MX2012013618A - Antagonistas no competitivos de receptores nicotinicos. - Google Patents

Antagonistas no competitivos de receptores nicotinicos.

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Abstract

La presente invención se relaciona con compuestos que modulan receptores nicotínicos como antagonistas no competitivos, con métodos para su síntesis, con métodos para su uso y con sus composiciones farmacéuticas.

Description

ANTAGONISTAS NO COMPETITIVOS DE RECEPTORES NICOTINICOS Campo de la invención La presente invención se relaciona con compuestos que modulan receptores nicotínicos como moduladores no competitivos (por ejemplo, antagonistas no competitivos), con métodos para su síntesis, con métodos para su uso, y con sus composiciones farmacéuticas.
Antecedentes de la invención Los receptores nicotínicos son blancos para una gran cantidad de compuestos exógenos y endógenos que modulan en forma alostérica su función. Véase Arias, H. R. , Sitios de unión para inhibidores no competitivos exógenos y endógenos del receptor nicotínico de acetilcolina, Biochimica et Biophysica Acta - Revistas sobre Biomembranas 1376: 173-220 (1998) y Arias, H. R. , Bhumireddy, P., Anestésicos como herramientas químicas para estudiar la estructura y la función de los receptores nicotínicos de acetilcolina, Ciencia de Proteínas y Péptidos Corriente 6: 451-472 (2005) .. La función de los receptores nicotínicos se puede reducir o bloquear mediante compuestos estructuralmente diferentes denominados moduladores no competitivos, que incluyen los antagonistas no competitivos (revisado por Arias, H.R., Bhumireddy, P., Bouzat, C, Mecanismos moleculares y ubicaciones de sitios de unión para antagonistas no competitivos de los receptores nicotínicos de acetilcolina . El Diario Internacional de Bioquímica y Biología Celular 38: 1254-1276 (2006)).
Los moduladores no competitivos comprenden una amplia gama de compuestos estructuralmente diferentes que inhiben la función del receptor actuando en un sitio o sitios diferentes del sitio de unión ortoestérico . La modulación de receptores ha demostrado que es muy compleja. Los mecanismos de acción y las afinidades de unión de los moduladores no competitivos difieren entre los subtipos de receptores nicotínicos (Arias et al, 2006). Los moduladores no competitivos pueden actuar mediante por lo menos dos mecanismos diferentes: un mecanismo alostérico y/o estérico.
Un mecanismo de antagonista alostérico consiste en la unión de un antagonista no competitivo al receptor y la estabilización de un estado de conformación no conductor, a saber un estado latente o desensibilizado y/o un aumento en la velocidad de desensibilización del receptor.
En cambio, una representación directa de un mecanismo estérico es aquella que una molécula de antagonista bloquea físicamente el canal de ion. Dichos antagonistas se pueden denominar moduladores de canales no competitivos (NCM) . Algunos inhiben los receptores mediante la unión dentro del poro cuando el receptor está en estado abierto, bloqueando físicamente de ese modo la penetración de ion. Si bien algunos actúan solamente como bloqueadores del canal abierto puro, otros bloquean los canales abiertos y cerrados. Dichos antagonistas inhiben el flujo de iones a través de un mecanismo que no consiste en la unión en los sitios ortoestéricos .
Se ha mostrado que los barbituratos , los anestésicos disociativos, los antidepresivos y ciertos esteroides inhiben los receptores nicotínicos mediante mecanismos alostéricos, que incluyen el bloqueo de los canales abierto y cerrado. Los estudios de barbituratos respaldan un modelo mediante el cual la unión ocurre a estados abierto y cerrado de los receptores, que deriva en el bloqueo del flujo de iones. Véase, Dilger, J. P. , Boguslavsky, R. , Barann, M. , Katz, T. , Vidal, A. M. , Mecanismos de inhibición de barbituratos de los canales de receptores de acetilcolina, Diario de Fisiología General 109: 401-414 (1997). Aunque la acción inhibidora de los anestésicos locales sobre la conducción del nervio está mediada por el bloqueo de los canales de sodio controlados por tensión, los receptores nicotínicos también son blancos de los anestésicos locales. Véase Arias, H. R. , Función de los anestésicos locales sobre los receptores ionotrópicos colinérgicos y serotonérgicos, Revistas de Neurociencia y Conducta 23: 817-843 (1999) y Arias, H. R y Blanton, . P. , Aspectos moleculares y fisicoquímicos de los anestésicos locales que actúan sobre las membranas que contienen receptores nicotínicos de acetilcolina, Mini Revistas en Química Medica 2: 385-410 (2002) .
Por ejemplo, la tetraciclina se une a los canales de receptores en forma preferencial en el estado latente. Los anestésicos disociativos inhiben varios receptores nicotínicos de tipo neuronal en gamas de concentración clínicas, con ejemplos tales como fenciclidina (PCP) (Connolly, J. , Boulter, J. y Heinemann, S. F., Alfa 4 -beta 2 y otros subtipos de receptor nicotínico de acetilcolina como blancos de fármacos psicoactivos y adictivos, Diario Británico de Farmacología 105, 657-666 (1992)), ketamina (Flood, P. y Krasowski M . D. , Anestésicos intravenosos modulan en forma diferencial los canales de iones controlados por tensión, Anestesiología 92: 1418-1425 (2000); y Ho, K. K. y Flood, P., Residuo de aminoácido único en la parte extracelular del segmento transmembrana 2 en el receptor nicotínico de acetilcolina a7 modula la sensibilidad a ketamina, Anestesiología 100: 657-662 (2004)) y dizocilpina (Krasowski, M. D. , & Harrison, N. L., Acciones de anestésicos generales sobre canales de iones controlados por ligandos, Ciencias de la Vida Celular y Molecular 55: 1278-1303 (1999)) . Los estudios indican que los anestésicos disociativos se unen a un solo sitio o a sitios superpuestos en el canal de ion latente y sugieren que el lugar de ketamina/PCP se superpone parcialmente con el sitio de unión a tetraciclina en el canal del receptor. Dizocilpina, también denominada MK-801, es un anestésico disociativo y anticonvulsi o que también actúa como un antagonista no competitivo en receptores nicotínicos diferentes. Se informa que dizocilpina es un bloqueador de canal abierto de receptores nicotínicos neuronales a4ß2. Véase, Buisson, B., y Bertrand, D., Bloqueadores de canal abierto en el receptor nicotínico neuronal humano de acetilcolina 4ß2, Farmacología Molecular 53: 555-563 (1998).
Además de sus acciones conocidas sobre los sistemas de recaptación de monoamina y serotonina, también se ha mostrado que los antidepresivos modulan los receptores nicotínicos. Los primeros estudios mostraron que los antidepresivos tricíclicos actúan como antagonistas no competitivos. Véase, Gumilar, F., Arias, H.R., Spitzmaul, G., Bouzat, C, Mecanismos moleculares de inhibición de receptores nicotínicos de acetilcolina por antidepresivos tricíclicos. Neurofharmacologia 45: 964-76 (2003). García -Colunga et al., informan que la fluoxetina, un inhibidor de la recaptación selectiva de serotonina (SSRI), inhibe las corrientes de membrana producidas por la activación de los receptores nicotínicos musculares o neuronales en una forma no competitiva; aumentando la velocidad de desensibilización y/o induciendo el bloqueo de los canales. Véase Garcia-Colunga, J., Awad, J. N., & Miledi, R. , Bloqueo de receptores nicotínicos musculares y neuronales de acetilcolina por fluoxetina (Prozac) , Actas de la Reunión de la Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos 94: 2041-2044 (1997); y García-Colunga, J. , Vázquez-Gómez, E., y Miledi, R. , Acciones combinadas de zinc y fluoxetina sobre los receptores nicotínicos de acetilcolina, El Diario de Farmcogenómicos 4: 388-393 (2004) . Mecamilamina, previamente aprobada para el tratamiento de la hipertensión, es un antagonista de receptor nicotínico no competitivo clásico y también se sabe que inhibe la función del receptor bloqueando el canal de ion. Véase Giniatullin, R.A. , Sokolova, E.M., Di Angelantonio, S., Skorinkin, A., Talantova, .V., Nistri, A. Alivio Rápido del Bloqueo por Mecamilamina de Receptores Nicotínicos Neuronales de Acetilcolina de Células de Cromafina de Rata In Vitro: Un Estudio Electrofisiológico y de Modelado. Farmacología Molecular 58: 778-787 (2000) .
Extracto de la Invención La presente invención incluye compuestos de la Fórmula I: Fórmula I en donde cada uno de R1 y R2 es individualmente H, alquilo de Ci_6, o alquilo de Ci-6 sustituido con arilo, o R1 y R2 se combinan con el átomo de nitrógeno al cual están unidos para formar un anillo de 3 a 8 miembros, cuyo anillo se puede sustituir opcionalmente con sustituyentes de alquilo de C1-6, arilo, alcoxi de Ci-6, o ariloxi; R3 es H, alquilo de Ci-6, o alquilo de Ci-6 sustituido con alcoxi de Ci-6; cada uno de R4, R5, R6, y R7 es individualmente H, alquilo de C1-6, o alcoxi de Ci_6; L1 es una especie de conector seleccionado del grupo formado por CR8R9, CRVCR^R11 y 0; L2 es una especie de conector seleccionado del grupo formado por CH2, CH2CH2, CH2CH2CH2, o CH2CH2CH2CH2 ; cada uno de R8, R9, R10 y R11 es individualmente hidrógeno o alquilo de Ci_6; y la línea de guiones representa un enlace doble opcional, o una sal farmacéuticamente aceptable de él.
La presente invención incluye composiciones f rmacéuticas que comprenden un compuesto de la presente invención o una sal farmacéuticamente aceptable de él. Las composiciones farmacéuticas de la presente invención se pueden usar para tratar o prevenir una amplia gama de condiciones o trastornos y particularmente aquellos trastornos caracterizados por la disfunción de la neurotransmisión colinérgica nicotínica o la degeneración de las neuronas colinergicas nicotínicas.
La presente invención incluye un método para tratar o prevenir trastornos o disfunciones, tales como trastornos y disfunciones del sistema nervioso central, y también para tratar o prevenir ciertas condiciones, por ejemplo, el alivio del dolor, hipertensión, e inflamación en mamíferos que necesitan dicho tratamiento. Los métodos consisten en la administración a un sujeto una cantidad terapéuticamente eficaz de un compuesto de la presente invención, que incluye una sal de él o una composición farmacéutica que incluye dichos compuestos.
Descripción Detallada de la Invención I . Compuestos Una realización de la presente invención incluye compuestos de la Fórmula I : Fórmula I en donde cada uno de R1 y R2 es individualmente H, alquilo de Ci-6, o alquilo de Ci_6 sustituido con arilo, o R1 y R2 se combinan con el átomo de nitrógeno al cual están unidos para formar un anillo de 3 a 8 miembros, cuyo anillo se puede sustituir opcionalmente con sustituyentes de alquilo de Ci-6, arilo, alcoxi de Ci_6, o ariloxi; R3 es H, alquilo de Ci-6, o alquilo de Ci-6 sustituido con alcoxi de Ci-6; cada uno de R4, R5, R6, y R7 es individualmente H, alquilo de Ci-6, o alcoxi de C1-6; L1 es una especie de conector seleccionado del grupo formado por CR8R9, CR CR^R11 y O; L2 es una especie de conector seleccionado del grupo formado por CH2, CH2CH2, CH2CH2CH2í o CH2CH2CH2CH2 ; cada uno de R8, R9, R10 y R11 es individualmente hidrógeno o alquilo de Ci-e y la línea de guiones representa un enlace doble opcional, o una sal farmacéuticamente aceptable de él.
En una realización, R1 es H y alquilo de C1-6. En una realización, R3 es alquilo de Ci_6. En una realización, cada uno de R4, R5, R6 y R7 es H. En una realización, L1 es CR8R9 y cada uno de R8 y R9 es hidrógeno. En una realización, L2 es CH2CH2. En una realización, la línea de guiones es un enlace simple.
Un aspecto de la presente invención incluye una composición farmacéutica que comprende un compuesto de la presente invención y portador farmacéuticamente aceptable de él .
Un aspecto de la presente invención incluye un método para el tratamiento o la prevención de una enfermedad o condición mediada por un receptor nicotínico neuronal, específicamente a través del uso de moduladores no competitivos (por ejemplo, antagonistas no competitivos) , que incluyen en forma no taxativa, bloqueadores de canales, que comprende la administración de un compuesto de la presente invención. En una realización, la enfermedad o condición es un trastorno del sistema nervioso central. En otra realización, la enfermedad o condición es inflamación o una respuesta inflamatoria. En otra realización, la enfermedad o condición es el dolor. En otra realización, la enfermedad o condición es la neovascularizacion. En otra realización, la enfermedad o condición es la hipertensión. En otra realización, la enfermedad o condición es otro trastorno descrito en la presente .
Un aspecto de la presente invención incluye el uso de un compuesto de la presente invención para la preparación de un medicamento para el tratamiento o la prevención de una enfermedad o condición mediada por un receptor nicotínico neuronal, específicamente a través del uso antagonistas no competitivos, tales como los bloqueadores de canales. En una realización, la enfermedad o condición es un trastorno del sistema nervioso central. En otra realización, la enfermedad o condición es inflamación o una respuesta inflamatoria. En otra realización, la enfermedad o condición es el dolor. En otra realización, la enfermedad o condición es la neovascularización . En otra realización, la enfermedad o condición es la hipertensión. En otra realización, la enfermedad o condición es otro trastorno descrito en la presente.
Un aspecto de la presente invención incluye un compuesto de la presente invención para su uso como una sustancia terapéutica activa. Un aspecto, entonces, incluye un compuesto de la presente invención para su uso en el tratamiento o la prevención de una enfermedad o condición mediada por un receptor nicotínico neuronal , específicamente a través del uso de antagonistas no competitivos, tales como bloqueadores de canales. En una realización, la enfermedad o condición es un trastorno del sistema nervioso central. En otra realización, la enfermedad o condición es la inflamación o una respuesta inflamatoria. En otra realización, la enfermedad o condición es el dolor. En otra realización, la enfermedad o condición es la neovascularización. En otra realización, la enfermedad o condición es la hipertensión. En otra realización, la enfermedad o condición es otro trastorno descrito en la presente.
Las enfermedades o condiciones particulares incluyen depresión que incluye trastorno depresivo mayor, hipertensión, síndrome de intestino irritable (IBS) , que incluye IBS-D (diarrea predominante) , vejiga sobrreactiva (OAB) , y adicción, que incluye dejar de fumar.
El alcance de la presente invención incluye todas las combinaciones de aspectos y realizaciones.
Las siguientes definiciones aclaran, en forma no taxativa, los términos definidos. Si un término particular usado en la presente no está definido específicamente, dicho término deberá considerarse indefinido. En cambio, los términos se usan dentro de sus definiciones aceptadas.
