專利名稱：白內(nèi)障和其它眼病發(fā)展的改善的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及改善患者眼睛中白內(nèi)障發(fā)展的組合物和實現(xiàn)這種改善的方法。在本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中，白內(nèi)障的發(fā)展或生長基本上被停止。本發(fā)明還涉及眼睛中黃斑變性的治療和某些其它應(yīng)用。根據(jù)優(yōu)選實施方案，本發(fā)明的組合物能被給予患者而無需注射，并能夠配制成滴眼劑用于這種給藥。本發(fā)明還提供了治療白內(nèi)障和黃斑變性的方法，以及制備在本發(fā)明的實踐中有用的新型化合物和組合物的方法。
背景技術(shù)：
年齡相關(guān)性白內(nèi)障由眼睛晶狀體逐漸渾濁化引起。這種疾病目前通過手術(shù)除去和替換染病晶狀體來治療。據(jù)信，白內(nèi)障一旦開始，該疾病就可通過一種或多種常見途徑發(fā)展，直致?lián)p害晶狀體纖維。該疾病進展緩慢并主要在老年人中發(fā)生。或者，由于患者的手術(shù)、輻射或藥物治療可形成白內(nèi)障，例如在修復(fù)視網(wǎng)膜損傷(玻璃體切割術(shù))或降低眼內(nèi)壓升高的眼睛手術(shù)、腫瘤的X光照射、或甾類藥物治療之后形成白內(nèi)障。顯著地阻滯這些患者的白內(nèi)障的發(fā)展速度可排除進行許多白內(nèi)障摘除術(shù)的需要。這種減少為個人患者和公共醫(yī)療衛(wèi)生系統(tǒng)都提供了巨大的益處。
已知可提供某些羥胺組合物用于預(yù)防或阻滯人眼白內(nèi)障。Zigler等人在美國專利6,001,853中反映了在美國國家衛(wèi)生研究所(theNational Institutes of Health)的工作，其內(nèi)容被引入本文作為參考。Zigler等人鑒別了一類羥胺類物質(zhì)，當將其給予試驗動物的眼睛時，其改善了白內(nèi)障的發(fā)生或發(fā)展。由于物理-化學原因，這種給藥必須通過注射。雖然Zigler在實施例6中指出通過液體滴眼劑遞送TEMPOL-H在臨床上更方便，但沒有報導實施例，Zigler的羥胺類物質(zhì)實際上是通過結(jié)膜下注射給藥的。Zigler的所述物質(zhì)還伴隨有還原劑的共同給藥，通過注射給藥、系統(tǒng)給藥或其它方式給藥。據(jù)信，國家衛(wèi)生研究所隨后的工作針對的是可局部投用的有效羥胺類物質(zhì)的鑒別，然而那些努力沒有成功。
因此，深入研究的目的是鑒別化合物和包含它們的組合物，其能夠改善患者眼睛白內(nèi)障的形成和發(fā)展而無需進行令人不快的、麻煩的和具有潛在危險性的眼內(nèi)注射。特別是，對于能夠通過局部投用特別是通過滴眼劑給藥(尚未實現(xiàn))的這些化合物和組合物的長期需要仍然存在。本發(fā)明致力于解決這一需要。
年齡相關(guān)性黃斑變性是美國和許多歐洲國家失明的主要原因。最常見的是“干”性黃斑病變。其在中心視網(wǎng)膜變得扭曲、著色、或最通常地變薄時發(fā)生。新生血管性“濕”性黃斑病變引起最嚴重的視力喪失。濕性黃斑變性通常與年齡相關(guān)，但能夠引起濕性黃斑變性的其它疾病包括高度近視(非常近視)、某些眼內(nèi)感染如組織胞漿菌病、和艾滋病。因此，需要可容易地向非常需要的患者眼睛中遞送的組合物用于治療這種疾病。
發(fā)明概述本發(fā)明提供了組合物，用于治療患有白內(nèi)障或已知或懷疑有形成白內(nèi)障危險的患者眼睛的白內(nèi)障。還提供了組合物，用于治療表現(xiàn)出或由于疾病可能會表現(xiàn)出黃斑變性的患者眼睛的黃斑變性。根據(jù)優(yōu)選實施方案，將這種組合物配制成局部用液體形式，特別是作為滴眼劑。定期使用本發(fā)明的組合物延遲或阻止了經(jīng)過治療的眼睛的白內(nèi)障或黃斑變性的發(fā)展。本發(fā)明提供了組合物，其不必須通過注射或其它不舒服或麻煩的途徑施用。
根據(jù)優(yōu)選實施方案，本發(fā)明提供了組合物，其包括眼可接受的載體或稀釋劑和下式的化合物
在這種化合物中，R1和R2獨立地為H或C1到C3烷基，R3和R4獨立地為C1到C3烷基。根據(jù)某些實施方案，R1和R2結(jié)合起來、或R3和R4結(jié)合起來、或兩組都可能結(jié)合起來形成環(huán)烷基部分。在本發(fā)明的化合物中，R5為H、OH、或C1到C6烷基，而R6為C1到C6烷基、烯基、炔基、或取代的烷基或烯基。R7為C1到C6烷基、烯基、炔基，或取代的烷基或烯基，或C1-C6環(huán)烷基或雜環(huán)。對于R6和R7結(jié)合起來、或R5、R6和R7還可能結(jié)合起來形成在環(huán)中具有3到7個原子的碳環(huán)或雜環(huán)。本文中使用的術(shù)語“眼用”是指在治療眼睛及其疾病中具有應(yīng)用性。
在本發(fā)明組合物中使用的化合物中，取代的烷基或烯基可被至少一個以下的取代基取代羥基、烷氧基、烷硫基、烷基氨基、二烷基氨基、芳氧基、芳氨基、芐氧基、芐基氨基或雜環(huán)或YCO-Z，其中Y為O、N、或S，Z為烷基、環(huán)烷基或雜環(huán)或芳基取代基。根據(jù)某些實施方案，雜環(huán)為在環(huán)中具有至少一個氧、硫、或氮原子的5、6或7元環(huán)。在一個優(yōu)選組合物中，R6和R7結(jié)合起來形成環(huán)丙基，而在其它組合物中，R6和R7結(jié)合起來形成四氫呋喃基以及R5、R6和R7結(jié)合起來形成呋喃基。
對于某些優(yōu)選的化合物，R1到R4中的每個為C1到C3烷基，特別是乙基或甲基，特別是甲基。對于某些優(yōu)選實施方案，本發(fā)明的化合物的R6為被至少一個C1到C6烷氧基或芐氧基取代的C1到C6烷基。
在其它優(yōu)選的化合物中，R1到R4中的每個為甲基，R5為H或甲基，R6為被芐氧基或C1到C6烷氧基取代的甲基，和R7為甲基，或R6和R7形成環(huán)丙基。在其它化合物中，R1到R4中的每個為甲基，R5為甲基，R6為乙氧基甲基，和R7為甲基。在其它化合物中，R1到R4中的每個為甲基，R5為甲基，R6為芐氧基甲基，和R7為甲基，而其中R1到R4中的每個為甲基，R5為甲基，R6為羥甲基，和R7為甲基的化合物也有實用性。
對于某些實施方案優(yōu)選的是其中R1到R4中的每個為甲基，及R5、R6和R7形成呋喃基或其中R5為H，R6和R7形成四氫呋喃基的化合物。另外的實施方案提供了其中R1到R4全部為甲基，R5為H，以及R6和R7形成環(huán)丙基環(huán)的化合物。
優(yōu)選本發(fā)明的組合物在水介質(zhì)中進行配制，其可以以局部用液體形式遞送到眼睛，例如通過滴眼劑遞送。因此，本發(fā)明組合物的pH值和其它特征對于局部投用于患者眼睛是眼用。對于某些實施方案，化合物為鹽的形式，優(yōu)選鹽酸鹽或類似的鹽。
因為本發(fā)明的化合物包含可氧化的羥胺部分，其在化學還原狀態(tài)下最有效，優(yōu)選所述組合物另外包括抗氧化劑，特別是巰基化合物。化合物的例子包括巰基丙?；拾彼?、N-乙酰半胱氨酸、β-巰基乙胺、谷胱甘肽和類似的化合物，雖然也可使用適用于對眼給藥的其它抗氧化劑例如抗壞血酸及其鹽或亞硫酸鹽或偏亞硫酸氫鈉。羥胺的量可為約0.1％容重到約10.0％容重，優(yōu)選為約0.25％容重到約5.0％容重。
本發(fā)明還提供了眼用組合物，其包括眼可接受的載體或稀釋劑，以及具有與溶解性改進部分結(jié)合的N-羥基哌啶部分的化合物。因此，有效部分羥胺可以以“秘密”的形式，即以具有能與平衡分子分離的羥胺部分的化合物形式遞送到需要治療的眼睛的晶狀體中?；衔镌谘劬χ蟹蛛x產(chǎn)生活性的羥胺，用于有效治療白內(nèi)障或黃斑變性。由此提供的化合物在25℃時的水溶性至少為約0.1重量％，在25℃時的水-正辛醇分配系數(shù)至少為約3。根據(jù)優(yōu)選實施方案，水溶性大于約0.5重量％，優(yōu)選大于約2.0％，分配系數(shù)大于約5，優(yōu)選大于約10。
