专利名称：脯氨酸衍生物和其作为二肽基肽酶iv抑制剂的用途的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种二肽基肽酶-IV(DPP-IV)的选择性抑制剂，其药学组合物，和其用于治疗与通过DPP-IV处理的蛋白质相关的疾病和病症的用途。
背景技术：
DPP-IV(EC 3.4.14.5)是一种丝氨酸蛋白酶，该蛋白酶优先水解由在2位上具有脯氨酸或丙胺酸的蛋白质得到的N-末端二肽。据信DPP-IV涉及糖尿病、葡萄糖耐量、肥胖、食欲调节、脂血症、骨质疏松症、神经肽新陈代谢和T-细胞激活等。因此，体内给予DPP-IV抑制剂可以预防底物肽的N-末端降解，从而这导致这种肽的循环浓度更高和与这种升高的浓度相关的治疗益处。
已经暗示了，DPP-IV控制葡萄糖的动态平衡，因为它的底物包括肠降血糖素肽(incretin peptides)、胰高血糖素类肽1(GLP-1)和抑胃肽(GIP)。由这些肽的N-末端氨基酸的裂解使得它们功能性失活。已经表明，GLP-1在2型糖尿病患者中是一种有效的抗糖尿病治疗剂，并降低1型糖尿病患者中对食物相关胰岛素的需求。据信为GLP-1和/或GIP调节过饱、脂血症和骨生成。已经建议用外源GLP-1治疗患有急性冠脉综合症、绞痛和缺血性心脏病的患者。
体内给予DPP-IV抑制剂预防GLP-1和GIP的N-末端降解，这导致这种肽的循环浓度更高，胰岛素分泌物增加并且葡萄糖耐量改善。基于这些观察，认为DPP-IV抑制剂是一种用于治疗2型糖尿病(一种葡萄糖耐量受损的疾病)的试剂。另外，采用DPP-IV抑制剂进行治疗可预防神经肽Y(NPY)、与各种中枢神经系统失调相关的肽和与胃肠病症(例如，溃疡、肠易激疾病和炎症性肠病)相关的肽YY的降解。
尽管早期发现了胰岛素并随后发现其在治疗糖尿病中的广泛的用途，后来发现了磺脲(例如，氯磺丙脲、甲苯磺丁脲、乙酰苯磺酰环己脲)、双胍(例如，苯乙双胍)、甲福明二甲双胍、噻唑烷二酮(例如，罗格列酮)和吡格列酮作为口服低血糖试剂的用途，但是对糖尿病的治疗仍不令人满意。
通常，1型糖尿病患者和约10％的2型糖尿病患者(在这些患者中，目前可得的口服低血糖试剂是无效的)必须使用胰岛素，这通常需要数倍的日常剂量，通过自行注射使用。确定适当的胰岛素剂量必须频繁评估尿或血中的葡萄糖浓度。给予过量胰岛素会导致低血糖症，并伴随血糖异常、昏迷或甚至死亡。
治疗2型糖尿病通常包括饮食、锻炼、口服试剂和(在更严重情况下)胰岛素的组合来进行。然而，临床可得的降血糖方法具有负面作用，该负面作用限制了该方法的使用。清楚明显的是需要可连续使用的降血糖试剂，该试剂具有较少的负面作用或其它种试剂失败的情况下可以成功。
未能控制高血糖症直接导致多种并发症(白内障、神经病、肾病、视网膜病、心肌症)，这些并发症是高级2型糖尿病的特征。另外，2型糖尿病是一种共存性疾病(该疾病常常伴有高脂血症、动脉粥样硬化症和高血压)，这显著增加了上述疾病的全面发病率和死亡率。
流行病学证据已经明确确定了高脂血症是心血管病(CVD)(由于动脉粥样硬化症)的基本风险因子。在美国和欧洲，动脉粥样硬化症是公认第一的死亡原因。CVD在糖尿病患者中(至少在部分中)尤其流行，因为在这些人群中存在多个独立的风险因子(例如，葡萄糖耐量异常、左心室肥大和高血压)。因此，成功治疗一般人群以及糖尿病患者的高脂血症在医学上特别重要。
高血压是一种可以发生在许多患者身上的病症，这些患者中的致病因素未知。这种“本质”高血压通常与例如肥胖症、糖尿病和高三酸甘油酯血症相关，并且已知高血压肯定与心力衰竭、肾衰竭和中风相关。高血压还可以促成动脉粥样硬化和冠心病的发展。与胰岛素抵抗症和高脂血症一起的高血压包括一群以代谢综合症为特征的症状(也被称为胰岛素抵抗综合症(IRS)和综合症X)。
肥胖是公知、普通的发展动脉粥样硬化症、高血压和糖尿病的风险因子。全世界肥胖和其相关后遗症的发生率正在增加。目前，没有得到有效的、可接受的减少肥胖症的药理学试剂。
骨质疏松症是一种逐渐发展的系统疾病，该疾病以骨密度低和骨组织微结构变差为特征，随之这些特征使骨脆弱性增加并易于骨折。骨质疏松症和骨强度受损是导致脆弱的重要原因并是发病率增加和死亡率增加的重要原因。
心脏病是全世界主要的健康问题。在患有心脏病的个体中，心肌梗塞是死亡的重要来源。急性冠状综合症指患者具有或处在发展成急性心肌梗塞(MI)高风险。
尽管具有可用于治疗糖尿病、高血糖症、高脂血症、高血压、肥胖和骨质疏松症的方法，但仍持续需要可替换和改进的疗法。
在Augustyns等的Curr.Medicinal Chem.，6，311(1999)；Ohnuki等的Drugs of the Future，1999，24，665-670(1999)；Villhauer等的Annual Reportsin Medicinal Chemistry，36，191-200(2001)；Drucker的Expert Opin.Invest.Drugs，12，87-100(2003)；和Weideman等的Curr.Opin.Invest.Drugs，4，412-420(2003)中讨论了DPP-IV抑制剂的各种适应症。
目前，已经制备了抑制DPP-IV的口服化合物，例如在国际申请WO02/14271中公开的那些化合物。
认为DPP-IV抑制剂(例如在WO 02/14271中公开的那些)通过抑制天然激素、GLP-1和GIP的降解起作用。因此，重要的是，在血浆中可得到合适的DPP-IV抑制剂浓度以抑制与这些GLP-1和GIP激素的分泌物同步的DPP-IV。为了达到这种血浆浓度，优选的是，DPP-IV抑制剂化合物的血浆浓度在一段时间内维持在高于其它DPP-IV抑制剂化合物(例如，在WO 02/14271中公开的那些)所期望的浓度的水平上。
因此，需要一种口服DPP-IV抑制剂化合物，该化合物具有相同或更好的DPP-IV抑制活性并在一段时间内维持较高水平的血浆浓度。
发明内容
本发明涉及具有式(I)结构的化合物， 或其前药，或所述化合物或前药的药学上可接受盐，或所述化合物、前药或盐的溶剂化物，其中R1是-(C1-C6)烷基、-(C1-C6)烷氧基、-(C1-C6)芳基烷基、-NRaRb、羟基、氰基、芳基、或杂芳基，其中，所述-(C1-C6)烷基、所述芳基或所述杂芳基任选独立地被1-3个-COOH、-C(O)(C1-C6)烷氧基、-C(O)(C1-C6)烷基、-C(O)NRaRb、氰基、卤素、硝基、三氟甲基、-(C1-C6)烷基、-(C1-C6)烷氧基、-(C3-C6)环烷基或苯基取代，和其中Ra和Rb独立地是卤素、-(C1-C6)烷基、芳基或杂芳基或Ra和Rb与它们所连接的氮原子连在一起形成4-6元杂环，其中，所述环任选包括其它一个或两个氮、氧或硫环杂原子；R2和R3独立地是氢、卤素、-(C1-C6)烷基、-(C3-C8)环烷基；Q是共价键、-C(O)-或-SO2-；HET是杂环烷基环部分，所述环部分任选被(A)1-4个-(C1-C6)烷基，所述-(C1-C6)烷基任选被1-6个卤原子、-(C1-C6)烷氧基、氰基、卤素、羟基或-NRaRb取代，或(B)-(C1-C6)芳烷基，所述-(C1-C6)芳烷基任选被1-6个卤原子、-(C1-C6)烷氧基、氰基、卤素、羟基或-NRaRb取代，来取代；n是0或1；X是-CH2-、-CHF-或-CF2-；Y是-CH2-、-CHF-或-CF2-，条件是当n是1时，X和Y不同时为-CH2-；和当n是0时，X是-CH2-；和Z是氢或氰基。
本发明还涉及药学组合物，所述组合物包括治疗有效量的本发明化合物，或其前药，或该化合物或前药的药学上可接受盐，或该化合物、前药或盐的溶剂化物；和药学上可接受载体、媒介物、稀释剂或赋性剂。
本发明还涉及治疗糖尿病的方法，所述方法包括给予需要这种治疗的哺乳动物治疗有效量的本发明化合物，或其前药，或该化合物或前药的药学上可接受盐，或该化合物、前药或盐的溶剂化物。优选地，所治疗的糖尿病类型为2性糖尿病。
本发明还涉及治疗哺乳动物中由二肽基肽酶-IV介导的病症的方法，所述方法包括给予需要这种治疗的所述哺乳动物治疗有效量的本发明化合物，或其前药，或该化合物或前药的药学上可接受盐，或该化合物、前药或盐的溶剂化物。
本发明的化合物和药学组合物可用于治疗糖尿病，优选用于治疗2型糖尿病。
本发明的化合物和药学组合物还可用于治疗与二肽基肽酶IV相关的病症，所述病症包括，但不限于，2型糖尿病、1型糖尿病、葡萄糖而量受损、高血糖症、代谢综合症(综合症X和/或胰岛素抵抗综合症)、糖尿、代谢性酸中毒、关节炎、白内障、糖尿病性神经病、糖尿病性肾病、糖尿病性视网膜病、糖尿病性心肌病、肥胖症、由肥胖加剧的病症、高血压、高脂血症、动脉粥样硬化症、骨质疏松症、骨质减少、脆弱、骨质流失、骨折、急性冠脉综合症、由生长激素缺乏引起的矮小、由多囊卵巢综合症引起的不育、焦虑症、抑郁症、失眠、慢性疲劳、癫痫症、饮食性失调、慢性疼痛、酒精上瘾、与肠运动相关的疾病、溃疡、肠易激综合症、炎症性肠病；短肠综合症；并用于预防2型糖尿病中的疾病发展。
具体实施例方式
用于描述本发明的术语具有以下意义。
术语“药学上可接受”指所指定的载体、媒介物、稀释剂、赋性剂和/或盐与组成配方的其它成分化学和/或物理相容并与其接受者生理上相容。
此处各种含烃的部分的碳原子含量可以通过在该部分中表示碳原子最小个数和最大个数的前缀来指出，例如，前缀(Ca-Cb)烷基和Ca-b烷基指包括整数“a”至“b”个碳原子的烷基部分。由此，例如，(C1-C6)烷基和C1-6烷基指包括1-6个碳原子的烷基。
术语“烷基”指直链或支链碳原子，其中，该烷基任选包括一个或更多个双键或三键或双键和三键的组合。烷基的实例包括甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、乙烯基、烯丙基、2-甲基丙烯基、2-丁烯基、1，3-丁二烯基、乙炔基、炔丙基等。
术语“烷氧基”指键合到氧原子上的碳原子的直链或支链、一价、饱和的脂肪链，该氧原子被连接到核心结构上。烷氧基的实例包括甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、异丁氧基、叔丁氧基等。
术语“环烷基”指饱和的单环或双环环烷基。环烷基可以任选合并到芳族烃(例如苯)上以形成稠环烷基，例如，茚基等。环烷基的实例包括环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基等。
术语“卤素”或“卤”表示氯、溴、氟和碘原子和取代基。
术语“芳基“指单环或多环芳族烃基，例如，蒽基、芴基、萘基、菲基、苯基等。
术语“芳烷基”指上述所定义的烷基，其中，其氢原子中的至少一个已经被上述所定义的芳基取代。芳烷基的实例包括苄基等。
