專利名稱：對毒蕈堿性受體具有活性的化合物的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及對毒蕈堿性乙酰膽堿受體亞型具有選擇性的新化合物，以及激活毒蕈堿性受體的方法和治療或緩解其中改善毒蕈堿性受體活性具有有益作用的疾病的方法。
背景技術：
毒蕈堿性乙酰膽堿受體在中樞神經(jīng)系統(tǒng)的高級認知功能上以及在外周副交感神經(jīng)系統(tǒng)中起著重要的作用?？寺』汛_定五種不同毒蕈堿性受體亞型的存在(稱為m1-m5)(參閱T.I.Bonner等，Science237,1987,527-532頁；T.I.Bonner等，Neuron 1,1988,403-410頁)。已發(fā)現(xiàn)m1是大腦皮層中的主要亞型，并認為其涉及認知功能的控制，m2在心臟中占優(yōu)勢，并認為其與心率的控制有關，m3被認為與胃腸和尿道刺激作用以及出汗和多涎有關，m4存在于腦中，m5存在于腦中并且可能涉及與多巴胺能系統(tǒng)有關的中樞神經(jīng)系統(tǒng)的某些功能。
各種毒蕈堿性配體(S.Iversen,Life Sciences 60(Nos.13/14),1997,1145-1152頁)的動物研究已顯示毒蕈堿性化合物對認知功能有明顯的作用，例如學習和記憶。這提示可在以認知損害為特征的疾病中，包括與年齡有關(如Alzheimer氏癥或其它癡呆)和與年齡無關(如注意力不集中的過度反應癥)中，有效地利用毒蕈堿性激動劑改善認知功能。
基于毒蕈堿性受體亞型存在于各種組織，但似乎在大腦皮層、基底神經(jīng)節(jié)和海馬中，m1受體亞型是更豐富的亞型，它占所有毒蕈堿性受體結合部位的35-60％(參閱A.Levey,Proc.Natl.Acad.Sci.,USA93,1996,13541-13546頁)。已推測m1(以及可能的m4)亞型在各種認知和運動功能中作為突觸后的毒蕈堿性受體(位于新大腦皮質(zhì)和海馬中的膽堿受體神經(jīng)元上)起主要作用，并且它很可能是在大腦的這些區(qū)域中所測定的m1響應的主要貢獻者。
早已發(fā)現(xiàn)與認知損害有關的癥狀(如Alzheimer氏癥)與大腦中選擇性失去乙酰膽堿同時發(fā)生。認定它是前腦基底中膽堿能神經(jīng)元退化的結果，它神經(jīng)支配高級過程中涉及的聯(lián)合皮層和海馬區(qū)(參閱上文S.Iversen)。該發(fā)現(xiàn)表明用可以增大大腦受影響區(qū)域中膽堿能功能的藥物可以治療或至少緩解這些癥狀。
用乙酰膽堿酯酶(AChE)抑制劑，如9-氨基-1,2,3,4-四氫吖啶(他克林)治療可使腦中乙酰膽堿增加，其間接地引起毒蕈堿性受體的刺激作用。他克林治療可適度和暫時改善Alzheimer氏癥患者的認知能力(參閱上文Kasa等)。另一方面，已發(fā)現(xiàn)由于他克林對外周乙酰膽堿的刺激作用所引起的膽堿能副作用。這些副作用包括腹絞痛、惡心、嘔吐、腹瀉、厭食、體重減輕、肌病和抑郁。發(fā)現(xiàn)所治療的約三分之一的患者具有胃腸道副反應。還發(fā)現(xiàn)他克林能引起明顯的肝毒性，在約30％的患者中發(fā)現(xiàn)肝臟轉氨酶升高(參閱P.Taylor,“Anticholinergic Agents”，第8章，Goodman and Gilman:ThePharmacological Basis of Therapeutics，第9版，1996,161-176頁)。他克林的副作用嚴重地限制了它的臨床使用。最近已批準的另一個AChE抑制劑，(R,S)-1-芐基-4-[5,6-二甲氧基-1-(2,3-二氫茚酮)-2-基]甲基哌啶鹽酸鹽(donepezil)，用于治療輕至中度Alzheimer氏癥(參閱上文P.Kasa等)。未發(fā)現(xiàn)該化合物的肝損傷作用，但是它具有與他克林類似的胃腸道副作用，其原因可能是由于副交感作用升高所引起的m3受體的刺激作用。
早已發(fā)現(xiàn)，因為前額皮質(zhì)和海馬中的毒蕈堿性m1受體似乎為整體，所以通過給予作用為那些毒蕈堿性受體激動劑的藥物，可能治愈或至少緩解Alzheimer氏癥患者中乙酰膽堿的丟失(參閱J.H.Brown和P.Taylor,“Muscarinic Receptor Agonists and Antagonists”，第7章，Goodman and Gilman:The Pharmacological Basis of Therapeutics，第9版，1996,147頁)。
迄今認為用于治療Alzheimer氏癥的毒蕈堿性激動劑(被認為是m1選擇性激動劑)，如檳榔堿，在臨床實驗中尚未顯示出比AChE抑制劑更大的作用(參閱以上S.V.P.Jones等)。在一項研究(參閱T.Sunderland等，Brain Res.Rev.13,1988,371-389頁)中發(fā)現(xiàn)檳榔堿沒有很大的如對在Alzheimer氏癥患者中所經(jīng)常觀察到的行為變化的影響的認知增強作用，如運動活性明顯增強、情緒明顯提高以及無力癥狀明顯降低。但是，后來發(fā)現(xiàn)所假定的m1激動劑對m2和/或m3受體亞型具有弱的部分激動劑選擇性(H.Bruner-Osborne等，J.Med.Chem.38,1995,2188-2195頁)。如以上表明，推測m2亞型選擇性決定這些激動劑的所觀察到的心血管作用，如心動過速和心動過緩，認為m3活性是該激動劑胃腸道副反應的主要原因。
因此，m2和/或m3活性是迄今治療Alzheimer氏癥所提到的該毒蕈堿性激動劑的主要缺點，其嚴重限制了該藥物的劑量，因此給予患者的一直可能是低于最適劑量。因此，缺乏亞型選擇性以及一般所測試的膽堿能化合物的低效力使外周副作用增加，并且由于在腦中弱和/或相反的作用而限制了認知作用。所以，開發(fā)對m1亞型具有較高的選擇性但對m2和m3亞型具有很小或無活性的化合物是非常有意義的。
發(fā)明概述本發(fā)明提供具有毒蕈堿性激動劑活性的通式(Ⅰ)化合物或其藥學上可接受的鹽、酯或前藥
其中X1、X2、X3、X4和X5選自C、N和O；k是0或1；t是0、1或2；R1是直或支鏈的C1-8烷基、C2-8鏈烯基、C2-8鏈炔基、C1-8亞烷基、C1-8烷氧基、C1-8雜烷基、C1-8氨基烷基、C1-8鹵代烷基、C1-8烷氧基羰基、C1-8羥基烷氧基、C1-8羥基烷基、-SH、C1-8烷硫基、-O-CH2-C5-6芳基、被C1-3烷基或鹵素取代的-C(O)-C5-6芳基；任選含有1或多個選自N、S和O的雜原子的C5-6芳基或C5-6環(huán)烷基；-C(O)NR3R4、-NR3R4、-NR3C(O)NR4R5、-CR3R4、-OC(O)R3、-(O)(CH2)sNR3R4或-(CH2)sNR3R4；其中R3、R4和R5相同或不同，各自獨立選自H、C1-6烷基；任選含有1或多個選自N、O和S的雜原子并且任選被鹵素或C1-6烷基取代的C5-6芳基；C3-6環(huán)烷基；或者R3和R4與N原子(當存在時)一起形成含有5-6個選自C、N、S和O的原子的環(huán)結構；s是0-8的整數(shù)；A是C5-12芳基或C5-7環(huán)烷基，各自任選含有1或多個選自N、S和O的雜原子；R2是H、氨基、羥基、鹵素或直或支鏈的C1-6烷基、C2-6鏈烯基、C2-6鏈炔基、C1-6烷氧基、C1-6雜烷基、C1-6氨基烷基、C1-6鹵代烷基、C1-6烷硫基、C1-6烷氧基羰基、-CN、-CF3、-OR3、-COR3、-NO2、-NHR3、-NHC(O)R3、-C(O)NR3R4、-NR3R4、-NR3C(O)NR4R5、-OC(O)R3、-C(O)R3R4、-O(CH2)qNR3、-CNR3R4或-(CH2)qNR3R4；其中q是1-6的整數(shù)；n是0、1、2、3或4，當n＞1時，R2可以相同或不同；p是0或1-5的整數(shù)；Y是O、S、CHOH、-NHC(O)-、-C(O)NH-、-C(O)-、-OC(O)-、NR7或-CH=N-,R7是H或C1-4烷基；或不存在；和Z是CR8R9，其中R8和R9獨立選自H和直或支鏈的C1-8烷基。
本發(fā)明還提供含有有效量式(Ⅰ)化合物的藥用組合物。
還提供治療與乙酰膽堿水平減低有關的疾病或癥狀的方法，該方法包括給予治療上有效量的含有式(Ⅰ)化合物的組合物。
在另一實施方案中，本發(fā)明還提供治療與眼內(nèi)壓升高有關的疾病或癥狀(如青光眼)的方法，該方法包括給予治療上有效量的含有式(Ⅰ)化合物的組合物。
附圖簡述

圖1為顯示在實施例ⅩⅥ所述的測試中，對35,000小有機分子篩選的一個96-孔微量滴定板的原始數(shù)據(jù)的圖。
圖2為顯示參考拮抗劑阿托品的分布與用氯化氨甲酰膽堿(開放的三角)或化合物A(實施例Ⅰ)(閉合的三角)刺激的細胞所轉染的m1毒蕈堿性受體相比較的數(shù)據(jù)的圖。
發(fā)明詳述本發(fā)明提供相對于其它毒蕈堿性亞型，對m1受體亞型優(yōu)選顯示出相對高的選擇性的化合物，它在治療認知損害，如Alzheimer氏癥或其它與年齡有關的認知衰退有關的癥狀上具有有益的作用，但卻避免了迄今該類藥物在此用途上的副作用。通過篩選m1-m5受體亞型，已驚奇地分離出呈現(xiàn)該性質(zhì)的化合物。
