專利名稱：作為治療劑的抗氧化劑硝基氧和亞硝氮碳基的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及治療和/或防止最初是由于過度生產(chǎn)一氧化氮和其他游離自由基而產(chǎn)生的神經(jīng)，炎癥，神經(jīng)精神病活化涉及老化的紊亂的新化合物，組合物和方法。
背景技術(shù)：
氧對于大多數(shù)人和動物的生命是至關(guān)重要的。但是，這可以產(chǎn)生作為正常代謝部分的各種反應(yīng)性氧種類(“ROS”)。反應(yīng)性氧種類是在正常條件下通過身體產(chǎn)生的，確實(shí)是正常代謝的部分。人體中有各種給予ROS失活的是機(jī)制。
在正常條件下，ROS產(chǎn)生的速度不超過組織代謝它們的能力。但是，在一些條件下，ROS水平是在這些保護(hù)機(jī)制的能力(例如，放射性，環(huán)境因子，離子負(fù)載，等等)下產(chǎn)生的，或者當(dāng)這些機(jī)制不完善時(例如，有遺傳缺陷)，ROS可以導(dǎo)致細(xì)胞的或組織的損傷，導(dǎo)致各種疾病，甚至死亡。蛋白質(zhì)，液體和DNA是所有ROS攻擊的底物。已經(jīng)計算出來，每100噸氧中有2噸是形成反應(yīng)氧種類的。每天1012個氧分子進(jìn)入細(xì)胞，1/100損壞蛋白質(zhì)，1/200損壞DNA。正是對DNA，蛋白質(zhì)和液體的損壞，使反應(yīng)氧種類如此危險，特別是當(dāng)身體的自然防衛(wèi)機(jī)制調(diào)和時。
許多跡象表明，氧化壓在年齡老化中起了重要作用。一些抗氧化劑酶的水平如氧化鈉歧化酶(SOD)和抗氧化劑如脲酸，β-胡蘿卜素和維生素E與種類的生命跨度有正的關(guān)系?？偟膩碚f，這一水平從人到猩猩到小鼠是在下降的(Culter，F(xiàn)ree Radicals inBiology，vol.4p371，1984)。一個假說是細(xì)胞是游離的自由基損壞的，損壞的細(xì)胞不能恰當(dāng)?shù)匕l(fā)揮作用。對細(xì)胞的損壞的累積導(dǎo)致了老化(Culter，Id)。另一個假說是游離的自由基導(dǎo)致細(xì)胞不能從它們的適當(dāng)?shù)姆只癄顟B(tài)中分化。細(xì)胞不能分化導(dǎo)致了老化，和所有涉及年齡的疾病。(Culter，Id)。盡管不同意本領(lǐng)域技術(shù)人員關(guān)于老化的機(jī)制，很明顯，游離的自由基引起了老化和涉及年齡的疾病。游離的自由基已經(jīng)在休克，局部缺血再灌注，心血管疾病，癌發(fā)生和神經(jīng)疾病，包括阿爾之美疾病，帕金森疾病，癡呆和Hodgkin疾病。
粥樣硬化，如心肌梗死，休克和周邊血管疾病的綜合癥是美國人中的一半的死亡的原因。硬化是從內(nèi)皮細(xì)胞的損傷開始的，并且與動脈內(nèi)的肌肉細(xì)胞的增殖相關(guān)。在硬化的過程中，血液變得稠了，血小板，氧化的低密度脂蛋白(LDL，在LDL中的主要的脂是膽固醇酯)和其他物質(zhì)開始黏附到動脈的壁上，導(dǎo)致形成斑。游離的自由基引起了LDL的氧化。1969年首先認(rèn)識了這一點(diǎn)(McCully，Amer.J.Pathol.56111，1969)，最近又發(fā)現(xiàn)，高水平的血漿高胱氨酸是與冠狀動脈疾病導(dǎo)致的死亡的速度增加有關(guān)(Nygard et al.，N.Engl.J.Med.24337，1997；Graham et al.，JAMA2771775，1997)。高胱氨酸損傷內(nèi)皮細(xì)胞，從而通過許多機(jī)制導(dǎo)致硬化，包括產(chǎn)生過氧化氫(H2O2)。有報道說，高胱氨酸降低了NO的生物可獲得性(不是它的生產(chǎn))，損傷了細(xì)胞內(nèi)的抗氧化酶，特別是谷光甘肽過氧化物酶(Upchurch et al.，J.Biol.Chem.27217012，1997)。該過程中關(guān)鍵的事件是產(chǎn)生和存在游離的自由基。過氧化氫(H2O2)的產(chǎn)生可能是原因或結(jié)果。高胱氨酸引起游離自由基包括超氧化物(O2-)的產(chǎn)生，與NO反應(yīng)，引起生物可得性的下降和產(chǎn)生羥基自由基(OH0，或通過SOD進(jìn)行歧化產(chǎn)生過氧化氫(H2O2)。過氧化氫(H2O2)另外通過Fenton反應(yīng)和金屬催化的Haber-Weiss反應(yīng)轉(zhuǎn)變成反應(yīng)性羥基自由基(OH)。作為這些反應(yīng)的結(jié)果產(chǎn)生的游離自由基將損傷抗氧化的酶，防止游離自由基的解毒。很明顯，清除游離自由基將防止LDL和高胱氨酸的毒性效果，導(dǎo)致硬化的防止。
廣泛的研究的努力已經(jīng)遇到了游離自由基引起的損傷的結(jié)果，包括利用抗氧化酶和抗氧化劑。不幸的是，蛋白質(zhì)酶太大以致不能滲透過細(xì)胞壁和血腦屏障?？寡趸瘎﹩为?dú)是不能填補(bǔ)各種原因的，包括它們是被游離自由基消耗的事實(shí)，所以需要很大量。
存在幾個反應(yīng)氧種類。二價的分子氧(O2)是容易反應(yīng)的，部分形成還原的種類，通常是短期的，并且高度反應(yīng)的，包括超氧化物陰離子(O2·-，游離自由基)，過氧化氫H2O2和羥基自由基(·OH)。
ROS是線粒體電子運(yùn)輸，各種氧利用酶系統(tǒng)，過氧化物酶體和與其他正常的需氧代謝以及液體過氧化的過程的副產(chǎn)品。這些損傷的副產(chǎn)物另外相互反應(yīng)或與其他的化學(xué)物反應(yīng)產(chǎn)生更多的毒性產(chǎn)物。例如，過氧化氫(H2O2)可以通過Fenton反應(yīng)和金屬催化的Haber-Weiss反應(yīng)轉(zhuǎn)化成高反應(yīng)性的羥基自由基(·OH)(Fenton反應(yīng))(Fe3+/Fe2+催化Haber-Weiss反應(yīng))超氧化物(O2·-)與一氧化氮(NO)反應(yīng)形成毒性超氧化氮(ONOO-)，進(jìn)一步降解釋放羥基自由基(·OH)。
人有一個抵抗代謝的毒性副產(chǎn)物的防衛(wèi)系統(tǒng)，包括如過氧化物歧化酶(“SOD”)的酶，催化酶，過氧化物酶和抗毒性劑如維生素(例如，維生素A，β胡蘿卜素，維生素C和維生素E)，谷光甘肽，脲酸和其他酚化合物，SOD催化超氧化物(O2·-)轉(zhuǎn)變成過氧化氫(H2O2)和氧(O2)。
(SOD催化)。
過氧化氫(H2O2)可以被催化劑和過氧化酶轉(zhuǎn)變成氧(O2)和水。
(催化酶和過氧化酶催化)盡管有高效的防衛(wèi)系統(tǒng)，這些損壞的種類中的一些逃逸了出來。逃逸的反應(yīng)氧種類和它們的產(chǎn)物與細(xì)胞DNA，蛋白質(zhì)和脂反應(yīng)，導(dǎo)致DNA的損傷和膜脂的過氧化。反應(yīng)氧種類的不利的結(jié)稱為氧壓，能影響正常的基因表達(dá)，細(xì)胞分化(Culter，F(xiàn)reeRadicals in Biology，vol.4，p.371，1984；Culter，Ann.New YorkAcad.Sci.6211，1991)，并且導(dǎo)致細(xì)胞死亡。氧壓現(xiàn)在認(rèn)為對許多健康問題是有責(zé)任的如心血管和神經(jīng)疾病，癌癥，和其他涉及老化的疾病以及人衰老的過程。
神經(jīng)激發(fā)氨基酸，谷氨酸，特別是N甲基D天冬氨酸(NMDA)的這些受體亞型在神經(jīng)元的發(fā)育，功能和死亡中起了關(guān)鍵的作用(參見，McDonald J W et al.，Brain Research Reviews，1541-70(1990)和Choi W，Neuron，1623-34(1988)，該文獻(xiàn)通過在此引述而全文合并于本文)。N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)受體是突出后，離子化受體，特別對應(yīng)于激發(fā)氨基酸谷氨酸和甘氨酸和合成化合物NMDA，所以稱為受體。NMDA受體控制了二價(Ca2+)和單價(Na+和K+)離子通過與受體相關(guān)的通道流入突出后神經(jīng)元細(xì)胞(參見，F(xiàn)oster et al.，Nature，329395-396(1987)；Mayer et al.，Trends in Pharmacol.Sci，11254-260(1990)，該文獻(xiàn)通過在此引述而全文合并于本文)。