如上述HET所用的术语“杂环烷基”指饱和的4-8元杂环体系，该杂环体系任选与5-6元芳族或杂芳族环体系稠合。杂环烷基的实例包括高哌嗪基(homopiperazinyl)、哌嗪基、哌啶基、吡咯烷基、氮杂环丁基、2-氮杂-双环[2.2.1]庚基、3-氮杂-双环[3.1.0]己基、2，5-二氮杂-双环[2.2.1]庚基、5，6，7，8-四氢-2H-咪唑并[1，2-a]吡嗪基、5，6，7，8-四氢[1，2，4]三唑并[4，3-a]吡嗪基、4，5，6，7-四氢吡唑并[1，5-a]吡嗪基、5，6，7，8-四氢吡啶并[3，4-d]嘧啶基、5，6，7，8-四氢吡啶并[4，3-d]嘧啶基、八氢吡咯并[3，4-b]吡咯基、八氢吡咯并[3，4-c]吡咯基、6-氮杂双环[3.2.1]辛基、3，8-二氮杂双环[3.2.1]辛基、2，3-二氢螺环[茚-1，4’-哌啶基]、螺环[茚-1，4’-哌啶基]、1-氧杂-8-氮杂螺环[4.5]癸基、8-氮杂双环[3.2.1]辛基、2，3，4，5-四氢苯并[f][1，4]氧杂氮杂环丁基、六氢-2H-吡咯并[3，4-d]异噻唑基-1，1-二氧化物、2，7-二氮杂螺环[4.4]壬基、6，7，8，9-四氢-5H-[1，2，4]三唑并[4，3-g][1，4]二氮杂环丁基、5，6-二氢-8H-咪唑并[1，2-a]吡嗪基、5，6-二氢-8H-[1，2，4]三唑并[4，3-a]吡嗪基、7，8-二氢-5H-吡啶并[4，3-a]嘧啶基、7，8-二氢-5H-吡啶并[4，3-d]嘧啶基、吡唑并[1，5-a]嘧啶基等。
术语“杂芳基”指单环或多环芳族杂环体系。杂芳基的实例包括苯并异噻唑基、苯并异噁唑基、苯并噁唑基、苯并噻唑基、苯并呋喃基、苯并噻吩基、苯并咪唑基、噌啉基、呋喃基、呋喃并吡啶基、咪唑并嘧啶基、咪唑基、吲唑基、吲哚基、异喹啉基、异噻唑基、异噁二唑基、异噁唑基、噁唑并吡啶基、噁二唑基、噁唑基、二氮杂萘基(phthalazinyl)、蝶啶基(pteridinyl)、吡嗪基、哒嗪基、吡咯并嘧啶基、吡咯并吡啶基、吡唑并嘧啶基、吡唑基、吡啶基、嘧啶基、吡咯基、喹唑啉基、喹啉基、喹喔啉基、四唑基、噻唑基、噻二唑基、噻唑并吡啶基、噻吩并吡啶基、噻吩基、三嗪基、三唑基、1，1-二氧代-1H-1，2-苯并异噻唑基、噁唑并吡啶基等。
术语“氧代”意指通过碳原子和氧原子的组合形成的羰基。
术语“被取代的”意指分子上的氢原子已经被不同的原子或分子替代。替代该氢原子的原子或分子被称为“取代基”。
符号“-”表示共价键。
短语“惰性溶剂”指溶剂或溶剂混合物，该溶剂或溶剂混合物不与原料、试剂、媒介物或产物以不利于它们所需性质的方式反应。
此处所用术语“治疗”包括预防(例如预防疾病)、缓解和治疗用途或结果。
短语“治疗有效量”意指一定量的本发明的化合物，该化合物(i)治疗或预防特定疾病、病症或失调，(ii)削弱、改善或消除一种或更多种特定疾病、病症或失调的症状或(iii)预防或延迟一种或更多种此处所描述的特定疾病、病症或失调症状的发作。
术语“哺乳动物”是一种个体动物，该动物是哺乳类中的一元。哺乳类包括，例如，人类、猴子、黑猩猩、大猩猩、牛、猪、马、羊、狗、猫、小鼠和大鼠。在本发明中，优选的哺乳动物是人类。
优选地，本发明的化合物具有式(I)结构，其中R1是芳基或杂芳基，该基团任选独立地被1-3个氰基、卤素、硝基、三氟甲基、-(C1-C6)烷基、-(C1-C6)烷氧基、-(C3-C6)环烷基或苯基取代；R2是-H或-(C1-C6)烷基；R3是-H或-(C1-C6)烷基；和HET是氮杂环丁基、哌嗪基、哌啶基、吡咯烷基、5，6-二氢-8H-咪唑并[1，2-a]吡嗪-7-基、5，6-二氢-8H-[1，2，4]三唑并[4，3-a]吡嗪-7-基或7，8-二氢-5H-吡啶并[4，3-a]嘧啶-6-基。
更优选地，本发明的化合物具有式(IA)的结构 其中，R1是苯并异噻唑基、苯并异噁唑基、异噻唑基、异噁唑基、噁唑并吡啶基、吡嗪基、吡啶基、嘧啶基、喹啉基、喹喔啉基、噻二唑基、三嗪基或1，1-二氧代-1H-1，2-苯并异噻唑基。
在本发明中，对于式(IA)化合物，优选的是，R1是吡啶基或嘧啶基，更优选的是，R1是吡啶基或嘧啶基，n是1，X是-CF2-，Y是-CH2-。
在本发明中，最优选的是化合物(3，3-二氟吡咯烷-1-基)-((2S，4S)-4-(4-(嘧啶-2-基)哌嗪-1-基)吡咯烷-2-基)甲酮，或其前药，或所述化合物或所述前药的药学可接受盐。
在可替换的实施方式中，化合物选自由下述化合物组成的族((2S，4S)-4-(3-(三氟甲基)-5，6-二氢-[1，2，4]三唑并[4，3-a]吡嗪-7(8H)-基)吡咯烷-2-基)-(3，3-二氟吡咯烷-1-基)-甲酮；(3，3-二氟吡咯烷-1-基)-((2S，4S)-4-(4-(噁唑并[5，4-b]吡啶-2-基)哌嗪-1-基)吡咯烷-2-基)-甲酮；
(3，3-二氟吡咯烷-1-基)-((2S，4S)-4-(4-(4-甲基嘧啶-2-基)哌嗪-1-基)吡咯烷-2-基)-甲酮；((2S，4S)-4-(2-(三氟甲基)-7，8-二氢吡啶并[4，3-d]嘧啶-6(5H)-基)吡咯烷-2-基)-(3，3-二氟吡咯烷-1-基)-甲酮；((S)-3-氟-吡咯烷吡咯烷-1-基)-{(2S，4S)-4-[4-(3-三氟甲基-吡啶-2-基)-哌嗪-1-基]-吡咯烷-2-基}-甲酮；((S)-3-氟-吡咯烷-1-基)-[(2S，4S)-4-(2-三氟甲基-7，8-二氢-5H-吡啶并[4，3-d]嘧啶-6-基)-吡咯烷-2-基]-甲酮；(3，3-二氟-吡咯烷-1-基)-[(2S，4S)-4-(4-噁唑并[4，5-c]吡啶-2-基-哌嗪-1-基)-吡咯烷-2-基]-甲酮；[(2S，4S)-4-(2-环丙基-7，8-二氢-5H-吡啶并[4，3-d]嘧啶-6-基)-吡咯烷-2-基]-(3-氟-氮杂环丁-1-基)-甲酮；(3，3-二氟-吡咯烷-1-基)-[(2S，4S)-4-(2-乙氧基-7，8-二氢-5H-吡啶并[4，3-d]嘧啶-6-基)-吡咯烷-2-基]-甲酮；2-{4-[(3S，5S)-5-(3-氟-氮杂环丁烷-1-羰基)-吡咯烷-3-基]-哌嗪-1-基}-烟酸腈；((S)-3-氟-吡咯烷-1-基)-[(2S，4S)-4-(4-噁唑并[5，4-b]吡啶-2-基-哌嗪-1-基)-吡咯烷-2-基]-甲酮；(3-氟-氮杂环丁-1-基)-[(2S，4S)-4-(2-三氟甲基-7，8-二氢-5H-吡啶并[4，3-d]嘧啶-6-基)-吡咯烷-2-基]-甲酮；2-{4-[(3S，5S)-5-((S)-3-氟-吡咯烷-1-羰基)-吡咯烷-3-基]-哌嗪-1-基}-烟酸腈；(3-氟-氮杂环丁-1-基)-{(2S，4S)-4-[4-(2-三氟甲基-喹啉-4-基)-哌嗪-1-基]-吡咯烷-2-基}-甲酮；((3R*，4S*)-3，4-二氟-吡咯烷-1-基)-[(2S，4S)-4-(2-三氟甲基-7，8-二氢-5H-吡啶并[4，3-d]嘧啶-6-基)-吡咯烷-2-基]-甲酮；和((3R*，4S*)-3，4-二氟-吡咯烷-1-基)-[(2S，4S)-4-(4-噁唑并[5，4-b]吡啶-2-基-哌嗪-1-基)-吡咯烷-2-基]-甲酮；或其前药或所述化合物或所述前药的药学上可接受盐。
本发明的化合物包括所有包括至少两个立体中心的化合物，具体是以下式(I)所示的(2S，4S)吡咯烷-2-基立体中心。
本发明的化合物可以通过本领域技术人员所公知的方法拆分成纯对映异构体，例如，通过形成可以例如通过结晶分离的非对映异构盐；通过形成可以例如通过结晶、气-液相或液相色谱分离的非对映异构衍生物或配合物；通过将一种对映异构体与对映异构体特异性试剂进行选择性反应(例如，酶酯化作用)；或通过在手性环境中(例如，在具有被缚手性配体的的手性支撑物(例如硅土)上或在手性溶剂的存在下)进行气-液相或液相色谱分离。本领域技术人员将理解到，当将所希望的立体异构体通过上述分离步骤中的一种转化成另一种化学个体时，需要另一个步骤以释放所希望的对映异构体。可替换地，具体立体异构体可以通过下述方法来合成利用光学活性原料，利用光学活性试剂、底物、催化剂或溶剂进行不对称合成，或通过不对称转换将一种立体异构体转化成另一种立体异构体。
在所述化合物包含一个或更多个其它立体中心时，本领域技术人员将理解到，此处所说明和讨论的化合物的所有非对映异构体和非对映异构体混合物在本发明的范围内。这些非对映异构体可以通过本领域技术人员所公知的方法分离，例如，通过结晶、气-液相色谱或液相色谱。可替换地，在该合成过程中的中间体可以以外消旋混合物的形式存在并可以通过本领域技术人员所公知的方法拆分，例如，通过形成可以例如通过结晶分离的非对映异构盐；通过形成可以例如通过结晶、气-液相或液相色谱分离的非对映异构衍生物或配合物；通过将一种对映异构体与对映异构体特定试剂进行选择性反应(例如，酶酯化作用)；或通过在手性环境中(例如，在具有被缚手性配体的的手性支撑物(例如硅土)上或在手性溶剂的存在下)进行气-液相或液相色谱分离。将理解到，当将所希望的立体异构体通过上述分离步骤中的一种转化成另一种化学个体时，需要另一个步骤以释放所希望的对映异构体。可替换地，具体立体异构体可以通过下述方法来合成利用光学活性试剂、底物、催化剂或溶剂进行不对称合成，或通过不对称转换将一种立体异构体转化成另一种立体异构体。
式(I)的某些化合物可以以不同的稳定构象形式存在，该构象形式的化合物可以分离。由于围绕不对称单键的旋转受限(例如，因为空间位阻或环张力)所形成的扭转不对称(torsional asymmetry)可以使不同的构象物分离。本发明包括式(I)化合物的每种构象异构体和其混合物。技术人员将理解到，式(I)的某些化合物可以以互变异构体形式存在，即，在两种异构体之间存在平衡，该异构体之间为快速平衡。互变异构的普通实例是酮-烯醇互变异构，即 本发明这类化合物的实例包括羟基吡啶(吡啶酮)和羟基嘧啶(嘧啶酮)。具体地，本领域技术人员将认识到，本发明的羟基吡啶可以以两种独立的互变异构体形式存在，例如， 一种互变异构体相对于另一种互变异构体的存在程度依赖于各种因素，这些因素包括取代方式和溶剂类型。本领域技术人员将认识到本发明的其它实例。式(I)的全部互变异构体包括在所要求保护的发明范围内。
本发明的化合物可以以非溶剂化形式以及具有药学可接受溶剂(例如，水、乙醇等)的溶剂化形式存在，并且这意指本发明包含非溶剂化物、溶剂化物和溶剂化物的混合物。
式(I)的某些化合物和它们的盐和溶剂化物可以以一种以上晶体形式存在。由式(I)所表示的多晶型化合物形成本发明的一部分，并可以通过将式(I)化合物在不同条件下结晶来制备。例如，用不同溶剂或不同溶剂混合物重结晶；在不同温度下结晶；在结晶期间，冷却模式不同(非常快速冷却到非常慢冷却)。多晶型物还可以通过将式(I)化合物加热或熔融，接着快速冷却得到。该多晶型物的存在可以通过固相探测NMR光谱、IR光谱、差示扫描量热仪、粉末X射线衍射或其它技术来测定。
