において測定した。０．２５ｎＭから２００ｎＭの範囲の濃度で化合物を加えた。全ての化合物は、表３に示すように、コントロールに対する増加パーセンテージとして表される、酸素消費速度の増加を明らかに示した（ここでコントロールは示した濃度で１００である）。
実施例３：複合体Ｉ（ＣＩ）活性の分析
細胞における複合体Ｉ（ＣＩ）活性に対する、目的のクレアチン化合物の効果を使用して、その化合物のミトコンドリア呼吸を変化させる能力を決定した。
複合体Ｉ活性を、製造会社のプロトコールに従って、ＭｉｔｏＳｃｉｅｎｃｅｓ（Ｅｕｇｅｎｅ、ＯＲ）のＣＩマイクロプレートアッセイ（ＭＳ１４１）を用いて決定した。線維芽細胞を、Ｔ７５フラスコにまいた。プレーティングの２４時間後、その細胞を、培地中の様々な濃度の実施例１の化合物で３０分間処理した。次いでその細胞を溶解し、そしてミトコンドリアを、製造会社のプロトコールに従ってＣＩアッセイキットで提供された試薬を用いて単離した。タンパク質濃度の決定後、２００μｌの全体積中２０μｇの精製ミトコンドリアを９６穴マイクロプレートに４組で加え、そしてＣＩ酵素をウェル中で免疫捕捉した。ＣＩ活性を、経時的に（０〜１０５分）４５０ｎｍにおける吸光度の増加をもたらす、ＮＡＤＨのＮＡＤ＋への酸化および同時の色素の還元後の吸光度の変化として、ＰＨＥＲＡｓｔａｒＦＳ（ＢＭＧ ＬＡＢＴＥＣＨ Ｉｎｃ，Ｃａｒｙ、ＮＣ、ＵＳＡ）を用いて比色測定によって測定した。各時点および処理群についての４組の値の平均±ＳＤをグラフにし、そしてＣＩ活性の速度を、１分あたりの吸光度の変化として表された、初期勾配（すなわち、２０から５０分の直線範囲の値）によって決定した。
図４は、３０分以内の複合体Ｉ活性に対する化合物１（２５ｎＭ）の効果を示す。比較のために、１０μＭの未改変クレアチンを加えて測定した複合体Ｉ活性をプロットする。化合物１とのインキュベーションは、３０分以内に複合体Ｉ活性の有意な増加を誘導した。
本開示において参照された全ての出版物および特許は、個々の出版物または特許出願があたかもそれぞれ明確におよび個々に参考文献に組み込まれると示されたのと同じ程度、本明細書中で参考文献に組み込まれる。参考文献に組み込まれる特許または出版物のいずれかにおける用語の意味が、本開示において使用される用語の意味と対立するなら、本開示における用語の意味が統制することが意図される。さらに、上記の議論は、本発明の代表的な実施態様を開示および記載するだけである。当業者は、そのような議論から、および添付の図面および特許請求の範囲から、以下の特許請求の範囲において定義されるような本発明の意図および範囲から離れることなく、様々な変更、改変、およびバリエーションがそこになされ得ることを容易に認識する。

Claims (34)

  1. 式Ｉの化合物
    またはその薬学的に許容される塩であって、式中、
    Ｚは、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＲ５−、−ＯＣ（＝Ｏ）ＮＲ５−、−ＮＲ５Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−、−ＮＲ５Ｃ（＝Ｏ）ＮＲ５−、−ＳＯ２ＮＲ５−、−ＮＲ５ＳＯ２−、−Ｏ−、−Ｓ−、または−Ｓ−Ｓ−であり；ここで、Ｒ５はそれぞれ独立に水素、アルキル、アリール、または複素環式であり；
    Ｙは、陽イオン性ホスホニウム基、または少なくとも１つの正に荷電したアミノ酸残基を含むポリペプチドであり；
    Ｒ１は、それぞれ独立に、水素、アルキル、またはリン酸基であり；
    Ｒ２は、非存在、アルキル、シクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アルキルアリール、アルキルアリールアルキル、またはアリールであり、
    Ｒ３は、アルキル、シクロアルキル、アルキルシクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アルキルヘテロシクロアルキル、アルキルアリール、またはアルキルアリールアルキルであり；
    Ｒ４は、水素、アルキル、またはアリールであるか；または
    Ｒ４およびＲ１基は、それらが結合する窒素原子と共に、少なくとも５つの原子を含む複素環式環を形成するか；または
