JP2016518317A - 二環式鎮痛化合物 - Google Patents

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Abstract

本発明は、アミンに結合するビシクロペンタン部分を含む疼痛又は発熱の治療のための鎮痛化合物、該化合物とオピオイド鎮痛薬との組合せ、及び、本明細書に記述する化合物を投与することによって疼痛又は発熱を治療するための方法に関する。

Description

優先権出願の援用による組込み
本出願と共に提出する出願データシートで、国外又は国内での優先権主張が特定されるあらゆる出願、例えば2013年3月14日出願の米国出願第61/781,580号を、米国特許施行規則第1.57条に基づき、援用によりここに組み込む。
二環式脂肪族群として類型化される小分子薬物をここに記載する。開示される化合物には、鎮痛化合物及び解熱化合物が含まれる。合成法、複合薬、及び医学的用途もまた開示される。
非ステロイド性抗炎症化合物、すなわちNSAIDsは、アセチルサリチル酸、イブプロフェン、及びナプロキセンに代表される、極めて有用な小分子薬物群である。これらはしばしば処方箋なしに販売され、疼痛、炎症及び発熱を治療するために様々に使用される。しかし、NSAIDsは、胃の機能障害及び/又は胃出血といった望ましくない副作用を有し得る。
パラセタモール、又はAPAPとしても知られるアセトアミノフェンも、同様にしばしば店頭で(処方箋なしに)販売される効果的な疼痛緩和剤である。アセトアミノフェンはNSAIDsと同様の鎮痛及び解熱作用を有するが、弱い抗炎症作用のみを有するためNSAIDsには含まれない。多くのNSAIDsとは異なり、規定投与量内のアセトアミノフェンは、胃の機能障害や胃出血を引き起こさない。そのため、アセトアミノフェンは、胃への有害な副作用なしに鎮痛を望む者にとって、極めて有用な薬物である。
治療の必要性が示唆される様々な症状の中でも、特にインフルエンザや風邪の症状を緩和するため、アセトアミノフェンはしばしば他の薬物と複合（併用）される。特に、相乗的鎮痛作用を示すオピオイド鎮痛剤との組合せは、より低いオピオイド投与量で患者の疼痛緩和を十分に達成することを可能にするため有用である。アメリカ合衆国において最も広く処方される薬物は、アセトアミノフェンとヒドロコドンの組合せであり、2010年には1億3千万を超える数が処方された。オキシコドンとの組合せ等の、他のアセトアミノフェンとオピオイドとの組合せも広く処方される。
西洋において、アセトアミノフェン中毒は急性肝不全の最も一般的な原因であり、アセトアミノフェンは英語圏におけるほとんどの薬物中毒の主要因である。アセトアミノフェンは、代謝により肝臓内のグルタチオンを枯渇させ、肝細胞を傷害するN-アセチル-p-ベンゾキノンイミン(NAPQI)を形成する。これは急性肝不全につながり、しばしば死亡の原因となる。様々な理由から、アセトアミノフェンとオピオイドの複合薬は、頻繁にそうした毒性に関与する。まず、処方された疼痛緩和剤に、アセトアミノフェンが含まれることに患者が気付かず、疼痛緩和が不十分な場合、アセトアミノフェンを必要以上に追加してしまう可能性がある。次に、オピオイドの連続投与がオピオイド耐性を引き起こし、同等のオピオイド作用を得るため、より多くの投与量が必要となる可能性がある。その結果として、その複合薬の使用者、又は悪用者は、アセトアミノフェンの安全な投与量を超え得る。
これによって、米国FDAはオピオイドとの複合薬におけるアセトアミノフェンの量を低減する試みを行うに至り、FDA諮問委員会も、そのような薬物の禁止を一斉に勧告するに至った。アセトアミノフェンとオピオイドの複合薬は市場に残っているが、類似した肝毒性の危険性のない、低毒性の代替品に対する強い要望がある。
アセトアミノフェンは下記構造を有する。
Figure 2016518317
アセトアミノフェンは、生体内で代謝され、肝毒性化合物であるN-アセチル-p-ベンゾキノンイミン(NAPQI)を形成する。
Figure 2016518317
T. Higuchi及びV. Stella、「Pro-drugs as Novel Delivery Systems」、14巻、A.C.S. Symposium Series、American Chemical Society(1975) 「Bioreversible Carriers in Drug Design: Theory and Application」、E. B. Roche編、Pergamon Press: New York、14〜21頁(1987) 「Design of Prodrugs」、H. Bundgaard編、Elsevier、1985 Pritz, S.ら、Org. Biomed. Chem. 2007、5巻、1789〜1794頁 Stepan, A.ら、J. Med. Chem. 2012、55巻、3414〜3424頁
開示の化合物は、ベンゾキノンイミン代謝産物を形成せず、したがって、アセトアミノフェンの肝毒性機構を回避する、鎮痛作用を有する化合物である。幾つかの実施形態において、鎮痛作用を有する該化合物は、式(I)の化合物、又はその薬学的に許容される塩でもよい。
ビシクロ[1.1.1]ペンチルアミド化合物を創出するための合成経路を説明する図である。 ヒドロキシビシクロ[1.1.1]ペンチルアミド化合物を創出するための合成経路を説明する図である。 鎮痛性エーテル、及び、ビシクロ[1.1.1]ペンチル化合物のプロドラッグエステルを創出するための合成経路を説明する図である。 ビヒクル、モルヒネ、アセトアミノフェン及び化合物10を用いたホルマリン足試験(Formalin Paw Test)の結果を示す図である。 ビヒクル、モルヒネ、アセトアミノフェン及び化合物4を用いたホルマリン足試験の結果を示す図である。 ビヒクル、モルヒネ、アセトアミノフェン及び化合物17を用いたホルマリン足試験の結果を示す図である。 ビヒクル、モルヒネ、アセトアミノフェン及び化合物11を用いたホルマリン足試験の結果を示す図である。 さまざまな投与量で化合物10を用いたホルマリン足試験の結果を示す図である。 さまざまな投与量で化合物4を用いたホルマリン足試験の結果を示す図である。 ビヒクル、アセトアミノフェン、及び化合物4を用いたホルマリン足試験において、化合物4をホルマリン投与の60分前に投与した際の結果を示す図である。
定義
ある基が「任意に置換」されると表現される場合は、その基は無置換でもよく、又は、1つ又は複数の表示した置換基によって置換されてもよい。同様に、ある基が「無置換又は置換」されると表現されるとき、置換される場合の置換基は、表示した置換基から1つ又は複数選択され得る。置換基が表示されていない場合は、表示した「任意に置換」又は「置換」される基が、C1-4アルキル(置換される基がアルキル、アルケニル、及び/又はアルキニルである場合を除く)、ヒドロキシ、C1-4アルコキシ、シアノ、ハロゲン、ニトロ、ハロ-C1-4アルキル、ハロ-C1-4アルコキシ、及びNH2から、個別に独立して選択される1つ又は複数の基で置換され得ることを意味する。
本明細書において「アルキル」という用語は、完全飽和脂肪族炭化水素基を意味する。アルキル部分は分岐してもよく、又は直鎖でもよい。分岐アルキル基の例としては、iso-プロピル、sec-ブチル、t-ブチル等が挙げられるが、これらに限定されない。直鎖アルキル基の例としては、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル等が挙げられるが、これらに限定されない。
本明細書において「シクロアルキル」とは、完全に飽和された(二重結合や三重結合を含まない)単環、又は多環式炭化水素環系を意味する。2つ又はそれ以上の環で構成される場合、構成する環同士が結合して縮合環を形成してもよい。シクロアルキル基は、その環内に3から10個の原子、又は3から8個の原子を含むことができる。シクロアルキル基は無置換でも、又は置換されてもよい。代表的なシクロアルキル基としては、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、及びシクロオクチルが挙げられるが、決してこれらに限定されない。
本明細書において「シクロアルケニル」とは、少なくとも1つの環に1つ又は複数の二重結合を含む、単環、又は多環式炭化水素環系を意味する。2つ以上二重結合が存在する場合であっても、それらの二重結合は、全ての環にわたって完全に非局在化するπ電子系を形成することはできない(当該基は本明細書において別途「アリール」と定義される)。2つ又はそれ以上の環で構成される場合、構成する環同士が連結して縮合環を形成してもよい。シクロアルケニル基は無置換でも又は置換されてもよい。
本明細書において「シクロアルキニル」とは、少なくとも1つの環に1つ又は複数の三重結合を含む単環、又は多環炭化水素環系を意味する。2つ以上の三重結合が存在する場合、それらの三重結合は、全ての環にわたって完全に非局在化するπ電子系を形成することはできない。2つ又はそれ以上の環で構成される場合、構成する環同士が結合して縮合環を形成してもよい。シクロアルキニル基は、無置換でも又は置換されてもよい。
本明細書における「アルコキシ」という用語は、-O-連結を介して親分子と共有結合する直鎖、又は分岐鎖アルキルラジカルを意味する。アルコキシ基の例としては、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、iso-プロポキシ、n-ブトキシ、sec-ブトキシ、t-ブトキシ等が挙げられるが、これらに限定されない。
本明細書における「アルケニル」という用語は、炭素二重結合を含む2から20個の炭素原子で形成される一価の直鎖、又は分岐鎖のラジカルを意味し、1-プロペニル、2-プロペニル、2-メチル-1-プロペニル、1-ブテニル、2-ブテニル等が挙げられるが、これらに限定されない。
本明細書における「アルキニル」という用語は、炭素三重結合を含む2から20個の炭素原子で形成される一価の直鎖、又は分岐鎖のラジカルを意味し、1-プロピニル、1-ブチニル、2-ブチニル等が挙げられるが、これらに限定されない。
本明細書における「アリール」という用語は、単環であろうと多環の縮合環であろうと同素環芳香族ラジカルを意味する。更に、「アリール」という用語は縮合環系を含む。「アリール」環の例としては、任意に置換されるフェニル、ナフタレニル、フェナントレニル、及びアントラセニルが挙げられるが、これらに限定されない。
本明細書における「ヘテロ環」又は「ヘテロシクリル」という用語は、任意に置換される環系の骨格内に、少なくとも1つのヘテロ原子を含む単環式、二環式、又は三環式の環系を意味する。ヘテロ原子は、酸素、硫黄、及び窒素から独立して選択される。「ヘテロ環」という用語は、多環の縮合環系を含む。更に、「ヘテロ環」という用語は、環系内の少なくとも1つの環が芳香族以外の環である限り、あらゆる飽和度を有し得る縮合環系を含む。単環式、二環式、又は三環式の環系は置換されても、又は無置換でもよく、利用可能な全ての原子価によって、好ましくは利用可能な任意の炭素、又は窒素を介して、他の基と結合できる。好ましい単環式の環系は、4、5、6、7又は8員環である。6員の単環は各々酸素、硫黄、及び窒素から独立して選択されるヘテロ原子を、最多で3個まで含み、また、5員環の場合は各々酸素、硫黄及び窒素から独立して選択されるヘテロ原子を1つ、又は2つ有することが好ましい。好ましい二環式の環状環系は、8から12員環であり、スピロ環類が含まれる。任意の置換基の例としてはオキソ(=O)が挙げられるが、これに限定されない。
本明細書における「ヘテロアリール」という用語は、単環であろうと多環の縮合環であろうと芳香族ヘテロ環基を意味する。縮合環系において、1つ又は複数のヘテロ原子が1つの環のみに存在してもよい。ヘテロアリール基の例としては、ベンゾチアジル、ベンゾキサジル、キナゾリニル、キノリニル、イソキノリニル、キノキサリニリル、ピリジル、ピロリル、オキサゾリル、インドリル、チエニル等が挙げられるが、これらに限定されない。「ヘテロ環」という用語は、非芳香族環系に縮合するヘテロアリールを包含する。
本明細書における「ヘテロ原子」という用語は、例えば酸素、硫黄、及び窒素を意味する。
本明細書における「アミノ」という用語は、水素、アルキル、アリール、又はそれらの組合せで置換された窒素ラジカルを意味する。アミノ基の例としては、-NH(メチル)、-NH2、-N(メチル)2、-N(フェニル)(メチル)、-NH(フェニル)、-N(エチル)(メチル)等が挙げられるが、これらに限定されない。
「N-アミド」基は、「RC(=O)N(RA)-」基を意味する。式中R及びRAは、独立して水素、アルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、シクロアルケニル、アリール、ヘテロアリール、ヘテロシクリル、アリール(アルキル)、(ヘテロアリール)アルキル又は(ヘテロシクリル)アルキルでもよい。N-アミドは置換されても又は無置換でもよい。
