JP6167248B2 - 新規なカンナビジオールキノン誘導体 - Google Patents

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Description

本発明は、新規なカンナビジオールキノン誘導体とこうした化合物の合成に関する。さらに、本発明は、ペルオキシソーム増殖因子活性化受容体γ(PPARg)の調節に応答する疾患および疾病を処置するための薬物としておよび該疾患および疾病の治療における、とりわけ、PPARg修飾因子としてのその使用に関する。本発明は、上記化合物を含む医薬組成物と、上記化合物で疾患を処置する方法を提供する。
核受容体(NR)は創薬の主要な標的である。NRはリガンド依存性の転写因子であり、標的遺伝子の転写活性を調節するDNAと直接相互作用する能力を有している。こうした受容体は、発育、細胞のホメオスタシス、および代謝に必要不可欠な役割を果たし、様々な疾患に関与しており、それ自体が医薬品産業にとっては薬剤開発に尽力を注ぐ的であった。
核受容体に関する最新の命名法では、サブファミリー1C(NR1C)は、哺乳動物のペルオキシソーム(Perixome)増殖因子活性化受容体(PPAR)の3つのサブタイプ;PPARα(NR1C1とも呼ばれる)、PPARβ/δ(NR1C2とも呼ばれる)、およびPPARγ(PPARg、グリタゾン受容体、またはNR1C3とも呼ばれる)を含む。PPARは、脂肪形成、脂質代謝、炎症、および代謝性ホメオスタシスの維持に関与する遺伝子のネットワークの発現を制御する[非特許文献1]。PPARは、PPAR標的遺伝子の調節領域におけるペルオキシソーム増殖因子応答エレメント(PPRE)として知られているDNA配列の要素に結合することにより遺伝子転写を活性化する[非特許文献2]。加えて、PPARは、アクチベータータンパク質−1(AP−1)、核因子−カッパB(NF−κB)、転写3(STAT3)のシグナルトランスデューサとアクチベーター、およびシグナル伝達経路の活性化T細胞(NFAT)の核因子と拮抗することにより、炎症反応遺伝子の転写を負に調節する[非特許文献3]。
PPARの中でも、PPARgは脂肪細胞形成、インスリン感受性、および炎症の制御に関与しているため、特に興味を引くものである [非特許文献4][非特許文献5][非特許文献6]。PPARgは脂肪組織、骨格筋細胞、破骨細胞、骨芽細胞、免疫細胞を含む一連の組織で、および、中枢および末梢神経系で発現される。PPARgは、脂肪細胞分化の両方に十分であるという事実から、脂肪形成の優勢なまたは「主要(master)」制御因子であることが明らかである。aP2、LPL、アディポネクチン、およびGlut4などの、脂質生成とインスリン感受性において重要な役割を果たす多くの遺伝子の調節領域は、PPARgの結合部位を含んでいる[非特許文献7]。したがって、脂肪組織中のPPARgの活性化は、全身のインスリン感受性に影響を与える。
代謝性ホメオスタシス制御における役割に加えて、とりわけ、抗炎症、抗腫瘍、および抗繊維症の先在性を含むPPARgの新しい効果が報告されている[非特許文献8]。PPARg活性化によるTGFb/Smadシグナル伝達の阻害は、肝線維症、肺肝線維症、および腎繊維症におけるコラーゲン沈着の減少を引き起こす[非特許文献9][非特許文献10] [非特許文献11]。他方では、PPARgの活性化は、炎症性促進性の遺伝子の発現を阻害することにより、いくつかの細胞タイプで抗炎症の活性を発揮し、それにより、サイトカイン、メタロプロテアーゼ、および急性期タンパク質の産生を減少させる[非特許文献6]。これはさらに、抗炎症サイトカインを増加させるとともに誘導型一酸化窒素合成酵素(iNOS)を阻害するように作用する[非特許文献12]。興味深いことには、PPARgアゴニストは、少数の臨床研究と同様に、パーキンソン病、筋萎縮性側索硬化症、多発性硬化症、および卒中のいくつかの実験モデルにおいて、抗炎症効果と神経保護効果を示した[非特許文献13]。この意味で、PPARgはレチン酸で処置されたニューロン前駆体(NP)で高度に発現し、NP形成中またはその後のマウス胚性幹細胞の神経の分化の2つの段階に関与することが示されている[非特許文献14]。さらに、PPARgは遺伝的な意味では癌抑制遺伝子であると正式にみなされるに違いない。PPARgは様々な腫瘍細胞中で発現し、リガンドによるPPARgの活性化により、細胞増殖の阻害またはアポプトーシスの誘発のいずれかが生じる[非特許文献15][非特許文献6]。
特定のリガンドアゴニストによるPPARg活性化の有益な効果は、糖尿病、アテローム性動脈硬化、関節リウマチ、肝臓繊維症、炎症性腸疾患、腎症、乾癬、皮膚創傷治癒、強皮症(SSc)、神経変性および神経炎症障害、および癌などのいくつかの慢性疾患の処置に使用可能である。
PPARgリガンドのアクチベーターの中で、チアゾリジンジオン(TZD)は最も臨床学的に重要なものである[非特許文献16]。この理由のため、ロシグリタゾンとピオグリタゾンはこれまでは主として診療で用いられてきた。これらは、PPARg媒介性と思われる体重増加、体液貯留、および心不全のリスクの増加などの一連の同様の副作用と同じく、血糖コントロールにも類似する効果を提供する。実のところ、ロシグリタゾンは最近欧州で回収され、2型糖尿病患者における心血管系事象のリスクを増加させることから米国での使用は制限されている。
TZDは有力なPPARg完全アゴニスト(PPARg−fa)であるが、そのメカニズムに基づく副作用は、こうした化合物の十分な治療可能性を制限してきた[非特許文献17][非特許文献18]。しかし、PPARg経路の生理学的および治療学的関連性は、副作用を減らすまたは除去する新規なクラスの分子を開発する新しい研究を促進してきた[非特許文献19]。したがって、PPARg−faのより安全な代替物としての選択的なPPARg修飾因子(PPARg−m)の発見と開発において、かなりの進歩が達成されている。前臨床学的および臨床学的所見は、選択的なPPARg−mがPPARgアゴニストの次世代:PPARg−faの次世代よりも優れた安全性プロフィールを備えた効果的なインスリン感受性改善薬になる可能性を持っていることを明白に示唆している[非特許文献20]。
この意味で、天然および合成のカンナビノイドは、PPARgの活性化を介して炎症過程を緩和するPPARg−mであるとみなされる。カンナビノイドベースのPPARg−mのいくつかの例はアジュレミン酸[非特許文献21],[非特許文献22]、WIN55212−2[非特許文献23]、Δ−THCとCBD[非特許文献24]、およびCBG[非特許文献25]である。
CBD−Q(HU−311、本発明ではVCE−004とも呼ばれる)とCBG−Q(VCE−003)などのいくつかのカンナビノイドキノン誘導体が記載されている[非特許文献26][非特許文献25]。興味深いことに、VCE−004(HU−331としても知られている)は5μMのEC50を示し、したがって、その親分子CBD(21μMのEC50)よりも4倍高い結合親和性を提示しており、VCE−003は、その親分子CBG(EC50 12.7μM)と比較して、PPARgの著しく増強された結合親和性を示した(EC50 2.2μM)[非特許文献25]。CBD−1,4−ジヒドロキシキノン、4メチル−CBD−キノン、および4−ホルミル−メトキシ−CBD−キノンなどの他のCBDキノンも記載されており、その親分子のCDBと比較して、PPARgのより高い親和性を示した[特許文献1]。しかしながら、こうした化合物の合成については再生するのが困難であり、化合物は不安定であるため、医薬開発にこうした化合物を使用することはできない。
キノンは、急性の細胞毒性と免疫毒性を含む様々なインビボの危険な結果を引き起こしかねない毒性学的な中間物のクラスを表わす[非特許文献27]。こうした結果を引き起こすキノンのメカニズムは非常に複雑になり得る。キノンはマイケル受容体であり、細胞の損傷は重大な細胞タンパク質および/またはDNAのアルキル化によって生じる場合がある。代替的に、キノンは高酸化還元活性の分子であり、セミキノンラジカルと酸化還元サイクルを構築することができ、脂質、タンパク質、およびDNAを含む酸化した細胞の高分子の形成を介して細胞内で重篤な酸化ストレスを引き起こしかねない活性酸素種(ROS)の形成をもたらす[非特許文献28]。治療の使用、非特異性の毒性に対する関心および選択性の不足を持ってキノンベースの化合物の多数の例があるが、Michael受容体モチーフは薬鉛の中で設計でめったに開始されない。
Keap1−Nrf2経路は、活性酸素種(ROS)と求電子によって引き起こされる内因性および外因性のストレスに対する細胞保護的な反応の主要な制御因子である。経路内の鍵となるシグナル伝達タンパク質は、標的遺伝子の調節領域で抗酸化剤応答エレメント(ARE)に対して小さなMafタンパク質と一緒に結合する転写核因子(赤血球由来2)様の2(Nrf2)である。基本条件下では、Nrf2は、阻害剤Keap1(Kelch ECH関連タンパク質1)によって細胞質中で保持される。細胞が酸化ストレス、求電子、または化学予防薬に晒されると、Nrf2はKeap1媒介性の抑制を逃れ、抗酸化剤応答エレメント(ARE)依存性の遺伝子発現を活性化して、細胞の酸化還元ホメオスタシスを維持する[非特許文献29]。
Nrf2は多くの細胞保護的な遺伝子の発現を増加させることにより、様々な麻酔剤や発癌物質から細胞と組織を保護することができる。ちょうどNrf2が正常細胞を保護するように、研究は、Nrf2が化学療法剤から癌細胞を保護し、癌の進行を促すこともあることを示してきた[非特許文献29]。癌細胞は、持続的な内因性の酸化媒介性ストレスを生き抜き、ROS産生を介して細胞毒性を発揮する特定の抗癌剤に対する耐性を持つようになる。こうした条件下において、活性なNrf2経路は、癌細胞の増殖と生存を促す範囲内にROSレベルを維持することにより、癌細胞中の好ましい酸化還元反応の平衡を維持することができる。Nrf2の保持された蓄積または活性化は、増殖し、アポプトーシスを回避し、転移し、および治療的な介在に耐えるための有利な環境を、前癌性細胞または癌細胞の部分集合に与えると推測される。
Nrf2の過剰発現の阻害は、癌細胞の発現型の特性を逆転させることが知られており、これは先の推測に裏付けを与えるものである[非特許文献30]。Nrf2の構成的な過剰活性化は、扁平上皮細胞、肺癌、乳癌、胆嚢癌、前立腺癌、腎癌、上衣腫、卵巣上皮癌、子宮内膜癌、および膵癌癌のような多くのタイプの悪性腫瘍で観察されている[非特許文献29]。腫瘍に構成的に高いレベルのNrf2発現を抱える癌患者は一般に、低い生存率を示す[非特許文献31]。したがって、Nrf2活性化は、癌進行の状態の決定するための予後の分子マーカーと考えられ、内因性と後天性の両方の化学耐性に貢献する。したがって、この抗酸化剤転写因子は癌原遺伝子としても作用することがあり、Nrf2活性の強化により、固形癌の形成と化学療法抵抗性が促進される[非特許文献30]。
PPARgのアゴニスト活性のみを改善するために、しかし、潜在的な副作用を回避するためにNrf2の活性化を誘発することなく、本発明は、鋳型としてVCE−004とカンナビジオール酸(CBDA)から始まる新しい化合物のライブラリを開発し、驚くことに、位置3での特異的な修飾を伴うCBDキノン誘導体(CBD−Q誘導体)は、高いPPARgのアゴニスト効果を備えるが求電子(Nrf2活性化)および細胞毒性の活性を欠いた新しい化合物を生成したことが分かった。したがって、新しい化合物はPPARg修飾に反応する慢性疾患を治療するのに適している。
本発明のCBD−Q誘導体II乃至Xの前駆体であるVCE−004(化合物I)は、VCE−004で処置された細胞のROSの生成を反映する酸化/求電子のストレスの細胞のセンサーである転写因子Nrf2を活性化するアゴニストPPARgリガンドである。したがって、上で説明するように、Nrf2経路を活性化するこの種のCBD−Q誘導体を用いる長期的な処置は腫瘍促進を生じさせることもある。加えて、CBD−Qの構造的なアナログであるクロメノピラゾールジオン(chromenopyrazolediones))は、活性酸素種(ROS)とPPARg依存性のメカニズムの誘発によって前立腺癌細胞の細胞毒性を引き起こす[非特許文献32]。したがって、CBD分子の酸化は、PPARgを活性化するとともにROS媒介性のNrf2活性化を引き起こす、VCE−004などのCBD−Q化合物のクラスを生じさせる。
