專利名稱：新型pde4抑制劑的制作方法
新型PDE4抑制劑 發(fā)明領(lǐng)域
本發(fā)明旨在磷酸二酯酶-4抑制劑，其可以是對于各種磷酸二酯酶 -4亞家族特異性的或非特異的。
背景技術(shù)：
幾種基于環(huán)核苷酸磷酸二酯酶(PDE )的酶抑制劑已被研究用于治 療各種人類疾病。在它們之中，PDE4抑制劑顯示了在治療哮喘和慢性 阻塞性肺疾病的潛力，雖然它們經(jīng)常伴有副作用。所述副作用被認為 是由于抑制了其他PDE家族或PDE4亞家族而產(chǎn)生的。
環(huán)核苷酸磷酸二酯酶(PDE)控制"第二信使"環(huán)腺苷酸和環(huán)鳥苷 酸(cAMP和cGMP )的濃度。PDEs將cAMP和cGMP水解成5' -AMP和 5'-GMP。由PDE催化的cAMP向AMP的水解顯示在

圖1中。PDE以相同 的方式水解cGMP。這些第二信使介導一系列的激素和神經(jīng)遞質(zhì)的生物 應答，以及代謝過程例如平滑肌收縮、糖原分解、凋亡和成長控制。 存在有11個PDE家族，它們被再細分為超過六十種同種型。每個家族 具有不同的底物特異性和具有選擇性抑制劑。PDE4、 7和8優(yōu)先水解 cAMP，而PDE5、 6和9是cGMP特異性的。PDE 1、 2、 3、 10和11這 些酶顯示出對于這兩種核苷酸的活性。PDEs的同源性被歸類為三個區(qū) 域N-末端剪接區(qū)域、調(diào)控結(jié)構(gòu)域和接近C-末端區(qū)域的催化結(jié)構(gòu)域。 N-末端區(qū)域的功能是未知的，而調(diào)控結(jié)構(gòu)域包含各種結(jié)構(gòu)部分并且被 假定在調(diào)控PDEs的催化活性方面發(fā)揮作用。所有11個PDE家族的催 化結(jié)構(gòu)域共享大約30至50%的氨基酸同一性。在這些家族中催化結(jié)構(gòu) 域的保守性預示了，這些家族也會分享相同的抑制劑。事實上，已報道了， 一種選擇性PDE5抑制劑，萬艾可，具有3. 5 nM的ICs。，并且 它還顯示出對于PDE4的抑制，具有8 liM的IC5。。還已鑒定了幾種非 選擇性PDE抑制劑。
與所述酶的活性位點結(jié)合的PDE4抑制劑已被研究用于治療哮喘 和慢性阻塞性肺疾病。由于不利的副作用，例如嘔吐，最近的關(guān)注集 中于只抑制亞家族PDE4A、 B、 C或D之一的PDE4抑制劑。PDE4D存在 于中樞神經(jīng)系統(tǒng)中，而PDE4B存在于嗜中性粒細胞和單核細胞中(Wang 等人，#o/.戶力ar則co人56， 170-174 (1999))。最近的發(fā)現(xiàn)表明， PDE4D是缺血性中風基因(Gretarsdottir等人，化"re 6"e"eL 35: 131-138 (2003))。這暗示PDE4D可能與嘔吐有關(guān)。當前的研究集中 于開發(fā)選擇性地以所述4種PDE4亞家族之一為靶標的PDE4抑制劑。
當前仍需要治療性地抑制PDE4(理想地以使副作用減到最小的方 式)的新型化合物和組合物。本發(fā)明提供了這樣的化合物和組合物。
發(fā)明概述
本發(fā)明旨在特異性的和非特異性的PDE4抑制劑、包含所述抑制劑 的藥物組合物、合成所述抑制劑的方法和使用所述抑制劑的治療方法。
所述抑制劑是取代的苯或取代的六元雜芳環(huán)，其中所述雜芳環(huán)包 含一個或兩個環(huán)氮原子。所述環(huán)用醚、硫醚或胺基團取代，其中在所 述醚、硫醚或胺上的烷基是卣代烷基，例如氟曱基、二氟曱基或三氟 甲基。所述醚、硫醚或胺基團對于5或6元環(huán)環(huán)烷基或雜環(huán)基部分而 言處于鄰位，和對于垸基、酮基或酰氨基(-C(-O)-NHR)部分而言處 于對位。
在一個實施方案中，所述卣代烷基是二氟甲基。在另一個實施方 案中，所述環(huán)烷基是環(huán)戊基，或者所述雜環(huán)基團是四氫呋喃基或吡咯 烷基。在第三個實施方案中，對于所述烷基而言處于對位的所迷酮基 部分為Cw烷基部分，例如Q烷基部分，包括正丁基、仲丁基、異丁 基和叔丁基部分。所述化合物可以被包括在藥物組合物中，所述藥物組合物包含有效量的所述化合物和藥學上可接受的載體。
所述化合物可以用于治療患各種病癥的哺乳動物例如人，所述病
癥包括例如哮喘，慢性支氣管炎，慢性阻塞性肺疾病(COPD),嗜酸 細胞肉芽腫，和其他良性或惡性增生性皮膚病，內(nèi)毒素性休克(以及 相關(guān)的病狀，例如在馬中的蹄葉炎和絞痛)，敗血癥性休克，潰瘍性 結(jié)腸炎，克羅恩病，心肌和腦的再灌注損傷，炎性關(guān)節(jié)炎(inflammatory arthritis)，骨質(zhì)疏松癥，慢性腎小球腎炎，特應性皮炎，蕁麻滲， 成人呼吸窘迫綜合征，嬰兒呼吸窘迫綜合征，動物中的慢性阻塞性肺 疾病，尿崩癥，過敏性鼻炎，過敏性結(jié)膜炎，春季結(jié)膜炎，動脈再狹 窄，動脈粥樣硬化，神經(jīng)原性炎癥，疼痛，咳嗽，類風濕性關(guān)節(jié)炎， 強直性脊柱炎，移植排斥和移植物抗宿主病，胃酸分泌過多，細菌、 真菌或病毒誘導的膿毒癥或者敗血癥性休克，炎癥和細胞因子介導的 慢性組織變性，骨關(guān)節(jié)炎，癌癥，惡病質(zhì)，肌肉萎縮(muscle wasting), 抑郁癥，記憶障礙，單相抑郁癥(monopolar depression)，具有炎 性組分的急性和慢性神經(jīng)變性病癥(neurodegenerative disorders with inflammatory components),中白金森病，阿爾茨海默病，脊ft 創(chuàng)傷，顱腦損傷，多發(fā)性硬化癥，腫瘤生長和正常組織的癌侵襲 (cancerous invasion of normal tissues)。 通過施用有效量的本 文所述的化合物或者在體內(nèi)形成所述化合物的前體化合物，可以治療 這些病癥，和在某些情況下預防這些病癥。
附圖簡述
圖1為這樣的圖，其顯示了由PDE催化的cAMP和cGMP的水解。 圖2為這樣的圖，其顯示了 11個PDE家族的結(jié)構(gòu)域結(jié)構(gòu)。 圖3為這樣的圖表，其顯示了化合物l和9以及咯利普蘭在TNF-a 抑制中的相對活性，顯示為。/。LPS對^M濃度，其中用正方形顯示的數(shù) 據(jù)代表化合物1，用三角形顯示的數(shù)據(jù)代表化合物9，和用圓形顯示的 數(shù)據(jù)代表咯利普蘭。
8發(fā)明詳述
通過參考下文的詳細描述以及參考以下定義，將更好地理解本發(fā)明。
如本文中所使用的，"烷基，，，以及帶有前綴"烷(alk)"的其 他基團,例如烷氧基(alkoxy )、烷酰基(alkanoyl )、鏈烯基(alkenyl )、 炔基(alkynyl)等，是指可以為線性的或分支的或其組合的碳鏈。烷 基的實例包括甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、仲和叔丁基、戊基、 己基等等。烷基可以用促進與PDE4受體的氫鍵鍵合的基團取代，例如 0H、 SH和NH2基團。"鏈烯基"、"炔基"和其他相似的術(shù)語包括含 有至少一個不飽和C--C鍵的碳鏈。
術(shù)語"芳基"是指芳香族取代基，其是單環(huán)或者稠合在一起的多 個環(huán)。當由多個環(huán)形成時，所述組成環(huán)中的至少一個環(huán)是芳香族的。 優(yōu)選的芳基取代基是苯基。
如本文中所使用的，術(shù)語"共施用"意欲包括同時施用本文所描 述的化合物以及至少第二種形式的治療，它們可以 一起配制入單個劑 型中；基本上同時施用，順次施用，或相互間以一定的顯著時間間隔 連續(xù)施用。
術(shù)語"化合物"意欲包括本文所描述的化合物以及它們藥學上可 接受的鹽。
術(shù)語"環(huán)烷基"是指不含有雜原子的碳環(huán)，包括單、雙和三環(huán)的 飽和碳環(huán)，以及稠合環(huán)體系。這樣的稠合環(huán)體系可以包含一個部分或 完全不飽和的環(huán)例如苯環(huán)從而形成稠合環(huán)體系，例如苯并稠合碳環(huán) (benzofused carbocycles )。 環(huán)烷基還包括諸如螺稠合環(huán) (spirofused ring )體系的稠合環(huán)體系。環(huán)烷基的實例包括環(huán)丙基、 環(huán)丁基、環(huán)戊基、環(huán)己基、十氫化萘、金剛烷、茚滿基、茚基、藥基、 1，2，3，4-四氫化萘，等等。類似地，"環(huán)烯基，，是指不含有雜原子但 含有至少一個非芳香族C—C雙鍵的碳環(huán)，包括單、雙和三環(huán)的部分飽和碳環(huán)，以及苯并稠合環(huán)烯烴。環(huán)烯基的實例包括環(huán)己烯基、茚基， 等等。
除非另外特別說明，術(shù)語"雜"包括一個或多個O、 S或N原子。 例如，雜環(huán)烷基和雜芳基包括這樣的環(huán)系統(tǒng)，所述環(huán)系統(tǒng)在環(huán)中含有 至少一個且不超過兩個O、 S和/或N原子，包括此類原子的混合。所 述雜原子替代環(huán)碳原子。因此，例如，雜環(huán)Cs烷基是含有2至4個碳 原子的五元環(huán)。雜芳基的實例包括具有一個或兩個環(huán)氮原子的六元環(huán)， 例如吡啶基、噠溱基、嘧啶基和吡溱基，以及五元環(huán)雜環(huán)(包括與苯 環(huán)稠合的那些)，例如呋喃基、苯并呋喃基、二苯并呋喃基、噻吩基、 苯并噻吩基、吡咯基、吲哚基、吡唑基、吲唑基、噁唑基、異p惡唑基、 噻唑基、異噻唑基、咪唑基、苯并咪唑基、喁二唑基和噻二唑基。
雜環(huán)烷基的實例包括氮雜環(huán)丁烷基、吡咯烷基、哌啶基、哌溱基、 嗎啉基、四氫呋喃基、咪唑啉基、吡咯烷-2-酮、哌啶-2-酮和硫代嗎
啉基，其中四氫呋喃基和吡咯烷基是特別優(yōu)選的。
除非另外特別說明，術(shù)語"胺，，包括伯、仲和叔胺，盡管伯胺是 可以是優(yōu)選的，因為它們將幫助促進與相關(guān)受體的結(jié)合。
術(shù)語"鹵素"包括氟、氯、溴和碘原子。
術(shù)語"哺乳動物"包括人以及其他動物，例如狗、貓、馬、豬和 牛。使用本文中所描述的化合物，可以就與人類病患相關(guān)的病癥來治 療除了人類以外的其他動物。術(shù)語"動物，，僅用于相對于動物界的其 他成員而言指出人類。所述化合物具有治療可應用性，以用于治療哺 乳動物(一般而言)，特別是人類。