本明細書における「アリール(アルキル)」という用語は、1つ又は複数のアリール基が付加したアルキルラジカルを意味する。アリール(アルキル)基の例としては、ベンジル、フェネチル、フェンプロピル、フェンブチル等が挙げられるが、これらに限定されない。
本明細書における「ヘテロアリール(アルキル)」という用語は、1つ又は複数のヘテロアリール基が付加したアルキルラジカルを意味する。ヘテロアリール(アルキル)の例としてはピリジルメチル、フラニルメチル、チオフェニルエチル等が挙げられるが、これらに限定されない。
本明細書における「アリールオキシ」という用語は、-O-連結を介して親分子と共有結合するアリールラジカルを意味する。
本明細書における「アルキルチオ」という用語は、-S-連結を介して親分子と共有結合する直鎖、又は分岐鎖アルキルラジカルを意味する。
本明細書における「カルボニル」という用語は、C=O(すなわち酸素と二重結合する炭素)を意味する。
本明細書における「オキソ」という用語は、=O(すなわち酸素との二重結合)を意味する。例えば、「オキソ」で置換されたシクロヘキサンはシクロヘキサノンである。
本明細書における「アルカノイル」という用語は、「アルキル」基で置換された「カルボニル」を意味する。「アルカノイル」基は、「カルボニル」基の炭素を介して親分子と共有結合する。アルカノイル基の例としては、メタノイル、エタノイル、プロパノイル等が挙げられるが、これらに限定されない。メタノイルは一般にアセチルとして知られる。
本明細書におけるラジカルとは、単一の不対電子を有する種を示し、このラジカルを含む種は、他の種と共有結合することができる。したがって、このような状況から、ラジカルはフリーラジカルである必要はない。より正確には、ラジカルとはより大きな分子における特定の部分を示す。「ラジカル」という用語は、「基」という用語と同じ意味で使うことができる。
「プロドラッグエステル」という用語は、生理的条件下で加水分解する各種エステル形成性基のいずれかを付加することにより形成される、本明細書に開示される化合物の誘導体を意味する。プロドラッグエステル基の例としては、脂肪酸エステル類、ピバロイルオキシメチル、アセトキシメチル、フタリジル、インダニル、及びメトキシメチルを挙げることができ、当該技術分野で知られる(5-R-2-オキソ-1,3-ジオキソレン-4-イル)メチル基等の他の基もまた同様に挙げられるが、これらに限定されない。プロドラッグエステルの他の例は、例えばT. Higuchi及びV. Stella、「Pro-drugs as Novel Delivery Systems」、14巻、A.C.S. Symposium Series、American Chemical Society (1975)及び「Bioreversible Carriers in Drug Design: Theory and Application」、E. B. Roche編、Pergamon Press: New York、14〜21頁(1987)(カルボキシル基を含む化合物のプロドラッグとして有用なエステルの例を示す)に記載されている。上記の参考文献は、それぞれその全てがここに援用される。
化学基名(例えばアルキル)と併記される(Cn)という略号は、その基内の炭素原子の数を意味する。したがって、(C1〜C5)アルキルという表現は、1から5個の炭素原子を有するアルキル基を意味する。
本明細書において置換される基は、1つ又は複数の水素原子と、他の原子又は基との交換が、無置換の親構造内でなされて誘導される。
不斉炭素原子が、記載される化合物中に存在してもよい。ジアステレオマー及びエナンチオマー、またそれらの混合物をも含む、そうした異性体全てが、本願化合物の範囲に含まれるよう意図される。化合物は、場合により互変異性体で存在し得る。全ての互変異性体が、当該範囲に含まれるよう意図される。同様に、化合物がアルケニル、又はアルケニレン基を含む場合、化合物はシス異性体及びトランス異性体である可能性がある。シス型及びトランス型の両異性体、またシス異性体とトランス異性体の混合物も検討される。したがって、本明細書において言及する化合物は、文脈内に別段の明確な規定がない限り、前述した異性体全てを含む。
実施形態には、多形、溶媒和物、水和物、配座異性体、塩、及びプロドラッグ誘導体を含む、様々な形態が含まれる。多形は、同じ化学式の異なる構造を有する組成物である。溶媒和物は、溶媒和(溶媒分子と溶質の分子、又はイオンとの組合せ)により形成される組成物である。水和物は、水の取り込みにより形成される化合物である。配座異性体は、立体配座の異性体構造である。立体配座異性は、同じ構造式の分子において、回転する結合周りの原子の配座が異なる(配座異性体)現象である。化合物の塩は、当業者に知られる方法で調製可能である。例えば、化合物の塩は、適切な塩基又は酸とその化合物の化学量論当量を反応させることで、調製可能である。
本明細書における「動物」という用語は、鳥、爬虫類、及び哺乳類(例えば家畜哺乳類及びヒト)を含む。
本明細書において「個体」、「ホスト」、「対象者」、及び「患者」という用語は、同じ意味で用いられ、マウス、サル、ヒト、哺乳類の家畜動物、哺乳類の競技動物、及び哺乳類の愛玩動物が挙げられるが、これらに限定されない哺乳類を意味する。
本明細書において「薬学的に許容される」とは、生物学的な観点であろうとそうでなかろうと、好ましくない物質ではないことを意味する。例えば、著しく好ましくない生物学的作用を引き起こしたり、又は、その物質が含まれる組成物における他の化合物のいずれかと相互作用して、害をもたらしたりすることなく、個体へ投与する医薬組成物に(例えば製造時や投与時に)取り込まれ得る物質を意味する。本明細書において「薬学的に許容される担体」という用語は、例えば当業者により個体(例えばヒト)への投与に適することが知られている溶媒、安定剤、pH調整剤、浸透圧調整剤、補助剤、結合剤、希釈剤等を意味する。2つ又はそれ以上の担体の組合せもまた、本発明で検討される。本明細書に記載される薬学的に許容される担体、及びどの添加成分も、個々の剤形で意図される投与経路(経口、非経口等)における使用に適合することが望まれる。そのような適合性は、当業者であれば容易に、とりわけ本明細書に示される教示を鑑みれば、認識するであろう。薬学的に許容される担体、又は賦形剤は、好ましくは毒性試験及び製造試験の必要基準を満たしており、更に/又は米国食品医薬品局が作成するInactive Ingredient Guideに収録される。
本明細書における「有効量」という用語は、疾患若しくは異常がある、又はその疑いが(例えば症状及び/又は個体の知覚/気分に基づいて)ある個体、又は、その症状を1つ又は複数示す個体に対し、望みの薬理的及び/又は生理的作用をもたらす量を意味する。有効量は、完全、又は部分的に疾患、異常、又はそれらの症状の発生又は再発を防ぐ可能性があり、及び/又は、疾患若しくは異常、及び/又はその疾患若しくは異常に起因する悪影響(例えば疼痛)からの部分的、又は完全な回復という意味で、治療に効果的となり得る。本明細書に記載される疾患、又は異常(例えば疼痛)に関しては、とりわけアセトアミノフェンに反応する疾患、又は異常に伴う1つ又は複数の症状[例えば疼痛、発熱、炎症、(例えば心筋及び/又は脳の)虚血性損傷又は神経損傷]をある程度まで軽減、及び/又は緩和するのに十分な量が有効量として含まれ得る。特定の実施形態においての有効量は、個体に予防的に投与するといった目的で異常を防ぐために十分な量である。有効量には、個体が依然として基礎的な疾患、又は異常を患っている可能性があるにもかかわらず、気分又は状態の改善(疼痛の強度及び/又は持続時間の減少)をその個体が稟告するといった、治療する基礎異常の完全排除、若しくは改善及び/又はその基礎異常に伴う1つ又は複数の症状の完全排除、若しくは改善が含まれる。有効量には、疾患又は異常の改善が実現するか否かにかかわらず、疾患又は異常の進行を止める、又は遅らせることも含まれる。
「有効量」は投与される組成物、治療する/予防する異常(例えば疼痛の種類)、治療する又は予防する異常の重症度、年齢、身体の大きさ、体重、及び個体の相対的な健康状態、投与の経路及び形態、担当の医師、又は獣医師(該当する場合)の判断、並びに本明細書が示す教示を鑑みて、当業者が認める他の要因により変動し得る。有効量は、例えば臨床上、生理学的、生化学的、組織学的、電気生理学的、及び/又は行動評価に基づく、1つ又は複数のデータを用いて評価され得る。
当該技術分野で理解されるように、「有効量」は1回又は複数回の用量でもよい。すなわち、望みの治療終点を達成するために、単回用量又は多回用量が必要とされ得る。有効量は、1つ又は複数の追加の医薬品の投与との関連で考慮され得る。そして、1つ又は複数の追加の医薬品と複合して、1つ又は複数の望ましい、又は有益な結果が達成され得る、又は達成される場合、アセトアミノフェンプロドラッグを有効量投与することが考えられ得る。
本明細書に記載される、治療方法及び/又は予防方法並びに式(I)の化合物又はその薬学的に許容される塩の使用に関して用いられる場合、「それを必要とする」個体とは、治療する疾患、若しくは異常と診断された、それ以前にその治療を受けた、及び/又は、それを有する疑いのある個体でもよい。予防に関しては、それを必要とする個体とは、疾患又は異常の危険性がある個体でもあり得る(例えばその異常の家族歴、その異常の危険性につながる生活要因等)。
本明細書に開示される幾つかの実施形態は、式(I)の化合物、又はその薬学的に許容される塩に関する。
Figure 2016518317
式中、R1はH、-CH3、CF3、又は置換若しくは無置換の(C2〜C5)アルキル、R2はH又は-C(=Y)R4、R3はH、F、D、ヒドロキシ、NH2、(C1〜C10)アルコキシ、置換若しくは無置換の(C1〜C30)アルキル、置換若しくは無置換の(C2〜C30)アルケニル、置換若しくは無置換の(C2〜C30)アルキニル、置換若しくは無置換の(C3〜C30)シクロアルキル、置換若しくは無置換の(C3〜C30)シクロアルケニル、置換若しくは無置換の(C8〜C30)シクロアルキニル、置換若しくは無置換の(C6〜C30)アリール、置換若しくは無置換のヘテロアリール、置換若しくは無置換のヘテロシクリル、置換若しくは無置換のアリール(C1-6アルキル)、置換若しくは無置換のヘテロアリール(C1-6アルキル)、置換若しくは無置換の-N結合アミド、-(C=O)L又は-O(C=O)R5でもよい。ここで-(C=O)Lは加水分解性プロドラッグエステル脱離基であり、R4はCF3、又は置換若しくは無置換の(C1〜C10)アルキルであり得、R5は置換若しくは無置換の(C1〜C6)アルキル、又は置換若しくは無置換のアリール(C1-6アルキル)であり得、また、YはS又はOでもよい。なお、R3が水素である場合はR1とR2が共に水素となることはできない。
ある実施形態において、R1はH(水素)でもよい。他の実施形態において、R1は-CH3でもよい。更に他の実施形態において、R1は-CF3でもよい。ある実施形態においてR1は置換された(C2〜C5)アルキルでもよい。他の実施形態において、R1は無置換の(C2〜C5)アルキルでもよい。
ある実施形態において、R2はH(水素)でもよい。他の実施形態において、R2はC(=O)R4でもよい。更に他の実施形態において、R2はC(=S)R4でもよい。ある実施形態において、R1とR2は共に水素でもよい。他の実施形態において、R1が水素でありR2がC(=Y)R4でもよい。
ある実施形態において、R3はHでもよい。他の実施形態において、R3はFでもよい。更に他の実施形態において、R3はD(重水素)でもよい。その更に他の実施形態において、R3は水素基でもよい。他の実施形態において、R3はNH2でもよい。他の実施形態において、R3は(C1〜C10)アルコキシでもよい。
ある実施形態において、R3は置換された(C1〜C30)アルキルでもよい。他の実施形態において、R3は無置換の(C1〜C30)アルキルでもよい。ある実施形態において、R3は置換された(C1〜C6)アルキルでもよい。他の実施形態において、R3は無置換の(C1〜C6)アルキル、例えば、メチル、エチル、n-プロピル、iso-プロピル、n-ブチル、iso-ブチル、tert-ブチル、ペンチル(直鎖又は分岐鎖)、又はヘキシル(直鎖又は分岐鎖)でもよい。
ある実施形態において、R3は置換された(C2〜C30)アルケニルでもよい。他の実施形態において、R3は無置換の(C2〜C30)アルケニルでもよい。ある実施形態において、R3は置換された(C2〜C30)アルキニルでもよい。他の実施形態において、R3は無置換の(C2〜C30)アルキニルでもよい。
