專利名稱：具有激活煙堿性乙酰膽堿α4β2受體作用的雜環(huán)化合物的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及對(duì)煙堿性乙酰膽堿受體顯示親和作用并能激活該受體的化合物。本發(fā)明化合物用于預(yù)防或治療神經(jīng)機(jī)能退化性疾病，如阿爾滋海默氏病和帕金森氏病，癡呆如腦血管癡呆，運(yùn)動(dòng)共濟(jì)失調(diào)，如Tourette氏病，慢性腦梗塞階段的神經(jīng)官能癥，神經(jīng)病和精神疾病，如焦慮癥和精神分裂癥，以及由腦損傷引起的腦功能失調(diào)。
背景領(lǐng)域廣泛認(rèn)為煙堿具有多種藥理作用。這些作用包括，如，對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)具有膽堿能神經(jīng)激活作用，如促進(jìn)乙酰膽堿釋放[De Sarno P.& Giacobini E.，J.Neurosci.Res.，22，194-200(1984)]，另外，對(duì)單胺能神經(jīng)系統(tǒng)具有激活作用[Levin E.D.& Simon B.B.，Psychopharmacology，138，217-230(1998)]。
也有報(bào)導(dǎo)煙堿具有多種非常有用的改進(jìn)腦功能作用，如增加腦血流量和腦中葡萄糖的吸收率[Decker M.W.等，Life Sci.，56，545-570(1995)]。
也有報(bào)道煙堿能抑制β-肽的淀粉狀蛋白形成，據(jù)認(rèn)為該蛋白是阿爾滋海默氏病中神經(jīng)細(xì)胞死亡的原因[Salomon A.R.等，Biochemistry，35，13568-13578(1996)]，并且煙堿對(duì)β-淀粉狀蛋白(Aβ)誘發(fā)的神經(jīng)細(xì)胞死亡具有細(xì)胞保護(hù)作用[Kihara T.等，Ann.Neurol.，42，156-163(1997)]。最近研究表明煙堿可作為結(jié)腸炎的治療藥物[Sandborn W.J.等，Ann.Intern.Med.，126，364(1997)]。
另一方面，了解到在阿爾滋海默氏病患者中，乙酰膽堿能神經(jīng)元的退化改變，該神經(jīng)元是所知的其中一種決定認(rèn)知力的重要神經(jīng)系統(tǒng)，因此，大腦皮層和海馬中的煙堿性乙酰膽堿受體顯著降低[Nordberg A.等，J.Neurosci.Res.，31，103-111(1992)]。
據(jù)報(bào)道存在這種可能性，即通過煙堿性乙酰膽堿受體的激動(dòng)劑或調(diào)節(jié)劑激活煙堿性乙酰膽堿受體，恢復(fù)乙酰膽堿神經(jīng)系統(tǒng)的功能來治療阿爾滋海默氏病[Newhouse P.A.等，Psychopharmacology，95，171-175(1988)]。
煙堿性乙酰膽堿受體屬于由5個(gè)亞單位組成的離子通道神經(jīng)遞質(zhì)受體。即，激動(dòng)劑如乙酰膽堿、煙堿等與受體結(jié)合激活并打開其通道，因此引起細(xì)胞外陽離子(如鈉離子)的內(nèi)向流量而激動(dòng)細(xì)胞[GalziJ.L.& Changeux J.P.，Neuropharmacology，34，563-582(1995)]。以上提到的激動(dòng)劑如乙酰膽堿、煙堿等通過與稱之為激動(dòng)劑結(jié)合部位的α亞單位中存在的特定位置結(jié)合而呈現(xiàn)作用。
另一方面，已知可通過加強(qiáng)乙酰膽堿的作用激活細(xì)胞的化合物(如加蘭他敏等)對(duì)煙堿性乙酰膽堿受體無直接的激活作用。這些化合物通過與激動(dòng)劑結(jié)合位置明顯不同的變構(gòu)位置呈現(xiàn)作用[SchrattenholzA.等，Mol.Pharmacol.，49，1-6(1996)]。
以上提出的能間接激活煙堿性乙酰膽堿受體的化合物被稱為調(diào)節(jié)劑，期望其作為有實(shí)效的藥物用于治療各種神經(jīng)性疾病[Lin N.-H &Meyer M.D.，Exp.Opin.Ther.Patents，8，991-1015(1998)]。
本說明書中的這些定義中使用該術(shù)語“激動(dòng)劑”和“調(diào)節(jié)劑”。
確信煙堿性乙酰膽堿受體不僅參與阿爾滋海默氏病，還參與神經(jīng)變性疾病如帕金森氏病以及多種神經(jīng)官能癥和精神病，如癡呆、焦慮癥、精神分裂癥等[Barrantes F.J.，The Nicotic AcetycholineReceptor，ed.Barrantes F.J.，Springer，1997，p 175-212；Lena C.&Changeux J.-P.，J.Physiol.(Paris)，92，63-74(1998)]。
尤其是，由于了解腦梗塞引起的腦血管性癡呆的患者腦血量降低[Takagi Shigeharu，Gendai Iryo，28，1157-1160(1996)；Tachibana H.等，J.Gerontol.，39，415-423(1984)]，所以將具有增加腦血流量作用的煙堿性乙酰膽堿受體的激動(dòng)劑或調(diào)節(jié)劑應(yīng)用于治療領(lǐng)域內(nèi)的藥物中，似乎成為可能。另外，最近研究表明煙堿性乙酰膽堿受體的激動(dòng)劑及其調(diào)節(jié)劑呈現(xiàn)出鎮(zhèn)痛活性[Bannon A.W.等，Science，279，77-81(1998)]。
煙堿本身確實(shí)可作為煙堿性乙酰膽堿受體的激動(dòng)劑發(fā)揮作用。例如，給阿爾滋海默氏病患者服用煙堿后，可觀察到其注意力和短期記憶的恢復(fù)，并且其病癥得到改善[Newhouse P.A.等，Drugs & Aging，11，206-228(1997)]。盡管如此，煙堿還具有不利方面，如眾所周知的成癮性以及生物利用度低和對(duì)心血管系統(tǒng)具有嚴(yán)重的副作用。
因此，一直強(qiáng)烈期望研制作為藥物的煙堿性乙酰膽堿受體激動(dòng)劑或調(diào)節(jié)劑以代替煙堿，該藥物無成癮性、具有較高的生物利用度低并對(duì)心血管系統(tǒng)具有極小的副作用[Maelicke A.& Albuquerque E.X.，Drug Discovery Today，1，53-59(1996)；Holladay M.W.等，J.Med.Chem.，40，4169-4194(1997)]。
煙堿性乙酰膽堿受體存在幾種已知的亞型[Shacka J.J.&Robinson S.E.T.，Med.Chem.Res.，1996，444-464]，主要的α4β2亞型受體存在于中樞神經(jīng)系統(tǒng)中。另外，在運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的神經(jīng)肌肉關(guān)節(jié)中存在α1β1γδ(或α1β1εδ)亞型受體，在自主神經(jīng)系統(tǒng)和腎上腺的神經(jīng)結(jié)中存在α3β4亞型受體。
現(xiàn)認(rèn)為膽堿能神經(jīng)系統(tǒng)的激活和腦血流作用的增加發(fā)生于中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的α4β2亞型受體上，以上提到的煙堿對(duì)心血管系統(tǒng)的作用是由存在于外周神經(jīng)系統(tǒng)中的受體亞型的作用誘發(fā)的。
因此，研制出對(duì)α1β1γδ亞型和α3β4亞型受體均無親和性，但能選擇性作用于α4β2亞型受體的化合物，即無副作用的藥物，可能特別有用。