本發(fā)明一實施方案提供式(Ⅰ)化合物或其藥學上可接受的鹽、酯或前藥，其中X1、X2、X3、X4和X5是C；或者X1、X2、X3、X4或X5其中之一是O或N，而其余的是C；k是0或1；t是1；R1是直或支鏈的C1-8烷基、C2-8鏈烯基、C2-8鏈炔基、C1-8亞烷基、C1-8烷氧基、C1-8氨基烷基、C1-8鹵代烷基、C1-8烷氧基羰基、-C(O)NR3R4、-NR3R4、-NR3C(O)NR4R5、-OC(O)R3或-(CH2)sNR3R4；其中R3、R4和R5相同或不同，各自獨立選自H和C1-6烷基；s是1-8的整數(shù)；n是1、2或3；以及A是苯基或萘基；其中R2是直或支鏈的C1-6烷基、C2-6鏈烯基、C2-6鏈炔基、C1-6烷氧基、C1-6氨基烷基、C1-6鹵代烷基、C1-6烷氧基羰基、-CN、-CF3、-OH、-COR3、-NHR3、-NHC(O)R3、-C(O)NR3R4、-NR3R4、-NR3C(O)NR4R5、-OC(O)R3或-(CH2)qNR3R4；其中q是1-6的整數(shù)；或者A是含有1或多個選自N、S和O的雜原子的芳基；R2是H、鹵素、直或支鏈的C1-6烷基、C2-6鏈烯基、C2-6鏈炔基、C1-6烷氧基、C1-6雜烷基、C1-6氨基烷基、C1-6鹵代烷基、C1-6烷氧基羰基、-CN、-CF3、-OH、-COR3、-NHR3、-NHC(O)R3、-C(O)NR3R4、-NE3R4、-NR3C(O)NR4R5、-OC(O)R3或-(CH2)qNR3R4。
在一個優(yōu)選的實施方案中，該化合物是式(Ⅱ)化合物 式(Ⅱ)化合物的優(yōu)選亞實施方案包括式(Ⅱa)和(Ⅱb)化合物 根據(jù)式Ⅰ、Ⅱ、Ⅱa和Ⅱb化合物的一個優(yōu)選系列的實施方案，t是1，Y是-C(O)-、-NHC(O)-、S、O或-OC(O)-。在另一實施方案中，X3是C。優(yōu)選R1是烷基，而R2優(yōu)選是烷基、氨基烷基、烷氧基或羥基。在一實施方案中，p是3。在另一實施方案中，R1是C2-8烷基而R2是甲基、羥基或烷氧基。
在一實施方案中，n是1或2；Y是-C(O)-或O,t是1。優(yōu)選R2是鹵素。本發(fā)明其它實施方案，t是0；或R1是烷氧基、芐基或苯基。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，X3還可以是N,R1是烷基或烷氧基；或者R1是芐基或苯基；而R2是烷基或烷氧基。
根據(jù)本發(fā)明另一實施方案，X3是O，其中t可以是，例如0。優(yōu)選，R2是烷基或烷氧基；或者R2是鹵素。
本發(fā)明的具體實施方案包括4-甲氧基-1-[4-(2-甲基苯基)-4-氧代-1-丁基]哌啶；4-乙氧基-1-[4-(2-甲基苯基)-4-氧代-1-丁基]哌啶；4-丙氧基-1-[4-(2-甲基苯基)-4-氧代-1-丁基]哌啶；4-丁氧基-1-[4-(2-甲基苯基)-4-氧代-1-丁基]哌啶；4-甲氧基甲基-1-[4-(2-甲基苯基)-4-氧代-1-丁基]哌啶；4-乙氧基甲基-1-[4-(2-甲基苯基)-4-氧代-1-丁基]哌啶；4-丙氧基甲基-1-[4-(2-甲基苯基)-4-氧代-1-丁基]哌啶；4-(2-甲氧基乙基)-1-[4-(2-甲基苯基)-4-氧代-1-丁基]哌啶；4-(2-乙氧基乙基)-1-[4-(2-甲基苯基)-4-氧代-1-丁基]哌啶；4-甲氧基-4-甲基-1-[4-(2-甲基苯基)-4-氧代-1-丁基]哌啶；4-甲氧基-4-乙基-1-[4-(2-甲基苯基)-4-氧代-1-丁基]哌啶；4-甲氧基-4-丙基-1-[4-(2-甲基苯基)-4-氧代-1-丁基]哌啶；4-甲氧基-4-正丁基-1-[4-(2-甲基苯基)-4-氧代-1-丁基]哌啶；4-乙氧基-4-甲基-1-[4-(2-甲基苯基)-4-氧代-1-丁基]哌啶；4-乙氧基-4-乙基-1-[4-(2-甲基苯基)-4-氧代-1-丁基]哌啶；4-乙氧基-4-丙基-1-[4-(2-甲基苯基)-4-氧代-1-丁基]哌啶；4-乙氧基-4-正丁基-1-[4-(2-甲基苯基)-4-氧代-1-丁基]哌啶；4-丙氧基-4-甲基-1-[4-(2-甲基苯基)-4-氧代-1-丁基]哌啶；4-丙氧基-4-乙基-1-[4-(2-甲基苯基)-4-氧代-1-丁基]哌啶；4-丙氧基-4-丙基-1-[4-(2-甲基苯基)-4-氧代-1-丁基]哌啶；4-丙氧基-4-正丁基-1-[4-(2-甲基苯基)-4-氧代-1-丁基]哌啶；4-正丁氧基-4-甲基-1-[4-(2-甲基苯基)-4-氧代-1-丁基]哌啶；4-正丁氧基-4-乙基-1-[4-(2-甲基苯基)-4-氧代-1-丁基]哌啶；4-正丁氧基-4-丙基-1-[4-(2-甲基苯基)-4-氧代-1-丁基]哌啶；4-正丁氧基-4-正丁基-1-[4-(2-甲基苯基)-4-氧代-1-丁基]哌啶；2-[3-(4-正丁基哌啶)丙氧基]甲苯；2-[3-(4-正丁基哌啶)丙硫烷基(sulfanyl)]甲苯；2-[3-(4-正丁基哌啶)丙亞磺?；鵠甲苯；3-(4-正丁基哌啶)-鄰甲苯基-丁烷-1-硫酮；3-(4-正丁基哌啶子基丙基)-鄰甲苯胺；N-(4-(4-正丁基哌啶)-1-鄰甲苯基-丁基)-羥胺；4-正丁基-1-[4-(2-氯苯基)-4-氧代-1-丁基]哌啶；4-正丁基-1-[4-(2-溴苯基)-4-氧代-1-丁基]哌啶；4-正丁基-1-[4-(2-氟苯基)-4-氧代-1-丁基]哌啶；4-正丁基-1-[4-(2-巰基苯基)-4-氧代-1-丁基]哌啶；4-正丁基-1-[4-(2-硫烷基甲基苯基)-4-氧代-1-丁基]哌啶；4-正丁基-1-[4-(2-硫烷基乙基苯基)-4-氧代-1-丁基]哌啶；4-正丁基-1-[4-(2-氨基苯基)-4-氧代-1-丁基]哌啶；4-正丁基-1-[4-(2-甲氨基苯基)-4-氧代-1-丁基]哌啶；4-正丁基-l-[4-(2-乙氨基苯基)-4-氧代-1-丁基]哌啶；4-正丁基-1-[4-(2-二甲氨基苯基)-4-氧代-1-丁基]哌啶；4-正丁基-1-[4-(2-二乙氨基苯基)-4-氧代-1-丁基]哌啶；4-正丁基-1-[4-(1-H-咪唑-2-基)-4-氧代-1-丁基]哌啶；4-正丁基-1-[4-(1-咪唑-1-基)-4-氧代-1-丁基]哌啶；4-正丁基-1-[4-(1-噻唑-2-基)-4-氧代-1-丁基]哌啶；4-正丁基-1-[4-([1,2,3]三唑-1-基)-4-氧代-1-丁基]哌啶；2-[4-正丁基-哌啶-1-乙基]-8-甲基-3,4-氫-2H-萘-1-酮；2-[4-正丁基-哌啶-1-乙基]-7-甲基-2,3-二氫-1-茚酮；3-[4-正丁基-哌啶-1-乙基]-苯并二氫吡喃-4-酮；2-[4-正丁基-哌啶-1-乙基]-1H-苯并咪唑；4-正丁基-1-[4-(4-氟-2-甲基苯基)-4-氧代-1-丁基]哌啶；4-正丁基-1-[4-(2-羥基苯基)-4-氧代-1-丁基]哌啶；4-正丁基-1-[4-(2-甲氧基苯基)-4-氧代-1-丁基]哌啶；4-正丁基-1-[4-(1-噻吩-2-基)-4-氧代-1-丁基]哌啶；4-正丁基-1-[4-(2-乙基苯基)-4-氧代-1-丁基]哌啶；4-正丁基-1-[4-(2-乙氧基苯基)-4-氧代-1-丁基]哌啶；4-正丁基-1-[4-(2,4-二甲基苯基)-4-氧代-1-丁基]哌啶；4-正丁基-1-[4-(2,3-二甲基苯基)-4-氧代-1-丁基]哌啶；4-正丁基-1-[4-(3-甲氧基苯基)-4-氧代-1-丁基]哌啶；4-正丁基-1-[4-(2-芐氧基苯基)-4-氧代-1-丁基]哌啶；4-正丁基-1-[4-(4-甲基苯基)-4-氧代-1-丁基]哌啶；4-正丁基-N-苯基-丁酰胺；4-甲基-1-[4-(2-甲基苯基)-4-氧代-1-丁基]哌啶；4-正丁基-1-[4-(萘-1-基)-4-氧代-1-丁基]哌啶；4-芐基-1-[4-(2-甲基苯基)-4-氧代-1-丁基]哌啶；1-[4-(2-甲基苯基)-4-氧代-1-丁基]吡咯烷；4-芐基-1-[4-(2-甲基苯基)-4-氧代-1-丁基]哌嗪；2-丙基-1-[4-(2-甲基苯基)-4-氧代-1-丁基]哌啶；2-乙基-1-[4-(2-甲基苯基)-4-氧代-1-丁基]哌啶；4-正丙基-1-[4-(2-甲基苯基)-4-氧代-1-丁基]哌嗪；3,5-二甲基-1-[4-(2-甲基苯基)-4-氧代-1-丁基]哌啶；4-甲基-1-[4-(2-甲基苯基)-4-氧代-1-丁基]哌嗪；4-正己基-1-[4-(2-甲基苯基)-4-氧代-1-丁基]哌嗪；4-羥乙基-1-[4-(2-甲基苯基)-4-氧代-1-丁基]哌嗪；4-乙基-1-[4-(2-甲基苯基)-4-氧代-1-丁基]哌嗪；4-芐基-1-[4-(4-氟苯基)-4-氧代-1-丁基]哌啶；4-芐基-1-[4-(4-溴苯基)-4-氧代-1-丁基]哌啶；4-苯基-1-[4-(2-甲基苯基)-4-氧代-1-丁基]哌嗪；3-羥甲基-1-[4-(2-甲基苯基)-4-氧代-1-丁基]哌啶；4-甲基-1-[4-(4-溴苯基)-4-氧代-1-丁基]哌啶；1-[4-(2-甲基苯基)-4-氧代-1-丁基]哌啶；2-羥甲基-1-[4-(2-甲基苯基)-4-氧代-1-丁基]哌啶；4-芐基-1-[4-(2-甲基苯基)-4-氧代-1-戊基]哌嗪；4-正己基-1-[4-(2-甲基苯基)-4-氧代-1-戊基]哌嗪；4-(哌啶-1-基)-1-[4-(2-甲基苯基)-4-氧代-1-丁基]哌啶；1-[4-(2-甲基苯基)-4-氧代-1-丁基]-2,3-二氫-1H-吲哚；4-芐基-1-[5-(2-甲基苯基)-5-氧基-1-戊基]哌啶；4-正丁基-1-[5-(2-甲基苯基)-5-氧基-1-戊基]哌啶；4-正丁基-1-[4-(2,6-二甲基苯基)-4-氧代-1-丁基]哌啶；4-正丁基-1-[4-(2-甲氧基甲基苯基)-4-氧代-1-丁基]哌啶；1-(2-甲基苯基)-2-(4-芐基哌嗪-1-基)-乙酮；3,5-二甲基-1-[5-(2-甲基苯基)-5-氧基-1-戊基]哌啶；3,5-二甲基-1-[4-(4-氟苯基)-4-氧代-1-丁基]哌啶；1-[4-(4-氟苯基)-4-氧代-1-丁基]吡咯烷；4-芐基-1-[6-(2-甲基苯基)-6-氧基-1-己基]哌嗪；3,5-二甲基-1-[6-(2-甲基苯基)-6-氧基-1-丁基]哌啶；4-芐基-1-[5-(2-甲氧基苯基)-5-氧基-1-戊基]哌嗪；4-芐基-1-[3-苯基-3-氧基-1-丙基]哌嗪；4-正丁基-1-[5-(2-甲氧基苯基)-5-氧基-1-戊基]哌啶；3,5-二甲基-1-[4-(4-氟-2-甲基苯基)-4-氧代-1-丁基]哌啶；3-正丁基-1-[4-(2-甲基苯基)-4-氧代-1-丁基]氮雜環(huán)丁烷；4-正丁基-1-[4-(2-甲基苯基)-4-氧代-2-甲基-1-丁基]哌啶；4-正丁基-1-[4-(2-甲基苯基)-4-氧代-2,2-二甲基-1-丁基]哌啶；4-正丁基-1-[4-(2-甲基苯基)-4-氧代-2-乙基-1-丁基]哌啶；4-正丁基-1-[4-(2-甲基苯基)-4-氧代-2-丙基-1-丁基]哌啶；和4-正丁基-1-[4-(2-甲基苯基)-4-氧代-2,2-二乙基-1-丁基]哌啶。
