叔丁啡二聚體及其在治療腸胃失調中的應用的製作方法
2023-05-01 16:21:42 2
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背景技術：
叔丁啡
叔丁啡是半合成的、混合μ激動劑-κ-拮抗劑阿片受體調節劑，用於以較高劑量治療阿片類成癮，以較低劑量控制非阿片類藥物耐受的個體中度急性疼痛，並且以甚至更小劑量控制中度慢性疼痛。它的結構為：
目前顯示，叔丁啡以靜脈內、舌下和經皮劑量形式用於治療疼痛。還顯示，叔丁啡用於治療阿片成癮。儘管叔丁啡具有長半衰期，可以每日給藥一次，但由於大量的系統前提取作用(presystemic extraction)，叔丁啡的口服生物利用度是很低的。因此，叔丁啡需要舌下給藥從而獲得臨床上有效的的全身血漿濃度。即使使用舌下給藥，僅約30％叔丁啡可用於全身循環。
腹瀉型腸易激症候群
腹瀉型腸易激症候群(IBS-D)是非常普遍的胃腸疾病，除了腹瀉，常伴有內臟和軀體痛覺過敏(來自結直腸和軀體刺激增強的疼痛)，不適，腹脹和放氣。
根據國際功能性胃腸病基金會，預計IBS-D影響25-45百萬美國人。它是由腸胃病醫師作出的最常見的診斷，且是最經常由初級保健醫生治療的疾病之一。
腸道易激綜合症對生活質量具有非常重大的影響，並具有高的社會成本。該病有波動趨勢，但往往是慢性或亞慢性的。儘管沒有證據表明IBS的存在涉及危害患者的預期壽命，它顯著降低與健康相關的生活質量和工作效率。在更嚴重的情況下，患者可能經歷每天發作數次的腹痛和腹瀉，從而造成工作場所和關係的嚴重受損。
IBS-D的治療
膽汁酸粘合劑、阿米替林、益生菌、肥大細胞穩定劑和5-ASA已經以非標識方式被用於IBS-D的治療，雖然沒有令人信服的慢性功效的證據。防腹瀉的洛哌丁胺(一種合成的阿片類藥物)，已經類似應用，但它的未抑制的完全μ阿片激動劑活性往往造成嚴重的便秘。
在為IBS-D研發的藥物中，一種藥物是LX 1033，它是胃腸道內血清素合成的抑制劑，目前正由萊斯康(Lexicon)藥物公司開發。但是，它的作用機制不支持疼痛減輕。DNK-333(諾華)，一種神經激肽拮抗劑，已經在針對療效的II期研究後從IBS-D研究中退出。艾波度坦(Ibodutant)(梅納裡尼公司)，另一種處於II期臨床試驗中神經激肽拮抗劑，在全部人群中沒有體現出超過安慰劑的功效，並且僅在女性展開進一步測試。利福昔明(Salix製藥公司)已經被用於研究IBS-D，表現出中等的活性，但對於導致抗生素抗性和持續效力存在嚴重的關注。
鹽酸阿洛司瓊(Latronex)(阿洛司瓊，普羅米修斯實驗室公司)是在美國批准用於IBS-D的唯一藥物，雖然只針對女性。它沒有表現出鎮痛性質。重要的是，它具有對於嚴重不良作用(具體地包括缺血性結腸炎)的黑框警告。
迄今為止，在美國沒有藥物被批准用於IBS-D的慢性，不受限治療。
伊盧多啉(Eluxadoline,森林實驗室公司)是μ阿片受體激動劑和δ阿片受體拮抗劑，在三階段測試中已滿足糞便稠度改進和腹痛減輕的主要終點指標。它對疼痛減輕的效果在最好的情況下是適度的，對減輕導致痛覺過敏的結腸過敏沒有可展示效果。此外，幾例嚴重的胰腺炎(一種潛在的威脅生命的疾病)，已在二期試驗中報導過。甚至將已知膽道疾病史的患者排除出臨床研究登記名單後，仍然有胰腺炎的病例的報導。通常，μ激動劑對奧狄氏括約肌(一種調節膽汁和胰液從膽管流入十二指腸的肌肉閥)具有收縮作用。叔丁啡，因其部分μ激動劑作用和κ拮抗劑作用，不會導致奧狄氏括約肌的收縮或增加的伸縮性。我們期望叔丁啡二聚體，與叔丁啡具有相同的受體藥理學，也將不會對奧狄氏括約肌產生收縮作用。
因此，長期需要一種IBS-D的長期治療手段，它可降低腸道蠕動從而降低腹瀉的發生率，是鎮痛型的，與胰腺炎不相關，並且不僅僅是治療症狀，能夠解決與IBS-D相關的潛在的超敏反應和導致的痛覺過敏。
技術實現要素：
在一方面，本發明提供一種新型的二聚體或其藥學上可接受的鹽或其溶劑化物，所述二聚體包括兩個叔丁啡藥物分子，經它們的酚基通過O-烷基化相互結合，從而獲得式(I)的結構：
在式(I)中，化合物是2,2』-((4aR,4a』R,6S,6』S,7S,7』S,12bR,12b』R)-9,9』-(乙-1,2-二基二(氧))二(3-(環丙基甲基)-7-甲氧基-1,2,3,4,5,6,7,7a-八氫-4a,7-亞乙基-4,12-亞甲基苯並呋喃[3,2-e]異喹啉-9,6-二基))二(3,3-二甲基-丁-2-醇)(化合物1或叔丁啡二聚體)。它的分子量是961.28。