在這些情況下，一直提議研制作為實(shí)用藥物的中樞神經(jīng)系統(tǒng)乙酰膽堿受體的選擇性激動(dòng)劑和調(diào)節(jié)劑。它們包括，例如，化合物如ABT-418[Arneric S.P.等，J.Pharmacol.Exp.Ther.，270，310-318(1994)；Decker M.W.等，J.Pharmacol.Exp.Ther.，270，319-328(1994)]、ABT-089[Sullivan J.P.等，J.Pharmacol.Exp.Ther.，283，235-246(1997)；Decker M.W.等，J.Pharmacol.Exp.Ther.，283，247-258(1997)]、GTS-21[Arendash G.W.等，Brain Res.，674，252-259(1995)；Briggs C.A.等，Pharmacol.Biochem.Behav.，57，231-241(1997)]、RJR-2403[Bencherif M.等，J.Pharmacol.Exp.Ther.，279，1413-1421(1996)；Lippiello P.M.等，J.Pharmacol.Exp.Ther.，279，1422-1429(1996)]、SIB-1508Y[Cosford N.D.P.等，J.Med.Chem.，39，3235-3237(1996)；Lloyd G.K.等，Life Sci.，62，1601-1606(1995)]、SIB-1553A[Lloyd G.K.等，Life Sci.，62，1601-1606(1995)]等。
在歐洲專利申請(qǐng)EP679397-A2中，提出用作預(yù)防和治療腦功能異常藥物的由下式代表的取代的胺衍生物。 其中，R代表氫、任選取代的?；?、烷基、芳基、芳基烷基、雜芳基或雜芳基烷基；A代表氫、?；?、烷基或芳基系列的單官能基團(tuán)或者代表與Z基團(tuán)連接的雙官能團(tuán)；E代表撤電子基團(tuán)；X代表-CH＝或＝N-基團(tuán)，該-CH＝基團(tuán)可能與代替H原子的Z連接；Z代表烷基、-O-R、-S-R或-NR2系列的單官能基團(tuán)或者代表與A基團(tuán)或X基團(tuán)連接的雙官能基團(tuán)。
但是，在以上提到的專利出版物中，沒有說明這些化合物能選擇性激活α4β2煙堿性乙酰膽堿受體。
另一方面，已知?dú)⑾x劑“吡蟲啉”具有本發(fā)明化合物的類似骨架。證實(shí)吡蟲啉在電生理學(xué)上可作為PCl2細(xì)胞的煙堿性乙酰膽堿受體的部分激動(dòng)劑起作用[Nagata K.等，J.Pharmacol.Exp.Ther.，285，731-738(1998)]，并且吡蟲啉本身或其代謝物及類似物對(duì)小鼠大腦中的煙堿性乙酰膽堿受體具有親和性[Lee Chao S.& Casida E.，Pestic.Biochem.Physiol.，58，77-88(1997)；Tomizawa T.& Casida J.E.，J.Pharmacol.，127，115-122(1999)；Latli B.等，J.Med.Chem.，42，2227-2234(1999)]，但是，沒有報(bào)導(dǎo)吡蟲啉衍生物可選擇性激活α4β2煙堿性乙酰膽堿受體。
日本公開的專利申請(qǐng)?zhí)朒ei 10-226684公開下式代表的[N-(吡啶基甲基)雜環(huán)]亞基胺化合物、其藥學(xué)上可接受的鹽和前藥。 其中，A代表-CH(R)-；R3代表氫原子或任選取代的C1-C6烷基；和B代表下式的基團(tuán) 盡管，所述專利中公開的化合物對(duì)煙堿性受體具有很弱的親和性；但是，尚未公開這些化合物對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的α4β2煙堿性乙酰膽堿受體具有選擇性地激活作用，并可作為煙堿性乙酰膽堿受體的激活劑或調(diào)節(jié)劑。
如上指出，一直希望能開發(fā)出通過口服給藥，選擇性激活中樞神經(jīng)系統(tǒng)的α4β2煙堿性乙酰膽堿受體的激活劑或調(diào)節(jié)劑，但尚未有滿意結(jié)果。
因此，本發(fā)明提供治療通過激活煙堿性乙酰膽堿受體可預(yù)防或治愈的疾病的治療劑或抑制劑，其對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的α4β2煙堿性乙酰膽堿受體具有選擇性結(jié)合的能力，并對(duì)心血管系統(tǒng)無不良的副作用，如高血壓和心動(dòng)過速。
更準(zhǔn)確地說，本發(fā)明提供預(yù)防和治療各種疾病的藥物，這些疾病可通過激活煙堿性乙酰膽堿受體而抑制或治愈，如癡呆、老年性癡呆、早衰性癡呆、阿爾滋海默氏病、帕金森氏病、腦血管性癡呆、AIDS相關(guān)的癡呆、Down氏癥的癡呆、Tourette氏綜合征、慢性腦梗塞階段的神經(jīng)官能癥、腦損傷引起的腦功能減退、焦慮癥、精神分裂癥、抑郁癥、Huntington氏病、疼痛等。
本發(fā)明公開通過對(duì)能與中樞神經(jīng)系統(tǒng)的α4β2煙堿性乙酰膽堿受體選擇性結(jié)合的化合物的廣泛調(diào)查研究，本發(fā)明者發(fā)現(xiàn)以下將提到的式(I)代表的化合物及其藥學(xué)上可接受的鹽對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的煙堿性乙酰膽堿受體具有高度的親和性，并能作為激活劑或調(diào)節(jié)劑激活該受體。
因此，本發(fā)明一方面提供下式(I)代表的雜環(huán)化合物或其藥學(xué)上可接受的鹽 其中A是任選取代的芳基；或任選取代的雜環(huán)基；X是氧原子；硫原子；碳原子；或氮原子；點(diǎn)線表示鍵的存在或不存在；n是1或2的整數(shù)；和
Y是(1)X是氧原子時(shí)，基團(tuán)-Y-X-是-CH2-CH2-O-或-CH2-CH2-CH2-O-；(2)X是硫原子時(shí)，基團(tuán)-Y-X-是-CH(R1)-CH2-S-、-C(R2)＝C(R3)-S-或-CH2-CH2-CH2-S-(其中R1、R2和R3是氫原子；C1-C4烷基；或任選取代的苯基)；(3)X是碳原子時(shí)，基團(tuán)-Y-X-是-CH2-CH2-CH2-、-CH＝C(R4)-C(R5)＝C(R6)-、-CH2-CH2-CH2-CH2-或-N＝C(R7)-CH＝CH-(其中R4、R5、R6和R7是氫原子；C1-C4烷基；任選取代的苯基；鹵原子；或硝基)；和(4)X是氮原子時(shí)，基團(tuán)-Y-X-是-CH2-CH2-NH-、-CH2-CH2-CH2-NH-、-CH＝C(R8)-N＝或-CH＝C(R9)-CH＝N-(其中R8和R9是氫原子；或任選取代的苯基)。
本發(fā)明的另一方面提供α4β2煙堿性乙酰膽堿受體的激活劑，其含有作為活性組分的式(I)雜環(huán)化合物或其藥學(xué)上可接受的鹽。
本發(fā)明的另一方面提供應(yīng)用式(I)雜環(huán)化合物或其藥學(xué)上可接受的鹽治療或預(yù)防腦循環(huán)疾病、神經(jīng)機(jī)能退化性疾病等。進(jìn)行本發(fā)明的最佳方式藥學(xué)上可接受的鹽的實(shí)例包括無機(jī)酸鹽，如鹽酸鹽、氫溴酸鹽、硫酸鹽、磷酸鹽等，以及有機(jī)酸鹽，如富馬酸鹽、馬來酸鹽、草酸鹽、檸檬酸鹽、酒石酸鹽、蘋果酸鹽、乳酸鹽、琥珀酸鹽、苯甲酸鹽、甲磺酸鹽、對(duì)甲苯磺酸鹽等。
式(I)化合物中“”A“”代表的基團(tuán)是任選取代的芳基或任選取代的雜環(huán)基，所述任選取代的芳基的優(yōu)選實(shí)例包括苯基、萘基等。取代芳基的適當(dāng)取代基實(shí)例包括C1-C4低級(jí)烷基、鹵原子、硝基、氰基等，因此，所述取代的芳基的實(shí)例包括甲基苯基、三氟甲基苯基、氯苯基、二氯苯基、硝基苯基、氰基苯基等。
