噻唑鎓類化合物和與蛋白老化有關的疾病的治療的製作方法

2023-07-16 21:33:21

專利名稱：噻唑鎓類化合物和與蛋白老化有關的疾病的治療的製作方法
技術領域：
本發明涉及噻唑類化合物，並且在動物中(i)提高皮膚的彈性或減少皺紋，治療(ii)糖尿病，或者治療或預防(iii)不良的糖尿病後遺症，(iv)腎損傷，(v)對血管的損害，(vi)高血壓，(vii)視網膜病，(viii)對晶狀體蛋白的損害，(ix)白內障，(x)外周神經病，或(xi)骨關節炎。
發現葡萄糖和蛋白之間的反應已有一段時期了。Maillard在1912年觀察到葡萄糖或其它還原糖與胺基酸反應形成加合物，其經過一系列的脫水作用並重排成穩定的褐色色素。其它研究提示了儲藏的和熱處理的食品會經歷非酶促性褐色化，這是葡萄糖和多肽之間反應的結果，導致交聯和生物利用度降低。
人們發現體內存在與還原糖和食品蛋白之間的反應平行的反應。葡萄糖和蛋白上游離胺基酸之間的非酶促反應形成穩定的1-脫氧酮糖基(ketosyl)加合物，也稱作阿馬多裡(Amadori)產物，已經存在於血紅蛋白中，其中血紅蛋白的β鏈的氨基末端與葡萄糖的反應形成一種加合物，稱作血紅蛋白Alc。在許多其它機體蛋白中也發現存在類似的反應，例如晶狀體蛋白、膠原和神經蛋白。參見Bucala等，＂高級糖基化；糖尿病和老化的化學、生物學和含義＂刊於Advances inPharmacology，Vol.23，pp.1-34，Academic Press(1992)。
在體內還觀察到在光譜和螢光性質上類似於末期Maillard產物的褐色色素與數種長壽命蛋白有關，例如源自衰老個體的晶狀體蛋白和膠原。在20-90歲的年齡範圍內已經在人體硬膜膠原中觀察到色素呈現出一種年齡相關性線性增高。有趣的是，葡萄糖誘導的交聯作用可以體外模擬膠原的老化。葡萄糖誘導的膠原產物可以截獲其它蛋白，這種截獲作用在理論上通交聯反應發生，並且被確信是解釋在腎基底膜中觀察到的白蛋白和抗體蓄積的原因。這些與葡萄糖的反應產物一般被稱作＂高級糖基化終產物＂或AGEs。
已經鑑定出抑制高級糖基化終產物形成的試劑。這些試劑被認為通過與早期糖基化產物反應來起效。一些此類試劑是通過切斷至少某些糖衍生交聯作用來起效。一種被鑑定為抑制劑的試劑是氨基胍類化合物，並且其它試驗已經證實了其功效。
雖然由氨基胍類化合物和其它化合物獲得成功是有希望的，但仍然需要鑑定和開發出其它拓寬實用性和潛在活性的範圍及其診斷和治療效用的抑制劑。
特別是，所述的組合物含有抑制高級糖基化終產物的形成和逆轉先成的高級糖基化(糖化)終產物並且切斷後續交聯反應的試劑。不希望受到任何理論的約束，可以認為先成的高級糖基化(糖化)終產物和交聯的切斷是高級糖基化終產物中含α-二糖基蛋白交聯的裂解的結果。
本發明中的某些試劑是稱作噻唑類化合物的成員。
可以認為本發明中利用的化合物及其組合物與早期糖基化產物反應，因此防止其同樣形成高級糖基化終產物，其導致交聯和分子或蛋白老化以及其它不良的分子後果。而且，它們與已經形成的高級糖基化終產物反應減少此類產物的量。
在機體內抑制高級糖基化終產物的形成和逆轉已形成的高級糖基化產物的能力在所有應用中都具有其重要意義，其中高級糖化和伴發性分子交聯是一種嚴重的損害。所以，在食品工程的領域中，例如，通過使某些食品具有最低限度的穩定性不易腐敗來延遲食品變質將會帶來明顯的經濟和社會效益並且更易被用戶使用。減少變質，以及減少檢查、除去和更新的費用，並且延長食品的可利用性將有助於穩定其在市場上的價格。同樣地，在蛋白的易腐敗成為問題的其它工業應用中，在含此類蛋白的組合物中混合本發明的試劑可以使蛋白的有效期延長。目前所用的食品防腐劑和變色防腐劑如二氧化硫，在動物中會引起中毒，包括過敏和哮喘，它們可以被如本發明所述的化合物代替。
本發明的方法具有特定的治療用途，因為Maillard過程嚴重影響機體內重要的蛋白群，其中有膠原、彈性蛋白、晶狀體蛋白和腎小球基底膜。這些蛋白同時受到老化(在此使用術語＂蛋白老化＂)和糖尿病後果的損害。所以，延緩或顯著抑制高級糖基化終產物的形成，和減少高級糖基化終產物和體內內其它蛋白之間形成的交聯的量對於例如糖尿病的併發症和衰老的治療來說是有希望的，並且由此提高動物和人生活的質量且可能延長壽命。
本發明的試劑也適用於個人外觀和衛生的領域，因為它們通過具有除斑性質的陽離子抗菌劑預防和逆轉牙齒的染色，例如氯己定。詳述本發明提供一種方法，在動物中(i)提高皮膚的彈性或減少皺紋，治療(ii)糖尿病，或者治療或預防(iii)不良的糖尿病後遺症，(iv)腎損傷，(v)對血管的損害，(vi)高血壓，(vii)視網膜病，(viii)對晶狀體蛋白的損害，(ix)白內障，(x)外周神經病，或(xi)骨關節炎，該方法包括施用有效量的一種或多種下式的化合物 其中R1和R2獨立地是氫、羥基(低級)烷基、低級醯氧基(低級)烷基、或低級烷基，或R1和R2與其環碳一起形成芳族稠合環；Ar是芳基；X是可藥用陰離子，其中所述的稠合芳環或芳基各自可以被羥基和至多2個選自下列的基團取代滷素、低級烷氧基或二(低級烷基)氨基、或一個或多個烷基、羧基、羧基烷基、硝基或亞烷基二氧基。
