用于刺激神经元生长和延伸的化合物、组合物和方法

专利名称：用于刺激神经元生长和延伸的化合物、组合物和方法
相关申请的交叉参考本申请与以Katoh等的名字于1998年7月17目提交的美国临时申请60/093,299号相关。
本发明的技术领域和工业应用本发明涉及用于在导致神经再生的神经细胞中刺激轴突长出(neurite outgrowth)的方法、药用化合物和组合物。更详细地讲，所述组合物包括抑制与FK-506结合蛋白(FKBP)有关的肽基-脯氨酰异构酶(旋转异构酶)的酶活性的化合物。所述方法包括用包含抑制旋转异构酶的化合物的组合物治疗神经细胞。本发明的方法能够用于促进修复由疾病或物理创伤引起的神经损伤。
本发明背景亲免蛋白为可溶解蛋白的一个家族，其用作重要的免疫抑制药物如环孢素A、FK-506和雷帕霉素的受体。特别重要的亲免蛋白为FK-506结合蛋白(FKBP)。关于亲免蛋白在神经系统中作用的综述，参见Solomon等，“亲免蛋白与神经系统”，NatureMed.,1(1),32-37(1995)。
12-千道尔顿FK-506结合蛋白，FKBP12，高亲和力地结合FK-506。使用微量量热法和放射标记的FK-506，例如[3H]二氢-FK-506(参见Siekierka等，Nature,341,755-57(1989)；和Steiner等的U.S.专利5,696,135)和32-[1-14C]-苯甲酰基-FK-506(参见Harding等，Nature,341,758-60(1989))，已直接测量这样的结合。如同Siekierka等或Harding等描述的那样，通过微量量热法或从使用氚标记的或14C标记的FK-506的竞争性结合试验，能够直接测定其它化合物对FKBP的结合亲和力。
FK-506结合蛋白FKBP12参与多种明显的细胞功能。FKBP12催化肽基-脯氨酰键合的顺-反异构化。该肽基-脯氨酰异构酶的酶活性也称作旋转异构酶活性。通过本领域已知方法(参见Fischer等，Biochim.Biophys.Acra791,87(1984)；Fischer等，Biomed.Biochim.Acta43,1101(1984)；和Fischer等，Nature 337,476-478(1989))，易于测定这样的活性。Armisteaed等的U.S.专利5,192,773号和5,330,993号报道了FKBP的结合亲和力，其与许多化合物的旋转异构酶抑制活性相关。
FK-506和与FKBP竞争性结合FKBP的化合物刺激神经细胞中神经突(轴突)的突起(参见Steiner等的U.S.专利5,696,135)。Lyons等(Proc.Natl.Acad.Sci,USA,91,3191-95(1994))证实FK-506起作用来增强或促进在大鼠嗜铬细胞瘤细胞系中刺激轴突长出的神经生长因子(NGF)的有效性。这样的轴突长出的刺激机制似乎是神经生长因子作用效力的10-至100倍。
以经验为依据，由FK-506和其竞争性抑制结合于FKBP的FK-506的化合物抑制肽基-脯氨酰异构酶(旋转异构酶)的酶活性的效力与刺激轴突长出的活性相关。由于旋转异构酶抑制作用与神经营养性作用之间的密切相关性，人们提出旋转异构酶可将蛋白质底物转化为促进神经生长的形式(参见U.S.专利5,696,135号)。例如，已发现FKBP12与细胞内钙离子通道利阿诺定(ryanodine)受体(RyR)和1,4,5-三磷酸肌醇酯受体(IP3R)形成结合复合物(Jayaraman等，J.Biol.Chem.,267,9474-9477(1992)；Cameron等，Proc.Natl.Acad.Sci,USA,92,1784-1788(1995))，有助于使钙的释放稳定。对RyR和IP3R两者而言，已证实FK-506和雷帕霉素能够使FKBP12从这些受体上解离。在这两种情况下，FKBP12的“剥离”导致钙通道的泄漏程度增加并降低细胞内的钙浓度。提示钙流出可与轴突长出的刺激有关。
另外，FK-506-FKBP结合复合物结合到并抑制钙调磷酸酶，其为一种细胞质磷酸酶。钙调磷酸酶的磷酸酶活性对脱磷酸化并随后易位进入活化的T-细胞(NF-AT)(参见Flanagan等，Nature,352,803-807(1991))核因子的核中是必要的。NF-AT为一种转录因子，它启动白介素-2基因活化，依次介导T-细胞增殖；这些步骤对免疫应答的活化是重要的。钙调磷酸酶抑制活性与FK-506和相关化合物的免疫抑制活性有关。
然而，钙调磷酸酶抑制作用并不与轴突长出的刺激作用有关。因此，需要为旋转异构酶强力抑制剂而不是钙调磷酸酶强力抑制剂的化合物，因为它们应该是神经营养性的而不是非免疫抑制性的。
这样合乎需要的神经营养性药物发现在增大轴突长出的用途，并因此促进在多种病理性情况下的神经元生长和再生，神经元的修复能够有利于神经的修复，包括由损伤或疾病例如糖尿病引起的外周神经损伤、与中风有关的脑损伤，并用于治疗与神经变性有关的神经疾病，包括帕金森病、阿尔茨海默氏病和肌萎缩脊髓侧索硬化症(ALS)。此外，这样的用途是优选的而不涉及免疫抑制作用，因为长期使用免疫抑制剂涉及多种副作用如肾毒性、神经缺损和血管压力过高。
已知多种旋转异构酶的酶活性抑制剂、FKBP-结合化合物，或免疫调节化合物。参见例如U.S.专利5,192,773号、5,330,993号、5,516,797号、5,612,350号、5,614,547号、5,622,970号、5,654,332号、5,665,774号、5,696,135号和5,721,256号。也参见国际公布WO 96/41609号、WO 96/40633号和WO 96/40140号。
鉴于有许多可通过刺激轴突长出的和相对无甚效力的FKBP12-结合的化合物(已知具有这样性质)治疗的疾病，因而存在对另外的神经营养的、结合旋转异构酶的化合物的需求。这样的化合物将被要求具有适宜用于药物制剂的物理和化学性质，例如生物利用度、半衰期和传递至活性位点的有效性。鉴于要求的性质，小有机分子优于蛋白质。另外，要求这样的化合物缺乏明显的免疫抑制活性。
本发明概述因此本发明一个目的是提供小分子的神经营养药物。另一个目的是得到为非免疫抑制剂的结合旋转异构酶的化合物。本发明的另一个目的是提供用于合成这样的化合物以及它们的有用的中间体的有效方法。本发明另一个目的是提供治疗患有神经创伤或由以下疾病引起的，或与以下疾病有关的紊乱的患者的方法，所述疾病包括(但不局限于)神经痛、肌肉萎缩症、贝尔氏麻痹、重症肌无力、帕金森病、阿尔茨海默氏病、多发性硬化症、ALS、中风和与中风有关的局部缺血、情感错乱(neural parapathy)、其它的神经变性疾病、运动神经疾病和神经损伤包括脊髓损伤。
通过本发明的结合旋转异构酶的药物，已达到这样的目的，其可用于刺激神经元的生长和再生。把这些药物给予需要治疗性刺激神经元生长和再生的个体，以在多种可有利于神经修复的病理状态下提供有效治疗，包括由损伤或疾病例如糖尿病引起的外周神经损伤、与中风有关的脑损伤、并用于治疗与神经变性有关的神经疾病，包括帕金森病、阿尔茨海默氏病和肌萎缩脊髓侧索硬化症。
在一个通用实施方案中，本发明结合旋转异构酶的药物包括通式结构式(Ⅰ-a)的化合物 其中R1选自氢、取代和未取代的烷基、链烯基、芳基、C3-C8环烷基和C5-C7环烯基、和C(R11)(R12)(R13)，所述烷基和链烯基由C1-C4烷基、C2-C4链烯基、C4-C6环烯基或羟基任选取代，所述芳基由卤素、羟基、NO2、CF3、C1-C6烷基、C2-C6链烯基、C1-C4烷氧基、C2-C4链烯氧基、苄氧基、苯氧基、氨基或苯基任选取代，所述环烷基和环烯基由C1-C4烷基、C2-C4链烯基、C1-C4烷氧基或羟基任选取代，且R11和R12每一个独立为低级烷基，或R11和R12与它们结合的原子一起形成环烷基，和R13为H、OH、低级烷基、芳基、或者(CH2)n-O-W1，其中n为0、1、2或3，W1为R2或C(O)R2，且R2为由一个或两个甲氧基任选取代的C1-C3烷基；X选自氢、氰基、C1-C2烷氧基、二甲氧基甲基和氧，其中当X为氧时，C-X键(即连接X到环碳原子的键)为双键；和Y选自氢、烷基、链烯基和环烷基，所述烷基、链烯基和环烷基由选自以下的取代基在一个或多个位置上任选取代，包括取代和未取代的烷基、芳基、烷氧基、羟基烷基、芳氧基、链烯氧基、羟基、(CH2)p-O-W2和(CH2)p-N-W2，其中p为0、1或2,W2为R3或C(O)R3，其中R3为由烷基、芳基或烷氧基任选取代的烷基、链烯基或芳基；或者X和Y与Y所连接的环结构的氮杂原子(显示在式(Ⅰ-a)中)一起形成5-至7-元饱和的或不饱和的任选含有一个另外的选自O和N杂原子(即除了所描述的环结构的氮原子以外的一个杂原子)的杂环，所述5-至7-元饱和的或不饱和的杂环由一个或多个选自J、K和L的取代基任选取代，它们独立为由一个或两个独立选自C3-C5环烷基、甲氧基、甲氧基苯基或二甲氧基苯基的取代基任选取代的氧、C3-C5环烷基或C1-C5烷基，或者J和K一起形成由一个或多个选自甲氧基、三氟甲基、三氟甲氧基的取代基任选取代的苯环，并且适宜的取代基经氧、氮、碳或硫连接于苯环。
在另一个通用实施方案中，本发明涉及式(Ⅰ-b)的化合物 其中R1选自氢、取代和未取代的烷基、链烯基、芳基、C3-C8环烷基和C5-C7环烯基、和C(R11)(R12)(R13)，所述烷基和链烯基由C1-C4烷基、C2-C4链烯基、C4-C6环烯基或羟基任选取代，所述芳基由卤素、羟基、NO2、CF3、C1-C6烷基、C2-C6链烯基、C1-C4烷氧基、C2-C4链烯氧基、苄氧基、苯氧基、氨基或苯基任选取代，并且所述环烷基和环烯基由C1-C4烷基、C2-C4链烯基、C1-C4烷氧基或羟基任选取代，R11和R12每一个独立为低级烷基，或者R11和R12与它们结合的原子一起形成环烷基，和R13为H、OH、低级烷基、芳基、或(CH2)n-O-W1，其中n为0、1、2或3,W1为R2或C(O)R2，且R2为由一个或两个甲氧基任选取代的C1-C3烷基；X1和X2每一个独立选自氢、氰基、C1-C2烷氧基、二甲氧基甲基和氧，其中当X1或X2为氧时，C-X键(即连接X1或X2到环碳原子的键)为双键(即X1或X2为=O)；或者X1和X2一起形成价键；和Y选自氢、烷基、链烯基和环烷基，所述烷基、链烯基和环烷基由选自以下的取代基在一个或多个位置上任选取代，包括取代和未取代的烷基、芳基、烷氧基、羟基烷基、芳氧基、链烯氧基、羟基、(CH2)p-O-W2和(CH2)p-N-W2，其中p为0、1或2,W2为R3或C(O)R3，其中R3为由烷基、芳基或烷氧基任选取代的烷基、链烯基或芳基；或者与Y结合的X1和X2中的一个与其中Y所连接的环结构的氮杂原子(显示在式(Ⅰ-b)中)一起形成5-至7-元饱和的或不饱和的任选含有一个另外的选自O和N杂原子(即除了所描述的环结构的氮原子以外的一个杂原子)的杂环，所述5-至7-元饱和的或不饱和的杂环由一个或多个选自J、K和L的取代基任选取代，它们独立为由一个或两个独立选自C3-C5环烷基、甲氧基、甲氧基苯基或二甲氧基苯基的取代基任选取代的氧、C3-C5环烷基或C1-C5烷基，或者J和K一起形成由一个或多个选自甲氧基、三氟甲基、三氟甲氧基的取代基任选取代的苯环，并且适宜的取代基经氧、氮、碳或硫连接于该苯环。