Como se usa en la presente, el número preferido de átomos, tales como átomos de carbono, está representado, por ejemplo, por la frase "alquilo de Cx-y" , que se refiere a un grupo alquilo, como se define en la presente, que contiene el número especificado de átomos de carbono. Una terminología similar es aplicable también para otros términos y gamas preferidas. Por lo tanto, por ejemplo, alquilo de Ci-6 representa un hidrocarburo de cadena recta o ramificada que contiene de uno a seis átomos de carbono.
Como se usa en la presente, el término "alquilo" se refiere a un hidrocarburo de cadena recta o ramificada, que opcionalmente puede estar sustituido, con varios niveles de sustitución permitidos. Ejemplos de "alquilo" como se usa en la presente incluyen en forma no taxativa metilo, etilo, propilo, isopropilo, isobutilo, n-butilo, tere-butilo, isopentilo y n-pentilo.
Como se usan en la presente, "alquileno" se refiere a un grupo divalente, tal como "metileno" , "etileno" , y "etenileno" , que se refieren a las formas divalentes -CH2-, -CH2-CH2-, y CH=CH- , respectivamente.
Como se usa en la presente, el término "arilo" se refiere a un anillo de benceno único o un sistema de anillo de benceno fusionado que puede estar opcionalmente sustituido, con varios niveles de sustitución permitidos. Ejemplos, de grupos "arilo" como se usan incluyen, en forma no taxativa, fenilo, 2-naftilo, 1-naftilo, antraceno y fenantreno. Los anillos de arilo preferibles tienen de cinco a diez miembros.
Como se usa en la presente, un sistema de anillo de benceno fusionado comprendido dentro del término "arilo" incluye hidrocarburos policíclicos fusionados, a saber donde un hidrocarburo cíclico con menos de un número máximo de enlaces dobles no acumulados, por ejemplo donde un anillo de hidrocarburo saturado (cicloalquilo, tal como un anillo de ciclopentilo) se fusiona con un anillo aromático (arilo, tal como un anillo de benceno) para formar, por ejemplo, grupos tales como indanilo y acenaftalenilo y también incluye grupos tales como, como ejemplos no taxativos, dihidronaftaleno y tetrahidronaftaleno.
Como se usa en la presente el término "alcoxi" se refiere a un grupo -0 a, en donde Ra es alquilo como se define en la presente.
Como se usa en la presente el término "ariloxi" se refiere a un grupo -0Ra, donde R es arilo como se define en la presente." Como se usa en la presente, "amino" se refiere a un grupo -NRaRb, donde cada uno de Ra y Rb es hidrógeno. Además, "amino sustituido" se refiere a un grupo -NRaRb en donde cada uno de Ra y Rb es individualmente alquilo, arilalquilo o arilo. Como se usa en la presente, cuando Ra o Rb es diferente de hidrógeno, dicho grupo se puede denominar "amino sustituido" o por ejemplo, si Ra es H y Rb es alquilo, un "alquilamino" .
Como se usa en la presente, el término "farmacéuticamente aceptable" se refiere a portador (es) , diluyente (s) , excipiente (s) o formas de sales de los compuestos de la presente invención que son compatibles con los demás ingredientes de la formulación y no son perjudiciales para el destinatario de la composición farmacéutica .
Como se usa en la presente, el término "composición farmacéutica" se refiere a un compuesto de la presente invención opcionalmente mezclado con uno o más portadores, diluyentes, excipientes o coadyuvantes farmacéuticamente aceptables. Las composiciones farmacéuticas preferentemente presentan un nivel de estabilidad a las condiciones ambientales como para hacerlas adecuadas para fines de fabricación y comercialización.
Como se usan en la presente, los términos "cantidad eficaz", "cantidad terapéutica", o "dosis eficaz" se refieren a una cantidad del ingrediente activo suficiente para producir los efectos farmacológicos o terapéuticos deseados, que por lo tanto derivan en el tratamiento eficaz de un trastorno. El tratamiento de un trastorno se puede manifestar retardando o impidiendo el inicio o el progreso del trastorno, así como el inicio o el progreso de los síntomas asociados al trastorno. El tratamiento de un trastorno se puede manifestar por una reducción o disminución de síntomas, la inversión del progreso del trastorno, así como cualquier otro aporte al bienestar del paciente.
La dosis eficaz puede variar, según factores tales como la condición del paciente, la gravedad de los síntomas del trastorno, y la forma en la cual se administra la composición farmacéutica. Normalmente, para administrarlos en una dosis eficaz, los compuestos se pueden administrar en una cantidad menor de 5 mg/kg del peso del paciente. Los compuestos se pueden administrar en una cantidad desde menos de 1 mg/kg del peso del paciente hasta menos de 100 peso del paciente y también entre 1 ng/kg hasta menos de del peso del paciente. Las dosis eficaces precedentes normalmente representan la cantidad que se puede administrar como una dosis única, o como una o más dosis que se pueden administrar durante un período de 24 horas.
Los compuestos de esta invención se pueden fabricar mediante una variedad de métodos, que incluyen métodos sintéticos bien establecidos. Los métodos sintéticos generales ilustrativos es exponen a continuación y luego los compuestos específicos de la invención se preparan en los Ejemplos de elaboración.
En los ejemplos descritos a continuación, los grupos protectores para grupos sensibles o reactivos se emplean cuando es necesario de acuerdo con los principios generales de la química sintética. Los grupos protectores se manipulan de acuerdo con métodos estándar de síntesis orgánicas (T. W. Green y P. G. M. Wuts (1999) , Grupos Protectores en Síntesis Orgánicas , 3a Edición, John Wiley & Sons, que se incorpora como referencia con respecto a los grupos protectores) . Estos grupos se eliminan en una etapa conveniente de la síntesis del compuesto usando métodos que son fácilmente evidentes para los expertos en el arte. La selección de procesos así como las condiciones de reacción y el orden de su ejecución coinciden con la preparación de compuestos de la presente invención.
La presente invención también provee un método para la síntesis de compuestos útiles como compuestos intermedios en la preparación de compuestos de la presente invención junto con métodos para su preparación.
Los compuestos se pueden preparar de acuerdo con los métodos descritos a continuación usando materiales de partida y reactivos fácilmente disponibles. En estas reacciones, se pueden emplear variantes que son ellas mismas conocidas para los expertos en el arte pero no se describen detalladamente en la presente.
A menos que se diga de otro modo, también se desea que las estructuras ilustradas en la presente incluyan compuestos que difieren solamente en la presencia de uno o más átomos enriquecidos en forma isotópica. Los compuestos que tienen la presente estructura excepto por el reemplazo de un átomo de hidrógeno por deuterio o tritio, o el reemplazo de un átomo de carbono por un átomo de carbono enriquecido con 13C o 14C, están dentro del alcance de la invención. Por ejemplo, el deuterio se ha usado ampliamente para examinar la farmacocinética y el metabolismo de compuestos biológicamente activos. Aunque el deuterio se comporta en forma similar al hidrógeno desde una perspectiva química, existen diferencias importantes en las energías de los enlaces y las longitudes de los enlaces entre un enlace de deuterio-carbono y un enlace de hidrógeno-carbono. En consecuencia, el reemplazo de hidrógeno por deuterio éñ un compuesto biológicamente activo puede derivar en un compuesto que generalmente retiene la potencia bioquímica y la selectividad pero manifiesta propiedades de absorción, distribución, metabolismo, y/o excreción (ADME) muy diferentes comparadas con su par libre de isótopos. Por lo tanto, la sustitución de deuterio puede derivar en una eficacia, seguridad, y/o tolerabilídad mejorada del fármaco para algunos compuestos biológicamente activos.
Los compuestos de la presente invención pueden cristalizarse en más de una forma, una característica denominada polimorfismo y dichas formas polimórficas ("polimorfos") están dentro del alcance de la presente invención. El polimorfismo generalmente puede ocurrir como una respuesta a cambios en la temperatura, la presión o ambas. El polimorfismo también puede derivar de variaciones en el proceso de cristalización. Los polimorfos se pueden distinguir por diferentes características físicas conocidas en el arte tales como los patrones de difracción de rayos X, la solubilidad en diferentes solventes, y el punto de fusión.
Ciertos compuestos descritos en la presente contienen uno o más centros quirales, o pueden de otro modo ser capaces de existir como estereoisómeros múltiples. El alcance de la presente invención incluye mezclas de estereoisómeros así como enantiómeros purificados o mezclas enriquecidas enantiomérica/diastereoméricamente . También están incluidos dentro del alcance de la invención los isómeros individuales de los compuestos representados por las fórmulas de la presente invención, así como mezclas total o parcialmente equilibradas de ellos. La presente invención también incluye los isómeros individuales de los compuestos representados por las fórmulas precedentes como mezclas con isómeros de ellos en donde uno o más centros quirales están invertidos.
Cunado se desea un compuesto como un enantiómero único, el mismo se puede obtener mediante síntesis estereoespecífica, mediante resolución del producto final o cualquier compuesto intermedio conveniente, o mediante métodos cromatográficos quirales que son conocidos en el arte. La resolución del producto final, un compuesto intermedio, o un material de partida se puede efectuar mediante cualquier método adecuado conocido en el arte. Véase, por ejemplo, Estereoquímica de Compuestos Orgánicos ( iley-Interscience, 1994) .
La presente invención incluye una sal o un solvato de los compuestos descritos en la presente, que incluyen combinaciones de ellos tales como un solvato de una sal . Los compuestos de la presente invención pueden existir en formas solvatadas, por ejemplo, hidratadas, así como formas no solvatadas, y la presente invención comprende todas esas formas.
Normalmente, pero no en forma absoluta, las sales de la presente invención son sales farmacéuticamente aceptables. Las sales comprendidas dentro del término "sales farmacéuticamente aceptables" se refieren a sales no tóxicas de los compuestos de la invención.
Ejemplos de sales farmacéuticamente aceptables adecuados incluyen sales de adición de ácidos orgánicos tales como cloruro, bromuro, sulfato, fosfato, y nitrato, sales de adición de ácidos orgánicos tales como acetato, galactarato, propionato, succinato, lactato, glicolato, malato, tartrato, citrato, maleato, fumarato, metanosulfonato, p-toluenosulfanato y ascorbato, sales con aminoácido ácido tales como aspartato y glutamato, sales de metales alcalinos tales como sal de sodio y sal de potasio; sales de metales alcalinotérreos tales como sal de magnesio y sal de calcio; sal de amonio; sales básicas orgánicas tales como sal de trimetilamina, sal de trietilamina, sal de piridina, sal de picolina, sal de diciclohexilamina, y sal de ?,?'-dibenciletilendiamina y sales con aminoácido básico tal como sal de lisina y sal de arginina. Las sales pueden ser en algunos casos hidratos o solvatos de etanol .
Los expertos en el arte de la química orgánica apreciarán que se puede dar más de un nombre sistemático a muchos compuestos orgánicos. El alcance de la presente invención no se deberá considerar que carezca de claridad debido a varias convenciones de denominación potenciales posibles para los compuestos.
II. Métodos de Síntesis Generales Los expertos en el arte de la síntesis orgánica apreciarán que existen muchos medios para producir compuestos de la presente invención, así como medios para producir compuestos de la presente invención que se marcan con un radioisótopo apropiado para diferentes usos.
Un medio para producir compuestos de la presente invención se describe en el Esquema 1. Por lo tanto, el noralcanfor (2-norbornanona) se puede alquilar adyacente a la funcionalidad de carbonilo, usando técnicas conocidas para los expertos en el arte de la síntesis orgánica. Normalmente, el tratamiento de la cetona con una base fuerte (por ejemplo, hidruro de sodio, alcóxido de sodio, amida de sodio) para formar un compuesto intermedio enolato, seguido por el tratamiento con un haluro o sulfonato de alquilo, se usa para dichas transformaciones. En ciertas condiciones, la alquilación se puede realizar con un a,?-dihaloalcano (tal como 1 , 3 -dibromopropano) , de manera tal que se forme una ligadura de espiro. Si bien el Esquema 1 muestra la formación de un espirociclobutano (Compuesto II) , otros tamaños de anillos (por ejemplo, espirociclopentano) también son accesibles de esta manera, usando otros OÍ, ?-dihaloalcanos . La funcionalidad de carbonilo posteriormente se puede convertir en un metileno exocíclico (Compuesto III) , usando la química de Wittig (o equivalente) . El tratamiento de compuestos exo-metileno con cianuro de hidrógeno (o reactivos similares, tales como tiocianatos) en la presencia de un ácido fuerte, puede proveer compuestos formamido terciario correspondientes, en un proceso denominado reacción de Ritter. La reducción del compuesto formamido, usando un agente reductor de hidruro, tal como hidruro de litio y aluminio o hidruro de sodio y bis (metoxietoxi) aluminio, da las aminas secundarias correspondientes, Compuestos IV.
Alternativamente, las 2 -norbornonas sustituidas también se pueden usar como materiales de partida en la transformación descrita en el Esquema 2. Por lo tanto, cada uno de D-alcanfor y L-alcanfor (ambos comercialmente disponibles) se puede transformar en estereoisómeros del Compuesto V. También se pueden usar otros materiales de cetona. Por ejemplo, el homólogo de 2-norbornona, biciclo [2.2.2] octan-2 -ona , se puede fabricar mediante hidrogenación de biciclo [2.2.2] oct-5-en-2-ona, que a su vez se puede fabricar mediante un procedimiento similar a aquellos publicados por Kozikowski y Schimiesing, J. Org. Chem. 48: 1000-1007 (1983), incorporado en la presente como referencia en su totalidad con respecto a dicha reacción. En forma similar, 7-oxabiciclo [2.2 -1] hept-5 -en-2 -ona, producida como lo describen Black y Vogel, Helv. Chim. Acta 67: 1612(1984), que se incorpora en la presente como referencia con respecto a dicha reacción, se puede hidrogenar para dar 7-oxabiciclo [2.2.1] heptan-2-ona. Cada una de estas cetonas es un material de partida potencial para las transformaciones similares a aquellas que se muestran en los Esquemas 1 y 2.
La funcionalidad de espirociclopropano se puede instalar usando Simmons-Smith y composiciones químicas similares. Por lo tanto, la reacción de 3-metileno-2 -norbornanona con diyodometano en la presencia del par de zinc y cobre da espiro [biciclo [2.2.1] heptano-2 , 1 ' -ciclopropan] -3 -ona, que luego se puede transformar en compuestos de la presente invención utilizando reacciones ya descritas. Ciertos compuestos que contienen espirociclopropano son conocidos en la bibliografía y también sirven como un punto de partida para la síntesis de compuestos de la presente invención. Véase, por ejemplo, Gream y Pincombe, Aust. J. Chem. 27: 543-565 (1974), incorporado en la presente como referencia con respecto a dicha reacción.
Las aminas secundarias, tales como los Compuesto IV y V, se pueden convertir en aminas terciarias a través de la intermediación de amidas y carbamatos . Por lo tanto, el tratamiento secuencial de dichos compuestos con bicarbonato de di-tere-butilo e hidruro de litio y aluminio produce la amina terciaria de N-metilo correspondiente.
