KR20230170053A - 뇌 장애를 치료하기 위한 테트라사이클릭 화합물 - Google Patents

뇌 장애를 치료하기 위한 테트라사이클릭 화합물 Download PDF

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KR20230170053A
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데이비드 이. 올슨
제레미 알. 턱
리 이. 던랩
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더 리젠츠 오브 더 유니버시티 오브 캘리포니아
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Abstract

질환을 치료하거나 신경 가소성을 증가시키는 방법에 유용할 수 있는 테트라사이클릭 헤테로고리 화합물이 본원에 제공된다. 화합물은 또한 수지상극 밀도를 증가시키는 데 유용할 수 있다.

Description

뇌 장애를 치료하기 위한 테트라사이클릭 화합물
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2021년 4월 13일에 출원된 미국 특허 제63/174,266호에 개시되어 있으며, 이는 모든 목적을 위해 그 전체가 본원에 통합된다.
연방 후원 연구 및 개발에 따라 이루어진 발명에 대한 권리에 관한 진술
본 발명은 국립보건원에 의해 수여된 허가 번호 R01GM128997 하에 정부 지원으로 제조되었다. 정부는 본 발명에서 특정 권리를 갖는다.
변화된 시냅스 연결성 및 가소성이 신경정신과 및 신경 질환/장애를 가진 개체의 뇌에서 관찰되었다. 정신형성원(psychoplastogen)은 세로토닌 5-HT2 수용체의 활성화를 포함할 수 있는 메커니즘을 통해 뉴런 성장을 촉진하고 뉴런 구조를 개선한다. 예를 들어, N,N-디메틸트립타민(DMT), 이보가인, 및 리세르그산 디에틸아미드(LSD)와 같은 이들 생물학적 표적의 조절제는 정신형질형성 특성을 입증하였다. 예를 들어, LSD 및 다른 에르골린 스캐폴드 유사체는 신경정신 및 신경 질환/장애와 연관된 신경 구조에서 유해한 변화를 교정할 수 있다. 이러한 구조적 변경은, 예를 들어 전전두엽 피질(PFC)에서의 수지상극 및 시냅스의 손실뿐만 아니라 수지상 분지 복잡성의 감소를 포함한다. 또한, PFC 내의 피라미드 뉴런은 동기 부여, 두려움, 보상 및 인지를 제어하는 뇌의 영역에 대해 하향 제어를 나타낸다. 환각성 정신분해성 물질은 임상에서 항우울제, 항불안제 및 항-중독 효과를 나타냈다. 그러나, 이들의 주관적 효과는 이들의 임상적 유용성을 제한하였다. 또한, 환각성 화합물은 정신분열증과 같은 정신병적 질환에 대해 금기이며, 이는 PFC에서 수지상극의 상실을 수반하는 것으로 잘 알려져 있다. 따라서, 비환각성 정신형질형성 물질은 환각성 대응물보다 구별되는 이점을 가질 수 있다.
임상적으로 관련된 치료 효능을 갖는 화합물이 본원에 제공되며, 이는 개선된 물리화학적 특성을 갖고, 이들의 환각성(예를 들어, 에르골린) 대응체와 비교하여 감소된 환각성(예를 들어, 비환각성) 특성을 갖는다.
일 구현예에서, 식 (K)의 구조를 갖는 화합물 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염이 본원에 제공되며:
식 중: 각각의 R1a, R1b , R1c , R1d는 독립적으로 H, C1-6 알킬, C2-6 알서케닐, C2-6 알키닐, C1-6 알콕시, C1-6 알콕시알킬, 할로겐, C1-6 할로알킬, C1-6 할로알콕시, -NO2, 또는 -CN이고; 대안적으로, 인접한 고리 원자 상의 2개의 R1a 기를 조합하여 1 내지 2개의 헤테로원자를 갖는 C4-8 시클로알킬 또는 4 내지 8원 헤테로시클로알킬을 형성하고, 각각 독립적으로 N, O, 또는 S; R2a 및 R2b는 각각 독립적으로 H, C1-6 알킬, C3-6 시클로알킬, C1-6 알콕시, C1-6 알콕시알킬, C1-6 할로알킬, 또는 C1-6 할로알콕시이고; 대안적으로, R2a 및 R2b를 조합하여 1 내지 2개의 헤테로원자를 갖는 4 내지 8원 헤테로시클로알킬을 형성하고, 각각 독립적으로 N, O, 또는 S; R3은 H, C1-6 알킬, C1-6 알콕시, C1-6 알콕시알킬, C1-6 할로알킬, 또는 C1-6 할로알콕시이고; R3a는 부재하거나 C1-6 알킬이고; 대안적으로, R3과 R3a를 조합하여 1 내지 2개의 헤테로원자를 갖는 3 내지 8원 헤테로시클로알킬을 형성하고, 각각 독립적으로 N, O, 또는 S; 아래첨자 m 및 p는 각각 독립적으로 0 내지 2이고; 및 아래첨자 n 및 r은 각각 독립적으로 0 내지 3이다.
다른 구현예에서, 식 (J)의 구조를 갖는 화합물 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염이 본원에 제공된다:
식 중: 각각의 R1a, R1b , R1c , R1d는 독립적으로 H, C1-6 알킬, C2-6 알케닐, C2-6 알키닐, C1-6 알콕시, C1-6 알콕시알킬, 할로겐, C1-6 할로알킬, C1-6 할로알콕시, -NO2, 또는 -CN이고; 대안적으로, 인접한 고리 원자에 있는 2개의 R1a 그룹이 결합되어 C4-8 사이클로알킬 또는 1~2개의 헤테로원자(각각 독립적으로 N, O 또는 S)를 갖는 4~8원 헤테로시클로알킬을 형성하고; R2a 및 R2b는 각각 독립적으로 H, C1-6 알킬, C3-6 시클로알킬, C1-6 알콕시, C1-6 알콕시알킬, C1-6 할로알킬, 또는 C1-6 할로알콕시이고; 대안적으로, R2a 및 R2b는 조합되어 각각 독립적으로 N, O 또는 S인 1 내지 2개의 헤테로원자를 갖는 4 내지 8원 헤테로시클로알킬을 형성하고; R3은 H, C1-6 알킬, C1-6 알콕시, C1-6 알콕시알킬, C1-6 할로알킬, 또는 C1-6 할로알콕시이고; 아래첨자 m 및 p는 각각 독립적으로 0 내지 2이고; 및 아래첨자 n 및 r은 각각 독립적으로 0 내지 3이다.
다른 구현예에서, 본 발명은 다음 구조를 갖는 (7aS,10R)-10-(디에틸카바모일)-8,8-디메틸-7a,8,9,10-테트라하이드로-7H -인돌로[7,1-fg][1,7]나프티리딘-8-이움 요오다이드의 결정질 화합물을 제공한다:
a = 7.0716(6)Å, α = 90°, b = 14.4326(12)Å, β= 90°, c = 23.0876(19)Å, 및 γ = 90°의 단위 셀 치수를 특징으로 한다.
다른 구현예에서, 본 발명의 화합물 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염의 치료적 유효량을 포함하는 약학적 조성물이 본원에 제공된다.
다른 구현예에서, 질환을 치료하는 방법이 본원에 제공되며, 상기 방법은 본 발명의 화합물 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염의 치료적 유효량을 이를 필요로 하는 대상체에게 투여하여 질환을 치료하는 단계를 포함한다.
다른 구현예에서, 신경 가소성을 증가시키기 위한 방법이 본원에 제공되며, 상기 방법은 신경 세포의 신경 가소성을 증가시키기에 충분한 양으로 신경 세포를 본 발명의 화합물 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염과 접촉시키는 단계를 포함하되, 화합물은 Sholl 분석에 의해 1.0배 초과의 증가로 최대 수의 수지상 교차를 생성한다.
다른 구현예에서, 신경 가소성을 증가시키고 수지상극 밀도를 증가시키기 위한 방법이 본원에 제공되며, 상기 방법은 신경 가소성을 증가시키고 신경 세포의 수지상극 밀도를 증가시키기에 충분한 양으로 신경 세포를 본 발명의 화합물 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염과 접촉시키는 단계를 포함한다.
도 1은 N,N-디메틸트립타민 및 LSD의 구조와 N,N-디메틸-이소트립타민 및 JRT의 구조 사이의 비교를 포함하여, JRT의 합리적인 설계에 대한 구조적 근거를 나타낸다.
도 2는 12단계 및 11% 전체 수율로 완료된 (±)-JRT의 총 합성을 보여준다.
도 3a 내지 도 3e는 (+)-JRT가 세로토닌 수용체에 대해 매우 선택적임을 보여준다. 도 3a는 (+)-LSD와 비교한 (+)-JRT 및 (-)-JRT의 결합 프로파일을 보여준다. 주황색 및 백색 세포는 각각 10 mM 보다 작거나 큰 Ki 값을 나타낸다. 도 3b는 전통적인 GPCR 결합 및 기능 검정이 (+)-JRT가 5-HT2 수용체의 강력한 작용제임을 나타냄을 보여준다. 도 3c 내지 도 3e는 PsychLight 검정에 따라 (+)-JRT 및 (-)-JRT가 환각 유발 가능성이 낮다는 것을 보여준다. 도 3c는 작용제 모드에서 치료한 후 PSYLI2 세포의 대표적인 이미지를 보여준다. 도 3d는 작용제 모드에서 수행된 집중-반응 psychLight 검정을 보여준다. 도 3e는 길항제 모드에서 수행된 단일 농도 psychLight 검정(1 mM)을 보여준다.
도 4는 (+)-JRT가 생체 내에서 구조적 가소성을 촉진함을 보여준다. 전자 현미경을 사용하여 (+)-JRT(1 mg/kg)의 단일 투여량이 투여 후 24시간차에 PFC에서 수지상극 밀도를 증가시킨다는 것을 입증하였다. 데이터는 군 당 3마리의 동물 각각에 대해 5~8개의 수지상 분절에 대해 계수한 수지상극을 나타낸다.
도 5a 내지 5d는 (+)-JRT가 생체 내에서 항정신성, 항우울제, 및 인지촉진 효과를 나타낸다는 것을 보여준다. 도 5a는 수컷 및 암컷 동물에서의 마우스 머리-경련 반응(HTR) 검정이 작용제 모드에서 검정이 실행될 때 (+)-JRT가 낮은 환각 가능성을 갖는다는 것을 보여준다. 또한, (+)-JRT(1 mg/kg)는 LSD(0.2 mg/kg)에 의해 유도된 HTR에 길항함으로써 항정신성 특성을 나타낸다. 도 5b는 (+)-JRT(1 mg/kg)를 사용한 전처리가 수컷이 아닌 암컷 마우스에서 AMPH-유도 과운동을 차단할 수 있음을 보여준다. 도 5c는 화합물 투여 후 24시간차에 수행된 랫트 FST가 (+)-JRT가 실질적으로 더 낮은 투여량에서 케타민과 유사한 항우울제 유사 효과를 생성함을 보여준다. 투여량(mg/mL)은 다양한 치료군을 나타내는 막대 내 또는 위에 표시되어 있다. 도 5d는 4가지 냄새 구별 및 역전 검정을 통해 (+)-JRT가 자극 구별에 영향을 미치지 않지만 예측할 수 없는 가벼운 스트레스로 유발된 인지 결핍을 완화한다는 것을 보여준다. AMPH = D-암페타민.
도 6은 55개의 중추신경계 표적에 걸친 (+)-JRT 및 (-)-JRT에 대한 선택성 프로파일을 나타낸다. 광범위한 표적에 대한 (+)-JRT(10 μM) 및 (-)-JRT(10 μM)의 효과를 Eurofins Discovery로 평가하였다. 검정을 2회 수행하고, 결과를 평균화하였다. ≥50% 억제를 갖는 표적은 청색으로 강조되어 있다.
도 7은 화합물 14 및 15의 열역학적 평형에 대한 NMR을 나타낸다.
도 8은 (±)-JRT에 대한 키랄 HPLC 그래프를 나타낸다.
도 9는 (-)-JRT에 대한 키랄 HPLC 그래프를 나타낸다.
도 10은 (+)-JRT에 대한 키랄 HPLC 그래프를 나타낸다.
도 11은 16의 X-선 결정 구조를 나타낸다. 16의 하나의 분자 및 DCM의 하나의 용매 분자가 존재한다. 원자 번호는 제공된 원자 좌표와 일치한다.
I. 일반
헤테로고리 화합물의 테트라사이클릭 에르골린 유사체가 본원에 제공된다. 본 발명의 화합물은 뇌 장애, 신경정신 질환, 및 다른 신경 질환과 같은 질환의 치료에 유용하다. 본 발명의 화합물은 또한 신경 가소성을 증가시키거나, 수지상극 밀도를 증가시키거나, 둘 다에 유용하다.
II. 정의
달리 구체적으로 명시되지 않는 한, 본원에 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 당업자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 또한, 본원에 기술된 방법 또는 재료와 유사하거나 동등한 임의의 방법 또는 재료가 본 발명의 실시에 사용될 수 있다. 본 발명의 목적을 위해, 다음의 용어가 정의된다.
"하나(a, an)", 또는 "그(the)"는 하나의 부재를 갖는 양태를 포함할 뿐만 아니라, 하나 초과의 부재를 갖는 양태를 포함한다. 예를 들어, 단수 형태 "하나", 및 "그"는 문맥이 달리 명확하게 지시하지 않는 한 복수의 참조를 포함한다. 따라서, 예를 들어, "셀"에 대한 언급은 복수의 이러한 셀을 포함하고, "작용제"에 대한 언급은 당업자에게 공지된 하나 이상의 제제에 대한 언급 등을 포함한다.
"알킬"은 표시된 탄소 원자의 수를 갖는 직선형 또는 분지형, 포화, 지방족 라디칼을 지칭한다. 본원에서 제공되는 "알킬"의 개시는 달리 언급되지 않는 한, 포화 알킬의 독립적인 인용을 포함하도록 의도된다. 본원에 기술된 알킬기는 일반적으로 1가이지만, 본원에서 "알킬렌" 또는 "알킬레닐" 기로서 설명될 수도 있는 2가일 수도 있다. 알킬은 임의의 수의 탄소, 예컨대 C1-2, C1-3, C1-4, C1-5, C1-6, C1-7, C1-8, C1-9, C1-10, C2-3, C2-4, C2-5, C2-6, C3-4, C3-5, C3-6, C4-5, C4-6 및 C5-6을 포함할 수 있다. 예를 들어, C1-6 알킬은 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, 이소부틸, 이차-부틸, 터트-부틸, 펜틸, 이소펜틸, 헥실 등을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다. 알킬은 또한 최대 20개의 탄소 원자를 갖는 알킬기, 예컨대 헵틸, 옥틸, 노닐, 데실 등을 지칭할 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 알킬기는 치환되거나 치환되지 않을 수 있다.
"알케닐"은 적어도 2개의 탄소 원자 및 적어도 하나의 이중 결합을 갖는 직쇄 또는 분지형 탄화수소를 지칭한다. 알케닐은 임의의 수의 탄소, 예컨대 C2, C2-3, C2-4, C2-5, C2-6, C2-7, C2-8, C2-9, C2-10, C3, C3-4, C3-5, C3-6, C4, C4-5, C4-6, C5, C5-6, 및 C6을 포함할 수 있다. 알케닐기는 1, 2, 3, 4, 5 또는 그 이상을 포함하지만 이에 한정되지 않는 임의의 적절한 수의 이중 결합을 가질 수 있다. 알케닐기의 예는 비닐(에테닐), 프로페닐, 이소프로페닐, 1-부테닐, 2-부테닐, 이소부테닐, 부타디에닐, 1-펜테닐, 2-펜테닐, 이소펜테닐, 1,3-펜타디에닐, 1,4-펜타디에닐, 1-헥세닐, 2-헥세닐, 3-헥세닐, 1,3-헥사디에닐, 1,4-헥사디에닐, 1,5-헥사디에닐, 2,4-헥사디에닐, 또는 1,3,5-헥사트리에닐을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다. 알케닐기는 치환되거나 치환되지 않을 수 있다.
"알키닐"은 적어도 2개의 탄소 원자 및 적어도 하나의 삼중 결합을 갖는 직쇄 또는 분지형 탄화수소를 지칭한다. 알키닐은 임의의 수의 탄소, 예컨대 C2, C2-3, C2-4, C2-5, C2-6, C2-7, C2-8, C2-9, C2-10, C3, C3-4, C3-5, C3-6, C4, C4-5, C4-6, C5, C5-6, 및 C6을 포함할 수 있다. 알키닐기의 예는 아세틸레닐, 프로피닐, 1-부티닐, 2-부티닐, 부타디이닐, 1-펜티닐, 2-펜티닐, 이소펜티닐, 1,3-펜타디이닐, 1,4-펜타디이닐, 1-헥시닐, 2-헥시닐, 3-헥시닐, 1,3-헥사디이닐, 1,4-헥사디이닐, 1,5-헥사디이닐, 2,4-헥사디이닐, 또는 1,3,5-헥사트리이닐을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다. 알키닐기는 치환되거나 치환되지 않을 수 있다.
"알콕시"는 알킬기를 부착 지점에 연결하는 산소 원자를 갖는 알킬기를 지칭한다: 알킬-O-. 알킬기의 경우, 알콕시기는 임의의 적절한 수의 탄소 원자, 예컨대 C1-6을 가질 수 있다. 알콕시기는, 예를 들어, 메톡시, 에톡시, 프로폭시, 이소-프로폭시, 부톡시, 2-부톡시, 이소-부톡시, 이차-부톡시, 터트-부톡시, 펜톡시, 헥스옥시 등을 포함한다. 알콕시기는 본원에 기술된 다양한 치환기로 추가로 치환될 수 있다. 알콕시기는 치환되거나 치환되지 않을 수 있다.
"알콕시알킬"은 알킬 성분 및 알콕시 성분을 갖는 라디칼을 지칭하며, 여기서 알킬 성분은 알콕시 성분을 부착 지점에 연결한다. 알킬 성분은, 알킬 성분이 알콕시 성분 및 부착 지점에 연결하기 위해 적어도 2가 알킬렌인 것을 제외하고는, 위에서 정의된 바와 같다. 알킬 성분은 임의의 수의 탄소, 예컨대 C0-6, C1-2, C1-3, C1-4, C1-5, C1-6, C2-3, C2-4, C2-5, C2-6, C3-4, C3-5, C3-6, C4-5, C4-6 및 C5-6을 포함할 수 있다. 일부 경우에, 알킬 성분은 없을 수 있다. 알콕시 성분은 위에서 정의된 바와 같다. 알콕시알킬기의 예는 2-에톡시-에틸 및 메톡시메틸을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.
"할로겐"은 불소, 염소, 브롬 및 요오드를 지칭한다.
"할로알킬"은 위에서 정의된 바와 같이, 수소 원자의 일부 또는 전부가 할로겐 원자로 치환된 알킬을 지칭한다. 알킬기의 경우, 할로알킬기는 임의의 적절한 수의 탄소 원자, 예컨대 C1-6을 가질 수 있다. 예를 들어, 할로알킬은 트리플루오로메틸, 플루오로메틸 등을 포함한다. 일부 경우에, 용어 "퍼플루오로"는 모든 수소가 불소로 대체되는 화합물 또는 라디칼을 정의하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 퍼플루오로메틸은 1,1,1-트리플루오로메틸을 지칭한다.
"할로알콕시"는 수소 원자의 일부 또는 전부가 할로겐 원자로 치환되는 알콕시기를 지칭한다. 알킬기의 경우, 할로알콕시기는 임의의 적절한 수의 탄소 원자, 예컨대 C1-6을 가질 수 있다. 알콕시기는 1, 2, 3개 또는 그 이상의 할로겐으로 치환될 수 있다. 모든 수소가 할로겐으로, 예를 들어 불소로 치환되는 경우, 화합물은 치환된 당, 예를 들어 과불소화된다. 할로알콕시는 트리플루오로메톡시, 2,2,2,-트리플루오로에톡시, 퍼플루오로에톡시 등을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.
"시클로알킬"은 3 내지 12개의 고리 원자, 또는 표시된 원자의 수를 함유하는 포화 또는 부분 불포화, 단환, 융합된 이환 또는 가교 다환 고리 조립체를 지칭한다. 시클로알킬은 임의의 수의 탄소, 예컨대 C3-6, C4-6, C5-6, C3-8, C4-8, C5-8, C6-8, C3-9, C3-10, C3-11, 및 C3-12를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 시클로알킬은 스피로시클릭 또는 가교 화합물이다. 일부 구현예에서, 시클로알킬은 방향족 고리와 임의로 융합되고, 부착 지점은 방향족 고리 탄소 원자가 아닌 탄소에 있다. 포화 단환 시클로알킬 고리는, 예를 들어 시클로프로필, 시클로부틸, 시클로펜틸, 시클로헥실, 및 시클로옥틸을 포함한다. 포화된 이환 및 다환 시클로알킬 고리는, 예를 들어 노르보난, [2.2.2] 이시클로옥탄, 데카히드로나프탈렌 및 아다만탄을 포함한다. 시클로알킬기는 또한 부분적으로 불포화될 수 있으며, 고리 내에 하나 이상의 이중 또는 삼중 결합을 갖는다. 부분적으로 불포화되는 대표적인 시클로알킬기는 시클로부텐, 시클로펜텐, 시클로헥센, 시클로헥사디엔(1,3- 및 1,4-이성질체), 시클로헵텐, 시클로헵타디엔, 시클로옥텐, 시클로옥타디엔(1,3-, 1,4- 및 1,5-이성질체), 노르보넨, 및 노르보르나디엔을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다. 시클로알킬이 포화 단환 C3-8시클로알킬인 경우, 예시적인 기는 시클로프로필, 시클로부틸, 시클로펜틸, 시클로헥실, 시클로헵틸 및 시클로옥틸을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다. 시클로알킬이 포화 단환 C3-6시클로알킬인 경우, 예시적인 기는 시클로프로필, 시클로부틸, 시클로펜틸, 및 시클로헥실을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다. 시클로알킬기는 치환되거나 치환되지 않을 수 있다. 시클로알킬기는 고리에 하나 이상의 이중 결합을 함유할 수 있다.
"헤테로시클로알킬"은 3 내지 12개의 고리 구성원 및 1 내지 4개의 N, O 및 S의 헤테로원자를 갖는 포화 고리 시스템을 지칭한다. 헤테로원자는 또한 -S(O)- 및 -S(O)2-와 같이 산화될 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 헤테로시클로알킬기는 임의의 수의 고리 원자, 예컨대 3 내지 6, 4 내지 6, 5 내지 6, 3 내지 8, 4 내지 8, 5 내지 8, 6 내지 8, 3 내지 9, 3 내지 10, 3 내지 11, 또는 3 내지 12개의 고리 구성원을 포함할 수 있다. 임의의 적절한 수의 헤테로원자, 예컨대 1, 2, 3, 또는 4, 또는 1 내지 2, 1 내지 3, 1 내지 4, 2 내지 3, 2 내지 4, 또는 3 내지 4가 헤테로시클로알킬기에 포함될 수 있다. 일부 구현예에서, 헤테로시클로알킬은 스피로시클릭 또는 가교 화합물이다. 일부 구현예에서, 헤테로시클로알킬은 방향족 고리와 임의로 융합되고, 부착 지점은 방향족 고리 탄소 원자가 아닌 탄소 또는 헤테로원자(예: 질소 원자)에 있다. 헤테로시클로알킬기는 아지리딘, 아제티딘, 피롤리딘, 피페리딘, 아제판, 아조칸, 퀴누클리딘, 피라졸리딘, 이미다졸리딘, 피페라진(1,2-, 1,3- 및 1,4-이성질체), 옥시란, 옥세탄, 테트라하이드로푸란, 옥산(테트라하이드로피란), 옥세판, 티란, 티에탄, 티올란(테트라하이드로티오펜), 티안(테트라하이드로티오피란), 옥사졸리딘, 이속사졸리딘, 이소티아졸리딘, 디옥솔란, 디티오란, 모르폴린, 티오모르폴린, 디옥산, 또는 디티안과 같은 기를 포함할 수 있다. 헤테로시클로알킬기는 또한 방향족 또는 비방향족 고리 시스템에 융합되어, 인돌린을 포함하지만 이에 한정되지 않는 구성원을 형성할 수 있다. 헤테로시클로알킬기는 치환되지 않거나 치환될 수 있다. 예를 들어, 헤테로시클로알킬기는 많은 다른 것들 중에서 C1-6알킬 또는 옥소(=O)로 치환될 수 있다.
헤테로시클로알킬기는 고리 상의 임의의 위치를 통해 연결될 수 있다. 예를 들어, 아지리딘은 1- 또는 2-아지리딘일 수 있고, 아제티딘은 1- 또는 2- 아제티딘일 수 있고, 피롤리딘은 1-, 2- 또는 3-피롤리딘일 수 있고, 피페리딘은 1-, 2-, 3- 또는 4-피페리딘일 수 있고, 피라졸리딘은 1-, 2-, 3-, 또는 4-피라졸리딘일 수 있고, 이미다졸리딘은 1-, 2-, 3- 또는 4-이미다졸리딘일 수 있고, 피페라진은 1-, 2-, 3- 또는 4-피페라진일 수 있고, 테트라하이드로푸란은 1- 또는 2-테트라하이드로푸란일 수 있고, 옥사졸리딘은 2-, 3-, 4- 또는 5-옥사졸리딘일 수 있고, 이속사졸리딘은 2-, 3-, 4- 또는 5-이속사졸리딘일 수 있고, 티아졸리딘은 2-, 3-, 4- 또는 5-티아졸리딘일 수 있고, 이소티아졸리딘은 2-, 3-, 4- 또는 5- 이소티아졸리딘일 수 있고, 모르폴린은 2-, 3- 또는 4-모르폴린일 수 있다.
