JP2021504303A - Cns疾患を治療するためのアミノアダマンチルナイトレート化合物およびそれらの使用 - Google Patents

Cns疾患を治療するためのアミノアダマンチルナイトレート化合物およびそれらの使用 Download PDF

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Abstract

本開示は、1つ以上のアミノ基および1つ以上の硝酸基を有するアダマンチル化合物を提供する。アミノアダマンチルナイトレート化合物は、神経変性疾患および非神経変性疾患を含む中枢神経系の疾患を治療するために使用することができる。

Description

N−メチル−D−アスパラギン酸受容体(NMDA受容体またはNMDARとしても知られる)は、興奮性グルタミン酸受容体であり、中枢神経系(CNS)のニューロンに見られるイオンチャネルタンパク質である。NMDA受容体の活性化は、シナプス前ニューロンの脱分極後に放出されるグルタミン酸(またはアスパラギン酸もしくはNMDA、どちらも弱い刺激物質)の結合、および受容体のイオンチャネル部の効率的な開口のためのグリシン(またはD−セリン、強力なコアゴニスト)の結合を必要とする。NMDARの活性化は、膜貫通型イオンチャネルを開口させ、そこを通る非選択的な陽イオンの流れを引き起こす興奮性シナプス後電位を発生させる。イオンチャネルの開口および閉鎖は、主としてリガンド結合によってゲート制御されるが、イオンチャネルを通る電流は電位依存性である。細胞外マグネシウム(Mg2+)イオンは、静止膜電位でNMDARチャネルのアロステリック部位に結合することができ、それによって開口したイオンチャネルを通る他の陽イオンの通過を遮断する。別の種類のイオンチャネル型グルタミン酸受容体であるAMPA受容体によって媒介されるミリ秒スケールでのシナプス後膜の脱分極は、細孔からMg2+を除去および追放し、それによって電位依存性のナトリウム(Na)イオンおよびカルシウム(Ca2+)イオンの細胞内への流れ、ならびにカリウム(K)イオンの細胞外への流れを可能にする。Ca2+の流入は、細胞内シグナル伝達経路の引き金となり、Ca2+がセカンドメッセンジャーとして作用する。
NMDA受容体のイオンチャネルは、コアゴニストであるグルタミン酸とグリシンが受容体に結合し、シナプス後膜が脱分極してMg2+による電位依存性チャネルの遮断を解除した場合にのみ開口し、また開口した状態を保つ。NMDA受容体の特性は、シナプス可塑性およびそれを支持する長期増強のための重要な細胞機構である。NMDAR媒介性の神経伝達は、シナプス可塑性の基礎をなす主要なニューロン間コミュニケーションである。
NMDA受容体は、シナプスおよびシナプス外に位置する。シナプスNMDARの割合は発達に伴って増加するが、かなりの数のシナプス外NMDARは成人期にも依然としてそのままである。活性化されたシナプスNMDARを通るCa2+の流入は、記憶、学習、およびCNSの発達中の神経回路網形成の基礎をなすシナプス可塑性およびシナプス形成を制御するために重要である。しかしながら、病的状態下では、グルタミン酸の過剰な細胞外レベルがシナプス外NMDARの過剰刺激およびニューロンの持続的な脱分極を引き起こし、過剰なCa2+がニューロンに流入する結果となる。過剰な細胞内Ca2+濃度は、カルシウム恒常性を妨げ、シグナル伝達経路のカスケードを開始し、神経型一酸化窒素合成酵素の上方制御、ミトコンドリアの機能不全、活性酸素種の産生、酸化的リン酸化の調節解除、小胞体ストレス、リソソーム酵素の放出、そして最終的にはニューロン死をもたらす。Ca2+の過剰な流入を引き起こすシナプス外NMDARの過剰活性化は、アルツハイマー病、ハンチントン病およびパーキンソン病等の神経変性疾患に関与する興奮毒性をもたらし得る。アルツハイマー病は、もっとも一般的な神経変性疾患であり、また最も一般的な認知症の形態であり、世界中で少なくとも1800万人を苦しめており、高齢者の数が増加するにつれてさらに蔓延するであろう。
本開示は、活性化されたシナプス外NMDA受容体の選択的な非競合アンタゴニストであるアミノアダマンチルナイトレート化合物を提供する。いくつかの実施形態において、アミノアダマンチルナイトレート化合物は、式Iの化合物

ならびにその薬学的に許容される塩、溶媒和物、水和物、クラスレート、多形および立体異性体であり、式中、そのYは硝酸含有基であり、R、R、R、R、R、Xおよびmは、本明細書の他の箇所に定義される通りである。
他の実施形態において、アミノアダマンチルナイトレートは、式IIおよびIII、
および

ならびに薬学的に許容される塩、溶媒和物、水和物、クラスレート、多形および立体異性体であり、式中、Yは硝酸含有基であり、R、R、R、R、R、Xおよびmは、本明細書の他の箇所に定義される通りである。
アミノアダマンチルナイトレート化合物は、アルツハイマー病、血管性認知症、ハンチントン病、パーキンソン病、脳虚血、外傷性脳損傷、てんかんおよび自閉症スペクトラム症を含む、幅広い神経変性疾患および他のCNS疾患を治療するために使用することができる。
本開示の特徴および利点のさらなる理解は、本開示の例示的な実施形態を記載する以下の詳細な説明と添付の図面を参照することによって得られるであろう。
様々なアミノアダマンチルナイトレート化合物の合成を説明する。
本開示の様々な実施形態が本明細書に記載されるが、そのような実施形態は例としてのみ提供されることは当業者には明白であろう。本開示から逸脱することなく、本明細書に記載の実施形態に対する数多くの修正および変更、ならびに実施形態の変形例および代替例が、当業者には明白であろう。本明細書に記載の実施形態に対する様々な代替手段は、本開示を実施する際に用いることができることを理解されたい。また、本開示のあらゆる実施形態は、その実施形態と一致する本明細書に記載の他の実施形態のいずれか1つ以上と任意選択的に組み合わせることができることも理解されたい。
要素がリスト形式で(例えば、マーカッシュ群で)提示される場合、要素の可能な各部分群も開示されており、いずれか1つ以上の要素をリストまたは群から除外することができることを理解されたい。
また、明らかにそうではないと指示されない限り、1つより多くの行為およびステップを含む本明細書に記載または特許請求される任意の方法において、該方法の行為またはステップの順序は、必ずしも該方法の行為またはステップが記載されている順序に限定されないが、本開示は、順序がそのように限定されている実施形態を包含することも理解されたい。
一般に、本明細書または特許請求の範囲における実施形態が1つ以上の特徴を含むものとして言及される場合、本開示がそのような特徴(複数可)からなるかまたは本質的になる実施形態も包含することをさらに理解されたい。
また、本開示の任意の実施形態、例えば、従来技術の範囲内に見られる任意の実施形態は、本明細書に具体的な除外が記載されているか否かにかかわらず、特許請求の範囲から明示的に除外され得ることを理解されたい。
見出しは、参照のために、および特定の項目を見つけるために本明細書に含まれる。見出しは、それらの見出し下の項目に記載される実施形態および概念の範囲を限定することを意図するものではなく、それらの実施形態および概念は、本開示全体を通して他の項目に適用性を有し得る。
本明細書に引用される全ての特許文献および全ての非特許文献は、各特許文献または非特許文献が参照によりその全体が本明細書に組み入れられるように具体的にかつ個別に指示される場合と同程度に、その全体が参照により本明細書に組み入れられる。
I.定義
本明細書および添付の特許請求の範囲において使用される場合、不定冠詞「a」および「an」、ならびに定冠詞「the」は、特に記載されない限り、または文脈が明らかにそうでないことを示さない限り、単数の指示対象および複数の指示対象を含み得る。
「約」または「およそ」という用語は、当業者によって決定される特定の値に関して許容される誤差を意味し、その値がどのようにして測定または決定されるかに一部依存する。特定の実施形態において、「約」または「およそ」という用語は、1つの標準偏差内を意味する。いくつかの実施形態において、特定の誤差の範囲(例えば、データのチャートまたは表に示される平均値に対する標準偏差)が記載されていない場合、「約」または「およそ」という用語は、記載値を包含するであろう範囲を意味し、同様に、有効数字を考慮に入れて、記載値に切り上げまたは切り下げることによって含まれるであろう範囲を意味する。特定の実施形態において、「約」または「およそ」という用語は、特定の値の20%、15%、10%または5%以内を意味する。「約」または「およそ」という用語が一連の2つ以上の数値または一連の2つ以上の数値の範囲における最初の数値に先行する場合は常に、「約」または「およそ」という用語は、その一連の数値またはその一連の数値の範囲における数値の各1つに適用される。
「少なくとも」または「超」という用語が一連の2つ以上の数値における最初の数値に先行する場合は常に、「少なくとも」または「超」という用語は、その一連の数値における数値の各1つに適用される。
「以下」または「未満」という用語が一連の2つ以上の数値における最初の数値に先行する場合は常に、「以下」または「未満」という用語は、その一連の数値における数値の各1つに適用される。
「薬学的に許容される」という用語は、過度の刺激、アレルギー応答、免疫原性、および毒性を示さずに、対象の組織および臓器と接触させて使用するのに適しており、妥当な利益/リスク比に見合い、かつ、その目的の用途に効果的な物質(例えば、活性成分または賦形剤)を指す。薬学的組成物の「薬学的に許容される」賦形剤または担体はまた、組成物の他の成分にも適合性である。
「治療有効量」という用語は、対象に投与されたときに、治療される医学的状態または該状態に関連する1つ以上の症状の発生を予防するかまたはそれをある程度軽減するのに十分な化合物の量を指す。「治療有効量」という用語はまた、研究者、獣医、医師、または臨床医が追求する細胞、組織、臓器、系、動物、またはヒトの生物学的または医学的応答を誘発するのに十分な化合物の量も指す。
「治療する」、「治療すること」、および「治療」という用語は、医学的状態または該状態に関連する1つ以上の症状を軽減または抑止すること、および該状態の1つ以上の原因を軽減または根絶することを含む。状態の「治療」に対する言及は、該状態の予防を含むことが意図される。「予防する」、「予防すること」、および「予防」という用語は、医学的状態または該状態に関連する1つ以上の症状の発症を防止するかまたは遅延させること、対象が状態に罹患するのを防止すること、および対象が状態に罹患するリスクを減少させることを含む。「医学的状態」という用語は、疾患および障害を含む。
本明細書において、「疾患」および「障害」という用語は互換的に使用される。
「対象」という用語は、限定されないが、霊長類(例えば、ヒト、チンパンジー、またはサル)、げっ歯類(例えば、ラット、マウス、モルモット、スナネズミ、またはハムスター)、ウサギ類(例えば、ウサギ)、ブタ類(例えば、ブタ)、ウマ類(例えば、ウマ)、イヌ類(例えば、イヌ)、またはネコ類(例えば、ネコ)等の哺乳動物を含む動物を指す。「対象」および「患者」という用語は、例えば、ヒト対象等の哺乳動物対象に関して、本明細書において互換的に使用される。
「化合物」という用語は、その化合物の塩、溶媒和物、水和物、クラスレート、および多形を包含する。化合物の「溶媒和物」は、該化合物に非共有結合的に結合した化学量論的または非化学量論的量の溶媒(例えば、水、アセトン、またはアルコール[例えば、エタノール])を含む。化合物の「水和物」は、該化合物に非共有結合的に結合した化学量論的または非化学量論的量の水を含む。化合物の「クラスレート」は、該化合物の結晶構造で囲まれたた物質(例えば、溶媒)の分子を含有する。化合物の「多形」は、該化合物の結晶形態である。本開示の特定の場合における、化合物に関する「塩」、「溶媒和物」、「水和物」、「クラスレート」、または「多形」の具体的な記載は、文脈が明らかにそうでないことを示さない限り、これらの形態のいずれかの記載なしに「化合物」という用語が使用される本開示の他の場合に、これらの形態のいずれかの意図的な省略として解釈されないものとする。
「ハロゲン」、「ハロゲン化物」、および「ハロ」という用語はフッ素/フッ化物、塩素/塩化物、臭素/臭化物およびヨウ素/ヨウ化物を指す。
「アルキル」という用語は、直鎖または分岐鎖の飽和一価炭化水素ラジカルを意味し、アルキル基は、本明細書に記載されるような1つ以上の置換基で任意選択的に置換されてもよい。特定の実施形態において、アルキル基は、1〜10個(C1−10)もしくは1〜6個(C1−6)の炭素原子を有する直鎖の飽和一価炭化水素ラジカルであるか、または3〜10個(C3−10)もしくは3〜6個(C3−6)の炭素原子を有する分岐鎖の飽和一価炭化水素ラジカルである。一例として、「C1−6アルキル」という用語は、1〜6個の炭素原子の直鎖飽和一価炭化水素ラジカル、または3〜6個の炭素原子の分岐鎖飽和一価炭化水素ラジカルを指す。直鎖C1−6および分岐鎖C3−6アルキル基は「低級アルキル」と称される場合もある。アルキル基の非限定的な例として、メチル、エチル、プロピル(n−プロピルおよびイソプロピルを含む)、ブチル(n−ブチル、イソブチル、sec−ブチル、およびtert−ブチル等の全ての異性形態を含む)、ペンチル(n−ペンチル等の全ての異性形態を含む)、およびヘキシル(n−ヘキシル等の全ての異性形態を含む)が挙げられる。
「アルキレン」および「−アルキル−」という用語は、本明細書に記載されるような1つ以上の置換基で任意選択的に置換されてもよい二価のアルキル基を指す。
「ヘテロアルキル」という用語は、O、N、およびSから独立して選択される1つ以上のヘテロ原子を含有する直鎖または分岐鎖の飽和一価炭化水素基を指す。いくつかの実施形態において、1つ以上のヘテロ原子が、直鎖または分岐鎖の炭化水素基の主鎖に存在する。「ヘテロアルキレン」および「−ヘテロアルキル−」という用語は、二価のヘテロアルキル基を指す。ヘテロアルキル基および−ヘテロアルキル−基は、本明細書に記載されるような1つ以上の置換基で任意選択的に置換されてもよい。ヘテロアルキル基および−ヘテロアルキル−基の例として、限定されないが、−(CH−(OまたはS)−(CHCHおよび−(CH−(OまたはS)−(HC−が挙げられ、式中、mは1、2または3であり、nは0、1または2であり、pは1、2または3である。
「アルコキシ」という用語は、本明細書に記載されるような1つ以上の置換基で任意選択的に置換されてもよい−O−アルキル基を指す。
−O−ヘテロアルキル基および−O−ヘテロアルキル−基の例として、限定されないが、エチレングリコール基およびポリエチレングリコール基(PEG)基が挙げられ、それらは限定されないが、−(OCHCH−ORおよび−(OCHCH−O−を含み、式中、Rは水素またはアルキルであり、nは1、2または3である。−O−ヘテロアルキル−ONO基について、−O−ヘテロアルキル−基がエチレングリコールまたはPEG基である場合、エチレングリコールまたはPEG基の末端酸素原子は、硝酸(−ONO)基の一部である。−O−ヘテロアルキル基および−O−ヘテロアルキル−基は、本明細書に記載されるような1つ以上の置換基で任意選択的に置換されてもよい。
「ハロアルキル」という用語は、1つ以上のハロゲン/ハロゲン化物原子で置換されたアルキル基を指す。ハロアルキル基は、本明細書に記載されるような1つ以上のさらなる置換基で任意選択的に置換されてもよい。ハロアルキル基の例として、限定されないが、−CHF、−CHF、および−(CH)CF等のフルオロアルキル基、ならびに−CFおよび−(CFCF等のペルフルオロアルキル基が挙げられ、式中、nは1、2、3、4または5である。
「−アルキルアリール」という用語は、1つ以上のアリール基で置換されたアルキル基を指す。−アルキルアリール基は、本明細書に記載されるような1つ以上のさらなる置換基で任意選択的に置換されてもよい。
「シクロアルキル」という用語は、本明細書に記載されるような1つ以上の置換基で任意選択的に置換されてもよい、環状飽和架橋または非架橋一価炭化水素ラジカルを指す。特定の実施形態において、シクロアルキル基は、3〜10個(C3−10)、または3〜8個(C3−8)、または3〜6個の(C3−6)炭素原子を有する。シクロアルキル基の非限定的な例として、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、シクロオクチル、ノルボルニル、デカリニル、およびアダマンチルが挙げられる。「−シクロアルキル−」という用語は、本明細書に記載されるような1つ以上の置換基で任意選択的に置換されてもよい二価のシクロアルキル基を指す。
「ヘテロシクリル」および「複素環」という用語は、単環式非芳香族基、または少なくとも1つの非芳香環を含有する多環式基を意味し、少なくとも1つの非芳香環は、O、N、およびSから独立して選択される1つ以上のヘテロ原子を含有する。1つ以上のヘテロ原子を含有する非芳香環は、1つ以上の飽和環、部分不飽和環、または芳香環に結合または縮合していてもよい。特定の実施形態において、ヘテロシクリル基または複素環基は、3〜10、または3〜8、または3〜6個の環原子を有する。いくつかの実施形態において、ヘテロシクリル基または複素環基は、単環式、二環式、または三環式環系であり、縮合環系または架橋環系を含むことができ、かつ、窒素原子または硫黄原子が任意選択的に酸化されてもよく、窒素原子が任意選択的に四級化されてもよく、1つ以上の環が完全もしくは部分的に飽和してもよいか、もしくは芳香族であってもよい。ヘテロシクリル基または複素環基は、安定な化合物を作り出す任意のヘテロ原子または炭素原子において主構造に結合し得る。ヘテロシクリル基または複素環基の例として、限定されないが、アゼピニル、アゼチジニル、アジリジニル、ベンゾジオキサニル、ベンゾジオキソリル、ベンゾフラノニル、ベンゾピラノニル、ベンゾピラニル、ベンゾテトラヒドロフラニル、ベンゾテトラヒドロチエニル、ベンゾチオピラニル、b−カルボリニル、クロマニル、デカヒドロイソキノリニル、ベンズイソチアジニル、ジヒドロベンズイソキサジニル、ジヒドロフリル、ジヒドロピラニル、ジヒドロピラジニル、ジヒドロピリジニル、ジヒドロピラゾリル、ジヒドロピリミジニル、ジヒドロピロリル、ジオキソラニル、ジチアニル、フラノニル、イミダゾリジニル、イミダゾリニル、インドリニル、インドリジニル、イソベンゾテトラヒドロフラニル、イソベンゾテトラヒドロチエニル、イソクロマニル、イソインドリニル、インドリニル、イソオキサゾリジニル、モルホリニル、オクタヒドロインドリル、オクタヒドロイソインドリル、オキサゾリジノニル、オキサゾリジニル、オキシラニル、ピペラジニル、ピペリジニル、4−ピペリドニル、ピロリジニル、ピロリニル、キヌクリジニル、テトラヒドロフリル、テトラヒドロフラニル(オキソラニル)、テトラヒドロイソキノリニル、テトラヒドロピラニル、テトラヒドロチエニル(テトラヒドロチオフェニル、チオラニル)、チアモルホリニル(チオモルホリニル)、チアゾリジニルおよび1,3,5−トリチアニルが挙げられる。「−ヘテロシクリル−」という用語は、二価のヘテロシクリル基を指す。ヘテロシクリル基または複素環基、および−ヘテロシクリル−基は、本明細書に記載されるような1つ以上の置換基で任意選択的に置換されてもよい。
「アリール」という用語は、単環式芳香族炭化水素基、または少なくとも1つの芳香族炭化水素環を含有する多環式基を指す。特定の実施形態において、アリール基は6〜10個の環原子を有する。アリール基の非限定的な例として、フェニル、ナフチル、フルオレニル、アズレニル、アントリル、フェナントリル、ビフェニル、およびテルフェニルが挙げられる。アリール基の芳香族炭化水素環は、1つ以上の飽和環、部分不飽和環、または芳香環、例えば、ジヒドロナフチル、インデニル、インダニル、およびテトラヒドロナフチル(テトラリニル)に結合または縮合してもよい。「−アリール−」という用語は二価のアリール基を指す。アリール基および−アリール−基は、本明細書に記載されるような1つ以上の置換基で任意選択的に置換されてもよい。
「ヘテロアリール」という用語は、単環式芳香族基、または少なくとも1つの芳香環を含有する多環式基を指し、少なくとも1つの芳香環は、O、NおよびSから独立して選択される1つ以上のヘテロ原子を含有する。ヘテロ原子環は、炭素原子のみを含有し得るかまたは1つ以上のヘテロ原子を含有し得る、1つ以上の飽和環、部分不飽和環、または芳香環に結合または縮合していてもよい。ヘテロアリール基は、安定な化合物を作り出す任意のヘテロ原子または炭素原子において主構造に結合し得る。特定の実施形態において、ヘテロアリール基は、5〜10個の環原子を有する。単環式ヘテロアリール基の例として、限定されないが、ピロリル、ピラゾリル、ピラゾリニル、イミダゾリル、オキサゾリル、イソオキサゾリル、チアゾリル、チアジアゾリル、イソチアゾリル、フラニル、チエニル(チオフェニル)、オキサジアゾリル、トリアゾリル、テトラゾリル、ピリジル、ピリドニル、ピラジニル、ピリミジニル、ピリダジニル、ピリダジノニルおよびトリアジニルが挙げられる。二環式ヘテロアリール基の非限定的な例として、インドリル、ベンゾチアゾリル、ベンゾチアジアゾリル、ベンゾオキサゾリル、ベンゾイソオキサゾリル、ベンゾチエニル(ベンゾチオフェニル)、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、ベンゾイミダゾリル、ベンゾトリアゾリル、インドリジニル、ベンゾフラニル、イソベンゾフラニル、クロモニル、クマリニル、シンノリニル、キナゾリニル、キノキサリニル、インダゾリル、ナフチリジニル、フタラジニル、キナゾリニル、プリニル、ピロロピリジニル、フロピリジニル、チエノピリジニル、ジヒドロイソインドリル、およびテトラヒドロキノリニルが挙げられる。三環式ヘテロアリール基の例として、限定されないが、カルバゾリル、ベンゾインドリル、ジベンゾフラニル、フェナントロリニル、アクリジニル、フェナントリジニル、キサンテニルおよびフェノチアジニルが挙げられる。「−ヘテロアリール−」という用語は、二価のヘテロアリール基を指す。ヘテロアリール基および−ヘテロアリール−基は、本明細書に記載されるような1つ以上の置換基で任意選択的に置換されてもよい。
本明細書に記載される各基(限定されないが、一価および二価のアルキル基、ヘテロアルキル基、−O−アルキル基、−O−ヘテロアルキル基、アルキルアリール基、シクロアルキル基、ヘテロシクリル基、アリール基およびヘテロアリール基を含む)は、一次基としてであるかまたは置換基としてであるかにかかわらず、1つ以上の置換基で任意選択的に置換され得る。特定の実施形態において、本明細書に記載される各基は、ハロゲン化物、シアノ、ニトロ、硝酸、ヒドロキシル、スルフヒドリル(−SH)、−NH、−OR11、−SR11、−NR1213、−C(=O)R11、−C(=O)OR11、−OC(=O)R11、−C(=O)NR1213、−NR12C(=O)R11、−OC(=O)OR11、−OC(=O)NR1213、−NR12C(=O)OR11、−NR11C(=O)NR1213、アルキル、ハロアルキル、シクロアルキル、ヘテロシクリル、アリール、およびヘテロアリールからなる群から独立して選択される1、2、3、4、5または6個の置換基で任意選択的に置換されてもよく、式中、R11は、各出現において、独立して、水素、アルキル、シクロアルキル、ヘテロシクリル、アリールまたはヘテロアリールであり、
12およびR13は、各出現において、独立して、水素、アルキル、シクロアルキル、ヘテロシクリル、アリールもしくはヘテロアリールであるか、またはR12およびR13、ならびにそれらが接続した窒素原子は、複素環もしくはヘテロアリール環を形成する。
II.立体異性体
本開示は、全ての可能な立体異性体を包含するが、それは1つ以上の立体中心を有する本明細書に記載のアダマンチル化合物の、実質的に純粋な形態の両方のエナンチオマーおよび全ての可能なジアステレオマー、ならびに任意の比率の両方のエナンチオマーの混合物(エナンチオマーのラセミ混合物を含む)、ならびに任意の比率の2つ以上のジアステレオマーの混合物を含むのであって、図示される構造および命名法によって示される特定の立体異性体のみを含むのではないことを理解されたい。本開示のいくつかの実施形態は、図示される構造および命名法によって示される特定の立体異性体に関する。本開示の特定の場合における化合物に関して、「またはその立体異性体」等の句の具体的な記載は、文脈が明らかにそうでないことを示さない限り、「化合物」という用語が「またはその立体異性体」等の句の記載なしに使用される本開示の他の場合における該化合物の他の可能な立体異性体のいずれかの意図的な除外として解釈されないものとする。
III.アミノアダマンチルナイトレート化合物
本開示は、新規アミノアダマンチルナイトレート化合物を提供する。いくつかの実施形態において、化合物は、式Iの化合物であって、

