1-[1-(苯甲酰基)-吡咯烷-2-羰基]-吡咯烷-2-甲腈衍生物的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及具有药理活性的化合物，并且更特别地，涉及一些1-[1-(苯甲酰 基）-吡咯烷-2-羰基]-吡咯烷-2-甲腈衍生物、制备这类化合物的方法、包含其的药物组 合物及其在治疗和/或预防认知障碍中的用途。
【背景技术】
[0002]脯氨酰寡肽酶（EC 3. 4. 21. 26) (POP)，也称为脯氨酰内肽酶（PREP)，是催化肽在 L-脯氨酸残基的C端侧水解的丝氨酸蛋白酶。其广泛分布在哺乳动物中并且可从多种器官 (包括脑）中纯化。
[0003] 该酶在与学习和记忆功能有关的含脯氨酸神经肽的断裂中发挥着重要作用（Wilk S 等，Life Sci. 1983 ;33 :2149-57 ;0' Leary RM，0，Connor B，J. Neurochem. 1995 ;65 : 953-63)〇
[0004] 在治疗与神经退行性进程有关的认知缺陷时测试了脯氨酰寡肽酶抑制的作用。通 过用1-甲基-4-苯基-1，2,3,6-四氢吡啶（MPTP)处理，在猴中产生了帕金森病，MPTP是 导致P物质耗尽的神经毒素。随后用S-17092(强力的POP抑制剂）治疗增加了认知任务 的成绩（Schneider JS 等，Neuropsychopharmacology 2002 ;26(2) :176_82)。还发现，POP 抑制防止了 a -突触核蛋白在体外的寡聚化[My8h錢！ien TT等，Br. J. Pharmacol. 2012 ; 166(3) :1097-113]。在阿尔茨海默病（AD)的情况下，在动物模型中进行的数个体内实验 表明，POP抑制引起了神经保护和认知增强作用（Kato A等，J. Pharmacol. Exp. Ther. 1997 ; 283(1):328-35和1'〇丨(16 1(等，1^￥.他111'〇8(^.1998;9(1):17-29)。最初，1^七8油6小组在 通过用POP抑制剂0N0-1603处理来使皮层和小脑颗粒细胞免于年老诱导的凋亡时，观察到 了神经保护作用（Katsube N 等，J. Pharmacol. Exp. Ther. 1999 ;288(1) :6_13) 〇
[0005] 仅在少数情况下，进行了用POP抑制剂治疗认知缺陷的临床试验。在I期临床研 宄中，Morain 小组（Morain P 等，Br. J. Clin. Pharmacol. 2000 ;50 (4) :350_9)发现，一种新 的口服活性脯氨酰内肽酶抑制剂S 17092在健康的老年对象中显示出认知增强特性和清 晰的剂量依赖性；而且，没有检测到副作用。稍后的研宄表明了该化合物另外的微小的情绪 稳定特性（Morain P 等，Neuropsychobiology 2007 ;55 (3-4) : 176-83)。
[0006] 据报道，在多种神经退行性疾病（包括阿尔茨海默病（AD)、帕金森病、亨廷顿病和 多发性硬化（MS))中，脯氨酰寡肽酶活性发生改变（死后）（Mantle D等，Clin. Chim. Acta 1996 ;249 (1-2) :129-39)。
[0007]还存在大量的证据指明了神经炎症在神经退行性疾病（如AD、MS和帕金森 病）的发病机理中的作用（Hirsch EC 等，Lancet Neurol. 2〇〇9;8(4) :382-97，Philips T等，Lancet Neurol. 2011 ;10(3) :253-63)。POP被认为是由脑中的T0 4释放抗炎性 四肽 Ac-SDKP 的主要酶（Yang F 等，Hypertension 2004 ;43 (2) :229-36，Nolte WM 等， Biochemistry ;2009 ;48 (50) : 11971-81)。这表明POP的抑制可帮助减少神经炎症，并因此 POP抑制剂可用于治疗具有炎症组分的神经退行性疾病，如阿尔茨海默病和帕金森病，并且 特别地，帮助改善与这些疾病相关的认知障碍。
[0008] 皮质脑区中遍布的老年斑是AD的典型神经病理学标志。这些斑的主要蛋白质组 分是淀粉样肽（Af3)。A0沉积引起脑中的神经元功能障碍和死亡。该肽来源于淀 粉样前体蛋白（APP)。在正常情况下，APP被a-分泌酶切割产生可溶的APP a，从而阻止 了 A0生成。
