KR20130103617A

KR20130103617A - 이중 활성 H1 역 효능제/5-HT2A 길항제로서의 치환된 [(5H-피롤로[2,1-c][1,4]벤조디아제핀-11-일)피페라진-1-일]-2,2-디메틸프로판산 화합물

Info

Publication number: KR20130103617A
Application number: KR1020137020744A
Authority: KR
Inventors: 앤 마리 캠프; 피터 태듀스 갤러거; 아담 잰 샌더슨; 앤드류 제임스 레드가드; 데이비드 앤드류 코츠
Original assignee: 일라이 릴리 앤드 캄파니
Priority date: 2011-02-07
Filing date: 2012-01-25
Publication date: 2013-09-23
Also published as: CA2826757A1; US20120202797A1; KR101549315B1; HRP20150469T1; US8314092B2; PL2683719T3; PT2683719E; CN103391940A; DK2683719T3; TWI564300B; ES2539502T3; AR084867A1; AU2012214788B2; EP2683719A1; EA022708B1; CY1116206T1; RS54001B1; AU2012214788A1; SI2683719T1; WO2012109011A1

Abstract

하기 화학식의 이중 H1/5-HT_2A 수용체 길항제, 그의 용도, 및 그의 제조 방법이 기재되어 있다.

Description

이중 활성 H1 역 효능제/5-HT2A 길항제로서의 치환된 [(5H-피롤로[2,1-c][1,4]벤조디아제핀-11-일)피페라진-1-일]-2,2-디메틸프로판산 화합물 {SUBSTITUTED [(5H-PYRROLO[2,1-c][1,4]BENZODIAZEPIN-11-YL)PIPERAZIN-1-YL]-2,2-DIMETHYLPROPANOIC ACID COMPOUNDS AS DUAL ACTIVITY H1 INVERSE AGONISTS/5-HT2A ANTAGONISTS}

히스타민은 적어도 4종의 상이한 G-단백질 결합 수용체인 H1-H4 수용체와의 상호작용을 통해 다양한 생리적 과정에서 중요한 역할을 한다. CNS에서, H1 수용체는 수면 조절 주기에서 핵심적인 역할을 하고 H1 길항제/역 효능제는 경면(somnolence)을 유발하는 것으로 알려져 있다.

또한, 세로토닌도 적어도 14종의 상이한 G-단백질 결합 수용체와의 상호작용을 통해 다양한 생리적 과정에서 중요한 역할을 한다. CNS에서 5-HT_2A 수용체의 조절은 수면 조절 주기에서 핵심적인 역할을 하고 5-HT_2A 길항제는 불면증이 있는 환자에서 서파 수면 및 수면 유지를 개선시키는 것으로 확인되었다.

H1 또는 5-HT_2A 역 효능제 또는 길항제 활성을 갖는 화합물 (예를 들어 각각 독세핀 및 트라조돈)은 불면증의 치료에서 사용되어 왔고 동물 수면 연구에서 유의한 약리 효과를 나타냈다. 그러나, 어떤 선택적 이중 활성 H1/5-HT_2A 역 효능제/길항제도 현재 시판되고 있지 않다.

US 4,192,803은 항정신병제 및 신경이완제로서 사용하기 위한 특정의 치환된 4-(5H-피롤로[2,1-c][1,4]벤조디아제핀-11-일)피페라지닐 화합물을 기재하고 있다.

본 발명은 H1 수용체에 대한 높은 역 효능제 효력 및 5-HT_2A 수용체에 대한 높은 길항제 효력이 있는 치환된 (5H-피롤로[2,1-c][1,4]벤조디아제핀-11-일)피페라진-1-일]-2,2-디메틸프로판산 화합물의 부류를 제공한다. 또한, 본 발명의 특정 화합물은 특히 다른 히스타민 수용체, 세로토닌 수용체 및 다른 생리학상 관련 수용체에 비해, 특히 5-HT_2C 수용체, GABA_A 수용체, 무스카린성 수용체, 도파민성 수용체, 아드레날린 수용체, 및 hERG 채널에 비해, H1 및 5-HT_2A 수용체에 선택적이다. 또한, 특정 화합물은 이들이 불량한 수면 유지가 특징인 수면 장애의 치료에 유용할 수 있는 것으로 동물 모델을 통해 입증되었다. 그와 같이, 본 발명의 화합물은 불량한 수면 잠복기 또는 불량한 수면 유지 또는 둘 다가 특징인 수면 장애의 치료, 예컨대, 예를 들어 만성 또는 일시적 원발성 불면증, 또는 만성 또는 일시적 2차성 불면증, 또는 둘 다로서의 불면증의 치료에 유용한 것으로 여겨진다. 2차성 불면증의 예로는 우울 장애 (예를 들어 주요 우울 장애, 기분 변조, 및/또는 순환 기질)와 관련된 불면증, 불안 장애 (예를 들어 범불안 장애 및/또는 사회 공포증)와 관련된 불면증, 통증 (예를 들어, 염증성 관절염 또는 골관절염, 또는 당뇨병성 신경병증성 통증과 관련된 것 등의 섬유근육통, 만성 뼈 통증 또는 관절통)과 관련된 불면증, 알레르기 반응 (예를 들어 알레르기성 천식, 소양감, 비염, 울혈 등)과 관련된 불면증, 폐 또는 기도 장애 (예를 들어 폐쇄성 수면 무호흡증, 반응성 기도 질환 등 포함)와 관련된 불면증, 정신 질환, 치매, 및/또는 신경변성 질환과 관련된 불면증, 및/또는 일주기 리듬 수면 장애 (예를 들어 교대제 근무 수면 장애, 시차증 장애, 지연된 수면 위상 장애, 진행성 수면 위상 장애, 및 비-24시간 수면-각성 증후군 등)와 관련된 불면증이 포함되지만, 이에 제한되지 않는다.

추가로, 특정의 본 발명의 화합물은 선택적 세로토닌 재흡수 억제제와 동시투여시 비-급속 안구 운동 수면(NREM 수면) 및 수면 유지에 미치는 그의 영향의 강화 작용을 나타낸다.

본 발명은 하기 화학식 I의 화합물 또는 그의 제약상 허용되는 염을 제공한다.

<화학식 I>

상기 식에서,

R¹은 클로로 또는 메틸이고;

R²는 메틸, 에틸, 이소프로필, 클로로, 브로모, 트리플루오로메틸, 또는 메틸티오이고;

R³은 수소 또는 메톡시이다.

본 발명의 또 다른 측면에서 화학식 I의 화합물 또는 그의 제약상 허용되는 염을 하나 이상의 제약상 허용되는 담체, 희석제 또는 부형제와 함께 포함하는 제약 조성물이 제공된다. 더욱이, 본 발명의 당해 측면은 화학식 I의 화합물 또는 그의 제약상 허용되는 염을 하나 이상의 제약상 허용되는 부형제, 담체 또는 희석제와 함께 포함하는, 예를 들어 연장된 수면 잠복기 또는 불량한 수면 유지 또는 둘 다가 특징인 불면증으로서, 예를 들어 원발성 불면증, 시차증, 교대제 근무 수면 장애, 지연된 수면 위상 장애, 진행성 수면 위상 장애, 및/또는 비-24시간 수면-각성 장애로서의 불면증의 치료에 적합한 제약 조성물을 제공한다.

본 발명의 당해 측면의 추가 실시양태는 화학식 I의 화합물 또는 그의 제약상 허용되는 염을 하나 이상의 제약상 허용되는 담체, 부형제 또는 희석제, 및 임의로 다른 치료 성분과 함께 포함하는 제약 조성물을 제공한다. 본 발명의 당해 측면의 추가 실시양태에서, 제약 조성물은 예를 들어 시탈로프람, 파록세틴, 플루옥세틴 및/또는 플루복세틴으로서의 세로토닌 재흡수 억제제인 제2 치료제를 추가로 포함한다.

본 발명은 불면증 치료를 필요로 하는 포유동물에게 유효량의 화학식 I의 화합물 또는 그의 제약상 허용되는 염을 투여하는 것을 포함하는, 포유동물에서, 예를 들어 연장된 수면 잠복기 또는 불량한 수면 유지 또는 둘 다가 특징인 불면증으로서, 예를 들어 원발성 불면증, 시차증, 교대제 근무 수면 장애, 지연된 수면 위상 장애, 진행성 수면 위상 장애, 및/또는 비-24시간 수면-각성 장애로서의 불면증을 치료하는 방법을 제공한다. 본 발명의 당해 측면의 또 다른 실시양태에서, 방법은, 동시, 개별 또는 연속 조합으로, 예를 들어 시탈로프람, 파록세틴, 플루옥세틴 및/또는 플루복세틴으로서 세로토닌 재흡수 억제제인 제2 치료제를 투여하는 것을 추가로 포함한다. 이들 치료 방법의 한 특정 실시양태에서, 포유동물은 인간이다.

본 발명은 또한 치료법에 사용하기 위한 화학식 I의 화합물 또는 그의 제약상 허용되는 염을 제공한다. 당해 측면 내에서, 본 발명은 불면증의 치료에 사용하기 위한 화학식 I의 화합물 또는 그의 제약상 허용되는 염을 제공한다. 추가 실시양태에서, 불면증은 예를 들어 원발성 불면증, 시차증, 교대제 근무 수면 장애, 지연된 수면 위상 장애, 진행성 수면 위상 장애, 및/또는 비-24시간 수면-각성 장애로서, 연장된 수면 잠복기 또는 불량한 수면 유지 또는 둘 다를 특징으로 한다. 당해 측면의 또 다른 실시양태에서, 본 발명은 불면증 치료에서, 예를 들어 시탈로프람, 파록세틴, 플루옥세틴 및/또는 플루복세틴으로서의 세로토닌 재흡수 억제제와 동시, 개별 또는 연속 조합으로 사용하기 위한 화학식 I에 따른 화합물 또는 그의 제약상 허용되는 염을 제공한다. 본 발명의 당해 측면의 한 특정 실시양태에서, 용도는 포유동물, 특히 인간에서이다.

본 발명의 또 다른 측면은, 예를 들어 연장된 수면 잠복기 또는 불량한 수면 유지 또는 둘 다가 특징인 원발성 불면증으로서, 예를 들어 원발성 불면증, 시차증, 교대제 근무 수면 장애, 지연된 수면 위상 장애, 진행성 수면 위상 장애, 및/또는 비-24시간 수면-각성 장애로서의 불면증의 치료를 위한 의약의 제조에 있어서, 화학식 I의 화합물 또는 그의 제약상 허용되는 염의 용도를 제공한다. 본 발명의 당해 측면의 또 다른 실시양태는, 예를 들어 연장된 수면 잠복기 및/또는 불량한 수면 유지가 특징인 불면증으로서, 예를 들어 원발성 불면증, 시차증, 교대제 근무 수면 장애, 지연된 수면 위상 장애, 진행성 수면 위상 장애, 및/또는 비-24시간 수면-각성 장애로서의 불면증의 치료를 위한 의약의 제조에 있어서, 화학식 I의 화합물 또는 그의 제약상 허용되는 염, 및 예를 들어 시탈로프람, 파록세틴, 플루옥세틴 및/또는 플루복세틴으로서의 세로토닌 재흡수 억제제인 제2 치료제의 용도를 제공한다.

명확성을 위해, 트리시클릭 환 구조의 하기 번호 매기기가 본 출원 전반에 걸쳐 사용될 것이다:

본 발명의 화합물은 염기성 및 산성 모이어티를 갖고, 따라서 다수의 유기 및 무기 산 및 염기와 반응하여 제약상 허용되는 염을 형성한다. 본 발명의 화합물 각각의 제약상 허용되는 염은 본 발명의 범위 내에서 고려된다. 본원에 사용된 바와 같은 용어 "제약상 허용되는 염"은, 생물에 대해 실질적으로 무독성인 본 발명의 화합물의 임의의 염을 지칭한다. 그러한 염은 당업자에게 공지되어 있는, 문헌 [Journal of Pharmaceutical Science , 66, 2-19 (1977)]에 기재된 것을 포함한다. 본 발명의 화합물의 바람직한 부류는:

1) R³이 수소이고;

2) R³이 메톡시이고;

3) R¹이 클로로이고;

4) R¹이 메틸이고;

5) R¹이 클로로이고 R³이 수소이고;

6) R¹이 메틸이고 R³이 수소이고;

7) R²가 메틸, 에틸, 또는 이소프로필이고;

8) R²가 메틸이고;

9) R²가 클로로 또는 브로모이고;

10) R²가 클로로이고;

11) R²가 트리플루오로메틸이고;

12) R²가 메틸티오

인 화합물이다.

추가의 바람직한 화합물은 소정의 치환기 또는 치환기들에 대한 상기 바람직한 선택을 다른 치환기의 바람직한 선택과 조합하는 것임을 이해할 것이다. 그러한 조합의 예로는 하기 바람직한 부류의 화합물이 포함되지만, 이에 제한되지 않는다:

13) (R²에 대해 바람직한 선택인) 바람직한 부류 7 내지 12 중 어느 한 부류에 있어서, R³이 수소 (바람직한 부류 1)인 바람직한 화합물;

14) (R²에 대해 바람직한 선택인) 바람직한 부류 7 내지 12 중 어느 한 부류에 있어서, R¹이 클로로이고 R³이 수소 (바람직한 부류 5)인 바람직한 화합물; 및

15) 바람직한 부류 8에 있어서, R³이 메톡시 (바람직한 부류 2)인 바람직한 화합물.

구체적 바람직한 화합물은 그의 유리 염기 및 그의 제약상 허용되는 염을 포함하여 실시예에 기재된 것이다.

한 특정 바람직한 화합물은

3-[4-(7-클로로-2-메틸-5H-피롤로[2,1-c][1,4]벤조디아제핀-11-일)피페라진-1-일]-2,2-디메틸프로판산, 또는 그의 제약상 허용되는 염

(즉 실시예 1의 화합물 및 그의 제약상 허용되는 염)이다.

본원에서 사용된 약어는 하기와 같이 정의된다:

"BSA"는 소 혈청 알부민을 의미한다.

"DCG IV"는 (2S,2'R,3'R)-2-(2',3'-디카르복시시클로프로필)글리신을 의미한다.

"DCM"은 디클로로메탄을 의미한다.

"DMEM"은 둘베코 최소 이글 배지(Dulbecco's Minimum Eagle's Medium)를 의미한다.

"DMSO"는 디메틸 술폭시드를 의미한다.

"DPBS"는 둘베코 인산완충 식염수를 의미한다.

"DSC"는 시차 주사 열량계를 의미한다.

"EtOAc"는 에틸 아세테이트를 의미한다.

"GC"는 기체 크로마토그래피를 의미한다.

"HBSS"는 행크(Hank's) 완충 염 용액을 의미한다.

"HEPES"는 4-(2-히드록시에틸)-1-피페라진 에탄술폰산을 의미한다.

