本發(fā)明涉及醫(yī)藥技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于治療阿爾茨海默病的苯并噁唑酮類雜環(huán)化合物，本發(fā)明還涉及所述雜環(huán)化合物的制備方法。
背景技術(shù)：
阿爾茨海默病(alzheimer’sdisease，ad)是一種在老年期發(fā)生的以癡呆為主要特征的神經(jīng)元退行性疾病。其主要臨床表現(xiàn)為進(jìn)行性認(rèn)知功能障礙和記憶力衰退，性格和行為改變，判斷力下降，社交障礙，生活自理能力喪失，最終死亡，嚴(yán)重危害著老年人的身體健康和生活質(zhì)量。伴隨著人口老齡化，以ad為主的老年癡呆癥已成為繼心腦血管疾病、惡性腫瘤之后威脅老年人生命的第三大疾病。ad不僅嚴(yán)重危及老年人的健康，而且給患者家屬帶來(lái)沉重的精神負(fù)擔(dān)，為社會(huì)帶來(lái)巨大的健康危機(jī)，更對(duì)經(jīng)濟(jì)造成巨大的影響。因此，加速對(duì)ad致病機(jī)理的研究和尋找高效的ad治療藥物有著重要的醫(yī)學(xué)和社會(huì)意義，已成為國(guó)際醫(yī)藥界矚目的熱點(diǎn)和前沿領(lǐng)域。
ad患者腦內(nèi)的關(guān)鍵性病理變化為膽堿能神經(jīng)元為主的中樞神經(jīng)細(xì)胞大量變性和丟失、β淀粉樣蛋白(β-amyloidpeptide，aβ)大量沉積為主的老年斑以及磷酸化的tau蛋白為主的神經(jīng)纖維纏結(jié)的形成(klafkih,staufenbielm,kornhuberj,wiltfangj,brain,2006,129(11):2840)。至今人類對(duì)其發(fā)病機(jī)理尚缺乏全面和實(shí)質(zhì)性的認(rèn)識(shí)，在眾多機(jī)理解釋中，“膽堿能假說(shuō)”和“β淀粉肽假說(shuō)”是人們普遍接受的兩種重要闡釋(coylejt,pricedl,delongmr,science,1983,219:1184-1190；hardyj,curr.alzheimerres.,2006,3(1):71；pákáskim,kálmánj,neurochem.int.,2008,53:103)。
目前臨床使用的ad治療藥物主要是基于膽堿能假說(shuō)設(shè)計(jì)的乙酰膽堿酯酶(ache)抑制劑，它通過(guò)抑制乙酰膽堿(ach)的水解來(lái)提高突觸間的ach濃度，從而改善學(xué)習(xí)記憶功能和認(rèn)知水平。現(xiàn)今美國(guó)fda批準(zhǔn)上市的五個(gè)ad治療藥物中有四個(gè)為ache抑制劑，包括他克林、多奈哌齊、利斯的明和加蘭他敏。他克林因其具有肝毒性和嚴(yán)重不良反應(yīng)，現(xiàn)已很少用于臨床。多奈哌齊、利斯的明和加蘭他敏是三種廣泛使用的治療ad的第2代ache抑制劑，均表現(xiàn)出較高的乙酰膽堿酯酶抑制活性和較輕的毒性，但這些ache抑制劑卻只能減輕ad癥狀而不能逆轉(zhuǎn)其病理過(guò)程，即不能從根本上治愈ad。
因此，仍然存在對(duì)研發(fā)新型的用于治療阿爾茨海默病的藥物的需求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明旨在提供一種苯并噁唑酮類雜環(huán)化合物，具有抑制乙酰膽堿酯酶活性，以用于阿爾茨海默病及其他神經(jīng)系統(tǒng)疾病的治療。
本發(fā)明一方面提供一種式i所示的苯并噁唑酮類雜環(huán)化合物或其藥學(xué)上可接受的鹽、溶劑合物、前藥：
其中：
r1、r2各自獨(dú)立地選自：-h、-nrarb、-ora，條件是r1、r2中至少一個(gè)不為-h；