最初，我們合成該叔丁啡二聚體是為了獲得防止濫用的前藥。通過在它們的酚氫位置二聚化母化合物，我們相信阿片活性將被減輕，直到肝臟中首過代謝導致釋放母化合物。我們相信，當它們與連接到二聚體的酚氧分子的亞甲基碳相互作用時，細胞色素P-450酶(CYP 3A4和CYP2D6)將促進藥物代謝。發生的O-脫烷基化最終會釋放叔丁啡進入全身循環。
關於常規偶聯於酚氫的文獻，支持了我們的期望，雖然不是用我們獨有的連接基團。傳統知識是這樣的：通過用更少的親水性取代基取代氫而對嗎啡酮的酚基進行衍生化，會顯著降低所得阿片樣物質的阿片效力。參見Feinberg Andrew F等人.美國國家科學院院刊(Proc Natl Acad Sci.USA)73卷11號,第4215-4219頁(1976)。根據R.Richards，阿片類鎮痛劑(www.faculty.smu.edu):「游離酚基對於鎮痛作用是至關重要的(A free phenol group is crucial for analgesic activity)」。在麻醉與鎮痛(Anesth Analg)1984；63；143‐51第145頁以及以下部分中,D.H.Thorpe描述到，「被認為與受體相互作用的嗎啡分子的另一部分是酚基。採用甲基封閉游離羥基會降低效力超出十倍…」。作者繼續引用其他研究，表明較大烷基具有更為不利的影響，得出的結論是「大體積…導致了下降的結合效果」。還參見美國專利號8,183,376和8,461,171。
儘管有這些期望，但是所得二聚體變成具有完全意想不到的性質，不適合作為前體藥的用途，但它適合用於與我們最初預計非常不同的適應症。叔丁啡部分，完全沒有展示我們預期的空間位阻，保留了它們特有的阿片受體藥理學。二聚體證明了在胃腸環境抗酶促代謝。它也是高度抗篡改的，例如通過游離鹼進行篡改。當口服給藥時，它是基本上不吸收，因此不進入全身循環。這些偶然觀察使我們設想新的適應症，即通過這些性能可獲益的適應症，如通過外周對胃腸道鎮痛。
本發明的新型化合物解決了有效治療IBS-D的長期需要，它解決了疼痛和腹瀉，減少內臟(結腸)過敏，不具有用於此目的其它藥劑的缺點，且可以安全長期開藥。因此，本發明包括使用所述化合物用於IBS-D的治療，特別是當存在內臟過敏和痛覺過敏時。所述化合物也可以作為輔劑應用，與其他藥物如替度魯肽用於治療其他腸道疾病如短腸症候群，從而安全地降低腸道轉運時間。根據本發明的藥物組合物，含有式(I)的叔丁啡二聚體，它可配製為口服片劑或膠囊、緩釋口服片劑或膠囊劑、肌內或皮下長效注射劑、或透皮貼劑。
附圖說明
圖1為柱狀圖，示出在輔助因子存在或不存在下，當暴露於CYP酶時，叔丁啡二聚體的穩定性。
圖2為柱狀圖，示出叔丁啡二聚體對水性條件以及酸性和鹼性條件的穩定性，各個分別在室溫和在140°F經過一段指定時間。
圖3為叔丁啡二聚體受體結合實驗–μ受體結果圖。
圖4為叔丁啡二聚體受體結合實驗–κ受體結果圖。
圖5為叔丁啡二聚體μ激動劑功能試驗結果圖。
圖6為叔丁啡二聚體μ拮抗劑功能試驗結果圖。
圖7為叔丁啡和叔丁啡二聚體的口服和靜脈內給藥的生物利用度結果圖。
圖8和圖9提供根據實施例7評價的應激誘導的雄性小鼠的糞便量圖。
圖10示出叔丁啡二聚體以劑量依賴性方式降低糞便量。
圖11示出根據實施例7，在炎症後模型中叔丁啡二聚體對胃腸蠕動的作用。
具體實施方式
本發明的叔丁啡二聚體表現出母體叔丁啡的部分μ-受體激動劑和全部κ-受體拮抗劑活性特性。κ-受體拮抗劑活性是非常重要的，因為它表現出有多種功能。由於本文描述的μ-受體激動劑二聚體還具有κ受體拮抗劑作用，因此腸道蠕動的μ-受體激動劑減少作用是緩和的，減少了顯著便秘的可能性。另外，κ受體拮抗劑效應可防止對奧迪氏括約肌的平滑肌組織收縮性μ-受體激動劑作用，從而避免胰腺炎的可能性。在動物和人類研究中，已經顯示出叔丁啡也降低結腸和皮膚過敏和痛覺過敏。內臟過敏是IBS-D的病因學的重要組成部分，我們相信叔丁啡二聚體的κ-受體拮抗作用將在症狀減輕中發揮重要作用。目前我們在動物模型中也進一步證明了，所述的叔丁啡二聚體由於同時保留叔丁啡受體藥理學和非全身性吸收(即，沒有從腸道吸收)，因而適合於IBS-D的慢性治療，同時基本上消除濫用前景。這個驚人的發現表明，本發明所述的二聚體優於用於治療IBS-D的可用藥劑，因為它(1)解決IBS-D潛在內臟(結腸)過敏和隨之發生的痛覺過敏性，(2)將迴避與伊盧多啉相關的造成胰腺炎的可能性，(3)將減輕腹瀉，沒有便秘的風險，和(4)將實現前述事項，並且沒有歸因於叔丁啡本身的麻煩的全身和中樞神經系統的不利影響。