    Ｒ４およびＲ３は、それらが結合する窒素原子と共に、少なくとも５つの原子を含む複素環式環を形成し；
    それぞれの場合において、アルキルは、ハロ、ハロアルキル、ヒドロキシル、アミノ、チオ、エーテル、エステル、カルボキシ、オキソ、アルデヒド、シクロアルキル、ニトリル、尿素、アミド、カルバメート、およびアリールから独立に選択される１〜３つの置換基で必要に応じて置換されるか；または
    それぞれの場合において、アリールは、ハロゲン、アジド、アルキル、ハロアルキル、アラルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、ヒドロキシル、アルコキシル、アミノ、ニトロ、スルフヒドリル、イミノ、アミド、ホスホネート、ホスフィネート、カルボニル、カルボキシル、シリル、エーテル、アルキルチオ、スルホニル、スルホンアミド、ケトン、アルデヒド、エステル、ヘテロシクリル、およびＣＮから独立に選択される１〜５つの置換基で必要に応じて置換され；
    Ｗは水素またはアルキルであり；ただし、Ｙが陽イオン性ホスホニウム基である場合ＺおよびＹは同じＲ２炭素上で置換さないという条件；かつＺおよびその−ＮＲ４−部分は同じＲ３炭素上で置換されないという条件付きである、化合物またはその薬学的に許容される塩。
  2. Ｚは、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＲ５−、−ＯＣ（＝Ｏ）ＮＲ５−、−ＮＲ５Ｃ（＝Ｏ）Ｏ−、または−ＮＲ５Ｃ（＝Ｏ）ＮＲ５−であり；ここでＲ５はそれぞれ独立に水素、またはＣ１−６アルキルであり；
    Ｙは陽イオン性ホスホニウム基であり；
    Ｒ１はそれぞれ独立に水素、アルキル、またはリン酸基であり；
    Ｒ２はアルキル、シクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、またはアルキルアリールであり；
    Ｒ３はアルキル、シクロアルキル、アルキルシクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アルキルヘテロシクロアルキル、またはアルキルアリールであり；
    Ｒ４は水素、またはＣ１−６アルキルであり；かつＷは水素である、
    請求項１に記載の化合物。
  3. Ｚは−Ｃ（＝Ｏ）ＮＲ５−であり、Ｒ５は水素、またはＣ１−６アルキルである、請求項２に記載の化合物。
  4. Ｚは、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−である、請求項２に記載の化合物。
  5. 陽イオン性ホスホニウム基が、−Ｐ＋（Ｒ’）３Ｘ−から選択され、ここで、Ｒ’はアルキルまたはアリールであり；かつＸ−は陰イオンである、請求項２に記載の化合物。
  6. Ｒ’がフェニルであり；かつＸ−がクロライド、またはトリフルオロアセテートである、請求項５に記載の化合物。
  7. Ｒ１はそれぞれ水素である、請求項２に記載の化合物。
  8. １つのＲ１が水素であり、他方のＲ１が−ＰＯ３ ２−Ｍであり、Ｍは、１または２個の正電荷（ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｃｈａｒｇｅ）を有する陽イオンである、請求項２に記載の化合物。
  9. Ｒ２が直鎖または分岐鎖状Ｃ１−２０アルキルである、請求項２に記載の化合物。
  10. Ｒ２がＣ３−８アルキルである、請求項９に記載の化合物。
  11. Ｒ３がアルキル、シクロアルキル、アルキルシクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、またはアルキルヘテロシクロアルキルであり、アルキルが直鎖または分岐鎖状である、請求項２に記載の化合物。
  12. Ｒ３がＣ１−８アルキルである、請求項１１に記載の化合物。
  13. Ｒ３がＣ１−６アルキルシクロアルキルであり、ここでシクロアルキルが３〜８個の炭素原子を含む、請求項１１に記載の化合物。
  14. Ｒ３がＣ１−６アルキルヘテロシクロアルキルであり、ここでヘテロシクロアルキルが、硫黄、非過酸化酸素、または窒素から選択される、少なくとも１つのヘテロ原子を有する３〜１０原子の環式環である、請求項１１に記載の化合物。
