HK1208032B - 作为mglur5受体活性调节剂的乙炔基衍生物 - Google Patents

Description

作为MGLUR5受体活性调节剂的乙炔基衍生物

本发明涉及式I的乙炔基衍生物，或其药用酸加成盐、外消旋混合物或其相应的对映异构体和/或光学异构体和/或立体异构体：

其中

Y是N或CH。

现在已经惊人地发现通式I的化合物是代谢型谷氨酸受体拮抗剂(NAM＝负变构调节剂)。式I的化合物的特征是具有有价值的治疗性质。它们可以用于治疗或预防mGluR5受体介导的病症。

在中枢神经系统(CNS)中，通过由神经元发出的神经递质与神经受体的相互作用发生刺激的传递。

谷氨酸是大脑中的主要兴奋性神经递质，并且在多种中枢神经系统(CNS)功能中具有独特的作用。谷氨酸依赖性刺激物受体分成两个主要的类别。第一个主要类别，即离子型受体，其形成配体控制的离子通道。代谢型谷氨酸受体(mGluR)属于第二个主要类别，而且还属于G-蛋白偶联受体家族。

目前，已知这些mGluR有八个不同的成员，并且这些成员中的一些甚至还有亚型。根据它们的序列同源性、信号转导机制和激动剂选择性，这八种受体可以细分成三个亚组：

mGluR1和mGluR5属于I组，mGluR2和mGluR3属于II组，且mGluR4，mGluR6、mGluR7和mGluR8属于III组。

属于第一组的代谢型谷氨酸受体的负变构调节剂可以用于治疗或预防急性和/或慢性神经障碍如帕金森病(Parkinson’sdisease)，脆性X染色体综合征(Fragile-Xsyndrome)，自闭性障碍(autisticdisorders)，认知障碍(cognitivedisorders)和记忆缺失(memorydeficits)，以及慢性和急性疼痛和胃食管回流病(gastroesophagealrefluxdisease)(GERD)。

就此而言其他可治疗的适应证是：由分流手术或移植导致的脑功能受限，脑血供不良，脊髓损伤，头部损伤，由妊娠导致的缺氧，心脏停搏和低血糖。更多的可治疗的适应证是缺血，亨廷顿舞蹈症，肌萎缩侧索硬化(ALS)，由AIDS导致的痴呆，眼损伤，视网膜病变，特发性帕金森病(idiopathicparkinsonism)或由药物导致的帕金森病以及导致谷氨酸缺乏功能的病况，诸如例如肌肉痉挛、惊厥、偏头痛、尿失禁、尼古丁成瘾(nicotineaddiction)、阿片成瘾、焦虑症、呕吐、运动障碍和抑郁症。

完全或部分由mGluR5介导的病症是例如，神经系统的急性、创伤性和慢性退行性过程，诸如阿尔茨海默病，老年性痴呆，帕金森氏病，亨廷顿舞蹈症，肌萎缩侧索硬化和多发性硬化，精神病诸如精神分裂症和焦虑症，抑郁症，疼痛和药物依赖(ExpertOpin.Ther.Patents(2002),12(12))。

选择性mGluR5拮抗剂尤其可用于治疗需要降低mGluR5受体激活的疾病，如焦虑和疼痛、抑郁症、脆性X染色体综合征、自闭症谱系障碍(autismspectrumdisorders)、帕金森病和胃食管回流病(GERD)。

本发明的目的是式I的化合物及其药用盐，作为药物活性物质的上述化合物及其制备。本发明的进一步的目的是基于根据本发明的化合物的药物及其制备以及所述化合物在控制或预防mGluR5受体(NAM)介导的疾病(所述疾病有焦虑和疼痛、抑郁症、脆性X染色体综合征、自闭症谱系障碍、帕金森病和胃食管回流病(GERD))中的用途，以及，分别地，在制备相应药物中的用途。

