[1，3]噁嗪類的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供具有BACE1和/或BACE2抑制活性的式(I)的化合物，它們的制備，含有它們的藥物組合物以及它們作為治療活性物質(zhì)的用途。本發(fā)明的活性化合物可用于治療性和/或預(yù)防性治療例如阿爾茨海默病和II型糖尿病。本發(fā)明還提供了其放射性標記的衍生物。
【專利說明】[1，3]噁嗪類
[0001]概沭
[0002]本發(fā)明涉及具有BACEl和/或BACE2抑制性的[1，3] 1?嗪類，它們的制備，含有它們的藥物組合物以及它們作為治療活性物質(zhì)的用途。本發(fā)明還提供作為BACEl示蹤劑的放射性標記的通式I的化合物，其可用于BACEl功能性的標記和診斷成像。
【背景技術(shù)】
[0003]阿爾茨海默病(AD)是中樞神經(jīng)系統(tǒng)的神經(jīng)變性疾病并且是中年以上人口中的進行性癡呆的主要原因。其臨床癥狀是記憶、認知、暫時和局部定向、判斷和推理的削弱，以及嚴重的情緒紊亂。目前還沒有可以預(yù)防該疾病或其進展或穩(wěn)定地逆轉(zhuǎn)其臨床癥狀的有效治療。在所有具有高預(yù)期壽命的社會中AD成為主要的健康問題，并且也成為這些社會健康體系的顯著經(jīng)濟負擔。
[0004]AD的特征在于中樞神經(jīng)系統(tǒng)(CNS)中的2個主要病理學(xué)特征:淀粉樣蛋白斑的出現(xiàn)和神經(jīng)兀纖維纏結(jié)(Hardy 等，The amyloid hypothesis of Alzheimer' s disease:progress and problems on the road to therapeutics, Science (科學(xué)).2002Jull9 ;297(5580):353-6,Selkoe,Cell biology of the amyloid β -protein precursor and themechanism of Alzheimer' s disease,Annu Rev Cell Biol.1994 ；10:373-403)。在唐氏綜合征(三體性21)患者中通常也發(fā)現(xiàn)有這兩個病理學(xué)特征，其在早期也顯示出類似AD的癥狀。神經(jīng)元纖維纏結(jié)是微管結(jié)合蛋白τ (MAPT)的細胞內(nèi)聚集體。淀粉樣蛋白斑出現(xiàn)在細胞外空間，它們的主要組分為Αβ-肽。后者是源于β_淀粉樣蛋白前體蛋白(APP)經(jīng)由一系列蛋白裂解步驟的一組蛋白水解片段。已經(jīng)識別出數(shù)種形式的ΑΡΡ，其中最大量的是695、751和770個氨基酸長度的蛋白質(zhì)。它們都經(jīng)由差別剪接產(chǎn)生于一個基因。Αβ-肽源白與APP相同的結(jié)構(gòu)域但是在它們的N-和C-端不同，主要物種為40和42個氨基酸長度的物種。存在強烈暗示聚集的Αβ-肽是AD的發(fā)病機理中的必需分子的數(shù)個證據(jù)鏈:1)由A β -肽形成的淀粉樣蛋白斑是AD病理學(xué)的不變部分；2) A β -肽對于神經(jīng)元是有毒的；3)在家族性阿爾茨海默病(FAD)中，在致病基因APP、PSNU PSN2上的突變導(dǎo)致增加水平的Αβ-肽和早期大腦淀粉樣變性；4)表達了這種FAD基因的轉(zhuǎn)基因小鼠展現(xiàn)出帶有與人類疾病的很多類似處的病理學(xué)。Αβ-肽由APP通過名為β-和Y-分泌酶的2種蛋白水解酶的連續(xù)作用產(chǎn)生。β -分泌酶首先將在跨膜結(jié)構(gòu)域(TM)外側(cè)大約28個氨基酸的APP細胞外結(jié)構(gòu)域斷開以產(chǎn)生含有TM-和細胞質(zhì)結(jié)構(gòu)域(CTFii)的APP的C端片段。CTFii是Y-分泌酶的底物，其在TM內(nèi)的數(shù)個相鄰位置裂解以產(chǎn)生Αβ肽和細胞質(zhì)片段。Y-分泌酶是至少4種不同蛋白質(zhì)的復(fù)合物，其催化亞基非常類似早老素蛋白(PSEN1、PSEN2)。