在一些實施方案中，本發明涉及給予動物的藥物組合物用於(i)提高皮膚的彈性或減少皺紋，治療(ii)糖尿病，或者治療或預防(iii)不良的糖尿病後遺症，(iv)腎損傷，(v)對血管的損害，(vi)高血壓，(vii)視網膜病，(viii)對晶狀體蛋白的損害，(ix)白內障，(x)外周神經病，或(xi)骨關節炎，該組合物含有一種或多種下式的化合物 其中R1和R2獨立地是氫、羥基(低級)烷基、低級醯氧基(低級)烷基、或低級烷基，或R1和R2與其環碳一起形成芳族稠合環；Ar是芳基；X是可藥用陰離子，其中所述的稠合芳環或芳基可以被至多2個選自下列的基團取代滷素、羥基、低級烷氧基或二(低級烷基)氨基、或一個或多個烷基、羧基、羧基烷基、硝基或亞烷基二氧基。
在一些實施方案中，本發明涉及一種方法，在動物中(i)提高皮膚的彈性或減少皺紋，治療(ii)糖尿病，或者治療或預防(iii)不良的糖尿病後遺症，(iv)腎損傷，(v)對血管的損害，(vi)高血壓，(vii)視網膜病，(viii)對晶狀體蛋白的損害，(ix)白內障，(x)外周神經病，或(xi)骨關節炎，該方法包括施用有效量的一種或多種下式的化合物 其中R1*和R2*獨立地選自羥甲基和甲基；R3是羰基或羥基亞甲基；Ar*是任選被1-2個基團取代的苯基，所述的取代基是滷素、羥基、低級烷氧基、亞烷基二氧基或二(低級)烷基氨基；和X是可藥用陰離子；其中該化合物被至少一個摻混在R1*、R2*、R3或A的羥基取代。
低級烷基含有1-6個碳原子且包括甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基，和其相應的支鏈異構體。低級鏈烯基或炔基含有2-6個碳原子。同樣地，低級烷氧基含有1-6個碳原子，且包括甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基和己氧基，和其相應的支鏈異構體。這些基團任選地被一個或多個滷素、羥基、氨基或低級烷基氨基取代。
低級烷醯基(低級)烷基含有2-6個碳原子。通常烷醯基是諸如乙酸基或乙醯氧基、丙醯氧基、丁醯氧基、戊醯氧基、己醯氧基，和其相應的支鏈異構體的烷醯基。
芳基是那些含有6-10個碳原子的基團，例如萘基、苯基和低級烷基取代的苯基，如甲苯基和二甲苯基，並且任選地被1-2個滷素、羥基、低級烷氧基或二(低級)烷基氨基取代。優選的芳基是苯基、甲氧基苯基和4-溴苯基。
滷素原子可以是氟、氯、溴或碘。
鑑於本發明的目的，式(I)的化合物形成生物或藥物可接受的鹽。有效的鹽形式是滷化物，特別是溴化物和氯化物；甲苯磺酸鹽；甲磺酸鹽和均三甲苯磺酸鹽。其它有關的鹽可以用無毒和生物和可藥用的陰離子來生成。
本發明的示例化合物包括3-(2-苯基-2-羥基乙基)-4，5-二甲基噻唑鎓，S(-)3-(2-苯基-2-羥基乙基)-4，5-二甲基噻唑鎓，
R(-)3-(2-苯基-2-羥基乙基)-4，5-二甲基噻唑鎓，3-[2-(2-羥基苯基)-2-氧乙基]-4，5-二甲基噻唑鎓，3-[2-(3′-羥基苯基)-2-氧乙基]-4，5-二甲基噻唑鎓，3-[2-(4′-羥基苯基)-2-氧乙基]-4，5-二甲基噻唑鎓，3-(2-苯基-2-氧乙基)-4-甲基-5-(羥基甲基)-噻唑鎓，3-(2-苯基-2-氧乙基)-4-(羥基甲基)-5-甲基噻唑鎓，3-(2-苯基-2-氧乙基)-4，5-(二羥基甲基)-噻唑鎓，3-[2-(2′，4′-二羥基苯基)-2-氧乙基]-4，5-二甲基噻唑鎓，3-[2-(3′，5′-二羥基苯基)-2-氧乙基]-4，5-二甲基噻唑鎓，3-[2-(2′，5′-二羥基苯基)-2-氧乙基]-4，5-二甲基噻唑鎓，3-[2-(2′，6′-二羥基苯基)-2-氧乙基]-4，5-二甲基噻唑鎓，3-[2-(3′，4′-二羥基苯基)-2-氧乙基]-4，5-二甲基噻唑鎓和3-[2-(2′，3′-二羥基苯基)-2-氧乙基]-4，5-二甲基噻唑鎓化合物和其鹽。
上述化合物能夠抑制靶向分子上高級糖基化終產物的形成，所述靶向分子包括，例如蛋白，並且能夠切斷或逆轉在該蛋白上已形成的高級糖基化終產物。蛋白通過形成高級糖基化終產物的交聯歸因於其它蛋白的截獲並造成體內病症的發展，例如彈性降低和皮膚出現皺紋，某些腎臟疾病，動脈粥樣硬化，骨關節炎等。類似地，經過非酶促褐色化變質的植物材料和在食品的情況中，變壞或變硬，因此變得不適於食用、不可口或沒有營養。所以，本發明的化合物抑制這種後期Maillard作用並幹涉上述有害變化，和降低蛋白質中業已存在的高級糖基化終產物的水平。