ある実施形態において、R3は置換された(C3〜C30)シクロアルキルでもよい。ある実施形態において、R3は無置換の(C3〜C30)シクロアルキルでもよい。ある実施形態において、R3は置換された(C3〜C30)シクロアルケニルでもよい。ある実施形態において、R3は無置換の(C3〜C30)シクロアルケニルでもよい。ある実施形態において、R3は置換された(C6〜C30)シクロアルキニルでもよい。ある実施形態において、R3は無置換の(C6〜C30)シクロアルキニルでもよい。ある実施形態において、R3は置換若しくは無置換の単環式(C3〜C6)シクロアルキル、置換若しくは無置換の単環式(C3〜C6)シクロアルケニル、又は置換若しくは無置換の単環式(C8〜C10)シクロアルキニルでもよい。
ある実施形態において、R3は置換された(C6〜C30)アリールでもよい。他の実施形態において、R3は無置換の(C6〜C30)アリールでもよい。例えば、R3は置換若しくは無置換のフェニル、又は置換若しくは無置換のナフチルでもよい。フェニルが置換される場合、オルソ置換、メタ置換、又はパラ置換でもよい。置換される(C6〜C30)アリールは、1つ又は複数の置換基で置換され得、複数の置換基が存在する場合、それらの置換基は同一であっても、又は互いに異なっていてもよい。
ある実施形態において、R3は置換されたヘテロアリールでもよい。他の実施形態において、R3は無置換のヘテロアリールでもよい。ある実施形態においてR3は置換又は無置換の単環式ヘテロアリールでもよい。他の実施形態において、R3は置換又は無置換の二環式ヘテロアリールでもよい。
ある実施形態において、R3は置換されたヘテロ環でもよい。他の実施形態において、R3は無置換のヘテロ環でもよい。ある実施形態において、R3は置換又は無置換の単環式ヘテロ環でもよい。他の実施形態において、R3は置換又は無置換の二環式ヘテロ環でもよい。
ある実施形態において、R3は置換されたアリール(C1-6アルキル)でもよい。ある実施形態において、R3は無置換のアリール(C1-6アルキル)でもよい。ある実施形態において、R3は置換又は無置換のベンジルでもよい。
ある実施形態において、R3は置換されたヘテロアリール(C1-6アルキル)でもよい。ある実施形態において、R3は無置換のヘテロアリール(C1-6アルキル)でもよい。ある実施形態において、R3は置換又は無置換の単環式ヘテロアリール(C1-6アルキル)でもよい。他の実施形態において、R3は置換又は無置換の二環式ヘテロアリール(C1-6アルキル)でもよい。
ある実施形態において、R3は置換されたヘテロシクリル(C1-6アルキル)でもよい。ある実施形態において、R3は無置換のヘテロシクリル(C1-6アルキル)でもよい。ある実施形態において、R3は置換又は無置換の単環式ヘテロシクリル(C1-6アルキル)でもよい。他の実施形態において、R3は置換又は無置換の二環式ヘテロシクリル(C1-6アルキル)でもよい。
ある実施形態において、R3は-(C=O)Lでもよい。Lは-C(=O)と共に加水分解性プロドラッグエステル脱離基を形成する、様々な基でもよい。R3は、例えば-(C=O)OR6であり得、ここでR6は置換又は無置換の(C1〜C30)アルキル、置換又は無置換の(C2〜C30)アルケニル、置換又は無置換の(C2〜C30)アルキニル、置換又は無置換の(C3〜C30)シクロアルキル、置換又は無置換の(C3〜C30)シクロアルケニル、置換又は無置換の(C8〜C30)シクロアルキニル、置換又は無置換の(C6〜C30)アリール、置換又は無置換のヘテロアリール、置換又は無置換のヘテロシクリル、置換又は無置換のアリール(C1-6アルキル)、置換又は無置換のヘテロアリール(C1-6アルキル)でもよい。ある実施形態において、Lは-O-C1-6アルキルでもよい。ある実施形態において、Lは-OCH3、-OCH2CH3又は-OCH2CH2OHでもよい。
ある実施形態において、R3は置換又は無置換の-N結合アミドでもよい。R3は、例えば-NC(=O)-C1-6アルキルでもよい。他の実施形態において、R3は-O(C=O)R5でもよい。R3が-O(C=O)R5の場合、R5は置換若しくは無置換の(C1〜C6)アルキル、又は置換若しくは無置換のアリール(C1-6アルキル)でもよい。ある実施形態において、R5は置換された(C1〜C6)アルキルでもよい。他の実施形態において、R5は無置換の(C1〜C6)アルキルでもよい。ある実施形態において、R5は置換されたアリール(C1-6アルキル)でもよい。他の実施形態において、R5は無置換のアリール(C1-6アルキル)でもよい。限定されないR5基の一覧を以下に挙げる。
Figure 2016518317
ある実施形態において、R4はCF3でもよい。他の実施形態において、R4は置換された(C1〜C10)アルキルでもよい。更に他の実施形態において、R4は無置換の(C1〜C10)アルキルでもよい。
式(I)の化合物の限定されない例を以下に挙げる。
Figure 2016518317
本明細書が示すように、式(I)の化合物、及びその薬学的に許容される塩は、ビシクロ[1.1.1]ペンタン基を有するコア構造を含む。なお、原子価を考慮すると、ビシクロ[1.1.1]ペンタンの両端(すなわち1又は3位)に二重結合(例えばカルボニル又はイミン基)を介して置換基が結合することは不可能である。したがって、本明細書に開示される化合物から推定される代謝産物は、ベンゾキノンイミンの類縁体を含まず、それ故にNAPQI機構を通した肝毒性の危険がない。ある実施形態において、式(I)の化合物、及びその薬学的に許容される塩は、アセトアミノフェンと同等の半減期を有し得る。他の実施形態において、式(I)の化合物、及びその薬学的に許容される塩は、アセトアミノフェンと比べ長い半減期、例えば約1.5倍、約2倍、約3倍、及び4倍より長い半減期を有し得る。したがって、式(I)の化合物、又はその薬学的に許容される塩は、アセトアミノフェンと比べて少ない頻度で投与され得る。例えば、式(I)の化合物、又はその薬学的に許容される塩は、アセトアミノフェンで奨励される4から6時間毎ではなく、6から8時間毎、又は8から12時間毎、又は24時間毎に投与され得る。式(I)の化合物、又はその薬学的に許容される塩の更なる利点として、確認できるシトクロムP450群(例えば1A2、2C9、2C19、2D6及び/又は3A4)に対する阻害がないこと、より低い血漿結合性、肝臓ミクロソーム安定性、水溶液への溶解度、及び/又はヒト血液及び血漿への安定性を挙げることができる。化合物が前述の特性のいずれかを有するか否かを判断する方法は、当業者に知られている。
合成
本明細書において企図される様々な化合物は、既知の出発物質から様々な経路で合成可能である。幾つかの適した経路を図1から図3に示し、以下の記述とスキームにより合成をより詳細に説明する。
Figure 2016518317
式(I)の化合物は、式(A)で表される化合物から出発して調製可能である。式(A)で表される化合物のカルボン酸は、クルチウス反応又は改良クルチウス反応によりアミノ基に変換可能である。アミノ基は、次いで塩化アセチルにより処理することができ、その結果、式(I)の化合物が生じる。塩は当業者に知られる方法、及び本明細書に記載される方法を用いて、例えばアミンと適切な酸(HCl等)との反応により形成され得る。
Figure 2016518317
市販の3-アミノビシクロ[1.1.1]ペンタン-1-カルボン酸は、メチルリチウム、又は臭化メチルマグネシウムのいずれかの処理により、メチルケトン中間体に変換され得る(スキーム2)。mCPBA、又は他のペルオキシカルボン酸を用いたバイヤー・ビリガー酸化の結果、3-アミノビシクロ[1.1.1]ペンタン-1-イルアセテートが生じ得る。アミンは、次いで適切なカルボン酸、又は塩化アセチル等の酸塩化物と結合可能であり、その結果、3-アセトアミドビシクロ[1.1.1]ペンタン-1-イルアセテート(3)が生じる。水酸化物イオンによるエステル基の選択的加水分解の結果、N-(3-ヒドロキシビシクロ[1.1.1]ペンタン-1-イル)アセトアミド(1)が生じる。別法として、市販の3-ヒドロキシビシクロ[1.1.1]ペンタン-1-カルボン酸から出発し、ジフェニルリン酸アジドを用いたクルチウス反応、又は改良クルチウス反応を行うことでアミノアルコール中間体が生じる。この中間体は、次いで塩基(例えばK2CO3、Na2CO3、NaHCO3、TEA等)の存在下で塩化アセチル(1当量)により処理され、その結果N-(3-ヒドロキシビシクロ[1.1.1]ペンタン-1-イル)アセトアミド(1)を生じ得、又は、塩基(例えばK2CO3、Na2CO3、NaHCO3、TEA等)の存在下で塩化アセチル(>2当量)により処理され、その結果3-アセトアミドビシクロ[1.1.1]ペンタン-1-イルアセテート(3)を生じ得る。
Figure 2016518317
市販のビシクロ[1.1.1]ペンタン-1-アミンは、塩基(例えばK2CO3、Na2CO3、NaHCO3、TEA、ピリジン等)の存在下で適切なカルボン酸、又は塩化アセチル等の酸塩化物と結合可能であり、その結果N-(ビシクロ[1.1.1]ペンタン-1-イル)アセトアミド(4)が生じる(スキーム3)。
C-H活性化剤又は酸化剤が下記の参考文献に記載されており、それらの全てがここに援用される。H2SO4 (conc.)/HNO3 (conc. or 50%) [Cao K. et al., J Label Compd Radiopharm 2007; 50: 1224-1229; Wanka, L., et al., Eur. J. Org. Chem. 2007, 1474-1490]; H2SO4 (conc.)/NH4NO3 [Zarubaev V. V. et al., Bioorganic & Medicinal Chemistry 18 (2010) 839-848]; perfluoro-cis-2-n-butyl-3-n-propyloxaziridine [Sorochinsky A. E., et al., Tetrahedron, 1997, 53, 5995-6000; Arnone A., et al., Org. Lett., 1999, 1, 281-284]; CBr4/H2O/Mo(CO)6 [Khusnutdinov, R. I., et al., Russian Journal of Organic Chemistry, 2009, 45, 1137-1142]; [(Me3tacn)RuCl3], CAN, AgClO4, t-BuOH/H2On [McNeill, E., Du Bois, J., Chem. Sci., 2012, 3, 1810-1813]; RuCl3-xH2O, KBrO3, H2O, pyridine, CH3CN [McNeill, E., Du Bois, J., J. Am. Chem. Soc., 2010, 132, 10202-10204]; dimethyldioxirane (DMD) or methyl(trifluoromethy1)dioxirane (TFDO), with or without HBF4 [Annese, C., et al., Org. Lett., 2009, 11, 3574-3577; Asensio, G., et al., J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 1250-7253]; CrO3, H5IO6 [Lee, S., Fuchs, P. L., J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 13978-13979]; KMnO4, KOH [Jasys, V. J., et al., J. Am. Chem. Soc., 2000, 122, 466-473]; H2SO4 (conc.), (CF3CO)2O [Shmailov, A., et al., Tetrahedron, 2010, 66, 3058-3064; Shmailov, A., et al., Tetrahedron, 2012, 68, 4765-4772]; NaNO2, TFA, O2 [Onomura, O., et al., Synlett, 2006, 2415-2418]; CrO3, CH3CO2H, (H3CO)2O [Linz, T., Schaefer, H. J., Tetrahedron Letters, 1987, 28, 6581-6582]; RuCl3 (cat.), TFA, DCM, peracetic acid [Komiya, N., et al., Chem. Commun., 2001, 65-66]; DDQ, TfOH [Tanemura, K., et al., J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1, 2001, 3230-3231].
