作為5-HT₄受體激動劑的氨基甲酸酯化合物的製作方法

2023-10-22 03:50:52 2

專利名稱：作為5-HT4受體激動劑的氨基甲酸酯化合物的製作方法
技術領域：
本發明涉及用作5-HT4受體激動劑的苯並咪唑酮-羧醯胺衍生的氨基甲酸酯化合物。本發明也涉及包含所述化合物的醫藥組合物、使用所述化合物用於治療或防止由5-HT4受體活性介導的醫學病況的方法，和用於製備所述化合物的方法和中間體。

背景技術：
血清素(5-羥基色胺，5-HT)為廣泛分布在整個身體(同時在中樞神經系統和周邊系統兩者中)的神經傳遞素。已識別至少七種血清素受體的亞型，且血清素與這些不同受體的相互作用與多種生理功能相關聯。因此，實質上關注於開發靶向特異性5-HT受體亞型的治療劑。
具體來說，5-HT4受體的表徵和與其相互作用的藥劑的識別已成為重大新近活動的焦點。(例如參看Langlois和Fischmeister的綜述，藥物化學雜誌(J.Med.Chem.)2003，46，319-344。)5-HT4受體激動劑用於治療胃腸道活動性降低的病症。所述病症包括腸易激症候群(IBS)、慢性便秘、功能性消化不良、胃排空延遲、胃食管反流病(GERD)、胃輕癱、手術後腸梗阻、腸假性阻塞和藥物誘發性延遲傳輸。另外，建議某些5-HT4受體激動劑化合物可用於治療包括認知病症、行為病症、情感病症和自主功能控制病症的中樞神經系統病症。
儘管調節5-HT4受體活性的藥劑有廣泛效用，但目前僅少數5-HT4受體激動劑化合物用於臨床用途中。
因此，需要以最小副作用達到其所要效應的新穎5-HT4受體激動劑。優選藥劑可擁有(除其它特性以外)改良的選擇性、效能、藥物動力學特性和/或作用持續時間。


發明內容
本發明提供一種新穎化合物，其具有5-HT4受體激動劑活性。除其它特性以外，已發現本發明的化合物為有效和選擇性5-HT4受體激動劑。另外，發現本發明的化合物展現在口服投藥後預期具有良好生物可用性的有利藥物動力學特性。
因此，本發明提供一種式(I)化合物
或其醫藥學上可接受的鹽或溶劑合物或立體異構體， 其中 R1為滷基或C1-3烷基，其中C1-3烷基視情況經羥基或滷基取代； R2為氫或C1-3烷基，其中C1-3烷基視情況經羥基取代； R3為C1-3烷基或氫； R4為-(CH2)1-3C(O)NRaRb，
或R3和R4連同與其連接的氮原子形成一部分，所述部分選自 (i)式(a)的部分
(ii)式(b)的部分
(iii)式(c)的部分
其中 R5為-OC(O)NRaRb、-C(O)NRaRb、-NRdS(O)2C1-3烷基、-NRdC(O)Rc、-NRdS(O)2NRaRb或-NRdC(O)ORe； R6為-C(O)Rf、-(CH2)2ORg、-S(O)2NRaRb、-S(O)2C1-3烷基或-S(O)2(CH2)1-3S(O)2C1-3烷基； Ra、Rb和Rc獨立地為氫或C1-3烷基； Rd為氫或C1-3烷基，其中C1-3烷基視情況經羥基取代； Re為C1-3烷基； Rf為氫、C1-3烷基、四氫呋喃基或-NRaRb； Rg為氫或C1-3烷基； a為0、1或2； b為0、1、2或3； c為0、1或2； d為1或2；且 e為1或2； 其限制條件為當c為0時，則d為2，且R5為-C(O)NRaRb；且當c為2時，則d為1。
本發明也提供一種包含本發明的化合物和醫藥學上可接受的載劑的醫藥組合物。
此外，本發明提供一種治療與5-HT4受體活性相關的疾病或病況(例如，胃腸道活動性降低的病症)的方法，所述方法包含投與哺乳動物治療有效量的化合物或本發明的醫藥組合物。
本發明的化合物也可用作研究工具(也就是用以研究生物系統或樣品或用於研究其它化合物的活性)。因此，在其方法方面的另一者中，本發明提供一種使用式(I)化合物或其醫藥學上可接受的鹽或溶劑合物或立體異構體作為用於研究生物系統或樣品或用於發現新穎5-HT4受體激動劑的研究工具的方法，所述方法包含使生物系統或樣品與本發明的化合物接觸且測定由所述化合物對於生物系統或樣品引起的效應。
在獨立和不同方面中，本發明也提供用於製備本發明的化合物的本文所述的合成方法和中間體。
本發明也提供一種如本文所述用於藥物治療中的本發明的化合物，以及本發明的化合物在製造供治療哺乳動物與5-HT4受體活性相關的疾病或病況(例如，胃腸道活動性降低的病症)的調配物或藥劑中的用途。



無
具體實施例方式 本發明提供一種式(I)的新穎苯並咪唑酮-羧醯胺衍生的氨基甲酸酯5-HT4受體激動劑，或其醫藥學上可接受的鹽或溶劑合物或立體異構體。以下取代基和值意欲提供本發明的多個方面的代表性實例。這些代表值意欲進一步定義所述方面，且不欲排除其它值或限制本發明的範疇。
在本發明的特定方面中，R1為滷基或C1-3烷基；或R1為氟基、氯基、溴基或甲基。
在一特定方面中，R2為氫。
在另一特定方面中，R2為C1-3烷基，其中C1-3烷基視情況經羥基取代。
在又一特定方面中，R2為氫或C1-3烷基。
在本發明的其它特定方面中，R2為甲基、乙基、丙基或異丙基；R2為乙基或異丙基；或R2為異丙基。
在特定方面中，R3為C1-3烷基；R3為甲基或乙基；或R3為甲基。
在一特定方面中，R4為-(CH2)1-3C(O)NRaRb。
在另一特定方面中，R4為
在另一特定方面中，R4為-(CH2)1-3C(O)NRaRb或
在本發明的一特定方面中，R3和R4連同與其連接的氮原子形成選自式(a)的部分、式(b)的部分和式(c)的部分的部分。
在一特定方面中，R3和R4連同與其連接的氮原子形成式(a)的部分。在另一特定方面中，R3和R4連同與其連接的氮原子形成式(a)的部分，其中R5為-OC(O)NRaRb或-C(O)NRaRb。
在一特定方面中，R3和R4連同與其連接的氮原子形成式(b)的部分。在其它特定方面中，R3和R4連同與其連接的氮原子形成式(b)的部分，其中R6為-C(O)Rf、-(CH2)2ORg或-S(O)2NRaRb；或R6為-C(O)Rf，且e為1。
在本發明的又一方面中，R3和R4連同與其連接的氮原子形成式(c)的部分。
在特定方面中，Ra、Rb、Rc、Rd和Rg獨立地為氫、甲基或乙基；或Ra、Rb、Rc、Rd和Rg獨立地為氫或甲基。
在特定方面中，Re為甲基或乙基或Re為甲基。
在特定方面中，Rf為C1-3烷基、四氫呋喃基或-NRaRb或Rf為甲基、四氫呋喃基或-NRaRb。
在另一特定方面中，Rf為四氫呋喃基。
在其它特定方面中，Rf為C1-3烷基或Rf為甲基。
在又一特定方面中，Rf為-NRaRb，其中Ra和Rb如本文所定義。
在特定方面中，a為0或1；或a為0或2。在另一特定方面中，a為0。
在特定方面中，b為0、1或2；或b為1或2。在另一特定方面中，b為1。
在一特定方面中，c為1或2。在另一特定方面中，c為1。
在一特定方面中，d為1。
在一特定方面中，e為1。
在一方面中，本發明提供一種式(I)化合物，其中c為1或2；d為1；且e為1。
在另一方面中，本發明提供一種式(I)化合物，其中 R3為C1-3烷基；且 R4為-(CH2)1-3C(O)NRaRb或
或R3和R4連同與其連接的氮原子形成一選自式(a)的部分、式(b)的部分和式(c)的部分的部分； 其中 R5為-OC(O)NRaRb或-C(O)NRaRb；且 R6為-C(O)Rf、-(CH2)2ORg或-S(O)2NRaRb。
在又一方面中，本發明提供一種式(I)化合物，其中R3和R4連同與其連接的氮原子形成選自式(a)的部分、式(b)的部分和式(c)的部分的部分；其中 R5為-OC(O)NRaRb或-C(O)NRaRb； R6為-C(O)Rf、-(CH2)2ORg或-S(O)2NRaRb； Ra、Rb和Rg獨立地為氫或甲基； Rf為甲基、四氫呋喃基或-NRaRb； c為1或2；d為1；且e為1。
在又一方面中，本發明提供一種式(I)化合物，其中 R2為乙基或異丙基； R3為C1-3烷基；且 R4為-(CH2)1-3C(O)NRaRb或
或R3和R4連同與其連接的氮原子形成選自式(a)的部分、式(b)的部分和式(c)的部分的部分；其中 R5為-OC(O)NRaRb或-C(O)NRaRb； R6為-C(O)Rf、-(CH2)2ORg或-S(O)2NRaRb； Ra、Rb和Rg獨立地為氫或甲基； Rf為甲基、四氫呋喃基或-NRaRb； a為0；c為1或2；d為1；且e為1。
說明本文所用的化學命名慣例用於實例1的化合物
根據由MDL信息系統(MDL Information Systems)，GmbH(德國法蘭克福)所提供的AutoNom軟體，將其命名為4-(四氫呋喃-2-羰基)哌嗪-1-甲酸3-{(1S，3R，5R)-3-[(3-異丙基-2-氧代-2，3-二氫苯並咪唑-1-羰基)氨基]-8-氮雜-雙環[3.2.1]辛-8-基}丙酯。符號(1S，3R，5R)描述與雙環系統相關的鍵的相對方位，所述鍵描繪成為實心和虛線楔形。在上述本發明的所有化合物中，苯並咪唑酮-羧醯胺相對氮雜雙環辛烷基為內向。
可特別提及以下化合物 4-(四氫呋喃-2-羰基)哌嗪-1-甲酸3-{(1S，3R，5R)-3-[(3-異丙基-2-氧代-2，3-二氫苯並咪唑-1-羰基)氨基]-8-氮雜雙環-[3.2.1]辛-8-基}丙酯； 4-(2-羥乙基)哌嗪-1-甲酸3-{(1S，3R，5R)-3-[(3-異丙基-2-氧代-2，3-二氫苯並咪唑-1-羰基)氨基]-8-氮雜雙環-[3.2.1]辛-8-基}丙酯； 4-乙醯基-哌嗪-1-甲酸3-{(1S，3R，5R)-3-[(3-異丙基-2-氧代-2，3-二氫-苯並咪唑-1-羰基)氨基]-8-氮雜雙環[3.2.1]辛-8-基}丙酯； 4-二甲基氨甲醯基氧基哌啶-1-甲酸3-{(1S，3R，5R)-3-[(3-異丙基-2-氧代-2，3-二氫苯並咪唑-1-羰基)氨基]-8-氮雜-雙環[3.2.1]辛-8-基}丙酯； 3-氨甲醯基哌啶-1-甲酸3-{(1S，3R，5R)-3-[(3-異丙基-2-氧代-2，3-二氫-苯並咪唑-1-羰基)氨基]-8-氮雜雙環[3.2.1]辛-8-基}丙酯； 1，1-二氧代-1λ6-硫代嗎啉-4-甲酸3-{(1S，3R，5R)-3-[(3-異丙基-2-氧代-2，3-二氫苯並咪唑-1-羰基)氨基]-8-氮雜雙環[3.2.1]辛-8-基}丙酯； (1，1-二氧代四氫-1λ6-噻吩-3-基)甲基氨基甲酸3-{(1S，3R，5R)-3-[(3-異丙基-2-氧代-2，3-二氫苯並咪唑-1-羰基)氨基]-8-氮雜雙環-[3.2.1]辛-8-基}丙酯； (R)-2-氨甲醯基吡咯烷-1-甲酸3-{(1S，3R，5R)-3-[(3-異丙基-2-氧代-2，3-二氫苯並咪唑-1-羰基)氨基]-8-氮雜雙環[3.2.1]辛-8-基}丙酯； 4-乙醯基-[1，4]二氮雜環庚烷-1-甲酸3-{(1S，3R，5R)-3-[(3-異丙基-2-氧代-2，3-二氫-苯並咪唑-1-羰基)氨基]-8-氮雜雙環[3.2.1]辛-8-基}丙酯； 二甲基氨甲醯基甲基-甲基氨基甲酸3-{(1S，3R，5R)-3-[(3-異丙基-2-氧代-2，3-二氫苯並咪唑-1-羰基)氨基]-8-氮雜雙環[3.2.1]辛-8-基}丙酯； 4-二甲基氨甲醯基哌嗪-1-甲酸3-{(1S，3R，5R)-3-[(3-異丙基-2-氧代-2，3-二氫苯並咪唑-1-羰基)氨基]-8-氮雜雙環[3.2.1]辛-8-基}丙酯；和 4-二甲基胺磺醯基哌嗪-1-甲酸3-{(1S，3R，5R)-3-[(3-異丙基-2-氧代-2，3-二氫苯並咪唑-1-羰基)氨基]-8-氮雜雙環[3.2.1]辛-8-基}丙酯。
如由上述列出的特定化合物所示範，本發明的化合物可含有一個或一個以上手性中心。因此，除非另外指出，否則本發明包括外消旋混合物、純立體異構體和所述異構體的立體異構體富集的混合物。當展示特定立體異構體時，所屬領域的技術人員應了解，除非另外指出，否則較小量的其它立體異構體可存在於本發明的組合物中，其限制條件為組合物作為整體的任何效用並未由所述其它異構體的存在消除。