[0009] 有趣的是，POP抑制提高了细胞内IP3水平，其可有助于刺激APP a产生，进而减 少A0生成。
[0010]另外，Rossner (Rossner S 等，Neurochem. Res. 2005 ;30 (6-7) :695_702)发现，受 A|3斑影响的AD患者的脑结构中具有较少的POP免疫反应性神经元。
[0011] 另外，P物质似乎可抑制0 -淀粉样蛋白的神经毒作用（Kowall NW等，Proc. Natl. Acad. Sci.USA 1991 ;88(16) :7247-51)。脯氨酰寡肽酶抑制剂抑制P物质的代谢，从而帮助 维持可抑制0 _淀粉样蛋白神经毒作用的P物质的水平。
[0012] 鉴于上述作用，认为脯氨酰寡肽酶抑制剂可能是用于治疗阿尔茨海默病以帮助改 善与该疾病相关的认知障碍的有用药物。
[0013] 脯氨酰寡肽酶也与可能与多发性硬化（MS)有关的多种因素有关。例如，POP参与 小胶质细胞毒性的调节（Klegeris A等，Glia 2008;56(6) :675-85)。实际上，最近的报道 确定了 POP与MS之间的直接关系；RR-MS患者的血衆POP活性显著降低（Tenorio-Laranga J等，JNeuroinflammation 2010 ;7 :23)。有趣的是，该降低与疾病症状的严重程度相关，而 不与患者年龄相关。相反地，在健康对照中观察到POP活性与年龄之间的负相关（inverse correlation)，并且在老年对照中，其水平与MS患者中发现的水平相当。
[0014] 帕金森病的神经病理学标志是黑质部中黑化的多巴胺能神经元以及细胞内包涵 体（称为卢伊体（Lewy body))的进行性退化。卢伊体的主要组分是140个氨基酸的蛋白 质一一a-突触核蛋白。在某些情况下，a-突触核蛋白单体相互作用形成纤维前体聚集 体（prefibrillar aggregate)或初原纤维，其可产生细胞毒性的可溶原纤维。这些原纤 维不能被蛋白酶体降解，并且其损害该细胞内蛋白水解系统的功能。这导致了 a-突触 核蛋白初原纤维（和另一些被蛋白酶体降解的蛋白质）在细胞溶胶中积累（Bennett MC， Pharmacol. Ther. 2005 ;105(3) :311-31)，并因此使帕金森病患者脑中的a-突触核蛋白 初原纤维增加。在a-突触核蛋白过表达细胞和小鼠模型中，这些原纤维与神经毒性有 关（Masliah E 等，Science 2000 ;287(5456) :1265-9;Gosavi N 等，J.Biol.Chem. 2002; 277(50) :48984-92)。错误折叠的a-突触核蛋白的异常积累可引起线粒体变化，这可促 进氧化应激并引起细胞死亡（Hsu LJ等，Am.J.Pathol.2000;157(2):401-10)。此外，已 知a-突触核蛋白基因的三个点突变（A53T、A30P或E46K)涉及到帕金森病家族形式的发 病机理（Polymeropoulos MH 等，Science 1997 ;276 (5321) :2045_7;Zarranz JJ 等，Ann. Neurol. 2004 ;55(2) :164-73)。
[0015] 在体外已显示出，当将a-突触核蛋白与野生型猪POP的克隆一起孵育时，a-突 触核蛋白的聚集速率增加，并且该增加依赖于POP浓度（Brandt I等，P印tides 2008; 29(9) : 1472-8)。而且，不具有POP活性的突变变体（S544A)不使聚集速率加快。
[0016] 添加POP抑制剂也可防止增加的聚集，表明该作用依赖于POP酶活性。最近的证据 表明，POP抑制剂在人a -突触核蛋白过表达的成神经细胞瘤SH-SY5Y细胞中可阻断由氧化 应激诱导的a -突触核蛋白聚集增加My6h3neilTT等，Br. J. Pharmacol. 2012 ;166(3): 1097-113。POP与a-突触核蛋白共同定位在SH-SY5Y细胞中，并且这种共同定位在与POP 抑制剂一起孵育后消失，指明了 POP与a-突触核蛋白之间的相互作用。用POP抑制剂处 理5天降低了 A30P a-突触核蛋白转基因小鼠的脑中可溶a-突触核蛋白的量。
[0017] 因此，抑制脑POP活性可防止a -突触核蛋白聚集，并因此防止卢伊体中细胞毒性 初原纤维的形成。因此，POP抑制剂在治疗已描述有加速的a-突触核蛋白聚集的神经退 行性疾病中可潜在地具有治疗价值。