本发明还包括同位素标记化合物，该化合物与式(I)所描述的那些化合物相同，但是，一个或更多个原子被具有下述原子质量或质量数的原子替代，该原子质量或质量数不同于通常在自然界中发现的原子质量或质量数。可以引入本发明化合物中的同位素的实例包括氢、碳、氮、氧、硫和氟的同位素，例如分别为，2H、3H、13C、14C、15N、18O、17O、35S、36Cl、125I、129I和18F。包含上述同位素和/或其它原子的其它同位素的本发明的化合物，其前药，该化合物和前药的药学可接受盐在本发明的范围内。本发明的某些同位素标记化合物(例如，放射性同位素(例如3H和14C)可加入其中的那些化合物)可用在药物和/或培养基组织的分布测定中。因为氚(即，3H)和碳-14(即，14C)同位素易于制备和探测，所以特别优选它们。另外，采用较重的同位素(例如，氘(即2H))进行取代可以得到某些治疗优势(由于较好的代谢稳定性)，例如，增加体内半衰期或降低所需剂量，因此，在一些情况下可以优选。同位素标记的本发明的式(I)化合物和其前药通常可以通过实施在如下示意图和/或实施例中所公开的步骤(用易得到的同位素标记试剂来替代非同位素标记的试剂)来制备。
此处所用的与本发明的化合物相关的药学上可接受盐包括所述化合物的药学上可接受无机盐和有机盐。这些盐可以在化合物的最终分离和纯化期间原位制备，或通过分别将化合物或前药与合适的有机酸或无机酸反应，并将所形成的盐分离来制备。有代表性的盐包括，但不限于，氢溴酸盐、盐酸盐、氢碘酸盐、硫酸盐、硫酸氢盐、硝酸盐、乙酸盐、三氟乙酸盐、草酸盐、苯磺酸盐、棕榈酸盐、双羟萘酸盐(pamoate)、丙酸盐、硬脂酸盐、月桂酸盐、苹果酸盐、硼酸盐、苯甲酸盐、乳酸盐、磷酸盐、六氟磷酸盐、苯磺酸盐、甲苯磺酸盐、甲酸盐、柠檬酸盐、马来酸盐、富马酸盐、琥珀酸盐、酒石酸盐、萘酸盐、甲磺酸盐、葡庚糖酸盐、乳糖酸盐和月桂基磺酸盐等。它们还可以包括基于碱金属和碱土金属的阳离子，例如，钠、锂、钾、钙、镁等，以及无毒铵、季铵和胺阳离子(包括，但不限于，铵、四甲基铵、四乙基铵、甲基胺、二甲基胺、三甲基胺、三乙基胺、乙基胺等)。对于其它实例，参见例如Berge等的J.Pharm.Sci.，66，1-19(1977)。
可以将本发明的化合物分离并使用其本身或以它们药学上可接受盐或溶剂化物的形式使用。根据本发明，具有多个碱性氮原子的化合物可以与变化当量数的酸形成盐。技术人员将理解到，所有这些盐在本发明的范围内。
式(I)化合物的前药是一种以传统方式与该化合物的官能团(例如，氨基、羟基或羧基)反应形成的化合物。术语“前药”意指一种在体内转化以产生式(I)化合物或该化合物药学上可接受盐或溶剂化物的化合物。该转化可以通过各种机理(例如，通过在血液中水解)来发生。T.Higuchi和W.Stella的A.C.S.Symposium Series 14卷的“Pro-drugs as Novel DeliverySystems”和Drug Design的Bioreversible Carriers，Edward B.Roche编辑，American Pharmaceutical Association and Pergamon Press，1987中提供了前药用途的讨论。
例如，如果本发明的化合物具有胺官能团，则前药可以通过将胺基中的氢原子用下述基团替代而形成，例如R-羰基、RO-羰基、NRR′-羰基，其中，R和R′各自独立地是(C1-C10)烷基、(C3-C7)环烷基、苄基，或R-羰基是天然的α-氨基酰基或天然的α-氨基酰基-天然的α-氨基酰基、-C(OH)C(O)OY’(其中，Y’是H、(C1-C6)烷基或苄基)、-C(OY0)Y1(其中，Y0是(C1-C4)烷基，Y1是(C1-C6)烷基、羧基(C1-C6)烷基、氨基(C1-C4)烷基或单-N-或二-N，N-(C1-C6)烷基氨基烷基)、-C(Y2)Y3(其中，Y2是H或甲基，Y3是单-N-或-N，N-(C1-C6)烷基胺基、吗啉代基、哌啶-1-基或吡咯烷-1-基)。
类似地，如果本发明的化合物包含醇官能团，则前药可以通过将醇基中的氢原子用下述基团替代而形成，例如，(C1-C6)链烷酰氧甲基、1-((C1-C6)链烷酰氧基)乙基、1-甲基-1-((C1-C6)链烷酰氧基)乙基、(C1-C6)烷氧基羰基氧甲基、N-(C1-C6)烷氧基羰基氨基甲基、琥珀酰基(succinoyl)、(C1-C6)链烷酰基、α-氨基(C1-C4)链烷酰基、芳基酰基和α-氨基酰基或α-氨基酰基-α-氨基酰基，其中，每个α-氨基酰基独立地选自天然存在的L-氨基酸、P(O)(OH)2、-P(O)(O(C1-C6)烷基)2或糖基(从半缩醛形式的碳水化合物中除去羟基得到自由基)。
如果本发明的化合物包含羧酸官能团，则前药可以包括通过将酸基中的氢原子用下述基团替代而形成的酯，例如，(C1-C8)烷基、(C2-C12)链烷酰氧基甲基、具有4-9个碳原子的1-(链烷酰氧基)乙基、具有5-10个碳原子的1-甲基-1-(链烷酰氧基)-乙基、具有3-6个碳原子的烷氧基羰基氧甲基、具有4-7个碳原子的1-(烷氧基羰基氧)乙基、具有5-8个碳原子的1-甲基-1-(烷氧基羰基氧)乙基、具有3-9个碳原子的N-(烷氧基羰基)氨基甲基、具有4-10个碳原子的1-(N-(烷氧基羰基)氨基)乙基、3-苯并吡喃酮基、4-巴豆酸内酯基、γ-丁酸内酯-4-基、-N，N-(C1-C2)烷基氨基(C2-C3)烷基(例如，β-二甲基氨基乙基)、氨基甲酰基-(C1-C2)烷基、N，N-二(C1-C2)烷基氨基甲酰基-(C1-C2)烷基和哌啶子基、吡咯烷子基或吗啉代(C2-C3)烷基。
一般而言，本发明的式(I)化合物可以通过各种方法来制备，这些方法包括化学领域中所公知的方法，具体根据此处所包含的描述方法。用于制备本发明的式(I)化合物的某些方法通过以下反应示意图来说明。实验部分描述了其它方法。在示意图和实施例中公开的方法为了举例说明本发明的目的，并非以任何方式构成对本发明的限制。
如此处所说明，制备用于示意图和实施例中所描述反应过程中的一些原料化合物。所有其它原料化合物可以通过一般商业来源(例如，Sigma-Aldrich Corporation，St.Louis，MO)得到。
在以下描述中，使用以下缩写BOC(叔-丁氧基羰基)、Cbz(苄氧基羰基)、DMF(N，N-二甲基甲酰胺)、NMP(N-甲基-2-吡咯烷酮)、DMAC(N，N-二甲基乙酰胺)、DME(二甲氧基乙烷)、DMSO(二甲基亚砜)、EtOAC(乙酸乙酯)、EtOH(乙醇)、MeOH(甲醇)、TFA(三氟乙酸)、TFAA(三氟乙酸酐)、TEA(三乙胺)、THF(四氢呋喃)、DIPEA(二异丙基乙基胺)、EDC(1-(3-二甲基氨基丙基)-3-碳二亚胺)、DCC(二环己基碳二亚胺)、CDI(1，1’-羰基二咪唑)HATU(O-(7-氮杂苯并三唑-1-基)-N，N，N’，N’-四甲基脲六氟磷酸盐)、HOAT(1-羟基-7-氮杂苯并三唑)、HOBT(N-羟基苯并三唑)和EEDQ(2-乙氧基-1-乙氧基羰基-1，2-二氢喹啉)。
以下示意
图1描述了用于制备式(I)化合物的一般方法。
示意图1 在示意图1中，按示意图2制备的式(II)化合物(其中，P表示氮保护基团)根据已知方法脱保护。如果P表示BOC，那么脱保护通过如下过程来实现首先将溶于例如EtOAc、醚二氧杂环己烷或水中的(II)，用酸(例如，氯化氢)处理适当时间(例如约5分钟-约1小时)，该过程任选在适当温度(例如，约0℃)下冷却。将该溶液加热到室温(RT)，接着搅拌另外一段时间(通常搅拌另外30分钟-16小时)。优选地，将反应混合物搅拌15分钟，使其达到室温，然后再搅拌另外30分钟。可替换地，将(II)溶于TFA中，并在适当时间(例如，约30分钟-约24小时)后，将过量TFA真空除去，并将残余产物用例如醚的溶剂研磨。如果P代表Cbz，则脱保护可以通过如下过程来进行在催化剂(例如，10％钯或氢氧化钯)的存在下，在合适溶剂(例如，EtOH或EtOAC)中，在约30psi-约60psi的压力下，在约20℃-约80℃的温度下，氢解足够时间。优选地，氢解作用在室温下在约45psi的压力下实现。
式(II)化合物可以通过将适当取代的羧酸衍生物(III)与适当取代的胺衍生物(IV)如以下示意图2所描述进行偶联来制备。
示意图2
偶联反应通常通过如下步骤来完成将(III)和(IV)在惰性反应溶剂(优选非极性溶剂，例如，乙腈、二氯甲烷、DMF、THF或氯仿)中混合。然后任选在碱(例如，TEA或吡啶)和任选佐剂(HOBT或HOAT)的存在下，将偶联剂(例如，EDC、HATU、DCC、EEDQ、CDI、新戊酰氯或氰代磷酸二乙酯)加入。偶联反应通常在0℃-约50℃的温度下进行合适的时间(例如，约1小时-约24小时，如约16小时)来实现。对可用于偶联羧酸的其它条件的讨论，参见Houben-Weyl，Vol.XV，Part II，E.Wunsch，Ed.，G.Theime Verlag，(1974)，Stuttgart；M.Bodansky，“Principlesof Peptide Synthesis”，Springer-Verlag Berlin(1984)和“The PeptidesAnalysis，Synthesis and Biology”(ed.E.Gross and J.Meienhofer)，Vols.1-5(AcademicPress NY 1979-1983)。式(III)和(IV)化合物可以通过已知方法，或可替换地，根据以下描述的示例性制备过程来制备。对于式(IV)胺的示例性制备方法，见PCT国际申请WO 2003/101958和U.S.专利6,710,040，这些文献公开的内容通过引用插入此处。
可替换地，式(II)化合物可以如以下示意图3所述制备。
示意图3 在示意图3中，式(II)化合物通过如下过程来制备将根据以下示意图4制备的经保护的酮(V)与适当取代的杂环烷基胺(VI)进行还原氨化。这种氨化反应是本领域技术人员公知的。参见，例如，A.F.Abdel-Magid等的J.Org.Chem.，61，3849(1996)；R.F.Borch等的J.Am.Chem.Soc.，93，2897(1971)和S.Bhattacharyya等的Synlett，1079(1995)。式(VI)胺在相关领域中是公知的，并且可以商业得到或通过已知方法制备。参见，例如，D.A.Horton等的Chem.Rev.，103，893-930(2003)；H.Fukui等的Heterocycles，56，257-264(2002)；M.Y.Chu-Moyer等的J.Org.Chem.，60，5721-5725(1995)和J.P.Yevich等的J.Med.Chem.，29，359-369(1986)。
