JP5528434B2 - ニューロンnAChRの無痛性脱感作剤およびその使用方法 - Google Patents

ニューロンnAChRの無痛性脱感作剤およびその使用方法 Download PDF

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Description

関連出願の相互参照
本願は、参照することによりその全体を本明細書に援用する、2008年5月23日出願の米国仮特許出願第61/128,721号の優先権の利益を主張する。
政府援助に関する記載
本発明は、米国国立衛生研究所から与えられた認可番号DA12976の下、政府支援によってなされた。合衆国政府は、本発明において一定の権利を有する。
本発明の1つの態様は、ニコチン性アセチルコリン受容体のためのリガンドである複素環化合物に関する。本発明の第2の態様は、哺乳動物のニコチン性アセチルコリン受容体の調節のための本発明の化合物の使用に関する。
内因性のコリン作用性神経伝達物質であるアセチルコリン(ACh)は、2つのタイプのコリン作動性受容体、すなわち、ムスカリン性ACh受容体およびニコチン性アセチルコリン受容体(nAChR)を介してその生物学的作用を発現する。ムスカリン性ACh受容体は、記憶および認知するのに重要な脳の部位におけるnAChRを定量的に支配することから、障害に関連した記憶の治療用薬剤の開発を目的とした多くの研究は、ムスカリン性ACh受容体リガンドの合成に重点的に取り組んできた。しかしながら、最近になって、nAChRリガンドの開発についての興味が浮上してきている。
幾つかの疾患は、アルツハイマー型の老年性認知症、アルコール依存症に直接関係がある器質性脳障害の病気に起因する血管性認知症および認識機能障害などのコリン作動系の変性に関連している。実際に、幾つかの中枢神経系障害の原因は、コリン作動性の欠陥、ドーパミン作動性の欠陥、アドレナリン作動性の欠陥またはセロトニン作動性の欠陥でありうる。アルツハイマー病は、コリン作動性ニューロン、すなわち、アセチルコリンを放出するニューロンの深刻な減少によって生じる、高度の記憶および認知機能の損失を特徴とする。アルツハイマー病の進行と共に、nAChRの数の減少もまた観察される(非特許文献1)。アルツハイマー病の患者のnAChRリガンドを用いた治療は、患者の記憶を改善するのみならず、これらのニューロンを生かしておく働きもすることが予測される。
しかしながら、コリン作動系の変性は、例えば、アルツハイマー病を患う個人に限らず、健康な高齢者および高齢のラットにも見られる。したがって、コリン作動系は、高齢の動物および人間に見られる記憶障害にも関与し、責任の一端を担うことが示唆される。したがって、ニコチン性受容体リガンドは、アルツハイマー病、記憶喪失、記憶機能不全、エイズ痴呆症、老年性認知症または神経変性障害の治療に有用である可能性がある。
パーキンソン病は、ドーパミン作動性ニューロンの変性が関与しているように思われる。その疾患の症状の1つは、ドーパミン作動性ニューロンに関連し、ドーパミンの放出過程を妨げる可能性がある、nAChRの欠損であることが観察されている。ニコチンの持続投与は、存在する受容体の数を増大させることから、nAChRリガンドの投与はパーキンソン病の症状を改善しうる。ドーパミン作動系の欠陥に起因する他の病状または障害または疾患として、薬物依存症、鬱病、肥満およびナルコレプシーが挙げられる。
トゥレット・シンドロームは、さまざまな神経症状および行動上の症状を引き起こす精神神経疾患である。病態生理学は未だに不明であるが、ニコチンは、神経伝達物質の機能不全に関与しており、疾患の治療に有益であると思われる(非特許文献2)。
統合失調症は、深刻な精神病である。この疾患の治療には、神経弛緩化合物が用いられている;この化合物の効果はドーパミン作動系における相互作用に基づくと考えられる。ニコチンは、統合失調症の治療に有効であると提案されている(非特許文献3および非特許文献4)。
ニコチンは、幾つかの系における神経伝達物質の放出に有効であることが報告されている。ニコチンの投与の際のニューロンからのアセチルコリンおよびドーパミンの放出(非特許文献5)、およびHallらによるノルエピネフリンの放出(非特許文献6)が報告されており、Heryらによるセロトニンの放出(非特許文献7)およびTothらによるグルタミン酸塩の放出(非特許文献8)もまた報告されている。
セロトニン系、およびセロトニン作動系の機能不全は、不安神経症、鬱病、摂食障害、強迫性障害、パニック障害、化学物質の不正使用、アルコール依存症、疼痛、記憶障害および不安神経症、偽認知症、ガンザー症候群、片頭痛の痛み、過食症、肥満、月経前症候群または黄体期後期症候群、タバコの乱用、外傷後症候群、社会恐怖、慢性疲労症候群、早漏、勃起困難、神経性無食欲症、睡眠障害、自閉症、無言症および抜毛癖などの疾患または状態または障害に関与していると考えられている。
ニコチンは、集中力および作業成果を向上させる。したがって、nAChR調節特性を示す化合物は、学習障害、認知欠損、注意欠陥、注意欠陥過活動性障害および失読症の治療に有用な化合物であるように思われる。
喫煙、特にタバコの喫煙は、重大な健康問題として認識されている。しかしながら、禁煙に伴うニコチンの離脱症状は、この習慣の打破を困難にする。離脱症状には、怒り、不安神経症、集中困難、情動不安、心拍数の減少および食欲増加および体重増加が含まれる。ニコチン自体は離脱症状を緩和することが示されている。
アヘン剤、ベンゾジアゼピン、エタノール、タバコまたはニコチンなど、依存性の物質からの離脱は、一般に、不安神経症およびフラストレーションを特徴とする外傷的体験である。ニコチンは、抑鬱、眠気または鎮静作用などの一般反応を生じることなく、怒り、興奮性、フラストレーションおよび緊張感を低減するのに有効であることがわかっており、nAChRをターゲットとする化合物は同一の効果を有するように思われる。
軽度から中等度の疼痛は、典型的には、NSAID(非ステロイド系抗炎症薬)で治療可能であるが、中等度から深刻な疼痛には、アヘン剤が選択的に使用される。アヘン剤は、幾つかのよく知られた副作用を有し、化学的依存性および乱用の可能性、ならびに、呼吸器および消化器系における抑制作用が挙げられる。したがって、これらの副作用を示さず、急性、慢性、または再発性の特徴の軽度、中等度、および深刻な疼痛、ならびに、片頭痛の痛み、術後の疼痛、および幻肢疼痛を軽減することができる、鎮痛化合物についての差し迫った必要性が存在する。
有毒カエルの皮膚から単離される化合物であるエピバチジンは、モルヒネのおおよそ200倍の有効性を有する、非常に強力な鎮痛剤である。その鎮痛効果は、アヘン剤の受容体に対しごくわずかな親和性を示すナロキソンの影響を受けない。エピバチジンはnAChRアゴニストであり、したがって、この受容体調節特性を有する化合物は、強い鎮痛反応をも示す可能性が高い。ニコチンは食欲効果を有することが知られており、ニコチンACh受容体におけるリガンドは、肥満および摂食障害の治療における食欲抑制剤として有用でありうることが予測される。
エピバチジンに加えて、鎮痛および降圧作用を有するさまざまな複素環式の2−ピロリジニルオキシ置換した化合物が、Schefflerら(特許文献1)およびTomiokaら(非特許文献9)によって開示されている。
ある特定の他の2−ピリジルオキシ置換した化合物に関しては、とりわけ、特許文献2においてEngelらが、鎮痛作用を有するとして開示している。
3位がヘテロシクロオキシ(heterocycloxy)基で置換されたピロリジンまたはアゼチジン部分を有するさまざまな他の化合物もまた、開示されている(例えば、A.D.Caleの特許文献3;A.D.Caleの特許文献4;Taylorらの特許文献5;Schoeheらの特許文献6;Kozikowskiらの特許文献7;Xiaoらの特許文献8;および、Sugimotoらの特許文献9を参照)。
コリン作動性受容体は、筋肉、臓器および一般的には中枢神経系における機能において、重要な役割を果たす。コリン作動性受容体と、ドーパミン、セロトニンおよびノルアドレナリンなどの他の神経伝達物質の受容体の機能との複雑な相互作用も存在する。
米国特許第4,643,995号明細書 米国特許第4,946,836号明細書 米国特許第4,592,866号明細書 米国特許第4,705,853号明細書 米国特許第4,956,359号明細書 米国特許第5,037,841号明細書 米国特許出願公開第2008/0132486号明細書 国際公開第2008/011484号パンフレット 欧州特許出願公開第296560号明細書
Whitehouse PJ et al. (1986) Nicotinic acetylcholine binding sites in Alzheimer's disease. Brain Research 371(1):146-151 Devor et. al. The Lancet, vol. 8670 p. 1046, 1989 Merriam et. al. Psychiatr. Annals, Vol. 23, p. 171-178, 1993 Adler et. al. Biol. Psychiatry, Vol. 32, p. 607-616, 1992 J. Neurochem. vol. 43, 1593-1598, 1984 Hall et. al. Biochem. Pharmacol. vol. 21, 1829-1838, 1972 Hery et. al. Arch. Int. Pharmacodyn. Ther. vol. 296. p. 91-97, 1977 Toth et. al. Neurochem. Res. vol. 17, p. 265-271, 1992 Tomioka et al. Chem. Pharm. Bull, 38:2133-5, 1990
本発明の1つの態様は、nAChRリガンド(すなわち、ニコチンリガンド)であり、ニコチン自体に関連する副作用なしに、選択的にニコチン薬理作用を示す可能性を有する化合物に関する。加えて、本化合物は、神経伝達物質の分泌の調節因子としての可能性を有し、神経伝達物質の濃度に関連した症状を抑制することが期待される。
1つには、本発明は、式Iの化合物:
Figure 0005528434
または、それらの薬学的に許容される互変異性体、塩、溶媒和物、および/またはエステルに関し、ここで、
Yは、O、S、またはN(RC)であり;
C は、水素、アルキル、またはアラルキルオキシカルボニルであり;
Hetは、随意的に置換されたヘテロシクリルであり;
Zは、随意的に置換されたアリーレン、または随意的に置換されたヘテロアリーレンであり;
1、R3、およびR4は、独立して、水素、アルキル、アルケニル、アルキニル、ハロ、ヒドロキシ、アルコキシ、アミノ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、シアノ、ニトロ、ホルミル、カルボキシ、アルキルオキシカルボニル、アミノカルボニル、アルキルアミノカルボニル、ジアルキルアミノカルボニル、ハロアルキル、ハロアルコキシ、ハロアルキルアミノ、ジ(ハロアルキル)アミノ、シリルおよびシリルオキシからなる群より選択され、ここで、前記アルキル、アルケニル、およびアルキニルは、ヒドロキシ、アルコキシ、アミノ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、シアノ、ニトロ、ホルミル、カルボキシ、アルキルオキシカルボニル、アミノカルボニル、アルキルアミノカルボニル、ジアルキルアミノカルボニル、ハロアルキル、ハロアルコキシ、ハロアルキルアミノ、ジ(ハロアルキル)アミノ、シリルおよびシリルオキシからなる群より選択される1、2、3、または4つの置換基で置換されて差し支えなく;
2は、
Figure 0005528434
であり;
Aは水素またはアルキルであり;
Bは水素またはアルキルであり;
nは、0、1、2、3、または4であり;
Xは、水素、ハロ、ヒドロキシル、アルキルオキシ、トリフルオロメチル、またはアルキルである。
別の実施の形態では、本発明は、哺乳動物に、式Iのニコチン脱感作剤、またはそれらの薬学的に許容される互変異性体、塩、溶媒和物、および/またはエステルを投与することを含む、哺乳動物におけるニコチンACh受容体を調節する方法に関する。
別の実施の形態では、本発明は、式Iのニコチン脱感作剤、またはそれらの薬学的に許容される互変異性体、塩、溶媒和物、および/またはエステルを、治療に有効な量で投与することを含む、老化、依存症、疼痛、肥満、統合失調症、てんかん、躁鬱病、不安神経症、アルツハイマー病、学習障害、認知欠損、注意欠陥、記憶喪失、レヴィー小体認知症、注意欠陥過活動性障害、パーキンソン病、ハンチントン病、トゥレット・シンドローム、筋萎縮性側索硬化症、炎症、ストーク(stoke)および脊髄の損傷、炎症、炎症性皮膚疾患、クローン病、炎症性大腸炎、潰瘍性大腸炎、下痢、内分泌疾患、甲状腺機能高進症、褐色細胞腫、高血圧症、および咳に関連した、1つ以上の症状または疾患を治療する方法に関する。
別の実施の形態では、本発明は、式Iのニコチン脱感作剤、またはそれらの薬学的に許容される互変異性体、塩、溶媒和物、および/またはエステルを、治療に有効な量で投与することを含む、体重管理の方法に関する。
別の実施の形態では、本発明は、式Iのニコチン脱感作剤、またはそれらの薬学的に許容される互変異性体、塩、溶媒和物、および/またはエステルを、治療に有効な量で投与することを含む、ニコチンおよびアルコール、またはニコチンおよびコカインなどの、複合依存症を治療する方法に関する。
本明細書でより詳細に説明したように、本発明は、本発明の組成物の形態および用量を容易に決定または調整するのに必要な、ヒトおよび哺乳動物を含めた温血動物における試験の設計および遂行を容易に可能にするであろう。
本発明のこれらの実施の形態、他の実施の形態、およびそれらの特徴および特性は、後述する説明、図面および特許請求の範囲から明らかになるであろう。
[a]サゼチジン(Sazetidine)Aの合成経路;[b]トリアゼチジンO(サゼチジンAのトリアゾール類似体)の合成経路;および[c]ニコチン受容体におけるサゼチジンAおよびトリアゼチジンOの効果;IC50値は脱感作試験の結果を示す。 clog PおよびPSAの予測値。 選択した本発明の化合物の開発を導いた経過。 選択性におけるアルキル鎖置換基の効果。 N置換アゼチジル部分を有する本発明の化合物の調製のための1つの経路。 ヒドロキシルを、メトキシ、フルオロおよびトリフルオロメチル置換した本発明の化合物に変換するための経路。 Pd媒介性の根岸カップリングを用いた、本発明のトリアゾール化合物の調製。 図7に示した根岸反応に使用することができる、代表する一連の有機亜鉛試薬。 非ラセミアルキンを使用した、化合物を含む非ラセミトリアゾールの調製経路;および、トリアゾール合成に使用することができる非ラセミアルキンの調製の2つの経路。