헤테로시클로알킬이 3 내지 8개의 고리 구성원 및 1 내지 3개의 헤테로원자를 포함하는 경우, 대표적인 구성원은 피롤리딘, 피페리딘, 테트라하이드로푸란, 옥산, 테트라하이드로티오펜, 티안, 피라졸리딘, 이미다졸리딘, 피페라진, 옥사졸리딘, 이속조알리딘, 티아졸리딘, 이소티아졸리딘, 모르폴린, 티오모르폴린, 디옥산 및 디티안을 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 헤테로시클로알킬은 또한 5 내지 6개의 고리 구성원 및 1 내지 2개의 헤테로원자를 갖는 고리를 형성할 수 있으며, 대표적인 구성원은 피롤리딘, 피페리딘, 테트라하이드로푸란, 테트라하이드로티오펜, 피라졸리딘, 이미다졸리딘, 피페라진, 옥사졸리딘, 이속사졸리딘, 티아졸리딘, 이소티아졸리딘, 및 모르폴린을 포함하지만 이에 한정되지 않는다.
"헤테로사이클" 또는 "헤테로고리"는 고리(들) 내에 1 내지 4개의 헤테로원자를 함유하는 헤테로방향족 고리(헤테로고리로도 알려짐) 및 헤테로시클로알킬 고리(헤테로고리기로도 알려짐)를 지칭하며, 여기서 고리(들) 내의 각각의 헤테로원자는 O, S 및 N으로부터 선택되고, 각각의 헤테로고리기는 고리 시스템 내에 3 내지 10개의 원자를 가지며, 임의의 고리는 2개의 인접한 O 또는 S 원자를 함유하지 않는다. 본 명세서에 달리 구체적으로 언급되지 않는 한, 헤테로시클릴 라디칼은 단환, 이환, 삼환 또는 사환(tetracyclic) 고리 시스템이며, 이는 선택적으로 융합되거나 가교된 고리 시스템을 포함한다. 헤테로시클릴 라디칼의 헤테로원자는 선택적으로 산화된다. 하나 이상의 질소 원자가 존재하는 경우, 선택적으로 사차화된다. 헤테로시클릴 라디칼은 부분적으로 또는 완전히 포화된다. 헤테로시클릴은 고리(들)의 임의의 원자를 통해 분자의 나머지 부분에 부착된다. 비방향족 헤테로고리기(헤테로시클로알킬로도 알려짐)는 고리 시스템에서 3 내지 10개의 원자를 갖는 고리를 포함하고, 방향족 헤테로고리기는 고리 시스템에서 5 내지 10개의 원자를 갖는 고리를 포함한다. 헤테로고리기는 벤조-융합 고리 시스템을 포함한다. 비방향족 헤테로고리기의 예로는 피롤리디닐, 테트라하이드로푸라닐, 디하이드로푸라닐, 테트라하이드로티에닐, 옥사졸리디노닐, 테트라하이드로피라닐, 디하이드로피라닐, 테트라하이드로티오피라닐, 피페리디닐, 모르폴리닐, 티오모르폴리닐, 티옥사닐, 피페라지닐, 아지리디닐, 아제티디닐, 옥세타닐, 티에타닐, 호모피페리디닐, 옥세파닐, 티에파닐, 옥사제피닐, 디아제피닐, 티아제피닐, 1,2,3,6-테트라하이드로피리디닐, 피롤린-2-일, 피롤린-3-일, 인돌리닐, 2H-피라닐, 4H-피라닐, 디옥사닐, 1,3-디옥솔라닐, 피라졸리닐, 디티아닐, 디티올라닐, 디하이드로피라닐, 디히드로티에닐, 디하이드로푸라닐, 피라졸리디닐, 이미다졸리닐, 이미다졸리디닐, 3-아자비시클로[3.1.0]헥사닐, 3-아자비시클로[4.1.0]헵타닐, 3H-인돌릴, 인돌린-2-오닐, 이소인돌린-1-오닐, 이소인돌린-1,3-디오닐, 3,4-디하이드로이소퀴놀린-1(2H)-오닐, 3,4-디하이드로퀴놀린-2(1H)-오닐, 이소인돌린-1,3-디티오닐, 벤조[d]옥사졸-2(3H)-오닐, 1H-벤조 [d]이미다졸-2(3H)-오닐, 벤조[d]티아졸-2(3H)-오닐, 및 퀴놀리지닐이 있다. 방향족 헤테로고리기의 예로는 피리디닐, 이미다졸릴, 피리미디닐, 피라졸릴, 트리아졸릴, 피라지닐, 테트라졸릴, 푸릴, 티에닐, 이속사졸릴, 티아졸릴, 옥사졸릴, 이소티아졸릴, 피롤릴, 퀴놀리닐, 이소퀴놀리닐, 인돌릴, 벤즈이미다졸릴, 벤조푸라닐, 신놀리닐, 인다졸릴, 인돌리지닐, 프탈라지닐, 피리다지닐, 트리아지닐, 이소인돌릴, 프테리디닐, 퓨리닐, 옥사디아졸릴, 티아디아졸릴, 푸라자닐, 벤조푸라자닐, 벤조티오페닐, 벤조티아졸릴, 벤조옥사졸릴, 퀴나졸리닐, 퀴녹살리닐, 나프티리디닐, 및 푸로피리디닐이 있다. 전술한 기는 가능한 경우 C-부착(또는 C-연결)되거나 N-부착된다. 예를 들어, 피롤로부터 유래된 기는 피롤-1-일(N-부착) 또는 피롤-3-일(C-부착) 둘 다를 포함한다. 또한, 이미다졸로부터 유래된 기는 이미다졸-1-일 또는 이미다졸-3-일(둘 다 N-부착됨) 또는 이미다졸-2-일, 이미다졸-4-일 또는 이미다졸-5-일(모두 C-부착됨)을 포함한다. 헤테로고리기는 벤조-융합 고리 시스템을 포함한다. 비방향족 헤테로고리는 피롤리딘-2-온과 같은 1개 또는 2개의 옥소(=O) 모이어티로 임의 치환된다. 일부 구현예에서, 이환 헤테로고리의 2개의 고리 중 적어도 하나는 방향족이다. 일부 구현예에서, 이환 헤테로고리의 두 고리는 방향족이다. 본 명세서에 달리 구체적으로 언급되지 않는 한, 용어 "헤테로시클릴"은 알킬, 알케닐, 알키닐, 할로, 플루오로알킬, 옥소, 티옥소, 시아노, 니트로, 선택적으로 치환된 아릴, 선택적으로 치환된 아랄킬, 선택적으로 치환된 아랄케닐, 선택적으로 치환된 아랄키닐, 선택적으로 치환된 카르보시클릴, 선택적으로 치환된 카르보시클릴알킬, 선택적으로 치환된 헤테로시클릴, 선택적으로 치환된 헤테로시클릴알킬, 선택적으로 치환된 헤테로아릴, 선택적으로 치환된 헤테로아릴알킬, -Ry -ORx , -Ry-OC(O)-Rx , -Ry-OC(O)-ORx , -Ry-OC(O)-N(Rx )2, -Ry-N(Rx)2, -Ry-C(O)Rx , -Ry-C(O)ORx, -Ry-C(O)N(Rx)2, -Ry-O-Rz-C(O)N(Rx)2, -Ry-N(Rx)C(O)ORx, -Ry-N(Rx)C(O)Rx, -Ry-N(Rx)S(O)tRx (t는 1 또는 2), -Ry-S(O)tORx (t는 1 또는 2) 및 -Ry-S(O)tN(Rx)2 (t는 1 또는 2)로부터 선택된 하나 이상의 치환기로 임의로 치환되는 전술한 바와 같은 헤테로시클릴 라디칼을 포함하는 것을 의미하며, 여기서 각각의 Rx는 독립적으로 수소, 알킬(할로겐, 하이드록시, 메톡시, 또는 트리플루오로메틸으로 임의 치환됨), 플루오로알킬, 시클로알킬(할로겐, 하이드록시, 메톡시, 또는 트리플루오로메틸로 임의 치환됨), 시클로알킬알킬(할로겐으로 임의 치환됨, 하이드록시, 메톡시, 또는 트리플루오로메틸), 아릴(할로겐, 하이드록시, 메톡시, 또는 트리플루오로메틸으로 임의 치환됨), 아랄킬(할로겐, 하이드록시, 메톡시, 또는 트리플루오로메틸로 임의 치환됨), 헤테로시클릴(할로겐, 하이드록시, 메톡시, 또는 트리플루오로메틸으로 임의 치환됨), 헤테로시클릴알킬(할로겐으로 임의 치환됨, 하이드록시, 메톡시, 또는 트리플루오로메틸), 헤테로아릴(할로겐, 하이드록시, 메톡시, 또는 트리플루오로메틸으로 임의 치환됨), 또는 헤테로아릴알킬(할로겐, 하이드록시, 메톡시, 또는 트리플루오로메틸으로 임의 치환됨), 각각의 Ry는 독립적으로 직접 결합 또는 직쇄 또는 분지쇄 알킬렌 또는 알케닐렌 사슬이고, Rz는 직쇄 또는 분지쇄 알킬렌 또는 알케닐렌 사슬이고, 상기 치환기 각각은 달리 명시되지 않는 한 치환되지 않는다.
"염"은 본 발명의 방법에 사용된 화합물의 산 또는 염기 염을 지칭한다. 약학적으로 허용 가능한 염의 예시적인 예는 무기산(염산, 브롬화수소산, 인산 등) 염, 유기산(아세트산, 프로피온산, 글루탐산, 구연산 등) 염, 4차 암모늄(요오드화 메틸, 요오드화 에틸 등) 염이다. 약학적으로 허용 가능한 염은 비독성인 것으로 이해된다. 적절한 약학적으로 허용 가능한 염에 대한 추가 정보는 Remington's Pharmaceutical Sciences, 제17판, Mack Publishing Company, Easton, Pa., 1985에서 찾을 수 있으며, 이는 참조로서 본원에 통합된다.
본 발명의 산성 화합물의 약학적으로 허용 가능한 염은 염기로 형성된 염, 즉 알칼리 및 알칼리 토금속 염, 예컨대 나트륨, 리튬, 칼륨, 칼슘, 마그네슘뿐만 아니라 암모늄 염, 예컨대 암모늄, 트리메틸-암모늄, 디에틸암모늄, 및 트리스-(하이드록시메틸)-메틸-암모늄 염으로 형성된 염이다.
무기산, 유기 카르복실산 및 유기 술폰산, 예를 들어 염산, 메탄술폰산, 말레산과 같은 유사한 산 부가염이 또한 구조의 일부를 구성하는 피리딜과 같은 염기성 기를 제공할 수 있다.
화합물의 중성 형태는 염을 염기 또는 산과 접촉시키고 종래의 방식으로 모 화합물을 단리함으로써 재생될 수 있다. 화합물의 부모 형태는 극성 용매에서의 용해도와 같은 특정 물리적 특성에서 다양한 염 형태와 상이하지만, 그렇지 않으면 염은 본 발명의 목적을 위해 화합물의 부모 형태와 동등하다.
"치료적 유효량 또는 투여량" 또는 "치료적으로 충분한 양 또는 투여량" 또는 "유효량 또는 충분한 양 또는 투여량"은 투여되는 치료 효과를 생성하는 투여량을 지칭한다. 정확한 투여량은 치료의 목적에 따라 달라질 것이고, 공지된 기술을 사용하여 당업자에 의해 확인될 수 있다(예를 들어, Lieberman, Pharmaceutical Dosage Forms (vols. 1-3, 1992); Lloyd, The Art, Science and Technology of Pharmaceutical Compounding (1999); Pickar, Dosage Calculations (1999); 및 Remington: The Science and Practice of Pharmacy , 20th Edition, 2003, Gennaro, Ed., Lippincott, Williams & Wilkins 참조). 감작된 세포에서, 치료 유효량은 종종 비감작된 세포에 대한 종래의 치료 유효량보다 낮을 수 있다.
"치료하다", "치료하는" 및 "치료"는, 경감; 관해; 증상 감소 또는 증상, 부상, 병리 또는 병태를 환자에게 더 견딜 수 있게 하는 것; 증상 또는 병태의 빈도 또는 지속 시간을 감소시키는 것; 또는 일부 상황에서 증상의 발병을 예방하는 것과 같은 임의의 객관적 또는 주관적 파라미터를 포함하는, 부상, 병리, 병태 또는 증상(예를 들어, 통증)의 치료 또는 완화에서 성공의 임의의 표시를 지칭한다. 증상의 치료 또는 완화는, 예를 들어 신체 검사의 결과를 포함하는 임의의 객관적 또는 주관적 파라미터에 기초할 수 있다.
"질환"은 유기체에서의 비정상적인 세포 기능을 지칭하며, 이는 물리적 또는 외부 손상의 직접적인 결과로 인한 것이 아니다. 질환은 고통, 기능장애, 장애, 장애, 감염, 통증 또는 심지어 사망을 유발하는 임의의 병태를 지칭할 수 있다. 질환은 유전적 및 비-유전적 질환과 같은 유전성 질환, 감염성 질환, 암과 같은 비-감염성 질환, 결핍 질환, 신경 질환, 및 생리학적 질환을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.
"투여"는 경구 투여, 좌제로서의 투여, 국소 접촉, 비경구, 정맥내, 복강내, 근육내, 병변내, 비강내 또는 피하 투여, 경막내 투여, 또는 저속 방출 장치, 예를 들어, 미니-삼투압 펌프를 피험자에게 이식하는 것을 지칭한다.
"대상물"은 영장류(예를 들어, 인간), 소, 양, 염소, 말, 개, 고양이, 토끼, 랫트, 마우스 등을 포함하지만 이에 한정되지 않는 포유류와 같은 동물을 지칭한다. 특정 구현예에서, 대상체는 인간이다.
"신경 가소성"은 대상체의 생전에 걸쳐 뇌가 구조 및/또는 기능을 연속적으로 변화시키는 능력을 지칭한다. 뇌에 대한 변화의 예는, 예컨대 부상으로 인한 내적 및/또는 외적 자극에 적응하거나 반응하는 능력, 및 새로운 신경돌기, 수지상극, 및 시냅스를 생성하는 능력을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.
"수지상 교차"는 서로 중첩되거나 클러스터를 형성하는 수지상 분지를 지칭한다. 수지상 교차는 Sholl 분석에 의해 측정될 수 있다.
"수지상극"은 시냅스에서 축삭으로부터 전기 신호를 수신할 수 있는 수지상으로부터 돌출하는 작은 막을 지칭한다. 수지상극은 뉴런의 세포 몸체에 전기 신호를 전송하는 데 유용하다. 단일 뉴런의 수지상은 수백 내지 수천 개의 수지상극을 포함할 수 있다. 수지상극 밀도는 수지상 길이 내의 수지상극 수를 지칭한다. 예시적인 예로서, 5 μm-1의 수지상극 밀도는 수지상 1 μm 당 5개의 가시를 나타낸다.
"조절하다" 또는 "조절하는" 또는 "조절"은 특정 활성, 기능 또는 분자의 양, 품질 또는 효과의 증가 또는 감소를 지칭한다. 예시로서, 제한하지 않고, G 단백질 결합 수용체(예를 들어, 5HT2A 또는 5HT2C)의 작용제, 부분 작용제, 길항제, 및 알로스테릭 조절제(예를 들어, 양성 알로스테릭 조절제)는 수용체의 조절제이다.
"작용성"은 조절제 또는 작용제에 의한 수용체 또는 효소의 활성화를 지칭하여 생물학적 반응을 생성한다.
"작용제"는 수용체 또는 효소에 결합하여 수용체를 활성화시켜 생물학적 반응을 생성하는 조절제를 지칭한다. 단지 예로서, "5HT2A 작용제"는 약 100 μM 이하의 5HT2A 활성에 대해 EC50을 나타내는 화합물을 지칭하는 데 사용될 수 있다. 일부 구현예에서, 용어 "작용제"는 완전한 작용제 또는 부분 작용제를 포함한다. "완전 작용제"는 작용제가 수용체에서 유도할 수 있는 최대 반응으로 수용체에 결합하여 이를 활성화시키는 조절제를 지칭한다. "부분 작용제"는 주어진 수용체에 결합하여 이를 활성화시키지만, 완전한 작용제에 비해 수용체에서 부분 효능, 즉 최대 반응 미만을 갖는 조절제를 지칭한다. "기능적으로 선택적인 작용제"는 수용체의 활성화로부터 가능한 생물학적 반응의 하나 또는 하위 집합을 생성하는 조절제를 지칭한다. 예를 들어, 5HT2A 수용체의 활성화는 많은 다른 생물학적 반응 중에서, 신경 가소성 증가, 세포내 칼슘 농도 증가, 및 환각을 포함하는 많은 하류 효과를 유발하는 것으로 알려져 있다. 기능적으로 선택적인 작용제는 5HT2A 수용체의 활성화로부터 가능한 생물학적 반응의 하위 집합만을 생성할 것이다.
"양성 알로스테릭 조절제"는 오르토스테릭 결합 부위와 구별되는 부위에 결합하여 작용제의 효과를 향상시키거나 증폭시키는 조절제를 지칭한다.
"길항성"은 조절제 또는 길항제에 의한 수용체 또는 효소의 불활성화를 지칭한다. 수용체의 길항성은, 예를 들어, 분자가 수용체에 결합하고 활성이 일어나는 것을 허용하지 않는 경우이다. "기능적으로 선택적인 길항제"는 하나의 신호 전달 경로를 차단하는 한편 다른 신호 전달 경로는 그대로 유지한다.
"작용제" 또는 "중성 길항제"는 수용체 또는 효소에 결합하여 생물학적 반응을 차단하는 조절제를 지칭한다. 길항제는 작용제 또는 역 작용제의 부재 시 활성을 갖지 않지만, 둘 중 어느 하나의 활성을 차단하여 생물학적 반응의 변화를 야기하지 않을 수 있다.
III. 화합물
본 발명은 다양한 신경 질환 및 장애의 치료뿐만 아니라 신경 가소성을 증가시키는 데 유용한 테트라사이클릭 헤테로고리 화합물을 제공한다.
일부 구현예에서, 본원에 제공된 화합물은 수소 결합 공여자의 손실의 결과로서 개선된 생리화학적 특성을 가지며, 총 극성 표면적을 감소시키고, 중추신경계 다중 파라미터 최적화(MPO) 점수를 개선한다. 일부 구현예에서, 환각성 5-HT 조절제(예를 들어, 5HT 2A 및/또는 5HT2C 조절제)와 유사한 치료 가능성을 나타내는 비-환각성 화합물이 본원에 기술된다. 일부 구현예에서, 본원에 기술된 비환각성 화합물은 신경 질환에 대해 환각성 5-HT 조절제(예를 들어, 5HT2A 및/또는 5HT2C 조절제)보다 더 양호한 치료 가능성을 제공한다.
뇌 장애 및 다른 병태와 같은 다양한 질환의 치료에 유용한 헤테로시클릭 화합물이 본원에 제공된다. 일부 구현예에서, 본원에 제공된 헤테로시클릭 화합물은 5-HT2 조절제이고 신경 가소성(예: 피질 구조적 가소성)을 촉진한다.
일부 구현예에서, 식 (K)의 구조를 갖는 화합물 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염이 본원에 제공되며:
식 중: 각각의 R1a, R1b, R1c, R1d는 독립적으로 H, C1-6 알킬, C2-6 알케닐, C2-6 알키닐, C1-6 알콕시, C1-6 알콕시알킬, 할로겐, C1-6 할로알킬, C1-6 할로알콕시, -NO2, 또는 -CN이고; 대안적으로, 인접한 고리 원자 상의 2개의 R1a 기를 조합하여 1 내지 2개의 헤테로원자를 갖는 C4-8 시클로알킬 또는 4 내지 8원 헤테로시클로알킬을 형성하고, 각각 독립적으로 N, O, 또는 S; R2a 및 R2b는 각각 독립적으로 H, C1-6 알킬, C3-6 시클로알킬, C1-6 알콕시, C1-6 알콕시알킬, C1-6 할로알킬, 또는 C1-6 할로알콕시이고; 대안적으로, R2a 및 R2b를 조합하여 1 내지 2개의 헤테로원자를 갖는 4 내지 8원 헤테로시클로알킬을 형성하고, 각각 독립적으로 N, O, 또는 S; R3은 H, C1-6 알킬, C1-6 알콕시, C1-6 알콕시알킬, C1-6 할로알킬, 또는 C1-6 할로알콕시이고; R3a는 부재하거나 C1-6 알킬이고; 대안적으로, R3과 R3a를 조합하여 1 내지 2개의 헤테로원자를 갖는 3 내지 8원 헤테로시클로알킬을 형성하고, 각각 독립적으로 N, O, 또는 S; 아래첨자 m 및 p는 각각 독립적으로 0 내지 2이고; 및 아래첨자 n 및 r은 각각 독립적으로 0 내지 3이다.
일부 구현예에서, 식 (J)의 구조를 갖는 화합물 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염이 본원에 제공된다:
식 중: 각각의 R1a, R1b , R1c , R1d는 독립적으로 H, C1-6 알킬, C2-6 알케닐, C2-6 알키닐, C1-6 알콕시, C1-6 알콕시알킬, 할로겐, C1-6 할로알킬, C1-6 할로알콕시, -NO2, 또는 -CN이고; 대안적으로, 인접한 고리 원자 상의 2개의 R1a 기를 조합하여 1 내지 2개의 헤테로원자를 갖는 C4-8 시클로알킬 또는 4 내지 8원 헤테로시클로알킬을 형성하고, 각각 독립적으로 N, O, 또는 S; R2a 및 R2b는 각각 독립적으로 H, C1-6 알킬, C3-6 시클로알킬, C1-6 알콕시, C1-6 알콕시알킬, C1-6 할로알킬, 또는 C1-6 할로알콕시이고; 대안적으로, R2a 및 R2b를 조합하여 1 내지 2개의 헤테로원자를 갖는 4 내지 8원 헤테로시클로알킬을 형성하고, 각각 독립적으로 N, O, 또는 S; R3은 H, C1-6 알킬, C1-6 알콕시, C1-6 알콕시알킬, C1-6 할로알킬, 또는 C1-6 할로알콕시이고; 아래첨자 m 및 p는 각각 독립적으로 0 내지 2이고; 및 아래첨자 n 및 r은 각각 독립적으로 0 내지 3이다.
일부 구현예에서, 식 (I)의 구조를 갖는 화합물 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염이 본원에 제공된다:
.
일부 구현예에서, 식 (Ia), 식 (Ib), 식 (Ic), 또는 식 (Id)의 구조를 갖는 화합물, 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염이 본원에 제공된다:
.
일부 구현예에서, 식 (Ia)의 구조를 갖는 화합물이 본원에 제공된다:
일부 구현예에서, 식 (Ib)의 구조를 갖는 화합물이 본원에 제공된다:
일부 구현예에서, 식 (Ic)의 구조를 갖는 화합물이 본원에 제공된다:
일부 구현예에서, 식 (Id)의 구조를 갖는 화합물이 본원에 제공된다:
R1a는 임의의 적합한 작용기일 수 있다. 일부 구현예에서, R11a는 H, C1-6 알킬, C2-6 알케닐, C2-6 알키닐, C1-6 알콕시, C1-6 알콕시알킬, 할로겐, C1-6 할로알킬, C1-6 할로알콕시, -NO2, 또는 -CN이다. 일부 구현예에서, R1a는 H, C1-6 알킬, C1-6 알콕시, 또는 할로겐이다. 일부 구현예에서, R1a는 H, C1-6 알콕시, 또는 할로겐이다. 일부 구현예에서, R1a는 H이다.
R2a 및 R2b는 임의의 적합한 작용기일 수 있다. 일부 구현예에서, R2a 및 R2b는 각각 독립적으로 H, C1-6 알킬, C3-6 시클로알킬, C1-6 알콕시, C1-6 알콕시알킬, C1-6 할로알킬, 또는 C1-6 할로알콕시이고; 대안적으로, R2a 및 R2b는 조합되어 각각 독립적으로 N, O, 또는 S인 1 내지 2개의 헤테로원자를 갖는 4 내지 8원 헤테로시클로알킬을 형성한다. 일부 구현예에서, R2a 및 R2b는 각각 독립적으로 H, C1-6 알킬, C3-6 시클로알킬, C1-6 알콕시알킬, 또는 C1-6 할로알킬이다. 일부 구현예에서, R2a 및 R2b는 각각 독립적으로 H 또는 C1-6 알킬이다. 일부 구현예에서, R2a 및 R2b는 각각 독립적으로 C1-6 알킬이다. 일부 구현예에서, R2a 및 R2b는 각각 독립적으로 에틸이다.