“A”代表的術(shù)語“雜環(huán)基”可以是含有相同或不同1-3個(gè)雜原子如硫、氮、氧原子的5或6元雜環(huán)或者稠合的雜環(huán)基，實(shí)例包括噻吩、呋喃、吡喃、吡咯、吡唑、吡啶、嘧啶、吡嗪、噠嗪、咪唑、噁唑、異噁唑、噻唑、異噻唑、喹啉、異喹啉、氮雜吲哚、四氫嘧啶等。
取代的雜環(huán)基的適當(dāng)取代基的實(shí)例包括C1-C4低級(jí)烷基、鹵原子等，因此，所述取代的雜環(huán)基的實(shí)例包括2-甲基吡啶、2-氯吡啶、2-氟吡啶、2-溴吡啶、3-溴吡啶、2，3-二氯吡啶、2-氯噻唑、3-甲基異噁唑等。
式(I)化合物中的點(diǎn)線表示鍵的存在或不存在，并具有與數(shù)字“n”相關(guān)的下列意義即，當(dāng)數(shù)字“n”是1時(shí)，雙鍵位于雜環(huán)碳原子與環(huán)外氮原子之間，并且使該氮原子對(duì)應(yīng)于亞氨基，在另一種情況下，當(dāng)數(shù)字“n”是2時(shí)，雙鍵位于雜環(huán)碳原子與“X”之間，X指碳或氮原子，并且使環(huán)外氮原子對(duì)應(yīng)于作為雜環(huán)的取代基的氨基。
式(I)化合物中的“X”代表的基團(tuán)是指氧原子、硫原子、碳原子或氮原子，“X”與“Y”結(jié)合構(gòu)成部分“-Y-X-”代表的成分，其具有以下意義。
(1)“X”是氧原子時(shí)，術(shù)語“-Y-X-”是-CH2-CH2-O-或-CH2-CH2-CH2-O-；(2)“X”是硫原子時(shí)，術(shù)語“-Y-X-”是-CH(R1)-CH2-S-、-C(R2)＝C(R3)-S-或-CH2-CH2-CH2-S-(其中R1、R2和R3是氫原子；C1-C4烷基；或任選取代的苯基)；(3)“X”是碳原子時(shí)，術(shù)語“-Y-X-”是-CH2-CH2-CH2-、-CH＝C(R4)-C(R5)＝C(R6)-、-CH2-CH2-CH2-CH2-或-N＝C(R7)-CH＝CH-(其中R4、R5、R6和R7是氫原子；C1-C4烷基；任選取代的苯基；鹵原子；或硝基)；(4)“X”是氮原子時(shí)，術(shù)語“-Y-X-”是-CH2-CH2-NH-、-CH2-CH2-CH2-NH-、-CH＝C(R8)-N＝或-CH＝C(R9)-CH＝N-(其中R8和R9是氫原子；或任選取代的苯基)等。
R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8和R9代表的術(shù)語“C1-C4烷基”包括甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、仲丁基、叔丁基等。術(shù)語“任選取代的苯基”包括非取代的苯基、被C1-C4烷基(如甲基、乙基等)和鹵原子取代的苯基。術(shù)語“鹵原子”包括氟、氯、溴和碘。
本發(fā)明式(I)代表的雜環(huán)化合物可以根據(jù)各種不同合成方法如以下方法1-4制備。
在下列反應(yīng)流程中，基團(tuán)A、X、Y和n具有以上提到的相同意義。方法1在以下反應(yīng)流程中，使式(II)化合物與式(III)化合物反應(yīng)，得到本發(fā)明化合物(I)。 其中，“Z”是促進(jìn)與雜環(huán)氮原子反應(yīng)的離去基團(tuán)，如鹵原子、對(duì)甲苯磺酰氧基、甲磺酰氧基、三氟甲磺酰氧基、乙酰氧基、取代的乙酰氧基等。
本反應(yīng)中使用的化合物(III)可由市售提供或者可通過常用的方法，由已知化合物制備。
用于獲得化合物(I)的化合物(II)與化合物(III)反應(yīng)，一般可在適當(dāng)溶劑如醇類溶劑、酮類溶劑、腈類溶劑、酯類溶劑、酰胺類溶劑、烴類溶劑和醚類溶劑或其混合物中，如果必要在有機(jī)堿或無機(jī)堿存在下，在溫度-20℃至所用溶劑的回流溫度范圍內(nèi)進(jìn)行。
醇類溶劑的實(shí)例包括甲醇、乙醇、丙醇、2-丙醇、2-甲基-2-丙醇等。酮類溶劑實(shí)例包括丙酮、甲基乙基酮等。腈類溶劑實(shí)例包括乙腈、丙腈等，酯類溶劑包括乙酸乙酯。酰胺類溶劑實(shí)例包括N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、六甲基磷酰胺等。烴類溶劑實(shí)例包括芳烴，如苯、甲苯等，或者脂族烴，如戊烷、己烷等。醚類溶劑實(shí)例包括乙醚、二甲氧基乙烷、四氫呋喃、1，4-二氧六環(huán)等。
反應(yīng)中使用的有機(jī)堿的實(shí)例可以包括三乙胺、可力丁、二甲基吡啶、叔丁醇鉀等，反應(yīng)中使用的無機(jī)堿包括碳酸鉀、碳酸鈉、碳酸氫鈉、氫氧化鈉、氫氧化鉀等。方法2根據(jù)以下反應(yīng)流程，通過除去式(IV)化合物的硝基得到化合物(I)。 本反應(yīng)中使用的化合物(IV)可根據(jù)已知的方法(Moriya K.等，J.Pesticides Sci.，18，119-123(1993))制備。除去化合物(IV)的硝基可通過采用常用的方法，如肽(包括硝基精氨酸)的脫保護(hù)進(jìn)行。
化合物(IV)脫硝基反應(yīng)一般可通過在水或醇類溶劑、酰胺類溶劑、酸溶劑或其混合溶劑中，在溫度-20℃至50℃范圍內(nèi)，如果必要，在具有緩沖作用的有機(jī)或無機(jī)鹽存在下，用還原劑處理進(jìn)行。
醇類溶劑的實(shí)例包括甲醇、乙醇、丙醇、2-丙醇、2-甲基-2-丙醇等。酰胺類溶劑實(shí)例包括N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、六甲基磷酰胺等。酸類溶劑實(shí)例包括甲酸、乙酸、丙酸、三氟乙酸、鹽酸等。具有緩沖作用的有機(jī)或無機(jī)鹽的實(shí)例包括乙酸銨、三乙胺、吡啶、磷酸鹽等。優(yōu)選的還原劑是氯化鈦(III)。方法3根據(jù)以下反應(yīng)流程，使化合物(V)與化合物(VI)反應(yīng)衍生為中間體(VII)，然后將得到的化合物(VII)環(huán)合，可得到化合物(I)。 其中，Z具有與上述相同的定義。
本反應(yīng)中使用的化合物(V)可由市售提供或者可根據(jù)本領(lǐng)域技術(shù)人員熟悉的方法制備?；衔?VI)的實(shí)例包括4-溴丁腈或5-溴戊腈。
用于獲得中間體(VII)的化合物(V)與化合物(VI)的反應(yīng)，一般可在適當(dāng)?shù)娜軇┤绱碱惾軇?、酮類溶劑、腈類溶劑、酯類溶劑、酰胺類溶劑、烴類溶劑和醚類溶劑或其混合物中，如果必要，在有機(jī)堿或無機(jī)堿存在下，在溫度-20℃至使用溶劑的回流溫度范圍內(nèi)進(jìn)行。
醇類溶劑的實(shí)例包括甲醇、乙醇、丙醇、2-丙醇、2-甲基-2-丙醇等。酮類溶劑的實(shí)例包括丙酮、甲基乙基酮等。腈類溶劑的實(shí)例包括乙腈、丙腈等。酯類溶劑的實(shí)例包括乙酸乙酯。酰胺類溶劑的實(shí)例包括N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、六甲基磷酰胺等。烴類溶劑的實(shí)例包括芳烴，如苯、甲苯等，或者脂族烴，如戊烷、己烷等。醚類溶劑的實(shí)例包括乙醚、二甲氧基乙烷、四氫呋喃、1，4-二氧六環(huán)等。
反應(yīng)中使用的有機(jī)堿的實(shí)例可以包括三乙胺、可力丁、二甲基吡啶、叔丁醇鉀等，反應(yīng)中使用的無機(jī)堿包括碳酸鉀、碳酸鈉、碳酸氫鈉、氫氧化鈉、氫氧化鉀等。
通過環(huán)合使化合物(VII)轉(zhuǎn)化為化合物(I)的反應(yīng)一般在單獨(dú)以烴類為反應(yīng)溶劑、或在其混合溶劑中，在室溫至200℃溫度范圍內(nèi)，如果必要，在鋁試劑存在下進(jìn)行。該反應(yīng)還可在無溶劑下進(jìn)行。
用作溶劑的烴的實(shí)例包括芳烴，如苯、甲苯等，或者脂族烴，如戊烷、己烷等。
鋁試劑實(shí)例可以為三甲基鋁、三乙基侶、氯化二甲基鋁、氯化二乙基鋁、二氯化乙基鋁等。方法4根據(jù)以下反應(yīng)流程，通過化合物(VIII)與化合物(IX)之間的反應(yīng)，可得到化合物(I)。 其中W代表烷基、取代的烷基、芳基或取代的芳基。