本發明的基本理論是利用試劑阻斷和逆轉糖基化後步驟，例如螢光生色團的形成和交聯，其存在與糖尿病的後遺症和衰老有關並導致糖尿病的後遺症和衰老。理想的試劑將防止所述生色團的形成以及蛋白帶之間的交聯和蛋白在其它蛋白上的截留，例如存在於動脈和腎臟中，和逆轉已存在的交聯形成的水平。
被認為與本發明的化合物反應的早期糖基化產物的化學性質可以變化。所以術語＂早期糖基化產物＂在此是指包括其範圍內的任何和所有變化形式。例如，已經假定了具有羰基的早期糖基化產物，其參與高級糖基化終產物的形成，並且可以通過與本發明的化合物反應來阻斷。在一個實施方案中，早期糖基化產物可以含有阿馬多裡產物或其進一步縮合、脫水和/或重排產物的反應性羰基部分，其可以縮合形成高級糖基化終產物。在另一方案中，含有一個或多個羰基部分的反應性羰基化合物(例如乙醇醛、甘油醛或3-脫氧葡糖醛酮)可以由阿馬多裡或其它早期糖基化終產物的裂解來形成，並且隨後與胺或阿馬多裡產物反應，可以形成含羰基的高級糖基化產物，例如烷基甲醯基葡糖基吡咯。
若干研究人員研究了高級糖基化產物形成的機理。在Eble等的體外研究中(1983)，＂蛋白的非酶促糖基化作用和葡萄糖依賴性交聯＂，J.Biol.Chem.，2589406-9412，涉及糖基化的蛋白與非糖基化的蛋白在不存在葡萄糖下的交聯。Eble等試圖說明Maillard反應的機理並由此實施核糖核酸酶的控制初始糖基化作為模型系統。一方面，分離糖基化的蛋白物質並置於無葡萄糖環境中且進行觀察以測定交聯的程度。Eble等觀察到該交聯作用不但延續到與糖基化的蛋白而且延續到與非糖基化的蛋白發生。觀察結果之一是，糖基化的蛋白和蛋白物質之間的反應似乎出現在位於蛋白的胺基酸側鏈上的位置。驗證試驗證實游離賴氨酸與核糖核酸酶上的賴氨酸競爭性結合糖基化的蛋白。
雖然本發明的化合物逆轉已形成的高級糖基化終產物的機理不受任何具體理論的約束，但研究業已闡明了一種可能的機理。測試阿馬多裡產物(AP)的體內過程的早期研究識別出一條可能的途徑，其可以導致共價葡萄糖衍生的蛋白交聯的形成。這條途徑通過AP的脫水經過連續的β消除來實現，如US專利5,853,703的路線A所示。所以，失去AP(1)的4-羥基生成1，4-二脫氧-1-烷基氨基-2，3-己二酮糖(AP-二酮)(2)。通過用AGE抑制劑氨基胍截留模型APs已經分離具有氨基-1，4-二脫氧鄰酮醛糖的結構的AP-二酮。5-羥基的後續消除生成1，4，5-三脫氧-1-烷基氨基-2，3-己酮糖-4-烯(AP-烯-二酮)(3)，分離出其1，2-烯醇形式的三乙醯基衍生物。通過充當胺(Lys，His)-或蛋白中存在的含巰基(Cys)親核試劑加成的靶向，預計阿馬多裡二酮，特別是AP-烯-二酮，趨向蛋白交聯反應的反應性很高，由此產生形式(4)的穩定交聯。
注意(3)的直鏈AP-烯-二酮和(4)的穩定交聯可以環化形成5-或6-員內半縮醛環。參見US專利5,853,703中的路線。
經過AP-烯-二酮中間體進行的葡糖鹽水交聯形成的主要途徑的可能性是通過實驗來研究，設計的實驗用來測試這種體內途徑的發生並進行所得α-二羰基基蛋白交聯的特定裂解。不受理論的限制，本發明的噻唑化合物被認為是＂雙齒＂親核試劑，特別設計以進行交聯的兩個羰基之間的碳-碳裂解反應，其方式類似於US專利5,853,703的路線B。
本發明還涉及抑制高級糖基化終產物的形成並逆轉已形成的高級糖基化終產物的水平的方法，該方法包括使靶向分子與本發明的組合物接觸。在靶向蛋白含在食品內的情況中，無論是植物或動物來源，通過多種常規方式可以將這些食品應用於含本發明試劑的組合物。
在食品工業中，數年之前發現亞硫酸鹽可以抑制Maillard反應且常用來加工和儲藏食物。然而最近，食品中的亞硫酸鹽涉及哮喘中的嚴重且致命的反應。所以，禁止用亞硫酸鹽處理新鮮水果和蔬菜。過敏反應的機理是未知的。所以，本發明的組合物和試劑以這種方式無毒性代替了食品處理中的亞硫酸鹽。
本發明的方法和組合物對阻斷和某種程度上逆轉動物和植物中的關鍵蛋白的老化，而且同時由此帶來經濟和醫學效益保持良好的前景。在食品的情況中，本發明組合物的施用實現了延緩食品變質，由此增加食品的保存期並提高用戶的可利用性。用無毒、生物相容性化合物代替目前所用的防腐劑，例如已知會在人體中引起過敏反應和哮喘的二氧化硫，是本發明的另一優越性。
本發明的治療意義涉及阻斷和某種程度上逆轉老化過程，其如上文所述並在通過高級糖基化和交聯的關鍵蛋白的老化中已經被識別和舉例說明。所以，機體蛋白，特別是結構機體蛋白，例如膠原、彈性蛋白、晶狀體蛋白、神經蛋白、腎小球基底膜和其它血管外基質組分在壽命和運行上全都受益於本發明的實踐。因此本發明降低涉及蛋白通過交聯必須蛋白的截留的病變的發生率，例如視網膜病、白內障、糖尿病腎病、腎小球硬化症、外周血管疾病、閉塞性動脈硬化、外周神經病、中風、高血壓、動脈粥樣硬化、骨關節炎、關節周僵化、皮膚失去彈性和起皺紋、關節僵硬、腎小球腎炎，和其它病症。同樣地，這些病症明顯且易於以加速出現在患有糖尿病的患者中，這是血糖過高的後果。所以，本發明的治療方法涉及高齡患者或那些患有一種上述病變的這些病症和相關病症的治療。