米国における薬物乱用の影響は壊滅的である。不正薬物およびアルコールの乱用の結果、2000年には102,000人を超える死者が出た。タバコ製品単独での乱用は、同年において、435,000人の死亡原因となった。アルコール、ニコチン、および不正薬物の乱用の医療的、経済的、犯罪上、および社会的な複合的影響は、米国において1年当たり5000億ドルを上回る額を費やしていると推定される。薬物依存症は、一般的には、主に社会問題として捉えられており、健康問題とは見なされていない。この結果、薬物依存を治療するために医師が利用可能な医療的取り組みに格差が生じている。薬物依存症は、現在、慢性脳疾患であることが知られている。薬物依存症のための信頼できる治療法はなく、再発率は60%にも上る可能性があり、これは他の慢性疾患と関連がある。したがって、薬物乱用の治療のための新しい小分子薬剤(ニコチン脱感作剤など)を開発することにより、治療法の選択肢の不足に直接対処することが、緊急に必要とされている。
依存症
乱用薬物は、異なる作用機序を有するが、身体的依存に向けて共通の経路を有する。中脳辺縁系ドーパミン経路は、依存性薬物の報酬効果を生じる中枢経路として、広く認められている。この経路は、中脳の腹側被蓋領域(VTA)におけるドーパミン作動性ニューロンおよび、辺縁前脳(limbic forebrain)、特に側坐核(NAc)におけるそれらの標的を含む。すべての乱用薬物は、それらの作用機序にかかわらず、VTA−NAc経路に集中する。依存性薬物への急性曝露の結果、報酬信号伝達事象であるドーパミンレベルが上昇し、これが度重なる薬物摂取を促進する。その後、依存症は、薬物が除去されると陰性の情動性症状を生じる薬物によって促進され、感作期間、および薬物関連の環境信号への連合学習が進行する。
nAChRは、ニコチンのみならず、複数の依存症の治療にとって、重要な標的でありうる。中枢のnAChRの活性化は、アルコールおよびコカインを含めた他の乱用薬物の強化効果を媒介することも示されている。ニコチン、アンフェタミン、またはコカインによって誘起される行動感作は、側坐核切片における[3H]ドーパミンの電気的に励起された放出の増加と関連があることが示され、これら3つの異なる薬物に関連する経路を示唆している。
nAChRおよびニコチンリガンド
nAChRα4β2亜型は、ニコチンの中毒作用に関係している。一般に、nAChRは、約290kDaの内在性膜タンパクであり、受容体結合イオン・チャネルのCysループスーパーファミリーの一員である。これらの受容体は、陽イオン、特にNa+、K+、およびCa++に透過性のリガンド依存性イオン・チャネルである。ニューロンの nAChRは、5つのサブユニットで構成される5量体の膜タンパクである。今日までに、脊椎動物では9つのαサブユニット(α2〜α10)と3つのβサブユニット(β2〜β4)が確認されている。これらαおよびβのサブユニットの異なる組合せは、nAChR亜型を定義する。亜型の可能性の理論的な数は非常に広範であるが、2つの異種亜型(heteromeric subtype)であるα4β2およびα3β4、および1つの同種亜型であるα7を含めた、非常に少数の天然のnAChR亜型が、ニューロンのnAChRの大部分を占める。哺乳動物の脳のほとんどの部分では、対象とする亜型α4β2はnAChRの優位的分布を示した。
nAChRは、チャネルゲートの状態を変化させてnAChRを機能させることによって、結合部位におけるAChの作用に応答するアロステリック・タンパク質である。受容体は、少なくとも3つの別々の立体配座状態:静止状態(closed)、開口状態(opened)および脱感作状態(closed)を有する。AChなどの特定のニコチンリガンドは、3つの状態のそれぞれに、ある特定の親和性を有する。結合リガンドが存在しない場合は、nAChRは、3つの立体配座状態の間を変動するが、ほとんどの時間、静止状態で存在する。受容体のある特定の状態へのリガンドの結合は、受容体がその状態で存在する確率を増大させる。例えば、アゴニストは、開口状態にある受容体に対して適度に高い親和性で結合し、したがって、開口(活性)立体配座状態で存在する確率を増大させる。受容体の母集団では、アゴニストの全般的な初期効果は、受容体のある特定の部分母集団を静止状態から開口状態へシフトさせることである。開口状態では、陽イオンはチャネルを通って流れる。しかしながら、アゴニストは、脱感作状態の受容体にさらに高い親和性を有する;したがって、アゴニストの最終的な効果は、受容体の母集団を休止および開口状態から脱感作状態へと「駆動」することであり、ここで、受容体は静止状態のままである。状態間の遷移の運動速度は、さまざまなnAChR亜型によって大きく異なり、ニューロンのnAChRの大きな機能的多様性の一因となっている。
AChおよびニコチンに加えて、多くの他の天然産物および合成化合物がnAChRに作用する(Cassels BK, Bermudez I, Dajas F, Abin-Carriquiry JA and Wonnacott S (2005) From ligand design to therapeutic efficacy: the challenge for nicotinic receptor research. Drug Discov Today 10(23-24):1657-1665;Daly JW (2005) Nicotinic agonists, antagonists, and modulators from natural sources. Cell Mol Neurobiol 25(3-4):513-552;Jensen AA, Frolund B, Liljefors T and Krogsgaard-Larsen P (2005) Neuronal nicotinic acetylcholine receptors: structural revelations, target identifications, and therapeutic inspirations. Journal of medicinal chemistry 48(15):4705-4745;Paterson D and Nordberg A (2000) Neuronal nicotinic receptors in the human brain. Progress in neurobiology 61(1):75-111)。ニコチンリガンドは、それらの作用に従って古典的に定義された、次の4つの主要な種類に分けられる。
(1)アゴニスト
AChまたはニコチンなどのニコチンアゴニストはnAChRを活性化し、それらのチャネルの開放を誘発し、陽イオンを膜通過させる;しかしながら、アゴニストの長期にわたる存在が受容体を脱感作する。上述の三状態モデルによって、その作用を説明することができる。アゴニストは、nAChRの静止状態では結合親和性は低く、開口状態では親和性は高く、脱感作状態において最も結合親和性が高い。アゴニストの結合後、静止状態から開口状態への遷移は速いが、開口状態から脱感作状態への遷移は遅い。したがって、アゴニストは、初めは受容体を活性化して、それらのチャネルを開放することができるが、長期間存在する場合には、アゴニストは受容体を脱感作してチャネルを閉じる。
(2)競合的アンタゴニスト
ジヒドロ−β−エリスロイジン(DHβE)などの競合的アンタゴニストは、nAChRを活性化はしないが、ACh結合部位を占領することによって、アゴニストによる受容体の活性化を妨げる。可能性のあるメカニズムは、競合的アンタゴニストは、受容体の静止状態において、開口状態よりも高い結合親和性を有し;したがって、競合的アンタゴニストは開口状態の確率を増大させはしないが、アゴニストがACh部位に結合するのを防ぐことができる、というものである。
(3)非競合的アンタゴニスト
メカミラミンなどの非競合的アンタゴニストは、nAChRを活性化はしないが、ACh部位とは異なる部位に結合することによって、アゴニストによるnAChRの活性化を妨げる。例えば、メカミラミンの結合部位は受容体の孔隙の中枢に存在することから、イオンの経路を遮断し、アゴニストの機能活性を抑止する。
(4)アロステリック調節因子
プロゲステロン(Buisson and Bertrand, 1998)などのアロステリック調節因子は、アセチルコリン結合部位(オルソステリック部位)には結合しないが、アロステリック部位への結合を通じてnAChR信号伝達を調節する。nAChRの正および負のアロステリック調節因子が存在し、それらの一部はnAChR亜型の中でも選択性を示す。
α4β2亜型は、ほとんどの脳における有病率のみならず、ラットおよびマウス(Flores CM, Rogers SW, Pabreza LA, Wolfe BB and Kellar KJ (1992) A subtype of nicotinic cholinergic receptor in rat brain is composed of alpha 4 and beta 2 subunits and is up-regulated by chronic nicotine treatment. Molecular pharmacology 41(1):31-37;Marks MJ, Burch JB and Collins AC (1983) Effects of chronic nicotine infusion on tolerance development and nicotinic receptors. The Journal of pharmacology and experimental therapeutics 226(3):817-825;Schwartz RD and Kellar KJ (1983) Nicotinic cholinergic receptor binding sites in the brain: regulation in vivo. Science (New York, NY 220(4593):214-216)、およびヒト喫煙者の脳(Benwell ME, Balfour DJ and Anderson JM (1988) Evidence that tobacco smoking increases the density of (-)-[3H]nicotine binding sites in human brain. Journal of neurochemistry 50(4):1243-1247;Breese CR, Marks MJ, Logel J, Adams CE, Sullivan B, Collins AC and Leonard S (1997) Effect of smoking history on [3H]nicotine binding in human postmortem brain. The Journal of pharmacology and experimental therapeutics 282(1):7-13;Perry DC, Davila-Garcia MI, Stockmeier CA and Kellar KJ (1999) Increased nicotinic receptors in brains from smokers: membrane binding and autoradiography studies. The Journal of pharmacology and experimental therapeutics 289(3):1545-1552)におけるニコチンの慢性投与によっても増大することから、主要なnAChR亜型の中でも、α4β2亜型は際立った存在である。さらには、ヒト喫煙者における脳のα4β2 nAChRを撮像する最近のインビボ研究は、これらの受容体が、1本のタバコの喫煙の間に摂取するニコチンによってほぼ飽和されることを示唆している(Brody AL, Mandelkern MA, London ED, Olmstead RE, Farahi J, Scheibal D, Jou J, Allen V, Tiongson E, Chefer SI, Koren AO and Mukhin AG (2006) Cigarette smoking saturates brain alpha 4 beta 2 nicotinic acetylcholine receptors. Arch Gen Psychiatry 63(8):907-915)。したがって、喫煙常習者が意識し、典型的な割合で喫煙する間、喫煙者の脳におけるα4β2 nAChRのほとんどは脱感作状態にあると思われる。実際、ニコチン濃度の降下および脱感作受容体の数の増加によって機能が回復し始めることから、比較的小さい割合のこれらの受容体を介した内因性のアセチルコリンの信号伝達の回復は、次のタバコを喫煙することへの重大な神経生理学的指示を個人にもたらし、したがって、受容体を再び脱感作することによって、そのような指示を静めることができる可能性がある。この状況下では、常習者は、ニコチンからの直接的な正の報酬を実現するためではなく、α4β2 nAChRの数の増加が機能状態に戻った時に生じる悪影響を妨げるために喫煙する(Xiao Y, Fan H, Musachio JL, Wei ZL, Chellappan SK, Kozikowski AP and Kellar KJ (2006) Sazetidine-A, a novel ligand that desensitizes alpha4beta2 nicotinic acetylcholine receptors without activating them. Molecular Pharmacology 70(4):1454-1460)。
サゼチジンA、選択的α4β2−脱感作剤
サゼチジンA(Saz−A)は、新規の高選択的α4β2 nAChRリガンドである。放射活性リガンド結合アッセイでは、Saz−Aは、α4β2 nAChRに対し非常に高い親和性を有していたが、さらに重要なことには、Saz−Aは、α3β4およびα7 nAChRの親和性と比較して、それぞれ10,000倍および3,500倍を上回る選択性を示した。放射活性リガンド結合試験におけるα4β2 nAChRの高い親和性にもかかわらず、Saz−Aを単独で加えた場合には、機能的測定は低いアゴニスト活性しか示さなかった。さらには、ニコチンなどのアゴニストとともに同時に加えた場合には、これらのα4β2受容体における典型的なアンタゴニスト活性も示さなかった。しかしながら、これらの細胞と一緒に10分間プレインキュベーションした場合には、Saz−Aは、α4β2 nAChRを、強く(EC50=26nM)かつ十分に脱感作した(Xiao Y, Fan H, Musachio JL, Wei ZL, Chellappan SK, Kozikowski AP and Kellar KJ (2006) Sazetidine-A, a novel ligand that desensitizes alpha4beta2 nicotinic acetylcholine receptors without activating them. Molecular Pharmacology 70(4):1454-1460)。結合試験におけるα4β2受容体についての高選択性と一致して、10μMまでの濃度におけるSaz−Aは、プレインキュベーションの後でさえも、α3β4 nAChRの機能には影響を与えなかった(Xiao Y, Fan H, Musachio JL, Wei ZL, Chellappan SK, Kozikowski AP and Kellar KJ (2006) Sazetidine-A, a novel ligand that desensitizes alpha4beta2 nicotinic acetylcholine receptors without activating them. Molecular Pharmacology 70(4):1454-1460)。