式中、
およびRは、独立して、水素、ハロゲン化物、直鎖もしくは分岐鎖アルキル、直鎖もしくは分岐鎖ヘテロアルキル、直鎖もしくは分岐鎖アルコキシ、直鎖もしくは分岐鎖−O−ヘテロアルキル、シクロアルキル、ヘテロシクリル、アリールまたはヘテロアリールであり、それらの各々は任意選択的に置換されてもよく、
およびRは、独立して、水素または直鎖もしくは分岐鎖C−Cアルキルであるか、あるいはR、Rおよびそれらが結合する窒素原子は、3〜8員の複素環を形成し、
は、水素または直鎖もしくは分岐鎖C−Cアルキルであり、
Xは、結合、直鎖もしくは分岐鎖−アルキル−、直鎖もしくは分岐鎖−ヘテロアルキル−、直鎖もしくは分岐鎖−O−アルキル−、直鎖もしくは分岐鎖−O−ヘテロアルキル−、−(CH−シクロアルキル−(CH−、−(CH−ヘテロシクリル−(CH−、−(CH−アリール−(0)−(CH−または−(CHヘテロアリール−(O)−(CH−であり、それらの各々は任意選択的に置換されてもよく、
Yは、−ONOまたは
であり、
mは、0、1、2、3、4または5であり、
jは、0、1、2または3であり、
kは、0、1、2または3であり、
hは、0または1である、式Iの化合物、
ならびにその薬学的に許容される塩、溶媒和物、水和物、クラスレート、多形および立体異性体である。
特定の実施形態において、化合物は、式Iaの化合物であって、
Ia
式中、
、R、XおよびYは、式Iについて定義される通りであり、
nは、1、2、3、4、5または6である、式Iaの化合物、
ならびにその薬学的に許容される塩、溶媒和物、水和物、クラスレート、多形および立体異性体である。
いくつかの実施形態において、化合物は、式IAの化合物であって、

式中、R、R、R、R、R、Xおよびmは、式Iについて定義される通りである、式IAの化合物、
ならびにその薬学的に許容される塩、溶媒和物、水和物、クラスレート、多形および立体異性体である。
特定の実施形態において、化合物は、式IAaの化合物であって、
IAa
式中、
、RおよびXは、式Iについて定義される通りであり、
nは、1、2、3、4、5または6である、式IAaの化合物、
ならびにその薬学的に許容される塩、溶媒和物、水和物、クラスレート、多形および立体異性体である。
さらなる実施形態において、化合物は、式IBの化合物であって、
IB
式中、R、R、R、R、R、Xおよびmは、式Iについて定義される通りである、式IBの化合物、
ならびにその薬学的に許容される塩、溶媒和物、水和物、クラスレート、多形および立体異性体である。近接するジナイトレート部分の立体中心は、R−もしくはS−立体化学を有し得るか、またはラセミであり得る。
特定の実施形態において、化合物は、式IBaの化合物であって、
IBa
式中、
、RおよびXは、式Iについて定義される通りであり、
nは、1、2、3、4、5または6である、式IBaの化合物、
ならびにその薬学的に許容される塩、溶媒和物、水和物、クラスレート、多形および立体異性体である。近接するジナイトレート部分の立体中心は、R−もしくはS−立体化学を有し得るか、またはラセミであり得る。
いくつかの実施形態において、式Iの化合物およびその亜属のXは、結合、直鎖もしくは分岐鎖C−CもしくはC−C−アルキル−、または直鎖もしくは分岐鎖C−CもしくはC−C−O−アルキル−である。特定の実施形態において、式Iの化合物およびその亜属のXは、結合または直鎖もしくは分岐鎖C−C−アルキル−[例えば、−CH−、−(CH−、−CHCH、−(CH−、−CHCHCH、−CHCHCHまたは−CH(CH)CH−]である。
他の実施形態において、アミノアダマンチルナイトレート化合物は、式IIおよび式IIIの化合物であって、
および

式中、
およびRは、独立して、水素、ハロゲン化物、直鎖もしくは分岐鎖アルキル、直鎖もしくは分岐鎖ヘテロアルキル、直鎖もしくは分岐鎖アルコキシ、直鎖もしくは分岐鎖−O−ヘテロアルキル、シクロアルキル、ヘテロシクリル、アリールまたはヘテロアリールであり、それらの各々は任意選択的に置換されてもよく、
およびRは、独立して、水素または直鎖もしくは分岐鎖C−Cアルキルであるか、あるいはR、Rおよびそれらが結合する窒素原子は、3〜8員の複素環を形成し、
は、水素または直鎖もしくは分岐鎖C−Cアルキルであり、
Xは、結合、直鎖もしくは分岐鎖−アルキル−、直鎖もしくは分岐鎖−ヘテロアルキル−、直鎖もしくは
分岐鎖−O−アルキル−,直鎖もしくは分岐鎖−O−ヘテロアルキル−、−(CH−シクロアルキル−(CH−、−(CH−ヘテロシクリル−(CH−、−(CH−アリール−(0)−(CH−または−(CHヘテロアリール−(0)−(CH−であり、それらの各々は任意選択的に置換されてもよく、
Yは、−ONOまたは
であり、
mは、0、1、2、3、4または5であり、
jは、0、1、2または3であり、
kは、0、1、2または3であり、
hは、0または1である、式IIおよび式IIIの化合物、
ならびにその薬学的に許容される塩、溶媒和物、水和物、クラスレート、多形および立体異性体である。
いくつかの実施形態において、化合物は、式IVの化合物であって、

式中、
、R、XおよびYは、式IIおよび式IIIについて定義される通りであり、
pは、0、1、2、3、4、5または6である、式IVの化合物、
ならびにその薬学的に許容される塩、溶媒和物、水和物、クラスレート、多形および立体異性体である。
特定の実施形態において、化合物は、式IVaの化合物であって、

式中、
XおよびYは、式IIおよび式IIIについて定義される通りであり、
pは、0、1、2、3、4、5または6である、式IVaの化合物、
ならびにその薬学的に許容される塩、溶媒和物、水和物、クラスレート、多形および立体異性体である。
さらなる実施形態において、化合物は、式IIAおよび式IIIAの化合物であって、
および

式中、R、R、R、R、R、Xおよびmは、式IIおよび式IIIについて定義される通りである、式IIAおよび式IIIAの化合物、
ならびにその薬学的に許容される塩、溶媒和物、水和物、クラスレート、多形および立体異性体である。
いくつかの実施形態において、化合物は、式IVAの化合物であって、
IVA
式中、
、RおよびXは、式IIおよび式IIIについて定義される通りであり、
pは、0、1、2、3、4、5または6である、式IVAの化合物、
ならびにその薬学的に許容される塩、溶媒和物、水和物、クラスレート、多形および立体異性体である。
特定の実施形態において、化合物は、式IVAaの化合物であって、
IVAa
式中、
Xは、式IIおよび式IIIについて定義される通りであり、
pは、0、1、2、3、4、5または6である、式IVAaの化合物、
ならびにその薬学的に許容される塩、溶媒和物、水和物、クラスレート、多形および立体異性である。
追加の実施形態において、化合物は、式IIBおよび式IIIBの化合物であって、
および

式中、R、R、R、R、R、Xおよびmは、式IIおよび式IIIについて定義される通りである、式IIBおよび式IIIBの化合物、
ならびにその薬学的に許容される塩、溶媒和物、水和物、クラスレート、多形および立体異性体である。近接するジナイトレート部分の立体中心は、R−もしくはS−立体化学を有し得るか、またはラセミであり得る。
いくつかの実施形態において、化合物は、式IVBの化合物であって、
IVB
式中、
、RおよびXは、式IIおよび式IIIについて定義される通りであり、
pは、0、1、2、3、4、5または6である、式IVBの化合物、
ならびにその薬学的に許容される塩、溶媒和物、水和物、クラスレート、多形および立体異性体である。近接するジナイトレート部分の立体中心は、R−もしくはS−立体化学を有し得るか、またはラセミであり得る。
特定の実施形態において、化合物は、式IVBaの化合物であって、
IVBa
式中、
Xは、式IIおよび式IIIについて定義される通りであり、
pは、0、1、2、3、4、5または6である、式IVBaの化合物、
ならびにその薬学的に許容される塩、溶媒和物、水和物、クラスレート、多形および立体異性体である。近接するジナイトレート部分の立体中心は、R−もしくはS−立体化学を有し得るか、またはラセミであり得る。
式IIの化合物およびその亜属、式IIIの化合物およびその亜属、ならびに式IVの化合物およびその亜属の場合、−X−Y、−X−ONOまたは−X−CH(ONO)CH−ONO部分は、フェニル環のオルト位置、メタ位置またはパラ位置に結合できる。特定の実施形態において、−X−Y、−X−ONOまたは−X−CH(ONO)CH−ONO部分は、フェニル環のメタ位置に結合できる。
式IIの化合物およびその亜属、式IIIの化合物およびその亜属、ならびに式IVの化合物およびその亜属の場合、いくつかの実施形態において、Xは、結合、直鎖もしくは分岐鎖C−CもしくはC−C−アルキル−、または直鎖もしくは分岐鎖C−CもしくはC−C−O−アルキルである。特定の実施形態において、Xは、結合または直鎖もしくは分岐鎖C−C−O−アルキル−[例えば、−O−CH−、−O−(CH−、−O−CHCH、−O−(CH−、−O−CHCHCH、−O−CHCHCHまたは−O−CH(CH)CH−]である。
式Iの化合物およびその亜属、式IIの化合物およびその亜属、ならびに式IIIの化合物およびその亜属に関して、3〜8員の、窒素含有複素環の例として、限定されないが、アジチジニル、アゼチジニル、ピロリジニル、ピペリジニル、アゼパニルおよびアゾカニルが挙げられる。特定の実施形態において、R、Rおよびそれらが結合する窒素原子は、3〜6員の複素環を形成する。
式Iの化合物およびその亜属、式IIIの化合物およびその亜属ならびに式IVの化合物およびその亜属の場合、特定の実施形態において、mは、0、1または2であり、nは、1、2または3であり、pは、0、1、2または3である。
NMDARチャネルのチャネル選択性フィルター領域におけるGluN2(またはNR2)サブユニットのN+1部位またはその付近に、アミノアダマンチルナイトレート化合物のアミン基(生理的pHでプロトン化される)の(静電)相互作用に立体効果がある場合がある。式Iの化合物およびその亜属、式IIの化合物およびその亜属、ならびに式IIIの化合物およびその亜属の場合、いくつかの実施形態において、RおよびRの両方が水素である。他の実施形態において、RおよびRの一方が水素であり、他方は直鎖または分岐鎖C−Cアルキルである。特定の実施形態において、RおよびRの一方が水素であり、他方がメチルまたはエチルである。さらに他の実施形態において、RおよびRは、独立して、直鎖C−Cアルキル(例えば、メチルまたはエチル)であり、任意選択的に同じアルキル基である。
式Iの化合物およびその亜属ならびに式IIIの化合物およびその亜属の場合、いくつかの実施形態において、Rは水素である。他の実施形態において、Rは、直鎖または分岐鎖C−Cアルキルである。特定の実施形態において、Rはメチルまたはエチルである。アミン基に接続した炭素原子が立体中心である場合、該立体中心は、R−もしくはS−立体化学を有し得るか、またはラセミであり得る。
式Iの化合物およびその亜属、式IIの化合物およびその亜属、式IIIの化合物およびその亜属の場合、ならびに式IVの化合物およびその亜属の場合、いくつかの実施形態において、RおよびRは、独立して、水素または直鎖もしくは分岐鎖C−CもしくはC−Cアルキルである。特定の実施形態において、RおよびRの両方が水素である。他の実施形態において、Rが水素であり、Rが直鎖もしくは分岐鎖C−CもしくはC−Cアルキルであるか、またはRが水素であり、Rが直鎖もしくは分岐鎖C−CもしくはC−Cアルキルである。特定の実施形態において、Rが水素であり、Rがメチル、エチルもしくはn−プロピルであるか、またはRが水素であり、Rがメチル、エチルもしくはn−プロピルである。さらに他の実施形態において、RおよびRは、独立して、直鎖または分岐鎖C−CまたはC−Cアルキルであり、任意選択的に同じアルキル基である。
特定の実施形態において、RおよびRは、独立して、メチル、エチルまたはn−プロピルであり、任意選択的に同じアルキル基である。いくつかの実施形態において、Rが水素であり、Rがエチルであるか、またはRが水素であり、Rがエチルである。他の実施形態において、RおよびRの両方がエチルである。
または/およびRの非水素基(例えば、アルキル基)は、化合物の結合親和性および滞留時間を増加させることができ、また、活性化されたNMDA受容体の開口したイオンチャネルからのそのオフ速度を低下させることができる。さらに、R、Rまたは/およびXのより疎水性の高い基(例えば、より長いアルキル基)は、結合親和性を増加させることができ、アダマンタン骨格のC−3、C−5およびC−7における非水素基の存在に関連し得るより低い親和性を補うことができ、シナプスNMDARよりもシナプス外NMDARに対する化合物の親和性および選択性を増加させることができるが、化合物またはその基(複数可)の疎水性の程度は、水溶液中におけるその溶解度でバランスをとる必要があり得る。
式Iの化合物およびその亜属、式IIの化合物およびその亜属、式IIIの化合物およびその亜属、ならびに式IVの化合物およびその亜属の場合、いくつかの実施形態において、R基、R基もしくはX基、またはそれらの任意の組み合わせもしくは全ては、独立して、直鎖または分岐鎖C−CまたはC−Cアルキル、ハロアルキル、−OR、−NR、−ONO、−CN、−C(=0)R、−C(=O)OR、−OC(=O)R、−C(=O)NR、−NRC(=O)R、−OC(=O)OR、−OC(=O)NR、−NRC(=O)OR、−NRC(=O)NR、アリールおよびヘテロアリールから選択される1、2、または3個の置換基で置換されるか、あるいは/かつ、1〜6個のハロゲン(例えば、フッ素)もしくは重水素原子で置換されるか、または全ての利用可能な水素原子がハロゲン(例えば、フッ素)もしくは重水素原子で置換され、式中、Rは、各出現において、独立して、水素または直鎖もしくは分岐鎖C−CもしくはC−Cアルキルであり、RおよびRは、各出現において、独立して、水素または直鎖もしくは分岐鎖C−CもしくはC−Cアルキルであるか、あるいは、R、Rおよびそれらが結合する窒素原子は、3〜6員の複素環を形成する。特定の実施形態において、R基、R基もしくはX基、またはそれらの任意の組み合わせもしくは全ては、独立して、一価または二価の重水素化アルキル、フルオロアルキルまたはアルキル−ONOである。
式Iの化合物およびその亜属、式IIの化合物およびその亜属、式IIIの化合物およびその亜属、ならびに式IVの化合物およびその亜属に関して、直鎖または分岐鎖C−Cアルキル基の非限定的な例として、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、n−ペンチルおよびn−ヘキシルが挙げられる。直鎖または分岐鎖C−Cアルキル基の例として、メチル、エチル、n−プロピルおよびイソプロピルが挙げられる。
式Iの化合物およびその亜属、式IIの化合物およびその亜属、式IIIの化合物およびその亜属、ならびに式IVの化合物およびその亜属の場合、いくつかの実施形態において、Xは、0、1、2、3、4、5または6個の炭素原子を有する。特定の実施形態において、Xは、0、1、2または3個の炭素原子を有する。
表1は、式IAaの代表的な化合物、


ならびにその薬学的に許容される塩、溶媒和物、水和物、クラスレート、多形および立体異性体を示す。本開示は特に、表1に示す2160個の化合物の各々と、その可能な立体異性体の各々を開示する。立体中心を有するアルキル−ONO基は、R−もしくはS−立体化学を有し得るか、またはその立体中心においてラセミであり得る。同様に、立体中心を有するRまたはR基は、R−もしくはS−立体化学を有し得るか、またはその立体中心においてラセミであり得る。
特定の実施形態において、式IAaの化合物は、

ならびにその薬学的に許容される塩、溶媒和物、水和物、クラスレート、多形および立体異性体から選択され、式中、Et=エチルであり、Pr=n−プロピルである。立体中心を有するアルキル−ONO基は、R−もしくはS−立体化学を有し得るか、またはその立体中心においてラセミであり得る。
表2は、式IBaの代表的な化合物、



ならびにその薬学的に許容される塩、溶媒和物、水和物、クラスレート、多形および立体異性体を示す。本開示は特に、表2に示す864個の化合物の各々と、それらの可能な立体異性体の各々を開示する。分岐点に立体中心を有するニトロ化アルキル基は、R−もしくはS−立体化学を有し得るか、またはその立体中心においてラセミであり得る。近接するジナイトレート部分の立体中心は、R−もしくはS−立体化学を有し得るか、またはラセミであり得る。さらに、立体中心を有するRまたはR基は、R−もしくはS−立体化学を有し得るか、またはその立体中心においてラセミであり得る。
特定の実施形態において、式IBaの化合物は、




ならびにその薬学的に許容される塩、溶媒和物、水和物、クラスレート、多形および立体異性体から選択され、式中、Et=エチルであり、Pr=n−プロピルである。分岐点に立体中心を有するニトロ化アルキル基は、R−もしくはS−立体化学を有し得るか、またはその立体中心においてラセミであり得る。同様に、近接するジナイトレート部分の立体中心は、R−もしくはS−立体化学を有し得るか、またはラセミであり得る。
表3は、式IVAの代表的な化合物、



ならびにその薬学的に許容される塩、溶媒和物、水和物、クラスレート、多形および立体異性体を示す。本開示は特に、表3に示す1036個の化合物の各々と、それらの可能な立体異性体の各々を開示する。立体中心を有するRまたはR基は、R−もしくはS−立体化学を有し得るか、またはその立体中心においてラセミであり得る。
特定の実施形態において、式IVAの化合物は、