定義 當描述本發明的化合物、組合物和方法時，除非另外指出，否則以下術語具有以下含義。
術語「烷基」意思是單價飽和烴基，其可為直鏈或分枝鏈或其組合。代表性烷基包括(例如)甲基、乙基、正丙基(n-Pr)、異丙基(i-Pr)、正丁基(n-Bu)、仲丁基、異丁基、叔丁基等等。
術語「滷基」意思是氟基、氯基、溴基或碘基。
術語「化合物」意思是合成製備或以任何其它方法(諸如通過代謝作用)產生的化合物。
術語「治療有效量」意思是當投與需要治療的患者時足以實現治療的量。
如本文所用的術語「治療」意思是治療諸如哺乳動物(尤其為人類)的患者的疾病、病症或醫學病況，其包括 (a)防止疾病、病症或醫學病況發生，也就是患者的預防治療； (b)改善疾病、病症或醫學病況，也就是消除或引起患者的疾病、病症或醫學病況的消退； (c)抑制疾病、病症或醫學病況，也就是減慢或阻止患者的疾病、病症或醫學病況的發展；或 (d)減輕患者的疾病、病症或醫學病況的症狀。
術語「醫藥學上可接受的鹽」意思是由酸或鹼製備的可接受用於給患者(諸如哺乳動物)投藥的鹽。所述鹽可衍生自醫藥學上可接受的無機或有機酸和來源於醫藥學上可接受的鹼。通常，本發明化合物的醫藥學上可接受的鹽由酸製備。
衍生自醫藥學上可接受的酸的鹽包括(但不限於)乙酸、己二酸、苯磺酸、苯甲酸、樟腦磺酸、檸檬酸、乙磺酸、反丁烯二酸、葡萄糖酸、穀氨酸、氫溴酸、鹽酸、乳酸、順丁烯二酸、蘋果酸、扁桃酸、甲磺酸、粘酸、硝酸、泛酸、磷酸、丁二酸、硫酸、酒石酸、對甲苯磺酸、羥-2-萘甲酸(xinafoic)(1-羥基-2-萘甲酸)、萘-1，5-二磺酸等等。
術語「溶劑合物」意思是由溶質(也就是本發明的化合物或其醫藥學上可接受的鹽)的一個或一個以上分子和溶劑的一個或一個以上分子形成的絡合物或聚集體。所述溶劑合物通常為具有實質上固定的溶質與溶劑摩爾比的結晶固體。代表性溶劑包括例如水、甲醇、乙醇、異丙醇、乙酸等等。當溶劑為水時，形成的溶劑合物為水合物。
應了解術語「或其醫藥學上可接受的鹽或溶劑合物或立體異構體」意欲包括鹽、溶劑合物和立體異構體的所有排列組合，諸如式(I)化合物的立體異構體的醫藥學上可接受鹽的溶劑合物。
術語「離去基團」意思是在諸如親核取代反應的取代反應中可由另一官能團或原子置換的官能團或原子。例如，代表性離去基團包括氯基、溴基和碘基；諸如甲磺酸酯基、甲苯磺酸酯基、溴苯磺酸酯基、硝基苯磺酸酯基等等的磺酸酯基；諸如乙醯氧基、三氟乙醯氧基等等的醯氧基。術語「離去基團」進一步包括諸如-OC6F5、-CCl3、對-OC6H4NO2和咪唑基的基團。
術語「其經保護的衍生物」意思是指定化合物的衍生物，其中化合物的一個或一個以上官能團經保護基或阻隔基保護免於不需要的反應。可被保護的官能團包括(例如)羧酸基、氨基、羥基、硫醇基、羰基等等。羧酸的代表性保護基包括酯類(諸如對甲氧基苯甲酯)、醯胺類和醯肼類；氨基的代表性保護基包括氨基甲酸酯類(諸如叔丁氧基羰基)和醯胺類；羥基的代表性保護基包括醚類和酯類；硫醇基的代表性保護基包括硫醚類和硫酯類；羰基的代表性保護基包括縮醛類和縮酮類；等等。所屬領域的技術人員熟知所述保護基，且描述於(例如)T.W.Greene和G.M.Wuts有機合成中的保護基(Protecting Groups in Organic Synthesis)，第三版，Wiley，紐約(New York)，1999和其中引用的文獻中。
術語「氨基保護基」意思是適合於防止氨基氮上的不想要的反應的保護基。代表性氨基保護基包括(但不限於)甲醯基；例如烷醯基的醯基，諸如乙醯基；烷氧羰基，諸如叔丁氧基羰基(Boc)；芳基甲氧基羰基，諸如苯甲氧基羰基(Cbz)和9-芴基甲氧基羰基(Fmoc)；芳甲基，諸如苯甲基(Bn)、三苯甲基(Tr)和1，1-二-(4′-甲氧基苯基)甲基；矽烷基，諸如三甲基矽烷基(TMS)和叔丁基二甲基矽烷基(TBDMS)；等等。
通用合成程序 本發明的化合物可使用以下通用方法和程序由易得的起始物質來製備。儘管本發明的特定方面於以下流程中說明，但所屬領域的技術人員會認可本發明的所有方面可使用本文所述的方法製備或通過使用所屬領域的技術人員已知的其它方法、試劑和起始物質來製備。也應了解在給定典型或優選方法條件(也就是反應溫度、時間、試劑的摩爾比、溶劑、壓力等)的情況下，除非另外規定否則也可使用其它方法條件。最佳反應條件可隨所用的特殊試劑或溶劑而變化，但所屬領域的技術人員可由路線最優化程序來確定所述條件。
另外，如所屬領域的技術人員可顯而易見，常規保護基必需防止某些官能團經歷不需要的反應。在此項技術中用於特定官能團的適合保護基的選擇，和用於保護和去保護的適合條件已為我們所熟知。舉例來說，多數保護基和其引入和去除描述於T.W.Greene和G.M.Wuts，有機合成中的保護基，第三版，Wiley，紐約，1999和其中引用的文獻中。
除非另外指出，否則在以下流程中所示的取代基和變量具有本文所提供的定義。
在一個合成方法中，式(I)化合物可如流程A中所說明來製備。
流程A
使苯並咪唑酮-羧醯胺莨菪烷中間體(III)與式(IV)化合物(其中L1為離去基團)反應以提供式(I)化合物。通常，L1為SN2-有利的離去基團，諸如氯基、碘基或溴基。在惰性稀釋劑中，式(IV)化合物與介於約0.25與約1.5當量之間的苯並咪唑酮-羧醯胺莨菪烷(III)在諸如N，N-二異丙基乙胺(DIPEA)的鹼和諸如碘化鈉的催化劑存在下接觸。適合的惰性稀釋劑包括二甲基甲醯胺、乙腈、四氫呋喃、N-甲基-2-吡咯烷酮等等。適合的鹼也包括(例如)三乙胺、1，8-二氮雜雙環-[5.4.0]十一-7-烯(DBU)和碳酸鉀。適合的催化劑也包括(例如)碘化鉀和四丁基碘化銨。這個反應通常在約40℃至約100℃的溫度下進行，歷時介於約2與約24小時之間或直到反應大體上完全。
通過常規程序分離且提純式(I)的產物。舉例來說，所述產物可減壓濃縮直到乾燥，在弱酸水溶液中溶解且通過高效液相色譜法(HPLC)提純。
應了解在使用式(III)化合物的本文所述的流程A的方法和其它方法中，如所屬領域的技術人員所知式(III)化合物可以游離鹼的形式或以鹽的形式提供，其中(若必要)適當調節反應條件。
式(III)化合物可如以下流程B中所示來製備。
流程B
在流程B中，使中間體(a)(視情況經取代的1，3-二氫苯並-咪唑-2-酮)與中間體(b)反應以提供式(V)化合物，其中W為離去基團(諸如滷基，也就是氟基、氯基或溴基)且A為選定之離去基團使得其在不同於W的條件下反應(諸如-OC6F5、-CCl3、對-OC6H4NO2或咪唑-1-基)；或W和A各為咪唑-1-基，，使式(V)化合物與中間體(c)(其中P1表示諸如Boc的氨基保護基)反應以提供中間體(d)。通過標準程序將保護基P1從中間體(d)去除以提供式(III)化合物。
雖然最佳反應條件可視所用的特定反應物或溶劑而變化，但所屬領域的技術人員可易於由路線最優化程序來確定所述條件。
舉例來說，在使用氯甲酸4-硝基苯酯作為中間體(b)的示範性方法中，使苯並咪唑酮中間體(a)在惰性氣氛下在強鹼(諸如氫化鈉、二異丙基胺鋰和正丁基鋰)存在下溶解於諸如四氫呋喃、乙醚、DMF或其組合的惰性稀釋劑中，且使其與介於約1與約1.3當量之間的氯甲酸4-硝基苯酯接觸。在約0℃至約40℃下攪拌混合物，歷時介於約12與約24小時之間或直到反應大體上完全，以形成活化酯(式(V)化合物)。分離且提純式(V)化合物，或使其與經保護的氨基-莨菪烷(中間體(c))在惰性稀釋劑(諸如四氫呋喃)存在下在約30℃至約90℃的溫度下原位反應，歷時介於約10與約24小時之間以提供經保護的中間體(d)。
使用常規方法，將氨基保護基P1從中間體(d)去除以提供式(III)的苯並咪唑酮-羧醯胺莨菪烷化合物。使用氯甲酸4-硝基苯酯作為中間體(b)來製備中間體(III)的上述方法的變化描述於以下實例13中。
或者，式(I)化合物可如以下流程C中所示來製備。
流程C
使苯並咪唑酮-羧醯胺中間體(V)與式(VI)的莨菪烷-伸烷基-羧醯胺化合物反應以提供式(I)化合物。分離且提純式(V)化合物(其合成描述於流程B中)，或使其與式(VI)化合物在約30℃至約90℃的溫度範圍下在諸如四氫呋喃的惰性稀釋劑存在下原位反應，歷時介於約10與約24小時之間，或直到反應完全，以提供式(I)化合物。
苯並咪唑酮中間體(a)可如以下流程D中所示來製備。
流程D
在流程D中，使視情況經取代的2-氟硝基苯與伯胺(中間體(e))反應以提供中間體(f)，所述中間體(f)被還原成二氨基苯(中間體(g))。使二氨基苯與羰基二咪唑在諸如四氫呋喃的惰性稀釋劑存在下，在約20℃至約40℃的溫度下反應，歷時介於約12與約30小時之間，以提供苯並咪唑酮中間體(a)。
中間體(a)的化合物的代表性合成於以下製備1中描述。中間體(a)的經取代化合物也易於由類似於文獻中所述的彼等程序來製備。例如參看化學研究雜誌(The Journalof Chemical Research)(1)，21-22(2005)；雜原子化學(Heteroatom Chemistry)，5(5/6)437-40(1994)和德國專利(Ger.Offen.)，3839743，1990年5月31日。
經保護的氨基莨菪烷(在本申請案中所述的反應中使用的中間體(c))由易可得的起始物質製備。舉例來說，當氨基保護基P1為Boc時，經保護的氨基莨菪烷可如以下流程E中所示製備。
流程E
如以下製備2中詳細描述，使2，5-二甲氧基四氫呋喃與介於約1與2當量之間的苯甲胺和稍微過量(例如約1.1當量)的1，3-丙酮二甲酸在酸性水溶液中在諸如磷酸氫二鈉的緩衝劑存在下接觸以製備經Boc-保護的中間體(c′)。將反應混合物加熱到介於約60℃與約100℃之間以確保產物(8-苯甲基-8-氮雜雙環-[3.2.1]辛-3-酮，通常為N-苯甲基莨菪酮)中任何羧化中間體的脫羧基作用。
通常使N-苯甲基莨菪酮中間體與稍微過量(例如約1.1當量)的二碳酸二叔丁酯(通常為(Boc)2O)在氫氣氛下在過渡金屬催化劑存在下反應以提供3-氧代-8-氮雜雙環[3.2.1]辛烷-8-甲酸叔丁酯。反應通常在環境溫度下進行約12至約72小時。最終，使3-氧代-8-氮雜雙環[3.2.1]辛烷-8-甲酸叔丁酯與過量較多(例如至少約25當量)的甲酸銨在諸如甲醇的惰性稀釋劑中，在過渡金屬催化劑存在下接觸，以提供在具有較高立體特異性的內向構型(例如內外比＞99∶1)產物(中間體(c))。反應通常在環境溫度下進行約12至約72小時或直到反應大體上完全的。有利地逐份添加甲酸銨試劑。舉例來說，使3-氧代-8-氮雜雙環[3.2.1]辛烷-8-甲酸叔丁酯與初始約15至約25當量的一部分甲酸銨接觸。在約12至約36小時的間隔後，又添加一部分的約5至約10當量的甲酸銨其他。在類似間隔後可重複後續添加。產物(中間體(c))可通過諸如鹼萃取的常規程序提純。
如以下在流程F中所述，式(IV)化合物可易於通過標準程序由一般起始物質來製備。
流程F
在流程F中，使中間體(h)(其中L1和L2為離去基團)與仲胺(i)反應以提供式(IV)化合物。使仲胺(i)溶解於諸如二氯甲烷的惰性稀釋劑中，且在諸如N，N-二異丙基乙胺的鹼存在下在約0℃至約40℃的溫度範圍下添加中間體(h)，歷時約30分鐘至約4小時。產物(式(IV)化合物)可通過諸如HPLC的常規程序提純。
通常，L1和L2為滷基離去基團，諸如氯基、碘基、溴基；甲磺酸酯也可用作離去基團L1。適合的鹼可包括(例如)三乙胺、DBU和碳酸鉀。適合的惰性稀釋劑可包括乙腈、四氫呋喃和N，N-二甲基甲醯胺。
式(h)和(i)的中間體化合物為一可購得的或可由易可得的起始物質合成。多種仲胺(也就是可用於流程F中的式(I)的中間體化合物)的合成在本文的實例部分中描述。
式(VI)化合物可如流程G中所示來製備。
流程G
在流程G中，中間體(j)(其中P2為氨基保護基)與式(IV)化合物反應以提供經保護的中間體(k)，接著所述中間體(k)經去保護以提供式(VI)化合物。流程G的反應通常在用於流程A的反應的上述胺偶合條件下進行。
