超纯的四氢大麻酚-11-羧酸的制作方法
【专利说明】超纯的四氢大麻酚-11-羧酸
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求美国临时申请号61/763, 630(2013年2月12日提交）和 61/837, 743 (2013年6月21日提交）的优先权，每一个申请的公开内容以其整体通过引用 并入本文中。 发明领域
[0003] 本发明属于药物化学领域，涉及超纯的四氢大麻酚-11-羧酸化合物、其药物组合 物以及合成。本发明还涉及使用本发明的化合物和药物组合物以治疗和/或预防各种病况 (如炎症、疼痛和纤维化）的方法。
[0004] 发明背景
[0005] 四氢大麻酚（THC)是大麻的主要精神活性成分。除了改变情绪的作用之外，已报 道THC表现出其它活性，其中一些可能具有治疗价值，包括镇痛、抗炎和镇吐性质。THC的潜 在治疗价值已导致寻找相关化合物，所述化合物使精神活性作用最小化，同时保留潜在的 药用价值活性。
[0006] 例如，（6aR，10aR)-3_(l'，1'-二甲基庚基）-A8-四氢-大麻酚-9-羧酸（IUPAC 命名），也称为阿佳酸（ajulemic acid，AJA)，单独地或与其它物质（agents)组合是用于治 疗疼痛和炎症的候选物。
[0007] 当前对于大麻素（cannabinoid)在疼痛和炎症方面的研究的知识体系表明，大麻 素受体CB1和CB2在引发和维持与伤害感受、致敏、疼痛信号传递和疼痛处理相关的突触后 信号传送和免疫机制中起重要作用。以前，不纯的阿佳酸制剂已显示对于CB1和CB2受体 二者均具有亲和力，并且对于CB1受体的亲和力更大（14)。本发明首次提供高度纯化形式 的阿佳酸，其显示对于CB2受体比对于CB1受体具有更高的亲和力。
[0008] 超纯阿佳酸可用于治疗纤维化疾病，如硬皮病（sc 1 eroderma)、系统性硬化症 (systemic sclerosis)、硬皮病样病症（scleroderma-like disorders)、无皮肤硬化的硬 皮病（sine scleroderma)、肝硬化（liver cirrhosis)、间质性肺纤维化（interstitial pulmonary fibrosis)、特发性肺纤维化（idiopathic pulmonary fibrosis)、Dupuytren 挛缩（Dupuytren's contracture)、瘤痕瘰瘡（keloids)、慢性肾脏疾病（chronic kidney disease)、慢性移植物排斥（chronic graft rejection)、器官（如肝、食道、心脏、肺、 肠等）的纤维化（fibrosis)、其它结瘢/伤口愈合异常（scarring/wound healing abnormalities)、手术后粘连（post-operative adhesions)以及反应性纤维化（reactive fibrosis);以及炎性疾病如狼疮（lupus)、多发性硬化（multiple sclerosis)、类风湿 性关节炎（rheumatoid arthritis)、皮肌炎（dermatomyositis)、马方综合征（Marfan' s syndrome)、银肩病（psoriasis)、1 型糖尿病（Type ldiabetes)、糖尿病（diabetes)、 癌症（cancer)、哮喘（asthma)、特应性皮炎（atopic dermatitis)、自身免疫甲状腺病 症（autoimmune thyroid disorders)、溃疡性结肠炎（ulcerative colitis)、克罗恩病 (Crohn' s disease)、帕金森病（Parkinson' s disease)、阿尔茨海默氏病（Alzheimer' s disease)、HIV 感染（HIV infection)、中风（stroke)和缺血（ischemia)，其中 CB2 受体的 激活在该疾病的病理生理学中起一定作用。
