JP4217605B2

JP4217605B2 - ピラジノ［１’，２’：１，６］ピリド［３，４−ｂ］インドール−１，４−ジオン誘導体

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Publication number: JP4217605B2
Application number: JP2003501998A
Authority: JP
Inventors: マークダブリュ．オーム，; ジェイソンスコットソーヤー，; リサエム．シュルツ，
Original assignee: リリーアイコスリミテッドライアビリティカンパニー
Priority date: 2001-06-05
Filing date: 2002-04-15
Publication date: 2009-02-04
Anticipated expiration: 2022-04-15
Also published as: MXPA03011082A; EP1392688A1; CA2445625C; ATE397606T1; WO2002098877A1; US20040152705A1; DE60226970D1; CA2445625A1; ES2307758T3; US7098209B2; EP1392688B1; JP2004532889A

Description

本発明は、一連の化合物、それら化合物の調製方法、それら化合物を含む医薬組成物、治療薬としてのそれらの使用に関する。特に、本発明は、環状グアノシン3’,5’-１リン酸特異的ホスホジエステラーゼ（ｃＧＭＰ特異的ＰＤＥ）、とりわけＰＤＥ５の強力で選択的な阻害剤に関するものであり、循環器疾患及び勃起不全の治療を含む、そのような阻害剤が効果的と考えられる各種治療領域において有用性を有する。

本発明には、先行技術として記載すべきものはない。

本発明が解決しようとする課題は、様々な治療領域において有用性を有する化合物を提供することにある。

本発明は、一般構造式(Ｉ)：

（ここでＲ^０は、ハロ及びＣ_１−６アルキルからなる群より独立して選択され；
Ｒ^１は、水素、Ｃ_１−６アルキル、Ｃ_２−６アルケニル、Ｃ_２−６アルキニル、ハロＣ_１−６アルキル、Ｃ_３−８シクロアルキル、Ｃ_３−８シクロアルキルＣ_１−３アルキル、アリールＣ_１−３アルキル、及びヘテロアリールＣ_１−３アルキルからなる群より選択され；
Ｒ^２は、ベンゼン、チオフェン、フラン及びピリジンからなる群より選択される任意に置換された単環式芳香環、並びに任意に置換された二環式環

（ここで複素環Ａは、飽和であるか、または部分的若しくは完全に不飽和な５または６員環であり、炭素原子と、酸素、硫黄及び窒素から選択される１または２以上のヘテロ原子を任意に含む）からなり；
Ｒ^３は、水素及びＣ_１−３アルキルからなる群より選択され、あるいはＲ^１とＲ^３は、共に５若しくは６員環の３若しくは４員アルキルまたはアルケニル鎖を表し；
Ｒ^４は、Ｃ_１−６アルキル、Ｃ_３−８シクロアルキル、Ｃ_３−８ヘテロシクロアルキル、Ｃ_２−６アルケニル、Ｃ_１−３アルキレンアリール、アリールＣ_１−３アルキル、ヘテロアリールＣ_１−３アルキル、Ｃ(＝Ｏ)Ｒ^ａ、アリール、ヘテロアリール、Ｃ(＝Ｏ)ＯＲ^ａ、Ｃ(＝Ｏ)ＮＲ^ａＲ^ｂ、Ｃ(＝Ｓ)ＮＲ^ａＲ^ｂ、ＳＯ_２Ｒ^ａ、ＳＯ_２ＯＲ^ａ、ＳＯ_２ＮＲ^ａＲ^ｂ、Ｓ(＝Ｏ)Ｒ^ａ、Ｓ(＝Ｏ)ＮＲ^ａＲ^ｂ、Ｃ(＝Ｏ)ＮＲ^ａＣ_１−４アルキレンＯＲ^ａ、Ｃ(＝Ｏ)ＮＲ^ａＣ_１−４アルキレンＨｅｔ、Ｃ(＝Ｏ)Ｃ_１−４アルキレンアリール、Ｃ(＝Ｏ)Ｃ_１−４アルキレンヘテロアリール、１以上のＳＯ_２ＮＲ^ａＲ^ｂ、ＮＲ^ａＲ^ｂ、Ｃ(＝Ｏ)ＯＲ^ａ、ＮＲ^ａＳＯ_２ＣＦ_３、ＣＮ、ＮＯ_２、Ｃ(＝Ｏ)Ｒ^ａ、ＯＲ^ａ、Ｃ_１−４アルキレンＮＲ^ａＲ^ｂ、及びＯＣ_１−４アルキレンＮＲ^ａＲ^ｂで置換されたＣ_１−４アルキレンアリール、Ｃ_１−４アルキレンＨｅｔ、Ｃ_１−４アルキレンＣ(＝Ｏ)Ｃ_１−４アルキレンアリール、Ｃ_１−４アルキレンＣ(＝Ｏ)Ｃ_１−４アルキレンヘテロアリール、Ｃ_１−４アルキレンＣ(＝Ｏ)Ｈｅｔ、Ｃ_１−４アルキレンＣ(＝Ｏ) ＮＲ^ａＲ^ｂ、Ｃ_１−４アルキレンＯＲ^ａ、Ｃ_１−４アルキレンＮＲ^ａＣ(＝Ｏ) Ｒ^ａ、Ｃ_１−４アルキレンＯＣ_１−４アルキレンＯＲ^ａ、Ｃ_１−４アルキレンＮＲ^ａＲ^ｂ、Ｃ_１−４アルキレンＣ(＝Ｏ) ＯＲ^ａ、及びＣ_１−４アルキレンＯＣ_１−４アルキレンＣ(＝Ｏ) ＯＲ^ａからなる群より選択され；
Ｈｅｔは、酸素、窒素またはイオウからなる群より選択される少なくとも１個のヘテロ原子を含み、任意にＣ_１−４アルキルまたはＣ(＝Ｏ)ＯＲ^ａで置換された、飽和であるか、または部分的若しくは完全に不飽和である５または６員のヘテロ環を表し；
Ｒ^ａは、水素、Ｃ_１−６アルキル、アリール、アリールＣ_１−３アルキル、Ｃ_１−３アルキレンアリール、ヘテロアリール、ヘテロアリールＣ_１−３アルキル、及びＣ_１−３アルキレンヘテロアリールからなる群より選択され；
Ｒ^ｂは、水素、Ｃ_１−６アルキル、アリール、ヘテロアリール、アリールＣ_１−３アルキル、ヘテロアリールＣ_１−３アルキル、Ｃ_１−３アルキレンＮ(Ｒ^ａ)_２、Ｃ_１−３アルキレンアリール、Ｃ_１−３アルキレンＨｅｔ、ハロＣ_１−３アルキル、Ｃ_３−８シクロアルキル、Ｃ_３−８ヘテロシクロアルキル、Ｃ_１−３アルキレンヘテロアリール、Ｃ_１−３アルキレンＣ(＝Ｏ)ＯＲ^ａ、及びＣ_１−３アルキレンＣ_３−８ヘテロシクロアルキルからなる群より選択され；
または、Ｒ^ａとＲ^ｂは、５若しくは６員環を形成するように取り込まれ、任意に少なくとも１個のヘテロ原子を含み；
ｑは、０、１、２、３または４である）を有する化合物、並びにその薬学的に許容しうる塩及び溶媒和物を提供する。

ここで用いられる場合、「アルキル」という用語は、指示された数の炭素原子を有する直鎖及び分岐炭化水素基、典型的にはメチル、エチル、直鎖及び分岐鎖プロピル並びにブチル基を含む。炭化水素基は、16個までの炭素原子を含むことができる。「アルキル」という用語は、「架橋アルキル」、すなわち、例えばノルボニル、アダマンチル、ビシクロ[2.2.2]オクチル、ビシクロ[2.2.1]ヘプチル、ビシクロ[3.2.1]オクチル、またはデカヒドロナフチルといったＣ_６-Ｃ_１６二環式または多環式炭化水素基を含む。「シクロアルキル」という用語は、例えばシクロプロピル、シクロブチル、シクロヘキシル、及びシクロペンチルといった環状Ｃ_３-Ｃ_８炭化水素基として定義される。

「アルケニル」及び「アルキニル」という用語は、炭素−炭素二重結合及び炭素−炭素三重結合を含むという点を除いて、「アルキル」と同一に定義される。「シクロアルケニル」は、環の中に炭素−炭素二重結合が存在する点を除いてシクロアルキルと同様に定義される。

「アルキレン」という用語は、置換基を有するアルキル基を指す。例えば、「Ｃ_１-３アルキレンアリール」という用語は、１個から３個の炭素原子を含み、かつアリール基で置換されたアルキル基を指す。ここで用いられる「アルケニレン」という用語も同様に定義され、指示された数の炭素原子及び炭素−炭素二重結合を有し、かつエチエニレンのような直鎖及び分岐鎖アルキレン基を含む。