R3은 임의의 적합한 작용기일 수 있다. 일부 구현예에서, R3은 H, C1-6 알킬, C1-6 알콕시, C1-6 알콕시알킬, C1-6 할로알킬, 또는 C1-6 할로알콕시이다. 일부 구현예에서, R3은 H 또는 C1-6 알킬이다. 일부 구현예에서, R3은 C1-6 알킬이다. 일부 구현예에서, R3은 메틸이다.
일부 구현예에서, R3a는 부재하거나 C1-6 알킬일 수 있다. 일부 구현예에서, R3a는 부재한다. 일부 구현예에서, R3a는 C1-6 알킬이다. 일부 구현예에서, R3a는 메틸이다.
아래첨자 m, n, p, 및 r은 임의의 적절한 정수일 수 있다. 일부 구현예에서, 아래첨자 m 및 p는 각각 독립적으로 0 내지 2이고; 아래첨자 n 및 r은 각각 독립적으로 0 내지 3이다. 일부 구현예에서, n은 0이다.
일부 구현예에서, 다음의 구조를 갖는 화합물 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염이 본원에 제공된다:
일부 구현예에서, 다음의 구조를 갖는 화합물이 본원에 제공된다:
일부 구현예에서, 다음의 구조를 갖는 화합물 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염이 본원에 제공된다:
일부 구현예에서, 다음의 구조를 갖는 화합물 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염이 본원에 제공된다:
일부 구현예에서, 다음의 구조를 갖는 화합물이 본원에 제공된다:
일부 구현예에서, 다음의 구조를 갖는 화합물 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염이 본원에 제공된다:
일부 구현예에서, 다음의 구조를 갖는 화합물이 본원에 제공된다:
일부 구현예에서, 다음의 구조를 갖는 화합물 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염이 본원에 제공된다:
일부 구현예에서, 다음의 구조를 갖는 화합물 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염이 본원에 제공된다:
일부 구현예에서, 다음의 구조를 갖는 화합물이 본원에 제공된다:
일부 구현예에서, 본 발명은 다음 구조를 갖는 (7aS,10R)-10-(디에틸카바모일)-8,8-디메틸-7a,8,9,10-테트라하이드로-7H -인돌로[7,1-fg ][1,7]나프티리딘-8-이움 요오다이드의 결정질 화합물을 제공한다:
a = 7.0716(6)Å, α = 90°, b = 14.4326(12)Å, β = 90°, c = 23.0876(19)Å, 및 γ = 90°의 단위 셀 치수를 특징으로 한다.
본 발명의 화합물은 또한 본 발명의 화합물의 산 또는 염기 염과 같은 염 형태일 수 있다. 약학적으로 허용 가능한 염의 예시적인 예는 무기산(염산, 브롬화수소산, 인산 등) 염, 유기산(푸마르산, 아세트산, 프로피온산, 글루탐산, 구연산 등) 염, 4차 암모늄(요오드화 메틸, 요오드화 에틸 등) 염이다. 약학적으로 허용 가능한 염은 비독성인 것으로 이해된다. 적절한 약학적으로 허용 가능한 염에 대한 추가 정보는 Remington's Pharmaceutical Sciences, 제17판, Mack Publishing Company, Easton, Pa., 1985에서 찾을 수 있으며, 이는 참조로서 본원에 통합된다.
본 발명은 또한 본 발명의 동위원소 표지된 화합물을 포함하며, 여기서 하나 이상의 원자는 특정 원자 질량 또는 질량 수를 갖는 하나 이상의 원자로 치환된다. 본 발명의 화합물에 혼입될 수 있는 동위원소의 예는 수소, 탄소, 질소, 산소, 불소, 황, 및 염소(예컨대 2H, 3H, 13C, 14C, 15N, 18O, 17O, 18F, 35S, 및 36Cl)의 동위원소를 포함하지만, 이에 한정되지 않는다. 본 발명의 동위원소 표지된 화합물은 화합물 및 이의 전구약물 및 대사산물의 조직 분포의 검정에 유용하며; 이러한 검정에 바람직한 동위원소는 3H 및 14C를 포함한다. 또한, 특정 상황에서, 중수소(2H)와 같은 더 무거운 동위원소로 치환하는 것은 증가된 대사 안정성을 제공할 수 있으며, 이는 증가된 생체 내 반감기 또는 감소된 투여량 요건과 같은 치료적 이점을 제공한다. 본 발명의 동위원소-표지된 화합물은 일반적으로 동위원소-표지된 시약을 비-동위원소-표지된 시약으로 치환함으로써 당업자에 의해 공지된 방법에 따라 제조될 수 있다. 본 발명의 화합물은 염기성 아민, 방향족 고리, 및 메톡시 치환기의 메틸기에 인접한 위치에서 동위원소 표지될 수 있다.
본 발명은 본 발명의 화합물의 모든 호변이성질체 및 입체이성질체를 혼합물로 또는 순수하거나 실질적으로 순수한 형태로 포함한다. 본 발명의 화합물은 탄소 원자에서 비대칭 중심을 가질 수 있으므로, 본 발명의 화합물은 부분입체이성질체 또는 거울상이성질체 형태 또는 이들의 혼합물로 존재할 수 있다. 모든 형태 이성질체(예를 들어, 시스 및 트랜스 이성질체) 및 모든 광학 이성질체(예를 들어, 거울상 이성질체 및 부분 입체 이성질체), 라세미, 부분 입체 이성질체 및 이러한 이성질체의 다른 혼합물뿐만 아니라 용매화물, 수화물, 이소형, 다형체 및 호변 이성질체는 본 발명의 범주 내에 있다. 본 발명에 따른 화합물은 부분 입체이성질체, 거울상이성질체 또는 라세미 혼합물을 출발 물질로서 사용하여 제조될 수 있다. 또한, 부분 입체이성질체 및 거울상이성질체 생성물은 크로마토그래피, 분획 결정화 또는 당업자에게 공지된 다른 방법에 의해 분리될 수 있다.
5-HT
5-HT2 작용성은 신경 가소성의 촉진과 상관관계가 있다(Ly 등, 2018). 5-HT2 길항제는 5-HT2 작용제 활성, 예를 들어, DMT, LSD, 및 DOI를 갖는 환각성 화합물의 신경 생성 및 수지상극 생성 효과를 제거한다. 또한, DMT 및 다른 환각제 화합물은 5-HT2-의존적 공정을 통해 증가된 수지상 분지 복잡성, 수지상극 밀도, 및 시냅스 생성을 촉진한다. 중요하게는, 본원에 제공된 화합물의 정신형질형성 유발 효과는 또한 이들 조건 하에서 차단되어, 5-HT2 수용체가 작용 메커니즘에 관여함을 시사한다. 또한, 5-HT2 수용체의 조절은 신경가소성뿐만 아니라, 예를 들어 불안, 우울증, 외상 후 스트레스 장애(PTSD), 및 정신분열증과 같은 다양한 심리적 병태에서 중요한 것으로 보인다.
또한, 5HT2A 센서 검정이 길항제 모드에서 실행될 때, 비환각성 화합물(예를 들어, 리수라이드 및 6-MeO-DMT)은 5HT와 경쟁한다. 또한, 동물(예를 들어, 인간)에서 비환각성인, 예를 들어 6-F-DET 및 케탄세린과 같은 화합물은 길항제 모드 센서 검정에서 5HT2A에 대한 5HT 결합과 경쟁한다. 일부 구현예에서, 본원에 제공된 화합물은 5-HT가 5HT2A에 결합하는 것을 방지한다. 일부 구현예에서, 5HT2A 센서 검정은 길항제 모드이다. 일부 구현예에서, 본원에 제공된 화합물은 5-HT가 5HT2A에 결합하는 것을 방지하고, 비환각성 가능성을 갖는다. 일부 구현예에서, 본원에 제공된 화합물은 5-HT가 5HT2A에 결합하는 것을 방지하며 비환각성 가능성이다. 일부 구현예에서, 본원에 제공된 화합물은 길항제 모드에서 5-HT가 5HT2A에 결합하는 것을 방지하며, 비환각성 가능성을 갖는다. 일부 구현예에서, 본원에 제공된 화합물은 길항제 모드에서 5-HT의 결합을 방지하며 비환각성 화합물이다. 일부 구현예에서, 본원에 제공된 화합물은 길항제 모드에서 센서 검정의 반응을 억제하며, 비환각성 가능성을 갖는다. 일부 구현예에서, 본원에 제공된 화합물은 길항제 모드에서 센서 검정의 반응을 억제하는 비환각성 화합물이다.
일부 구현예에서, 본원에 제공된 화합물이 작용제 모드 센서 검정에 미치는 효과는 화합물이 5-HT 2A 수용체 및/또는 5-HT2C 수용체의 비환각성 리간드임을 시사한다. 일부 구현예에서, 본원에 제공된 화합물이 길항제 모드 센서 검정에 미치는 효과는 화합물이 5-HT2A수용체 및/또는 5-HT2C수용체의 비환각성 리간드임을 시사한다. 일부 구현예에서, 본원에 제공된 화합물이 작용제 모드 및 길항제 모드 센서 검정에 미치는 효과는 화합물이 5-HT2A수용체 및/또는 5-HT2C수용체의 비환각성 리간드임을 함께 시사한다.
일부 구현예에서, 환각성 5-HT2 작용제와 유사한 치료 가능성을 나타내는 비환각성 화합물이 기술된다. 일부 구현예에서, 본원에 기술된 비환각성 화합물은 신경 질환에 대해 환각성 5-HT2 작용제보다 더 양호한 치료 가능성을 제공한다. 일부 구현예에서, 본 발명의 화합물은 5-HT2A 수용체 및/또는 5-HT2C 수용체의 조절제이고 신경 가소성(예: 피질 구조적 가소성)을 촉진한다.
일부 구현예에서, 본원에 제공된 화합물은 5-HT2A 수용체 및/또는 5-HT2C 수용체에서 활성을 갖는다. 일부 구현예에서, 본원에 제공된 화합물은 5-HT2A 수용체 및/또는 5-HT2C 수용체를 활성화시킴으로써 생물학적 반응을 유도한다(예를 들어, 5-HT2A 수용체 및/또는 5-HT2C 수용체를 활성화시키는 생물학적 표적의 알로스테릭 조절 또는 조절). 일부 구현예에서, 본원에 제공된 화합물은 선택적 5-HT2A 조절제이고 신경 가소성(예: 피질 구조적 가소성)을 촉진한다. 일부 구현예에서, 본원에 제공된 화합물은 선택적 5-HT2C 조절제이고 신경 가소성(예: 피질 구조적 가소성)을 촉진한다. 일부 구현예에서, 신경 가소성의 촉진은, 예를 들어 수지상극 성장의 증가, 시냅스 단백질의 합성의 증가, 시냅스 반응의 강화, 수지상 분지 복잡성의 증가, 수지상 분지 함량의 증가, 수지상극 생성의 증가, 신경 생성의 증가, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 일부 구현예에서, 신경 가소성의 증가는, 예를 들어 뇌의 전방 부분에서의 피질 구조적 가소성의 증가를 포함한다.
일부 구현예에서, 본원에 제공된 화합물(예: 5-HT2A 조절제 및/또는 5-HT2C 조절제)은 비환각성이다. 일부 구현예에서, 본원에 제공된 화합물(예를 들어, 5-HT2A 조절제 및/또는 5-HT2C 조절제)은 신경 질환을 치료하는 데 사용되며, 조절제는 해리성 부작용을 유도하지 않는다. 일부 구현예에서, 본원에 기술된 화합물의 환각 가능성은 시험관 내에서 평가된다. 일부 구현예에서, 본원에 기술된 화합물의 시험관 내에서 평가된 환각 전위는 환각 상동체의 시험관 내에서 평가된 환각 전위와 비교된다. 일부 구현예에서, 본원에 제공된 화합물은 환각성 상동체보다 시험관 내에서 환각성 가능성을 덜 유도한다.
일부 구현예에서, 본원에 제공된 화합물(예: 5-HT2A 조절제 및/또는 5-HT2C 조절제)은 신경 질환을 치료하는 데 사용된다. 일부 구현예에서, 신경 질환은 신경 가소성 감소, 피질 구조적 가소성 감소, 5-HT2A 수용체 함량 감소, 5-HT2C 수용체 함량 증가, 수지상 분지 복잡도 감소, 수지상극 상실, 수지상 분지 함량 감소, 수지상극 생성 감소, 신경 생성 감소, 신경돌기 수축, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다.
일부 구현예에서, 본원에 제공된 화합물(예: 5-HT2A 조절제 및/또는 5-HT2C 조절제)은 뉴런 가소성을 증가시키기 위해 사용된다. 일부 구현예에서, 본원에 제공된 화합물(예: 5-HT2A 조절제 및/또는 5-HT2C 조절제)은 뇌 장애를 치료하는 데 사용된다. 일부 구현예에서, 본원에 제공된 화합물(예: 5-HT2A 조절제 및/또는 5-HT2C 조절제)은 신경영양 인자의 번역, 전사 또는 분비 중 적어도 하나를 증가시키는 데 사용된다.
일부 구현예에서, 이의 약학적으로 허용 가능한 염 및 용매화물을 포함하여, 본원에 제공된 화합물은 비환각성 정신형질형성 물질이다. 일부 구현예에서, 비환각성 정신형질형성 물질은 뉴런 성장을 촉진하고, 뉴런 구조를 개선하거나, 이들의 조합을 개선한다.
IV. 약학적 조성물 및 제형
일부 구현예에서, 본 발명의 화합물 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염의 치료적 유효량을 포함하는 약학적 조성물이 본원에 제공된다.
본 발명의 조성물은 매우 다양한 경구, 비경구 및 국소 투여 형태로 제조될 수 있다. 경구 제제는 정제, 알약, 분말, 드래기, 캡슐, 액체, 캔디, 악액, 겔, 시럽, 슬러리, 현탁액 등을 포함하며, 이는 환자가 섭취하기에 적합하다. 본 발명의 조성물은 또한 주사에 의해, 즉 정맥내, 근육내, 피내, 피하, 십이지장내, 또는 복강내 투여될 수 있다. 또한, 본원에 기술된 조성물은 흡입에 의해, 예를 들어 비강내 투여될 수 있다. 또한, 본 발명의 조성물은 경피 투여될 수 있다. 본 발명의 조성물은 또한 좌제, 취입제, 분말 및 에어로졸 제형(스테로이드 흡입제의 예는 Rohatagi, J. Clin. Pharmacol. 35:1187-1193, 1995; Tjwa, Ann. 알러지 천식 면역올. 75:107-111, 1995 참조). 따라서, 본 발명은 또한 약학적으로 허용 가능한 담체 또는 부형제 및 본 발명의 화합물을 포함하는 약학적 조성물을 제공한다.
본 발명의 화합물로부터 약학적 조성물을 제조하기 위해, 약학적으로 허용 가능한 담체는 고체 또는 액체일 수 있다. 고형분 형태 제제는 분말, 정제, 알약, 캡슐, 악액, 좌제, 및 분산성 과립을 포함한다. 고체 담체는 희석제, 향미제, 결합제, 보존제, 정제 붕해제, 또는 캡슐화 물질로서 작용할 수도 있는 하나 이상의 물질일 수 있다. 제형화 및 투여를 위한 기술에 대한 세부 사항은 과학 및 특허 문헌에 잘 기술되어 있으며, 예를 들어, Remington's Pharmaceutical Sciences, Maack Publishing Co, Easton PA의 최신판("Remington's")을 참조한다.
분말에서, 담체는 미세하게 분할된 고체이며, 이는 미세하게 분할된 활성 성분과 혼합된다. 정제에서, 활성 성분은 적절한 비율로 필요한 결합 특성을 갖는 담체와 혼합되고 원하는 형상 및 크기로 압축된다. 분말 및 정제는 바람직하게는 본 발명의 화합물의 5% 또는 10% 내지 70%를 함유한다.
적합한 고형 부형제는 다음을 포함한다: 이에 한정되지는 않지만, 탄산마그네슘; 스테아린산마그네슘; 탈크; 펙틴; 덱스트린; 전분; 트라가칸스; 저 용융 왁스; 코코아 버터; 탄수화물; 당류는, 이에 한정되지는 않지만, 락토오스, 수크로오스, 만니톨, 또는 소르비톨, 옥수수 전분, 밀, 쌀, 감자, 또는 다른 식물; 메틸 셀룰로오스와 같은 셀룰로오스, 하이드록시프로필메틸-셀룰로오스, 또는 나트륨 카르복시메틸셀룰로오스; 및 아라비아 및 트라가칸스를 포함하는 검; 뿐만 아니라, 이에 한정되지는 않지만, 젤라틴 및 콜라겐을 포함한다. 원하는 경우, 붕해제 또는 가용화제, 예컨대 가교 결합된 폴리비닐 피롤리돈, 한천, 알긴산, 또는 이의 염, 예컨대 알긴산 나트륨이 첨가될 수 있다.
드래기 코어에는 아라비아 검, 탈크, 폴리비닐피롤리돈, 카보폴 겔, 폴리에틸렌 글리콜, 및/또는 이산화티탄, 래커 용액, 및 적절한 유기 용매 또는 용매 혼합물을 함유할 수도 있는 농축 당 용액과 같은 적절한 코팅이 제공된다. 생성물 식별을 위해 또는 활성 화합물의 양(즉, 투여량)을 특성화하기 위해 침지 또는 안료가 정제 또는 드래지 코팅에 첨가될 수 있다. 본 발명의 약학적 제제는 또한, 예를 들어 젤라틴으로 만들어진 푸시-핏 캡슐뿐만 아니라 젤라틴으로 만들어진 부드럽고 밀봉된 캡슐 및 글리세롤 또는 소르비톨과 같은 코팅을 사용하여 경구로 사용될 수 있다. 푸시-핏 캡슐은 락토오스 또는 전분과 같은 필러 또는 결합제, 탈크 또는 스테아린산 마그네슘과 같은 윤활제, 및 선택적으로 안정화제와 혼합된 본 발명의 화합물을 함유할 수 있다. 연질 캡슐에서, 본 발명의 화합물은 안정화제가 있거나 없는 상태에서 지방유, 액체 파라핀, 또는 액체 폴리에틸렌 글리콜과 같은 적절한 액체에 용해되거나 현탁될 수 있다.
좌제를 제조하기 위해, 지방산 글리세리드 또는 코코아 버터의 혼합물과 같은 저 용융 왁스가 먼저 용융되고, 본 발명의 화합물은 교반에 의해 그 안에 균질하게 분산된다. 그런 다음, 용융된 균질 혼합물을 편리한 크기의 몰드에 붓고, 냉각시키고, 이에 의해 고형화시킨다.
액체 형태 제제는 용액, 현탁액, 및 유화액, 예를 들어 물 또는 물/프로필렌 글리콜 용액을 포함한다. 비경구 주사의 경우, 액체 제제는 폴리에틸렌 글리콜 수용액 중 용액으로 제형화될 수 있다.
경구 사용에 적합한 수용액은 본 발명의 화합물을 물에 용해시키고 필요에 따라 적절한 착색제, 향미제, 안정화제 및 증점제를 첨가함으로써 제조될 수 있다. 경구 사용에 적합한 수성 현탁액은 미세하게 분할된 활성 성분을 점성 물질, 예를 들어 천연 또는 합성 검, 수지, 메틸셀룰로오스, 나트륨 카르복시메틸셀룰로오스, 하이드록시프로필메틸셀룰로오스, 알긴산 나트륨, 폴리비닐피롤리돈, 검 트라가칸스 및 검 아카시아, 및 자연 발생 포스파티드(예를 들어, 레시틴)과 같은 분산제 또는 습윤제, 알킬렌 산화물과 지방산(예를 들어, 폴리옥시에틸렌 스테아레이트)의 축합 생성물, 장쇄 지방족 알코올(예를 들어, 헵타데카에틸렌 옥시세탄올)과 산화 에틸렌의 축합 생성물, 지방산 및 헥시톨(예를 들어, 폴리옥시에틸렌 소르비톨 모노-올레에이트)에서 유래된 부분 에스테르와 에틸렌 옥사이드의 축합 생성물, 또는 지방산 및 헥시톨 무수물(예를 들어, 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노-올레에이트)로부터 유도된 부분 에스테르와 에틸렌 옥사이드의 축합 생성물과 함께 물에 분산시킴으로써 제조될 수 있다. 수성 현탁액은 또한 하나 이상의 보존제, 예컨대 에틸 또는 n-프로필 p-하이드록시벤조에이트, 하나 이상의 착색제, 하나 이상의 향미제 및 하나 이상의 감미제, 예컨대 수크로오스, 아스파탐 또는 사카린을 함유할 수 있다. 제형은 삼투질 농도에 대해 조정될 수 있다.
또한, 사용 직전에 경구 투여용 액체 형태 제제로 변환되도록 의도된 고체 형태 제제가 포함된다. 이러한 액체 형태는 용액, 현탁액 및 유화액을 포함한다. 이들 제제는 활성 성분에 더하여, 착색제, 향미제, 안정화제, 완충제, 인공 및 천연 감미제, 분산제, 증점제, 가용화제 등을 함유할 수 있다.
오일 현탁액은 본 발명의 화합물을 아라키스 오일, 올리브 오일, 참기름 또는 코코넛 오일과 같은 식물성 오일, 또는 액체 파라핀과 같은 미네랄 오일; 또는 이들의 혼합물에 현탁시킴으로써 제형화될 수 있다. 오일 현탁액은 밀랍, 경질 파라핀 또는 세틸 알코올과 같은 증점제를 함유할 수 있다. 글리세롤, 소르비톨 또는 수크로오스와 같은 감미제를 첨가하여 맛있는 경구 제제를 제공할 수 있다. 이들 제형은 아스코르브산과 같은 항산화제의 첨가에 의해 보존될 수 있다. 주사 가능한 오일 비히클의 예로서, Minto, J. Pharmacol. Exp. Ther. 281:93-102, 1997 참조. 본 발명의 약학적 제형은 또한 수중유 유화액의 형태일 수 있다. 유상은 전술한 식물성 오일 또는 미네랄 오일, 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 적절한 유화제는 자연 발생 검, 예컨대 검 아카시아 및 검 트라가칸스, 자연 발생 포스파티드, 예컨대 대두 레시틴, 지방산 및 헥시톨 무수물로부터 유래된 에스테르 또는 부분 에스테르, 예컨대 소르비탄 모노-올레에이트, 및 이들 부분 에스테르의 에틸렌 옥사이드, 예컨대 폴리옥시에틸렌 소르비탄 모노-올레에이트와의 축합 생성물을 포함한다. 유화액은 또한 시럽 및 엘릭서의 제형에서와 같이 감미제 및 향미제를 함유할 수 있다. 이러한 제형은 또한 완화제, 보존제, 또는 착색제를 함유할 수 있다.
본 발명의 조성물은 또한 신체에서 느린 방출을 위한 미소구체로서 전달될 수 있다. 예를 들어, 미소구체는 피하로 서서히 방출되는 약물 함유 미소구체의 피내 주사를 통해 투여되도록 제형화될 수 있다(Rao, J. Biomater Sci. Polym. Ed. 7:623-645, 1995; 생분해성 및 주사 가능한 겔 제형으로서(예를 들어, Gao Pharm. Res. 12:857-863, 1995); 또는 경구 투여용 미소구체로서(예를 들어, Eyles, J. Pharm. Pharmacol. 49:669-674, 1997 참조). 경피 및 피내 경로 둘 모두는 수주 또는 수개월 동안 지속적인 전달을 제공한다.
다른 구현예에서, 본 발명의 조성물은 정맥 내(IV) 투여 또는 체강 또는 기관 내강으로의 투여와 같은 비경구 투여용으로 제형화될 수 있다. 투여 제형은 일반적으로 약학적으로 허용 가능한 담체에 용해된 본 발명의 조성물의 용액을 포함할 것이다. 사용될 수 있는 허용 가능한 비히클 및 용매 중에는 물 및 링거 용액, 등장성 염화나트륨이 있다. 또한, 멸균 고정 오일은 통상적으로 용매 또는 현탁 매질로서 사용될 수 있다. 이러한 목적을 위해, 합성 모노- 또는 디글리세라이드를 포함하는 임의의 무자극 고정 오일이 사용될 수 있다. 또한, 올레산과 같은 지방산이 마찬가지로 주사제의 제조에 사용될 수 있다. 이들 용액은 멸균 상태이고 일반적으로 바람직하지 않은 물질이 없다. 이들 제형은 종래의 잘 알려진 멸균 기술에 의해 멸균될 수 있다. 제형은 pH 조절제 및 완충제, 독성 조절제, 예를 들어, 아세트산나트륨, 염화나트륨, 염화칼륨, 염화칼슘, 젖산나트륨 등과 같은 생리학적 조건에 근접하는 데 필요한 약학적으로 허용 가능한 보조 물질을 함유할 수 있다. 이들 제형에서 본 발명의 조성물의 농도는 광범위하게 다양할 수 있고, 선택된 특정 투여 방식 및 환자의 필요에 따라 주로 유체 부피, 점도, 체중 등에 기초하여 선택될 것이다. IV 투여의 경우, 제형은 멸균 주사식 제제, 예컨대 멸균 주사식 수성 또는 유성 현탁액일 수 있다. 이러한 현탁액은 적절한 분산제 또는 습윤제 및 현탁제를 사용하여 공지된 기술에 따라 제형화될 수 있다. 멸균 주사식 제제는 또한 1,3-부탄디올의 용액과 같은, 비독성 비경구 수용 가능한 희석제 또는 용매 중 멸균 주사식 용액 또는 현탁액일 수 있다.