ならびにその薬学的に許容される塩、溶媒和物、水和物、クラスレート、多形および立体異性体から選択される。
表4は、式IVBの代表的な化合物、




ならびにその薬学的に許容される塩、溶媒和物、水和物、クラスレート、多形および立体異性体を示す。本開示は特に、表4に示す888個の化合物の各々と、それらの可能な立体異性体の各々を開示する。近接するジナイトレート部分の立体中心は、R−もしくはS−立体化学を有し得るか、またはラセミであり得る。同様に、立体中心を有するRまたはR基は、R−もしくはS−立体化学を有し得るか、またはその立体中心においてラセミであり得る。
特定の実施形態において、式IVBの化合物は、

ならびにその薬学的に許容される塩、溶媒和物、水和物、クラスレート、多形および立体異性体から選択される。近接するジナイトレート部分の立体中心は、R−もしくはS−立体化学を有し得るか、またはラセミであり得る。
アミン基である代わりに、本明細書に記載のアミノアダマンチルナイトレート化合物のC−1位置に間接的または直接的に接続されたアミン基は、アミド、カルバメート、またはウレアであってもよい。生理的pHでプロトン化されるアミノアダマンチル化合物のアミン基は、プロトン化されたアミン基が水素結合ドナーとして作用し、GluN1(またはNR1)サブユニットの616位のアスパラギンの側鎖が水素結合アクセプターとして作用する水素結合によって、また同様にGluN2(またはNR2)サブユニットのアスパラギン残基との静電相互作用によって、開口NMDARチャネルのMg2+結合部位またはその付近のメマンチン/フェンシクリジン結合部位に結合する。−NH(C=O)Rアミド、−NH(C=O)ORカルバメートまたは−NHC(=O)NRウレア基もまた、窒素結合ドナーとして作用し得る。いくつかの実施形態において、アミノアダマンチルナイトレート化合物の−NR部分は、−NH(C=O)R、−NH(C=O)ORまたは−NHC(=O)NRであり、式中、Rは、水素(ホルムアミドの場合)または直鎖もしくは分岐鎖C−Cアルキルであり、RおよびRは、独立して、水素または直鎖もしくは分岐鎖C−Cアルキルであるか、あるいは、R、Rおよびそれらが結合する窒素原子は、3〜6員の複素環を形成する。特定の実施形態において、Rは、水素(ホルムアミドの場合)または直鎖もしくは分岐鎖C−Cアルキル(例えば、メチルもしくはエチル)であり、RおよびRは、独立して、水素または直鎖もしくは分岐鎖C−Cアルキル(例えば、メチルもしくはエチル)である。
IV.塩形態
本明細書に記載のアダマンチル化合物は、(場合によっては、アダマンチル骨格のC−1位置に間接的または直接的に接続されたアミン基が、アミド、カルバメート、またはウレアでない限り)1つ以上のアミン基を有し、遊離塩基としてまたは塩として存在し得る。それらは、遊離塩基としてまたは薬学的に許容される塩として使用または投与することができる。アミン基は、鉱酸(例えば、HCl、HBr、HI、硝酸、リン酸もしくは硫酸)または有機酸(例えば、カルボン酸もしくはスルホン酸)等の酸との付加塩を形成することができる。薬学的に許容される塩の調製において使用するのに適した酸として、限定されないが、酢酸、2,2−ジクロロ酢酸、アシル化アミノ酸、アジピン酸、アルギン酸、アスコルビン酸、L−アスパラギン酸、ベンゼンスルホン酸、安息香酸、4−アセトアミド安息香酸、ホウ酸、(+)−カンファー酸、カンファースルホン酸、(+)−(lS)−カンファー−10−スルホン酸、カプリン酸、カプロン酸、カプリル酸、桂皮酸、クエン酸、シクラミン酸、シクロヘキサンスルファミン酸、ドデシル硫酸、エタン−1,2−ジスルホン酸、エタンスルホン酸、2−ヒドロキシエタンスルホン酸、ギ酸、フマル酸、ガラクタル酸、ゲンチシン酸、グルコヘプトン酸、D−グルコン酸、D−グルクロン酸、L−グルタミン酸、α−オキソ−グルタル酸、グリコール酸、馬尿酸、臭化水素酸、塩酸、ヨウ化水素酸、(±)−DL−乳酸、(+)−L−乳酸、ラクトビオン酸、ラウリン酸、マレイン酸、(−)−L−リンゴ酸、マロン酸、(±)−DL−マンデル酸、メタンスルホン酸、ナフタレン−2−スルホン酸、ナフタレン−1,5−ジスルホン酸、1−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸、ニコチン酸、硝酸、オレイン酸、オロチン酸、シュウ酸、パルチミン酸、パモ酸、過塩素酸、リン酸、プロピオン酸、L−ピログルタミン酸、ピルビン酸、糖酸、サリチル酸、4−アミノ−サリチル酸、セバシン酸、ステアリン酸、コハク酸、硫酸、タンニン酸、(±)−DL−酒石酸、(+)−L−酒石酸、チオシアン酸、p−トルエンスルホン酸、ウンデシレン酸、および吉草酸が挙げられる。
化合物が酸性基(例えば、カルボキシル基)を有する場合、該酸性基は塩基との付加塩を形成することができる。薬学的に許容される塩基付加塩は、例えば、金属(例えば、アルカリ金属もしくはアルカリ土類金属)またはアミン(例えば、有機アミン)で形成することができる。陽イオンとして有用な金属の例として、限定されないが、アルカリ金属(例えば、リチウム、ナトリウム、カリウムおよびセシウム)、アルカリ土類金属(例えば、マグネシウム、カルシウムおよびバリウム)、アルミニウムおよび亜鉛が挙げられる。金属陽イオンは、例えば、水酸化物、炭酸塩、および炭酸水素塩等の無機塩基によって提供され得る。塩付加塩を形成するのに有用な有機アミンの非限定的な例として、クロロプロカイン、コリン、シクロヘキシルアミン、ジベンジルアミン、N,N’−ジベンジルエチレンジアミン、ジシクロヘキシルアミン、ジエタノールアミン、エチレンジアミン、N−エチルピペリジン、ヒスチジン、イソプロピルアミン、N−メチルグルカミン、プロカイン、ピラジン、トリエチルアミン、トリメチルアミンおよびトロメタミンが挙げられる。薬学的に許容される塩は、Handbook of Pharmaceutical Salts,Properties,Selection and Use,P.Stahl and C.Wermuth,Eds.,Wiley−VCH(2011)において詳細に記載されている。
いくつかの実施形態において、本明細書に記載のアミノアダマンチルナイトレート化合物は、薬学的に許容される塩の形態で使用または投与される。特定の実施形態において、アミノアダマンチルナイトレート化合物は、塩酸塩(HCl)または臭化水素酸(HBr)塩として使用または投与される。
V.重水素化化合物を含むアイソトポログ
本開示は、限定されないが、1つ以上または全ての対応する原子(複数可)の場合において、H(重水素)、13C、15N、17Оもしくは18О、またはそれらの任意の組み合わせの含有量が濃縮されたものを含む、本明細書に記載のアミノアダマンチルナイトレート化合物の全ての同位体的に濃縮された形態を包含する。
薬物等の異物を排除するために、動物の体は、異物と反応して、腎排出のためにそれらをより極性の高い中間体または代謝物に変換する、チトクロムP450酵素、エステラーゼ、プロテアーゼ、還元酵素、脱水素酵素およびモノアミン酸化酵素等の様々な酵素を発現する。そのような代謝反応は、炭素−水素(C−H)結合の炭素−酸素(C−O)結合もしくは炭素−炭素(C=C)パイ結合への酸化、または炭素−酸素(C−O)単結合の炭素−酸素(C=O)二重結合への酸化を含み得る。結果として得られる代謝物は、生理的条件下で安定または不安定であり得、親化合物にと比較して実質的に異なる薬理学的特性、薬物動態的特性、および薬力学的な特性、ならびに毒性プロファイルを有し得る。多くの薬物の場合、そのような代謝的酸化は急速であり得、より高い投与量または/および投薬頻度の増加が必要となり得、それがより強い副作用をもたらす場合がある。
本開示は、1つ以上の位置で重水素に富んだ(重水素化された)、本明細書に記載のアミノアダマンチルナイトレート化合物に対応するアイソトポログを提供する。1つ以上の位置における重水素化は、以下の利点のうちのいずれか1つ以上または全てを有することができる:(1)より長い半減期、(2)所望の効果を得るために必要な投与の量または/および投与の数の減少、(3)親薬物の血中レベルまたは血漿レベルにおける対象間の変動の減少、(4)有効性の増加、(5)投与される親薬物の量の減少または/および有害な代謝物の生成の減少に起因する副作用の減少、ならびに(6)最大耐量の増加。
重水素は、限定されないが、式II、IIIもしくはIVの化合物のアダマンチル骨格の利用可能な位置のいずれか1つ以上または全て、アダマンチル骨格のC−1位置にアミン基を接続するアルキル基(アミン基がC−1位置に直接的に接続されていない限り)、X基(Xが結合でない限り)、R基(Rがハロゲン化物でない限り)、R基(Rがハロゲン化物でない限り)、もしくはフェニル環、またはそれらの任意の組み合わせを含む、アミノアダマンチルナイトレート化合物の利用可能な位置のいずれか1つ以上または全てにおいて水素に置換されてもよい。特定の実施形態において、アミノアダマンチルナイトレート化合物は、該化合物が1つ以上の硝酸基を有するかどうかに応じて、アダマンチル骨格のC−1位置に間接的に接続されたアミン基に結合した炭素原子において重水素化される(アミン基がC−1位置に直接的に接続されていない限り)、または/かつ、1つ以上もしくは全ての硝酸基について硝酸基に結合された炭素原子において重水素化される(化合物が1つのみの硝酸基を有さず、Xが結合でない限り)。さらなる実施形態において、アミノアダマンチルナイトレートは、R基(Rがハロゲン化物ではない限り)または/およびR基(Rがハロゲン化物ではない限り)の利用可能な位置の1つ以上または全てにおいて重水素化される。
いくつかの実施形態において、アミノアダマンチルナイトレートにおける利用可能な位置の少なくとも1つは、少なくとも約10%、25%、50%、75%、90%、95%または98%の重水素濃縮を有する。特定の実施形態において、利用可能な位置の少なくとも1つは、少なくとも約90%、95%または98%の重水素濃縮を有する。さらなる実施形態において、重水素に富んだ(または重水素化された)アミノアダマンチルナイトレートにおける各位置は、独立して、少なくとも約10%、25%、50%、75%、90%、95%または98%の重水素濃縮を有する。特定の実施形態において、重水素に富んだ(または重水素化された)各位置は、独立して、少なくとも約90%、95%または98%の重水素濃縮を有する。
「重水素濃縮」という用語は、分子中の所与の位置における、水素の代わりの重水素の取り込みの割合を指す。例えば、所与の位置における10%の重水素濃縮は、所与の試料中の分子の10%がその位置に重水素を含有することを意味する。重水素の天然における分布が約0.0156%であるため、非重水素濃縮出発物質または試薬を用いて合成される分子中の任意の位置における重水素濃縮は約0.0156%である。重水素濃縮は、質量分析法および核磁気共鳴分光法を含む、当業者に既知の従来の分析方法を使用して決定され得る。
分子中の所与の位置を説明するために使用される「重水素である」もしくは「重水素化された」という用語、または分子構造の図において所与の位置の要素を表すために使用される記号「D」は、指定された位置が、重水素の天然における分布を超えて重水素に富んでいることを意味する。いくつかの実施形態において、重水素濃縮は、指定された位置における重水素の、少なくとも約10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、98%または99%(例えば、少なくとも約50%)である。特定の実施形態において、重水素濃縮は、指定された位置における重水素の、少なくとも約90%、95%または98%である。
VI.アミノアダマンチルナイトレート化合物の治療上の使用
Mg2+による電位依存性チャネルの遮断を解除し、Ca2+の過剰な流入と、活性酸素種の過剰産生によるその後の酸化ストレスとを引き起こす、NMDA受容体の過剰活性化は、ニューロンの興奮毒性をもたらし得、最終的にはニューロンの損傷および死滅をもたらし得る。理論に束縛されることを意図するものではないが、シナプスNMDA受容体(sNMDAR)よりもむしろシナプス外NMDA受容体(eNMDAR)の刺激が、神経変性疾患に関与する興奮毒性の原因であると考えられる。シナプスNMDAR活性は、本質的に段階的であり、シナプスNMDARは、一般に、グルタミン酸の経シナプス性放出によって一過性にかつ激しく活性化される。対照的に、シナプス外NMDARは、典型的には、シナプスによるグルタミン酸の放出によるか、または/およびグルタミン酸の取り込みの障害もしくは逆転によるかにかかわらず、周囲のグルタミン酸レベルの上昇によって慢性的に活性化される[G.Hardingham el al.,Nat.Rev.Neurosci.,11:682−696(2010)]。シナプスNMDARは、典型的には段階的に/一過性に活性化されるのに対し、シナプス外NMDARは、典型的には慢性的に/持続性に活性化されるため、過剰に活性化され、したがって過剰に/持続的に開口したイオンチャネルを通るCa2+の過剰かつ長期の流入を可能にするのは、主としてシナプス外NMDARである。さらに、過剰レベルのグルタミン酸またはNMDA等の慢性的なNMDAR活性化の条件下では、シナプスNMDAR活性が抑制され、シナプス外NMDARシグナル伝達経路が優勢となる[F.Soriano et al.,J.Neurosci.,26:4509−4518(2006)]。
シナプスNMDAR活性が細胞の健康および生存を促進するのに対し、シナプス外NMDAR活性は、細胞死経路を開始し、シナプスNMDARによって誘発される細胞生存経路に拮抗する。シナプスNMDARの激しい活性化によって誘起されるCa2+流入は、ミトコンドリア膜電位の摂動を引き起こさず、ミトコンドリアの健康を増進し、主として酸化ストレスおよびアポトーシス(カスパーゼ等のアポトーシス促進性因子の発現低下を含む)に対するニューロンの抵抗性を高める核内Ca2+シグナル伝達を介してゲノムプロセスの引き金となる。シナプスNMDAR活性のエピソードは、ほとんどのシグナル伝達経路がもはや活性ではなくなった後にも持続する「後天性の」神経保護を促進する。対照的に、シナプス外NMDARの活性化によって誘発される同等の細胞内Ca2+濃度は、それら自体でまたはシナプスNMDARの活性化の存在下で、ミトコンドリア機能不全(ミトコンドリア膜電位の喪失を含む)および細胞死(アポトーシスまたはネクローシスのいずれかによる)の引き金となる。ミトコンドリア機能不全、内因性ミトコンドリアのアポトーシス経路の活性化、および活性酸素種の過剰産生による酸化ストレスは、神経変性疾患の病因に関与している。シナプスNMDARとシナプス外NMDARの活性化の結果における明らかな違いは、多くが同じシグナルタンパク質に関与する細胞内シグナル伝達経路に対する反対の効果と、非常に異なる遺伝子発現のプログラムの誘発とによるものである。遺伝子発現の重要な調節因子である核内Ca2+は、シナプスNMDAR活性化の生存促進効果において重要な役割を果たし、またシナプス外NMDAR活性によって妨げられる。多くの神経変性疾患および他のCNS疾患は、神経毒性に寄与するシナプス外NMDAR活性の下流にある共通のシグナル伝達経路を共有している。例えば、Hardingham(2010、上記参照)およびM.Parsons et al.,Neuron,82:279−293(2014)を参照されたい。
シナプスNMDA受容体よりもむしろシナプス外NMDA受容体の活性化が、アルツハイマー病、ハンチントン病、パーキンソン病および筋萎縮性側索硬化症等の神経変性疾患、ならびにてんかん、脳卒中および外傷性脳損傷等の他のCNS疾患に関与する興奮毒性の原因であると考えられる[Hardingham(2010、上記参照)and Parsons(2014、上記参照)]。シナプス外NMDARの発現または/および活性化は、病態において高くなる[Parsons(2014、上記参照)]。アルツハイマー病(AD)に関連する研究において、アミロイド−β1−42ペプチドがα−7ニコチン性アセチルコリン受容体を刺激し、したがって星状細胞から過剰量のグルタミン酸を放出させ、今度は、一酸化窒素の産生、タウの過剰リン酸化、カスパーゼ−3活性化、およびミトコンドリア機能不全を媒介するニューロンのシナプス外NMDARを活性化し、ニューロンのスパイン消失、およびADにおける認知機能低下に関連するシナプスの消失をもたらす結果となる[M.Talantova et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,110:E25l8−E2527(2013)]。シナプスの消失は、シナプスNMDARとシナプス外NMDARの活性の不均衡を引き起こし、アルツハイマー病およびハンチントン病等の神経変性疾患に関連する細胞死をもたらし得るシグナル伝達の原因となり得る。
NMDARの位置に加えて、NMDARのサブユニット組成物が、NMDARの生物学的活性において重要な役割を果たし得る。NMDARは、2つの必須GluN1サブユニット、および2つのGluN2(GluN2A、2B、2Cもしくは2D)または/およびGluN3(GluN3Aもしくは3B)サブユニットを有するヘテロ四量体として集合する。CNS中のNMDARの大多数は、GluN1/GluN2AもしくはGluN1/GluN2Bジヘテロマーとして、またはGluN1/GluN2A/GluN2Bトリヘテロマーとして集合する。両方のサブタイプをシナプスにおよびシナプス外に見ることができるが、GluN2A(またはNR2A)サブタイプはシナプスNMDARにおいて豊富であり、GluN2B(またはNR2B)サブタイプはシナプス外NMDARにおいてより多く見られる[L.Groc et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,103:18769−18774(2006);およびM.Martel et al.,Neurosci.,158:334−343(2009)]。GluN2A含有NMDARが細胞生存に関連するのに対し、GluN2B含有NMDARは細胞死と関連付けられる[T.Lai et al.,Trends Mol.Med.,17:266−275(2011)]。さらに、GluN2B C末端ドメインを介した細胞内シグナル伝達は、NMDAによって誘発される興奮毒性に大きく寄与する[M.Martel et al.,Neuron,74:543−556(2012)]。
興奮毒性事象に関連する神経変性疾患および他のCNS疾患は、シナプス外NMDARの遮断によって治療することができる。シナプスNMDARの生理活性は、正常なニューロン機能に不可欠であるため、NMDARアンタゴニストは、シナプスNMDARの正常な活性を抑制することなく、活性化されたシナプス外NMDARを遮断する必要がある。これは、非競合アンタゴニストによって、またはコアゴニストの結合によって活性化された後にシナプス外NMDARの開口したチャネルに選択的に進入し、それによって陽イオン、特にCa2+の流れを遮断する開口チャネル遮断薬によって活性化することができる。
本明細書に記載のアミノアダマンチルナイトレート化合物は、シナプス外NMDARを選択的に遮断する電位依存性の非競合アンタゴニストとして作用する。それらは、活性化されたNMDARのチャネルにおけるMg2+結合部位またはその付近のメマンチン/フェンシクリジン結合部位に対する比較的低い親和性、およびそこからの比較的速いオフ速度を有するため、チャネルが閉鎖したときにチャネル内に蓄積せず、したがって、段階的に活性化されたシナプスNMDARの生理活性を維持し、高親和性NMDARアンタゴニストに関連する精神医学的副作用を回避する[S.Lipton,Curr.Drug Targets,8:621−632(2007)]。しかしながら、アミノアダマンチルナイトレート化合物は、メマンチン/フェンシクリジン結合部位に対する十分に高い親和性(例えば、約200nM〜約1桁のμMのK)を有し、持続性に活性化されたシナプス外NMDARの過剰に/持続的に開口したイオンチャネルにおける十分に長い滞留時間を有するため、それらはチャネルを通るCa2+の過剰な流入を遮断し、それによって興奮毒性事象を防止する。酸付加塩としてまたは遊離塩基として投与されるかにかかわらず、アダマンチル化合物のアミン基は、生理的pH(約7.4のpH)でプロトン化される。プロトン化されたアミン基は、活性化されたNMDARのチャネルにおけるMg2+結合部位またはその付近に、Mg2+結合部位でMg2+が結合するよりも高い親和性、緩徐なオフ速度/解離速度、および低い電位依存性で結合し、アダマンチル化合物がチャネルを通るCa2+の長期流入を遮断できるようにする。プロトン化されたアミン基は、細孔の最も狭い狭窄部(チャネル選択性フィルター)において、GluN1(またはNR1)サブユニットの616位でアスパラギンの側鎖と水素結合を形成し、また、そこのGluN2(またはNR2)サブユニットのNおよびN+1部位でアスパラギン残基の側鎖のカルボニル酸素原子と著しい静電相互作用を有する[H.−S.Chen et al.,J.Pharmacol.Exper.Therap.,314:961−971(2005)]。Mg2+結合部位はチャネルの電界内にあるため、Mg2+結合部位またはその付近の(正)電荷を帯びた物質の結合によるチャネルの遮断は電位依存性である。
シナプス外NMDARに対するアミノアダマンチルナイトレート化合物の結合親和性の増加も、化合物とシナプス外NMDARのサブユニットとの間の疎水性相互作用によってもたらされる。メマンチンの2つのメチル基は、GluN1(またはNR1)サブユニットおよびGluN2B(またはNR2B)サブユニットそれぞれの第3膜貫通ヘリックスのA645およびA644残基によって形成される疎水性結合ポケットとの疎水性相互作用に関与し、活性化されたNMDARに対するメマンチンの結合親和性をアマンタジンのものと比較して大きく増加させる[W.Limapichat el al.,ACSChem.Neurosci.,4:255−260(2013)]。GluN2B(またはNR2B)サブタイプは、シナプス外NMDARにより多く見られる。RおよびRに非水素(例えば、アルキル)基を有するアミノアダマンチルナイトレート化合物は、シナプス外NMDARのGluN1およびGluN2Bサブユニットの疎水性結合ポケットとの疎水性相互作用に関与し得る。R基は、GluN2Bの疎水性結合ポケットに向かって配向されると考えられる。基の多数の炭素原子が、その疎水性/親油性を増加させる。
本明細書に記載のアミノアダマンチルナイトレート化合物は、活性化されたシナプス外NMDARを選択的に阻害し、二重阻害機構を有する。それらは、チャネル内のMg2+結合部位またはその付近で結合することによって、活性化されたシナプス外NMDARの開口したイオンチャネルを電位依存性に遮断し、受容体上の酸化還元調節部位のシステイン残基のS−ニトロシル化によって、活性化されたシナプス外NMDARの活性を電位非依存性に抑制する。NMDA受容体のイオンチャネル導電性は、ニトロシル化によって制御される[Y.Choi et al.,Nat.Neurosci.,3:15−21(2000)]。活性化されたシナプス外NMDARの開口したイオンチャネルにおけるMg2+結合部位またはその付近のアミノアダマンチルナイトレートのプロトン化されたアミン基の結合は、化合物の硝酸基を、受容体の細胞外ドメインにおける酸化還元調節部位のシステイン残基に近接させる。酸化還元部位における酸化は、場合によっては、2つ以上のシステイン残基を含む1つ以上のジスルフィド結合の形成をもたらす結果となり、NMDARチャネルの活性を下方制御/脱感作する。アミノアダマンチル化合物の硝酸基は、場合によってはグルタチオンS−転移酵素の助けにより、NOを(例えば、NOの形態で)酸化還元部位のシステイン残基に供与/転移する。アミノアダマンチル化合物が2つ以上の硝酸基を有する場合、2つ以上の硝酸基は、潜在的に、酸化還元部位の約5つのシステイン残基のうちの2つ以上にNOを転移することができる。システイン残基(複数可)のS−ニトロシル化は、システイン残基(複数可)のスルフヒドリル基を酸化させるか、またはジスルフィド結合(複数可)の形成を促進する。酸化還元部位のシステイン残基(複数可)のS−ニトロシル化の影響は、シナプス外NMDARチャネルの活性、および該チャネルを通るCa2+流入の抑制である。ニューロンにおいて、NMDARチャネルを通るCa2+の流入によって一酸化窒素合成酵素(NOS)が活性化され、結果として一酸化窒素(NO)の産生をもたらす。NOは、NOSを下方制御し、負のフィードバックによりNMDARチャネルを通るCa2+流入を阻害する。アミノアダマンチル化合物のNOを供与する硝酸基(複数可)が酸化還元部位のシステイン残基を標的とすることにより、血管拡張、アポトーシス、および神経毒性ペルオキシナイトライトの形成等の、遊離一酸化窒素の潜在的な血管および神経毒性副作用を回避する。S−ニトロシル化のためにNOを供与した後、各供与体基の代わりにヒドロキシル基を有する得られたプロトン化アミノアダマンチル化合物は、イオンチャネルの電位依存性遮断が膜脱分極によって減衰されない限り、Mg2+結合部位またはその付近に結合したままである。しかしながら、酸化還元調節部位はチャネルの電界外にあるため、酸化還元部位のシステイン残基のS−ニトロシル化による活性化されたシナプス外NMDARのチャネル活性の抑制は、電位非依存性であり、脱分極によってチャネルから化合物が追放された後もかなりの時間そのままである。システイン残基のS−ニトロシル化による活性化されたシナプス外NMDARの阻害は、低酸素条件下で著しく増加し、したがって、限定されないが、脳卒中等の脳虚血および血管性認知症等によるニューロン損傷を予防または軽減するのに特に適している[H.Takahashi et al.,Sci.Rep.5 14781(2015)]。
本明細書に記載のアミノアダマンチルナイトレート化合物は、活性化されたシナプス外NMDARを選択的に阻害し、それによって興奮毒性を予防または削減する一方で、正常なシナプスNMDAR活性を保持する。興奮性シナプス後電流(EPSC)のNMDAR成分の保持は、神経栄養性であり、シナプス損傷を回避する。ニトロメマンチンと同様に、本明細書に記載のアミノアダマンチルナイトレート化合物は、少なくとも1つの硝酸基を有する。メマンチンは、たとえ細胞外Mg2+の存在下で病理学的脱分極の状態下にあっても、活性化されたシナプス外NMDARの過剰に開口されたチャネルを優先的に遮断する一方で、正常なシナプスNMDAR活性を相対的に保持する[P.Xia et al.,J.Neurosci.,30:11246−11250(2010)]。ニトロメマンチンは、シナプス外NMDAR活性をより選択的に阻害し、シナプスNMDAR活性をメマンチンよりも高い程度に保持する[Takahashi(2015、上記参照)]。シナプス外NMDARの選択的な阻害は、シナプスNMDARおよびシナプス外NMDARの両方を遮断するか、または後者(例えば、メマンチン)に対して低い選択性を示す非競合アンタゴニスト(例えば、高親和性NMDARアンタゴニスト)と比べて、より高い神経保護およびより少ない副作用をもたらす。本明細書に記載のアミノアダマンチルナイトレート化合物は、例えば、長期的治療により、シナプス外NMDARおよびα−7ニコチン性アセチルコリン受容体に拮抗することによって、シナプスの消失およびニューロンの死滅を防止するかまたは減少させ、シナプスおよび樹状突起の密度を増加させ、アルツハイマー病患者の認知機能を増強させることができる。さらに、アミノアダマンチルナイトレート化合物は、シナプスの再生を刺激し、消失したシナプスを、例えば、長期投与によって回復させることができる。
加えて、本明細書に記載のアミノアダマンチルナイトレート化合物は、シナプス可塑性の基礎をなす長期増強(LTP)を促進することができ、したがって記憶および学習を促進することができる。シナプス可塑性は、化学的シナプスがそれらの強度を変化させる能力であり、特定の接続の組織的な調節性の強化または弱化を可能にする。記憶は、シナプス強度の変化によってコードされると考えられている。LTPは、2つのニューロン間のシグナル伝達の長時間にわたる増加をもたらす、最新のシナプス活性パターンに基づくシナプスの持続的な強化であり、このプロセスは学習および長期記憶をコードして保存すると考えられている。LTPの反対は長期抑圧(LTD)であり、シナプス強度の長時間にわたる低下をもたらす。シナプスNMDA受容体の活性化はLTPを誘発し、それらの阻害はLTPを妨げる[Parsons(2014、上記参照)]。対照的に、シナプス外NMDA受容体の活性化はLTPを阻害し、LTDを誘発する[Li et al.,J.Neurosci.,31:6627−6638(2011);およびLiu et al.,Brain Res.Bull.,93:10−16(2013)]。生理学的シナプスNMDAR活性に干渉しないようにしながら活性化されたシナプス外NMDARを選択的に拮抗することにより、アミノアダマンチルナイトレート化合物は、LTPを促進または保持し、LTDを予防または削減することができ、それによってシナプス可塑性を回復させ、認知機能を向上させることができる。さらに、該化合物は、シナプス機能の回復を助け、それによって記憶障害および学習を改善することができる。
多くの神経変性疾患および外のCNS疾患は、ニューロンの機能障害、損傷、および死滅に寄与するシナプス外NMDAR活性の下流にある共通のシグナル伝達経路を共有している。活性化されたシナプス外NMDARの選択的非競合アンタゴニストである本明細書に記載のアミノアダマンチルナイトレート化合物は、多様な神経変性疾患および他のCNS疾と治療するために使用することができる。本明細書に記載のアミノアダマンチルナイトレート化合物で治療することができる神経変性疾患の非限定的な例として、認知症(例えば、アルツハイマー病、血管性認知症、レビー小体型認知症、前頭側頭型認知症およびHIV関連認知症)、ハンチントン病(しばしば認知症をもたらす)、パーキンソン病(しばしば認知症をもたらす)、多系統萎縮症(シャイ・ドレーガー症候群)、小脳変性症、失調症(例えば、小脳性運動失調症、脊髄小脳失調症、フリートライヒ運動失調症および毛細血管拡張性運動失調症[ルイ・バー症候群])、運動ニューロン疾患(例えば、筋萎縮性側索硬化症[ALS]、原発性側索硬化症[PLS]、進行性筋萎縮症[PMA]および脊髄性筋萎縮症[SMA])、多発性硬化症、視覚路の神経変性によって引き起こされる視力障害または視力喪失(例えば、視神経症/視神経萎縮症、緑内障および加齢黄斑変性症[AMD])、ならびに感音性難聴が挙げられる。例えば、Hardingham(2010、上記参照),Parsons(2014、上記参照),A.Kritis et al.,Front.Cell.NeuroscL,9:91(2015);A.lizuka et al.,Neurosci.Lett.,592:37−41(2015);S.Rossi et al,PLOS One,8:e67357−e67369(2013);N.Osborne et al,Br.J.Ophthalmol.,83:980−986(1999);およびV.Kotak et al.,J.Neurosci.,25:3908−3918(2005)を参照されたい。
特定の実施形態において、本明細書に記載のアミノアダマンチルナイトレート化合物は、アルツハイマー病、血管性認知症、ハンチントン病、パーキンソン病およびALSから選択される神経変性疾患を治療するために使用される。