Saz−Aは、創薬にとって優れた鉛分子であり、幾つかの動物モデルにおいて、疼痛の遮断や禁煙および他の症状の治療の補助に利用できる可能性を示唆する重要な特性を示す(Cucchiaro G, Xiao Y, Gonzalez-Sulser A and Kellar KJ (2008) Analgesic effects of Sazetidine-A, a new nicotinic cholinergic drug. Anesthesiology 109(3):512-519;Levin ED, Hampton D, Xiao Y and Kellar KJ (2007) Sazetidine-A, a nicotinic desensitizing agent, decrease nicotine self-administration in rats. Biochemical pharmacology 74(8):SMA-43;Xiao Y, Woolverton WL, Sahibzada N, Yasuda RP and Kellar KJ (2007) Pharmacological properties of sazetidine-A, a desensitizer of α4β2 nicotinic acetylcholine receptors, in Society for Neuroscience 37th Annual Meeting, Abstracts (#574.6), San Diego)。
選択した本発明の化合物
1つには、本発明は、式Iの化合物:
Figure 0005528434
または、それらの薬学的に許容される互変異性体、塩、溶媒和物、および/またはエステルに関し、ここで
Yは、O、S、またはN(RC)であり;
Cは、水素、アルキル、またはアラルキルオキシカルボニルであり;
Hetは、随意的に置換されたヘテロシクリルであり;
Zは、随意的に置換されたアリーレン、または随意的に置換されたヘテロアリーレンであり;
1、R3、およびR4は、独立して、水素、アルキル、アルケニル、アルキニル、ハロ、ヒドロキシ、アルコキシ、アミノ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、シアノ、ニトロ、ホルミル、カルボキシ、アルキルオキシカルボニル、アミノカルボニル、アルキルアミノカルボニル、ジアルキルアミノカルボニル、ハロアルキル、ハロアルコキシ、ハロアルキルアミノ、ジ(ハロアルキル)アミノ、シリルおよびシリルオキシ、ここで、前記アルキル、アルケニル、およびアルキニルは、ヒドロキシ、アルコキシ、アミノ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、シアノ、ニトロ、ホルミル、カルボキシ、アルキルオキシカルボニル、アミノカルボニル、アルキルアミノカルボニル、ジアルキルアミノカルボニル、ハロアルキル、ハロアルコキシ、ハロアルキルアミノ、ジ(ハロアルキル)アミノ、シリルおよびシリルオキシからなる群より選択される1、2、3、または4つの置換基で置換されて差し支えなく;
2
Figure 0005528434
であり;
Aは水素またはアルキルであり;
Bは水素またはアルキルであり;
nは、0、1、2、3、または4であり;
Xは、水素、ハロ、ヒドロキシル、アルキルオキシ、トリフルオロメチル、またはアルキルである。
特定の実施の形態では、本発明は、前述の化合物のいずれかに関し、ここで、YはOである。
特定の実施の形態では、本発明は、前述の化合物のいずれかに関し、ここで、YはSである。
特定の実施の形態では、本発明は、前述の化合物のいずれかに関し、ここで、YはN(RC)である。特定の実施の形態では、本発明は、前述の化合物のいずれかに関し、ここで、YはN(RC)であり;RCは水素である。特定の実施の形態では、本発明は、前述の化合物のいずれかに関し、ここで、YはN(RC)であり;RCはアルキルである。特定の実施の形態では、本発明は、前述の化合物のいずれかに関し、ここで、YはN(RC)であり;RCは、−CH3、−CH2CH3、−CH2CH2CH3、−CH(CH32、−CH2CH2CH2CH3、−CH2CH(CH32、−CH(CH3)CH2CH3または−CH(CH2CH32である。
特定の実施の形態では、本発明は、前述の化合物のいずれかに関し、ここで、Hetは、随意的に置換されたアゼチジニル(azetidenyl)または随意的に置換されたピロリジニルである。特定の実施の形態では、本発明は、前述の化合物のいずれかに関し、ここで、Hetは
Figure 0005528434
である。
特定の実施の形態では、本発明は、前述の化合物のいずれかに関し、ここで、Hetは
Figure 0005528434
である。
特定の実施の形態では、本発明は、前述の化合物のいずれかに関し、ここで、Rは水素である。特定の実施の形態では、本発明は、前述の化合物のいずれかに関し、ここで、Rはアルキルである。特定の実施の形態では、本発明は、前述の化合物のいずれかに関し、ここで、Rは、−CH3、−CH2CH3、−CH2CH2CH3、−CH(CH32、−CH2CH2CH2CH3、−CH2CH(CH32、−CH(CH3)CH2CH3または−CH(CH2CH32である。特定の実施の形態では、本発明は、前述の化合物のいずれかに関し、ここで、Rはアラルキルオキシカルボニルである。特定の実施の形態では、本発明は、前述の化合物のいずれかに関し、ここで、Rはベンジルオキシカルボニル(Boc)である。
特定の実施の形態では、本発明は、前述の化合物のいずれかに関し、ここで、Zは、
Figure 0005528434
であり;
AはR2への結合であり;Wは、O、SまたはN(RD)であり;RDは、水素、アルキル、またはアラルキルオキシカルボニルである。
特定の実施の形態では、本発明は、前述の化合物のいずれかに関し、ここで、Zは、
Figure 0005528434
であり;
AはR2への結合である。
特定の実施の形態では、本発明は、前述の化合物のいずれかに関し、ここで、Zは、
Figure 0005528434
であり;
AはR2への結合であり;Wは、O、SまたはN(RD)であり;RDは、水素、アルキル、またはアラルキルオキシカルボニルである。特定の実施の形態では、本発明は、前述の化合物のいずれかに関し、ここで、WはOである。特定の実施の形態では、本発明は、前述の化合物のいずれかに関し、ここで、WはSである。特定の実施の形態では、本発明は、前述の化合物のいずれかに関し、ここで、WはN(RD)である。特定の実施の形態では、本発明は、前述の化合物のいずれかに関し、ここで、RDは水素である。特定の実施の形態では、本発明は、前述の化合物のいずれかに関し、ここで、RDはアルキルである。特定の実施の形態では、本発明は、前述の化合物のいずれかに関し、ここで、RDは、−CH3、−CH2CH3、−CH2CH2CH3、−CH(CH32、−CH2CH2CH2CH3、−CH2CH(CH32、−CH(CH3)CH2CH3または−CH(CH2CH32である。
特定の実施の形態では、本発明は、前述の化合物のいずれかに関し、ここで、Zは、
Figure 0005528434
であり;
AはR2への結合である。
特定の実施の形態では、本発明は、前述の化合物のいずれかに関し、ここで、Zは、
Figure 0005528434
であり;
AはR2への結合である。
特定の実施の形態では、本発明は、前述の化合物のいずれかに関し、ここで、R1は、水素、ハロ、またはアルキルである。特定の実施の形態では、本発明は、前述の化合物のいずれかに関し、ここで、R1は水素である。特定の実施の形態では、本発明は、前述の化合物のいずれかに関し、ここで、R1はクロロである。特定の実施の形態では、本発明は、前述の化合物のいずれかに関し、ここで、R1は−CH3である。
特定の実施の形態では、本発明は、前述の化合物のいずれかに関し、ここで、R3 が、水素、ハロ、またはアルキルである。特定の実施の形態では、本発明は、前述の化合物のいずれかに関し、ここで、R3 が、水素である。特定の実施の形態では、本発明は、前述の化合物のいずれかに関し、ここで、R3 が、クロロである。特定の実施の形態では、本発明は、前述の化合物のいずれかに関し、ここで、R3は−CH3である。
特定の実施の形態では、本発明は、前述の化合物のいずれかに関し、ここで、R4は、水素、ハロ、またはアルキルである。特定の実施の形態では、本発明は、前述の化合物のいずれかに関し、ここで、R4は水素である。特定の実施の形態では、本発明は、前述の化合物のいずれかに関し、ここで、R4はクロロである。特定の実施の形態では、本発明は、前述の化合物のいずれかに関し、ここで、R4は−CH3である。
特定の実施の形態では、本発明は、前述の化合物のいずれかに関し、ここで、R2
Figure 0005528434
である。
特定の実施の形態では、本発明は、前述の化合物のいずれかに関し、ここで、R2
Figure 0005528434
である。
特定の実施の形態では、本発明は、前述の化合物のいずれかに関し、ここで、R2
Figure 0005528434
である。
特定の実施の形態では、本発明は、前述の化合物のいずれかに関し、ここで、R2
Figure 0005528434
である。
特定の実施の形態では、本発明は、前述の化合物のいずれかに関し、ここで、R2
Figure 0005528434
である。
特定の実施の形態では、本発明は、前述の化合物のいずれかに関し、ここで、nは0である。特定の実施の形態では、本発明は、前述の化合物のいずれかに関し、ここで、nは1である。特定の実施の形態では、本発明は、前述の化合物のいずれかに関し、ここで、nは2である。特定の実施の形態では、本発明は、前述の化合物のいずれかに関し、ここで、nは3である。特定の実施の形態では、本発明は、前述の化合物のいずれかに関し、ここで、nは4である。
特定の実施の形態では、本発明は、前述の化合物のいずれかに関し、ここで、Xは水素である。特定の実施の形態では、本発明は、前述の化合物のいずれかに関し、ここで、Xはハロである。特定の実施の形態では、本発明は、前述の化合物のいずれかに関し、ここで、Xはフルオロである。特定の実施の形態では、本発明は、前述の化合物のいずれかに関し、ここで、Xはヒドロキシである。特定の実施の形態では、本発明は、前述の化合物のいずれかに関し、ここで、Xはトリフルオロメチルである。特定の実施の形態では、本発明は、前述の化合物のいずれかに関し、ここで、Xはアルキルである。特定の実施の形態では、本発明は、前述の化合物のいずれかに関し、ここで、Xは、−CH3、−CH2CH3、−CH2CH2CH3、−CH(CH32、−CH2CH2CH2CH3、−CH2CH(CH32、−CH(CH3)CH2CH3または−CH(CH2CH32である。
特定の実施の形態では、本発明は、前述の化合物のいずれかに関し、ここで、RAは水素である。特定の実施の形態では、本発明は、前述の化合物のいずれかに関し、ここで、RAはアルキルである。特定の実施の形態では、本発明は、前述の化合物のいずれかに関し、ここで、RAは−CH2または−CH2CH3である。
特定の実施の形態では、本発明は、前述の化合物のいずれかに関し、ここで、RBは水素である。特定の実施の形態では、本発明は、前述の化合物のいずれかに関し、ここで、RBはアルキルである。特定の実施の形態では、本発明は、前述の化合物のいずれかに関し、ここで、RBは−CH2または−CH2CH3である。
特定の実施の形態では、本発明は、
Figure 0005528434
Figure 0005528434
からなる群より選択される式Iの化合物に関する。
別の実施の形態では、本発明は、式Iの化合物、またはそれらの薬学的に許容される互変異性体、塩、溶媒和物、および/またはエステル、および薬学的に許容される賦形剤を含む、医薬組成物に関する。
式Iの化合物またはそれらの薬学的に許容される互変異性体、塩、溶媒和物、および/またはエステルが不飽和の炭素−炭素二重結合を有する場合には、シス(Z)型およびトランス(E)型の両方の異性体が本発明の範囲内にある。化合物が
Figure 0005528434
のようなケト−エノール互変異性体などの互変異性体で存在しうる場合には、平衡状態で存在するか、またはR'で適切に置換されることによって1つの形態に固定されるかにかかわらず、互変異性体のそれぞれが本発明の範囲内に含まれることが意図されている。任意の1つの存在における任意の置換基の意味は、任意の他の存在におけるその意味、または任意の他の置換基の意味とは独立している。
本発明のニコチンAChRリガンド化合物には、式Iの化合物またはそれらの薬学的に許容される互変異性体、塩、溶媒和物、および/またはエステルのプロドラッグが含まれる。プロドラッグは、インビボにおいて活性な親薬物を放出する、任意の共有結合した担体であると考えられる。
本発明の化合物は、水、エタノールなどの薬学的に許容される溶媒とともに、非溶媒和および溶媒和の形態で存在しうる。一般に、溶媒和の形態は、本発明の目的では、非溶媒和の形態と同等であると考えられる。
別の実施の形態では、本発明は、ニコチン脱感作剤である、式Iの化合物、またはそれらの薬学的に許容される互変異性体、塩、溶媒和物、および/またはエステルに関する。
さらなる実施の形態では、式Iのニコチン脱感作剤、またはそれらの薬学的に許容される互変異性体、塩、溶媒和物、および/またはエステルは、哺乳動物のニコチンACh受容体に基づいたアッセイにおいて1μM未満のIC50を有する。さらなる実施の形態では、式Iのニコチン脱感作剤、またはそれらの薬学的に許容される互変異性体、塩、溶媒和物、および/またはエステルは、哺乳動物のニコチンACh受容体に基づいたアッセイにおいて100nM未満のIC50を有する。さらなる実施の形態では、式Iのニコチン脱感作剤、またはそれらの薬学的に許容される互変異性体、塩、溶媒和物、および/またはエステルは、哺乳動物のニコチンACh受容体に基づいたアッセイにおいて10nM未満のIC50を有する。さらなる実施の形態では、式Iのニコチン脱感作剤、またはそれらの薬学的に許容される互変異性体、塩、溶媒和物、および/またはエステルは、哺乳動物のニコチンACh受容体に基づいたアッセイにおいて1nM未満のIC50を有する。