通常，(V)和(VI)在还原试剂(例如，硼氢化钠、氰基硼氢化钠、三乙酸基硼氢化钠、三乙酸基硼氢化四甲基铵或氢气)的存在下，在催化剂(10％Pd/C、氧化铂等)的存在下，任选在酸(例如，乙酸(AcOH)、氢氯酸等)的存在下进行缩合。偶联反应通常在惰性反应溶剂(例如，1，2-二氯乙烷、THF、DMF、EtOH或MeOH)中完成。该反应在合适温度(例如，0-50℃)下进行合适时间(例如，1-24小时之间，如，约16小时)。
式(V)化合物可以根据以下示意图4所描述的方法制备，适当的话，该方法从商业可得的羧酸(VII)、酮羧酸(IX)或酮酯(X)出发。
示意图4
在示意图4，步骤1中，经保护的酸(VII)根据以上示意图2所描述的方法与胺(IV)进行偶联得到醇(VIII)。
在示意图4，步骤2中，通过将醇(VIII)用氧化剂在惰性反应溶剂中进行处理将其氧化成酮(Va)。适当氧化剂的实例包括在DMSO中的吡啶/三氧化硫；在溴化钠和TEMPO(2，2，6，6-四甲基-1-哌啶氧)自由基催化剂存在下的水性次氯酸钠；铬基试剂，例如，三氧化铬、吡啶二铬酸盐或吡啶氯铬酸盐；和在叔胺的存在下在DMSO中的草酰氯。惰性反应溶剂的实例包括二氯甲烷、EtOAc、甲苯或吡啶。氧化反应通常在约-78℃-约50℃的温度下进行约1-约24小时(例如，约16小时)。这种氧化反应是本领域技术人员公知的，参见，例如，M.Tamaki等的J.Org.Chem.，66，3593(2001)和X-I.Qiu等的J.Org.Chem.，67，7162(2002)。
在示意图4，步骤3中，经保护的酮羧酸(IX)根据以上示意图2中所描述的方法首先与胺(IV)偶联得到(Va)，然后将该化合物(Va)烷基化得到酮(V)。通常，烷基化作用通过如下步骤来实现首先将酮(Va)与例如吡咯烷、哌啶或吗啉的仲胺进行反应形成烯胺，接着采用酰化试剂任选在碱(例如，碳酸钾)的存在下进行处理。通常，该反应在例如苯、甲苯、乙腈或二氧杂环己烷的溶剂中实现。该转化过程是本领域技术人员公知的。参见，例如G.Stork等的J.Am.Chem.Soc.，85，207(1963)；M.W.Holladay等的J.Med.Chem.，34，455(1991)和P.Barraclough等的Tetrahedron，51，4195(1995)。
在示意图4，步骤5中，经保护的酮酯(X)(其中，R表示烷基部分或芳烷基部分)在先前步骤4中所描述的条件下烷基化得到酮酯(XI)。
在示意图4，步骤6中，将酮酯(XI)进行皂化得到相应的羧酸，该羧酸在步骤7中根据以上示意图2的先前描述与适当取代的胺(IV)偶联。通常，皂化步骤通过如下过程来实现将(XI)在碱(例如，氢氧化锂或氢氧化钠)的存在下溶于可水混溶的溶剂(例如，MeOH或EtOH和水)中。皂化反应在合适的温度(例如，约0℃-约100℃，优选室温)下进行合适时间(例如约1-24小时，如约16小时)来实现。
优选地，本发明的药学组合物包括治疗有效量的式(IA)化合物，或其前药，或该化合物或前药的药学上可接受盐，或该化合物、前药或盐的溶剂化物，和药学上可接受载体、媒介物、稀释剂或赋性剂。
更优选地，本发明的药学组合物包括治疗有效量的化合物(3，3-二氟吡咯烷-1-基)-((2S，4S)-4-(4-(嘧啶-2-基)哌嗪-1-基)吡咯烷-2-基)甲酮，或其前药，或所述化合物或前药的药学上可接受盐，所述化合物、前药或盐的溶剂化物和药学上可接受载体、媒介物、稀释剂或赋性剂。
然后，可以各种剂型(例如，片剂、粉末、锭剂、糖浆、可注射溶液等)对患者给予通过组合本发明的化合物和药学上可接受载体、媒介物或稀释剂形成的药学组合物。如果希望的话，这些药学组合物可以包含其它成分，例如，调味剂、粘合剂、赋性剂等。
因此，为了口服目的，包含各种赋性剂(例如，柠檬酸钠、碳酸钙和/或磷酸钙)的片剂可以与各种绷解剂(例如，淀粉、褐藻酸和/或某些复合硅酸盐)，以及粘合剂(例如，聚乙烯基吡咯烷酮、蔗糖、凝胶和/或阿拉伯树胶)一起使用。另外，润滑剂(例如，硬脂酸镁、十二烷基硫酸钠和滑石)通常可用于片剂。类似类型的固体组合物还可以在软填充和硬填充的凝胶胶囊中作为填料。对于这种情况，优选的材料包括乳糖和高分子量的聚乙二醇。当希望水性悬浮液或酏剂用于口服时，其中的活性药物试剂可以与各种甜味剂或调味剂、色素或染料和乳化剂或悬浮剂(如果希望的话)，以及与例如水、乙醇、丙二醇、丙三醇和/或其组合的稀释剂一起组合。
为了非肠道给药，可以采用本发明化合物或组合物在芝麻油或花生油、水性丙二醇中或在经灭菌水性溶液中的溶液。这种水性溶液应当适当缓冲(如果需要的话)并且首先将液体稀释剂用足量的盐或葡萄糖等压。这些特定的水性溶液尤其适用于静脉内、肌肉、皮下和腹膜内给药。在上下文中，所用的灭菌水性介质通过本领域技术人员已知的标准技术容易地得到。
对于鼻内给药或吸入给药，本发明的化合物或组合物通常以溶液或悬浮液的形式由喷雾容器输送(该喷雾容器由患者挤压或抽吸)或作为存在于压力容器或喷雾器中的气雾剂(使用适当的推进剂，例如，二氯二氟甲烷、三氯氟甲烷、二氯四氟乙烷、二氧化碳或其它合适的气体)。在压力气雾剂的情况下，剂量单元可以通过提供一个用于输送计量用量的阀来确定。压力容器或喷雾器可以包含本发明化合物的溶液或悬浮液。可以配制胶囊和药弹(例如，从凝胶中制作)用在吸入器或吹药器中，该胶囊或药弹包含化合物和本发明化合物的粉末混合物和适当的粉末基体(例如，乳糖或淀粉)。
制备具有某用量活性成分的各种药学组合物的方法是公知的或根据这个公开对本领域技术人员是明显的。对于制备药学组合物的方法的实例，参见Remington′s Pharmaceutical Sciences，Mack Publishing Company，Easton，Pa.，19th Edition(1995)。
在另一方面，本发明指药学组合物，该组合物包括治疗有效量的第一种式(I)化合物，其前药或该化合物或前药的药学上可接受盐；第二种化合物，该化合物是选自下述的抗糖尿病试剂，胰岛素和胰岛素类似物、胰岛素促生肤、双胍类降糖药物、α2-拮抗剂和咪唑啉、格列酮类、醛糖还原酶抑制剂、肝糖磷酸化酶抑制剂、山梨醇脱氢酶抑制剂、脂肪酸氧化抑制剂、α-葡糖酐酶抑制剂、β-促动剂、磷酸二酯酶抑制剂、降脂试剂、减肥试剂、钒酸盐和钒配合物和过氧钒配合物、amylin拮抗剂、胰高血糖素拮抗剂、生长素促分泌素、糖质新生抑制剂、生长激素抑制剂类似物、抗脂解试剂、抗糖尿病试剂的前药或抗糖尿病试剂和前药的药学上可接受盐。
在另一方面，本发明指工具包，该工具包包括第一剂型，该剂型包括式(I)化合物，或其前药、该化合物或前药的药学上可接受盐或该化合物、前药或盐的溶剂化物；第二剂型，该剂型包括选自下述物质的抗糖尿病试剂胰岛素和胰岛素类似物、胰岛素促生肤、双胍类降糖药物、α2-拮抗剂和咪唑啉、格列酮类、醛糖还原酶抑制剂、肝糖磷酸化酶抑制剂、山梨醇脱氢酶抑制剂、脂肪酸氧化抑制剂、α-葡糖酐酶抑制剂、β-促动剂、磷酸二酯酶抑制剂、降脂试剂、减肥试剂、钒酸盐和钒配合物和过氧钒配合物、amylin拮抗剂、胰高血糖素拮抗剂、生长素促分泌素、糖质新生抑制剂、生长激素抑制剂类似物、抗脂解试剂、抗糖尿病试剂的前药或抗糖尿病试剂和前药的药学上可接受盐和包含所述第一剂型(a)和所述第二剂型(b)的容器。
在工具包的优选实施方案中，第一剂型和第二剂型独立地包括药学可接受载体或稀释剂。
在另一方面中，本发明涉及抑制二肽基肽酶IV的治疗方法，该方法包括给予需要这种治疗的所述哺乳动物治疗有效量的式(I)化合物，或其前药、或该化合物或前药的药学上可接受盐，或该化合物、前药或盐的溶剂化物，上述试剂可以单独给予或与上述抗糖尿病试剂组合给予。
在另一方面，本发明涉及治疗由二肽基肽酶-IV抑制作用介导的病症的方法，所述方法包括给予需要这种治疗的所述哺乳动物治疗有效量的式(I)化合物，或其前药、或所述化合物或前药的药学上可接受盐，或所述化合物、前药或盐的溶剂化物，上述试剂可以单独给予或与上述抗糖尿病试剂组合给予。
在一个实施方式中，所述被治疗的病症是2型糖尿病、1型糖尿病、葡萄糖耐量受损、高血糖症、代谢综合症(综合症X和/或胰岛素抵抗综合症)、糖尿、代谢性酸中毒、关节炎、白内障、糖尿病性神经病、糖尿病性肾病、糖尿病性视网膜病、糖尿病性心肌病、肥胖症、由肥胖加剧的病症、高血压、高脂血症、动脉粥样硬化症、骨质疏松症、骨质减少、脆弱、骨质流失、骨折、急性冠脉综合症、由生长激素缺乏引起的矮小、由多囊卵巢综合症引起的不育、焦虑症、抑郁症、失眠、慢性疲劳、癫痫症、饮食性失调、慢性疼痛、酒精上瘾、与肠运动相关的疾病、溃疡、肠易激综合症、炎症性肠病；短肠综合症；和预防2型糖尿病中的疾病发展。
在优选的实施方式中，所述被治疗的病症是2型糖尿病。
在另一方面，本发明涉及一种鉴别用于糖尿病的胰岛素促分泌素试剂的方法，该方法包括，将式(I)试剂给予被禁食具有糖尿病症状的KK/H1J小鼠；评估小鼠对后来的口服葡萄糖的反应，其中，如果所述小鼠证明症状改善了，则鉴别所述试剂可用于治疗2型糖尿病、1型糖尿病、葡萄糖耐量受损、高血糖症、代谢综合症(综合症X和/或胰岛素抵抗综合症)、糖尿、代谢性酸中毒、关节炎、白内障、糖尿病性神经病、糖尿病性肾病、糖尿病性视网膜病、糖尿病性心肌病、肥胖症、由肥胖加剧的病症、高血压、高脂血症、动脉粥样硬化症、骨质疏松症、骨质减少、脆弱、骨质流失、骨折、急性冠脉综合症、由生长激素缺乏引起的矮小、由多囊卵巢综合症引起的不育、焦虑症、抑郁症、失眠、慢性疲劳、癫痫症、饮食性失调、慢性疼痛、酒精上瘾、与肠运动相关的疾病、溃疡、肠易激综合症、炎症性肠病；短肠综合症；和预防2型糖尿病中的疾病发展。
本发明还涉及用于治疗或预防哺乳动物(包括人类)中上述病症的治疗方法，其中，给予本发明的式(I)化合物作为适当剂型方案的一部分以得到治疗效果。适当的剂型方案、给予每种剂型的剂量和化合物的每个剂量的间隔取决于所使用的本发明的式(I)化合物，所用药学组合物的类型、所治疗的对象的特征和病症的严重程度。
一般而言，本发明化合物的有效剂量为0.01mg/kg/天-30mg/kg/天，优选为0.01mg/kg/天-5mg/kg/天活性化合物(以单一剂量或分次剂量使用)然而，根据所治疗的对象的病症，必需进行剂量的各种变化。在任何情况下，对个体对象所需的适当剂量的确定由相关人员分别进行。技术人员将理解到“kg”指以千克计的患者的体重。
本发明的化合物或组合物可以以单一(例如，每日一次)或多剂量服用或通过恒定灌输。本发明的化合物还可以单独或与药学可接受的载体、媒介物或稀释剂组合以单一剂量或多剂量形式服用。合适的药学载体、媒介物和稀释剂包括惰性固体稀释剂或填料、灭菌水溶液和各种有机溶剂。
本发明的化合物或组合物可以通过各种传统的服用方式(包括，口服和非肠道服用(例如，静脉内、皮下和腹膜内))给予需要治疗的对象。另外，本发明的药学组合物可以鼻内服用(作为栓剂)或利用快速配方(即，使药物溶解在嘴中而不需用水)服用。