다른 구현예에서, 본 발명의 조성물의 제형은 세포막과 융합되거나 세포 내로 이입되는 리포좀의 사용에 의해, 즉 세포의 표면막 단백질 수용체에 결합하여 세포 내 이입을 초래하는 리포좀에 부착되거나 올리고뉴클레오티드에 직접 부착되는 리간드를 사용함으로써 전달될 수 있다. 리포좀을 사용함으로써, 특히 리포좀 표면이 표적 세포에 특이적인 리간드를 운반하거나, 그렇지 않으면 특이적 기관에 우선적으로 유도되는 경우, 본 발명의 조성물을 생체 내 표적세포 내로 집중적으로 전달할 수 있다. (예를 들어, Al-Muhammed, J. Microencapsul. 13:293-306, 1996; Chonn, Curr. Opin. Biotechnol. 6:698-708, 1995; Ostro, Am. J. Hosp. Pharm. 46:1576-1587, 1989 참조).
본 발명의 조성물은 경구, 비경구 및 국소 방법을 포함하는 임의의 적절한 수단에 의해 전달될 수 있다. 국소 경로에 의한 경피 투여 방법은 도포용 스틱, 용액, 현탁액, 유화액, 겔, 크림, 연고, 페이스트, 젤리, 페인트, 분말 및 에어로졸로서 제형화될 수 있다.
약학 제제는 바람직하게는 단위 투여 형태이다. 이러한 형태로, 제제는 본 발명의 화합물의 적절한 양을 함유하는 단위 투여량으로 세분된다. 단위 투여 형태는 포장된 제제일 수 있으며, 패키지는 바이알 또는 앰플에 포장된 정제, 캡슐, 및 분말과 같은 이산된 양의 제제를 함유한다. 또한, 단위 투여 형태는 캡슐, 정제, 악액질, 또는 캔디 자체일 수 있거나, 포장된 형태의 이들 중 어느 하나의 적절한 수일 수 있다.
본 발명의 화합물은 임의의 적절한 양으로 존재할 수 있고, 대상체의 체중 및 연령, 질환의 상태 등을 포함하지만 이에 한정되지 않는 다양한 인자에 따라 달라질 수 있다. 본 발명의 화합물에 적합한 투여량 범위는 약 0.1 mg 내지 약 10,000 mg, 또는 약 1 mg 내지 약 1000 mg, 또는 약 10 mg 내지 약 750 mg, 또는 약 25 mg 내지 약 500 mg, 또는 약 50 mg 내지 약 250 mg을 포함한다. 본 발명의 화합물에 적합한 투여량은 약 1, 5, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900 또는 1000 mg을 포함한다.
본 발명의 화합물은 임의의 적절한 빈도, 간격 및 지속시간으로 투여될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 화합물은 바람직한 투여량 수준을 제공하도록 1시간에 1회, 또는 1시간에 2회, 3회 이상, 또는 1일 2회, 3회 이상, 또는 2, 3, 4, 5, 6, 또는 7일마다 1회 투여될 수 있다. 본 발명의 화합물이 1일 1회를 초과하여 투여될 때, 대표적인 간격은 5, 10, 15, 20, 30, 45 및 60분뿐만 아니라 1, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 16, 20 및 24시간을 포함한다. 본 발명의 화합물은 1회, 2회, 또는 3회 이상 1시간 동안, 1 내지 6시간 동안, 1 내지 12시간 동안, 1 내지 24시간 동안, 6 내지 12시간 동안, 12 내지 24시간 동안, 1일 동안, 1 내지 7일 동안, 1주 동안, 1 내지 4주 동안, 1개월 동안, 1 내지 12개월 동안, 1년 이상, 또는 심지어 무기한으로 투여될 수 있다.
조성물은 또한 다른 상용성 치료제를 함유할 수 있다. 본원에 기술된 화합물은 서로 조합하여, 글루코코르티코이드 수용체를 조절하는 데 유용한 것으로 알려진 다른 활성제와 조합하여, 또는 단독으로 효과적이지 않을 수 있지만 활성제의 효능에 기여할 수 있는 보조제와 조합하여 사용될 수 있다.
본 발명의 화합물은 다른 활성제와 공동 투여될 수 있다. 공동 투여는 본 발명의 화합물 및 활성제를 서로 0.5, 1, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 16, 20, 또는 24시간 이내에 투여하는 것을 포함한다. 공동 투여는 또한 본 발명의 화합물 및 활성제를 동시에, 대략 동시에(예를 들어, 서로 약 1, 5, 10, 15, 20, 또는 30분 이내에), 또는 임의의 순서로 순차적으로 투여하는 단계를 포함한다. 또한, 본 발명의 화합물 및 활성제는 각각 1일 1회, 또는 1일 2회, 3회 또는 그 이상 투여되어 1일 당 바람직한 투여량 수준을 제공할 수 있다.
일부 구현예에서, 공동 투여는 공동 제형화, 즉 본 발명의 화합물 및 활성제 둘 다를 포함하는 단일 약학적 조성물을 제조함으로써 달성될 수 있다. 다른 구현예에서, 본 발명의 화합물 및 활성제는 별도로 제형화될 수 있다.
본 발명의 화합물 및 활성제는 임의의 적절한 중량비, 예컨대 약 1:100 내지 약 100:1(w/w), 또는 약 1:50 내지 약 50:1, 또는 약 1:25 내지 약 25:1, 또는 약 1:10 내지 약 10:1, 또는 약 1:5 내지 약 5:1(w/w)로 본 발명의 조성물에 존재할 수 있다. 본 발명의 화합물 및 다른 활성제는 임의의 적절한 중량비, 예컨대 약 1:100(w/w), 1:50, 1:25, 1:10, 1:5, 1:4, 1:3, 1:2, 1:1, 2:1, 3:1, 4:1, 5:1, 10:1, 25:1, 50:1 또는 100:1(w/w)로 존재할 수 있다. 본 발명의 화합물 및 활성제의 다른 투여량 및 투여량 비는 본 발명의 조성물 및 방법에 적합하다.
V. 치료 방법
일부 구현예에서, 신경 질환 또는 장애와 같지만 이에 한정되지 않는 질환 또는 장애를 치료하는 방법이 본원에 제공되며, 상기 방법은 본 발명의 화합물 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염의 치료적 유효량을 이를 필요로 하는 대상체에게 투여하여 질환 또는 장애를 치료하는 단계를 포함한다.
일부 구현예에서, 질환을 치료하는 방법이 본원에 제공되며, 상기 방법은 본 발명의 화합물 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염의 치료적 유효량을 이를 필요로 하는 대상체에게 투여하여 질환을 치료하는 단계를 포함한다.
신경학적 장애
신경 가소성 및 이의 변화는 많은 신경 질환 및 장애에 기인하였다. 예를 들어, 발달 동안 및 성인기에, 수지상극 수 및 형태(예를 들어, 길이, 교배, 밀도)의 변화는 시냅스 형성, 유지 및 제거를 수반하며; 이러한 변화는 뉴런 회로 내에서 연결을 확립하고 리모델링하는 것으로 여겨진다. 또한, 수지상극 구조적 가소성은 시냅스 기능 및 가소성과 조정된다. 예를 들어, 가시 비대는 뉴런 회로에서 장기적인 강화와 함께 조정되는 반면, 장기적인 우울증은 가시 수축과 관련이 있다.
또한, 수지상극은 살아있는 동물에서 경험 의존적인 형태학적 변화를 겪고, 수지상극의 미묘한 변화조차도 시냅스 기능, 시냅스 가소성, 및 뉴런 회로에서의 연결 패턴에 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 수지상극 형상, 크기, 및/또는 수의 질환 특이적 파괴는 신경 질환 및 장애, 예컨대 신경퇴행성(예를 들어, 알츠하이머병 또는 파킨슨병) 및 신경정신성(예를 들어, 우울증 또는 정신분열병) 질환 및 장애를 수반하며, 이는 수지상극이 정보 처리의 결핍을 수반하는 질환에서 공통 기질로서 기능할 수 있음을 시사한다.
달리 명시되지 않는 한, 신경 질환 또는 장애는 일반적으로 개체의 중추신경계(CNS)(예를 들어, 뇌, 가시 및/또는 신경)의 질환 또는 장애를 지칭한다.
일부 구현예에서, 본원에 제공된 화합물(예: 식 (K), 식 (J), 식 (I), 식 (Ia), 식 (Ib), 식 (Ic), 식 (Id) 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염 또는 용매화물)로 신경 질환 또는 장애를 치료하는 방법이 본원에 제공된다.
일부 경우에, 다양한 뇌 장애 및 다른 병태의 치료에 유용한 화합물이 본원에 제공된다. 일부 구현예에서, 본원에 제공된 화합물은 5-HT2A 조절제이고 신경 가소성(예: 피질 구조적 가소성)을 촉진한다. 일부 구현예에서, 5-HT2A 조절제(예를 들어, 5-HT2A 작용제)는 뇌 장애를 치료하는 데 사용된다. 일부 구현예에서, 본원에 제공된 화합물은 5-HT2C 조절제이고 신경 가소성(예: 피질 구조적 가소성)을 촉진한다. 일부 구현예에서, 5-HT2C 조절제는 뇌 장애를 치료하는 데 사용된다. 일부 구현예에서, 뇌 장애는 신경 가소성 감소, 피질 구조적 가소성 감소, 5-HT2A 수용체 함량 감소, 5-HT2C 수용체 함량 증가, 수지상 분지 복잡성 감소, 수지상극 상실, 수지상 분지 함량 감소, 수지상극 생성 감소, 신경 생성 감소, 신경돌기 수축, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다.
일 양태에서, 본원에 제공된 화합물(예: 식 (K), 식 (J), 식 (I), 식 (Ia), 식 (Ib), 식 (Ic), 식 (Id)의 화합물, 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염 또는 용매화물)은 신경 질환 또는 장애에서 손실되는 수지상극 수 및 수지상극 형태를 개선한다.
일부 구현예에서, 본 발명의 화합물은 신경 질환을 치료하는 데 사용된다. 　일부 구현예에서, 화합물은, 예를 들어, 항-중독 특성, 항우울제 특성, 항불안 특성, 또는 이들의 조합을 갖는다. 일부 구현예에서, 신경 질환은 신경정신 질환이다. 일부 구현예에서, 신경정신 질환은 기분 또는 불안 장애이다. 　일부 구현예에서, 신경 질환은 편두통, 두통(예: 군발성 두통), 외상 후 스트레스 장애(PTSD), 불안, 우울증, 신경퇴행성 장애, 알츠하이머병, 파킨슨병, 심리 장애, 치료 저항성 우울증, 자살 관념, 주요 우울 장애, 양극성 장애, 정신분열증, 뇌졸중, 외상성 뇌 손상, 및 중독(예: 물질 사용 장애)이다. 일부 구현예에서, 질환은 두통 장애이다. 일부 구현예에서, 신경 질환은 편두통 또는 군발성 두통이다. 일부 구현예에서, 질환은 편두통이다. 일부 구현예에서, 질환은 군발성 두통이다. 일부 구현예에서, 질환은 중독이다. 일부 구현예에서, 질환은 물질 사용 장애이다. 일부 구현예에서, 질환은 알코올 사용 장애이다. 일부 구현예에서, 질환은 알코올 사용 장애이다.
일부 구현예에서, 신경 질환은 신경퇴행성 장애, 알츠하이머병, 또는 파킨슨병이다. 일부 구현예에서, 신경 질환은 심리적 장애, 치료 저항성 우울증, 자살 관념, 주요 우울 장애, 양극성 장애, 정신분열증, 외상 후 스트레스 장애(PTSD), 중독(예를 들어, 물질 사용 장애), 우울증, 또는 불안이다. 일부 구현예에서, 신경정신 질환은 심리적 장애, 치료 저항성 우울증, 자살 관념, 주요 우울 장애, 양극성 장애, 정신분열증, 외상 후 스트레스 장애(PTSD), 중독(예를 들어, 물질 사용 장애), 우울증, 또는 불안이다. 일부 구현예에서, 신경정신 질환 또는 신경 질환은 외상 후 스트레스 장애(PTSD), 중독(예: 물질 사용 장애), 정신분열증, 우울증, 또는 불안이다. 일부 구현예에서, 신경정신 질환 또는 신경 질환은 중독(예: 물질 사용 장애)이다. 일부 구현예에서, 신경정신 질환 또는 신경 질환은 우울증이다. 일부 구현예에서, 신경정신 질환 또는 신경 질환은 불안이다. 일부 구현예에서, 신경정신 질환 또는 신경 질환은 외상 후 스트레스 장애(PTSD)이다. 일부 구현예에서, 신경 질환은 뇌졸중 또는 외상성 뇌 손상이다. 일부 구현예에서, 신경정신 질환 또는 신경 질환은 정신분열증이다.
일부 구현예에서, 질환은 신경정신 질환이다. 일부 구현예에서, 질환은 신경퇴행성 질환이다.
일부 구현예에서, 본 발명의 화합물은 뇌 장애를 치료하는 데 사용된다. 　일부 구현예에서, 화합물은, 예를 들어, 항-중독 특성, 항우울제 특성, 항불안 특성, 또는 이들의 조합을 갖는다. 일부 구현예에서, 뇌 장애는 신경정신 질환이다. 일부 구현예에서, 신경정신 질환은 기분 또는 불안 장애이다. 　일부 구현예에서, 뇌 장애는, 예를 들어 편두통, 군발성 두통, 외상 후 스트레스 장애(PTSD), 불안, 우울증, 정신분열증, 및 중독(예: 물질 남용 장애)을 포함한다. 일부 구현예에서, 뇌 장애는, 예를 들어 편두통, 중독(예: 물질 사용 장애), 우울증, 및 불안을 포함한다.
일부 구현예에서, 신경 가소성을 증가시키는 방법이 본원에 제공되며, 상기 방법은 신경 세포의 신경 가소성을 증가시키기에 충분한 양으로, 본 발명의 화합물 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염과 신경 세포를 접촉시키는 단계를 포함하되, 화합물은 Sholl 검정에 의해 1.0배 초과의 증가로 최대 수의 수지상 교차를 생성한다.
신경 가소성은 대상체의 생애 전반에 걸쳐 구조 및/또는 기능을 변화시키는 뇌의 능력을 지칭한다. 새로운 뉴런이 생성되어 대상체의 생애 전반에 걸쳐 중추신경계에 통합될 수 있다. 신경 가소성을 증가시키는 단계는, 신경세포 성장 촉진, 신경 생성 촉진, 시냅스 생성 촉진, 수지상 생성 촉진, 수지상 분지 복잡성 증가, 수지상극 밀도 증가, 및 뇌의 흥분 시냅스 증가를 포함하지만, 이에 한정되지 않는다. 일부 구현예에서, 신경 가소성을 증가시키는 단계는 신경 성장을 촉진하고, 신경세포 생성을 촉진하고, 시냅스 생성을 촉진하고, 수지상 생성을 촉진하고, 수지상 분지 복잡성을 증가시키고, 수지상극 밀도를 증가시키는 단계를 포함한다.
일부 구현예에서, 신경 가소성을 증가시키는 것은 신경퇴행성 장애, 알츠하이머병, 파킨슨병, 심리적 장애, 우울증, 중독, 불안, 외상 후 스트레스 장애, 치료 저항성 우울증, 자살 관념, 주요 우울 장애, 양극성 장애, 정신분열증, 뇌졸중, 외상성 뇌 손상, 또는 물질 사용 장애를 치료할 수 있다. 일부 구현예에서, 신경정신 질환은 양극성 장애이다. 일부 구현예에서, 질환은 우울증이다. 일부 구현예에서, 질환은 신경퇴행성 질환이다. 일부 구현예에서, 질환은 알츠하이머병 또는 파킨슨병이다. 일부 구현예에서, 질환은 알츠하이머병이다. 일부 구현예에서, 질환은 파킨슨병이다.
일부 구현예에서, 본 발명의 화합물은 신경 가소성을 증가시키는 데 사용된다. 　일부 구현예에서, 신경 가소성을 증가시키는 데 사용되는 화합물은, 예를 들어, 항-중독 특성, 항우울제 특성, 항불안 특성, 또는 이들의 조합을 갖는다. 일부 구현예에서, 신경 가소성의 감소는 신경정신 질환과 연관된다. 일부 구현예에서, 신경정신 질환은 기분 또는 불안 장애이다. 　일부 구현예에서, 신경정신 질환은, 예를 들어 편두통, 군발성 두통, 외상 후 스트레스 장애(PTSD), 정신분열증, 불안, 우울증, 및 중독(예: 물질 남용 장애)을 포함한다. 일부 구현예에서, 뇌 장애는, 예를 들어 편두통, 중독(예: 물질 사용 장애), 우울증, 및 불안을 포함한다. 일부 구현예에서, 질환은 신경정신 질환이다.
일부 구현예에서, 본 발명의 임의의 화합물의 증가된 신경 가소성을 결정하기 위한 실험 또는 검정은 표현형 검정, 수지상 생성 검정, 신경 가지 생성 검정, 시냅스 생성 검정, Sholl 검정, 농도-반응 실험, 5-HT2A 작용제 검정, 5-HT2A 길항제 검정, 5-HT2A 결합 검정, 또는 5-HT2A 차단 실험(예: 케탄세린 차단 실험)이다. 일부 구현예에서, 본 발명의 임의의 화합물의 환각 가능성을 결정하기 위한 실험 또는 검정은 마우스 머리-경련 반응(HTR) 검정이다.
본 발명의 화합물은 5-HT2A 조절제로서 활성을 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 본 발명의 화합물은 5-HT2A 조절제로서의 활성을 갖는다. 일부 구현예에서, 본 발명의 화합물은 5-HT2A 수용체를 활성화시킴으로써 생물학적 반응(예를 들어, 5-HT2A 수용체를 활성화하는 생물학적 표적의 알로스테릭 조절 또는 조절)을 유도한다. 5-HT2A 작용성은 신경 가소성의 촉진과 상관되었다. 일부 구현예에서, 5HT2A 센서 검정은 작용제 모드 또는 길항제 모드이다. 일부 구현예에서, 5HT2A 센서 검정은 작용제 모드이다.
일부 구현예에서, 본원에 기술된 화합물은 선택적 5-HT2A 조절제이다. 일부 구현예에서, 본원에 기술된 화합물은 5-HT2A 조절제이고 신경 가소성(예: 피질 구조적 가소성)을 촉진한다. 일부 구현예에서, 본원에 기술된 화합물은 선택적 5-HT2A 조절제이고 신경 가소성(예: 피질 구조적 가소성)을 촉진한다. 일부 구현예에서, 신경 가소성의 촉진은, 예를 들어 수지상극 성장의 증가, 시냅스 단백질의 합성의 증가, 시냅스 반응의 강화, 수지상 분지 복잡성의 증가, 수지상 분지 함량의 증가, 신경 가지 생성의 증가, 신경 생성의 증가, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 일부 구현예에서, 신경 가소성의 증가는, 예를 들어 뇌의 전방 부분에서의 피질 구조적 가소성의 증가를 포함한다.
일부 구현예에서, 비환각성 5-HT2A 조절제(예: 5-HT2A작용제)가 질환을 치료하는 데 사용된다. 일부 구현예에서, 비환각성 5-HT2A 조절제(예: 5-HT2A 작용제)는 신경 가소성을 증가시키는 데 사용된다. 일부 구현예에서, 비환각성 5-HT2A 조절제(예: 5-HT2A 작용제)는 신경 가소성 및 수지상극 밀도를 증가시키는 데 사용된다.
일부 구현예에서, 본 발명의 임의의 화합물의 증가된 신경 가소성을 결정하기 위한 실험 또는 검정은 표현형 검정, 수지상 생성 검정, 신경 가지 생성 검정, 시냅스 생성 검정, Sholl 검정, 농도-반응 실험, 5-HT2C 작용제 검정, 5-HT2C 길항제 검정, 5-HT2C 결합 검정, 또는 5-HT2C 차단 실험(예: 케탄세린 차단 실험)이다. 일부 구현예에서, 본 발명의 임의의 화합물의 환각 가능성을 결정하기 위한 실험 또는 검정은 마우스 머리-경련 반응(HTR) 검정이다.
본 발명의 화합물은 5-HT2C 조절제로서 활성을 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 본 발명의 화합물은 5-HT2C 조절제로서의 활성을 갖는다. 일부 구현예에서, 본 발명의 화합물은 5-HT2C 수용체를 활성화시킴으로써 생물학적 반응을 유도한다(예를 들어, 5-HT 2C 수용체를 활성화하는 생물학적 표적의 알로스테릭 조절 또는 조절). 5-HT2C 작용성은 신경 가소성의 촉진과 상관 관계가 있었다. 일부 구현예에서, 5HT2C 센서 검정은 작용제 모드 또는 길항제 모드이다. 일부 구현예에서, 5HT2C 센서 검정은 작용제 모드이다.
일부 구현예에서, 본원에 기술된 화합물은 선택적 5-HT2C 조절제이다. 일부 구현예에서, 본원에 기술된 화합물은 5-HT2C 조절제이고 신경 가소성(예: 피질 구조적 가소성)을 촉진한다. 일부 구현예에서, 본원에 기술된 화합물은 선택적 5-HT2C 조절제이고 신경 가소성(예: 피질 구조적 가소성)을 촉진한다. 일부 구현예에서, 신경 가소성의 촉진은, 예를 들어 수지상극 성장의 증가, 시냅스 단백질의 합성의 증가, 시냅스 반응의 강화, 수지상 분지 복잡성의 증가, 수지상 분지 함량의 증가, 수지상극 생성의 증가, 신경 생성의 증가, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 일부 구현예에서, 신경 가소성의 증가는, 예를 들어 뇌의 전방 부분에서의 피질 구조적 가소성의 증가를 포함한다.
일부 구현예에서, 비환각성 5-HT2C 조절제(예: 5-HT2C 작용제)가 질환을 치료하는 데 사용된다. 일부 구현예에서, 비환각성 5-HT2C 조절제(예: 5-HT2C 작용제)는 신경 가소성을 증가시키는 데 사용된다. 일부 구현예에서, 비환각성 5-HT2C 조절제(예: 5-HT2C 작용제)는 신경 가소성 및 수지상극 밀도를 증가시키는 데 사용된다.
일부 구현예에서, 신경 가소성을 증가시키고 수지상극 밀도를 증가시키기 위한 방법이 본원에 제공되며, 상기 방법은 신경 가소성을 증가시키고 신경 세포의 수지상극 밀도를 증가시키기에 충분한 양으로 신경 세포를 본 발명의 화합물 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염과 접촉시키는 단계를 포함한다.
수지상극은 동적이며 시간 경과에 따라 밀도, 형상 및 부피에 상당한 변화를 가질 수 있다. 수지상극 밀도에 기여하는 수지상극의 성장 또는 손실은 학습, 기억 및 일반적인 인지 기능을 위한 신경 경로를 강화하는 데 중요할 수 있다. 수지상극 밀도를 증가시키는 것은 신경퇴행성 질환 및 신경정신 질환과 같은 신경 질환의 치료에 유용할 수 있지만, 이에 한정되지 않는다.
수지상극 밀도의 증가는 당업자에 의해 공지된 염색 및 면역세포화학적 방법에 의해 측정될 수 있다. 염색 방법은 전자 현미경, 골지 염색, 결정 보라색 염색, DAPI 염색, 및 에오신 염색을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 골지 염색은 수지상극 밀도를 측정하는 데 사용될 수 있다.
일부 구현예에서, 본원에 제공된 화합물 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염은 뉴런 성장을 촉진하고/하거나 뉴런 구조를 개선하는 데 유용하다.
일부 구현예에서, 본원에 제공된 화합물 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염은 시냅스 연결성 및/또는 가소성의 상실과 연관된 하나 이상의 질환 또는 장애를 치료하는 데 유용한 비환각성 정신발포체이다.
일부 구현예에서, 본원에 제공된 화합물을 투여한 개체는 (예를 들어, 화합물이 개체에게 투여된 후 임의의 시점에) 환각성 사건을 갖지 않는다.
일부 구현예에서, 질환 또는 장애의 치료를 필요로 하는 개체에서 질환 또는 장애를 치료하기 위한 방법이 본원에 제공되며, 여기서 질환 또는 장애는 신경 질환 및 장애이다.
일부 구현예에서, 5-하이드록시트립타민(5-HT) 수용체의 조절에 유용한 화합물(예: 이의 약학적으로 허용 가능한 염 또는 용매화물)이 본원에 제공된다. 일부 구현예에서, 본원에 제공된 화합물에 의해 조절된 5-HT 수용체는 5-하이드록시트립타민 수용체 2A(5-HT2A)이다. 일부 구현예에서, 본원에 제공된 화합물에 의해 조절된 5-HT 수용체는 5-하이드록시트립타민 수용체 2C(5-HT2C)이다.
