MXPA00006155A - Compuestos de benzoxazina para mejorar la respuesta sinaptica. - Google Patents

Abstract

Se describen compuestos que tienen un sistema de anillo de benzoxazina segura y sus precursores, los cuales son utiles para mejorar las respuestas sinapticas mediadas por los receptores AMPA. Se describen tambien metodos para preparar tales compuestos, y metodos para su uso en el tratamiento de sujetos que sufren de nervios perjudiciales o funcionamiento intelectual debido a las deficiencias en el numero de sinapsis excitativos o en el numero de receptores AMPA. Pueden tambien ser utilizados los compuestos de la invencion para el tratamiento de sujetos no perjudiciales para mejorar la realizacion en tareas motoras sensitivas y cognoscitivas que dependen de redes cerebrales utilizando receptores AMPA y para mejorar la codificacion de la memoria.

Description

COMPUESTOS DE BENZOXAZINA PARA MEJORAR LA RESPUESTA SINAPTICA CAMPO DE LA INVENCIÓN La invención se relaciona a compuestos de benzoxazina útiles para la prevención y tratamiento de la insuficiencia cerebral, incluyendo el mejoramiento del receptor que funciona en la sinapsis en las redes cerebrales responsables para el comportamiento de orden mayor. En particular, la invención se relaciona a compuestos que son útiles para el tratamiento de la esquizofrenia, psicosis relacionada, y depresión, y para mejorar la fortaleza de la memoria en mamíferos, particularmente humanos.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La liberación •„ de glutamato en la sinopsis en muchos sitios en el cerebro anterior de mamífero estimula dos clases de receptores postsinápticos . Estas clases normalmente son referidas como receptores AMPA/quiscualato y ácido N-metil-D-aspártico (NMDA) . Los receptores AAMPA/quiscualato median una corriente p_ost-s_ináptica excitadora rápida independiente de voltaje (la epsc REF.121073 rápida) mientras que los receptores NMDA generan la corriente excitadora lenta dependiente de voltaje. Los estudios llevados a cabo en pedazos de hipocampos o corteza indican que la epsc rápida mediadora del receptor AMPA está lejos del componente dominante a lo sumo de la sinapsis glutamatérgica bajo la mayoría de las circunstancias . Los receptores MPA no son uniformemente distribuidos por el cerebro pero en cambio son principalmente restringidos al telencéfalo y cerebelo. Estos receptores se encuentran en concentraciones altas en las capas superficiales de neocortex, en cada una de las zonas sinápticas principales del hipocampo, y en el complejo estriatal, como se reportó por Monaghan y colaboradores, en Brian Research 324: 160-164 (1984). Estudios en animales y humanos indican que estas estructuras organizan procesos motores perceptuales complejos y proporcionan los sustratos para las conductas de orden mayor. Así, v los receptores de .AMPA median la transmisión en estas redes cerebrales responsables para un huésped de actividades cognoscitivas. Por las razones indicadas anteriormente, los medicamentos que mejoran el funcionamiento de los receptores de AMPA ofrecen beneficios significantes para el desempeño intelectual. Los medicamentos también deben facilitar la codificación de la memoria. Estudios experimentales, tales como aquéllos reportados por Arai y Lynchs, Brain Research, 598:173-184 (1992), indican que aumentan el tamaño de la respuesta (s) sináptica mediadora del receptor de AMPA reforzando la inducción de potenciación a largo plazo (LTP) . La LTP es un aumento estable en la fuerza de los contactos sinápticos que siguen la actividad psicológica repetitiva de un tipo conocido para ocurrir en el cerebro durante el aprendizaje. Los compuestos que refuerzan el funcionamiento de los receptores de glutamato del tipo .AMPA facilitan la inducción de LTP y la adquisición de tareas de aprendizaje medidas por un número de paradigmas. Granger y colaboradores, Synapse 15:326-329 (1993); Staubli y colaboradores, PNAS 91:777-781 (1994); Arai y colaboradores, Brain Res . 638:343-346 (1994); Staubli y colaboradores, PNAS 91:11158-1162 (1994); Shors y colaboradores, Neurosci . Let . 186:153-156 (1995); Larson y colaboradores, J. Neuroßci . 15:8023-8030 (1995); Granger y colaboradores, Synapse 22:332-337 (1996); Arai. y colaboradores, JPET 278:627-638 (1996); Linche y colaboradores, In ternat . Clin . Psychopharm. 11:13-19 (1996); Linche y colaboradores, Exp . Neurology 145:89-92 (1997); Ingvar y colaboradores, Exp. Neurology 146:553-559 (1997) : y la Publicación de la Solicitud de Patente Internacional No. WO 94/02475. Existe un cuerpo considerable de evidencia que muestra que el LTP es el sustrato de memoria. Por ejemplo, los compuestos que bloquean la interferencia de LTP con la formación de memoria en los animales, y ciertos medicamentos que rompen el aprendizaje en los humanos se oponen a la estabilización de LTP, como se reportó por del Cerro y Linch, Neuroscience 49:1-6 (1992). Un posible prototipo para un compuesto que selectivamente facilita el receptor de AMPA fue descrito por Ito y colaboradores, J. Phisiol . 424:533-543 (1990). Estos autores encontraron que el medicamento nootrópico aniracetam (N-anisoil-2-pirrolidinona) aumenta las corrientes mediadas por los receptores de AMPA del cerebro expresados en oocitos de Xenopus sin afectar las respuestas mediante el ácido y-aminobutírico (GABA), ácido aínico (KA), o receptores de NMDA. También se mostró la infusión de aniracetam en los pedazos de hipocampo para aumentar el tamaño sustancialmente de los potenciales sinápticos rápidos sin alterar las propiedades de la membrana en reposo. Se ha confirmado que el aniracetam refuerza las respuestas sinápticas en varios sitios en el hipocampo, y que no tiene efecto en los potenciales mediadores del receptor de NMDA. Ver, por ejemplo, Staubli y colaboradores, en Psychobiology 18:377-381 (1990) y Xiao y colaboradores, Hippocampue 1:373-380(1991). También se ha encontrado que el aniracetam tiene un ataque y fracaso extremadamente rápido, y puede aplicarse repetidamente sin efectos duraderos aparentes; éstas son valiosas características para los medicamentos de conducta pertinentes. Desafortunadamente, no es probable que la administración periférica del aniracetam influya en los receptores del cerebro. El medicamento sólo trabaja a concentraciones altas (~1.0 mM) y Guenzi y Zanetti, J. Chroma togr. 530:397-406 (1990) reportan que aproximadamente 80% del medicamento se convirtió a anisoyl-GABA que " sigue" la. administración periférica en humanos. Él metabolito, anisoyl-GABA, se ha encontrado que tiene sólo efectos similares al aniracetam débiles. Por consiguiente, existe una necesidad de identificar nuevos compuestos para el uso en mejorar o reforzar las respuestas sinápticas, y particularmente para tratar o aliviar las condiciones tales como la depresión, esquizofrenia, conducta o comportamiento de forma esqµizofrénica, y otras condiciones psicópatas, dependencias de medicamentos tales como adiciones de abuso de medicamentos, y para reforzar la memoria y otras funciones cognoscitivas. Los compuestos se describen más adelante.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Se ha descubierto ahora que las respuestas sinápticas mediadas por los receptores de AMPA son aumentadas por la administración de una nueva clase de derivados de benzoxazina descrita más adelante. La capacidad de estos compuestos para aumentar las respuestas mediadoras del receptor de AMPA producen los compuestos útiles sirviendo una variedad de propósitos, incluyendo facilitar ei aprendizaje de las conductas dependientes en los receptores de AMPA, y usando medicamentos terapéuticos en condiciones en las cuales los receptores de AMPA o las sinapsis que utilizan estos receptores son reducidos en números o eficacia, o en aquellas circunstancias sería beneficioso cuando refuerzan la actividad sináptica excitadora . Estas y otras caracter sticas y ventajas de la invención se volverán más aparentes de la descripción que sigue.