通過以氨基保護基P2保護經保護的氨基莨菪烷中間體(c)的氨基氮，且接著從氮雜雙環辛烷基的氮去除P1可製備式(j)的化合物。選擇保護基P1和P2以使其可在不同條件下加以去除。舉例來說，當選擇P1為Boc時，則Cbz可用作P2。保護基Boc通常通過用諸如三氟乙酸的酸的處理來去除以提供中間體的酸式鹽。中間體的酸式鹽(若需要)可通過鹼的常規處理轉化為游離鹼。保護基Cbz可通過經由諸如碳載鈀的適合金屬催化劑氫解便利地去除。關於特定反應條件和製備本發明的代表性化合物或其中間體的其它程序的更多細節在以下實例中描述。
因此，在一方法方面中，本發明提供一種製備式(I)化合物或其鹽或溶劑合物或立體異構體的方法，其中R1、R2、R3、R4、a和b如本文所定義，所述方法包含 (a)使式(III)化合物
與式(IV)化合物
(其中L1為離去基團)反應；或 (b)使式(V)化合物
(其中A為離去基團)； 與式(VI)化合物
以提供式(I)化合物，或其鹽或溶劑合物或立體異構體。
在另外的實施例中，本發明涉及本文所述的其它方法，且涉及通過本文所述的任何方法製備的產物。
醫藥組合物 本發明的苯並咪唑酮羧醯胺衍生的氨基甲酸酯化合物通常以醫藥組合物的形式投藥給患者。所述醫藥組合物可由投藥的任何可接受途徑投與患者，所述途徑包括(但不限於)口服、直腸、陰道、鼻、吸入、局部(包括經皮)和腸道外模式的投藥。
因此，在其組合物方面的一者中，本發明涉及一種醫藥組合物，其包含醫藥學上可接受的載劑或賦形劑和治療有效量的式(I)化合物或其醫藥學上可接受的鹽。若需要，則所述醫藥組合物視情況可含有其它治療劑和/或調配劑。
本發明的醫藥組合物通常含有治療有效量的本發明的化合物或其醫藥學上可接受的鹽。通常，所述醫藥組合物可含有約0.1至約95重量％的活性劑；優選為約5至約70重量％；且更優選為約10至約60重量％的活性劑。任何常規的載劑或賦形劑可用於本發明的醫藥組合物中。特定載劑或賦形劑的選擇，或載劑或賦形劑的組合，可取決於用於治療特定患者的投藥模式或醫學病況或疾病狀態的類型。在這點上，用於特定模式投藥的適合醫藥組合物的製備正好在熟習醫藥技術者的範疇內。另外，用於所述組合物的成份可購自(例如)Sigma、P.O.Box 14508、St.Louis、MO 63178。為進一步說明，常規調配技術描述於雷明登氏藥學的理論與實踐(RemingtonThe Science and Practice ofPharmacy)，第20版，Lippincott Williams&White，Baltimore，Maryland(2000)和H.C.Ansel等人，醫藥劑型和藥物傳遞系統(Pharmaceutical Dosage Forms and Drug DeliverySystems)，第7版，Lippincott Williams&White，Baltimore，Maryland(1999)中。
可用作醫藥學上可接受的載劑的材料的代表性實例包括(但不限於)下列(1)糖，諸如乳糖、葡萄糖和蔗糖；(2)澱粉，諸如玉米澱粉和馬鈴薯澱粉；(3)纖維素，諸如微晶纖維素和其衍生物(諸如羧甲基纖維素鈉鹽、乙基纖維素和乙酸纖維素)；(4)粉末黃耆膠；(5)麥芽；(6)明膠；(7)滑石粉；(8)賦形劑，諸如可可脂和栓劑蠟；(9)油，諸如花生油、棉籽油、紅花油、芝麻油、橄欖油、玉米油和大豆油；(10)二醇類，諸如丙二醇；(11)多元醇，諸如甘油、山梨糖醇、甘露糖醇和聚乙二醇；(12)酯，諸如油酸乙酯和月桂酸乙酯；(13)瓊脂；(14)緩衝劑，諸如氫氧化鎂和氫氧化鋁；(15)褐藻酸；(16)無熱原質水；(17)生理鹽水；(18)林格氏液；(19)乙醇；(20)磷酸鹽緩衝溶液；和(21)其它用於醫藥組合物中的無毒相容性物質。
通常通過使本發明的化合物與醫藥學上可接受的載劑和一種或一種以上視情況可選的成份充分且密切地混合或摻合來製備本發明的醫藥組合物。若必要或需要，接著使用常規程序和設備將所得的均勻經摻合混合物加工成形或裝入片劑、膠囊、藥丸等等內。
本發明的醫藥組合物優選以單位劑型封裝。術語「單位劑型」意思是適合於對患者給藥的物理上離散單元，也就是每一單元含有經計算從而單獨或與一個或一個以上其他單元組合產生所要治療效應的預定量的活性劑。舉例來說，所述單位劑型可為膠囊、片劑、藥丸等等。
在一優選實施例中，本發明的醫藥組合物適合於口服投藥。用於口服投藥的適合醫藥組合物可為膠囊、片劑、藥丸、錠劑、扁囊劑(cachets)、糖衣藥丸、散劑、顆粒劑的形式；或為水性或非水性液體中的溶液或懸浮液形式；或為水包油或油包水型液體乳液形式；或為酏劑或糖漿形式；等等；每一者均含有預定量的本發明化合物作為活性成份。
當意欲以固體劑型(也就是以膠囊、片劑、藥丸等等形式)口服投藥時，本發明的醫藥組合物通常可包含作為活性成份的本發明化合物和一種或一種以上諸如檸檬酸鈉或磷酸二鈣的醫藥學上可接受的載劑。視情況或另一選擇為，所述固體劑型也可包含(1)填充劑或增量劑，諸如澱粉、微晶纖維素、乳糖、蔗糖、葡萄糖、甘露糖醇和/或矽酸；(2)粘合劑，諸如羧甲基纖維素、褐藻酸鹽、明膠、聚乙烯吡咯烷酮、蔗糖和/或阿拉伯膠；(3)保溼劑，諸如甘油；(4)崩解劑，諸如瓊脂、碳酸鈣、馬鈴薯或樹薯澱粉、褐藻酸、某些矽酸鹽和/或碳酸鈉；(5)溶液阻滯劑，諸如石蠟；(6)吸收促進劑，諸如季銨化合物；(7)溼潤劑，諸如十六碳醇和/或單硬脂酸甘油酯；(8)吸附劑，諸如高嶺土和/或膨潤土；(9)潤滑劑，諸如滑石粉、硬脂酸鈣、硬脂酸鎂、固體聚乙二醇、月桂基硫酸鈉和/或其混合物；(10)著色劑；和(11)緩衝劑。
脫模劑、溼潤劑、塗布劑、甜味劑、調味劑和香化劑、防腐劑和抗氧化劑也可存在於本發明的醫藥組合物中。醫藥學上可接受的抗氧化劑的實例包括(1)水溶性抗氧化劑，諸如抗壞血酸、半胱氨酸鹽酸鹽、硫酸氫鈉、焦亞硫酸鈉、亞硫酸鈉等等；(2)油溶性抗氧化劑，諸如抗壞血酸棕櫚酸酯、丁基化羥基茴香醚(BHA)、丁基化羥基甲苯(BHT)、卵磷脂、沒食子酸丙酯、α-生育酚等等；和(3)金屬螯合劑，諸如檸檬酸、乙二胺四乙酸(EDTA)、山梨糖醇、酒石酸、磷酸等等。用於片劑、膠囊、藥丸等等的塗布劑包括可用於腸溶衣的那些塗布劑，諸如鄰苯二甲酸乙酸纖維素(CAP)、聚乙酸乙烯酯鄰苯二甲酸酯(PVAP)、羥丙基甲基纖維素鄰苯二甲酸酯、甲基丙烯酸-甲基丙烯酸酯共聚物、乙酸纖維素偏苯三酸酯(CAT)、羧甲基乙基纖維素(CMEC)、丁二酸乙酸羥丙基甲基纖維素(HPMCAS)等等。
若需要，則也可使用(例如)以不同比例的羥丙基甲基纖維素或其它聚合物基質、脂質體和/或微球體來調配本發明的醫藥組合物以提供活性成份的緩慢或受控釋放。
另外，本發明的醫藥組合物可視情況含有乳濁劑，且可經調配以便其僅釋放活性成份，或視情況以延時方式優先在胃腸道的特定部分釋放。可使用的嵌入組合物的實例包括聚合物質和蠟。活性成份也可以微囊形式存在，若適當，則具有一種或一種以上上述賦形劑。
用於口服投藥的適合液態劑型包括(例如)醫藥學上可接受的乳液、微乳液、溶液、懸浮液、糖漿和酏劑。所述液態劑型通常包含活性成份和惰性稀釋劑(諸如水或其它溶劑)、增溶劑和乳化劑(諸如乙醇、異丙醇、碳酸乙酯、乙酸乙酯、苯甲醇、苯甲酸苯甲酯、丙二醇、1，3-丁二醇)、油(諸如棉籽油、花生油、玉米油、胚芽油、橄欖油、蓖麻油和芝麻油)、甘油、四氫呋喃醇、聚乙二醇和脫水山梨糖醇的脂肪酸酯和其混合物。除活性成份以外，懸浮液可含有懸浮劑，諸如乙氧基化異硬脂醇、聚氧化乙烯山梨糖醇和脫水山梨糖醇酯、微晶纖維素、偏氫氧化鋁、膨潤土、瓊脂和黃耆膠和其混合物。
或者，本發明的醫藥組合物經調配得以由吸入投藥。用於由吸入投藥的適合醫藥組合物通常可以噴霧或粉末的形式存在。所述組合物通常使用熟知的傳遞裝置(諸如定劑量吸入器、乾粉吸入器、噴霧器或類似傳遞裝置)加以投藥。
當使用加壓容器由吸入投藥時，本發明的醫藥組合物通常可包含活性成份和諸如二氯二氟甲烷、三氯氟甲烷、二氯四氟乙烷、二氧化碳或其它適合氣體的適合推進劑。
另外，醫藥組合物可以膠囊或濾筒(由(例如)明膠製成)的形式存在，所述膠囊或濾筒包含本發明的化合物和適用於粉末吸入器的粉末。適合的粉末基質包括(例如)乳糖或澱粉。
本發明的化合物也可使用已知的經皮傳遞系統和賦形劑經皮投藥。舉例來說，使本發明的化合物與諸如丙二醇、單月桂酸聚乙二醇酯、氮雜環烷-2-酮等等的滲透增強劑混合，且併入貼片(patch)或類似傳遞系統。若需要，則包括膠凝劑、乳化劑和緩衝劑的其他賦形劑可用於所述經皮的組合物中。
下列調配物說明本發明的代表性醫藥組合物 調配物實例A 如下製備用於口服投藥的硬明膠膠囊 成份 量 本發明的化合物50mg 乳糖(噴霧乾燥)200mg 硬脂酸鎂 10mg 代表性程序充分地摻合成份且接著裝入硬明膠膠囊內(每膠囊260mg組合物)。
調配物實例B 如下製備用於口服投藥的硬明膠膠囊 成份 量 本發明的化合物20mg 澱粉 89mg 微晶纖維素89mg 硬脂酸鎂 2mg 代表性程序充分地摻合成份且接著通過第45號篩目美國篩，且裝入硬明膠膠囊內(每膠囊200mg組合物)。
調配物實例C 如下製備用於口服投藥的膠囊 成份 量 本發明的化合物10mg 聚氧乙烯脫水山梨糖醇單油酸酯 50mg 澱粉粉末 250mg 代表性程序充分地摻合成份且接著裝入明膠膠囊內(每膠囊310mg組合物)。
調配物實例D 如下製備用於口服投藥的片劑 成份 量 本發明的化合物5mg 澱粉 50mg 微晶纖維素35mg 聚乙烯吡咯烷酮(在水中10重量％)4mg 羧甲基澱粉鈉 4.5mg 硬脂酸鎂 0.5mg 滑石粉1mg 代表性程序使活性成份、澱粉和纖維素通過第45號篩目美國篩且充分地混合。將聚乙烯吡咯烷酮的溶液與所得的粉末混合，且接著使混合物通過第14號篩目美國篩。在50-60℃下乾燥如此製得的顆粒，且通過第18號篩目美國篩。接著將羧甲基澱粉鈉、硬脂酸鎂和滑石粉(先前已通過第60號篩目美國篩)添加到所述顆粒中。混合後，在壓片機上壓制混合物以提供重100mg的片劑。
調配物實例E 如下製備用於口服投藥的片劑 成份 量 本發明的化合物25mg 微晶纖維素400mg 煙霧狀二氧化矽10mg 硬脂酸5mg 代表性程序將成份充分地摻合且接著壓制以形成片劑(每片劑440mg組合物)。
調配物實例F 如下製備用於口服投藥的單刻痕(Single-scored)片劑 成份 量 本發明的化合物15mg 玉米澱粉 50mg 交聯羧甲基纖維素鈉25mg 乳糖 120mg 硬脂酸鎂 5mg 代表性程序將成份充分地摻合且壓制以形成單刻痕片劑(每片劑215mg組合物)。
調配物實例G 如下製備用於口服投藥的懸浮液 成份 量 本發明的化合物0.1g 反丁烯二酸0.5g 氯化鈉2.0g 對羥基苯甲酸甲酯 0.15g 對羥基苯甲酸丙酯 0.05g 砂糖 25.5g 山梨糖醇(70％溶液)12.85g Veegum k(Vanderbilt Co.) 1.0g 調味劑0.035mL 著色劑0.5mg 蒸餾水適量至100mL 代表性程序混合成份以形成每10mL懸浮液含有10mg活性成份的懸浮液。
調配物實例H 如下製備用於通過吸入投藥的乾粉 成份 量 本發明的化合物1.0mg 乳糖 25mg 代表性程序使活性成份微粉化，且接著與乳糖摻合。接著將此摻合混合物裝入明膠吸入濾筒。使用粉末吸入器投與濾筒的內容物。
調配物實例I 如下在定劑量吸入器中製備用於通過吸入投藥的乾粉 代表性程序通過使10g活性化合物作為具有平均尺寸小於10μm的微粉化顆粒分散於由0.2g卵磷脂溶解於200mL脫礦質水中形成的溶液中來製備含有5重量％本發明的化合物和0.1重量％卵磷脂的懸浮液。所述懸浮液經噴霧乾燥且所得物質為經微粉化為平均直徑小於1.5μm的顆粒。將所述顆粒裝入具有加壓1，1，1，2-四氟乙烷的濾筒內。
調配物實例J 如下製備可注射的調配物 成份 量 本發明的化合物 0.2g 乙酸鈉緩衝溶液(0.4M) 40mL HCl(0.5N)或NaOH(0.5N) 適量至pH4 水(經蒸餾，無菌) 適量至20mL 代表性程序摻合上述成份且使用0.5N HCl或0.5N NaOH調節pH值至4±0.5。
