JP2020105230A - 疼痛の研究、画像化および治療方法、ならびに疼痛の研究、画像化および治療のための組成物 - Google Patents

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Abstract

【課題】疼痛の研究、画像化および治療方法、ならびに疼痛の研究、画像化および治療のための組成物の提供。【解決手段】サキシトキシン類似体化合物、組成物、医薬組成物、サキシトキシン類似体の合成方法、画像化方法、疼痛の治療方法を含めた治療方法を提供する。サキシトキシン(STX)、ゴニオトキシン(GTX)、およびゼテキトキシン、ならびに変異型STX化合物はナトリウムチャネルに結合し、そのようなチャネルを通るナトリウムイオンの流れを低減またはブロックするために効果的である。そのようなチャネルブロックは神経および筋肉作用に影響を及ぼし、痛覚を低減またはブロックするため、筋肉を弛緩させるため、筋痙攣を低減するため、ならびに皺を低減するために効果的であり得る。【選択図】図5

Description

本出願は、2009年5月7日に出願された米国仮特許出願第61/176,172号(発明の名称「Methods and compositions FOR studying, imaging, and TREATiNG PAIN」
)に対して米国特許法§119の下、利益を主張する。この出願の全内容は本明細書において参照として援用される。
本出願は、2010年5月7日に出願された米国通常出願第XX/XXX,XXX号(Du Bois et al.、発明の名称「Methods and compositions FOR studying, imaging, and TREATiNG PAIN」)に関する。この出願の内容はその全体が本明細書において参照として援用される。
政府の財政的支援による研究に関する陳述
本発明は、the National Institutes of Healthにより授与された契約/助成金番
号5R01NS045684-07の下の政府の援助により行われた。政府は本発明における一定の権利
を有する。
「赤潮」の水は有害物質にまみれており、その中で最も悪名が高いものは麻痺性貝毒(PSP)である(非特許文献1。)それらの形態および機能のいずれもがユニークな小分子のビス−グアニジニウム構造、サキシトキシン、ネオサキシトキシン、およびゴニオトキシンは、PSPの主成分を表している。(優れた概説については、以下を参照されたい。(a)非特許文献2。(b)非特許文献3。)これらの高極性でヘテロ原子が豊富な化合物は、電位開口型Naチャネル(NaV)を通るイオン流束を止めるように働き、し
たがって細胞における電気伝導を阻害する、精巧に設計されたコルクである。(例えば、非特許文献4、非特許文献5、およびそれらの中の参考文献を参照されたい。)
これらの毒素に共通している複雑な分子形状は、イオンチャネル研究の薬理学的手段としてのそれらの重要性と一体となって、それらの新規の構築を目的とした努力を刺激してきた。3つの従来の研究により、サキシトキシン(STX)および1つのデカルバモイルオキシ形態の調製が記載されている。(例えば、以下を参照されたい。(a)非特許文献6。(b)非特許文献7。(c)非特許文献8。(d)非特許文献9。(e)非特許文献10。(f)非特許文献11。彼らの以前の報告書に注目すると、Kishiらは、(−)−
デカルバモイルサキシトキシンの不斉合成について記載している。非特許文献12。例えば、非特許文献13も参照されたい。)
痛覚としては、鋭痛、鈍痛、疼痛、および他の形態の痛覚が挙げられる。疼痛は、様々な強度および持続時間の感覚とすることができ、様々な原因から生じ得る。例えば、疼痛は、例えば、損傷、病気または外傷の結果として急性でもよく;例えば、慢性的な疾患もしくは症状、炎症、癌、または他の原因の結果として慢性でもよく;局在していても拡散してもよく;低強度、または中程度の強度、または高強度のものでもよい。したがって、疼痛は多様な感覚であり、例えば、急性痛、慢性痛、内臓痛、術後疼痛、関節痛、骨痛、背痛、頭痛、神経因性痛、幻脚痛、ならびに疼痛の他の形態および経験が挙げられる。しかし、一般に、どのような強度または持続時間であれ、どのような原因であれ、人々は、可能な限り痛覚を和らげるまたは取り除くことを好む。
疼痛は、被験体への医薬品の投与により緩和できる場合が多い。痛覚を緩和する機序の1つは、例えば、神経線維に沿った神経インパルスの伝導をブロックすることにより神経信号の伝達をブロックすることである。例えば、そのようなインパルスは、ナトリウムチャネルの作用を低減する、ブロックする、または変えることによりブロックすることができる。ナトリウムチャネルには、サキシトキシン、ゴニオトキシン、ゼテキトキシン、および「1つの部位のナトリウムチャネルブロッカー(site one sodium channel blocker)」として公知の他の分子などの化合物により影響を及ぼすことができる(例えば、
非特許文献14を参照されたい)。しかし、「毒素」という用語がそれらの名称で示唆しているように、そのような分子は、痛覚のブロックの他にも効果を有し得る。したがって、危険な副作用をもたらすことなく痛覚を緩和するために効果的な分子の同定が望まれている。
慢性痛は、主要な普遍的健康問題であり、人々が医療を求める最も一般的理由の1つである。「なぜ私に(慢性的な)疼痛があるのか?」「何が私の疼痛を引き起こしているのか?」または「この疼痛はどこから来るのか?」というのが、慢性痛を患っている個人が答えを得ようと悩んでいることが多い厄介な疑問の一部である。客観的な診断検査が不足し、効果的で安全な医療の設備が限られているために、慢性痛の患者および彼らの介護者に共通の苛立ちが刺激されていることは間違いない。患者の疼痛を診断するために使用されている現在の方法は非常に主観的であり、患者の自己申告に頼っている。慢性痛を患っている個人は、いくつかの試験に耐え、そのような治療に関する客観的な根拠が限定的な、経験的鎮痛検査および外科的処置に追いやられることが多い。さらに、x線、コンピュータ断層撮影法(CT)、超音波、および従来の磁気共鳴映像法(MRI)などの現在使用されている最先端の医用画像工学は、解剖学的な異常性に大きく左右されるため、慢性痛症候群の評価において不十分である。従来のMRIを使用すると、重大な椎間板の異常が、例えば、無症候の被験体の27〜31%において発見される。さらに、個人における椎間板変性疾患の自然な進行は、疼痛の総体的病状の発症と相関しておらず、誘発性椎間板造影法およびMRベースの体型測定の背痛エピソードとの関連は弱いものでしかない。最近になって、MRIで検出される半月板断裂が、症候を示しているおよび無症候の中年および高齢者の膝においてほぼ等しく高頻度に見られ(約60%)、やはり、MR所見と疼痛の原因の間の関係の乏しさを強調している。しかし、そのような反対の証拠が存在するにもかかわらず、そのような解剖学ベースの画像の所見の使用が、残念ながら依然として、広範囲の疾患の治療アルゴリズムの重要な要素である!結果的に、大勢の患者に不必要な手術および不十分な治療が施されている。
Seafood and Freshwater Toxins: Pharmacology, Physiology, and Detection、Botana, L. M.、Marcel Dekker編:New York、2000年 Llewellyn, L. E. Nat. Prod. Rep. 2006年、23巻、200〜222頁 Hall, S.、Strichartz, G.、Moczydlowski, E.、Ravindran, A.、Reichardt, P. B. ACS Symp. Series 1990年、418巻、29〜65頁 Tetrodotoxin, Saxitoxin, and the Molecular Biology of the Sodium Channel、C. Y. Kao、S. R. Levinson編、Ann. New York Acad. Sci.: New York、479巻、1986年 Tikhonov, D. B.、Zhorov, B.S. Biophys. J. 2005年、88巻、184〜197頁 Tanino, H.、Nakata, T.、Kaneko, T.、Kishi, Y. J. Am. Chem. Soc. 1977年、99巻、2818〜2819頁 Kishi, Y. Heterocycles 1980年、14巻、1477〜1495頁 Jacobi, P. A.、Martinelli, M. J.、Polanc, S. J. Am. Chem. Soc. 1984年、106巻、5594〜5598頁 Martinelli, M. J.、Brownstein, A. D.、Jacobi, P. A.、Polanc, S. Croat. Chem. Acta 1986年、59巻、267〜295頁 Fleming, J. J.、Du Bois, J. J. Am. Chem. Soc. 2006年、128巻、3926〜3927頁 Fleming, J. J.、McReynolds, M. D.、Du Bois, J. J. Am. Chem. Soc. 2007年、129巻、9964〜9975頁 Hong, C. Y.、Kishi, Y. J. Am. Chem. Soc. 1992年、114巻、7001〜7006頁 Iwamoto, O.、Koshino, H.、Hashizume, D.、Nagasawa, K. Angew. Chem. Int. 編2007年、46巻、8625〜8628頁 Llewellyn, Nat. Prod. Rep. 23巻:200〜222頁(2006年)
簡単に記載すると、本開示の実施形態は、化合物、組成物、医薬組成物、疼痛の研究方法、疼痛の画像化方法、疼痛の治療方法等を含む。
一実施形態において、本開示は、以下に示す構造A、B、C、もしくはDを有する化合物、またはそれらの薬学的に許容される塩、異性体、互変異性体もしくはプロドラッグを提供する。
各実施形態において、本開示は、サキシトキシン(STX)、ゴニオトキシン(GTX)、およびゼテキトキシンと関連する化合物を提供し、変異型STX化合物を提供する。各実施形態において、変異型STX化合物は、被験体に投与したときにSTXと比較して増大した血清半減期、および被験体に投与したときにSTXと比較して増大した作用持続時間を有するコンジュゲートを包含する。
一実施形態において、本開示は、被験体の治療方法であって、以下に示す構造A、B、C、もしくはDのいずれか1つの化合物、またはそれらの薬学的に許容される塩、異性体、互変異性体もしくはプロドラッグを、被験体における疼痛を治療するために効果的な量で被験体に投与するステップを含む方法を提供する。
各実施形態において、本開示は、治療を必要としている被験体における疼痛を緩和する方法であって、以下に示す構造A、B、C、もしくはDのいずれか1つの化合物、またはそれらの薬学的に許容される塩、異性体、互変異性体もしくはプロドラッグの有効量を被験体に投与するステップを含み、それにより前記被験体における疼痛が緩和される方法を提供する。
一実施形態において、本開示は、被験体における電位開口型ナトリウムチャネルにより促進される疼痛経路の活性化の治療方法であって、以下に示す構造A、B、C、もしくはDのいずれか1つの化合物、またはそれらの薬学的に許容される塩、異性体、互変異性体もしくはプロドラッグを、被験体における疼痛を治療するために効果的な量で被験体に投与するステップを含む方法を提供する。
一実施形態において、本開示は、9員環グアニジンを反応させてC13−Trocカルボネートを形成するステップと、ルイス酸の存在下で(i)の生成物中のグアニジン環を閉じるステップと、(ii)の生成物を酸化および脱保護するステップとを含み、それによりサキシトキシン類似体が形成される、サキシトキシン類似体の調製方法を提供する。
一実施形態において、本開示は、1−セリンメチルエステルを反応させてアルデヒドを形成するステップと、(i)のアルデヒドをアミンと縮合させるステップと、環を閉じるためおよび尿素化合物を生成するために効果的な(ii)の生成物を反応させるステップと、アリル脱保護およびイソチオ尿素形成を含むプロセスで(iii)の生成物を反応させるステップと、(iv)の生成物をアミノ化するステップとを含み、それによりサキシトキシン類似体が形成される、サキシトキシン類似体の調製方法を提供する。
本開示の化合物は、被験体における、疼痛の緩和、疼痛の重症度の低減を含めた疼痛の治療において、ならびに疼痛および/または痛覚の消滅において鎮痛薬として有用である。
例えば、それらは、以下の(非限定的な)治療される疼痛の一覧の疼痛のタイプの治療において有用である。急性痛、肛門裂傷痛、関節炎痛、背痛、眼瞼痙攣痛、癌性痛、慢性痛、歯痛、線維筋痛、関節痛、片頭痛、頸痛、内臓痛、神経因性痛、陣痛、疱疹後神経痛、術後痛、交感神経依存性痛、帯状疱疹痛、緊張性頭痛、三叉神経痛、筋炎痛、筋骨格痛;腰痛、捻挫および挫傷による疼痛;非潰瘍性消化不良、非心臓性胸痛および過敏性腸症候群などの機能性腸障害に伴う疼痛;心筋虚血に伴う疼痛;歯疼痛;ならびに月経困難による疼痛。
本明細書に開示のサキシトキシン類似体化合物は、眼瞼痙攣、心不整脈(cardiac arrythmia)、てんかん、局所性ジストニア、発汗過多、筋痙攣、および膀胱弛緩を治療するため、ならびにこれらの障害に伴う疼痛および不快感を緩和するためにも有用であり得る。
本明細書に開示のサキシトキシン類似体化合物は、標識、オリゴヌクレオチド、タンパク質、脂質、ステロイド、抗体または抗体フラグメントに連結し得る。標識は、例えば、放射性同位元素、蛍光部分、化学発光部分、酵素、抗体、抗体フラグメント、磁性粒子、および量子ドットからなる群から選択することができる。
そのような連結は、共有結合による連結、または他の連結でもよい。標識、オリゴヌクレオチド、タンパク質、抗体または抗体フラグメントに連結したサキシトキシン類似体化合物を含むコンジュゲート化合物は、アッセイで検出することができ、それらが投与された被験体の体内で検出することができる。オリゴヌクレオチド、タンパク質、脂質、ステロイド、抗体または抗体フラグメントに連結したサキシトキシン類似体化合物を含むそのようなコンジュゲート化合物は、所望の場所、臓器組織、細胞、細胞区画に向けることができる。例えば、そのようなコンジュゲート化合物のオリゴヌクレオチド、タンパク質、脂質、ステロイド、抗体、または抗体フラグメント部分は、サキシトキシン類似体を特定の電位開口型ナトリウムチャネルアイソフォームもしくはNaV発現細胞種に向けること
、またはサキシトキシン類似体を電位開口型ナトリウムチャネルの近くに局在させるもしくは固定するために効果的となり得る。
本明細書に開示のサキシトキシン類似体化合物を含む医薬組成物としては、本明細書に記載のサキシトキシン類似体化合物、またはその異性体、その互変異性体、または上記のいずれかのプロドラッグ、または上記のいずれかの薬学的に許容される塩を含む医薬組成物が挙げられる。
本明細書に記載の化合物および医薬組成物は、被験体の治療方法において使用することができ、該方法は、サキシトキシン類似体化合物、またはその異性体、その互変異性体、またはこれらのいずれかのプロドラッグ、またはこれらのいずれかの医薬組成物もしくは薬学的に許容される塩を、被験体における障害を治療するために効果的な量で被験体に投与するステップを含む。障害は、例えば、疼痛とすることができる。治療される疼痛の障害としては、例えば、急性痛、肛門裂傷痛、関節炎痛、背痛、眼瞼痙攣痛、癌性痛、慢性痛、歯痛、線維筋痛、関節痛、片頭痛、頸痛、内臓痛、神経因性痛、陣痛、疱疹後神経痛、術後痛、交感神経依存性痛、帯状疱疹痛、緊張性頭痛、三叉神経痛、筋炎痛、筋骨格痛;腰痛、捻挫および挫傷による疼痛;非潰瘍性消化不良、非心臓性胸痛および過敏性腸症候群などの機能性腸障害に伴う疼痛;心筋虚血に伴う疼痛;歯疼痛;ならびに月経困難による疼痛が挙げられる。
被験体の治療方法は、サキシトキシン類似体化合物、またはその異性体、その互変異性体、またはこれらのいずれかのプロドラッグ、またはこれらのいずれかの医薬組成物もしくは薬学的に許容される塩を、電位開口型ナトリウムチャネルにより促進される病気を治療するために効果的な量で被験体に投与するステップを含む方法をさらに含む。各実施形態において、電位開口型ナトリウムチャネルにより促進される病気は、急性痛、肛門裂傷、関節炎、背痛、慢性痛、歯痛、線維筋痛、関節痛、片頭痛、頸痛、神経因性痛、陣痛、疱疹後神経痛、術後痛、帯状疱疹、緊張性頭痛または三叉神経痛、眼瞼痙攣、癌、心不整脈、てんかん、局所性ジストニア、発汗過多、筋痙攣、および膀胱弛緩からなる群から選択される。
被験体の治療方法は、サキシトキシン類似体化合物、またはその異性体、その互変異性体、またはこれらのいずれかのプロドラッグ、またはこれらのいずれかの医薬組成物もしくは薬学的に許容される塩を、例えば、眼瞼痙攣、心不整脈、てんかん、局所性ジストニア、発汗過多、筋痙攣、および膀胱弛緩から選択される障害を治療すること、ならびにこれらの障害に伴う疼痛および不快感を緩和するために効果的な量で被験体に投与するステップを含む方法をさらに含む。
さらなる方法としては、サキシトキシン類似体のいずれか1つの化合物、またはその異性体、その互変異性体、またはこれらのいずれかのプロドラッグ、またはこれらのいずれかの薬学的に許容される塩を、被験体における神経活性を低減するまたは被験体における筋弛緩をもたらすために効果的な量で被験体に投与するステップを含む、被験体における神経活性を低減するまたは筋弛緩をもたらす方法が挙げられる。
さらなる方法としては、サキシトキシン類似体化合物、またはその異性体、その互変異性体、またはこれらのいずれかのプロドラッグ、またはこれらのいずれかの薬学的に許容される塩を、皺を低減または除去するために効果的な量で被験体に投与するステップを含む被験体の治療方法が挙げられる。
さらなる方法としては、被験体の診断方法が挙げられ、該方法は、サキシトキシン類似体化合物、またはその異性体、その互変異性体、またはこれらのいずれかのプロドラッグ、またはこれらのいずれかの薬学的に許容される塩を、電位開口型ナトリウムチャネルにより促進される病気を被験体の身体の特定の領域に限局化するために効果的な量で被験体に投与するステップを含む。例えば、被験体には、画像化手順の前または間(例えば、CATスキャン手順の前または間、PETスキャン手順の前または間、MRI手順の前または間、およびSPECT画像化セッションの前または間)に標識されたサキシトキシン類似体化合物でもよいサキシトキシン類似体化合物を投与することができる。
やはり本明細書において開示しているのは、図4または図10において例示している方法による化学的合成により図1において例示しているような自然に発生するサキシトキシン類似体の調製方法を含めた合成方法である。例えば、本明細書に開示の方法としては、図10において例示しているようなゴニオトキシンの調製方法が挙げられる。
例えば、本発明は以下の項目を提供する。
(項目1)
以下に示す構造A:
Figure 2020105230


を有する化合物
[式中、R1は、水素、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルコキシ、シアノ、ハロアルキル、ジハロアルキル、トリハロアルキル、ペルハロアルキル、ペルフルオロアルキル、シクロアルキル、(シクロアルキル)アルキル、置換フェニル、(置換フェニル)アルキル、アリール、ヘテロアリール、複素環式、ヘテロシクロ、アルカノイル、(一置換)アミノ、保護(一置換)アミノ、(二置換)アミノ、ヘテロアリール(アルキル)、ニトロ、オキサ、オキソ、スルホニル、スルホンアミド、スルホン、−OR、=O、−C(=O)R、−OC(=O)R、−OC(=O)OR、−OC(=O)N(R、−CO、−CN、−SCN、−SR、−SOR、−SO、−NO、−N(R、−NHC(O)R、および−C(R(式中、Rは出現する毎に、独立して、水素、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルコキシ、シアノ、ハロアルキル、ジハロアルキル、トリハロアルキル、ペルハロアルキル、ペルフルオロアルキル、シクロアルキル、(シクロアルキル)アルキル、置換フェニル、(置換フェニル)アルキル、アリール、ヘテロアリール、複素環式、ヘテロシクロ、アルカノイル、(一置換)アミノ、保護(一置換)アミノ、(二置換)アミノ、ヘテロアリール(アルキル)、ニトロ、オキサ、オキソ、スルホニル、スルホンアミド、およびスルホンなどの基とすることができる)からなる群から選択され、
式中、R2は、水素、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルコキシ、シアノ、ハロアルキル、ジハロアルキル、トリハロアルキル、ペルハロアルキル、ペルフルオロアルキル、シクロアルキル、(シクロアルキル)アルキル、置換フェニル、(置換フェニル)アルキル、アリール、ヘテロアリール、複素環式、ヘテロシクロ、アルカノイル、ヘテロアリール(アルキル)、オキサ、オキソ、スルホニル、スルホンアミド、スルホン、−OR、−C(=O)R、−OC(=O)R、−OC(=O)OR、−OC(=O)N(R、−CO、−CN、−SO、−NO、および−C(R(式中、Rは出現する毎に、独立して、水素、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルコキシ、シアノ、ハロアルキル、ジハロアルキル、トリハロアルキル、ペルハロアルキル、ペルフルオロアルキル、シクロアルキル、(シクロアルキル)アルキル、置換フェニル、(置換フェニル)アルキル、アリール、ヘテロアリール、複素環式、ヘテロシクロ、アルカノイル、(一置換)アミノ、保護(一置換)アミノ、(二置換)アミノ、ヘテロアリール(アルキル)、ニトロ、オキサ、オキソ、スルホニル、スルホンアミド、およびスルホンとすることができる)からなる群から選択され、
式中、R3は、水素、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルコキシ、シアノ、ハロアルキル、ジハロアルキル、トリハロアルキル、ペルハロアルキル、ペルフルオロアルキル、シクロアルキル、(シクロアルキル)アルキル、置換フェニル、(置換フェニル)アルキル、アリール、ヘテロアリール、複素環式、ヘテロシクロ、アルカノイル、(一置換)アミノ、保護(一置換)アミノ、(二置換)アミノ、ヘテロアリール(アルキル)、オキサ、オキソ、スルホニル、スルホンアミド、スルホン、−OR、=O、−C(=O)R、−OC(=O)R、−OC(=O)OR、−OC(=O)N(R、−CO、−CN、−SCN、−SR、−SOR、−SO、−N(R、−NHC(O)R、および−C(R(式中、Rは出現する毎に、独立して、水素、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルコキシ、シアノ、ハロアルキル、ジハロアルキル、トリハロアルキル、ペルハロアルキル、ペルフルオロアルキル、シクロアルキル、(シクロアルキル)アルキル、置換フェニル、(置換フェニル)アルキル、アリール、ヘテロアリール、複素環式、ヘテロシクロ、アルカノイル、(一置換)アミノ、保護(一置換)アミノ、(二置換)アミノ、ヘテロアリール(アルキル)、ニトロ、オキサ、オキソ、スルホニル、スルホンアミド、およびスルホンとすることができる)からなる群から選択され、
式中、R4は、水素、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルコキシ、シアノ、ハロアルキル、ジハロアルキル、トリハロアルキル、ペルハロアルキル、ペルフルオロアルキル、シクロアルキル、(シクロアルキル)アルキル、置換フェニル、(置換フェニル)アルキル、アリール、ヘテロアリール、複素環式、ヘテロシクロ、アルカノイル、(一置換)アミノ、保護(一置換)アミノ、(二置換)アミノ、ヘテロアリール(アルキル)、オキサ、オキソ、スルホニル、スルホンアミド、スルホン、−OR、=O、−C(=O)R、−OC(=O)R、−OC(=O)OR、−OC(=O)N(R、−CO、−CN、−SCN、−SR、−SOR、−SO、−N(R、−NHC(O)R、および−C(R(式中、Rは出現する毎に、独立して、水素、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルコキシ、シアノ、ハロアルキル、ジハロアルキル、トリハロアルキル、ペルハロアルキル、ペルフルオロアルキル、シクロアルキル、(シクロアルキル)アルキル、置換フェニル、(置換フェニル)アルキル、アリール、ヘテロアリール、複素環式、ヘテロシクロ、アルカノイル、(一置換)アミノ、保護(一置換)アミノ、(二置換)アミノ、ヘテロアリール(アルキル)、ニトロ、オキサ、オキソ、スルホニル、スルホンアミド、およびスルホンとすることができる)からなる群から選択され、
式中、R5は、水素、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルコキシ、シアノ、ハロアルキル、ジハロアルキル、トリハロアルキル、ペルハロアルキル、ペルフルオロアルキル、シクロアルキル、(シクロアルキル)アルキル、置換フェニル、(置換フェニル)アルキル、アリール、ヘテロアリール、複素環式、ヘテロシクロ、アルカノイル、(一置換)アミノ、保護(一置換)アミノ、(二置換)アミノ、ヘテロアリール(アルキル)、ニトロ、オキサ、オキソ、スルホニル、スルフェート、スルホンアミド、スルホン、−OR、=O、−C(=O)R、−OC(=O)R、−OC(=O)OR、−OC(=O)N(R、−CO、−CN、−SCN、−SR、−SOR、−SO、−NO、−N(R、−NHC(O)R、および−C(R(式中、Rは出現する毎に、独立して、水素、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルコキシ、シアノ、ハロアルキル、ジハロアルキル、トリハロアルキル、ペルハロアルキル、ペルフルオロアルキル、シクロアルキル、(シクロアルキル)アルキル、置換フェニル、(置換フェニル)アルキル、アリール、ヘテロアリール、複素環式、ヘテロシクロ、アルカノイル、(一置換)アミノ、保護(一置換)アミノ、(二置換)アミノ、ヘテロアリール(アルキル)、ニトロ、オキサ、オキソ、スルホニル、スルホンアミド、およびスルホンとすることができる)からなる群から選択され、
式中、R6は、水素、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルコキシ、シアノ、ハロアルキル、ジハロアルキル、トリハロアルキル、ペルハロアルキル、ペルフルオロアルキル、シクロアルキル、(シクロアルキル)アルキル、置換フェニル、(置換フェニル)アルキル、アリール、ヘテロアリール、複素環式、ヘテロシクロ、アルカノイル、(一置換)アミノ、保護(一置換)アミノ、(二置換)アミノ、ヘテロアリール(アルキル)、ニトロ、オキサ、オキソ、スルホニル、スルフェート、スルホンアミド、スルホン、−OR、=O、−C(=O)R、−OC(=O)R、−OC(=O)OR、−OC(=O)N(R、−CO、−CN、−SCN、−SR、−SOR、−SO、−NO、−N(R、−NHC(O)R、および−C(R(式中、Rは出現する毎に、独立して、水素、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルコキシ、シアノ、ハロアルキル、ジハロアルキル、トリハロアルキル、ペルハロアルキル、ペルフルオロアルキル、シクロアルキル、(シクロアルキル)アルキル、置換フェニル、(置換フェニル)アルキル、アリール、ヘテロアリール、複素環式、ヘテロシクロ、アルカノイル、(一置換)アミノ、保護(一置換)アミノ、(二置換)アミノ、ヘテロアリール(アルキル)、ニトロ、オキサ、オキソ、スルホニル、スルホンアミド、およびスルホンとすることができる)からなる群から選択され、
式中、R7は、水素、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルコキシ、シアノ、ハロアルキル、ジハロアルキル、トリハロアルキル、ペルハロアルキル、ペルフルオロアルキル、シクロアルキル、(シクロアルキル)アルキル、(置換フェニル)アルキル、アリール、ヘテロアリール、複素環式、ヘテロシクロ、アルカノイル、ヘテロアリール(アルキル)、ニトロ、オキサ、オキソ、スルホニル、スルホンアミド、スルホン、−OR、=O、−C(=O)R、−OC(=O)R、−OC(=O)OR、−OC(=O)N(R、−CO、−CN、−SO、−NO、および−C(R(式中、Rは出現する毎に、独立して、水素、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルコキシ、シアノ、ハロアルキル、ジハロアルキル、トリハロアルキル、ペルハロアルキル、ペルフルオロアルキル、シクロアルキル、(シクロアルキル)アルキル、置換フェニル、(置換フェニル)アルキル、アリール、ヘテロアリール、複素環式、ヘテロシクロ、アルカノイル、(一置換)アミノ、保護(一置換)アミノ、(二置換)アミノ、ヘテロアリール(アルキル)、ニトロ、オキサ、オキソ、スルホニル、スルホンアミド、およびスルホンとすることができる)からなる群から選択され、
ただし、構造Aを有する前記化合物は、サキシトキシン、ネオサキシトキシン、ゴニオトキシン、ゼテキトキシンAB、および図1において例示している化合物から選択される化合物ではない]、
その異性体、その互変異性体、または上記のいずれかのプロドラッグ、または上記のいずれかの薬学的に許容される塩。
(項目2)
以下に示す構造B:
Figure 2020105230


を有する化合物
[式中、R1は、水素、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルコキシ、シアノ、ハロアルキル、ジハロアルキル、トリハロアルキル、ペルハロアルキル、ペルフルオロアルキル、シクロアルキル、(シクロアルキル)アルキル、置換フェニル、(置換フェニル)アルキル、アリール、ヘテロアリール、複素環式、ヘテロシクロ、アルカノイル、(一置換)アミノ、保護(一置換)アミノ、(二置換)アミノ、ヘテロアリール(アルキル)、ニトロ、オキサ、オキソ、スルホニル、スルホンアミド、スルホン、−OR、=O、−C(=O)R、−OC(=O)R、−OC(=O)OR、−OC(=O)N(R、−CO、−CN、−SCN、−SR、−SOR、−SO、−NO、−N(R、−NHC(O)R、および−C(R(式中、Rは出現する毎に、独立して、水素、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルコキシ、シアノ、ハロアルキル、ジハロアルキル、トリハロアルキル、ペルハロアルキル、ペルフルオロアルキル、シクロアルキル、(シクロアルキル)アルキル、置換フェニル、(置換フェニル)アルキル、アリール、ヘテロアリール、複素環式、ヘテロシクロ、アルカノイル、(一置換)アミノ、保護(一置換)アミノ、(二置換)アミノ、ヘテロアリール(アルキル)、ニトロ、オキサ、オキソ、スルホニル、スルホンアミド、およびスルホンとすることができる)からなる群から選択され、
ただし、構造Bを有する前記化合物は、サキシトキシン、ネオサキシトキシン、ゴニオトキシン、ゼテキトキシンAB、および図1において例示している化合物から選択される化合物ではない]、
その異性体、その互変異性体、または上記のいずれかのプロドラッグ、または上記のいずれかの薬学的に許容される塩。
(項目3)
以下に示す構造C
Figure 2020105230


を有する化合物[式中、R1は、水素、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルコキシ、シアノ、ハロアルキル、ジハロアルキル、トリハロアルキル、ペルハロアルキル、ペルフルオロアルキル、シクロアルキル、(シクロアルキル)アルキル、置換フェニル、(置換フェニル)アルキル、アリール、ヘテロアリール、複素環式、ヘテロシクロ、アルカノイル、(一置換)アミノ、保護(一置換)アミノ、(二置換)アミノ、ヘテロアリール(アルキル)、ニトロ、オキサ、オキソ、スルホニル、スルホンアミド、スルホン、−OR、=O、−C(=O)R、−OC(=O)R、−OC(=O)OR、−OC(=O)N(R、−CO、−CN、−SCN、−SR、−SOR、−SO、−NO、−N(R、−NHC(O)R、および−C(R(式中、Rは出現する毎に、独立して、水素、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルコキシ、シアノ、ハロアルキル、ジハロアルキル、トリハロアルキル、ペルハロアルキル、ペルフルオロアルキル、シクロアルキル、(シクロアルキル)アルキル、置換フェニル、(置換フェニル)アルキル、アリール、ヘテロアリール、複素環式、ヘテロシクロ、アルカノイル、(一置換)アミノ、保護(一置換)アミノ、(二置換)アミノ、ヘテロアリール(アルキル)、ニトロ、オキサ、オキソ、スルホニル、スルホンアミド、およびスルホンとすることができる)からなる群から選択され、
ただし、構造Cを有する前記化合物は、サキシトキシン、ネオサキシトキシン、ゴニオトキシン、ゼテキトキシンAB、および図1において例示している化合物から選択される化合物ではない]、
その異性体、その互変異性体、または上記のいずれかのプロドラッグ、または上記のいずれかの薬学的に許容される塩。
(項目4)
以下に示す構造D:
Figure 2020105230