  15. Ｒ４が水素またはＣ１−４アルキルである、請求項２に記載の化合物。
  16. Ｚは−Ｃ（＝Ｏ）ＮＲ５−であり、ここでＲ５は水素、またはＣ１−６アルキルであり；
    Ｙは−Ｐ＋（Ｒ’）３Ｘ−であり、ここでＲ’はアルキルまたはアリールであり；かつＸ−は陰イオンであり；
    Ｒ１はそれぞれ独立に水素であるか、または一方のＲ１は水素であり、他方のＲ１は−ＰＯ３ ２−Ｍであり、ここでＭは、Ｍ＋、１または２個の正電荷を有する、陽イオンであり；
    Ｒ２は直鎖または分岐鎖状Ｃ１−８アルキルであり；
    Ｒ３はアルキル、シクロアルキル、アルキルシクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、またはアルキルヘテロシクロアルキルであり、ここでアルキルは直鎖または分岐鎖状Ｃ１−１２アルキルであり、シクロアルキルは３〜８個の炭素原子を含み、ヘテロシクロアルキルは、硫黄、非過酸化酸素、または窒素から選択される、少なくとも１つのヘテロ原子を有する５〜１０原子の環式環であり；
    Ｒ４は水素、またはＣ１−４アルキルであり；かつＷは水素である、
    請求項２に記載の化合物。
  17. Ｚが−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨである、請求項１６に記載の化合物。
  18. Ｒ’がフェニルであり；かつＸ−がクロライド、またはトリフルオロアセテートである、請求項１６に記載の化合物。
  19. Ｒ１はそれぞれ水素である、請求項１６に記載の化合物。
  20. Ｒ３が直鎖または分岐鎖状Ｃ１−８アルキルである、請求項１６に記載の化合物。
  21. Ｒ３がＣ１−６アルキルシクロアルキルであり、ここでシクロアルキルが３〜６個の炭素原子を含む、請求項１６に記載の化合物。
  22. Ｒ３がＣ１−６アルキルヘテロシクロアルキルであり、ここでヘテロシクロアルキルが、５〜６原子の環式環である、請求項１６に記載の化合物。
  23. Ｒ４がメチルである、請求項１６に記載の化合物。
  24. Ｚは−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−であり、
    Ｙは−Ｐ＋（フェニル）３Ｘ−であり、ここでＸ−はクロライド、またはトリフルオロアセテートであり；
    Ｒ１は水素であり；
    Ｒ２はＣ１−８アルキルであり；
    Ｒ３はＣ１−６アルキル、シクロアルキルが３〜６個の炭素原子を含むＣ１−６アルキルシクロアルキル、またはヘテロシクロアルキルが窒素原子を有する５〜６個の原子の環式環であるＣ１−６アルキルヘテロシクロアルキルであり；かつ
    Ｒ４はメチルである、
    請求項１６に記載の化合物。
  25. 式ＩＸ
    （式中、Ｘ−が陰イオンである）
    の薬学的に許容される塩である、請求項１に記載の式Ｉの化合物。
  26. 式ＩＩまたはＩＩＩ
    の化合物、あるいはその薬学的に許容される塩であって、式中、
    Ｚは官能基であり；
    Ｙはミトコンドリア標的化剤であり；
    Ｒ１はそれぞれ独立に水素、アルキル、またはリン酸基であり；
    Ｒ２は非存在、またはリンカーであり；
    Ｒ３はスペーサー基であり；
    Ｒ４は水素、アルキル、アリール、または複素環式であるか；または
    Ｒ４およびＲ１基は、それらが結合する窒素原子と共に、少なくとも５つの原子を含む複素環式環を形成するか；または
    Ｒ４およびＲ３は、それらが結合する窒素原子と共に、少なくとも５つの原子を含む複素環式環を形成し；
    それぞれの場合において、アルキルは、ハロ、ハロアルキル、ヒドロキシル、アミノ、チオ、エーテル、エステル、カルボキシ、オキソ、アルデヒド、シクロアルキル、ニトリル、尿素、アミド、カルバメート、およびアリールから独立に選択される１〜３つの置換基で必要に応じて置換され；
    それぞれの場合において、アリールは、ハロゲン、アジド、アルキル、ハロアルキル、アラルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、ヒドロキシル、アルコキシル、アミノ、ニトロ、スルフヒドリル、イミノ、アミド、ホスホネート、ホスフィネート、カルボニル、カルボキシル、シリル、エーテル、アルキルチオ、スルホニル、スルホンアミド、ケトン、アルデヒド、エステル、ヘテロシクリル、およびＣＮから独立に選択される１〜５つの置換基で必要に応じて置換され；かつ
