KR20170139074A - Pde10 억제제 및 관련 조성물 및 방법 - Google Patents

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KR20170139074A
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제니퍼 린 게이그
케빈 엘. 할볼
라구람 붐마가니
두르가 바라프라사드 보트라
라쓰마 레디 카르나티
사트야무르시 나라야난
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오메로스 코포레이션
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Abstract

본원에 PDE10을 억제하는 단리된 또는 순수한 화합물이 기재되며, 상기 화합물은, 정신병적, 불안, 기분 장애 및/또는 신경 장애, 예컨대, 파킨슨 병, 헌팅턴 병, 알츠하이머 병, 뇌염, 공포증, 간질, 실어증, 벨 마비, 뇌성 마비, 수면 장애, 통증, 투렛 증후군, 조현병, 망상 장애, 약물-유발 정신증 및 공황 및 강박 장애를 비롯한 다양한 병증의 치료에 유용성을 갖는다. 상기 화합물의 약학적으로 허용가능한 염, 입체이성질체, 용매화물 및 전구약물 또한 본원에 제공된다. 또한, 상기 단리된 또는 순수한 화합물과 함께 약학적으로 허용가능한 담체를 포함하는 조성물 뿐만 아니라, PDE10의 억제를 필요로 하는 온혈 동물에서 PDE10을 억제하기 위한 이의 사용 방법이 기재된다.

Description

PDE10 억제제 및 관련 조성물 및 방법
관련 출원의 상호 참조
본원은 2015년 4월 24일자로 출원된 미국 가출원 제62/152,736호의 35 U.S.C §119(e)하의 우선권을 주장하며, 이의 내용은 본원에 그 전체가 참고 문헌으로 원용된다.
기술 분야
본 발명은 일반적으로 PDE10 억제제로서 활성을 갖는 화합물 및 이를 함유하는 조성물 뿐만 아니라, 이러한 화합물을 다양한 장애의 치료를 필요로 하는 온혈 동물에게 투여함으로써 이를 치료하는 방법에 관한 것이다.
사이클릭 뉴클레오티드 포스포디에스테라아제 (PDE)는 거대 슈퍼패밀리의 효소로 대표된다. PDE는 카르복시 말단에 근접한 보존된 촉매 도메인, 및 보통 아미노 말단에 근접한 조절 도메인 또는 모티프를 갖는 모듈 구조를 보유하는 것으로 알려진다. PDE 슈퍼패밀리는 현재 11개 패밀리로 하위 분류된 20개 초과의 상이한 유전자를 포함한다 [참조: Lugnier, C., "Cyclic nucleotide phosphodiesterase (PDE) superfamily: a new target for the development of specific therapeutic agents." Pharmacol Ther. 2006 Mar; 109(3):366-98].
최근 기술된 PDE인, PDE10은 3개 독립적인 그룹으로 동시에 보고되었다 [참조: " J Biol Chem 1999, 274:18438-18445; Loughney et al., "Isolation and characterization of PDE10A, a novel human 3′, 5′-cyclic nucleotide phosphodiesterase," Gene 1999, 234:109-117; Soderling et al., "Isolation and characterization of a dual-substrate phosphodiesterase gene family: PDE10A," Proc Natl Acad Sci USA 1999, 96:7071-7076)]. PDE10은 cAMP 및 cGMP 둘 모두를 가수분해시킬 수 있으나; cAMP의 K m이 대략 0.05 μM 인 것에 반해 cGMP의 K M 은 3 μM이다. 또한, cAMP 가수분해시 V max는 cGMP 보다 5배 더 낮다. 이러한 동력학으로인해, PDE10에 의한 cGMP 가수분해는 시험관내에서 cAMP로 강력하게 억제되며, 이는 PDE10가 생체내에서 cAMP-억제된 cGMP 포스포디에스테라아제로서 기능할 수 있다는 것을 시사한다. PDE8 또는 PDE9와는 달리, PDE10은 2.6 μM의 IC50 (50% 억제 농도)을 갖는 IBMX로 억제된다 [참조: Soderling and Beavo, "Regulation of cAMP and cGMP signaling: new phosphodiesterases and new functions," Current Opinion in Cell Biology, 2000, 12:174-179.].
PDE10은, 다양한 단백질에 걸쳐 보존된 PDE2, PDE5 및 PDE6의 cGMP-결합 도메인과 유사한 2개 아미노-말단 도메인을 포함한다. 이러한 도메인의 다양한 보존성으로 인해, 이는 현재 GAF 도메인으로 지칭된다 (GAF 단백질의 경우: cGMP 결합 포스포디에스테라아제; 시아노박테리아 아나베나 (Anabaena ) 아데닐릴 시클라아제; 및 에스케리키아 콜라이 (Escherichia coli) 전사 제어인자 fhlA). PDE2, PDE5 및 PDE6에서 GAF 도메인은 cGMP에 결합하나, 이는 모든 경우에서 상기 도메인의 주요 기능은 아닐 것이다 (예를 들어, E. coli는 cGMP를 합성하는 것으로 생각되지 않는다). 흥미롭게도, PDE10의 시험관내 결합 연구는 cGMP 결합에 대한 해리 상수 (Kd)가 9 μM 보다 훨씬 크다는 것을 나타냈다. cGMP의 생체내 농도가 대부분의 세포에서 이와 같이 높은 수준에 도달하지 못하는 것으로 생각되기 때문에, cGMP에 대한 PDE10의 친화력이 조절로써 증가되거나, 또는 PDE10 내 GAF 도메인의 주요 기능이 cGMP 결합 이외의 다른 것 일 수 있는 것으로 생각된다.
치료적 사용의 광범위한 요법을 위하여 PED 패밀리 효소의 억제제가 널리 탐색되어왔다. PDE 억제제의 보고된 치료 용도로는 알레르기, 돌발성 폐 질환 (obtrusive lung disease), 고혈압, 신장 암종, 협심증, 울혈성 심부전, 우울증 및 발기 부전을 포함한다 (WO 01/41807 A2). PDE의 다른 억제제는 허혈성 심장 질환의 치료를 위하여 개시되었다 (미국 특허 제5,693,652호). 보다 구체적으로는, PDE10의 억제제는 특정 신경 및 정신 장애, 예컨대, 파킨슨 병, 헌팅턴 병, 조현병, 망상 장애, 약물-유발 정신증 및 공황 및 강박 장애를 위하여 개시되었다 (미국 특허공개 제2003/0032579호). PDE10은 수많은 신경 및 정신 장애와 밀접하게 관련되는 뇌 부위 내 뉴런에서 높은 수준으로 존재하는 것으로 밝혔졌다. PDE10 활성을 억제함으로써, 뉴런 내 cAMP 및 cGMP의 수준이 증가되고, 이에 따라 적절하게 기능하는 뉴런의 능력이 개선된다. 따라서, PDE10의 억제는 뉴런 내 cAMP 및 cGMP의 수준이 증가됨으로 유익을 얻는 상기 언급된 신경, 정신, 불안 및/또는 기분 장애 (movement disorder)를 비롯한 다양한 병증 또는 장애의 치료에 유용한 것으로 생각된다.
미국 특허 제8,343,970호 및 제8,685,975호에 기재된 바와 같이 PDE10의 억제와 관련된 진보가 이뤄지며, 이는 모든 목적을 위해 그 전체가 참조 문헌으로 포함된다. 이러한 화합물은 적합한 치료적 특성을 갖지만, 다양한 병증 및/또는 장애의 치료를 위한 유효한 수준의 활성을 보유하여 이로부터 유익을 얻으면서도, 개선된 특성, 예컨대, 용해성을 갖는, PDE10의 억제제가 당해 분야에서 요구된다. 본 발명의 화합물은 미국 특허 제8,343,970호 및 제8,685,975호에 개시된 것과 비교하여, 유사한 수준의 치료 활성을 제공하면서 동시에 개선된 수-용해성을 제공한다.
본 발명은 일반적으로 PDE10 억제제로서 활성을 갖는 단리된 또는 실질적으로 순수한 화합물 뿐만 아니라, 이의 제조 및 사용 방법, 및 이를 함유하는 약학적 조성물에 관한 것이다.
일 실시형태에서, 상기 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염, 입체이성질체, 용매화물 및 전구약물은 하기 화학식 (I)를 가지며:
Figure pct00001
상기 식에서, X, R1, R2, R3, 및 R4는 하기 정의된 바와 같다.