を有する化合物
[式中、R1は、水素、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルコキシ、シアノ、ハロアルキル、ジハロアルキル、トリハロアルキル、ペルハロアルキル、ペルフルオロアルキル、シクロアルキル、(シクロアルキル)アルキル、置換フェニル、(置換フェニル)アルキル、アリール、ヘテロアリール、複素環式、ヘテロシクロ、アルカノイル、(一置換)アミノ、保護(一置換)アミノ、(二置換)アミノ、ヘテロアリール(アルキル)、ニトロ、オキサ、オキソ、スルホニル、スルホンアミド、スルホン、−OR、=O、−C(=O)R、−OC(=O)R、−OC(=O)OR、−OC(=O)N(R、−CO、−CN、−SCN、−SR、−SOR、−SO、−NO、−N(R、−NHC(O)R、および−C(R(式中、Rは出現する毎に、独立して、水素、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルコキシ、シアノ、ハロアルキル、ジハロアルキル、トリハロアルキル、ペルハロアルキル、ペルフルオロアルキル、シクロアルキル、(シクロアルキル)アルキル、置換フェニル、(置換フェニル)アルキル、アリール、ヘテロアリール、複素環式、ヘテロシクロ、アルカノイル、(一置換)アミノ、保護(一置換)アミノ、(二置換)アミノ、ヘテロアリール(アルキル)、ニトロ、オキサ、オキソ、スルホニル、スルホンアミド、またはスルホンとすることができる)からなる群から選択され、
ただし、構造Dを有する前記化合物は、サキシトキシン、ネオサキシトキシン、ゴニオトキシン、ゼテキトキシンAB、および図1において例示している化合物から選択される化合物ではない]、
その異性体、その互変異性体、または上記のいずれかのプロドラッグ、または上記のいずれかの薬学的に許容される塩。
(項目5)
標識、オリゴヌクレオチド、タンパク質、脂質、ステロイド、抗体または抗体フラグメントに連結した項目1から4のいずれかに記載の化合物を含む化合物。
(項目6)
項目1から4のいずれかに記載の前記化合物が共有結合による連結により標識、オリゴヌクレオチド、タンパク質、脂質、ステロイド、抗体または抗体フラグメントに連結している、項目5に記載の化合物。
(項目7)
前記オリゴヌクレオチド、タンパク質、脂質、ステロイド、抗体、または抗体フラグメント部分が、サキシトキシン類似体をナトリウムチャネルの近くに、特定の電位開口型ナトリウムチャネルアイソフォームに、またはNaV発現細胞種に向けるために効果的であ
る、オリゴヌクレオチド、タンパク質、脂質、ステロイド、抗体または抗体フラグメントを含む項目5に記載の化合物。
(項目8)
前記標識が、放射性同位元素、蛍光部分、化学発光部分、酵素、抗体、抗体フラグメント、磁性粒子、および量子ドットからなる群から選択される、項目5に記載の化合物。
(項目9)
項目1から8のいずれかに記載の化合物、またはその異性体、その互変異性体、または上記のいずれかのプロドラッグ、または上記のいずれかの薬学的に許容される塩を含む医薬組成物。
(項目10)
項目1から9のいずれか1項に記載の化合物、またはその異性体、その互変異性体、またはこれらのいずれかのプロドラッグまたはこれらのいずれかの薬学的に許容される塩の、被験体を治療するために効果的な量で治療を必要としている前記被験体を治療するための使用。
(項目11)
項目1から9のいずれか1項に記載の化合物、またはその異性体、その互変異性体、またはこれらのいずれかのプロドラッグ、またはこれらのいずれかの薬学的に許容される塩の、被験体における神経活性を低減するまたは前記被験体に筋弛緩をもたらすために効果的な量で前記被験体における神経活性を低減するまたは筋弛緩に影響を及ぼすための使用。
(項目12)
前記被験体が電位開口型ナトリウムチャネルにより促進される病気を患っている、項目10に記載の使用。
(項目13)
前記電位開口型ナトリウムチャネルにより促進される病気が、急性痛、肛門裂傷、関節炎、背痛、慢性痛、歯痛、線維筋痛、関節痛、片頭痛、頸痛、神経因性痛、陣痛、疱疹後神経痛、術後痛、帯状疱疹、緊張性頭痛または三叉神経痛、眼瞼痙攣、癌、心不整脈、てんかん、局所性ジストニア、発汗過多、筋痙攣、および膀胱弛緩からなる群から選択される、項目12に記載の使用。
(項目14)
前記被験体が疼痛を患っている、項目10に記載の使用。
(項目15)
前記疼痛が、急性痛、肛門裂傷痛、関節炎痛、背痛、眼瞼痙攣痛、癌性痛、慢性痛、歯痛、線維筋痛、関節痛、片頭痛、頸痛、内臓痛、神経因性痛、陣痛、疱疹後神経痛、術後痛、交感神経依存性痛、帯状疱疹痛、緊張性頭痛、三叉神経痛、筋炎痛、筋骨格痛、腰痛、捻挫および挫傷による疼痛、非潰瘍性消化不良、非心臓性胸痛および過敏性腸症候群などの機能性腸障害に伴う疼痛、心筋虚血に伴う疼痛、歯疼痛、ならびに月経困難による疼痛からなる群から選択される、項目14に記載の使用。
(項目16)
項目1から9のいずれか1項に記載の化合物、またはその異性体、その互変異性体、またはこれらのいずれかのプロドラッグまたはこれらのいずれかの薬学的に許容される塩の、電位開口型ナトリウムチャネルにより促進される病気を前記被験体の身体の特定の領域に限局化するために効果的な量での、被験体における障害の診断のための使用。
(項目17)
項目1から9のいずれか1項に記載の化合物、またはその異性体、その互変異性体、またはこれらのいずれかのプロドラッグまたはこれらのいずれかの薬学的に許容される塩の、画像化手順の間に被験体内の前記化合物の局在を検出するために効果的な量で前記被験体を画像化するため、および前記被験体に画像化手順を施すための使用。
(項目18)
項目1から9のいずれか1項に記載の化合物、またはその異性体、その互変異性体、またはこれらのいずれかのプロドラッグまたはこれらのいずれかの薬学的に許容される塩の、皺を低減または除去するために効果的な量で皺を治療するための使用。
(項目19)
(i)9員環グアニジンを反応させてC13−Trocカルボネートを形成するステップと、
(ii)ルイス酸の存在下で(i)の生成物中のグアニジン環を閉じるステップと、
(iii)(ii)の生成物を酸化および脱保護するステップとを含み、それによりサキシトキシン類似体が形成される、サキシトキシン類似体の調製方法。
(項目20)
(i)1−セリンメチルエステルを反応させてアルデヒドを形成するステップと、
(ii)(i)の前記アルデヒドをアミンと縮合させるステップと、
(iii)環を閉じるためおよび尿素化合物を生成するために効果的な(ii)の生成物を反応させるステップと、
(iv)アリル脱保護およびイソチオ尿素形成を含むプロセスで(iii)の生成物を反応させるステップと、
(v)(iv)の生成物をアミノ化させるステップと
を含み、それによりサキシトキシン類似体が形成される、サキシトキシン類似体の調製方法。
(項目21)
サキシトキシンより長い作用持続時間を有する項目1から9のいずれかに記載のサキシトキシン類似体化合物。
図1は、サキシトキシン、ゴニオトキシン、およびゼテキトキシンを含めた本明細書において論じているサキシトキシン類似体の構造を例示している図である。 図2Aは、ナトリウムチャネル内に結合したときのその位置を示しているサキシトキシンを例示している図である。図2Bは、ナトリウムチャネル内に結合したときの位置のサキシトキシン分子を示しているさらなる例示を提供している図である。 図3Aは、様々な濃度のサキシトキシンに暴露された細胞におけるナトリウム電流の記録を示している図である(図に示している量はナノモル(nM)単位である)。図3Bは、様々な濃度のサキシトキシンのCHO細胞中のナトリウム電流に対する効果のプロットをサキシトキシン濃度(頂部の曲線)およびサキシトキシン類似体N,N−ジメチルSTX(化合物2、底部の曲線)の関数として示している図である。 図4は、サキシトキシン類似体を調製するために有用な合成スキームを示している図である。 図5は、サキシトキシン類似体を例示しており、ナトリウム電流(rNaV1.4)を相殺するこれらの類似体の効力の値を提示している図である。 図6は、サキシトキシン類似体の修飾のためのライゲーション戦略を例示している図である。 図7は、様々な蛍光体(標識)との共有結合による連結により修飾されたサキシトキシン類似体の例を例示している図である。 図8は、様々な濃度の標識されたサキシトキシン類似体STX−マレイミド(図7に示している化合物19)の不存在下および存在下でのナトリウム電流を示している図である。 図9は、サキシトキシン類似体ゴニオトキシン3(GTX3)の合成のための合成アプローチの例を例示している図である。 図10は、サキシトキシン類似体GTX3の合成のための合成アプローチの例のさらなる例示を提供している図である。 図11は、は、サキシトキシン類似体GTX3とゴニオトキシン2(GTX2)の構造およびそれらの間の関係を例示している図である。 図12は、画像化研究において使用するのに適した標識に連結したサキシトキシン類似体の合成のための合成アプローチの例を提供している図である。 図13は、対照ラットと比較してマイクロニードルパッチによりSTX(0.44μg)を投与したラットでの研究の結果の図式例示を提供している図である。STXで処置した皮膚は、侵害刺激(熱)に対する応答性が対照より有意に低かった。 図14Aは、は、複数のC−13修飾形態のSTXのナトリウム電流(CHO細胞中のrNaV1.4電流)に対する効果を示す実験の結果を例示している図である。図14Aは、0、1ナノモル(nM)、3nM、および5nMのSTXによるナトリウム電流の低減を示している図である。図14Bは、適用濃度に対して正規化電流をプロットしており、STXおよびサキシトキシン類似体N,N−ジメチル−サキシトキシン(図14Bに示している化合物10)のIC50値を記述している図である。図14Cは、該図に示している置換基Rを有する複数のサキシトキシン類似体のIC50値を提示している図である。 図15は、蛍光STXコンジュゲートを合成する方法を例示しており、CHO細胞においてナトリウムチャネルに結合しているそのような分子の蛍光を示している図である。 図16は、STX−Cy5コンジュゲート(赤色で示している)またはSTX(青色で示している)のマウスの後脚への直接的な注射の後の機械的刺激に対する相対的な局所麻酔の測定値を示している図である。 図17は、N−スクシンイミジル4−[18F]フルオロベンゾエート、[18F]SFVの放射化学的合成、およびTTX−s NaVアイソフォーム用のin vivo画像化剤を製造するためのNH−STXに対する化学選択的ライゲーションを示している図である。 図18は、左側神経部分損傷(SNI)を有するラットのマイクロPET−MRI画像(PET:陽電子放出断層撮影法;MRI:磁気共鳴映像法)を提示している図である。 図19は、ゴニオトキシンなどのサキシトキシン類似体の合成のための合成スキームを例示している図である。 図20は、R7置換STX類似体などのサキシトキシン類似体の合成のための合成スキームを例示している図である。 図21は、一連のN7置換サキシトキシン類似体を例示しており、該化合物によるナトリウム電流遮断により測定したIC50データを記述している図である。 図22は、n−プロピル基をR3位で提供するために効果的な合成スキーム、およびGTX3のC10置換類似体を生成するためのさらなる化学的ステップを例示している図である。
本開示についてより詳細に記載する前に、本開示が記載している特定の実施形態に制限されておらず、そのため、本開示の実施形態が、当然ながら、多様であり得ることが理解されよう。本開示の範囲は添付の特許請求の範囲によってのみ制限されるため、本明細書において使用する学術用語が特定の実施形態について記述するためだけのものであり、制限することを意図したものではないことも理解されよう。
別段の定めのない限り、本明細書において使用する全ての技術および科学用語は、本開示が属する分野の当業者により一般的に理解されるものと同じ意味を有する。
本明細書において引用している全ての刊行物および特許は、個々の刊行物または特許が具体的および個別に参照により組み込まれることが示されているかのように参照により本明細書に組み込まれ、それらとの関連で各刊行物を引用した方法および/または物質を開示および記載するために参照により本明細書に組み込まれている。
当業者が本開示を読めば明らかなことであるが、本明細書において記載および例示している個々の実施形態のそれぞれは、本開示の範囲または精神から逸脱することなくその他の複数の実施形態のいずれかの特色から容易に切り離し得るまたはそれらと組み合わせ得る別個の構成要素および特色を有する。任意の列挙した方法は、列挙した事象の順でまたは理論上可能な任意の他の順で実施することができる。
本開示の実施形態は、別段の指示のない限り、当分野の技術の範囲内である合成有機化学、生化学、生物学、分子生物学、組換えDNA技術、薬理学等の技術を用いる。そのような技術は、各文献において完全に説明されている。
本明細書の実施例は、本明細書において開示および特許請求している方法を実施する方法および化合物を使用する方法の例示的な開示および記述を当業者に提供するために提示している。別段の指定のない限り、部は重量部であり、温度は℃単位であり、圧力は大気圧または大気圧に近い圧力である。標準的な温度および圧力は、20℃および1気圧と定義している。
本開示の実施形態を詳細に記載する前に、別段の指定のない限り、本開示が特定の物質、試薬、反応物質、製造プロセス等に制限されておらず、そのため多様であり得ることが理解されよう。本明細書において使用する学術用語が、特定の実施形態について記述するためだけのものであり、制限することを意図したものではないことも理解されよう。本開示において各ステップを理論上可能な様々な順序で実行し得ることも可能である。
本明細書および添付の特許請求の範囲において使用する場合、単数形「a」、「an」、および「the」が、文脈において明確な別段の指示のない限り、複数の指示物を包含することに留意しなければならない。したがって、例えば、「化合物(a compound)」へ
の言及は複数の化合物を包含する。本明細書においておよび以下の特許請求の範囲において、いくつかの用語について言及するが、反対の意思が明らかでない限り、以下の意味を有するように定義するものとする。
定義
開示している主題の記載および特許請求において、以下に示している定義に従って以下の学術用語を使用する。
「サキシトキシン類似体」という用語は、サキシトキシン、ネオサキシトキシン、ゴニオトキシン、およびゼテキトキシンABおよび関連する化合物を包含する。そのような関連する化合物の構造は、以下でより詳細に論じるが、図1の化合物および本明細書に記載の分子と関連する変異型化合物を含めた関連する化合物を含むものと理解されよう。サキシトキシン類似体は、以下で論じるようにナトリウムチャネルを結合させる。「サキシトキシン」の略語は「STX」である。ゴニオトキシンの略語は「GTX」である。
「自然に発生するサキシトキシン類似体」という用語は、サキシトキシン、ネオサキシトキシン、ゴニオトキシンおよび自然界に存在する他の関連する化合物を指す。
ナトリウムチャネルを結合させることができる他の化合物としては、テトロドトキシン(TTX)およびキシロカイン、ブピバカインおよびリドカインなどの局所麻酔薬が挙げられる。一部のナトリウムチャネルはTTXに対して「非感受性」であるが、大部分はテトロドトキシン感受性(TTX−s)である。
本明細書において使用する場合、「疼痛」は、一般に生理的および心理的な感覚または物理的もしくは生理的な疼痛の認知を指す。本明細書において使用する場合、「疼痛」は、侵害受容、つまり受容体および神経伝達物質を介して媒介される疼痛の生物学的経験および神経系の他の側面も包含する。したがって、本明細書において使用する場合、「疼痛の画像化」は、画像化された被験体による物理的または生理的な疼痛の認知の視覚的表示の形態を指す。「疼痛」は、損傷の部位に具体的に存在していてもよく、または全身性であってもよく、同様に、疼痛の画像は、疼痛の認知の一般的状態を視覚的に示してもよく、または疼痛の場所もしくは疼痛の源を具体的に示してもよい。疼痛としては、急性痛、慢性痛、内臓痛、術後疼痛、関節痛、骨痛、背痛、頭痛、神経因性痛、幻脚痛、および他の形態の疼痛が挙げられるが、これらに限定されない。したがって、治療される疼痛としては、非限定的な例として、急性痛、肛門裂傷痛、関節炎痛、背痛、眼瞼痙攣痛、癌性痛、慢性痛、歯痛、線維筋痛、関節痛、片頭痛、頸痛、内臓痛、神経因性痛、陣痛、疱疹後神経痛、術後痛、交感神経依存性痛、帯状疱疹痛、緊張性頭痛、三叉神経痛、筋炎痛、筋骨格痛;腰痛、捻挫および挫傷による疼痛;非潰瘍性消化不良、非心臓性胸痛および過敏性腸症候群などの機能性腸障害に伴う疼痛;心筋虚血に伴う疼痛;歯疼痛;ならびに月経困難による疼痛が挙げられる。
本明細書に開示のサキシトキシン類似体化合物は、眼瞼痙攣、癌、心不整脈、てんかん、局所性ジストニア、発汗過多、筋痙攣、および膀胱弛緩を治療するため、ならびにこれらの障害に伴う疼痛および不快感を緩和するためにも有用であり得る。
神経因性痛症候群は、伝統的に、それらを誘発した疾患または事象に従って分類される。神経因性痛症候群は、糖尿病神経障害;坐骨神経痛;非特異性腰痛;多発性硬化症痛;線維筋痛;HIV関連神経障害;疱疹後神経痛;三叉神経痛;および物理的外傷、切断、癌、毒素または慢性炎症症状の結果生じる疼痛を包含する。これらの症状は治療することが困難であり、複数の薬物が制限された効能を有することが公知であるが、完全な疼痛の管理はほとんど実現されていない。神経因性痛の症候は信じられないほど不均一であり、自発性の電撃痛および乱刺痛、または進行中の灼熱痛として説明されることが多い。さらに、「しびれてチクチクする感覚」(錯感覚および異常感覚)、接触に対する感受性の増大(知覚過敏)、非侵害性刺激の後の有痛性の感覚(動的、静的または熱的異痛症)、侵害性刺激に対する感受性の増大(熱的、冷、機械的痛覚過敏)、刺激の除去後に継続する痛覚(痛覚異常鋭敏)または選択的感覚経路の不存在もしくは該経路における欠陥(痛覚鈍麻)などの通常は無痛の感覚に伴う疼痛が存在している。
本明細書において使用する場合、「治療」、「治療している」、および「治療する」という用語は、本開示の化合物または組成物を用いて疼痛に対する作用を及ぼして、疼痛および/またはその症候の発生、知覚、認知、および/または影響を低減または改善することとして定義する。本明細書において使用する場合、「治療」は、宿主(例えば、哺乳動物、一般にヒトまたは獣医学的に関心のある非ヒト動物)における任意の疼痛の治療を包含し、(a)被験体における疼痛の発生の危険性を低減すること、(b)疼痛の開始を妨害すること、ならびに(c)疼痛を軽減すること、すなわち、疼痛の緩解を引き起こすことおよび/または1つもしくは複数の疼痛の症候を軽減することを含む。したがって、「治療する」、「治療している」、「治療」等という用語は、疼痛の知覚、疼痛の認知、神経系における疼痛の信号の伝播に対するその他の形態の作用の中でも、疼痛の緩和、疼痛の減少、疼痛の制限、疼痛の低減、疼痛の鎮静、疼痛の改善、疼痛のブロック、疼痛の防止、または疼痛に対するその他の作用を包含する。
本明細書において使用する場合、「予防的に治療する」または「予防的に治療している」という用語は、疼痛またはその症候を完全または部分的に防止することを指すならびに/あるいは疼痛および/または疼痛に起因し得る有害影響からの部分的または完全な軽減という観点から治療効果のあるものとすることができる。
本明細書において使用する場合、「宿主」、「被験体」、または「患者」という用語は、ヒトおよび哺乳動物(例えば、マウス、ラット、ブタ、ネコ、イヌ、およびウマ)を包含する。本開示の化合物を投与し得る一般的宿主は、哺乳動物、具体的には霊長類、特にヒトである。獣医学的用途については、多種多様な被験体、例えば、畜牛、ヒツジ、ヤギ、乳牛、ブタなどの家畜;ニワトリ、アヒル、ガチョウ、シチメンチョウなどの家禽;ならびに飼い慣らされた動物、具体的にはイヌおよびネコなどのペットが好適である。診断または研究用途については、齧歯類(例えば、マウス、ラット、ハムスター)、ウサギ、霊長類、および近交系ブタなどのブタ等を含めた多種多様な哺乳動物が好適な被験体となろう。「生きている宿主」という用語は、上記の宿主または生きている別の生体を指す。「生きている宿主」という用語は、宿主または生体全体を指し、生きている宿主から切除した部分(例えば、肝臓または他の臓器)だけを指すものではない。
「単離した化合物」という用語は、自然界においてそれと共に発生する他の化合物から実質的に分離された、またはそれらと比較して強化された化合物を意味する。単離した化合物は、通常、少なくとも約80重量%、少なくとも約90重量%純粋、少なくとも約98重量%純粋、または少なくとも約99重量%純粋である。本開示は、ジアステレオマーならびにそれらのラセミ形態および分解した鏡像異性的に純粋な形態ならびにそれらの薬学的に許容される塩を包含することも意図している。
本明細書において使用する場合、「単位剤形」という用語は、ヒトおよび/または動物被験体のための単位用量として好適な物理的に別個の単位を指し、各単位は、薬学的に許容される賦形剤、担体またはビヒクルと共に所望の効果をもたらすために十分な量で算出した所定量の化合物を含有する。単位剤形の規格は、用いる特定の化合物、投与のルートおよび頻度、ならびに実現される効果、ならびに宿主における各化合物と関連する薬力学次第である。
「薬学的に許容される添加剤」、「薬学的に許容される賦形剤」、「薬学的に許容される担体」、または「薬学的に許容されるアジュバント」は、一般に安全で非毒性であり、生物学的にも非生物学的にも望ましくないものではない、医薬組成物の調製において有用な添加剤、賦形剤、担体、および/またはアジュバントを意味し、獣医学的使用および/またはヒトの医薬的使用において許容される添加剤、賦形剤、担体、およびアジュバントを包含する。「薬学的に許容される添加剤、賦形剤、担体および/またはアジュバント」は、本明細書および特許請求の範囲において使用する場合、1つまたは複数のそのような添加剤、賦形剤、担体、およびアジュバントを包含する。
本明細書において使用する場合、「医薬組成物」は、哺乳動物、特にヒトなどの被験体への投与に適した組成物を包含することを意図したものである。一般に「医薬組成物」は無菌であり、被験体内において望ましくない応答を誘発する恐れがある汚染物を含まないことが好ましい(例えば、医薬組成物中の化合物(複数可)は医薬品等級である)。医薬組成物は、経口、静脈内、頬側、直腸、非経口、腹腔内、皮内、気管内(intracheal)、筋肉内、皮下、吸入等を含めたいくつかの様々な投与のルートを介してそれらを必要としている被験体または患者へ投与するために設計することができる。
「治療有効量」および「有効量」という用語は、本明細書において互換的に使用し、投与される化合物(作用剤、医薬品または薬物と呼ぶことができ、組成物または医薬組成物中に含まれる)の、意図した用途(疼痛の治療または疾患もしくは症状の治療が挙げられるがこれらに限定されない)を実行するために十分な量を指す。例えば、有効量の化合物により、治療される疼痛、症状、または疾患の症候の1つまたは複数がある程度まで軽減され、ならびに/あるいは、その量により、治療される宿主が有するまたは発症する危険性がある疼痛、症状、または疾患の症候の1つまたは複数がある程度まで防止される。治療有効量は、当業者が容易に決定することができる意図した用途(in vitroまたはin vivo)、または治療される被験体および疼痛、症状、もしくは疾患、例えば、被験体の体重および年齢、疼痛、症状、もしくは疾患の重症度、投与様式等に応じて変動し得る。該用語は、標的細胞において特定の応答を誘発する用量にも当てはまる。具体的な用量は、選択される特定の化合物、従うべき投与計画、他の化合物と組み合わせて投与するかどうか、投与のタイミング、それが投与される組織、およびそれが運搬される身体送達系に応じて変動する。
本明細書において使用する場合、「血清半減期」および「血漿半減期」という用語は、当技術分野において理解されているように使用し、投与後に被験体の血清中の物質の量または濃度が、初期の値の半分まで低下するのに要する時間を指す。血清半減期および血漿半減期は、医薬品、トレーサー、または被験体に投与し得る他の化合物などの化合物の作用持続時間を測定または推測するために有用であり、より長い血清半減期、およびより長い血漿半減期により、該化合物の作用持続時間がより長いことが示される。
本明細書において使用する場合、「作用持続時間」という用語は、化合物が、それが投与された被験体に対して顕著な効果を有する投与後の時間の長さを指す。例えば、化合物が麻酔効果を有する場合、作用持続時間は、被験体が該化合物の投与後に麻酔効果を経験する時間を包含するであろう。基準化合物より長い作用持続時間を有する化合物は、作用(例えば、麻酔)が基準化合物の作用(例えば、麻酔)より長く持続する化合物である。
本明細書において使用する場合、「ナトリウムチャネル」は、自然界において、例えば、神経細胞膜などの生体膜中に存在する一般的なクラスの高分子のいずれかである。天然の膜中に存在する場合、ナトリウムチャネルは、それらの膜内外の電圧差に対して感受性であり、ナトリウムイオンの細胞膜を横切る通過を可能にすることができる。一部の毒素の結合により、該毒素の不存在下では発生するであろうナトリウムイオンの通過をブロックすることができる。ナトリウムチャネルは、自然界において多くの形態で発生する(例えば、10個のユニークなNaチャネルアイソフォーム(Na1.1〜1.9、NaX(xはナトリウムチャネルサブタイプを示す))をコードする遺伝子が哺乳動物細胞に
おいて同定された(Hille, B. Ion Channels of Excitable Membranes、第3版、Sinauer: Sunderland、MA、2001年。73〜78頁))。ナトリウムチャネルの変異
体は、遺伝的変異体、スプライス変異体、グリコシル化変異体、翻訳後プロセシング変異体、または人工変異体を含めた他の変異体であれ、本明細書において使用する「ナトリウムチャネル」という用語に包含される。
膜のナトリウムチャネルは、荷電イオン、特にナトリウムイオンを通過させること、および様々な実験技術により測定し得る「ナトリウム電流」を生成することができる。ナトリウム電流の振幅および時間経過は、薬物および毒素の適用を含めた外部因子により影響を受け得る。本明細書に開示のサキシトキシン類似体を含めたSTX化合物は、ナトリウム電流の振幅を低減し得る。そのような低減には、「ブロック」または「遮断」または振幅の低下を示す他の名称を付与することができ、ナトリウムチャネルを通るイオンの流れの部分的または完全なブロックとすることができる。
ナトリウムチャネルは神経および筋肉系の正常な機能に欠かせないものである。サキシトキシン類似体のナトリウムチャネルへの結合などによるナトリウム電流のブロックによって、痛覚線維に沿った、他の神経線維に沿った伝導のブロックなどにより神経伝導をブロックすることができ、筋収縮をブロックすることができ、そのため、被験体の知覚、運動、および他の生理的属性に影響を及ぼすことができる。痛覚線維の遮断は、無痛覚症および感覚脱失につながる恐れがあり、筋肉作用のブロックは、影響を受ける筋肉の衰弱または麻痺につながる恐れがあり、影響を受ける筋肉の弛緩につながる恐れがある。そのような弛緩は、影響を受ける筋肉が皮膚の近くの筋肉または皮膚とつながった筋肉を含む場合、皮膚における皺を低減または除去するために効果的であり得る。サキシトキシン類似体のナトリウムチャネルへの結合などによるナトリウム電流のブロックにより、循環系、胃腸系、膀胱、心臓、感覚器、ならびに他の臓器および臓器系に影響を及ぼすことができる。特定の場所であれ、または組織、臓器、臓器系においてであれ、または全身性であれ、被験体におけるナトリウムチャネル活性を低減または除去するために効果的なサキシトキシン類似体の投与は、疼痛、筋痙攣、てんかん、眼瞼痙攣、局所性ジストニア、発汗過多、および膀胱弛緩、心不整脈を含めた心臓の障害および症状、消化管の疾患および症状、感覚の障害および症状、癌、皮膚症状、本明細書に開示の他の障害および症状を含む疾患、障害、および症状を治療または改善すること、ならびにこれらの障害に伴う疼痛および不快感を緩和するために有用である。
本明細書において使用する場合、「受容体」は、リガンドが結合する分子または分子の部分であり、例えば、ナトリウムチャネルはSTXが該ナトリウムチャネルに結合するとSTXの受容体として働く。様々な分子が様々な特異性を有する受容体に結合することができ、一部のリガンドは高い特異性を有する受容体に結合する。
本明細書において使用する場合、「リガンド」という用語は、受容体に結合する分子を指し、各実施形態において、リガンドは、それが結合する受容体より移動性でもよい。各実施形態において、リガンドは、それが結合する受容体より小さい、または大きくない分子とすることができる。例えば、STX分子は、一般に、生理的条件下でナトリウムチャネルより小さく、大きくなく、より移動性である。
本明細書において使用する場合、「受容体特異性」という用語は、特定のリガンドによる受容体への結合の特異性を指す。受容体特異性の測定により、受容体とリガンドの間の相互作用の薬物動態学的性質に関する洞察および詳細が得られる。
「薬学的に許容される塩」は、遊離塩基の生物学的効果および場合により他の性質を保持する塩(有機または無機)を指す。したがって、「薬学的に許容される塩」は、医薬として許容され、所望の薬理学的性質を有する任意の塩を包含する。「薬学的に許容される塩」は、無機もしくは有機酸または無機もしくは有機塩基に由来する任意の塩とすることができる。「薬学的に許容されるアニオン」という用語は、そのような酸付加塩のアニオンを指す。「薬学的に許容されるカチオン」という用語は、塩基の付加により形成されるカチオンを指す。塩および/またはアニオンもしくはカチオンは、生物学的にも非生物学的にも望ましくないものにならないように選択する。薬学的に許容される塩は、塩酸、臭化水素酸、硫酸、硝酸、リン酸、メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸、サリチル酸、リンゴ酸、マレイン酸、コハク酸、酒石酸、クエン酸などの無機または有機酸との反応により得ることができる。そのような塩としては、決して毒性でも望ましくないものでもない、アミノ酸を含めた無機もしくは有機酸、または無機もしくは有機塩基に由来し得る塩が挙げられる。好適な無機塩としては、アルカリ金属、例えば、ナトリウムおよびカリウム、マグネシウム、カルシウム、およびアルミニウムを用いて形成されるものが挙げられる。好適な有機塩としては、アミン塩基などの有機塩基、例えば、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、トロメタミン、N−メチルグルカミンを用いて形成されるものが挙げられる。そのような塩としては、無機酸(例えば、塩酸および臭化水素酸)および有機酸(例えば、酢酸、クエン酸、マレイン酸、ならびにメタンスルホン酸およびベンゼンスルホン酸などのアルカンおよびアレーンスルホン酸)を用いて形成される酸付加塩も挙げられる。
「薬学的に許容されるエステル」は、医薬として許容され、所望の薬理学的性質を有する任意のエステルを意味する。薬学的に許容されるエステルとしては、化合物中に存在するカルボキシ、スルホニルオキシ、およびホスホノキシ基から形成されるエステル、例えば、C1〜6アルキルエステルが挙げられる。2つの酸性基が存在する場合、薬学的に許容される塩またはエステルはモノ−酸−モノ−塩もしくはエステルまたはジ−塩もしくはエステルとすることができ、同様に、3つ以上の酸性基が存在する場合、そのような基の一部または全てを塩化またはエステル化することができる。
開示している化合物の実施形態が塩を形成する場合、これらの塩は本開示の範囲内である。本明細書の組成のいずれかの化合物への言及は、別段の指示のない限り、それらの塩への言及を包含するものと理解される。本明細書において用いる場合、「塩(複数可)」という用語は、無機および/または有機酸および塩基を用いて形成される酸性および/または塩基性塩を示す。さらに、化合物が塩基性部分および酸性部分の両方を含有する場合、双性イオン(「内塩」)を形成することができ、本明細書において使用する「塩(複数可)」という用語に包含される。薬学的に許容される(例えば、非毒性、生理学的に許容される)塩が好ましいが、他の塩も、例えば、調製の間に用いてもよい単離または精製ステップにおいて有用である。例えば、塩が沈殿する媒質などの媒質においてまたは水性媒質において化合物を当量などのある量の酸または塩基と反応させ、その後、凍結乾燥することにより、化合物の化合物の塩を形成することができる。
塩基性部分を含有する試剤の実施形態は、様々な有機および無機酸と塩を形成し得る。例示的な酸付加塩としては、アセテート(酢酸またはトリハロ酢酸、例えば、トリフルオロ酢酸を用いて形成されるものなど)、アジペート、アルギネート、アスコルベート、アスパルテート、ベンゾエート、ベンゼンスルホネート、ビスルフェート、ボレート、ブチレート、シトレート、カンファレート、カンファースルホネート、シクロペンタンプロピオネート、ジグルコネート、ドデシルスルフェート、エタンスルホネート、フマレート、グルコヘプタノエート、グリセロホスフェート、ヘミスルフェート、ヘプタノエート、ヘキサノエート、塩酸塩(塩酸を用いて形成される)、臭化水素酸塩(臭化水素を用いて形成される)、ヨウ化水素酸塩、2−ヒドロキシエタンスルホネート、ラクテート、マレート(リンゴ酸を用いて形成される塩)、マレエート(マレイン酸を用いて形成される)、エタンスルホネート(エタンスルホン酸を用いて形成される)、メタンスルホネート(メタンスルホン酸を用いて形成される)、2−ナフタレンスルホネート、ニコチネート、ニトレート、オキサレート、ペクチネート、ペルスルフェート、3−フェニルプロピオネート、ホスフェート(リン酸を用いて形成される)、ピクレート、ピバレート、プロピオネート、サリチレート、スクシネート、スルフェート(硫酸を用いて形成されるものなど)、スルホネート(p−トルエンスルホン酸を用いて形成されるものを含めた本明細書において述べたものなど)、タルトレート、チオシアネート、トシレートなどのトルエンスルホネート、ウンデカノエート等が挙げられる。
本開示の特色を有する各実施形態において、サキシトキシン類似体は、クロリド、アセテート、アスコルベート、アスパルテート、ベンゾエート、ベンゼンスルホネート、ビスルフェート、ボレート、グルコネート、シトレート、スルフェート、タルトレートおよびトルエンスルホネートを含むことまたはそれらを含む塩を形成することができる。
酸性部分を含有する化合物の実施形態は、様々な有機および無機塩基と塩を形成し得る。例示的な塩基性塩としては、アンモニウム塩、ナトリウム、リチウム、およびカリウム塩などのアルカリ金属塩、カルシウムおよびマグネシウム塩などのアルカリ性土類金属塩、ベンザチン、ジシクロヘキシルアミン、ヒドラバミン(N,N−ビス(デヒドロアビエチル)エチレンジアミンを用いて形成される)、N−メチル−D−グルカミン、N−メチル−D−グルカミド、t−ブチルアミンなどの有機塩基(例えば、有機アミン)との塩、およびアルギニン、リジンなどのアミノ酸との塩等が挙げられる。
塩基性窒素含有基は、低級ハロゲン化アルキル(例えば、塩化、臭化およびヨウ化メチル、エチル、プロピル、およびブチル)、硫酸ジアルキル(例えば、硫酸ジメチル、ジエチル、ジブチル、およびジアミル)、長鎖ハロゲン化物(例えば、塩化、臭化およびヨウ化デシル、ラウリル、ミリスチルおよびステアリル)、ハロゲン化アラルキル(例えば、臭化ベンジルおよびフェネチル)などの化合物で四級化することができる。本開示の化合物の溶媒和物も本明細書において意図している。
一実施形態において、本開示の化合物は、1つまたは複数のキラル中心を有することができ、したがって、出発原料の個々の立体異性体を使用しているか立体異性体の混合物を使用しているかに応じて、個々の立体異性体としてまたは立体異性体の混合物として生成することができる。別段の指定のない限り、化合物または化合物の群の記述または呼称は、個々の異性体または立体異性体の混合物(ラセミであるかどうかにかかわらず)の両方を包含することを意図している。立体化学および立体異性体の分離の測定方法は当業者に周知である[March J.: Advanced Organic Chemistry、第4版 John Wiley and Sons、New York、N.Y.、1992年の第4章の議論を参照されたい。]。
開示している活性化合物、およびそれらの塩がそれらの互変異性体形態で存在し得る限り、全てのそのような互変異性体形態は、本明細書において本開示の一部として意図したものである。
様々な置換基上の不斉炭素によって存在し得るものなどの、鏡像異性体形態(不斉炭素が存在しない場合でさえ存在し得る)およびジアステレオマー形態を含めた該化合物の全ての立体異性体は、本開示の範囲内で意図したものである。本開示の化合物の個々の立体異性体は、例えば、他の異性体を実質的に含まなくてもよく、あるいは、例えば、ラセミ体としてまたは全ての他の立体異性体、もしくは他の選択した立体異性体と混ぜてもよい。本開示の化合物の不斉中心は、IUPAC 1974 Recommendationsにより定義されたSまたはR配置を有することができる。
「プロドラッグ」という用語は、in vivoで生物活性形態に転換される化合物の不活性前駆体を指す。プロドラッグは、親化合物より容易に投与することができるため、一部の状況で有用であることが多い。それらは、例えば、経口投与により生物学的に利用可能であるが、親化合物はそうではない。プロドラッグは、親薬物より改善した医薬組成物における溶解度も有し得る。プロドラッグは、酵素的プロセスおよび代謝的加水分解を含めた様々な機序により親薬物に転換することができる。Harper, N.J.(1962年)
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本明細書において使用する場合、「置換された」という用語は、指定した置換基(複数可)による置換を指すことが好ましく、別段の定めのない限り多数の置換度が可能である。
本明細書において使用する場合、「場合により」という用語は、その後に記載している事象(複数可)が発生してもしなくてもよいことを意味し、発生する事象(複数可)、および発生しない事象の両方を包含する。
本明細書において使用する場合、「誘導体」という用語およびその文法的変形は、本開示の化合物の任意の化学的誘導体、例えば、エステルまたはアミド、ならびに好ましくは哺乳動物への投与時に本開示の化合物またはそれらの活性代謝物を(直接的または間接的に)もたらすことができる薬学的に機能的な化合物を指すことが好ましい。そのような誘導体は、不必要な実験をすることなく、および生理学的に機能的な誘導体を教示する範囲内で参照により本明細書に組み込まれているBurger's Medicinal Chemistry And Drug Discovery、第5版、1巻:Principles and Practiceの教示の参照により当業者に
は明らかである。そのような誘導体としては、いわゆるプロドラッグ化合物、例えばアルキル基、アシル基、糖またはオリゴペプチドなどのペプチドで誘導体化され、容易に分解または代謝されて本開示に記載の活性化合物となる本開示に記載の化合物が挙げられる。そのような誘導体としては、本開示に記載の化合物の生分解性ポリマー誘導体が挙げられる。好適なポリマーおよび生分解性ポリマー誘導体の生成方法は、例えばInt. J. Pharm. 115巻、61〜67頁(1995年)から当技術分野において公知である。
本明細書において使用する場合、「脂質」という用語は、当技術分野において理解されているように使用し、例えば、ステロール、モノグリセリド、ジグリセリド、トリグリセリド、リン脂質、スフィンゴ脂質、ポリケチド、脂肪、およびワックスが挙げられるがこれらに限定されない幅広い種類の化学的化合物を指す。
本明細書において使用する場合、「ステロイド」という用語は、当技術分野において理解されているように使用し、コレステロールが例示的なメンバーである、4つの縮合環(3つのシクロヘキサン環および1つのシクロペンタン環)を含むステラン核を含む幅広い種類の化学物質を指し、環構造の酸化の程度が多様な化合物を包含し、環構造上に全ての可能な置換基を有する化合物を包含する。
「投与」という用語は、本開示の化合物を宿主に導入することを指す。試剤の投与の1つの好ましい経路は経口投与である。別の好ましいルートは静脈内投与である。しかし、局所、皮下、腹膜、動脈内、吸入、膣内、直腸、経鼻、脳脊髄液への導入、または身体の区画への点滴注入などの任意の投与のルートを使用することができる。
「脂肪族基」という用語は、飽和または不飽和の線状または分枝炭化水素基を指し、例えば、アルキル、アルケニル、およびアルキニル基を包含する。
「アルク(alk)」または「アルキル」という用語は、メチル、エチル、n−プロピル
、i−プロピル、n−ブチル、i−ブチル、t−ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、n−オクチル、ドデシル、オクタデシル、アミル、2−エチルヘキシルなどの、1〜24個の炭素原子を有する、または1〜12個の炭素原子を有する、または2〜5個の炭素原子を有する、または6〜18個の炭素原子を有する、または好ましくは2〜12個の炭素原子を有する直鎖または分枝鎖炭化水素基を指す。アルキル基は、別段の指定のない限り、(場合により置換された)アリール、(場合により置換された)ヘテロシクロ、(場合により置換された)カルボシクロ、ハロ、ヒドロキシ、保護ヒドロキシ、(場合により置換された)アルコキシ(例えば、C〜C)、アシル(例えば、C〜C)、(場合により置換された)アリールオキシ(例えば、C〜C)、(場合により置換された)アルキルエステル、(場合により置換された)アリールエステル、(場合により置換された)アルカノイル、(場合により置換された)アロイル、カルボキシ、保護カルボキシ、シアノ、ニトロ、アミノ、置換アミノ、(一置換)アミノ、(二置換)アミノ、保護アミノ、アミド、カルバメート、ラクタム、尿素、ウレタン、スルホニル等から選択される1つまたは複数の基で場合により置換されている。
「アルケニル」という用語は、エテニルなどの、2〜12個の炭素原子を有する、または2〜4個の炭素原子を有する、または2〜5個の炭素原子を有する、または6〜18個の炭素原子を有する、または好ましくは2〜12個の炭素原子を有する、および少なくとも1つの炭素対炭素二重結合(シスまたはトランス)を有する直鎖または分枝鎖炭化水素基を指す。アルケニル基は、別段の指定のない限り、(置換アリールを含めた)アリール、(置換ヘテロシクロを含めた)ヘテロシクロ、(置換カルボシクロを含めた)カルボシクロ、ハロ、ヒドロキシ、(場合により置換された)アルコキシ、(場合により置換された)アリールオキシ、(場合により置換された)アルキルエステル、(場合により置換された)アリールエステル、(場合により置換された)アルカノイル、(場合により置換された)アロイル、シアノ、ニトロ、アミノ、置換アミノ、アミド、カルバメート、ラクタム、尿素、ウレタン、スルホニル等から選択される1つまたは複数の基で場合により置換されている。
「アルキニル」という用語は、エチニルなどの、2〜12個の炭素原子を有する、または2〜4個の炭素原子を有する、または2〜5個の炭素原子を有する、または6〜18個の炭素原子を有する、または好ましくは2〜12個の炭素原子を有する、および少なくとも1つの炭素対炭素三重結合を有する直鎖または分枝鎖炭化水素基を指す。アルキニル基は、別段の指定のない限り、(置換アリールを含めた)アリール、(置換ヘテロシクロを含めた)ヘテロシクロ、(置換カルボシクロを含めた)カルボシクロ、ハロ、ヒドロキシ、(場合により置換された)アルコキシ、(場合により置換された)アリールオキシ、(場合により置換された)アルキルエステル、(場合により置換された)アリールエステル、(場合により置換された)アルカノイル、(場合により置換された)アロイル、シアノ、ニトロ、アミノ、置換アミノ、アミド、カルバメート、ラクタム、尿素、ウレタン、スルホニル等から選択される1つまたは複数の基で場合により置換されている。
「アルコキシ」という用語は、酸素に連結したアルキル基、したがって、R−O−を指す。この官能基において、Rは、アルキル基を表している。メトキシ基CHO−がその例である。
「有機基」は官能化することができ、そうでなければ保護されていても保護されていなくてもよいカルボキシル、アミノ、ヒドロキシルなどの有機基と関連する追加の官能基を含むことができる。例えば、「アルキル基」という句は、メチル、エチル、プロピル、t−ブチルなどの純粋な開鎖飽和炭化水素アルキル置換基だけではなく、ヒドロキシ、アルコキシ、アルキルスルホニル、ハロゲン原子、シアノ、ニトロ、アミノ、カルバメート、カルボキシルなどの当技術分野において公知のさらなる置換基を有するアルキル置換基も包含することを意図したものである。したがって、「アルキル基」は、エーテル、エステル、ハロアルキル、ニトロアルキル、カルボキシアルキル、ヒドロキシアルキル、スルホアルキル等を包含する。
「シアノ」は、−CN官能基を指す。
「ハロ」および「ハロゲン」という用語は、フルオロ、クロロ、ブロモまたはヨード基を指す。同じまたは異なった1つまたは複数のハロゲンが存在し得る。
「ハロアルキル」という用語は、1つまたは複数のハロゲン原子により置換された上で定義したアルキル基を指す。ハロゲン原子は同じでも異なっていてもよい。「ジハロアルキル」という用語は、同じでも異なっていてもよい2つのハロ基により置換されている上記のアルキル基を指す。「トリハロアルキル」という用語は、同じでも異なっていてもよい3つハロ基により置換されている上記のアルキル基を指す。「ペルハロアルキル」という用語は、アルキル基中の各水素原子がハロゲン原子により置換された上で定義したハロアルキル基を指す。「ペルフルオロアルキル」という用語は、アルキル基中の各水素原子がフルオロ基により置換された上で定義したハロアルキル基を指す。
「シクロアルキル」という用語は、完全飽和または部分不飽和の単環式、二環式、または三環式飽和環を指す。そのような基の例としては、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、アダマンチル、シクロオクチル、cis−またはtransデカリン、ビシクロ[2.2.1]ヘプタ−2−エン、シクロヘキサ−1−エニル、シクロペンタ−1−エニル、1,4−シクロオクタジエニル等が挙げられた。シクロアルキル基は、別段の指定のない限り、(置換アリールを含めた)アリール、(置換ヘテロシクロを含めた)ヘテロシクロ、(置換カルボシクロを含めた)カルボシクロ、ハロ、ヒドロキシ、保護ヒドロキシ、(場合により置換された)アルコキシ(例えば、C〜C)、アシル(例えば、C〜C)、(場合により置換された)アリールオキシ(例えば、C〜C)、(場合により置換された)アルキルエステル、(場合により置換された)アリールエステル、(場合により置換された)アルカノイル、(場合により置換された)アロイル、カルボキシ、保護カルボキシ、シアノ、ニトロ、アミノ、置換アミノ、(一置換)アミノ、(二置換)アミノ、保護アミノ、アミド、カルバメート、ラクタム、尿素、ウレタン、スルホニル等から選択される1つまたは複数の基で場合により置換されている。
「(シクロアルキル)アルキル」という用語は、上で定義したアルキル基により置換された上で定義したシクロアルキル基を指す。そのような基の例としては、(シクロヘキシル)メチル、3−(シクロプロピル)−n−プロピル、5−(シクロペンチル)ヘキシル、6−(アダマンチル)ヘキシル等が挙げられる。(シクロアルキル)アルキル基は、別段の指定のない限り、(置換アルキルを含めた)アルキル、(置換アリールを含めた)アリール、(置換ヘテロシクロを含めた)ヘテロシクロ、(置換カルボシクロを含めた)カルボシクロ、ハロ、ヒドロキシ、保護ヒドロキシ、(場合により置換された)アルコキシ(例えば、C〜C)、アシル(例えば、C〜C)、(場合により置換された)アリールオキシ(例えば、C〜C)、(場合により置換された)アルキルエステル、(場合により置換された)アリールエステル、(場合により置換された)アルカノイル、(場合により置換された)アロイル、カルボキシ、保護カルボキシ、シアノ、ニトロ、アミノ、置換アミノ、(一置換)アミノ、(二置換)アミノ、保護アミノ、アミド、カルバメート、ラクタム、尿素、ウレタン、スルホニル等から選択される1つまたは複数の基で場合により置換されている。
「置換フェニル」という用語は、例えば、ビフェニルまたはナフチル基が生じるように置換されているまたは置換されていない、ハロゲン、ヒドロキシ、保護ヒドロキシ、シアノ、ニトロ、トリフルオロメチル、C〜Cアルキル、C〜Cアルコキシ、C〜Cアシル、C〜Cアシルオキシ、カルボキシ、オキシカルボキシ、保護カルボキシ、カルボキシメチル、保護カルボキシメチル、ヒドロキシメチル、保護ヒドロキシメチル、アミノ、保護アミノ、(一置換)アミノ、保護(一置換)アミノ、(二置換)アミノ、カルボキサミド、保護カルボキサミド、N−(C〜Cアルキル)カルボキサミド、保護N−(C〜Cアルキル)カルボキサミド、N,N−ジ(C〜Cアルキル)カルボキサミド、トリフルオロメチル、N−((C〜Cアルキル)スルホニル)アミノ、N−(フェニルスルホニル)アミノまたはフェニルからなる群から選択される1つまたは複数の部分、場合によっては1つ、2つ、または3つの部分で置換されたフェニル基を指す。
「置換フェニル」という用語の例としては、2、3もしくは4−クロロフェニル、2,6−ジクロロフェニル、2,5−ジクロロフェニル、3,4−ジクロロフェニル、2、3もしくは4−ブロモフェニル、3,4−ジブロモフェニル、3−クロロ−4−フルオロフェニル、2、3もしくは4−フルオロフェニルなどのモノ−もしくはジ(ハロ)フェニル基;2、3、もしくは4−ヒドロキシフェニル、2,4−ジヒドロキシフェニル、それらの保護ヒドロキシ誘導体などのモノまたはジ(ヒドロキシ)フェニル基;2、3、もしくは4−ニトロフェニルなどのニトロフェニル基;シアノフェニル基、例えば、2、3もしくは4−シアノフェニル;2、3、もしくは4−メチルフェニル、2,4−ジメチルフェニル、2、3もしくは4−(イソプロピル)フェニル、2、3、もしくは4−エチルフェニル、2、3もしくは4−(n−プロピル)フェニルなどのモノ−もしくはジ(アルキル)フェニル基;モノまたはジ(アルコキシ)フェニル基、例えば、2,6−ジメトキシフェニル、2、3もしくは4−(イソプロポキシ)フェニル、2、3もしくは4−(t−ブトキシ)フェニル、3−エトキシ−4−メトキシフェニル等;2、3もしくは4−トリフルオロメチルフェニル;2、3もしくは4−カルボキシフェニルまたは2,4−ジ(保護カルボキシ)フェニルなどのモノ−もしくはジカルボキシフェニルまたは(保護カルボキシ)フェニル基;2、3もしくは4−(保護ヒドロキシメチル)フェニルまたは3,4−ジ(ヒドロキシメチル)フェニルなどのモノ−もしくはジ(ヒドロキシメチル)フェニルまたは(保護ヒドロキシメチル)フェニル;2、3もしくは4−(アミノメチル)フェニルまたは2,4−(保護アミノメチル)フェニルなどのモノ−もしくはジ(アミノメチル)フェニルまたは(保護アミノメチル)フェニル;あるいは2、3もしくは4−(N−(メチルスルホニルアミノ))フェニルなどのモノ−もしくはジ(N−(メチルスルホニルアミノ))フェニルが挙げられる。また、「置換フェニル」という用語は、置換基が様々な二置換フェニル基、例えば、3−メチル−4−ヒドロキシフェニル、3−クロロ−4−ヒドロキシフェニル、2−メトキシ−4−ブロモフェニル、4−エチル−2−ヒドロキシフェニル、3−ヒドロキシ−4−ニトロフェニル、2−ヒドロキシ−4−クロロフェニル等を表す。
「(置換フェニル)アルキル」という用語は、上記のアルキル基の1つに付着した上記の置換フェニル基の1つを指す。(置換フェニル)アルキルは、別の部分と連結している。(置換フェニル)アルキルの例としては、2−フェニル−1−クロロエチル、2−(4’−メトキシフェニル)エチル、4−(2’,6’−ジヒドロキシフェニル)n−ヘキシル、2−(5’−シアノ−3’−メトキシフェニル)n−ペンチル、3−(2’,6’−ジメチルフェニル)n−プロピル、4−クロロ−3−アミノベンジル、6−(4’−メトキシフェニル)−3−カルボキシ(n−ヘキシル)、5−(4’−アミノメチルフェニル)−3−(アミノメチル)n−ペンチル、5−フェニル−3−オキソ−n−ペンタ−1−イル、(4−ヒドロキシナフタ−2−イル)メチル等のような基が挙げられる。
「アル(ar)」または「アリール」という用語は、フェニル、ナフチルおよびビフェニルなどの6〜12個の員を有することが好ましい芳香族の同素環式(すなわち、炭化水素)の単環式、二環式または三環式環含有基を指す。アリール基は、別段の指定のない限り、アルキル(場合により置換されたアルキル)、(場合により置換された)アルケニル、(場合により置換された)アリール、(場合により置換された)ヘテロシクロ、ハロ、ヒドロキシ、(場合により置換された)アルコキシ、(場合により置換された)アリールオキシ、(場合により置換された)アルカノイル、アロイル、(場合により置換されている)、(場合により置換された)アルキルエステル、(場合により置換された)アリールエステル、シアノ、ニトロ、アミノ、置換アミノ、アミド、カルバメート、ラクタム、尿素、ウレタン、スルホニル等から選択される1つまたは複数の基で場合により置換されている。場合により、隣接する置換基は、それらが結合している原子と共に、3〜7員環を形成する。
「ヘテロアリール」という用語は、酸素、硫黄および/または窒素原子などの1〜4個のヘテロ原子を単独でまたは追加の窒素、硫黄もしくは酸素環原子と併せて有する、場合により置換された5員または6員環を指す。さらに、上記の場合により置換された5員または6員環は、場合により縮合させて芳香族5員または6員環系とすることができる。例えば、該環は、場合により縮合させてベンゼン、ピリジンまたはトリアゾール系などの芳香族5員または6員環系とすることができる。
以下の環系は、「ヘテロアリール」という用語により示す複素環式(置換されていても置換されていなくてもよい)官能基の例である。チエニル、フリル、ピロリル、イミダゾリル、ピラゾリル、オキサゾリル、イソキサゾリル、チアゾリル、イソチアゾリル、トリアゾリル、チアジアゾリル、オキサジアゾリル、テトラゾリル、チアトリアゾリル、オキサトリアゾリル、ピリジル、ピリミジル、ピラジニル、ピリダジニル、オキサジニル、トリアジニル、チアジアジニルテトラゾロ、1,5−[b]ピリダジニルおよびプリニル、ならびにベンゾ縮合誘導体、例えば、ベンズオキサゾリル、ベンズチアゾリル、ベンズイミダゾリルおよびインドリル。
ヘテロアリール基は、別段の指定のない限り、1つ〜3つのハロ、トリハロメチル、アミノ、保護アミノ、アミノ塩、一置換アミノ、二置換アミノ、カルボキシ、保護カルボキシ、カルボキシレート塩、ヒドロキシ、保護ヒドロキシ、ヒドロキシ基の塩、低級アルコキシ、低級アルキルチオ、(場合により置換された)アルキル、(場合により置換された)シクロアルキル、(場合により置換された)(シクロアルキル)アルキル、(場合により置換された)フェニル、フェニルアルキル(場合により置換されたフェニルアルキル)から選択される1つまたは複数の基で場合により置換されている。ヘテロアリール基の置換基は今までに定義した通りである、またはトリハロメチルの場合、トリフルオロメチル、トリクロロメチル、トリブロモメチル、またはトリヨードメチルとすることができる。ヘテロアリール環の上記の置換基と併せて使用する場合、「低級アルコキシ」は、C〜Cアルコキシ基を意味し、同様に、「低級アルキルチオ」は、C〜Cアルキルチオ基を意味する。
「複素環」、「複素環式」、「複素環式基」または「ヘテロシクロ」という用語は、少なくとも1つの炭素原子含有環中に少なくとも1つのヘテロ原子を有する芳香族(「ヘテロアリール」)または非芳香族環式基(例えば、合計で3〜10個の環原子を含有することが好ましい3〜13員単環式、7〜17員二環式、または10〜20員三環式環系)を含めた完全飽和または部分不飽和または完全不飽和を指す。ヘテロ原子を含有する複素環式基の各環は、窒素原子、酸素原子および/または硫黄原子から選択される1、2、3または4個のヘテロ原子を有することができ、窒素および硫黄ヘテロ原子は、場合により酸化されていてもよく、窒素ヘテロ原子は場合により四級化されていてもよい。複素環式基は、該環または環系の任意のヘテロ原子または炭素原子に付着することができる。複素環の窒素に付着した複素環式基はN付着複素環と呼び、複素環の炭素に付着した複素環式基はC付着複素環と呼ぶ。多環複素環の環は、1つまたは複数のスピロユニオンを介して縮合、ブリッジおよび/または接続させることができる。
例示的な単環式複素環式基としては、ピロリジニル、ピロリル、ピラゾリル、オキセタニル、ピラゾリニル、イミダゾリル、イミダゾリニル、イミダゾリジニル、オキサゾリル、オキサゾリジニル、イソキサゾリニル、イソキサゾリル、チアゾリル、チアジアゾリル、チアゾリジニル、イソチアゾリル、イソチアゾリジニル、フリル、テトラヒドロフリル、チエニル、オキサジアゾリル、ピペリジニル、ピペラジニル、2−オキソピペラジニル、2−オキソピペリジニル、2−オキソピロロジニル、2−オキソアゼピニル、アゼピニル、4−ピペリドニル(piperidonyl)、ピリジル、ピラジニル、ピリミジニル、ピリダ
ジニル、トリアジニル、テトラヒドロピラニル、テトラゾイル(tetrazoyl)、トリアゾ
リル、モルホリニル、チアモルホリニル、チアモルホリニルスルホキシド、チアモルホリニルスルホン、1,3−ジオキソランおよびテトラヒドロ−1,1−ジオキソチエニル等が挙げられる。
例示的な二環式複素環式基としては、インドリル、ベンゾチアゾリル、ベンズオキサゾリル、ベンゾチエニル、キヌクリジニル、キノリニル、テトラ−ヒドロイソキノリニル、イソキノリニル、ベンズイミダゾリル、ベンゾピラニル、インドリジニル、ベンゾフリル、ベンゾフラニル(benzofuranly)、ジヒドロベンゾフラニル、クロモニル(chromonyl
)、クマリニル、ベンゾジオキソリル、ジヒドロベンゾジオキソリル、ベンゾジオキシニル、シンノリニル、キノキサリニル、インダゾリル、ピロロピリジル、フロピリジニル(フロ[2,3−c]ピリジニル、フロ[3,2−b]ピリジニル、またはフロ[2,3−b]ピリジニルなど)、ジヒドロイソインドリル、ジヒドロキナゾリニル(3,4−ジヒドロ−4−オキソ−キナゾリニルなど)、テトラヒドロキノリニル、アザビシクロアルキル(6−アザビシクロ[3.2.1]オクタンなど)、アザスピロアルキル(1,4ジオキサ−8−アザスピロ[4.5]デカンなど)、イミダゾピリジニル(イミダゾ[1,5−a]ピリジン−3−イルなど)、トリアゾロピリジニル(1,2,4−トリアゾロ[4,3−a]ピリジン−3−イルなど)、およびヘキサヒドロイミダゾピリジニル(1,5,6,7,8,8a−ヘキサヒドロイミダゾ[1,5−a]ピリジン−3−イルなど)等が挙げられる。
例示的な三環式複素環式基としては、カルバゾリル、ベンジドリル、フェナントロリニル、アクリジニル、フェナントリジニル、キサンテニル等が挙げられる。
ヘテロシクロ基は、別段の指定のない限り、(置換アルキルを含めた)アルキル、アルケニル、オキソ、(置換アリールを含めた)アリール、(置換ヘテロシクロを含めた)ヘテロシクロ、(場合により置換された)カルボシクロ、ハロ、ヒドロキシ、(場合により置換された)アルコキシ、(場合により置換された)アリールオキシ、(場合により置換された)アルカノイル、(場合により置換された)アロイル、(場合により置換された)アルキルエステル、(場合により置換された)アリールエステル、シアノ、ニトロ、アミド、アミノ、置換アミノ、ラクタム、尿素、ウレタン、スルホニル等から選択される1つまたは複数の基で場合により置換されており、場合により置換基の1つまたは複数の対が、それらが結合している原子と共に3〜7員環を形成する。
「アルカノイル」という用語は、カルボニル基に連結した(上記のように場合により置換されていてもよい)アルキル基(すなわち−−C(O)−アルキル)を指す。同様に、「アロイル」という用語は、カルボニル基に連結した(上記のように場合により置換されていてもよい)アリール基(すなわち、−−C(O)−アリール)を指す。
「(一置換)アミノ」という用語は、フェニル、置換フェニル、(置換アルキルを含めた)アルキル、C〜Cアシル、(C〜C置換アルケニルを含めた)C〜Cアルケニル、C〜Cアルキニル、(C〜C16置換アルキルアリールを含めた)C〜C16アルキルアリール、およびヘテロアリール基からなる群から選択される1つの置換基を有するアミノ基を指す。(一置換)アミノは、「保護(一置換)アミノ」という用語により包含されるアミノ保護基をさらに有することができる。「(二置換)アミノ」という用語は、フェニル、置換フェニル、アルキル、置換アルキル、C〜Cアシル、C〜Cアルケニル、C〜Cアルキニル、C〜C16アルキルアリール、C〜C16置換アルキルアリールおよびヘテロアリールからなる群から選択される2つの置換基を有するアミノ基を指す。2つの置換基は同じでも異なっていてもよい。
「ヘテロアリール(アルキル)」という用語は、上で定義したようにヘテロアリール基により任意の位で置換された、上で定義したアルキル基を指す。
「同配体」は、様々な分子式を有するが、同様または同一の外殻電子配置を有し、同様の性質(例えば、薬理学的性質(例えば、薬物動態学および薬力学))も有する様々な原子、分子、またはイオンである。
「部分」は、分子の特定のセグメントまたは官能基を指す。化学的部分は、分子に埋め込まれたまたは付加された、認識されている化学成分であることが多い。
本明細書において使用する場合、「R」という用語およびその関連する用語R1、R2、R3等は、本明細書に定義の置換基を示す。
「スルフェート」は、SO を指す。
「ニトロ」は、−NOラジカルを指す。
「オキサ」は、−O−ラジカルを指す。
「オキソ」は、=Oラジカルを指す。
「スルホニル」は、基:−S(O)−H、−S(O)−(アルキル)、−S(O)−(シクロアルキル)、−S(O)−(アミノ)、−S(O)−(アリール)、−S(O)−(ヘテロアリール)、および−S(O)−(ヘテロシクロアルキル)を指す。「スルホンアミジル」または「スルホンアミド」は、−S(=O)−NRRラジカルを指し、式中、各Rは独立して、水素、アルキル、シクロアルキル、アリール、(環炭素を介して結合した)ヘテロアリールおよび(環炭素を介して結合した)ヘテロ脂環からなる群から選択される。−S(=O)−NRRラジカルの−NRR中のR基は、それが付着している窒素と共に4、5、6、または7員環(−S(O)−(ヘテロシクロアルキル)を形成することができる。一部の実施形態において、それはC〜C10スルホンアミドであり、スルホンアミド中の各Rは、合計で1個の炭素、2個の炭素、3個の炭素、または4個の炭素を含有する。スルホンアミド基は、アルキル、シクロアルキル、アリール、ヘテロアリールについてそれぞれ本明細書において記載している置換基の1つまたは複数により場合により置換されている。「スルホン」は、−S(O)−(アルキル)、−S(O)−(アリール)、−S(O)−(ヘテロアリール)、または(スルホン基がヘテロシクロアルキル中の炭素原子に付着している場合は)−S(O)−(ヘテロシクロアルキル)を指す。スルホンアミド基は、アルキル、シクロアルキル、アリール、ヘテロアリールについてそれぞれ本明細書において記載している置換基の1つまたは複数により場合により置換されている。
本明細書において使用する場合、「標識」およびそれらの文法的変形は、例えば、サキシトキシン類似体などの、別の化合物に直接的または間接的にコンジュゲートし、その結果「標識された」化合物が生じる検出可能な化合物または組成物を指す。標識は、検出可能な部分を含む。検出可能な部分は、直接的または間接的に、検出可能な信号を生成することができるものとすることができる。標識は、それ自体(例えば放射性同位元素標識または蛍光標識)により検出可能でもよく、または酵素的標識の場合、検出可能な基質化合物もしくは組成物の化学的変化を触媒してもよい。
化合物は、検出可能な信号を生成する標識、例えば放射性同位元素、蛍光物質、酵素、抗体、磁性粒子などの粒子、化学発光物質、量子ドット、または特異的結合分子等に直接的または間接的にコンジュゲートすることができる。好ましい標識としては、蛍光標識、標識酵素および放射性同位元素が挙げられるが、これらに限定されない。好適な標識としては、例えば、ルシフェリン、フルオレセインイソチオシアネート、ローダミン、テトラメチルローダミン、エオシン、エリスロシン、クマリン、メチル−クマリン、ピレン、マラカイトグリーン(Malacite green)、スチルベン、ルシファーイエロー、CASCA
DE BLUE(登録商標)、TEXAS RED(登録商標)、IAEDANS、EDANS、BODIPY FL、LC Red640、Cy5、Cy5.5、LC Red705およびOREGON GREEN(商標)などの蛍光または化学発光化合物が挙げられる。好適な光学染料は、参照により本明細書に明示的に組み込む1996 Molecular Probes Handbook by Richard P. Hauglandに記載されている。
好適な標識としては、蛍光タンパク質またはペプチド(例えば、緑色蛍光タンパク質(GFP)およびGFP変異体および関連するペプチド);(GFP;Chalfieら、Science
263巻(5148号):802〜805頁(1994年2月11日);およびEGF
P;Clontech--Genbank Accession Number U55762)、青色蛍光タンパク質(BFP;Quantum Biotechnologies, Inc. 1801 de Maisonneuve Blvd. West、8th Floor
、Montreal(Quebec)Canada H3H 1J9、Stauber、R. H. Biotechniques 24巻(3号):462〜471頁(1998年);3. Heim, R.およびTsien, R. Y. Curr. Biol. 6巻:178〜182頁(1996年))、強化黄色蛍光タンパク質(EYFP;Clontech Laboratories, Inc.、1020 East Meadow Circle、Palo Alto、Calif. 94303)、ルシフェラーゼ(Ichikiら、J. Immunol. 150巻(12号):5408〜5417頁(1993年))、およびウミシイタケWO92/15673、WO95/07463、WO98/14605、WO98/26277、WO99/49019、米国特許第5,292,658号、米国特許第5,418,155号、米国特許第5,683,888号、米国特許第5,741,668号、米国特許第5,777,079号、米国特許第5,804,387号、米国特許第5,874,304号、米国特許第5,876,995号、および米国特許第5,925,558号)も挙げられる。
好適な標識としては、放射活性標識(例えば、1251、35S、32P、18F、14C、H等)、特異的結合分子(例えば、ビオチン、ストレプトアビジン、ジゴキシンおよび抗ジゴキシン等)を含めた生物学的標識、アルカリ性ホスファターゼ、β−ガラクトシダーゼ(Nolan,ら、Proc Natl Acad Sci USA 85巻(8号):2603〜2607頁(1988年4月))、またはホースラディッシュペルオキシダーゼなどの酵素、ならびに他の標識も挙げられる。上で引用した参考文献の全ては参照により本明細書に明確に組み込まれている。
Hunterら、Nature、144巻:945頁(1962年)、Davidら、Biochemistry、13巻:1014頁(1974年)、Painら、J. Immunol. Meth.、40巻:219頁(19
81年)、およびNygren, J. Histochem. and Cytochem.、30巻:407頁(1982年)により記載されている方法を含めた、検出可能な部分をサキシトキシン類似体にもしくはその中に組み込むため、またはサキシトキシン類似体を検出可能な部分にコンジュゲートさせるための当技術分野において公知の任意の方法を用いることができる。
本明細書において使用する場合、「抗体」という用語は、最も広い意味で使用し、例えば、ポリクローナル抗体、モノクローナル抗体、多エピトープ特異性を有する抗体組成物、単鎖、および抗体のフラグメントを包含する。本明細書において使用する場合、「モノクローナル抗体」という用語は、実質的に均一な抗体の集団(すなわち、集団を構成する個々の抗体が、少量存在し得る自然に発生するあり得る変異体以外は同一である)から得られる抗体を指す。
特定のポリペプチドまたは特定のポリペプチド上のエピトープに「特異的に結合する」または「特異的な」抗体は、任意の他のポリペプチドまたはポリペプチドエピトープに実質的に結合することなく特定のポリペプチドまたは特定のポリペプチド上のエピトープに結合する抗体である。
本明細書において使用する場合、「抗体フラグメント」という用語およびそれらの文法的変形は、無傷の抗体の部分、好ましくは無傷の抗体の抗原結合または可変領域を含む分子を指す。抗体フラグメントの例としては、Fab、Fab’、F(ab’)。sub.2、およびFvフラグメント;二重特異性抗体;線状抗体(Zapataら、Protein Eng.
8巻(10号):1057〜1062頁[1995年]);単鎖抗体分子;および抗体フラグメントから形成される多重特異性抗体が挙げられる。抗体のパパイン消化により、「Fab」フラグメントと呼ばれる2つの同一の抗原結合フラグメントが生じ、それぞれが単一の抗原結合部位、およびその名称が容易に結晶化する能力を反映している残りの「Fc」フラグメントを有する。ペプシン処理により、2つの抗原結合部位を有し、依然として抗原を架橋することができるF(ab’)フラグメントが生じる。
本明細書において使用する場合、「Fv」という用語は、完全な抗原認識および結合部位を含有する最小の抗体フラグメントを指す。この領域は、密接に非共有結合的に会合した1つの重鎖可変ドメインおよび1つの軽鎖可変ドメインのダイマーからなる。この配置において、各可変ドメインの3つのCDRが相互作用して、V〜Vダイマーの表面に抗原結合部位を規定する。まとめると、6つのCDRにより、抗体に抗原結合特異性が付与される。しかし、単一の可変ドメイン(または抗原に特異的なCDRを3つしか含まないFvの半分)でさえ、抗原を認識および結合する能力を有するが、結合部位全体より親和性が低い。
本明細書において使用する場合、「Fabフラグメント」という用語は、軽鎖の定常ドメインおよび重鎖の第一定常ドメイン(CH1)を含有する抗体フラグメントを指す。Fabフラグメントは、抗体ヒンジ領域に由来する1つまたは複数のシステインを含む重鎖CH1ドメインのカルボキシ末端への数個の残基の付加によりFab’フラグメントとは異なる。Fab’−SHは、本明細書において、定常ドメインのシステイン残基(複数可)が遊離チオール基を有するFab’の名称である。F(ab’)抗体フラグメントは、元来、それらの間にヒンジシステインを有するFab’フラグメントの対として製造された。抗体フラグメントの他の化学的カップリングも公知である。
任意の脊椎動物種に由来する抗体の「軽鎖」(免疫グロブリン)は、カッパおよびラムダと呼ばれる2つの明確に異なるタイプの一方に、それらの定常ドメインのアミノ酸順序に基づいて割り当てることができる。
「単鎖Fv」または「sFv」抗体フラグメントは、抗体のVおよびVドメインを含み、これらのドメインは、単一のポリペプチド鎖中に存在する。Fvポリペプチドは、sFvが抗原結合の所望の構造を形成することを可能にするVとVドメインの間のポリペプチドリンカーをさらに含むことが好ましい。sFvの概説については、The Pharmacology of Monoclonal Antibodies、113巻、RosenburgおよびMoore編、Springer-Verlag、New York、269〜315頁(1994年)のPluckthunを参照されたい。
それらの重鎖の定常ドメインのアミノ酸配列に応じて、免疫グロブリンは様々なクラスに割り当てることができる。5つ主要なクラスの免疫グロブリン:IgA、IgD、IgE、IgG、およびIgMが存在し、これらのいくつかは、さらなるサブクラス(イソタイプ)、例えば、IgG1、IgG2、IgG3、IgG4、IgA、およびIgA2に分類することができる。
本明細書において使用する場合、「二重特異性抗体」という用語は、2つの抗原結合部位を有する小さい抗体フラグメントを指し、そのフラグメントは同じポリペプチド鎖(V−V)において軽鎖可変ドメイン(V)と連結した重鎖可変ドメイン(V)を含む。同じ鎖の2つのドメイン間の対形成を可能にするには短すぎるリンカーを使用することにより、各ドメインは別の鎖の相補ドメインとの対形成を強いられ、2つの抗原結合部位を生じる。二重特異性抗体は、例えば、EP404,097;WO93/11161;Hollingerら、Proc. Natl. Acad. Sci. USA、90巻:6444〜6448頁(1993年)によりさら詳しく記載されている。
本明細書に記載のサキシトキシン類似体化合物は、別の分子に連結していてもよく、その別の分子は標識として役立つことができるおよび/またはサキシトキシン類似体を特定の場所、臓器、組織、細胞、もしくは細胞区画に向けるのに役立つことができる。例えば、抗体または抗体フラグメントは、サキシトキシン類似体を特定の電位開口型ナトリウムチャネルアイソフォームまたはNaV発現細胞種に向けるために効果的なサキシトキシン
類似体に連結させることができる。本明細書において使用する場合、「サキシトキシン類似体を…に向ける」という句において使用する「向ける」という用語は、サキシトキシン類似体が所望の場所、臓器、組織、細胞、もしくは細胞区画に結合することができる、またはその近くにサキシトキシン類似体を置くことができることを示すために使用する。
本明細書において使用する場合、「画像化」という用語は、X線画像化、コンピュータ支援断層撮影法(CAT)スキャン画像化、陽電子放出断層撮影法(PET)スキャン画像化、磁気共鳴映像法(MRI)、単一光子放出コンピュータ断層撮影法(SPECT)画像化などの画像化装置および方法を使用した、被験体、または被験体の一部分の描写の生成を指す。
例えば、PET画像化は、関心被験体における陽電子放出放射性核種の断層画像の作成を伴う。放射性核種標識医薬品、すなわち、放射性医薬品を画像化被験体に投与する。検出リングおよび検出エレクトロニクスを含むPET画像化系内に被験体を位置決めする。放射性核種が崩壊するにつれて、「陽電子」として公知の正に帯電した光子が放出される。FDG(すなわち、18F−フルオロデオキシグルコース)などの一般的に使用される放射性医薬品については、これらの陽電子は、電子との衝突の前に被験体の組織の中を数ミリメートルしか移動せず、相互消滅が発生する。陽電子/電子消滅により、約511keVエネルギーで放出される一対の反対方向のガンマ線が生じる。
これらのガンマ線が、検出リングのシンチレータ構成要素により検出される。ガンマ線が衝突すると、これらの構成要素中の発光物質が光を放出し、それがフォトダイオードまたは光電子倍増管などの光検出器構成要素により検出される。光検出器からの信号は、ガンマ線の入射として処理される。2本のガンマ線が相対して位置決めされたシンチレータにほぼ同時に衝突すると、同時入射が記録される。データソートユニットが同時入射を処理してどれが真の同時入射事象であるかを判定し、不感時間および単一のガンマ線検出を示すデータを選別する。同時入射事象を分類および統合して、被験体における放射性核種標識医薬品の分布を示す画像として再構成することができるPETデータのフレームを形成する。
MRIは、x線または他の電離放射線を使用することなく人体内の画像を作成することができる医用画像化モダリティである。MRIは強力な磁石を使用して強力で均一な、静磁場(すなわち、「主磁場」)を作成する。人体、または人体の一部が主磁場に配置されると、組織液中の水素原子核に付随する核スピンが分極するようになる。このことは、これらのスピンに付随する磁気モーメントが主磁場の方向に沿って優先的に整列するようになり、軸(慣習的に「z軸」)に沿ってわずかな正味の組織の磁化が生じることを意味する。MRI系は、電流が流れると振幅がより小さく空間的に変化する磁場を生じる傾斜磁場コイルと呼ばれる構成要素も含む。一般に、傾斜磁場コイルは、z軸に沿って整列し、x、yまたはz軸の1つに沿った位置と共に振幅が直線的に変化する磁場構成要素を作成するように設計される。傾斜磁場コイルの効果は、単一の軸に沿って磁場強度に対して、これと同時に核スピンの共鳴周波数に対して小さい勾配を作成することである。身体の各所でシグネチャ共鳴周波数を作成することにより直交軸を有する3つの傾斜磁場コイルを使用して、MR信号が「空間的にエンコード」される。高周波(RF)コイルを使用して、水素原子核の共鳴周波数でまたはその近くでRFエネルギーのパルスが作成される。これらのコイルを使用して、制御された様式で核スピン系にエネルギーが付加される。次いで、核スピンが緩和してそれらの静止エネルギー状態に戻るにつれて、RF信号の形態のエネルギーが手放される。この信号がMRI系により検出され、コンピュータおよび公知のアルゴリズムを使用してMR画像を再構成するために使用し得る多数の追加の信号と組み合わせられる。
議論
本開示の実施形態は、疼痛を研究、画像化、および治療するための方法および組成物を提供する。本開示の実施形態は、疼痛を研究、治療、および画像化するために使用することができるサキシトキシン類似体化合物(例えば、サキシトキシン型化合物、ネオサキシトキシン型化合物、およびゴニオトキシン型化合物)を調製する方法を提供する。特に、本開示の施形態は、ナトリウムイオンチャネル機能のアンタゴニストとしてのin vivo効力を有するサキシトキシン類似体化合物を提供する。本開示の実施形態は、新しい、新規の方法を介したサキシトキシン類似体化合物の調製を提供する。該方法の実施形態により、構造の選択的修飾が可能となり、その結果、設計される化合物が改善した受容体特異性および/または薬物動態学的性質を有することができる。さらに、本開示の実施形態は、蛍光および/または放射標識形態のサキシトキシン類似体化合物を調製し、その結果、ゴニオトキシン型化合物を含めたサキシトキシン類似体を、疼痛を画像化し、疼痛の場所および/または源を測定するために使用することができる方法を提供する。さらに、サキシトキシン類似体化合物の実施形態は、特定のナトリウムチャネルアイソフォームに対して阻害効果を示すように設計することができる。
構造A
該化合物の実施形態は、構造A、その異性体、その互変異性体、またはこれらのいずれかのプロドラッグ、またはこれらのいずれかの薬学的に許容される塩を包含する。
Figure 2020105230