Figure 2016518317
適切な酸化剤又は条件[例えばH2SO4(濃縮)/HNO3(濃縮又は50%);H2SO4(濃縮)/NH4NO3;ペルフルオロ-cis-2-n-ブチル-3-n-プロピルオキサジリジン;CBr4/H2O/Mo(CO)6;[(Me3tacn)RuCl3]、CAN、AgClO4、t-BuOH/H2O;RuCl3-xH2O、KBrO3、H2O、ピリジン、CH3CN;ジメチルジオキシラン(DMD)又はメチル(トリフルオロメチル)ジオキシラン(TFDO)、HBF4の存在下又は非存在下; CrO3、H5IO6; KMnO4、KOH等]による市販のビシクロ[1.1.1]ペンタン-1-アミンのC-H活性化/酸化(スキーム4)の結果、3-アミノビシクロ[1.1.1]ペンタン-1-オールが生じ得る。アミノアルコール中間体は、次いで適切なカルボン酸、又は塩化アセチル等の酸塩化物と結合可能であり、その結果3-アセトアミドビシクロ[1.1.1]ペンタン-1-イルアセテート(3)が生じる。水酸化物イオンによるエステル基の選択的加水分解の結果、N-(3-ヒドロキシビシクロ[1.1.1]ペンタン-1-イル)アセトアミド(1)が生じる。別法として、N-(ビシクロ[1.1.1]ペンタン-1-イル)アセトアミド(4)から出発し、適切な酸化剤又は条件[例えば上に挙げたものを参照、また、H2SO4(濃縮)、(CF3CO)2;NaNO2、TFA、O2;CrO3、CH3CO2H、(H3CO)2O;RuCl3(触媒)、TFA、DCM、過酢酸;DDQ、TfOH等]でC-H活性化/酸化させることによりN-(3-ヒドロキシビシクロ[1.1.1]ペンタン-1-イル)アセトアミド(1)が生じ得る。
Figure 2016518317
N-(3-ヒドロキシビシクロ[1.1.1]ペンタン-1-イル)アセトアミド(1)を、塩基(例えばNaHCO3、Na2CO3、TEA、ピリジン、NaH等)の存在下でヨウ化エチルにより処理することで、N-(3-エトキシビシクロ[1.1.1]ペンタン-1-イル)アセトアミド(2)が生じる(スキーム5)。
Figure 2016518317
水酸化ナトリウム(又は塩基性水溶液条件)によるN-(3-エトキシビシクロ[1.1.1]ペンタン-1-イル)アセトアミド(2)の加水分解の結果、3-エトキシビシクロ[1.1.1]ペンタン-1-アミン(6)が生じる(スキーム6)。
Figure 2016518317
3-アミノビシクロ[1.1.1]ペンタン-1-イルアセテート(スキーム2に示す通りに調製)を塩基存在下でヨウ化メチルにより処理することで、3-(メチルアミノ)ビシクロ[1.1.1]ペンタン-1-イルアセテートが導かれ、続く水酸化物水溶液による加水分解の結果、3-(メチルアミノ)ビシクロ[1.1.1]ペンタン-1-オールが生じる(スキーム7)。アミノアルコール中間体は、塩基(例えばK2CO3、Na2CO3、NaHCO3、TEA、ピリジン、NaH等)の存在下で適切なカルボン酸、又は塩化アセチル等の酸塩化物と結合可能であり、その結果N-(3-ヒドロキシビシクロ[1.1.1]ペンタン-1-イル)-N-メチルアセトアミド(5)が生じる。
Figure 2016518317
3-アミノビシクロ[1.1.1]ペンタン-1-オールを塩基(例えばK2CO3、Na2CO3、NaHCO3、TEA、ピリジン等)の存在下で無水トリフルオロ酢酸により処理することで、2,2,2-トリフルオロ-N-(3-ヒドロキシビシクロ[1.1.1]ペンタン-1-イル)アセトアミド(7)が生じる(スキーム8)。
Figure 2016518317
N-(3-ヒドロキシビシクロ[1.1.1]ペンタン-1-イル)アセトアミド(1)を塩基(例えばK2CO3、Na2CO3、NaHCO3、TEA、ピリジン等)の存在下でO-アセチルサリチロイルクロリドにより処理することで、3-アセトアミドビシクロ[1.1.1]ペンタン-1-イル2-アセトキシベンゾエート(8)が生じる(スキーム9)。別法として、N-(3-ヒドロキシビシクロ[1.1.1]ペンタン-1-イル)アセトアミド(1)とO-アセチルサリチル酸とをカップリング剤(例えばHATU、EDCI、HOBt、HOAt、CDI、DCC、TP3、クロロギ酸イソブチル等)の存在下で結合させることにより、3-アセトアミドビシクロ[1.1.1]ペンタン-1-イル2-アセトキシベンゾエート(8)が生じる。また、N-(3-ヒドロキシビシクロ[1.1.1]ペンタン-1-イル)アセトアミド(1)を塩基(例えばK2CO3、Na2CO3、NaHCO3、TEA、ピリジン等)の存在下で2-(4-イソブチルフェニル)プロパノイルクロリドにより処理することで、3-アセトアミドビシクロ[1.1.1]ペンタン-1-イル2-(4-イソブチルフェニル)プロパノエート(9)が生じる(スキーム9)。別法として、N-(3-ヒドロキシビシクロ[1.1.1]ペンタン-1-イル)アセトアミド(1)と(±)-2-(4-イソブチルフェニル)プロパン酸とをカップリング剤(例えばHATU、EDCI、HOBt、HOAt、CDI、DCC、TP3、クロロギ酸イソブチル等)の存在下で結合させることにより、3-アセトアミドビシクロ[1.1.1]ペンタン-1-イル2-(4-イソブチルフェニル)プロパノエート(9)が生じる。
製剤及び投与
本明細書に記載される幾つかの実施形態は、有効量の本明細書に記載される化合物(例えば式(I)の化合物又はその薬学的に許容される塩)を1つ又は複数と、薬学的に許容される担体、希釈剤、賦形剤、又はそれらの組合せとを含み得る医薬組成物に関する。化合物が十分に塩基性又は酸性であり、安定な非毒性の酸性塩、又は塩基性塩を形成する場合は、化合物を塩として投与することが適切になり得る。薬学的に許容な塩は、例えばトシラート、メタンスルホン酸塩、酢酸塩、クエン酸塩、マロン酸塩、酒石酸塩、コハク酸塩、安息香酸塩、アスコルビン酸塩、α-ケトグルタル酸塩、及びα-グリセロリン酸塩を例とする、生理学的に許容されるアニオンを形成する酸と形成する、有機酸付加塩である。適切な無機塩もまた形成され得、塩酸塩、硫酸塩、硝酸塩、重炭酸塩、及び炭酸塩が挙げられるが、これらに限定されない。
薬学的に許容される塩は、当該技術分野でよく知られる標準的な手順を用いて、例えばアミン等の十分に塩基性である化合物と、生理学的に許容されるアニオンを提供する適切な酸とを反応させることで、得ることができる。カルボン酸(例えばトリフルオロ酢酸、酢酸、コハク酸、乳酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸及びニコチン酸)のアルカリ金属(例えばナトリウム、カリウム又はリチウム)、又はアルカリ土類金属(例えばカルシウム)塩も調製され得る。塩が形成される際、式(I)の化合物に存在する-NH2基がプロトン化して、正電荷を持つ-NH3 +基を形成することが可能であり、また、対イオンが負電荷を持ち得る(例えばCl-)ことは、当業者であれば理解することである。
幾つかの実施形態においては、本明細書に記載される化合物のプロドラッグが投与され得る。「プロドラッグ」とは、生体内で親薬物に変換される物質を意味する。状況により、プロドラッグの方が親薬物よりも投与が容易になり得るため、プロドラッグはしばしば有用である。例えば、親薬物の経口投与による生体利用が不可能でも、プロドラッグの経口投与による生体利用は可能な場合がある。また、プロドラッグの医薬組成物に対する溶解性は、親薬物よりも改善され得る。限定されないプロドラッグの例として、水溶性により移動度が低下する、細胞膜を介した移動を促進するために、エステル(「プロドラッグ」)として投与され、その一方で、水溶性が有益である細胞内に一旦入ると、活性物質であるカルボン酸に、代謝的に加水分解される化合物を挙げることができる。適切なプロドラッグ誘導体を選択、及び調製する従来手順は、例えば、その全てがここに援用される「Design of Prodrugs」(H. Bundgaard編、Elsevier、1985)に記載されている。
式(I)の化合物、又はその薬学的に許容される塩は、医薬組成物として配合し、選択された投与経路、例えば経口又は非経口投与、静脈内投与、筋肉内投与、局所、又は皮下投与に適合する様々な形態で、ヒト患者等の哺乳類ホストに投与することができる。
化合物は、不活性希釈剤又は同化性可食担体といった、薬学的に許容されるビヒクルと組み合わせて、例えば経口で全身投与され得る。それらは硬又は軟ゼラチンカプセルに内包してもよく、錠剤に圧縮してもよく、又は病人食の食物に直接混ぜ合わせてもよい。経口的治療投与では、活性化合物は1つ又は複数の賦形剤と組み合わされ、摂取可能な錠剤、口腔錠、トローチ、カプセル、エリキシル剤、懸濁液、シロップ、オブラート等の形態で使用され得る。そのような組成物及び製剤は、少なくとも0.1%の活性化合物を含むことが望まれる。当然、組成物及び製剤における割合は変動し得、好適には投薬される単位剤形の質量の約2%から約80%の間となり得る。そのような治療に有用な組成物における活性化合物の量は、効果的な投与レベルが得られるような量である。
錠剤、トローチ、丸薬、カプセル等は、以下のトラガカントゴム、アカシアゴム、トウモロコシデンプン、ゼラチン等の結合剤;第二リン酸カルシウム等の賦形剤;トウモロコシデンプン、ジャガイモデンプン、アルギニン酸等の崩壊剤;ステアリン酸マグネシウム等の滑沢剤;及びショ糖、果糖、乳糖、又はアスパルテーム等の甘味剤もまた含み得る。又は、ペパーミント、冬緑油、又はサクランボ香味料等の着香剤を添加してもよい。単位剤形がカプセルの場合、上記の類の物質に加え、植物油又はポリエチレングリコールといった液体担体を含み得る。他の様々な物質がコーティングとして、又はそうでなくても、固体単位剤形の物理的形状を変化させるために用いられ得る。例えば、錠剤、丸薬又はカプセルは、ゼラチン、ワックス、セラック又は糖等でコーティングされ得る。シロップ又はエリキシル剤は、活性化合物、甘味剤として、ショ糖又は果糖、保存剤として、メチル及びプロピルパラベン、サクランボ又はオレンジ香味料等の着色及び着香剤を含み得る。当然、いずれの単位剤形の調製に使用するいずれの物質も、薬学的に許容可能であり、使用量において実質的に無毒であることが望まれる。また、活性化合物は徐放製剤又はデバイス中に組み込まれてもよい。