本発明のCBD−Q誘導体はKoganらにより記載された化合物とは異なる[非特許文献26]。なぜなら、位置3での修飾は、PPARgを活性化し、かつNrf2を活性化することなくグルタメートにより誘発された細胞毒性から保護する能力を本発明の化合物に与えるからである。さらに、位置3の修飾を備えたCBD−Q誘導体は、TGFbにより引き起こされたコラーゲン遺伝子転写とコラーゲン発現も阻害した。さらに、本発明に記載される化合物は、不安定で、合成することが困難で、Nrf2活性化について一度も検査されなかった特許文献1に記載された化合物とは異なる。本発明に記載されるCBD−Q誘導体は、最先端技術に含まれるVCE−004(化合物I)と比較して、ニューロン起原の細胞株中で顕著な低い細胞毒性も示した。
WO2011117429 A1
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先行技術から逸脱して、本発明の課題は、Nrf2活性化と細胞毒性を引き起こすことなく、PPARgを修飾する際に活性を呈する、新規なカンナビジオール−キノン誘導体(CBD−Q誘導体)を供給することである。
具体的には、本発明において、化合物は式(I)のカンナビジオール−キノン誘導体(CBD−Q誘導体)の誘導体であり、

式中、Rは、アルキル、アリール、アルケニル、アルキニル、アシル、またはアルコキシカルボニルの基によって表される直鎖または分枝鎖の基の炭素原子であるか、あるいは、Rは、アルキルアミン、アリールアミン、アルケニルアミン、またはアルキニルアミンの基によって表される直鎖または分枝鎖の基の窒素原子である。本発明のCBD−Q誘導体を与えるためにキノン環のどの位置で置換基の交換が行われるかを示すために、キノン環には任意に番号が付された。IUPAT命名法が許可し得ることがある限り、キノン環の番号付けは維持される(式II乃至Xの誘導体を参照。前記キノン環の位置3はすべての置換基交換が生じた位置であり、前述の誘導体の命名法はその事実に一致かつ反映したものである)。しかしながら、キノン環の位置3に結合した置換基群が、IUPAT命名法により義務化された前述のキノン環の位置の番号付けを変更した場合、外見上でのみキノン環の位置3での交換は明らかに失われるものの(式XI乃至XVにより表される誘導体の構造式によって示されるように実際にそうではないが)、その結果の用語が使用された。
好ましい実施形態では、本発明の化合物は、式(II)、(III)、(IV)、(V)、(VI)、(VII)、(VIII)、(X)、(XI)、(XII)、(XIII)、(XIV)、および(XV)である。
本発明の式IのCBD−Q誘導体II乃至XのVCE−004(化合物I)前駆体は、CBD(THC Pharma、ドイツ;ref:THC−1073G−10)から容易に合成可能である。本発明の化合物XI乃至XVは、いくつかの特異的なラジカルの置換によって天然のカンナビノイドCBDA(カンナビジオール酸)(THC Pharma、ドイツ;ref:THC−1232−100)から開始することにより合成可能である。
例と図から以下に推論されるように、化合物Iで含まれる位置3’での修飾は、PPARgを活性化し、グルタメートにより引き起こされる細胞毒性から保護し、TGFbにより引き起こされるコラーゲン産生を抑制する能力を本発明の化合物に与える。こうした化合物はさらに、先行技術に含まれるVCE−004と比較して、ニューロン起原の細胞株中で顕著な低い細胞毒性を示す。
本発明の化合物はさらに、そのアナログ、誘導体、互変異性体、異性体、立体異性体、多形体、薬学的に許容可能な塩、薬学的に許容可能な溶媒和物、およびこれらを含む組成物を含んでいる。
本記載のために、用語「アナログ(analogue/s)」は、式(I)の化合物に構造上由来する、または式(I)の化合物に相同な任意の実体を指す。
本発明の文脈で、式(I)の化合物の「誘導体」は、任意のCBD−キノンアナログとして解釈されなければならず、常に位置4’において置換され、本明細書で定義されるように、位置4’でのその置換にリンクされた薬理学的特性を示し、式(I)(Iはこの文を理解しない)で示される基とは異なる、CBD−Q分子の他の位置における分子交換も有する。
用語「互変異性体」は、化学プロセス(互変異性化)によって容易に相互交換する有機化合物の構造異性体である。
用語「異性体」または「立体異性体」とは、同一の化学構造を有するが、空間中の原子または基の配置に関して異なる化合物を指す。
本明細書で使用されるように、「多形体」とは、同じ化学組成を有するが、結晶を形成する分子、原子、および/またはイオンの異なる空間的配置を有する結晶形態を指す。
用語「薬学的に許容可能な塩」とは任意の薬学的に許容可能な塩を指し、これは、患者への投与時に本明細書に記載されているような化合物を(直接的または間接的に)提供することができる。こうした塩は、好ましくは生理学的に許容可能有機酸または無機酸を含む酸付加塩である。酸付加塩の例としては、例えば、塩酸塩、臭化水素酸塩、ヨウ化水素酸塩、硫酸塩、硝酸塩、リン酸塩などの鉱物酸付加塩、および、例えば、酢酸塩、トリフルオロ酢酸塩、マレイン酸塩、フマル酸塩、クエン酸塩、シュウ酸塩、琥珀酸塩、酒石酸塩、リンゴ酸塩、マンデル酸塩、メタンスルホン酸塩、およびp−トルエンスルホン酸塩などの有機酸付加塩が挙げられる。アルカリ付加塩類の例としては、例えば、ナトリウム塩、カリウム塩、カルシウム塩、およびアンモニウム塩などの無機塩と、例えば、エチレンジアミン、エタノールアミン、N,N−ジアルキレンエタノールアミン、トリエタノールアミン、および塩基性アミノ酸塩などの有機アルカリ塩が挙げられる。しかしながら、非薬学的に許容可能な塩は薬学的に許容可能な塩の調製に役立つことがあるため、本発明の範囲内にあることも認識される。塩の生成の手順は当該技術分野でありふれたものである。
本発明に係る用語「溶媒和物」は、とりわけ水和物とアルコラートを含む別の分子(通常は極性溶媒)へ非共有結合によって結合している本発明に係る活性な化合物の任意の形態を意味するものとして理解されなければならない。
本発明のさらなる実施形態は、とりわけ、アテローム性動脈硬化、炎症性腸疾患、関節リウマチ、肝臓繊維症、腎症、乾癬、皮膚創傷治癒、皮膚再生、膵炎、胃炎、神経変性障害、神経炎症障害、強皮症、癌、高血圧、肥満、II型糖尿病、およびPPARgアゴニストで治療することができる他の疾患のような疾患の処置でNfr2活性化を引き起こさない製剤としての、とりわけ、PPARg受容体のPPARgアゴニストとしての式(I)の化合物またはその誘導体の使用を指す。
本発明の他の実施形態は、アテローム性動脈硬化、炎症性腸疾患、関節リウマチ、肝臓繊維症、腎症、乾癬、皮膚創傷治癒、皮膚再生、膵炎、胃炎、神経変性障害、神経炎症障害、強皮症、癌、高血圧、肥満、II型糖尿病、およびPPARgアゴニストで治療することができる他の疾患などの低細胞毒性のPPRAgに関連する指揮官を処置するための組成物の製造のための式(I)の化合物の使用を指す。
本発明の他の実施形態は、単独での、あるいは、付加的または相乗的な生物学的活性を有する少なくとも別の活性化合物と組み合わせた本発明の化合物の少なくとも1つを含む、組成物、とりわけ医薬組成物で処方される、上記の式(I)の化合物またはその誘導体の使用を指す。代替的に、上記組成物は、以下のような担体または賦形剤として少なくとも1つの不活性な成分とともに処方可能である:共溶媒、界面活性剤、油、湿潤剤、皮膚軟化薬、保存剤、安定化剤、および抗酸化剤。任意の薬理学的に許容可能な緩衝液、例えば、TRISまたはリン酸塩緩衝液が使用されてもよい。
本記載の目的で、用語「活性化合物または有効成分」は、同義語としてとらえられ、ヒトまたは動物に投与されたときに治療効果を働かせる化学物質を意味するべきである。
典型的な組成物は、一例として担体または希釈剤であり得る薬学的に許容可能な賦形剤に関連する、本発明の化合物、またはその誘導体を包含する。そのような組成物は、カプセル、小袋(sachet)、紙または他の容器の形態にあり得る。組成物を作る際に、医薬組成物の調製用の従来の技術が使用されてもよい。例えば、対象の化合物は、通常、アンプル、カプセル、小袋、紙または他の容器の形態にあり得る、担体と混合されるか、または担体によって希釈されるか、あるいは担体内に封入される。担体は、希釈剤として働くときに、活性化合物のための、ビヒクル、賦形剤、または培地として作用する、固体、半固体、または液体の物質であり得る。対象の化合物は、粒状固体容器上に、例えば小袋中に吸着され得る。適切な担体の幾つかの例は、水、塩類溶液、アルコール、ポリエチレングリコール、ポリヒドロキシエトキシル化したヒマシ油、ピーナッツ油、オリーブ油、ラクトース、白土、スクロース、シクロデキストリン、アミロース、ステアリン酸マグネシウム、タルク、ゼラチン、寒天、ペクチン、アカシア、ステアリン酸またはセルローズ、ケイ酸、脂肪酸、脂肪酸アミン、脂肪酸モノグリセリドおよびジグリセリドの低級アルキルエーテル、ペンタエリスリトール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン、ヒドロキシメチルセルロース、およびポリビニルピロリドンである。同様に、担体または希釈剤は、単独での又はワックスと混合した、モノステアリン酸グリセリンまたはジステアリン酸グリセリルなどの、当該技術分野で既知の任意の徐放材を含み得る。製剤はさらに、湿潤剤、乳化および懸濁化剤、保存剤、甘味剤、または香味剤を含み得る。本発明の製剤は、当該技術分野で周知の手順を利用することによって、患者への投与後に、有効成分の急速放出、持続放出、または遅延放出を提供するように処方され得る。
医薬組成物は、滅菌され、必要に応じて、活性化合物に有害に反応しない、助剤、乳化剤、浸透圧に影響を与える塩、緩衝液及び/又は発色剤などと混合され得る。組成物は、アテローム性動脈硬化症、炎症性腸疾患、関節リウマチ、肝線維症、腎症、乾癬、皮膚創傷治癒、皮膚再生、膵臓炎、胃炎、神経変性疾患、神経炎症障害、硬皮症、癌、高血圧症、肥満症、II型糖尿病、およびPPARgアゴニストで処置可能な他の疾患、などの疾患の処置に使用され得る。


本発明の1つの好ましい実施形態は、経口、経鼻、局所、肺、経皮、または非経口、例えば、直腸、皮下、静脈内、尿道内、筋肉内、鼻腔内、点眼液、または軟膏など、対象の化合物を作用の適切な又は所望の部位に有効に輸送する任意の経路であり得る、投与経路ルートを指す。
経鼻投与のために、調剤は、エーロゾル用途のために、液体担体、特に水性担体中に溶解または懸濁された対象の化合物を含有し得る。担体は、可溶化剤などの添加剤、例えば、プロピレングリコール、界面活性剤、レシチン(ホスファチジルコリン)などの吸収促進剤、またはシクロデキストリン、あるいはパラベンなどの防腐剤を含有し得る。
局所製剤を調製するために、対象の化合物は、当該技術分野で知られるように、皮膚科学的ビヒクルに置かれる。投与される対象の化合物の量および局所製剤中の化合物の濃度は、ビヒクル、選択される送達システムまたはデバイス、患者の臨床症状、副作用、および製剤中の化合物の安定性に依存する。したがって、医師は、当該患者または同様の患者の臨床経験に応じて、適切な濃度の対象の化合物を含有している適切な調剤を利用し、投与される製剤の量を選択する。
眼への適用のために、対象の化合物は、眼における使用に適切な、溶液、懸濁液、および軟膏へと製剤される。濃度は、通常、局所調剤のために上に議論される通りである。