본 발명의 화합물은 다양한 범위의 치료적 적용에 대해 유용성을 가지며, 특히 뉴런 내의 cAMP 및 cGMP의 수준이 증가됨으로써 유익을 얻는 다양한 병증 또는 장애를 치료하는데 사용될 수 있고, 상기 병증 또는 장애로, 신경 장애, 예컨대, 정신병적 장애 (psychotic disorders), 불안 장애, 기분 장애 및/또는 신경 장애, 예컨대, 파킨슨 병, 헌팅턴 병, 알츠하이머 병, 뇌염, 공포증 (phobias), 간질, 실어증, 벨 마비 (Bell's palsy), 뇌성 마비, 수면 장애, 통증, 투렛 증후군, 조현병, 망상 장애, 양극성 장애, 외상-후 스트레스 장애, 약물-유발 정신증, 공황 장애, 강박 장애, 주의력-결핍 장애, 분열성 행동 장애 (disruptive behavior disorder), 자폐증, 우울증, 치매, 인지 장애, 간질, 불면증, 및 다발성 경화증을 포함한다.
본 발명의 방법은 유효량의 전술한 구조의 화합물, 전형적으로, 약학적 조성물 형태의 화합물을, 인간을 비롯한 이를 필요로 하는 포유동물에게 투여하는 단계를 포함한다. 따라서, 추가의 실시형태에서, 전술한 화학식의 하나 이상의 화합물과 약학적으로 허용가능한 담체 또는 희석제를 함께 함유하는 약학적 조성물이 기재된다.
본 발명의 이러한 및 다른 측면은 하기의 상세한 설명을 참조할 시 더욱 자명해질 것이다. 이러한 목적을 위하여, 다양한 참조가 더욱 상세한 특정 배경 정보, 절차, 화합물 및/또는 조성물이 기재된 본원에 설명되며, 이의 전문이 본원에 참조로 원용된다.
본 발명은 일반적으로 PDE10 억제제로서 유용한 단리된 또는 실질적으로 순수한 화합물, 및 이를 포함하는 약학적 조성물의 제조 및 사용 방법에 관한 것이다.
일 실시형태에서, 본 발명의 상기 PDE10 억제제, 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염, 입체이성질체, 용매화물 또는 전구약물은 하기 화학식 (I)을 갖는다:
Figure pct00002
상기 식에서,
R1은 H, C1-3 알킬, 하이드록시-C1-3 알킬, C1-C3 알콕시, C1-3 알킬 하이드록실, 또는 글루쿠로니딜-O-C1-3 알킬이고;
R2는 H, C1-3 알킬, 또는 글루쿠로니딜이고;
R3 및 R4는 각각 독립적으로 H, C1-3 알킬, 또는 글루쿠로니딜이고;
X는 =O, OH, 또는 O-글루쿠로니딜이고,
단, 상기 화학식 (I)의 화합물은 하기가 아니다:
Figure pct00003
본원에 사용된 바와 같이, 상기 용어는 다음 의미를 갖는다:
"하이드록시" 또는 "하이드록실"은 OH 라디칼을 지칭한다.
"옥소"는 =O 치환기를 지칭한다.
"C1- 6알킬"은 1 내지 6개 탄소 원자를 함유하는 직쇄 또는 분지된, 비사이클릭 또는 사이클릭, 불포화된 또는 포화된 지방족 탄화수소 라디칼을 의미한다. 대효적인 포화 직쇄 알킬은 메틸, 에틸, n-프로필, n-부틸, n-펜틸 및 n-헥실 등을 포함하며; 포화 분지된 알킬은 이소프로필, sec-부틸, 이소부틸, tert-부틸 및 이소펜틸 등을 포함한다. 대표적인 포화된 사이클릭 알킬은 사이클로프로필, 사이클로부틸, 사이클로펜틸 및 사이클로헥실 등을 포함하며; 불포화된 사이클릭 알킬은 사이클로펜테닐 및 사이클로헥세닐 등을 포함한다. 불포화된 알킬은 인접한 탄소 원자 간에 적어도 1개의 이중 또는 삼중 결합 (각각 "알케닐" 또는 "알키닐"로 지칭됨)을 함유한다. 대표적인 직쇄 및 분지된 알케닐은 에틸레닐, 프로필레닐, 1-부테닐, 2-부테닐, 이소부틸레닐, 1-펜테닐, 2-펜테닐, 3-메틸-1-부테닐, 2-메틸-2-부테닐 및 2,3-디메틸-2-부테닐 등을 포함하며; 대표적인 직쇄 및 분지된 알키닐은 아세틸레닐, 프로피닐, 1-부티닐, 2-부티닐, 1-펜티닐, 2-펜티닐 및 3-메틸-1-부티닐 등을 포함한다.
"C1- 6알콕시"는 화학식 ORa의 라디칼을 지칭하고, 여기서, Ra는 상기 정의된 바와 같은 라디칼, 예컨대, 메톡시 및 에톡시 등이다.
"할로" 또는 "할로겐"은 브로모, 클로로, 플루오로 또는 요오도를 지칭한다.
"Gluc" 또는 "글루쿠로니딜"은 글루쿠로니드 또는 글루쿠로노시드기, 예컨대, β-D-글루쿠로니드를 지칭한다. 이는 글리코시드 결합, 예를 들어, β-글리코시드 결합으로 결합된 임의의 글루쿠론산을 말한다. "Gluc"기는 임의의 하이드록실 또는 카르보닐 기를 통해 화학식 (I)의 화합물에 부착될 수 있다.
본원에 사용되는 용어 "치환된"은 (예를 들어, 치환된 헤테로사이클릴 또는 치환된 아릴과 관련하여), 적어도 하나의 수소가 치환기로 대체된다는 것을 의미한다. 본 발명의 맥락에서 "치환기"는 할로겐, 하이드록시, 옥소, 시아노, 니트로, 이미노, 티옥소, 아미노, 알킬아미노, 디알킬아미노, 알킬, 알콕시, 알킬티오, 할로알킬, 아릴, 아르알킬, 헤테로아릴, 헤테로아릴알킬, 헤테로사이클 및 헤테로사이클알킬, 및 NRaRb, NRaC(=O)Rb , NRaC(=O)NRaNRb, NRaC(=O)ORb, NRaSO2Rb, C(=O)Ra, C(=O)ORa, C(=O)NRaRb, OC(=O)NRaRb, ORa, SRa, SORa, S(=O)2Ra, OS(=O)2Ra, S(=O)2ORa, =NSO2Ra 및 SO2NRaRb를 포함한다. 상기의 이러한 문맥에서 Ra 및 Rb는 동일하거나 상이할 수 있고, 독립적으로 수소, 알킬, 할로알킬, 사이클로알킬, 아릴, 아르알킬, 헤테로사이클릴일 수 있다. 또한, 전술한 치환기는 하나 이상의 상기 치환체로 추가로 치환될 수 있다.
화학식 (I)의 다른 추가의 실시형태에서, R1은 메틸 또는 하이드록시메틸이다.
화학식 (I)의 다른 추가의 실시형태에서, R2는 에틸이다.
화학식 (I)의 다른 추가의 실시형태에서, R3 및 R4는 각각 독립적으로 H, 메틸, 또는 글루쿠로니딜이다. 화학식 (I)의 또 다른 실시형태에서, R3 및 R4는 각각 독립적으로 H 또는 메틸이다.
화학식 (I)의 다른 추가의 실시형태에서, X는 =O 또는 -OH이다.
화학식 (I)의 다른 추가의 실시형태에서, 상기 화합물은 하기 중 하나로부터 선택된다:
Figure pct00004
일 실시형태에서, 본 발명의 PDE10 억제제는 하기 중 하나로부터 선택된다:
Figure pct00005
Figure pct00006
.
또 다른 실시형태에서, 본 발명의 화합물은 적어도 약 99.5%의 순도를 갖는다. 추가의 실시형태에서, 본 발명의 화합물은 적어도 약 99%의 순도를 갖는다. 또 다른 추가의 실시형태에서, 본 발명의 화합물은 적어도 약 98.5%의 순도를 갖는다. 또 다른 추가의 실시형태에서, 본 발명의 화합물은 적어도 약 98%의 순도를 갖는다. 또 다른 추가의 실시형태에서, 본 발명의 화합물은 적어도 약 95%의 순도를 갖는다.
