NO330130B1

NO330130B1 - N-aryldiazaspiracykliske forbindelser og farmasoytisk sammensetning

Info

Publication number: NO330130B1
Application number: NO20050012A
Authority: NO
Inventors: Balwinder Singh Bhatti; Craig H Miller; Jeffrey D Schmitt
Original assignee: Targacept Inc
Priority date: 2002-07-05
Filing date: 2005-01-03
Publication date: 2011-02-21
Also published as: ES2355157T9; DK1519939T3; JP4749715B2; WO2004005293A3; CA2491506C; HK1082951A1; JP2005536491A; NZ537214A; AU2003245753B2; SI1519939T1; EA200500164A1; US20110105548A1; NO20050012L; EP2078718A1; EP1519939B1; PT1519939E; CN100564381C; EP1519939A2; NZ566367A; IL165829A0

Abstract

Forbindelser, farmasøytiske preparater omfattende forbindelsene og fremstillingsmetoder og anvendelse derav er beskrevet. Forbindelsene er N-aryl-diazaspirocykliske forbindelser, brodannede analoger av N-heteroaryl- diazaspirocykliske forbindelser eller prodrug eller metabolitter av disse forbindelser. Arylgruppen kan være en fem- eller seks-leddet heterocyklisk ring (heteroaryl). Forbindelsene og preparatene kan anvendes for å behandle og/eller forhindre en rekke tilstander eller lidelser, spesielt lidelser karakterisert ved dysfunksjo n av nikotinisk cholinerg neurotransmisjon, omfattende lidelser som involverer neuromodulering av nevrotransmitter-frigjøring, så som dopainin-frigjøring. CNS-lidelser, som er karakterisert ved en endring i normal nevrotransmitter-frigjøring, er et annet eksempel på lidelser som kan behandles og/eller forhindres. Forbindelsene og preparatene kan også anvendes for å lindre smerte. Forbindelsene kan: (i) endre antallet nikotiniske cholinerge reseptorer i hjernen til pasienten, (ii) vise nevrobeskyttende effekter og (iii) når anvendt i effektive mengder, ikke resultere i vesentlige uheldige bivirkninger (f.eks. bivirkninger så som betydelige økninger i blodtrykk og hjertetakt, betydelige negative effekter på mave-tarmkanalen og betydelige effekter på skjelettmuskel).

Description

Oppfinnelsens område

Foreliggende oppfinnelse angår N-aryldiazaspirocykliske forbindelser og farmasøytisk sammensetning. Den farmasøytiske sammensetningen omfatter forbindelser som er i stand til å påvirke nikotiniske cholinerge reseptorer, for eksempel som modulatorer av spesifikke nikotiniske reseptorundertyper. Den farmasøytiske sammensetningen ifølge foreliggende oppfinnelse kan anvendes for behandling av en rekke tilstander og lidelser, spesielt de forbundet med dysfunksjon av de sentrale og autonome nervesystemer.

Bakgrunn for oppfinnelsen

Nikotin oppviser en rekke farmakologiske effekter (Pullan et al., N. Engl. J. Med. 330:811-815 (1994)), hvorav noen skyldes nevrotransmitter-frigjøring (se for eksempel Sjak-shie et al., Brain Res. 624:295 (1993), hvor nevrobeskyttende effekter av nikotin er foreslått). For eksempel blir acetylcholin, dopamin, norepinefrin, serotonin og glutamat frigjort av neuroner ved administrering av nikotin (Rowell et al., 7. Neurochem. 43:1593 (1984); Rapier et al, J. Neurochem. 50:1123 (1988); Sandor et al, Brain Res. 567:313 (1991) og Vizi, Br. J. Pharmacol. 47:765 (1973), (Hall et al., Biochem. Pharmacol. 21:1829 (1972), (Hery et al, Arch. Int. Pharmacodyn. Ther. 296:91 (1977)) og Toth et al, Neurochem Res. 17:265 (1992)). Bekreftende rapporter og ytterligere nyere undersøkelser viser at nikotin-administrering modulerer glutamat, nitrogenoksyd, GABA, takykininer, cytokiner og peptider i sentralnervesystemet (CNS) (oversikt i Brioni et al., Adv. Pharmacol. 37:153 (1997)). Nikotin er også rapportert å forsterke de farmakologiske egenskaper til visse farmasøytiske preparater anvendt for å behandle visse lidelser. Se for eksempel Sanberg et al., Pharmacol. Biochem. & Behavior 46:303 (1993); Harsing et al., J. Neurochem. 59:48 (1993) og Hughes, Proceedings from Intl. Symp. Nie. S40

(1994). Forskjellige ytterligere fordelaktige farmakologiske effekter av nikotin er foreslått. Se for eksempel Decina et al., Biol. Psychiatry 28:502 (1990); Wagner et al., Pharmacopsychiatry 21:301 (1988); Pomerleau et al., Addictive Behaviors 9:265

(1984); Onaivi et al, Life Sei. 54(3):193 (1994); Tripathi et al, J. Pharmacol. Exp. Ther. 221:91(1982) og Hamon, Trends in Pharmacol. Res, I5:36 (1994).

I tillegg til nikotin selv er en rekke nikotiniske forbindelser antatt anvendelige for behandling av en rekke tilstander og lidelser. Se for eksempel Williams et al., Drug News Perspec. 7(4):205 (1994); Arneric et al, CNS Drug Rev. 1(1):1 (1995);

Americ et al., Exp. Opin. Invest. Drugs 5(1):79 (1996); Bencherif et al., J. Pharmacol. Exp. Ther. 279:1413 (1996); Lippiello et al.,./. Pharmacol. Exp. Ther. 279:1422

(1996) ; Damaj et al, Neuroscience (1997) J. Pharmacol. Exp. Ther. 291:390 (1999); Chiari et al., Anesthesiology 91:1447 (1999); Lavand'homme og Eisenbach, Anesthesiology 91:1455 (1999); Holladay et al, J. Med. ChemChem. 40(28): 4169

(1997) ; Bannon et al., Science 279: 77 (1998); PCT WO 94/08992, PCT WO 96/31475, PCT WO 96/40682 og U.S. Patent nr. 5,583,140 til Bencherif et al, 5,597,919 til Dull et al, 5,604,231 til Smith et al. og 5,852,041 til Cosford et al.

Nikotin og forskjellige nikotiniske forbindelser er rapportert anvendelige for behandling av en rekke CNS-lidelser. Se for eksempel U.S. patent nr. 5,1871,166 til Kikuchi et al, 5,672,601 til Cignarella, PCT WO 99/21834 og PCT WO 97/40049, UK patentsøknad GB 2295387 og europeisk patentsøknad 297,858. CNS-lidelser er en type nevrologisk lidelse. De kan være medikament-fremkalt; tilskrives genetisk predisponering, infeksjon eller traume; eller ha ukjent etiologi. CNS-lidelser omfatter nevropsykiatriske lidelser, nevrologiske sykdommer og mentale sykdommer og omfatter neurodegenerative sykdommer, adferdsmessige lidelser, kognitive lidelser og kognitive affektive lidelser. Det er mange CNS-lidelser hvis kliniske manifestasjoner blir tilskrevet CNS-dysfunksjon (dvs. lidelser som er et resultat av ugunstige nivåer av nevrotransmitter-frigjøring, uheldige egenskaper til nevrotransmitter reseptorer og/eller ugunstig interaksjon mellom nevrotransmittere og nevrotransmitter-reseptorer). Mange CNS-lidelser kan tilskrives en mangel på cholin, dopamin, norepinefrin og/eller serotonin.

Relativt vanlige CNS-lidelser omfatter pre-senil demens (tidlig begynnende Alzheimer's sykdom), senil demens (demens av Alzheimer's type), mikro-infarkt demens, AIDS-relatert demens, Creutzfeld-Jakob sykdom, Pick's sykdom, Parkinsonisme omfattende Parkinson's sykdom, progressiv supranukleær lammelse, Huntington's chorea, tardiv dyskinesi, hyperkinesi, mani, oppmerksomhetssvikt-lidelse, angst, dysleksi, schizofreni, depresjon, obsessive tvangslidelser og Tourette's syndrom.

En begrensning for noen nikotiniske forbindelser er at de er forbundet med forskjellige uønskede bivirkninger, for eksempel ved å stimulere muskel og ganglion-reseptorer. Det ville være ønskelig å ha forbindelser og sammensetninger for forebygging og/eller behandling av forskjellige tilstander eller lidelser (f.eks. CNS- lidelser), omfattende å lindre symptomene på disse lidelser, hvor forbindelsene viser nikotinisk farmakologi med en fordelaktig effekt (f.eks. ved innvirkning på CNS), men uten betydelige assosierte bivirkninger. Det ville videre være svært ønskelig å tilveiebringe forbindelser og sammensetninger som påvirker CNS-funksjonen uten betydelig å påvirke de reseptorundertyper som har potensiale til å fremkalle uønskede bivirkninger (f.eks. merkbar aktivitet på kardiovaskulære og skjelettmuskel-seter). Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer slike forbindelser og sammensetninger.

Oppsummering av oppfinnelsen

Forbindelser og farmasøytiske sammensetninger omfattende forbindelsene er beskrevet. Forbindelsene er N-aryl-diazaspirocykliske forbindelser.

Foreliggende oppfinnelse vedrører forbindelse, kjennetegnet ved at den har formelen:

eller et farmasøytisk akseptabelt salt derav, hvor

R er hydrogen eller Cl-8 alkyl;

Cy er pyridyl eventuelt substituert med en eller flere substituenter;

hvor "substituenten" er -OR',

hvor R' er individuelt Cl-8alkyl eller fenyl.

Forbindelsene og preparatene kan anvendes for å behandle og/eller forhindre en rekke tilstander eller lidelser, spesielt lidelserkarakterisert veddysfunksjon av nikotinisk cholinerg neurotransmisjon, omfattende lidelser som involverer neuromodulering av nevrotransmitter-frigjøring, så som dopamin-firgjøring. CNS-lidelser, som erkarakterisert veden endring i normal nevrotransmitter-frigjøring, er et annet eksempel på lidelser som kan behandles og/eller forhindres. Forbindelsene og preparatene kan også anvendes for å lindre smerte. De farmasøytiske sammensetningene omfatter en effektiv mengde av forbindelsene beskrevet her. Når anvendt i effektive mengder kan forbindelsene interagere med relevante nikotiniske reseptorseter hos et individ og virke som et terapeutisk middel for å forhindre og/eller behandle en rekke tilstander og lidelser, spesielt lidelserkarakterisert veden endring i normal nevrotransmitter-frigjøring. De farmasøytiske sammensetninger gir terapeutisk fordel til individer som lider av slike lidelser og som har kliniske manifestasjoner av slike lidelser. Når anvendt i effektive mengder har forbindelsene potensiale til: (i) å oppvise nikotinisk farmakologi og påvirke relevante nikotiniske reseptorseter (f.eks. binde til nikotiniske acetylcholin-reseptorer og modulere deres funksjon og/eller (ii) å modulere nevrotransmitter-sekresjon og således forhindre og undertrykke symptomene forbundet med de sykdommer. I tillegg kan forbindelsene: (i) endre antallet av nikotiniske cholinerge reseptorer i hjernen til pasienten, (ii) oppvise nevrobeskyttende effekter og (iii) når anvendt i effektive mengder, ikke resultere i vesentlige uheldige bivirkninger (f.eks. bivirkninger så som betydelige økninger i blodtrykk og hjertetakt, betydelige negative effekter på mave-tarmkanalen og betydelige effekter på skjelettmuskel). De farmasøytiske sammensetninger er antatt å være sikre og effektive når det gjelder forebygging og behandling av en rekke tilstander og lidelser.

Foreliggende oppfinnelse vedrører videre farmasøytisk sammensetning, kjennetegnet ved at den inkluderer en forbindelse ifølge krav 1.

Foregående og andre aspekter ved foreliggende oppfinnelse er forklart i detalj i den detaljerte beskrivelsen og eksemplene angitt nedenfor.

Detaljert beskrivelse av oppfinnelsen

Forbindelser og farmasøytiske sammensetninger omfattende forbindelsene er beskrevet.

De følgende definisjoner vil være anvendelige for forståelse av grensene ved foreliggende oppfinnelse som beskrevet her.

Som anvendt her angir "alkyl" lineære eller forgrenede alkylrester omfattende Ci-Cg, fortrinnsvis C1-C5, så som metyl, etyl eller isopropyl; "substituert alkyl" angir alkylrester som videre bærer én eller flere substituent-grupper så som hydroksy, alkoksy, aryloksy, merkapto, aryl, heterocyklo, halogen, amino, karboksyl, karbamyl, cyano og lignende.

I. Forbindelser

Forbindelsene er N-aryl-diazaspirocykliske forbindelser og farmasøytisk

akseptable salter derav.

Forbindelsene kan binde til og modulere nikotiniske acetylcholin-reseptorer i pasientens hjerne i cortex, hippocampus, thalamus, basal ganglia og ryggmarg. Når

således bundet uttrykker forbindelsene nikotinisk farmakologi og, spesielt, modulerer frigjøring av forskjellige nevrotransmittere omfattende dopamin, andre katekolaminer så som norepinefrin, så som serotonin, acetylcholin, GABA, glutamat, neuropeptider, nitrogenoksyd, cytokiner og andre nevrotransmittere og nevromediatorer.

Reseptor-binding-konstanter gir et mål for evnen til forbindelsen til å binde til halvparten av de relevante reseptorseter i visse hjerneceller til pasienten. Se for eksempel Cheng et al., Biochem. Pharmacol. 22:3099 (1973). Reseptor-binding-konstanter for forbindelsene beskrevet her overstiger generelt ca. 0,1 nM, overstiger ofte ca. 1 nM og overstiger ofte ca. 10 nM og er ofte mindre enn ca. 100 uM, ofte mindre enn ca. 10 uM og ofte mindre enn ca. 5 uM. Foretrukne forbindelser har generelt reseptor-binding-konstanter mindre enn ca. 2,5 uM, noen ganger mindre enn ca. 1 uM og kan være mindre enn ca. 100 nM.

Forbindelsene beskrevet her kan demonstrere en nikotinisk funksjon ved effektivt å aktivere nevrotransmitter-sekresjon fra nerveterminaler (dvs. synaptosomer). Som sådanne kan disse forbindelser aktivere relevante neuroner for å frigjøre eller utskille acetylcholin, dopamin og andre nevrotransmittere. Generelt aktiverer typiske forbindelser dopamin-sekresjon i mengder på minst én tredjedel, typisk minst ca. 10 ganger mindre, ofte minst ca. 100 ganger mindre og noen ganger minst ca. 1,000 ganger mindre enn de nødvendige for aktivering av muskel-type nikotiniske reseptorer. Visse forbindelser fremkaller dopamin-sekresjon i en mengde som er sammenlignbar med den fremkalt av en lik molar mengde av (S)-(-)-nikotin.

