(57)【要約】  式Ｉ:【化１】2007506719.tif 000029（式中、R1およびArは明細書中で定義された通り）の放射性同位元素、その製薬的に受容可能な塩、そうした化合物を含有する組成物、および、α7ニコチン性受容体が関与する状態の診断におけるその使用。
2007506719.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
式Ｉ：
【化１】
2007506719.tif 000025
［式中、
Arは式II：
【化２】
2007506719.tif 000026
（式中、Aは、独立してそれぞれの場合にCR1またはNであるが、ただし少なくとも１個のAはR1である）で表わされる部分であり、
R1は、独立してそれぞれの場合に、H、C1-C6アルキル、またはハロゲンであるが、ただし少なくとも１個のR1はトリチウムまたはハロゲン放射性同位元素を含んでいる］
の化合物。
【請求項２】
Aの多くて１個がNである、請求項１に記載の化合物。
【請求項３】
R1の２個またはそれ以下が水素以外である、請求項１に記載の化合物。
【請求項４】
Arが、式III：
【化３】
2007506719.tif 000027
で表わされる部分である、請求項１に記載の化合物。
【請求項５】
R1が水素またはフッ素であり、そしてAの多くて１個がNである、請求項１に記載の化合物。
【請求項６】
Arがフェニル、２−[18F]フルオロフェニルまたは２−[18F]フルオロ−３−ピリジルから選択される、請求項１に記載の化合物。
【請求項７】
トリチウムを含む、請求項１に記載の化合物。
【請求項８】
18F、123I、125I、131I、75Br、76Br、77Brまたは82Brから選択される放射性同位元素を含む、請求項１に記載の化合物。
【請求項９】
18Fを含む、請求項８に記載の化合物。
【請求項１０】
式IV、Ｖ、VI、VII、VIIIおよびIX：
【化４】
2007506719.tif 000028
の化合物から選択される、請求項１に記載の化合物。
【請求項１１】
本発明の化合物、および製薬的に受容可能な希釈剤または担体を含む診断用組成物。
【請求項１２】
本発明の化合物の検出可能量を対象者に投与すること；
該対象者中の該化合物の存在および分布を検出すること；
該対象者中の該化合物の分布を分析すること；
該分布を該対象者の疾患または症状の評価のために使用すること；
を含む、α7ニコチン受容体の検出が有益な疾患または症状の診断方法。
【請求項１３】
精神疾患または知的障害性疾患の診断のための、請求項１２の方法。
【請求項１４】
アルツハイマー病、学習障害、認識障害、注意障害、記憶欠損、注意欠陥多動性障害、不安症、統合失調症、躁病、躁鬱病、パーキンソン病、ハンチントン病、ツーレット症候群、コリン作用性シナプスの欠損が存在する神経変性障害、疼痛、および潰瘍性大腸炎の診断のための、請求項１２の方法。
【請求項１５】
請求項１の化合物の投与可能および検出可能な量、ならびに
投与およびその後の対象者中の該化合物の分布を検出するための指示書、
を含む、キット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に生化学および医学の分野に関する。より特定すれば、本発明は、ニコチン受容体に結合する同位体標識および放射性標識化合物、ならびに、神経変性、精神的および神経学的疾患に対する治療用化合物の発見、診断および画像化におけるそれらの使用に関する。本発明はまた、ニコチン性アセチルコリン受容体のための陽電子放出断層撮影用リガンドにも関する。
【背景技術】
【０００２】
ニコチン性アセチルコリン受容体は、コリン作用性機能の減少に関連する疾患、例えば、アルツハイマー病、認識または注意障害、不安症、禁煙、神経保護、統合失調症、無痛症、ツーレット症候群およびパーキンソン病のような広範囲の疾患に関与しており、このことは以下の文献の中で論じられている： McDonald等, (1995)“Nicotinic Acetylcholine Receptors: Molecular Biology, Chemistry and Pharmacology”, Chapter 5 in Annual Reports in Medicinal Chemistry, vol. 30, pp. 41-50, Academic Press Inc., San Diego, CA; Williams等, (1994)“Neuronal Nicotinic Acetylcholine Receptors,”Drug News & Perspectives, vol. 7, pp. 205-223, およびHolladay 等, (1997) J. Med. Chem. 40(26), 4169-4194; Arneric and Brioni (Eds.) (1998) “Neuronal Nicotinic Receptors: Pharmacology and Therapeutic Opportunities”, John Wiley & Sons, New York; Levin (Ed.) (2001)“Nicotinic Receptors in the Nervous System”CRC Press。
【０００３】
受容体に選択的に結合する放射性標識化合物は、化合物とその受容体との相互作用を検出し測定できるようにする、感度が良く定量的な技術が放射能の検出で利用できるために有用である。
【０００４】
受容体に結合する化合物を発見するための一つの方法は、放射性標識化合物が他の化合物により置換される度合いを測定する結合アッセイ法を行うことである。したがって、受容体に強く結合する化合物の放射性標識形態は、受容体に結合する新規な医薬用化合物をスクリーニングするために有用である。そうした新規な医薬用化合物はそれらの受容体の活性を、アゴニズム、部分的アゴニズムまたはアンタゴニズムにより調節できる。
【０００５】