实施例除非另有声明，所有试剂从商业途径得到。
根据W.C.Still等在J.Org.Chem.1978，43，2923中描述的方法进行快速色谱。
制备实验本发明的化合物和中间体通常根据IUPAC(International Union for Pureand Applied Chemistry)推荐的有机化合物命名法和CAS索引规则来命名。
制备方法1叔丁基-(2S)-2-[(3，3-二氟吡咯烷-1-基)羰基]-4-氧代吡咯烷-1-羧酸酯步骤1叔丁基-(2S，4R)-2-[(3，3-二氟吡咯烷-1-基)羰基]-4-羟基吡咯烷-1-羧酸酯将TEA(0.77mL，5.5mmol)加到3，3-二氟吡咯烷盐酸盐(0.79g，5.5mmol；Synlett，55(1995))的10mL二氯甲烷悬浮液中。在5分钟后，加入(4R)-1-(叔-丁氧基羰基)-4-羟基-L-脯氨酸(1.16g，5mmol)、HOBt(0.74g，5.5mmol)和EDC(1.05g，5.5mmol)。在将反应混合物搅拌整夜后，将混合物依次用碳酸氢钠和盐水洗涤，用硫酸镁干燥、过滤并浓缩。将残余物通过色谱(BiotageFlash 40S(A Dynax Corp.；Charlottesville，VA)，9∶1二氯甲烷∶甲醇)纯化得到1.07g浅粉色泡沫。通过将水层重复用二氯甲烷萃取得到额外产物(0.26g)，总产量为1.33g(83％)。MS m/z 321(MH+)。
步骤2将DMSO(0.57mL，8mmol)的3mL二氯甲烷溶液在-65℃下滴加到草酰氯(0.38mL，4.4mmol)的10ml二氯甲烷溶液中。在5分钟后，加入步骤1产物(1.28g，4mmol)的20ml二氯甲烷溶液。在15分钟后，加入TEA(2.79mL，20mmol)。将反应混合物温热到室温。在2hr后，将混合物倒入冰中。将有机层分离、依次用10％NaHCO3溶液和盐水洗涤，干燥(MgSO4)并浓缩。将残余物用色谱(BiotageFlash 40S，95∶5二氯甲烷∶MeOH)纯化得到765mg标题化合物。MS m/z 319(MH+)。
可替换地，叔丁基-(2S)-2-[(3，3-二氟吡咯烷-1-基)羰基]-4-氧代吡咯烷-1-羧酸酯可以根据以下过程来制备。
将1-(叔丁氧基羰基)-4-氧代-L-脯氨酸(6.88g，30mmol)、HOBt(4.46g，33mmol)、EDC(6.326g，33mmol)和3，3-二氟吡咯烷盐酸盐(4.52g，31.5mmol)溶于100mL二氯甲烷中并在加入TEA(84mL，60mmol)以前，将反应混合物冷却到0℃。然后，将反应混合物温热到室温。在搅拌整夜后，加入饱和的碳酸氢钠(100mL)并用二氯甲烷萃取水层。将合并的有机层用盐水洗涤、用硫酸镁干燥、过滤并浓缩。将残余物用色谱(BiotageFlash 40M，用1∶10二氯甲烷∶己烷洗脱)纯化得到7.85g(产率82％)标题化合物。MS(EI)m/z 319.3(MH+)。
制备方法2叔丁基(2S)-2-{[(3R*，4S*)-3，4-二氟吡咯烷-1-基]羰基}-4-氧代吡咯烷-1-羧酸酯步骤1叔丁基(2S，4R)-2-{[(3R*，4S*)-3，4-二氟吡咯烷-1-基]羰基}-4-羟基吡咯烷-1-羧酸酯将(4R)-1-(叔-丁氧基羰基)-4-羟基-L-脯氨酸(2.31g，10mmol)采用(3R，4S)-rel-3，4-二氟吡咯烷盐酸盐(1.44g，10mmol，制备方法4)以制备方法1步骤1中所描述的类似方式进行偶联得到2.15g(67％)灰白色泡沫状标题产物。MS m/z 321(MH+)。
步骤2将步骤1的产物(1.97g，6.15mmol)以制备方法1步骤2所描述的类似方式氧化得到0.74g(38％)浅黄色固体状标题化合物。MS m/z 319(MH+)。
制备方法3(4S)-1-(叔-丁氧基羰基)-4-(4-嘧啶-2-基哌嗪-1-基)-L-脯氨酸将1-(叔-丁氧基羰基)-4-氧代-L-脯氨酸(1.0g，4.4mmol)、2-哌嗪-1-基嘧啶(0.73g，4.4mmol)和乙酸(275μL，4.6mmol)溶于20mL无水1，2-二氯乙烷中，并加入三乙酸基硼氢化钠(1.85g，8.7mmol)。在RT下搅拌24小时后，将反应混合物用饱和NaHCO3猝灭。通过添加固体NaHCO3和浓HCl，将pH调节到pH7，将混合物用二氯甲烷萃取，用MgSO4干燥、过滤并浓缩得到1.0g(61％)对于进一步使用足够纯的粗制材料。MSm/z 378(MH+)。
制备方法4(3R，4S)-rel-3，4-二氟-吡咯烷盐酸盐步骤12，5-二氢-吡咯-1-羧酸苄酯将3-吡咯啉(10g，0.145mol)加到碳酸氢钠(14g，0.17mol)的甲苯(100mL)浆液中。将混合物冷却到0℃并逐滴加入氯甲酸苄酯(23mL，0.16mol)。在搅拌整夜后，将溶液用二氯甲烷稀释，用冷水和盐水洗涤，用硫酸镁干燥并浓缩得到浅黄色油(真空蒸馏)。Bp 119-126℃(0.32mm)。
步骤26-氧杂-3-氮杂-双环[3.1.0]己烷-3-羧酸苄酯将步骤1的标题化合物(3.0g，15mmol)溶于包含四乙酸乙二胺二钠盐二水合物(11mg，0.03mmol)的乙腈(100mL)和水(70mL)的混合物中。将该溶液冷却到0℃，并在10分钟内加入1，1，1-三氟乙酮(14.5mL，160mmol)。将过氧一硫酸钾(45g，74mmol)在40分钟内分批加入同时通过添加碳酸氢钠维持pH为7。将混合物在0℃下搅拌1.5hr，然后倒入水中并用二氯甲烷萃取。将合并的萃取物用硫酸镁干燥并浓缩得到无色油(3.45g，100％)。
步骤3(3RS，4RS)-3-氟-4-羟基-吡咯烷-1-羧酸苄酯将TEA三氢氟化物(1.95mL，12mmol)和步骤2的标题化合物(2.62g，12mmol)的混合物加热到155℃3小时，冷却并在水和二氯甲烷之间分配。将水相用二氯甲烷再次萃取，并将合并的有机萃取物用盐水洗涤，用硫酸镁干燥并浓缩。将残余物用快速色谱(二氯甲烷中的1％甲醇)纯化得到苍白色油状标题化合物(1.14g，40％)。
步骤4(3R，4S)-rel-3，4-二氟-吡咯烷-1-羧酸苄酯将步骤3的标题化合物的二氯甲烷(15mL)溶液冷却到-50℃并加入[二(2-甲氧基乙基)氨基]硫三氟化物(1.3mL，6.9mmol)。将溶液温热到室温18hr，然后在水和EtOAc之间分配。将水相用EtOAc再次萃取并将合并的有机萃取物用盐水洗涤，用硫酸镁干燥并浓缩。将残余物用快速色谱(二氯甲烷)纯化得到棕色油状产物(1.14g，40％)。
步骤5将步骤4的标题化合物(675mg，2.8mmol)的乙醇(10mL)(含10％Pd/C(200mg))溶液在40psi的Parr装置中氢化18hr。将溶液通过硅藻土过滤并将滤液浓缩至干燥，剩余黄色固体(400mg，100％)。
制备方法5(S)-2-(3-氟-氮杂环丁烷-1-羰基)-4-氧代-吡咯烷-1-羧酸叔丁酯步骤1二苯甲基-3-氟-氮杂环丁烷盐酸盐将1-二苯甲基-氮杂环丁-3-醇(5.0g，20.9mmol)溶于50mL苯中，将溶液冷却到15℃，并逐滴加入(二乙基氨基)硫三氟化物(10.1g，62.7mmol)。在室温下搅拌整夜后，加入饱和的碳酸氢钠。将混合物用EtOAc萃取，用硫酸镁干燥、过滤并浓缩。将残余物用色谱(Biotage40S，10％EtOAc/己烷)纯化。将产物溶于EtOAc中，用HCl(15mL，在醚中为2N)处理，短暂加热并浓缩。将固体用醚研磨、过滤并干燥得到2.58g标题化合物。MS m/z 242.3(MH+)。
步骤23-氟-氮杂环丁烷盐酸盐将步骤1产物(2.58g，9.3mmol)的30mL(包含10％Pd/C(0.38g))甲醇溶液在30-50psiParr装置中氢化60hr。将溶液通过硅藻土过滤并将滤液浓缩至干燥。将固体由MeOH/EtOAc重结晶得到0.62g(60％)标题化合物。
步骤3将N-叔-Boc-4-氧代-L-脯氨酸(917mg，4mmol)、步骤2的标题化合物(446mg，4mmol)和HATU(1.673g，4.4mmol)在氮气氛下在无水二氯甲烷中混合。在添加DIEA(1.4mL，8mmol)以前，将该溶液在冰浴中冷却至0℃。将反应混合物温热到室温并搅拌整夜。加入饱和的碳酸氢钠，将各相分离并将水相用二氯甲烷萃取。将合并的有机部分用盐水洗涤，用硫酸镁干燥。将粗制产物(2.11g)用色谱(BiotageFlash 40S，95∶5EtOAc∶MeOH)纯化得到浅粉色泡沫状标题产物(1.06g，92％)。MSm/z 287.3(MH+)。
制备方法6(S)-2-((S)-3-氟-吡各烷-1-羰基)-4-氧代-吡咯烷-1-羧酸叔丁酯将N-叔-Boc-4-氧代-L-脯氨酸(2.29g，10mmol)、(S)-3-氟吡咯烷盐酸盐(1.38g，11mmol)和TEA(2.09mL，15mmol)在氮气氛下在无水二氯甲烷(30mL)中混合。加入HOBT(2.03g，15mmol)，在添加EDC(2.10，11mmol)以前，将该溶液在冰浴中冷却至0℃。将反应混合物加热到室温并搅拌整夜。将混合物用饱和的碳酸氢钠和盐水洗涤并用硫酸镁干燥。将粗制产物(3.15g)由己烷∶EtOAc(2∶1)重结晶得到浅黄色针状标题化合物(2.18g，73％)。MS m/z 301.3(MH+)。
制备方法7(2S，4S)-2-(3，3-二氟-吡咯烷-1-羰基)-4-哌嗪-1-基-吡咯烷-1-羧酸叔丁酯步骤14-[(3S，5S)-1-叔-丁氧基羰基-5-(3，3-二氟-吡咯烷-1-羰基)-吡咯烷-3-基]-哌嗪-1-羧酸苄酯将AcOH(0.3mL，1.05当量)加到制备方法1的标题化合物(1.59g，5mmol)和1-(苄氧基羰基)哌嗪(1.21g，5.5mmol)的1，2-二氯甲烷(20mL)溶液中，接着加入三乙酸基硼氢化钠(2.119g，10mmol)。将反应混合物在RT下搅拌4hr。加入饱和碳酸氢钠并将产物用二氯甲烷萃取。将有机相用盐水洗涤并用硫酸镁干燥。在蒸发后，将粗制产物(2.28g黄色泡沫)用快速色谱(利用EtOAc洗脱)纯化得到白色泡沫状标题化合物(1.28g，49％)。MS m/z 523.3(MH+)。
步骤2将步骤1的产物(1g，1.91mmol)溶于EtOH(50mL)中，并小心加入10％Pd/C(1g，1当量w/w)，接着加入1，4-环己二烯(1.81mL，10当量)。将混合物在带有紧盖的烧瓶中，在RT下轻轻搅拌整夜。将反应混合物通过硅藻土过滤并浓缩得到黄色半固体状产物(758mg，100％)。MSm/z 389.4(MH+)。