本发明的一个实施方案是式I的化合物，其中Y是N。

此化合物是：

5-(2-氯-吡啶-4-基乙炔基)-吡啶-2-甲酸叔丁基-甲基-酰胺。

本发明的一个实施方案是式I的化合物，其中Y是CH。

该化合物是：

5-(3-氯-苯基乙炔基)-吡啶-2-甲酸叔丁基-甲基-酰胺。

本发明的一个具体实施方案由以下化合物构成：

5-(2-氯-吡啶-4-基乙炔基)-吡啶-2-甲酸叔丁基-甲基-酰胺

5-(3-氯-苯基乙炔基)-吡啶-2-甲酸叔丁基-甲基-酰胺

与本发明的那些化合物相似的化合物已经被一般性地描述为mGluR5受体的正变构调节剂。惊人地，已经发现获得高效的mGluR5拮抗剂而不是mGluR5正变构调节剂，其与正变构调节剂相比具有完全相反的药理学。

正变构调节剂和负变构调节剂之间的主要差异可见于图1中。在固定浓度的谷氨酸存在下，mGluR5正变构调节剂(PAM)导致增加的受体活性(Ca²⁺动员)，而变构拮抗剂(负变构调节剂，NAM)导致受体激活的减少。图1显示在相同条件下NAM和PAM的一般行为。图1中，PAM的受体亲和性约为10^-7M，而NAM的受体亲和性为10^-7M至10^-8M。这些值也可以使用结合测定代替放射性配体(＝MPEP)来测量，参见测定描述。

图1：mGluR5正变构调节剂(PAM)和mGluR5拮抗剂(负变构调节剂＝NAM)的比较。

所述化合物可以解决的适应证不相同。mGluR5-NAM有利于需要降低过度的受体活性的适应证，如焦虑和疼痛、抑郁症、脆性X染色体综合征、自闭症谱系障碍、帕金森病和胃食管回流病(GERD)。另一方面，mGluR5PAM可以用于需要使降低的受体活性正常化的适应证，如精神病(psychosis)、癫痫(epilepsy)、精神分裂症(schizophrenia)、阿尔茨海默病(Alzheimer’sdisease)和相关的认知障碍以及结节性硬化症(tuberoussclerosis)。

此差异可以实际上显示在例如焦虑动物模型中，如在“大鼠Vogel饮水冲突测试(ratVogelconflictdrinkingtest)”中，其中本发明的化合物显示抗焦虑活性，而mGluR-PAM在此动物模型中不显示活性。

生物学测定和数据:

细胞内Ca²⁺动员测定

生成用编码人mGlu5a受体的cDNA稳定转染的单克隆HEK-23细胞系；对于使用mGlu5正变构调节剂(PAM)的工作，选择具有低受体表达水平和低组成性受体活性的细胞系，以能够区分激动活性与PAM活性。细胞根据标准实验方案(Freshney，2000)在高葡萄糖的Dulbecco改良伊格尔培养基(Dulbecco’sModifiedEagleMedium)中培养，在Dulbecco改良伊格尔培养基中添加了1mM谷氨酰胺，10％(vol/vol)热灭活的小牛血清，青霉素/链霉素，50μg/ml潮霉素和15μg/ml杀稻瘟素(所有细胞培养试剂和抗生素获自Invitrogen，Basel，Switzerland)。

实验前约24小时，5x10⁴细胞/孔接种在聚-D-赖氨酸包被的黑色/透明底的96孔板中。细胞用处于加样缓冲液(1xHBSS，20mMHEPES)中的2.5μMFluo-4AM在37℃负载1hr，并用加样缓冲液洗涤五次。细胞转移至功能性药物筛选系统(FunctionalDrugScreeningSystem)7000(Hamamatsu，Paris，France)中，并加入处于37℃的测试化合物的11个半对数系列稀释液，并将细胞温育10-30分钟，并在线纪录荧光。在此预温育步骤后，向细胞加入与EC₂₀对应的浓度(一般为约80μM)的激动剂L-谷氨酸，并在线纪录荧光；为了说明在细胞的响应性中逐日的变化，在每次试验即将进行之前通过纪录谷氨酸的全剂量响应曲线测定谷氨酸的EC₂₀。