体内で局在化する受容体に結合する類似化合物の能力は、そうした化合物の、PET、SPECTおよび類似の画像化方法によるインシトゥ（in situ）画像化のための利用を可能にする。PET画像化は、陽電子放出性同位元素で標識されたトレーサー化合物の助けを借りて達成される： Goodman, M. M. Clinical Positron Emission Tomography, Mosby Yearbook, 1992, K. F. Hubner等, Chapter 14。大部分の生物学的標的に関して、適切な同位元素はほとんどない。炭素同位元素の11Cは、PETで使用されてきたが、その20.5分という短半減期のために、迅速に合成して精製できる化合物、および前駆体の11C出発物質が製造されるサイクロトロンに近接した施設にその有用性が限定される。他のよりエネルギーの高い同位元素は、13Nの半減期が10分であり、15Oの半減期が2分であるように、さらに短い半減期を有している。それにもかかわらず、PETによる研究は、Hubner, K. F., in Clinical Positron Emission Tomography, Mosby Year Book, 1992, K. F. Hubner等, Chapter 2に記載されたように、そうした同位元素により実施されてきた。[18F]-標識化合物はPETによる研究に使用されてきたが、それらの使用は、その同位元素の110分という半減期のために限定されてきた。最も注目すべきは、[18F]-フルオロデオキシグルコースが、脳活性に関連するグルコース代謝およびグルコース取込の局在化の研究において広く使用されてきたことである。[18F]-L-フルオロドパおよび他のドパミン受容体類似体もまた、ドパミン受容体分布のマッピングにおいて使用されてきている。
【０００６】
SPECT画像化は、高エネルギー光子を放出する（γエミッター）同位元素トレーサーを使用する。有用な同位元素の範囲は、PETより広範囲であるが、SPECTはより低い三次元的分解能しか与えない。それにもかかわらず、SPECTは、類似体の結合、局在化およびクリアランス速度に関する臨床的に重要な情報を得るために使用されている。SPECT画像化に使用される同位元素は、γ-エミッターである半減期が13.3時間の123Iである。123Iで標識した化合物は、製造場所から約1000マイルまで離れた場所まで出荷可能であり、または該同位元素それ自体が使用場所での合成のために輸送できる。該同位元素の放出の85％は159 KeVの光子であり、現在使用されているSPECT機器により容易に測定できる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
脳や他の組織における受容体の正確な局在化と分布は、ますます、臨床研究者、臨床医および診断医の関心を惹いている。例えば、アルツハイマー病、認識または注意障害、不安症、鬱病、禁煙、神経保護、統合失調症、無痛症、ツーレット症候群およびパーキンソン病のような、コリン作用性機能の減少に関連する疾患を有する個人の脳内のnAChR分布は、それらの症状の分子的基礎が判明してきたことによって、より強い関心を惹いてきている。脳や他の組織におけるnAChRの正確な局在化と分布は、また、それらの症状の動物
モデルの妥当性を評価するためにも重要である。
【０００８】
一つの実施態様において、本発明は式Ｉ：
【化１】
2007506719.tif 000003
［式中、
Arは式II：
【化２】
2007506719.tif 000004
（式中、Aは、独立してそれぞれの場合にCR1またはNである）の部分であり；
R1は、独立してそれぞれの場合に、H、C1-C6アルキル、またはハロゲンであるが、ただし少なくとも１つのR1はトリチウムまたはハロゲン放射性同位元素を含んでいる］
のニコチン受容体の放射性リガンドを包含する。
【０００９】
本発明の他の実施態様は、放射性リガンドの鏡像異性体および製薬的に受容可能な塩、それらを含有する医薬組成物および製剤、それらを製造するために使用される方法および中間体、ならびにそれらの診断および分析目的のための使用を包含している。
【００１０】
本発明の化合物はニコチン性アセチルコリン受容体（nAChRa）のための放射性リガンドである。そうした化合物は式Ｉ：
【化３】
2007506719.tif 000005
［式中、
Arは式II：
【化４】
2007506719.tif 000006
（式中、Aは、独立してそれぞれの場合にCR1またはNである）の部分であり；
R1は、独立してそれぞれの場合に、H、C1-C6アルキル、またはハロゲンであるが、ただし少なくとも１つのR1はトリチウムまたはハロゲン放射性同位元素を含んでいる］
の化合物である。
【００１１】
本発明の特定の実施態様は、Aの多くて１個が窒素である化合物である。
本発明の他の実施態様は、R1の２個またはそれ以下が水素以外である化合物である。
【００１２】
本発明の特定の局面は、Arが式III：
【化５】
2007506719.tif 000007
の部分である化合物である。
【００１３】
本発明のこの局面の特定の実施態様は、R1が水素またはフッ素であり、およびAの多くて１個がNである化合物である。
本発明のこの局面のより特定の実施態様は、Arがフェニル、２−[18F]フルオロフェニルまたは２−[18F]フルオロ−３−ピリジルから選択される化合物である。
本発明の特定の実施態様はまた、放射性同位元素がトリチウムである化合物である。
本発明の他の特定の実施態様は、放射性同位元素が18F、123I、125I、124I、131I、75Br、76Br、77Brまたは82Brから選ばれる化合物である。
本発明の最も特定の実施態様は、放射性同位元素が18Fである化合物である。
【００１４】
本発明の特定の実施態様は、式IV、Ｖ、VI, VII、VIIIおよびIXの化合物である：
【化６】
2007506719.tif 000008
.