因此，所用化合物在局部對眼睛投用時，它們滲透進入角膜并轉(zhuǎn)化為所需羥胺，優(yōu)選轉(zhuǎn)化為N-羥基哌啶是理想的。優(yōu)選這一轉(zhuǎn)化通過化合物的酶促分離發(fā)生。在一個優(yōu)選實施方案中，羥胺部分包括-1，4-二羥基-2，2，6，6-四甲基哌啶。
本發(fā)明還提供可以以滴眼劑形式向患者晶狀體遞送的藥物的鑒別方法。這些方法包括選擇一種25℃時的水溶性至少為約0.1重量％和25℃時的水/正辛醇分配系數(shù)至少為約5的化合物，該化合物在患者眼內(nèi)條件下能夠酶促分離，產(chǎn)生治療眼睛優(yōu)選治療晶狀體的近似藥物。優(yōu)選地，活性藥物為羥胺，特別是具有N-羥基哌啶核的藥物。
本發(fā)明的藥學組合物也可用于治療眼睛中不同于晶狀體的其它部位。因此，它們適合于改善或抑制黃斑變性的發(fā)展。
本發(fā)明包括改善(減緩或完全抑制)患者晶狀體中白內(nèi)障發(fā)展的方法。這些方法中的一些方法可用于治療患者眼睛的黃斑變性。這些方法包括對眼睛給予眼用組合物，其為包含一種或多種上述化合物作為活性成分的化合物的滴眼劑形式，包括眼可接受的載體或稀釋劑。在某些優(yōu)選實施方案中，優(yōu)選多次給藥和進行長期的周期性給藥。
附圖簡述

圖1表示用本發(fā)明的化合物1或Tempol-H局部治療兔眼時，Tempol-H(1，4-二羥基-2，2，6，6-四甲基哌啶)的房水水平。
本發(fā)明提供了能夠?qū)ζ渲邪變?nèi)障或黃斑變性處于發(fā)展中或有發(fā)展危險的患者的眼睛局部投用的化合物和組合物。雖然這些化合物可包括先前已知的有效阻滯白內(nèi)障發(fā)展的羥胺作為化學片段，該化合物可局部投用的成功在治療領(lǐng)域是非常顯著地先進的。實際上，Zigler專利的受讓人國家衛(wèi)生研究所嘗試了，但沒能鑒別出通過局部投用可有效治療白內(nèi)障或黃斑變性的化合物。由于這一原因，注意到Zigler的專利敘述了某些組合物如TEMPOL-H通過注射給藥，并認識到通過滴眼劑局部投用的客觀需要，然而，提出的這一給藥途徑并未付諸實踐。因此，應(yīng)把本發(fā)明看作“開拓者”，其滿足了本領(lǐng)域長期認識到但沒有得到滿足的需要。
本發(fā)明還提供對其中黃斑變性處于發(fā)展中或有黃斑變性發(fā)展危險的患者眼睛或晶狀體局部投用的化合物和組合物。雖然在某些極端情況中可實現(xiàn)低的視力恢復(fù)，但是仍沒有“干”性黃斑變性的標準療法。“濕”性黃斑變性可能通過激光手術(shù)治療產(chǎn)生低的視力恢復(fù)。在目前的實踐中還沒有發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的在治療黃斑變性中的應(yīng)用。
雖然不希望束縛于理論，據(jù)信本發(fā)明的化合物通過角膜吸收進入眼睛，在那里酶促過程使得化合物的N-羥基哌啶部分與和其酯化的酸裂開。N-羥基哌啶部分一旦被放出，則執(zhí)行Zigler所闡述的相同功能，獲得相同的效力。
迄今為止還未知本發(fā)明的酯在對眼睛給藥中的應(yīng)用。它們不是當然已知用于治療白內(nèi)障的。Paolini等人的美國專利5,981,548描述了某些N-羥基哌啶酯類及其在多種環(huán)境中作為抗氧化劑的應(yīng)用，所述文獻的內(nèi)容被引入本文作為參考。然而，Paolini沒有公開眼用制劑或患者眼睛的局部治療。但是，Paolini公開了這一類型的某些分子的有用的合成。
Gupta等人在美國專利4,404,302中公開了某些N-羥胺作為塑料制劑中的光穩(wěn)定劑的應(yīng)用。Mitchell等人在美國專利5,462,946(所述文獻的內(nèi)容被引入本文作為參考)中公開了衍生自取代噁唑烷的某些氮氧化物用于保護生物體免受氧化應(yīng)激。Ramey等人在美國專利3,936,456(所述文獻的內(nèi)容被引入本文作為參考)中提供了用于穩(wěn)定聚合物的取代哌嗪二酮氧自由基(oxyl)物質(zhì)和氫氧化物。Behrens等人在美國專利4,691,015(所述文獻的內(nèi)容被引入本文作為參考)中描述了衍生自受阻胺的羥胺和其中的某些在穩(wěn)定聚烯烴中的應(yīng)用。
眼睛前房組織(包括晶狀體)被房水浸泡。這種液體處于高度還原的氧化還原態(tài)，因為其包含抗氧化的化合物和酶。晶狀體也是高度還原的環(huán)境，其使得羥胺化合物保持為優(yōu)選的還原形式。在滴眼劑中包括還原劑也是必需的，但本領(lǐng)域技術(shù)人員可能發(fā)現(xiàn)在本發(fā)明還原劑沒有必要單獨用藥或?qū)⑵湟氲窖劬χ小?br> 優(yōu)選的還原劑可為N-乙酰半胱氨酸、抗壞血酸或其鹽的形式、和亞硫酸鈉或偏亞硫酸氫鈉。也可使用N-乙酰半胱氨酸和抗壞血酸鈉的組合。也可加入金屬螯合劑抗氧化劑如EDTA(乙二胺四乙酸)或可能的DTPA(二乙烯三胺五乙酸)以保持羥胺在滴眼劑中保持還原形式。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，組合物可通過聚合鑲嵌件如OCUSERT或隱形眼鏡或其它暫時停留在眼睛表面的物體向需要治療的眼睛晶狀體遞送。因此，可將組合物結(jié)合于隱形眼鏡或其它類似的工具中。也可將組合物以普通方式如滴眼劑或洗眼劑的形式置于眼睛上?；蛘?，也可將組合物施用于本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的其它眼用劑型中，如預(yù)成型的或原位形成的凝膠劑或脂質(zhì)體。以這些形式將抗白內(nèi)障化合物施用于眼睛也導致酯的酶促降解成為近似的羥胺治療劑。
本發(fā)明提供了包括藥學載體或稀釋劑和下式化合物的組合物
其中R1和R2獨立地為H或C1到C3烷基；R3和R4獨立地為C1到C3烷基；和其中R1和R2結(jié)合起來、或R3和R4結(jié)合起來、或二組都可形成環(huán)烷基；R5為H、OH、或C1到C6烷基；R6為C1到C6烷基、烯基、炔基、或取代的烷基或烯基；R7為C1到C6烷基、烯基、炔基，取代的烷基、烯基、環(huán)烷基或雜環(huán)；或其中R6和R7，或R5、R6和R7結(jié)合起來形成在環(huán)中具有3到7個原子的碳環(huán)或雜環(huán)。這些化合物也可與眼用組合物使用的眼用載體一起使用。
本發(fā)明的化合物還可包括眼可接受的載體或稀釋劑和具有與溶解性改進部分結(jié)合的N-羥基哌啶部分的化合物，該化合物在25℃時的水溶性至少為約0.25重量％，和在25℃時的水-正辛醇分配系數(shù)至少為約5。組合物可具有在眼內(nèi)條件下可與該化合物分離的N-羥基哌啶部分?？梢灶A(yù)見這一部分在眼晶狀體內(nèi)條件下分離。該N-羥基哌啶部分可被酶促分離。還可存在其中N-羥基哌啶部分為1-氧自由基(oxyl)-4-羥基-2，2，6，6-四甲基哌啶基的組合物。
在本發(fā)明的含義中，術(shù)語C1到Cn烷基、烯基、或炔基是指其中具有1到n個碳原子的烴基。因此該術(shù)語包括甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、仲丁基、異丁基、叔丁基，和戊基、己基等的多種同分異構(gòu)形式。同樣，該術(shù)語包括乙烯基、乙炔基、丙烯基、丙炔基，和類似的最多為n個碳原子的支鏈和非支鏈的不飽和烴基團。如同上下文可允許的，這些基團可被官能化，如被一個或多個以下基團官能化羥基、烷氧基、烷硫基、烷基氨基、二烷基氨基、芳氧基、芳基氨基、芐氧基、芐基氨基、雜環(huán)、或YCO-Z，其中Y為O、N或S，和Z為烷基、環(huán)烷基、雜環(huán)、或芳基取代基。