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Las FIGURAS 1A-1B son gráficas en barras que muestra dependencia de dosificación en una prueba de memoria que implica la administración de un compuesto ejemplar de acuerdo con la presente invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN En un aspecto, la presente invención incluye compuestos de benzoxazina que tienen la siguiente fórmul : En esta fórmula: X está ausente o representa de uno a cuatro sustituyentes sin hidrógeno independientemente seleccionados de ciano; halógeno; hidroxi; amino, alquilamino o dialquilamino de ( C? -C -_ ) ; nitro; tiol; alquiitio de 'C:-C¿; alquilo, alquenilo o alquinilo de ^- -íZ : alcoxi, alquenoxi o alquinoxi de C:-C? ; alquilsulfonamido, alquenil sul fonamido o alquinilsulfonamido de C:-C— ; alquiladlo de C^-C-.;; Ar, Aroxi, Aramino, Artio, Aroxialquilo, Arsul fonamido o Aracilo de Cj-C-.-, donde Ar representa una porción carbocíclica aromática, una porción heterocíclica aromática, una porción alquilo carbocíclica aromática o una porción alquilo heterocíclica aromática; carboxilo; carboxialquilo de UC?2; de tal manera que cualquiera de los grupos que contienen carbono precedentes pueden ser sustituidos con uno o más sustituyentes seleccionados de alquilo inferior, alcoxi inferior, hidroxi, ciano, halo, amino, alquilamino y dialquilamino, donde alquilo es preferiblemente alquilo de C-_-C:, o fluoroaiquilo de C7-C3; y donde el compuesto contiene dos grupos X adyacentes, los dos grupos X adyacentes juntos a la vez forman un anillo fusionado de alquilo, heteroalquilo, arilo o heteroarilo, como se ilustra por los siguientes ejemplos: en los cuales : cada caso de R' es independientemente H, alquilo de C?-C¿, o fluoroalquilo de C1-C3, siendo preferido con H y alquilo de C1-C3; cada caso de R es independientemente H, halógeno, ciano, hidroxi, alcsxi de C?-C0, fluoroalcoxi de C1-C3, tiol, alquilo de C?-C6, fluoroalquilo de C:-C , alcoxialquilo de C -C0, arilo de Ce-C—, heteroarilo de CJ-CÍ;, arilalquilo de Ct-C: , heteroarilalquilo de C -C:,;, ariloxi de C.;-C— , ariloxialquilo de C--C._, arilalcoxi de C--C:; o heteroarilalcoxi de C; -C-__ , con K, halógeno, ciano y alcoxi que son preferidos, y de tal manera que cuando R~ es hidroxi, tiol, alcoxi, fluoroalcoxi, ariloxi o arilalcoxi, n es 3 ó 4 y tal grupo R" no está unido al mismo carbono como el grupo Z o el nitrógeno de benzoxazina amida; Y es CR3"':, CR'A:CR3'7 o CRi =CR", dcnde cada caso de R~" es independientemente H, halógeno, ciano, alquilo de C-_-C0, fluoroalquilo de C-_ -C1 r alcoxialquilo de C:-C¿, arilalquiio de U-C—, heteroarilaiquilo de C.-C— o ariloxialquilo de CT-CIC, siendo preferidos con E, ciano, alquilo de C:-C3, fluoroalquilo de C-., arilalquilo de ,y heteroarilalquilo de C -C4, y siendo más prefridos H, ciano, alquilo de C:-C3/ y fluoroalquilo de C: son más preferidos; cada caso de R3B es independientemente H, ciano, hidroxi, alcoxi de C?-C&/ alquilo de Ci-C, fluoroalquilo de C -. -C x , alcoxialquilo de C^-C.,, o arilalquilo de C--C:_, heteroarilalquilo de C,-C:_, ariloxi de C.;-C?:, ariloxialquilo de C--C12 arilalcoxi de C -C?2 o heteroarilalcoxi de C -C::, siendo preferido con H, ciano, alcoxi, alquilo de C:-C3, y fluoroalquilo de d; cada caso de R3C es independientemente H, alquilo de Ci-Cs, o fluoroalquilo de C-_-C3; Z es un heteroátomo tal como O, NR' o S; cada caso de R es independientemente H, alquilo de C:-C¿, fluoroalquilo de C-.-C3, arilaíquilo de C--C— o heteroarilalquilo de C -C:_, siendo preferido con alquilo de C:-C3; y n es 2 , 3 ó 4. Entre los compuestos definidos por ia fórmula anterior, son preferidas ciertas subclases adicionales. Cada caso de X, que puede ser el mismo o diferente, es de preferencia alquilo, alcoxi, alquenoxi, aiquinoxi, alcoxialquilo, carboxialquilo, conteniendo todos no más de seis átomos de carbono, ariloxialquilo de C0--C:; (donde la porción alqjuilo del grupo ariloxiaíquilo es C:-C ), dialquilamino, alquiltio y alquilaciio, donde los grupos alquilo en los tres grupos precedentes contienen no más de seis átomos de carbono. Preferiblemente, el compuesto contiene uno o dos grupos X. Donde hay solamente un grupo X, X es de preferencia NR3 , R OCB7 o R40, donde RJ es como se definie en lo siguiente, y R4 es H, alquilo de C- -C& , o fluoroalquilo de C?-C3/ y R4 es de mayor preferencia alquilo de C3.-C3 o perfluoro-alquilo de Ci-C-, siendo más preferido con R =CH(CH )2 o CF3. Cuando el compuesto contiene un grupo X de halógeno, se prefiere que el compuesto también contenga un segundo grupo X que no sea un halógeno. En otra modalidad preferida, el compuesto contiene dos grupos X adyacentes que tomados juntos forman un anillo fusionado como se ejemplifica en lo anterior, siendo preferido con metilendioxi o etilendioxi. En una modalidad, alquilo es alquilo fluorado . Z es de preferencia O o S, y de más preferencia es O. En una modalidad más específica, la presente invención incluye compuestos que tienen la siguiente estructura : p X" y X2 son independientemente seleccionados de H, NR2;, -OR4, y -CH2OR4; o X- y X2 tomados juntos son -OCR520-, OCR^CR^O- o -OCR5=CR?0-; o X" y X2 tomados juntos son -N=CR"CR'"=N; o X" y X2 tomados juntos son -N=CR"NR~- ; o X" y X2 tomados juntos son =N-0-N= o =N-S-N=; o X" y X" tomados juntos son -0-CR'=N-; Z es O, NR", O S; cada caso de R" es independientemente H, alquilo de C-_-C¿, o fluoroalquilo de C-.-Cj, siendo preferido con H y alquilo de C-_-C -t ; cada caso de R~ es independientemente H, halógeno, ciano, hidroxi, alcoxi de C?-C„, fluoroalcoxi de C:-C3, tiol, alquilo de C;-C¿, fluoroalquilo de C:-C:., alcoxialquilo de C;-Cc, arilo de g- -. t heteroarilo de C3-C: , arilalquilo de Ct-C:_, heteroarilalquilo de C -C12, ariloxi de C?-C?2, ariloxialquilo de C--C:¿, arilalcoxi de C~- Ci , o heteroarilalcoxi de C4-C—, siendo preferido con H, halógeno, ciano, y alcoxi, y de tal manera que cuando R2 es hidroxi, tiol, alcoxi, fluoroalcoxi, ariloxi o arilalcoxi, n es 3 ó 4 y tal grupo R" no está unido al mismo carbono como el grupo Z o el nitrógeno de benzoxazina amida; cada caso de R3 y R7 es independientemente H, alquilo de -d/ fluoroalquilo de C -C3, arilalquilo de C~-C-__, o heteroarilalquilo de Cj-Cn, siendo preferido con alquilo de C:-C3; cada caso de R" es independientemente H, alquilo de C:-C-:, fluoroalquilo de d-d, alcoxialquilo de d-d, arilalquilo de d- d-, heteroarilalquilo de C.-C-. .- o ariloxialquilo de C--C:;, siendo preferido con H, alquilo de d-d, fluoroalquilo de d-d; cada caso de R es H, halógeno, ciano, alquilo de C-.-C,, fluoroalquilo de C-_-C . , alcoxialquilo de C_-C-, arilalquilo de C--C-.J, heteroarilalquilo de C -C1 , o ariloxialquilo de Ct-C— , siendo preferido con H, ciano, alquilo C:-C3, fluoroalquilo de Cl r arilalquilo de d-d: y heteroarilalquilo de CJ-CAJ, y siendo más preferido H, ciano, alquilo de - , y fluoroalquilo de C ; cada caso de R° es H, ciano, hidroxi, alcoxi de C?~d, alquilo de d-d, fluoroalquilo de Ci-d, alcoxialquilo de d-d, arilalquilo de d-C—, heteroarilalquilo de C4- di/ ariloxi de -C?2, ariloxialquilo de d-CX;, arilalcoxi de C—C?:, o heteroarilalcoxi de C4-CX;, siendo preferido con H, ciano, alcoxí, alquilo de d-d, y fluoroalquilo de d; y n es 2, 3 ó 4. Para cada uno de los grupos alquilo, arilo y heteroariio mencionados en lo anterior con referencia a la Fórmula II, se entenderá que uno o más átomos de carbono en tales grupos puede ser sustituido con uno o más miembros seleccionados del grupo que consiste de alquilo de d-d, alcoxi de d- , hidroxi, halo, amino, aiquilamino de Ci-d, o dialquilamino de d-d • En otra modalidad preferida, X" y X" tomados juntos son -0CR?;0- o ._-0CH7CR?;0- , y n es 2 ó 3. R: es de preferencia H, en cuyo caso n es de preferencia 2. En otra modalidad preferida, X: y X- tomados juntos son -N=CR5CR5=N, y n es 2 ó 3. Preferiblemente, los grupos R° son independientemente H o alquilo de C-.-CÓ. También R~ es preferiblemente H, en cuyo caso n es de preferencia 2.