如上所述，本發明提供了叔丁啡的二聚體形式，其中兩個叔丁啡分子在各個叔丁啡分子的酚(3-羥基)官能團和乙烯接頭之間通過共價鍵連接。乙烯接頭用作兩個叔丁啡分子之間的間隔基團，並且被認為防止了兩個大的叔丁啡分子經由分子上其它官能團之間共價的、離子的或範德華相互作用而採用封閉環的構象。
令人驚奇的是，當兩個藥物分子通過乙烯間隔基團彼此相連時，其中所述間隔基團經由醚鍵連接到每個藥物分子的苯環，已發現所得二聚體在化學和代謝上是穩定的，且暴露於代謝酶時不會被解開。此外，令人驚訝和意外的是，二聚體保留母體化合物的藥理活性，並且口服給藥時還具有可忽略的全身暴露量。
與叔丁啡不同，如本文描述製備的叔丁啡二聚體，已發現在口服施用後不被吸收，進而在形式和用法上保持阿片μ和κ活性，即既不損害受體的親和力，也不損害活性。此外，本發明所述的叔丁啡二聚體在體內和體外實驗中對於代謝是相對穩定。叔丁啡二聚體呈現出代謝穩定性，甚至暴露於活體小鼠的肝臟(在靜脈注射之後)。因此，令人驚奇和意外的是，儘管缺乏胃腸道吸收和代謝失活證明了吸收性質的損失，但是二聚體的阿片功能並沒有失去，其胃腸阿片效應表現為口服給藥後減弱的腸胃運動和抗腹瀉反應。在由身體和心理壓力的組合所產生的導致腹瀉(增加排洩糞粒)的小鼠模型中，胃腸道反應與劑量成正比。在另一由炎性損傷敏化結腸的小鼠模型實驗中，良好反應持續超出急性期，達到急性損傷後的三周，這可能表明二聚體在降低小鼠結腸膜的過敏和痛覺過敏中的效果。
更進一步地，還發現，叔丁啡二聚體選擇性地僅保留了叔丁啡的μ和κ功能，但顯著去除了其δ功能。換言之，與叔丁啡不同，叔丁啡二聚體是一種選擇性的μ和K活性分子而沒有明顯的δ活性。
叔丁啡二聚體的合成
在室溫或升高的溫度下，在無機鹼(如氫氧化鈉、碳酸鉀、碳酸鈉、碳酸銫、碳酸氫鉀和碳酸氫鈉)或有機鹼(如三乙胺、Hunig鹼、DMAP和吡啶)存在下，在有機溶劑(如乙腈、DMF、DMSO、NMP、DCM、THF、1,4-二氧六環)中，通過常規O-烷基化反應，可進行本發明提供的叔丁啡二聚體的合成。能夠使用的合適的烷基化試劑包括：二碘、二溴、二氯、二甲苯磺酸酯、二甲磺酸酯和二三氟甲磺酸酯試劑(例如，1,2-亞乙基二甲苯磺酸酯，1,2-亞乙基二甲磺酸酯)。叔丁啡的游離鹼或鹽可用作合成的原料。
二聚體的藥物組合物–概述
在一些實施方式中，本文提供包括式(I)的叔丁啡二聚體的組合物。藥物組合物還可以包括藥學上可接受的載體。下文描述了說明性的藥學上可接受的載體和劑型。這些藥物組合物可以用於治療腹瀉型IBS。
應理解，在本文討論的任一或全部組合和治療方法中，二聚體的藥學上可接受的鹽可以用來替代二聚體或作為二聚體的補充。因此，在具體實施方式中，二聚體的藥學上可接受的鹽(即任何二聚體的藥學上可接受的鹽)可用於本發明的方法。例如，可以在化合物的最終分離和純化過程中原位製備這些鹽，或各自通過將游離鹼形式的純化化合物與合適的有機或無機酸反應並分離由此形成的鹽來製備。在一些實施方式中，採用乙酸、海藻酸、氨茴酸、苯磺酸、苯甲酸、樟腦磺酸、檸檬酸、乙磺酸、甲酸、富馬酸、糠酸、半乳糖醛酸、葡糖酸、葡糖醛、穀氨酸、乙醇酸、氫溴酸、鹽酸、羥乙磺酸、乳酸、馬來酸、蘋果酸、扁桃酸、甲磺酸、黏酸、硝酸、撲酸、泛酸、苯乙酸、磷酸、丙酸、水楊酸、硬脂酸、琥珀酸、對氨基苯磺酸、硫酸、酒石酸或對甲苯磺酸，來製備叔丁啡二聚體藥學上可接受的鹽。對於可以用於本文描述方法中的藥學上可接受的鹽的其他描述，參見，例如S.M.Berge等人,「藥用鹽(Pharmaceutical Salts),」1977,J.Pharm.Sci.66:1-19,該文獻通過引用全部併入本文。
本發明的叔丁啡二聚體，可以是以非溶劑化的，或與藥學上可接受的溶劑如水、乙醇等以溶劑化(物)的形式存在。出於本發明的目的，通常認為溶劑化形式與非溶劑化形式是等價的。在一具體實施方式中，二聚體的溶劑化形式是水合物。