調配物實例K 如下製備用於口服投藥的膠囊 成份 量 本發明的化合物 4.05mg 微晶纖維素(Avicel PH 103) 259.2mg 硬脂酸鎂 0.75mg 代表性程序充分地摻合成份且接著裝入明膠膠囊(尺寸#1，白色，不透明)(每膠囊264mg組合物)。
調配物實例L 如下製備用於口服投藥的膠囊 成份 量 本發明的化合物 8.2mg 微晶纖維素(Avicel PH 103) 139.05mg 硬脂酸鎂 0.75mg 代表性程序充分地摻合成份且接著裝入明膠膠囊(尺寸#1，白色，不透明)(每膠囊148mg組合物)。
應了解適用於特定模式投藥的任何形式的本發明的化合物(也就是游離鹼、醫藥鹽或溶劑合物)可用於如上所述的醫藥組合物中。
效用 本發明的苯並咪唑酮-羧醯胺衍生的氨基甲酸酯化合物為5-HT4受體激動劑，且因此預期用於治療由5-HT4受體介導或與5-HT4受體活性相關的醫學病況，也就是可通過5-HT4受體激動劑治療得到改善的醫學病況。所述醫學病況包括(但不限於)腸易激症候群(IBS)、慢性便秘、功能性消化不良、胃排空延遲、胃食管反流病(GERD)、胃輕癱、手術後腸梗阻、腸假性阻塞和藥物誘發性延遲傳輸。另外，建議某些5-HT4受體激動劑化合物可用於治療中樞神經系統病症，包括認知病症、行為病症、情感病症和自主功能控制病症。
具體來說，本發明的化合物能增加胃腸(GI)道的活動性，且因此預期用於治療包括人類的哺乳動物中由活動性降低引起的GI道病症。所述GI活動性病症包括(例如)慢性便秘、便秘型腸易激症候群(C-IBS)、糖尿病性和自發性胃輕癱和功能性消化不良。
因此，在一方面中本發明提供一種增加哺乳動物胃腸道活動性的方法，所述方法包含投與哺乳動物治療有效量的包含醫藥學上可接受的載劑和本發明化合物的醫藥組合物。
當用於治療GI道活動性降低的病症或其它由5-HT4受體介導的病況時，本發明的組合物通常可以每日單劑量或多倍劑量口服投藥，但也可使用其它投藥形式。每一劑量投與的活性劑的量或每天投與的總量通常由醫師根據相關情況加以確定，所述情況包括被治療的病況、選擇的投藥途徑、投與的實際化合物和其相對活性、個別患者的年齡、體重和反應、患者症狀嚴重性和其類似情況。
用於治療GI道活動性降低的病症或其它由5-HT4受體介導的病症的適合劑量可在約0.0007至約20mg/kg/天的活性劑範圍內，其包括約0.0007至約1mg/kg/天。對於平均70kg的人來說，這將相當於每天約0.05至約70mg的活性劑量。
在本發明的一方面中，本發明的化合物用於治療慢性便秘。當用於治療慢性便秘時，本發明的化合物通常以每日單劑量或多倍劑量口服投藥。優選地，用於治療慢性便秘的劑量在每天約0.05至約70mg的範圍內。
在本發明的另一方面中，本發明的化合物用於治療腸易激症候群。當用於治療便秘型腸易激症候群時，本發明的化合物通常可以每日單劑量或多倍劑量口服投藥。優選地，用於治療便秘型腸易激症候群的劑量可在每天約0.05至約70mg的範圍內。
在本發明的又一方面中，本發明的化合物用於治療糖尿病性胃輕癱。當用於治療糖尿病性胃輕癱時，本發明的化合物通常可以每日單劑量或多倍劑量口服投藥。優選地，用於治療糖尿病性胃輕癱的劑量可在每天約0.05至約70mg的範圍內。
在本發明的又一方面中，本發明的化合物用於治療功能性消化不良。當用於治療功能性消化不良時，本發明的化合物通常可以每日單劑量或多倍劑量口服投藥。優選地，用於治療功能性消化不良的劑量可在每天約0.05至約70mg的範圍內。
本發明也提供一種治療哺乳動物與5-HT4受體活性相關的疾病或病況的方法，所述方法包含投與哺乳動物治療有效量的本發明的化合物或治療有效量的包含本發明的化合物的醫藥組合物。
因為本發明的化合物為5-HT4受體激動劑，所以所述化合物也用作用於調查或研究具有5-HT4受體的生物系統或樣品，或用於發現新穎5-HT4受體激動劑的研究工具。此外，因為與結合至其它5-HT亞型的受體(尤其5-HT3受體)相比較，本發明的化合物展現對於5-HT4受體的結合選擇性，所以所述化合物尤其用於研究生物系統或樣品中5-HT4受體的選擇性促效作用的效應。任何具有5-HT4受體的適合生物系統或樣品可用於可在活體外或活體內進行的每一研究中。適合於所述研究的代表性生物系統或樣品包括(但不限於)細胞、細胞提取物、質膜、組織樣品、哺乳動物(諸如小鼠、大鼠、豚鼠、兔子、狗、豬等)等等。
在本發明的此方面中，使包含5-HT4受體的生物系統或樣品與5-HT4受體促效量的本發明的化合物接觸。接著使用諸如放射性配體結合分析和功能分析的常規程序和設備來測定促進5-HT4受體的效應。所述功能分析包括細胞內環單磷酸腺苷(cAMP)的配體介導性變化、酶腺苷酸環化酶(其合成cAMP)的活性的配體介導性變化、鳥苷三磷酸(GTP)的類似物(諸如[35S]GTPγS(鳥苷5′-O-(γ-硫基)三磷酸)或GTP-Eu)經由受體催化的GTP類似物與GDP類似物的交換併入隔離膜內方面的配體介導性變化、游離的細胞內鈣離子的配體介導性變化(用(例如)螢光聯結成像平板閱讀器或來自Molecular Devices，Inc.的

測量)和促細胞分裂劑活化蛋白激酶(MAPK)活化作用的測量。在以上所列的任何功能分析或類似性質的分析中，本發明的化合物可使促進或增加5-HT4受體活化。本發明化合物的5-HT4受體促效量通常是在約1納摩爾濃度(nM)至約500納摩爾濃度範圍內。
另外，本發明的化合物可用作用於發現新穎5-HT4受體激動劑的研究工具。在這個實施例中，比較一個測試化合物或一組測試化合物的5-HT4受體結合或功能數據與本發明化合物的5-HT4受體結合或功能數據，若有的話用於識別具有優良結合或功能活性的測試化合物。本發明的此方面包括(作為獨立實施例)比較數據的產生(使用適當分析)和測試數據的分析兩者，以識別所關注的測試化合物。
除其它特性以外，已發現本發明的化合物為5-HT4受體的有效激動劑，且在放射性配體結合分析中對5-HT4受體亞型展現優於5-HT3受體亞型的實質選擇性。此外，本發明的代表性化合物在大鼠模型中展現優良的藥物動力學特性。因此，預期本發明的化合物當口服投藥時展現良好的生物可用度。此外，在使用表現hERG心臟鉀離子通道的分離全細胞的活體外電壓鉗模型中測試的本發明的代表性化合物經證實並未展現不可接受水平的鉀離子流的抑制。電壓鉗分析為經接受的臨床前方法，其分析藥劑改變與心律失常相關的心臟復極化模式(尤其引起所謂的QT延長)的潛能。(Cavero等人，藥物治療意見(Opinion on Pharmacotherapy)，2000，1，947-73，Fermini等人，藥物發現自然評論(Nature Reviews Drug Discovery)，2003，2，439-447)因此，預期包含本發明的化合物的醫藥組合物具有可接受的心臟概況(cardiac profile)。
可使用多種所屬領域的技術人員熟知的活體外和活體內分析證明本發明化合物的這些特性以及效用。代表性分析在以下實例中更詳盡地描述。
實例 提供以下合成和生物學實例以說明本發明，且不以任何限制本發明的範疇的方法來解釋。在以下實例中，除非另外指出，否則以下縮寫具有以下含義。以下未定義的縮寫具有其一般接受的含義。
Boc＝叔丁氧基羰基 (Boc)2O＝二碳酸二叔丁酯 DCM＝二氯甲烷 DMF＝N，N-二甲基甲醯胺 DMSO＝二甲亞碸 EtOAc＝乙酸乙酯 mCPBA＝間氯過苯甲酸 MeCN＝乙腈 MTBE＝叔丁基甲基醚 PyBop＝六氟磷酸苯並三唑-1-基-氧基三吡咯烷膦 Rf＝保留因子 RT＝室溫 TFA＝三氟乙酸 THF＝四氫呋喃 試劑(包括仲胺)和溶劑均購自商業供應(Aldrich、Fluka、Sigma等)，且未經進一步提純即使用。除非另外規定，否則反應在氮氣氛下進行。反應混合物的進程由薄層色譜法(TLC)、分析高效液相色譜法(分析HPLC)和質譜法來監測，所述方法的細節在以下和分別在反應的特定實例中給出。反應混合物如在每一反應中明確地描述而處理；通常其通過萃取和其它諸如溫度和溶劑依賴性結晶和沉澱的提純方法進行提純。另外，反應混合物通常由製備HPLC提純下文描述通用方法。反應產物的特徵化通常由質譜法和1H-NMR光譜測定法進行。對於NMR測量來說，將樣品溶解於氘化溶劑(CD3OD、CDCl3或DMSO-d6)中，且1H-NMR光譜在標準觀測條件下由Varian Gemini2000儀器(300MHz)獲得。除非另外指出，否則化合物的質譜鑑別由用AppliedBiosystems(Foster City，CA)模式API 150EX儀器或Agilent(Palo Alto，CA)模式1100LC/MSD儀器的電噴霧電離法(ESMS)進行。
一種分析HPLC的通用方案使每一粗製化合物以0.5-1.0mg/mL的濃度溶解於50％MeCN/H2O(含有0.1％TFA)中，且通過使用分析HPLC來分析1)反相分析柱ZorbaxBonus-RP(3.5μm粒度，2.1×50mm)；2)流速0.5mL/min；3)含0.1％TFA的5％MeCN/H2O(等強度；0-0.5min)；含0.1％TFA的5％MeCN/H2O至含0.1％TFA的75％MeCN/H2O(線性梯度；0.5-4min)；4)檢測波214、254和280nm。必要時指出其它所用條件。
一種製備HPLC的通用方案使粗製化合物以50-100mg/mL的濃度溶解於水中的50％乙酸中，過濾且使用製備HPLC分餾1)管柱YMC Pack-Pro C18(50a×20mm；ID＝5μm)；2)線性梯度10％A/90％B至50％A/50％B，經30min；3)流速40mL/min；4)檢測波214nm。
仲胺的製備 以下描述在式(I)化合物的合成中用作中間體的多種仲胺的製備。
通過與個別磺醯氯(iPr2NEt，CH2Cl2，0℃)反應且除去N-Boc基的保護(CF3CO2H，CH2Cl2)由N-Boc哌嗪製備哌嗪的N-磺醯基衍生物。1-甲烷磺醯基哌嗪1H-NMR(CDCl3；中性)δ(ppm)3.1(t，4H)，2.9(t，4H)，2.7(s，3H)。甲烷磺醯基哌嗪也通過使甲烷磺醯氯與過量哌嗪(＞2當量)在水中反應來製備。
通過使哌嗪分別與二甲氨基氯甲酸酯或二甲氨基胺磺醯氯反應製備哌嗪的N-衍生物，諸如1-(二甲氨基羰基)哌嗪和1-二甲氨基磺醯基)哌嗪。
通過用乙醯氯(iPr2NEt，CH2Cl2，0℃)處理N1-Boc-3-氨基吡咯烷(外消旋物，3R或3S)且除去N-Boc基的保護(CF3CO2H，CH2Cl2)來製備外消旋或單一手性異構體形式的3-乙醯基氨基吡咯烷。3-(乙醯氨基)吡咯烷1H-NMR(DMSO-d6；TFA鹽)δ(ppm)4.2(五重峰，1H)，3.3-3.1(m，3H)，2.9(m，1H)，2.0(m，1H)，1.8(br s，4H)。
通過用丙醯基磺醯氯或環己基甲基磺醯氯(iPr2NEt，CH2Cl2，0℃)處理N1-Boc-(3R)-氨基吡咯烷且除去N-Boc基的保護(CF3CO2H，CH2Cl2)來獲得(3R)-氨基吡咯烷的N3-烷磺醯基衍生物。
根據Loev，B.有機化學雜誌(J.Org.Chem.)1961，26，4394-9的方案通過使3-環丁烯碸與必需的甲醇中的伯胺(cat.KOH，rt)反應來製備四氫-3-噻吩胺-1，1-二氧化物的衍生物。N-甲基-3-四氫噻吩胺1，1-二氧化物(TFA鹽)1H-NMR(DMSO-d6)δ(ppm)9.4(br s，2H)，4.0-3.8(五重峰，1H)，3.6-3.5(dd，1H)，3.4-3.3(m，1H)，3.2-3.1(m，2H)，2.5(s，3H)，2.4(m，1H)，2.1(m，1H)。