En otra modalidad preferida, X" y X" tomados juntos son =N-0-N= o =N-S-N=; y n es 2 ó 3. Más preferiblemente, X" y X£ tomados juntos son =NON=, y R-es H, en cuyo caso n es de preferencia 2. En otra modalidad, la presente invención incluye precursores de los compuestos mostrados en lo anterior, que tienen la siguiente estructura: Fórmula Ul en donde, para los propósitos de esta estructura, X1, X~ , ,R", Z y son los mismos para la Fórmula II anterior. Como se utiliza en la presente, los términos "alquilo", "alquenilo" y "alquinilo" se refieren' a radicales monovalentes saturados e insaturados de acuerdo con sus significados estándar, incluyendo porciones de cadena lineal, de cadena ramificada y cíclicas, "que contiene opcionai ente uno o más heteroátomos en el anillo, tal como oxígeno, azufre y nitrógeno. Porciones cíclicas ejemplares incluyen ciclopentilo, ciciohexilo, tetrahidrofuranilo, pirrolidilo, piperidilo y morfolino. "Alquilo inferior", "aiquenilo inferior" y "alquinilo inferior" se refiere a tales grupos que contienen de uno a seis átomos de carbono. Grupos alquilo ejemplares incluyen metilo, etilo, isopropilo, 2-butilo, ciclopentiio y similares. El término "dialquilamino" abarca tales grupos en donde los dos grupos alquilo tomados juntos forman un anillo de 5 a 7 miembros que incluyen ei nitrógeno de amina como uno de los átomos en el anillo, tal como pirrolidilo. Por "halógeno" se quiere decir fluoro, cloro o bromo, y de preferencia fluoro. El término "fluoro" se utiliza en la presente para incluir tanto susti uciones de flúor simples como múltiples, siendo preferido con porciones de C:-C;. perfluorados. Los' términos, "arilo" y "porción carbocíclica aromática" significan un anillo aromático o estructura de anillo fusionado de átomos de carbono sin heteroátomos en el (los) anillo (s) . Ejemplos son fenilo, naftilo, antracilo y fenantracilo . Ejemplos preferidos son fenilo y naftilo, siendo más preferidos con feniio. Los términos "he eroarilo" y "porción heterocíclica aromática" se utilizan en la presente para significar un anillo aromático o estructura de anillo fusionado de átomos de carbono con uno o más átomos sin carbono, tales como oxígeno, nitrógeno y azufre, en el anillo, o en uno o más de los anillos en estructuras de anillo fusionado. Ejemplos son furilo, piranilo, tienilo, imidazilo, pirrolilo, piridilo, pirazolilo, pirazinilo, pirimidinilo, indolilo, quinolilo, isoquinolilo, quinoxalilo y quinazolinilo. Ejemplos preferidos son furilo, imidazilo, piranilo, pirrolilo y piridilo. Pueden sintetizarse los compuestos de la presente invención en una variedad de maneras, utilizando técnicas químicas sintéticas convencionales. Así, la presente invención incluye un método para sintetizar un compuesto de benzoxazina de acuerdo con la Fórmula I o II anteriores. En el método, se activa un ácido salicílico apropiadamente sustituido (es decir, conteniendo la sustitución del grupo X deseada en el anillo fenilo) utilizando un agente activante de ácido carboxílico en presencia de un solvente anhidro apropiado tal como diclorometano, cloroformo, tetrahidrofurano, acetato de etilo, o similares. Los agentes activantes del carboxilo ejemplares incluyen carbonildiimidazol, cloruros de ácido inorgánico como fosgeno, y anhídridos de ácido carboxílico tal como anhídrido de ácido trifluoroacético. Se hace reaccionar entonces el ácido salicílico activado con una amina de alquilo sustituida con heteroátomo de la forma NH2 (CR2) nZH, donde n es 2, 3 ó 4, y Z es un heteroátomo tal como 0, NHR , o S, con R2 y R7 definidos en lo anterior, bajo condiciones efectivas para formar un aducto de amida que tiene la estructura mostrada en la Fórmula III anterior. Por ejemplo, la reacción del ácido salicílico activado con un aminoalcohol proporciona un compuesto de Fórmula III en donde Z = O. La reacción con un aminotiol proporciona un compuesto con Z = S. Después de retirar los reactivos residuales, si se desa (por ejemplo, por cromatografía de gel de sílice), se hace reaccionar el aducto de amida con un trialquilortocarboxilato de la forma RC(OR')3 bajo condiciones efectivas para ciclizar la porción de Z, el nitrógeno de amida, y el oxígeno fenólico vía el átomo de carbono central (marcado con un asterisco) del reactivo RC*(0R')3/ que resulta .en la formación de un compuesto de benzoxazina de acuerdo con la Fórmula I ó II anterior, donde la porción de R" en al Fórmula I ó II deriva de R en el reactivo RC(0R')3. Preferiblemente, la reacción se dirige en presencia de un catalizador ácido tal como un ácido de aril o alquilsulfónico (por ejemplo, tosilato), ácido trifluoroacético o ácido fórmico, en un solvente de baja basicidad tal como cloroformo o diclorometano, por ejemplo. Puede ser purificado el producto de benzoxazina por métodos estándar, por ejemplo, cromatografía de gel de sílice, y puede refinarse adicionalmente - por recristalización. Preferiblemente, la porción de Z en el producto de benzoxazina es 0 o S, y más preferiblemente es O. En otro esquema de reacción, los compuestos de la invención pueden ser preparados activando el grupo carboxilo de un ácido salicílico sustituido apropiadamente como en lo anterior, seguido por la adición de una 2-oxazolina, 2-tiazolina, o 2-imidazolina insustituida o sustituida para dar el compuesto deseado de acuerdo con la fórmula I ó II . Se proporcionan protocolos sintéticos ejemplares para preparar compuestos de acuerdo con la presente invención en los Ejemplos 1 a 8 más adelante. Los compuestos descritos anteriormente pueden incorporarse en una .. variedad de formulaciones (por ejemplo, en cápsulas, tabletas, cápsulas de liberación medida, jarabes, supositorios, formas inyectables, etc.) para la administración a un sujeto. Similarmente, pueden emplearse varios modos de liberación (por ejemplo, oral, bucal, rectal, parenteral, intraperitoneal, etc.). Los niveles de dosis empleados pueden variar ampliamente, y pueden ser determinados rápidamente por aquéllos expertos en la técnica. Las formulaciones preferidas de los compuestos son preparaciones orales, particularmente cápsulas o tabletas que contienen cada una de aproximadamente 1 mg hasta aproximadamente 100 mg del ingrediente activo. Dependiendo de la resistencia del compuesto, por ejemplo, una dosificación normal puede ser una tableta de 10 mg tomada una vez al día, o una cápsula de liberación retardada o tabletas de 100 mg tomadas una vez al día. El efecto de liberación retardada puede ser obtenido por materiales encapsulados que se disuelven a valores de pH diferentes, por cápsulas que los liberan lentamente por presión osmótica, o por cualquier otro medio conocido de liberación controlada. Los sujetos contemplados para el tratamiento con los compuestos de la invención incluyen humanos, animales domésticos, animales de laboratorio, y similares. Por consiguiente, pueden emplearse los compuestos de la invención para disminuir la cantidad de tiempo necesitada para estudiar una tarea cognoscitiva, motora o perceptual. Alternativamente, los compuestos de la invención, pueden emplearse en formulaciones apropiadas para aumentar el tiempo para que sean retenidas las tareas cognoscitivas, motoras o perceptuales . Como otra alternativa, los compuestos de la invención, en formulaciones apropiadas, pueden emplearse para disminuir la cantidad y/o severidad de errores hechas en revocar una tarea cognoscitiva, motora o perceptual. Tal tratamiento puede demostrar especialmente ventajas en individuos que han sufrido lesión en el sistema nervioso, o quiénes han resistido la enfermedad del sistema nervioso, especialmente lesión o enfermedad que afecta el número de receptores de AMPA en el sistema nervioso. Se administraron compuestos de la invención al individuo afectado, y después de esto, el individuo se presenta con una tarea cognoscitiva, motora o perceptual. El desempeño del individuo es detectablemente mejorado como resultado de la administración del compuesto. Los moduladores positivos, metabólicamente estables, de los receptores de AMPA que son activos en el CNS tienen muchas aplicaciones potenciales en humanos. Por ejemplo, aumentando la fuerza o resistencia de la sinapsis excitadora pudiendo compensar las pérdidas de sinapsis o receptores