[0009] 概述
[0010] 本发明提供一种包含超纯阿佳酸的组合物，其中该阿佳酸对于CB2受体的亲和力 大于其对于CB1受体的亲合力。在一些实施方式中，超纯阿佳酸对于CB2受体的亲和力比对 于CB1受体的亲和力高约2倍至约100倍、约5倍至50倍、约15倍至50倍、约10倍至约 40倍、或约20倍至约40倍。本发明提供一种包含阿佳酸的组合物，其中该阿佳酸对于CB1 受体的Ki大于其对于CB2受体的Ki。在一些实施方式中，该阿佳酸对于CB1受体的Ki比 其对于CB2受体的Ki高约2倍至约100倍、约5倍至50倍、约15倍至50倍、约10倍至约 40倍、或约20倍至约40倍。本发明组合物中的阿佳酸可以具有大于约97%、大于约98% 或大于约99 %的纯度。
[0011] 本发明还提供一种包含阿佳酸的组合物，其中该阿佳酸的纯度为大于约97%、大 于约98 %或大于约99%。
[0012] 本发明还提供一种包含阿佳酸的组合物，其中该阿佳酸具有小于约1% (w/w)、小 于约0. 5% (w/w)、小于约0. 3% (w/w)、小于约0. 2% (w/w)、小于约0. 1% (w/w)或小于约 0.05% (w/w)的 11-羟基_(6aR，10aR)-3-(l'，1'-二甲基庚基）-A8-四氢大麻酚（HU-210) 或其它高CB1活性的化合物。
[0013] 本发明组合物中的阿佳酸对于CB2受体的亲和力可以大于其对于CB1受体的亲和 力。在一些实施方式中，阿佳酸对于CB2受体的亲和力比其对于CB1受体的亲和力高约五 倍至五十倍、约十倍至五十倍、约二十倍至约四十倍。
[0014] 本发明还提供用于治疗患有纤维化疾病的受试者的方法，该方法包括向受试者施 用治疗有效量的阿佳酸，其中该阿佳酸对于CB2受体的亲和力大于其对于CB1受体的亲和 力。在一些实施方式中，阿佳酸对于CB2受体的亲和力比其对于CB1受体的亲和力高约2 倍至约100倍、约5倍至50倍、约15倍至50倍、约10倍至约40倍、或约20倍至约40倍。 纤维化疾病可以为皮肤纤维化（dermal fibrosis)、肺纤维化、肝纤维化、肾纤维化、心脏纤 维化或任何其它器官的纤维化。纤维化疾病可以为硬皮病、系统性硬化症、硬皮病样病症、 无皮肤硬化的硬皮病、肝硬化、间质性肺纤维化、特发性肺纤维化、Dupuytren挛缩、症痕瘰 瘩、囊性纤维化（cystic fibrosis)、慢性肾脏疾病、慢性移植物排斥、其它结瘢/伤口愈合 异常、手术后粘连以及反应性纤维化。
[0015] 阿佳酸可以经口施用、经静脉内施用、经局部施用、经眼睛施用、经间质施用、通过 吸入施用或者经由植入物或贴剂施用。
[0016] 本申请提供减轻受试者的疼痛的方法，该方法包括施用治疗有效量的超纯阿佳 酸。该阿佳酸对于CB2受体的亲和力可以大于对于CB1受体的亲和力。在一些实施方式中， 阿佳酸对于CB2受体的亲和力比其对于CB1受体的亲和力高约2倍至约100倍、约5倍至 50倍、约15倍至50倍、约10倍至约40倍、或约20倍至约40倍。疼痛的减轻可以根据至 少一个疼痛量表进行测量。例如，在11点疼痛量表上，疼痛可以减轻至少约1个点、至少约 2个点、至少约3个点、至少约4个点、至少约5个点、至少约6个点、至少约7个点或至少约 8个点。