β-分泌酶(BACE1，Asp2 ;BACE表示β位APP裂解酶)是通過跨膜結(jié)構(gòu)域錨定至膜中的天冬氨酉先蛋白酶(Vassar 等，Beta-secretase cleavage of Alzheimer' s amyloid precursorprotein by the transmembrane aspartic protease BACE, Science (科學(xué)).19990ct22 ;286(5440):735)。它在人類機體的很多組織中被表達，但是其水平在CNS中尤其高。BACEl基因在小鼠中的基因切除清楚地顯示其活性對于導(dǎo)致Αβ -肽的產(chǎn)生的APP加工是重要的，在沒有BACEl的情況下不產(chǎn)生A β -肽(Luo等，Mice deficient in BACEI, theAlzheimer' s beta-secretase, have normal phenotype and abolished beta-amyloidgeneration, Nat Neurosc1.2001Mar ；4(3):231-2, Roberds 等，BACE knockout miceare healthy despite lacking the primary beta-secretase activity in brain:implications for Alzheimer' s disease therapeutics, Hum Mol Genet.(人類分子遺傳學(xué))2001Junl ;10(12):1317-24)。通過基因工程表達人類APP基因并在變老過程中形成大范圍淀粉樣蛋白斑和阿爾茨海默病狀病理學(xué)的小鼠，當通過將BACEl等位基因之一基因切除而降低β -分泌酶活性時不再表現(xiàn)為這樣(McConlogue等，Partial reduction ofBACEl has dramatic effects on Alzheimer plaque and synaptic pathology in APPTransgenic Mice.J Biol Chem.(生物學(xué)和化學(xué)雜志)2007Sep7 ;282 (36):26326)。因此推測BACEl活性的抑制劑可以是可用于阿爾茲海默病(AD)的治療干預(yù)中的藥劑。
[0005]II型糖尿病(T2D)是由胰島素抗性以及胰腺β-細胞分泌胰島素不足導(dǎo)致血糖控制不良及高血糖而引起的(Μ Prentki和CJ Nolan, “Islet beta-cell failurein type2diabetes.” J.Clin.1nvestig.2006,116 (7), 1802-1812) ? T2D 患者摧患以下疾病的風險增加:微血管及大血管疾病以及多種相關(guān)并發(fā)癥，包括糖尿病性腎病變，視網(wǎng)膜病變及心血管疾病。2000年，估計有一億七千一百萬人患有該病，且預(yù)計到2030年，該數(shù)字將加倍(S Wild, G Roglic, A Green, R.Sicree 和 H King, “Global prevalenceof diabetes”，Diabetes Care 2004，27 (5)，1047-1053)，從而使該疾病成為主要健康問題。T2D發(fā)病率的上升與全世界人口日益增加的久坐生活習慣及高能量食物攝取相關(guān)(PZimmet,KGMM Alberti和J Shaw,“Global and societal implications of the diabetesepidemiNature (自然)2001,414，782-787)。
[0006]β細胞衰竭以及由此引起的胰島素分泌明顯降低及高血糖標志著T2D的發(fā)作。當前的大部分`治療都不防止作為明顯T2D特征的β細胞群喪失。然而，近期利用GLP-1類似物胃泌素及其他藥物進行的研究顯示，有可能實現(xiàn)β細胞的保存和增殖，從而引起葡萄糖耐受性的改良并減緩進展至明顯的T2D(LL Baggio和DJ Drucker, “Therapeuticapproaches to preserve islet mass in type2diabetes”，Annu.Rev.Med.2006,57,265-281)。
