JP4339679B2

JP4339679B2 - Ｐｄｅ５阻害剤としてのカルボリン誘導体

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Publication number: JP4339679B2
Application number: JP2003507094A
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，; アラインクロード−マリードーガン，; アグネスボンブラン，; フランソワジェリベルト，; ライザエム．シュルツ，; レイモンドエフ．ブラウン，; ロメインリュックマリーゴシミン，
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: 2001-06-21
Filing date: 2002-05-02
Publication date: 2009-10-07
Anticipated expiration: 2022-05-02
Also published as: DE60213798T2; CA2445189C; MXPA03011167A; WO2003000691A1; JP2005500316A; ATE335742T1; CA2445189A1; EP1397361A1; DE60213798D1; US20040171830A1; US6984641B2; ES2269679T3; EP1397361B1

Description

本発明は、一連の化合物、そのような化合物の調製方法、そのような化合物を含有する薬学的組成物、および治療剤としてのその使用に関する。

詳細には、本発明は、環状グアノシン3’，5’一リン酸に特異的な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る化合物で、心臓血管障害および勃起機能不全の処置を含む、そのような阻害が有益と考えられる様々な治療領域において有用である化合物に関する。

本発明は、PDE5の強力な選択的阻害剤である、多数のβ−カルボリン化合物に関する。特にここに記載されている化合物に関して、選択的PDE5阻害剤は、付加的に光学置換を含むことができる。

例えば、ここに記載されているアルキル置換に関して、先に示された数の炭素原子を含有する直鎖状および分枝状の炭化水素基が含まれ、典型的には、メチル基、エチル基、ならびに直鎖および分枝状のプロピル基およびブチル基が含まれる。炭化水素基は16個までの炭素原子を含有することができる。用語「アルキル」には、「架橋アルキル」、すなわち、C₆〜C₁₆のビシクロ炭化水素基または多環式炭化水素基が含まれ、例えば、ノルボルニル、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、及び、「シクロアルキル」（例えば、環状のC₃〜C₈の炭化水素基、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）が含まれる。

さらに、記載されている用語「アリール」基は、非置換であり得るか、または例えば、1つ以上（特に1つ〜3つ）のハロ、アルキル、水素、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およびアルキルスルホニルで置換され得る。さらに例示的なアリール基には、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−ニトロフェニルなどが含まれる。

さらに、記載されている用語「アリール」基は、「ヘテロアリール」基であってもよく、非置換であり得るか、または例えば、ハロ、アルキル、ヒドロキシ、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およびアルキルスルホニルのような置換基の1つ以上（特に1つ〜3つ）により置換され得る。ヘテロアリール基の例には、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、イソチアゾリル、イソオキサゾリル、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、チアゾリルおよびチアジアゾリル、同様に1つまたは2つの芳香族環を含有し、かつ少なくとも1個の窒素原子または酸素原子またはイオウ原子を芳香族環に含有する単環系または二環系が含まれる。

記載された脂肪族の複素環は、複素環であってもよく、用語「Het」は、酸素、窒素、及び、イオウからなる群から選択される１つ以上のヘテロ原子を含んでいる単環式環、二環式環及び三環式環として定義され、任意に環に結合されたオキソ基（＝O）を含むことができる。「Het」基は、特に限定されず、1,3−ジオキソラン、2−ピラゾリン、ピラゾリジン、ピローリジン、ピペラジン、ピローリン、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−ジオキサンである。

本発明の化合物は1つ以上の非対称中心を含むことができ、従って立体異性体として存在し得る。本発明には、本発明の化合物の両方の混合物および別々の個々の立体異性体が含まれる。本発明の化合物にはまた互変異性形態が存在し得るので、本発明には、その両方の混合物および別々の個々の互変異性体が含まれる。

本発明の化合物の薬学的に受容可能な塩には、薬学的に受容可能な酸と形成される酸付加塩を挙げることができる。好適な塩の例には、塩酸塩、臭化水素酸塩、硫酸塩、重硫酸塩、リン酸塩、水素リン酸塩、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およびp−トルエンスルホン酸塩の塩が含まれるが、これらに限定されない。本発明の化合物はまた、塩基との薬学的に受容可能な金属塩（具体的には、アルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩）をもたらし得る。例には、ナトリウム塩、カリウム塩、マグネシウム塩およびカルシウム塩が含まれる。

本発明の化合物は、cGMPに特異的なPDE5の強力な選択的阻害剤である。本発明の化合物は、治療における使用が注目され、具体的には、PDE5の選択的な阻害が有益であると考えられる様々な状態を処置するための使用が注目される。

ホスホジエステラーゼ（PDE）は、環状アデノシン一リン酸（cAMP）および環状グアノシン一リン酸（cGMP）などの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つのイソ酵素ファミリーに分類されており、多くの組織に存在している（J.A.Beavo、Physiol.Rev.、75、725頁（1995））。

PDE5の阻害は、特に注目される標的である。PDE5の強力な選択的阻害剤は、血管拡張効果、弛緩効果および利尿効果をもたらし、これらはすべて、様々な疾患状態の処置において有益である。この領域での研究により、cGMPの基本構造に基づく数種類の阻害剤がもたらされている（E.Sybertz他、Expert.Opin.Ther.Pat.、7、631頁（1997））。