活性化合物はまた、点滴又は注射によって静脈内、又は腹腔内に投与されてもよい。活性化合物又はその塩の溶液は、水中で、任意で無毒性界面活性剤と混合して調製できる。分散体は、グリセロール、液体ポリエチレングリコール、トリアセチン、及びそれらの混合物中、並びに油中においても調製できる。通常の状態での保存及び使用において、これらの調剤は微生物の増殖を防ぐために保存剤を含む。
注射又は点滴に適した薬学的剤形として、活性成分を含む、無菌の水溶液若しくは分散体、又は無菌粉末を挙げることができる。これらは注射又は点滴で注入可能な無菌溶液、又は分散体の即時調製に適しており、場合によりリポソームに封入される。どのような場合においても、最終的な剤形は無菌の流体で、製造及び保存条件下で安定であることが望まれる。液体担体、又はビヒクルを溶媒、又は液体分散媒体とすることができ、その例として、水、エタノール、ポリオール(例えばグリセロール、プロピレングリコール、液体ポリエチレングリコール等)、植物油、無毒性グリセリルエステル、及びそれらの適切な混合物が挙げられる。適切な流動性は、例えば、リポソームの形成、分散体の場合には、必要とされる粒径の維持、又は、界面活性剤の使用により維持することができる。微生物の作用は、例えばパラベン、クロロブタノール、フェノール、ソルビン酸、チメロサール等の様々な抗菌剤及び抗真菌剤により防ぐことができる。多くの場合、糖、緩衝剤、塩化ナトリウムを例とする等張剤を含むことが好ましい。注射組成物の持続的吸収は、モノステアリン酸アルミニウム及びゼラチンを例とする吸収を遅らせる物質を、組成物に使用することで可能となる。
無菌注射剤は、必要量の活性化合物を、これまでに列挙した様々な他の成分と共に適切な溶媒に混ぜ合わせ、必要に応じてその後にろ過滅菌することで調製される。無菌注射剤調製用の無菌粉末の場合、好ましい調製方法は真空乾燥及び凍結乾燥技術であり、これは活性成分の粉末に加え、前もってろ過滅菌した溶液中に存在する任意の望みの追加成分を産出する。
局所投与の場合、本願化合物は、純粋形すなわち化合物が液体の状態で利用され得る。しかし、皮膚科学的に許容される、固体でもよく又は液体でもよい担体と組み合わせ、組成物又は製剤として皮膚に投与することが一般的には好ましいであろう。
有用な固体担体として、タルク、クレイ、微結晶性セルロース、シリカ、アルミナ等の微粉固体が挙げられる。有用な液体担体としては、任意で無毒性界面活性剤を用いて、本願化合物が有効な程度で溶解、又は分散することが可能な、水、アルコール若しくはグリコール、又は、水-アルコール/グリコール混合物が挙げられる。ある特定の用途のために、香料及び追加の抗菌剤といった補助剤を添加し、特性を最適化できる。結果として得られた液体組成物は、吸収性パッドから当てる、包帯及び他のドレッシング材に染み込ませる、又は、ポンプ式又はエアロゾル噴霧器を用いて患部に噴霧することができる。
合成高分子、脂肪酸、脂肪酸塩及びエステル、脂肪アルコール、変性セルロース、又は、変性無機物質等の増粘剤を、液体担体と共に用い、使用者の皮膚に直接塗布するための展着可能なペースト、ゲル、軟膏、石鹸等を形成することもできる。
式(I)の化合物の有用な投与量は、試験管内での活性、及び動物モデルにおける生体内での活性を比較することによって決定できる。このような比較は、アセトアミノフェン等の既知の鎮痛薬を対照として行うことができる。例えば、ある特定の、式(I)の化合物の活性が、アセトアミノフェンの半分であった場合、既知のアセトアミノフェンの投与量のおおよそ2倍の投与量が適切となり得る。反対に、式(I)の化合物の活性が、アセトアミノフェンの2倍であった場合、既知のアセトアミノフェンの投与量の半分の投与量を使用できる。
治療における使用に必要とされる化合物、又はその活性な塩若しくは誘導体の量は、選択したその特定の塩とばかりではなく、投与経路、治療する異常の特性、並びに、患者の年齢及び状態と共に変動し、最終的には担当の医師又は臨床医の裁量で変動するであろう。
しかし、一般に適切な1回の投与量は、多くの場合約0.15mg/kgから約100mg/kgの範囲内であろう。例えば、適切な1回の投与量は、多くの場合体重に対し1日当たり約1mg/kgから約75mg/kgの範囲内、例えばレシピエントの体重に対し1日当たり約0.75mg/kgから約50mg/kg、レシピエントの体重に対し1日当たり約1mg/kgから約90mg/kg又はレシピエントの体重に対し1日当たり約10mg/kgから約60mg/kgであろう。
化合物は好適には単位剤形で投与され、1単位剤形当たり例えば1から2000mg、好適には10から1000mg、最も好適には5から500mgの活性成分を含む。
好適には、望みの投与量は単回用量で、又は、適切な間隔で投与される分割用量、例えば1日に2、3、4又は5回以上の部分用量として提供してもよい。部分投与自体、更に、例えば間隔に余裕のある幾つかの個別の投与に分割し得る。
治療方法
NSAIDに反応する疾患若しくは異常(炎症を除く)、又はアセトアミノフェンに反応するあらゆる異常(例えば疼痛及び/又は発熱)を治療するため、式(I)の化合物は単独で、又はオピオイド若しくは他の薬との前述したあらゆる組合せによって、用いることができる。本明細書が提供する幾つかの実施形態は、式(I)の化合物、又はその薬学的に許容される塩を有効量個体へ投与する工程を含み得るそのような疾患、又は異常の治療方法に関する。幾つかの実施形態において、個体はアセトアミノフェンに反応する疾患、又は異常にかかる危険性を有し得る。幾つかの実施形態において、疾患又は異常は、次の疼痛、発熱、炎症、(例えば心筋及び/又は脳の)虚血性損傷、又は神経損傷のうちの、1つ又は複数であってもよい。幾つかの実施形態において、個体は手術後であり得、術後性疼痛を有する、又は術後性疼痛を有すると考えられる、若しくは実際に発展した術後性疼痛を有する。幾つかの実施形態において、式(I)の化合物、又はその薬学的に許容される塩は、予防的に、例えば術後性疼痛に対し予防的に投与できる。
幾つかの実施形態は、広く急性疼痛及び慢性疼痛を含む任意の病因による疼痛、及びアセトアミノフェン鎮痛剤が処方されるあらゆる疼痛の治療方法に関する。疼痛の例示として、外科手術後の疼痛;(歯痛を含む)術後性疼痛;片頭痛;頭痛及び三叉神経痛;やけど、創傷又は腎臓結石に伴う疼痛;(外傷性脳損傷を含む)外傷に伴う疼痛;神経因性疼痛(例えば末梢神経障害及び帯状疱疹後神経痛);筋骨格障害に伴う疼痛;酷使による疼痛;捻挫;挫傷;骨折;筋肉痛;関節リウマチ;変形性関節症;膀胱炎;膵炎;炎症性腸異常;強直性脊椎炎;血清反応陰性(非リウマチ性)関節炎;非関節性リウマチ及び関節周囲障害;並びに(「突出痛」及び末期がんに伴う疼痛を含む)がんに伴う疼痛が挙げられる。(前述した幾つかに加え)炎症性要素による疼痛の例示として、リウマチ性疼痛、粘膜炎に伴う疼痛、及び月経困難症が挙げられる。幾つかの実施形態において、本明細書に記載される方法及び/又は組成物は、外科手術後の疼痛の治療、又は予防に使用できる。幾つかの実施形態において、本明細書に記載される方法及び/又は組成物は、がん性疼痛の治療又は予防に使用できる。幾つかの実施形態において、本明細書に記載される方法及び/又は組成物は、外科手術、外傷、変形性関節症、関節リウマチ、腰痛、線維筋痛、帯状疱疹後神経痛、糖尿病性神経障害、HIV関連神経障害、及び複合性局所疼痛症候群に伴う疼痛から選択される疼痛の治療、又は予防に使用できる。
幾つかの実施形態において、式(I)の化合物、又はその薬学的に許容される塩は、(例えば成人、小児、及び/又は乳幼児における)疼痛、及び/又は発熱の治療、若しくは予防に使用できる。式(I)の化合物、又はその薬学的に許容される塩は、多様な、また、様々な程度の疼痛の治療に使用できる。幾つかの実施形態において、疼痛は急性疼痛(例えば成人、小児、及び/又は乳幼児における整形外科等の外科手術後の急性疼痛)の場合もある。
幾つかの実施形態において、式(I)の化合物、又はその薬学的に許容される塩は、内毒素誘導性発熱(例えば成人、小児、及び/又は乳幼児における内毒素誘導性発熱)等の発熱の治療、及び/又は予防に使用できる。幾つかの実施形態において、発熱は微熱、中等度の発熱、高熱及び超高熱から選択できる。幾つかの実施形態において、発熱はペル・エブスタイン型熱、稽留熱、間欠熱、及び弛張熱から選択できる。
本明細書に記載されるように、式(I)の化合物、又はその薬学的に許容される塩は、様々な対象者に使用できる。ある実施形態において、対象者は発熱している小児、又は乳幼児を例とする小児、及び/又は乳幼児の場合もある。他の実施形態において、対象者は成人でもよい。
本明細書に記載される幾つかの実施例は、それを必要とする個体において、鎮痛作用の発現を遅延させる方法に関し、その方法は(親薬物と比較して)約5分間、又は10分間、又は15分間、又は30分間、又は1時間、又は2時間、又は3時間、又は4時間、又は6時間、又は8時間、又は10時間、又は12時間、又は18時間、又は24時間を超えて薬物作用が遅延する、式(I)の化合物のプロドラッグを有効量個体に投与する工程を含み得る。
式(I)の化合物、又はその薬学的に許容される塩は、様々な方法によって投与され得る。本明細書に記載されるいずれの方法においても、注射、又は点滴、並びに、1分間、5分間、10分間、30分間、1時間、2時間、6時間、12時間、24時間、若しくはそれよりも長時間、又はその中間の時間にわたる静脈内投与による投与が可能である。そのような投与は、状況によりオピエート投与の代わりとなるか、又は、その必要性を著しく低減できるので、病院又は他の医療施設における疼痛管理に著しく有益である。本明細書に記載される幾つかの方法は、術後性疼痛、又は他の急性若しくは慢性疼痛を管理するために、大量投与、又は数分、数時間若しくは数日にわたる点滴のいずれかによって、それを必要とする個体へ静脈内投与することを含み得る。
本明細書に記載される他の実施形態は、それを必要とする個体における疼痛を管理又は治療する療法を選択する方法に関し、その個体に疼痛治療による肝毒性の危険性があるか否かを評価する工程、及び、その危険性を減らす、又は排除するために式(I)の化合物、又はその薬学的に許容される塩による治療を選択する工程を含み得る。この方法は更に、選択された式(I)の化合物、又はその薬学的に許容される塩による治療を個体に施す工程を含み得る。
複合剤