R1は、水素、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルコキシ、シアノ、ハロアルキル、ジハロアルキル、トリハロアルキル、ペルハロアルキル、ペルフルオロアルキル、シクロアルキル、(シクロアルキル)アルキル、置換フェニル、(置換フェニル)アルキル、アリール、ヘテロアリール、複素環式、ヘテロシクロ、アルカノイル、(一置換)アミノ、保護(一置換)アミノ、(二置換)アミノ、ヘテロアリール(アルキル)、ニトロ、オキサ、オキソ、スルホニル、スルホンアミド、スルホン、−OR、=O、−C(=O)R、−OC(=O)R、−OC(=O)OR、−OC(=O)N(R、−CO、−CN、−SCN、−SR、−SOR、−SO、−NO、−N(R、−NHC(O)R、または−C(R(式中、Rは出現する毎に、独立して、水素、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルコキシ、シアノ、ハロアルキル、ジハロアルキル、トリハロアルキル、ペルハロアルキル、ペルフルオロアルキル、シクロアルキル、(シクロアルキル)アルキル、置換フェニル、(置換フェニル)アルキル、アリール、ヘテロアリール、複素環式、ヘテロシクロ、アルカノイル、(一置換)アミノ、保護(一置換)アミノ、(二置換)アミノ、ヘテロアリール(アルキル)、ニトロ、オキサ、オキソ、スルホニル、スルホンアミド、またはスルホンなどの基とすることができる)などの基とすることができる。
R2は、水素、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルコキシ、シアノ、ハロアルキル、ジハロアルキル、トリハロアルキル、ペルハロアルキル、ペルフルオロアルキル、シクロアルキル、(シクロアルキル)アルキル、置換フェニル、(置換フェニル)アルキル、アリール、ヘテロアリール、複素環式、ヘテロシクロ、アルカノイル、ヘテロアリール(アルキル)、オキサ、オキソ、スルホニル、スルホンアミド、スルホン、−OR、−C(=O)R、−OC(=O)R、−OC(=O)OR、−OC(=O)N(R、−CO、−CN、−SO、−NO、−または−C(R(式中、Rは出現する毎に、独立して、水素、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルコキシ、シアノ、ハロアルキル、ジハロアルキル、トリハロアルキル、ペルハロアルキル、ペルフルオロアルキル、シクロアルキル、(シクロアルキル)アルキル、置換フェニル、(置換フェニル)アルキル、アリール、ヘテロアリール、複素環式、ヘテロシクロ、アルカノイル、(一置換)アミノ、保護(一置換)アミノ、(二置換)アミノ、ヘテロアリール(アルキル)、ニトロ、オキサ、オキソ、スルホニル、スルホンアミド、またはスルホンなどの基とすることができる)などの基とすることができる。
R3は、水素、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルコキシ、シアノ、ハロアルキル、ジハロアルキル、トリハロアルキル、ペルハロアルキル、ペルフルオロアルキル、シクロアルキル、(シクロアルキル)アルキル、置換フェニル、(置換フェニル)アルキル、アリール、ヘテロアリール、複素環式、ヘテロシクロ、アルカノイル、(一置換)アミノ、保護(一置換)アミノ、(二置換)アミノ、ヘテロアリール(アルキル)、オキサ、オキソ、スルホニル、スルホンアミド、スルホン、−OR、=O、−C(=O)R、−OC(=O)R、−OC(=O)OR、−OC(=O)N(R、−CO、−CN、−SCN、−SR、−SOR、−SO、−N(R、−NHC(O)R、または−C(R(式中、Rは出現する毎に、独立して、水素、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルコキシ、シアノ、ハロアルキル、ジハロアルキル、トリハロアルキル、ペルハロアルキル、ペルフルオロアルキル、シクロアルキル、(シクロアルキル)アルキル、置換フェニル、(置換フェニル)アルキル、アリール、ヘテロアリール、複素環式、ヘテロシクロ、アルカノイル、(一置換)アミノ、保護(一置換)アミノ、(二置換)アミノ、ヘテロアリール(アルキル)、ニトロ、オキサ、オキソ、スルホニル、スルホンアミド、またはスルホンなどの基とすることができる)などの基とすることができる。
R4は、水素、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルコキシ、シアノ、ハロアルキル、ジハロアルキル、トリハロアルキル、ペルハロアルキル、ペルフルオロアルキル、シクロアルキル、(シクロアルキル)アルキル、置換フェニル、(置換フェニル)アルキル、アリール、ヘテロアリール、複素環式、ヘテロシクロ、アルカノイル、(一置換)アミノ、保護(一置換)アミノ、(二置換)アミノ、ヘテロアリール(アルキル)、オキサ、オキソ、スルホニル、スルホンアミド、スルホン、−OR、=O、−C(=O)R、−OC(=O)R、−OC(=O)OR、−OC(=O)N(R、−CO、−CN、−SCN、−SR、−SOR、−SO、−N(R、−NHC(O)R、または−C(R(式中、Rは出現する毎に、独立して、水素、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルコキシ、シアノ、ハロアルキル、ジハロアルキル、トリハロアルキル、ペルハロアルキル、ペルフルオロアルキル、シクロアルキル、(シクロアルキル)アルキル、置換フェニル、(置換フェニル)アルキル、アリール、ヘテロアリール、複素環式、ヘテロシクロ、アルカノイル、(一置換)アミノ、保護(一置換)アミノ、(二置換)アミノ、ヘテロアリール(アルキル)、ニトロ、オキサ、オキソ、スルホニル、スルホンアミド、またはスルホンなどの基とすることができる)などの基とすることができる。
R5は、水素、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルコキシ、シアノ、ハロアルキル、ジハロアルキル、トリハロアルキル、ペルハロアルキル、ペルフルオロアルキル、シクロアルキル、(シクロアルキル)アルキル、置換フェニル、(置換フェニル)アルキル、アリール、ヘテロアリール、複素環式、ヘテロシクロ、アルカノイル、(一置換)アミノ、保護(一置換)アミノ、(二置換)アミノ、ヘテロアリール(アルキル)、ニトロ、オキサ、オキソ、スルホニル、スルフェート、スルホンアミド、スルホン、−OR、=O、−C(=O)R、−OC(=O)R、−OC(=O)OR、−OC(=O)N(R、−CO、−CN、−SCN、−SR、−SOR、−SO、−NO、−N(R、−NHC(O)R、または−C(R(式中、Rは出現する毎に、独立して、水素、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルコキシ、シアノ、ハロアルキル、ジハロアルキル、トリハロアルキル、ペルハロアルキル、ペルフルオロアルキル、シクロアルキル、(シクロアルキル)アルキル、置換フェニル、(置換フェニル)アルキル、アリール、ヘテロアリール、複素環式、ヘテロシクロ、アルカノイル、(一置換)アミノ、保護(一置換)アミノ、(二置換)アミノ、ヘテロアリール(アルキル)、ニトロ、オキサ、オキソ、スルホニル、スルホンアミド、またはスルホンなどの基とすることができる)などの基とすることができる。
R6は、水素、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルコキシ、シアノ、ハロアルキル、ジハロアルキル、トリハロアルキル、ペルハロアルキル、ペルフルオロアルキル、シクロアルキル、(シクロアルキル)アルキル、置換フェニル、(置換フェニル)アルキル、アリール、ヘテロアリール、複素環式、ヘテロシクロ、アルカノイル、(一置換)アミノ、保護(一置換)アミノ、(二置換)アミノ、ヘテロアリール(アルキル)、ニトロ、オキサ、オキソ、スルホニル、スルフェート、スルホンアミド、スルホン、−OR、=O、−C(=O)R、−OC(=O)R、−OC(=O)OR、−OC(=O)N(R、−CO、−CN、−SCN、−SR、−SOR、−SO、−NO、−N(R、−NHC(O)R、または−C(R(式中、Rは出現する毎に、独立して、水素、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルコキシ、シアノ、ハロアルキル、ジハロアルキル、トリハロアルキル、ペルハロアルキル、ペルフルオロアルキル、シクロアルキル、(シクロアルキル)アルキル、置換フェニル、(置換フェニル)アルキル、アリール、ヘテロアリール、複素環式、ヘテロシクロ、アルカノイル、(一置換)アミノ、保護(一置換)アミノ、(二置換)アミノ、ヘテロアリール(アルキル)、ニトロ、オキサ、オキソ、スルホニル、スルホンアミド、またはスルホンなどの基とすることができる)などの基とすることができる。
R7は、水素、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルコキシ、シアノ、ハロアルキル、ジハロアルキル、トリハロアルキル、ペルハロアルキル、ペルフルオロアルキル、シクロアルキル、(シクロアルキル)アルキル、(置換フェニル)アルキル、アリール、ヘテロアリール、複素環式、ヘテロシクロ、アルカノイル、ヘテロアリール(アルキル)、ニトロ、オキサ、オキソ、スルホニル、スルホンアミド、スルホン、−OR、=O、−C(=O)R、−OC(=O)R、−OC(=O)OR、−OC(=O)N(R、−CO、−CN、−SO、−NO、または−C(R(式中、Rは出現する毎に、独立して、水素、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルコキシ、シアノ、ハロアルキル、ジハロアルキル、トリハロアルキル、ペルハロアルキル、ペルフルオロアルキル、シクロアルキル、(シクロアルキル)アルキル、置換フェニル、(置換フェニル)アルキル、アリール、ヘテロアリール、複素環式、ヘテロシクロ、アルカノイル、(一置換)アミノ、保護(一置換)アミノ、(二置換)アミノ、ヘテロアリール(アルキル)、ニトロ、オキサ、オキソ、スルホニル、スルホンアミド、またはスルホンなどの基とすることができる)などの基とすることができる。
一実施形態において、R1は、ヒドロキシル、アルコキシル、シアノ、ヘテロアリール、(一置換)アミノ、保護(一置換)アミノ、(二置換)アミノ、−OR、=O、−OC(=O)R、−OC(=O)OR、−OC(=O)N(R、−CN、−SCN、−SR、−SOR、−SO、−NO、−N(R、または−NHC(O)R(式中、Rは出現する毎に、独立して、水素、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルコキシ、シアノ、ハロアルキル、ジハロアルキル、トリハロアルキル、ペルハロアルキル、ペルフルオロアルキル、シクロアルキル、(シクロアルキル)アルキル、置換フェニル、(置換フェニル)アルキル、アリール、ヘテロアリール、複素環式、ヘテロシクロ、アルカノイル、(一置換)アミノ、保護(一置換)アミノ、(二置換)アミノ、ヘテロアリール(アルキル)、ニトロ、オキサ、オキソ、スルホニル、スルホンアミド、またはスルホンなどの基とすることができる)などの基とすることができる。
R2は水素とすることができる。R3は水素またはn−プロピル基とすることができる。R4は水素またはn−プロピル基とすることができる。
R5は、水素、スルフェート、−OR、=O、−OC(=O)R、−OC(=O)OR、−OC(=O)N(R(式中、Rは出現する毎に、独立して、水素、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルコキシ、シアノ、ハロアルキル、ジハロアルキル、トリハロアルキル、ペルハロアルキル、ペルフルオロアルキル、シクロアルキル、(シクロアルキル)アルキル、置換フェニル、(置換フェニル)アルキル、アリール、ヘテロアリール、複素環式、ヘテロシクロ、アルカノイル、(一置換)アミノ、保護(一置換)アミノ、(二置換)アミノ、ヘテロアリール(アルキル)、ニトロ、オキサ、オキソ、スルホニル、スルホンアミド、またはスルホンなどの基とすることができる)などの基とすることができる。
R6は、水素、スルフェート、−OR、=O、−OC(=O)R、−OC(=O)OR、−OC(=O)N(R(式中、Rは出現する毎に、独立して、水素、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルコキシ、シアノ、ハロアルキル、ジハロアルキル、トリハロアルキル、ペルハロアルキル、ペルフルオロアルキル、シクロアルキル、(シクロアルキル)アルキル、置換フェニル、(置換フェニル)アルキル、アリール、ヘテロアリール、複素環式、ヘテロシクロ、アルカノイル、(一置換)アミノ、保護(一置換)アミノ、(二置換)アミノ、ヘテロアリール(アルキル)、ニトロ、オキサ、オキソ、スルホニル、スルホンアミド、またはスルホンなどの基とすることができる)などの基とすることができる。
R7は、水素、アルコキシ、アルカノイル、−(CHC(=O)R、−(CHC(=O)N(R(式中、Rは出現する毎に、独立して、水素、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルコキシ、シアノ、ハロアルキル、ジハロアルキル、トリハロアルキル、ペルハロアルキル、ペルフルオロアルキル、シクロアルキル、(シクロアルキル)アルキル、置換フェニル、(置換フェニル)アルキル、アリール、ヘテロアリール、複素環式、ヘテロシクロ、アルカノイル、(一置換)アミノ、保護(一置換)アミノ、(二置換)アミノ、ヘテロアリール(アルキル)、ニトロ、オキサ、オキソ、スルホニル、スルホンアミド、またはスルホンなどの基とすることができる)などの基とすることができる。
一実施形態において、R1は、ヒドロキシル、−OC(=O)NHR、−OC(=O)N(R(式中、Rは出現する毎に、独立して、水素、メチル、i−プロピル、テトラデシルまたは以下のいずれかなどの基とすることができる)などの基とすることができる。
Figure 2020105230

