ПРОИЗВОДНЫЕ 1,4-ДИАЗАБИЦИКЛО[3.2.1]ОКТАНКАРБОКСАМИДА, ИХ ПОЛУЧЕНИЕ И ПРИМЕНЕНИЕ В ТЕРАПИИ
DERIVATIVES OF 1,4-DIAZABICYCLO[3,2,1]OCTANECARBOXAMIDE, PRODUCTION THEREOF AND USE IN THERAPY

Объектом настоящего изобретения являются соединения - лиганды никотиновых рецепторов. Они являются пригодными для лечения или профилактики расстройств, связанных с дисфункцией никотиновых рецепторов.
Соединения согласно изобретению соответствуют общей формуле (1)
В которой
2
Х обозначает атом азота или группу общей формулы С-R,
3
P, Q, R и W обозначают каждый независимо друг от друга атом азота или группу общей формулы С-R,
1
1
6
R обозначает атом водорода или C-C-алкильную группу,
2
1
6
R обозначает C-C-алкильную группу,
3
1
6
1
6
4
5
4
5
4
5
6
4
5
4
2
5
6
5
5
5
4
5
5
5
5
4
5
5
5
2
5
2
4
5
1
6
1
6
4
5
4
5
4
5
6
4
5
4
2
5
6
5
5
5
4
5
5
5
4
5
5
5
2
5
2
4
6
3
R обозначает атом водорода или галогена или C-C-алкил, C-C-алкокси, нитро, амино, трифторметил, циано или группу общей формулы -NRR, -NRC(=O)R, -NRC(=O)NRR, -NRC(=O)OR, -NRS(=O)NRR, -OR, -OC(=O)R, -OC(=O)OR, -OC(=O)ONRR, -OC(=O)SR, -C(=O)OR, C(=O)R, -C(=O)NRR, SR, -S(=O)R, -S(=O)R, -C(=O)NRR, или фенил, возможно замещенную одной или несколькими группами, выбранными из атомов галогена и C-C-алкила, C-C-алкокси, нитро, амино, трифторметила, циано, или групп общей формулы -NRR, -NRC(=O)R, NRC(=O)NRR, NRC(=O)OR, NRS(=O)NRR, -OR, -OC(=O)R, -OC(=O)OR, -OC(=O)ONRR, -OC(=O)SR, -OC(=O)OR, -OC(=O)NRR, SR, -S(=O)R, -S(=O)R, -S(=O)NRR, или R обозначает группу, выбранную из циклов имидазола, пиридина, пиридазина, пиримидина, пиразола, пиразина, триазола, хинолеина, изохинолеина, тетеразола, фурана, тиофена, тиазола, изотиазола, оксазола, изоксазола, пиррола, тетрагидрохинолеина, тетрагидроизохинолеина, индола, бензимидазола, бензофурана, дигидробензофурана, циннолина, индазола, фталазина, триазина, изоиндола, оксадиазола, тиадиазола, фуразана, бензофуразана, бензотиофена, дигидробензотиофена, бензотриазола, бензотиазола, бензизотиазола, бензоксазола, бензизоксазола, хиназолина, хиноксалина, нафтиридина, дигидрохинолеина, дигидроизохинолеина, фуропиридина, дигидрофуропиридина, пирролопиридина, тиенопиридина, дигидротиенопиридина, имидазопиридина, пиразолопиридина, оксазолопиридина, изоксазолопиридина, изоксазолопиридина, тиазолопиридина, изотиазолопиридина, пирролопиримидина, фуропиримидина, дигидрофуропиримидина, тиенопиримидина, дигидротиенопиримидина, имидазопиримидина, пиразолопиримидина, оксазолопиримидина, изоксазолопиримидина, тиазолопиримидина, изотиазолопиримидина, фуропиразина, дигидрофуропиразина, пиррролопиразина, тиенопиразина, дигидротиенопиразина, имидазопиразина, пиразолопиразина, оксазолопиразина, изоксазолопиразина, тиазолопиразина, изотиазолопиразина, фуропиридазина, дигидрофуропиридазина, пирролопиридазина, тиенопиридазина, дигидротиенопиридазина, имидазопиридазина, пиразолопиридазина, оксазолопиридазина, изоксазолопиридазина, тиазолопиридазина или изотиазолопиридазина,
4
5
6
1
6
2
6
2
6
3
8
3
8
1
3
4
8
R, R и R обозначают каждый независимо друг от друга атом галогена или C-C-алкил, прямой или разветвленный, C-C-алкенил прямой или разветвленный или C-C-алкинил прямой или разветвленный, или C-C-циклоалкил, C-C-циклоалкил-C-C-алкил, C-C-циклоалкенил или фенил,
4
5
5
6
Н
при этом группы общих формул NRR и NRR могут образовывать с атомом азота, с которым они связаны, группу, выбранную из азиридинила, азетидинила, пирролидинила, пиперидинила, азепинила, пиперазинила, морфолинила, тиоморфолинила, пирролинила, индолинила, пиразолинила, пиразолидинила, имидазолинила, 3-индолила, хинуклидинила и хинолизинила.