術(shù)語"可選地取代的"，包括取代的和未取代的部分。因此，例 如，可選地取代的芳基可以表示五氟苯基或苯基環(huán)。此外，可選地取 代的多個部分，例如烷芳基，是指烷基和芳基被可選地取代。如果多 個部分中僅一個部分被可選地取代，則將作特別說明，例如"烷芳基， 其中芳基用鹵素或羥基可選地取代"。
術(shù)語"取代的"是指，"取代的"部分包括1至3個選自下列的 取代基卣、烷基、面代烷基、胺、腈、硝基、鏈烯基、炔基、硫代
10烷基和疊氮化物。
術(shù)語"治療"意欲包括預防性的(prophylactic)和針對癥狀的 (symptomatic)模式的療法。
本文中所描述的化合物可以包含一個或多個不對稱中心，并因而 可以產(chǎn)生非對映異構(gòu)體和旋光異構(gòu)體。本發(fā)明包括所有此類可能的非 對映異構(gòu)體以及它們的外消旋混合物，它們的基本上純的經(jīng)拆分的對 映異構(gòu)體，所有可能的幾何異構(gòu)體，及其藥學上可接受的鹽。上述式 沒有顯示在某些位置處的確定的立體化學。本發(fā)明包括所述化合物及 其藥學上可接受的鹽的所有立體異構(gòu)體。另外，還包括立體異構(gòu)體的 混合物以及分離的特定立體異構(gòu)體。在用于制備此類化合物的合成工 序過程中，或者在使用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的外消旋化或差向異構(gòu)化 工序中，此類工序的產(chǎn)物可以是立體異構(gòu)體的混合物。
術(shù)語"藥學上可接受的鹽"是指從藥學上可接受的無毒性的堿或 酸制備的鹽。當所述化合物包含酸性官能團時，其相應的鹽可方便地 從藥學上可接受的無毒性的堿制備，包括無機堿和有機堿。源自此類 無機堿的鹽包括鋁鹽、銨鹽、釣鹽、銅(二價銅和一價銅)鹽、三價 鐵鹽、二價鐵鹽、鋰鹽、鎂鹽、錳(三價錳和二價錳)鹽、鉀鹽、鈉 鹽、鋅鹽等。特別優(yōu)選的是銨鹽、鈣鹽、鎂鹽、鉀鹽和鈉鹽。
源自藥學上可接受的無毒性的有機堿的鹽包括伯、仲、叔胺，以 及環(huán)胺和經(jīng)取代的胺(例如，天然存在和合成的經(jīng)取代的胺)的鹽。 其他藥學上可接受的無毒性的有機堿(從中可形成鹽)包括離子交換 樹脂，例如精氨酸、甜菜堿、咖啡因、膽堿、N，N'-二節(jié)基乙二胺、二 乙胺、2-二乙基氨基乙醇、2-二甲基氨基乙醇、乙醇胺、乙二胺、N-乙基嗎啉、N-乙基哌啶、還原葡糖胺、葡糖胺、組氨酸、哈胺 (hydrabamine )、異丙胺、賴氨酸、葡甲胺(methylglucamine )、 嗎啉、哌溱、哌啶、聚胺樹脂、普魯卡因、嘌呤、可可堿、三乙胺、 三曱胺、三丙胺、氨丁三醇，等等。
當所述化合物包含堿性基團例如胺基團時，其相應的鹽可方便地 從藥學上可接受的無毒性的酸制備，包括無機酸和有機酸。此類酸包
ii括，例如乙酸、苯磺酸、苯甲酸、樟腦磺酸、檸檬酸、乙磺酸、富馬 酸、葡糖酸、谷氨酸、氫溴酸、鹽酸、羥乙基磺酸、乳酸、馬來酸、 蘋果酸、扁桃酸、曱磺酸、粘酸、硝酸、雙羥萘酸、泛酸、磷酸、琥 珀酸、硫酸、酒石酸、對曱苯磺酸，等等。
I. PDE4抑制劑
3、 5'-環(huán)核苷酸磷酸二酯酶(PDEs )是一大類酶，包括至少11 個不同的家族，它們在結(jié)構(gòu)、生物化學和藥理學上彼此不同。每個家 族內(nèi)的酶通常被稱為同工酶。本文中所描述的化合物特異性地結(jié)合 PDEs的第四個家族的四種基因產(chǎn)物中的一種或多種，即PDE4A、PDE化、 PDE4C和PDE4D。
在一些實施方案中，所述化合物對于這四種受體亞型是非選擇性 的，和在其他實施方案中，所述化合物選擇性地結(jié)合這些亞型之一。 在其中所述化合物結(jié)合PDE4D的工作實施例中所顯示的數(shù)據(jù)并非想要 表明所述化合物特異性地結(jié)合PDE4D受體亞型，而是表明所述化合物 與PDE4受體的結(jié)合超過與其他PDE受體類型的結(jié)合。所述化合物與其 他PDE4受體亞型的結(jié)合的比較研究顯示，在所述化合物與PDE4D受體 亞型結(jié)合以及與其他PDE4亞型結(jié)合方面存在微小的差異。例如，本文 中所描述的化合物1抑制PDE4A、 4B、 4C和4D的ICs。值分別為99+/-15、 35+/-5、 127+/-17和18+/-1 nM。
這些酶共同^皮稱為是PDE4同工酶家族的同種型或亞型。PDE4s的 特征在于選擇性地、高親和力地水解降解第二信使環(huán)核苷酸，環(huán)腺苷 酸(cAMP);以及對于通過咯利普蘭的抑制敏感。
一般地，所述化合物落入下列式中其中，
^是卣代烷基，例如氟曱基、二氟曱基和三氟甲基，
R2是d環(huán)烷基、取代的環(huán)烷基、雜環(huán)基或取代的雜環(huán)基部分， 特別地包括環(huán)戊基、四氫呋喃基和氧雜環(huán)己基部分，
1選自Cw。烷基或卣代烷基，例如Cw烷基，更特別地C4烷基，
包括正丁基、異丁基和叔丁基，
R4和Rs獨立地選自Cw烷基、Cw環(huán)烷基、卣代烷基，或者兩者組 合形成羰基、亞胺(即，=冊)或硫代羰基部分，
X、 X'和X"獨立地選自N、 C-H、 C-F、 C-Cl、 C-Br、 C-1和C-R6, Y是O、 S或NH,
其中，R6和R7各自為氫、Cw烷基、C^。芳基、-Cw。烷基-C6—w芳基、 -C6—i。芳基-Cwo烷基、雜芳基，和
n是1至10的整數(shù)。
合適的R2部分的實例包括:
13其中Y如上所定義。
更特別地，R2選自<formula>formula see original document page 14</formula>
在一個實施方案中，R6是
<formula>formula see original document page 14</formula>在一個實施方案中，所述化合物由下式定義:
<formula>formula see original document page 14</formula>其中，Rh、 X、 X'、 X"和Y如上定義,
在另一個實施方案中，所述化合物由下式定義:式7 式8 式9
其中，Rw和Y如上定義。 II.合成方法
所述化合物可以例如#4居下文在流程1和2中所概述的下列一般 方法來制備。4b 4c 4d 4e 4f
4g 4h 4i
流程l a) IU-CHzF): CCIF2COOMe， Cs2C03， DMF; b) (i) R2OH(3a-f)， PPh3， t—Bu02CN=NC02 Bu， THF; (ii) R Br (3g. 3h) ， CsC03， DMF; c) R3Li或R3MgBr， THF， —78°C;d) PCC， DCM
R廣CHF2 (2a)或CH3 (2b)10和12<formula>formula see original document page 17</formula>
流程2 a) (i) R2OH(7a-d)， PPh3, t-Bu02CN=NC02t-Bu， THF; (ii) R2Br(7e)， CsC03，薩;b) R3Li或R3MgBr， THF， -78。C; c) PCC， DCM; d) R3Br， n-BuLi， THF， -78。C; e) AcOH， H2S04， 80。C; H2Pd/C; f) S0C12， DCM;乙酰乙酸乙酯，CH30Na, THF; LiOH， THF/MeOH/H20由于R廣R4基團的大量的可能組合，流程1中的描述提供了這些類 似物的一般合成。下文是該合成方法的一般性討論。在下文中，雖然 在所列的參考文獻中沒有描述確切的中間體，但是在這些參考文獻中 描述了化學反應和條件，并且所述化學可適用于提供下文所描述的化 合物。
從3，4-二羥基苯曱醛開始，根據(jù)關(guān)于與氯二氟乙酸曱酯反應的確 切文獻工序(Guay等人，《層.C力e邁.丄e〃. 12， 1457-1461
(2002) )可以制備單-二氟甲基醚(h)。單-甲基醚(2b)是商購可 得的?？梢愿鶕?jù)類似的文獻工序，釆用在四氫呋喃(THF)中與R20H 的Mitsunobu反應來進行R2基團的連接，從而得到化合物3。存在有 采用Mitsunobu反應來制備苯酚醚的成熟先例(例如，/. 夕oc. 戶erl/" 7: 1 (5), 857—865; Wang等人，丑/ooi^.》C力e邁.力e^L 11(7)， 891-894 (2001)， Picard等人，/.艦 45(16)， 3406-3417 (2002)， Hirayama等人，》C/ e瓜11(3)， 361-381 (2003)， Sagi等人，/. C力e/zz 46 (10) ， 1845-1857 (2003) 和Stelmach等人，"/ooz^.《C力e瓜丄e〃. 13(2)， 277—280
(2003) ;和A/ooi^.13(12)， 1997-2001 (2003))。 當R2是芳基環(huán)時，其可以通過2與ArBr的烷基化來進行連接。
也存在有大量的關(guān)于此類反應的文獻先例(例如，h Cherng， Y.-J. 7e"a力ecTro;7 58 (24)， 4931-4935 (2002)， i Cherng， Y.-J. 7Wr由d環(huán)58(24)， 4931-4935 (2002)，和Phillips等人，/.艦 C力e瓜45， 2484-2493 (2002)， j LaMattina和Taylor, /. Org. 6T/e瓜 46， 4179—4182 (1981),和Reinhard等人，/. 46(11)， 2151-2168 (2003))。在烷基化過程中，R20H ( b、 c、 f)上的氨基需 要被保護。這可以通過使用Boc保護來完成，所述Boc可以在合成結(jié) 束時通過三氟乙酸(TFA )進行處理來切割。在兩個酚羥基均烷基化后， 可以通過下列方式來引入R3基團使用烷基鋰試劑(通過用叔丁基鋰 處理芳基卣而制備的)，或使用格氏試劑(通過與鎂進行反應而制備 的)對醛羰基進行親核加成。此外，在所述芳基卣中的帶有活潑質(zhì)子
18的官能團需要被保護。所述羥基可以用叔丁基二甲基曱硅烷基基團或
四氫吡喃(THP)基團來保護。所述氨基可以用Boc基團來保護。" 中的羥基可以用PCC (氯鉻酸吡啶錯)進行氧化，從而得到4b，其是 潛在的PDE4抑制劑(表2)。可以通過首先將4a的千羥基轉(zhuǎn)化成卣 化物離去基團，隨后用烯醇化物進行取代來引入最后一個基團(RJ ， 從而得到化合物6a (R4 = CH3CO-) ( C6"等人，萬/ooi^.》#e& C力e瓜 Ze〃. 13， 741-744 (2002);和Guay等人，腸哮緣& C力e瓜Ze〃. 12， 1457-1461 (2002))。急化以及隨后的酸化在脫羧后形成7a()。 7a的酮基團可以通過Wolf-Kishner還原而轉(zhuǎn)化成亞曱基(7b)，或 者通過NaBH4還原而轉(zhuǎn)化成醇(7c)。醇(7c)可以在甲磺?；约?隨后的MeLi取代之后被曱基置換，從而得到7d。然后，可以進行在 l和R3上的各自基團的去保護，從而得到最終產(chǎn)物。獲得化合物7的 備選方法是從4b開始，通過使用有機鋰或格氏試劑進行親核加成。這 兩種技術(shù)都成功地進行了使用。
