CN1028024C - 四唑类兴奋性氨基酸受体拮抗剂的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一类作为兴奋性氨基酸受体拮抗剂使用的新型四唑类衍生物，其对治疗各种综合性神经系统失调非常有用。本发明还提供了所述化合物的制备方法。

Description

欧洲专利申请89301337.5给出了一系列能阻断哺乳动物体内兴奋性（excitatory）氨基酸受体的4-〔（四唑-5-基）-烷基〕-2-哌啶羧酸。所公开的化合物已表明具有不同程度的活性。目前一种与之有关但早期专利申请没有提到的新化合物已经获得，且具有前所未有的高活性。
本发明提供了一种四唑衍生物，它是兴奋性氨基酸受体的拮抗剂。更具体地讲，本发明涉及化合物顺式-（-）-4-〔（1（2）H-四唑-5-基）甲基〕-2-哌啶羧酸或其可药用盐。
本发明还提供了药物组合物，其中包含所述化合物及其一种或多种可药用载体、稀释剂或赋形剂。
本发明的进一步具体实施包括该化合物作为药物的应用，特别是用于阻断一种或多种兴奋性氨基酸受体，以及用于治疗各种与兴奋性氨基酸受体有关的失调的方法，所述失调包括神经系统紊乱（如癫癎）、中风、焦虑、大脑局部缺血、肌肉痉挛及神经变性性紊乱（如早老性痴呆和亨廷顿舞蹈病）。
如上所指出的那样，本发明包括式（Ⅰ）所定义的化合物的可药用盐。这些盐可以与分子中的酸性或碱性部分一起存在，其可以是酸加成盐，一级、二级、三级或四级铵盐，碱金属或碱土金属盐。常用的成盐酸包括无机酸（如盐酸、氢溴酸、氢碘酸、硫酸及磷酸，有机酸如对甲苯磺酸、甲磺酸、草酸、对溴苯磺酸、碳酸、琥珀酸、柠檬酸、苯甲酸及醋酸，以及有关的无机和有机酸。因此这些可药用盐包括硫酸盐、焦硫酸盐、硫酸氢盐、亚硫酸盐、亚硫酸氢盐、 磷酸盐、铵盐、磷酸氢盐、磷酸二氢盐、偏磷酸盐、焦磷酸盐、盐酸盐、锂盐、氢溴酸盐、氢碘酸盐、乙酸盐、镁盐、丙酸盐、四甲基铵盐、癸酸盐、辛酸盐、丙烯酸盐、甲酸盐、异丁酸盐、庚酸盐、钾盐、丙炔酸盐、草酸盐、三甲基铵盐、丙二酸盐、丁二酸盐、辛二酸盐、癸二酸盐、延胡索酸盐、马来酸盐、丁炔-1，4-二酸盐、钠盐、己炔-1，6-二酸盐、苯甲酸盐、氯代苯甲酸盐、甲基苯甲酸盐、二硝基苯甲酸盐、羟基苯甲酸盐、甲氧基苯甲酸盐、邻苯二甲酸盐、磺酸盐、甲铵盐、二甲苯磺酸盐、苯乙酸盐、苯丙酸盐、苯丁酸盐、柠檬酸盐、乳酸盐、钙盐、β-羟基丁酸盐、乙醇酸盐、苹果酸盐、酒石酸盐、甲磺酸盐、丙磺酸盐、萘-1-磺酸盐、萘-2-磺酸盐、扁桃酸盐及其类似盐。
本发明提供的化合物可用顺式-（-）-4-氰甲基-N-乙烯氧基羰基-2-哌啶羧酸烷基酯与叠氮基三丁基锡烷反应并水解所得中间体而得，如果要求的是盐，则进一步使其成盐。
更具体地，本方法可用下述实施例来说明。
实施例1
顺式-（-）-4-〔（1（2）H-四唑-5-基）甲基〕-2-哌啶羧酸
A、4-羟基-2-吡啶羧酸氢溴酸盐