在專門的神經(jīng)元的架構(gòu)和突觸周圍的神經(jīng)的發(fā)育過程中已經(jīng)牽扯到NMDA，并且是可以依賴實(shí)驗(yàn)參與突觸的變化。另外，NMDA受體也認(rèn)為是參與長期的勢能，中樞神經(jīng)系統(tǒng)(CNS)的可塑性，認(rèn)知過程，記憶的獲得，滯留和學(xué)習(xí)。另外，NMDA受體也引起了特別的興趣，因?yàn)樗坪鯀⑴c了許多CNS紊亂。例如，在休克或創(chuàng)傷損傷引起的腦缺血的過程中，從損傷或喪失氧的神經(jīng)元中釋放了過量的激發(fā)氨基酸谷氨酸。這一過量的谷氨酸結(jié)合了NMDA受體，打開了配體作為門的離子通道，從而允許Ca2+流產(chǎn)生高水平的細(xì)胞內(nèi)Ca2+，激活生物化學(xué)級聯(lián)，導(dǎo)致蛋白質(zhì)，DNA和膜的降解，導(dǎo)致細(xì)胞死亡。這一現(xiàn)象，已知有激發(fā)毒性，也被認(rèn)為是作用于與低血糖和癲癇的心臟休克范圍的其他紊亂相關(guān)的神經(jīng)損傷。另外，有預(yù)先的報告表明，在亨廷頓，帕金森和阿爾之美疾病中有相同的慢性神經(jīng)退化。NMDA受體的激活已經(jīng)顯示是作用于休克后的驚厥，并且在一些癲癇額模型中，NMDA受體的激活已經(jīng)顯示是發(fā)生抽搐的必要條件。動物麻醉劑PCP(苯環(huán)利定)阻止了NMDA受體Ca2+通道在人中會發(fā)生與精神分裂癥相似的精神病狀態(tài)(參見Johnson et al.，Annu.Rev.Pharmacol.Toxicol.，30707-750(1990)，該文獻(xiàn)通過在此引述而全文合并于本文)。另外，NMDA受體也已經(jīng)涉及了一些類型的空間學(xué)習(xí)。(參見，Bliss et al.，Nature，36131(1993)，引入作為參考)。有趣的是，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在哺乳動物神經(jīng)系統(tǒng)中的NMDA受體對空間和時間的擾亂是多種多樣的。所以，細(xì)胞可以在它們的生命周期的不同時間產(chǎn)生NMDA受體，并且不是所有神經(jīng)細(xì)胞都可以利用NMDA受體的。
鑒于其神經(jīng)學(xué)的廣譜性，以及不平均的分布，研究者們已經(jīng)把興趣放在能夠作用于NMDA受體的藥物的鑒定和開發(fā)上?？梢哉{(diào)節(jié)NMDA受體的藥物被期望具有巨大的治療的潛力。例如，美國專利號，4,904,681授予了Cordi et al，這一通過在此引述而合并于本文的文獻(xiàn)敘述了D-環(huán)絲氨酸的用途，已知是可以調(diào)節(jié)NMDA受體的，可以改進(jìn)和增強(qiáng)記憶，可以治療與神經(jīng)紊亂相關(guān)的認(rèn)知缺陷。D-環(huán)絲氨酸據(jù)述可以作為甘氨酸拮抗劑，可以結(jié)合對馬錢子堿不敏感的甘氨酸受體。
美國專利號，5,061,721授予了Cordi et al.，這一通過在此引述而合并于本文的文獻(xiàn)敘述了D-環(huán)絲氨酸和D-丙氨酸結(jié)合用于治療阿爾之美疾病，與年齡相關(guān)的記憶損傷，學(xué)習(xí)缺陷和精神病紊亂，已經(jīng)可以改良健康個體中的記憶或?qū)W習(xí)。D丙氨酸可以結(jié)合D-環(huán)絲氨酸給藥降低D-環(huán)絲氨酸的臨床實(shí)驗(yàn)中觀察到的副作用，這是由于它對細(xì)菌的抑制生長的效果導(dǎo)致除去了天然的腸菌群。D丙氨酸逆轉(zhuǎn)了D環(huán)絲氨酸對細(xì)菌抑制生長的效果。也有報道，D環(huán)絲氨酸確實(shí)具有部分拮抗劑特征。
美國專利號5,086,072授予了Trullas等人，其通過在此引述而全文合并于本文，其中敘述了1-氨基環(huán)丙烷羧酸(ACPC)的用途，已知可以調(diào)節(jié)作為對馬錢子堿不敏感的甘氨酸結(jié)合位點(diǎn)的部分拮抗劑的NMDA受體，治療情緒的紊亂，包括抑郁，雙極紊亂，精神抑郁癥和季節(jié)影響的紊亂。本文也敘述了，ACPC模擬了動物模型中臨床上有效的抗抑郁劑的作用。另外，引證的在審的美國專利申請敘述了，ACPC和它的衍生物可以用于治療過度激活NMDA受體導(dǎo)致的神經(jīng)藥物紊亂。但是，本領(lǐng)域仍然需要一個滿意的方法來調(diào)節(jié)NMDA受體功能。
靶擊NMDA受體的藥物的開發(fā)雖然是需要的，但已經(jīng)受到妨礙，因?yàn)镹MDA受體額結(jié)構(gòu)還沒有完全闡明。確信在突觸后的膜中包埋了幾個蛋白鏈(亞基)。迄今確定額開始兩個亞基形成了可能含有大部分別構(gòu)結(jié)合位點(diǎn)的大的細(xì)胞外區(qū)域，幾個成環(huán)的跨膜區(qū)，折疊形成孔或通道，可以透過Ca2+，和一個羧基末端區(qū)功能還未知。各種配體與居留在細(xì)胞外表面上的蛋白質(zhì)的區(qū)域的結(jié)合調(diào)節(jié)了通道的打開和關(guān)閉，并且從通道中分離。正如，這些配體都已知是別構(gòu)配體。兩個協(xié)同的拮抗劑配體的結(jié)合(甘氨酸和谷氨酸)認(rèn)為在蛋白質(zhì)的整個結(jié)構(gòu)中影響了構(gòu)型的變化，最終反映了通道的打開，部分打開，部分關(guān)閉和關(guān)閉。其他別構(gòu)配體的結(jié)合調(diào)節(jié)了谷氨酸和甘氨酸引起或影響的構(gòu)型的變化。確信通道是在恒定的運(yùn)動中，在離子的通過(打開)和離子的阻止(關(guān)閉)的狀態(tài)中變化的。目前還不知道，是否別構(gòu)調(diào)節(jié)物真正增加了通道向離子流打開的時間，或是否調(diào)節(jié)物增加了打開的頻率。兩個影響可能是在相同的時間里發(fā)生的。
已知幾個化合物是拮抗陽離子通過NMDA受體的流動額，但它沒有競爭性地抑制別構(gòu)配體與任何已知的位點(diǎn)的結(jié)合。而是，這些化合物結(jié)合了打開的離子通道，并且通常已知是通道的阻遏物。事實(shí)上，一個這樣的通道阻遏物，dizocilpine(即，MK-801)的滴定形式的結(jié)合是激活NMDA受體復(fù)合物的好的方法。當(dāng)通道打開，MK-801可以自由通過通道，結(jié)合通道中它的識別位點(diǎn)。相反，當(dāng)通道關(guān)閉，MK-801可能不會自由通過通道并且結(jié)合。當(dāng)通道部分關(guān)閉，MK-801能夠比通道完全打開時結(jié)合得少。
通道阻遏物如MK-801和拮抗劑已知是保護(hù)細(xì)胞不會激發(fā)毒性死亡，在這些情況中，治療可能是和死亡一樣不如人愿，因?yàn)樗鼈冏柚沽巳魏蜟a2+的離子流，從而失去了任何恢復(fù)正?；钚缘臋C(jī)會。通道阻遏物和谷氨酸位點(diǎn)拮抗劑已知是可以引起幻覺，高血壓，協(xié)調(diào)的喪失，腦中的空泡形成，不能學(xué)習(xí)和記憶的丟失。PCP，典型的通道的阻遏物在人中能產(chǎn)生很好鑒定了精神分裂癥狀態(tài)。
二價陽離子結(jié)合位點(diǎn)的準(zhǔn)確定位仍然不清楚。Zn2+似乎是拮抗通道的打開，似乎是與細(xì)胞外的區(qū)域結(jié)合的。Mg2+顯示了在低濃度時有雙態(tài)的激活曲線，它是NMDA受體功能的拮抗劑，并且在高濃度是它是受體拮抗物。這似乎是適當(dāng)?shù)氖荏w功能所絕對需要的，并且似乎是結(jié)合了兩個位點(diǎn)，通道內(nèi)的電壓依賴的結(jié)合位點(diǎn)，和細(xì)胞外區(qū)域上的非電壓依賴結(jié)合位點(diǎn)。這些化合物可以調(diào)節(jié)NMDA受體，但不適于長期的治療。
另外，如所引證的，谷氨酸激活了NMDA受體，增強(qiáng)了細(xì)胞內(nèi)的鈣的水平，導(dǎo)致了蛋白酶，脂酶和其他細(xì)胞損傷的介導(dǎo)物的激活。細(xì)胞鈣的水平的增加也導(dǎo)致了膜的去極化和傳播性抑郁，另外增加了能量的需要和細(xì)胞外額谷氨酸。一氧化氮和其他游離自由基產(chǎn)生了，損壞了DNA，蛋白質(zhì)和脂肪酸。增加細(xì)胞鈣的水平可以導(dǎo)致許多神經(jīng)和炎癥的紊亂。
所以，本領(lǐng)域需要安全有效的化合物來調(diào)節(jié)Ca2+流通過NMDA離子通道，防止一氧化氮和其他游離自由基的過度生產(chǎn)。
其中R1和R2是H，OH，烷基，環(huán)烷基，氨基，或芳基，并且可以相同或不同；R2是H，NH2，烷基，OH，COOH，氨基，酰胺基，或氨基甲酸酯；R4-R8是H，OH，NH2，烷基，OH，COOH，酯，氨基，酰氨基，或烷氧基，并且可以是相同或不同；和R9-R14是H，烷基，或苯基，并且可以相同或不同。
當(dāng)R1-R8中任何一個是氨基，化合物可以是游離堿基和它們的酸添加鹽，如HCl和H2SO4.