術(shù)語碳環(huán)是指環(huán)狀結(jié)構(gòu)或環(huán)，其中形成環(huán)的所有原子為碳。這些環(huán)的例子為環(huán)丙基、環(huán)丁基、環(huán)戊基、環(huán)已基、環(huán)庚基等。優(yōu)選的是環(huán)丙基。雜環(huán)是指其中環(huán)的至少一個原子不是碳的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。這一較寬類別的例子包括呋喃、二氫呋喃、四氫呋喃、吡喃、噁唑、噁唑啉、噁唑烷、咪唑等，特別是在環(huán)中具有氧原子的那些雜環(huán)。優(yōu)選的雜環(huán)為在環(huán)中具有至少一個氧或氮原子的五、六和七元環(huán)。其中優(yōu)選呋喃基和四氫呋喃基。
對于某些實施方案，優(yōu)選R1到R4中的每個為低級烷基，即C1到C3烷基。為了方便合成和由于在這些位置具有這些取代的部分的已知效果，優(yōu)選所有這些基團都是甲基。然而同樣可以使用其它取代基。
在某些實施方案中，使用的化合物為其中R1到R6烷基被至少一個C1到C6烷氧基或芐氧基取代的化合物。這其中優(yōu)選的是具有乙氧基或芐氧基取代基的化合物。其中優(yōu)選的化合物為其中R1到R4中的每個為甲基、R5為H或甲基、R6為被芐氧基或C1到C6烷氧基取代的甲基、和R7為甲基或其中R6和R7形成環(huán)丙基的那些化合物，以及其中R1到R4中的每個為甲基、R5為甲基、R6為乙氧基甲基或芐氧基甲基、和R7為甲基的化合物。另外優(yōu)選的化合物為其中R1到R4中的每個為甲基、R5為甲基、R6為羥甲基、和R7為甲基的化合物。
其它有用的化合物為其中R1到R4中的每個為甲基，以及R5、R6和R7形成呋喃基，和其中R6和R7形成四氫呋喃基的那些。另外優(yōu)選的化合物為如以下實施例所述的其中R1到R4為甲基、R5為H、R6和R7形成環(huán)丙基環(huán)的化合物。
將本發(fā)明的化合物配制成向需要治療的患者眼睛施用的組合物。因此，這種組合物作為滴眼劑、或在隱形眼鏡、鑲嵌件等中適用于藥學應(yīng)用。因此，可如藥劑學領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的將化合物配制到包含任何所需稀釋劑、鹽、pH值改進物質(zhì)等的無菌水中，以得到適于對眼睛給藥的溶液。滴眼劑、鑲嵌件、隱形眼鏡、凝膠劑和其它局部用液體制劑可能需要多少有些不同的制劑。本文涵蓋了適合于直接對眼睛給藥的所有這些制劑。
本發(fā)明的組合物還可含有抗氧化劑，其用量隨著所用抗氧化劑種類的改變而改變。該用法還取決于使藥學組合物具有至少2年的貯藏期限所需的抗氧化劑的量。在制劑中可包括一種或多種抗氧化劑。某些常用抗氧化劑可達到管理當局所允許的最高水平。
適當?shù)挠昧恐?，EDTA為約0.01％到約0.15％容重，亞硫酸鈉為約0.01％到約2.0％容重，和偏亞硫酸氫鈉為約0.01％到約2.0％容重。本領(lǐng)域技術(shù)人員可使用濃度分別為約0.1％容重的上述物質(zhì)。優(yōu)選濃度為約1％到約10％的羥胺時，N-乙酰半胱氨酸的量可為約0.1％到約5.0％容重。優(yōu)選濃度為約1％到約10％的羥胺時，抗壞血酸或鹽的量也可為約0.1％到約5.0％容重。其它巰基化合物(如果包括)可為與N-乙酰半胱氨酸相同的用量。其它示例性化合物包括巰基丙酰基甘氨酸、N-乙酰半胱氨酸、β-巰基乙胺、谷胱甘肽和類似的化合物，盡管也可使用其它適于眼睛給藥的抗氧化劑，如抗壞血酸及其鹽或亞硫酸鹽或偏亞硫酸氫鈉。
可使用緩沖劑以保持滴眼劑的pH值為約4.0到約8.0，這對于防止角膜刺激性是必需的。因為本發(fā)明的化合物是酯，將需要pH值為約3.5到約6.0，優(yōu)選約4.0到約5.5，以防止酯鍵水解和保證產(chǎn)品具有至少2年的儲存期限。這一pH值也保證了大多數(shù)羥胺處于其最高水溶性的質(zhì)子化形式。緩沖劑可以是pKa為約4.0到約5.5的任何弱酸及其共軛堿，如乙酸/乙酸鈉、檸檬酸/檸檬酸鈉。羥胺的pka為約6.0。
本發(fā)明的化合物還可包括適于對眼睛給藥的張力劑。其中適合的是氯化鈉，以使本發(fā)明的制劑與0.9％的鹽水溶液近似等壓。
在某些實施方案中，本發(fā)明的化合物與增粘劑一起配制。該增粘劑的例子為羥乙基纖維素、羥丙基纖維素、甲基纖維素、和聚乙烯吡咯烷酮?；衔镏性稣硠┑暮孔疃酁榧s1.6％容重。優(yōu)選該增粘劑的含量為約0.2％到約0.25％容重。聚乙烯吡咯烷酮的優(yōu)選用量為約0.1％到約0.2％容重。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可使用被美國食品與藥物監(jiān)督管理局接受的任何用量。
如果需要，可向本發(fā)明的化合物中加入潛溶劑。適當?shù)臐撊軇┛砂ǜ视汀⒕垡叶?PEG)、聚山梨醇酯、丙二醇、和聚乙烯醇。潛溶劑的含量可為約0.2％到約1.0％容重。還可優(yōu)選在本發(fā)明的化合物中聚乙烯醇的配制量為約0.1％到約4.0％容重。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可使用美國食品與藥物監(jiān)督管理局接受的任何用量。
在本發(fā)明中可使用特定范圍內(nèi)的防腐劑。其中優(yōu)選最多為0.013％容重的苯扎氯銨，最多為0.013％容重的芐索氯銨，最多為0.5％容重的氯丁醇，最多為0.004％容重的乙酸苯汞或硝酸苯汞，最多為0.01％容重的硫柳汞，和約0.01％到約0.2％容重的對羥基苯甲酸甲酯或?qū)αu基苯甲酸丙酯。
為了有效治療白內(nèi)障，本領(lǐng)域技術(shù)人員可向被治療受試者推薦適合的給藥時間表和給藥劑量。只要需要，優(yōu)選每天劑量給藥一到四次。劑量可以是每劑量一或二滴。給藥時間表還可隨活性藥物濃度的不同而不同，活性藥物的濃度可取決于所用的羥胺和患者的需要。優(yōu)選活性藥物的量為約0.1％到約10.0％容重。在某些實施方案中，優(yōu)選活性藥物的濃度為0.25％到約5.0％容重。
眼科醫(yī)師或本領(lǐng)域技術(shù)人員可有多種方式監(jiān)測給藥時間表的效果并相應(yīng)地調(diào)節(jié)給藥劑量。效果可由眼科醫(yī)師不時地通過狹縫燈檢查觀察晶狀體渾濁的程度或其它方式和如果需要增加處方滴眼劑的頻率和/或濃度進行測定。
本發(fā)明的一些實施方案是對哺乳動物給予抗氧化劑的方法，其包括將哺乳動物與組合物接觸，所述組合物包括藥學可接受的載體或稀釋劑和具有與溶解性改進部分結(jié)合的N-羥基哌啶部分的化合物，該化合物在25℃時的水溶性至少為約0.25重量％，和在25℃時的水-正辛醇分配系數(shù)至少為約5。在其它實施方案中，該方法可鑒別以滴眼劑形式遞送到患者眼睛的藥物，其包括選擇在25℃時的水溶性至少為約0.25重量％和在25℃時的水-正辛醇分配系數(shù)至少為約5的化合物，該化合物在患者眼睛晶狀體內(nèi)的條件下可酶促分離，生成N-羥基哌啶。
本發(fā)明在改善患者眼睛白內(nèi)障的發(fā)展中具有最佳應(yīng)用。另一個最佳應(yīng)用包括治療患者視網(wǎng)膜的黃斑變性?？赏ㄟ^對患有這些疾病的患者眼睛投用而使用本發(fā)明的眼用組合物。這種投用可通過滴眼劑、在洗眼劑中進行，或通過本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的其它可接受的遞送方式如分散體或通過隱形眼鏡遞送。本發(fā)明組合物的其它給藥形式(其中不需要向眼睛遞送的給藥方式)可包括口服片劑、液體和噴霧劑；靜脈內(nèi)、皮下和腹膜內(nèi)注射劑；作為貼片或膏劑施用于皮膚上；灌腸劑、栓劑、或氣霧劑。