「ハロ」または「ハロゲン」という用語は、ここではフッ素、臭素、塩素及びヨウ素を含むように定義される。

「ハロアルキル」という用語は、ここではフルオロ、クロロ、ブロモ、ヨードまたはそれらの組み合わせの１つまたはそれ以上のハロ置換基で置換されたアルキル基と定義される。同様に、「ハロシクロアルキル」は、１以上のハロ置換基を有するシクロアルキル基と定義される。

「アリール」という用語は、ここでは単独で、または組み合わせで、単環状または多環状芳香族基、好ましくは、例えばフェニルまたはナフチルといった単環系または二環系芳香族基と定義される。特に断りのない限り「アリール」基は非置換であるか、または１個若しくはそれ以上、特に１つから３つのハロ、アルキル、ヒドロキシアルキル、アルコキシ、アルコキシアルキル、ハロアルキル、ニトロ、アミノ、アルキルアミノ、アシルアミノ、アルキルチオ、アルキルスルフィニル及びアルキルスルフォニルで置換される。典型的なアリール基としてはフェニル、ナフチル、テトラヒドロナフチル、2-クロロフェニル、3-クロロフェニル、4-クロロフェニル、2-メチルフェニル、4-メトキシフェニル、3-トリフルオロメチルフェニル、4-ニトロフェニル等が挙げられる。「アリールＣ_１-３アルキル」と「ヘテロアリールＣ_１-３アルキル」という用語は、Ｃ_１-３アルキル置換基を有するアリール基またはヘテロアリール基と定義される。

「ヘテロアリール」という用語は、ここでは１つまたは２つの芳香環を有し、かつ少なくとも１個の窒素、酸素またはイオウの原子を芳香環中に有する単環式または二環式環系と定義され、非置換であるか、または１つ若しくはそれ以上、特に１つから３つのハロ、アルキル、ヒドロキシアルキル、アルコキシ、アルコキシアルキル、ハロアルキル、ニトロ、アミノ、アルキルアミノ、アシルアミノ、アルキルチオ、アルキルスルフィニル及びアルキルスルフォニルのような置換基で置換される。ヘテロアリール基の例としてはチエニル、フリル、ピリジル、オキサゾリル、キノリル、イソキノリル、インドリル、トリアゾリル、チオシアゾリル、イソキサゾリル、イミダゾリル、ベンゾチアゾリル、ピラジニル、ピリミジニル、チアゾリル及びチアジアゾリルが挙げられる。

「Ｈｅｔ」という用語は、酸素、窒素及びイオウからなる群より選択される１つまたはそれ以上のヘテロ原子を有する単環式、二環式及び三環式環系と定義される。「Ｈｅｔ」基は１つのオキソ基(＝Ｏ)を環に有することもある。「Ｈｅｔ」基には1,3-ジオキソラン、2-ピラゾリン、ピラゾリジン、ピロリジン、ピペラジン、ピロリン、2H-ピラン、4H-ピラン、モルフォリン、チオフォリン、ピペリジン、1,4-ジチアン及び1,4-ジオキサンが含まれるが、これらに限定されるものではない。

「ヒドロキシ」という用語は、-ＯＨと定義される。

「アルコキシ」という用語は、-ＯＲと定義され、ここでＲはアルキルである。

「アルコキシアルキル」という用語は、水素がアルコキシ基に置換されたアルキル基と定義される。

「ヒドロキシアルキル」という用語は、アルキル基に付随するヒドロキシ基と定義される。

「アミノ」という用語は、-ＮＨ₂と定義され、また「アルキルアミノ」という用語は-ＮＲ₂と定義され、ここで少なくとも１つのＲがアルキルであり、かつ２番目のＲがアルキルまたは水素である。

「アシルアミノ」という用語はＲＣ(＝Ｏ)Ｎと定義され、ここでＲはアルキルまたはアリールである。

「アルキルチオ」という用語は、-ＳＲと定義され、ここでＲはアルキルである。

「アルキルスルフィニル」という用語は、Ｒ-ＳＯ_２と定義され、ここでＲはアルキルである。

「アルキルスルフォニル」という用語は、Ｒ-ＳＯ_３と定義され、ここでＲはアルキルである。

「ニトロ」という用語は、-ＮＯ_２と定義される。

「トリフルオロメチル」という用語は、-ＣＦ_３と定義される。

「トリフルオロメトキシ」という用語は、-ＯＣＦ_３と定義される。

「シアノ」という用語は、-ＣＮと定義される。

本発明は、環状グアノシン3',5'-１リン酸特異的ホスホジエステラーゼ（ｃＧＭＰ特異的ＰＤＥ）、特にＰＤＥ５の強力な選択的阻害剤であり、循環器障害及び勃起不全の治療を含む、そのような阻害が有益であると考えられる様々な治療領域において有用性を有する化合物を提供することができる。

好ましい具体例において、ｑは０であり、または、Ｒ^０は、ハロ及びＣ_１−３アルキルからなる群より選択される。

構造式（Ｉ）の化合物の好ましい具体例において、Ｒ^２は、

（二環式環は、例えばナフタレン若しくはインデン、またはベンゾキサゾール、ベンゾチアゾール、ベンズイソキサゾール、ベンズイミダゾール、キノリン、インドール、ベンゾチオフェン若しくはベンゾフラン、または

（ｎは、整数１または２であり、Ｇは、独立してＣ(Ｒ^ａ)、Ｏ、ＳまたはＮＲ^ａ）である）で表される。Ｒ^２置換基を有する二環式環は、典型的にはフェニル環炭素原子によって分子の残りの部分と結合する。

構造式（Ｉ）の化合物の別の好ましい具体例において、Ｒ^２は、任意に置換された二環式環

（ｎは、１または２であり、Ｇは、独立してＣ(Ｒ^ａ)_２またはＯ）である。特に好ましいＲ^２には、

及び

が含まれる。この好ましい化合物の一群では、二環式環の置換基の例としてハロ（例えばクロロ）、Ｃ_１−３アルキル（例えばメチル、メチルまたはイソプロピル）、ＯＲ^ａ（例えばメトキシ、エトキシまたはヒドロキシ）、ＣＯ_２Ｒ^ａ、ハロメチルまたはハロメトキシ（例えばトリフルオロメチルまたはトリフルオロメトキシ）、シアノ、ニトロ及びＮＲ^ａＲ^ｂが含まれるが、これらに限定されるものではない。

好ましい具体例において、Ｒ^４は、Ｃ_１−６アルキル、アリール、ヘテロアリール、Ｃ(＝Ｏ)Ｒ^ａ、ＳＯ_２ＮＲ^ａＲ^ｂ、Ｃ(＝Ｏ)ＯＲ^ａ、Ｃ_１−４アルキレンＨｅｔ、Ｃ_１−４アルキレンヘテロアリール、Ｃ_１−４アルキレンアリール、Ｃ_１−４アルキレンＣ(＝Ｏ) Ｃ_１−４アルキレンアリール、Ｃ_１−４アルキレンＣ(＝Ｏ)ＯＲ^ａ、Ｃ_１−４アルキレンＣ(＝Ｏ)ＮＲ^ａＲ^ｂ、Ｃ_１−４アルキレンＣ(＝Ｏ) Ｈｅｔ、Ｃ_１−４アルキレンＮＲ^ａＲ^ｂ、Ｃ_１−４アルキレンＯＲ^ａ及びＣ_１−４アルキレンＮＲ^ａＣ(＝Ｏ) Ｒ^ａからなる群より選択される。

より好ましい具体例において、Ｒ^４は、Ｃ_１−６アルキル、Ｃ(＝Ｏ)Ｒ^ａ、ＳＯ_２ＮＲ^ａＲ^ｂ、アリール、ヘテロアリール、Ｃ_１−４アルキレンＨｅｔ、Ｃ_１−４アルキレンヘテロアリール；
Ｈｅｔがピペリジニル、モルフォニリル、ピロリジニル、ピロリドニル、テトラヒドロフラニル、ピペリジニル、