Fortrinnsvis kan forbindelsene krysse blod-hjerne-barrieren og således trenge inn i sentralnervesystemet til pasienten. Log P verdier gir et mål for evnen til en forbindelse til å passere gjennom en diffusjonsbarriere, så som en biologisk membran, omfattende blod-hjerne-barrieren. Se for eksempel Hansch et al., J. Med. Chem, 11:1

(1968). Typiske log P verdier for forbindelsene beskrevet her er generelt større enn ca. -0,5, ofte større enn ca. 0 og ofte større enn ca. 0,5 og er typisk mindre enn ca. 3, ofte mindre enn ca. 2 og ofte mindre enn ca. 1. I én utførelsesform er forbindelse ifølge krav 1, kjennetegnet ved at Cy ikke er substituert. Forbindelsene kan forekomme i stereoisomere former, omfattende både enkle enantiomerer og racemiske blandinger av slike forbindelser, så vel som blandinger av varierende grader av enantiomert overskudd. Forbindelsene kan være i en fri baseform eller i en saltform (f.eks. som farmasøytisk akseptable salter). Eksempler på egnede farmasøytisk akseptable salter omfatter uorganiske syreaddisjonssalter så som sulfat, fosfat og nitrat; organiske syreaddisjonssalter så som acetat, galaktarat, propionat, succinat, laktat, glykolat, malat, tartrat, citrat, maleat, fumarat, metansulfonat, p-toluensulfonat og askorbat; salter med en sur aminosyre så som aspartat og glutamat; alkalimetallsalter så som natrium og kalium; jordalkalimetallsalter så som magnesium og kalsium; ammoniumsalt; organiske basiske salter så som trimetylamin, trietylamin, pyridin, pikolin, dicykloheksylamin og N,N'-dibenzyletylendiamin; og salter med en basisk aminosyre så som lysin og arginin. Saltene kan i noen tilfeller være hydrater eller etanol-solvater. Støkiometrien til saltet vil variere med typen av komponentene. Representative salter er gitt som beskrevet i U.S. patent nr. 5,597,919 til Dull et al, 5,616,716 til Dull et al. og 5,663,356 til Ruecroft et al, idet beskrivelsene i disse er inntatt her ved referanse i deres helhet. Representative forbindelser omfatter de følgende: 7-(3-pyridyl)-1,7-diazaspiro[4.4]nonan;

7-(5-pyrimidinyl)-1,7-diazaspiro[4.4]nonan;

7-(5-isoksazolyl)-1,7-diazaspiro[4.4]nonan;

7-(5-isotiazolyl)-l,7-diazapiro[4.4]nonan;

7-(5-(l,2,4-oksadiazoly)yl)-l,7-diazaspiro[4.4]nonan;

7-(2-(l,3,4-oksadiazol)yl)-l,7-diazaspiro[4.4]nonan;

7-(2-pyrazinyl)-1,7-diazaspiro[4.4]nonan;

7-(3-pyridazinyl)-1,7-diazaspiro[4.4]nonan;

7-(5-metoksy-3-pyridyl)-l,7-diazaspiro[4.4]nonan;

7-(5-cyklopentyloksy-3-pyridyl)-1,7-diaspiro[4.4]nonan;

7-(5-fenoksy-3-pyridyl)-1,7-diazaspiro[4.4]nonan;

7-(5-(4-hydroksyfenoksy)-3-pyridyl)-1,7-diazaspiro[4.4]nonan; 7-(5-etynyl-3-pyridyl)-1,7-diazaspiro[4.4]nonan;

7-(6-klor-3-pyridyl)-l ,7-diazaspiro[4.4]nonan; og

7-(6-metoksy-3-pyridazinyl)-1,7-diazaspiro[4.4]nonan.

II. Metoder for fremstilling av forbindelsene

Forbindelsene med formler 1 og 2 kan fremstilles ved anvendelse av en generell metode som involverer arylering av én aminogruppe med et eventuelt beskyttet diazaspiroalkan (Skjema 1). Arylering ved N med passende aryl eller fortrinnsvis heteroaryl, halogenid eller triflat kan utføres i henhold til metoder kjent for fagfolk på området, for eksempel ved anvendelse av metall- (f.eks. kobber eller palladium forbindelser) katalyse. Den foretrukne generelle metode ved oppfinnelsen anvender læren til Buchwald eller Hartwig (Buchwald et al, J. Org. Chem., 61: 7240

(1996); Hartwig et al, J. Org.. Chem., 64: 5575 (1999); se også Old et al., J. Am. Chem. Soc. 120: 9722 (1998)), hvor et amin blir behandlet med en palladium(O)-katalysator, en fosfinligand og base. Således blir 1-benzyl-l,7-diazaspiro[4.4]nonan omsatt med 3-brompyridin i nærvær av tris(dibenzylidenaceton)dipalladium(0), 2,2'-bis(difenylfosfino)-l,r-binaftyl og natrium-tert-butoksyd i toluen, hvilket gir 1-benzyl-7-(3-pyridyl)diazaspiro[4.4]nonan. Fjerning av benzylgruppen ved hydrogenering, over 10% palladium på karbon, gir 7-(3-pyridyl)-diazaspiro[4.4]nonan. Alternativt vil fagfolk på området forstå at forskjellige beskyttelsesgruppe-strategier kan anvendes for å gi produkter som bærer en arylgruppe på nitrogenet N', i motsetning til N (Reaksjon 1, Skjema 1). En spesielt anvendelig kombinasjon av beskyttelsesgrupper ved foreliggende oppfinnelsen er benzyl og et karbamat, spesifikt, tert-butylkarbamat. Således blir 1-benzyl-1,7-diazaspiro[4.4]nonan omdannet til l-benzyl-7-(tert-butoksykarbonyl)-l,7-diazaspiro[4.4]nonan ved behandling med di-tert-butyl-dikarbonat. Påfølgende hydrogenering og palladium-katalysert arylering med 3-brompyridin, gir 7-(tert-butoksykarbonyl)-l-(3-pyridyl)diazaspiro[4.4]nonan. Fjerning av tert-butoksykarbonylgruppen med saltsyre, gir l-(3-pyridyl)-diazaspiro[4.4]nonan. Til slutt, i mange tilfeller hvor N og N' er sterisk forskjellige og når N er tertiær (som i Reaksjon 2, Skjemal) kan selektiv arylering av N gjennomføres uten først å beskytte N'. Således gir omsetning av l,7-diazaspiro[4.4]nonan med 3-brompyridin, under de palladium-katalyserte betingelser angitt tidligere, nesten utelukkende 7-(3-pyridyl)-diazaspiro[4.4]nonan.

Det vil være klart for fagfolk på området at innføring av substituenter på heteroaryl-ringen innført på diazaspiroalkan lett kan utføres. Slike substituenter kan gi nyttige egenskaper i seg selv eller tjene som et middel for ytterligere syntetisk opparbeidelse. Et hensiktsmessig beskyttet heteroaryl-diazaspiroalkan kan bearbeides for å gi flere anvendelige forbindelser som har substituenter på heteroaryl-ringen. For eksempel kan l-benzyl-7-(5-brom-3-pyridyl)-l,7-diazaspiro[4.4]nonan fremstilles ved omsetning av 3,5-dibrompyridin med l-benzyl-1,7-diazaspiro[4.4]nonan i henhold til prosedyrer beskrevet tidligere. Omdannelsen av 1-benzyl-7-(5-brom-3-pyridyl)diazaspiro[4.4]nonan til den tilsvarende 5-amino-substituerte forbindelse kan oppnås ved den generelle metoden ifølge Zwart et al., Recueil Trav. Chim. Pays- Bas 74: 1062 (1955), hvor bromforbindelsen oppvarmes med vandig ammoniakk i nærvær av en kobber-katalysator. 5-alkylamino-substituerte forbindelser kan fremstilles på lignende måte. 5-etynyl-substituerte forbindelser kan fremstilles fra 5-brom-forbindelsen ved palladium-katalysert kobling ved anvendelse av 2-metyl-3-butyn-2-ol, fulgt av base-katalysert (natriumhydrid) fjerning av aceton-enheten, i henhold til de generelle teknikker beskrevet i Cosford et al., J. Med. Chem. 39: 3235 (1996). 5-etynyl-analogene kan omdannes til de tilsvarende 5-etenyl- og deretter til de tilsvarende 5-etyl-analoger ved suksessive katalytiske hydrogeneringsreaksjoner. De 5-azido-substituerte analoger kan fremstilles fra 5-brom-forbindelsen ved omsetning med litiumazid i N,N-dimetylformamid. 5-alkyltio-substituerte analoger kan fremstilles fra 5-brom-forbindelsen ved omsetning med et passende natrium-alkylmerkaptid (natrium-alkantiolat), ved anvendelse av teknikker kjent for fagfolk på området organisk syntese.

Flere andre analoger, som bærer substituenter i 5-stillingen av pyridin-ringen, kan syntetiseres fra de tilsvarende aminoforbindelser, se ovenfor, via et 5-diazoniumsalt-mellomprodukt. Eksempler på andre 5-substituerte analoger som kan produseres fra 5-diazoniumsalt-mellomprodukter omfatter, men er ikke begrenset til: 5-hydroksy, 5-alkoksy, 5-fluor, 5-klor, 5-jod, 5-cyano og 5-merkapto. Disse forbindelser kan syntetiseres ved anvendelse av de generelle teknikker angitt i Zwart et al., supra. For eksempel kan l-benzyl-7-(5-hydroksy-3-pyridyl)-l,7-diazaspiro[4.4]nonan fremstilles fra reaksjon av det tilsvarende 5-diazoniumsalt-mellomprodukt med vann. Likeledes kan l-benzyl-7-(5-alkoksy-3-pyridyl)-l,7-diazaspiro[4.4]nonaner fremstilles ved omsetning av diazoniumsaltet med alkoholer. Passende 5-diazoniumsalter kan anvendes for å syntetisere cyano- eller halogen-forbindelser, som vil være kjent for fagfolk på området. 5-merkapto-substitusjoner kan oppnås ved anvendelse av teknikker beskrevet i Hoffman et al., J. Med. Chem. 36: 953 (1993). Det således dannede 5-merkaptan kan så omdannes til en 5-alkyltio-substituent ved omsetning med natriumhydrid og et passende alkylbromid. Påfølgende oksydasjon vil deretter gi et sulfon. 5-acylamido-analoger av ovennevnte forbindelser kan fremstilles ved omsetning av de tilsvarende 5-amino-forbindelser med et passende syreanhydrid eller syreklorid ved anvendelse av teknikker kjent for fagfolk på området organisk syntese. 5-hydroksy-substituerte analoger av ovennevnte forbindelser kan anvendes for å fremstille tilsvarende 5-alkanoyloksy-substituerte forbindelser ved omsetning med den passende syre, syreklorid eller syreanhydrid. Likeledes er 5-hydroksy-forbindelsene forløpere for både 5-aryloksy og 5-heteroaryloksy via nukleofil aromatisk substitusjon ved elektronmanglende aromatiske ringer (f.eks. 4-fluorbenzonitril og 2,4-diklorpyrimidin). Slik kjemi er velkjent for fagfolk på området organisk syntese. Eter-derivater kan også fremstilles fra 5-hydroksy- forbindelsene ved alkylering med alkylhalogenider og en egnet base eller via Mitsunobu-kjemi, hvor trialkyl- eller triarylfosfin og dietyl-azodikarboksylat typisk blir anvendt. Se Hughes, Org. React. ( N. Y.) 42: 335 (1992) og Hughes, Org. Prep. Proced. Int. 28: 127 (1996) for typiske Mitsunobu-betingelser. 5-cyano-substituerte analoger av ovennevnte forbindelser kan hydrolyseres for å gi de tilsvarende 5-karboksamido-substituerte forbindelser. Ytterligere hydrolyse resulterer i dannelse av de tilsvarende 5-karboksylsyre-substituerte analoger. Reduksjon av de 5-cyano-substituerte analoger med litiumaluminiumhydrid gir de tilsvarende 5-aminometyl-analoger. 5-acyl-substituerte analoger kan fremstilles fra tilsvarende 5-karboksylsyre-substituerte analoger ved omsetning med et passende alkyllitium ved anvendelse av teknikker kjent for fagfolk på området organisk syntese. 5-karboksylsyre-substituerte analoger av ovennevnte forbindelser kan omdannes til de tilsvarende estere ved omsetning med en passende alkohol og syre-katalysator. Forbindelser med en estergruppe i 5-pyridyl-stillingen kan reduseres med natrium-borhydrid eller litiumaluminiumhydrid for å gi de tilsvarende 5-hydroksymetyl-substituerte analoger. Disse analoger kan så omdannes til forbindelser som bærer en eter-gruppe ved 5-pyridyl-stillingen ved omsetning med natriumhydrid og et passende alkylhalogenid, ved anvendelse av konvensjonelle teknikker. Alternativt kan de 5-hydroksymetyl-substituerte analoger omsettes med tosylklorid for å gi de tilsvarende 5-tosyloksymetyl-analoger. De 5-karboksylsyre-substituerte analoger kan også omdannes til de tilsvarende 5-alkylaminoacyl-analoger ved sekvensiell behandling med tionylklorid og et passende alkylamin. Visse av disse amider er kjent for lett å gjennomgå nukleofil acyl-substitusjon for å produsere ketoner. Således reagerer de såkalte Weinreb-amider (N-metoksy-N-metylamider) med aryllitium-reagenser for å produsere de tilsvarende diarylketoner. Se for eksempel Selnick et al, Tet. Lett. 34: 2043 (1993). 5-tosyloksymetyl-substituerte analoger av ovennevnte forbindelser kan omdannes til de tilsvarende 5-metyl-substituerte forbindelser ved reduksjon med litiumaluminiumhydrid. 5-tosyloksymetyl-substituerte analoger av ovennevnte forbindelser kan også anvendes for å produsere 5-alkyl-substituerte forbindelser via omsetning med et alkyllitium-reagens. 5-hydroksy-substituerte analoger av ovennevnte forbindelser kan anvendes for å fremstille 5-N-alkyl- eller 5-N- arylkarbamoyloksy-substituerte forbindelser ved omsetning med N-alkyl- eller N-arylisocyanater. 5-amino-substituerte analoger av ovennevnte forbindelser kan anvendes for å fremstille 5-alkoksykarboksamido-substituerte forbindelser og 5-urinstoff-derivater ved omsetning med alkylklorformiat-estere og henholdsvis N-alkyl- eller N-arylisocyanater, ved anvendelse av teknikker kjent for fagfolk på området organisk syntese.

