(57)【要約】本発明は、デュオカルマイシンおよびCC-1065抗癌剤のDNA反応性類縁体のプロドラッグを提供し、ここでカルバマート、チオノカルバマート、またはカルバムイミダートなどの環式プロドラッグ型は、インビボで患者によって加水分解されて、DNAアルキル化部分および結合/標的指向部分を含むそれぞれの生物活性剤を生じることができる。DNA反応性部分は、本発明の環式カルバマートプロドラッグの内因性加水分解によって生成されうる、ヘテロシクリル基に縮合したγ-スピロシクロヘキセノンである。環式カルバマートプロドラッグはインビボでの活性化中に残存副生成物を生成しない。合成法ならびに生物学的方法およびデータも提供する。2015512405.tif 000080
2015512405.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
式（I）のプロドラッグ、またはその任意の塩、もしくはその水和物：
2015512405.tif 000066
式中、点線は二重結合または一重結合を示し、ただしNがそれに対する二重結合を有する場合、Rは存在せず；
Xは脱離基であり、YはO、S、SR、またはNRであり、各Rは独立に、H、(C1-C6)アルキル、または置換(C1-C6)アルキルであり、かつArは置換または無置換ヘテロアリールである。
【請求項２】
YがOである、請求項1に記載のプロドラッグ。
【請求項３】
YがNHである、請求項1に記載のプロドラッグ。
【請求項４】
YがSである、請求項1に記載のプロドラッグ。
【請求項５】
YがSRであり、ここでRは(C1-C6)アルキル、または置換(C1-C6)アルキルである、請求項1に記載のプロドラッグ。
【請求項６】
Xがハロまたはスルホン酸エステルである、請求項1に記載のプロドラッグ。
【請求項７】
Xがクロロまたはメシラートである、請求項1に記載のプロドラッグ。
【請求項８】
RがHである、請求項1に記載のプロドラッグ。
【請求項９】
Arが、インドールの2位で結合したインドールを含む、請求項1に記載のプロドラッグ。
【請求項１０】
インドールがヘテロアロイルアミノ基でさらに置換されている、請求項9に記載のプロドラッグ。
【請求項１１】
ヘテロアロイルアミノ基が無置換または置換2-インドロイルアミノ基である、請求項10に記載のプロドラッグ。
【請求項１２】
式中、R、X、およびYが請求項1に規定するとおりである、以下の式：
2015512405.tif 000067
の、請求項1に記載のプロドラッグ、またはその任意の塩、もしくはその水和物。
【請求項１３】
式中、Xが請求項1に規定するとおりである、以下の式：
2015512405.tif 000068
の、請求項1に記載のプロドラッグ。
【請求項１４】
以下の式：
2015512405.tif 000069
、式中、Alkが(C1-C6)アルキルである
2015512405.tif 000070
、または
2015512405.tif 000071
のいずれかの、請求項1に記載のプロドラッグ。
【請求項１５】
請求項1〜14のいずれか一項に記載のプロドラッグおよび薬学的に許容される賦形剤を含む、薬学的組成物。
【請求項１６】
DNAアルキル化を含む処置の過程が医学的に指示される、腫瘍または悪性病変を含む疾患、障害、または状態不良を患っている患者に対する、それらの処置の方法であって、請求項1〜14のいずれか一項に記載の式（I）のプロドラッグの有効量を、それを必要としている患者に、患者に対して有益な効果を提供するのに十分な投与の頻度および期間で投与する段階を含む、方法。
【請求項１７】
有益な効果が、腫瘍増殖を遅らせる、緩解を誘導する、または腫瘍もしくは悪性病変の転移を阻害することを含む、請求項16に記載の方法。
【請求項１８】
抗癌薬物の有効量を患者に投与する段階をさらに含む、請求項16に記載の方法。
【請求項１９】
請求項1に記載の式（I）の化合物の合成方法であって、
R、XおよびYが請求項1に規定するとおりであり、かつPGが窒素保護基である、式（II）の化合物：
2015512405.tif 000072
と、ホスゲン等価物、チオホスゲン等価物、またはカルボンイミド酸ジクロリド等価物とを、それぞれYがO、S、またはNRである、式（III）の化合物：
2015512405.tif 000073
を提供するのに適した条件下で接触させる段階を含む、方法。
【請求項２０】
式（III）の化合物：
2015512405.tif 000074
と、窒素保護基PGを除去して、式（IV）の化合物：
2015512405.tif 000075
を提供するのに適した試薬とを接触させる段階、
次いで、式（IV）の化合物と、Arが請求項1に規定する通りであり、かつZがカルボキシル活性化基である、式Ar-C(O)Zの試薬とを接触させて、式（I）の化合物を提供する段階
をさらに含む、請求項19に記載の方法。
【請求項２１】
PGがtBocであるか、またはXがClであるか、または両方である、請求項19または20のいずれかに記載の方法。
【請求項２２】
YがOである、請求項19または20のいずれかに記載の方法。
【請求項２３】
式（II）の、請求項1に記載の式（I）の化合物を調製するための合成中間体、またはその鏡像異性体：
2015512405.tif 000076
式中、R、X、Y、およびPGは請求項1に規定するとおりであり、かつPGは窒素保護基である。
【請求項２４】
式（III）の、請求項1に記載の式（I）の化合物を調製するための合成中間体、またはその鏡像異性体：
2015512405.tif 000077
式中、R、X、およびYは請求項1に規定するとおりである。
【請求項２５】
式（IV）の、請求項1に記載の式（I）の化合物を調製するための合成中間体、またはその鏡像異性体：
2015512405.tif 000078
式中、XおよびYは請求項1に規定するとおりである。
【請求項２６】
PGがtBocであるか、またはXがClであるか、またはYがNRであるか、またはその任意の組み合わせである、請求項23〜25のいずれか一項に記載の合成中間体。
【請求項２７】
以下の式の化合物、またはその鏡像異性体：
2015512405.tif 000079
。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、2012年3月30日提出の米国特許仮出願第61/617,787号の優先権を主張し、その内容は全体が参照により本明細書に組み入れられる。
【０００２】
政府支援の言明
本発明は、米国立衛生研究所によって授与された助成金番号CA041986の下で政府支援により行った。米国政府は本発明において一定の権利を有する。
【背景技術】
【０００３】
背景
デュオカルマイシンSA（1）1およびCC-1065（2）2は、デュオカルマイシンA3およびヤタケマイシン4も含む非常に強力な天然抗腫瘍剤のクラスの2つの親メンバーである（図1）。この天然物の独特のクラスの抗腫瘍特性は、DNAを配列選択的な様式でアルキル化するそれらの能力に由来する5,6。この天然物、それらの合成非天然鏡像異性体7、および重要な類縁体の包括的試験により、DNAアルキル化の選択性、効率、および触媒作用を制御する基本的特性の多くが規定され、構造、反応性、および生物活性の間の関係が詳細に理解されるようになった6,7,8。
【０００４】
CBI（1,2,9,9a-テトラヒドロシクロプロパ[c]ベンズ[e]インドール-4-オン）：
2015512405.tif 000003
は、本発明者らが1989年に初めて紹介して以来、ファミリーの中で最も広く試験された合成類縁体の1つである9。CBIアルキル化サブユニットは、合成的により到達しやすく、現在特徴的なDNAアルキル化反応に有効に関与するだけでなく10、CC-1065（2）の天然アルキル化サブユニットよりも4倍安定で、4倍効力が高く、デュオカルマイシンSA（1）アルキル化サブユニットの安定性および効力に近づいていることも明らかにされている。CBIアルキル化サブユニットを組み込んでいる類縁体は動物モデルにおいて効果的なインビボ抗腫瘍活性を示すことも確立されているため、新しいプロドラッグデザインおよび評価を含む、天然物の構造-機能特性を調べるためのすぐれた合成代替物である11。
2015512405.tif 000004
【０００５】
CC-1065（2）、デュオカルマイシンSA（1）、デュオカルマイシンA、ヤタケマイシン、およびCBI-インドール2（5）11cを含む関連類縁体の全合成中に、まだウィンシュタイン（Winstein）のAr-3'スピロ環化を行わなければならない、4などの合成フェノール前駆体が、インビトロ細胞毒性検定、DNAアルキル化試験、およびインビボ抗腫瘍モデルにおいて、それらの環化シクロプロパンを含む対応物と効力が等しく、区別不能であることが確立された。
【０００６】
スキーム1：非環式カルバマートプロドラッグ3a〜3fの加水分解およびスピロ環化
2015512405.tif 000005
このインビトロおよびインビボ両方における区別不能な挙動により、またそれらの並外れた効力によって取り扱いに特別な注意を要するため、フェノール前駆体の保護はそれらの調製中の安全な取り扱いを可能にするだけでなく、インビボでの制御放出のためにデザインしうるプロドラッグを創製するための有効な部位も提供する12。溶解性、薬物動態、保存寿命、取り扱いの安全性、およびインビボでの有効性を同時に改善するために、フェノールアシル化を組み込んでいるそのようなプロドラッグが開発された12,13,14。インビボで速やかに切断される（1〜20時間）、2つのそのようなカルバマート系薬物、KW-218912c〜d（t1/2＝20時間、ウシ血清）およびカルゼルシン（U-80,244、t1/2＜1時間、ヒト血漿）12a〜bが臨床試験に入ったが、最終的に進行しなかった。関連する試験で、本発明者らは(+)-CBI-インドール2のエステルおよびカルバマートプロドラッグ3a〜fを記載し、これらの多くはインビトロで(+)-CBI-インドール2（5）と本質的に効力が等しいことが判明した12e。しかし、加水分解後、そのようなプロドラッグ化合物は必然的にインビボで活性薬物と並んで副生成物（以下にRN-Hと示す）を放出し、これは副生成物の毒性の可能性に関する懸念材料となりうる。
【０００７】
本発明は、細胞検定において遊離薬物が速やかに放出され、スピロ環化し、DNAをアルキル化し、遊離薬物自体と本質的に区別不能な様式でその生物活性を効率的に発現しうることを確立した。
【発明の概要】
【０００８】
概要
本発明は本明細書において、様々な態様において、seco-CBI-インドール2の独特の複素環式カルバマートおよび関連プロドラッグ、すなわち天然物のデュオカルマイシンおよびCC-1065ファミリーの加水分解可能なプロドラッグの新しいクラスを提供する。このプロドラッグは、環式カルバマート、カルバモチオアート、またはカルバムイミダートの加水分解により活性化されて遊離薬物を放出するよう設計されている。加水分解反応の副生成物はそれぞれ、二酸化炭素、アンモニア、またはチオールである。インビボで速やかに切断される、試験された先行カルバマートプロドラッグとは異なり、環式カルバマートは、化学的および生物学的条件の両方の下で加水分解に対して例外的に安定であり、強力な遊離薬物をゆっくり、持続的に放出することが判明した。プロドラッグのインビボでの評価により、その有効性は親薬物を超え、その有効性対毒性の治療ウィンドウは親薬物よりもはるかに大きく、そのゆっくりした遊離薬物放出は親薬物よりも150倍高い用量の、安全で効果的な使用を可能にすることが明らかとなった。
【０００９】
本発明は、様々な態様において、DNAアルキル化デュオカルマイシンおよび関連抗腫瘍化合物のγ-スピロ-シクロプロピルシクロヘキセノン類縁体のインビボ生成のためのプロドラッグとして作用する、本明細書において規定するアミノフェノール化合物の環式カルバマート、カルバモチオアート、およびカルバムイミダート誘導体を目的とする。本発明は、プロドラッグの合成法、および哺乳動物患者の腫瘍および悪性病変の処置における化合物の治療的使用法も目的とする。
【００１０】
本発明は、様々な態様において、式（I）のプロドラッグ、またはその任意の塩、もしくはその水和物を提供する：
2015512405.tif 000006
式中、点線は二重結合または一重結合を示し、ただしNがそれに対する二重結合を有する場合、Rは存在せず；Xは脱離基であり、YはO、S、SR、またはNRであり、各Rは独立にH、(C1-C6)アルキル、または置換(C1-C6)アルキルであり、かつArは置換または無置換ヘテロアリールである。本発明の生物活性プロドラッグは、天然物デュオカルマイシンおよびCC-1065の立体化学的配置に対応する、キラル炭素（すなわち、CH2X基を有する炭素）における「天然」配置を有する。上の式（I）の化合物において、Xがハロまたはスルホン酸エステルである場合、これはカーン-インゴルド-プレローグ（CIP）順位規則に従い、(S)-配置である。
【００１１】
式（I）の化合物は、内因性エステラーゼ酵素の作用を通じてプロドラッグとして作用し、環式カルバマート、カルバモチオアート、またはカルバムイミダート基の加水分解、およびデュオカルマイシン型の活性DNAアルキル化抗腫瘍剤のインビボ条件下での自発的生成を引き起こすことができ、これはY＝Oについて示す以下のメカニズムに類似の様式で起こると考えられる。
2015512405.tif 000007
【００１２】
上に示すスピロ環化反応において、プロドラッグにおけるCH2X基を有するキラル炭素の立体化学的配置は保存され；したがって、上のスキームに示すとおり、プロドラッグの絶対配置はキラル中心に変更がない生成物を生じるよう選択するが、CIP順位規則により、それらの規則の下で配置に異なる命名がなされることもある。YがS、SRまたはNRである場合、プロドラッグ開環およびスピロ環化が同様に起こりうる。様々な態様において、本発明は、活性化の類似の加水分解メカニズム15に供されるが、いずれも非環式カルバマートプロドラッグよりも実質的に安定である、新規分子内複素環式カルバマート(+)-CBI-インドール2プロドラッグ（例えば、化合物6、下記参照）、およびその類縁体を提供する。環式カルバマートおよびカルバムイミダートプロドラッグの場合、それぞれ二酸化炭素またはアンモニアだけが副生成物であるため、活性化はいかなる外来性または起源をたどれる官能基の、周囲の細胞環境への放出も起こさない。重要なことに、生じる薬物はしたがってインビトロおよびインビボのいずれにおいても効力は低いが、インビボで実質的に安全かつ効果的で、このクラスの抗腫瘍薬の並外れた効力を有効に利用できるようにする。