"HPLC"는 고압 액체 크로마토그래피를 의미한다

"hr." 또는 "h"는 시간(hour 또는 hours)을 의미한다.

"IBMX"는 3-이소부틸-1-메틸크산틴을 의미한다.

"IC₅₀"은 최대 억제의 50%가 달성되는 농도를 의미한다.

"i.v."는 정맥내 또는 정맥내로를 의미한다

"i.p."는 복강내를 의미한다.

"LC-MS"는 HPLC-질량 분석법을 의미한다.

"MeOH"는 메탄올을 의미한다.

"mFST"는 마우스 강제 수영 시험; 항우울 활성에 관한 동물 모델을 의미한다.

"min." 또는 "m"은 분을 의미한다.

"mp"는 융점을 의미한다.

"MS"는 질량 분석을 의미한다.

"MS (ES+)"는 전기분무 이온화를 사용한 질량 분석을 의미한다.

"MTBE"는 메틸 t-부틸 에테르를 의미한다.

"NMR"은 핵 자기 공명을 의미한다.

"p.o."는 입에 의한 경구를 의미한다.

"SCX-2"는 바이오티지 이솔루트 플래시(Biotage Isolute Flash) SCX-2® 강한 양이온 교환 칼럼을 의미한다.

"THF"는 테트라히드로푸란을 의미한다.

일반 화학

본 발명의 화합물은 당분야에 주지되고 인지되어 있는 일반 방법에 의해 하기 합성 반응식에 따라 제조될 수 있다. 이들 반응식의 단계에 적합한 반응 조건은 당분야에 주지되어 있고 용매 및 보조 시약의 적절한 치환은 당업자의 능력 내에 있다. 또한, 합성 중간체를 필요 또는 원하는 바와 같이 다양한 주지된 기법에 의해 단리 및/또는 정제할 수 있고, 종종, 다양한 중간체를 거의 또는 전혀 정제하지 않고 후속 합성 단계에서 직접 사용가능할 것이라는 것이 당업자에 의해 인지될 것이다. 더욱이, 당업자는 일부 상황에서 모이어티가 도입되는 순서가 중대하지 않음을 인지할 것이다. 본 발명의 화합물을 제조하는데 필요한 단계들의 특정한 순서는, 숙련된 화학자에 의해 잘 인지되는 바와 같이, 합성될 특정한 화합물, 출발 화합물, 및 치환 모이어티의 상대적 불안정성에 따라 달라진다. 모든 치환기는 달리 지시되지 않는 한, 앞서 정의된 바와 같고, 모든 시약은 당분야에 주지되어 있으며 인지되어 있다.

일반적으로, 화학식 I의 화합물은 Pg가 적합한 카르복실 보호기인 화학식 II의 화합물로부터 제조할 수 있다 (반응식 1). 더 구체적으로, Pg가 C₁-C₃ 알킬기인 화학식 II의 화합물을 유기 보조 용매, 예컨대 이소프로필 알콜 중에서 적합한 탈보호 작용제, 예컨대 수성 수산화나트륨과 반응시키고, 산으로 중화시킨 후, 화학식 I의 화합물을 수득한다.

<반응식 1>

일반적으로, 화학식 II의 화합물은 화학식 III의 화합물 또는 화학식 IV의 화합물로부터 제조할 수 있다 (반응식 2). 더 구체적으로, 화학식 III의 화합물을 적합한 용매, 예컨대 메톡시벤젠 또는 디클로로메탄 중에서 포스포릴 클로라이드와 반응시켜 이미노 클로라이드 중간체를 수득한다. 이미노 클로라이드를 단리하거나적합한 염기, 예컨대 탄산칼륨의 존재하에 Pg-2,2-디메틸-3-피페라진-1-일 프로파노에이트와 직접 반응시켜 화학식 II의 화합물을 수득할 수 있다. 반응은 적합한 용매, 예컨대 아세토니트릴 중에서 수행한다. 대안으로, 이미노 클로라이드를 적합한 염기, 예컨대 탄산세슘의 존재하에 피페라진과 반응시켜 화학식 IV의 화합물을 수득할 수 있다. 반응을 적합한 용매, 예컨대 아세토니트릴 중에서 수행한다. 화학식 IV의 화합물을 적합한 환원제, 예컨대 나트륨 트리아세톡시보로히드라이드의 존재하에 Pg-2,2-디메틸-3-옥소프로파노에이트로 알킬화하여 화학식 II의 화합물을 수득한다. 반응을 전형적으로 용매, 예컨대 디클로로메탄 중에서 수행한다.

<반응식 2>

화학식 III의 화합물은 R⁴가 메틸 또는 에틸인 화학식 V의 화합물로부터 제조할 수 있다 (반응식 3). 더 구체적으로, 화학식 V의 화합물을, 아릴 니트로 기를 상응하는 아닐린으로 환원시키는데 적합한 작용제와 반응시킨다. 적합한 환원제로는 전이 금속 촉매, 예컨대 백금의 존재하에 수소; 아세트산 중의 철; 및 염산 중의 이염화주석이 포함된다. 상응하는 아닐린을 먼저 단리하거나 고리화 조건하에 직접 반응시켜 화학식 III의 화합물을 수득할 수 있다. 고리화는 산, 예컨대 염산 또는 염기, 예컨대 칼륨 t-부톡시드의 존재하에 수행한다. R⁴가 메틸 또는 에틸인 화학식 V의 화합물을 제조에 기재된 바와 같이 또는 구조상 유사한 화합물의 제조에 관해 화학 분야에 공지된 절차에 의해 제조할 수 있다.

<반응식 3>

하기 예시적 제조 및 실시예에서, 시약은 다양한 상업적 공급원으로부터 구입하였다. 용매는 일반적으로 갑압하에 제거하였다 (증발시킴). 일부 절차에서 명시된 수율은 증발 또는 여과에 의해 단리되며 추가 정제 없이 직접 사용된 생성물에 관한 대표적 조 수율이다.

제조 1

메틸 2,2-디메틸-3-옥소-프로파노에이트의 합성.

0℃에서 DCM (1000 mL)에 현탁된 데스-마르틴(Dess-Martin) 페리오디난 (106 g, 250 mmol)에 메틸 3-히드록시-2,2-디메틸프로파노에이트 (33 g, 250 mmol)를 첨가하고 실온에서 18 h 동안 교반하였다. 반응 혼합물을 셀라이트 층을 통해 여과하고 여액을 농축하였다. 농축된 여액을 펜탄 (2 x 200 mL)으로 세척하였다. 펜탄층을 분리하고 진공 하에 농축하여 메틸 2,2-디메틸-3-옥소-프로파노에이트 (31.93 g, 정량적)를 수득하였다.

제조 2

tert-부틸 4-(3-메톡시-2,2-디메틸-3-옥소프로필)피페라진-1-카르복실레이트의 합성.

DCM (500 mL) 중 메틸 2,2-디메틸-3-옥소-프로파노에이트 (30.88 g, 237.31 mmol) 및 tert-부틸 피페라진-1-카르복실레이트 (34.00 g, 182.55 mmol)의 용액을 실온에서 20분 동안 교반하였다. 아세트산 (2 당량; 20.92 mL, 365.09 mmol) 이어서 나트륨 트리아세톡시보로히드라이드 (1.4 당량; 54.17 g, 255.56 mmol)를 0.5 h에 걸쳐 첨가하고 생성된 반응 혼합물을 실온에서 밤새 교반하였다. 물 (250 mL)로 주의깊게 켄칭하고 혼합물을 DCM (300 mL)과 함께 분별 깔대기에 옮겼다. 생성된 유기층을 염수로 세척하였다. MgSO₄ 상에서 건조시키고, 여과하고 증발시켜 tert-부틸 4-(3-메톡시-2,2-디메틸-3-옥소프로필)피페라진-1-카르복실레이트 (58 g, 100%)를 수득하였다. MS (m/z): 301.2 (M+1).

제조 3

메틸 2,2-디메틸-3-(피페라진-1-일)프로파노에이트 디히드로클로라이드의 합성.

이소프로필 알콜 (150 mL) 중 tert-부틸 4-(3-메톡시-2,2-디메틸-3-옥소프로필)피페라진-1-카르복실레이트 (58.0 g, 193.08 mmol)의 용액에 염화수소의 4M 디옥산 용액 ((4 당량); 193.08 mL, 772.31 mmol)을 15분에 걸쳐 첨가하고, 가스 발생 및 미세 침전물을 관찰하였다. 55℃에서 3 h 동안 가열하여 백색 침전물을 수득하였다. 10℃로 냉각하고 백색 고체를 여과에 의해 수집하고, 추가의 이소프로필 알콜 (30 mL), 이어서 EtOAc로 세척하였다. 진공 오븐 중 45℃에서 1 h 동안 건조시켜 메틸 2,2-디메틸-3-(피페라진-1-일)프로파노에이트 디히드로클로라이드 (31 g, 59% 수율)를 수득하였다. MS (m/z): 201.1 (M+1).

제조 4

메틸 2,2-디메틸-3-(피페라진-1-일)프로파노에이트 히드로클로라이드의 합성.

메틸 2,2-디메틸-3-(피페라진-1-일)프로파노에이트 디히드로클로라이드 (112.0 g, 409.95 mmol)를 물 (250 mL)에 용해시켰다. 고체 탄산수소나트륨을 첨가하여 pH 4의 수성층을 수득하고 혼합물을 디에틸 에테르 (300 mL) 중 10% DCM의 용액으로 추출하여 일부 짙은 색 고체 물질 및 일부 색상을 제거하였다. 유기층을 폐기하였다. 2M 수산화나트륨 수용액으로 수성상을 pH 8로 염기성화한 다음, 고체 염화나트륨으로 포화시켰다. 클로로포름 중 이소프로판올의 10% 용액으로 추출하였다. 추가의 2M 수성 수산화나트륨을 첨가하여 pH 8을 유지하였다. 클로로포름 중 이소프로판올의 10% 용액으로의 추출을 반복하였다. 기대 물질의 85%가 회수될 때까지 추출 공정을 계속하였다. 클로로포름 중 이소프로판올 용액을 염수로 세척하고, Na₂SO₄ 상에서 건조시키고, 여과하고 증발시켜 메틸 2,2-디메틸-3-(피페라진-1-일)프로파노에이트 히드로클로라이드 (82.1 g % 수율)를 수득하였다. MS (m/z): 201.1 (M+1).

제조 5

메틸 4-에테닐-1H-피롤-2-카르복실레이트의 합성.

10분 동안 질소로 퍼징함으로써, 1,4-디옥산 (20 mL)과 물 (10 mL)의 혼합물 중 메틸 4-브로모-1H-피롤-2-카르복실레이트 (2.0 g, 9.8 mmol), 트리에테닐보록신 피리딘 (1.3 당량; 3.1 g, 12.7 mmol), 및 탄산칼륨 (3 당량; 4.1 g, 29.4 mmol)의 용액을 탈기하였다. 트리스(디벤질리덴아세토닐)비스-팔라듐 (Pd₂(dba)₃) (0.01 당량; 0.0925 g, 98.0 μmol) 및 1,1'-비스(디-tert-부틸포스피노)페로센 (dtbpf) (0.03 당량; 0.0853 g, 294.1 μmol)을 첨가하고 95℃에서 3 h 동안 가열하였다. 실온으로 냉각한 다음 물 (50 mL)과 헥산/디에틸 에테르 (100 mL)의 1:1 혼합물에 분배하였다. 유기층을 물 (2 x 50 mL) 이어서 염수로 세척하였다. Na₂SO₄ 상에서 건조시키고, 여과하고 증발시켜 메틸 4-에테닐-1H-피롤-2-카르복실레이트를 담황색(straw colored) 오일 (1.5 g)로서 수득하였다. 추가 정제 없이 사용하였다.

제조 6

메틸 4-에틸-1H-피롤-2-카르복실레이트의 합성.

500 mL 파르(Parr) 병에, 에탄올 (25 mL) 중 5% 차콜상 팔라듐 (0.2 g)의 혼합물을 충전하고 메틸 4-에테닐-1H-피롤-2-카르복실레이트 (1.4 g, 9.3 mmol)를 첨가하였다. 206.8 kPa에서 3 h 동안 수소화하여 LC-MS에 의해 완전 전환을 수득하였다. 셀라이트를 통해 여과하고 증발시켜 오일을 수득하였다. 이소-헥산/에틸 아세테이트 (100:0 내지 75:25)를 사용하여 실리카겔 패드를 통과시켜 표제 화합물을 담황색 오일 (1.12g)로서 수득하였다.

제조 7

메틸 4-(프로프-1-엔-2-일)-1H-피롤-2-카르복실레이트의 합성.

메틸 4-아이오도-1H-피롤-2-카르복실레이트 (1.5 g, 5.98 mmol), 4,4,5,5-테트라메틸-2-(프로프-1-엔-2-일)-1,3,2-디옥사보롤란 (3.01 g, 17.98 mmol), 1,1'-비스(디-tert-부틸포스피노)페로센 (dtbpf) (0.3 g, 0.06 mmol), 트리스(디벤질리덴아세토닐)비스-팔라듐 (Pd₂(dba)₃) (0.3 g, 0.06 mmol), 인산삼칼륨 (2.54 g, 11.95 mmol) 및 메탄올 (12 mL)을 혼합하였다. 밀봉 튜브 중 혼합물을 마이크로웨이브에서 140℃에서 30분 동안 가열하였다. 냉각하고, 반응 혼합물을 여과하고 소결물을 메탄올로 세척하고, 여액을 감압하에 증발시키고 이소헥산/디클로로메탄 (구배 용리, 100:0 내지 0:100)으로 용리하면서 실리카겔 상에서 크로마토그래피하였다. 생성물 함유 분획을 증발시켜 메틸 4-(프로프-1-엔-2-일)-1H-피롤-2-카르복실레이트 (0.679 g, 68.79% 수율)를 수득하였다. MS (m/z): 166.1 (M+1).

제조 8

에틸 3-메톡시-4-메틸-1H-피롤-2-카르복실레이트의 합성.

디메틸 술페이트 (3 mL, 3.99 g, 31.63 mmol)를 3-히드록시-4-메틸-1H-피롤-2-카르복실산 에틸 에스테르 (3.5 g, 20.69 mmol)와 2M 수산화나트륨 (75 mL, 1500 mmol)의 혼합물에 첨가하고 반응 혼합물을 실온에서 30분 동안 격렬하게 교반하였다 (물 냉각조 적용됨). 생성된 침전물을 수집하고 물로 세척하였다. 디메틸 술페이트 (3 mL, 3.99 g, 31.63 mmol)를 여액에 더 첨가하고 30분 동안 교반하였다. 생성된 침전물을 수집하고 물로 세척하였다. 디메틸 술페이트 (3 mL, 3.99 g, 31.63 mmol)를 여액에 더 첨가하고 1 h 동안 교반하였다. 단리된 침전물을 합하고 진공 오븐 중 50℃에서 30분 동안 건조시켜 에틸 3-메톡시-4-메틸-1H-피롤-2-카르복실레이트 (3.221 g, 84.98% 수율)를 수득하였다. MS (m/z): 184.09 (M+1).

