可光裂解化合物的用途
【專利摘要】本發(fā)明涉及光化學(xué)可裂解化合物在單光子或多光子輻射實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的用途。
【專利說(shuō)明】可光裂解化合物的用途
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及可光裂解化合物(所謂的“籠狀化合物(caged compound) ”)或其鹽與能夠中和可光裂解化合物的自發(fā)降解形成的生物學(xué)活性化合物的試劑一起在單光子或多光子輻射實(shí)驗(yàn)中的用途。
【背景技術(shù)】
[0002]可光裂解化合物，所謂的“籠狀試劑”，是研究生物學(xué)過(guò)程中非常有用的化合物。這樣的試劑及其用途特別地描述在本發(fā)明人的EP1757585A1和US6765014說(shuō)明書(shū)中，和Morrison 等人的論文(Photochemical&Photobiological Sciences, (2002), I, 960), Μ.Canepari et al.(J.Neurosci Methods, (2001), 112, 29) , M.Canepari et al.(J.Physiol., (2001),533, 765)中。這些化合物是生物學(xué)非活性的，但是這些化合物由于光而裂解且衍變成生物學(xué)活性化合物。由于UV或可見(jiàn)光，這些化合物快速衍變。這些可光裂解化合物可以用于將生物學(xué)活性化合物(比如神經(jīng)活性氨基酸)遞送至需要其活性的位點(diǎn)。使用單光子或多光子輻射方法(優(yōu)選雙光子輻射方法)從可光裂解化合物釋放活性化合物是一種神經(jīng)元研究的動(dòng)力學(xué)研究方法，如在Fedoryak et al.的論文中(Chemical Communications, (2005),29, 3664-3666)描述的。在多光子輻射方法的過(guò)程中，光化學(xué)反應(yīng)是由兩個(gè)或多個(gè)光子的激發(fā)進(jìn)行。使用這些方法，可以局部且非常特異性地進(jìn)行神經(jīng)元刺激。上述文件公開(kāi)了使用單光子或雙光子輻射方法從其可光裂解衍生物釋放谷氨酸和Y-氨基丁酸(GABA)。在所有情形中，所述可光裂解化合物作為堿使用。在公開(kāi)的專利申請(qǐng)?zhí)朎P1757585和專利號(hào)US6765014中，描述了可用作可光裂解試劑的7- 二氫吲哚化合物。在這些文件中，可光裂解化合物描述為堿或與陽(yáng)離子形成的鹽。在專利申請(qǐng)?zhí)朩02008/094922的公開(kāi)中，二硝基衍生物被描述為堿或與陽(yáng)離子的鹽。
[0003][2-氨基-5- (4-甲氧基-7-硝基-2，3_ 二氫吲哚_1_基)_5_氧代戊酸(下文稱為“麗1-Glu”)是一種單硝基二氫吲哚(MNI)衍生物，其包含谷氨酸組分，并且是用于神經(jīng)系統(tǒng)的多光子輻射檢查的熟知有用的化合物。然而，這些單硝基二氫吲哚衍生物的量子產(chǎn)率很低，活性氨基酸的釋放也相對(duì)緩慢，并且它們的最大光子吸收也不理想?？梢允褂枚趸?吲哚衍生物，比如基于4-甲氧基-5，7- 二硝基-2，3- 二氫-1H-吲哚的結(jié)構(gòu)的化合物獲得較高的量子產(chǎn)率。這樣的化合物為例如由Fedoryak et al.(Chemical Communications, (2005), 29, 3664-3666), G.C.R.Ellis-Davies et al.(The Journal of Neuroscience, June20, (2007), 27(25), 6601-6604)和 G.Papageorgiou et al.