일부 구현예에서, 5-HT 2A 활성과 연관된 하나 이상의 질환 또는 장애를 치료하는 데 유용한 5-하이드록시트립타민 수용체 2A(5-HT2A)의 조절제가 본원에 제공된다. 일부 구현예에서, 5-HT 2C 활성과 연관된 하나 이상의 질환 또는 장애를 치료하는 데 유용한 5-하이드록시트립타민 수용체 2C(5-HT2C)의 조절제가 본원에 제공된다.
일부 구현예에서, 본원에 제공된 화합물 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염은 5-HT2A 활성 및/또는 5-HT2C 활성의 억제 또는 감소로부터 이익을 얻을 포유동물의 질환 또는 병태의 치료를 위한 의약의 제조에 사용된다.
일부 구현예에서, 본원에 제공된 화합물 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염은, 뉴런 성장을 촉진하고/하거나 뉴런 구조를 개선함으로써 이익을 얻을 포유동물에서의 질환 또는 병태의 치료를 위한 의약의 제조에 사용된다.
이러한 치료를 필요로 하는 포유동물에서 본원에 기술된 임의의 질환 또는 병태를 치료하기 위한 방법은 본원에 기술된 적어도 하나의 화합물 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염, 활성 대사산물, 전구약물, 또는 약학적으로 허용 가능한 용매화물을 포함하는 약학적 조성물을 상기 포유동물에게 치료적 유효량으로 투여하는 단계를 포함한다.
특정 구현예에서, 본원에 기술된 화합물(들)을 함유하는 조성물은 예방적 및/또는 치료적 치료를 위해 투여된다. 소정의 치료 용도에서, 조성물은 질환 또는 병태의 증상 중 적어도 하나를 치유하거나 적어도 부분적으로 정지시키기에 충분한 양으로, 질환 또는 병태를 이미 앓고 있는 포유동물에게 투여된다. 이러한 용도에 효과적인 양은 질환 또는 병태의 중증도 및 경과, 이전 요법, 포유동물의 건강 상태, 체중, 및 약물에 대한 반응, 및 보건의료인의 판단에 따라 달라진다. 치료적 유효량은 투여량 증량 및/또는 투여량 범위 임상실험을 포함하지만 이에 한정되지 않는 방법에 의해 임의로 결정된다.
예방적 응용에서, 본원에 기술된 화합물을 함유하는 조성물은 특정 질환, 장애 또는 병태에 걸리기 쉽거나 달리 위험이 있는 포유동물에게 투여된다. 이러한 양은 "예방적 유효량 또는 투여량"인 것으로 정의된다. 이러한 용도에서, 정확한 양은 또한 포유동물의 건강 상태, 체중 등 따라 달라진다. 포유동물에서 사용될 때, 이러한 용도에 대한 유효량은 질환, 장애 또는 병태의 중증도 및 경과, 이전 요법, 포유동물의 건강 상태 및 약물에 대한 반응, 및 의료 전문가의 판단에 따라 달라질 것이다. 일부 구현예에서, 예방적 치료는 치료 중인 질환의 적어도 하나의 증상을 이전에 경험하였고 현재 관해 상태인 포유동물에게, 질환 또는 병태의 증상의 재발을 방지하기 위해 본원에 기술된 화합물 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 포함하는 약학적 조성물을 투여하는 단계를 포함한다.
포유동물의 병태가 개선되지 않는 일부 구현예에서, 의료 전문가의 재량에 따라, 즉 포유동물의 질환 또는 병태의 증상을 개선하거나 달리 조절하거나 제한하기 위해 포유동물의 생애의 지속기간 전체에 걸쳐를 포함하여, 연장된 기간 동안 화합물의 투여가 만성적으로 투여된다.
포유동물의 상태가 개선되는 일부 구현예에서, 투여되는 약물의 투여량은 특정 기간 동안 일시적으로 감소되거나 일시적으로 일시 정지된다(즉, "약물 휴약기"). 일부 구현예에서, 약물 휴약 기간은 단지 예로서, 2일, 3일, 4일, 5일, 6일, 7일, 10일, 12일, 15일, 20일, 28일, 또는 28일을 포함하여, 2일 내지 1년 사이이다. 약물 휴약기 동안의 투여량 감소는 단지 예로서, 단지 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 및 100%를 포함하는 10% 내지 100%만큼이다.
환자의 상태가 개선되면, 필요한 경우 유지 투여량이 투여된다. 후속하여, 특정 구현예에서, 투여량 또는 투여 빈도, 또는 둘 모두는 증상의 함수로서, 개선된 질환, 장애 또는 병태가 유지되는 수준으로 감소된다. 그러나, 일부 구현예에서, 포유동물은 증상의 임의의 재발 시 장기간에 걸쳐 간헐적 치료를 필요로 한다.
이러한 양에 상응하는 주어진 제제의 양은 특정 화합물, 질환 병태 및 이의 중증도, 치료를 필요로 하는 대상체 또는 숙주의 동일성(예: 체중, 성별)과 같은 인자에 따라 달라지지만, 그럼에도 불구하고, 투여되는 특정 제제, 투여 경로, 치료되는 병태, 및 치료되는 대상체 또는 숙주를 포함하여, 케이스를 둘러싸는 특정 상황에 따라 결정된다.
그러나, 일반적으로 성인 인간 치료에 사용되는 투여량은 일반적으로 0.01 mg 내지 5000 mg/일의 범위이다. 일부 구현예에서, 성인 인간 치료에 사용되는 투여량은 1일 약 1 mg 내지 약 1000 mg이다. 일부 구현예에서, 원하는 투여량은 1회 투여량으로 또는 동시에 또는 적절한 간격으로 투여되는 분할 투여량으로, 예를 들어 1일 2회, 3회, 4회 또는 그 이상의 하위 투여량으로서 편리하게 제시된다.
일부 구현예에서, 본원에 기술된 화합물 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염에 적절한 일일 투여량은 체중 당 약 0.01 내지 약 50 mg/kg이다. 일부 구현예에서, 투여 형태 내의 일일 투여량 또는 활성물의 양은 개별 치료 요법과 관련된 변수의 수에 기초하여, 본원에 표시된 범위보다 더 낮거나 더 높다. 일부 구현예에서, 일일 투여량 및 단위 투여량은 사용된 화합물의 활성, 치료될 질환 또는 병태, 투여 방법, 개별 대상체의 요건, 치료될 질환 또는 병태의 중증도, 및 전문의의 판단을 포함하지만 이에 한정되지 않는 다수의 변수에 따라 변경된다.
이러한 치료 요법의 독성 및 치료 효능은 LD50 및 ED50의 결정을 포함하지만 이에 한정되지 않는 세포 배양물 또는 실험 동물에서의 표준 약학적 절차에 의해 결정된다. 독성 효과와 치료 효과 사이의 투여량 비율은 치료 지수이고, 이는 LD50과 ED50 사이의 비율로 표현된다. 일부 구현예에서, 세포 배양 검정 및 동물 연구로부터 수득된 데이터는 인간을 포함하는 포유동물에 사용하기 위한 치료적 유효 일일 투여량 범위 및/또는 치료적 유효 단위 투여량 양을 제형화하는 데 사용된다. 일부 구현예에서, 본원에 기술된 화합물의 일일 투여량은 최소 독성으로 ED50을 포함하는 순환 농도의 범위 내에 있다. 일부 구현예에서, 일일 투여량 범위 및/또는 단위 투여량은 사용된 투여 형태 및 사용된 투여 경로에 따라 이 범위 내에서 변한다.
전술한 양태 중 어느 하나에서, 본원에 기술된 화합물 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염의 유효량이 (a) 포유동물에게 전신 투여되고/되거나; (b) 포유동물에게 경구 투여되고/되거나; (c) 포유동물에게 정맥내 투여되고/되거나; (d) 포유동물에게 주사에 의해 투여되고/되거나; (e) 포유동물에게 국소 투여되고/되거나; (f) 포유동물에게 비-전신적으로 또는 국소 투여되는 추가 구현예가 있다.
전술한 양태 중 어느 하나에서, 화합물이 (i) 1일 1회 투여되거나; (ii) 화합물이 1일 기간에 걸쳐 포유동물에게 여러 번 투여되는 추가 구현예를 포함하여, 화합물의 유효량의 1회 투여를 포함하는 추가 구현예가 있다.
전술한 양태 중 어느 하나에서, 화합물의 유효량의 다회 투여를 포함하는 추가 구현예가 있고, (i) 화합물이 연속적으로 또는 간헐적으로 투여되는 추가 구현예: 단일 투여량에서와 같고; (ii) 다회 투여 사이의 시간은 6시간마다이고; (iii) 화합물은 8시간마다 포유동물에게 투여되고; (iv) 화합물은 12시간마다 포유동물에게 투여되고; (v) 화합물은 24시간마다 포유동물에게 투여된다. 추가 또는 대안적인 구현예에서, 상기 방법은 화합물의 투여가 일시적으로 유예되거나 투여 중인 화합물의 투여량이 일시적으로 감소되는 약물 휴약기를 포함하고; 약물 휴약기의 종료 시, 화합물의 투여가 재개된다. 일 구현예에서, 약물 휴일의 길이는 2일 내지 1년으로 다양하다.
일부 구현예에서, 본원에 기술된 화합물 중 하나의 치료 효과는 보조제의 투여에 의해 향상된다(즉, 보조제는 그 자체로 최소의 치료 이점을 갖지만, 다른 치료제와 조합하여, 환자에 대한 전체 치료 이점이 향상된다). 또는, 일부 구현예에서, 환자가 경험하는 이익은 본원에 기술된 화합물 중 하나를 치료적 이익도 갖는 다른 제제(치료 요법을 포함함)와 투여함으로써 증가된다.
일부 구현예에서, 본원에 개시된 화합물의 상이한 치료적 유효 투여량은 본원에 개시된 화합물이 하나 이상의 추가 제제, 예컨대 추가 치료적 유효 약물, 보조제 등과 조합하여 투여될 때 약학적 조성물을 제형화하는 데 및/또는 치료 요법에 사용될 것이다. 병용 치료 요법에서 사용하기 위한 약물 및 다른 제제의 치료적 유효 투여량은 활성제 자체에 대해 전술한 것과 유사한 수단에 의해 임의로 결정된다. 또한, 본원에 기술된 예방/치료 방법은 메트로놈 투여의 사용을 포함한다. 즉, 독성 부작용을 최소화하기 위해 더 빈번하고 더 낮은 투여량을 제공한다. 일부 구현예에서, 병용 치료 요법은 본원에 기술된 화합물 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염의 투여가 본원에 기술된 제2 제제로 치료하기 전, 도중, 또는 후에 개시되는 치료 요법을 포함하며, 제2 제제로 치료하는 동안 또는 제2 제제로 치료하는 종료 후 임의의 시점까지 계속된다. 이는 또한, 본원에 기술된 화합물 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염, 및 조합으로 사용되는 제2 제제가 동시에 또는 상이한 시간에 및/또는 치료 기간 동안 감소하거나 증가하는 간격으로 투여되는 치료를 포함한다. 병용 치료는 환자의 임상 관리를 돕기 위해 다양한 시점에 시작되고 중단되는 주기적인 치료를 추가로 포함한다.
완화를 추구하는 질환(들)을 치료, 예방 또는 완화하기 위한 투여 요법은 다양한 인자(예를 들어, 대상체가 앓고 있는 질환 또는 장애; 대상체의 연령, 체중, 성별, 식단 및 의학적 상태)에 따라 변형되는 것으로 이해된다. 따라서, 일부 경우에, 실제로 사용되는 투여 요법은 다양하고, 일부 구현예에서, 본원에 제시된 투여 요법으로부터 벗어난다.
VI. 실시예
상세한 방법
데이터 분석 및 통계. 치료를 무작위 배정하고, 치료 조건에 대해 맹검된 실험자에 의해 데이터를 분석하였다. 달리 언급되지 않는 한, GraphPad Prism(버전 9.1.2)을 사용하여 통계 분석을 수행하였다. 각각의 실험을 수행하기 전에 모든 비교를 계획하였다. 달리 언급되지 않는 한, 데이터는 평균 ± SEM으로 표시되며, 별표는 *p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001, 및 ****p < 0.0001을 나타낸다.
분자 도킹. Autodock Vina(버전 1.1.2) 및 LSD에 결합된 5-HT2AR의 이전에 공개된 구조(PDB: 7wc6)를 사용하여 5-HT2AR에 대한 (+)-JRT의 도킹을 수행하였다. 공개된 구조 내의 기존 리간드(즉, LSD)를 단백질로부터 먼저 제거하였다. 그런 다음, 특정 파라미터에 따라 알려진 활성 부위에 (+)-JRT를 도킹하였다. 바인딩 포켓 검색 영역은 MGL AutoDockTools(버전 1.5.7)에 지정된 바와 같이, 20의 배기도 설정으로 좌표 x = -28, y = -11, z = 142에서 0.375Å의 간격을 갖는 40 x 40 x 40 그리드로서 정의되었다. 생성된 형태를 분석하고 MGL AutoDockTools(버전 1.5.7)를 사용하여 내보냈다. UCSF 키메라를 사용하여 ChemDraw 구조를 변환함으로써 (+)-JRT PDB 구조를 생성하였다. 결합 부위의 3D 이미지는 캘리포니아 대학교, Sanplastic(NIH P41 RR-01081에 의해 지원됨)의 Resource for Biocomputing, Visualization, and Informatics의 UCSF Chimera(버전 1.16)를 사용하여 생성하였다.
약물. 이들 연구에 사용된 많은 약물은 D-암페타민 황산염(Sigma Aldrich, 1180004), 케타민 염산염(Spectrum, K1068), 및 케탄세린(APExBIO, B2248)을 포함하는 상업적 공급원으로부터 구매하였다. 리세르그산 디에틸아미드(LSD) 헤미타르산염은 NIH 약물 공급 프로그램에 의해 일시적으로 제공되었다. (+)-JRT 및 (-)-JRT 둘 모두를 자체 합성하였고, NMR 및 LC-MS 데이터에 기초하여 분석적으로 순수한 것으로 판단하였다. 세포 배양 실험의 경우, VEH = 0.1%(작용제 연구) 또는 0.2%(길항제 연구) 분자 생물학 등급 디메틸 설폭시드(Sigma-Aldrich). 생체 내 실험을 위해, 달리 언급되지 않는 한, 0.9% 식염수를 비히클로서 사용하여 5 mL/kg으로 화합물을 복강내 투여하였다. VEH = USP 등급 식염수(0.9%). 유리 염기를 모든 세포 실험에 사용한 반면, (+)-JRT 및 (-)-JRT의 푸마르산염을 생체 내 연구에 사용하였다. 행동 검정을 위한 스톡 용액을 사용 전에 신선한 상태로 제조하였다.
동물. 동물과 관련된 모든 실험 절차는 연구가 수행된 캘리포니아 대학 데이비스, 살크 연구소, 웰 코넬 의약, 또는 임상시험 수탁기관(CRO)의 기관 동물 관리 및 사용 위원회(IACUC)의 승인을 받았다. 동물과 관련된 모든 절차는 실험실 동물의 관리 및 사용을 위한 국립보건원 가이드에 기술된 원칙을 준수하였다. 달리 언급되지 않는 한, 동물을 Jackson Laboratory(Sacramento, C.A.)로부터 수득하거나 교배시켰다. 동물을 포함하는 모든 실험에 대해 적절한 샘플 크기를 보장하기 위해 전력 분석을 수행하였다. 동물에게 케이지 당 동일한 성별의 동물 2~5마리를 수용하고, 달리 명시되지 않는 한 음식 및 물에 자유롭게 접근하였다. 비바리움 내의 광을 07:00시간에 켜고 19:00시간에 껐다. 캘리포니아 대학교, 데이비스, Salk Institute 및 Weill Cornell Medicine은 Association for Assessment and Accreditation of Laboratory Animal Care International(AAALAC)의 인증을 받았다.
방사성리간드 결합 선택성 패널. (+)-JRT(10 μM) 및 (-)-JRT(10 μM)에 대한 경쟁 방사성 리간드 결합 연구를 Eurofins Discovery에서 수용체 패널에 걸쳐 수행하였다. LSD Ki 값은 이전 보고서로부터 얻었고, 가능할 때마다 방사성 리간드 및 수용체 공급원에 대해 일치시켰다.
방사성 리간드 결합 검정(5-HT2AR 및 5-HT2CR). 5-HT2AR 및 5-HT2CR 경쟁 방사성 리간드 결합 검정은 종래의 방법을 사용하여 Epics Therapeutics S.A.(Belgium, FAST-0505B)에서 수행하였다. 간략하게, 결합 완충액, 막 추출물, 방사성 추적자 [3H]-DOI 및 시험 화합물을 함유하는 96-웰 플레이트(Master Block, Greiner, 786201)의 웰에서 경쟁 결합을 2회 수행하였다. 비특이적 결합은 200배 초과의 저온 경쟁자 DOI와의 공동 인큐베이션에 의해 결정하였다. 샘플을 5-HT2AR 또는 5-HT2CR에 대해 최적화된 지속 시간 동안 온도에서 0.1 mL의 최종 부피로 인큐베이션한 다음, 필터 플레이트 상에서 여과하였다. 필터를 0.5 ml의 얼음처럼 차가운 세척 완충액(5-HT2AR에 대해 최적화됨)으로 6회 세척하고, 50 μl의 마이크로신트 20(패커드)을 각 웰에 첨가하였다. 플레이트를 오비탈 쉐이커 상에서 15분 동안 인큐베이션한 다음, TopCountTM으로 1분/웰로 계수하였다.
방사성 리간드 결합 검정(5-HT2BR). 5-HT2BR 경쟁 방사성 리간드 결합 검정은 종래의 방법(카탈로그 #1333)을 사용하여 Eurofins Cerep SA(Celle l'Evescault, France)에서 수행하였다.
IP1 검정(5-HT2AR 및 5-HT2CR). 5-HT2AR 및 5-HT2CR IPOne HTRF 검정은 종래의 방법을 사용하여 Epics Therapeutics S.A.(벨기에, FAST-0505I)에서 수행하였다. 간략하게, 항생제가 없는 배양 배지에서 중간-로그 단계까지 성장된 인간 재조합 5-HT2AR을 발현하는 CHO-K1 세포를 PBS-EDTA로 분리하고, 원심분리하고, 항생제 완충액이 없는 배지에 재현탁하였다. 그런 다음, 20,000개의 세포를 96-웰 플레이트에 분포시키고 5% CO2와 함께 37℃에서 밤새 인큐베이션하였다. 작용제 시험을 위해, 배지를 제거하고, 20 μl의 검정 완충액 + 20 μl의 시험 화합물 또는 기준 작용제(a-Me-5-HT)를 각 웰에 첨가하였다. 플레이트를 5% CO2 하에 37℃에서 60분 동안 인큐베이션하였다. IP1-d2 및 항-IP1 암호화 검출 시약을 함유하는 용해 완충액을 첨가한 후, 플레이트를 실온에서 1시간 동안 인큐베이션하고, HTRF 키트를 사용하여 제조사의 사양에 따라 형광 비율을 측정하였다.
IP1 검정(5-HT2BR). 5-HT2BR IP1 검정은 종래의 방법(카탈로그 #3344)을 사용하여 Eurofins Cerep SA(Celle l'Evescault, 프랑스)에서 수행하였다.
β-아레스틴 활성화(PathHunter®). 5-HT2AR PathHunter® b-아레스틴 작용제 검정은 Eurofins DiscoverX(Frement, CA, 카탈로그 # 86-0001P-2090AG)에서 수행하였다. PathHunter® β-아레스틴 검정은 β-갈락토시다아제(β-Gal)를 진균 리포터로 사용하는 EFC(Enzyme Fragment Complementation)라는 DiscoverX에 의해 개발된 기술을 사용하여 균질한 비-이미징 검정 포맷에서 GPCR의 활성화를 모니터링한다. 효소는 2개의 비활성 상보성 부분으로 분할된다: ProLink??(PK)로 불리는 작은 펩티드 및 효소 수용자(EA)로 불리는 더 큰 단백질. 그런 다음, PK 및 EA는 U2OS 세포에서 융합 단백질로서 발현되고, PK는 관심 GPCR에 융합되고, EA는 β-아레스틴에 융합된다. 표적 GPCR이 활성화되고 β-아레스틴이 수용체에 동원될 때, PK 및 EA 보완이 발생하여, 화학발광 PathHunter® 검출 시약을 사용하여 측정되는β-Gal 활성을 복원한다.
PsychLight 검정. 이전에 공개된 방법을 사용하여 Psychlight 검정을 수행하였다. 간략하게, 유리 바닥 96-웰 플레이트를 실온에서 밤새 50 μg/mL의 폴리-D-리신으로 코팅한 다음, Dulbecco의 PBS로 세척하였다. PSYLI2 세포를 5% 페니실린-스트렙토마이신이 포함된 10% FBS를 함유하는 DMEM에 현탁시키고, 40,000 세포/웰의 밀도로 플레이팅하고, 각 실험 전에 24시간 동안 인큐베이션하였다(37℃, 5% CO2). 실험 직전에, DMSO 중 약물의 스톡 용액을 무작위 배정된 플레이트 맵에 따라 빈 96-웰 플레이트(처리 플레이트)에 걸쳐 분포된 이미징 배지에서 1:100으로 희석하였다. 이미징 배지는 0.5 M MgCl2 및 0.5 M CaCl2를 함유하는 1 x HBSS로 구성되었다. 별도의 96-웰 플레이트에서 성장된 세포를 이미징 배지로 3회 부드럽게 세척하고, 웰을 이미징 배지로 충진하였다. 모든 이미징 및 인큐베이션(작용제 및 길항제 모드 모두)은 주변 대기 및 온도에서 수행하였다. 2~3개의 웰이 플레이트 당 분석되는 2개의 플레이트로부터의 데이터를 분석하였다. VEH 처리된 조건을 0% DF/F로 정규화하였다.
작용제 모드 실험의 경우, 180 μL의 이미징 배지를 PSYLI2 세포를 함유하는 각각의 웰에 첨가하였다. 그런 다음, 웰을 Thermofisher CellInsight CX7 HCS 플랫폼 상에서 40x(N.A. = 0.6)로 영상화하였다. 관심 영역(ROI)은 위치에 대한 편향이 없고 ROI의 중첩이 없는 각 웰에 대한 기본 ROI 패턴을 따랐다(노출 = 400 ms, LED 전력 = 100%). 다음으로, 처리 플레이트로부터 20 μL를 PSYLI2 세포를 함유하는 플레이트로 옮겨 1:1000의 최종 희석을 생성하였다. 양성, 음성, 및 비히클 대조군으로서, 5-HT(10 μM), 케탄세린(10 μM), 및 DMSO(0.1%)를 각각 사용하였다. 5분 동안 인큐베이션한 후, 동일한 설정을 사용하여 동일한 ROI를 다시 이미징하였다.
영상화가 완료되면, 이미지를 내보내고 맞춤형 파이썬 스크립트를 사용하여 분석하였다. 간략하게, 개별 이미지에 대해 분할을 수행하고, HEK293T 세포의 막을 강조하는 마스크를 생성하였다. 마스크는 전체 이미지에 대한 평균 형광 강도를 계산하고 그 값을 임계값으로 사용하여 생성하였다. 임계치를 초과하는 강도를 갖는 픽셀을 마스크에 포함시켰다. 마스크 강조 영역으로부터 픽셀 강도를 수득한 다음, %ΔF/F를 계산하고 Excel로 내보냈다. 각 웰에 대한 %ΔF/F 값은 다음 식을 사용하여 계산하였다:
그런 다음, 개별 %ΔF/F 값을 웰 당 기준으로 평균화하였다. VEH 처리된 조건에 1 fM의 농도를 임의로 할당하고, 모든 치료 반응 곡선에 대한 제1 농도 지점으로서 사용하였다.
길항제 모드 실험의 경우, 160 μL의 이미징 배지를 검정 플레이트의 각각의 웰에 첨가하였다. 그런 다음, 웰을 CellInsight CX7 HCS 플랫폼 상에서 40x(N.A. = 0.6)로 영상화하였다. ROI는 위치에 대한 편향이 없고 ROI의 중첩이 없는 각 웰에 대한 기본 ROI 패턴을 따랐다(노출 = 400 ms, LED 전력 = 100%). DMSO 중 5-HT의 100 mM 스톡 용액을 이미징 완충액 중에서 1:100으로 희석하였다. 다음으로, 20 mL의 이 용액을 PSYLI2 세포를 함유하는 플레이트에 111 nM 5-HT(0.1% DMSO)의 최종 농도로 첨가하였다. 인큐베이션 5분 후에 동일한 ROI를 촬영하였다. 다음으로, 처리 플레이트로부터 20 μL를 PSYLI2 세포가 담긴 플레이트로 옮겨 1:1000 희석(0.2% DMSO)의 최종 희석을 하였다. 5분 동안 인큐베이션한 후, 동일한 설정을 사용하여 동일한 부위를 다시 이미징하였다.