일 실시형태에서, 본 발명의 화합물은, 예를 들어, 미국 특허 제8,343,970호 및 제8.685.975호에 예시된 것과 같은 이전에 합성된 PDE10 억제제보다 더 높은 수 용해성을 가지나, 이와 유사한 수준의 생물학적 활성을 갖는다. 일부 실시형태에서, 본 발명의 화합물은 이전에 합성된 PDE10 억제제보다 약 1.5배 높은 수 용해성을 갖는다. 일부 실시형태에서, 본 발명의 화합물은 이전에 합성된 PDE10 억제제보다 약 2배 높은 수 용해성을 갖는다. 일부 실시형태에서, 본 발명의 화합물은 이전에 합성된 PDE10 억제제보다 약 5배 높은 수 용해성을 갖는다. 일부 실시형태에서, 본 발명의 화합물은 이전에 합성된 PDE10 억제제보다 약 10배 높은 수 용해성을 갖는다.
본 발명의 화합물은 일반적으로 유리 염기의 형태로 이용될 수 있다. 대안적으로, 본 발명의 화합물은 산 부가 염의 형태로 사용될 수 있다. 본 발명의 화합물의 유리 염기 형태의 산 부가 염은 종래 잘 공지된 방법으로 제조될 수 있으며, 유리 염기와 유기산 또는 무기산과의 반응으로부터 형성될 수 있다. 적절한 유기산은, 예를 들어, 말레산, 푸마르산, 벤조산, 아스코르브산, 숙신산, 메탄설폰산, 아세트산, 트리플루오로아세트산, 옥살산, 프로피온산, 타르타르산, 살리실산, 시트르산, 글루콘산, 락트산, 만델린산, 신남산, 아스파르트산, 스테아르산, 팔미트산, 글리콜산, 글루탐산 및 벤젠설폰산을 포함한다. 적절한 무기산은, 예를 들어, 염산, 브롬화수소산, 황산, 인산 및 질산을 포함한다. 염기 부가 염은 카르복실산염 음이온과 함께 형성되는 염들을 포함하고, 유기 및 무기 양이온, 예컨대, 알칼리 및 알칼리 토금속 (예: 리튬, 나트륨, 칼륨, 마그네슘, 바륨 및 칼슘) 뿐만 아니라, 암모늄 이온 및 이의 치환된 유도체 (예: 디벤질암모늄, 벤질암모늄 및 2-하이드록시에틸암모늄 등)로부터 선택된 것들을 포함한다.
또한, 전구약물이 본 발명의 내용에 포함된다. 전구약물은, 이러한 전구약물이 환자에게 투여되는 경우, 생체내에서 화학식 (I)의 화합물을 방출하는 임의의 공유적으로 결합된 캐리어이다. 전구약물은 일반적으로 통상의 조작에 의해 또는 생체내에서 절단되어 모 화합물을 생성하는 방식으로 작용기를 변형함으로써 제조된다. 전구약물은, 예를 들어, 하이드록시가 임의의 기에 결합된 화합물이 환자에게 투여되는 경우 하이드록시를 재-형성하도록 임의의 기가 절단되는, 하이드록시가 임의의 기에 결합된 본 발명의 화합물을 포함한다. 따라서, 전구약물의 대표적인 예로는 화학식 (I)의 화합물의 알콜 및 아민 작용기의 아세테이트, 포르메이트 및 벤조에이트 유도체를 포함하나, 이에 제한되지 않는다. 알콜 보호기 화학은 당해 기술 분야에 잘 공지되어 있다. 예를 들어, 알콜의 아세테이트 전구약물을 형성하는데, 알콜과 아실 클로라이드 및 염기를 함께 반응시킬 수 있다.
또한, 본원에 기재된 발명은 상이한 원자 질량 또는 질량수를 가지는 원자로 대체된 하나 이상의 원자를 갖는 동위 원소-표지된 화학식 (I)의 단리된 또는 실질적으로 순수한 화합물의 모든 약학적으로 허용가능한 화합물을 포함하는 것을 의미한다. 개시된 화합물 내에 포함될 수 있는 동위원소의 예로는, 수소, 탄소, 질소, 산소, 인, 불소, 염소 및 요오드, 예컨대, 각각 2H, 3H, 11C, 13C, 14C, 13N, 15N, 15O, 17O, 18O, 31P, 32P, 35S, 18F, 36Cl, 123I, 및 125I을 포함한다. 이러한 방사성 표지된 화합물은, 예를 들어, 작용 부위 또는 방식, 또는 약리학적으로 중요한 작용 부위에 대한 결합 친화성을 특성화함으로써 화합물의 유효성을 결정하거나 측정하는데 유용할 수 있다. 예를 들어, 방사성 동위 원소를 포함하는 화학식 (I)의 특정 동위 원소-표지된 화합물은 약물 및/또는 기질 조직 분포 연구에 유용하다. 방사성 동위 원소 삼중 수소, 즉, 3H 및 탄소-14, 즉, 14C는 혼입 및 검출 준비 수단에서의 이들의 용이성을 고려할 때, 이러한 목적에 특히 유용하다. 중수소와 같은 무거운 동위원소, 즉, 2H로의 치환은 더 양호한 대사 안정성에서 비롯된 특정 치료 이점, 예를 들어, 증가된 생체내 반감기 또는 감소된 투여량 조건을 제공할 수 있으며, 따라서, 특정 상황에서 보다 더 선호될 수 있다. 양전자 방출 동위원소, 예컨대, 11C, 18F, 15O 및 13N로의 치환은 기질 수용체 점유도를 조사하기 위한 양전자 방출 단층촬영술 (PET: Positron Emission Topography) 연구에 유용할 수 있다. 화학식 (I)의 동위원소-표지된 화합물은 일반적으로 당업자에게 공지된 종래 기술로 제조되거나, 하기에 설명된 바와 같이 이전에 이용된 비-표지된 시약 대신 적합한 동위원소-표지된 시약을 사용하는 실시예에 기재된 것과 유사한 방법으로 제조될 수 있다.
입체이성질체에 관하여, 화학식 (I)의 화합물은 키랄 중심을 가지며, 라세미체, 라세미체 혼합물로서 생성되거나, 개별 거울상이성질체 또는 부분입체이성질체로서 생성될 수 있다. 이의 혼합물을 비롯한 모든 이러한 이성질체 형태는 본 발명 내에 포함된다. 또한, 화학식 (I)의 화합물의 일부 결정형은 다형태로 존재할 수 있으며, 본 발명 내에 포함된다. 또한, 화학식 (I)의 일부 화합물은 물 또는 다른 유기 용매와 함께 용매화물을 형성할 수 있다. 이러한 용매화물은 마찬가지로 본 발명의 범주 내에 포함된다.
본 발명의 또 다른 실시형태에서, 하나 이상의 화학식 (I)의 단리된 또는 실질적으로 순수한 화합물을 함유하는 약학적 조성물이 기재된다. 투여를 위하여, 본 발명의 화합물은 약학적 조성물로 제형화될 수 있다. 본 발명의 약학적 조성물은 하나 이상의 본 발명의 화합물 및 적어도 하나의 약학적으로 허용가능한 담체 및/또는 희석제를 포함한다. PDE10 억제제는 특정 장애를 치료하는데 유효한 양, 즉, 바람직하게는 온혈 동물에게 허용가능한 독성을 가지면서 목적하는 PDE10 억제를 달성하기에 충분한 양으로 조성물 내에 존재한다. 전형적으로, 본 발명의 약학적 조성물은 투여 경로에 따라 투여량 당 0.1 mg 내지 250 mg, 보다 전형적으로는 1 mg 내지 60mg의 양의 PDE10 억제제를 포함할 수 있다 적절한 농도 및 투여량은 당업자에 의해 용이하게 결정될 수 있다.
일반적으로, 전형적 1일 복용량은 질환의 유형 및 중증도에 따라, 예를 들어, 하나 이상의 개별 투여 여부에 따라 약 1 ㎍/kg 내지 100 mg, 바람직하게는 0.01-100 mg/kg, 보다 바람직하게는 0.1-70 mg/kg의 범위일 수 있다. 상태에 따라 수일 또는 그 이상 동안 반복적으로 투여하는 경우, 질환 증상의 목적하는 억제력이 발생할 때까지 치료는 지속된다. 그러나, 다른 투여 요법이 유용할 수 있다. 이러한 요법의 과정은 표준 기법 및 분석으로 모니터링될 수 있다. 본 발명의 투여 단위 형태를 위한 기준은 활성 화합물의 고유 특성 및 달성될 특정 치료 효과, 및 개체의 치료를 위해 이러한 활성 화합물을 혼합하는 기술에 고유한 제한에 의해 좌우되고 직접적으로 이에 의존된다.