在通式(I)和(II)的化合物的優(yōu)選的實(shí)施方案中，R1，R3-R14是獨(dú)立的H，甲基，乙基或丙基，R2是NH2。在通式(III)的優(yōu)選的化合物中，R1，R3-R14是獨(dú)立的H，甲基，乙基或丙基。
本發(fā)明也提供了治療和/或防止過度生產(chǎn)一氧化氮和其他游離自由基產(chǎn)生的神經(jīng)紊亂。該方法包括對患者給藥有效量的藥物可接受載體，和一個下面的通式的化合物或其藥物可接受鹽 其中R1和R3是H，OH，烷基，環(huán)烷基，氨基，或芳基，并且可以相同或不同；R2是H，NH2，烷基，OH，COOH，氨基，酰胺基或氨基甲酸酯；R4-R8是H，OH，NH2，烷基，OH，COOH，酯，氨基，酰胺基，或烷氧基，并且可以相同或不同；
R9-R14是H，烷基，或苯基，并且可以相同或不同。
當(dāng)R1-R8中的任何一個是氨基，化合物是游離的堿，和它們的酸添加鹽，如HCl和H2SO4。
通式(I)，(II)和(III)的化合物是金剛烷衍生物。通式(I)的化合物是氮碳基金剛烷衍生物，并且通式(II)和(III)的化合物是一氧化氮金剛烷衍生物。象其他金剛烷衍生物一樣，這些化合物已經(jīng)顯示是NMDA受體拮抗物。
本發(fā)明也提供了治療和/或防止一氧化氮和其他游離自由基過度生產(chǎn)導(dǎo)致的炎癥疾病和紊亂的方法。該方法包括對患者給藥有效量的藥物可接受載體，和一個下面的通式的化合物，或其藥物可接受鹽
其中R1和R3是H，OH，烷基，環(huán)烷基，氨基，或芳基，并且可以相同或不同；R2是H，NH2，烷基，OH，COOH，氨基，酰胺基，或氨基甲酸酯；R4-R8是H，OH，NH2，烷基，OH，COOH，酯，氨基，酰胺基，或烷氧基，并且可以相同或不同；R9-R14是H，烷基，或苯基，并且可以相同或不同。
當(dāng)R1-R8的任何一個是氨基，化合物是游離的堿，和它們的酸添加鹽，如HCl，和H2SO4。
本發(fā)明也提供了治療和/或防止一氧化氮和其他游離自由基過度生產(chǎn)導(dǎo)致的涉及老化的紊亂的方法。該方法包括對患者給藥有效量的藥物可接受載體和一個下面的通式的化合物，或其藥物可接受鹽
其中R1和R3是H，OH，烷基，環(huán)烷基，氨基，或芳基，并且可以相同或不同；R2是H，NH2，烷基，OH，COOH，氨基，酰胺基，或氨基甲酸酯；R4-R8是H，OH，NH2，烷基，OH，COOH，酯，氨基，酰胺基，或烷氧基，并且可以相同或不同；R9-R14是H，烷基，或苯基，并且可以相同或不同。
當(dāng)R1-R8中的任何一個是氨基，化合物是游離的堿和它們的酸添加鹽，如HCl和H2SO4。
本發(fā)明也提供了配制成藥劑的NMDA受體拮抗劑化合物的用途，用于治療遭受一氧化氮和其他游離自由基的過度生產(chǎn)導(dǎo)致的紊亂的患者。NMDA受體拮抗物化合物是下面的通式或其藥物可接受鹽
其中R1和R3是H，OH，烷基，環(huán)烷基，氨基，或芳基，并且可以相同或不同；R2是H，NH2，烷基，OH，COOH，氨基，酰胺基，或氨基甲酸酯；R4-R8是H，OH，NH2，烷基，OH，COOH，酯，氨基，酰胺基，或環(huán)烷基，并且可以相同或不同；R9-R14是H，烷基，或苯基，并且可以相同或不同。
當(dāng)R1-R8中的任何一個是氨基，化合物是游離堿，和它們的添加鹽如HCl和H2SO4。
本發(fā)明也提供了可以用于治療患有一氧化氮和其他游離自由基的過度產(chǎn)生導(dǎo)致的紊亂的患者的藥物組合物。NMDA受體拮抗物化合物是如下的通式或其藥物可接受鹽
其中R1和R3是H，OH，烷基，環(huán)烷基，氨基，或芳基，并且可以相同或不同；R2是H，NH2，烷基，OH，COOH，氨基，酰胺基，或氨基甲酸酯；R4-R8是H，OH，NH2，烷基，OH，COOH，酯，氨基，酰胺基，或烷氧基，并且可以相同或不同；R9-R14是H，烷基，或苯基，并且可以相同或不同。
當(dāng)R1-R8是氨基時，化合物是游離的堿基，它們的酸添加鹽如HCl和H2SO4。
為了可以理解下面的詳細(xì)說明，和為了本發(fā)明對本領(lǐng)域的貢獻(xiàn)更令人欣賞，上面的敘述更廣泛地闡述了本發(fā)明的更重要的特征。本發(fā)明的其他目的和特征將在與附圖結(jié)合考慮的下面的詳細(xì)說明中變得明顯。但是，應(yīng)當(dāng)理解，附圖的設(shè)計是為了說明，不是作為本發(fā)明的限制范圍，本發(fā)明的限制范圍應(yīng)該參考附加的權(quán)利要求。
附圖的簡要說明

圖1顯示了本發(fā)明的化合物；圖2說明了memantine的研究，說明了它的激活和/或抗抑郁劑和神經(jīng)學(xué)特征；和圖3表示了根據(jù)本發(fā)明的氮碳基衍生物的一個實(shí)施方案中舉例說明的合成方案。
本發(fā)明的詳細(xì)說明本發(fā)明提供了下面的通式的化合物 其中R1和R3是H，OH，烷基，環(huán)烷基，氨基，或芳基，并且可以相同或不同；R2是H，NH2，烷基，OH，COOH，氨基，酰胺，或氨基甲酸酯；R4-R8是H，OH，NH2，烷基，OH，COOH，酯，氨基，酰胺基，或烷氧基，并且可以是相同或不同；
R9-R14是H，烷基，或苯基，并且可以相同或不同。
當(dāng)R1-R8中的任何一個是氨基時，化合物是游離的堿和它們的酸添加鹽，如HCl和H2SO4。
在通式(I)和(II)的化合物的優(yōu)選的實(shí)施方案中，R1，R3-R4是獨(dú)立的H，甲基，乙基，或丙基，R2是NH2。在通式(III)的優(yōu)選的化合物中，R1，R3-R4是獨(dú)立的H，甲基，乙基或丙基。
本發(fā)明的化合物在治療和/或防止與反應(yīng)氧種類導(dǎo)致的紊亂相關(guān)的癥狀時是有效的。本發(fā)明的新的化合物是有抗氧化劑特性的NMDA受體拮抗劑。作為它們的抗氧化特性的結(jié)果，這些化合物可用于防止和治療神經(jīng)紊亂，炎癥疾病和老化和涉及老化的疾病。
如本文所用，術(shù)語“烷基”指碳原子達(dá)到15的未取代的或取代的線性，分支或環(huán)烷基碳鏈。線性烷基基團(tuán)包括例如，甲基，乙基，N丙基，N苯基，N己基，N-庚基和N辛基。分支的烷基基團(tuán)包括例如，異丙基，sec-丁基，異丁基，叔丁基和新戊基。環(huán)烷基(“環(huán)烷基”)基團(tuán)包括例如，環(huán)丙基，環(huán)丁基，環(huán)戊基和環(huán)己基。烷基基團(tuán)可以用于一個或幾個取代基取代。這樣的取代基的非限制例子包括NO2，ONO2，F(xiàn)，Cl，Br，I，OH，OCR3，CO2H，CO2H，CO2CH3，CN，芳基和雜芳基。其中“烷基”在文章中用如“烷基-ONO2，”，指用ONO2取代的烷基基團(tuán)。其中“烷基”在文章中用如“C(O)烷基-ONO2，”，指在一個位置與羰基連接的烷基基團(tuán)，是用ONO2取代的烷基基團(tuán)。
如本文所用，術(shù)語“雜烷基”指碳鏈中至少含有一個雜原子(例如，氮，氧或硫)的環(huán)鏈。線性雜烷基基團(tuán)包括例如，CH2CH2OCH3，CH2CH2N(CH3)2和CH2CH2SCH3。分支的基團(tuán)包括例如，CH2CH(OCH3)CH3，CH2CH(N(CH3)2)CH3和CH2CH(OCH3)CH3。環(huán)雜烷基基基團(tuán)包括例如，CH(CH2CH2)2O，H(CH2CH2)2NCH3和CH(CH2CH2)2S。雜烷基基團(tuán)可以用一個或多個取代基取代。這樣的取代基的非限制例子包括NO2，ONO2，F(xiàn)，Cl，Br，I，OH，OCR3，CO2H，CO2CH3，CN，芳基和雜芳基。當(dāng)文章中的“雜烷基”用作如“雜烷基-ONO2，”時，它指用ONO2取代的雜烷基。當(dāng)文章中的“雜烷基”用作“C(O)雜烷基-NO2，”時，它指在一個位置與羰基連接的并且用ONO2取代的烷基。