将30.5g（0.24mol）4-甲氧基吡啶-N-氧化物溶于250ml二氯甲烷中，然后加入30.3g（0.31mol，40.7ml）三甲基甲硅烷基氰化物中，约5分钟后再将32.8g（0.31mol，28.0ml）N，N-二甲基氨甲酰氯分成四等份（各7ml）在1小时内加完，所得混合物在室温下搅拌过夜，然后在反应混合物中小心加入250ml 10%（重量）的碳酸钾水溶液，室温放置15分钟后分出有机相，水层用二氯甲烷萃取两次，乙醚萃取一次，合并提取有机物，用无水硫酸镁干燥、过滤、减压浓缩。残留物溶于150ml    48%（重量）溴化氢水溶液中，加热迴流过夜，然后冷却至0℃，真空下过滤所形成的结晶，并用乙醚洗涤，于50℃真空干燥得45.5g    4-羟基-2-吡啶羧酸氢溴酸盐。
B、4-羟基-2-吡啶羧酸乙酯盐酸盐
在1升圆底烧瓶中先加入45.5g（0.21mol）4-羟基-2-吡啶羧酸的氢溴酸盐和500ml用盐酸饱和过的乙醇，然后将此混合物加热回流过夜，冷却并减压浓缩至原体积的 1/3 。将浓缩液冷却至大约0℃析晶，真空下滤出结晶，然后用乙醇和乙醚洗涤，真空干燥后得29.5g4-羟基-2-吡啶羧酸乙酯的盐酸盐。
C、顺式-4-羟基-N-叔丁氧羰基-2-哌啶羧酸乙酯
将27.2g（0.13mol）4-羟基-2-吡啶羧酸乙酯的盐酸盐与15.5g含有5%（重量）铑的氧化铝一起加入200ml乙醇中，于100℃    1000p.s.i.压力下氢化10小时，冷却混合物、过滤，然后减压浓缩。于残留物中加入250ml二氯甲烷，50ml乙醇和25.2g（0.20mol，34.0ml）Hunig′s碱，随后在30分钟内加入28.4g（0，13mol，29.9ml）碳酸二叔丁酯。一小时后减压浓缩上述混合物，将残留物溶于二氯甲烷，并用10%（重量）硫酸氢钠水溶液洗涤二次，合并二次洗涤后的水溶液，用二氯甲烷和乙醚各提取一次，合并有机萃取相并用无水硫酸钠干燥，然后过滤、浓缩（减压）。用高压液相色谱法分离残留物得21.3g无色油状的顺式-4-羟基-N-叔丁氧羰基-2-哌啶羧酸乙酯。
D、4-氧代-N-叔丁氧羰基-2-哌啶羧酸乙酯
在1升圆底烧瓶中加入33.6g（0.16mol）氯铬酸吡啶盐，35g粉状的4
Figure 901031259_IMG1
分子筛及200ml二氯甲烷。混合物于室温下搅拌60分钟后加入21.3g（0.078mol）溶于50ml二氯甲烷的顺式-4-羟基-N-叔丁氧羰基-2-哌啶羧酸乙酯，室温搅拌60分钟后加入700ml乙醚。混合物用装有3/4吋硅藻土和3/4吋硅胶（230～400目）的650ml中等多孔玻璃漏斗过滤，用1升乙醚洗涤固体并减压浓缩滤液。于残留物中加入200ml乙醚，然后再用装有3/8吋硅藻土和3/8吋硅胶（230～400目）的150ml中等多孔玻璃漏斗过滤混合物。用500ml乙醚洗涤固体物并减压浓缩滤液。用高压液相色谱法纯化残留物得14.6g无色油状的4-氧代-N-叔丁氧羰基-2-哌啶羧酸乙酯。
E、顺式-4-氰基亚甲基-N-叔丁氧羰基-2-哌啶羧酸乙酯
将0.75g（0.019mol，60%（重量）在油中）氢化钠（用己烷洗涤过三次）悬浮于40ml四氢呋喃中后，于其中加入3.34g（0.019mol）二乙基氰甲基膦酸酯。将反应混合物室温搅拌30分钟后，将溶于10ml四氢呋喃的4.26g（0.016mol）4-氧代-N-叔丁氧羰基-2-哌啶羧酸乙酯加入，于室温下搅拌反应30分钟，于反应混合物的回流温度再搅拌90分钟，然后冷却至室温用水骤冷。分出有机层，水层用乙醚萃取两次，合并两次萃取液，用无水硫酸镁干燥，过滤并减压浓缩。用高压液相色谱法纯化残留物，得3.58g    4-氰基亚甲基-N-叔丁氧羰基-2-哌啶羧酸乙酯。