Kjemier analoge med de beskrevet ovenfor for fremstilling av 5-substituerte pyridin-analoger av diazaspiro-forbindelser kan anvendes for syntese av analoger som bærer substituenter i 2-, 4- og 6-stillinger av pyridin-ringen. For eksempel kan flere 2-, 4- og 6-aminopyridyldiazaspiroalkaner omdannes til de tilsvarende diazoniumsalt-mellomprodukter, som kan omdannes til en rekke forbindelser med substituenter i 2-, 4- og 6-stillinger av pyridin-ringen som beskrevet for de 5-substituerte analoger ovenfor. De ønskede 2-, 4- og 6-aminopyridyl-diazaspiroalkaner er tilgjengelige via Chichibabin-omsetning av usubstituerte pyridyl-diazaspiroalkaner (f.eks. l-benzyl-7-(3-pyridyl)-l,7-diazaspiro[4.4]nonan, beskrevet tidligere) med natriumamid. Lignende reaksjoner er beskrevet i Chemistry of Heterocyclic Compounds, Volum 14, del 3, s. 3-5 (Interscience Publishers, 1962) og av Lahti et al., J. Med. Chem. 42: 2227

(1999).

Etter at den ønskede manipulering av heteroarylring funksjonell gruppe er fullført, kan den eventuelle beskyttelsesgruppe fjernes fra den diazabicykliske gruppen ved anvendelse av passende betingelser. Således vil for eksempel hydrogenolyse av l-benzyl-7-(5-alkoksy-3- pyridyl)-l,7-diazaspiro[4.4]nonan generere 7-(5-alkoksy-3-pyridyl)-l,7-diazaspiro[4.4]nonan. Fagfolk på området organisk kjemi vil forstå nødvendigheten av paring av beskyttelsesgrupper med kjemien nødvendig for å danne spesielle funksjonaliteter. I noen tilfeller kan det være nødvendig for å beholde en spesiell funksjonalitet, å erstatte én beskyttelsesgruppe med en annen.

Ved en alternativ metode for syntese av pyridin-substituerte pyridyl-diazaspiroalkaner, kan 3,5-dibrompyridin omdannes til de tilsvarende 5-alkoksy-3-brom- og 5-aryloksy-3-brompyridiner ved virkningen av natrium-alkoksyder eller natrium-aryloksyder. Prosedyrer så som de beskrevet av Comins et al, J. Org. Chem. 55: 69 (1990) og Hertog et al, Recueil Trav. Chim. Pays- Bas 74: 1171 (1955) blir anvendt. Dette er eksemplifisert ved fremstilling av 7-(5-(4-metoksyfenoksy)-3- pyridyi)-l ,7-diazaspiro[4.4]nonan. Omsetning av 3,5-dibrompyridin med natrium-4-metoksyfenoksyd i N,N-dimetylformamid gir 3-brom-5-(4- metoksyfenoksy)pyridin. Kobling av 3-brom-5-(4-metoksyfenoksy)pyridin med l-benzyl-7-(3-pyridyl)-l,7-diazaspiro[4.4]nonan i nærvær av natrium-tert-butoksyd og en katalytisk mengde av tris(dibenzylidenaceton)dipalladium(0) og 2,2'-bis(difenylfosfino)-l,r-binaftyl, i toluen, Mgt av hydrogenolyse av benzyl-beskyttelsesgruppen, vil gi 7-(5-(4-metoksyfenoksy)-3-pyridyl)-1,7-diazaspiro[4.4]nonan.

Andre arylhalogenider gjennomgår den palladium-katalyserte koblingsreaksjon beskrevet tidligere. Således blir 7-(5-pyrimidinyl)-l ,7-diazaspiro[4.4]nonan fremstilt på lignende måte fra 5-brompyrimidin og eventuelt 1-stilling-beskyttet l,7-diazaspiro[4.4]nonan fulgt av avbeskyttelse, hvis nødvendig. Denne teknologi er spesielt anvendbar i tilfeller, så som 3-brompyridin, 3,5-dibrompyridin og 5-brompyrimidin, hvor den aromatiske ringen ikke er aktivert mot nukleofil aromatisk substitusjon.

I noen tilfeller kan kobling av den heteroaromatiske ring til den diazaspirocykliske gruppen gjennomføres uten anvendelse av palladium-katalyse. Eksempler på både fem- og seks-leddede heteroaromatiske ring-forbindelser, som er aktivert mot nukleofil aromatisk substitusjon, er kjent av fagfolk på området organisk syntese. For eksempel kan 7-(6-klor-3-pyridazinyl)-l,7-diazaspiro[4.4]nonan syntetiseres fra 3,6-diklorpyridazin og l,7-diazaspiro[4.4]nonan. Likeledes vil 2,6-diklorpyrazin og 2-bromtiazol reagere med l,7-diazaspiro[4.4]nonan, hvilket gir henholdsvis 7-(6-klor-2-pyrazinyl)-l,7-diazaspiro[4.4]nonan og 7-(2-tiazoyl)-l,7-diazaspiro[4.4]nonan.

Koblingsreaksj onene beskrevet i denne søknaden, hvorvidt palladium-katalyserte eller ikke, er mottagelige for høy-produksjon synteseteknikker. Således kan et bibliotek av forbindelsene heri produseres ved kobling, i for eksempel et 96-brønn plate-format, av forskjellige halogenarener med forskjellige diazaspiro-forbindelser.

Spesifikke diazaspiro-ringsystemer

Eventuelt beskyttede diazaspiroalkan-mellomprodukter anvendt for å fremstille forbindelsene med formler I og II kan fremstilles ved en rekke metoder. Mange av disse diazaspiroalkan-mellomprodukter er kjente og kan fremstilles ved anvendelse av tidligere kjente metoder. Imidlertid er syntese av mellomproduktene ved anvendelse av palladium-kjemi ny på området og den farmasøytiske aktivitet til mellomproduktene er ikke anerkjent i tidligere teknikk.

Forbindelsene med formel 1, hvor u=v=l, w=0 og x=3, har en 2,5-diazaspiro[3,4]oktan-kjerne som kan fremstilles som vist i Skjema 2.

Alkylering av N-benzyl-L-prolin-etylester (Aldrich Chemical) ved anvendelse av en sterk base så som litium-diisopropylamid (LDA) og aminometyl-ekvivalenten cyanometylbenzylamin, gir et beta-laktam, i henhold til metoden angitt av Overman, J. Am. Chem. Soc. 107:1698 (1985) og Tet. Lett. 25: 1635 (1985). Dette kan deretter reduseres med litiumaluminiumhydrid for å gi 2,5-dibenzyl-derivatet av 2,5-diazaspiro[3,4]oktan. Fjerning av benzyl-beskyttelsesgrupper, enten ved hydrogenering eller oksydativ spaltning med, for eksempel ceriumholdig ammonium-nitrat, vil gi 2,5-diazaspiro[3,4]oktan. Alternativt kan kjemi lignende den beskrevet i EP patentsøknad 90117078,7 (publikasjonsnummer EP 0 417 631) anvendes for å produsere et geminalt bis(hydroksymetyl)-derivat og deretter omdanne det til det ønskede 2,5-diazaspiro[3,4]oktan (Skjema 2). Den påfølgende palladium-katalyserte arylering, som beskrevet tidligere, ville forventes å forløpe med selektivitet for det mindre sterisk hindrede azetidinyl-nitrogen, og gi 2-aryl-2,5-diazaspiro[3,4]oktaner. De isomere 5-aryl-2,5-diazspiro[3,4]oktaner kan fremstilles ved først å beskytte azetidinyl-nitrogenet (med for eksempel et karbamat) og deretter utføre arylering, fulgt av avbeskyttelse.

Forbindelsene med formel 1, hvor u=2, v=l, w=0 og x=3, har 1,7- diazaspiro[4.4]nonan-systemet som kan fremstilles i henhold til en rekke metoder, som mange er vist ovenfor i Skjema 3. I én utførelsesform (Metode A), kan en hensiktsmessig beskyttet prolin-ester, for eksempel N-benzyl-L-prolin-etylester, deprotoneres med litium-diisopropylamid og reagere ved Michael-addisjon til nitroetylen. Dette gir metyl-2-(2-nitroetyl)-l-benzylpyrrolidin-2-karboksylat. Påfølgende reduksjon av nitrogruppen ved anvendelse av Raney-nikkel, fulgt av laktamisering ved metoder kjent for fagfolk på området (for eksempel oppvarmning i et egnet løsningsmiddel med eller uten en sur eller basisk katalysator), gir 1-benzyl-1,7-diazaspiro[4.4]nonan-6-on.

l,7-diazaspiro[4.4]nonan-6-on kan alternativt fremstilles i henhold til én av mange andre metoder angitt i litteraturen. Slike beskrivelser indikerer at en hensiktsmessig beskyttet prolin-ester kan deprotoneres med litium-diisopropylamid og få reagere med et alkyleringsmiddel så som kloracetonitril, og deretter underkastes nitril-reduksjon og cyklisering (Metode B, Skjema 3) som angitt av Culbertson et al., J. Med. Chem. 33:2270 (1990).

Andre beskrivelser indikerer at en hensiktsmessig beskyttet prolin-ester kan deprotoneres med litium-diisopropylamid og få reagere med et alkyleringsmiddel så som allylbromid (Metode C, Skjema 3). Det resulterende olefin kan deretter spaltes oksydativt til et aldehyd, som angitt av Genin et al., J. Org. Chem. 58:2334 (1993); Hinds et al, J. Med. Chem. 34:1111 (1991); Kim et al, J. Org. Chem. 61:3138

(1996); EP 0 360 390 og U.S. patent nr. 5,733,912. Aldehydet kan deretter underkastes reduktiv aminering med et ammonium-salt eller primært alifatisk eller aromatisk amin, i henhold til metoder kjent for fagfolk på området. Alternativt kan aldehydet reduseres til den tilsvarende alkohol og alkoholen deretter omdannes til et amin ved omdannelse til en utgående gruppe, fulgt av fortrengning med det passende amin. Dette kan også oppnås ved fortrengning av den utgående gruppe med et azid-ion og deretter reduksjon til det primære aminet ved anvendelse av metoder kjent for fagfolk på området. Alkoholen kan omdannes til et amin ved anvendelse av Mitsunobu-betingelser, som beskrevet tidligere. Alkyl-2-aminoetyl-pyrrolidin-2-karboksylatet, oppnådd i henhold til én av metodene beskrevet ovenfor, kan cykliseres til et spirolaktam ved metoder kjent for fagfolk på området, så som oppvarmning i et egnet løsningsmiddel med eller uten en sur eller basisk katalysator.

Laktamet oppnådd ved hvilken som helst én av metodene ovenfor (Metoder A,

B eller C) kan behandles med et egnet reduksjonsmiddel, så som litiumaluminiumhydrid, for å gi det beskyttede l,7-diazaspiro[4.4]nonan, i dette eksemplet 1 -benzyl-1,7-diazaspiro[4.4]nonan. Beskyttelsesgruppen kan fjernes ved anvendelse av metoder kjent fagfolk på området for å gi det ønskede 1,7-diazaspiro[4.4]nonan. Arylering ved hvilket som helst nitrogen kan gjennomføres ved anvendelse av metoder beskrevet her.

Alternativt kan l,7-diazaspiro[4.4]nonan-kjernen også fremstilles i henhold til Skjema 4. Omdannelsen av l,4-dioksaspiro[4.5]dekan-8-on til 4-benzoyloksycykloheksanon kan lett oppnås av fagfolk på området. Påfølgende omdannelse av 4-benzoyloksycykloheksanon til l,7-diazaspiro[4.4]nonan (gjennom det intermediære 4-oksokaprolaktam, som vist) kan utføres i henhold til læren til Majer et al, Coll. Czech. Chem. Comm. 47:950 (1982).

Forbindelsene med formel 1, hvor u=2, v=l, w=l og x=2, har det symmetriske 2,7-diazaspiro[4.4]nonan-system som kan fremstilles i henhold til Skjema 5. Denne metoden er angitt av Overman et al., J. Org. Chem. 46: 2757 (1981) og Culbertson et al., J. Med. Chem. 33:2270 (1990).

Forbindelsene med formel 1, hvor u=3, v=l, w=0 og x=3, har 1,7-diazaspiro[4.5]dekan-systemet som kan fremstilles i henhold til Skjema 6. Læren til Kim et al, J. Org. Chem. 61:3138 (1996), patent EP360390 og US patent 5,733,912 indikerer at en hensiktsmessig beskyttet prolin-ester (f.eks. N-benzyl-L-prolin-etylester) kan deprotoneres med litiumdiisopropylamid og få reagere med et alkyleringsmiddel så som allylbromid. US patent 5,733,912 angir også at hydroborering/oksydasjon av allyl-sidekjeden kan utføres for å gi 2-(3-hydroksypropyl)-gruppen. Fagfolk på området vil forstå at hydroksylgruppen deretter kan omdannes til en aminogruppe ved flere metoder, for eksempel oksydasjon fulgt av reduktiv aminering. Alternativt kan en hensiktsmessig beskyttet prolinester deprotoneres med litium-diisopropylamid og få reagere med et alkyleringsmiddel så som dijodpropan. Omdannelse av det primære jodid til et amin kan deretter utføres i henhold til kjente metoder, for eksempel behandling med ammoniakk i nærvær av en kobber-katalysator. Den resulterende aminoester kan cykliseres for å gi et beskyttet l,7-diazaspiro[4.5]dekan-6-on ved anvendelse av hvilken som helst av en rekke kjente prosedyrer, for eksempel oppvarmning i et egnet løsningsmiddel i nærvær eller fravær av en sur eller basisk katalysator, som beskrevet tidligere. Alternativt kan det kjente l,7-diaza-spiro[4.5]dekan-6-on fremstilles i henhold til læren til Loefas et al., J. Het. Chem. 21:583 (1984), hvor ringkontraksjon av 2,10-diazabicyklo[4,4,0]dec-l-en blir anvendt.

l,7-diazaspiro[4.5]dekan-6-on, oppnådd ved hvilken som helst av metodene ovenfor, kan deretter behandles med et reduksjonsmiddel, så som litiumaluminiumhydrid, fulgt av fjerning av beskyttelsesgruppen, for å gi det ønskede 1,7-diazaspiro[4.5]dekan. Arylering kan deretter utføres ved hvilket som helst nitrogen ved anvendelse av metoder beskrevet her.