제조 9

에틸 1-(5-클로로-2-니트로벤질)-4-메틸-1H-피롤-2-카르복실레이트의 합성.

DCM (200 mL) 중 2-(브로모메틸)-4-클로로-1-니트로-벤젠 (25.02 g, 99.88 mmol)의 용액을 격렬히 교반하고, 여기에 DCM (200 mL) 중 에틸 4-메틸-1H-피롤-2-카르복실레이트 (15 g, 97.92 mmol)의 용액을 첨가하였다. 그 다음, 30-수화 테트라-n-부틸암모늄 히드록시드 (0.508 g)를 첨가하고 교반 혼합물을 외부 빙조를 사용하여 질소하에 5℃로 냉각하였다. 25% 수성 수산화나트륨 (200 mL)을 15분에 걸쳐 적가하고 내부 온도가 10℃로 상승하는 것을 관찰하였다. 교반하고 실온으로 가온하였다. 실온에서 3.5 h 동안 교반하였다. 추가의 50% 수성 수산화나트륨 (20 mL)을 첨가하고 실온에서 추가의 1 h 동안 교반하였다. 교반을 중지하고 층을 분리하였다. 분별 깔대기에 옮기고 유기층을 1N 염산 (200 mL)으로 세척하고, 지시약 종이를 사용하여 당해 층의 pH가 산성으로 되는 것을 관찰하였다. 그 다음, 유기층을 물 (600 mL) 및 이어서 염수 (600 mL)로 세척하고 마지막으로 Na₂SO₄ 상에서 건조시켰다. 혼합물을 여과하고 용매를 40℃에서 진공 하에 제거하여 오렌지색 오일을 수득하였다. 이소-헥산/에틸 아세테이트 (10 내지 20%의 구배 용리)를 사용하여 실리카겔 패드를 통과시킴으로써 정제하여 에틸 1-(5-클로로-2-니트로벤질)-4-메틸-1H-피롤-2-카르복실레이트를 황색 오일 (33 g, 정량적)로서 수득하였다. MS (m/z): 322.98 (M+1).

제조 9

에틸 1-(5-클로로-2-니트로벤질)-4-메틸-1H-피롤-2-카르복실레이트의 대안적 합성.

질소 분위기하에 교반하면서 탄산세슘 (96 g, 295 mmol)을 DMF (240 mL) 중에틸 4-메틸-1H-피롤-2-카르복실레이트 (30 g, 196 mmol)의 용액에 첨가하고 반응 혼합물을 40℃ 내지 45℃로 1시간 동안 가열하였다. 반응 혼합물을 실온으로 냉각하고 DMF (120 mL) 중 2-(브로모메틸)-4-클로로-1-니트로-벤젠 (54 g, 216 mmol)의 용액을 적가하였다. 생성된 현탁액을 1.5 h 내지 2.0 h 동안 교반하고, 고체를 여과하고 여과 케이크를 DMF (45 mL)로 세정하였다. 고체를 깨끗한 반응 용기에 옮기고, 물 (200 mL)을 첨가하고 현탁액을 1 h 내지 2 h 동안 교반하면서 10℃ 내지 15℃로 냉각하였다. 현탁액을 여과하고, 물 (75 mL)로 세정하고 고체를 또 다른 반응 용기에 옮겼다. 에탄올 (125 mL)을 첨가하고 현탁액을 5℃ 내지 10℃에서 1 h 내지 2 h 동안 교반하였다. 고체를 여과하고, 여과 케이크를 에탄올 (20 mL)로 세정하고, 고체를 감압하에 50℃ 미만에서 오븐에서 건조시켜 에틸 1-(5-클로로-2-니트로벤질)-4-메틸-1H-피롤-2-카르복실레이트를 황색 고체 (54 g, 94.1% 순도, 73.3% 수율)로서 수득하였다.

제조 10

에틸 에틸 4-브로모-1-(5-클로로-2-니트로벤질)-1H-피롤-2-카르복실레이트의 합성.

60% 광유 현탁된 수소화나트륨 (1.2 당량; 1.1 g, 27.52 mmol)을 소량의 이소-헥산 (x 2)으로 세척하였다. N,N-디메틸아세트아미드 (15 mL)에 현탁시키고 빙조에서 칠링(chilling)하였다. 에틸 4-브로모-1H-피롤-2-카르복실레이트 (5.0 g, 22.93 mmol)를 15분에 걸쳐 조금씩 첨가하여 첨가 중간에 가스 발생이 저하되도록 하였다. 실온에서 15분 동안 교반하여 갈색 용액을 수득하였다. 2-(브로모메틸)-4-클로로-1-니트로-벤젠 (1.15 당량; 6.61 g, 26.37 mmol)을 15분에 걸쳐 조금씩 첨가하고 생성된 자주색 용액을 실온에서 2.5 h 동안 교반하였다. 빙조에서 냉각하고 물 (10 mL)로 켄칭하였다. 1M 염산 (100 mL)과 EtOAc (300 mL)에 분배하였다. 유기층을 물 (2 x 100 mL) 이어서 염수로 세척하였다. Na₂SO₄ 상에서 건조시키고 활성탄으로 탈색하였다. 셀라이트를 통해 여과하고 증발시켜 에틸 에틸 4-브로모-1-(5-클로로-2-니트로벤질)-1H-피롤-2-카르복실레이트를 오렌지색 오일 (9.1 g, 정량적)으로서 수득하였다.

하기 화합물을 본질적으로 제조 10의 방법에 의해 제조하였다.

제조 22

에틸 1-(2-아미노-5-클로로벤질)-4-메틸-1H-피롤-2-카르복실레이트의 합성.

5% 백금(S)/차콜 (2.5 g), 및 에틸 1-(5-클로로-2-니트로벤질)-4-메틸-1H-피롤-2-카르복실레이트 (16.0 g, 49.57 mmol)를 500 mL 파르 병에 충전하였다. 에탄올 (200 mL) 이어서 이브로민화아연 (0.22 당량; 2.46 g, 10.91 mmol)을 첨가하고 혼합물을 275.8 kPa에서 수소하에 배치하고 실온에서 밤새 수소화하고, 부분 수소화 중간체의 형성을 관측하였다. 파르 병을 제거하고, 수조에서 온화하게 가열하여 결정화 물질을 용해시키고, 셀라이트를 통해 여과하였다. 동일한 시행으로부터의 여액을 합하고 증발시켜 에틸 1-(2-아미노-5-클로로벤질)-4-메틸-1H-피롤-2-카르복실레이트를 회백색(off-white) 고체로서 수득하였다. 고진공하에 배치하여 잔류 에탄올을 제거하여 물질 (35 g, 정량적)을 수득하였다. MS (m/z): 293.1 (M+1).

제조 22

에틸 1-(2-아미노-5-클로로벤질)-4-메틸-1H-피롤-2-카르복실레이트의 대안적 합성.

질소하에 반응 용기에 THF (800 mL) 중 에틸 1-(5-클로로-2-니트로벤질)-4-메틸-1H-피롤-2-카르복실레이트 (100.0 g, 310 mmol)의 용액을 충전하고 이브로민화아연 (0.22 당량; 15.4 g, 68.4 mmol)을 교반하면서 실온에서 첨가하였다. THF (25 mL) 중 5% 백금(S)/차콜 (13.3 g)의 슬러리를 충전하고, 용기를 380 kPa에서 수소하에 배치하였다. 실온에서 30시간 내지 40시간 동안 수소화시키고, 부분 수소화 중간체의 형성을 관측하고 규조토 상에서 여과시켰다. 필터 조제를 THF (300 mL)로 세정하고 여액을 40℃ 미만에서 농축하여, 대략 200 mL의 부피가 되었다. DCM (250 mL)을 첨가하고, 용액을 40℃ 미만에서 농축하여, 대략 200 mL의 부피가 되었고, 추가의 DCM (600 mL)을 첨가하였다. 당해 공정을 필요한 경우 반복하여 바람직하지 않은 수준의 THF를 반응 혼합물로부터 제거할 수 있었다. 물 (500 mL)을 충전하고, 층을 분리하고, 유기층을 물 (300 mL), 이어서 25% 염화나트륨의 수용액 (250 mL)으로 세척하였다. 용액을 40℃ 미만에서 농축하여, 대략 200 mL의 부피가 되었고, 헵탄 (400 mL)을 첨가하고, 용액을 40℃ 미만에서 농축하여, 대략 200 mL의 부피가 되었다. 헵탄 (400 mL)을 첨가하고 반응 혼합물을 2 내지 3시간 동안 교반하면서 40 내지 45℃로 가열하였다. 반응 혼합물을 5 내지 10℃로 냉각하고 이 온도에서 1 내지 2시간 동안 교반을 계속하였다. 생성된 고체를 여과하고 감압하에 50℃ 미만에서 오븐에서 건조시켜 에틸 1-(2-아미노-5-클로로벤질)-4-메틸-1H-피롤-2-카르복실레이트 (81.4 g, 95.8% 순도, 85.9% 수율)를 황색 고체로서 수득하였다.

하기 화합물을 본질적으로 제조 22의 방법에 의해 제조하였다.

제조 26

에틸 1-(2-아미노-5-클로로벤질)-4-브로모-1H-피롤-2-카르복실레이트의 합성.

70℃에서 아세트산 (60.00 mL) 중 에틸 4-브로모-1-(5-클로로-2-니트로벤질)-1H-피롤-2-카르복실레이트 (9.1 g, 23.48 mmol)의 잘 교반된 용액에, 철 (5 당량; 6.56 g, 117.38 mmol)을 0.5 h에 걸쳐 조금씩 첨가하였다. 첨가의 중간에, 발열물을 관찰하여 85℃의 온도로 유지하고 오일조를 제거하였다. 발열물이 소실됨에 따라 반응 혼합물은 농후해지고 철의 나머지를 첨가할 수 있었다. 85℃에서 0.5 h 동안 교반하였다. 실온으로 냉각하고 물 (200 mL)에 부었다. 클로로포름 (2 x 200 mL)으로 추출하였다. 유기층을 합하고 물 (2 x 100 mL) 이어서 포화NaHCO₃ 수용액으로 세척하였다. Na₂SO₄ 상에서 건조시키고, 여과하고 증발시켜 표제 화합물을 오렌지색 오일 (7.7 g, 92% 수율)로서 수득하였다. MS (m/z): 358.98 (M+1).

하기 화합물을 본질적으로 제조 26의 방법에 의해 제조하였다.

제조 32

7-클로로-2-메틸-5,10-디히드로-11H-피롤로[2,1-c][1,4]벤조디아제핀-11-온의 합성.

디메틸 술폭시드 (120 mL) 중 에틸 1-[(2-아미노-5-클로로-페닐)메틸]-4-메틸-피롤-2-카르복실레이트 (35 g, 119.55 mmol)의 용액에 칼륨 t-부톡시드 (14.76 g, 131.5 mmol)를 10분에 걸쳐 첨가하였다. 80℃ (오일조 온도)에서 1 h 동안 가열하였다. 냉각한 다음 물 (400 mL)에 부었다. 생성된 갈색 분말상 고체를 여과에 의해 수집하고, 물로 잘 세척하였다. 소결물에 대해 가능한 한 건조하게 흡입한 다음 접시에 옮기고 오산화인 상에서 진공 오븐 중 55℃에서 밤새 건조시켜, 7-클로로-2-메틸-5,10-디히드로-11H-피롤로[2,1-c][1,4]벤조디아제핀-11-온 (22 g, 91%)을 수득하였다. MS (m/z): 247.1 (M+1).

제조 32

7-클로로-2-메틸-5,10-디히드로-11H-피롤로[2,1-c][1,4]벤조디아제핀-11-온의 대안적 합성.

디메틸 술폭시드 (60 mL) 중 에틸 1-[(2-아미노-5-클로로-페닐)메틸]-4-메틸-피롤-2-카르복실레이트 (20 g, 68.3 mmol)의 용액에 DMSO (40 mL) 중 칼륨 t-부톡시드 (8.4 g, 74.9 mmol)를 첨가하고 반응 혼합물을 1 내지 2시간 동안 75 내지 80℃로 가열하였다. 물 (200 mL)을 서서히 첨가하고, 실온으로 냉각하고, 1 내지 2시간 동안 교반하였다. 고체를 여과하고, 여과 케이크를 물 (75 mL)로 세척하고, 고체를 깨끗한 반응 용기에 옮겼다. THF (100 mL)를 첨가하고 반응 혼합물을 고체가 용해될 때까지 30 내지 35℃로 가열하였다. DCM (350 mL)을 첨가하고 30 내지 35℃에서 1 내지 2시간 동안 계속 교반하였다. 1N 염산 (250 mL)을 첨가하고 30 내지 35℃에서 1 내지 2시간 동안 계속 교반하였다. 층을 분리하고, 유기층을 1N 염산 (250 mL) 이어서 25% 염화나트륨의 수용액 (50 mL)으로 세척하고, 용액을 50℃ 미만에서 농축하여, 대략 25 mL의 부피가 되었다. 에탄올 (50 mL)을 첨가하고, 용액을 50℃ 미만에서 농축하여, 대략 25 mL의 부피가 되었고, 추가의 에탄올 (50 mL)을 첨가하였다. 용액을 50℃ 미만에서 농축하여, 대략 25 mL의 부피가 되었고, 반응 혼합물을 45 내지 50℃로 가열하고, 1 내지 2시간 동안 교반하였다. 반응 혼합물을 2 내지 3시간 동안 교반하면서 5 내지 10℃로 냉각하고, 생성된 고체를 여과하였다. 여과 케이크를 에탄올 (25 mL)로 세정하고 감압하에 50℃ 미만에서 오븐에서 건조시켜 7-클로로-2-메틸-5,10-디히드로-11H-피롤로[2,1-c][1,4]벤조디아제핀-11-온을 회백색 고체 (14.9 g, 99.9% 순도, 88.5% 수율)로서 수득하였다.

하기 화합물을 본질적으로 제조 32의 방법에 의해 제조하였다.

제조 43

7-클로로-2-(트리플루오로메틸)-5,10-디히드로-11H-피롤로[2,1-c][1,4]벤조디아제핀-11-온의 대안적 합성.