及び

からなる群より選択されるＣ_１−４アルキレンＨｅｔ；
Ｃ(＝Ｏ)ＯＲ^ａ、ＮＲ^ａＲ^ｂ、ＮＲ^ａＳＯ_２ＣＦ_３、ＳＯ_２ＮＲ^ａＲ^ｂ、ＣＮ、ＯＲ^ａ、Ｃ(＝Ｏ)Ｒ^ａ、Ｃ_１−４アルキレンＮＲ^ａＲ^ｂ、ニトロ、ＯＣ_１−４アルキレンアリール、及びＯＣ_１−４アルキレンＮＲ^ａＲ^ｂからなる群より選択される１個〜３個の置換基によって任意に置換されるＣ_１−４アルキレンＣ_６Ｈ_５；
Ｃ_１−４アルキレンＣ(＝Ｏ)ベンジル；
Ｃ_１−４アルキレンＣ(＝Ｏ) ＯＲ^ａ；
Ｃ_１−４アルキレンＣ(＝Ｏ) ＮＲ^ａＲ^ｂ；
Ｃ_６Ｈ_５；
Ｃ_１−４アルキレンＮＲ^ａＲ^ｂ；
及びＣ_１−４アルキレンＮＨＣ(＝Ｏ)Ｒ^ａからなる群より選択される。

特に好ましい具体例において、ｑは０であるか、またはＲ^０がハロ及びメチルからなる群より選択され；
Ｒ^１は水素、Ｃ_１−６アルキル及びハロＣ_１−６アルキルからなる群より選択され；
Ｒ^２は、

及び

からなる群より選択され；
Ｒ^３は、Ｃ_１−６アルキルであり；
Ｒ^３は、ＣＨ_３、(ＣＨ_２)_４Ｃ(＝Ｏ)ＯＨ、Ｃ(＝Ｏ)ＯＣＨ_３、Ｃ(＝Ｏ)ＣＨ_３、ＣＨ_２ＮＨＣＨ_２Ｃ_６Ｈ_５、ＣＨ_２ＮＨ_２、ＣＨＯ、Ｃ_２Ｈ_５、ＣＨ(ＣＨ_３)_２、ＣＨ_２ＯＨ、ＳＯ_２Ｎ(ＣＨ_３)_２、及び

からなる群より選択される。

構造式(Ｉ)の一般的範囲内にある化合物のうち、特に好ましいサブクラスは、構造式（II）の化合物

並びにそれらの薬学的に許容しうる塩及び溶媒和物（例えば、水和物）によって表される。

構造式（Ｉ）の化合物は、１以上の不斉中心を含むことがあり、それ故立体異性体として存在しうる。本発明は、構造式(Ｉ)の化合物の立体異性体の混合物及び分離した個々の立体異性体の両者を含む。構造式（Ｉ）の化合物は、互変異性形態で存在することもでき、本発明は、互変異体の混合物及び個々の互変異体の両者を含む。

構造式（Ｉ）の化合物の薬学的に許容しうる塩は、薬学的に許容しうる酸と共に形成される酸付加塩でありうる。適切な塩として塩酸塩、臭化水素酸、硫酸塩、重硫酸塩、リン酸塩、リン酸水素塩、酢酸塩、安息香酸塩、コハク酸塩、フマル酸塩、マレイン酸塩、乳酸塩、クエン酸塩、酒石酸塩、グルコン酸塩、メタンスルホン酸塩、ベンゼンスルホン酸塩、及びｐ−トルエンスルホン酸塩が挙げられるが、これらに限定されるものではない。構造式（Ｉ）の化合物は、塩基と共に薬学的に許容しうる金属塩、特にアルカリ金属塩とアルカリ土類金属塩も提供しうる。例としてナトリウム、カリウム、マグネシウム及びカルシウム塩が挙げられる。

本発明の化合物は、ｃＧＭＰ特異的ＰＤＥ５の強力かつ選択的阻害剤である。従って、構造式（Ｉ）の化合物は、治療における使用、特にＰＤＥ５の選択的阻害が有効と考えられる様々な状態の治療において興味深いものである。

ホスホジエステラーゼ（ＰＤＥ）は、環状アデノシン１リン酸（ｃＡＭＰ）や環状グアノシン１リン酸（ｃＧＭＰ）のような環状ヌクレオチドの加水分解を触媒する。ＰＤＥは、少なくとも７種のアイソザイム・ファミリーに分類され、多くの組織中に存在する(J.A. Beavo, Physiol. Rev.,75, p.725(1995))。

ＰＤＥ５の阻害は、特に魅力的な標的である。ＰＤＥ５の強力かつ選択的阻害剤は、血管拡張、弛緩及び利尿効果を提供し、これら効果のすべては、様々な疾患状態の治療において有益である。この領域の研究は、ｃＧＭＰの基本構造に基づいて、いくつかのクラスの阻害剤に至っている(E. Sybertz et al., Expert. Opin. Ther. Pat., 7, p.631(1997))。

ＰＤＥ５阻害剤の生化学的、生理学的及び臨床的効果は、平滑筋、腎臓、止血、炎症及び／または内分泌機能の調節が望ましい様々な疾患状態におけるそれらの有用性を示唆する。従って、構造式（Ｉ）の化合物は、自発性、労作性及び異形(Prinzmetal)狭心症、高血圧、肺性高血圧、うっ血性心不全、急性呼吸困難症候群、急性及び慢性腎不全、アテローム性動脈硬化、血管開放度減少状態（例えば、経皮経腔後冠状動脈若しくは頸動脈血管形成、またはバイパス術後移植片狭窄）、末梢血管疾患、レイノー病のような血管障害、血小板血症、炎症性疾患、心筋梗塞、脳卒中、気管支炎、慢性喘息、アレルギー性喘息、アレルギー性鼻炎、緑内障、骨粗鬆症、早産、前立腺肥大、十二指腸潰瘍、男性の勃起不全、女性の性的不全、並びに腸の運動障害（例えば、過敏性腸症候群）の治療における有用性を有する。

特に重要な用途は、性交不能の一形態であり、かつ一般的な医学的問題である男性勃起不全の治療である。性交不能は、男性においては性交能力の欠如と定義され、陰茎勃起若しくは射精、またはその両者の達成の不能を含みうる。勃起不全の発生率は年齢と共に増加し、40歳を超える男性の約50％がある程度の勃起不全を患う。

加えて、さらに重要な用途は、女性の覚醒障害の治療である。女性の覚醒障害は、性的行為の完了までの性的興奮の適切な潤滑／湿潤応答の獲得または維持の再発性不能と定義される。この覚醒応答は、骨盤における血管収縮、膣潤滑、並びに外部生殖器の拡張及び湿潤からなる。

従って、構造式（Ｉ）の化合物は、男性の勃起不全及び女性の覚醒障害の覚醒障害の治療において有用であることが想像される。このように、本発明は、ヒトを含む雄性動物における勃起不全及び雌性動物における覚醒障害の治療若しくは予防のための医薬の製造への構造式（Ｉ）の化合物、またはそれらの薬学的に許容しうる塩、若しくはそれらのうちのいずれかを含む医薬組成物の使用に関する。

「治療」という用語は、治療される状態または症状の進行若しくは苦しさの防止、軽減、停止または逆転を含む。そのようなものとして、「治療」という用語は医学的治療及び／または予防管理の両者を適切に含む。

「構造式（Ｉ）の化合物」またはそれらの生理学上許容しうる塩若しくは溶媒和物は、正味の化合物として、またはいずれかの化合物を含む医薬組成物として投与することができるとも理解される。

本発明の化合物は、主として男性の勃起不全や女性の覚醒障害といったヒトにおける性的不全の治療用であると想像されるが、その他の疾患状態の治療にも用いることができる。

従って、本発明のさらなる側面は、自発性、労作性及び異形(Prinzmetal)狭心症、高血圧、肺性高血圧、慢性閉塞性肺疾患、うっ血性心不全、急性呼吸困難症候群、急性及び慢性腎不全、アテローム性動脈硬化、血管開放度減少状態（例えば、PTCA後またはバイパス術後移植片狭窄）、末梢血管疾患、レイノー病のような血管障害、血小板血症、炎症性疾患、心筋梗塞、脳卒中、気管支炎、慢性喘息、アレルギー性喘息、アレルギー性鼻炎、緑内障、骨粗鬆症、早産、前立腺肥大、男性及び女性の勃起不全、または腸の運動障害（例えば、IBS）の治療において、構造式（Ｉ）の化合物の使用を提供することである。

本発明のもう一つの側面によると、上記状態及び疾患を治療するための医薬の製造への構造式（Ｉ）の化合物の使用が提供される。

さらなる側面において、本発明は、ヒト及び非ヒト動物身体における上記状態及び疾患を治療する方法であって、治療上有効量の構造式（Ｉ）の化合物を該身体に投与することを含む方法を提供する。

本化合物は、適切な経路、例えば経口、口腔、吸入、舌下、経腸、経膣、経尿道、経鼻腔、局所、経皮(percutaneous)すなわち経皮膚(transdermal)、または非経口的（静脈内、筋肉内、皮下及び環状動脈内を含む）投与によって投与することができる。非経口投与は針とシリンジを用いることにより、またはPOWDERJECT（商標）のような高圧技術を用いることによって達成することができる。