如下製備(S)-1，1-二氧代-四氫-1λ6-噻吩-3-基胺 1)通過在室溫下用甲醇中的(Boc)2O處理約12h以進行(S)-3-四氫噻吩胺(Dehmlow，E.V.；Westerheide，R.合成法(Synthesis)1992，10，947-9)的N-Boc保護；2)在0℃下通過用二氯甲烷中的mCPBA處理以氧化成經N-Boc保護的(S)-1，1-二氧代-四氫-1λ6-噻吩-3-基胺，歷時約5h；和3)用二氯甲烷中的TFA在室溫下使碸衍生物除去N-Boc的保護成為視作TFA鹽分離的游離胺，歷時1h。使用相同方法來製備(R)-1，1-二氧代-四氫-1λ6-噻吩-3-基胺，但用(R)-3-四氫噻吩胺來替代(S)-3-四氫噻吩胺。
由四氫-4H-噻喃-4-酮製備N-甲基-四氫-2H-噻喃-4-胺-1，1-二氧化物i)MeNH2，NaBH4；ii)(Boc)2O，MeOH；iii)mCPBA，CH2Cl2，0℃；iv)CF3CO2H，CH2Cl2。(m/z)[M+H]+C6H13NO2S的計算值164.07；實驗值164.9。1H-NMR(CD3OD；TFA鹽)δ(ppm)3.4-3.1(m，5H)，2.7(s，3H)，2.4(br d，2H)，2.1(br m，2H)。
脯氨酸二甲基醯胺、異六氫菸鹼醯胺(哌啶-4-羧醯胺)和1-(四氫-2-呋喃甲醯基)哌嗪可於市面購得，且購自商業來源。
通過使氨基氯甲酸二甲酯與經N-Boc保護的4-哌啶醇反應來製備氨基甲酸4-哌啶醇-二甲酯。
製備1 1-異丙基-1，3-二氫-2H-苯並咪唑-2-酮的製備 a.N-異丙基-N-(2-硝基苯)胺的製備 向在冰浴中冷卻的乙醇(300mL)中的2-氟基-硝基苯(31.8g，0.225mol)的冷溶液添加異丙基胺(54.0mL，0.634mol)，隨後添加水(120mL)中的碳酸鉀(31.1g，0.225mol)溶液。在0℃下攪拌混合物1h，接著回流6h。通過將混合物冷卻到環境溫度來終止反應，且將其減壓蒸發而得橙色殘餘物。使殘餘物在乙醚(800mL)和鹽水溶液(300mL)之間分溶。乾燥且過濾有機層以提供呈橙色液體的標題中間體(39g)。1H-NMR(CDCl3，300MHz)δ(ppm)8.06(d，1H)，7.30(t，1H)，6.74(d，1H)，6.48(t，1H)，3.73(七重峰，1H)，1.20(d，6H)。
b.N-(2-氨基苯基)-N-異丙基胺的製備 向在冰浴中冷卻的乙醇(600mL)和2M氫氧化鈉溶液(320mL)的混合物緩慢添加鋅粉(59.5g)。在攪拌鋅漿體的同時，添加溶解於乙醇(50mL)中的N-異丙基-N-(2-硝基苯基)胺(41g，0.228mol)。在0℃下攪拌混合物30min，接著加熱到85℃。將混合物在85℃下攪拌約12h直到混合物的回流溶液變成無色溶液。接著使混合物冷卻到0℃且過濾。用EtOAc(200mL)清洗收集的固體。合併濾液和清洗的溶液，且在真空中蒸發以去除過量的揮發性溶劑。在濃縮期間，混合物變成淡棕色/黃色。用EtOAc(800mL)萃取水性濃縮物。將有機溶液濃縮直到乾燥，以提供呈粉棕色油的標題中間體(33g)，其未經進一步處理即用於下一步驟中。1H-NMR(CDCl3，300MHz)δ(ppm)6.73-6.5(m，4H)，3.58-3.55(七重峰，1H)，1.2(d，6H)。
c.1-異丙基-1，3-二氫-2H-苯並咪唑-2-酮的製備 向四氫呋喃(500mL)中的步驟(b)的產物(N-(2-氨基苯基)-N-異丙基胺(34g，0.226mol))的溶液中添加固體形式的羰基二咪唑(36.7g，0.226mol)。混合物在環境溫度於氮氣的氣氛下攪拌約24h。在真空中濃縮混合物，且所得的深褐色殘餘物在EtOAc(700mL)和鹽水溶液(300mL)之間分配。接著用1M磷酸多次(約3×300mL)洗滌有機層直到有機層的顏色由茶褐色轉變為淺黃色。蒸發有機溶液至乾燥以提供靜置時緩慢凝固的呈淺黃色油的標題中間體(34g)。通過表明無可檢測到的雜質的1H-NMR來評估材料的純度1H-NMR(CD3OD，300MHz)δ(ppm)7.2(m，1H)，7.0(m，3H)，4.6(七重峰，1H)，1.46(d，6H)。(m/z)[M+H]+C10H12N2O的計算值177.09；實驗值177.2。
分析HPLC保留時間＝2.7min(純度為99％)1)管柱Zorbax，Bonus-RP，3.5μm粒度，2.1×50mm；2)流速0.5mL/min；3)等強度條件(10％溶劑B/90％溶劑A)，歷時0至0.5min；接著線性梯度至50％溶劑B/50％溶劑A(溶劑A＝98％水/2％MeCN/0.1％TFA；溶劑B＝90％MeCN/10％水/0.1％TFA)，經5min。TLC分析(矽膠板)Rf＝0.5(CH2Cl2)。液相色譜質譜分析法(LCMS)(m/z)[M+H]+C10H12N2O的計算值177.09；實驗值177.3。
製備2 (1S，3R，5R)-3-氨基-8-氮雜雙環[3.2.1]辛烷-8-甲酸叔丁酯的製備 a.8-苯甲基-8-氮雜雙環[3.2.1]辛-3-酮的製備 在攪拌下將濃鹽酸(30mL)添加到水(170mL)中的2，5-二甲氧基四氫呋喃(82.2g，0.622mol)的非勻質溶液。在冷卻到0℃(冰浴)的單獨燒瓶中，將濃鹽酸(92mL)緩慢添加到水(350mL)中的苯甲胺(100g，0.933mol)溶液。攪拌2，5-二甲氧基四氫呋喃溶液大約20min，用水(250mL)稀釋且接著添加苯甲胺溶液，隨後添加水(400mL)中的1，3-丙酮二甲酸(100g，0.684mol)溶液且接著添加水(200mL)中的磷酸氫二鈉(44g，0.31mol)。使用40％NaOH調節pH值為pH 1至pH約4.5。過夜攪拌所得溶液。接著使用50％鹽酸使溶液從pH 7.5酸化成pH 3，加熱到85℃且攪拌2小時。溶液冷卻到室溫，使用40％NaOH鹼化到pH 12且用DCM(3×500mL)萃取。用鹽水洗滌混合的有機層，乾燥、過濾且減壓濃縮以產生呈粘性棕色油的粗製標題中間體(52g)。
在0℃向甲醇(1000mL)中的粗製中間體溶液添加二碳酸二叔丁酯(74.6g，0.342mol)。使溶液變溫暖到室溫且過夜攪拌。在減壓下去除甲醇且使所得的油溶解於二氯甲烷(1000mL)中。中間體於1M H3PO4(1000mL)內萃取且用二氯甲烷(3×250mL)洗滌。使用NaOH水溶液將水層鹼化為pH 12，且用二氯甲烷(3×500mL)萃取。混合的有機層經乾燥、過濾且減壓濃縮以提供呈粘性、淺棕色油的標題中間體。1H-NMR(CDCl3)δ(ppm)7.5-7.2(m，5H，C6H5)，3.7(s，2H，CH2Ph)，3.45(寬峰s，2H，CH-NBn)，2.7-2.6(dd，2H，CH2CO)，2.2-2.1(dd，2H，CH2CO)，2.1-2.0(m，2H，CH2CH2)，1.6(m，2H，CH2CH2)。(m/z)[M+H]+C14H17NO的計算值216.14；實驗值216.0。
b.3-氧代-8-氮雜雙環[3.2.1]辛烷-8-甲酸叔丁酯的製備 向EtOAc(300mL)中的8-苯甲基-8-氮雜雙環[3.2.1]辛-3-酮(75g，0.348mol)溶液添加EtOAc(300mL)中的二碳酸二叔丁酯(83.6g，0.383mol，1.1當量)溶液。在氮氣流下將所得溶液和清洗液(100mL EtOAc)添加到含有23g氫氧化鈀(20重量％碳載鈀，幹基，水溼約50％；例如，Pearlman催化劑)的1L帕氏(Parr)氫化容器中。使反應容器脫氣(使真空和N2交替五次)且加壓到60psi的H2氣。反應溶液攪拌兩天且如需要則再充入H2以保持H2壓力在60psi直到如由二氧化矽薄層色譜法監控反應完全。接著通過

的襯墊過濾且減壓濃縮黑色溶液以提供呈粘性、黃色至橙色的油的標題中間體。其未經進一步處理即用於下一步驟中。1H NMR(CDCl3)δ(ppm)4.5(寬峰，2H，CH-NBoc)，2.7(寬峰，2H，CH2CO)，2.4-2.3(dd，2H，CH2CH2)，2.1(寬峰m，2H，CH2CO)，1.7-1.6(dd，2H，CH2CH2)，1.5(s，9H，(CH3)3COCON))。
c.(1S，3R，5R)-3-氨基-8-氮雜雙環[3.2.1]辛烷-8-甲酸叔丁酯的製備 在經由機械攪拌器攪拌下，在N2流下向甲醇(1L)中的先前步驟的產物(75.4g，0.335mol)的溶液添加甲酸銨(422.5g，6.7mol)、水(115mL)和65g碳載鈀(10％在幹基上，水溼約50％；Degussa型E101NE/W)。在24和48小時後，每次添加甲酸銨(132g，2.1mol)的其他部分。一旦反應進程終止(如由分析HPLC所監測)，則添加

(＞500g)且過濾所得的稠密懸浮液，且接著用甲醇(約500mL)清洗所收集的固體。合併濾液且減壓濃縮。接著用1M磷酸稀釋所得混濁、兩相溶液成pH 2的約1.5至2.0L的最終體積且用二氯甲烷(3×700mL)洗滌。使用40％水性NaOH將水層鹼化為pH 12，且用二氯甲烷(3×700mL)萃取。混合有機層經乾燥、過濾且由旋轉蒸發濃縮，接著高真空以提供呈白色至淺黃色固體的標題中間體(52g)(通常為N-Boc-內-3-氨基莨菪烷)。基於1H-NMR分析，產物的內胺與外胺的異構體比率為＞99∶1(分析HPLC純度＞96％)。1H NMR(CDCl3)δ(ppm)4.2-4.0(寬峰d，2H，CHNBoc)，3.25(t，1H，CHNH2)，2.1-2.05(m，4H)，1.9(m，2H)，1.4(s，9H，(CH3)3OCON)，1.2-1.1(寬峰，2H)。(m/z)[M+H]+C12H22N2O2的計算值227.18；實驗值227.2。分析HPLC(等強度方法；2∶98(A∶B)至90∶10(A∶B)經5min)保留時間＝3.68min。
實例1 4-(四氫呋喃-2-羰基)哌嗪-1-甲酸3-{(1S，3R，5R)-3-[(3-異丙基-2-氧代-2，3-二氫苯並咪唑-1-羰基)氨基]-8-氮雜-雙環[3.2.1]辛-8-基}丙酯的合成
a.(1S，3R，5R)-3-[(3-異丙基-2-氧代-2，3-二氫苯並咪唑-1-羰基)氨基]-8-氮雜雙環[3.2.1]辛烷-8-甲酸叔丁酯的製備 在氮氣氛下向在冰浴中的無水THF(1000L)中的氫化鈉(9.25g；231.4mmol；60％分散在礦物油中)的冷懸浮液添加THF(50mL)中的製備1的產物，1-異丙基-1，3-二氫-2H-苯並咪唑-2-酮(27.2g，154.2mmol)。混合物在約0-5℃下攪拌30min，接著添加THF(50mL)中的氯甲酸4-硝基苯酯(34.2g，170mmol)。在使混合物逐漸變溫暖到環境溫度同時攪拌混合物過夜。接著向形成的活化酯添加THF(50mL)中的(1S，3R，5R)-3-氨基-8-氮雜雙環[3.2.1]辛烷-8-甲酸叔丁酯(36.7g，162mmol)。混合物在環境溫度下攪拌約12h且在約75℃下攪拌約3h，此時反應樣品的LCMS指示偶合反應完成。混合物在真空中濃縮，溶解於二氯甲烷(1L)中且首先用1M H3PO4和接著用飽和NaHCO3溶液洗滌。乾燥後，蒸發有機溶液以提供呈淡黃色殘餘物的標題中間體，其未經進一步處理即用於下一步驟中。
b.三氟乙酸鹽形式的N-[(1S，3R，5R)-3-異丙基-2-氧代-2，3-二氫苯並咪唑-1-甲酸(8-氮雜雙環[3.2.1]辛-3-基)醯胺的製備 向在冰浴中的二氯甲烷(200mL)中的(1S，3R，5R)-3-[(3-異丙基-2-氧代-2，3-二氫苯並-咪唑-1-羰基)氨基]-8-氮雜雙環[3.2.1]辛烷-8-甲酸叔丁酯(先前步驟的產物)添加三氟乙酸(200mL)。混合物在約5℃下攪拌30min，且在室溫下攪拌約1h。在混合物的蒸發後，將乙醚(約500mL)添加到含油殘餘物，以引起殘餘物的凝固。收集沉澱，用大量乙醚清洗且在真空中乾燥以提供呈TFA鹽的標題中間體(47g)。所述標題中間體通常也稱作內-N-(8-氮雜雙環[3.2.1]辛-3-基)-3-異丙基-2-氧代-2，3-二氫苯並咪唑-1-羧醯胺。