本发明抑制旋转异构酶的药物也包括式(Ⅰ-a)或(Ⅰ-b)这样的化合物的药学上可接受的衍生物。
本发明还涉及治疗神经创伤或由以下疾病引起的，或与以下疾病有关的紊乱的方法，所述疾病包括神经痛、肌肉萎缩症、贝尔氏麻痹、重症肌无力、帕金森病、阿尔茨海默氏病、多发性硬化症、肌萎缩脊髓侧索硬化症(ALS)、中风和与中风有关的局部缺血、情感错乱、其它的神经变性疾病、运动神经疾病和神经损伤包括脊髓损伤。本发明方法包括将治疗有效量的式(Ⅰ-a)或(Ⅰ-b)化合物、或它们的前药、药用活性代谢物、或药学上可接受的(非毒性的)盐给予需要这样治疗的患者。这样的方法还包括将包含有效量的式(Ⅰ-a)或(Ⅰ-b)化合物、或它们的前药、药用活性代谢物、或药学上可接受的盐与药学上可接受的载体或稀释剂和/或治疗有效量的选自以下的神经营养因子的组合物给予需要这样治疗的患者，神经营养因子选自神经生长因子、胰岛素生长因子和它的截短的活性衍生物、酸性和碱性成纤维细胞生长因子、血小板衍化生长因子、脑衍化神经营养因子、睫状神经营养因子、神经胶质细胞系衍化神经营养因子、神经营养蛋白-3和神经营养蛋白4/5。
本发明也涉及式(Ⅱ)、(Ⅲ)和(Ⅴ)的中间体，其被描述如下并用于制备式(Ⅰ-a)或(Ⅰ-b)调节FKBP的化合物。本发明另外涉及使用这样的中间体制备化合物的方法。
本发明其它的特征、目的和优点从以下本发明的详细描述中将变得显而易见。详细描述和优选方案本发明的抑制FKBP的药物如在此使用的那样，以下术语具有明确表示的含义，除非另外指明。
术语“烷基”意指分枝的或直链(线形)的具有1至10个碳原子的链烷烃基团(饱和的脂肪基团)，其可一般由式CkH2k+1表示，其中k为1至10的整数。烷基的实例包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、戊基、正戊基、异戊基、新戊基和己基和它们的简单的脂肪异构体。术语“低级烷基”意指具有1至8个碳原子的烷基(即C1-C8烷基)。
术语“链烯基”意指分枝的或直链的含有2至10个碳原子的烯烃基团(具有一个或多个双键的不饱和脂肪基团)，举例说明的链烯基包括乙烯基、1-丙烯基、2-丙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基、异丁烯基，和各种异构的戊烯基和己烯基(包括顺和反式异构体)。
术语“烷氧基”意指-O-烷基，其中“烷基”如上定义。“低级烷氧基”指的是含有1至4个碳原子的烷基部分的烷氧基。
术语“链烯氧基”意指-O-链烯基，其中“链烯基”如上定义。
术语“芳基”意指单环或多环芳香环部分，例如，苯基、萘基、啖喃基、噻吩基、吡咯基、吡啶基、吡啶基、吡唑基、咪唑基、吡嗪基、三嗪基、恶二唑基、H-四唑-5-基、吲哚基、喹啉基、苯并呋喃基、苯并噻吩基(硫茚基)等。当指出时，这样的芳基部分可由一个或多个以下取代基任选取代，例如卤素(F、Cl、I、Br)、低级烷基、-OH、-NO2、-CN、-CO2H、-O-低级烷基、芳基、-O-芳基、芳基-低级烷基、-CO2CH3、-CONH2、-OCH2CONH2、-NH2、-SO2NH2、-OCHF2、-CF3、-OCF3等。芳基部分也可被形成桥的两个取代基取代，例如-O-(CH2)Z-O-，其中z为1至3的整数。
术语“芳基-低级烷基”意指用芳基取代的低级烷基(如同以上定义)。
术语“芳氧基”意指-O-芳基，其中“芳基”如上定义。
术语“环烷基”意指单环或多环碳环结构，其中每一个环具有5至7个碳原子并且是饱和的。环烷基的实例包括环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基和金刚烷基。其中要指明的是环烷基可由一个或多个适宜的取代基例如卤素、烷基、-OR或-SR取代，其中R为烷基或芳基。
术语“环烯基”意指单环或多环碳环结构，其中每一个环具有5至7个碳原子并至少一个环为部分不饱和的或具有至少一个双键。
术语“杂环”(或者词根“杂”指的是环结构)意指包含一个或多个选自O、N或S的杂原子(非碳环原子)的环结构。因此，术语“杂环烷基”意指其中至少一个环碳原子由选自O、N和S的杂原子替代的环烷基。
本发明的抑制旋转异构酶的化合物由以上定义的式(Ⅰ-a)和(Ⅰ-b)表示。抑制旋转异构酶的化合物优选抑制FKBP，尤其是FKBP12的旋转异构酶(肽基-脯氨酰异构酶)的酶活性。除了式(Ⅰ-a)和(Ⅰ-b)化合物以外，本发明的抑制旋转异构酶的药物包括这样化合物的药学上可接受的衍生物，例如它们的前药、药用活性代谢物、和药学上可接受的盐或溶剂合物。
在由以上式(Ⅰ-a)和(Ⅰ-b)表示的化合物的优选实施方案中，X、X1和X2为氢或氧，或者X1和X2形成价键。
在由以上式(Ⅰ-a)和(Ⅰ-b)表示的优选化合物中，Y为具有一个或多个选自以下取代基的烷基取代和未取代的烷基、芳基、烷氧基、羟基烷基、芳基-烷基、芳氧基、链烯氧基、羟基、(CH2)p-O-W2和(CH2)p-N-W2，其中p为0、1或2,W2为R3或C(O)R3，其中R3为由烷基、芳基或烷氧基任选取代的烷基、链烯基或芳基。在更优选实施方案中，Y为 在其它的优选实施方案中，X或X1和X2中的一个和Y与任何中断的环原子一起形成取代或未取代的哌啶或哌嗪环。
对由上式(Ⅰ-a)表示的化合物而言，R1优选选自3,4,5-三甲氧基苯基； 其中m为1或2，并且n为0、1或2；和C(R11)(R12)(R13)，其中R11和R12独立选自甲基和乙基，R13选自H、OH、低级烷基、芳基和(CH2)n-O-W1，其中n为0、1、2或3。在上式中，W1为R2或C(O)R2，其中R2优选为由一个或两个甲氧基任选取代的C1-C3烷基。
由上式(Ⅰ-a)表示的特别优选的几类化合物如下 由上式(Ⅰ-b)表示的特别优选的几类化合物如下 本发明化合物也包括式(Ⅰ-a)和(Ⅰ-b)化合物的药学上可接受的衍生物。“药学上可接受的衍生物”指的是本发明化合物的前药、药用活性代谢物、或药学上可接受的盐，酯、这样酯的盐、或水合物。这样的化合物，当给予患者时，能够直接或间接得到本发明化合物、或其代谢残余物或产物，并且因此抑制FKBP旋转异构酶活性或者促进或增大轴突长出。
式(Ⅰ-a)和(Ⅰ-b)化合物可以药学上可接受的盐的形式用于药用组合物中。这样的盐优选衍生于无机或有机酸和碱。举例说明的酸盐包括乙酸盐、己二酸盐、藻酸盐、天冬氨酸盐、苯甲酸盐、苯磺酸盐、硫酸氢盐、丁酸盐、枸橼酸盐、樟脑酸盐、樟脑磺酸盐、环戊丙酸盐、二谷氨酸盐、十二烷基硫酸盐、乙磺酸盐、富马酸盐、葡庚酸盐、甘油磷酸盐、半硫酸盐、庚酸盐、己酸盐、盐酸盐、氢溴酸盐、氢碘酸盐、2-羟基乙磺酸盐、乳酸盐、马来酸盐、甲磺酸盐、2-萘磺酸盐、烟酸盐、草酸盐、扑酸盐、果胶酸盐(pectinate)、过硫酸盐、3-苯基丙酸盐、苦味酸盐、新戊酸盐、丙酸盐、琥珀酸盐、酒石酸盐、硫氰酸盐、甲苯磺酸盐和十一烷酸盐。举例说明的碱盐包括铵盐、碱金属盐例如钠和钾盐、碱土金属盐例如钙和镁盐、与有机碱所成的盐例如二环己基胺盐、N-甲基-D-葡糖胺盐、和与氨基酸如精氨酸和赖氨酸所成的盐。碱性含氮基团也能够用这样的试剂季铵化为低级烷基卤化物，如甲基、乙基、丙基和丁基氯化物、溴化物或碘化物；硫酸二烷基酯，如二甲基、二乙基、二丁基和二戊基硫酸酯；长链卤化物，如癸基、十二烷基、十四烷基和十八烷基的氯化物、溴化物和碘化物；和芳烷基卤化物，如苄基和苯乙基溴化物。可从这些盐制备水或油溶性或可分散的产物。
另外，通过附加适当的官能团可修饰本发明化合物，以增强选择性生物学性质。处于一般技术人员的意识范围内的这样的修饰包括增加生物渗透到所指定的生物系统(例如血、淋巴系统、中枢神经系统)、增加口服利用度、增加溶解度以便经注射给药、改变代谢和改变排泄率的修饰。
在此描述的一些化合物包含一个或多个不对称中心并且因此可得到对映体、非对映体、旋转异构体和其它的立体异构体形式。本发明打算包括所有这些可能的立体异构体以及它们的外消旋体和光学纯形式。使用手性合成纤维或手性试剂或者使用常规技术拆分，可制备光学活性(R)和(S)异构体。当在此描述的化合物包含烯烃双键时，它们打算包括E和Z几何异构体。此外，本发明打算包括所有这样可能的旋转异构体，特别是那些具有如下围绕键的不同轨道的化合物。 此外，在此所指的化学式可呈现互变异构体的现象。如在本说明书中描绘的结构式图，仅能代表可能的互变异构形式中的一种，应当理解的是本发明包括其能够通过使用所公开的工具或用已知方法生成的任何互变异构形式，并且不局限于所述结构式描述的任何一种互变异构形式。合成方法从式(Ⅲ)的化合物，可制备式(Ⅰ-a)化合物。 在式(Ⅲ)中，R31选自氢和任选取代的烷基、链烯基、芳基、环烷基、环烯基、 其中q为0或1，并且R30为未取代的或由一个或多个独立选自以下的取代基取代的烷基或芳基羟基、C1-C6烷基、C2-C6链烯基、C1-C4烷氧基、C2-C4链烯氧基、苄氧基、苯氧基和苯基。X为氢、氰基、C1-C2烷氧基、二甲氧基甲基或氧，其中当X为氧时，连接X到环碳原子的键为双键；并且Y为未取代的或用一个或多个独立选自以下取代基取代的氢、烷基、链烯基或环烷基未取代或由一个或多个独立选自以下取代基取代的烷基、芳基、烷氧基、羟基烷基、芳氧基、链烯氧基和羟基，所述取代基包括羟基、C1-C6烷基、C2-C6链烯基、C1-C4烷氧基、C2-C4链烯氧基、苄氧基、苯氧基、苯基、(CH2)p-O-W2或(CH2)p-N-W2，其中p为0、1或2,W2为R3或C(O)R3，且R3为未取代或由一个或多个独立选自烷基、芳基和烷氧基的取代基取代的烷基、链烯基或芳基。或者，X和Y与它们分别连接的碳环原子和氮杂原子一起形成5-至7-元饱和的或不饱和的、未取代或由一个或多个取代基J、K和L取代的杂环；其中J、K和L表示独立选自未取代或用一个或多个独立选自C3-C5环烷基、甲氧基、甲氧基苯基和二甲氧基苯基的取代基取代的氧、C3-C5环烷基和C1-C5烷基的取代基；或者J和K一起形成未取代或由一个或多个独立选自甲氧基、三氟甲基、三氟甲氧基的取代基取代的苯环，并且取代基经氧、氮、碳或硫连接于苯环并独立选自卤素、羟基、NO2、CF3、C1-C6烷基、C2-C6链烯基、C1-C4烷氧基、C2-C4链烯氧基、苄氧基、苯氧基、氨基和苯基。