式Ⅰ范圍內(nèi)特別排除的化合物本身是4-正丁基-1-[4-苯基-4-氧代-1-丁基]哌啶；4-正丁基-1-[4-(2-甲基苯基)-4-氧代-1-丁基]哌嗪；2-[3-(3-正丁基哌啶)丙硫烷基]甲苯；和4-丙氧基-1-[4-(4-氟苯基)-4-氧代-1-丁基]哌啶(即，其中-(CH2)p-Y-是-(CH2)3-C(O)-或-(CH2)3-S-；X1-X5是C；所以-A-(R2)n和R1不一起分別是鄰甲基苯基和正丁基；苯基和正丁基；或?qū)Ψ交?O-(CH2)2CH3)。
本發(fā)明還提供激動毒蕈堿性受體的方法，該方法包括使該受體與有效量的式(Ⅰ)化合物接觸，包括式(Ⅰ)范圍內(nèi)的所有化合物(即包括4-正丁基-1-[4-苯基-4-氧代-1-丁基]哌啶；4-正丁基-1-[4-(2-甲基苯基)-4-氧代-1-丁基]哌嗪；2-[3-(3-正丁基哌啶)丙硫烷基]甲苯；和4-丙氧基-1-[4-(4-氟苯基)-4-氧代-1-丁基]哌啶)。
本發(fā)明還提供包含有效量式(Ⅰ)化合物的藥用組合物，其包括式(Ⅰ)范圍內(nèi)的所有化合物(即包括4-正丁基-1-[4-苯基-4-氧代-1-丁基]哌啶；4-正丁基-1-[4-(2-甲基苯基)-4-氧代-1-丁基]哌嗪；2-[3-(3-正丁基哌啶)丙硫烷基]甲苯；和4-丙氧基-1-[4-(4-氟苯基)-4-氧代-1-丁基]哌啶)。
本發(fā)明還提供治療與乙酰膽堿水平減低有關的疾病或癥狀的方法，該方法包括給予治療上有效量的此處所述的組合物。疾病或癥狀的實例包括神經(jīng)變性(neurogenerative)疾病、認知損害、與年齡有關的認知衰退或癡呆。
本發(fā)明化合物還顯示出降低眼壓的能力，因此可用于治療如青光眼的疾病。青光眼是在眼房水填充的前房(即角膜和晶狀體之間形成的空間)的循環(huán)控制機理中發(fā)現(xiàn)異常的疾病。它可導致房水體積的增加和眼內(nèi)壓力的增加，從而導致視野缺損，由于視神經(jīng)乳頭的強迫動作和收縮甚至可引起失明。
本發(fā)明化合物對m1受體優(yōu)選顯示出選擇性的激動劑活性。將該激動劑定義為是當與受體接觸時，能增加m1毒蕈堿性受體活性的化合物。選擇性被定義為是毒蕈堿性m1激動劑的性質(zhì)，從而有效增強m1受體活性的激動劑的量引起很小或不能增強m3和m5亞型以及優(yōu)選m2和m4亞型的活性。
此處所用術語“烷基”是指鏈中具有1-6個碳原子的直或支鏈烷烴基，例如，甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基等。術語“雜烷基”是指含有1或2個選自O、S或N的雜原子的烷烴基。
此處所用術語“鏈烯基”是指鏈中具有2-6個碳原子的直或支鏈烯烴基；術語“鏈炔基”是指鏈中具有2-6個碳原子的直或支鏈炔烴基。
此處所用術語“芳基”和“環(huán)烷基”優(yōu)選是指含有5-12個碳原子的單或雙環(huán)的環(huán)結構，更優(yōu)選是含有5-6個碳原子的單環(huán)。這些環(huán)含有一或多個選自N、S和O的雜原子時(即雜環(huán))，這些環(huán)總共含有5-12個原子，更優(yōu)選5-6個原子。雜環(huán)包括，但不限于呋喃基、吡咯基、吡唑基、噻吩基、咪唑基、異噁唑基、噁唑基、噻唑基、異噻唑基、吡啶基、哌啶基、哌嗪基、噠嗪基、嘧啶基、吡嗪基、嗎啉基、噁二唑基、噻二唑基、咪唑啉基、咪唑烷基等。該環(huán)可被一或多個以上R2定義中所包括的基團取代。應理解如果取代基C1-6烷基、C1-6鏈烯基、C1-6鏈炔基、C1-6烷氧基、C1-6雜烷基、C1-6氨基烷基、C1-6鹵代烷基或C1-6烷氧基羰基存在，它們可被一或多個羥基、C1-4烷氧基、鹵素、氰基、氨基或硝基取代。
此處所用術語“鹵素”或“鹵代”包括氯、氟、碘和溴。
應理解以下結構代表的環(huán)可以是飽和及不飽和的 本發(fā)明化合物可以通過與GB 1,142,143和US 3,816,433中所公開的類似方法來制備。對本領域技術人員來講，改變包括其它試劑等在內(nèi)的那些方法的途徑是顯而易見的。因此，例如，式Ⅰ化合物可通過以下反應方案中所示制備。 具有式(Ⅹ)的起始化合物可以通過有機合成的通法制備。制備式(Ⅹ)化合物的通法，可以參考Fuller,R.W.等，J.Med.Chem.14:322-325(1971)；Foye,W.O.等,J.Pharm.Sci.68:591-595(1979)；Bossier,J.R.等，Chem.Abstr.66:46195h和67:21527a(1967)；Aldous,F.A.B.,J.Med.Chem.17:1100-1111(1974)；Fuller,R.W.等,J.Pharm.Pharmacol.25:828-829(1973)；Fuller,R.W.等，Neuropharmacology14:739-746(1975)；Conde,S.等，J.Med.Chem.21:978-981(1978)；Lukovits,I.等，Int.J.Ouantum.Chem.20:429-438(1981)；以及Law,B.等，J.Cromatog.407:1-18(1987)，所有其公開的內(nèi)容結合到本發(fā)明中作為參考。具有式(ⅩⅩ)的放射性標記的衍生物可以通過，例如，用氚化還原劑形成還原胺化或者利用14C-標記的起始原料來制備。
另外，當起始化合物含有羰基時，可用如AlH3、乙硼烷∶二甲硫或者其它標準羰基還原劑將式(ⅩⅫ)化合物還原生成式(ⅩⅩⅩ)配體 式(ⅩⅩⅫ)受體配體可通過用氨基衍生物(ⅩⅩⅪ)親核置換親電試劑(E)來制備。用于該目的的親電試劑的實例包括鹵化物，如I、Cl、Br、甲苯磺酸酯或甲磺酸酯。 當式(ⅩⅩⅫ)中的Y是-C(O)-時，該化合物可通過仲醇用如氯鉻酸吡啶鎓或者N-氯代琥珀酰亞胺或者CrO3-H2SO4或者過氧化鎳或者金屬(Al、K)或者DCC-DMSO氧化來制備。
當式(ⅩⅩⅫ)中的Y是-O-時，該化合物可通過在如Cu催化下，醇與芳基鹵的烷基化來制備。
當式(ⅩⅩⅩⅫ)中的Y是-S-時，該化合物可通過在如Cu催化下，硫醇與芳基鹵的烷基化來制備。
當式(ⅩⅩⅫ)中的Y是-CHOH-時，該化合物可通過催化氫化或者通過使用NaBH4或者使用LiAlH4還原對應的酮來制備。
本發(fā)明化合物的適當?shù)乃帉W上可接受的鹽包括酸加成鹽，它們例如通過將本發(fā)明化合物的溶液與藥學上可接受的酸的溶液混合制備，該酸如鹽酸、硫酸、富馬酸、馬來酸、琥珀酸、乙酸、苯甲酸、草酸、檸檬酸、酒石酸、碳酸或磷酸。另外，當本發(fā)明化合物帶有酸性部分時，其適當?shù)乃帉W上可接受的鹽包括堿金屬鹽，如鈉或鉀鹽；堿土金屬鹽，如鈣或鎂鹽；以及與適當?shù)挠袡C配位體形成的鹽，如季銨鹽。藥學上可接受的鹽的實例包括乙酸鹽、苯磺酸鹽、苯甲酸鹽、碳酸氫鹽、硫酸氫鹽、酒石酸氫鹽、硼酸鹽、溴化物、鈣鹽、碳酸鹽、氯化物、棒酸鹽、檸檬酸鹽、二鹽酸鹽、富馬酸鹽、葡糖酸鹽、谷氨酸鹽、氫溴酸鹽、鹽酸鹽、羥基萘甲酸鹽、碘化物、isothionate、乳酸鹽、乳糖酸鹽、月桂酸鹽、馬來酸鹽、扁桃酸鹽、甲磺酸鹽、溴代甲烷、硝酸甲酯、甲基硫酸鹽、硝酸鹽、N-甲基葡糖胺銨鹽、油酸鹽、草酸鹽、磷酸鹽/二磷酸鹽、水楊酸鹽、硬脂酸鹽、硫酸鹽、琥珀酸鹽、單寧酸鹽、酒石酸鹽、甲苯磺酸鹽、triethiodide和戊酸鹽。
本發(fā)明在其范圍內(nèi)包括本發(fā)明化合物的前藥。一般來講，這些前藥是本發(fā)明化合物的非活性衍生物，其可在體內(nèi)很容易轉化成所需要的化合物。選擇和制備適當前藥衍生物的一般方法見，如“前藥設計”編輯H.Bundgaard,Elsevier,1985中所述。這些化合物的代謝物包括本發(fā)明化合物進入生理環(huán)境所產(chǎn)生的活性形式。
當本發(fā)明化合物具有至少一個手性中心時，它們可以以外消旋體或?qū)τ丑w形式存在。應當注意所有這些異構體及其混合物都包括在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。另外，本發(fā)明化合物的有些結晶形式可能存在多晶型，所有這些多晶型都包括在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。再者，有些本發(fā)明化合物可以與水(即水合物)或者一般有機溶劑形成溶劑化物。這些溶劑化物也包括在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
當本發(fā)明化合物的制備過程產(chǎn)生立體異構體的混合物時，可通過常用技術(如制備手性層析)分離這些異構體。本發(fā)明化合物可被制成外消旋體形式或可通過立體選擇性合成或者通過拆分制備單一的對映體。例如，可通過標準方法，例如通過與光學活性的酸，如(-)-二-對甲苯?；?d-酒石酸和/或(+)-二-對甲苯?；?1-酒石酸，形成鹽來形成非對映異構體對，接著分級結晶，然后再形成游離堿的方法將化合物拆分成其組分對映體。還可通過形成非對映異構體的酯或酰胺，接著層析分離，然后除去手性輔助劑的方法拆分化合物。
在任何本發(fā)明化合物的制備過程中，可能必須和/或要求保護任何所涉及的分子的敏感或活性基團。它可通過常用的保護基團完成，保護基團見Protective Groups in Organic Chemistry，編輯J.F.W.McOmie,Plenum Press,1973；和T.W.Greene & P.G.M.Wuts,ProtectiveGroups in Organic Synthesis,John Wiley & Sons,1991中所述。可用本領域所知的方法，在方便的隨后步驟中除去該保護基。