別の実施の形態では、本発明は、1μM未満のIC50を有する、式Iのニコチン脱感作剤、またはそれらの薬学的に許容される互変異性体、塩、溶媒和物、および/またはエステルに関する。さらなる実施の形態では、式Iのニコチン脱感作剤、またはそれらの薬学的に許容される互変異性体、塩、溶媒和物、および/またはエステルは、哺乳動物のニコチンACh受容体に基づいたアッセイにおいて100nM未満のEC50を有する。さらなる実施の形態では、式Iのニコチン脱感作剤、またはそれらの薬学的に許容される互変異性体、塩、溶媒和物、および/またはエステルは、哺乳動物のニコチンACh受容体に基づいたアッセイにおいて10nM未満のEC50を有する。
1つの実施の形態では、式Iのニコチン脱感作剤、またはそれらの薬学的に許容される互変異性体、塩、溶媒和物、および/またはエステルは、化合物であって、(1)nAChR亜型への結合親和性(KdまたはKj)が約1,000nM未満であり;(2)nAChR亜型についてのアゴニスト活性(Emax)がnAChR亜型についての典型的なニコチンアゴニストのEmaxの約10%未満であり;(3)化合物を典型的なアゴニストと同時にnAChR亜型に使用する場合に、典型的なニコチンアゴニスト(IC50(A))によるnAChR亜型の受容体活性化に対する阻害が約1,000nMを超える、化合物である。
1つの実施の形態では、式Iのニコチン脱感作剤、またはそれらの薬学的に許容される互変異性体、塩、溶媒和物、および/またはエステルは、化合物であって、(1)nAChR亜型についてのアゴニスト活性(Emax)がnAChR亜型についての典型的なニコチンアゴニストのEmaxの約10%未満であり;(2)脱感作(IC50(D))を介した典型的なニコチンアゴニストによるnAChR亜型の受容体活性化に対する阻害が約10,000nM未満であり;(3)化合物を典型的なアゴニストと同時にnAChR亜型に使用する場合に、典型的なニコチンアゴニスト(IC50(A))によるnAChR亜型の受容体活性化に対する阻害が約1,000nMを超え;(4)IC50(D)がIC50(A)未満である、化合物であって、ここで、前記脱感作が、典型的なニコチンアゴニストをnAChR亜型に使用する前に、前記化合物を一定期間、nAChR亜型と接触させることを含む。
別の実施の形態では、本発明は、式Iの化合物またはそれらの薬学的に許容される互変異性体、塩、溶媒和物、および/またはエステルに関し、ここで、前記化合物は単一の立体異性体である。
選択的使用方法
別の実施の形態では、本発明は、必要とする被験体においてニコチン受容体を調節する方法に関し、該方法は、式Iの化合物、またはそれらの薬学的に許容される互変異性体、塩、溶媒和物、および/またはエステルを有効量で被験体に投与することを含む。
別の実施の形態では、本発明は、式Iの化合物、またはそれらの薬学的に許容される互変異性体、塩、溶媒和物、および/またはエステルを有効量で哺乳動物に投与することを含む、哺乳動物におけるニコチンACh受容体を調節する方法に関し、ここで、前記化合物、またはそれらの薬学的に許容される互変異性体、塩、溶媒和物、および/またはエステルは、経口投与される。
別の実施の形態では、本発明は、老化、依存症、疼痛、肥満、統合失調症、てんかん、躁鬱病、不安神経症、アルツハイマー病、学習障害、認知欠損、注意欠陥、記憶喪失、レヴィー小体認知症、注意欠陥過活動性障害、パーキンソン病、ハンチントン病、トゥレット・シンドローム、筋萎縮性側索硬化症、炎症、ストーク(stoke)および脊髄の損傷;炎症、炎症性皮膚疾患、クローン病、炎症性大腸炎、潰瘍性大腸炎、下痢、内分泌疾患、甲状腺機能高進症、褐色細胞腫、高血圧症、および咳に関連する、1つ以上の症状または疾患を治療する方法に関し、該方法は、式Iのニコチン脱感作剤、またはそれらの薬学的に許容される互変異性体、塩、溶媒和物、および/またはエステルを、治療に有効な量で、それらを必要とする被験体に投与することを含む。
別の実施の形態では、本発明は、式Iのニコチン脱感作剤、またはそれらの薬学的に許容される互変異性体、塩、溶媒和物、および/またはエステルを、治療に有効な量で、それらを必要とする被験体に投与し、それによって前記被験体の体重を調節することを含む、体重を管理する方法に関する。
別の実施の形態では、本発明は、ニコチン、アルコール、またはコカインの依存症などの依存症を治療する方法に関し、該方法は、式Iのニコチン脱感作剤、またはそれらの薬学的に許容される互変異性体、塩、溶媒和物、および/またはエステルを、治療に有効な量で、それらを必要とする被験体に投与することを含む。
別の実施の形態では、本発明は、ニコチンおよびアルコール、またはニコチンおよびコカインなどの、複合依存症を治療する方法に関し、該方法は、式Iのニコチン脱感作剤、またはそれらの薬学的に許容される互変異性体、塩、溶媒和物、および/またはエステルを、治療に有効な量で、それらを必要とする被験体に投与することを含む。
特定の実施の形態では、本発明は、前述の方法のいずれか1つに関し、ここで、前記化合物、またはそれらの薬学的に許容される互変異性体、塩、溶媒和物、および/またはエステルは、静脈注射で、舌下で、眼に、経皮的に、直腸的に、経膣的に、局所に、筋肉注射で、皮下に、頬側に、または経鼻的に投与される。
特定の実施の形態では、本発明は、前述の方法のいずれか1つに関し、ここで、前記被験体はヒトである。
化合物の合成
本発明の化合物は、類似化合物の調製に有用な任意の従来の方法によって、および下記実施例に記載されるように、調製して差し支えない。本特許出願に記載の方法のための出発材料は周知であるか、または市販の材料から既知の方法によって調製することができる。加えて、本発明の化合物は、従来の方法を使用して、本発明の別の化合物へと転換することができる。本明細書に記載の反応生成物は、抽出、結晶化、蒸留、クロマトグラフィなどの従来の手段によって単離される。
本発明の化合物は幾つかの不斉中心を含み、これらの化合物が異性体(すなわちエナンチオマー)の形態で存在することは、当業者に理解されよう。本発明は、これらの異性体およびラセミ混合物を含めたそれらの任意の混合物のすべてを含む。
ラセミ体は、例えば、ジアステレオマー塩を光学活性な酸を用いて分離し、塩基処理することによって、光学活性なアミン化合物を遊離する方法など、既知の方法によってエナンチオマー(光学対掌体)に分割することができる。ラセミ化合物をエナンチオマー(光学対掌体)に分割する別の方法は、光学活性マトリクスにおけるクロマトグラフィに基づいている。よって、本発明のラセミ化合物は、例えば、DまたはL型の(酒石酸、マンデル酸、またはカンファースルホン酸)の塩の分別結晶化などによって、エナンチオマー(光学対掌体)に分割することができる。本発明の化合物はまた、本発明の化合物を光学活性な活性カルボン酸、例えば(+)または(−)のフェニルアラニン、(+)または(−)のフェニルグリシン、(+)または(−)のカンファン酸から誘導されるものなどと反応させることによる、ジアステレオマーのアミドの形成によって、または、本発明の化合物を光学活性クロロギ酸エステルなどと反応させることによる、ジアステレオマーのカルバメートの形成によって分割してもよい。
当業者に周知の光学異性体のさらなる分割方法も使用して差し支えなく、そのような方法は当業者にとって明らかであろう。これらの方法としては、J. Jaques, A. Collet, and S. Wilen in "Enantiomers, Racemates, and Resolufions", John Wiley and Sons, New York (1981)に記載されるものが挙げられる。
光学活性な化合物は、光学活性な出発材料から調製することもできる。
製造可能性
潜在的な薬剤候補の製造可能性は、薬剤開発における重要な考慮すべき事項である。薬剤開発において取り組むべき重要なパラメータとして、吸収性、浸透性、および安定性が挙げられる。化学構造の改質によって調整可能な、対応する物理化学的特性は、それぞれ、log P、極性表面積(PSA)、および結晶化度である。Log Pは、n−オクタノールと水の薬物分配係数の対数、log([オクタノール]/[水])から導かれる値である。Log Pは、吸収性と関連している化合物の親水性の確立された測定法である。例えば、低い親水性、したがって高いlog P値は、薬物の吸収不良を生じる。原則として、化合物は、それらのlog P値が2〜5の場合、吸収される合理的な確率を有する。PSAは、付加した水素原子を含めた、極性原子(通常は酸素および窒素)全体の表面和として定義される。PSAは、分子が細胞膜を浸透する能力と関連がある。140Å2を超えるPSA値は、通常、その分子が細胞膜を通過しないであろうことを示す。薬物依存症を治療する薬物の開発に必要不可欠である、血液脳関門を通過させるためには、PSAは60Å2未満であるべきであると一般的に認められている。
結晶化度は、製剤などの多くの複雑な問題に取り組む薬剤候補の重要な特性である。製造にとって理想的な薬剤候補は、150℃を超える融点を有するべきである。100℃未満の融点を有する薬剤候補は、典型的には、錠剤化の問題に直面する。また、液体状態にある、または60℃未満の融点を有する化合物は、しばしば、所望のものよりも低い安定性を示し、冷凍を必要とする。潜在的な薬剤候補の融点は、考慮される最初の物理化学的特性の1つであることが好ましい。
用量
本発明の組成物の用量は、患者の症状、年齢および体重、治療すべき疾患の性質および重症度、投与経路、および本目的の組成物の形態に応じて変化するであろう。対象とする製剤はいずれも、単回用量または分割用量で投与して差し支えない。本発明の組成物のための有効な用量は、当業者に既知の技術によって、または本明細書の教示から、容易に決定されよう。用量は、完全に除去されない場合にも少なくともある程度の軽減を提供するような方法で、被験体の疾患を緩和するように選択されて差し支えない。当業者は、本明細書に提供されるように、および、当技術分野で周知の他の方法を使用することによって、この量を特定して構わない。
特定の実施の形態では、目的とする化合物の用量は、一般的に、約0.01ng〜約10g/kg体重の範囲、具体的には約1ng〜約0.1g/kgの範囲、さらに具体的には約100ng〜約10mg/kgの範囲であろう。
本発明の任意の特定の組成物について、有効な用量または量、および製剤の投与時期の影響の可能性を確認する必要があろう。これは、1つ以上の動物群(好ましくは1群あたり少なくとも5匹の動物)を使用して、または適切な場合にはヒトの臨床試験において、本明細書に記載される通りに日常的な実験を行うことによって達成されうる。任意の目的の組成物および治療方法の有効性は、組成物を投与し、1つ以上の適用可能な指数を測定することによって投与効果を評価し、これらの指数の治療後の値を治療前の同じ指数の値と比較することによって評価されうる。
所定の患者において最も効果的な治療を生じさせるであろう任意の特定の目的の組成物の正確な投与時間および量は、目的の組成物の活性、薬物動態学、およびバイオアベイラビリティ、患者の生理的状態(年齢、性別、疾患のタイプおよび段階、全身的な身体状態、所定の用量および薬剤のタイプに対する反応性を含む)、投与経路などに応じて決まるであろう。本明細書に提示する指針は、例えば、被験体をモニターし、用量および/または時期を調整することからなる日常的な実験しか必要としないであろう、投与の最適な時間および/または量の決定など、治療の最適化に使用して構わない。
被験体の治療と同時に、治療期間中、1つ以上の関連する指数を、所定の各時刻において測定することにより、患者の健康状態をモニターして差し支えない。組成物、量、投与回数および製剤を含めた治療は、このようなモニタリングによって最適化されうる。患者は、同一のパラメータを測定することによって改善の程度を決定するために、定期的に再評価されうる。投与する目的の組成物の量の調整および、場合によっては投与時間の調整までが、これらの再評価に基づいて行われうる。
治療は、化合物の最適用量未満の少なめの用量で開始されうる。その後、用量は、最適な治療効果が達成されるまで少しずつ増量して差し支えない。
異なる薬剤の効果の開始および持続期間は補足的でありうることから、本目的の組成物の使用は、組成物に含まれる任意の個別の薬剤の必要とされる用量を低減しうる。
目的の組成物の毒性および治療効果は、例えば、LD50およびED50の決定などのため、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して差し支えない。
細胞培養試験および動物実験から得られるデータは、ヒトに使用するために、さまざまな用量で製剤化するのに使用して差し支えない。任意の目的の組成物の用量は、毒性がほとんどまたは全くないED50を含む、さまざまな循環濃度の範囲内にあることが好ましい。用量は、用いる投与形態および使用する投与経路に応じて、この範囲内で変化しうる。本発明の組成物では、治療効果のある用量は、最初に細胞培養試験から推定して構わない。
医薬組成物
本発明にしたがって、本発明の化合物は、神経変性疾患または嗜癖障害の治療に特に有用な医薬組成物として調製されうる。これらの組成物は、本発明の化合物またはそれらの薬学的に許容される互変異性体、塩、溶媒和物、および/またはエステル、および薬学的に許容される担体および/または賦形剤を含む。
本発明の組成物は、当技術分野で周知のように、それらの目的の用途に応じて、さまざまな手段によって投与されうる。例えば、本発明の組成物が経口投与される場合、錠剤、カプセル、顆粒、粉末またはシロップとして製剤されうる。あるいは、本発明の製剤は、注射(静脈内、筋肉内または皮下)、点滴製剤または坐剤として非経口で投与されてもよい。眼の粘膜投与による用途では、本発明の組成物は、点眼薬または眼軟膏剤として製剤されうる。これらの製剤は、従来の手段で調製して差し支えなく、必要に応じて、組成物を、賦形剤、結合剤、崩壊剤、滑剤、矯味薬、可溶化剤、懸濁助剤、乳化剤またはコーティング剤などの慣習的な添加物と混合して構わない。
本目的の発明の製剤では、湿潤剤、乳化剤およびラウリル硫酸ナトリウムおよびステアリン酸マグネシウムなどの滑剤、ならびに、着色剤、放出剤、コーティング剤、甘味料、香味料および香料、保存料および酸化防止剤が、製剤中に存在していてもよい。
目的の組成物は、経口、経鼻、局所(頬および舌下を含む)、直腸、膣、エアロゾル、および/または非経口投与に適しうる。製剤は、便利に単位投与形態で存在して差し支えなく、薬学の分野で周知の方法で調製されうる。担体材料と組み合わせて単回投与とする組成物の量は、治療される被験体、および投与する特定の方法に応じて変化する。
これらの製剤を調製する方法は、本発明の組成物を、担体および随意的に1つ以上の副成分と会合するに至らせる工程を有してなる。一般に、製剤は、薬剤を液体担体、または微粉化した固形担体、またはその両方と、均一かつ密接に会合させるに至らせ、その後、必要であれば、生成物を成形することによって調製される。
経口投与に適した剤形は、カプセル、カシェ剤(cachet)、丸薬、錠剤、薬用キャンディ(香味付けされた基材、通常は、ショ糖およびアカシアまたはトラガカンスを用いる)、粉剤、顆粒、もしくは溶液として、あるいは水溶液または水溶液以外の液体中の懸濁液として、もしくはO/W型またはW/O型の液体エマルションとして、もしくはエリキシル剤またはシロップ剤として、もしくはトローチ剤(ゼラチンおよびグリセリン、または、ショ糖およびアカシアなどの不活性な基材を用いる)などの形態であり、それぞれ、活性成分として、本目的のそれらの組成物を所定の量で含む。本発明の組成物はまた、ボーラス、甜剤または塗布剤として投与してもよい。