Esquema 1 Noralcanfor Esquema 2 V Alcanfor También es posible la incorporación de radioisótopos específicos. Por ejemplo, las reducciones de amidas y carbamidas, con agentes reductores de deuteruro de litio y aluminio o trituro de litio y aluminio pueden producir N-trideuterometil y N-tritritiometil aminas. Alternativamente, la generación de una amida o carbamato, en donde el carbono de carbonilo es un átomo de 13C, o 14C, seguido por la reducción con hidruro de litio y aluminio, produce una amina con el átomo de 1:LC, 13C, o 14C, respectivamente, incorporado. La incorporación de radioisótopos específicos suele ser deseable en la preparación de compuestos que se deben usar en un escenario de diagnóstico (por ejemplo, como agentes de imágenes) o en estudios funcionales y metabólicos.
III . Composiciones Farmacéuticas Aunque es posible administrar el compuesto de la presente invención en la forma de un compuesto químico activo global, se prefiere administrar el compuesto en la forma de una composición o formulación farmacéutica. Por lo tanto, un aspecto de la presente invención incluye composiciones farmacéuticas que comprenden uno o más compuestos de la Fórmula I y/o sales farmacéuticamente aceptables de ellos y uno o más portadores, diluyentes, o excipientes farmacéuticamente aceptables. Otro aspecto de la invención provee un proceso para la preparación de una composición farmacéutica, que incluye mezclar uno o más compuestos de la Fórmula I y/o sales farmacéuticamente aceptables de ellos con uno o más portadores, diluyentes o excipientes farmacéuticamente aceptables.
La manera en la cual se administra el compuesto de la presente invención puede variar. El compuesto de la presente invención preferentemente se administra oralmente. Las composiciones farmacéuticas preferidas para la administración oral incluyen tabletas, cápsulas, jarabes, soluciones y suspensiones. Las composiciones farmacéuticas de la presente invención se pueden proveer en formas de dosificación de liberación modificada tales como formulaciones de tabletas y cápsulas de liberación en el tiempo .
Las composiciones farmacéuticas también se pueden administrar a través de inyecciones, a saber en forma intravenosa, intramuscular, subcutánea, intraperitoneal , intraarterial , intratecal e intracerebroventricular. La administración intravenosa es un método preferido de inyección. Los portadores adecuados para la inyección son conocidos para los expertos en el arte e incluyen un 5% de soluciones de dextrosa, solución salina y solución salina con tampón de fosfato.
Las formulaciones también se pueden administrar usando otros medios, por ejemplo, la administración rectal. Las formulaciones útiles para la administración rectal, tales como supositorios, también son conocidas para los expertos en el arte. Los compuestos también pueden administrarse mediante inhalación, por ejemplo, en la forma de un aerosol; en forma tópica, por ejemplo en forma de loción; en forma transdérmica tal como usando un parche transdérmico (por ejemplo, usando la tecnología que está comercialmente disponible en Novartis y Alza Corporation) , mediante inyección de polvo, o mediante absorción bucal, sublingual o intranasal .
Las composiciones farmacéuticas se pueden formular en forma de dosis unitaria, o en dosis múltiples o inferiores a la unitaria.
La administración de las composiciones farmacéuticas descritas en la presente puede ser intermitente, o a una velocidad gradual, continua, constante o controlada. Las composiciones f rmacéuticas se pueden administrar a un animal de sangre caliente, por ejemplo, un mamífero tal como un ratón, rata, gato, conejo, perro, cerdo, vaca, o mono, pero se administra ventajosamente a un ser humano. Además, el horario del día y la cantidad de veces por día que se administra la composición farmacéutica pueden variar .
Los compuestos de la presente invención se pueden usar en el tratamiento de una variedad de trastornos y condiciones y,•¦¦•como tales, se pueden usar en combinación con una variedad de otros agentes terapéuticos adecuados útiles en el tratamiento o la profilaxis de esos trastornos o condiciones. Por lo tanto, una realización de la presente invención incluye la administración del compuesto de la presente invención en combinación con otros compuestos terapéuticos. Por ejemplo, el compuesto de la presente invención se puede usar en combinación con otros ligandos de NR (tales como vareniclina) , moduladores alostéricos de ' NNR, antioxidantes (tales como agentes depuradores de radicales libres) , agentes antibacterianos (tales como antibióticos de penicilina) , agentes antivirales (tales como análogos de nucleósido, como zidovudina y aciclovir) , anticoagulantes (tales como warfarina) , agentes antiinflamatorios (tales como NSAID) , antipiréticos, analgésicos, anestésicos (tales como los que se usan en cirugía) , inhibidores de acetilcolinesterasa (tales como donepezil y galantamina) , antipsicóticos (tales como haloperidol, clozapina, olanzapina, y quetiapina) , inmunosupresores (tales como ciclosporina y metotrexato) , agentes neuroprotectores, esteroides (tales como hormonas esteroides) , corticosteroides (tales como dexametasona, predisona, e hidrocortisona) , vitaminas, minerales, nutracéuticos , antidepresivos (tales como imipramina, fluoxetina, paroxetina, escitalopram, sertralina, venlafaxina, y duloxetina) , ansiolíticos (tales como alprazolam y buspirona) , anticonvulsivos (tales como fenitoína y gabapentina) , vasodilatadores (tales como prazosina y sildenafil) , estabilizadores del humor (tales como valproato y aripiprazol) , fármacos anticáncer (tales como antiproliferativos) , agentes antihipertensivos (tales como atenolol, clonidina, amlopidina, verapamil, y olmesartan) , laxantes, ablandadores fecales, diuréticos (tales como furosemida) , antiespasmódicos (tales como diciclomina) , agentes antidiscinésicos, y medicaciones antiúlcera (tales como esomeprazol) . Tal combinación de agentes farmacéuticamente activos se puede administrar juntos o por separado y, cuando se administran por separado, la administración puede ocurrir en forma simultánea o secuencial, en cualquier orden. Las cantidades de los compuestos o agentes y los tiempos relativos de administración se seleccionarán para obtener el efecto terapéutico deseado. La administración en combinación de un compuesto de la presente invención con otros agentes de tratamiento puede ser en combinación mediante la administración en forma concomitante con: (1) una composición farmacéutica unitaria que incluye ambos compuestos, o (2) composiciones farmacéuticas separadas cada una de las cuales incluye uno de los compuestos. Alternativamente, la combinación se puede administrar por separado en una forma secuencial en donde un agente de tratamiento se administra en primer lugar y el otro en segundo lugar. Dicha administración secuencial puede ser cercana en el tiempo o remota en el tiempo.
Otro aspecto de la presente invención incluye la terapia de combinación que comprende administrar al sujeto una cantidad terapéutica o profilácticamente eficaz del compuesto de la presente invención y una o más terapias adicionales que incluyen quimioterapia, terapia de radiación, terapia génica, o inmunoterapia .
IV. Método de Uso de las Composiciones Farmacéuticas Los compuestos de la presente invención se pueden usar para la prevención o el tratamiento de diferentes condiciones o trastornos para los cuales se han propuesto otros tipos de compuestos nicotínicos o se muestra que son útiles como agentes terapéuticos, tales como trastornos del sistema nervioso central, inflamación, respuesta inflamatoria asociada a una infección bacteriana y/o viral, dolor, síndrome metabólico, trastornos autoinmunes, adicciones, obesidad u otros trastornos descritos más detalladamente en la presente. Este compuesto también se puede usar como un agente de diagnóstico (in Vitro e in vivo) .
Dichos agentes terapéuticos y otras enseñanzas se describen, por ejemplo, en las referencias enumeradas previamente en la 5 presente, que incluyen Williams et al., Drug News Perspec. 7(4): 205 (1994), Arneric et al., CNS Drug Rev. 1(1): 1-26 (1995), Arneric et al., Exp. Opin. Invest. Drugs 5(1): 79-100 (1996), Bencherif et al., J. Pharmacol. Exp. Ther. 279: 1413 (1996), Lippiello et al., J. Pharmacol. Exp. Ther. 279: 1422 (1996), L0 Damaj et al., J. Pharmacol. Exp. Ther. 291: 390 (1999); Chiari et al.. Anestesiología 91: 1447 (1999), Lavand'homme y Eisenbach, Anestesiología 91: 1455 (1999), Holladay et al., J. Med. Chem. 40(28): 4169-94 (1997), Bannon et al., Ciencia 279: 77 (1998), L5 PCT WO 94/08992, PCT WO 96/31475, PCT WO 96/40682, y las Patentes Estadounidenses N° 5.583.140 de Bencherif et al., 5.597.919 de Dull et al., 5.604.231 de Smith et al. y 5.852.041 de Cosford et al. 20 Trastornos del Sistema Nervioso Central Los compuestos y sus composiciones farmacéuticas son útiles en el tratamiento o la prevención de una variedad de trastornos del sistema nervioso central, que incluyen trastornos neurodegenerativos, trastornos neuropsiquiátricos , trastornos neurológicos, y adicciones. Los compuestos y sus composiciones farmacéuticas se pueden usar para tratar o prevenir déficits y disfunciones cognitivas, relacionadas con la edad y de otro modo, trastornos de la atención y demencias, que incluyen aquellas provocadas por agentes infecciosos o perturbaciones metabólicas ; proveer neuroprotección; tratar convulsiones y varios infartos cerebrales; tratar trastornos del humor, compulsiones y conductas adictivas; proveer analgesia; controlar la inflamación, tal como la mediada por citoquinas y factor nuclear kappa B; tratar trastornos inflamatorios; proveer alivio del dolor; y tratar infecciones, como agentes antiinfecciosos para tratar infeccionas bacterianas, fúngicas y virales. Entre los trastornos, las enfermedades y las condiciones para cuyo tratamiento o prevención se pueden usar los compuestos y las composiciones farmacéuticas de la presente invención están: deterioro de la memoria asociado a la edad (AAMI) , deterioro cognitivo leve (MCI) , decadencia cognitiva relacionada con la edad (ARCD) , demencia presenil, enfermedad de Alzheimer de inicio temprano, demencia senil, demencia del tipo de Alzheimer, enfermedad de Alzheimer, deterioro cognitivo que no es demencia (CIND) , demencia de los cuerpos de Lewy, demencia relacionada con el VIH, complejo de SIDA y demencia, demencia vascular, síndrome de Down, traúma de la cabeza, lesión cerebral traumática (TBI) , demencia pugilística, Enfermedad de Creutzfeld-Jacob y enfermedades priónicas, ataque, isquemia central, isquemia periférica, trastorno de déficit de atención, trastorno de déficit de atención con hiperactividad, dislexia, esquizofrenia, trastorno esquizofeniforme , trastorno esquizoafectivo, disfunción cognitiva en la esquizofrenia, déficits cognitivos en la esquizofrenia, Parkinsonismo que incluye la enfermedad de Parkiñson, parkinsonismo postencefalítico, parkinsonismo y demencia de Guam, Tipo de Parkiñson de demencia frontotemporal (FTDP) , enfermedad de Pick, Enfermedad de Niemann-Pick, Enfermedad de Huntington, corea de Huntington, discinesia tardía, distonía espástica, hipercinesia, parálisis supranuclear progresiva, paresia supranuclear progresiva, síndrome de pierna inquieta, enfermedad de Creutzfeld-Jakob, esclerosis múltiple, esclerosis lateral amiotrófica (ALS) , enfermedad de las neuronas motoras (MND) , atrofia de sistemas múltiples, degeneración corticobasal , Síndrome de Guillain-Barré (GBS) , y polineuropatía desmielinizante inflamatoria crónica (CIDP) , epilepsia, epilepsia del lóbulo frontal nocturna dominante autosómica, manías, ansiedad, depresión que incluye trastorno depresivo mayor (MDD) , disforia premenstrual, trastornos de pánico, bulimia, anorexia, narcolepsia, somnolencia diurna excesiva, trastornos bipolares, trastorno de ansiedad generalizada, trastorno obsesivo compulsivo, ataques de rabia, trastorno de conducta, trastorno de oposición desafiante, síndrome de Tourette, autismo, adicción a las drogas y al alcohol, adicción al tabaco, y por lo tanto es útil como un agente para dejar de fumar, sobrerreacción compulsiva y disfunción sexual.
Los deterioros o las disfunciones cognitivas pueden estar asociadas a trastornos o condiciones sicóticas, tales como esquizofrenia y otros trastornos sicóticos, que incluyen en forma no taxativa el trastorno sicótico, trastorno esquizofreniforme , trastorno esquizoafectivo, trastorno delirante, trastorno sicótico breve, trastorno sicótico compartido, y trastornos sicóticos debido a condiciones médicas generales, demencias y otros trastornos cognitivos, que incluyen en forma no taxativa deterioro cognitivo leve, demencia presenil, enfermedad de Alzheimer, demencia senil, demencia del tipo de Alzheimer, deterioro de la memoria relacionado con la edad, demencia de los cuerpos de Lewy, demencia vascular, complejo de SIDA y demencia, dislexia, Parkinsonismo que incluye la enfermedad de Parkinson, deterioro cognitivo y demencia de la Enfermedad de Parkinson, deterioro cognitivo de la esclerosis múltiple, deterioro cognitivo provocado por una lesión cerebral traumática, demencias debido a otras condiciones médicas generales, trastornos de ansiedad, que incluyen en forma no taxativa trastorno de pánico sin agorafobia, trastorno de pánico con agorafobia, agorafobia sin antecedentes de trastorno de pánico, fobias específicas, fobias sociales, trastorno obsesivo compulsivo, trastorno de estrés postraumático, trastorno de estrés agudo, trastorno de ansiedad generalizada y trastorno de ansiedad generalizada debido a una condición médica general, trastornos del humor, que incluyen en forma no taxativa trastorno depresivo mayor, trastorno distímico, depresión bipolar, manía bipolar, trastorno bipolar I, depresión asociada a episodios maníacos, depresivos o mixtos, trastorno bipolar II, trastorno ciclotímico, y trastornos del humor debido a condiciones médicas generales, trastornos del sueño, que incluyen en forma no taxativa trastornos de dissomnio, insomnio primario, hipersomnio primario, nacolepsia, trastornos de parasomnio, trastornos de pesadillas, trastorno de terror del sueño y trastorno de sonambulismo, retardo mental, trastornos del aprendizaje, trastornos de habilidades motoras, trastornos de la comunicación, trastornos penetrantes del desarrollo, trastornos de déficit de atención y de conducta perturbadora, trastorno de déficit de atención, trastorno de déficit de atención con hiperactividad, trastornos de la alimentación de la infancia, la niñez o de la adultez, trastornos de tics, trastornos de eliminación, trastornos relacionados con drogas, que incluyen en forma no taxativa dependencia de las drogas, abuso de drogas, intoxicación con drogas, abstinencia de drogas, trastornos relacionados con el alcohol, trastornos relacionados con anfetaminas o similares a anfetaminas, trastornos relacionados con la cafeína, trastornos relacionados con la marihuana, trastornos relacionados con la cocaína, trastornos relacionados con alucinógenos , trastornos relacionados con inhaladores, trastornos relacionados con la nicotina, trastornos relacionados con opioides, trastornos relacionados con fenciclidina o similares a fenciclidina, y trastornos relacionados con sedantes hipnóticos o ansiolíticos, trastornos de personalidad, que incluyen en forma no taxativa trastorno de personalidad obsesivo compulsivo y trastornos de control de los impulsos.