本発明の化合物は、経口投与が好ましい経路である。経口投与は、最も便利であり、かつ他の投与経路に関する不利益が回避される。嚥下障害または経口投与後の薬物吸収の障害を患う患者に対しては、例えば舌下投与または口腔投与のような非経口的投与によって薬物を投与することができる。

本発明において用いるのに適する化合物及び医薬組成物には、意図した目的を達成するのに有効な量の活性成分が投与されるものが含まれる。より具体的には、「治療上有効な量」とは被験者の発症の防止、または既存の症状の軽減に有効な量を意味する。有効量の決定は、特にここで提供される詳細な開示に鑑みると、十分に当該技術分野の熟練者の能力範囲内にある。

「治療上有効な用量」は、結果として所望の効果を達成する化合物の量を指す。そのような化合物の毒性及び治療効果は、例えばＬＤ_５０（集団の50％に対する致死量）及びＥＤ_５０（集団の50％に対する治療上有効量）を決定するといった、細胞培養物または実験動物における標準的な薬学的手段によって決定することができる。毒性効果と治療効果の用量比が治療指数であり、これはＬＤ_５０とＥＤ_５０の比として表される。高い治療指数を示す化合物が望ましい。そのようなデータから得られる結果は、ヒトにおける用量範囲を明確にするために使用される。そのような化合物の投与量は、毒性がほとんどないか、または全くなくＥＤ_５０を含む循環濃度の範囲内にあることが望ましい。用いられる投与形態及び利用される投与経路に依存して、投与量はこの範囲内を変化しうる。

正確な処方、投与経路及び投与量は、個々の医師が患者の状態に合わせて選ぶことができる。投与量及び投与間隔は、治療効果を維持するために十分である活性部位の血漿レベルを提供するように、個々に調製することができる。

投与される組成物量は、治療を受ける被験者、被験者の体重、苦痛の重篤度、投与方式及び処方する医師の判断に依存する。

具体的には、上記で確認される状態及び疾患の治療的または予防的処置におけるヒトへの投与について、構造式（Ｉ）の化合物の経口投与量は、平均的な成人患者（体重70kg）に対して、一般的には１日あたり0.5から約1000 mgである。従って、典型的な成人患者に対して、個々の錠剤またはカプセルは、単回または複数回用量で１日に１回または数回投与するため、適切な薬学的に許容しうる賦係薬または担体中で、0.2から500 mgの活性化合物を含む。静脈内、口腔または舌下投与における投与量は、典型的には１回の用量あたり0.1から500 mgである。実際には、個々の患者にとって最も適した正確な投与計画は医師が決定し、投与量はその患者の年齢、体重及び反応によって変化する。上記投与量は、平均的な事例を例示するものであるが、より多いまたはより少ない投与量が適切である個々の場合が存在し、それらは本発明の範囲内にある。

ヒトでの使用について、構造式（Ｉ）の化合物は単独で投与することもできるが、一般的には目的とする投与経路及び標準的な薬学実務に関して選択される医薬担体との混合物として投与される。従って、本発明の通りに使用する医薬組成は、構造式（Ｉ）の化合物を、薬学的に使用しうる製剤に加工することを容易にする１種またはそれ以上の種類の生理学的に許容しうる賦形剤及び助剤を用いる通常の方法によって処方することができる。

これらの医薬組成物は、通常の方法、例えば混合、溶解、造粒、糖衣錠製造、研和、乳化、カプセル封入、エントラッピングまたは親水化工程によって製造することができる。適切な処方は、選択される投与経路に依存する。治療上有効量の本発明の化合物を経口投与する場合、組成物は典型的には錠剤、カプセル、粉末、溶液またはエリキシルの形態となる。錠剤の形態で投与する場合、組成物はゼラチンや添加剤といった固体の担体を任意に含む。錠剤、カプセル及び粉末は、約５％から約95％本発明の化合物を含有し、好ましくは約25％から約90％本発明の化合物を含有する。液体の形態で投与する場合、水、石油または動物若しくは植物由来の油といった液体の担体が加えられる。液体形態の組成物は、さらに生理食塩水、デキストロース若しくはその他の糖類溶液、またはグリセロールを含有しうる。液体形態で投与する場合、組成物は約0.5％から約90重量％本発明の化合物を含有し、好ましくは約１％から約50重量％本発明の化合物を含有する。

治療上有効量の本発明の化合物を静脈内、皮膚または皮下注射によって投与する場合、組成物は発熱物質を含まない、注射薬として許容しうる水溶液の形態である。pH、等張性、安定性等に関して注射薬として許容しうる溶液の調製は、当該技術分野における技術の範囲内である。静脈内、皮膚または皮下注射用として好ましい組成物は、典型的には本発明に加えて等張性賦形剤を含む。

経口投与については、構造式（Ｉ）の化合物を当該技術分野において公知である薬学的に許容しうる担体と組み合わせることによって、容易にこれらの化合物を処方することが可能である。このような担体は、治療を受ける患者が経口摂取するために、本発明の化合物を錠剤、丸剤、糖衣錠、カプセル、液体、ゲル、シロップ、スラリー、懸濁液等として処方することを可能とする。経口で用いる医薬調製品は構造式（Ｉ）の化合物に固体賦形剤を添加し、得られた混合物を任意に粉砕し、必要であれば適切な助剤を添加した後、錠剤または糖衣錠の核を得るために顆粒の混合物を処理することによって得ることができる。適切な賦形剤として、例えば充填剤及びセルロース調製品が含まれる。必要であれば崩壊剤を添加することも可能である。

吸入による投与については、適切な噴射剤を用いることにより、加圧容器または噴霧器からエアロゾル・スプレーの形態で、本発明の化合物を容易に射出することが可能である。加圧エアロゾルの場合、規定量を射出するのにバルブを用いることによって投与単位を決定することができる。化合物及び乳糖またはデンプンのような粉末基剤を含む、吸入器または散布器に使用するため、例えばゼラチンのカプセル及びカートリッジを処方することが可能である。

注入、例えば大量瞬間注入または連続注入による非経口的投与用に化合物を処方することが可能である。注入用の処方は、保存剤を添加した単位用量形式、例えばアンプルまたは多用量容器という形式で表すことができる。組成物は、油性または水性賦形剤中で、懸濁液、溶液または乳剤のような形態をとることが可能であり、かつ懸濁化剤、安定化剤及び／または分散化剤のような配合剤を含有することが可能である。

非経口投与用の医薬組成には水溶性形態の活性化合物の水溶液が含まれる。さらに、活性化合物の懸濁液を、適切な油性注入懸濁液として調製することも可能である。適切な親油性溶媒または賦形剤には、脂肪油または合成脂肪酸エステルが含まれる。水性注入用懸濁液は、懸濁液の粘度を高める物質を含むことができる。この懸濁液は、適切な安定化剤、または化合物の溶解性を増大させ、高濃度溶液の調製を可能とするための薬剤を任意に含有することが可能である。別の方法として、本発明の組成物は、使用前に適切な賦形剤、例えば発熱性物質を含まない滅菌水を用いて調製するための粉末形態であってもよい。

本発明の化合物は、通常の座剤基剤を含む座剤または保持浣腸のような直腸用組成物に処方することも可能である。前述した処方に加え、これらの化合物はデポ製剤として処方することも可能である。このような長時間作用性処方は移植（例えば皮下または筋肉内）によって、または筋肉内注射によって投与することが可能である。従って、例えばこれらの化合物は適切な高分子性若しくは疎水性物質（例えば許容しうる油中の乳剤）、またはイオン交換樹脂、または難溶性誘導体、例えば難溶性塩を用いて処方することが可能である。

本発明の化合物の多くは、薬学的に許容しうる対イオンと共に塩として供給される。このような薬学的に許容しうる塩基付加塩は、遊離酸の生物学的有効性及び特性を保持しており、かつ適切な無機または有機塩基との反応によって得られる。

特に、構造式（Ｉ）の化合物は、デンプンや乳糖といった賦形剤を含む錠剤の形態で、またはカプセル若しくはオビュール(ovule)中に単独で、若しくは賦形剤と混合して、または香料若しくは着色料を含むエリキシル剤若しくは懸濁液の形態で、経口、口腔若しくは舌下投与することが可能である。こうした液体調製品は、懸濁剤のような薬学的に許容しうる添加剤を用いて調製することが可能である。化合物は、また非経口的に、例えば静脈内、筋肉内、皮下または環状動脈内に投与することも可能である。非経口投与には、溶液を血液と等張にするために他の物質、例えば塩類またはマンニトール若しくはグルコースのような単糖類を含むことができる滅菌水溶液の形態で、化合物は最善に用いられる。