本明細書に記載のアミノアダマンチルナイトレート化合物で治療することができる、病態生理学に神経変性が関与し得るまたはし得ない他のCNS疾患の例として、限定されないが、脳血管障害(脳虚血[脳卒中等の急性虚血、血管性認知症、脳虚血/再灌流傷害、ならびに脳内の低酸素または/および低グルコースレベルによって引き起こされる神経学的障害等の慢性虚血を含む]、脳内出血、および網膜症を含む]、脳内出血および網膜症)、脳損傷および脳外傷(外傷性脳損傷、びまん性軸索損傷、一次的および二次的脳損傷、局所性およびびまん性脳損傷、無酸素性および低酸素性脳損傷、脳内出血および脳浮腫を含む)、脊髄損傷(例えば、外傷、虚血または変性疾患による)、てんかん(てんかん発作によって引き起こされる神経学的障害を含む)、ジスキネジア(例えば、レボドパ誘発性ジスキネジアおよび遅発性ジスキネジア)、痙縮、疼痛(例えば、急性疼痛、慢性疼痛、異痛症、複合性局所疼痛症候群[CRPS]、線維筋痛症、痛覚過敏、炎症性疼痛、神経障害性疼痛、術後疼痛、癌関連疼痛、薬剤誘発性疼痛および損傷誘発性疼痛)、頭痛(原発性頭痛[例えば、片頭痛、群発性頭痛および緊張性頭痛を含む]および二次性頭痛[例えば、脳血管障害、脳出血、脳損傷、脳感染症または脳腫瘍による)、神経発達障害(MEF2Cハプロ不全症候群[MCHS]、自閉症スペクトラム症[自閉症を含む]、発達遅延、知的障害、脆弱X症候群、注意欠陥多動障害[ADHD]および総合失調症)、気分障害(うつ病性障害[例えば、大うつ病性障害および治療抵抗性うつ病]、両極性障害および認知症関連気分障害を含む)、ならびに不安症(全般不安症、ストレス障害[例えば、急性ストレス障害、外傷後ストレス障害および慢性ストレスを含む]、および強迫性障害)が挙げられる。例えば、Hardingham(2010);Parsons (2014);S.Ivanova et al,Parkinsons Dis.,2016:6461907(2016);C.Woolf,Pain,152:S2−l5(2011);M.Zhuo,Neuropharmacol.,112:228−234(2017);X.Moisset et al.,Headache,57:1261−1264(2017);L.Huang et al.,Ann.Pharmacother.,48:1507−1511(2014);C.Hu et al.,J.Pharmacol.Sci.,132:115−121(2016);D.Rossignol et al,Front.Pediatrics,2:87(2014);S.Tu et al,Nat.Commun.,8:1488(2017);A.Toft et al,J.Neurosci.,36:9817−9827(2016);M.Ghasemi et al.,Neurosci.Biobehav.Rev.,80:555−572(2017);E.Lang et al,Neurosci.Biobehav.Rev.,S0149−7634:30322−30326(2017);C.Kraus et al,Int.J.Psychiatry Clin.Pract.,21:2−12(2017);T.Schwartz et al,Case Rep. Psychiatry,2012:749796(2012);およびN.Li et al,Biol.Psychiatry,69:754−761(2011)を参照されたい。
特定の実施形態において、本明細書に記載のアミノアダマンチルナイトレート化合物は、脳虚血、外傷性脳損傷、てんかん、疼痛および自閉症スペクトラム症から選択されるCNS疾患を治療するために使用される。
神経変性疾患または他のCNS疾患を治療するためのアミノアダマンチルナイトレート化合物の治療有効量および投与頻度は、疾患の種類、状態の重症度、化合物の作用強度、投与様式、対象の年齢、体重、一般健康状態、性別および食生活、ならびに治療に対する対象の反応を含む様々な要因に依存する場合があり、担当医によって決定され得る。いくつかの実施形態において、アミノアダマンチルナイトレートの1日当たりの有効量は、約1、5または10mg〜約100mg、または担当医が適切であると判断する量であり、単回投与においてまたは分割投与において投与することができる。特定の実施形態において、アミノアダマンチルナイトレートの1日当たりの有効量は、約5もしくは10mg〜約50mg、または約50〜100mgである。さらなる実施形態において、アミノアダマンチルナイトレートの1日当たりの有効量は、約1、5、10、15、20、25、30、40、50、60、70、80、90または100mgである。特定の実施形態において、アミノアダマンチルナイトレートの1日当たりの有効量は、約10〜30mg、または約10、15、20、25もしくは30mgである。
アミノアダマンチルナイトレートの投与量は、治療計画の間に調整されてもよく、担当医によって決定され得る。例えば、アミノアダマンチルナイトレート化合物は、治療の第1週目は初期の1日用量で投与することができ、次いで、例えば、治療の第4週目以降の治療期間の間、標的のまたは好適な1日の維持投与量が投与されるまで、化合物の1日用量を治療の残りの週ごとに徐々にまたは段階的に増加させることができる。治療の初期段階の間に薬物の用量を徐々にまたは段階的に増加させることにより、担当医は、例えば、任意の潜在的な副作用を回避するかまたは最小限に抑えながら、最適な治療用量を決定することができる。初期用量および維持投与量は、本明細書に記載の任意の有効用量であり得る。CNS疾患、例えば、脳卒中、または外傷性脳損傷もしくは疼痛の治療のためにアミノアダマンチルナイトレート化合物の治療レベルを迅速に確立することが所望される場合、化合物の第1の負荷用量は、例えば、1日目に投与されてもよく、最適な第2の負荷用量は、例えば、2日目に投与されてもよく、最適な第3の負荷用量は、例えば、3日目に投与されてもよく、化合物の維持投与量は、それ以降の治療期間の間、毎日投与されてもよい。負荷用量は、例えば、維持投与量よりも約5、4、3、2.5、2または1.5倍多くてもよく、最適な第2および第3の負荷用量は、例えば、依然の負荷用量より少なくてもよい。維持投与量は、本明細書に記載の任意の有効用量であり得る。
アミノアダマンチルナイトレートは、神経変性疾患または他のCNS疾患を治療するための任意の好適な頻度で投与されてもよく、それは担当医によって決定され得る。いくつかの実施形態において、アミノアダマンチルナイトレートは、毎日(毎日1回、2回、またはそれ以上の回数を含む)、2日置き、3日置き、もしくは毎週、または担当医が適切であると判断するように投与される。特定の実施形態において、アミノアダマンチルナイトレートは、1日1回投与される。
アミノアダマンチルナイトレートは、神経変性疾患または他のCNS疾患を治療するための任意の好適な期間投与されてもよく、それは担当医によって決定され得る。神経変性疾患の治療の場合、いくつかの実施形態において、アミノアダマンチルナイトレートは、少なくとも3ヶ月、6ヶ月、1年、1.5年、2年、3年、4年、5年、またはそれよりも長い期間投与される。病態生理学に神経変性が関与し得るまたはし得ない他のCNS疾患の治療の場合、特定の実施形態において、アミノアダマンチルナイトレートは、少なくとも約1週間、2週間、1ヶ月、2ヶ月、3ヶ月、6ヶ月、1年、1.5年、2年、3年、またはそれよりも長い期間投与される。
また、アミノアダマンチルナイトレートは、必要に応じて(必要な時に)CNS疾患の治療のために投与されてもよく、それは担当医によって決定され得る。例えば、疼痛または頭痛の治療のために、アミノアダマンチルナイトレートは、疼痛または頭痛が消失するまで服用されてもよい。疼痛または頭痛がぶり返す場合、アミノアダマンチルナイトレートの投与を再開することができる。神経変性疾患または他のCNS疾患のためのアミノアダマンチルナイトレートの適切な投与量、投薬頻度、およびそれを用いる治療の長さは、担当医によって決定され得る。
アミノアダマンチルナイトレートは、神経変性疾患または他のCNS疾患の治療のために、任意の好適な経路を介して投与することができ、かつ局所的にまたは全身的に投与されてもよく、それは担当医によって決定され得る。アミノアダマンチルナイトレートの潜在的な投与経路として、限定されないが、非経口(皮内、皮下、筋肉内、血管内、静脈内、動脈内、腹腔内、髄内、くも膜下腔内および局所を含む)、腔内、および局所(皮膚/皮膚上、経皮、粘膜、経粘膜、経鼻[例えば、鼻腔用スプレーまたは点鼻薬による]、眼内[例えば、点眼薬による]、肺内[例えば、経口吸入または鼻腔吸入による]、口腔内、舌下、直腸内[例えば、坐剤による]、および膣内[例えば、坐剤による]を含む)が挙げられる。特定の実施形態において、アミノアダマンチルナイトレートは、経口的に(例えば、錠剤またはカプセル剤として)投与される。他の実施形態において、アミノアダマンチルナイトレートは、非経口的に(例えば、注射または注入のいずれかによって、静脈内に、筋肉内に、または皮下に)投与される。
本明細書に記載のアミノアダマンチルナイトレート化合物は、神経変性疾患および他のCNS疾患の治療のために血液脳関門(BBB)を効果的に横断することができるか、または緑内障、AMDおよび網膜症等の眼疾患の治療のために血液網膜関門(BRB)を横断することができる。それらは疎水性/親油性骨格を有する小さい分子であり、したがって脳または目の中に浸透することができる。アミノアダマンチル化合物上の基(複数可)の親油性を高めることにより、BBBまたはBRBを横断するそれらの能力が高まる。例えば、メマンチンまたはアマンタジンの7日間の注入(それぞれ、20および100mg/kg/日)は、血清中の遊離濃度よりもそれぞれ44倍および16倍高いメマンチンまたはアマンタジンの全脳濃度をもたらす[M.Hesselink et al.,Pharm.Res.,16:637−642(1999)]。
アミノアダマンチルナイトレートは、神経変性疾患または他のCNS疾患を治療するために、任意選択的に1つ以上の追加の治療薬と組み合わせて使用することができる。
VII.薬学的組成物
本開示のさらなる実施形態は、本明細書に記載のアミノアダマンチルナイトレート化合物、またはその薬学的に許容される塩、溶媒和物、水和物、クラスレートもしくは多形と、1つ以上の薬学的の許容される賦形剤または担体と、を含む薬学的組成物に関する。該組成物は、任意選択的に追加の治療薬を含有する。薬学的組成物は、治療有効量のアミノアダマンチルナイトレートと、1つ以上の薬学的の許容される賦形剤または担体と、任意選択的に治療有効量の追加の治療薬とを含有し、治療上の使用のために対象に投与するように製剤化される。
薬学的組成物は、アミノアダマンチルナイトレートと、任意選択的に追加の治療薬とを実質的に純粋な形態で含有する。いくつかの実施形態において、アミノアダマンチルナイトレートおよび任意選択的な追加の治療薬の純度は、独立して、少なくとも約95%、96%、97%、98%または99%である。特定の実施形態において、アミノアダマンチルナイトレートおよび任意選択的な追加の治療薬の純度は、独立して、少なくとも約98%または99%である。加えて、薬学的組成物は、混入物または不純物を実質的に含まない。いくつかの実施形態において、薬学的組成物中の残留溶媒以外の混入物または不純物のレベルは、意図される活性成分と不活性成分を合わせた重量に対して約5%、4%、3%、2%または1%以下である。特定の実施形態において、薬学的組成物中の残留溶媒以外の混入物または不純物のレベルは、意図される活性成分と不活性成分を合わせた重量に対して約2%または1%以下である。薬学的組成物は、一般に、例えば、連邦食品・医薬品・化粧品法501(a)(2)(B)および調和国際会議Q7のガイドラインによって推奨または要求されるように、最新の医薬品および医薬部外品の製造管理および品質管理規則(GMP)に従って調製される。
薬学的組成物/製剤は、滅菌形態で調製することができる。例えば、注射または注入による非経口投与のための薬学的組成物/製剤は、一般に滅菌されている。滅菌された薬学的組成物/製剤は、米国薬局方、第797章、1072章、および1211章、ならびに連邦規制基準第21章第211条に開示または要求されるもの等の、当業者に既知の医薬品グレードの滅菌標準にしたがって配合または製造される。
薬学的に許容される賦形剤または担体は、薬学的に許容される物質、材料、およびビヒクルを含む。賦形剤の非限定的な例として、液体および固体増量剤、希釈剤、結合剤、滑沢剤、流動促進剤、界面活性剤、分散剤、崩壊剤、乳化剤、湿潤剤、懸濁化剤、増粘剤、溶媒、等張化剤、緩衝剤、pH調整剤、吸収遅延剤、安定剤、保存剤、酸化防止剤、抗菌剤、抗細菌剤、抗真菌剤、補助剤、甘味剤、香味剤、着色剤、封入材料、およびコーティング材料が挙げられる。薬学的製剤中でのそのような賦形剤の使用は、当該技術分野において既知である。例えば、従来のビヒクルおよび担体として、限定されないが、油(例えば、ゴマ油等の植物油)、水性溶媒(例えば、食塩水およびリン酸緩衝食塩水[PBS]ならびに等張液[例えば、リンゲル液])、および溶媒(例えば、ジメチルスルホキシド[DMSO]およびアルコール[例えば、エタノール、グリセロールおよびプロピレングリコール])が挙げられる。任意の従来の賦形剤または担体が活性成分と適合しない場合を除いて、本開示は、アミノアダマンチルナイトレート化合物を含有する製剤中における従来の賦形剤および担体の使用を包含する。例えば、Remington:The Science and Practice of Pharmacy,2lst Ed.,Lippincott Williams&Wilkins(Philadelphia,Pennsylvania[2005]);Handbook of Pharmaceutical Excipients,5th Ed.,Rowe et al,Eds.,The Pharmaceutical Press and the American Pharmaceutical Association(2005);Handbook of Pharmaceutical Additives,3rd Ed.,Ash and Ash,Eds.,Gower Publishing Co.(2007);and Pharmaceutical Pre−formulation and Formulation,Gibson,Ed.,CRC Press LLC (Boca Raton,Florida[2004])を参照されたい。
適切な製剤は、選択される投与経路等の様々な要因に依存し得る。アミノアダマンチルナイトレート化合物を含む薬学的組成物の潜在的な投与経路として、限定されないが、経口、非経口(皮内、皮下、筋肉内、血管内、静脈内、動脈内、腹腔内、髄内、くも膜下腔内および局所を含む)、腔内、および局所(including皮膚/皮膚上、経皮、粘膜、経粘膜、経鼻[例えば、鼻腔用スプレーまたは点鼻薬による]、眼内[例えば、点眼薬による]、肺内[例えば、経口吸入または鼻腔吸入による]、口腔内、舌下、直腸内[例えば、坐剤による]、および膣内[例えば、坐剤による])が挙げられる。局所用製剤は、局所的または全身的な治療効果をもたらすように設計することができる。
一例として、経口投与に適したアミノアダマンチルナイトレート化合物の製剤は、例えば、ボーラス剤;カプセル剤(プッシュフィットカプセル剤および軟カプセル剤を含む)、錠剤、丸剤、カシェ剤もしくはロゼンジ剤として;散剤もしくは顆粒剤として;半固体、舐剤、ペースト剤もしくはゲル剤として;水性液体もしくは/および非水性液体中の溶液もしくは懸濁液として;または水中油型液体エマルジョンもしくは油中水型液体エマルジョンとして、提示されてもよい。
プッシュフィットカプセル剤または2成分硬ゼラチンカプセル剤は、例えば、増量剤または不活性固体希釈剤(例えば、炭酸カルシウム、リン酸カルシウム、カオリンまたはラクトース)、結合剤(例えば、デンプン)、流動促進剤または滑沢剤(例えば、タルクまたはステアリン酸マグネシウム)、および崩壊剤(例えば、クロスポビドン)、ならびに任意選択的に安定剤または/および保存剤と混合されたアミノアダマンチルナイトレートを含有してもよい。軟カプセル剤または1成分ゼラチンカプセル剤の場合、アミノアダマンチルナイトレートを好適な液体(例えば、液体ポリエチレングリコールまたは油媒体、例えば、脂肪油、落花生油、オリーブ油、または流動パラフィン)に溶解または懸濁させることができ、液体充填カプセル剤は、1つ以上の他の液体賦形剤または/および半固形賦形剤、例えば、安定剤または/および両親媒性剤(例えば、グリセロール、プロピレングリコールまたはソルビトールの脂肪酸エステル)を含有してもよい。特定の実施形態において、カプセル剤(例えば、硬カプセル剤)は、アミノアダマンチルナイトレートおよび白糖球状顆粒、ポリビニルピロリドン、ヒプロメロース、タルク、ポリエチレングリコール、エチルセルロース、水酸化アンモニウム、オレイン酸および中鎖トリグリセリドを含む。
錠剤は、例えば、増量剤または不活性希釈剤(例えば、炭酸カルシウム、リン酸カルシウム、ラクトース、マンニトールまたは微結晶性セルロース)、結合剤(例えば、デンプン、ゼラチン、アカシア、アルギン酸もしくはその塩、または微結晶性セルロース)、滑沢剤(例えば、ステアリン酸、ステアリン酸マグネシウム、タルクまたは二酸化ケイ素)、および崩壊剤(例えば、クロスポビドン、クロスカルメロースナトリウムまたはコロイド状シリカ)、ならびに任意選択的に界面活性剤(例えば、ラウリル硫酸ナトリウム)と混合されたアミノアダマンチルナイトレートを含有してもよい。錠剤は、コーティングされていなくてもよいか、または、例えば、胃の酸性環境から活性成分を保護する腸溶コーティングで、もしくは消化管における活性成分の崩壊および吸収を遅延させ、それによってより長期間にわたって持続作用を提供する材料でコーティングされてもよい。特定の実施形態において、錠剤は、アミノアダマンチルナイトレートと、ラクトース一水和物、微結晶性セルロース、無水コロイド状シリカ、タルクおよびステアリン酸マグネシウムとを含み、フィルムコーティングされている(例えば、ヒプロメロース、二酸化チタンおよびマクロゴール400を含有するフィルムコーティング)。
経口投与のための組成物もまた、水性液体もしくは/および非水性液体中の溶液もしくは懸濁液として、または水中油型液体エマルジョンもしくは油中水型液体エマルジョンとして製剤化することができる。アミノアダマンチルナイトレートの分散可能な散剤または顆粒剤は、任意の好適な組み合わせの水性液体、有機溶媒または/および油、ならびに任意の好適な賦形剤(例えば、任意の組み合わせの分散剤、湿潤剤、懸濁剤、乳化剤または/および保存剤)と混合して、溶液、懸濁液、またはエマルジョンを形成することができる。
アミノアダマンチルナイトレート化合物もまた、消化管吸収および初回通過代謝を回避するために、注射または注入による非経口投与のために製剤化することができる。例示的な非経口経路は静脈内である。静脈内投与のさらなる利点は、迅速な全身作用を達成するように治療薬を体循環に直接投与すること、ならびに所望により薬剤を持続的にもしくは/および大量に投与する能力を含む。注射または注入のための製剤は、例えば、油性または水性ビヒクル中の溶液、懸濁液またはエマルジョンの形態であってもよく、懸濁剤、分散剤または/および安定剤等の賦形剤を含有してもよい。例えば、水性または非水性(例えば、油性)の無菌注射溶液は、酸化防止剤、緩衝剤、静菌剤、および製剤を対象の血液と等張にする溶質等の賦形剤とともに、アミノアダマンチルナイトレートを含有することができる。水性または非水性の無菌懸濁液は、懸濁剤および増粘剤等の賦形剤、ならびに任意選択的に安定剤、およびアミノアダマンチルナイトレートの溶解度を増加させ、より濃縮された溶液または懸濁液の調製を可能にする試薬とともに、アミノアダマンチルナイトレートを含有してもよい。別の例として、(例えば、皮下または静脈内への)注射または注入のための滅菌水溶液は、アミノアダマンチルナイトレート、塩化ナトリウム、緩衝材(例えば、クエン酸ナトリウム)、保存剤(例えば、メタクレゾール)、ならびに任意選択的にpHを調整するための塩基(例えば、NaOH)または/および酸(例えば、HCl)を含有してもよい。
局所投与の場合、アミノアダマンチルナイトレートは、例えば、口腔内または舌下用の錠剤または丸剤として製剤化することができる。口腔内または舌下用の錠剤または丸剤の利点は、消化管吸収および初回通過代謝の回避、ならびに体循環への迅速な吸収を含む。口腔内または舌下用の錠剤または丸剤は、体循環へのより迅速な取り込みのために、アミノアダマンチルナイトレートのより急速な放出を提供するように設計することができる。治療有効量のアミノアダマンチルナイトレートに加えて、口腔内または舌下用の錠剤または丸剤は、限定されないが、増量剤および希釈剤(例えば、マンニトールおよびソルビトール)、結合剤(例えば、炭酸ナトリウム)、湿潤剤(例えば、炭酸ナトリウム)、崩壊剤(例えば、クロスポビドンおよびクロスカルメロースナトリウム)、滑沢剤(例えば、二酸化ケイ素[コロイド状二酸化ケイ素を含む]およびステアリルフマル酸ナトリウム)、安定剤(例えば、重炭酸ナトリウム)、香味剤(例えば、スペアミント味)、甘味剤(例えば、スクラロース)、および着色剤(例えば、黄色酸化鉄)の任意の組み合わせを含む、好適な賦形剤を含有してもよい。
局所投与の場合、アミノアダマンチルナイトレート化合物はまた、鼻腔内投与のために製剤化することができる。鼻粘膜は、大きな表面積、多孔性の内皮、高度に血管性の上皮下層、および高い吸収速度を有し、したがって高いバイオアベイラビリティを可能にする。さらに、鼻腔内投与は、初回通過代謝を回避し、CNSに著しい濃度のアミノアダマンチルナイトレートを導入することができる。鼻腔内製剤は、溶解促進剤(例えばプロピレングリコール)、保湿剤(例えばマンニトールまたはソルビトール)、緩衝剤および水、ならびに任意選択的に保存剤(例えば、塩化ベンザルコニウム)、粘膜付着剤(例えば、ヒドロキシエチルセルロース)、および/または浸透促進剤等の賦形剤とともに、アミノアダマンチルナイトレートを含有することができる。
アミノアダマンチルナイトレートの局所投与のさらなる様式は、経口吸入および鼻腔吸入を含む肺内投与である。肺は、体循環への入り口として機能する。肺送達の利点として、例えば以下が挙げられる:1)初回通過肝代謝の回避;2)迅速な薬物作用;3)吸収のための広い表面積の肺胞領域、肺の高い透過性(薄い空気血液関門)、および気道の豊富な脈管構造;4)肺胞表面積が大きいことに起因する、消化管と比較して少ない細胞外酵素レベル5)他の経口経路と比較して同等の治療効果を達成するための用量が少なく、したがって全身性副作用が少ない。鼻腔吸入に優る経口吸入の利点は、肺への薬物のより深い浸透/沈着を含む。経口または鼻腔吸入は、当該技術分野で既知であるように、定量吸入器、ドライパウダー吸入器またはネブライザーによって達成することができる。特定の実施形態において、経口吸入のための滅菌水溶液は、アミノアダマンチルナイトレート、塩化ナトリウム、緩衝剤(例えば、クエン酸ナトリウム)、任意選択的に保存剤(例えば、メタクレゾール)、ならびに任意選択的にpHを調整するための塩基(例えば、NaOH)または/および酸(例えば、HCl)を含有する。
皮膚または粘膜への適用のための局所用製剤は、全身分布のために血液中への治療薬の経皮または経粘膜投与に有用であり得る。局所投与の利点は、消化管吸収および初回通過代謝の回避、短い半減期および低い経口バイオアベイラビリティを有する治療薬の送達、治療薬のより制御された徐放、治療薬のより均一な血漿投与または治療薬の送達プロファイル、治療薬のより少ない頻度の投薬より少ない副作用、侵襲性がほとんどないこと、自己投与の容易性、ならびに高い患者コンプライアンスを含む。
一般に、局所投与に適した組成物は、限定されないが、液体または半液体調製物、例えば、スプレー、ゲル、塗布薬、ローション、水中油型もしくは油中水型エマルジョン、例えば、クリーム、フォーム、軟膏およびペースト、ならびに溶液または懸濁液、例えば、滴剤(例えば、点眼薬、点鼻薬および点耳薬)が挙げられる。いくつかの実施形態において、局所用組成物は、担体に溶解、分散、または懸濁されたアミノアダマンチルナイトレートを含む。担体は、例えば、溶液、懸濁液、エマルジョン、軟膏またはゲルの形態であってもよく、例えば、ワセリン、ラノリン、ワックス(例えば、ミツロウ)鉱物油、長鎖アルコール、ポリエチレングリコールもしくはポリプロピレングリコール、希釈剤(例えば水もしくは/およびアルコール[例えばエタノールまたはプロピレングリコール])、ゲル、乳化剤、増粘剤、安定剤、または保存剤、あるいはそれらの任意の組み合わせを含有してもよい。局所用組成物は、例えば、経皮パッチ、マイクロニードルパッチまたはイオン導入装置デバイス等の経皮もしくは経粘膜送達デバイスを含むことができるか、またはそれによって局所用製剤を投与することができる。局所用組成物は、濃度勾配(化学的透過促進剤を用いてまたは用いずに)または能動的な機構(例えば、イオン導入またはマイクロニードル)によって、アミノアダマンチルナイトレートを経皮的または経粘膜的に送達することができる。
経皮投与の場合、いくつかの実施形態において、局所用組成物(例えば、経皮送達系)は、皮膚を横切って体循環にアミノアダマンチルナイトレートを輸送するのを促進する、化学的透過促進剤(例えば、界面活性剤[例えば、ラウレス硫酸ナトリウム]、任意選択的に芳香族化合物[例えば、フェニルピペラジン]と組み合わされた)を含む。さらなる実施形態において、アミノアダマンチルナイトレートは、経皮パッチを介して投与される。特定の実施形態において、経皮パッチは、不透過性の支持膜または支持層と、薬物リザーバと、律速(rate−limitingまたはrate−controlling)拡散障壁として機能し得る半透膜と、皮膚接触接着層とを含む。半透膜は、例えば、好適なポリマー材料(例えば、硝酸もしくは酢酸セルロース、ポリイソブテン、ポリプロピレン、ポリ酢酸ビニル、またはポリカーボネート)からなってもよい。パッチを含む経皮薬物送達系は、約1週間、2週間、1ヶ月またはそれ以上の期間にわたって薬物の制御放出および長期放出を提供するように設計することができる。
いくつかの実施形態において、アミノアダマンチルナイトレートは、徐放性組成物から送達される。本明細書で使用される場合、「徐放性組成物」という用語は、徐放性、長期放出性、持続放出性、緩徐放出性および制御放出性の組成物、系およびデバイスを包含する。徐放性組成物の使用は、長期間にわたる治療有効量の薬物の送達を含む、一定期間にわたって標的部位(複数可)に送達される薬物の量の改善されたプロファイル等の利点を有し得る。特定の実施形態において、徐放性組成物は、少なくとも約1日、2日、3日、1週間、2週間、3週間、1ヶ月、2ヶ月、3ヶ月またはそれ以上の期間にわたってアミノアダマンチルナイトレートを送達する。いくつかの実施形態において、徐放性組成物は、例えば、生分解性ポリマーまたは/およびハイドロゲルでできた、例えば、ナノ粒子、微小粒子、またはカプセル等の薬物封入系である。特定の実施形態において、徐放性組成物はハイドロゲルを含む。ハイドロゲルが構成され得るポリマーの非限定的な例として、ポリビニルアルコール、アクリレートポリマー(例えば、ポリアクリル酸ナトリウム)、ならびに多数の疎水性基(例えば、ヒドロキシルまたは/およびカルボキシレート基)を有する他のホモポリマーおよびコポリマーが挙げられる。他の実施形態において、徐放性薬物封入系は膜に囲まれたリザーバを含み、リザーバは薬物を収容し、膜は薬物透過性である。そのような薬物送達系は、例えば、経皮パッチの形態であってもよい。
いくつかの実施形態において、徐放性組成物は、錠剤またはカプセル剤等の経口剤形である。例えば、溶解する薬物が消化管を通って吸収され得る前にマトリックスから出ていかなければならないように、薬物を不溶性の多孔質マトリックスに埋め込んでもよい。代替として、薬物は、膨張してゲルを形成するマトリックス中に埋め込むこともでき、そこを通って薬物が出る。徐放は、単層または複数層の浸透圧制御放出経口送達系(OROS)によって達成することができる。OROSは、半透過性の外膜と、レーザードリルで開けた1つ以上の小さな孔とを有する錠剤である。錠剤が体を通過する際、浸透作用により半透膜を通って水が吸収され、その結果生じる浸透圧が孔(複数可)を通して薬物を錠剤内および消化管内に押し出し、そこで薬物が吸収される。
さらなる実施形態において、徐放性組成物はポリマーナノ粒子または微小粒子として製剤化され、ポリマー粒子は、例えば、注射によってまたはインプラントから送達され得る。いくつかの実施形態において、ポリマーインプラントまたはポリマーナノ粒子もしくは微小粒子は、生分解性ポリマーからなる。特定の実施形態において、生分解性ポリマーは、乳酸または/およびグリコール酸[例えば、L−乳酸系コポリマー、例えば、poly(L−ラクチド−co−グリコリド)またはポリ(L−乳酸−co−D,L−2−オクタン酸)]を含む。ポリマーインプラントまたはポリマーナノ粒子もしくは微小粒子の生分解性ポリマーは、治療期間が終了すると予想される頃にポリマーが実質的に完全に分解し、ポリマー等のポリマー分解の副産物が生体適合性であるように選択される。
アミノアダマンチルナイトレートの遅延性の放出または徐放の場合、組成物は、例えば、対象に(例えば、筋肉内または皮下に)移植または注射することができるデポとして製剤化することもできる。デポ剤は、長期間にわたって、例えば、少なくとも約1週間、2週間、3週間、1ヶ月、6週間、2ヶ月、3ヶ月またはそれ以上の期間にわたってアミノアダマンチルナイトレートを送達するように設計することができる。例えば、アミノアダマンチルナイトレートは、ポリマー材料(例えば、ポリエチレングリコール[PEG]、ポリ乳酸[PLA]もしくはポリグリコール酸[PGA]、またはそのコポリマー[例えば、PLGA])、疎水性材料(例えば、油中エマルジョンとして)または/およびイオン交換樹脂とともに、あるいは難溶性誘導体(例えば、難溶性の塩)として製剤化することができる。具体的な例として、アミノアダマンチルナイトレートは、PLGAからなる徐放性微小粒子に組み込むまたは埋め込むことができ、毎月のデポとして製剤化することができる。
アミノアダマンチルナイトレート化合物は、マトリックス材料中に含有または分散させることもできる。マトリックス材料は、ポリマー(例えば、エチレン酢酸ビニル)を含んでもよく、例えば、リザーバからの、化合物の溶解または/および拡散を制御することによって化合物の放出を制御し、リザーバ内に収容されている間に化合物の安定性を高めることができる。そのような「放出系」は、徐放系として設計することができ、例えば、経皮または経粘膜パッチとして構成されてもよく、リザーバから化合物を追い出すのに役立つ水膨張性材料(例えば、ハイドロゲル)等の、化合物の放出を早めることができる賦形剤を含有してもよい。米国特許第4,144,317号および同第5,797,898号が、そのような放出系の例を記載している。
放出系は、血漿レベルの時間変化が所望される場合、時間的に変調された放出プロファイル(例えば、拍動性放出)を提供することができるか、または一定の血漿レベルが所望される場合、より持続的なもしくは一貫した放出プロファイルを提供することができる。拍動性放出は、個々のリザーバから、または複数のリザーバから達成され得る。例えば、各リザーバが単一パルスを提供する場合、複数のリザーバの各々からの単一パルスを時間的にずらすことによって複数のパルス(「拍動性」放出)が達成される。代替として、いくつかの層の放出系および他の材料を単一のリザーバに組み込むことによって、単一リザーバから複数のパルスを達成することができる。持続的な放出は、長時間にわたって、分解するか、溶解するか、またはそこを通る化合物の拡散を可能にする放出系を組み込むことによって達成することができる。加えて、持続的な放出は、化合物のいくつかのパルスを間断なく放出すること(「デジタル」放出)によっても達成することができる。米国特許第5,797,898号に記載されるように、能動的な放出系は、単独で、または受動的な放出系と併せて使用することができる。
加えて、アミノアダマンチルナイトレートを含む薬学的組成物は、徐放のために設計されたかどうかにかかわらず、例えば、リポソーム、ミセル(例えば、ラクトソーム等の、例えば、生分解性の天然または/および合成ポリマーからなるもの)、小粒子、ミクロスフェア、またはナノ粒子として製剤化することができる。
薬学的組成物は、当該技術分野で既知の任意の好適な様式で、例えば、従来の混合、溶解、懸濁、造粒、糖衣錠作成、研和、乳化、カプセル化、封入、または圧縮のプロセスによって、製造することができる。
組成物は、単一用量として単位剤形で提示されてもよく、その場合、全ての活性および不活性成分が好適な系において合わせられ、投与されるべき組成物を形成するために構成成分を混合する必要はない。単位剤形は、有効用量のアミノアダマンチルナイトレートを含有する。単位剤形の代表的な例は、経口摂取のための錠剤、カプセル剤、または丸剤である。
代替として、組成物はキットとして提示されてもよく、その場合、活性成分、賦形剤、および担体(例えば、溶媒)が、2つ以上の別個の容器(例えば、アンプル、バイアル、試験管、ビンまたはシリンジ)に提供され、投与されるべき組成物を形成するために合わせられる必要がある。キットは、組成物(例えば、静脈内に注射されるべき溶液)を貯蔵、調製、および投与するための指示書を含んでもよい。
キットは、全ての活性および不活性成分を単位剤形中に、または活性成分と不活性成分を2つ以上の別個の容器に含んでもよく、神経変性疾患または他のCNS疾患を治療する薬学的組成物を使用するための指示書を含んでもよい。いくつかの実施形態において、キットは、アミノアダマンチルナイトレート、またはその薬学的に許容される塩、溶媒和物、水和物、クラスレートもしくは多形と、神経変性疾患または他のCNS疾患を治療する化合物を投与するための指示書とを含む。
VIII.アミノアダマンチルナイトレート化合物の合成
代表的なアミノアダマンチルナイトレート化合物の合成を、実施例および図1に記載する。
IX.代表的な実施形態
以下の本開示の実施形態は、例としてのみ提供される。
1.式Iの化合物であって、