制备方法8(S)-2-(3，3-二氟-氮杂环丁烷-1-羰基)-4-氧代-吡咯烷-1-羧酸叔丁酯将N-叔-BOC-4-氧代-L-脯氨酸(458mg，2mmol)、3，3-二氟氮杂环丁烷盐酸盐(258mg，2mmol)(根据WO 2000/47582中所描述的方法制备)和DIPEA(0.35mL，2mmol)混入无水二氯甲烷(10mL)中并冷却到0℃。然而一次性加入HOBT(405mg，3mmol)，接着加入EDC盐酸盐(422mg，2.2mmol)。将所得混合物温热到室温并搅拌整夜。加入饱和碳酸氢钠，将有机层分离并将水相用二氯甲烷萃取。将合并的有机萃取物用盐水洗涤两次，用硫酸镁干燥、过滤并浓缩。将粗制产物(570mg)用己烷∶二氯甲烷(10∶1)研磨、过滤并在真空烘箱中干燥得到510mg(产率84％)的浅桔色粉末状标题产物。MS(m/z)305.1(MH+)。
制备方法9(2S，4S)-4-氟-吡咯烷-2-腈盐酸盐步骤1(2S，4S)-4-氟-吡咯烷-1，2-二羧酸2-叔-丁酯1-(2，5-二氧代-吡咯烷-1-基)酯将N-羟基琥珀酰亚胺(380mg，3.3mmol)在0℃下一次性加到N-叔-BOC-顺式-4-氟-L-脯氨酸(700mg，3mmol)的无水DMF(8mL)溶液中，接着按小份加入1，3-二异丙基碳二亚胺(391mg，3.1mmol)。将反应混合物温热到室温并搅拌整夜。将混合物用100mL水稀释，将沉淀收集起来，用冷水洗涤并在真空烘箱中干燥整夜。直接使用产物(1.093g)而不需进一步纯化。MS m/z 331.3(MH+)。
步骤2(2S，4S)-2-氨基甲酰基-4-氟-吡咯烷-1-羧酸叔丁酯将步骤1的标题化合物(1.03g，3.12mmol)在RT下溶于二氧杂环己烷(12mL)中，并将溶液用浓的氢氧化铵水溶液(10mmol)逐滴进行处理。将所得浓溶液在RT下搅拌3hr，然后用6N HCl酸化至pH为4-5，并用二氯甲烷(2×)萃取。将合并的萃取物用饱和碳酸氢钠和盐水洗涤，用硫酸镁干燥、过滤并浓缩得到562mg(产率78％)清澈的油。MSm/z 233.3(MH+)。
步骤3(2S，4S)-2-氰基-4-氟-吡咯烷-1-羧酸叔丁酯将TFAA的2mL二氯甲烷溶液在氮气氛下加入在0℃的步骤2的标题化合物(550mg，2.37mmol)和干燥吡啶(0.4mL，2当量)的无水二氯甲烷(15mL)溶液中。将该溶液在0℃下搅拌2hr，然后在RT下1hr。将反应混合物用饱和碳酸氢钠水溶液和盐水洗涤，用硫酸镁干燥、过滤并浓缩。将残余物用快速色谱在硅胶上纯化得到458mg(产率90％)油，该油静置凝固。MS m/z 215.3(MH+)。
步骤4将步骤3的标题化合物(400mg)溶于干燥乙腈(8mL)中并将0.5mL的4N HCl二氧杂环己烷溶液在氮气氛下加入。将所得溶液在RT下搅拌整夜并将所形成的白色沉淀物过滤并在真空烘箱中干燥得到128mg(产率46％)标题化合物。MS m/z 115.1(MH+)。从滤液中可以得到额外的产物。
制备方法10(2S)-4，4-二氟-吡咯烷-2-腈盐酸盐步骤1N-叔-BOC-4，4-二氟吡咯烷-2-腈将TFAA(252mg，1.2当量)的1mL二氯甲烷溶液加入在0℃的N-叔-BOC-4，4-二氟吡咯烷-L-脯氨酸酰胺(250mg，1mmol)和干燥吡啶(97μL，1.2当量)的无水二氯甲烷溶液中。将该溶液加热到室温并搅拌36hr。将反应混合物用饱和氯化铵猝灭，将有机相依次用1N HCl、饱和碳酸氢钠和盐水洗涤，用硫酸镁干燥、过滤并浓缩得到252mg白色半固体。MSm/z 233.1(MH+)。
步骤2将步骤1的标题化合物(245mg)溶于干燥的乙腈(10mL)中，并加入0.5mL的4N HCl。将所得溶液在RT下搅拌5hr并将溶剂除去。将残余物用EtOAc研磨，将固体过滤，然后在高真空下干燥得到105(产率59％)白色固体状标题化合物。MS m/z 133.2(MH+)。
式(I)化合物，其立体异构体和该化合物和立体异构体的药学上可接受盐可以根据以下实施例制备。本发明的游离碱化合物可以由它们的盐通过例如在此处实施例113中所公开的传统方式得到。
实施例1((2S，4S)-4-(4-(3-(三氟甲基)苯基)哌嗪-1-基)吡咯烷-2-基)-(3，3-二氟吡咯烷-1-基)-甲酮二盐酸盐步骤1(2S，4S)-2-[(3，3-二氟吡咯烷-1-基)羰基]-4-{4-[3-(三氟甲基)苯基]哌嗪-1-基}吡咯烷-1-羧酸叔丁酯将制备方法1的标题化合物(96mg，0.3mmol)、1-[3-(三氟甲基)苯基]哌嗪(70mg，0.3mmol)和AcOH(18μL，0.3mmol)溶于8mL无水1，2-二氯乙烷中。加入三乙酸基硼氢化钠(127mg，0.6mmol)。在RT下搅拌反应混合物3hr后，将反应混合物用饱和碳酸氢钠猝灭，用EtOAc萃取，用盐水洗涤，用硫酸镁干燥、过滤并浓缩。将粗制材料用色谱(BiotageFlash 40S，95∶5二氯甲烷∶MeOH)纯化得到126mg(79％)白色泡沫状标题化合物。MS m/z 533(MH+)。
步骤2将步骤1的产物(120mg，0.225mmol)用4N HCl的二氧杂环己烷(5mL)进行处理。在RT下2hr后，将混合物浓缩至干燥，用醚研磨，过滤并真空干燥得到92mg白色固体状标题化合物。MS m/z 433(MH+)。
使用适当的原料，以与实施例1所描述的类似方式制备出了实施例2-112化合物的盐酸盐(在以下表1中公开)。
表1
实施例113(3，3-二氟吡咯烷-1-基)-((2S，4S)-4-(4-(嘧啶-2-基)哌嗪-1-基)吡咯烷-2-基)-甲酮
步骤1(S)-2-(3，3-二氟-吡咯烷-1-羰基)-4-氧代-吡咯烷-1-羧酸叔丁酯将(S)-4-氧代-吡咯烷-1，2-二羧酸1-叔丁酯(6.6kg，1.0当量)加入反应器中，接着加入二氯甲烷(15体积)。将反应混合物冷却到0℃。将三乙胺(4.82升，1.2当量)在30分钟内加入。在三乙胺添加末期，该混合物由悬浮液变成清澈溶液。将混合物保持在0℃-5℃10分钟。缓慢加入新戊酰氯(3.65kg，1.05当量)同时将反应温度保持在0℃-5℃。该反应混合物又变成浆液。在0℃-5℃下保持1小时后，取样该反应混合物用于完成HPLC(利用二乙胺到其衍生物)。将3，3-二氟-吡咯烷盐酸盐(4.13kg，1.0当量)在-10℃-0℃下在10分钟内加到上述混合物中。将三乙胺(4.0升，1.0当量)在-10℃-0℃下在70分钟内缓缓引入。在完成三乙胺添加后，将混合物在0-5℃下搅拌1h。通过HPLC试验确定完成该反应(～1％原料)。将反应混合物在0℃-5℃下用水(10体积)猝灭。将混合物加热到20℃-25℃。将各层分离，并将有机层用0.5M HCl(5体积)洗涤。将有机层用组合的5％NaHCO3(2体积)和半饱和的盐水溶液(1.64M，3体积)再次洗涤。将有机溶液在大气压下浓缩至可低搅拌的体积(约20升)。加入乙酸乙酯(12.6体积，82.8升)，将溶液在大气压下浓缩至～6体积。将混合物在60℃-65℃下保持2小时并冷却到室温3小时。将混合物在20℃-25℃下保持8小时。加入庚烷(8体积)并将混合物成粒最少2小时。将固体过滤，用2∶1庚烷/乙酸乙酯(1体积)冲洗并在25℃-35℃下在盘式干燥器中干燥最少12小时。产量7.26kg，79％。HPLC纯度99.7％。将母液(86升)在65℃-70℃下在部分真空条件下浓缩至12升。将混合物冷却到60℃-65℃。将乙酸乙酯(4.0升)在15分钟内缓缓加入。将混合物在2小时内冷却至20℃-25℃并在该温度保持至少2小时。将固体过滤并用庚烷/乙酸乙酯(3∶1v/v，1.7升)冲洗。在35℃-45℃下在盘式干燥器中干燥12小时得到435克产物。HPLC纯度96.4％。
步骤2(2S，4S)-2-(3，3-二氟-吡咯烷-1-羰基)-4-(4-嘧啶-2-基-哌嗪-1-其)-吡咯烷-1-羧酸叔丁酯将THF(20体积)、2-哌嗪-1-基-嘧啶(2.17kg，1.05当量)和步骤1的产物(4.00kg，1.0当量)加到反应器中。将混合物保持在20℃-25℃直到所有材料在30分钟内溶解。加入乙酸(0.792kg，1.05当量)。将混合物搅拌1小时，在此期间，反应混合物变浑浊。将反应混合物回流30分钟，然后在60℃-70℃下浓缩直到在馏出头观察到66.9℃的稳定温度，这表明水从体系中完全除去。如果必要的话，加入更多THF。在结束时，加入THF以使反应器中的总体积为15体积极限量试剂。将反应混合物冷却到-3℃-7℃并取样用于通过HPLC完成亚胺的形成(利用三乙酸基硼氢化钠以还原亚胺)。将三乙酸基硼氢化钠(5.33kg，2.0当量)在-5℃-15℃分批加到悬浮液中。将反应混合物加热到20℃-25℃并保持12小时。HPLC结果证实该反应完了99.8％。加入碳酸氢钠水溶液(10％w/w，10体积)。将该浆液在30℃-60℃下在部分真空条件下浓缩以除去10体积THF。在悬浮液冷却到20℃-25℃以后，将乙酸乙酯(10体积)加到悬浮液中。将有机相分离并通过HPLC检查水相。水相中包含小于2％的产物。将有机相用水(5体积)、饱和盐水溶液(5体积)洗涤并在45℃-50℃下在部分真空条件下浓缩至小体积(2体积)。将庚烷(10体积)在45℃-50℃下30分钟内加到浆液中。将混合物冷却至20℃-25℃并成粒2小时。将固体通过过滤收集，用庚烷(2体积)冲洗。在35℃-45℃下在盘式干燥器中干燥12小时得到5.35kg(91.3％)产物。
步骤3(3，3-二氟-吡咯烷-1-基)-[(2S，4S)-4-(4-嘧啶-2-基-哌嗪-1-基)-吡咯烷-2-基]-甲酮将水(19升，2体积)加到反应器中，接着加入步骤2的产物(9.57kg，1.0当量)。将浓缩的HCl(37wt％在水中，19.1升，2体积)在20℃-30℃下在4小时内缓缓加入浆液中。。在加入12升HCl后，浆液变成溶液。在添加完成后，该反应通过HPLC试验来确定完成。将反应混合物冷却到5℃-15℃。将50％NaOH水溶液缓缓加到混合物中并搅拌到pH为10-11。在中和期间，该pH用pH计监测。所添加的50％NaOH的总体积为12.45升。将混合物加热到20℃-25℃并用乙酸乙酯萃取两次(分别为115升，12体积和57升，6体积)。将在第二次萃取后的水层的样品通过HPLC分析，结果表明在水性溶液中仅有1％产物。将有机层合并并用硫酸镁(5kg)处理1小时。将混合物过滤。将滤饼用乙酸乙酯(10升)冲洗。将滤液通过0.2微米的用于无尘操作(speck free operation)的在线过滤器加回到反应中。(以下操作在无尘条件下进行)。将溶液在50℃-60℃下在部分真空条件下浓缩至20升(2体积)。将混合物在30分钟内冷却至20℃-25℃。在冷却到室温时，出现了结晶。将混合物保持30分钟。将己烷(20升，2体积)在1小时缓缓加入。将混合物成粒2小时。将固体产物通过过滤收集并用己烷/乙酸乙酯(10升，1∶1v/v)冲洗。将过滤器用氮气吹干最少2小时。将产物在44℃下在盘式干燥器中干燥12小时。产量5.7kg，75.9％。m.p.156℃。MS m/z 367(MH+)。1H NMR(400MHz，D2O)δ8.15(d，2H，J＝5.0Hz，嘧啶的CH)，6.55(t，1H，J＝4.8Hz，嘧啶的CH)，3.87-3.81(dd，1H，脯氨酸的H2b)，3.78-3.50(m，4H，吡咯烷的N-CH2)，3.55-3.40(m，4H，哌嗪的N-CH2)，2.97(dd，1H，J＝10.2，6.6Hz，脯氨酸的H5a)，2.85-2.75(m，1H，脯氨酸的H4b)，2.69(dd，1H，J＝10.0，9.1Hz，脯氨酸的H5b)，2.55-2.20(m，7H，重叠的哌嗪N-CH2，吡咯烷的CH2和脯氨酸的H3b)，1.47-1.38(m，1H，脯氨酸的H3a)。