asociados con el envejecimiento y enfermedades del cerebro (por ejemplo, de Alzheimer) . Reforzando los receptores de AMPA pueden causar un procesamiento más rápido por las circuiterías multisinápticas encontradas en regiones del cerebro superiores y de esta manera producen un aumento en la función perceptual-motora e intelectual. Como otro ejemplo, debido al aumento de las respuestas mediadas por el receptor de AMPA facilita que los cambios sinápticos del tipo que aparenta codificar la memoria, pueden utilizarse los compuestos de la invención como reforzadores de la memoria. Aplicaciones adicionales para los compuestos de la presente invención incluyen restauradores bioquímicos y sinápticos que se equilibran entre la red cerebral donde ocurre un desequilibrio debido a disminución de las corrientes del receptor de AMPA. Tales usos terapéuticos incluyen, pero no se limitan a, el tratamiento de desórdenes psiquiátricos y neurológicos tales como la esquizofrenia, conducta en forma esquizofrénica, otras psicosis y depresión clínica. Por consiguiente, los compuestos de la invención, en formulaciones apropiadas, pueden emplearse para disminuir la cantidad de tiempo necesitada para aprender una tarea cognoscitiva, motora o perceptual. Alternativamente, pueden emplearse compuestos de la invención para aumentar-, el tiempo para que se retengan las tareas cognoscitivas, motoras o perceptuales . Como otra alternativa, pueden emplearse compuestos de la invención para disminuir la cantidad y/o severidad de errores hechos recordando una tarea cognoscitiva, motora o perceptual. Tal tratamiento puede demostrar especialmente ventajas en individuos quiénes han sufrido lesión en ei sistema nervioso, o quiénes han resistido una enfermedad del sistema nervioso, especialmente lesión o enfermedad que afecta el número de receptores de AMPA en el sistema nervioso . Los compuestos de la presente invención también pueden utilizarse como una herramienta para estudiar las propiedades biofísicas y bioquímicas del receptor de AMPA y las consecuencias de reforzar selectivamente la transmisión excitadora en el funcionamiento de la circuitería neuronal . Debido a que los compuestos de la invención alcanzan la sinapsis central, permiten probar los efectos de la conducta reforzada o mejorada de las corrientes del receptor de AMPA. Los estudios que demuestran la capacidad de los compuestos de la presente invención para reforzar o mejorar la función del receptor de MPA, y de esta forma refuerzan las actividades cognoscitivas, se describen en el Ejemplo 9. En un primer estudio, los compuestos preparados como se establece en los Ejemplos 1 a 8 se probaron por su capacidad para reforzar las respuestas excitadoras (campo EPSPs) en te ido del hipocampo de rata. Los pedazos o trozos del tejido de hipocampo se hicieron penetrar con fluido cerebroespinal artificial que contiene concentraciones crecientes del compuesto de prueba en intervalos de 15-30 diminutos separados por perfusión con ACSF sin el compuesto de prueba, y el porcenta e aumenta en amplitud de EPSP y la anchura media antes y después de que la perfusión del compuesto sea determinada. Con referencia a la Tabla 1, puede verse que los compuestos de la invención muestran efectos de EPSP significativos, que varían de aproximadamente 8:- a aproximadamente 35% basados en las concentraciones de los compuestos que varían de aproximadamente 5 µM a aproximadamente 100 µM. Por ejemplo, el compuesto 1, donde Z es O, R es CH, R° es CEZ, R es H, y n es 2, produciendo un aumento en la respuesta de EPSP del 34"- cuando se difunde en una concentración de 30 uM. Sobre la misma actividad se observa para el compuesto 4, en conde Z es azufre, indicando que sustitución de azufre por oxígeno en esta posición proporciona una actividad similar a aquella del compuesto que contiene oxígeno. Con referencia a los compuestos 1 y 2, la expansión del anillo a mano izquierda a seis átomos del anillo cuando R' es CH¿CH; dando lugar a la actividad reforzada,., como es evidenciado por el aumento del 35% en EPSP producido por una concentración del compuesto de 5 µM, haciendo esta una substitución preferida. También se obtienen buenos resultados con el compuesto 3, teniendo un grupo gem-dimetilmetilo más voluminosos _ en la posición de R°, que produce un aumento del 33% en EPSP a una concentración de 30 µM. Esto indica que otras sustituciones pueden hacerse en esta región mientras se mantenga la actividad biológica fuerte. La sustitución con porciones de CH2-CH(CH3) y CH{CH3)CH¿ en el anillo a mano derecha, con relación al compuesto 1, produce respuestas inferiores de EPSP en concentraciones del compuesto de 30 µM, indicando que estas sustituciones son menos preferidas por este ensayo. En particular, la presencia de un grupo alfa de metileno sustituido con metilo en el átomo de nitrógeno de amida (compuesto 6) parece bajar la actividad relativa en el caso donde el grupo de metileno sustituido con metilo es alfa en el oxígeno (Z) del anillo (compuestos 5.1 y 5.2). La sustitución con una cadena de propileno en la posición (CR2 ) (compuesto 7) produce algo de la actividad mejorada, con relación a los compuestos 5.1, 5.2 y 6, aunque no es mayor en cuanto al compuesto 1 (etileno) . Así, los compuestos en donde n = 2 representan una modalidad preferida. El compuesto 8 (R = CCH:. ) muestra menos pero a pesar •„ de esto la actividad de EPSP significante, con un aumento de EPSP observado del 8- '- a una concentración de 100 µM, indicando que sustituciones más voluminosas en esta posición pueden mostrar menor actividad. También están incluidos en la Tabla 1 los datos recolectados por un compuesto de anillo abierto de acuerdo con la fórmula III anterior, que se preparó como se describió en el Ejemplo 1 (compuesto li) . La respuesta de EPSP aumentada observada por este compuesto demuestra que el cierre del anillo no es esencial para la actividad. Sorprendentemente, ha " sido encontrado por los solicitantes que los compuestos de la presente invención, que contienen un heteroátomo en la posición Z muestra una actividad sustancialmente mayor que los compuestos correspondientes que contienen CH_ en esta posición. Teniendo esto en cuenta, se observa que los compuestos 1, 2 y 7 muestran que las actividades que refuerzan el EPSP aproximadamente 3- a 10-veces más potentes que los análogos que contienen metileno lc, 2c y 7c. Estos resultados indican que la presencia de un heteroátomo en la posición Z es un factor contribuyente para las potencias mayores de los compuestos presentes. La capacidad de un compuesto para producir un aumento en la respues-ta de EPSP ha sido un predictor confiable de la capacidad para mejorar la memoria en la tarea de laberinto radial de 8 brazos. La última columna de la Tabla 1 lista las dosis de umbral de compuestos que son eficaces para producir mejoras significantes de memoria en ratas probadas en un paradigma de aprendizaje utilizando un laberinto radial de 8 brazos como se describió en Staubli y colaboradores, PNAS 91:11158-1162 (1994) . Los compuestos de la presente invención producen una respuesta de dosis graduada en esta prueba de conducta, como se ilustró en la Figura 1 para el compuesto 1. La mitad izquierda de la figura muestra el número promedio de opciones correctas antes de la ocurrencia del primer error en la fase de retención de la tarea a tres dosificaciones diferentes (0.03, 0.1, y 0.5 mg/kg). La barra recta de cada par representa los resultados para los mismos animales que se les administró el vehículo solo en días alternados de prueba. La mitad derecha de ia figura muestra el número promedio de errores totales observados en la administración siguiente de una dosificación de compuesto dada (la barra a mano izquierdo de cada par de datos) comparado al vehículo solo (la barra a mano derecha de cada par de datos) . Como puede observarse, la administración del compuesto 1 a dosificaciones de 0.03, 0.1 y 0.5 mg/kg produce en forma consistente un aumento dependiente de la dosis significativa, en el número promedio de opciones correctas antes del primer error, relativo a los controles apropiados, así como también una reducción dependiente de la dosis significativa, en el número promedio total de errores.