响应测量为荧光的峰增值减去基线(即，不添加L-谷氨酸的荧光)，将用使用饱和浓度的L-谷氨酸获得的最大刺激效应归一化。使用XLfit用％最大刺激作图，XLfit是一个曲线拟合程序，其使用LevenburgMarquardt算法将数据迭代绘图。使用的单一位点竞争分析方程为y＝A+((B-A)/(1+((x/C)D)))，其中y是％最大刺激效应，A是最小的y，B是最大的y，C是EC₅₀，x是竞争化合物的浓度的log10，D是曲线的斜率(希尔系数(HillCoefficient))。从这些曲线，计算EC₅₀(达到半最大刺激时的浓度)，希尔系数以及以使用饱和浓度的L-谷氨酸获得的％最大刺激效应表示的最大响应。

在与PAM测试化合物预温育期间(即，在施加EC₂₀浓度的L-谷氨酸之前)获得的阳性信号指示激动活性，缺少此信号则证明缺少激动活性。在添加EC₂₀浓度的L-谷氨酸后观察到的信号的减弱指示该测试化合物的抑制性活性。

在以下实施例的列表中，显示了全部具有小于或等于50nM的EC₅₀值的化合物的相应结果。

MPEP结合测定:

对于结合实验，将编码人mGlu5a受体的cDNA瞬时转染到EBNA细胞中，使用Schlaeger和Christensen描述的方法[Cytotechnology15:1-13(1998)]。将细胞膜匀浆存储在-80℃直至测定当天，在测定当天所述细胞膜匀浆被解冻并且被重悬和polytronise在15mMTris-HCl，120mMNaCl，100mMKCl，25mMCaCl₂，25mMMgCl₂的pH7.4的结合缓冲液中至20μg蛋白/孔的测定终浓度。

通过在4℃在1h内向这些膜添加十二个[³H]MPEP浓度(0.04-100nM)(总体积为200μl)来确定饱和等温线。在[³H]MPEP的浓度固定(2nM)的情况下进行竞争实验，并且使用11个浓度(0.3-10,000nM)来评估测试化合物的IC₅₀值。在4℃进行1h的温育。

在温育结束后，将膜在具有Filtermate96收集器(PackardBioScience)的unifilter(96孔白色微板，具有结合的GF/C过滤物，在0.1％PEI(在洗涤缓冲液中)中预温育1h，PackardBioScience，Meriden，CT)上过滤，并且用冷的50mMTris-HCl，pH7.4缓冲液洗涤3次。在10μMMPEP存在下测量非特异性结合。在添加45μl的microscint40(CanberraPackardS.A.，Zürich，Switzerland)并且摇动20min后，在具有淬灭校正的PackardTop-count微板闪烁计数器上对过滤物上的放射性进行计数(3min)。

本发明的化合物与参比化合物1和2的比较

如在下表中可见，与结构类似的参比化合物1、2和3(PAM)相比，本发明的化合物(NAM)显示明显不同的特征。

式I的化合物可以通过以下给出的方法、实施例中给出的方法或类似的方法制备。适用于各个反应步骤的反应条件是本领域技术人员已知的。然而，反应顺序不限于方案中显示的顺序，取决于起始物料及其各自的反应性，可以自由地改变反应步骤的顺序。起始物料是市售的或可以通过与以下给出的方法类似的方法、说明书中所列参考文献或实施例中所述的方法或本领域中已知的方法制备。

式I的本发明的化合物及其药用盐可以通过本领域中已知的方法，例如以下描述的方法变体来制备，所述方法包括

a)将式5的化合物与化合物CH₃I反应

以形成式I的化合物

其中取代基是以上描述的，或

b)将式8的化合物与式9的化合物反应

以形成式I的化合物

其中取代基是以上描述的。

在方案1和2及实施例1-2中更详细地进一步描述式I的化合物的制备。

方案1

实施例1可以例如通过以下方法获得：将5-溴-吡啶-2-甲酸1与叔丁胺2在碱如Hunig碱和肽偶联试剂如TBTU存在下在溶剂如二烷中反应。利用芳基乙炔4的原位脱甲硅基作用的5-溴-吡啶-2-甲酸酰胺3的Sonogashira偶联产生所需的乙炔基化合物5。乙炔基化合物5利用碘代甲烷和氢化钠在溶剂如DMF中的烷基化产生所需的实施例1(方案1)。