F、顺式-4-氰甲基-N-叔丁氧羰基-2-哌啶羧酸乙酯
将4-氰基亚甲基-N-叔丁氧羰基-2-哌啶羧酸乙酯（9.00g，0.031mol）置入140ml乙醇中与0.9g    5%（重量）钯-碳于室温和60P.S.i.条件下反应60分钟进行氢化。反应混合物通过硅藻土过滤并减压浓缩。高压液相层析残留物得8.2g顺式-4-氰甲基-N-叔丁氧羰基-2-哌啶羧酸乙酯。
G、顺式-（±）-4-氰甲基-N-烯丙基-2-哌啶羧酸乙酯
将19.9g（67.2mmol）的4-氰甲基-N-叔丁氧羰基-2-哌啶羧酸乙酯（制备方法见步骤F）溶于100ml二氯甲烷中，加入50ml三氟乙酸（放出CO2）。混合物于室温下搅拌3小时，然后减压浓缩，于残留物中加入100ml二氯甲烷，将所得溶液再次减压浓缩。残留物溶于200ml二氯甲烷，再加入200ml饱和碳酸氢钠水溶液，将混合物在室温下搅拌15分钟，分出有机层，并用100ml饱和碳酸氢钠水溶液洗涤，合并洗涤用水溶液，然后用二氯甲烷萃取两次，每次100ml，之后再用50ml乙醚提取一次。合并有机提取液，用硫酸钠干燥，过滤并浓缩得12.7g（96%）4-氰甲基-2-哌啶羧酸乙酯。气相色谱分析表明其为混合物，顺反异构体的比例为85∶15。于11.6g（59.1mmol）溶于60ml（二甲基亚砜的产物中加入9.9g（118.2mmol）碳酸氢钠和5.7ml（7.9g，65.0mmol）烯丙基溴。室温放置1小时后，再加入另外1.1ml烯丙基溴，室温放置2小时后，将混合物倾入100ml水和100ml盐水中，用二氯甲烷提取5次，每次50ml，再用50ml乙醚提取一 次。合并有机提取液，用100ml水洗涤后，用硫酸钠干燥，过滤并浓缩。残留物用制备型HPLC纯化后得8.6g（62%）顺式-（±）-4-氰甲基-N-烯丙基-2-哌啶羧酸乙酯和1.2g（9%）反式-（±）-4-氰甲基-N-烯丙基-2-哌啶羧酸乙酯。气相层析法分析二个异构体的纯度均在99.9%以上。
H、顺式-（+）-4-氰甲基-N-烯丙基-2-哌啶羧酸乙酯的二对甲苯酰-D-及L-酒石酸盐
将上述外消旋产物7.36g（31.1mmol）、12.0g（31.1mmol）二对甲苯酰-D-酒石酸和0.56ml（0.56g，31.1mmol）水的混合物加热下溶于乙酸乙酯中，将溶液过滤，除去大部分乙酸乙酯，使最终体积在50ml左右。将混合物冷却至室温析晶，收集形成的结晶，用乙酸乙酯、乙醚及戊烷洗涤，干燥后得13.0g（67%）。于乙酸乙酯中重结晶后得6.4g（33%）预期的（+）-盐，熔点142～142.2℃，〔α〕D＝+108.9°（C＝1，甲醇）。取少量（+）-盐进行游离碱化，以气代苯-d6为溶剂，加入等量的R-（-）-2，2，2-三氟-1-（9-蒽基）-乙醇，其1H-NMR谱表明其为＜97%的一种对映体。
I、顺式-（+）-4-氰甲基-N-烯丙基-2-哌啶羧酸乙酯