無論什么時候需要毒蕈堿性受體活性的特別藥理變化，都可以以任何前述的組合物形式，并根據(jù)本領域所確定的劑量方案給予本發(fā)明的化合物。
本發(fā)明還提供藥用組合物，其包括一或多種本發(fā)明化合物以及藥學上可接受的稀釋劑或賦形劑。這些組合物優(yōu)選為單位劑量形式，如片劑、丸劑、膠囊(包括緩釋或延時釋放的制劑)、粉末劑、顆粒劑、酏劑、酊劑、糖漿劑和乳劑、無菌非腸道溶液或懸浮液、氣霧劑或液體噴霧劑、滴劑、安瓿、自動注射器裝置或栓劑；口服、非腸道(如靜脈內(nèi)、肌內(nèi)或皮下)、鼻內(nèi)、舌下或直腸給藥的形式，或通過吸入或吹入給藥并可按適當?shù)姆绞郊案鶕?jù)所接受的操作方法制成制劑，如這些操作方法見Remington’s Pharmaceutical Sciences,Gennaro編輯，Mack Publishing Co.,Easton PA,1990中所述。另外，該組合物可以是適于每周或每月給藥一次的緩釋形式；例如，可采用該活性化合物的不溶性鹽，如癸酸鹽，來提供肌內(nèi)注射的儲存制劑。本發(fā)明還計劃提供適當?shù)墓┤缪鄄炕蚱つw或粘膜給藥的局部制劑。
例如，對于以片劑或膠囊劑形式進行口服給藥，可將該活性藥物組分與口服、無毒性的藥學上可接受的惰性載體，如乙醇、甘油、水等混合。另外，當需要或必要時，還可向該混合物中加入適當?shù)恼澈蟿?、潤滑劑、崩解劑、矯味劑和著色劑。適當?shù)恼澈蟿┌?，但不限于淀粉、明膠、天然糖如葡萄糖或β-乳糖、天然和合成的樹膠如阿拉伯膠、黃耆膠或藻酸鈉、羧甲基纖維素、聚乙二醇、蜂蠟等。這些劑型中所使用的潤滑劑包括，但不限于油酸鈉、硬脂酸鈉、硬脂酸鎂、苯甲酸鈉、乙酸鈉、氯化鈉等。崩解劑包括，但不限于淀粉、甲基纖維素、瓊脂、皂土、黃原膠等。
對于制備固體組合物如片劑，將該活性組分與適當?shù)乃幱觅x形劑，如以上所述的種類，以及其它藥用稀釋劑，如水，混合形成含有本發(fā)明化合物或其藥學上可接受的鹽的均勻混合物的固體預制組合物。術語“均勻”是指將活性組分均勻地分散在所述組合物中，以便容易地將該組合物再分成等效的單位劑量形式，如片劑、丸劑和膠囊。然后，再將該固體預制組合物分成以上所述類型的單位劑量形式，其含有0.1mg至約50mg的本發(fā)明的活性組分。可將本發(fā)明組合物的片劑或丸劑包衣或者另外復合而形成具有延長作用特點的劑型。例如，該片劑或丸劑可包括一個含有該活性化合物的內(nèi)芯和一個包裹在該內(nèi)芯周圍的外層。該外層包衣可以是腸溶層，它在胃內(nèi)不崩解而使該內(nèi)芯完整地進入十二指腸或延遲釋放。這種腸衣或包衣可使用各種材料，這些材料包括許多聚合酸以及聚合酸與常用材料，如紫膠、十六烷醇和纖維素乙酸酯的混合物。
加入本發(fā)明組合物的供口服或注射給藥的液體形式包括水溶液、適當矯味的糖漿劑、水性或油性混懸液和含有食用油(如棉籽油、芝麻油、椰子油或花生油)的矯味乳液以及酏劑和類似藥用載體。水性混懸劑的適當分散劑或懸浮劑包括合成和天然的樹膠，如黃耆膠、阿拉伯膠、藻酸鹽、葡聚糖、羧甲基纖維素鈉、明膠、甲基纖維素或聚乙烯吡咯烷酮?？墒褂玫钠渌稚┌ǜ视偷?。對于非腸道給藥，要求無菌混懸液和溶液。當要求靜脈內(nèi)給藥時，使用一般含有適當防腐劑的等滲制劑。還可將該組合物制成供眼部給藥的眼用溶液或混懸液形式，如滴眼液。
因此，本發(fā)明還涉及通過給予需要此種治療的對象治療上有效量的本發(fā)明化合物，緩解或治療其中改善毒蕈堿性受體活性(特別是m1受體活性)具有有益作用的疾病或癥狀的方法。例如，這些疾病或癥狀可能是由不適當?shù)卮碳せ蚣せ疃巨A性受體引起的。期望通過應用對具體毒蕈堿性受體亞型，特別是m1有選擇性的化合物，可基本避免在已知毒蕈堿性藥物中發(fā)現(xiàn)的有害的副作用問題，如心動過速或心動過緩或胃腸道反應。
此處所用術語“對象”是指動物，優(yōu)選哺乳動物，最優(yōu)選人，是所治療、觀察或試驗的對象。
此處所用的術語“治療上有效量”是指能引起被研究者、獸醫(yī)、醫(yī)生或其它臨床醫(yī)師觀測到的組織、系統(tǒng)、動物或人的生物或醫(yī)學反應的活性化合物或藥物的量，它包括緩解所治療的疾病的癥狀的量。
通式Ⅰ化合物優(yōu)選對毒蕈堿性m1受體亞型顯示出亞型選擇性。同樣，與其它試驗的人體G-蛋白質(zhì)偶合的受體，包括5-羥色胺、組胺、多巴胺或腎上腺素能受體相比，該化合物對毒蕈堿性ml受體亞型顯示出選擇性。該選擇性的一重要推斷就是這些化合物可有效地治療或緩解許多中樞神經(jīng)系統(tǒng)的疾病和紊亂，但卻沒有以前在非選擇性化合物中發(fā)現(xiàn)的不良的副作用。
本發(fā)明化合物顯示對毒蕈堿性m1受體亞型選擇性的能力可使它們很有效地用于治療許多以認知損害為特征的疾病和紊亂，例如，注意力不集中或神經(jīng)變性疾病如Alzheimer氏癥、其它與年齡有關的認知衰退癥，如老年癡呆癥，或者與癡呆癥有關的癥狀，如運動活力減退、情緒變化、無反應性、無情感、不安定和攻擊性行為。一般認為毒蕈堿性m1受體還與眼內(nèi)壓的控制有關，因此毒蕈堿性m1激動劑可用于治療或緩解眼病，如青光眼。
本發(fā)明化合物有利以單日劑量給藥，或者可將總的日劑量以每日二、三或四次的分劑量服用。另外，可通過局部使用適當?shù)谋莾?nèi)裝置的鼻內(nèi)劑型給予本發(fā)明化合物，或者用本領域技術熟練人員熟悉的透皮貼的形式，通過經(jīng)皮途徑給予本發(fā)明化合物。要以經(jīng)皮傳遞系統(tǒng)的形式給藥，那么在該劑量方案中該劑型的給藥一定是連續(xù)的而不是間斷的。
用本發(fā)明化合物的劑量方案可根據(jù)許多因素選擇，包括患者的類型、人種、年齡、體重、性別以及醫(yī)療狀況；所治療的癥狀的嚴重程度；給藥途徑；患者的腎和肝功能；以及所用的具體化合物。一般技術熟練的主治醫(yī)生或獸醫(yī)能很容易地確定并開出用于抑制、抵抗或中斷所治療的疾病或紊亂的發(fā)展所需的有效量的藥物。
每個成人每日該藥物的日劑量可以在0.01-100mg的范圍內(nèi)變化。對于口服給藥，優(yōu)選以含有0.01、0.05、0.1、0.5、1.0、2.5、5.0、10.0、15.0、25.0或50.0mg該活性組分的片劑形式提供所述組合物，以便根據(jù)癥狀調(diào)節(jié)給予所治療患者的劑量。單位劑量一般約含有0.001-50mg的活性組分，優(yōu)選含有約1-10mg的活性組分。該藥物的有效量一般為每日每kg體重約0.0001-25mg的劑量水平。該范圍優(yōu)選為每日每kg體重約0.001-10mg，特別優(yōu)選為每日每kg體重約0.001-1mg。該化合物的給藥方案為每日1-4次。
可以以常規(guī)試驗所確定的適當劑量單獨使用本發(fā)明化合物以便獲得對毒蕈堿性受體(特別是毒蕈堿性m1受體亞型)的最適藥理作用，同時使任何潛在的毒性或有害的作用減低到最小。另外，在某些情況下，需要與其它能提高本化合物作用的藥物同時服用或順次服用。
本發(fā)明化合物對特定的毒蕈堿性受體亞型的藥理性質(zhì)和選擇性可通過一系列不同的試驗方法，采用重組受體亞型，優(yōu)選人受體(如果有的話)來證實，如常用的第二信使或結合試驗。特別方便的功能測試系統(tǒng)是在US 5,707,798中公開的該受體選擇性和擴增試驗，該專利說明了在該受體配體存在下，利用被受體DNA轉染的細胞擴增的能力篩選生物活性化合物的方法，如編碼不同的毒蕈堿性亞型。還可以通過該細胞表達的標記物的增加水平來檢測細胞的擴增。
用以下實施例更詳盡地公開本發(fā)明，該實施例并不限制提出權利要求的本發(fā)明的范圍。
實施例實施例Ⅰ4-正丁基-1-[4-(2-甲基苯基)-4-氧代-1-丁基]哌啶(5)1-芐基-4-亞正丁基哌啶(2)向500mL裝有攪拌器的三頸瓶中加入氫化鈉(1.61g,67mmol)和DMSO(40mL)。在90℃下，將得到的該混懸液加熱30分鐘，直至停止放出氫氣。將該混懸液在冰浴中冷卻20分鐘，然后加入溴化丁基三苯鏻(26.6g,67mmol)的DMSO(70mL)漿狀液。室溫下，將該紅色混合液攪拌15分鐘。用30分鐘慢慢加入1-芐基-4-哌啶酮1(14.0g,74mmol)，室溫下將該混合液攪拌過夜。向該反應混合液中加入水(200mL)，接著用庚烷(4×100mL)和乙酸乙酯(2×100mL)提取。將合并的有機層干燥，蒸發(fā)至干，得到38.1g黃色油狀物。蒸餾該油狀物得到14.9g(88％)的2,bp 101-105℃(0.1mmHg)。1H NMR(CDCl3)0.90-0.95(t,3H),1.25-1.41(m,2H),1.90-2.20(m,2H),2.18-2.30(m,4H),2.40-2.45(m,4H),2.50(s,2H),5.17(t,1H),7.20-7.42(m,5H)。
4-正丁基哌啶(3)在500mL裝有攪拌器的燒瓶中加入2(13.2g,58mmol)和10％披鈀碳(1.2g)的乙醇(70mL)漿狀液，接著加入濃鹽酸(1.5mL)。將該反應瓶抽空，向該反應瓶中加入氫氣。共消耗2.5dm3的氫氣。將該反應混合液過濾，蒸發(fā)，將殘留物溶于水(40mL)和NaOH(20mL,2M)中，接著用乙酸乙酯(3×100mL)提取。將合并的有機相用鹽水(30mL)洗滌，蒸發(fā)至干，得到7.1g粗品3。該粗品經(jīng)CC[洗脫液庚烷∶EtOAc(4∶1)]得到純品3(2.7g,33％)。1H NMR(CDCl3)0.85(t,3H),1.0-1.38(m,9H),1.65(dd,2H),2.38(s,1H),2.55(dt,2H),3.04(dt,2H)。