[0007]Tmem27 已被確定為促進 β 細胞增殖(P Akpinar, S Kuwajima, J Kriitzfeldt,M StoffeI, “Tmem27:A cleaved and shed plasma membrane protein that stimulatespancreatic β cell proliferation”，Cell Metab.2005, 2, 385-397)及膜島素分泌(KFukui,Q Yang,Y Cao,N Takahashi 等,“The HNF-1target Collectrin controls insulinexocytosis by SNARE complex formation”，Cell Metab.2005,2,373-384)的蛋白質(zhì)。Tmem27是一種從β細胞表面組成性脫落的42kDa的膜糖蛋白，由全長細胞Tmem27降解而來。在糖尿病的飲食誘發(fā)肥胖(DIO)模型中，轉(zhuǎn)基因小鼠中Tmem27的過度表達增加了β-細胞群并改善葡萄糖耐受性。此外，在嚙齒動物β細胞增殖試驗(例如使用INSle細胞)中剔除Tmem27的siRNA降低了增殖速率，表明Tmem27在控制β-細胞群方面的作用。
[0008]在相同的增殖試驗中，BACE2抑制劑也增加增殖。然而，BACE2抑制與Tmem27siRNA剔除結(jié)合產(chǎn)生較低的增殖速率。因此，推斷BACE2是與Tmem27的降解相關(guān)的蛋白酶。此外，在體外，BACE2裂解基于Tmem27序列的肽。密切相關(guān)的蛋白酶BACEl不會裂解此肽，且僅選擇性的抑制BACEl不會增強β細胞的增殖。
[0009]接近的同源物BACE2為一種膜結(jié)合的天冬氨酰蛋白酶且與Tmem27共同位于人類膜腺的 β 細胞中(G Finzi, F Franzi, C Placidi, F Acquati 等，“BACE2is storedin secretory granules of mouse and rat pancreatic beta cells，，，UltrastructPathol.2008,32(6),246-251)。還知道其能夠降解 APP(IHussain，D Powell, DHowlett, G Chapman 等，“ASP1 (BACE2)cleaves the amyloid precursor protein atthe β -secretase site，，Mol Cell Neurosc1.2000,16, 609-619), IL-1R2 (P Kuhn, EMarjaux, A Imhof, B De Strooper 等，“Regulated intramembrane proteolysis of theinterleukin-lreceptor II by alpha-, beta-, and gamma-secretase，，J.Biol.Chem.(生物學(xué)和化學(xué)雜志)2007,282 (16) ,11982-11995)以及ACE2。能夠降解ACE2的能力表明了BACE2在高血壓控制中可能的作用。
[0010]因此，有人提出抑制BACE2，利用在糖尿病前期及糖尿病患者中保存及恢復(fù)β -細胞群并刺激胰島素分泌的潛能，來作為對T2D的治療。由此，本發(fā)明的目的在于提供選擇性BACE2抑制劑。此類化合物可用作治療活性物質(zhì)，尤其用于治療和/或預(yù)防與抑制BACE2有關(guān)的疾病。
[0011]此外，在神經(jīng)組織(例如，大腦)之中，之上或周圍β-淀粉樣蛋白肽的形成或者形成和沉積被本發(fā)明的化合物抑制，即抑制來自APP或APP片段的A β -產(chǎn)生。
[0012]本發(fā)明的目標是式I的新化合物，它們的制備，基于根據(jù)本發(fā)明的化合物的藥物以及它們的制備，以及式I化合物在控制或防止疾病如阿爾茨海默病和II型糖尿病中的用途。