獣医学的用途として、構造式（Ｉ）の化合物またはその無毒な塩を、通常の獣医学的実務に従って適切に許容しうる処方として投与される。獣医師は、特定の動物に、最も適した投与計画及び投与経路を容易に決定することができる。

従って、さらなる側面において、本発明は構造式（Ｉ）の化合物を薬学的に許容しうる希釈剤または担体と共に含有する医薬組成物を提供する。さらに、構造式（Ｉ）の化合物を含む医薬組成物の調製方法であって、構造式（Ｉ）の化合物を薬学的に許容しうる希釈剤または担体と共に混合することを含む方法も本発明によって提供される。

特定の具体例において、本発明は構造式（Ｉ）の化合物またはその薬学的に許容しうる塩を、薬学的に許容しうる希釈剤または担体と共に含有する、ヒトを含む雄性動物における勃起不全または雌性動物における覚醒障害の、治療的または予防的処置のための医薬組成物を含む。

構造式（Ｉ）の化合物は、当該技術分野において公知のあらゆる適切な方法によって、または本発明の一部を形成する下記の工程によって調製することが可能である。下記の方法において、Ｒ^０、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、及びＲ^４は、上記構造式（Ｉ）において定義される通りである。特に、構造式（Ｉ）の化合物は、以下の合成スキームによって調製することが可能である。

β−カルボリンを合成するには数種類の方法が存在する。例えば、Daugan米国特許第5,859,006号は、引用することによってここに組み込まれるが、構造式（III）及び（IV）：

の化合物を開示する。構造式（Ｉ）の化合物は、適切に置換された出発物質を用いることにより、構造式（IV）の化合物と類似の方法で調製することが可能である。

二者択一で、構造式（IV）の化合物を調製することが可能で、その後、インドール骨格の窒素原子が直接アルキル化またはアシル化され、目的とするＲ^４置換基が得られる。Ｎ−置換インドールの調製方法は、当該技術分野の熟練者には周知である。

構造式（Ｉ）の化合物を得るために、合成有機化学の一般原則に従って保護基を使用しうることが理解されている。ベンジルクロロフォルメイトやトリクロロエチルクロロフォルメイトのような保護基形成試薬は、当該技術分野における熟練者にはよく知られており、例えば、 T.W. Greene et al., "Protective Groups in Organic Synthesis, Third Edition," John Wiley and Sons, Inc., NY, NY (1999) を参照のこと。これら保護基は、必要なときに、当該技術分野における熟練者に公知の適切な塩基性、酸性及び還元状態で除去される。従って、ここでは明確には例示されていない構造式（Ｉ）の化合物は、当該技術分野における熟練者に調製可能である。

さらに、構造式（Ｉ）の化合物を、別の構造式（Ｉ）の化合物に変換することも可能であり、また、構造式（IV）の化合物を、構造式（Ｉ）の化合物に変換することも可能である。つまり、例えば、特定のＲ置換基は、もう一つの適切な構造式（Ｉ）の化合物を調製するために内部転換されうる。適切な内部変換の例として、適切な手段（例えば、ＳｎＣｌ_２またはパラジウム／炭素のようなパラジウム触媒を用いる）によりＯＲ^aを水酸基に、または標準的なアシル化若しくはスルホニル化状態を用いて、アミノ基をアシルアミノ基若しくはスルホアミノ基のような置換アミノ基に変換することが含まれるが、これらに限定されるものではない。その他の内部変換の例として、インドールＮ−ＨをインドールＮ−Ｒ^aに、ニトロ基をアミノ基に、及びシアノ基をＣ(＝Ｏ)ＯＲ^aまたはＣ(＝Ｏ)ＮＲ^aＲ^ｂに変換することが含まれる。

上記の方法により、構造式（Ｉ）の化合物は、個々の立体異性体として、またはラセミ混合物として調製することが可能である。本発明の化合物の個々の立体異性体は、例えばハイパーシルナフチル尿素のようなキラルカラムでのHPLC、または立体異性体の塩類の分離という、当該技術分野においてラセミ混合物を各構成立体異性体に分離するための公知の方法を用いることにより、ラセミ体から分離することが可能である。本発明の化合物は適切な溶媒からの結晶化、溶媒のエバポレーションによって、溶媒分子と関連して分離することが可能である。

塩基性中心を含む構造式（Ｉ）の化合物の薬学的に許容しうる酸付加塩は、通常の方法により調製することが可能である。例えば、遊離塩基の溶液を、それ自身または適切な溶媒中で適切な酸で処理することが可能であり、得られた塩は、濾過または反応溶媒を減圧下でエバポレートすることにより分離される。薬学的に許容しうる塩基付加塩は、同様の方法で構造式（Ｉ）の化合物を適切な塩基で処理することにより得ることが可能である。両タイプの塩は、イオン交換樹脂技術を用いて形成または相互転換されうる。従って、本発明のさらなる側面によると、構造式（Ｉ）の化合物またはその塩若しくは溶媒和物（例えば水和物）を調製し、次いで（i）塩形成または（ii）溶媒和物（例えば水和物）形成する方法が提供される。

以下、実施例においては、下記補足的略語を使用する：rt（室温）、min（分）、ｈ（時間）、ｇ（グラム）、sat（飽和）、mmol（ミリモル）、m.p.（融点）、eq（当量）、Ｌ（リットル）、mL（ミリリットル）、μＬ（マイクロリットル）、DMSO（ジメチルスルホキシド）、CH₂Cl₂（ジクロロメタン）、IPA（イソプロピルアルコール）、MeOH（メタノール）、DMF (ジメチルホルムアミド)、Ac₂O（無水酢酸）、Et₃N（トリエチルアミン）、MeNH₂（メチルアミン）、NaBH₄（水素化ホウ素ナトリウム）、MgBr₂（臭化マグネシウム）、sat.（飽和）、CH₃I（ヨウ化メチル）、NaH（水素化ナトリウム）、NH₄Cl（塩化アンモニウム）、Na₂SO₄（硫酸ナトリウム）、EtOAc（酢酸エチル）、SOCl₂（塩化チオニル）、Et₂O（ジエチルエーテル）、CHCl₃（クロロホルム）、NaHSO₄（硫酸水素ナトリウム）、NaHCO₃（炭酸水素ナトリウム）、HCl（塩酸）、NaCl（塩化ナトリウム）、及びTHF（テトラヒドロフラン）。

(6R, 12aS)-6-ベンゾ[1,3]ジオキソール-5-イル-2,7-ジメチル-2,3,6,7,12,12a-ヘキサヒドロピラジノ[1’,2’:1,6]ピリド[3,4-b]インドール-1,4-ジオン

実施例１は、ヨウ化メチルを用いるアルキル化によって、化合物（IV）から１段階で調製される。基本的な反応条件下、化合物（IV）は、C12a位が完全にエピマー化される。

化合物（IV）(1.95 g, 5.0 mmol) のTHF溶液 (60 mL)（化合物（IV）を熱THFに溶解させ、室温まで冷却したもの）を、NaH (ミネラルオイル中濃度80％、260 mg, 9.1 mmol) のTHF溶液 (10 mL) に０℃、窒素雰囲気下で３分以上かけて加えた。混合溶液を０℃で30分間撹拌し、その後、CH₃I (0.44 mL, 7.0 mmol) を１滴ずつ加えた。生じた混合溶液を５℃でさらに30分間撹拌し、その後、混合溶液は、CH₂Cl₂(200 mL)を用いて稀釈した。有機層を、飽和NH₄Cl (50 mL) 及び食塩水 (20 mL) を用いて連続的に洗浄し、無水Na₂SO₄を用いて乾燥させ、濾過し、減圧下で溶媒を除去して黄色の固体が得られた。残渣は、CH₂Cl₂(200 mL)、THF (30 mL) 及びメチル第３級ブチルエーテル (20 mL) の沸騰混合液に溶解させ、溶液を熱いうちに吸引濾過した。濾液から沈殿する固体は、吸引濾過によって収集し、減圧オーブン内で70℃、一晩かけて乾燥させると、実施例１が白色の固体 (1.62 g, 収率80％) が得られた： mp 386-387℃； TLC R_ｆ(4:1 CH₂Cl₂/ EtOAc)＝0.22。
^１H NMR (300 MHz, CDCl₃) δ: 7.53 (d, J=7.7 Hz, 1H), 7.38-7.08 (m, 3H), 7.02 (s, 1H), 6.80 (s, 1H), 6.75-6.58 (m, 2H), 5.93 (s, 2H), 4.32 (dd, J=11.9, 4.2 Hz, 1H), 4.13 (d, J=17.7 Hz, 1H), 3.98 (d, J=17.7 Hz, 1H), 3.54 (dd, J=15.6, 4.3 Hz, 1H), 3.41 (s, 3H), 3.12-2.87 (m, 4H).
¹³C NMR (125 MHz, CDCl₃) δ: 165.5, 161.3, 148.2, 148.0, 137.3, 131.6, 131.1, 125.9, 122.2, 119.6, 118.4, 109.1, 108.9, 108.3, 107.6, 101.3, 52.0, 51.4, 50.9, 33.3, 29.9, 27.5 ppm； API MS m/z 404.
[C_２３H_２１N_３O_４+H]^＋； [α]_D ^22℃= -346.0°(c=0.5, DMSO)。
C_２３H_２１N_３O_４の計算上の元素分析値：Ｃ, 68.47；Ｈ, 5.25；Ｎ, 10.42。実測値：Ｃ, 68.12；Ｈ, 5.56；Ｎ, 10.05。
実施例１の相対的立体化学は、NOE差実験 (DMSO-d₆) によってトランス異性体であることが確認された：4.16 ppmのC12aプロトンから6.98 ppm のC6プロトンにかけて陽性NOEの増大なし；。6.98 ppm のC6プロトンから4.16 ppmのC12aプロトンにかけて陽性NOEの増大なし。実施例１の絶対的立体化学は、円偏光二色性実験によって確認された。