従って、PDE5阻害剤の生化学的効果、生理学的効果および臨床的効果により、その有用性が、平滑筋機能、腎臓機能、止血機能、炎症機能および／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いて示唆されている。従って、本発明の化合物は、安定型および不安定型および異型（プリンズメタル型）の狭心症、高血圧、肺高血圧症、鬱血性心不全、急性呼吸窮迫症候群、急性腎不全および慢性腎不全、アテローム性動脈硬化症、血管能力が低下した状態（例えば、経皮経管冠動脈形成術後もしくは頸動脈血管形成術またはバイパス手術後グラフト狭窄症）、末梢血管疾患、血管障害（レイノ病など）、血小板血症、炎症性疾患、発作、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、良性前立腺肥大、消化性潰瘍、男性の勃起機能不全、女性の性的興奮障害、ならびに消化管運動障害を特徴とする疾患（例えば、過敏性腸症候群）を含む多数の障害を処置することにおいて有用である。

特に重要な使用には、インポテンスの1つの形態で、一般的な医学的問題である男性の勃起機能不全の処置がある。インポテンスは、男性において性交力がないとして定義することができ、陰茎勃起または射精またはその両方を達成できないことを伴い得る。勃起機能不全の発生率は年齢とともに増大し、40歳を越える男性の約50％がある程度の勃起機能不全に罹っている。

さらに、さらなる重要な使用には、女性の性的興奮障害の処置がある。女性の性的興奮障害は、性的興奮の十分な潤滑／膨張応答を達成すること、または性行為が完了するまでそのような応答を維持することが頻発してできないこととして定義される。性的興奮応答は、骨盤の血管充血、膣潤滑、ならびに外性器の拡張および膨張からなる。

従って、本発明の化合物は、男性の勃起機能不全および女性の性的興奮障害を処置することにおいて有用であることが考えられる。従って、本発明は、雄性動物（ヒトを含む）における勃起機能不全および雌性動物（ヒトを含む）における性的興奮障害を治療的または予防的に処置する医薬品を製造するための、本発明の化合物、またはその薬学的に受容可能な塩、またはそれらのいずれかを含有する薬学的組成物の使用に関する。

用語「処置」には、処置されている状態または症状の進行または重篤度を防止するか、低下させるか、停止させるか、または逆転させることが含まれる。そのため、用語「処置」には、適する場合には医学的な治療的投与および／または予防的投与の両方が含まれる。

「本発明の化合物」またはその生理学的に受容可能な塩もしくは溶媒和物は、正味の化合物として、またはそれらのいずれかを含有する薬学的組成物として投与され得ることもまた理解される。

本発明の化合物は、男性の勃起機能不全および女性の性的刺激障害などのヒトにおける性的機能不全を処置するためであることが主に考えられるが、本発明の化合物はまた、他の様々な疾患状態を処置するためにも使用することができる。

従って、本発明のさらなる局面は、安定型および不安定型および異型（プリンズメタル型）の狭心症、高血圧、肺高血圧症、慢性閉塞性肺疾患、悪性高血圧症、クロム親和細胞腫、鬱血性心不全、急性呼吸窮迫症候群、急性腎不全および慢性腎不全、アテローム性動脈硬化症、血管能力が低下した状態（例えば、PTCA後またはバイパス手術後グラフト狭窄症）、末梢血管疾患、血管障害（レイノ病など）、血小板血症、炎症性疾患、心筋梗塞の予防、発作の予防、発作、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、産後の経腔的の冠動脈再建術、頸動脈再建術、早期の分娩、良性前立腺肥大、男性および女性の勃起機能不全、あるいは消化管運動障害を特徴とする疾患（例えば、IBS）を処置する際に使用される本発明の化合物を提供することである。

本発明の別の局面により、上記に記された状態および障害を処置する医薬品を製造するための本発明の化合物の使用が提供される。

さらなる局面において、本発明は、ヒトまたは非ヒト動物の身体における上記に記された状態および障害を処置する方法を提供する。この方法は、治療効果的な量の本発明の化合物を前記身体に投与することを含む。

本発明の化合物は任意の好適な経路によって投与することができ、例えば、経口投与、口内投与、吸入投与、舌下投与、直腸投与、膣内投与、経尿道投与、鼻腔投与、局所投与、皮膚を介した（すなわち、経皮的）投与、または非経口投与（静脈内投与、筋肉内投与、皮下投与および冠状動脈内投与を含む）によって投与することができる。非経口投与は、ニードルおよびシリンジを使用して、またはPOWDERJECT（商標）のような高圧技術を使用して達成することができる。

本発明の化合物の経口投与は好ましい経路である。経口投与は最も便利な投与であり、これにより、他の投与経路に付随する様々な不都合が避けられる。嚥下障害の患者または経口投与後の薬物吸収が損なわれている患者については、薬物を非経口的に投与することができ、例えば、舌下投与または口内投与することができる。