應當注意，在流程1或2中的合成中沒有立體化學控制。然而， 通過首先合成和篩選外消旋形式的抑制劑，并鑒定高親和力抑制劑， 可以使用手性HPLC來純化和分離每種對映異構(gòu)體以鑒定更有效的對 映異構(gòu)體，然后開始此類對映異構(gòu)體抑制劑的不對稱合成。例如，在 下面的工作實施例中所討論的化合物l是優(yōu)異的先導化合物，其具有 18nM的IC5。(表2),但它是外消旋混合物。通過使用商購可得的對 映弄構(gòu)體純的醇，可以引入R2，并使用手性HPLC來分離和評價各個對 映異構(gòu)體。
下列原料/烷基化試劑不是商購可得的，它們的制備描述于流程2 中?；衔?可以通過8的硼氫化-氧化來制備(Brown等人，/. C力e邁.50(10)， 1582-1589 (1985))。 14的合成可以從1， 4-二溴-2-氟苯(10)開始，通過用叔丁醇鉀和乙二醇進行處理，從而得到化合 物11。可以將11的羥基轉(zhuǎn)化成溴化物。接著，在環(huán)上進行鄰位溴化 物的鋰交換，隨后進行取代，從而得到13(Song等人，。rg.丄e". 3, 3357-3360 (2001))。進一步的氧化提供了苯并呋喃化合物14 (FillerR. C力e邁.Wer. 63， 21-43 (1963))。化合物16-19的合成都可以從 15開始。3-溴苯氧基乙醛縮醛與多磷酸(PPA)在回流的苯中的環(huán)化 提供了化合物16和17 (Barker等人，19， 257-265 (1989))。催化氫化應當導致形成化合物18和19 (Kuwano等人，C力e瓜 "〃.4， 428-429 (2000))。已合成了中間體16-17。 22和23的制 備可以從使用合適的二溴烷烴進行2， 6-二溴苯酚的烷基化開始，從而 得到芳氧基烷基溴21。接著，用正丁基鋰進行鋰交換，隨后進行環(huán)化， 從而提供了 22 (Kerrigan等人7e"a力e&o/739, 2219-2222 (1998))。 22的脫氫提供了化合物23 (Filler, R. C力e瓜Wer. 63， 21-43 (1963))。
III.藥物組合物
所述化合物可^皮包含在藥物組合物中。所述藥物組合物包含本文 所描述的化合物或者其藥學上可接受的鹽作為活性成分，和藥學上可 接受的載體；并且還可以可選地包含其他治療成分或助劑(adjuvant )。 可選的另外的治療成分包括，例如U白三烯受體拮抗劑，U)白三 烯生物合成抑制劑，Hi)皮質(zhì)類固醇，iv) HI受體拮抗劑，v) P2 腎上腺素受體激動劑，vi) C0X-2選擇性抑制劑，vii)抑制素，viii) 非類固醇抗炎藥("NSAID")，和ix) M2/M3拮抗劑。
所述組合物包括適合于口服、直腸、局部和腸胃外(包括皮下、 肌內(nèi)和靜脈內(nèi))施用的組合物，盡管在給定的情況下，最合適的途徑 取決于具體的宿主，以及為了其而施用所述活性成分的病狀的性質(zhì)和 嚴重度。所述藥物組合物可以方便地以單位劑量形式存在，并通過使 用制藥領(lǐng)域中所熟知的任何方法來制備。
包含所述化合物的乳青劑、軟膏劑、膠凍劑、溶液或懸浮液可用 于局部使用。為了本發(fā)明的目的，在局部使用的范圍內(nèi)包括口腔洗劑 和漱口劑。
大約0. 01至大約140 mg/kg體重/天的劑量水平可用于治療下列 病狀例如津喘，慢性支氣管炎，慢性阻塞性肺疾病(COPD)，嗜酸細胞肉芽腫，和其他良性或惡性增生性皮膚病，內(nèi)毒素性休克(以及 相關(guān)的病狀，例如在馬中的蹄葉炎和絞痛)，敗血癥性休克，潰瘍性 結(jié)腸炎，克羅恩病，心肌和腦的再灌注損傷，炎性關(guān)節(jié)炎，慢性腎小 球腎炎，特應性皮炎，蕁麻疹，成人呼吸窘迫綜合征，動物中的慢性 阻塞性肺疾病，尿崩癥，過敏性鼻炎，過敏性結(jié)膜炎，春季結(jié)膜炎，
動脈再狹窄，ortherosclerosis，動脈粥樣石更化，神經(jīng)原性炎癥，疼 痛，咳嗽，類風濕性關(guān)節(jié)炎，強直性脊柱炎，移植排斥和移植物抗宿 主病，胃酸分泌過多，細菌、真菌或病毒誘導的膿毒癥或者敗血癥性 休克，炎癥和細胞因子介導的慢性組織變性，骨關(guān)節(jié)炎，癌癥，惡病 質(zhì)，肌肉萎縮，抑郁癥，記憶障礙，腫瘤生長和正常組織的癌侵襲， 它們對PDE4抑制作出響應；或者備選地采用大約0. 5 rag至大約7 g/ 患者/天的劑量水平?？梢砸灶A防有效劑量水平來施用所述化合物以預 防上述病狀。
可與載體材料相組合從而產(chǎn)生單劑量形式的活性成分的量將取決 于被治療的宿主和特定的施用方式而變化。例如，意欲口服施用給人 的制劑可以方便地含有大約0. 5 mg至大約5 g的活性劑，其與合適且 方便的量的載體材料(可占總組合物的大約5%至大約95% )相復合。 單位劑量形式一般將包含大約1 mg至大約1000 mg的活性成分，通常 為25mg、 50mg、 100 mg、 200 mg、 300 mg、 400 mg、 500 mg、 600 mg、 800 mg或1000 mg。
對于任何特定的患者，具體的劑量水平將取決于一系列因素，包 括年齡、體重、總體健康狀況、性別、飲食、施用時機、施用途徑、 排泄速率、藥物聯(lián)合和經(jīng)歷治療的特定疾病的嚴重度。
實際上，按照常規(guī)的制藥學復合技術(shù)，本發(fā)明的化合物或其藥學 上可接受的鹽可以作為活性成分以密切混合的方式與制藥學載體相組 合。載體可以具有各種各樣的形式，這取決于希望進行施用的制劑的 形式，例如口服或腸胃外(包括靜脈內(nèi))。因此，所述藥物組合物可 以作為適合于口服施用的分開的單元存在，例如膠嚢、扁嚢劑或片劑， 其中每個都含有預定量的活性成分。此外，所述組合物可以以下列形
21式存在粉末、顆粒劑、溶液、在水性液體中的懸浮液、非水性液體、 水包油乳劑或油包水液體乳劑。除了上面展示的常用劑型外，所述化 合物或其藥學上可接受的鹽，也可以通過控釋手段和/或遞送裝置來施 用。所述組合物可以通過制藥業(yè)中的任何方法來制備。 一般地，此類 方法包括將活性成分與栽體(其構(gòu)成一種或多種必需成分)相組合的 步驟。 一般地，所述組合物通過將活性成分與液體載體或細分的固體 載體或兩者均勻且密切地混合來制備。然后，所述產(chǎn)品可以方便地被
制成所希望的形式。
因此，本發(fā)明的藥物組合物可以包含藥學上可接受的栽體以及化 合物或其藥學上可接受的鹽。所述化合物或其藥學上可接受的鹽還可 以與一種或多種其他治療活性化合物相組合地被包含在藥物組合物中。
所采用的制藥學載體可以是例如固體、液體或氣體。固體載體的 實例包括乳糖、石膏粉、蔗糖、滑石、明膠、瓊脂、果膠、阿拉伯膠、 硬脂酸鎂和硬脂酸。液體載體的實例為糖漿、花生油、橄欖油和水。 氣體載體的實例包括二氧化碳和氮氣。
在制備用于口服劑型的組合物中，可以使用任何方便的制藥學介 質(zhì)。例如，水、二醇、油、醇、矯味劑、防腐劑、著色劑等可用于形 成口服液體制劑，例如懸浮液、酏劑和溶液；而諸如淀粉、糖、微晶 纖維素、稀釋劑、?；瘎?granulating agents )、潤滑劑、粘合劑、 崩解劑等的載體可用于形成口服固體制劑，例如粉末、膠嚢和片劑。 由于它們施用方便，因而片劑和膠嚢是優(yōu)選的口服劑量單元，由此采 用固體制藥學載體?？蛇x地，片劑可通過標準的水性或非水性技術(shù)來 進行包衣。
含有本文所描述的化合物的片劑可以通過壓制或模制來制備，可 選地使用一種或多種輔助成分或助劑。壓制片劑可通過在合適的機器 中壓制以自由流動形式(例如粉末或顆粒)的活性成分來制備，可選 地與粘合劑、潤滑劑、惰性稀釋劑、表面活性劑或分散劑相混合。模 制片劑可通過在合適的機器中模壓用惰性液體稀釋劑潤濕的粉末狀化合物的混合物來制備。每個片劑優(yōu)選地含有大約0. lmg至大約500 mg的活性成分；和每個扁嚢劑或膠嚢優(yōu)選地含有大約0. 1 mg至大約500mg的活性成分。因此，在服用一個或兩個片劑、扁嚢劑或膠嚢(每天一次、兩次或三次)的情況下，片劑、扁嚢劑或膠嚢方便地含有0. lmg、1 mg、 5 mg、 25 mg、 50 mg、 100 mg、 200 mg、 300 mg、 400 mg或500 mg的活性成分。
適合于腸胃外施用的藥物組合物可以被制成活性成分在水中的溶液或懸浮液?？梢园ê线m的表面活性劑，例如羥丙基纖維素。還可以在甘油、液態(tài)聚乙二醇、以及它們的混合物(在油中)中制備分散體。此外，可包含防腐劑以防止微生物的有害生長。
適合于注射使用的那些藥物組合物包括無菌水溶液或分散體。所述組合物可以是無菌粉末的形式，用于即時制備此類無菌可注射溶液或分散體。在所有情況下，最終的可注射形式必須是無菌的，而且必須是有效流動的以便能夠容易地注射。
所述藥物組合物在生產(chǎn)和貯存的條件下必須是穩(wěn)定的；因此，優(yōu)選地應當針對微生物(例如細菌和真菌)的污染作用進行防護。所述載體可以是溶劑或分散介質(zhì)，包括例如水、乙醇、多元醇(例如，甘油、丙二醇和液態(tài)聚乙二醇)、植物油及其合適的混合物。
所述藥物組合物可以為適合于局部使用的形式，例如氣霧劑、乳膏劑、軟膏劑、洗液、樸粉等。此外，所述組合物可以為適合于在透皮裝置中使用的形式?？梢酝ㄟ^常規(guī)的加工方法，使用化合物或其藥學上可接受的鹽來制備這些制劑。作為實例，乳膏劑和軟青劑通過下列方式來制備混合親水性材料和水以及大約5 wt。/。至大約10 wt%的化合物，從而產(chǎn)生具有所需稠度的乳膏劑或軟膏劑。
特別是當用于治療易激惹腸病癥，所述藥物組合物可以為適合于直腸施用的形式，其中所述載體是固體。優(yōu)選地，所述混合物形成單位劑量栓劑。合適的載體包括可可脂和其他本領(lǐng)域中常用的材料。栓劑可以方便地通過下列方式來形成首先將該組合物與軟化的或熔化的載體相混合，隨后在模具中冷卻和成形。所述藥物制劑還可以可選性地在適當時包含一種或多種另外的載體成分，例如稀釋劑、緩沖劑、矯味劑、粘合劑、表面活性劑、增稠劑、潤滑劑、防腐劑(包括抗氧化劑)等等。此外，可以包含其他助劑以使得所述制劑與目標受者的血液等滲。
IV.治療方法