在一个优选实施方案中，R31为 更优选为苄氧基羰基。
式(Ⅲ)化合物的特别优选的实例为 其中Z为苄氧基羰基。式(Ⅲ)化合物其它优选的实例为 其中Z为苄氧基羰基。另一组优选的式(Ⅲ)化合物为 其中Z为苄氧基羰基。
其它优选的式(Ⅲ)化合物选自 其中Z为苄氧基羰基。
式(Ⅲ)化合物包括那些式(Ⅲ-a)化合物，其在还原条件下可转化为式(Ⅲ-b)化合物。 在式(Ⅲ-a)中，R32选自任选取代的烷基、链烯基、芳基、环烷基、环烯基、 其中q为0或1，并且R30为未取代或由一个或多个独立选自以下取代基取代的烷基或芳基羟基、C1-C6烷基、C2-C6链烯基、C1-C4烷氧基、C2-C4链烯氧基、苄氧基、苯氧基和苯基。在式(Ⅲ-a)和(Ⅲ-b)中，X和Y如在式(Ⅰ-a)中那样定义。为得到式(Ⅰ-a)化合物，可使式(Ⅲ-b)化合物与式(Ⅳ)化合物偶合 在式(Ⅳ)中，R1如在式(Ⅰ-a)中定义。
使用式(Ⅱ)化合物，可制备式(Ⅲ-a)化合物。 在式(Ⅱ)中，Z为 其中q为0或1，并且R30为未取代或由一个或多个独立选自以下取代基取代的烷基或芳基羟基、C1-C6烷基、C2-C6链烯基、C1-C4烷氧基、C2-C4链烯氧基、苄氧基、苯氧基和苯基。Z优选为苄氧基羰基。
按照与以上描述类似的方法，从式(Ⅴ)化合物可制备式(Ⅰ-b)化合物。 式(Ⅴ)化合物包括那些式(Ⅴ-a)化合物，其在还原条件下可转化为式(Ⅴ-b)化合物。 在式(Ⅴ)、(Ⅴ-a)和(Ⅴ-b)中R31和R32如对式(Ⅲ)、(Ⅲ-a)和(Ⅲ-b)那样定义；X1和X2每一个独立为氢、氰基、C1-C2烷氧基、二甲氧基甲基或=O，或者X1和X2一起形成价键；和Y如对式(Ⅲ)、(Ⅲ-a)和(Ⅲ-b)那样定义；或者与Y结合的X1和X2中的一个与它们分别连接的碳环原子和氮杂原子和任何中断的环原子一起形成5-至7-元饱和的或不饱和的、未取代或由一个或多个取代基J、K和L取代的杂环；其中J、K和L每一个独立选自未取代或由一个或多个独立选自C3-C5环烷基、甲氧基、甲氧基苯基和二甲氧基苯基的取代基取代的氧、C3-C5环烷基和C1-C5烷基；或者J和K一起形成未取代或用一个或多个独立选自甲氧基、三氟甲基、三氟甲氧基的取代基取代的苯环，并且取代基经氧、氮、碳或硫连接于苯环并独立选自卤素、羟基、NO2、CF3、C1-C6烷基、C2-C6链烯基、C1-C4烷氧基、C2-C4链烯氧基、苄氧基、苯氧基、氨基和苯基。
以下描述的举例说明的合成阐述本发明优选的实施方案和特征。
以下合成方案指的是在说明书和合成流程中确定的中间体化合物和最终产物。使用以下实施例详细描述本发明多种化合物的制备，但是技术人员将易于认识到所描述的化学反应一般可应用于制备本发明其它抑制FKBP的化合物。正如技术人员将认识到的那样，当制备一个化合物的反应可能不像描述的那样精确应用于制备本发明的某些化合物时，技术人员可易于确定或按照本领域知识(例如，通过适当阻断干扰或保护基团，通过取代其它的常规试剂，或者通过常规修改反应条件)做出适当的修饰，能够成功实施所要求的合成，或者在此公开的(或与公开类似的)另一种反应或常规方法将适合于制备这样的化合物。尽管一定的保护基团(用一个或多个固有的功能基团阻断反应的基团)在以下描述的合成中举例说明，依所使用的官能团和特殊化学而定，其它适宜的保护基团对技术人员将是显而易见的。参见例如Greene和Wutz，有机合成中的保护基团(第2版)，JohnWiley & Sons,NY(1991)。
在此描述的所有合成方法(除非另外指明)中，原料为已知的、可得到的，或从已知的原料可易于制备，所有的温度以摄氏度列出，并且所有的份数和百分率为重量比。试剂从商业供应商例如Aldrich化学公司或Lancaster合成有限公司购买。试剂和溶剂为商业级别并按以下例外供应使用临用前从氢化钙中蒸馏二氯甲烷(CH2Cl2)；临用前从二苯甲酮钠中蒸馏四氢呋喃(THF)；经4ngstrom分子筛干燥甲醇。
使用硅胶60(Merck Art 9385)进行快速柱层析法。在(CDCl3)溶液中测定1H-NMR(300MHz)波谱并使用Varian UNITYplus300操作软件在Varian-300仪器上测定。化学位移以来自作为内标物的四甲基硅烷的低场百万分之一(ppm)来表示，并且偶合常数以赫兹给出。以下缩写用于自旋多重性br=宽峰，s=单峰，d=双重峰，t=三重峰，q=四重峰，m=多重峰和cm=复合多重峰。红外(IR)光谱在Pekin-Elmer1600系列FTIR光谱仪上记录并以波数(cm-1)报道。元素分析由AtlanticMicrolab公司，Norcross,GA进行。高分辨质谱(HRMS)由Scripps MassSpectra实验室，La Jolla,CA进行。熔点(mp)在Mel-TempⅡ仪上进行测定并且未经校正。
除非另外指明，在无水溶剂中，在环境温度下，在具有氮(N2)或氩(Ar)气囊的正压力下，进行以下阐述的反应，并且反应烧瓶配备橡皮隔膜用于借助注射器导入底物和试剂。加热干燥玻璃仪器。在玻璃背面的硅胶60F254板(Analtech,0.25mm)上进行分析薄层层析法(TLC)并用适当的溶剂比例(v/v)洗脱，适当时将其指明。经TLC测试反应并通过原料的消耗判断终止反应。使用紫外(UV)灯目测检查细条板(tip plate)。使用染色剂如茚三酮、钼酸铵、碘(I2)展开室、或茴香醛喷雾液试剂或用热活化的磷钼酸试剂(Aldrich Chemical,20wt％在乙醇中)也能够完成目测检查。
通过用反应溶剂或提取溶剂加倍反应液体积来一般制备工作液并然后使用25％(体积)的提取液洗涤所指明的水溶液(除非另外指明)。过滤前经无水Na2SO4干燥产物溶液并在旋转蒸发仪上减压下蒸发溶剂，并称作真空除去溶剂。使用大约为20∶1至50∶1(除非另外指明)的硅胶60(Merck Art9385)粗品物料，进行快速层析法(Still等，J.Org.Chem.43:2923(1978))。在实施例中指明的压力或在环境压力下，进行氢化。
以下概述的反应流程可用于制备本发明化合物。这些流程包括(以多种顺序)保护(用保护基团R32)将在式(Ⅰ-a)或(Ⅰ-b)的最终化合物中带有R1取代基的桥头氮的步骤，形成[3.3.1]或[4.3.1]氮杂酰胺核的步骤，和哌嗪或1,4-二氮杂庚烷环与取代基X、或X1和X2、和Y分别形成式(Ⅲ-a)或(Ⅴ-a)的中间体化合物的步骤。 通过以下方法，可将这样的式(Ⅲ-a)和(Ⅴ-a)化合物分别转化为式(Ⅰ-a)和(Ⅰ-b)化合物(1)在适宜的还原条件(这样的条件对那些本领域技术人员是一般易于辨别的，例如，按照以下给出的实施例详细描述的那些条件)下除去保护基团R32以产生式(Ⅲ-b)和(Ⅴ-b)化合物；和(2)在适宜的偶合条件(这样的条件对那些本领域技术人员是一般易于辨别的，例如，按照以下给出的实施例详细描述的那些条件)下，将脱除保护的式(Ⅲ-b)和(Ⅴ-b)化合物与其中R1如上定义的式(Ⅳ)试剂偶合以得到式(Ⅰ-a)或(Ⅰ-b)化合物。 对氮适宜的R32保护基团包括以下描述的那些基团以及熟练技术人员通常已知的其它的基团(参见例如，Greene和Wutz，有机合成中的保护基团(第2版)，John Wiley & Sons,NY(1991))。在以下合成中，R32优选为保护基团苄氧基羰基，但可使用其它适宜的氮保护基团来替代。流程1如下描述的流程1用于制备化合物7(和通过在表1中指明的类似方法制备其它的化合物)。在流程1和以下实施例中，Z为苄氧基羰基。除了苄氧基羰基以外，可使用其它适宜用作桥头氮保护基团的部分(参见Greene和Wutz)。 哌啶-1,2,6-三羧酸1-苄基酯(化合物1) 在室温下，将2,6-吡啶二羧酸(25g,0.15mol)溶于2.0MNaOH(154mL)和H2O(30mL)中，并放入500mL帕尔瓶中。加入铝粉中的铑(5％,1.87g)并用氩气把混合物冲洗15分钟。在55磅/平方英寸氢气下，将反应混合物振摇48小时。经压紧的硅藻土过滤悬浮液，并将透明的滤液冷却至0℃。在30分钟内，从顶部分三份向冷却的滤液中加入氯代甲酸苄基酯(30.62g,0.18mol)，并使溶液达到室温且搅拌另外5小时。用乙醚从混合物中提取剩余的氯代甲酸苄基酯。用2NHCl酸化水层并用乙酸乙酯(EtOAc)提取。使EtOAc通过Na2SO4短柱并蒸发。用EtOAc(20mL)研磨残余物，并真空过滤收集生成的白色固体，用EtOAc(3×20mL)洗涤，并空气干燥，得到化合物1(38.3g,83％收率)。Rf=0.06(10％MeOH/CHCl3)；1HNMR:δ1.49-1.73(m,4H),1.96-2.03(m,2H),4.48-4.65(m,2H),5.10(s,2H),7.26-7.35(m,5H)。2,4-二氧代-3-氧杂-9-氮杂-二环[3.3.1]壬-9-羧酸苄基酯(化合物2) 在干燥的250mL圆底烧瓶中，把哌啶-1,2,6-三羧酸1-苄基酯(化合物1,19.7g,64.11mmol)悬浮于乙酸酐(80mL,848mmol)中。在70℃下，把混合物搅拌30分钟直到形成透明溶液。真空除去剩余的乙酸酐，得到为透明油的化合物2(18.5g,100％)。物料具有足够好的纯度，未经纯化用于下一步反应。该产物对水敏感，所以其被制备后立即用于下一步。1HNMR:δ1.57-2.01(cm,6H),5.14(s,2H),5.17(s,2H),7.32-7.37(m,5H)。3-(2-苄氧基乙基)-2,4-二氧代-3,9-二氮杂-二环[3.3.1]壬-9-羧酸苄基酯(化合物3) 将2,4-二氧代-3-氧杂-9-氮杂-二环[3.3.1]壬-9-羧酸苄基酯(化合物2,1.02g,3.52mmol)溶于二噁烷(5mL)中，并从顶部加入2-苄氧基乙基胺(0.50g,3.32mmol)。在室温下，把混合物搅拌1小时(hr)。然后加入乙酸酐(0.62mL,6.64mmol)，并把反应物回流5小时。蒸发二噁烷，并快速层析法纯化残余物(20％EtOAc/己烷)，得到为浅黄色油的化合物3(1.26g,90％收率)Rf(50％EtOAc/己烷)0.80。3-(2-苄氧基乙基)-2-甲氧基-4-氧代-3,9-二氮杂-二环[3.3.1]壬-9-羧酸苄基酯(化合物4) 将3-(2-苄氧基乙基)-2,4-二氧代-3,9-二氮杂-二环[3.3.1]壬-9-羧酸苄基酯(化合物3,0.46g,1.11mmol)溶于甲醇(15mL)中。把混合物冷却至0℃，并从顶部分批加入NaBH4(0.06g,1.66mmol)。在0℃下，把反应物搅拌10分钟，并然后加入在二噁烷中的4NHCl，得到1-2范围内的pH，并在室温下将反应物搅拌过夜。蒸发甲醇，把残余物溶于EtOAc并倾入到NaHCO3饱和水溶液中，然后用EtOAc(3×10mL)提取。