약학적으로 허용가능한 담체 및/또는 희석제는 당업자에게 잘 공지되어있다. 액체 용액으로 제형화된 조성물의 경우, 허용가능한 담체 및/또는 희석제는 염수 및 멸균수를 포함하며, 임의로 항산화제, 완충제, 정균제 및 다른 일반 첨가제를 포함할 수 있다. 또한, 조성물은 추가로 PDE10 억제제, 희석제, 분산제 및 계면활성제, 결합제, 및 윤활제를 함유하는 알약, 캡슐, 과립, 또는 정제로 제형화될 수 있다. 당업자는 허용된 방법, 예컨대, 문헌 [Remington's Pharmaceutical Sciences, Gennaro, Ed., Mack Publishing Co., Easton, PA 1990 참조]에 기재된 방법에 따라, 적절한 방식으로 PDE10 억제제를 추가로 제형화할 수 있다.
또 다른 실시형태에서, 본 발명은 질환, 예를 들어, 상기 기술된 바와 같은 정신병적 장애, 불안 장애, 기분 장애 및/또는 신경 장애, 예컨대, 파킨슨 병, 헌팅턴 병, 알츠하이머 병, 뇌염, 공포증, 간질, 실어증, 벨 마비, 뇌성 마비, 수면 장애, 통증, 투렛 증후군, 조현병, 망상 장애, 양극성 장애, 외상-후 스트레스 장애, 약물-유발 정신증, 공황 장애, 강박 장애, 주의력-결핍 장애, 분열성 행동 장애, 자폐증, 우울증, 치매, 인지 장애, 간질, 불면증 및 다발성 경화증을 비롯하나, 이에 제한되지 않는 질환을 치료하기 위한 방법을 제공한다. 이러한 방법은 본 발명의 화합물을 병증을 치료하기에 충분한 양으로 온혈 동물에게 투여하는 단계를 포함한다. 이러한 문맥에서, "치료"는 예방적 투여를 포함한다. 이러한 방법은 본 발명의 PDE10 억제제, 바람직하게는 상기 기술된 바와 같은 약학적 조성물의 형태의 PDE10 억제제의 전신 투여를 포함한다. 본원에 사용된 바와 같이, 전신 투여는 피하, 근육내, 두개내, 안와내, 안과적, 심실내, 피막내, 관절내, 척수내, 낭내, 복막내, 비강내, 에어로졸, 정맥내, 피내, 흡입, 경피, 점막내 및 직장 투여를 비롯한 경구 및 비경구 투여 방법을 포함한다.
경구 투여를 위하여, PDE10 억제제의 적절한 약학적 조성물은 분말, 과립, 알약, 정제 및 캡슐, 뿐만 아니라 액제, 시럽, 현탁액 및 에멀젼을 포함한다. 또한, 이러한 조성물은 향미제, 보존제, 서스펜션화제, 증점안정제 및 유화제, 및 다른 약학적으로 허용가능한 첨가제 및 부형제를 포함할 수 있다. 비경구 투여를 위하여, 본 발명의 화합물은 이러한 용액내 일반적으로 사용되는 PDE10 억제제, 완충제, 항산화제, 정균제 및 다른 첨가제 및 부형제를 추가로 함유할 수 있는 수성 주사 용액으로 제조될 수 있다. 본 발명의 조성물은 치료 화합물의 지속된 방출 또는 증대된 흡수 또는 활성을 위하여 전달 시스템, 예를 들어, 주사용 리포솜 또는 하이드로겔 시스템, 경구 또는 비경구 전달용 미세입자, 나노입자, 또는 미셀 시스템, 또는 경구 전달용 단계적 캡슐 시스템으로 전달될 수 있다.
본 발명의 추가 이점으로, 화학식 (I)의 화합물은 종래 항정신병약과 관련된 대사 부작용, 특히 치료학적으로 유도된 비만 발생률을 예방하거나 감소시키는 것으로 예상된다. 예를 들어, 조현병을 치료하기 위해 널리 처방되는 의약인 올란자핀 (Zyprexa®) 및 이와 관련된 비정형 항정신병약물의 장기간 사용은 비만 및 당뇨병과 같이 관련된 병증을 비롯한 상당한 대사 부작용과 연관된다.
동물에서, 올란자핀을 이용한 아만성 치료 (subchronic treatment)는 사람 상황에 맞게 음식 섭취를 촉진시키고 체중을 증가시킨다. 더욱이, 올란자핀은 혈액 렙틴 수준을 급격히 하락시킨다. 렙틴은 지방 조직으로부터 생성된 포만 호르몬이며, 렙틴 수준의 감소는 식욕을 자극시킨다. 올란자핀이 적어도 부분적으로 렙틴 수준을 감소시킴으로써 음식 섭취를 촉진시킬 수 있다는 것이 이론화되어있다. 또한, 올란자핀의 급성 투여는 글루코스 내성 시험에서 글루코스와 인슐린 수준에 대한 동물의 반응을 변화시키고, 이는 음식 섭취 및 체중 증가에 대한 올란자핀의 효과와 직접 연관될 수 있다. 올란자핀과 비교하여, 대사에 관한 본 발명의 PDE10 억제제의 급성 효과, 예컨대, 표준 동물 모델에서 대사 변화 (metabolic challenge) 동안의 렙틴, 인슐린 및 글루코스의 변화 뿐만 아니라, 음식 섭취, 체중 및 에너지 항상성에서의 본 발명의 PDE10 억제제의 만성 효과에 관한 시험은, 항정신병약으로서 PED10 억제제의 더 적은 부작용 문제와 관련한 약학적 이점에 대한 입증을 제공해야 한다.
본 발명의 조성물은 하나 이상의 추가 치료제를 동시에 또는 순차적으로 투여하면서 함께 투여될 수 있다. 적절한 추가제 (즉, 애주번트)는 도파민-D2 수용체 및 세로토닌 5HT2 수용체를 차단하는 항정신병약, 예를 들어, 할로페리돌, 플루페나진, 클로르프로마진 및, 비정형 항정신병약, 예컨대, 클로자핀, 올란자핀, 리스페리돈, 퀘티아핀, 지프라시돈을 포함할 수 있다.
본 발명의 화합물을 분석하여 톰슨 및 어플맨 (Thompson and Appleman)의 2 단계 방법을 변형함으로써 이들의 IC50 값을 측정할 수 있다. 간략하게는, cAMP를 (3H)cAMP로 스파이킹하고, PDE10 및 다양한 농도의 화학식 (I)의 화합물을 함께 항온처리한다. 적절한 항온처리 시간 후, 가열로써 반응을 종결시킨다. 이어서, 혼합물을 뱀독 포스파타아제 (snake venom phosphatase)로 처리한다. 포스파타아제는 상기 혼합물 내 임의의 AMP를 가수분해하나, 비반응된 cAMP는 온전하게 남는다. 따라서, 혼합물 중의 cAMP를 분리하고 이의 농도를 측정함으로써 (방사선촬영으로), 억제율을 측정할 수 있다. 표준 그래픽 수단을 사용하여 여러 농도에서 실험을 수행함으로써 IC50 값을 계산할 수 있다. 실제 기법의 상세한 설명에 하기 실시예에 설명된 바와 같이 IC50 분석에 사용하였다. 이러한 목적을 위하여, 본 발명의 PDE10 억제제는 100 μM 이하, 일반적으로는 10 μM 미만, 전형적으로는 1 μM 미만의 IC50을 갖는다.
본 발명의 화합물은 하기 실시예에 상세히 기재된 방법을 비롯한 공지된 유기 합성 방법으로 제조될 수 있다. 하기 실시예는 제한없이 예시를 목적으로 제공된다.
