TW200528448A - Muscarinic acetylcholine receptor antagonists - Google Patents

Description

200528448 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於新穎的8-氮+(azonia)二環[3,2，1]辛烧衍 生物、醫藥組成物、其製備方法及其在治療m3蕈毒驗°乙酿 膽驗受器居間影響的疾病之用途。 【先前技術】 在末梢及中樞神經系統中從膽鹼能神經元釋出的乙酼 膽鹼經由與主要兩種乙醯膽鹼受器之菸鹼及蕈毒鹼乙醯膽 驗受器作用而影響許多不同的生物歷程，簟毒驗乙醯膽驗 受器（mAChRs)屬於G-蛋白質偶合的受器總科其有七個跨 膜區，mAChRs有稱為MrM5之五種副型且各是獨特基因 之產物，這五個副型各顯示獨特的藥理性質，簟毒驗乙醢 膽鹼受器廣泛分布在脊椎動物器官，且這些受器同時可居 間影響抑制性及激發性作用，例如在見於氣道、膀胱及胃 腸道之平滑肌中，M3 mAChRs居間影響收縮回應，其回顧 請參見{Brown 1989 247 /id}。 蕈毒驗乙醢膽驗受器功能障礙經在多種不同的病理生 理狀態中發現，例如在氣喘及慢性阻塞性肺病（COPD)，發 炎情形導致供應肺平滑肌副交感神經損失抑制性M2蕈毒 鹼乙醯膽鹼自發受器功能，造成迷走神經刺激後增加乙醢 膽鹼釋放，此mAChRs功能障礙導致經由M3 mAChRs增 加刺激居間影響之氣道過度反應{Costello, Evans，et al. 1999 72 /id} {Minette，Lammers，et al· 1989 248 Vld}。同樣地 ，在發炎性腸疾(IBD)中的胃腸道發炎導致M3 mAChRs-居 200528448 間影響的過度螺動{Oprins，Meijer，et al· 2000 245 /id}，由 於膀胱過度收縮之失禁也經證明是經由M3mAChRs增加 刺激居間影響{Hegde&Eglen 1999 251 /id}，因此鑑定副型 -選擇性mAChR拮抗劑可在這些111人(31111_居間影響的病症 中作為醫療劑使用。 雖然有許多證據支持抗-簟毒鹼受器治療用於治療多 種疾病狀態之用途，相當少的抗-簟毒臉化合物在臨床上使 用，據此，存在需求可在M3 mAChRs造成阻滞之新穎的化 合物，與增加M3mAChRs之刺激相關的情形例如氣喘、 COPD、IBD及尿失禁，將受益於是mAChRs結合的抑制劑 之化合物。 【發明内容】 本發明提供治療簟毒鹼乙醯膽鹼受器（mAChR)居間影 響的病症之治療方法，其中乙醯膽鹼結合至厘3 mAChR 且 該方法包括用藥有效量之式⑴或式(π)化合物或其藥學上 可接受的鹽。 本發明也關於在對其有需要之哺乳動物中抑制乙醢膽 鹼結合至其受器之方法，其包括將有效量之式⑴或式(π) 化合物用藥至上述哺乳動物。 本發明也提供新穎的式(I)或式(II)化合物及含式(I)或 式(II)化合物與醫藥載劑或稀釋劑之醫藥組成物。 了在本發明中使用的式⑴或式(η)化合物是由下列结 構代表： ' 200528448

Rr代表與N原子之正電荷締合的陰離子，Rr也可以但不 限於是氯、漠、蛾、硫酸根、苯績酸根及甲笨絡酿 R2是選自包括含從5至6個碳原子之環烷基、含1〇 個碳原子之環烧基-烧基、含5至6個碳原子及N或〇作 為雜原子之雜環烧基、含6至1〇個碳原子及1^或〇作 雜原子之雜環烷基-烷基、芳基、視需要經取代之芳基、雜 芳基及視需要經取代之雜芳基；且 '” Z是一個鍵或（Ci-CJ烷基。 合適的藥學上可接受之鹽類為從事此藝者所熟知且包 括無機及有機酸例如氳氯酸、氫溴酸、硫酸、磷酸、甲磺 酸、乙磺酸、醋酸、蘋果酸、酒石酸、檸檬酸、乳酸、草 酸、琥珀酸、富馬酸、馬來酸、笨甲酸水揚酸、苯基醋 酸及扁桃酸之鹼性鹽類，此外，式（1)或式(π)化合物之藥學 上:接受的鹽類也可用藥學上可接受之陽離子形成，合適 的藥學上可接受之陽離子為從事此藝者所熟知且包括鹼金 屬、鹼土金屬、銨及四級銨陽離子。 ’ 在本文中使用的下列名詞係指： 基，，·全部鹵素，也就是氣、I漠及峨。 • Ci-1G燒基”或烧基_含1至個碳原子之直鏈及支 200528448 、乙基、正 第三丁基、 鏈基，除非鏈長另外限制，包括但不限於甲基 丙基、異丙基、正丁基、第二丁基、異丁基、 正戊基等。 、 ·’’環烷基’’在本文中使用時係指環狀基，較宜是3至8 個碳，包括但不限於環丙基、環戊基、環己基等。 ·”烯基”在本文中使用在每次出現時係指含2_1〇個碳