El desempeño cognitivo se puede evaluar con una escala cognitiva validada, tal como, por ejemplo, la subescala cognitiva de la Escala para la Evaluación de la Enfermedad de Alzheimer (ADAS-cog) . Una medida de la eficacia de los compuestos de la presente invención en la mejora de la cognición puede incluir medir el nivel de cambio de un paciente de acuerdo a dicha escala.
Con respecto a las compulsiones y conductas adictivas, los compuestos de la presente invención se pueden usar como una terapia para la adicción a la nicotina, que incluye como un agente para dejar de fumar, y para otros trastornos de recompensa cerebral, tales como el abuso de drogas que incluye la adicción al alcohol, la adicción a drogas ilícitas y de expendio con receta, trastornos de la alimentación, que incluyen obesidad, y adicciones a conductas, tales como el juego, u otras manifestaciones de adicciones a conducta similares.
Las condiciones y trastornos precedentes se discuten más detalladamente, por ejemplo, en el Manual de Diagnóstico y Estadísticas de Trastornos Mentales de la Asociación Psiquiátrica Americana, Cuarta Edición, Revisión del Texto, Washington, DC, Asociación Psiquiátrica Americana, 2000. También se puede recurrir a este manual para más detalles sobre los síntomas y características de diagnóstico asociados al uso, abuso y dependencia de drogas.
Inflamación Se sabe que el sistema nervioso, principalmente a través del nervio vago regula la magnitud de la respuesta inmune innata inhibiendo la liberación del factor de necrosis tumoral de macrófagos (TNF) . Este mecanismo fisiológico se denomina "vía antiinflamatoria colinérgica" (véase, por ejemplo, Tracey, "El reflejo inflamatorio", Naturaleza 420: 853-9 (2002). La inflamación excesiva y la síntesis del factor de necrosis tumoral provocan morbilidad y aún mortalidad en una variedad de enfermedades. Estas enfermedades incluyen, en forma no taxativa, endotoxemia, artritis reumatoide, osteoartritis , soriasis, asma, aterosclerosis , fibrosis pulmonar idiopática, y enfermedad intestinal inflamatoria.
Las condiciones inflamatorias que se pueden tratar o prevenir administrando los compuestos descritos en la presente incluyen, en forma no taxativa, inflamación crónica y aguda, soriasis, endotoxemia, gota, pseudogota aguda, artritis gotosa aguda, artritis, artritis reumatoide, osteoartritis, rechazo de aloinjerto, rechazo de transplante crónico, asma, aterosclerosis, lesión pulmonar dependiente de fagocito mononuclear, fibrosis pulmonar idiopática, dermatitis atópica, enfermedad pulmonar obstructiva crónica, síndrome de insuficiencia respiratoria adulta, síndrome de pecho agudo en la enfermedad de las células falciformes, enfermedad intestinal inflamatoria, síndrome de intestino irritable que incluye IBS con diarrea predominante, enfermedad de Crohn, colitis ulcerativa, colangitis aguda, estomatitis aftosa, caquexia. pouchitis, glomerulonef itis , nefritis de lupus, trombosis, rechazo del huésped al injerto.
Respuesta Inflamatoria Asociada a una Infección Bacteriana y/o Viral Muchas infecciones bacterianas y/o virales están asociadas a efectos colaterales provocados por la formación de toxinas, y la respuesta natural del cuerpo a las bacterias o virus y/o las toxinas. Como se discutió anteriormente, la respuesta del cuerpo a la infección frecuentemente consiste en la generación de una cantidad importante de TNF y/u otras citoquinas. La sobreexpresión de estas citoquinas puede derivar en una lesión importante, tal como choque séptico (cuando la bacteria es sepsis), choque endotóxico, urosepsis, neumonitis viral, y síndrome de choque tóxico.
La expresión de citoquinas está mediada por R y se puede inhibir administrando agonistas o agonistas parciales de estos receptores. Los compuestos descritos en la presente que son agonistas o agonistas parciales de estos receptores en consecuencia se pueden usar para minimizar la respuesta inflamatoria asociada a la infección bacteriana, así como infecciones virales y fúngicas . Ejemplos de dichas infecciones bacterianas incluyen ántrax, botulismo, y sepsis. Algunos de estos compuestos también pueden tener propiedades antimicrobianas. Además, los compuestos se pueden usar en el tratamiento de la enfermedad de Raynaud, a saber la vasoconstricción periférica dolorosa inducida por virus.
Estos compuestos también se pueden usar como terapia agregada en combinación con las terapias existentes para manejar infecciones bacterianas, virales y fúngicas, tales como antibióticos, antivirales y antifúngicos . Las antitoxinas también se pueden usar para unirse a toxinas producidas por los agentes infecciosos y permitir que las toxinas unidas pasen a través del cuerpo sin generar una respuesta inflamatoria. Ejemplos de antitoxinas se revelan, por ejemplo, en la Patente Estadounidense N° 6.310.043 de Bundle et al. Otros agentes eficaces contra toxinas bacterianas y otras toxinas pueden ser eficaces y su efecto terapéutico se puede complementar mediante la administración conjunta con los compuestos descritos en la presente.
Dolor Los compuestos de la presente invención se pueden administrar para el tratamiento y la prevención del dolor, que incluye el dolor agudo, neurológico, inflamatorio, neuropático y crónico. Los compuestos se pueden usar en conjunto con opiatos para minimizar la posibilidad de la adicción al opiato (por ejemplo, la terapia de ahorro de morfina) . La actividad analgésica de los compuestos descritos en la presente se puede demostrar en modelos de dolor persistente o inflamatorio y de dolor neuropático, realizados como se describe en la Publicación de Solicitud de Patente Estadounidense N° 20010056084 Al (Allgeier et al) (por ejemplo, la hiperalgesia mecánica en el modelo de rata de coadyuvante de Freund de dolor inflamatorio y la hiperalgesia mecánica en el modelo de ligación parcial del nervio ciático de ratón de dolor neuropático) .
El efecto analgésico es adecuado para tratar el dolor de diferentes orígenes y etiología, en particular en el tratamiento del dolor inflamatorio y la hiperalgesia asociada, el dolor neuropático y la hiperalgesia asociada, el dolor crónico (por ejemplo, dolor crónico grave, dolor postoperatorio y dolor asociado a diferentes condiciones que incluyen cáncer, angina, cólico renal o biliar, menstruación, migraña y gota) . El dolor inflamatorio puede ser de diversos orígenes, que incluyen artritis y enfermedad reumatoide, tenosinovitis y vasculitis. El dolor neuropático incluye neuralgia trigeminal o herpética, neuropatías tales como dolor de neuropatía diabética, causalgia, dolor de espalda inferior y síndrome de desaferenciación tal como avulsión del plexo braquial.
Neovascularización La inhibición de la neovascularización, por ejemplo, administrando antagonistas (o en ciertas dosificaciones, agonistas parciales) de receptores nicotínicos puede tratar o prevenir condiciones caracterizadas por la neovascularización o angiogénesis indeseable. Dichas condiciones pueden incluir aquellas caracterizadas por angiogénesis inflamatoria y/o angiogénesis inducida por isquemia. La neovascularización asociada al crecimiento tumoral también se puede inhibir administrando los compuestos descritos en la presente que funcionan como antagonistas o agonistas parciales de receptores nicotínicos .
El antagonismo específico de receptores nicotínicos reduce la respuesta angiogenica a la inflamación, isquemia y neoplasia. Se puede hallar una guía con respecto a los sistemas de modelos animales apropiados para evaluar los compuestos descritos en la presente, por ejemplo, en Heeschen, C. et al., "Una vía angiogéncia novedosa mediada por receptores nicotínicos no neuronales de acetilcolina, " J. Clin. Invest. 110(4) : 527-36 (2002) .
Los tipos de tumores representativos que se pueden tratar usando los compuestos descritos en la presente incluyen SCLC, NSCLC, cáncer de ovarios, cáncer pancreático, carcinoma de mamas, carcinoma de colon, carcinoma de recto, carcinoma de pulmón, carcinoma de orofaringe, carcinoma de hipofaringe, carcinoma de esófago, carcinoma de estómago, carcinoma de páncreas, carcinoma de hígado, carcinoma de vesícula biliar, carcinoma de las vías biliares, carcinoma de intestino delgado, carcinoma de tracto urinario, carcinoma de riñon, carcinoma de vejiga, carcinoma de urotelio, carcinoma de vías genitales femeninas, carcinoma de cuello de útero, carcinoma de útero, carcinoma de ovarios, coriocarcinoma, enfermedad trofoblástica gestacional, carcinoma de vías genitales masculinas, carcinoma de próstata, carcinoma de vesículas seminales, carcinoma de testículos, tumores de células germinales, carcinoma de glándulas endocrinas, carcinoma de tiroides, carcinoma adrenal, carcinoma de glándulas pituitarias, carcinoma de piel, hemangiomas, melanomas, sacotas, sarcoma de huesos y de tejidos blandos, sarcoma Kaposi, tumores de cerebro, tumores de los nervios, tumores de los ojos, tumores de las meninges, astrocitomas , gliomas, glioblastomas , retinoblastomas , neuromas, neuroblastomas , Schwannomas, meningiomas, tumores sólidos que surgen de tumores hematopoyéticos (tales como leucemias, cloromas, plasmocitomas, y las placas y tumores de micosis fungoides y linforna/leucemia de las células T) y tumores sólidos que surgen de linfornas.
Los compuestos también se pueden administrar en conjunto con otras formas de tratamiento anticáncer, que incluyen la administración conjunta con agentes antitumor antineoplásicos tales como cisplatino, adriamicina, daunomicina y similares, y/o agentes anti-VEGF (factor de crecimiento endotelial vascular) , como se los conoce en el arte.
Los compuestos se pueden administrar de manera tal que se dirijan al sitio del tumor. Por ejemplo, los compuestos se pueden administrar en microesferas , micropartículas o liposomas conjugados a diferentes anticuerpos que dirigen las micropartículas al tumor. Además, los compuestos pueden estar presentes en microesferas , micropartículas o liposomas que están dimensionados apropiadamente para pasar a través de las arterias y las venas, pero se alojan en lechos capilares que rodean a los tumores y administran los compuestos localmente al tumor. Dichos dispositivos de suministro de fármacos son conocidos en el arte.
Otros trastornos Además de tratar trastornos del sistema nervioso central, inflamación, y neovascularización, y dolor, los compuestos de la presente invención también se pueden usar para prevenir o tratar ciertas condiciones, enfermedades y trastornos en los cuales cumplen una función los NNR. Ejemplos de ellos incluyen trastornos autoinmunes tales como lupus, trastornos asociados a la liberación de citoquinas, caquexia secundaria a una infección (por ejemplo, como ocurre en el SIDA, el complejo relacionado con el SIDA y la neoplasia) , obesidad, penfitis, incontinencia urinaria, vejiga sobrerreactiva (OAB) , diarrea, constipación, enfermedades retínales, enfermedades infecciosas, miastenia, síndrome de Eaton-Lambert , hipertensión, preclampsia, osteoporosis , vasoconstricción, vasodilatación, arritmias cardiacas, diabetes tipo I, diabetes tipo II, bulimia, anorexia y disfunción sexual, así como aquellas indicaciones expuestas en la solicitud de patente PCT publicada WO 98/25619. Los compuestos de esta invención también se pueden administrar para tratar convulsiones tales como aquellas que son sintomáticas de la epilepsia, y para tratar condiciones tales como sífilis y enfermedad de Creutzfeld-Jakob .
Los compuestos de la presente invención se pueden usar para tratar infecciones bacterianas y condiciones dermatológicas, tales como pénfigo foliáceo, pénfigo vulgar, y otros trastornos, tales como acantólisis, donde están presentes las respuestas autoinmunes con título de anticuerpo de NNR ganglionar alto. En estos trastornos, y en otras enfermedades autoinmunes, tales como miastenia grave, el fragmento fab del anticuerpo se une al receptor R (reticulación de 2 receptores) , que induce la internalización y la degradación.
Usos de Diagnóstico Los compuestos se pueden usar en composiciones de diagnóstico, tales como sondas, particularmente cuando se modifican para incluir marcadores apropiados. Con este fin los compuestos de la presente invención más preferentemente se marcan con el grupo isotópico radioactivo 1XC.
Los compuestos administrados se pueden detectar usando la tomografía por emisión de positrones (PET) . Se desea una actividad específica alta para visualizar los subtipos de receptores seleccionados a concentraciones no saturantes. Las dosis administradas normalmente están por debajo de la gama tóxica y proveen imágenes de alto contraste. Se espera que los compuestos sean capaces de administración en niveles no tóxicos. La determinación de la dosis se realiza en una forma conocida para un experto en el arte de las imágenes de radiomarcadores . Véase, por ejemplo, la Patente Estadounidense N° 5.969.144 de London et al .
Los compuestos se pueden administrar usando técnicas conocidas. Véase, por ejemplo, la Patente Estadounidense N° 5.969.144 de London et al, como se indicó. Los compuestos se pueden administrar en composiciones de formulaciones que incorporan otros ingredientes, tales como aquellos tipos de ingredientes que son útiles en la formulación de una composición de diagnóstico. Los compuestos útiles de acuerdo con la realización de la presente invención se emplean más preferentemente en formas de alta pureza. Véase la Patente Estadounidense N° 5.853.696 de Elmach et al .
Después de que los compuestos se administran a un sujeto (por ejemplo, un sujeto humano), se pueden producir imágenes y cuantificar la presencia de ese compuesto dentro del sujeto mediante técnicas apropiadas para indicar la presencia, la cantidad y la funcionalidad. Además de los humanos, los compuestos se pueden administrar también a animales, tales como ratones, ratas, perros, y monos. Las imágenes de SPECT y PET se pueden realizar usando cualquier técnica y aparato apropiados. Véase Villemagne et al., en: Arneric et al. (Eds.) Receptores Nicotinicos Neuronales : Farmacología y Oportunidades Terapéuticas , 235-250 (1998) y la Patente Estadounidense N° 5.853.696 de Elmalch et al, cada uno de los cuales se incorpora en la presente como referencia, para la invención de técnicas de imágenes representativas.