영상화가 완료되면, 이미지를 내보내고 사용자 정의 파이썬 스크립트를 사용하여 분석하였다. 간략하게, 개별 이미지에 대해 분할을 수행하고, HEK293T 세포의 막을 강조하는 마스크를 생성하였다. 마스크는 전체 이미지에 대한 평균 형광 강도를 계산하고 그 값을 임계값으로 사용하여 생성하였다. 임계치를 초과하는 강도를 갖는 픽셀을 마스크에 포함시켰다. 마스크 강조 영역으로부터 픽셀 강도를 수득한 다음, %ΔF/F를 계산하고 Excel로 내보냈다. 그런 다음, 각 웰에 대한 %ΔF/F 값을 다음 식을 사용하여 계산하였다:
그런 다음, 개별 %ΔF/F 값을 웰 당 기준으로 평균화하였다.
생체 내 수지상극 생성. 암컷 C57BL/6J 마우스(Jackson Laboratory, Sacramento, C.A.)를 VEH(식염수) 또는 (+)-JRT(n = 3/군)로 치료하였다. 24시간 후, 산소화된 링거 용액으로 경심 관류를 통해 동물을 희생시킨 다음, 고정제(0.1 M 카코딜레이트 완충액 중 2% 파라포름알데히드, 2.5% 글루타르알데히드, 3 mM 염화칼슘)를 첨가하였다. 뇌를 두개골로부터 조심스럽게 제거하고, 동일한 고정액에 밤새 고정시켰다. 그런 다음, 뇌를 PBS로 헹구고, 진동 마이크로톰(Leica)을 사용하여 전전두엽 피질에 걸쳐 있는 100 μm 관상 섹션을 수집하였다. 전하 피질의 영역을 알렌 뇌 원자에 따라 미세 절개하고 전자 현미경을 위해 추가로 처리하였다. 간략하게, 샘플을 45분 동안 1.5% 환원 사산화오스뮴 완충제로 염색하고, 철저히 헹구고, 4℃에서 밤새 1% 수성 우라닐 아세테이트로 추가로 염색하고, 탈수시키고, 에포네이트 12 에폭시 수지에 매립하였다. 내측 피질 표면으로부터 뇌 연합체(corpus collosum)까지 걸쳐 있는 블록면을 트리밍하고, 150~250개의 연속 초박형 섹션(55 nm)을 초마이크로톰(Leica) 상의 다이아몬드 나이프(Diatome)를 사용하여 실리콘 칩 상에 수집하였다. 실리콘 칩 상의 연속 섹션을 이미징을 위해 주사 전자 현미경(SEM; Zeiss Sigma VP)에 로딩하였다. 정점 터프트 영역을 식별하고, 연속 섹션에서 식별된 관심 영역으로부터 일련의 이미지를 수집하였다. 이미지 정렬(SwiFT-IR을 사용하여 3dem.org 수행됨) 후, 각 동물에 대한 데이터세트는 8 Х 8 Х 55 nm의 복셀 크기로 적어도 20 Х 20 Х 10 μm의 치수를 구성하였다. 8개의 무작위 수지상 단면을 각 부피의 중앙 섹션으로부터 샘플링하였다. 수지상 중심선 및 수지상극의 골격은 VAST Lite 소프트웨어의 2명의 인간 전문가에 의해 추적되었다. 수지상극 밀도(가시/미크론)를 각 부피에 대해 계산하였다.
머리-경련 반응 검정. HTR 검정은 동일한 수의 수컷 및 암컷 C57BL/6J 마우스를 사용하여 수행하였다. 마우스를 Jackson Laboratory(캘리포니아주 새크라멘토)로부터 수득하였고, 실험 시점에 약 8 내지 12주령이었다. 화합물 투여 후, 동물을 빈 공간(40 cm x 40 cm)에 넣고 20분 동안 필름화하였다. 실험 사이에 아레나를 70% 에탄올로 세척하였다. 동물을 다시 시험하기 전에 1주의 휴약기를 가졌다. 동물을 최대 4회 시험하였다. 모든 약물 치료를 무작위 배정하였고, 동일한 약물과 투여량을 2회 투여받은 동물은 없었다. 차단 실험을 위해, 동물에게 IP 주사를 통해 (+)-JRT(1 mg/kg) 또는 비히클(식염수)을 투여하고 빈 케이지에 15분 동안 두었다. 그런 다음, 동물에게 LSD(0.2 mg/kg, IP)를 투여하고, 시험 영역에 배치하고, 20분 동안 필름화하였다. 비디오는 나중에 2명의 맹검 관찰자에 의해 점수를 매기고, 결과를 평균화하였다(피어슨 상관 계수 > 0.9).
암페타민 유도 운동. 암페타민-유도 과운동 검정은 실험 시점에 약 8주령인 수컷 및 암컷 C57BL/6J 마우스를 사용하여 수행하였다. 동물을 먼저 시험 영역(40 cm x 40 cm)에 15분 동안 넣어 운동의 기초 판독을 수득하고 이들을 시험 영역으로 습관화시켰다. 다음으로, 동물에게 (+)-JRT(1 mg/kg) 또는 VEH(2.5 mL/kg, i.p)를 투여하고 시험 영역에 다시 넣었다. 15분 후, 동물에게 D-암페타민(3 mg/kg) 또는 VEH(2.5 mL/kg)를 투여하고 60분 동안 시험 아레나에 다시 넣었다. 전체 실험 동안의 운동은 ANYmaze Video Tracking System, 버전 7.07(Stoelting Co.)을 사용하여 정량화하였다.
랫트 강제 수영 시험(FST). 이 연구는 Psychogenics(Paramus, NJ)에 의해 수행하였다. 수컷 스프래그 다울리 랫트를 Envigo(인디애나주 인디아나폴리스)로부터 구입하고, 수령 시, 고유한 식별 번호(꼬리 표시)를 할당하고, 환기가 잘 되는 케이지에 케이지 당 3마리씩 그룹으로 사육하였다. 모든 동물은 나머지 연구 기간 동안 3마리씩 그룹으로 사육되었다. 모든 랫트를 투여 전 최대 1주일 동안 콜로니 룸에 순응시켰다. 순응 기간 동안, 랫트를 매일 검사하고 취급하고, 적절한 건강 및 적합성을 보장하기 위해 무게를 측정했다. 실온을 30% 내지 70%의 상대 습도로 20℃ 내지 23℃로 유지하였다. Lab Rodent Diet 5001 (W.F. Fisher, Cat # 11015) 및 물을 임의로 제공하였다. 동물을 치료군에 걸쳐 무작위로 배정하였다. 모든 시험은 밝은/어두운 사이클의 밝은 상 동안 수행하였다. 행동 시험은 IACUC 위원회가 승인한 확립된 프로토콜 및 PGI 표준 운영 절차(SOP)에 따라 수행하였다. 각각의 강제 수영 챔버를 투명한 아크릴(높이 = 40 cm; 직경 = 20.3 cm)로 구성하였다. 각각의 수영 시험을 위해 한 번에 단 하나의 랫트를 수영실에 두었다. 물을 교환하고, 챔버를 각 동물 사이에서 세척하였다. 수심은 제1 수영 세션에서 16cm(사전 테스트) 및 제2 수영 세션에서 30cm(테스트)였다. 모든 수영 세션에 대해 물을 23℃ ± 1℃로 유지하였다. 각각의 수영 시험 랫트를 종이 타월로 건조시키고 홈 케이지로 복귀시켰다. 수영 시험에서 모든 동물의 안전을 보장하기 위해 모든 동물을 주의 깊게 모니터링하였고, 코를 물 위로 가져서 자세를 유지할 수 없는 임의의 동물을 물로부터 즉시 제거하고 연구에 더 이상 사용하지 않았다. 먼저, 동물을 15분 동안 사전 시험하였다. 사전 시험 직후, 이들은 i.p. 주사(1 ml/kg)를 통해 화합물 또는 VEH를 투여받았다. 라세미 케타민 하이드로클로라이드(10 mg/kg)를 양성 대조군으로서 사용하였다. (+)-JRT의 제형을 제조할 때 1.36의 염 보정 인자를 사용하여 투여량이 유리 염기의 투여량에 상응하도록 보장하였다. 화합물 투여 후 24시간차에 제2 FST를 수행하였다. 이 시험은 5분 동안 지속되었고 비디오 녹화되었다. 맹검 실험자는 수영, 기어오르기 및 움직임 없음 행동에 대한 비디오를 수동으로 채점하였다. 강제 수영 시험의 채점은, 비디오 녹화된 시험의 동물을 5초마다 관찰하고 관찰된 행동(예: 움직임 없음, 수영 또는 기어오르기)을 관찰하는 시간 샘플링 기술을 사용하여 훈련된 기술자에 의해 수행하였다. 세션 당 대상체 당 총 60개의 행동을 기록하였다.
4-냄새 구별 및 역전. 4-냄새 구별 및 역전 행동 검정을 약간의 변형으로 전술한 바와 같이 수행하였다. 구별 및 역전 시험 5일 전부터 음식 제한을 시작하여 동물의 체중을 출발 체중의 약 80%로 감소시켰다. 총 31마리의 2~3개월령 C57BL/6J 마우스를 이 분석에 사용하였다. 11마리의 마우스(수컷 5마리, 암컷 6마리)는 VEH/비스트레스 대조군으로서 기능하였고, 10마리의 동물(수컷 4마리, 암컷 6마리)은 VEH/스트레스 군으로서 기능하였고, 10마리의 동물(수컷 4마리, 암컷 6마리)은 치료/스트레스 군으로서 기능하였다. VEH/스트레스 및 VEH/치료 군 모두는 이전에 검증된 스트레서를 사용하여 7일의 예측 불가능한 경미한 스트레스 프로토콜을 거쳤다. 하루 동안 2개의 스트레스 인자를 전달하고, 4일 동안 추가의 밤새 스트레스 인자를 전달하였다. 간략하게, 다음의 스트레스 인자를 사용하였다: 1일차: AM = 30분의 포식자 냄새, PM = 불안정성(습식 침구 + 30분 동안 기울임), 밤새 = 기울어진 케이지; 2일차: AM = 과증식/사회적 상호작용(30분), PM = 제한 스트레스(30분), 밤새 = 없음; 3일차: AM = 제한 스트레스(30분), PM = 포식자 냄새(30분), 밤새 = 없음; 4일차: AM = 새 방에 대한 노출(30분) + 꼬리 서스펜션(6분), PM = 제한 스트레스(30분), 밤새 = 기울어진 케이지; 5일차: AM = 불안정성(습식 침구 + 30분 동안 기울어짐), PM = 과밀화/사회적 상호작용(30분), 밤새 = 없음; 6일차: AM = 백색 소음/실 변경, PM = 불안정성(습식 침구 + 30분 동안 기울어짐), 야간 = 기울어진 케이지; 7일차: AM = 제한 스트레스(30분), PM = 과도한 성장/사회적 상호작용(30분), 밤새 = 광 노출.
예측할 수 없는 경미한 스트레스 후, 동물은 7일차 및 8일차에 습관화/형성/훈련을 거친 후 9일차에 구별 및 역전 시험을 거쳤다. 행동 장치는 4개의 사분면 및 박스의 중앙에 끼워지는 직경 6"의 제거 가능한 투명 원통을 생성하기 위해 각각의 외벽의 중앙에 3" 길이의 투명 아크릴 내부 벽을 갖는 12" x 12" x 9"(길이 x 폭 x 높이) 불투명 백색 아크릴 박스였다. 첫 번째 훈련일(7일차)에, 마우스가 장치와 4개의 4-온스 백색 세라믹 포트(Yachi, www.amazon.com)에 익숙해지도록 하고, 상자의 사분면 중 하나의 모서리에 각각 Honey Nut Cheerio(General Mills, Golden Valley, MN)의 조각(약 0.015 g)을 내부에 음식 보상으로 넣었다. 이러한 습관화의 첫 날 동안, 마우스를 중심 원통에 넣고, 그런 다음 원통을 제거하여 각각의 습관화를 시작하였고; 4개 포트의 음식 보상이 모두 소모되거나 10분이 경과할 때까지 마우스가 자유롭게 탐색하도록 하였다. 그런 다음, 마우스를 원통으로 복귀시키고, 필요에 따라 포트를 재개하여, 1일차 동안 총 6회의 습관화를 수행하였다.
제2 훈련일(8일차)에, IP 주사를 통해 VEH(식염수) 또는 (+)-JRT(1 mg/kg)를 투여하였다. 짧은 회복 기간 후, 하나의 포트로 성형을 수행하였다. 음식 보상은, 마우스가 보상을 얻기 위해 파고들어야 하는 소나무 조각(Living World, www.amazon.com)의 양을 증가시키면서 전달되었다. 포트는 4개의 장치 사분면 사이에서 이동되어 각 위치에서 동일한 보상을 받도록 했으며; 음식 보상을 발견하고 소비한 후, 마우스를 실험 사이에 중심 원통으로 복귀시켰다. 실험은 빈 접시에 놓인 음식 보상(4회 실험)으로 시작하였고, 이어서 소나무 침구의 먼지 제거(4회 실험)가 첨가된 다음, 소나무 부스러기가 있는 접시에 대한 1/4 전체(4회 실험), 절반 전체(4회 실험) 및 전체(12회 실험)로 시작하였다.
시험일(9일차)에, 4개의 포트를 부스러기로 채우고, 안쪽 테두리에 부착된 에센셜 오일(LorAnn Oils, Lansing, MI) 한 방울의 향이 나는 필터 종이 조각을 붙였다. 로즈마리, 백리향, 정향, 및 너트맥을 초기 구별 단계에서 사용하였고, 로즈마리는 어떤 포트가 음식 보상을 함유했는지를 나타내는 보상 냄새로서 기능하였다. 마우스를 중심 원통에 배치한 다음, 각 실험의 시작 시 원통을 제거한 후 영역을 탐색할 수 있게 하였다. 음식 보상이 위치하고 먹은 후, 굴착을 시작하거나, 굴착이 일어나지 않은 화분에서 3분 경과한 후에 실험을 종료하였다. 그런 다음, 마우스를 중심 원통으로 복귀시키고, 필요한 경우 보상된 포트를 다시 미끼화하고, 연속 실험 동안 하나의 포트가 동일한 사분면에 남아 있지 않도록 포트를 재배치하였다. 굴착이 관찰되지 않은 시험은 생략으로 기록되었으며; 2회 연속 생략 후, 굴착을 강화하기 위해 소나무 부스러기를 갖는 포트 및 부스러기 내의 웰에 배치된 음식 보상을 중앙 원통에 배치하였다. 마우스는 10회 연속 실험 중 8회에서 음식 보상을 성공적으로 위치시키고 먹었을 때 이러한 구별 단계를 통과하였다. 구별 직후, 소나무 조각을 모든 화분에서 교체하고 백리향 냄새를 신규한 계피 냄새제로 교체하였다. 보상된 냄새제를 로즈마리에서 정향으로 변경하였다. 마우스는 10회 연속 실험 중 8회에서 음식 보상을 성공적으로 위치시키고 먹은 후 이 역전 단계를 통과한 것으로 다시 간주되었다.
재료 및 방법
모든 시약을 상업적 공급원으로부터 수득하고, 달리 언급되지 않는 한 불활성 N2 분위기 하에 오븐 건조 유리 용기(120℃)를 사용하여 반응을 수행하였다. 공기 및 수분에 민감한 액체 및 용액을 주사기 또는 스테인리스-스틸 캐뉼라를 통해 옮겼다. 유기 용액을 회전 증발에 의해 감압(~5 Torr) 하에 농축시켰다. 용매를 12 psi Ar 하에 활성화된 알루미나 컬럼을 통과시켜 정제하였다. Fisher Chemical?? 실리카 겔 수착제(230~400 Mesh, 60등급)를 사용하여 크로마토그래피를 수행하였다. 크로마토그래피에 의해 정제된 화합물을 용해도에 필요한 최소량의 디클로로메탄을 첨가한 표시된 용매 조건을 사용하여 흡착 베드에 일반적으로 도포하였다. 박층 크로마토그래피(TLC)를 Merck 실리카 겔 60 F254 플레이트(250 μm) 상에서 수행하였다. 개발된 크로마토그램의 시각화는 형광 퀀칭에 의해 또는 수성 과망간산칼륨 또는 Ehrlich 시약으로 염색함으로써 달성되었다.
핵 자기 공명(NMR) 스펙트럼은 각각 1H 및 13C에 대해 400 및 100 MHz에서 작동하는 Bruker 400 상에서 획득하였고, 잔류 용매 신호에 따라 내부적으로 참조된다. 1H NMR에 대한 데이터는 다음과 같이 기록된다: 화학적 이동(δ, ppm), 다중성(s, 단일항; d, 이중항; t, 삼중항; q, 사중항; quint, 오중항; m, 다중항), 결합 상수(Hz), 및 통합. 13C NMR에 대한 데이터는 화학적 이동(δ, ppm)의 관점에서 보고된다. 적외선 스펙트럼은 스마트 iTX 액세서리[다이아몬드 약독화 전반사(ATR)]를 갖는 Thermo Nicolet iS10 푸리에 변환 적외선(FT-IR) 분광계를 사용하여 기록하였고 흡수 빈도(v, cm-1)로 보고하였다. 액체 크로마토그래피-질량 분광분석(LC-MS)은 ACQUITY Arc QDa 검출기가 구비된 Waters LC-MS를 사용하여 수행하였다.
실시예 1: N,N -디에틸-8-메틸-7a,8,9,10-테트라하이드로-7H-인돌로[7,1-fg][1,7]나프티리딘-10-카르복사미드(14, 메이저 입체이성질체, (±)-JRT)의 제조
3-브로모-5-(디에틸카르바모일)피리딘 1-옥사이드 (3)
DCM(250 mL) 중 5-브로모니코틴산(10.000 g, 49.503 mmol, 1.0당량)의 0℃ 냉각 혼합물에 옥살릴 염화물(6.37 mL, 74.2 mmol, 1.5당량)을 서서히 첨가하였다. 현탁액에 DMF(0.5 mL)를 적가하고, 혼합물을 주변 온도로 가온하고 1시간 동안 교반하였다. 혼합물을 0℃로 냉각시키고, DCM(250 mL) 중 디에틸아민(25.61 mL, 247.5 mmol, 5.0당량)의 용액을 캐뉼라를 통해 서서히 첨가하였다. 혼합물을 주변 온도로 가온시키고 30분 동안 교반하였다. H2O(500 mL)를 첨가한 다음, pH = 1 내지 2가 될 때까지 2M HCl(40 mL)을 첨가하였다. 층을 분리하고, 수성층을 DCM(3 x 200 mL)으로 추가로 추출하였다. 유기 추출물을 합치고 포화 수성 NaHCO3(1 x 250 mL) 및 염수(1 x 250 mL)로 순차적으로 세척하였다. 유기 추출물을 Na2SO4 상에서 건조시키고, 감압 하에 농축시켰다.
DCM(200 mL) 중 생성된 갈색 오일의 0℃ 냉각 용액에 MCPBA(70~75% 밸런스)(22.781 g, 99.006 mmol, 2.0당량)를 첨가하였다. 혼합물을 주변 온도로 가온시키고 18시간 동안 교반하였다. 용액에 포화 수성 NaHCO3(500 mL)을 첨가한 다음, 1M NaOH(500 mL)를 첨가하였다. 층을 분리하고, 수성층을 DCM(3 x 200 mL) 중 10% IPA로 추가로 추출하였다. 유기층을 합치고, Na2SO4로 건조시키고, 여과하고, 감압 하에 농축시켰다. 잔류물을 실리카 겔(EtOAc 다음 EtOAc에 12% MeOH)을 이용한 크로마토그래피를 통해 정제하고, 감압 하에 농축시켰다. 생성된 담황색 오일을 DCM(50 mL)에 용해시키고, 용액에 헥산(500 mL)을 격렬하게 교반하면서 서서히 첨가하였다. 현탁액을 0℃로 냉각시키고, 여과하고, 100 mL의 차가운 헥산으로 세척하여 3(11.041 g, 82%)을 백색 고형분으로서 수득하였다.
1 H NMR (400 MHz, CDCl3) δ = 8.32 (t, J = 1.5 Hz, 1H ), 8.09 (t, J = 1.3 Hz, 1H ), 7.35 (t, J = 1.3 Hz, 1H ), 3.54 - 3.46 (m, 2H ), 3.29 - 3.21 (m, 2H ), 1.24 - 1.12 (m, 6H ) ppm. 13 C NMR (100 MHz, CDCl3) δ = 164.3, 141.0, 136.3, 135.9, 126.4, 120.7, 43.5, 39.9, 14.4, 12.8 ppm. LRMS (ES + ) m/z [M + H]+ C10H14BrN2O2 +에 대해 계산된 값 273.02; 확인된 값 273.12. IR (다이아몬드, ATR) v 3445, 3068, 2973, 2934, 1633 cm-1.
5-브로모-6-클로로- N , N -디에틸니코틴아미드 (4)
DCM(180 mL) 중 3(9.900 g, 36.395 mmol, 1.0 당량) 및 Et3N(10.15 mL, 72.79 mmol, 2.0 당량)의 -61℃ 냉각된(CHCl3/드라이 아이스) 용액에 옥살릴 클로라이드(6.24 mL, 72.8 mmol, 2.0 당량)를 서서히 적가하였다. 혼합물을 30분 동안 교반한 다음, 주변 온도로 가온하기 전에 MeOH(5 mL)를 서서히 첨가하고, 포화 수성 NaHCO3(25 mL)을 첨가하였다. 용액을 1M NaOH(600 mL)에 붓고 층을 분리하였다. 수성층을 DCM(3 x 150 mL)으로 추가로 추출하였다. 유기 추출물을 합치고, 염수(250 mL)로 세척하고, Na2SO4로 건조시키고, 감압 하에 농축시켰다. 잔류물을 실리카 겔(헥산 중 25% EtOAc)을 이용한 크로마토그래피로 정제하여 4(9.442 g, 89%)를 결정질 백색 고형분으로서 수득하였다.
1 H NMR (400 MHz, CDCl3) δ = 8.34 (s, 1H ), 7.96 (s, 1H ), 3.59 - 3.42 (m, 2H ), 3.36 - 3.18 (m, 2H ), 1.28 - 1.10 (m, 6H ) ppm. 13 C NMR (100 MHz, CDCl3) δ = 166.0, 151.5, 145.3, 140.7, 133.0, 120.5, 43.6, 39.9, 14.4, 12.9 ppm. LRMS (ES + ) m/z [M + H]+ C10H13BrClN2O+에 대해 계산된 값 290.99; 확인된 값 291.00. IR (다이아몬드, ATR) v 2974, 2935, 1627, 1574 cm-1.
디에틸 2-(3-브로모-5-(디에틸카바모일)피리딘-2-일)말로네이트 (6)
아세토니트릴(40 mL) 중 4(5.000 g, 17.243 mmol, 1.0당량) 및 NaI(20.676 g, 137.94 mmol, 8.0당량)의 격렬하게 교반된 혼합물에 TMSCl(3.28 mL, 25.86 mmol, 1.5당량)을 서서히 첨가하였다. 혼합물을 주변 온도에서 30분 동안 교반한 다음, 환류 상태에서 1시간 동안 가열하고, 이 기간 동안 반응 부피의 1/4을 제거하고 Dean-Stark 수신기에 수집하였다. 생성된 황색 현탁액을 주변 온도로 냉각시키고, DCM(150 mL)으로 희석하고, 포화 수성 NaHCO3 용액(250 mL)에 첨가하였다. 격렬하게 교반하면서, 포화 수성 Na2S2O3 용액(100 mL)에 이어서 1M NaOH(80 mL)를 첨가하였다. 생성된 투명한 용액을 분별 깔때기로 옮기고 층을 분리하였다. 수성층을 DCM(3 x 100 mL)으로 추가로 추출하였다. 유기 추출물을 합치고, 염수(200 mL)로 세척하고, Na2SO4로 건조시키고, 감압 하에 농축시켰다.
생성된 담황색 고형분을 요오드화구리(I)(0.164 g, 0.861 mmol)와 함께 밀봉 가능한 스크류 캡 플라스크에 첨가하였다. 0.05 당량), 피콜린산(0.212 g, 1.72 mmol, 0.1 당량), 및 Cs2CO3(16.854 g, 51.729 mmol, 3.0 당량). 1,4-디옥산(43 mL) 및 디에틸 말로네이트(5.26 mL, 34.5 mmol, 2.0 당량)를 첨가하고, 플라스크를 캡핑하였다. 혼합물을 교반하고 90℃에서 16시간 동안 가열하였다. 혼합물을 주변 온도로 냉각시키고 셀라이트로 여과하고, 필터 케이크를 EtOAc(200 mL)로 세척하였다. 여액을 H2O(500 mL)에 첨가한 다음, 1M HCl(10 mL)을 첨가하고 층을 분리하였다. 수성층을 EtOAc(2 x 200 mL)로 추가로 추출하였다. 유기 추출물을 합치고, 염수(250 mL)로 세척하고, Na2SO4로 건조시키고, 감압 하에 농축시켰다. 잔류물을 실리카 겔을 이용한 크로마토그래피(헥산 중 20% EtOAc 내지 헥산 중 50% EtOAc)로 정제하여 6(5.461 g, 76%)을 담황색 오일로서 수득하였다.