Forbindelsene med formel 1, hvor u=2, v=l, w=0 og x=4, har en 2,6-diazaspiro[4.5]dekan-kjerne som kan fremstilles i henhold til metoden ifølge Ciblat, et al, Tet. Lett. 42: 4815 (2001). Således kan kommersielt tilgjengelig l-benzyl-3-pyrrolidinon omsettes med 2-metyl-2-(2-aminoetyl)-l,3-dioksolan (Islam og Raphael, J. Chem. Soc. 3151 (1955)) i en intramolekylær Mannich-reaksjon. Produktet, etylen-ketalet av 2-benzyl-2,10-diazaspiro[4.5]dekan-7-on, kan deretter hydrolyseres til ketonet, ved anvendelse av vandig saltsyre. Deoksygenering av ketonet kan deretter utføres ved standard metoder, så som omdannelse til det tilsvarende 1,3-ditian, fulgt av behandling med Raney-nikkel. 2-benzyl-2,6-diazaspiro[4.5]dekanet således produsert kan aryleres direkte ved 6-stilling nitrogenet eller omdannes til 6-(tert-butoksykarbonyl)-2,6-diazaspiro[4.5]dekan ved behandling med di-tert-butyl-dikarbonat, fulgt av hydrogenering. Det sistnevnte derivat kan deretter aryleres i 2-stilling nitrogen. Lignende kjemi kan anvendes for å omdanne andre azacykliske ketoner til de tilsvarende spirodiaza-forbindelser. Således vil omsetning av hvilke som helst av forskjellige N-beskyttede 3-azetidinoner (syntesen av disse er beskrevet av Lall, et al, J. Org. Chem. 67: 1536 (2002) og Marchand, et al, Heterocycles 49: 149 (1998)) med 2-metyl-2-(2-aminoetyl)-l,3-dioksolan, fulgt av deoksygenering (som beskrevet ovenfor), gi det tilsvarende beskyttede 2,5-diazaspiro[3,5]nonan (Formel 1, hvor u=l, v=l, w=0 og x=4).

Forbindelsene med formel 1, hvor u=v=2, w=0 og x=3, har en 1,8-diazaspiro[4.5]dekan-kjerne som kan fremstilles i henhold til Skjema 7. I henhold til læren angitt av Wittekind et al., J. Het. Chem. 9:11 (1972) kan et beskyttet 4-piperidon omdannes til 4-nitropiperidinet. Påfølgende Michael-addisjon med etylakrylat, for eksempel fulgt av reduksjon av nitrogruppen med Raney-nikkel, gir l,8-diazaspiro[4.5]dekan-2-on. Dette laktam kan reduseres med et passende reduksjonsmiddel, så som litiumaluminiumhydrid, fulgt av fjerning av beskyttelsesgruppen, for å gi eventuelt substituert l,8-diazaspiro[4.5]dekan. Arylering på hvilket som helst nitrogen kan gjennomføres ved anvendelse av metoder beskrevet her.

Forbindelsene med formel 1, hvor u=2, v=l og w=x=2, har en 2,8-diazaspiro[4.5]dekan-kjerne som kan fremstilles i henhold til Skjema 8. I henhold til forskjellige angivelser ( Heiv. Chim. Acta 60: 1650 (1977); Smith et al, J. Med. Chem. 19:3772 (1995); Elliott et al, Biorg. Med. Chem. Lett. 8:1851 (1998)), kan et beskyttet 4-piperidon omdannes til 4-piperidinyliden-eddiksyreester via Wittig-olefinering. Påfølgende Michael-addisjon med anionet av nitrometan, fulgt av reduksjon av nitrogruppen og spontan cyklisering med Raney-nikkel, gir det beskyttede 2,8-diazaspiro[4.5]dekan-3-on. Behandling av det beskyttede 2,8-diazaspiro[4.5]dekan-3-on med et reduksjonsmiddel, så som litiumaluminiumhydrid, fulgt av fjerning av beskyttelsesgruppen, gir 2,8-diazaspiro[4.5]dekanet. Arylering kan gjennomføres ved hvilket som helst nitrogen ved anvendelse av metodene beskrevet her.

Forbindelsene med formel 1, hvor u=2, v=l, w=4 og x=0, har en 1,8-diazaspiro[5,5]dekan-kjerne og kan fremstilles i henhold til metodene anvendt for de analoge l,7-diazaspiro[4.4]nonaner ved å anvende pipekolinat-ester istedenfor prolin-ester. Alternativt kan metoden angitt i Zhu et al., J. Org. Chem. 58:6451 (1993) anvendes.

Forbindelsene med formel 1 hvor u=3, v=l, w=l og x=3, har en symmetrisk 2,8-diazaspiro[5,5]undekan-kjerne og kan fremstilles i henhold til metodene angitt i Heiv. Chim. Acta 36:1815 (1953), J. Org. Chem. 28:336 (1963) eller fortrinnsvis, Culbertson et al., J. Med. Chem. 33:2270 (1990).

Forbindelsene med formel 1, hvor u=v=2 og w=x=2, har en symmetrisk 3,9-diazaspiro[5,5]undekan-kjerne og kan fremstilles i henhold til prosedyrer angitt i Rice et al., 7. Het. Chem. 1:125 (1964), US-patent 3,282,947 eller J. Med. Chem. 8:62

(1965).

Enkle enantiomer-forbindelser ifølge foreliggende oppfinnelse kan fremstilles ved forskjellige metoder. Én metode, velkjent for fagfolk på området organisk syntese, involverer spaltning ved anvendelse av diastereomere salter. Forbindelser ifølge foreliggende oppfinnelse inneholder basiske nitrogenatomer og vil reagere med syrer for å danne krystallinske salter. Forskjellige syrer, karboksylsyre og sulfonsyre, er kommersielt tilgjengelige i enantiomert ren form. Eksempler omfatter vinsyre, dibenzoyl- og di-p-toluoylvinsyre og kamfersulfonsyre. Når hvilken som helst av disse eller andre enkle enantiomere syrer blir omsatt med en racemisk aminbase, resulterer diastereomere salter. Fraksjonert krystallisering av saltene og påfølgende regenerering av basene resulterer i enantiomer spaltning derav.

En annen metode for separering involverer omdannelse av enantiomer-blandingen til diastereomere amider eller karbamater, ved anvendelse av en chiral syre eller klorformiat. Således, når racemisk 7-(3-pyridyl)-l ,7-diazaspiro[4.4]nonan blir koblet med N-(tert-butoksykarbonyl)-S-prolin, ved anvendelse av difenylklorfosfat og beskyttelsesgruppen fjernet (med trifluoreddiksyre), kan de resulterende diastereomere prolinamider av 7-(3-pyridyl)-l,7-diazaspiro[4.4]nonan separeres ved væskekromatografi. De separerte amider blir deretter omdannet til (+) og (-) 7-(3-pyridyl)-l,7-diazaspiro[4.4]nonan ved Edman-nedbrytning.

Selektiv syntese av enkle enantiomerer kan også oppnås ved metoder kjent for fagfolk på området. Slike metoder vil variere ettersom kjemien anvendt for konstruksjon av diazaspiro-ringene varierer. For eksempel, for syntesene hvor alkylering av et prolinderivat blir anvendt for å danne diazaspiro-systemet (så som beskrevet for l,7-diazaspiro[4.4]nonan-systemet), kan alkylering av prolin utføres på en stereospesifikk måte. Således kan metoder så som de beskrevet av Beck et al., Org. Synth. 72: 62 (1993) eller Wang og Germanas, Synlett: 33 (1999) (og referanser deri) anvendes for å kontrollere stereokjemien ved alkyleringstrinnet. Når enantiomert ren prolinester (kommersielt tilgjengelig fra Aldrich) blir anvendt som utgangsmaterialet for en slik prosess, er alkyleringsproduktet også en enkel enantiomer. En rekke elektrofiler kan anvendes ved slike alkyleringer, omfattende allylhalogenider, som er anvendelige for sammensetning av spirosystemer beslektet med forbindelser ifølge foreliggende oppfinnelse. Genin og Johnson, J. Amer. Chem. Soc. 114: 8778 (1992).

Brodannede spiro-ringsystemer

Forbindelsene med formel 2, hvor u=l, v=2, w=0, x=0, y=2 og z=2, har en spiro[l-azabicyklo[2.2.1]heptan-7,3'-pyrrolidin]-kjerne og kan fremstilles i henhold til Skjema 9. Anionet av etyl-nitroacetat, dannet i nærvær av en aminbase, kan kondenseres med tetrahydropyran-4-on ved anvendelse av metoden angitt i Fornicola et al., J. Org. Chem. 63:3528 (1998). Samtidig reduksjon av nitrogruppen og olefinet under katalytiske hydrogeneringsbetingelser gir 2-(4-oksanyl)glycin-ester. Denne forbindelsen kan behandles med bromhydrogensyre, hvilket gir et dibromid, som blir cyklisert under basiske betingelser til azabicyklo[2.2.1]heptan-7-karboksylsyren. Behandling av syren med etanol og svovelsyre gir etyl-azabicyklo[2.2.1]heptan-7-karboksylatet. Denne forbindelsen blir deretter deprotonert med litium-diisopropylamid og omsatt ved Michael-addisjon med nitroetylen, hvilket gir etyl-aza-7-(2-nitroetyl)bicyklo[2.2.1]heptan-7-karboksylatet. Reduksjon av nitrogruppen med Raney-nikkel, fulgt av spontan cyklisering, gir spirolaktamet. Behandling av laktamet med litiumaluminiumhydrid gir spiro[l-azabicyklo[2.2.1]heptan-7,3'-pyrrolidin], som deretter blir arylert ved pyrrolidin-nitrogenet for å gi forbindelser ifølge foreliggende oppfinnelse.

Forbindelsene med formel 2, hvor u=l, v=2, w=l, x=0, y=l og z=2, har et spiro[l-azabicyklo[2.2.1]heptan-2,3'-pyrrolidin]-ringsystem og kan fremstilles i henhold til Skjema 10. Omdannelse av tetrahydrofuran-3-ylmetanol (Aldrich) til 3-(brommetyl)tetrahydrofuran kan oppnås gjennom mesylering og påfølgende behandling med litiumbromid. Omsetning av etylglycinat med benzofenon-imin gir etyl-3-aza-4,4-difenyl-but-3-enoat som tjener til både å beskytte aminet og aktivere metylenkarbonet mot alkylering. Alkylering av dette imin kan utføres i henhold til metoden ifølge Hansen, J. Org. Chem. 63:775 (1998), ved deprotonering med kalium-tert-butoksyd og omsetning med 3-(brommetyl)tetrahydrofuran. Avbeskyttelse under sure betingelser gir den ønskede 2-amino-3-(tetrahydrofuran-3-yl) propionsyreester. Ringåpning av tetrahydrofuranet kan oppnås ved behandling med bromhydrogensyre, hvilket gir dibromaminosyre-mellomproduktet, som ved oppvarmning under basiske betingelser, cykliseres til l-azabicyklo[2.2.1]heptan-2-karboksylsyre. Denne syren kan deretter omdannes til etylesteren, ved anvendelse av etanol og svovelsyre. Alkylering kan deretter utføres ved deprotonering med litium-diisopropylamid og omsetning med nitroetylen. Påfølgende reduksjon av nitrogruppen ved anvendelse av Raney-nikkel, fulgt av laktamisering ved metoder kjent for fagfolk på området, gir spiro[l-azabicyklo[2.2.1]heptan-2,3'-pyrrolidin]-2'-on. Behandling av laktamet med litiumaluminiumhydrid gir det ønskede spiro[l-azabicyklo[2.2.1]heptan-2,3'-pyrrolidin], som deretter blir arylert ved pyrrolidin-nitrogenet, hvilket gir forbindelser ifølge foreliggende oppfinnelse.

Forbindelsene med formel 2, hvor u=l ,v=2, w=l, x=0, y=2 og z=2, har en spiro[l-azabicyklo[2,2,2]oktan-2,3'-pyrrolidin]-kjeme og kan fremstilles på en måte lignende den for det tilsvarende spiro[l-azabicyklo[2.2.1]heptan-2,3'-pyrrolidin], som sett i Skjema 11. Etyl-kinuklidin-2-karboksylat kan dannes fra (4-brommetyl)tetrahydropyran ved metodene beskrevet tidligere for etyl-1 - azabicyklo[2.2.1]heptan-2-karboksylat. Det ønskede 4-(brommetyl)tetrahydropyran kan fremstilles i henhold til prosedyrer funnet i Burger, et al., J. Am. Chem. Soc. 72:5512 (1950), Thomas, et al., J. Pharm. Pharmacol. 15:167 (1963) og J. Am. Chem. Soc. 115:8401 (1993). Etyl-kinuklidin-2-karboksylat kan deretter deprotoneres med litium-diisopropylamid og omsettes med nitroetylen. Påfølgende behandling med Raney-nikkel gir direkte spirolaktamet, spiro[azabicyklo[2,2,2]oktan-2,3'-pyrrolidin]-2'-on, ved reduksjon av nitrogruppen fulgt av spontan cyklisering. Dette laktam kan deretter reduseres med litiumaluminiumhydrid for å gi det ønskede spiro[l-azabicyklo[2,2,2]oktan-2,3'-pyrrolidin], som deretter blir arylert ved pyrrolidin-nitrogenet.

Alternative syntese-metoder

Forbindelsene kan produseres ved anvendelse av varierende metoder. Alternativer til den palladium-katalyserte koblingsprotokoll beskrevet ovenfor kan anvendes. For eksempel vil fagfolk på området organisk syntese forstå at én eller flere av de nitrogen-inneholdende ringer kan dannes ved hvilken som helst av mange vanlige aminsynteser. Således kan et arylamin omsettes med et beskyttet cyklisk aminderivat (se skjema 12), som inneholder to reaktive elektrofiler, for å danne en N-aryldiazaspiro-forbindelse. En rekke elektrofiler deltar i slik kjemi (f.eks. halogenider og sulfonater via nukleofil fortrengning, aldehyder via reduktiv aminering, estere og andre syrederivater via acyl-substitusjon, fulgt av reduksjon).

De ønskede bis-elektrofiler kan syntetiseres ved mange ulike metoder. Skjemaer 2, 3 og 6 omfatter alle slike mellomprodukter (ved omsetning med benzylamin eller ammoniakk). Pedersen, et al., J. Org. Chem. 58: 6966 (1993) og Berkowitz, et al, J. Org. Chem. 60: 1233 (1995) rapporterer begge alkylering av dianioner av N-acyl-a-aminoestere. Disse alkyleringer kan også anvendes for syntese av N-aryldiazaspiro-forbindelser. Således kan dianion av kommersielt tilgjengelig (Acros) etyl-2-pyrrolidon-5-karboksylat alkyleres med etylbromacetat for å danne etyl- 5-(karboetoksymetyl)-2-pyrrolidon-5-karboksylat. Den andre spiroring kan dannes ved omsetning av etyl-5-(karboetoksymetyl)-2-pyrrolidon-5-karboksylat med et arylamin. Det resulterende 2-aryl-2,6-diazspiro[4.4]nonan-l,3,7-trion kan reduseres med diboran, hvilket gir 7-aryl-l,7-diazaspiro[4.4]nonan. Avhengig av typen av arylgruppen, kan rekkefølgen av syntesetrinnene endres. Likeledes kan det være nødvendig å innføre beskyttelse/avbeskyttelse-trinn ved spesielle metoder.