通常，鹽形式可以提高所得治療劑的使用期。恰當的鹽合成可提供結晶的、不易氧化和易於處理的產物。可以製備各種鹽，從而獲得穩定結晶化合物。幾個例子是鹽酸鹽、硫酸鹽、對甲苯磺酸鹽、甲磺酸鹽、丙二酸鹽、反丁烯二酸鹽和抗壞血酸鹽。
在一些具體實施方式中，這樣的藥物組合物可被配製成口服片劑或膠囊、延長釋放的口服片劑或膠囊(硬明膠膠囊、軟明膠膠囊)、舌下片劑或薄膜、或延長釋放的舌下片劑或膜。在下面更詳細地描述這些說明性的可藥用載體和製劑。
治療方法–概述
在具體實施方式中，本發明提供了一種通過減輕患者腹瀉、疼痛和腸過敏和痛覺過敏，治療腹瀉型腸易激症候群的方法，包括口服施用治療有效量的所述二聚體。治療有效量是在具有統計學顯著數目的患者中產生可觀的和有益效果的量。在一些實施方式中，患者是人。在某些具體實施方式中，患者是家養哺乳動物如狗、貓、或馬。
藥物組合物，給藥途徑和劑量
本發明所提供的IBS-D藥物可以常規製劑形式口服給藥於對象，如膠囊、微膠囊、片劑、顆粒、粉末、錠劑、丸劑、栓劑、口服懸浮液、糖漿、口服凝膠劑、噴霧劑、溶液和乳劑。合適的製劑可通過通常使用的方法來製備，並使用常規的有機或無機添加劑，如賦形劑(例如，蔗糖、澱粉、甘露醇、山梨醇、乳糖、葡萄糖、纖維素、滑石粉、磷酸鈣或碳酸鈣)，粘合劑(例如，纖維素、甲基纖維素、羥甲基纖維素、聚丙基吡咯烷酮、聚乙烯吡咯烷酮、明膠、阿拉伯膠、聚乙二醇、蔗糖或澱粉)，崩解劑(如澱粉、羧甲基纖維素、羥丙基澱粉、低取代的羥丙基纖維素、碳酸氫鈉、磷酸鈣或檸檬酸鈣)，潤滑劑(例如，硬脂酸鎂、輕質無水矽酸、滑石粉或月桂基硫酸鈉)，矯味劑(例如，檸檬酸、薄荷醇、甘氨酸或橘粉)，防腐劑(例如，苯甲酸鈉、亞硫酸氫鈉、對羥基苯甲酸甲酯或對羥基苯甲酸丙酯)，穩定劑(如檸檬酸、檸檬酸鈉或乙酸)，懸浮劑(例如，甲基纖維素、聚乙烯吡咯烷酮或硬脂酸鋁)，分散劑(如羥丙基甲基纖維素)，稀釋劑(例如，水)和底蠟(如可可脂、白凡士林或聚乙二醇)。
可施用給患者的本發明所提供的叔丁啡二聚體的劑量，是相當廣泛可變的，並可經保健醫生的判斷。劑量可根據受治療者的年齡、體重和醫療狀況以及給藥的類型適當改變。在一實施方式中，每天給予一劑。在任何給定的情況下，施用本發明提供的二聚體的量將取決於多種因素，例如活性成分的溶解度、所使用的劑型和給藥途徑。藥物組合物中本發明所提供的叔丁啡二聚體藥物的有效量，是會處於顯示出預期效果的水平，優選地，用於口服給藥的單位計量為，例如，約0.15毫克/千克IBS-D患者體重至約7.2毫克/千克患者體重，更優選約0.7毫克/公斤IBS-D患者體重到約3.0毫克/千克患者體重，和還更優選約1.5毫克/千克患者體重。或者，約10-約500毫克，優選約50-約300毫克，更優選約100毫克，被施用於IBS-D患者。
本發明提供的叔丁啡二聚體，可以每天給藥如一次、兩次或三次，優選每天一次。方便起見，本發明提供的二聚體可以口服給藥。在一實施方式中，當口服給藥時，本發明提供的二聚體與膳食和水一起食用。在另一實施方式中，本發明提供的二聚體分散於水或果汁中(例如，蘋果汁或橙汁)並作為懸浮液口服。
或者，本發明提供的叔丁啡二聚體也可以直腸給藥或通過其他透黏膜途徑給藥。給藥方式可由保健醫生決定。
在一實施方式中，本發明提供膠囊，它包含二聚體，而無其他的載體、賦形劑或介質。
在另一實施方式中，本發明提供了組合物，它包括有效量的二聚體和藥學上可接受的載體或介質，其中，藥學上可接受的載體或介質包括賦形劑、稀釋劑或它們的混合物。
口服組合物可以是片劑，可咀嚼片劑、膠囊、溶液、錠劑和懸浮液等的形式。組合物可配製成在一個劑量單位中含有每日劑量或每日劑量的合適部分，其可以是單個藥片或膠囊或適當體積的液體。在一實施方式中，用水溶性的鹽，例如鹽酸鹽製備溶液。在一般情況下，可根據藥物化學中公知的方法製備所有的組合物。膠囊可以通過本文提供的二聚體和合適的載體或稀釋劑並將合適量的混合物充入膠囊進行製備。常規的載體和稀釋劑包括(但不限於)：惰性粉狀物質，如很多不同種類的澱粉，粉狀纖維素，特別是結晶和微晶纖維素，糖例如果糖、甘露糖醇和蔗糖，穀物粉和類似的可食用粉末。
