新型吡咯衍生物的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及为溶细胞素抑制剂的前药的化合物、及其在治疗中的应用，包括在药 物组合物中的应用，尤其是在治疗细菌感染例如肺炎球菌感染中的应用。
【背景技术】
[0002] 肺炎链球菌（Streptococcus pneumoniae)(肺炎球菌)是最有威胁的人类病原体 之一，全世界感染超过一千万的所有年龄组的人，特别是幼儿、老年人和免疫力低下的人。 其是严重的常见致命性疾病如肺炎、菌血症和脑膜炎的主要致病病原体。其也是导致其他 较轻但使人虚弱的疾病如中耳炎和角膜炎的原因。
[0003] 甚至在使用抗生素和作为抗生素佐剂的类固醇数十年之后，肺炎球菌病的死亡率 和发病率在发达国家仍然很高并且在发展中国家惊人地高。尽管抗生素杀灭肺炎球菌，但 几乎20%的住院患者仍然死亡，同时许多肺炎球菌性脑膜炎幸存者患重度神经障碍，包括 认知损害、视力和听力丧失，因此给患者及其家庭施加巨大痛苦并且是医疗保健系统的非 常重要的成本。如今，肺炎球菌感染仍然是该领域内的主导者以及包括WHO的卫生组织广泛 认可的主要的全球公共卫生问题。
[0004] 当前标准治疗未解决的始终高的死亡率和发病率的主导因素之一是由毒性肺炎 球菌产物的释放引起的毒血症，最重要的毒性肺炎球菌产物是肺炎球菌毒素溶血素。该毒 素是肺炎球菌毒力的主要参与者并且是毒血症的主要的直接和间接诱因。
[0005] 肺炎球菌溶血素属于胆固醇依赖性溶细胞素(CDC)家族，CDC结合到含有胆固醇的 膜并生成对感染的细胞具有致死和亚致死作用的大孔。在细菌中，毒素肺炎球菌溶血素是 细胞质的并且主要由肺炎球菌在其溶解之后释放。结果，在溶解性抗生素的作用下，释放大 量毒素，加重毒血症。因此，即使使用抗生素在从患者清除细菌方面是成功的，但随后的毒 素释放是有害的并且可以致命或引起长期障碍。
[0006] 该毒血症构成国际上认可的实质未满足的医学需要。当前，主要为地塞米松的皮 质类固醇用作肺炎球菌性脑膜炎的抗生素治疗的佐剂。然而，甚至在使用地塞米松时，观察 到显著的死亡率和发病率，由于地塞米松的非特异性作用、有限的临床效果以及在一些情 况下其在增加脑膜炎中的神经元细胞凋亡中的有害作用，地塞米松的广泛使用仍然有争议 [Lancet(2002)360 211-218]。因此，目前的技术水平对于有效治疗侵袭性肺炎球菌病是不 够的。
[0007] 存在证明将肺炎球菌溶血素作为治疗靶的有效性的大量证据。在发明人的实验室 中已经证实了使用小鼠肺炎模型，不产生肺炎球菌溶血素的肺炎链球菌(PLN-A)突变菌株 不再是致死的，引起大体上很少的菌血症并表现出肺部炎症严重程度的显著降低。大鼠脑 膜炎模型中获得的其他证据显示出，肺炎球菌溶血素-负性突变体感染明显不如野生型肺 炎球菌感染严重，并且没有观察到对脑的纤毛上皮的损伤以及上皮周围的细胞没有发生细 胞凋亡[J. Inf ect，（2007)55 394-399]。在豚鼠的肺炎球菌性脑膜炎中，野生型肺炎球菌诱 导重度耳蜗损伤和听力丧失，而PLN-A感染保留螺旋器完整无损[Infect. Immun. (1997)逆 4411-4418]。使用培养的有纤毛脑上皮细胞的体外模型使体内条件的再创造成为可能，其 中脑室的衬细胞暴露于肺炎链球菌中。完整无损和抗生素杀灭的野生型肺炎球菌两者均诱 导培养物中的上皮细胞的破坏并显著损害纤毛摆动；使用PLN-A未观察到影响 [Infect. Immun. (2000)逆1557-1562]。抗生素溶解的肺炎球菌对培养的室管膜细胞的破 坏作用明显地是由从抗生素溶解的细菌释放的毒素肺炎球菌溶血素引起的，因为该损伤在 抗肺炎球菌溶血素抗体的存在下消除[Infect. Immun.(2004)g 6694-6698]。该发现支持 以下策略，即抗生素诱导的毒血症通过与抗肺炎球菌溶血素试剂结合来预防。