5M 염산 (20 mL, 100 mmol) 중 이염화주석 (3 당량; 3.02 g, 15.77 mmol)을50℃에서 에틸 1-(5-클로로-2-니트로벤질)-4-(트리플루오로메틸)-1H-피롤-2-카르복실레이트 (1 당량; 1.98 g, 5.26 mmol) 및 에탄올 (100 mL)에 첨가하였다. 밤새 및 이어서 추가의 26 h 동안 가열하고, 대부분의 에탄올을 진공 하에 제거하고 생성된 용액을 물로 희석하고 생성된 침전물을 여과에 의해 수집하고, 물로 잘 세척하고 40℃에서 진공 하에 건조시켰다. 고체를 실리카 상에 흡수시키고, DCM/메탄올 (5:95)로 용리하면서 크로마토그래피하여 고리화되지 않은 아미노 에스테르 (0.260 g) 및 7-클로로-2-(트리플루오로메틸)-5,10-디히드로-11H-피롤로[2,1-c][1,4]벤조디아제핀-11-온 (0.613 g)을 수득하였다. 5M 염산 (10 mL, 50 mmol)의 혼합물 중 고리화되지 않은 에스테르를 80 h 동안 가열하였다. 에탄올을 진공 하에 제거하고 생성된 침전된 고체를 여과에 의해 수집하고 물로 세척하여 7-클로로-2-(트리플루오로메틸)-5,10-디히드로-11H-피롤로[2,1-c][1,4]벤조디아제핀-11-온 (0.17 g)을 수득하였다. 상기 7-클로로-2-(트리플루오로메틸)-5,10-디히드로-11H-피롤로[2,1-c][1,4]벤조디아제핀-11-온을 합하여 (0.794 g, 50% 수율)를 수득하였다. MS (m/z): 300.99 (M+1).

하기 화합물을 본질적으로 제조 43의 방법에 의해 제조하였다.

제조 45

7,11-디클로로-2-메틸-5H-피롤로[2,1-c][1,4]벤조디아제핀의 합성.

70℃에서 메톡시벤젠 (250 mL) 중 7-클로로-2-메틸-5,10-디히드로-11H-피롤로[2,1-c][1,4]벤조디아제핀-11-온 (40.6 g, 164.58 mmol)의 현탁액에 N,N-디메틸아닐린 (2.8 당량; 58.59 mL, 460.8 mmol)을 한번에 이어서 포스포릴 클로라이드 (2.3 당량 (몰의); 35.18 mL, 378.52 mmol)를 20분에 걸쳐서 첨가하고, 발열을 첨가에 의해 조절하였다. 생성된 짙은 색 오일을 90℃에서 1.5 h 동안 가열하였다. 추가의 포스포릴 클로라이드 (0.33 당량; 5.05 mL, 54.31 mmol)를 첨가하고 혼합물을 90℃에서 추가의 1 h 동안 가열하여 완전 전환을 수득하였다. 증발시켜 거의 건조시키고 잔류물을 물 (500 mL)과 에틸 아세테이트 (2 x 500 mL)에 분배하였다. 유기층을 합하고 물 (500 mL) 이어서 염수로 세척하였다. Na₂SO₄ 상에서 건조시키고, 여과하고 실리카 상으로 증발시켰다. 이소-헥산/에틸 아세테이트 (구배 용리 5 내지 25%)로 실리카겔 패드를 통과시켰다. 생성물 분획을 합하고 소량의 용매가 될 때까지 증발시켰다. 이소-헥산 (150 mL)을 첨가하고 생성된 황색 분말을 여과에 의해 수집하여, 7,11-디클로로-2-메틸-5H-피롤로[2,1-c][1,4]벤조디아제핀 (34.0 g, 78% 수율)을 수득하였다. MS (m/z): 265.1 (M+1).

대안적 합성:

N₂ 분위기하에 포스포릴 클로라이드 (124 g, 819 mmol)를 7-클로로-2-메틸-5,10-디히드로-11H-피롤로[2,1-c][1,4]벤조디아제핀-11-온 (100 g, 405 mmol), N,N-디메틸아닐린 (138 g, 1.14 mol) 및 아니솔 (550 mL)의 혼합물에 첨가하였다. 80 내지 85℃로 가열하고 4시간 내지 6시간 동안 교반하였다. 온도를 75℃ 미만으로 유지하면서 전체 1.5 부피 내지 2.5 부피로 농축하였다. 15 내지 25℃로 냉각하였다. 디클로로메탄 (600 mL)을 적가하고 1시간 동안 교반하였다. 온도를 10℃ 내지 35℃로 유지하면서 생성된 혼합물을 물 (600 mL)에 첨가하였다. 1시간 동안 교반한 다음, 층을 분리하였다. 수성층을 디클로로메탄 (600 mL)으로 추출하였다. 합해진 유기층을 1.0 N HCl (600 g) 이어서 7% NaHCO₃ (600 g)로 세척하였다. 유기층을 규조토 (20 g 내지 30 g) 및 실리카겔 (60 g 내지 100 g)을 통해 여과하였다. 온도를 45℃ 미만으로 유지하면서 생성된 여액을 전체 1.5 부피 내지 2.5 부피로 농축하였다. 헵탄 (270 g 내지 410 g)을 첨가하고 온도를 45℃ 미만으로 유지하면서 생성된 여액을 전체 1.5 부피 내지 2.5 부피로 농축하였다. 헵탄 (150 g 내지 210 g)을 첨가하고, 5℃ 내지 10℃로 냉각하고, 2시간 내지 3시간 동안 교반하였다. 여과하고, 여과 케이크를 헵탄으로 세정하고, 45℃ 미만에서 진공하에 건조시켜, 표제 화합물을 담황색 고체 (90% 내지 95% 수율)로서 수득하였다.

하기 화합물을 본질적으로 제조 45의 방법에 의해 제조하였다.

제조 50

메틸 3-[4-(7-클로로-2-메틸-5H-피롤로[2,1-c][1,4]벤조디아제핀-11-일)피페라진-1-일]-2,2-디메틸프로파노에이트의 합성.

포스포릴 클로라이드 (1.47 mL, 2.43 g, 15.85 mmol)를 DCM (50 mL) 중 7-클로로-2-메틸-5,10-디히드로-11H-피롤로[2,1-c][1,4]벤조디아제핀-11-온 (1.117 g, 4.53 mmol)에 첨가하고 실온에서 주말에 걸쳐 교반하였다. 빙수를 반응 혼합물에 첨가한 다음 DCM을 첨가하고, 수성층을 분리하고 DCM 층을 물 및 탄산수소나트륨 용액으로 세척하였다. DCM 용액을 MgSO₄로 건조시키고, 여과하고 용매를 진공 하에 증발시켜 7,11-디클로로-2-메틸-5H-피롤로[2,1-c][1,4]벤조디아제핀 (1.167 g)을 수득하였다.

메틸 2,2-디메틸-3-(피페라진-1-일)프로파노에이트 디히드로클로라이드 (1.61 g, 5.89 mmol)를 물에 용해시키고 2개의 SCX-2 (10 g) 카트리지에 로딩하였다. 카트리지를 메탄올로 세척하고 메탄올 중 2M 암모니아로 용리하였다. 진공 중에 농축한 다음, 생성된 오일을 아세토니트릴 (40 mL)에 용해시켰다. 7,11-디클로로-2-메틸-5H-피롤로[2,1-c][1,4]벤조디아제핀 (1.167 g, 4.4 mmol)을 아세토니트릴 용액에 첨가하였다. 아세토니트릴 용액을 나누고 2개의 마이크로웨이브 튜브에 배치하고, 탄산칼륨 (0.89 g, 6.79 mmol)을 각각의 마이크로웨이브 튜브에 첨가하고 마이크로웨이브 중 140℃에서 3.5시간 동안 가열 및 교반하였다. 반응 혼합물을 냉각하고, 여과하고, 소결물 상에 수집된 고체를 아세토니트릴로 세척한 다음 여액을 진공 중에 농축하고, 메탄올을 첨가한 다음 증발 건조시켰다. 추가의 메탄올로 처리하고 생성된 침전물을 수집한 다음, 침전물을 메탄올로 세척하여 메틸 3-[4-(7-클로로-2-메틸-5H-피롤로[2,1-c][1,4]벤조디아제핀-11-일)피페라진-1-일]-2,2-디메틸프로파노에이트를 결정질 고체 (1.1 g)로서 수득하였다. MS (m/z): 429.18 (M+1).

메틸 3-[4-(7-클로로-2-메틸-5H-피롤로[2,1-c][1,4]벤조디아제핀-11-일)피페라진-1-일]-2,2-디메틸프로파노에이트의 대안적 합성.

아세토니트릴 (300 mL) 중 7,11-디클로로-2-메틸-5H-피롤로[2,1-c][1,4]벤조디아제핀 (34.0 g, 128.23 mmol)의 현탁액에 메틸 2,2-디메틸-3-(피페라진-1-일)-프로피오네이트 히드로클로라이드 (2.1 당량; 63.75 g, 269.29 mmol) 및 탄산칼륨 (4 당량; 70.89 g, 512.93 mmol)을 첨가하였다. 혼합물을 밤새 환류 가열하였다. 증발 건조시켰다. 잔류물을 물 (500 mL)과 EtOAc (2 x 500 mL)에 분배하였다. 유기층을 합하고 물 (500 mL) 이어서 염수로 세척하였다. 황산나트륨 상에서 건조시키고, 여과하고 증발시켜 갈색 오일을 수득하였다. 이소-헥산 (~150 mL) 및 제조 50의 종정(seed crystal)을 첨가하였다. 2 h에 걸쳐 결정화한 다음, 플라스크를 냉장고에 옮기고 방치하였다. 생성된 중(heavy) 결정질 고체를 여과에 의해 수집하고, 냉 이소-헥산으로 세척하였다. 진공 오븐 중 40℃에서 1 h 동안 건조시켜, 메틸 3-[4-(7-클로로-2-메틸-5H-피롤로[2,1-c][1,4]벤조디아제핀-11-일)피페라진-1-일]-2,2-디메틸프로파노에이트 (53.6 g, 97% 수율)를 수득하였다. MS (m/z): 429.18 (M+1).

메틸 3-[4-(7-클로로-2-메틸-5H-피롤로[2,1-c][1,4]벤조디아제핀-11-일)피페라진-1-일]-2,2-디메틸프로파노에이트의 제2 대안적 합성.

7,11-디클로로-2-메틸-5H-피롤로[2,1-c][1,4]벤조디아제핀 (10.0 g, 37.7 mmol), 메틸 2,2-디메틸-3-(피페라진-1-일)-프로피오네이트 디히드로클로라이드 (19.4 g, 71.0 mmol), 디이소프로필아민 (22.9 g, 226 mmol), 및 아세토니트릴 (80 g)의 혼합물을 80℃ 내지 85℃에서 22시간 내지 26시간 동안 가열하였다. 30℃ 내지 40℃로 냉각하고 에틸 아세테이트 (80 g)를 첨가하였다. 물 (80 g)을 적가하였다. 40분 내지 60분 교반하고 층을 분리하였다. 수성층을 에틸 아세테이트 (60 g 내지 80 g)로 추출하였다. 합해진 유기층을 25% 수성 염화나트륨 (2 X 40 g)으로 세척하였다. 온도를 50℃ 미만으로 유지하면서 유기층을 전체 1.5 부피 및 3.5 부피로 농축하였다. 헵탄 (41 g 내지 55 g)을 40℃ 내지 50℃에서 첨가하고 2시간 내지 3시간 동안 교반하였다. 온도를 50℃ 미만으로 유지하면서 전체 1.5 부피 내지 3.0 부피로 농축하였다. 0℃ 내지 10℃로 냉각하고 2시간 내지 3시간 동안 교반하였다. 여과하고, 여과 케이크를 헵탄 (3.0 g 내지 10.0 g)으로 세척하고, 60℃ 미만에서 진공하에 건조시켜, 표제 화합물 (16.0 g, 94.7% w/w% 검정, 94% 수율)을 담황색 고체로서 수득하였다.

제조 51

메틸 3-[4-(2,7-디클로로-5H-피롤로[2,1-c][1,4]벤조디아제핀-11-일)피페라진-1-일]-2,2-디메틸프로파노에이트의 합성.

포스포릴 클로라이드 (5 당량; 4.36 mL, 7.19 g, 46.89 mmol)를 클로로포름 (80 mL) 중 2,7-디클로로-5,10-디히드로-11H-피롤로[2,1-c][1,4]벤조디아제핀-11-온 (1 당량; 2.505 g, 9.38 mmol)에 첨가하고 50℃에서 밤새 가열 및 교반하였다. 반응 용액을 경사분리하고 진공 하에 증발시켜 오일을 수득하였다. 오일을 DCM에 용해시키고, 포화 탄산수소나트륨 수용액으로 세척하였다. DCM 용액을 Na₂SO₄ 상에서 건조시키고, 여과하고 농축 건조시켜 2,7,11-트리클로로-5H-피롤로[2,1-c][1,4]벤조디아제핀을 크림색 고체로서 수득하였다. 동시에 메틸 2,2-디메틸-3-(피페라진-1-일)프로파노에이트 히드로클로라이드 (0.837 g, 3.54 mmol)를 메탄올에 용해시킴으로써 탈염하고, 메탄올성 용액을 SCX-2 칼럼 (10 g)에 첨가하고 메탄올로 세척한 다음 메탄올 용액 중 2.5M 암모니아로 용리하고, 메탄올 암모니아 분획을 증발시켜 메틸 2,2-디메틸-3-(피페라진-1-일)프로파노에이트 (0.665 g)를 오일로서 수득하였다. 이 오일을 2,7,11-트리클로로-5H-피롤로[2,1-c][1,4]벤조디아제핀 (0.505 g 1.77 mmol), 탄산칼륨 (0.733 g, 5.31 mmol) 및 아세토니트릴 (20 mL)로 혼합하고 밤새 환류 가열하였다. 반응 혼합물을 실온으로 냉각하고 여과하고, 소결물을 EtOAc로 세척한 다음, 여액을 진공 하에 증발시켜 고체를 수득하였다. 메탄올/DCM (구배 용리 2:98 내지 8:92)으로 용리하면서 실리카겔 상에서 크로마토그래피하였다. 생성물 함유 분획을 증발시켜 메틸 3-[4-(2,7-디클로로-5H-피롤로[2,1-c][1,4]벤조디아제핀-11-일)피페라진-1-일]-2,2-디메틸프로파노에이트 (0.69 g)를 수득하였다. MS (m/z): 449.13/451.07 (M+1).

하기 화합물을 본질적으로 제조 51의 방법에 의해 제조하였다.

제조 60

메틸 2,2-디메틸-3-[4-(7-메틸-2-(메틸술파닐)-5H-피롤로[2,1-c][1,4]벤조디아제핀-11-일)피페라진-1-일]-프로파노에이트의 합성.