通過高級糖基化產物形成作用的蛋白交聯可以降低結構蛋白如膠原在血管壁中的溶解度並還可以捕獲血清蛋白例如脂蛋白至膠原。另外，這可以導致內皮滲透性增高，並且由此共價截獲內皮下基質中的外滲的血漿蛋白，和降低血漿和基質蛋白對由酶產生的生理降解作用的敏感性。鑑於這些原因，由慢性血糖過多引起的糖尿病血管的進行性閉塞被認為是由於葡萄糖衍生交聯的過度形成。利用本發明的組合物和方法通過化學抑制和逆轉高級糖基化產物形成可以有效預防和逆轉這種糖尿病微血管變化和微血管閉塞。
通過高級糖基化產物形成作用的分子交聯可以降低結構蛋白如膠原在血管壁中的溶解度並還可以捕獲血清蛋白例如脂蛋白至膠原。另外，這可以導致內皮滲透性增高，並且由此共價截獲內皮下基質中外滲的血漿蛋白，和降低血漿和基質蛋白對由酶產生的生理降解作用的敏感性。鑑於這些原因，由慢性血糖過多引起的糖尿病血管的進行性閉塞被推斷是由葡萄糖衍生交聯的過度形成。利用本發明的組合物和方法通過化學抑制和逆轉高級糖基化產物形成可以有效預防和逆轉這種糖尿病微血管變化和微血管閉塞。
研究表明，慢性糖尿病損害在靶器官中的惡化主要與高血糖有關，因此嚴格的代謝控制將延遲或預防最終的器官損害。參見Nicholls等，Lab.Invest.，60，No.4，p.486(1989)，其探討了胰島同基因移植和氨基胍在鼠科糖尿病腎病中的作用。這些研究進一步揭示了氨基胍可以減少糖尿病大鼠中主動脈壁蛋白交聯，並且Brownlee等在Science，2321629-1632(1986)中的早期研究證實了糖尿病的附加靶向器官的併發症。而且，其它研究顯示氨基胍減少腎臟中截留的免疫球蛋白(Brownlee等，糖尿病，(1)42A(1986))。
關於作為糖尿病性腎病標誌的腎臟形態變化，Brownlee等，Science，2321629-1632(1986)給出了在鏈脲黴素糖尿病大鼠模型中氨基胍給藥幹涉糖尿病性腎病惡化的其它證據。這些研究人員報告稱氨基胍可以預防小球基底膜厚度增厚，這是一種糖尿病性腎病的主要結構異常特性。
總之，這些數據有力地提示，本發明說明的對高級糖基化終產物(AGEs)的形成的抑制和逆轉作用可以預防，並且某種程度上逆轉糖尿病造成的後期以及早期結構損害，和AGEs形成引起的老化過程中的變化。
糖尿病誘導紅細胞變形性的變化導致細胞膜更加堅硬，這是交聯的另一種表現，而氨基胍在體內顯示出對這種表現的預防。在此類研究中，用誘導患有長期糖尿病的紐西蘭白兔來研究試驗化合物對紅細胞(RBC)變形性的作用。試驗化合物經管飼法(通過管子運送到胃)以100mg/kg的比率向患糖尿病的兔子給藥。
糖尿病的另一後果是高血糖誘導的基質骨分化，造成通常與慢性糖尿病有關的骨形成減少。在動物模型中，糖尿病使基質誘導的骨分化減少70％。
在體內或治療目的使用本發明的組合物的情況中，可以注意到在此所用的化合物或試劑是生物相容性的。藥物組合物可以用治療有效量的本發明的試劑或化合物製成並且可以含有可藥用載體，選自這種目的常用的已知材料。所述的組合物可以製成為不同的形式，這取決於給藥方法。另外，可以利用本發明的化合物的多種可藥用加成鹽。
在通過靜脈內、肌肉內或腹膜內注射給藥的情況中可以採用液體劑型。當適宜時，可以製備固體劑型例如片劑、膠囊，或液體製劑如溶液和混懸液等用於口服給藥。為了局部或表皮塗覆在皮膚或眼睛上，可以用所述試劑在適當媒介物中配製出洗劑或軟膏，所述的媒介物例如是水、乙醇、丙二醇，可以包括輔助滲透到皮膚或眼睛內的載體。例如，局部製劑可以含有至多約10％的本發明化合物。還可以考慮其它適合給藥至其它機體組織的形式。
在本發明的方法具有治療用途的情況中，被治療的動物宿主可以以適當的藥學劑型給予一定量的一種或多種所述試劑。給藥通過已知技術完成，例如口服、局部和非腸道技術，例如真皮內、皮下、靜脈內、或腹膜內注射，以及通過其它常規方式。試劑的給藥可以在例如，至多約30mg/kg的劑量水平下長時間進行。優選地，劑量水平是20mg/kg或更小。
本發明還涉及一種抑制和逆轉由於口腔中非酶促變褐產生的牙齒變色的方法，其包括需要這種治療的對象施用有效量的含本發明試劑的組合物，以抑制和逆轉高級糖基化終產物的形成。
口腔中非酶促變褐反應造成牙齒的變色。目前使用的抗牙斑試劑會加速這種非酶促變褐反應並且進一步使牙齒染色。最近，一類具有顯著抗牙斑性質的陽離子抗菌劑已經配製為含漱劑用來定時殺死口腔中的細菌。這些試劑即陽離子防腐劑，包括例如雙胍啶、氯化十二烷基吡啶、氯己定葡糖酸鹽、雙辛氫啶，和苯扎氯銨。