En rekke arylaminer er tilgjengelige for anvendelse ved metoden beskrevet i

Skjema 12. I tillegg til aminopyridiner og aminopyrimidiner, er 3-aminoisoksazol kommersielt tilgjengelig (Aldrich). Dette tilveiebringer en metode for syntetisering av N-isoksazolyldiazaspiro-forbindelser. Den isomere 4-aminoisoksazol kan fremstilles ved redusering av den tilsvarende nitroforbindelse ved anvendelse av metoden beskrevet av Reiter, J. Org. Chem. 52: 2714 (1987). Eksempler på andre amino-derivater av 5-leddede aromatiske ringer omfatter 3-aminoisotiazol, fremstilt i henhold til Holland, et al., J. Chem. Soc., 7277 (1965) og 4-aminoisotiazol, fremstilt i henhold til Avalos, et al, An. Quim. 72: 922 (1976). Således kan en rekke N-aryldiazaspiro-forbindelser ifølge foreliggende oppfinnelse, hvor arylgruppen er en fem-leddet heterocyklisk gruppe, produseres.

III. Farmasøytiske sammensetninger

Forbindelsene beskrevet her kan innføres i farmasøytiske sammensetninger og anvendes for å forhindre en tilstand eller lidelse hos et individ mottagelig for en slik tilstand eller lidelse og/eller for å behandle et individ som lider av tilstanden eller lidelsen. De farmasøytiske sammensetninger beskrevet her omfatter forbindelsene ifølge foreliggende oppfinnelse og/eller farmasøytisk akseptable salter derav. Optisk aktive forbindelser kan anvendes som racemiske blandinger eller som rene enantiomerer.

Metoden hvorved forbindelsene blir administrert, kan variere. Preparatene blir fortrinnsvis administrert oralt (f.eks. i flytende form i et løsningsmiddel så som en vandig eller ikke-vandig væske eller i en fast bærer). Foretrukne sammensetninger for oral administrering omfatter piller, tabletter, kapsler, små kapsler, siruper og løsninger, omfattende harde gelatinkapsler og kapsler med frigjøring over tid. Sammensetninger kan formuleres i enhetsdoseform eller i multiple eller subenhetsdoser. Foretrukne sammensetninger er i flytende eller halvfast form. Sammensetninger omfattende en flytende farmasøytisk inert bærer så som vann eller andre farmasøytisk kompatible væsker eller halvfaste stoffer kan anvendes. Anvendelse av slike væsker og halvfaste stoffer er velkjent for fagfolkpå området.

Preparatene kan også administreres via injeksjon, dvs.

intravenøst, intramuskulært, subkutant, intraperitonealt, intraarterielt, intratekalt; og intracerebroventrikulært. Intravenøs administrering er en foretrukket metode for injeksjon. Egnede bærere for injeksjon er velkjente for fagfolk på området og omfatter 5% dekstrose-løsninger, saltvann og fosfatbufret saltvann. Forbindelsene

kan også administreres som en infusjon eller injeksjon (f.eks. som en suspensjon eller som en emulsjon i en farmasøytisk akseptabel væske eller blanding av væsker).

Preparatene kan også administreres ved anvendelse av andre metoder, for eksempel rektal administrering. Sammensetninger anvendelige for rektal administrering, så som suppositorier, er velkjent for fagfolk på området. Forbindelsene kan også administreres ved inhalering (f.eks. i form av en aerosol enten nasalt eller ved anvendelse av leveringsanordninger av typen angitt i U.S. patent nr. 4,922,901 til Brooks et al, idet beskrivelsen i denne inntas her i sin helhet); topisk (f.eks. i losjonsform); eller transdermalt (f.eks. ved anvendelse av et transdermalt plaster, ved anvendelse av teknologi som er kommersielt tilgjengelig fra Novartis og Alza Corporation). Selv om det er mulig å administrere forbindelsene i form av et bulk aktivt kjemikalium, er det foretrukket å presentere hver forbindelse i form av et farmasøytisk preparat eller preparat for virksom og effektiv administrering.

Eksempler på metoder for administrering av slike forbindelser vil være klare for fagfolk. Anvendeligheten av disse sammensetninger kan avhenge av det spesielle preparatet anvendt og det spesielle individ som mottar behandlingen. Disse sammensetninger kan inneholde en flytende bærer som kan være oljeaktig, vandig, emulgert eller inneholde visse løsningsmidler egnet for administreringsmetoden.

Preparatene kan administreres periodisk eller med en gradert, kontinuerlig, konstant eller kontrollert hastighet til et varmblodig dyr (f.eks. et pattedyr så som mus, rotte, katt, kanin, hund, gris, ku eller ape), men blir fordelaktig administrert til et menneske. I tillegg kan tiden på dagen og antallet ganger pr. dag det farmasøytiske preparatet blir administrert, variere.

Fortrinnsvis, ved administrering, interagerer de aktive bestanddelene med reseptorseter i kroppen til et individ som påvirker funksjonen av CNS. Mer spesifikt, ved behandling av en CNS-lidelse, er foretrukket administrering utformet for å optimalisere effekten på de relevante reseptorundertyper som har en effekt på funksjonen av CNS, men minimalisere effektene på muskel-type reseptorundertyper. Andre egnede metoder for administrering av forbindelsene ifølge foreliggende oppfinnelse er beskrevet i U.S. patent nr. 5,604,231 til Smith et al.

Fortrinnsvis blir preparatene administrert slik at aktive bestanddeler interagerer med regioner hvor cytokinproduksjon blir påvirket eller skjer. Forbindelsene beskrevet her er meget kraftige ved behandling av disse tilstander eller lidelser (dvs. de påvirker cytokinproduksjon og/eller sekresjon i meget lave konsentrasjoner) og er meget effektive (dvs. de hemmer cytokinproduksjon og/eller sekresjon i en relativt høy grad).

Under visse omstendigheter kan forbindelsene beskrevet her anvendes som del av et farmasøytisk preparat med andre forbindelser ment for å forhindre eller behandle en spesiell lidelse. I tillegg til effektive mengder av forbindelsene beskrevet her, kan de farmasøytiske sammensetninger også omfatte forskjellige andre komponenter som additiver eller supplementer. Eksempler på farmasøytisk akseptable komponenter eller supplementer som blir anvendt under relevante omstendigheter omfatter antioksydasjonsmidler, fri-radikal-oppfangende midler, peptider, vekstfaktorer, antibiotika, bakteriostatiske midler, immunosuppressiver, antikoaguleringsmidler, buffermidler, anti-inflammatoriske midler, anti-pyretika, bindemidler med frigjøring over tid, anestetika, steroider, vitaminer, mineraler og kortikosteroider. Slike komponenter kan gi ytterligere terapeutisk fordel, virke til å påvirke den terapeutiske virkning av det farmasøytiske preparatet eller virke mot forhindring av eventuelle potensielle bivirkninger som kan oppstå som et resultat av administrering av det farmasøytiske preparatet.

Den passende dose av forbindelsen er mengden effektiv til å forhindre forekomst av symptomene på lidelsen eller for å behandle noen symptomer på lidelsen av hvilken pasienten lider. Med "effektiv mengde", "terapeutisk mengde" eller "effektiv dose" menes mengden tilstrekkelig til å fremkalle de ønskede farmakologiske eller terapeutiske effekter, som således resulterer i effektiv forebygging eller behandling av lidelsen.

Ved behandling av en CNS-lidelse er en effektiv mengde av forbindelsen en mengde tilstrekkelig til å passere gjennom blod-hjerne-barrieren til individet, til å binde til relevante reseptorseter i hjernen til individet og å aktivere relevante nikotiniske reseptorundertyper (f.eks. gi nevrotransmitter-sekresjon, hvilket således resulterer i effektiv forebygging eller behandling av lidelsen). Forebygging av lidelsen manifesteres ved forsinking av begynnelse av symptomene på lidelsen. Behandling av lidelsen manifesteres ved en reduksjon av symptomene forbundet med lidelsen eller en forbedring av tilbakekomst av symptomene på lidelsen. Fortrinnsvis er den effektive mengde tilstrekkelig til å oppnå det ønskede resultat, men utilstrekkelig til å forårsake merkbare bivirkninger.

Den effektive dosen kan variere, avhengig av faktorer så som tilstanden til pasienten, alvorlighetsgraden av symptomene på lidelsen og metoden ved hvilken det farmasøytiske preparatet blir administrert. For humane pasienter krever den effektive dosen av typiske forbindelser generelt administrering av forbindelsen i en mengde tilstrekkelig til å aktivere relevante reseptorer for å bevirke nevrotransmitter- (f.eks. dopamin) frigjøring, men mengden må være utilstrekkelig til å fremkalle effekter på skjelettmuskler og ganglia i noen betydelig grad. Den effektive dose av forbindelser vil selvfølgelig være forskjellig fra pasient til pasient, men omfatter generelt mengder som starter der CNS-effekter eller andre ønskede terapeutiske effekter skjer men er under mengden hvor muskulære effekter er observert.

Forbindelsene, når anvendt i effektive mengder i henhold til metoden beskrevet her, er selektive for visse relevante nikotiniske reseptorer, men aktiverer ikke betydelig reseptorer forbundet med uønskede bivirkninger i konsentrasjoner minst større enn de nødvendig for å frembringe frigjøringen av dopamin eller andre nevrotransmittere. Med dette menes at en spesiell dose av forbindelse effektiv for forebygging og/eller behandling av en CNS-lidelse er i det vesentlige ineffektiv til å fremkalle aktivering av visse ganglion-type nikotiniske reseptorer i en konsentrasjon høyere enn 5 ganger, fortrinnsvis høyere enn 100 ganger og mer foretrukket høyere enn 1000 ganger den nødvendig for aktivering av dopamin-frigjøring. Denne selektiviteten av visse forbindelser beskrevet her mot ganglion-type reseptorer ansvarlige for kardiovaskulære bivirkninger er demonstrert ved mangel på evnen til forbindelsene til å aktivere nikotinisk funksjon av adrenalt kromaffin-vev i konsentrasjoner større enn de nødvendig for aktivering av dopamin-firgjøring.

For humane pasienter krever den effektive dosen av typiske forbindelser generelt administrering av forbindelsen i en mengde på minst ca. 1, ofte minst ca. 10 og ofte minst ca. 25 ug/ 24 timer/ pasient. Den effektive dose overstiger generelt ikke ca. 500, overstiger ofte ikke ca. 400 og overstiger ofte ikke ca. 300 ug/ 24 timer/ pasient. I tillegg skjer administrering av den effektive dosen slik at konsentrasjonen av forbindelsen i plasmaet til pasienten normalt ikke overstiger 500 ng/ml og overstiger ofte ikke 100 ng/ml.

Forbindelsene beskrevet her, når anvendt i effektive mengder i henhold til metodene beskrevet her, kan gi noen grad av forebygging av progresjon av CNS-lidelser, forbedre symptomer på CNS-lidelser og i noen grad bedre tilbakekomst av CNS-lidelser. De effektive mengder av forbindelsene er typisk under terskel-konsentrasjonen nødvendig for å fremkalle noen vesentlige bivirkninger, for eksempel effekter relatert til skjelettmuskel. Forbindelsene kan administreres i et terapeutisk vindu hvor visse CNS-lidelser blir behandlet og visse bivirkninger blir unngått. Ideelt er den effektive dosen av forbindelsene beskrevet her tilstrekkelig til å gi de ønskede effekter på CNS men er utilstrekkelig (dvs. er ikke på et høyt nok nivå) til å gi uønskede bivirkninger. Fortrinnsvis blir forbindelsene administrert i en dose effektiv forbehandling av CNS-lidelser, men mindre enn 1/5 og ofte mindre enn 1/10, av mengden nødvendig for å fremkalle visse bivirkninger i noen særlig grad.

Mest foretrukket er effektive doser i meget lave konsentrasjoner, hvor maksimale effekter er observert å skje, med et minimum av bivirkninger. Konsentrasjoner, bestemt som mengden av forbindelse pr. volum av relevant vev, gir typisk et mål for den grad forbindelsen påvirker cytokinproduksjon. Typisk krever den effektive dosen av slike forbindelser generelt administrering av forbindelsen i en mengde på mindre enn 5 mg/kg pasientvekt. Ofte blir forbindelsene ifølge foreliggende oppfinnelse administrert i en mengde på mindre enn ca. 1 mg/kg pasientvekt og vanligvis mindre enn ca. 100 ug/kg pasientvekt, men ofte mellom ca. 10 ug til mindre enn 100 ug/kg pasientvekt. For forbindelser som ikke fremkaller effekter på muskel-type nikotiniske reseptorer i lave konsentrasjoner er den effektive dosen mindre enn 5 mg/kg pasientvekt; og ofte blir slike forbindelser administrert i en mengde fra 50 ug til mindre enn 5 mg/kg pasientvekt. Foregående effektive doser representerer typisk mengden administrert som en enkel dose eller som én eller flere doser administrert over en 24 timers periode.

For humane pasienter krever den effektive dosen av typiske forbindelser generelt administrering av forbindelsen i en mengde på minst ca. 1, ofte minst ca. 10 og ofte minst ca. 25 ug/ 24 timer/ pasient. For humane pasienter krever den effektive dosen av typiske forbindelser administrering av forbindelsen som generelt ikke overstiger ca. 500, ofte ikke overstiger ca. 400 og ofte ikke overstiger ca. 300 ug/ 24 timer/ pasient. I tillegg blir preparatene fordelaktig administrert i en effektiv dose slik at konsentrasjonen av forbindelsen i plasmaet til pasienten normalt ikke overstiger 500 pg/ml, ofte ikke overstiger 300 pg/ml og ofte ikke overstiger 100 pg/ml. Når anvendt på en slik måte er forbindelsene doseavhengige og, som sådanne, hemmer cytokinproduksjon og/eller sekresjon når anvendt i lave konsentrasjoner, men viser ikke de hemmende effekter i høyere konsentrasjoner. Forbindelsene viser hemmende effekter på cytokinproduksjon og/eller sekresjon når anvendt i mengder mindre enn mengdene nødvendige for å fremkalle aktivering av relevante nikotiniske reseptorundertyper i noen særlig grad.

IV. Metoder for anvendelse av forbindelsene og/ eller farmasøytiske sammensetninger

Forbindelsene kan anvendes for å behandle de typer av tilstander og lidelser

for hvilke andre typer av nikotiniske forbindelser er foreslått som terapeutiske midler. Se for eksempel Williams et al., Drug News Perspec. 7(4):205 (1994), Arneric et al., CNS Drug Rev. 1(1):1 (1995), Arneric et al, Exp. Opin. Invest. Drugs 5(1):79 (1996), Bencherif et al., J. Pharmacol. Exp. Ther. 279:1413 (1996), Lippiello et al, J. Pharmacol. Exp. Ther. 279:1422 (1996), Damaj et al, J. Pharmacol. Exp. Ther. 291:390 (1999); Chiari et al, Anesthesiologi 91:1447 (1999); Lavand'homme og Eisenbach, Anesthesiologi 91:1455 (1999); Neuroscience (1997), Holladay et al, J. Med. ChemChem. 40(28):4169 (1997), Bannon et al, Science 279:77 (1998), PCT WO 94/08992, PCT WO 96/31475 og U.S. patent nr. 5,583,140 til Bencherif et al, 5,597,919 til Dull et al. og 5,604,231 til Smith et al, idet beskrivelsene i disse er inntatt her ved referanse i sin helhet.