[0018] 能够抑制POP的化合物可有效用于防止大鼠中由莨菪胺诱导的实验性遗忘，推测 POP抑制剂具有减缓记忆功能障碍的功能（Yoshimoto T等，J.Pharmacobiodyn. 1987 ;10 : 730-5)〇
[0019] 在Morris水迷宫中对大鼠测试了亚长期（subchronic)施用迷迭香酸（非竞争 性POP抑制剂）的作用（具有63. 7 y M的相对高的IC50值），并且报道了空间记忆的增强 (Park DH 等，Fitoterapia 2010;81(6) :644_8)〇
[0020] 已发现双相障碍患者在血清中具有POP的高水平活性。近年来，POP作为用于治 疗这种疾病的靶标是重要的，这尤其是因为其参与肌醇-1，4,5-P3(IP3)的代谢。IP3是在 神经肽级联中转导信号的关键分子。通过与特定受体结合，神经肽诱导IP3增加，IP3与其 在内质网膜上的受体结合并诱导认为在学习和记忆中发挥至关重要作用的Ca2+释放。最 近的发现表明 POP 调控 IP3 的浓度（Komatsu Y J. Neurosci. 1996 ; 16 :6342-52)。因此，知 道了在真核生物盘基网柄菌<X*ictyostelium discoideum)中破坏POP基因通过使IP3升 高诱导了锂抗性（Schulz I 等，Eur. J. Biochem. 2002 ;269 :5813-20)，并且还降低了 POP 的 蛋白水解活性，这是神经胶质瘤细胞中的高浓度IP3的原因（抵抗人P0P(antisense human for POP))。当用特异性POP抑制剂处理这些细胞时，也观察到这种作用（Williams RS等， EMB0 J. 1999;18 :2734-45)。
[0021] IP3信号传导途径涉及多种药物治疗性情绪稳定剂（锂、卡马西平和丙戊酸） 的作用，并且其在调节IP3信号传导的机制中缺陷可造成双相障碍。而且，常用于治疗 双相障碍的情绪稳定剂药物丙戊酸直接抑制重组POP的活性（Cheng L等，Mol. Cell. Neurosci. 2005 ;29 :155-61)。总之，存在有力的证据证明POP抑制剂可用于在哺乳动物中 预防和/或治疗双相情感障碍。因此，提供POP的新型抑制剂在治疗这种障碍或疾病中是 令人感兴趣的。
[0022] 总之，已对数种POP抑制剂在各种认知任务中的作用进行了表征，并且达成了一 些共识：P0P抑制剂对学习与记忆具有积极作用（Morain P等，CNS Drug. Rev. 2002 ;8(1): 31-52 ;Shinoda M 等，Eur. J. Pharmacol. 1996 ;305 (1-3) :31_8 ;Marighetto A 等，Learn. Mem. 2000 ;7 (3) : 159-69 ;Toide K 等，Pharmacol. Biochem. Behav. 1997 ;56 (3) :427_34 ; Schneider JS 等，Neuropsychopharmacology 2002 ;26 (2) :176_82)。
[0023] 数个专利和专利申请公开了 POP抑制剂：W0 2008/077978 Al、W0 2005/027934 A1、JP 2011-037874 A2、W0 2005/002624 AUTO 2004/060862 A2、W0 03/04468 A1、DE 196 03 510 Al、US 2006/0100253 A1和US 6,159,938 A，但是仅几种化合物进行了体内研宄 (JTP-4819、S17092、Z-321、0N0-1603、Y-29794、ZTTA、Z-Pro-Prolinal 和 KYP-2047)，该列 表中仅前三种进入了临床试验并且没有一个实现市场交易。
[0024] 尽管存在POP抑制剂，但是本领域中仍然需要提供对POP具有高亲和力并且具有 穿过血脑屏障到达脑部（当用于治疗认知障碍时抑制剂发生作用的地方）的良好能力的替 代化合物。这是化合物成为用于治疗认知障碍的良好候选物的重要特征。
[0025] 发明简述
[0026] 本发明现在已成功地发现，一系列的1-[1_(苯甲酰基）_吡咯烷-2-羰基]-吡咯 烷-2-甲腈衍生物不仅能够以高效力抑制P0P，而且能够穿过平行的人工膜，所述穿过平行 人工膜是普遍接受的用于预测穿过血脑屏障之能力的方法。这两种特性使得本发明化合物 成为用于治疗认知障碍的理想候选物。
[0027]因此，本发明的一个方面涉及具有式（I)化合物或其可药用盐、异构体、前药或溶 剂合物：