用盐水(10mL)洗涤合并的提取液，通过Na2SO4短柱并蒸发溶剂，得到为粘稠浅黄色油的化合物4(0.40g,85％，异构体混合物)。其具有足够好的质量，未经纯化即用于下一步反应。Rf(40％EtOAc/己烷)0.45。3-(2-苄氧基乙基)-2-氧代-3,9-二氮杂-二环[3.3.1]壬-9-羧酸苄基酯(化合物5) 在氩气下，在25ml烧瓶中将3-(2-苄氧基乙基)-2-甲氧基-4-氧代-3,9-二氮杂-二环[3.3.1]壬-9-羧酸苄基酯(化合物4,0.34g,0.76mmol)溶于CH2Cl2(5mL)中。向反应烧瓶中滴加BF3OEt2(0.18ml,1.52mmol)(释放出烟)，随后加入三乙基甲硅烷(0.24g,1.52mmol)，并把溶液搅拌过夜。蒸发CH2Cl2并将残余物溶于EtOAc且用饱和的NaHCO3(2×10mL)洗涤。用EtOAc(3×10mL)提取混合物。经Na2SO4干燥有机层并浓缩。经快速柱层析法纯化残余物，使用20％EtOAc/己烷洗脱，得到为透明油的化合物5(0.27g,89％,1∶1异构体混合物)。Rf=0.42(50％EtOAc/己烷)；1HNMR(主要旋转异构体)δ1.62-1.72(m,6H),3.25-3.50(m,2H),3.68-3.90(m,5H),4.49(s,2H),4.75(s,1H),5.14(s,2H),7.26-7.34(m,10H)。3-(2-苄氧基-乙基)-3,9-二氮杂-二环[3.3.1]壬-2-酮(化合物6) 将3-(2-苄氧基乙基)-2-氧代-3,9-二氮杂-二环[3.3.1]壬-9-羧酸苄基酯(化合物5,0.15g,0.36mmol)溶于MeOH(5mL)中，并加入在活性炭(0.03g)上的钯(10％)。借助气囊通入氢气1小时。然后通过压紧的硅藻土过滤黑色的悬浮液，并经高真空旋转蒸发仪除去甲醇，得到为粘稠油的化合物6(0.09g,90％)。其具有足够好的质量，未经纯化即用于偶合反应。1-[3-(2-苄氧基乙基)-2-氧代-3,9-二氮杂-二环[3.3.1]壬-9-基]-2-(3,4,5-三甲氧基-苯基)-乙-1,2-二酮(化合物7) 将3-(2-苄氧基乙基)-3,9-二氮杂-二环[3.3.1]壬-2-酮(化合物6,0.1g,0.36mmol)和2-氧代-3,4,5-三甲氧基苯基乙酸(34.3mg,1.43mmol)溶于CH2Cl2(5mL)中，并把溶液冷却至0℃，加入羟基苯并三唑水合物(HOBt,0.06g,0.43mmol)，随后加入1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC·HCl,0.08g,0.43mmol)和三乙胺(TEA,0.06g,0.43mmol)。使反应物达到室温并把溶液搅拌6小时。经高真空旋转蒸发仪除去挥发物。将残余物溶于EtOAc中并用10％枸橼酸溶液(10mL)洗涤，随后用水(10mL)、饱和的NaHCO3(10mL)和盐水(10mL)洗涤。经Na2SO4干燥合并的有机层并浓缩。快速层析法(30％EtOAc/己烷)纯化残余物，得到为浅黄色油的化合物7(0.14g,78％)。Rf(50％EtOAc/己烷)=0.13。IR:2941,2870,1646,1583,1499,1451,1416,1323,1239,1166,1127,1007,733cm-1；1HNMR(主要旋转异构体)δ1.60-2.18(m,6H),3.21-3.29(m,1H),3.50(dd,1H,J=37,12.5),3.67-4.01(m,13H),4.15(s,1H),4.49(s,2H),5.19(s,1H),7.19(d,2H,J=8.7),7.26-7.37(m,5H)；HRMS(M+H+)理论值497.2288，实测值497.2274。流程2按照流程2的方法，通常可制备在表1中显示的化合物12和类似物。在该合成流程中，Z为苄氧基羰基(例如，在化合物8、9和10中)。除了苄氧基羰基以外，可使用其它适宜用作桥头氮保护基团的部分。 3-[2-(2-甲氧基苯基)-乙基]-2,4-氧代-3,9-二氮杂-二环[3.3.1]壬-9-羧酸苄基酯(化合物8) 将从化合物1制备的2,4-二氧代-3-氧杂-9-氮杂-二环[3.3.1]壬-9-羧酸苄基酯(化合物2,1.00g,3.45mmol)溶于二噁烷(1mL)中，并从顶部加入2-甲氧基苯乙基胺(0.50mL,3.45mmol)。在室温下，把混合物搅拌1小时。然后加入乙酸酐(0.65mL,6.9mmol)，并把反应物回流5小时。快速层析法(20％EtOAc/己烷)纯化残余物，得到为透明油的化合物8(1.23g,90％收率)Rf=0.75(50％EtOAc/己烷)，0.66；1HNMR:δ1.75-2.05(m,6H),2.84-2.89(m,2H),3.83(s,3H),4.04-4.10(m,2H),4.90(brs,2H),5.16(s,2H),6.78-6.83(m,2H),7.05(dd,1H,J=7.5,1.6),7.13-7.20(m,1H),7.33-7.41(m,5H)。2-羟基-3-[2-(2-甲氧基-苯基)-乙基]-4-氧代-3,9-二氮杂-二环[3.3.1]壬-9-羧酸苄基酯(化合物9) 将3-[2-(2-甲氧-基苯基)-乙基]-2,4-二氧代-3,9-二氮杂-二环[3.3.1]壬-9-羧酸苄基酯(化合物8,0.77g,1.82mmol)溶于甲醇(18mL)中。把混合物冷却至0℃，并从顶部分批加入NaBH4(0.14g,3.64mmol)。把反应物搅拌10分钟并用水小心骤冷。减压下除去MeOH，并用EtOAc提取残余物。用10％枸橼酸(5mL)、水(5mL)、饱和的NaHCO3(5mL)和盐水(5mL)洗涤合并的有机层，并最后通过Na2SO4短柱。蒸发溶剂，得到为透明油的化合物9(0.65g,83％，异构体的混合物)。其具有足够好的质量，未经纯化即用于下一步反应。Rf=0.5(50％EtOAc/己烷)。化合物10 将2-羟基-3-[2-(2-甲氧基-苯基)-乙基]-4-氧代-3,9-二氮杂-二环[3.3.1]壬-9-羧酸苄基酯(化合物9,0.65g,1.52mmol)溶于CH2Cl2(1mL)中并冷却至0℃，加入三氟乙酸(TFA,0.59mL,7.64mmol)，并在23℃下把反应物搅拌过夜。减压下除去溶剂，并把残余物溶于EtOAc(10mL)中且用NaHCO3(10mL)和盐水(10mL)洗涤。经Na2SO4干燥有机层并浓缩。经快速柱层析法(40％EtOAc在己烷中)纯化残余物，得到为透明油的化合物10(0.54g,87％，单一非对映异构体)。Rf=0.30(50％EtOAc/己烷)；1HNMR:δ1.69-2.06(m,6H),2.72-3.10(m,3H),3.83(s,3H),4.55-5.27(m,6H),6.73-6.85(m,2H),7.03-7.34(m,6H)。化合物11
将加入物10(0.26g,0.64mmol)溶于MeOH(5mL)中，并加入在活性炭(0.05g)上的钯(10％)。借助气囊通入氢气1小时。然后通过压紧的硅藻土过滤黑色的悬浮液，并经高真空旋转蒸发仪除去甲醇，得到为粘稠油的化合物11(0.13g,76％)。其具有足够好的质量，未经进一步纯化即用于下一步反应。化合物12 将加入物11(0.13g,0.48mmol)和2-氧代-3,4,5-三甲氧基苯基乙酸(0.14g,0.57mmol)溶于CH2Cl2(5mL)中，并把溶液冷却至0℃，加入HOBt(0.08g,0.57mmol)，随后加入EDC·HCl(0.11g,0.57mmol)和TEA(0.08mL,0.57mmol)。使反应达到室温并把溶液搅拌6小时。减压下除去挥发物。将残余物溶于EtOAc中并用10％枸橼酸溶液(10mL)洗涤，随后用水(10mL)、饱和的NaHCO3水溶液(10mL)和盐水(10mL)洗涤。经Na2SO4干燥合并的有机层并然后浓缩。快速层析法(30％EtOAc/己烷)纯化残余物，得到为黄色油的化合物12(0.19g,83％)。Rf=0.42(50％EtOAc/己烷)；IR:2941,2838,1645,1584,1502,1453,1329,1265,1164,1128,1074,1003,734 cm-1；1HNMR(主要旋转异构体):δ1.89-2.19(m,6H),2.70-3.20(m,2H),3.52(s,3H),3.68-3.90(m,9H),4.56-4.67(m,2H),4.94-5.01(m,1H),5.21(s,1H),5.75(s,1H),6.23(d,1H,J=7.5),6.36-6.46(m,1H),6.66(s,1H),6.80(s,1H),7.26-7.31(m,1H)；HRMS(M+Na+)理论值517.1951，实测值517.1951。流程3按照流程3的通用方法，可制备化合物如以下化合物15和在表1中显示的其它相关的化合物，其中Z为适宜用于氮的保护基团，例如苄氧基羰基。 2,4-二氧代-3-(4-苯基丁基)-3,9-二氮杂-二环[3.3.1]壬-9-羧酸苄基酯(化合物13) 将[3.3.1]酸酐2(0.54g,1.89mmol，从化合物1制备)溶于二噁烷(1mL)中。从顶部加入4-苯基丁基胺(0.28g,1.89mmol)。在室温下，将混合物搅拌1小时。之后，加入乙酸酐(0.62mL,3.78mmol)，并使反应物回流5小时。蒸发二噁烷，并经快速层析法(40％EtOAc/己烷)纯化残余物，得到为无色粘稠油的化合物13(0.75g,95％收率)。Rf=0.66(40％EtOAc/己烷)；IR:2935,2863,1710,1688,1430,1341,1311,1256,1126,1096,1069,749,699cm-1；1HNMR:δ1.41-2.04(m,8H),2.61(t,2H,J=6.9),3.79(t,2H,J=6.9),4.96(s,2H),5.14(s,2H),7.14-7.37(m,10H)。3-(4-苯基丁基)-3,9-二氮杂-二环[3.3.1]壬-2,4-二酮(化合物14) 将2,4-二氧代-3-(4-苯基丁基)-3,9-二氮杂-二环[3.3.1]壬-9-羧酸苄基酯(化合物13,0.57g,1.36mmol)溶于THF(3mL)中，并加入在活性炭(0.12g)上的10％钯。借助气囊通入氢气1小时。然后通过压紧的硅藻土过滤黑色的悬浮液，并经高真空旋转蒸发仪除去THF，得到为粘稠油的化合物14(0.36g,92％)。其具有足够好的质量，未经进一步纯化即用于下一步反应。