메틸 1-(5-메틸-2-니트로벤질)-4-(메틸술파닐)-1H-피롤-2-카르복실레이트 (3.49 mmol; 1.12 g)를 아세트산 (15 mL)으로 처리한 다음 철 분말 (10.5 mmol; 585 mg)로 처리한 다음, 80℃의 오일조에서 서서히 가열하였다. 수 시간 후 오일조 온도를 90℃로 증가시켰다. 그 다음 반응을 60℃에서 2일 동안 방치하였다. 그 다음 농축 건조시켜 아세트산을 제거한 다음 EtOAc로 처리하고 오렌지색이 없어지는 것이 중지될 때까지 추가의 EtOAc로 실리카의 패드를 통해 세척하였다. 적색 용리제를 농축 건조시킨 다음 메탄올로 처리한 후 재농축하고 DCM (20 mL)에 용해시키고 포스포릴 클로라이드 (1.0 mL)로 처리하였다. 반응물을 50℃의 오일조에서 밤새 가열하였다. 그 다음 반응물을 RT로 냉각하고 얼음으로 처리한 다음 물로 2회 및 이어서 NaHCO₃ (수성)로 세척하였다. 유기층을 MgSO₄ 상에서 건조시키고, 여과하고 농축하여 타르를 수득하였다. 한편 물에 메틸 2,2-디메틸-3-(피페라진-1-일)-프로파노에이트 디히드로클로라이드 (1.60 g, 5.86 mmol)를 용해시킨 다음 SCX-2 카트리지 (2 x 10 g)에 로딩하고 메탄올로 세척한 다음 메탄올 중 암모니아로 용리하였다. 염기성 용액을 농축 건조시켜 오일을 수득하였다. 그 다음 이 오일을 아세토니트릴 (50 mL)에 용해시키고 타르와 탄산칼륨 (1.0 g)의 혼합물에 첨가한 다음 환류 가열하였다. 2시간 후, 반응물을 140℃로 2시간 동안 마이크로웨이브 처리하였다. 그 다음 반응물을 여과하고 아세토니트릴 및 아세톤으로 추출하였다. 모액을 합하고 실리카 상으로 농축 건조시킨 다음 플래시 크로마토그래피 실리카 (40 g) (헥산 중 10 내지 50% EtOAc)에 의해 정제하였다. 깨끗한 생성물을 함유하는 분획을 취하고, 합하고 농축하여 메틸 2,2-디메틸-3-[4-(7-메틸-2-(메틸술파닐)-5H-피롤로[2,1-c][1,4]벤조디아제핀-11-일)피페라진-1-일]-프로파노에이트 (418 mg; 27% 수율)를 수득하였다. MS (m/z): 441.18 (M+1).

제조 61

7-클로로-2-(메틸술파닐)-11-(피페라진-1-일)-5H-피롤로[2,1-c][1,4]벤조디아제핀의 합성.

포스포릴 클로라이드 (5 당량; 2.21 mL, 3.64 g, 23.76 mmol)를 클로로포름 (20 mL) 중 7-클로로-2-(메틸술파닐)-5,10-디히드로-11H-피롤로[2,1-c][1,4]벤조디아제핀-11-온 (1.38 g, 4.75 mmol)에 첨가하고 45℃에서 2 h 동안 가열 및 교반하였다. 반응 온도를 60℃로 상승시키고 추가의 2 h 동안 교반하였다. 클로로포름을 진공 하에 제거하고 잔류물을 DCM (100 mL)에 용해시키고 포화 탄산수소나트륨 용액 (100 mL)으로 세척하였다. DCM 층을 상 분리 프릿을 통해 여과하고 용매를 진공 하에 증발시켜 점성 오일을 수득하였다. 오일을 아세토니트릴 (10 mL)에 용해시키고 탄산세슘 (3 당량; 4.65 g, 14.26 mmol)을 첨가하였다. 이 혼합물에 건조 아세토니트릴 (10 mL) 중 피페라진 (10 당량; 4.09 g, 47.52 mmol)을 첨가하고 혼합물을 환류하에 밤새 가열 및 교반하였다. 반응 혼합물을 냉각하고 포화 염화암모늄 용액 (100 mL)을 첨가하고 EtOAc (2 x 50 mL)로 추출하였다. 유기층을 합하고 물 (3 x 100 mL)로 세척하고, MgSO₄ 상에서 건조시키고, 여과하고 용매를 진공 하에 증발시켜 7-클로로-2-(메틸술파닐)-11-(피페라진-1-일)-5H-피롤로[2,1-c][1,4]벤조디아제핀 (1.0 g, 60%)을 수득하였다. MS (m/z): 347.13 (M+1).

제조 62

메틸 3-[4-(7-클로로-2-(메틸술파닐)-5H-피롤로[2,1-c][1,4]벤조디아제핀-11-일)피페라진-1-일]-2,2-디메틸프로파노에이트의 합성.

DCM (5 mL) 중 메틸 2,2-디메틸-3-옥소-프로파노에이트 (0.928 g, 7.13 mmol)를 DCM (10 mL) 중 7-클로로-2-(메틸술파닐)-11-(피페라진-1-일)-5H-피롤로[2,1-c][1,4]벤조디아제핀 (1.0 g, 2.85 mmol)에 첨가하고 질소하에 30분 동안 실온에서 교반하였다. 나트륨 트리아세톡시보로히드라이드 (3 당량; 1.89 g, 8.56 mmol)를 반응 혼합물에 첨가하고 질소하에 밤새 실온에서 교반하였다. 메탄올을 첨가하고 SCX-2 칼럼에 적용하고, 메탄올로 세척하고 메탄올 중 2M 암모니아로 용리하였다. 메탄올 용액을 증발시켜 메틸 3-[4-(7-클로로-2-(메틸술파닐)-5H-피롤로[2,1-c][1,4]벤조디아제핀-11-일)피페라진-1-일]-2,2-디메틸프로파노에이트 (1.23 g, 84%)를 수득하였다. MS (m/z): 461.12 (M+1).

제조 63

메틸 2,2-디메틸-3-{4-[7-메틸-2-(프로판-2-일)-5H-피롤로[2,1-c][1,4]벤조디아제핀-11-일]피페라진-1-일}프로파노에이트의 합성.

메탄올 (15 mL) 중 메틸 3-[4-(2-브로모-7-메틸-5H-피롤로[2,1-c][1,4]벤조디아제핀-11-일)피페라진-1-일]-2,2-디메틸프로파노에이트 (1.00 당량; 600.00 mg, 1.27 mmol), 4,4,5,5-테트라메틸-2-(프로프-1-엔-2-일)-1,3,2-디옥사보롤란 (3.00 당량; 638.93 mg, 3.80 mmol)을 혼합하였다. 1.09 wt% 트리스(디벤질리덴아세토닐)비스-팔라듐 (Pd₂(dba)₃), 1.16 wt% 1,1'-비스(디-tert-부틸포스피노)페로센 (dtbpf) 및 97.75 wt% 인산삼칼륨 (1.06 g)의 사전-블렌딩된 혼합물을 첨가하고 마이크로웨이브에서 140℃에서 25분 동안 가열하였다. 반응 혼합물을 셀라이트를 통해 여과하고 메탄올을 사용하여 25 mL 부피로 희석하였다. 메탄올성 용액을 50℃에서 10% Pd/C 촉매 카트리지를 사용하여 1 mL/분으로 H-큐브(Cube)® 유동 수소화기를 통과시킴으로써 수소화하였다. 용매를 진공 하에 증발시켜 메틸 2,2-디메틸-3-{4-[7-메틸-2-(프로판-2-일)-5H-피롤로[2,1-c][1,4]벤조디아제핀-11-일]피페라진-1-일}프로파노에이트를 수득하였다. MS (m/z): 437.28 (M+1).

제조 64

메틸 3-[4-(2-에틸-7-메틸-5H-피롤로[2,1-c][1,4]벤조디아제핀-11-일)피페라진-1-일]-2,2-디메틸프로파노에이트의 합성.

메탄올 (15 mL) 중 메틸 3-[4-(2-브로모-7-메틸-5H-피롤로[2,1-c][1,4]벤조디아제핀-11-일)피페라진-1-일]-2,2-디메틸프로파노에이트 (1.00 당량; 620.00 mg, 1.31 mmol), 트리에테닐보록신 피리딘 (1.5 당량; 472.79 mg, 1.96 mmol)을 혼합하였다. 1.09 wt% 트리스(디벤질리덴아세토닐)비스-팔라듐 (Pd₂(dba)₃), 1.16 wt% 1,1'-비스(디-tert-부틸포스피노)페로센 (dtbpf) 및 97.75 wt% 인산삼칼륨 (1.10 g)의 사전-블렌딩된 혼합물을 첨가하고 마이크로웨이브에서 140℃에서 25분 동안 가열하였다. 반응 혼합물을 셀라이트를 통해 여과하고 메탄올을 사용하여 25 mL 부피로 희석하였다. 메탄올성 용액을 50℃에서 10% Pd/C 촉매 카트리지를 사용하여 1 mL/분으로 H-큐브® 유동 수소화기를 통과시킴으로써 수소화하였다. 용매를 진공 하에 증발시켜 메틸 3-[4-(2-에틸-7-메틸-5H-피롤로[2,1-c][1,4]벤조디아제핀-11-일)피페라진-1-일]-2,2-디메틸프로파노에이트를 수득하였다. MS (m/z): 423.18 (M+1).

실시예 1

3-[4-(7-클로로-2-메틸-5H-피롤로[2,1-c][1,4]벤조디아제핀-11-일)피페라진-1-일]-2,2-디메틸프로판산의 합성.

이소프로필 알콜 (150 mL)과 물 (150 mL)의 혼합물 중 메틸 3-[4-(7-클로로-2-메틸-5H-피롤로[2,1-c][1,4]벤조디아제핀-11-일)피페라진-1-일]-2,2-디메틸프로파노에이트 (28.0 g, 65.27 mmol)의 현탁액에 수산화나트륨 (3 당량; 7.83 g, 195.82 mmol)을 첨가하고 70℃에서 4 h 동안 가열하여 투명 용액을 수득하였다. 70℃에서 추가의 1 h 동안 가열한 다음 약간 냉각하였다. 5M 염산을 첨가하여 pH를 8로 만들고 백색 고체가 침전되었다. 추가의 5M 염산을 첨가하여 pH를 6.5 내지 7로 만들었다. 용매의 부피를 절반으로 감소시킨 다음 플라스크를 냉장고에서 0.5 h 동안 칠링하였다. 생성된 백색 고체를 여과에 의해 수집하고 오산화인 상에서 진공 오븐 중 40℃에서 밤새 건조시켜 3-[4-(7-클로로-2-메틸-5H-피롤로[2,1-c][1,4]벤조디아제핀-11-일)피페라진-1-일]-2,2-디메틸프로판산 (26.5 g, 98% 수율)을 수득하였다. MS (m/z): 415.3 (M+1). DSC 융점 = 246.5℃ (개시).

하기 화합물을 본질적으로 실시예 1의 방법에 의해 제조하였다.

실시예 13

3-[4-(7-클로로-2-메틸-5H-피롤로[2,1-c][1,4]벤조디아제핀-11-일)피페라진-1-일]-2,2-디메틸프로판산 디히드로클로라이드의 합성.

60℃에서 이소프로필 알콜 (250 mL) 중 3-[4-(7-클로로-2-메틸-5H-피롤로[2,1-c][1,4]벤조디아제핀-11-일)피페라진-1-일]-2,2-디메틸프로판산 (24.25 g, 58.44 mmol)의 현탁액에, 염화수소 (2.4 당량; 35.07 mL, 140.26 mmol)의 4M 디옥산 용액을 10분에 걸쳐 첨가하여 투명 용액을 수득하였다. 약간 냉각한 다음 증발시켜 회백색 고체를 수득하였다. 소량의 디에틸 에테르로 연화하고(triturate) 분말상 크림색 고체를 여과에 의해 수집하였다. 진공 오븐 중 40℃에서 밤새 건조시켰다. 미세 분말을 분쇄하고 진공 오븐 중 60℃에서 6 h 동안 건조시켰다. 잔류 이소프로필 알콜의 수준을 1H NMR에 의해 관측하였다. 따뜻한 에탄올 (350 mL)에 용해시키고 증발 건조시켰다. 에탄올 (50 mL)로 연화하고 다시 증발 건조시켰다. 무수 디에틸 에테르 (200 mL)로 연화하고 생성된 고체를 여과에 의해 수집하였다. 진공 오븐 중 50℃에서 6 h 동안 건조시켜 3-[4-(7-클로로-2-메틸-5H-피롤로[2,1-c][1,4]벤조디아제핀-11-일)피페라진-1-일]-2,2-디메틸프로판산 디히드로클로라이드 (26.9 g, 94% 수율)를 수득하였다. MS (m/z): 415.2 (M+1).

하기 화합물을 본질적으로 실시예 13의 방법에 의해 제조하였다.

실시예 25

3-[4-(2-클로로-7-메틸-5H-피롤로[2,1-c][1,4]벤조디아제핀-11-일)피페라진-1-일]-2,2-디메틸프로판산 디히드로클로라이드의 합성.

메틸 2,2-디메틸-3-(피페라진-1-일)-프로파노에이트 디히드로클로라이드 (1.49 g, 5.47 mmol)를 물에 용해시키고 SCX2 칼럼 상으로 흡수시켰다. 칼럼을 메탄올로 세척하고 메틸 2,2-디메틸-3-피페라진-1-일-프로파노에이트를 메탄올 중 2M 암모니아로 용리하였다. 메탄올을 진공 하에 제거하고 메틸 2,2-디메틸-3-(피페라진-1-일)프로파노에이트를 아세토니트릴 (12 mL)에 첨가하였다. 2,11-디클로로-7-메틸-5H-피롤로[2,1-c][1,4]벤조디아제핀 (0.85 g, 3.22 mmol) 및 탄산수소나트륨 (0.405 g, 4.83 mmol)을 아세토니트릴 용액에 첨가하였다. 마이크로웨이브 중 140℃에서 30분 동안 가열 및 교반하였다. 실온으로 냉각하고, 반응 혼합물을 실리카 상으로 흡수시키고 크로마토그래피 (EtOAc/이소헥산 0:100% 내지 100:0%를 사용한 구배 용리)에 의해 정제하였다. 생성물 함유 분획을 수집하고 용매를 진공 하에 증발시켜 잔류물을 메탄올 (10 mL)에 용해시키고 수산화리튬 (0.235 g, 9.65 mmol)을 첨가하였다. 메탄올성 용액을 마이크로웨이브 중 140℃에서 12.5분 동안 가열 및 교반하였다. 실온으로 냉각하고 아세트산으로 산성화한 다음 용매를 감압하에 증발시켰다. 잔류물을 과량의 2M HCl (수성)에 용해시킨 다음 증발 건조시켰다. 잔류물을 물에 용해시키고 마크로다공성 폴리스티렌 탄산수소 (PL-HCO3) 수지 상으로 고정시켰다. 수지를 물로 세척하고 2M HCl (수성)을 사용하여 수지로부터 용리하였다. 용액을 증발 건조시켜 3-[4-(2-클로로-7-메틸-5H-피롤로[2,1-c][1,4]벤조디아제핀-11-일)피페라진-1-일]-2,2-디메틸프로판산 디히드로클로라이드 (0.177 g; 11.28% 수율)를 수득하였다. MS (m/z): 415.18 (M+1).

하기 화합물을 본질적으로 실시예 25의 방법에 의해 제조하였다.