Соединения согласно изобретению могут быть в виде оснований или солей присоединения с кислотой, гидратов или сольватов.
Поскольку диазабициклооктановые циклы содержат асимметрический атом углерода, соединения согласно изобретению могут быть в виде чистых энантиомеров или смесей энантиомеров. Энантиомеры могут быть выделены методами, известными специалисту в данной области, такими как отделение путем дробной кристаллизации диастероизомерных солей хиральных кислот или выделение с помощью хроматографии на хиральном носителе.
Согасно изобретению соединения общей формулы (1) можно получать способом, который иллюстрирует приведенная ниже схема 1.
1
Вводят во взаимодействие 1,4-диазабицикло[3.2.1]октан формулы (II) и соединение общей формулы (III), в которой X, P, Q, R, W и R имеют приведенные выше значения, в присутствии связывающего агента, такого, например, как N,N'-карбонилдиимидазол в растворителе, таком как диметилформамид. На предварительной стадии функцинальную группу карбоновой кислоты, присутствующую в соединении общей формулы (III), можно также преобразовать в функциональную группу хлорида кислоты для взаимодействия с 1,4-диазабицикло[3.2.1]октаном в расворителе, таком как дихлорметан.
В качестве альтернативного варианта соединения общей формулы (I) можно получить способом, который иллюстрирует приведенная ниже схема 2.
1
Вводят во взаимодействие 1,4-диазабицикло[3.2.1]октан формулы (II) и соединение общей формулы (IV), в которой X, P, Q, R, W и R имеют приведенные выше значения и Z обозначает атом брома или иода, в присутствии моноксида углерода и катализатора, содержащего палладий, такого, например, как бис(трифенилфосфино)дихлорпалладий, и основания, такого, например, как триэтиламин, в растворителе, таком как, например, диметилформамид.
Соединения общей формулы (III) имеются в продаже или их можно получить способами, описанными в литературе, например, в Can. J. Chem. 1988, 66, 420-8.
Соединения общей формулы (IV) имеются в продаже или их можно получить способами, описанными в литературе, например, в J. Het. Chem. 1983, 475.
Получение 1,4-диазабицикло[3.2.1]октана описано в J. Med. Chem. 1977, 20, 133.
_
Следующие примеры подробно иллюстрируют получение нескольких соединений согласно изобретению. Элементарные микроанализы и инфракрасные спектры и спектры ЯМР подтверждают структуры полученных соединений. Номера соединений, указанные в скобках в их названиях, соответствуют номерам, указанным в таблице, приведенной далее. В названиях соединений тире «-» является частью слова, а тире «» служит только для сокращения в конце строки, его следует удалить, если сокращения нет, и не следует заменять обычным тире или пробелом.
Пример 1. (Соединение №2)
Н
3-(1,4-диазабицикло[3.2.1]окт-4-илкарбонил)-1-индазола хлоргидрат 1:1
Н
В реактор объемом 50 мл вводят 0,165 г (1,02 ммоль) 1-индазол-3-карбоновой кислоты и 1 мл тионилхлорида, смесь нагревают с обратным холодильником в течение 1 часа 30 мин и концентрируют ее при пониженном давлении. Затем вводят 1,2 мл пиридина и 0,30 г (2,67 ммоль) 1,4-диазабицикло[3.2.1]октана и нагревают смесь с обратным холодильником в течение 1 часа 30 мин.