R2は水素である。R3は水素またはプロピルなどの基とすることができる。R4は水素またはプロピルなどの基とすることができる。R5は、水素、スルフェート、−OC(=O)R(式中、Rはn−プロピルまたはフェニルである)などの基とすることができる。R6は、水素、スルフェート、−OC(=O)R(式中、Rはn−プロピルまたはフェニルである)などの基とすることができる。R7は水素または−(CHC(=O)N(R)などの基とすることができる。R2〜R7におけるRは出現する毎に、独立して、水素、ヒドロキシルまたはアルコキシなどの基とすることができる。
構造B
該化合物の実施形態は、構造B、その異性体、その互変異性体、またはこれらのいずれかのプロドラッグ、またはこれらのいずれかの薬学的に許容される塩を包含する。構造Bはゴニオトキシン(gonyanutoxin)3の一般的構造である。図1も参照されたい。
Figure 2020105230

R1は、水素、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルコキシ、シアノ、ハロアルキル、ジハロアルキル、トリハロアルキル、ペルハロアルキル、ペルフルオロアルキル、シクロアルキル、(シクロアルキル)アルキル、置換フェニル、(置換フェニル)アルキル、アリール、ヘテロアリール、複素環式、ヘテロシクロ、アルカノイル、(一置換)アミノ、保護(一置換)アミノ、(二置換)アミノ、ヘテロアリール(アルキル)、ニトロ、オキサ、オキソ、スルホニル、スルホンアミド、スルホン、−OR、=O、−C(=O)R、−OC(=O)R、−OC(=O)OR、−OC(=O)N(R、−CO、−CN、−SCN、−SR、−SOR、−SO、−NO、−N(R、−NHC(O)R、または−C(R(式中、Rは出現する毎に、独立して、水素、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルコキシ、シアノ、ハロアルキル、ジハロアルキル、トリハロアルキル、ペルハロアルキル、ペルフルオロアルキル、シクロアルキル、(シクロアルキル)アルキル、置換フェニル、(置換フェニル)アルキル、アリール、ヘテロアリール、複素環式、ヘテロシクロ、アルカノイル、(一置換)アミノ、保護(一置換)アミノ、(二置換)アミノ、ヘテロアリール(アルキル)、ニトロ、オキサ、オキソ、スルホニル、スルホンアミド、またはスルホンなどの基とすることができる)などの基とすることができる。
一実施形態において、R1は、ヒドロキシル、アルコキシル、シアノ、ヘテロアリール、(一置換)アミノ、保護(一置換)アミノ、(二置換)アミノ、−OR、=O、−OC(=O)R、−OC(=O)OR、−OC(=O)N(R、−CN、−SR、−SOR、−SO、−NO、−N(R、または−NHC(O)R(式中、Rは出現する毎に、独立して、水素、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルコキシ、シアノ、ハロアルキル、ジハロアルキル、トリハロアルキル、ペルハロアルキル、ペルフルオロアルキル、シクロアルキル、(シクロアルキル)アルキル、置換フェニル、(置換フェニル)アルキル、アリール、ヘテロアリール、複素環式、ヘテロシクロ、アルカノイル、(一置換)アミノ、保護(一置換)アミノ、(二置換)アミノ、ヘテロアリール(アルキル)、ニトロ、オキサ、オキソ、スルホニル、スルホンアミド、またはスルホンなどの基とすることができる)などの基とすることができる。
一実施形態において、R1は、ヒドロキシル、−OC(=O)NHR、−OC(=O)N(R)(式中、Rは出現する毎に、独立して、水素、メチル、またはテトラデシルなどの基とすることができる)などの基とすることができる。
構造C
該化合物の実施形態は、構造C(図1)、その異性体、その互変異性体、またはこれらのいずれかのプロドラッグ、またはこれらのいずれかの薬学的に許容される塩を包含する。構造Cはゴニオトキシン2の一般的構造である。図1も参照されたい。
Figure 2020105230

R1は、水素、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルコキシ、シアノ、ハロアルキル、ジハロアルキル、トリハロアルキル、ペルハロアルキル、ペルフルオロアルキル、シクロアルキル、(シクロアルキル)アルキル、置換フェニル、(置換フェニル)アルキル、アリール、ヘテロアリール、複素環式、ヘテロシクロ、アルカノイル、(一置換)アミノ、保護(一置換)アミノ、(二置換)アミノ、ヘテロアリール(アルキル)、ニトロ、オキサ、オキソ、スルホニル、スルホンアミド、スルホン、−OR、=O、−C(=O)R、−OC(=O)R、−OC(=O)OR、−OC(=O)N(R、−CO、−CN、−SCN、−SR、−SOR、−SO、−NO、−N(R、−NHC(O)R、または−C(R(式中、Rは出現する毎に、独立して、水素、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルコキシ、シアノ、ハロアルキル、ジハロアルキル、トリハロアルキル、ペルハロアルキル、ペルフルオロアルキル、シクロアルキル、(シクロアルキル)アルキル、置換フェニル、(置換フェニル)アルキル、アリール、ヘテロアリール、複素環式、ヘテロシクロ、アルカノイル、(一置換)アミノ、保護(一置換)アミノ、(二置換)アミノ、ヘテロアリール(アルキル)、ニトロ、オキサ、オキソ、スルホニル、スルホンアミド、またはスルホンなどの基とすることができる)などの基とすることができる。
一実施形態において、R1は、ヒドロキシル、アルコキシル、シアノ、ヘテロアリール、(一置換)アミノ、保護(一置換)アミノ、(二置換)アミノ、−OR、=O、−OC(=O)R、−OC(=O)OR、−OC(=O)N(R、−CN、−SR、−SOR、−SO、−NO、−N(R、または−NHC(O)R(式中、Rは出現する毎に、独立して、水素、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルコキシ、シアノ、ハロアルキル、ジハロアルキル、トリハロアルキル、ペルハロアルキル、ペルフルオロアルキル、シクロアルキル、(シクロアルキル)アルキル、置換フェニル、(置換フェニル)アルキル、アリール、ヘテロアリール、複素環式、ヘテロシクロ、アルカノイル、(一置換)アミノ、保護(一置換)アミノ、(二置換)アミノ、ヘテロアリール(アルキル)、ニトロ、オキサ、オキソ、スルホニル、スルホンアミド、またはスルホンなどの基とすることができる)などの基とすることができる。
一実施形態において、R1は、ヒドロキシル、−OC(=O)NHR、−OC(=O)N(R)(式中、Rは出現する毎に、独立して、水素、メチル、またはテトラデシルなどの基とすることができる)などの基とすることができる。
構造D
該化合物の実施形態は、構造D(図1)、その異性体、その互変異性体、またはこれらのいずれかのプロドラッグ、またはこれらのいずれかの薬学的に許容される塩を包含する。構造Dはサキシトキシンの一般的構造である。図1も参照されたい。
Figure 2020105230

R1は、水素、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルコキシ、シアノ、ハロアルキル、ジハロアルキル、トリハロアルキル、ペルハロアルキル、ペルフルオロアルキル、シクロアルキル、(シクロアルキル)アルキル、置換フェニル、(置換フェニル)アルキル、アリール、ヘテロアリール、複素環式、ヘテロシクロ、アルカノイル、(一置換)アミノ、保護(一置換)アミノ、(二置換)アミノ、ヘテロアリール(アルキル)、ニトロ、オキサ、オキソ、スルホニル、スルホンアミド、スルホン、−OR、=O、−C(=O)R、−OC(=O)R、−OC(=O)OR、−OC(=O)N(R、−CO、−CN、−SCN、−SR、−SOR、−SO、−NO、−N(R、−NHC(O)R、または−C(R(式中、Rは出現する毎に、独立して、水素、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルコキシ、シアノ、ハロアルキル、ジハロアルキル、トリハロアルキル、ペルハロアルキル、ペルフルオロアルキル、シクロアルキル、(シクロアルキル)アルキル、置換フェニル、(置換フェニル)アルキル、アリール、ヘテロアリール、複素環式、ヘテロシクロ、アルカノイル、(一置換)アミノ、保護(一置換)アミノ、(二置換)アミノ、ヘテロアリール(アルキル)、ニトロ、オキサ、オキソ、スルホニル、スルホンアミド、またはスルホンなどの基とすることができる)などの基とすることができる。
一実施形態において、R1は、ヒドロキシル、アルコキシル、シアノ、ヘテロアリール、(一置換)アミノ、保護(一置換)アミノ、(二置換)アミノ、−OR、=O、−OC(=O)R、−OC(=O)OR、−OC(=O)N(R、−CN、−SCN、−SR、−SOR、−SO、−NO、−N(R、または−NHC(O)R(式中、Rは出現する毎に、独立して、水素、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アルコキシ、シアノ、ハロアルキル、ジハロアルキル、トリハロアルキル、ペルハロアルキル、ペルフルオロアルキル、シクロアルキル、(シクロアルキル)アルキル、置換フェニル、(置換フェニル)アルキル、アリール、ヘテロアリール、複素環式、ヘテロシクロ、アルカノイル、(一置換)アミノ、保護(一置換)アミノ、(二置換)アミノ、ヘテロアリール(アルキル)、ニトロ、オキサ、オキソ、スルホニル、スルホンアミド、またはスルホンなどの基とすることができる)などの基とすることができる。
一実施形態において、R1は、ヒドロキシル、−OC(=O)NHR、−OC(=O)N(R)(式中、Rは出現する毎に、独立して、水素、メチル、i−プロピル、テトラデシルまたは以下のいずれかなどの基とすることができる)などの基とすることができる。
Figure 2020105230

構造A、構造B、構造C、および構造Dのいずれかの一実施形態において、各基(例えば、各構造に適切なR1〜R7基)は、サキシトキシン、ネオサキシトキシン、ゴニオトキシン、またはゼテキトキシンABの構造を有する化合物を生成するように選択されない。換言すると、組成物、医薬組成物、治療の方法等は、構造A、構造B、構造C、または構造Dの1つまたは複数を含むことができるが、ただし、各R基は、サキシトキシン、ネオサキシトキシン、ゴニオトキシン、またはゼテキトキシンABのいずれか1つを生成するように選択されない。一実施形態において、構造A、構造B、構造C、および構造Dのそれぞれの各R基の選択は、サキシトキシン、ネオサキシトキシン、ゴニオトキシン、またはゼテキトキシンABに相当する構造を除外するように実施する。本明細書に開示の新規の化合物を生成するために選択されないこれらの構造については図1を参照されたい。
被験体の治療方法は、構造A〜Dの議論および本明細書の関連する議論に記載の化合物の実施形態のそれぞれのプロドラッグも用いることができる。例示的なプロドラッグは、肝酵素(例えば、CYP3Aによる酸化的開裂反応を促進する基で置換された環状−1,3−プロパニルエステル等)により活性化することができる。これらの修飾により、本開示の組成物を、それが肝臓に達するまでに不活性または活性が低い状態にすることができる(それぞれが対応する議論のための参照により本明細書に組み込まれているCurrent Opinion in Investigational Drugs 2006年7巻2号、109〜117頁、J. Med. Chem. 2008年、51巻、2328〜2345頁、およびNucleosides, Nucleotides, and Nucleic Acids、24巻(5〜7号):375〜381頁、(2005年)
を参照されたい)。
合成の方法
一般に、図1の構造A〜Dの議論および本明細書の関連する議論に記載の化合物の実施形態のそれぞれを含めた、本明細書において提供する化合物の実施形態は、当業者に公知の有機合成技術に従っておよび/または本明細書において提供する合成スキームに従って実施することができる。特に、本明細書において提供する実施例は、本開示の化合物を調製するための多少の詳細および指針を提供する。
所望であれば、主題の化合物の合成は、市販されている化学物質からおよび/または化学的文献に記載されている化合物から開始する。「市販されている化学物質」は、Acros Organics(Pittsburgh PA)、Aldrich Chemi
cal(Milwaukee Wis.、Sigma Chemical and Flukaを含む)、Apin Chemicals Ltd.(Milton Park UK)、Avocado Research(Lancashire U.K.)、BDH Inc.(Toronto、Canada)、Bionet(Cornwall、U.K.)、Chemservice Inc.(West Chester PA)、C
rescent Chemical Co.(Hauppauge NY)、Eastman Organic Chemicals、Eastman Kodak Company(Rochester NY)、Fisher Scientific Co.(Pittsburgh PA)、Fisons Chemicals(Leicester
shire UK)、Frontier Scientific(Logan UT)、
ICN Biomedicals,Inc.(Costa Mesa CA)、Key
Organics(Cornwall U.K.)、Lancaster Synthesis(Windham NH)、Maybridge Chemical Co. Ltd.(Cornwall U.K.)、Parish Chemical Co.(Orem UT)、Pfaltz & Bauer,Inc.(Waterbury CN)、Polyorganix(Houston TX)、Pierce Chemical Co.(Rockford IL)、Riedel de Haen AG(Hanover、Germany)、Spectrum Quality Product,Inc.(New Brunswick、NJ)、TCI America(Portland OR)、Trans World Chemicals,Inc.(Rockville MD)、およびWako Chemicals USA,Inc.(Richmond VA)を含めた標準的な商業的供給源から得ることができる。
さらに、当業者に公知の方法は、様々な参考図書およびデータベースを介して同定することができる。本明細書に記載の本開示の化合物の調製において有用な反応物の合成を詳述している、またはその調製について記載している論文について言及している好適な参考図書および学術論文としては、例えば、「Synthetic Organic Chemistry」、John Wiley & Sons, Inc.、New York;S. R. Sandlerら、「Organic Functional Group Preparations」、第2版、Academic Press、New York、1983年;H. O. House、
「Modern Synthetic Reactions」、第2版、W. A. Benjamin, Inc. Menlo Park、Calif. 1972年;T. L. Gilchrist、「Heterocyclic Chemistry」、第2版、John
Wiley & Sons、New York;1992年;J. March、「Advanced Organic Chemistry Reactions, Mechanisms and Structure」、第4版、Wiley-Interscience、New York、1992年が挙げられる。本明細書に記載の本開示の化合物の調製において有用な
反応物の合成を詳述している、またはその調製について記載している論文について言及している追加の好適な参考図書および学術論文としては、例えば、Fuhrhop, J.およびPenzlin G.「Organic Synthesis: Concepts, Methods, Starting Materials」、第2版、改訂増補版(1994年)John Wiley & Sons ISBN: 3-527-29074-5;Hoffman, R. V.「Organic Chemistry, An Intermediate Text」(1996年)Oxford University Press、ISBN 0-19-509618-5;Larock, R. C.「Comprehensive Organic Transformations: A Guide to Functional Group Preparations」第2版(1999年
)Wiley-VCH、ISBN: 0-471-19031-4;March, J.「Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms, and Structure」第4版(1992年)John Wiley & Sons
、ISBN: 0-471-60180-2;Otera, J.(編者)「Modern Carbonyl Chemistry」(20
00年)Wiley-VCH、ISBN: 3-527-29871-1;Patai, S.「Patai's 1992 Guide to the Chemistry of Functional Groups」(1992年)Interscience ISBN: 0-471-93022-9;Solomons, T. W. G.「Organic Chemistry」第7版(2000年)John Wiley & Sons;ISBN: 0-471-19095-0、Stowell, J. C.、「Intermediate Organic Chemistry」第2版(1993年)Wiley-Interscience、ISBN: 0-471-57456-2;「Industrial Organic Chemicals: Starting Materials and Intermediates: An Ullmann's Encyclopedia」(1999年)John Wiley & Sons、ISBN: 3-527-29645-Xの第8巻;「Organic Reactions」(1942年〜2000年)John Wiley & Sonsの55巻にわたって;ならびに「Chemistry of Functional Groups」John Wiley & Sonsの
73巻が挙げられる。反対のことを指定しない限り、本明細書に記載の反応は、大気圧で、一般に−78℃〜200℃の温度範囲内で発生する。さらに、別段の指定がある場合を除いて、反応時間および条件は、近似のものであること、例えば、大気圧付近で約−78℃〜約110℃の温度範囲内で約1〜約24時間の期間にわたって発生し、反応を約16時間の平均期間、終夜実施したままにすること意図している。
反対のことを指定しない限り、本明細書に記載の反応において使用する溶媒は不活性有機溶媒である。反対のことを指定しない限り、限定試薬の各グラムについて、1cc(またはmL)の溶媒が体積当量に等しい。
本明細書に記載の化学成分および中間体の単離および精製は、所望であれば、例えば、濾過、抽出、結晶化、カラムクロマトグラフィー、薄層クロマトグラフィーもしくは厚層クロマトグラフィー、またはこれらの手順の組合せなどの任意の好適な分離または精製手順により実施することができる。本明細書の実施例を参照することにより、好適な分離および単離手順の具体的な例示を得ることができる。しかし、他の同等の分離または単離手順も使用することができる。
化学的合成は不斉でもよいことが理解されよう。所望であれば、本開示の化合物の(R)および(S)異性体は、存在する場合、例えば、当業者に公知の方法により、例えば結晶化により分離することができるジアステレオ異性体の塩もしくは錯体の形成により;例えば結晶化、ガス液体もしくは液体クロマトグラフィーにより分離することができるジアステレオ異性体の誘導体の形成;鏡像異性体特異的試薬による1つの鏡像異性体の選択的反応、例えば酵素的酸化もしくは還元、ならびにその後の修飾および非修飾鏡像異性体の分離;または、例えば結合したキラルリガンドを有するシリカなどのキラル支持体で、もしくはキラル溶媒の存在下での、キラル環境におけるガス液体もしくは液体クロマトグラフィーを介して分解することができる。あるいは、特定の鏡像異性体を、光学的に活性な試薬、基質、触媒もしくは溶媒を使用して不斉合成により、または不斉変換により1つの鏡像異性体をもう一方の鏡像異性体に転換することにより合成することができる。
本明細書に記載の化合物の実施形態は、場合により、薬学的に許容される酸と接触させて対応する酸付加塩を形成することができる。
場合により置換された出発化合物および他の反応物の多くは、例えば、Aldrich
Chemical Company(Milwaukee、WI)から商業的に入手することができる、または一般的に用いられている合成方法を使用して当業者により容易に調製することができる。
本開示の化合物は、当技術分野および本開示において公知の合成方法の適切な組合せにより合成することができる。以下の議論は、本開示の化合物の作成において使用することができる様々な方法の特定のものを例示するために提示するものであり、本開示の化合物の調製において使用することができる反応または反応順序の範囲を制限することを意図したものではない。
各実施例は、構造A〜Dの合成、ならびに放射標識および蛍光サキシトキシンおよびゴニオトキシン誘導体の合成について記載している。
使用方法
本明細書においてやはり開示しているのは、以下のものを含めたサキシトキシン類似体の使用である。
治療を必要としている被験体の治療のための薬剤の調製におけるサキシトキシン類似体の使用であって、前記薬剤は、その異性体、その互変異性体、またはこれらのいずれかのプロドラッグ、またはこれらのいずれかの薬学的に許容される塩を含めた本明細書に開示のサキシトキシン類似体を含む、使用。前記薬剤における前記サキシトキシン類似体の量は有効量であることが好ましい。
被験体における神経活性を低減するまたは筋弛緩をもたらすための薬剤の調製におけるサキシトキシン類似体の使用であって、前記薬剤は、本明細書に開示のサキシトキシン(saxiroxin)類似体化合物、またはその異性体、その互変異性体、またはこれらのいずれ
かのプロドラッグ、またはこれらのいずれかの薬学的に許容される塩を含む、使用。前記薬剤における前記サキシトキシン類似体の量は、被験体における神経活性を低減するまたは被験体における筋弛緩をもたらすために効果的な量であることが好ましい。
被験体における神経活性を低減するまたは筋弛緩をもたらすための薬剤の調製におけるサキシトキシン類似体の使用であって、前記薬剤は、本明細書に開示のサキシトキシン類似体化合物、またはその異性体、その互変異性体、またはこれらのいずれかのプロドラッグ、またはこれらのいずれかの薬学的に許容される塩を含み、被験体は電位開口型ナトリウムチャネルにより促進される病気を患っている、使用。各実施形態において、電位開口型ナトリウムチャネルにより促進される病気は、急性痛、肛門裂傷、関節炎、背痛、慢性痛、歯痛、線維筋痛、関節痛、片頭痛、頸痛、神経因性痛、陣痛、疱疹後神経痛、術後痛、帯状疱疹、緊張性頭痛または三叉神経痛、眼瞼痙攣、癌、心不整脈、てんかん、局所性ジストニア、発汗過多、筋痙攣、および膀胱弛緩からなる群から選択される。
疼痛の治療を必要としている被験体の治療のための薬剤の調製におけるサキシトキシン類似体の使用であって、前記薬剤は、その異性体、その互変異性体、またはこれらのいずれかのプロドラッグ、またはこれらのいずれかの薬学的に許容される塩を含めた本明細書に開示のサキシトキシン類似体を含む、使用。前記薬剤における前記サキシトキシン類似体の量は有効量であることが好ましい。
疼痛の治療を必要としている被験体の治療のための薬剤の調製におけるサキシトキシン類似体の使用であって、疼痛は、急性痛、肛門裂傷痛、関節炎痛、背痛、眼瞼痙攣痛、癌性痛、慢性痛、歯痛、線維筋痛、関節痛、片頭痛、頸痛、内臓痛、神経因性痛、陣痛、疱疹後神経痛、術後痛、交感神経依存性痛、帯状疱疹痛、緊張性頭痛、三叉神経痛、筋炎痛、筋骨格痛;腰痛、捻挫および挫傷による疼痛;非潰瘍性消化不良、非心臓性胸痛および過敏性腸症候群などの機能性腸障害に伴う疼痛;心筋虚血に伴う疼痛;歯疼痛;ならびに月経困難による疼痛からなる群から選択される、使用。
被験体における障害の診断のための組成物の調製におけるサキシトキシン類似体の使用であって、その異性体、その互変異性体、またはこれらのいずれかのプロドラッグ、またはこれらのいずれかの薬学的に許容される塩を含めた本明細書に開示のサキシトキシン類似体化合物を含む組成物を調製することを含む、使用。各実施形態において、サキシトキシン類似体化合物の量は、電位開口型ナトリウムチャネルにより促進される病気を被験体の身体の特定の領域に限局化するために効果的な量である。
被験体を画像化するための組成物の調製におけるサキシトキシン類似体の使用であって、その異性体、その互変異性体、またはこれらのいずれかのプロドラッグ、またはこれらのいずれかの薬学的に許容される塩を含めた本明細書に開示のサキシトキシン類似体化合物を含む組成物を調製することを含む、使用。各実施形態において、サキシトキシン類似体化合物の量は、画像化手順の間に前記被験体内の前記化合物の局在を検出するために効果的な量である。
皺の治療のための薬剤の調製におけるサキシトキシン類似体の使用であって、前記薬剤は、その異性体、その互変異性体、またはこれらのいずれかのプロドラッグ、またはこれらのいずれかの薬学的に許容される塩を含めた本明細書に開示のサキシトキシン類似体を含む、使用。各実施形態において、サキシトキシン類似体化合物の量は、皺を低減または除去するために効果的な量である。
医薬製剤および投与のルート
本開示の実施形態は、薬学的に許容される添加剤、賦形剤、担体および/またはアジュバントと共にまたはそれらなしで、構造A〜Dの議論および本明細書の関連する議論に記載の化合物の実施形態の1つまたは複数を含む医薬組成物を提供する。一部の実施形態において、該化合物を含有する医薬組成物は、添加剤を実質的に含まないように製剤化する。他の実施形態において、該化合物または組成物は、1つまたは複数の薬学的に許容される補助的な物質と共に製剤化することができる。
一実施形態において、該化合物は、本開示の組成物を調製するために別の作用剤と組み合わせることができ、該組成物は、1つまたは複数の薬学的に許容される添加剤、賦形剤、担体および/またはアジュバントを含むことができる。
多種多様な薬学的に許容される添加剤が当技術分野において公知である。薬学的に許容される添加剤は、例えば、A. Gennaro(2000年)「Remington: The Science and
Practice of Pharmacy」、第20版、Lippincott、WilliamsおよびWilkins;Pharmaceutical Dosage Forms and Drug Delivery Systems(1999年)H. C. Ansel
ら編、第7版、Lippincott、WilliamsおよびWilkins;ならびにHandbook of Pharmaceutical Excipients(2000年)A. H. Kibbeら編、第3版 Amer. Pharmaceutical Assoc.を含めた様々な刊行物において詳細に記載されてきた。
ビヒクル、アジュバント、担体または賦形剤などの薬学的に許容される添加剤は、一般に容易に入手可能である。さらに、pH調整剤および緩衝剤、等張化剤、安定剤、湿潤剤などの薬学的に許容される補助的な物質は、一般に容易に入手可能である。
本開示の一実施形態において、該化合物または組成物は、所望の効果(例えば、疼痛の治療、疼痛の低減等)をもたらすことができる任意の手段を使用して宿主に投与する。したがって、該化合物または組成物の実施形態は、治療用の投与のための様々な製剤に組み込むことができる。例えば、該化合物または組成物は、適切な、薬学的に許容される担体または賦形剤との組合せにより医薬組成物中に製剤化することができ、錠剤剤、カプセル剤、粉末剤、顆粒剤、軟膏剤、溶液剤、坐剤、注射剤、吸入剤およびエアゾール剤などの固体、半固体、液体またはガス状の形態の調製物中に製剤化することができる。
各実施形態において、該化合物または組成物は、液体剤、ゲル剤、膏薬(salve)、ク
リーム剤、軟膏剤(ointment)、軟膏剤(unguent)、油剤、ペースト剤、粉末剤、また
は局所投与に適した他の製剤として局所投与用に製剤化することができる。そのような化合物および組成物は、患者の皮膚、または組織、または外表面もしくは表内面または外部部分もしくは内部部分への直接的な適用用に製剤化することができる、あるいは本開示の特色を有する化合物または組成物の投与に有用なドレッシング、包帯、パッチ、テープ、ステープル、カテーテル、針、デポー送達系、または他の装置もしくは器具への統合用に製剤化することができる。本開示の化合物の局所または経皮投与用の剤形としては、軟膏剤、ペースト剤、クリーム剤、ローション剤、ゲル剤、粉末剤、溶液剤、噴霧剤、吸入剤またはパッチ剤が挙げられる。活性成分は、無菌状態で、必要に応じて薬学的に許容される担体および任意の必要な保存剤または緩衝液と混ぜる。眼科用製剤、点耳剤、および点眼剤も本開示の範囲内であることを意図している。さらに、本開示は、化合物の身体への送達の制御を実現するという追加の利点を有する経皮パッチの使用を意図している。そのような剤形は、該化合物を適切な媒質に溶解または分配することにより調製する。皮膚を通る該化合物の流量を増大するために吸収促進剤も使用することができる。その速度は、速度制御膜を用意することによりまたは該化合物をポリマーマトリックスもしくはゲルに分散させることにより制御することができる。
医薬剤形において、該化合物または組成物は、その薬学的に許容される塩の形態で投与することができる、あるいは被験体活性剤は、単独でまたは他の医薬として活性な化合物と共に、ならびにそれらと組み合わせて使用することができる。以下の方法および添加剤は単に例示的なものであり、決して制限するものではない。
経口調製物については、該化合物または組成物は、単独で、あるいは錠剤、散剤、顆粒剤またはカプセル剤を作成するための適切な添加物と組み合わせて、例えば、ラクトース、マンニトール、トウモロコシデンプンまたはバレイショデンプンなどの従来の添加物と、結晶セルロース、セルロース誘導体、アカシア、トウモロコシデンプンまたはゼラチンなどの結合剤と、トウモロコシデンプン、バレイショデンプンまたはナトリウムカルボキシメチルセルロースなどの崩壊剤と、タルクまたはステアリン酸マグネシウムなどの潤滑剤と、ならびに所望であれば、賦形剤、緩衝剤、湿潤剤、保存剤および香味剤と組み合わせて使用することができる。
該化合物または組成物の実施形態は、それらを植物油または他の同様の油、合成脂肪族酸グリセリド、高級脂肪族酸またはプロピレングリコールのエステルなどの水性または非水性溶媒に溶解、懸濁または乳化することにより、ならびに所望であれば、可溶化剤、等張剤、懸濁化剤、乳化剤、安定剤および保存剤などの従来の添加物と共に注射用の調製物中に製剤化することができる。
該化合物または組成物の実施形態は、吸入を介して投与するエアゾール製剤において利用することができる。該化合物または組成物の実施形態は、ジクロロジフルオロメタン、プロパン、窒素などの許容される加圧噴射剤中に製剤化することができる。
さらに、該化合物または組成物の実施形態は、乳化基剤または水溶性基剤などの様々な基剤と混合することにより坐剤とすることができる。該化合物または組成物の実施形態は、坐剤を介して直腸に投与することができる。坐剤は、室温で凝固しているが体温で融解するカカオバター、カルボワックスおよびポリエチレングリコールなどのビヒクルを含むことができる。
シロップ剤、エリキシル剤、および懸濁剤などの経口または直腸投与用の単位剤形を提供することができ、各用量単位、例えば、茶さじ一杯、大さじ一杯、錠剤または坐剤は、本開示の1つまたは複数の化合物を含有する所定量の組成物を含有する。同様に、注射または静脈内投与用の単位剤形は、滅菌水、生理食塩水または別の薬学的に許容される担体の溶液としての組成物中に該化合物を含み得る。
該化合物または組成物の実施形態は、本開示に従って注射用の組成物において製剤化することができる。一般に、注射用の組成物は、液体溶液または懸濁液として調製し、注射の前に液体ビヒクルに溶解または懸濁するのに適した固体形態も調製することができる。また、本開示に従って、調製物を乳化してもよく、またはその活性成分(化合物)をリポソームビヒクルに封入してもよい。
一実施形態において、該化合物または組成物は、連続送達系による送達のために製剤化する。「連続送達系」という用語は、本明細書において「制御送達系」と互換的に使用し、カテーテル、注射器具等と組み合わせた連続的な(例えば、制御された)送達装置(例えば、ポンプ)を包含し、多種多様なものが当技術分野において公知である。
機械的または電気機械的輸液ポンプも本開示と共に好適に使用することができる。そのような装置の例としては、例えば、米国特許第4,692,147号、同第4,360,019号、同第4,487,603号、同第4,360,019号、同第4,725,852号、同第5,820,589号、同第5,643,207号、同第6,198,966号等に記載されているものが挙げられる。一般に、該化合物の送達は、様々な補充可能なポンプ系のいずれかを使用して実現することができる。ポンプにより、長期間にわたる一貫した制御放出がもたらされる。一部の実施形態において、該化合物は薬物不透過性貯蔵器中の液体製剤中に含まれ、連続的様式で個体に送達される。
一実施形態において、薬物送達系は少なくとも部分的に移植可能な装置である。移植可能な装置は、当技術分野において周知の方法および装置を使用して任意の好適な移植部位に移植することができる。移植部位は、そこに薬物送達装置を導入および位置決めする被験体の体内の部位である。移植部位としては、皮下(subdermal)、皮下(subcutaneous
)、筋肉内、または被験体の体内の他の好適な部位が挙げられるが、必ずしもこれらに限定されない。薬物送達装置の移植および除去に都合がよいため、皮下移植部位を一部の実施形態において使用する。
本開示において使用するのに適した薬物放出装置は、様々な動作のモードのいずれかに基づくことができる。例えば、薬物放出装置は、拡散系、対流系、または受食系(例えば、浸食ベースの系)に基づくことができる。例えば、薬物放出装置は、電気化学的ポンプ、浸透ポンプ、電気浸透ポンプ、蒸気圧ポンプ、または、例えば、薬物がポリマー中に組み込まれ、そのポリマーが薬物含浸ポリマー材料(例えば、生分解性、薬物含浸ポリマー材料)の分解と同時に薬物製剤の放出をもたらす浸透圧破裂マトリックスとすることができる。他の実施形態において、薬物放出装置は、電気拡散系、電解ポンプ、発泡ポンプ、圧電ポンプ、加水分解系等に基づいている。
機械的または電気機械的輸液ポンプに基づいた薬物放出装置も本開示と共に好適に使用することができる。そのような装置の例としては、例えば、米国特許第4,692,147号、同第4,360,019号、同第4,487,603号、同第4,360,019号、同第4,725,852号等に記載されているものが挙げられる。一般に、被験体の治療方法は様々な補充可能で交換不可能なポンプ系のいずれかを使用して実現することができる。一般により長期間にわたる一貫した制御放出のため、ポンプおよび他の対流系が一般に好ましい。より一貫した制御放出および相対的に小さい寸法という利点の組合せのため、浸透ポンプを一部の実施形態において使用する(例えば、PCT公開出願WO97/27840号ならびに米国特許第5,985,305号および同第5,728,396号を参照されたい)。本開示において使用するのに適した例示的な浸透圧駆動装置としては、米国特許第3,760,984号、同第3,845,770号、同第3,916,899号、同第3,923,426号、同第3,987,790号、同第3,995,631号、同第3,916,899号、同第4,016,880号、同第4,036,228号、同第4,111,202号、同第4,111,203号、同第4,203,440号、同第4,203,442号、同第4,210,139号、同第4,327,725号、同第4,627,850号、同第4,865,845号、同第5,057,318号、同第5,059,423号、同第5,112,614号、同第5,137,727号、同第5,234,692号、同第5,234,693号、同第5,728,396号等に記載されているものが挙げられるが、必ずしもこれらに限定されない。
一部の実施形態において、薬物送達装置は移植可能な装置である。薬物送達装置は、当技術分野において周知の方法および装置を使用して任意の好適な移植部位に移植することができる。本明細書において述べているように、移植部位は、そこに薬物送達装置を導入および位置決めする被験体の体内の部位である。移植部位としては、皮下、皮下、筋肉内、または被験体の体内の他の好適な部位が挙げられるが、必ずしもこれらに限定されない。
一部の実施形態において、該化合物または組成物は、移植可能な薬物送達系、例えば、作用剤の投与をもたらすようにプログラム可能な系を使用して送達する。例示的なプログラム可能で移植可能な系としては、移植可能な輸液ポンプが挙げられる。例示的な移植可能な輸液ポンプ、またはそのようなポンプと関連して有用な装置は、例えば、米国特許第4,350,155号、同第5,443,450号、同第5,814,019号、同第5,976,109号、同第6,017,328号、同第6,171,276号、同第6,241,704号、同第6,464,687号、同第6,475,180号、同第および6,512,954号に記載されている。本開示に適合させることができるさらなる例示的な装置は、Synchromed輸液ポンプ(Medtronic)である。
該化合物または組成物に適した添加剤ビヒクルは、例えば、水、生理食塩水、デキストロース、グリセロール、エタノール等、およびそれらの組合せである。さらに、所望であれば、該ビヒクルは、湿潤剤または乳化剤またはpH緩衝剤などの少量の補助的な物質を含有してもよい。そのような剤形の調製方法は公知である、または当業者が本開示を検討すれば明らかとなろう。例えば、Remington's Pharmaceutical Sciences、Mack Publishing Company、Easton、Pennsylvania、第17版、1985年を参照されたい。投与される組成物または製剤は、いずれにせよ、治療される被験体において所望の状態を実現するために十分な量の化合物または組成物を含有する。
本開示の組成物は、持続放出または制御放出マトリックスを含むものを包含する。さらに、本開示の実施形態は、持続放出製剤を使用する他の治療と併せて使用することができる。本明細書において使用する場合、持続放出マトリックスは、酵素的もしくは酸ベースの加水分解によりまたは溶解により分解可能な物質、通常はポリマーでできたマトリックスである。身体に挿入すると、該マトリックスは酵素および体液により作用される。持続放出マトリックスは、リポソーム、ポリラクチド(ポリ乳酸)、ポリグリコリド(グリコール酸のポリマー)、ポリラクチドco−グリコリド(乳酸およびグリコール酸のコポリマー)、ポリ無水物、ポリ(オルト)エステル、ポリペプチド、ヒアルロン酸、コラーゲン、コンドロイチン硫酸、カルボン(carboxcylic)酸、脂肪酸、リン脂質、多糖類、核
酸、ポリアミノ酸、アミノ酸などのフェニルアラニン、チロシン、イソロイシン、ポリヌクレオチド、ポリビニルプロピレン、ポリビニルピロリドンおよびシリコーンなどの生体適合材料から選択することが望ましい。例示的な生分解性マトリックスとしては、ポリラクチドマトリックス、ポリグリコリドマトリックス、およびポリラクチドco−グリコリド(乳酸およびグリコール酸のコポリマー)マトリックスが挙げられる。同様に、本開示の実施形態の持続放出製剤により、より長い時間間隔にわたるウイルス阻害濃度の維持を促進することができる。
別の実施形態において、本開示の医薬組成物(ならびに併用組成物)は、制御放出系において送達することができる。例えば、該化合物は、静脈内注入、移植可能な浸透ポンプ、経皮パッチ、リポソーム、または他の投与のモードを使用して投与することができる。一実施形態において、ポンプを使用し得る(Sefton(1987年)。CRC Crit. Ref Biomed Eng. 14巻:201頁;Buchwaldら(1980年)。Surgery 88巻:507頁;Saudekら(1989年)。N. Engl. J. Med 321巻:574頁)。別の実施形態
において、ポリマー材料を使用する。さらに別の実施形態において、制御放出系は、治療標的、すなわち、肝臓に近接して設置し、したがって全身用量の一部のみを必要とする。さらに別の実施形態において、制御放出系は、治療標的に近接して設置し、したがって全身用量の一部のみを必要とする。他の制御放出系は、Langer(1990年)による概説において論じられている。Science 249巻:1527〜1533頁。
別の実施形態において、本開示の組成物(ならびに別々または同時に併用する組成物)は、縫合糸、包帯、およびガーゼなどの吸収性材料への本明細書に記載の化合物の含浸により形成されるもの、または、該組成物を送達するための外科用ステープル、ジッパーおよびカテーテルなどの固相材料の表面に塗布されるものを包含する。このタイプの他の送達系は、当業者が本開示を検討すれば容易に明らかとなろう。
本明細書に開示の化合物の実施形態は、その意図した用途用の化合物を有効量含む医薬組成物において製剤化することができる。例えば、本開示の化合物は、疼痛の治療のために約1μgと10mgの間の単位用量形態で製剤化することができる。一部の実施形態において、本開示の化合物または組成物は、約1μg〜20μg、約20μg〜1mg、約1mg〜10mg、約10mg〜100mg、および約50mg〜500mgの単位用量で製剤化することができる。特に、化合物を含めた実施形態は、0.1μg、0.2μg、0.5μg、1μg、20μg、50μg、100μg、200μg、500μg、1mg、2mg、5mg、10mg、20mg、50mg、100mg、200mg、および500mg単位用量形態で製剤化することができる。一実施形態において、単位用量形態は錠剤であり、別の実施形態においては、単位用量形態はカプセルである。錠剤は、即時放出用量形態としてまたは持続放出形態として製剤化することができる。さらに別の実施形態において、単位用量形態は液体である。
該化合物および医薬組成物の使用
主題の化合物およびそれらの医薬組成物は、特に疼痛または疼痛と関連する症状の研究、画像化、治療に有用である。本開示の方法は、疼痛を伴う様々な障害を標的とする、診断する、および/または研究する能力も提供する。この例としては、線維筋痛、慢性疲労症候群、反射性交感神経性ジストロフィ、および末梢神経絞扼症候群などの非定型性疼痛症候群が挙げられるが、これらに限定されない。
疼痛を画像化する能力により、それらの症状の客観的な証拠、ならびに疼痛および/または緊張の程度および/または強度の判定の可能性がもたらされる。疼痛については、被験体を検査しても明らかでない場合、疼痛の源または起源の探索も可能となる。
該治療方法は、一般に、構造A〜Dおよび付随する議論の実施形態のいずれかの治療有効量を疼痛の治療を必要としている被験体に1種または複数の用量で投与するステップを含む。既に疼痛を有している被験体については、本開示の方法は、一般に、数日間、数週間または数か月間の期間にわたって治療に効果的である(例えば、疼痛を低減するまたは変える)。
本開示の実施形態は、本明細書に記載の構造A〜Dおよび付随する議論の実施形態のいずれかの有効量をそれらを必要としている被験体に投与するステップを含む疼痛の予防的治療の方法も提供する。また、本開示の化合物または組成物の投与は、他の鎮痛薬に耐容性を示すことができない患者にとって、または他の鎮痛薬が疼痛の治療に役立たない場合に有利となり得る。
本開示の化合物および該化合物を含む医薬組成物は、1種または複数の用量で被験体に投与することができる。一実施形態において、該化合物または組成物は、用量当たり約1μg〜10mgの量で、例えば、用量当たり約1μg〜5μg、約5μg〜10μg、約10μg〜50μg、約50μgmg〜100μg、約100μg〜200μg、約200μg〜400μg、約400μg〜800μg、約800μg〜1mg、約1mg〜2mg、約2mg〜3mg、約3mg〜4mg、約4mg〜5mg、約5mg〜6mg、約6mg〜7mg、約7mg〜8mg、約8mg〜9mg、または約9mg〜10mg投与することができる。
一実施形態において、用量当たりの該化合物または組成物の量は、体重基準で測定する。例えば、用量当たりの該化合物または組成物の量は、体重基準で測定したところ、例えば、約10ng/kg、約15ng/kg、約20ng/kg、約50ng/kg、約100ng/kg、約200ng/kg、約500ng/kg、約1μg/kg、約2μg/kg、約5μg/kg、約10μg/kg、約20μg/kg、約50μg/kg、約100μg/kg、約200μg/kg、約500μg/kg、約1mg/kg、約2mg/kg、および約5mg/kgとすることができる。
例えば、一実施形態において、該化合物または組成物は、約15ng/kg〜150μg/kg、例えば、約15ng/kg〜30ng/kg、約30ng/kg〜60ng/kg、約60mg/kg〜120ng/kg、約120ng/kg〜240ng/kg、約240ng/kg〜480ng/kg、約480ng/kg〜700ng/kg、約700mg/kg〜1μg/kg、約1μg/kg〜2μg/kg、約2μg/kg〜4μg/kg、約4μg/kg〜8μg/kg、約8μg/kg〜15μg/kg、約15μg/kg〜20μg/kg、約20μg/kg〜30μg/kg、約30μg/kg〜40μg/kg、約40μg/kg〜60μg/kg、約60μg/kg〜90μg/kg、または約90μg/kg〜120mg/kg、または約120μg/kg超の量で投与することができる。
用量レベルが、投与する特定の化合物または組成物、症候の重症度および副作用に対する被験体の感受性の関数として変動し得ることは当業者には容易に理解されよう。所与の化合物の好ましい用量は、様々な手段で当業者により容易に測定可能である。
一実施形態において、多用量の該化合物または組成物を投与する。該化合物または組成物の投与の頻度は、様々な因子、例えば、症候の重症度等のいずれかに応じて変動させることができる。例えば、一実施形態において、該化合物または組成物は、月に1回、月に2回、月に3回、隔週(qow)、週に1回(qw)、週に2回(biw)、週に3回(tiw)、週に4回、週に5回、週に6回、隔日(qod)、毎日(qd)、1日2回(bid)、または1日3回(tid)投与する。上で論じたように、一実施形態において、該化合物または組成物は、連続的に投与する。
該化合物または組成物の投与の持続期間、例えば、該化合物または組成物を投与する期間は、様々な因子、例えば、患者の応答等のいずれかに応じて変動させることができる。例えば、該化合物または組成物は、約1日〜1週間、約2週間〜4週間、約1か月〜2か月間、約2か月間〜4か月間、約4か月間〜6か月間、約6か月間〜8か月間、約8か月間〜1年、約1年〜2年間、または約2年間〜4年間、またはこれ以上の期間にわたって投与することができる。
本開示の方法の実施は、一般に、有効量の化合物、組成物、またはそのような化合物を含む医薬組成物を投与することを伴う。具体的な用量は、選択される特定の化合物、従うべき投与計画、他の化合物と組み合わせて投与するかどうか、投与のタイミング、それが投与される組織、およびそれが運搬される身体送達系に応じて変動する。
該化合物、組成物、およびそれらの医薬組成物の実施形態は、in vivoおよびex vivoの方法、ならびに全身および局所投与のルートを含めた、薬物送達に適した任意の利用可能な方法およびルートを使用して被験体に投与することができる。
投与のルートとしては、鼻腔内、筋肉内、気管内、皮下、皮内、局所適用、静脈内、直腸、経鼻、経口、ならびに他の経腸および非経口投与のルートが挙げられる。投与のルートは、所望であれば、作用剤および/または所望の効果に応じて組み合わせる、または調整することができる。該化合物または組成物の実施形態は、単一用量でまたは多用量で投与することができる。
本開示の実施形態は、全身または局所ルートを含めた、従来の薬物の送達に適した利用可能な従来の方法およびルートを使用して宿主に投与することができる。一般に、本開示により意図している投与のルートとしては、経腸、非経口、または吸入経路が挙げられるが、これらに限定されない。
吸入投与以外の非経口投与のルートとしては、局所、経皮、皮下、筋肉内、眼窩内、関節内、脊髄内、胸骨内、および静脈内ルート、すなわち、消化管を通るもの以外の任意の投与のルートが挙げられるが、これらに限定されない。非経口ルートは、該化合物または組成物の全身または局所送達をもたらすために実施することができる。全身送達が望ましい場合、投与は、一般に、医薬調製物の侵襲性または全身に吸収される局所または粘膜投与を包含する。
また、該化合物または組成物は、経腸投与により被験体に送達することができる。経腸投与のルートとしては、経口および直腸(例えば、坐剤を使用する)送達が挙げられるが、これらに限定されない。
皮膚または粘膜を介して該化合物または組成物を投与する方法としては、好適な医薬調製物の局所適用、経皮伝達、注射および表皮投与が挙げられるが、これらに限定されない。経皮伝達については、吸収促進剤またはイオン導入法が好適な方法である。各実施形態において、単なる皮膚、粘膜、または他の身体組織と該化合物の接触が、該化合物を投与するために効果的である。さらに、担体、促進剤、および他の化合物を使用して、該化合物の投与を早めるまたは促進することができる。イオン導入法による伝達は、電気的パルスを介してそれらの生成物を無傷の皮膚を介して数日またはそれ以上の期間連続的に送達する市販されている「パッチ」を使用して実現することができる。一部の実施形態において、本開示の組成物は、経口、静脈内、経皮、舌下、筋肉内、または直腸ルートにより投与する。
以下の実施例は、当業者に本開示を作成および使用する方法に関する完全な開示および説明を提供するように提示するものであり、本発明者らが彼らの開示であると見なす範囲を限定することを意図しておらず、以下の実験が実施した全てまたは唯一の実験であることを示すことも意図していない。使用する数字(例えば、量、温度等)に関して正確性を確保するための努力を行ってきたが、ある程度の実験誤差および偏差は考慮すべきである。別段の指定のない限り、部は重量部であり、分子量は重量平均分子量であり、温度は摂氏度であり、圧力は大気圧または大気圧に近い圧力である。標準的な略語、例えば、bp、塩基対(複数可);kb、キロベース(複数可);pl、ピコリットル(複数可);sまたはsec、秒(複数可);min、分(複数可);hまたはhr、時間(複数可);aa、アミノ酸(複数可);kb、キロベース(複数可);bp、塩基対(複数可);nt、ヌクレオチド(複数可);i.m.、筋肉内(筋肉内に);i.p.、腹腔内(腹腔内に);s.c.、皮下(皮下に)等を使用し得る。
(実施例1)
電位開口型ナトリウムイオンチャネル(NaV)は、生体電気の発生において必須の役
割を果たし、生命のプロセスの全てに必須である(例えば、Hille, B. Ion Channels
of Excitable Membranes、第3版、Sinauer: Sunderland、MA、2001年を参照
されたい)。10個のユニークなNaチャネルアイソフォーム(Na1.1−1.9、Na)をコードする遺伝子が哺乳動物細胞において同定されてきた。(以下を参照されたい。(a)Catterall, W. A.、Yu, F. H. Genome Biology 2003年、4巻、207頁。(b)Catterall, W. A.、Goldin, A. L.、Waxman, S. G. Pharm. Rev. 2005年、57巻、397頁。)これらのタンパク質サブタイプ間の生物物理的性質、それらの膜濃縮および空間分布の違いによりニューロンの情報伝達特性が規定される。(例えば、以下を参照されたい。(a)Novakovic, S. D.、Eglen, R. M.、Hunter, J. C. Trends in Neurosci. 2001年、24巻、473頁。(b)Lai, H. C.、Jan, L. Y.、Nat. Rev. Neurosci. 2006年、7巻、548頁。(c)Rush,
A. M.、Cummins, T. R.、Waxman, S. G. J. Physiol. 2007年、579巻
、1頁。)異常なNaV機能および/または発現は、不整脈、てんかん、神経因性痛、お
よび先天性無痛覚症を含めた多数の病態に伴うと考えられている。(例えば、以下を参照されたい。(a)Keating, M T.、Sanguinetti, M. C. Cell 2001年、104
巻、569頁。(b)Lossin, C.、Wang, D. W.、Rhodes, T. H.、Vanoye, C. G.、George, A. L. Jr. Neuron、2002年、34巻、877頁。(c)Rogers, M.
、Tang, L.、Madge, D. J.、Stevens, E. B. Semin. Cell. Dev. Biol. 20
06年、17巻、571頁。(d)Cox, J. J.、Reimann, F.、Nicholas, A. K.、Thornton, G.、Roberts, E.、Springell, K.、Karbani, G.、Jafri, H.、Mannan, J.、Raashid, Y.、Al-Gazali, L.、Hamamy, H.、Valente, E. M.、Gorman, S.、Williams, R.、McHale, D. P.、Wood, J. N.、Gribble, F. M.、Woods, C. G. Nature 2006年、444巻、894頁。)したがって、チャネル機能に伴う病態生理をさらに理解するために、タンパク質構造を探求するため、特定のNaVアイソフォームの
活性を調節するため、ならびにNaVレギュレーションおよび発現に伴う動的な事象を追
跡するための化学的手段が求められている。(例えば、以下を参照されたい(a)Anger,
T.、Madge, D. J.、Mulla, M.、Ridall, D. J. Med. Chem. 2001年、44巻、115頁。(b)Priest, B. T.、Kaczorowski, G. J. PNAS 2007年、1
04巻、8205頁。)本明細書において、本発明者らは、本発明者らのそのような作用剤の開発について記載しており、該作用剤については、貝毒(+)−サキシトキシン1(STX)(特定のNaVサブタイプの一桁のナノモルの阻害剤)により、分子の青写真が
もたらされる(図2)。したがって、本発明者らの研究は、チャネル口におけるSTXの結合ポーズの利用可能なモデルとの矛盾をずっと明らかにしてきた。さらに、本発明者らは、カルバメート変性形態の毒素にアクセスする手段を確立し、そのような構造変化により基質−受容体結合親和性が大いに減少することはないことを示す。
完全に機能的な電位開口型Naチャネルは、大きいヘテロマーのα−サブユニット(約260kDa)および1つまたは2つの補助的なβ−サブユニット(33〜36kDa)からなる。(以下を参照されたい。(a)Catterall, W. A.、Yu, F. H. Genome
Biology 2003年、4巻、207頁。(b)Catterall, W. A.、Goldin, A. L.、Waxman, S. G. Pharm. Rev. 2005年、57巻、397頁。)タンパク質の結
晶学的データが存在しないため、小分子の薬理学的プローブ、ならびにタンパク質の変異誘発および電気生理学により、このファミリーの高分子に関して現在存在している構造的洞察のほとんどを得た。(例えば、Choudhary, G.、Shang, L.、Li, X. F.、Dudley,
S. C. Biophys. J. 2002年、83巻、912頁を参照されたい。)これらのデータ、ならびに付随するKイオンチャネル、KcsaおよびMthKのX線構造により、NaV α−サブユニットの相同性モデルの構成が可能となった。(例えば、以下を参
照されたい。Lipkind, G. M.、Fozzard, H. A. Biochemistry 2000年、39巻、8161頁。(b)Tikhonov, D. B.、Zhorov, B. S. Biophys. J. 2005年、88巻、184頁。)該チャネルの外側の開口、いわゆる部位Iは、イオン選択性フィルターを含み、STXおよび関連するグアニジニウム毒の受容体部位と見なされる(図2)。(Llewellyn, L. E. Nat. Prod. Rep. 2006年、23巻、200頁を参照
されたい。)5つのカルボキシレート残基がこの孔領域に並んでおり(D400、E755、E403、E758、D1532、Na1.4ナンバリング)、それらの存在は、部位特異的変異誘発研究により示されているように高親和性STX結合に重要である。(以下を参照されたい。(a)Terlau, H.、Heinemann, S. H.、Stuhmer, W.、Pusch,
M.、Conti, F.、Imoto, K.、Numa, S. Febs Lett、1991年、293巻、93
頁。(b)Heinemann, S. H.、Terlau, H.、Stuhmer, W.、Imoto, K.、Numa, S, Nature 1992年、356巻、441頁。(c)Schlief, T.、Schonherr, R.、Imoto, K.、Heinemann, S. H. Eur. Biophys. J. 1996年、25巻、75頁。(d)Chiamvimonvat, N.、Perez-Garcia, M. T.、Tomaselli, G. F.、Marban, E. J.
Physiol. 1996年、491巻、51頁。(e)Chiamvimonvat, N.、Perez-Garcia, M. T.、Ranjan, R.、marban, E.、Tomaselli, G. F. Neuron 1996年、1
6巻、1037。(f)Hui, L.、McIntyre, D.、French, R. J. J. Gen. Physiol. 2003年、122巻、63頁。)LipkindおよびFozzard、Dudley、ならびにZhorovによる計算モデルは、全て、STXの7,8,9−グアニジンが(DEKAループとしても公知の)選択性フィルターを構成する4つアミノ酸の環に向いていると断定している。(以下を参照されたい。(a)Lipkind, G. M.、Fozzard, H.
A. Biochemistry 2000年、39巻、8161頁。(b)Tikhonov, D. B.、Zhorov, B. S. Biophys. J. 2005年、88巻、184頁。(c)Llewellyn, L. E. Nat. Prod. Rep. 2006年、23巻、200頁。)外側入口ループのC13カ
ルバメート単位、C12水和ケトン、および1,2,3−グアニジニウム部分およびのカルボキシレート残基の間の特異的な接触も強調されている。
調査の出発点として、本発明者らは、該毒素の全体的な結合親和性に対する水素結合供与体としての第一級カルバメートの寄与を第1に検討することを選択した。自然に発生するデカルバモイルSTX(dc−STX)は、STXに対して20〜40%の効力の低減を示している。(以下を参照されたい。(a)Koehn, F. E.、Schnoes, H. K.、Kao,
C. Y. Biochim. Biophys. Acta: Biomembranes 1983年、734巻、129
頁。(b)Strichartz, G. R.、Hall, S.、Magnani, B.、Hong, C. Y.、Kishi, Y.、Debin, J. A. Toxicon 1995年、33巻、723頁。)dc−STXの半合成修飾を介してこの官能基を変えるためにこれまでになされてきた努力は、単一のスクシネート誘導体に限定されてきた。(以下を参照されたい。(a)Schlager, J. J.;Williams, K. C.、Hornyak, M. J.、Courtney, B. C.、Smith, J. R. Medical Defense Bioscience Review, Proceedings, Baltimore, 1996年5月12〜16日。(b)Robillot, C.、Kineavy, D.、Burnell, J.、Llewellyn, L. E. Toxicon 2009年、53巻、460頁。)STXへの新規の合成が利用可能なため、本発明者らは、このC13側の要素を任意に変更することが可能である。したがって、N、N−ジメチル−STX2を調製し、Na電流をブロックするその能力に関して評価してきた。電気生理測定は、ホールセル電位固定形式でラット骨格チャネル、NaV1.4(CHO細胞
)の異種発現したα−サブユニットに対して実施されている。(例えば、Moran, O.、Picollo, A.、Conti, F. Biophys. J. 2003年、84巻、2999頁を参照されたい。)図3は、−100mVの保持電位からの100mV振幅の10ms脱分極パルス後の電流の記録を示している。増大する濃度の2を外部溶液中に灌流させると、結果としてピーク電流が低下した。これらのデータはラングミュアの等温式と一致し、2に関して2.1±0.1nMのIC50(本発明者らの合成(+)−STXに関して記録したIC50とほぼ等しい値)を示した。この結果は、天然生成物における第一級カルバメートの役割が水素結合供与体としてのものではないことを示していると考えられる。(背景については、Tikhonov, D. B.、Zhorov, B. S. Biophys. J. 2005年、88巻、184頁を参照されたい。)そのような発見により、C13カルバモイル残基の近傍のタンパク質孔の立体環境をさらに探求する動機ももたらされる。
代替C13カルバメート形態を調製するために、本発明者らが以前に発表した(+)−STXへのルートの1つに対する戦略的改良を考案してきた(図4)。(Fleming, J. J.、McReynolds, M. D.、Du Bois, J. J. Am. Chem. Soc. 2007年、129巻、9964頁を参照されたい。)三環式オキサゾリジノン4は、本発明者らの新しい合成計画の基礎を表しており、本発明者らの仮定は、求核性アミンがこの歪んだ複素環を選択的に開環するであろうというものである。この構造は、9員環グアニジン3(現在本発明者らの研究所において日常的に>5g規模で合成している物質)からたった3ステップで作り上げることができる。4にアクセスするために、C13−Trocカルボネートの連続的形成および閉環が必要であることが分かっている。他のカルボニル化剤(すなわち、ホスゲン、カルボニルジイミダゾール)の使用により、ほぼもっぱらC4〜C13アルケンが生じた。第一級アミンによるオキサゾリジノンの開環が実際に円滑に発生して、対応する第2級カルバメートが生じる。ルイス酸媒介グアニジン閉環および脱保護およびC12酸化を含むその後の2回の変換により、適合したサキシトキシンの構築が完了する。
サキシトキシンC13誘導体8〜12を、rNaV1.4に対する効力に関して評価し
た(図5に記載しているように)。8と同様の線状N−ヘキシル部分の組込は、天然生成物に対するIC50のわずかな低減しかもたらさない。この結果は、かなり顕著な結合親和性の損失を示す分枝N−イソプロピル構造9の測定と対照をなしている。特定の理論にとらわれるものではないが、カルバメート部分が細胞外空間に及び得るかなり狭い峡谷に存在していると考えられる。(Sato, C.、Ueno, Y.、Asai, K.、Takahashi, K.、Sato, Masahiko, S.、Engel, A.、Fujiyoshi, Y. Nature 2001年、409巻、1047頁を参照されたい。)他のデータ、すなわち10および12の電位固定記録からの結果により、この結論は支持されている。しかし、興味深いことに、カルボキシレート残基のサキシトキシンコア(すなわち、11)より遠位への組込により、薬物効力が低減する。ベンゾフェノン標識毒素12は、C13単位の近傍での隣接するアミノ酸の接触の直接的な実験的証拠を提供することを意図したものである。本発明者らの知る限り、この化合物は、そのような光親和性−STXコンジュゲートの最初のものを表している。(テトロドトキシンベースの光親和性プローブが調製されてきた。以下を参照されたい。(a)Guillory, R. J.、Rayner, M. D.、D'Arrigo, J. S. Science 1977年、196巻、883頁。(b)Uehara, S.、Uyemura, K. Neurochem. Res. 1985年、
10巻、1119頁。(c)Yoshida, E.、Nakayama, H.、Hatahaka, Y.、Kanaoka, Y. Chem. Pharm. Bull.(Tokyo)1990年、38巻、982頁。(d)Nakayama, H.、Hatanaka, Y.、Yoshida, E.、Oka, K.、Takanohashi, M.、Amano, Y.、Kanaoka, Y. Biochem. Biophys. Res. Commun. 1992年、184巻、900頁。) 新規の形態のSTXをもたらす新規の合成の能力の最後の表示として、本発明者らは、「合成後」修飾のために10などの化合物を活用した(図6)。2つのグアニジニウム基が存在するにもかかわらず、10は、N−ヒドロキシスクシンイミド(N-hydroxysuccimide)(NHS)ベンゾエートエステルとの選択的カップリングを受け、それにより所望のアミド13が生じた。この最終ステップでのカップリング反応により、構造的に複雑なペイロードのSTXコア(すなわち、蛍光性基、バイオマーカー)(通常ならグアニジン(guandine)脱保護および/またはC12酸化に用いたケミストリーと適合しない側鎖成分)への付着が可能となる(図4を参照されたい)。今まで、本発明者らは、10で実施したカップリング反応を介して構造的に多様なフルオロフォア(図7の14、15、16)、ビオチンタグ(17)、光親和性標識用のジアジリン種(18)、システイン反応性官能基(19)、およびコレステロールなどの親油性ステロイド(20)をSTXに付着させてきた。マレイミド含有化合物19は、電位開口型ナトリウムチャネルを不可逆的に阻害するものと考えられるため、特に興味深い種である(図8を参照されたい)。
不斉全合成を通した(+)−STXへのアクセスにより、このユニークな天然生成物の非天然類似体の開発が可能となった。ホールセル電位固定技術を使用して、新しいサキシトキシン類似体を、NaV機能のブロックにおけるそれらの効能に関して評価した。これ
らの発見により、いくつかの様々な構造グループのいずれか1つを用いたSTXのC13カルバモイル単位の再設計の条件が明らかとなった。このタイプの研究、ならびに分子生物学的手段により、研究者らがチャネル孔の三次元構造をより詳細にマッピングすることが可能となる。本発明者らは、これらの研究が、設計した化学的手段を利用してNaV
能に伴う動的なプロセスを調べるためのより大きな計画に必要なステップと見なしている。
材料および方法。全ての試薬は、別段の定めのない限り商業的に得た。反応は、窒素の雰囲気下でオーブンで乾燥したガラス器具を使用して実施した。空気および湿気に敏感な液体および溶液は、シリンジまたはステンレス鋼カニューレを介して移した。有機溶液は回転蒸発により減圧下(約15トル)で濃縮した。ジクロロメタン、テトラヒドロフラン(THF)およびアセトニトリル(MeCN)およびN,N−ジメチルホルムアミドは、使用直前に活性化アルミナの2つのカラムに通した。ピリジンは水素化カルシウムから蒸留した。N−Boc−L−セリンメチルエステルは、Dondoneの手順に従って調製した。
(Dondoni, A.、Perrone, D. Synthesis of 1,1-Dimethylethyl (s)-4-Formyl-2,2-Dimethyl-3-Oxazolidinecarboxylate by Oxidation of the Alcohol. Org. Syn.
2004年、10巻、64〜70頁を参照されたい。)N−(p−メトキシベンジル)ヒドロキシルアミンは、QuanおよびBaldwinの手順に従って2ステップで調製した。(以下を参照されたい。(a)Quan, C.、Kurth, M. Solid-Phase Synthesis
of 5-Isoxazol-4-yl-[1,2,4]oxaciazoles. J. Org. Chem. 2004年、69巻、1470〜1474頁。(b)Baldwin, J. E.、Cah, J. K.、Kruse, L. I. Total Synthesis of Antitumor Agent AT-125, (aS,5S)-a-Amino-3-Chloro-4,5-Dihydro-5-Isoxazolieacetic Acid. Tetrahedron 1985年、41巻、5241〜5260頁。)β−サキシトキシノールおよびサキシトキシンはFlemingの手順に従って調製した。(Fleming, J. J.、Du Bois, J. A synthesis of (+)-saxitoxin. J.
Am. Chem. Soc. 2006年、128巻、3926〜3927頁を参照されたい。)t−ブチル−6−アミノヘキシルカルバメートはPhanstielの手順に従って調製した。(Gardner, R. A.、Ghobrial, G.、Nasser, S. A.、Phanstiel, O.、IV Synthesis and Biological Evaluation of New Acinetoferrin Homologues for Use as Iron Transport Probes in Mycobacteria. J. Med. Chem. 2004年
、47巻、4933頁を参照されたい。)t−ブチル−2−アミノエチルカルバメートはDijkgraafの手順に従って調製した。(Dijkgraaf, I.、Rijnders, A. Y.、Soede, A.、Dechesne, A. C.、van Esse, G. W.、Brouwer, A. J.、Corstens, F. H.、Boerman, O. C.、Rijkers, D. T.、Liskamp, R. M. Synthesis of DOTA-Conjugated Multivalent Cyclic-RGD Peptide Dendrimers via 1,3-Dipolar Cycloaddition and their Biological Evaluation: Implications for Tumor Targeting and Tumor Imaging Purposes. Org. Biomolec. Chem. 2007年、5巻、935〜944頁。)ホウ素トリス(トリフルオロアセテート)は、Bauerにより記載されているようにトリフルオロ酢酸中の0.5M溶液として調製し、−5℃でSchlenkフラスコに保存した。(例えば、Pless, J.、Bauer, W. Boron Tris(Trifluoroacetate) for Removal of Protecting Groups in Peptide Chemistry. Angew.
Chem.、Int. 編、1973年、12巻、147〜148頁を参照されたい。)Sil
icycleの超高純度のシリカゲル(40〜63μm)での強制流動クロマトグラフィーを使用して生成物のクロマトグラフィーによる精製を実現した。Varian ProStarモデル320で半分取高実効液体クロマトグラフィー(HPLC)を実施した。EM Scienceシリカゲル60 F254プレート(250μm)で薄層クロマトグラフィーを実施した。蛍光消光により、およびモリブデン酸セリウムアンモニウム水溶液(CAM)溶液での染色により、出現したクロマトグラムの可視化を実現した。
Hおよび13C、それぞれについて400および100MHzで作動するVarian Mercury分光計で、またはHおよび13C、それぞれについて500および125MHzで作動するVarian Inova分光計で核磁気共鳴(NMR)スペクトルを取得し、残留溶媒信号を内部標準とする。HNMRのデータは、以下の通り記録している。化学シフト(δ、ppm)、多重度(s、一重項;d、二重項、t、三重項;q、四重項;quint、五重項;m、多重項;br、ブロード)、積分、カップリング定数(Hz)。13CNMRのデータは、化学シフト(δ、ppm)について報告している。赤外(IR)スペクトルは、Thermo−Nicolet 300 FT−IR分光計でNaClプレートを使用して薄膜として記録しており、吸収周波数で報告している。光学回転データは、Na D線で作動するJasco DIP−1000デジタル旋光計で50mmセルに充填した試料から得た。高分解能質量スペクトルは、スタンフォード大学のVincent Coates財団質量分析研究所(Vincent Coates Foundation Mass Spectrometry Laboratory)から得た。
Figure 2020105230