[0013]已經(jīng)發(fā)現(xiàn)可以使用放射性標記的式I的化合物作為用于BACEl功能性的標記和診斷分子成像的PET(正電子成像術(shù)(Positron Emission Tomography))放射性示蹤劑,特別是[11C]-標記的式I的化合物。分子成像基于分子探針(例如放射性示蹤劑)與生物靶標(例如能夠結(jié)合或保留分子探針的受體、酶、離子通道或任意其他細胞成分)的選擇性和特異性相互作用，其通過PET、核磁共振、近紅外或其他方法顯現(xiàn)。PET，一種核醫(yī)學(xué)成像形式，理想地適合于產(chǎn)生三維圖像，這種三維圖像對給定器官中生物靶標的分布，或?qū)@種器官或細胞的代謝活動，或?qū)λ幬镞M入這種器官、結(jié)合至生物靶標和/或改變生物過程的能力提供重要信息。因為PET是非侵入成像技術(shù)，它可以用于研究疾病的病理生理學(xué)和藥物對人類和動物中給定分子靶標或細胞學(xué)過程的作用。對于給定分子靶標特異性的PET放射性示蹤劑的可利用性可以促進藥物開發(fā)和藥物的作用機理的理解。此外，PET放射性示蹤劑可以便于通過展示作為疾病的結(jié)果發(fā)生的病理生理學(xué)變化來診斷疾病。
[0014]人類大腦是復(fù)雜的器官，其由數(shù)百萬的相互連絡(luò)的神經(jīng)元組成。與疾病相關(guān)的異常性的了解是未來有效診斷和新療法的開發(fā)的關(guān)鍵。人類中生物化學(xué)異常性的研究正迅速成為藥物發(fā)現(xiàn)和開發(fā)過程重要和完整的組成部分。傳統(tǒng)上，新藥的發(fā)現(xiàn)和開發(fā)在對選擇有希望的先導(dǎo)候選物的體外技術(shù)的著重強調(diào)的情況下進行，其隨后在活體動物中測試，之后是人類給藥。因為體外系 統(tǒng)僅反映活體系統(tǒng)的復(fù)雜性的一部分，并且人類疾病的體內(nèi)動物模型通常僅是人類病理學(xué)的模擬，因此越來越認識到，在該過程早期在活人體中藥物-受體相互作用的強了解將是在進一步提高新療法的有效和及時發(fā)現(xiàn)和開發(fā)中的主要驅(qū)動力。近年來，越來越多地使用人醫(yī)學(xué)成像來評估病理學(xué)、疾病過程和藥物作用。這些成像形式包括 PET、MR1、CT、超聲、EEG、SPECT 等(British Medical Bulletin，2003，65，169-177)。因此，非侵入成像法，例如PET的使用是未來用于藥物開發(fā)的無價工具。可以使用非侵入核成像技術(shù)以獲得關(guān)于多種活體對象的生理學(xué)和生物化學(xué)的基本和診斷信息。這些技術(shù)依賴于能夠檢測從給藥至這種活體對象的放射性示蹤劑發(fā)射的輻射的非常精密的成像儀器的使用。可以將所獲得的信息重建以提供顯示放射性示蹤劑作為時間函數(shù)的分布的平面和斷層X光攝影圖像。放射性示蹤劑的使用可以產(chǎn)生含有對象的結(jié)構(gòu)、功能并且最重要地，生理學(xué)和生物化學(xué)信息的圖像。很多這種信息不能通過其他方式獲得。在這些研究中使用的放射性示蹤劑被設(shè)計為具有明確的體內(nèi)行為，其允許確定關(guān)于對象的生理學(xué)或生物化學(xué)的具體信息。當前，放射性示蹤劑可用于獲得關(guān)于心臟功能、心肌血流、肺灌注、肝功、大腦血流、區(qū)域大腦葡萄糖和氧新陳代謝的有用信息(W02007/041025)。此外，PET成像在藥物開發(fā)的早期階段提供人的正常和異常神經(jīng)化學(xué)的非侵入和定量化驗以提高療法的高效和有效發(fā)現(xiàn)。標記化合物的示蹤劑劑量能夠進行新藥的早期評價:生物分布研究；受體占有率研究以優(yōu)化藥物定量給藥方案并表征藥物作用的下游響應(yīng)。使用非侵入技術(shù)了解人的疾病機制與疾病診斷和管理以及新療法的未來發(fā)展密切相關(guān)。