【００１５】
本発明の他の局面は、本発明の化合物および製薬的に受容可能な希釈剤または担体を含有する診断用組成物に関している。
【００１６】
本発明の他の局面は、α7ニコチン受容体の検出が有益なヒトの疾患または症状の診断のための診断用組成物の使用に関している。
【００１７】
本発明の他の局面は、精神疾患または知的障害性疾患の診断のための診断用組成物の使用に関している。
【００１８】
本発明の他の局面は、アルツハイマー病、学習障害、認識障害、注意障害、記憶欠損、注意欠陥多動性障害、不安症、統合失調症、躁病、躁鬱病、パーキンソン病、ハンチントン病、ツーレット症候群、コリン作用性シナプスの欠損が存在する神経変性障害、時差ぼけ、禁煙、ニコチンを含有する製品への露出に起因するものを含むニコチン中毒、渇望、疼痛、および潰瘍性大腸炎の診断のための診断用組成物の使用に関している。
【００１９】
本発明のさらなる局面は、α7ニコチン受容体の検出が有益な疾患または症状の診断の方法に関している。そうした方法は、対象者に本発明の化合物の検出可能量を投与すること、対象者中の該化合物の存在および分布を検出すること、対象者中の化合物の分布を分析すること、ならびに、測定された分布を用いて対象者の疾患または症状を評価することを含んでいる。
【００２０】
本発明のこの局面の特定の実施態様において、この方法は精神疾患または知的障害性疾患の診断のために使用される。
【００２１】
本発明のこの局面の他の実施態様において、この方法はアルツハイマー病、学習障害、認識障害、注意障害、記憶欠損、注意欠陥多動性障害、不安症、統合失調症、躁病、躁鬱病、パーキンソン病、ハンチントン病、ツーレット症候群、コリン作用性シナプスの欠損が存在する神経変性障害、時差ぼけ、禁煙、ニコチンを含有する製品への露出に起因するものを含むニコチン中毒、渇望、疼痛、および潰瘍性大腸炎の診断のために使用される。
【００２２】
本発明の他の局面は、上記の化合物の、α7ニコチン受容体の検出が有益なヒトの疾患または症状の診断において使用される診断薬の製造のための使用に関している。
【００２３】
本発明のさらなる局面は、本願で述べられた疾患または症状の診断のために有用なキットである。そうしたキットは、投与可能な形態の検出可能量の本発明の化合物、および、化合物を投与し、その後、対象者中の化合物の分布を検出するための指示書を含んでいる。
【００２４】
〔製造方法〕
特に有用な同位元素の18Fは110分の半減期を有する。したがって、18Fは放射性標識化合物に取り込むことができ、該化合物は精製され次いでヒトまたは動物の対象に対して投与される。さらに、サイクロトロンから約200マイルまで離れた施設で18F標識化合物を使用することができる。しかしながら、天然に生じる生物学的材料との機能的同等性を有するフッ素化類似体はほとんど知られておらず、またサイクロトロンで生成された出発物質を効率よく利用する合成方法もほとんどない。そうした出発物質はフッ化物イオンまたはフッ素ガスであっていい。後者の場合は、通常、二分子性ガスの１個だけのフッ素原子が放射性核種であり、したがってこのガスは18F-Fと記載される。それゆえに、出発物質として18F-Fを用いる反応では、K18Fを出発物質として用いた反応の放射性核種存在量の半分以下の生成物しか得られない。しかしながら、18Fは、高比活性、理論的には無担体の求核置換反応を用いて1.7 Ci/nmolを与える化合物に取込むためのフッ化物イオンとして、キュリー量で製造することができる。[18F]のエネルギー放出（0.635MeV）もまた有利であり、組織中で相対的に短い、2.4mmの平均陽電子範囲をもたらし、高分解能のPET画像を可能にする。
【００２５】
他のハロゲン同位元素は、PETまたはSPECT画像化のため、および通常のトレーサー標識のために有用である。これらには、使用可能な半減期および放出特性を有する75Br、76Br、77Br、82Br、123I、124I、125Iおよび131Iが含まれる。一般に、ハロゲン部分に関して記載されたいかなる同位元素の置換も可能な化学的ストラテジーが存在する。それゆえに、安定同位元素ハロゲン同族体を含む、記載された化合物のいかなるハロゲン化同族体の生化学的または生理学的活性も、現在、当業者による使用のために利用可能である。
【００２６】
アスタチンもまた他のハロゲン同位元素の代わりに用いることができる。210Atは8.3時間の半減期を有し、そしてα粒子を放出する。それゆえに、At-置換された化合物は、結合が十分に癌特異的であった場合は、癌治療のために有用である。
【００２７】
式Ｉの化合物の合成のために使用できる方法には、本願中で略記された方法が含まれる。他に記載がなければ、ArおよびR1は本願で式Ｉのために定義された通りである。
【化７】
2007506719.tif 000009
（式中、ＧまたはＪが、それぞれ、有機金属基の場合、ＧまたはＪはハロゲンまたはOSO2CF3である）
【００２８】