BMA.3:アルコールBMA.1(155mg、0.27mmol)の5.0mLのピリジン溶液に塩化ジメチルカルバモイル(555μL、6.0mmol、22当量)を添加した。フラスコは還流冷却器を備えており、混合物を90℃まで加熱した。この温度で12hの撹拌後、反応混合物を室温まで冷却し、減圧下で濃縮した。シリカゲルでのクロマトグラフィー(勾配溶離96:4 CHCl/MeOH→93:7 CHCl/MeOH)による油状の残渣の精製により、白色の固形物として所望の生成物BMA.2(65mg、37%)が生じた。TLC Rf = 0.55 (92:8 CH2Cl2/MeOH); 1H NMR (CD3CN, 400 MHz, 65 ℃) δ 7.78-7.70 (m, 4H), 7.05-6.96 (m, 4H),
6.28-6.20 (m, 2H), 5.85 (br d, 1H, J = 8.2 Hz), 4.82-4.74 (m, 2H), 4.67-4.63 (m, 1H), 4.20 (dd, 1H, J = 11.4, 3.2 Hz), 4.11 (dd, 1H, J = 11.4, 5.5 Hz), 3.92-3.87 (m, 1H), 3.88 (s, 3H), 3.86 (s, 3H), 3.49-3.36 (m, 2H), 2.89 (s, 3H), 2.84 (s, 3H), 2.69-2.61 (m, 1H),
2.20-2.10 (m, 1H) ppm.単離物質BMA.2(17mg、0.027mmol)を
680μLの11:2 MeCN/HOに溶解し、そこにOsCl(HO中の36mM、74μL、3.0μmol、0.1当量)の溶液を次に添加した。得られた茶色の溶液に570μLのEtOAc、一回分のNaCO(28mg、0.027mmol、10.0当量)、および一回分のオキソン(125mg、0.20mmol、7.6当量)を次に添加した。穏やかなガスの発生が観察され、得られた淡黄色の懸濁液を60h激しく撹拌した。1mLの飽和Na水溶液の添加により反応をクエンチし、5min撹拌し、10mLのEtOAcを含有する分液漏斗に移した。有機層を採取し、水層を10mLのEtOAcで抽出した。有機層を混ぜ合わせ、5mLの飽和NaCl水溶液で洗浄し、MgSOで乾燥し、減圧下で濃縮した。シリカゲルでのクロマトグラフィー(94:6 CHCl/MeOH)による白色の残渣の精製により、白色の固形物としてBMA.3(4mg、24%)が生じ、BMA.2(10mg、57%)を回収した。異性の5/6二環を有する9:1混合物(HPLCにより測定)として生成物を得た。逆相HPLC(NovaPak C18、溶離液として30:70 MeCN/0.1%CFCOH水溶液を4mL/minの流量で使用)により試料の追加の精製が可能であった。これらの条件下でBMA.3が10.1minの保持時間で溶離した。TLC Rf = 0.37 (92:8 CH2Cl2/MeOH); 1H NMR (CD3CN, 500 MHz) δ 7.75 (s, 1H), 7.74-7.69 (m, 4H), 6.99-6.94 (m, 4H), 6.57 (br s, 2H), 6.38 (br
d, 1H, J = 8.9 Hz), 4.26 (br d, 1H, J = 10.9 Hz), 4.02-3.99 (m,
1H), 3.91 (d, 1H, J = 3.8 Hz), 3.84 (s, 6H), 3.72 (dd, 1H, J =
11.1, 6.8 Hz), 3.68 (ddd, 1H, J = 10.8, 6.7, 2.4 Hz), 3.57- 3.47
(m, 2H), 2.85 (br s, 3H), 2.73 (br s, 3H), 2.20-2.15 (m, 1H), 1.81 (dd, 1H, J = 13.4, 6.6 Hz) ppm; IR (thin film) ν 3333, 1686, 1578, 1536, 1499, 1259, 1202, 1133, 1081, 853 cm-1; HRMS (ES+) calcd for C26H35N7O10S2 669.1887 found 692.1783 (MNa+).
Figure 2020105230

BMA.4:B(OCCF(400μL、30当量)の0.5M CFCOH溶液を、氷HO浴に入れておいたBMA.3(4.5mg、6.7μmol)を含有するフラスコに滴下した。中身を5hの期間にわたって20℃までゆっくりと温めながら薄茶色の混合物を激しく撹拌した。この温度で14hの撹拌後、溶液を−78℃まで冷却し、1mLのMeOHの滴下により反応をクエンチした。溶液を減圧下で濃縮して固体の残渣を得て、それを1mLのMeOHに再溶解した。溶液を再度濃縮した。このプロセスを一度繰り返した。次いで、単離物質を0.5mLのHOに溶解し、溶離液としてHOを使用してイオン交換樹脂の20×100mmカラム(Dowex 1×8−200
OH形)に通した。pH(約7.5〜8.0)により判定したところ生成物を含有する画分を採取し、20μLの1.0M HCl水溶液でpH2まで酸性化した。溶液を凍結乾燥して、白色の粉末としてBMA.4(2.0mg、75%)を得た。1H NMR (D2O, 500 MHz) δ 4.76 (d, 1H, J = 1.4 Hz), 4.31 (d, 1H, J = 4.0
Hz), 4.26 (dd, 1H, J = 11.5, 9.0 Hz), 4.04 (dd, 1H, J = 11.5, 5.5, Hz), 3.83 (ddd, 1H, J = 9.0, 5.4, 1.5 Hz), 3.74 (ddd, 1H, J =
10.2, 10.2, 2.1 Hz), 3.66 (ddd, 1H, J = 9.8, 9.8, 8.4 Hz), 2.91 (s, 3H), 2.86 (s, 3H), 2.39 (dddd, 1H, J = 14.7, 10.2, 10.2, 4.4 Hz), 2.21 (ddd, 1H, J = 15.0, 8.2, 1.5 Hz); HRMS (ES+) calcd for C12H21N7O3 311.1706 found 312.1782 (MH+).
Figure 2020105230

BMA.5:β−DMC−STX BMA.4(2.0mg、5.2μmol)および粉末状の3Åの分子ふるいを500μLのDMSO中で混ぜ合わせ、30min撹拌した。この混合物に、ジシクロヘキシルカルボジイミド(13mg、63μmol、12.1当量)およびピリジニウムトリフルオロアセテート(8.2mg、42μmol、8.1当量)を添加した。濃い沈殿物が直ちに形成し、得られた濁った懸濁液を17h激しく撹拌した。反応混合物の凍結乾燥により、固体の生成物が生じ、それを1mLのHOに懸濁し、濾過した。さらに1mLのHOを使用して、物質を確実に定量的に移した。混ぜ合わせた濾液を凍結乾燥し、単離した固体の生成物を逆相HPLC(Altima C18、l0μm、10×250mmカラム、30minにわたる10:90 MeCN/10mM CCOH水溶液→25:75 MeCN/10mM CCOH水溶液の勾配流で溶離、214nm UV検出)により精製した。6mL/minの流量で、ジメチルカルバモイルサキシトキシン・2CCOHは、20.8minの保持時間を有しており、白色の吸湿性固形物(1.2mg、60%)として単離した。1H NMR (D2O, 500 MHz) δ 4.73 (d, 1H, J = 1.0 Hz), 4.29 (dd, 1H, J
= 11.6, 9.5 Hz), 4.03 (dd, 1H, J = 11.6, 5.3 Hz), 3.84 (ddd, 1H,
J = 9.3, 5.2, 0.9 Hz), 3.78 (ddd, 1H, J = 9.7, 9.7, 1.7 Hz), 3.55 (ddd, 1H, J = 9.7, 9.7, 8.2 Hz), 2.91 (s, 3H), 2.86 (s, 3H), 2.40 (ddd, 1H, J = 13.6, 7.8, 1.7 Hz), 2.32 (ddd, 1H, J = 13.7, 9.7, 9.7 Hz) ppm; HRMS (ES+) calcd for C12H19N7O3 309.1549 found 310.1633 (MH+).
Figure 2020105230

BMA.6:トリクロロエチルクロロホルメート(49mL、0.35mmol)をBMA.1(200mg、0.35mmol)の3.5mLのピリジンの氷冷溶液に滴下した。ゴム状の固形物が直ちに形成し、それがゆっくりと溶解した。混合物の10minの撹拌後、二回目分のトリクロロエチルクロロホルメート(49mL、0.35mmol、1.0当量)を添加した。混合物を0℃でさらに20min撹拌した。次いで、10mLの飽和NaHCO水溶液の添加により反応をクエンチした。混合物を10mLのCHClと共に分液漏斗に移した。有機相を採取し、水層を3×10mLのCHClで抽出した。混ぜ合わせた有機画分をMgSOで乾燥し、濾過し、減圧下で濃縮して白色の固形物を得た。シリカゲルでのクロマトグラフィー(94:6 CHCl/MeOH)によるこの物質の精製により、白色の固形物としてBMA.6(244mg、93%)が生じた。TLC Rf = 0.34 (9:1 CH2Cl2/MeOH); 1H NMR (CD3CN, 500 MHz, 70 ℃) δ 7.76-7.70 (m, 4H), 7.02-6.94 (m, 4H), 6.78 (br s, 1H), 6.16 (s, 2H), 5.62 (d, 1H, J = 7.0 Hz), 4.87 (d, 1H, J = 12.0 Hz), 4.82 (d, 1H, J = 12.0 Hz), 4.82-4.76 (m, 1H), 4.64 (br s, 1H),
4.61 (dd, 1H, J = 7.5, 7.5 Hz), 4.31 (dd, 1H, J = 18.0, 11.0 Hz), 4.28 (ddd, 1H, J = 11.5, 11.5, 3.5 Hz), 4.00-3.92 (m, 1H), 3.85
(s, 3H), 3.84 (s, 3H), 3.48-3.34 (m, 2H), 2.74-2.64 (m, 1H), 2.19-2.12 (m, 1H) ppm; IR (thin film) ν 3333, 1764, 1597, 1531, 1499, 1255, 1131, 1081 cm-1; HRMS (ES+) calcd for C26H31N6O9S2 740.0481 found
763.0546 (MNa+).
Figure 2020105230

BMA.7:ジイソプロピルエチルアミン(535mL、3.1mmol、10.0当量)をBMA.6(228mg、0.31mmol)の6.0mLのMeCN懸濁液に添加し、混合物を60℃で12h撹拌し、その時間の間に固形物質が溶解した。反応物を室温まで冷却し、溶液を減圧下で濃縮して、オフホワイトの固形物を得た。未精製の物質を5mLのEtOで倍散し、オフホワイトの固形物を濾過時に採取し、5mLの氷冷EtOで洗浄して2.54(156mg、86%)を得た。TLC Rf = 0.34 (9:1 CH2Cl2/MeOH); 1H NMR (CD3CN, 500 MHz) δ 7.80 (dd, 2H, J = 7.0, 2.0 Hz), 7.70 (dd, 2H, J = 7.0, 2.0 Hz), 7.04 (dd, 2H, J = 7.0, 2.0 Hz), 6.95 (dd, 2H, J = 7.0, 2.0 Hz), 6.25 (br s, 2H), 5.66 (br s,
1H), 4.73 (ddd, 1H, J = 14.5, 11.0, 5.0 Hz), 4.66 (br s, 1H), 4.61 (dd, 1H, J = 11.0, 7.5 Hz), 4.38 (dd, 1H, J = 8.0, 8.0 Hz), 4.22 (ddd, 1H, J = 10.0, 10.0, 1.5 Hz), 4.14 (dd, 1H, J = 9.0, 2.5
Hz), 3.85 (s, 3H), 3.82 (s, 3H), 3.61 (ddd, 1H, J = 14.5, 7.5, 3.0 Hz), 3.40 (m, 1H), 2.55-2.46 (m, 1H), 2.23-2.17 (m, 1H) ppm; IR (thin film) ν 3326, 3307, 1776, 1596, 1533, 1499, 1398, 1259, 1138,
1084 cm-1; HRMS (ES+) calcd for C24H28N6O8S2 592.1410 found 615.1308
(MNa+).
Figure 2020105230

BMA.8:BMA.7(20mg、0.034mmol)の1mLの無水酢酸の氷冷溶液に固体のKMnO(11mg、0.067mmol、2.0当量)を添加した。薄紫色の溶液を0℃で4h撹拌した。次いで、2mLの飽和Na水溶液の添加により反応をクエンチし、5mLのEtOAcおよび5mLのHOで希釈した。混合物を分液漏斗に移し、有機層を採取した。水層を3×5mLのEtOAcで抽出した。混ぜ合わせた有機層を10mLの飽和NaCl水溶液で洗浄し、MgSOで乾燥し、濾過し、減圧下で濃縮して油状の残渣を得た。シリカゲルでのクロマトグラフィー(95:5 CHCl/Me0H)によるこの物質の精製により、白色の固形物としてアセテートBMA.8(12mg、53%)が生じた。TLC Rf = 0.40 (9:1 CH2Cl2/MeOH); 1H
NMR (CD3CN, 400 MHz) δ 8.23 (br s, 1H), 7.84-7.80 (m, 2H), 7.75-7.71 (m, 2H), 7.06-7.03 (m, 2H), 6.98-6.94 (m, 2H), 6.48 (br s, 2H), 6.04 (d, 1H, J = 6.0 Hz), 5.18 (d, 1H, J = 4.0 Hz), 4.65 (ddd, 1H, J = 8.8, 7.2, 2.4 Hz), 4.48 (s, 1H), 4.46 (d, 1H, J = 1.2 Hz), 4.35 (ddd, 1H, J = 6.4, 4.0, 2.8 Hz), 3.85 (s, 3H), 3.83-3.78
(m, 1H), 3.82 (s, 3H), 3.56-3.50 (m, 1H), 2.66 (dd, 2H, J = 6.8,
5.2 Hz), 2.07 (s, 3H) ppm; IR (thin film) ν 3447, 3356, 1783, 1720, 1621, 1597, 1525, 1500, 1399, 1260, 1138, 1082, 836 cm-1; HRMS (ES+) calcd for C25H28N6O12S2 668.1207 found 689.1312 (MNa+).
Figure 2020105230