如本文所用，術(shù)語“芳基”指未取代的或取代的芳香的碳環(huán)基團(tuán)。芳基基團(tuán)是單環(huán)或多個濃縮環(huán)化合物。苯基基團(tuán)例如是單環(huán)芳基基團(tuán)。具有多個濃縮環(huán)的芳基基團(tuán)的例子是萘基基團(tuán)。芳基基團(tuán)可以用一個或多個取代基取代。這樣的取代基的非限制例子包括NO2，ONO2，F(xiàn)，Cl，Br，I，OH，OCR3，CO2H，CO2CH3，CN，芳基和雜芳基。
如本文所用，“治療效果”指如本文公開的技術(shù)測量的，在臨床觀察到的信號的基線，神經(jīng)，炎癥和涉及老化或神經(jīng)精神病紊亂的癥狀的可觀察到的改良。
術(shù)語“藥物可接受”指化合物，如鹽或賦形劑中的不可接受的毒性的缺乏。藥物可接受鹽包括無機(jī)陰離子，如氯，溴，碘，硫酸，亞硫酸鹽，硝酸，亞硝酸，磷酸等等，和有機(jī)陰離子如乙酸，丙二酸鹽，丙酮酸，丙酸，肉桂酸，甲苯磺酸鹽，檸檬酸等等。藥物可接受賦形劑如E.W.Martin，在萊明頓藥理科學(xué)Mack出版社(1995)，Philadelphia，PA，第19版中所述。
如本文所用，“神經(jīng)精神病紊亂”指具有神經(jīng)和精神病特征的急性和亞急性紊亂。通常本發(fā)明可治療的常見的神經(jīng)精神病紊亂的例子包括主要的抑郁紊亂(MDD)，雙極紊亂(情緒抑郁病或BPD)，焦急，和藥物副作用包括依賴，退縮，藥物耐受，創(chuàng)傷產(chǎn)生的紊亂，缺血或低氧癥狀包括休克，低血糖，腦缺血，心臟停滯，脊索創(chuàng)傷，頭創(chuàng)傷，圍生低氧，心臟停滯和低血糖神經(jīng)損壞，癲癇，阿爾之美疾病，亨廷頓疾病，帕金森病，肌萎縮后側(cè)硬化，抽搐，疼痛，精神分裂癥，肌肉痙攣，植入性頭痛，尿失禁，嘔吐，腦水腫，緩青霉素運(yùn)動障礙，AIDS誘導(dǎo)的癡呆，眼的損壞，retinopathy，認(rèn)知紊亂，和HIV感染相關(guān)的神經(jīng)元損傷如認(rèn)知，運(yùn)動和感覺中的功能失調(diào)。在精神紊亂的診斷和統(tǒng)計手冊，第4版，美國精神病出版社(1994)，中敘述了神經(jīng)精神病紊亂，其通過在此引述而合并于本文。
一些金剛烷衍生物，如memantine已經(jīng)顯示成功地去除了游離自由基，減少了游離自由基引起的氧壓。Memantine(AkatinolMemantine，(Merz&Co.，GmbH)CAS Registry No.41100-52-1)，具有結(jié)構(gòu)如下 是目前用于治療癡呆綜合癥，脊椎可塑性和帕金森病的非競爭性N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)拮抗劑。
在化學(xué)上，memantine是1-氨基-3，5-二甲基金剛烷的金剛烷類。與其他NMDA拮抗劑相比，已經(jīng)報道m(xù)emantine具有在人腦組織中的PCR和MK-801受體位點(diǎn)結(jié)合的最大效力的潛能(Kornhuber et al.，Eur J Pharmacol(Mod Pharmacol Sect)1991；206297-300)。Memantine在死后解剖的人前皮層中以治療濃度結(jié)合了NMDA受體的PCR和MK-801結(jié)合位點(diǎn)(Kornhuber et al.，Eur JPharmacol 1989；166589-590)，降低了膜流(Bormann，Eur JPharmacol 1989；66591-592)。Memantine的耐受性很好，盡管它在德國有廣泛的用途，只有少數(shù)幾個精神病和認(rèn)知缺陷的案例中報道利用了它。比較其他的NMDA拮抗劑，金剛烷似乎具有更有利的藥學(xué)方案，更似乎不是減弱精神病和認(rèn)知缺陷的。不結(jié)合理論，為什么金剛烷似乎不誘導(dǎo)認(rèn)知缺陷和精神病的可能性是由于與其他NMDA拮抗劑如可它因相比它對下丘腦垂體軸(HPA)的效果很小。NMDA受體已經(jīng)有報道參與了HPA軸釋放的激素的生理搏動調(diào)節(jié)(Bhat et al.，1995)，導(dǎo)致皮質(zhì)素過多。抑郁中的精神病癥狀和認(rèn)知缺陷已經(jīng)與從次于HPA活性過多的多巴胺活性的增加有關(guān)(Walder et al.，Biol Psychiatry 2000；481121-1132)。缺乏金剛烷對HPA軸的效果，和導(dǎo)致多巴胺活性的提高可以解釋利用這一藥物可以看到的低比例的精神病。金剛烷對其他NMDA拮抗劑的優(yōu)點(diǎn)是與例如dextromethorphan相反，金剛烷沒有NMDA拮抗特性的活性代謝(Ziemann et al.，1996)。另外，memantine血清水平是測量可得的。Memantine是可在人中利用的少數(shù)幾個NMDA拮抗劑中的一個，并且如它和它的前體金剛烷胺可以治療抑郁，已經(jīng)在臨床上使用了許多年，副作用很少(Kornhuber et al.，J NeuralTransm Suppl 1994；4391-104)。Memantine很少能明顯地與激動，混亂和精神病相關(guān)(Rabey et al.，J Neural Transm 1992；4277-282；Riederer et al.，Lancet，1991 Oct 19；338(8773)1022-3)，正如與其他NMDA拮抗劑所看到的，如苯環(huán)利定和可它因。Memantine在老年群體中的耐受性很好，在歐洲的文獻(xiàn)中已經(jīng)有敘述(Gortelmeyer et al.，Arzneim-Forsch/Drug Res 1992；42904-913)。
Memantine具有明顯的親神經(jīng)和激活特性，可以用于調(diào)節(jié)谷氨酸能神經(jīng)傳遞，而同時通過了直接的細(xì)胞內(nèi)的機(jī)制提供了巨大的親神經(jīng)效果。Memantine具有潛在的非競爭性的依賴電壓的NMDA拮抗劑特性，效果可以與MK-801相比(參見，Bormann，EurJ Pharmacol 1989；66591-592，其通過在此引述而合并于本文)。Memantine也證明是抗抽搐的和具有神經(jīng)保護(hù)特性和在體外有多巴胺能效果(參見，Maj，Arzneim Forsch/Drug Res1982；321236-1273，其通過在此引述而合并于本文)。Memantine從1978年開始就已經(jīng)使用，在德國允許治療有下面的腦癥狀的輕微和中等的腦性能紊亂集中和記憶紊亂，失去興趣和動力，過早疲勞，和癡呆綜合癥，以及治療需要提高注意力和警覺的疾病。腦和脊索可塑性，帕金森和類似帕金森疾病是其他的適應(yīng)癥。Memantine的作用是谷氨酸能神經(jīng)傳遞的調(diào)節(jié)物。在降低的谷氨酸釋放的狀態(tài)中，在神經(jīng)元退化后，memantine導(dǎo)致了信號傳遞的改良和神經(jīng)元的激活。在大量的谷氨酸釋放的狀態(tài)中，例如缺血，memantine阻止了NMDA受體，調(diào)節(jié)了神經(jīng)元上的谷氨酸的毒性激發(fā)行為。相信，它的神經(jīng)保護(hù)特性是由于NMDA受體的病理中的激抗作用，谷氨酸增多。在帕金森疾病中Memantine的效率已經(jīng)表明，是中和(或調(diào)節(jié))谷氨酸皮層-條紋和底丘腦套核途徑的活性提高的能力的結(jié)果(Klockgether和Turski，Trends Neurosci1989；12285-286；Ann Neurol 1990；28539-546，和Schmidt et al.，Trends Neurosci 1990；1346-47.，其通過在此引述而合并于本文)。這一效果是獨(dú)立于多巴胺或去甲腎上腺素的釋放。
Memantine已經(jīng)報道了許多年，在神經(jīng)精神病紊亂如帕金森疾病和癡呆中通常發(fā)現(xiàn)的缺陷癥狀或抑郁癥狀有正的效果。在有癡呆和帕金森疾病的患者的研究中，抑郁情緒，焦慮，沒有動力，體細(xì)胞擾亂，警覺，短期記憶和集中的破壞在使用memantine時明顯得到改良。這些研究中的一些也報道了用memantine有過度活潑，不安靜和精神愉快的不利效果，表明，可以具有有活性的或抗抑郁的特性。這些發(fā)現(xiàn)概括在圖2表示的表格中。