在眼組織特別是角膜中存在多種酯酶。沒有鑒別出可將本發(fā)明的系列酯分離的特異性酯酶。在將化合物給予到兔眼時，酯迅速地和基本上完全地發(fā)生分離。這表現(xiàn)為在局部劑量給藥之后檢查房水中tempol-H的一直存在(30、60、90和120分鐘)。相反，酯在水溶液中是穩(wěn)定的，例如酯4在pH值為4.6的乙酸鹽緩沖液的溶液中在40℃下在3個月內(nèi)是穩(wěn)定的。
即使對于懸浮液制劑，也優(yōu)選滴眼劑需要至少0.1％的溶解性。完全不溶于水的化合物不可能有效。優(yōu)選可溶于水(＞0.1％容重)的酯。溶解性小于0.1％的酯可用于懸浮液或膏劑或其它劑形。溶解性的測定為通過在室溫下將100mg的試驗化合物與1ml水混合，并在攪拌下另外加入1ml的水，直到酯完全溶解。
角膜滲透表示為體內(nèi)對兔眼投用所述化合物的溶液之后房水中有效羥胺和/或酯的實質(zhì)濃度(如＞5μM)。這通過對兔房水進行電子自旋共振(ESR)、高效液相色譜(HPLC)或氣相色譜(GC)試驗測定。也可在體內(nèi)試驗方法之前進行體外角膜滲透方法，特別用于篩選化合物。
根據(jù)各種脂的辛醇/水分配系數(shù)的計算值或測量值(P)來選擇酯進行這些試驗。親水性化合物如tempol-H不能滲透進角膜的親脂性上皮層。用于滲透的tempol-H和各種酯的分配系數(shù)如下P(計算值)*Tempol-H 0.8(測量值，0.5)酯4 16.4酯8 8.2酯14 6.3*Clog P版本4.0，得自Biobyte Corporation在將化合物投用到兔眼之后，酯在體內(nèi)基本上發(fā)生完全的酶轉(zhuǎn)化，高于90％的酯水解為醇和酸。該轉(zhuǎn)化率可通過對兔房水進行HPLC或GC試驗測定。
或者，可通過在血漿或角膜勻漿中培養(yǎng)所述化合物并通過HPLC或GC定期分析試樣監(jiān)測破壞速度來測定酶轉(zhuǎn)化。半衰期小于約1或2小時的酯是候選物。這一方法可為體內(nèi)試驗之前優(yōu)選的篩選程序。
在40℃下，在pH值為4.0-5.0的水溶液中3月之后應(yīng)有小于約10％的酯水解。外推得到所述酯的溶液在室溫下的儲存期至少為18個月，這對于滴眼劑產(chǎn)品是優(yōu)選的。
本發(fā)明的化合物可在比眼科學更寬的領(lǐng)域中得到應(yīng)用。這些領(lǐng)域可包括例如在癌癥的放療期間保護毛囊和直腸免受輻射損傷，和在眼激光手術(shù)包括青光眼的小梁切除術(shù)治療和角膜整形的角膜切除術(shù)期間改善刺激和炎癥。
雖然已經(jīng)參考其優(yōu)選實施方案具體闡明和描述了本發(fā)明，很明顯本發(fā)明不限于本文具體公開的實施方案?？蓪Ρ景l(fā)明進行多種改變和修飾，并且這種改變和修飾不脫離本發(fā)明的精神實質(zhì)。因此附加的權(quán)利要求包括所有這種對等變異，它們都在本發(fā)明的精神實質(zhì)和范圍內(nèi)。
實施例參考以下實施例在某些實施方案中說明本發(fā)明。所述實施例用于說明的目的，而不以任何方式限制本發(fā)明。
實施例1測量酯類化合物在水溶液中的穩(wěn)定性。
方法在包含DTPA或EDTA的緩沖液(pH值為4.5-5.0)中制備0.1-0.5％的酯類化合物溶液。將該溶液充入棕色玻璃小瓶中，密封小瓶并放在40℃的控溫容器中。定期取出樣品小瓶并在0-5℃下儲存，直到通過HPLC、GC、或GC/MS分析法進行分析，發(fā)現(xiàn)該溶液在這些條件下在3個月之后是穩(wěn)定的。
該藥劑作為抗白內(nèi)障藥物必須滲透到晶狀體中才是有用的。這可包括在選擇抗白內(nèi)障化合物的方法中。對于tempol-H的方法描述如下實施例2藥物對器官培養(yǎng)的大鼠晶狀體的滲透與預(yù)先測試的作為抗白內(nèi)障藥的藥物相反，tempol-H和tempol具有顯著的從環(huán)境液體向晶狀體內(nèi)滲透的能力。本節(jié)描述的實驗確定了時間過程、在器官培養(yǎng)條件下與大鼠晶狀體培養(yǎng)之后晶狀體中活性化合物的濃度和化合物分布。
方法大鼠晶狀體的培養(yǎng)如下從Sprague-Dawley大鼠獲得大鼠晶狀體。在24-孔培養(yǎng)皿中在改性TC-199培養(yǎng)基中培養(yǎng)，并放在具有95％空氣/5％CO2氛圍的37℃的培養(yǎng)箱中。在毫滲透分子(mOsm)調(diào)節(jié)為300的2ml培養(yǎng)基中培養(yǎng)該晶狀體。在含有4.0mM的tempol-H或含有4.0mM的氧化形tempol的培養(yǎng)基中培養(yǎng)晶狀體1到24小時。在適當?shù)臅r間，從培養(yǎng)基中取出晶狀體，吸干，均質(zhì)化并通過電子自旋共振方法(ESR)分析活性化合物。在一個試驗中，將晶狀體培養(yǎng)4小時并在分析之前將其解剖為上皮部分、皮質(zhì)部分和中心部分。
結(jié)果在活性化合物培養(yǎng)1、2和4小時之后，tempol-H的濃度(mM，在晶狀體水中)分別達到0.4mM、0.8mM和1.0mM。在有氧化形tempol的晶狀體培養(yǎng)之后發(fā)現(xiàn)tempol-H的水平分別達到0.6mM、1.5mM和2.8mM。在后者的情況中，在晶狀體中只發(fā)現(xiàn)有痕量(最多為5％)的氧化形tempol；其幾乎完全轉(zhuǎn)化為還原形式的tempol-H。
在與tempol-H培養(yǎng)4小時后，tempol-H在晶狀體上皮、皮層和中心部分的分布相當均勻。tempol-H在上皮、皮層和中心部分的水平分別達到1.5mM、0.8mM和1.0mM。與氧化形tempol培養(yǎng)的晶狀體中，tempol-H/tempol的水平分別為1.2mM、2.9mM和2.0mM。在后者的情況中，中心部分中所有化合物都處于還原形式，只在上皮部分中有約5％的氧化形式。
結(jié)論還原形式和氧化形式的活性藥物都從浴介質(zhì)中容易地滲透到經(jīng)過培養(yǎng)的大鼠晶狀體中并分布到上皮、皮層和中心部分。晶狀體與氧化形tempol的培養(yǎng)在整個晶狀體中產(chǎn)生高濃度的還原化合物tempol-H。
實施例31-氧自由基-4-(3′-乙氧基-2′，2′-二甲基)丙烷羰基氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶 少量多次地將1，1′-羰基二咪唑(1.27g，7.84mmol)加入到攪拌的3-乙氧基-2，2-二甲基丙酸(750mg，7.13mmol；根據(jù)J.Org.Chem.，38，2349，1975中描述的過程制備，其內(nèi)容被引入本文作為參考)在無水DMF(10mL)的溶液中。觀察到劇烈的氣體放出。將該溶液在100℃下加熱1小時。然后向該混合物中加入tempol(900mg，5.23mmol)和1，8-二氮雜雙環(huán)[5，4，0]十一-7-烯(DBU)(800mg，5.26mmol)并繼續(xù)加熱12小時。減壓濃縮反應(yīng)混合物。將殘余物溶解于乙酸乙酯(100mL)中并連續(xù)用1N HCl、飽和NaHCO3和鹽水洗滌，無水硫酸鈉干燥并真空濃縮，得到紅色固體(1.48g)。通過柱色譜法在硅膠上使用環(huán)己烷∶乙酸乙酯(8∶1)作為洗脫劑洗脫，得到紅色結(jié)晶固體(1.22g，70.0％)。
IR(KBr，cm-1)1360(N-O·)，1725(酯)實施例41-羥基-4-(3′-乙氧基-2′，2′-二甲基)丙烷羰基氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶鹽酸鹽