BMA.9:BMA.7(20mg、34.0μmol)の976μLの50:10:1 アセトン/HO/AcOH溶液の氷冷溶液にKMnO(11mg、67.0μmol、2.0当量)を添加した。0℃で2.5hの撹拌後、2mLの飽和Na水溶液の添加により反応をクエンチした。混合物を5mLのEtOAcおよび5mLのHOで希釈し、分液漏斗に移した。有機層を採取し、水層を3×5mLのEtOAcで抽出した。混ぜ合わせた有機層を3×10mLの飽和NaHCO水溶液、1×10mLの飽和NaCl水溶液で洗浄し、MgSOで乾燥し、減圧下で濃縮した。シリカゲルでのクロマトグラフィーによる単離物質の精製により、白色の固形物としてケトアルコールBMA.9(11mg、54%)が生じた。TLC Rf = 0.36 (9:1 CH2Cl2/MeOH); 1H
NMR (CD3CN, 500 MHz) δ 8.18 (br s, 1H), 7.81-7.78 (m, 2H), 7.76-7.73 (m, 2H), 6.43 (br s, 2H), 6.03 (d, 1H, J = 6.0 Hz), 4.57 (dd, 1H, J = 6.0, 6.0 Hz), 4.50 (ddd, 1H, J = 6.0, 6.0, 2.0 Hz), 4.47-4.42 (m, 1H), 4.32-4.29 (m, 1H), 4.24 (ddd, 1H, J = 6.5, 5.0, 1.5 Hz), 3.90 (ddd, 1H, J = 14.5, 9.0, 3.0 Hz), 3.85 (s, 3H), 3.82
(s, 3H), 3.57 (ddd, 1H, J = 15.0, 6.5, 4.5 Hz), 2.89 (ddd, 1H, J
= 14.0, 6.0, 3.0 Hz), 2.59 (ddd, 1H, J = 14.0, 9.5, 4.0 Hz) ppm;
IR (thin film) ν 3363, 1784, 1691, 1614, 1539, 1403, 1262, 1135, 1075, 833, 763 cm-1.
Figure 2020105230

BMA.10:オキソン(436mg、0.71mmol、7.0当量)を、4.3mLのEtOAc/MeCN/HOの3:3:1混合物中のOsCl(HO溶液中の36mM、282mL、0.010mmol、0.10当量)およびNaCO(107mg、1.0mmol、10当量)の混合物に一度に添加した。穏やかなガスの発生が観察され、得られたオフホワイトの混合物懸濁液を、オキサゾリジノンBMA.9(60mg、0.10mmol)を添加する前に2min撹拌した。中身を48h激しく撹拌した。次いで、5mLの飽和Naの添加により反応をクエンチし、混合物を10mLのHOおよび20mLのEtOAcを含有する分液漏斗に移した。有機層を採取し、水相を3×15mLのEtOAcで抽出した。混ぜ合わせた有機抽出物を10mLの飽和NaCl水溶液で洗浄し、MgSOで乾燥し、減圧下で濃縮した。シリカゲルでのクロマトグラフィー(92:8 CHCL/MeOH)により固体の残渣を精製して、白色の固形物としてBMA.10(28mg、44%)を得た。TLC Rf = 0.21 (9:1
CH2Cl2/MeOH); 1H NMR (CD3CN, 500 MHz) δ 7.80-7.76 (m, 4H), 7.01-6.95 (m, 4H), 6.51 (br s, 2H), 6.07 (br s, 1H), 4.83 (br s, 1H), 4.46-4.40 (m, 2H), 4.32 (br s, 1H), 4.12 (d, 1H, J = 6.0 Hz), 3.92
(d, 1H, J = 3.5 Hz), 3.83 (s, 3H), 3.81 (s, 3H), 3.81-3.75 (m, 1H), 3.44 (ddd, 1H, J = 12.0, 12.0, 2.0 Hz), 2.25 (1H, signal obscured by DHO), 1.84 (dd, 1H, J = 12.5, 7.5 Hz) ppm; IR (thin film)
ν 3326, 3307, 1776, 1596, 1533, 1499, 1398, 1259, 1138, 1084 cm-1; HRMS (ES+) calcd for C24H28N6O10S2 624.1308 found 625.1359 (MH+).
Figure 2020105230

BMA.11:BMA.9(30mg、51.0μmol)の2.5mLの2:2:1
EtOAc/MeCN/HO溶液の氷冷溶液にRuCl(0.53mg、2.5μmol、0.05当量)を添加し、その後、固体のNaIO(13.1mg、61.2mmol、1.2当量)を添加した。反応物を0℃で45min撹拌し、次いで、2mLの飽和Na水溶液の添加によりクエンチした。反応物を5mLのEtOAcおよび5mLのHOで希釈し、分液漏斗に移した。有機層を採取し、水層を3×5mLのEtOAcで抽出した。混ぜ合わせた有機画分を10mLの飽和NaCl水溶液で洗浄し、MgSOで乾燥し、濾過し、減圧下で濃縮した。シリカでのクロマトグラフィーによる単離物質の精製により、白色の固形物としてジオールBMA.11(23mg、72%)が生じた。TLC Rf = 0.30 (9:1 CH2Cl2/MeOH); 1H NMR (CD3CN, 400 MHz) δ 7.90 (br s, 1H), 7.82-7.79 (m, 2H), 7.76-7.73 (m, 2H), 7.06-7.02
(m, 2H), 7.00-6.96 (m, 2H), 6.36 (br s, 2H), 5.67 (br d, 1H, J =
3.6 Hz), 4.57-4.52 (m, 1H), 4.31 (dd, 1H, J = 11.2, 5.6 Hz), 4.30-4.27 (m, 1H), 3.88-3.79 (m, 1H), 3.84 (s, 3H), 3.82 (s, 3H), 3.73-3.64 (m, 2H), 3.45-3.37 (m, 1H), 3.32-3.17 (m, 2H), 1.91-1.81 (m, 1H),
1.70-1.61 (m, 1H) ppm; IR (thin film) ν 3325, 1767, 1618, 1596, 1534, 1499, 1400, 1260, 1134, 1083 cm-1. 一般的な3ステッププロトコルを使
用してオキサゾリジノンBMA.10をSTX誘導体BMA.14〜BMA.18に変換した。BMA.10のBMA.14への転換に関する実験的詳細が代表的なものである。
Figure 2020105230

BMA.12:t−ブチル−6−アミノヘキシルカルバメート(28mg、0.13mmol、5.0当量)をBMA.10(16mg、26.0μmol)の1.3mLのTHF溶液に添加した。混合物を4h撹拌し、減圧下で濃縮し、単離物質をシリカゲルでのクロマトグラフィー(94:6 CHCl/MeOH)により精製して、無色の油としてBMA.12(22mg、99%)を得た。TLC Rf = 0.30 (9:1 CH2Cl2/MeOH); 1H NMR (CD3CN, 500 MHz, 60 ℃) δ 7.75 (dd, 4H, J = 9.0, 1.5
Hz), 6.98 (dd, 4H, J = 9.0, 2.5 Hz), 6.37 (br s, 2H), 5.81 (br s, 1H), 5.53 (br s, 1H), 5.11 (br s, 1H), 4.81 (br s, 1H), 4.29 (br d, 1H, J = 11.5 Hz), 4.13 (s, 1H), 4.03 (br t, 1H, J = 8.0 Hz), 3.94 (t, 1H, J = 3.5 Hz), 3.85 (s, 6H), 3.75 (dd, 1H, J = 12.0, 4.5 Hz), 3.67-3.63 (m, 1H), 3.58-3.50 (m, 2H), 3.07 (br s, 2H),
2.99 (ddd, 2H, J = 6.5, 6.5, 6.5 Hz), 2.23-2.16 (m, 1H), 1.85-1.81
(m, 1H), 1.51-1.40 (m, 4H), 1.42 (s, 9H), 1.34-1.25 (m, 4H) ppm; IR (thin film) ν 3330, 2932, 1701, 1578, 1535, 1499, 1256, 1132, 1082 cm-1; HRMS (ES+) calcd for C35H52N8O12S2 840.3146 found 863.3033 (MNa+).
Figure 2020105230

BMA.13:BMA.12(23mg、0.027mmol)を含有する10mL丸底フラスコを氷浴に入れ、それにB(OCCF(CFCOH中の0.5M溶液、1.64mL、0.82mmol、30当量)をゆっくりと添加した。得られた薄茶色の溶液を撹拌し、5hにわたって室温までゆっくりと温めた。この温度でさらに14hの撹拌後、溶液を0℃まで冷却し、1.0mLのMeOHの滴下により反応をクエンチした。混合物を減圧下で濃縮して油状の残渣を得た。未精製の生成物を約2mLのMeOHに再溶解し、溶液を濃縮した。このプロセスを一度繰り返した。次いで、単離物質を1mLのHOに溶解し、Dowex 1×8−200(OH形)の2×10cmカラムに通した。pH(>7.5)により判定したところ生成物を含有する画分を採取し、100mLの1.0M HCl水溶液で酸性化した。溶液を凍結乾燥して、白色の粉末としてBMA.13(12mg、92%)を得た。1H NMR (D2O, 400 MHz) δ 4.77 (d,
1H, J = 1.2 Hz), 4.33 (d, 1H, J = 3.6 Hz), 4.26 (dd, 1H, J = 11.6, 9.2 Hz), 4.01 (dd, 1H, J = 11.6, 5.6 Hz), 3.81 (dd, 1H, J =
9.2, 5.6 Hz), 3.77 (ddd, 1H, J = 10.0, 10.0, 2.0 Hz), 3.67 (ddd, 1H, J = 18.8, 8.8, 1.6 Hz), 3.15-3.05 (m, 2H), 2.97 (dd, 2H, J =
7.6, 7.6 Hz), 2.46-2.36, (m, 1H), 2.23 (ddd, 1H, J = 14.8, 8.4, 1.6 Hz), 1.68-1.61 (m, 2H), 1.52-1.45 (m, 2H), 1.41-1.31 (m, 4H) ppm;
HRMS (ES+) calcd for C16H30N8O3 382.2441 found 383.2514 (MH+)
Figure 2020105230

BMA.14:BMA.13(9mg、0.018mmol)の1.4mLのDMSO溶液に粉末状の3Åの分子ふるいを添加した。ジシクロヘキシルカルボジイミド(45mg、0.22mmol、12当量)およびピリジニウムトリフルオロアセテート(27mg、0.14mmol、7.5当量)の添加の前に懸濁液を20min撹拌した。白色の沈殿物が直ちに形成し、スラリーを17h激しく撹拌した。反応混合物の凍結乾燥により、固体の生成物が生じ、それを1mLのHOに懸濁し、セライトの短パッドを通して濾過した。さらに2×1mLのHOを使用して、物質を確実に定量的に移した。混ぜ合わせた濾液を凍結乾燥し、単離した固形物を逆相HPLC(Altima C18、10μm、10×250mmカラム、14minにわたる20:80 MeCN/10mM CCOH水溶液→27:73 MeCN/10mM CCOH水溶液の勾配流で溶離、214nm UV検出)により精製した。6mL/minの流量で、BMA.14は、7.1minの保持時間を有しており、凍結乾燥後に白色の粉末(12mg、63%)として単離した。1H NMR (D2O, 500 MHz) δ 4.68 (s, 1H), 4.23 (dd, 1H, J = 11.5, 9.5 Hz), 3.97 (dd, 1H J = 11.5, 5.5 Hz), 3.78-3.74 (m, 2H), 3.52 (ddd, 1H, J = 18.5, 8.5, 1.5 Hz), 3.09-3.01 (m,
2H), 2.93 (dd, 2H, J = 6.4, 6.4 Hz), 2.38 (ddd, 1H, J = 14.0, 8.0, 2.0 Hz), 2.33-2.26 (m, 1H), 1.63-1.57 (m, 2H), 1.48-1.42 (m, 2H),
1.35-1.28 (m, 4H) ppm; HRMS (ES+) calcd for C16H30N8O4 398.2390 found 399.2472 (MH+)
Figure 2020105230

BMA.15:1H NMR (D2O, 400 MHz) δ 4.70 (s, 1H), 4.27 (dd, 1H, J = 11.6, 8.8 Hz), 3.99 (dd, 1H, J = 11.6, 5.2 Hz), 3.80-3.76 (m, 2H), 3.54 (dd, 1H, J = 7.6, 7.6 Hz), 3.11-3.04 (m, 2H), 2.39-2.30 (m, 2H), 1.45 (dd, 2H, J = 6.8, 6.8 Hz), 1.26-1.21 (m, 8H), 0.83
(t, 3H, J = 6.8 Hz) ppm; HRMS (ES+) calcd for C17H31N7O4 397.2438
found 398.2505 (MH+).
Figure 2020105230

BMA.16:1H NMR (D2O, 500 MHz) δ 4.70 (s, 1H), 4.26 (dd, 1H, J = 11.5, 9.0 Hz), 3.99-3.95 (m, 1H), 3.80-3.75 (m, 2H), 3.66-3.60
(m, 1H), 3.54 (ddd, 1H, J = 18.0, 10.0, 1.5 Hz), 2.40 (ddd, 1H, J = 14.0, 8.0, 1.5 Hz), 2.34-2.28 (m, 1H), 1.09 (d, 6H, J = 7.0 Hz) ppm; HRMS (ES+) calcd for C13H23N7O4 341.1812 found 342.1890 (MH+).
Figure 2020105230

BMA.17:1H NMR (D2O, 500 MHz) δ 4.69 (d, 1H, J = 1.5 Hz),
4.27 (dd, 1H, J = 12.0, 9.5 Hz), 3.97 (dd, 1H, J = 11.5, 5.0 Hz), 3.78-3.71 (m, 2H), 3.52 (dd, 1H, J = 9.0, 9.0 Hz), 3.08 (dd, 2H, J = 6.5, 6.5 Hz), 2.15 (t, 2H, J = 7.0 Hz), 1.55-1.49 (m, 2H),
1.49-1.43 (m, 2H), 1.31-1.23 (m, 2H) ppm (note: 1H signals for C11
methylene are absent due to exchange with D2O); HRMS (ES+) calcd for C16H27N7O6 413.2023 found 414.2122 (MH+).
Figure 2020105230

BMA.18:1H NMR (D2O, 400 MHz) δ 7.87 (d, 2H, J = 9.2 Hz),
7.85 (d, 2H, J = 9.2 Hz), 7.81 (dd, 2H, J = 8.0, 1.2 Hz), 7.73
(tt, 1H, J = 7.6, 1.6 Hz), 7.57 (t, 2H, J = 8.0 Hz), 4.64 (d, 1H, J = 1.2 Hz), 4.17 (dd, 1H, J = 11.6, 9.6 Hz), 3.96 (dd, 1H, J = 11.6, 4.8 Hz), 3.74-3.69 (m, 2H), 3.53 (dd, 2H, J = 5.2, 5.2 Hz), 3.41-3.34 (m, 3H), 2.34-2.26 (m, 2H) ppm; HRMS (ES+) calcd for C26H30N8O6 550.2288 found 551.2388 (MH+).
Figure 2020105230

BMA.20:BMA.13(2.5mg、2.4mmol)の240μLのpH9.5緩衝液(0.1M NaHCO/NaCO)およびDMFの1:3混合物溶液に4−フルオロ安息香酸N−ヒドロキシスクシンイミドエステル(1.6mg、7.2mmol、3.0当量)を添加した。溶液を室温で5h撹拌し、次いで、30mLの1.0M
HCl水溶液で酸性化した。混合物を凍結乾燥して固形物質を得て、それを逆相HPLC(Altima C18、10μm、10×250mmカラム、30minにわたる10:90 MeCN/10mM CCOH水溶液→40:60 MeCN/10mM CCOH水溶液の勾配流で溶離、254nm UV検出)により精製した。6mL/minの流量で、BMA.20は、16.2minの保持時間を有しており、凍結乾燥後に白色の粉末(2.2mg、96%)として単離した。1H NMR (D2O, 500
MHz) δ 7.75-7.72 (m, 2H), 7.21-7.18 (m, 2H), 4.68 (s, 1H), 4.21
(dd, 1H, J = 12.0, 9.5 Hz), 3.84 (dd, 1H, J = 12.0, 5.5 Hz), 3.78-3.74 (m, 2H), 3.54-3.49 (m, 1H), 3.34 (dd, 2H, J = 7.0, 7.0 Hz),
3.10-3.03 (m, 2H), 2.40-2.26 (m, 2H), 1.61-1.55 (m, 2H), 1.48-1.43 (m, 2H), 1.38-1.28 (m, 4H) ppm; HRMS (ES+) calcd for C23H33FN8O5 520.2558 found 521.2639 (MH+).
Figure 2020105230

TLC Rf = 0.08 (9:1 CH2Cl2/MeOH); 1H NMR (CDCl3, 400 MHz) δ 7.91 (d, 2H, J = 8.0 Hz), 7.81-7.75 (m, 4H), 7.43 (d, 2H, J = 8.4 Hz),
6.78 (br s, 1H), 4.63 (br s, 1H), 3.96 (s, 2H), 3.45 (q, 2H, J = 6.8 Hz), 3.11 (q, 2H, J = 6.4 Hz), 1.66-1.57 (m, 4H), 1.51-1.32 (m, 4H) ppm; IR (thin film) ν 3361, 3305, 2931, 2859, 1686, 1648, 1523, 1280, 1174, 932 cm-1.
Figure 2020105230

BMA.23:BMA.22(4.0mg、4.1μmol)の200μLのMeCNおよびpH9.5緩衝液(NaHCO/NaCO)の1:1混合物の撹拌溶液にビオチンNHSエステル(2.1mg、6.2μmol、1.5当量)を添加した。混合物を6h撹拌し、その後、21μLの1.0M HCl水溶液で反応をクエンチし、溶媒を減圧下で除去した。逆相HPLC(Altima C18、10μm、10×250mmカラム、30minにわたる、0.1%CFCOH水溶液を含有する20:80 MeCN/HO→0.1%CFCOH水溶液を含有する80:20 MeCN/HOの勾配流で溶離、254nm UV検出)による、この単離物質の精製。6mL/minの流量で、BMA.23は、8.9minの保持時間を有しており、凍結乾燥後に白色の粉末(0.71mg、20%)として単離した。1H NMR (D2O, 400 MHz) δ 7.84 (s, 4H), 7.79 (d, 2H, J = 8.0 Hz), 7.46 (d, 2H, J = 7.6 Hz),
4.72 (s, 1H), 4.47 (dd, 1H, J = 7.6, 5.2 Hz), 4.40 (d, 2H, J =
6.0 Hz), 4.31-4.27 (m, 2H), 4.05 (dd, 1H, J = 12.0, 5.2 Hz), 3.83-3.74 (m, 2H), 3.56-3.49 (m, 1H), 3.39 (t, 2H, J = 6.8 Hz), 3.21-3.13 (m, 3H), 2.85 (dd, 1H, J = 12.8, 4.8 Hz), 2.63 (d, 1H, J = 13.2 Hz), 2.42-2.26 (m, 2H), 2.14 (t, 2H, J = 7.2 Hz), 1.65-1.57 (m,
4H), 1.55-1.44 (m, 4H), 1.39-1.26 (m, 6H) ppm.
Figure 2020105230

1H NMR (D2O, 400 MHz) δ 4.68 (s, 1H), 4.28 (dd, 1H, J = 11.6, 9.6 Hz), 3.96 (dd, 1H, J = 12.0, 5.2 Hz), 3.78 (ddd, 1H, J = 10.0, 10.0, 2.0 Hz), 3.77-3.74 (m, 1H), 3.54 (ddd, 1H, J = 18.4, 10.4,
2.8 Hz), 3.15 (s, 2H), 2.39 ddd, 1H, J = 14.4, 8.4, 2.0 Hz), 2.30 (ddd, 1H, J = 14.4, 10.0, 10.0 Hz), 1.00 (s, 3H) ppm; HRMS (ES+)
calculated for C13H21N9O4 367.1717, found 368.1789 (MH+).
Figure 2020105230

BMA.25:BMA.13(2.6mg、2.5μmol)の125μLのpH9.5緩衝液(0.1M NaHCO/NaCO水溶液)の撹拌溶液にOregon Green NHSエステル(4.0mg、7.8μmol、3当量)の125μLのMeCN溶液を添加した。混合物を室温で4h撹拌し、次いで、37.5μLの1.0M HCl水溶液で酸性化した。この溶液の減圧下での濃縮後、固形物質を逆相HPLC(Altima C18、10μm、10×250mmカラム、30minにわたる10:90 MeCN/10mM CCOH水溶液→40:60 MeCN/10mM CCOH水溶液の勾配流で溶離、254nm UV検出)により精製した。6mL/minの流量で、BMA.25は、28.5minの保持時間を有しており、凍結乾燥後にオレンジ色の固形物(0.37mg、19%)として単離した。1H NMR (D2O, 400 MHz) δ 8.47 (d, 1H, J = 1.6 Hz), 8.10 (dd, 1H, J = 8.0, 1.6 Hz), 7.44 (d, 1H, J = 8.0 Hz), 7.00 (s, 1H), 6.99 (s, 1H), 6.91 (s, 1H), 6.88 (s, 1H), 4.66 (s, 1H), 4.19 (dd, 1H, J = 11.6, 9.2 Hz), 3.95 (dd, 1H, J = 11.6, 5.2 Hz), 3.78-3.71 (m, 2H), 3.50 (dd, 1H, J = 18.4, 10.0 Hz), 3.43 (t, 2H, J = 6.8 Hz), 3.11-3.03 (m, 2H), 2.36 (ddd, 1H, J = 14.0, 8.4, 1.6 Hz), 2.28 (ddd, 1H, J =
14.0, 9.6, 9.6 Hz), 1.68-1.61 (m, 2H), 1.51-1.44 (m, 2H), 1.41-1.34
(m, 4H) ppm; HRMS (ES+) calculated for C37H38F2N8O10 792.2679 found 793.2753 (MH+).
Figure 2020105230

BMA.26:BMA.13(7.0mg、6.7μmol)の340μLのMeCN/pH9.5緩衝液(0.1M NaHCO/NaCO水溶液)の1:1混合物の撹拌溶液にCy5−NHSエステル(6.2mg、10μmol、1.5当量)を添加した。混合物を室温で4h撹拌し、次いで、68μLの1.0M HCl水溶液で酸性化した。この溶液の減圧下での濃縮後、固形物質を逆相HPLC(Altima C18、10μm、10×250mmカラム、30minにわたる、0.1%CFCOHを有する20:80 MeCN/H0→0.1%CFCOHを有する50:50 MeCN/H0の勾配流で溶離、254nm UV検出)により精製した。6mL/minの流量で、BMA.26は、26.0minの保持時間を有しており、凍結乾燥後に濃青色の固形物(1.03mg、18%)として単離した。1H NMR (D2O, 400 MHz) δ
8.01-7.94 (m, 2H), 7.50-7.47 (m, 2H), 7.41-7.37 (m, 2H), 7.24 (t, 4H, J = 7.6 Hz), 6.51 (t, 1H, J = 12.8 Hz), 6.23 (d, 1H, J = 2.4. hz), 6.20 (d, 1H, J = 2.4 Hz), 4.64 (d, 1H, J = 1.2 Hz), 4.10
(dd, 1H, J = 11.6, 9.2 Hz), 4.97 (t, 2H, J = 6.4 Hz), 3.81 (dd,
1H, J = 11.6, 5.6 Hz), 3.75 (ddd, 1H, J = 10.0, 10.0, 2.4 Hz), 3.69 (dd, 1H, J = 9.2, 6.0 Hz), 3.54 (s, 3H), 3.48 (dd, 1H, J = 18.0, 10.0 Hz), 3.00-2.93 (m, 4H), 2.37 (ddd, 1H, J = 14.0, 8.4, 2.4 Hz), 2.29 (ddd, 1H, J = 13.6, 10.4, 10.4 Hz), 2.15 (t, 2H, J =
6.4 Hz), 1.85-1.78 (m, 2H), 1.62 (s, 6H), 1.62 (s, 6H), 1.61-1.54 (m, 2H), 1.37-1.24 (m, 6H), 1.20-1.16 (m, 2H) ppm; HRMS (ES+) calculated for C48H67N10O5 + 863.5290 found 430.7580 (MH+/2).
Figure 2020105230

BMA.27:BMA.13のMeCN/pH9.5緩衝液(0.1M NaHCO/NaCO水溶液)の1:1混合物の撹拌溶液にDCDHF−NHSエステルを添加した。反応物を室温で3h撹拌し、次いで、40μLの1.0M HCl水溶液で酸性化した。この溶液の減圧下での濃縮後、固形物質を逆相HPLC(Altima C18、10μm、10×250mmカラム、30minにわたる、0.1%CFCOHを有する20:80 MeCN/H0→0.1%CFCOHを有する80:20 MeCN/H0の勾配流で溶離、254nm UV検出)により精製した。6mL/minの流量で、BMA.27は、14.6minの保持時間を有しており、凍結乾燥後に黒紫色の固形物(1.3mg、44%)として単離した。1H NMR (D2O, 500 MHz) δ
7.73 (d, 1H, J = 16.5 Hz), 7.55 (d, 2H, J = 8.0 Hz), 6.82 (d, 2H, J = 8.5 Hz), 6.57 (d, 1H, J = 15.5 Hz), 4.68 (s, 1H), 4.20 (dd, 1H, J = 11.0, 11.0 Hz), 3.96 (dd, 1H, J = 10.5, 4.5 Hz), 3.78-3.73 (m, 2H), 3.53-3.48 (m, 3H), 3.08 (s, 3H), 3.01-2.99 (m, 4H), 2.38 (dd, 1H, J = 14.0, 5.6 Hz), 2.33-2.25 (m, 3H), 1.97-1.92 (m, 2H), 1.41-1.36 (m, 2H), 1.33-1.28 (m, 2H), 1.22-1.17 (m, 4H) ppm.
Figure 2020105230

WHP.3:WHP.1(1.5mg、0.0015mmol)の700μLのMeCNおよびpH8.5緩衝液(0.1M NaHPO/NaHPO)の2:1混合物の溶液に3−マレイミドプロピオン酸N−ヒドロキシスクシンイミドエステル(2.1mg、0.0077mmol、5.0当量)を添加した。溶液を室温で4h撹拌し、次いで、50μLの1.0M HCl水溶液で酸性化した。混合物を凍結乾燥して固形物質を得て、それを逆相HPLC(Altima C18、10μm、10×250mmカラム、14minにわたる20:80 MeCN/10mM CCOH水溶液→27:73 MeCN/10mM CCOH水溶液の勾配流で溶離、214nm UV検出)により精製した。6mL/minの流量で、WHP.3は、7.1minの保持時間を有しており、凍結乾燥後に白色の粉末(0.38mg、28%)として単離した。1H NMR (D2O, 500 MHz) δ 6.81 (s, 2H), 4.60 (s, 1H), 4.31 (dd, 1H, J = 11.3, 9.5 Hz), 3.96 (dd, 1H, J = 12.0, 5.0 Hz), 3.81-3.76 (m, 2H), 3.75 (t, 2H, J = 6.0 Hz), 3.58-3.54 (m, 1H), 3.31-3.20 (m,
2H), 3.14 (t, 2H, J = 10.5Hz), 2.47 (t, 2H, J = 6.5 Hz), 2.41-2.29 (m, 2H) ppm; LRMS (ES+) calcd for C19H27N9O7 493.47 found 494.59 (MH+).
(実施例2)
本実施例は、ゴニオトキシン3(GTX3)、例えば、サキシトキシン、ネオサキシトキシン、および他のゴニオトキシンなどの他のサキシトキシン類似体の構造と同様の小分子のビスグアニジニウム構造を有する麻痺性貝毒素の合成により例示する、サキシトキシン類似体および関連する分子の合成経路を示す。したがって、20種を超える公知の硫酸塩毒の任意のメンバー、ゴニオトキシン3(GTX3)への第1の合成パスを以下に記載している(図9)。(以下を参照されたい。(a)Shimizu, Y.、Buckley, L. J.、Alam, M.、Oshima, Y.、Fallon, W. E.、Kasai, H.、Miura, I.、Gullo, V. P.、Nakanishi, K. J. Am. Chem. Soc. 1976年、98巻、5414〜5416頁。
(b)Boyer, G. L.、Schantz, E. J.、Schnoes, H. K. J. Chem. Soc.、Chem.
Comm. 1978年、889〜890頁。(c)Onodera, H.、Satake, M.、Oshima,
Y.、Yasumoto, T.、Carmichael, W. W. Natural Toxins 1997年、5巻、1
46〜151頁。GTX2および3への不完全なアプローチは、Hannick, S. M.、Kishi, Y. J. Org. Chem. 1983年、48巻、3833〜3835頁に記載されてい
る。) 2−アミノイミダゾリン形成の酸化による方法に関する本発明者ら最近の開示後に、GTX3中の5員環状グアニジンが本発明者らの合成分析の焦点となった。(Kim, M.、Mulcahy, J. V.、Espino, C. G.、Du Bois、J. Org. Lett. 2006年、8巻、1073〜1076頁を参照されたい。)この変換は、Rh結合グアニジンニトレン、C−Hおよびπ結合の両方を修飾することができる反応種の仲介を通して進行すると考えられている。GTX3を作成するために、グアニジンナイトレノイドによるピロール核のアミノ化により、この技術の新規の応用例を提示した(図9)。図9は、ピロール酸化を例示しており、GTX3への合成アプローチを強調している。そのような反応は、歪んだアジリジン3または双極子種4を介して発生することができ、C10またはC12での求核試薬によるその攻撃により、所望の三環式核が生成するであろう。(インドール誘導体との類似の酸化反応により双性イオン中間体の証拠が示される。Padwa, A.、Flick, A. C.、Leverett, C. A.、Stengel, T. J. Org. Chem. 2004年、69巻、6377〜6386頁を参照されたい。)この位置化学的課題にもかかわらず、そのような戦略により、GTX問題がかなり控えめな二環式中間体1へと単純化される。このアプローチに従って、活性化イミンへのピロールの分子内付加を活用するであろうビスグアニジン1へのルートを考案した。前例は限られているが、必要な前駆体2がセリンから容易にアクセスされるため、このタイプのピクテ・スペングラー反応は速く評価することができる。
GTX3の合成は、1−セリンメチルエステルをアルデヒド5に変換する3ステップのシーケンスで開始する(図10)。(Boger, D. L.、Patel, M. J. Org. Chem.
1987年、52巻、2319〜2323頁を参照されたい。)アリルアミンによるこのアルデヒドの縮合の後には、BF・OEtによる処理が続き、それにより、所望の閉環がもたらされ、>20:1ジアステレオ選択性を有するトランス置換尿素6を得る。(この中間体の修飾形態のX線結晶構造によりトランス立体化学帰属が確実となる。)反応速度支配下でこの生成物におけるC5/C6立体化学(GTXナンバリング)が確立されるとすれば、C6およびN7の置換基の間のアリル歪みを最小化する配座により、観察されたジアステレオ選択性を説明することができる。一連の4回の変換を介して必須のアミノ化前駆体7への前進6が効率的に実現され、注目すべきは、連続的アリル脱保護およびイソチオ尿素形成のための1ステッププロセスの開発である(ステップe、6→7、Tces=SOCHCClと比較されたい)。
グアニジン7とのRh触媒アミノ化反応の上首尾の適用により、GTX3の三環式フレームは唯一の限定的事象として構築される。近位C6中心へのC−H挿入がピロール修飾と競合しないと考えられるため、この反応は化学選択的である。この変換において副生成物として生じる酢酸は、推定アジリジンに位置および立体選択的に付加し、反応混合物のHNMR分析に基づいて唯一の生成物としてN,O−アセタール8をもたらす。(この物質のSiOに対する不安定性は、おそらく、単離収率の低減に関与している。溶媒の選択は、このステップのパフォーマンスに対してかなりの実質的な影響を有し、CHClが、出発グアニジン7の完全な消費が観察される唯一の媒質である。)アセテートの攻撃がC12の代わりにもっぱらC10で発生するという事実にもかかわらず、単離した三環8は、GTX3合成の完了のために適切に配置される。
取扱および精製に対する8の安定性にはいくらかむらがあることが分かり、したがって、これにより、おそらく不安定なN,O−アセタール単位を低減するという決定が促される。この変換はEtSiHおよびBF・OEtを用いて円滑に実施され、C11〜C12アルケンを収率81%で生じる。これらの条件下では、転位されたオレフィン生成物は検出されない。次いで、ClCC(O)NCOを使用して第一級カルバメートの導入を可能にする。(例えば、Kocovsky, P. Tetrahedron Lett. 1986年、27巻
、5521〜5524頁を参照されたい。)中間体9は、天然生成物中に存在する必要な炭素中心の全てを含有する。
アルケン9を対応するα−ケトールに変換するための代替アプローチが検討されてきた。位置選択的ケトヒドロキシル化が所望の標的への最も迅速なルートをもたらすであろうが、そのような条件は未だ同定されていない。(ケトヒドロキシル化の前例については、Fleming, J. J.、McReynolds, M. D.、Du Bois, J. J. Am. Chem. Soc. 2007年、129巻、9964〜9975頁を参照されたい。)対照的に、2mol%のOsOおよびN−メチルモルホリン−N−オキシドを使用するオレフィンジヒドロキシル化はかなり効率的であり、単一の立体異性体としてジオール10をもたらす。分子モデルの分析は、9におけるアルケンのβ面がより露出しており、観察された選択性と一致していることを示している。C11−OHの保護は、シアン化ベンゾイルおよびDMAPを用いる高度に最適化された条件で実現される。他の、より一般的なアシル化剤(例えば、PhC(O)Cl)は、3°アミンまたはピリジン塩基と組み合わせると、分離できない異性体のベンゾイル化物質の混合物を生じる。C11にBuMeSiなどの他のブロック基を導入することは可能であるが、それらのより大きい立体的体積により、C12アルコールのその後の酸化が防止される。11により、デス・マーチンペルヨージナンを使用したC12でのケトン形成が可能となる。(六価クロム、TEMPOおよびDMSOベースの酸化プロトコルは、ケトン12を生成することなく出発原料を普遍的に消費した。)
単一の動作を介した12における3つ全ての保護基の除去により、ビス−CCO 塩として単離される11β−ヒドロキシサキシトキシンがもたらされる。この物質の分析データ(HNMR、HRMS)は、文献中に存在するデータと整合している。(以下を参照されたい。(a)Wichmann, C. F.、Boyer, G. L.、Divan, C. L.、Schantz, E. J.、Schnoes, H. K. Tetrahedron Lett. 1981年、22巻、1941
〜1944頁。(b)Shimizu, Y.、Kobayashi, M.、Genenah, A.、Oshima, Y. Tetrahedron 1984年、40巻、539〜544頁。) GTX3の合成を完了するために、DMF・SOを酸掃去剤としての2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルピリジンと組み合わせて使用してC11アルコールの選択的硫酸化を実現する。逆相HPLC後にCCO 付加物として純粋な毒素が得られる。この物質は、あらゆる点において、報告されている天然のGTX3の物理的性質と整合しており、異種発現したNaV1.4
イオンチャネルにおける電気的伝達を約20nMのIC50値でブロックしている(報告されているIC50=13.2〜33.5nM)。(以下を参照されたい。(a)Choudhary, G.、Shang, L.、Li, X.、Dudley, Jr.、S. C. Biophys. J. 2002年、
83巻、912〜919頁。(b)Kao, C. Y.、Kao, P. N.、James-Kracke, M. R.、Koehn, F. E.、Wichmann, C. F.、Schnoes, H. K. Toxicon 1985年、2
3巻、647〜655頁。)GTX3をpH=8の水溶液中に静置すると、C11でエピマー化が発生してGTX2が生じ、発表されている所見とやはり一致している(図11)。(例えば、以下を参照されたい。(a)Shimizu, Y.、Buckley, L. J.、Alam, M.
、Oshima, Y.、Fallon, W. E.、Kasai, H.、Miura, I.、Gullo, V. P.、Nakanishi, K. J. Am. Chem. Soc. 1976年、98巻、5414〜5416頁。(b)Wichmann, C. F.、Boyer, G. L.、Divan, C. L.、Schantz, E. J.、Schnoes, H.
K. Tetrahedron Lett. 1981年、22巻、1941〜1944頁。)図11は、静置すると発生するC11でのエピマー化を例示している。
GTX3の合成の完了により、複素環構築のためのRh触媒アミノ化の能力を強めながらこのファミリーのサキシトキシン類似体および関連する構造を調製するためのユニークな戦略的アプローチが提供される。(ブロモピロール由来の天然生成物を構築するためにグアニジンC−H挿入を利用する試みが記載されている。Wang, S.、Romo, D. Angew.
Chem. Int. 編2008年、47巻、1284〜1286頁を参照されたい。このフ
ァミリーの分子の最近の概説については、Kock, M.、Grube, A.、Seiple, I. B.、Baran, P. S. Angew. Chem. Int. 編2007年、46巻、6586〜6594頁を
参照されたい。)
材料および方法。全ての試薬は、別段の定めのない限り商業的に得た。反応は、乾燥窒素の雰囲気下でオーブンで乾燥したガラス器具を使用して実施した。空気および湿気に敏感な液体および溶液は、シリンジまたはステンレス鋼カニューレを介して移した。有機溶液は、回転蒸発により減圧下(約20トル)で濃縮した。ジクロロメタン(CHCl)、テトラヒドロフラン(THF)、アセトニトリル(MeCN)、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、トルエン(PhMe)、およびベンゼンは、使用直前に活性化アルミナのカラムに通した。Silicycleシリカゲル60(40〜63μM)での強制流動クロマトグラフィーを使用して、クロマトグラフィーによる生成物の精製を実現した。EM Scienceシリカゲル60 F254プレート(250mm)で薄層クロマトグラフィーを実施した。蛍光消光により、ならびにエタノールアニスアルデヒド、過マンガン酸カリウム水溶液、またはモリブデン酸セリウムアンモニウム水溶液(CAM)での染色により、出現したクロマトグラムの可視化を実現した。Alltima C18、10×250mm、10μmカラムと共にVarianの器具を使用しながら、0.1%CFCOH緩衝液または10mM CCOOHと共に溶離液としてMeCN/HOを使用して高圧液体クロマトグラフィー(HPLC)精製を実施した(前述の通り)。
Hおよび13C、それぞれについて400、500または600および100、125または150MHzで作動するVarian Inova分光計で核磁気共鳴(NMR)スペクトルを取得し、残留溶媒信号を内部標準としている。HNMRのデータは、以下の通り記録している。化学シフト(δ、ppm)、多重度(s、一重項;d、二重項、t、三重項;q、四重項;quint、五重項;sept、七重項;m、多重項;br、ブロード)、積分、カップリング定数(Hz)。13Cのデータは、化学シフト(δ、ppm)について報告している。赤外スペクトルは、Thermo−Nicolet300
FT−IR分光計でNaCl塩プレートを使用して薄膜として記録しており、吸収周波数で報告している。光学回転データは、Na D線で作動するJasco DIP−1000デジタル旋光計で50mmセルに充填した試料から得た。高分解能質量スペクトルは、スタンフォード大学のVincent Coates財団質量分析研究所(Vincent Coates Foundation Mass Spectrometry Laboratory at Stanford University)か
ら得た。
実験プロトコルおよび特性データ:
Figure 2020105230

KOBu(46.0g、409.9mmol、1.1当量)の1.2Lの1:1 EtO/THFの氷冷溶液にピロール(26.0mL、372.0mmol)をゆっくりと添加した。反応混合物を室温まで温め、30min撹拌した。この後、過剰な固体のCO(約200g)をフラスコの頂部を介してゆっくりと添加し、激しい通気および反応温度の低下を引き起こした。反応器を室温の水浴中に入れ、フラスコの底部に固体のCOが残らなくなるまで静置した。300mLのHOを添加し、中身を分液漏斗に移した。水層を採取し、有機相を300mLのHOで洗浄した。混ぜ合わせた水性抽出物を1.0M HCl水溶液でpH<1まで酸性化した。この水溶液に400mLのEtOを次に添加し、中身を再び分液漏斗に移した。有機相を採取し、水相を2×400mLのEtOで抽出した。混ぜ合わせた有機抽出物をNaSOで乾燥し、濾過し、減圧下で濃縮して、白色の固形物としてピロール−1−カルボン酸(35.6g、86%)を得た。mp 114-116 ℃; 1H NMR (CDCl3, 400 MHz) 8.54 (br s, 1H), 7.31 (t,
2H, J = 2.4 Hz), 6.31 (t, 2H, J = 2.4 Hz) ppm.これは、文献において報告されているデータと整合していた。(Boger, D. L.、Patel, M.「Activation and coupling of pyrrole-1-carboxylic acid in the formation of pyrrole N-carbonyl compounds--pyrrole-1-carboxylic acid anhydride.」Journal of Organic Chemistry 1987年、52巻、2319〜2323頁を参照されたい。)
Figure 2020105230

ピロールカルボン酸(35.6g、323.3mmol、2.0当量)の1.25LのCHCl溶液に固体のジシクロヘキシルカルボジイミド(68.3g、331.1mmol、2.05当量)を一度に添加した。混合物を20min激しく撹拌した後、微粉砕されたL−セリンメチルエステル塩酸塩(25.2g、161.7mmol)およびトリエチルアミン(36.7mL、242.2mmol、1.5当量)の550mLのCHCl懸濁液を一度に添加した。混合物をさらに22h撹拌し、次いで、セライトのパッドを通して濾過した。フラスコおよび濾過ケークを冷CHClですすぎ、混ぜ合わせた濾液を減圧下で濃縮した。シリカゲルでのクロマトグラフィー(勾配溶離:7:1→1:1 ヘキサン/EtOAc)による単離物質の精製により、淡黄色の油として尿素JVM.1(22.9g、67%)が生じた。TLC Rf = 0.24 (1:1 hexanes/EtOAc);
1H NMR (CDCl3, 400 MHz) δ 7.30-7.26 (m, 2H), 7.11-7.05 (m, 1H),
7.24-7.21 (m, 2H), 4.67-4.64 (m, 1H), 4.03 (dd, 1H, J = 11.2, 4.0
Hz), 3.92 (dd, 1H, J = 11.6, 3.6 Hz), 3.73 (s, 3H) ppm; 13C NMR
(CDCl3, 100 MHz) δ 171.4, 151.5, 119.0, 112.4, 62.7, 56.1, 53.1 ppm; IR (thin film) ν 3371, 2953, 1741, 1685, 1548, 1529, 1475, 1357, 1306, 1216, 1076, 740 cm-1.
Figure 2020105230