【００１３】
本発明は、以下の式のプロドラッグ、またはその任意の塩、もしくはその水和物を提供しうる：
2015512405.tif 000008
式中、R、X、およびYは本明細書において規定するとおりである。Xは脱離基であり、YはO、S、SR、またはNRであり、かつRはHまたはアルキルである。
【００１４】
例えば、環式カルバマートプロドラッグは式6のものでありうる：
2015512405.tif 000009
式中、Xはクロロである。
【００１５】
本明細書において開示および特許請求する環式カルバマートプロドラッグの顕著な利点は、腫瘍または悪性病変の処置においてプロドラッグを投与されている患者の体組織で起こる加水分解反応において、二酸化炭素（Y＝Oの場合）以外の副生成物がないことである。カルバマート結合の切断がアミノ含有官能基の別の分子実体副生成物としての放出を引き起こす、非環式カルバマートは、体内で放出される副生成物の副作用についての懸念を起こしうるが、環式カルバマートの初期加水分解生成物はカルバミン酸で、これは自発的に脱カルボキシル化してアミノ化合物および二酸化炭素を生じる。
【００１６】
様々な態様において、本発明は、本明細書において記載する式（I）の化合物の合成法を提供する。様々な態様において、本発明は、腫瘍および悪性病変の処置法であって、式（I）のプロドラッグ、または化合物6の有効量をそれを必要としている患者に、腫瘍増殖を遅らせる、緩解を誘導する、または腫瘍の転移を阻害するなどの、患者に対する有益な効果を提供するのに十分な投与の頻度および期間で投与する段階を含む方法を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】w794 DNAの熱誘導性鎖切断のオートラジオグラフであり；23℃で48時間のDNA-作用物質インキュベーション、EtOH沈澱による結合していない作用物質の除去、および30分間の熱分解（100℃）に続いて8％変性PAGEおよびオートラジオグラフィを行った。レーン1、対照DNA；レーン2〜5、Sanger G、C、A、およびT配列決定反応；レーン6〜8、(+)-1（1×10-4〜1×10-6）；レーン9〜10、(-)-1（1×10-3〜1×10-4）；レーン11〜12、(+)-6（1×10-1〜1×10-2）。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
詳細な説明
本明細書および添付の特許請求の範囲において用いられる単数形「一つの（a）」、「一つの（an）」、および「その（the）」は、文脈が明らかにそうではないと示さないかぎり、複数の指示物を含む。
【００１９】
本明細書において用いられる「約」なる用語は、数値または範囲に言及する場合、例えば、規定する値または規定する範囲の限界の10％以内、または5％以内の、値または範囲における変動度を許容する。
【００２０】
すべてのパーセント組成は、特に記載がないかぎり、重量パーセンテージで示す。
【００２１】
ポリマーのすべての平均分子量は、特に記載がないかぎり、重量平均分子量である。
【００２２】
本明細書において用いられる「個人」（処置の対象におけるように）または「患者」とは、哺乳動物および非哺乳動物の両方を意味する。哺乳動物には、例えば、ヒト；非ヒト霊長類、例えば、類人猿およびサル；ならびに非霊長類、例えば、イヌ、ネコ、ウシ、ウマ、ヒツジ、およびヤギが含まれる。非哺乳動物には、例えば、魚および鳥が含まれる。
【００２３】
「疾患」または「障害」または「状態不良」なる用語は、交換可能に用いられ、DNAアルキル化、例えば、配列特異的DNAアルキル化が、疾患もしくは状態不良またはその症状の治療において、治療的に有益な効果を達成しうるような役割を果たすことができる、腫瘍、新生物、または悪性病変を含む疾患または状態を指すために用いられる。
【００２４】
「有効量」なる表現は、障害を患っている個人への治療を記載するために用いる場合、腫瘍または悪性病変などの、個人の組織においてDNAをアルキル化するのに有効な、本発明の化合物の量を意味し、ここでそのような阻害または他の作用は有益な治療効果を生じるのに十分な程度まで起こる。
【００２５】
用語が本明細書において用いられる場合、「実質的に」とは、完全に、またはほとんど完全に、を意味し；例えば、ある成分を「実質的に含まない」組成物は、成分を少しも含まないか、もしくは組成物の任意の関連する機能特性が痕跡量の存在によって影響を受けないような痕跡量を含み、または化合物が「実質的に純粋」であるとは、無視できる痕跡量の不純物しか存在しないことである。
【００２６】
本明細書における意味の範囲内の「処置すること」または「処置」は、障害もしくは疾患に関連する症状の軽減、またはそれらの症状のさらなる進行もしくは悪化の阻害、または疾患もしくは障害の防止もしくは予防、または疾患もしくは障害を治癒することを意味する。同様に、本明細書において用いられる本発明の化合物の「有効量」または「治療的有効量」とは、障害もしくは状態に関連する症状を、全部もしくは一部軽減する、またはそれらの症状のさらなる進行もしくは悪化を停止もしくは遅延させる、または障害もしくは状態を防止する、もしくはその予防を提供する、化合物の量を意味する。特に、「治療的有効量」とは、所望の治療結果を達成するために、必要な用量および期間で、有効な量を意味する。治療的有効量は、本発明の化合物の任意の毒性または有害効果よりも治療的に有益な効果がまさっている量でもある。
【００２７】
当技術分野において周知のとおり「プロドラッグ」は、患者に投与することができ、酵素などの患者体内の生化学物質の作用によってインビボで活性薬学的成分に変換される物質である。プロドラッグの例には、カルボン酸またはカルバミン酸基のエステルが含まれ、これはヒトおよび他の哺乳動物の血流中で見いだされる内因性エステラーゼによって加水分解されうる。カルボン酸エステルの内因性加水分解はアルコールと酸を提供し；カルバマートの内因性加水分解はアルコールと、アミンと、二酸化炭素（カルバミン酸の脱カルボキシル化を通じて）を生じる。適切なプロドラッグ誘導体の選択および調製のための通常の手順は、例えば、''Design of Prodrugs'', ed. H. Bundgaard, Elsevier, 1985に記載されている。本明細書におけるプロドラッグは環式カルバマート、カルバモチオアート、およびカルバムイミダートであり、これらはインビボで存在する酵素の作用下で加水分解を起こして、本明細書において記載する自発的スピロ環化反応を起こして生物活性抗癌剤を生じうる化合物を生じる。
【００２８】
本明細書において用いられる合成法の文脈において、「提供するのに適した条件下」または「生じるのに十分な条件下」などの語句は、実験者にとって変動することが通常の技術の範囲内であり、反応生成物の有用な量または収率を提供する、時間、温度、溶媒、反応物濃度などの反応条件を意味する。所望の反応生成物を単離することができるか、またはそうではなくさらに用いることができるならば、所望の反応生成物が唯一の反応生成物である、または出発原料が完全に消費される必要はない。
【００２９】
「化学的に可能な」とは、有機構造の一般に理解されている規則が破られない結合配列または化合物を意味し；例えば、特定の場合に、天然には存在しない五価の炭素原子を含む請求項の定義の範囲内の構造は、その請求項の範囲内ではないことが理解されるであろう。本明細書において開示する構造は、それらの態様のすべてにおいて、「化学的に可能な」構造のみを含むことが意図され、例えば、様々な原子または基と共に示す構造において、化学的に可能ではない任意の列挙した構造は、本明細書において開示または特許請求することが意図されない。
【００３０】
用語が本明細書において用いられる場合、化学構造の「類縁体」とは、親構造との実質的な類似性を保つ化学構造を意味するが、これは親構造から合成的に容易に誘導されないこともある。親化学構造から合成的に容易に誘導される関連化学構造は「誘導体」と呼ぶ。
【００３１】
置換基が指定の同一性の原子、「または結合」であると指定される場合、立体配置は置換基が「結合」である場合には指定の置換基に直に隣接している基は化学的に可能な結合配置で互いに直接連結されているとされる。
【００３２】
特定の立体化学または異性体型が具体的に示されないかぎり、構造のすべてのキラル型、ジアステレオマー型、ラセミ型が意図される。いくつかの場合に、具体的に特許請求する化合物の中で個々の立体異性体を記載するが、立体化学の明示は他の異性体型がより好ましくない、望まれない、または特許請求されないことを示すものではない。本発明において用いられる化合物は、描写から明らかなとおり、任意またはすべての不斉原子で濃縮または分割された光学異性体を、任意の濃縮度で含みうる。ラセミおよびジアステレオマー混合物の両方、ならびに個々の光学異性体は、それらの鏡像異性体またはジアステレオマーの相手を実質的に含まないように、単離または合成することができ、これらはすべて本発明の範囲内である。
【００３３】
本明細書において用いられる「安定な化合物」および「安定な構造」なる用語は、反応混合物から有用な純度までの単離、および効果的な治療薬への製剤を耐えるのに十分強い化合物を示すことになる。安定な化合物だけが本明細書において企図される。
【００３４】
構造内で複数の配向で存在して複数の分子構造を生じうる基、例えば、カルボキサミド基C(=O)NRを記載する場合、基は、文脈が分子構造内の基の配向を明らかに限定しないかぎり、任意の可能な配向、例えば、X-C(=O)N(R)-YまたはX-N(R)C(=O)-Yで存在しうることが理解される。
【００３５】
基、例えば、「アルキル」基について、基における原子の数に対していかなる限定もなしに言及する場合、請求項は、アルキル基のサイズに関して限定的であり、定義；すなわち、アルキル基などの基が有するサイズ（炭素原子の数）は、宇宙の炭素原子の総数よりも少ない有限の数であり、基のサイズに関し、分子実体にとって妥当であるとの当業者の理解によってしばられること；および機能性、すなわち、アルキル基などの基のサイズは、水性または有機液体媒質中の溶解性などの、基を含む分子に対して基が与える機能特性によってしばられることの両方によって制限されることが理解される。したがって、「アルキル」または他の化学基もしくは部分を記載する請求項は、基における原子の数が無限でありえないため、限定的かつしばられている。例えば、「アルキル」はC1〜C4、またはC1〜C8、またはC1〜C20アルキルでありうる。
【００３６】
一般に、「置換された」とは、その中に含まれる水素原子への1つまたは複数の結合が、ハロゲン（すなわち、F、Cl、Br、およびI）；ヒドロキシル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アラルキルオキシ基、オキソ(カルボニル)基、カルボン酸、カルボン酸塩、およびカルボン酸エステルを含むカルボキシル基などの基における酸素原子；チオール基、アルキルおよびアリールスルフィド基、スルホキシド基、スルホン基、スルホニル基、およびスルホンアミド基などの基における硫黄原子；アミン、ヒドロキシルアミン、ニトリル、ニトロ基、N-オキシド、ヒドラジド、アジド、およびエナミンなどの基における窒素原子；ならびに様々な他の基における他のヘテロ原子などであるが、それらに限定されるわけではない、非水素原子への1つまたは複数の結合によって置き換えられている、本明細書において定義する有機基を意味する。置換された炭素（または他の）原子に結合されうる置換基Jの非限定例には、F、Cl、Br、I、OR'、OC(O)N(R')2、CN、NO、NO2、ONO2、アジド、CF3、OCF3、R'、O（オキソ）、S（チオノ）、メチレンジオキシ、エチレンジオキシ、N(R')2、SR'、SOR'、SO2R'、SO2N(R')2、SO3R'、C(O)R'、C(O)C(O)R'、C(O)CH2C(O)R'、C(S)R'、C(O)OR'、OC(O)R'、C(O)N(R')2、OC(O)N(R')2、C(S)N(R')2、(CH2)0-2N(R')C(O)R'、(CH2)0-2N(R')N(R')2、N(R')N(R')C(O)R'、N(R')N(R')C(O)OR'、N(R')N(R')CON(R')2、N(R')SO2R'、N(R')SO2N(R')2、N(R')C(O)OR'、N(R')C(O)R'、N(R')C(S)R'、N(R')C(O)N(R')2、N(R')C(S)N(R')2、N(COR')COR'、N(OR')R'、C(=NH)N(R')2、C(O)N(OR')R'、またはC(=NOR')R'が含まれ、ここでR'は水素または炭素を基礎とする部分でありえ、かつここで炭素を基礎とする部分はそれ自体がさらに置換されていてもよく；例えば、ここでR'は水素、アルキル、アシル、シクロアルキル、アリール、アラルキル、ヘテロシクリル、ヘテロアリール、またはヘテロアリールアルキルでありえ、ここで任意のアルキル、アシル、シクロアルキル、アリール、アラルキル、ヘテロシクリル、ヘテロアリール、もしくはヘテロアリールアルキルまたはR'は独立にJで一置換または多置換されていてもよく；またはここで窒素原子もしくは隣接窒素原子に結合された2つのR'基は窒素原子と一緒にヘテロシクリルを形成してもよく、これはJで一置換または独立に多置換されていてもよい。
【００３７】
様々な態様において、Jはハロ、ニトロ、シアノ、OR、NR2、もしくはRでありえ、またはC(O)OR、C(O)NR2、OC(O)OR、OC(O)NR2、N(R)C(O)OR、N(R)C(O)NR2もしくはそのチオ/チオノ類縁体である。「そのチオ/チノ類縁体」とは、Oを含む基に関して、基における任意またはすべてのO原子をS原子で置き換えうることを意味し；例えば、基C(O)ORでは、「そのチオ/チオノ類縁体」にはC(S)OR、C(O)SR、およびC(S)SRが含まれ；例えば、基OC(O)NR2では、「そのチオ/チオノ類縁体」にはSC(O)NR2、OC(S)NR2、およびSC(S)NR2が含まれ；他も同様である。
【００３８】
したがって、「置換（された）」アルキル基は、1つまたは複数のJ基を有するアルキル基であり、このJ基はR'基を有しえ、このR'基は前述の置換基のリストから選択される基でさらに置換されうる。
【００３９】