已顯示，選擇性PDE4s抑制劑在各種疾病模型中是有效的。參見，例:i口 Torphy等人，f"y/ro/7. ^ea/^A戶ers/7ect 102 Suppl. 10: 79—841994; Duplantier等人，/. #ed. C力e瓜 39: 120—125, 1996;Schneider等人，尸Aa77z/aco人"/oc力e瓜"e力SF. 50: 211—217， 1995;Ba畫r和Page, A八/.泡r露o/. 114: 93-98， 1995; Barnette等人，/.尸力a/7z/aco/. 7%er. 273: 674-679， 1995; Wright等
人，Ca/z. /.尸力j^/o厶75: 1001-1008, 1997; Manabe等人，/. /^ar鵬co7. 332: 97-107， 1997;和Ukita等人，/.#ecT. 42: 1088-1099， 1999,這些文獻中每一篇文獻的內(nèi)容通
過提及而合并入本文。
因為所述化合物是PDE4抑制劑，所以本領(lǐng)域中已知用PDE4抑制劑來治療的那些病癥可以使用本文所描述的化合物來治療。例如，所述化合物可以用于通過施用有效量的本發(fā)明化合物來治療下列病癥例如哮喘，慢性支氣管炎，慢性阻塞性肺疾病(COPD),嗜酸細胞肉芽肺，和其他良性或惡性增生性皮膚病，內(nèi)毒素性休克(以及相關(guān)的病狀，例如在馬中的蹄葉炎和絞痛)，敗血癥性休克，潰瘍性結(jié)腸炎，克羅恩病，心肌和腦的再灌注損傷，炎性關(guān)節(jié)炎，慢性腎小球腎炎，特應性皮炎，蕁麻滲，成人呼吸窘迫綜合征，動物中的慢性阻塞性肺疾病，尿崩癥，過敏性鼻炎，過敏性結(jié)膜炎，春季結(jié)膜炎，動脈再狹窄，ortherosclerosis,動脈粥樣硬化，神經(jīng)原性炎癥，疼痛，咳嗽，類風濕性關(guān)節(jié)炎，強直性脊柱炎，移植排斥和移植物抗宿主病，胃酸分泌過多，細菌、真菌或病毒誘導的膿毒癥或者敗血癥性休克，炎癥和細胞因子介導的慢性組織變性，骨關(guān)節(jié)炎，癌癥，惡病質(zhì)，肌肉萎縮，抑郁癥，記憶障礙，腫瘤生長和正常組織的癌侵襲，它們是可通
過抑制PDE4同工酶以及從而導致的升高的cAMP水平而得到改善的疾病。
此外，如上所述，本發(fā)明的化合物可以與其他治療化合物聯(lián)合使用。特別地，本發(fā)明的PDE4抑制性化合物的組合可以有利地與下列物質(zhì)聯(lián)合使用i)白三烯受體拮抗劑，ii)白三烯生物合成抑制劑，或iii) M2/M3拮抗劑。
選擇性PDE4抑制劑可以用于治療許多炎性、呼吸系統(tǒng)和過敏性疾病和病狀，例如哞喘；慢性阻塞性肺疾病(COPD)，包括慢性支氣管炎、肺氣腫和支氣管擴張；慢性鼻炎；和慢性鼻竇炎。在患有譯喘和其他阻塞性氣道疾病的患者的氣道內(nèi)，作為用于藥物發(fā)現(xiàn)的靶標，PDE4在PDE同工酶中是最重要的，因為其分布在氣道平滑肌和炎性細胞中。
氣流阻塞和氣道炎癥是津喘以及COPD的特征。選擇性PDE4抑制劑可用于治療這些病癥，因為它們減少了嗜酸性粒細胞流入受過敏原攻擊的動物的肺中，并且減少了在過敏原攻擊后出現(xiàn)的支氣管收縮和增加的支氣管應答性。PDE4抑制劑還抑制免疫細胞的活性，包括CD^T-、淋巴細胞、單核細力包、肥大細胞和嗜堿性粒細胞；減少肺水腫；抑制興奮性非腎上腺素能非膽堿能神經(jīng)傳遞(eNANC);增強抑制性非腎上腺素能非膽堿能神經(jīng)傳遞(iNANC);減少氣道平滑肌有絲分裂發(fā)生；和誘導支氣管擴張。PDE4抑制劑還抑制與COPD的病理生理學相關(guān)的許多炎性細胞的活性，包括單核細胞/巨噬細胞、CD8+ T-淋巴細胞和嗜中性粒細胞。PDE卩抑制劑還減少血管平滑肌有絲分裂發(fā)生，并有效
地干擾氣道上皮細胞產(chǎn)生促炎介體的能力。通過從它們的顆粒中釋放出中性蛋白酶和酸性水解酶，以及產(chǎn)生活性氧類別，嗜中性粒細胞有助于與慢性炎癥相關(guān)的組織破壞，并且進一步牽涉諸如肺氣腫的病狀的病理學。
PDE4抑制劑可以用于通過提高cAMP，以及抑制超氧化物產(chǎn)生、脫粒、趨化性和腫瘤壞死因子ct (TNFoc )釋放(在嗜酸性粒細胞、嗜中性粒細胞和單核細胞中)來治療阻塞性肺疾病，包括COPD。
25嘔吐，即惡心和反胃，是與某些PDE4抑制劑相關(guān)的不利的副作用，并且已在這樣的情況下被觀察到，即其中首先就CNS適應癥例如抑郁癥對PDE4抑制劑進行了研究。因此，在一個實施方案中，就不能有效地穿過血腦屏障來選擇這些化合物。產(chǎn)生過多胃酸可以是PDE4抑制劑的另一個不利的副作用。
通過選擇不滲透入中樞神經(jīng)系統(tǒng)的化合物，或者通過經(jīng)吸入而不是口服來施用所述化合物，可以最小化或避免上述有時與PDE4抑制劑相關(guān)的不利事件。
關(guān)于PDE4亞型，A、 B、 C和D，已發(fā)現(xiàn)PDE4C通常對于所有抑制劑都較不敏感；而關(guān)于亞型A、 B和D，迄今還沒有抑制劑特異性(被定義為在ICs。值方面的IO倍差異)的確切證據(jù)。本領(lǐng)域中已暗示，在Sr位點具有高親和力的PDE4抑制劑可能與嘔吐和增加的胃酸分泌相關(guān)聯(lián)。
可以在動物才莫型中評價PDE4抑制劑，所述動物才莫型證明PDE4抑制劑的PDE4抑制活性，例如，抑制抗原誘導的支氣管收縮，如在Cavalla等人，爿衡r. /. 6V". Care歸.，155:A660 (1997)
中所公開的，該文獻的內(nèi)容通過提及而合并入本文。
還研究了將PDE4抑制劑用于治療克羅恩病， 一種病因未知的通常涉及回腸末端的慢性肉芽腫性炎性疾病，其中出現(xiàn)腸壁的瘢痕形成和增厚，這常常導致腸梗阻以及瘺和膿腫的形成。
在本領(lǐng)域中還已經(jīng)作了很多努力來改善PDE4抑制劑關(guān)于A至D亞型的選擇性(上文進一步描述的)。目前存在四種已知同種型(亞型)的PDE4同工酶，包括七種剪接變體(還如上文進一步描述的)。PDE4D(PDE4B)同種型mRNA在炎性細胞例如嗜中性粒細胞和嗜酸性粒細胞中表達，并且本領(lǐng)域中已暗示，PDE4的B-選擇性抑制劑能提供好的臨床功效，同時具有減少的副作用。
關(guān)于選擇性PDE4同工酶的進一步背景知識可以在本領(lǐng)域中可得的出版物中找至'j，侈'J:6口 Norman， "PDE4 inhibitors 1999， " i>/7. 0/ /力.r力er.尸afe刀"9(8): 1101-1118， 1999 (Ashley Publ icat ions Ltd.);
26以及Dyke和Montana,脈0; /;l j腦".腸^ 8 (9) 1301-1325，1999 (Ashley Publications Ltd.)。
治療應用和臨床終點(Clinical Endpoints )
下面提供了本文所描述的化合物可用于的治療應用，以及與此類治療應用相關(guān)的臨床終點的解釋，和各種體外測定法和動物模型實驗(其能夠提供足以定義和證明所述化合物的治療效用的數(shù)據(jù))。
所述化合物的治療效用可應用于患者或受試者，所述患者或受試者患有本文所示的疾病或病狀并因此需要這樣的治療。有益的結(jié)果是無論施用給動物還是施用給人都是治療性的。
所述化合物抑制PDE4同工酶并因此具有寬范圍的治療應用(如下文中進一步描述的)，因為PDE4家族的同工酶在所有哺乳動物的生理學中起著重要作用。由PDE4同工酶來執(zhí)行的酶促作用是在促炎白細胞之中環(huán)腺苷酸(cAMP)的細胞內(nèi)水解。而cAMP負責介導許多激素在體內(nèi)的作用，并因而PDE4抑制在各種生理學過程中起著重要作用。在現(xiàn)有技術(shù)中存在有大量的文獻，它們描述了 PDE抑制劑對于各種炎性細胞應答的作用，其除了 cAMP升高之外還包括抑制超氧化物產(chǎn)生、脫粒、趨化性和肺瘤壞死因子(TNF)釋放(在嗜酸性粒細胞、嗜中性粒細胞和單核細胞中)。
PDE4家族的同工酶是在牽涉慢性炎性疾病的細胞類型中發(fā)現(xiàn)的磷酸二酯酶的主要形式，并且在骨髓衍生細胞類型中，只有血小板不表達PDE。 PDE4是在免疫和炎性細胞中主要的代謝cAMP的酶，并且是在氣道平滑肌中兩種主要的代謝cAMP的酶之一。PDE4專有地存在于嗜中性粒細胞、嗜酸性粒細胞、嗜堿性粒細胞和單核細胞中。以前使用體外實驗已證明了 PDE抑制劑的有益的抗炎作用，所述體外實驗確定，此類化合物抑制人單核細胞、嗜酸性粒細胞和嗜中性粒細胞中的過氧化物產(chǎn)生；嗜堿性粒細胞、巨噬細胞和嗜中性粒細胞中的介體釋放；和單核細胞和巨噬細胞中的TNFoc釋放。PDE抑制劑還抑制炎性細胞如單核細胞和單核細胞衍生巨噬細胞、肺肥大細胞、T淋巴細胞、B淋巴細胞、肺泡巨噬細胞和嗜酸性粒細胞的介體釋放。
27所述化合物提供了有益的抗炎作用，因為PDE4抑制劑有力地抑制從單核吞噬細胞的TNFoc釋放。哮喘
PDE4抑制劑，特別是PDE4B抑制劑，可以用于治療哮喘，包括特應性和非特應性哮喘。如本文中所使用的，術(shù)語"特應性哮喘"意欲與"過敏性哮喘，，同義，即作為在致敏的人中的過敏表現(xiàn)的支氣管哮喘；如本文中所使用的，"非特應性哞喘，，意欲指所有其他哮喘，尤其是特發(fā)性或"真"哮喘，其由各種因素引發(fā)，包括劇烈運動、刺激性顆粒、精神緊張等。
這些化合物在治療特應性或非特應性哮喘方面的有效性可以使用下列本領(lǐng)域公認的模型來證明PDE抑制，嗜酸性粒細胞活化的抑制，和細胞浸潤模型。 一個基于使用靈長類的代表性測定法描述于Turner等人，/"/7s/i7鵬〃0/ We5^src力45: 239—245， 1996，該文獻的內(nèi)容通過提及而合并入本文。所述化合物的抗炎活性還可以通過嗜酸性粒細胞活化的抑制來證明，如通過在人全血中由SEPHADEX小珠刺激的LTE4產(chǎn)生而測量的。
鑒于它們的抗炎活性，它們對于氣道高反應性的影響，和它們與PDE同工酶抑制相關(guān)的特性，特別是作為選擇性PDE4抑制劑，所述化合物可用于治療和預防阻塞性和炎性氣道疾病。因此，通過在延長的時期內(nèi)連續(xù)且定期施用所述化合物，可以提供先期保護以針對因阻塞性或炎性氣道疾病而引起的支氣管收縮或其他癥狀性發(fā)作的復發(fā)。所述化合物可用作支氣管擴張劑以用于治療慢性或急性支氣管收縮，和用于針對癥狀地治療阻塞性和炎性氣道疾病。
本發(fā)明可應用于的阻塞性和炎性氣道疾病包括哞喘；塵肺；慢性嗜酸細胞性肺炎；慢性阻塞性氣道或肺疾病(COAD或COPD);和成人呼吸窘迫綜合征(ARDS)，以及由其他藥物療法(例如，阿司匹林或P-激動劑療法)所引起的氣道高反應性的加劇。