式Ｉの化合物は、式ＸおよびXIの化合物の交差カップリング反応により製造できる。適切な有機金属基には、ボロン酸またはボロン酸エステル基、B(OH)2、B(OR)2、またはトリアルキルスタンニル基SnR3が挙げられ、ここでＲはアルキル基である。反応は適切な有機金属触媒および溶媒の存在下で行われる。適切な有機金属触媒には、パラジウム（０）錯体、例えば、テトラキス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム（０）またはトリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム（０）と適切なトリアリールホスフィンまたはトリアリールアルシンリガンド、例えば、トリフェニルホスフィン、トリ（ｏ−トリル）ホスフィンまたはトリフェニルアルシン、との組合せが挙げられる。適切な溶媒には、不活性エーテル溶媒、例えば、１,２−ジメトキシエタン、テトラヒドロフランもしくは１,４−ジオキサン、またはアルコール、例えば、エタノール、またはそれらの混合物が挙げられる。式XおよびXIの化合物がボロン酸の場合は、他の試薬に加えて適切な塩基の存在が好ましい。適切な塩基には、炭酸ナトリウム、炭酸セシウム、および水酸化バリウムが含まれる。反応は0〜120℃の温度、そして好ましくは60〜120℃の温度で行われる。
【００２９】
ＧもしくはＪが有機金属基である式Ｘの化合物、または、ＧまたはＪのいずれかがそれぞれ有機金属基である式XIの化合物は、対応する式（式中、ＧまたはＪは水素、ハロゲン、またはOSO2CF3）の化合物から、適切な金属化（metallation）または交換方法により製造することができる。有機金属基がB(OH)2である化合物は、水素またはハロゲンを有する適切な芳香族化合物から、対応するアリールリチウムまたはアリールマグネシウム化合物への変換、およびそれに続くトリアルキルボレートとの反応、そして次に得られたホウ酸エステルの加水分解により、製造することができる。同様に、有機金属基がトリアルキルスタンニル基である化合物は、水素またはハロゲンを有する適切な芳香族化合物から、対応するアリールリチウムまたはアリールマグネシウム化合物への変換、およびそれに続く適切なトリアルキルスタンニルハロゲン化物との反応により、製造することができる。アリールリチウムまたはアリールマグネシウム化合物の生成は、適切な不活性溶媒、例えば、テトラヒドロフラン中で行われる。代わりに、有機金属基がB(OH)2である化合物は、ハロゲンまたはOSO2CF3基を有する適切な芳香族化合物から、ビス（ピナコラト）ジボロンおよび有機金属触媒との反応、続く得られたホウ酸エステルの加水分解により、有機金属基がトリアルキルスタンニル基である化合物は、ハロゲンまたはOSO2CF3基を有する適切な芳香族化合物から、適切な有機金属触媒の存在下に適切なビス（トリアルキル錫）との反応により製造することができる。反応は、適切な不活性溶媒、例えば、テトラヒドロフラン、および適切な有機金属触媒、例えば、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）中で行われる。反応は、約0℃〜約150℃、好ましくは約20℃〜約100℃の温度で行われる。そうした変換に使用される典型的な手法は当業者に公知であろう。
【００３０】
放射性標識の式Ｉの化合物の合成は、適切な放射性出発物質を上記の手順で用いて、それにより出発物質の一つのR1基が、式Ｉの化合物に組み込まれることが望ましい放射性同位元素となることで実施することができる。そうした出発物質は、有機化学合成および放射性化学合成の技術分野の当業者に周知の方法で合成される。最初の出発物質への放射性同位元素の導入は、最も普通には、適切な放射性試薬を用いた、芳香族置換反応または官能基転換反応により行われる。本発明の化合物に関して、放射性同位元素がトリチウム、またはハロゲンの放射性同位元素である場合は、放射性同位元素の最初の導入のための適切な放射性試薬は、トリチウムガス、または放射性元素ハロゲンもしくは金属ハロゲン化物を含む。トリチウムの導入に使用できる手順の特定の例には、それにより前駆体中の１もしくはそれ以上のハロゲン置換基が、遷移金属触媒の存在下でトリチウムガスにより還元される、芳香族ハロゲン化物の接触的還元が含まれ、または、水素が有機金属触媒の存在下にトリチウムガスによる処理によりトリチウムと交換される交換方法が含まれる。求電子置換反応がアリールトリアルキルスタンニル前駆体上で行われる場合、放射性臭素またはヨウ素の導入のために特に有用なものは、アリールスタンニル基をアリールハロゲン化物へ変換する適切な放射性ハロゲンの求電子源の処理である。有用な他の方法は、適切な放射性金属ハロゲン化合物物による求核置換反応における脱離基の置換である。この方法は特に、18F−フッ化物による適切な脱離基の求核置換を介した18Fの導入で有用である。
【００３１】
放射性合成において、放射性同位元素を導入する反応が、合成経路のできるだけ後になって行われる場合は、最終工程で行うのが最も望ましい。したがって、本発明の放射性化合物の合成における特に有用な方法は、以下にスキーム２として記載したものであり、ここで放射性同位元素の導入は該合成の最終工程で行われる：
【化８】
2007506719.tif 000010
式中：Ar'は式XIII：
【化９】
2007506719.tif 000011
（式中、Dは独立してそれぞれCR2またはNである）で表わされる部分であり；
ただし、R2はそれぞれの場合独立して、R1、または、ハロゲンもしくはトリアルキルスタンニルから選択される前駆体基のいずれかであり、スキーム２に示された変換において、水素またはハロゲンのいずれかが放射性同位元素である式ＩのR1となる。
【００３２】
式XIIの中間体および式XIIの化合物を式Ｉの化合物へ変換する方法は、本発明のさらなる局面である。この局面の特定の実施態様は以下に記載されている。
【００３３】
（１）R1 = 3Hに変換されたR2 = ハロゲン