9-[氧代-(3,4,5-三甲氧基苯基)-乙酰基]-3-(4-苯基-丁基)-3,9-二氮杂-二环[3.3.1]壬-2,4-二酮(化合物15) 将3-(4-苯基丁基)-3,9-二氮杂-二环[3.3.1]壬-2,4-二酮(化合物14,0.42g,1.47mmol)和2-氧代-3,4,5-三甲氧基苯基乙酸(0.35g,1.47mmol)溶于CH2Cl2(5mL)中，并把溶液冷却至0℃，加入HOBt(0.21g,1.54mmol)，随后加入EDC·HCl(0.30g,1.54mmol)和TEA(0.15g,1.47mmol)。使反应达到室温并搅拌5小时。使用高真空旋转蒸发仪除去挥发物。将残余物溶于EtOAc中并用10％枸橼酸溶液(10mL)洗涤，随后用水(10mL)、饱和的NaHCO3(10mL)和盐水(10mL)洗涤。经Na2SO4干燥合并的有机层并浓缩。快速层析法(30％EtOAc/己烷)纯化残余物，得到为浅黄色固体的化合物15(0.25g,34％，一种异构体)。mp=101-103℃；Rf=0.32(50％EtOAc/己烷)；IR:2939,2866,1739,1682,1651,1582,1503,1454,1416,1361,1337,1243,1167,1126,1067,991,914,862cm-1；1HNMR(主要旋转异构体)δ1.56-1.64(m,5H),1.93-2.01(m,5H),2.61-2.66(m,2H),3.80-3.85(m,2H),3.95(s,9H),4.51(brs,1H),5.46(brs,1H),7.14-7.29(m,7H)；HRMS(M+H+)理论值509.2288，实测值509.2275。EA计算值C(66.13),H(6.34),N(5.51)；实测值C(66.00,H(6.37),N(5.50)。流程4流程4用于制备式18化合物和在表1中列出的相似化合物(例如，通过改变在第一步中使用的芳基甲基溴化物试剂)。 在式18中，R3、R4、R5、R6和R7每一个独立为H或通过O、N、C或S连接于环核的任何适宜的取代基。在上式中的Z为保护基团，例如苄氧基羰基。
在氢化钠和DMF存在下，化合物16与芳基取代的溴甲烷反应，得到化合物17。然后化合物17与硫酸反应，生成式18化合物。经除去保护基团Z并使生成的产物与式(Ⅳ)化合物偶合，将式18化合物转化为式(Ⅰ-a)化合物。流程5 与式(Ⅳ)试剂的最后偶合步骤使化合物31转化为要求的式(Ⅰ-a)化合物。该流程特别用于生成例如那些在下表1中确定的化合物。流程6流程6用于制备化合物159和在表1中显示的其它相关的化合物。 哌啶-1,2,6-三羧酸1-苄基酯2-甲酯(化合物232)将2,4-二氧代-3-氧杂-9-氮杂-二环[3.3.1]壬-9-羧酸苄基酯(化合物2,10g,34.51mmol)溶于MeOH(50ml)中。在室温下，将反应混合物搅拌2小时。蒸发MeOH，得到化合物232(10g,96％)。Rf=0.47(10％MeOH/CH2Cl2)。该物料具有足够好的质量，未经纯化即用于下一步反应。6-甲氧基-哌啶-1,2-二羧酸1-苄基酯2-甲酯(化合物233)将6-甲氧基-哌啶-1,2-二羧酸1-苄基酯2-甲酯(化合物232,10g,31.15mmol)溶于甲醇(80ml)中。加入1M甲醇钠在甲醇(20ml)中的溶液。通入0.3A的恒定电流(使用铂电极)1.96小时，使用4.17F/mol总量。蒸发甲醇。快速层析法(1∶2EtOAc/己烷)纯化残余物，得到化合物233(9.14g,95％)。Rf=0.9(10％MeOH/CH2Cl2)。6-烯丙基-哌啶-1,2-二羧酸1-苄基酯2-甲酯(化合物234)将6-甲氧基-哌啶-1,2-二羧酸1-苄基酯2-甲酯(化合物233,1.04g,3.39mmol)溶于CH2Cl2(10mL)中。并使用干冰-丙酮浴把溶液冷却至-78℃。在1分钟内，滴加入1MTiCl4在CH2Cl2(3.7mL)中的溶液，随后加入烯丙基三甲基硅烷(1.61mL,10.14mmol)。将浴变换为水，并把反应混合物搅拌2小时。将反应混合物倾入到盐水(50ml)中并以CHCl3(2×50mL)提取。用饱和的NaHCO3溶液(50mL)洗涤合并的有机层并最后经Na2SO4干燥。蒸发溶剂并经快速层析法(1∶5EtOAc/己烷)纯化残余物，得到化合物234(0.91g,84％)。Rf=0.78(1∶2EtOAc/己烷)。6-(2,3-二羟基-丙基)-哌啶-1,2-二羧酸1-苄基酯2-甲酯(化合物235)将6-烯丙基-哌啶-1,2-二羧酸1-苄基酯2-甲酯(化合物234,0.087g,0.2mmol)溶于丙酮(2mL)和水(0.25mL)中。加入N-甲基吗啉氧化物(0.068g,0.58mmol)，随后加入在t-BuOH(0.14mL)中的2.5％OsO4溶液。在室温下，将反应混合物搅拌14小时。伴随搅拌下加入在水(1mL)中的焦硫酸钠(0.3g)，并经硅藻土过滤生成的溶液且用乙醇(10mL)洗涤。除去溶剂并经快速柱层析法(100％EtOAc)纯化残余物，得到化合物235(0.086g,89％，为异构体的混合物)。Rf=0.12和0.06(2∶1EtOAc/己烷)。6-(2-氧代-乙基)-哌啶-1,2-二羧酸1-苄基酯2-甲酯(化合物236)将6-(2,3-二羟基-丙基)-哌啶-1,2-二羧酸1-苄基酯2-甲酯(化合物235,0.614g,1.75mmol)溶于Et2O(20mL)中并冷却至0℃。加入10％NaIO4水溶液(4mL)，并搅拌反应物1小时。将反应混合物倾入盐水(15mL)中并用Et2O(3×20mL)提取。进一步用NaS2O3水溶液(10mL)、NaHCO3饱和溶液(10mL)、盐水(10mL)洗涤合并的有机层并最后经MgSO4干燥。除去溶剂，得到化合物236(0.53g,95％)。Rf=0.67(1∶1EtOAc/己烷)。其具有足够好的质量，未经纯化即用于下一步反应。6-(2,2-二甲氧基-乙基)-哌啶-1,2-二羧酸1-苄基酯2-甲酯(化合物237)将6-(2-氧代-乙基)-哌啶-1,2-二羧酸1-苄基酯2-甲酯(化合物236,0.4g,1.25mmol)、原甲酸三甲酯(5mL)和对甲苯磺酸单水合物(0.03g)合并，在室温下，将反应混合物搅拌12小时。加入NaHCO3水溶液(25mL)并用CHCl3(3×100mL)提取反应物。经MgSO4干燥合并的有机层并浓缩。经快速层析法(1∶2EtOAc/己烷)纯化残余物，得到化合物237(0.441g,96％)。Rf=0.75(1∶1EtOAc/己烷)。2-(2,2-二甲氧基-乙基)-6-苯乙基氨基甲酰基-哌啶-1-羧酸苄基酯(化合物239)将6-(2,2-二甲氧基-乙基)-哌啶-1,2-二羧酸1-苄基酯2-甲酯(化合物237,0.350g,0.96mmol)溶于甲醇(5ml)和2NNaOH(4mL)中。在室温下，把反应物搅拌8小时。蒸发甲醇，并把残余物溶于Et2O中且用5％KHSO4(10mL)、盐水(10mL)洗涤，经Na2SO4干燥并浓缩，得到化合物238(0.335g,0.96mmol)，其未经进一步纯化即用于下一步反应。
将6-(2,2-二甲氧基-乙基)-哌啶-1,2-二羧酸1-苄基酯(化合物238,0.335g,0.96mmol)和苯乙胺(0.14g,1.15mmol)溶于CH2Cl2(20mL)中。加入HOBt(0.156g,1.15mmol)，随后加入EDC·HCl(0.221g,1.15mmol)。在室温下，把反应物搅拌18小时。加入饱和的NaHCO3溶液(25mL)并然后用CHCl3(2×50mL)提取。经Na2SO4干燥合并的有机层，并然后浓缩。快速层析法(1∶1EtOAc/己烷)纯化残余物，得到化合物239(0.374g,86％)。Rf=0.47(1∶1EtOAc/己烷)。2-氧代-3-苯乙基-3,10-二氮杂-二环[4.3.1]癸-10-羧酸叔丁酯(化合物240)将2-(2,2-二甲氧基-乙基)-6-苯乙基氨基甲酰基-哌啶-1-羧酸苄基酯(化合物239,0.297g,0.65mmol)溶于甲苯(15ml)中，并把烧瓶浸没在80℃的油浴中。加入对甲苯磺酸吡啶鎓(0.0120g,0.05mmol)并在80℃下将反应物搅拌2小时。之后，把反应物冷却下来并经过滤除去形成的沉淀。蒸发甲苯并将残余物溶于二噁烷(10mL)中。加入N-叔丁氧基羰基酐(0.285g,1.31mmol)和活性炭(0.1g)上的钯10％。借助帕尔装置通入氢气并在50磅/平方英寸下将反应物振摇12小时。然后通过压紧的硅藻土过滤黑色的悬浮液，并除去二噁烷。快速层析法(1∶2EtOAc/己烷)纯化残余物，得到化合物240(0.211g,90％)。Rf=0.31(1∶2EtOAc/己烷)。1-(2-氧代-3-苯乙基-3,10-二氮杂-二环[4.3.1]癸-10-基)-2-(3,4,5-三甲氧基-苯基)-乙-1,2-二酮(化合物159)将2-氧代-3-苯乙基-3,10-二氮杂-二环[4.3.1]癸-10-羧酸叔丁酯(化合物240,0.204g,0.56mmol)溶于在二噁烷(3mL)中的4MHCl中，并在室温下把溶液搅拌1小时。除去溶剂并将残余物溶于CHCl3(50mL)中，用饱和的NaHCO3溶液洗涤，经Na2SO4干燥并浓缩，得到白色固体(0.142g,0.55mmol)，将其溶于CH2CL2(10mL)中。加入3,3-二甲基-2-氧代-戊酸(0.131g,0.54mmol)、EDC·HCl(0.126g,0.66mmol)和4-DMAP(0.081g,0.66mmol)，并在室温下将反应物搅拌18小时。在高真空蒸发仪上除去挥发物，并把残余物溶于EtOAC中且用水(10mL)、1NHCl溶液(20mL)、饱和的NaHCO3(20mL)和盐水(20mL)洗涤。经Na2SO4干燥合并的有机层并浓缩。快速层析法(2∶1EtOAc/己烷)纯化残余物，得到最终化合物159(0.120g.45％收率)。Rf=0.4(2∶1EtOAc/己烷)。流程7如同以下描述的那样,可制备化合物162和类似化合物。 2-(2,2-二甲氧基-乙基)-6-(4-苯基-丁基氨基甲酰基)-哌啶-1-羧酸苄基酯(化合物242)将6-(2,2-二甲氧基-乙基)-哌啶-1,2-二羧酸1-苄基酯(化合物238,1g,2.85mmol)和4-苯基丁基胺(0.51g,3.42mmol)溶于CH2Cl2(60mL)中。加入HOBt(0.462g,3.42mmol)，随后加入EDC·HCl(0.655g,3.42mmol)。在室温下，把反应物搅拌12小时。加入饱和的NaHCO3(25mL)并用CHCl3(2×50mL)提取反应物。经Na2SO4干燥合并的有机层并然后浓缩。快速层析法(1∶1EtOAc/己烷)纯化残余物，得到化合物242(1.294g,94％)。Rf=0.62(1∶1EtOAc/己烷)。