Растворитель выпаривают при пониженном давлении, остаток обрабатывают 1 мл хлороформа и остаток очищают хроматографией на колонке с силикагелем, элюируя смесью этилацетата, метанола и аммиака в соотношении 70/30/3.
Получают 0,16 г продукта, который растворяют в 10 мл ацетона прежде чем ввести 0,47 мл раствора 5 Н-соляной кислоты в изопропиловом спирте. Полученные кристаллы (0,17 г) отделяют фильтрованием и сушат их при пониженном давлении.
Температура плавления: 286-287°С.
Пример 2. (Соединение №3)
Н
6-хлор-3-(1,4-диазабицикло[3.2.1]окт-4-илкарбонил)-1--индазола бромгидрат 1:1
Н
В реактор объемом 10 мл последовательно вводят 0,25 г (0,9 ммоль) 3-иодо-6-хлор-1-индазола, 0,09 г (0,13 ммоль) бис(трифенилфосфин)дихлорпалладия, 0,25 г (2,24 ммоль) 1,4-диазабицикло[3.2.1]октана и 0,31 мл (2,24 ммоль) триэтиламина в растворе в 1 мл диметилформамида. Затем смесь продувают моноксидом углерода и нагревают до 70°С в течение 8 часов. Реакционную среду опрокидывают в 10 мл насыщенного водного раствора хлорида аммония и водную фазу экстрагируют хлороформом. Органические фазы сушат, фильтруют и концентрируют их при пониженном давлении. Остаток очищают хроматографией на колонке с силикагелем, элюируя смесью хлороформа, метанола и аммиака в соотношении 90/10/1.
Получают таким образом 0,2 г продукта, который растворяют в 1 мл изопропилового спирта и добавляют 0,13 мл раствора 5 Н-соляной кислоты в изопропиловом спирте.
Полученные кристаллы (0,076 г) отделяют фильтрованием и сушат их при пониженном давлении.
Температура плавления: 285-286°С.
Пример 3. (Соединение №1)
Н
3-(1,4-диазабицикло[3.2.1]окт-4-илкарбонил)-6-метил-1-пиразол[3,4-b]пиридина бромгидрат 2:1
Н
По аналогии с примером 2 вводят во взаимодействие 0,7 г (3,3 ммоль) 3-бром-6-метил-1-пиразол[3,4-b]пиридина с 1,1г (9,9 ммоль) 1,4-диазабицикло[3.2.1]октана в присутствии 0,35 г (0,5 ммоль) бис(трифенилфосфино)дихлорпалладия и 2,3 мл триэтиламина в 10 мл диметилформамида в условиях, описанных в примере 1, и получают 0,21 г продукта, который растворяют в 20 мл ацетона и добавляют 0,27 мл раствора 5,7-Н-бромистоводородной кислоты в уксусной кислоте.
Кристаллы дибромгидрата отделяют фильтрованием и сушат в вакууме.
Температура плавления: 290-291°С.
Пример 4. (Соединение №4).
Н
3-(1,4-диазабицикло[3.2.1]окт-4-илкарбонил)-5-фтор-1-индазола бромгидрат 2:1
Н
По аналогии с примером 2 вводят во взаимодействие 0,23 г (0,88 ммоль) 3-иодо-5-фтор-1-индазола с 0,25г (2,19 ммоль) 1,4-диазабицикло[3.2.1]октана в присутствии 0,092 г (0,13 ммоль) бис(трифенилфосфино)дихлорпалладия и 0,3 мл триэтиламина в 1 мл диметформамида в условиях, описанных в примере 2. Получают 0,136 г продукта, который растворяют в 20 мл ацетона и добавляют 0,18 мл раствора 5,7-Н-бромистоводородной кислоты в уксусной кислоте. Кристаллы дибромгидрата отделяют фильтрованием и сушат в вакууме.