本反應(yīng)中使用的化合物(VIII)可根據(jù)已知的方法(Moriya K.等，J.Pesticides Sci.，18，119-123(1993))制備。本反應(yīng)中使用的化合物(IX)可根據(jù)已知的方法(Habicher W-D & Mayer R.，Z.Chem.，12，459-460(1968))制備。
用于獲得化合物(I)的化合物(VIII)與化合物(IX)的反應(yīng)，一般可單獨(dú)在醇類溶劑、酰胺類溶劑、烴類溶劑、醚類溶劑或其混合溶劑中，在室溫至使用溶劑的回流溫度范圍內(nèi)，如果必要，在有機(jī)或無機(jī)鹽存在下進(jìn)行。
醇類溶劑的實(shí)例包括甲醇、乙醇、丙醇、2-丙醇、2-甲基-2-丙醇等。酰胺類溶劑的實(shí)例包括N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、六甲基磷酰胺等。烴類溶劑的實(shí)例包括芳烴，如苯、甲苯等，或者脂族烴，如戊烷、己烷等。醚類溶劑的實(shí)例包括二甲氧基乙烷、四氫呋喃、1，4-二氧六環(huán)等。
反應(yīng)中使用的有機(jī)堿的實(shí)例可以包括三乙胺、可力丁、二甲基吡啶、叔丁醇鉀等，反應(yīng)中使用的無機(jī)堿包括碳酸鉀、碳酸鈉、碳酸氫鈉、氫氧化鈉、氫氧化鉀等。
如果必要，可用以上提到的各種有機(jī)或無機(jī)酸，將所得到的本發(fā)明的式(I)化合物轉(zhuǎn)化為藥學(xué)上可接受的鹽。另外，還可通過常用的方法，如重結(jié)晶、柱層析等，將本發(fā)明的化合物(I)純化。
當(dāng)本發(fā)明的式(I)化合物存在異構(gòu)體形式時(shí)，可通過常用方法，將各異構(gòu)體本身彼此分離。因此，需清楚的是，本發(fā)明化合物中包括各異構(gòu)體本身以及異構(gòu)體混合物。
本發(fā)明的式(I)化合物可選擇性與中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的煙堿性乙酰膽堿受體結(jié)合，并能作為激動(dòng)劑或調(diào)節(jié)劑激活該受體。因此，這些化合物可用作藥物，預(yù)防或治療各種疾病，如癡呆、老年性癡呆、早衰性癡呆、阿爾滋海默氏病、帕金森氏病、腦血管癡呆、AIDS相關(guān)的癡呆、Down氏綜合征的癡呆、Tourette氏綜合征、慢性腦梗塞階段的神經(jīng)官能癥、腦損傷引起的腦功能障礙、焦慮癥、精神分裂癥、抑郁癥、Huntington氏病、疼痛等。
本發(fā)明的式(I)化合物或其藥學(xué)上可接受的鹽可以以口服或非腸道制劑形式給藥。用于口服給藥的制劑可包括，如片劑、膠囊劑、顆粒劑、細(xì)粉末劑、糖漿劑等；非腸道給藥的劑型可包括，如帶有注射用蒸餾水的或其它藥學(xué)上可接受的溶液的注射溶液劑或混懸劑、經(jīng)皮應(yīng)用的貼劑、鼻腔給藥的噴霧劑、儲(chǔ)存劑等。
這些劑型可通過與藥學(xué)上可接受的載體、賦形劑、甜味劑、穩(wěn)定劑等混合制備，或者根據(jù)制劑領(lǐng)域技術(shù)人員熟悉的常用方法制備。
藥學(xué)上可接受的載體或賦形劑的實(shí)例包括聚乙烯吡咯烷酮、阿拉伯膠、明膠、山梨糖醇、環(huán)糊精、硬脂酸鎂、滑石粉、聚乙二醇、聚乙烯醇、硅膠、乳糖、晶體纖維素、糖、淀粉、磷酸鈣、植物油、羧甲基纖維素鈉、羥丙基纖維素、十二烷基硫酸鈉、水、乙醇、甘油、甘露醇、糖漿等。
注射溶液的實(shí)例包括含有葡萄糖等的等滲溶液，并且這些溶液還可包含適當(dāng)?shù)闹軇┤缇垡叶嫉?、緩沖劑、穩(wěn)定劑、防腐劑、抗氧劑等。
這些制劑可給予人體或其它哺乳動(dòng)物，優(yōu)選的給藥途徑可包括口服途徑、透皮途徑、鼻腔途徑、直腸途徑、局部途徑等。
給藥的劑量可隨患者的年齡、體重、癥狀、給藥的途徑等在很大范圍內(nèi)變化，成人患者口服給藥的通常推薦日劑量為每kg體重約0.001-1,000mg的范圍，優(yōu)選每kg體重0.01-100mg，更優(yōu)選每kg體重0.1-10mg。非腸道給藥，如靜脈注射情況下，通常推薦的日劑量為每kg體重約0.00001-10mg的范圍，優(yōu)選每kg體重0.0001-1mg，更優(yōu)選每kg體重0.001-0.1mg，每日一次或三次給藥。
評(píng)估該化合物與煙堿性乙酰膽堿受體結(jié)合的能力的方法根據(jù)受體亞型不同而不同?；衔飳?duì)α4β2煙堿性乙酰膽堿受體結(jié)合的能力可用從大鼠完全均化的大腦中得到的腦膜測(cè)定，并測(cè)定該化合物對(duì)[3H]-野靛堿與該腦膜結(jié)合的抑制率。另外，化合物對(duì)α1β1γδ煙堿性乙酰膽堿受體結(jié)合的能力可用均化的大鼠肌肉測(cè)定，并測(cè)定該化合物對(duì)[3H]-α-銀環(huán)蛇毒素與該肌肉均化物結(jié)合的抑制率。
煙堿性乙酰膽堿受體α4β2亞型的激動(dòng)作用可通過采用在有爪蟾蜍卵母細(xì)胞中制備的人體煙堿性乙酰膽堿受體驗(yàn)證，即用來自對(duì)應(yīng)的人體煙堿性乙酰膽堿受體α4和β2亞單位的克隆cDNA的cRNA注射，然后根據(jù)膜電位吸持法(holding method)，通過將試驗(yàn)化合物加入到灌注溶液中，測(cè)定電響應(yīng)表達(dá)。
實(shí)施例通過下列實(shí)施例，更詳細(xì)地說明本發(fā)明。實(shí)施例1通過方法1合成2-(6-氯-3-吡啶基)甲基-3-亞氨基-6-苯基-2，3-二氫噠嗪[化合物44]將300mg(1.5mmol)的2-氯-5-氯甲基吡啶鹽酸鹽溶于二氯甲烷中，混合碳酸氫鈉飽和水溶液，分離有機(jī)層。將得到的有機(jī)層用碳酸鉀干燥，減壓除去溶劑。將得到的油狀殘留物和171mg(1mmol)的3-氨基-6-苯基噠嗪溶于5ml的N，N-二甲基甲酰胺中，在80℃下，將反應(yīng)混合物加熱8小時(shí)。然后，將反應(yīng)混合物冷卻至室溫，用2-丙醇稀釋。過濾收集得到的晶體，減壓干燥，得到243mg(收率73％)標(biāo)題化合物44的鹽酸鹽。
根據(jù)實(shí)施例1中說明的方法，合成下列化合物?；衔? 2-亞氨基-3-(3-吡啶基)甲基-2，3-二氫噻唑；化合物2 3-(6-氯-3-吡啶基)甲基-2-亞氨基-4-甲基-2，3-二氫噻唑；化合物3 3-(6-氯-3-吡啶基)甲基-2-亞氨基-5-甲基-2，3-二氫噻唑；化合物4 2-亞氨基-3-(3-吡啶基)甲基噻唑烷；化合物5 3-(6-氯-3-吡啶基)甲基-2-亞氨基噻唑烷；化合物6 6-氯-2-(6-氯-3-吡啶基)甲基-3-亞氨基-2，3-二氫噠嗪；化合物7 1-(6-氯-3-吡啶基)甲基-2-亞氨基-1，2-二氫吡啶；化合物8 3-(6-氯-3-吡啶基)甲基-2-亞氨基-2，3-二氫噻唑；化合物9 2-氨基-1-(6-氯-3-吡啶基)甲基咪唑；化合物10 1-(6-氯-3-吡啶基)甲基-2-亞氨基-1，2-二氫嘧啶；化合物11 3-(6-溴-3-吡啶基)甲基-2-亞氨基-2，3-二氫噻唑；化合物12 3-(6-氟-3-吡啶基)甲基-2-亞氨基-2，3-二氫噻唑；化合物16 3-(6-氯-3-吡啶基)甲基-2-亞氨基-3，4，5，6-四氫-2H-1，3-噁嗪；化合物17 3-(6-氯-3-吡啶基)甲基-2-亞氨基-3，4，5，6-四氫-2H-1，3-噻嗪；化合物18 3-(6-氟-3-吡啶基)甲基-2-亞氨基-4-甲基-2，3-二氫噻唑；化合物19 3-(6-溴-3-吡啶基)甲基-2-亞氨基-4-甲基-2，3-二氫噻唑；化合物20 3-(6-氯-3-吡啶基)甲基-2-亞氨基-4，5-二甲基-2，3-二氫噻唑；化合物21 3-(6-氯-3-吡啶基)甲基-4-乙基-2-亞氨基-2，3-二氫噻唑；化合物22 5-氯-1-(6-氯-3-吡啶基)甲基-2-亞氨基-1，2-二氫吡啶；化合物23 