可以通過直接壓制，通過溼法制粒，或通過幹法制粒來製備片劑。它們的製劑通常包括稀釋劑、粘合劑、潤滑劑和崩解劑以及所述化合物。典型的稀釋劑包括，例如，各種類型的澱粉、乳糖、甘露糖醇、高嶺土、磷酸鈣或硫酸鈣，無機鹽如氯化鈉和粉狀糖。粉狀纖維素衍生物也是有用的。典型的片劑粘合劑是例如澱粉、明膠，以及糖如乳糖、果糖、葡萄糖等的物質。天然和合成膠也是實用的，包括阿拉伯膠、海藻酸、甲基纖維素、聚乙烯吡咯烷酮等。聚乙二醇、乙基纖維素和蠟也可以作為粘合劑。
在片劑製劑中可能需要潤滑劑以防止染色時藥片和衝壓器粘連。潤滑劑可以選自光滑的固體，如滑石、硬脂酸鎂和硬脂酸鈣、硬脂酸和氫化植物油。片劑崩解劑是遇溼膨脹從而分解藥片並釋放化合物的物質。它們包括澱粉、粘土、纖維素、藻膠和樹膠。更具體地說，例如，可以使用玉米和土豆澱粉、甲基纖維素、瓊脂、膨潤土、木纖維素、粉狀天然海綿、陽離子交換樹脂、藻酸、瓜爾膠、柑橘果肉和羧甲基纖維素，以及使用月桂醇硫酸鈉。片劑可以包覆有糖作為調味劑和密封劑，或用成膜保護劑進行包衣以改變片劑的溶出性質。組合物也可以配製成可咀嚼的片劑，例如，通過在製劑中使用如甘露醇的物質。
當希望以栓劑施用本發明所提供的藥物時，可以使用典型的基質。可可脂是傳統的栓劑基質，可以通過加入蠟來改性以稍微提高其熔點。可與水混合的栓劑基質，其中包括特別是各種分子量的聚乙二醇，已被廣泛使用。
本發明所提供的藥物的作用，可以通過適當的製劑被延遲或者延長。例如，可以製備二聚體的緩慢溶解的顆粒並摻入片劑或膠囊，或者作為緩釋的可植入裝置。該技術還包括：製作數個不同溶解速率粒料並將粒料混合物填入膠囊。片劑或膠囊可塗覆有在預定時間內抵抗溶解的膜。
實施例
提供以下實施例用於說明，但不用於限制要求保護的發明。
實施例1:
合成
如下所示合成叔丁啡二聚體。
將叔丁啡鹽酸鹽(5.0g,10.68毫摩爾,1當量)和碳酸鉀(42.73毫摩爾,4當量)加入三口圓底燒瓶，隨後加入無水DMSO(50ml,10體積)。將混合物加熱至60攝氏度，並緩慢加入1,2-二溴乙烷(9.2mL,106.8毫摩爾,10當量)。在60攝氏度攪拌反應混合物16小時，然後冷卻至室溫，用水稀釋並用二氯甲烷萃取。採用鹽水洗滌合併的有機部分，乾燥(無水Na2SO4)，過濾並減壓濃縮，從而獲得粘性液體。通過矽膠色譜採用0-5％MeOH/DCM純化粗產物，從而獲得4.2g(69％)中間體1，為米白色泡沫狀固體。
將叔丁啡鹽酸鹽(1.74g,3.72毫摩爾)和碳酸鉀(2.0g,14.87毫摩爾,4當量)加入三口圓底燒瓶，隨後加入無水DMSO(10mL)。將混合物加熱至60攝氏度並經2小時滴加溶於7mL無水DMSO的中間體1(3g,5.22毫摩爾,1.4當量)。在60攝氏度攪拌反應混合物16小時，然後冷卻至室溫，用水稀釋並用二氯甲烷萃取。採用鹽水洗滌有機層，乾燥(無水Na2SO4)，過濾並減壓濃縮，從而獲得粘性液體。通過矽膠色譜採用0-5％MeOH/DCM純化粗產物，從而獲得叔丁啡二聚體-FB(游離鹼)，為泡沫狀固體(2.8g,77％)。
在氮氣下，於室溫，將5.5g(5.7毫摩爾)雙共軛物(叔丁啡二聚體-FB)溶於50mL乙酸乙酯。室溫滴加3.43mL(6.9毫摩爾,1.2當量)乙醚中的2N HCl。在室溫下再攪拌反應混合物一小時，過濾獲得固體。進一步用100mL乙酸乙酯洗滌固體並真空乾燥，從而獲得叔丁啡二聚體(二鹽酸鹽)，為白色固體(5.8g,98％)。1H NMR(300MHz,DMSO-d6):δ9.75(br,2H),6.88(d,J＝9.2Hz,2H),6.67(d,J＝9.2Hz,2H),4.66(s,2H),4.23-4.42(m,4H),3.84-3.92(m,2H),3.40(s,6H),3.21-3.35(m,5H),2.98-3.20(m,7H),2.64-2.85(m,4H),2.12-2.26(m,4H),1.72-1.94(m,4H),1.38-1.52(m,4H),1.26(s,6H),0.99(s,20H),0.48-0.76(m,10H),0.32-0.42(m,4H)；MS:m/z 962(M+1)+。
實施例2:
說明性的藥物組合物
以下成分可以用於叔丁啡二聚體的口服片劑。
表1
實施例3–試驗
體外試驗：叔丁啡二聚體的代謝穩定性