在一烧瓶中加入6.0g（9.7mmol）前面所得的（+）-盐、100ml二氯甲烷和100ml饱和碳酸氢钠水溶液。混合物在室温下搅拌10分钟，分出有机层，水层用二氯甲烷提取三次，每次100ml，然后再用75ml乙醚提取一次。合并有机提取液，用硫酸钠干燥，过滤并浓缩。残留物用100g硅胶以1∶1乙酸乙酯/己烷洗脱，得 2.0g（89%）顺式-（+）-4-氰甲基-N-烯丙基-2-哌啶羧酸乙酯，〔α〕D＝+72.3°（c＝1，二氯甲烷）。
J、顺式-（-）-4-氰甲基-N-乙烯氧基羰基-2-哌啶羧酸乙酯
将2.0g上述步骤（Ⅰ）所得产物、1.8g（16.5mmol）氯甲酸乙烯酯及3.5g（16.5mmol）1.8-双-二甲氨基萘溶于40ml二氯甲烷的溶液加热回流6小时，将混合物冷却至室温并减压浓缩。残留物溶于乙醚，用10%硫酸氢钠水溶液洗涤两次，再用饱和碳酸氢钠水溶液洗一次，有机层用硫酸镁干燥，过滤并减压浓缩。制备型HPLC层析后得1.8g（79%）所需中间产物，〔α〕D＝-24.8°（c＝1，二氯甲烷）。
K、顺式-（-）-4-〔1（2）H-四唑-5-基）甲基〕-2-哌啶羧酸
将1.6g（6.2mmol）步骤J产物和4.0g（12.4mmol）叠氮基三丁基锡烷的混合物加热至60℃反应44小时。将混合物冷却至室温，加入50ml6N的盐酸，并于80℃加热反应1.5小时，然后于105℃反应3小时，冷却反应混合物，用乙醚提取三次，将水层减压浓缩，将残留物冷冻干燥并用离子交换层析法纯化。纯化后的固体于丙酮中回流1小时，然后用丙酮、乙醚洗涤并于80℃真空干燥得1.0g所需产物，〔α〕D＝-18.7°（c＝1，NHCL），熔点162～167℃（泡沫），1H-NMR（D2O）：δ3.57（dd，J＝13.0，3.1Hz，1H）;3.44（bd，J＝11.1Hz，1H）;2.96（m，3H）;2.21（m，2H）;1.82（d，J＝14.2Hz，1H）;1.40（m，2H）。
如上所述，本发明的化合物是一种兴奋性氨基酸拮抗剂。因此本 发明的另一种具体实施是阻断哺乳动物体内的一种或多种兴奋性氨基酸受体的方法，其中包括给需要降低兴奋性氨基酸神经传递的哺乳动物服用药学上有效量的本发明化合物。
在此，术语“药学上有效量”指的是能够阻断一种或多种兴奋性氨基酸受体的本发明化合物的量。当然，按照本发明给药的化合物的具体剂量取决于具体情况，包括给药化合物、给药途径、治疗的具体疾病及类似的考虑。可将化合物通过各种途径给药，包括口服、直肠、皮肤、皮下、静脉、肌肉或鼻内给药途径。本发明活性化合物的典型日剂量由0.01mg/kg到20mg/kg左右不等，较好的日剂量约在0.05～10mg/kg，理想的量在0.1～5mg/kg左右。
已经表明，兴奋性氨基酸神经传递的过度刺激可影响许多生理功能。照此，可以确信本发明的化合物能够治疗哺乳动物与该状态有关的各种疾病，它包括神经系统失调，例如惊厥性疾病如癫癎、中风、焦虑、大脑局部缺血、肌肉痉挛，和神经变性性失调（例如早老性痴呆和亨廷顿舞蹈病）。因此，本发明也提供了以上述对兴奋性氨基酸受体的剂量治疗哺乳动物各种疾病的方法。