1-(6-氯-3-吡啶基)甲基-2-亞氨基-3-甲基-1，2-二氫吡啶；化合物24 1-(6-氯-3-吡啶基)甲基-2-亞氨基-5-甲基-1，2-二氫吡啶；化合物25 1-(6-氯-3-吡啶基)甲基-2-亞氨基-4-甲基-1，2-二氫吡啶；化合物26 2-亞氨基-1-(3-吡啶基)甲基-1，2-二氫吡啶；化合物27 3-(6-氯-3-吡啶基)甲基-2-亞氨基-4-甲基噻唑烷；化合物28 3-(6-氯-3-吡啶基)甲基-2-亞氨基噁唑烷；化合物30 3-(5-溴-3-吡啶基)甲基-2-亞氨基-4-甲基-2，3-二氫噻唑；化合物31 3-(4-氯芐基)-2-亞氨基噻唑烷；化合物32 2-亞氨基-3-(6-甲基-3-吡啶基)甲基噻唑烷；化合物33 2-亞氨基-3-(4-噠嗪基)甲基噻唑烷；化合物34 3-(2-氯-5-噻唑基)甲基-2-亞氨基噻唑烷；化合物35 2-亞氨基-3-(3-甲基-5-異噁唑基)甲基噻唑烷；化合物36 2-亞氨基-4-甲基-3-(3-甲基-5-異噁唑基)甲基-2，3-二氫噻唑；化合物37 3-(2-氯-5-噻唑基)甲基-2-亞氨基-4-甲基-2，3-二氫噻唑；化合物38 3-(5，6-二氯-3-吡啶基)甲基-2-亞氨基-4-甲基-2，3-二氫噻唑；化合物39 2-亞氨基-4-甲基-3-(6-甲基-3-吡啶基)甲基-2，3-二氫噻唑；化合物40 3-(6-氯-3-吡啶基)甲基-2-亞氨基-5-苯基-2，3-二氫噻唑；化合物41 3-(6-氯-3-吡啶基)甲基-2-亞氨基-4-苯基-2，3-二氫噻唑；化合物42 4-(4-氯苯基)-3-(6-氯-3-吡啶基)甲基-2-亞氨基-2，3-二氫噻唑；化合物43 3-(6-氯-3-吡啶基)甲基-2-亞氨基-4-苯基噻唑烷；化合物44 2-(6-氯-3-吡啶基)甲基-3-亞氨基-6-苯基-2，3-二氫噠嗪；化合物45 3-亞氨基-6-苯基-2-(3-吡啶基)甲基-2，3-二氫噠嗪；化合物46 1-(6-氯-3-吡啶基)甲基-2-亞氨基-5-苯基-1，2-二氫嘧啶；化合物47 1-(6-氯-3-吡啶基)甲基-2-亞氨基-5-硝基-1，2-二氫吡啶；化合物48 2-亞氨基-1-(6-甲基-3-吡啶基)甲基-1，2-二氫吡啶；化合物49 2-亞氨基-3-(3-噠嗪基)甲基噻唑烷；化合物50 2-氨基-1-(2-氯-5-噻唑基)甲基咪唑；化合物51 2-氨基-1-(6-氯-3-吡啶基)甲基-4，5-二甲基咪唑；化合物52 2-氨基-1-(5-嘧啶基)甲基咪唑；化合物53 2-氨基-1-(6-氯-3-吡啶基)甲基-4-甲基咪唑；化合物54 2-氨基-1-(5，6-二氯-3-吡啶基)甲基咪唑；化合物55 2-氨基-1-(3-吡啶基)甲基咪唑；化合物56 2-氨基-1-(6-甲基-3-吡啶基)甲基咪唑；化合物57 3-(4-氯芐基)-2-亞氨基-2，3-二氫噻唑；化合物58 2-氨基-1-(4-氯芐基)咪唑；化合物59 2-氨基-1-(7-氮雜-3-吲哚基)甲基咪唑；化合物60 3-(3，4-二氯芐基)-2-亞氨基-2，3-二氫噻唑；化合物61 2-亞氨基-3-(3-硝基芐基)-2，3-二氫噻唑；化合物62 2-亞氨基-3-(4-硝基芐基)-2，3-二氫噻唑；化合物63 2-亞氨基-3-(4-甲基芐基)-2，3-二氫噻唑；化合物64 2-亞氨基-3-(3-三氟甲基芐基)-2，3-二氫噻唑；化合物65 3-(4-氰基芐基)-2-亞氨基-2，3-二氫噻唑；化合物66 3-(7-氮雜-3-吲哚基)-2-亞氨基-2，3-二氫噻唑。實(shí)施例2通過方法2合成1-(6-氯-3-吡啶基)甲基-2-亞氨基咪唑烷[化合物13]向335mg(1.3mmol)的1-(6-氯-3-吡啶基)甲基-2-硝基亞氨基咪唑烷的20ml甲醇混懸液中，加入6ml 20％的氯化鈦(III)，室溫、通氮?dú)庀拢瑢⒒旌弦簲嚢?小時(shí)20分鐘。然后，減壓除去溶劑，向冰冷卻的得到的殘留物中，加入50％氫氧化鈉水溶液。用硅藻土過濾除去不溶物，減壓濃縮濾液。向得到的殘留物中加入二氯甲烷和甲醇(20∶1)混合溶劑，過濾除去不溶物，減壓濃縮濾液。將得到的殘留物經(jīng)氨基丙基涂敷的硅膠(Chromatorex NH-型；Fuji Silysia Chemical Ltd.)柱色譜(洗脫劑二氯甲烷∶甲醇＝20∶1)純化，得到182mg(收率66％)的1-(6-氯-3-吡啶基)甲基-2-亞氨基咪唑烷，為無色晶體產(chǎn)物。將該產(chǎn)物溶于甲醇中，向該溶液中加入100mg(0.862mmol)的富馬酸，減壓濃縮混合液。將得到的晶體殘留物用乙腈處理，過濾，真空干燥，得到222mg標(biāo)題化合物13的富馬酸鹽。實(shí)施例3通過方法3合成1-(6-氯-3-吡啶基)甲基-2-亞氨基吡咯烷[化合物14]室溫下，將713mg(5mmol)的(6-氯-3-吡啶基)甲胺、745mg(5mmol)的4-溴丁腈和1.04g(7.5mmol)的碳酸鉀的15ml的N，N-二甲基甲酰胺混合液攪拌17小時(shí)。然后，減壓除去溶劑，將得到的殘留物與二氯甲烷和水混合，分離有機(jī)層。將該有機(jī)層用硫酸鎂干燥，減壓除去溶劑。將得到的殘留物經(jīng)氨基丙基涂敷的硅膠(Chromatorex NH-型；Fuji Silysia Chemical Ltd.)柱色譜(洗脫劑正己烷∶乙酸乙酯＝3∶1)純化，得到505mg(收率48％)的4-(6-氯-3-吡啶基)甲氨基-丁腈，為無色油狀物。通氬氣下，將500mg(2.38mmol)的4-(6-氯-3-吡啶基)甲氨基丁腈溶于15ml甲苯中，加入2.6ml 1M三甲基鋁/正己烷溶液。在90℃回流下，將混合液加熱14小時(shí)。反應(yīng)后，將反應(yīng)混合液冷卻至室溫，向該混合液中順次加入10ml氯仿、5ml甲醇和1ml水，過濾除去得到的膠狀物。減壓濃縮濾液，將殘留物經(jīng)氨基丙基涂敷的硅膠(Chromatorex NH-型；Fuji Silysia Chemical Ltd.)柱色譜(洗脫劑二氯甲烷∶甲醇＝50∶1)純化，得到452mg(收率90％)的1-(6-氯-3-吡啶基)甲基-2-亞氨基吡咯烷，為黃色油狀物。將部分該產(chǎn)物210mg(1mmol)溶于甲醇中，向該溶液中加入116mg(1mmol)的富馬酸，減壓濃縮混合液。將得到的油狀殘留物用乙腈處理，結(jié)晶。過濾收集結(jié)晶，真空干燥，得到309mg標(biāo)題化合物14的富馬酸鹽。
根據(jù)該實(shí)施例3，合成化合物151-(6-氯-3-吡啶基)甲基-2-亞氨基哌啶。實(shí)施例4通過方法4合成1-(6-氯-3-吡啶基)甲基-2-亞氨基-1，2，3，4，5，6-六氫嘧啶[化合物29]90℃下，將237mg(1mmol)的N-(3-氨基丙基)-N-[(6-氯-3-吡啶基)甲基]胺鹽酸鹽和303mg(2.5mmol)的二硫代異氰酸(dithiocarbimidoicacid)二甲酯的5ml的N，N-二甲基甲酰胺混合液攪拌1小時(shí)50分鐘。然后，減壓除去溶劑，將得到的殘留物經(jīng)氨基丙基涂敷的硅膠(Chromatorex NH-型；Fuji Silysia Chemical Ltd.)柱色譜(洗脫劑從二氯甲烷到二氯甲烷∶甲醇＝9∶1)純化，得到77mg(收率34％)的1-(6-氯-3-吡啶基)甲基-2-亞氨基-1，2，3，4，5，6-六氫嘧啶，為無色油狀物。將得到的油狀物溶于5ml甲醇中，向該溶液中加入0.01ml 4M氯化氫/二氧六環(huán)，室溫下，將混合液攪拌5分鐘，減壓濃縮。將得到的油狀殘留物用丙酮處理，結(jié)晶。過濾收集結(jié)晶，真空干燥，得到14mg標(biāo)題化合物29的二鹽酸鹽。
在下表1-14中，概括通過以上提到的實(shí)施例得到的化合物1-66的理化數(shù)據(jù)。
表1
表2
表3
表4
表5
表6
表7
表8
表9
表10
表11
表12
表13
表14