方案2

实施例2可以例如通过以下方法获得：5-溴-吡啶-2-甲酸酰胺3在碘代甲烷和氢化钠存在下在溶剂如DMF中烷基化以产生所需的5-溴-吡啶-2-甲酸酰胺6。5-溴-吡啶-2-甲酸酰胺6与乙炔基三甲基硅烷7的Sonogashira偶联产生相应的5-三甲基硅烷基乙炔基-衍生物8。利用8和1-氯-3-碘代苯9的原位脱甲硅基作用的Sonogashira偶联产生所需的实施例2(方案2)。

可以根据本身已知的方法并且考虑要被转化成盐的化合物的性质容易地制备式I的化合物的药用盐。无机酸或有机酸如，例如，盐酸，氢溴酸，硫酸，硝酸，磷酸或柠檬酸，甲酸，富马酸，马来酸，乙酸，琥珀酸，酒石酸，甲磺酸，对甲苯磺酸等适用于形成式I的碱性化合物的药用盐。包含碱金属或碱土金属(例如钠，钾，钙，镁等)的化合物，碱性胺或碱性氨基酸适用于形成酸性化合物的药用盐。

此外，本发明还涉及含有一种或多种本发明的化合物和药用赋形剂的药物，所述药物用于治疗和预防mGluR5受体介导的疾病，如焦虑症和疼痛、抑郁症、脆性X染色体综合征、自闭症谱系障碍、帕金森病和胃食管回流病(GERD)。

本发明还涉及根据本发明的化合物及其药用盐在制备药物中的用途，所述药物用于治疗和预防如上所述的mGluR5受体介导的疾病。

可以根据本身已知的方法并且考虑要被转化成盐的化合物的性质容易地制备式I的化合物的药用盐。无机酸或有机酸如，例如，盐酸，氢溴酸，硫酸，硝酸，磷酸或柠檬酸，甲酸，富马酸，马来酸，乙酸，琥珀酸，酒石酸，甲磺酸，对甲苯磺酸等适用于形成式I的碱性化合物的药用盐。包含碱金属或碱土金属(例如钠，钾，钙，镁等)的化合物，碱性胺或碱性氨基酸适用于形成酸性化合物的药用盐。

使用以下方法测试所述化合物的药理活性：

将编码大鼠mGlu5a受体的cDNA瞬时转染到EBNA细胞中，使用E.-J.Schlaeger和K.Christensen所述的方法(Cytotechnology1998,15,1-13)。在将mGlu5a转染的EBNA细胞与Fluo3-AM(可通过FLUKA获得，0.5μM终浓度)在37℃温育1小时、继之以用测定缓冲液(补充以Hank’s盐和20mMHEPES的DMEM)洗涤4次后，在所述细胞上进行[Ca²⁺]i测量。使用荧光成像板读取器(FLIPR,MolecularDevicesCorporation,LaJolla,CA,USA)进行[Ca²⁺]i测量。当化合物被评估为拮抗剂时，针对作为激动剂的10μM谷氨酸对所述化合物进行测试。

利用给出IC₅₀和Hill系数的四参数逻辑斯谛方程，使用迭代非线性曲线拟合软件Origin(MicrocalSoftwareInc.,Northampton,MA,USA)来拟合抑制(拮抗剂)曲线。

给出受试化合物的Ki值。Ki值由下式定义：

其中，IC₅₀值是50％的化合物的效果被拮抗的以μM计的受试化合物的那些浓度。[L]是浓度而EC₅₀值是产生约50％刺激的以μM计的化合物的浓度。

本发明的化合物是mGluR5a受体拮抗剂。在上述测定中测量的式I的化合物的活性为K_i<100μM。

式I化合物及其药用盐可以用作药剂，例如，以药物制剂的形式。所述药物制剂可以例如，以片剂、包衣片剂、糖锭剂、硬和软明胶胶囊、溶液剂、乳剂或混悬剂的形式口服给药。但是，所述给药还可以例如以栓剂形式经直肠进行，或例如以注射液的形式肠胃外给药。