为了说明本发明化合物抑制由于兴奋性氨基酸激动剂引起的反应的优越性能，进行了下述实验。典型的受体物质为N-甲基-D-天冬氨酸（NMDA）。
将在实验室圈了至少三天的雄性Charles    River    CFl小鼠装入笼子中，每笼12只，笼子由干净的铺有锯末的带线网盖的塑料盒制得。在试验前，允许小鼠任意地摄取食物和水。
除特别指明外，试验化合物均用DMSO配制，并用5%DMSO/无菌用水溶液（体积比）稀释，开始剂量为160mg/kg。当测得任何 有意义的活性时，则将给药量减少一半，直至检测不到任何更高活性为止。待测化合物通过腹腔注射（i.p.）给药，剂量为0.01cc/gm。
从塑料笼中取5只小鼠，注入待试化合物后单独放进一个干净的塑料观察笼中，给药30分钟后，给小鼠腹腔注射NMDA，剂量200mg/kg。这一剂量可使对照组中95%以上的鼠死亡。注射NMDA20分钟后记录死亡或存活的数目。记下对抗NMDA致死的最小有效剂量（MED）数据。防止死亡的剂量应满足至少有3/5的动物活着。数据公布于表（Ⅰ）：
表Ⅰ
体内NMDA的致死量
待测化合物实施例号    MED（mg/kg）
1    5
相反，先有技术中所述的外消旋化合物顺式-（±）-4-〔（1（2）氢-四唑-5-基）甲基〕-2-哌啶羧酸的MED为10mg/kg，显然本发明的化合物作用更强。
本发明的化合物在给药前最好配制成制剂。因此本发明的另一种具体实施方案为药物组合物，其中包括本发明化合物和与之适应的可药用载体、稀释剂或赋形剂。
本发明药物组合物采用众所周知的、易得的组份通过已知的方法制备。在制备本发明的组合物时，通常将活性成份与载体相混合，或用载体稀释，或以如下形式包在载体内，如胶囊、香囊、纸或其他包含物。当载体作为稀释剂使用时，它可以是固体、半固体或液体物质，其充当活性成份的载体、赋形剂或介质。因此本组合物可以是片剂、 丸剂、粉剂、锭剂、香囊、扁囊剂、酏剂、悬浮液、乳剂、溶液、糖浆、气雾剂（作为固体或存在于液体中）、含有例如高达10%（重量）活性成份的软膏、软或硬明胶胶囊、栓剂、无菌注射液及无菌包装散剂。
合适的载体、赋形剂及稀释剂例子包括乳糖、葡萄糖、蔗糖、山梨醇、甘露醇、淀粉、阿拉伯树胶、磷酸钙、藻酸盐、黄耆胶、明胶、硅酸钙、微晶纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、纤维素、水糖浆、甲基纤维素、羟基苯甲酸甲酯和丙酯、滑石粉、硬脂酸镁和矿物油。组合物中还可以包括润滑剂、润湿剂、乳化剂和悬浮剂、防腐剂、增甜剂或调味剂。本发明的组合物可以用技术上熟知的方法配制，以便给药后能使活性化合物速效、长效或缓慢释放。
最好将本发明组合物按单位剂量形式配制，每剂含有约5～500mg的活性成份，更普通的为约25～300mg。术语“单位剂量形式”是指适于作为单个剂量供人和其它哺乳动物使用的物理上独立的单位，每一单位含有根据产生所需治疗效果计算的预定量的活性物质和合适的药物载体。
下述组合物实施例仅仅是对本发明的说明，而决不是对本发明任何方面的范围进行限制。
组合物1
用下述成份制硬明胶胶囊
量（mg/囊）
实施例1    250
干淀粉    200
硬脂酸镁    10
合计    460mg