2-(2,2-二甲氧基-乙基)-6-(4-苯基-丁基氨基甲酰基)-哌啶-1-羧酸9H-芴-9-基甲酯(化合物243)将2-(2,2-二甲氧基-乙基)-6-(4-苯基-丁基氨基甲酰基)-哌啶-1-羧酸苄基酯(化合物242,0.887g,1.83mmol)溶于甲醇(50mL)中。并加入在活性炭(0.09g)上的钯(10％)。借助帕尔装置通入氢气，并在50磅/平方英寸下把反应物振摇15小时。然后通过压紧的硅藻土过滤黑色的悬浮液，并除去甲醇。将残余物溶于二噁烷(25mL)中。加入9-芴甲基氯代甲酸酯(0.473g,1.83mmol)，随后加入溶于水(7mL)的NaHCO3(0.307g,3.66mmol)。在室温下，将反应物搅拌10小时，倾入到冰和5％KHSO4溶液中，并然后用CHCl3(2×100mL)提取。快速层析法(1∶2EtOAc/己烷)纯化残余物，得到化合物243(1.050g,100％)。Rf=0.59(1∶1EtOAc/己烷)。2-氧代-3-(4-苯基-丁基)-3,10-二氮杂-二环[4.3.1]癸-4-烯-10-羧酸9H-芴-9-基甲酯(化合物244)将2-(2,2-二甲氧基-乙基)-6-(4-苯基-丁基氨基甲酰基)-哌啶-1-羧酸9H-芴-9-基甲酯(化合物243,1g,1.75mmol)溶于甲苯(25ml)中。加入对甲苯磺酸吡啶鎓(0.02g,0.08mmol)并在100℃下将反应物搅拌2小时。之后把反应物冷却下来，蒸发甲苯并将残余物溶于EtOAc(75mL)中。用饱和的NaHCO3溶液(25mL)洗涤并经Na2SO4干燥。快速层析法(1∶2EtOAc/己烷)纯化残余物，得到化合物244(0.770g,87％)。Rf=0.5(1∶2EtOAc/己烷)。1-[2-氧代-3-(4-苯基-丁基)-3,10-二氮杂-二环[4.3.1]癸-4-烯-10-基]-2-(3,4,5-三甲氧基-苯基)-乙-1,2-二酮(化合物162)将2-氧代-3-(4-苯基-丁基)-3,10-二氮杂-二环[4.3.1]癸-4-烯-10-羧酸9H-芴-9-基甲酯(化合物244,0.740g,1.46mmol)溶于甲醇(15mL)中，并加入1NNaOMe在甲醇(2.5mL)中的溶液。在室温下，把溶液搅拌2小时。除去挥发物并用CHCl3提取产物，经Na2SO4干燥并浓缩至白色沉淀，将其溶于CHCl3(10mL)中。加入3,3-二甲基-2-氧代-戊酸(0.141g,0.58mmol)、HOBt(0.080g,0.58mmol)、EDC·HCl(0.113g,0.58mmol)和TEA(0.082mL,0.58mmol)，并在室温下将反应物搅拌18小时。在高真空蒸发仪上除去挥发物，并把残余物溶于EtOAC中且用10％枸橼酸溶液(10mL)洗涤，随后用水(10mL)、饱和的NaHCO3(10mL)和盐水(10mL)洗涤。经Na2SO4干燥合并的有机层并浓缩。快速层析法(1∶1EtOAc/己烷)纯化残余物，得到化合物162(0.122g,50％)。Rf(1∶1EtOAc/己烷)0.122。生物化学和生物学试验多种试验和技术可用于测定本发明化合物的活性。本发明化合物刺激轴突长出的活性与其对FKBP12的结合亲和力和其抑制FKBP12旋转异构酶活性的能力直接相关。为对这些后者的性质进行定量，可使用本领域已知用于测量配体结合和酶活性的试验。用于刺激轴突长出的试验描述如下。
例如，使用由Lyons等，Proc.Natl.Acad.Sci.,91:3191-3195(1994)描述的方法，可对化合物进行测试以确定它们的神经营养活性。在轴突长出的大鼠嗜铬细胞瘤测定中，在10％热不活化马血清和5％热不活化小牛血清补充的Dulbecco氏改进的Eagle氏培养基(DMEM)中，于37℃和5％CO2下维持PC12大鼠嗜铬细胞瘤细胞。然后平铺细胞，用在5mg/cm2下的大鼠尾胶原以每35mm培养基孔105包被，并使之附着。然后用以2％马血清、1％小牛血清、神经生长因子(NGF)、和/或各种浓度的受试化合物补充的DMEM替换培养基。对照组培养基给予不含有任何受试化合物的NGF。
可用于测量刺激轴突长出的效力的另一个举例说明的方法为大鼠背根神经节试验。在这个试验中，从16天龄的Sprague-Dawley大鼠胚胎剥离背根神经节。然后在15％CO2的环境中，于37℃下在胶原包被的35mm Falcon盘上用N-2培养基(DMEM/Ham氏F12,1∶1)培养感觉神经节。用硒、孕酮、胰岛素、腐胺、葡萄糖、青霉素和链霉素补充培养基。然后用各种浓度的NGF(0-100ng/ml)和受试化合物处理神经节。在相差显微镜下，每2至3天观察感觉神经节，并测量轴突的长度。参见Lyons等，PNAS,91:3191-3195(1994)。
其它适宜的试验可用于测量本发明化合物的活性。例如，通过本发明化合物结合于FKBP的复合物测量抑制钙调磷酸酶的磷酸酶活性，能够评价免疫抑制活性(Babine等，Bioorg.Med.Chem.Lett.,6,385-390,1996)。使用连续偶合分光光度试验(Etzkom等，Biochemistry,32,2380,1994)，在30℃下测定钙调磷酸酶的磷酸肽磷酸酶活性并使衍生自cAMP依赖的蛋白激酶的调节亚基(RⅡ)的19-mer肽底物磷酸化。所述试验的混合物包含50mM MOPS(pH7.5)、0.1MNaCl、6mMMgCl2、0.5mg/ml小牛血清白蛋白、0.5mM二硫苏糖醇、1mM CaCl2、1mM MnCl2、20μM磷酸化RⅡ肽、20nM人重组钙调磷酸酶、40nM钙调蛋白、10μg/ml嘌呤核糖核苷磷酸酶、和如Etzkom等描述的200μM甲基硫代鸟苷，加上作为共溶剂的1％二甲基亚砜(DMSO)和100μM FKBP。在它们的最大溶解度下，测试化合物对钙调磷酸酶的FKBP依赖的抑制。在这些条件下，由FKBP-FK506抑制人重组钙调磷酸酶的表观抑制常数经测量为43nM。
使用微量量热法，可直接测量化合物对FKBP的结合。使用MCS-ITC仪器(MicroCal公司，Northhampton,MA)，进行量热滴定法。如下可进行滴定法。使用MicroCal的装置，将蛋白质透析液脱气15分钟。将储备的抑制剂溶液加入到共溶剂(一般为DMSO)中并把透析液脱气，随后短暂超声处理，以产生最终抑制剂溶液用于滴定。最终抑制剂溶液处于10至80μM的浓度范围内。将透析的蛋白质加入到共溶剂中并把透析液脱气，以产生在200至1600μM浓度范围内的FKBP12溶液。当使用脱气的透析液制备两者溶液时，不再对溶液进行另外的脱气。将共溶剂加入到蛋白质溶液中以维持贯穿滴定过程的固定的共溶剂浓度。使用125μL的注射器，将蛋白质滴定到抑制剂中。由于抑制剂低的溶解度，用细胞中的配体进行滴定。一般最初注射2μL随后在变化的注射间隔下进行15次8μL的注射。对每一个滴定进行一整套稀释对照。将适宜体积的共溶剂加入到脱气的透析液中以生成缓冲的共溶剂溶液，用以得到反应物的稀释热。在校正最初注射液的稀释热和缺失(deletion)热后，使用由仪器设备供应的ORIGIN软件包中的“One Set of Sites Model”，拟合滴定结果。
如由微量量热法直接测量的那样，已发现与FKBP的结合与旋转异构酶反应的抑制效力很好地相关，该反应很容易通过本领域已知的方法测定(参见例如Fischer等，Biochim.Biophys.Acta 791、87(1984)；Fischer等，Biomed.Biochim.Acta43,1101(1984)；Fischer等，Nature 337,476-478(1989)；Siekierka等，Nature,341,755-57(1989)；U.S.专利5,696,135号和Harding等，Nature,341,758-60(1989))。
在旋转异构酶抑制试验中，按照分光光度法进行人工底物N-琥珀酰-Ala-Ala-Pro-Phe-对硝基苯胺异构化。所述试验包括顺式底物、FKBP12、受试化合物和胰凝乳蛋白酶。胰凝乳蛋白酶能够从反式底物中裂解对硝基苯胺，但是不形成顺式。根据分光光度法测量对硝基苯胺的释放。使用该试验，在FKBP12和胰凝乳蛋白酶存在下将各种量的抑制FKBP旋转异构酶的式(Ⅰ-a)或(Ⅰ-b)化合物加入到顺-N-琥珀酰-丙氨酸-丙氨酸-脯氨酸-苯丙氨酸-对硝基苯胺中(Bachem,3132Kashiwa街，Torrance,CA 90505)。分光光度法测量对硝基苯胺的浓度以评价表观Ki值，以下表1中提供该值。
注NI=在试验浓度下无抑制作用；ND=未测定。药用组合物和疗法本发明抑制FKBP药物，例如以上举例说明的化合物，可用于制备药用组合物，例如以下描述的那些药用组合物。
本发明药用组合物包含有效刺激轴突长出的式(Ⅰ-a)或(Ⅰ-b)化合物和惰性的、药学上可接受的载体或稀释剂。药用组合物可另外包含神经营养因子。以适宜于各种给药途径的单位剂型制备这些组合物。
在一个实施方案中，提供非肽类抑制旋转异构酶化合物的效价水平(efficacious levels)以提供包括调节FKBP在内的治疗效益。化合物的“效价水平”指的是其中FKBP最小调节结合于FKBP12的水平。所述化合物可以以一般被设计成增强吸收和在体内裂解形成活性成分的前药形式给予。通过给予化合物的药用活性代谢物(代谢转化的产物)，也可达到效价水平。
按照常规方法，通过使治疗有效量(即通过FKBP调节足以得到所需治疗效果的效价水平)的式(Ⅰ-a)或(Ⅰ-b)化合物(作为活性成分)与标准药用载体或稀释剂混合制备的适宜的剂型给予式(Ⅰ-a)或(Ⅰ-b)化合物。这些方法可包括混合、制粒和压制或溶解适宜的成分以得到要求的制剂。
所使用的药用载体可以适宜的形式例如，固体或液体形式存在。举例说明的固体载体包括乳糖、白土、蔗糖、滑石粉、明胶、琼脂、果胶、阿拉伯胶、硬脂酸镁、硬脂酸等。举例说明的液体载体包括糖浆、花生油、橄榄油、水等。类似地，载体或稀释剂可包括本领域已知的延时释放材料，例如单独或与腊、乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、异丁烯酸甲酯等一起的单硬脂酸甘油酯或二硬脂酸甘油酯。
能够使用多种药用形式。例如，如果使用固体载体，制剂能够被压片、以粉末或小丸的形式填充到硬明胶胶囊中，或形成锭剂或糖锭剂。固体载体的量可以是变化的，但是优选为大约25mg至大约1g。如果使用液体载体，制剂将优选以糖浆剂、乳剂、软明胶胶囊剂、以安瓿或小瓶的灭菌注射溶液或悬浮液，或非水液体悬浮液的形式存在。
为得到稳定的水溶性剂型，式(Ⅰ-a)或(Ⅰ-b)化合物的药学上可接受的盐可溶于有机或无机酸的水溶液中，例如0.3M的琥珀酸溶液，或者更优选为枸橼酸。如果不能得到可溶性盐形式，式(Ⅰ-a)或(Ⅰ-b)化合物可溶于适宜的共溶剂或共溶剂的组合中。适宜的共溶剂的实例包括以范围为总体积0至60％的浓度存在的乙醇、丙二醇、聚乙二醇300、多乙氧基醚80、甘油等。在优选的实施方案中，将式(Ⅰ-a)或(Ⅰ-b)活性化合物溶于DMSO中并用水稀释。组合物也可以活性成分的盐形式在适当的水媒介物如水或等渗盐水或葡萄糖溶液中的溶液形式存在。