アルコールJVM.1(16.3g、76.8mmol)の110mLのDMF溶液にイミダゾール(6.80g、99.9mmol、1.3当量)およびt−BuPhSiCl(20.6ml、80.7mmol、1.05当量)を連続的に添加した。反応混合物を14h撹拌し、300mLのEtOで希釈し、次いで、250mLのHOでクエンチした。中身を分液漏斗に移し、有機相を採取し、2×250mLのHOおよび1×250mLの飽和NaCl水溶液で洗浄した。エーテル抽出物をMgSOで乾燥し、減圧下で濃縮した。シリカゲルでのクロマトグラフィー(勾配溶離:1:0→4:1 ヘキサン/EtOAc)による油状の残渣の精製により、淡黄色の油としてシリルエーテルJVM.2(32.1g、93%)が生じた。TLC Rf = 0.51 (3:1 hexanes/EtOAc);
1H NMR (CDCl3, 400 MHz) δ 7.60-7.57 (m, 4H), 7.46-7.30 (m, 6H),
7.16 (dd, 2H, J = 2.4, 2.4 Hz), 6.41 (d, 1H, J = 8.0 Hz), 6.29
(dd, 2H, J = 2.4, 2.4 Hz), 4.70 (ddd, 1H, J = 8.0, 2.4, 2.4 Hz), 4.20 (dd, 1H, J = 10.4, 2.4 Hz), 4.01 (dd, 1H, J = 10.4, 3.2 Hz), 3.79 (s, 3H), 1.05 (s, 9H) ppm; 13C NMR (CDCl3, 100 MHz) δ 170.5, 150.2, 135.4, 135.3, 132.6, 132.4, 130.00, 129.98, 127.85, 127.82, 118.4, 112.1, 64.2, 55.4, 52.7, 26.7, 19.2 ppm; IR (thin film) ν
3361, 2954, 2858, 1748, 1711, 1508, 1473, 1357, 1113, 736, 703 cm-1; HRMS (ES+) calcd for C25H30N2O4Si 450.1975 found 473.1869 (MNa+).
Figure 2020105230

−91℃まで冷却したメチルエステルJVM.2(10.3g、22.9mmol)の230mLのCHCl溶液にBuAlH(22.9mLのPhMe中の1.50M溶液、34.3mmol、1.5当量)を15minにわたって滴下した。混合物を−91℃で4h撹拌し、次いで、二回目分のBuAlH(7.6mLのPhMe中の1.50M溶液、11.4mmol、0.5当量)を添加した。反応物をさらに1.5h撹拌し、次いで、30mLのEtOAcのゆっくりとした添加によりこの温度でクエンチした。220mLの1.0M酒石酸カリウムナトリウム水溶液および440mLのEtOAcを含有するErlenmeyerフラスコに中身を注ぎ、3.5h激しく撹拌した。この後、中身を分液漏斗に移した。有機相を採取し、MgSOで乾燥し、減圧下で濃縮して、淡黄色の油を得た。この物質を精製することなく直ちに使用して、光学純度の低下を最小化した。シリカゲルでのクロマトグラフィー(9:1→3:1 ヘキサン/EtOAc)により純粋なアルデヒドの試料を得た。TLC Rf = 0.51 (3:1 hexanes/EtOAc);
1H NMR (CDCl3, 400 MHz) δ 9.72 (s, 1H), 7.63-7.57 (m, 4H), 7.52-7.36 (m, 6H), 7.21 (dd, 2H, J = 2.4, 2.4 Hz), 6.49 (br d, 1H, J
= 6.4 Hz), 6.35 (dd, 2H, J = 2.4, 2.4 Hz), 4.72-4.68 (m, 1H), 4.40 (dd, 1H, J = 11.2, 2.8 Hz), 4.12 (dd, 1H, J = 10.8, 3.6 Hz), 1.12 (s, 9H) ppm. 0℃まで冷却した未精製のアルデヒド(22.9mmol、収率100%という仮定に基づいて)の220mLのCHCl溶液にアリルアミン(1.71mL、22.9mmol)を添加した。混合物を20minにわたって室温まで温め、次いで、−78℃まで冷却した。BF・OEt(10.2mL、80.0mmol、3.5当量)を10minにわたってこの溶液に滴下した。このプロセス後、中身を23℃まで温めた。反応物を1h撹拌し、次いで、220mLの飽和NaHCO水溶液の添加によりクエンチした。中身を20min激しく撹拌し、440mLのEtOAcで希釈し、次いで、分液漏斗に移した。有機相を採取し、水相を2×140mLのEtOAcで抽出した。混ぜ合わせた有機抽出物をMgSOで乾燥し、減圧下で濃縮した。シリカゲルでのクロマトグラフィー(勾配溶離:4:1→1:1 ヘキサン/EtOAc)による油状の残渣の精製により、淡黄色の泡としてアミンJVM.3(5.9g、2ステップにわたって56%)が生じた。TLC Rf = 0.21 (1:1 hexanes/EtOAc); [α]Na -93.7° (c = 4.11, CDCl3); 1H NMR (CDCl3, 400 MHz) δ 7.61-7.55 (m, 4H), 7.43-7.31 (m, 6H), 7.28 (dd, 1H, J = 3.2, 1.6 Hz), 6.17 (dd, 1H, J = 3.2, 3.2 Hz), 6.11-6.09 (m, 1H), 5.88-5.78 (m, 2H), 5.18 (dd, 1H, J = 17.2, 1.6 Hz), 5.10 (dd, 1H, J = 10.4, 1.6 Hz), 3.96 (d, 1H, J = 3.2), 3.73 (ddd, 1H, J = 10.4, 6.8, 3.6 Hz), 3.60-3.52
(m, 2H), 3.30-3.17 (m, 2H), 1.02 (s, 9H) ppm; 13C NMR (CDCl3, 100
MHz) δ 149.6, 136.2, 135.41, 135.38, 132.7, 132.6, 129.80, 129.77,
128.8, 127.73, 127.69, 117.9, 116.5, 110.6, 110.4, 64.2, 58.2, 49.13,
49.07, 26.6, 19.0 ppm; IR (thin film) ν 3247, 2931, 2858, 1716, 1428, 1113, 733, 703 cm-1; HRMS (ES+) calcd for C27H33N3O2Si 459.2342 found 482.2235 (MNa+).
Figure 2020105230

アミンJVM.3(5.50g、12.0mmol)、1,3−ジメチルバルビツル酸(5.61g、35.9mmol、3.0当量)およびPd(PPh(277mg、0.24mmol、0.02当量)を混ぜ合わせ、フラスコをNで数分間スイープした。反応器に120mLの脱酸素化CHCl(3回の凍結/ポンプ/解凍サイクル)を添加した。反応混合物を8h撹拌し、その後、125mLのNaCOの1.0M水溶液およびイミデートJVM.4(3.84g、12.0mmol)を連続的に添加した。二相混合物を20min撹拌し、次いで、240mLのEtOAcで希釈し、分液漏斗に移した。有機相を採取し、水層を1×120mLのEtOAcで抽出した。混ぜ合わせた有機抽出物をMgSOで乾燥し、減圧下で濃縮した。シリカゲルでのクロマトグラフィー(勾配溶離:9:1→2:1 ヘキサン/EtOAc)による油状の残渣の精製により、黄色の泡としてイソチオ尿素JVM.5(8.1g、96%)が生じた。TLC Rf =
0.45 (3:2 hexanes/EtOAc); [α]Na -83.2° (c = 1.0, MeOH); 1H NMR (C6D6, 400 MHz) δ 8.35 (br d, 1H, J = 8.0 Hz), 7.64-7.56 (m, 4H),
7.41 (dd, 1H, J = 3.2, 1.6 Hz), 7.26-7.20 (m, 6H), 6.14 (br s, 1H), 5.95 (dd, 1H, J = 3.2, 3.2 Hz), 5.31 (br s, 1H), 5.02 (br s,
1H), 4.50 (br s, 2H), 3.33-3.24 (m, 2H), 2.83 (br s, 1H), 1.82 (br s, 3H), 1.09 (s, 9H) ppm; 13C NMR (CDCl3, 100 MHz) δ 170.5, 148.9, 135.50, 135.47, 132.3, 132.1, 130.3, 130.1, 128.0(2), 124.5, 119.3, 112.4, 111.6, 93.6, 78.6, 63.1, 57.7, 47.5, 26.8, 19.2, 14.7 ppm;
IR (thin film) ν 3287, 2931, 2858, 1717, 1428, 1349, 1164, 1113, 738, 703 cm-1; HRMS (ES+) calcd for C28H33Cl3N4O5S2Si 702.0727 found 725.0629 (MNa+).
Figure 2020105230

磁気撹拌子を含有する100mL肉厚チューブにイソチオ尿素JVM.5(1.95g、2.76mmol)、NHOAc(1.1g、13.8mmol、5.0当量)、およびNH(27mLのMeOH中の2.0M溶液、54.0mmol、19.6当量)を充填した。該容器をTeflon(登録商標)スクリューキャップで密封し、中身を60℃で24h加熱した。反応混合物を室温まで冷却し、減圧下で濃縮した。シリカゲルでのクロマトグラフィー(勾配溶離:ヘキサン1:1 ヘキサン/EtOAc)による精製により、白色の固形物としてグアニジンJVM.6(1.64g、88%)が生じた。TLC Rf = 0.37 (1:1 hexanes/EtOAc); 1H NMR (CD3OD, 400 MHz) δ 7.62-7.56 (m, 4H), 7.42-7.32 (m, 6H), 7.26-7.24 (m, 1H), 6.28-6.26 (m, 1H), 6.21 (dd, 1H, J = 3.2, 3.2 Hz), 5.46 (br s, 1H), 4.62 (s, 2H), 3.80-3.76 (m, 1H), 3.66 (dd, 1H, J = 10.4, 4.8 Hz), 3.45 (dd, 1H, J = 10.0, 7.6 Hz), 0.99 (s, 9H) ppm; 13C NMR (CD3OD, 100 MHz) δ
156.5, 150.2, 135.6, 135.5, 132.7, 132.5, 129.90, 129.87, 127.83, 127.81, 127.2, 117.9, 111.19, 111.14, 94.5, 78.2, 64.3, 57.4, 43.6, 26.2,
18.9 ppm; IR (thin film) ν 3355, 2932, 2859, 2455, 1695, 1544, 1445, 1298, 1114, 1019, 848, 739 cm-1.
Figure 2020105230

100mL丸底フラスコにTcesグアニジンJVM.6(422mg、0.63mmol)、Rh(esp)(33mg、44μmol、0.07当量)、PhI(OAc)(404mg、1.25mmol、2.0当量)、およびMgO(114mg、2.8mmol、4.4当量)を充填した。混ぜ合わせた固形物に25mLのトルエンを添加した。得られた濃緑色の反応混合物を40と45℃の間で3h加熱した。この後、混合物を室温まで冷却し、シリカゲルのカラムに直接適用した。勾配溶離(ヘキサン→1:1
ヘキサン/EtOAc)により、白色の固形物としてグアニジンJVM.7(200mg、43%)が生じた。TLC Rf = 0.41 (1:1 hexanes/EtOAc); 1H NMR (CD3OD,
400 MHz) δ 7.63-7.60 (m, 4H). 7.47-7.37 (m, 6H), 6.44 (d, 1H, J
= 2.0 Hz), 6.25 (d, 1H, J = 5.6 Hz), 6.07 (dd, 1H, J = 5.6, 2.0 Hz), 4.63 (s, 1H), 4.62 (s, 1H), 4.46 (d, 1H, J = 1.4 Hz), 3.65-3.60 (m, 1H), 3.48 (dd, 1H, J = 3.0, 6.0 Hz), 2.05 (s, 3H), 1.05
(s, 9H) ppm; 13C NMR (CDCl3, 125 MHz) δ 170.5, 157.9, 154.3, 135.79, 135.77, 133.4, 132.3, 132.2, 130.6, 130.5, 130.4, 128.36, 128.33,
94.1, 85.8, 83.6, 78.4, 63.9, 56.4, 55.7, 27.1, 21.5, 19.4 ppm; IR
(thin film) ν 3345, 2932, 2859, 1685, 1612, 1428, 1114, 734, 703 cm-1.
Figure 2020105230

−78℃まで冷却したアリルアセテートJVM.(171mg、0.23mmol)およびトリエチルシラン(188μL、.17mmol、5.0当量)の5.0mLのCHCl溶液にBF・OEt(68μL、0.54mmol、2.3当量)を添加した。反応内容物を室温までゆっくりと温め、3h撹拌した。この後、5mLの飽和NaHCO水溶液の添加により反応をクエンチし、混合物を15min激しく撹拌した。中身を10mLのEtOAcで希釈し、分液漏斗に移した。有機層を採取し、水相を2×10mLのEtOAcで抽出した。混ぜ合わせた有機抽出物をMgSOで乾燥し、減圧下で濃縮した。シリカゲルでのクロマトグラフィー(勾配溶離:ヘキサン→2:1 ヘキサン/EtOAc)による単離物質の精製により、白色の固形物としてオレフィンJVM.8(121mg、77%)が生じた。TLC Rf = 0.22 (1:1 hexanes/EtOAc); 1H NMR
(CD3OD, 400 MHz) δ 7.64-7.60 (m, 4H), 7.46-7.38 (m, 6H), 6.15-6.12 (m, 1H), 5.92-5.89 (m, 1H), 4.60 (s, 2H), 4.43 (d, 1H, J = 1.2 Hz), 4.13 (ddd, 17.0, 2.2, 2.2 Hz, 3.81 (ddd, 1H, J = 17.0, 2.2, 2.2 Hz), 3.59-3.51 (m, 1H), 3.45 (dd, 1H, J = 7.2, 9.6 Hz), 1.04 (s, 9H) ppm; 13C NMR (CDCl3, 125 MHz) δ 157.8, 156.2, 135.82, 135.77, 132.5, 132.4, 131.3, 130.5, 130.4, 128.3, 128.2, 94.1, 84.3, 78.4,
64.0, 57.8, 57.3, 52.2, (30.0), 27.1, 19.4 ppm; IR (thin film) ν 3231, 2930, 1673, 1631, 1526, 1183, 1114, 732, 702 cm-1.
Figure 2020105230

イソチオ尿素JVM.5(6.62g、9.4mmol)および2,4,6−トリ−tert−ブチルピリミジン(8.64g、34.8mmol、3.7当量)の19.0mLのCHCl溶液にエチルトリフルオロメタンスルホネート(7.3mL、56.3mmol、6.0当量)を添加した。反応器をガラス栓で密封し、溶液を37℃まで温め、14h撹拌した。この後、反応物を室温まで冷却し、50mLのCHClの添加により希釈し、570mLの飽和NaHCO水溶液を含有するErlenmeyerフラスコに移した。二相混合物を12h激しく撹拌し、150mLのEtOAcで希釈し、分液漏斗に移した。有機層を採取し、水相を2×150mLのEtOAcで抽出した。混ぜ合わせた有機抽出物をMgSOで乾燥し、減圧下で濃縮した。シリカゲルでのクロマトグラフィー(勾配溶離:1:0→3:1 ヘキサン/EtOAc)による油状の残渣の精製により、黄色の泡としてイソ尿素JVM.9(5.30g、77%)が生じた。TLC Rf = 0.34 (3:1 hexanes/EtOAc); 1H NMR (CDCl3, 400 MHz) δ 8.08 (d,
1H, J = 8.8 Hz), 7.65-7.58 (m, 4H), 7.43-7.30 (m, 6H), 7.03 (dd, 1H, J = 3.2, 1.6 Hz), 6.35 (dd, 1H, J = 3.2, 0.8 Hz), 6.19 (dd, 1H, J = 3.2, 3.2 Hz), 5.38 (dd, 1H, J = 8.6, 3.4 Hz), 4.62 (s, 2H), 4.36-4.19 (m, 2H), 4.02 (ddd, 1H, J = 7.6, 3.8, 3.8 Hz), 3.75 (dd, 1H, J = 10.2, 4.0 Hz), 3.25 (dd, 1H, J = 10.2, 8.2 Hz), 2.50
(s, 3H), 1.35 (t, 3H, J = 7.0 Hz), 1.04 (s, 9H) ppm; 13C NMR (CDCl3, 100 MHz) δ 170.6, 146.7, 135.5, 135.4, 132.8, 132.7, 129.8, 129.7, 127.7, 127.6, 125.2, 117.0, 111.0, 110.4, 93.6, 78.4, 63.4, 62.8, 60.8, 47.7, 26.6, 19.1, 14.5, 14.0 ppm; IR (thin film) ν 3289, 2932, 2858, 1669, 1561, 1428, 1333, 1160, 1113, 732 cm-1; HRMS (ES+)
calcd for C30H37Cl3N4O5S2Si 730.1040 found 753.0940 (MNa+).
Figure 2020105230

磁気撹拌子を含有する100mL肉厚チューブにイソ尿素JVM.9(1.98g、2.71mmol)、NHOAc(1.0g、13.0mmol、4.8当量)、およびNH(40mLのMeOH中の2.0M溶液、80.0mmol、29.5当量)を充填した。該容器をTeflon(登録商標)スクリューキャップで密封し、中身を70℃で24h加熱した。反応混合物を室温まで冷却し、減圧下で濃縮した。未精製の生成物のHNMR分析により、該物質がその後の使用に十分な純度であったことが示された。
未精製のグアニジンを13.0mLのMeCNに溶解し、PrNEt(2.36mL、13.5mmol、5.0当量)を添加した。次いで、溶液を0℃まで冷却し、ニートなCFCOEt(966μL、8.12mmol、3.0当量)を添加した。中身を室温まで温め、24h撹拌した。この後、追加分のPrNEt(2.36mL、13.5mmol、5.0当量)およびCFCOEt(966μL、8.12mmol、3当量)を添加した。混合物の24hの撹拌後、全ての揮発物を減圧下で除去した。シリカゲルでのクロマトグラフィー(勾配溶離:ヘキサン→2:1 ヘキサン/EtOAcによる単離生成物の精製により、白色の固形物としてジグアニジンJVM.10(1.64g、79%)が生じた。TLC Rf = 0.43 (2:1 hexanes/EtOAc); 1H NMR (CD3OD, 400 MHz) δ 7.58-7.52 (m, 5H), 7.42-7.23 (m, 6H), 6.40-6.38 (m, 1H), 6.30 (dd, 1H, J = 3.2, 3.2 Hz), 5.41 (br s, 1H), 4.64 (d, 1H, J = 11.2 Hz), 4.60 (d, 1H, J = 11.2 Hz), 4.07 (ddd, 1H, J = 5.2, 5.2, 2.4 Hz), 3.78-3.66 (m, 2H), 0.94 (s, 9H) ppm; 13C NMR (CDCl3, 100 MHz) δ 169.2 (q, J = 36.4 Hz), 155.9, 154.6, 135.54, 135.50, 132.13, 132.10, 130.3 (2H), 128.1 (2H), 125.0, 120.1, 116.4 (d, J = 284 Hz), 114.5, 113.2, 94.0, 78.3, 63.5, 57.2, 43.7, 26.8, 19.1
ppm; IR (thin film) ν 3448, 3351, 1645, 1535, 1261, 1202, 1116, 855, 736, 702 cm-1.
Figure 2020105230

50mL丸底フラスコにTces−グアニジンJVM.10(131mg、0.17mmol)、Rh(esp)(6.5mg、8.6μmol、0.05当量)、PhI(OAc)(137mg、0.43mmol、2.5当量)、およびMgO(31mg、0.77mmol、4.5当量)を充填した。混ぜ合わせた固形物に6.8mLのトルエンを添加した。得られた濃緑色の反応混合物を42℃で3h加熱した。この後、混合物を室温まで冷却し、シリカゲルのカラムに直接適用した。勾配溶離(ヘキサン→1:1 ヘキサン/EtOAc)により、白色の固形物としてグアニジンJVM.11(74mg、52%)が生じた。TLC Rf = 0.39 (3:2 hexanes/EtOAc); 1H NMR (CD3OD, 400 MHz) δ 7.63-7.56 (m, 4H), 7.48-7.39 (m, 6H), 6.80 (dd, 1H, J = 2.0, 0.8 Hz), 6.31 (dd, 1H, J = 6.0, 0.4 Hz), 6.09 (dd, 1H, J = 6.0, 2.0 Hz), 4.65 (d, 1H, J = 11.2 Hz), 4.62 (d, 1H, J = 11.2
Hz), 4.33 (d, 1H, J = 2.8 Hz), 3.86-3.82 (m, 1H), 3.74 (dd, 1H, J = 10.4, 4.4 Hz), 3.51 (dd, 1H, J = 7.6, 10.4 Hz), 2.07 (s, 3H),
1.01 (s, 9H); 13C NMR (CDCl3, 125 MHz) δ 169.8, 168.1 (q, J =
36.5 Hz), 159.1, 157.7, 135.55, 135.52, 132.5, 131.9, 131.7, 130.6, 130.5, 130.4, 128.2, 128.1, 116.6 (d, J = 285.0 Hz), 93.7, 84.7, 81.4, 78.2, 63.4, 57.0, 55.8, 26.7, 20.9, 19.1 ppm; IR (thin film) ν
3282, 2933, 2860, 1743, 1622, 1429, 1351, 1150, 1017, 853, 703 cm-1.
Figure 2020105230

−78℃まで冷却したアリルアセテートJVM.11(352mg、0.43mmol)およびトリエチルシラン(688μL、4.26mmol、10.0当量)の9.0mLのCHCl溶液にBF・OEt(216μL、1.70mmol、4.0当量)を添加した。反応内容物をゆっくりと0℃まで温め、この温度で3h撹拌した。この後、15mLの飽和NaHCO水溶液の添加により反応をクエンチした。得られた二相溶液を15min激しく撹拌した。次いで、混合物を25mLのEtOAcで希釈し、分液漏斗に移した。有機層を採取し、水相を2×25mLのEtOAcで抽出した。混ぜ合わせた有機抽出物をMgSOで乾燥し、減圧下で濃縮した。シリカゲルでのクロマトグラフィー(勾配溶離:ヘキサン→2:1 ヘキサン/EtOAc)による単離物質の精製により、白色の固形物としてオレフィンJVM.12(251mg、73%)が生じた。TLC Rf = 0.45 (1.5:1 hexanes/EtOAc); ); 1H NMR (CD3OD, 400 MHz) δ 7.64-7.57 (m, 4H), 7.48-7.37 (m, 6H), 6.17 (ddd, 1H, J = 6.0, 2.0, 2.0 Hz), 5.93 (ddd, 1H, J = 6.0, 2.0, 2.0 Hz), 4.62 (d, 1H, J = 11.2 Hz), 4.59 (d, 1H, J = 11.2 Hz), 4.35 (m, 2H), 4.09 (ddd, 17.0, 2.2, 2.2 Hz, 3.81-3.77 (m, 1H), 3.71 (dd, 1H, J = 11.2, 5.2 Hz),
3.54 (dd, 1H, J = 11.2, 8.4 Hz), 1.01 (s, 9H) ppm; 13C NMR (CDCl3, 125 MHz) δ 167.8 (q, J = 35.6 Hz), 160.2, 157.8, 135.79, 135.77, 132.2, 132.1, 131.9, 130.50, 130.48, 128.3 (2H), 127.1, 116.8 (d, J
= 285 Hz), 93.9, 82.4, 78.4, 63.7, 59.1, 56.1, 53.9, 26.9, 19.3 ppm; IR (thin film) ν 3286, 2933, 1634, 1569, 1429, 1114, 907, 736 cm-1.
Figure 2020105230

磁気撹拌子を含有する100mL肉厚チューブにイソ尿素JVM.9(3.98g、5.44mmol)、NHOAc(2.10g、27.2mmol、5.0当量)、およびNH(32mLのMeOH中の2.0M溶液、64.0mmol、11.8当量)を充填した。該容器をTeflon(登録商標)スクリューキャップで密封し、中身を70℃で24h加熱した。反応混合物を室温まで冷却し、減圧下で濃縮した。シリカゲルでのクロマトグラフィー(勾配溶離:1:1 ヘキサン/EtOAc→3:17 MeOH/EtOAc)による単離物質の精製により、白色の泡としてジグアニジンJVM.13(3.38g、85%)が生じた。TLC Rf = 0.31 (6:1 EtOAc/MeOH); 1H NMR (CD3OD, 500 MHz) δ 7.56-7.61 (m, 4H), 7.36-7.45 (m, 7H), 6.45 (d, 1H, J = 3.4 Hz), 6.42 (dd, 1H, J = 3.4, 3.4 Hz), 5.44 (bs, 1H), 4.61 (d, 1H, J = 2.5 Hz), 3.91-3.95 (m, 1H), 3.70 (dd, 1H, J = 10.8, 4.5 Hz), 3.60 (dd, 1H, J = 10.6, 5.8 Hz), 1.91 (s, 3H), 0.96 (s, 9H) ppm; 13C NMR (CD3OD, 125 MHz) δ 157.7, 151.9, 136.73, 136.72, 133.59, 133.47, 131.2 (2H), 129.09, 129.08, 128.5, 119.2, 115.5, 114.2, 95.7, 79.3, 65.3, 57.6, 44.8, 27.4, 20.0 ppm; IR (thin film) ν
2932, 1699, 1627, 1542, 1427, 1330, 1184, 1114, 1019, 846, 703 cm-1.
Figure 2020105230

−20℃まで冷却したジグアニジンJVM.13(3.24g、4.43mmol)の44mLのCHCl溶液にPrNEt(1.54mL、8.84mmol、2.0当量)および塩化トリクロロアセチル(572μL、5.10mmol、1.15当量)を連続的に添加した。反応混合物を−20℃で1h撹拌し、次いで、50mLの飽和NaHCO水溶液の添加によりクエンチした。二相の中身を100mLのEtOAcで希釈し、分液漏斗に移した。有機層を採取し、水相を2×50mLのEtOAcで抽出した。混ぜ合わせた有機抽出物をMgSOで乾燥し、減圧下で濃縮した。シリカゲルでのクロマトグラフィー(勾配溶離:1:0→3:1 ヘキサン/EtOAc)による単離物質の精製により、白色の固形物としてグアニジンJVM.14(3.14g、89%)が生じた。TLC Rf = 0.43 (2:1 hexanes/EtOAc); mp 174-176 ℃; [α]Na -51.6°
(c = 0.71, MeOH); 1H NMR (CD3OD, 400 MHz) δ 7.59 (dd, 1H, J =
3.2, 1.6 Hz), 7.58-7.53 (m, 4H), 7.40-7.32 (m, 6H), 6.40-6.37 (m, 1H), 6.28 (dd, 1H, J = 3.2, 3.2 Hz), 5.42 (br s, 1H), 4.65 (d, 1H,
J = 11.2 Hz), 4.61 (d, 1H, J = 11.2 Hz), 4.12 (ddd, 1H, J = 5.2, 5.2, 2.4), 3.75-3.66 (m, 2H), 0.93 (s, 9H) ppm; 13C NMR (CD3OD, 125 MHz) δ 173.9, 157.5, 155.5, 136.57, 136.55, 133.4, 133.3, 131.0(2), 128.96, 128.92, 127.3, 120.5, 114.0, 113.4, 97.3, 95.5, 79.2, 65.4, 58.2, 44.9, 27.2, 19.8 ppm; IR (thin film) ν 3464, 3358, 2931, 2859, 1603, 1589, 1363, 1212, 1115, 840, 739 cm-1; HRMS (ES+) calcd for C29H32Cl6N6O5SSi 814.0055 found 836.9949 (MNa+).
Figure 2020105230

200mL丸底フラスコにTcesグアニジンJVM.14(1.675g、2.05mmol)、Rh(esp)(78mg、0.10mmol、0.05当量)、PhI(OAc)(1.65g、5.12mmol、2.5当量)、およびMgO(372mg、9.23mmol、4.5当量)を充填した。混ぜ合わせた固形物に81mLのCHClを添加した。フラスコをガラス栓で密封し、得られた濃緑色の反応混合物を42℃で2.5h加熱した。この後、懸濁液を小さいセライトのパッドを通して濾過した。フラスコおよび濾過ケークをCHClですすいだ。混ぜ合わせた濾液に80mLの飽和NaHCO/飽和Na水溶液の1:1溶液を添加した。次いで、混合物を分液漏斗に移し、有機層採取し、水相を2×50mLのEtOAcで抽出した。混ぜ合わせた有機抽出物をMgSOで乾燥し、減圧下で濃縮した。シリカゲルでのクロマトグラフィー(勾配溶離:1:0→2:1 ヘキサン/EtOAc)による油状の残渣の精製により、白色の固形物として所望の三環JVM.15(1.12g、62%)が生じた。TLC Rf = 0.27 (2:1 hexanes/EtOAc); 1H NMR (CD3OD, 400 MHz) δ 7.64-7.58 (m, 4H), 7.47-7.40 (m, 6H), 6.86 (d, 1H, J = 2.0 Hz), 6.32 (d,
1H, J = 6.0 Hz), 6.10 (dd, 1H, J = 5.8, 2.2 Hz), 4.67 (d, 1H, J = 11.2 Hz), 4.63 (d, 1H, J = 11.0 Hz), 4.36 (d, 1H, J = 2.4 Hz), 3.86 (ddd, 1H, J = 8.0, 4.4, 2.4 Hz), 3.73 (dd, 1H, J = 10.4,
4.4 Hz), 3.51 (dd, 1H, J = 10.6, 7.8 Hz), 2.09 (s, 3H), 1.02 (s,
9H) ppm; 13C NMR (CDCl3, 125 MHz) δ 172.6, 169.6, 158.8, 157.4,
135.52, 135.50, 132.4, 131.8, 131.7, 130.6, 130.4, 130.3, 128.17, 128.13, 95.8, 93.7, 85.2, 81.4, 78.2, 63.6, 56.8, 55.7, 26.8, 21.1, 19.1
ppm; IR (thin film) ν 3286, 2932, 2859, 1742, 1624, 1574, 1374, 1179, 1088, 1015, 909, 831, 735, 703 cm-1; HRMS (ES+) calcd for C31H34Cl6N6O7SSi 872.0110 found 895.0004 (MNa+).
Figure 2020105230

−78℃まで冷却したアリルアセテートJVM.15(1.02g、1.16mmol)およびトリエチルシラン(940μL、5.82mmol、5.0当量)の24.0mLのCHCl溶液にBF・OEt(339μL、2.68mmol、2.3当量)を添加した。反応内容物を室温までゆっくりと温め、1.5h撹拌した。この後、40mLの飽和NaHCO水溶液の添加により反応をクエンチした。得られた二相溶液を15min激しく撹拌した。次いで、混合物を50mLのEtOAcで希釈し、分液漏斗に移した。有機層を採取し、水相を2×25mLのEtOAcで抽出した。混ぜ合わせた有機抽出物をMgSOで乾燥し、減圧下で濃縮した。シリカゲルでのクロマトグラフィー(勾配溶離:ヘキサン→2:1 ヘキサン/EtOAc)による単離物質の精製により、白色の固形物としてオレフィンJVM.16(792mg、83%)が生じた。TLC Rf
= 0.48 (2:1 hexanes/EtOAc); 1H NMR (CD3OD, 400 MHz) δ 7.65-7.59 (m, 4H), 7.46-7.37 (m, 6H), 6.17 (ddd, 1H, J = 6.0, 1.8, 1.8 Hz), 5.95 (ddd, 1H, J = 6.0, 2.2, 2.2 Hz), 4.63 (d, 1H, J = 11.2 Hz),
4.60 (d, 1H, J = 11.2 Hz), 4.37 (ddd, 1H, J = 17.0, 2.2, 2.2 Hz), 4.32 (d, 1H, J = 2.4 Hz), 4.17 (ddd, 1H, J = 17.0, 2.0, 2.0 Hz), 3.82 (ddd, 1H, J = 8.0, 4.4, 2.0 Hz), 3.70 (dd, 1H, J =10.6, 4.8 Hz), 3.55 (dd, 1H, J = 10.6, 8.0 Hz), 1.02 (s, 9H) ppm; 13C NMR (CDCl3, 125 MHz) δ 172.4, 159.7, 157.7, 135.6(2), 131.9(2), 131.7, 130.3(2), 128.1(2), 127.0, 96.3, 93.8, 82.3, 78.2, 63.8, 58.3, 55.8, 53.8, 26.8, 19.1 ppm; IR (thin film) ν 3281, 2933, 2859, 1631, 1565, 1377, 1179, 1113, 908, 840, 734 cm-1; HRMS (ES+) calcd for C29H32Cl6N6O5SSi 814.0055 found 836.9951 (MNa+).
Figure 2020105230

−78℃まで冷却したオレフィンJVM.16(206mg、0.25mmol)の5.0mLのTHF溶液にフッ化テトラブチルアンモニウム(305μLのTHF中の1.0M溶液、0.305mmol、1.2当量)を添加した。混合物を0℃まで温め、この温度で20min撹拌した。この後、5.0mLの飽和NHCl水溶液の添加により反応をクエンチした。中身を10mLのEtOAcで希釈し、分液漏斗に移した。有機層を採取し、水相を3×10mLのEtOAcで抽出した。混ぜ合わせた有機抽出物をMgSOで乾燥し、減圧下で濃縮した。この物質は、HNMR分析により純度が適切であると考えられ、その後の反応において直ちに使用した。シリカゲルでのクロマトグラフィー(2:1→1:2 ヘキサン/EtOAc)により純粋な脱シリル化アルコールの試料を得た。TLC Rf = 0.33 (1:2 hexanes/EtOAc); 1H NMR (CD3OD, 400 MHz) δ
6.28 (ddd, 1H, J = 6.2, 2.0, 2.0 Hz), 6.08 (ddd, 1H, J = 6.2, 2.2, 2.2 Hz), 4.67 (d, 1H, J = 11.2 Hz), 4.64 (d, 1H, J = 11.2 Hz), 4.43 (m, 2H), 4.35 (d, 1H, J = 2.8 Hz), 3.69-3.63 (m, 2H), 3.57
(dd, 1H, J = 12.4, 8.4 Hz) ppm; 13C NMR (CDCl3, 125 MHz) δ 172.3, 159.4, 157.9, 130.9, 127.4, 96.5, 94.1, 83.1, 78.4, 61.7, 55.5, 55.2, 54.5 ppm; IR (thin film) ν 3289, 1616, 1562, 1379, 1175, 905,
841, 730 cm-1.
−20℃まで冷却した未精製のアルコールの10.0mLのCHCl溶液にトリクロロアセチルイソシアネート(508μLのCHCl中の0.5M溶液、0.25mmol)を滴下した。混合物を−20℃で15min撹拌し、20mLのEtOAcで希釈し、10mLの飽和NaHCO水溶液の添加によりクエンチした。中身を分液漏斗に移し、有機層を採取した。水層を2×10mLのEtOAcで抽出した。混ぜ合わせた有機抽出物をMgSOで乾燥し、減圧下で濾過および濃縮した。単離物質を10.0mLのMeOHに再溶解し、溶液を12h撹拌した。この後、混合物を減圧下で濃縮した。シリカゲルでのクロマトグラフィー(勾配溶離:ヘキサン→1:2 ヘキサン/EtOAc)による油状の残渣の精製により、白色の固形物としてカルバメートJVM.17(121mg、2ステップにわたって76%)が生じた。TLC Rf = 0.18 (1:2 hexanes/EtOAc); 1H NMR (CD3OD, 400 MHz) δ 6.32 (ddd, 1H, J = 6.2, 2.0, 2.0 Hz), 6.04 (ddd, 1H, J = 6.2, 2.2, 2.2 Hz), 4.64 (d, 1H, J = 11.2 Hz), 4.61 (d, 1H, J = 11.2 Hz), 4.44 (d, 1H, J = 2.4 Hz), 4.43-4.40 (m, 2H), 4.15-4.03 (m, 2H), 3.86 (ddd, 1H, J = 7.4, 4.8, 2.4
Hz) ppm; 13C NMR (CD3OD, 125 MHz) δ 172.9, 161.3, 159.0, 158.6,
131.7, 129.0, 97.7, 95.5, 83.3, 79.4, 64.3, 60.5, 55.0, 54.7 ppm; IR (thin film) ν 3292, 2951, 2457, 1723, 1617, 1565, 1494, 1341, 1175, 1086, 895, 842, 752 cm-1; HRMS (ES+) calcd for C14H15Cl6N7O6S 618.8936 found 641.8830 (MNa+).
Figure 2020105230

オレフィンJVM.17(117mg、0.20mmol)の4.0mLのTHF溶液にNメチルモルホリン−N−オキシド(44mg、0.38mmol、2.0当量)およびOsO(24μLの4%水溶液、3.8μmol、0.02当量)を連続的に添加した。反応混合物を12h撹拌し、次いで、4mLの飽和Na水溶液の添加によりクエンチした。中身を8mLのEtOAcで希釈し、分液漏斗に移した。有機層を採取し、水相を2×4mLのEtOAcで抽出した。混ぜ合わせた有機抽出物をMgSOで乾燥し、減圧下で濃縮した。シリカゲルでのクロマトグラフィー(勾配溶離:2:1→0:1 ヘキサン/EtOAc)による油状の残渣の精製により、白色の固形物としてジオールJVM.18(102mg、82%)が生じた。TLC Rf = 0.33 (neat EtOAc);
1H NMR (CD3OD, 400 MHz) δ 4.63 (s, 2H), 4.56 (d, 1H, J = 2.8
Hz), 4.54 (ddd, 1H, J = 7.6, 7.6, 4.0 Hz), 4.21-4.14 (m, 2H), 3.98 (dd, 1H, J = 11.6, 8.0 Hz), 3.95 (d, 1H, J = 4.0 Hz), 3.79 (ddd, 1H, J = 7.2, 6.0, 2.8 Hz), 3.45 (dd, 1H, J = 11.6, 7.6 Hz) ppm; 13C NMR (CD3OD, 125 MHz) δ 171.6, 160.4, 158.2, 157.8, 96.7, 94.3, 80.7, 78.2, 76.1, 67.9, 63.0, 55.7, 53.4, 50.0 ppm; IR (thin film) ν 3299, 2985, 1711, 1618, 1567, 1376, 1321, 1177, 1088, 902, 845, 760 cm-1; HRMS (ES+) calcd for C14H17Cl6N7O8S 652.8990 found 675.8892 (MNa+).
Figure 2020105230

シアン化ベンゾイル(1.64mLのCHCl中の0.1M溶液、0.164mmol、1.1当量)をジオールJVM.18(98mg、0.149mmol)および4−ジメチルアミノピリジン(72.8mg、0.60mmol、4.0当量)の6.0mLの3:1 CHCl/MeCN混合物の−78℃溶液に滴下した。反応物を−78℃で1.5h撹拌し、次いで、50μLのMeOHでクエンチした。中身を10mLのEtOAcおよび5mLの飽和NaHCO水溶液で希釈し、分液漏斗に移した。有機層を採取し、水相を2×10mLのEtOAcで抽出した。混ぜ合わせた有機抽出物をMgSOで乾燥し、減圧下で濃縮した。シリカゲルでのクロマトグラフィー(勾配溶離:ヘキサン→1:2 ヘキサン/EtOAc)による油状の残渣の精製により、白色の固形物としてベンゾエートJVM.19(78mg、69%)が生じた。1H NMR (CD3OD, 400
MHz) δ 8.12-8.09 (m, 2H), 7.66-7.61 (m, 1H), 7.53-7.48 (m, 2H), 5.61 (ddd, 1H, J = 8.4, 7.6, 4.0 Hz), 4.67 (d, 1H, J = 10.8), 4.64 (d, 1H, J = 10.8 Hz), 4.63 (d, 1H, J = 3.2 Hz), 4.40 (d, 1H, J = 4.0 Hz), 4.29-4.15 (m, 3H), 3.85 (ddd, 1H, J = 8.4, 5.2, 2.8 Hz), 3.77 (dd, 1H, J = 11.8, 7.4 Hz) ppm; 13C NMR ((CD3)2CO, 100 MHz) δ 171.0, 165.5, 160.0, 158.1, 156.15, 133.5, 129.8, 129.5, 128.6, 94.4, 81.0, 77.9, 74.3, 71.0, 62.5, 54.4, 53.1, 47.9 ppm; IR (thin film) ν 3294, 2985, 1715, 1620, 1274, 1177, 902, 846, 760, 716 cm-1.
Figure 2020105230