本発明における使用に好適な化合物および薬学的組成物には、有効成分が、その意図された目的を達成するために効果的な量で投与されるそのようなものが含まれる。より詳細には、「治療効果的な量」は、処置されている患者の発症を防止するために効果的な量、または処置されている患者の既に存在する症状を緩和するために効果的な量を意味する。効果的な量の決定は、特に、本明細書中に示される詳細な開示を考慮して、十分に当業者の能力の範囲内である。

「治療効果的な用量」は、所望する効果の達成をもたらす化合物のそのような量を示す。そのような化合物の毒性および治療効力は、例えば、LD₅₀（集団の50％致死量）およびED₅₀（集団の50％において治療効果的な用量）を決定するための細胞培養または実験動物における標準的な薬学的手法によって決定することができる。毒性効果と治療効果との用量比は、LD₅₀とED₅₀との比として表される治療指数である。大きい治療指数を示す化合物が好ましい。そのようなデータから得られるデータは、ヒトにおいて使用される投薬量範囲を明確化するときに使用することができる。そのような化合物の投薬量は、好ましくは、毒性を多少なりとも伴わない、ED₅₀を含む循環濃度の範囲内にある。投薬量は、用いられる投薬形態および利用される投与経路に依存して、この範囲内で変化させることができる。

正確な配合、投与経路および投薬量は、患者の状態を考慮して、個々の医師によって選ぶことができる。投薬量および投薬間隔は、治療効果を維持するために十分である活性成分の血漿中レベルをもたらすために、個々に調節することができる。

組成物の投与量は、処置されている患者、患者の体重、苦痛の重篤度、投与様式および処方医師の判断に依存する。

詳細には、上記に示された状態および障害の治療的または予防的な処置においてヒトに投与される場合、本発明の化合物の経口投薬量は、一般に、平均的な成人患者（70kg）については1日に約0.5mg〜約1000mgである。従って、典型的な成人患者の場合、個々の錠剤またはカプセルは、1日あたり1回または数回、単回用量物または多回用量物で投与するために、0.2mg〜500mgの活性な化合物を好適な薬学的に受容可能なビヒクルまたはキャリアに含有する。静脈内投与または口内投与または舌下投与に対する投薬量は、典型的には、必要に応じて、単回用量あたり0.1mg〜500mgである。実際には、医師により、個々の患者に対して最も好適な実際の投薬法が決定されるが、投薬量は、特定の患者の年齢、体重および応答によって変化する。上記の投薬量は平均的な場合の例示であるが、個々の場合には、それよりも大きい投薬量またはそれよりも少ない投薬量が効果を有する場合があり、そのようなことは本発明の範囲内である。

ヒトに使用される場合、本発明の化合物は単独で投与することができるが、一般には、意図された投与経路および標準的な製薬操作に関して選択された薬学的キャリアと混合されて投与される。本発明に従って使用される薬学的組成物は、従って、薬学的に使用され得る調製物に本発明の化合物を加工することを容易にする賦形剤および補助剤を含む1つ以上の生理学的に受容可能なキャリアを使用して従来の様式で配合することができる。

これらの薬学的組成物は、従来の様式で、例えば、従来的な混合プロセス、溶解プロセス、造粒プロセス、糖衣錠作製プロセス、研和化プロセス、乳化プロセス、カプセル化プロセス、包括化プロセスまたは凍結乾燥プロセスによって製造することができる。適正な配合は、選ばれた投与経路に依存している。治療効果的な量の本発明の化合物が経口投与される場合、組成物は、典型的には、錠剤、カプセル、粉末剤、溶液剤またはエリキシル剤の形態である。錠剤形態で投与される場合、組成物は、ゼラチンまたはアジュバントなどの固体のキャリアをさらに含有することができる。錠剤、カプセルおよび粉末剤は、約5％〜約95％の本発明の化合物を含有し、好ましくは約25％〜約90％の本発明の化合物を含有する。液体形態で投与される場合、水、鉱油、または動物起源もしくは植物起源のオイルなどの液体のキャリアを加えることができる。組成物の液体形態はさらに、生理学的な生理的食塩水溶液、デキストロースもしくは他の糖の溶液、またはグリコールを含有することができる。液体形態で投与される場合、組成物は約0.5重量％〜約90重量％の本発明の化合物を含有し、好ましくは約1重量％〜約50重量％の本発明の化合物を含有する。

治療効果的な量の本発明の化合物が、静脈内注射、経皮注射または皮下注射によって投与される場合、組成物は、パイロジェンを含まない非経口的に受容可能な水溶液の形態である。そのような非経口的に受容可能な溶液剤の調製は、pH、等張性、安定性などを適正に考慮して、当業者の範囲内である。静脈内注射、経皮注射または皮下注射のための好ましい組成物は、典型的には、本発明の化合物に加えて、等張性のビヒクルを含有する。

経口投与される場合、化合物は、本発明の化合物をこの分野で十分に知られている薬学的に受容可能なキャリアと組み合わせることによって容易に配合することができる。そのようなキャリアは、処置される患者によって経口摂取される錠剤、ピル、糖衣錠、カプセル、液剤、ゲル剤、シロップ剤、スラリー剤、懸濁剤などとして本発明の化合物が配合されることを可能にする。経口使用される薬学的調製物は、本発明の化合物を固体の賦形剤とともに加え、必要な場合には得られた混合物を粉砕し、そして錠剤または糖衣錠コアを得るために、所望する場合には好適な補助剤を加えた後、顆粒の混合物を加工することによって得ることができる。好適な賦形剤には、例えば、充填剤およびセルロース調製物が含まれる。所望する場合には、崩壊剤を加えることができる。