Además se muestran los datos obtenidos utilizando esta prueba de memoria en la columna más a la derecha de la Tabla 1. Como puede observarse, los compuestos de acuerdo con la invención muestran un potencia alta mediante este método, con los compuestos 1 y 2 que muestran las dosis efectivas mínimas (MEDs) de 50 y 10 µg/kg, respectivamente. También, se puede observar que los compuestos de la invención muestran actividades que refuerzan la memoria significativamente mayores v10- a 20-veces mayores) que los análogos que contienen metileno en lugar de oxígeno en la posición Z (comparando los compuestos 1 y 2 con le y 2c) , corroborando los resultados de EPSP. Los compuestos de las fórmulas I y II son quirales en virtud del carbono quiral que se une a las porciones de O, N y Z juntos, y que llevan el sustituyente R" . Debido a sus configuraciones stereoisoméricas diferentes, los enantiómeros no tendrán necesariamente las mismas actividades biológicas. De acuerdo con otro aspecto de la invención, se ha encontrado por los solicitantes que los compuestos quirales de las fórmulas I y II, las cuales son normalmente sintetizadas en formas racémicas, son solubles en su enantiómeros constituyentes, que de hecho tienen actividades biológicas diferentes.

De esta manera, la presente invención incluye un método para separar los estereoisómeros de los compuestos quirales de la invención (Fórmulas I y II) haciendo uso de su retención diferencial en un soporte quiral estacionario. En el método, la mezcla racémica o diastereomérica se disuelve en un solvente apropiado de fuerza de elución baja, que variará dependiendo de la sustancia soluta y la fase estacionaria y puede determinarse por aquéllos expertos en la técnica, y aplicarse a una columna adecuada que está empacada con una fase estacionaria quiral apropiada. Los isómeros individuales se eluyen entonces a partir de la columna por el uso de una composición solvente adecuada ocasionando elución diferencial de los isómeros. Los isómeros eluidos pueden volverse a aplicar a la misma o diferente columna para llevar además el refuerzo a la resolución si no es suficiente, o puede aplicarse a un soporte estacionario contenido en un aparato de cama de movimiento simulado de mayor eficacia. Un soporte quiral estacionario ejemplar se da en el Ejemplo 10 más adelante. También, después que es posible que el orden de elución de los enantiómeros puede variar dependiendo de la estructure del compuesto particular que es resuelto, y la naturaleza de la fase estacionaria seleccionada, la actividad de cada enantiómero resuelto debe ser determinada por los métodos descritos en el Ejemplo 9, o cualquier otro método adecuado, para determinar las potencias relativas de los enantiómeros resueltos. El Ejemplo 10 ilustra las actividades biológicas diferentes de los enantiómeros de ia invención utilizando el compuesto 1 por vía de ejemplo. Como se detalló en Ejemplo 10, el compuesto racémico 1 (Ejemplo 1) se carga en una columna de HPLC quiral (Daicel 20 x 200 mm Chiralpak AD) utilizando una fase móvil de etanol/hexano 70:30 hasta que la carga se completa. Se cambión entonces la fase móvil a 2-propanol/hexano 70:30 durante 55 minutos a 3 ml/min, seguida por 2-propanol/hexano 80:20. El primer enantiómero eluido cen un tiempo de retención de aproximadamente 61 minutos, y el segundo, después de 82 minutos. Los enantiómeros resueltos se purificaron adicionalmente por cristalización y luego se probaron por los métodos descritos en el Ejemplo 9. Con referencia a la Tabla 2 (Ejemplo 10), se observa que la mayoría o toda la actividad biológica observada para el compuesto 1 reside en solamente uno de los enantiómeros, es decir, el primer enantiómero eluido bajo las condiciones descritas en el Ejemplo 10. Además, el primer enantiómero eluido es significativamente más potente que la forma racémica. Específicamente, el primer enantiómero eluido muestra un aumento de EFS? de 80°; cuando se presenta a 50 µM (Tabla 2) , mientras la mezcla racémica muestra un aumento de 34% en una concentración de 30 µM (Tabla 1) . A la inversa, el segundo enantiómero eluido no hace el cambio detectable en la respuesta de EPSP cuando se presenta en una concentración de 50 µM (Tabla 2) . Estos resultados son reforzados por los resultados de la prueba del laberinto discutida en el Ejemplo 9. El enantiómero activo del compuesto 1 produce un MED de 10 µg/kg, mientras que el MED del enantiómero menos activo es 50-veces mayor (500 µg/kg), aunque hay todavía un efecto de memoria beneficioso. Por consiguiente, los métodos de tratamiento de la invención pueden emplear una forma enriquecida enantiómericamente de los compuestos descritos que consisten predominantemente o casi exclusivamente de la forma biológicamente activa, de ese modo aumentar la potencia (en una base de masa) del compuesto administrado. En una modalidad preferida, el enantiómero más activo está presente con un exceso, enantiomérico de al menos 80% (es decir, una proporción de enantiómero más activo al enantiómero menos activo mayor que 9:1). Utilizando la metodología descrita en el Ejemplo 10, los enantiómeros R y S resueltos de los compuestos de la invención se obtienen rutinariamente de mayor que 99% de pureza enantoimérica (exceso enantiomérico del 98%). Además, la administración del enantiómero más activo también puede mejorar el perfil de efecto secundario del compuesto. A la inversa, el enantiómero menos activo puede utilizarse en proporciones y cantidades variantes como un diluyente para compensar la degradación o modificación metabólica de la forma más activa in vivo . Por ejemplo, si el compuesto administrado se aclara demasiado rápido de la corriente sanguínea, una cantidad aumentada del enantiómero menos activo puede ser administrada para disminuir la claridad de la forma más activa. Así, la invención considera el uso del enantiómero menos activo en exceso sobre la forma más activa. En particular, la invención contempla un compuesto de la invención que tiene un exceso enantiomérico del enantiómero menos activo de al menos 80%. Las proporciones relativas de los dos enantiómeros apropiados para una indicación dada también puede depender del posible efecto inhibidor en la unión del receptor que el enantiómero menos activos pueden tener en el enantiómero más activo. A partir de lo- anterior, puede observarse cómo se reúnen los objetos y ventajas de la invención. La invención proporciona compuestos que son útil para reforzar las respuestas sinápticas del receptor del cerebro, y la utilidad hallada en una variedad de aplicaciones, terapéuticas. Los compuestos son útiles como antidepresivos, y para mejorar la fuerza y duración de la memoria. Los compuestos también son útiles para mejorar problemas del motor sensorial, y para aliviar la psicosis tal como esquizofrenia y la conducta en forma esquizofrénica. Además, los compuestos son sintetizados fácilmente por métodos químicos convencionales, y pueden resolverse en stereoisómeros separados si se desea. Los ejemplos siguientes sólo se ofrecen para propósitos de ilustración y no se piensa que limiten el alcance de la invención de forma alguna.

Ejemplo 1 7 , 8-Dihidro-5aH, 1 Off-l , 3-dioxolo [ 4 , 5-?r] oxazolo [2 , 3-£>] benzo?azin-10-ona (1) Se comenzó la síntesis con la preparación de ácido 3 , 4 -me tilendioxisalicílico de sesamol y dióxido de carbono de acuerdo con la reacción de Kolbe-Schmitt bien conocida como sigue. Se disolvió sesamol (5.0 g, 36 mmoles) en 20 ml de diglima anhidra en un aparato de alta presión de 25O ml (Parr Instruments Co.) y se trató con 1.44 g (36.0 mmoles) de hidruro de sodio al 60%. Se continuó la agitación por 20 minutos, después que se presurizó el aparato a 700 psi con dióxido de carbono y se caliento a 190°C por 8 horas. Se enfrió el aparato, a temperatura ambiente y se ventiló el dióxido de carbono. Se diluyó la mezcla de reacción con 50 ml de éter dietílico y se acidificó con ácido clorhídrico al 10% (10 ml ) . Dilución adicional de la mezcla con 500 ml de éter dietílico y transferida a un embudo separador generando una capa acuosa, que se eliminó y extrjo con éter dietílico. Se eliminaron las capas orgánicas y se extrajeron exhaustivamente con bicarbonato de sodio saturado. Se combinaron las soluciones de bicarbonato, se acidificaron con ácido clorhídrico al 10%, y se extrajeron completamente con éter dietílico. Se combinaron los extractos de éter dietílico, se lavaron con cloruro de sodio saturado, y se secaron sobre sulfato de sodio anhidro. La concentración de la solución seca ( in va cuo) dio 4.5 g (68%) de ácido 3 , - etilendioxisalicilico como un sólido beige. Espectroscopia infrarroja (IR) (película delgada) : 2869, 2351, 1637, 1478, 1442, 1419, 1240, 1194, 1124, 1036, 930, 854, y 692 cm":. También se sintetizó ácido 3 , 4-metilendioxi-salicílico por el -siguiente método alterno. Se mezclaron sesamol (7.00 g; 50.7 mmoles), tetracloruro de carbono (10.0 g; 65.0 mmoles), polvo de cobre (20 mg) , y 30 ml de solución de hidróxido de sodio al 48% (p/v) a temperatura ambiente y luego se llevó a reflujo por, 8 horas. Se trató la solución básica como en lo anterior para producir 5.0 g (53c.) del salicilato como un sólido beige. Se suspendió ácido 4 , 5-metilendioxisalicílico (2.215 g; 12.17 mmoles) de cualquiera de los dos procedimientos descritos en lo anterior en 25 ml de CHrCl , a ia cual se agregaron 2.06 g (4.6% en exceso) de carbonildiimidazol- Se desarrolló dióxido de carbono y la solución se volvió rápidamente homogénea. Después de 4.5 horas, se agregó la solución de salicilato activada, con agitación, durante un período de 5 minutos a 1.65 g (aproximadamente 2 equivalentes) de etanolamina en 30 ml de CH?Cl¿, la cual provocó un aceite oscuro separándolo de la solución. Se enfrió bruscamente la reacción por la adición de 1.4 ml (2 equivalentes) de ácido acético y se purificó la N-hidroxietilsalicilamida resultante por cromatografía en gel de sílice. Se eiuyó el producto (compuesto li) con hexano/acetato de etilo/etanol (40/66/4) seguido por un producto lateral que equivale a 175 mg . Se concentraron fracciones del producto principal sobre un evaporador rotatorio y se diluyó con éter de petróleo. Se recolectó el precipitado floculento, blanco resultante por filtración y se secó i n va cuo . El rendimiento de la primera cosecha fue de 2.06 g. Una segunda cosecha fue de 115 mg, o un rendimiento total de 79%. P.f. = 140.8 -142.0 ° C; UV/Espectro Visible: forma neutra ( PhOH) ?-...,; = 318 nm: forma ionizada (PhO")?at,x = 342 nm. IR (KBr): alargar -OH y -NH a 3410 y 3360 cpU; amida carbonilo a 1640 y 1610 (fuerte) cm"1. RMN TH (200 MHz; CDCl /d¿DMSO) : d 12.89 (1H, s) ; 7.7 (1H, s amplio) ; 7.212 (1H, s) ; 6.426 (1H, s) ; 5.944 (2H, s) ; 4.245 (1H, t, J = 6 Hz) ; 3.75 (2H, m) ; y 3.53 ppm (2H, m) en el campo de tetrametilsilano (TMS ) . Se suspendió 2- (2-hidroxi-4 , 5-metilendioxi-benzamido ) etanol (8.9 g; 40 mmoles) en 320 ml de cloroformo seco, al cual se le agregan trimetilorto-formiato (32 ml , 290 mmoles) y ácido fórmico (7.8 ml, 170 mmoles) . Se calentó la suspensión a reflujo por 2.5 horas y se diluyó con acetato de etilo. Se lavó la solución diluida con un amortiguador de bicarbonato de sodio (pH 10), seguido por una solución de cloruro de sodio saturado y finalmente, se secó sobre sulfato de sodio anhidro. Se evaporó la solución sobre gel de sílice y se purificó por etapas de cromatografía instantánea múltiple en gel de sílice (acetato de etilo/hexano = 1:1 o éter dietílico/hexano = 9:1). El aislamiento subsiguiente de subproductos intermediarios y el tratamiento con ácido fórmico produjeron un total de 4.78 g (51 ; después de la recristalización de cloruro de metileno/éter dietílico) de (R,S)-7,8-dihidro-5aJ¥, 10 H- l , 3-dioxolo[4, 5-g]oxazolo[2, 3 -b] [1,3] -benzoxazin-10-ona con p.f. = 152-153°C. IR (película delgada) :• 2899, 1667, 1460, 1420, 1260, 1117, 1034, y 926 cm"1. RMN :H (500 MHz; CDC13): d 7.27 (1H, s), 6.53 (1H, s), 6.18 (1H, s), 6.015 (2H, cuarteto A3 ) , 4.30 (1H, td, J = 7 & 1.2 Hz), 4.22-4.28 ( 1H, m) , 4.20 (1H, ddd, J = 10, 7 & 1.4 Hz), y 3.55-3.60 ppm (1H, ) .