V. Ejemplos Sintéticos Ejemplo 1. Exo-N, 3-dimetilespiro [biciclo [2.2. l]heptano-2 , 1' -ciclobutan] -3-amina A una solución de 2 -norbornanona (noralcanfor) (16,0 g, 145 mmol) y 1 , 3 -dibromopropano (203 mmol, 20,7 mL; 41,1 g) en éter dietílico (450 mL) se agregó amida de sodio (363 mmol, 14,8 g) , y la mezcla se agitó a reflujo durante 24 horas. La mezcla se vertió en 200 mL de agua helada y la capa orgánica se separó. La capa acuosa se extrajo con 200 mL de éter. Los extractos con éter combinados se concentraron y el residuo líquido se destiló a 60°C-100°C a 10-20 Torr de vacío para obtener 14 g de producto impuro. Esto se disolvió en 150 mL de hexanos y se agitó con una solución de permanganato de potasio (12,0 g, 75,9 mmol) en agua (150 mL) durante 5 horas. La mezcla bifásica se filtró a través de un lecho de diatomita, que luego se lavó con hexanos (100 mL) . La capa con hexano se separó, y la capa acuosa se extrajo con 600 mL de hexanos. Las capas con hexanos se combinaron, se concentraron y se purificaron sobre gel de sílice, eluyendo con 10%-40% de éter en hexanos para obtener espiro [biciclo [2.2.1] heptano-2 , 11 -ciclobutan] -3 -ona (Compuesto II en el Esquema 1) (6,1 g, 28% de rendimiento) como un aceite. 1H NMR (CDC13, 400 MHz) : d 2,55-2,49 (m, 2H) , 2,18-2,08 (m, 2H) , 2,00-1,58 (m, 7H) , 1,49-1,36 (m, 3H) ; LCMS (m/z) : 151 (M+l) .
A una suspensión de bromuro de (metil ) trifenilfosfonio (49,9 mmol, 18,2 g) en tetrahidrofurano seco (100 mL) a -78°C se agregó n-butilitio (46,5 mmol, 18,6 mL de 2,5 M solución en hexanos) . La mezcla resultante se agitó durante 30 minutos a -78°C. A esta mezcla se agregó espiro [biciclo [2.2.1] heptano-2 , 1 ' -ciclobutan] -3-ona (5,00 g, 33,3 mmol). La mezcla resultante se agitó a temperatura ambiente durante 20 horas. Se agregaron hexanos (300 mL) y la mezcla se filtró. El filtrado se concentró y el residuo se purificó sobre una columna de sílice de 80 g, eluyendo con hexanos para obtener 3 -metilenoespiro [biciclo [2.2.1] heptano-2 , 11 -ciclobutano] (Compuesto III en el Esquema 1) (3,7 g, 75%) como un aceite. ¾ NMR (CDC13, 400 MHz): d 4,82 (s, 2H) , 2,63 (brs, 1H) , 2,22 (brs, 1H) , 2,05-1,78 (m, 6H) , 1,63-1,52 (m, 1H) , 1,48-1,34 (m, 3H) , 1,21-1, 12 (m, 2H) .
A una suspensión de 3 -metilenoespiro [biciclo [2.2.1] heptano-2 , 1 ' -ciclobutano] (2,10 g, 14,2 mmol) y tiocianato de potasio (14,2 mmol , 1,39 g) se agregó lentamente ácido sulfúrico (1,40 g; 14,3 mmol) en agua (0,52 mL) durante 15 minutos a 50 °C. La solución se agitó a 85°C durante 5,5 horas. La solución se enfrió a temperatura ambiente, se diluyó con tolueno (20 mL) , y se lavó secuencialmente con agua (20 mL) y bicarbonato de sodio acuoso saturado (10 mL) . La capa con tolueno se recogió, se secó sobre sulfato de sodio anhidro y se filtró. Al filtrado se agregó hidruro de sodio y bis (metoxietoxi) aluminio (28 mmol, 7,9 mL de 65-70% de solución en tolueno) , y la mezcla resultante se agitó a 85 °C durante 2 horas. La mezcla se enfrió a 0°C y se agregó lentamente una mezcla de 3N hidróxido de sodio acuoso (3 mL) y 5% de hipoclorito de sodio (15 mL) gota a gota, en intervalos. La capa con tolueno se separó y se lavó con agua (30 mL) . La capa con tolueno luego se extrajo con 1 N ácido clorhídrico acuoso (2 x 10 mL) . La capa con tolueno se descartó, y los extractos de ácido clorhídrico combinados se hicieron básicos agregando 10% de hidróxido de sodio acuoso (a pH 10) . La mezcla acuosa básica se extrajo con éter (2 x 30 mL) . Los extractos con éter se recogieron, se concentraron y se purificaron mediante cromatografía de columna de gel de sílice eluyendo con 0-40% de CMA (cloroformo rmetanol : 30% de amoníaco acuoso, 9:1:0,1) en cloroformo, para obtener exo-N, 3-dimetilesiro [biciclo [2.2.1] heptano-2 , 1 ' -ciclobutan] -3 -amina (0,38 g, 15% de rendimiento) (Compuesto IV en el Esquema 1) como un aceite. Este aceite se disolvió en 5 mL de diclorometano, se enfrió en un baño de hielo, y se combinó con 2 mL de 6 M ácido clorhídrico acuoso. La mezcla se concentró y se secó en vacío para obtener la sal de clorhidrato. 1H NMR (D20, 400 MHz) : d 2,55 (s, 3H) , 2,24 (d, J = 3,5 Hz, 1H) , 1,98-1,86 (m, 1H) , 1,88 (d, J = 3,5 Hz, 1H) , 1,65-1,30 (m, 9H) , 1,18-1,05 (m, 2H) , 0,92 (s, 3H) ; LCMS (m/z) : 180 (M+l) .
La exo estereoquímica se estableció mediante NMR.
Ejemplo 2: Separación croma ográfica quiral de exo-N, 3-dimetilespiro [biciclo [2.2.1] heptano-2 , 1' -ciclobutan] -3-amina Exo-N, 3 -dimetilespiro [ciclo [2.2.1] heptano-2 , 1' -ciclobutan] -3-amina (2,0 g) se disolvió en 20 mL de acetonitrilo y se separó con inyecciones de 0,2 mL sobre una columna (Chiral Pak AD-H, 5 micrones, 250 x 20 era) , usando 0,1% de dietilamina en acetonitrilo (95:5), con una velocidad de flujo de 10 mL/minuto. Las fracciones que contienen el pico 1 (que eluyen primero) y el pico 2 (que eluyen tarde) se concentraron por separado. Ambos residuos se disolvieron individualmente en 10 mL de dielorómetaño, se trataron con 2 mL de 6N ácido clorhídrico acuoso y se concentraron hasta secarse. Estos productos de sal de clorhidrato pesaron 0,74 g (pico 1) y 0,48 g (pico 2), respectivamente .
Ejemplo 3: N, 3-dimetilespiro [biciclo [2.2.1] heptano- 2,1' ciclopentan] -3-amina A una solución de 2 -norbornanona (25,0 g, 227 mmol) y 1,4-dibromobutano (68,0 g, 317 mmol) en éter dietílico (700 mL) se agregó amida de sodio (23,1 g, 567 mmol) . Esta mezcla se trató a reflujo durante 24 horas, se enfrió y se vertió en 200 mL de agua helada. La capa orgánica se recogió y la capa acuosa se extrajo con 200 mL de éter dietílico. Los extractos de éter dietílico combinados se concentraron y el residuo se destiló a 65°C-80°C a 7-15 Torr para obtener 19 g del producto impuro. Esto se disolvió en hexanos (500 mL) y se agitó con permanganato de potasio (30 g, 0,19 mol, en 500 mL) durante 5 horas. El residuo se filtró y la capa con hexanos se recogió. La capa acuosa se extrajo con 600 mL de hexanos . Las capas con hexanos combinadas se concentraron y el residuo se purificó sobre una columna de gel de sílice, eluyendo con 5-15% de acetato de etilo en hexanos, para obtener espiro [biciclo [2.2.1] heptano-2 , 1 ' -ciclopentan] -3 -ona (12,6 g, 33,8%) como un aceite. XH MR (CDC13, 400 MHz) : d 2,56 (d, J = 5,1 Hz, 1 H) , 2,24 (bs, 1 H) , 1,44-1,88 (m, 14 H) ; LCMS (m/z) : 165 (M+l) .
A una suspensión de bromuro de (metil ) trifenilfosfonio (17,6 g, 48,4 mmol) en THF (100 mL) a -78°C se agregó n-butillitio (18,1 mL de 2,5 M solución en THF, 45 mmol) y la mezcla se agitó durante 30 minutos. A esta mezcla se agregó espiro [biciclo [2.2.1] heptano-2 , 1 ' -ciclopentan] -3 -ona (5,30 g, 32,3 mmol) y la reacción se agitó a temperatura ambiente durante 18 horas. Se agregaron hexanos (200 mL) y la mezcla se filtró. El filtrado se concentró y el residuo se purificó sobre una columna de gel de sílice de 80 g, eluyendo con hexanos, para obtener 3-metilenespiro [2.2.1] heptano-2 , 1 ' -ciclopentano] (4,80 g, 91,7%) como un aceite.
Se agregó lentamente ácido sulfúrico (1,61 mL, 2,96 g, 30,2 mmol) a una suspensión de 3 -metilenespiro [2.2.1] heptano-2 , 1 ' -ciclopentano] (4,80 g, 29,6 mmol) y tiocianato de potasio¦ (2 , 96 g, 30,2 mmol) a 50 °C. La mezcla de la reacción luego se agitó a 85°C durante 5,5 horas, se enfrió a temperatura ambiente, se diluyó con tolueno (30 mL) y se lavó con agua (20 mL) y luego con bicarbonato de sodio acuoso saturado (10 mL) . La capa con tolueno se secó sobre sulfato de sodio anhidro y se filtró. Al filtrado se agregó hidruro de sodio y bis (metoxietoxi ) aluminio (40% de solución en tolueno, 2 equivalentes) y la reacción se agitó a 85°C durante 2 horas. La reacción se enfrió a 0°C y una solución de 3N hidróxido de sodio acuoso (20 mL) en 5% de hipoclorito de sodio acuoso (35 mL) se agregó lentamente (gota a gota en intervalos) . La capa con tolueno se separó y se lavó con agua (30 mL) . La capa con tolueno luego se extrajo con 1N ácido clorhídrico acuoso (2 x 10 mL) y se descartó. La capa de ácido clorhídrico acuoso se hizo básica (a pH 10) agregando 10% de hidróxido de sodio acuoso y se extrajo con éter dietílico. Los extractos de éter dietílico se concentraron y el residúo se purificó mediante cromatografía de columna de gel de sílice, usando 0-40% CMA (cloroformo -.metanol : 30% amoníaco acuoso, 9:1:0,1) en cloroformo para obtener N,3-dimetilespiro [biciclo [2.2.1] heptano-2 , 1 ' -ciclopentan] -3-amína (1,2 g, 53%) como un aceite. XH NMR (CDC13, 400 MHz) : d 2,28 (s, 3H) , 2,24 (bs, 1H) , 1,84-1,76 (m, 2H) , 1,73-1,68 (m, ÍH}, 1,62-1,52 (m, 4H) , 1,48-1,24 (m, 7H) , 1,09-1,05 (m, 1H) , 1,04 (s, 3H) ; LCMS (m/z) : 194 (M+l) .
Ejemplo 4 : Procedimiento general para fabricar espiro [biciclo [2.2.1] heptano-2 ,1' -ciclobutan] -3-amina sustituida con N Ciertas espiro [biciclo [2.2.1] heptano-2 , 1 ' -ciclobutan] -3 -aminas sustituidas con N se pueden preparar mediante la aminación reductiva de espiro [biciclo [2.2.1] heptano-2 , 1 ' ciclobutan] -3 -ona . El siguiente procedimiento, utilizando metilamina y proporcionando trifluoroacetato de N-metilespiro [biciclo [2.2.1] heptano-2 , 1 ' -ciclobutan] -3-amina, es un ejemplo. Las aminaciones reductivas utilizando dimetilamina , azetidina y pirrolidona se realizaron en forma similar.
A una solución de espiro [biciclo [2.2.1] heptano-2 , 1 ' -ciclo] butan] -3 -ona (0,15 g, 1,0 mmol) y metilamina (4,0 mL de 2,0 solución en THF, 8,0 mmol) en 1 , 2 -dicloroetano (10 mL) se agregó ácido acético (0,2 mL) y triacetoxiborohidruro de sodio (0,85 g, 4,0 mmol) . La reacción se agitó a temperatura ambiente durante 48 horas, se diluyó con diclorometano (10 mL) , se lavó con una solución de bicarbonato de sodio saturado (10 mL) y se concentró. El residuo se purificó sobre HPLC preparativa, eluyendo con mezclas de 0,05% ácido fumárico en agua y 0,05% ácido fórmico en acetonitrilo. Las fracciones seleccionadas se concentraron- -y el residuo se disolvió en metanol (2 mL) . Se agregó ácido trifluoroacético (0,1 mL) y la mezcla se concentró y se secó en vacío para obtener trifluoroacetato de N-metilespiro [biciclo [2.2.1] heptano-2 , 11 -ciclobutan] -3 -amina (0,088 g) como una goma. XH NMR (CD3OD, 400 MHz) : d 3,06-3,02 (m, 1H) , 2,568 (s, 3H) , 2,54 (brs, 1H) , 2,34 (brs, 1H) , 2,02-1,83 (m, 6H) , 1,56-1,42 (m, 5H) , 1,26-1,32 (m, 1H) ; LCMS (m/z) : 166 (M+l).
Ejemplo 5: Clorhidrato de { 1S , 3R, 4R) -litetrametxlespiro [bicoclo [2.2.1] heptano-2 , 1 ' -ciclobutan] -3-amina y clorhidrato de (1S , 3S , R) -N, 4,7,7-tetrametilespiro [biciclo [2.2.1] heptano-2 , 1 ' -ciclobutan] -2-amina La siguiente composición química, usando D-alcanfor como un material de partida, se repitió usando L-alcanfor como un material de partida, que produce productos que son enantioméricos a aquellos descritos en la presente.
Una mezcla de D- (+) -alcanfor (4,40 g, 28,9 mmoi) y amida de sodio (2,50 g, 61,5 mmoi) en tolueno (100 mL) se agitó a 100°C durante 30 minutos. Se agregó una solución de 1 , 3 -díbromopropano (31,8 mmoi, 3,24 mL, 6,42 g) en tolueno (20 mL) y la reacción se calentó a reflujo durante 3 horas. La reacción se enfrió a temperatura ambiente, se lavó con agua (100 mL) , se secó sobre sulfato de sodio anhidro y se concentró. El residuo se disolvió en 5% de metanol en diclorometano (80 mL) y se enfrió a -78°C. Se pasó ozono a través de la solución hasta que persistió el color azul (10 minutos) . Luego se agregó sulfuro de dimetilo y la reacción se calentó lentamente a temperatura ambiente. La mezcla de la reacción se concentró y el residuo se purificó sobre una columna de gel de sílice (40 g) , eluyendo con 0-20% de éter en hexanos, y se obtuvo (1S, 4R) -4 , 7,7-trimetilespiro [biciclo [2.2.1] heptano-2 , 1' -ciclobutan] -3-ona (1,66 g, 29,9% de rendimiento) como un aceite. N R (CDC13, 400 MHz) ; d 2,26 (m, 1H) , 2,10-1,97 (m, 5H) , 1,85-1.1,66 (m, 2H) , 1,82-1,53 (m, 1H) , 1,47-1,40 (m, 1H) , 1,28-1,19 (m, 1H) , 0,94 (s, 3H) , 0,88 (S, 3H) , 0,75 (S, 3H) ; LCMS (m/z) : 193 (M+l).