Температура плавления: 283-284°С.
Таблица, приведенная ниже, иллюстрирует химические структуры и физические свойства нескольких соединений согласно изобретению.
В колонке “Q” “Me” обозначает метильную группу и “Ms” обозначает метансульфонильную группу.
В колонке “St.” “(+/-)” обозначает рацемат, “(+)” и “(-)” обозначают соответственно правовращающийся и левовращающийся энантиомеры.
В колонке “Соль” (Sel) “-“ обозначает соединение в виде основания, “HBr” обозначает бромгидрат, “HCl” обозначает хлоргидрат и “ox.” обозначает оксалат или этандиоат.
Таблица
Соединения согласно изобретению подвергли фармакологическим испытаниям, которые выявили, что соединения представляют интерес в качестве активных веществ лекарственных средств.
4
2
Таким образом изучали их сродство к никотиновым рецепторам, содержащим суб-единицу αβ, методами, описанными Anderson и Arneric в Eur.J.Pharmacol.1994, 253, 261 и Hall et coll. в Brain Res. 1993, 600, 127.
TM
3
TM
3
50
Обезглавливали самцов крыс Sprague Dawley, весом от 150 до 200 г, и быстро извлекали весь мозг, гомогенизировали его в 15 объемах раствора сахарозы с концентрацией 0,32 М при 4°С, затем центрифугировали в течение 10 мин, 1000 G. Осадок удаляли и центрифугировали отстоявшуюся жидкость в течение 20 мин, 20000 G, при 4°С. Выделяли осадок и гомогенизировали его с помощью гомогенизатора Polytronв 15 объемах дважды дистилированной воды при 4°С, затем его центрифугировали в течение 20 мин, 8000 G. Осадок удаляли и центрифугировали отстоявшийся раствор и слой кожи (buffy coat) в течение 20 мин, 40000 G, выделяли осадок, суспендировали его в 15 мл дважды дистиллированной воды и центрифугировали его еще раз при 40000 G, после чего хранили при -80°С. В день проведения эксперимента медленно размораживали ткань и суспендировали ее в 3 объемах буфера. Инкубировали 150 мкл этой мембранной суспензии при 4°С в течение 120 мин в присутствии 100 мкл [H]цитизина 1нМ в конечном объеме буфера, равном 500 мкл, в присутствии или в отсутствии тестируемого соединения. Реакцию останавливали фильтрованием через фильтры Whatman GF/B, предварительно обработанные полиэтиленимином, ополаскивали фильтры два раза по 5 мл буфера при 4°С и измеряли радиоактивность на фильтре путем жидкостной сцинтиграфии. Определяли неспецифицескую связь в присутствии (-)никотина, 10 мкМ; неспецифическая связь составляла от 75 до 85% общей связи, полученной на фильтре. Для каждой концентрации исследуемого соединения определяли процент ингибирования специфической связи [H]цитизина, затем вычисляли концентрацию CI соединения, ингибирующую специфическую связь на 50%.
50
Концентрации CI соединений согласно изобретению, имеющих наибольшее сродство, составляли от 1 до 10 мкМ.
7
Исследовали также сродство соединений согласно изобретению к никотиновым рецепторам, содержащим субъединицу α, методами, описанными Mark и Collins в J. Pharmacol. Exp. Ther. 1982, 22, 564 и Marks et coll. Mol. Pharmacol. 1986, 30, 427.
TM
TM
Обезглавливали самцов крыс OFA, весом от 150 до 200 г, и быстро извлекали весь мозг, гомогенизировали его в 15 объемах раствора сахарозы с концентрацией 0,32 М при 4°С с помощью гомогенизатора Polytron, затем центрифугировали его в течение 10 мин, 1000 G. Осадок удаляли и центрифугировали отстоявшуюся жидкость в течение 20 мин, 8000 G при 4°С. Выделяли осадок и гомогенизировали его с помощью гомогенизатора Polytronв 15 объемах дважды дистилированной воды при 4°С, затем его центрифугировали в течение 20 мин, 8000 G. Осадок удаляли и центрифугировали отстоявшуюся жидкость и слой кожи (buffy coat) в течение 20 мин, 40000 G. Выделяли осадок, суспендировали его в 15 мл дважды дистиллированной воды при 4°С и центрифугировали его еще раз при 40000 G в течение 20 минут, после чего хранили при -80°С.