Forbindelsene kan også anvendes som supplerende terapi i kombinasjon med eksisterende terapier for kontroll av ovennevnte typer av sykdommer og lidelser. I slike situasjoner er det foretrukket å administrere de aktive bestanddelene på en måte som optimaliserer effekter på unormal cytokinproduksjon, mens den minimaliserer effekter på reseptorundertyper så som de som er forbundet med muskel og ganglia. Dette kan oppnås ved målrettet medikament-levering og/eller ved å regulere dosen slik at en ønsket effekt blir oppnådd uten å møte terskeldosen nødvendig for å oppnå betydelige bivirkninger.

Behandling av CNS- lidelser

Forbindelsene beskrevet her er effektive for behandling av en rekke CNS-lidelser. Eksempler på CNS-lidelser som kan behandles i henhold til foreliggende oppfinnelse omfatter pre-senil demens (tidlig begynnelse av Alzheimers sykdom), senil demens (demens av Alzheimers type), Lewy-legeme demens, HIV-demens, multiple cerebrale infarkter, Parkinsonisme omfattende Parkinsons sykdom, Picks sykdom, Huntingtons chorea, tardiv dyskinesi, hyperkinesi, mani, oppmerksomhetssvikt-lidelse, angst, depresjon, mild kognitiv svekkelse, dysleksi, schizofreni og Tourettes syndrom.

CNS-lidelser kan behandles og/eller forhindres ved administrering til en pasient av en mengde av en forbindelse eller et farmasøytisk preparat effektivt til å gi noen grad av forebygging av progresjon av en CNS-lidelse (dvs. gir beskyttende effekter), forbedring av symptomene på en CNS-lidelse og bedring av tilbakekomst av en CNS-lidelse. Metoden involverer administrering av en effektiv mengde av en forbindelse valgt fra den generelle formel, som er angitt ovenfor.

Andre lidelser

I tillegg til behandling av CNS-lidelser kan de farmasøytiske sammensetninger anvendes for å forhindre eller behandle visse andre tilstander, sykdommer og lidelser. Eksempler omfatter neurodegenerative sykdommer, autoimmune lidelser så som Lupus, lidelser forbundet med cytokin-frigjøring, anti-inflammatoriske anvendelser, så vel som indikasjonene angitt i PCT WO 98/25619. De farmasøytiske sammensetninger kan forbedre mange av symptomene forbundet med de tilstander, sykdommer og lidelser.

Hemning av cytokin-frigjøring er ønskelig ved behandling av kakeksi, inflammasjon, neurodegenerative sykdommer, viral infeksjon og neoplasi. Kakeksi forekommer ofte etter infeksjon (f.eks. ved AIDS, AIDS-relatert kompleks og neoplasi) eller ved kreftterapi. Eksempler på inflammatoriske lidelser som kan behandles omfatter akutt kolangitt, aftøs stomatitt, astma, ulcerativ kolitt, inflammatorisk tarmsykdom, pouchitt, viral pneumonitt og artritt (f.eks. revmatoid artritt og osteoartritt).

De farmasøytiske sammensetninger kan også anvendes som anti-infeksiøse midler (f.eks. for behandling av bakterielle, fungale og virale infeksjoner, så vel som effektene, så som sepsis, av andre typer av toksiner).

Forbindelsene kan anvendes som smertestillende midler, for å behandle kramper så som de som er symptomatiske for epilepsi, for å behandle lidelser så som syfilis og Creutzfeld-Jakob sykdom.

Forbindelsene kan også hensiktsmessig syntetiseres og anvendes som eller i farmasøytiske sammensetninger som blir anvendt som diagnostiske prober.

Forbindelsene som anvendes har evnen til å binde til og under de fleste omstendigheter, forårsake aktivering av nikotiniske cholinerge reseptorer i hjernen til pasienten (f.eks. så som de reseptorer som modulerer dopamin-frigjøring). Som sådanne har forbindelsene evnen til å uttrykke nikotinisk farmakologi og spesielt til å virke som nikotiniske agonister. Reseptorbindingskonstanter for typiske forbindelser anvendelige for å utføre foreliggende oppfinnelse overstiger generelt ca. 0,1 nM, overstiger ofte ca. 1 nM og overstiger ofte ca. 10 nM. Reseptor-bindingskonstanter av slike typiske forbindelser er generelt mindre enn ca. 1 uM, er ofte mindre enn ca. 100 nM og er ofte mindre enn ca. 50 nM. Reseptor-bindingskonstanter gir et mål for evnen til forbindelsen til å binde til halvparten av de relevante reseptorseter av visse hjerneceller til pasienten. Se Cheng, et al., Biochem. Pharmacol. 22: 3099 (1973). Forbindelsene som anvendes har evnen til å demonstrere en nikotinisk funksjon ved effektivt å fremkalle ionefluks gjennom og/eller nevrotransmitter-sekresjon fra, nerveterminaler (f.eks. thalamiske eller striatale synaptosomer). Som sådanne har slike forbindelser evnen til å forårsake at relevante neuroner blir aktivert og frigjøre eller utskille acetylcholin, dopamin eller andre nevrotransmittere. Generelt tilveiebringer typiske forbindelser effektivt relevant reseptoraktivering i mengder på minst ca. 30 prosent, ofte minst ca. 50 prosent og ofte minst ca. 75 prosent, av den maksimalt gitt av (S)-(-)-nikotin. Generelt er typiske forbindelser anvendelige for å utføre foreliggende oppfinnelse kraftigere enn (S)-(-)-nikotin til å fremkalle relevant reseptoraktivering. Generelt tilveiebringer typiske forbindelser anvendelige for å utføre foreliggende oppfinnelse effektivt sekresjon av dopamin i mengder på minst ca. 50 prosent, ofte minst ca. 75 prosent og ofte minst ca. 100 prosent, av den maksimalt gitt av (S)-(-)-nikotin. Visse forbindelser ifølge foreliggende oppfinnelse kan gi sekresjon av dopamin i en mengde som kan overstige den maksimalt gitt av (S)-(-)-nikotin. Generelt er typiske forbindelser mindre kraftige enn (S)-(-)-nikotin til å fremkalle nevrotransmitter-sekresjon, så som dopamin-sekresjon.

Forbindelsene ifølge foreliggende oppfinnelse, når anvendt i effektive mengder, mangler evnen til å fremkalle aktivering av nikotiniske reseptorer i human muskel i noen betydelig grad. I den henseende demonstrerer forbindelsene ifølge foreliggende oppfinnelse dårlig evne til å forårsake isotopisk rubidium-ionefluks gjennom nikotiniske reseptorer i celle- sammensetninger som uttrykker muskel-type nikotinisk acetylcholin-reseptorer. Således viser slike forbindelser reseptor-aktiveringskonstanter eller EC50-verdier (dvs. som gir et mål for konsentrasjonen av forbindelse som er nødvendig for å aktivere halvparten av de relevante reseptorseter i skjelettmuskelen til en pasient) som er ekstremt høy (dvs. større enn ca. 100 uM). Generelt aktiverer typisk foretrukne forbindelser anvendelige ved utførelse av foreliggende oppfinnelse, isotopisk rubidium-ionefluks med mindre enn 10 prosent, ofte mindre enn 5 prosent, av den maksimalt gitt av S(-) nikotin.

Forbindelsene ifølge foreliggende oppfinnelse, når anvendt i effektive mengder, er selektive for visse relevante nikotiniske reseptorer, men forårsaker ikke betydelig aktivering av reseptorer assosiert med uønskede bivirkninger. Med dette menes at en spesiell dose av forbindelsen som resulterer i forebygging og/eller behandling av en CNS-lidelse, er i det vesentlige ineffektiv for fremkalling av aktivering av visse ganglion-type nikotiniske reseptorer. Denne selektiviteten av forbindelsene ifølge foreliggende oppfinnelse mot de reseptorer som er ansvarlige for kardiovaskulære bivirkninger er demonstrert ved mangel på evnen til de forbindelser til å aktivere nikotinisk funksjon av adrenalt kromaffin-vev. Som sådanne har slike forbindelser dårlig evne til å forårsake isotopisk rubidium-ionefluks gjennom nikotiniske reseptorer i cellepreparater avledet fra binyren. Generelt aktiverer typisk foretrukne forbindelser anvendelige for å utføre foreliggende oppfinnelse isotopisk rubidium-ionefluks med mindre enn 10 prosent, ofte med mindre enn 5 prosent, av den maksimalt gitt av S(-)-nikotin.

Forbindelser ifølge foreliggende oppfinnelse, når anvendt i effektive mengder

, er effektive for å gi noen grad av forebygging av progresjonen av CNS-lidelser, forbedring av symptomene på CNS-lidelser og i noen grad bedring for tilbakekomst av CNS-lidelser. Imidlertid er slike effektive mengder av forbindelsene ikke tilstrekkelige til å fremkalle noen merkbare bivirkninger, som er demonstrert ved reduserte effekter på sammensetninger antatt å reflektere effekter på det kardiovaskulære systemet eller effekter på skjelettmuskel. Som sådan tilveiebringer administrering av forbindelser ifølge foreliggende oppfinnelse et terapeutisk vindu hvor behandling av visse CNS-lidelser blir gitt og bivirkninger blir unngått. Dvs. en effektiv dose av en forbindelse ifølge foreliggende oppfinnelse er tilstrekkelig til å gi de ønskede effekter på CNS, men er utilstrekkelig (dvs. er ikke på et høyt nok nivå) til å gi uønskede bivirkninger. Fortrinnsvis skjer effektiv administrering av en forbindelse ifølge foreliggende oppfinnelse som resulterer i behandling av CNS-lidelser, ved administrering av mindre 1/3, ofte mindre enn 1/5 og ofte mindre enn

1/10, av mengden tilstrekkelig til å forårsake noen bivirkninger i en betydelig grad.

De følgende eksempler er gitt for å illustrere foreliggende oppfinnelse. I disse eksempler er alle deler og prosentdeler etter vekt, hvis ikke annet er angitt. Reaksjonsutbytter er angitt i molprosentdeler. Mange kommersielt tilgjengelige utgangsmaterialer blir anvendt gjennom alle de følgende eksempler. 3-brompyridin, 3,5-dibrompyridin, 5-bromnikotinsyre, 5-brompyrimidin og 4-penten-2-ol ble oppnådd fra Aldrich Chemical Company eller Lancaster Synthesis Inc. 2-amino-5-brom-3-metylpyridin ble anskaffet fra Maybridge Chemical Company Ltd. (R)-(+)-propylenoksyd ble oppnådd fra Fluka Chemical Company og (S)-(-)-propylenoksyd ble oppnådd fra Aldrich Chemical Company. Kolonnekromatografi ble utført ved anvendelse av enten Merck silikagel 60 (70-230 mesh) eller aluminiumoksyd (aktivert, nøytral, Brockmann I, standard kvalitet, ca. 150 mesh). Trykkreaksjoner ble utført i et tykkvegget glass trykkrør (185 ml kapasitet), med Ace-Thread og stempelventil tilgjengelig fra Ace Glass Inc. Reaksjonsblandinger ble typisk oppvarmet ved anvendelse av et høy-temperatur silikonolje-bad og temperaturer refererer til de i oljebadet. De følgende forkortelser blir anvendt i de følgende eksempler: CHCI3for kloroform, CH2CI2for diklormetan, CH3OH for metanol, DMF for N,N-dimetylformamid og EtOAc for etylacetat, THF for tetrahydrofuran og Et3N for trietylamin.

V. Forsøk

Bindingsforsøk

Evnen til forbindelsene til å binde til relevante reseptorseter ble bestemt i henhold til teknikkene beskrevet i U.S. patent nr. 5,597,919 til Dull et al. Hemnings-konstanter (K;-verdier) ble beregnet fra ICso-verdiene ved anvendelse av metoden ifølge Cheng et al., Biochem. Pharmacol. 22:3099 (1973). For a4p2 undertype var Ki-verdi for hvert av eksemplene i denne søknaden mindre enn 1 uM, hvilket indikerer at forbindelser ifølge foreliggende oppfinnelse binder stramt til reseptoren.

Bestemmelse av Log P-verdi

Log P verdier, som har vært anvendt for å bedømme den relative evne til forbindelser til å passere gjennom blod-hjerne-barrieren (Hansch, et al., J. Med. Chem. 11: 1

(1968)), ble beregnet ved anvendelse av Cerius<2>programvare-pakkke versjon 3.5 fra

Molecular Simulations, Inc.

Bestemmelse av dopamin-frigjøring

Dopamin-frigjøring ble målt ved anvendelse av teknikkene beskrevet i U.S. pat. nr. 5,597,919 til Dull et al. Frigjøring er uttrykt som en prosentdel av frigjøring oppnådd med en konsentrasjon av (S)-(-)-nikotin som resulterer i maksimale effekter. Angitte ECso-verdier er uttrykt i nM og Emaks-verdier representerer mengden frigjort i forhold til (S)-(-)-nikotin på en prosentdel-basis.

Bestemmelse av rubidiumion-frigjøring

Rubidium-frigjøring ble målt ved anvendelse av teknikkene beskrevet i Bencherif et al, JPET 279: 1413-1421 (1996). Angitte EC50-verdier er uttrykt i nM og Emaks-verdier representerer mengden av rubidiumion frigjort i forhold til 300uM tetrametylammoniumion, på en prosentdel-basis.

Bestemmelse av interaksjon med muskelreseptorer

Bestemmelse av interaksjonen av forbindelsene med muskelreseptorer ble utført i henhold til teknikkene beskrevet i U.S. pat. nr. 5,597,919 til Dull et al. Den maksimale aktivering for individuelle forbindelser (EmakS) ble bestemt som en prosentdel av den maksimale aktivering fremkalt av (S)-(-)-nikotin. Angitte Emaks-verdier representerer mengden frigjort i forhold (S)-(-)-nikotin på en prosentdel-basis.

Bestemmelse av interaksjon med ganglion-reseptorer

Bestemmelse av interaksjonen av forbindelsene med ganglion-reseptorer ble utført i henhold til teknikkene beskrevet i U.S. pat. nr. 5,597,919 til Dull et al. Den maksimale aktivering for individuelle forbindelser (Emaks) ble bestemt som en prosentdel av den maksimale aktivering fremkalt av (S)-(-)-nikotin. Angitte Emaks-verdier representerer mengden frigjort i forhold til (S)-(-)-nikotin på en prosentdel-basis.