Ejemplo 2 8 , 9-Dihidro-6aH, llfí-1, 4-dioxan [2 ,3-g] oxazolo [ 2 , 3-b] - [ 1 , 3 ] benzoxazin-ll-ona (2) Se comenzó la síntesis con la preparación de ácido 4 , 5- tilendioxi salicílico a partir de 6-hidroxi-1 , 4-benzodioxan y dióxido de carbono de acuerdo con el procedimiento descrito en lo anterior en el Método 1, se utilizó con la modificación del 95% de hidruro de sodio, la presión de dióxido de carbono fue de 900 psi y la temperatura fue •-de 245°C. Se obtuvo el producto ácido como un sólido beige en un rendimiento del 52;.

IR (película delgada) : 3072, 2975, 2876, 2656, 2546, 1680, 1573, 1415, 1299, 1258, 1186, 1061, 897 y 747 cm":. Se convirtió el ácido 4, 5-etilendioxisalicí lico en la .(R, s ) -8 , 9-dihidro-6aíT, 11H-1, 4-dioxan [2, 3-g] -oxazolo [ 2 , 3-J ] [1, 3] benzoxazin-ll-ona por el procedimiento descrito en lo anterior en el Ejemplo 1 para producir un sólido blanco. P.f. = 215-216°C. IR (película delgada) : 2899, 1670, 1626, 1470, 1306, 1121, 1062 y 929 cm": . RMN H (200 MHz; CDC1*} : d 7.40 (1H, s), 6.56 (1H, s), 6.17 (1 H, s), 4.1-4.5 (7H, m) , y 3.5-3.8 ppm (1H, m) .

Ejemplo 3 7 , 8 -Dihidro-2 , 2-dimetil-5aff, 10ff-l ,3-dioxolo[4 ,5-g] - oxazolo[2,3-¿] [ 1 , 3 ] benzoxazin-10-ona (3) Se trató 2 , 2-dimetil-5-hidroxibnz [ 1, 3 ] dioxol con dióxido de carbono para proporcionar el ácido salicílico correspondiente come se describió en el Ejemplo 2 anterior y se obtuvo en 41% de rendimiento como un sólido beige. Se convirtió el ácido salicílico en la (R, S ) -7 , 8-dihidro-2 , 2-5aJ?, lOfT-l , 3-dioxolo [ 4 , 5-g] -oxazolo [ 2 , 3-b] [ 1 , 3 ] benzoxazin-10-ona como se describió en el Ejemplo 2 anterior para producir un sólido blanco con p„. f . = 212-214°C. IR (película delgada) : 1664, 1466, 1415, 1266, 1117, 1062, 983 y 743 cm"1. RMN lE (200 MHz; CDCl3): d 7.18 (1H, s), 6.44 (1H, s), 6.17 (1H, s), 4.1-4.4 (3H, m) , 3.4-3.8 (1H, m) , y 1.69 ppm (6H, s).

Ejemplo 4 7 , 8 -Dihidro-5aH, 10H-l ,3-dioxolo[4 ,5-gj tiazolo [2,3- .b] [ 1 , 3 ] benzoxazin-10-ona (4) Se condujo la síntesis del compuesto del título como en el Ejemplo 1, excepto que fue sustituido aminoet antiol (generado in si t u a partir de la sal clorhidrato por la acción de 3 equivalentes de trie tiiamina ) por aminoetanol para producir un sólido blanco con p.f. = 149-150°C. IR (película delgada): 2899, 1670, 1626, 1470, 1420, 1306, 1121, 1062 y 929 cm":. RMN :H (200 MHz; CDC12) : d 7.29 (1H, s), 6.49 (1K, s), 6.46 (1H, s), 6.015 (2H, s), 4.66 (IH, ddd, J = 12.0, 6.0 & 1.1 Hz), 3.66 (1H, td, J = 11.4 & 5.9 Hz), 3.33 (1H, td, J = 11.4 & 5.9 Hz), y 2.94 ppm (1H, ddd, J = 12.0, 5.9 & 1.1 Hz) .

Ejemplo 5 7 , 8-Dihidro-7-metil-5aJ?,10g-l ,3-dioxolo [4 ,5-g] - oxazolo [2 , 3-Jb] ( 1 , 33 benzoxazin-10-ona (5) Se activó el ácido 4 , 5-metilendioxisalicílico por carbonildiimidazol en cloruro de metileno y se combinó con l-amino-2-propanol en esencialmente una forma idéntica como para el Ejemplo 1 anterior. Un enfriamiento rápido ácido y purificación subsiguiente por cromatografía instantánea (SiO ) utilizando (1:1) hexano-acetato de etilo dio 1- ( 2-hidroxi-4 , 5-metilendioxibenzamido) -2-propanol como un sólido blanco ceroso en rendimiento del 67%. Se suspendió 1- ( 2-hidroxi-4 , 5-metilendioxi-benzamido) -2-propanol (440 mg; 1.8 mmoles) en 15 ml de cloroformo seco, al cual se agregaron 2.0 ml (18 miaoles) de trime tiortoformiato y 0.75 ml (16 mmoles) de ácido fórmico. Se calentó la mezcla de reacción a reflujo por 2 horas, se concentró in vacuo sobre gel de sílice, y se purificó por cromatografía instantánea (Si02) utilizando (3:1) hexano-acetato de etilo para producir 259 y 61 mg de las primeras y segundas fracciones diastereoméricas, respectivamente, y 68 mg de material sin resolución para u rendimiento total del 85%. Fracción 1: P.f. = 148-150°C. IR (película delgada) : 1677, 1472, 1433, 1269, 1120 y 1048 cm":. RMN lE (300 MHz; CDC13) : d 7.26 (1H, s) , 6.52 (1H, s) , 6.18 (1H, s) , 6.00 (2.H, cuarteto A3 ) , 4.55-4.65 (1H, m) , 4.23 (1H, dd, J = 3.1 & 6.4 Hz) , 3.13 (1H, t, J = 6 Hz) , y 1.46 ppm (3H, d, J = 4 H?) . Fracción 2: P.f. = 105-106°C. IR (película delgada) : 1672, 1467, 1424, 1263, 1123 y 1035 cm"'1. RMN lE (300_MHz; CDC13): d 7.26 (1H, s), 6.52 (1H, s), 6.19 (1H, s), 6.01 (2H, cuarteto AB), 4.60-4.71 (1H, m) , 3.79-3.83 (1H, ) , 3.72-3.77 (1H, m) , y 1.47 ppm (3H, d, 4.8 Hz) .

Ejemplo 6 7 , 8-Dihidro-8-metil-5aH,10H-l , 3-dioxolo [4 ,5-g] - oxazolo[2,3-¿>] [ 1 , 3 ] benzoxazin-10-ona (6) Se activó el ácido 4 , 5-metilendioxisalicílico por carbonildiimidazol en cloruro de metileno y se combinó con 2-amino- 1-propanol en esencialmente una forma idéntica como para el Ejemplo 1 anterior. Un enfriamiento rápido ácido y purificación subsiguiente por cromatografía instantánea (SiO;) utilizando (1:1) hexano-acetato de etilo dio 2- ( 2-hidroxi-4 , 5-metilendioxibenzamido ) - 1-propanol como un sólido blanco ceroso en rendimiento del 52%. Se trató 2- (2-hidroxi-4 , 5-metilendioxi-benzamido ) - 1-propanol con trimetilortoformiato y ácido fórmico como en el Ejemplo 5 anterior para dar un aceite incoloro (rendimiento del 84%), que se solidificó como un vidrio. IR (película delgada) : 1670, 1630, 1466, 1418, 1262, 1124 y 1033 cm": . RMN :H (300 MHz; CDC13) : d 7.25 (1H, s), 6.51 (1H, s), 6.23 (1H, s), 6.00 (2H, cuarteto AB), 4.54 (1H, p, J = 1.8 Hz), 4.36 UH, dd, J = 3 & 6 Hz), 3.92 (1H, J = 6 Hz), y 1.40 ppm (3H, d, J = 6 H?).