Una mezcla de { 1S, 4R) -4 , 7 , 4-trímetilespiro [bíciclo [2.2.1] heptano-2 , 1 ' -ciclobutan] -3 -ona (1,60 g, 8,32 mmoi) y formamida (10 mL) en ácido fórmico (7 mL) se agitó a 175°C durante 72 horas. La mezcla de la reacción se enfrió a temperatura ambiente, se vertió en 200 mL de agua helada y se extrajo con éter (2 x 50 mL) . Los extractos con éter combinados se lavaron con agua (40 mL) , se secaron sobre sulfato de sodio anhidro y se concentraron para obtener N- (4 , 7 , 7-trimetilespiro [biciclo [2.2.1] heptano-2 , 1 ' -ciclobutan] -3-il) formamida (1,55 g, 84,2% de rendimiento) como una goma.
A una solución de N- (4 , 7 , 7-trimetilespiro [biciclo [2.2.1] heptano-2, 1' -ciclobutan] -3-il) formamida (150 g, 6,78 mmoi) en THF (40 mL) a 0°C se agregó lentamente a hidruro de litio y aluminio (27.1 mmol , 27,1 mL de 1,0 M solución en THF) . Después del agregado completo, la reacción se refluyó durante 48 horas. La mezcla de la reacción se enfrió a 0°C y se enfrió agregando, en partes, decahidrato de sulfato de sodio sólido (10 g) . Después de agitar durante 1 hora, esta mezcla se filtró y el filtrado se concentró. El residuo se purificó sobre una columna de gel de sílice de 40 g, usando 0-100% de CMA (cloroformo ¡metanol : 30% amoníaco acuoso; 9:1:0,1) en cloroformo como el eluyente, para obtener (1S,3R,4R)-N, 4 , 7 , 7-tetrametilespiro [biciclo [2.2.1] heptano-2 , 1' -ciclobutan] -3 -amina (0,49 g; 35% rendimiento) y un producto endo-amina, (1S, 3S, 4R) -N, 4,7, 7-tetrametilespiro [biciclo [2.2.1] heptano-2 , 1' -ciclobutan] -3 -amina (0,30 g; 21% de rendimiento), ambos como aceites. Ambos productos se convirtieron en las sales de clorhidrato disolviendo cada uno en 1 mL de ácido clorhídrico concentrado y concentrando y secando al vacío las muestras. 1HHMR de clorhidrato de exo- (1S, 3R, 4R) -N, 4 , 7 , 7-tetrametilespiro [biciclo [2.2.1] heptano-2.1 ' -ciclobutan] -3 -amina (D20 400 MHz) : d 2,80 (s, 3H) , 2,72 (brs, 1H) , 2,22-1,91 (m, 4H) , 1,84-1,72 (m, 3H) , 1,54-1,45 (m, 2H) , 1,38-1,31 (m, 1H) , 1,10-1,01 (m, 1H) , 0,87 (s, 3H) , 0,75 (s, 3H) , 0,72 (s, 3H) ; LCMS (m/z) : 208 (M+l) . XHN R de clorhidrato de endo- (1S, 3S, 4R) -N, 4 , 7, 7-tetrametilespiro [biciclo [2.2.1] heptano-2 , 1' -ciclobutan] -3-amina (D20 400 MHz): d 3,12 (brs, 1H) , 2,79 (s, 3H) , 2,26-2,16 (m, 1H) , 2,01-1,85 (m, 3H) , 1,78-1,69 (m, 3H) , 1,60-1,51 (m, 1H) , 1,36-1,24 (m, 2H) , 1,08-1,00 (m, 1H) , 0,85 (s, 3H) , 0,78 (s, 3H) , 0,75 (s, 3H) ; LCMS (m/z): 208 (M+l).
E emplo 6 : Procedimiento general para convertir aminas secundarias en N-metil aminas terciarias Ciertas N-metil aminas terciarias se pueden preparar mediante aminación reductiva de las aminas secundarias correspondientes.
El siguiente procedimiento, utilizando formaldehído y proporcionando clorhidrato de exo- (1S, 3R,4R) -N,N,4, 7, 7-pentametilespiro [biciclo [2.2.1] heptano-2 , 1 ' -ciclobutan] -3-amina, es un ejemplo. Se realizaron reacciones de N-metilación análogos en una variedad de aminas secundarias .
A una solución de (1S,3R,4R) -N, 4 , 7 , 7-tetrametilespiro [biciclo [2.2,1] heptano-2 , 1 ' -ciclobutan] -3-amina (0,10 g, 0,48 mmol) y 30% formaldehído acuoso (1 mL) en metanol (4 mL) se agregó triacetoxiborohidruro de sodio (0,31 g, 1,4 mmol) y la reacción se agitó a temperatura ambiente durante 16 horas. La reacción se enfrió con bicarbonato de sodio acuoso saturado (30 mL) y se extrajo con diclorometano (2 x 30 mL) . Se agregó ácido fórmico (0,2 mL) a los extractos orgánicos combinados y se concentraron sobre un evaporador giratorio. El residuo se purificó mediante LCMS preparativa, usando mezclas de 0,05% de ácido fórmico en agua y 0,05% de ácido fórmico en acetonitrilo . Las fracciones seleccionadas se combinaron, se hicieron básicas {pH 9) agregando 10% hidróxido de sodio acuoso y se extrajeron con diclorometano (2 x 30 mL) . Los extractos orgánicos combinados se trataron con 0,5 mL de ácido clorhídrico concentrado. Esta mezcla se concentró y se secó en vacío y se obtuvo clorhidrato de (1S, 3R, 4R) -N,N, 4 , 7, 7-pentametilespiro [biciclo [2.2.1] heptano-2 , 1 ' -ciclobutan] -3 -amina (0,06 g) como un sólido blanco. 1H NMR {D20, 400 MHz) : d 3,27 (s, 3H) , 3,19 (s, 3H) , 3,10 (s, 1H) , 2,55-2,28 (m, 4H) , 2,18-1,97 (m, 3H) , 1,80-1,60 (m, 3H) , 1,45-1,36 (m, TH) , 1,28 (s, 3H) , 1,02 (s, 3H) , 1,01 (s, 3H) : LCMS {m/z) : 222 (M+l) .
Ejemplo 7: Trifluoroacetato de N- Metilespir [biciclo [2.2.1] eptano-2 , 1' -ciclopropan] -3-amina 3 -Metileno-2-norbornanona pura (8,9 g, 73 mmoi) , luego diyodometano puro (8,30 mL, 103 mmoi), se agregó a una suspensión del par de zinc y cobre (9,1 g, 57 mmoi) en éter dietílico (75 mL) . La mezcla resultante se calentó a reflujo durante 6 horas. Se agregó una segunda parte del par de zinc y cobre (10 g) y se continuó el reflujo durante otras 16 horas. La reacción se enfrió con agua (200 mL) y se diluyó con éter dietílico (200 mL) . La mezcla bifásica se filtró a través de una almohadilla de diatomita. La capa orgánica se separó, se lavó con 10% de ácido clorhídrico acuoso (2 x 50 mL) , es secó sobre sulfato de magnesio anhidro y se concentró. El residuo se pasó a través de una columna de gel de sílice, eluyendo con diclorometano . Las fracciones seleccionadas se concentraron y el residuo se destiló al vacío sobre un aparato de destilación de bombilla a bombilla a 3 Torr, recogiendo espiro [biciclo [2.2.1] heptano-2 , 1 ' -ciclopropan] -3 -ona (1,6 g) como un aceite. 1H M R (CDC13, 400 MHz) : d 2,71-2,69 (m, 1H) , 2,06 {brs, 1H) , 2,00-1,72 (m, 3H) , 1,86-1,57 (m, 3H) , 1,09-1,00 (m, 2H) , 0,91-0,89 (m, 1H) , 0,80-0, 75 (m, 1H) .
A una solución de espiro [biciclo [2.2.1] heptano-2 , 1 ' -ciclopropan] -3-one (0,13 g, 0,96 mmoi) y metalamina (4,0 mL de 2,0 M solución en THF, 8,0 mmol) en 1 , 2 -dicloroetano (10 mL) se agregó ácido acético (0,2 mL) y triacetoxiborohidruro de sodio (0,85 g 4,0 mmol) y la reacción se agitó a temperatura ambiente durante 48 horas. La reacción se diluyó con diclorometano (10 mL) , se lavó con una solución de bicarbonato de sodio acuoso saturado (10 mL) y se concentró. El residuo se purificó sobre HPLC preparativa, eluyendo con mezclas de 0,05% de ácido fórmico y 0,05% ácido fórmico en acetonitrilo . Las fracciones seleccionadas se concentraron y el residuo se disolvió en metanol (2 mL) . Se agregó ácido trifluoroacético (0,1 mL) y la mezcla se concentró y se secó en vacío y se obtuvo trifluoroacetato de N-metilespiro [biciclo [2.2.1] heptano-2, 1' -ciciobutan] -3-amina (0,00.5 g) como una goma. ?? N R (CD3QD, 400 Hz) : d 2,76 (brs, 1H) , 2,59 (s, 3M) , 1,85-1,82 (m, 1H) , 1,69-1,55 (m, 6H) , 1,34-1,28 (m, 1H) , 0,83-0,78 (m, 1H) , 0,67-0,62 (m, 1H) , 0,58-0,50 (m, 2H) ; LCMS (m/z) : 152 (M+l) .
Ejemplo 8: Clorhidrato de N, 3-dimetilespir [biciclo [2.2.1] heptano-2,1' -ciclopropan] -3-amina A una solución de {3-meti ! espiro [biciclo [2.2.1] hept [5] eno-2 , 1 ' -ciclopropano] - 3 - il ) metanol (9,4 g, 57 mmol) , preparado como se describe en Gream y Pincombe, Aust . J. Chem. 27: 543-565 (1974), que se incorpora en la presente como referencia con respecto a dicha preparación, en metanol (20 mL) se agregó 0,8 g 10% Pd/C (húmedo) bajo nitrógeno. La atmósfera se reemplazó con hidrógeno {50 psi) y la mezcla se agitó durante 4 horas a temperatura ambiente. La reacción luego se filtró a través de una almohadilla de diatomita, que luego se lavó con metanol. El filtrado se concentró y dio 9,60 g de (3 -metilespiro [biciclo [2.2.1] heptano-2 , 1 ' -ciclopropano] -3- il) metanol como un sólido blanco (99%).
A una solución de trióxido de cromo (8,0 g, 76 mmol) en agua (30 mL) en un baño de hielo, se agregó cuidadosamente 96% de ácido sulfúrico (6,9 mL, 120 mmol) . Mientras se continuaba enfrianto y agitando la solución oxidante en un baño de hielo, una solución de (3 -metiespiro [biciclo [2.2.1] heptano-2 , 1' -ciclopropano] -3-il)metanol (9,5 g; 57 mmoi) en acetona (115 mL) se agregó durante un período de 20 minutos. Después de la finalización del agregado, la mezcla de la reacción se agitó durante 3 horas mientras se calentaba a temperatura ambiente. La reacción luego se diluyó con agua (45 mL) y acetato de etilo (200 mL) . Lentamente, se agregó bisulfito de sodio en polvo hata que el color marrón se disipó y la capa acuosa se hizo azul. Las fases luego se separaron y la capa acuosa se lavó con acetato de etilo (2 x 100 mL) . Las capas orgánicas se combinaron y se secaron sobre sulfato de magnesio anhidro. El agente de secado se eliminó mediante filtración y el filtrado se concentró y dio un aceite verde. El aceite se purificó mediante cromatografía de columna de gel de sílice (200 g) , usando 0,5% de acetato de etilo en gradiente de hexanos . Las fracciones seleccionadas se combinaron y se concentraron y dieron 6,0 g de 3-metilespiro [biciclo[2.2.1] heptano-2 , 1 ' -ciclopropano] -3 -carboxílico como un sólido blanco (58%) .
A una solución agitada de ácido 3-metilespíro [biciclo [2.2.1] heptano-2 , 1 ' -ciclopropano] -3 -carboxílico (2,8 g, 15 mmol) y trietilamina (2,6 mL, 18 mmol) en tolueno (70 mL) enfriada en un baño de hielo, se agregó azida difenilfosfónica (3,5 mL, 16 mmol. La mezcla de la reacción se calentó a 90 °C y se agitó durante 2,5 horas. Luego se agregó alcohol bencílico (1,7 mL, 16 mmol) a la reacción y la mezcla se agitó otras 16 horas a 90 °C. La mezcla de la reacción se enfrió y se concentró. El residuo se purificó mediante cromatografía de columna de gel de sílice (60 g) , usando 0-15% de acetato de etilo en un gradiente de hexanos . Las fracciones seleccionadas se combinaron y se concentraron y dieron 1,6 g de una mezcla de materiales, incluyendo 3 -isocianato-3 -metilespíro [biciclo [2.2.1] heptano-2 , 1 ' -ciclopropano] y el carbamato de bencilo correspondiente, como un sólido blanco. Esta mezcla se disolvió en THF seco (16 mL) y se enfrió en un baño de hielo. El hidruro de litio y aluminio (8,5 mL de 2,0 M en THF, 17 mmol) se agregó lentamente. La reacción se calentó a 55 °C durante 3 horas. La reacción luego se enfrió en un baño de hielo y se diluyó con éter dietílico (20 mL) . La reacción se enfrió mediante agregando cuidadosamente agua y hasta que disminuyó la evolución de gas. La suspensión blanca viscosa resultante se agitó a temperatura ambiente durante 1 hora, durante cuyo tiempo las sales se hicieron más granulares. La suspensión luego se filtró a través de una parte de diatomita y la torta de filtro se lavó con éter dietílico (10 mL) y luego acetato de etilo (10 mL) . Los filtrados combinados se extrajeron con 6M ácido clorhídrico (3 x 4 mL) . Los extractos acuosos se combinaron y se concentraron sobre un evaporador giratorio y dio 1,6 g de clorhidrato de N,3-d ! metilespiro [biciclo [2.2.1] heptano-2 , 1 ' -ciclopropan] -3 -amina como un sólido blanco {53% de rendimiento) . -"? NMR (400 MHz, D20) : d 2,52 (s, 1H) , 2,46 {s, 3H) , 1,72 (d, J = 11 Hz, 1H) , 1,49-1,41 (m, 3H) , 1,39-1,32 (m, 2H) , 1,28 (d, J = 11 Hz, 1H) , 1,02 (s, 3H) , 0,59-0,51 (m, 3H) , 0,45-0,43 (ra, 1H) ; LCMS (m/z) : 166 (M+l) .