ベンゾエートJVM.19(12.7mg、16.7μmol)の700μLのCHCl溶液にデス・マーチンペルヨージナン(10.9mg、26.0μmol、1.5当量)を添加した。反応物を20min撹拌し、次いで、700μLの1:1 飽和NaHCO水溶液/飽和Na水溶液の添加によりクエンチした。二相混合物を10min激しく撹拌し、1mLのCHClで希釈し、分液漏斗に移した。有機層を採取し、水相を1×1mLのCHClで抽出した。混ぜ合わせた有機抽出物をシリカゲルのカラムに直接適用した。シリカゲルでのクロマトグラフィー(勾配溶離:ヘキサン→1:2 ヘキサン/EtOAc)による精製により、白色の固形物としてJVM.20(10mg、78%)が生じた。1H NMR ((CD3)2CO, 400 MHz) δ 9.44 (br s,
1H), 8.20-8.17 (m, 2H), 7.70-7.65 (m, 1H), 7.56-7.50 (m, 2H), 6.76 (br s, 1H), 6.65 (br s, 1H), 6.00 (br s, 2H), 5.72 (dd, 1H, J = 8.6, 7.0 Hz), 4.87 (d, 1H, J = 2.4 Hz), 4.61 (s, 2H), 4.35 (dd, 1H, J = 12.2, 8.6 Hz), 4.28-4.25 (m, 2H), 4.08 (m, 1H), 3.62 (dd, 1H, J = 12.2, 7.2 Hz) ppm; 13C NMR ((CD3)2CO, 100 MHz) δ 171.0, 165.9, 160.2, 158.6, 156.2, 133.7, 130.0, 129.2, 128.5, 98.4, 96.8, 94.4, 80.6, 77.9, 73.6, 62.6, 54.9, 53.7, 47.5 ppm; IR (thin film) ν
3286, 1714, 1618, 1566, 1318, 1274, 1175, 1088, 1016, 903 cm-1.
Figure 2020105230

ジオールJVM.20(5.8mg、7.6μmol)の2.0mLのMeOH溶液に50μLのCFCOHを添加した。反応物を30min撹拌し、次いで、Pd/C(22mgの10wt.%、0.021mmol、2.75当量)を添加した。反応器を高圧Parrボンベ中に入れ、それを密封し、Hガス(800psi)で6回フラッシュした。該ボンベをHで800psiまで加圧し、中身をこの圧力で12h撹拌した。この後、該ボンベをベントし、反応混合物をFisherの0.2μmのPTFEシリンジフィルターを通して濾過した。フラスコおよびフィルターを2mLのMeOHで洗浄し、濾液を減圧下で濃縮した。薄膜残渣を1.0mLのNHの2.0M MeOH溶液に溶解した。この溶液の15minの撹拌後、全ての揮発物を減圧下で除去した。単離物質を直ちに2.0mLの0.5M CFCOH水溶液溶液に溶解し、24h撹拌した。減圧下でのこの溶液の濃縮により、薄膜として生成物が生じ、それを逆相HPLC(Alltima C18、10μM、10×250mmカラム、20minにわたる1:99→30:70 MeCN/10mM CCOH水溶液の勾配流で溶離、214nm
UV検出)により精製した。6mL/minの流量で、11β−OH−STXは、13.7〜15.5minの間の保持時間を有しており、白色の吸湿性固形物(4.6mg、83%)として単離した。1H NMR (D2O, 400 MHz) δ 4.80 (1H), 4.45 (dd,
1H J = 8.0, 7.2 Hz), 4.33 (dd, 1H, J = 11.6, 9.6 Hz), 4.07-3.98
(m, 2H), 3.82 (dd, 1H, J = 9.6, 4.4 Hz), 3.27 (dd, 1H, J = 10.4, 7.2 Hz) ppm; 13C NMR (D2O, 600 MHz, determined by HMBC and HSQC)
δ 158.7, 157.6, 155.5, 97.6, 81.7, 70.5, 63.0, 57.5, 53.0, 48.5 ppm; HRMS (ES+) calcd for C10H17N7O5 315.1291 found 316.1366 (MH+).
Figure 2020105230

11β−OH−STX(7.3mg、9.8μmol)および2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルピリジン(55mg、0.27mmol、27.5当量)の溶液にDMF・SO(893μLのN−メチルピロリジノンの0.1M溶液、89.3μmol、9.1当量)を滴下した。反応混合物を3h撹拌し、次いで、300μLのHOの添加によりクエンチした。溶液を真空中で濃縮し、薄膜残渣を逆相HPLC(Alltima C18カラム、10μM、10×250mmカラム、20minにわたる1:99 MeCN/10mM CCOH水溶液の勾配流で溶離、214nm UV検出)により精製した。6mL/minの流量で、GTX3は、6.8〜7.9minの間の保持時間を有しており、白色の吸湿性固形物(4.2mg、71%)として単離した。[α]Na +43.3° (c = 0.40 (CF3CF2CF2CO2- salt)); 1H NMR (D2O, 400 MHz) δ
4.96 (dd, 1H, J = 8.2, 6.8 Hz), 4.82 (d, 1H, J = 1.2 Hz), 4.30 (dd, 1H, J = 11.8, 9.4 Hz), 4.17 (dd, 1H, J = 10.6, 8.2 Hz), 4.06 (dd, 1H, J = 11.8, 5.4 Hz), 3.82 (ddd, 1H, J = 9.0, 5.4, 1.2
Hz), 3.58 (dd, 1H, J = 10.6, 6.8 Hz) ppm; 13C NMR (D2O, 600 MHz,
determined by HMBC and HSQC) δ 158.7, 157.6, 155.5, 97.3, 81.6, 75.7, 63.0, 57.2, 53.1, 47.4 ppm; HRMS (ES+) calcd for C10H15N7O7S 377.0754 found 378.0833 (MH+).合成および天然(+)−ゴニオトキシン3のスペクト
ルデータの比較(Onodera, H.、Satake, M.、Oshima, Y.、Yasumoto, T.、Carmichael, W. W. Nat. Toxins. 1997年、5巻、146〜151頁を参照されたい。)
Figure 2020105230

(実施例3)
長い線状の側鎖を有するいくつかのサキシトキシン由来の分子プローブにアクセスするために新型のオキサゾリジノン中間体を利用しながら、本発明者らは、いくつかの分枝誘導体を合成するのにこのケミストリーをさらに活用した。これらの分子は、サキシトキシンコアの近くでより大きい立体的かさ高さを有し、該毒素の結合を潜在的に不安定化する。本発明者らは、STXが変異ナトリウムチャネルに結合している場合に、該チャネルと併せてこれらの分子を用いて、側鎖の周りの立体環境をマッピングすることを想定している。さらに、野生型チャネルには低親和性で結合するが、対応する「穴」を有する変異体には高親和性で結合する追加の化学的部分(「バンプ」)を組み込んだサキシトキシン誘導体を設計することが想像できるであろう。(参照により本明細書に組み込まれているAnnual Review of Cell and Developmental Biology 2001年、17巻、405
〜433頁)。
初期の研究において、本発明者らは、カルバメート側鎖の窒素ならびに窒素に隣接した炭素での分枝を有する分子のセットを設計した。部位特異的変異誘発により2つの変異チャネルも構築した。最初のパッチクランプ結果を実施例3、表1に示している。β−STXolデータポイントを収集して、STXおよびその誘導体が該チャネル孔内で同様に配向されていたことを証明した。STXのβ−STXolに対する親和性およびシクロヘキシルSTXのシクロヘキシルβ−STXolに対する親和性の同様の低減により、2つの分子がいずれも同様の配向で該チャネル孔に存在しているという強力な最初の証拠がもたらされる。
これらのサキシトキシン誘導体はいずれも、2つの変異体の一方に対して野生型チャネルより大きい親和性を示さないが、それらは、自然のSTXと比較して著しい親和性の違いを示している。特に、親化合物は、M1240A変異体に対して試験すると約40倍不安定化する一方、シクロヘキシルアミン誘導体は4倍しか不安定化しない。この違いは、メチオニンのより小さいアラニンへの変異によりカルバメートが占める空隙空間がより大きくなり、それによりシクロヘキシル側鎖をより良好に収容することを潜在的に示唆している。より大きいカルバメート側鎖(「バンプ」)を収容するための「穴」の作成の可能性をさらに調査するために、該ナトリウムチャネルのさらなる変異が現在探求されている。
実施例3、表1:様々なSTX誘導体のNaV1.4およびその変異体に対する親和性
Figure 2020105230
Figure 2020105230

これらの構造研究に加えて、本発明者らは、ナトリウムチャネルをin vivoで画像化するための他のプローブを設計した。具体的に、本発明者らは、生理学的に安定なオキシム連結を介して18F標識ベンズアルデヒドを組み込むことができるSTX誘導体を設計した。(参照により本明細書に組み込まれているJournal of Nuclear Medicine 2008年、49巻、804〜813頁)。本発明者らが一般的に用いているヘキシルアミン末端中間体からこの分子への例示的な合成ルートを図12に示している。図12は、PET画像化プローブの合成のための合成スキームを例示している。合成研究により、最初のカップリングを上首尾に実施できることが示されているが、Chengらの文献により、オキシム連結が容易に形成されるはずであり、in vivoで安定であるという確実性が提供されている。
(実施例4)
実施例4は、皮膚マイクロニードルにより適用した(+)−サキシトキシンの効果について記載している。マイクロニードル送達によりサキシトキシンの鎮痛効能を試験する場合、全てのラットをイソフルラン(2.5%)で深く麻酔した。各雄のスプレーグ・ドーリーラット(Harlan、250g)の左および右頬の両方を完全に脱毛し、その後、エタノールワイプで徹底的に清浄した。
深く麻酔している間に、各ラットにマイクロニードルパッチ適用を実施した。ラットの皮膚を緊張させるために、試験者が、一対の先端が丸い鉗子で一方の頬の皮膚を引っ張った。この時点で、試験者は、サキシトキシンを含有する単一のマイクロニードルパッチを皮膚に押し込めるであろう。同様に、反対側の頬について同じ適用プロセスを実施した。しかし、このパッチは対照として用いるものであり、マイクロニードルチップ内に薬物を含有していなかった。各試験群は、サキシトキシンを投与した6匹のラットからなっていた。
確実に十分な薬物を送達するために、マイクロニードルパッチはラットの皮膚の上に約20分置いておいた。この間、ラットのイソフルランを取り外し、それらの個々のケージで回復させた。それらのパッチを取り除くと、ラットを25%ウレタン(1mg/kg)のIP注射でで軽く麻酔し、それにより、邪魔な動きなしでの行動測定が可能となった。20分後に、連続的な侵害熱に対する頬の逃避反射潜時の評価を開始し、10分間隔で30分の時間フレームにわたって、次いで、次の2.5時間はその後30分毎に、繰り返し評価した。加熱灯(40Vに設定し、ラットの頬から7cmに位置決めした)を使用して、集中させた放射熱をラットの左頬に当て、ラットが熱刺激に応答するのに要した時間を記録した。右頬について同じプロセスを繰り返した。20秒間の熱暴露後に応答しなかったラットを非応答性と見なした。
結果:
サキシトキシンパッチで処理した皮膚は、侵害熱に対して対照皮膚より有意に(p<0.05、ANOVA)応答しなかった(図13)。したがって、熱に対する応答潜時は、対照マイクロニードルパッチで処理した皮膚について観察されたものより2〜2.5s多く、疼痛の感受性の中程度の低下を示していた。
(実施例5)
5.1 サキシトキシンおよびゴニオトキシンは合成および修飾することができる。サキシトキシンおよびゴニオトキシン2/3の合成が、これらのユニークな毒素の形態および機能を修飾する方法と共に本発明者らの研究所において実現された(図14)。本発明者らのSTX問題の分析の詳細な議論が、各文献に掲載されている。(以下を参照されたい。(a)Fleming, J. J.、M. D. McReynolds、およびJ. Du Bois、(+)-saxitoxin: a first and second generation stereoselective synthesis. J Am Chem
Soc、2007年。129巻(32号):9964〜75頁。(b)Fleming, J. J.
およびJ. Du Bois、A synthesis of (+)-saxitoxin. J Am Chem Soc、2006年。128巻(12号):3926〜7頁。)本発明者らの研究は、STX中の第一級カルバメート単位(C13)の修飾によりTTX−s NaVチャネルに対するこの化合物
の親和性が劇的に変わらないことを証明してきた。これらのデータに基づいて、本発明者らは、そこに様々な補欠分子族(例えば、蛍光体、18F標識、ビオチン)を付着することができるアミン由来のSTX(NH−STX)を調製した。この化合物および関連する構造への合成ルートは、キーとなる中間体のマルチグラム産生を促進するように高度に最適化した。本発明者らは、これらのケミストリーを使用してOregon−Green−STXおよびCy5−STXコンジュゲートを調製し、これらの化合物をCHO細胞中に発現したrNaV1.4に対する効力について試験した。ホールセル電位固定記録によ
り、両方の分子がこのNaVアイソフォームに対して中程度のナノモル親和性を保持して
いることが示されている。本発明者らは、現在、異種性rNaV1.7に対して電気生理
測定を行っており、rNaV1.8を対照としてrNaV1.3およびTTX−rチャネルを用いて結合研究を実施することも意図している。
本発明者らは、NH−STXを4−フルオロ安息香酸(SFB)のN−ヒドロキシスクシンイミドエステルと効率的にカップリングさせて、[19F]ベンズアミド−STXを生じることができることを証明してきた。本発明者らの第一世代PET検査薬のこの非放射性類似体は、ホールセル電気生理測定により判定したところ、rNa1.4に対して46±7nMのIC50を示している。重要なことには、SFBをNH−STXに付着させるための条件は、[18F]類似体の発生に適している(以下を参照されたい)。
ゴニオトキシン(GTX)は、構造および機能の両方でSTXと密接に関連している硫酸化グアニジニウム毒素のファミリーを含む。これらの分子は、TTX−s NaVに対
して低から中程度のナノモル効力を示している。興味深いことに、本発明者らの研究所における定性的測定により、GTX3がSTXと比較してかなり遅いオフ結合反応速度を有することが明らかとなった。本発明者らは新規の合成を介してこれらの毒素にアクセスすることができるため、カルバメート誘導体を調製するため、およびこれらの新規の作成物のチャネル結合に対する影響を評価するために同様のステップを用いた。さらに、本発明者らは、類似のNH−GTX3を合成し、この物質が円滑に蛍光染料の反応性NHSエステルとの1ステップの化学的ライゲーションを受けることを証明した(図15)。本発明者らは、今や、該チャネルに対する結合親和性および結合反応速度を変えた(すなわち、遅いオフ反応速度、以下を参照されたい)STXおよびGTX3の他の非天然の誘導体に加えて、標識形態のこれらの毒素の間の比較in vivo研究(すなわち、体内分布、排泄率、代謝)を独自に実施する状態まできている。これらの研究は、これらの毒素の新規の構築のための合成プロトコルの出現を介してのみ可能となる。
5.2 カルバメート修飾STXはNaVに対するナノモル親和性を保持し、より長い作
用持続時間を有することができる。
対処すべきキーとなる疑問は、結合効率を著しく乱すことなくサキシトキシンを画像化剤で官能化することができるかどうかである。本発明者らは、求電子エステル試薬への選択的化学的ライゲーションのために、4(図15)などのSTX誘導体の有効性を利用するスキームを考案することにより、STXの新規の蛍光およびPETコンジュゲートを調製した。例えば、化合物4は、穏やかなアルカリ性条件下でCy5−N−ヒドロキシスクシンイミドイル(NHS)エステルで処理すると、もっぱらカップリング生成物を生じる。このライゲーションステップは、一般に<3hで完了し、様々なNHSエステル誘導体と適合し、したがって、Oregon Green、Cy5およびp−19F−ベンズアミド誘導体の合成を可能にする。電気生理記録により判定したところ、これらの化合物は全て、NaV1.4に対する低から中程度のナノモル効力を保持する。
本発明者らは、ネズミ科の動物にCy5−STXまたは自然のSTXを後脚に皮下注射したときに、麻酔の間の機械的刺激に対するSTXとCy5−STXの間の明白な違いを観察した(感受性の低下または疼痛の閾値の増大)(図16)。Cy5−STXの場合、局所麻酔は、STXそのものより60時間または20倍以上長く持続する。薬物作用持続時間のこの劇的な違いに対する説明として、大きい親油性のCy5染料分子は細胞膜と密接に会合して、実質的に、STX部分が該チャネル孔の外側の開口に位置する膜「アンカー」として作用し得ると考えられている。
5.3 [18F]ベンズアミド−STXの合成。
本発明者らは、NH−STXを[19F]−4−フルオロ安息香酸などの反応性NHS−エステルと選択的にカップリングすることができることを示してきた。最近、このカップリング反応を[18F]−SFBで上首尾に再現して、放射標識[18F]ベンズアミド−STXを生成した(図17)。[18F]−SFB調製の詳細は以前に記載されている。(以下を参照されたい。(a)Li, Z. B.ら、18F-Labeled BBN-RGD Heterodimer for Prostate Cancer Imaging. J Nucl Med、2008年。49巻(3号):
453〜61頁。(b)Wu, Z.ら、18F-labeled mini-PEG spacered RGD dimer (18F-FPRGD2): synthesis and microPET imaging of alphavbeta3 integrin expression. Eur J Nucl Med Mol Imaging、2007年。34巻(11号):1823
〜31頁。)NH−STXへのカップリングは、pH9.5のCHCN水溶液において実施し、生成物は分取HPLCにより精製する。このケミストリーの全ては、改良されたGE TRACERlab FX−FN合成モジュール(GE Medical Systems;Milwaukee、WI)を使用して半自動的に完了することができる。[18F]ベンズアミド−STXの精製画分を滅菌フィルターで滅菌して、最終生成物を得る。作成した[18F]ベンズアミド−STXの試料を、調製したバッチバイアルから、予め組み立てられたバッチバイアルの一部である滅菌シリンジで取り出した。このアリコートを、その後のQC試験:目視検査、放射化学的および化学的純度、特異的放射活性、無菌性、発熱性、pH、残留溶媒の分析、放射性核種の同一性、および菌体内毒素(LAL試験)のために分配する。
5.4 トレーサーのin vivo安定性を示す[18F]ベンズアミド−STXの先行体内分布試験。
[18F]STXのマウス(n=3)への静脈内注射後、臓器を摘出して放射標識の体内分布を測定した。統計的に関連する量の骨吸収(0.05±0.03%ID/gm)は観察されず、フルオロベンズアミド基の脱フッ素がin vivoで発生していないことが示されている。さらに、尿中排泄がトレーサークリアランスの主要な経路であると考えられ、腎臓において10.7±8.9%ID/グラムであった。予期したとおり、STXプローブのジカチオン性の性質により、脳においてトレーサーは検出されなかった(0.03±0.02%ID/gm)。したがって、この放射性トレーサーからの中枢神経系効果は期待されない。
5.5 [18F]ベンズアミド−STXの小動物PET−MRI(マイクロPET−MRI)は、神経因性痛ラットモデルにおける神経損傷の部位へのトレーサーの結合の増大を示す。
NaV発現を画像化するための本発明者らの最初の試みにおいて、神経部分損傷(SN
I)を受けたスプレーグ・ドーリーラット(坐骨神経の3つの主要な枝のうちの2つのライゲーションを伴う神経因性痛の広く受け入れられているモデル)に[18F]ベンズアミド−STXマイクロPET−MRIを実施した。(例えば、Decosterd, I.およびC. J. Woolf、Spared nerve injury: an animal model of persistent peripheral
neuropathic pain. Pain、2000年。87巻(2号):149〜58頁を参照され
たい。)MRIにより繊細な軟部組織コントラストならびに末梢神経および脊髄後根神経節の描写がもたらされるため、本発明者らは、本発明者らの小動物用画像化施設において利用可能な7.0T小動物MRIを利用して、坐骨神経の解剖学的地図を作成した。この特定の実施例において、手術後の炎症が消散した後、損傷後5週の時点で該動物を画像化した。イソフルラン麻酔下で、両方の画像化モダリティ:マイクロPET(GEHC(Suisna)eXplore Vista microPET)およびマイクロMRI(General Electric「MicroSigna7.0」7T)での全身の研究のために、マウスまたはラットを定位置で支える移動できるホルダー中に該動物を厳密に位置決めした。500μCi[18F]ベンズアミド−STXの静脈内注射後、ラットをマイクロPETで10分(放射性トレーサー注射の20分後)画像化し、次いで、マイクロMRIに移した。該ホルダーならびに該動物上に固定した基準マーカーにより、マイクロPETおよびマイクロMRIデータセットの同時位置合せが可能となる。マウスホルダーは、論じた画像化モダリティのいずれにおいても画像化プロセスに干渉しない。
図18において、左坐骨神経損傷のレベルの大腿を通る横断マイクロMR画像(左の画像)は、増大した神経腫を示しているが、右坐骨神経は寸法および口径が正常である。中央の画像は同じ視点から得た[18F]ベンズアミド−STXマイクロPET実験のものであり、右図は2つの同時位置合せした画像を示している。SNIにより作成された神経腫の近傍でマイクロPET信号の増大が見られる。比較すると、右神経では信号が見られない。さらに、損傷した神経の近く軟部組織では、放射性トレーサー吸収の増大(赤色矢印)も見られる。神経腫の外側での活性の発見は、疼痛の経験の重要な一部であり得る神経損傷と関連する他の変化を伝えている可能性がある。神経腫の外側での[18F]STX活性の発見は、神経損傷の近傍の非損傷組織のNaVアップレギュレーションも、慢性
痛症候群の発症における重要な因子となり得ることを示唆している。他の研究者が、損傷神経および隣接する非損傷神経の両方においてそのような前侵害受容事象を観察した。NaVのアップレギュレーションβ2サブユニットが、例えば、SNIモデルにおける損傷
した脛骨および総腓骨神経の両方ならびに非損傷腓腹神経の細胞体および末梢軸索で観察された。(例えば、Pertin, M.ら、Upregulation of the voltage-gated sodium channel beta2 subunit in neuropathic pain models: characterization of expression in injured and non-injured primary sensory neurons. J Neurosci、2005年。25巻(47号):10970〜80頁を参照されたい。)さらに、神経
損傷における[18F]ベンズアミド−STXの増大の観察は、フォンフレイ試験により測定した該動物の左後脚における異痛症の増大と関連している。画像の中心および前面におけるマイクロPET信号は、排泄された放射性トレーサー物質と関連している。
(実施例6)
本発明者らは、本明細書において、ゴニオトキシンとして公知のC11硫酸化Naチャネルブロッカーの誘導体へアクセスできるようにする、改良された分取ルートを提供する。本発明者らの手順は、実施例2において略述したように調製し得るアルコール1(図19)から開始する。求電子イミダゾリウム塩2によるこの物質の処理により、フェニルカルボネートが生じる。この種に第一級および第2級アミンを添加してもよく、4aおよび4bなどのカルバメート修飾された中間体が生じる。一連の5つのステップにより、5aおよび5bなどのSTX/GTXのN21置換類似体の合成が完了する。
実験プロトコルおよび特性データ:
Figure 2020105230

−78℃まで冷却したオレフィンJVM.16(792mg、0.97mmol)の20mLのTHF溶液にフッ化テトラブチルアンモニウム(1.16mLのTHF中の1.0M溶液、1.16mmol、1.2当量)を添加した。混合物を0℃まで温め、この温度で20min撹拌した。この後、20.0mLの飽和NHCl水溶液の添加により反応をクエンチした。中身を40mLのEtOAcで希釈し、分液漏斗に移した。有機層を採取し、水相を3×40mLのEtOAcで抽出した。混ぜ合わせた有機抽出物をMgSOで乾燥し、減圧下で濃縮した。シリカゲルでのクロマトグラフィー(2:1→1:2
ヘキサン/EtOAc)による精製により、白色の固形物としてJVM.21(424mg、75%)が生じた。TLC Rf = 0.33 (1:2 hexanes/EtOAc); 1H NMR (CD3OD, 400 MHz) δ 6.28 (ddd, 1H, J = 6.2, 2.0, 2.0 Hz), 6.08 (ddd, 1H, J = 6.2, 2.2, 2.2 Hz), 4.67 (d, 1H, J = 11.2 Hz), 4.64 (d, 1H, J = 11.2 Hz), 4.43 (m, 2H), 4.35 (d, 1H, J = 2.8 Hz), 3.69-3.63 (m, 2H), 3.57 (dd, 1H, J = 12.4, 8.4 Hz) ppm; 13C NMR (CDCl3, 125 MHz) δ 172.3, 159.4, 157.9, 130.9, 127.4, 96.5, 94.1, 83.1, 78.4, 61.7, 55.5, 55.2, 54.5 ppm; IR (thin film) n 3289, 1616, 1562, 1379, 1175, 905, 841, 730 cm-1.
Figure 2020105230

アルコールJVM.21(424mg、0.73mmol)の7.3mLのTHF溶液にJVM.22(297mg、0.84mmol、1.2当量)を添加した。反応物を室温で23h撹拌し、次いで、15mLの飽和NaHCO水溶液および20mLのEtOAcの添加によりクエンチした。中身を分液漏斗に移し、有機相を採取した。水相を2×10mLのEtOAcで抽出した。混ぜ合わせた有機抽出物をMgSOで乾燥し、減圧下で濃縮した。シリカゲルでのクロマトグラフィー(ヘキサン→1:2 ヘキサン/EtOAc)による精製により、白色の固形物としてJVM.23(357mg、70%)が生じた。TLC Rf = 0.52 (1:2 hexanes/EtOAc); 1H NMR (CD2Cl2, 400 MHz)
δ 9.57 (d, 1H, J = 2.8 Hz), 7.44-7.39 (m, 2H), 7.32-7.27 (m, 1H), 7.20-7.16 (m, 2H), 6.36 (ddd, 1H, J = 6.2, 2.0, 2.0 Hz), 6.04 (ddd, 1H, J = 6.2, 2.2, 2.2 Hz), 4.64 (s, 2H), 4.60-4.54 (m, 1H), 4.51-4.45 (m, 1H), 4.40 (dd, 1H, J = 12, 6.4 Hz), 4.35 (d, 1H, J =
3.2 Hz), 4.31 (dd, 1H, J = 12.0, 5.2 Hz), 3.98-3.93 (m, 1H) ppm.
Figure 2020105230

750μLのCHClに溶解したJVM.23(53mg、0.075mmol))の溶液にテトラデシルアミン(150μLのCHCl中の1.0M溶液、0.15mmol、2.0当量)を添加した。反応物を室温で5h撹拌し、次いで、さらにテトラデシルアミン(300μLのCHCl中の1.0M溶液)を添加した。反応物を室温でさらに12h撹拌し、次いで、シリカゲルのカラムに直接移した。シリカゲルでのクロマトグラフィー(ヘキサン→1:2 ヘキサン/EtOAc)による残渣の精製により、白色の固形物としてJVM.24(22.1mg、36%)が生じた。TLC Rf = 0.53
(1:2 hexanes/EtOAc); 1H NMR (CD2Cl2, 400 MHz) δ 9.61 (br s, 1H), 6.33 (ddd, 1H, J = 6.2, 2.0, 2.0 Hz), 6.05 (ddd, 1H, J = 6.2, 2.2, 2.2 Hz), 4.98 (dd, 1H, J = 5.6, 5.6 Hz), 4.67-4.60 (m, 3H), 4.48-4.41 (m, 1H), 4.23 (dd, 1H, J = 12.0, 7.2 Hz), 4.16 (dd, 1H, J = 12.0, 5.2 Hz), 4.11 (d, 1H, J = 4.0 Hz), 3.87-3.81 (m, 1H), 3.17-3.10 (m, 2H), 1.53-1.44 (m, 2H), 1.27 (br s, 22H), 0.89 (t, 3H, J = 6.8 Hz) ppm.
Figure 2020105230

1H NMR (CD3OD, 500 MHz) δ 4.81 (s, 1H), 4.41 (dd, 1H, J = 7.0,
7.0 Hz), 4.31 (dd, 1H, J = 11.5, 9.5 Hz), 4.06 (dd, 1H, J = 11.5, 4.5 Hz), 3.79-3.72 (m, 1H), 3.22 (dd, 1H, J = 10.5, 7.0 Hz), 3.18-3.06 (m, 2H), 1.51 (br s, 2H), 1.31 (br s, 22H), 0.92 (t, 3H, J
= 7.0 Hz) ppm.
Figure 2020105230

1H NMR (D2O, 500 MHz) δ 4.83 (dd, 1H, J = 7.5, 7.5 Hz), 4.63 (d, 1H, J = 0.5 Hz), 4.19 (dd, 1H, J =11.5, 9.0 Hz), 4.04 (dd, 1H,
J = 10.5, 8.0 Hz), 3.96 (dd, 1H, J = 11.5, 5.5 Hz), 3.72 (dd, 1H, J = 5.0, 9.0 Hz), 3.44 (dd, 1H, J = 11.0, 7.5 Hz), 2.79 (s, 3H), 2.74 (s, 3H) ppm.
(実施例7)
本発明者らは、構造Aに示しているビスグアニジニウムフレームワークのR7位の選択的官能化を可能にする条件を開発した。最も頻繁に、これらの種は、実施例2に記載しているオレフィンJVM.16またはJVM.17から調製するが、関連する構造から調製することもできる。R7位の選択的官能化は、様々な求電子試薬を使用して可能であり、生成物は、11β−OH−STX(実施例2)の調製に関して記載した一般的経路に続く一連のステップを介して、完全に脱保護されたSTX類似体に転換することができる。図20は、この位置でのアクリレートおよびヒドロキシメチレン部分の導入、ならびに生成物のSTXのR7置換類似体への同化を例示している。図21は、関連する方法により調製した一連のN7置換STX類似体、および哺乳動物のナトリウムチャネルアイソフォーム、Na1.4を阻害するそのような化合物の能力に関する電気生理学的データを例示している。
実験プロトコルおよび特性データ:
Figure 2020105230

JVM.16(100mg、0.12mmol)の3.5mLのCHCl溶液に1,1,3,3−テトラメチルグアニジン(15μL、0.12mmol、1.0当量)を添加した。混合物を1min撹拌し、次いで、AW.1(65mg、0.21mmol、1.7当量)を添加した。1.5h後、反応物をシリカゲルの短いプラグを通して濾過した。シリカゲルでのクロマトグラフィー(2:1 ヘキサン/EtOAc)による精製により、白色の固形物としてAW.2(98mg、71%)が生じた。TLC Rf = 0.31 (2:1 hexanes/EtOAc); 1H NMR (CDCl3, 500 MHz) δ 9.52 (s, 1H), 7.65-7.60 (m, 4H), 7.50-7.27 (m, 16H), 6.91 (s, 1H), 6.12 (d, 1H, J = 6.0 Hz), 5.82 (d, 1H, J = 6.0 Hz), 5.30 (s, 2H), 4.91 (q, 2H, J =
10.0 Hz), 4.63 (s, 2H), 4.45-4.39 (m, 2H), 4.21-4.15 (m, 1H), 3.92-3.85 (m, 1H), 3.80-3.74 (br s, 1H), 3.67-3.58 (m, 2H), 3.43-3.35 (m,
1H), 3.33-3.26 (m, 1H), 3.06-2.99 (m, 1H), 1.06 (s, 9H) ppm; 13C NMR (CDCl3, 125 MHz) δ 172.7, 169.9, 160.1, 155.7, 152.5, 135.8, 134.5, 133.8, 132.1, 130.8, 130.5, 130.1, 129.3, 128.8, 128.3, 94.2, 81.5, 78.6, 69.8, 63.7, 62.5, 53.7, 53.3, 47.0, 37.7, 35.9, 31.9, 27.0,
22.9, 19.3, 14.4 ppm.
Figure 2020105230

−20℃まで冷却したJVM.16(30mg、0.037mmol)の1.48mLのCHCl溶液に2−tert−ブチル−1,1,3,3−テトラメチルグアニジン(7.1μL、0.037mmol、1.0当量)およびAW.3(13.5mg、0.044mmol、1.2当量)を連続的に添加した。反応混合物を室温までゆっくりと温め、1.5h撹拌した。この後、中身をシリカゲルのカラムに直接適用した。シリカゲルでのクロマトグラフィー(2.5:1 ヘキサン/EtOAc)による精製により、AW.4(30mg、0.029mmol、78%)が生じた。TLC Rf = 0.36 (2:1 hexanes/EtOAc); 1H NMR (CDCl3, 500 MHz) δ 9.46 (s, 1H), 7.90 (d, 2H, J = 9.0 Hz), 7.55-7.32 (m, 15H), 7.19 (s, 1H), 7.08 (d, 2H, J =
9.0 Hz), 6.21-6.14 (m, 2H), 5.24-5.14 (m, 3H), 4.60-4.49 (m, 3H), 4.43 (br s, 1H), 4.38-4.23 (m, 2H), 3.74 (br s, 1H), 3.60 (dd, 1H,
J = 10.5, 6.5 Hz), 3.47 (dd, 1H, J = 10.5, 7.5 Hz), 0.93 (s, 9H) ppm.
Figure 2020105230

1H NMR (D2O, 500 MHz) δ 4.72 (s, 1H), 4.39 (dd, 1H, J = 7.0, 7.0 Hz), 3.97 (dd, 1H, J = 10.0, 8.0 Hz), 3.86-3.78 (m, 1H), 3.77-3.63 (m, 4H), 3.70 (s, 3H), 2.40 (dd, 1H, J = 10.5, 7.0 Hz), 2.55-2.49 (m, 2H) ppm.
(実施例8)
本発明者らは、構造Aに示しているビスグアニジニウムフレームワークR3位の選択的官能化を可能にする条件を開発した。図22は、この位置でのn−プロピル基の導入、および生成物のGTX3のC10置換類似体への同化を例示している。メチル基のC10での導入のための同様の条件も開発し、真下の本実施例の実験の項において提示している。これらの手順は、本発明者らがSTXおよびGTXのR3置換類似体を調製できることを証明している。
実験プロトコルおよび特性データ:
Figure 2020105230

−78℃まで冷却したJVM.15(20mg、0.023mmol)の460μLのCHCl溶液にMeZn(57μLのトルエン中の2.0M溶液、0.11mmol、5.0当量)およびBF・OEt(6.61μL、0.053mmol、2.3当量)を連続的に添加した。反応内容物を室温までゆっくりと温め、1h撹拌した。この後、1mLの飽和NaHCO水溶液の添加により反応をクエンチした。得られた二相溶液を15min激しく撹拌した。次いで、混合物を3mLのEtOAcで希釈し、分液漏斗に移した。有機層を採取し、水相を2×3mLのEtOAcで抽出した。混ぜ合わせた有機抽出物をMgSOで乾燥し、減圧下で濃縮した。シリカゲルでのクロマトグラフィー(勾配溶離:ヘキサン→2:1 ヘキサン/EtOAc)による単離物質の精製により、白色の固形物としてオレフィンJW.1(11.7mg、61%)が生じた。1H NMR
(CD3OD, 500 MHz) δ 7.64-7.59 (m, 4H), 7.47-7.36 (m, 6H), 6.13 (dd,
1H, J = 7.5, 2.5 Hz), 5.89 (dd, 1H, J = 7.5, 2.0 Hz), 4.64 (d,
1H, J = 13.5 Hz), 4.60 (d, J = 13.5 Hz), 4.58-4.51 (m, 1H), 4.20
(d, 1H, J = 3.5 Hz), 3.79-3.75 (m, 1H), 3.72 (dd, 1H, J = 13.0,
5.5 Hz), 3.52 (dd, 1H, J = 13.0, 10.0 Hz), 1.55 (d, 3H, J = 8.5
Hz), 1.01 (s, 9H) ppm.
Figure 2020105230

−78℃まで冷却したJVM.15(150mg、0.171mmol)の3.42mLのCHCl溶液にアリルトリメチルシラン(136μL、0.86mmol、5.0当量)およびBF・OEt(50μL、0.39mmol、2.3当量)を連続的に添加した。反応内容物を室温までゆっくりと温め、1.5h撹拌した。この後、5mLの飽和NaHCO水溶液の添加により反応をクエンチした。得られた二相溶液を15min激しく撹拌した。次いで、混合物を15mLのEtOAcで希釈し、分液漏斗に移した。有機層を採取し、水相を2×10mLのEtOAcで抽出した。混ぜ合わせた有機抽出物をMgSOで乾燥し、減圧下で濃縮した。シリカゲルでのクロマトグラフィー(勾配溶離:ヘキサン→2:1 ヘキサン/EtOAc)による単離物質の精製により、白色の固形物としてオレフィンJW.2(102mg、70%)が生じた。1H NMR (CD3OD,
500 MHz) δ 7.64-7.58 (m, 4H), 7.46-7.36 (m, 6H), 6.15 (dd, 1H, J
= 7.5, 2.5 Hz), 5.95 (dd, 1H, J = 7.5, 2.5 Hz), 5.84-5.72 (m, 1H), 5.23-5.14 (m, 2H), 4.61 (d, 2H, J = 1.0 Hz), 4.53-4.48 (m, 1H),
4.19 (d, 1H, J = 3.5 Hz), 3.78-3.70 (m, 2H), 3.54-3.48 (m, 1H), 2.99-2.92 (m, 1H), 2.68 (ddd, 1H, J = 17.0, 10.5, 10.5 Hz), 1.02 (s,
9H) ppm; 13C NMR (CD3OD, 125 MHz) δ 171.5, 160.2, 157.9, 135.7, 135.6, 134.1, 133.5, 132.4, 132.3, 130.1, 127.9, 127.5, 119.0, 94.3, 82.0, 78.2, 67.1, 63.8, 58.0, 55.8, 47.4, 26.3, 18.8 ppm.
Figure 2020105230

の雰囲気下の固体のJW.2(102mg、0.12mmol)およびRu(PPhCl(1.1mg、0.0002mmol、0.01当量)に12mLの脱酸素化1:1 トルエン/EtOHを添加した。水素の雰囲気を導入し、反応混合物を室温で1h撹拌した。この後、反応物を減圧下で濃縮した。シリカゲルでのクロマトグラフィー(勾配溶離:ヘキサン→2:1 ヘキサン/EtOAc)による単離物質の精製により、白色の固形物としてJW.3(96mg、94%)が生じた。1H NMR (CD3OD, 500 MHz) δ 7.67-7.62 (m, 4H), 7.49-7.40 (m, 6H), 6.28 (dd, 1H, J = 6.0,
2.0 Hz), 5.95 (dd, 1H, J = 6.0, 2.0 Hz), 4.67 (d, 1H, 11.5 Hz),
4.64 (d, 1H, 11.5 Hz), 4.52-4.48 (m, 1H), 4.21 (d, 1H, J = 3.0 Hz), 3.82-3.76 (m, 2H), 3.55 (dd, 1H, J = 9.5, 7.0 Hz), 2.45-2.36 (m, 1H), 1.71-1.62 (m, 1H), 1.53-1.36 (m, 2H), 1.05 (s, 9H), 1.01 (t,
3H, J = 7.5 Hz) ppm; 13C NMR (CD3OD, 125 MHz) δ 171.4, 160.0, 158.2, 135.7, 135.6, 134.8, 132.4, 130.0, 127.93, 127.90, 127.0, 81.6, 78.3, 67.2, 63.9, 58.2, 55.6, 37.0, 26.3, 19.1, 18.8, 13.3, 0.3 ppm.
Figure 2020105230

1H NMR (D2O, 500 MHz) δ 4.35 (d, 1H, J = 6.0 Hz), 4.16-4.13 (m, 2H), 4.04 (d, 1H, J = 6.0 Hz), 3.67-3.62 (m, 1H), 3.53-3.48 (m, 1H)
1.80 (br s, 1H), 1.63 (br s, 1H), 1.35 (br s, 2H), 0.86 (t, 3H,
J = 7.5 Hz) ppm. 比、濃度、量、および他の数値データは本明細書において範囲の形式で表現し得ることに留意されたい。当然ながら、そのような範囲の形式は便宜および簡潔さのために使用しており、したがって、その範囲の限界として明示的に列挙した数値を含むだけではなく、全ての個々の数値またはその範囲内に包含される部分範囲を、各数値および部分範囲を明示的に列挙しているかのように含むものとして柔軟に解釈すべきである。例えば、「約0.1%〜約5%」の濃度範囲は、明示的に列挙した約0.1wt%〜約5wt%の濃度だけではなく、示した範囲内の個々の濃度(例えば、1%、2%、3%、および4%)およびその部分範囲(例えば、0.5%、1.1%、2.2%、3.3%、および4.4%)も含むものと解釈すべきである。一実施形態において、「約」という用語は、数値の有効数字に伝統的に丸められた数値を包含することができる。さらに、「約『x』から『y』」という句は、「約『x』から約『y』」を包含する。
上記の実施形態に多くの変形および変更を行うことができる。全てのそのような変更および変形は、本明細書において本開示の範囲内に含み、以下の請求項により保護することを意図したものである。

Claims (1)

  1. 本願明細書に記載の化合物。
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