式XII中の１またはそれ以上存在するR2はハロゲン、好ましくは臭素またはヨウ素であり、そして、式XIIの化合物を遷移金属触媒の存在下でトリチウムガスを用いて処理することを含む方法により、対応して存在するR1がトリチウムである式Ｉの化合物へと変換される。適切な遷移金属触媒には、パラジウム、白金、ロジウムが挙げられ、それらは、メタルブラック、酸化物、水酸化物のような元素の形状でも、種々の支持体上であってもいい。
【００３４】
本局面の特定の実施態様において、式XIIの化合物は：
（２'Ｒ）−５'−（３,４,５−トリブロモ−２−フルオロフェニル）スピロ［１−アザビシクロ［２,２,２］オクタン−３,２'(３'Ｈ)−フロ［２,３−ｂ］ピリジン］であって以下の式を有する。
【化１０】
2007506719.tif 000012
【００３５】
（２）R1 = ハロゲンに変換されたR2 = トリアルキルスタンニル
式XII中の１またはそれ以上存在するR2はトリアルキルスタンニル基、例えば、トリメチルスタンニル基またはトリブチルスタンニル基、そして、式XIIの化合物をハロゲン放射性同位元素の求電子形態を用いて処理することを含む方法により、対応して存在するR1がハロゲンである式Ｉの化合物へと変換される。ハロゲンの適切な求電子形態には、酸化剤による反応で求電子形態へ変換する、ハロゲン元素、Ｎ−ハロスクシンイミド、または金属ハロゲン化物が挙げられる。
【００３６】
（３）R1 = 18Fへと変換されたR2 =適切な脱離基
式XII中の１つ存在するR2は適切な脱離基、例えば、ジアゾニウム、トリアルキルアンモニウム、ニトロ、またはハロゲン、そして、式XIIの化合物を、18Fフッ化物を用いて処理することを含む方法により、対応して存在するR1が18Fである式Ｉの化合物へと変換される。この方法は、好ましくは、高い温度で、好ましくは100℃より高い温度で、極性溶媒、例えば、ジメチルスルホキシドまたはジメチルスルホン中で行われる。
【００３７】
薬理学
放射性リガンドとしての化合物の適切さは、化合物の親和性を、知られているニコチンリガンドの[125I]-α-ブンガロトキシン（BTX）の親和性と比較する競合結合アッセイ法によって、非放射性標識形態での化合物の結合能力を測定することによって評価することができる。
【００３８】
Ａ試験−α7 nAChRにおける親和性のアッセイ法
ラット海馬膜への[125I]-α-ブンガロトキシン（BTX）の結合
ラット海馬を、冷却ホモジナイズ用緩衝液（ＨＢ：成分の濃度（mM）：トリス（ヒドロキシメチル）アミノメタン 50；MgCl2 1；NaCl 120；KCl 5；pH7.4）の20容量中でホモジナイズした。ホモジネートを1000gで5分間遠心分離し、上清を回収し、そしてペレットを再抽出した。合わせた上清を12000gで20分間遠心分離し、洗浄し、そしてＨＢ中に再懸濁した。膜（30〜80μg）を5nM [125I]α-BTX、1mg/mL BSA（ウシ血清アルブミン）、被験薬物、および、2mM CaCl2または0.5mM EGTA［エチレングリコール−ビス（β−アミノエチルエーテル）］と共に、21℃で2時間インキュベートし、次に、濾過し、ワットマンガラス繊維フィルター（厚さＣ）上で、ブランデルセルハーベスタを用いて、4回洗浄した。フィルターを水中の1％BSA／0.01％PEI（ポリエチレンイミン）で3時間前処理することが、フィルターブランクを低くする（分当り総カウントの0.07％）ために重要である。非特異的結合は100μM（−）−ニコチンにより記載され、そして特異的結合は典型的には75％であった。
【００３９】
Ｂ試験−α4 nAChRサブタイプでの親和性のアッセイ法
[3H]−（−）−ニコチン結合
Martino-BarrowsおよびKellar (Mol Pharm (1987) 31:169-174)の変法を用いて、ラット脳（皮質および海馬）を、[125I]α-BTX結合アッセイ法のようにホモジナイズし、12,000×gで20分間遠心分離し、2回洗浄し、そして100μMジイソプロピルフルオロホスフェートを含有するＨＢ中で再懸濁した。4℃で20分後、膜（約0.5mg）を3nM [3H]−（−）−ニコチン、被験薬物、1μMアトロピン、および、2mM CaCl2または0.5mM EGTAのいずれかと共に、4℃で1時間インキュベートし、そして次に、ワットマンガラス繊維フィルター（厚さＣ）（0.5％PEIで1時間前処理した）上で、ブランデルセルハーベスタを用いて、濾過した。非特異的結合は100μMカルバコールにより記載され、そして特異的結合は典型的には84％であった。
【００４０】
Ａ試験およびＢ試験の結合データ解析
IC50値および擬似ヒル係数(nH)を非線形曲線適合プログラムALLFIT (DeLean A, Munson
P J and Rodbard D (1977) Am. J. Physiol., 235:E97-E102) を用いて計算した。飽和曲線を、非線形回帰プログラムENZFITTER (Leatherbarrow, R.J. (1987))を用いて、ワンサイトモデルに適合させ、[125I]-α-BTXおよび[3H]−（−）−ニコチンリガンドについて、それぞれ、1.67および1.70nMのKD値を得た。Ki値はCheng-Prusoff一般方程式：
Ki-[IC50]/((2+([リガンド]/[KD])n)l/n-1)