置換基が、例えば、FまたはClなどの、一価である場合、これは一重結合によって置換している原子に結合されている。置換基が、二価であるOなどの、一価よりも多価である場合、これは複数の結合によって置換している原子に結合されえ、すなわち、二価置換基は二重結合によって結合され；例えば、Oで置換されたCはカルボニル基、C=Oを形成し、これは「CO」、「C(O)」、または「C(=O)」と書くこともでき、ここでCおよびOは二重結合している。炭素原子が二重結合酸素（=O）基で置換されている場合、酸素置換基は「オキソ」基と呼ぶ。NRなどの二価置換基が炭素原子に二重結合している場合、得られるC(=NR)基は「イミノ」基と呼ぶ。Sなどの二価置換基が炭素原子に二重結合している場合、得られるC(=S)基は「チオカルボニル」または「チオノ」基と呼ぶ。
【００４０】
または、OまたはSなどの二価置換基は2つの一重結合によって2つの異なる炭素原子に連結されうる。例えば、二価置換基であるOは、2つの隣接炭素原子のそれぞれに結合してエポキシド基を提供することができ、またはOは、隣接もしくは非隣接炭素原子の間で「オキシ」基と呼ぶ架橋エーテル基を形成する、例えば、シクロヘキシル基の1,4-炭素を架橋して[2.2.1]-オキサビシクロ系を形成することができる。さらに、任意の置換基を炭素または他の原子に、(CH2)nまたは(CR'2)nなどのリンカーによって結合することもでき、ここでnは1、2、3、またはそれ以上であり、かつ各R'は独立に選択される。
【００４１】
用語が本明細書において用いられる場合の「環系」とは、1、2、3またはそれ以上の環を含む部分を意味し、これらは非環基、または他の環系、または両方で置換されていてもよく、これらは完全飽和、部分不飽和、完全不飽和、または芳香族でありえ、かつ環系が複数の環を含む場合、環は縮合、架橋、またはスピロ環式でありうる。
【００４２】
「スピロ環式」とは、当技術分野において周知のとおり、2つの環が1つの四面体型炭素原子で縮合している構造群を意味する。「スピロ環化反応」は、スピロ炭素原子を作成する反応を意味する。例えば、以下の反応は本出願においてスピロ環化反応と呼ぶ：
2015512405.tif 000010
。上に示すとおり、「ウィンシュタインAr-3'スピロ環化」または「ウィンシュタインスピロ環化」と呼ぶ反応において、スピロ炭素原子がエノンのγ位に作成される。
【００４３】
スピロ環化反応において、上に示す例のクロロ基が脱離基として機能する求核置換反応において、フェノールは求核剤である。用語が本明細書において用いられる場合の「脱離基」、または「離核性」基は、置換反応において炭素中心から離れる基；通常はハロゲンイオン、例えば、上に示す例の塩素イオンなどのアニオン型で安定な基を意味する。当技術分野において周知のものなどの、脱離基の例には、ハロ基、スルホン酸エステル基などが含まれる。
【００４４】
1つまたは複数の置換基を含む本明細書に記載の任意の基に関して、当然のことながら、そのような基は立体的に実行不可能および/または合成的に不可能である任意の置換または置換パターンを含まないことが理解される。加えて、この開示する内容の化合物は、これらの化合物の置換から生じるすべての立体化学的異性体を含む。
【００４５】
アルキル基には、1から約20個の炭素原子、典型的には1から12個の炭素、または、いくつかの態様において、1から8個の炭素原子を有する、直鎖および分枝アルキル基およびシクロアルキル基が含まれる。直鎖アルキル基の例には、メチル、エチル、n-プロピル、n-ブチル、n-ペンチル、n-ヘキシル、n-ヘプチル、およびn-オクチル基などの1から8個の炭素原子を有するものが含まれる。分枝アルキル基の例には、イソプロピル、イソ-ブチル、sec-ブチル、t-ブチル、ネオペンチル、イソペンチル、および2,2-ジメチルプロピル基が含まれるが、それらに限定されるわけではない。本明細書において用いられる「アルキル」なる用語は、n-アルキル、イソアルキル、およびアンテイソアルキル基ならびにアルキルの他の分枝鎖型を含む。代表的な置換アルキル基は、上に挙げた任意の基、例えば、アミノ、ヒドロキシ、シアノ、カルボキシ、ニトロ、チオ、アルコキシ、およびハロゲン基で1回または複数回置換されうる。
【００４６】
シクロアルキル基は、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、およびシクロオクチル基などであるが、それらに限定されるわけではない、環式アルキル基である。いくつかの態様において、シクロアルキル基は3から約8〜12個の環構成員を有しうるが、他の態様において、環炭素原子の数は3〜4、5、6、または7個の範囲である。シクロアルキル基には、ノルボルニル、アダマンチル、ボルニル、カンフェニル、イソカンフェニル、およびカレニル基などであるが、それらに限定されるわけではない、多環式シクロアルキル基、ならびにデカリニルなどであるが、それらに限定されるわけではない、縮合環がさらに含まれる。シクロアルキル基には、上で定義した直鎖または分枝鎖アルキル基で置換されている環も含まれる。代表的な置換シクロアルキル基は、2,2-、2,3-、2,4-、2,5-、もしくは2,6-二置換シクロヘキシル基、または一、二、もしくは三置換ノルボルニルもしくはシクロヘプチル基などであるが、それらに限定されるわけではない、一置換または複数置換されていてもよく、これらは、例えば、アミノ、ヒドロキシ、シアノ、カルボキシ、ニトロ、チオ、アルコキシ、およびハロゲン基で置換されうる。「シクロアルケニル」なる用語は単独または組み合わせで環式アルケニル基を意味する。
【００４７】
アリール基は、環にヘテロ原子を含まない、環式芳香族炭化水素である。したがって、アリール基には、フェニル、アズレニル、ヘプタレニル、ビフェニル、インダセニル、フルオレニル、フェナントレニル、トリフェニレニル、ピレニル、ナフタセニル、クリセニル、ビフェニレニル、アントラセニル、およびナフチル基が含まれるが、それらに限定されるわけではない。いくつかの態様において、アリール基は基の環部分に約6から約14個の炭素を含む。アリール基は、上で定義したとおり、無置換でも置換されていてもよい。2-、3-、4-、5-、もしくは6-置換フェニルまたは2〜8置換ナフチル基などであるが、それらに限定されるわけではない、代表的な置換アリール基は、一置換または複数回置換されえ、これらは上に挙げたものなどの炭素または非炭素基で置換されうる。
【００４８】
アラルキル基は、アルキル基の水素または炭素結合が上で定義したアリール基への結合で置き換えられている、上で定義したアルキル基である。代表的なアラルキル基には、ベンジルおよびフェニルエチル基ならびに4-エチル-インダニルなどの縮合(シクロアルキルアリール)アルキル基が含まれる。アラルケニル基は、アルキル基の水素または炭素結合が上で定義したアリール基への結合で置き換えられている、上で定義したアルケニル基である。
【００４９】
ヘテロシクリル基または「ヘテロシクリル」なる用語は、3個以上の環構成員を含む芳香環および非芳香環化合物を含み、環構成員のうち1つまたは複数はN、O、およびSなどであるが、それらに限定されるわけではない、ヘテロ原子である。したがって、ヘテロシクリルはシクロヘテロアルキル、もしくはヘテロアリール、または多環式の場合にはその任意の組み合わせでありうる。いくつかの態様において、ヘテロシクリル基は3から約20個の環構成員を含むが、他のそのような基は3から約15個の環構成員を有する。C2-ヘテロシクリルと呼ぶヘテロシクリル基は、2個の炭素原子および3個のヘテロ原子を有する5員環、2個の炭素原子および4個のヘテロ原子を有する6員環などでありうる。同様に、C4-ヘテロシクリルは、1個のヘテロ原子を有する5員環、2個のヘテロ原子を有する6員環などでありうる。炭素原子の数プラスヘテロ原子の数は合計して環原子の総数に等しくなる。ヘテロシクリル環は1つまたは複数の二重結合も含みうる。ヘテロアリール環はヘテロシクリル基の一態様である。「ヘテロシクリル基」なる語句は、縮合芳香族および非芳香族基を含むものを含む縮合環種を含む。例えば、ジオキソラニル環およびベンズジオキソラニル環系（メチレンジオキシフェニル環系）はいずれも本明細書における意味内のヘテロシクリル基である。この語句は、キヌクリジルなどであるが、それに限定されるわけではない、ヘテロ原子を含む多環式環系も含む。ヘテロシクリル基は無置換でもよく、または前述のとおりに置換されていてもよい。ヘテロシクリル基には、ピロリジニル、ピペリジニル、ピペラジニル、モルホリニル、ピロリル、ピラゾリル、トリアゾリル、テトラゾリル、オキサゾリル、イソキサゾリル、チアゾリル、ピリジニル、チオフェニル、ベンゾチオフェニル、ベンゾフラニル、ジヒドロベンゾフラニル、インドリル、ジヒドロインドリル、アザインドリル、インダゾリル、ベンズイミダゾリル、アザベンズイミダゾリル、ベンゾキサゾリル、ベンゾチアゾリル、ベンゾチアジアゾリル、イミダゾピリジニル、イソキサゾロピリジニル、チアナフタレニル、プリニル、キサンチニル、アデニニル、グアニニル、キノリニル、イソキノリニル、テトラヒドロキノリニル、キノキサリニル、およびキナゾリニル基が含まれるが、それらに限定されるわけではない。ピペリジニルまたはキノリニル基などであるが、それらに限定されるわけではない、代表的な置換ヘテロシクリル基は、一置換または複数回置換されえ、これらは上に挙げたものなどの基で2-、3-、4-、5-、もしくは6-置換、または二置換される。
【００５０】
ヘテロアリール基は、5個以上の環構成員を含む芳香環化合物であり、環構成員のうち1つまたは複数はN、O、およびSなどであるが、それらに限定されるわけではない、ヘテロ原子であり；例えば、ヘテロアリール環は5から約8〜12個の環構成員を有しうる。ヘテロアリール基は、芳香族電子構造を有する様々なヘテロシクリル基である。C2-ヘテロアリールと呼ぶヘテロアリール基は、2個の炭素原子および3個のヘテロ原子を有する5員環、2個の炭素原子および4個のヘテロ原子を有する6員環などでありうる。同様に、C4-ヘテロアリールは、1個のヘテロ原子を有する5員環、2個のヘテロ原子を有する6員環などでありうる。炭素原子の数プラスヘテロ原子の数は合計して環原子の総数に等しくなる。ヘテロアリール基には、ピロリル、ピラゾリル、トリアゾリル、テトラゾリル、オキサゾリル、イソキサゾリル、チアゾリル、チアジアゾリル、ピリジニル、ピリミジニル、チオフェニル、ベンゾチオフェニル、ベンゾフラニル、インドリル、アザインドリル、インダゾリル、ベンズイミダゾリル、アザベンズイミダゾリル、ベンズオキサゾリル、ベンゾチアゾリル、ベンゾチアジアゾリル、イミダゾピリジニル、イソキサゾロピリジニル、チアナフタレニル、プリニル、キサンチニル、アデニニル、グアニニル、キノリニル、イソキノリニル、テトラヒドロキノリニル、キノキサリニル、およびキナゾリニル基などの基が含まれるが、それらに限定されるわけではない。ヘテロアリール基は無置換でもよく、または前述の基で置換されていてもよい。代表的な置換ヘテロアリール基は、上に挙げたものなどの基で1回または複数回置換されうる。
【００５１】
アリールおよびヘテロアリール基のさらなる例には、フェニル、ビフェニル、インデニル、ナフチル（1-ナフチル、2-ナフチル）、N-ヒドロキシテトラゾリル、N- ヒドロキシトリアゾリル、N-ヒドロキシイミダゾリル、アントラセニル（1-アントラセニル、2-アントラセニル、3-アントラセニル）、チオフェニル（2-チエニル、3-チエニル）、フリル（2-フリル、3-フリル）、インドリル、オキサジアゾリル、イソキサゾリル、キナゾリニル、フルオレニル、キサンテニル、イソインダニル、ベンズヒドリル、アクリジニル、チアゾリル、ピロリル（2-ピロリル）、ピラゾリル（3-ピラゾリル）、イミダゾリル（1-イミダゾリル、2-イミダゾリル、4-イミダゾリル、5-イミダゾリル）、トリアゾリル（1,2,3-トリアゾル-1-イル、1,2,3-トリアゾル-2-イル 1,2,3-トリアゾル-4-イル、1,2,4-トリアゾル-3-イル）、オキサゾリル（2-オキサゾリル、4-オキサゾリル、5-オキサゾリル）、チアゾリル（2-チアゾリル、4-チアゾリル、5-チアゾリル）、ピリジル（2-ピリジル、3-ピリジル、4-ピリジル）、ピリミジニル（2-ピリミジニル、4-ピリミジニル、5-ピリミジニル、6-ピリミジニル）、ピラジニル、ピリダジニル（3-ピリダジニル、4-ピリダジニル、5-ピリダジニル）、キノリル（2-キノリル、3-キノリル、4-キノリル、5-キノリル、6-キノリル、7-キノリル、8-キノリル）、イソキノリル（1-イソキノリル、3-イソキノリル、4-イソキノリル、5-イソキノリル、6-イソキノリル、7-イソキノリル、8-イソキノリル）、ベンゾ[b]フラニル（2-ベンゾ[b]フラニル、3-ベンゾ[b]フラニル、4-ベンゾ[b]フラニル、5-ベンゾ[b]フラニル、6-ベンゾ[b]フラニル、7-ベンゾ[b]フラニル）、2,3-ジヒドロ-ベンゾ[b]フラニル（2-(2,3-ジヒドロ-ベンゾ[b]フラニル)、3-(2,3-ジヒドロ-ベンゾ[b]フラニル)、4-(2,3-ジヒドロ-ベンゾ[b]フラニル)、5-(2,3-ジヒドロ-ベンゾ[b]フラニル)、6-(2,3-ジヒドロ-ベンゾ[b]フラニル)、7-(2,3-ジヒドロ-ベンゾ[b]フラニル)、ベンゾ[b]チオフェニル（2-ベンゾ[b]チオフェニル、3-ベンゾ[b]チオフェニル、4-ベンゾ[b]チオフェニル、5-ベンゾ[b]チオフェニル、6-ベンゾ[b]チオフェニル、7-ベンゾ[b]チオフェニル）、2,3-ジヒドロ-ベンゾ[b]チオフェニル、(2-(2,3-ジヒドロ-ベンゾ[b]チオフェニル)、3-(2,3-ジヒドロ-ベンゾ[b]チオフェニル)、4-(2,3-ジヒドロ-ベンゾ[b]チオフェニル)、5-(2,3-ジヒドロ-ベンゾ[b]チオフェニル)、6-(2,3-ジヒドロ-ベンゾ[b]チオフェニル)、7-(2,3-ジヒドロ-ベンゾ[b]チオフェニル)、インドリル（1-インドリル、2-インドリル、3-インドリル、4-インドリル、5-インドリル、6-インドリル、7-インドリル）、インダゾール（1-インダゾリル、3-インダゾリル、4-インダゾリル、5-インダゾリル、6-インダゾリル、7-インダゾリル）、ベンズイミダゾリル（1-ベンズイミダゾリル、2-ベンズイミダゾリル、4-ベンズイミダゾリル、5-ベンズイミダゾリル、6-ベンズイミダゾリル、7-ベンズイミダゾリル、8-ベンズイミダゾリル）、ベンゾキサゾリル（1-ベンゾキサゾリル、2-ベンゾキサゾリル）、ベンゾチアゾリル（1-ベンゾチアゾリル、2-ベンゾチアゾリル、4-ベンゾチアゾリル、5-ベンゾチアゾリル、6-ベンゾチアゾリル、7-ベンゾチアゾリル）、カルバゾリル（1-カルバゾリル、2-カルバゾリル、3-カルバゾリル、4-カルバゾリル）、5H-ジベンズ[b,f]アゼピン（5H-ジベンズ[b,f]アゼピン-1-イル、5H-ジベンズ[b,f]アゼピン-2-イル、5H-ジベンズ[b,f]アゼピン-3-イル、5H-ジベンズ[b,f]アゼピン-4-イル、5H-ジベンズ[b,f]アゼピン-5-イル）、10,11-ジヒドロ-5H-ジベンズ[b,f]アゼピン（10,11-ジヒドロ-5H-ジベンズ[b,f]アゼピン-1-イル、10,11-ジヒドロ-5H-ジベンズ[b,f]アゼピン-2-イル、10,11-ジヒドロ-5H-ジベンズ[b,f]アゼピン-3-イル、10,11-ジヒドロ-5H-ジベンズ[b,f]アゼピン-4-イル、10,11-ジヒドロ-5H-ジベンズ[b,f]アゼピン-5-イル）などが含まれるが、それらに限定されるわけではない。