原子之直鏈及支鏈基，除非鏈長另外限制，包括但不限 I 乙稀基、1_丙烯基、2_丙烯基、2_曱基小丙烯基、^丁美 、2-丁烯基等。 土 •”芳基苯基及萘基。 —·”雜芳基”(本身或在任何組合，例如，，雜芳氧基，，或，，雜 =基烷基”)-5-10員芳族環系統其中一或多個環含一或多個 選自N、〇或S之雜原子，例如但不限於吡咯、吡唑、呋 喃、噻吩、喳啉、異喳啉、喳唑咁、吡啶、嘧啶、崎唑、 四唑、噻唑、噻二唑、三唑、咪唑或苯並咪唑。 雜環基（本身或在任何組合，例如，，雜環基烧基，，)_飽 =部份不飽和4-10員環系統其中-或多個環含一或多個 ^ N、〇或S之雜原子，例如但不限於吡咯啶、六氫吡 疋、二氫吡畊、嗎福啉、四氫吡喃、硫嗎福唯或咪唑啶。 芳烷基’’或”雜芳烷基，，或，，雜環基烷基，，在本文中使用 雜二日上述疋義之cMG院基連接至也在本文定義之芳基、 ’、方基或雜環基，除非另外說明。 2在本發明中有價值的較佳化合物包括： 气8-曱基-8-氮+二環[m]亞辛_3_基二噻吩_2_基_乙 200528448 醇； 2-午基-1-(8-曱基_8_氮+二環[3 21]亞辛冬基)冬苯基n 醇； 2- (8-曱基_8_氮+二環[3·2·1]亞辛-3-基)·1，1-二苯基·乙醇； 3_(2_羥基_2,2_二噻吩士基-亞乙基)_8,8_二曱基_8_氮+二環 [3.2.1] 辛烧蛾； 3- (2-苄基-2-羥基-3-苯基-亞丙基)_8,8-二甲基-8_氮+二環 [3.2.1] 辛烧蛾；及 3-(2-羥基-2,2-二苯基-亞乙基>8,8-二甲基各氮+二環[3 2」] 辛烷破。 在本發明中有價值的更佳化合物包括： 3-(2-羥基-2,2-二噻吩-2-基-亞乙基)-8,8-二甲基-8-氮+二環 [3.2.1] 辛烧蛾；3-(2-苄基-2-羥基-3-苯基-亞丙基)-8,8-二甲 基_8_氮+二環[3.2.1]辛烷碘；及 3-(2•羥基-2,2-二苯基-亞乙基)-8,8-二甲基-8-氮+二環[3.2.1] 辛烧埃。 【實施方式】 製備 式(I)及式（II)化合物可經由施行合成方法獲得，其中部 份在下列圖示中說明，提供於這些圖示之合成是可用於生 產含多種不同R1及R2之式⑴及式(II)化合物，進行反應 係使用經適當保護之取代基，使達到與其中列出的反應相 容，在彼等情形中的後續去除保護，則得到具有一般揭示 的本質之化合物，雖然顯示的圖示只有一種式（η)化合物， 200528448 此僅是用於說明之目的。 一般製備方法是列在圖示I，用化合物1開始合成，與 從事此藝者熟知的適當試劑R2-Z-M例如R2-Z-MgBr、 R2-Z-Li及R2-Z-Znn/2；>反應後得到醇2,經由與適當的反應 試劑（例如Mel及MeBr)反應，很容易將其轉化成四級銨鹽 3 〇 圖示I.