將實施例2的氮氧化物(1.02mg，3.34mmol)加入到飽和氯化氫乙醇溶液(20mL)中。紅色迅速地消失，將得到的黃色溶液加熱沸騰得到澄清的無色溶液。將該溶液真空濃縮，溶解于100mL乙酸乙酯中并用飽和NaHCO3洗，得到羥胺游離堿。分離乙酸乙酯層并濃縮，得到紅色油狀物，TLC表明其主要為氮氧化物。將油狀物通過柱色譜在硅膠上純化，使用環(huán)己烷∶乙酸乙酯(4∶1)作為洗脫劑，得到紅色結(jié)晶固體(700mg)。將該固體溶解于飽和氯化氫乙醇溶液(20mL)中，真空濃縮，并從乙酸乙酯∶二異丙醚(2∶1，50mL)中重結(jié)晶，得到白色結(jié)晶固體(320mg)，熔點140-142℃(分解)。
1H-NMR(270MHz，D2O)ppm1.48(6H，s)；1.57(3H，t)；1.63(12H，s)；1.82(2H，s)；2.02(2H，t)；2.40(2H，d)，3.88(2H，q)；5.44(1H，m)IR(KBr，cm-1)3487(OH)，1726(酯)質(zhì)譜(EI，m/z)301(M+)實施例5a1-氧自由基-4-環(huán)丙烷羰基氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶 在室溫下攪拌氫化鈉(60％，分散在油中，1.0g，25mmol)在無水THF(50mL)中的懸浮液5分鐘，并向該混合物中加入tempol(4.0g，23mmol)。攪拌混合物1小時，在5分鐘內(nèi)滴加環(huán)丙烷羰基氯化物(2.4g，23mmol)，然后回流1小時。減壓濃縮反應(yīng)混合物。殘余物在戊烷(100mL)中溶解并分離上清液，減壓濃縮得到紅色固體。該固體用柱色譜在硅膠上純化，使用環(huán)己烷∶乙酸乙酯(3∶1)作為洗脫劑，得到紅色結(jié)晶固體(1.4g，5.8mmol，25.3％)。
IR(KBr，cm-1)1361(N-O)，1720(酯)實施例5b1-氧自由基-4-環(huán)丙烷羰基氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶的另一種合成方法 少量多次地將1，1′-羰基二咪唑(1.78g，11mmol)加入到攪拌的環(huán)丙烷羧酸(860mg，10mmol)在無水THF(10mL)的溶液中。觀察到劇烈的氣體放出。將溶液在40℃加熱1小時。然后向該混合物中加入tempol(1.72g，10mmol)和1，8-二氮雜雙環(huán)[5，4，0]十一-7-烯(DBU)(1.52g，10mmol)，并在40℃再加熱2小時。減壓濃縮反應(yīng)混合物。將殘余物溶解于乙酸乙酯(100mL)中并用1N HCl、飽和NaHCO3和鹽水連續(xù)洗滌。分離乙酸乙酯層，無水硫酸鈉干燥并真空濃縮，得到紅色固體。通過柱色譜法在硅膠上使用環(huán)己烷∶乙酸乙酯(8∶1)作為洗脫劑洗脫，得到紅色結(jié)晶固體(720mg，30.0％)。
IR(KBr，cm-1)1360(N-O·)，1720(酯)實施例5c1-氧自由基-4-環(huán)丙烷羰基氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶的另一種合成方法[DCC/DMAP酯化方法] 向攪拌的Tempol(1.72g，0.01mmole)、環(huán)丙烷羧酸(0.946g，0.011mmole)和DMAP(0.12，0.001mmole)的二氯甲烷(25ml)溶液中加入DCC(2.27g，0.11mmole)并在室溫下攪拌混合物過夜。混合物通過硅藻土過濾并減壓蒸發(fā)溶液。通過硅膠柱色譜分離產(chǎn)物，首先使用正己烷然后用10％乙酸乙酯的正己烷溶液洗脫。收率2.26 g(94.1％)。IR和NMR與指定結(jié)構(gòu)一致實施例61-羥基-4-環(huán)丙烷羰基氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶鹽酸鹽(化合物1) 將實施例5a的氮氧化物(2.2mg，9.15mmol)加入到飽和氯化氫乙醇溶液(20mL)中。紅色迅速地消失，將得到的黃色溶液加熱沸騰得到澄清的無色溶液。將該溶液真空濃縮，溶解于100mL乙酸乙酯中并用飽和NaHCO3洗，得到羥胺游離堿。分離乙酸乙酯層并用醚HCl酸化，濃縮得到白色結(jié)晶固體，其從乙醇(10mL)重結(jié)晶，為白色結(jié)晶固體1.15g(4.13mg，45.1％)。熔點224-228℃(分解)。
1H-NMR(270MHz，D2O)ppm0.97(4H，d)；1.43(1H，m)；1.44(6H，s)，1.46(6H，s)；1.90(2H，t)；2.28(2H，t)；5.2(1H，m)IR(KBr，cm-1)3478(OH)，1720(酯)質(zhì)譜(EI，m/z)240(M+)實施例71-羥基-4-環(huán)丙烷羰基氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶鹽酸鹽(可選擇的方法)
將實施例5a的氮氧化物(700mg，2.91mmol)加入到飽和氯化氫乙醇溶液(20mL)中。紅色迅速地消失，將得到的黃色溶液加熱沸騰得到澄清的無色溶液。將該溶液真空濃縮，溶解于100mL乙酸乙酯中并濃縮到一半的體積，得到白色結(jié)晶固體627mg(2.25mmol，77.5％)。熔點224-227℃(分解)。
1H-NMR(270MHz，D2O)ppm0.97(4H，d)；1.43(1H，m)；1.44(6H，s)，1.46(6H，s)；1.90(2H，t)；2.28(2H，t)；5.2(1H，m)IR(KBr，cm-1)3476(OH)，1720(酯)質(zhì)譜(EI，m/z)240(M+)實施例81-氧自由基-4-(3′-芐氧基-2′，2′-二甲基)丙烷羰基氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶 向攪拌的3-芐氧基-2，2-二甲基丙酸(1.04g，5mmol)，(以與J.Org.Chem.，38，349，1975中的描述類似的方法制備)在無水THF(5mL)的溶液中分少量多次加入1，1-羰基二咪唑。觀察劇烈的氣體放出。將溶液在50℃加熱30分鐘。然后向這一混合物加入tempol(900mg，5.23mmol)和1，8-二氮雜雙環(huán)[5，4，0]十一-7-烯(DBU)(800mg，5.26mmol)。混合物在50℃加熱3天(通過TLC監(jiān)測)，然后減壓下濃縮。將殘余物溶解于乙酸乙酯(100ml)中，用1N HCl、飽和NaHCO3和鹽水連續(xù)洗滌，無水硫酸鈉干燥，將經(jīng)過干燥的溶液真空濃縮，得到紅色固體(1.48g)。用柱色譜在硅膠上純化固體，使用環(huán)己烷∶乙酸乙酯(3∶1)作為洗脫劑，得到紅色結(jié)晶固體(1.02g，2.8mmol，56.2％)。
IR(KBr，cm-1)1359(N-O·)，1732(酯)實施例91-羥基-4-(3′-芐氧基-2′，2′-二甲基)丙烷羰基氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶鹽酸鹽 將實施例8的氮氧化物(1.02g，3.34mmol)加入到飽和氯化氫乙醇溶液(20mL)中。紅色迅速地消失，將得到的黃色溶液加熱沸騰得到澄清的無色溶液。將該溶液真空濃縮并溶解于乙酸乙酯(20mL)中。加入正己烷(20mL)，產(chǎn)品開始形成油狀物(oil out)，然后使混合物靜置12小時。通過傾析溶劑得到油狀殘余物，用異丙醚處理并溫熱。冷卻混合物時得到蠟狀固體，從乙酸乙酯重結(jié)晶得到白色結(jié)晶固體(0.6g 1.5mmol，45％)。
1H-NMR(270MHz，D2O)ppm1.26(6H，s)，1.51(6H，s)；1.65(6H，s)；2.01(2H，t)；2.44(2H，d)，5.40(1H，m)；3.46(2H，s)，4.55(2H，S)，7.31(5H，s)IR(KBr，cm-1)3480(OH)，1712(酯)，710(芳香族)質(zhì)譜(EI，m/z)262(M+)實施例101-羥基-4-(3′-羥基-2′，2′-二甲基)丙烷羰基氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶鹽酸鹽