4-(4-正丁基哌啶-1-基)丁腈(4)在100mL裝有磁力攪拌器的燒瓶中放入3(2.3g,16.4mmol)、4-溴丁腈(2.4g,16.4mmol)、碳酸鉀粉末(2.5g,18mmol)的乙腈(20mL)液。室溫下將該反應混合液攪拌5小時，接著加入水(15mL)。將該混合液用乙酸乙酯(3×30mL)提取，將合并的有機相蒸發(fā)至干得到3.9g粗品4。該粗品經(jīng)CC[洗脫液庚烷∶EtOAc(1∶1)]得到純品4(2.3g,87％)。1H NMR(CDCl3)0.82(t,3H),1.19-1.37(m,9H),1.64-1.75(d,2H),1.84-2.01(m,4H),2.39-2.54(m,4H),2.89-2.97(d,2H)。
4-正丁基-1-[4-(2-甲基苯基)-4-氧代-1-丁基]哌啶(5)在25mL烘干的燒瓶中放入用空氣加熱槍活化的Mg屑(125mg,5.2mmol)。在惰性氣體下，加入2-碘苯甲醚(1.13g,5.2mmol)的Et2O(4mL)混懸液，室溫下將該反應混合液放置1小時。加入化合物4(720mg,3.4mmol)的Et3O(4mL)液，將該混合液回流過夜。加入THF(15mL)和硫酸(4mL,2M)，將該反應混合液攪拌4小時，接著加入NaOH(6mL,2M)。將該反應混合液用乙酸乙酯(3×50mL)提取，將合并的有機相蒸發(fā)至干得到1.2g粗品5。該粗品經(jīng)CC[洗脫液CH2Cl2∶CH3OH(99∶1)]得到純品5(0.42g,26％)。1H NMR(CDCl3)0.83(t,3H),1.20-1.42(m,9H),1.65-1.73(d,2H),1.96-2.20(m,4H),2.53(t,2H),3.02-3.17(m,4H),3.89(s,3H),6.95-7.01(m,2H),7.44(t,1H),7.65(d,1H)。實施例Ⅱ3-羥甲基-[4-(2-甲基苯基)-4-氧代-1-丁基]哌啶(7)4-(3-羥甲基-哌啶-1-基)-丁腈(6)在25mL烘干的燒瓶中放入哌啶-3-基-甲醇(1.12g,10mmol)的乙腈(10mL)液，接著加入碳酸鉀(1.38g,10mmol)和4-溴丁腈(0.90mL,9mmol)。室溫下，將該反應混合液攪拌12小時。將該混合液過濾，蒸發(fā)至干。加入水(20mL)，接著用乙酸乙酯(3×20mL)提取，將合并的有機相干燥(MgSO4)，蒸發(fā)至干得到1.50g粗品6，該粗品不經(jīng)進一步純化可直接用于合成化合物7。
3-羥甲基-[4-(2-甲基苯基)-4-氧代-1-丁基]哌啶(7)在50mL烘干的燒瓶中加入真空下用空氣加熱槍活化的Mg屑(780mg,32mmol)，接著加入無水THF(7mL)。在惰性氣體下，加入2-碘甲苯(5.3g,24mmol)的THF(10mL)混懸液，將該反應混合液回流4小時。通過注射器加入化合物6(1.50g,8mmol)的THF(5mL)混懸液，然后加入CuBr(23mg,0.16mmol,2mol％),室溫下將該反應混合液攪拌過夜。加入H2SO4(20mL,2M)猝滅該反應，于室溫下攪拌2小時，接著加入NaOH(8mL,2M)。加入THF(15mL)，然后用CH2Cl2(3×20mL)提取，將有機相干燥(MgSO4)，蒸發(fā)至干得到0.41g粗品7。該粗品經(jīng)制備HPLC CC[洗脫液緩沖液A0.1％TFA；緩沖液B80％CH3CN+0.1％TFA]得到分析純的樣品化合物7。LC-MS[M+H]+275(計算值275.2)。實施例Ⅲ 2-丙基-[4-(2-甲基苯基)-4-氧代-1-丁基]哌啶(9)4-(2-丙基-哌啶-1-基)-丁腈(8)室溫下，將2-丙基哌啶(550mg,4.3mmol)、4-溴丁腈(430mg,3.0mmol)和碳酸鉀(550mg,4.0mmol)的乙腈(5mL)混合液攪拌12小時，接著加入飽和鹽水(25mL)。將該反應混合液用乙酸乙酯(3×25mL)提取，將合并的有機相干燥(MgSO4)，蒸發(fā)至干得到粗品8。該粗品經(jīng)CC[洗脫液CH2Cl2∶MeOH(99∶1)]得到純品8(0.48g,83％)。LC-MS[M+H]+194(計算值194.2)。
2-丙基-[4-(2-甲基苯基)-4-氧代-1-丁基]哌啶(9)在10mL烘干的燒瓶中加入在真空下用空氣加熱槍活化的Mg屑(97mg,4.1mmol)。在惰性氣體下，加入2-碘甲苯(380mL,2.8mmol)的Et2O(3mL)的混懸液，將該反應混合液回流1小時。通過注射器加入化合物8(0.43g,2.2mmol)的CH2Cl2(3mL)混懸液，室溫下將該反應混合液攪拌過夜。加入H2SO4(20mL,2M)猝滅該反應，室溫下攪拌12小時，接著加入NaOH(10mL,2M)。加入THF(15mL)，然后用乙酸乙酯(3×50mL)提取，將合并的有機相用鹽水(10mL)和NaOH(10mL,2M)洗滌，干燥(MgSO4)，蒸發(fā)至干得到0.43g粗品9。該粗品經(jīng)制備HPLC[洗脫液緩沖液A0.1％TFA；緩沖液B80％CH3CN+0.1％TFA]得到分析純的樣品化合物9。LC-MS[M+H]+287(計算值287.2)。實施例Ⅳ1-[4-(2-甲基苯基)-4-氧代-1-丁基]哌啶(11)在10mL烘干的燒瓶中加入真空下用空氣加熱槍活化的Mg屑(97mg,4.1mmol)。在惰性氣體下，加入2-碘甲苯(380mL,3.0mmol)的Et2O(3mL)混懸液，將該混合液回流1小時。通過注射器加入4-哌啶-1-基-丁腈10(Dahlbom等，Acta.Chem.Scand.1951,5,690-697)(0.305g,2.0mmol)的CH2Cl2(3mL)混懸液，然后于室溫下將該反應混合液攪拌過夜。加入H2SO4(10mL,2M)猝滅該反應，于室溫下再攪拌12小時，接著加入NaOH(12mL,2M)。加入THF(15mL)，然后用乙酸乙酯(3×50mL)提取，將合并的有機相用鹽水(10mL)和NaOH(10mL,2M)洗滌，干燥(MgSO4)，蒸發(fā)至干得到0.21g粗品11。該粗品經(jīng)制備HPLC[洗脫液緩沖液A0.1％TFA；緩沖液B80％CH3CN+0.1％TFA]得到分析純的樣品化合物11。LC-MS[M+H]+245(計算值245.2)。實施例Ⅴ4-甲基-1-[4-(4-溴苯基)-4-氧代-1-丁基]哌啶(12)在10mL干燥的燒瓶中加入4-甲基哌啶(719mL,6mmol)、二氧六環(huán)(5mL)，接著加入碳酸鉀(0.30g,2.18mmol)、碘化鉀(10mg)和4-溴-4-氯丙基苯基酮(785mg,2.76mmol)。將該反應混合液置于110℃下12小時，接著用H2O(10mL)稀釋。將該反應混合液用Et2O(3×15mL)提取，將合并的有機相干燥(MgSO4)，蒸發(fā)至干得到0.50g粗品12。該粗品經(jīng)制備HPLC[洗脫液緩沖液A0.1％TFA；緩沖液B80％CH3CN+0.1％TFA]得到分析純的樣品化合物12。LC-MS[M+H]+322(計算值323.1)。實施例Ⅵ 1-[4-(2-甲基苯基)-4-氧代-1-丁基]吡咯烷(13)在10mL烘干的燒瓶中加入真空下用空氣加熱槍活化的Mg屑(30mg,1.2mmol)。在惰性氣體下，加入2-碘甲苯(0.22g,1.0mmol)的Et2O(2mL)溶液，將該混合液回流1小時。通過注射器加入4-吡咯烷-1-基-丁腈(Burckhalter等，J.Org.Chem.1961,26,4070-4076)(0.14g,1.0mmol)的CH2Cl2(2mL)混懸液，然后于室溫下將該反應混合液攪拌過夜。加入H2SO4(10mL,2M)猝滅該反應混合液，于室溫下再攪拌2小時，接著加入NaOH(10mL,2M)。加入THF(15mL)，然后用乙酸乙酯(3×20mL)提取，將有機相干燥(MgSO4)，蒸發(fā)至干得到0.12g粗品13。該粗品經(jīng)制備HPLC[洗脫液緩沖液A0.1％TFA；緩沖液B80％CH3CN+0.1％TFA]得到分析純的樣品化合物13。LC-MS[M+H]+231(計算值231.3)。實施例Ⅶ 4-甲基-1-[4-(2-甲基苯基)-4-氧代-1-丁基]哌嗪(15)4-(4-甲基-哌嗪-1-基)-丁腈(14)在25mL燒瓶中加入1-甲基哌嗪(0.52g,5.1mmol)、4-溴丁腈(0.78g,5.3mmol)和碳酸鉀(0.71g,5.3mmol)的乙腈(5mL)混懸液。室溫下將該反應混合液攪拌4小時，接著加入水(20mL)，用乙酸乙酯(3×25mL)提取。將合并的有機相用鹽水(25mL)洗滌，干燥(MgSO4)，蒸發(fā)至干得到0.72g粗品14，該粗品不經(jīng)進一步純化直接用于合成化合物15。
4-甲基-1-[4-(2-甲基苯基)-4-氧代-1-丁基]哌嗪(15)在10mL烘干的燒瓶中加入真空下用空氣加熱槍活化的Mg屑(116mg,4.0mmol)。在惰性氣體下，加入2-碘甲苯(0.65g,3.0mmol)的Et2O(3mL)混合液，將該混合液回流1小時。通過注射器加入化合物14(0.33g,2.0mmol)的CH2Cl2(3mL)溶液，然后室溫下將該反應混合液攪拌過夜。加入H2SO4(6mL,2M)猝滅該反應，室溫下攪拌2小時，接著加入NaOH(8mL,2M)。加入THF(15mL)，然后用CH2Cl2(3×20mL)提取。將有機相干燥(MgSO4),蒸發(fā)至干得到0.26g粗品15。該粗品經(jīng)制備HPLC[洗脫液緩沖液A0.1％TFA；緩沖液B80％CH3CN+0.1％TFA]得到分析純的樣品化合物15。LC-MS[M+H]+260(計算值260.4)。實施例Ⅷ 4-正丁基-1-[4-(2-甲基苯基)-4-氧代-1-丁基]哌嗪(17)4-(4-丁基-哌嗪-1-基)-丁腈(16)在25mL燒瓶中加入1-丁基哌嗪(712mg,5.0mmol)、4-溴丁腈(779mg,5.3mmol)和碳酸鉀(687mg,5.0mmol)的乙腈(5mL)混懸液。室溫下將該反應混合液攪拌12小時，接著加入水(20mL)，用乙酸乙酯(3×25mL)提取。將合并的有機相用鹽水(25mL)洗滌，干燥(MgSO4)，蒸發(fā)至干得到0.89g粗品16，該粗品不經(jīng)進一步純化直接用于合成化合物17。