실시예
상업적 공급원으로부터 시약을 구매하고, 수득한 대로 사용하였다. 내부 기준으로서 사용된 테트라메틸실란과 함께 300 MHz에서 Bruker AVANCE 300 분광분석계 및 400 MHz에서 Bruker AVANCE 400 분광분석계 상에서 1H NMR 스펙트럼을 수득하였다. 기준으로 사용된 용매 피크와 함께 100 MHz에서 Bruker AVANCE 400 분광분석계 상에서 13C NMR 스펙트럼을 수득하였다. Whatman No. 4500-101 (Diamond No. MK6F silica-gel 60 Å) 플레이트를 사용하여 박층 크로마토그래피 (TLC)를 수행하였다. UV 선 (254 nm)을 사용하여 TLC 플레이트를 시각화하였다. 전자분무 이온화를 사용하여 Finnigan LCQ-DUO 분광분석계 상에서 질량 스펙트럼을 수득하였다. HPLC 분석을 Agilent 1100 Series 기기 상에서 수행하였다. 불순물은 HPLC에 의한 % AUC로 표시되며, 비-검증된 것이다.
실시예 1
1-[5-(4-클로로-3-하이드록시-5-메톡시페닐)푸란-2-일]-2-에톡시-2-[4-(5-메틸-1,3,4-티아디아졸-2-일)페닐]에타논 (화합물 1)
Figure pct00007
NMP (150 mL) 중 5-브로모-2-클로로-1, 3-디메톡시벤젠 (20.0 g, 79.5 mmol)의 교반된 용액을 실온에서 NaSMe (6.20 g, 87.5 mmol)로 충전하였다. 상기 반응 혼합물을 150 ℃에서 12 h 동안 교반하였다. 반응 혼합물을 실온으로 냉각시켰다. 혼합물에 HCl (2 N, 100 mL)를 첨가하고, 이를 EtOAc (2 × 300 mL)로 추출하였다. 배합된 유기 층을 물 (200 mL) 및 염수 (200 mL)로 세척하였다. 유기 층을 무수 Na2SO4 상에서 건조시키고, 감압하에 농축시켜 조 생성물을 생성하였다. 조 생성물을 컬럼 크로마토그래피 (5% EtOAc/헥산)로 정제하여 담황색의 걸쭉한 액체로 5-브로모-2-클로로-3-메톡시페놀 (4.50 g, 24%)을 생성하였다.
Figure pct00008
DME:물 (5:1, 18 mL) 중 5-브로모-2-클로로-3-메톡시페놀 (3.60 g, 15.1 mmol)의 교반된 용액을 실온에서 푸란-2-일보론산 (3.38 g, 30.3 mmol), K2CO3 (3.14 g, 22.7 mmol)로 처리하고, N2 가스로 30분 동안 퍼징하였다. Pd(PPh3)4 (1.75 g, 1.51 mmol)를 반응 혼합물에 첨가하여 이를 밀봉된 튜브에 두고, 85 ℃에서 16 h 동안 교반하였다. 반응 혼합물을 실온으로 냉각시켰다. 물 (20.0 mL)을 반응 혼합물에 첨가하고, EtOAc (2 × 50 mL)로 추출하엿다. 배합된 유기 층을 염수 (20 mL)로 세척하였다. 유기 층을 무수 Na2SO4 상에서 건조시키고, 감압하에 농축시켜 조 생성물을 생성하였다. 조 생성물을 컬럼 크로마토그래피 (15% EtOAc/헥산)으로 정제하여 무색의 걸쭉한 액체로 2-클로로-5-(푸란-2-일)-3-메톡시페놀 (3.00 g, 88%)을 생성하였다.
Figure pct00009
CH2Cl2 (20 mL) 중 2-클로로-5-(푸란-2-일)-3-메톡시페놀 (3.00 g, 13.4 mmol)의 교반된 용액을 0 ℃에서 PPTS (1.00 g, 4.00 mmol) 및 에틸 비닐 에테르 (4.80 g, 6.69 mmol)로 충전하였다. 반응 혼합물을 실온에서 4 h 동안 교반하였다. 반응 혼합물을 CH2Cl2 (50 mL) 및 물 (10 mL)로 희석하였다. 유기 층을 분리시키고, 물 (30 mL) 및 염수 (30 mL)로 세척하였다. 유기 층을 무수 Na2SO4 상에서 건조시키고, 감압하에 농축시켜 조 생성물을 생성하였다. 조 생성물을 컬럼 크로마토그래피 (5% EtOAc/헥산)로 정제하여 옅은 붉은색 액체로 2-(4-클로로-3-(1-에톡시에톡시)-5-메톡시페닐)푸란 (3.00 g, 77%)을 생성하였다.
Figure pct00010
THF (150 mL) 중 2-(4-클로로-3-(1-에톡시에톡시)-5-메톡시페닐)푸란 (3.00 g, 10.1 mmol)의 교반된 용액을 -78 ℃, 아르곤 대기하에, 10분에 걸쳐 적가되는 LDA (THF 중 2 M; 5.57 mL, 11.1 mmol)에 이어서, 2분에 걸쳐 적가되는 TMEDA (1.29 g, 11.1 mmol)로 충전시켰다. 반응 혼합물을 동일한 온도에서 1h 동안 교반하였다. THF (50.0 mL) 중 2-에톡시-N-메톡시-N-메틸-2-(4-(5-메틸-1, 3, 4-티아디아졸-2-일)페닐)아세트아미드 (3.26 g, 10.1 mmol)를 5분 동안 적가하고, 이를 동일한 온도에서 30분 동안 교반하였다. 온도를 0 ℃로 상승시키고, 동일한 온도에서 30분 동안 교반하였다. TLC 분석으로 출발 물질이 완전히 소모되었음을 확인한 경우, 반응 혼합물을 물 (50 mL)로 퀀칭하고, EtOAc (2 × 150 mL)로 추출하였다. 배합된 유기 층을 염수 (100 mL)로 세척하였다. 유기 층을 무수 Na2SO4 상에서 건조시키고, 이를 감압하에 농축시켜 조 생성물을 생성하였다. 조 생성물을 컬럼 크로마토그래피 (40% EtOAc/헥산)로 정제하여 황색 고체로 1-(5-(4-클로로-3-(1-에톡시에톡시)-5-메톡시페닐)푸란-2-일)-2-에톡시-2-(4-(5-메틸-1,3,4-티아디아졸-2-일)페닐)에탄-1-온 (2.00 g, 41%)을 생성하였다. 2-에톡시-N-메톡시-N-메틸-2-(4-(5-메틸-1,3,4-티아디아졸-2-일)페닐)아세트아미드 합성을 위하여, 미국 특허 제 8,343,970호를 참조한다.
Figure pct00011
MeOH:물 (4:1, 25 mL) 중 1-(5-(4-클로로-3-(1-에톡시에톡시)-5-메톡시페닐)푸란-2-일)-2-에톡시-2-(4-(5-메틸-1,3,4-티아디아졸-2-일)페닐)에탄-1-온 (2.00 g, 3.59 mmol)의 교반된 용액을 실온에서 PPTS (0.09 g, 0.359 mmol)로 충전하고,이를 16 h 동안 교반하였다. TLC 분석으로 출발 물질이 완전히 소모되었음을 확인한 경우, 반응 혼합물을 농축하고 CH2Cl2 (30 mL) 중에 용해시키고, 이를 물 (2 x 10 mL)로 세척하였다. 유기 층을 염수 (10 mL)로 세척하였다. 유기 층을 무수 Na2SO4 상에 건조시키고, 이를 감압하에 농축시켜 조 생성물을 생성하였다. 조 생성물을 컬럼 크로마토그래피 (60% EtOAc/헥산)로 정제하여 황색 고체로 1-(5-(4-클로로-3-하이드록시-5-메톡시페닐)푸란-2-일)-2-에톡시-2-(4-(5-메틸-1,3,4-티아디아졸-2-일)페닐)에탄-1-온 (0.80 g, 47%)을 생성하였다. MS: m/z 485.1 [M+H]+.