(6R, 12aR)-6-ベンゾ[1,3]ジオキソール-5-イル-2,7-ジメチル-2,3,6,7,12,12a-ヘキサヒドロピラジノ[1’,2’:1,6]ピリド[3,4-b]インドール-1,4-ジオン

実施例２は、下記合成スキーム２に表されるように、1-メチル-D-トリプトファンから調製される。基本的な反応条件下、化合物（IV）は、C12a位が完全にエピマー化される。

塩酸1-メチル-D-トリプトファンメチルエステル（中間体１）の調製
塩化チオニル (1.3 mL, 18.4 mmol) を、1-メチル-D-トリプトファン (2.0 g, 9.2 mmol) のMeOH溶液 (30 mL) に０℃、窒素雰囲気下、１滴ずつ加えた。混合溶液をゆっくりと室温まで加温し、全部で20時間撹拌した。減圧下で溶媒を除去し、Et₂O (20 mL) を用いて粉末化した。生じた固体を吸引濾過によって収集し、減圧オーブン内で60℃、３日間乾燥させると、さらに精製することなく使用し得るくすんだ白色の粉末 (2.4 g, 収率96％) として中間体１が得られた：TLC R_ｆ(1:2 EtOAc/CHCl₃)＝0.22。

シス-β-カルボリン中間体２の調製
中間体１ (2.4 g, 8.9 mmol) 及びピペロナール (1.5 g, 9.8 mmol) のIPA懸濁液 (25 mL) を、窒素雰囲気下で還流しながら４時間撹拌した。冷却した混合溶液をIPA (20 mL) を用いて稀釈し、固体を吸引濾過によって収集した。濾液を濃縮すると茶色の油が得られ、それをEtOAc / CH₂Cl₂ (1:9) を用いて溶出させるフラッシュクロマトグラフィーによって精製し、確認はしていないが、中間体２が白色の固体 (0.50 g, 収率16％) として得られた。：TLC R_ｆ(1:2 EtOAc/CH₂Cl₂)＝0.84。トランスカルボリンも、確認はしていないが白色の固体 (0.50 g, 収率16％) として得られた： TLC R_ｆ(1:2 EtOAc/CH₂Cl₂)＝0.76。

シス-クロロアセチル-β-カルボリン中間体３の調製
塩化クロロアセチル (0.13 mL, 1.6 mmol) を、中間体２ (0.44 g, 1.2 mmol) 及びEt₃N (0.22 mL, 1.6 mmol) のCH₂Cl₂溶液 (20 mL) に０℃、窒素雰囲気下、１滴ずつ加えた。混合溶液をゆっくりと室温まで加温し、16時間撹拌した。生じた白色の懸濁液をCH₂Cl₂(100 mL) を用いて稀釈し、食塩水 (100 mL) を用いて洗浄し、Na₂SO₄を用いて乾燥させ、濾過した。減圧下で溶媒を除去すると、さらに精製することなく使用し得る黄色の泡 (0.47 g, 収率96％) として中間体3が得られた： TLC R_ｆ(1:2 EtOAc/CHCl₃)＝0.91。

実施例２の調製
中間体３ (0.46 g, 1.0 mmol) 及びCH₃NH₂(2.5 mL, 0.5 mmol, 2.0 M THF溶液) のCH₃OH溶液 (20 mL) を、窒素雰囲気下で還流しながら18時間撹拌し、その後、生じたオレンジ色の溶液を室温まで冷却した。減圧下で溶媒を除去すると茶色の油が得られた。この残渣をEtOAc / CHCl₃ (1:3) を用いて溶出させるフラッシュクロマトグラフィーによって精製すると、実施例２が琥珀色の粉末 (0.3 g, ２段階で収率75％以上) として得られた： mp 228-231℃； TLC R_ｆ(1:3 EtOAc/CHCl₃)＝0.41。
^１H NMR (500 MHz, DMSO-d₆) δ: 7.68 (d, J=7.9 Hz, 1H), 7.08-7.13 (m, 3H), 7.85 (d, J=8.1 Hz, 1H), 7.80 (s, 1H), 6.75 (d, J=8.1 Hz, 1H), 6.30 (s, 1H), 5.89 (s, 1H), 5.87 (s, 1H), 4.27-4.21 (m, 1H), 4.12 (d, J=17.4 Hz, 1H), 3.91 (d, J=17.4 Hz, 1H), 3.80-3.75 (m, 1H), 3.30-3.24 (m, 1H), 3.03 (s, 3H)； API MS m/z 404.
[C_２３H_２１N_３O_４+H]^＋； [α]_D ^25℃= +10.0°(c=1.0, CHCl₃)；
C_２３H_２１N_３O_４の計算上の元素分析値：Ｃ, 66.98；Ｈ, 5.38；Ｎ, 10.19。実測値：Ｃ, 67.26；Ｈ, 5.38；Ｎ, 9.83。
実施例２の立体化学は、一連のNOE差実験 (DMSO-d₆) によって目的とするシス異性体であることが確認された：4.24 ppmのC12aプロトンから6.30 ppm のC6プロトンにかけて陽性NOEが増大；。6.30 ppm のC6プロトンから4.24 ppmのC12aプロトンにかけて陽性NOEが増大。

(6R, 12aS)-6-ベンゾ[1,3]ジオキソール-5-イル-7-ベンジル-2-メチル-2,3,6,7,12,12a-ヘキサヒドロピラジノ[1’,2’:1,6]ピリド[3,4-b]インドール-1,4-ジオン

実施例３は、臭化ベンジルを用いるアルキル化によって、化合物（IV）から１段階で調製される。実施例１と同様、基本的な反応条件によって化合物（IV）は、完全にエピマー化される。

窒素雰囲気下、乾燥したフラスコに 2.05g (5.26 mmol) の化合物（IV）及び無水ＴＨＦを注ぎ、撹拌しながら０℃に冷却した。60％油分散体としてNaH (0.32 g, 7.9 mmol) を様々な割合で加えた。反応溶液を15分以上かけて室温まで加温し、その後、臭化ベンジル 0.69 mL (5.8 mmol) を加えた。20時間後、反応溶液は、EtOAcを用いて稀釈し、３％NaHSO₄、飽和NaHCO₃、及び食塩水を用いて洗浄し、Na₂SO₄を用いて乾燥させ、濾過し、ロータリーエバポレーターによって溶媒を除去した。生じた油は、フラッシュクロマトグラフィー (4.8×23 cm, CH₂Cl₂/ EtOAc /MeOH (90:10:1)) を用いて精製し、減圧下で乾燥させると白色の非晶質固体 2.14 g (収率85％) が得られた： mp 110-145℃。
^１H NMR (500 MHz, DMSO-d₆) δ: 7.59 (d, J=7.6 Hz, 1H), 7.40 (d, J=7.9 Hz, 1H), 7.26-7.07 (m, 5H), 6.88-6.80 (m, 4H), 6.71 (s, 1H), 6.58 (d, J=8.0 Hz, 1H), 6.00 (d, J=10.8 Hz, 2H), 5.36 (d, J=16.8, 1H), 4.75 (d, J=16.8 Hz, 1H), 4.23 (d, J=17.6 Hz, 1H), 4.12 (dd, J₁=11.7 Hz, J₂=4.0 Hz, 1H), 3.99 (d, J=17.6 Hz, 1H), 3.35 (dd, J₁=14.1 Hz, J₂は水ピークのために不明瞭, 1H), 3.01 (dd, J₁=12.1 Hz, J₂=15.1 Hz, 1H), 2.83 (s, 3H)； TLC R_ｆ(CH₂Cl₂/EtOAc/MeOH)( 90:10:1)＝0.31； MS m/z 502 (M+Na)；
[α]_D ^25℃= -230.2°(c=0.1, DMSO)；
C_２９H_２５N_３O_４の計算上の元素分析値：Ｃ, 72.64；Ｈ, 5.25；Ｎ, 8.76。実測値：Ｃ, 72.46；Ｈ, 5.40；Ｎ, 8.42。
トランス立体化学は、HMQC (Heteronuclear Multiple Quantum Correlation spectroscopy) 及びNOE (Nuclear Overhauser Effect) 差実験によって確認された：HMQCは、C6プロトンに対して6.80 ppm一重項を示す；4.12 ppmのC12aプロトンから6.58 ppm 及び 6.71 ppm の突出したアリールプロトンにかけて陽性NOEが増大するが、C6にかけては増大せず、C6からC12aにかけてはNOEが認められない。