4-正丁基-1-[4-(2-甲基苯基)-4-氧代-1-丁基]哌嗪(17)在10mL烘干的燒瓶中加入真空下用空氣加熱槍活化的Mg屑(100mg,4.0mmol)。在惰性氣體下，加入2-碘甲苯(0.66g,3.0mmol)的Et2O(3mL)混懸液，將該混合液回流1小時。通過注射器加入化合物16(0.43g,2.0mmol)的CH2Cl2(3mL)混懸液，然后室溫下將該反應混合液攪拌過夜。加入H2SO4(6mL,2M)猝滅該反應，再于室溫下攪拌2小時，接著加入NaOH(8mL,2M)。加入THF(15mL)，然后用CH2Cl2(3×20mL)提取，將有機相干燥(MgSO4)，蒸發(fā)至干得到0.50g粗品17。該粗品經(jīng)制備HPLC[洗脫液緩沖液A0.1％TFA；緩沖液B80％CH3CN+0.1％TFA]得到分析純的樣品化合物17。LC-MS[M+H]+302(計算值302.5)。實施例Ⅸ 4-正丁基-1-[4-(2-乙氧基苯基)-4-氧代-1-丁基]哌啶(18)在10mL烘干的燒瓶中加入真空下用空氣加熱槍活化的Mg屑(94mg,3.8mmol)。在惰性氣體下，加入1-乙氧基-2-碘苯(0.71g,2.9mmol)的Et2O(3mL)混懸液，將該混合液回流3小時。加入化合物4(0.40g,1.9mmol)的CH2Cl2(3mL)溶液，然后在40℃下將該反應混合液再攪拌3小時。加入H2SO4(10mL,2M)猝滅該反應，室溫下攪拌過夜，接著加入NaOH(20mL,2M)直至堿性條件。將該反應混合液用乙酸乙酯(3×50mL)提取，將合并的有機相用鹽水(10mL)和NaOH(10mL,2M)洗滌，干燥(MgSO4)合并的有機相，蒸發(fā)至干得到0.60g粗品18。該粗品經(jīng)CC[洗脫液甲苯∶乙酸乙酯(1∶1)]得到純品18(0.32g,34％)；LC-MS[M+H]+331(計算值331.5)。實施例Ⅹ 4-正丁基-1-[4-(2,3-二甲基苯基)-4-氧代-1-丁基]哌啶(19)在10mL烘干的燒瓶中加入真空下用空氣加熱槍活化的Mg屑(94mg,3.8mmol)。在惰性氣體下，在自動回流下加入1-碘-2,3-二甲基苯(0.69g,3.0mmol)的Et2O(5mL)混懸液，將該混合液回流4小時。向該反應混合液中加入化合物4(0.41g,2.0mmol)的CH2Cl2(2mL)混懸液，然后室溫下過夜。加入H2SO4(7mL,2M)猝滅該反應，室溫下攪拌3小時，接著加入NaOH(20mL,2M)直至堿性條件。將該反應混合液用乙酸乙酯(3×50mL)提取，將合并的有機相用鹽水(10mL)和NaOH(10mL,2M)洗滌，干燥(MgSO4)有機相，蒸發(fā)至干得到0.69g粗品19。該粗品經(jīng)CC[洗脫液CH2Cl2∶MeOH(99∶1)]得到純品19(0.40g,64％)；LC-MS[M+H]+315(計算值315.5)。實施例Ⅺ 4-正丁基-1-[4-(2,4-二甲基苯基)-4-氧代-1-丁基]哌啶(20)在10mL烘干的燒瓶中加入真空下用空氣加熱槍活化的Mg屑(95mg,3.9mmol)。在惰性氣體下，在自動回流下加入1-碘-2,4-甲基苯(0.69g,2.9mmol)的Et2O(4.5mL)混懸液，將該混合液回流3小時。在惰性氣體下，向該反應混合液中加入化合物4(0.41g,2.0mmol)的CH2Cl2(2mL)溶液，然后室溫下攪拌過夜。加入H2SO4(8mL,2M)猝滅該反應，室溫下攪拌4小時，接著加入NaOH(20mL,2M)使該反應混合液呈堿性。加入THF(20mL)，用乙酸乙酯(3×50mL)提取，將合并的有機相用鹽水(10mL)和NaOH(10mL,2M)洗滌，干燥(MgSO4)有機相，蒸發(fā)至干得到0.61g粗品20。該粗品經(jīng)CC[洗脫液CH2Cl2∶MeOH(99∶1)]得到純品20(0.21g,35％)；LC-MS[M+H]+315(計算值315.5)。實施例Ⅻ 4-正丁基-1-[4-(2-甲氧基苯基)-4-氧代-1-丁基]哌啶(21)在10mL烘干的燒瓶中加入真空下用空氣加熱槍活化的Mg屑(0.12g,4.9mmol)。在惰性氣體下，加入1-溴-2-乙基苯(0.66g,3.6mmol)的Et2O(2mL)混懸液，將該反應混合液回流2小時。通過注射器加入化合物4(0.50g,2.4mmol)的CH2Cl2(2mL)混懸液，然后室溫下攪拌該混合物過夜。加入H2SO4(14mL,2M)猝滅該反應，于室溫下攪拌2小時，接著加入NaOH(20mL,2M)。加入THF(20mL)，接著用乙酸乙酯(3×50mL)提取，將合并的有機相用鹽水(10mL)和NaOH(10mL,2M)洗滌，干燥(MgSO4)有機相，蒸發(fā)至干得到0.75g粗品21。該粗品經(jīng)CC[洗脫液CH2Cl2∶MeOH(99∶1)]得到純品21(0.68g,90％)；LC-MS[M+H]+315(計算值315.5)。實施例ⅩⅢ 4-正丁基-1-[4-(2,4-二甲基苯基)-4-氧代-1-丁基]哌啶(22)在10mL烘干的燒瓶中加入真空下用空氣加熱槍活化的Mg屑(88mg,3.6mmol)。在惰性氣體下，加入1-碘-2-甲氧基甲基苯(0.67g,2.7mmol)的Et2O(4mL)混懸液，將該反應混合液回流1小時。通過注射器加入化合物8(0.38g,1.8mmol)的CH2Cl2(4mL)混懸液，然后室溫下將該反應混合物攪拌過夜。加入H2SO4(10mL,2M)猝滅該反應，室溫下攪拌2小時，接著加入NaOH(10mL,2M)。加入THF(15mL)，用乙酸乙酯(3×50mL)提取，將合并的有機相用鹽水(10mL)和NaOH(10mL,2M)洗滌，干燥(MgSO4)有機相，蒸發(fā)至干得到0.51g粗品22。該粗品經(jīng)CC[洗脫液CH2Cl2∶MeOH(99∶1)]得到純品22(0.14g,23％)；LC-MS[M+H]+331(計算值331.5)。實施例ⅩⅣ 4-正丁基-1-[4-(2-吡啶基)-4-氧代-1-丁基]哌啶(24)4-(4-丁基-哌啶-1-基)丁酸甲酯(23)向25mL反應瓶中加入4-溴丁酸甲酯(2.04g,11.2mmol)、化合物3(1.51g,10.8mmol)和碳酸鉀(1.63g,11.8mmol)的CH3CN(10mL)混懸液。室溫下將該反應混合液攪拌過夜，接著過濾，蒸發(fā)至干。加入H2O(50mL)，接著用乙酸乙酯(3×100mL)提取。將合并的有機相干燥(MgSO4)，蒸發(fā)至干得到2.84g粗品23。該粗品經(jīng)CC[洗脫液CH2Cl2∶MeOH(99∶1)]得到純品23(1.93g,75％)；LC-MS[M+H]+241(計算值241.2)。
4-正丁基-1-[4-(2-吡啶基)-4-氧代-1-丁基-]哌啶(24)向干燥的25mL反應瓶中加入溶于CH2Cl2(3mL)中的2-溴吡啶(200mg,1.3mmol)，將該溫度調(diào)節(jié)至-78℃。攪拌20分鐘后，在惰性氣體下加入正丁基鋰(0.84mL,1.4mmol)。加入30分鐘后，加入溶于CH2Cl2(2mL)中的23的溶液。將該反應混合液溫至室溫過夜，然后用H2SO4(5mL,1M)猝滅。將該反應混合液用乙酸乙酯(6×25mL)提取，將合并的有機相干燥(MgSO4)，蒸發(fā)至干得到0.31g粗品24。該粗品經(jīng)CC[洗脫液CH2Cl2∶MeOH(10∶1)]得到純品24(75mg,12％)；LC-MS[M+H]+288(計算值288.2)。實施例ⅩⅤ 4-正丁基-1-[4-(2-羥基苯基)-4-氧代-1-丁基]哌啶(27)1-芐氧基-2-碘苯(25)在25mL烘干的燒瓶中，將2-碘苯酚(1.03g,4.7mmol)和碳酸鉀(0.71g,5.2mmol)溶于干燥的丙酮(10mL)中。將該混合液攪拌15分鐘，接著加入芐基溴(0.61mL,5.2mmol)，室溫放置過夜。加入H2O(50mL)，接著用乙酸乙酯(3×50mL)提取，將合并的有機相干燥(MgSO4)，蒸發(fā)至干得到1.7g粗品25。該粗品經(jīng)CC[洗脫液庚烷∶EtOAc(9∶1)]得到純品25(1.2g,81％)。LC-MS[M+H]+310(計算值310.0)。
4-正丁基-1-[4-(2-芐氧基苯基)-4-氧代-1-丁基]哌啶(26)在25mL烘干的燒瓶中加入真空下用空氣加熱槍活化的Mg屑(123mg,5.1mmol)。在惰性氣體下，加入1-芐氧基-2-碘苯(25)(1.18g,3.8mmol)的Et2O(10mL)溶液，將該反應混合液回流3.5小時。加入4-(4-正丁基哌啶-1-基)-丁腈4(0.53g,2.5mmol)的CH2Cl2(3mL)溶液，然后在40℃下攪拌該反應混合物過夜。加入H2SO4(10mL,2M)猝滅該反應，再攪拌1小時，接著加入NaOH(20mL,2M)至堿性條件。將該反應混合液用乙酸乙酯(3×50mL)提取，將合并的有機相用鹽水(10mL)和NaOH(10mL,2M)洗滌，干燥(MgSO4)合并的有機相，蒸發(fā)至干得到1.28g粗品26。該粗品經(jīng)CC[洗脫液甲苯∶乙酸乙酯(1∶1)]得到純品26(0.51g,51％)；LC-MS[M+H]+393(計算值393.7)。