経口投与のために、固体または液体の単位剤形のいずれかが調製され得る。錠剤などの固形組成物の調製のために、対象の化合物は、タルク、ステアリン酸マグネシウム、リン酸二カルシウム、ケイ酸アルミニウムマグネシウム、硫酸カルシウム、デンプン、ラクトース、アカシア、メチルセルロース、および薬学的な希釈剤または担体と機能的に類似した製剤への材料などの、従来の成分と混合されて製剤される。
カプセルは、対象の化合物を不活性な薬学的希釈剤と混合し、その混合物を適切なサイズの硬ゼラチンカプセルに充填することによって調製される。軟ゼラチンカプセルは、対象の化合物のスラリーの、許容可能な植物油、軽流動ワセリン、または他の不活性な油との機械カプセル化(machine encapsulation)によって調製される。シロップ、エリキシル剤および懸濁液などの経口投与のための流体単位剤形が調製され得る。水溶性剤形は、糖、芳香性の香味剤および防腐剤と一緒に水性ビヒクル中に溶解されて、シロップを形成することができる。エリキシル剤は、芳香性の香味剤と一緒に、糖およびサッカリンなどの適切な甘味料を有する水アルコール性(例えば、エタノール)ビヒクルを使用することによって調製される。懸濁液は、アカシア、トラガカントゴム、メチルセルロースなどの懸濁化剤の助けとともに、水性ビヒクルで調製され得る。
非経口用途のための適切な製剤は、適切な注射剤または懸濁液の使用などの当該技術の実務家にとって明白である。無菌である製剤は、皮膚内、筋肉内、血管内、および皮下を含む、様々な局所または非経口の経路に適している。
対象の化合物に加えて、組成物は、所望される製剤および送達の様式に依存して、動物またはヒトへの投与用に医薬組成物を形成するために一般に使用されるビヒクルを含む、薬学的に許容可能な、無毒の担体または希釈剤を含み得る。希釈剤、組み合わせの生物活性に過度に影響を及ぼさないように選択される。
注射可能な製剤に特に有用であるそのような希釈剤の例は、水、様々な生理食塩水、有機塩溶液または無機塩溶液、リンゲル液、デキストロース溶液、およびハンクス液である。さらに、医薬組成物または製剤は、他の担体などの添加剤;アジュバント;または無毒で、非治療的な、非免疫原性の安定剤など、を含み得る。
さらに、賦形剤は、製剤中に含まれ得る。例は、共溶媒、界面活性剤、油、湿潤剤、皮膚軟化剤、防腐剤、安定剤および抗酸化剤を含む。あらゆる薬理学的に許容可能な緩衝液、例えば、トリス緩衝液またはリン酸緩衝液が使用されてもよい。希釈剤、添加剤、および賦形剤の有効な量とは、溶解度、生物活性などの点から、薬学的に許容可能な製剤を得るのに有効な量である。
対象の化合物は、ミクロスフェアに組み込まれてもよい。対象の化合物は、アルブミンミクロスフェアに充填され得、そこから、経鼻投与のために乾燥粉末中でそのようなミクロスフェアを回収することが可能である。ミクロスフェアの調製に適した他の材料は、寒天、アルギン酸塩、キトサン、デンプン、ヒドロキシエチルデンプン、アルブミン、アガロース、デキストラン、ヒアルロン酸、ゼラチン、コラーゲン、およびカゼインを含む。ミクロスフェアは、噴霧乾燥プロセスまたは乳化プロセスなどの、当業者に既知の様々なプロセスによって生成され得る。
例えば、アルブミンミクロスフェアは、リン酸バッファー中のウサギ血清アルブミンをオリーブ油に撹拌しながら加えることによって調製され、油中水型エマルションを生成することができる。その後、グルタルアルデヒド溶液は、エマルジョンに加えられ、エマルジョンは撹拌されて、アルブミンを架橋結合する。その後、ミクロスフェアは、遠心分離によって分離され得、油は除去され、その球(spheres)は、例えば、石油エーテルで、その後、エタノールで洗浄され得る。最終的に、ミクロスフェアは、ふるいにかけられ(sieved)、収集され、濾過によって乾燥され得る。
デンプンミクロスフェアは、例えばジャガイモデンプンの暖かい水性デンプン溶液を、水中のポリエチレングリコールの加熱した溶液に撹拌しながら加えることによって調製され、エマルジョンを形成することができる。(内相としてのデンプン溶液を用いて)二相系が形成された場合、混合物は後に継続した撹拌下で室温に冷却され、その後、内相はゲル粒子に変換される。その後、これらの粒子は、室温で濾過され、エタノールなどの溶媒中でスラリー状にされ、その後、粒子は再度濾過され、空気中で乾燥するように静置される(laid to)。ミクロスフェアは、熱処理などの周知の架橋結合手順によって、又は化学的架橋結合剤の使用によって、硬化され得る。適切な薬剤は、グリオキサール、マロンジアルデヒド、スクシンアルデヒド、アジピンアルデヒド、グルタルアルデヒド、及びフタルアルデヒドを含む、ジアルデヒド、ブタジオンなどのジケトン、エピクロルヒドリン、ポリリン酸塩、及び硼酸塩を含む。ジアルデヒドは、アミノ基との相互作用によってアルブミンなどのタンパク質を架橋結合するために使用され、ジケトンは、アミノ基を有するシッフ塩基を形成する。エピクロルヒドリンは、アミノ又はヒドロキシルなどの求核物質を持つ化合物をエポキシド誘導体になるように活性化する。
本発明の別の好ましい実施形態は、投薬スキームである。用語「単位剤形」は、被験体、例えば、哺乳動物被験体、例えば、ヒト、イヌ、ネコ、及びげっ歯動物のための一体型の剤形として適切な物理的に個別の単位を指し、各単位は、必要とされる薬学的な希釈剤、担体、又はビヒクルに関連して所望の薬学的効果を生成するために計算される、予め定められた量の活性剤(active material)を含有している。本発明の単位剤形の仕様は、(a)活性剤の固有の特性並びに達成される特定の効果、及び(b)ヒト並びに動物での使用のためにそのような活性剤を調合する技術に固有の制限により、且つそれらに依存して決定される。単位剤形の例は、錠剤、カプセル、丸剤、粉末パケット、ウェーハ、坐薬、顆粒、カシェ剤、茶さじ1杯(teaspoonfuls)、テーブルスプーン1杯(tablespoonfuls)、スポイト1滴(dropperfuls)、アンプル、バイアル、測定された放出量の(with metered discharges)エアロゾル、前述の何れかの分離した複合物(segregated multiples)、及び本明細書に記載されるような他の形態である。組成物は、組成物の1以上の単位剤形及び明細書に記載される障害の1以上の処置に使用するための説明書を封入し得る、キットに含まれ得る。
多くのバイオポリマーの何れかを含む遅延放出又は拡張放出の送達システム(生物学ベースのシステム)、リポソーム、コロイド、樹脂を利用するシステム、並びに、他のポリマー送達システム、又は区画化されたリザーバは、治療用化合物の連続的又は長期的なソース(source)を提供するために、本明細書に記載される組成物と共に利用される。そのような遅延放出システムは、局所、眼内、経口、及び非経口の経路を介する送達のための製剤に適用可能である。
有効な量の対象の化合物が処置に利用される。本発明に従って使用される化合物の投与量は、化合物及び処置されている症状、例えば、レシピエント患者の年齢、体重、及び臨床症状によって様々である。他の因子は、投与経路、患者、患者の病歴、疾患プロセスの重症度、及び特定の化合物の効能を含む。投与量は、患者に対して許容不可能な毒性をもたらすことなく、処置された疾患の症状又は徴候を改善するのに十分でなくてはならない。通常、化合物の有効な量は、臨床医又は他の資格のある観察者によって留意されるように、症状の主体的軽減又は客観的に識別可能な改善の何れかを提供する量である。
本発明の最後の実施形態は、PPARgアゴニストで処置可能な、アテローム性動脈硬化症、炎症性腸疾患、関節リウマチ、肝線維症、腎症、乾癬、皮膚創傷治癒、皮膚再生、膵臓炎、胃炎、神経変性障害、神経炎症障害、硬皮症、癌、高血圧症、肥満症、及びII型糖尿病などの疾患を処置するための方法を指し、該方法は、有効な量の上記の組成物を患者に投与する工程を含む。
略語:
AP−1:アクチベータプロテイン−1
ARE:抗酸化剤に反応する要素
CBD:カンナビジオール
CBDA:カンナビジオール酸
CBD−Q:カンナビジオールキノン
CBG−Q:カンナビゲロールキノン(VCE−003とも称される)
DCC:ジクロロへキシルカルボジイミド
Keap1:Kelch ECH関連タンパク質1
NFAT:活性化T細胞の核因子
NFE2L2又は(Nrf2):核因子(赤血球由来2)−様2
NF−kB:核因子−カッパB
NP:神経細胞前駆体
NR1C:核のサブファミリー1C
NRs:核内受容体
PPARs:ペルオキシソーム増殖因子活性化受容体
PPARg:PPARγ、グリタゾン受容体、又はNR1C3とも称される、ペルオキシソーム増殖因子活性化受容体ガンマ
PPARg−m:PPARgモジュレータ
PPARg−fa:PPARg完全アゴニスト
PPARα:NR1C1とも称されるペルオキシソーム増殖因子活性化受容体アルファ
PPARβ/δ:NR1C2とも称されるペルオキシソーム増殖因子活性化受容体ベータ/アルファ
PPRE:ペルオキシソーム増殖因子反応要素
ROS:活性酸素種
STAT3:シグナルトランスデューサ及び転写3の信号の活性化因子
TGFb:トランスフォーミング成長因子ベータ
VCE−004:カンナビジオールキノン化合物;HU−331及び化合物Iとも称される
HU−331:カンナビジオールキノン化合物;VCE−004及び化合物Iとも称される
本発明の図面は、以下に簡潔に記載される。各図の詳細な説明が、全ての関連する例に含まれる。
図中の略語:
I:VCE−004(CBD−Q)を指す。
II:式(II)の化合物を指す。
III:式(III)の化合物を指す。
IV:式(IV)の化合物を指す。
V:式(V)の化合物を指す。
VI:式(VI)の化合物を指す。
VII:式(VII)の化合物を指す。
VIII:式(VIII)の化合物を指す。
IX:式(IX)の化合物を指す。
X:式(X)の化合物を指す。
XI:式(XI)の化合物を指す。
XII:式(XII)の化合物を指す。
XIII:式(XIII)の化合物を指す。
XIV:式(XIV)の化合物を指す。
XV:式(XV)の化合物を指す。
HEK−293細胞におけるPPARgトランス活性化アッセイを示す。試験した化合物の濃度(μM)は、X軸で示され、PPARg活性化倍率(activation fold)は、Y軸で示される。この図は、PPARg活性への、化合物XI及びII乃至Vの効果に対するVCE−004(化合物I)の効果を示す。PPARγ完全アゴニストロシグリタゾン(RZG)1μMが、比較対照として使用された。活性化倍率レベルが、基準として、任意のPPARgアゴニスト又は活性化剤の存在無しで、対照サンプル(−)を取り上げて、計算された。データは、少なくとも3つの独立した実験の平均±S.D.として表わされる。 HEK−293細胞におけるPPARgトランス活性化アッセイを示す。試験した化合物の濃度(μM)は、X軸で示され、PPARg活性化倍率は、Y軸で示される。この図は、PPARg活性への、化合物VI乃至Xの効果に対するVCE−004(化合物I)の効果を示す。PPARγ完全アゴニストロシグリタゾン(RZG)1μMが、比較対照として使用された。活性化倍率レベルが、基準として、任意のPPARgアゴニスト又は活性化剤の存在無しで、対照サンプル(−)を取り上げて、計算された。データは、少なくとも3つの独立した実験の平均±S.D.として表わされる。 HEK−293細胞におけるPPARgトランス活性化アッセイを示す。試験した化合物の濃度(μM)は、X軸で示され、PPARg活性化倍率は、Y軸で示される。この図は、PPARg活性への、化合物XII乃至XVの効果に対するVCE−004(化合物I)の効果を示す。PPARγ完全アゴニストロシグリタゾン(RZG)1μMが、比較対照として使用された。活性化倍率レベルが、基準として、任意のPPARgアゴニスト又は活性化剤の存在無しで、対照サンプル(−)を取り上げて、計算された。データは、少なくとも3つの独立した実験の平均±S.D.として表わされる。 NIH−3T3線維芽細胞におけるPPARgトランス活性化アッセイを示す。試験した化合物の濃度(μM)は、X軸で示され、PPARg活性化倍率は、Y軸で示される。この図は、PPARg活性への、化合物III、V、VIII、X、及びXIIIに対するVCE−004(化合物I)の効果を示す。