吸入により投与される場合、本発明の化合物は、好適な噴射剤の使用によって、加圧パックまたはネブライザーから得られるエアロゾルスプレー物の形態で都合よく送達される。加圧されたエアロゾルの場合、投薬量単位は、計量された量を送達するためのバルブを提供することによって決定することができる。吸入器または吹き入れ器において使用される、化合物と好適な粉末基剤（ラクトースまたはデンプンなど）との粉末混合物を含有するカプセルおよびカートリッジ（例えば、ゼラチン）を配合することができる。

化合物は、注射による非経口投与のために、例えば、ボーラス注射または連続注入による非経口投与のために配合することができる。注射用配合物は、保存剤が添加された、例えば、アンプルまたは多回用量容器におけるユニット投薬形態物で提供され得る。組成物は、懸濁物、溶液、または油性もしくは水性のビヒクルにおけるエマルションのような形態を取ることができ、そして懸濁剤、安定化剤および／または分散剤などの配合剤を含有することができる。

非経口投与される薬学的配合物は、活性な化合物の水溶性形態にある水溶液を含む。さらに、活性な化合物の懸濁物を、適する油性の注射用懸濁物として調製することができる。好適な親油性の溶媒またはビヒクルには、脂肪オイルまた合成脂肪酸エステルが含まれる。水性の注射用懸濁物は、懸濁物の粘度を増大させる物質を含有することができる。場合により、懸濁剤はまた、好適な安定化剤、または化合物の安定性を増大させ、かつ高濃度の溶液剤の調製を可能にする薬剤を含有することができる。あるいは、本発明の組成物は、使用前に、好適なビヒクルで、例えば、滅菌されたパイロジェン非含有水で構成される粉末形態にすることができる。

本発明の化合物はまた、例えば、従来の坐薬基剤を含有する、坐薬または停留浣腸剤などの直腸用組成物で配合することができる。前に記載された配合物に加えて、化合物はまた、デポ剤調製物として配合することができる。長く作用するそのような配合物は、埋め込み（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できる。従って、例えば、化合物は、好適なポリマー物質もしくは疎水性物質（例えば、受容可能なオイルにおけるエマルションとして）またはイオン交換樹脂と一緒に配合することができ、あるいはやや溶けにくい誘導体として、例えば、やや溶けにくい塩として配合することができる。

本発明の化合物の多くは、薬学的に適合し得る対イオンとの塩として提供され得る。そのような薬学的に受容可能な塩基付加塩は、遊離酸の生物学的な有効性および性質を保持し、好適な無機塩基または有機塩基との反応によって得られるそのような塩である。

特に、本発明の化合物は、デンプンまたはラクトースなどの賦形剤を含有する錠剤の形態で、または単独もしくは賦形剤との混合物のいずれかでのカプセルもしくは卵型剤型で、あるいは矯味矯臭剤または着色剤を含有するエリキシル剤または懸濁剤の形態で、経口投与、口内投与または舌下投与することができる。そのような液体の調製物は、懸濁剤などの薬学的に受容可能な添加剤を用いて調製することができる。化合物はまた非経口的に注射することができ、例えば、静脈内投与、筋肉内投与、皮下投与または冠状動脈内投与することができる。非経口投与される場合、化合物は、溶液を血液と等張性にするために他の物質（例えば、塩または単糖（マンニトールまたはグルコースなど））を含有し得る滅菌された水溶液の形態で最もよく使用される。

獣医学的に使用される場合、本発明の化合物またはその非毒性の塩は、通常の獣医学的実施に従って好適に許容され得る配合物として投与される。獣医は、特定の動物について最適である投薬法および投与経路を容易に決定することができる。

従って、本発明は、さらなる局面において、本発明の化合物を、それに対する薬学的に受容可能な希釈剤またはキャリアと一緒に含む薬学的組成物を提供する。さらに、本発明により、本発明の化合物を含む薬学的組成物を調製する方法が提供される。この方法は、本発明の化合物を、それに対する薬学的に受容可能な希釈剤またはキャリアと一緒に混合することを含む。

具体的な実施形態において、本発明には、雄性動物（ヒトを含む）における勃起機能不全または雌性動物（ヒトを含む）における性的刺激障害を治療的または予防的に処置するための薬学的組成物が含まれる。この組成物は、本発明の化合物またはその薬学的に受容可能な塩を薬学的に受容可能な希釈剤またはキャリアと一緒に含む。

本発明の化合物は、この分野で知られている任意の好適な方法によって、または本発明の一部を形成する下記のプロセスによって調製することができる。特に本発明の化合物は、下述する実施例で図示される合成経路にしたがって調整することができる。