式(I)の化合物、又はその薬学的に許容される塩は、単独で、又は他の薬物と組み合わせて投与できる。幾つかの実施形態において、他の薬物はオピオイド鎮痛剤でもよい。知られる任意のオピオイド鎮痛剤を、式(I)の化合物、又はその薬学的に許容される塩と組み合わせることができる。そのようなオピオイド鎮痛剤の限定されない例として、モルヒネ、コデイン、ヒドロコドン、オキシコドン、フェンタニル、ペチジン、メタドン、ペンタゾシン、スフェンタニル、レボルファノール、ジヒドロコデイン、ナルブフィン、ブトルファノール、トラマドール、メプタジノール、ブプレノルフィン、ジピパノン、アルフェンタニル、レミフェンタニル、オキシモルホン、タペンタドール、プロポキシフェン、及びヒドロモルホンが挙げられる。
例として、オピオイド鎮痛剤と式(I)の化合物、又はその薬学的に許容される塩との組合せにおける経口投与可能な剤形は、約20から約2000mgの、式(I)の化合物、又はその薬学的に許容される塩を単位剤形中に含み得、更に、次の典型的なオピオイドである1〜20mgヒドロコドン(例えば酒石酸水素ヒドロコドン)、好ましくは2.5mg、5mg、7.5mg、又は10mgのヒドロコドン若しくはその塩、又は1-20mgオキシコドン、好ましくは2.5mg、5mg、7.5mg、又は10mgのオキシコドン若しくはその塩(例えば塩酸塩)の1つを含む。
他の組合せは、式(I)の化合物、又はその薬学的に許容される塩と、ブタルビタール、コデイン、ジヒドロコデイン、イブプロフェン、アスピリン、及び/又はナプロキセンとの組合せを含む。他の薬物は、当業者に知られる及び/又は本明細書に記載される経路を用いて投与できる。ある実施形態において、式(I)の化合物、又はその薬学的に許容される塩、及びその他の薬物は、同一の剤形で投与できる。他の実施形態において、式(I)の化合物、又はその薬学的に許容される塩、及びその他の薬物は、別個の剤形で投与できる。幾つかの実施形態において、式(I)の化合物、又はその薬学的に許容される塩、及びその他の薬物は、同じ経路(例えば、両方とも静脈内)又は異なる経路(例えば1つは経口で他方は静脈内)で投与できる。
幾つかの実施形態において、式(I)の化合物、又はその薬学的に許容される塩とオピオイド鎮痛剤との組合せは、疼痛を相乗的に緩和できる。幾つかの実施形態において、疼痛の相乗的な緩和は、オピオイドの使用を減らすことができる。本明細書に開示される幾つかの実施形態は、疼痛を管理、治療、及び/又は軽減する方法に関し、式(I)の化合物、又はその薬学的に許容される塩とオピオイド鎮痛剤との組合せを、有効量個体に投与する工程を含み得る。本明細書に開示される幾つかの実施形態は、疼痛管理におけるオピオイドの使用を減らす方法に関し、ある量の式(I)の化合物、又はその薬学的に許容される塩を、ある量のオピオイド鎮痛剤と組み合わせて投与する工程を含み得、その組合せにおけるオピオイド鎮痛剤の量は、オピオイド鎮痛剤を単独で投与する場合に、略同程度の疼痛管理を達成するのに必要なオピオイド鎮痛剤の量よりも少量である。疼痛管理を評価する方法として知られる、例えば疼痛評価手段が、当業者に知られる。本明細書に開示される幾つかの実施形態は、オピオイド依存の危険性を低下させる方法に関し、ある量の式(I)の化合物、又はその薬学的に許容される塩を、ある量のオピオイド鎮痛剤と組み合わせて投与する工程を含み得、その組合せにおけるオピオイド鎮痛剤の量は、オピオイド鎮痛剤を単独で投与する場合に、略同程度の疼痛管理を達成するのに必要なオピオイド鎮痛剤の量よりも少量である。本明細書に開示される幾つかの実施形態は、オピオイド依存に対処しつつ、疼痛、及び/又は発熱を治療する方法に関し、ある量の式(I)の化合物、又はその薬学的に許容される塩を、ある量のオピオイド鎮痛剤と組み合わせて投与する工程を含み得る。
下記の非限定的な実施例を参照して、本開示の理解を深めることができるが、これらの実施例は決して特許請求の範囲を限定することを意図するものではない。
(実施例1)
N-(3-ヒドロキシビシクロ[1.1.1]ペンタン-1-イル)アセトアミド(1)の調製
Figure 2016518317
ステップ1
窒素下で、0℃の3-アミノビシクロ[1.1.1]ペンタン-1-カルボン酸(1mmol)の無水THF(2mL)溶液に、メチルリチウム(ジエチルエーテル中1.4M、4mmol)を滴下により添加する。添加後、反応混合物を徐々に室温(r.t.)まで温め、一晩撹拌した後、塩化アンモニウム飽和水溶液(4mL)で処理する。酢酸エチル(2mL)を添加し、有機層を分離する。水性層を酢酸エチル(3×1mL)で抽出する。合わせた有機層を乾燥させ(Mg2SO4)、濃縮する。シリカゲル(EtOAc/ヘキサン)を用いたフラッシュクロマトグラフィーで残渣を精製し、1-(3-アミノビシクロ[1.1.1]ペンタン-1-イル)エタノンを得る。
ステップ2
1-(3-アミノビシクロ[1.1.1]ペンタン-1-イル)エタノン(1mmol)を0.5mLのクロロホルムに加えた溶液を、m-クロロ過安息香酸(1.5mmol)を2mLのクロロホルムに加えて撹拌した混合物に室温で添加する。その溶液を暗所で24時間撹拌する。その混合物をろ過し、ろ液を10%重炭酸ナトリウムで洗浄、次いで水で洗浄する。有機層を硫酸マグネシウムにより乾燥させ、濃縮する。シリカゲル(EtOAc/ヘキサン)を用いたフラッシュクロマトグラフィーで残渣を精製し、3-アミノビシクロ[1.1.1]ペンタン-1-イルアセテートを得る。
ステップ3
3-アミノビシクロ[1.1.1]ペンタン-1-イルアセテート(1mmol)のDMF(2mL)溶液に重炭酸ナトリウム(3mmol)を添加し、次いでシリンジを用い、0℃で塩化アセチル(1mmol)を添加する。その反応液を室温まで温め、LCMSで観察する。LCMS分析が出発物質の消費を示した後、反応液を水で希釈し、EtOAcで抽出する(3回)。有機層を合わせて食塩水で洗浄し、乾燥(硫酸マグネシウム)、ろ過して濃縮する。粗残渣をフラッシュクロマトグラフィー(シリカゲル、EtOAc/ヘキサン)に掛け、3-アセトアミドビシクロ[1.1.1]ペンタン-1-イルアセテート(3)を得る。
ステップ4
室温で3-アセトアミドビシクロ[1.1.1]ペンタン-1-イルアセテート(3)(1mmol)のTHF(2mL)溶液にメタノール(0.7mL)を添加し、次いでNaOH水溶液(1.4M、0.7mL、1当量)を添加する。混合物を撹拌し、TLCで観察する。出発物質が完全に消費された後、飽和塩化アンモニウムを添加し、混合物を5分間撹拌した。揮発性物質を真空下で除去し、得られた混合物をEtOAcで抽出する(3回)。有機層を合わせ、乾燥(硫酸マグネシウム)、ろ過して濃縮する。粗残渣をフラッシュクロマトグラフィー(シリカゲル、EtOAc/ヘキサン)に掛け、化合物1を得る。
(実施例2)
N-(3-エトキシビシクロ[1.1.1]ペンタン-1-イル)アセトアミド(2)の調製
Figure 2016518317
N-(3-ヒドロキシビシクロ[1.1.1]ペンタン-1-イル)アセトアミド(1)(1mmol)の無水THF(5mL)溶液にNaH(60%鉱油中分散体、3mmol)を少量ずつ0℃で添加する。添加後、気体の発生が止まるまで混合物を撹拌する。次いでヨウ化エチル(1mmol)をシリンジを用いて徐々に添加する。その反応をLCMS、及びTLCで観察する。出発物質が消費された後、水(3mL)を加えて反応混合物をクエンチ（quench）し、酢酸エチルで抽出する(3回)。有機層を合わせ、乾燥(硫酸マグネシウム)、ろ過して濃縮する。粗残渣をフラッシュクロマトグラフィー(シリカゲル、EtOAc/ヘキサン)に掛け化合物2を得る。
(実施例3)
3-アセトアミドビシクロ[1.1.1]ペンタン-1-イルアセテート(3)の調製
Figure 2016518317
実施例1における基本手順をステップ3まで繰り返し、3-アセトアミドビシクロ[1.1.1]ペンタン-1-イルアセテート(3)を作製する。
(実施例4)
N-(ビシクロ[1.1.1]ペンタン-1-イル)アセトアミド(4)の調製
Figure 2016518317
ビシクロ[1.1.1]ペンタン-1-アミン、HCl(604mg、5.05mmol)及び重炭酸ナトリウム(1.272g、15.14mmol)のDMF(12.62mL)溶液に、シリンジを用い、0℃で塩化アセチル(0.359mL、5.05mmol)を添加した。その反応液を室温まで温め、LCMSで観察した。LCMS分析が出発物質の消費を示した後、反応液を水で希釈し、EtOAcで抽出した(3回)。有機層を合わせて食塩水で洗浄した後、乾燥(硫酸マグネシウム)、ろ過して濃縮した。粗残渣をフラッシュクロマトグラフィー(シリカゲル、0〜100%EtOAc/ヘキサン)に掛け、白色固体の化合物4を得た。MS:m/z126.2[M+1]+。
Figure 2016518317
(実施例5)
N-(3-ヒドロキシビシクロ[1.1.1]ペンタン-1-イル)-N-メチルアセトアミド(5)の調製
Figure 2016518317
ステップ1
3-アミノビシクロ[1.1.1]ペンタン-1-イルアセテート(1mmol、実施例1ステップ2の記載の通りに調製)の無水DMF(5mL)溶液に炭酸カリウム(3mmol)を添加し、次いでシリンジを用い、室温でヨウ化メチル(1mmol)を添加する。その反応をLCMS、及びTLCで観察する。出発物質が消費された後、水(3mL)を加えて反応混合物をクエンチし、酢酸エチルで抽出する(3回)。有機層を合わせ、乾燥(硫酸マグネシウム)、ろ過して濃縮する。粗残渣をフラッシュクロマトグラフィー(シリカゲル、EtOAc/ヘキサン)に掛け、3-(メチルアミノ)ビシクロ[1.1.1]ペンタン-1-イルアセテートを得る。
ステップ2
室温で3-アセトアミドビシクロ[1.1.1]ペンタン-1-イルアセテート(3)(1mmol)のTHF(2mL)溶液にメタノール(0.7mL)を添加し、次いでNaOH水溶液(4M、0.7mL、3当量)を添加する。混合物を撹拌し、TLCで観察する。出発物質が完全に消費された後、飽和塩化アンモニウム(3mL)を添加し、混合物を5分間撹拌した。揮発性物質を真空下で除去し、得られた混合物をEtOAcで抽出する(3回)。有機層を合わせ、乾燥(硫酸マグネシウム)、ろ過して濃縮する。粗残渣をフラッシュクロマトグラフィー(シリカゲル、EtOAc/ヘキサン)に掛け、3-(メチルアミノ)ビシクロ[1.1.1]ペンタン-1-オールを得る。
ステップ3
3-(メチルアミノ)ビシクロ[1.1.1]ペンタン-1-オールから出発して、実施例1における基本手順のステップ3を繰り返し、化合物5を作製する。
(実施例6)