所述化合物還可用于治療任何類型、病因或發(fā)病機制的塵肺，包括例如礬土肺(鐵礬土礦工病)；炭肺(礦工哮喘)；石棉肺(汽管裝配工哮喘)；石末肺(石末沉著病)；由于吸入來自駝鳥羽毛的粉塵而造成的鴕鳥毛塵肺；由于吸入鐵顆粒而造成的鐵塵肺；矽肺(磨工病)；棉塵肺(棉屑性哮喘)；和滑石塵肺。慢性阻塞性肺疾病(COPD) '
所述化合物可以用于治療COPD或慢性阻塞性氣道疾病(COAD)，包括慢性支氣管炎、肺氣腫或與之相關(guān)的呼吸困難。COPD的特征在于不可逆的進行性的氣道阻塞。慢性支氣管炎與大的軟骨性氣道中粘膜下層的粘液分泌性腺體的增生和肥大有關(guān)。肺氣腫的特征在于肺泡壁的破壞和肺彈性的喪失。
與哞喘一樣，COPD以炎癥為特征，但在患者的支氣管肺泡灌洗液和痰中發(fā)現(xiàn)的炎性細胞是嗜中性粒細胞而不是嗜酸性粒細胞。在COPD患者中還發(fā)現(xiàn)升高的炎性介體水平，包括IL-8、 LTB4和TNF-cc,并且此類患者的支氣管的表面上皮和上皮下層(sub-epithelium)被發(fā)現(xiàn)被T-淋巴細胞和巨喧細胞浸潤。
支氣管炎和支氣管擴張
所述化合物可以用于治療任何類型、病因或發(fā)病機制的支氣管炎，包括急性支氣管炎、急性喉氣管支氣管炎、花生仁吸入性支氣管炎、卡他性支氣管炎、慢性支氣管炎、格魯布性支氣管炎、干性支氣管炎、感染性哮喘性支氣管炎、增生性支氣管炎和肺泡狀支氣管炎。
所述化合物作為支氣管擴張劑或支氣管解痙劑來治療支氣管哮喘、慢性支氣管炎以及相關(guān)疾病和病癥的有效性，可以使用本領(lǐng)域已知的許多不同的體內(nèi)動物模型來證明。
可以例如通過抑制了在人全血中由脂多糖(LPS)刺激的TNFa產(chǎn)生來證明所述化合物的抗炎活性。
過敏性和其他類型的鼻炎；鼻竇炎
過敏性鼻炎以鼻塞、瘙癢、水樣鼻漏、噴嚷和偶爾的嗅覺缺失為特征。過敏性鼻炎分成兩種疾病類別，即季節(jié)性的和長期的，其中前者歸因于花粉或室外霉菌孢子，而后者歸因于常見的過敏原，例如房塵螨、動物皮屑和霉菌孢子。過敏性鼻炎一般展現(xiàn)出早期應答和晚期
29應答。早期應答與肥大細胞脫粒相關(guān)，而晚期應答以嗜酸性粒細胞、
嗜堿性粒細胞、單核細胞和T-淋巴細胞的浸潤為特征。這些細胞還釋
放各種炎性介體，所有這些介體可促成在晚期應答中所展現(xiàn)出的炎癥。根據(jù)解剖學上的接近以及在某些情況下共享的病因和發(fā)病機制，
鼻竇炎與鼻炎有關(guān)。鼻竇炎是竇的炎癥，并且該病狀可以是化膿性或
非化膿性的，以及可以是急性或慢性的。
由于P D E 4抑制劑在治療炎癥方面是有效的，所以本文所描述的化
合物可以用于治療鼻炎和鼻竇炎。
類風濕性關(guān)節(jié)炎，骨關(guān)節(jié)炎，疼痛、發(fā)熱和痛風
關(guān)節(jié)炎被定義為關(guān)節(jié)的炎癥，和類風濕性關(guān)節(jié)炎是主要為關(guān)節(jié)的
慢性全身性疾病，其特點是滑膜和關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)的炎性變化以及肌萎縮和
骨質(zhì)疏松。類風濕性關(guān)節(jié)炎的晚期階段的特點是關(guān)節(jié)強硬和變形。如
本文中所使用的，術(shù)語"類風濕性關(guān)節(jié)炎，，意欲包括本領(lǐng)域眾所周知
的相關(guān)和相聯(lián)系的關(guān)節(jié)炎形式，例如急性關(guān)節(jié)炎、慢性炎癥性關(guān)節(jié)炎、
變性關(guān)節(jié)炎、感染性關(guān)節(jié)炎、萊姆關(guān)節(jié)炎、增生性關(guān)節(jié)炎和推骨關(guān)節(jié)炎。
負責進行性關(guān)節(jié)破壞的類風濕性關(guān)節(jié)炎的三個主要病理學特征是炎癥、異常的細胞和體液應答和滑膜增生。促炎細胞因子，例如IL-1、IL-4、 IL-5、 IL-6、 IL-9、 IL-13和TNF-oc，是造成關(guān)節(jié)組織損傷、炎癥、增生、關(guān)節(jié)翳形成和骨吸收的主要貢獻因素。參見Firestein和Zvaifier， h力.飾咖.33: 768-773， 1990。
本文所描述的PDE4抑制劑可用于治療類風濕性關(guān)節(jié)炎，因為它們能夠抑制各種炎性細胞(包括嗜堿性粒細胞、嗜酸性粒細胞和肥大細胞)的活性。所述化合物可用于治療類風濕性關(guān)節(jié)炎，還因為它們在抑制經(jīng)由許多不同因素(包括抗原)介導的T-細胞增殖方面的有效性。所述化合物能夠促進單核細胞釋放細胞因子IL-IO，而其能夠減少滑液單核細胞產(chǎn)生TNF-a 、 IL-1、 IL-4、 IL-5、 IL-6、 IL-9、 IL-13和GM-CSF，這進一步增強了 PDE4抑制劑的總抗炎特性。此外，可以將所述化合物抑制從經(jīng)刺激的單核細胞釋放TNF-a的能力與炎癥動物模
30型相關(guān)聯(lián)，在所述模型中抗炎作用可以顯示為相應于TNF-ot積累的抑 制。
本領(lǐng)域中已知的類風濕性關(guān)節(jié)炎動物模型證明了 ， PDE4抑制劑對 于TNF-oc的體內(nèi)調(diào)節(jié)與它們用于治療類風濕性關(guān)節(jié)炎的效用之間的 相關(guān)性，可以用于評估本文所描述的化合物的有效性。 一種此類動物 模型是小鼠佐劑關(guān)節(jié)炎(adjuvant ar thri t i s )模型，如Sekut等人， i^; . //ZM7W70厶100 (1): 126-132 (1995)中所描述的。
痛風
痛風是指 一組噤呤代謝病癥，并且完全發(fā)展的痛風表現(xiàn)為下列現(xiàn) 象的各種組合高尿酸血癥，由尿酸一鈉一水合物的晶體引起的復發(fā) 性、特征性急性炎性關(guān)節(jié)炎，所述晶體在四肢關(guān)節(jié)中或周圍的痛風石 性沉積(tophaceous deposits)(這可導致關(guān)節(jié)破壞和嚴重致殘)， 和尿酸尿石病。
由于所述化合物抑制炎癥，所以它們還可以用于治療痛風以及與 炎癥相關(guān)的發(fā)熱和疼痛。
與嗜酸性粒細胞相關(guān)的病癥
作為其總體抗炎活性的一部分，PDE4抑制劑可以抑制嗜酸性粒細 胞活化。因此，所述化合物可用于與嗜酸性粒細胞相關(guān)的病癥的治療 性治療。此類病癥包括嗜酸性粒細胞增多，其為在血液中形成和積累 異常大量的嗜酸性粒細胞。可以使用本文所描述的化合物來治療嗜酸 細胞增多性肺浸潤，慢性嗜酸細胞性肺炎，以及熱帶肺嗜酸性粒細胞 增多和支氣管肺曲霉病的癥狀(使用抗微生物療法最佳地治療了這些 病癥的根本原因)。
術(shù)語"肉芽腫的(肉芽腫性)"表示"含有肉芽腫"，和術(shù)語"肉 芽腫，，是指任何小的結(jié)節(jié)狀的定界的單核炎性細胞聚集，或類似于上 皮細胞的經(jīng)修飾的巨噬細胞的此類集合，其周圍常常圍繞著一圏淋巴 細胞，帶有在損害周圍常見的纖維化。有些肉芽腫包含嗜酸性粒細胞。 肉芽腫形成代表了由各種感染性和非感染性因子起始的慢性炎癥反 應。許多此類肉芽腫性病狀，例如變應性肉芽肺性血管炎(也稱為丘-
31斯綜合征)、結(jié)節(jié)性多動脈炎(PAN)和其他與嗜酸性粒細胞相關(guān)的病 癥可以使用本文所描述的化合物來治療。
特應性皮炎、蕁麻疹、結(jié)膜炎和葡萄膜炎
特應性皮炎是一種慢性炎性皮膚病癥，其見于具有傾向于對于瘙 癢癥的皮膚域值降低的遺傳素質(zhì)的個體中，常伴有過敏性鼻炎、枯草 熱和哞喘，并且主要以極度瘙癢為特征。特應性皮炎也稱為過敏性皮 炎，和過敏性或特應性濕滲。特應性皮炎常常與哮喘和過敏反應聯(lián)系 在一起，因此可以用PDE4抑制劑來治療。
PDE4抑制劑可以用于治療由嗜酸性粒細胞驅(qū)動的皮膚病，通常通 過局部施用。PDE4抑制劑可以用于治療特應性皮炎、血管神經(jīng)性水腫 和蕁麻滲(包括膽堿能性蕁麻瘆、寒冷性蕁麻滲、接觸性蕁麻滲和丘 滲性蕁麻滲)，以及各種眼病癥，例如結(jié)膜炎和葡萄膜炎。
多發(fā)性硬化癥和其他炎性自身免疫疾病
多發(fā)性硬化癥是一種自身免疫病癥，除了慢性炎癥和脫髓鞘之外， 這種病癥也導致在中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)的神經(jīng)膠質(zhì)增生。在多發(fā)性硬化癥 中，炎性損害局限于中樞神經(jīng)系統(tǒng)的白質(zhì)中，但是卻遍及中樞神經(jīng)系 統(tǒng)的白質(zhì)，雖然特征在于脫髓鞘的硬化斑為該疾病的標志。而脫髓鞘 的發(fā)展是由少突膠質(zhì)細胞壞死引起的，并且脫髓鞘與主要由T-細胞和 巨噬細胞組成的浸潤物相關(guān)，所述T-細胞和巨嗟細胞與當?shù)丶毎?例 如星形膠質(zhì)細胞、小膠質(zhì)細胞和微血管腦內(nèi)皮細胞)一起表達II類主 要組織相容性復合體(MHC)。因此，這些細胞牽涉抗原呈遞和炎癥反 應，并且在多發(fā)性硬化癥患者的腦組織中已鑒定了許多促炎細胞因子， 包括TNF-a、 TNF-P、 IL-1、 IL-6和IFN-y在被發(fā)現(xiàn)，并且它們的 存在一般與活躍的損害有關(guān)。
抑制TNF-oc產(chǎn)生的化合物已經(jīng)成為了關(guān)注焦點，因為TNF-ot在體 外介導髓鞘和少突膠質(zhì)細胞損傷，誘導星形膠質(zhì)細胞表達表面黏附分 子，和與血腦屏障的瓦解相關(guān)。已將動物模型用于證明TNF-a在多發(fā) 性硬化癥中的作用，例如在實驗性變應性腦脊髓炎(EAE)中，施用抗 -TNF抗體或可溶性TNF受體顯示出提供了保護性效應。已經(jīng)報道了TNF-a mRM水平和EAE的進展之間的直接相關(guān)性。參見Reeno等人， /. //ff邁iz/ o/. 154: 944-953， 1995。
由于PDE4抑制劑減少TNF-a，因此它們可以用于治療多發(fā)性硬 化癥。除了抑制PDE4活性和TNF-a產(chǎn)生之外，所述化合物還充當免
疫抑制劑，并且可以用于治療與炎癥相關(guān)的自身免疫疾病。
可以被治療的其他自身免疫疾病/炎性疾病包括，但不限于，自身 免疫性血液學病癥，例如溶血性貧血、再生障礙性貧血、純紅細胞貧