採用帝肯(Tecan)液體處理系統或等效系統，於37±1℃在有或無輔助因子，NADPH-生成系統，在包含磷酸鉀緩衝液(50mM,pH 7.4)、MgCl2(3mM)和EDTA(1mM,pH 7.4)的0.2mL孵育混合物(終體積)中，在96孔板指示的終濃度下進行二聚體(例如，1μM)和人肝微粒體(例如，1毫克蛋白質/毫升)的孵育。NADPH-生成系統由NADP(1mM,pH7.4)、葡萄糖-6-磷酸(5mM,pH 7.4)和葡萄糖-6-磷酸脫氫酶(1單位/mL)組成。二聚體溶於甲醇水溶液(甲醇0.5％v/v或更低)。通常通過加入輔助因子開始反應，並通過進入等體積的終止試劑(例如，乙腈,0.2mL含內標)在四個指定的時間點(例如，至多120分鐘)停止反應。零點時間孵育作為100％的值，以確定底物百分比損失。除了零點時間樣本(一式四份進行孵育)外，一式三份進行孵育。零-輔助因子(無NADPH)孵育，是在零時間和最長的時間點進行。樣本經離心(例如，920x g，10min，10℃)，並通過LC-MS/MS分析上清部分。採用微粒體和標記的底物(例如，右美沙芬，以監測底物損失)作為陽性對照，進行額外的孵育從而確定測試系統是否能夠代謝。
上述樣品通過LC-MS/MS進行分析。在各孵育溶液中對樣品進行分析。通過在實驗時間過程比較峰比率(通常被報告為「％親本剩餘」)確定結果。
採用LIMS(包括伽利略(Galileo),賽默飛世爾科技公司(Thermo Fisher Scientific Inc.)和報告工具,水晶報表(Crystal Reports),SAP),電子製表軟體電腦程式微軟Excel(Microsoft Corp.)或等價物，計算數據。採用LIMS，「分析員儀器控制和數據處理軟體」(AB SCIEX)或等價物，基於分析物/內標物(IS)峰面積比，評價未改變母體化合物的量(以確定各孵育中底物殘留的大概百分數)。
結果：結果示於圖1，表明在測試期間在微粒體酶存在下，叔丁啡二聚體是相對穩定的。微粒體酶通常負責藥物如叔丁啡的代謝。在微粒體存在下，以及有或無輔助因子存在下，二聚體是穩定的。在2小時終止反應，因為在37℃孵育溫度超過2小時後，酶通常不穩定。
穩定性試驗
實驗室研究的目的，是評估患者從二聚體得到叔丁啡並因此危害其濫用遏制性的容易性。
本研究幫助理解潛在濫用者使用家用化學品如小蘇打、酸或在水中簡單加熱從而裂解二聚體的難易程度。於室溫，在未處理的自來水且在酸(1N HCl)或鹼(5％碳酸氫鈉水溶液)存在下，評估叔丁啡二聚體的穩定性。在那些條件下，二聚體相對穩定，且在這些條件下沒有觀察到降解為叔丁啡。參見圖2。
結果：如圖2所示，在室溫或在升高的溫度，在極端pH，甚至長達30分鐘，叔丁啡二聚體保持穩定，沒有降解釋放叔丁啡。
這些研究也助於理解二聚體在IBS-D患者和健康對象兩者的胃腸道(沿其長度呈現梯度pH)中的穩定性。pH值範圍為：從因胃壁細胞鹽酸排洩導致的pH 1至結腸內pH8。胃腸道的近端部分是酸性最大的，而遠端是酸性最小的。
實施例4–受體結合活性
本實施例闡明本發明提供的叔丁啡二聚體與以下受體的結合：μ-阿片受體、κ-阿片受體和δ-阿片受體。
人μ阿片受體結合試驗
採用玻璃組織研磨機、特氟龍研棒和固定攪拌器(飛世爾科技)在測試緩衝液(50mM Tris,pH 7.5，含5mM MgCl2)中，將表達人μ阿片受體中國倉鼠卵巢細胞的膜(珀金埃爾默#RBHOMM400UA)進行勻漿。在測試板(96孔圓底聚丙烯板)內，將膜濃度調節至300μg/mL。待測試的化合物溶於DMSO(Pierce)，10mM，然後在測試緩衝液中稀釋至3.6nM。在第二個96孔圓底聚丙烯板(被稱為預混物板)內，將60μL的6X化合物與60μL 3.6nM 3H-納洛酮混合。從預混板轉移50μL至含有膜的測試板，一式兩份。測試板在室溫下孵育2小時。採用0.3％聚乙烯亞胺預處理GF/C 96孔過濾板(珀金埃爾默#6005174)30分鐘。使用帕卡德過濾(Packard Filtermate)收集器，通過過濾板過濾測試板中的內容物，在4℃採用0.9％鹽水洗滌3次。乾燥過濾板，底面密封，將30μL Microscint 20(Packard#6013621)加入各孔。採用Topcount-NXT微板閃爍記數器(Packard)檢測2.9到35KeV的發射能量。將結果與最大結合(沒有抑制的孔)進行比較。在50μM未標記納洛酮的存在下，測定非特異性結合。二聚體的生物學活性示於圖3。
結果：圖3的圖示出二聚體對阿片μ受體具有顯著的親合力。在10-8M(～10ng)，叔丁啡二聚體的阿片μ受體親合力及曲線和叔丁啡的類似。