ra、rb各自獨(dú)立地選自：-h、任選被一個(gè)或更多個(gè)選自以下的取代基取代的c1-c6烷基：鹵素、-cn、-oh、-sh、-nh2、-no2、c1-c6烷基、c1-c6烷氧基、單(c1-c6烷基)氨基、二(c1-c6烷基)氨基、芳基、雜環(huán)烷基，并且所述芳基和雜環(huán)烷基還任選被一個(gè)或更多個(gè)選自以下的取代基取代：鹵素、羧基、c1-c6烷基、c1-c6烷氧基、c1-c6烷氧基羰基；
m選自：n或ch；
r3、r4各自獨(dú)立地選自：鹵素、-cn、-oh、-nh2、-no2、c1-c6烷基、c1-c6烷氧基、單(c1-c6烷基)氨基、二(c1-c6烷基)氨基、c1-c6烷氧基羰基；
l表示-(ch2)n-，n表示1、2、3、4或5。
在一些實(shí)施例中，所述r1為-h，r2為-nrarb或-ora。
在一些實(shí)施例中，所述r1為-nrarb或-ora，r2為-h。
在一些實(shí)施例中，所述m為n。
在一些實(shí)施例中，所述m為ch。
在一些實(shí)施例中，所述芳基表示c6-10芳基，優(yōu)選苯基或萘基。
在一些實(shí)施例中，所述雜環(huán)烷基表示飽和的、含有1至3個(gè)選自o、n或s的雜原子的單環(huán)基團(tuán)，其含有3-7個(gè)環(huán)原子，優(yōu)選哌嗪基或嗎啉基。
在一些實(shí)施例中，所述l表示-ch2-。
在一些實(shí)施例中，所述化合物為：
定義
在本發(fā)明中，鹵素表示氟、氯、溴或碘。
在本發(fā)明中，烷基表示優(yōu)選含有1-6個(gè)碳原子的直鏈或支鏈飽和烴基。烷基的實(shí)例包括甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、叔丁基、戊基或己基等。
在本發(fā)明中，芳基表示優(yōu)選含有6-18個(gè)碳原子、更優(yōu)選6-10個(gè)碳原子的碳環(huán)芳基，它可以是單環(huán)、二環(huán)或三環(huán)的，例如苯基或萘基等。
在本發(fā)明中，雜環(huán)烷基表示飽和的、含有一個(gè)或更多個(gè)、優(yōu)選1至3個(gè)選自o、n或s的雜原子的單環(huán)或二環(huán)基團(tuán)，其優(yōu)選含有3-12個(gè)環(huán)原子、更優(yōu)選3-7個(gè)環(huán)原子。雜環(huán)烷基的實(shí)例包括：氮雜環(huán)丁烷基、四氫呋喃基、四氫噻吩基、吡咯烷基、吡唑烷基、咪唑烷基、嗎啉基、硫代嗎啉基、哌啶基、高哌啶基、哌嗪基或高哌嗪基等。
在本發(fā)明中，本發(fā)明化合物的藥學(xué)上可接受的鹽包括其游離堿性化合物與常規(guī)酸形成的酸加成鹽，所述酸例如是：無(wú)機(jī)酸，例如鹽酸、氫溴酸、硫酸、磷酸等；或有機(jī)酸，例如脂肪族或芳香族羧酸或磺酸，例如乙酸、草酸、馬來(lái)酸、甲磺酸、水楊酸、琥珀酸、檸檬酸、酒石酸等。
在本發(fā)明中，本發(fā)明的溶劑合物是指一個(gè)或多個(gè)溶劑分子與本發(fā)明的化合物所形成的締合物。形成溶劑化物的溶劑包括，但并不限于，水、甲醇、乙醇、異丙醇、二甲亞砜、乙酸乙酯、乙酸、氨基乙醇。
在本發(fā)明中，對(duì)本發(fā)明化合物的前藥沒(méi)有具體限制，只要其在生物體內(nèi)能夠代謝成本發(fā)明化合物即可，非限制性地包括酯等，例如甲酯、乙酯等。
制備方法
本發(fā)明另一方面提供一種制備式i所示的苯并噁唑酮類雜環(huán)化合物的方法，其包括以下步驟：
將式ii所示的化合物與式iii所示的化合物在堿的存在下反應(yīng)以生成式i所示的苯并噁唑酮類雜環(huán)化合物；
其中r1-r4、m、l如上文所述，x表示氯或溴；
所述堿選自氫氧化物、碳酸鹽、碳酸氫鹽或醋酸鹽，優(yōu)選氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸氫鈉、碳酸氫鉀、醋酸鈉或醋酸鉀，最優(yōu)選碳酸鉀或醋酸鉀。
藥物組合物