실시예 29

나트륨 3-[4-(7-클로로-2-에틸-5H-피롤로[2,1-c][1,4]벤조디아제핀-11-일)피페라진-1-일]-2,2-디메틸프로파노에이트의 합성.

3-[4-(7-클로로-2-에틸-5H-피롤로[2,1-c][1,4]벤조디아제핀-11-일)피페라진-1-일]-2,2-디메틸프로판산 디히드로클로라이드 (201 mg, 400 μmol)를 물 및 메탄올 (5 mL)에 용해시킨 다음 SCX-2 카트리지 (2 g)에 로딩하였다. 메탄올로 세척한 다음 메탄올 중 암모니아로 용리하였다. 염기성 용액을 농축 건조시켜 3-[4-(7-클로로-2-에틸-5H-피롤로[2,1-c][1,4]벤조디아제핀-11-일)피페라진-1-일]-2,2-디메틸프로판산 (160 mg, 373 μmol)을 수득하였다. 그 다음 2N 수산화나트륨 (187 μL, 373 μmol) 및 물 (3 mL)로 처리하여 용액을 생성시켰다. 그 다음 동결-건조시켜 나트륨 3-[4-(7-클로로-2-에틸-5H-피롤로[2,1-c][1,4]벤조디아제핀-11-일)피페라진-1-일]-2,2-디메틸프로파노에이트 (164 mg, 98% 수율)를 수득하였다. MS (m/z): 429.18 (M+1).

실시예 30

3-[4-(7-클로로-2-메틸-5H-피롤로[2,1-c][1,4]벤조디아제핀-11-일)피페라진-1-일]-2,2-디메틸프로판산 디-메탄술포네이트의 합성

아세토니트릴 (5 mL)을 3-[4-(7-클로로-2-메틸-5H-피롤로[2,1-c][1,4]벤조디아제핀-11-일)피페라진-1-일]-2,2-디메틸프로판산 (0.106 g, 0.255 mmol)에 첨가하여 슬러리를 생성하였다. 메탄술폰산 (0.050 ml, 0.075 g, 0.76 mmol)을 교반 슬러리 (1000 rpm)에 첨가하고 생성된 용액을 백색 고체가 침전될 때까지 60℃에서 교반하였다. 이 슬러리를 냉각하고, 고체를 여과에 의해 단리하여 3-[4-(7-클로로-2-메틸-5H-피롤로[2,1-c][1,4]벤조디아제핀-11-일)피페라진-1-일]-2,2-디메틸프로판산 디-메탄술포네이트 (0.15 g)를 수득하였다.

문헌 데이터 ([Morairty SR, Hedley L, Flores J, Martin R, Kilduff TS. (2008) Selective 5-HT_2A and 5-HT₆ receptor antagonists promote sleep in rats. Sleep 31, 34-44.]; 및 [Barbier, A.J., and Bradbury, M.J., Histaminergic Control of Sleep-Wake Cycles: Recent Therapeutic Advances for Sleep and Wake Disorders, CNS & Neurological Disorders - Drug Targets, vol 6, pg. 31-43 (2007)]) 및 비-임상 동물 연구에서 생성된 데이터는 불면증의 치료 및 다른 장애, 예컨대 우울 장애, 범불안 장애, 통증, 알레르기, 폐 또는 기도 장애, 정신 질환, 치매, 및/또는 신경변성 질환, 및/또는 일주기 리듬 수면 장애와 관련된 불면증의 증상적 치료에서 이중 활성 H1 역 효능제 / 5-HT_2A 길항제에 관한 역할을 지지한다. 구체적으로, 특정 이중 활성 H1 역 효능제 / 5-HT_2A 길항제는 불균형한 또는 임상적으로 관련된 활동저하, REM 수면의 감소, 또는 과도한 경면(hypersomnolence) 없이 EEG 관측된 설치류를 사용하여 총 수면시간을 증가시키는데 유효한 것으로 밝혀졌다.

본 발명의 화합물의 특징을 추가로 입증하기 위해, 화합물을 하기 시험관내 및 생체내 검정에서 시행할 수 있었다:

생체내 결합 및 활성 검정:

H1 경쟁 결합 검정

[³H]-피릴아민 결합 실험을 SPA(섬광 근접 검정: scintillation proximity assay) 96-웰 포맷에서 수행하였다. 이 검정에서 사용된 멤브레인은 재조합 H1 수용체 (인간)를 안정하게 발현하는 HEK-293 세포로부터 제조하였다. WGA PVT SPA 비드 (1 mg/웰, 퍼킨 엘머(Perkin Elmer) (미국 매사추세츠주) RPNQ0001)와 3 ㎍ 멤브레인의 혼합물을 3.5 nM [³H]-피릴아민 및 다양한 농도의 시험 화합물 (10 포인트 농도 반응 곡선)을 함유하는 검정 완충제(assay buffer) (67 mM 트리스(Tris); pH 7.6)에 첨가함으로써 인큐베이션을 개시하였다. 비특이적 결합을 10 μM 트리프롤리딘의 존재하에 결정하였다. 샘플을 실온 (22℃)에서 4시간 동안 인큐베이션한 다음 마이크로베타 트리룩스(Microbeta Trilux)에서 판독하였다.

5- HT _2A 경쟁 결합 검정

[³H]-케탄세린 결합 실험을 SPA 96-웰 포맷에서 수행하였다. 이 검정에서 사용된 멤브레인은 재조합 5-HT_2A 수용체 (인간)를 안정하게 발현하는 AV-12 세포로부터 제조하였다. WGA YSi SPA 비드 (1 mg/웰, 퍼킨 엘머 (미국 매사추세츠주) RPNQ0011)와 2 ㎍ 멤브레인의 혼합물을 3.1 nM [³H]-케탄세린 및 다양한 농도의 시험 화합물 (10 포인트 농도 반응 곡선)을 함유하는 검정 완충제 (67 mM 트리스, 0.5 mM EDTA; pH 7.6)에 첨가함으로써 인큐베이션을 개시하였다. 비특이적 결합을 20 μM 1-(1-나프틸) 피페라진의 존재하에 결정하였다. 샘플을 실온 (22℃)에서 4시간 동안 인큐베이션한 다음 마이크로베타 트리룩스에서 판독하였다.

5- HT _2C 경쟁 결합 검정

[¹²⁵I]-(±)DOI 결합 실험을 SPA 96-웰 포맷에서 수행하였다. 이 검정에서 사용된 멤브레인은 재조합 5-HT_2C 수용체 (인간)를 안정하게 발현하는 AV-12 세포로부터 제조하였다. WGA PVT SPA 비드 (0.5 mg/웰, 퍼킨 엘머 (미국 매사추세츠주) RPNQ0001)와 2.5 ㎍ 멤브레인의 혼합물을 0.2 nM [¹²⁵I]-(±)DOI 및 다양한 농도의 시험 화합물 (10 포인트 농도 반응 곡선)을 함유하는 검정 완충제 (50 mM 트리스-HCl, 10 mM MgCl₂, 0.5 mM EDTA, 10 μM 파르길린, 0.1% 아스코르브산, pH 7.4)에 첨가함으로써 인큐베이션을 개시하였다. 비특이적 결합을 20 μM 1-(1-나프틸) 피페라진의 존재하에 결정하였다. 샘플을 실온 (22℃)에서 4시간 동안 인큐베이션한 다음 마이크로베타 트리룩스에서 판독하였다.

결합 데이터 분석

4-파라미터 로지스틱 비선형 방정식을 사용하여 곡선을 평가하여 방사성리간드 결합의 50% 억제를 초래하는 경쟁자의 농도 (IC₅₀)를 수득하였다. 표준 포화 분석 또는 동종 경쟁 실험으로부터 결정된 평형 해리 상수 (K_i)를 방정식 K_i = IC₅₀/(1+L/K_d) (여기서 L은 실험에서 사용된 방사성리간드의 농도에 상당하고 K_d는 수용체에 관한 방사성리간드의 평형 해리 상수에 상당함)에 따라 계산하였다. K_i에 관한 보고된 값 (여기서 n 값은 명시됨)은 기하 평균 ± 평균의 표준 오차 (SEM)로서 나타내며, 반복 검증(replicate) 결정의 수는 n에 의해 명시된다. 기하 평균은 방정식 GeoMean = 10^(평균 (log K_i 1 + log K_i 2 +...log K_i n)/제곱근 n)에 의해 계산하였다.

초대( primary ) 신경 배양물 중 천연 수용체를 사용하는 GABA _A 길항작용

천연 GABA_A 수용체에 대한 화합물의 활성을 96 웰 포맷 FLIPR® 시스템 (형광측정 영상화 플레이트 판독기(Fluorometric Imaging Plate Reader: FLIPR®, 몰큘라 디바이시스(Molecular Devices))를 사용하여 칼슘 플럭스(Flux)를 관측함으로써 평가하였다. 간단히, 피질의 배아 신경세포를 E18 래트 배아로부터 해리시키고 최적 밀도에서 블랙-벽(black-walled), 투명 기저 폴리-D-리신 코팅된 96-웰 FLIPR® 플레이트에 도말하였다. 세포를 칼슘 민감성 염료 (플루오(Fluo)4-AM, 몰큘라 디바이시스)와 함께 로딩 후, 세포를 클로라이드 함량이 낮은 용액 (클로라이드가 글루코네이트에 의해 대체됨)에 담갔다. 이들 조건하에 GABA_A 수용체의 활성화는 (화학 구배의 방향으로) 클로라이드 이온의 유출을 초래하고, 이는 멤브레인 탈극성화 및 결과적으로 전압 개폐 칼슘 채널(voltage gated calcium channel: VGCC)의 활성화를 야기하였다. VGCC를 통한 칼슘 유입을 기록하고 FLIPR® 시스템을 사용하여 오프라인으로 분석하였다. 검정의 약리학상 검증을 위해, 농도 반응 곡선 (CRC)을 표준 효능제 (GABA) 및 표준 길항제 (가바진(Gabazine))에 관해 기록하였다. 어떠한 효과도 10 μM (EC₉₀ GABA 반응에 상당)에서의 효능제 GABA의 고정 농도에 대해 CRC 모드에서 결정하였다.

방법:

화합물의 길항 효과는 화합물의 존재 및 부재하에 효능제 GABA에 대한 피크 형광 반응을 비교함으로써 10-포인트 용량 반응 곡선을 사용하여 정량화하였다. 검정 윈도우(assay window)는 그의 예정된 EC₉₀ 농도에서 GABA에 의해 수득된 최대 반응 마이너스 가바진 (50 μM)의 농도를 완전히 억제함으로써 수득된 반응으로서 정의된다. 길항제 효과는 검정 윈도우의 퍼센트로서 계산하였다. 모든 데이터는 4-파라미터 로지스틱 곡선 적합 프로그램 (프리즘 그래프패드(Prism Graphpad)® 3.01)을 사용하여 상대적 IC₅₀ 값으로서 계산하였다. 모든 화합물에 관한 길항제 효력을 각각의 검정 시행에서 3회 반복으로 가바진과 비교하였다.

예시된 화합물 또는 그의 예시된 염을 본질적으로 상기 기재된 바와 같이 시험하였고 5-HT_2C 수용체에 비해 H1 및 5-HT_2A 수용체에 관한 높은 친화성 및 선택성을 갖는 것으로 밝혀졌다. 예시된 화합물의 경우 H1 및 5-HT_2A 수용체에 관한 K_i는 각각 100 nM 및 200 nM 미만인 것으로 밝혀졌고, 한편 5-HT_2C 수용체에 관한 K_i는 1000 nM 초과인 것으로 밝혀졌다.

추가로, 본 발명의 화합물을 다른 생리학상 중요한 수용체, 예컨대 hERG 채널, 다른 세로토닌 수용체 (구체적으로 5-HT_1A, 5-HT_1B, 5-HT_1D, 5-HT_1E, 5-HT_1F 수용체, 5-HT_2B 수용체에서 효능체 활성의 결여, 5-HT_2C, 5-HT₄, 5-HT₅, 5-HT₆, 및 5-HT₇ 수용체), 무스카린성 수용체, 도파민성 수용체 (구체적으로 D1, D2, 및 D3), GABA_A 수용체, 아드레날린 수용체 및 모노아민 수송체 (이에 제한되지 않음)에 관해 주지된 방법에 의해 결합 검정 및 기능 활성 검정으로 시험할 수 있었다. 특정의 예시된 화합물을 이들 수용체에서 시험하고 유의한 활성이 결여된 것으로 확인하였다.

실시예 1 및 13의 화합물은 본질적으로 상기 기재된 바와 같이 시험하였고 표 1에 나타낸 바와 같은 활성 프로파일을 갖는 것으로 밝혀졌다.

따라서, 본 발명의 화합물의 생리학상 관련 용량은 생체내에서 H1 및 5-HT_2A 수용체의 실질적 억제를 제공하며, 한편 다른 생리학상 관련 수용체와 실질적으로 상호작용하지 않는 것으로 예상되고, 따라서 표적을 벗어난(off-target) 활성과 관련된 바람직하지 않은 효과를 피하면서 원하는 약효약리(pharmacology)를 제공하는 것으로 예상된다. 그러한 바람직하지 않은 효과는 다음을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다: 치료 긴급 체중 증가와 관련된 5-HT_2C 길항제 활성, 판막질환(valvulopathy)과 관련된 5-HT_2B 효능제 활성, QT 연장과 관련된 hERG 채널 조절, 및 발작의 기능 활성(seizure activity)과 관련된 GABA_A 활성. 더욱이, 수면/각성 생리기능 방해는 도파민 수용체, 다른 세로토닌 수용체, 아드레날린 수용체, 및 모노아민 수송체에 대한 선택성에 의해 회피된다.