本発明の化合物の合成では、保護基は合成有機化学の一般的な原理によって有効であることは理解されている。クロロギ酸ベンジルおよびクロロギ酸トリクロロエチルのような保護基を形成する剤は、例えば、T.W.Greene他、“Protective Groups in Organic Synthesis（第3版）”（John Wiley and Sons, Inc.、NY、NY（1999））により当業者に良く知られている。これらの保護基は、当業者に広く知られている塩基、酸、又は、水素条件下で必要なときに除去される。また、ここに特に例示されない本発明の化合物は、当業者に調整されることができる。

さらに、本発明の化合物は本発明の他の化合物に変換することができる。従って、例えば、特別な置換基が相互変換され、本発明の別の適切な置換された化合物に調整される。化合物が置換芳香族環を含有するとき、本発明の別の好適に置換された化合物を調製することが可能である。適切な相互変換の例には、（例えば、BBr₃、または、パラジウム触媒（パラジウム担持カーボンなど）などの好適な薬剤を使用する）好適な手段によってOR^aをヒドロキシにすること、または標準的なアシル化条件もしくはスルホニル化条件を使用してアミノをアシルアミノ又はスルフォニルアミノなどの置換アミノにすることが含まれるが、これらに限定されない。

本発明の化合物は、個々の立体異性体として、又は、ラセミ混合物として、調製することができる。本発明の化合物の個々の立体異性体は、ラセミ混合物をその構成する立体異性体に分離するためにこの分野で知られている方法を使用する分割によって、例えば、キラルなカラム（Hypersilナフチルウレアなど）でのHPLCを使用する分割によって、または立体異性体の塩の分離を使用する分割によってラセミ体から調製することができる。本発明の化合物は、適切な溶媒から結晶化することによって、または適切な溶媒を蒸発させることによって、溶媒分子との会合状態で単離することができる。

塩基性中心を含む本発明の化合物の薬学的に受容可能な酸付加塩を従来の様式で調製することができる。例えば、遊離塩基の溶液を、好適な酸を直接または好適な溶液のいずれかで用いて処理することができ、そして得られる塩を、ろ過によって、または反応溶媒を減圧下で蒸発させることによって単離することができる。薬学的に受容可能な塩基付加塩は、本発明の化合物の溶液を好適な塩基で処理することによって類似する様式で得ることができる。両タイプの塩は、イオン交換樹脂技術を使用して形成または相互変換させることができる。従って、本発明のさらなる局面により、本発明の化合物または塩もしくは溶媒和物（例えば、水和物）を調製するための方法が提供され、（ｉ）塩形態又は（ｉｉ）溶媒和物（例えば、水和物）形態によって続けられる。

下述する実施例の多くは、構造式（Ｉ）の化合物（例えば、1−ベンゾ[1,3]ジオキソール−5−イル−2,3,4,9−テトラヒドロ−1H−β−カルボリン）から調整された。化合物（Ｉ）の合成は、米国特許第6117881号、ボンブラウン（これは参考として本明細書中に組み込まれる）に記載されている。他の実施例は、構造式（ＩＩ）の化合物から調整された。化合物（ＩＩ）の合成は、米国特許第5859006号、ダウガン（これは参考として本明細書中に組み込まれる）に記載されている。化合物は、化合物（Ｉ）及び化合物（ＩＩ）に類似しているが、異なる置換基を有することは、適切な出発原料を利用して化合物（Ｉ）及び（ＩＩ）と同一又は類似の方法で合成される。

実施例１
（5aR,10R）−10−ベンゾ[1,3]ジオキソール−5−イル−7,8−ジメチル−5,5a,8,9,10,11−ヘキサヒドロ−7H−7,8,9a,11−テトラアザベンゾ[b]フロレン−6−オン

実施例１は、下述する合成シーケンスを使用して、化合物（ＩＩ）から調整された。一般的に、カルバメート中間体１は、熱的な反応の条件下で過剰のヒドラジンによってC4位置で還元され、ビス−ヒドラジン中間体２を提供した。
中間体２から2,3,5−トリアジン−1−オン実施例１への環化を促進するために、Winterfield他、Arch. Pharmaz, 304, 216頁(1971)の方法が使用された。

cis−β−カルボリンカルバメート中間体１の調整
クロロ蟻酸メチル（ClCO₂Me、4.8mL、62mmol）は、０℃で窒素雰囲気下でTHFテトラヒドロフラン（150mL）中の化合物（ＩＩ）（20g、52mmol）及びN−メチルモルフォリン（NMM、14.2mL、129mmol）の懸濁液へ滴下で添加された。混合物は、室温にゆっくり暖められ、その後、３日間攪拌された。得られた混合物は、酢酸エチル（200mL）で希釈され、かん水（150mL）で洗浄され、硫酸マグネシウムで乾燥され、そして、ろ過された。その溶媒は、減圧下で除去され、琥珀色の泡として中間体１（21g、96%）を提供した。：
TLC R_f（1:9 酢酸エチル／クロロホルム）＝0.70。
¹H NMR(300MHz、DMSO−d₆)：δ10.83（s、1H）、7.52（d、J＝7.6Hz、1H）、7.29（d、J＝8.0Hz、1H）、7.09（t、J＝8.2Hz、1H）、7.01（t、J＝8.2Hz、1H）、6.83(d、J＝8.1Hz、1H)、6.67(s、1H)、6.54(d、J＝8.1Hz、1H)、5.98(d、J＝4.2Hz、2H)、5.32(d、J＝5.0Hz、1H)、3.76(s、1H)、3.33(s、7H)、2.99−2.97(m、1H) ppm；API MS m／z 409 [C₂₂H₂₀N₂O₆+H]⁺。