【００５２】
「ハロ」または「ハロゲン」または「ハロゲン化物」なる用語は、それら自体または別の置換基の一部として、特に記載がないかぎり、フッ素、塩素、臭素、またはヨウ素原子、好ましくは、フッ素、塩素、または臭素を意味する。
【００５３】
用語が本明細書において用いられる場合、「アシル」基とは、カルボニル炭素原子を介して結合している、カルボニル部分を含む基を意味する。カルボニル炭素原子は、アルキル、アリール、アラルキル シクロアルキル、シクロアルキルアルキル、ヘテロシクリル、ヘテロシクリルアルキル、ヘテロアリール、ヘテロアリールアルキル基などの一部でありうる、別の炭素原子にも結合している。カルボニル炭素原子が水素に結合している特別な場合には、基は用語が本明細書において定義されるアシル基の「ホルミル」基である。アシル基は、カルボニル基に結合した0から約12〜20個の追加の炭素原子を含みうる。アシル基は本明細書における意味内の二重または三重結合を含みうる。アクリロイル基はアシル基の一例である。アシル基は本明細書における意味内のヘテロ原子も含みうる。ニコチノイル基（ピリジル-3-カルボニル）基は、本明細書における意味内のアシル基の一例である。他の例には、アセチル、ベンゾイル、フェニルアセチル、ピリジルアセチル、シンナモイル、およびアクリロイル基などが含まれる。カルボニル炭素原子に結合した炭素原子を含む基がハロゲンを含む場合、基は「ハロアシル」基と呼ぶ。一例はトリフルオロアセチル基である。
【００５４】
「アミン」なる用語は、例えば、各基が独立にHまたはアルキル、アリールなどの非Hでありうる、式N(基)3を有する、一級、二級、および三級アミンを含む。アミンには、R-NH2、例えば、アルキルアミン、アリールアミン、アルキルアリールアミン；R2NH、ここで各Rは独立に選択され、例えば、ジアルキルアミン、ジアリールアミン、アラルキルアミン、ヘテロシクリルアミンなど；およびR3N、ここで各Rは独立に選択され、例えば、トリアルキルアミン、ジアルキルアリールアミン、アルキルジアリールアミン、トリアリールアミンなどが含まれるが、それらに限定されるわけではない。「アミン」なる用語は、本明細書において用いられるアンモニウムイオンも含む。
【００５５】
「アミノ」基は、各Rが独立に選択される、-NH2、-NHR、-NR2、-NR3+の型、およびプロトン化することができない-NR3+以外の、それぞれのプロトン化型の置換基である。したがって、アミノ基で置換されている任意の化合物は、アミンと見なすことができる。本明細書における意味内の「アミノ基」は、一級、二級、三級または四級アミノ基でありうる。「アルキルアミノ」基には、モノアルキルアミノ、ジアルキルアミノ、およびトリアルキルアミノ基が含まれる。
【００５６】
「アンモニウム」イオンには、無置換アンモニウムイオンNH4+が含まれるが、特に記載がないかぎり、アミンの任意のプロトン化または四級化型も含まれる。したがって、塩酸トリメチルアンモニウムおよび塩化テトラメチルアンモニウムはいずれも、本明細書における意味内のアンモニウムイオンおよびアミンである。
【００５７】
「アミド（amide）」（または「アミド（amido）」）なる用語は、C-およびN-アミド基、すなわち、それぞれ-C(O)NR2、および-NRC(O)R基を含む。したがって、アミド基には、一級カルボキサミド基（-C(O)NH2）およびホルムアミド基（-NHC(O)H）が含まれるが、それらに限定されるわけではない。「カルボキサミド」基は式C(O)NR2の基であり、ここでRはH、アルキル、アリールなどでありうる。
【００５８】
用語が本明細書において用いられる場合、「スルホン酸エステル」はアルキルスルホン酸のエステル型（例えば、メタンスルホナート、「メシラート」）、ハロアルキルスルホン酸のエステル型（例えば、トリフルオロメチルアルキルスルホナート、「トリフラート」）、アリールスルホン酸のエステル型（ここでアリール基は置換されていてもよく、例えば、p-トルエンスルホナート、「トシラート」；p-ブロモベンゼンスルホナート、「ブロシラート」）などを意味する。
【００５９】
本明細書において用いられる「アミノ保護基」または「N-保護」なる用語は、アミノ基を合成手順中の望ましくない反応に対して保護することが意図され、後に除去してアミンを現しうる基を意味する。一般に用いられるアミノ保護基は、Protective Groups in Organic Synthesis, Greene, T.W.; Wuts, P. G. M., John Wiley & Sons, New York, NY, (3rd Edition, 1999)に開示されている。アミノ保護基には、ホルミル、アセチル、プロピオニル、ピバロイル、t-ブチルアセチル、2-クロロアセチル、2-ブロモアセチル、トリフルオロアセチル、トリクロロアセチル、o-ニトロフェノキシアセチル、α-クロロブチリル、ベンゾイル、4-クロロベンゾイル、4-ブロモベンゾイル、4-ニトロベンゾイルなどのアシル基；ベンゼンスルホニル、p-トルエンスルホニルなどのスルホニル基；ベンジルオキシカルボニル（Cbz）、p-クロロベンジルオキシカルボニル、p-メトキシベンジルオキシカルボニル、p-ニトロベンジルオキシカルボニル、2-ニトロベンジルオキシカルボニル、p-ブロモベンジルオキシカルボニル、3,4-ジメトキシベンジルオキシカルボニル、3,5-ジメトキシベンジルオキシカルボニル、2,4-ジメトキシベンジルオキシカルボニル、4-メトキシベンジルオキシカルボニル、2-ニトロ-4,5-ジメトキシベンジルオキシカルボニル、3,4,5-トリメトキシベンジルオキシカルボニル、1-(p-ビフェニリル)-1-メチルエトキシカルボニル、α,α-ジメチル-3,5-ジメトキシベンジルオキシカルボニル、ベンズヒドリルオキシカルボニル、t-ブチルオキシカルボニル（Boc）、ジイソプロピルメトキシカルボニル、イソプロピルオキシカルボニル、エトキシカルボニル、メトキシカルボニル、アリルオキシカルボニル（Alloc）、2,2,2-トリクロロエトキシカルボニル、2-トリメチルシリルエチルオキシカルボニル（Teoc）、フェノキシカルボニル、4-ニトロフェノキシカルボニル、フルオレニル-9-メトキシカルボニル（Fmoc）、シクロペンチルオキシカルボニル、アダマンチルオキシカルボニル、シクロヘキシルオキシカルボニル、フェニルチオカルボニルなどのアルコキシ-またはアリールオキシ-カルボニル基（保護アミンとウレタンを形成する）；ベンジル、トリフェニルメチル、ベンジルオキシメチルなどのアラルキル基；およびトリメチルシリルなどのシリル基が含まれる。アミン保護基には、フタロイルおよびジチオスクシンイミジルなどの環式アミノ保護基も含まれ、これらはアミノ窒素を複素環に組み込む。典型的には、アミノ保護基には、ホルミル、アセチル、ベンゾイル、ピバロイル、t-ブチルアセチル、フェニルスルホニル、Alloc、Teoc、ベンジル、Fmoc、BocおよびCbzが含まれる。当面の合成作業のために適切なアミノ保護基を選択して使用することは、当業者の技術の範囲内である。
【００６０】
当技術分野において周知のものなどの、化学基に対する標準の略語を用いる；例えば、Me＝メチル、Et＝エチル、i-Pr＝イソプロピル、Bu＝ブチル、t-Bu＝tert-ブチル、Ph＝フェニル、Bn＝ベンジル、Ac＝アセチル、Bz＝ベンゾイルなど。
【００６１】
「塩」は、当技術分野において周知のとおり、イオン型のカルボン酸、スルホン酸、またはアミンなどの有機化合物を、対イオンとの組み合わせで含む。例えば、酸はそれらのアニオン型で、金属カチオン、例えば、ナトリウム、カリウムなどのカチオンと；NH4+などのアンモニウム塩もしくはテトラメチルアンモニウムなどのテトラアルキルアンモニウム塩を含む様々なアミンのカチオンと、またはトリメチルスルホニウムなどの他のカチオンと塩を形成しうる。「薬学的に許容される」または「薬理学的に許容される」塩は、塩化物塩またはナトリウム塩などの、ヒトの消費のために承認されており、一般に非毒性のイオンから形成される塩である。「両性イオン」は、互いに平衡を保つのに役立つ少なくとも2つのイオン化可能な基であって、一方はアニオンを形成し、他方はカチオンを形成する基を有する分子内で形成されうるものなどの、内部塩である。例えば、グリシンなどのアミノ酸は両性イオン型で存在することができる。「両性イオン」は、本明細書における意味内の塩である。本発明の化合物は塩の形を取ってもよい。「塩」なる用語は、本発明の化合物である遊離酸または遊離塩基の付加塩を含む。塩は「薬学的に許容される塩」でありうる。「薬学的に許容される塩」なる用語は、薬学的適用において有用性を提供する範囲内の毒性を有する塩を意味する。薬学的に許容されない塩は、それにもかかわらず、高い結晶性などの特性を有することもあり、これらは、例えば、本発明の化合物の合成、精製または製剤の工程における有用性などの、本発明の実施において有用性を有する。
【００６２】
「水和物」は、水分子との組成物で存在する化合物である。組成物は、一水和物もしくは二水和物などの化学量論量の水を含むことができ、または無作為な量の水を含むこともできる。用語が本明細書において用いられる場合、「水和物」は固体型を意味し、すなわち、水溶液中の化合物は、水和されているかもしれないが、用語が本明細書において用いられる場合の水和物ではない。
【００６３】
本発明の化合物が1つまたは複数のキラル中心を含む場合、化合物は単一の実質的に純粋な鏡像異性型もしくはジアステレオマー型またはラセミ混合物で存在してもよく、それらとして単離してもよいことが理解されるであろう。したがって、本発明は、本発明の化合物の任意の可能な鏡像異性体、ジアステレオマー、ラセミ体またはその混合物を含む。
【００６４】
キラル中心の存在によって生じる異性体は、「鏡像異性体」と呼ばれる重ね合わせ不可能な異性体の対を含む。純粋な化合物の単一の鏡像異性体は光学活性であり、すなわち、これらは平面偏光の平面を回転させることができる。単一の鏡像異性体はカーン-インゴールド-プレローグシステムによって表示する。置換基の順位を原子量に基づいて番号付け、系統的手順によりもとめた原子量が高いほど高い順位を有する。4つの基の順位が決定されれば、最も低い順位の基を観察者から遠くに向けるように分子を置く。次いで、他の基の下行順位が時計回りであれば、分子は（R）絶対配置を有するとされ、他の基の下行順位が反時計回りであれば、分子は（S）絶対配置を有するとされる。以下のスキームの例において、カーン-インゴールド-プレローグ順位はA＞B＞C＞Dである。最も順位が低い原子Dを観察者から遠くに向ける。
2015512405.tif 000011
【００６５】
上に示すA〜Dの原子を有する炭素原子は「キラル」炭素原子として知られ、分子におけるそのような炭素原子の位置を「キラル中心」と呼ぶ。
【００６６】
加えて、本発明の特徴または局面がマーカッシュ群に関して記載される場合、当業者であれば、本発明はそれによりマーカッシュ群の任意の個々のメンバーまたはメンバーの下位群に関しても記載されることを理解するであろう。例えば、Xが臭素、塩素、およびヨウ素からなる群より選択されると記載される場合、臭素であるXに対する請求項ならびに臭素および塩素であるXに対する請求項が完全に記載される。さらに、本発明の特徴または局面がマーカッシュ群に関して記載される場合、当業者であれば、本発明はそれによりマーカッシュ群の個々のメンバーまたはメンバーの下位群の任意の組み合わせに関しても記載されることを理解するであろう。したがって、例えば、Xが臭素、塩素、およびヨウ素からなる群より選択されると記載され、Yがメチル、エチル、およびプロピルからなる群より選択されると記載される場合、臭素であるXおよびメチルであるYに対する請求項が完全に記載される。
【００６７】
必然的に整数である変数の値、例えば、アルキル基中の炭素原子の数または環上の置換基の数が範囲、例えば、0〜4で記載される場合、意味するものは値が0と4との間の両端を含む任意の整数、すなわち、0、1、2、3、または4でありうるということである。
【００６８】
様々な態様において、本発明の方法において用いるものなどの、化合物または化合物群は、上に挙げた態様の任意の組み合わせおよび/または下位の組み合わせの任意の1つでありうる。
【００６９】
様々な態様において、任意の実施例において示す、または例示的化合物の中の化合物を提供する。条件は任意の開示する範疇または態様に適用してもよく、ここで他の上で開示する態様または種の任意の1つまたは複数はそのような範疇または態様から除外してもよい。
【００７０】
本発明は、単離した本発明の化合物をさらに含む。「単離した化合物」なる表現は、単離した化合物が、化合物の合成において用いた試薬、および/または生じた副生成物から分離されている、本発明の化合物、または本発明の化合物の混合物の調製物を意味する。「単離した」とは、調製物が技術的に純粋（均質）であることを意味するものではなく、治療的に用いうる形の化合物に対して十分に純粋であることを意味する。好ましくは「単離した化合物」とは、指定の本発明の化合物または化合物の混合物を全重量の少なくとも10重量パーセントの量で含む、本発明の化合物または本発明の化合物の混合物の調製物を意味する。好ましくは、調製物は指定の化合物または化合物の混合物を全重量の少なくとも50重量パーセントの量で；より好ましくは全重量の少なくとも80重量パーセント；最も好ましくは調製物の全重量の少なくとも90重量パーセント、少なくとも95重量パーセントまたは少なくとも98重量パーセントの量で含む。