其他金剛烷衍生物已經(jīng)證明在治療各種沉溺中有效，如Rimantadine(1-(10氨基乙基)金剛烷)，可以預(yù)防和治療人的流感，金剛烷(1-氨基金剛烷)已經(jīng)可以用于治療流感和帕金森疾病(Schwab et al.，J.Am.Med.Assoc.(1969)2081168)。
一氧化氮(“NO”)在血壓，血凝和神經(jīng)傳遞的體內(nèi)平衡調(diào)節(jié)中起重要作用。NO也作為抗癌癥細(xì)胞，寄生蟲微生物的寄主防御系統(tǒng)部分。在腦中，NO在小腦粒細(xì)胞中產(chǎn)生，是應(yīng)對谷氨酸受體的NMDA亞型的刺激。(Garthwaite et al.，Nature，336385，1988)。在神經(jīng)元細(xì)胞中，酶一氧化氮合酶(NOS)的同工型受到Ca2+離子流經(jīng)過NMDA受體操作的離子流通道的激活。(Bredt，et al.，Nature，347768，1990)。NO滲透出和作用于一個或幾個鄰近的結(jié)構(gòu)，包括突觸前的神經(jīng)細(xì)胞，所以加強(qiáng)了細(xì)胞在突觸的兩端的連接。所以，NOS是反饋環(huán)和逆行信使的一部分。NO下調(diào)NOS是通過這一機(jī)制的。Ca2+離子流通過NMDA離子通道也受到這一反饋機(jī)制的抑制。
NO是血管內(nèi)皮產(chǎn)生的，從內(nèi)皮細(xì)胞滲透到鄰近的光滑肌細(xì)胞，激活了可溶的鳥苷酸環(huán)化酶(sGC)，催化環(huán)鳥嘌呤單磷酸(c-GMP)的合成。NO也通過依賴C-cGMP的途徑抑制血小板凝集。與前列環(huán)素一起，NO提供了抗血小板凝集和與內(nèi)皮的黏連的防衛(wèi)。所以適當(dāng)?shù)膬?nèi)皮與NO的功能對于防止病痛中的動脈硬化和心臟疾病是重要的。
氮碳基和硝基氮是可滲透細(xì)胞的和穩(wěn)定的游離自由基。氮碳基與游離的自由基反應(yīng)，形成硝基氮，作用如超氧化歧化酶，模擬和催化超氧陰離子的歧化(Samuni et al.，J.Biol.Chem.26317921，1988；Krishna et al.，J.Biol.Chem.27126018，1996；Krishna et al.，J.Biol.Chem.27126026，1996)，并且刺激血紅素蛋白的類似催化酶的活性，(Krishna et al.，J.Biol.Chem.27126026，1996)導(dǎo)致保護(hù)細(xì)胞受到游離自由基介導(dǎo)的損壞。硝基氮對其他抗氧化劑的另一個優(yōu)點(diǎn)是它的濃度在反應(yīng)前后仍然相同，因?yàn)樗淖饔檬谴呋瘎?。例如，苯?叔-丁基氮碳基(PBN)與游離自由基反應(yīng)形成硝基氮 硝基氮通過直接與游離自由基反應(yīng)，或通過氧化還原金屬除去游離自由基，從而抑制Fenton和催化金屬的Haber-Weiss反應(yīng)(Mohsen et al.，Mol.Cellul.Biochem.145103，1995)。例如，2，2，6，6-四甲基吡啶-1-氧基(TEMPOL)除去超氧化物(O2)，方法如下
碳氮基與游離自由基的反應(yīng)的終端產(chǎn)物包括羥基胺衍生物，甲醛和胺。這些產(chǎn)物比游離自由基對細(xì)胞的損壞更小(Chamulitratet al.，J.Biol.Chem26811520，1993；Janzen et al.，F(xiàn)ree Rad.Biol.Med.12169，1992；Kotake and Janzen，J.Am.Chem.Soc.113948，1991)。每天腹膜內(nèi)注射PBN到感覺加速的小鼠中導(dǎo)致生命期增長的33％(Edamatsu et al.，Biochem.Biophys.Res.Commun.211847，1995)。當(dāng)在24個月大的大鼠中腹膜內(nèi)注射32mg/kg每天的PBN 9.5個月時，對認(rèn)知功能重要的兩個腦區(qū)域中的脂的超氧化，新皮層和蒼白球降低，并且老的大鼠的認(rèn)知功能改善。更有印象的是，在研究了32個月時，11個PBN處理的大鼠中有7個仍然活著(Sack et al.，Neurosci.Lett.205181，1996)。
在另一個實(shí)施方案中，硝基氮，4-羥基-2，2，6，6-四甲基吡啶-1-氧基緩解了在實(shí)驗(yàn)疼痛周邊并發(fā)癥的大鼠中的熱疼痛(Tal，Neuroreport 713183，1996)。在分離的大鼠心臟中，硝基氮通過防止羥基自由基的形成而不是通過降低心臟的速率或通過直接抑制心律失常來保護(hù)不受再灌注的損傷(Gelvan et al.，Proc.Natl.Acad.Sci.884680，1991)。硝基氮負(fù)擔(dān)了微摩爾濃度的培養(yǎng)中的大鼠心肌細(xì)胞的保護(hù)，沒有來自過氧化氫的毒性的副作用(Mohsen et al.，Mol.Cellul.Biochem，145103，1995)。這一數(shù)據(jù)證明，了游離自由基捕獲碳氮基和硝基氮作為治療試劑用于人疾病或防止老化的藥劑的用途。
N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)類型的谷氨酸受體拮抗劑在治療各種神經(jīng)疾病中有廣泛的用途。Memantine發(fā)現(xiàn)是NMDA受體的微摩爾拮抗劑(Borman，Eur.J.Pharmacol.166591，1989)。Memantine保護(hù)了皮層和視網(wǎng)膜神經(jīng)元培養(yǎng)物不受谷氨酸，NMDA和HIV-1包衣的蛋白質(zhì)gp-120的毒性(Deyer et al.，Science248364，1990)。Memantine具有體外體內(nèi)抗含氧量低的特性。最近的研究證明，金剛烷也保護(hù)大鼠中喹啉酸誘導(dǎo)的海馬損傷(Keilhoff et al.，Eur.J.Pharmacol.219451，1992)。雖然與其他NMDA通道阻遏物的結(jié)構(gòu)十分不同，金剛烷抑制了[3H]dizocilpine(Chen et al.，J.Neurosci.124427，1992)結(jié)合腦膜。金剛烷也阻止了其他神經(jīng)遞質(zhì)作為門的親離子受體，包括尼古丁乙酰膽堿受體(Masou et al.，Eur.J.Pharmacol.130187，1986)和5-羥基色胺5-HT3受體(Reiser et al.，Brain Res.443338，1988)。
和金剛烷一樣，MK0-801和可它因也結(jié)合NMDA受體，并且已經(jīng)顯示負(fù)擔(dān)了神經(jīng)保護(hù)。與MK-801和PBN的結(jié)合治療保護(hù)了海馬薄片中的缺血神經(jīng)元損傷比單獨(dú)的試劑更好(Barth et al.，Exp.Neurol.141330，1996)。所以，NMDA拮抗劑功能與游離的自由基清除劑活性結(jié)合在一個試劑中負(fù)擔(dān)了每個試劑單獨(dú)不能提供的協(xié)同保護(hù)。
本發(fā)明的新化合物包括了碳氮基金剛烷衍生物(通式(I))和硝基金剛烷衍生物(通式(II)和(III))。通式(I)，(II)和(III)的金剛烷衍生物是NMDA受體拮抗劑，具有抗氧化劑特性，可以結(jié)合NMDA受體，調(diào)節(jié)NMDA受體操作的離子通道，限制Ca2+離子流，從而防止了NO和其他游離自由基的過度產(chǎn)生。另外，它們在神經(jīng)元細(xì)胞中清楚游離自由基，包括超氧化物(O2·-)，超氧化亞硝酸鹽(ONOO-)和羥基自由基(·OH)。作為結(jié)果，它們可以用于防止和治療神經(jīng)紊亂包括含氧低的缺血腦損傷，創(chuàng)傷，癲癇，帕金森疾病，亨廷頓疾病，肌后側(cè)硬化，和AIDS癡呆，以及其他炎癥疾病，如炎癥腸胃疾病，類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎，氣喘，動脈硬化，冠狀心臟疾病，來自心臟病突發(fā)或休克的再灌注損傷和其他涉及年齡的疾病。它們也可以用于防止老化。