人κ阿片受體結合試驗
採用玻璃組織研磨機、特氟龍研棒和固定攪拌器(飛世爾科技)在測試緩衝液(50mM Tris,pH 7.5，含5mM MgCl2)中，將表達人κ阿片受體的克隆的HEK-293細胞的膜(英國安瑪西亞生物科學有限公司.6110558 200U)進行勻漿。在測試板(96孔圓底聚丙烯板)內將膜濃度調節至300μg/mL。待測試的化合物溶於DMSO(Pierce)，10mM，然後在測試緩衝液中稀釋至3.6nM。在第二個96孔圓底聚丙烯板(被稱為預混物板)內，將60μL的6X化合物與60μL 3.6nM 3H-二丙諾啡混合。從預混板轉移50μL至含有膜的測試板，一式兩份。測試板在室溫下孵育18小時。採用0.3％聚乙烯亞胺預處理GF/C 96孔過濾板(珀金埃爾默#6005174)30分鐘。使用帕卡德過濾(Packard Filtermate)收集器，通過過濾板過濾測試板中的內容物，在4℃採用0.9％鹽水洗滌3次。乾燥過濾板，底面密封，將30μL Microscint 20(Packard#6013621)加入各孔。採用Topcount-NXT微板閃爍記數器(Packard)檢測2.9到35KeV的發射能量。將結果與最大結合(沒有抑制的孔)進行比較。在50μM未標記納洛酮的存在下測定非特異性結合。二聚體的生物學活性示於圖4。
結果：圖4描述叔丁啡單體和二聚體的阿片κ受體激動劑圖。叔丁啡單體或叔丁啡二聚體沒有損失κ受體親合力。定性地，同叔丁啡一樣，叔丁啡二聚體結合至阿片κ受體隨濃度增加。據估計在約1μg，二聚體的阿片κ受體親合力曲線與叔丁啡類似。
人δ阿片受體結合試驗
設計試驗檢測化合物幹預氚代納曲吲哚與人δ亞型2阿片受體結合的能力。採用玻璃組織研磨機、特氟龍研棒和固定攪拌器(飛世爾科技)在測試緩衝液(50mM Tris,pH 7.5，含5mM MgCl2)中，將表達人δ亞型2阿片受體中國倉鼠卵巢細胞的膜(珀金埃爾默#RBHODM400UA)進行勻漿。在測試板(96孔圓底聚丙烯板)內將膜濃度調節至100μg/mL。待測試的化合物溶於DMSO，10mM，然後在測試緩衝液中稀釋至6x所需終濃度。配體(3H-納曲吲哚)(珀金埃爾默#NET-1065)也在測試緩衝液中稀釋至6nM。從預混板轉移等份的3H-納曲吲哚(50μL)至含有膜的測試板，一式兩份。測試板在室溫下孵育30分鐘。採用0.3％聚乙烯亞胺預處理GF/C 96孔過濾板(珀金埃爾默#6005174)30分鐘。使用帕卡德過濾(Packard Filtermate)收集器，通過過濾板過濾測試板中的內容物，在4℃採用0.9％鹽水洗滌3次。乾燥過濾板，底面密封，將30μL MictoS＝scint20(Packard#6013621)加入各孔。採用Topcount-NXT微板閃爍記數器(Packard)檢測2.9到35KeV的發射能量。將結果與最大結合(沒有抑制的孔)進行比較。在1μM未標記的納曲吲哚的存在下測定非特異性結合。叔丁啡二聚體的生物學活性在下表2中示出。
表2
化合物 IC50 Ki
叔丁啡二聚體 7.6nM 2.87nM
相對於μ和κ阿片受體，二聚體具有弱的δ受體親合力。
實施例5-受體刺激活性
本實施例說明本發明提供的叔丁啡二聚體刺激μ-阿片受體-介導的信號轉導的能力。
μ阿片受體激動劑和拮抗劑功能試驗：
表達人μ受體中國倉鼠卵巢(CHO-hMOR)細胞膜的[35S]GTPγS結合試驗
簡而言之，從受體生物公司(Baltimore Md)購買CHO-hMOR細胞膜。將約10mg/ml膜蛋白懸浮於10mM TRIS-HCl pH 7.2,2mM EDTA,10％蔗糖，懸浮液保持在冰上。1毫升膜加入15mL冷結合分析緩衝液，其包含50mM HEPES,pH 7.6,5mM MgCl2,100mM NaCl,1mM DTT和1mM EDTA。膜懸浮液採用勻漿器進行均質，並在3000rpm離心10分鐘。然後在18000rpm離心上清20分鐘。採用勻漿器將沉澱重懸於10毫升分析緩衝液。