3
TM
3
50
В день проведения эксперимента медленно размораживали ткань и суспендировали ее в 5 объемах буфера. Предварительно инкубировали 150 мкл этой мембранной суспензии при 37°С в течение 30 мин в темноте в присутствии 50 мкл [H]α-бунгаротоксина 1нМ в конечном объеме 250 мкл буфера HEPES 20мМ, 0,05%-ного полиэтиленимина. Реакцию останавливали фильтрованием через фильтры Whatman GF/B, предварительно обработанные в течение 3 часов 0,05%-ным полиэтиленимином. Ополаскивали фильтры два раза по 5 мл буфера при 4°С и измеряли радиоактивность на каждом фильтре путем жидкостной сцинтиграфии. Определяли неспецифицескую связь в присутствии α-бунгаротоксина, 10 мкМ; неспецифическая связь составляла примерно 60% общей связи, полученной на фильтре. Для каждой концентрации исследуемого соединения определяли процент ингибирования специфической связи [H]-α-бунгаротоксина, затем вычисляли концентрацию CI соединения, ингибирующую специфическую связь на 50%.
50
Концентрации CI соединений согласно изобретению, имеющих наибольшее сродство, составляли от 0,010 до 0,10 мМ.
50
Концентрации CI нескольких специфических соединений приведены в следующей таблице.
Соединение №
CI<sub>50</sub> α<sub>7</sub> μМ
CI<sub>50</sub> α<sub>7</sub>β<sub>2</sub>
1
0,056
›10
4
0,055
-
7
0,224
-
7
Приведенные выше результаты показывают, что соединения согласно изобретению являются селективными лигандами в отношении субъединиц α никотинового рецептора.
Результаты ряда опытных испытаний показывают пригодность соединений для лечения или профилактики нарушений, связанных с дисфункцией никотиновых рецепторов, в частности, в центральной нервной системе.
К этим нарушениям относятся когнитивные нарушения, более конкретно мнезические, а также в области внимания, связанные с болезнью Альцгеймера, возрастным нарущением памяти (Age Association Memory Impairment, AAMI), с синдромом Паркинсона, с трисомией 21 (болезнь Дауна), с алкогольным синдромом Корсакова, с васкулярной деменцией (multi-infarct dementia, MDI).
Соединения согласно изобретению могут также быть пригодны в лечении моторных нарушений, наблюдаемых при болени Паркинсона или других нейрологических заболеваниях, таких как хорея Гентингтона, синдром Туретта, поздняя дискинезия и гиперкинез.
Соединения согласно изобретению могут также применяться для терапевтического лечения или симптоматической терапии нарушений мозгового кровообращения и церебральных гипоксических кризов. Их можно также применять в случаях психических патологий: шизофрении, депрессии, состояния тревоги, приступов паники, компульсивных и навязчивых состояний.
Они могут предупреждать симптомы, связанные с табакокурением, алкогольной зависимостью, зависимостью от различных веществ, вызывающих привыкание, таких как кокаин, LSD, конопля, бензодиазепины.
Кроме того соединения согласно изобретению можно также применять для лечения ишемии нижних конечностей, закупорки артерий нижних конечностей (PAD: peripheral arterial disease), ишемической болезни сердца (angor stable), инфаркта миокарда, сердечной недостаточности, недостаточности рубцевания у больных диабетом, варикозных язв при венозной недостаточности.
Лечение каждой из указанных выше патологий можно проводить с помощью только никотинового агента и/или в сочетании с лекарственными средствами, показанными при данной патологии.
Поэтому объектом настоящего изобретения являются также фармацевтические композиции, содержащие эффективную дозу по меньшей мере одного соединения согласно изобретению в виде фармацевтически приемлемого основания или соли или сольвата, и в случае необходимости в смеси с приемлемыми эксципиентами.