人们将意识到在本发明组合物中使用的式(Ⅰ-a)和(Ⅰ-b)化合物的实际优选剂量可按照所使用的特殊复合物、所配制的具体组合物、给药模式和特别部位、所治疗的宿主和疾病而变化。使用常规剂量测定试验，例如按照在此提供的实验数据，那些本领域技术人员能够对所给定的疾病确定最佳剂量。对口服给药，一般所使用的通常每天剂量为大约0.001至大约1000mg/kg体重，在适当的间隔下重复疗程。如同由Gold等，Experimental Neurology,147:269-278(1997)中描述的那样，从大鼠模型可确定人体的初步药代动力学。
可用普遍已知的方式例如借助常规混合、溶解、制粒、制锭、研磨、乳化、包囊、包埋或冷冻干燥，制备包含本发明活性化合物的药用组合物。使用一种或多种生理学上可接受的包含赋形剂和/或将活性化合物便利加工成能够作为药用制剂辅助剂的载体，以常规方式可配制药用组合物。当然，适当的制剂依所选择的给药途径而定。
对口服给药而言，化合物可容易地通过将活性化合物与本领域已知的药学上可接受的载体混合来配制。这样的载体使本发明化合物配制为片剂、丸剂、糖衣药丸、胶囊剂、液体剂、凝胶剂、糖浆剂、浆剂、混悬剂等，用于接受治疗的患者口月服摄入。通过将活性化合物与固体赋形剂混合，任选研磨生成的混合物，加工颗粒的混合物，并加入适宜的辅助剂(如果需要)以得到片剂或糖衣芯，以便获得口服使用的药用制剂。适宜的赋形剂包括例如填充剂如糖包括乳糖、蔗糖、甘露糖醇或山梨醇；纤维素制剂如玉米淀粉、小麦淀粉、大米淀粉、马铃薯淀粉、明胶、黄蓍胶、甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧基甲基纤维素钠，和/或聚乙烯吡咯烷酮(PVP)。如果要求，可加入崩解剂，例如交联聚乙烯吡咯烷酮、琼脂或藻酸或者它们的盐如藻酸钠。
为糖衣芯提供适宜的包衣。为此目的，可使用浓缩糖溶液，其可任选含有阿拉伯胶、聚乙烯吡咯烷酮、Carbopol胶、聚乙二醇、和/或二氧化钛、漆溶液、和适宜的有机溶剂或溶剂混合物。可将染料或颜料加入到片剂和糖衣药丸的包衣中用于鉴别或区分活性化合物剂量的不同组合。
能够用于口服的药用制剂形式包括明胶制成的推入配合的胶囊剂、以及明胶和增塑剂如甘油或山梨醇制成的软的密封胶囊剂。推入配合的胶囊剂能够含有与填充剂如乳糖、粘合剂如淀粉、和/或润滑剂如滑石粉或硬脂酸镁和任选的稳定剂混合的活性成分。在软胶囊剂中，活性化合物可溶解于或悬浮于适宜的液体例如脂肪油、液体石蜡或液体聚乙二醇中。另外，可加入稳定剂。所有口服给药制剂应以适宜这样给药的剂量形式存在。对颊给药而言，组合物可采用以常规方式配制的片剂或糖锭剂形式。
制备本发明的口服。药用组合物的实例如下100mg的式(Ⅰ-a)或(Ⅰ-b)化合物与750mg乳糖混合，并把该混合物掺合到口服单位剂量形式中，例如硬明胶胶囊中，其适宜于口服给药。
对吸入给药而言，本发明化合物使用适宜的抛射剂，以来自加压包装或雾化器的气溶胶喷雾剂形式方便地传递，所述抛射剂有例如二氯二氟甲烷、三氯氟甲烷、二氯四氟乙烷、二氧化碳或其它适宜的气体。在加压气溶胶的情况下，通过提供阈来传递计量的量，可测定剂量单位。例如，可配制用于吸入器或吹入器的，含有化合物和适宜的粉末基质如乳糖或淀粉的粉末混合物的明胶胶囊和药筒。
化合物可被配制用于经注射非肠道给药，例如，通过大剂量(bolus)注射或连续输注。用于注射的制剂可以单位剂型呈现，例如以安瓿或以含有加入防腐剂的多剂量容器形式呈现。组合物可采用这样的形式如在油或水媒介物中的混悬液、溶液剂或乳液，并且可含有配制试剂例如悬浮剂、稳定剂和/或分散剂。
对注射而言，本发明药物可配制成水溶液，优选在生理学上可适配的缓冲液例如Hank氏溶液、林格氏溶液或生理盐水缓冲液中。对透过粘膜给药而言，适宜于穿透屏障的渗透剂被用于制剂中并且可选择那些本领域已知的渗透剂。
非肠道给予的药用制剂包括以水溶性形式存在的活性化合物的水溶液。另外，活性化合物的混悬剂可作为适宜的油状注射混悬剂制备。用于制备这样制剂的适宜的亲脂性溶剂或媒介物包括脂肪油如芝麻油、或合成脂肪酸酯如油酸乙酯或甘油三酯或脂质体。含水注射悬浮液可包含增加悬浮液粘度的物质，例如羧甲基纤维素钠、山梨醇或葡聚糖。悬浮液也可任选包含适宜的稳定剂或增加化合物溶解度的试剂，使之用于制备高浓度溶液。
适宜于注射给药的本发明非肠道药用组合物可如下制备100mg式(Ⅰ-a)或(Ⅰ-b)化合物与10ml亲脂性溶剂如脂肪油混合，并把该混合物掺合到适宜于注射给药的剂型如乳剂中。
或者，活性成分可以临用前与适宜的媒介物如灭菌无热原水构成的粉末形式存在。化合物也可配制成包含常规栓剂基质如可可脂或其它的甘油酯的直肠组合物如栓剂或滞留灌肠剂。
除了先前描述的制剂以外，化合物也可配制为贮库制剂。这样的长效制剂可通过植入(例如，皮下或肌内)或经肌内注射给予。例如，化合物可与适宜的聚合物或疏水材料(例如，作为在可接受的油中的乳剂)或离子交换树脂、或难溶性的衍生物例如作为微溶性的盐一起配制。
用于本发明的疏水化合物的适宜的药用载体为包括苄醇、非极性表面活性剂、与水混溶的有机聚合物和水相的共溶剂系统。共溶剂系统可为VPD共溶剂系统(VPD为3％w/v苄醇、8％w/v非极性表面活性剂多乙氧基醚80和65％w/v聚乙二醇300，在无水乙醇中加至体积)。VPD共溶剂系统(VPD∶5W)含有用5％葡萄糖在水溶液中以1∶1稀释的VPD。该共溶剂系统良好地溶解疏水化合物，并且其自身在全身给药时产生低的毒性。当然，共溶剂系统的比例可有相当大的变化而不破坏其溶解性和毒性特性。此外，共溶剂成分的特性可以变化例如，可用其它的低毒性非极性表面活性剂替代多乙氧基醚80；聚乙二醇所占的份额可以改变；其它生物可适配的聚合物可替代聚乙二醇，例如聚乙烯吡咯烷酮和其它的糖或其它的多糖可替代葡萄糖。
或者，可使用其它的用于疏水药用化合物的传递系统。脂质体和乳剂为疏水性药物的传递媒介物或载体的熟知的实例。也可使用某些有机溶剂如二甲基亚砜，尽管通常要冒较大毒性的风险。另外，使用缓释系统传递化合物，例如含有治疗药物的固体疏水性聚合物的半渗透基质。多种缓释材料已被确立并为本领域技术人员所知。缓释胶囊可依它们的化学性质释放化合物达几周至100天以上。依治疗药物的化学性质和生物稳定性而定，可使用其它的稳定蛋白质的策略。
药用组合物也可包括适宜的固相或凝胶相载体或赋形剂。这样的载体或赋形剂实例包括碳酸钙、磷酸钙、各种糖、淀粉、纤维素衍生物、凝胶和聚合物如聚乙二醇。
在本领域中已鉴定多种神经营养因子并且那些因子中的任何一种可用于本发明组合物。如在此使用的术语“神经营养因子”指的是能够刺激神经组织(但不包括本发明抑制FKBP旋转异构酶的化合物)生长或增生的物质，例如，神经生长因子(NGF)、胰岛素生长因子(IGF-1)和它的截短的活性衍生物(gIGF-1)、酸性和碱性成纤维细胞生长因子(分别为aFGF和bFGF)、血小板衍化生长因子(PDGF)、脑衍化生长因子(BDNF)、睫状神经营养因子(CNTF)、胶质细胞系衍化神经营养因子(GDNF)、神经营养蛋白-3(NT-3)和神经营养蛋白4/5(NT-4/5。除了一种或多种本发明药物以外，药用组合物可包括作为活性成分的一种或多种这样的神经营养因子。用于本发明组合物中最优选的神经营养因子为NGF。
本发明药学上可接受的组合物的其它成分可包括苄醇或其它适宜的防腐剂、增强生物利用度的吸收促进剂、碳氟化合物和/或其它的常规增溶剂或分散剂。
药用组合物包含足以取得要求治疗作用的总量的活性成分。更具体地讲，药用组合物包含治疗有效量(即有效阻止发展或缓解由FKBP介导的疾病或病症的已有症状的量)的本发明抑制FKBP的药物。本发明抑制FKBP的药物和可与载体材料混合以生成单一剂量形式的任何任选神经营养因子的总量，将依接受治疗的宿主和特定的给药模式而变化。本发明组合物优选每一个包含抑制FKBP的药物和神经营养因子，抑制FKBP的药物具有促进神经营养因子的活性，以便增强轴突长出的刺激作用。在这样的组合物中神经营养因子的量最好低于在仅使用因子的单独治疗中需要的量。优选组合物被配制以便将0.01-100mg/kg体重/天的抑制FKBP12的药物和剂量在0.01至100μg/kg体重/天的神经营养因子给予接受所述组合物的患者。
本发明药用组合物可用于抑制FK-506结合蛋白的旋转异构酶的酶活性的方法中，该方法包括把组合物给予患者。本发明组合物也可用于刺激神经细胞中神经突的生长，用于刺激神经再生，或者用于促进神经元再生。优选组合物另外包括神经营养因子。
当根据具体的和优选的实施方案阐明本发明时，本领域那些技术人员将易于认识到，例如通过本发明的常规实验和实践可进行变化和改进。例如，本领域一般技术人员可认识到进行式(Ⅰ-a)或(Ⅰ-b)化合物明显的变化或替换而不以明显的方式对它们在药用组合物中的效力产生不利的影响。因此，本发明不打算受先前的描述的限制，而是通过附加的权利要求和它们的等价物来限定。
权利要求
1．下式化合物或所述化合物的药学上可接受的衍生物 其中R1为氢；未取代的或由-个或多个独立选自以下的取代基取代的芳基卤素、羟基、NO2、CF3、C1-C6烷基、C2-C6链烯基、C1-C4烷氧基、C2-C4链烯氧基、苄氧基、苯氧基、氨基和苯基；未取代的或由-个或多个独立选自以下取代基取代的烷基或链烯基C1-C4烷基、C2-C4链烯基、C4-C6环烯基和羟基；未取代的或由一个或多个独立选自以下取代基取代的C3-C8环烷基或C5-C7环烯基；C1-C4烷基、C2-C4链烯基、C1-C4烷氧基和羟基；或C(R11)(R12)(R13)，其中R11和R12每-个独立为低级烷基，或R11和R12与它们结合的原子一起形成环烷基，R13为H、OH、低级烷基、芳基、或者(CH2)n-O-W1，其中n为0、1、2或3,W1为R2或C(O)R2,R2为未取代的或由一个或两个甲氧基取代的C1-C3烷基；X为氢、氰基、C1-C2烷氧基、二甲氧基甲基或=O；和Y为氢；未取代的或由-个或多个独立选自以下取代基取代的烷基、链烯基或环烷基未取代的或由一个或多个独立选自以下取代基取代的烷基、芳基、烷氧基、羟基烷基、芳氧基、链烯氧基和羟基羟基、C1-C6烷基、C2-C6链烯基、C1-C4烷氧基、C2-C4链烯氧基、苄氧基、苯氧基和苯基；或(CH2)p-O-W2或(CH2)p-N-W2，其中p为0、1或2,W2为R3或C(O)R3，且R3为未取代的或用一个或多个独立选自烷基、芳基和烷氧基的取代基取代的烷基、链烯基或芳基；或者X和Y与它们分别连接的碳环原子和氮杂原子一起形成未取代的或由一个或多个取代基J、K和L取代的5-至7-元饱和的或不饱和的杂环，其中J、K和L表示独立选自氧、和未取代的或由一个或多个独立选自C3-C5环烷基、甲氧基、甲氧基苯基和二甲氧基苯基的取代基取代的C3-C5环烷基和C1-C5烷基；或者其中J和K一起形成未取代的或由一个或多个独立选自甲氧基、三氟甲基、三氟甲氧基的取代基取代的苯环，并且取代基经氧、氮、碳或硫连接于苯环上并独立选自卤素、羟基、NO2、CF3、C1-C6烷基、C2-C6链烯基、C1-C4烷氧基、C2-C4链烯氧基、苄氧基、苯氧基、氨基和苯基。