cis−β−カルボリンビス−ヒドラジン中間体２の調整
ナトリウムメトキシド（NaOMe、22mL、113mmol、メタノール中30%溶液）は、2−エトキシエタノール（70mL）中の中間体１（14.0g、34mmol）及び1,2−ジメチルヒドラジン二塩酸化物（9.1g、69mmol）の混合物へ滴下で添加され、その混合物は、窒素雰囲気下で１５時間リフラックスで暖められた。その懸濁液は、室温に冷却され、そして、オレンジ色の固体は、真空ろ過で除去された。ろ液は、減圧下で濃縮され、暗赤色の泡を提供し、酢酸エチル／クロロホルム(1:19)で溶出されながら、フラッシュカラムクロマトグラフィーによって精製され、黄色の泡として中間体２を提供した。中間体２(2.62g、17%)は、さらに精製せずに使用された。：
TLC R_f（1:9 酢酸エチル／クロロホルム）＝0.26。；API MS m／z 351 [C₂₄H₃₀N₆O₃+H]⁺。

実施例１の調整
ナトリウムメトキシド（3.2mL、17mmol、メタノール中30%溶液）は、2−エトキシエタノール（20mL）中の中間体２（2.6g、5.6mmol）の混合物へ滴下で添加され、その後、得られた混合物は、窒素雰囲気下で６６時間リフラックスで暖められた。その懸濁液は、室温に冷却され、その後、減圧下で濃縮され、オレンジ色のオイルを提供し、そのオレンジ色のオイルは、酢酸エチル／クロロホルム(1:19)で溶出されながら、フラッシュカラムクロマトグラフィーによって精製され、琥珀色の泡として粗生成物を提供した。残留物は、水／メタノール（3:1）中でスラリーによってさらに精製され、続けて、真空ろ過によって黄褐色の粉として実施例１(0.192g、8%)を提供した。：mp 207−213℃；TLC R_f（1:4 酢酸エチル／クロロホルム＝0.46。
¹H NMR(300MHz、DMSO−d₆)：δ10.22（s、1H）、7.45（d、J＝7.6Hz、1H）、7.19（d、J＝7.9Hz、1H）、7.00−6.88（m、5H）、6.02(d、J＝7.0Hz、2H)、4.65(s、1H）、3.77(d、J＝11.6Hz、1H)、3.50−3.46(m、2H)、3.34(s、6H)、3.22(d、J＝14.2Hz、1H)、2.78−2.70(m、1H)、 ppm；CI MS m／z 391 [C₂₂H₂₂N₄O₃+H]⁺；［α］_D ²⁵℃＝＋10.0°（c＝0.5、クロロホルム）。元素分析：計算値 C₂₂H₂₂N₄O₃・0.25H₂O：C、66.91；H、5.74；N、14.19。実測値：C、66.67；H、5.66；N、13.79。実施例１の相対立体化学は、数種類のDEPT実験及びNOE差実験によって、所望のcis異性体であることが確認された。：3.77ppmのC12aプロトンから4.65ppmのC6プロトンへの正のNOE増強。4.65ppmのC6プロトンから3.77ppmのC12aプロトンへの正のNOE増強。HPLC分析（Aquasil C18カラム、100×4.6mm、保持時間＝12.0分及び18.3分；45％アセトニトリル／55％水中で0.03％TFA；流速＝0.75mL／分；＠254nmでの検出器；25℃）は、それぞれ6.0%のtrans異性体及び94.0％のcis異性体のピークを示し、100％の合計純度を有するピークを示した。

実施例２−２３の化合物は、米国特許第5859006号及び第6117881号の実施例１に記載されている合成と類似している方法で調整された。

実施例２
2−ベンジル−6−（4−メトキシフェニル）−6,7,12,12a−テトラヒドロピラジノ[1',2'：1,6]ピリド[3,4−b]インドール−1,3−ジオン

実施例３
（＋−,cis）−10−ベンゾ[1,3]ジオキソール−5−イル−5a,6,10,11−テトラヒドロ−5H−7−オキサ−9a,11−ジアザベンゾ[b]フルオレン−9−オン

実施例４
（＋−,cis）−（4−メトキシフェニル）−5a,6,10,11−テトラヒドロ−5H−7−オキサ−9a,11−ジアザベンゾ[b]フルオレン−9−オン

実施例５
（＋−,cis）−6−ベンゾ[1,3]ジオキソール−5−イル−11−ヒドロキシ−8−オキサ−5,6,8,9,11a,12−ヘキサヒドロインドール[3,2−b]キノリジン−10−カルボン酸メチルエステル

実施例６
（＋−,trans）−6−ベンゾ[1,3]ジオキソール−5−イル−5,6,9,10,11a,12−ヘキサヒドロインドール[3,2−b]キノリジン−8,11−ジオン