可以将式I化合物及其药用盐与药学上惰性的、无机或有机载体一起加工，用于制备药物制剂。例如乳糖，玉米淀粉或其衍生物，滑石，硬脂酸或其盐等可以用作用于片剂、包衣片剂、糖锭剂和硬明胶胶囊的这样的载体。用于软明胶胶囊的适宜载体为，例如植物油，蜡，脂肪，半固体和液体多元醇等；然而，根据活性物质的性质，在软明胶胶囊的情形中通常不需要载体。用于制备溶液剂和糖浆剂的适当的载体为，例如水，多元醇，蔗糖，转化糖，葡萄糖等。辅助剂，诸如醇，多元醇，甘油，植物油等可以用于式I化合物的水溶性盐的注射水溶液，但一般来说这不是必不可少的。用于栓剂的适当载体为，例如天然或硬化油，蜡，脂肪，半液体或液体多元醇等。

此外，药物制剂可以含有防腐剂，增溶剂，稳定剂，润湿剂，乳化剂，甜味剂，着色剂，调味剂，改变渗透压的盐，缓冲剂，掩蔽剂或抗氧化剂。它们还可以含有另外的其它治疗上有价值的物质。

如前所述，含有式I化合物或其药用盐和治疗上惰性的赋形剂的药物也是本发明的一个目的，而这些药物的制备方法也是本发明的目的，所述制备方法包括：使一种或多种式I化合物或其药用盐和需要时的一种或多种其它治疗上有价值的物质与一种或多种治疗上惰性的载体一起成为盖仑剂量形式。

剂量可以在宽的限度内变化，并且当然在每个具体的情形中将符合个体需要。通常，用于口服或肠胃外给药的有效剂量为0.01-20mg/kg/天，对于所述的所有适应证优选0.1-10mg/kg/天的剂量。相应地，对于体重为70kg的成人的日剂量为0.7-1400mg/天，优选7至700mg/天。

提供以下实施例以进一步说明本发明：

实施例1

5-(2-氯-吡啶-4-基乙炔基)-吡啶-2-甲酸叔丁基-甲基-酰胺

步骤1：5-溴-吡啶-2-甲酸叔丁基酰胺

在室温，将5-溴吡啶甲酸(200mg，0.99mmol)溶解在二烷(2ml)中，并且加入Hunig碱(520μl，2.97mmol，3当量)，TBTU(350mg，1.09mmol，1.1当量)和叔丁胺(124μl，1.19mmol，1.2当量)。将混合物在室温搅拌16小时。将反应混合物蒸发并且用饱和NaHCO₃溶液萃取并且用小量的二氯甲烷萃取两次。纯化粗产物：通过急骤色谱法，通过将二氯甲烷层直接加载到硅胶柱上并且用乙酸乙酯:庚烷梯度0:100至50:50洗脱。获得所需的5-溴-吡啶-2-甲酸叔丁基酰胺(235mg，92％产率)，为无色油，MS：m/e＝257.0/259.0(M+H⁺)。

步骤2：5-(2-氯-吡啶-4-基乙炔基)-吡啶-2-甲酸叔丁基酰胺

将5-溴-吡啶-2-甲酸叔丁基酰胺(实施例1，步骤1)(280mg，0.92mmol)溶解在THF(20ml)中。在氮气氛下加入2-氯-4-三甲基硅烷基乙炔基-吡啶[CAS499193-57-6](222mg，1.06mmol，1.15当量)，Et₃N(1.28ml，9.2mmol，10当量)，二-(三苯基膦)-二氯化钯(II)(19mg，28μmol，0.03当量)和碘化铜(I)(5mg，28μmol，0.03当量)，并将混合物加热至70℃。在70℃，在20分钟的时间内，逐滴加入在THF(970μl，0.97mmol，1.05当量)中的TBAF1M。将反应混合物在70℃搅拌2小时并且在吸附剂存在下蒸发至干燥。纯化粗产物：通过急骤色谱法，利用20g硅胶柱，用庚烷:乙酸乙酯100:0->0:100洗脱。获得所需的5-(2-氯-吡啶-4-基乙炔基)-吡啶-2-甲酸叔丁基酰胺(210mg，73％产率)，为白色固体，MS：m/e＝314.4/316.4(M+H⁺)。