PPARγ完全アゴニストロシグリタゾン(RZG)1μMが、比較対照として使用された。活性化倍率レベルが、基準として、任意のPPARgアゴニスト又は活性化剤の存在無しで、対照サンプル(−)を取り上げて、計算された。データは、少なくとも3つの独立した実験の平均±S.D.として表わされる。 CBD−キノン誘導体がロシグリタゾンで誘導されたPPARg活性化を阻害することを示す。HEK−293細胞はGAL4−PPARg及びGAL4−lucで同時トランスフェクトされた。細胞は、化合物III、V、VIII、X、及びXIIIの示された用量で30分間予めインキュベートされ、次に、1μMのロシグリタゾン(RSZ)で6時間培養された。タンパク質溶解物が調製され、ルシフェラーゼ活性のために分析された。試験した化合物の濃度(μM)は、X軸で示され、PPARg活性化倍率は、Y軸で示される。この図は、RSZで誘導されたPPARg活性に対する化合物III、V、VIII、X、及びXIIIの効果を示す。データは、少なくとも3つの独立した実験の平均±S.D.として表わされる。 CBD−キノン誘導体がロシグリタゾンで誘導されたPPARg活性化を阻害することを示す。化合物VIIIはPPARg上のRSZ結合部位に結合する。PPARgに対する化合物VIII(一例として)の結合特徴は、バーチャルドッキングにより、AutoDockソフトウェアを使用することにより、及び計算システムとしてVinaアルゴリズムを設定することにより、計算された。探索空間は、分子表面周囲の全ての結合点を見出すために設定された。化合物VIIIは、RSZに密接に関連する結合部位でPPARgに結合するが、異なるリガンド受容体相互作用パターンにより、受容体に対する異なるコンフォーメーション的な効果に通じる。 細胞毒性活性を示す。細胞株N2a細胞が、化合物II乃至XIIに対するVCE−004(化合物I)の示された用量で24時間インキュベートされ、細胞生存度が、MTTアッセイによって定量化された。結果は、PPARgアゴニスト又は活性化剤の存在無しで、少なくとも3つの独立した実験の平均±S.D.として示され、対照サンプル(−)に対する細胞生存度のパーセンテージとして表わされる。対照は、100%として設定され、データは、その値に対して参照された。 細胞毒性活性を示す。細胞株HT22細胞が、化合物II乃至XIIに対するVCE−004(化合物I)の示された用量で24時間インキュベートされ、細胞生存度が、MTTアッセイによって定量化された。結果は、PPARgアゴニスト又は活性化剤の存在無しで、少なくとも3つの独立した実験の平均±S.D.として示され、対照サンプル(−)に対する細胞生存度のパーセンテージとして表わされる。対照は、100%として設定され、データは、その値に対して参照された。 細胞毒性活性を示す。細胞株MO3.13細胞が、化合物II乃至XIIに対するVCE−004(化合物I)の示された用量で24時間インキュベートされ、細胞生存度が、MTTアッセイによって定量化された。結果は、PPARgアゴニスト又は活性化剤の存在無しで、少なくとも3つの独立した実験の平均±S.D.として示され、対照サンプル(−)に対する細胞生存度のパーセンテージとして表わされる。対照は、100%として設定され、データは、その値に対して参照された。 Nrf2転写アッセイを示す。HaCaT−ARE−Luc細胞が、示された濃度で、化合物VCE−004(化合物I)、及び化合物II乃至VIII(A)又は化合物IX乃至XV(B)を用いて6時間インキュベートされ、タンパク質溶解物が、ルシフェラーゼ活性のために調製且つ分析された。20μMでのプロオキシダントのtert−ブチルヒドロキノン(tBHQ)が、陽性対照として使用された。活性化倍率レベルが、基準として、任意のPPARgアゴニスト又は活性化剤の存在無しで、対照サンプル(−)を取り上げて、計算された。データは、少なくとも3つの独立した実験の平均±S.D.として表わされる。 神経保護活性を示す。N2a細胞は、示された濃度で化合物I乃至VIIIにより1時間、予めインキュベートされた。その後、細胞は、興奮毒性を誘導するために、5mMのグルタメートを用いて24時間処置された。細胞の生存率はMTTアッセイにより定量化された。結果は少なくとも3つの独立した実験からの平均±S.D.として示され、PPARgアゴニスト又は活性化剤の存在無しに、及びグルタメートを備えた(+)、又はグルタメートを備えていない(−)対照サンプル(−)に対する細胞の生存率のパーセンテージとして表される。対照は100%に設定され、データはその値に参照される。 神経保護活性を示す。N2a細胞は、示された濃度で化合物IX乃至XVにより1時間、予めインキュベートされた。その後、細胞は、興奮毒性を誘導するために、5mMのグルタメートを用いて24時間処置された。細胞の生存率はMTTアッセイにより定量化された。結果は少なくとも3つの独立した実験からの平均±S.D.として示され、PPARgアゴニスト又は活性化剤の存在無しに、及びグルタメートを備えた(+)、又はグルタメートを備えていない(−)対照サンプル(−)に対する細胞の生存率のパーセンテージとして表される。対照は100%に設定され、データはその値に参照される。 TGFbで誘導されたI型コラーゲン遺伝子転写の阻害を示す。CBD誘導体NIH−3T3繊維芽細胞の潜在的な抗繊維症活性を調べることは、製造業者の指示に従いRoti(著作権)−Fectを使用することにより、プラスミドCOL1A2−Lucプラスミドで一時的にトランスフェクトされた。COL1A2−ルシフェラーゼ構築物は、ルシフェラーゼレポーター遺伝子に融合するヒトCOL1A2プロモータの−353から+58bpまでの配列を包含する(pGL2 basic, Promega, Madison, WI)。24時間後、細胞は、30分間(式II乃至XVにより表わされるファミリーcon CBD−Q誘導体の中の実証的な例として得られる)化合物III、V、VIII、及びXでインキュベートされ、6時間TGFb(50ng/ml)で処置された。タンパク質溶解物が調製され、ルシフェラーゼ活性のために分析された。試験された化合物の濃度(μM)はX軸で示され、COL1A2活性化のパーセンテージは、化合物の不在下でのTGFbの効果の100%の活性化を考慮してY軸で示される。データは、少なくとも3つの独立した実験の平均±S.D.として表わされる。 TGFbで誘導されたII型コラーゲンの阻害を示。すコラーゲンの産生は、細胞ペレット中のコラーゲン及び非コラーゲンタンパク質の量を定量化するように設計される、Sirius Red−Fast Green方法を使用して実行された。コラーゲン産生は、Genesis 10 UVスキャニング分光蛍光計(Thermo Fisher Scientific)において540nm及び605nmで判定された。コラーゲンの量を計算するために、先ず、540nmでの吸収において干渉するFast Greenにより寄与率を引くことにより、OD 540値を補正した。Fast Greenは、OD 540値の29.1%を寄与する。色等価は、それぞれOD 540及び640で、コラーゲンについては37.8、非コラーゲンタンパク質については2.04である。コラーゲン(pg/100μl細胞ペレット)={[OD 540−(OD 605×0.291)]/37.8×1000}×10。実験は3回繰り返され、結果は未処置の細胞にわたる誘導倍率として発現された。 ROS生成及びミトコンドリア膜間電位に対するCBD−Q誘導体の効果を示す。Jurkat細胞は、ミトコンドリア膜電位の検出のために2時間、又は、活性酸素種(ROS)の検出のために6時間、漸増濃度のVCE−004(HU−311又は化合物I)或いは化合物III、V、VII、及びX(化合物I誘導体の例として)を増加することで処置された。蛍光プローブH2DCF−DA(20nM、緑色蛍光)及びMitoTracker Red CMXR(MTR−CMXR)(50nM)が使用され、それぞれ、ROS及びミトコンドリア膜電位を検出するために使用される(Molecular Probes, Eugene, OR, USA)。処置後、細胞は冷たいリン酸バッファー食塩水(PBS)で2回洗浄され、37℃で20分間、PBS中でインキュベートされ、その後、FACSCantoIIフローサイトメーター上で分析を行った。
以下に記述される本発明の実施例は、保護の範囲を制限せずに、その好ましい実施形態を例証することを目的とする。
実施例1.化学合成及びNMR分析
A)CBDから出発するCBDキノン誘導体の合成。化合物II乃至Xの合成。
CBDからのVCE−004(HU−331又は化合物Iとも称される)の合成を、大気の存在下、室温で、トルエン中のtBuOKを使用することにより行なった(模式図1)。アルキルアミンにより3つの位置で置換された誘導体の合成を、大気開放反応システムにおいて室温で、VCE−004を過剰なアミンと反応させることにより容易に達成した。
フラッシュクロマトグラフィー精製により90−95%の純生成物を得て、それを更に、HPLC精製により98%にまで増大させることができた。高転化率を数時間内に達成して、スポット間の反応を得た。溶媒を蒸発させ、粗製の残留物を逆相クロマトグラフィーにより精製して、約95%の純度を持つ生成物を得た。
化合物Iの調製
tBuOK(298mg、2.656mmol)をトルエン(60mL)中のCBD(302mg、0.960mmol)の溶液に加え、紫色の溶液を得た。反応混合物を大気開放丸底フラスコの中、室温で撹拌し、転換率をTLC分析(溶離剤:10%のEtOAc/ヘキサン)によりモニタリングした。4時間後、反応混合物をHCl(5%の水溶液、100mL)で洗浄し、水層をEtOAc(30mL)で抽出した(模式図2)。組み合わせた有機質層をNaSO(無水)で乾燥し、濾過し、濃縮した。粗製の残留物をSiO(0@20% EtOAc/ヘキサン)の上でフラッシュクロマトグラフィー分離して、234mgのVCE−004(化合物I)を得た[茶色の固形物、収率:74%]。
化合物IIの調製
(1’R,6’R)−3−(エチルアミン)−6−ヒドロキシ−3’−メチル−4−ペンチル−6’−(プロプ−1−エン−2−イル)−[1,1’−ビ(シクロヘキサン)]−2’,3,6−トリエン−2,5−ジオン
エチルアミン(1.0mL、HO、12.58mmolをEtOH(10mL)中のVCE−004(100mg、0.30mmol)の溶液に加えた。反応混合物を2時間、室温で撹拌し、そして水(50mL)に注ぎ、HCl(10%の水溶液)でpH=2に酸性化し、CHCl(30mL)で抽出することで、加工処理した(worked)(模式図3)。有機質層をNaSO(無水)で乾燥し、濾過し、濃縮した。粗製の残留物を、逆相クロマトグラフィー(30@100% CHCN/HO)により精製して、33mgの(1’R,6’R)−3−(エチルアミン)−6−ヒドロキシ−3’−メチル−4−ペンチル−6’−(プロプ−1−エン−2−イル)−[1,1’−ビ(シクロヘキサン)]−2’,3,6−トリエン−2,5−ジオンを得た[紫色の油、収率:29%]。
H NMR(CDCl、300MHz)d ppm:6.35(bs、1H)、5.13(s、1H)、4.57(s、2H)、3.61(m、1H)、3.52(quin、J=13.2、7.1Hz、2H)、2.73(m、1H)、2.48(t、J=7.1Hz、2H)、2.26−1.80(m、2H)、1.68(s、3H)、1.63(s、3H)、1.46−1.24(m、9H)、0.89(t、J=6.6Hz、3)。
化合物IIIの調製
(1’R,6’R)−3−(ペンチルアミン)−6−ヒドロキシ−3’−メチル−4−ペンチル−6’−(プロプ−1−エン−2−イル)−[1,1’−ビ(シクロヘキサン)]−2’,3,6−トリエン−2,5−ジオン