[0015]在PET中通常使用的放射性核素包括nC、13N、150和18F。原理上，可以用PET核素標記所有藥物相似體，但發(fā)現(xiàn)僅有數(shù)種可在人類中用作體內(nèi)成像劑。nC、13N、150和18F的放射性半衰期分別為20、10、2和110分鐘。這些短半衰期對它們用作示蹤劑以使用PET探測體內(nèi)生物學(xué)過程賦予多個好處。同一天內(nèi)對相同對象的重復(fù)研究成為可能。PET越來越多地用作測定定義明確的化合物中藥物-劑量-酶/受體占有率關(guān)系的工具。特異地結(jié)合至靶標受體或酶的PET放射性示蹤劑的使用可以提供關(guān)于藥物進入大腦并結(jié)合至靶標位點的能力的信息:由給定劑量的藥物產(chǎn)生的靶標位點的占有度、占有率的時序過程，以及所關(guān)心的藥物的血漿和組織相對動力學(xué)。
[0016]占有率研究用PET放射性示蹤劑進行，所述PET放射性示蹤劑通常與所研究的藥物候選物不等同(British Medical Bulletin，2003，65，169-177)。
[0017]本發(fā)明的另外的目標是作為BACEl示蹤劑的放射性標記的通式I的抑制劑，其可用于BACEl功能性的標記和診斷成像。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0018]本發(fā)明提供式I化合物，
[0019]
【權(quán)利要求】
1.式I化合物，
2.根據(jù)權(quán)利要求1的式I化合物，其中R1是被以下各項取代的雜芳基滷代_C2_6-烯基，鹵代_C2_6_炔基，C^6-烷氧基-c2_6-烯基,C^6-烷氧基-c2_6-炔基，c2_6-烯基-(V6-燒氧基或c2_6-炔基烷氧基。
3.根據(jù)權(quán)利要求1-2中任一項的式I化合物，其中R1是被以下各項取代的吡嗪基:鹵代_C2_6_烯基，1?代-c2_6-炔基，C^6-烷氧基-c2_6-烯基，C^6-烷氧基-c2_6-炔基，C2_6-烯基-Cu-烷氧基或c2_6-炔基-(V6-烷氧基。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項的式I化合物，其中R1是C2_6-炔基烷氧基-批嗪基。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項的式I化合物，其中R2是F。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項的式I化合物，其中R3是甲基。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項的式I化合物，其中R4和R5都是鹵素。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項的式I化合物，其中R4和R5都是F。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項的式I化合物，其中R6和R7都是氫。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項的式I化合物，其中R1是5-丁 -2-炔氧基-吡嗪基。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-10中任一項的式I化合物，其是5-丁 -2-炔氧基-吡嗪-2-甲酸[3-((R)-2-氨基-5，5-二氟-4-甲基-5，6-二氫-4H-[1，3]嗯嗪 _4_ 基)-4-氟-苯基]-酰胺。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-11中任一項的式I化合物，其是式Ia的氚-標記的化合物，其中R1，R2，R3，R4，R5，R6和R7具有根據(jù)權(quán)利要求1-10中任一項的含義，
13.根據(jù)權(quán)利要求12 的式Ia的氚標記的化合物，其是[3H]-5-丁 _2_炔氧基-吡嗪-2-甲酸[3-((R)-2-氨基-5，5- 二氟-4-甲基 _5，6_ 二氫 _4H_[1，3] Bf嗪-4-基)-4-氟-苯基]-酰胺。
14.根據(jù)權(quán)利要求1-11中任一項的式I化合物，其是式la’的11C-標記的化合物，其中R2，R3, R4, R5, R6和R7具有根據(jù)權(quán)利要求1-10中任一項的含義，