経口投与のための固形投与形態(カプセル、錠剤、丸薬、糖衣錠、粉剤、顆粒など)では、本目的の組成物を、1種類以上の薬学的に許容される担体、例えばクエン酸ナトリウムまたは第二リン酸カルシウム、および/または:(1)デンプン、乳糖、ショ糖、ブドウ糖、マンニトールおよび/またはケイ酸などの充填剤もしくは増量剤;(2)例えば、カルボキシメチルセルロース、アルギン酸塩、ゼラチン、ポリビニル・ピロリドン、ショ糖および/またはアカシアなどの結合剤;(3)グリセロールなどの湿潤剤;(4)寒天、炭酸カルシウム、ジャガイモデンプンもしくはタピオカデンプン、アルギン酸、ある種のケイ酸塩および炭酸ナトリウムなどの崩壊剤;(5)パラフィンなどの溶解遅延剤;(6)第4級アンモニウム化合物などの吸収促進剤;(7)例えば、アセチルアルコールおよびグリセロール・モノステアレートなどの湿潤剤;(8)カオリンおよびベントナイト粘土などの吸収剤;(9)タルク、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、固形のポリエチレン・グリコール、ラウリル硫酸ナトリウム、およびそれらの混合物などの滑剤;および(10)着色剤、のいずれかと混合する。カプセル、錠剤および丸薬の場合には、組成物は緩衝剤も含みうる。同じような種類の固形組成物を、ラクトースまたは乳糖、ならびに高分子量ポリエチレン・グリコールなどの賦形剤を使用して、ゼラチンの軟カプセルおよび硬カプセルにおける充填剤としても使用して差し支えない。
錠剤は、随意的に1つ以上の副成分とともに、圧縮または成型することによって作られうる。圧縮錠剤は、結合剤(例えば、ゼラチンまたはヒドロキシプロピルメチルセルロース)、滑剤、不活性希釈剤、保存料、崩壊剤(例えば、デンプングリコール酸ナトリウムまたは架橋カルボキシメチルセルロースナトリウム)、界面活性剤または分散剤を使用して調製されうる。成形錠剤は、不活性な液体の希釈剤で湿らせた本目的の組成物を適切な機械で成形することによって製造して差し支えない。錠剤、および糖衣錠、カプセル、丸薬および顆粒などの他の固形投与形態は、随意的にスコアリングされるか、または製薬の技術分野で周知の腸溶コーティングおよび他のコーティングなどのコーティングおよび外殻を用いて調製されてもよい。
経口投与のための液体投与形態としては、薬学的に許容されるエマルション、マイクロエマルション、溶液、懸濁液、シロップおよびエリキシル剤が挙げられる。本目的の組成物に加えて、液体投与形態は、例えば、水または他の溶媒、可溶化剤および乳化剤、すなわち、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、炭酸エチル、酢酸エチル、ベンジルアルコール、安息香酸ベンジル、プロピレン・グリコール、1,3−ブチレン・グリコール、油(特に、綿実、ピーナッツ、コーン油、胚芽油、オリーブ油、ヒマシ油およびゴマ油)、グリセロール、テトラヒドロフルフリルアルコール、ソルビタンのポリエチレン・グリコールおよび脂肪酸エステル、およびそれらの混合物など、当技術分野で一般に用いられている不活性希釈剤を含みうる。
本目的の組成物に加えて、懸濁液は、例えば、エトキシ化イソステアリルアルコール、ポリオキシエチレンソルビトールおよびソルビタンエステル、微結晶性セルロース、メタ水酸化アルミニウム(aluminum metahydroxide)、ベントナイト、寒天、およびトラガカント、およびそれらの混合物などの懸濁化剤を含みうる。
直腸または膣内投与のための製剤は、坐剤として存在して差し支えなく、これは、目的の組成物を、例えば、ココアバター、ポリエチレン・グリコール、坐剤ワックスまたはサリチル酸塩、および、室温では固体であるが体温では液体であり、したがって体腔内で融解し、活性薬剤を放出するものを含む、1つ以上の適切な刺激性ではない賦形剤または担体と混合することによって調製されうる。膣内投与に適した製剤には、当技術分野において適切であると知られているこれらの担体を含む、ペッサリー、タンポン、クリーム、ゲル、ペースト、発泡体またはスプレー製剤も含まれる。
目的の組成物の経皮投与のための投与形態としては、粉末、スプレー、軟膏、ペースト、クリーム、ローション、ゲル、溶液、パッチおよび吸入剤が挙げられる。活性成分は、滅菌条件下で、薬学的に許容される担体、および、必要であろう任意の保存料、緩衝剤、または推進剤と混合して差し支えない。
軟膏、ペースト、クリームおよびゲルは、目的の組成物に加えて、動物性および植物性脂肪、油、ワックス、パラフィン、デンプン、トラガカント、セルロース誘導体、ポリエチレン・グリコール、シリコーン、ベントナイト、ケイ酸、タルクおよび酸化亜鉛、またはそれらの混合物などの賦形剤を含みうる。
粉末およびスプレーは、目的の組成物に加えて、ラクトース、タルク、ケイ酸、水酸化アルミニウム、ケイ酸カルシウムおよびポリアミド粉末、またはこれらの物質の混合物などの賦形剤を含みうる。スプレーは、加えて、クロロフルオロ炭化水素および、ブタンおよびプロパンなどの揮発性の非置換炭化水素のような通常の推進剤を含みうる。
あるいは、本発明の組成物はエアロゾルの形態で投与されてもよい。これは、化合物を含有する水性エアロゾル、リポソーム製剤または固形の粒子を調製することによって達成される。非水性の(例えば、フルオロカーボン推進剤)懸濁液も使うことができよう。本目的の組成物に含まれる化合物の分解を生じうるせん断への薬物の曝露を最小限に抑えることから、ソニックネブライザーを使用してもよい。
通常、水性エアロゾルは、目的の組成物の水溶液または懸濁液を従来の薬学的に許容される担体および安定剤と一緒に製剤することによって作られる。担体および安定剤は、特定の目的の組成物の要件と共に変化するが、典型的には、非イオン性の界面活性剤(Tweens、Pluronics(登録商標)、またはポリエチレン・グリコール)、血清アルブミンなどの無害なタンパク質、ソルビタンエステル、オレイン酸、レシチン、グリシンなどのアミノ酸、緩衝剤、塩、糖または糖アルコールが挙げられる。一般に、エアロゾルは等張液から調製される。
非経口投与に適した本発明の医薬組成物は、目的の組成物を、1つ以上の薬学的に許容される殺菌した等張の水溶液または非水溶液、分散液、懸濁液またはエマルション、または、使用直前に殺菌した注入可能な溶液または分散液に再構成して差し支えない滅菌粉末と一緒に含み、これらは、酸化防止剤、緩衝剤、静菌薬、対象とする受容者の血液で製剤を等張にする溶質、または懸濁剤または増粘剤を含みうる。
医薬本発明の組成物に用いて構わない適切な水性および非水性の担体の例としては、水、エタノール、ポリオール(グリセロール、プロピレン・グリコール、ポリエチレン・グリコールなど)、およびそれらの適切な混合物、オリーブ油などの植物油、およびオレイン酸エチルなどの注入可能な有機エステルが挙げられる。適切な流動性は、例えば、レシチンなどのコーティング材料の使用によって、分散液の場合には所要の粒子の大きさの維持によって、および、界面活性剤の使用によって、維持されうる。
特定の実施の形態では、医薬組成物は、錠剤、丸薬 カプセルまたは他の適切な摂取可能な製剤として製剤化され、10個以下の摂取可能な製剤で治療用量を提供する。別の例では、治療用量は、50、40、30、20、15、10、5、または3個の摂取可能な製剤で提供される。
キット
本発明は、本発明の方法を便利かつ効果的に実施するためのキットも提供する。このようなキットは、任意の目的の組成物、および本発明の方法の順守を助けるための手段を含む。このようなキットは、治療されるべき被験体が、正しい用量、正しい方法で適切な活性薬剤を摂取することを保証するための便利かつ効果的な手段を提供する。これらのキットの順守手段には、本発明の方法にしたがった活性薬剤の投与を助ける任意の手段が含まれる。このような順守手段として、使用説明書、包装、および分配手段、およびそれらの組合せは挙げられる。キットの構成要素は、前述の方法を手動で、または部分的にまたは完全に自動で実施するために、パッケージ化されていて差し支えない。キットを含む他の実施の形態では、本発明は、本発明の組成物、および随意的に使用するための使用説明書を含む、キットを意図する。
例えば、本発明はまた、少なくとも単回投与、しばしば多数回投与する、目的の組成物、および、治療計画のための他の材料を含むキットも提供する。例えば、1つの実施の形態では、本発明のキットは、5〜30日間の期間に十分な目的の組成物、および随意的に、治療計画に関連する1つ以上の指数を測定するために必要な機器を含む。別の実施の形態では、本発明のキットは、目的の組成物を含めた、任意の本発明の方法を行うためのすべての材料および供給品を含む。さらに別の実施の形態では、本発明のキットは、上記のように、さらに、本目的の組成物の使用および投与のための使用説明書を含む。
生物学的スクリーニング
多くの異なるアッセイ方法を使用して、本発明の化合物の活性を決定することができる。これらのアッセイ方法としては、例えば次のものが挙げられるが、当業者に周知の他の方法も含まれる。
脳のニコチン性ACh受容体は、骨格筋に見られるものとは異なるサブユニットからなる5量体構造をしている。哺乳動物の脳には8つのα−サブユニット(α2〜α9)および3つのβ−サブユニット(β2−β4)が存在するといわれている。
ニコチンに高親和性を有する主要な亜型は、3つのα−サブユニットおよび2つのβ−サブユニットで構成される。
例えば、本発明の化合物のニコチン性ACh受容体親和性は、下記のように阻害試験において検査して差し支えない。
A.細胞株および細胞培養
ラットα3β4 nAChRを発現する細胞株KXα3β4R2、および、ラットα4β2 nAChRを発現するKXα4β2は、ヒト胚腎臓293細胞をラットnAChRサブユニット遺伝子と組み合わせて安定にトランスフェクトすることによって、以前に確立されている。これらの細胞株は、加湿インキュベータ中、10%のウシ胎仔血清、100単位/mLのペニシリンG、100mg/mLのストレプトマイシン、および0.7mg/mLのG418(ジェネティシン)を加えた最小必須培地内で、5%のCO2と共に37℃で維持される。ヒトα4β2 nAChRsを発現する細胞株SH−EP1−pcDNA−hα4β2は、以前に説明されており、入手可能である。SH−EP1−pcDNA−hα4β2細胞は、加湿インキュベータ中、5%のウシ胎仔血清、10%のウマ血清、100単位/mLのペニシリンG、100μg/mLのストレプトマイシン、320μg/mLのハイグロマイシンB(Calbiochem社(米国カリフォルニア州ラ・ホーヤ所在)製)、400単位/mLのゼオシン(Zeocin)を加えたダルベッコ変法イーグル培地内で、5%のCO2と共に37℃で増殖させる。
B.nAChR結合親和性および亜型選択性アッセイ
α3β4、α4β2および他のnAChR亜型に結合するための化合物のKi値は、[3H]エピバチジンまたは他の標識化リガンドを用いた競合実験で測定する。1つの方法に縛られることは意図していないが、[3H]エピバチジンのnAChRへの結合を測定するのに用いられる放射活性リガンド結合アッセイの1つを以下に記載する。
手短に述べると、約80%より高いコンフルエンスの培養細胞をフラスコ(80cm2)から使い捨てのセル・スクレーパーを用いて取り出し、pH7.4、4℃の10mLの50mM トリス−HCl緩衝液に入れる。細胞懸濁液を10,000gで5分間遠心分離し、ペレットを回収する。培養の間、ニコチンアゴニストを用いた長期処理を受けた細胞については、残留薬物を除去するため、新鮮な緩衝液中、遠心分離によってペレットをさらに2回洗浄する。次に、細胞ペレットを、ポリトロン・ホモジナイザー(12−mmアグリゲート、26,000rpm、20;モデル PT2100;Kinematica社(スイス国バーゼル所在)製)を用いて10mLの緩衝液中で均質化し、36,000gで4℃、10分間遠心分離する。膜ペレットを新鮮な緩衝液に再懸濁し、30〜200μgのタンパク質に等しい、一定分量の膜調製物を結合アッセイに使用する。使用する[3H]エピバチジンの濃度は、競合結合アッセイでは100pMであり、受容体密度の測定では、α4β2受容体亜型の飽和濃度である2.4nMである。非特異的結合は、300μMのニコチンの存在下、並列培養で評価する。結合リガンドと遊離リガンドを、0.5%のポリエチレンイミンで処理したワットマンGF/Cフィルタを用いた真空ろ過によって分離する。フィルタが保持する放射活性を、液体シンチレーション計数で測定する。特異結合は全結合と非特異的結合の差異として定義される。飽和および競合結合アッセイに基づくデータを、Prism4(GraphPad Software社(米国カリフォルニア州サンディエゴ所在)製)を使用して分析する。
C.nAChR機能分析
アゴニスト、アンタゴニストおよび/または本発明の化合物の脱感作活性は、ニコチン刺激性の86Rb+流出の阻害を測定することによって評価することができる。いずれか1つの方法に縛られることは意図しないが、86Rb+流出アッセイを使用する、トランスフェクトされた細胞において発現されたnAChRにおける化合物の機能特性を測定するための手法の1つを以下に説明する。
手短に述べると、細胞をポリD−リジンでコーティングされた24−ウェルプレート内に入れる。その細胞を、85〜95%のコンフルエンスに達するまで、37℃で18〜24時間増殖させる。次に、細胞を37℃で4時間、86Rb+(2μCi/mL)を含む成長培地(0.5mL/ウェル)内で培養する。次いで負荷混合物を吸引し、1mLの緩衝液(15mMのHEPES、140mMのNaCl、2mMのKCl、1mMのMgSO4、1.8mMのCaCl2、および11mMのグルコース、pH7.4)で細胞を4回洗浄する。試験すべき化合物を含む、または含まない1ミリリットルの緩衝液を、各ウェルに加える。2分間のインキュベーション後、細胞から放出された86Rb+の測定用に、アッセイ緩衝液を回収する。次に、流出アッセイの終了時に細胞内に存在した86Rb+の量を決定するため、1mLの100mM NaOHを各ウェルに加えて細胞を溶解し、溶解物を回収する。分析サンプルおよび溶解物の放射活性を、液体シンチレーション計数を用いて測定する。総合負荷(cpm)は、各ウェルの分析サンプルと溶解物の合計として計算する。86Rb+の流出量は、負荷した86Rb+のパーセンテージとして表す。刺激された86Rb+の流出を、ニコチンの存在下および不存在下における流出の差異として定義する。IC50値を得るため、阻害曲線が作られ、ここで、100μMのニコチンによって刺激された流出を阻害するために、異なる濃度のアンタゴニストがアッセイに含まれる。IC50値は、非線形最小二乗回帰分析(GraphPad Software社)によって決定する。
参照することによってその全体が本明細書に援用される、Xiaoらの国際公開第2008/011484号パンフレットでは、結合アッセイ、アゴニスト試験、アンタゴニスト試験および脱感作試験においてα4β2 nChRに対し高選択性を示す化合物を、動物モデルでのさらなる試験に進めている。本発明の化合物でも同様の手法を取ることができる。