実施例７
（6R,11aS）−10−ベンゾ[1,3]ジオキソール−5−イル−5,5a,10,11−テトラヒドロ−7−オキサ−9a,11−ジアザベンゾ[b]フルオレン−6,9−ジオン

実施例８
6,7,12,12b−テトラヒドロ−1H−インドール[2,3−a]キノリジン−2,4−ジオン

実施例９

実施例１０

実施例１１

実施例１２

実施例１３
14−メチル−8,13,13b,14−テトラヒドロ−7H−インドール[2',3'：3,4]ピリド[
2,1−b]キナゾリン−5−オン

実施例１４
5,13−ジヒドロ−6H−6a,10,12,13−テトラアザインデノ[2,1−a]アントラセン−7−オン

実施例１５
2−メトキシ−5,7,8,13,13b,14−ヘキサヒドロインドール[2',3'：3,4]ピリド[1,2−b]イソキノリン−3−オール

実施例１６
7,8,13,13b−テトラヒドロ−5H−5,6a,13−トリアザインデノ[1,2−c]フェナントレン−6−オン

実施例１７
7−オキソ−5,7,11b,12−テトラヒドロ−6H−6a,12−ジアザインデノ[1,2−a]フルオレン−3−カルボン酸エチルエステル

実施例１８

実施例１９
1−（3−ヒドロキシベンジル）−2,3,4,9−テトラヒドロ−1H−β−カルボリン−1−カルボン酸

実施例２０−２３の化合物、及び、類似の化合物は化合物（Ｉ）及び化合物（ＩＩＩ）から調整された。

ここで、ＸはOH又はハロである。反応は、1−（3−ジメチルアミノプロピル）−3−エチルカルボジイミド塩酸化物（EDCI）及び1−ヒドロキシベンゾトリアゾール（HPBT）の存在下で、ジメチルホルムアミド（DMF）又はジクロロメタン（CH₂Cl₂）のような適切な有機溶媒で、数時間（例えば、８時間から２日間）実行された。ヘテロアリール又はアリール環系は、化合物（ＩＩＩ）のフェニル環の位置に使用されることができ、ヘテロアリール又はアリール環系は任意に置換されることができる。

実施例２０

実施例２１

実施例２２

実施例２３

本発明の化合物は経口投与用の錠剤に配合することができる。例えば、本発明の化合物は、国際特許出願公開WO96／38131（これは参考として本明細書中に組み込まれる）に示される共沈殿法によってポリマーキャリアとの分散物にすることができる。共沈殿させた分散物は、その後、賦形剤と混合され、その後、錠剤に圧縮成形することができ、錠剤は場合によりフィルムコーティングされる。

本発明の化合物をPDE5の阻害能力について試験した。化合物がPDE5活性を阻害する能力は、化合物のIC₅₀値（すなわち、酵素活性の50％を阻害するために必要とされる阻害剤の濃度）に関連する。本発明の化合物のIC₅₀値は、組換えヒトPDE5を使用して測定された。

本発明の化合物は、典型的には、組換えヒトPDE5に対して約50μM未満のIC₅₀値を示し、好ましくは約25μＭ未満のIC₅₀値を示し、より好ましくは約15μM未満のIC₅₀値を示す。本発明の化合物は、典型的には、組換えヒトPDE5に対して約1μM未満のIC₅₀値を示し、多くの場合、約0.05μM未満のIC₅₀値を示す。本発明の完全な利点を達成するために、本発明のPDE5阻害剤は約0.1nM〜約15μMのIC₅₀を有する。

組換えヒトPDEの産生およびIC₅₀の測定は、この分野で十分に知られている方法によって達成することができる。例示的な方法を下記に記載する。

ヒトPDEの発現
Saccharomyces cerevisiae（酵母）における発現
ヒトのPDE1B、PDE2、PDE4A、PDE4B、PDE4C、PDE4D、PDE5およびPDE7の組換え産生を、米国特許第5，702，936号（これは参考として本明細書中に組み込まれる）の実施例7に記載される組換え産生と同様に行ったが、本実施例では、用いられた酵母形質転換ベクターは、Price他、Methods In Enzymology、185、308頁〜318頁（1990）に記載される基本的なADH2プラスミドに由来するベクターであり、酵母のADH2プロモーター配列およびターミネーター配列を含み、そしてSaccharomyces cerevisiae宿主がプロテアーゼ欠損BJ2−54株（これは1998年8月31日にAmerican Type Culture Collection（Manassas、Virginia）にアクセション番号ATCC74465で寄託された）であった。形質転換された宿主細胞を、微量金属およびビタミンを含む2XSC−leu培地（pH6.2）において増殖させた。24時間後、YEP培地含有グリセロールを2XYET／3％グリセロールの最終濃度に加えた。約24時間後に細胞を集め、洗浄して、−70℃で保存した。