15.根據(jù)權(quán)利要求14的式la’的11C-標記的化合物，其是[nC]-5-丁-2-炔氧基-吡嗪-2-甲酸[3-((R)-2-氨基-5，5- 二氟-4-甲基 _5，6_ 二氫 _4H_[1，3] I?嗪-4-基)-4-氟-苯基]-酰胺。
16.根據(jù)權(quán)利要求12-15中任一項的式Ia的化合物，其用作BACEl示蹤劑。
17.根據(jù)權(quán)利要求12-15中任一項的式Ia的化合物，其用于在BACEl結(jié)合研究中使用。
18.根據(jù)權(quán)利要求14-15中任一項的式Ia的化合物，其用作PET示蹤劑。
19.根據(jù)權(quán)利要求12-15中任一項的式I化合物，其用于在哺乳動物腦中的BACEl的診斷成像中使用。
20.一種用于BACEl酶的診斷成像的方法，所述方法包括將有效量的如權(quán)利要求12-15中任一項所述的化合物向哺乳動物給藥。
21.如權(quán)利要求12-15中任一項所述的化合物用于制備組合物的用途，所述組合物用于哺乳動物腦中的BACEl的診斷成像。
22.根據(jù)權(quán)利要求1-15中任一項的式I化合物，其用作治療活性物質(zhì)。
23.根據(jù)權(quán)利要求1-15中任一項的式I化合物，其用作BACEl和/或BACE2活性的抑制劑。
24.根據(jù)權(quán)利要求1-15的式I化合物，其用作治療活性物質(zhì)，所述治療活性物質(zhì)用于治療性和/或預(yù)防性治療以升高的β-淀粉樣蛋白水平和/或β-淀粉樣蛋白低聚物和/或β -淀粉樣蛋白斑和進一步沉積為特征的疾病和病癥，特別是阿爾茨海默病。
25.根據(jù)權(quán)利要求1-15的式I化合物，其用作治療活性物質(zhì)，所述治療活性物質(zhì)用于治療性和/或預(yù)防性治療糖尿病，特別是II型糖尿病。
26.—種藥物組合物，所述藥物組合物包含根據(jù)權(quán)利要求1-15中任一項的式I化合物，以及藥用載體和/或藥用輔助物質(zhì)。
27.根據(jù)權(quán)利要求1-15中任一項的式I化合物用于制備藥物的用途，所述藥物用于在BACEl和/或BACE2活性的抑制中使用。
28.根據(jù)權(quán)利要求1-15中任一項的式I化合物用于制備藥物的用途，所述藥物用于治療性和/或預(yù)防性治療以升高的β-淀粉樣蛋白水平和/或β-淀粉樣蛋白低聚物和/或β -淀粉樣蛋白斑和進一步沉積為特征的疾病和病癥，特別是阿爾茨海默病。
29.根據(jù)權(quán)利要求1-15中任一項的式I化合物用于制備藥物的用途，所述藥物用于治療性和/或預(yù)防性治療糖尿病，特別是II型糖尿病。
30.根據(jù)權(quán)利要求1-15中任一項的式I化合物，所述式I化合物用于在BACEl和/或BACE2活性的抑制中使用。
31.根據(jù)權(quán)利要求1-15中任一項的式I化合物，所述式I化合物用于治療性和/或預(yù)防性治療以升高的β_淀粉樣蛋白水平和/或β_淀粉樣蛋白低聚物和/或β_淀粉樣蛋白斑和進一步沉積為特征的疾病和病癥，特別是阿爾茨海默病。
32.根據(jù)權(quán)利要求1-15中任一項的式I化合物，所述式I化合物用于治療性和/或預(yù)防性治療糖尿病，特別是II型糖尿病。
33.一種方法，所述方法用于在BACEl和/或BACE2活性的抑制中使用，特別是用于治療性和/或預(yù)防性治療以升高的β-淀粉樣蛋白水平和/或β-淀粉樣蛋白低聚物和/或β -淀粉樣蛋白斑和進一步沉積為特征的疾病和病癥，阿爾茨海默病，II型糖尿病，該方法包括將根據(jù)權(quán)利要求1-15中任一項的式I化合物向人或動物給藥。
34.如上所述的本發(fā)明。
【文檔編號】A61K31/5355GK103608344SQ201280028016
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2012年6月4日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月7日
【發(fā)明者】埃迪利奧·博羅尼, 羅卡·戈比, 漢斯·希爾珀特, 邁克爾·霍納, 迪特爾·穆里, 羅伯特·納爾基齊昂, 亞歷山大·波拉拉 申請人:霍夫曼-拉羅奇有限公司