本發(fā)明另一方面提供了一種藥物組合物，其包含至少一種式i所示的苯并噁唑酮類雜環(huán)化合物或其藥學(xué)上可接受的鹽、溶劑合物、前藥以及一種或更多種藥學(xué)上可接受的輔劑?？紤]所有的給藥方式，例如口服、直腸、腸胃外、局部、或通過(guò)靜脈內(nèi)、肌內(nèi)、胸骨內(nèi)或皮下注射、或以適于吸入的形式。只要合適，制劑可以方便地以個(gè)別劑量單位存在并可通過(guò)藥學(xué)領(lǐng)域中熟知的任何方法進(jìn)行制備。根據(jù)已知的和已確定的實(shí)踐，所述化合物一般將與一種或多種藥學(xué)上可接受的成分一起配制。因此，藥物組合物可被配制成液體、粉末、可注射溶液、懸浮劑、栓劑等。
用于口服的制劑可被提供為片劑或硬膠囊，其中所述化合物與惰性固體稀釋劑例如碳酸鈣、磷酸鈣或高嶺土混合，或者提供為軟明膠膠囊，其中活性成分與水或可混溶溶劑如丙二醇、peg和乙醇、或油質(zhì)介質(zhì)如花生油、液體石蠟或橄欖油混合。
對(duì)于在口中的局部給藥，藥物組合物可采取以常規(guī)方式配制的頰部或舌下片劑、滴劑或錠劑。
所述化合物可被配制，用于通過(guò)注射、便利的靜脈內(nèi)、肌內(nèi)或皮下注射的腸胃外給藥，例如通過(guò)彈丸注射或連續(xù)靜脈輸注。注射制劑可以單位劑型存在，例如，于加入防腐劑安瓿或多劑量容器中。藥物組合物可采取這類形式，例如在水性載體中的懸浮劑、溶液或乳劑，且可含有配制劑，如懸浮劑、穩(wěn)定劑和/或分散劑?？蛇x地，所述化合物可以以粉末形式，用于在使用前與合適的載體如無(wú)菌無(wú)熱源水一起構(gòu)建。
對(duì)于鼻內(nèi)給藥，所述化合物可被使用，例如作為液體噴霧劑、作為粉末或以滴劑形式。
對(duì)于吸入給藥，所述化合物可方便地以通過(guò)加壓包裝或噴霧器的氣溶膠氣霧劑包裝的形式進(jìn)行輸送，并使用合適的推進(jìn)劑，例如二氯二氟甲烷、三氯氟代甲烷、二氯四氟乙烷、四氟乙烷、七氟丙烷、二氧化碳或其它合適的氣體。
含水懸浮液可包括藥學(xué)上可接受的懸浮劑，例如羧甲基纖維素鈉、羥丙基纖維素、藻酸鈉、聚乙烯吡咯烷酮和阿拉伯樹(shù)膠；分散或潤(rùn)濕劑例如天然存在的磷脂例如卵磷脂、或烯化氧與脂肪酸的縮合產(chǎn)物例如聚氧乙烯硬脂酸酯、環(huán)氧乙烷與長(zhǎng)鏈脂肪醇的縮合產(chǎn)物如十七碳亞乙基-氧代十六醇、或環(huán)氧乙烷與衍生自脂肪酸和己糖醇的偏酯的縮合產(chǎn)物如聚氧乙烯山梨醇單油酸酯、或環(huán)氧乙烷與衍生自脂肪酸酐和己糖醇酐的偏酯的縮合產(chǎn)物如聚氧乙烯失水山梨糖醇單油酸酯。
應(yīng)用
本發(fā)明另一方面提供了式i所示的苯并噁唑酮類雜環(huán)化合物或其藥學(xué)上可接受的鹽、溶劑合物、前藥在制備藥物中的應(yīng)用，所述藥物用于治療認(rèn)知障礙如老年癡呆癥、注意缺損障礙、輕度認(rèn)知損傷，和/或帶有異常蛋白聚集的神經(jīng)變性癡呆癥，如阿爾茨海默病，優(yōu)選用于治療阿爾茨海默病。
有益效果
本發(fā)明的式i所示的苯并噁唑酮類雜環(huán)化合物具有良好的抑制乙酰膽堿酯酶活性的作用，經(jīng)快速衰老小鼠(sam-p/8)的行為學(xué)實(shí)驗(yàn)研究表明，其能有效改善sam-p/8小鼠的記憶功能，因此可用于治療認(rèn)知障礙和/或帶有異常蛋白聚集的神經(jīng)變性癡呆癥，特別是阿爾茨海默病。
具體實(shí)施方式
在下文中更詳細(xì)地描述了本發(fā)明以有助于對(duì)本發(fā)明的理解。