將Pd/C(5％，100mg)加入到1-氧自由基-4-(3′-芐氧基-2′，2′-二甲基)丙烷羰氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶(1.0g，3.83mmol)的乙醇溶液中。使混合物在Paar氫化裝置中在45psi下氫化12小時。通過硅藻土過濾反應(yīng)混合物并真空濃縮，得到澄清的無色油狀物，其用柱色譜在硅膠上純化，使用環(huán)己烷∶乙酸乙酯(3∶1)作為洗脫劑，得到無色油狀物。將油狀物溶解于飽和氯化氫乙醇溶液(20mL)中并真空濃縮，產(chǎn)品在靜置時結(jié)晶，從乙醇重結(jié)晶得到(123mg，0.4mmol，10.4％)。熔點210-215℃(分解)。
游離堿的1H-NMR(270MHz，CDCl3)ppm1.14(6H，s)，1.44(6H，s)；1.57(6H，s)；1.70(2H，m)；2.8(1H，s，br)，3.65(2H，s)，5.16(1H，m)IR(KBr，cm-1)3480(OH)，1712(酯)，710(芳香族)質(zhì)譜(EI，m/z)262(M+)實施例111-氧自由基-4-(1-甲基環(huán)丙烷)羰氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶 在室溫下攪拌氫化鈉(60％，分散在油中，2.2g)在無水THF(80mL)中的懸浮液5分鐘，然后加入tempol(3.0g，17.44mmol)?；旌衔飻嚢?0分鐘，在5分鐘內(nèi)滴加1-甲基環(huán)丙基羰基氯化物(2.2g，18.71mmol)，然后回流12小時。減壓濃縮反應(yīng)混合物殘余物立即結(jié)晶。用柱色譜在硅膠上純化產(chǎn)物，使用環(huán)己烷∶乙酸乙酯(3∶1)作為洗脫劑，得到紅色結(jié)晶固體(2.0g，7.86mmol，45.1％)。
IR(KBr，cm-1)1314(N-O·)，1722(酯)實施例121-羥基-4-(1-甲基環(huán)丙烷)羰氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶 將實施例11的氮氧化物(700mg，2.91mmol)加入到飽和氯化氫乙醇溶液(10mL)中。紅色迅速地消失，將得到的黃色溶液加熱沸騰得到澄清的無色溶液。將該溶液真空濃縮得到白色結(jié)晶固體，過濾，用乙酸乙酯洗，并真空干燥(0.700mg，2.4mmol，82.7％)，熔點215-220℃(分解)。
1H-NMR(270MHz，D2O)ppm0.80(2H，d)；1.19(2H，m)；1.21(2H，s)；1.44(15H，s)；2.03(4H，m)；5.10(1H，m)質(zhì)譜(EI，m/z)254(M+)實施例131-氧自由基-4-(2-呋喃)羰氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶 將攪拌的甲醇鈉(25％甲醇鈉在甲醇中的溶液，200mg)在苯(100mL)中的混合物加熱回流，并逐漸蒸餾出到一半體積的苯，得到固體甲醇鈉的細懸浮液。向這一混合物加入tempol(1.76g，10mmol)、2-糠酸甲酯(1.26g，10mmole)和苯(50mL)。繼續(xù)蒸餾苯8小時以除去形成的甲醇。燒瓶中的苯的量通過加入另外的苯保持。苯層用1N HCl洗，然后用水洗，無水硫酸鈉干燥并蒸干，得到紅色固體(1.72g)，其從己烷重結(jié)晶得到1.45g產(chǎn)物。其另外通過柱色譜在硅膠上純化，使用環(huán)己烷∶乙酸乙酯(3∶1)作為洗脫劑，得到紅色結(jié)晶固體(1.02g，3.82mmol，32.8％)。
IR(KBr，cm-1)1364(N-O·)，1716(酯)，706(芳香族)實施例141-羥基-4-(2′-呋喃)羰氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶鹽酸鹽 將實施例13的氮氧化物(300mg，1.13mmol)加入到飽和氯化氫乙醇溶液(10mL)中。紅色迅速地消失，將得到的黃色溶液加熱沸騰得到澄清的無色溶液。將該溶液在室溫放置1小時并分離白色結(jié)晶固體，過濾，用乙酸乙酯洗并真空干燥，得到羥胺(220mg，0.72mmol，64.5％，熔點209.4-210.4℃)。
1H-NMR(270MHz，D2O)ppm1.49(6H，s)；1.62(6H，s)；2.03(2H，t)；2.42(2H，d)，5.49(1H，m)；6.63(1H，q)；6.64(1H，d)，7.34(1H，d)，7.74(1H，s)質(zhì)譜(EI，m/z)266(M+)實施例151-氧自由基-4-(3′-四氫呋喃)羰氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶
向攪拌的3-四氫呋喃羧酸(1.5g，13mmol)在無水THF(20mL)的溶液中分少量多次加入1，1-羰基二咪唑(2.3g，14.18mmol)。觀察劇烈的氣體放出。將溶液在70℃加熱1小時。然后向這一混合物加入tempol(2.23g，12.97mmol)和1，8-二氮雜雙環(huán)[5，4，0]十一-7-烯(DBU)(2.0g，13.14mmol)并繼續(xù)加熱12小時。將反應(yīng)混合物傾入到250mL水中并用乙醚提取(2×100mL)。合并醚層并用1N HCl、飽和NaHCO3和鹽水連續(xù)洗滌，無水硫酸鈉干燥并真空濃縮，得到紅色固體(2.05g)，從乙酸乙酯∶正己烷(1∶2)重結(jié)晶得到純的紅色結(jié)晶固體氮氧化物(1.45g，5.36mmol，37.8％)。
IR(KBr，cm-1)1360(N-O·)，1725(酯)實施例161-羥基-4-(3′-四氫呋喃)羰氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶鹽酸鹽 將實施例15的氮氧化物(300mg，1.11mmol)加入到飽和氯化氫乙醇溶液(10mL)中。紅色迅速地消失，將得到的黃色溶液加熱沸騰得到澄清的無色溶液。將該溶液在室溫1保持小時并分離白色結(jié)晶固體，過濾，用乙醇洗并真空干燥，得到產(chǎn)物(146mg，0.48mmol，42.86％，熔點221.0-223.2℃)。
1H-NMR(270MHz，DMSO-d6)ppm0.84(2H，m)；0.90(2H，m)；1.35(6H，s)；1.46(6H，s)；1，65(1H，m)；2.13(2H，t)；2.44(2H，d)，5.14(1H，m)實施例17代表性化合物通過動物角膜的吸收
化合物1 化合物2 化合物3 每組六個新西蘭白兔用于評價tempol-H和化合物1的吸收。試驗化合物以3.5％容重的濃度在無菌鹽水溶液中制備。在滴入滴眼劑期間將動物保持在控制盒中，使用微量吸液管向每只眼睛滴加50μL。劑量給藥之后，輕輕地保持眼睛關(guān)閉60秒。對兔每天劑量給藥兩次，連續(xù)4天。在第五天，對兔劑量給藥一次，然后在劑量給藥后30分鐘(2只兔)、劑量給藥后60分鐘(2只兔)和劑量給藥后120分鐘(2只兔)麻醉。麻醉后立即從每只兔收集房水。使用電子自旋共振(ESR)方法測量每個樣品中tempol-H的房水濃度。
劑量給藥tempol-H之后的tempol-H的房水水平在試驗的所有時間點都低于檢測極限(參見圖1)。劑量給藥化合物1之后tempol-H的房水濃度在劑量給藥后30分鐘時最大，但在劑量給藥后2小時仍然存在(參見圖1和表1)。
表I房水濃度兔吸收的研究劑量50μL 3.5％的溶液，單一劑量(N＝4只眼睛/時間點)