根據(jù)以下生理學(xué)實(shí)驗(yàn)評(píng)估本發(fā)明化合物(I)的效用。生理實(shí)驗(yàn)1對(duì)煙堿性乙酰膽堿受體α4β2亞型的結(jié)合實(shí)驗(yàn)本發(fā)明化合物對(duì)煙堿性乙酰膽堿受體α4β2亞型的親和力根據(jù)以下方法進(jìn)行，該方法為Pabreza L.A.，Dhawan S.& Kellar K.J.Mol.Pharm.，39，9-12(1990)和Anderson D.J.& Arneric S.P.，Eur.J.Pharm.，253，261-267(1994)說明的修改方法。(1)制備包含煙堿性乙酰膽堿受體α4β2亞型的大鼠腦膜采用Charles River Japan提供的Fischer-344型雄性大鼠(體重200-240g；9周齡)。將大鼠置于室溫23±1℃、濕度為55±5％的控制下的飼養(yǎng)籠中1-4周。將大鼠(每飼養(yǎng)籠3-4只大鼠)每日光照12小時(shí)(700-1900)，自由進(jìn)食和水。
按如下方法制備包含煙堿性乙酰膽堿受體α4β2亞型的大鼠腦膜。即，將大鼠斷頭處死后，立即分離大鼠大腦，用冰冷卻的鹽水溶液洗滌，然后用液氮在-80℃下冰凍，備用。將冰凍的大腦融化，然后用勻漿器(HG30，Hitachi Kohki Ltd.)，將大腦在10體積冰冷卻的緩沖液(50mM Tris-HCl、120mM NaCl、5mM KCl、1mM MgCl2、2mMCaCl2；pH 7.4；4℃)中均化30秒鐘，然后在4℃下，以1,000×G的速度，將該勻漿離心10分鐘。分離得到的上清液，再用一半體積的上述前緩沖液將沉淀均化，在同一條件下離心。再在4℃下，以40,000×G的速度，將合并的上清液離心20分鐘。將沉淀在緩沖溶液中混懸，用于對(duì)受體的結(jié)合實(shí)驗(yàn)。(2)煙堿性乙酰膽堿受體α4β2亞型的結(jié)合實(shí)驗(yàn)將含有400-600μg蛋白質(zhì)的膜沉淀混懸液加入到裝有試驗(yàn)化合物和[3H]-野靛堿(2nM)的試管中，終體積為200μl，在冰浴中孵育75分鐘。采用Brandel多功能細(xì)胞收集器，通過真空過濾，將樣品分離至Whatman GF/B濾器上，該濾器在過濾樣本之前用0.5％聚乙烯亞胺進(jìn)行過預(yù)漂洗。將濾器用緩沖溶液快速洗滌(3×1ml)。在3ml澄明溶膠(clearsol)I(Nacalai Tesque Inc)中，對(duì)濾器計(jì)數(shù)。在10μM(-)-煙堿存在下，孵育非特異性結(jié)合的測(cè)定。
用Accufit競(jìng)爭(zhēng)程序(Beckman Ltd.)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析。生理實(shí)驗(yàn)2對(duì)煙堿性乙酰膽堿受體α1β1γδ亞型的結(jié)合實(shí)驗(yàn)本發(fā)明化合物對(duì)煙堿性乙酰膽堿受體α1β1γδ亞型的親和力根據(jù)以下方法測(cè)定，該方法為Garcha H.S.，Thomas P.，Spivak C.E.，Wonnacott S.& Stolerman I.P.，Psychropharmacology.，110，347-354(1993)說明的修改方法。(1)制備含有煙堿性乙酰膽堿受體α1β1γδ亞型的大鼠骨骼肌采用生理實(shí)驗(yàn)1中說明的基本相同的動(dòng)物。
按如下方法進(jìn)行煙堿性乙酰膽堿受體α1β1γδ亞型的分離。即，將大鼠斷頭處死后，立即分離大鼠的后骨骼肌，用冰冷卻的鹽水溶液洗滌，然后用液氮在-80℃下冰凍，備用。將冰凍的肌內(nèi)融化，然后用Waring混合器(Waring混合器34BL97；WARING PRODUCTSDIVISION DYNAMICS CORPORATION OF AMERICA)，將組織用緩沖液[2.5mM磷酸鈉緩沖液(pH7.2)、90mM NaCl、2mM KCl、1mMEDTA、2mM芐脒、0.1mM芐索氯銨、0.1mM PMSF、0.01％疊氮化鈉]均化60秒鐘。在4℃下，以20,000×G的速度，將該勻漿離心60分鐘。分離上清液，將得到的沉淀加入到相同緩沖液(1.5ml/g濕重)中，在同一條件下均化。加入Triton X100(2％ w/v)，在4℃下，將混合液攪拌3小時(shí)。在4℃下以100,000×G的速度離心60分鐘，得到上清液的大鼠肌肉提取物。在4℃下儲(chǔ)存長(zhǎng)至4周，用于對(duì)受體的結(jié)合實(shí)驗(yàn)。(2)煙堿性乙酰膽堿受體α1β1γδ亞型的結(jié)合實(shí)驗(yàn)按如下方法進(jìn)行受體結(jié)合實(shí)驗(yàn)。即，將含有600-900μg蛋白質(zhì)的大鼠肌肉提取物加入到裝有試驗(yàn)化合物的試管中，在37℃下孵育15分鐘。然后向混合液中，加入1nM的[3H]-α-銀環(huán)蛇毒素(α-Bgt)，再孵育2小時(shí)。采用Brandel多功能細(xì)胞收集器，通過真空過濾，將樣品分離至Whatman GF/B濾器上，該濾器在過濾樣本之前用0.5％聚乙烯亞胺預(yù)漂洗。將濾器用洗液(10mM KH2PO4、150mM NaCl，pH7.2，室溫)快速漂洗(5×1ml)。在3ml澄明溶膠I(Nacalai Tesque Inc)中，對(duì)濾器計(jì)數(shù)。在1μMα-Bgt存在下，孵育非特異性結(jié)合的測(cè)定。用含有0.25％ BSA的緩沖溶液制備含有α-Bgt(標(biāo)記/未標(biāo)記)的溶液。在受體結(jié)合實(shí)驗(yàn)中，加入該緩沖液用于將BSA終濃度調(diào)節(jié)至0.05％。
根據(jù)生理實(shí)驗(yàn)1中說明的相同方法，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析。
表15、16和17顯示的是以(-)-煙堿為參考化合物，本發(fā)明化合物的受體結(jié)合研究結(jié)果。
表15
*1括號(hào)內(nèi)的值表示試驗(yàn)化合物分別在1μM和10μM濃度下的對(duì)[3H]-野靛堿結(jié)合的控制百分率。**2括號(hào)內(nèi)的值表示試驗(yàn)化合物分別在100μM和1,000μM濃度下的對(duì)[3H]-α-Bgt結(jié)合的控制百分率。
表16
*1括號(hào)內(nèi)的值表示試驗(yàn)化合物分別在1μM和10μM濃度下的對(duì)[3H]-野靛堿結(jié)合的控制百分率。**2括號(hào)內(nèi)的值表示試驗(yàn)化合物分別在100μM和1,000μM濃度下的對(duì)[3H]-α-Bgt結(jié)合的控制百分率。
表17
*1括號(hào)內(nèi)的值表示試驗(yàn)化合物分別在1μM和10μM濃度下的對(duì)[3H]-野靛堿結(jié)合的控制百分率。**2括號(hào)內(nèi)的值表示試驗(yàn)化合物分別在100μM和1,000μM濃度下的對(duì)[3H]-α-Bgt結(jié)合的控制百分率。生理實(shí)驗(yàn)3對(duì)人體煙堿性乙酰膽堿受體α4β2亞型的激動(dòng)劑活性根據(jù)以下方法評(píng)估本發(fā)明化合物對(duì)人體煙堿性乙酰膽堿受體α4β2亞型的激動(dòng)劑活性，該方法為Papke R.L.，Thinschmidt J.S.，MoultonB.A.，Meyer E.M.& Poirier A.，Br.J. Pharmacol.，120，429-438(1997)所述的修改方法。(1)人體煙堿性乙酰膽堿受體α4β2亞型的cRNA的制備根據(jù)常用方法進(jìn)行人體煙堿性乙酰膽堿受體(hnACh-R)α4cDNA和hnAC-Rβ2 cDNA的克隆，即通過合成對(duì)應(yīng)于hnACh-Rα4cDNA和hnACh-Rβ2 cDNA序列的各自DNA引物[Monteggia L.M.等，Gene，155，189-193(1995)；和Anand R.，& Lindstrom J.，Nucl.AcidsRes，18，4272(1990)]，并通過聚合酶鏈反應(yīng)(PCR)分別得到hnACh-Rα4 cDNA和hnACh-Rβ2 cDNA。將得到的hnACh-Rα4 cDNA和hnACh-Rβ2 cDNA插入到具有SP6 RNA啟動(dòng)子的cRNA表達(dá)載體(pSP64 polyA)中，分別構(gòu)成hnACh-Rα4/pSP64 polyA和hnACh-Rβ2/pSP64 polyA。通過限制酶(EcoRI)從表達(dá)載體中切斷后，通過在帽類似物存在下影響SP6 RNA聚合酶進(jìn)行轉(zhuǎn)錄，分別得到hnACh-Rα4 cRNA和hnACh-Rβ2 cRNA。(2)人體煙堿性乙酰膽堿受體α4β2亞型在非洲爪蟾屬卵母細(xì)胞中的表達(dá)卵母細(xì)胞從Kitanihonseibutsukyohzai Co.，Ltd購(gòu)買，其已經(jīng)從有爪蟾蜍(xenopus Laevis)中去核，并用于本實(shí)驗(yàn)。