실시예 2
1-(5-(4-클로로-3,5-디메톡시페닐)푸란-2-일)-2-에톡시-2-(4-(5-(하이드록시메틸)-1,3,4-티아디아졸-2-일)페닐)에탄-1-온 (화합물 2)
Figure pct00012
DMF (100 mL) 중 2-에톡시-N-메톡시-N-메틸-2-(4-(5-메틸-1,3,4-티아디아졸-2-일)페닐)아세트아미드 (10.0 g, 31.1 mmol)의 교반된 용액을 실온에서 1,3-디브로모-5,5-디메틸히단토인 (8.90 g, 31.1 mmol)으로 충전하고, 이를 70 ℃에서 1 h 동안 교반하였다. 70 ℃에서 반응 혼합물에 AIBN (2.50 g, 15.5 mmol)을 첨가하고, 100 ℃에서 3 h 동안 교반하였다. TLC 분석으로 출발 물질이 완전히 소모되었음을 확인한 경우, 반응 혼합물을 실온으로 냉각시키고, 이를 차가운 얼음물 (500 mL)에 서서히 붓고, EtOAc (2 × 500 mL)로 추출하였다. 유기 층을 무수 Na2SO4 상에서 건조시키고, 이를 감압하에 농축시켜 조 생성물을 생성하였다. 조 생성물을 컬럼 크로마토그래피 (40% EtOAc/헥산)로 정제하여 담황색 고체로 2-(4-(5-(브로모메틸)-1,3,4-티아디아졸-2-일)페닐)-2-에톡시-N-메톡시-N-메틸아세트아미드 (3.36 g, 27%)를 생성하였다.
Figure pct00013
1,4-디옥산 (20 mL) 중 2-(4-(5-(브로모메틸)-1,3,4-티아디아졸-2-일)페닐)-2-에톡시-N-메톡시-N-메틸아세트아미드 (2.00 g, 4.99 mmol)의 교반된 용액을 실온에서 KOAc (0.98 g, 9.99 mmol)로 충전하고, 이를 110 ℃에서 3 h 동안 교반하였다. TLC 분석으로 출발 물질이 완전히 소모되었음을 확인한 경우, 반응 혼합물을 농축시키고; 물 (20 mL)을 첨가하고, EtOAc (2 × 50 mL)로 추출하였다. 유기 층을 무수 Na2SO4 상에서 건조시키고, 이를 감압하에 농축시켜 조 생성물을 생성하였다. 조 생성물을 컬럼 크로마토그래피 (40% EtOAc/헥산)로 정제하여 액체로 2-(4-(5-(아세톡시메틸)-1,3,4-티아디아졸-2-일)페닐)-2-에톡시-N-메톡시-N-메틸아세트아미드 (1.13 g, 60%)를 생성하였다.
Figure pct00014
MeOH (10 mL) 중 2-(4-(5-(아세톡시메틸)-1,3,4-티아디아졸-2-일)페닐)-2-에톡시-N-메톡시-N-메틸아세트아미드 (0.50 g, 1.31 mmol)의 교반된 용액을 실온에서 K2CO3 (0.27 g, 1.96 mmol)로 충전하였다. 반응 혼합물을 동일한 온도에서 2h 동안 교반하였다. TLC 분석으로 출발 물질이 완전히 소모되었음을 확인한 경우, 물 (30 mL)을 첨가하고, EtOAc (2 × 20 mL)로 추출하였다. 배합된 유기 층을 물 (20 mL) 및 염수 (20 mL)로 세척하였다. 유기 층을 무수 Na2SO4 상에서 건조시키고, 이를 감압하에 농축시켜 조 생성물을 생성하였다. 조 생성물을 MTBE로 분쇄하여 황색 고체로 2-에톡시-2-(4-(5-(하이드록시메틸)-1,3,4-티아디아졸-2-일)페닐)-N-메톡시-N-메틸아세트아미드 (0.20 g, 46%)를 생성하였다.
Figure pct00015
THF (30.0 mL) 중 2-(4-클로로-3,5-디메톡시페닐)푸란 (1.60 g, 6.73 mmol)의 교반된 용액을 -78 ℃에서 LDA (THF 중 2 M) (3.70 mL, 7.40 mmol)를 2분 동안 적가하고, 이어서 TMEDA (0.86 g, 7.40 mmol)를 2분 동안 적가하여 충전하였다. 반응 혼합물을 동일한 온도에서 1 h 동안 교반하였다. THF (20 mL) 중 2-에톡시-2-(4-(5-(하이드록시메틸)-1,3,4-티아디아졸-2-일)페닐)-N-메톡시-N-메틸아세트아미드 (2.50 g, 7.40 mmol)를 동일한 온도에서 2분 동안 적가하였다. 온도를 서서히 -30 ℃로 상승시켜, 동일한 온도에서 1 h 동안 교반하였다. TLC 분석으로 출발 물질이 완전히 소모되었음을 확인한 경우, 반응 혼합물을 물 (20 mL)로 퀀칭하고, EtOAc (2 × 50 mL)로 추출하였다. 유기 층을 무수 Na2SO4 상에서 건조시키고, 이를 감압하에 농축시켜 조 생성물을 생성하였다. 조 생성물을 컬럼 크로마토그래피 (30% EtOAc/헥산)로 정제하여 황색 고체로 1-(5-(4-클로로-3,5-디메톡시페닐)푸란-2-일)-2-에톡시-2-(4-(5-(하이드록시메틸)-1,3,4-티아디아졸-2-일)페닐)에탄-1-온 (0.29 g, 8%)을 생성하였다 [분석 데이터를 위하여 첨부물 5 -9 참조]. MS: m/z 515.2 [M+H]+.
실시예 3
(2S,3S,4S,5R,6R)-6-(2-클로로-5-(5-(2-에톡시-2-(4-(5-메틸-1,3,4-티아디아졸-2-일)페닐)아세틸)푸란-2-일)-3-메톡시페녹시)-3,4,5-트리하이드록시테트라하이드로-2H-피란-2-카르복실산 (화합물 3)
Figure pct00016
THF (50 mL) 중 도시된 바와 같은 6-(메톡시카르보닐)테트라하이드로-2H-피란-2,3,4,5-테트라일 테트라아세테이트 (5.50 g, 14.6 mmol)의 교반된 용액을 실온에서 트리부틸틴 메톡시드 (tributyltin methoxide) (4.69 g, 14.6 mmol)로 충전하였다. 반응 혼합물을 75 ℃에서 2 h 동안 교반하였다. TLC 분석으로 출발 물질이 완전히 소모되었음을 확인한 경우, 반응 혼합물을 실온으로 냉각시키고, HCl (2 N, 20 mL)로 퀀칭하였다. 수성 층을 EtOAc (2 x 100 mL)로 추출하였다. 배합된 유기 층을 물 (50 mL) 및 염수 (50 mL)로 세척하였다. 유기 층을 Na2SO4 상에서 건조시키고, 이를 감압하에 농축시켰다. 잔사를 컬럼 크로마토그래피 (50% EtOAc/헥산)로 정제하여 무색 액체로 (3R,4S,5S,6S)-2-하이드록시-6-(메톡시카르보닐)테트라하이드로-2H-피란-3,4,5-트리일 트리아세테이트 (3.00 g, 63%)를 생성하였다.
Figure pct00017
CH2Cl2 (30 mL) 중 (3R,4S,5S,6S)-2-하이드록시-6-(메톡시카르보닐)테트라하이드로-2H-피란-3,4,5-트리일 트리아세테이트 (3.00 g, 8.98 mmol)의 교반된 용액을 실온에서 트리클로로아세토니트릴 (12.9 g, 89.8 mmol) 및 Cs2CO3 (1.40 g, 4.49 mmol)로 충전하였다. 반응 혼합물을 실온에서 2h 동안 교반하였다. TLC 분석으로 출발 물질이 완전히 소모되었음을 확인한 경우, 반응 혼합물을 CH2Cl2 (50 mL)로 희석하고, 수성 NaHCO3 용액 (2 x 20 mL), 물 (20 mL) 및 염수 (20 mL)로 세척하였다. 유기 층을 무수 Na2SO4 상에서 건조시키고, 이를 감압하에 농축시켜 조 생성물을 생성하였다. 조 생성물을 컬럼 크로마토그래피 (20% EtOAc/헥산)로 정제하여 무색 액체로 (2S,3S,4S,5R,6R)-2-(메톡시카르보닐)-6-(2,2,2-트리클로로-1-이미노에톡시)테트라하이드로-2H-피란-3,4,5-트리일 트리아세테이트 (2.00 g, 48%)를 생성하였다.