2．权利要求1的化合物或药学上可接受的衍生物，其中R1为未取代的或由一个或多个独立选自卤素、羟基、NO2、CF3、C1-C6烷基、C2-C6链烯基、C1-C4烷氧基、C2-C4链烯氧基、苄氧基、苯氧基、氨基和苯基的取代基取代的芳基。
3．权利要求1的化合物或药学上可接受的衍生物，其中R1选自金刚烷基、萘基、吲哚基、呋喃基、噻吩基、吡啶基和苯基，所述苯基具有一至三个独立选自卤素、羟基、NO2、CF3、C1-C6烷基、C2-C6链烯基、C1-C4烷氧基、C2-C4链烯氧基、苄氧基、苯氧基、氨基和苯基的取代基。
4．权利要求3的化合物或药学上可接受的衍生物，其中R1为3,4,5-三甲氧基苯基。
5．权利要求1的化合物或药学上可接受的衍生物，其中R1为 其中m为1或2，n为0、1或2，且W1如在权利要求1中所定义。
6．权利要求1的化合物或药学上可接受的衍生物，其中R1为C(R11)(R12)(R13)，这里R11和R12与它们结合的原子一起形成环戊基或环己基；并且R13选自H、OH、低级烷基、芳基和(CH2)n-O-W1，其中n为0、1、2或3，W1为R2或C(O)R2，且R2为未取代的或由一个或两个甲氧基取代的C1-C3烷基。
7．权利要求6的化合物或药学上可接受的衍生物，其中R1选自 其中m为1或2。
8．权利要求1的化合物或药学上可接受的衍生物，其中R1为C(R11)(R12)(R13)，这里R11和R12每一个独立为甲基或乙基；并且R13为H、OH、低级烷基、芳基和(CH2)n-O-W1，其中n为0、1、2或3，W1为R2或C(O)R2，且R2为未取代的或由一个或两个甲氧基取代的C1-C3烷基。
9．权利要求8的化合物或药学上可接受的衍生物，其中R1选自
10．权利要求1的化合物或药学上可接受的衍生物，其中Y为由一个或多个独立选自以下取代基取代的烷基烷基、芳基、烷氧基、羟基烷基、芳氧基、链烯氧基、羟基、(CH2)p-O-W2和(CH2)p-N-W2，这里p为0、1或2,W2为R3或C(O)R3，且R3为未取代的或由一个或多个选自烷基、芳基和烷氧基的取代基取代的烷基、链烯基、芳基-烷基或芳基。
11．权利要求10的化合物或药学上可接受的衍生物，其中Y选自
12．权利要求1的化合物或药学上可接受的衍生物，其中X和Y与它们分别连接的碳环原子和氮杂原子一起形成未取代或取代的5-至7-元饱和的或不饱和的杂环，所述杂环任选具有除了所述氮杂原予以外的另一个选自O和N的杂原子。
13．权利要求12的化合物或药学上可接受的衍生物，其中所述5-7元饱和的或不饱和的杂环选自哌啶和哌嗪。
14．权利要求1的化合物或药学上可接受的衍生物，其中所述化合物选自
15．权利要求1的化合物或药学上可接受的衍生物，其中所述化合物选自
16．药用组合物包含包括治疗有效量的至少一种权利要求1化合物或药学上可接受的衍生物的抑制旋转异构酶的药物；和药学上可接受的载体。
17．权利要求16的药用组合物，该组合物还包含神经营养因子。
18．治疗神经疾病患者的方法，包括给予所述患者治疗有效量的权利要求1的化合物或药学上可接受的衍生物。
19．权利要求18的方法，其中所述神经疾病选自由物理损伤或疾病状态引起的外周神经病、对大脑的物理损伤、对脊髓的物理损伤、与脑损伤有关的中风和与神经变性有关的神经疾病。
20．权利要求18的方法，其中所述神经疾病是帕金森氏病、阿尔茨海默氏病或肌萎缩脊髓侧索硬化症。
21．权利要求18的方法，该方法还包括给予患者选自以下的神经营养因子神经生长因子、胰岛素生长因子和它的截短的活性衍生物、酸性和碱性成纤维细胞生长因子、血小板衍化生长因子、脑衍化生长因子、睫状神经营养因子、胶质细胞系衍化神经营养因子、神经营养蛋白-3和神经营养蛋白4/5。
22．制备权利要求1的化合物或药学上可接受的衍生物的方法，包括(a)在还原条件下，将式(Ⅲ-a)化合物转化为其中X和Y如上定义的式(Ⅲ-b)化合物， 其中R32选自任选取代的烷基、链烯基、芳基、环烷基、环烯基、 ，其中q为0或1,R30为未取代的或由一个或多个独立选自以下取代基取代的烷基或芳基羟基、C1-C6烷基、C2-C6链烯基、C1-C4烷氧基、C2-C4链烯氧基、苄氧基、苯氧基和苯基；X为氢、氰基、C1-C2烷氧基、二甲氧基甲基或氧，其中当X为氧时，连接X至环碳原子的键为双键；和Y为氢；未取代的或由一个或多个独立选自以下取代基取代的烷基、链烯基或环烷基未取代的或由一个或多个独立选自以下取代基取代的烷基、芳基、烷氧基、羟基烷基、芳氧基、链烯氧基和羟基羟基、C1-C6烷基、C2-C6链烯基、C1-C4烷氧基、C2-C4链烯氧基、苄氧基、苯氧基和苯基；或(CH2)p-O-W2或(CH2)p-N-W2，其中p为0、1或2，W2为R3或C(O)R3,R3为未取代的或由一个或多个独立选自烷基、芳基和烷氧基的取代基取代的烷基、链烯基或芳基；或者X和Y与它们分别连接的碳环原子和氮杂原子一起形成未取代的或由一个或多个取代基J、K和L取代的5-至7-元饱和的或不饱和的杂环，其中J、K和L表示独立选自氧和未取代的或由一个或多个独立选自C3-C5环烷基、甲氧基、甲氧基苯基和二甲氧基苯基的取代基取代的C3-C5环烷基和C1-C5烷基；或者其中J和K一起形成未取代的或由一个或多个独立选自甲氧基、三氟甲基、三氟甲氧基的取代基取代的苯环，取代基经氧、氮、碳或硫连接于苯环并独立选自卤素、羟基、NO2、CF3、C1-C6烷基、C2-C6链烯基、C1-C4烷氧基、C2-C4链烯氧基、苄氧基、苯氧基、氨基和苯基；和(b)将所述式(Ⅲ-b)化合物与式(Ⅳ)化合物偶合， 其中R1为氢；未取代的或由一个或多个独立选自以下取代基取代的芳基卤素、羟基、NO2、CF3、C1-C6烷基、C2-C6链烯基、C1-C4烷氧基、C2-C4链烯氧基、苄氧基、苯氧基、氨基和苯基；未取代的或由一个或多个独立选自以下取代基取代的烷基或链烯基C1-C4烷基、C2-C4链烯基、C4-C6环烯基和羟基；未取代的或由一个或多个独立选自以下取代基取代的C3-C8环烷基或C5-C7环烯基C1-C4烷基、C2-C4链烯基、C1-C4烷氧基和羟基；或C(R11)(R12)(R13)，其中R11和R12每一个独立为低级烷基，或R11和R12与它们结合的原子一起形成环烷基，R13为H、OH、低级烷基、芳基或(CH2)n-O-W1，其中n为0、1、2或3，W1为R2或C(O)R2,R2为未取代的或由一个或两个甲氧基取代的C1-C3烷基。
23．权利要求22的方法，其中式(Ⅲ-a)化合物选自 其中Z为苄氧基羰基。
24．权利要求22的方法，其中式(Ⅲ-a)化合物选自 其中Z为苄氧基羰基。
25．权利要求22的方法，其中式(Ⅲ-a)化合物选自 其中Z为苄氧基羰基。
26．权利要求22的方法，其中式(Ⅲ-a)化合物选自 其中Z为苄氧基羰基。
27．权利要求22的方法，该方法还包括将式(Ⅱ)化合物转化为所述式(Ⅲ-a)化合物， 其中Z为 其中q为0或1，并且R30为未取代的或由一个或多个独立选自羟基、C1-C6烷基、C2-C6链烯基、C1-C4烷氧基、C2-C4链烯氧基、苄氧基、苯氧基和苯基的取代基取代的烷基或芳基。
28．下式化合物或所述化合物的药学上可接受的衍生物 其中R1为氢；未取代的或由一个或多个独立选自以下取代基取代的芳基卤素、羟基、NO2、CF3、C1-C6烷基、C2-C6链烯基、C1-C4烷氧基、C2-C4链烯氧基、苄氧基、苯氧基、氨基和苯基；未取代的或由一个或多个独立选自以下取代基取代的烷基或链烯基C1-C4烷基、C2-C4链烯基、C4-C6环烯基和羟基；未取代的或由一个或多个独立选自以下取代基取代的C3-C8环烷基或C5-C7环烯基C1-C4烷基、C2-C4链烯基、C1-C4烷氧基和羟基；或C(R11)(R12)(R13)，其中R11和R12每一个独立为低级烷基，或R11和R12与它们结合的原子一起形成环烷基，R13为H、OH、低级烷基、芳基、或(CH2)n-O-W1，其中n为0、1、2或3,W1为R2或C(O)R2,R2为未取代的或由一个或两个甲氧基取代的C1-C3烷基；X1和X2每一个独立为氢、氰基、C1-C2烷氧基、二甲氧基甲基或=O；或者X1和X2一起形成价键；和Y为氢；未取代的或由一个或多个独立选自以下取代基取代的烷基、链烯基或环烷基未取代的或由一个或多个独立选自以下取代基取代的烷基、芳基、烷氧基、羟基烷基、芳氧基、链烯氧基和羟基羟基、C1-C6烷基、C2-C6链烯基、C1-C4烷氧基、C2-C4链烯氧基、苄氧基、苯氧基和苯基；或(CH2)p-O-W2或(CH2)p-N-W2，其中p为0、1或2,W2为R3或C(O)R3,R3为未取代的或由一个或多个独立选自烷基、芳基和烷氧基的取代基取代的烷基、链烯基或芳基；或者与Y结合的X1和X2中的一个与其中Y所连接的环结构的氮杂原子一起形成5-至7-元饱和的或不饱和的、任选含有一个另外选自O和N杂原子的杂环，所述5-至7-元饱和的或不饱和的杂环由一个或多个选自J、K和L的取代基任选取代，所述取代基独立为由一个或两个独立选自C3-C5环烷基、甲氧基、甲氧基苯基或二甲氧基苯基的取代基任选取代的氧、C3-C5环烷基或C1-C5烷基，或者J和K一起形成由一个或多个选自甲氧基、三氟甲基、三氟甲氧基的取代基任选取代的苯环，并且适宜的取代基经氧、氮、碳或硫连接于苯环。
29．权利要求28的化合物或药学上可接受的衍生物，其中所述化合物选自
全文摘要
本发明描述了抑制FK－506结合蛋白(FKBP)的肽基－脯氨酰异构酶(旋转异构酶)的酶活性的化合物和包含这些化合物的组合物。抑制FKBP的化合物具有二环[3.3.1]、[4.3.1]或多环氮杂酰胺核。包含这样化合物的药用组合物有助于刺激神经细胞中轴突长出和促进神经再生。用这样的组合物治疗神经细胞的方法对促进修复由疾病和物理创伤引起的神经损伤是有用的。
文档编号C07D471/08GK1318067SQ99810848
公开日2001年10月17日 申请日期1999年7月15日 优先权日1998年7月17日
发明者加藤晋, 川上浩, 多田博纪, M·A·林顿, V·卡利施, J·H·塔特洛克, J·E·维拉弗兰卡 申请人:阿古龙制药有限公司