式中、
およびRは、独立して、水素、ハロゲン化物、直鎖もしくは分岐鎖アルキル、直鎖もしくは分岐鎖ヘテロアルキル、直鎖もしくは分岐鎖アルコキシ、直鎖もしくは分岐鎖−O−ヘテロアルキル、シクロアルキル、ヘテロシクリル、アリールまたはヘテロアリールであり、それらの各々は任意選択的に置換されてもよく、
およびRは、独立して、水素または直鎖もしくは分岐鎖C−Cアルキルであるか、あるいはR、Rおよびそれらが結合する窒素原子は、3〜8員の複素環を形成し、
は、水素または直鎖もしくは分岐鎖C−Cアルキルであり、
Xは、結合、直鎖もしくは分岐鎖−アルキル−、直鎖もしくは分岐鎖−ヘテロアルキル−、直鎖もしくは
分岐鎖−O−アルキル−、直鎖もしくは分岐鎖−O−ヘテロアルキル−、−(CH−シクロアルキル−(CH−、−(CH−ヘテロシクリル−(CH−、−(CH−アリール−(O)−(CH−または−(CHヘテロアリール−(O)−(CH−であり、それらの各々は任意選択的に置換されてもよく、
Yは、−ONOまたは
であり、
mは、0、1、2、3、4または5であり、
jは、0、1、2または3であり、
kは、0、1、2または3であり、
hは、0または1である、式Iの化合物、
あるいはその薬学的に許容される塩、溶媒和物、水和物、クラスレート、多形または立体異性体。
2.式Iaの化合物であって、