血和特發(fā)性血小板減少性紫癜；全身性紅斑狼瘡；多發(fā)性軟骨炎；硬 皮??；韋格納肉芽肺病；皮肌炎；慢性活動性肝炎；重癥肌無力；斯-約綜合征；特發(fā)性口炎性腹瀉；自身免疫性炎性腸病，例如潰瘍性結(jié) 腸炎和克羅恩??；內(nèi)分泌性眼?。桓窭追蛩共?；結(jié)節(jié)病；肺泡炎；慢 性超敏性肺炎；原發(fā)性膽汁性肝硬化；幼年型糖尿病(I型糖尿病)； 前葡萄膜炎和肉芽胂性(后)葡萄膜炎；干性角膜結(jié)膜炎和流行性角 膜結(jié)膜炎；彌漫性肺間質(zhì)纖維化(間質(zhì)肺纖維化)；特發(fā)性肺纖維化； 嚢性纖維化；銀屑病關(guān)節(jié)炎;有和沒有腎病綜合征的腎小球腎炎，包括 急性腎小球腎炎、特發(fā)性腎病綜合征和微小病變腎?。谎仔?過度增生 性皮膚病，包括銀屑病和特應性皮炎(如上文進一步詳細討論的)、 接觸性皮炎、過敏性接觸性皮炎、良性家族性天皰瘉、紅斑性天皰癡、 落葉性天皰瘡和尋常性天皰瘡。
此外，所述化合物還可作為免疫抑制劑以用于預防器官移植后的 同種異體移植物排斥反應，其中此類器官通常包括來自骨髓、腸、心 臟、腎、肝、肺、胰腺、皮膚和角膜的組織。
炎性腸病
潰瘍性結(jié)腸炎(UC)是一種在結(jié)腸中的慢性復發(fā)性潰瘍，主要發(fā) 生在粘膜和粘膜下層，其原因不明，并且其臨床表現(xiàn)為痙攣性腹部疼 痛，直腸出血，以及帶有極少糞便微粒的血、膿和粘液的松散排出物。 腸的相關(guān)疾病包括膠原性結(jié)腸炎、息肉狀結(jié)腸炎和透壁性結(jié)腸炎。克 羅恩病(CD)是病因不明的慢性肉芽腫性炎性疾病，其涉及胃腸道的 任何部分，但通常涉及具有腸壁的瘢痕形成和增厚的回腸末端，這常
33常導致腸梗阻以及瘺和膿腫的形成，并且具有在治療后的高復發(fā)率。 潰瘍性結(jié)腸炎、克羅恩病和上文所討論的相關(guān)疾病一起被稱為炎性腸
病(IBD)。
目前用于炎性腸病的療法包括5-氨基水楊酸、皮質(zhì)類固醇和免疫 調(diào)節(jié)劑，例如疏唑嘌呤、6-巰基嘌呤和氨曱蝶呤，它們被使用是因為 它們抑制TNF-oc產(chǎn)生的能力。選擇性PDE4抑制劑，例如本文所描述 的化合物，抑制從外周血單核細胞釋放TNF-a,因此可以用于治療炎 性腸病。
敗血癥性休克、腎衰竭、惡病質(zhì)和感染
敗血癥性休克是與極重度感染，最通常地革蘭氏陰性細菌感染相 關(guān)的休克，盡管它可以由其他細菌、病毒、真菌和原生動物產(chǎn)生。敗 血癥性休克被認為起因于內(nèi)毒素或感染因子的其他產(chǎn)物對于血管系統(tǒng) 的作用，其造成大量血液被隔離在毛細血管和靜脈中。還涉及補體和 激肽系統(tǒng)的活化，以及組胺、細胞因子、前列腺素和其他介體的釋放。
腎衰竭是腎臟不能在正常負荷條件下排泄正常血漿水平的代謝 物，或者不能在正常攝入條件下保留電解質(zhì)。在內(nèi)毒素誘導的急性腎 衰竭的大鼠模型中，選擇性PDE4抑制劑顯示出顯著增加尿cAMP排泄， 明顯減弱內(nèi)毒素誘導的腎血管阻力的增加，并且減少腎血流量和腎小 球濾過率。參見Carcillo等人，戶力ai7zzaco/. fA77. r力er. 279: 1197 (1996)。因此，本文所描述的化合物，作為選擇性PDE4抑制劑，可以 用于治療腎衰竭，例如急性腎衰竭。惡病質(zhì)是以總體不健康和營養(yǎng)不 良為特征的體質(zhì)病。惡病質(zhì)可以由下列因素引起*疾、體液或其他 器官功能的喪失或衰退、晚期腎衰竭、心臟病、低血壓、體重下降、 食欲缺乏、腎上腺皮質(zhì)激素缺乏、結(jié)核病、癌癥、人免疫缺陷病毒(HIV) 和獲得性免疫缺陷綜合征(AIDS)。所述化合物可用于治療惡病質(zhì)， 因為它們可以下調(diào)或抑制TNF-ot釋放。
所迷化合物還可以用于治療感染的癥狀，其中所述感染增加患者 中TNF-oc的產(chǎn)成。這樣的感染的實例包括病毒感染，例如HIV-1、HIV-2 和HIV-3;巨細胞病毒(CMV);流感；腺病毒；和皰滲病毒，特別是帶狀皰疹和單純皰疹。
所述化合物還可以用于治療酵母和真菌感染的癥狀，其中所述酵
母和真菌對于通過TNF- oc的上調(diào)敏感或者引起患者中的TNF- a產(chǎn)生。 當用于治療感染的癥狀時，所述化合物可以并且應當與抗微生物 劑一起施用，例如，多粘菌素類，例如多粘菌素B;咪唑類，例如克 霉唑、益康唑、咪康唑和酮康唑；三唑類，例如氟康唑和伊曲康唑； 和兩性霉素類，例如兩性霉素B和兩性霉素B脂質(zhì)體。 肺動脈高壓
磷酸二酯酶水解血管舒張第二信使cAMP和cGMP，并且通過由缺 氧誘導的肺動脈高壓(HPH)而增加。缺氧是組織氧氣供應降低至低于 生理水平，盡管血液對組織的灌注足夠。結(jié)果導致的肺動脈高壓的特 征在于在肺動脈循環(huán)之內(nèi)的壓力升高，即，高于30nifflHg的收縮壓和 高于12 mm Hg的舒張壓。
在使用來自正常大鼠和來自具有由缺氧誘導的肺動脈高壓的大鼠 的分離的肺動脈環(huán)的大鼠模型中，選擇性PDE4抑制劑顯示出增強了異 丙腎上腺素和弗司扣林的弛緩活性。因此，PDE4抑制劑可以在由缺氧 誘導的肺動脈高壓中顯著提高肺動脈弛緩。因此，所述化合物可用于 治療肺動脈高壓，特別是由缺氧誘導的肺動脈高壓。
CNS病癥
已知選擇性PDE4抑制劑在抑郁癥和其他中樞神經(jīng)系統(tǒng)病癥中提 供了有益的效果，包括帕金森病(Hulley等人，五ur. /. #ei/rosci'. 7: 2431-2440， 1995 );以及學習和記憶障礙(Egawa等人，//w. /, 尸力ai7saco7. 75: 275-281， 1997 ) 。 PDE4抑制劑還已用于治療遲發(fā)性 運動障礙和藥物依賴(W0 95/28177和JP 92221423 (1997))。還已 發(fā)現(xiàn)PDE4同工酶在控制中腦神經(jīng)元中多巴胺生物合成方面起著主要 作用。因此，PDE4抑制劑，例如本文所描述的化合物，可以用于治療 與中腦神經(jīng)元之內(nèi)和周圍的多巴胺相關(guān)或由其介導的病癥和疾病。
所述化合物還可以用于治療動脈硬化性癡呆和皮質(zhì)下癡呆。動脈 硬化性癡呆，也稱血管性癡呆和多發(fā)性腦梗塞癡呆，是這樣的一種癡呆，其具有以一系列小中風形式的逐步惡化的過程，和由腦血管疾病 引起的神經(jīng)缺損的不規(guī)則分布。皮質(zhì)下癡呆由影響皮質(zhì)下腦結(jié)構(gòu)的損 害引起，并且其特征在于記憶喪失，伴隨著在處理信息或作出智力響 應方面緩慢。包括伴隨著亨廷頓舞蹈病、威爾遜病、震顫麻痹和丘腦 萎縮的癡呆。
使用本文所描迷的化合物和組合物還可以治療另外的病癥，包括 但不限于，單相抑郁癥、具有炎性組分的急性和慢性神經(jīng)變性病癥、 帕金森病、輕度認知缺損、記憶喪失、阿爾茨海默病、脊髓創(chuàng)傷、顱 腦損傷或多發(fā)性硬化癥。
其他治療應用
已知PDE4抑制劑可用于治療缺血-再灌注損傷(Block等人， 腸ro/ epo" 8: 3829-3832， 1997 );自身免疫性糖尿病(Liang等 人，"/a6e"s 47: 570-575， 1998 );視網(wǎng)膜自身免疫性(Xu等人， //7M". @AM"/z7o/. S"'. 40: 942-950， 1999 );慢性淋
巴細月包性白血病(Kim和Lerner， 5/oocT 92: 2484-2494, 1998 ); HIV感染(Angel等人，JJ/^ 9: 1137-1144， 1995 );紅斑狼瘙(JP 10067682 (1998));腎臟和輸尿管疾病(DE 4230755 (1994));泌 尿生殖系統(tǒng)和胃腸道病癥(轉(zhuǎn)讓給Schering AG的WO 94/06423 );和 前列腺疾病(W0 99/02161 )。
因此，本文所公開的化合物可以用于治療任何一種上迷病癥。
V.證明生物學活性的測定法
各種測定法可以用于證明所述化合物的功效(例如，結(jié)合親和力， 選擇性，和/或活性)。下面提供了代表性的實例。
在人全血中由LPS和FMLP誘導的TNFct和LTB4測定法
全血提供了富含蛋白質(zhì)和細胞的環(huán)境，其適合于研究抗炎化合物 (例如PDE4選擇性抑制劑)的生物化學功效。
正常的未刺激的人血不包含可檢測水平的TNF-ct和LTB"在用 LPS刺激后，激活的單核細胞表達并分泌TNF-ot直至8小時，并且血
36漿水平保持穩(wěn)定24小時。經(jīng)公開的研究已顯示，在轉(zhuǎn)錄水平上出現(xiàn)了 通過經(jīng)PDB4抑制和/或增強的腺苷酸環(huán)化酶活性來增加細胞內(nèi)cAMP 而導致的TNF-ot的抑制。
可以就它們在人外周血單核細胞(PBMCs)中抑制由LPS誘導的 TNFoc產(chǎn)生方面的活性來分析PDE4抑制劑。LPS(脂多糖)可以從Sigma 購得。PBMCs可以從ATCC購得(THP-1， ATCC編號TIB-202 ),并且 可以使用標準方案進行培養(yǎng)，和通過l-STEP POLYMORPHS培養(yǎng)基 (Accurate Chemical, Westbury NY)來分離。
可以將經(jīng)純化的人PBMCs以濃度為2 x 1(T個細胞/ml的濃度懸浮 在補充有10%熱失活的FBS (胎牛血清)和1%抗生素(青霉素-鏈霉素) 的RPMI 1640培養(yǎng)基中。將lOOp 1的等分試樣(2xl()5個細胞)添加 至96孔微量滴定板中。在脂多糖(10ng/ml)刺激之前，可以向所述 細胞以0.1nM-10jLiM的劑量范圍添加PDE4抑制劑和對照(培養(yǎng)基中 DMSO的終濃度為0.1%)，并保持60分鐘。于37。C在5%0)2培養(yǎng)箱中 溫育18-20小時后，可以通過于800 g進行離心來收集無細胞的上清 液，并貯存于-80°C。然后，可以就TNFoc的量來對所述上清液進行分 析，例如使用由編Systems (Minneapolis, MN )開發(fā)的Q腸TIKINE 免疫測定法試劑盒。ICs。值可以使用GRAPHPAD Prism軟件來計算。
體內(nèi)抗過敏活性
可以就對于IgE介導的過敏性肺部炎癥(其是通過由致敏的豚鼠 吸入抗原而誘導的)的影響來測試所述化合物。最初，可以通過腹膜 內(nèi)注射與氫氧化鋁和百日咳疫苗相組合的抗原，來使豚鼠在輕度的環(huán) 磷酰胺誘導的免疫抑制下對于卵清蛋白致敏。2和4個星期后可以給 予抗原的加強劑量。在6個星期時，可以用氣霧化的卵清蛋白來攻擊 動物，而同時腹膜內(nèi)施用抗組胺劑例如美吡拉敏。在進一步的48小時 后，可以進行支氣管肺泡灌洗(BAL)，并且可以計數(shù)在BAL液中的嗜 酸性粒細胞和其他白細胞的數(shù)目?？梢匀〕龇我杂糜谘仔該p傷的組織 學檢查。在施用所述化合物后，可以評估，相對于對照，在經(jīng)治療的 動物的肺中嗜酸性粒細胞以及其他炎性白細胞的積累是否顯著減少，和/或是否有較少的炎性損傷。