【００７１】
本発明の化合物および中間体は、ろ過、液-液抽出、固相抽出、蒸溜、再結晶またはフラッシュクロマトグラフィ、もしくはHPLCを含むクロマトグラフィなどの標準の技術によって、それらの反応混合物から単離し、精製してもよい。
【００７２】
「単離した光学異性体」または「単離した鏡像異性体」とは、同じ式の対応する光学異性体から実質的に精製されている化合物を意味する。好ましくは、単離した異性体は、少なくとも約80重量％、より好ましくは少なくとも90重量％鏡像異性的に純粋、さらにより好ましくは少なくとも98重量％鏡像異性的に純粋、最も好ましくは少なくとも約99重量％鏡像異性的に純粋である。「鏡像異性純度」とは、化合物の光学異性体の鏡像異性混合物における主な鏡像異性体のパーセントを意味する。純粋な単一の鏡像異性体は100％の鏡像異性純度を有する。
【００７３】
単離した光学異性体は、周知のキラル分離技術によってラセミ混合物から精製してもよい。1つのそのような方法に従い、本発明の化合物のラセミ混合物、またはそのキラル中間体を、カラムの一連のDAICEL(登録商標) CHIRALPAK(登録商標)ファミリー（Daicel Chemical Industries, Ltd., Tokyo, Japan）のメンバーなどの、適切なキラルカラムを用いてのHPLCにより、99％重量％純粋な光学異性体へと分離する。カラムは製造者の指示に従って操作する。
【００７４】
別々の実質的に純粋な光学異性体を得る別の周知の方法は伝統的な分割であり、これによりプロトン化アミンまたはカルボキシル基などのイオン化官能基を含むキラルラセミ化合物は、反対にイオン化されたキラル非ラセミ添加物とジアステレオマーの塩を形成する。次いで、得られたジアステレオマーの塩型は、溶解度差などの標準の物理的手段によって分離することができ、次いで、キラル非ラセミ添加物を除去するか、もしくは標準の化学的手段によって別の対イオンと交換してもよく、またはジアステレオマーの塩型を治療薬として、もしくは治療薬の前駆体として用いるために、塩として保持してもよい。
【００７５】
様々な態様において、本発明は式（I）のプロドラッグ、またはその立体異性体、もしくはその任意の塩、もしくはその水和物を提供する：
2015512405.tif 000012
式中、点線は二重結合または一重結合を示し、ただしNがそれに対する二重結合を有する場合、Rは存在せず；
Xは脱離基であり、YはO、S、SR、またはNRであり、各Rは独立にH、(C1-C6)アルキル、または置換(C1-C6)アルキルであり、かつArはヘテロアリールであり、これは置換または無置換でありうる。
【００７６】
例えば、環式カルバマートの場合には、YはOでありうる：
2015512405.tif 000013
。他の態様において、環式カルバモチオアートの場合には、YはSでありうる：
2015512405.tif 000014
。さらに他の態様において、環式カルバムイミダートの場合には、YはNRでありうる：
2015512405.tif 000015
。またはYはSRでありえ、ここでRはアルキルまたは置換アルキルである。例えば、S-アリール-カルバモチオアートの場合、SRはS-メチルでありえ、またはS-CH2CH2-CO2-エステルでありえ、またはS-CH2CH2-フタルイミドなどでありうる：
2015512405.tif 000016
。
【００７７】
本発明は、以下の式のプロドラッグ、またはその立体異性体、もしくはその任意の塩、もしくはその水和物を提供しうる：
2015512405.tif 000017
式中、R、X、およびYは本明細書において規定するとおりである。
【００７８】
本発明は、以下の式のプロドラッグを提供しうる：
2015512405.tif 000018
式中、脱離基Xは本明細書において規定するとおりである。
【００７９】
例えば、脱離基Xは、クロロ基などのハロでありえ、またはメシラートもしくはトリフラートなどのスルホン酸エステルでありうる。Xがクロロである場合、プロドラッグは化合物6である：
2015512405.tif 000019
。
【００８０】
明らかなとおり、化合物6のキラル中心は、クロロメチル基を有する炭素原子に存在する。示している化合物は(+)-6であり、これは(S)-異性体であり、本明細書において「天然」配置、すなわち、天然物デュオカルマイシンおよびCC-1065の対応する炭素原子における配置に対応する鏡像異性配置とも呼ぶ。
【００８１】
様々な態様において、環式カルバマート部分のN-置換基は水素でありえ；または小さい、立体障害のないアルキル基などでありうる。
【００８２】
Ar基は、標的指向またはDNA結合部分に関して重要で、インビボで内因性酵素によってプロドラッグの前駆体部分から遊離された反応性アルキル化部分がDNAとの反応を起こしうるように、DNA標的分子との相互作用の安定化を提供すると考えられる。このように生成された反応性部分のアルキル化反応が、化合物のDNAへの結合部位に近接するDNAと起こりうる。このアルキル化過程はこのように標的とされるDNAを不安定化し、これは腫瘍細胞に対して細胞毒性でありうると考えられる。
【００８３】
ウィンシュタインスピロ環化反応を介してのスピロ-シクロプロピル-γ-シクロヘキセノン部分の生成と、続く環式カルバマート、カルバモチオアート、またはカルバムイミダートプロドラッグ部分からの遊離フェノール基の内因性遊離の後、この反応性基による特定のDNA部分の反応、例えば、アルキル化が起こる。そのような変異はDNA標的を含む細胞にとって致死的となりうる。Ar基、すなわち結合/標的指向部分の変更は、本発明のプロドラッグの異なるDNA結合特異性をもたらしうると考えられる。
【００８４】
様々な態様において、Ar基は1つまたは2つのインドール部分を含む。Ar基は、クロロメチル（またはスルホン酸エステルなどの脱離基を有する他のメチレン基）を有するベンゾジヒドロインドール部分のピロリジン環に結合した、上に示すカルボニル基に結合することができる。例えば、Arは、標的指向部分の類似の位置にトリメトキシインドール部分を有するデュオカルマイシン自体のように、インドールの2位に結合したインドールを含むこともできる。様々な態様において、結合/標的指向部分を形成する第一のインドリル部分は無置換でもよく、または前述の様々な基で置換されていてもよい。様々な態様において、Ar基のインドールはヘテロアロイルアミノ基でさらに置換されていてもよい。このインドール基は、上に示すCC-1065に存在する第二のインドール基のように、さらに置換されていてもよい。同様に、第二のインドール基は無置換でもよく、または前述などの基で置換されていてもよい。いずれのインドールも、すなわち、デュオカルマイシンに類似のAr基の第一のインドール部分、またはCC-1065に存在するような第二のインドール部分も、様々な態様において、無置換または置換インドール基でありうる。他の態様において、インドール基以外のヘテロアリール基は、反応性部分のプロドラッグ型に結合して様々な様式でDNAを標的とするのに用いうる、結合/標識指向部分で構成されうる。
【００８５】
例えば、本出願は、前述した活性化の加水分解メカニズム15に供されるが、実質的により安定で、かつ活性化後にいかなる外来性または起源をたどれる官能基も周囲の細胞環境に放出しない、新規分子内複素環式カルバマート(+)-CBI-インドール2プロドラッグ（6）：
2015512405.tif 000020
を開示し、特許請求する。重要なことに、生じる薬物はしたがって、スピロ環化化合物よりもインビトロおよびインビボのいずれにおいても効力は低いが、インビボで実質的に安全かつ効果的で、このクラスの抗腫瘍薬の並外れた効力を有効に利用できるようにする。
【００８６】
したがって、式（I）のプロドラッグは環式カルバマート化合物6、またはその任意の塩、もしくはその水和物でありうる。デュオカルマイシンに類似のこの位置の単一のインドール部分、またはCC-1065に類似の化合物6の2つの2置換インドールに加えて、他のヘテロアリール基などの他の標的指向基を類似の位置に配置しうると考えられる。標的指向部分の変動は、DNA配列に対する異なる特異性、または特定のDNA配列に対する結合親和性の増大もしくは低減をもたらしうる。
【００８７】
様々な態様において、本発明は、式（I）のプロドラッグおよび薬学的に許容される賦形剤を含む薬学的組成物を提供する。より具体的には、式（I）のプロドラッグは式6の化合物でありうる。
【００８８】
本発明の態様の別の局面は、単独または別の薬剤との組み合わせでの本発明の化合物の組成物を提供する。本明細書において示すとおり、本発明の化合物は立体異性体、互変異性体、溶媒和物、プロドラッグ、薬学的に許容される塩およびその混合物を含む。本発明の化合物を含む組成物は、例えば、Remington: The Science and Practice of Pharmacy, 19th Ed., 1995、またはその新しい版に記載の、通常の技術によって調製することができ、その内容は参照により本明細書に組み入れられる。組成物は通常の形態、例えば、カプセル剤、錠剤、エアロゾル、液剤、懸濁剤または局所適用で出現しうる。
【００８９】
典型的組成物は、本発明の化合物および担体または希釈剤でありうる薬学的に許容される賦形剤を含む。例えば、活性化合物を通常は担体と混合する、または担体で希釈する、またはアンプル、カプセル、サシェ、紙、もしくは他の容器の形でありうる担体内に封入することになる。活性化合物を担体と混合する場合、または担体が希釈剤として役立つ場合、これは活性化合物のための媒体、賦形剤、または媒質として作用する固体、半固体、または液体材料でありうる。活性化合物を、例えば、サシェに含まれる粒状固体担体上に吸着させることもできる。適切な担体のいくつかの例は、水、塩溶液、アルコール、ポリエチレングリコール、ポリヒドロキシエトキシル化ヒマシ油、落花生油、オリーブ油、ゼラチン、ラクトース、白土、スクロース、デキストリン、炭酸マグネシウム、糖、シクロデキストリン、アミロース、ステアリン酸マグネシウム、タルク、ゼラチン、寒天、ペクチン、アカシア、ステアリン酸またはセルロースの低級アルキルエーテル、ケイ酸、脂肪酸、脂肪酸アミン、脂肪酸モノグリセリドおよびジグリセリド、ペンタエリスリトール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン、ヒドロキシメチルセルロースならびにポリビニルピロリドンである。同様に、担体または希釈剤は、モノステアリン酸グリセリルまたはジステアリン酸グリセリルなどの、当技術分野において公知の任意の持続放出材料を、単独またはワックスと混合して含むこともできる。
【００９０】
製剤を活性化合物と有害に反応しない補助剤と混合することもできる。そのような添加物には、湿潤剤、乳化および懸濁化剤、浸透圧に影響をおよぼすための塩、緩衝剤および/または着色物質、保存剤、甘味剤、または着香剤が含まれうる。組成物は望まれる場合には滅菌することもできる。
【００９１】
投与経路は、経口、鼻、肺、口腔、真皮下、皮内、経皮または非経口、例えば、直腸、デポー、皮下、静脈内、尿道内、筋肉内、鼻内、眼用液剤もしくは軟膏などの、本発明の活性化合物を適切な、または所望の作用部位に有効に輸送する任意の経路でありえ、経口経路が好ましい。
【００９２】
経口投与のために固体担体を用いる場合、製剤を錠剤化するか、粉末もしくはペレットの形でゼラチン硬カプセルに入れることができ、またはトローチもしくはロゼンジの形であってもよい。液体担体を用いる場合、製剤はシロップ、乳剤、ゼラチン軟カプセル剤または水性もしくは非水性液体懸濁剤もしくは液剤などの無菌注射液の形であってもよい。
【００９３】
注射用剤形には一般に、適切な分散剤もしくは湿潤剤および懸濁化剤を用いて調製しうる、水性懸濁剤または油性懸濁剤が含まれる。注射用剤形は、溶液相または懸濁剤の形であってもよく、これは溶媒または希釈剤と共に調製する。許容される溶媒または媒体には、滅菌水、リンゲル液、または等張食塩水溶液が含まれる。または、無菌油を溶媒または懸濁化剤として用いることもできる。好ましくは、天然または合成油、脂肪酸、モノ-、ジ-またはトリ-グリセリドを含む、油または脂肪酸は不揮発性である。
【００９４】
注射のために、製剤は、前述の適切な溶液での再構成に適した粉末であってもよい。これらの例には、凍結乾燥、回転乾燥、もしくは噴霧乾燥粉末、アモルファス粉末、顆粒、沈澱物、または微粒子が含まれるが、それらに限定されるわけではない。注射のために、製剤は任意に安定化剤、pH改変剤、界面活性剤、バイオアベイラビリティ改変剤およびこれらの組み合わせを含みうる。化合物は、ボーラス注射または持続注入などの、注射による非経口投与用に製剤することができる。注射用単位剤形はアンプルまたは複数用量容器に含まれうる。
【００９５】
本発明の製剤を、当技術分野において周知の手順を用いることにより、患者への投与後に活性成分の急速、持続、または遅延放出を提供するために、設計することができる。したがって、製剤は制御放出または低速放出のために製剤することもできる。
【００９６】
本発明によって企図される組成物には、例えば、ミセルもしくはリポソーム、またはいくつかの他の封入剤形が含まれえ、あるいは長期の保存および/または送達効果を提供するために延長放出剤形で投与することもできる。したがって、製剤はペレットまたは円柱に圧縮し、デポー注射として筋肉内または皮下に植え込むこともできる。そのような植え込み物は、シリコーンおよび生分解性ポリマー、例えば、ポリラクチド-ポリグリコリドなどの公知の不活性材料を用いることができる。他の生分解性ポリマーの例には、ポリ(オルトエステル)およびポリ(無水物)が含まれる。
【００９７】
鼻投与のために、製剤は、エアロゾル適用のために、液体担体、好ましくは水性担体に溶解または懸濁した、本発明の化合物を含みうる。担体は、可溶化剤、例えば、プロピレングリコール、界面活性剤、レシチン（ホスファチジルコリン）、もしくはシクロデキストリンなどの吸収増強剤、またはパラベンなどの保存剤などの添加物を含みうる。
【００９８】
非経口適用のために、特に適切なのは、注射液剤または懸濁剤、好ましくは活性化合物がポリヒドロキシル化ヒマシ油に溶解された水溶液である。
【００９９】
タルクおよび/または糖質担体または結合剤などを有する錠剤、糖衣錠、またはカプセル剤が、経口適用のために特に適している。錠剤、糖衣錠、またはカプセル剤のための好ましい担体には、ラクトース、コーンスターチ、および/またはジャガイモデンプンが含まれる。加糖媒体を用いうる場合には、シロップまたはエリキシル剤を用いることもできる。