（式中、nH＜1.5の場合は常にn=1の値、nH≧1.5の場合はn=2の値を用いた）を用いて算出した。検体は3回アッセイし、典型的には±5％であった。Ki値は６またはそれ以上の薬物濃度で決定した。本発明の化合物は、Ａ試験またはＢ試験のいずれかで1000nM未満の結合親和性（Ki）を有する化合物であって、これらの化合物は有用な治療効果を有することが期待される。
【実施例】
【００４１】
中間体１：（２'Ｒ）−５'−トリメチルスタンニルスピロ［１−アザビシクロ［２,２,２］オクタン−３,２'（３'Ｈ）−フロ［２,３−ｂ］ピリジン］
【化１１】
2007506719.tif 000013
（２'Ｒ）−５'−ブロモスピロ［１−アザビシクロ［２,２,２］オクタン−３,２'（３'Ｈ）−フロ［２,３−ｂ］ピリジン］（690mg, 2.34mmol）（米国特許第6,110,914号の記載にしたがって製造、参照によりこの開示は本願に組み込まれる）、ヘキサメチル二錫（1.225g, 0.27mmol）、およびテトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）（266mg, 0.027mmol）をトルエン10mLと混合し、窒素下密封した。混合物を攪拌し、そして珪藻土を通して濾過した。濾液をクロロホルムで希釈し、飽和重炭酸ナトリウムで洗浄し、MgSO4を通して乾燥し、濾過し、そして溶媒を蒸発させた。残留物をフラッシュクロマトグラフィーでクロロホルム中のアンモニア化メタノールの勾配を用いて精製し、表記の化合物を青白い固形物として得た。m/z 377 379 381 (M+)。
【００４２】
実施例１
（２'Ｒ）−５'−（２−フルオロフェニル）スピロ［１−アザビシクロ［２,２,２］オクタン−３,２'（３'Ｈ）−フロ［２,３−ｂ］ピリジン］
【化１２】
2007506719.tif 000014
（２'Ｒ）−５'−トリメチルスタンニルスピロ［１−アザビシクロ［２,２,２］オクタン−３,２'（３'Ｈ）−フロ［２,３−ｂ］ピリジン］（190mg, 0.50mmol）の乾燥トルエン（5mL）溶液を、２−ブロモフルオロベンゼン（88mg, 0.50mmol）およびテトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）（58mg, 0.05mmol）で処理した。得られた溶液を窒素雰囲気下で110℃まで45分間加熱した。反応液からt = 0分およびt = 30分に試料を採取し、そしてLC/MSで分析した。反応は原則的にt = 30分で完了した。反応液を室温まで冷却し、そして珪藻土を通して濾過した。フィルターケークをクロロホルム10mLで洗浄し、合わせた濾液／洗浄液をロータリーエバポレーターで濃縮した。残留物を分取用HPLC（Waters C18カラム、0.1％ v/vトリフルオロ酢酸で緩衝化した水中で0~80％のアセトニトリル勾配で溶出する）で精製し、表記の化合物を無色油として68mg得た。
【００４３】
実施例２
（２'Ｒ）−５'−（４−アミノ−２−フルオロフェニル）スピロ［１−アザビシクロ［２,２,２］オクタン−３,２'（３'Ｈ）−フロ［２,３−ｂ］ピリジン］
【化１３】
2007506719.tif 000015
攪拌子を備えた25mLフラスコ中で窒素雰囲気下、乾燥トルエン5mLに、連続して、（２'Ｒ）−５'−トリメチルスタンニルスピロ［１−アザビシクロ［２,２,２］オクタン−３,２'（３'Ｈ）−フロ［２,３−ｂ］ピリジン］（181mg, 0.478mmol）、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）（52mg, 0.045mmol）および４−ブロモ−３−フルオロアニリン（91mg, 0.478mmol）を加えた。混合物を攪拌しながら21時間120℃で加熱し、次に周囲温度まで冷却させた。反応混合物をクロロホルム10mLで処理し、5分間攪拌し、そして珪藻土のベッドを通して濾過した。濾液を蒸発させて乾燥させ、ガラス状の残留物を、アセトニトリル／水（3:2）の6mLに溶解し、次にC18カラム上のHPLCで0.1％TFAを含むアセトニトリル／水の勾配で溶出した。生成物を含有する画分を合わせて、溶媒を減圧下で除去し、次にゴム状の残留物をヘキサンおよびエーテルで磨砕した。残留物を飽和NaHCO3水溶液4mLで処理し、次に混合液をクロロホルムで抽出した（3×5mL）。合わせた抽出物をMgSO4上で乾燥させ、濾過し、そして蒸発させ生成物31mgを無色固形物として得た（12271-103-A）。NMR (DMSO-d6): δ 7.926 (s, 1H), 7.609 (s, 1H), 7.110 (t, 1H, J = 8.7 Hz), 6.429 (s, 1H), 6.420 (dd, 1H, J = 23 Hz, 0.5 Hz), 3.440 (d, 1H, J = 16.5 Hz), 3.269 (s, 1H), 3.103 (d, 1H, J = 16.8 Hz), 3.057 (d, 1H, J = 13.8 Hz), 2.951 (d, 1H, J = 14.4 Hz), 2.792 (t, 2H, J = 8.4 Hz), 2.685 (t, 2H, J = 7.8 Hz), 1.94 (m, 2H), 1.60 (m, 2H)。
【００４４】
実施例３
（２'Ｒ）−５'−（３,４,５−トリブロモ−２−フルオロフェニル）スピロ［１−アザビシクロ［２,２,２］オクタン−３,２'（３'Ｈ）−フロ［２,３−ｂ］ピリジン］
【化１４】
2007506719.tif 000016