基于SPA的PDE活性測定法方案
可以如下以96孔平板形式來篩選抑制IV型cAMP特異性磷酸二酯 酶將cAMP水解成AMP的化合物
于30。C向96孔平板中添加受試化合物(溶解在2mLDMS0中)， 188 juL底物緩沖液，其包含[2，8」H]環(huán)腺苷酸(cAMP, 100 nM至50 iaM) ， 10 mM MgCh， 1 mM EDTA， 50 mM Tris, pH 7.5。通過添加 10luL人重組PDE4 (控制所述量，從而使得在IO分鐘內(nèi)形成大約10% 的產(chǎn)物)來起始反應。在10分鐘后，通過添加1 mg PDE-SPA珠(Amersham Pharmacia Biotech, Inc., Piscataway， N.J.)來終止反應。在Wal lac Microbeta 96孔平板計數(shù)器(EG&G Wal lac Co. ， Gaithersburg, Md.) 上定量所產(chǎn)生的產(chǎn)物AMP。在不存在酶時的信號被定義為背景。100% 活性被定義為在存在酶和DMSO時檢測出的信號，并減去背景。因而， 計算出抑制百分。ICs。值可以用非線性回歸擬合(使用標準的4-參數(shù)/ 多結(jié)合點方程式)從10-點滴定中來估計。
下列實施例意欲舉例說明本發(fā)明的某些實施方案，但并不意味著 限制了本發(fā)明。除非另外具體說明，實驗程序在下列條件下進行。所 有操作在室溫或環(huán)境溫度下，即在18-25。C的溫度下進行。在減壓 (600-4000帕斯卡4. 5-30 mm Hg )下，以直至60。C的浴溫度，使用 旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀來進行溶劑的蒸發(fā)。通過薄層色譜法(TLC)來追蹤反應過 程，并且給出反應時間僅為了舉例說明。熔點是未修正的，并且'd， 表示分解。所給出的熔點是對于如所述進行制備的材料而獲得的熔點。 多晶型現(xiàn)象可導致在一些制備中分離出具有不同熔點的樣品。所有最 終產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和純度通過至少一種下列技術(shù)來確保TLC、質(zhì)鐠法、核 磁共振(NMR)波譜法或微量分析數(shù)據(jù)。給出產(chǎn)率僅為了舉例說明。當 給出時，NMR數(shù)據(jù)以主要診斷性質(zhì)子(major diagnostic protons) 的delta (5)值的形式，表示為相對于作為內(nèi)標的四甲基硅烷(TMS) 的百萬分之幾(ppm),其通過使用所示的溶劑在300 MHz、 400 MHz 或500 MHz下測定。用于信號形狀的常規(guī)縮寫為s.，單峰；d.,雙
38重峰；t.,三重峰；m.,多重峰；br.,寬；等等。另外，"Ar"表示 芳族信號?；瘜W符號具有它們的通常含義；還使用了下列縮寫v(體 積)，w (重量)，b. p.(沸點)，m. p.(熔點)，L (升)，ml (毫 升)，g (克)，mg (毫克)，mol (摩爾)，mmol (毫摩爾)，eq (當 量)。
參考下列非限制性的實施例將更好地理解本發(fā)明。 實施例1: PDE4抑制劑的合成和評估
使用在上述流程I和II中所概括的化學來合成一系列假定的 PDE4抑制劑，并且評估它們對于各種PDEs的抑制活性。這些PDEs包 括PDE4A10、 PDE4B2B、 PE4C2、 PDE4D2、 PDE2A3、 PDE3A、 PDE5A1 、 PDE7A1 、 PDE9A2和PDE10A2。
將PDE2A、 PDE3A、 PDE4A-D、 PDE5A、 PDE7A、 P,A和PDE10A的 催化結(jié)構(gòu)域亞克隆入大腸桿菌中并在其中過表達。亞克隆、過表達和 蛋白質(zhì)純化是標準4支術(shù)，并且用于純化PDE4D、 PDE5A、 PDE7A和PDE9A 的方案已^/>開(Huai, Q. ， Wang H， Sun， Y. ， Kim， H. Y. ， Liu， Y. 和Ke， H. ， 5Y藩^,e 11， 865-873 (2003); Huai， Q. ， Colicelli， J.和Ke， H.腸c力e/772'"r7 42， 13220-13226 (2003); Huai, Q. ， Uu， Y. ， Francis, S. H. ， Corbin, J. D.和Ke, H. ， /. A/o厶C力e/w. ， 279， 13095-13101 (2004);和Wang， H. ， Liu， Y. ， Chen， Y. ， Robinson, H.和Ke， H. /. 5/o/. C力e邁.280， 30949-30955 (2005); Huai等人， 戶roc iVa〃」cad ^C2' 〃i"丄101， 9624-9629 (2004))。因此，下文 僅簡單概述關(guān)鍵步驟和結(jié)果。
P謝A10( BF528806 ) 、 PDE4B2B( BC0361 08 )和P,D2( BF059733 ) 的EST (表達序列標簽)cDNA克隆購自ATCC (美國典型培養(yǎng)物保藏中 心(American Type Culture Collection))。人PDE4C2的cDM克 隆由University of Glasgow, UK的Miles Houslay教授提供。將 PDE4A10 (殘基298-622 ) 、 PDE4B2B (殘基152-528 ) 、 PDE4C2 (殘基200-558 )和PDE4D2 (殘基79-438 )的催化結(jié)構(gòu)域亞克隆入表達載 體pET15b中。將所得到的質(zhì)粒pET-PDE4A、 pET-PDE4B、 pET-PDE4C 和pET-PDE4D轉(zhuǎn)化入大腸桿菌菌抹BL21 (CODONPLUS)中。使帶有所 述表達質(zhì)粒的大腸桿菌細胞在LB培養(yǎng)基中于37。C生長至光吸收A600 =0. 7，然后添加0. 1 mM異丙基l3-D-硫代吡喃半乳糖苷以于11。C-15 。C誘導過表達20-40小時。PDE4A10、 PDE4B、 PDE4C2和PDE4D2這些 重組蛋白質(zhì)在Ni-NTA親和力柱(Qiagen)上進行純化，隨后為凝血酶 切割以及在Q-SEPHAROSE (Amersham)和SUPERDEX 200 (Amersham) 柱上的進一步純化。典型的純化從2升細胞培養(yǎng)物中產(chǎn)生大約10 mg PDE4A10、 20 mg PDE4B2B、 15 mg PDE4C2和100 mg PDE4D2。這些經(jīng) 純化的PDE4蛋白質(zhì)在SDS-PAGE中顯示出單條條帶，據(jù)估計具有>95% 的純度。關(guān)于PDE4D2的蛋白質(zhì)表達和純化的方案已被公開(Huai等 人，2003a)。
人PDE2A3的cDNA克隆(U67733 )購自ATCC。將PDE2A3的催化 結(jié)構(gòu)域(殘基580-941 )亞克隆入載體pET15b中，并且于15。C在不含 NaCl的2xYT培養(yǎng)基中在大腸桿菌菌林BL21 (CODONPLUS)中過表達 20小時。通過Ni-NTA親和力、Q-SEPHAROSE和SEPHACRYL S300柱來 純化重組的PDE2A3。典型批次的純化從2升細胞培養(yǎng)物中產(chǎn)生大約5 mg PDE2A3。所述PDE2A3蛋白具有>95%的純度和180 nmol/分鐘/mg 的比活性。
人PDE3A的c親克隆由Temple University的Robert Colman 博士提供。將PDE3A的氨基酸679-1141的編碼區(qū)亞克隆入pET15b中。 質(zhì)粒pET-PDE3A于15'C在不含鹽的經(jīng)修飾的LB培養(yǎng)基中在大腸桿菌 菌抹BL21 (CODONPLUS)中過表達24小時。通過Ni-NTA親和力和 SEPHACRYL S300柱來純化重組的PDE3A。典型的純化從4升細胞培養(yǎng) 物中產(chǎn)生大約10 mg PDE3A，純度為>95%，其具有120 nmol/分鐘/mg 的比活性。
通過對由Vanderbilt University的Jackie CorMn博士提供的 牛PDE5A的cDM進行定點誘變來亞克隆人PDE5A1。將載體pET15b和
40大腸桿菌菌林BL21 ( CODONPLUS )用于于15。C過表達人PDE5A1的催化 結(jié)構(gòu)域(殘基535-860 )過夜(Huai等人，2004a)。通過Ni-NTA親 和力、Q-SEPHAROSE和SEPHACRYL S300柱來純化重組的PDE5A1。典 型批次的純化產(chǎn)生超過10 mg PDE5A1/2升細胞培養(yǎng)物。PDE5A1蛋白 具有>95%的純度，和具有2yM/分鐘/mg的比活性，這與在桿狀病毒系 統(tǒng)中表達的全長PDE5A1相當(Fink等人，1999 )。
PDE7A1的cDNA購自ATCC ( BE782968 )。將催化結(jié)構(gòu)域(殘基 1 30-482 )亞克隆入載體pET32a中。將質(zhì)粒pET32-PDE7A1轉(zhuǎn)化入大腸 桿菌菌林BL21 (CODONPLUS)中，并且于15。C在2xYT培養(yǎng)基中過表達 12-16小時。使用Ni-NTA親和力柱、隨后的凝血酶切割以及 Q-SEPHAROSE和SEPHACRYL S300柱來純化PDE7A1的催化結(jié)構(gòu)域。典 型的純化從4升細胞培養(yǎng)物中產(chǎn)生大約5 mg PDE7A1,其據(jù)估計具有 好于95%的純度(Wang等人，2005 )。
人PDE9A2的cDNA克隆(BC009047 )購自ATCC。將PDE9A2的催 化結(jié)構(gòu)域(殘基181-506 )亞克隆入載體pET15b中，并且于15。C在 LB培養(yǎng)基中在大腸桿菌菌林BL21 (CODONPLUS)中過表達過夜。使用 Ni-NTA親和力、Q-SEPHAROSE和SEPHACRYL S300柱來純化重組的 PDE9A2。該PDE9A2蛋白具有大于95%的純度，如通過SDS-PAGE所顯 示的。典型的純化從2升細胞培養(yǎng)物中產(chǎn)生超過100mgPDE9A2 (Huai 等人，2004b)。