式中、
、R、XおよびYは、実施形態1に定義される通りであり、
nは、1、2、3、4、5もしくは6である、式Iaの化合物、
またはその薬学的に許容される塩、溶媒和物、水和物、クラスレート、多形もしくは立体異性体である、実施形態1の化合物。
3.式IAの化合物であって、

式中、R、R、R、R、R、Xおよびmは、実施形態1に定義される通りである、式IAの化合物、
またはその薬学的に許容される塩、溶媒和物、水和物、クラスレート、多形もしくは立体異性体である、実施形態1の化合物。
4.式IAaの化合物であって、

式中、
、RおよびXは、実施形態1に定義される通りであり、
nは、1、2、3、4、5もしくは6である、式IAaの化合物、
またはその薬学的に許容される塩、溶媒和物、水和物、クラスレート、多形もしくは立体異性体である、実施形態3の化合物。
5.式IBの化合物であって、

式中、R、R、R、R、R、Xおよびmは、実施形態1に定義される通りである、式IBの化合物、
またはその薬学的に許容される塩、溶媒和物、水和物、クラスレート、多形もしくは立体異性体である、実施形態1の化合物。
6.式IBaの化合物であって、
IBa
式中、
、RおよびXは、実施形態1に定義される通りであり、
nは、1、2、3、4、5もしくは6である、式IBaの化合物、
またはその薬学的に許容される塩、溶媒和物、水和物、クラスレート、多形もしくは立体異性体である、実施形態5の化合物。
7.式I、Ia、IA、IAa、IBまたはIBaの化合物のXは、結合、直鎖もしくは分岐鎖C−CもしくはC−C−アルキル−、または直鎖もしくは分岐鎖C−CもしくはC−C−O−アルキル−である、実施形態1〜6のいずれか1つの化合物。
8.式I、Ia、IA、IAa、IBまたはIBaの化合物のXは、結合または直鎖もしくは分岐鎖C−C−アルキル−[例えば、−CH−、−(CH−、−CHCH、−(CH−、−CHCHCH、−CHCHCHまたは−CH(CH)CH−]である、実施形態7の化合物。
9.式IIまたは式IIIの化合物であって、
または

式中、
およびRは、独立して、水素、ハロゲン化物、直鎖もしくは分岐鎖アルキル、直鎖もしくは分岐鎖ヘテロアルキル、直鎖もしくは分岐鎖アルコキシ、直鎖もしくは分岐鎖−O−ヘテロアルキル、シクロアルキル、ヘテロシクリル、アリールまたはヘテロアリールであり、それらの各々は任意選択的に置換されてもよく、
およびRは、独立して、水素または直鎖もしくは分岐鎖C−Cアルキルであるか、あるいはR、Rおよびそれらが結合する窒素原子は、3〜8員の複素環を形成し、
は、水素または直鎖もしくは分岐鎖C−Cアルキルであり、
Xは、結合、直鎖もしくは分岐鎖−アルキル−、直鎖もしくは分岐鎖−ヘテロアルキル−、直鎖もしくは
分岐鎖−O−アルキル−,直鎖もしくは分岐鎖−O−ヘテロアルキル−、−(CH−シクロアルキル−(CH−、−(CH−ヘテロシクリル−(CH−、−(CH−アリール−(0)−(CH−または−(CHヘテロアリール−(0)−(CH−であり、それらの各々は任意選択的に置換されてもよく、
Yは、−ONOまたは
であり、
mは、0、1、2、3、4または5であり、
jは、0、1、2または3であり、
kは、0、1、2または3であり、
hは、0または1である、式IIまたは式IIIの化合物、
あるいはその薬学的に許容される塩、溶媒和物、水和物、クラスレート、多形または立体異性体。
10.式IVの化合物であって、
IV
式中、
、R、XおよびYは、実施形態9に定義される通りであり、
pは、0、1、2、3、4、5もしくは6である、式IVの化合物、
またはその薬学的に許容される塩、溶媒和物、水和物、クラスレート、多形もしくは立体異性体である、実施形態9の化合物。
11.式IVaの化合物であって、

式中、
XおよびYは、実施形態9に定義される通りであり、
pは、0、1、2、3、4、5もしくは6である、式IVaの化合物、
またはその薬学的に許容される塩、溶媒和物、水和物、クラスレート、多形もしくは立体異性体である、実施形態10の化合物。
12.式IIAもしくは式IIIAの化合物であって、
もしくは

式中、R、R、R、R、R、Xおよびmは、実施形態9に定義される通りである、式IIAもしくは式IIIAの化合物、
またはその薬学的に許容される塩、溶媒和物、水和物、クラスレート、多形もしくは立体異性体である、実施形態9の化合物。
13.式IVAの化合物であって、
IVA
式中、
、RおよびXは、実施形態9に定義される通りであり、
pは、0、1、2、3、4、5もしくは6である、式IVAの化合物、
またはその薬学的に許容される塩、溶媒和物、水和物、クラスレート、多形もしくは立体異性体である、実施形態12の化合物。
14.式IVAaの化合物であって、
IVAa
式中、
Xは、実施形態9に定義される通りであり、
pは、0、1、2、3、4、5もしくは6である、式IVAaの化合物、
またはその薬学的に許容される塩、溶媒和物、水和物、クラスレート、多形もしくは立体異性体である、実施形態13の化合物。
15.式IIBもしくは式IIIBの化合物であって、
もしくは

式中、R、R、R、R、R、Xおよびmは、実施形態9に定義される通りである、式IIBもしくは式IIIBの化合物、
またはその薬学的に許容される塩、溶媒和物、水和物、クラスレート、多形もしくは立体異性体である、実施形態9の化合物。
16.式IVBの化合物であって、
IVB
式中、
、RおよびXは、実施形態9に定義される通りであり、
pは、0、1、2、3、4、5もしくは6である、式IVBの化合物、
またはその薬学的に許容される塩、溶媒和物、水和物、クラスレート、多形もしくは立体異性体である、実施形態15の化合物。
17.式IVBaの化合物であって、
IVBa
式中、
Xは、実施形態9に定義される通りであり、
pは、0、1、2、3、4、5もしくは6である、式IVBaの化合物、
またはその薬学的に許容される塩、溶媒和物、水和物、クラスレート、多形もしくは立体異性体である、実施形態16の化合物。
18.−X−Y、−X−ONOまたは−X−CH(ONO)CH−ONO部分は、フェニル環のメタ位置に結合される、実施形態9〜17のいずれか1つの化合物。
19.式II、IIA、IIB、III、IIIA、IIIB、IV、IVa、IVA、IVAa、IVBまたはIVBaの化合物のXは、結合、直鎖もしくは分岐鎖C−CもしくはC−C−アルキル−、または直鎖もしくは分岐鎖C−CもしくはC−C−O−アルキルである、実施形態9〜18のいずれか1つの化合物。
20.式中、
mは、0、1もしくは2であり、
nは、1、2もしくは3であるか、または
pは、1、2もしくは3である、実施形態1〜19のいずれか1つの化合物。
21.RおよびRの両方が水素である、実施形態1〜20のいずれか1つの化合物。
22.RおよびRの一方が水素であり、他方は直鎖または分岐鎖C−Cアルキルである、実施形態1〜20のいずれか1つの化合物。
23.RおよびRは、独立して、直鎖C−Cアルキル(例えば、メチルまたはエチル)であり、任意選択的に同じアルキル基である、実施形態1〜20のいずれか1つの化合物。
24.Rは水素である、実施形態1〜23のいずれか1つの化合物。
25.Rは、直鎖または分岐鎖C−Cアルキル(例えば、メチルまたはエチル)である、実施形態1〜23のいずれか1つの化合物。
26.RおよびRは、独立して、水素または直鎖もしくは分岐鎖C1−C6アルキルである、実施形態1〜25のいずれか1つの化合物。
27.RおよびRは、独立して、水素または直鎖もしくは分岐鎖C−Cアルキル(例えば、メチル、エチルまたはn−プロピル)である、実施形態26の化合物。
28.RおよびRの両方が水素である、実施形態26または27の化合物。
29.Rが水素であり、Rが直鎖もしくは分岐鎖C−CもしくはC−Cアルキル(例えば、メチル、エチルまたはn−プロピル)であるか、またはRが水素であり、Rが直鎖もしくは分岐鎖C−CもしくはC−Cアルキル(例えば、メチル、エチルまたはn−プロピル)である、実施形態26または27の化合物。
30.RおよびRは、独立して、直鎖または分岐鎖C−CまたはC−Cアルキル(例えば、メチル、エチルまたはn−プロピル)であり、任意選択的に同じアルキル基である、実施形態26または27の化合物。
31.R基、R基もしくはX基、またはそれらの任意の組み合わせもしくは全ては、独立して、直鎖または分岐鎖C−CまたはC1−C3アルキル、ハロアルキル、−OR、−NR、−ONO、−CN、−C(=0)R、−C(=O)OR、−OC(=O)R、−C(=O)NR、−NRC(=O)R、−OC(=O)OR、−0C(=O)NR、−NRC(=O)OR、−NRC(=O)NR、アリールおよびヘテロアリールから選択される1、2、または3個の置換基で置換されるか、あるいは/かつ、1〜6個のハロゲン(例えば、フッ素)もしくは重水素原子で置換されるか、または全ての利用可能な水素原子がハロゲン(例えば、フッ素)もしくは重水素原子で置換され、式中
は、各出現において、独立して、水素または直鎖もしくは分岐鎖C−CもしくはC−Cアルキルであり、
およびRは、各出現において、独立して、水素または直鎖もしくは分岐鎖C−CもしくはC−Cアルキルであるか、あるいは、R、Rおよびそれらが結合する窒素原子は、3〜6員の複素環を形成する、実施形態1〜30のいずれか1つの化合物。
32.R基、R基もしくはX基、またはそれらの任意の組み合わせもしくは全ては、独立して、重水素化アルキル、フルオロアルキルまたはアルキル−ONOである、実施形態31の化合物。
33.Xは、0、1、2、3、4、5または6個の炭素原子を有する、実施形態1〜32のいずれか1つの化合物。
34.Xは、0、1、2または3個の炭素原子を有する、実施形態33の化合物。
35.塩酸塩(HCl)または臭化水素酸(HBr)塩である、実施形態1〜34のいずれか1つの化合物。
36.表1に示す化合物から選択される、式IAaの化合物、




ならびにその薬学的に許容される塩(例えば、HClおよびHBr塩)、溶媒和物、水和物、クラスレート、多形および立体異性体。
37.以下



から選択される化合物、ならびにその薬学的に許容される塩(例えば、HClおよびHBr塩)、溶媒和物、水和物、クラスレート、多形および立体異性体であり、式中、Et=エチルであり、Pr=n−プロピルである、実施形態36の化合物。
38.表2に示す化合物から選択される、式IBaの化合物、


ならびにその薬学的に許容される塩(例えば、HClおよびHBr塩)、溶媒和物、水和物、クラスレート、多形および立体異性体。
39.以下




から選択される化合物、ならびにその薬学的に許容される塩(例えば、HClおよびHBr塩)、溶媒和物、水和物、クラスレート、多形および立体異性体であり、式中、Et=エチルであり、Pr=n−プロピルである、実施形態38の化合物。
40.表3に示す化合物から選択される、式IVAの化合物、



ならびにその薬学的に許容される塩(例えば、HClおよびHBr塩)、溶媒和物、水和物、クラスレート、多形および立体異性体。
41.以下

から選択される化合物、ならびにその薬学的に許容される塩(例えば、HClおよびHBr塩)、溶媒和物、水和物、クラスレート、多形および立体異性体である、実施形態40の化合物。
42.表4に示す化合物から選択される、式IVBの化合物、



ならびにその薬学的に許容される塩(例えば、HClおよびHBr塩)、溶媒和物、水和物、クラスレート、多形および立体異性体。
43.以下

から選択される化合物、ならびにその薬学的に許容される塩(例えば、HClおよびHBr塩)、溶媒和物、水和物、クラスレート、多形および立体異性体である、実施形態42の化合物。
44.実施形態1〜43のいずれか1つの化合物、またはその薬学的に許容される塩、溶媒和物、水和物、クラスレート、多形もしくは立体異性体と、1つ以上の薬学的に許容される賦形剤または担体と、を含む薬学的組成物。
45.治療を必要とする対象に、治療有効量の実施形態1〜43のいずれか1つの化合物、またはその薬学的に許容される塩、溶媒和物、水和物、クラスレート、多形もしくは立体異性体を投与することを含む、中枢神経系(CNS)の疾患を治療する方法。
46.CNS疾患は、神経変性疾患である、実施形態45の方法。
47.神経変性疾患は、認知症(例えば、アルツハイマー病、血管性認知症、レビー小体型認知症、前頭側頭型認知症およびHIV関連認知症)、ハンチントン病、パーキンソン病、多系統萎縮症(シャイ・ドレーガー症候群)、小脳変性症、失調症(例えば、小脳性運動失調症、脊髄小脳失調症、フリートライヒ運動失調症および毛細血管拡張性運動失調症[ルイ・バー症候群])、運動ニューロン疾患(例えば、筋萎縮性側索硬化症[ALS]、原発性側索硬化症[PLS]、進行性筋萎縮症[PMA]および脊髄性筋萎縮症[SMA])、多発性硬化症、視覚路の神経変性によって引き起こされる視力障害または視力喪失(例えば、視神経症/視神経萎縮症、緑内障および加齢黄斑変性症)、ならびに感音性難聴から選択される、実施形態46の方法。
48.神経変性疾患は、アルツハイマー病、血管性認知症、ハンチントン病、パーキンソン病またはALSである、実施形態47の方法。
49.CNS疾患は、脳血管障害(脳虚血[脳卒中等の急性虚血、血管性認知症、脳虚血/再灌流傷害、ならびに脳内の低酸素または/および低グルコースレベルによって引き起こされる神経学的障害等の慢性虚血を含む]、脳内出血、および網膜症を含む)、脳損傷および脳外傷(外傷性脳損傷、びまん性軸索損傷、一次的および二次的脳損傷、局所性およびびまん性脳損傷、無酸素性および低酸素性脳損傷、脳内出血および脳浮腫を含む)、脊髄損傷(例えば、外傷、虚血または変性疾患による)、てんかん(てんかん発作によって引き起こされる神経学的障害を含む)、ジスキネジア(例えば、レボドパ誘発性ジスキネジアおよび遅発性ジスキネジア)、痙縮、疼痛(例えば、急性疼痛、慢性疼痛、異痛症、複合性局所疼痛症候群[CRPS]、線維筋痛症、痛覚過敏、炎症性疼痛、神経障害性疼痛、術後疼痛、癌関連疼痛、薬剤誘発性疼痛および損傷誘発性疼痛)、頭痛(原発性頭痛[例えば、片頭痛、群発性頭痛および緊張性頭痛を含む]および二次性頭痛[例えば、脳血管障害、脳出血、脳損傷、脳感染症または脳腫瘍による)、神経発達障害(MEF2Cハプロ不全症候群[MCHS]、自閉症スペクトラム症[自閉症を含む]、発達遅延、知的障害、脆弱X症候群、注意欠陥多動障害[ADHD]および総合失調症)、気分障害(うつ病性障害[例えば、大うつ病性障害および治療抵抗性うつ病]、両極性障害および認知症関連気分障害を含む)、ならびに不安症(全般不安症、ストレス障害[例えば、急性ストレス障害、外傷後ストレス障害および慢性ストレスを含む]、および強迫性障害)から選択される、実施形態45の方法。
50.CNS疾患は、脳虚血、外傷性脳損傷、てんかん、疼痛または自閉症スペクトラム症である、実施形態49の方法。
51.化合物は、経口的に投与される、実施形態45〜50のいずれか1つの方法。
52.化合物は、非経口的に(例えば、静脈内に、筋肉内にまたは皮下に)投与される、実施形態45〜50のいずれか1つの方法。
53.化合物は、約1、5または10mg〜約100mgの1日用量で投与される、実施形態45〜52のいずれか1つの方法。
54.化合物は、約1、5、10、15、20、25、30、40、50、60、70、80、90または100mgの1日用量で投与される、実施形態53の方法。
55.化合物は、約5または10mg〜約50mgの1日用量で投与される、実施形態53または54の方法。
56.追加の治療薬を投与することをさらに含む、実施形態45〜55のいずれか1つの方法。
57.薬物として使用するための、実施形態1〜43のいずれか1つの化合物、またはその薬学的に許容される塩、溶媒和物、水和物、クラスレート、多形もしくは立体異性体。
58.薬物として使用するための、実施形態1〜43のいずれか1つの化合物、またはその薬学的に許容される塩、溶媒和物、水和物、クラスレート、多形もしくは立体異性体を含む、組成物。
59.薬物の調製における、実施形態1〜43のいずれか1つの化合物、またはその薬学的に許容される塩、溶媒和物、水和物、クラスレート、多形もしくは立体異性体の使用。
60.薬物は、神経変性疾患または非神経変性疾患等のCNS疾患の治療に使用するためのものである、実施形態57、58または59のそれぞれの化合物、組成物、または使用。
61.実施形態1〜43のいずれか1つの化合物、またはその薬学的に許容される塩、溶媒和物、水和物、クラスレート、多形もしくは立体異性体と、神経変性疾患または非神経変性疾患等のCNS疾患を治療するために化合物を投与するための指示書と、を含む、キット。
X.実施例
以下の実施例は、本開示を説明することのみを意図する。他の合成プロセス、アッセイ、試験、プロトコル、手順、方法、試薬および条件が、必要に応じて代替として用いられてもよい。
略語:DCM=ジクロロメタン;DMF=N,N−ジメチルホルムアミド:EGTA=エチレングリコール−ビス(β−アミノエチルエーテル)−N,N,N’,N’−テトラ酢酸;HEPES=4−(2−ヒドロキシエチル)−1−ピペラジンエタンスルホン酸;MTBE=メチルtert−ブチルエーテル;PBS=リン酸緩衝食塩水;RT=室温/周囲温度;TEA=トリメチルアミン;THF=テトラヒドロフラン アミノアダマンチルナイトレート化合物の合成
式Iおよび式IIIの化合物の代表的な合成を以下に示す。
実施例1.1−アミノメチレン−3,5−ジメチル−7−ニトラトメチルアダマンタン塩酸塩の合成