将上述各成份混合后填入硬明胶胶囊（每囊460mg）
组合物2
用下述成份制成片剂：
量（mg/片）
实施例1    250
微晶纤维素    400
烘制过的二氧化硅    10
硬脂酸    5
合计    665mg
将上述各组份混合后压片，每片重665mg。
组合物3
制备含有下述成份的气雾剂溶液：
重量%
实施例1    0.25
乙醇    29.75
抛射剂22（氯二氟甲烷）    70.00
合计    100.00
将活性化合物与乙醇相混合，并将混合物加到部分抛射剂22中，冷却至-30℃。再转移到装填机中。然后将所需量装入不锈钢容器中，用剩余的抛射剂稀释。再将阀装置与容器联接。
组合物4
如下制备片剂使每片药物含60mg活性成份：
实施例1    60mg
淀粉    45mg
微晶纤维素    35mg
聚乙烯吡咯烷酮（10%水溶液）    4mg
羧甲基淀粉钠    4.5mg
硬脂酸镁    0.5mg
滑石粉    1mg
合计    150mg
使活性成份，淀粉和纤维素通过45号筛（U.S）并彻底混合。将聚乙烯吡咯烷酮溶液与得到的粉状物混合，再通过14号筛（U.S）。在50℃干燥得到的颗粒，并用18号筛（U.S.）过筛。再将预先通过60号筛（U.S.）的羧甲基淀粉钠、硬脂酸镁和滑石粉加到颗粒中，混合后用压片机压片，得到重为150mg的药片。
组合物5
如下制备胶囊，每囊含有80mg药物：
实施例1    80mg
淀粉    59mg
微晶纤维素    59mg
硬脂酸镁    2mg
合计    200mg
将活性成份、纤维素、淀粉和硬脂酸镁混合后过45号筛（U.S.），然后装入定量为200mg的硬明胶胶囊中。
组合物6
如下制备栓剂，使每一栓剂含225mg活性成份：
实施例1    225mg
饱和脂肪酸甘油酯    2，000mg
合计    2，225mg
将活性成份过60号筛（U.S.）后，悬浮于用最少必需热预熔化的饱和脂肪酸甘油脂中，然后将混合物倒入标称2g容量的栓剂模型中使之冷却。
组合物7
如下制备悬浮液，使每5ml中含50mg药物：
实施例1    50mg
羧甲基纤维素钠    50mg
糖浆    1.25mg
苯甲酸溶液    0.10mg
调味剂    适量
着色剂    适量
纯水（加至总量）    5ml
将药物用45号筛过筛后，使之与羧甲基纤维素钠和糖浆混合形成均匀膏状物。将苯甲酸溶液、调味剂及着色剂用部分水稀释后于搅拌下加入。然后加入足够的水至所需的体积。
组合物8
如下制备静脉用制剂：
实施例1    100mg
等渗盐水    1000mg
将上述各成份的溶液按每分钟1ml的速度静脉给药于需要治疗的患者。

Claims (1)

1、制备顺式-(-)-4-[(1(2)H-四唑-5-基)甲基]-2-哌啶羧酸或其可药用盐的方法，该方法包括使顺式-(-)-4-氰甲基-N-乙烯氧基羰基-2-哌啶羧酸烷基酯与叠氨基三丁基锡烷反应并水解所得中间体，若需要化合物的盐形式的话，则进一步成盐。
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