(Photochemical&Photobio1gical Sciences, (2005),4(11),887-896)公開(kāi)的 2-氨基-5-(4'-甲氧基-5' ,7' -二硝基-2'，3' -二氫吲哚-1-基)-5-氧代戊酸(下文稱為“DN1-Glu”)。這些論文中沒(méi)有公開(kāi)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)，但是僅僅公開(kāi)了類似化合物的制備。根據(jù)Fedoryak et al., DN1-Glu的制備是通過(guò)兩步驟硝化進(jìn)行的。首先，制備其氨基和羧基保護(hù)的2-氨基-5-(4-甲氧基-2，3- 二氫吲哚-1-基)-5-氧代戊酸，然后在7位硝化。在下一步中，在5位硝化該單硝基衍生物 。接著，除去保護(hù)基，如此得到稱為DN1-Glu的產(chǎn)物。一種類似的方法描述在專利申請(qǐng)?zhí)朩02008/094922中。根據(jù)該發(fā)明人，制備DN1-Glu的有效的方法需要合適純度的未保護(hù)單硝基氨基酸進(jìn)行第二個(gè)硝化步驟。因此，僅僅可以在第二個(gè)步驟中引入第二個(gè)硝基。發(fā)現(xiàn)DN1-Glu在生理溶液中的溶出非常差，在海馬神經(jīng)元的雙光子輻射實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有出現(xiàn)任何電信號(hào)。一個(gè)進(jìn)一步的問(wèn)題是當(dāng)升溫至室溫時(shí)，DN1-Glu與冷凍緩沖液分離而不能溶解。根據(jù)該專利申請(qǐng)，在DN1-Glu的4位插入羧基-甲氧基可消除這些問(wèn)題。4-羧基甲氧基-5，7- 二硝基二氫吲哚基-Glu (下文稱為⑶N1-Glu)是通過(guò)兩步驟硝化法制備的?；谶胚嵫苌镉?jì)，制備的⑶N1-Glu化合物僅具有6.9%的產(chǎn)率。因此，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，不能獲得更好的DNI衍生物量子產(chǎn)率，因?yàn)椴荒苤苽湓谫A存或生物測(cè)定期間適宜穩(wěn)定的這種穩(wěn)定的衍生物。因此，這些試劑不能以工業(yè)規(guī)模制備，因?yàn)椴荒芙鉀Q它們的工業(yè)制備和穩(wěn)定性保存。而且，不存在消除試驗(yàn)干擾的任何溶液，所述試驗(yàn)干擾是由從易降解的DNI衍生物自發(fā)形成的生物 學(xué)活性化合物所引起的。
[0004]僅使用堿形式的已知的光化學(xué)可裂解化合物，適用于檢查過(guò)程的所謂“籠狀”化合物，但是其中一些也制備為金屬鹽。這些化合物具有一些不利的性質(zhì)。以堿形式，很難處理，它們通常是吸濕性、光敏感的且不穩(wěn)定的?？晒饬呀饣衔镌谠S多情況下的實(shí)驗(yàn)條件中自發(fā)水解，并且釋放干擾實(shí)驗(yàn)的活性化合物。已知的事實(shí)是在生物學(xué)過(guò)程期間神經(jīng)活性氨基酸和胺快速釋放。因此，所謂的“籠狀”化合物可以是輻射效應(yīng)快速降解的生理學(xué)過(guò)程的一個(gè)良好模型。但是這些化合物也在實(shí)驗(yàn)期間越來(lái)越易于水解，因此，在輻射之前，大量的氨基酸或神經(jīng)活性胺進(jìn)入神經(jīng)元之間的細(xì)胞間液的測(cè)量介質(zhì)中。對(duì)于具有高量子產(chǎn)率的DNI化合物，這是特別正確的。高于某一閾值時(shí)，這些化合物可以敏化神經(jīng)元，得到錯(cuò)誤的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在較高濃度下，它們甚至可以引起所檢查神經(jīng)元死亡。