Указанные эксципиенты выбирают в зависимости от лекарственной формы и желаемого способа введения.
Таким образом фармацевтические композиции согласно изобретению могут быть предназначены для перорального, сублингвального, подкожного, внутримышечного, внутривенного, топического, внутритрахейного, интраназального, чрескожного, ректального, внутриглазного введения.
Формы для разового введения могут, например, представлять собой таблетки, желатиновые капсулы, гранулы, порошки, растворы или суспензии для перорального введения или для инъекций, пластыри чрескожного действия (“patch”), суппозитории. Формы для местного применения могут представлять собой мази, лосьоны и примочки для глаз.
Указанные разовые формы имеют дозировку, обеспечивающую дневную дозу от 0,01 до 20 мг активного вещества на 1 кг веса тела в зависимости от галеновой формы.
Для получения таблеток к тонкоизмельченному или нетонкоизмельченному активному веществу добавляют фармацевтический наполнитель, который может состоять из разбавителей, таких, например, как лактоза, микрокристаллическая целлюлоза, крахмал и рецептурных добавок, таких как связующие (поливинилпирролидон, гидроксипропилметилцеллюлоза и т.д.), агентов вытекания, таких как диоксид кремния, смазывающих веществ, такие как стеарат магния, стеариновая кислота, трибегенат глицерина, стеарилфумарат натрия. Можно также добавлять смачивающие средства или поверхностно-активные вещества, такие как лаурилсульфат натрия.
Способы получения могут представлять собой прямое прессование, сухое гранулирование, влажное гранулирование или горячее плавление.
Таблетки могут быть без оболочки, дражированными, например, в сахарозе или покрытыми различными полимерами или другими пригодными веществами. Они могут быть предназначены для быстрого, медленного или пролонгированного высвобождения активного вещества благодаря используемым для оболочки полимерным матрицам или специфическим полимерам.
Для получения желатиновых капсул смешивают активное вещество и сухие фармацевтические наполнители (простое смешивание, сухое или влажное гранулирование или горячее плавление), жидкие или полужидкие фармацевтические наполнители.
Желатиновые капсулы могут быть твердыми или мягкими, покрытыми или непокрытыми пленкой и обеспечивать таким образом быстрое, пролонгированное или медленное действие (например, для тонкокишечной формы).
Композиция в форме сиропа или элексира или предназанченная для введения в виде капель, может содержать активное вещество совместно с подсластителем, предпочтительно некалорийным, метилпарабен или пропилпарабен в качестве антисептика, вкусовую добавку и краситель.
Порошки или гранулы, диспергируемые в воде, могут содержать активное вещество в смеси с диспергирующими добавками или поверхностно-активными веществами или диспергирующими добавками, такими как поливинилпирролидон, а также с подсластителями и добавками, корректирующими вкус.
Для ректального введения используют суппозитории, содержащие связующие, которые плавятся при ректальной температуре, например масло какао или полиэтиленгликоли.
Для парентерального введения используют водные суспензии, изотонические соляные растворы или стерильные растворы для инъекций, содержащие фармакологически совместимые диспергирующие добавки и/или поверхностно-активные вещества, например, пропиленгликоль или бутиленгликоль.
Активное вещество может также быть в форме микрокапсул, возможно, с одним или несколькими носителями или добавками, или с полимерной матрицей, или с циклодекстрином (пластыри чрескожного действия, формы с пролонгированным высвобождением).
Композиции для топического нанесения согласно изобретению содержат среду, совместимую с кожей. Они могут, в частности, быть в форме водных, спиртовых или водно-спиртовых растворов, гелей, эмульсий вода-в-масле или масло-в-воде в виде крема или геля, микроэмульсий, аэрозолей или в форме везикулярных дисперсий, содержащих ионные и/или неионные липиды. Эти галеновые формы получают методами, традиционными для рассматриваемой области.
Наконец, фармацевтические композиции согласно изобретению могут содержать вместе с соединением общей формулы (1) другие активные вещества, которые могут быть пригодны для лечения указанных выше нарушений и заболеваний.