Selektivitet

Selektiviteten av forbindelsene for en gitt reseptor kan evalueres ved å sammenligne bindingen av forbindelsene til forskjellig reseptorer ved anvendelse av kjent metodikk.

VI. Synteseeksempler

De følgende synteseeksempler er gitt for å illustrere foreliggende oppfinnelse . I disse eksempler er alle deler og prosentdeler etter vekt, hvis ikke på annen måte angitt. Reaksjonsutbytter er angitt i molprosentdel.

Eksempel 1

Prøve nr. 1 er 7-(3-pyridyl)-l,7-diazaspiro[4.4]nonan-dihydroklorid, som ble fremstilt i henhold til de følgende teknikker:

Nitroetylen

Nitroetylen ble fremstilt ved å følge metoden angitt av Ranganathan, et al., J. Org. Chem. 45: 1185 (1980).

Etyl-2-(2-nitroetyl)-l-benzylpyrrolidin-2-karboksylat

Under en nitrogen-atmosfære ble en løsning av diisopropylamin (4,34 g, 6,01 ml, 42,9 mmol) i tørr THF (50 ml) avkjølt i et isbad mens n-butyllitium (17,1 ml 2,5 M i heksan, 42,8 mmol) ble tilsatt med sprøyte. Isbadet ble fjernet og løsningen av litiumdiisopropylamid ble først oppvarmet til omgivelsestemperatur og deretter overført med kanyle til en omrørt løsning av etyl-(S)-N-benzyl-pyrrolidin-2-karboksylat (10,0 g, 42,9 mmol) (Fluka) i tørr THF (50 ml), holdt ved -78°C under nitrogen. Tilsetningen tok 10 min. Etter omrøring i ytterligere 30 min ved -78°C, ble enolat-løsningen behandlet (via kanyle) med en løsning av nitroetylen (3,13 g, 42,9 mmol) i tørr THF (20 ml). Blandingen ble deretter omrørt i 1 time ved -78°C. Mettet vandig ammoniumklorid-løsning ble deretter tilsatt (ved -78°C) og blandingen ble oppvarmet til omgivelsestemperatur og ekstrahert med etylacetat (4 x 30 ml). Ekstraktene ble tørket (K2CO3) og konsentrert ved rotasjonsinndampning. Residuet ble renset ved kromatografi på en Merck silikagel 60 (70-230 mesh) kolonne med 9:1 (volum/volum) heksan/etylacetat. Konsentrasjon av valgte fraksjoner ga 10,0 g

(76,3%) av viskøs, gulbrun olje.

6-benzyl-2,6-diazaspiro [4.4] nonan-l-on

Raney-nikkel (~2 g) ble satt til en løsning av etyl-2-(2-nitroetyl)-l-benzylpyrrolidin-2-karboksylat (6,00 g, 19,6 mmol) i absolutt etanol (200 ml) i en hydrogeneringsflaske. Blandingen ble ristet i 12 timer under en hydrogenatmosfære (3,5 kg/cm<2>) i et Parr hydrogeneringsapparat, filtrert gjennom et celite-sjikt og konsentrert ved rotasjonsinndampning. GCMS-analyse viste at hydrogeneringsproduktet var en blanding av det primære aminet og laktamet som er et resultat av cyklisering av aminet på esteren. Blandingen ble oppløst i toluen (150 ml). En katalytisk mengde av p-toluensulfonsyre (-30 mg) ble tilsatt og blandingen ble oppvarmet ved tilbakeløp under en nitrogen-atmosfære i 24 timer. Etter inndampning av toluenet, krystalliserte residuet (nå komplett laktam, ved GCMS), hvilket ga 4,20 g (93,1%) gyldenbrunt fast stoff (Sm.p. 152-153X).

1-benzyl-l ,7-diazaspiro [4.4] nonan

Litiumaluminiumhydrid (1,98 g, 52,2 mmol) ble tilsatt i porsjoner, under argon, til en isbad-avkjølt løsning av 6-benzyl-2,6-diazaspiro[4.4]nonan-l-on (4,00 g, 17,4 mmol) i tørr THF (100 ml). Tilsetningstrakten ble erstattet med en tilbakeløpskjøler og blandingen ble oppvarmet ved tilbakeløp i 24 timer. Blandingen ble avkjølt til 0°C og behandlet dråpevis (forsiktig: eksoterm reaksjon) med 10 M vandig natriumhydroksyd inntil hydrogenutvikling opphørte og aluminat-saltene ble granulære. Blandingen ble omrørt 1 time ved 0°C og filtrert gjennom Celite. Filtratet ble tørket (K2CO3) og konsentrert, og etterlot 3,60 g (95,7%) av en viskøs, fargeløs væske.

l-benzyl-7-(3-pyridyl)-l,7-diazaspiro [4.4] nonan

En blanding av 1-benzyl-l,7-diazaspiro[4.4]nonan (2,00 g, 9,26 mmol), 3-brompyridin (1,38 g, 8,73 mmol), kalium-tert-butoksyd (2,50 g, 22,3 mmol), tris(dibenzylideneaceton)dipalladium(0) (0,318 g, 0,347 mmol), 2,2'- bis(difenylfosfino)-l,l'-binaftyl (0,324 g, 0,520 mmol) og tørr toluen (50 ml) ble plassert i et trykkrør under argon. Blandingen ble omrørt og oppvarmet ved 90°C (bad-temperatur) i 24 timer og avkjølt. Vann (20 ml) ble tilsatt og blandingen ble ekstrahert med etylacetat (6 x 25 ml). Ekstraktene ble tørket (K2CO3) og konsentrert. Kolonnekromatografi av residuet på Merck silikagel 60 (70-230 mesh), med 6:4 (volum/volum) kloroform/aceton, ga 1,80 g (66,2%) av en lysebrun olje, etter konsentrasjon av valgte fraksjoner.

7-(3-pyridyl)-l,7-diazaspiro [4.4] nonan-dihydroklorid

Vandig saltsyre (0,5 ml 12 M) og 10% palladium på karbon (0,100 g) ble satt til en løsning av l-benzyl-7-(3-pyridyl)-l,7-diazaspiro[4.4]nonan (1,0 g, 3,41 mmol) i metanol (30 ml). Blandingen ble ristet under en hydrogenatmosfære (3,5 kg/cm2) i et Parr hydrogeneringsapparat i 24 timer og filtrert gjennom Celite. Filtratet ble konsentrert ved rotasjonsinndampning og kolonnekromatografert på Merck silikagel 60 (70-230 mesh). Eluering med 0,01:1:9 (volum/volum) vandig ammoniakk/metanol/kloroform og konsentrasjon av valgte fraksjoner, ga 0,650 g (93,8%) av en viskøs, brun olje. En porsjon (300 mg, 1,48 mmol) av dette materialet ble behandlet med vandig saltsyre (2 ml). Vannet ble azeotropt fjernet ved gjentatt behandling med små volumer av etanol (~ 5 ml) og rotasjonsinndampning. Det resulterende faste stoffet ble omkrystallisert fra varm isopropanol, hvilket ga 360 mg (88,2%) av fine, gyldenbrune krystaller.

Eksempel 2

Prøve 2 er l-(3-pyridyl)-l,7-diaza-spiro[4.4]nonan-dihydroklorid, som ble fremstilt i henhold til de følgende teknikker: tert-butyl-6-benzyl-2,6-diazaspiro[4.4]nonan-2-karboksylat

Di-t-butyl-dikarbonat (1,45 g, 6,64 mmol) ble satt til en løsning av 1-benzyl-l,7-diazaspiro[4.4]nonan (1,30 g, 6,01 mmol) og trietylamin (1 ml) i diklormetan (25 ml) og blandingen ble omrørt ved omgivelsestemperatur natten over. Blandingen ble hellet i mettet vandig natriumbikarbonat (10 ml) og ekstrahert med kloroform (4 x 25 ml). Ekstraktene ble tørket (K2CO3) og konsentrert ved rotasjonsinndampning. Residuet ble kolonne-kromatografert på Merck silikagel 60 (70-230 mesh), under eluering med, hvilket ga 1,85 g (97,4%) av en viskøs, fargeløs olje, etter konsentrasjon av valgte fraksjoner.

tert-butyl-2,6-diazaspiro[4.4]nonan-2-karboksylat

En løsning av t-butyl 6-benzyl-2,6-diazaspiro[4.4]nonan-2-karboksylat (1,70 g, 5,37 mmol) i metanol (30 ml) ble blandet med 10% palladium på karbon (50 mg). Blandingen ble ristet under en hydrogenatmosfære (3,5 kg/cm2) i et Parr hydrogeneringsapparat i 8 timer og filtrert gjennom Celite. Filtratet ble konsentrert ved rotasjonsinndampning og høyvakuum-behandling, hvilket etterlot 1,26 g av en viskøs, lysebrun olje (>100%), som hadde tilstrekkelig renhet til å anvendes i den påfølgende reaksjon.

tert-butyl-6-(3-pyridyl)-2,6-diazaspiro[4.4]nonan-2-karboksylat

En blanding av tert-butyl-2,6-diazaspiro[4.4]nonan-2-karboksylat (1,00 g, -4,4 mmol), 3-brompyridin (0,736 g, 4,66 mmol), kalium-tert-butoksyd (1,22 g, 10,9 mmol), tris(dibenzylideneaceton)dipalladium(0) (0,155 g, 0,169 mmol), 2,2'-bis(difenylfosfino)-l,l'-binaftyl (0,158 g, 0,254 mmol) og tørr toluen (25 ml) ble plassert i et trykkrør under argon. Blandingen ble omrørt og oppvarmet ved 180°C (bad-temperatur) i 8 timer og avkjølt. Tynnskikt-analyse viste at meget liten omdannelse hadde funnet sted. En andre porsjon med lik mengde som den første, av alle reagenser bortsett fra tert-butyl-2,6-diazaspiro[4.4]nonan-2-karboksylat ble satt til trykkrøret og røret ble returnert til badet i ytterligere 8 timer. Igjen syntes relativt liten reaksjon å ha skjedde, så en tredje porsjon av reagenser ble tilsatt og oppvarmning (ved 180°C) ble fortsatt i en tredje 8 timers periode. Vann (20 ml) ble tilsatt og blandingen ble ekstrahert med etylacetat (6 x 25 ml). Ekstraktene ble tørket (K2CO3) og konsentrert. Kolonnekromatografi av residuet på Merck silikagel 60 (70-230 mesh), med 6:4 (volum/volum) kloroform/aceton, ga 150 mg (-11%) av en lysebrun olje, etter konsentrasjon av valgte fraksjoner.

l-(3-pyridyl)-l,7-diazaspiro [4.4] nonan-dihydroklorid

En løsning av tert-butyl-6-(3-pyridyl)-2,6-diazaspiro[4.4]nonan-2-karboksylat (100 mg, 0,330 mmol) i diklormetan (5 ml) ble raskt omrørt med 1 ml 12 M saltsyre ved omgivelsestemperatur i 1 time, i løpet av hvilken tid den bifasiske blanding ble monofasisk. Diklormetanet ble inndampet og residuet ble oppløst i vann (3 ml) og gjort sterkt basisk (pH 9) med kaliumkarbonat. Blandingen ble mettet med natriumklorid og ekstrahert med kloroform (4x10 ml). Ekstraktene ble tørket

(K2CO3) og konsentrert, først ved rotasjonsinndampning og deretter ved høyvakuum-behandling. Den viskøse brune oljen som resulterte var 98% ren ved GCMS og veiet 50 mg (73%). En prøve av denne frie base (40 mg, 020 mmol) ble oppløst i 10 dråper 12 M saltsyre. Vannet ble azeotropt fjernet ved gjentatt behandling med små volumer av etanol (~5 ml) og rotasjonsinndampning. Det resulterende faste stoffet ble omkrystallisert fra varm isopropanol, hvilket ga 40 mg (72%) av fine, gyldenbrune krystaller (Sm.p. 170-175°C).

Eksempel 3

Prøve 3 er l-metyl-7-(3-pyridyl)-l,7-diazaspiro[4.4]nonan, som ble fremstilt i henhold til de følgende teknikker: l-metyl-7-(3-pyridyl)-l,7-diazaspiro [4.4] nonan

7-(3-pyridyl)-l,7-diazaspiro[4.4]nonan (30 mg, 0,15 mmol) ble oppløst i 98% maursyre (0,5 ml) og formaldehyd (1 ml, 28% vandig løsning). Reaksjonsblandingen ble oppvarmet til tilbakeløp i 8 timer. Reaksjonsblandingen ble avkjølt til romtemperatur, gjort basisk med mettet vandig natriumbikarbonat til pH 9-10 og ekstrahert med kloroform (4x3 ml). De samlede kloroform-ekstrakter ble tørket (K2CO3), filtrert og konsentrert på en rotasjonsinndamper, hvilket ga 30 mg av den ønskede forbindelse (93,6%) som en lysebrun væske.

Eksempel 4

Prøve 4 er l-metyl-7-(5-etoksy-3-pyridyl)-l,7-diazaspiro[4.4]nonan, som ble fremstilt i henhold til de følgende teknikker:

5-brom-3-etoksypyridin

Under en nitrogen-atmosfære ble natrium (4,60 g, 200 mmol) satt til absolutt etanol (100 ml) ved 0-5 °C og den omrørte blanding fikk oppvarmes til omgivelsestemperatur over 18 timer. Til den resulterende løsningen ble satt 3,5-dibrompyridin (31,5 g, 133 mmol), fulgt av DMF (100 ml). Blandingen ble oppvarmet ved 70°C i 48 timer. Den brune blandingen ble avkjølt, hellet i vann (600 ml) og ekstrahert med eter (3 x 500 ml). De samlede eterekstrakter ble tørket (Na2S04), filtrert og konsentrert ved rotasjonsinndampning. Rensning ved vakuum-destillering ga 22,85 g (85,0%) av en olje, kp. 89-90°C ved 2,8 mm Hg (litt. kp 111°C ved 5 mm Hg, se K. Clarke, et al, J. Chem. Soc. 1885 (1960)).

l-benzyl-7-(5-etoksy-3-pyridyl)-l,7-diazaspiro[4.4]nonan

1-benzyl-l,7-diazaspiro[4.4]nonan (500,0 mg, 2,4 mmol) ble oppløst i tørr toluen (15 ml) i en 50 ml rundbunnet kolbe utstyrt med en magnetisk rørestav. Nitrogen ble boblet gjennom løsningen i en langsom strøm. Til den omrørte løsningen ble satt 3-brom-5-etoksypyridin (513,8 mg, 2,55 mmol), kalium-tert-butoksyd (1039,0 mg, 9,26 mmol), rac-2,2'-bis(difenylfosfino)-l,l'-binaftyl ( 86,4 mg, 0,14 mmol) og tris(dibenzylideneaceton)dipalladium(0) (63,6 mg, 0,06 mmol), mens spyling med nitrogen ble fortsatt. Nitrogenstrømmen ble avbrutt og kolben ble lukket og oppvarmet ved 90°C i 8 timer. Reaksjonsblandingen ble avkjølt og løsningsmidlet ble fjernet ved rotasjonsinndampning. Det resulterende residuet ble suspendert i mettet vandig natriumbikarbonat (10 ml) og ekstrahert med kloroform (4 x 25 ml). De samlede organiske ekstrakter ble tørket (NaiSCv), filtrert og konsentrert ved rotasjonsinndampning til en tykk mørk masse. Rensning ved

kolonnekromatografi, ved anvendelse av metanol/kloroform (2:98, volum/volum) som elueringsmiddel ga 0,54 g av den ønskede forbindelse som en lysebrun, viskøs væske

(69%).