可替换地，标题化合物的二盐酸盐根据实施例1的方法制备。
实施例114{(2S，4S)-[4-(4-嘧啶-2-基-哌嗪-1-基)-吡咯烷-2-基]}-(3，3，4，4-四氟-吡咯烷-1-基)-甲酮二盐酸盐步骤1(2S，4S)-4-(4-嘧啶-2-基哌嗪-1-基)-2-[(3，3，4，4-四氟吡咯烷-1-基)羰基]吡咯烷-1-羧酸叔丁酯将DIPEA(261mL，1.5mmol)滴加到制备方法3的标题化合物(114mg，0.3mmol)、HATU(128mg，0.33mmol)和3，3，4，4-四氟吡咯烷盐酸盐(54mg，0.3mmol)的5mL二氯甲烷悬浮液中。在搅拌整夜后，加入饱和碳酸氢钠，将混合物用二氯甲烷萃取，将萃取物用硫酸镁干燥并浓缩。将残余物用色谱(BiotageFlash 40S，EtOAc)纯化得到标题化合物。MS m/z503(MH+)。
步骤2将步骤1产物的EtOAc/MeOH溶液用4M HCl在二氧杂环己烷(约5mL)中进行处理。在18hr后，将溶剂除去并将残余物在己腈中吸收并浓缩。将固体在己烷中吸收、过滤并干燥得到50mg(33％，两步)标题化合物。MS m/z 403(MH+)。
采用适当的原料，以与实施例114所描述的类似方式制备出了实施例115-122化合物的盐酸盐(在以下表2中公开)。
表2
实施例124((2S，3R，4S)-4-(4-(3-(三氟甲基)吡啶-2-基)哌嗪-1-基)-3-甲基吡咯烷-2-基)(3，3-二氟吡咯烷-1-基)甲酮二盐酸盐步骤1将制备方法1的标题化合物(5.6g，20mmol)溶于包含4分子筛(7.9g)的苯(50mL)中并用吡咯烷(2.0mL，24mmol)进行处理。将溶液过滤并浓缩至干燥，留下桔色泡沫(7.0g，产率100％)。
步骤2将步骤1产物(7.0g，20mmol)的乙腈(100mL)溶液加到压碎的碳酸钾(5.2g，38mmol)中，并用碘化甲烷(1.5mL，24mmol)进行处理。将混合物加热到90℃16小时，冷却到RT并浓缩。将残余物在氯仿(150mL)中吸收并加入AcOH(5mL)和水(45mL)的混合物。在RT下三小时后，将各层分离，将水层用氯仿(3×25mL)萃取并将合并的有机相用饱和的碳酸氢钠(2×25mL)和盐水洗涤并浓缩至棕色油。将该油溶于醚(75mL)中，过滤并浓缩至浅棕色固体(0.97g，产率16％)。
步骤3将氰基硼氢化钠(21mg，0.28mmol)加到步骤2的产物(74mg，0.25mmol)、1-(3-三氟甲基)吡啶-2-基-哌嗪(63mg，0.28mmol)、AcOH(16μL)和乙酸钠(23mg，0.28mmol)的MeOH(1mL)的混合物中。将混合物在室温下搅拌65小时然后浓缩。将残余物在EtOAc(20mL)中吸收并将溶液用1N氢氧化钠(2×3mL)和盐水(5mL)洗涤，用硫酸镁干燥并浓缩至干燥。将残余物通过制备HPLC(Shimadzu，Columbia，MD；30×50cm Waters-XterraC18柱-Waters Instrument Co.，Milford，MA；具有0.1％氢氧化铵的15％乙腈以30mL/min的梯度10分钟)纯化得到无色固体(35.7mg，产率26％)。
步骤4将HCl(4M)的二氧杂环己烷(0.5mL)溶液加到步骤3的产物(35mg，0.064mmol)的乙腈(1mL)溶液中。在16hr后，将混合物浓缩至干燥并将残余物用醚(2mL)研磨。得到固体状标题化合物(32mg，产率96％)。MS m/z 448.4(MH+)。
采用适当的原料，以与实施例124所描述的类似方式制备出了实施例125-127化合物的盐酸盐(在以下表3中公开)。
表3
实施例128(2，4-二氟-苯基)-{4-[(3S，5S)-5-(3，3-二氟-吡咯烷-1-羰基)-吡咯烷-3-基]-哌嗪-1-基}-甲酮二盐酸盐步骤1(2S，4S)-4-[4-(2，4-二氟-苯甲酰基)-哌嗪-1-基]-2-(3，3-二氟-吡咯烷-1-羰基)-吡咯烷-1-羧酸叔丁酯将制备方法7的标题化合物(97mg，0.25mmol)、2，4-二氟苯甲酸(40mg，0.25mmol)和HATU(95mg，0.3mmol)在氮气氛下在无水二氯甲烷中混合并在添加DIEA(32mg，45μL，0.3mmol)以前，在冰浴中冷却到0℃。将反应混合物温热到室温并搅拌过夜。将反应采用饱和碳酸氢钠猝灭并将水层用二氯甲烷萃取。将合并的萃取物用盐水洗涤并用硫酸镁干燥。将粗制的产物用快速色谱利用二氯甲烷∶MeOH(95∶5)纯化得到白色粉末状最终产物。MS m/z 529.4(MH+)。
步骤2将步骤1产物(120mg)的乙腈溶液用4N HCl的二氧杂环己烷(1mL)容易进行处理。将反应混合物在RT下搅拌整夜并蒸发。将残余物溶于水中、过滤并冻干整夜得到白色粉末状标题产物(110mg，96％)。MS m/z 429.2(MH+)。
采用适当的原料，以与实施例128所描述的类似方式制备出了实施例129-133化合物的盐酸盐(在以下表4中公开)。
表4
生物学方法式(I)化合物、其前药和立体异构体和该化合物、前药和立体异构体的药学可接受盐在治疗或预防以上所列举的在哺乳动物中的病症中的用途可以以相关领域普通技术人员所公知的普通试验方法来证明，这些试验方法包括以下所描述的体内和体外试验。这些试验还提供了一种方法，通过这个方法，可以比较式(I)化合物、其前药和立体异构体和该化合物、前药和立体异构体的药学上可接受盐的活性和其它化合物的活性。
对于DPP-IV抑制作用的体外试验通过以下试验可以在体外证明DPP-IV抑制作用，该试验是从Scharpe等在A.Clin.Chem.，2299(1988)中和Lodja，Z.在Czechoslovak Medicine，181(1988)中的方法修改而来。将150μL酶培养基溶液吸入聚苯乙烯96孔盘的微量测试孔中并维持在4℃。该酶培养基溶液包括在50mM pH为7.3的Tris试验缓冲液中的50μM Gly-Pro-4-甲氧基-β-萘酰胺盐酸盐，该缓冲液包含0.1M氯化钠、0.1％(v/v)Triton和50μU/mL DPP-IV(MPBiomedicals，Livermore，CA；DPP-IV 5mU/mL stock)。每孔中加入5μL式(I)化合物，使每孔中式(I)化合物的最终浓度为3μM-10μM。
对照在四个(4)孔中没有加入酶(作为空白试剂)。将5μL的3mM Diprotin A(Bachem Bioscience，Inc.；King of Prussia，PA)加到这四个孔中作为阳性对照，提供的DiprotinA的最终浓度为100μM。将5μL蒸馏水加到这四个孔中以测量总的酶活性(即，阴性对照)(没有任何式(I)化合物的影响)。
将全部试验在37℃下培养整夜(14-18小时)。该反应通过将10μL Fast Blue B溶液(0.5mg/mLFast Blue B，在包含0.1M pH为4.2的乙酸钠和10％(v/v)Triton X-100的缓冲液中)加到每个孔中，接着在室温下摇动约5分钟来猝灭。该盘可以在Spectramax分光光度仪(MolecularDevices；Sunnyvale，CA)或等同装置上分析(最大吸收为525nm)。化合物的IC50数据可以通过测量化合物浓度为10nM-3μM时的DPP-IV的活性得到。
对于降低葡萄糖的体内试验DPP-IV抑制剂(包括式(I)化合物)的降低葡萄糖作用可以在4-6周大的KK/H1J小鼠内根据口服葡萄糖耐量测试来阐明。
至少自从二十世纪30年代，口服葡萄糖耐量测试(OGTT)已经用在人类中，该方法由Pincus等在et al.，Am.J.Med.Sci.，782(1934)中描述并且通常用在人类糖尿病的诊断中，但该方法未用于评估在病人中治疗试剂的疗效。
KK小鼠用于评估(i)格列酮类(Fujita等的Diabetes，804(1983)；Fujiwara等的Diabetes，1549(1988)；和Izumi等的Biopharm Drug.Dispos.，247(1997))；(ii)甲福明二甲双胍(Reddi等的Diabet.Metabol.，44(1993))；(iii)葡糖酐酶抑制剂(Hamada等的Jap.Pharmacol.Ther.，17(1988)和Matsuo等的Am.J.Clin.Nutr.，314S(1992))和(iv)磺酰脲的外胰腺作用(Kameda等的Arzneim.Forsch./Drug Res.，39044(1982)和Muller等的Horm.Metabl.Res.，469(1990))。
KK小鼠得自近交系(inbred line)(首先由Kondo等在Bull.Exp.Anim.，107(1957)中建立并描述)。这些小鼠天然患有遗传类型多基因糖尿病，这些糖尿病发展造成与在人类糖尿病患者中所观察到类似的肾脏、视网膜和神经并发症，然而，这些小鼠不需要胰岛素或其它药物就可以生存。
本发明的另一方法涉及利用KK小鼠来根据口服葡萄糖耐量测试评估胰岛素促分泌素试剂的作用。使该小鼠禁食整夜(约14-18hr)，但允许自由饮水。在禁食后，(时间“t”＝0)，从后眼窝(retro-orbital sinus)处抽出25μL血并加入在冰上的0.025％肝素化盐(100μL)中。然后，使鼠(每10只一组)口服式(I)化合物的0.5％甲基纤维素溶液(0.2mL/每只鼠)。两组对照组仅得到0.5％甲基纤维素。在t＝15分钟时，如上所述为鼠抽血然后使鼠服用1mg/kg葡萄糖蒸馏水溶液(0.2mL/每只鼠)。第一组对照组服用葡萄糖。第二组对照组服用水。在t＝45分钟时，如上所述，再次为鼠抽血。将血样离心，将血浆收集并在Roche-Hitachi 912葡萄糖分析仪(Roche Diagnostics Corp.；Indianapolis，IN)上分析葡萄糖含量。数据可以用相对于两组对照组葡萄糖漂移(glucose excursion)的抑制百分率(％)表达(即，在服用葡萄糖但没有服用测试化合物的动物中的葡萄糖水平表示0％抑制，在仅服用水的动物中的葡萄糖的浓度表示100％抑制)式(I)化合物通常显示抑制活性，表示为对DPP-IV的IC50值，其＜1,000nM。一般而言，优选的化合物的IC50＜100nM。例如，((2S，4S)-4-(4-(3-氰基吡嗪-2-基)哌嗪-1-基)吡咯烷-2-基)-((3R*，4S*)-3，4-二氟吡咯烷-1-基)-甲酮二盐酸盐的IC50为3.5nM。