1 H NMR (400 MHz, CDCl3) δ = 8.52 (d, J = 1.8 Hz, 1H), 7.92 (d, J = 1.8 Hz, 1H), 5.22 (s, 1H), 4.34 - 4.23 (m, 4H), 3.62 - 3.44 (m, 2H), 3.38 - 3.19 (m, 2H), 1.32 - 1.10 (m, 12H) ppm. 13 C NMR (100 MHz, CDCl3) δ = 166.62, 166.58, 152.5, 142.2, 138.9, 133.5, 121.9, 62.3, 59.9, 43.6, 39.8, 14.5, 14.1, 12.9 ppm. LRMS (ES + ) m/z [M + H]+ C17H24BrN2O5 +에 대해 계산된 값 415.09; 확인된 값 415.19. IR (다이아몬드, ATR) v 2980, 2937, 1735, 1631 cm-1.
3-브로모-5-(디에틸카르바모일)-2-메틸피리딘 1-옥사이드 (8)
MeOH(130 mL) 중 6개(5.350 g, 12.92 mmol, 1.0당량)의 용액에 2M 수성 NaOH(32 mL)를 첨가하고, 용액을 교반하고 50℃에서 16시간 동안 가열하였다. 생성된 현탁액에 대해, 1M 수성 시트르산(45 mL)을 첨가하여 pH를 4로 조정하고, 용액을 교반하고 60℃에서 24시간 동안 가열하였다. 용액을 주변 온도로 냉각시키고, MeOH를 감압 하에 농축시켜 제거하였다. 용액을 H2O(250 mL)에 첨가하고 DCM(3 x 200 mL)으로 추출하였다. 유기층을 합치고, 염수(250 mL)로 세척하고, Na2SO4 상에서 건조시키고, 감압 하에 농축시켰다.
DCM(50 mL) 중 생성된 잔류물의 0℃ 냉각 용액에 MCPBA(70~75% 밸런스)(5.946 g, 25.84 mmol, 2.0당량)를 서서히 첨가하였다. 용액을 주변 온도로 가온시키고 22시간 동안 교반하였다. 용액을 150 mL 1M NaOH에 첨가하고 층을 분리하였다. 수성층을 DCM(3 x 100 mL) 중 10% 이소프로필 알코올로 추가로 추출하였다. 유기 추출물을 합치고, Na2SO4로 건조시키고, 여과하고, 감압 하에 농축시켰다. 잔류물을 실리카 겔을 이용한 컬럼 크로마토그래피(EtOAc, 이어서 EtOAc 중 10% MeOH)로 정제하여 8(3.469 g, 94%)을 백색 고형분으로서 수득하였다.
1 H NMR (400 MHz, CDCl3) δ = 8.19 (d, J = 0.9 Hz, 1H ), 7.4 (d, J = 0.9 Hz, 1H ), 3.58 - 3.39 (m, 2H ), 3.36 - 3.18 (m, 2H ), 2.66 (s, 3H ), 1.24 - 1.10 (m, 6H ) ppm. 13 C NMR (100 MHz, CDCl3) δ = 164.6, 150.2, 136.2, 133.0, 127.0, 122.1, 43.5, 39.9, 17.4, 14.4, 12.8 ppm. LRMS (ES + ) m/z [M + H]+ C11H16BrN2O2 +에 대해 계산된 값 287.04; 확인된 값 287.12. IR (다이아몬드, ATR) v 3455, 2972, 2935, 1632 cm-1.
5-브로모- N , N -디에틸-6-(하이드록시메틸)니코틴아미드 (9)
DCM(22.6 mL) 중 8(1.301 g, 4.531 mmol, 1.0당량)의 0℃ 냉각 용액에 트리플루오로아세트산 무수물(1.57 mL, 11.3 mmol, 2.5당량)을 적가하였다. 용액을 주변 온도로 가온시키고 4시간 동안 교반한 후, 감압 하에 농축시켰다. 잔류물을 DCM(22.6 mL)에 재용해시키고 2M 수성 Na2CO3(45.2 mL)을 첨가하였다. 이상성 용액을 주변 온도에서 18시간 동안 격렬하게 교반한 다음, H2O(100 mL)에 부었다. 층을 분리하고, 수성층을 DCM(3 x 50 mL)으로 추가로 추출하였다. 유기 추출물을 합치고, 염수(100 mL)로 세척하고, Na2SO4로 건조시키고, 감압 하에 농축시켰다. 잔류물을 실리카 겔(EtOAc)을 이용한 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 9(1.119 g, 86%)를 황색 오일로서 수득하였다.
1 H NMR (400 MHz, CDCl3) δ = 8.53 (d, J = 1.7 Hz, 1H ), 7.90 (d, J = 1.7 Hz, 1H ), 4.77 (d, J = 4.7 Hz, 2H ), 4.23 (t, J = 4.7 Hz, 1H ), 3.64 - 3.46 (m, 2H ), 3.38 - 3.18 (m, 2H ), 1.32 - 1.08 (m, 6H ) ppm. 13 C NMR (100 MHz, CDCl3) δ = 166.8, 157.6, 144.1, 138.6, 133.2, 118.7, 63.4, 43.6, 39.9, 14.5, 12.9 ppm. LRMS (ES + ) m/z [M + H]+ C11H16BrN2O2에 대해 계산된 값 287.04; 확인된 값 287.12. IR (다이아몬드, ATR) v 3412, 2972, 2934, 1624, 1588 cm-1.
5-브로모- N , N -디에틸-6-(하이드록시메틸)-1-메틸-1,2,3,6-테트라하이드로피리딘-3-카르복사미드 (10, 메이저 입체이성질체)
5-브로모- N , N -디에틸-6-(하이드록시메틸)-1-메틸-1,2,3,6-테트라하이드로피리딘-3-카르복사미드 (11, 마이너 입체이성질체)
바이알 중 MeCN(4.25 mL) 중 9(0.980 g, 3.413 mmol, 1.0당량)의 용액에 MeI(1.28 mL, 20.5 mmol, 6.0당량)를 첨가하였다. 바이알을 캡핑하고, 용액을 70℃에서 24시간 동안 교반하면서 가열한 다음, 이어서 주변 온도로 냉각시켰다. 혼합물에 EtOAc(8.5 mL)에 이어서 헥산(8.5 mL)을 격렬하게 교반하면서 첨가하였다. 현탁액을 0℃로 냉각시키고, 여과하고, 헥산(2 x 5 mL)으로 세척하였다. 생성된 황색 고형분을 감압 하에 건조시키고 다음 단계에서 직접 사용하였다.
MeOH(30 mL) 중 생성된 메틸 피리디늄 염(1.285 g, 2.995 mmol, 1.0당량)의 0℃ 냉각 용액에 AcOH(0.51 mL, 8.9 mmol, 3.0당량)를 첨가한 다음, MeOH(6 mL) 중 NaCNBH3(0.565 g, 8.98 mmol, 3.0당량)을 적가하였다. 용액을 주변 온도로 가온시키고 16시간 동안 교반한 다음, 감압 하에 농축시켰다. 잔류물을 EtOAc(100 mL)에 용해시키고 1M NaOH(200 mL)에 첨가하였다. 층을 분리하고, 수성층을 EtOAc(3 x 100 mL)로 추가로 추출하였다. 유기 추출물을 합치고 염수(150 mL)로 세척하고, Na2SO4 상에서 건조시키고, 감압 하에 농축시켰다. 잔류물을 실리카 겔(DCM 중 3% MeOH)을 이용한 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 부분 입체이성질체 10(메이저 입체이성질체) 및 11(마이너 입체이성질체)(0.726 g, 70%), 5:2 dr)의 분리 불가능한 혼합물을 담황색 오일로서 수득하였다.
1 H NMR (400 MHz, CDCl3) δ = 6.21?? (s, 1H), 6.11* (d, J = 2.8 Hz, 0.4H), 3.94?? (dd, J = 2.0 Hz, 1H), 3.88 - 3.78 (m, 1.4H), 3.70 - 3.64* (m, 0.4H), 3.59* (dd, J = 8.8, 11.6 Hz, 0.4H), 3.54 - 3.47?? (m, 1H), 3.34 (quint, J = 7.3 Hz, 5.6H), 3.21* (dd, J = 9.4, 13.6 Hz, 0.4H), 3.14 - 3.08* (m, 0.4H), 3.02 - 2.92?? (m, 2H), 2.88 - 2.80?? (m, 1H), 2.76* (dd, J = 5.1, 14 Hz, 0.4H), 2.55* (s, 1.2H), 2.45?? (s, 3H), 2.24 - 2.14 (m, 4.2H), 1.09 (t, J = 7.1 Hz, 4.2H) ppm. 13 C NMR (100 MHz, CDCl3) δ = 170.22, 170.15, 130.4, 127.6, 123.3, 122.9, 68.6, 67.6, 60.9, 59.6, 53.6, 47.0, 43.5, 42.9, 42.2, 42.1, 41.3, 40.7, 40.4, 36.7, 15.1, 14.9, 13.2, 13.1 ppm. LRMS (ES + ) m/z [M + H]+ C12H22BrN2O2 +에 대해 계산된 값 305.09; 확인된 값 305.14. IR (다이아몬드, ATR) v 3418, 2970, 2934, 2799, 1629 cm-1.
??는 메이저 입체이성질체로부터 배타적으로 발생하는 1H NMR 신호를 나타내고; *는 마이너 입체이성질체로부터 배타적으로 발생하는 1H NMR 신호를 나타내며; 미지정 신호는 둘 모두의 혼합물로부터 발생한다.
N , N -디에틸-6-(하이드록시메틸)-5-(1 H -인돌-7-일)-1-메틸-1,2,3,6-테트라하이드로피리딘-3-카르복사미드 (12, 메이저 입체이성질체, 16의 결정 구조에 기초하여 할당된 항 입체화학)
N , N -디에틸-6-(하이드록시메틸)-5-(1 H -인돌-7-일)-1-메틸-1,2,3,6-테트라하이드로피리딘-3-카르복사미드 (13, 마이너 입체이성질체, 12의 할당에 기초하여 할당된 합성 입체화학)
부분 입체이성질체 10 및 11(5:2 dr)(0.698 g, 2.29 mmol, 1.0당량), 1,4-디옥산(22.9 mL), 인돌-7-보론산 피나콜 에스테르(0.834 g, 3.43 mmol, 1.5당량), 및 2M 수성 Na2CO3(2.29 mL)을 바이알에 첨가하고, 용액을 N2로 10분 동안 살포한 후 Pd(PPh3)4(0.132 g, 0.114 mmol, 0.05당량)를 첨가하였다. 바이알을 캡핑하고, 혼합물을 예열된 오일조에서 100℃에서 4시간 동안 교반하면서 가열하였다. 혼합물을 주변 온도로 냉각시키고, H2O(400 mL)에 첨가하고, EtOAc(3 x 150 mL)로 추출하였다. 유기 추출물을 합치고, 염수(200 mL)로 세척하고, Na2SO4로 건조시키고, 감압 하에 농축시켰다. 잔류물을 실리카 겔을 이용한 컬럼 크로마토그래피(DCM 중 2% MeOH 내지 DCM 중 10% MeOH)로 정제하여 12(메이저 입체이성질체)(0.398 g, 51%) 및 13(마이너 입체이성질체)(0.148 g, 19%)을 황백색 반고체로서 수득하였다.
메이저 입체이성질체, 12. 1 H NMR (400 MHz, CDCl3) δ = 9.46 (s, 1H), 7.56 (d, J = 7.8 Hz, 1H), 7.22 (t, J = 2.8 Hz, 1H), 7.06 (t, J = 7.3 Hz, 1H), 7.00 (dd, J = 0.9, 8.4 Hz, 1H), 6.53 (dd, J = 2.1, 3.2 Hz, 1H), 5.92 (s, 1H), 3.79 (dd, J = 3.0, 11.2 Hz, 1H), 3.74 - 3.66 (m, 1H), 3.50 - 3.28 (m, 5H), 3.26 - 3.08 (m, 3H), 3.07 - 2.96 (m, 1H), 2.52 (s, 2H), 1.23 (t, J = 7.1 Hz, 3H), 1.10 (t, J = 7.1 Hz, 3H) ppm. 13 C NMR (100 MHz, CDCl3) δ = 171.7, 137.3, 135.4, 128.11, 128.05, 124,9, 124.1, 121.4, 119.9, 119.4, 102.4, 66.8, 59.1, 54.0, 43.2, 42.0, 40.3, 39.3, 14.9, 13.1 ppm. LRMS (ES + ) m/z [M + H]+ C20H28N3O2 +에 대해 계산된 값 342.22; 확인된 값 342.32. IR (다이아몬드, ATR) v 3267, 2970, 2932, 1615 cm-1.
마이너 입체이성질체, 13. 1 H NMR (400 MHz, CDCl3) δ = 9.86 (s, 1H), 7.55 (d, J = 7.8 Hz, 1H), 7.29 - 7.24 (m, 1H), 7.07 (t, J = 7.4 Hz, 1H), 6.98 (dd, J = 0.6, 7.6 Hz, 1H), 6.51 (dd, J = 2.1 Hz, 3.2 Hz, 1H), 6.08 - 6.04 (m, 1H0, 3.76 - 3.68 (m, 1H), 3.64 - 3.28 (m, 8H), 3.15 - 3.06 (m 1H), 2.99 (dd, J = 5.7, 13.2 Hz, 1H), 2.66 (s, 3H), 1.26 (t, J = 7.2 Hz, 3H), 1.17 (t, J = 7.1 Hz, 3H) ppm. 13 C NMR (100 MHz, CDCl3) δ = 173.0, 135.7, 135.0, 128.4, 125.6, 125.4, 123.8, 120.0, 119.4, 119.0, 102.1, 64.8, 60.9, 48.6, 42.7, 42.3, 40.6, 34.8, 15.1, 13.3 ppm. LRMS (ES + ) m/z [M + H]+ C20H28N3O2 +에 대해 계산된 값 342.22; 확인된 값 342.32. IR (다이아몬드, ATR) v 3270, 2973, 2934, 1613 cm-1.
N , N -디에틸-8-메틸-7a,8,9,10-테트라하이드로-7 H -인돌로[7,1- fg ][1,7]나프티리딘-10-카르복사미드 (14, (±)-JRT )
CHCl3(7.3 mL) 중 12(0.250 g, 0.732 mmol, 1.0당량)의 0℃ 냉각 용액에 새로 분쇄된 NaOH(0.234 g, 5.86 mmol, 8.0당량)를 첨가하였다. CHCl3(1.5 mL) 중 TsCl(0.167 g, 0.878 mmol, 1.2당량)의 용액을 10분에 걸쳐 적가하였다. 혼합물을 주변 온도로 가온시키고 1.5시간 동안 교반하였다. 혼합물을 0℃로 냉각시키고, DMSO(3.7 mL)를 서서히 첨가한 후 주변 온도로 가온시키고 1시간 동안 교반하였다. 혼합물을 H2O(250 mL) 및 EtOAc(200 mL)로 나누고 층을 분리하였다. 수성층을 EtOAc(3 x 100 mL)로 추가로 추출하였다. 유기 추출물을 합치고, 염수(250 mL)로 세척하고, Na2SO4로 건조시키고, 감압 하에 농축시켰다. 잔류물을 실리카 겔(EtOAc 중 8% MeOH 내지 EtOAc 중 12% MeOH)을 이용한 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 14(0.168 g, 71%)를 황백색 반고체로서 수득하였다.
1 H NMR (400 MHz, CDCl3) δ = 7.5 (d, J = 7.9 Hz, 1H), 7.31 (d, J = 7.3 Hz, 1H), 7.08 - 7.04 (m, 2H), 6.46 (d, J = 3.0 Hz, 1H), 6.31 (s, 1H), 4.66 (dd, J = 5.4, 11.2 Hz, 1H), 3.90 - 3.82 (m, 1H), 3.80 (t, J = 11.1 Hz, 1H), 3.54 - 3.40 (m, 5H), 3.05 (dd, J = 5.0, 11.2 Hz, 1H), 2.95 (t, J = 10.7 Hz, 1H), 2.59 (s, 3H), 1.26 (t, J = 7.1Hz, 3H), 1.18 (t, J = 7.1Hz, 3H) ppm. 13 C NMR (100 MHz, CDCl) δ = 171.2, 133.2, 132.5, 126.3, 126.2, 120.3, 120.0, 118.91, 118.88, 114.9, 101.3, 60.5, 55.8, 48.0, 44.0, 42.1, 40.3, 39.9, 15.0, 13.2 ppm. LRMS (ES + ) m/z [M + H]+ C20H26N3O+에 대해 계산된 값 324.21; 확인된 값 324.29. IR (다이아몬드, ATR) v 2972, 2869, 2798, 1636 cm-1.
실시예 2: N,N -디에틸-8-메틸-7a,8,9,10-테트라하이드로-7H-인돌로[7,1-fg][1,7]나프티리딘-10-카르복사미드(15, 마이너 입체이성질체)의 제조
CHCl3(3.8 mL) 중 13(0.130 g, 0.381 mmol, 1.0당량)의 0℃ 냉각 용액에 새로 분쇄된 NaOH(0.122 g, 3.05 mmol, 8.0당량)를 첨가하였다. CHCl3(0.76 mL) 중 TsCl(0.087 g, 0.46 mmol, 1.2당량)의 용액을 10분에 걸쳐 적가하였다. 혼합물을 주변 온도로 가온시키고 1.5시간 동안 교반하였다. 혼합물을 0℃로 냉각시키고, DMSO(1.9 mL)를 서서히 첨가한 후 주변 온도로 가온시키고 3시간 동안 교반하였다. 혼합물을 H2O(200 mL) 및 EtOAc(150 mL)로 나누고 층을 분리하였다. 수성층을 EtOAc(3 x 50 mL)로 추가로 추출하였다. 유기 추출물을 합치고, 염수(100 mL)로 세척하고, Na2SO4 상에서 건조시키고, 감압 하에 농축시켰다. 잔류물을 EtOAc 중 실리카 겔 8% MeOH 내지 EtOAc 중 12% MeOH의 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 15(0.044 g, 36%)를 갈색 반고체로서 수득하였다.
1 H NMR (400 MHz, CDCl3) δ = 7.48 (d, J = 7.9 Hz, 1H), 7.22 (d, J = 7.2 Hz, 1H), 7.08 - 7.02 (m, 2H), 6.45 (d, J = 3.0 Hz, 1H), 6.37 (dd, J = 2.0, 3.6 Hz, 1H), 4.50 (dd, J = 5.5, 11.2 Hz, 1H), 4.02 (t, J = 11.2 Hz, 1H), 3.66 - 3.60 (m, 1H), 3.56 - 3.30 (m, 5H), 3.15 (dd, J = 5.7, 12.2 Hz, 1H), 2.83 (dd, J = 4.8, 12.2 Hz, 1H), 2.62 (s, 3H), 1.27 (t, J = 7.0 Hz, 3H), 1.13 (t, J = 7.0 Hz, 3H) ppm. 13 C NMR (100 MHz, CDCl) δ = 171.5, 133.4, 133.4, 126.5, 126.2, 120.4, 120.1, 119.9, 118.9, 114.2, 101.2, 58.6, 52.5, 47.9, 43.6, 42.0, 40.3, 37.4, 15.0, 13.2 ppm. LRMS (ES + ) m/z [M + H]+ C20H26N3O+에 대해 계산된 값 324.21; 확인된 값 324.29. IR (다이아몬드, ATR) v 2969, 2932, 2871, 2791, 1634 cm-1.
실시예 3: 열역학적 평형
MeOH(1 mL) 중 부분 입체이성질체 14 및 15의 용액(1:2 비율, 1H NMR 분석을 통해 측정됨)(0.014 g, 0.043 mmol, 1.0당량)에 2M 수성 NaOH(0.5 mL)을 첨가하였다. 용액을 60℃에서 1시간 동안 가열한 다음, 감압 하에 농축시켰다. 혼합물을 H2O(20 mL) 및 DCM(10 mL)으로 나누고 층을 분리하였다. 수성층을 DCM(2 x 10 mL)으로 추가로 추출하였다. 유기 추출물을 합치고, 염수(20 mL)로 세척하고, Na2SO4 상에서 건조시키고, 감압 하에 농축시켰다. 부분 입체이성질체 14 및 15는 5:1 혼합물(1H NMR 분석을 통해 측정됨)로서 수득되었으며, 14는 메이저 입체이성질체이고 15는 마이너 입체이성질체로서 수득되었으며, 이는 14가 열역학적으로 유리한 생성물임을 나타낸다. 도 7 참조.
실시예 4: 푸마르산염
50℃에서 교반하는 아세톤(6 mL) 중 푸마르산(0.051 g, 0.438 mmol, 1.05당량)의 용액에 아세톤(2 mL) 중 14(0.135 g, 0.417 mmol, 1.0당량)를 서서히 첨가하였다. 용액을 교반하면서 실온으로 서서히 냉각시키고, 헥산(15 mL)을 서서히 첨가하였다. 현탁액을 0℃로 1시간 동안 냉각시킨 다음, 이어서 -20℃ 냉동고에서 밤새 냉각시켰다. 생성된 혼합물을 여과하고, 얼음처럼 차가운 1:1 아세톤/헥산(2 mL)으로 세척하고, 50℃의 진공 오븐에서 건조시켜 (±)-JRT ㆍ 푸마르산염(1:1 염, 0.126 g, 69%)을 베이지색 고형분으로서 수득하였다. 1 H NMR (400 MHz, MeOD4) δ = 7.45 (d, J = 7.8 Hz, 1H), 7.30 (d, J = 7.3 Hz, 1H), 7.21 (d, J = 3.1 Hz, 1H), 7.03 (t, J = 7.6 Hz, 1H), 6.74 (s, 2H), 6.44 (d, J = 3.04 Hz, 1H), 6.36 (s, 1H), 4.94 - 4.86 (m, 1H), 4.08 - 4.00 (m, 1H), 3.80 (t, J = 11.1 Hz, 1H), 3.72 - 3.65 (m, 1H), 3.56 (q, J = 7.2 Hz, 2H), 3.45 (septet, J = 7.6 Hz, 2H), 3.29 - 3.23 (m, 1H), 2.99 (t, J = 11.1 Hz, 1H), 2.74 (s, 3H), 1.30 (t, J = 7.1 Hz, 3H), 1.18 (t, J = 7.1 Hz, 3H) ppm. 13 C NMR (100 MHz, MeOD4) δ = 173.0, 168.8, 135.4, 134.4, 133.1, 128.0, 127.8, 121.32, 121.26, 119.2, 119.1, 115.8, 102.4, 61.6, 56.4, 47.7, 43.8, 43.6, 42.0, 40.2, 15.1, 13.3 ppm. LRMS (ES + ) m/z [M + H]+ C20H26N3O+에 대해 계산된 값 324.21; 확인된 값 324.35. IR (다이아몬드, ATR) v 2971, 2869, 2799, 1630 cm-1.
실시예 5: (+)-JRT 및 (-)-JRT의 키랄 분리
라세미 (±)-JRT(14)를 Agilent 1260 Infinity II(Chiralpak-IC 250Х30 mm, 5 μm; 용리액: n-헥산(v/v) 중 0.1% 디에틸아민 및 CH2Cl2(v/v) 중 50% MeOH의 50:50 혼합물; 35.0 mL/분)를 사용하여 분취 키랄 HPLC에 의해 거울상 이성질체로 분리하였다.
제1 용리 피크, (-)-JRT. 도 9 참조. 분석 키랄 HPLC Rt = 7.81분 (Chiralpak-IC 250Х4.6 mm, 5 μm; 용리액: n-헥산 및 이소프로판올 중 0.1% DEA의 50:50 혼합물, 1.0 mL/분). 250 mg, 연갈색 반고체; LC-MS: m/z = 324.1 [M+H]+.
(-)-JRT ㆍ 푸마르산염. 밀봉된 튜브에서, 아세톤(0.81 mL) 중 푸마르산(81 mg, 0.69 mmol, 1.0당량)을 40℃로 가열하고 1시간 동안 교반하였다. 생성된 맑은 용액에 아세톤 (1.13 mL)에 용해시킨 (-)-JRT(226 mg, 0.69 mmol, 1.0당량)를 첨가하고, 혼합물을 40℃에서 2시간 동안 교반하였다. 실온으로 냉각시킨 후, 휘발성 물질을 증발시켜 잔류물을 수득하고, 이를 디에틸 에테르로 분쇄한 다음 n-펜탄으로 분쇄하여 담갈색 반고체를 수득하고, 이를 추가로 동결 건조시켜 270 mg의 (-)-JRT를 1:1 푸마르산염(회갈색 고형분)으로서 수득하였다. NMR 데이터는 (±)-JRT에 대해 보고된 것과 일치하였다. 특정 회전 [α]D 20 -9.9 (에탄올 중 c = 0.0011).　
제2 용리 피크. 도 10. 분석 키랄 HPLC Rt = 10.14분 (Chiralpak-IC 250Х4.6 mm, 5 μm; 용리액: n-헥산 및 이소프로판올 중 0.1% DEA의 50:50 혼합물, 1.0 mL/분). 290 mg, 연갈색 반고체; LC-MS: m/z = 324.1 [M+H]+
(+)-JRT ㆍ 푸마르산염. 밀봉된 튜브에서, 푸마르산(95 mg, 0.82 mmol, 1.0당량)을 아세톤(0.95 mL)에 첨가하고, 40℃로 가열하고, 1시간 동안 교반하였다. 생성된 맑은 용액을 아세톤 (1.33 mL)에 용해시킨 (+)-JRT(266 mg, 0.82 mmol, 1.0당량)로 처리하고 40℃에서 2시간 동안 교반하였다. 실온으로 냉각시킨 후, 휘발성 물질을 증발시켜 잔류물을 수득하고, 이를 디에틸 에테르로 분쇄한 다음, n-펜탄으로 분쇄하여 담갈색 고형분을 수득하고, 이를 추가로 동결 건조시켜 250 mg의 (+)-JRT를 1:1 푸마르산염(황갈색 고형분)으로서 수득하였다. NMR 데이터는 (±)-JRT에 대해 보고된 것과 일치하였다. 특정 회전 [α]D 20 +8.7 (에탄올 중 c = 0.0011).