4-正丁基-1-[4-(2-羥基苯基)-4-氧代-1-丁基]哌啶(27)向25mL反應瓶中加入溶于干燥EtOH(10mL)和濃鹽酸(0.1mL)中的4-正丁基-1-[4-(2-芐氧基苯基)-4-氧代-1-丁基]哌啶(26)(49mg,1.2mmol)的溶液，接著加入披鈀碳(40mg)。然后用通氣技術向該反應瓶中加入H2，在H2環(huán)境下，于室溫攪拌過夜。加入NaOH(2mL,2.0M)堿化該反應混合液，通過硅藻土過濾。將水相用乙酸乙酯(3×50mL)提取，將合并的有機相用鹽水(10mL)和NaOH(10mL,2M)洗滌，干燥(MgSO4)，蒸發(fā)至干得到0.42g粗品27。該粗品經(jīng)CC[洗脫液CH2Cl2∶MeOH(99∶1)]得到純品27(0.21g,58％)；LC-MS[M+H]+303(計算值303.2)。實施例ⅩⅥ在用毒蕈堿性受體亞型m1、m2、m3、m4和m5的測試中篩選試驗化合物用毒蕈堿性受體DNAs轉染細胞(通法)在37℃下，在濕潤氣體(5％CO2)培養(yǎng)箱中，在補充了4.5g/l葡萄糖、4mM谷氨酰胺、50單位/ml青霉素、50單位/ml鏈霉素(Advanced Biotechnologies,Inc.,Gaithersburg,MD提供)和10％小牛血清(Sigma,St.Louis,MI提供)的Dulbecco氏改良Eagle氏培養(yǎng)基(DMEM)中使NIH 3T3細胞(由美國典型培養(yǎng)物保藏中心以ATCC CRL 1658提供)生長。將該細胞用胰蛋白酶-EDTA處理，離心，以每15cm 皿2×106接種于20ml的含有10％小牛血清的DMEM中。
基本按照Bonner等，Science 237,1987,527頁和Bonner等，Neuron 1,1988,403頁所述的方法，將m1-m5毒蕈堿性受體亞型克隆。對于m2和m4受體而言，將該細胞用在Gq蛋白質(zhì)和Gi蛋白質(zhì)(該Gq-i5構建物見Conklin等，Nature 363,1993,274頁所述)的五個羧基端氨基酸之間編碼嵌合體的DNA共轉染。
按照制造商的說明書，每日用Superfect轉染試劑(由Qiagen,Valencia,CA提供)轉染該細胞。每個平板中加入受體DNA、β-半乳糖苷酶DNA(由Promega,Madison,WI提供pSI-β-半乳糖苷酶)、用于m2和m4受體亞型測試的嵌合體Gq-i5 DNA以及作為填充物的鮭精DNA(由Sigma,St.Louis,MI提供)至總量為20μg DNA。向該平板中加入之前，向該DNA中加入60μl的Superfect，通過用吸管吸起和放出數(shù)次來充分混合。室溫下，將該混合液孵育10-15分鐘。抽出培養(yǎng)基，向該平板中加入12ml含有10％小牛血清和50單位/ml青霉素/鏈霉素的新鮮DMEM。再用吸管將該DNA-Superfect溶液混合一次，加入平板中，旋轉使該DNA混合液在其表面上均勻分布。在37℃和5％CO2下，將該細胞孵育過夜。
孵育后，抽出培養(yǎng)基，將該平板用15ml體積的Hank氏緩沖鹽水漂洗一次。旋轉該平板使漂洗完全。向平板中加入20ml補充了10％小牛血清和50單位/ml青霉素/鏈霉素的新鮮DMEM。將該細胞孵育24-48小時直至該平板100％鋪滿。
用毒蕈堿性受體亞型轉染的NIH 3T3細胞測試(通法)在無菌條件下，在37℃水浴中加熱含有2％Cyto-SF3的DMEM。待測試的試驗化合物的無菌工作儲備溶液通過在DMEM中將化合物稀釋至試驗最終濃度的八倍來制備。將作為陽性對照的測試中所包括的化合物(氯化氨甲酰膽堿)也在DMEM中稀釋至最終濃度的八倍。在無菌條件下，向96-孔微量滴定板的每孔中加入50μl含有2％Cyto-SF3的DMEM。然后，向該滴定板的頂端孔中加入16μl的化合物溶液，通過從頂端孔中取出16μl的該化合物溶液，然后將其吸取至下一排孔中進行該溶液的稀釋。以下的每排孔重復該步驟，但是向基線對照孔(含有培養(yǎng)基和細胞，但不含試驗化合物的孔)和滴定板對照孔(含有培養(yǎng)基，但不含試驗化合物和細胞)中僅加入50μl的培養(yǎng)基。然后將該平板置于37℃培養(yǎng)箱中平衡溫度和pH。
當該細胞培養(yǎng)基達到100％鋪滿時，抽出該培養(yǎng)基，將每塊平板用15ml的Hank氏緩沖鹽水(HBS)漂洗。將該細胞置于培養(yǎng)箱中約10-15分鐘直至HBS變成微黃。然后抽出HBS，向每塊平板中加入1ml胰蛋白酶，旋轉至完全覆蓋該平板。輕敲該平板邊緣數(shù)次松動該細胞。待細胞已從表面移動后，加入8ml含有10％小牛血清和50單位/ml青霉素和50單位/ml鏈霉素的DMEM來抑制該胰蛋白酶。將平板用該培養(yǎng)基漂洗，再將該細胞吸取至管中。用IEC Centra CL2離心機(Sorvall制造)，在1000rpm下，將該細胞離心5-10分鐘。然后，小心抽出該培養(yǎng)基而不使該細胞移動。將該細胞沉淀混懸于1600μl含有10％小牛血清和50單位/ml青霉素和50單位/ml鏈霉素的DMEM中，再加入20ml補充了2％Cyto-SF3的DMEM。向以上制備的96-孔微量滴定板的各孔(平板對照孔除外)中加入50μl等份的該細胞混懸液。然后在37℃和5％CO2下孵育該板4天。
孵育后，倒置該微量滴定板除去培養(yǎng)基，輕輕震蕩，然后在吸水紙上將其吸干。向每孔中加入100μl顯色底物(3.5mM鄰硝基苯基-β-D-吡喃半乳糖苷、0.5％Nonidet NP-40的磷酸鹽緩沖液)，在30℃下孵育該平板直至在405nm處獲得最適吸收度。從所有的吸收值中減去基線對照孔和平板對照孔的吸收值。
結果 用以上所述的通法，將MH 3T3細胞用編碼m1、m3和m5受體亞型的DNAs共轉染。根據(jù)以上所述的方法，對含有大約35,000小有機化合物的化合物庫(每孔1個)進行受體篩選。圖1說明該篩選中一個96-孔板的數(shù)據(jù)。在該板中，有兩個化合物對一或多種的轉染的受體有活性。在所有的篩選中，證實四個顯示出活性的相關化合物。為確定在篩選中哪些受體被活化，按以上所述方法對轉染至單獨細胞培養(yǎng)基中的每個受體進行化合物試驗?；衔顰僅對m1受體亞型有活性，在該受體上它是有效的部分激動劑，其誘導的最大響應值比參考化合物氯化氨甲酰膽堿低。
在進一步的實驗中，發(fā)現(xiàn)四個化合物對m1受體有選擇性活性，而對m2、m3、m4或m5毒蕈堿性受體沒有顯著活性。最有活性的化合物，化合物A，不是該五種毒蕈堿性受體亞型對氯化氨甲酰膽堿所誘導的響應的拮抗劑。
權利要求
1．式(Ⅰ)化合物或其藥學上可接受的鹽、酯或前藥 其中X1、X2、X3、X4和X5選自C、N和O；k是0或1；t是0、1或2；R1是直或支鏈的C1-8烷基、C2-8鏈烯基、C1-8鏈炔基、C1-8亞烷基、C1-8烷氧基、C1-8雜烷基、C1-8氨基烷基、C1-8鹵代烷基、C1-8烷氧基羰基、C1-8羥基烷氧基、C1-8羥基烷基、-SH、C1-8烷硫基、-O-CH2-C5-6芳基、被C1-3烷基或鹵素取代的-C(O)-C5-6芳基；任選含有1或多個選自N、S和O的雜原子的C5-6芳基或C5-6環(huán)烷基；-C(O)NR3R4、-NR3R4、-NR3C(O)NR4R5、-CR3R4、-OC(O)R3、-(O)(CH2)sNR3R4或-(CH2)sNR3R4；其中R3、R4和R5相同或不同，各自獨立選自H、C1-6烷基；任選含有1或多個選自N、O和S的雜原子并且任選被鹵素或C1-6烷基取代的C5-6芳基；C3-6環(huán)烷基；或者R3和R4與N原子(當存在時)一起形成含有5-6個選自C、N、S和O的原子的環(huán)結構；s是0-8的整數(shù)；A是C5-12芳基或C5-7環(huán)烷基，各自任選含有1或多個選自N、S和O的雜原子；R2是H、氨基、羥基、鹵素或直或支鏈的C1-6烷基、C2-6鏈烯基、C2-6鏈炔基、C1-6烷氧基、C1-6雜烷基、C1-6氨基烷基、C1-6鹵代烷基、C1-6烷氧基羰基、C1-6烷硫基、-CN、-CF3、-OR3、-COR3、-NO2、-NHR3、-NHC(O)R3、-C(O)NR3R4、-NR3R4、-NR3C(O)NR4R5、-OC(O)R3、-C(O)R3R4、-O(CH2)qNR3、-CNR3R4或-(CH2)qNR3R4；其中q是1-6的整數(shù)；n是0、1、2、3或4，當n＞1時，R2可以相同或不同；p是0或1-5的整數(shù)；Y是O、S、CHOH、-NHC(O)-、-C(O)NH-、-C(O)-、-OC(O)-、NR7或-CH=N-，R7是H或C1-4烷基；或不存在；Z是CR8R9，其中R8和R9獨立選自H和直或支鏈的C1-8烷基；條件是當-(CH2)p-Y-是-(CH2)3-C(O)-或-(CH2)3-S-；并且X1-X5都是C時，-A-(R2)n和R1不一起分別是鄰甲基苯基和正丁基；苯基和正丁基；或?qū)Ψ交?O-(CH2)2CH3。
2．權利要求1的化合物或其藥學上可接受的鹽、酯或前藥，其中X1、X2、X3、X4和X5是C；或者X1、X2、X3、X4或X5其中之一是O或N，而其余的是C；k是0或1；t是1；R1是直或支鏈的C1-8烷基、C2-8鏈烯基、C2-8鏈炔基、C1-8亞烷基、C1-8烷氧基、C1-8氨基烷基、C1-8鹵代烷基、C1-8烷氧基羰基、-C(O)NR3R4、-NR3R4、-NR3C(O)NR4R5、-OC(O)R3或-(CH2)sNR3R4；其中R3、R4和R5相同或不同，各自獨立選自H和C1-6烷基；s是1-8的整數(shù)；n是1、2或3；以及A是苯基或萘基；其中R2是直或支鏈的C1-6烷基、C2-6鏈烯基、C2-6鏈炔基、C1-6烷氧基、C1-6氨基烷基、C1-6鹵代烷基、C1-6烷氧基羰基、-CN、-CF3、-OH、-COR3、-NHR3、-NHC(O)R3、-C(O)NR3R4、-NR3R4、-NR3C(O)NR4R5、-OC(O)R3或-(CH2)qNR3R4；其中q是1-6的整數(shù)；或者A是含有1或多個選自N、S和O的雜原子的芳基；R2是H、鹵素、直或支鏈的C1-6烷基、C2-6鏈烯基、C2-6鏈炔基、C1-6烷氧基、C1-6雜烷基、C1-6氨基烷基、C1-6鹵代烷基、C1-6烷氧基羰基、-CN、-CF3、-OH、-COR3、-NHR3、-NHC(O)R3、-C(O)NR3R4、-NR3R4、-NR3C(O)NR4R5、-OC(O)R3或-(CH2)qNR3R4。
3．權利要求1或2的化合物，其中p是3。
4．權利要求1或2的化合物，其中k是0。
5．權利要求1的化合物
6．權利要求5的化合物