Ejemplo 9: Clorhidrato de N, 3-dimstilespiro [biciclo] oct [5] eno-2 , 1' -ciclopentan] -3-amina y clorhidrato de N,3-dimetilespiro [biciclo [2.2.2] octano-2,1' -ciclopentan] -3-amina El compuesto intermedio, biciclo [2 , 2 , 2] oct-5-en-2 -ona, se hizo usando procedimientos descritos en Kozikowski y Schmiesing, J. Org. Chem. 48: 1000-1007 (1983), que se incorporó previamente mediante la referencia con respecto a dicha reacción y posteriormente se transformó en N,3-dimetilespiro [biciclo [2.2.2] oct [5] eno-2 , 1 ' -ciclopentan] -3 -amina y N, 3 -dimetilesp ! ro [biciclo [2.2.2] octano-2 , 1 ' -ciclopentan] -3 -amina Una mezcla de acrilonitrilo (79,4 g, 1,49 mol), 1,3-ciclohexadieno (60 g, 0,75 mol) e hidroquinona (1,1 g, 10 mmol) se selló en un tubo y se calentó a 120 °C durante 18 horas. La mezcla resultante se concentró y se purificó mediante cromatografía sobre gel de sílice, eluyendo con una mezcla de acetato de etilo (0,5% o 1%) en éter de petróleo, para dar una mezcla por separado de isómeros (presumiblemente endo/exo) de- 5-cianobiciclo [2.2.2] oct-2 -eno (84 g, 64% de rendimiento) como un semisólido blanco, XH NMR (300 MHz , CDC!3) d 1,32 (m, 2H) , 1,75 (m, 3H) , 2,04 (m, 1H) , 2,43 (m, 1H) , 2,62 (m, 1H) , 2,78 (ra, 1H) , 6,23 (m, 1H) , 6,30 (m, 1H) ; XH NMR (300 MHz, CDC!3) d 1,28 (m, 2H) , 1,50 (m, 3H) , 1,94 (m, 1H) , 2,68 (m, 2H) , 2,87 (m, 1H) , 6,29 (m, 1H) , 6,44 (m, 1H) ; LCMS (m/z) : 134 (M+l) .
A una mezcla en reflujo de piridina (14,2 g, 0,180 mol) , pentacloruro de fósforo (28,0 g, 0,135 mol) y cloroformo (100 mL) se agregó gota a gota una solución de 5-cianobiciclo [2.2.2] oct-2 -eno (12 g, 90 mmol) en cloroformo (50 mL) . La mezcla resultante se calentó a reflujo durante 15 horas, se enfrió y se vertió en hielo. La capa orgánica se concentró y el residuo se purificó mediante cromatografía sobre gel de sílice, eluyendo con mezclas de acetato de etilo (0,5% al 1%) en éter de petrolato para dar 5-cloro-5-cianobiciclo [2.2.2] oct-2-eno (14,3 g, 95% de rendimiento) como un semisólido blanco, XH MR (300 MHz, CDCl3) d 1,3-1,5 (m, 3H) , 2,02-2,18 (m, 2H) , 2,51 (m, 1H) , 2,72 (ra, 1H) , 3,12 (m, 1H) , 6,22 (m, 1H) , 6,41 (m, 1H) ; GCMS (m/z) : 167.
A una solución agitada de 5 -cloro-5-cianobiciclo [2.2.2 ] oct -2 -eno (65 g, 0,39 moi) (que representa varias corridas del procedimiento precedente) en sulfóxido de dimetilo (500 mL) se agregó hidróxido de potasio (87,4 g, 1,56 mol) y agua (30 mL) . La mezcla resultante se agitó a temperatura ambiente durante 15 hors, se diluyó con agua (1000 mL) y se extrajo con éter (4 x 500 mL) . Los extractos con éter combinados se lavaron con salmuera, se secaron sobre sulfato de sodio anhidro y se concentraron. El residuo se purificó mediante cromatografía sobre gel de sílice, eluyendo con una mezcla de éter dietílico (1% al 5%) en éter de petrolato, eluyendo biciclo [2.2.2] oct-5-en-2-ona (23,8 g, 50% de rendimiento) como un sólido blanco. 1H NMR (300 MHz. CDC13) d 1,53-1,84 (m, 4H) , 2,01-2,02 (m, 2H) , 2,96-2,99 (m, 1H) , 3,11-3,13 (m, 1H) , 6,15-6,21 (m, 1H) , 6,43-6,48 (m, 1H) ; GCMS (m/z) : 122. n-Butillitio (56,5 mL de 1,6 M en hexanos, 90,4 mmoi) se agregó a una solución de diisopropilamina (11,2 mL, 8,05 g, 79,6 mmoi) en THF seco (108 mL) a 78°C. La mezcla se calentó a 0°C y se agitó durante 30 minutos. La solución se enfrió nuevamente a -78 °C y se agregó biciclo [2.2.2 | oct-5-en~2-ona (5,00 g, 36,2 mmoi) disuelta en THF (10 mL) . La reacción se agitó durante 30 minutos a -78 °C y luego se agregaron triamida hexametilfosfórica (13,9 mL, 14,3 g, 79,6 mmoi) luego 1 , -dibromobutano (4,76 mL, 8,59 g, 39,8 mmoi). La mezcla de la reacción se calentó a temperatura ambiente, se agitó durante 16 horas, se enfrió con cloruro de amonio acuoso saturado (50 mL) , se diluyó con éter (100 mL) y se lavó con agua (3 X 50 mL) . La capa orgánica se secó sobre sulfato de sodio anhidro, se filtró y se concentró. El residuo se purificó sobre una columna de sílice de 12,0 g, eluyendo con 100% de hexanos para 4 volúmenes de columna, luego un gradiente de paso a 9:1 hexanos/acetato de etilo. Las fracciones seleccionadas se concentraron y dieron espiro [biciclo [2.2.2] oct [5] eno-2 , r-ciclopentan] -3-ona (5,1 g; 90% puro mediante GC/MS) como un aceite transparente. El material se transportó sin nueva purificación, disolviendo en THF seco (20 mL) y enfriando a -78°C. Luego se agregó bromuro de metilmagnesio (28,6 mL de 3,0 en éter dietílico, 85,8 mmol) y la reacción se calentó lentamente a temperatura ambiente. La reacción se secó a temperatura ambiente durante 18 horas y se enfrió mediante el agregado cuidadoso de cloruro de amonio acuoso saturado. La reacción se transfirió a un embudo separador y la capa acuosa se eliminó (10 mL) , se secó sobre sulfato de sodio anhidro, se filtró y se concentró. El material remanente (aceite incoloro) fue una mezcla de 3-metilespiro [biciclo [2.2.2] oct [5] eno-2 , 1 ' -ciclopentan] -3 -ol (4,9 g) y el material de partida.
Sin nueva purificación, la muestra generada en forma inmediatamente anterior, se combinó con cianuro de sodio (1,93 g, 37,8 mmol) en ácido acético (20 mL) . Esta mezcla se enfrió a 0°C y se agitó a esa temperatura como ácido sulfúrico (20 mL) (20 mL) se agregó lentamente. La reacción, que se tornó de un color rojo después del agregado completo de reactivos, se agitó a temperatura ambiente durante 18 horas. Luego se enfrió agregando 100 mL de agua, hecha básica (pH 9) , agregando 3 M hidróxido de sodio acuoso y se extrajo con diclorometano (4 x 50 mL) . Las capas orgánicas combinadas se secaron sobre sulfato de sodio anhidro y se concentraron para obtener un ácido blancuzco. El sólido se disolvió en THF seco (200 mL) , se enfrió a 0°C y se mantuvo a esta temperatura como una solución de hidruro de litio y aluminio (25,2 mL de 25,2 M en THF, 50,4 mmol) . La reacción se calentó a reflujo durante 18 horas, se enfrió en un baño de hielo y se enfrió agregando con cuidado 5 g de decahidrato de sulfato de sodio. La mezcla resultante se agitó durante 30 minutos y se filtró. El filtrado se concentró y el residuo se purificó sobre 120 g de columna de gel de sílice, usando 0-70% de CMA en cloroformo, proporcionando N,3-dimetilespiro [biciclo [2.2.2] oct [5] eno-2 , 1 ' -ciclopentan] -3 -amina (0,20 g, 2,7% de rendimiento). Este material se captó en diclometano (5 mi) , se convirtió en la sal de HC1 tratándola con 0,5 mL de 4 M ácido clorhídrico en dioxanos y concentrando la mezcla resultante. El sólido amorfo resultante se disolvió en metanol {3 mL) y se precipitó con éter dietílico (3 mL) . El solvente se eliminó mediante aspiración y el precipitado se trituró tres veces con éter dietílico (3 mL) . La muestra de sal de clorhidrato luego se secó en vacío. 1H NMR (300 MHz, CD30D) d 1,02 (s, 3H) , 1,19-1,42 (m, 4H) , 1,51-1,64 (m, 7H) , 1,81 (m, 1H) , 2,21 (m, 2H) , 2,73 {s, 3H) , 5,57 (dd, J = 9 Hz, J2= 3 Hz, 1H) , 6,01 (d, J=6 Hz, 1H) ; LCMS (m/z) : 206 ( +l) . , 3 -dimetilespiro [biciclo [2.2.2] oct [5] eno-2 , 1 ' -ciclopentan] -3 -amina (80 mg, 0,39 mmoi) se disolvió en metanol (7,8 mL) y se agregó 10% Pd/C (húmedo) (41 mg) . Esta mezcla se colocó bajo un globo de gas hidrógeno y se agitó a temperatura ambiente durante 16 horas. La mezcla de la reacción luego se filtró a través de diatomita y el filtrado se concentró, dejando N,3-dimetilespiro [biciclo [2.2.2] octano-2 , 1 ' -ciclopentan] -3-amina (45 mg, 58% de rendimiento) . Esto se disolvió en diclorometano (3 mL) , se convirtió en su sal de ácido clorhídrico mediante el tratamiento con 0 , 3 mL de 4 M ácido clorhídrico en dioxano, y concentrando la mezcla resultante. El sólido amorfo resultante se disolvió en metanol (3 mL) y se precipitó con éter dietílico (1 mL) . El solvente se eliminó mediante aspiración y el precipitado se trituró tres veces con éter dietílico (3 mL) . La muestra de sal de clorhidrato luego se secó en vacío. 1H MR (300 MHz, CD30D) d 0,99 (s, 3H) , 1,31 (m, 2H) , 1,45-1,70 (m, 10H) , 1,85 (m, 1H) , 2,08 (m, 3H) , 2,22-2,35 (m, 1H) , 2,65 (s, 3H) , 3,02 (m, 1H) ; LCMS (m/z) : 208 (M+l) .
VI . Ensayos Biológicos Caracterización de las interacciones en los Receptores Nicotinicos de Acetilcolina Materiales y métodos Lineas de Células. Las líneas de células de a4ß2 humano SH-EP1 (Eaton et al., 2003), a4ß4 humano SH-EP1 (Gentry et al., 2003) y 8?-??1-a6ß3ß4a5 (Grinevich et al., 2005) se obtuvieron del Dr. Ron Lukas (Instituto Neurológico Barrow) . Las líneas de células SH-EP1, las células PC12, SH-SY5Y y TE671/RD se mantuvieron dentro de una fase de crecimiento proliferativo en el medio de Eagle modificado de Dulbecco (Invitrogen, Carlsbad, California) con 10% de suero caballo (Invitrogen) , 5% de suero bovino fetal (HyClone, Logan UT) , 1 mM piruvato de sodio, 4 mM L-glutamina. Para el mantenimiento de transfectantes estables, los medios de células a4ß2 y a4ß4 se complementaron con 0,25 mg/mL de zeocina y 0,13 mg/mL de higromicina B. La selección se mantuvo para las células a6ß3ß4a5 con 0,25 mg/mL de zeocina, 0,13 mg/mL de higromicina B, 0,4 mg/mL de geneticina, y 0,2 mg/mL de blasticidina .
Ensayos de Unión al Receptor Preparación de membranas de tejidos de rata. Se obtuvieron cortezas de rata de Analytical Biological Services, Incorporated (ABS, Wilmington, Delaware) . Los tejidos se disecaron de ratas hembra Sprague-Dawley, se congelaron y se embarcaron en hielo seco. Los tejidos se almacenaron a -20°C hasta que se los necesitó para la preparación de membranas. Las cortezas de 10 ratas se combinaron y se homogenizaron mediante Polytron (Kinematica GmbH, Suiza) en 10 volúmenes (peso -.volumen) de tampón preparativo enfriado con hielo (11 mM KCl , 6 m KH2P04, 137 mM NaCl, 8 mM Na2HP04, 20 mM HEPES (ácido libre), 5 mM yodoacetamida, 1,5 mM EDTA, 0,1 mM PMSF pH 7,4). El homogenizado se centrifugó a 40.000 g durante 20 minutos a 4°C y la pelotilla resultante se resuspendió en 20 volúmenes de agua enfriada con hielo. Después de una incubación de 60 minutos a 4°C, una pelotilla nueva se recogió mediante centrifugación a 40.000 g durante 20 minutos a 4°C. La pelotilla final se resuspendió en tampón preparativo y se almacenó a -20°C. El día del ensayo, el tejido se derritió, se centrifugó a 40.000 g durante 20 minutos y luego se resuspendió en Solución Salina con Tampón de Fosfato de Dulbecco, pH 7,4 (PBS, Invitrogen) a una concentración final de 2-3 mg proteína/mL. Las concentraciones de proteínas se determinaron usando el estuche del Ensayo de Proteínas de Pierce BCA (Pierce Biotechnology, Rockford, IL) , con la albúmina del suero bovino como el estándar.
Preparación de membranas desde lineas de células clónales . Las células se cosecharon en PBS enfriado con hielo, a pH 7,4, luego se homogenizaron con Polytron (Kinematica GmbH, Suiza) . Los homogenizados se centrifugaron a 40.000 g durante 20 minutos (4°C) . La pelotilla se resuspendió en PBS y la concentración de las proteínas se determinó usando el estuche del Ensayo de Proteínas Pierce BCA (Pierce Biotechnology, Rockford, IL) .
Competencia de Unión a los receptores en preparaciones de membranas. La unión a los receptores nicotínicos se ensayó sobre membranas usando métodos estándar adaptados desde procedimientos publicados (Lippiello y Fernandes 1986; Davies et al., 1999). En resumen, las membranas se reconstituyeron desde materiales congelados y se incubaron durante 2 horas sobre hielo en 150 µ? de tampón para ensayo (PBS) en la presencia del compuesto competidor (0,001 nM a 100 µ?) y radioligando . [3H] -nicotina (L- (-)- [N-metil-3H] -nicotina, 69,5 Ci/mmol, Perkin-Elmer Life Sciences, Waltham, MA) se usó para los estudios de unión a a4ß2 humano. [3H] -epibatidina (52 Ci/mmol, Perkin-Elmer Life Sciences) se usó para los estudios de unión en los demás subtipos de receptores nicotínicos. L- [Bencílico-4 , -3H] Bencilato de Quinuclidinilo ([3H]QNB) se usó para los estudios de unión al receptor muscarínico. La fuente de membranas, el radioligando, y la concentración de radioligandos para cada receptor blanco se enumeran en la Tabla 3. La incubación se terminó mediante filtración rápida sobre un cosechador de tejido de varios tubos múltiples (Brandel, Gaithersburg, D) usando filtros GF/B remojados previamente en 0,33% de polietilenimina (p/v) para reducir la unión no específica. Los filtros se lavaron 3 veces con PBS enfriado con hielo y la radioactividad retenida se determinó mediante cuenta de centelleo.