室溫、溫和攪拌下，在無鈣改良Birth氏溶液(88mM NaCl、1mMKCl、2.4mM NaHCO3、0.82mM MgSO4、15mM HEPES，pH 7.6)中，將該卵木細(xì)胞用膠原酶(Sigma I型；1mg/ml)處理90分鐘，從組織中洗去該酶。然后，用鑷子將卵母細(xì)胞從卵泡中鉗出，將分離的卵母細(xì)胞置于含有抗生素的改良Birth氏溶液(88mM NaCl、1mM KCl、2.4mM NaHCO3、0.82mM MgSO4、15mM HEPES，pH 7.6，和用于孵育的含有青霉素和鏈霉素的0.1v/v％混合溶液；Sigma Co.)中。用自動(dòng)注射器(NANOJECT；DRUMMOND SCIENTIFIC CO.)，將處理的卵母細(xì)胞與50nl調(diào)節(jié)的cRNAs(1.0mg/ml)注入，即每1個(gè)卵母細(xì)胞各50ng hnACh-Rα4 cRNA和hnACh-Rβ2 cRNA，再在19℃下孵育4-14日。在卵母細(xì)胞中，由注入的cRNAs的轉(zhuǎn)錄組成異源5倍[(α4)2(β2)3]，并在細(xì)胞膜上構(gòu)成離子通道受體。(3)對(duì)人體煙堿性乙酰膽堿受體α4β2亞型的激動(dòng)劑活性按如下進(jìn)行通過膜電位吸持法記錄在人體煙堿性乙酰膽堿受體α4β2亞型上的響應(yīng)。即，將卵母細(xì)胞置于總體積50μl的記錄室內(nèi)，以1ml/min的流速灌注含有阿托品(1μM)的Ringer氏溶液(115mMNaCl、2.5mM KCl、1.8mM CaCl2、10mM HEPES，pH 7.3)。通過2電膜電位吸持法(CEZ-1250；Nihon Kohden Co.)，將膜電位固定于-50mV。將試驗(yàn)化合物加入到灌注溶液中，記錄誘發(fā)的內(nèi)部電流的峰強(qiáng)度。為將試驗(yàn)化合物的響應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)化，在應(yīng)用試驗(yàn)化合物之前或之后，記錄乙酰膽堿(Ach)的響應(yīng)。一般在剛分離的卵母細(xì)胞中，可觀測(cè)到固有的毒蠅堿性乙酰膽堿受體的響應(yīng)，它是通過刺激受體而增加細(xì)胞內(nèi)鈣濃度，從而激活依賴于鈣的氯離子通道引起的內(nèi)部電流。但是，當(dāng)用膠原酶處理或者加入1μM阿托品時(shí)，該響應(yīng)完全消失。另外，在用膠原酶處理后，未注入cRNAs的卵母細(xì)胞未顯示依據(jù)Ach的響應(yīng)。因此，在注入hnACh-Rα4 cRNA和hnACh-Rβ2 cRNA卵母細(xì)胞中觀測(cè)到的響應(yīng)，即通過刺激受體而流入細(xì)胞內(nèi)鈉離子所誘發(fā)的內(nèi)部電流，是剛觀測(cè)的人體煙堿性乙酰膽堿受體α4β2亞型的響應(yīng)。
表18顯示的是以(-)-煙堿為參考化合物，本發(fā)明化合物的激動(dòng)劑活性實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
表18
*1這些數(shù)據(jù)表示100μM的試驗(yàn)化合物響應(yīng)的控制百分率，與10μM乙酰膽堿響應(yīng)(100％)的對(duì)比。括號(hào)內(nèi)的值表示100μM的試驗(yàn)化合物響應(yīng)的控制百分率。
以下為本發(fā)明化合物(I)或其藥學(xué)上可接受的鹽的制劑實(shí)例。劑型實(shí)例1(片劑)化合物1625g乳糖 130g晶體纖維素 20g玉米淀粉20g3％羥丙甲基纖維素水溶液100ml硬脂酸鎂 2g
將化合物16、乳糖、晶體纖維素和玉米淀粉通過60目篩篩選，攪勻，加入到捏合機(jī)中。向該均勻混合物中，加入3％羥丙甲基纖維素水溶液，再將混合物捏合。將產(chǎn)物通過16目篩制粒，在50℃下空氣干燥，再通過16目篩制粒。向顆粒中加入硬脂酸鎂，再混合。將混合物壓片，制成各片重量為200mg、直徑為8mm的片劑。制劑實(shí)例2(膠囊劑)化合物2825.0g乳糖125.0g玉米淀粉48.5g硬脂酸鎂1.5g將以上成分充分粉碎，完全混合制得均勻混合物。將該混合物以每個(gè)膠囊200mg的量，填充入明膠膠囊中，制得膠囊劑。制劑實(shí)例3(注射劑)將化合物29的鹽酸鹽以每瓶250mg的量填充入瓶中，在瓶中與約4-5ml注射用蒸餾水混合，制得注射溶液。
工業(yè)應(yīng)用如上說明，本發(fā)明化合物對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的α4β2煙堿性乙酰膽堿受體具有高度親和性，并能作為激動(dòng)劑或調(diào)節(jié)劑激活所述α4β2煙堿性乙酰膽堿受體。因此，本發(fā)明化合物可用于預(yù)防或治療各種可通過激活煙堿性乙酰膽堿受體而預(yù)防或治愈的疾病。
尤其是，本發(fā)明的α4β2煙堿性乙酰膽堿受體激活劑可用于預(yù)防或治療各種疾病，如癡呆、老年性癡呆、早衰性癡呆、阿爾滋海默氏病、帕金森氏病、腦血管癡呆、AIDS相關(guān)的癡呆、Down氏綜合征的癡呆、Tourette氏綜合征、慢性腦梗塞階段的神經(jīng)官能癥、腦損傷引起的腦功能減退、焦慮癥、精神分裂癥、抑郁癥、Huntington氏病、疼痛等。
權(quán)利要求
1.用于α4β2煙堿性乙酰膽堿受體的激活劑，其含有作為活性組分的下式(I)代表的雜環(huán)化合物或其藥學(xué)上可接受的鹽 其中A是任選取代的芳基；或任選取代的雜環(huán)基；X是氧原子、硫原子、碳原子或氮原子；點(diǎn)線表示存在或不存在鍵；n是1或2的整數(shù)；和Y是(1)X是氧原子時(shí)，基團(tuán)-Y-X-是-CH2-CH2-O-或-CH2-CH2-CH2-O-；(2)X是硫原子時(shí)，基團(tuán)-Y-X-是-CH(R1)-CH2-S-、-C(R2)＝C(R3)-S-或-CH2-CH2-CH2-S-(其中R1、R2和R3是氫原子；C1-C4烷基或任選取代的苯基)；(3)X是碳原子時(shí)，基團(tuán)-Y-X-是-CH2-CH2-CH2-、-CH＝C(R4)-C(R5)＝C(R6)-、-CH2-CH2-CH2-CH2-或-N＝C(R7)-CH＝CH-(其中R4、R5、R6和R7是氫原子；C1-C4烷基；任選取代的苯基；鹵原子或硝基)；和(4)X是氮原子時(shí)，基團(tuán)-Y-X-是-CH2-CH2-NH-、-CH2-CH2-CH2-NH-、-CH＝C(R8)-N＝或-CH＝C(R9)-CH＝N-(其中R8和R9是氫原子；或任選取代的苯基)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的α4β2煙堿性乙酰膽堿受體激活劑，其中所述激活劑是α4β2煙堿性乙酰膽堿受體的激動(dòng)劑或調(diào)節(jié)劑。