ヒトホスホジエステラーゼ調製物
ホスホジエステラーゼ活性の測定
調製物のホスホジエステラーゼ活性は下記のように測定された。活性炭分離技術を利用するPDEアッセイを、本質的には、Loughney他（1996）に記載されるように行った。このアッセイでは、PDE活性により、［32P］cAMPまたは［32P］cGMPが、存在するPDE活性の量に比例して、対応する［32P］5’−AMPまたは［32P］5’−GMPに変換される。［32P］5’−AMPまたは［32P］5’−GMPは、その後、ヘビ毒の5’−ヌクレオチダーゼの作用によって遊離の［32P］リン酸および非標識のアデノシンまたはグアノシンに定量的に変換された。従って、放出された［32P］リン酸の量は酵素活性に比例している。このアッセイは、40mMのTrisHCl（pH8.0）、1μMのＺnSO₄、5mMのMgCl₂および0.1mg／mLのウシ血清アルブミン（BSA）（いずれも最終濃度）を含有する100μLの反応混合物において30℃で行われた。PDE酵素は、基質の総加水分解が30％未満である量で存在した（直線的なアッセイ条件）。アッセイは、基質（1mMの［32P］cAMPまたはcGMP）の添加によって開始され、混合物を12分間インキュベーションした。その後、75μgのガラガラヘビ（Crotalus atrox）毒液を加え、インキュベーションを3分間続けた（合計で15分間）。反応を、200μLの活性炭（0.1MのNaH₂PO₄（pH4）における25mg／mLの懸濁物）の添加によって停止させた。遠心分離（750Xg、3分間）により活性炭を沈降させた後、上清のサンプルを採取して、シンチレーションカウンターで放射能測定を行い、PDE活性を計算した。

S.cerevisiaeからのPDE5の精製
細胞ペレット（29g）を、等容量の溶解緩衝液（25mMのTrisHCl（pH8）、5mMのMgCl₂、0.25mMのDTT、1mMのベンズアミジンおよび10μMのZnSO₄）とともに氷上で解凍した。細胞を、窒素を20,000psiで使用するMicrofluidizer（登録商標）（Microfluidics Corp.）で溶解した。溶解液を遠心分離して、0.45μmのディスポーザブルフィルターに通してろ過した。ろ液を、Q SEPHAROSE（登録商標）Fast−Flow（Pharmacia）の150mLのカラムに負荷した。カラムを1.5容量の緩衝液Ａ（20mMのビス−トリスプロパン（pH6.8）、1mMのMgCl₂、0.25mMのDTT、10μMのZnSO₄）で洗浄して、125mMのNaClを含む緩衝液Aのステップグラジエントで溶出し、続いて、緩衝液Aにおける125mM〜1000mMのNaClの直線グラジエントで溶出した。直線グラジエントから得られる活性な画分を、緩衝液Ｂ（20mMのビス−トリスプロパン（pH6.8）、1mMのMgCl₂、0.25mMのDTT、10μMのZnSO₄および250mMのKCl）における180mLのヒドロキシアパタイトカラムに負荷した。負荷後、カラムを2容量の緩衝液Ｂで洗浄し、そして緩衝液Ｂにおける0mM〜125mMのリン酸カリウムの直線グラジエントで溶出した。活性な画分をまとめて、60％硫酸アンモニウムで沈殿させ、そして緩衝液Ｃ（20mMのビス−トリスプロパン（pH6.8）、125mMのNaCl、0.5mMのDTTおよび10μMのZnSO₄）に再懸濁した。まとめたものをSEPHACRYL（登録商標）S−300HRの140mLのカラムに負荷し、緩衝液Ｃで溶出した。活性な画分を50％グリセロールに希釈し、−20℃で保存した。

得られた調製物はSDS−PAGEにより約80％の純度であった。これらの調製物は約3μmolのcGMP加水分解／分／ミリグラムタンパク質の比活性を有した。

cGMP−PDEに対する阻害作用
本発明の化合物のｃＧＭＰ−ＰＤＥ活性を、Wells他、Biochim.Biophys.Acta、384、430（1975）から改変した1段階アッセイを使用して測定した。反応媒体には、50mMのTris−HCl（pH7.5）、5mMの酢酸マグネシウム、250μg／mlの5’−ヌクレオチダーゼ、1mMのEGTA、および0.15μMの8−［H³］−cGMPが含まれた。別途示されない限り、使用された酵素はヒト組換えPDE5（ICOS Corp.、Bothell、Washington）であった。

本発明の化合物は、アッセイにおいて2％で最終的に存在するDMSOに溶解された。インキュベーション時間は30分であり、その間、基質の総変換は30％を越えなかった。

調べられた化合物に対するIC₅₀値を、10nM〜10μMの範囲の濃度を典型的には使用する濃度−応答曲線から求めた。標準的な方法論を使用する他のPDE酵素に対する試験は、本発明の化合物がcGMPに特異的なPDE酵素に対して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、典型的には、500nM（例えば、0.5μｍ）未満のIC₅₀値を示すことが見出された。本発明の代表的な化合物に対するインビトロ試験データを下記の表に示す：

自明なことではあるが、本明細書中前記に示される本発明の多くの改変および変化を、本発明の精神および範囲から逸脱することなく行うことができる。従って、添付された請求項により示されるような限定のみが課せられるだけである。

Claims

以下の化学式、すなわち：

からなる群から選択される化学式で表される化合物。
請求項１に記載の化合物と薬学的に受容可能な希釈剤またはキャリアとを含むことを特徴とする薬学的組成物。