氯己定和其它抗牙斑試劑的牙齒染色作用明顯是由Maillard反應造成的。Nordbo，J.Dent.Res.，581429(1979)報導稱氯己定和苯扎氯銨體外催化變褐反應。加入到含糖衍生物和氨基源的混合物中的氯己定加強顏色形成作用，這歸因於Maillard反應。另外已知氯己定的使用致使牙齒表膜增加。Nordbo提出氯己定以兩種方式導致牙齒染色首先，通過提高含多種氨基的表膜的形成，其次，通過催化Maillard反應產生著色產物。
根據這種方法，本發明的化合物配製為適合口腔使用的組合物。特別適用的製劑是摻混活性試劑的含漱劑和牙膏。
在本發明的實踐中，用按照含漱劑和牙膏製劑公知的量和組合常用的無毒、可藥用載體，使用常規製劑技術。
本發明的試劑以抑制和逆轉高級糖基化終產物形成的有效量配製在組合物中。當然，這種用量根據具體使用的試劑和具體劑型而改變，但通常為該具體製劑的0.01％-1.0％(重量)。
某些化合物一般通過本領域公知的化學合成來製備。某些化合物是公知化合物並很容易得自化學品供應商店，或者可以通過已公開的合成方法來製備。在下面的非限定性示例合成路線中，本領域技術人員理解雖然一些產物化合物表示為特定的光學異構體而其它化合物表示為消旋化合物，但是利用本領域熟知的適當反應條件和反應物，控制反應立體選擇性的程度在本發明化合物的範圍內。例如，由化合物1可以得到化合物2的消旋混合物或者S(化合物2a)或R立體異構體，這取決於所用的還原劑。類似地，下面路線中所示的化學試劑提供了本領域公知的進行所示反應步驟的非限定實例。相應試劑的替換可以獲得不同的立體選擇性，甚至當路線沒有詳細描述時，本領域技術人員在實施時也是熟知的。此外，合成方法和立體選擇性純化，例如使用在立體選擇性介質上的層析獲得90％、95％、98％、99％或更好的異構體純度，由此可以製備基本上不含有不希望的異構體的組合物。
製備本發明化合物的第一條合成路線如下所示，其中把羥基引入在親和試劑中用來衍生噻唑類化合物 其中Lv是離去基團，例如氯。在相關合成中，化合物1用立體選擇性還原劑還原，立體選擇性還原劑例如(-)DIP-氯化物[(-)-B-氯二異松蒎基(isopinocampheyl)硼烷]或(+)DIP-氯化物[(+)-B-氯二異松蒎基硼烷]。例如 (+)DIP-氯化物的取代主要產生化合物3a的鏡像。
在第二種合成中，向芳香環引入羥基化的苯乙酮化合物經衍生化使離去基團添加在α甲基上，並且所得的中間體與噻唑化合物反應，如下所示 在第三種合成中，甲醯胺首先通過與五硫化二磷反應轉化為硫代甲醯胺。硫代甲醯胺在乾燥二噁烷中與2-氯乙醯乙酸酯反應如下 化合物8隨後可以與化合物1或化合物2反應生成本發明的化合物。
噻唑環的4位上可以按照下面所示路線製備成為羥甲基 化合物10隨後可以與化合物1或化合物2反應生成本發明的化合物。
注意，許多反應路線中指出的反應條件例如是普通技術人員可以改進所述的條件如溶劑和溫度。
有關適當合成路線的其它信息可以參見，例如U.S.專利5,853,703。實施例1. 3-(2-苯基-2-羥基乙基)-4，5-二甲基-噻唑鎓氯化物2-氯-1-苯基乙醇2-氯代苯乙酮(5.0g，32mmole)溶解在甲醇(25mL)並冷卻至0℃。加入硼氫化鈉(1.2g，32mmole)並在0℃下攪拌30分鐘。反應混合物用濃HCl中和至pH7.0且蒸發至幹。該殘餘物溶於乙醇(30mL)且過濾，用乙醇洗滌。將乙醇蒸發至幹。該殘餘物溶於二氯甲烷(20mL)和用硫酸鈉乾燥。過濾該二氯甲烷溶液並蒸發得到預期產物，其為油狀物；產量4.84g(5.6％)。3-(2-苯基-2-羥基乙基)-4，5-二甲基-噻唑鎓氯化物2-氯-1-苯基乙醇(2.34g，14.9mmole)和4，5-二甲基噻唑(1.69g，14.9mmole)的純淨混合物在135℃下加熱攪拌28小時。冷卻至室溫並將水(30mL)加入到該反應混合物同時攪拌，隨後用乙醚(30mL)萃取。水層用活性炭處理並蒸發至幹。由乙腈和乙醚的混合物結晶得到消旋產物，其為稜柱狀；0.39g(9.7％)；熔點為201-203℃。實施例2.S(-)3-(2-苯基-2-羥基乙基)-4，5-二甲基-噻唑鎓氯化物S(-)2-氯-1-苯基乙醇2-氯代苯乙酮(3g.，19.4mmole)用(-)DIP-氯化物(6.7g.，20.9mmole)在無水THF(20mL)中在乾冰浴溫度下處理且放置過夜。溫度升高至室溫且真空除去THF。將該殘餘物溶於乙醚(100mL)。加入二乙醇胺(4.58g.，42.6mmole)且該混合物在室溫攪拌5小時。過濾分離的固體且濾餅用己烷(40mL)和乙醚(30mL)洗滌。使合併的濾液乾燥得到6.36g的粗產物。該產物通過矽膠柱色譜、用1％乙醚和石油醚純化，得到1.71g(56％)的預期產物，其為油狀物。S(-)3-(2-苯基-2-羥基乙基)-4，5-二甲基噻唑鎓氯化物S(-)2-氯-1-苯基乙醇(2.78g.，17.8mmole)和4，5-二甲基噻唑(2g.，17.7mmole)的純淨混合物在135℃下加熱攪拌25小時。冷卻至室溫且將水(30mL)加入到該反應混合物同時攪拌。該溶液用乙醚(30mL)萃取。乙醚萃取液再次用水(30mL)萃取。將合併的水層蒸發至幹，該殘餘物用乙腈和甲基叔丁基醚的混合物結晶。