(6R, 12aR)-7-アセチル-6-ベンゾ[1,3]ジオキソール-5-イル-2-メチル-2,3,6,7,12,12a-ヘキサヒドロピラジノ[1’,2’:1,6]ピリド[3,4-b]インドール-1,4-ジオン

実施例４は、無水酢酸を用いる化合物(IV)のアセチル化によって調製した。

化合物（IV） (2.01 g, 5.16 mmol)、4-ジメチルアミノピリジン (0.946 g, 7.74 mmol)、及び Ac₂O (0.97 mL, 10 mmol) を、窒素雰囲気下、乾燥したフラスコ内のTHF中でスラリー化させ、撹拌させた。反応は、TLCによって観察した。24時間後、さらにAc₂O 0.97 mL を加えた。７日後、EtOAcで稀釈することにより反応を停止させ、水性処理（飽和NaHCO₃、１N HCl、及び飽和NaClを用いて洗浄し、Na₂SO₄を用いて乾燥させ、濾過し、ロータリーエバポレーターで取り出す）する。残渣は、フラッシュクロマトグラフィー（4.8×22 cm, CH₂Cl₂/ EtOAc / MeOH）(90:10:1) によって精製し、減圧乾燥後、白色の非晶質固体 1.87 g (収率84％) が得られた： mp 145-159℃。
^１H NMR (500 MHz, DMSO-d₆) δ: 7.85 (d, J=6.8 Hz, 1H), 7.78 (d, J=6.8 Hz, 1H), 7.37-7.33 (m, 2H), 7.09 (s, 1H), 6.78 (s, 1H), 6.71 (d, J=8.1 Hz, 1H), 6.64 (d, J=8.1 Hz, 1H), 5.92 (d, J=4.4, 2H), 4.42 (dd, J₁=16.8 Hz, J₂=4.5 Hz, 1H), 4.21 (d, J=17.0 Hz, 1H), 3.93 (d, J=17.1 Hz, 1H), 3.55 (dd, J₁=17.6 Hz, J₂=4.7 Hz 1H), 2.96 (dd, J₁=16.4 Hz, J₂=12.6 Hz, 1H), 2.90 (s, 3H), 2.71 (s, 3H)； TLC R_ｆ(CH₂Cl₂/ EtOAc / MeOH)( 90:10:1)＝0.22； MS m/z 454 (M+Na)；
C_２４H_２１N_３O_５・3H_２Oの計算上の元素分析値：Ｃ, 65.91；Ｈ, 4.99；Ｎ, 9.61。実測値：Ｃ, 65.95；Ｈ, 4.75；Ｎ, 9.64。
シス立体化学は、NOE実験によって確認された： C12a (4.42 ppm) からC6 (7.09 ppm) にかけて、及び C6からC12aにかけて陽性NOEが増大する。
が、C6にかけては増大せず、C6からC12aにかけてはNOEが認められない。

本発明の化合物は、経口投与用の錠剤に処方することができる。例えば、構造式（Ｉ）の化合物は、参照することによりここに組み込まれるWO 96/38131に規定される共沈殿法により、高分子担体との分散物とすることが可能である。この共沈分散物は、賦形剤を配合し、その後錠剤に打錠することができ、任意にフィルムコートすることもできる。

構造式（Ｉ）の化合物のＰＤＥ５阻害能力について試験した。化合物のＰＤＥ５阻害能力は、その化合物のＩＣ_５０値、すなわち酵素活性の50％を阻害するために必要な阻害剤の濃度と合致する。構造式（Ｉ）の化合物のＩＣ_５０値は、組み換えヒトＰＤＥ５を用いて測定した。

本発明の化合物は、典型的には組み換えヒトＰＤＥ５に対して約50μＭ未満、好ましくは約25μＭ未満、より好ましくは約15μＭ未満のIＣ_５０値を示す。本発明の化合物は、典型的には組み換えヒトＰＤＥ５に対して約1μＭ未満、しばしば約0.05μＭ未満のＩＣ_５０値を示すこともある。本発明の完全な有効性を達成するために、本発明のＰＤＥ５阻害剤は約0.1 nMから約15μMのIＣ_５０値を有する。

組み換えヒトＰＤＥ５の産生及びＩＣ_５０の測定は、当該技術分野において周知の方法で実行することができる。典型的な方法を以下に示す：

ヒトＰＤＥの発現
サッカロミセス・セレビシエ（Ｓaccharomyces cerevisiea)（酵母）における発現
ヒトPDE1B、PDE2、PDE4A、PDE4B、PDE4C、PDE4D、PDE5及びPDE7の組み換え体産生は、Price et al., Methods in Enzymology, 185, pp. 308-318 (1990) に記載された基本ADH2プラスミドから誘導され、組み込まれた酵母ADH2プロモーター及びターミネーター配列並びにサッカロミセス・セレビシエ宿主が1998年８月31日にバージニア州マナサスのアメリカン・タイプ・カルチャー・コレクションに受付番号ATCC 74465で寄託されたプロテアーゼ欠失株BJ2-54である酵母形質転換ベクターを用いたことを除いて、米国特許第5,702,936号（参照することによりここに組み込まれる）の実施例７に記載されたものと同様に実施した。形質転換された宿主細胞はpH 6.2で遷移金属及びビタミンを含む２倍強度SC-leu培地により成長させた。24時間後、YEP(Yeast Extract and Bactopeputone)培地含有グリセロールを２倍強度YET(Yeast Extract and Tryptone)/３％グリセロールの最終濃度まで添加した。約24時間後、細胞を回収し、洗浄し、−70℃で保存した。

ヒトホスホジエステラーゼの調製
ホスホジエステラーゼ活性の測定
調製品のホスホジエステラーゼ活性は、以下のように測定した。基本的には木炭分離技術を用いるＰＤＥ測定を、Loughney等(1996)に記載されるとおりに実施した。この測定法において、存在するＰＤＥ活性量に比例して、ＰＤＥ活性が[32Ｐ]ｃＡＭＰまたは[32Ｐ]ｃＧＭＰを、対応する[32Ｐ]5'-ＡＭＰまたは[32Ｐ]5'-ＧＭＰに変換する。次に、[32Ｐ]5'-ＡＭＰまたは[32Ｐ]5'-ＧＭＰを、ヘビ毒5'-ヌクレオチダーゼの作用によって遊離[32Ｐ]リン酸と非標識アデノシンまたはグアノシンへと定量的に変換した。それ故、遊離した[32Ｐ]リン酸の量は、酵素活性に比例する。この測定は30℃で、40 mMトリス塩酸(pH 8.0)、１μM ZnSO₄、5 mM MgCl₂及び0.1 mg/mL牛血清アルブミン (ＢＳＡ)（最終濃度）を含有する100μL反応溶液中で実施した。ＰＤＥ酵素は、基質の総加水分解の30％以下をもたらす量で存在していた（線形測定条件）。測定は、基質(1 mM [32Ｐ]ｃＡＭＰまたはｃＧＭＰ)の添加によって開始し、混合液は12分間加温した。次に、クロタラス・アトロックス(Crotalus atrox)ヘビ毒75μgを加え、３分間加温を続けた（合計15分）。活性炭(0.1M NaH_２PO_４、pH 4中で25 mg/mL懸濁液)を添加することによって反応を停止させた。遠心(750Gで３分間)して活性炭を沈殿させた後、シンチレーションカウンターで放射活性を測定するため上清を採取し、ＰＤＥ活性を算出した。