c.N-[(1S，3R，5R)-3-異丙基-2-氧代-2，3-二氫苯並咪唑-1-甲酸(8-氮雜雙環[3.2.1]辛-3-基)醯胺(游離鹼)的製備 向二氯甲烷(500mL)中的先前步驟的產物(15g，33.9mmol)的懸浮液添加水(500mL)。將N，N-二異丙基乙胺(約20mL)添加到反應混合物以使得水層pH為8-9。分離所述層，保留有機層。用二氯甲烷(100mL)第二次萃取水層。合併所得萃取液，且接著用鹽水洗滌。在經Na2SO4乾燥和過濾、溶劑去除後產出呈游離鹼的黃色粉末的標題化合物(9.7g)。1H NMR(DMSO-d6)1.48(d，6H)，1.40-2.00(m，8H)，3.53(m，2H)，4.07(m，1H)，4.69(七重峰，1H)，7.21(m，2H)，7.45(d，1H)，8.08(d，1H)，9.31(d，1H)。(m/z)[M+H]+C18H24N4O2的計算值329.20；實驗值329.2。分析HPLC(2-50％MeCN/H2O經6min)保留時間＝3.67min。
d.3-氯丙基-4-(四氫呋喃-2-基-羰基)哌嗪-1-甲酸鹽的製備 向二氯甲烷(5mL)中的1-(四氫呋喃-2-基-羰基)哌嗪(202mg，1.1mmol)的0℃溶液中添加氯甲酸3-氯丙基酯(133μL，1.1mmol)，隨後添加N，N-二異丙基乙胺(192μL，1.1mmol)。使反應經2h達室溫，此時反應經蒸發產出呈小麥色油狀的標題化合物，其未經進一步提純即使用。
e.4-(四氫呋喃-2-羰基)哌嗪-1-甲酸3-{(1S，3R，5R)-3-[(3-異丙基-2-氧代-2，3-二氫苯並咪唑-1-羰基)氨基]-8-氮雜雙環[3.2.1]辛-8-基}丙酯的合成 使3-氯丙基-4-(四氫呋喃-2-基-羰基)哌嗪-1-甲酸鹽(335mg，1.1mmol)溶解於二甲基甲醯胺(5.0mL)，且添加到步驟(c)的固體游離鹼產物(118mg，0.36mmol)和NaI(164mg，0.72mmol)中。添加N，N-二異丙基乙胺(64μL，0.36mmol)且在90℃下過夜攪拌混合物。去除揮發物且經由製備HPLC(反相)經50min的15-45％梯度、流速20mL/min完成提純以提供呈白色固體的TFA鹽形式的標題化合物(45mg)。(m/z)[M+H]+C31H44N6O6的計算值597.33；實驗值597.1。分析HPLC(5-65％MeCN/H2O經4min)保留時間＝2.58。
實例2 4-(2-羥乙基)哌嗪-1-甲酸3-{(1S，3R，5R)-3-[(3-異丙基-2-氧代-2，3-二氫苯並咪唑-1-羰基)氨基]-8-氮雜雙環-[3.2.1]辛-8-基}丙酯的合成
除步驟(d)中用2-哌嗪-1-基乙醇代替1-(四氫呋喃-2-基羰基)哌嗪以外，使用實例1中所述的方法製備呈TFA鹽形式的標題化合物(13.8mg)。(m/z)[M+H]+C28H42N6O5的計算值543.32；實驗值543.5。
實例3-12 除在步驟(d)中用適當試劑代替1-(四氫呋喃-2-基-羰基)哌嗪以外，使用實例1中所述的方法製備下列實例3-12的化合物。


實例13 1，1-二氧代-1λ6-硫代嗎啉-4-甲酸3-{(1S，3R，5R)-3-[(3-異丙基-2-氧代-2，3-二氫苯並咪唑-1-羰基)氨基]-8-氮雜雙環[3.2.1]辛-8-基}丙酯的替代性合成
a.(1S，3R，5R)-3-[(3-異丙基-2-氧代-2，3-二氫苯並咪唑-1-羰基)氨基]-8-氮雜雙環[3.2.1]辛烷-8-甲酸叔丁酯的製備 在氮氣氛下向含有1-異丙基-1，3-二氫-2H-苯並咪唑-2-酮(17.6g，100mmol)和氯甲酸4-硝基苯酯(20.2g，100mmol)的500mL反應燒瓶添加二氯甲烷(350ml)，且接著緩慢添加三乙胺(30.5mL，220mmol)。攪拌溶液15min且接著添加(1S，3R，5R)-3-氨基-8-氮雜雙環[3.2.1]辛烷-8-甲酸叔丁酯(22.6g，100mmol)。使反應在室溫下攪拌過夜。用飽和碳酸氫鈉水溶液(2×200mL)洗滌反應混合物。通過蒸餾去除二氯甲烷且添加MTBE(350ml)。用1N磷酸(2×200mL)、飽和碳酸氫鈉(200mL)和水(200mL)洗滌MTBE溶液。有機層經無水硫酸鈉(40g)乾燥且過濾，且接著通過蒸餾去除溶劑以產出呈淺棕色固體的標題中間體(35.7g，83％產量)。
b.N-[(1S，3R，5R)-3-異丙基-2-氧代-2，3-二氫苯並咪唑-1-甲酸(8-氮雜雙環[3.2.1]辛-3-基)醯胺三氟乙酸鹽的製備 在500ml燒瓶中，使(1S，3R，5R)-3-[(3-異丙基-2-氧代-2，3-二氫苯並咪唑-1-羰基)氨基]-8-氮雜雙環[3.2.1]辛烷-8-甲酸叔丁酯(21.4g，50mmol)溶解於二氯甲烷(200ml)中。添加三氟乙酸(37mL，500mmol)且使反應混合物在室溫下攪拌3h。用水(2×100mL)洗滌反應混合物。通過蒸餾去除有機層中的溶劑且通過添加MTBE(200mL)溼磨粗製產物殘餘物。在室溫下攪拌1h後，固體經過濾分離，用MTBE(2×25mL)洗滌且在真空下乾燥以提供標題中間體(21.0g，97％產量)。
c.1，1-二氫代-1λ6-硫代嗎啉-4-甲酸3-氯丙酯的製備 在500ml燒瓶中，使二氧化硫代嗎啉(13.5g，100mmol)在室溫下溶解於二氯甲烷(150mL)中且添加N，N-二異丙基乙胺(19.2mL，110mmol)。在室溫下攪拌10min後，在冰浴中將反應混合物冷卻到大約5℃。經由加料漏鬥以維持反應溫度低於10℃的速率向反應混合物添加1-氯-3-氯甲氧基丙烷(11.8mL，100mmol)。當添加完全時，使反應混合物變溫暖到室溫。用水(2×100mL)洗滌反應混合物，且經無水硫酸鈉(25g)乾燥有機相。在過濾後，通過蒸餾去除溶劑以產出靜置時凝固的呈油狀固體的標題化合物(24.0g，94％產量)。
e.1，1-二氧代-1λ6-硫代嗎啉-4-甲酸3-{(1S，3R，5R)-3-[(3-異丙基-2-氧代-2，3-二氫苯並咪唑-1-羰基)氨基]-8-氮雜雙環[3.2.1]辛-8-基}丙酯的合成 向二氯甲烷(100ml)中的N-[(1S，3R，5R)-3-異丙基-2-氧代-2，3-二氫苯並咪唑-1-甲酸(8-氮雜雙環[3.2.1]辛-3-基)醯胺三氟乙酸鹽(8.8g，20mmol)的溶液添加水(100ml)。調節水層的pH值到約12以提供鹽的游離鹼。分離有機層，經硫酸鈉乾燥且通過蒸餾去除溶劑。使游離鹼溶解於N-甲基-2-吡咯烷酮(100mL)中且將溶液轉移到含有1，1-二氧代-1λ6-硫代嗎啉-4-甲酸3-氯丙酯(7.2g，28mmol)和NaI(3.0g，20mmol)的250ml燒瓶。添加N，N-二異丙基乙胺(4.2mL，24mmol)且將反應混合物加熱到50℃歷時18h。通過蒸餾去除溶劑。使粗製產物殘餘物溶解於EtOAc(200mL)中，用水(2×50mL)洗滌且經硫酸鈉(10g)乾燥。通過蒸餾去除溶劑以獲得粗製產物殘餘物(約12g)。
粗製產物殘餘物經2″管柱上的製備HPLC提純；填料鹼鈍化的矽膠(BDS)，流速200mL/min；洗脫劑A水中的0.1％TFA；洗脫劑B水中的90％乙腈/10％0.1％TFA；梯度(時間，％B)(0，5)；(25，30)；(35，80)；(45，80)；(50，5)；(60，5)。產物通過純洗脫分的凍幹而分離以提供標題化合物(3.4g，26％產量)。1H-NMR(DMSO-d6)δ(ppm)9.35(d，1H)，8.07(d，1H)，7.46(d，1H)，7.22(t，1H)，7.16(t，1H)，4.69(七重峰，1H)，4.20-4.00(m，3H)，4.12(t，2H)，3.90-3.70(m，4H)，3.70(t，2H)，3.25-3.05(m，4H)，2.5-2.0(m，8H)，2.15(dt，2H)，1.49(d，6H)。(m/z)[M+H]+C26H37N5O6S的計算值548.2；實驗值548.4。
分析1對於5-HT4(c)人類受體的放射性配體結合分析 a.膜製備5-HT4(c) 使經人類5-HT4(c)受體cDNA(Bmax＝約6.0pmol/mg蛋白質，如使用[3H]-GR113808膜放射性配體結合分析所確定)穩定轉染的HEK-293(人類胚胎腎臟)細胞生長於含有4,500mg/L D-葡萄糖和鹽酸吡哆醇(GIBCO-Invitrogen Corp.，Carlsbad CA目錄號11965)的達爾伯克(Dulbecco′s)改良伊格爾(Eagles)培養基(DMEM)中的T-225燒瓶中，其中在37℃下、5％CO2、溼潤恆溫箱中補充10％胎牛血清(FBS)(GIBCO-Invitrogen Corp.目錄號10437)、2mM L-谷胺醯胺和(100單位)盤尼西林-(100μg)鏈黴素/ml(GIBCO-Invitrogen Corp.目錄號15140)。細胞在連續選擇壓力下通過向培養基添加800μg/mL遺傳黴素(GIBCO-Invitrogen Corp.目錄號10131)來生長。
細胞可培養成大約60-80％融合(＜35繼代培養)。在收集之前的20-22小時，用無血清DMEM兩次洗滌細胞且餵養。膜製備的所有步驟均在冰上進行。通過平緩的機械攪拌和25mL吸量管的研磨提升細胞單層。通過1000rpm的離心(5min)收集細胞。
對於膜製備來說，細胞小球在冰冷的pH 7.4的50mM 4-(2-羥乙基)-1-哌嗪乙磺酸(HEPES)(膜製備緩衝液)(來自30-40個T225燒瓶的40mL/總細胞產量)中再懸浮，且在冰上使用均勻化破碎儀(設置為19,2×10s)均勻化。生成的勻漿以1200g在4℃離心5min。棄去小球且在40,000g(20min)下離心上清液。通過膜製備緩衝液的再懸浮和在40,000g(20min)下離心洗滌小球一次。最終小球在pH 7.4的50mM HEPES(分析緩衝液)(1當量T225燒瓶/1mL)中再懸浮。膜懸浮液的蛋白質濃度由布萊德福(Bradford)方法(Bradford，1976)測定。在-80℃將膜等分冷凍存儲。
b.放射性配體結合分析 放射性配體結合分析以pH 7.4的50mM HEPES(含有0.025％的牛血清蛋白(BSA))中含有2μg膜蛋白質的400μL總分析體積在1.1mL 96深孔聚丙烯分析板(Axygen)中進行。使用[3H]-GR113808(Amersham Inc.，Bucks，UK目錄號TRK944；特異性活性為約82Ci/mmol)以在0.001nM-5.0nM範圍內的8-12種不同濃度進行用於測定放射性配體的Kd值的飽和結合研究。用[3H]-GR113808以0.15nM和在10nM-100μM範圍內的化合物的11種不同濃度進行用於確定化合物的pKi值的置換分析。
測試化合物以DMSO中的10mM儲備溶液形式接收且在25℃於pH 7.4的50mMHEPES(含有0.1％BSA)內稀釋到400μM，且接著在相同緩衝液中完成連續(1∶5)稀釋。在1μM未標記的GR113808存在下測定非特異性結合。將分析物在室溫下培養60min，且接著通過經0.3％聚乙烯亞胺中預浸泡的96孔GF/B玻璃纖維濾板(PackardBioScience Co.，Meriden，CT)的快速過濾來終止結合反應。濾板用過濾緩衝液(冰冷的pH7.4的50mM HEPES)洗滌三次以去除未結合的放射性活性。板經乾燥，向每一孔添加35μL Microscint-20液體閃爍流體(Packard BioScience Co.，Meriden，CT)且所述板以Packard Topcount液體閃爍計數器(Packard BioScience Co.，Meriden，CT)來計數。