人PDE10A2的cDM克隆(BQ435652 )購自ATCC。將PDE10A2的 催化結(jié)構(gòu)域(殘基442-789 )亞克隆入載體pET15b中，并且于18。C在 不含NaCl的hYT培養(yǎng)基中在大腸桿菌菌林BL21 (CODONPLUS)中過 表達15-20小時。通過Ni-NTA親和力、Q-SEPHAROSE和SEPHACRYL S300 柱來純化重組的PDE10A2。典型的純化從2升細胞培養(yǎng)物中產(chǎn)生大約 10 mg PDE10A2。該PDE10A2蛋白具有>95%的純度，如通過SDS-PAGE 所顯示的。
使用上文所討論的PDE酶，就它們結(jié)合上述PDE家族的能力來評 估所述合成的化合物?；趯τ谝种苹钚缘脑u估，在核心結(jié)構(gòu)中某些
41官能度的存在和對于某些PDE4亞家族的高結(jié)合親和力以及選擇性之 間發(fā)現(xiàn)具有強的相關(guān)性。
特別地，四種化合物(顯示在圖2以及表1和2中)具有低于微 摩爾濃度(sub-micromolar )的ICs。值。更重要地，大多數(shù)這些抑制 劑顯示出偏愛PDE4，這表明具有優(yōu)異的選擇性。例如，化合物l具有 18 nM的ICs。，其選擇性分別為對于PDE7A1和PDE9A2的5000和27000 倍。
在另一個實驗中，就其結(jié)合其他PDE4受體亞型的能力來評估化合 物1?；衔?抑制PDE4A、 4B、 4C和4D的IC;。值分別為99+/-15、 35+/-5、 127+/-17和18+/-1 nM。
因此，所述化合物顯示出是選擇性PDE4抑制劑。表1.式7的代表性化合物
化合物編號R2R4R5
1CH2F-CH2CH(CH3) 2L和Rs形成 羰基
2N、Me、l和Rs形成 CHCH2CH3
3HMe、HCH2C(0)CH3
4Me乂、、l和Rs形成 羰基
5Me、、-CH2CH2CH3114和Rs形成 羰基
6、Me、R^和R;形成 羰基
7、MeH-CH2CH2CH3
8N、Me0、
9CH2F-CH2CH(CH3) 2114和Rs形成 羰基
10CH2F-o-C (CH3)3R,和l形成 羰基
11CH2F-(CH2) 3CH3l和115形成 羰基
43表2.所選擇出的先導抑制劑對于各種PDEs的ICs。值(nM)
化合物編號PDE4 D2 (79-438)PDE7 Al (130-482)PDE9 A2 (18卜506)His-PDE2 A3 (580-941)PDE5 Al (535-860)
10. 018100500100500
23536015010001000
3620050010080
445500100010001000
53. 510001000500150
68036010001000300
了10365010020
86176030040
90. 028NDNDNDND
100. 41NDNDNDND
110. 061NDNDNDND
ND=未測定
實施例2:基于細胞的PDE4抑制劑測定法
將下列關(guān)于基于細胞的PDE4抑制劑測定法的程序用于測量所述 化合物對于腫瘤壞死因子ct (TNFct )產(chǎn)生方面的影響。TNFoc是激活 嗜中性粒細胞和單核細胞的炎性細胞因子，因而在慢性阻塞性肺疾病 (COPD )和哮喘中起著重要作用。脂多糖(LPS )是關(guān)鍵的炎癥刺激物， 其誘導TNFa產(chǎn)生并且造成肺損傷。抑制由LPS誘導的TNFa產(chǎn)生是用 于評估PDE4抑制劑在抗炎以及治療COPD和哞喘中的效力的基本測定 法(Muise等人，5/ocAe/s戶力證,厶63， 1527-1535 (2002); Ouaqued 等人，戶u/邁.尸Aar邁aco人H er. 18: 49-54 (2005))。
測量了在人外周血單核細胞(PBMC)系統(tǒng)中化合物1和化合物9 在抑制由LPS誘導的TNFa釋放方面的活性?；衔?、化合物9和咯
44利普蘭的ICs。值分別為0. 04、 0. ll和O. 06pM (圖3中所顯示的數(shù) 據(jù))。由于測定法系統(tǒng)的變化，文獻中的關(guān)于TNFot釋放的ICs。值可 能不是可直接比較的。然而，如果將咯利普蘭作為相對參照，我們的 化合物1的效力比西洛司特好得多(咯利普蘭的IC5。 == 1. 3 jaM,西洛 司特的IC5。 >10jaM， Oaqued等人，戶i/7頂尸/ ar則co/ T力er. 18， 49—54 (2005)),西洛司特是已在臨床試驗中用于治療COPD的藥物前導物。
上述內(nèi)容是本發(fā)明的舉例說明，而不被解釋為限制了本發(fā)明。本 發(fā)明由下面的權(quán)利要求來定義，所述權(quán)利要求的等價形式包括在其中。
下列在整個說明書中所引用的參考文獻，就其在本文中被指明為 相關(guān)的內(nèi)容，通過提及而合并入本文。
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5權(quán)利要求
1.下式的化合物 式1 式2 式3其中，R1是鹵代烷基，R2是C3-6環(huán)烷基、取代的環(huán)烷基、雜環(huán)基或取代的雜環(huán)基部分，特別地包括環(huán)戊基、四氫呋喃基和氧雜環(huán)己基部分，R3選自C2-10烷基或鹵代烷基，例如C2-5烷基，更特別地C4烷基，包括正丁基、異丁基和叔丁基，R4和R5獨立地選自C2-6烷基、C3-6環(huán)烷基、鹵代烷基，或者兩者組合形成羰基、亞胺(即，＝NH)或硫代羰基部分，X、X′和X″獨立地選自N、C-H、C-F、C-Cl、C-Br、C-I、C-R6、C--NR6R7、C-CF3、C-CN、C-NO2、C-C2R6、C-SCH3、C--N3、C-SO2CH3、C-OR6、C-SR6、C-C(＝O)NR6R7、C-NR6C(＝O)R6、C-C(＝O)R6、C-C(＝O)OR6、C(CH2)nOR6、C-OC(＝O)R6、COC(＝O)NR6R7和C-NR6C(＝O)OR6，條件是X、X′和X″中不超過兩個為N，Y是O、S或NH，其中，R6和R7各自為氫、C2-6烷基、C6-10芳基、-C1-10烷基-C6-10芳基、-C6-10芳基-C1-10烷基、雜芳基，和n是1至10的整數(shù)。
2.權(quán)利要求l的化合物，其中1選自<formula>formula see original document page 3</formula>和<formula>formula see original document page 3</formula>其中Y如上所定義。
3.權(quán)利要求1的化合物，其中R2選自<formula>formula see original document page 3</formula>和
4.權(quán)利要求l的化合物，其中R^是<formula>formula see original document page 3</formula>
5.權(quán)利要求l的化合物，其由下式定義:其中，Rw、 X、 X'、 X"和Y如上文在權(quán)利要求1中所定義。
6.權(quán)利要求l的化合物，其由下式定義其中，Rw和Y如上文在權(quán)利要求l中所定義。
7. 權(quán)利要求1的化合物或其藥學上可接受的鹽，其中IU是CHF2。
8. 權(quán)利要求1的化合物或其藥學上可接受的鹽，其中R2是四氫呋 喃基或吡p各烷基。
9. 權(quán)利要求1的化合物或其藥學上可接受的鹽，其中R2是四氫吡 喃基(氧雜環(huán)己烷)。
10. 權(quán)利要求l的化合物或其藥學上可接受的鹽，其中R2是環(huán)戊基。
11. 權(quán)利要求1的化合物或其藥學上可接受的鹽，其中l(wèi)和Rs — 起形成羰基、硫代羰基或亞胺部分。
12. 權(quán)利要求1的化合物或其藥學上可接受的鹽，其中l(wèi)是正丁基、異丁基、仲丁基或叔丁基。
13. 藥物組合物，其包含權(quán)利要求1-12中任一項的化合物和藥學 上可接受的載體。
14. 在哺乳動物中抑制PDE-4的方法，其包括給所述哺乳動物施用 治療有效量的權(quán)利要求1-12中任一項的化合物。
15. 權(quán)利要求14的方法，其中所述哺乳動物具有選自下列的病狀 哮喘、慢性支氣管炎或慢性阻塞性肺疾病。
16. 權(quán)利要求14的方法，其中所述哺乳動物具有選自下列的病狀 內(nèi)毒素性休克、敗血癥性休克、潰瘍性結(jié)腸炎、細菌或真菌誘導的膿毒 癥、病毒誘導的膿毒癥、細菌或真菌誘導的敗血癥性休克或病毒誘導的 敗血癥性休克。
17. 權(quán)利要求14的方法，其中所述哺乳動物具有選自下列的病狀 克羅恩病、心肌和腦的再灌注損傷、炎性關(guān)節(jié)炎、慢性腎小球腎炎、蕁 麻瘆、類風濕性關(guān)節(jié)炎、移植排斥、移植物抗宿主病、炎癥介導的慢性 組織變性、細胞因子介導的慢性組織變性、骨關(guān)節(jié)炎或肌肉萎縮。
18. 權(quán)利要求14的方法，其中所述哺乳動物具有選自下列的病狀 成人呼吸窘迫綜合征、動物中的慢性阻塞性肺疾病、尿崩癥、過敏性鼻 炎、過敏性結(jié)膜炎、春季結(jié)膜炎、動脈再狹窄、ortherosclerosis、動 脈粥樣硬化、神經(jīng)原性炎癥、疼痛、咳嗽、強直性脊柱炎、胃酸分泌過 多、癌癥、惡病質(zhì)、抑郁癥、記憶障礙、腫瘤生長或正常組織的癌侵襲。
19. 權(quán)利要求14的方法，其中所述哺乳動物具有選自下列的病狀 單相抑郁癥、具有炎性組分的急性和慢性神經(jīng)變性病癥、帕金森病、輕 度認知缺損、記憶喪失、阿爾茨海默病、脊髓創(chuàng)傷、顱腦損傷或多發(fā)性 硬化癥。
20. 權(quán)利要求14的方法，其中所述哺乳動物具有選自下列的病狀 心血管疾病或癌癥。
全文摘要
本發(fā)明公開了PDE4抑制劑、包含所述抑制劑的藥物組合物以及使用所述抑制劑的治療方法。通過說明書中的式1-9舉例說明了所述化合物。所述化合物可用于治療由磷酸二酯酶和TNF-α介導的各種病癥，包括哮喘、慢性支氣管炎、慢性阻塞性肺疾病、關(guān)節(jié)炎、呼吸窘迫綜合征、過敏性鼻炎、神經(jīng)原性炎癥、疼痛、類風濕性關(guān)節(jié)炎、中樞神經(jīng)系統(tǒng)病癥、心血管病癥和進行性腫瘤。
文檔編號C07D213/643GK101495454SQ200780028662
公開日2009年7月29日 申請日期2007年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月31日
發(fā)明者G·考爾, K·衡明, S·鄭, 王炳和 申請人:查珀爾希爾北卡羅來納大學;佐治亞州立大學研究基金會公司