Ｓ. セレビシエからのＰＤＥ５の精製
細胞ペレット(29 g)を等量の溶解緩衝液(25 mMトリス塩酸, pH 8, 5 mM MgCl₂, 0.25 mM DTT、1 mMベンザミジン及び10μM ZnSO₄)と共に氷上で解凍した。細胞をMicrofluidizer(登録商標)(Microfluidics Corp.)中、窒素圧20,000psiで溶解させた。溶解物を遠心し、0.45μｍのディスポ・フィルターを通して濾過した。濾液は、Ｑ SEPHAROSE（登録商標）Fast-flow (Pharmacia)の150 mLカラムに適用した。カラムは、緩衝液Ａ（20mM ビストリスプロパン, pH 6.8, １mM MgCl₂, 0.25mM DTT及び10μM ZnSO₄）を用いて洗浄し、緩衝液Ａ中の125mM NaClの段階的勾配、次いで緩衝液Ａ中の125-1000mM NaClの直線勾配で溶出させた。直線勾配からの活性分画は緩衝液Ｂ(20 mM ビストリスプロパン, pH 6.8, １mM MgCl₂, 0.25mM DTT, 10μM ZnSO₄及び250mM KCl)中で 180 mLヒドロキシアパタイトカラムに適用した。積載後、カラムを２倍容量の緩衝液Ｂで洗浄し、緩衝液Ｂ中の0-125mM リン酸カルシウムの直線勾配で溶出させた。活性分画をプールし、60％硫酸アンモニウムを用いて沈殿させ、緩衝液Ｃ(20 mM ビストリスプロパン, pH 6.8, 0.5mM DTT及び10μM ZnSO₄）中に再懸濁させた。そのプールをSEPHACRYL（登録商標）S-300 HRの140 mLカラムに適用し、緩衝液Ｃを用いて溶出させた。活性分画を50％グリセロ−ル溶液になるように希釈し、−20℃で保存した。

結果的に得られた調製品は、SDS-PAGEで約85％の純度であった。これら調製品は、タンパク質mg当たり毎分約３μmolのｃＧＭＰを加水分解する比活性を有していた。

ｃＧＭＰ-ＰＤＥに対する阻害
本発明の化合物のｃＧＭＰ-ＰＤＥ活性は、Wellset al., Biochim. Biophys. Acta, 384, 430 (1975)から適合させた単工程測定法によって測定した。反応媒体は、50 mMトリス塩酸、pH 7.5、5 mM酢酸マグネシウム、 250μg/mL 5'-ヌクレオチダーゼ、1 mM EGTA (ethlene glycol-bis(β-aminoethyl-ether)-N,N,N^１,N^１-tetraacetate)、及び0.15μM 8-[Ｈ³]-ｃＧＭＰを含有していた。特に表示されていなければ、使用された酵素はヒト組み換えＰＥＤ５(ICOS Corp., Bothell, Washington)であった。

本発明の化合物を、測定において最終的に２％となるようにDMSOに溶解させた。加温時間は30分であり、その間総基質変換は30％を超えなかった。

被験化合物のIＣ₅₀値は、10 nMから10 μMの濃度範囲における濃度−応答曲線から典型的に算出された。標準方法論を用いる他のＰＤＥ酵素に対する試験は、本発明の化合物がｃＧＭＰ特異的ＰＤＥ酵素に選択的であることを示した。

生物学的データ
本発明による化合物は、500nM(例えば、0.5μＭ）未満のIＣ₅₀値を典型的に示すことが見出された。本発明の代表的化合物のin vitro試験結果は、以下の表１に示されている。

明らかに、前述した本発明の多くの変更及び変形は、その趣旨及び目的から逸脱することなく実施することができ、従って、添付した請求の範囲に示されるような制限のみが課されるべきである。

本発明の一連の化合物、その製造方法及び治療薬としてのそれら化合物の使用は、医薬品の分野において、循環器疾患及び勃起不全の治療を含む、ｃＧＭＰ特異的ＰＤＥの阻害剤が効果的と考えられる各種治療領域の治療薬及びその製造方法として有用である。

Claims

下記式
（ここでｑが０であるか、Ｒ^０は、ハロ及びメチルからなる群より選択され；
Ｒ^１は、水素、Ｃ_１−６アルキル及びハロＣ_１−６アルキルからなる群より選択され；
Ｒ^２は、
及び
からなる群より選択され；
Ｒ^３は、Ｃ _１−６アルキルであり；
Ｒ^４は、Ｃ _１−６アルキル、Ｃ ( ＝Ｏ ) Ｒ ^ａ、ＳＯ _２ＮＲ ^ａＲ ^ｂ、Ｃ _１−４アルキレンアリール、Ｃ _１−４アルキレンＣ ( ＝Ｏ ) ＯＲ ^ａ、Ｃ ( ＝Ｏ ) ＯＲ ^ａ、Ｃ _１−４アルキレンＮＲ ^ａＲ ^ｂ、及びＣ _１−４アルキレンＯＲ ^ａからなる群より選択される化合物、並びにその薬学的に許容しうる塩及び溶媒和物。
ｑが０であり、Ｒ^１がメチルであり、Ｒ^３が水素であり、Ｒ^４がメチル、ベンジル、Ｃ(＝Ｏ)ＣＨ_３、ＳＯ_２Ｎ(ＣＨ_３)_２、ＣＨＯ、Ｃ_２Ｈ_５、ＣＨ(ＣＨ_３)_２、(ＣＨ_２)_４Ｃ(＝Ｏ)ＯＨ、Ｃ(＝Ｏ)ＯＣＨ_３、ＣＨ_２ＮＨＣＨ_２Ｃ_６Ｈ_５、ＣＨ_２ＮＨ_２、及びＣＨ_２ＯＨからなる群より選択される請求項１に記載の化合物。
(6R,12aS)-6-ベンゾ[1,3]ジオキソール-5-イル-2,7-ジメチル-2,3,6,7,12,12a-ヘキサヒドロピラジノ[1’,2’,:1,6]ピリド[3,4-b]インドール-1,4-ジオン；
(6R,12aR)-6-ベンゾ[1,3]ジオキソール-5-イル-2,7-ジメチル-2,3,6,7,12,12a-ヘキサヒドロピラジノ[1’,2’,:1,6]ピリド[3,4-b]インドール-1,4-ジオン；
(6R,12aS)-6-ベンゾ[1,3]ジオキソール-5-イル-7-ベンジル-2-メチル-2,3,6,7,12,12a-ヘキサヒドロピラジノ[1’,2’,:1,6]ピリド[3,4-b]インドール-1,4-ジオン；及び
(6R,12aR)-7-アセチル-6-ベンゾ[1,3]ジオキソール-5-イル-2-メチル-2,3,6,7,12,12a-ヘキサヒドロピラジノ[1’,2’,:1,6]ピリド[3,4-b]インドール-1,4-ジオンからなる群より選択される化合物、並びにその薬学的に許容しうる塩及び溶媒和物。
の構造式を有する化合物。
自発性狭心症、労作狭心症、異形狭心症、高血圧、肺性高血圧、慢性閉鎖性肺疾患、悪性高血圧、褐色細胞腫、急性呼吸窮迫症候群、うっ血性心不全、急性腎不全、慢性腎不全、アテローム性動脈硬化、血管開放度減少状態、末梢血管疾患、血管障害、血小板血症、炎症性疾患、心筋梗塞、脳卒中、気管支炎、慢性喘息、アレルギー性喘息、アレルギー性鼻炎、緑内障、十二指腸潰瘍、腸運動障害、経皮経腔後冠状動脈血管形成、頸動脈血管形成、バイパス手術後移植片狭窄、骨粗鬆症、早産、前立腺肥大及び過敏性腸症候群からなる群より選択される状態にある非ヒト雄性または雌性動物の治療方法であり、請求項１の化合物を薬学的に許容しうる希釈剤または担体と共に含む医薬組成物の有効量を該動物に投与することを含む方法。
勃起不全にある非ヒト雄性動物の治療方法であり、請求項１の化合物を薬学的に許容しうる希釈剤または担体と共に含む医薬組成物の有効量を該動物に投与することを含む方法。
治療が経口治療による請求項６に記載の方法。
覚醒障害にある非ヒト雌性動物の治療方法であり、請求項１の化合物を薬学的に許容しうる希釈剤または担体と共に含む医薬組成物の有効量を該動物に投与することを含む方法。
治療が経口治療である請求項８に記載の方法。
非ヒト雄性動物の勃起不全または非ヒト雌性動物の覚醒障害を治療的または予防的に処置する方法であって、有効用量の請求項１に記載の化合物、並びにそれらの薬学的に許容しうる塩及び溶媒和物を非ヒト動物に投与することを含む方法。