[0017] 本发明还提供减轻受试者的炎症的方法，该方法包括施用治疗有效量的超纯阿佳 酸。该阿佳酸对于CB2受体的亲和力可以大于对于CB1受体的亲和力。在一些实施方式中， 阿佳酸对于CB2受体的亲和力比其对于CB1受体的亲和力高约2倍至约100倍、约5倍至 50倍、约15倍至50倍、约10倍至约40倍、或约20倍至约40倍。炎症的减轻可以通过至 少一种炎症检测法进行测量。
【附图说明】
[0018] 图1示出阿佳酸（(6aR，10aR)-3-(l'，r-二甲基庚基）-A8-四氢大麻酚-9-羧 酸）和天然存在的戊基侧链类似物（6aR，10aR)-A8_四氢大麻酚-9-羧酸的结构。
[0019] 图2示出用于超纯阿佳酸合成的一些关键步骤。
[0020] 图3示出用于合成超纯阿佳酸（AJA)的方案。
[0021] 图4示出如美国专利号5,338,753所述的AJA批料和由5-(1'，1' -二甲基庚 基）_间苯二酚（DMHR)制成的超纯AJA批料-批号JBA1001A04的性质的比较。
[0022] 图5A和图5B示出由超纯的5-(1'，1' -二甲基庚基）-间苯二酚（DMHR)制备的 AJA的LC-MS分析。
[0023] 图6示出合成的超纯AJA的HPLC分析。
[0024] 图7示出合成的超纯AJA的HPLC分析的放大图像。
[0025] 图8示出显示99. 8%纯度的超纯AJA的分析。
[0026] 图9示出对于所选的大麻素的亲和常数。超纯AJA显示在对于CB1和CB2受体的 Ki之间具有显著不同。
[0027] 图 10 不出来自 Burstein, S. H. et al. (1992)Synthetic nonpsychotropic cannabinoids with potent antiinflammatory, analgesic, and leukocyte antiadhesion activities, J Med Chem 35 (17) ,3135-3141 的 AJA 的僵住（cataleptic)作用和抗伤害感 受（antinociceptive)作用。
[0028] 图11示出如Dyson等人[3]所述对大鼠进行全身给药后血浆和脑中的大麻素水 平。
[0029] 图12示出所选的大麻素对于CB2和CB1的代表性结合曲线。
[0030] 图13示出CP55940 (圆圈）和JBT-101 (超纯AJA ;方块）对在HEK-293细胞中表 达的hCBl和hCB2受体（分别为上图和下图）中的[35S]GTPyS周转（turnover)的效应。 各个浓度-效应曲线代表4次重复的平均值（±SEM)。根据Wiley等人（20)调整所使用的 条件。
[0031] 图14示出JBT-101在环试验中仅在30mg/kg及以上的高剂量下为活性的。所有 药物均在油中经口给予。条件如Wiley JL和Martin BR(21)所报道的。认为该效应是CB1 介导的。
[0032] 图15示出JBT-101在小鼠热板试验中仅在30mg/kg及以上的高剂量下为活性的。 与之相比，HU-239(即美国专利号5, 338, 753中报道的AJA)在经口给予的低剂量下是活性 的（〈0. 5mg/kg)。MPE :最大可能效应。实验条件如Burstein等人（22)所报道的。
[0033] 图16示出JBT-101在小鼠降低体温（hypothermia)试验中为非活性的。所有的 药物均在油中经口给予。实验条件如Wiley JL和Martin BR(21)所报道的。认为该效应 是CB1介导的。