步骤3：5-(2-氯-吡啶-4-基乙炔基)-吡啶-2-甲酸叔丁基-甲基-酰胺

将(180mg，574μmol)5-(2-氯-吡啶-4-基乙炔基)-吡啶-2-甲酸叔丁基酰胺(实施例1，步骤2)溶解在DMF(3ml)中并且冷却至0-5℃。加入碘代甲烷(54μl，860μmol，1.5当量)和NaH(55％)(41mg，860μmol，1.5当量)并且将混合物在没有冷却浴的情况下搅拌2小时。将反应混合物用饱和NaHCO₃溶液处理并且用EtOAc萃取两次。将有机层用水萃取，用硫酸钠干燥并且蒸发至干燥。纯化粗产物：通过急骤色谱法，在硅胶上(20g，乙酸乙酯/庚烷梯度，0:100至100:0)。获得所需的5-(2-氯-吡啶-4-基乙炔基)-吡啶-2-甲酸叔丁基-甲基-酰胺(78mg，42％产率)，为黄色固体，MS：m/e＝328.4/330.4(M+H⁺)。

实施例2

5-(3-氯-苯基乙炔基)-吡啶-2-甲酸叔丁基-甲基-酰胺

步骤1：5-溴-吡啶-2-甲酸叔丁基-甲基-酰胺

由5-溴-吡啶-2-甲酸叔丁基酰胺(实施例1，步骤1)和碘代甲烷，使用类似于实施例1，步骤3中所述的化学，获得标题化合物，为白色固体，MS：m/e＝271.2/273.2(M+H⁺)。

步骤2：5-三甲基硅烷基乙炔基-吡啶-2-甲酸叔丁基-甲基-酰胺

由5-溴-吡啶-2-甲酸叔丁基-甲基-酰胺(实施例2，步骤1)和乙炔基三甲基硅烷，使用类似于实施例1，步骤2中所述的化学，在不使用TBAF的情况下，获得标题化合物，为黄色固体，MS：m/e＝289.2(M+H⁺)。

步骤3：5-(3-氯-苯基乙炔基)-吡啶-2-甲酸叔丁基-甲基-酰胺

由5-三甲基硅烷基乙炔基-吡啶-2-甲酸叔丁基-甲基-酰胺(实施例2，步骤2)和1-氯-3-碘代苯，使用类似于实施例1，步骤2中所述的化学，获得标题化合物，为浅黄色油，MS：m/e＝327.3/329.3(M+H⁺)。

Claims (6)

1.式I的化合物，或其药用酸加成盐、外消旋混合物或其相应的对映异构体和/或光学异构体和/或立体异构体，

其中

Y是N或CH。

2.根据权利要求1所述的式I的化合物，其中Y是N。

3.根据权利要求1所述的式I的化合物，其中Y是CH。

4.用于制备权利要求1中所述的式I的化合物的方法，所述方法包括：

a)将式5的化合物与化合物CH₃I反应

以形成式I的化合物

其中取代基是在权利要求1中描述的，或者

b)将式8的化合物与式9的化合物反应

以形成式I的化合物

其中取代基是在权利要求1中描述的。

5.一种药物组合物，所述药物组合物包含根据权利要求1-3中任一项所述的化合物和药学上惰性的载体。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的化合物用于制备药物的用途，所述药物用于治疗焦虑和疼痛、抑郁症、脆性X染色体综合征、自闭症谱系障碍、帕金森病和胃食管回流病(GERD)。