マグネチックスターラーを備えたバイアル中で、アセトニトリル（0.5mL）中で攪拌している（２'Ｒ）−５'−（４−アミノ−２−フルオロフェニル）スピロ［１−アザビシクロ［２,２,２］オクタン−３,２'（３'Ｈ）−フロ［２,３−ｂ］ピリジン］（30mg, 0.092mmol）の懸濁液に、CuBr2（4mg, 0.018mmol）、続いて臭素（19μL, 0.368mmol）を加え、そしてこのゆるく封をしたバイアルを攪拌しながら50℃で45分間加熱した。この時間の後、亜硝酸ｔ−ブチル（13μL, 0.11mmol）を加え、それによりすぐに発泡を引き起こした。さらに50℃で30分間攪拌した後、混合物を周囲温度まで冷却し、そして10％Na2SO3水溶液（約200μL）で希釈し、そして暗褐色の反応混合液の色が黄色に変わった。混合液を水で希釈し、次にクロロホルムで抽出した（2×3mL）。合わせた抽出液を希釈Na2CO3水溶液で洗浄し、次にMgSO4上で乾燥させた。混合液を濾過し、そして濾液を蒸発させて乾燥させ、（２'Ｒ）−５'−（３,４,５−トリブロモ−２−フルオロフェニル）スピロ［１−アザビシクロ［２,２,２］オクタン−３,２'（３'Ｈ）−フロ［２,３−ｂ］ピリジン］を黄色ガラス状固形物として得た（43mg）。NMR (DMSO-d6)：δ8.127 (s, 1H), 7.988 (d, 1H, JFH = 7.5 Hz), 7.820 (s, 1H), 3.482 (d, 1H, J = 17.0 Hz), 3.271 (s, 1H), 3.154 (d, 1H, J = 17.6 Hz), 3.097 (d, 1H, J = 16.4 Hz), 2.984 (d, 1H, J = 15.1 Hz), 2.807 (t, 2H, J = 7.9 Hz), 2.701 (t, 2H, J = 7.6 Hz), 1.97 (m, 2H), 1.60 (m, 2H)。MS: [M+H]+ m/z 545 (30％), 547 (100％), 549 (80％), 551 (20％)。
【００４５】
実施例４Ａ
重水素標識化（２'Ｒ）−５'−（２−フルオロフェニル）スピロ［１−アザビシクロ［２,２,２］オクタン−３,２'（３'Ｈ）−フロ［２,３−ｂ］ピリジン］
【化１５】
2007506719.tif 000017
マグネチック攪拌子を備えた10mLフラスコにパラジウム（炭素上5％、4mg）を入れた。重水素ガス環境をフラスコ内で作成し、次いで1mLの95％エタノール中の4mgの（２'Ｒ）−５'−（３,４,５−トリブロモ−２−フルオロフェニル）スピロ［１−アザビシクロ［２,２,２］オクタン−３,２'（３'Ｈ）−フロ［２,３−ｂ］ピリジン］および50μLのトリエチルアミンを加えた。混合物をD2下で激しく85分間攪拌し、次に減圧下溶媒を蒸発させて処理し、残留物をクロロホルム中に懸濁し、珪藻土の層を通して濾過し、そして濾液を蒸発させて重水素標識化化合物を1.8mg得た。m/Z 312 (13％), 313 (92％), 314 (100％), 315 (17％)、2.34モル重水素／モルを含むと計算される。
【００４６】
実施例４Ｂ
トリチウム標識化（２'Ｒ）−５'−（２−フルオロフェニル）スピロ［１−アザビシクロ［２,２,２］オクタン−３,２'（３'Ｈ）−フロ［２,３−ｂ］ピリジン］
【化１６】
2007506719.tif 000018
トリチウム標識化は、上記の工程（ｄ）の方法に類似した方法で、（２'Ｒ）−５'−（２−フルオロフェニル）スピロ［１−アザビシクロ［２,２,２］オクタン−３,２'（３'Ｈ）−フロ［２,３−ｂ］ピリジン］化合物からトリチウムガスを用いて行った。トリチウム標識化（２'Ｒ）−５'−（２−フルオロフェニル）スピロ［１−アザビシクロ［２,２,２］オクタン−３,２'（３'Ｈ）−フロ［２,３−ｂ］ピリジン］は69 Ci/mmole、2.37モルのトリチウム／モルと等価の比放射能69 Ci/mmoleで得られた。
【００４７】
実施例４Ｃ
[18F]-標識化（２'Ｒ）−５'−（２−フルオロフェニル）スピロ［１−アザビシクロ［２,２,２］オクタン−３,２'（３'Ｈ）−フロ［２,３−ｂ］ピリジン］
（ａ）Ｎ,Ｎ−ジメチル−２−ブロモアニリン
【化１７】
2007506719.tif 000019
２−ブロモアニリン（21.3g, 124mmol）およびホウ化水素ナトリウム（27.5g）をTHF中に懸濁させ、そしてこの懸濁液に、冷水浴中で攪拌している、37％ホルマリン（35mL）、硫酸水溶液（3M, 35mL)、およびTHF（250mL）の混合液を小分けして加えた。約50％を添
加した時に、さらに硫酸水溶液（3M, 35mL）を加えた。添加が完了した後、混合液をさらに1時間攪拌し、そして水を加えた。エーテル抽出物を水およびブラインで洗浄し、次に乾燥させ、濾過し、そして蒸発させた。残留物を減圧下で、バルブからバルブの蒸留に付し、表記の化合物を油状物として得た（21.2g）、MS (m/z) 200, 202 (MH+)。
【００４８】
（ｂ）２−ブロモフェニルトリメチルアンモニウム・トリフルオロメタンスルホン酸塩
【化１８】
2007506719.tif 000020