D.脱感作の測定
いずれか1つの方法に縛られることは意図しないが、脱感作は、例えば、後述の方法によって測定して差し支えない。
NAChRの脱感作は、10分間の前処理の有無における、nAChRチャネル機能上の本発明の化合物の効果を比較することによって測定する。ヒトα4β2およびラットα3β4 nAChRを発現する細胞における86Rb+流出アッセイを、上記のように行う。細胞は、緩衝液だけでプレインキュベーションした後、100μMのニコチンおよび表示濃度の薬物に同時に曝露される(0分間、非前処理群)か、または、ある特定の濃度の薬物のみで10分間プレインキュベーションした後、100μMのニコチンに薬物を加えたものに曝露される(10分間、前処理群)。3〜7の独立した実験について濃度効果曲線を計算する。
定義
本発明の目的では、化学元素は、CASバージョンの「化学および物理ハンドブック」第67版(1986−87)の内表紙の元素周期表に従って識別される。
「アルケニル」という用語は 本明細書では、2〜10炭素を含み、かつ、2つの水素の除去によって形成される少なくとも1つの炭素−炭素二重結合を含む、直鎖または分岐鎖炭化水素を意味する。アルケニルの代表的な例としては、限定はしないが、エテニル、2−プロペニル、2−メチル−2−プロペニル、3−ブテニル、4−ペンテニル、5−ヘキセニル、2−ヘプテニル、2−メチル−1−ヘプテニル、および3−デセニルが挙げられる。
「アルコキシ」という用語は、酸素原子を介して親分子部分に付加した、本明細書で定義されるアルキル基を意味する。アルコキシの代表的な例としては、限定はしないが、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、2−プロポキシ、ブトキシ、tert−ブトキシ、ペンチルオキシ、およびヘキシルオキシが挙げられる。
「アルコキシカルボニル」という用語は、−C(=O)−で表される、本明細書で定義されるカルボニル基を介して親分子部分に付加した、本明細書で定義されるアルコキシ基を意味する。アルコキシカルボニルの代表的な例としては、限定はしないが、メトキシカルボニル、エトキシカルボニル、およびtert−ブトキシカルボニルが挙げられる。
本明細書では「アルコキシスルホニル」という用語は、本明細書で定義されるスルホニル基を介して親分子部分に付加した、本明細書で定義されるアルコキシ基を意味する。アルコキシスルホニルの代表的な例としては、限定はしないが、メトキシスルホニル、エトキシスルホニルおよびプロポキシスルホニルが挙げられる。
本明細書では「アリールアルコキシ」および「ヘテロアリールアルコキシ」という用語は、本明細書で定義されるアルコキシ基を介して親分子部分に付加した、本明細書で定義されるアリール基またはヘテロアリール基を意味する。アリールアルコキシの代表的な例としては、限定はしないが、2−クロロフェニルメトキシ、3−トリフルオロメチルエトキシ、および2,3−メチルメトキシが挙げられる。
本明細書では「アリールアルキル」という用語は、本明細書で定義されるアルキル基を介して親分子部分に付加した、本明細書で定義されるアリール基を意味する。アルコキシアルキルの代表的な例としては、限定はしないが、tert−ブトキシメチル、2−エトキシエチル、2−メトキシエチル、およびメトキシメチルが挙げられる。
「アルキル」という用語は、第1級、第2級、第3級または環状炭素原子を含む炭化水素を意味する。例えば、アルキル基は、1〜20個の炭素原子(すなわちC1−C20アルキル)、1〜10個の炭素原子(すなわちC1−C10アルキル)、または1〜6炭素原子(すなわちC1−C6アルキル)を有しうる。アルキルの代表的な例としては、限定はしないが、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、sec−ブチル、イソブチル、tert−ブチル、n−ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、およびn−ヘキシルが挙げられる。
本明細書では「アルキルカルボニル」という用語は、本明細書で定義されるカルボニル基を介して親分子部分に付加した、本明細書で定義されるアルキル基を意味する。アルキルカルボニルの代表的な例としては、限定はしないが、アセチル、1−オキソプロピル、2,2−ジメチル−1−オキソプロピル、1−オキソブチル、および1−オキソペンチルが挙げられる。
本明細書では「アルキルカルボニルオキシ」および「アリールカルボニルオキシ」という用語は、酸素原子を介して親分子部分に付加した、本明細書で定義されるアルキルカルボニルまたはアリールカルボニル基を意味する。「ヘテロアリールカルボニルオキシ」などの他の基も同様に定義される。アルキルカルボニルオキシの代表的な例としては、限定はしないが、アセチルオキシ、エチルカルボニルオキシ、およびtert−ブチルカルボニルオキシが挙げられる。アリールカルボニルオキシの代表的な例としては、限定はしないが、フェニルカルボニルオキシが挙げられる。
本明細書では「アルキルスルホニル」および「アリールスルホニル」という用語は、本明細書で定義されるスルホニル基を介して親分子部分に付加した、本明細書で定義されるアルキルまたはアリール基を意味する。「ヘテロアリールスルホニル」などの他の基も同様に定義される。アルキルスルホニルの代表的な例としては、限定はしないが、メチルスルホニルおよびエチルスルホニルが挙げられる。本明細書では「アリールスルホニル」という用語は、明細書で定義されるスルホニル基を介して親分子部分に付加した、本明細書で定義されるアリール基を意味する。アルキルスルホニルの例として、p−トルエンスルホニル(CH364SO2−)であるトシルがあり、アリールスルホニルの例として、メチルスルホニル(CH3SO2−)であるメシルがある。
本明細書では「アルキルチオ」という用語は、硫黄原子を介して親分子部分に付加した、本明細書で定義されるアルキル基を意味する。アルキルチオの代表的な例としては、限定はしないが、メチルチオ、エチルチオ、tert−ブチルチオ、およびヘキシルチオが挙げられる。例えば、「アリールチオ」、「アルケニルチオ」および「アリールアルキルチオ」という用語も同様に定義される。
本明細書では「アルキニル」という用語は、2〜10の炭素原子を含み、少なくとも1つの炭素−炭素三重結合を含む、直鎖または分岐鎖炭化水素基を意味する。アルキニルの代表的な例としては、限定はしないが、アセチレニル、1−プロピニル、2−プロピニル、3−ブチニル、2−ペンチニル、および1−ブチニルが挙げられる。
本明細書では「アミノ」という用語は、−NH2のことをいう。「アルキルアミノ」という用語は、−N(H)−基を介して親分子部分に付加した、本明細書で定義されるアルキル基のことをいう。「アルキルカルボニルアミノ」という用語は、−N(H)−基を介して親分子部分に付加した、本明細書で定義されるアルキルカルボニル基のことをいう。「ジアルキルアミノ」という用語は、窒素原子を介して親分子部分に付加した、2つの本明細書で定義されるアルキル基(同一または異なっていて構わない)のことをいう。「アリールアミノ」などの他の基も同様に定義される。代表的な例としては、限定はしないが メチルアミノ、アセチルアミノ、およびアセチルメチルアミノが挙げられる。
「芳香族」という用語は、4n+2個の電子を含有する環状共役分子部分を特徴とする平面または多環式構造のことをいい、ここでnは整数の絶対値である。縮合環または連結環を含む芳香族分子は、二環式の芳香環とも称される。例えば、炭化水素環構造にヘテロ原子を含む二環式の芳香環は、二環式のヘテロアリール環と呼ばれる。
本明細書では「アリール」という用語は、親芳香族環系の1つの炭素原子から1つの水素原子を取り除くことによって生じる芳香族炭化水素ラジカルのことをいう。例えば、アリール基は、6〜20の炭素原子、6〜14の炭素原子、または6〜12の炭素原子を有しうる。典型的なアリール基としては、限定はしないが、ベンゼン(例えばフェニル)、置換ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、ビフェニルなどに由来するラジカルが挙げられる。本発明のアリール基は、アルケニル、アルコキシ、アルコキシカルボニル、アルコキシスルホニル、アルキル、アルキルカルボニル、アルキルカルボニルオキシ、アルキルスルホニル、アルキルチオ、アルキニル、アミノ、カルボキシ、シアノ、ホルミル、ハロ、ハロアルコキシ、ハロアルキル、ヒドロキシル、ヒドロキシアルキル、メルカプト、ニトロ、シリルおよびシリルオキシからなる群より独立して選択される、1、2、3、4、または5つの置換基で随意的に置換されうる。
「アリーレン」という用語は当技術分野で認識されており、本明細書では、先に定義されるアリール環の2つの水素原子を取り除くことによって得られる二座部分に関連する。
本明細書では「アリールアルキル」または「アラルキル」という用語は、本明細書で定義されるアルキル基を介して親分子部分に付加した、本明細書で定義されるアリール基を意味する。アリールアルキルの代表的な例としては、限定はしないが、ベンジル、2−フェニルエチル、3−フェニルプロピル、および2−ナフチ−2−イルエチルが挙げられる。
本明細書では「アリールアルコキシ」または「アリールアルキルオキシ」という用語は、酸素を介して親分子部分に付加した、本明細書で定義されるアリールアルキル基を意味する。「ヘテロアリールオキシ」などの他の基も同様に定義される。
本明細書では「アリールアルキルチオ」および「ヘテロアリールアルキルチオ」という用語は、硫黄を介して親分子部分に付加した、本明細書で定義されるアリールアルキルまたはヘテロアリールアルキル基を意味する。「アルキルアリールオキシ」などの他の基も同様に定義される。
本明細書では「アリールアルケニル」という用語は、アルケニル基を介して親分子部分に付加した、本明細書で定義されるアリール基を意味する。代表的な例は、フェニルエチレニルである。
本明細書では「アリールアルキニル」という用語は、アルキニル基を介して親分子部分に付加した、本明細書で定義されるアリール基を意味する。代表的な例はフェニルエチニルである。
本明細書では「アリールカルボニル」という用語は、本明細書で定義されるカルボニル基を介して親分子部分に付加した、本明細書で定義されるアリール基を意味する。アリールカルボニルの代表的な例としては、限定はしないが、ベンゾイルおよびナフトイルが挙げられる。
本明細書で「アリールカルボニルアルキル」という用語はは、本明細書で定義されるアルキル基を介して親分子に結合した、本明細書で定義されるアリールカルボニル基を意味する。
本明細書では「アリールカルボニルアルコキシ」という用語は、酸素を介して親分子に結合した、本明細書で定義されるアリールカルボニルアルキル基を意味する。
本明細書では「アリールオキシ」という用語は、酸素を介して親分子部分に付加した、本明細書で定義されるアリール基を意味する。「ヘテロアリールオキシ」という用語は 本明細書では、酸素を介して親分子部分に付加した、本明細書で定義されるヘテロアリール基を意味する。
本明細書では「カルボニル」という用語は、−C(=O)−基を意味する。
本明細書では「カルボキシ」という用語は、−CO2H基を意味する。
本明細書では「シクロアルキル」という用語は、完全に飽和した3〜12の炭素原子を含むか、または1つ以上の不飽和結合を有するが芳香族基ではない、単環式または多環式(例えば、二環式、三環式など)の炭化水素を意味する。シクロアルキル基の例としては、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロペンテニル、シクロヘキシルおよびシクロヘキセニルが挙げられる。
本明細書では「シクロアルコキシ」という用語は、酸素を介して親分子部分に付加した、本明細書で定義されるシクロアルキル基を意味する。
本明細書では「シアノ」という用語は、−CN基を意味する。
本明細書では「ホルミル」という用語は、−C(=O)H基を意味する。
「ハロ」または「ハロゲン」という用語は、−Cl、−Br、−Iまたは−Fを意味する。
本明細書では「ハロアルコキシ」という用語は、本明細書で定義されるアルコキシ基を介して親分子部分に付加した、本明細書で定義される少なくとも1つのハロゲンを意味する。ハロアルコキシの代表的な例としては、限定はしないが、クロロメトキシ、2−フルオロエトキシ、トリフルオロメトキシ、およびペンタフルオロエトキシが挙げられる。
「ハロアルキル」という用語は、本明細書で定義されるアルキル基を介して親分子部分に付加した、本明細書で定義される少なくとも1つのハロゲンを意味する。ハロアルキルの代表的な例としては、限定はしないが、クロロメチル、2−フルオロエチル、トリフルオロメチル、ペンタフルオロエチル、および2−クロロ−3−フルオロペンチルが挙げられる。
本明細書では「ヘテロシクリル」という用語は、限定はしないが、完全に飽和しているか、または1つ以上の不飽和単位を含みうる(誤解を避けるために、不飽和度は芳香環系を生じない)、単環式、二環式および三環式環を含めた、非芳香族の環系を含み、窒素、酸素、または硫黄など、少なくとも1つのヘテロ原子を含めた3〜12原子を有する。例証の目的であって、本発明の範囲を限定するとみなされるべきではないが、以下は、複素環式環の例である:アゼピン、アゼチジニル、モルホリニル、オキソピペリジニル、オキソピロリジニル、ピペラジニル、ピペリジニル、ピロリジニル、キヌクリジニル、チオモルホリニル、テトラヒドロピラニルおよびテトラヒドロフラニル。本発明のヘテロシクリル基は、アルケニル、アルコキシ、アルコキシカルボニル、アルコキシスルホニル、アルキル、アルキルカルボニル、アルキルカルボニルオキシ、アルキルスルホニル、アルキルチオ、アルキニル、アミノ、カルボキシ、シアノ、ホルミル、ハロ、ハロアルコキシ、ハロアルキル、ヒドロキシル、ヒドロキシアルキル、メルカプト、ニトロ、シリルおよびシリルオキシからなる群より独立して選択される、0、1、2、または3つの置換基で置換される。ヘテロシクリルが窒素を含む場合、窒素は同様に置換されうる。
本明細書では「ヘテロアリール」という用語は、限定はしないが、単環式、二環式および三環式環を含めた芳香族環系を含み、窒素、酸素、または硫黄など、少なくとも1つのヘテロ原子を含む3〜12の原子を有する。例証の目的であって、本発明の範囲を限定するとみなされるべきではないが、アザインドリル、ベンゾ(b)チエニル、ベンズイミダゾリル、ベンゾフラニル、ベンゾキサゾリル、ベンゾチアゾリル、ベンゾチアジアゾリル、ベンゾトリアゾリル、ベンゾオキサジアゾリル、フラニル、イミダゾリル、イミダゾピリジニル、インドリル、インドリニル、インダゾリル、イソインドリニル、イソキサゾリル、イソチアゾリル、イソキノリニル、オキサジアゾリル、オキサゾリル、プリニル、ピラニル、ピラジニル、ピラゾリル、ピリジニル、ピリミジニル、ピロリル、ピロロ[2,3−d]ピリミジニル、ピラゾロ[3,4−d]ピリミジニル、キノリニル、キナゾリニル、トリアゾリル、チアゾリル、チオフェニル、テトラヒドロインドリル、テトラゾリル、チアジアゾリル、チエニル、チオモルホリニル、トリアゾリルまたはトロパニルが挙げられる。本発明のヘテロアリール基は、アルケニル、アルコキシ、アルコキシカルボニル、アルコキシスルホニル、アルキル、アルキルカルボニル、アルキルカルボニルオキシ、アルキルスルホニル、アルキルチオ、アルキニル、アミノ、カルボキシ、シアノ、ホルミル、ハロ、ハロアルコキシ、ハロアルキル、ヒドロキシル、ヒドロキシアルキル、メルカプト、ニトロ、シリルおよびシリルオキシからなる群より独立して選択される、0、1、2、または3つの置換基で置換される。