3.一種預(yù)防或治療腦循環(huán)疾病的治療劑，其包含權(quán)利要求1或2要求的α4β2煙堿性乙酰膽堿受體激活劑。
4.一種預(yù)防或治療神經(jīng)變性疾病、癡呆、運(yùn)動(dòng)共濟(jì)失調(diào)以及神經(jīng)病和精神疾病的治療劑，其包含權(quán)利要求1或2要求的α4β2煙堿性乙酰膽堿受體激活劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的治療劑，其中所述神經(jīng)變性疾病為阿爾滋海默氏病或帕金森氏病，所述癡呆為腦血管性癡呆，所述運(yùn)動(dòng)共濟(jì)失調(diào)為Tourette氏綜合征，所述神經(jīng)病和精神疾病為慢性腦梗塞階段的神經(jīng)官能癥、焦慮癥或精神分裂癥。
6.一種用于改善腦代謝、神經(jīng)遞質(zhì)功能紊亂和記憶障礙以保護(hù)腦或具有鎮(zhèn)痛作用的藥物，其包含權(quán)利要求1或2要求的α4β2煙堿性乙酰膽堿受體激活劑。
7.一種預(yù)防或治療炎性腸道疾病的藥物，其包含權(quán)利要求1或2要求的α4β2煙堿性乙酰膽堿受體激活劑。
8.權(quán)利要求1要求的化合物或其藥學(xué)上可接受的鹽作為α4β2煙堿性乙酰膽堿受體的激活劑的用途。
9.下列權(quán)利要求1的式(I)代表的化合物或其藥學(xué)上可接受的鹽1-(6-氯-3-吡啶基)甲基-2-亞氨基咪唑烷；1-(6-氯-3-吡啶基)甲基-2-亞氨基吡咯烷；1-(6-氯-3-吡啶基)甲基-2-亞氨基哌啶；3-(6-氯-3-吡啶基)甲基-2-亞氨基-3，4，5，6-四氫-2H-1，3-噁嗪；3-(6-氯-3-吡啶基)甲基-2-亞氨基-3，4，5，6-四氫-2H-1，3-噻嗪；3-(6-氟-3-吡啶基)甲基-2-亞氨基-4-甲基-2，3-二氫噻唑；3-(6-溴-3-吡啶基)甲基-2-亞氨基-4-甲基-2，3-二氫噻唑；3-(6-氯-3-吡啶基)甲基-2-亞氨基-4，5-二甲基-2，3-二氫噻唑；3-(6-氯-3-吡啶基)甲基-4-乙基-2-亞氨基-2，3-二氫噻唑；5-氯-1-(6-氯-3-吡啶基)甲基-2-亞氨基-1，2-二氫吡啶；1-(6-氯-3-吡啶基)甲基-2-亞氨基-3-甲基-1，2-二氫吡啶；1-(6-氯-3-吡啶基)甲基-2-亞氨基-5-甲基-1，2-二氫吡啶；1-(6-氯-3-吡啶基)甲基-2-亞氨基-4-甲基-1，2-二氫吡啶；2-亞氨基-1-(3-吡啶基)甲基-1，2-二氫吡啶；3-(6-氯-3-吡啶基)甲基-2-亞氨基-4-甲基噻唑烷；3-(6-氯-3-吡啶基)甲基-2-亞氨基噁唑烷；1-(6-氯-3-吡啶基)甲基-2-亞氨基-1，2，3，4，5，6-六氫嘧啶；3-(5-溴-3-吡啶基)甲基-2-亞氨基-4-甲基-2，3-二氫噻唑；3-(4-氯芐基)-2-亞氨基噻唑烷；2-亞氨基-3-(6-甲基-3-吡啶基)甲基噻唑烷；2-亞氨基-3-(4-噠嗪基)甲基噻唑烷；3-(2-氯-5-噻唑基)甲基-2-亞氨基噻唑烷；2-亞氨基-3-(3-甲基-5-異噁唑基)甲基噻唑烷；2-亞氨基-4-甲基-3-(3-甲基-5-異噁唑基)甲基-2，3-二氫噻唑；3-(2-氯-5-噻唑基)甲基-2-亞氨基-4-甲基-2，3-二氫噻唑；3-(5，6-二氯-3-吡啶基)甲基-2-亞氨基-4-甲基-2，3-二氫噻唑；2-亞氨基-4-甲基-3-(6-甲基-3-吡啶基)甲基-2，3-二氫噻唑；3-(6-氯-3-吡啶基)甲基-2-亞氨基-5-苯基-2，3-二氫噻唑；3-(6-氯-3-吡啶基)甲基-2-亞氨基-4-苯基-2，3-二氫噻唑；4-(4-氯苯基)-3-(6-氯-3-吡啶基)甲基-2-亞氨基-2，3-二氫噻唑；3-(6-氯-3-吡啶基)甲基-2-亞氨基-4-苯基噻唑烷；2-(6-氯-3-吡啶基)甲基-3-亞氨基-6-苯基-2，3-二氫噠嗪；3-亞氨基-6-苯基-2-(3-吡啶基)甲基-2，3-二氫噠嗪；1-(6-氯-3-吡啶基)甲基-2-亞氨基-5-苯基-1，2-二氫嘧啶；1-(6-氯-3-吡啶基)甲基-2-亞氨基-5-硝基-1，2-二氫吡啶；2-亞氨基-1-(6-甲基-3-吡啶基)甲基-1，2-二氫吡啶；2-亞氨基-3-(3-噠嗪基)甲基噻唑烷；2-氨基-1-(2-氯-5-噻唑基)甲基咪唑；2-氨基-1-(6-氯-3-吡啶基)甲基-4，5-二甲基咪唑；2-氨基-1-(5-嘧啶基)甲基咪唑；2-氨基-1-(6-氯-3-吡啶基)甲基-4-甲基咪唑；2-氨基-1-(5，6-二氯-3-吡啶基)甲基咪唑；2-氨基-1-(3-吡啶基)甲基咪唑；2-氨基-1-(6-甲基-3-吡啶基)甲基咪唑；3-(4-氯芐基)-2-亞氨基-2，3-二氫噻唑；2-氨基-1-(4-氯芐基)咪唑；2-氨基-1-(7-氮雜-3-吲哚基)甲基咪唑；3-(3，4-二氯芐基)-2-亞氨基-2，3-二氫噻唑；2-亞氨基-3-(3-硝基芐基)-2，3-二氫噻唑；2-亞氨基-3-(4-硝基芐基)-2，3-二氫噻唑；2-亞氨基-3-(4-甲基芐基)-2，3-二氫噻唑；2-亞氨基-3-(3-三氟甲基芐基)-2，3-二氫噻唑；3-(4-氰基芐基)-2-亞氨基-2，3-二氫噻唑；3-(7-氮雜-3-吲哚基)-2-亞氨基-2，3-二氫噻唑。
10.α4β2煙堿性乙酰膽堿受體的激活劑，其含有作為活性組分的權(quán)利要求9要求的化合物或其藥學(xué)上可接受的鹽。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的α4β2煙堿性乙酰膽堿受體激活劑，其中所述激活劑為α4β2煙堿性乙酰膽堿受體的激動(dòng)劑或調(diào)節(jié)劑。
12.一種預(yù)防或治療腦循環(huán)疾病的治療劑，其包含權(quán)利要求10或11要求的α4β2煙堿性乙酰膽堿受體激活劑。
13.一種預(yù)防或治療神經(jīng)變性疾病、癡呆、運(yùn)動(dòng)共濟(jì)失調(diào)以及神經(jīng)病和精神疾病的治療劑，其包含權(quán)利要求10或11要求的α4β2煙堿性乙酰膽堿受體激活劑。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的治療劑，其中所述神經(jīng)變性疾病為阿爾滋海默氏病或帕金森氏病，所述癡呆為腦血管性癡呆，所述運(yùn)動(dòng)共濟(jì)失調(diào)為Tourette氏綜合征，所述神經(jīng)病和精神疾病為慢性腦梗塞階段的神經(jīng)官能癥、焦慮癥或精神分裂癥。
15.一種用于改善腦代謝、神經(jīng)遞質(zhì)功能紊亂和記憶障礙以保護(hù)腦或具有鎮(zhèn)痛作用的藥物，其包含權(quán)利要求10或11要求的α4β2煙堿性乙酰膽堿受體激活劑。
16.一種預(yù)防或治療炎性腸道疾病的藥物，其包含權(quán)利要求10或11要求的α4β2煙堿性乙酰膽堿受體激活劑。
17.權(quán)利要求9要求的化合物或其藥學(xué)上可接受的鹽作為α4β2煙堿性乙酰膽堿受體的激活劑的用途。
全文摘要
本發(fā)明提供雜環(huán)化合物,其對(duì)煙堿性乙酰膽堿α4β2受體具有親和性,并能激活該受體而對(duì)大腦疾病具有預(yù)防和治療作用。即,煙堿性乙酰膽堿α4β2受體激活劑,其包括作為活性組分的通式(I)代表的化合物或其藥學(xué)上可接受的鹽,以及含有該化合物的藥物,其中A代表任選取代的芳基或任選取代的雜環(huán)基;X代表氧、硫、碳或氮;點(diǎn)線代表各自鍵存在或不存在;n是1或2的整數(shù);Y代表亞烷基等。
文檔編號(hào)C07D471/04GK1349506SQ00807060
公開日2002年5月15日 申請(qǐng)日期2000年3月1日 優(yōu)先權(quán)日1999年3月5日
發(fā)明者井本昌宏, 巖浪辰也, 赤羽美奈子, 谷吉弘 申請(qǐng)人:三得利株式會(huì)社