[0005]需要制備這樣的可光裂解化合物或改變所用實(shí)驗(yàn)條件以能夠消除上述缺陷，使得“籠狀”化合物的裂解很快，但是自發(fā)水解得到的化合物不會(huì)干擾測(cè)量結(jié)果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明涉及可光裂解化合物或其鹽與用于中和從所述可光裂解化合物釋放的生物學(xué)活性化合物的試劑一起在單光子或多光子輻射實(shí)驗(yàn)中的用途。
[0007]我們發(fā)現(xiàn)在單光子或多光子輻射實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，使用中和生物學(xué)活性化合物的試劑，試驗(yàn)的可重現(xiàn)性相當(dāng)好，并且其使得研究廣泛選擇的生物學(xué)活性化合物成為可能。
[0008]發(fā)明詳述
[0009]根據(jù)本發(fā)明，在單和多光子輻照實(shí)驗(yàn)中一起使用光化學(xué)可裂解化合物或其鹽以及用于中和從所述可光裂解化合物衍生的生物學(xué)活性化合物的試劑。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)有利的實(shí)施方案，所述光化學(xué)可裂解化合物釋放作為生物學(xué)活性化合物的氨基酸、神經(jīng)活性胺、神經(jīng)遞質(zhì)、激素、DNA、RNA、或DNA或RNA片段、肽、脂質(zhì)、次級(jí)信號(hào)化合物(secondary signal compounds)、其可藥用活性成分或候選物。
[0011]神經(jīng)遞質(zhì)為例如甘氨酸(glycin)、天冬氨酸(L-Asp)、谷氨酸(L-Glu)、Y-氨基丁酸(GABA)、組胺、多巴胺、腎上腺素、去甲腎上腺素、5-羥色胺等。
[0012]可藥用活性劑的候選物是這樣的化合物，其假定為生物學(xué)活性化合物，并且根據(jù)本發(fā)明的方法可以測(cè)定該化合物的活性。這樣的化合物為例如作用于中樞神經(jīng)系統(tǒng)的化合物。[0013]本發(fā)明的一個(gè)有利的實(shí)施方案是通式(I)的化合物
[0014]
【權(quán)利要求】
1.可光裂解化合物，所謂的"籠狀化合物"，或其鹽與用于中和可光裂解化合物，所謂的"籠狀化合物"，的自發(fā)降解形成的生物學(xué)活性化合物的試劑一起在單光子或多光子輻射實(shí)驗(yàn)中的用途。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的用途，特征在于氨基酸、神經(jīng)活性胺、神經(jīng)遞質(zhì)、激素、DNA、RNA、或DNA或RNA片段、肽、脂質(zhì)、次級(jí)信號(hào)化合物、其可藥用活性成分或候選物是作為光生物學(xué)活性化合物從所述化學(xué)可裂解化合物釋放的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的用途，特征在于使用的化合物為下述通式的可光裂解化合物與有機(jī)酸或無(wú)機(jī)酸形成的鹽:

4.根據(jù)權(quán)利要求3的用途，特征在于使用的通式(I)的化合物包含作為生物學(xué)活性化合物釋放的氨基酸、神經(jīng)活性胺、神經(jīng)遞質(zhì)、激素、DNA、RNA、或DNA或RNA片段、肽、脂質(zhì)、次級(jí)信號(hào)化合物、其可藥用活性成分或候選物。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4的用途，特征在于通式(I)的化合物中的R5為酸殘基，優(yōu)選氨基酸殘基。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)的用途，特征在于使用可光裂解化合物的鹽。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)的用途，特征在于使用可光裂解化合物的金屬鹽，優(yōu)選堿金屬和堿土金屬鹽，最優(yōu)選鈉鹽或鉀鹽。