「ヘテロアリーレン」という用語は当技術分野で認識されており、本明細書では、先に定義されたヘテロアリール環の2つの水素原子を除去することによって得られる二座部分に関連する。
本明細書では「ヘテロアリールアルキル」または「ヘテロアラルキル」という用語は、本明細書で定義されるアルキル基を介して親分子部分に付加した、本明細書で定義されるヘテロアリールを意味する。ヘテロアリールアルキルの例としては、限定はしないが、ピリジン-3−イルメチルおよび2−(チエン−2−イル)エチルが挙げられる。
本明細書では「ヒドロキシ」という用語は、−OH基を意味する。
本明細書では「ヒドロキシアルキル」という用語は、本明細書で定義されるアルキル基を介して親分子部分に付加した、本明細書で定義される少なくとも1つのヒドロキシ基を意味する。ヒドロキシアルキルの代表的な例としては、限定はしないが、ヒドロキシメチル、2−ヒドロキシエチル、3−ヒドロキシプロピル、2,3−ジヒドロキシペンチル、および2−エチル-4−ヒドロキシヘプチルが挙げられる。
本明細書では「メルカプト」という用語は、−SH基を意味する。
本明細書では「ニトロ」という用語は、−NO2基を意味する。
本明細書では「シリル」という用語は、シリル(H3Si−)基のヒドロカルビル誘導体(すなわち(ヒドロカルビル)3Si−)を含み、ここで、ヒドロカルビル基は、炭化水素、例えば、エチル、フェニル、ピリジニルから水素原子を取り除くことによって形成される一価の基である。ヒドロカルビル基は、異なる基の組合せであって差し支えなく、トリメチルシリル(TMS)、tert−ブチルジフェニルシリル(TBDPS)、tert−ブチルジメチルシリル(TBS/TBDMS)、トリイソプロピルシリル(TIPS)、および[2−(トリメチルシリル)エトキシ]メチル(SEM)など、多くのシリル基を提供するために変化させることができる。
本明細書では「シリルオキシ」という用語は、酸素原子を介して親分子に付加した、本明細書で定義されるシリル基を意味する。
本明細書では「スルホニル」という用語は、−S(=O)2−基を意味する。
「ED50」という用語は、最大応答または効果の50%を生じる薬物用量、あるいは、50%の被験体または製剤の50%に所定の応答を生じる薬物用量を意味する。
「LD50」という用語は、50%の被験体が死に至る薬物用量を意味する。
「治療指数」という用語は、LD50/ED50として定義される薬物の治療指数のことをいう。
「構造活性相関(SAR)」という用語は、薬物の分子構造の変化が受容体、酵素などとのそれらの相互作用を変化させる方法のことをいう。
「アゴニスト」という用語は、天然の伝達物質の作用を模倣する、あるいは、天然の伝達物質が未知の場合に、他の受容体リガンドの不存在下で受容体複合体に変化を生じる、化合物のことをいう。
「アンタゴニスト」という用語は、受容体部位に結合するが、別の受容体リガンドが存在する限り、生理的変化を生じさせない化合物のことをいう。
「逆アゴニスト」という用語は、構造的に活性な受容体部位に結合し、その生理的機能を低減させる化合物のことをいう。
「競合的アンタゴニスト」という用語は、受容体部位に結合する化合物のことをいい;その効果は、アゴニストの濃度が増大することによって圧倒されうる。
「部分アゴニスト」という用語は、受容体部位に結合するが、その濃度にかかわらず、最大効果を生じない化合物のことをいう。
「リガンド」という用語は、受容体部位に結合する化合物のことをいい、本明細書では任意の有機化合物のことをいう。リガンドの例としては、限定はしないが a ペプチド、タンパク質、ヌクレオチドまたはその断片、ポリマー、および、約1 ,500ダルトン以下の分子量を有する天然または合成の小分子が挙げられる。
本明細書では「ニコチン脱感作剤」という用語は、ニコチン性アセチルコリン受容体(nAChR)を、意義深い方法で脱感作することができるリガンドのことをいう。さらに具体的には、ニコチン脱感作剤は、次の特徴を有するリガンドである:(1)結合アッセイにおいてニコチン性アセチルコリン受容体(nAChR)亜型に高い結合親和性を有する;(2)受容体亜型に対するフルアゴニスト活性を有しない;(3)nAChRに対してアゴニストと同時に適用すると、アゴニストによるチャネルの活性化を強く阻害しない;(4)アゴニストの適用前に一定期間、受容体をリガンドと一緒にプレインキュベーションすると、アゴニストによるチャネルの活性化を強く阻害する。ニコチン脱感作剤は、上記特徴のすべてを有するリガンドであることが好ましい。本明細書では「ニコチン脱感作剤」という用語には、特定の化学構造を有するニコチン脱感作剤の互変異性体、立体異性体、ジアステレオマー、およびエナンチオマーのすべてが含まれることが理解されるべきである。
「それらのエステル」とは、ニコチン脱感作剤の任意のエステルを意味し、ここで、分子の−COOH基のいずれかが−COOR基で置換され、エステルのR部分は安定なエステル部分を形成する任意の炭素含有基であり、限定はしないが、アルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、シクロアルキルアルキル、アリール、アリールアルキル、ヘテロシクリル、ヘテロシクリルアルキルおよびそれらの置換誘導体が挙げられる。「それらのエステル」という用語は、それらの薬学的に許容されるエステルを含むが、それだけに限定されない。
「それらの塩」とは、本発明にしたがったニコチン脱感作剤の任意の酸および/または塩基付加塩を意味し、それらの薬学的に許容される塩が好ましい。
「それらの溶媒和物」とは、溶媒和(溶質の分子またはイオンを伴う溶媒分子の組合せ)、または1つ以上の溶媒分子を伴う溶質イオンまたは分子(ニコチン脱感作剤)からなる凝集体で形成されるニコチン脱感作剤を意味する。
「薬学的に許容される塩」とは、健全な医学的判断の範囲内にあり、過度の毒性、炎症、アレルギー反応などを起こさずにヒトおよび下等動物の組織と接触して使用するのに適しており、合理的利益/リスク比に見合い、一般的には水または油に溶解性または分散性であり、それらの目的の用途にとって有効な、ニコチン脱感作剤の塩を意味する。ニコチン脱感作剤の化学的特性に適しており、かつ適合する場合には、この用語は、薬学的に許容される酸付加塩および薬学的に許容される塩基付加塩を含む。適切な塩のリストは、例えば、S. M. Birge et al., J. Pharm. ScL1 1977, 66, pp. 1-19に記載されている。
本明細書では「プロドラッグ」という用語は、インビボにおいて、一部の生理的化学的過程によって親薬物へと転換する薬物のことをいう(例えば、プロドラッグは生理的pHに晒されると、所望の薬物形態へと転換する)。プロドラッグは、場合によっては、親薬物よりも容易に投与されうることから、有用であることが多い。それらは、例えば、経口投与によって生物学的に利用可能でありうるのに対し、親薬物はそうではない。プロドラッグはまた、親薬物よりも、薬理学的組成物に対する改善された溶解性を有しうる。プロドラッグの一例は、限定はしないが、本発明の化合物であり、ここで、該化合物はエステル(「プロドラッグ」)として投与されて、水溶性が有益ではない細胞膜を通じた送達を容易にするが、その後、一旦、水溶性が有益である細胞の内部に入ると、カルボン酸へと代謝的に加水分解される。プロドラッグは多くの有用な特性を有する。例えば、プロドラッグは、最終的な薬物よりも水溶性の場合があり、それによって薬物の静脈内投与を容易にする。プロドラッグは、最終的な薬物よりも高いレベルの経口バイオアベイラビリティも有しうる。投与後、プロドラッグは酵素的または化学的に開裂されて、血液または組織に最終的な薬物を送達する。
開裂の際、例となるプロドラッグは、対応する遊離酸を放出する。本発明の化合物のこのような加水分解可能なエステル形成残基としては、限定はしないが、カルボン酸置換基(例えば、−C(O)2Hまたはカルボン酸を含む部分)が挙げられ、ここで、遊離の水素は、(C1−C4)アルキル、(C2−C12)アルカノイルオキシメチル、(C4−9)1−(アルカノイルオキシ)エチル、5〜10の炭素原子を有する1−メチル−1−(アルカノイルオキシ)−エチル、3〜6の炭素原子を有するアルコキシカルボニルオキシメチル、4〜7の炭素原子を有する1−(アルコキシカルボニルオキシ)エチル、5〜8の炭素原子を有する1−メチル−1−(アルコキシカルボニルオキシ)エチル、3〜9の炭素原子を有するN−(アルコキシカルボニル)アミノメチル、4〜10の炭素原子を有する1−(N−(アルコキシカルボニル)アミノ)エチル、3−フタリジル、4−クロトノラクトニル、γ−ブチロラクトン−4−イル、ジ−N,N−(C1−C2)アルキルアミノ(C2−C3)アルキル (β−ジメチルアミノエチルなど)、カルバモイル−(C1−C2)アルキル、N,N−ジ(C1−C2)−アルキルカルバモイル−(C1−C2)アルキルおよびピペリジノ−、ピロリジノ−またはモルホリノ(C2−C3)アルキルによって置換される。
他の例となるプロドラッグは、本発明の化合物のアルコールまたは随意的に置換されたアミンを放出し、ここで、ヒドロキシル置換基または随意的に置換されたアミン置換基の遊離の水素は、(C1−C6)アルカノイルオキシメチル、1−((C1−C6)アルカノイルオキシ)エチル、1−メチル−1−((C1−C6)アルカノイルオキシ)エチル、(C1−C6)アルコキシカルボニル-オキシメチル、N−(C1−C6)アルコキシカルボニルアミノ-メチル、スクシノイル、(C1−C6)アルカノイル、α−アミノ(C1−C4)アルカノイル、アリールアクチル(arylactyl)およびα−アミノアシル、またはα−アミノアシル−α−アミノアシルで置換され、ここで、前記α−アミノアシル部分は、独立して、タンパク質に見られる任意の天然のL−アミノ酸、−P(O)(OH)2、−P(O)(O(C1−C6)アルキル)2またはグリコシル(炭水化物のヘミアセタールのヒドロキシルの離脱に起因するラジカル)である。
本明細書では「治療」とは、被験体における障害または疾患の治療、予防、または抑制のことをいい、例として:(a)疾患または障害になりやすい傾向にありうるが、疾患または障害であるとは診断されていないで被験体に疾患または障害が生じることを予防すること;(b)疾患または障害の抑制、すなわち、疾患または障害の進行を停止すること;または(c)疾患または障害の軽減または改善、すなわち、疾患または障害の退行を引き起こすことが挙げられる。
これまで、本発明を一般に説明してきたが、単に本発明の特定の態様および実施の形態の例証の目的で含まれ、本発明を制限することは意図されていない、以下の実施例を参照することによって、本発明は、さらに容易に理解されよう。
実施例1−サゼチジンAのグラム規模の合成
サゼチジンAのグラム規模の合成の概要を図1aに記載する。Boc−保護化アゼチジルメチルアルコール(2)および3−ブロモ-5−ヒドロキシピリジン(3)は、両方とも、市販されている。光延プロトコルに従ってPPh3およびDEAD処理し、70%の収率でエーテル誘導体(4)を形成した。薗頭の改良条件下、ブロモ置換ピリジン(4)の5−ヘキシン−1−オルとのパラジウム触媒を介したカップリングは、Boc−保護化サゼチジンAを73%の収率で与えた。HClを用いたBoc基の脱保護化により、文献に開示されるように、塩の形態のサゼチジンAが得られると予想された。しかしながら、幾つかの試みの後、HCl塩は、特に大規模では、不活性雰囲気下、うんざりするほど長いろ過によっても中程度の収率でしか得られない、白色固体であることが分かった。材料を空気に曝露するとすぐに、材料は、黄褐色の湿った固体に分解された。
したがって、グラム量の純粋なサゼチジンAを得るためには、脱保護化材料をすぐにNH4OHで処理し、その後、サゼチジンAの遊離塩基を単離することが必要であることが分かった。次に、この生成物をHCl水溶液中に取り込み、サゼチジンAのHCl塩の溶液を得た。この改良方法は、より純粋な材料を与え、実際、文献で報告されるものよりも強力であることが判明した。
実施例2−サゼチジンAのトリアゾール類似体であるトリアゼチジンOの設計および合成
上記概略のように、薬剤開発の目的では、その薬物が製造可能であることが不可欠ある。結晶化度は、薬剤候補の開発の成功のために推奨される物理化学的特性である。log PおよびPSAとは異なり、化合物が結晶性であろうと予測するための信頼できる計算方法は存在しない。ビアリール化合物は、しばしば結晶性形状で単離されるため、サゼチジンAにおけるアルキニル基を小さいアリールの生物学的等価体で置換することにより、サゼチジンAの選択性および有効性は保持され、その化合物は結晶性であろうと仮定した。例えば、アルキニル基をトリアゾール基で置換して、新規の類似体を得ることができる。このような類似体(ここではトリアゼチジンOと呼ばれる)の合成を、図1bに示す。
銅(I)を介した3−ブロモ−5−ヒドロキシピリジン(3)の3−アジド−5−ヒドロキシピリジン(6)への変換を、Liangおよび共同研究者の方法に従い、40%の収率で達成した。光延反応の条件下、アルコール(2)を用いたエーテル化により、生成物(7)を54%の収率で得た。シャープレス・クリックの化学方法論を使用して、[3+2]ヒュスゲン環化付加による、アジド官能性の5−ヘキシン−1−オルとのカップリングを行い、保護化トリアゼチジンOを99%の収率で得た。HCl−Et2O溶液を用いた脱保護の後、NH4OHを用いた基本的な作業により、トリアゼチジンOを白色固体として得た(mp=180〜181℃)。
トリアゼチジンOの物理的性質は、サゼチジンAと比較して大幅に改善された。上述の通り、150℃を超える融点は、薬物が製造可能になるには不可欠であり、トリアゼチジンOはこの要件を満たす。
トリアゼチジンOのNMRおよびMSデータ:1H NMR(CD3OD): 1.58-1.65(m、2H)、1.76-1.84(m、2H)、1.91(s、1H)、2.67-2.70(m、2H)、2.82(t、J=7.4 Hz、2H)、3.28-3.30(m、2H)、3.60(t、J=6.5 Hz、2H)、4.08-4.16(m、2H)、4.51−4.63(m、2H)、8.05−8.07(m、1H)、8.48(d、J=2.4 Hz、1H)、8.57(s、1H)、8.77(d、J=1.9 Hz、1H);13C NMR: 20.4、24.6、25.3、31.6、43.4、58.9、61.1、67.3、113.5、120.6、133.4、134.5、137.7、149.0、155.0。TOF−MS実測値304.1765(M+H)+、計算値303.1695 [M=C152022].