本發(fā)明的碳氮基和硝基氮金剛烷化合物和它們的衍生物可以對患者以藥物可接受鹽形式或藥物組合物來給藥。以藥物組合物給藥的化合物可以與適當(dāng)?shù)妮d體或賦形劑混合從而能有一個治療有效的量。術(shù)語“治療有效量”指達(dá)到需要的目的的硝基氮或碳氮基金剛烷衍生物的化合物的量(例如，防止硝基氮和其他游離自由基的過度生產(chǎn)，降低神經(jīng)損傷的休克等等的結(jié)果)。
各種制劑可以用于配制藥物組合物，其中含有硝基氮或碳氮基金剛烷衍生物，包括固體，半固體，液體和氣體形式。Remington藥物科學(xué)，Mack出版社(1995)，Philadelphia，PA，第19版。片劑，小丸，顆粒，糖衣片，凝膠，糖漿，油膏，溶液，栓劑，注射液，吸入劑和氣霧劑是這些配方的例子。配方可以局部或系統(tǒng)的方式，或小滴或持續(xù)釋放的方式給藥。給藥組合物可以許多方式進(jìn)行。在其中，口服，口腔服，直腸，腸胃外，腹膜內(nèi)，皮內(nèi)，經(jīng)皮的，和氣管內(nèi)的方法可以利用。
當(dāng)硝基氮或碳氮基金剛烷衍生物通過注射給予時，可以通過溶解，懸浮或?qū)⑺榛伤芤夯蚍撬芤簛砼渲啤Ｖ参镉突蛳嗨频挠?，合成的脂肪酸甘油，更高的脂肪酸的酯和丙二醇是非水溶液的例子。化合物?yōu)選地配制成水溶液，如Hank溶液，Ringer溶液或生理鹽緩沖液。
當(dāng)口服給予硝基氮或碳氮基金剛烷衍生物時，它可以通過結(jié)合藥物可接受載體配制，這是本領(lǐng)域已知的。載體可以是化合物配制成例如片劑，丸劑，懸浮液，液體或凝膠，用于患者的口服吸攝?？诜门浞娇梢愿鞣N方法得到，包括將化合物與固體賦形劑化合物，可選擇地研磨得到的混合物，加入適當(dāng)?shù)妮o助劑和加工顆?；旌衔?。下面的表格包括賦形劑的例子，可以口服配方形式使用，如糖，如乳糖，蔗糖，甘露糖和山梨糖；纖維素制劑如玉米淀粉，小麥淀粉，土豆淀粉，明膠，口香糖黃氏膠，甲基纖維素，羥基丙基甲基纖維素，羧基甲基纖維素鈉和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)。
本發(fā)明的硝基氮或碳氮基金剛烷衍生物也可以從壓力包裝的氣霧噴灑制劑形式遞送，從一個噴霧器或從干份吸入器中噴灑?？梢杂糜趪婌F器的適當(dāng)推進(jìn)劑包括例如，二氯二氟-甲烷，三氯氟甲烷，二氯四甲氟乙烷和二氧化碳。劑量可以通過提供一個閥來確定，在壓力化氣霧的情況中遞送調(diào)節(jié)量的化合物。
本發(fā)明的藥物組合物含有治療有效量的一氧化氮或碳氮基金剛烷衍生物?；衔锏牧繉⑷Q于待治療的患者。在決定適當(dāng)?shù)牧繒r應(yīng)該考慮患者的體重，疾病的嚴(yán)重程度，開處方的醫(yī)生的給藥和判斷的方式。氨基金剛烷衍生物的治療有效量額確定是本領(lǐng)域的一個技術(shù)人員的能力范圍內(nèi)的。
雖然硝基氧或碳氮基金剛烷衍生物的治療有效量將根據(jù)待治療的患者而改變，適當(dāng)?shù)膭┝客ǔＪ窃诩s0.1mg和1g化合物的范圍中的。
在一些情況中，利用所述的范圍之外的劑量治療病人是需要。那樣的情況對開處方的醫(yī)生將是明顯的。必要的時候，醫(yī)生也知道怎樣和什么時候中斷，調(diào)節(jié)或終止治療和應(yīng)答特殊的患者。
本發(fā)明的化合物可以利用如下所述的實(shí)驗(yàn)測試降低神經(jīng)元損傷的效率；有效的化合物將引起神經(jīng)元細(xì)胞死亡減少。本發(fā)明中最優(yōu)選的化合物是最大地保護(hù)神經(jīng)元不受NMDA受體介導(dǎo)的損傷的那些，例如谷氨酸(如下所述)或其他激發(fā)氨基酸或結(jié)構(gòu)相似的化合物刺激NMDA受體或激發(fā)肽，如N-乙酰天門冬酰谷氨酸刺激導(dǎo)致的損傷。
神經(jīng)元細(xì)胞功能和死亡的測試為了測試硝基氮和碳氮基金剛烷衍生物防止神經(jīng)毒性的能力，神經(jīng)元細(xì)胞的死亡可以如下來測試。在一般的麻醉下，熒光染料顆粒藍(lán)(Mackromolecular Chemin，Umstadt，F(xiàn)RG)作為約2％(w/v)的鹽溶液中的懸浮液注射進(jìn)4到6天大的Long-Evans大鼠的上丘(Charles River Laboratory，Wilmington，Mass)。2到6天后，通過斷頭殺死動物，剜出，快說除去視網(wǎng)膜。用酶木瓜蛋白酶溫和處理離解視網(wǎng)膜，在Eagles基本培養(yǎng)基中培養(yǎng)(MEM，catalog#1090，Gibco，Grand Island，N.Y.)，用0.7％(w/v)的甲基纖維素，0.3％(w/v)蔗糖，2mM谷氨酰胺，1ug/ml的慶大霉素，和5％(v/v)的大鼠血清來補(bǔ)充，如Lipton et al.，J.Physiol.385361，1987中所述。在35毫米的組織培養(yǎng)盤中用聚-L-賴氨酸包衣的75mm sup.2玻璃蓋玻片上鋪細(xì)胞。在存在或沒有激活NMDA受體操作的通道的復(fù)合物時，在高鈣，低鎂培養(yǎng)基(10mM的CaCl.Sub.2，50uM MgCl.Sub.2)中，加入候選的硝基氮或碳氮基金剛烷衍生物(例如，在范圍1nM-1mM范圍的系列濃度中)，增強(qiáng)這一制劑中的NMDA受體的神經(jīng)毒性(Hahn et al.，Proc.Natl.Acad.Sci.USA 856556，1988；Levy et al.，Neurology 40852，1990；Levyet al.，Neurosci.Lett.110291，1990)。(在這些離子條件下或加入外源NMDA(200.mu.M))的生存程度是可以與正常的培養(yǎng)基(1.8mMCaCl.sub.2，0.8mMMgCl.sub.2)中的比較，減小了這一制劑中的NMDA受體介導(dǎo)的損傷(Hahn et al.，如上引證)。在37度下，在大氣5％ CO.sub.2/95％空氣中溫育持續(xù)了16-24小時。視網(wǎng)膜眼神細(xì)胞吸收和裂解熒光素二乙酸成熒光素的能力用作Hahn etal的詳細(xì)敘述的存活力的指標(biāo)(Proc.Natl.Acad.Sci.USA 856556，1988)。染料吸收和裂解通常是與小塊電極測試的正常的電生理特性相關(guān)性很好。
為了進(jìn)行存活力實(shí)驗(yàn)，細(xì)胞培養(yǎng)基與含有0.0005％熒光素二乙酸的生理鹽水交換15到45個小時，然后細(xì)胞在鹽水作漂洗。不含有熒光素染料的視網(wǎng)膜眼神經(jīng)細(xì)胞神經(jīng)元經(jīng)常在態(tài)相反和紫外熒光眼下可以見到，后者的情況是因?yàn)闃?biāo)記染料顆粒藍(lán)繼續(xù)存在；其他死的視網(wǎng)膜眼神經(jīng)細(xì)胞離解，只剩下細(xì)胞碎片。相反，存活的視網(wǎng)膜眼神經(jīng)細(xì)胞不僅在紫外光下具有藍(lán)色而且用適于熒光素的過濾器可以見到黃綠色熒光。所以，利用兩個可交換的熒光濾器允許快速確定培養(yǎng)物中存活的神經(jīng)細(xì)胞。神經(jīng)細(xì)胞經(jīng)常發(fā)現(xiàn)是作為單體神經(jīng)元以及小簇的其他細(xì)胞中的神經(jīng)元。
利用來自中央神經(jīng)系統(tǒng)的任何類型的神經(jīng)元細(xì)胞可以測試硝基氮或碳氮基金剛烷衍生物在本發(fā)明的方法中的用途，只要可以通過常規(guī)技術(shù)完整地分離細(xì)胞。除了如上所述的視網(wǎng)膜培養(yǎng)物，我們也利用了海馬和皮層神經(jīng)元，但任何神經(jīng)元都可以利用，只要具有NMDA受體(例如，來自腦的其他區(qū)域的神經(jīng)元)。這樣的神經(jīng)元可以是出生前或出生后的，并且他們可以是來自人的，嚙齒動物或其他哺乳動物。在一個實(shí)施例中，視網(wǎng)膜培養(yǎng)物可以從出生后的哺乳動物中產(chǎn)生；他們已經(jīng)很好鑒定了，并且含有中樞神經(jīng)元，視網(wǎng)膜眼神經(jīng)細(xì)胞，可以不用熒光標(biāo)記來鑒定。在培養(yǎng)物中的視網(wǎng)膜眼神經(jīng)細(xì)胞的基本部分具有突觸活性并且不完全地具有完整的中央神經(jīng)系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)的神經(jīng)遞質(zhì)受體中的許多。