Ejemplo 7 7 , 8-Dihidro-5afi, 1H, 10 H-l ,3-dioxolo [4 ,5-g] oxazino [2,3- Jb] [ 1 , 3 ] benzoxazin-10-ona (7) Se activó 4 , 5-metilendioxisalicí lico por carbonildiimidazol en cloruro de metileno y se combinó con 3-aminopropanol en esencialmente una forma idéntica como para el Ejemplo 1 anterior. Un enfriamiento rápido y purificación subsiguiente por cromatografía instantánea (SiO;) utilizando (1:1) hexano-acetato de etilo dio 3- ( 2-hidroxi-4 , 5-metilendioxibenzamido ) -1-propanol como un sólido blanco ceroso en rendimiento del 64í.. Se trató 3- (2-hidroxi-4 , 5-metilendioxi-benzamido ) - 1-propanol con trimetilortoformiato y ácido fórmico como en el Ejemplo 5 anterior para dar un sólido blanco en rendimiento del 18 -. con transiciones a 162-168°C (vidrio) y 174-175°C (fusión) . IR (película delgada) : 1659, 1464, 1283, 1263, 1155, 1036, 1014 y 934 cm"1, RMN :H (300 MHz; CDC1:.) d 7.31 (1H, s), 7.49 (1H, s), 6.08 (1H, s), 6.00 (2H, cuarteto AB), 4.60-4.80 (1H, dd , J = 5.2 & 13.5 H?), 4.15-4.30 (1H, dm, J = 11.9 Hz), 3.99 (1H, td, 3.3 & 11.6 Hz), 2.95-3.10 (1H, td, 4.1 & 13 Hz), 1.90-2.10 (1H, m) , y 1.50-1.65 ppm (1H, ) .

Ejemplo 8 7, 8-Dihidro-5a-metil-10ff-l ,3-dioxolo[4 ,5-g] - oxazolo [2 , 3-Jb3 [1 , 33 benzoxazin-10-ona (8) Se suspendió ácido 4 , 5-metilendioxisalicílico (0.472 g; 2.59 mmoles) en 8 ml de cloroformo seco al cual se agregaron 0.476 g (4.00 mmoles) de cloruro de tionilo. Se calentó la mezcla de reacción a reflujo por 3 horas, tiempo durante el cual la suspensión se volvió en una suspensión oscura. Se dejó enfriar la suspensión a temperatura ambiente y se eliminó el solvente y el exceso de cloruro de tionilo in va cuo . Se disolvió el residuo en 8 ml de cloruro de metileno y se agregó en gotas 0.392 g (4.60 inmoles) de 2-metil-2-oxazolina. Se agitó la solución por 1 hora y luego se concentró sobre gel de sílice para la purificación subsiguiente por cromatografía en columna (hexano/acetato de etilo = 2:1) para producir 0.500 g de producto crudo. Se recristalizó el producto a partir de acetato de etilo/hexano (1:10) para dar 0.392 g (64% de rendimiento) de sólido cristalino blanco con p.f. de 132-133°C. IR (película delgada): 1659, 1629, 1454, 1376 y 1267 cm"1. RMN :H (500 MHz; CDC13) d 7.28 (1H, s), 6.48 (1H, s), 6.00 (2H, cuarteto AB), 4.27 (1H, dd, J = 10.5 & 5.6 Hz), 4.17-4.23 (1H, m) , 4.05-4.13 (1H, m) , 3.55 (1H, td, J = 10.6 & 6.5 Hz), y 1.59 ppm (3H, s).

Ejemplo 9 Pruebas Fisiológicas Pueden probarse los efectos fisiológicos de los compuestos de acuerdo con la invención in vi tro con pedazos del hipocampo de rata de acuerdo con el procedimiento siguiente. Las respuestas excitadoras (campo EPSPs) se midieron en los pedazos del hipocampo, los cuales se mantienen continuamente en una cámara de grabación difundido con fluido cerebroespinal artificial (ACSF) . Durante un intervalo de 15 - 30 diminutos, el medio de perfusión se cambió a uno que contenía varias concentraciones de los compuestos de prueba. Las respuestas recolectadas inmediatamente antes y al final de la perfusión del medicamento se superponen para calcular tanto el aumento del por ciento en la amplitud de EPSP como el aumento en el por ciento en la anchura de la respuesta a una mitad de la punta mayor (amplitud media). Un aumento en cualquier medida, es decir, de la amplitud o amplitud media, puede utilizarse como un indicador de actividad terapéutica beneficiosa. Para conducir estas pruebas, el hipocampo se retira del anestesiado, ratas Sprague-Dawley de 2 meses de edad y pedazos de tejido (400 micrómetros de grueso) se prepararon y se mantuvieron en una cámara de interfaz a 35°C utilizando técnicas convencionales [ver, por ejemplo, Dunwiddie y Lynch, J. Physiol . 276: 353-367 (1978)]. La cámara se perfusionó constantemente a 0.5 ml/min con ACSF que contiene (en mM) : NaCl 124, KCl 3, KH-P04 1.25, MgS04 2.5, CaCl2 3.4, NaHC03 26, glucosa 10 y L-ascorbato 2. Se posiciona un electrodo de estimulación de nicromo bipolar en la capa dendrítica (stratum radiatum) del subcampo de hipocampo CAÍ cerca del borde del subcampo CA3. Los pulsos actuales (0.1 mseg) a través del electrodo de estimulación activan una población de las fibras Scheffer-co missural (SC) , las cuales surgen de las neuronas en la subdivisión CA3 y determinadas en la sinapsis sobre las neuronas dendríticas de CAÍ. La activación de estas sinapsis provocan la liberación del glutamato transmitido. La unión del glutamato a los receptores de AMPA ._ post-sinápticos que entonces temporalmente abren un canal de ion asociado y permiten a una corriente de sodio entrar en la célula post-sináptica. Esta corriente resulta en un voltaje en el espacio extracelular (el campo gotencial p_ost-sináptico excitador o campo "EPSP") que es registrado por un electrodo de registro de impedancia alta posicionado en el medio del stratum radiatum de CAÍ. Para los experimentos resumidos en la Tabla 1, la intensidad de la corriente de estimulación se ajustó para producir los EPSPs máximo medio (normalmente de aproximadamente 1.5 - 2.0 mV) . Los pulsos de estímulo pareados se dieron cada 40 segundos con un intervalo de interpulso de 200 mseg., (ver más adelante) . El campo de EPSPs de la segunda respuesta se digitalizó y anali?ó para determinar la amplitud, la anchura media, y el área de respuesta. "Si las respuestas fueron estables por 15-30 minutos (línea de base), se agregaron los compuestos de prueba a las líneas de perfusión por un periodo de aproximadamente 20 minutos. La perfusión se cambió entonces hacia atrás para regular la ACSF. La estimulación del pulso pareado fue usado debido a la estimulación de las fibras de SC, en parte, activa las interneuronas que generan un potencial oostsináptico .inhibidor, (IPSP) en las células piramidales de la CAÍ. Esta alimentación hacia delante del IPSP normalmente puesta después de los alcances del EPSP de su punta o cresta. Acelerando la polarización y acortando la fase de decaimiento del EPSP, y de esta manera se pueden enmascarar los efectos parcialmente de los compuestos de prueba. Una de las características pertinentes de la alimentación hacia delante del IPSP es que no puede ser reactivada para varios cientos de milisegundos que sigue un pulso de estimulación. Este fenómeno puede emplearse a aventaja para eliminar el IPSP liberando los pulsos pareados separados por 200 milisegundos y usando la segunda respuesta ("impresa") para ei análisis de datos. El campo de EPSP se registró en el campo CAÍ después de la estimulación de los axones CA3, es conocido por ser mediado por los receptores de AMPA: los receptores están presentes en la sinapsis [Kessler y colaboradores, Brain Res . 560: 337-341 (1991)] y medicamentos que selectivamente bloquean el receptor que selectivamente bloquea el campo EPSP [Muller y colaboradores , Science 242:1694-1697 (1988)] . El aumento de aniracetam significa el tiempo abierto del canal receptor de AMPA y esperado de este aumento de la amplitud de la corriente sináptica y extendiendo su duración [Tang y colaboradores, Science 254:288-290 (1991)]. Estos efectos se reflejan en campo del SPSP, como se informó en la literatura [ver, por ejemplo, Staubli y colaboradores, Psychoblology, supra; Xiao y colabora dores, Hippocampus Supra ; Staubli y colaboradores, Hippocampus 2 : 49-58 (1992)]. Los resultados similares se han reportado para los derivados de benzamida previamente descritos del aniracetam [Publicación Internacional No. WO 94/02475] .