於25℃，在分析緩衝液中，膜與小麥胚芽凝集素包被的SPA珠(阿莫仙(Amersham))一起預孵育45分鐘。然後在分析緩衝液中，將偶聯有膜(10μg/ml)的SPA珠(5mg/ml)和0.5nM[35S]GTPγS進行孵育。基線結合是在沒有加入測試化合物的情況下發生的結合，這個未調節結合被認為是100％，激動劑刺激結合升高至明顯高於該值的水平。一系列濃度範圍的受體激動劑SNC80被用來刺激[35S]GTPγS結合。在不存在激動劑下，測試基線和非特異性結合兩者，非特異性結合檢測包括10μM未標記的GTPγS。
通過採用D-Phe-Cys-Tyr-D-Trp-Orn-Thr-Pen-Thr-NH2(CTOP)作為標準品，評價其抑制激動劑刺激的GTPγS結合的潛力，從而測試叔丁啡二聚體作為拮抗劑的功能。採用帕卡德計數器量化放射性。計算以下參數：
％刺激＝[(測試化合物cpm-非特異性cpm)/(基線cpm–非特異性cpm)]×100
％抑制＝(％由1μM SNC80刺激-％在測試化合物存在下由1μM SNC80刺激)×100/(％由1μM SNC80刺激-100)。
採用GraphPad Prism計算EC50。測試化合物的圖示於圖5和6。
結果：圖5示出的數據表明，叔丁啡二聚體是有效的μ激動劑。結果也表明，在10-6M(～1μg)時，二聚體的阿片μ受體活性與叔丁啡類似。圖6的數據表明，叔丁啡二聚體不能作為μ-拮抗劑。
實施例6
體內藥代動力學研究
在約翰·霍普金斯醫學研究所進行動物藥代動力學研究。使用的動物為CD-1小鼠(約35克，n＝3，每個時間點)。測試的藥物是叔丁啡和叔丁啡二聚體。劑量10毫克/千克靜脈內和口服給藥。在時間0時，30分鐘和1、2、6和24小時收集血液。獲得血漿後，如下通過LC/MS/MS分析藥物血液樣本。
採用摻入任一試驗藥物(10-25000nM)的小鼠血漿，製備標準曲線。採用包含作為內標的氯沙坦或叔丁啡-d4的300μL乙腈萃取血漿樣本(50μL)。於4℃在16000x g離心提取物5分鐘。將上清轉移至新管並在45℃在氮氣下乾燥1小時。採用100μL的30％乙腈重構樣本，渦旋並離心。將上清(90μL)轉移至LC小瓶，將10μL注入LC/MS。參見圖7。
結果：圖7描述了10mg口服和靜脈內給藥後叔丁啡二聚體的血漿濃度曲線。曲線圖表明，口服和靜脈內給藥後如濃度曲線下面積比所測定的，二聚體的絕對生物利用度為1％或更小，而單體為約30％。
實施例7
體內試驗：應激誘導糞便量
研究中採用的動物是雄性CD-1小鼠，平均體重約30至35克，每劑量組平均5隻小鼠。小鼠通常裝在群籠中，其中在聚碳酸酯籠中每籠3隻，隨意飲食和飲水。在實驗的當天，運送小鼠到操作室，在試驗化合物灌胃後，它們被單獨放在配備有金屬絲網的20釐米寬×20釐米深×15釐米高的籠子裡。在測試過程中，動物隨意飲食和飲水。以金屬絲網為底的高籠，產生誘導小鼠應激的新環境。以小時為單位檢測排洩顆粒的數量。結果示於圖8-10。
結果：圖8和圖9顯示，叔丁啡二聚體口服給藥，相對於空白劑(載體)，顯著地降低小鼠糞便量。研究的劑量為每千克25毫克和50毫克。即使從分析中去除表明極端敏感性零糞便量的動物，結果也不發生變化。圖10顯示小鼠糞便量隨劑量發生降低，這標誌真正的藥理作用。
體內試驗：對炎症後改變的GI通過時間的影響
設計本試驗以檢測測試物質對伴隨炎症發生的胃腸過敏的影響。通過注射新打開的芥末油(95％純異硫氰酸烯丙酯，0.5％在乙醇中)誘導雄性CD-1小鼠炎症後改變的GI運送。應激對GI收縮的作用，在3-4周後進行評估，此時儘管不再有炎症，但GI段處於高度敏感的狀態。口服給藥(灌胃)並通過將動物放入配有金屬絲網底的20釐米寬×20釐米深×15釐米高的籠內，使動物經受環境應激後，檢測測試物質的效果。在測試過程中，動物隨意飲食和飲水。以金屬絲網為底的高籠，產生誘導小鼠應激的新環境。每小時到每兩小時檢測排洩顆粒的數量。見圖11。
如圖11所示，在25毫克/千克情況下，根據後炎症模型中的糞便量測定，叔丁啡二聚體顯著地降低胃腸蠕動。該圖還示出，沒有用芥子油處理的小鼠糞便量的增加是短暫的，持續時間不超過1小時。芥子油處理動物增加的糞便量甚至在2小時仍然存在。甚至在2小時，二聚體繼續控制胃腸蠕動，而結果是統計學顯著的。
可以理解的是本文描述的實施例和實施方式僅用於說明目的，各種明顯修改或改變將被建議給本領域的技術人員並且被包括在本申請的精神和範圍以及所附的權利要求的範圍之內。如果在先申請和本申請間存在衝突到一定程度，那麼以本申請優先來消除任何不一致之處。本文引用的所有出版物和專利通過引用以其整體為所有目的併入本文。