導致式（I)及式(II)化合物之更專一性製備方法是略述 於圖示II，將PhCH2MgBr添加至酯1後得到醇4,使其與 Mel反應，很容易將其轉化成對應的四級銨鹽。 圖示II.

9 200528448 作為限制 金成實Μ 下列實例是提供作為本發明之 阳制· 心覘明但不能以任何方式 實例

2-(8-甲基-8_氡 蔓 山古將ΓηΓ，8_氮一％[3·21]亞辛^基)_醋酸甲酯（200 宅克，L02毫莫耳）在THF(3冑升）之溶液與2_〇塞嗯基鋰(2.02毫升，L0M於THF中，2.〇2毫莫耳）混合，將混合 物在室溫攪拌過夜，用飽和的NH4C1水溶液(20毫升）稀釋 並用EtOAc萃取，將合併的有機層經由]vigS04乾燥並濃縮 ，快速層析(90%CH2C12, 8% CH3OH，2% NH4OH)後得到標 題化合物（132 毫克，39%) : LCMS(ES)m/z 332 (M+H)+; ^-NMR (MeOD)<5 1.35 (m5 1H), 1.61 (m? 1H)9 1.81 (m? 1H)5 1.95 (m，1H)，2·12 (m，3H)，2·29 (s，3H)，2·37 (m，1H)，2·68 (m，1H)，3.03 (m，1H)，3.22 (m，1H)，3·32 (s，1H)，6·15 (s， 1H)，6·95 (m，4H)，7·30 (m，2H)。 實例2 二

ίο 200528448 2-苄基-1-(.8-曱基__m二環丄3·2·η亞辛_3·某V3-茉某-而-9- 醇 根據實例1之實驗步驟，從(8_甲基-8-氮+二環[3.2.1] 亞辛-3-基)-醋酸甲酯及苄基氯化鎂製備標題化合物(31%產 量）：LCMS (ES) m/z 348 (M+H)+; b-NMR (CDC13) 5 0.90 (m，1H)，1·25 (m，1H)，1·61 (m，1H)，1.81 (m，3H)，2·20 (s， 3H)，2·40 (m，1H)，2.70 (m，1H)，2·87 (m，1H)，2·97 (m，2H), 3·08 (m，1H)，3.42 (s，2H)，5·24 (s，1H)，7·26 (m，10H)。 實例3

2-(8-曱基二8_氮+二環mn亞全^基)醇 根據實例1之實驗步驟，從(8-甲基-8-氮+二環[3.2.1] 亞辛-3-基)-醋酸曱醋及苯基氯化鎂製備標題化合物(44%產 量）：LCMS (ES) m/z 320 (M+H)+; ^-NMR (CDC13) ά1·20 (m，1H)，1·54 (m，1H)，1·70 (m，1H)，ΐ·77 (m，1H)，1.93 (m， 1H)，2·04 (m，1H)，2·26 (s，3H)，2·35 (m，1H)，2·71 (m，1H)， 2.97 (m，1H)，3.19 (m，1H)，6.14 (s，1H)，7.21 (m，2H)，7·3〇 (m，4H)，7·45 (m，2H)，7·53 (m，2H)。 實例4 200528448 羥基乙基)_8·8-二甲某_8-氣+二瑗 [3.2.11辛烷碘 又 將2·(8·甲基_8_氮+二環[3 21]亞辛冬基)_u_二噻吩 -2-基-乙醇（1〇毫克，〇 〇3毫莫耳)在CH3cN(1毫升)及 CH2C12(0.5毫升)之溶液與甲基碘(〇 〇38毫升，〇 6毫莫耳） 及K2、C〇3 (0·1克，〇·7耄莫耳）混合，將混合物在室溫擾拌 過仗並過濾，經由逆相HPLC分離後得到標題化合物〇〇 毫克，96%) · LCMS (ES) m/z 346 (M+H)+; iNMR (CDC13)⑩ δ 1·28 (m，1H)，2·〇4 (m，2H)，2·29 (m，1Η)，2·51 (m，2H)， 2·64 (m，1H)，3·30 (s，6H)，4·07 (m，1Η)，4·38 (m，1H)，5·93 (s，1H)，6·62 (m，1H)，6·85 (m，1H)，6·98 (m，1H)，7·03 (m， iH)，7·11 (m，1H)，7·46 (m，1H)。 實例5