    Ｗは水素またはアルキルであり；ただし、Ｚが−ＮＲ５Ｃ（＝Ｏ）ＯＲ５、−ＮＲ５Ｃ（＝Ｏ）ＮＲ５Ｒ５、−Ｏ（Ｃ＝Ｏ）ＮＲ５Ｒ５、−ＳＯ２ＮＲ５Ｒ５、−ＮＲ５ＳＯ２Ｒ５、−ＯＲ５、−ＳＲ５、または−Ｓ−ＳＲ５である場合、Ｚおよび−ＮＲ４−部分が同じＲ３炭素上で置換されないという条件；およびＹが陽イオン性ホスホニウム基である場合、窒素およびＹは同じＲ２炭素上で置換されないという条件付きである、
    化合物またはその薬学的に許容される塩。
  27. Ｚが−Ｃ（＝Ｏ）Ｎ（Ｒ５）２、−ＯＣ（＝Ｏ）Ｎ（Ｒ５）２、−ＮＲ５Ｃ（＝Ｏ）Ｏ（Ｒ５）、−ＮＲ５Ｃ（＝Ｏ）Ｎ（Ｒ５）２、−ＳＯ２Ｎ（Ｒ５）２、−ＮＲ５ＳＯ２Ｒ５、−Ｏ（Ｒ５）、−Ｓ（Ｒ５）、−Ｓ−Ｓ（Ｒ５）、−Ｃ（Ｒ５）２ＯＨ、または−Ｃ（Ｒ５）２ＳＨ２であり；ここでＲ５は水素、アルキル、アリール、または複素環式であり；
    Ｙは陽イオン性ホスホニウム基、陽イオン性アンモニウム基、または少なくとも１つの正に荷電したアミノ酸残基を含むポリペプチドであり；
    Ｒ１は、それぞれの場合において、独立に水素、アルキル、またはリン酸基であり；
    Ｒ２は非存在、アルキル、シクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アルキルアリール、アルキルアリールアルキル、またはアリールであり；
    Ｒ３はアルキル、シクロアルキル、アルキルシクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アルキルヘテロシクロアルキル、アルキルアリール、またはアルキルアリールアルキルであり；
    Ｒ４は水素、アルキル、またはアリールであり；かつ
    Ｗは水素またはアルキルである、
    請求項２６に記載の化合物。
  28. Ｚが−Ｃ（＝Ｏ）Ｎ（Ｒ５）２、−ＯＣ（＝Ｏ）Ｎ（Ｒ５）２、−ＮＲ５Ｃ（＝Ｏ）Ｏ（Ｒ５）、または−ＮＲ５Ｃ（＝Ｏ）Ｎ（Ｒ５）２、−ＳＯ２Ｎ（Ｒ５）２であり、ここでＲ５はそれぞれ独立に水素、またはＣ１−６アルキルであり；
    Ｙは陽イオン性ホスホニウム基であり；
    Ｒ１はそれぞれ独立に水素、アルキル、またはリン酸基であり；
    Ｒ２はアルキル、シクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、またはアルキルアリールであり；
    Ｒ３はアルキル、シクロアルキル、アルキルシクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アルキルヘテロシクロアルキル、またはアルキルアリールであり；かつ
    Ｒ４は水素、またはＣ１−６アルキルであり；かつＷは水素である、
    請求項２７に記載の化合物。
  29. 式ＩＩＸまたはＩＩＩＸ
    （式中、Ｘ−が陰イオンである）
    の薬学的に許容される塩である、請求項２７に記載の式ＩＩまたはＩＩＩの化合物。
  30. 以下：
    から選択される、化合物、またはその薬学的に許容される塩。
  31. 請求項１に記載の化合物を含む、薬学的組成物。
  32. ミトコンドリア機能を増強する必要のある患者においてミトコンドリア機能を増強する方法であって、患者においてミトコンドリア機能を増強するために有効な量の請求項３１に記載の薬学的組成物を投与する工程を含む、方法。
  33. 患者のミトコンドリアにおいてＡＴＰ産生を増加させる方法であって、該被験体のミトコンドリアにおいてＡＴＰ産生を増加させるために有効な量の請求項３１に記載の薬学的組成物を投与する工程を含む、方法。
  34. ミトコンドリア関連障害を処置する必要のある患者においてミトコンドリア関連障害を処置する方法であって、該患者においてミトコンドリア関連障害の１つまたはそれより多くの症状を処置するために有効な量の請求項３１に記載の薬学的組成物を投与する工程を含む、方法。
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