7-(5-etoksy-3-pyridyl)-l,7-diazaspiro[4.4]nonan

Til en løsning av l-benzyl-7-(5-etoksy-3-pyridyl)-l,7-diazaspiro[4.4]nonan (540 mg, 1,6 mmol) i etanol (25 ml) i en trykkflaske ble satt konsentrert HC1 (1 ml) og Pearlman's katalysator (Pd(OH)2,20% på karbon, 50 mg). Løsningen ble ristet under 3,5 kg/cm<2>av hydrogengass i 8 timer. Katalysatoren ble fjernet ved filtrering gjennom Celite og filterkaken ble vasket med etanol (20 ml). Løsningsmidlet ble fjernet ved rotasjonsinndampning og residuet ble gjort basisk med mettet vandig natriumbikarbonat til pH 8-9. Fast natriumklorid (2 g) ble tilsatt og blandingen ble ekstrahert med kloroform (4 x 20 ml). De samlede kloroform-ekstrakter ble tørket (Na2SC«4), filtrert og konsentrert ved rotasjonsinndampning, hvilket ga 360,7 mg av den ønskede forbindelse som en lysebrun, viskøs væske (91,1%).

l-metyl-7-(5-etoksy-3-pyridyl)-l,7-diazaspiro [4.4] nonan

Til en omrørt løsning av 7-(5-etoksy-3-pyridyl)-l,7-diazaspiro[4.4]nonan (360,4 mg, 1,4 mmol) i 37% vandig løsning av formaldehyd (4 ml) ble satt 98% maursyre (2 ml) under nitrogen. Reaksjonsblandingen ble oppvarmet til tilbakeløp i 8 timer. Reaksjonsblandingen ble avkjølt til romtemperatur, deretter gjort basisk med mettet vandig natriumbikarbonat til pH 8-9 og ekstrahert med kloroform (4x15 ml). De samlede kloroform-ekstrakter ble tørket (Na2S04), filtrert og konsentrert ved rotasjonsinndampning, hvilket ga en viskøs, brun væske. Denne ble destillert ved anvendelse av et Kugelrohr-apparat (2mm, 180°C), hvilket ga en meget lys krem-farget sirup (340 mg, 89,3%).

Eksempel 5

Prøve 5 er l-metyl-7-(5-fenoksy-3-pyridyl)-l,7-diazaspiro[4.4]nonan, som ble fremstilt i henhold til de følgende teknikker:

3-brom-5-fenoksypyridin

Natriumhydrid (1,35 g 80% i mineralolje, 45,0 mmol) ble satt til en omrørt løsning av fenol (4,26 g, 45,3 mmol) i DMF (30 ml) ved 0°C, under nitrogen. Blandingen ble omrørt ved romtemperatur i 3 timer, behandlet med 3,5-dibrompyridin (4,0 g, 16,9 mmol) og oppvarmet ved 100°C i 48 timer. Reaksjonsblandingen ble avkjølt til romtemperatur, hellet i en blanding av vann (100 ml) og 5M natriumhydroksyd (10 ml) og ekstrahert med eter (3 x 60 ml). De samlede eterekstrakter ble tørket (Na2S04), filtrert og rotasjonsinndampet til et blekgult halvfast stoff (4,9 g). Dette ble kromatografert på en silikagel- (200 g) kolonne med heksan/etylacetat/kloroform (8:1:1, volum/volum) som elueringsmiddel, hvilket ga 2,86 g (68% utbytte) av en fargeløs olje.

l-benzyl-7-(5-fenoksy-3-pyridyl)-l,7-diazaspiro[4.4]nonan

1-benzyl-l,7-diazaspiro[4.4]nonan (500,0 mg, 2,4 mmol) ble oppløst i tørr toluen (15 ml) i en 50 ml rundbunnet kolbe utstyrt med en magnetisk rørestav. Nitrogen ble boblet gjennom løsningen i en langsom strøm. Til den omrørte løsningen ble satt 3-brom-5-fenoksypyridin (636,8 mg, 2,55 mmol), kalium-tert-butoksyd (1039,0 mg, 9,26 mmol), rac-2,2'-bis(difenylfosfino)-l,l'-binaftyl (86,4 mg, 0,14 mmol) og tris(dibenzylidenaceton)dipalladium(0) (63,6 mg, 0,06 mmol), mens spyling med nitrogen ble fortsatt. Nitrogenstrømmen ble avbrutt og kolben ble lukket og oppvarmet ved 90°C i 8 timer. Reaksjonsblandingen ble avkjølt og løsningsmidlet ble fjernet ved rotasjonsinndampning. Det resulterende residuet ble suspendert i mettet vandig natriumbikarbonat (10 ml) og ekstrahert med kloroform (4 x 25 ml). De samlede organiske ekstrakter ble tørket (Na2S04), filtrert og konsentrert ved rotasjonsinndampning til en tykk mørk masse. Denne ble renset ved kolonnekromatografi, ved anvendelse av metanol/kloroform (2:98, volum/volum) som elueringsmiddel, hvilket ga 0,70 g av den ønskede forbindelse som en lysebrun viskøs væske (78,6%).

7-(5-fenoksy-3-pyridyl)-l,7-diazaspiro[4.4]nonan

Til en løsning av l-benzyl-7-(5-fenoksy-3-pyridyl)-l,7-diazaspiro[4.4]nonan (690 mg, 1,79 mmol) i etanol (25 ml) i en trykkflaske ble satt konsentrert HC1 (1 ml) og Pearlman's katalysator (Pd(OH)2,20% på karbon, 50 mg). Løsningen ble ristet under 3,5 kg/cm<2>hydrogengass i 8 timer. Katalysatorene ble fjernet ved filtrering gjennom Celite og filterkaken ble vasket med etanol (20 ml). Løsningsmidlet ble fjernet ved rotasjonsinndampning og residuet ble gjort basisk med mettet vandig natriumbikarbonat til pH 8-9. Fast natriumklorid (2 g) ble tilsatt og løsningen ble ekstrahert med kloroform (4 x 20 ml). De samlede kloroform ekstrakter ble tørket (Na2S04), filtrert og konsentrert ved rotasjonsinndampning, hvilket ga 490 mg av den ønskede forbindelse som en lysebrun viskøs væske (92,7 %).

l-metyl-7-(5-fenoksy-3-pyridyl)-l,7-diazaspiro[4.4]nonan

Til en omrørt løsning av 7-(5-fenoksy-3-pyridyl)-l,7-diazaspiro[4.4]nonan (420 mg, 1,42 mmol) i 37% vandig løsning av formaldehyd (5 ml) ble satt 98% maursyre (3 ml) under nitrogen. Reaksjonsblandingen ble oppvarmet til tilbakeløp i 8 timer. Reaksjonsblandingen ble avkjølt til romtemperatur, deretter gjort basisk med mettet vandig natriumbikarbonat til pH 8-9 og ekstrahert med kloroform (4x15 ml). De samlede kloroform-ekstrakter ble tørket (Na2SC>4), filtrert og konsentrert ved rotasjonsinndampning, hvilket ga en tykk, brun, viskøs væske. Denne ble destillert ved anvendelse av et Kugelrohr-apparat (2mm, 180°C), hvilket ga en meget blek krem-farget sirup (400 mg, 90,9 %).

l-metyl-7-(5-fenoksy-3-pyridyl)-l,7-diazaspiro[4.4]nonan-dihydroklorid

l-metyl-7-(5-fenoksy-3-pyridyl)-l,7-diazaspiro[4.4]nonan (200 mg, 0,65 mmol) ble oppløst i konsentrert HC1 (1 ml) og ultralydbehandlet i 5 min. Overskudd av syre og vann ble fjernet ved gjentatt azeotrop inndampning med små porsjoner av etanol. Et blekgult, fast stoff ble oppnådd. Det faste stoffet ble oppløst i minimums-mengde av absolutt etanol (~1 ml) og deretter ble eter tilsatt dråpevis inntil løsningen ble opak. Avkjøling i kjøleskap natten over ga krem-fargede krystaller, som ble filtrert, vasket med eter og tørket i en vakuumovn, hvilket ga 210 mg (85,4 %) av rent dihydrokloridsalt, sm.p. 180-191°C.

Eksempler 12 og 13

Prøver 12 og 13 er henholdsvis (+) og (-) 7-(3-pyridyl)-l,7-diazaspiro[4.4]nonan, som ble fremstilt i henhold til de følgende teknikker: Diastereomere 7-(3-pyridyl)-l,7-diazaspiro [4.4] nonan-S-prolin-amider

Trietylamin (6,0 ml, 43 mmol) og difenylklorfosfat (4,0 ml, 19 mmol) ble tilsatt, i den rekkefølgen, til en omrørt suspensjon av N-(tert-butoksykarbonyl)-S-prolin (4,67 g, 21,7 mmol) i diklormetan (100 ml) under en nitrogen-atmosfære. Etter omrøring i 1,5 timer ved omgivelsestemperatur ble reaksjonsblandingen behandlet med en løsning av 7-(3-pyridyl)-l,7-diazaspiro[4.4]nonan (4,40 g, 21,6 mmol) i diklormetan (10 ml). Blandingen ble omrørt 3 dager ved omgivelsestemperatur. Natriumhydroksyd-løsning (30 ml 5 M) ble deretter tilsatt. Etter omrøring en ytterligere time ble blandingen hellet i en separasjonstrakt med kloroform (30 ml) og vann (30 ml). Blandingen ble ristet kraftig og lagene ble separert. Det organiske laget og en 30 ml kloroformekstrakt av det vandige laget ble samlet, tørket (MgSC^) og konsentrert ved rotasjonsinndampning. Residuet (7,2 g) ble oppløst i diklormetan (100 ml) og kombinert med trifluroeddiksyre (50 ml). Blandingen ble omrørt ved omgivelsestemperatur i 1 time. De flyktige stoffene ble inndampet, først ved rotasjonsinndampning og deretter på en vakuumpumpe. Residuet ble renset ved preparativ HLPC, ved anvendelse av 10% acetonitril, 0,1% trifluoreddiksyre i vann som elueringsmiddel. Valgte fraksjoner ble samlet og konsentrert, hvilket etterlot 3,13 g (79% utbytte) av diastereomeren som eluerer ved 11,4 min og 2,90 g (74% utbytte) av diastereomeren som eluerer ved 13,2 min, begge som hvitt skum (antagelig mono-trifluoracetatsalter).

(+) og (-) 7-(3-pyridyl)-l,7-diazaspiro[4.4]nonan

Hver av de to diastereomere S-prolin-amider ble oppløst i diklormetan (50 ml) og trietylamin (2-3 ml) og deretter kombinert med fenylisotiocyanat (1,73 g, 12,8 mmol for den tidligere eluerende diastereomer og 1,57 g, 11,6 mmol for den senere eluerende diastereomer). De to reaksjonsblandinger ble omrørt ved omgivelsestemperatur i 16 timer, på hvilket tidspunkt tynnskiktskromatografi viste at reaksjonene var fullstendige. Blandingene ble konsentrert ved rotasjonsinndampning og hvert av residuene ble tatt opp i diklormetan (10 ml) og behandlet med trifluoreddiksyre (10 ml). Disse reaksjoner ble holdt ved 50°C i 16 timer og konsentrert til tørrhet. Kolonnekromatografi på silikagel med 80:20:2 kloroform/metanol/ammoniakk ga 620 mg (avledet fra den tidligere eluerte diastereomer, 40,5% utbytte) og 720 mg (avledet fra den senere eluerte diastereomer, 50,7% utbytte), som lysebrune oljer. Chiral HPLC-analyse ble utført på en Chiralcel OD<®>kolonne, ved anvendelse av 7:3 heksan/etanol. Isomeren avledet fra den tidligere eluerte diastereomer hadde lenger retensjonstid på den chirale kolonnen (10,9 min); den avledet fra den senere eluerte isomer viste en retensjonstid på 8,7 min på den chirale kolonnen. Prøvene var enantiomert rene innen deteksjonsgrensene (-2%).

Claims

1. Forbindelse,karakterisert vedat den har formelen:

eller et farmasøytisk akseptabelt salt derav, hvor R er hydrogen eller Ci-g alkyl; Cy er pyridyl eventuelt substituert med en eller flere substituenter; hvor "substituenten" er -OR', hvor R' er individuelt Ci-galkyl eller fenyl.

2. Forbindelse ifølge krav 1,karakterisert vedatCyer ikke substituert.

3. Forbindelse ifølge krav 1,karakterisert vedat forbindelsen er valgt fra gruppen bestående av: 7-(3-pyridyl)-1,7-diazaspiro[4.4]nonan; 7-(5-pyrimidinyl)-1,7-diazaspiro[4.4 jnonan; 7-(5-isoksazolyl)-1,7-diazaspiro[4.4]nonan; 7-(5-isotiazolyl)-l,7-diazapiro[4.4]nonan; 7-(5-(l,2,4-oksadiazoly)yl)-l,7-diazaspiro[4.4]nonan; 7-(2-(l,3,4-oksadiazol)yl)-l,7-diazaspiro[4.4]nonan; 7-(2-pyrazinyl)-1,7-diazaspiro[4.4]nonan; 7-(3-pyridazinyl)-l,7-diazaspiro[4.4]nonan; 7-(5-metoksy-3-pyridyl)-l,7-diazaspiro[4.4]nonan; 7-(5-cyklopentyloksy-3-pyridyl)-1,7-diaspiro[4.4]nonan; 7-(5-fenoksy-3-pyridyl)-1,7-diazaspiro[4.4]nonan; 7-(5-(4-hydroksyfenoksy)-3-pyridyl)-1,7-diazaspiro[4.4]nonan; 7-(5-etynyl-3-pyridyi)-1,7-diazaspiro[4.4]nonan; 7-(6-klor-3-pyridyl)-l ,7-diazaspiro[4.4]nonan; og 7-(6-metoksy-3-pyridazinyl)-l,7-diazaspiro[4.4]nonan.

4. Farmasøytisk sammensetning,karakterisert vedat den inkluderer en forbindelse ifølge krav 1.