アミルアミン(0.75mL、6.472mmol)をEtOH(10mL)中のVCE−004(60mg、0.155mmol)の溶液に加えた。反応混合物を18時間、室温で撹拌した。それをHO(50mL)に注ぎ、HCl(10%の水溶液)によりpH=2にまで引き上げ、CHCl(30mL)で抽出した(模式図4)。有機質層をNaSO(無水)で乾燥し、濾過し、濃縮した。粗製の残留物を、逆相クロマトグラフィー(30@100% CHCN/HO)により精製して、47mgの(1’R,6’R)−3−(ペンチルアミン)−6−ヒドロキシ−3’−メチル−4−ペンチル−6’−(プロプ−1−エン−2−イル)−[1,1’−ビ(シクロヘキサン)]−2’,3,6−トリエン−2,5−ジオンを得た[紫色の固形物、収率:73%]。
H NMR(CDCl、300MHz)d ppm:6.43(bs、1H)、5.14(s、1H)、4.55(s、2H)、3.62(m、1H)、3.46(c、J=6.6Hz、2H)、2.72(m、1H)、2.48(t、J=7.7Hz、2H)、2.31−1.72(m、4H)、1.68(s、3H)、1.64(s、3H)、1.48−1.24(m、12H)、0.90(m、6H)。
化合物IVの調製
(1’R,6’R)−3−(イソブチルアミン)−6−ヒドロキシ−3’−メチル−4−ペンチル−6’−(プロプ−1−エン−2−イル)−[1,1’−ビ(シクロヘキサン)]−2’,3,6−トリエン−2,5−ジオン
イソブチルアミン(1.2mL、12.075mmol)をEtOH(12mL)中のVCE−004(100mg、0.304mmol)の溶液に加えた。反応混合物を22時間、室温で撹拌した。それをHO(50mL)に注ぎ、HCl(10%の水溶液)によりpH=2にまで引き上げ、CHCl(30mL)で抽出した(模式図5)。有機質層をNaSO(無水)で乾燥し、濾過し、濃縮した。粗製の残留物を、逆相クロマトグラフィー(30@100% CHCN/HO)により精製して、119mgの(1’R,6’R)−3−(イソブチルアミン)−6−ヒドロキシ−3’−メチル−4−ペンチル−6’−(プロプ−1−エン−2−イル)−[1,1’−ビ(シクロヘキサン)]−2’,3,6−トリエン−2,5−ジオンを得た[紫色の固形物、収率:97%]。
H NMR(CDCl、300MHz)d ppm:6.53(bs、1H)、5.15(s、1H)、4.56(s、2H)、3.62(m、1H)、3.27(t、J=6.6Hz、2H)、2.73(dt、J=12.0Hz、2.8Hz、1H)、2.47(t、J=7.1Hz、2H)、2.27−1.72(m、4H)、1.68(s、3H)、1.64(s、3H)、1.47−1.29(m、7H)、1.00(s、3H)、0.97(s、3H)、0.89(t、J=6.6Hz、3)。
化合物Vの調製
(1’R,6’R)−3−(ブチルアミン)−6−ヒドロキシ−3’−メチル−4−ペンチル−6’−(プロプ−1−エン−2−イル)−[1,1’−ビ(シクロヘキサン)]−2’,3,6−トリエン−2,5−ジオン
n−ブチルアミン(1.2mL、12.143mmol)をEtOH(12mL)中のVCE−004(109mg、0.332mmol)の溶液に加えた。反応混合物を18時間、室温で撹拌した。それをHO(50mL)に注ぎ、HCl(10%の水溶液)によりpH=2にまで引き上げ、CHCl(30mL)で抽出した(模式図6)。有機質層をNaSO(無水)で乾燥し、濾過し、濃縮した。粗製の残留物を、逆相クロマトグラフィー(30@100% CHCN/HO)により精製して、115mgの(1’R,6’R)−3−(ブチルアミン)−6−ヒドロキシ−3’−メチル−4−ペンチル−6’−(プロプ−1−エン−2−イル)−[1,1’−ビ(シクロヘキサン)]−2’,3,6−トリエン−2,5−ジオンを得た[紫色の固形物、収率:93%]。
H NMR(CDCl、300MHz)d ppm:6.44(bs、1H)、5.14(s、1H)、4.56(s、2H)、3.61(m、1H)、3.46(q、J=6.6Hz、2H)、2.73(m、1H)、2.48(t、J=7.1Hz、2H)、2.19(m、1H)、1.98(m、1H)、1.78−1.57(m、8H)、1.49−1.25(m、10H)、0.96(t、J=7.1Hz、3H)、0.89(m、3H)。
化合物VIの調製
(1’R,6’R)−3−(メチルアミン)−6−ヒドロキシ−3’−メチル−4−ペンチル−6’−(プロプ−1−エン−2−イル)−[1,1’−ビ(シクロヘキサン)]−2’,3,6−トリエン−2,5−ジオン
メチルアミン(4.0mL、EtOH中の8Mの溶液、32.0mmol)をEtOH(20mL)中のVCE−004(266mg、0.810mmol)の溶液に加えた。反応混合物を7時間、室温で撹拌した。それをHO(100mL)に注ぎ、HCl(10%の水溶液)によりpH=2にまで引き上げ、CHCl(70mL)で抽出した(模式図7)。有機質層をNaSO(無水)で乾燥し、濾過し、濃縮した。粗製の残留物を、逆相クロマトグラフィー(30@100% CHCN/HO)により精製して、114mgの(1’R,6’R)−3−(メチルアミン)−6−ヒドロキシ−3’−メチル−4−ペンチル−6’−(プロプ−1−エン−2−イル)−[1,1’−ビ(シクロヘキサン)]−2’,3,6−トリエン−2,5−ジオンを得た[紫色の固形物、収率:39%]。
H NMR(CDCl、300MHz)d ppm:8.38(bs、1H)6.54(m、1H)、5.12(s、1H)、4.56(s、2H)、3.63(m、1H)、3.19(d、J=6.0Hz、3H)、2.71(dt、J=11.5Hz、2.7Hz、1H)、2.54(t、J=7.1Hz、2H)、2.28−1.71(m、3H)、1.67(s、3H)、1.63(s、3H)、1.51−1.25(m、6H)、0.89(t、J=7.1Hz、3H)。
化合物VIIの調製
(1’R,6’R)−3−(イソプロピルアミン)−6−ヒドロキシ−3’−メチル−4−ペンチル−6’−(プロプ−1−エン−2−イル)−[1,1’−ビ(シクロヘキサン)]−2’,3,6−トリエン−2,5−ジオン
イソプロピルアミン(1.0mL、11.639mmol)をEtOH(10mL)中のVCE−004(104mg、0.317mmol)の溶液に加えた。反応混合物を22時間、室温で撹拌した。それをHO(50mL)に注ぎ、HCl(10%の水溶液)によりpH=2にまで引き上げ、CHCl(30mL)で抽出した(模式図8)。有機質層をNaSO(無水)で乾燥し、濾過し、濃縮した。粗製の残留物を、逆相クロマトグラフィー(30@100% CHCN/HO)により精製して、92mgの(1’R,6’R)−3−(イソプロピルアミン(Isopropylamino))−6−ヒドロキシ−3’−メチル−4−ペンチル−6’−(プロプ−1−エン−2−イル)−[1,1’−ビ(シクロヘキサン)]−2’,3,6−トリエン−2,5−ジオンを得た[紫色の油、収率:75%]。
H NMR(CDCl、300MHz)d ppm:6.40(m、1H)、5.14(s、1H)、4.56(s、2H)、3.95(m、1H)、3.61(m、1H)、2.73(m、1H)、2.45(t、J=6.6Hz、2H)、2.21(m、1H)、1.92(m、1H)、1.77(m、2H)、1.67(s、3H)、1.63(s、3H)、1.45−1.28(m、6H)、1.26(s、3H)、1.24(s、3H)、0.89(t、J=7.1Hz、3H)。
化合物VIIIの調製
(1’R,6’R)−3−(ベンジルアミン)−6−ヒドロキシ−3’−メチル−4−ペンチル−6’−(プロプ−1−エン−2−イル)−[1,1’−ビ(シクロヘキサン)]−2’,3,6−トリエン−2,5−ジオン
ベンジルアミン(1.3mL、11.913mmol)をEtOH(13mL)中のVCE−004(117mg、0.303mmol)の溶液に加えた。反応混合物を18時間、室温で撹拌した。それをHO(50mL)に注ぎ、HCl(10%の水溶液)によりpH=2にまで引き上げ、CHCl(30mL)で抽出した(模式図9)。有機質層をNaSO(無水)で乾燥し、濾過し、濃縮した。粗製の残留物を、逆相クロマトグラフィー(30@100% CHCN/HO)により精製して、87mgの(1’R,6’R)−3−(ベンジルアミン)−6−ヒドロキシ−3’−メチル−4−ペンチル−6’−(プロプ−1−エン−2−イル)−[1,1’−ビ(シクロヘキサン)]−2’,3,6−トリエン−2,5−ジオンを得た[紫色の固形物、収率:66%]。
H NMR(CDCl、300MHz)d ppm:8.30(bs、1H)、7.44−7.26(m、5H)、6.64(m、1H)、5.15(s、1H)、4.65(d、J=6.0Hz、2H)、4.59(m、2H)、3.64(m、1H)、2.73(m、1H)、2.47(t、J=7.7Hz、2H)、2.30−1.76(m、4H)、1.68(s、3H)、1.64(s、3)、1.54−1.23(m、6H)、0.88(m、3H)。
化合物IXの調製
(1’R,6’R)−3−(ネオペンチルアミン)−6−ヒドロキシ−3’−メチル−4−ペンチル−6’−(プロプ−1−エン−2−イル)−[1,1’−ビ(シクロヘキサン)]−2’,3,6−トリエン−2,5−ジオン
ネオペンチルアミン(0.7mL、6.031mmol)をEtOH(7mL)中のVCE−004(47mg、0.143mmol)の溶液に加えた。反応混合物を20時間、室温で撹拌した。それをHO(50mL)に注ぎ、HCl(10%の水溶液)によりpH=2にまで引き上げ、CHCl(30mL)で抽出した(模式図10)。有機質層をNaSO(無水)で乾燥し、濾過し、濃縮した。粗製の残留物を、逆相クロマトグラフィー(30@100% CHCN/HO)により精製して、57mgの(1’R,6’R)−3−(ネオペンチルアミン)−6−ヒドロキシ−3’−メチル−4−ペンチル−6’−(プロプ−1−エン−2−イル)−[1,1’−ビ(シクロヘキサン)]−2’,3,6−トリエン−2,5−ジオンを得た[紫色の油、収率:97%]。
H NMR(CDCl、300MHz)d ppm:6.59(m、1H)、5.15(s、1H)、4.56(s、2H)、3.63(m、1H)、3.26(d、J=5.5Hz、2H)、2.74(dt、J=12.0Hz、3.3Hz、1H)、2.49(t、J=7.1Hz、2H)、2.26−1.83(m、3H)、1.68(s、3H)、1.63(s、3H)、1.50−1.23(m、7H)、1.00(s、9H)、0.90(t、J=6.6Hz、3H)。
化合物Xの調製
(1’R,6’R)−3−(イソペンチルアミン−6−ヒドロキシ)−3’−メチル−4−ペンチル−6’−(プロプ−1−エン−2−イル)−[1,1’−ビ(シクロヘキサン)]−2’,3,6−トリエン−2,5−ジオン
イソペンチルアミン(1.5mL、12.735mmol)をEtOH(15mL)中のVCE−004(101mg、0.307mmol)の溶液に加えた。反応混合物を22時間、室温で撹拌した。それをHO(50mL)に注ぎ、HCl(10%の水溶液)によりpH=2にまで引き上げ、CHCl(30mL)で抽出した(模式図11)。有機質層をNaSO(無水)で乾燥し、濾過し、濃縮した。粗製の残留物を、逆相クロマトグラフィー(30@100% CHCN/HO)により精製して、125mgの(1’R,6’R)−3−(イソペンチルアミン)−6−ヒドロキシ−3’−メチル−4−ペンチル−6’−(プロプ−1−エン−2−イル)−[1,1’−ビ(シクロヘキサン)]−2’,3,6−トリエン−2,5−ジオンを得た[紫色の油、収率:98%]。
H NMR(CDCl、300MHz)d ppm:6.38(bs、1H)、5.13(s、1H)、4.55(s、2H)、3.61(m、1H)、3.48(q、J=6.0Hz、2H)、2.72(m、1H)、2.48(t、J=7.1Hz、2H)、2.21(m、1H)、2.00−1.60(m、8H)、1.54(q、J=7.1Hz、2H)、1.46−1.23(m、8H)、0.95(s、3H)、0.93(s、3H)、0.88(t、J=6.6Hz、3H)。
B)カンナビジオール酸CBDAからのCBDキノン誘導体の合成。化合物XI乃至XVの合成。
化合物XIの前駆体の合成
メチル4−ヒドロキシ−5−((1R,6R)−3−メチル−6−(プロプ−1−エン−2−イル)シクロヘキサ−2−エニル)−3,6−ジオキソ−2−ペンチルシクロヘキサ−1,4−ジエンカルボキシラート(CBDA−メチルエステル)