所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到：本發(fā)明所描述的化學(xué)反應(yīng)可以用來(lái)合適地制備許多本發(fā)明的其他化合物，且用于制備本發(fā)明的化合物的其它方法都被認(rèn)為是在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。例如，根據(jù)本發(fā)明那些非例證的化合物的合成可以成功地被所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員通過(guò)修飾方法完成，如適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)干擾基團(tuán)，通過(guò)利用其他已知的試劑除了本發(fā)明所描述的，或?qū)⒎磻?yīng)條件做一些常規(guī)的修改。另外，本發(fā)明所公開(kāi)的反應(yīng)或已知的反應(yīng)條件也公認(rèn)地適用于本發(fā)明其他化合物的制備。
實(shí)施例1：1-(4-((5-(2-羥基乙氧基)-2-氧代苯并[d]噁唑-3(2h)-基)甲基)苯基)胍(化合物1)
將5-(2-羥基乙氧基)苯并[d]噁唑-2(3h)-酮(3.9g)、1-(4-(溴甲基)苯基)胍(5.0g)、碳酸鉀(5.6g)在乙腈(400ml)中的混合物攪拌回流12h，真空除去溶劑，將殘余物通過(guò)硅膠柱色譜梯度洗脫，流動(dòng)相采用石油醚/乙酸乙酯10:1至1:1，收集相應(yīng)組分，得到白色固體的標(biāo)題化合物6.1g，收率89.6％，含量99.1％。
esi-ms：343.13[m+h]+
元素分析：理論值/實(shí)測(cè)值，c(59.64/59.54)，h(5.30/5.38)，n(16.37/16.48)，o(18.69/18.71)
1hnmr(400mhz,cdcl3)δ8.99(s,1h),7.86(s,1h),7.34(s,1h),7.15(d,1h),6.91(d,2h),6.74(d,1h),6.64(s,2h),6.32(d,2h),4.93(s,1h),4.74(s,2h),4.31(t,2h),3.61(t,2h)。
實(shí)施例2：1-(6-((5-(2-羥基乙氧基)-2-氧代苯并[d]噁唑-3(2h)-基)甲基)吡啶-3-基)胍(化合物2)
將5-(2-羥基乙氧基)苯并[d]噁唑-2(3h)-酮(3.9g)、1-(6-(溴甲基)吡啶-3-基)胍(5.0g)、碳酸鉀(5.6g)在乙腈(400ml)中的混合物攪拌回流12h，真空除去溶劑，將殘余物通過(guò)硅膠柱色譜梯度洗脫，流動(dòng)相采用石油醚/乙酸乙酯8:1至1:1，收集相應(yīng)組分，得到白色固體的標(biāo)題化合物5.9g，收率85.4％，含量99.2％。
esi-ms：344.13[m+h]+
元素分析：理論值/實(shí)測(cè)值，c(55.97/55.84)，h(4.99/4.88)，n(20.40/20.52)，o(18.64/18.76)
1hnmr(400mhz,cdcl3)δ8.98(s,1h),7.86(s,1h),7.72(d,1h),7.56(d,1h),7.34(s,1h),7.26(d,1h),7.13(d,1h),6.74(d,1h),6.64(s,2h),4.93(s,1h),4.54(s,2h),4.31(t,2h),3.61(t,2h)。
實(shí)施例3：1-(6-((5,6-雙(2-甲氧基乙氧基)-2-氧代苯并[d]噁唑-3(2h)-基)甲基)吡啶-3-基)胍(化合物3)
將5,6-雙(2-甲氧基乙氧基)苯并[d]噁唑-2(3h)-酮(5.7g)、1-(6-(溴甲基)吡啶-3-基)胍(5.0g)、碳酸鉀(5.6g)在乙腈(400ml)中的混合物攪拌回流16h，真空除去溶劑，將殘余物通過(guò)硅膠柱色譜梯度洗脫，流動(dòng)相采用乙醚/乙酸乙酯5:1至1:1，收集相應(yīng)組分，得到淺黃色固體的標(biāo)題化合物7.0g，收率81.4％，含量98.9％。
esi-ms：432.18[m+h]+
元素分析：理論值/實(shí)測(cè)值，c(55.68/55.75)，h(5.84/5.88)，n(16.23/16.14)，o(22.25/22.23)