Ｎ,Ｎ−ジメチル−２−ブロモアニリン（2.0g, 10mmol）を不活性環境下-78℃で攪拌した。トリフルオロメチルスルホン酸メチルエステル（1.5mL, 2.2g, 1.3mmol）を加え、次いで混合物を攪拌して2時間かけて室温まで戻した。次いで、混合物をヘキサンと水の間で分配した。水層を蒸発させ、次に残留物に溶媒を加え、蒸発させた。この工程は、溶媒として連続してメタノール、メチルｔ−ブチルエーテル、そして最後にヘキサンを用いて繰り返した。残留物を、イソプロパノール／ヘキサンから結晶化し、表記の化合物を油状物として得た。
【００４９】
（ｃ）（[18F]-標識化）（２'Ｒ）−５'−（２−フルオロフェニル）スピロ［１−アザビシクロ［２,２,２］オクタン−３,２'（３'Ｈ）−フロ［２,３−ｂ］ピリジン］
【化１９】
2007506719.tif 000021
[18F]-フッ化カリウムを18O水のプロトン照射、次いでフッ化物アニオンのダウエックスイオン交換体上での捕獲、そして希釈炭酸カリウムによる溶出で製造した。フッ化カリウムは、適切な非プロトン性溶媒中で、トリフルオロメタンスルホン酸２−ブロモフェニルトリメチルアンモニウムと共に加熱し、２−ブロモ−[18F]−フルオロベンゼンを得た。カリウムカチオン封鎖剤、例えば、４,７,１３,１６,２１,２４−ヘキサオキサ−１,１０−ジアザビシクロ［８.８.８］ヘキサコサンがこの反応を成功裡に達成するためには好ましい。２−ブロモ−[18F]−フルオロベンゼンは次に、（２'Ｒ）−５'−トリメチルスタンニルスピロ［１−アザビシクロ［２,２,２］オクタン−３,２'（３'Ｈ）−フロ［２,３−ｂ］ピリジン］を用いて、上記実施例１で記載されたものと類似の条件下で、PETトレーサーの小規模合成に適合させて、処理した。この化合物は逆相クロマトグラフィーで精製した。
【００５０】
実施例５
（２'Ｒ）−（２−フルオロフェニル）スピロ［１−アザビシクロ［２,２,２］オクタン−３,２'（３'Ｈ）−フロ［２,３−ｂ］ピリジン］。
（ａ）（２'Ｒ）−（５−ホルミル−ニトロフェニル）スピロ［１−アザビシクロ［２,２,２］オクタン−３,２'（３'Ｈ）−フロ［２,３−ｂ］ピリジン］
【化２０】
2007506719.tif 000022
３−ブロモ−４−ニトロベンゾアルデヒド（247mg, 1.07mmol）、（２'Ｒ）−５'−トリメチルスタンニルスピロ［１−アザビシクロ［２,２,２］オクタン−３,２'（３'Ｈ）−フロ［２,３−ｂ］ピリジン］（406mg, 1.07mmol）、およびPd(PPh3)4（186mg, 161μmol）を無水トルエン（15mL）中で、アルゴン雰囲気下、20時間還流させて加熱した。混合物を減圧下濃縮し、メタノール（10mL）に溶解し、そして0.45μmのフィルターを通して濾過した。溶液を濃縮し、そしてにアセトニトリル：水（1:1）に再溶解した。生成物を分取用逆相クロマトグラフィーにより、アセトニトリル／水の勾配を用いて、表記の化合物をオレンジ色の油状物として得た（156mg, 40％）。
【００５１】
（ｂ）（２'Ｒ）−（２−フルオロ−５−ホルミルフェニル）スピロ［１−アザビシクロ［２,２,２］オクタン−３,２'（３'Ｈ）−フロ［２,３−ｂ］ピリジン］
【化２１】
2007506719.tif 000023
フッ化カリウム水溶液（7.5μL, 4.1μmolのKF）を、４,７,１３,１６,２１,２４−ヘキサオキサ−１,１０−ジアザビシクロ［８.８.８］ヘキサコサン（5mg, 13.2μmol）およびK2CO3（0.5mg, 3.62μmol）のアセトニトリル（500μL）溶解液を含んでいるコニカルガラスバイアルに移した。水を、無水アセトニトリル（3×300μL）と共に、アルゴン気流下、100℃で共沸蒸留により除去した。乾燥DMSOの500μL部を加えて残留物を溶かした。乾燥DMSO 500μL中の（２'Ｒ）−（５−ホルミル−ニトロフェニル）スピロ［１−アザビシクロ［２,２,２］オクタン−３,２'（３'Ｈ）−フロ［２,３−ｂ］ピリジン］（1.5mg, 4.1μmol）をこの溶液に加えた。バイアルをテフロン(登録商標)表面処理の隔膜で密封し、130℃で加熱した。反応の進行は、逆相LC-MSでモニターし、生成物の収率は約25分で最大（69％）に達したことが観察された。反応混合液を水で5mLまで希釈し、メタノールとそれに続く水による洗浄で前処理したC18シリカゲル（500mg）のカートリッジに付した。この付したカートリッジを水5mLで洗浄し、そして表記の化合物をメタノール2mLで平底ガラスバイアル（4mL）に溶出した。メタノールを、アルゴン気流下、100℃で溶液を加熱することにより除去した。全ての残留水を、無水アセトニトリル（2×300μL）を用いた共沸蒸留をさらに行うことにより除去した。
【００５２】
（ｃ）（２'Ｒ）−（２−フルオロフェニル）スピロ［１−アザビシクロ［２,２,２］オクタン−３,２'（３'Ｈ）−フロ［２,３−ｂ］ピリジン］
【化２２】
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バイアルをアルゴン気流下に置いたままで加熱を止め、無水ジオキサン（200μL）、そしてRhCl(PPh3)3（6.5mg, 7.0μmol）を加えた。バイアルを密封し、130℃で加熱した。
反応の進行は、逆相LC-MSでモニターし、生成物の収率は10分以内に最大（66％）に達したことが観察された。表記の化合物の合成は、反応混合物を適切なHPLC-MSで分画し、そして溶出物が、別に製造した表記の化合物の真正サンプルのものと同じ質量および保持時間を有することを検出することで確認した。
【国際調査報告】
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