a)メタノール(5mL)中のカンナビジオール酸(CBDA)(180mg、0.40mmol)の溶液に、ジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC)(163mg、1.6mmol)及び触媒のp−トルエンスルホン酸(ca.5mg)を加えた(模式図12)。40分間の攪拌後、反応物を蒸発によりワークアップした(worked up)。残留物をトルエン(ca.10mL)中で溶解し、冷却して(−18℃)、尿素を沈降させた。1時間後、溶液を焼結ガラスフィルタ上で濾過し、残留物をRP C−18シリカゲルのフラッシュクロマトグラフィーにより精製して、140mgのメチル4−ヒドロキシ−5−((1R,6R)−3−メチル−6−(プロプ−1−エン−2−イル)シクロヘキサ−2−エニル)−3,6−ジオキソ−2−ペンチルシクロヘキサ−1,4−ジエンカルボキシラートを得た[無色の泡、収率:75%]。
b)メタノール(8mL)中のカンナビジオール酸(CBDA)(200mg、0.54mmol)の溶液に、トリメチルシリルジアゾメタン(3.0mL、ヘキサン中で2M)を加えた(模式図12)。室温で5分間の攪拌後、反応物を蒸発によりワークアップした。生成物は十分に純粋であったため、それを直接酸化工程に使用した。
H NMR(CDCl、300MHz)d ppm:11.97(s、1H)、6.40(bs、1H)、6.21(s、1H)、5.54(bs、1H)、4.51(bs、1H)、4.38(bs、1H)、3.90(s、3H)、2.77(m、2H)、1.81(bs、3H)、1.70(bs、3H)、0.89(t、J=6.6Hz、3H)。
化合物XIの調製
メチル4−ヒドロキシ−5−((1R,6R)−3−メチル−6−(プロプ−1−エン−2−イル)シクロヘキサ−2−エニル)−3,6−ジオキソ−2−ペンチルシクロヘキサ−1,4−ジエンカルボキシラート
4mLのEtOAc中の100mg(0.27mmol)のメチル4−ヒドロキシ−5−((1R,6R)−3−メチル−6−(プロプ−1−エン−2−イル)シクロヘキサ−2−エニル)−3,6−ジオキソ−2−ペンチルシクロヘキサ−1,4−ジエンカルボキシラート(CBDA−メチルエステル)の溶液に、SIBX(460mg、0.77mmol、3mol等量)を加え、反応物を1時間還流した(模式図13)。冷却し、セライト上で濾過した後、濾液を5%のNaHCOとブラインで連続して洗浄した。乾燥(NaSO)及び蒸発の後、残留物をシリカゲル(溶離剤として石油エーテル−CHCl 8:5)上のカラムクロマトグラフィーにより精製して、24mgの化合物XIを得た[茶色の固形物、収率:22%]。
H NMR(CDCl、300MHz)d ppm 7.00(bs、1H)、5.13(bs、1H)、4.57(s、1H)、4.53(s、1H)、3.89(s、3H)、3.73(bd、J=7.0Hz、1H)、2.74(td、J=9、1、9.1、1.5Hz、1H)、2.36(t、J=7.5Hz、2H)、1.72(bs、3H)、1.64(bs、3H)、0.88(t、J=6.6Hz、3H)。
化合物XIIの前駆体の合成
フェネチル2,4−ジヒドロキシ−3−((1R,6R)−3−メチル−6−(プロプ−1−エン−2−イル)シクロヘキサ−2−エニル)−6−ペンチルベンゾアート(CBDA−フェネチルエステル)
CHCl(20mL)中のカンナビジオール酸(CBDA)(2.15g、6.0mmol)の溶液に、フェネチルアルコール(0.860mL)を加え、その後、DCC(2.550g、12mmol、2mol等量)及びcat.PTSA(30mg)を加えた。1時間後、反応物を蒸発によりワークアップし、残留物を20分間、−18℃で冷却されたトルエンeの中で溶解し、ジシクロヘキシル尿素を沈降させた。濾過後、濾液を蒸発させ、溶離剤としてメタノール−水の勾配(6:4から純粋なメタノールまで)を使用して残留物をRP18シリカゲル上のフラッシュクロマトグラフィーにより精製した。1.52gの油(71%)を得た。
H NMR(CDCl、300MHz)d ppm 12.0(s、1H)、7.35−7.24(m、1H)、6.51(bs、1H)、6.21(s、1H)、5.55(bs、1H)、4.55(t、J=7.5Hz、1H)、4.53(bs、1H)、4.38(bs、1H)、4.10(bs、1H)、3.10(t、J=7.5Hz、2H)、2.70(m、2H)、1.79(bs、3H)、1.71(bs、3H)、0.88(t、J=6.6Hz、3H)。
化合物XIIの調製
フェネチル4−ヒドロキシ−5−((1R,6R)−3−メチル−6−(プロプ−1−エン−2−イル)シクロヘキサ−2−エニル)−3,6−ジオキソ−2−ペンチルシクロヘキサ−1,4−ジエンカルボキシラート
4mLのEtOAc中の302mg(0.65mmol)のフェネチル4−ジヒドロキシ−3−((1R,6R)−3−メチル−6−(プロプ−1−エン−2−イル)シクロヘキサ−2−エニル)−6−ペンチルベンゾアートの溶液に、SIBX(1.10g、39.1mmol、6mol等量)を加え、反応物を1時間還流した(模式図15)。冷却し、セライト上で濾過した後、濾液を5%のNaHCOとブラインで連続して洗浄した。乾燥(NaSO)及び蒸発の後、溶離剤としてメタノール−水の勾配(6:4から純粋なメタノールまで)を使用して、残留物をRP−18シリカゲル上のフラッシュクロマトグラフィーにより精製して、最終的に94mg(31%)の化合物XIIを得た。
H NMR(CDCl、300MHz)d ppm 7.00(bs、1H)、5.14(bs、1H)、4.54(s、1H)、4.52(s、1H)、4.51(t、J=7.5Hz)、3.74(bd、J=7.0Hz、1H)、3.02(t、J=7.5Hz、2H)、2.75(br t、J=9、1、1.5Hz、1H)、2.26(t、J=7.5Hz、2H)、1.74(bs、3H)、1.67(bs、3H)、0.86(t、J=6.6Hz、3H)。
化合物XIIIの前駆体の合成
(E)−3,7−ジメチルオクタ−2,6−ジエニル2,4−ジヒドロキシ−3−((1R,6R)−3−メチル−6−(プロプ−1−エン−2−イル)シクロヘキサ−2−エニル)−6−ペンチルベンゾアート(CBDA−ゲラニルエステル)
CHCl(4mL)中のカンナビジオール酸(CBDA)(300mg、0.84mmol)の溶液に、ゲラニオール(0.18mL、10.1mmol、1.2mol等量)を加え、その後、DCC(345mg、1.68mmol、2mol等量)及びcat.PTSA(30mg)を加えた。25分後、反応物を蒸発によりワークアップし、残留物を20分間、−18℃で冷却されたトルエンeの中で溶解し、ジシクロヘキシル尿素を沈降させた。濾過後、濾液を蒸発させ、溶離剤として石油エーテル−EtOAc 95:5を使用して残留物を重力(gravity)シリカゲルクロマトグラフィー上のフラッシュクロマトグラフィーにより精製した。200mg(67%)の無色の油を得た。
H NMR(CDCl、300MHz)d ppm 12.1(s、1H)、6.48(bs、1H)、6.20(s、1H)、5.54(bs、1H)、5.45(brt、J=6.7Hz、1H)、5.08(br s、1H)、4.81(d、J=6,7Hz、2H)、4.51(bs、1H)、4.38(bs、1H)、4.08(bs、1H)、2.74(m、2H)、1.78(bs、3H)、1.75(bs、3H)、1.71(bs、3H)、1.67(bs、3H)、0.88(t、J=6.6Hz、3H)。
化合物XIIIの調製
(E)−3,7−ジメチルオクタ−2,6−ジエニル−4−ヒドロキシ−5−((1R,6R)−3−メチル−6−(プロプ−1−エン−2−イル)シクロヘキサ−2−エニル)−3,6−ジオキソ−2−ペンチルシクロヘキサ−1,4−ジエンカルボキシラート
4mLのEtOAc中の200mg(0.40mmol)の(E)−3,7−ジメチルオクタ−2,6−ジエニル2,4−ジヒドロキシ−3−((1R,6R)−3−メチル−6−(プロプ−1−エン−2−イル)シクロヘキサ−2−エニル)−6−ペンチル−ベンゾアートの溶液に、SIBX(680mg、2.4mmol、6mol等量)を加え、反応物を40分間還流した(模式図17)。冷却し、セライト上で濾過した後、濾液を5%のNaHCOとブラインで連続して洗浄した。乾燥(NaSO)及び蒸発の後、溶離剤としてメタノール−水の勾配(6:4から純粋なメタノールまで)を使用して、残留物をRP−18シリカゲル上のフラッシュクロマトグラフィーにより精製して、最終的に18mg(9%)の化合物XIIIを得た。
H NMR(CDCl、300MHz)d ppm 6.99(bs、1H)、5.38(bt、J=6.8Hz、1H)、5.12(bs、1H)、5.07(bs、1H)、4.81(bs、1H)、4.80(bs、1H)、4.56(bs、1H)、3.97(d、J=6.8Hz、2H)、2.73(m、1H)、2.37(m、2H)、1.73(bs、3H)、1.70(bs、3H)、1.67(bs、3H)、1.62(bs、3H)、0.86(t、J=6.9、3H)。
化合物XIVの前駆体の合成
(1S,2S,4R)−1,7,7−トリメチルビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2−イル−2,4−ジヒドロキシ−3−((1R,6R)−3−メチル−6−(プロプ−1−エン−2−イル)シクロヘキサ−2−エニル)−6−ペンチルベンゾアート(CBDAボルニルエステル)
CHCl(4mL)中のカンナビジオール酸(CBDA)(302mg、0.84mmol)の溶液に、(−)(S)−ボルネオール(157mg、1.2mol等量)を加え、その後、DCC(350mg、2mol等量)及びcat.PTSA(30mg)を加えた。40分後、反応物を蒸発によりワークアップし、残留物を20分間、−18℃で冷却されたトルエンeの中で溶解し、ジシクロヘキシル尿素を沈降させた。濾過後、濾液を蒸発させ、溶離剤としてメタノール−水の勾配(6:4から純粋なメタノールまで)を使用して残留物をRP18−シリカゲル上のフラッシュクロマトグラフィーにより精製した。最終的に178mg(59%)の無色の油を得た。
H NMR(CDCl、300MHz)d ppm 12.2(s、1H)、6.48(bs、1H)、6.23(s、1H)、5.54(bs、1H)、5.54(bs、1H)、5.19(br s、1H)、4.52(bs、1H)、4.40(bs、1H)、4.12(bs、1H)、2.91(m、2H)、1.80(bs、3H)、1.71(bs、3H)、0.96(s、3H)、0.89(s、6H)、0.88(t、J=6.6Hz、3H)。
化合物XIVの調製
((1S,2S,4R)−)−1,7,7−トリメチルビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2−イル−4−ジヒドロキシ−5−((1R,6R)−3−メチル−6−(プロプ−1−エン−2−イル)シクロヘキサ−2−エニル)−3,6−ジオキソ−2−ペンチルシクロヘキサ−1,4−ジエンカルボキシラート
4mLのEtOAc中の170mg(0.34mmol)の(1S,2S,4R)−1,7,7−トリメチル−ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2−イル−2,4−ジヒドロキシ−3−((1R,6R)−3−メチル−6−(プロプ−1−エン−2−イル)シクロヘキサ−2−エニル)−6−ペンチルベンゾアートの溶液に、SIBX(578mg、2.1mmol、6mol等量)を加え、反応物を40分間還流した(模式図19)。冷却し、セライト上で濾過した後、濾液を5%のNaHCOとブラインで連続して洗浄した。乾燥(NaSO)及び蒸発の後、溶離剤として石油エーテル−EtOAc 98:2を使用して、残留物をシリカゲル上の重力カラムクロマトグラフィーにより精製して、25mg(15%)の化合物XIVを得た。