收率0.63g.(7.7％)；熔點為189-190℃；[α]D25-51.765(水，c＝1.7732)。實施例3.R(-)3-(2-苯基-2-羥基乙基)-4，5-二甲基-噻唑鎓氯化物R(-)2-氯-1-苯基乙醇2-氯代苯乙酮(6.25g.，40.4mmole)用(-)DIP-氯化物(18g.，56.1mmole)在無水THF(40mL)中在乾冰浴溫度下處理且放置過夜。令溫度升至室溫且真空除去THF。將該殘餘物溶於乙醚(210mL)。加入二乙醇胺(9g.，85.6mmole)且該混合物在室溫下攪拌5小時。過濾分離的固體且濾餅用乙醚(150mL)洗滌。使合併的濾液乾燥得到15.53g的粗產物。該產物通過矽膠柱色譜利用1％乙醚和石油醚純化，得到4.32g(68％)的預期產物，其為油狀物。R(-)3-(2-苯基-2-羥基乙基)-4，5-二甲基噻唑鎓氯化物R(-)2-氯-1-苯基乙醇(4.32g.，27.6mmole)和4，5-二甲基噻唑(3.12g.，27.6mmole)的純淨混合物在135℃下加熱攪拌25小時。冷卻至室溫且將水(30mL)加入到該反應混合物同時攪拌。該溶液用乙醚(30mL)萃取。乙醚萃取液再用水(30mL)萃取。將合併的水層蒸發至幹，該殘餘物用乙腈和甲基叔丁基醚的混合物結晶。產量0.44g.(5.4％)；熔點為187-189℃；[α]D25+52.009(水，c＝1.7824)。實施例4. 3-[2-(2′，3′或4′-單羥基苯基)-2-氧乙基]-4，5-二甲基噻唑鎓溴化物2-溴-4′-羥基苯乙酮將溴化銅(II)(6g，26.9mmole)懸浮在乙酸乙酯(50mL)中並且將溶於氯仿(20mL)的4′-羥基苯乙酮(2g，14.7mmole)加入到該懸浮液中。將該反應混合物回流8小時，並且經硅藻土墊熱過濾。將濾液蒸發至幹得到預期的粗褐色化合物(熔點＝115-118℃；產量3.03g，96％)。NMR光譜和TLC[矽膠，己烷∶EtOAc(1∶1，v/v)]符合預期產物。其可用於下步反應無需進一步純化。
該方法用來製備(i)由2′-羥基苯乙酮和溴化銅(II)製備2-溴-2′-羥基苯乙酮。產量3.30g.(95％；油)。(ii)由3′-羥基苯乙酮和溴化銅(II)製備2-溴-3′-羥基苯乙酮。產量3.20g.(92％；油)。3-[2-(4′-羥基苯基)-2-氧乙基]-4，5-二甲基噻唑鎓溴化物2-溴-4′-羥基苯乙酮(3g，15mmole)和4，5-二甲基噻唑(1.71g，15mmole)的純淨混合物在110℃下加熱3小時。其溶於乙腈(15mL)且冷卻至室溫。加入叔丁基甲基乙醚(5mL)且使反應混合物在室溫下保持過夜。過濾出結晶的產物，用乙腈和叔丁基甲基醚(1∶1，v/v)的混合物洗滌並乾燥。其由乙腈、乙醇和叔丁基甲基醚的混合物重結晶。產量3.18g(64％)；熔點為245-247℃(分解)。
這種方法用來製備(i)由2-溴-2′-羥基苯乙酮和4，5-二甲基噻唑製備3-[2-(2′-羥基苯基)-2-氧乙基]4，5-二甲基噻唑鎓溴化物。產量2.05g.(38％)，熔點＝208-209℃。(ii)由2-溴-3′-羥基苯乙酮和4，5-二甲基噻唑製備3-[2-(3′-羥基苯基)-2-氧乙基]4，5-二甲基噻唑鎓溴化物。產量1.52g(47％)，熔點＝235-237℃。實施例5. 3-(2-苯基-2-氧乙基)-4-甲基-5-(羥基甲基)-噻唑鎓氯化物硫代甲醯胺向溶於無水THF(100mL)的甲醯胺(20g，443mmoL)加入五硫化二磷(P2S5)(20g，45mmoL)同時溫度保持在30-35℃。該混合物在室溫下攪拌過夜，過濾和除去THF。粗產物懸浮在乙酸乙酯(40mL)中並冷卻至-78℃過夜，過濾且在室溫下真空乾燥得到硫代甲醯胺(10.6g，39％)。參見Rynbrandt，R.H.，Ni shizawa，E.E.，Balogoyen，D.P.，Mezdoza，A.K.，Annis，K.A.；J.Med.Chem.(1981)，24，1507-1510。4-甲基-5-(乙氧基羰基)-噻唑硫代甲醯胺(7.5 g，122.72mmoL)、2-氯代乙醯乙酸乙酯(16.4g，99.52mmoL)和碳酸鎂(20g，237.22mmoL)溶於二噁烷(100mL)且在110℃下加熱4小時。使該反應混合物冷卻至室溫且過濾除去碳酸鎂。將溶劑蒸發至幹，並將該殘餘物溶於乙醚(200mL)，連續用0.5M NaOH溶液(200mL×2)和飽和鹽水溶液(100mL)洗滌並用Na2SO4乾燥。