細(xì)胞內(nèi)Ca2+的測量在用Ca2+敏感熒光染料fura2，如下，進(jìn)行數(shù)字成象顯微觀察，在新生兒的皮層神經(jīng)元中測量細(xì)胞內(nèi)的游離Ca2+([Ca2+]I)的濃度。利用如上所述的相同的皮層神經(jīng)元培養(yǎng)物。在Ca2+測量過程中，除非特別陳述，溫浴神經(jīng)元的液體包括Hank平衡鹽137.6mMNaCl，1mM NaHCO3，0.34mM Na2HPO4，0.44mM KH2PO4，5.36mMKCl，1.25mMCaCl.sub.2，0.5mM MgSO4，0.5mM MgCl2，5mMHepes NaOH，22.2mM蔗糖有時有酚紅指示物(0.001％v/v)；pH7.2。NMDA(在沒有Mg++)，谷氨酸，和其他物質(zhì)通常是通過在這樣水浴溶液中稀釋后壓力反彈應(yīng)用到神經(jīng)元中。用如上所述的2-乙基氧甲基酯(AM)分析神經(jīng)元[Ca2+][Grynkiewicz，et al.，J.Biol.Chem.2603440(1985)；Williams et al.，Nature 318558(1985)；Connor et al.，J.Neurosci.71384(1987)；Connor et al.，Science240649(1988)；Cohan et al.，J.Neurosci.73588(1987)；Mattson，etal.，ibid，93728(1989)]。在神經(jīng)元中加入含有10uMfura 2-AM的Eagle最小基本培養(yǎng)基后，在37度，在5％CO2/95％空氣潮濕艙中溫育培養(yǎng)物，然后漂洗。在1小時內(nèi)加載，捕獲和去酯染料，正如穩(wěn)定的熒光比例所確定的，測量[Ca2+]上的Ca2+離子載體離子霉素的效果。在Ca2+成象過程中，在Hepes-緩沖鹽和Hank平衡鹽的溶液中溫育細(xì)胞。用安裝在Zeiss Axiovert 35顯微鏡上的DAGEMTI 66SIT或QUANTEX QX-100強(qiáng)化CCD相機(jī)測量350和380nm處激發(fā)的500nm處的熒光得到的比例圖計算[Ca2+]。每個圖的曝光時間是500ms。用Quantex(Sunnyvale，Calif)QX7-210成象加工系統(tǒng)來進(jìn)行分析。由于細(xì)胞只在數(shù)據(jù)收集過程中曝光在紫外光下(通常小于總的每個細(xì)胞20s)，furu2的漂白最小。延遲的NMDA受體介導(dǎo)的神經(jīng)毒性已經(jīng)顯示是與細(xì)胞內(nèi)的Ca2+濃度的早期增加有關(guān)。
通道阻止和抗抽搐作用之間的相關(guān)性已經(jīng)測試了NMDA受體通道(體外)的測試的硝基氮或碳氮基金剛烷衍生物的作用和抗抽搐效果(體內(nèi))之間的關(guān)系。為了這一目的，劃出了測試參數(shù)的xy圖。已經(jīng)顯示，在阻止NMDA受體通道和通式(I)，(II)或(III)的硝基氮或碳氮基金剛烷的抗抽搐作用之間的關(guān)系。
抗腦缺血的保護(hù)在大鼠中堵塞兩條頸動脈10分鐘。同時，通過撤出血液將血壓降低到60-80mg Hg(Smith et al.，1984，Acta Neurol.Scand69385，401)。打開頸動脈再灌入撤出的血液終止缺血。在7天后，在海馬的CA1-CA4區(qū)域，通過組織學(xué)檢測測試動物的腦中的細(xì)胞變化，確定破壞的神經(jīng)元的百分?jǐn)?shù)。在缺血之前一次給予5mg/kg和20mg/kgl小時確定候選的硝基氮或碳氮基金剛烷衍生物的作用。
下面的實(shí)施例是關(guān)于圖3所述的本發(fā)明的硝基氮金剛烷衍生物的一個實(shí)施方案的例示的合成。
實(shí)施例11，7-二乙基酰胺基-3，5-二甲基金剛烷(3)的合成在鹽冰浴中冷卻到0℃的濃縮的硫酸(120ml)中慢慢加入1-乙基酰胺-3，5-二甲基金剛烷(2)(10g)。在0℃攪拌溶液1小時。然后逐滴加入乙腈(23ml)。在0℃攪拌反應(yīng)混合物2小時，然后在室溫下1小時。在冰水里注入反應(yīng)混合物。在冷的情況下加入飽和的氫氧化鈉溶液。過濾沉淀(黑的固體)，并且丟棄。過濾收集脫白的固體。再結(jié)晶提供3的白色固體(6.3g)。
實(shí)施例21，7-二氨基-3，5-二甲基金剛烷的合成(4)在乙二醇(25ml)中加入二酰胺3(1，56g)。將棕色溶液冷卻到室溫，加入水(100ml)。用含有乙酸乙酯(80％)和t-丁基甲基酯(20％)(70ml×7)的溶液來萃取反應(yīng)混合物。用水和乙腈洗滌合并的有機(jī)溶液，在硫酸鈉上干燥。濃縮溶液到約20ml。加入乙酸乙酯中的無水氯化氫。過濾沉淀。然后，在水(10ml)中溶解產(chǎn)物。用乙酸乙酯(10ml×6)萃取產(chǎn)物。除去溶劑得到二胺4白色固體(767mg)。
實(shí)施例31-叔-丁氧基羰基胺-7-苯氧基羰基胺-3，5-二甲基金剛烷(6)的合成在冷卻到0℃的四羥基呋喃(THF)中溶解的二胺(23mg)中加入Di-叔-丁基二碳酸(23mg)。在室溫下過夜攪拌反應(yīng)混合物。加入苯基氯甲酸(25mg)，在室溫下攪拌反應(yīng)混合物2小時。除去THF。在乙酸乙酯中溶解殘留物，用水洗滌。在硫酸鈉上干燥溶液，除去溶劑。通過薄層層析純化產(chǎn)物，用乙酸乙酯和己烷(1/3，v/v)的混合物洗脫得到6白色固體(20mg)。
實(shí)施例41-叔-丁氧基羰基胺-7-苯氨基-3，5-二甲基金剛烷(7)的合成在THF(2ml)和MeOH(2ml)中溶解二酰胺基(43mg)。在這一溶液中加入Pd/C(10mg)。通過在氫上氫化除去保護(hù)基團(tuán)1小時。過濾反應(yīng)混合物。除去溶劑得到白色固體(單胺)。不進(jìn)一步純化，加入二甲基甲酰胺(1ml)。接著加入苯溴和氫碳酸鈉。在室溫攪拌反應(yīng)混合物過夜。用乙酸乙酯萃取產(chǎn)物，通過薄層層析純化，用乙酸乙酯和己烷(1/1，v/v)洗脫得到7淡黃色油(18mg)。
實(shí)施例5α-苯基-N-(7-叔-丁氧基羰基氨基-3，5-二甲基金剛烷)碳氮基(8)在室溫下，在乙醇中的7(54mg)中加入Na2SO4(18mg)和30％H2O2(80mg)。攪拌溶液2小時。在真空中除去溶劑得到殘留物。用飽和的Na2S2O4溶液(4ml)處理后者。用叔-丁基甲基酯萃取產(chǎn)物，用己烷中的30％的乙酸乙酯溶液洗脫薄層層析得到8黃色油，22mg(39％產(chǎn)量)。1H NMR(DMSO-d6，ppm)8.36-8.33(m，2H)，7.77(s，1H)，7.41-7.38(m，3H)，7.35-7.31(d，1H)，1.85-1.81(d，2H)，1.65-1.55(m，4H)，1.48-1.44(d，4H)，1.36(s，9H)，1.22(s，2H)，0.83(s，6H).
實(shí)施例6α-苯基-N-(7-氨基-3，5-二甲基金剛烷)硝基氮(9)用二氯甲烷中的50％的三氟乙酸溶液來處理化合物8(44mg)。在室溫下攪拌反應(yīng)化合物45分鐘。在真空中除去溶劑，通過薄層層析純化產(chǎn)物，用乙酸乙酯中的10％甲醇洗脫得到9白色固體，32mg(97％的產(chǎn)量)。1H NMR(DMSO-d6，ppm)8.34-8.31(m，2H)，7.84(s，1H)，7.49-7.44(m，3H)，7.40-7.38(dd，1H)，1.84-1.80(d，2H)，1.66-1.56(m，4H)，1.49-1.45(d，4H)，1.22(s，2H)，0.83(s，6H).MS 298.