H NMR(CDCl、300MHz)d ppm 6.98(bs、1H)、5.16(bs、1H)、5.10(bd、J=10Hz、1H)、4.58(bs、1H)、4.56(bs、1H)、3.75(bd、J=6.8Hz、1H)、2.73(m、1H)、2.37(m、2H)、1.61(bs、3H)、0.92(s、3H)、0.90(s、3H)、0.88(bs、3H)、0.86(t、J=6.9、3H)。
化合物XVの前駆体の合成
(1R,2R,4R)−1,5,5−トリメチルビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2−イル−2,4−ジヒドロキシ−3−((1R,6R)−3−メチル−6−(プロプ−1−エン−2−イル)シクロヘキサ−2−エニル)−6−ペンチルベンゾアート(CBDAフェンキルエステル)
CHCl(4mL)中のカンナビジオール酸(CBDA)(550mg、1.54mmol)の溶液に、(+)(R)−フェンコール(284mg、1.2mol等量)を加え、その後、DCC(634mg、2mol等量)及びcat.PTSA(30mg)を加えた。40分後、反応物を蒸発によりワークアップし、残留物を20分間、−18℃で冷却されたトルエンeの中で溶解し、ジシクロヘキシル尿素を沈降させた。濾過後、濾液を蒸発させ、残留物をシリカゲル上の重力カラムクロマトグラフィーにより精製して、350mg(64%)の無色の油を得た。
H NMR(CDCl、300MHz)d ppm 12.34(s、1H)、6.50(bs、1H)、6.24(s、1H)、5.57(bs、1H)、4.64(bs、1H)、4.52(bs、1H)、4.39(bs、1H)、4.10(bs、1H)、2.97(m、2H)、1.71(bs、3H)、1.20(s、3H)、1.14(s、3H)、0.96(s、3H)、0.89(s、6H)、0.89(t、J=6.6Hz、3H)、0.79(s、3H)。
化合物XVの調製
(1R,2R,4R)−1,5,5−トリメチルビシクロ[2.2.1]ヘプタノ−2−イル4−ヒドロキシ−5−((1R,6R)−3−メチル−6−(プロプ−1−エン−2−イル)シクロヘキサ−2−エニル)−3,6−ジオキソ−2−ペンチルシクロヘキサ−1,4−ジエンカルボキシラート
4mL中のEtOAc中の300mg(0.61mmol)の(1R,2R,4R)−1,5,5−トリメチルビシクロ[2.2.1]−ヘプタン−2−イル−2,4−ジヒドロキシ−3−((1R,6R)−3−メチル−6−(プロプ−1−エン−2−イル)シクロヘキサ−2−エニル)−6−ペンチルベンゾアート溶液に、SIBX(1.019g、6mol.同等物)を加え、反応を40分間還流させた(模式図21)。セライトで冷却および濾過した後、濾液を5%のNaHCOと塩水で連続して洗浄した。乾燥(NaSO)と蒸発の後、溶離剤として石油エーテル−EtOAc 98:2を使用して、残基をシリカゲル上で重力カラムクロマトグラフィーによって精製し、81mg(27%)の化合物XVを得た。
NMR (CDCl, 300 MHz) d ppm 6.98 (bs,1H), 5.16 (bs,1H), 5.10 (bd,J=10Hz, 1H), 4.60 (bs,1H), 4.57 (bs,1H), 4.55 (bs,1H), 3.73 (bd,J=10Hz, 1H), 2.73 (m,1H), 2.38 (m,2H), 1.67 (bs,3H), 1.15 (s,3H), 1.10 (s,3H), 0.86 (s,3H), 0.86 (t,J= 6.9, 3H).
インビトロアッセイ
実施例2.PPARgのアゴニスト活性
新規な化合物の生物学的活性を調査するために、我々は、HEK−293細胞、およびNIH−3T3繊維芽細胞のPPARgトランスアクチベーション分析を行った。
HEK293T細胞とヒト原発性の繊維芽細胞を、10%のウシ胎児血清(FBS)で補充したDMEM中に5%のCOと1%(v/v)ペニシリン/ストレプトマイシンを含む湿気のある大気中で37°Cで維持した。ロシグリタゾンをCayman Chemical Company(米国ミシガン州アン・アーバー)から購入した。他のすべての試薬はSigma Co(米国ミズーリ州セントルイス)から入手した。HEK293T細胞(2x10/ウェル)(図1A、1B、および1C)、またはNIH3T3細胞(5x10/ウェル)(図2)を、24時間、Clear Bottom 96ウェルのMicrotest(商標)Optilux(商標)Plateを伴うBD Falcon(商標)Whiteに播種した。その後、メーカーの説明書に従ってRoti(著作権)−Fect(ドイツ カールスルーエ カールロート(Carl Roth))を使用して、細胞を、発現ベクターGAL4PPARγとルシフェラーゼリポーターベクターGAL4−lucで一時的に同時トランスフェクトした。24時間のトランスフェクション後、細胞を6時間、化合物の漸増用量で前処理した。その後、細胞を、25mMのトリリン酸塩pH7.8、8mMのMgCl、1mMのDTT、1%のトリトンX−100、および7%のグリセリン中に溶解させた。ルシフェラーゼ活性は、TriStar LB 941マルチモードマイクロプレートリーダ(Berthold)を用いて、ルシフェラーゼアッセイキット(Promega,米国ウィスコンシン州マジソン)の説明書に従って、細胞溶解産物中で測定された。タンパク質濃度はBradfordアッセイ(Bio−Rad,米国カリフォルニア州リッチモンド)によって測定された。溶解バッファーで得られたバックグラウンドは、各実験値と、未処置の細胞上の誘導倍率として表現された特定のトランスアクチベーションの中で引かれた。実験はすべて少なくとも3回繰り返された。使用されるプラスミドは、Gal4−hPPARgamma(プラスミド名:pCMV−BD−hPPARg,ダルフージー大学薬理学部Sinal Laboratory)と、ルシフェラーゼ遺伝子に縮合した5つのGal4 DNA結合部位を含むGal4 lucレポータープラスミドであった。上記の分析は図1(A、B、およびC)と図2によって例証され、これは、ルシフェラーゼレポーター遺伝子(PPARgGAL4/GAL4−LUC)と組み合わせてPPARgを一時的に過剰発現するとともに6時間にわたって化合物で処置された細胞で行われるトランスアクチベーションアッセイによるPPARg活性に対するVCE−004(化合物I)とアナログの効果を示す。データは3つの複製の偏差標準誤差棒を備えた手段として与えられる。未処置の細胞と比較して、ルシフェラーゼ活性の有意な増大はキノン誘導体で見られた。この結果は化合物II乃至XIVが、5〜50μMの濃度でPPARgを活性化するために化合物VCE−004(化合物I)よりも著しく有力であることを確認する。化合物II乃至Xは濃度依存的な手法でPPARgトランスアクチベーションを増大させ、化合物II、III、IV、V、VII、およびVIIIが最も活性な化合物である。加えて、高濃度のこうした化合物(10、25、および50μM)は、VCE−004(化合物I)と比較して、PPARgを活性化するのに特に有力である。RZG(十分なPPARgアゴニスト)は、1μMの濃度でPPARgの活性を100倍以上増加させた。対照的に、本発明に記載される1μMの濃度の化合物により引き起こされるPPARg活性の最大の誘発はけっして5倍以上にはならず、このことは、こうした新規な化合物がPPARgモジュレータであり、PPARg完全アゴニストではないことを示唆している。
実施例3.カンナビジオール−キノン誘導体とロシグリタゾンはPPARgタンパク質中の同じ部位に結合する。
(A)HEK293T細胞は、10%のウシ胎児血清(FBS)で補充したDMEM中の5%のCOと1%(v/v)のペニシリン/ストレプトマイシンを含む湿った大気中で37°Cで維持された。ロシグリタゾンをCayman Chemical Company(米国ミシガン州アン・アーバー)から購入した。HEK293T細胞(2x10/ウェル)(図3A)を、24時間、Clear Bottom 96ウェルのMicrotest(商標)Optilux(商標)Plateを伴うBD Falcon(商標)Whiteで播種した。その後、メーカーの説明書に従ってRoti(著作権)−Fect(ドイツ カールスルーエ カールロート(Carl Roth))を使用して、細胞を、発現ベクターGAL4PPARγとルシフェラーゼリポーターベクターGAL4−lucで一時的に同時トランスフェクトした。24時間のトランスフェクション後、細胞は30分間、漸増用量の化合物で前処理され、その後、6時間RSZ(1μM)で刺激された。PPARgの転写活性は実施例2のように測定され、こうした化合物III、V、VIII、X、およびXIIIはRSZにより引き起こされたPPARgトランスアクチベーションを減少させることができ、したがって、化合物III、V、VIII、X、およびXIIIとRSZがPPARg上の同じ結合部位に結合することを示唆している。
(B)PPARgに対する化合物VIII(一例として)の結合特性は、AutoDockソフトウェアを使用し、計算システムとしてVinaアルゴリズムを設定して、仮想ドッキングにより計算された。探索空間は分子表面の至るところに結合点を見つけるように設定された。方法の効率を保証するために、標準的なPPARgリガンドRSZの結合特徴も、対照としてこうした結果を使用するために計算された。AutoDockは、各リガンド(RSZと化合物VIII)につき10の安定した立体構造を報告した。RSZと化合物VIIIの両方のためのこうした立体構造の6つは、以前に報告されたRSZ結合部位と一致した[Liberato et al. 2012]。PPARg中の残基Y473、H323、I326、S289、およびH449はアンカリング位置として確立され、PPARgリガンドの結合部位を形成する近接空間位置で10のアミノ酸の群の一部である[Nolte et al. 1998], [Itot et al. 2008], [Li et al. 2008]。RSZ結合部位は、RSZに対するよりも化合物VIIIの大きな熱力学的安定性を示しており(図3B)、この受容体に対する前の化合物のよりも高い親和性を示唆している。実際には、最も高い親和性の化合物VIIIの立体構造は最も高い結合親和性−8.0KCal/molを示し、一方で、RSZの最良の立体構造は−6.9kcal/molを示した。しかしながら、PPARgにおいて10のRSZ結合残基のわずか2つ(I341とR288)が、化合物VIIIと相互に作用する可能性がある。全体として、こうした結果は、化合物VIIIが密接に関連する結合部位においてRSZよりも強く、異なるリガンド−受容体相互作用パターンでPPARgに結合して、受容体上で異なる構造体効果をもたらすこともあることを示唆している。さらに、I341とR288の阻害はRSZの侵入を回避するのに十分であり、従ってこの薬物の効果を減少させる。
実施例4.細胞毒性分析
求電子のキノンは細胞毒性を引き起こし、Nrf2経路(活性酸素種生成の細胞のセンサー)を活性化する。図4では、それは、化合物VCE−004(化合物I)と化合物II乃至XVによる3つの異なるタイプの細胞型N2a(A)、HT22(B)、およびMO3.13(C)において引き起こされた細胞死について分析される。