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)的用途，特征在于可以使用所用可光裂解化合物與有機(jī)酸或無(wú)機(jī)酸的酸加成鹽，例如作為無(wú)機(jī)酸的鹽酸、硝酸、硫酸、溴化氫、磷酸；作為有機(jī)酸的例如飽和的或不飽和的、取代的或未取代的脂肪族羧酸，比如甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、異丁酸和硬脂酸、癸酸、癸二酸、乳清酸、棕櫚酸、雙羥萘酸，取代的羧酸比如鹵代羧酸、氯乙酸、二氯乙酸、三氟乙酸，或氧代羧酸比如2-氧代戊二酸、丙酮酸，脂肪族二羧酸和多羧酸例如草酸、己二酸、琥拍酸、富馬酸、馬來(lái)酸、丙二酸，芳香族羧酸例如苯甲酸、水楊酸、乙酰水楊酸、4-氨基水楊酸，脂肪族或芳香族磺酸比如甲烷-磺酸、乙烷磺酸、羥基-乙烷磺酸、環(huán)己基-磺 酸(環(huán)拉酸)、十二烷基磺酸、乙烷-1，2- 二磺酸、對(duì)甲苯磺酸、萘磺酸、萘-2-磺酸、萘-1，5- 二磺酸，具有羧基官能基的糖類比如葡庚糖酸、D-葡糖酸、D-葡糖醛酸，醇酸比如抗壞血酸、(+)_L-乳酸、(±)-DL-乳酸、蘋(píng)果酸，氨基酸比如L-天冬酰胺酸，優(yōu)選未取代的C1-C4羧酸例如乙酸或具有一個(gè)或多個(gè)鹵素取代基的取代的C1-C4羧酸，比如二氯乙酸、二氟乙酸，最優(yōu)選三氟乙酸。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)的用途，特征在于通過(guò)使用酶、包含活細(xì)胞的組織或細(xì)胞培養(yǎng)物，優(yōu)選酶，中和由可光裂解化合物的自發(fā)降解衍生的生物學(xué)活性試劑。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)的用途，特征在于中和由光化學(xué)活性化合物的自發(fā)降解衍生的生物學(xué)活性化合物的試劑為固體吸附劑，優(yōu)選地荷電吸附劑，更優(yōu)選離子交換樹(shù)脂。
11.通式⑴的化合物的三氟乙酸鹽，其中: R1代表硝基； R2代表氫或溴原子，或 直鏈或支鏈的取代的或未取代的烷氧基、環(huán)烷氧基，優(yōu)選被未取代的氨基取代的C1-C6烷氧基，或被C1-C6烷基或環(huán)烷基、或兩個(gè)相同或不同的C1-C6烷基、芳基、雜芳基或環(huán)烷基取代的氨基；或取代的或未取代的芳基； R3和R4代表氫原子； R5為氨基酸的酸殘基，或 R5代表通式(II)的基團(tuán) 其中氮原子和連接的R6和R7取代基一起代表神經(jīng)遞質(zhì)或假定為神經(jīng)遞質(zhì)的化合物的胺殘基，并且其中X代表氧或硫原子。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的通式(I)的化合物的三氟乙酸鹽，其中: R1代表硝基；R2代表氫或溴原子，或 二甲基氨基-乙氧基、二甲基氨基-丙氧基、二甲基氨基-異丙氧基的異構(gòu)體(_0_CH (CH3) CH2_N (CH3) 2 和 0_CH2_CH (CH3) _CH3) 2 基團(tuán))、二甲基氣基-異丁氧基(O-CH2-CH(CH3)-CH2-N(CH3)2 ;或取代的或未取代的芳基； R3和R4代表氫原子； R5代表L-谷氨酸、GABA或甘氨酸的酸殘基，或通式(II)的基團(tuán)，其中氮原子和連接的R6和R7取代基一起代表L-谷氨酸、GABA或甘氨酸的胺殘基，并且X代表氧或硫原子。