[0034] 图17示出在HL-60细胞中刺激PGJ的过程中超纯JBT-101的CB2特异性。CB2 拮抗剂SR144528在低浓度（方块）下减少HL60免疫系统细胞中的超纯AJA诱导的PGJ合 成。CB1拮抗剂SR141716具有小得多的效应（三角形）。DMS0对照（空心圆）。在具有 20,000细胞/500 1111?^1^^3培养基/孔的48孔板中对细胞进行处理。将细胞在371€ 和5% C02下孵育20小时。将培养基改为500 y 1无血清的RPMI并添加TNF a (10nM)。用 SR144528[ly M]或 SR141716[10y M]处理 2 小时，取出 lOOyl 用于 ELISA 测定。N = 4。
[0035] 图18示出JBT-101在博来霉素（bleomycin)小鼠硬皮病模型（CB2依赖性反应） 中对于抑制皮肤纤维化是有效的。每天通过局部注射博来霉素并经口施用所示剂量的 JBT-101 (超纯AJA)对小鼠进行治疗。所有剂量（包括lmg/kg的剂量（数据未示出））对 于抑制皮肤增厚均同等有效。
[0036] 图19示出JBT-101 (超纯AJA)在远低于观察到CB1活性的剂量的剂量下在花生 四烯酸诱导的爪肿胀模型（CB2依赖性反应）中对于抑制爪体积是有效的。小鼠经口施用 所示剂量的JBT-101 (超纯AJA)，90分钟后在右爪经足底注射（intraplanar injection) 花生四烯酸。在花生四烯酸注射后45分钟测量右爪体积。
[0037] 发明详述
[0038] THC衍生物
[0039] 四氢大麻酚（THC)是大麻的主要精神活性成分。除了改变情绪的作用之外，已报 道THC表现出其它活性，其中一些可能具有治疗价值，包括镇痛、抗炎和镇吐性质。THC的潜 在治疗价值已导致寻找相关化合物，所述化合物使精神活性作用最小化，同时保留潜在的 药用价值活性。
[0040] 例如，（6aR，10aR)-3-(l'，1' -二甲基庚基）-A8-四氢-大麻酚-9-羧酸（也称 为阿佳酸（AJA))可以单独地或与其它物质联合用于治疗疼痛和炎症。
[0041] 当前对于大麻素在疼痛和炎症方面的研究的知识体系表明，CB1和CB2受体在引 发和维持与伤害感受、致敏、疼痛信号传递和疼痛处理相关的突触后信号和免疫机制中起 重要作用[C.Voscopoulos and M.Lema，Br.J.Anaesth. (2010) 105(suppl l):i69_i85.]〇 以前，阿佳酸的早期制剂已显示对于CB1和CB2受体二者均具有亲和力，并且对于CB1受体 的亲和力更高。本发明首次提供纯化形式的阿佳酸，其对于CB2受体比对于CB1受体具有 更高的亲和力。纯化形式的阿佳酸也称为超纯阿佳酸。
[0042] 在各个实施方式中，阿佳酸的纯度为大于约95% (w/w)、大于约96% (w/w)、大于 约 97% (w/w)、大于约 98% (w/w)、大于约 99%v、大于约 99. 1% (w/w)、大于约 99. 2% (w/ w)、大于约 99. 3% (w/w)、大于约 99. 4% (w/w)、大于约 99. 5% (w/w)或大于约 99. 9% (w/ w)。可以通过如下进一步描述的各种不同方法评估纯度。
[0043] 纯化形式的阿佳酸对于CB2受体的亲和力可比对于CB1受体的亲和力高约5倍至 约10倍，但是本发明也涵盖约5倍-50倍、7倍-10倍、8倍-15倍、10倍-20倍、15倍-30 倍、25倍-50倍、40-75倍和50倍-100倍的亲和力范围（范围表示阿佳酸对于CB2受体的 亲和力与对于CB1受体的亲和力的比值）。
[0044] 在一个实施方式中，本发明化合物具有式I中所示的结构。本发明化合物 可以具有大于约97 %、约98 %、约99 %、约99. 1 %、约99. 2 %、约99. 3 %、约99. 4%、 约99. 5 %或约99. 9 %的纯度。本发明化合物可以含有少于0.1 % (w/w)的11-羟 基-(6&1?，10&1?)-3-(1'，1'-二甲基庚基）-八8-四氢大麻酚〇11]-210)或其它高081活性 的化合物。纯化形式的本发明化合物也可以被称为超纯形式。本发明也涵盖式I中化合物 的药学上可接受的盐、酯或溶剂化物。