-2-羥基-3-装某-亞丙基)-8,8-二甲某-8-氮+二環 辛饮碘 根據實例4之實驗步驟，從2-苄基-1-(8_甲基-8-氮+二 %[3·2· 1]亞辛_3-基)-3-苯基-丙-2-醇及曱基職製備標題化合 物(85%產量）：LCMS (ES) m/z 346 (M+H)VH-NMR (cdC13) (5 0·80 (m，1Η)，1·48 (m，1H)，1·84 (m，1H)，1·99 (m， 1H)，2.09 (m，2H)，2·87 (m，1H)，2·95 (m，5H)，3·16 (s，3H)， 12 200528448 3·26 (s，3H)，4·16 (m，1Η)，4·18 (m，1H)，5.42 (s，1Η)，7·26 (m，1 OH)。 實例6

根據實例4之實驗步驟，從2-(8-曱基-8-氮+二環[3.2.1] 亞辛-3-基)-1，1-二苯基-乙醇及甲基碘製備標題化合物(67% 產量）：LCMS (ES) m/z 334 (M+H)+; h-NMR (CDC13) 5 1·50 (m，1H)，1·98 (m，1H)，2·11 (m，1H)，2.35 (m，2H)，2·87 (m，1H)，2.96 (m，1H)，3·23 (m，1H)，3·27 (s，3H)，3·56 (s， 3H)，4·00 (m，1H)，4·28 (m，1H)，6.49 (s，1H)，7·35 (m，8H)， 7.49 (m，2H)。 生物實例 經由下列試管内及活體内功能測試法，測定本發明化 合物在Ms mAChR之抑制效應： 經由鈣代謝作用分析受體活化之抑制： 根據先前的揭示10，經由監測活化的受體鈣代謝作用 ，分析mAChRs表達在ch〇細胞之刺激，將穩定表達m3 mAChRs之CHO細胞培養在96槽黑壁/乾淨底部的培養盤 内，經18至24小時後，抽吸介質並更換成1〇〇微升負荷 13 200528448 介質（含 Earl 氏鹽、0.1% RIA 級 BSA (Sigma，St. Louis MO) 及4微莫耳濃度Fluo-3-乙醯氧基曱酯螢光指示劑染料 (Fluo-3 AM，Molecular Probes，Eugene，OR)之 EMEM)並在 37°C培養1小時，然後抽吸含染料之介質，更換新的介質（ 不含Fluo-3AM)並將細胞在37°C孵育10分鐘，然後將細 胞清洗3次並在37°C於100微升測試緩衝液(〇·ι%明膠 (Sigma)、120毫莫耳濃度NaCl、4.6毫莫耳濃度KC1、1毫 莫耳濃度KH2P〇4、25毫莫耳濃度NaHC03、1.〇毫莫耳濃 度CaCh、1.1毫莫耳濃度MgCl2、11毫莫耳濃度葡萄糖、 20毫莫耳濃度HEPES (pH 7.4))孵育1 〇分鐘，加入50微升 的化合物（最後在測試中是lxl0—11-lxl(Γ5莫耳濃度)並將培 養皿在37°C孵育10分鐘，然後將培養皿放入螢光強度板 讀取器（FLIPR，Molecular Probes)其中將負荷染料之細胞暴 露至從6瓦氬氣雷射發出的激發光(488毫微米），在速率是 50微升/秒下經由加入在含〇·1 % BSA之緩衝液中製備的50 微升乙醯基膽鹼(最後是0.1-10毫微莫耳濃度)將細胞活化 ，監測細胞溶質的鈣濃度變化，在566毫微米放射強度下 測量鈣代謝作用之變化，放射強度之變化是直接相關於細 胞溶質的鈣含量11，同時使用冷卻的CCD攝影機測量從全 部96槽之放射螢光，每秒收集數據點，然後將此數據繪圖 並使用GraphPadPRISM軟體分析。 美沙膽檢(methacholine)誘發的支氣管收縮 在醒著、無拘束之BalbC小鼠（各組n=6)測定對美沙膽 鹼之氣道回應，使用氣壓體積描記法測量增強的脈動（Penh) 200528448 ，其係經證明與美沙膽鹼之支氣管刺激過程中發生的氣道 阻抗變化相關的一種測量12，經由鼻内、靜脈注射、腹膜 内或口服將小鼠預先用在50微升媒劑（10% DMSO)中的50 微升化合物（0.003-10微克/小鼠）處理，並放置在體積描記 法，内，放入腔内後，使小鼠平橫10分鐘後進行基線Penh 測5分鐘，然後用美沙膽鹼之氣溶膠（1〇毫克/毫升）刺 激小乳經2分鐘，開始施加美沙膽鹼氣溶膠後連續7分鐘 j錄Penh,且之後連續5分鐘，使用GraphpadpRisM軟 _ 體分析各小鼠之數據並繪圖。 全部出版品，包括但不限於此真剎銳日日蚩由摇釗从氪