本文件中的各個部分引證的科學(xué)公開物，專利或?qū)＠暾堃徊⑼ㄟ^在此引述而合并于本文。
等當(dāng)物從本發(fā)明前面的特定實(shí)施方案的詳細(xì)說明，應(yīng)該了解可以用于治療和/防止神經(jīng)炎癥和/或神經(jīng)精神病紊亂的新化合物，和治療所述的過度生產(chǎn)硝基氮或其他游離自由基導(dǎo)致的紊亂的唯一方法。雖然本文已經(jīng)詳細(xì)公開特定的實(shí)施例，已經(jīng)通過說明性實(shí)施例做了，但它們并不對下面附加的權(quán)利要求的范圍為限制性的。特別是，本發(fā)明人注意到，不脫離權(quán)利要求確定的本發(fā)明的精神和范圍，可以對本發(fā)明進(jìn)行各種替代，改變和修飾。例如，特定的NMDA受體拮抗劑的選擇，或測定神經(jīng)炎癥或神經(jīng)精神病紊亂的嚴(yán)重性或持久性的特定的實(shí)驗(yàn)方法或評估方法相信是了解本文所述的實(shí)施方案的知識的本領(lǐng)域技術(shù)人員的常識。
權(quán)利要求
1.下面的通式中的一個或藥物可接受的鹽的化合物 其中R1和R3是H，OH，烷基，環(huán)烷基，氨基，或芳基，并且可以相同或不同；R2是H，NH2，烷基，OH，COOH，氨基，酰胺基或氨基甲酸酯；R4-R8是H，OH，NH2，烷基，OH，COOH，酯，氨基，酰胺基或烷氧基，并且可以相同或不同；R9-R14是H，烷基，或苯基，并且可以相同或不同；并且其中當(dāng)R1-R8中的任何一個是氨基，化合物可以是游離的自由基和它們的酸添加鹽。
2.權(quán)利要求1所述的化合物，其中R1和R3-R14是獨(dú)立的H，或烷基，并且R2是氨基。
3.權(quán)利要求2所述的化合物，其中烷基是甲基，乙基或丙基。
4.防止和/或治療神經(jīng)紊亂的藥物組合物，含有治療有效量的權(quán)利要求1的化合物和藥物可接受載體。
5.權(quán)利要求4所述的組合物，其中所述的神經(jīng)紊亂是過度產(chǎn)生一氧化氮和其他游離自由基的結(jié)果。
6.防止和/或治療炎癥紊亂的藥物組合物，含有治療有效量的權(quán)利要求1的化合物和藥物可接受載體。
7.權(quán)利要求6所述的組合物，其中所述的炎癥紊亂是過度產(chǎn)生一氧化氮和其他游離自由基的結(jié)果。
8.治療神經(jīng)紊亂的方法，別克對需要這樣的治療的患者給藥治療有效量的權(quán)利要求1的化合物和藥物可接受載體。
9.權(quán)利要求8所述的方法，其中所述的神經(jīng)紊亂是過度產(chǎn)生一氧化氮和其他游離自由基的結(jié)果。
10.權(quán)利要求8所述的方法，其中所述的神經(jīng)紊亂選自本科含氧量低的腦損傷，創(chuàng)傷，癲癇，帕金森疾病，亨廷頓疾病，肌萎縮后側(cè)硬化，AIDS癡呆。
11.治療炎癥紊亂的方法，包括對需要這樣的治療的患者給藥治療有效量的權(quán)利要求1的化合物和藥物可接受載體。
12.權(quán)利要求11所述的方法，其中所述的炎癥紊亂是過度產(chǎn)生一氧化氮和其他游離自由基的結(jié)果。
13.權(quán)利要求11的方法，其中所述的炎癥紊亂選自包括炎癥腸疾病，類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎，氣喘，動脈硬化，冠狀心臟疾病，和心臟疾病導(dǎo)致的再灌注損傷。
14.治療神經(jīng)精神病紊亂的方法，包括對需要這樣的治療的患者給藥治療有效量的權(quán)利要求1的化合物和藥物可接受載體。
15.權(quán)利要求14所述的方法，其中所述的神經(jīng)精神病紊亂選自包括抑郁，雙極紊亂，焦慮，藥物沉溺，藥物依賴，藥物退化和藥物耐受。
16.在患者中防止一氧化氮和其他游離自由基的方法，包括對需要這樣的治療的患者給藥治療有效量的權(quán)利要求1的化合物和藥物可接受載體。
17.具有下面的通式的化合物的應(yīng)用 其中R1和R3是H，OH，烷基，環(huán)烷基，氨基，或芳基，并且可以相同或不同；R2是H，NH2，烷基，OH，COOH，氨基，酰氨基或氨基甲酸酯；R4-R8是H，OH，NH2，烷基，OH，COOH，酯，氨基，酰胺基，或烷氧基，并且可以相同或不同；R9-R14是H，OH，NH2，烷基，OH，COOH，酯，氨基，酰胺基，或烷氧基，并且可以相同或不同；R9-R14是H，烷基，或苯基，并且可以相同或不同，其中當(dāng)R1-R8是氨基，化合物是游離的自由基和它們的酸添加鹽，這一用途可應(yīng)用于防止和/或治療患者的神經(jīng)紊亂的藥劑的制造中。
18.如權(quán)利要求17所定義的化合物的用途，其中R1和R3-R14是獨(dú)立的H或烷基，R2是氨基。
19.如權(quán)利要求18所定義的化合物的用途，其中烷基是甲基，乙基或丙基。
20.如權(quán)利要求17定義的化合物的用途，其中神經(jīng)紊亂的結(jié)果是一氧化氮和其他游離自由基過度生產(chǎn)。
21.如權(quán)利要求17定義的化合物的用途，其中神經(jīng)紊亂選自包括缺氧性缺血腦損傷，創(chuàng)傷，癲癇，帕金森疾病，亨廷頓疾病，肌萎縮后側(cè)硬化，和AIDS癡呆。
22.具有下面通式的化合物的用途 其中R1和R3是H，OH，烷基，環(huán)烷基，氨基或芳基，并且可以相同或不同；R2是H，NH2，烷基，OH，COOH，氨基，酰胺基或氨基甲酸酯；R4-R8是H，OH，NH2，烷基，OH，COOH，酯，氨基，酰氨基，或烷氧基，并且可以相同或不同；R9-R14是H，烷基，或苯基，并且可以相同或不同；和其中當(dāng)R1-R8是氨基，化合物是游離自由基和它們的酸添加鹽，可以用于防止和/或治療患者中的炎癥紊亂的制造中。
23.權(quán)利要求22中定義的化合物的用途，其中R1和R3-R14是獨(dú)立的H或烷基，R2是氨基。
24.如權(quán)利要求23定義的化合物的用途，其中烷基是甲基，乙基或丙基。
25.如權(quán)利要求21定義的化合物的用途，其中炎癥紊亂的結(jié)果是一氧化氮和其他游離自由基的過度生產(chǎn)。
26.如權(quán)利要求21定義的化合物的用途，其中所述的炎癥紊亂選自包括炎癥腸疾病，類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎，氣喘，動脈硬化，冠狀心臟疾病，和心臟疾病的再灌注損傷。
27.具有下面通式的化合物的用途 其中R1和R3是H，OH，烷基，環(huán)烷基，氨基，或芳基，并且可以相同或不同；R2是H，NH2，烷基，OH，COOH，氨基，酰胺基或氨基甲酸酯；R4-R8是H，OH，NH2，烷基，OH，COOH，酯，氨基，酰胺基，或烷氧基，并且可以相同或不同；R9-R14是H，烷基，或苯基，并且可以相同或不同；和其中當(dāng)R1-R8是氨基，化合物是游離自由基和它們的酸添加鹽，可以用于制造防止和/或治療患者的神經(jīng)精神病的藥劑。
28.具有下面通式的化合物的用途 其中R1和R3是H，OH，烷基，環(huán)烷基，氨基，或芳基，并且可以相同或不同；R2是H，NH2，烷基，OH，COOH，氨基，酰胺基，或氨基甲酸酯；R4-R8是H，OH，NH2，烷基，OH，COOH，酯，氨基，酰胺基，或烷氧基，并且可以相同或不同；R9-R14是H，烷基，或苯基，并且可以相同或不同；和其中當(dāng)R1-R8是氨基，化合物是游離自由基和它們的酸添加鹽，可以用于制造防止一氧化氮和其他游離自由基在患者中的過度生產(chǎn)的藥劑。
全文摘要
本發(fā)明提供了新的金剛烷化合物，具有下面的通式中的一個，其中R
文檔編號A61P25/28GK1527813SQ02809298
公開日2004年9月8日 申請日期2002年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月2日
發(fā)明者王育強(qiáng), 詹姆斯·W·拉里克, W 拉里克 申請人:全景研究有限公司