DCM(20mL)中の1−カルボキシ−3,5−ジメチルアダマンタンの溶液(5g、24mmol、Sigma−Aldrichから入手可能)に、DMF(2滴)、続いて塩化オキサリル(6.2mL、72mmol)を滴下して加えた。反応混合物を室温で一晩撹拌し、次いで真空で濃縮した。得られた油をTHF(10mL)に希釈し、THF(20mL)および28%水酸化アンモニウム(5mL)の氷冷溶液に加えた。反応物を1時間撹拌し、MTBEで希釈し、鹹水で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥し、濃縮して1−カルボキサミド−3,5−ジメチルアダマンタンを白色固体として得た。
1−カルボキサミド−3,5−ジメチルアダマンタン(2g、9.7mmol)を、0℃の発煙硫酸(30mL)に1時間かけて加えた。反応混合物を0℃で2時間撹拌し、次いで95%のギ酸(4mL)を滴下して処理した。混合物を0℃で2時間撹拌し、次いで氷上(200g)に慎重に注いだ。沈殿物を濾過し、水で洗浄し、真空下で乾燥して1−カルボキサミド−3,5−ジメチル−7−カルボキシアダマンタンを得た。
LiAlH(THF中1M、4mL)を、THF(15mL)中の1−カルボキサミド−3,5−ジメチル−7−カルボキシアダマンタンの溶液(620mg、2.5mmol)に加えた。反応混合物を40℃で24時間撹拌し、次いでグラウバー塩で反応を停止し、エーテルで希釈し、1時間撹拌した。濾過により固体を除去し、濾液の有機層を濃縮した。残渣をアセトニトリル(10mL)に溶解し、飽和炭酸水素ナトリウム溶液(10mL)およびBOCO(545mg、2.5mmol)で処理し、得られた混合物を8時間撹拌した。混合物をMTBEで希釈し、鹹水で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥し、濃縮した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(10〜100%のEtOAc/ヘキサン)により精製し、1−(N−Boc−アミノメチレン)−3,5−ジメチル−7−ヒドロキシメチルアダマンタンを得た。MS:m/z 324[M+H]
発煙硝酸と無水酢酸の混合物(1:1.5v/v)から形成された硝酸アセチル(420μL)の冷却溶液(0℃)を、0℃のDCM(5mL)中の1−(N−Boc−アミノメチレン)−3,5−ジメチル−7−ヒドロキシメチルアダマンタンの溶液(225mg、0.7mmol)に加えた。反応混合物を低温で15分間撹拌し、次いで飽和炭酸水素ナトリウムで反応を停止し、DCM中に抽出し、水で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥し、濃縮した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(10〜50%のEtOAc/ヘキサン)により精製し、1−(N−Boc−アミノメチレン)−3,5−ジメチル−7−ニトラトメチルアダマンタンを得た。MS:m/z 369[M+H]
ジオキサン中のHClの溶液(4N、2mL)を、1−(N−Boc−アミノメチレン)−3,5−ジメチル−7−ニトラトメチルアダマンタン(150mg)に加えた。反応混合物を室温で30分間撹拌し、次いで真空で濃縮した。残渣をエーテルで粉砕し、濾過して1−アミノメチレン−3,5−ジメチル−7−ニトラトメチルアダマンタン塩酸塩を得た。MS:m/z 269[M+H]
以下の化合物は、上記と同様の手順を用いて合成した:1−酢酸−3,5−ジメチルアダマンタン(Sigma−Aldrichから入手可能)から出発する1−(2−アミノエチル)−3,5−ジメチル−7−ニトラトメチルアダマンタン塩酸塩。
実施例2.1−アミノメチレン−3,5−ジメチル−7−ニトラトアダマンタン塩酸塩の合成

1−カルボキサミド−3,5−ジメチルアダマンタン(2g、9.7mmol、実施例1に記載されるように調製した)を、0℃の発煙硫酸(30mL)に1時間かけて加えた。反応混合物を0℃で2時間撹拌し、次いで氷上(200g)に慎重に注いだ。沈殿物を濾過し、水で洗浄し、真空下で乾燥して1−カルボキサミド−3,5−ジメチル−7−ヒドロキシアダマンタンを得た。MS:m/z 224[M+H]
LiAlH(THF中1M、5mL)を、THF(20mL)中の1−カルボキサミド−3,5−ジメチル−7−ヒドロキシアダマンタンの溶液(830mg、3.7mmol)に加えた。反応混合物を40℃で24時間撹拌し、次いでグラウバー塩で反応を停止し、エーテルで希釈し、1時間撹拌した。濾過により固体を除去し、濾液の有機層を濃縮した。残渣をアセトニトリル(10mL)に溶解し、飽和炭酸水素ナトリウム溶液(10mL)およびBOCO(806mg、3.7mmol)で処理し、得られた混合物を10時間撹拌した。混合物をMTBEで希釈し、鹹水で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥し、濃縮した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(10〜100%のEtOAc/ヘキサン)により精製し、1−(N−Boc−アミノメチレン)−3.5−ジメチル−7−ヒドロキシアダマンタンを得た。MS:m/z 310[M+H]
発煙硝酸と無水酢酸の混合物(1:1.5v/v)から形成された硝酸アセチル(300μL)の冷却溶液(0℃)を、0℃のDCM(3mL)中の1−(N−Boc−アミノメチレン)−3,5−ジメチル−7−ヒドロキシアダマンタンの溶液(150mg、0.5mmol)に加えた。反応混合物を低温で15分間撹拌し、次いで飽和炭酸水素ナトリウムで反応を停止し、DCM中に抽出し、水で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥し、濃縮した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(10〜50%のEtOAc/ヘキサン)により精製し、1−(N−Boc−アミノメチレン)−3,5−ジメチル−7−ニトラトアダマンタンを得た。MS:m/z 355[M+H]
ジオキサン中のHClの溶液(4N、2mL)を、1−(N−Boc−アミノメチレン)−3.5−ジメチル−7−ニトラトアダマンタン(85mg)に加えた。反応混合物を室温で30分間撹拌し、次いで真空で濃縮した。残渣をエーテルで粉砕し、濾過して1−アミノメチレン−3,5−ジメチル−7−ニトラトアダマンタン塩酸塩を得た。MS:m/z 255[M+H]
以下の化合物は、上記と同様の手順を用いて合成することができる:1−酢酸−3,5−ジメチルアダマンタン(Sigma−Aldrichから入手可能)から出発する1−(2−アミノエチル)−3,5−ジメチル−7−ニトラトアダマンタン塩酸塩。
実施例3.1−(2−アミノエチル)−3,5−ジメチル−7−(l−ニトラトプロピル)アダマンタン塩酸塩の合成

実施例1で1−カルボキシ−3,5−ジメチルアダマンタンから出発する1−カルボキサミド−3,5−ジメチル−7−カルボキシアダマンタンの調製について記載したのと同様の手順を用いて、1−酢酸−3,5−ジメチルアダマンタン(Sigma−Aldrichから入手可能)から出発して1−カルボキサミドメチル−3,5−ジメチル−7−カルボキシアダマンタンを調製した。TMSジアゾメタンを用いてメチルエステルを形成した。
臭化エチルマグネシウム(エーテル中3M、208mg、1.6mmol)を、THF(5mL)中の1−カルボキサミドメチル−3,5−ジメチル−7−(カルボン酸メチルエステル)アダマンタンの冷溶液(220mg、0.78mmol)に5分間かけて加え、氷浴中の反応混合物を2時間撹拌した。塩化アンモニウムの飽和溶液で反応を停止し、酢酸エチルで抽出した。有機層を鹹水で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥し、濃縮して、エチルケトンとジアルキル化アルコールの粗混合物を得た。溶出液として酢酸エチル/ヘキサンを用いたシリカゲルカラムクロマトグラフィーによる精製により、1−カルボキサミドメチル−3,5−ジメチル−7−(プロパン−1−オン)アダマンタン(86mg)を得た。
LiAlH(THF中1M、36mg、0.93mmol)を、THF(2mL)中の1−カルボキサミドメチル1−3,5−ジメチル−7−(プロパン−1−オン)アダマンタンの冷溶液(氷浴)(86mg、0.31mmol)に5分間かけて加え、次いで反応混合物を50℃で加熱し、4時間撹拌した。硫酸ナトリウムデカ水和物で反応を停止した。得られた固体を濾過し、THF(2×5mL)で洗浄し、濾液を濃縮した。溶出液としてDCM/メタノールを用いたシリカゲルカラムクロマトグラフィーによる精製により、1−(2−アミノエチル)−3,5−ジメチル−7−(1−ヒドロキシプロピル)アダマンタン(72mg)を得た。実施例1に記載したのと同様の手順に従って、BOCTOを用いてBocでアミノ基を保護した。
実施例1で1−(N−Boc−アミノメチレン)−3,5−ジメチル−7−ヒドロキシメチルアダマンタンから出発する1−アミノメチレン−3,5−ジメチル−7−ニトラトメチルアダマンタン塩酸塩の調製について記載したのと同様の手順を用いて、1−(N−Boc−2−アミノエチル)−3,5−ジメチル−7−(1−ヒドロキシプロピル)アダマンタンから出発して1−(2−アミノエチル)−3,5−ジメチル−7−(l−ニトラトプロピル)アダマンタン塩酸塩を調製した
以下の化合物は、上記と同様の手順を用いて合成することができる:1−カルボキシ−3,5−ジメチルアダマンタンから出発する1−(アミノメチレン)−3,5−ジメチル−7−(l−ニトラトプロピル)アダマンタン塩酸塩。
さらに、1−(2−アミノエチル)−3,5−ジメチル−7−(1−ニトラト−エチル)アダマンタン塩酸塩および1−(アミノメチレン)−3,5−ジメチル−7−(1−ニトラト−エチル)アダマンタン塩酸塩も、上記と同様の手順を用いて合成することができる。MeMgBrを対応するメチルエステルと反応させてメチルケトンを形成してもよいか、またはJ.Henkel et al,J.Med.Chem.,25:51−56(1982)に記載される手順に従って、MeLiを対応するカルボン酸と反応させることによってメチルケトンを形成してもよい。
実施例4.2−アミノメチレン−2−(3−ニトラトフェニル)アダマンタン塩酸塩の合成

3−メトキシフェニルマグネシウムブロミド(THF中1M、16mL)を、THF(20mL)中の2−アダマンタノンの冷溶液(0℃)(2g、13.3mmol、Sigma−Aldrichから入手可能)に加えた。反応混合物を週末にかけて3日間室温で撹拌し、次いで飽和炭酸水素ナトリウム溶液で反応を停止し、MTBEで希釈し、鹹水で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥し、濃縮した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(30%のEtOAc/ヘキサン)により精製し、2−ヒドロキシ−2−(3−メトキシフェニル)アダマンタンを得た。
クロロホルム(10mL)中の2−ヒドロキシ−2−(3−メトキシフェニル)アダマンタンの冷溶液(0℃)(3.4g、13.2mmol)を、TMSCN(1.84mL、13.9mmol)、続いてBF−OEt2(1.96mL、15.8mmol)で処理した。反応混合物を室温まで加温し、3時間撹拌した。炭酸水素ナトリウム溶液で反応を停止し、DCM中に抽出し、硫酸ナトリウムで乾燥し、濃縮した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(20%のEtOAc/ヘキサン)により精製し、2−シアノ−2−(3−メトキシフェニル)アダマンタンを得た。
LiAlH(Et0中1M、27.8mL)を、THF(20mL)中の2−シアノ−2−(3−メトキシフェニル)アダマンタンの溶液(2.48g、9.2mmol)に滴下して加え、反応混合物を50℃で一晩撹拌した。混合物を室温まで冷却し、グラウバー塩で反応を停止し、エーテルで希釈し、1時間撹拌した。濾過により固体を除去し、濾液の有機層を濃縮した。残渣をアセトニトリル(30mL)に溶解し、飽和炭酸水素ナトリウム溶液(30mL)およびBOCO(2g、9.2mmol)で処理し、14時間撹拌した。混合物をMTBEで希釈し、鹹水で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥し、濃縮した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(10〜100%のEtOAc/ヘキサン)により精製し、2−(N−Boc−アミノメチレン)−2−(3−メトキシフェニル)アダマンタンを得た。MS:m/z 372[M+H]
ジクロロエタン(20mL)中の2−(N−Boc−アミノメチレン)−2−(3−メトキシフェニル)アダマンタンの溶液(1.1g、4.0mmol)をBBr・SMe(1M、12mmol)で処理し、反応混合物を80℃で24時間撹拌した。飽和炭酸水素ナトリウムで反応を停止し、DCMで希釈し、鹹水で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥し、濃縮した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(20〜60%のEtOAc/ヘキサン)により精製し、2−(N−Boc−アミノメチレン)−2−(3−ヒドロキシフェニル)アダマンタンを得た。MS:m/z 358[M+H]
実施例1で1−(N−Boc−アミノメチレン)−3,5−ジメチル−7−ヒドロキシメチル−アダマンタンから出発する1−アミノメチレン−3,5−ジメチル−7−ニトラトメチルアダマンタン塩酸塩の調製について記載したのと同様の手順を用いて、2−(N−Boc−アミノメチレン)−2−(3−ヒドロキシフェニル)アダマンタンから出発して2−アミノメチレン−2−(3−ニトラトフェニル)アダマンタン塩酸塩を調製した。
実施例5.2−アミノメチレン−2−[3−(2−ニトラト−エトキシ)フェニル]アダマンタン塩酸塩の合成

DMF(5mL)中の2−(N−Boc−アミノメチレン)−2−(3−ヒドロキシフェニル)アダマンタンの溶液(230mg、0.64mmol、実施例4に記載されるように調製した)を、炭酸カリウム(200mg)および2−ベンジルオキシ−1−ブロモエタン(172mg、0.8mmol)で処理し、反応混合物を80℃で24時間撹拌した。混合物をMTBEで希釈し、鹹水で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥し、濃縮した。残渣をエタノール(10mL)に溶解し、10%Pd−C(20mg)で処理し、1atmの水素下で反応混合物を18時間室温で撹拌した。混合物を濾過し、濾液を濃縮した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(20〜100%のEtOAc/ヘキサン)により精製し、2−(N−Boc−アミノメチレン)−2−|3−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]アダマンタンを得た。MS:m/z 402[M+H]
実施例1で1−(A−Boc−アミノメチレン)−3.5−ジメチル−7−ヒドロキシメチル−アダマンタンから出発する1−アミノメチレン−3,5−ジメチル−7−ニトラトメチルアダマンタン塩酸塩の調製について記載したのと同様の手順を用いて、2−(N−Boc−アミノメチレン)−2−|3−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]アダマンタンから出発して2−アミノメチレン−2−[3−(2−ニトラト−エトキシ)フェニル]アダマンタン塩酸塩を調製した。
以下の化合物は、上記と同様の手順を用いて合成した:2−アミノメチレン−2−[3−(3−ニトラトプロピルオキシ)フェニル]アダマンタン塩酸塩。
実施例6.様々なアミノアダマンチルナイトレート化合物の合成
図1は、アミノアダマンチルナイトレート化合物9a〜e、13a〜eおよび16a〜eの合成を説明している。1−ブロモアダマンタン2b〜dは、J.Henkel et al.,J.Med.Chem.,25:51−56(1982)(“Henkel”)に記載されるようにアダマンタン1b〜dから作成することができる一方で、1−ブロモアダマンタン2aは、Henkelに記載されるように対応する1−ヒドロキシアダマンタンから作成することができる。1,3−Di−n−プロピルアダマンタン1eは、1,3−アダマンテ二酢酸(Sigma−Aldrichから入手可能)をCHLiと反応させた後、得られた1,3−アダマンタンジアセトンをヒドラジンでウォルフ・キッシュナー還元することによって調製することができる(Henkelに記載される1−アダマンタン酢酸からの1−プロピルアダマンタンの調製と同様である)。Henkelの手順を用いてアダマンタン1eを臭素付加して1−ブロモアダマンタン2eを形成することができる。NaCNまたはKCNを高温で用いて、1−ブロモアダマンタン2a〜eを1−シアノアダマンタン3a〜eに変換することができる。代替として、実施例1に記載される手順を用いて、アダマンタン1a〜eを、1−カルボキシアダマンタン4a〜eに、次いで1−カルボキサミドアダマンタン5a〜eに変換することができる。
アミノアダマンチルナイトレート化合物9a〜eは、実施例2で1−アミノメチレン−3,5−ジメチル−7−ニトラトアダマンタン塩酸塩の合成について記載される手順を用いて、1−シアノアダマンタン3a〜eまたは1−カルボキサミドアダマンタン5a〜eから合成することができる。LiAlH、続いてBocOを用いたシアノ基から−CHNHBoc基への変換は、実施例4に記載される。
アミノアダマンチルナイトレート化合物13a〜eは、実施例1で1−アミノメチレン−3,5−ジメチル−7−ニトラトメチルアダマンタン塩酸塩の合成について記載される手順を用いて、1−シアノアダマンタン3a〜eまたは1−カルボキサミドアダマンタン5a〜eから合成することができる。
アミノアダマンチルナイトレート化合物16a〜eは、実施例3で1−(2−アミノエチル)−3,5−ジメチル−7−(l−ニトラトプロピル)アダマンタン塩酸塩の合成について記載される手順を用いて、1−(シアノまたはカルボキサミド)−5または7−カルボキシアダマンタン10a〜eから合成することができる。メチルまたはエチルケトン14a〜eは、カルボキシアダマンタン10a〜eをMeLiまたはEtLiと反応させることによって調製することができる(Henkelに記載される1−アダマンタン酢酸をMeLiと反応させることによる1−アダマンタンアセトンの調製と同様である)。代替として、実施例3に記載されるように、メチルまたはエチルケトン14a〜eは、カルボン酸10のメチルエステルをMeMgBrまたはEtMgBrと反応させることによって調製することができる。
=HおよびR=Me、Etまたはn−Prであり、化合物9a、bおよびd、13a、bおよびd、ならびに16a、bおよびdに対応するアミノアダマンチルナイトレート化合物は、化合物9a、bおよびd、13a、bおよびd、ならびに16a、bおよびdの立体異性体である。立体異性体は、化合物9a、bおよびd、13a、bおよびd、ならびに16a、bおよびdの混合物(例えば、約1:1混合物)に含まれてもよいか、またはキラル高速液体クロマトグラフィー(HPLC)等によって化合物9a、bおよびd、13a、bおよびd、ならびに16a、bおよびdから分離されてもよい。
アミノアダマンチルナイトレート化合物の生物学的アッセイおよび試験実施例7.NMDAR誘発電流のインビトロ阻害
NR1/NR2Aイオンチャネル型グルタミン酸受容体を発現するHEK293細胞を用いたScreenPatch IonWorks Barracudaに基づくアッセイにおいて、様々なアミノアダマンチルナイトレート化合物のNMDA受容体に対する拮抗活性を評価した。アッセイは周囲温度で実施した。細胞外緩衝液(137mM NaCl、1mM KCl、5mM CaCl、10mM HEPES、10mMグルコース、pH7.4)を、PPCプレートのウェルに充填した(ウェル当たり11μL)。NRl/NR2Aを発現するHEK293細胞の懸濁液を、細胞内区画に50mM CsCl、90mM CsF、2mM MgCl、5mM EGTA、10mM HEPES(pH7.2)の細胞内液を含むPPC平面電極のウェルにピペットで入れた。保持電位は−70mVであり、試験化合物またはメマンチンHCl(陽性対照)の適用中の電位は−40mVであった。全細胞記録構成は、パッチに貫通孔を設けることにより確立し、搭載されたパッチクランプ増幅器によって膜電流を記録した。試験化合物およびアゴニスト(EC20のL−グルタミン酸)の同時適用中に1回の記録(走査)を行い、試験化合物の任意のPAM効果を検出した。試験化合物またはメマンチンHClの適用は、試験化合物またはメマンチンHClの1倍または2倍濃縮溶液20μLと、コアゴニスト(3μM L−グルタミン酸および50μMグリシン)の10μL/秒での添加からなっていた(全適用時間2秒)。試験化合物またはメマンチンHClとコアゴニストの同時曝露/同時適用の期間は、少なくとも15秒であった。NMDA受容体の活性化は、アゴニスト添加の2秒後に、ピーク電流振幅および電流振幅の測定に基づいて3つの方法で計算した。ビヒクル(アゴニスト)対照は3μM L−グルタミン酸および50mMグリシンであり、陽性対照はメマンチンHClであった。データ収集および分析は、IonWorksシステムソフトウェア(Molecular Devices Corporation、Union City,California)を使用して行った。試験化合物およびメマンチンHClのIC50は、8つの異なる濃度の試験化合物およびメマンチンHClから作成した用量反応曲線から計算した。試験化合物またはメマンチンHClとコアゴニストの同時適用後の電流振幅の減少および電流減衰を用いてNMDARチャネル遮断率を計算した。
塩酸塩としての以下のアミノアダマンチルナイトレート化合物をScreenPatchアッセイにおいて試験した:

メマンチン塩酸塩と、フェニルナイトレート化合物を除く全てのアミノアダマンチルナイトレート化合物は、ScreenPatchアッセイにおいてIC50<約20mMであった。
実施例8.パッチクランプ電気生理学におけるNMDA受容体機能の阻害
パッチクランプ電気生理学実験を行って、試験化合物が、Mg2+結合部位におけるまたはその付近のチャネル遮断と酸化還元調節部位のS−ニトロシル化の二重機構によってNMDA誘発電流を遮断する能力を評価する。
大脳皮質ニューロンの調製
C57BL/6マウスからの頭頂後頭皮質を含む組織を、3.5U/mLパパイン、1.7mMシステイン、20μg/mLウシ血清アルブミン、およびNMDAR遮断薬(100mM DL−APV[DL−アミノ−5−ホスホノ吉草酸]、1mMホスホノ吉草酸、10mM MgCl)を含有するハンクス平衡塩類溶液(HBSS)(pH7.22)中、37℃で2回インキュベートする(各回20分)。すすいだ後、1mLのガラス製血清学的ピペットで組織を穏やかに洗浄する。ポリ−L−リジンでコーティングしたガラス製カバースリップ上に上清を置く。電気生理学的記録の前に細胞を2〜10時間播種する。
解離したニューロンの電気生理学的記録
Chen et al.,J.Neurosci.,12:4427−4436(1992)およびChen et al.,J.Physiol.(Lond),499:27−46(1997)に記載されるように、遺伝子型を知らされていない実験者が、外側外面型パッチからの単一チャネル電流および大脳皮質ニューロンからの全細胞電流を20〜25℃で記録する。端的に述べると、120mM CsCl、20mM TEA−C1、10mM HEPES、2.25mM EGTA、1mM CaClおよび2mM MgClを含有する細胞内液(pH7.22)で電極を充填する。外液は、Mg2+塩を含まない、10μMグリシンで修飾したHBSSであり、[Ca2+]oを2.5mMに調整するか、またはCaClを加えずに、1mM EGTAを加えることによってナノモル範囲まで低下させる。(単一チャネルの記録中に低[Ca2+]oを用いてサブコンダクタンス状態を最小限に抑える)。電気生理学的実験における潜在的な問題は、NMDA誘発応答の減弱であるが、[Ca2+]oを低く維持すること、およびATP再生システムを使用することが役に立つ。さらに、ジチオスレイトール(DTT、0.5〜2mM)は、アミノアダマンチルナイトレート化合物(および他の酸化剤)の硝酸基の効果を逆転させることができるため、減弱の影響をチオール基(複数可)へのNO供与による実際のNMDAR阻害と区別することができる。単一の実験において複数の化合物を試験する場合、平均値の分散分析に続いてシェッフェの多重比較により、結果の有意性を評価する。NMDARチャネル内での試験化合物の滞留時間およびそれらが興奮性シナプス後電流(EPSC)振幅に与える影響を評価する[Chen(1997、上記参照)およびChen et al.,NeuroscL,86:1121−1132(1998)]。メマンチンおよびニトログリセリン(NTG)を実験における陽性対照として使用する。
実施例9.全細胞クランプ下でのNMDAR媒介電流の記録
ラット大脳皮質培養物および海馬自己シナプス培養物を用いてNMDAR媒介電流の全細胞記録を行うためのプロトコルは、H.Takahashi et al.,Sci.Rep.,5:14781(2015)に記載されている。
実施例10.フィールド記録によるラット海馬LTPの評価
ラット海馬において細胞外領域の興奮性シナプス後電位(EPSP)を記録するためのプロトコルは、H.Takahashi et al,Sci.Rep.,5:14781(2015)に記載されている。
実施例11.NMDA受容体のS−ニトロシル化
ビオチンスイッチアッセイにおいてラット脳におけるNMDA受容体のS−ニトロシル化を行うためのプロトコルは、H.Takahashi et al,Sci.Rep.,5:14781(2015)に記載されている。
実施例12.神経毒性に対するインビトロ保護
大脳皮質においてインビボで見られるのと同様の細胞型からなる、混合大脳皮質培養物を用いる[Chen et al,Neurosci.,86:1121−1132(1998);およびKim et al,Neuron,24:461−469(1999)]。ラット胎仔皮質培養物を用いる神経毒性実験のために、通常の培養培地を、フェノールレッドを含まないアール平衡塩類溶液(EBSS)と室温で交換する。次いで、培養物をNMDA中で5〜30分間インキュベートする(10mM〜1mMの用量応答曲線)。次いで、培養培地を新鮮なEBSSと置き換え、培養物をインキュベータに戻す。細胞死を定量化し、アポトーシスとネクローシスを区別するアッセイを用いて、最長24時間まで様々な時間にニューロン生存性について培養物をスコア化する。
NMDAによる軽度の刺激はアポトーシスを誘導する(プロピジウムヨウ化物染色および細胞透過処理後の形態学、アガロースゲルにおけるDNA断片化、電子顕微鏡法、形態学を用いたDNA断片のインサイチュ標識[TUNELおよびApoTag]、ならびにヒストン関連DNA断片のELISA[モノヌクレオソームおよびオリゴヌクレオソーム]によって監視される)[Bonfoco et al.,Techniques for distinguishing apoptosis from necrosis in cerebrocortical and cerebellar neurons, in Neuromethods:Apoptosis Techniques and Protocols,J.Poirier,Ed.,pp.237−253(1997)(Humana,Totowa,New Jersey)]。NMDAによる激しい刺激はネクローシスを誘導する(組織学、トリパンブルー染色、および乳酸脱水素酵素[LDH]の漏出によって監視される)[Ankarcrona et al.,Neuron,15:961−973(1995);Bonfoco et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,92:7162−7166(1995);Bonfoco et al.(1997、上記参照)、およびNicotera et al.,Apoptosis,1:5−10(1996)]。試験化合物による保護についての用量反応は、対照としてメマンチンおよびニトログリセリンを単独で、および組み合わせて使用して評価する。
アポトーシス細胞のインサイチュ検出は、市販のキット(Intergen、Purchase,New York)を使用してTUNEL染色により行う。PBSで洗浄した後、培養した細胞を1%パラホルムアルデヒドでスライド上に10分間固定する。PBSで洗浄した後、付着した細胞を湿式チャンバ内で末端デオキシヌクレオチドトランスフェラーゼ(TdT)とともに37℃で1時間インキュベートする。室温の停止/洗浄緩衝液で10分間処理し、PBSで3回洗浄した後、細胞を湿式チャンバ内でフルオレセイン結合抗ジゴキシゲニンとともに室温で30分間インキュベートする。PBS中で4回洗浄した後、培養細胞が付着したスライドを0.5μg/mLプロピジウムヨウ化物で対比染色し、ガラス製カバースリップに乗せる。顕微鏡下(拡大率100倍)でアポトーシス細胞の数を数える。
実施例13.ラットの初代小脳顆粒細胞のインビトロ保護
単離した乳仔ラットの初代小脳顆粒細胞を、10%FBS+25mM KCl+2mMグルタミン+1%二重抗体BME培地を用いて、ウェル当たり約1.2×10細胞で96ウェルプレートに接種する。24時間後、最終濃度10mMのシタラビンを加えて神経膠細胞の増殖を阻害する。4日目の後、最終濃度5mMのグルコースを4時間ごとに加えてエネルギー代謝および細胞の水分蒸発を補完する。材料を10日間培養するために細胞インキュベータ(37℃、5% CO)に入れる。200μMのグルタミン酸を用いて初代小脳顆粒細胞の興奮毒性傷害を誘導する。試験群は、通常の対照群、グルタミン酸群、異なるアミノアダマンチルナイトレート化合物を用いた前処理群、およびメマンチンを用いた前処理対照群を含む。2時間の前処理後、200μMのグルタミン酸を加えて細胞傷害を24時間誘発し、次いでMTT[3−(4,5−ジメチルチアゾール−2−イル)−2,5−ジフェニルテトラゾリウム臭化物]を培養物に4時間加える。上清画分を除去し、150μLのDMSOを各ウェルに加えて溶解させる。振盪させて混合した後、マイクロプレートリーダーで波長570nmでの吸光度値を測定し、細胞の生存率を計算する。細胞生存率(%)=(試験群の吸光度/通常の対照群の吸光度)×100%
実施例14.ラットにおける水迷路による神経行動学的検査
自然発症高血圧ラットにおいて水迷路による神経行動学的検査を実施するためのプロトコルは、H.Takahashi et al,Sci.Rep.,5:14781(2015)に記載されている。
実施例15.マウス脳虚血モデルにおけるインビボ神経保護
局所的脳虚血/再灌流のマウスモデルにおいて、Chen et al.,Neurosci.,86:1121−1132(1998)に記載されるような腔内縫合法を用いて、C57BL/6マウスの中大脳動脈(MCA)を2時間結紮する。試験化合物またはビヒクル対照の負荷投与量を最初に腹腔内(ip)投与する。MCA閉塞の2時間後、維持投与量の試験化合物またはビヒクル対照を12時間ごとに48時間ip投与する。MCA閉塞の48時間後に動物を屠殺し、TTC染色により分析する。腔内縫合法によって誘導される局所的脳虚血/再灌流の結果、例えば、梗塞の領域または体積等を、試験化合物が脳卒中後に脳損傷を軽減する能力のゲージとして測定する。
実施例16.ラット脳虚血モデルにおけるインビボ神経保護
HEK293細胞(ATCC、Manassas,VA起源)において発現される、ヒトGRIN1およびGRIN2B遺伝子によってコードされるNMDAグルタミン酸受容体NR1/NR2Bを用いて、NMDAの疎外について化合物を試験した。細胞は組織培養インキュベータ内に維持し、ストックは低温貯蔵に維持した。電気生理学に用いた細胞を150mmのプラスチック培養皿に播種した。HEK293細胞を適切なイオンチャネルまたはNR1およびNR2Bをコードする受容体cDNA(複数可)でトランスフェクトした。発現プラスミドに組み込まれたG418およびZeocin(商標)耐性遺伝子を用いて安定な形質移入体を選択した。培養培地中のG418およびZeocin(商標)により選択圧を維持した。10%ウシ胎仔血清、100U/mLペニシリンGナトリウム、100μg/mLストレプトマイシン硫酸塩、100ug/mL Zeocin(商標)、5ug/mLブラストサイジン、および500μg/mL G418を補充したダルベッコ変法イーグル培地/Nutrient Mixture F−12(D−MEM/F−12)で細胞を培養した。
試験化合物を8点濃度反応フォーマット(8つの複製ウェル/濃度)で評価した。全ての試験液および対照溶液は0.3% DMSOを含有していた。自動液体ハンドリングシステム(SciClone ALH3000、Caliper LifeScienses)を使用して、被験物質製剤を384ウェルプレートに充填した。アッセイの感度を検証するために、アンタゴニスト陽性対照物質(メマンチン)を8つの濃度で適用した(n=4であり、n=複製物の数)。
IonWorks(登録商標)Barracuda(商標)Automated Patch Clamp Systemを使用して、試験化合物の効果を評価した。細胞内液は、50mM CsCl、90mM CsF、2mM MgCl2、5mM EGTA、および10mM HEPES(pH7.2)を含有していた。この溶液はバッチで調製し、冷蔵保存した。記録セッションのための調製において、細胞内液をPPC平面電極の細胞内区画内に充填した。細胞外液(137mM NaCl;1.0mM KCl;5mM CaCl2;10mM HEPES;10mMグルコース;pH7.4。−70mVの保持電位を用いてパッチクランプ測定を行い、化合物適用中の電位は−40mVであった。細胞外緩衝液をPPCプレートのウェルに充填した(ウェル当たり11μL)。次いで、細胞懸濁液をPPC平面電極のウェルにピペットで入れた(ウェル当たり9μL)。全細胞記録構成は、パッチに貫通孔を設けることにより確立し、搭載されたパッチクランプ増幅器によって膜電流を記録した。2回の記録(走査)を行った:最初は被験物質の事前適用中、2回目は被験物質とアゴニスト(EC50L−グルタミン酸)の同時適用中に行い、被験物質によるNR1/NR2B受容体の阻害を検出した。適用は、アンタゴニストを含む20μLの試験液の10μL/秒で2回の添加からなっていた(全適用時間2秒)。2倍濃縮物質の1回目の添加は、1倍濃縮物質の2回目の添加の5分前に事前適用した。データ収集はIonWorks(登録商標)Barracuda(商標)ソフトウェアによって行い、データはMicrosoft Excel(Microsoft Corp.,Redmond,WA)を使用して分析した。濃度反応データは、以下の形式のHillの式にフィットさせた:反応=Base+[(Max−Base)/(1+(xhaif/x)rate)]、式中、Baseは、被験物質の低濃度での反応であり、Maxは高濃度での最大反応であり、Xhaifは、半最大活性化または半最大阻害のいずれかを引き起こす被験物質の濃度であるEC50またはIC50であり、RateはHill係数である。単純な結合モデルを想定して非線形最小二乗法を行った。フィットは標準偏差で重み付けした。フィットパラメータに関する仮定は行わなかった:フィットパラメータはアルゴリズムによって決定した。
表1に示すように、全ての試験化合物がNR1/NR2Bグルタミン酸受容体を阻害した。様々な化合物ごとに異なる程度の阻害が示された。対照アンタゴニストであるメマンチンは、以前に観察された阻害と同様の受容体の阻害をもたらした。対照アゴニストであるグルタミン酸は、受容体を刺激した。


メマンチン:

NM−004:

YQW−036(ニトロシナプシン)

化合物

化合物

化合物

化合物

化合物
化合物1〜5は全て、NR1/NR2Bグルタミン酸受容体を阻害する活性を示した。これらの化合物は、記憶、認識、および日常生活機能を果たす能力を改善するのに有用であり得る。これらの化合物は、糖尿病、脳虚血、外傷性脳損傷、脳卒中、てんかん、自閉症スペクトラム症、広範囲の神経変性疾患および他のCNS疾患、認知症(例えば、アルツハイマー病、血管性認知症、レビー小体型認知症、前頭側頭型認知症およびHIV関連認知症)、ハンチントン病、パーキンソン病、多系統萎縮症(シャイ・ドレーガー症候群)、小脳変性症、失調症(例えば、小脳性運動失調症、脊髄小脳失調症、フリートライヒ運動失調症および毛細血管拡張性運動失調症[ルイ・バー症候群])、運動ニューロン疾患(例えば、筋萎縮性側索硬化症[ALS]、原発性側索硬化症[PLS]、進行性筋萎縮症[PMA]および脊髄性筋萎縮症[SMA])、多発性硬化症、視覚路の神経変性によって引き起こされる視力障害または視力喪失(例えば、視神経症/視神経萎縮症、緑内障および加齢黄斑変性症)、ならびに認知症(例えば、アルツハイマー病、血管性認知症、レビー小体型認知症、前頭側頭型認知症およびHIV関連認知症)、ハンチントン病(しばしば認知症をもたらす)、パーキンソン病(しばしば認知症をもたらす)、多系統萎縮症(シャイ・ドレーガー症候群)、小脳変性症、失調症(例えば、小脳性運動失調症、脊髄小脳失調症、フリートライヒ運動失調症および毛細血管拡張性運動失調症[ルイ・バー症候群])、運動ニューロン疾患(例えば、筋萎縮性側索硬化症[ALS]、原発性側索硬化症[PLS]、進行性筋萎縮症[PMA]および脊髄性筋萎縮症[SMA])、多発性硬化症、視覚路の神経変性によって引き起こされる視力障害または視力喪失(例えば、視神経症/視神経萎縮症、緑内障および加齢黄斑変性症[AMD])、ならびに感音性難聴を治療するために使用することができる。
特定の実施形態を例示し、説明してきたが、様々な修正がそれらに対して行われてもよく、また本明細書において企図されることを理解されたい。また、本開示は、本明細書に提供される特定の例によって限定されないことも理解されたい。本明細書における本開示の実施形態および実施例の説明および例示は、限定的な意味で解釈されることを意図するものではない。本開示の全ての態様は、本明細書に記載される特定の描写、構成、または相対的比率に限定されず、それらは様々な条件および変数に依存し得ることをさらに理解されたい。本開示の実施形態および実施例の形態および詳細における様々な修正例および変形例が当業者には明白であろう。したがって、本開示は、そのようなあらゆる修正例、変形例および等価物も包含することが企図される。

Claims (20)

  1. 式Iを含む化合物であって、

    式中、
    およびRは、独立して、水素、ハロゲン化物、直鎖もしくは分岐鎖アルキル、直鎖もしくは分岐鎖ヘテロアルキル、直鎖もしくは分岐鎖アルコキシ、直鎖もしくは分岐鎖−O−ヘテロアルキル、シクロアルキル、ヘテロシクリル、アリールまたはヘテロアリールであり、それらの各々は任意選択的に置換されてもよく、
    およびRは、独立して、水素または直鎖もしくは分岐鎖C−Cアルキルであるか、
    あるいはR、Rおよびそれらが結合する窒素原子は、3〜8員の複素環を形成し、
    は、水素または直鎖もしくは分岐鎖C−Cアルキルであり、
    Xは、結合、直鎖もしくは分岐鎖−アルキル−、直鎖もしくは分岐鎖−ヘテロアルキル−、直鎖もしくは分岐鎖−O−アルキル−、直鎖もしくは分岐鎖−O−ヘテロアルキル−、−(CH−シクロアルキル−(CH−、−(CH−ヘテロシクリル−(CH−、−(CH−アリール−(O)−(CH−または−(CH−ヘテロアリール−(O)−(CH−であり、それらの各々は任意選択的に置換されてもよく、
    Yは、−ONOまたは
    であり、
    mは、0、1、2、3、4または5であり、
    jは、0、1、2または3であり、
    kは、0、1、2または3であり、
    hは、0または1である、式Iを含む化合物、
    あるいはその薬学的に許容される塩、溶媒和物、水和物、クラスレート、多形または立体異性体。
  2. は水素であり、Rは水素であり、Rは式Ia
    Ia
    を得るための水素であり、式中、
    nは、1、2、3、4、5もしくは6である、請求項1に記載の化合物、
    またはその薬学的に許容される塩、溶媒和物、水和物、クラスレート、多形もしくは立体異性体。
  3. nは1であり、Rはメチルであり、Rはメチルであり、Xは−(CH)−であり、YはONOである、請求項2に記載の化合物。
  4. nは2であり、Rはメチルであり、Rはメチルであり、Xはプロピル基であり、YはONOである、請求項2に記載の化合物。
  5. nは1であり、Rはメチルであり、Rはメチルであり、Xは結合であり、YはONOである、請求項2に記載の化合物。
  6. yは式IAを得るためのONOである、請求項1に記載の化合物、

    またはその薬学的に許容される塩、溶媒和物、水和物、クラスレート、多形もしくは立体異性体。
  7. は水素であり、Rは水素であり、Rは式IAa

    を得るための水素であり、式中、
    nは、1、2、3、4、5もしくは6である、請求項6に記載の化合物、
    またはその薬学的に許容される塩、溶媒和物、水和物、クラスレート、多形もしくは立体異性体。
  8. 前記式I、Ia、IA、またはIAaの化合物のXは、結合、直鎖もしくは分岐鎖C−CもしくはC−C−アルキル−、または直鎖もしくは分岐鎖C−CもしくはC−C−O−アルキル−である、請求項1、2、または6に記載の化合物。
  9. 前記化合物は、以下からなる群から選択される、請求項1に記載の化合物。
  10. 式IIを含む化合物であって、

    式中、
    およびRは、独立して、水素、ハロゲン化物、直鎖もしくは分岐鎖アルキル、直鎖もしくは分岐鎖ヘテロアルキル、直鎖もしくは分岐鎖アルコキシ、直鎖もしくは分岐鎖−O−ヘテロアルキル、シクロアルキル、ヘテロシクリル、アリール、またはヘテロアリールであり、それらの各々は任意選択的に置換されてもよく、
    およびRは、独立して、水素または直鎖もしくは分岐鎖C−Cアルキルであるか、あるいはR、Rおよびそれらが結合する窒素原子は、3〜8員の複素環を形成し、
    は、水素または直鎖もしくは分岐鎖C−Cアルキルであり、
    Xは、結合、直鎖もしくは分岐鎖アルキル−、直鎖もしくは分岐鎖−ヘテロアルキル−、直鎖もしくは分岐鎖−O−アルキル−、直鎖もしくは分岐鎖−O−ヘテロアルキル−、−(CH−、シクロアルキル−(CH−、−(CH−ヘテロシクリル−(CH−、−(CH−アリール−(O)−(CH−または−(CH−ヘテロアリール−(O)−(CH−であり、それらの各々は任意選択的に置換されてもよく、
    Yは、−ONOまたは
    であり、
    mは、0、1、2、3、4または5であり、
    jは、0、1、2または3であり、
    kは、0、1、2または3であり、
    hは、0または1である、式IIを含む化合物、
    あるいはその薬学的に許容される塩、溶媒和物、水和物、クラスレート、多形または立体異性体。
  11. は水素であり、Rは水素であり、Rは式IV
    IV
    を得るための水素であり、式中、
    pは、0、1、2、3、4、5もしくは6である、請求項10に記載の化合物、
    またはその薬学的に許容される塩、溶媒和物、水和物、クラスレート、多形もしくは立体異性体。
  12. は水素であり、Rは式IVa

    を得るための水素であり、式中、
    pは、0、1、2、3、4、5もしくは6である、請求項11に記載の化合物、
    またはその薬学的に許容される塩、溶媒和物、水和物、クラスレート、多形もしくは立体異性体。
  13. pは1であり、Xは結合であり、Yはオルト−ONOである、請求項12に記載の化合物。
  14. pは1であり、XはオルトO−(CH−であり、Yはオルト−ONOである、請求項12に記載の化合物。
  15. Yは式IVAを得るための−ONOである、請求項11に記載の化合物、

    またはその薬学的に許容される塩、溶媒和物、水和物、クラスレート、多形もしくは立体異性体。
  16. は水素であり、Rは式IVAa
    IVAa
    を得るための水素である、請求項15に記載の化合物、またはその薬学的に許容される塩、溶媒和物、水和物、クラスレート、多形もしくは立体異性体。
  17. Yは式IIIB
    IIIB
    を得るための
    である、請求項10に記載の化合物、またはその薬学的に許容される塩、溶媒和物、水和物、クラスレート、多形もしくは立体異性体。
  18. は水素であり、Rは水素であり、Rは式IVB
    IVB
    を得るための水素であり、式中、
    pは、0、1、2、3、4、5もしくは6である、請求項17に記載の化合物、
    またはその薬学的に許容される塩、溶媒和物、水和物、クラスレート、多形もしくは立体異性体。
  19. は水素であり、Rは式IVBa
    IVBa
    を得るための水素であり、式中、
    pは、0、1、2、3、4、5もしくは6である、請求項18に記載の化合物、
    またはその薬学的に許容される塩、溶媒和物、水和物、クラスレート、多形もしくは立体異性体。
  20. Xは、結合、直鎖もしくは分岐鎖C−CもしくはC−C−アルキル−、または直鎖もしくは分岐鎖C−CもしくはC−C−O−アルキルである、請求項10、11、12、15、16、17、18、または19のいずれか一項に記載の化合物。
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