Figure pct00018
CH2Cl2 (10 mL) 중 1-(5-(4-클로로-3-하이드록시-5-메톡시페닐)푸란-2-일)-2-에톡시-2-(4-(5-메틸-1,3,4-티아디아졸-2-일)페닐)에탄-1-온 (0.15 g, 0.300 mmol), (2S,3S,4S,5R,6R)-2-(메톡시카르보닐)-6-(2,2,2-트리클로로-1-이미노에톡시)테트라하이드로-2H-피란-3,4,5-트리일 트리아세테이트 (0.222 g, 0.460 mmol) 및 건조 4Å 분자체 (0.25 g)의 현탁액을 아르곤 대기하 실온에서 1 h 동안 교반하였다. 반응 혼합물을 -78 ℃로 냉각시키고, BF3·OEt2 (0.012 g, 0.09 mmol)를 20분 동안 적가하고, 이를 동일한 온도에서 1h 동안 교반하였다. 반응 혼합물을 실온에서 16 h 동안 교반하였다. 반응 혼합물을 CH2Cl2 (15 mL)로 희석하였다. 유기 층을 Celite®bed를 통해 여과하였다. 유기 층을 수성 NaHCO3 (15 mL), 물 (10 mL) 및 염수 (10 mL)로 세척하였다. 유기 층을 무수 Na2SO4 상에서 건조시키고, 이를 감압하에 농축시켜 조 생성물을 생성하였다. 조 생성물을 컬럼 크로마토그래피 (60% EtOAc/헥산)로 정제하여 옅은 황색 고체로 (2R,3R,4S,5S,6S)-2-(2-클로로-5-(5-(2-에톡시-2-(4-(5-메틸-1,3,4-티아디아졸-2-일)페닐)아세틸)푸란-2-일)-3-메톡시페녹시)-6-(메톡시카르보닐)테트라하이드로-2H-피란-3,4,5-트리일 트리아세테이트 (0.10 g, 40 %)를 생성하였다.
Figure pct00019
MeOH (3.0 mL) 중 (2R,3R,4S,5S,6S)-2-(2-클로로-5-(5-(2-에톡시-2-(4-(5-메틸-1,3,4-티아디아졸-2-일)페닐)아세틸)푸란-2-일)-3-메톡시페녹시)-6-(메톡시카르보닐)테트라하이드로-2H-피란-3,4,5-트리일 트리아세테이트 (0.10 g, 0.125 mmol)의 교반된 용액을 실온에서 물 (0.50 mL) 중 Na2CO3 (0.02 g, 0.250 mmol)로 충전하고, 이를 동일한 온도에서 16 h 동안 교반하였다. TLC 분석으로 출발 물질이 완전히 소모되었음을 확인한 경우, 반응 혼합물을 MeOH (5.0 mL)로 희석하고, Amberlyst-15 이온 교환 수지를 이용하여 pH를 6으로 조정하였다. 반응 혼합물을 여과하였다. 여액을 조 잔사로 농축시켜 이를 예비(prep) HPLC로 정제하였다. 예비 분획물 (아세토니트릴 및 물)을 40 ℃이하에서 진공하에 농축시켜 황색 고체로 (2S,3S,4S,5R,6R)-6-(2-클로로-5-(5-(2-에톡시-2-(4-(5-메틸-1,3,4-티아디아졸-2-일)페닐)아세틸)푸란-2-일)-3-메톡시페녹시)-3,4,5-트리하이드록시테트라하이드로-2H-피란-2-카르복실산 (0.06 g, 70%)을 생성하였다. MS: m/z 659.1 [M+H]+.
예비 HPLC 방법
컬럼: Sunfire OBD, C18, 10㎛, 30 × 250 mm
이동상: ACN 및 물 중 0.1% TFA
Figure pct00020
실시예 4
1-(5-(4-클로로-3,5-디메톡시페닐)푸란-2-일)-2-에톡시-2-(4-(5-메틸-1,3,4-티아디아졸-2-일)페닐)에탄-1-올 (화합물 4)
Figure pct00021
THF (120 mL) 중 2-(4-클로로-3,5-디메톡시페닐)푸란 (1.00 g, 4.20 mmol)의 교반된 용액을 아르곤 대기하 -78 ℃에서 5분 동안 LDA (THF 중 2 M, 2.31 mL, 4.62 mmol)를 적가하여 충전하고, 이를 동일한 온도에서 1 h 동안 교반하였다. THF (30 mL) 중 2-에톡시-N-메톡시-N-메틸-2-(4-(5-메틸-1,3,4-티아디아졸-2-일)페닐)아세트아미드 (1.40 g, 4.20 mmol)를 15분 동안 첨가하고, 이를 동일한 온도에서 15분 동안 교반하였다. 온도를 0 ℃로 서서히 상승시키고, 반응 혼합물을 30분 동안 교반하였다. TLC 분석으로 출발 물질이 완전히 소모되었음을 확인한 경우, 반응 혼합물을 HCl (1 N, 10 mL)로 퀀칭하고, EtOAc (2 × 50 mL)로 추출하였다. 배합된 유기 층을 물 (50 mL) 및 염수 (100 mL)로 세척하였다. 유기 층을 무수 Na2SO4 상에서 건조시키고, 감압하에 농축시켜 조 생성물을 수득하고, 이를 컬럼 크로마토그래피 (60% EtOAc/n-헥산)로 정제하여 황색 고체로 1-(5-(4-클로로-3,5-디메톡시페닐)푸란-2-일)-2-에톡시-2-(4-(5-메틸-1,3,4-티아디아졸-2-일)페닐)에탄-1-온 (0.80 g, 38%)을 생성하였다.
Figure pct00022
MeOH (10 mL) 중 1-(5-(4-클로로-3,5-디메톡시페닐)푸란-2-일)-2-에톡시-2-(4-(5-메틸-1,3,4-티아디아졸-2-일)페닐)에탄-1-온 (0.50 g, 1.00 mmol)의 교반된 용액을 0 ℃에서 NaBH4 (0.019 g, 0.500 mmol)를 2분 동안 나누어 충전하고, 이를 실온에서 16 h 동안 교반하였다. 반응 혼합물을 과량의 아세톤 (10 mL)으로 퀀칭하고, 이를 추가 30분 동안 교반하였다. 반응 혼합물을 농축시키고, 잔사를 용리제로서 헥산 중 63% EtOAc를 사용하는 컬럼 크로마토그래피에 적용하여 백색 고체로 순수한 1-(5-(4-클로로-3,5-디메톡시페닐)푸란-2-일)-2-에톡시-2-(4-(5-메틸-1,3,4-티아디아졸-2-일)페닐)에탄-1-올 (0.34 g, 68%)을 생성하였다. MS: m/z 501.1 [M+H]+.
실시예 5
화합물 분석
용해도 분석
4 ㎕의 10 mM DMSO 화합물 원액을 396 ㎕의 완충액 [모의 위액 pH 1.2 (0.2% NaCl, 0.7% HCl) 또는 모의 창자액 pH 7.5 (0.68% KHPO4, NaOH로 pH)]에 첨가함으로써, 각 화합물의 용해도를 측정하였다. 이를 실온에서 24 h 동안 진탕시키고, 14,000 rpm으로 5분 동안 회전시키고, 상청액을 깨끗한 에펜도르프 튜브로 옮겼다. 화합물-함유 상청액의 흡수 스펙트럼을 220 내지 400 nm에서 측정하고, 이를 동일한 화합물의 10 μM 아세토니트릴 원액의 흡수 스펙트럼과 비교하였다. 모의 완충액 내 화합물의 최대 흡광도와 아세토니트릴 내 화합물의 최대 흡광도를 비교함으로써, 상청액 내 화합물의 농도를 계산하였다.
용해도 시험 결과
10 μM
아세토니트릴 		pH 7.5 (IF)
화합물 λmax Abs. λmax Abs. Conc. (μM)
A 265 (P) 0.25 265 (S) 0.02 <1
1 264 (P) 0.28 265 (P) 0.07 2.5
2 266 (P) 0.28 268 (P) 0.14 5.8
3 266 (P) 0.23 264 (P) 1.8 78.3
4 282 (P) 0.48 271 (P) 0.12 2.5
검출 한계 = 약 1 μM. P = 피크. S = 숄더.