過濾和蒸發得到4-甲基-5-(乙氧基羰基)-噻唑，其為油狀物，該產物通過矽膠柱色譜利用己烷∶EtOAc(8∶2，v/v)作為洗脫劑純化；產量3.28g(17％)。4-甲基-5-(羥基甲基)-噻唑250-mL的三頸圓底燒瓶固定有100mL滴液漏鬥、氮氣入口管和回流冷凝器，向其中加入氫化鋰鋁(1g，26.35mmoL)和無水乙醚(50mL)。向滴液漏鬥加入4-甲基5-(乙氧基羰基)-噻唑(3g，17.34mmoL)和無水乙醚(25mL)。在氮氣氛下輕輕攪拌氫化鋰鋁的懸浮液，滴加4-甲基-5-(乙氧基羰基)-噻唑的溶液，滴加速率能夠維持輕微回流。當加入結束時，將該混合物加熱回流4小時。該混合物恢復至室溫後，加入無水乙醚(100mL)。通過以小份加入足夠量的溼的硫酸鈉來水解該灰色反應混合物。反應混合物經燒結玻璃漏鬥過濾。分離有機層並用Na2SO4乾燥。過濾和蒸發得到預期的化合物，其為油狀物；產量590mg(26％)。3-(2-苯基-2-氧乙基)-4-甲基-5-(羥基甲基)-噻唑鎓氯化物4-甲基-5-(羥基甲基)-噻唑(590mg，4.57mmoL)和2-氯代苯乙酮(710mg，4.59mmoL)的純淨反應在110℃加熱。該混合物在15分鐘內固化。加入乙腈(10mL)，該混合物繼續回流3小時。冷卻至室溫和加入叔丁基甲基醚(5mL)，該反應混合物在室溫下放置過夜。過濾出結晶的產物並用己烷∶EtOAc(1∶1，v/v)的混合物洗滌乾燥。其由乙腈/乙醇/叔丁基甲基醚的混合物重結晶；產量130mg(10％)；熔點為240-242℃(分解)。實施例6. 3-[2-(二取代的-二羥基苯基)-2-氧乙基]]-4，5-二甲基噻唑鎓溴化物2-溴-2′，4′-二羥基苯乙酮將溴化銅(II)(6g，26.9mmole)懸浮在乙酸乙酯(50mL)中且將溶於氯仿(20mL)的2′，4′-二羥基苯乙酮(2g，13.1mmole)加入到該懸液中。該反應混合物回流8小時，經硅藻土墊過濾。濾液蒸發至幹得到粗油(3.0g，96％)。NMR光譜和TLC[矽膠，己烷∶EtOAc(1∶1，v/v)]符合預期產物。其可以用於下步反應無需進一步純化。
這種方法用來製備(i)由3′，5′-二羥基苯乙酮和溴化銅(II)製備2-溴-3′，5′-二羥基苯乙酮。(ii)由2′，5′-二羥基苯乙酮和溴化銅(II)製備2-溴-2′，5′-二羥基苯乙酮。產量2.99g；99％3-[2-(2′，4′-二羥基苯基)-2-氧乙基-4，5-二甲基噻唑鎓溴化物2-溴-2′，4′-二羥基苯乙酮(3g，13mmole)和4，5-二甲基噻唑(1.71g，13.3mmole)的純淨混合物在110℃下加熱3小時。將其溶於乙腈(15mL)並冷卻至室溫。加入叔丁基甲基醚(5mL)且使該反應混合物在室溫下保持過夜。過濾出結晶的產物，用乙腈和叔丁基甲基醚(1∶1，v/v)的混合物充分洗滌和乾燥。由甲醇和數滴水的混合物重結晶。產量2.5g(50％)；熔點為257-260℃(分解)。
這種方法用來製備(i)由2-溴-3′，5′-二羥基苯乙酮和4，5-二甲基噻唑製備3-[2-(3′，5′-二羥基苯基)-2-氧乙基]-4，5-二甲基噻唑鎓溴化物，產率55％；熔點為257-258℃.產量2.05g(21％)。(ii)由2-溴-2′，5′-二羥基苯乙酮和4，5-二甲基噻唑製備3-[2-(2′，5′-二羥基苯基)-2-氧乙基]-4，5-二甲基噻唑鎓溴化物，產率57％；熔點為231-232℃.產量4.03g(52％)。(iii)由市售的2-氯-3′，4′-二羥基苯乙酮和4，5-二甲基噻唑製備3-[2-(3′，4′-二羥基苯基)-2-氧乙基]-4，5-二甲基噻唑鎓氯化物，產率60％，；熔點為260-263℃(分解)；產量3.9g(48％)。實施例7片劑mg/片本發明的化合物 50澱粉50甘露糖醇75硬脂酸鎂2硬脂酸 5混合所述的化合物、一部分澱粉和乳糖且與澱粉糊溼法制粒。將溼顆粒置於託盤中且使其在45℃下乾燥過夜。乾燥的顆粒粉碎成約20目的粒度。加入硬脂酸鎂、硬脂酸和餘量的澱粉，混合整個混合物之後在適當的壓片機上壓制。片劑按重量為232mg壓制，使用11/32＂衝頭，硬度為4kg。這些片劑按照USPXVI所述的方法在半小時內崩解。
實施例8洗劑 mg/g本發明的化合物 1.0乙醇 400.0聚乙二醇400300.0羥丙基纖維素 5.0丙二醇 達到1.0g
甘油 10.0％吐溫60 0.3％水至 至100％
＂有效量＂的含義是由臨床醫師確定，但包括該有效量可以(1)降低、緩解或消除一種或多種被治療疾病的症狀，(2)引起與被醫治疾病的治療有關的藥理變化，或(3)預防或減輕疾病出現的頻率。在某些實施方案中，所述化合物應該具有降糖活性，用量適宜小於降糖有效量。
所有在本說明書引用的出版物和參考文獻，包括但不限於專利和專利申請，其全文在此引入作為參考，如同各個出版物或參考文獻具體和單獨在上文指出在此引入作為參考。任何本專利要求優先權的專利申請也以與上述出版物和參考所述的方式在此全文引入。