實施例18鑒別化合物1在兔眼中的代謝物對實施例16中描述的體內(nèi)兔研究的房水樣品通過GC/MS鑒別化合物1及由眼睛酯酶水解化合物1形成的其代謝物tempol-H和羧酸(R1COOH)的存在。兩個代謝物都觀察到了，但沒有化合物1。這證明化合物1完全轉(zhuǎn)化為其代謝物。
將房水樣品在包含極小磁力攪拌棒的10ml琥珀色玻璃小瓶中凍干。向其中加入1mL的二氯甲烷，并攪拌2分鐘和靜置5分鐘。將3μL小份二氯甲烷層注射到GC柱中。通過質(zhì)譜檢測器在13.02(保留時間)，m/z＝85的條件下檢測環(huán)丙烷羧酸(GC型號5989B，MS型號5890系列II(都由HP生產(chǎn)))。使用Agilent DB-5柱，長度25m，直徑0.2毫米。載氣He為22cm/sec。進樣口溫度250℃，檢測器28溫度280℃。對于每次進樣，溫度在35℃保持5分鐘，然后以10℃/min增加到240℃，并在240℃保持3分鐘。使用無分流進樣。
實施例19化合物1在體內(nèi)兔眼中的耐受性以1小時間隔將含3.5％化合物1的滴眼劑給予兩只神智清醒的兔的每只眼睛中。該藥物具有良好的耐受，在這一初步研究中沒有不利的發(fā)現(xiàn)。
實施例20在兔眼中的生物利用度在新西蘭白兔中評價化合物2和3的眼生物利用度。將每個化合物溶解于10mM pH值為7.0的磷酸鹽緩沖液中形成125mM的濃度。這一濃度對于化合物2和3相當于～3.5％。以1小時間隔將50μl滴在每只兔的兩個眼睛的角膜上6次。每個化合物使用兩只兔。用每個化合物治療的一只兔在上次劑量給藥30分鐘之后麻醉，第二只在最終的劑量給藥后90分鐘麻醉。
處死后，立即摘出每只兔的眼睛并從眼眶收集血樣。用注射器收集每只眼睛的房水，然后從眼睛解剖晶狀體。使包膜/上皮小心地與纖維質(zhì)分離并將兩個部分在干冰上冷凍。包膜/上皮在100μl的5mMDTPA(二亞乙基三胺五乙酸)溶液中，而纖維質(zhì)沒有加入液體在密封小瓶中。同樣，房水和血樣也快速冷凍。每只眼睛余下的包括角膜、視網(wǎng)膜、鞏膜和玻璃體也冷凍，供將來可能進行的解剖和分析之用。干冰上的所有樣品被轉(zhuǎn)移到實驗室并在-75℃儲存直到處理。
使用電子自旋共振(ESR)方法測量每個樣品中tempol-H的房水濃度。對房水的分析顯示兩個化合物都滲透進角膜并進入眼房。兩個化合物的最高濃度存在于30分鐘的樣品，而90分鐘的樣品濃度顯著降低。在血液中還檢測到少量(每個化合物為2-3μM)。
實施例21化合物2和3在兔房水中的濃度表II化合物2和3的劑量50μL 125mM的溶液，每小時給藥六次(N＝2只眼睛/時間點)
實施例22水溶性數(shù)據(jù)表III在多種系統(tǒng)中在室溫下測定實施例6的化合物的溶解性
同樣地，測定實施例10和16的化合物在水中的溶解性為＞3.5％w/v(＞35mg/ml)，因此實施例12的化合物在水中的溶解性為約0.1％w/v。
表IV酯類化合物的分配系數(shù)
表V脂類化合物的熔點

酯類化合物的光譜數(shù)據(jù)1H-NMR(270MHz，DMSO-d6)ppm所有4-取代的-1-羥基-2，2，6，6-四甲基哌啶鹽酸鹽的譜圖在以下部分是相同的1.35(6H，s)；1.46(6H，s)；2.13(2H，t)；2.44(2H，d)；5.14(1H，m)。
以下表VI到XII描述1了合成本發(fā)明另外的酯類化合物的實施例中使用的方法。通過實施例5c的DCC/DMAP酯化方法將表中所列適當?shù)聂人徂D(zhuǎn)化為酯的氮氧化物。通過實施例6和7中描述的方法將酯的氮氧化物轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的1-羥基哌啶。
3-酰氧基-2，2-二甲基丙酸按照美國專利4,851,436中描述的方法制備，用于合成3-乙酰氧基-2，2-二甲基丙酸，所述文獻的內(nèi)容被引入本文作為參考。
表VI在DCC/DMAP酯化方法中用以下化合物代替環(huán)丙烷羧酸
表VII通過在J.Org.Chem.，38，2349(1975)中描述的方法制備3-烷氧基-2，2-二甲基丙酸和3-烷氧基烷基-2，2-二甲基丙酸。
在DCC/DMAP酯化方法(實施例5c)中用以下化合物代替環(huán)丙烷羧酸
表VIII通過在Talley等人的美國專利5,475,013中描述的方法制備3-N-取代的-2，2-二甲基丙酸，所述文獻的內(nèi)容被引入本文作為參考。在DCC/DMAP酯化方法(實施例5c)中用以下化合物代替環(huán)丙烷羧酸
表IX通過在美國專利5,475,013中描述的方法制備3-S-取代的-2，2-二甲基丙酸。在DCC/DMAP酯化方法(實施例5c)中用以下化合物代替環(huán)丙烷羧酸
表X通過在美國專利5,475,013中描述的方法制備3-取代的-2，2-二甲基丙酸。在DCC/DMAP酯化方法(實施例5c)中用以下化合物代替環(huán)丙烷羧酸 表XI多種NSAID(含羧基的非甾體抗炎藥)為市售的。在DCC/DMAP酯化方法中用以下化合物代替環(huán)丙烷羧酸
表XII多種羧酸是市售的。在DCC/DMAP酯化方法中用以下化合物代替環(huán)丙烷羧酸

權(quán)利要求
1.一種組合物，其包括藥學可接受的載體或稀釋劑和下式的化合物 其中R1和R2獨立地為H或C1到C3烷基；R3和R4獨立地為C1到C3烷基；和其中R1和R2結(jié)合起來、或R3和R4結(jié)合起來、或兩組都結(jié)合起來為環(huán)烷基；R5為H、OH、或C1到C6烷基；R6為C1到C6烷基、烯基、炔基、或取代的烷基或烯基；R7為C1到C6烷基、烯基、炔基、或取代的烷基或烯基，或其中R6和R7結(jié)合起來、或R5、R6和R7結(jié)合起來形成在環(huán)中具有3到7個原子的碳環(huán)或雜環(huán)。
2.權(quán)利要求1的組合物，其中所述取代的烷基或烯基具有至少一個烷氧基、烷硫基、烷基氨基、二烷基氨基、芳氧基、芳氨基、芐氧基、芐氨基或雜環(huán)或YCO-Z，其中Y為O、N或S，Z為烷基、環(huán)烷基或雜環(huán)或芳基取代基。
3.權(quán)利要求1的組合物，其中所述雜環(huán)為在環(huán)中具有至少一個氧、氮、或硫原子的5、6、或7元環(huán)。
4.權(quán)利要求1的組合物，其中R6和R7結(jié)合起來為環(huán)丙基。
5.權(quán)利要求1的組合物，其中R6和R7結(jié)合起來為糠酰基或四氫糠?；?。
6.權(quán)利要求1的組合物，其中R1到R4中的每個為C1到C3烷基。
7.權(quán)利要求1的組合物，其中R1到R4中的每個為甲基。
8.權(quán)利要求1的組合物，其中R6為被至少一個C1到C6烷氧基或者芐氧基取代的C1到C6烷基。
9.權(quán)利要求1的組合物，其中R1到R4中的每個為甲基，R5為H或甲基，R6為被芐氧基或C1到C6烷氧基取代的甲基，和R7為甲基，或其中R6和R7形成環(huán)丙基。
10.權(quán)利要求1的組合物，其中R1到R4中的每個為甲基，R5為甲基，R6為乙氧基甲基，和R7為甲基。
11.權(quán)利要求1的組合物，其中R1到R4中的每個為甲基，R5為甲基，R6為芐氧基甲基，和R7為甲基。
12.權(quán)利要求1的組合物，其中R1到R4中的每個為甲基，R5為甲基，R6為羥甲基，和R7為甲基。
13.權(quán)利要求1的組合物，其中R1到R4中的每個為甲基，R5、R6和R7形成呋喃基。
14.權(quán)利要求1的組合物，其中R1到R4中的每個為甲基，R5為氫，R6和R7形成四氫呋喃基。
15.權(quán)利要求1的組合物，其中R1到R4中的每個為甲基，R5為氫，R6和R7形成環(huán)丙基環(huán)。
16.作為滴眼劑用于藥學應(yīng)用的權(quán)利要求1的組合物。
17.權(quán)利要求1的組合物，其進一步包括還原劑。