5- HT _2A 수용체 점유율: 수용체 점유율을 검정하여 생체내에서 5-HT_2A 수용체와의 상호작용의 정도를 입증하였다. 간단히, 대략 230 내지 280 그램 체중의 수컷 스프라그-돌리(Sprague-Dawley) 래트 (할란(Harlan) 스프라그-돌리, 인디애나주 인디애나폴리스)에게 3시간 실험 프로토콜이 시작될 때까지 음식과 물을 무제한으로 제공하였다. 1 mg/kg 케탄세린 (비선택적 5-HT_2A 길항제)를 양성 대조군으로서 사용하여 검정 타당성을 확립하였다. 시험 화합물 또는 대조군을 20% 히드록시프로필 베타-시클로덱스트린을 포함하는 비히클 중 경구 위관영양(oral gavage)에 의해 투여하였다. MDL 100907 ((R)-(+)-α-(2,3-디메톡시페닐)-1-[2-(4-플루오로페닐)에틸]-4-피페리딘메탄올), 선택적 5-HT_2A 길항제를 추적자로서 사용하였다. MDL 100907을 5 μl 희석 락트산 (1 mg/ml)과 함께 물에 현탁시키고, 식염수로 6 ㎍/ml로 희석하고, 외측 꼬리 정맥을 통해 1 mL/kg의 부피로 정맥내 투여하여 3 ㎍/kg의 추적자 용량을 수득하였다. 래트에게 시험 화합물, 케탄세린, 또는 비히클 (N = 4)을 투여하고, 이어서 1시간 후 3 ㎍/kg 추적자 용량의 MDL 100907을 정맥내 투여하였다. 수용체 점유율 (RO)을 측정해야 하는 것으로 여겨지는 것은 추적자 투여시였다. 추적자 투여 15분 후, 경추 탈구에 의해 래트를 희생시켰다. 혈장 샘플을 수집하고 전두 피질 및 소뇌의 샘플을 제거하였다. MDL 100907 추적자의 수준을 각각의 피질 및 소뇌 샘플에서 측정하였다. 매우 낮은 수준의 수용체 (소뇌)를 사용하거나 사용하지 않고 영역에 의해 표준화된 전체 결합 (전두 피질)의 대표적인 고 수용체 밀도의 영역을 이용하는 잘 확립된 비율 방법을 사용하여 RO를 계산하였다. 널(null) 영역으로서 칭해지는 이 영역은 리간드 프로브의 비특이적 결합을 나타낸다. 소뇌에 대한 피질 중 추적자 수준의 비히클 비율은 0% 점유율을 나타낸다. 1의 비율은 100% 점유율을 나타내고 MDL 100907 추적자의 5-HT_2A 수용체에 대한 모든 특이적 결합이 차단된 경우 달성된다. 시험 화합물 사전 처리군으로부터 피질 대 소뇌 추적자의 중간 비율을 비히클-처리 동물 중 추적자 수준의 비율 (0% 점유율)과 1의 비율 (100% 점유율) 사이에서 선형 보간하여 퍼센트 5-HT_2A RO를 결정하였다.

MDL 100907 분석: 피질 및 소뇌 샘플의 중량을 재고 얼음 상의 원추형 원심분리 튜브에 배치하였다. 0.1% 포름산을 함유하는 4 부피 (w/v)의 아세토니트릴을 각각의 튜브에 첨가하였다. 그 다음 샘플을 균질화하고 14,000 RPM (21,920 x g)에서 16분 동안 원심분리하였다. LC/MS/MS 분석용 HPLC 주사 바이알 중 100 내지 900 μL 멸균수를 첨가함으로써 상청액을 희석하였다. 애질런트(Agilent) 모델 1200 HPLC (애질런트 테크놀로지즈(Agilent Technologies), 캘리포니아주 팔로 알토) 및 API 4000 질량 분석계를 사용하여 MDL 100907의 분석을 수행하였다. 물 중 60% 아세토니트릴로 이루어지고 전체 0.1% 포름산 함량을 갖는 이동상을 사용하여 2.1 X 50 mm C18 칼럼 (애질런트 부품 번호 971700-907) 상에서 크로마토그래피 분리하였다. 질량 대 전하 비 (m/z) 374.2 대 123.0으로 생성물 이온 전이에 대한 전구체를 관측함으로써 MDL 100907의 검출을 완수하였다. 알려진 양의 분석물을 무처리 래트 및 상기 기재된 바와 같은 가공으로부터의 뇌 조직 샘플에 첨가함으로써 표준물을 제조하였다.

통계적 방법: 각 연구의 곡선을 JMP® 버전 8.0 (SAS 인스티투트 인코퍼레이티드(Institute Inc), 노스캐롤라이나주 캐리)을 사용하여 기저부가 0%로 고정된 4 파라미터 로지스틱 함수에 적합화하고 절대 ED₅₀을 소프트웨어에 의해 계산하였다. 값은 평균, 표준 오차 및 95% 신뢰 구간으로서 제공되었다. 실시예 13의 화합물은 본질적으로 기재된 바와 같이 시험하였고 EC₅₀ 0.27 mg/kg (SE=0.069, 95% CI = 0.16 내지 0.48 mg/kg)과 함께 높은 5-HT_2A 수용체 점유율을 달성하는 것으로 밝혀졌다.

히스타민 H1 수용체 점유율: H1 RO를 검정하여 생체내에서 H1 수용체와의 상호작용의 정도를 입증하였다. 간단히, 대략 230 내지 280 그램 체중의 수컷 스프라그-돌리 래트 (할란 스프라그-돌리, 인디애나주 인디애나폴리스)에게 3시간 실험 프로토콜이 시작될 때까지 음식과 물을 무제한으로 제공하였다. 3-[4-(8-플루오로디벤조[b,f][1,4]옥사제핀-11-일)피페라진-1-일]-2,2-디메틸프로판산 디히드로클로라이드를 양성 대조군으로서 사용하고 독세핀을 추적자로서 사용하였다. 시험 화합물 및 대조군을 20% 히드록시프로필 베타-시클로덱스트린으로 이루어진 비히클 중 경구 위관영양에 의해 투여하였다. 독세핀을 멸균수 (100 ㎍/ml)에 용해시키고, 식염수로 2 ㎍/ml로 희석하고, 외측 꼬리 정맥을 통해 0.5 mL/kg의 부피로 정맥내 투여하여 1 ㎍/kg의 추적자 용량을 수득하였다. 래트에게 시험 화합물, 15 mg/kg 양성 대조군, 또는 비히클을 투여하고, 이어서 1시간 후 정맥내 "추적자" 용량의 독세핀 (N = 4)을 투여하였다. RO를 측정해야 하는 것으로 여겨지는 것은 추적자 투여시였다. 추적자 투여 40분 후, 경추 탈구에 의해 래트를 희생시켰다. 혈장 샘플을 수집하고 전두 피질을 제거하였다. 독세핀 추적자의 수준을 각각의 피질 샘플에서 측정하였다. 비히클 조건 (0% 점유율) 및 양성 대조군 조건 (100% 점유율)하에 추적자 수준의 내부 조직 비교를 사용하여 RO를 계산하였다. 30분 사전 처리와 함께 정맥내 투여된 15 mg/kg의 양성 대조군을 미리 결정하여 H1 수용체에 대한 추적자의 특이적 결합의 전체 차단을 나타냈다. 시험 화합물의 용량을 사용한 추가의 처리군을 비히클과 양성 대조군 사이에서 선형 보간하여 퍼센트 H1 RO를 계산하였다.

독세핀 분석: 피질 샘플의 중량을 재고 얼음 상의 원추형 원심분리 튜브에 배치하였다. 0.1% 포름산을 함유하는 4 부피 (w/v)의 아세토니트릴을 각각의 튜브에 첨가하였다. 샘플을 균질화하고 14,000 RPM (21,920 x g)에서 16분 동안 원심분리하였다. LC/MS/MS 분석용 HPLC 주사 바이알 중 100 내지 900 μL 멸균수를 사용함으로써 상청액을 희석하였다. 애질런트 모델 1200 HPLC (애질런트 테크놀로지즈, 캘리포니아주 팔로 알토) 및 API 4000 질량 분석계를 사용하여 독세핀의 LC/MS/MS 분석을 수행하였다. 크로마토그래피 분리는 2.1 X 50 mm C18 칼럼 (애질런트 부품 번호 971700-907) 및 초기 조건의, 물 중 10% 아세토니트릴(ACN)과 전체 0.1% 포름산 함량, 1분 후 - 10% ACN, 2분 - 90% ACN, 2.9분 - 90% ACN, 3.1분 - 10% ACN, 5.5분 - 중지로 이루어진 구배 방법을 사용하는 이동상을 이용하였다. 질량 대 전하 비 (m/z) 280 대 107.1로 생성물 이온 전이에 대한 전구체를 관측함으로써 독세핀의 검출을 완수하였다. 알려진 양의 분석물을 무처리 래트 및 상기 기재된 바와 같은 가공으로부터의 뇌 조직 샘플에 첨가함으로써 표준물을 제조하였다.

통계적 방법: 곡선을 프리즘® 버전 3.02 (그래프패드 소프트웨어, 캘리포니아주 샌 디에고)를 사용하여 4 파라미터 로지스틱 (어떤 것도 상수를 보유하지 않음)에 적합화하고 상대적 ED₅₀을 소프트웨어에 의해 계산하였다. 값은 평균 ± 평균의 표준 오차로서 제공되었다. 실시예 13의 화합물은 본질적으로 기재된 바와 같이 시험하였고 EC₅₀ 0.3 mg/kg으로 높은 H1 RO를 달성하는 것으로 밝혀졌다.

H1 역 효능작용: 본 발명의 화합물의 역 효능제 성질을 결정하기 위하여, 인간 재조합 H1 수용체 (HEK293/hm H1 클론 R-40)로 형질감염된 HEK293 세포 중 미오-이노시톨 1 포스페이트 (IP1)의 수준에 대한 그의 영향을 측정하였다. 간단히, HEK293/hm H1 세포 (클론 R-40)를 ~90% 컨플루언시(confluency) (3:1 DMEM/F12, 5% FBS, 20 mM HEPES, G418 500 ㎍/ml, 1% Pen/Strep/글루타민)로 성장시키고 1x 트립신/EDTA (PAA 패스킹(Pasching), 오스트리아 L11-003)를 사용하여 검정일에 수거였다. 35 μl 세포 (300K)를 자극 완충제 (NaCl 146 mM, CaCl₂ 1 mM, KCl 4.2 mM, MgCl₂ 0.5 mM, 글루코스 5.5 mM, HEPES 10 mM 및 LiCl 50 mM) 중 96W 절반 영역 백색 고체 기저 플레이트 (코닝(Corning), UK 3688)에 시딩하였다. 시험 화합물을 1 mM에서 100% DMSO에 초기에 용해시키고, 100% DMSO에 연속 희석 (하프 로그)하여 10 포인트 용량 반응 곡선 (바이오멕(Biomek) 2000, 영국 베크만 쿨터(Beckman Coulter))을 수득하였다. 이들을 시비웰(Cybiwell) (독일 시바이오 제나(CiBio Jena))을 사용하여 자극 완충제 중에서 x2 최종 검정 농도로 추가로 희석하고 35 μl를 검정 플레이트 중 세포에 첨가하였다 (10 μM 최대 최종 농도). 세포와 화합물을 15 μl의 각각의 HTRF IP1 검출 키트 시약 (시스바이오(CisBio) 62P1APEC)을 첨가하기 전에 37℃ / 5% CO₂에서 1시간 30분 동안 인큐베이션하였다. 세포 플레이트를 IP1 축적을 측정 (인비젼(Envision) 플레이트 판독기, 퍼킨 엘머)하기 전에 실온에서 추가의 1시간 동안 인큐베이션하였다. IP1 축적 (nM)을 검정일에 시행된 표준 IP1 곡선으로부터 외삽법에 의해 계산하였다. 4-파라미터 곡선 적합 (그래프 패드 프리즘 v3.02)을 사용하여 EC₅₀ 값을 계산하였다. 음성 효능 값을 양성 대조군 트리펠레나민 (10 μM, 시그마(Sigma), UK P5514)에 대해 표기하였다. 본 발명의 대표적 화합물은 본질적으로 기재된 바와 같이 분석하였고 H1 수용체에서 역 효능제인 것으로 밝혀졌다. 화합물 13은 본질적으로 기재된 바와 같이 검정하였고 IC₅₀ 53.9 ± 37 nM으로 구성 성분 활성 (126 ± 6%)을 완전히 억제하는 것으로 밝혀졌다.

DOI 유도된 헤드셰이크 동작 ( headshake activity )의 억제: 본 발명의 화합물의 생체내 5-HT_2A 수용체 길항제 활성은 5-HT_2A 수용체 효능제 2,5-디메톡시-4-아이오도암페타민(DOI)에 의해 유도된 헤드 셰이킹 동작을 차단하는 그의 능력에 의해 입증되었다. (예를 들어 문헌 [Bartoszyk GD, van Amsterdam C, Boettcher H, Seyfried CA. EMD 281014, a new selective serotonin 5-HT2A receptor antagonist. Eur J Pharmacol. 2003 473: 229-230] 참조.) 간단히, 수컷 C57BL/6J 마우스 (20 내지 25 g, 찰스 리버(Charles River))를 표준 하우징 조건 (대형 IVC 케이지 중 32 마리의 마우스, 07.00 내지 19.00 광 위상, 항온 (19 내지 23℃) 및 습도 (50% +/-10), 음식과 물을 무제한으로)하에 하우징하였다. 비히클 (0.25% 메틸 셀룰로스), DOI (식염수 중 3 mg/kg) 또는 10 mg/kg PO로 시험 화합물과 DOI (식염수 중 3 mg/kg)를 마우스에게 제공하였다. 각각의 화합물에 대해 n = 4로 실험당 4개의 군으로 시험 화합물을 비히클 및 DOI+비히클 (n=8)과 함께 개별적으로 평가하였다. 60분의 시험 화합물 사전 처리시간 후 마우스에게 비히클 (식염수) 또는 3 mg/kg DOI를 피하로 투여한 다음, 투명한 퍼스펙스 관찰 챔버에 배치하였다. DOI 또는 비히클 투여 5분 후, 각각의 개별 마우스에 의해 나타난 육안으로 점수를 매긴 헤드 셰이크의 수를 15분 동안 세었다. ANOVA 및 둔넷(Dunnet)의 사후 시험을 사용하여 데이터를 분석하였다. 예시된 화합물은 본질적으로 기재된 바와 같이 시험하였고 10 mg/kg에서 90% 초과로 DOI 유도된 헤드셰이크 반응을 억제하는 것으로 밝혀졌다. 실시예 13의 화합물은 본질적으로 기재된 바와 같이 시험하였고 10 mg/kg에서 100%로 DOI 유도된 헤드셰이크 반응을 억제하는 것으로 밝혀졌다.