雖然本發明重點描述了優選實施方案，對於本領域普通技術人員來說顯然的是，可以採用優選裝置和方法的變化形式，並且本發明可以不按照在此具體描述的內容實施。所以，本發明包括所有屬於本發明實質和範圍內的改進方式，本發明的範圍由下列權利要求書定義。
權利要求
1.一種在動物中(i)提高皮膚的彈性或減少皺紋，治療(ii)糖尿病，或者治療或預防(iii)不良的糖尿病後遺症，(iv)腎損傷，(v)對血管的損害，(vi)高血壓，(vii)視網膜病，(viii)對晶狀體蛋白的損害，(ix)白內障，(x)外周神經病，或(xi)骨關節炎的方法，該方法包括施用有效量的一種或多種下式的化合物 其中R1和R2獨立地是氫、羥基(低級)烷基、低級醯氧基(低級)烷基，或低級烷基，或R1和R2與其環碳一起形成芳族稠合環；Ar是芳基；X是可藥用陰離子，其中所述的稠合芳環或芳基各自可以被羥基和至多2個選自下列的基團取代滷素、低級烷氧基或二(低級烷基)氨基、或一個或多個烷基、羧基、羧基烷基、硝基或亞烷基二氧基。
2.權利要求1的方法，其中所述的化合物是3-(2-苯基-2羥基乙基)-4，5-二甲基-噻唑鎓鹽。
3.權利要求1的方法，其中所述的化合物作為S(-)3-(2-苯基-2-羥基乙基)-4，5-二甲基-噻唑鎓鹽形式具有90％異構體純度。
4.權利要求1的方法，其中所述的化合物作為R(-)3-(2-苯基-2-羥基乙基)-4，5-二甲基-噻唑鎓鹽形式具有90％異構體純度。
5.權利要求1的方法，其中R1、R2或Ar被一個或多個羥基取代。
6.一種藥物組合物，施用給動物用來(i)提高皮膚的彈性或減少皺紋，治療(ii)糖尿病，或者治療或預防(iii)不良的糖尿病後遺症，(iv)腎損傷，(v)對血管的損害，(vi)高血壓，(vii)視網膜病，(viii)對晶狀體蛋白的損害，(ix)白內障，(x)外周神經病，或(xi)骨關節炎，該組合物含有一種或多種下式的化合物 其中R1和R2獨立地是氫、羥基(低級)烷基、低級醯氧基(低級)烷基，或低級烷基，或R1和R2與其環碳一起形成芳族稠合環；Ar是芳基；X是可藥用陰離子，其中所述的稠合芳環或芳基各自可以被羥基和至多2個選自下列的基團取代滷素、低級烷氧基或二(低級烷基)氨基、或一個或多個烷基、羧基、羧基烷基、硝基或亞烷基二氧基。
7.權利要求6的組合物，其中所述的化合物是3-(2-苯基-2羥基乙基)-4，5-二甲基-噻唑鎓鹽。
8.權利要求6的組合物，其中所述的化合物作為S(-)3-(2-苯基-2-羥基乙基)-4，5-二甲基-噻唑鎓鹽形式具有90％異構體純度。
9.權利要求6的組合物，其中所述的化合物作為R(-)3-(2-苯基-2-羥基乙基)-4，5-二甲基-噻唑鎓鹽形式具有90％異構體純度。
10.權利要求6的組合物，其中R1、R2或Ar被一個或多個羥基取代。
11.一種方法，在動物中(i)提高皮膚的彈性或減少皺紋，治療(ii)糖尿病，或者治療或預防(iii)不良的糖尿病後遺症，(iv)腎損傷，(v)對血管的損害，(vi)高血壓，(vii)視網膜病，(viii)對晶狀體蛋白的損害，(ix)白內障，(x)外周神經病，或(xi)骨關節炎，該方法包括施用有效量的一種或多種下式的化合物 其中R1*和R2*獨立地選自羥甲基和甲基；R3是羰基或羥基亞甲基；Ar*是任選被1-2個基團取代的苯基，所述的取代基是滷素、羥基、低級烷氧基、亞烷基二氧基或二(低級)烷基氨基；和X是可藥用陰離子；其中該化合物被至少一個引入在R1*、R2*、R3或A中的羥基取代。
12.權利要求11的方法，其中R3是羰基。
13.權利要求12的方法，其中Ar*是被至少一個羥基取代的苯基。
14.權利要求11的方法，其中化合物是3-[2-(羥基苯基)-2-氧乙基]-4，5-二甲基噻唑鎓鹽。
15.權利要求11的方法，其中R1*或R2*是羥基甲基。
16.權利要求11的方法，其中所述的化合物是3-(2-苯基-2-氧乙基)-4-甲基-5-(羥基甲基)-噻唑鎓鹽。
17.權利要求11的方法，其中所述的化合物是3-(2-苯基-2-氧乙基)-4-(羥基甲基)-5-甲基-噻唑鎓鹽。
全文摘要
本發明公開了一種方法和組合物，用於在動物中(i)提高皮膚的彈性或減少皺紋，治療(ii)糖尿病，或者治療或預防(iii)不良的糖尿病後遺症，(iv)腎損傷，(v)對血管的損害，(vi)高血壓，(vii)視網膜病，(viii)對晶狀體蛋白的損害，(ix)白內障，(x)外周神經病，或(xi)骨關節炎。
文檔編號A61K8/00GK1406127SQ01805555
公開日2003年3月26日 申請日期2001年2月23日 優先權日2000年2月23日
發明者D·瓦格勒, S·瓦桑, J·埃甘 申請人:奧爾頓有限公司