[0045]
[0046] 其中&是氢、C0CH3或C0CH2CH 3;RA支链的C5_C12烷基，其可以任选地具有末端 芳环，或任选的支链的〇CHCH 3 (012)"烷基，其可以具有末端芳环，且其中m为0至7 ;R3为氢、 Q-C；烷基或C ^心烷醇基；且Y为零（即不存在）或桥连基团NH或氧（条件是其中Y为氧 且R2为支链的C 5-C12烷基，R 3不是CHCH 3)。
[0047] 超纯阿佳酸的制备
[0048] 本发明提供制备纯化形式的阿佳酸的方法。该方法可以包含以下步骤：(a)使 对薄荷基-2, 8-二烯1-醇（PMD)和5-(1，1-二甲基庚基）间苯二酚（DMHR)反应以形成 (6aR，10aR)-3-(l'，1'-二甲基庚基）-A8-四氢大麻酚（化合物8) ;(b)使化合物8乙酰 化以形成（6&1?，10&1?)-3-(1'，1'-二甲基庚基）-八8-四氢大麻酚乙酸酯（化合物9);((3) 使化合物9氧化以形成11-氧代-(6aR，10aR) -3- (1'，1' -二甲基庚基）-A 8-四氢大麻酚 乙酸酯（化合物10) ;(d)使用过氧化氢氧化化合物10以形成（6aR，10aR)-3-(l'，1' -二 甲基庚基）_△ 8-四氢大麻酚-9-羧酸乙酸酯（化合物11)，其中过氧化氢与化合物9的摩 尔比为约2:1至约7:1;(e)使化合物11水解以生成粗品阿佳酸；（f)使粗品阿佳酸乙酰化 以形成化合物11 ;和（g)使化合物11水解以形成纯化形式的阿佳酸。
[0049]在步骤（d)中，过氧化氢与化合物9的摩尔比也可以为约2:1至约6:1、约2:1至 约5:1、约2:1至约4:1、约2:1、约2. 5:1、约3:1、约3. 5:1或约4:1。在步骤（a)中，PMD 与DMHR的摩尔比可以为约1:1至约3:1、约1:1至约2:1、约1:1至约1. 1:1、约1. 1:1、或 约1. 2:1。步骤（a)可以在约50°C至约120°C、约60°C至约110°C、约70°C至约100°C、约 75°C至约90°C、约70°C至约80°C、约70°C、约75°C或约80°C下进行。纯化的阿佳酸的纯度 可以为大于约95% (w/w)、大于约96% (w/w)、大于约97% (w/w)、大于约98% (w/w)、大于 约 99%V、大于约 99. 1 % (w/w)、大于约 99. 2% (w/w)、大于约 99. 3% (w/w)、大于约 99. 4% (w/w)、大于约 99. 5% (w/w)或大于约 99. 9% (w/w)。
[0050] 在某些实施方式中，本发明的化合物含有一个或多个手性中心。术语"纯度"也可 以涵盖手性纯度。阿佳酸的立体异构体的纯度是指该立体异构体的化学纯度和/或手性纯 度。例如，阿佳酸的纯度可包括阿佳酸的化学纯度和手性纯度两者。阿佳酸的立体异构体的 手性纯度可以为大于约98. 5% (w/w)、大于约95% (w/w)、大于约96% (w/w)、大于约97% (界/\￥)、大于约98%(￥/\￥)、大于约99%￥、大于约99.1%(￥/\￥)、大于约99.2%(￥/\￥)、大于 约 99. 3% (w/w)、大于约 99. 4% (w/w)、大于约 99. 5% (w/w)或大于约 99. 9% (w/w)。
[0051] 可以通过气相色谱法（GC)或高压液相色谱法（HPLC)来测定本发明化合物的纯 度。用于测定阿佳酸的纯度和用于确定存在的杂质的其它技