래트에서 수면 및 거동 관측: 본 발명의 대표적 화합물을 바람직하지 않은 효과, 예컨대 REM 수면의 억제, 각성 운동(waking motor) 장해, 및/또는 반동성 불면증 없이 수면의 양을 증가시키거나 수면 중단을 감소시키거나 수면의 양을 증가시키고 수면 중단을 감소시키는 그의 능력에 관해 래트에서 시험하였다. 시험 동물을 전기-뇌파도(EEG), 근전도(EMG), 및 동작(motion)에 의해 계속 관측하여 누적 비REM 수면, 누적 총 수면, 평균 수면 바우트 지속시간(sleep bout duration), 가장 긴 수면 바우트 지속시간, 반동성 불면증, REM 수면 억제 및 잠들지 않는 동안 자발운동 활성(locomotor activity) 강도를 측정하였다. 그러한 연구에 관한 방법은 당분야에 공지되어 있다 (예를 들어 문헌 [Edgar DM, Seidel WF. Modafinil induces wakefulness without intensifying motor activity or subsequent rebound hypersomnolence in the rat. J Pharmacology & Experimental Therapeutics 1997; 283: 757-769]; [van Gelder RN, Edgar DM, Dement WC. Real-time automated sleep scoring: validation of a microcomputer-based system for mice. Sleep 1991, 14: 48-55]; 및 [Gross BA, Walsh CM, Turakhia AA, Booth V, Mashour GA, Poe GR. Open-source logic-based automated sleep scoring software using electrophysiological recordings in rats. J Neurosci Methods. 2009; 184(1):10-8]에 기재된 방법 참조). 연구를 다음과 같이 수행하였다:

동물 준비. 성체, 수컷 위스타(Wistar) 래트 (수술시 대략 270 내지 300 g)를 다음과 같이 EEG, EMG, 및 동작의 장기간의 기록을 위해 수술로 적합화하였다: EEG 기록 (2개의 전두골 [브레그마로부터 3.9 mm 전방, 및 ±2.0 mm 중외측] 및 2개의 후두골 [브레그마로부터 6.4 mm 후방, ±5.5 mm 중외측])을 위한 4개의 스테인레스 스틸 스크류로 이루어진 두개골 임플란트, 및 EMG 기록을 위한 2개의 테플론-코팅된 스테인렌스 스틸 와이어 (목덜미 트라페조이드 근육하에 위치시킴)를 사용하여 래트를 수술로 준비하였다. 수술전 모든 납을 소형 컨넥터 (마이크로텍(Microtech), 펜실베이니아주 부쓰윈)로 납땜하였다. 임플란트 어셈블리를 스테인레스 스틸 EEG 기록 스크류, 임플란트 컨넥터와 두개골 사이에 적용된 시아노아크릴레이트, 및 치과용 아크릴의 조합에 의해 두개골에 부착하였다. 복부 내에 수술로 배치된 소형 송신기(miniature transmitter) (미니미터(Minimitter) PDT4000G, 필립스 레스피로닉스(Philips Respironics), 오레곤주 벤드)를 통해 자발운동 활성을 관측하였다. 회복을 위해 3주 이상을 허용하였다.

기록 환경. 각각의 래트를 삽입된 폴리카르보네이트 필터-탑 라이저(filter-top riser)로 개질된 마이크로아이솔레이터(microisolator) 케이지 내에 개별적으로 하우징하여 버티칼 헤드룸(vertical headroom)을 더 허용하였다. 움직임을 최소한으로 제한하는 가요 케이블을 한쪽 끝은 케이지 최상부에 부착된 정류기에 연결하고 다른 한쪽 끝은 동물의 두개골 임플란트에 연결하였다. 각각의 케이지를 스테인레스 스틸 수면-각성 기록 챔버의 별개의 환기된 구획 내에 위치시켰다. 음식과 물은 무제한으로 이용가능하였고 주위 온도를 약 23±1℃에서 유지하였다. 형광등을 사용한 24시간 명암 주기 (LD 12:12)를 연구 내내 유지하였다. 상대 습도는 평균 대략 50%이었다. 각각의 처리 전후 30시간 이상 동안 동물을 방해하지 않았다.

연구 계획 및 투여. 비히클 (위약, 메틸셀룰로스 15 센티푸아즈 물 중 0.25%) 또는 시험 화합물 용량 수준 중 하나를 의사-무작위로 1 mL/kg으로 경구 투여하여 어떤 래트도 동일한 처리를 2회 받지 않도록 하고, 어떤 래트도 임의의 한 연구에서 8회의 처리 중 2개 초과를 받지 않도록 하였다. 각각의 래트를 약 1분 동안 그의 케이지로부터 꺼내어 중량을 재고, 처리하였다. 6일 이상 "워시아웃(washout)" 기간은 각각의 처리에 선행하고 후속된다.

데이터 수집. 수면 및 각성 차별을 자동화하였다 (예를 들어, 문헌 [Van Gelder et al. 1991 (상기)]; [Edgar et al. 1997 (상기)]; [Winrow CJ, et al, Neuropharmacology 2010; 58(1):185-94.]; 및 [Gross et al, 2009 (상기)]). EEG를 증폭하고 여과하고 (X10,000, 대역 통과 1 내지 30 Hz), EMG를 증폭하고 통합하고 (대역 통과 10 내지 100 Hz, RMS 통합), 비특이적 자발운동 활성(LMA)을 동시에 관측하였다. 각성 상태를 10초 에폭(epoch)으로 비-REM 수면, REM 수면, 각성, 또는 세타(theta)-지배 각성으로서 분류하였다. 자발운동 활성(LMA)을 분당 계수로서 기록하고 시판되는 텔레메트리 리시버 (ER4000, 미니미터, 오레곤주 벤드)에 의해 검출하였다.

통계적 분석. 적어도 하나의 결과물(outcome)을 갖는 모든 동물을 요약 결과에 포함시켰다 (예를 들어, 동물 처리로부터 적절한 데이터를 포함시켰고 이는 텔레메트리 데이터는 이용가능하지만 EEG 데이터는 이용가능하지 않기 때문임). 사후 처리 관찰 기간을 각각의 결과물에 적절한 사후 투여 기간으로 나누었고, 여기서 투여 시간은 시간(Hour) = 0의 개시로서 정의하고, 결과물을 관찰 기간에서 각각의 기간에 걸쳐 시간당 평균 또는 누적값을 계산함으로써 요약하였다 (각각의 결과물의 엄밀한 정의에 관해 표 1의 범례 참조). 수면 바우트를 로그 스케일로 분석하여 변동을 안정화하고, 모든 다른 변이를 선형 스케일로 분석하였다. 각각의 기간에서의 각각의 결과물을 처리군 및 처리일을 인자로서 및 상응하는 사전 처리 간격 (24시간 전에)을 공변량으로서 사용하여 공분산의 분석에 의해 분석하였다. 조정된 평균 및 비히클 평균으로부터의 변화 및 그의 상응하는 표준 오차를 각각의 처리군에 관해 요약하였다. 로그 스케일에 관해 분석된 결과물을 역(back)-변환시켜 기하 평균 및 평균 비-대-비히클 결과를 보고하였다.

실시예 13 내지 28의 화합물을 본질적으로 기재된 바와 같이 시험하였다. 실시예 13, 15, 16, 18 및 19의 화합물은 3 mg/kg에서 유의한 반동성 불면증, REM 수면 억제 또는 자발운동 강도(locomotor intensity: LMI)의 억제 없이 누적 NREM 수면 시간 및 누적 총 수면 시간을 상당히 증가시키는 것으로 밝혀졌다. 실시예 13의 화합물은 본질적으로 기재된 바와 같이 시험하였고 표 2에 나타낸 바와 같은 수면 프로파일 및 자발운동 활성 강도를 갖는 것으로 밝혀졌다.

표 2. 결과 통계: 약어: N = 샘플 크기; Adj.Mean = 비히클 대조군에 대해 조정된 군 평균 값; SE = 평균의 표준 오차; LCL = 더 낮은 95% 신뢰 한계, NREM = 비-REM, 즉, REM 수면 이외의 모든 수면.

정의 및 유닛 - 평균은 비히클 대조군으로부터 조정된 차이이다:

누적 수면: 최초 6시간 사후 처리에 걸쳐, 몇분 내에 ('총 수면'은 NREM 수면 + REM 수면).

평균 수면 바우트: 최초 6시간 사후 처리에 걸쳐, 시간마다 평균된 수면 바우트의 평균, 비히클 대조군에 비해 n배 증가로서 표기됨.

가장 긴 수면 바우트: 최초 6시간 사후 처리에서의 가장 긴 수면 바우트, 비히클 대조군에 비해 n배 증가로서 표기됨.

반동성 불면증: 기간에 대한 빛의 최초 3시간, 즉, 7, 8 및 9시간 사후 처리 동안 NREM+REM 수면의 누적 분(minute).

REM 억제: 최초 12시간 사후 처리 동안 REM 수면의 누적 분.

자발운동 활성 (LMA) 강도: 최초 6시간 사후 처리에 걸쳐 평균된, EEG-정의된 각성의 분당 LMA 계수로서 표기됨.

결정 효능. 4개의 효능 변수 각각에 관한 역치 효능을 로그(용량)에 대해 처리후 6시간 기간 동안 비히클 대조군에 대해 각각의 변수의 증가를 플로팅함으로써 계산하였다. 각각의 변수의 역치 효능은 정의된 효능 역치값; 추가의 축적 비-REM 수면의 +30분, 추가의 축적 총 수면의 +25분, 평균 수면 바우트 지속시간의 1.75x 증가, 및 가장 긴 수면 바우트 지속시간의 1.5x 증가를 제공하는 그러한 용량이다. 실시예 13의 화합물은 표 3에 나타낸 바와 같은 역치 유효 용량을 갖는 것으로 밝혀졌다.

바람직하지 않은 효과 결정. 각각의 '바람직하지 않은 효과' 결과물 변수 (정의에 관해 표 4 범례 참조)를 로그(용량)에 대해 플로팅하였다.

REM 억제에 관한 역치값은 -10분의 REM 수면의 누적 감소로서 정의되었다. 반동성 불면증에 관한 역치값은 -20분으로서 정의되었다. 감소된 LMI에 관한 역치값은 EEG-정의된 각성의 분당 -5 자발운동 활성 계수로서 정의되었다. 유의한 바람직하지 않은 효과는 평균 유효 용량 이상에서 모든 용량에 관해, 더 낮은 신뢰 한계가 역치값 미만인 경우 나타나는 것으로 정의되었다. 예시된 화합물에 관해, 적어도 10 mg/Kg 이하의 용량에서 REM 억제, 반동성 불면증, 또는 LMI의 감소의 어떤 바람직하지 않은 발생도 관찰되지 않았다. (음의 값은 REM 억제, 반동성 불면증 및 감소된 LMI 각각을 나타냄).

본 발명의 방법에서 사용된 화합물을 임의의 제제화 없이 직접 투여하는 것이 가능하지만, 화합물은 통상, 활성 성분으로서 하나 이상의 화학식 I의 화합물 또는 그의 제약상 허용되는 염, 및 하나 이상의 제약상 허용되는 담체, 희석제 및/또는 부형제를 포함하는 제약 조성물의 형태로 투여된다. 이들 조성물은 경구, 설하, 비강, 피하, 정맥내, 및 근육내를 비롯한 다양한 경로에 의해 투여될 수 있다. 그러한 제약 조성물 및 이의 제조 방법은 당분야에 주지되어 있다. 예를 들어, 문헌 [Remington: The Science and Practice of Pharmacy (University of the Sciences in Philadelphia, ed., 21^st ed., Lippincott Williams & Wilkins Co., 2005)]을 참조한다.

조성물은 바람직하게는 단위 투여 형태로 제제화되고, 각각의 투여는 약 0.1 내지 약 60 mg, 더욱 통상 약 1 내지 약 30 mg, 예를 들어 약 2 내지 약 10 mg의 활성 성분을 함유한다. 용어 "단위 투여 형태"는 인간 대상체 및 다른 포유동물용으로 단일 투여로서 적합한 물리적으로 구별되는 단위를 지칭하며, 각각의 단위는 원하는 치료 효과를 야기하도록 계산된 예정된 양의 활성 물질을 하나 이상의 적합한 제약상 허용되는 담체, 희석제 및/또는 부형제와 함께 함유한다.

화학식 I의 화합물은 일반적으로 넓은 투여 범위에 걸쳐 유효하다. 예를 들어, 1일 투여량은 통상 약 0.002 내지 약 1.0 mg/kg, 더욱 통상 약 0.015 내지 0.5 mg/kg, 및 예를 들어 0.03 내지 0.15 mg/kg 체중의 범위 내에 해당된다. 일부 경우에 상기 언급된 범위의 하한치 미만의 투여량 수준은 충분하고도 남을 수 있는 한편, 다른 경우에 더욱 더 많은 용량을 어떠한 해로운 부작용의 유발 없이 사용할 수 있으므로, 상기 투여량 범위는 어떠한 방식으로도 본 발명의 범위를 제한하고자 하는 것이 아니다. 실제 투여되는 화합물의 양은 처리될 병태, 선택된 투여 경로, 투여되는 실제 화합물 또는 화합물들, 개개 환자의 연령, 체중 및 반응, 및 환자 증상의 중증도를 비롯한 관련 상황의 관점에서 전문의에 의해 결정될 것이라는 것을 이해할 것이다.

Claims

하기 화학식의 화합물 또는 그의 제약상 허용되는 염.

상기 식에서,
R¹은 클로로 또는 메틸이고;
R²는 메틸, 에틸, 이소프로필, 클로로, 브로모, 트리플루오로메틸, 또는 메틸티오이고;
R³은 수소 또는 메톡시이다.
제1항에 있어서, R³이 수소인 화합물 또는 그의 제약상 허용되는 염.
제1항 또는 제2항에 있어서, R¹이 클로로인 화합물 또는 그의 제약상 허용되는 염.
제1항에 있어서, 3-[4-(7-클로로-2-메틸-5H-피롤로[2,1-c][1,4]벤조디아제핀-11-일)피페라진-1-일]-2,2-디메틸프로판산인 화합물 또는 그의 제약상 허용되는 염.
제1항에 있어서, 3-[4-(7-클로로-2-메틸-5H-피롤로[2,1-c][1,4]벤조디아제핀-11-일)피페라진-1-일]-2,2-디메틸-프로판산 디히드로클로라이드인 화합물.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 화합물 또는 그의 제약상 허용되는 염을 하나 이상의 제약상 허용되는 담체, 희석제 또는 부형제와 함께 포함하는 제약 조성물.
불면증의 치료를 필요로 하는 포유동물에게 유효량의 제1항에 따른 화합물 또는 그의 제약상 허용되는 염을 투여하는 것을 포함하는, 포유동물에서 불면증을 치료하는 방법.
제7항에 있어서, 포유동물이 인간인 방법.
제7항에 있어서, 불면증이 수면 개시 또는 수면 유지 또는 둘 다에서의 곤란성을 특징으로 하는 것인 방법.
제9항에 있어서, 포유동물이 인간인 방법.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 치료법에 사용하기 위한 화합물 또는 그의 제약상 허용되는 염.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 불면증의 치료에 사용하기 위한 화합물 또는 그의 제약상 허용되는 염.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 수면 개시 또는 수면 유지 또는 둘 다에서의 곤란성을 특징으로 하는 불면증의 치료에 사용하기 위한 화합물 또는 그의 제약상 허용되는 염.
제12항 또는 제13항에 있어서, 인간에서 사용하기 위한 화합물.
불면증의 치료를 위한 의약의 제조에 있어서 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 화합물 또는 그의 제약상 허용되는 염의 용도.
포유동물에서의 수면 개시 또는 수면 유지 또는 둘 다에서의 곤란성을 특징으로 하는 불면증의 치료를 위한 의약의 제조에 있어서 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 화합물 또는 그의 제약상 허용되는 염의 용도.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 화합물 또는 그의 제약상 허용되는 염을 하나 이상의 제약상 허용되는 담체, 부형제 또는 희석제, 및 임의로 다른 치료 성분과 함께 포함하는 제약 조성물.
제17항에 있어서, 다른 치료 성분이 선택적 세로토닌 재흡수 억제제를 포함하는 것인 제약 조성물.