【０１００】
経口投与用の典型的カプセル剤は、本発明の化合物（250mg）、ラクトース（75mg）およびステアリン酸マグネシウム（15mg）を含む。混合物を60メッシュのふるいを通し、No.1ゼラチンカプセルに充填する。典型的注射製剤を、250mgの本発明の化合物をバイアルに無菌的に入れ、無菌的に凍結乾燥し、密封することにより生成する。使用のために、バイアルの内容物を2mLの無菌生理食塩水と混合して、注射製剤を生成する。
【０１０１】
本発明の化合物を哺乳動物、特に状態不良のそのような処置、予防、除去、軽減または改善を必要としているヒトに投与することができる。そのような哺乳動物には、飼い慣らされた動物、例えば、家庭内ペット、家畜、および野生生物などの飼い慣らされていない動物両方の動物も含まれる。
【０１０２】
本発明の化合物は、広い用量範囲で有効である。例えば、成人の処置において、1日に約0.05〜約5000mg、好ましくは約1〜約2000mg、より好ましくは約2〜約2000mgの間の用量を用いることができる。典型的用量は1日に約10mg〜約1000mgである。患者のための療法を選択する際に、多くの場合、より高用量で開始し、状態が制御下になれば、用量を低減することが必要でありうる。正確な用量は化合物の活性、投与の様式、所望の治療法、投与する剤形、処置する対象および処置する対象の体重、ならびに担当の医師または獣医師の好みおよび経験に依存することになる。
【０１０３】
概して本発明の化合物は、単位用量あたり約0.05mg〜約1000mgの活性成分を薬学的に許容される担体と共に含む単位剤形で投与する。
【０１０４】
通常は、経口、鼻、肺または経皮投与に適した剤形は約125μg〜約1250mg、好ましくは約250μg〜約500mg、より好ましくは約2.5mg〜約250mgの化合物を、薬学的に許容される担体または希釈剤と混合して含む。
【０１０５】
剤形は1日1回、または1日に2回もしくは3回などの、1日に複数回投与することができる。または、処方する医師が賢明と判明した場合、剤形は1日おき、または1週間に1回などの、1日1回よりも低頻度で投与することもできる。
【０１０６】
様々な態様において、本発明は、DNAアルキル化を含む処置の過程が医学的に指示される、腫瘍または悪性病変を含む疾患、障害、または状態不良を患っている患者に対する、それらの処置法であって、請求項1記載の式（I）のプロドラッグの有効量を、それを必要としている患者に、患者に対して有益な効果を提供するのに十分な投与の頻度および期間で投与する段階を含む方法を提供する。例えば、有益な効果は、腫瘍増殖を遅らせる、緩解を誘導する、または腫瘍もしくは悪性病変の転移を阻害することを含みうる。
【０１０７】
さらに、本発明の方法は、抗癌薬物の有効量を患者に投与する段階を含みうる。DNAアルキル化以外または配列特異的DNAアルキル化以外の分子メカニズムによりはたらく抗癌薬物の使用は、腫瘍細胞が抗癌薬物療法に対する耐性を生じる可能性を低減しうる。例えば、本発明のプロドラッグと共に投与しうる抗癌薬物は、別の型のDNAアルキル化剤でありえ、またはモノクローナル抗体でありえ、またはタキサンアルカロイド、もしくはビンカアルカロイド、もしくは代謝拮抗薬（例えば、細胞分裂抑制性）、もしくはアントラサイクリン、もしくはトポイソメラーゼ阻害剤（例えば、アロマターゼ阻害剤）、もしくはドキソルビシンなどのアントラサイクリンでありうる。例えば、Takimoto CH, Calvo E. ''Principles of Oncologic Pharmacotherapy'' in Pazdur R, Wagman LD, Camphausen KA, Hoskins WJ (Eds) Cancer Management: A Multidisciplinary Approach. 11 ed. 2008を参照されたい。
【０１０８】
評価
抗腫瘍活性のインビボ評価のため、ならびに科学文献中に見られる様々な細胞検定において、本明細書において開示し、特許請求する任意の化合物の有効性を評価するために、本明細書において提供する手順およびその全体が参照により本明細書に組み入れられる本明細書において引用する参照文献内の手順を用いることは、通常の技術範囲内である。したがって、当業者であれば、本出願の開示を、本明細書において引用する文書の開示、および当業者の知識と共に用いて、過度の実験を行うことなく、任意の特許請求する化合物を調製し、ヒトの治療薬になる可能性があるものとしての有効性について評価することができる。
【０１０９】
抗腫瘍剤として有効であると判明した任意の化合物は同様に、用量および処置法の選択を誘導するために研究者の技術および経験を用い、動物モデル、およびヒト臨床試験においてさらに試験することができる。
【０１１０】
様々な態様において、本発明は、本発明のプロドラッグの合成法を提供する。例えば、Y＝Oである本発明の環式カルバマートプロドラッグ、Y＝Sである環式カルバモチオアートプロドラッグ、およびY＝NR（例えば、NH）である環式カルバムイミダートプロドラッグを、以下に示す合成スキームに従って調製することができる：
2015512405.tif 000021
式中、X、YおよびArは本明細書において規定するとおりである。各中間体の単一の鏡像異性体を本明細書において示すが、本発明のプロドラッグの反対の鏡像異性型が望ましい場合、本明細書に開示する合成にいて対応する鏡像異性種を用いうることが理解される。
【０１１１】
例えば、本発明の環式カルバマートプロドラッグは、第一段階でトリホスゲンなどのホスゲン等価物を用い、生成物を適切な条件下で第二段階のN-保護基除去およびN-アシル化にかけることによって調製することができ、その例は本明細書において開示する。
【０１１２】
例えば、本発明の環式カルバモチオアートプロドラッグは、類似の順序により調製することができ、ここで第一段階でチオホスゲン等価物を用い、生成物を類似の様式で第二段階のN-保護基除去およびN-アシル化にかける。S-アルキルカルバモチオアート化合物（すなわち、YがSRである）の調製のために、無置換カルバモチオアートの硫黄原子の、ハロゲン化物、スルホン酸エステルなどのアルキル化剤によるアルキル化によってプロドラッグ生成物を提供することができる。
【０１１３】
例えば、本発明の環式カルバムイミダートプロドラッグは、類似の順序により調製することができ、ここで第一段階でカルボンイミド酸ジクロリドまたはそのN-アルキル類縁体などのイミドイル化試薬を用い、生成物を類似の様式で第二段階のN-保護基除去およびN-アシル化にかける。
【０１１４】
様々な態様において、本発明は本明細書において開示し、特許請求するプロドラッグの調製を実施する際に有用な、鍵となる合成中間体を提供する。
【０１１５】
上に示す第一の反応における環式カルバマートの生成において、トリホスゲンなどのホスゲン等価物の使用は、プロドラッグ反応性部分の環式カルバマート型を提供することができ、その後のN-保護基加水分解と、続く適切なアシル化剤でのアシル化を用いて、RおよびAr基が本明細書において規定する通りである、本発明のプロドラッグを調製することができる。Zは、カルボン酸とEDCIなどのカルボジイミドとの反応によって生成する基などの、任意の適切なカルボキシル活性化基でありうる。適切なAr-CO2Hまたは等価の基の選択により、プロドラッグの結合/標的指向部分を作成することができる。本発明の環式プロドラッグのカルバモチオアートおよびカルバムイミダートサブクラスの調製において、類似の合成順序を用いることができる。
【０１１６】
環式プロドラッグの製造は、環式カルバマート型はデュオカルマイシン様またはCC-1065様材料の活性型に比べて比較的安定かつ非反応性であるため、有用な薬剤型の調製において、材料の安全性および取り扱いの容易さを増強しうることに留意される。
【実施例】
【０１１７】
化学
合成
プロドラッグ(+)-6を、以下のスキーム1に示すとおり、公知の中間体717から11段階で合成した16。7のフェノールをそのベンジルエーテルとして保護し、8をLiOHを用いて加水分解して、カルボン酸9を良好な全収率で得た。カルボン酸9を新しく蒸留したt-BuOH中、ジフェニルホスホリルアジド（DPPA）およびEt3Nを用いてのクルチウス転位にかけて、Boc保護アニリン10を79％の収率で得た。蒸留していないt-BuOHを用いると、遊離アニリンの競合的放出により、低収率となった。10の位置選択的C1ヨウ素化と、その後の11の1,3-ジクロロプロペンによるN-アルキル化は効果的に進行し、環化前駆体12を得た。最後に、Bu3SnHの化学量論量よりも少ない量（0.9当量）を用いての12の選択的5-エキソ-トリゴナル遊離ラジカル環化18により、13を83％の収率で得、わずかに痕跡量のさらに還元された（脱臭素化）材料が観察された。
スキーム1
2015512405.tif 000022
【０１１８】
化合物13は、一連の化合物の分岐的合成19における重要な前駆体として役立ち20、これを、THF中のLiHDMSおよびリガンド14によるPd(0)触媒アリールアミノ化22のアンモニア代用物としてのトリフェニルシリルアミン21を用いてアニリン15にさらに作り上げた（スキーム2）。幸運なことに、固体LiHMDSの代わりにLiHMDSの溶液を用いることができ、これは報告されたとおりグローブボックスの使用の必要性を軽減した22。ベンゾフェノンイミンの使用およびアセトアミジンとの銅促進カップリングを含む、他のアミノ化反応では、所望のアミノ化生成物を痕跡量しか得られなかった。得られたアミンのBu4NF脱保護およびフェノールの水素化条件下での脱ベンジル化により、アニリン15を得た。アニリン15を、トリホスゲンによる二重アシル化により環式カルバマート16に変換し、これはきれいに定量的収率で進行した。この点で、キラル相HPLCおよび溶離剤として20％i-PrOH/ヘキサンを用いて、化合物16をその2つの鏡像異性体に分割した。本発明者らは、さらなる分割された類縁体の入手を可能にし、クロマトグラフィ溶媒中の完全プロドラッグ6の低い溶解性を避けるために、6自体の代わりに16を分割することを選択した。16の各鏡像異性体を、EtOAc中4N HClによるBoc脱保護と、即時の17によるN-アシル化にかけて、(+)-およびent-(-)-6を52％の収率で得た。
スキーム2
2015512405.tif 000023
【０１１９】
6の親化合物をスキーム3に示すとおり、4段階順序により調製した。中間体15のアニリンをFmocカルバマートとして区別して保護した。その後のBoc脱保護およびカルボン酸17とのカップリングにより19を得、これをFmoc脱保護し、ピペリジン処理により環化して、親化合物20をラセミ混合物で得た。
スキーム3
2015512405.tif 000024
【０１２０】
環式カルバマートプロドラッグの安定性
遊離薬物の生理的条件下で放出される能力を判定するために、N-Boc-プロドラッグ16の化学的反応性を様々な酸性、塩基性、および求核性条件下で評価した。16の環式カルバマートは、酸性条件（1：1 TFA：CH2Cl2、EtOAc中4N HCl）下での加水分解に対して強く、23℃で48時間の間安定であることが判明したが、Boc保護基はそのような条件下で容易に切断された。表1に示すとおり、16は非プロトン性溶媒中の有機塩基に対しても安定であった（項目1〜3）が、環式カルバマートはプロトン性溶媒中NaHCO3存在下でゆっくり加水分解され、この反応は溶液の極性が高まるにつれてより高速で進行した（項目3〜6）。化合物16は、MeOHおよびTHF中、求核剤BnSHおよびBnOH（100当量）存在下、23℃で48時間完全に安定であることが判明し、THF中のBnNH2に対して安定であったが、MeOH中のBnNH2（100当量）で24時間以内に速やかに切断された。
【０１２１】
（表１）塩基性条件下でのN-Boc-プロドラッグ16の安定性
2015512405.tif 000025
a過剰の塩基（＞100当量）使用；b254nm吸収でのLCMS分析により判定した、加水分解された16の割合（％）；すべての反応は23℃で行った。
【０１２２】
完全プロドラッグ6の安定性をpH7.0リン酸緩衝液（t1/2＞4週間、切断は観察されなかった）およびヒト血漿（t1/2＞48時間、5％の遊離薬物放出）中で試験し、環式カルバマートは両方の条件下で顕著に安定であることが示された。対照してみると、以前の試験で探索されてKW-2189およびカルゼルシンにつながった鎖式カルバマートは、はるかに急速な放出（1〜20時間）のために設計された。本発明者らは、6は無細胞系でDNAをアルキル化できないことを見いだし23、16または6のいかなるインビトロ細胞毒活性またはインビボ抗腫瘍活性も遊離薬物の放出が原因であることが示された。
【０１２３】
生物学的方法およびプロドラッグ特性
インビトロ細胞毒活性。(+)-およびent-(-)-6の両方ならびにそれらのN-Boc前駆体16を、L1210マウス白血病細胞株による細胞毒性検定において細胞増殖阻害について試験した。プロドラッグの天然鏡像異性体(+)-6は、遊離薬物seco-CBI-インドール2 4（IC50＝30pM）の約200分の1の効力（IC50＝6.6nM）で、その非天然鏡像異性体の6倍の効力であることが判明した。ラセミ親薬物(±)-20はIC50＝210pMを有することが判明し、活性鏡像異性体は4の約3〜4分の1の活性であることが示唆され、プロドラッグ(+)-6は親薬物20の30〜70分の1の効力であることが示された。予想に一致して、完全プロドラッグ6はそのN-Boc前駆体16よりも100〜1000倍効力が高く、16は次いでN-Boc-CBI（天然鏡像異性体IC50＝80nM）9の50〜100分の1の活性であることが判明した。これらのデータは化学的加水分解条件、pH7リン酸緩衝液、およびヒト血漿中に対するプロドラッグの顕著な安定性、ならびにその無効なインビトロDNAアルキル化反応に一致し21、遊離薬物の放出はインビトロ細胞検定の条件下でも同様に遅いことを示している。遊離薬物4およびラセミ親化合物20に比べると効力が低いにも関わらず、環式カルバマートプロドラッグ(+)-6はほとんどの臨床で用いられる抗腫瘍薬物と同様のインビトロ細胞効力（IC50＝1〜10nM）を示すことは注目に値する。
【０１２４】
（表２）インビトロ細胞毒活性