3-エトキシビシクロ[1.1.1]ペンタン-1-アミン(6)の調製
Figure 2016518317
N-(3-エトキシビシクロ[1.1.1]ペンタン-1-イル)アセトアミド(2)から出発して、実施例5の基本手順のステップ2を繰り返し、化合物6を作製する。
(実施例7)
2,2,2-トリフルオロ-N-(3-ヒドロキシビシクロ[1.1.1]ペンタン-1-イル)アセトアミド(7)の調製
Figure 2016518317
3-アミノビシクロ[1.1.1]ペンタン-1-オールから出発し、塩化アセチルの代わりに無水トリフルオロ酢酸を用いて実施例1の基本手順のステップ3を繰り返し、化合物7を作製する。
(実施例8)
3-アセトアミドビシクロ[1.1.1]ペンタン-1-イル2-アセトキシベンゾエート(8)の調製
Figure 2016518317
N-(3-ヒドロキシビシクロ[1.1.1]ペンタン-1-イル)アセトアミド(1)から出発し、塩化アセチルの代わりにO-アセチルサリチロイルクロリドを用いて実施例1の基本手順のステップ3を繰り返し、化合物8を作製する。
(実施例9)
3-アセトアミドビシクロ[1.1.1]ペンタン-1-イル2-(4-イソブチルフェニル)プロパノエート(9)の調製
Figure 2016518317
N-(3-ヒドロキシビシクロ[1.1.1]ペンタン-1-イル)アセトアミド(1)から出発し、塩化アセチルの代わりに2-(4-イソブチルフェニル)プロパノイルクロリドを用いて実施例1の基本手順のステップ3を繰り返し、化合物9を作製する。
(実施例10)
N,N'-(ビシクロ[1.1.1]ペンタン-1,3-ジイル)ジアセトアミド(10)及び3-(tert-ブチル)ビシクロ[1.1.1]ペンタン-1-アミントリフルオロ酢酸塩(16)の調製
Figure 2016518317
化合物10-1の調製に関するその開示を、限定的な目的でここに援用し、Pritz, S.ら、Org. Biomed. Chem. 2007、5巻、1789〜1794頁に示される手順を用いて化合物10-1を調製した。10-1(1.0当量)、DPPA(1.2当量)、Et3N(2.0当量)を乾燥t-BuOHに混合した混合物を室温で4時間撹拌し、次いで一晩還流した。その混合物を濃縮し、残渣をTBMEで抽出した。その溶液を食塩水で洗浄し、MgSO4により乾燥させ濃縮した。その残渣をクロマトグラフィー(EA:PE=1:10〜1:5)で精製し、10-2(収率〜30%)を得た。
10-2及びTFAをDCMに混合した混合物を一晩撹拌し、化合物16を形成させた。その溶液を濃縮し、DCMに再度溶解させた。NaHCO3水溶液(pH>8)及びAcCl(2.0当量)を0℃で添加した後、室温で30分撹拌した。先の添加とは別に、NaHCO3水溶液、及びAcClを添加した。混合物をDCMで抽出し、乾燥させ濃縮した。残渣をクロマトグラフィー(EA:PE=1:10〜1:5)で精製し、オフホワイトを呈する固体の化合物10(収率〜70%)を得た。MS:m/z181.9[M+1]+。
(実施例11)
3-(tert-ブチル)ビシクロ[1.1.1]ペンタン-1-アミン塩酸塩(15)の調製
Figure 2016518317
tert-ブチル(3-(tert-ブチル)ビシクロ[1.1.1]ペンタン-1-イル)カルバメート(0.983g、4.11mmol)のEtOAc(10.3mL)溶液をHCl(ジオキサン中4.0M、41.1mmol、10.3mL)で処理し、室温で一晩撹拌した。その溶液を減圧下で濃縮し、オフホワイトを呈する固体の粗生成物を得た。その固体をEt2O(3×10mL)を用いて粉砕し、白色固体(0.6911g)の化合物15を得た。MS:m/z140.2[M+H]+。
(実施例12)
N,N'-(ビシクロ[1.1.1]ペンタン-1,3-ジイル)ジアセトアミド(11)及びN-(3-アミノビシクロ[1.1.1]ペンタン-1-イル)アセトアミド(12)の調製
Figure 2016518317
[1.1.1]プロペランをペンタン及びエーテルに加えた溶液にビアセチル(1.2当量)を添加した。水銀ランプ光の下、0〜5℃で8時間撹拌して反応を行った。反応液を濃縮し、白色固体の粗生成11-1を得た(収率50〜70%)。
NaBrO[〜0℃の水中でBr2(7.6当量)をNaOH(15.6当量)水溶液(〜12%)に加えて調製]溶液に11-1のジオキサン溶液(3g/10ml)を徐々に添加した。その混合物を0℃で1時間、室温で2時間、50℃で1時間撹拌した。その混合物をDCMを用いて抽出し(2回)、濃HClを添加して酸性にした。その溶液をエーテルで抽出し(8回より多く)、MgSO4により乾燥させ濃縮し、白色固体の粗生成11-2を得た。得られた固体を更にエーテルでよく洗浄することで精製し、精製11-2を得た(収率50〜80%)。
11-2(1.0当量)、DPPA(2.5当量)、Et3N(4.0当量)をt-BuOHに加えた混合物を室温で4時間撹拌した。その溶液を24時間還流し、懸濁液を形成させた。その混合物を濃縮し、次いでTBMEで抽出した。その溶液を食塩水で洗浄し、MgSO4により乾燥させた。その溶液を濃縮し、クロマトグラフィー(EA:PE=1:5)で精製して、白色固体の11-3を得た(収率5〜30%)。
11-3のDCM溶液にTFAを添加し、その混合物を室温で2日間以上撹拌した。その溶液を濃縮し、11-4のTFA塩を得た(収率100%)。
11-4をNaHCO3水溶液(pH>8)に加えた0℃の溶液に、AcCl(>2.0当量)を徐々に添加した。反応液を濃縮し、MeOH:DCM(1:10)で抽出して、化合物11と12の混合物を得た。その混合物を分取HPLCで精製し、精製化合物11(〜107mg)及び12を得た。化合物12をCbzCl及びNaHCO3水溶液と反応させることにより、化合物12を更に精製し、Cbz保護された化合物12を得た。EA:THF中でPd(OH)2/H2を用いて化合物12を脱保護し、次いでTFA系を用いて分取HPLCで精製した(〜98mg、TFA塩としての収率86%)。化合物11:MS:m/z183.1[M+1]+。化合物12:MS:m/z141.2[M+1]+。
(実施例13)
メチル3-アセトアミドビシクロ[1.1.1]ペンタン-1-カルボキシレート(17)の調製
Figure 2016518317
化合物17-1の調製に関するその開示を、限定的な目的でここに援用し、Stepan, A.ら、J. Med. Chem. 2012、55巻、3414〜3424頁に示される手順を用いて、化合物17-1を調製した。17-1、DPPA(1.1当量)、Et3N(1.5当量)を乾燥t-BuOHに混合した混合物を、N2下室温で4時間撹拌した。その混合物を還流させ、24時間そのまま維持した。混合物を濃縮し、残渣をTBMEで抽出した。その溶液を食塩水で洗浄した(3回)。その溶液をMgSO4により乾燥させ、次いで濃縮してオフオワイトを呈する固体の粗生成17-2を得た(収率〜90%)。粗生成物をクロマトグラフィーで精製し、精製17-2(収率〜50%)を得た。
17-2及びTFAをDCMに混合した混合物を一晩撹拌した。その溶液を濃縮し、DCMに再度溶解させた。NaHCO3水溶液(pH>8)及びAcCl(2.0当量)を0℃で添加した。その混合物を室温で30分撹拌した。先の添加とは別に、NaHCO3水溶液及びAcClを添加した。反応液をDCMで抽出し、乾燥させ濃縮した。残渣をクロマトグラフィー(EA:PE=1:5〜1:1)で精製し、オフホワイトを呈する固体の化合物17を得た(収率〜50%)。MS:m/z183.8[M+1]+。
(実施例14)
ホルマリン足試験
それぞれ1つの試験化合物又はビヒクルを、各試験群(1つの群につき8匹のマウス)の各マウスに投与した。体重23±3gの非絶食のICR系雄マウスを使用した。式(I)の化合物は3mg/kg、10mg/kg、15mg/kg、30mg/kg、60mg/kg、100mg/kg、200mg/kg、又は300mg/kgの濃度で、モルヒネは5mg/kgの濃度で、アセトアミノフェンは200mg/kgの濃度でそれぞれ投与した。対照群にはビヒクル(5%DMSO/40%PEG400/20%HPbCD/生理食塩水)を投与した。30又は60分後、2%ホルマリン溶液(0.02mL)を各マウスの一方の後肢(足蹠皮下)に注入した。ホルマリン注入後35分間、5分毎に反応を測定した。
図4はビヒクル、モルヒネ、アセトアミノフェン、及び化合物10(200mg/kg)を用いたホルマリン足試験の結果を示す。ここで化合物10は、ホルマリン注入の30分前に投与した。図4が示すように、アセトアミノフェン及びモルヒネの両者と比較し、化合物10は疼痛反応を有意に減少させた。また、疼痛反応の減少は初期/急性期(0〜5分)及び後期/強直期(20〜35分)の両方において持続した。
図5はビヒクル、モルヒネ、アセトアミノフェン、及び化合物4(200mg/kg)を用いたホルマリン足試験の結果を示す。ここで化合物4は、ホルマリン注入の30分前に投与した。図10は、化合物4をホルマリン投与の60分前に投与したときの化合物4の結果を示す。図5が示すように、最初の25分間は、化合物4はアセトアミノフェンと同様に疼痛反応を軽減する。25分以降、化合物4はアセトアミノフェンと比較し高い有効性を示す。化合物4をホルマリン注入の60分前に投与したとき、化合物4は全試験期間にわたりアセトアミノフェンと同様に疼痛反応を軽減する。図10参照。
図6及び図7は、ビヒクル、モルヒネ、アセトアミノフェン、及び化合物17又は化合物11を用いたホルマリン足試験の結果を示す。ここで化合物17及び化合物11は、ホルマリン投与の30分前に投与した。図6及び図7が示すように、化合物17及び化合物11は、両者ともアセトアミノフェンと同様の有効性を示す。
図8及び図9は、異なる投与量の化合物10及び化合物4を用いた結果をそれぞれ示す。急性期において、化合物10は15mg/kgから200mg/kgの範囲の全ての投与量において、アセトアミノフェンと比較し同等、又は有意に高い有効性を有する。図8参照。強直期において、疼痛反応を200mg/kgのアセトアミノフェンの水準未満まで軽減するのに必要な化合物10は、わずか60mg/kgであった。化合物10のこの量は、アセトアミノフェンより低い疼痛反応を達成するために、アセトアミノフェンの必要量より約33%少ない。化合物10の投与量が200mg/kgのとき、アセトアミノフェンと比較した疼痛反応は略50%であった。