화합물 A = 1-(5-(4-클로로-3,5-디메톡시페닐)푸란-2-일)-2-에톡시-2-(4-(5-메틸-1,3,4-티아디아졸-2-일)페닐)에탄-1-온
실시예 6
화합물 분석
PDE10 생화학 분석
기질로 [3H] - cGMP를 이용하는 신틸레이션 근접 분석 (scintillation proximity assay: SPA)을 사용하여 포스포디에스테라아제 (PDE) 활성을 측정하였다. 정제된 PDE10을 40 mM Tris-Cl (pH 8.0)/100 mM NaCl/0.04% 트윈-20/20% 글리세롤/3 mM DTT 중에 저장하고, 이어서, 50 mM Tris-Cl (pH 7.5)/8.3 mM MgCl2/1.7 mM EGTA 중 10x PDE 용액을 제조하는데 이를 사용하였다. 분석은 다음을 포함하였다 (최종 농도): 0.1 mL의 최종 부피로 50 mM Tris-Cl (pH 7.5)/8.3 mM MgCl2/1.7 mM EGTA/0.5 mg/ml BSA/1% DMSO 및 2 ng PDE10. 8회 농축을 중복하여 억제력을 측정하였다. 효소를 첨가하여 반응을 개시하고, 20분 후 30 ℃에서 Zn++를 함유하는 SPA 비즈 50 ㎕를 첨가함으로써 반응을 종결시켰다. 혼합물을 진탕시키고, 정착하도록 적어도 1 h 동안 놔두고, 왈락 (Wallac) 플레이트 계수기로 계수하였다. Excel Solver®를 이용한 4개 파라미터 로지스틱 모델로 결과 (순 cpm)를 피팅하였다.
상기 분석에서, 본 발명의 화합물은 100 μM 이하, 일반적으로 10 μM 미만, 전형적으로 1 μM 미만의 IC50를 갖는 PDE10 억제제이다. 이러한 것으로서, 예를 들어, 화합물 1, 2, 3 및 4는 1 μM 이하의 IC50를 갖는다는 것으로 관찰되었다.
IC 50 (nM)
화합물 평균 IC 50 (nM)
1 37.7
2 1.3
3 652.5
4 127.1
본 발명의 구체적인 실시형태가 이러한 예시를 목적으로 본원에 기재되었을 지라도, 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다양한 변형이 이뤄질 수 있다는 것을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명은 첨부된 청구 범위에 의해 제한되지 않는다.
상기 설명은 단지 예시적 실시형태 및 실시예를 대표하는 것이라는 것을 이해해야 할 것이다. 독자의 편의를 위하여, 상기 설명은 본 기재의 원리를 교시하는 모든 가능한 실시형태, 실시예의 제한된 수의 대표적인 실례들에 초점을 맞추었다. 본 설명은 모든 가능한 변형들 또는 기술된 변형들의 동등한 조합을 남김 없이 열거하려 하지는 않았다. 대안적인 실시형태가 본 개시의 특정 부분에 대해 제공되지 않았거나, 추가로 설명되지 않은 대안적인 실시형태가 일부분에 이용 가능할 수 있으며, 이들 대안적인 실시형태의 포기로 간주되어서는 안된다. 다수의 기술되지 않은 실시형태가 본 개시의 적용 원리의 차이보다는 기술 및 재료의 차이를 포함한다는 것을 이해할 것이다. 따라서, 본 개시는 하기의 청구 범위에 설명된 범주보다 적은 것으로 제한하는 것을 의도하지 않는다.

Claims (24)

  1. 하기 화학식 (I)의 단리된 화합물, 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염, 입체이성체, 용매화물 또는 전구약물:
    Figure pct00023

    상기 식에서,
    R1은 H, C1-3 알킬, 하이드록시-C1-3 알킬, C1-3 알콕시, C1-3 알킬 하이드록실, 또는 글루쿠로니딜-O-C1-3 알킬이고;
    R2는 H, C1-3 알킬, 또는 글루쿠로니딜이고;
    R3 및 R4는 각각 독립적으로 H, C1-3 알킬, 또는 글루쿠로니딜이고;
    X는 =O, OH 또는 -O-글루쿠로니딜이고,
    단, 상기 화학식 (I)의 화합물은 하기가 아니다:
    Figure pct00024
    .
  2. 제1항에 있어서,
    R1이 메틸 또는 하이드록시메틸인 것인, 단리된 화합물.
  3. 제1항에 있어서,
    R2가 에틸인 것인, 단리된 화합물.
  4. 제1항에 있어서,
    R3 및 R4가 각각 독립적으로 H, 메틸, 또는 글루쿠로니딜인 것인, 단리된 화합물.
  5. 제1항에 있어서,
    X가 =O 또는 -OH인 것인, 단리된 화합물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 화합물이 하기로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 것인, 단리된 화합물:
    Figure pct00025
    .
  7. 98% 이상의 순도의 하기 화학식 (I)의 화합물, 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염, 입체이성질체, 용매화물 또는 전구약물:
    Figure pct00026

    상기 식에서,
    R1은 H, C1-3 알킬, 하이드록시-C1-3 알킬, C1-3 알콕시, C1-3 알킬 하이드록실, 또는 글루쿠로니딜-O-C1-3 알킬이고;
    R2는 H, C1-3 알킬, 또는 글루쿠로니딜이고;
    R3 및 R4는 각각 독립적으로 H, C1-3 알킬, 또는 글루쿠로니딜이고;
    X는 =O, OH 또는 -O-글루쿠로니딜이고,
    단, 상기 화학식 (I)의 화합물은 하기가 아니다:
    Figure pct00027
    .
  8. 제7항에 있어서,
    R1이 메틸 또는 하이드록시메틸인 것인, 화합물.
  9. 제7항에 있어서,
    R2가 에틸인 것인, 화합물.
  10. 제7항에 있어서,
    R3 및 R4가 각각 독립적으로 H, 메틸 또는 글루쿠로니딜인 것인, 화합물.
  11. 제7항에 있어서,
    X는 =O 또는 -OH인 것인, 화합물.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 화합물이 하기로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 것인, 화합물:
    Figure pct00028
    .
  13. 제7항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 화합물의 순도가 98.5% 이상인 것인, 화합물.
  14. 제7항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 화합물의 순도가 99% 이상인 것인, 화합물.
  15. 제7항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 화합물의 순도가 99.5% 이상인 것인, 화합물.
  16. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 단리된 화합물 및 적어도 하나의 약학적으로 허용가능한 담체 또는 희석제를 포함하는 약학적 조성물.
  17. 제7항 내지 제15항 중 어느 한 항의 화합물 및 적어도 하나의 약학적으로 허용가능한 담체 또는 희석제를 포함하는 약학적 조성물.
  18. 온혈 동물에서 PDE10를 억제하기 위한 방법으로서,
    상기 동물에게 유효량의 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 단리된 화합물 또는 제16항의 약학적 조성물을 투여하는 단계를 포함하는, 방법.
  19. 온혈 동물에서 PDE10를 억제하기 위한 방법으로서,
    상기 동물에게 유효량의 제7항 내지 제15항 중 어느 한 항의 화합물 또는 제17항의 약학적 조성물을 투여하는 단계를 포함하는, 방법.
  20. 신경 장애의 치료가 필요한 온혈 동물에서 이를 치료하기 위한 방법으로서,
    상기 동물에게 유효량의 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 단리된 화합물 또는 제16항의 약학적 조성물을 투여하는 단계를 포함하는, 방법.
  21. 신경 장애의 치료가 필요한 온혈 동물에서 이를 치료하기 위한 방법으로서,
    상기 동물에게 유효량의 제7항 내지 제15항 중 어느 한 항의 화합물 또는 제17항의 약학적 조성물을 투여하는 단계를 포함하는, 방법.
  22. 제20항 또는 제21항에 있어서,
    상기 신경 장애가 정신병적 장애, 불안 장애, 파킨슨 병, 헌팅턴 병, 알츠하이머 병, 뇌염, 공포증, 간질, 실어증, 벨 마비 (Bell's palsy), 뇌성 마비, 수면 장애, 통증, 투렛 증후군, 조현병, 망상 장애, 양극성 장애, 외상 후 스트레스 장애, 약물-유발 정신증, 공황 장애, 강박 장애, 주의력-결핍 장애, 분열성 행동 장애 (disruptive behavior disorder), 자폐증, 우울증, 치매, 간질, 불면증, 및 다발성 경화증으로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 것인, 방법.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 신경 장애가 조현병인 것인, 방법.
  24. 제22항에 있어서, 상기 신경 장애가 외상-후 스트레스 장애인 것인, 방법.

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