18.權(quán)利要求17的組合物，其中所述還原劑為巰基化合物。
19.權(quán)利要求1的組合物，其進一步包括巰基丙?；拾彼?、N-乙酰半胱氨酸、β-巰基乙胺、或谷胱甘肽。
20.一種眼用組合物，其包括眼可接受的載體或稀釋劑和化合物，所述化合物具有與溶解性改進部分結(jié)合的N-羥基哌啶部分，該化合物在25℃時的水溶性至少為約0.25重量％和在25℃時的水-正辛醇分配系數(shù)至少為約5。
21.權(quán)利要求20的組合物，其中所述N-羥基哌啶部分在眼內(nèi)條件下與所述化合物分離。
22.權(quán)利要求20的組合物，其中所述N-羥基哌啶部分在眼晶狀體內(nèi)條件下與所述化合物分離。
23.權(quán)利要求20的組合物，其中所述N-羥基哌啶部分被酶促分離。
24.權(quán)利要求20的組合物，其中所述N-羥基哌啶部分為1-氧自由基-4-羥基-2，2，6，6-四甲基哌啶基。
25.權(quán)利要求20的組合物，其進一步包括還原劑。
26.權(quán)利要求25的組合物，其中所述還原劑為巰基化合物。
27.權(quán)利要求20的組合物，其進一步包括巰基丙?；拾彼帷-乙酰半胱氨酸、β-巰基乙胺、或谷胱甘肽。
28.一種對哺乳動物投用抗氧化劑的方法，其包括使哺乳動物與組合物接觸，所述組合物包括藥學可接受的載體或稀釋劑和化合物，所述化合物具有與溶解性改進部分結(jié)合的N-羥基哌啶部分，該化合物在25℃時的水溶性至少為約0.25重量％和在25℃時的水-正辛醇分配系數(shù)至少為約5。
29.權(quán)利要求28的方法，其中所述組合物進一步包括還原劑。
30.權(quán)利要求28的方法，其進一步包括對所述患者共同投用還原劑。
31.權(quán)利要求30的方法，其中所述還原劑為巰基化合物。
32.權(quán)利要求28的方法，其進一步包括對所述患者共同投用巰基丙?；拾彼?、N-乙酰半胱氨酸、β-巰基乙胺、或谷胱甘肽。
33.權(quán)利要求30的方法，其中所述共同投用通過滴眼劑或洗眼劑進行。
34.權(quán)利要求28的方法，其中所述接觸通過滴眼劑；洗眼劑；氣霧劑；灌腸劑或栓劑；口服片劑；液體劑和噴霧劑；靜脈內(nèi)、皮下和腹膜內(nèi)注射劑進行；或作為貼片或膏劑施用于皮膚進行。
35.一種鑒別以滴眼劑形式向患者眼睛遞送的藥物的方法，其包括選擇化合物，該化合物在25℃時的水溶性至少為約0.25重量％和在25℃時的水-正辛醇分配系數(shù)至少為約5，該化合物在患者眼睛晶狀體內(nèi)獲得的條件下可酶促分離產(chǎn)生N-羥基哌啶。
36.權(quán)利要求35的方法，其進一步包括對所述患者共同投用還原劑。
37.權(quán)利要求36的方法，其中所述還原劑為巰基化合物。
38.權(quán)利要求35的方法，其進一步包括對所述患者共同投用巰基丙?；拾彼?、N-乙酰半胱氨酸、β-巰基乙胺、或谷胱甘肽。
39.一種對哺乳動物投用抗氧化劑的方法，其包括使所述哺乳動物與組合物接觸，該組合物包括藥學可接受的載體或稀釋劑和下式的化合物 其中R1和R2獨立地為H或C1到C3烷基；R3和R4獨立地為C1到C3烷基；和其中R1和R2結(jié)合起來、或R3和R4結(jié)合起來、或兩組都結(jié)合起來為環(huán)烷基；R5為H、OH、或C1到C6烷基；R6為C1到C6烷基、烯基、炔基、或取代的烷基或烯基；R7為C1到C6烷基、烯基、炔基、或取代的烷基或烯基，或其中R6和R7結(jié)合起來、或R5、R6和R7結(jié)合起來形成在環(huán)中具有3到7個原子的碳環(huán)或雜環(huán)。
40.權(quán)利要求39的方法，其中所述組合物為眼可接受的。
41.權(quán)利要求39的方法，其進一步包括對所述患者共同投用還原劑。
42.權(quán)利要求41的方法，其中所述還原劑為巰基化合物。
43.權(quán)利要求39的方法，其進一步包括對所述患者共同投用巰基丙酰基甘氨酸、N-乙酰半胱氨酸、β-巰基乙胺、或谷胱甘肽。
44.權(quán)利要求41的方法，其中所述共同投用通過滴眼劑或洗眼劑進行。
45.權(quán)利要求39的方法，其中所述接觸通過滴眼劑；洗眼劑；氣霧劑；灌腸劑或栓劑；口服片劑；液體劑和噴霧劑；靜脈內(nèi)、皮下、和腹膜內(nèi)注射劑進行；或作為貼片或膏劑施用于皮膚進行。
46.一種改善患者眼睛白內(nèi)障發(fā)展的方法，其包括對這種患者的眼睛投用眼用組合物，所述眼用組合物包括眼可接受的載體或稀釋劑和下式的化合物 其中R1和R2獨立地為H或C1到C3烷基；R3和R4獨立地為C1到C3烷基；和其中R1和R2結(jié)合起來、或R3和R4結(jié)合起來、或兩組都結(jié)合起來為環(huán)烷基；R5為H、OH、或C1到C6烷基；R6為C1到C6烷基、烯基、炔基、或取代的烷基或烯基；R7為C1到C6烷基、烯基、炔基、或取代的烷基或烯基，或其中R6和R7結(jié)合起來、或R5、R6和R7結(jié)合起來形成在環(huán)中具有3到7個原子的碳環(huán)或雜環(huán)。
47.權(quán)利要求46的方法，其進一步包括對所述患者共同投用還原劑。
48.權(quán)利要求47的方法，其中所述還原劑為巰基化合物。
49.權(quán)利要求46的方法，其進一步包括對所述患者共同投用巰基丙酰基甘氨酸、N-乙酰半胱氨酸、β-巰基乙胺、或谷胱甘肽。
50.權(quán)利要求47的方法，其中所述共同投用通過滴眼劑或洗眼劑進行。
51.一種改善患者眼睛白內(nèi)障發(fā)展的方法，其包括對這種患者的眼睛投用眼用組合物，所述眼用組合物包括眼可接受的載體或稀釋劑和化合物，所述化合物具有與溶解性改進部分結(jié)合的N-羥基哌啶部分，該化合物在25℃時的水溶性至少為約0.25重量％和在25℃時的水-正辛醇分配系數(shù)至少為約5。
52.權(quán)利要求51的方法，其進一步包括對所述患者共同投用還原劑。
53.權(quán)利要求52的方法，其中所述還原劑為巰基化合物。
54.權(quán)利要求51的方法，其進一步包括對所述患者共同投用巰基丙?；拾彼?、N-乙酰半胱氨酸、β-巰基乙胺、或谷胱甘肽。
55.權(quán)利要求52的方法，其中所述共同投用通過滴眼劑或洗眼劑進行。
56.一種治療患者晶狀體黃斑變性的方法，其包括對這種患者的眼睛投用眼用組合物，所述眼用組合物為含有下式化合物的滴眼劑形式，包括眼可接受的載體或稀釋劑 其中R1和R2獨立地為H或C1到C3烷基；R3和R4獨立地為C1到C3烷基；和其中R1和R2結(jié)合起來、或R3和R4結(jié)合起來、或兩組都結(jié)合起來為環(huán)烷基；R5為H、OH、或C1到C6烷基；R6為C1到C6烷基、烯基、炔基、或取代的烷基或烯基；R7為C1到C6烷基、烯基、炔基、或取代的烷基或烯基，或其中R6和R7結(jié)合起來、或R5、R6和R7結(jié)合起來形成在環(huán)中具有3到7個原子的碳環(huán)或雜環(huán)。
57.權(quán)利要求56的方法，其進一步包括對所述患者共同投用還原劑。
58.權(quán)利要求57的方法，其中所述還原劑為巰基化合物。
59.權(quán)利要求56的方法，其進一步包括對所述患者共同投用巰基丙酰基甘氨酸、N-乙酰半胱氨酸、β-巰基乙胺、或谷胱甘肽。
60.權(quán)利要求57的方法，其中所述共同投用通過滴眼劑或洗眼劑進行。
全文摘要
本發(fā)明涉及在抑制白內(nèi)障或黃斑變性發(fā)展中使用的眼用組合物，該組合物包括藥學可接受的載體或稀釋劑和右式的化合物，其中R
文檔編號A61P27/12GK1653125SQ03811221
公開日2005年8月10日 申請日期2003年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月17日
發(fā)明者威廉·L·馬蒂爾, 甘希亞姆·帕蒂爾 申請人:奧特拉藥物公司