2015512405.tif 000026
【０１２５】
インビボ抗腫瘍活性。インビトロ細胞検定の結果から(+)-6がその親薬物よりも実質的に効力が低いことが示されたが、化合物の遅い放出は、親化合物の固有の効力および毒性ゆえに、インビボで有利であると理解しうる。したがって、(+)-6のインビボ抗腫瘍活性をseco-CBI-インドール2（4）と並べて、このクラスにおける比較のために初期抗腫瘍モデルとして歴史的に用いられてきたDBA/2Jマウスにip移植したL1210マウス白血病細胞からなる抗腫瘍モデルで評価した11,12,14,15。プロドラッグ(+)-6に関しては300〜9000μg/kg（そのインビトロ細胞毒活性IC50に応じて調整）およびseco-CBI-インドール2（4）に関しては60〜500μg/kgの用量範囲、ならびに両方の化合物に関して1つの投与スケジュール（第1、5、および9日に3回ip投与）を用いた。試験中に見られた、わずかであるが、追加の重要な経験的観察は、プロドラッグ投与が動物の注射部位で遊離薬物よりもはるかによく耐容されることである。
【０１２６】
（表３）インビボ抗腫瘍活性（L1210、ip）
2015512405.tif 000027
a第1、5、および9日にi.p.投与した用量（動物の体重1kgあたりのμg）。bMSP＝平均生存期間（日）。cT/C＝処置/対照（MSP）×100。d250日（終了）後の生存動物の数。
【０１２７】
4の最適用量範囲は以前に確立され（60〜100μg/kg）、本明細書における試験では、プロドラッグ(+)-6の潜在的挙動に対するその狭い治療ウィンドウを強調するために拡大した。予想どおり、(+)-CBI-インドール2（4）は100〜500μg/kgの用量で毒性で、動物の早期死亡につながることが判明し、有効な抗腫瘍活性は60μg/kgの用量でのみ観察された（T/C＝197）が、この拡大試験では1/10の長期（250日）生存者しかなかった（図6）。対照してみると、プロドラッグ(+)-6は試験した全用量範囲およびはるかに大きい範囲（30倍の範囲）で有効な抗腫瘍活性を示した。最も有効な活性は、9000μg/kgの最高用量で観察され、5/10の長期治癒（＞250日、T/C＞980）を生じ、より高用量でも耐容性であるだけでなく、より効果的である可能性を示した。この最高用量は、(+)-4で観察された最適用量よりも150倍高い用量で、それらの細胞毒性効力における100〜200倍の差に一致している。加えて、(+)-6が有効な活性を示した用量範囲ははるかに大きく、インビボ抗腫瘍活性はより効果的（T/C＞980）で、長期治癒（5/10＞250日生存者）が投与最適化で努力しなくても観察された。
【０１２８】
（表４）本発明のイミノおよびチオカルバマート類縁体
2015512405.tif 000028
【０１２９】
加水分解によって放出され得る、(+)-CBI-インドール2の新規複素環式カルバマートプロドラッグ6を合成し、そのインビトロ細胞毒活性およびインビボ抗腫瘍活性について評価した。以前の試験で探索されたその鎖式対応物に比べて、環式カルバマートプロドラッグは化学的加水分解条件ならびにpH7.0のリン酸緩衝液およびヒト血漿に対して顕著に安定であることが判明した。したがって、6は親薬物4に比べてインビトロおよびインビボで効力は低かったが、インビボで実質的により安全かつより効果的であり、150倍の用量でも腫瘍を有する動物の余命を延長する上で優れていることが判明した。環式カルバマートプロドラッグの挙動の注目すべき要素には、残存副生成物（CO2）を放出しない遊離薬物のその加水分解による遊離だけでなく、以前の試験で探索されたその鎖式対応物に対するその顕著な安定性も含まれる。これは、薬物のより高用量（150倍）のより安全かつより効果的な使用を可能にする、遊離薬物の明らかに遅い、持続放出をもたらし、このクラスの抗腫瘍薬物の並外れた効力を有効に利用できるようにする。
【０１３０】
様々な態様において、本発明は、環式カルバマートの類縁体、例えば、イミノ類縁体（表4の化合物24）、およびチオキソ類縁体（表4の化合物25）を含むプロドラッグを提供する。本発明は、カルバマート窒素原子に二重結合が存在し、水素原子が存在しない、S-アルキルチオ類縁体（表4の化合物26、27、および29）も提供する。表4において、天然および非天然とは、キラル炭素原子における立体化学的配置を言い；天然は(S)-鏡像異性体で、非天然は(R)-鏡像異性体である。上に示すとおり、化合物24、25、26、27のすべての天然鏡像異性体はナノモル濃度の範囲の1210 IC50値を有し、化合物29は100nM未満のIC50値を有する。これに対し、化合物24〜26に対して決定された非天然(R)-鏡像異性体は、この生物検定において、効力が約2桁低い。これは、カルバマート6の天然(S)-鏡像異性体の効力が約1桁高いことを除いて、環式カルバマート6についての知見に一致する。
【０１３１】
一般的方法
試薬および溶媒は試薬等級を購入し、それ以上精製せずに用いた。抗凝固剤としてクエン酸ナトリウムを含むプールヒト血清はInnovative Researchから購入し、-20℃で保存した。THFはナトリウムベンゾフェノンケチルから新しく蒸留した。t-BuOHは水素化カルシウムから新しく蒸留した。すべての反応を乾燥器で乾燥したガラス容器中、Ar雰囲気下で実施した。減圧下での蒸発および濃縮は20℃で実施した。TLCはEMDからのあらかじめコーティングしたSiO2 60 F254ガラスプレートを用い、UV光（254または366nm）で可視化して行った。キラル相HPLCは、Shimadzu HPLCを用い、半調製用Diacel ChiralCel ODカラム（0.46cm×25cm）で、流速7mL/分およびλ＝254nmでのUV検出により実施した。旋光度はRudolf Research Analytical Autopol III Automatic Polarimeter（λ＝589nm、25℃）で測定した。NMR（1Hまたは13C）はBruker DRX-500およびDRX-600 NMP分光光度計により298Kで記録した。残存溶媒ピークを内部参照として用いた。カップリング定数（J）（H,H）はHzで表す。カップリングパターンは一重線（s）、二重線（d）、三重線（t）、四重線（q）、多重線（m）、または広幅一重線（br）で示す。IRスペクトルはThermo Scientific Nicolet 380 FT-IR分光光度計で記録し、ニートで測定した。高分解能質量スペクトルデータはAgilent Technologies高分解能LC/MSD-TOFで取得し、検出された質量をm/zで示し、mは分子イオンを表す。試験した各化合物の純度（＞95％）はAgilent 1100 LC/MS装置で、ZORBAX SB-C18カラム（3.5mm、4.6mm×50mm、流速0.75mL/分および220および254nmでの検出）および10〜98％アセトニトリル/水/0.1％ギ酸勾配を用いて判定した。
【０１３２】
5-ブロモ-4-ヒドロキシ-2-ナフトエ酸エチル（7）
t-BuOH（249mL）中55℃のカリウムtert-ブトキシド（20.0g、0.78mol）の溶液を、コハク酸ジエチル（40.4mL、0.243mol）および3-ブロモベンズアルデヒド（18.9mL、0.162mol）のあらかじめ混合した溶液を滴加して処理した。添加完了後、反応混合物を85℃に加温し、2時間撹拌した。2時間後、反応混合物を25℃に冷却した。反応混合物を2N HCl水溶液でpH＜4まで酸性化し、濃縮した。次いで、水性懸濁液を酢酸エチル（3×）で抽出した。有機層を合わせ、飽和NaHCO3水溶液（5×）で洗浄した。塩基性の水性洗液を合わせ、2N HCl水溶液でpH1まで再度酸性化した。最後に、水相を酢酸エチル（3×）で抽出した。有機層を合わせ、Na2SO4で乾燥し、減圧下で濃縮し、所望の半エステル（39.1g、77％）を橙色油状物で得た。半エステル（39.1g、0.124mol）を無水酢酸（178mL）に溶解し、NaOAc（18.7g、0.137mol）を加えた。反応混合物を140℃まで加温し、6時間撹拌した。完了後、反応混合物を25℃まで冷却し、H2Oに加えた。水層を酢酸エチル（3×）で抽出した。有機層を合わせ、Na2SO4で乾燥し、減圧下で濃縮した。残渣を無水エタノール（620mL）に溶解した。K2CO3（104g、0.624mol）を加え、反応混合物を80℃で1時間加温した。反応混合物を冷却し、2N HCl水溶液でpH1まで酸性化した。エタノールを減圧下で除去し、水性懸濁液を酢酸エチル（3×）で抽出した。有機抽出物を合わせ、Na2SO4で乾燥し、減圧下で濃縮した。フラッシュクロマトグラフィ（SiO2、16×30cm、0〜15％EtOAc/ヘキサン勾配溶出）により7（5.4g、3段階で15％）を黄色固体として、およびその7-ブロモ異性体（12.4g、3段階で34％）を得た。
2015512405.tif 000029
。
【０１３３】
4-(ベンジルオキシ)-5-ブロモ-2-ナフトエ酸エチル（8）
ナフトール7（3.20g、11.0mmol）を無水DMF（78mL）に溶解した。K2CO3（3.05g、22.0mmol）、臭化ベンジル（1.59mL、13.2mmol）、およびBu4NI（163 mg、0.440mmol）を加えた。溶液を25℃で16時間撹拌した。反応混合物をH2Oに加え、酢酸エチル（3×）で抽出した。有機抽出物を合わせ、Na2SO4で乾燥し、減圧下で濃縮した。固体を5％EtOAc/ヘキサンで再結晶し、母液をフラッシュクロマトグラフィ（SiO2、6×15cm、10〜20％EtOAc/ヘキサン勾配溶出）でさらに精製して、追加の8（合わせて3.30g、77％）を褐色結晶性固体で得た。
2015512405.tif 000030
。
【０１３４】
4-(ベンジルオキシ)-5-ブロモ-2-ナフトエ酸（9）
エステル8（2.29g、5.94mmol）をTHF：CH3OH：H2Oの3：1：1混合物に溶解した（0.1M）。LiOH-H2Oを加え、反応混合物を25℃で24時間撹拌した。完了後、反応混合物を10％HCl水溶液の添加によりpH1まで酸性化した。酸性化中に沈澱が生じ、これを減圧ろ過により回収した。次いで、残りの水層を酢酸エチル（3×）で抽出した。有機抽出物を合わせ、Na2SO4で乾燥し、減圧下で濃縮した。ろ過し、抽出した生成物を合わせて9（2.09g、100％）を淡黄色固体で得た。
2015512405.tif 000031
。
【０１３５】
tert-ブチル-(4-(ベンジルオキシ)-5-ブロモナフタレン-2-イル)カルバマート（10）
カルボン酸9（950mg、2.66mmol）を4Åモレキュラーシーブスで新しく蒸留したt-BuOHに溶解した（0.01M）。Et3N（467μL、3.35mmol）およびジフェニルホスホリルアジド（602μL、2.79mmol）を加えた。反応混合物をAr雰囲気下で85℃まで加温し、14時間撹拌した。完了後、混合物を綿を通してろ過してモレキュラーシーブスを除去し、減圧下で濃縮した。残渣を10％HCl水溶液で希釈し、EtOAc（3×）で抽出した。有機抽出物を合わせ、H2O（2×）および飽和NaCl水溶液で洗浄した。有機相をNa2SO4で乾燥し、減圧下で濃縮した。フラッシュクロマトグラフィ（SiO2、5×12cm、5％EtOAc/ヘキサン溶出）により、10（1.02g、89％）を黄褐色固体で得た。
2015512405.tif 000032
。
【０１３６】
tert-ブチル-(4-(ベンジルオキシ)-5-ブロモ-1-ヨードナフタレン-2-イル)カルバマート（11）
カルバマート10（1.20g、2.80mmol）をAr雰囲気下および遮光下で新しく蒸留したTHFに溶解し（0.17M）、TsOH□H2O（53mg、0.28mmol）およびN-ヨードスクシンアミド（753mg、3.30mmol）を加えた。反応混合物を25℃で2時間撹拌した。2時間後、飽和NaHCO3水溶液を加えて反応停止し、酢酸エチルで希釈した。有機層を飽和NaCl水溶液で洗浄し、Na2SO4で乾燥し、減圧下で濃縮した。フラッシュクロマトグラフィ（SiO2、5×16cm、5％EtOAc/ヘキサン溶出）により11（1.47g、94％）を橙色固体で得た。
2015512405.tif 000033
。
【０１３７】
tert-ブチル-(4-(ベンジルオキシ)-5-ブロモ-1-ヨードナフタレン-2-イル)-(3-クロロアリル)カルバマート（12）
化合物11（1.65g、2.99mmol）およびBu4NI（55mg、0.15mmol）を無水DMFに溶解し（0.16M）、溶液を0℃まで冷却した。冷却したら、鉱油中60％NaH（239mg、5.98mmol）を加え、反応混合物を0℃で30分間撹拌した。1,3-ジクロロプロペン（0.84mL、8.97mmol）を滴加し、溶液を室温まで加温した。1時間後、反応混合物に飽和NH4Cl水溶液を加えて反応停止し、酢酸エチルで希釈した。有機層をH2O、飽和NaCl水溶液で洗浄し、Na2SO4で乾燥し、減圧下で濃縮した。フラッシュクロマトグラフィ（SiO2、5×8cm、10％EtOAc/ヘキサン溶出）によりアルケン12のE/Z混合物（1.818g、96％）を黄色泡状物で得た。
2015512405.tif 000034
。
【０１３８】
1,2-ジヒドロ-5-(ベンジルオキシ)-6-ブロモ-1-(クロロメチル)-1H-ベンゾ[e]インドール-3(2H)-カルボン酸tert-ブチル（13）
アルケン12（1.81g、2.89mmol）およびAIBN（140mg、0.86mmol）をベンゼンに溶解した（0.05M）。新しく調製したBu3SnH（701μL、2.60mmol）を加え、系からArおよび凍結/ポンプ/解凍法を用いて酸素を除去した。反応混合物を80℃で12時間加温した。完了後、反応混合物を減圧下で濃縮し、フラッシュクロマトグラフィ（10重量％KF溶融SiO2、5×16cm、0〜10％EtOAc/ヘキサン勾配溶出）で精製して、13（1.32g、90％）を白色固体で得た。
2015512405.tif 000035
。
【０１３９】
1,2-ジヒドロ-6-アミノ-1-(クロロメチル)-5-ヒドロキシ-1H-ベンゾ[e]インドール-3(2H)-カルボン酸tert-ブチル（15）