3つの細胞株、MO3.13、N2A、およびHT22の細胞は、10%のウシ胎児血清(FBS)で補充されたDMEM中の5%のCOと、1%(v/v)のペニシリン/ストレプトマイシンを含む湿った大気中で37°Cで維持された。N2A、HT22、およびMO3.13細胞の生存率は、MTT分析によって決定された。簡潔に言えば、細胞は、96ウェルプレートで10細胞/ウェルの密度で、1ウェル当たり200μlの細胞浮遊物で播種され、24時間培養された。その後、細胞は24時間、複数の濃度の化合物で培養された。その後、MTT:DMEM(1:2)の混合溶液からの100μlのMTT(5mg/ml)を各ウェルに加え、細胞を暗所で37°Cで4時間培養した。その後、反応を止め、上澄みを取り除き、100μlのDMSOを各ウェルに加え、優しく振りながら10分間培養した。最後に、TriStar LB 941(Berthold Technologies,GmbH&KG)を使用して、550nmで吸光度を測定した。対照細胞を100%として設定し、データにその値を参照させた。細胞株N2a(図4A)、HT22(図4B)、およびMO3.13(図4C)の細胞を、指示された量の化合物VCE−004(化合物I)と化合物II乃至XVで24時間培養して、細胞の生存率をMTT分析によって定量化した。結果は少なくとも3つの独立した実験からの平均±S.D.として示され、対照サンプル(−)に対する細胞の生存率のパーセントとして表現される。対照は100%として設定され、データにその値を参照させた。結果は、VCE−004(化合物I)に関連する細胞毒性活性がNrf2活性化を引き起こすその能力と相関したことを実証する。同じ意味で、VCE−004の位置3’における化合物II乃至XVXV誘導体の本発明に記載される細胞毒性活性の欠如は、Nrf2を活性化できないことに相関する。
実施例5.Nrf2の転写活性
Nrf2経路上の化合物の活性を研究するために、我々はHaCaT−ARE−Luc細胞株を生成した。Nqo1 ARE−LucレポータープラスミドとpPGK−Puroプラスミドは、Lipofectamine(著作権)2000年トランスフェクション試薬(Life Technologies,米国カリフォルニア州カールスバッド)を使用して、HaCat細胞へ同時にトランスフェクトされた。安定した形質転換体が選択され、10%のFBS、1%のペニシリン・ストレプトマイシン、および10μl/mlのピューロマイシンを含むRPMI 1640で維持された。HaCaT−ARE−Luc細胞は、指示された濃度でVCE−004(化合物I)と化合物II乃至VIII(A)または化合物IX乃至XV(B)で6時間培養され、タンパク質溶解産物は実施例1に記載されるようなルシフェラーゼ活性のために調製され、分析された。20μMの酸化体tert−ブチルヒドロキノン(tBHQ)は陽性対照として使用された。倍活性化レベルは、基準(図5Aと5B)として対照サンプル(−)をとって計算された。データは少なくとも3つの独立した実験からの平均±S.D.として表される。その結果は、VCE−004(化合物I)に関連する反応的な求電子の活性が本発明に記載のすべての化合物(位置4の誘導体)でかけていることを承認する。
実施例6.神経保護分析
核受容体PPARgの活性化は神経保護において重要な役割を果たしており、PPARgアゴニストが神経細胞中のグルタミン酸塩により引き起こされた細胞毒性を防ぐことが知られている。
培養されたN2a細胞は、1時間、指示された濃度で化合物I乃至VIII(図6A)とIX乃至XV(図6B)であらかじめ培養され、その後、24時間のあいだに細胞毒性を誘発するために5mMのグルタミン酸塩で処置された。細胞毒性は実施例4に記載されるようなMTT方法によって決定された。結果は少なくとも3つの独立した実験からの平均±S.D.として示され、対照サンプル(−)に対する細胞の生存率のパーセントとして表現される。対照は100%として設定され、データにその値を参照させた。これらの結果は、化合物Iと化合物II乃至XV(PPARgモジュレーターである)との間の顕著な差を示し、グルタミン酸塩により引き起こされた細胞死から神経細胞を保護する。
実施例7.コラーゲン遺伝子転写に対するCBDキノン誘導体の効果
PPARgリガンドは抗繊維症の効果を及ぼすことが報告されており、PPARg活性化によるTGFbシグナル伝達の阻害は繊維芽細胞におけるコラーゲン産生の減少をもたらす。
培養されたNIH−3T3繊維芽細胞は、ルシフェラーゼレポーター遺伝子に縮合したヒトCOL1A2プロモータの−353から+58bpの配列を含むプラスミドCOL1A2−Lucプラスミドで一時的にトランスフェクトされた。24時間後に、細胞は30分間、化合物III、V、VIII、およびX(一例として)で培養され、6時間にわたってTGFb(50ng/ml)で処置された。タンパク質溶解産物はルシフェラーゼ活性のために調製され分析された。化合物III、V、VIII、およびXがTGFbにより引き起こされたI型コラーゲン遺伝子転写を明白に阻害したことを示している(図7)。
実施例8.コラーゲン産生に対するCBDキノン誘導体の効果
コラーゲンの産生は、細胞ペレット剤中のコラーゲンと非コラーゲンのタンパク質の量を定量化するために設計されるSirius Red−Fast Green方法を使用して行われる。NIH3T3細胞は24ウェル中の5×10/ウェルの密度で播種され、細胞接着を可能にするために37°Cで夜通し培養された。次に、細胞は、24時間のあいだに、指示された濃度の化合物III、V、VIII、およびXとTGFb(50ng/ml)で1時間事前培養された。処置の後、細胞ペレット剤は、100μlの0.5M酢酸で4°Cで夜通し抽出された。その後、1mlの染料溶液(飽和したピクリン酸に溶解した0.1%のSirius Redと0.1%のFast Green)が細胞ペレット剤に加えられ、30分間室温で優しく混合された。次に、コラーゲンをペレット化するために5分間10,000gでサンプルを遠心分離機にかけた。ペレット剤を乱すことなく上澄みを注意深く取り除き、0.1Mの塩酸の1mlを各チューブに加えて非結合染料を取り除いた。サンプルを5分間10,000gで遠心分離機にかけ、0.5Mの水酸化ナトリウム1mlを各チューブと渦に勢いよく加えて、結合染料を放出した。どんな細胞残屑もペレット化するためにサンプルを再度、5分間2500gで遠心分離機にかけた。コラーゲン産生が判定され、その結果は未処置の細胞の誘導倍率として表現された。化合物III、V、VIII、およびXが繊維芽細胞においてTGFbにより引き起こされたコラーゲン産生を明白に抑制したことが示される(図8)。VCE−004(HU−331)に関連する細胞毒性では、TGFbにより引き起こされたコラーゲン産生に対するこの化合物の効果を調査することはできなかった。
実施例9.活性酸素種(ROS)産生とミトコンドリア膜電位に対するVCE−004とCDB−キノン誘導体の効果
ミトコンドリア膜電位は、ATPを生成するために呼吸鎖の生理学的機能を維持するために必要不可欠である。ミトコンドリア膜電位の重要な喪失により、細胞はその後の死に伴ってエネルギーを失う。したがって、ミトコンドリア膜電位とROSを決定する能力は、求電子分子と反応分子に応じて細胞の生理的な状態とミトコンドリアの機能に関する重要な手掛かりを提供することができる。
図5において、我々は、VCE−004(化合物I)がNrf2経路を活性化する反応性化合物であることを示した。さらに細胞内のROS産生とミトコンドリア膜電位の破壊に対する効果を確認するために、我々はHU−311と本発明の化合物を直接分析する。
ジャーカット細胞を、37°Cで、ならびに10%の熱不活性化したFCS、2mMのグルタミン、および抗生物質を含む補充されたRPMI 1640媒体中の5%のCOで成長させた。ミトコンドリア膜電位と活性酸素種(ROS)生成を評価するために、細胞(5x105/ml)は、ミトコンドリア膜電位の検出のために2時間、またはROSの検出のために6時間、漸増濃度のVCE−004(化合物I)または化合物III、V、VII、およびX(化合物I誘導体の例として)で処置された。処置の後に、細胞は、冷たいリン酸塩緩衝液食塩水(PBS)で2度洗浄され、蛍光プローブH2DCF−DA(緑色蛍光)(20nM)でPBS中で培養されることで、ROSとMitoTracker Red CMXR(MTR−CMXR)(50nM)を検知するとともに、37°Cで20分間、ミトコンドリア膜電位(Molecular Probes,米国オレゴン州ユージーン)を検知して、その後、FACSCantoIIフローサイトメーターで分析した。我々は、VCE−004(化合物I)が細胞内のROSのレベルの明瞭な増大とミトコンドリア膜電位の破壊を引き起こすことを発見した。対照的に、化合物III、V、VII、およびXは反応的でなく(ROSレベルを増加させる)、ミトコンドリア膜電位の喪失を誘発しなかった。
図9Aにおいて、化合物Iは濃度依存したやり方でROSを過剰表現する細胞のパーセントの明らかな増大を引き起こすことが示されている。対照的に、化合物III、V、VIII、およびXは、処置された細胞でROSの蓄積を有意に引き起こすことができなかった。ROSの発現は図9Bに示されるようなミトコンドリア膜電位の破壊と相関した。
実施例10.システアミンとのVCE−004と化合物XIの比較反応
10mgのVCE−004(化合物I)と化合物XI(前述の誘導体II乃至XとXII乃至XVの化合物ファミリーの他のメンバーに適用可能な、本発明のCBD誘導体の例として)は、1mLのDMSO中に独立して溶解され、溶液は過剰な(4mol.同等物)システアミンで処置された。1時間室温で撹拌した後に、溶液を水(2mL)で希釈し、石油エーテル−エーテル9:1で抽出した。蒸発の後、残基はCDClに溶かされ、1H−NMRによって分析された。化合物XIは無傷のまま回復したが、VCE−004(I)は完全に反応し、残基中では検出不可能であり、このことはVCE−004がシステアミンに不可逆的に結合したことを示す。
本結果は、神経炎症と神経毒性が重要な役割を果たしている神経変性疾患と外傷性脳障害における、本発明に記載される化合物、とりわけ、化合物III、V、VIII、X、およびXIIIの治療での使用を実証している。加えて、本発明の化合物は、とりわけPPARgの調節に反応する疾患と症状を処置するためのPPARgモジュレータとして特に適している。
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Claims (8)

  1. 式(I)の化合物またはその薬学的に許容可能な塩であって、
    式中、Rは、直鎖または分枝鎖のアルコキシカルボニル基であるか、あるいは、直鎖または分枝鎖のアルキルアミン、アリールアミン、アルケニルアミン、またはアルキニルアミンの基であって、及びここでRは前記アルコキシカルボニル基の炭素原子によって結合されているか、またはRは直鎖または分枝鎖のアルキルアミン、アリールアミン、アルケニルアミンまたはアルキニルアミン基の窒素原子によって結合されている化合物。
  2. 以下から選択される請求項1に記載の化合物。
  3. 式Iの化合物またはその薬学的に許容可能な塩を含む組成物であって、
    式中、Rは、直鎖または分枝鎖のアルコキシカルボニル基であるか、あるいは、直鎖または分枝鎖のアルキルアミン、アリールアミン、アルケニルアミン、またはアルキニルアミンの基であって、及びここでRは前記アルコキシカルボニル基の炭素原子によって結合されているか、またはRは直鎖または分枝鎖のアルキルアミン、アリールアミン、アルケニルアミンまたはアルキニルアミン基の窒素原子によって結合され、および/または、賦形剤ならびに/あるいは担体から選択される少なくとも薬学的に不活性な成分を含む、組成物。
  4. 式Iの化合物は以下から選択される、請求項3に記載の組成物。
  5. PPRAg媒介性の疾患の処置のための製剤またはその薬学的に許容可能な塩の製造における請求項1または2に記載の化合物の使用。
  6. PPRAg媒介性の疾患は、アテローム性動脈硬化、炎症性腸疾患、関節リウマチ、肝臓繊維症、腎症、乾癬、皮膚創傷治癒、皮膚再生、膵炎、胃炎、神経変性障害、神経炎症障害、強皮症、癌、高血圧、肥満、またはII型糖尿病から選択される請求項5に記載の使用。
  7. PPRAg媒介性の疾患の処置のための製剤の製造における請求項3または4に記載の組成物の使用。
  8. PPRAg媒介性の疾患は、アテローム性動脈硬化、炎症性腸疾患、関節リウマチ、肝臓繊維症、腎症、乾癬、皮膚創傷治癒、皮膚再生、膵炎、胃炎、神経変性障害、神経炎症障害、強皮症、癌、高血圧、肥満、またはII型糖尿病から選択される請求項7に記載の使用。
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