[0028]
[0029] 其中
[0030] R1、R2、R3和R 4独立地选自C i_4烷氧基、C i_4烷基幾基氧基、苄基氧基、苯基幾基氧 基、奈基幾基氧基、卩奎琳基幾基氧基、异卩奎琳基幾基氧基、二氣甲基、卤素和氣；
[0031] R5选自卤素、臆、Ci_4烷氧基、Ci_4烷基硫基、Ci_4烷基、Ci_4烷基幾基氧基、苯基、苯 氧基、苯硫基和二氣甲基；
[0032] R6选自氢、氟和甲基。
[0033] 本发明的另一个方面涉及用于制备如上所限定的式（I)化合物或其可药用盐、异 构体、前药或溶剂合物的方法。
[0034] 本发明的另一个方面涉及药物或药物组合物，其包含至少一种如上所限定的式 (I)化合物或其可药用盐、异构体、前药或溶剂合物，以及可药用载体、辅药或载剂。
[0035] 本发明的又一个方面涉及如上所限定的式（I)化合物或其可药用盐、异构体、前 药或溶剂合物，其用作药物，特别地用于预防和/或治疗认知障碍。
[0036] 本发明的再一个方面涉及用于在哺乳动物中治疗或预防认知障碍的方法，其中向 有所述治疗之需要的患者施用治疗量的如上所限定的式（I)化合物或其可药用盐、异构 体、前药或溶剂合物。在一个特别的实施方案中，所述障碍是与选自以下的疾病相关的认知 障碍：精神分裂症、双相情感障碍、阿尔茨海默病和帕金森病。
[0037] 本发明的另一个方面涉及如上所限定的式（I)化合物或其可药用盐、异构体、前 药或溶剂合物用于制备药物的用途，所述药物特别地用于预防和/或治疗认知障碍，并且 更特别地，用于预防和/或治疗与选自以下的疾病相关的认知障碍：精神分裂症、双相情感 障碍、阿尔茨海默病和帕金森病。权利要求书中也对这些方面及其优选实施方案进行了限 定。
【附图说明】
[0038] 图1是对于PBS+载剂、MK-801+载剂以及MK-801+实施例4的化合物，比较在新 物体识别（novel object recognition，N0R)测试中获得的结果的图。
[0039] 图2是对于PBS+载剂、MK-801+载剂以及MK-801+实施例4的化合物，比较在被 动逃避任务测试中获得的结果的图。
[0040] 发明详述
[0041] 在本发明的上下文中，以下术语具有以下详细说明的含义。
[0042] 如本文所使用的，作为基团或基团一部分的q_4烷基定义为具有1至4个碳原子 的直链或支链饱和烃基，例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基和叔丁 基。烷基可任选地被一个或更多个取代基取代，所述取代基例如芳基、卤代、羟基、烷氧基、 幾基、氛基、幾基、醜基、烧氧幾基、氣基、硝基、疏基、烷基硫基等。如果被芳基取代，则为"芳 烷基"，例如苄基和苯乙基。
[0043] 术语Ci_4烷氧基意指Ci_4烷氧基或C烷基酿基，其中术语C烷基如上所定乂。 合适的烷基醚基包括甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基 和叔丁氧基.
[0044]术语Q_4烷基羰基氧基意指Ch烷基与-C ( = 0) -0-基团连接，其中术语Ch烷基 如上所定义。
[0045] "卤素"或"卤代"是指溴、氯、碘或氟。
[0046] "腈"、"氰基"或"甲腈"是指基团-C= N。
[0047]术语Ch烷基羰基是指Ch烷基与羰基-C ( = 0)-基团连接。
[0048] 术语苯氧基意指苯氧基或苯基醚基。
[0049] 术语苯硫基意指苯基与硫醚基团-S-连接。
[0050] 应注意，所述定义中使用的任何分子部分上的基团位置可以是该部分上的任意位 置，只要其是化学稳定的即可。
[0051] 除非另有指示，否则本文中任何变量的定义中使用的基团包括所有可能的异构 体。
[0052] 术语"盐"必须理解为根据本发明使用的活性化合物的任何形式，其中所述化合物 是离子形式或者是带电的或者与相反离子（阳离子或阴离子）结合或者是在溶液中。该定 义还包括季铵盐以及活性分子与另一些分子和离子的络合物，特别是通过离子相互作用形 成的络合物。该定义特别地包括可生理接受的盐；该术语必须理解为等同于"药理学上可 接受的盐"或"可药用盐"。
[0053] 在本发明的上下文中，术语"可药用盐"意指，当以适当方式用于治疗，施用于或用 于特别是人和/或哺乳动物时是生理学耐受的任何盐（通常意指其是无毒的，特别是作为 相反离子的结果）。这些生理学上可接受的盐可用阳离子或碱形成，并且在本发明的上下 文中，理解为是通过至少一种根据