乾燥器で乾燥したマイクロ波バイアルにPd2(dba)3（10.9mg、11μmol）、2-ジシクロヘキシルホスフィノビフェニル（14、8.3mg、0.023mmol）、および(C6H5)3SiNH2（72.1mg、0.261mmol）を加えた。バイアルを排気し、Arを充填した。化合物13（120mg、0.238mmol）を加え、バイアルを再度排気した。トルエン（2.3mL）を加え、容器をArでパージした。最後に、LiHMDS（0.29mL、THF中1M）を加え、容器を密封した。反応混合物を100℃の油浴に24時間つけた。24時間後、反応混合物を室温まで冷却し、ジエチルエーテルで希釈し、セライトのプラグを通してろ過し、濃縮した。残渣をTHF（15mL）に溶解し、0℃に冷却した。Bu4NF（0.36mL、THF中1M）を滴加した。反応混合物を30分間撹拌した後、飽和NH4Cl水溶液を加えて反応停止し、酢酸エチルで希釈した。有機層を飽和NaCl水溶液で洗浄し、NasSO4で乾燥し、濃縮した。残渣をフラッシュクロマトグラフィ（SiO2、4×8cm、5〜10％EtOAc/ヘキサン勾配溶出）で精製した。トリフェニル副生成物が同時溶出されたため、生成物を特徴付けせずに次の反応混合物へと続行した。アミン（理論上104mg、0.238mmol）を無水CH3OH（6mL）にAr雰囲気下で溶解した。10％Pd/C（29mg、0.024mmol）を加え、雰囲気をH2と交換した。反応混合物を25℃で5時間撹拌した。反応混合物をジエチルエーテルで希釈し、セライトを通してろ過し、減圧下で濃縮した。フラッシュクロマトグラフィ（SiO2、3×8cm、50〜70％Et2O/ヘキサン勾配溶出）により15（56mg、3段階で67％）を黄褐色固体で得た。
2015512405.tif 000036
。
【０１４０】
10-(クロロメチル)-5-オキソ-9,10-ジヒドロ-4H-ピロロ[3',2':5,6]ナフト[1,8-de][1,3]オキサジン-8(5H)-カルボン酸tert-ブチル（16）
ナフトール15（56mg、0.160mmol）およびトリホスゲン（47mg、0.160mmol）をトルエン（3.2mL）に25℃で溶解した。反応混合物を1時間撹拌した後、H2Oおよび酢酸エチルで希釈した。有機層を飽和NaCl水溶液で洗浄し、Na2SO4で乾燥し、減圧下で濃縮した。フラッシュクロマトグラフィ（SiO2、2×6cm、20〜50％EtOAc/ヘキサン勾配溶出）により16（60mg、100％）を黄色固体で得た。
2015512405.tif 000037
。鏡像異性体を半調製用Diacel chiralcel ODカラム（0.46cm×25cm）で、20％i-PrOH/ヘキサン溶出により分割した；α＝1.38。
(1S)-16：[α]23D -31（c 0.75、THF）、天然鏡像異性体。
(1R)-16：[α]23D +32（c 0.80、THF）、非天然鏡像異性体。
【０１４１】
N-(2-(10-(クロロメチル)-5-オキソ-5,8,9,10-テトラヒドロ-4H-ピロロ[3',2':5,6]ナフト[1,8-de][1,3]オキサジン-8-カルボニル)-1H-インドール-5-イル)-1H-インドール-2-カルボキサミド（6）
化合物16（7.5mg、0.020mmol）をEtOAc中4N HCl（0.5mL）に溶解し、混合物を室温で25分間撹拌した。溶媒を窒素気流下で除去し、残渣を無水DMF（0.4mL）に再度溶解した。EDCI（11.4mg、0.06mmol）および17（7.0mg、0.022mmol）を加え、反応混合物を25℃で24時間撹拌した。反応混合物にH2Oを加えて反応停止し、酢酸エチルで希釈した。有機相を2N HCl水溶液（3×）、飽和NaHCO3水溶液（5×）、および飽和NaCl水溶液で洗浄した。有機抽出物をNa2SO4で乾燥し、減圧下で濃縮した。残渣をPTLC（SiO2、40％THF/トルエン）で精製して、6（6.08mg、52％、典型的には52〜60％）を黄褐色固体で得た。
2015512405.tif 000038
。
(1S)-6：[α]23D +18.4（c 0.21、THF）、天然鏡像異性体。
(1R)-6：[α]23D -18.5（c 0.24、THF）、非天然鏡像異性体。
【０１４２】
N-(2-(5-アミノ-4-オキソ-1,2,9,9a-テトラヒドロシクロプロパ[c]ベンゾ[e]インドール-2-カルボニル)-1H-インドール-5-イル)-1H-インドール-2-カルボキサミド（20）
中間体15（10mg、0.028mmol）をH2O（0.4mL）に懸濁し、0℃に冷却した。ジオキサン（0.2mL）中のFmoc-Cl（9.6mg、0.037mmol）を加え、反応混合物を17時間かけてゆっくり室温まで加温した。反応混合物をH2Oで希釈し、EtOAc（2×）で抽出した。有機層を合わせ、Na2SO4で乾燥し、減圧下で濃縮した。残渣をEtOAc中4N HCl（0.8mL）に溶解し、混合物を室温で25分間撹拌した。溶媒を窒素気流下で除去し、残渣を無水DMF（0.8mL）に再度溶解した。EDCI（10.7mg、0.056mmol）および17（10.7mg、0.34mmol）を加え、反応混合物を25℃で24時間撹拌した。反応混合物にH2Oを加えて反応停止し、EtOAcで希釈した。有機相を2N HCl水溶液（3×）、飽和NaHCO3水溶液（5×）、および飽和NaCl水溶液で洗浄した。有機抽出物をNa2SO4で乾燥し、減圧下で濃縮した。粗製残渣をDMF（0.8mL）に溶解し、ピペリジン（160μL）を加えた。反応混合物を室温で1時間撹拌し、その後溶媒を減圧下で除去した。残渣をPTLC（SiO2、60％THF/トルエン）で精製して、20（4.1mg、4段階で29％）を黄色固体で得た。
2015512405.tif 000039
。
【０１４３】
2015512405.tif 000040
N-tert-ブチルオキシカルボニル-5-アミノ-1,2,9,9a-テトラヒドロシクロプロパ[c]ベンゾ[e]インドール-4-オン（N-Boc-ACBI、21）
0.2mLのアセトニトリル中の化合物15（4mg、11.4μmol）を1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ-7-エン（DBU、6μL、0.043mmol）で処理した。反応混合物を室温で90分間撹拌した。90分後、溶媒を減圧下で蒸発させ、残渣をPTLC（SiO2、50％EtOAc/ヘキサン）で精製して、21（3.5mg、収率100％）を橙色油状物で得た。
2015512405.tif 000041
。
【０１４４】
21の加溶媒分解：
化合物21をCH3OH（1.5mL）に溶解した。CH3OH溶液を水性緩衝液（pH2、1.5mL）と混合した。緩衝液はそれぞれ4：1：20（体積比）の1.0Mクエン酸、0.2M Na2HPO4、およびH20を含んでいた。混合後、加溶媒分解溶液に栓をし、暗所で25℃に維持した。溶液のUVスペクトルを最初の2日間は3〜4回と、2〜4週間は1日1回測定した。UVモニタリングを、それ以上変化が検出されなくなるまで続けた。380nmの長波長吸収および255nmの短波長吸収をモニターした。加溶媒分解速度定数および半減期を、短波長（255nm）で記録したデータから、時間対ln[(AFinal-AInitial)/(AFinal-A)]のプロットの傾きの最小二乗処理から計算した。
pH1緩衝液：10Mクエン酸：0.2M Na2HPO4：H2O（4：1：20）
t1/2＝8.52時間、k＝1.5×10-5s-1
pH2緩衝液：1.0Mクエン酸：0.2M Na2HPO4：H2O（4：1：20）
t1/2＝40.3時間、k＝5×10-6s-1
【０１４５】
環式カルバムイミダートおよびカルバモチオアートプロドラッグ
2015512405.tif 000042
10-(クロロメチル)-5-イミノ-9,10-ジヒドロ-4H-ピロロ[3',2',5,6]ナフト[1,8-de][1,3]オキサジン-8(5H)-カルボン酸tert-ブチル（22）
2015512405.tif 000043
。鏡像異性体を半調製用Diacel chiralcel ODカラム（0.46cm×25cm）で、20％i-PrOH/ヘキサン溶出により分割した；α＝1.29。
(1S)-22：[α]23D -17.9（c 0.27、THF）、天然鏡像異性体。
(1R)-22：[α]23D +18.1（c 0.26、THF）、非天然鏡像異性体。
【０１４６】
2015512405.tif 000044
10-(クロロメチル)-5-チオキソ-9,10-ジヒドロ-4H-ピロロ[3',2',5,6]ナフト[1,8-de][1,3]オキサジン-8(5H)-カルボン酸tert-ブチル（23）
2015512405.tif 000045
。鏡像異性体を半調製用Diacel chiralcel ODカラム（0.46cm×25cm）で、30％i-PrOH/ヘキサン溶出により分割した；α＝1.62。
(1S)-23：[α]23D -21.2（c 1.3、THF）、天然鏡像異性体。
(1R)-23：[α]23D +21.5（c 1.2、THF）、非天然鏡像異性体。
【０１４７】
2015512405.tif 000046
(S)-N-(2-(10-(クロロメチル)-5-イミノ-5,8,9,10-テトラヒドロ-4H-ピロロ[3',2',5,6]ナフト[1,8-de][1,3]オキサジン-8-カルボニル)-1H-インドール-5-イル)-1H-インドール-2-カルボキサミド（24）
2015512405.tif 000047
。
【０１４８】
2015512405.tif 000048
(S)-N-(2-(10-(クロロメチル)-5-チオキソ-5,8,9,10-テトラヒドロ-4H-ピロロ[3',2',5,6]ナフト[1,8-de][1,3]オキサジン-8-カルボニル)-1H-インドール-5-イル)-1H-インドール-2-カルボキサミド（25）
2015512405.tif 000049
。
(1S)-25：[α]23D +13.0（c 0.65、THF）、天然鏡像異性体。
(1R)-25：[α]23D -13.2（c 12.5、THF）、非天然鏡像異性体。
【０１４９】
2015512405.tif 000050
(S)-N-(2-(10-(クロロメチル)-5-(メチルチオ)-9,10-ジヒドロ-8H-ピロロ[3',2':5,6]ナフト[1,8-de][1,3]オキサジン-8-カルボニル)-1H-インドール-5-イル)-1H-インドール-2-カルボキサミド（26）
2015512405.tif 000051
。
【０１５０】
2015512405.tif 000052
(S)-4-((8-(5-(1H-インドール-2-カルボキサミド)-1H-インドール-2-カルボニル)-10-(クロロメチル)-9,10-ジヒドロ-8H-ピロロ[3',2':5,6]ナフト[1,8-de][1,3]オキサジン-5-イル)チオ)ブタン酸エチル（27）
2015512405.tif 000053
。
【０１５１】
2015512405.tif 000054
10-(クロロメチル)-5-((2-(1,3-ジオキソイソインドリン-2-イル)エチル)チオ)-9,10-ジヒドロ-8H-ピロロ[3',2':5,6]ナフト[1,8-de][1,3]オキサジン-8-カルボン酸tert-ブチル（28）
2015512405.tif 000055
。鏡像異性体を半調製用Diacel chiralcel ODカラム（0.46cm×25cm）で、15％i-PrOH/ヘキサン溶出により分割した；α＝1.24。
(1S)-28：[α]23D -21.2（c 0.65、THF）、天然鏡像異性体。
(1R)-28：[α]23D +21.8（c 0.73、THF）、非天然鏡像異性体。
【０１５２】
2015512405.tif 000056
(S)-N-(2-(10-(クロロメチル)-5-((2-(1,3-ジオキソイソインドリン-2-イル)エチル)チオ)-9,10-ジヒドロ-8H-ピロロ[3',2':5,6]ナフト[1,8-de][1,3]オキサジン-8-カルボニル)-1H-インドール-5-イル)-1H-インドール-2-カルボキサミド（(+)-29）
2015512405.tif 000057
。
【０１５３】
インビボ抗腫瘍活性
第0日に、B6D2F1マウスに同系L1210細胞（1×106）を腹腔内（i.p.）注射した。10匹のマウスを対照媒体、または化合物(+)-4および(+)-6の処置群であって、(+)-4の60、100、250、および500μg/kg/注射もしくは(+)-6の300、1000、3000、および9000μg/kg/注射の用量での群に無作為に割り付けた。化合物(+)-4および(+)-6を100％DMSO中で製剤し、試験第1、5、および9日にi.p.注射した。腫瘍細胞の注射後、動物を1日1回モニターし、1週間に2回秤量した。処置群および対照群の生存パーセント（T/C）を、各処置群の全生存日数を対照群の全生存日数で割り、100をかけることによってもとめた。すべての動物試験はThe University of Kansas Medical Centerの動物施設で、IACUC Animal Welfare Committee of KUMC（IACUC承認# 2009-1837）のガイドラインに厳密に従って実施した。
【０１５４】
引用文書
2015512405.tif 000058
2015512405.tif 000059
2015512405.tif 000060
2015512405.tif 000061
2015512405.tif 000062
2015512405.tif 000063
2015512405.tif 000064
2015512405.tif 000065
【０１５５】
本明細書において言及するすべての特許去および出版物は、それぞれ個々の出版物が具体的かつ個別にその全体が参照により本明細書に組み入れられると示された場合と同じ程度に、参照により本明細書に組み入れられる。
【０１５６】
用いてきた用語および表現は、説明のための用語として用いており、限定のためのものではなく、そのような用語および表現の使用において、提示し、記載する特徴またはその一部のいかなる等価物も除外する意図はないが、特許請求する発明の範囲内で様々な改変が可能であることが理解される。したがって、本発明を好ましい態様および任意の特徴によって具体的に開示してきたが、当業者であれば本明細書に開示する概念の改変および変形を行いうること、ならびにそのような改変および変形は、添付の特許請求の範囲によって規定される本発明の範囲内であると考えられることが理解されるべきである。
【図１】
2015512405.tif 000081
【国際調査報告】
2015512405.tif 000082