1hnmr(400mhz,cdcl3)δ8.98(s,1h),7.86(s,1h),7.73(d,1h),7.54(d,1h),7.22(s,1h),7.13(d,1h),6.74(s,1h),6.64(s,2h),4.50(s,2h),4.31(t,4h),3.74(t,4h),3.31(s,6h)。
按照類似的方法，合成以下化合物：
測(cè)試實(shí)施例1：乙酰膽堿酯酶(ache)抑制活性
ache抑制活性按照ellman等的方法(ellmangl,courtneykd,andresb,featherstonerm,biochem.pharmacol.1961,7:88-95)測(cè)定。測(cè)定溶液由以下各項(xiàng)組成：0.1mph8.0磷酸鹽緩沖液，200μm5,5’-二硫代雙(2-硝基苯甲酸)(dtnb，ellman’s試劑)，0.02單位/ml人重組乙酰膽堿酯酶(e.c.3.1.1.7，sigmachemicalco.)，和400μm乙酰硫代膽堿碘化物作為酶促反應(yīng)的底物。將檢測(cè)的化合物加入測(cè)定溶液中，并與酶在30℃下預(yù)溫浴10min。該時(shí)間后，加入底物。用uv-3600分光光度計(jì)記錄在412nm處的吸光度變化5分鐘，比較反應(yīng)速率，計(jì)算由于測(cè)試化合物的存在導(dǎo)致的百分比抑制。以氫溴酸加蘭他敏作為陽(yáng)性對(duì)照。ic50為相對(duì)沒(méi)有抑制劑條件下，將乙酰膽堿酯酶的活性降低50％的化合物的濃度。結(jié)果示于以下表1中。
表1：測(cè)試化合物對(duì)于ache的抑制活性
試驗(yàn)結(jié)果表明，本發(fā)明的代表性化合物對(duì)于乙酰膽堿酯酶具有很好的抑制作用，其活性是加蘭他敏的至少20倍。
測(cè)試實(shí)施例2：快速衰老小鼠(sam-p/8)的行為學(xué)實(shí)驗(yàn)(morris水迷宮)
sam-p/8小鼠隨機(jī)分為12組，每組10只，分別是模型組、陽(yáng)性對(duì)照組、測(cè)試化合物1至10組(測(cè)試組)。陽(yáng)性對(duì)照組用安理申(鹽酸多奈哌齊)混懸液300mg/kg·d灌胃，實(shí)驗(yàn)組用等量化合物混濁液灌胃，模型組用等量生理鹽水灌胃3周，每隔3天休息1天。各組動(dòng)物在給藥3周后，依照文獻(xiàn)(morrisr,journalofneurosciencemethods,1984,11(1):47-60)方法進(jìn)行morris水迷宮訓(xùn)練7天，期間繼續(xù)給藥，訓(xùn)練7天完成后，測(cè)驗(yàn)小鼠尋找平臺(tái)的潛伏期、跨越平臺(tái)次數(shù)以及在原平臺(tái)象限游泳距離與總游泳距離的比例。結(jié)果示于以下表2中。
表2：小鼠morris水迷宮測(cè)試
注：與模型組比較，*p<0.05；與陽(yáng)性對(duì)照組比較，#p<0.05
試驗(yàn)結(jié)果表明，與模型組相比，陽(yáng)性對(duì)照組和測(cè)試組小鼠的潛伏期明顯縮短、過(guò)臺(tái)次數(shù)增加、在原平臺(tái)所在象限游泳距離與總游泳距離的比值更大，具有顯著性差異(p＜0.05)，這表明各給藥組對(duì)原平臺(tái)象限的記憶較模型組好，即對(duì)sam-p/8小鼠有增強(qiáng)記憶作用。而與陽(yáng)性對(duì)照組相比，測(cè)試組還顯示更優(yōu)的增強(qiáng)記憶作用(p＜0.05)，表明本發(fā)明的代表性化合物具有比多奈哌齊更佳的治療效果。
以上描述了本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式，然其并非用以限定本發(fā)明。本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)在此公開(kāi)的實(shí)施方案可進(jìn)行并不偏離本發(fā)明范疇和精神的改進(jìn)和變化。