7．權利要求6的化合物，其中t是1并且Y是-C(O)-、-NHC(O)-、S、O或-OC(O)-。
8．權利要求7的化合物，其中X3是C。
9．權利要求8的化合物，其中R1是烷基。
10．權利要求9的化合物，其中R2是烷基、氨基烷基、烷氧基或羥基。
11．權利要求10的化合物，其中p是3。
12．權利要求11的化合物，其中R1是C2-8烷基，R2是甲基、羥基或烷氧基。
13．權利要求12的化合物，其中Y是-C(O)-或O。
14．權利要求9的化合物，其中R2是鹵素。
15．權利要求6的化合物，其中t是0。
16．權利要求8的化合物，其中R1是烷氧基。
17．權利要求8的化合物，其中R1是芐基或苯基。
18．權利要求7的化合物，其中X3是N。
19．權利要求18的化合物，其中R1是烷基或烷氧基。
20．權利要求18的化合物，其中R1是芐基或苯基。
21．權利要求19的化合物，其中R2是烷基或烷氧基。
22．權利要求20的化合物，其中R2是烷基或烷氧基。
23．權利要求7的化合物，其中X3是O。
24．權利要求23的化合物，其中R1是烷基。
25．權利要求24的化合物，其中R2是烷基或烷氧基。
26．權利要求24的化合物，其中R2是鹵素。
27．權利要求5的化合物
28．權利要求27的化合物，其中Y是-C(O)-、-NHC(O)-、S、O或-OC(O)-。
29．權利要求28的化合物，其中X3是C。
30．權利要求29的化合物，其中R1是烷基。
31．權利要求30的化合物，其中R2是烷基、氨基烷基、烷氧基或羥基。
32．權利要求31的化合物，其中p是3。
33．權利要求32的化合物，其中R1是C2-8烷基，R2是甲基、羥基或烷氧基。
34．權利要求33的化合物，其中Y是-C(O)-或O。
35．權利要求30的化合物，其中R2是鹵素。
36．權利要求27的化合物，其中t是0。
37．權利要求29的化合物，其中R1是烷氧基。
38．權利要求29的化合物，其中R1是芐基或苯基。
39．權利要求28的化合物，其中X3是N。
40．權利要求39的化合物，其中R1是烷基或烷氧基。
41．權利要求39的化合物，其中R1是芐基或苯基。
42．權利要求40的化合物，其中R2是烷基或烷氧基。
43．權利要求41的化合物，其中R2是烷基或烷氧基。
44．權利要求28的化合物，其中X3是O。
45．權利要求44的化合物，其中R1是烷基。
46．權利要求45的化合物，其中R2是烷基或烷氧基。
47．權利要求45的化合物，其中R2是鹵素。
48．激動毒蕈堿性受體的方法，它包括使該受體與有效量的式(Ⅰ)化合物或其藥學上可接受的鹽、酯或前藥相接觸 其中X1、X2、X3、X4和X5選自C、N和O；k是0或1；t是0或1；R1是直或支鏈的C1-8烷基、C2-8鏈烯基、C2-8鏈炔基、C1-8亞烷基、C1-8烷氧基、C1-8雜烷基、C1-8氨基烷基、C1-8鹵代烷基、C1-8烷氧基羰基、C1-8羥基烷氧基、C1-8羥基烷基、-SH、C1-8硫代烷基、-O-CH2-C5-6芳基、被C1-3烷基或鹵素取代的-C(O)-C5-6芳基；任選含有1或多個選自N、S和O的雜原子的C5-6芳基或C5-6環(huán)烷基(89620)；-C(O)NR3R4、-NR3R4、-NR3C(O)NR4R5、-CR3R4、-OC(O)R3、-C(O)(CH2)sNR3R4或-(CH2)sN-R3R4；其中R3、R4和R5相同或不同，各自獨立選自H、C1-6烷基；任選含有1或多個選自N、O和S的雜原子并且任選被鹵素或C1-6烷基取代的C5-6芳基；C3-6環(huán)烷基；或者R3和R4與N原子(當存在時)一起形成含有5-6個選自C、N、S和O的原子的環(huán)結構；s是0-8的整數(shù)；A是C5-12芳基或C5-7環(huán)烷基，各自任選含有1或多個選自N、S和O的雜原子；R2是H、氨基、羥基、鹵素或直或支鏈的C1-6烷基、C2-6鏈烯基、C2-6鏈炔基、C1-6烷氧基、C1-6雜烷基、C1-6氨基烷基、C1-6鹵代烷基、C1-6烷氧基羰基、-CN、-CF3、-OR3、-COR3、-NO2、-NH-R3、-NHC(O)R3、-C(O)NR3R4、-NR3R4、-NR3C(O)NR4R5、-OC(O)R3、-C(O)R3R4、-O(CH2)qNR3、-CNR3R4或-(CH2)qNR3R4；其中q是1-6的整數(shù)；n是0、1、2、3或4，當n＞1時，R2可以相同或不同；p是0或1-5的整數(shù)；Y是O、S、CHOH、-NHC(O)-、-C(O)NH-、-C(O)-、-OC(O)-、NR7或-CH=N-,R7是H或C1-4烷基；或不存在；Z是CR8R9，其中R8和R9獨立選自H和直或支鏈的C1-8烷基。
49．權利要求48的方法
50．權利要求49的方法，其中t是1并且Y是-C(O)-、-NHC(O)-、S、O或-OC(O)-。
51．權利要求50的方法，其中X3是C。
52．權利要求51的方法，其中R1是烷基。
53．權利要求52的方洗其中R2是烷基、氨基烷基、烷氧基或羥基。
54．權利要求53的方法，其中p是3。
55．權利要求54的方法，其中R1是C2-8烷基，R2是甲基、羥基或烷氧基。
56．權利要求55的方法，其中Y是-C(O)-或O。
57．權利要求52的方法，其中R2是鹵素。
58．權利要求49的方法，其中t是0。
59．權利要求51的方法，其中R1是烷氧基。
60．權利要求51的方法，其中R1是芐基或苯基。
61．權利要求52的方法，其中X3是N。
62．權利要求61的方法，其中R1是烷基或烷氧基。
63．權利要求61的方法，其中R1是芐基或苯基。
64．權利要求62的方法，其中R2是烷基或烷氧基。
65．權利要求63的方法，其中R2是烷基或烷氧基。
66．權利要求50的方法，其中X3是O。
67．權利要求66的方法，其中R1是烷基。
68．權利要求67的方法，其中R2是烷基或烷氧基。
69．權利要求67的方法，其中R2是鹵素。
70．藥用組合物，它包括有效量的式(Ⅰ)化合物或其藥學上可接受的鹽、酯或前藥以及藥學上可接受的載體 其中X1、X2、X3、X4和X5選自C、N和O；k是0或1；t是0或1；R1是直或支鏈的C1-8烷基、C2-8鏈烯基、C2-8鏈炔基、C1-8亞烷基、C1-8烷氧基、C1-8雜烷基、C1-8氨基烷基、C1-8鹵代烷基、C1-8烷氧基羰基、C1-8羥基烷氧基、C1-8羥基烷基、-SH、C1-8硫代烷基、-O-CH2-C5-6芳基、被C1-3烷基或鹵素取代的-C(O)-C5-6芳基；任選含有1或多個選自N、S和O的雜原子的C5-6芳基或C5-6環(huán)烷基；-C(O)NR3R4、-NR3R4、-NR3C(O)NR4R5、-CR3R4、-OC(O)R3、-C(O)(CH2)sNR3R4或-(CH2)sNR3R4；其中R3、R4和R5相同或不同，各自獨立選自H、C1-6烷基；任選含有1或多個選自N、O和S的雜原子并且任選被鹵素或C1-6烷基取代的C5-6芳基；C3-6環(huán)烷基；或者R3和R4與N原子(當存在時)一起形成含有5-6個選自C、N、S和O的原子的環(huán)結構；s是0-8的整數(shù)；A是C5-12芳基或C5-7環(huán)烷基，各自任選含有1或多個選自N、S和O的雜原子；R2是H、氨基、羥基、鹵素或直或支鏈的C1-6烷基、C2-6鏈烯基、C2-6鏈炔基、C1-6烷氧基、C1-6雜烷基、C1-6氨基烷基、C1-6鹵代烷基、C1-6烷氧基羰基、-CN、-CF3、-OR3、-COR3、-NO2、-NHR3、-NHC(O)R3、-C(O)NR3R4、-NR3R4、-NR3C(O)NR4R5、-OC(O)R3、-C(O)R3R4、-O(CH2)qNR3、-CNR3R4或-(CH2)qNR3R4；其中q是1-6的整數(shù)；n是0、1、2、3或4，當n＞1時，R2可以相同或不同；p是0或1-5的整數(shù)；Y是O、S、CHOH、-NHC(O)-、-C(O)NH-、-C(O)-、-OC(O)-、NR7或-CH=N-,R7是H或C1-4烷基；或不存在；Z是CR8R9，其中R8和R9獨立選自H和直或支鏈的C1-8烷基。
71．權利要求70的組合物含有
72．權利要求71的組合物，其中t是1并且Y是-C(O)-、-NHC(O)-、S、O或-OC(O)-。
73．權利要求72的組合物，其中X3是C。
74．權利要求73的組合物，其中R1是烷基。
75．權利要求74的組合物，其中R2是烷基、氨基烷基、烷氧基或羥基。
76．權利要求75的組合物，其中p是3。
77．權利要求75的組合物，其中R1是C2-8烷基，R2是甲基、羥基或烷氧基。
78．權利要求77的組合物，其中Y是-C(O)-或O。
79．權利要求74的組合物，其中R2是鹵素。
80．權利要求71的組合物，其中t是0。
81．權利要求73的組合物，其中R1是烷氧基。
82．權利要求73的組合物，其中R1是芐基或苯基。
83．權利要求74的組合物，其中X3是N。
84．權利要求82的組合物，其中R1是烷基或烷氧基。
85．權利要求82的組合物，其中R1是芐基或苯基。
86．權利要求83的組合物，其中R2是烷基或烷氧基。
87．權利要求84的組合物，其中R2是烷基或烷氧基。
88．權利要求72的組合物，其中X3是O。
89．權利要求88的組合物，其中R1是烷基。
90．權利要求89的組合物，其中R2是烷基或烷氧基。
91．權利要求87的組合物，其中R2是鹵素。
全文摘要
本發(fā)明提供用于緩解或治療其中改善毒蕈堿性m1受體活性具有有益作用的疾病或癥狀的化合物和方法。在該方法中,給予需要此種治療的患者治療上有效量的選擇性毒蕈堿m1激動劑化合物。
文檔編號A61P43/00GK1303376SQ99806618
公開日2001年7月11日 申請日期1999年3月31日 優(yōu)先權日1998年3月31日
發(fā)明者M·R·布蘭恩, T·梅斯爾, E·A·庫里爾, K·L·杜根托, M·弗里伯格, N·斯克杰爾貝克, T·斯帕丁格 申請人:阿卡蒂亞藥品公司