对比大鼠的药物动力学实验进行大鼠药物动力学实验来证明与通常在国际申请WO 02/14271中公开的结构类似的现有化合物相比，本发明的化合物改善了随着时间推移所维持的血浆浓度。具体地，对于服用(a)(3，3-二氟吡咯烷-1-基)-((2S，4S)-4-(4-(嘧啶-2-基)哌嗪-1-基)吡咯烷-2-基)-甲酮的二盐酸盐(此后为“CPD 113)(该化合物根据实施例113所述制备)和(b)((2S，4S)-4-(4-(嘧啶-2-基)哌嗪-1-基)吡咯烷-2-基)(吡咯烷-1-基)甲酮的对比二盐酸盐(此后为“比较物”)(该化合物根据实施例1的方法或根据通常在WO02/14270所述制备)，测量随着时间变化的血浆浓度。
在这个试验中，植入有颈静脉套管(JVC)的雄性Sprague-Dawley大鼠(200-250克)由Charles River Laboratories得到。使两只大鼠服用每种化合物或通过口服强饲使之服用。口服剂量以10mL/kg的剂量体积以0.5％甲基纤维素中的溶液来服用。所服用的每种化合物的量为5mg/kg体重。在0-24小时的多个点收集血样(0.25mL)并将血样放入包含肝磷脂锂(Becton Dickinson，Microtainer)的试管中。然后，将血样在12000rpm下离心10分钟。取出血浆等分试样用于确定化合物血浆浓度(药物动力学分析)。将血浆样品在-70℃下冷冻直到进行分析。
通过LC/MS/MS(Applied Biosystems API 4000质谱仪)分析大鼠血浆样品的化合物浓度。简单的说，化合物的标准曲线根据具有1.0-2000ng/mL动态范围的对照大鼠的血浆制备。将标准样和样品的等分试样(0.02mL)放在96孔板的MarshTM管中。通过添加包含0.1μg/mL内标的0.1mL乙腈沉淀蛋白质。将96-孔板旋转，然后在3000rpm时离心5分钟。将所得上层清液除去并放置在新的96-孔板中，然后取出在氮气氛下在50℃下干燥。将残余物在移动相(60％5mM乙酸铵和40％乙腈)中再生。然后，将等分试样注入LC/MS/MS中用于分析。
下表示出了平均的血浆浓度。
如各个血浆浓度所示，与对照化合物相比，CPD 113达到并维持了明显更高的血浆浓度。
权利要求
1.式(I)的化合物 或其前药，或所述化合物或前药的药学上可接受盐，或所述化合物、前药或盐的溶剂化物，其中R1是-(C1-C6)烷基、-(C1-C6)烷氧基、-(C1-C6)芳基烷基、-NRaRb、羟基、氰基、芳基、或杂芳基，其中，所述-(C1-C6)烷基、所述芳基或所述杂芳基任选独立地被1-3个-COOH、-C(O)(C1-C6)烷氧基、-C(O)(C1-C6)烷基、-C(O)NRaRb、氰基、卤素、硝基、三氟甲基、-(C1-C6)烷基、-(C1-C6)烷氧基、-(C3-C6)环烷基或苯基取代，其中Ra和Rb独立地是氢、-(C1-C6)烷基、芳基或杂芳基；或Ra和Rb与它们所连接的氮原子连在一起形成4-6元杂环，其中，所述环任选包括其它一个或两个氮、氧或硫环杂原子；R2和R3独立地是氢、卤素、-(C1-C6)烷基、-(C3-C8)环烷基；Q是共价键、-C(O)-或-SO2-；HET是杂环烷基环部分，所述环部分任选被(A)1-4个-(C1-C6)烷基，所述-(C1-C6)烷基任选被1-6个卤原子、-(C1-C6)烷氧基、氰基、卤素、羟基或-NRaRb取代，或被(B)-(C1-C6)芳烷基，所述-(C1-C6)芳烷基任选被1-6个卤原子、-(C1-C6)烷氧基、氰基、卤素、羟基或-NRaRb取代，来取代；n是0或1；当n是0时，X是-CH2-，Y是-CH2-、-CHF-或-CF2-，或当n是1时，X是-CH2-、-CHF-或-CF2-；Y是-CH2-、-CHF-或-CF2-，但条件是，X和Y不同时为-CH2-；和Z是氢或氰基。
2.如权利要求1所述的化合物，其中R1是芳基或杂芳基，其任选独立地被1-3个氰基、卤素、硝基、三氟甲基、-(C1-C6)烷基、-(C1-C6)烷氧基、-(C3-C6)环烷基或苯基取代；R2是-H或-(C1-C6)烷基；R3是-H或-(C1-C6)烷基；和HET是氮杂环丁基、哌嗪基、哌啶基、吡咯烷基、5，6-二氢-8H-咪唑并[1，2-a]吡嗪-7-基、5，6-二氢-8H-[1，2，4]三唑并[4，3-a]吡嗪-7-基或7，8-二氢-5H-吡啶并[4，3-a]嘧啶-6-基。
3.如权利要求1所述的化合物，其中R1是苯并异噻唑基、苯并异噁唑基、异噻唑基、异噁唑基、噁唑并吡啶基、吡嗪基、吡啶基、嘧啶基、喹啉基、喹喔啉基、噻二唑基、三嗪基或1，1-二氧代-1H-1，2-苯并异噻唑基；R2和R3是-H；Q是共价键；且HET是哌嗪基。
4.如权利要求3所述的化合物，其中，R1是吡啶基或嘧啶基。
5.如权利要求4所述的化合物，其中，n是1，X是-CF2-，Y是-CH2-
6.如权利要求1所述的化合物，所述化合物选自下述化合物组成的组((2S，4S)-4-(3-(三氟甲基)-5，6-二氢-[1，2，4]三唑并[4，3-a]吡嗪-7(8H)-基)吡咯烷-2-基)-(3，3-二氟吡咯烷-1-基)-甲酮；(3，3-二氟吡咯烷-1-基)-((2S，4S)-4-(4-(噁唑并[5，4-b]吡啶-2-基)哌嗪-1-基)吡咯烷-2-基)-甲酮；(3，3-二氟吡咯烷-1-基)-((2S，4S)-4-(4-(4-甲基嘧啶-2-基)哌嗪-1-基)吡咯烷-2-基)-甲酮；((2S，4S)-4-(2-(三氟甲基)-7，8-二氢吡啶并[4，3-d]嘧啶-6(5H)-基)吡咯烷-2-基)-(3，3-二氟吡咯烷-1-基)-甲酮；((S)-3-氟-吡咯烷-1-基)-{(2S，4S)-4-[4-(3-三氟甲基-吡啶-2-基)-哌嗪-1-基]-吡咯烷-2-基}-甲酮；((S)-3-氟-吡咯烷-1-基)-[(2S，4S)-4-(2-三氟甲基-7，8-二氢-5H-吡啶并[4，3-d]嘧啶-6-基)-吡咯烷-2-基]-甲酮；(3，3-二氟-吡咯烷-1-基)-[(2S，4S)-4-(4-噁唑并[4，5-c]吡啶-2-基-哌嗪-1-基)-吡咯烷-2-基]-甲酮；[(2S，4S)-4-(2-环丙基-7，8-二氢-5H-吡啶并[4，3-d]嘧啶-6-基)-吡咯烷-2-基]-(3-氟-氮杂环丁-1-基)-甲酮；(3，3-二氟-吡咯烷-1-基)-[(2S，4S)-4-(2-乙氧基-7，8-二氢-5H-吡啶并[4，3-d]嘧啶-6-基)-吡咯烷-2-基]-甲酮；2-{4-[(3S，5S)-5-(3-氟-氮杂环丁烷-1-羰基)-吡咯烷-3-基]-哌嗪-1-基}-烟酸腈；((S)-3-氟-吡咯烷-1-基)-[(2S，4S)-4-(4-噁唑并[5，4-b]吡啶-2-基-哌嗪-1-基)-吡咯烷-2-基]-甲酮；(3-氟-氮杂环丁-1-基)-[(2S，4S)-4-(2-三氟甲基-7，8-二氢-5H-吡啶并[4，3-d]嘧啶-6-基)-吡咯烷-2-基]-甲酮；2-{4-[(3S，5S)-5-((S)-3-氟-吡咯烷-1-羰基)-吡咯烷-3-基]-哌嗪-1-基}-烟酸腈；(3-氟-氮杂环丁-1-基)-{(2S，4S)-4-[4-(2-三氟甲基-喹啉-4-基)-哌嗪-1-基]-吡咯烷-2-基}-甲酮；((3R*，4S*)-3，4-二氟-吡咯烷-1-基)-[(2S，4S)4-(2-三氟甲基-7，8-二氢-5H-吡啶并[4，3-d]嘧啶-6-基)-吡咯烷-2-基]-甲酮；和((3R*，4S*)-3，4-二氟-吡咯烷-1-基)-[(2S，4S)-4-(4-噁唑并[5，4-b]吡啶-2-基-哌嗪-1-基)-吡咯烷-2-基]-甲酮；或其前药，或所述化合物或所述前药的药学上可接受盐。
7.(3，3-二氟吡咯烷-1-基)-((2S，4S)-4-(4-(嘧啶-2-基)哌嗪-1-基)吡咯烷-2-基)甲酮，或其前药，或所述化合物或前药的药学上可接受盐。
8.用在治疗中的权利要求1、2、3、4、5或7的化合物，或其前药，或所述化合物或前药的药学上可接受盐，或所述化合物、前药或盐的溶剂化物。
9.药学组合物，所述药学组合物包括(a)权利要求1、2、3、4、5或7的化合物，或其前药，或所述化合物或前药的药学上可接受盐，或所述化合物、前药或盐的溶剂化物；和(b)药学上可接受载体、媒介物、稀释剂或赋性剂。
10.抑制哺乳动物中二肽基肽酶-IV的方法，所述方法包括给予需要这种治疗的所述哺乳动物治疗有效量的权利要求1、2、3、4、5或7的化合物，或其前药，或所述化合物或前药的药学上可接受盐，或所述化合物、前药或盐的溶剂化物。
11.治疗哺乳动物中由二肽基肽酶-IV介导的病症的方法，所述方法包括给予需要这种治疗的所述哺乳动物治疗有效量的权利要求1、2、3、4、5或7的化合物，或其前药，或所述化合物或前药的药学上可接受盐，或所述化合物、前药或盐的溶剂化物。
12.如权利要求11所述的方法，其中，所述被治疗的病症是2型糖尿病、1型糖尿病、葡萄糖耐量受损、高血糖症、代谢综合症(综合症X和/或胰岛素抵抗综合症)、糖尿、代谢性酸中毒、关节炎、白内障、糖尿病性神经病、糖尿病性肾病、糖尿病性视网膜病、糖尿病性心肌病、肥胖症、由肥胖加剧的病症、高血压、高脂血症、动脉粥样硬化症、骨质疏松症、骨质减少、脆弱、骨质流失、骨折、急性冠脉综合症、由生长激素缺乏引起的矮小、由多囊卵巢综合症引起的不育、焦虑症、抑郁症、失眠、慢性疲劳、癫痫症、饮食性失调、慢性疼痛、酒精上瘾、与肠运动相关的疾病、溃疡、肠易激综合症、炎症性肠病；短肠综合症；和预防2型糖尿病中的疾病发展。
13.如权利要求12所述的方法，其中，所述被治疗的病症是2型糖尿病。
14.治疗糖尿病的方法，包括，给予需要这种这种治疗的所述哺乳动物治疗有效量的权利要求1、2、3、4、5或7的化合物，或其前药，或所述化合物或前药的药学上可接受盐，或所述化合物、前药或盐的溶剂化物。
全文摘要
本发明提供了式(I)化合物，其前药和立体异构体和所述化合物、前药和立体异构体的药学上可接受盐，其中，R1、R2、R3、HET、n、Q、X、Y和Z如本文所述；还提供了其组合物和其在治疗糖尿病并发症中的用途，所述糖尿病并发症包括糖尿病性神经病、糖尿病性肾病、糖尿病性微血管病等。
文档编号C07D498/04GK1968949SQ200580015258
公开日2007年5月23日 申请日期2005年4月29日 优先权日2004年5月12日
发明者伯纳德·胡林, 大卫·沃尔特·波特罗斯凯 申请人:辉瑞产品公司