図9は3mg/kgから100mg/kgの範囲の投与量における化合物4の有効性を示す。図9が示すように、化合物4は投与量60mg/kgで200mg/kgのアセトアミノフェンと略同等の疼痛反応を示した。この化合物4の量は、略同じ疼痛反応を達成するのに必要なアセトアミノフェンの量より約33%少ない。
(実施例15)
グルタチオン抱合アッセイ
試験化合物10mMを含むDMSO5μL(陰性対照はDMSO5μL、陽性対照はアセトアミノフェン10mMを含むDMSO5μL)、グルタチオン0.1MとEDTA25mMを含む水5μL、MgCl2100mMを含む水50μL、20mg/mLのプールヒト肝ミクロソーム(P-450含有量:〜0.5nmol/mgタンパク)50μL及び100mMのリン酸カリウム緩衝液(pH7.4)340μLからなるインキュベーション混合物を、37℃で10分間プレインキュベートした。反応は100mMのNADPH溶液50μLの添加により開始された。最終インキュベーション容量は0.5mLであった。インキュベーション混合物は、100μMの試験化合物、又はアセトアミノフェン(陽性対照)、1mMのグルタチオン、及び1μMのP450を含む。37℃で60分間インキュベートした後、1mLの冷却したアセトニトリルを添加して、反応を停止した。アセトニトリルの添加後、サンプルをボルテックスミキサーに掛け、遠心分離した。上清を回収し、TurboVapにてN2下(10psi)、30℃で35分間濃縮し、96ウェルプレートに移した。プレートにキャップをかぶせ、遠心分離した。上清をLC-MS/MS分析に導入した。
本明細書に記載されるように、アセトアミノフェンは、肝毒性と関連する反応性代謝産物N-アセチル-p-ベンゾキノンイミン(NAPQI)を形成し得る。アセトアミノフェンは、シトクロムP450酵素系により代謝的に活性化され、NAPQIを形成し、NAPQIは内生グルタチオン(GSH)を枯渇させる。内生グルタチオンの枯渇により、細胞は酸化的損傷に対し脆弱化される。NAPQIの形成を示す機構を、下記のスキーム10に示す。NAPQIは、アセトアミノフェンのフェノール環から形成される。
Figure 2016518317
アセトアミノフェンとは異なり、式(I)の化合物は、フェノール環を含まず、ビシクロ[1.1.1]ペンタンの両端(すなわち1又は3位)に二重結合(例えばカルボニル又はイミン基)を介して置換基が結合することは不可能である。その結果、当業者であっても、式(I)の化合物が反応性代謝産物NAPQIを形成すると予期することはないであろう。グルタチオン抱合の形成を検索、又は検出するために、129ニュートラルロススキャンを使用できる。アセトアミノフェンとは異なり、化合物4及び10のいずれにおいても、グルタチオン抱合のピークは観察されなかった。したがって、化合物4及び10からNAPQIは形成されなかった。
明瞭性及び理解のため、説明及び例示として上記詳細に述べたが、当業者であれば本開示の精神を逸脱しない範囲で、多数の様々な変更が可能であることを理解するであろう。したがって、ここに開示された形態は一例にすぎず、本開示の範囲を限定することを意図するものではなく、むしろ全ての変更及び代替をも包含することを意図し、本発明の真の範囲、及び精神を含むことが明確に理解されるべきである。

Claims (42)

  1. 式(I)の化合物又はその薬学的に許容される塩:
    Figure 2016518317
     [式中、R1はH、-CH3、CF3、又は置換若しくは無置換の(C2〜C5)アルキルであり、
    R2はH又は-C(=Y)R4であり、
    R3はH、F、D、ヒドロキシ、NH2、(C1〜C10)アルコキシ、置換若しくは無置換の(C1〜C30)アルキル、置換若しくは無置換の(C2〜C30)アルケニル、置換若しくは無置換の(C2〜C30)アルキニル、置換若しくは無置換の(C3〜C30)シクロアルキル、置換若しくは無置換の(C3〜C30)シクロアルケニル、置換若しくは無置換の(C8〜C30)シクロアルキニル、置換若しくは無置換の(C6〜C30)アリール、置換若しくは無置換のヘテロアリール、置換若しくは無置換のヘテロシクリル、置換若しくは無置換のアリール(C1-6アルキル)、置換若しくは無置換のヘテロアリール(C1-6アルキル)、置換若しくは無置換の-N結合アミド、-(C=O)L又は-O(C=O)R5であり、ここで-(C=O)Lは加水分解性プロドラッグエステル脱離基であり、
    R4はCF3、又は置換若しくは無置換の(C1〜C10)アルキルであり、
    R5は置換若しくは無置換の(C1〜C6)アルキル、又は置換若しくは無置換のアリール(C1-6アルキル)であり、かつ
    YはS、又はOであり、
    ただしR3が水素である場合は、R1とR2が共に水素となることはできない]。
  2. R2が-C(=Y)R4である、請求項1に記載の化合物。
  3. YがOである、請求項2に記載の化合物。
  4. YがSである、請求項2に記載の化合物。
  5. R4がCF3である、請求項2から4のいずれか一項に記載の化合物。
  6. R4が置換又は無置換の(C1〜C10)アルキルである、請求項2から4のいずれか一項に記載の化合物。
  7. R2がHである、請求項1に記載の化合物。
  8. R1がHである、請求項1から7のいずれか一項に記載の化合物。
  9. R1が-CH3である、請求項1から7のいずれか一項に記載の化合物。
  10. R1が-CF3である、請求項1から7のいずれか一項に記載の化合物。
  11. R1が置換又は無置換の(C2〜C5)アルキルである、請求項1から7のいずれか一項に記載の化合物。
  12. R3がHである、請求項1から11のいずれか一項に記載の化合物。
  13. R3がFである、請求項1から11のいずれか一項に記載の化合物。
  14. R3がDである、請求項1から11のいずれか一項に記載の化合物。
  15. R3がヒドロキシである、請求項1から11のいずれか一項に記載の化合物。
  16. R3がNH2である、請求項1から11のいずれか一項に記載の化合物。
  17. R3が(C1〜C10)アルコキシである、請求項1から11のいずれか一項に記載の化合物。
  18. R3が置換又は無置換の(C1〜C30)アルキルである、請求項1から11のいずれか一項に記載の化合物。
  19. R3が置換又は無置換の(C2〜C30)アルケニルである、請求項1から11のいずれか一項に記載の化合物。
  20. R3が置換又は無置換の(C2〜C30)アルキニルである、請求項1から11のいずれか一項に記載の化合物。
  21. R3が置換又は無置換の(C3〜C30)シクロアルキルである、請求項1から11のいずれか一項に記載の化合物。
  22. R3が置換又は無置換の(C3〜C30)シクロアルケニルである、請求項1から11のいずれか一項に記載の化合物。
  23. R3が置換又は無置換の(C8〜C30)シクロアルキニルである、請求項1から11のいずれか一項に記載の化合物。
  24. R3が置換又は無置換の(C6〜C30)アリールである、請求項1から11のいずれか一項に記載の化合物。
  25. R3が置換又は無置換のヘテロアリールである、請求項1から11のいずれか一項に記載の化合物。
  26. R3が置換又は無置換のヘテロシクリルである、請求項1から11のいずれか一項に記載の化合物。
  27. R3が置換又は無置換のアリール(C1-6アルキル)である、請求項1から11のいずれか一項に記載の化合物。
  28. R3が置換又は無置換のヘテロアリール(C1-6アルキル)である、請求項1から11のいずれか一項に記載の化合物。
  29. R3が置換又は無置換の-N結合アミドである、請求項1から11のいずれか一項に記載の化合物。
  30. R3が-(C=O)Lである、請求項1から11のいずれか一項に記載の化合物。
  31. -(C=O)Lが、-(C=O)OR6であり、R6が、置換又は無置換の(C1〜C30)アルキル、置換又は無置換の(C2〜C30)アルケニル、置換又は無置換の(C2〜C30)アルキニル、置換又は無置換の(C3〜C30)シクロアルキル、置換又は無置換の(C3〜C30)シクロアルケニル、置換又は無置換の(C8〜C30)シクロアルキニル、置換又は無置換の(C6〜C30)アリール、置換又は無置換のヘテロアリール、置換又は無置換のヘテロシクリル、置換又は無置換のアリール(C1-6アルキル)、置換又は無置換のヘテロアリール(C1-6アルキル)である、請求項30に記載の化合物。
  32. R3が-(C=O)Lであり、Lが-O-C1-6アルキルである、請求項30に記載の化合物。
  33. R3が-O(C=O)R5である、請求項1から11のいずれか一項に記載の化合物。
  34. R5が置換又は無置換の(C1〜C6)アルキルである、請求項33に記載の化合物。
  35. R5が置換又は無置換のアリール(C1-6アルキル)である、請求項33に記載の化合物。
  36. 以下：
    Figure 2016518317
     からなる群から選択される、請求項1に記載の化合物。
  37. 請求項1から36のいずれか一項に記載の化合物又はその薬学的に許容される塩の有効量と、薬学的に許容される担体、希釈剤、賦形剤、又はその組合せとを含む、医薬組成物。
  38. 疼痛又は発熱を軽減するか又は少なくとも部分的に予防するための薬剤の調製における、請求項1から36のいずれか一項に記載の化合物又はその薬学的に許容される塩の使用。
  39. 更にオピオイド鎮痛剤を投与することを含む、請求項38に記載の使用。
  40. 前記オピオイド鎮痛剤が、モルヒネ、コデイン、ヒドロコドン、オキシコドン、フェンタニル、ペチジン、メタドン、ペンタゾシン、スフェンタニル、レボルファノール、ジヒドロコデイン、ナルブフィン、ブトルファノール、トラマドール、メプタジノール、ブプレノルフィン、ジピパノン、アルフェンタニル、レミフェンタニル、オキシモルホン、タペンタドール、プロポキシフェン、及びヒドロモルホンからなる群から選択される、請求項39に記載の使用。
  41. 前記投与が静脈内投与である、請求項38から40のいずれか一項に記載の使用。
  42. 前記疼痛が術後性疼痛である、請求項38から41のいずれか一項に記載の使用。
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