利範圍内，盔須谁一牛垫、 a“貝進步費心，咸信熟月可利用本發明至其最完整的兹疮

因此其中的實例僅是 魯 發明之範圍，本發明之 質或優點是定義如下。 15

Claims (1)

1. 200528448 十、申請專利範圍： h一種具有下列結構I或II之化合物：

   R1代表與N原子之正電荷缔合的

   限於是氯、演、蛾、硫酸根、苯培駿:子b Rr也可以但; R2是選自包括含從5至6個碳原子^及甲苯項酸根； 個碳原子之環絲成基、含5至=院基、含6至Π 為雜原子之 ^；6個碳原子及N或（M4 ⑽子^ U基、含6至1G個碳原子及N或〇作J 環絲縣、芳基、視需要經取代之芳基、^ 方丞及視需要經取代之雜芳基；且

   z是一個鍵或(Cl-C6)烷基。 ^根據申請專利範圍第1項之化合物，其中R1-是選自包括 氯、/臭、蛾、硫酸根、苯績酸根及甲苯績酸根。 3·根據申請專利範圍第1項之化合物，其係選自包括： 2-(8-甲基-8-氮+二環[3·2·η亞辛二噻吩-2-基-乙 醇； 2·苄基]-(8-甲基_8_氮+二環[3 21]亞辛冬基)_3-苯基-丙-2-醇； 2_(8_甲基-8-氮+二環[3·21]亞辛_3-基)二苯基-乙醇； 16 200528448 3-(2-羥基·2,2·二噻吩-2_基-亞乙基)-8,8-二甲基冬氮+二環 [3·2·1]辛烧硤； 3-(2-苄基-2-羥基-3-苯基-亞丙基)-8,8-二甲基-8-氮+二環 [3·2·1]辛烷碘；及 M2-羥基_2,2_二苯基-亞乙基)_8,8-二甲基各氮+二環[3·2·1] 辛校。 4·根據申請專利範圍第3項之化合物，其係選自包括： 3-(2_羥基_2,2_二噻吩-2—基-亞乙基)-8,8-二甲基_8_氮+二環 [3·2·1]辛烷碘；3-(2-苄基-2-羥基-3-苯基-亞丙基)-8,8-二甲 基_8_氮+二環[3.2.1]辛烷碘；及 3-(2·經基_2,2_二笨基_亞乙基)_8,8_二甲基_8氮+二環[3·2ι] 辛烧峨。 器居間影響的疾病之醫 第1項之化合物及其藥 •種用於治療蕈毒驗乙醯膽驗受 藥組成物，其含根據申請專利範圍 學上可接受之載劑。 U· 一種在對其有需要之哺乳動物 受器之方法，其包括用藥安全且醯膽驗結合至1 圍第1項之化合物。 ”量之根據申請專利I 病之方法 安全且有效量 •裡、/ 口獠覃骨鹼乙醯膽鹼受3|居 其中乙醯膽鹼結合至該受器，其二：影響的疾 根據申請專利範圍第1項之化二。用藥安全 8.根據申請專利範圍第7項之方法 括慢性阻塞性肺病、慢性支氣管炎，其中該疾病是選自 、肺纖維病變、肺氣腫及過敏二鼻炎氣喘、慢性呼吸Π 200528448 其中用藥是經由嘴$ 9·根據申請專利範圍第7項之方法 鼻吸入。 10·根據中請專利範圍第7項之方法，其中用藥是經由選自 儲器乾粉吸入器、多重劑量乾粉吸入器或計量給藥吸入哭 之藥物處方器進行。 & 1L根據申請專利範圍帛7項之方法，其中化合物是 人類且1毫克劑量之作用期間是12小時或更長。/、 12·根據申請專利範圍第丨丨項之方法 期間是24小時或更長。 其中化合物之作用 13·根據申請專利範圍第12項之方法，其中化合 期間是36小時或更長。 25之作用 18 200528448 (一） 、本案指定代表圖爲：第_圖無 (二） 、本代表圖之元件代表符號簡單說明： 無

   本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的 無 第3-1頁