실시예 6: (7a S ,10 R )-10-(디에틸카르바모일)-8,8-디메틸-7a,8,9,10-테트라하이드로-7 H -인돌로[7,1- fg ][1,7]나프티리딘-8-이움 요오다이드 (16)
(+)-JRT ㆍ 푸마르산염(0.030 g), 포화 수성 NaHCO3(30 mL), 및 DCM(30 mL)의 혼합물을 20분 동안 격렬하게 교반하였다. 층을 분리하고, 수성층을 DCM(2 x 30 mL)으로 추가로 추출하였다. 합쳐진 유기 추출물을 염수(1 x 50 mL)로 세척하고, Na2SO4 상에서 건조시키고, 감압 하에 농축시켰다. 생성된 유리염기를 DCM(4 mL)에 용해시킨 다음, 요오드화 메틸(0.4 mL)를 첨가하고, 용액을 1 드램 바이알에서 주변 온도에서 14시간 동안 교반하였다. 반응이 완료된 후, 교반 막대를 제거하고, 1 드램 바이알을 증기 확산을 위한 반용매로서 헥산(5 mL) 및 Et2O(5 mL)의 용액을 함유하는 20 mL 신틸레이션 바이알의 내부에 넣었다. 외부 20 mL 신틸레이션 바이알만을 캡핑하여 2-챔버 시스템을 밀봉하고, 주변 온도에서 1개월 동안 어두운 곳에 방치하였고, 이 시간 동안 x-선 회절 분석에 적합한 결정이 침전되었다. X-선 분석에 단결정을 사용하였고, 나머지를 여과하고 얼음처럼 차가운 Et2O(1 mL)로 세척하고 진공에서 건조시켜 16(0.019 g, 60%)을 연갈색 결정질 고형분으로서 수득하였다. 1 H NMR (400 MHz, CDCl3) δ = 7.55 (d, J = 7.0 Hz, 1H), 7.48 (d, J = 7.5 Hz, 1H), 7.32 (d, J = 2.9 Hz, 1H), 7.12 (t, J = 7.7 Hz, 1H), 6.63 (s, 1H), 6.54 (d, J = 3.0 Hz, 1H), 5.18 - 5.10 (m, 1H), 5.06 - 4.99 (m, 1H), 4.34 - 4.26 (m, 1H), 4.21 (t, J = 11.3 Hz, 1H), 4.06 (t, J = 11.4 Hz, 1H), 3.99 - 3.92 (m, 1H), 3.76 - 3.62 (m, 2H), 3.59 (s, 3H), 3.56 - 3.40 (m, 2H), 3.35 (s, 3H), 1.38 (t, J = 3.1 Hz, 3H), 1.20 (t, J = 3.1 Hz, 3H) ppm. LRMS (ES + ) m/z [M]+ C21H28N3O+ 에 대해 계산된 값 338.22 ; 확인된 값 338.45. IR (다이아몬드, ATR) v 3456, 2971, 2932, 1633 cm-1.
실시예 7: X-선 결정학
대략적인 직교 치수가 0.248 x 0.448 x 0.594 mm3인 주황색 블록을 -183℃(90K)에서 Bruker Duo APEXII CCD 시스템 상에 배치하고 광학적으로 중심을 맞추었다. 단위 셀의 인덱싱은 상호 공간에 잘 분포된 0.5° 폭 스캔w, 프레임 당 10초, 및 시리즈 당 30개의 프레임의 3개의 시리즈로부터 수집된 랜덤 반사 세트를 사용하였다. 0.3° 폭의 스캔, 프레임 당 15초 및 다양한 φ 각도(φ = 0°, 72°, 144°, 216°, 288°)에서 시리즈 당 606개의 프레임을 갖는 5개의 w스캔 데이터 프레임 시리즈를 수집하였다[MoK a]. 결정 대 검출기 거리는 5.15 cm였으므로, 2q최대 =61.40°까지 완전한 데이터 구를 제공하였다.
구조 결정 및 개선. 모든 결정학적 계산은 4개의 코어, 8개의 프로세서 및 16GB의 확장 메모리를 갖는 1.30GHz에서 인텔 i7-1065G7을 사용하는 Surface Pro7 상에서 수행하였다. 수집된 데이터를 Blessing의 방법을 사용하여, Saint 및 흡수를 이용한 Lorentz 및 편광 효과에 대해 보정하고, 프로그램 Sadabs와 통합된 바와 같이 병합하였다. SHELXTL 프로그램 패키지를 구현하여 가능한 공간 그룹을 결정하고 초기 파일을 설정하였다. 시스템 대칭, 체계적 부재 및 강도 통계는 비-중심 대칭 사방 공간 그룹 P212121(번호 19 참조). 구조는 프로그램 XT를 사용하여 분자가 위치하는 직접 방법에 의해 결정하였다. 구조를 XL로 정제하였다. 수집된 48297 데이터를 28854와 동일한 인덱스에 기초하여 병합한 다음, 7321 고유 데이터로 최소 제곱 미세조정을 위해 병합하였다[R(int)=0.0163]. 모든 비-수소 원자를 이방성으로 정제하였다. 수소 원자를 최종 정제 단계 전체에 걸쳐 이상화하였다. 최종 구조는 모든 7321 고유 반사에 대해 R(F)=1.89%, wR(F2)=4.96%, GOF=1.081로 수렴하도록 정제하였다[Fo > 4(Fo)를 갖는 이들 7222 데이터에 대해서는 R(F)=1.84, wRs(F2)=4.93]. 최종 차이-푸리에 맵은 구조가 정확하고 완전함을 나타내는 비특징성 맵이었다. 흡광에 대한 경험적 교정도 시도하였고, 이는 음성인 것으로 밝혀졌으므로 적용되지 않았다. 구조의 절대 구조 파라미터는 다음과 같이 결정하였다: Flack(x), -0.014(3); Hooft(y), -0.013(2) 및 Parsons(z), -0.013(3)은 구조의 절대 구성이 신뢰성 있게 결정되었음을 나타내며; 구조가 역전되었다면 이들 값은 1.0에 가까울 것이다.
실시예 8: 세로토닌 검정
세로토닌 5-HT2A 시험관 내 방사성 리간드 결합 경쟁 검정. 5-HT2A 방사성 리간드 결합 경쟁 검정은 종래의 방법을 사용하여 Epics Therapeutics S.A.(벨기에, FAST-0505B)에서 수행하였다. 간략하게, 경쟁 결합은 결합 완충액(각 수용체에 대해 최적화된 것), 막 추출물(각 수용체에 대해 최적화된 단백질/웰의 양), 방사성 추적자 [3H]-DOI(각 수용체에 대해 최적화된 최종 농도) 및 시험 화합물을 함유하는 96 웰 플레이트(Master Block, Greiner, 786201)의 웰에서 2회 수행된다. 비특이적 결합은 200배 초과의 저온 경쟁사와의 공동 인큐베이션에 의해 결정된다. 샘플을 각 수용체에 대해 최적화된 지속 시간 동안 0.1 ml의 최종 부피에서 인큐베이션한 다음, 필터 플레이트 상에서 여과한다. 필터를 0.5 ml의 얼음처럼 차가운 세척 완충액(각 수용체에 대해 최적화됨)으로 6회 세척하고, 50 μl의 마이크로신트 20(패커드)을 각 웰에 첨가한다. 플레이트를 궤도 진탕기에서 15분 동안 인큐베이션한 다음, TopCountTM로 1분/웰로 계수한다.
세로토닌 5-HT2A 시험관 내 세포 IPOne 작용성 검정. 5-HT2A IPOne HTRF 검정은 종래의 방법을 사용하여 Epics Therapeutics S.A.(벨기에, FAST-0505I)에서 수행하였다. 간략하게, 항생제가 없는 배양 배지에서 중간-로그기로 성장된 인간 재조합 5-HT2A 수용체를 발현하는 CHO-K1 세포를 PBS-EDTA로 분리하고, 원심분리하고, 항생제 완충액이 없는 배지에 재현탁하였다. 20,000개의 세포를 96 웰 플레이트에 분포시키고 5% CO2와 함께 37℃에서 밤새 인큐베이션하였다.
작용제 시험을 위해, 배지를 제거하고, 20 μl의 검정 완충액 + 20 μl의 시험 화합물 또는 기준 작용제를 각각의 웰에 첨가한다. 플레이트를 5% CO2 하에 37℃에서 60분 동안 인큐베이션한다.
IP1-d2 및 항-IP1 암호화 검출 시약을 함유하는 용해 완충액을 첨가한 후, 플레이트를 실온에서 1시간 동안 인큐베이션하고, 형광 비율을 HTRF 키트로 제조자 사양에 따라 측정한다.
세로토닌 5-HT2C 시험관 내 방사성 리간드 결합 경쟁 검정. 5-HT2C 편집된(수탁 번호 AAF35842.1) 방사성 리간드 결합 경쟁 검정은 종래의 방법을 사용하여 Epics Therapeutics S.A.(벨기에, FAST-0507B)에서 수행하였다. 간략하게, 경쟁 결합은 결합 완충액(각 수용체에 대해 최적화된 것), 막 추출물(각 수용체에 대해 최적화된 단백질/웰의 양), 방사성 추적자 [3H]-DOI(각 수용체에 대해 최적화된 최종 농도) 및 시험 화합물을 함유하는 96 웰 플레이트(Master Block, Greiner, 786201)의 웰에서 2회 수행된다. 비특이적 결합은 200배 초과의 저온 경쟁사와의 공동 인큐베이션에 의해 결정된다. 샘플을 각 수용체에 대해 최적화된 지속 시간 동안 0.1 ml의 최종 부피에서 인큐베이션한 다음, 필터 플레이트 상에서 여과한다. 필터를 0.5 ml의 얼음처럼 차가운 세척 완충액(각 수용체에 대해 최적화됨)으로 6회 세척하고, 50 μl의 마이크로신트 20(패커드)을 각 웰에 첨가한다. 플레이트를 궤도 진탕기에서 15분 동안 인큐베이션한 다음, TopCountTM로 1분/웰로 계수한다.
세로토닌 5-HT2C 시험관 내 세포 IPOne 작용성 검정. 5-HT2C IPOne HTRF 검정은 종래의 방법을 사용하여 Epics Therapeutics S.A.(벨기에, FAST-0507I)에서 수행하였다. 간략하게, 항생제가 없는 배양 배지에서 중간-로그 단계까지 성장 5-HT2C 편집된 수용체(수탁 번호 AAF35842.1)를 발현하는 CHO-K1 세포를 PBS-EDTA로 분리하고, 원심분리하고, 항생제 완충액이 없는 배지에 재현탁하였다. 20,000개의 세포를 96 웰 플레이트에 분포시키고, 5% CO2와 함께 37℃에서 밤새 인큐베이션하였다.
작용제 시험을 위해, 배지를 제거하고, 20 μl의 검정 완충액 + 20 μl의 시험 화합물 또는 기준 작용제를 각각의 웰에 첨가한다. 플레이트를 5% CO2 하에 37℃에서 60분 동안 인큐베이션한다.
IP1-d2 및 항-IP1 암호화 검출 시약을 함유하는 용해 완충액을 첨가한 후, 플레이트를 실온에서 1시간 동안 인큐베이션하고, 형광 비율을 HTRF 키트로 제조자 사양에 따라 측정한다.
실시예 9: 신경돌기 검정
일차 신경 배양 검정에서 신경돌기 증식. 신경돌기 증식 패턴의 변화는 외상성 손상뿐만 아니라 정신과 및 신경퇴행성 장애에 연루되어 왔다. 신경 질환 치료를 위한 새로운 치료제를 개발하기 위해서는 신경 생성에 긍정적인 영향을 미칠 수 있는 새로운 화합물의 발견이 중요하다. 자동화된 이미지 기반 검정을 사용하여 랫트 피질 뉴런의 신경돌기 증식을 측정하여 본 발명의 화합물의 신경플라스틱 효과를 결정하였다. 아래에 기술된 바와 같이 Neurofit SAS(프랑스)에서 신경돌기 증식 검정을 수행하였다.
임신한 위스타 랫트(1월; 프랑스)를 연구에 사용하였다. 이들은 사용 6일 전에 전달되었다. Neurofit 동물 시설에 도착 시, 이들을 케이지 당 하나씩 수용하고, 음식 및 물을 자유롭게 이용할 수 있는 상태로 조절된 온도(21~22℃) 및 역전된 명암 사이클(12시간/12시간; 조명 켜짐: 17:30~05:30; 조명 꺼짐: 05:30~17:30)을 갖는 실내에서 유지시켰다.
임신 17일의 암컷 위스타 랫트를 자궁경부 탈구로 인해 사망하고 태아를 자궁으로부터 제거하였다. 이들의 뇌를 Leibovitz(L15, Gibco, Fisher bioblock, France)의 얼음처럼 차가운 배지에 넣었다. 피질을 절개하고 수막을 조심스럽게 제거하였다. 피질 뉴런을 0.1 mg/ml DNAse I(Roche, 프랑스)의 존재 하에 37℃(트립신-EDTA, Gibco)에서 30분 동안 트립신화에 의해 해리하였다. 10%의 소태아 혈청(FBS; Gibco)과 함께 Dulbecco's Modified Eagle Medium(DMEM; Gibco)을 첨가하여 반응을 중단시켰다. 현탁액을 10-ml 피펫으로 분쇄하고 바늘 주사기 21G를 사용하여 실온에서 350 x g로 10분 동안 원심분리하였다. 해리된 세포의 펠릿을 2% B27 보충제(Gibco), 0.5 mM L-글루타민(Gibco), 항생제-항생제 혼합물이 보충된 Neurobasal(Gibco)로 이루어진 배지에 재현탁하였다. 생존 세포를 트리판 블루 배제 시험(Sigma)을 사용하여 뉴바이어 세포 계측기에서 계수하였다. 폴리-L-리신으로 사전 코팅된 96-웰 플레이트(Costar)에 웰 당 10000개의 세포 밀도로 세포를 시딩하였다. 상이한 농도의 시험 화합물을 배양물에 첨가하였다. 도네페질(양성 대조군)을 250 nM에서 시험하였다.
72시간(3일)의 플레이팅 후, 배양물을 PBS(4%, Sigma) 중 파라포름알데히드로 4℃에서 30분 동안 고정시켰다. 그런 다음, 세포를 0.1% Triton X100으로 30분 동안 연속적으로 투과시키고, 3% BSA를 함유하는 PBS로 포화시키고, 0.5% BSA를 함유하는 PBS 중 항-베타 III 튜불린 항체(Sigma)와 1/10,000으로 1시간 동안 인큐베이션하였다. 세포를 0.5%의 BSA를 함유하는 PBS로 3회 세척하고, 0.5%의 BSA를 함유하는 PBS에서 1/1000으로 희석된 AF488(Invitrogen A11001)과 결합된 염소 항-마우스 항체와 함께 1시간 동안 인큐베이션하였다. 마지막으로, 핵을 0.5%의 BSA를 함유하는 PBS 중 1/1000의 DAPI 1 mg/ml로 염색하였다. PBS로 헹구고, 플레이트를 필름화하고, 고함량 스크리닝(CellInsight, Thermo Scientific)을 사용하여 신경돌기 네트워크를 조사하고 분석하였다. 뉴런 당 평균 신경돌기의 수 및 뉴런 당 평균 총 신경돌기의 길이는 분석된 주요 파라미터였다. 분산 분석(ANOVA)을 사용하여 데이터 분석을 수행하였다. Fisher's Protected Least Significant Difference test를 다중 비교에 사용하였다. p 값 ≤0.05는 유의한 것으로 간주되었다. 사용된 소프트웨어는 SAS Institut의 StatView 5.0이다.
일부 구현예에서, 본 발명의 화합물은 신경돌기 증식 패턴을 증가시킨다. 일부 구현예에서, 본 발명의 화합물은 대조군에 비해 신경돌기 평균 길이를 증가시킨다. 일부 구현예에서, 본 발명의 화합물은 대조군에 비해 신경돌기 분지점을 증가시킨다. 일부 구현예에서, 본 발명의 화합물은 대조군과 비교하여 새로운 신경돌기의 수, 및/또는 평균 신경돌기 길이, 및/또는 수지상 분지의 총 길이를 상당히 증가시킨다.
전술한 발명이 명확성을 위해 예시 및 실시예로서 일부 상세히 설명되었지만, 당업자는 특정 변경 및 수정이 첨부된 청구범위의 범위 내에서 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 또한, 본원에 제공된 각각의 참조 문헌은 각각의 참조 문헌이 참조로서 개별적으로 통합되는 것과 동일한 정도로 그 전체가 참조로서 통합된다. 본 출원과 본원에 제공된 참조 사이에 상충이 존재하는 경우, 본 출원이 지배적일 것이다.

Claims (46)

  1. 식 (K)의 구조를 갖는 화합물 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염으로서:

    식 중:
    각각의 R1a, R1b, R1c, 및 R1d는 독립적으로 H, C1-6 알킬, C2-6 알케닐, C2-6 알키닐, C1-6 알콕시, C1-6 알콕시알킬, 할로겐, C1-6 할로알킬, C1-6 할로알콕시, -NO2, 또는 -CN이고;
    대안적으로, 인접한 고리 원자 상의 2개의 R1a 기가 조합되어 각각 독립적으로 N, O, 또는 S인 1 내지 2개의 헤테로원자를 갖는 C4-8 시클로알킬 또는 4 내지 8원 헤테로시클로알킬을 형성하고;
    R2a 및 R2b는 각각 독립적으로 H, C1-6 알킬, C3-6 시클로알킬, C1-6 알콕시, C1-6 알콕시알킬, C1-6 할로알킬, 또는 C1-6 할로알콕시이고;
    대안적으로, R2a 및 R2b는 조합되어 각각 독립적으로 N, O, 또는 S인 1 내지 2개의 헤테로원자를 갖는 4 내지 8원 헤테로시클로알킬을 형성하고;
    R3은 H, C1-6 알킬, C1-6 알콕시, C1-6 알콕시알킬, C1-6 할로알킬, 또는 C1-6 할로알콕시이고;
    R3a는 부재하거나 C1-6 알킬이고;
    대안적으로, R3 및 R3a는 조합되어 각각 독립적으로 N, O, 또는 S인 1 내지 2개의 헤테로원자를 갖는 3 내지 8원 헤테로시클로알킬을 형성하고;
    아래첨자 m 및 p는 각각 독립적으로 0 내지 2이고;
    아래첨자 n 및 r은 각각 독립적으로 0 내지 3인, 화합물.
  2. 제1항에 있어서, 식 (J)의 구조를 갖는 화합물 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염으로서:

    식 중:
    각각의 R1a, R1b, R1c, 및 R1d는 독립적으로 H, C1-6 알킬, C2-6 알케닐, C2-6 알키닐, C1-6 알콕시, C1-6 알콕시알킬, 할로겐, C1-6 할로알킬, C1-6 할로알콕시, -NO2, 또는 -CN이고;
    대안적으로, 인접한 고리 원자 상의 2개의 R1a 기가 조합되어 각각 독립적으로 N, O, 또는 S인 1 내지 2개의 헤테로원자를 갖는 C4-8 시클로알킬 또는 4 내지 8원 헤테로시클로알킬을 형성하고;
    R2a 및 R2b는 각각 독립적으로 H, C1-6 알킬, C3-6 시클로알킬, C1-6 알콕시, C1-6 알콕시알킬, C1-6 할로알킬, 또는 C1-6 할로알콕시이고;
    대안적으로, R2a 및 R2b는 조합되어 각각 독립적으로 N, O, 또는 S인 1 내지 2개의 헤테로원자를 갖는 4 내지 8원 헤테로시클로알킬을 형성하고;
    R3은 H, C1-6 알킬, C1-6 알콕시, C1-6 알콕시알킬, C1-6 할로알킬, 또는 C1-6 할로알콕시이고;
    아래첨자 m 및 p는 각각 독립적으로 0 내지 2이고;
    아래첨자 n 및 r은 각각 독립적으로 0 내지 3인, 화합물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 식 (I)의 구조를 갖는 화합물, 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염:

  4. 제1항 또는 제3항에 있어서, 식 (Ia), 식 (Ib), 식 (Ic), 또는 식 (Id)의 구조를 갖는 화합물 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염:
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 식 (Ia)의 구조를 갖는 화합물 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염:
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 식 (Ib)의 구조를 갖는 화합물 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염:
  7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 식 (Ic)의 구조를 갖는 화합물 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염:
  8. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 식 (Id)의 구조를 갖는 화합물 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염:
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, R1a는 H, C1-6 알킬, C1-6 알콕시, 또는 할로겐인, 화합물 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, R1a는 H인, 화합물 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, R2a 및 R2b는 각각 독립적으로 H, C1-6 알킬, C3-6 시클로알킬, C1-6알콕시알킬, 또는 C1-6 할로알킬인, 화합물 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, R2a 및 R2b는 각각 독립적으로 H 또는 C1-6 알킬인, 화합물 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, R2a 및 R2b는 각각 독립적으로 C1-6 알킬인, 화합물 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, R2a 및 R2b는 각각 독립적으로 에틸인, 화합물 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, R3은 H 또는 C1-6 알킬인, 화합물 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, R3은 C1-6 알킬인, 화합물 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, R3은 메틸인, 화합물 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, n은 0인, 화합물 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염.
  19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 다음의 구조를 갖는 화합물 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염:
  20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 다음의 구조를 갖는 화합물:
  21. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 다음의 구조를 갖는 화합물 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염:
  22. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 다음의 구조를 갖는 화합물 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염:
  23. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 다음의 구조를 갖는 화합물:
  24. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 다음의 구조를 갖는 화합물 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염:
  25. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 다음의 구조를 갖는 화합물 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염:
  26. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 다음의 구조를 갖는 화합물 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염:
  27. 제1항에 있어서, 다음의 구조를 갖는 화합물:
  28. 다음 구조를 갖는 (7aS ,10R )-10-(디에틸카바모일)-8,8-디메틸-7a,8,9,10-테트라하이드로-7H-인돌로[7,1-fg ][1,7]나프티리딘-8-이움 요오다이드의 결정질 화합물로서:

    a = 7.0716(6)Å, α = 90°, b = 14.4326(12)Å, β= 90°, c = 23.0876(19)Å, 및 γ = 90°의 단위 셀 치수를 특징으로 하는, 화합물.
  29. 제1항 내지 제28항 중 어느 한 항의 화합물 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염의 치료적 유효량을 포함하는 약학적 조성물.
  30. 질환을 치료하는 방법으로서, 제1항 내지 제28항 중 어느 한 항의 화합물 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염의 치료적 유효량을 이를 필요로 하는 대상체에게 투여하여 질환을 치료하는 단계를 포함하는, 방법.
  31. 제30항에 있어서, 질환은 신경정신 질환인, 방법.
  32. 제31항에 있어서, 신경정신 질환은 정신분열증인, 방법.
  33. 제31항에 있어서, 신경정신 질환은 양극성 장애인, 방법.
  34. 제30항에 있어서, 질환은 우울증인, 방법.
  35. 제30항에 있어서, 질환은 신경퇴행성 질환인, 방법.
  36. 제30항에 있어서, 질환은 알츠하이머병 또는 파킨슨병인, 방법.
  37. 제30항에 있어서, 질환은 알츠하이머병인, 방법.
  38. 제30항에 있어서, 질환은 파킨슨병인, 방법.
  39. 제30항에 있어서, 질환은 두통 장애인, 방법.
  40. 제30항에 있어서, 질환은 편두통인, 방법.
  41. 제30항에 있어서, 질환은 군발성 두통인, 방법.
  42. 제30항에 있어서, 질환은 중독인, 방법.
  43. 제30항에 있어서, 질환은 물질 사용 장애인, 방법.
  44. 제30항에 있어서, 질환은 알코올 사용 장애인, 방법.
  45. 신경 가소성을 증가시키기 위한 방법으로서, 상기 방법은 신경 세포의 신경 가소성을 증가시키기에 충분한 양, 제1항 내지 제28항 중 어느 한 항의 화합물 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염과 신경 세포를 접촉시키는 단계를 포함하되, 상기 화합물은 Sholl 분석에 의하면 1.0배 초과의 증가로 최대 수의 수지상 교차를 생성하는, 방법.
  46. 신경 가소성을 증가시키고 수지상극 밀도를 증가시키기 위한 방법으로서, 상기 방법은 신경 세포의 신경 가소성을 증가시키고 신경 세포의 수지상극 밀도를 증가시키기에 충분한 양의 제1항 내지 제28항 중 어느 한 항의 화합물 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염과 신경 세포를 접촉시키는 단계를 포함하는, 방법.
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