使用用於單-位點競爭的3參數模型通過GraphPad Prism軟體包(GraphPad Software，Inc.，San Diego，CA)的非線性回歸分析來分析結合數據。如在1μM GR113808存在下所確定，BOTTOM(曲線最小值)固定為非特異性結合的值。用Prism由最佳擬合IC50值計算測試化合物的Ki值，且使用Cheng-Prusoff方程式(Cheng和Prusoff，生化藥理學(Biochemical Pharmacology)，1973，22，3099-108)Ki＝IC50/(1+[L]/Kd)(其中[L]＝濃度[3H]-GR113808)來計算放射性配體的Kd值。結果以Ki值的負的以十為底的對數(pKi)表示。
在這個分析中具有較高pKi值的測試化合物具有對於5-HT4受體的較高結合親和力。在這個分析中測試的本發明的化合物具有在約7.0至約9.0範圍內的pKi值，通常在約7.5至約8.5範圍內。舉例來說，在這個分析中實例1的化合物展現7.9的pKi值。
分析2對於5-HT3A人類受體的放射性結合分析受體亞型選擇性的確定 a.膜製備5-HT3A 從Dr.Michael Bruess(University of Bonn，GDR)(Bmax＝約9.0pmol/mg蛋白質，如使用[3H]-GR65630膜放射性配體結合分析所確定)獲得經人類5-HT3A受體cDNA穩定轉染的HEK-293(人類胚胎腎臟)細胞。細胞於50％達爾伯克改良伊格爾培養基(DMEM)(GIBCO-Invitrogen Corp.，Carlsbad，CA目錄號11965)和50％Ham′sF12(GIBCO-Invitrogen Corp.目錄號11765)中在T-225燒瓶或細胞工廠中生長，其中在37℃下5％CO2、溼潤恆溫箱中補充10％熱非活化胎牛血清(FBS)(Hyclone，Logan，UT目錄號SH30070.03)和(50單位)盤尼西林-(50g)鏈黴素/ml(GIBCO-Invitrogen Corp.目錄號15140)。
細胞生長到大約70-80％融合(＜35繼代培養)。膜製備的所有步驟均在冰上進行。為收集細胞，抽出培養基且用不含Ca2+、Mg2+的達爾伯克磷酸鹽緩衝生理鹽水(dPBS)清洗。通過緩慢機械攪拌提升細胞單層。通過以1000rpm(5min)的離心收集細胞。膜製備的後續步驟遵循用於表示5-HT4(c)受體的膜的上述方案。
b.放射性配體結合分析 在96孔聚丙烯分析板中以pH 7.4的50mM HEPES(含有0.025％BSA分析緩衝液)中含有1.5-2μg膜蛋白質的200μL總分析體積進行放射性配體結合分析。使用[3H]-GR65630(PerkinElmer Life Sciences Inc.，Boston，MA目錄號NET1011，特異性活性為約85Ci/mmol)以0.005nM至20nM範圍內的12種不同濃度來進行用於測定放射性配體的Kd值的飽和結合研究。使用[3H]-GR65630以10pM至100μM範圍內的化合物的11種不同濃度來進行用於測定化合物的pKi值的置換分析。化合物以DMSO中的10mM儲備溶液形式接收(見3.1部分)，在25℃下於pH 7.4的50mM HEPES(含有0.1％BSA)內稀釋到400μM，且接著在相同緩衝液中完成連續(1∶5)稀釋。在10μM未標記MDL72222存在下測定非特異性結合。將分析物在室溫下培養60min，接著通過經0.3％聚乙烯亞胺中預浸泡的96孔GF/B玻璃纖維濾板(Packard BioScience Co.，Meriden，CT)快速過濾來終止結合反應。用過濾緩衝液(冰冷的pH7.4的50mM HEPES)清洗濾板三次以去除非結合放射活性。板經乾燥，向每一孔添加35μL Microscint-20液體閃爍流體(Packard BioScience Co.，Meriden，CT)且以Packard Topcount液體閃爍計數器(Packard BioScience Co.，Meriden，CT)來計數。
使用上述非線性回歸程序來分析結合數據以測定Ki值。使BOTTOM(曲線最小值)固定為非特異性結合的值，如在10μM MDL72222存在下所確定。Cheng-Prusoff方程式中量[L]定義為濃度[3H]-GR65630。
關於5-HT3受體亞型的5-HT4受體亞型的選擇性以比率Ki(5-HT3A)/Ki(5-HT4(c))來計算。在這個分析中測試的本發明的化合物具有在約10至約950範圍內(通常在約50至約500範圍內)的5-HT4/5-HT3受體亞型選擇性。舉例來說，實例1展現160的亞型選擇性。
分析3利用表現人類5-HT4(c)受體的HEK-293細胞的全細胞cAMP積累閃爍板分析 在這個分析中，通過測量表現5-HT4受體的HEK-293細胞與不同濃度的測試化合物接觸時所產生的環AMP的量來確定測試化合物的功能效能。
a.細胞培養物 將經複製人類5-HT4(c)受體cDNA穩定轉染的表現受體的HEK-293(人類胚胎腎臟)細胞以兩種不同密度來製備(1)如使用[3H]-GR113808膜放射配體結合分析所確定，以約0.5-0.6pmol/mg蛋白質的密度，和(2)以約6.0pmol/mg蛋白質的密度。細胞生長於含有4,500mg/L D-葡萄糖(GIBCO-Invitrogen Corp.目錄號11965)的達爾伯克改良伊格爾培養基(DMEM)(GIBCO-Invitrogen Corp.，Carlsbad，CA目錄號11965)中的T-225燒瓶中，其中在37℃下5％CO2、溼潤恆溫箱中補充10％胎牛血清(FBS)(GIBCO-Invitrogen Corp.目錄號10437)和(100單位)盤尼西林-(100μg)鏈黴素/ml(GIBCO-Invitrogen Corp.目錄號15140)。細胞在連續選擇壓力下通過向培養基添加遺傳黴素(800μg/mLGIBCO-Invitrogen Corp.目錄號10131)來生長。
b.細胞製備 細胞生長到大約60-80％融合。在分析之前的20至22小時，用含有4,500mg/L D-葡萄糖(GIBCO-Invitrogen Corp.目錄號11965)的不含血清DMEM洗滌細胞兩次且餵養。為收集細胞，抽出培養基且向每一T-225燒瓶添加10mL Versene(GIBCO-InvitrogenCorp.目錄號15040)。細胞在RT培養5min且接著通過機械攪拌從燒瓶移去。將細胞懸浮液轉移到含有等體積的預溫(37℃)dPBS的離心管，且以1000rpm離心5min。棄去上清液且使小球在預溫(37℃)螢光放射增強緩衝液(每2-3個T-225燒瓶10mL當量)中預懸浮。記錄這個時間且標記為時間零點。用Coulter計數器來計數細胞(8μm以上計數，燒瓶產量為1-2×107細胞/燒瓶)。細胞在預溫(37℃)螢光放射增強緩衝液中(如閃爍板試劑盒中所提供)以5×105細胞/ml的濃度預懸浮且在37℃預培養10min。
根據製造廠家的說明，以放射性免疫分析格式使用具有125I-cAMP(SMP004B，PerkinElmer Life Sciences Inc.，Boston，MA)的閃爍板腺苷酸環化酶活化分析系統來進行cAMP分析。
細胞如上所述生長且製備。在分析中最終細胞濃度為25×103細胞/孔且最終分析體積為100μL。測試化合物以DMSO中的10mM儲備溶液接收，在25℃pH 7.4的50mMHEPES(含有0.1％BSA)內稀釋到400μM且接著在相同緩衝液中完成連續(1∶5)稀釋。用在10pM至100μM(最終分析濃度)範圍內的化合物的不同濃度進行環AMP積累分析。在每一板上包括5-HT濃度反應曲線(10pM至100μM)。在37℃下震蕩15min來培養細胞，且通過向每一孔添加100μl冰冷的檢測緩衝液(如在閃爍板試劑盒中所提供)來終止反應。密封所述板且在4℃培養過夜。通過使用Topcount(Packard BioScienceCo.，Meriden，CT)的親近閃爍光譜法量化結合放射性。
根據製造廠家的使用者手冊中所提供的說明，將每mL反應所產生的cAMP量從cAMP標準曲線外推。使用3-參數S型劑量-反應模式(使斜率限制為統一)通過具有GraphPad Prism軟體包的非線性回歸分析來分析數據。效能數據報導為pEC50值(EC50值的負的以十為底的對數)，其中EC50為對於50％最大反應來說的有效濃度。
在這個分析中展現較高pEC50值的測試化合物具有促進5-HT4受體的較高效能。在這個分析中使用具有約0.5-0.6pmol/mg蛋白質密度的細胞系(1)測試的本發明化合物具有在約7.5至約9.0範圍內的pEC50值，通常在約8.0至約9.0的範圍內。舉例來說，實例1的化合物具有8.4的pEC50值。
分析4表現hERG心臟鉀離子通道的全細胞中的抑制鉀離子流的活體外電壓鉗分析 經hERG cDNA穩定轉染的CHO-K1細胞由University of Wisconsin的Gail Robertson獲得。細胞保持在低溫存儲器中直到需要。細胞在用10％胎牛血清和200μg/mL遺傳黴素補充的達爾伯克改良伊格爾培養基/F12中擴展且繼代。細胞在塗布聚-D-賴氨酸(100μg/mL)的玻璃蓋片上、在35mm2皿(含有2ml培養基)中以能夠使分離的細胞經選擇用於全細胞電壓鉗研究的密度接種。所述皿在37℃下於溼潤、5％CO2環境中維持。
細胞外溶液至少每7天製備且不用時則在4℃下存儲。細胞外溶液含有(mM)NaCl(137)、KCl(4)、CaCl2(1.8)、MgCl2(1)、葡萄糖(10)、4-(2-羥乙基)-1-哌嗪乙磺酸(HEPES)(10)(經NaOH調pH為7.4)。在測試化合物不存在或存在下，細胞外溶液包含在儲集器中，其由儲集器以大約0.5mL/min流入記錄槽內。製備、等分且在-20℃存儲細胞內溶液直到使用日。細胞內溶液含有(mM)KCl(130)、MgCl2(1)、乙二醇-雙(β-氨基乙基醚)N，N，N′，N′-四乙酸鹽(EGTA)(5)、MgATP(5)、4-(2-羥乙基)-1-哌嗪乙磺酸(HEPES)(10)(經KOH調節pH值為7.2)。所有試驗均在室溫(20-22℃)下進行。
將細胞在其上接種的蓋片轉移到記錄槽且連續灌注。在細胞與貼片電極之間形成千兆歐姆密封部分。一旦獲得穩定貼片，則記錄以電壓鉗模式開始，其中最初的保持電位在-80mV。在達到穩定全細胞電流之後，細胞暴露於測試化合物。標準電壓方法為從-80mV到+20mV的保持電位的步驟歷時4.8sec，復極化至-50mV歷時5sec且接著回到原始保持電位(-80mV)。這個電壓方案每15sec(0.067Hz)運行一次。在復極化階段期間使用pClamp軟體來確定峰值電流振幅。以3μM濃度的測試化合物經細胞灌注5分鐘，隨後在不存在化合物下衝洗5分鐘。最終向灌注液添加陽性對照(西沙必利(cisapride)，20nM)以測試細胞的功能。從-80mV到+20mV的步驟激活hERG通道，導致外向電流。回到-50mV的步驟導致外向尾電流，同時通道由失活和鈍化而恢復。
使用pCLAMP軟體來確定在復極化階段期間的峰值電流振幅。將對照和測試物品數據輸出到

(OriginLab Corp.，Northampton MA)，其中個別電流振幅在不存在化合物時正規化為最初電流振幅。計算經正規化的電流均值和每一條件的標準誤差且與試驗的時程相比較而繪圖。
在暴露於測試物品或媒劑對照(通常為0.3％DMSO)5分鐘後，在觀測到的K+電流抑制作用之間作出比較。使用兩個群體的獨立t檢驗(Microcal Origin v.6.0)進行試驗組之間的統計比較。差異在p＜0.05時考慮為顯著的。
在這個分析中鉀離子流的抑制百分率越小，則當用作治療劑時測試化合物改變心臟復極化模式的潛力越小。在這個分析中以3μM濃度測試的本發明的化合物通常展現小於約40％的鉀離子流抑制，更通常為小於約25％。舉例來說，實例1的化合物在這個分析中展現約9％的抑制。