Análisis de los datos de la unión. Los datos de la unión se expresaron como porcentaje de unión de control total. Las repeticiones para cada punto se promediaron y se graficaron contra el logaritmo de la concentración del fármaco.. La IC50 (concentración de un compuesto que produce el 50% de la inhibición de la unión) se determinó mediante regresión no lineal de cuadrados mínimos usando el software GraphPad Prism (GraphPAD, San Diego, CA) . Ki se calculó usando la ecuación de Cheng-Prusoff (Cheng y Prusoff , 1973) .
Ensayos Funcionales de Flujo de Calcio De 24 a 48 horas antes de cada experimento, las célula se colocaron en placas de fondo transparente, de paredes negras de 96 receptáculos (Corning, Corning, NY) a 60 - 100.000 células/receptáculo. El día del experimento, el medio de crecimiento se eliminó suavemente, 200 µ??? de reactivo de Ensayo de Calcio IX FLIPR (Molecular Devices, Sunnyvale, CA) en un tampón de ensayo (20 mM HEPES, 7 mM base de TRIS, 4 mM CaCl2, 5 mM D-glucosa, 0,8 mM MgS04, 5 mM KC1 , 0,8 mM MgCl2, 120 mM N-metil D-glucamina, 20 mM NaCl, pH 7,4 para células a4ß2 humanas SH-EPl o 10 mM HEPES, 2,5 mM CaCl2, 5,6 mM D-glucosa, 0,8 mM MgS04, 5,3 mM KC1 , 138 mM NaCl, a pH 7,4 con base de TRIS para todas las demás líneas de células) se agregó a cada receptáculo y las placas se incubaron a 37°C durante 1 hora (29°C para las células a4ß2 humanas SH-EPl tratadas a 29°C) . Para los estudios de inhibición, el compuesto competidor (10 pM - 10 µ?) se agregó en el momento del agregado del colorante. Las placas se eliminaron del incubador y se dejó que se equilibraran a temperatura ambiente. Las placas se transfirieron a un lector de placas de imágenes fluorométricas FLIPR Tetra (Molecular Devices) para el agregado del compuesto y el monitoreo de fluorescencia (excitación 485 nm, emisión 525 nm) . La cantidad flujo de calcio se comparó con el control positivo (nicotina) y negativo (tampón solo) . El control positivo se definió como 100% de respuesta y los resultados de los compuestos del ensayo se expresaron como un porcentaje del control positivo. Para los estudios de inhibición, la nicotina del agonista se usó a concentraciones de 1 µ? para las células a4ß2 humanas SH-EPl y células a4ß4 humanas SH-EPl, 10 µ? para células PC12 y SH-SY5Y y 100 µ? para células TE671/RD.
Liberación de neurotransmisores Se realizaron estudios de liberación de dopamina usando sinaptosomas estriados obtenidos de cerebro de rata como se describió previamente (Bencherif et al., 1998). El tejido estriado de dos ratas (hembras, Sprague-Dawley, que pesaban 150-250 g) se combinaron y se homogenizaron en 0,32 M sacarosa enfriada con hielo (8 mL) que contenía 5 mM HEPES, a pH 7,4, usando un homogenizador de vidrio/vidrio. El tejido luego se centrifugó a 1.000 x g durante 10 minutos. La pelotilla se descartó y el sobrenadante se centrifugó a 12.500 x g durante 20 minutos. La pelotilla resultante se resuspendió en tampón de perfusión enfriado con hielo que contenía inhibidores de monoamina oxidasa (128 mM NaCl , 1,2 mM KH2P04, 2,4 mM KC1, 3,2 mM CaCl2, 1,2 mM MgS04 , 25 mM HEPES , 1 mM ácido ascórbico, 0,02 mM pargilina HCl y 10 mM glucosa, a pH 7,4) y se centrifugó durante 15 minutos a 23.000 x g. La pelotilla final se resuspendió en tampón de perfusión (2 mL) para el uso inmediato.
La suspensión de sinaptosomas se incubó durante 10 minutos en un incubador agitado a 37 °C para restablecer la actividad metabólica. [3H] Dopamina ([3H]DA, actividad específica = 28,0 Ci/mmol, NEN Research Products) se agregó a una concentración final de 0,1 µ? y la suspensión se incubó a 37°C durante otros 10 minutos. Se cargaron alícuotas de tampón de perfusión (100 \iL) y tejido (100 dentro de las cámaras de suprafusion de un Sistema de Suprafusion de Brandel (serie 2500, Gaithersburg , MD) . El tampón de perfusión (temperatura ambiente) se bombeó dentro de las cámaras a una velocidad de 0,6 mL/minuto durante un período de 8 minutos. El compuesto competidor (10 pM - 100 nM) se aplicó en la corriente de perfusión durante 8 minutos. Luego se aplicó nicotina (10 µ?) en la corriente de perfusión durante 48 segundos. Se recogieron continuamente fracciones (12 segundos cada una) de cada cámara durante todo el experimento para capturar la liberación basal y la liberación pico inducida por el agonista y para restablecer la línea base después de la aplicación del agonista. El prefusionado se recogió directamente en frascos de centelleo, a los cuales se agregó fluido de centelleo. La [3H]DA liberada se cuantificó mediante cuenta de centelleo. Para cada cámara, la superficie integrada del pico se normalizó a su línea base.
La liberación se expresó como un porcentaje de la liberación obtenida con nicotina control sin el competidor. Dentro de cada ensayo, cada concentración del compuesto del ensayo se replicó usando 2 cámaras; las repeticiones se promediaron. Se definió la concentración del compuesto que derivó en la mitad de la inhibición máxima (IC50) del flujo de iones específico.
Electrofisiologia de Abrazadera de Parche Manipulación de Células. Después de la eliminación de células ct7 T6 de rata GH4C1 del incubador, el medio se aspiró, las células se tripsinizaron durante 3 minutos, se trituraron suavemente para separarlos de la placa, se lavaron dos veces con un medio de registro y se resuspendieron en 2 mi de solución externa (véase a continuación para la composición) . Las células se colocaron en la montura de chip Dynaflow sobre el portaobjetos de un microscopio de Zeiss invertido (Cari Zeiss Inc., Thornwood, NY) . En promedio, fueron necesarios 5 minutos antes de que se estableciera la configuración de registro de células enteras. Para evitar la modificación de las condiciones de las células, se registró una célula única por carga única. Para evocar respuestas cortas, los compuestos se aplicaron durante 0,5 segundos usando un sistema de Dynaflow (Cellectricon, Inc., Gaithersburg, MD) , donde cada canal suministró soluciones impulsadas por la presión a 50 o 150 psi.
Electrofisiologia. Se usaron registros corrientes de células enteras convencionales. Se usaron microelectrodos de vidrio (5-10 ?O de resistencia) para formar sellos herméticos (>1 GQ) sobre la superficie celular hasta que se aplicó la succión para convertirlos en registros de células enteras convencionales. Las células luego se engraparon por tensión a potenciales de contención de -60 mV y se midieron las corrientes de iones en respuesta a la aplicación de ligandos. Las corrientes de células enteras registradas con un amplificador Axon 700A se filtraron a 1 kHz y se tomaron muestras a 5 kHz con un panel 1440 ADC (Molecular Devices) . La resistencia al acceso de células enteras fue menor de 20 ?O. La adquisición de datos de las corrientes de células enteras se hizo usando un Clampex 10 (Molecular Devices, Sunnyvale, CA) , y los resultados se graficaron usando Prism 5.0 (GraphPad Software Inc., San Diego, CA) . Los datos experimentales se presentan como el promedio ± S.E.M., y las comparaciones de diferentes condiciones se analizaron por la importancia estadística usando los ensayos t ANOVA de Dos Vías de Student . Todos los experimentos se realizaron a temperatura ambiente (22 °C ± 1°C) . Los perfiles de respuesta a la concentración se ajustaron a la ecuación de Hill y se analizaron usando Prism 5.0.
Soluciones y Aplicación de Fármacos. La solución externa estándar contenía: 120 mM NaCl , 3 mM KC1 , 2 mM MgCl2, 2 mM CaCl2, 25 mM D-glucosa, y 10 mM HEPES y se ajustó a pH 7,4 con base de Tris. La solución interna para los registros de células enteras consistían en: 110 mM fosfato de Tris dibásico, 28 mM base de Tris, 11 mM EGTA, 2 mM MgCl2, 0,1 mM CaCl2, y 4 mM Mg-ATP, a pH 7,3. (Liu et al., 2008) . Para iniciar las respuestas de corrientes de células enteras, se suministraron compuestos mudando células de la solución control a la solución que contiene el agonista y de regreso a la primera de manera tal que el intercambio de las soluciones ocurriera dentro de 50 ms (basado en tiempos de elevación de corriente pico del 10-90%) . Se ajustaron intervalos entre las aplicaciones de los compuestos (0,5-1 min) para asegurar la estabilidad de la sensibilidad al receptor (sin resumen funcional) y la selección de las soluciones de las pipetas usadas en la mayor parte de los estudios descritos en la presente se usó con el mismo objetivo. (-) -Nicotina y acetilcolina (ACh) , se compraron a Sigma-Aldrich (St. Louis, MO) . Todos los fármacos se prepararon diariamente a partir de soluciones de materia prima.
Para determinar la inhibición de las corrientes inducidas por ACh por compuestos de la presente invención, establecimos un registro de línea base estable aplicando 70 µ? ACh (5-10 aplicaciones consecutivas habitualmente estables) . Luego se aplicó conjuntamente ACh (70 µ?) con el compuesto de ensayo en una gama de concentraciones de 1 nM a 10 µ?. Dado que la cola de la corriente (corriente medida al cabo de 0,5 s de aplicación de ACh) experimentó los cambios más profundos, los gráficos de inhibición y recuperación representan la amplitud de la corriente de cola.
Resumen en Tablas Como se muestra en la Tabla 1, los compuestos representativos de la presente invención normalmente presentan constantes de inhibición (valores de Ki) para los subtipos de receptores a ß2 humano y ganglionar en la gama de 1-100 mM, lo cual indica una baja afinidad para los sitios de unión ortoestéricos (es decir, el sitio de unión del agonista competitivo) de estos subtipos de receptores. Los datos de la Tabla 1, sin embargo, también ilustran que los compuestos representativos de la presente invención inhiben eficazmente el flujo de iones para estos subtipos de receptores, con valores de IC50 típicos inferiores a 2 mM y valores de Imax típicos de >95%. Tomados juntos, estos datos demuestran que los compuestos representativos de esta invención son eficaces en la inhibición del flujo de iones mediado por estos subtipos de receptores a través de un mecanismo que no consiste en la unión en los sitios ortoestéricos.
Tabla 1 Las respuestas farmacológicas específicas observadas pueden variar de acuerdo con y según el compuesto activo particular seleccionado o si están presentes portadores farmacéuticos, así como el tipo de formulación y la forma de administración empleada, y dichas variaciones o diferencias esperadas en los resultados están contempladas de acuerdo con la práctica de la presente invención.
Aunque en la presente se ilustran y se describen detalladamente realizaciones específicas de la presente invención, la invención no se limita a ellas. Las descripciones detalladas precedentes se dan como ejemplos de la presente invención y no se deberá interpretar que constituyen ninguna limitación de la invención. Las modificaciones serán obvias para los expertos en el arte y todas las modificaciones que no se apartan del espíritu de la invención están incluidas dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Un compuesto de la Fórmula I: Fórmula I CARACTERIZADO porque : cada uno de R1 y R2 es individualmente H, alquilo de Ci-6/ o alquilo de Ci-6 sustituido con arilo, o R1 y R2 se combinan con el átomo de nitrógeno al cual están unidos para formar un anillo de 3 a 8 miembros, cuyo anillo se puede sustituir opcionalmente con sustituyentes de alquilo de C1-6, arilo, alcoxi de C1-6, o ariloxi; R3 es H, alquilo de Ci-6, o alquilo de Ci-6 sustituido con alcoxi de Ci_6; cada uno de R4, R5, R6, y R7 es individualmente H, alquilo de Ci-6, o alcoxi de Ci-6; L1 es una especie de conector seleccionada del grupo formado por CR8R9, CR^CR^R11, y O; L2 es una especie de conector seleccionado del grupo formado por CH2, CH2CH2, CH2CH2CH2 y CH2CH2CH2CH2 ; cada uno de R8, R9, R10, y R11 es individualmente hidrógeno o alquilo de Ci-6; y la línea de guiones representa un enlace doble opcional, o una sal farmacéuticamente aceptable de él.
2. El compuesto de acuerdo con la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque R1 es H y R2 es alquilo de Ci-6.
^ 3. El compuesto de acuerdo con las reivindicaciones l o 2, CARACTERIZADO porque R3 es alquilo de Ci-6.
4. El compuesto de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-3, CARACTERIZADO porque cada uno de R4 , R5, R6 y R7 es H. 20
5. El compuesto de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-4, CARACTERIZADO porque cada uno de L1 y L2 es CR8R9, y cada uno de R8 y R9 es hidrógeno.
6. El compuesto de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-5 CARACTERIZADO porque L2 es CH2CH2.
7. El compuesto de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-6, CARACTERIZADO porque la línea de guiones es un enlace simple.
8. Una composición farmacéutica CARACTERIZADA porque comprende un compuesto de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-7 y un portador farmacéuticamente aceptable .
9. Un método para el tratamiento o la prevención de una enfermedad o condición mediada por un receptor nicotínico neuronal, CARACTERIZADO porque comprende la administración de un compuesto de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-7.
10. El método de acuerdo con la reivindicación 9, CARACTERIZADO porque la enfermedad o condición es IBS-D, OAB, adicción a la nicotina, dejar de fumar, depresión, trastorno depresivo mayor o hipertensión.
11. El uso de un compuesto de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-7, CARACTERIZADO por la preparación de un medicamento para el tratamiento o la prevención de una enfermedad o condición mediada por un receptor nicotínico neuronal .
12. El uso de acuerdo con la reivindicación 11, CARACTERIZADO porque la enfermedad o condición es IBS-D, OAB, adicción a la nicotina, dejar de fumar, depresión, trastorno depresivo mayor o hipertensión.
13. Un compuesto de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-7, CARACTERUZADI por el uso como una sustancia terapéutica activa.
14. Un compuesto de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-7, CARACTERIZADO por el uso en el tratamiento o la prevención de una enfermedad o condición mediada por un receptor nicotínico neuronal.
15. El compuesto de acuerdo con la reivindicación 13 o 14, CARACTERIZADO porque la enfermedad o condición es IBS-D, OAB, adicción a la nicotina, dejar de fumar, depresión, trastorno depresivo mayor o hipertensión.
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