13.組合物，包含光化學(xué)可裂解化合物或其鹽、以及中和由光化學(xué)可裂解化合物的降解形成的生物學(xué)活性化合物的試劑，并且當(dāng)必要時(shí)包含其它輔助成分。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的組合物，特征在于所述組合物包含光化學(xué)可裂解化合物的鹽。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14的組合物，特征在于所述光化學(xué)可裂解化合物與中和光化學(xué)可裂解化合物的降解形成的生物學(xué)活性化合物的試劑是分別配制的。
16.根據(jù)權(quán)利要求13-15中任一項(xiàng)的組合物，特征在于所述組合物包含光化學(xué)可裂解化合物的金屬鹽，優(yōu)選堿金屬或堿土金屬鹽，最優(yōu)選鈉鹽或鉀鹽。
17.根據(jù)權(quán)利要求13-16中任一項(xiàng)的組合物，特征在于所述組合物包含光化學(xué)可裂解化合物與有機(jī)酸或無(wú)機(jī)酸形成的鹽；這類無(wú)機(jī)酸為例如鹽酸、硝酸、硫酸、溴化氫、磷酸，有機(jī)酸為例如飽和的、不飽和的、取代的或未取代的脂肪族羧酸，例如甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、異丁酸、硬脂酸、癸酸、癸二酸、乳清酸、棕櫚酸、雙羥萘酸，取代的羧酸例如鹵代羧酸例如氯乙酸、二氯乙酸、三氟乙酸，或氧代羧酸例如2-氧代戊二酸、丙酮酸，脂肪族二羧酸和多羧酸例如草酸、己二酸、琥珀酸、富馬酸、馬來(lái)酸、丙二酸，芳香族羧酸例如苯甲酸、水楊酸、乙酰水楊酸、4-氨基水楊酸，脂肪族或芳香族磺酸比如甲烷-磺酸、乙烷磺酸、羥基-乙烷磺酸、環(huán)己基磺酸、cyclaminic acid、十二烷基磺酸、乙焼-1, 2- 二磺酸、對(duì)甲苯磺酸、萘磺酸、萘-2-磺酸、萘-1，5- 二磺酸，具有羧基的糖類例如葡庚糖酸、D-葡糖酸、D-葡糖醛酸，醇酸例如抗壞血酸、(+)_L-乳酸、(±)-DL-乳酸、蘋(píng)果酸，氨基酸例如L-天冬氨酸，優(yōu)選未取代的或被一個(gè)或多個(gè)鹵素原子的取代的C1-C4羧酸、乙酸、二氯乙酸、二氟乙酸，最優(yōu)選三氟乙酸。
18.用于制備通式(I)的化合物的三氟乙酸加成鹽的方法，特征在于將三氟乙酸或其溶液加入到包含通式(I)的化合物的溶液中，并分離鹽。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的方法，特征在于將三氟乙酸或其溶液加入到其中制備通式(I)的化合物的反應(yīng)混合物中，并且從該溶液分離鹽。
20.用于進(jìn)行單光子或多光子輻射方法的方法，特征在于將所觀察細(xì)胞置于液體培養(yǎng)基中，向該培養(yǎng)基中加入光化學(xué)可裂解化合物以及中和由所述可光裂解化合物自發(fā)降解形成的生物學(xué)活性化合物的試劑，然后暴露樣品。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的方法，特征在于所觀察細(xì)胞為神經(jīng)元，中和生物學(xué)活性化合物的試劑為酶。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的方法，特征在于用置于測(cè)量池或其循環(huán)系統(tǒng)中的固體離子交換樹(shù)脂吸附由光化學(xué)可裂解化合物自發(fā)降解形成的生物學(xué)活性化合物。
【文檔編號(hào)】C07D209/08GK104011020SQ201280056036
【公開(kāi)日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2012年10月3日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月3日
【發(fā)明者】I·G·奇茲毛迪奧, Z·穆奇, G·紹洛伊, A·考薩什, C·盧卡奇尼阿維蘭德, O·毛耶爾奇克, A·波托爾, G·卡托納, J·B·羅饒, D·京迪施, B·基奧維尼, D·帕爾菲 申請(qǐng)人:弗姆托尼克斯有限責(zé)任公司