分析5口服生物可用性的活體外模式Caco-2滲透分析 進行Caco-2滲透分析以示範測試化合物在口服投藥後通過腸且進入血流的能力。測定溶解狀態的測試化合物滲透經設計以模擬人類小腸單層的緊密接合的細胞單層的速率。Caco-2(結腸、腺癌；人類)細胞由ATCC(美國典型微生物菌種保藏中心(AmericanType Culture Collection)；Rockville，MD)獲得。為進行滲透研究，將細胞在預潤溼的transwells聚碳酸酯過濾器(Costar；Cambridge，MA)上以63,000個細胞/cm2的密度接種。細胞單層在21天後形成於培養物中。細胞在transwell板中培養後，含有細胞單層的膜從transwell板分離且插入擴散盒(Costar；Cambridge，MA)內。將擴散盒插入加熱塊中，所述加熱塊裝備有外部循環、恆溫調節37℃的水以用於溫度控制。氣體歧管將95％O2/5％CO2傳遞至每半個擴散盒且產生跨越細胞單層的層流模式，所述模式有效減少未被攪拌的邊界層。
用以100μM的測試化合物濃度和14C-甘露糖醇進行滲透研究以監測單層的完整性。所有試驗均在37℃進行60min。樣品從擴散盒的供體和接受者兩端在0、30和60min取得。通過HPLC或液體閃爍計數測試化合物和甘露糖醇濃度分析樣品。計算以cm/sec計之滲透係數(Kp)。
在這個分析中，大於約10×10-6cm/sec的Kp值被認為表現出有利的生物可用性。在這個分析中測試的本發明的化合物通常展現介於約20×10-6cm/sec與約60×10-6cm/sec之間的Kp值，更通常介於約30×10-6cm/sec與約60×10-6cm/sec之間。舉例來說，實例1的化合物展現約60×10-6cm/sec的Kp值。
分析6大鼠的藥物動力學研究 以介於約5與約6之間的pH值在0.1％乳酸中製備測試化合物的水溶液調配物。通過以2.5mg/kg劑量靜脈內投藥(IV)或通過以5mg/kg劑量口服管飼(PO)給雄性Sprague-Dawley大鼠(CD系，查爾斯河室驗室(Charles River Laboratories)，Wilmington，MA)服用測試化合物。對於IV投藥的給藥量為1mL/kg且對PO投藥的給藥量為2mL/kg。從給藥前的動物和給藥後2(僅IV)、5、15和30min和1、2、4、8和24小時的動物收集連續血液樣品。通過具有1ng/mL的量下限的液相色譜-質譜法分析(LC-MS/MS)(MDS SCIEX，API 4000，Applied Biosystems，Foster City，CA)來確定血漿中測試化合物的濃度。
使用WinNonlin(第4.0.1版，Pharsight，Mountain View，CA)的非隔室分析(對於IV為Model 201和對於PO為Model 200)來評估標準藥物動力學參數。在血漿中的測試化合物濃度相對時間曲線中的最大值表示為Cmax。通過線性梯形法則來計算在從給藥時間到最後可測量濃度(AUC(0-t))的濃度相對時間曲線下的面積。口服生物可用性(F(％))(也就是，PO投藥的AUC(0-t)相對於IV投藥的AUC(0-t)的劑量正規化比率)可如下計算 F(％)＝AUCPO/AUCIV×劑量IV/劑量PO×100％ 在這個分析中展現參數Cmax、AUC(0-t)和F(％)較大值的測試化合物當口服投藥時預期具有更大生物可用性。在這個分析中測試的本發明化合物具有介於約0.15與約0.35μg/mL之間的Cmax值和介於0.5與約1.1μg·hr/mL之間的AUC(0-t)值。具體來說，實例1的化合物具有以下值0.32μg/mL的Cmax、0.97μg·hr/mL的AUC(0-t)和55％的口服生物可用性F(％)。
雖然本發明已參考其特定實施例描述，但所屬領域的技術人員應了解不悖離本發明的真實精神和範疇可做出多種改變且可取代等效物。另外，可做出多種修改以使得特殊情況、材料、物質的組合、方法、方法步驟或步驟適應本發明的目的、精神和範疇。所有所述修改均意欲在此所附的權利要求書的範疇內。此外，所有在本文所引用的公開案、專利和專利文件均以全文引用的方式併入，如同個別引用一般併入。
權利要求
1.一種式(I)化合物
或其醫藥學上可接受的鹽或溶劑合物或立體異構體，
其中
R1為滷基或C1-3烷基，其中C1-3烷基視情況經羥基或滷基取代；
R2為氫或C1-3烷基，其中C1-3烷基視情況經羥基取代；
R3為C1-3烷基或氫；
R4為-(CH2)1-3C(O)NRaRb、
或R3和R4連同與其連接的氮原子形成選自下列的部分
(i)式(a)的部分
(ii)式(b)的部分
(iii)式(c)的部分
其中
R5為-OC(O)NRaRb、-C(O)NRaRb、-NRdS(O)2C1-3烷基、-NRdC(O)Rc、-NRdS(O)2NRaRb或-NRdC(O)ORe；
R6為-C(O)Rf、-(CH2)2ORg、-S(O)2NRaRb、-S(O)2C1-3烷基或-S(O)2(CH2)1-3S(O)2C1-3烷基；
Ra、Rb和Rc獨立地為氫或C1-3烷基；
Rd為氫或C1-3烷基，其中C1-3烷基視情況經羥基取代；
Re為C1-3烷基；
Rf為氫、C1-3烷基、四氫呋喃基或-NRaRb；
Rg為氫或C1-3烷基；
a為0、1或2；
b為0、1、2或3；
c為0、1或2；
d為1或2；且
e為1或2；
其限制條件為當c為0時，則d為2，且R5為-C(O)NRaRb；且當c為2時，則d為1。
2.根據權利要求1所述的化合物，其中a為0。
3.根據權利要求1所述的化合物，其中R2為乙基或異丙基。
4.根據權利要求1所述的化合物，其中b為1。
5.根據權利要求1所述的化合物，其中R3和R4連同與其連接的氮原子形成式(b)的部分。
6.根據權利要求1所述的化合物，其中R3和R4連同與其連接的氮原子形成式(c)的部分。
7.根據權利要求1所述的化合物，其中
R2為乙基或異丙基；
R3為C1-3烷基；且
R4為-(CH2)1-3C(O)NRaRb或
或R3和R4連同與其連接的氮原子形成選自式(a)的部分、式(b)的部分和式(c)的部分的部分；
其中R5為-OC(O)NRaRb或-C(O)NRaRb；
R6為-C(O)Rf、-(CH2)2ORg或-S(O)2NRaRb；
Ra、Rb和Rg獨立地為氫或甲基；
Rf為甲基、四氫呋喃基或-NRaRb；
a為0；
b為1；
c為1或2；
d為1；且
e為1。
8.根據權利要求7所述的化合物，其中R3和R4連同與其連接的氮原子形成式(b)的部分，其中R6為-C(O)Rf。
9.根據權利要求1所述的化合物，其中所述化合物選自
4-(四氫呋喃-2-羰基)哌嗪-1-甲酸3-{(1S，3R，5R)-3-[(3-異丙基-2-氧代-2，3-二氫苯並咪唑-1-羰基)氨基]-8-氮雜雙環-[3.2.1]辛-8-基}丙酯；
4-(2-羥乙基)哌嗪-1-甲酸3-{(1S，3R，5R)-3-[(3-異丙基-2-氧代-2，3-二氫苯並咪唑-1-羰基)氨基]-8-氮雜雙環-[3.2.1]辛-8-基}丙酯；
4-乙醯基-哌嗪-1-甲酸3-{(1S，3R，5R)-3-[(3-異丙基-2-氧代-2，3-二氫-苯並咪唑-1-羰基)氨基]-8-氮雜雙環[3.2.1]辛-8-基}丙酯；
4-二甲基氨甲醯基氧基哌啶-1-甲酸3-{(1S，3R，5R)-3-[(3-異丙基-2-氧代-2，3-二氫苯並咪唑-1-羰基)氨基]-8-氮雜-雙環[3.2.1]辛-8-基}丙酯；
3-氨甲醯基哌啶-1-甲酸3-{(1S，3R，5R)-3-[(3-異丙基-2-氧代-2，3-二氫-苯並咪唑-1-羰基)氨基]-8-氮雜雙環[3.2.1]辛-8-基}丙酯；
1，1-二氧代-1λ6-硫代嗎啉-4-甲酸3-{(1S，3R，5R)-3-[(3-異丙基-2-氧代-2，3-二氫苯並咪唑-1-羰基)氨基]-8-氮雜雙環[3.2.1]辛-8-基}丙酯；
(1，1-二氧代四氫-1λ6-噻吩-3-基)甲基氨基甲酸3-{(1S，3R，5R)-3-[(3-異丙基-2-氧代-2，3-二氫苯並咪唑-1-羰基)氨基]-8-氮雜雙環-[3.2.1]辛-8-基}丙酯；
(R)-2-氨甲醯基吡咯烷-1-甲酸3-{(1S，3R，5R)-3-[(3-異丙基-2-氧代-2，3-二氫苯並咪唑-1-羰基)氨基]-8-氮雜雙環[3.2.1]辛-8-基}丙酯；
4-乙醯基-[1，4]二氮雜環庚烷-1-甲酸3-{(1S，3R，5R)-3-[(3-異丙基-2-氧代-2，3-二氫-苯並咪唑-1-羰基)氨基]-8-氮雜雙環[3.2.1]辛-8-基}丙酯；
二甲基氨甲醯基甲基-甲基氨基甲酸3-{(1S，3R，5R)-3-[(3-異丙基-2-氧代-2，3-二氫苯並咪唑-1-羰基)氨基]-8-氮雜雙環[3.2.1]辛-8-基}丙酯；
4-二甲基氨甲醯基哌嗪-1-甲酸3-{(1S，3R，5R)-3-[(3-異丙基-2-氧代-2，3-二氫苯並咪唑-1-羰基)氨基]-8-氮雜雙環[3.2.1]辛-8-基}丙酯；
4-二甲基胺磺醯基哌嗪-1-甲酸3-{(1S，3R，5R)-3-[(3-異丙基-2-氧代-2，3-二氫苯並咪唑-1-羰基)氨基]-8-氮雜雙環[3.2.1]辛-8-基}丙酯；和
其醫藥學上可接受的鹽或溶劑合物或立體異構體。
10.根據權利要求1所述的化合物，其中所述化合物為1，1-二氧代-1λ6-硫代嗎啉-4-甲酸3-{(1S，3R，5R)-3-[(3-異丙基-2-氧代-2，3-二氫苯並咪唑-1-羰基)氨基]-8-氮雜雙環[3.2.1]辛-8-基}丙酯或其醫藥學上可接受的鹽或溶劑合物或立體異構體。
11.一種醫藥組合物，其包含治療有效量的根據權利要求1至10中任一權利要求所述的化合物和醫藥學上可接受的載劑。
12.根據權利要求1至10中任一權利要求所述的化合物，其用於治療。
13.一種根據權利要求1至10中任一權利要求所述的化合物的用途，其用於製造供治療哺乳動物與5-HT4受體活性相關的醫學病況的藥劑。
14.根據權利要求13所述的用途，其中所述醫學病況為胃腸道活動性降低的病症。
15.根據權利要求14所述的用途，其中所述活動性降低的病症為慢性便秘、便秘型腸易激症候群、糖尿病性和自發性胃輕癱或功能性消化不良。
16.一種用於製備式(I)化合物、或其鹽或溶劑合物或立體異構體的方法
其中R1、R2、R3、R4、a和b如權利要求1中所定義，所述方法包含
(a)使式(III)化合物
與式(IV)化合物反應
其中L1為離去基團；或
(b)使式(V)化合物
其中A為離去基團；
與式(VI)化合物反應
以提供式(I)化合物或其鹽或溶劑合物或立體異構體。
17.一種產物，其是根據權利要求16所述的方法製備。
18.一種治療患有與5-HT4受體活性相關的醫學病況的哺乳動物的方法，所述方法包括投與所述哺乳動物治療有效量的包含醫藥學上可接受的載劑和根據權利要求1至10中任一權利要求所述的化合物的醫藥組合物。
19.根據權利要求18所述的方法，其中所述醫學病況為腸易激症候群、慢性便秘、功能性消化不良、胃排空延遲、胃食管反流病、胃輕癱、手術後腸梗阻、腸假性阻塞或藥物誘發性延遲傳輸。
20.一種治療哺乳動物胃腸道活動性降低的病症的方法，所述方法包括投與所述哺乳動物治療有效量的包含醫藥學上可接受的載劑和根據權利要求1至10中任一權利要求所述的化合物的醫藥組合物。
21.根據權利要求20所述的方法，其中所述活動性降低的病症為慢性便秘、便秘型腸易激症候群、糖尿病性和自發性胃輕癱或功能性消化不良。
22.一種研究包含5-HT4受體的生物系統或樣品的方法，所述方法包含
(a)使所述生物系統或樣品與根據權利要求1至10中任一權利要求所述的化合物接觸；和
(b)測定由所述化合物對所述生物系統或樣品引起的效應。
全文摘要
本發明提供式(I)的新穎苯並咪唑酮-羧醯胺衍生的氨基甲酸酯5-HT4受體激動劑化合物其中R1、R2、R3、R4、a和b在揭示內容中定義。本發明也提供包含所述化合物的醫藥組合物、使用所述化合物治療與5-HT4受體活性相關的疾病的方法、和用於製備所述化合物的方法和中間體。
文檔編號A61K31/46GK101312967SQ200680043313
公開日2008年11月26日 申請日期2006年11月21日 優先權日2005年11月22日
發明者丹尼爾·朗, 崔錫基, 保羅·R·法瑟雷, 亞當·戈德布盧姆, 丹尼爾·馬凱斯 申請人:施萬製藥