実施例3−サゼチジンAとトリアゼチジンOの薬理学的比較
トリアゼチジンOの選択性を、α4β2およびα3β4 nAChRについての親和性を比較することにより評価した(図1c)。結果は、トリアゾール基がアルキンの活性な等価物であることを明らかにした。トリアゼチジンOのKiは、α4β2受容体で3.51nM 、α3β4で62,000nMであり、α4β2受容体についての17,692倍の選択性を反映している。トリアゼチジンOはまた、100nMのIC50を有するα4β2の強力な脱感作剤である。サゼチジンAと比較した、α4β2受容体についてのトリアゼチジンOの相対的親和性は、0.41nMから3.51nMに低下した。活性の低下にもかかわらず、トリアゼチジンOは依然としてサブナノモルのリガンドであり、α4β2受容体についての驚くべき選択性を維持した。また、トリアゼチジンOは、サゼチジンAより優れた物理化学的特性を有し、さらなる薬剤開発にとって適切な候補薬物である。全体的に見て、トリアゼチジンOは、製造に必要な品質を有する、溶解性かつ結晶性の、強力な新規タイプのα4β2−選択的脱感作剤に相当する。
実施例4−Log PおよびPSAの計算
上述のように、log PおよびPSAは、コンピュータによる計算によって合理的に推定することができる(log Pの計算値はclog Pと表す)。我々が提案する薬剤候補の製造可能性は、結晶化度によって決まり、これは、ビアリール構造を取り込んだサゼチジンの類似体であるトリアゼチジンOの合成によって、成功裏に対処した。log PおよびPSAの値は、インビボにおける薬物の有効性に関係している。吸収性を改善するという我々の目的のための標的とするlog P値は、2〜5である。血液脳関門の浸透の増大のための標的とするPSAは、約60Å2である。トリアゼチジンOは、サゼチジンAと比較して、製造可能性が大幅に改善されている。しかしながら、そのclog Pが0.80であると計算され、PSAが156.6Å2であることを考慮してトリアゼチジンOについて予測される比較的乏しい有効性を考えれば、さらなる最適化が必要である。
図2は、代表的な一連の分子についてのコンピュータ計算した分子量、clog P、およびPSAを表す。これらの類似体は、我々の製造可能な薬剤候補として最有力なトリアゼチジンOについての不十分なclog PおよびPSA値に対して対処することに留意されたい。
分子のPSAは、血液脳関門を通過する分子の能力の予測に使用することができる。サゼチジンAは、113.5Å2の比較的高いPSAを有し、インビボにおける比較的低い有効性が示唆される。図4では、最も活性な選択的類似体(その一連の最終化合物)はサゼチジンAと同様の薬理学的プロファイルを示すが、幾つかの構造的変化を有する。すなわちアルキル鎖のヒドロキシルは、フッ素原子によって置換され、4員のアゼチジニル環は5員のピロリジン環と置換され、アミン窒素はメチル基でキャップ化される。この化合物は油状であることが報告されたことから、さらなる開発にとって適切ではなかった。これらの変化は、この分子のPSA値を低下させたが、卓越したnAChR亜型の選択性および有効性は維持していた。これらの結果は、サゼチジンAよりも良好な血液脳関門の浸透を有することが予測される新規類似体の設計に使用することができる。
初めに、トリアゼチジンO類似体は、アミン窒素を、メチル、エチル、イソブチル、およびアセテート基でキャップ化することによって改質されうる。図5aに示すように、アミン窒素原子と適切なアルデヒドとの縮合による還元的アルキル化方法の後、対応するイミンのNaCNBH3を用いた還元により、第3級アミンを得る。アセテート基を用いたキャップ化は、遊離のアミンを塩化アセチルで処理することによって簡単に達成され、テストするための合理的な類似体であるビスアセチル化生成物を得る。遊離のヒドロキシルの形成は、THF中、水性NaOHで処理することによって行う(図5b)。
ヒドロキシル基における変換は、Boc−保護化前駆体(8)の使用を必要とする。まず、塩基性条件下、基質をMeIで処理することによってメチルエーテルに転換する。酸性触媒によるBoc−保護基の除去の後、基本的な作業によって生成物を得る(図6a)。モノフルオロ誘導体への変換は、最初にヨード化した後、AgFで処理してフッ素化炭素を得る。酸で処理した後、基本的な作業によって所望の生成物を得る(図6b)。そして、最後に、CF3基は、CF3基を含むグリニャール試薬の添加によって、短くなった炭素鎖を有する、前駆体(8)のトシル化誘導体に導入することができる。前述同様に、酸で処理した後、基本的な作業によって末端CF3−基を有する生成物を得る(図6c)。
提案した操作の各々は、PSAの計算値をかなり低下させる。これらの類似体を、nAChR結合親和性、α4β2およびα3β4亜型選択性、nAChR脱感作に関して試験する(本明細書に記載の方法)。
実施例5−結晶化合物の調製
結晶化度は、上述の通り、アルキニル基をトリアゾール環系で置換することによって達成した。トリアゾール環はアルキンの生物学的等価体であることが証明されたが、得られた類似体は、Kiが約10倍低下した。他の芳香族基がサゼチジンAと同程度の活性を有する化合物を与え、結晶化度を維持しうるか否かを詳細に調べるため、トリアゼチジンOの一連のビアリール類似体を合成する。図3に示すアリール基を置換するための合成方法は、アリール基上に二官能性のハンドルを必要とする。我々のアリール基は、中間体4を適切なアリール亜鉛試薬とPd媒介性の根岸カップリングさせることによって達成されうる(図7a)。
亜鉛試薬の合成に想定される二官能性のハンドルは、ヨード置換したアリールアルデヒドである。サゼチジンAのアルキル鎖は、アルデヒドを4−ヨード−1−ベンジルオキシブタンのホスホニウム塩(10)とウィッティヒ反応させることによって付加できる。ノッシェルの方法による亜鉛試薬の形成により、パラジウム触媒が媒介する臭化アリール4との結合のためのクロスカップリング試薬が得られる(図7b)。脱ベンジル化により、オレフィンのアルカンへの還元をもたらす、遊離のアルコールが得られる。Boc基の脱保護、基本的な作業、およびホルムアルデヒドを用いた還元的アミノ化 により、図7aに概説するように、所望の類似体が得られる。
根岸反応に用いられる代表的な一連のこれらの有機亜鉛試薬を、それらがもたらすであろう対応する類似体と共に図8に示す。
実施例6−修飾アルキル鎖を有する化合物の調製
A−85380と比較して、A−85380のピリジン環上の5−ヨード置換は、ki値のα3β4:α4β2比を増大させ、α4β2亜型についてのより高い選択性を示す(図4参照)。ピリジン環の5位の領域における立体的嵩高さがα4β2の選択性を増大させると予想されたことから、サゼチジンAのアルキル鎖は、ピリジン環の5位から伸びる。予想通り、5−アルキニル誘導体は、炭素鎖の長さの増大に伴う選択性の増大を示した(図4)。α4β2亜型に対する選択的結合方式についてのコンピュータによる研究は、窒素含有基がαサブユニットに結合しなければならないのに対し、脂肪族化合物の付加は、βサブユニットにおける非保存残基と相互作用することが予想されることを示唆した。利用可能な限られたデータに基づいて、アルキル鎖は、受容体との重要な相互作用に関係することが予想される。
最初に、脂肪族鎖と相互作用する推定上のβサブユニット結合領域における立体化学の重要性を調査する。上に示されたトリアゾールの合成方法に従って、一連の非ラセミアルキンは、アジド7とのカップリングの相手としての働きをする(図9a)。
アルキニル前駆体の合成は、官能化有機亜鉛試薬12を用いた、Hrubyが記載する、オキサゾリジノン11への不斉マイケル付加を含めた改良法の利用を包含する。ノッシェルは、アルデヒドへの不斉付加のための多目的の求核試薬としてエステル官能性を含む、有機亜鉛試薬の使用について的確に述べている。しかしながら、この試薬は、以前に不斉マイケル付加に使用されたことはないと思われる。この戦略は、離れたメチル立体中心の合成のための新規方法を示す(図9b)。アルキンへの合成は、TFAを用いたt−Bu基の選択的除去、得られたカルボン酸のボラン介在性の還元、およびアルコールのベンジル保護を含み、化合物14を与える。LiAlH4を用いたオキサゾリジノンの還元後、スワン酸化することにより、アルデヒド15を得る。次に、コーリー・フックスのアルキニル化によって、必要なアルキン16を得る。
この種の還元はまた、有機合成に課題を残すモチーフである、第4級炭素のセッティングにも非常に役立つ。図9cに示すように、官能化有機亜鉛試薬を付加してトリ置換オレフィン17にすることにより、生成物18を得て、これを、上記のようにアルキン19へと合成することができる。
参考文献の取り込み
本明細書で引用したすべての米国特許公報および米国特許出願公開公報は、参照することによって本明細書に取り込まれる。
等価物
当業者は、本明細書に記載される本発明の具体的な実施の形態には多くの等価物が存在することを認識し、または日常的な実験のみを用いて、究明することができるであろう。

Claims (44)

  1. 下記式Iの化合物、またはそれらの薬学的に許容される塩。
    Figure 0005528434
    (ここで、
    YはOであり
    Hetは、
    Figure 0005528434
    であり、ここで、Rは水素およびC −C 10 アルキルよりなる群から選択され
    Zは、
    Figure 0005528434
    であり、ここで、AはR 2 への結合であり
    1 は、水素、ハロ、またはC −C 10 アルキルであり
    2は、
    Figure 0005528434
    であり;
    Aは水素または −C 10 アルキルであり;
    Bは水素または −C 10 アルキルであり;
    は、水素、ハロ、またはC −C 10 アルキルであり
    は、水素、ハロ、またはC −C 10 アルキルであり
    nは、0、1、2、3、または4であり;
    Xは、水素、ハロ、ヒドロキシル、アルキルオキシ、トリフルオロメチル、または −C 10 アルキルである。)
  2. Rが水素であることを特徴とする請求項記載の化合物。
  3. Rが −C 10 アルキルであることを特徴とする請求項記載の化合物。
  4. Rが、−CH 3 、−CH 2 CH 3 、−CH 2 CH 2 CH 3 、−CH(CH 3 2 、−CH 2 CH 2 CH 2 CH 3 、−CH 2 CH(CH 3 2 、−CH(CH 3 )CH 2 CH 3 または−CH(CH 2 CH 3 2 であることを特徴とする請求項1記載の化合物
  5. 1が水素であることを特徴とする請求項1〜いずれか1項記載の化合物。
  6. 1 がクロロであることを特徴とする請求項1〜4いずれか1項記載の化合物
  7. 1 が−CH 3 であることを特徴とする請求項1〜4いずれか1項記載の化合物
  8. 3が水素であることを特徴とする請求項1〜いずれか1項記載の化合物。
  9. がクロロであることを特徴とする請求項1〜7いずれか1項記載の化合物
  10. が−CH 3 であることを特徴とする請求項1〜7いずれか1項記載の化合物
  11. 4が水素であることを特徴とする請求項1〜10いずれか1項記載の化合物。
  12. がクロロであることを特徴とする請求項1〜10いずれか1項記載の化合物
  13. が−CH 3 であることを特徴とする請求項1〜10いずれか1項記載の化合物
  14. 2が、
    Figure 0005528434
    であることを特徴とする請求項1〜13いずれか1項記載の化合物。
  15. 2が、
    Figure 0005528434
    であることを特徴とする請求項1〜13いずれか1項記載の化合物。
  16. nが0であることを特徴とする請求項1〜15いずれか1項記載の化合物
  17. nが1であることを特徴とする請求項1〜15いずれか1項記載の化合物
  18. nが2であることを特徴とする請求項1〜15いずれか1項記載の化合物
  19. nが3であることを特徴とする請求項1〜15いずれか1項記載の化合物
  20. nが4であることを特徴とする請求項1〜15いずれか1項記載の化合物
  21. Xが水素であることを特徴とする請求項15いずれか1項記載の化合物。
  22. Xがハロであることを特徴とする請求項1〜15いずれか1項記載の化合物
  23. Xがフルオロであることを特徴とする請求項15いずれか1項記載の化合物。
  24. Xがヒドロキシであることを特徴とする請求項15いずれか1項記載の化合物。
  25. Xがトリフルオロメチルであることを特徴とする請求項15いずれか1項記載の化合物。
  26. Xが −C 10 アルキルであることを特徴とする請求項15いずれか1項記載の化合物。
  27. Xが、−CH 3 、−CH 2 CH 3 、−CH 2 CH 2 CH 3 、−CH(CH 3 2 、−CH 2 CH 2 CH 2 CH 3 、−CH 2 CH(CH 3 2 、−CH(CH 3 )CH 2 CH 3 または−CH(CH 2 CH 3 2 であることを特徴とする請求項1から15いずれか1項記載の化合物
  28. が水素であることを特徴とする請求項1〜15いずれか1項記載の化合物
  29. がC −C 10 アルキルであることを特徴とする請求項1〜15いずれか1項記載の化合物
  30. が−CH 3 または−CH 2 CH 3 であることを特徴とする請求項1〜15いずれか1項記載の化合物
  31. が水素であることを特徴とする請求項1〜15いずれか1項記載の化合物
  32. がC −C 10 アルキルであることを特徴とする請求項1〜15いずれか1項記載の化合物
  33. が−CH 3 または−CH 2 CH 3 であることを特徴とする請求項1〜15いずれか1項記載の化合物
  34. 下記よりなる群から選択される化合物、またはそれらの薬学的に許容される塩
    Figure 0005528434
  35. 下記式により示される化合物
    Figure 0005528434
  36. 下記式により示される化合物
    Figure 0005528434
  37. 請求項1〜36いずれか1項記載の化合物、および薬学的に許容される賦形剤を含む医薬組成物。
  38. 請求項1〜36いずれか1項記載の化合物を含む、被験体におけるニコチン受容体を調節するための組成物。
  39. 請求項1〜36いずれか1項記載の化合物を含む、依存症、疼痛、肥満、統合失調症、鬱病、不安神経症、アルツハイマー病、学習障害、認知欠損、注意欠陥、記憶喪失、レヴィー小体認知症、注意欠陥過活動性障害、およびパーキンソン病よりなる群から選択される1つ以上の症状または疾患を治療するための組成物。
  40. 請求項1〜36いずれか1項記載の化合物を含む、体重を管理するための組成物。
  41. 請求項1〜36いずれか1項記載の化合物を含む、被験体における依存症を治療するための組成物。
  42. 前記依存症が、ニコチン依存症、アルコール依存症、またはコカイン依存症であることを特徴とする請求項41記載の組成物。
  43. 請求項1〜36いずれか1項記載の化合物を含む、被験体における複合依存症を治療するための組成物。
  44. 前記複合依存症が、ニコチンおよびアルコールに対する依存症、またはニコチンおよびコカインに対する依存症であることを特徴とする請求項43記載の組成物。
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