Los compuestos de la invención se ensayaron en el sistema de prueba fisiológico descritos en lo anterior, con los resultados presentados en la Tabla 1 más adelante. La primer columna de datos muestra la concentración de cada compuesto de prueba de un experimento representativo que produjo el aumento en respuesta de EPSP (el cual es el resultado de las corrientes del receptor de AMPA aumentadas) que se da en la segunda columna de datos como el aumento en el porcentaje en amplitud de la respuesta de EPSP. Los compuestos de la invención producen aumentos dependientes de dosis y son eficaces a concentraciones tan bajas como 5 µM. Son resultados también incluidos en la Tabla 1 para el intermediario de amida de anillo abierto (compuesto li) llevando al compuesto 1 (ver Ejemplo 1), y tres compuestos analógicos que contienen CH; en la posición Z (compuestos lc, 2c y 7c) . La capacidad de un compuesto, para producir un aumento en la respuesta de EPSP ha sido de una predilección confiable de la capacidad para mejorar la memoria en la tarea del laberinto radial de 8 brazos. La última columna de la Tabla 1 describe la dosis de umbral por reforzar o mejorar la memoria en ratas que se probaron en un paradigma de aprendizaje utilizando un laberinto radial de 8 brazos como se describió en Staubli y colaboradores, PNAS 91:11158-162 (1994). Una dosis de respuesta clasificada se produce en la prueba de tarea de conducta, como se ilustró en la Figura 1 para el compuesto 1. Todos los datos en la Figura 1 obtenidos utilizan el mismo grupo de diez ratas. En días alternados, se les dio a las ratas una sola dosis de vehículo (solución salina) o medicamento (compuesto 1), después de que las ratas se probaron en la tarea del laberinto. En otras palabras, el vehículo solo se administró ai grupo en los días 1, 3 y 5, y se administró el compuesto a una dosificación seleccionada en los días 2 y 4. Los resultados representan la taza de error promedio observada (número correcto antes del primer error en el lado izquierdo de la figura, número' total '" de errores en el lado derecho de la figura) para el grupo en una dosificación dada del compuesto promediada de los días 2 y 4 (barra de mano izquierda en cada par de datos) o la administración siguiente de vehículo solo promediado de los días 3 y 5 (la barra de mano derecha en cada par de datos) . Las barras de error indican el error estándar del medio (SEM) . Los asteriscos {*) en la figura indican los datos donde p < 0.05 para la prueba t pareada. Es notable que la sustitución de un heteroátomo, tal como oxígeno o azufre, para un grupo de metileno en . la posición Z imparte la potencia aumentada en las dos la respuesta de EPSP y el laberinto de ensayo (compare los compuestos 1, 2, y 7 con los compuestos le, 2c, y 7c, respectivamente, en la Tabla 1) . TABLA 1 : Actividades Biológicas Dosis Efectiva Mínima; xla mayoría del carbono a la izquierda está unido a nitrógeno de amida y la mayoría del carbono a la derecha está unido a Z; *NT = sin prueba; incluido para comparación con compuestos de la presente invención.

Ejemplo 10 Resolución Enatiopiérica de Benzoxazinas Pueden ser resueltas muestras de benzoxazinas sobre una columna de fase estacionaria quiral (columna de Daicel Chiralpak AD) utilizando HPLC. Como un ejemplo no limitante, se disuelve el compuesto 1 (225 mg) en 0.9 ml de etanol con calentamiento y sonicación. Se aplica la muestra a la columna mientras que una fase móvil compuesta de etanol/hexano 70:30 se fluye a 1 ml/minuto. Después que se ha aplicado la muestra entera a la columna, al velocidad de flujo se incrementa a 3 ml/minuto. Después de 35 minutos se carga la fase móvil con 2-propanol/hexano 70:30 y después de 55 minutos con 2-propanci/hexano 80:20. Se eluyó el primer enantiómero con un tiempo de reducción de aproximadamente 61 minutos y el segundo después de aproximadamente 82 minutos. Se cristalizó el material de la primera fracción de cloruro de metileno y éter dietílico para dar 1Q3 mg (91% de recuperación). El segundo enantiómero se recuperó y recristalizó de manera similar. No se determinaron las configuraciones absolutas del enantiómero resuelto. Se probaron los enantiómeros resueltos del compuesto 1 por los métodos descritos en el Ejemplo 9. Se muestran los resultados en la Tabla 2 siguiente.

Tabla 2 : Actividades de Enantiómeros del Compues to 1 "Dos i s E fe ctiva Mínima Mientras se ha descrito la invención en detalle con referencia a las modalidades particulares, se entenderá que las diversas variaciones y modificaciones se pueden hacer sin apartarse del espíritu de la invención. Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención .

Claims (20)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones:

1. Un compuesto que tiene la estructura caracterizado porque: X" y X" son independientemente seleccionados de H, NR;7, -0RJ, y -CH;0R"; o X1 y X2 tomados juntos son -OCR?;0-, -0CR";CR5;0-, -0CR5=CR?0-; o X" y X2 tomados juntos son -N=CR°CR5=N- ; o X" y X2 tomados juntos son -N=CR"NR - ; o X* y X2 tomados juntos son =N-0-N= o =N-S-N=; o X" y X2 tomados juntos son -0-CR"=N-; Z es O, NR7, o S; cada caso de R* es independientemente H, alquilo de d-C3, o fluoroalquilo de Ci-d, cada caso de R~ es independientemente H, halógeno, ciano, hidroxi, alcoxi de C?-C6, fluoroalcoxi de C^-C^ , tiol, alquilo de CX-CD, fluoroalquilo de C:~d, alcoxialquilo de d~d, arilo de d-d;, heteroarilo de C3-C1;, arilalquilo de d-d./ heteroarilalquilo de d-d;, ariloxi de d--d_, ariloxiaiquilo de C7-C;;, arilalcoxi de C-- Cx; o heteroarilalcoxi de d-d_; cada caso de R ' y R es independientemente H, alquilo de C;-d:, fiuoroalquilo de d-Ci, arilalquiio de C--C;; o heteroarilalquilo de C4-C1; cada caso de R4 es independientemente H, alquilo de d-d, fluoroalquilo de d-d, alcoxialquilo de C;-C¿, arilalquilo de C-- C-.;, he teroarilalquiio de Ci ~C__ o ariioxi- alquilo de C--C-.;; cada caso de .R7 es H, halógeno, ciano, alquilo de d- / fluoroalquilo de C-_-C;., alcoxialquilo de C;-C0-, arilalquilo de C--CX2, heteroarilalquilo de C4-Cx2 o ariloxialquilo de C--CX;; cada caso de R" es H, ciano, hidroxi, alcoxi de C?-C¿, alquilo de C-„-C¿, fluoroalquilo de Ci- , alcoxialquilo de d-d o arilalquilo de C7-C;2, heteroarilalquilo de C4- CX2, ariloxi de -Ci;, ariloxialquilo de C7-C12, arilalcoxi de C--CX; o heteroaril- alcoxi de C4-C;2; y n es 2, 3 ó 4.

2. Un compuesto de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque X" y X" tomados juntos son -0CR5 0- o -0-CH;CR5;0- ; y n es 2 ó 3.

3. Un compuesto de conformidad con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, caracterizado porque R1 es H.

4. Un compuesto de conformidad con cualquiera de las rei indicaciones 1 a 3, caracterizado porque n es 2.

5. Un compuesto de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque X1 y X" tomados juntos son -N=CRdCRd=N; y n es 2 ó 3.

6. Un compuesto de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque R' es H.

7. Un compuesto de conformidad con la reivindicación 5 o la reivindicación 6, caracterizado porque n es 2.

8. Un compuesto de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque X" y X~ tomados juntos son =N-0-N= o =N-S-N=; y n es 2 ó 3.

9. Un compuesto de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque X" y X" tomados juntos son =N-0-N=; y R' es H.

10. Un compuesto de conformidad con la rei indicación 8 o la reivindicación 9, caracterizado porque n es 2.

11. Un compuesto de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque tiene la estructura 7, 8-di.hidro-5 .ff, lOií-1, 3-dioxolo [4, 5-g] -oxazolo [2, 3-b] benzoxazin-10-ona.

12. Un compuesto de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque tiene la estructura 8 , 9-dihidro-6ai?, Hff-l, 4-dioxan [2, 3-g] -oxazolo [2, 3-j ] benzoxazin-ll-ona.

13. Un compuesto de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque tiene la estructura 7,8-dihidro-2, 2 -dimetil- 5aJ?, lOff-1, 3-dioxolo [4, 5-g] oxazolo [2, 3-j ]benzoxa?in-10-ona.

14. Un compuesto de conformidad con cualquier reivindicación precedente, caracterizado porque tiene un exceso enantiomérico mayor del 80%.

15. Un método para preparar un compuesto de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, que tiene un exceso enantiomérico mayor del 80%, el método está caracterizado porque comprende: aplicar un compuesto que tiene una estructura mostrada en la reivindicación 1 con un soporte quiral estacionario, que eluye un primer enantiómero del compuesto bajo condiciones seleccionadas efectivas para retener el segundo enantiómero del compuesto sobre el soporte quiral hasta que sustancialmente ha sido eluido todo el primer enantiómero, y opcionalmente eluir el segundo enantiómero del soporte quiral, por lo cual se obtiene cada enantiómero eluido en exceso enantiomérico mayor del 80- .

16. Una composición farmacéutica para uso en el tratamiento de un ser humano, para mejorar la respuesta sináptica mediada por los receptores AMPA, la composición está caracterizada porque comprende una cantidad efectiva de un compuesto que tiene una estructura de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 1 .

17. Una composición farmacéutica para uso en el tratamiento de la esquizofrenia, comportamiento en forma esquizofrénica, o depresión en un ser humano que necesita de tal tratamiento, la composición está caracterizada porque comprende una cantidad terapéuticamente efectiva del compuesto que tiene una estructura de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14.

18. La composición de conformidad con la reivindicación 17 para uso en el alivio o mitigación de la esquizofrenia o el comportamiento en forma es qui zo frénica.

19. La composición de conformidad con la reivindicación 17 para uso en el alivio o mitigación de la depresión.

20. Una composición farmacéutica para uso en el fortalecimiento la memoria de un ser humano, caracterizada porque comprende un compuesto de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14 en una cantidad efectiva para incrementar la duración o exactitud de la memoria del ser humano y/o disminuir la cantidad de necesidad de tiempo para un ser humano para aprender una tarea cognoscitiva, motora o de percepción.