[0008] 肺炎球菌感染中肺炎球菌溶血素的重要参与以及在没有肺炎球菌溶血素存在下 疾病预后的大体改善的证据得出以下结论:肺炎球菌溶血素构成针对肺炎球菌病开发新治 疗的潜在治疗靶。之前的研究已经显示胆固醇抑制肺炎球菌溶血素的能力[Biochem.J. (1974)@ 95-98]，然而，该抑制仅仅是由于以下的事实:胆固醇是在靶细胞膜中形成孔所 需要的肺炎球菌溶血素的天然细胞受体。胆固醇在兔角膜上的局部应用证实了在肺炎球菌 性角膜炎中的正面治疗作用[Invest .Ophtalmol.Vis. Sci.(2007)|^ 2661-2666]。这表明 肺炎球菌溶血素在肺炎球菌性角膜炎中的参与以及在其抑制之后获得的治疗益处。然而， 胆固醇不被认为是治疗肺炎球菌病的治疗试剂并且在临床上尚未用于患者。之前已经发现 另一种肺炎球菌溶血素抑制剂，蒜素(大蒜提取物中的一种组分)在体内抑制肺炎球菌溶血 素的溶血活性[Toxicon(2011)丑540-545]。该化合物是不可逆地结合到毒素的反应性硫 醇基的半胱氨酸抑制剂。抑制这样的特性的化合物由于其潜在非特异性结合于体内其他含 半胱氨酸的蛋白质上，因此作为药物候选者是不利的。
[0009] 仍有需要提供适用于治疗细菌感染的溶细胞素如肺炎球菌溶血素的抑制剂。
[0010] 国际专利申请PCT/GB2012/053022在本申请的优先权日之后公布，通过引用以其 整体并入本文中，其公开了作为溶细胞素抑制剂的N-苯基取代的吡咯衍生物，该N-苯基取 代的吡咯衍生物特异性地抑制肺炎球菌溶血素和在其各自宿主的毒力中关键的其他胆固 醇依赖性溶细胞素的直接毒性作用。这些化合物与蒜素没有结构相似性并且不会共价结合 到毒素的反应性硫醇基上。
[0011] 本发明提供了新型的N-苯基取代的吡咯溶细胞素抑制剂的前药，其阻止由肺炎球 菌溶血素以及可以假设其他胆固醇依赖性溶细胞素诱导的宿主衍生的毒性作用的刺激。该 化合物似乎还证实了在水溶液中的良好的水溶性和良好的化学稳定性。因此，该化合物可 以用作单独药剂或抗生素的佐剂，用于阻止或衰减肺炎球菌溶血素诱导的毒性以及在例如 由肺炎链球菌引起的感染过程中观察到的其抗宿主作用。
【发明内容】
[0012 ]根据本发明，提供了选自以下的化合物：
[0013]
[0014] 及其药学上可接受的盐和溶剂化物。
[0015] 在另外的方面，本发明提供了用作药物的以上定义的化合物（以下称为本发明的 化合物）。
【附图说明】
[0016] 图1显示了使用A549人肺上皮细胞，通过化合物UL1-005在体外抑制肺炎球菌溶血 素诱导的LDH释放。
[0017] 图2显示了在体外脑膜炎有效性测定中化合物UL1-005抑制肺炎球菌溶血素破坏 室管膜细胞的纤毛功能的作用。
[0018] 图3显示了用于使用本发明的化合物的体内小鼠肺炎模型有效性测定的实验设 计。
【具体实施方式】
[0019] 本发明的化合物是相应的3,4_二羟基吡咯衍生物的前药衍生物。本发明的化合物 在体内给予受试者之后会分解，形成活性3，4-二羟基化合物(本文有时称为"母体活性化合 物"）。
[0020] 本发明的化合物的盐的实例包括由药学上可接受的无毒性碱或酸制备的所有药 学上可接受的盐。衍生自碱的盐包括，例如，钾和钠盐等。衍生自酸的盐包括衍生自无机酸 和有机酸，例如，盐酸、甲基磺酸、硫酸和对甲苯磺酸等的那些盐。
[0021 ]本发明的化合物的溶剂化物的实例包括水合物。
[0022] 本发明包括盐的溶剂化物(包括水合物）。
[0023] 可能提及的本发明化合物的实例包括：
[0024] 2-(二甲基氨基甲酰基)4-(4-甲氧基苯基)-5-(4-甲基哌嗪-1-羰基)-1Η-吡咯- 3,4_二基双(2-甲基丙酸酯）、
[0025] 2_(二甲基氨基甲酰基)-1-(4-甲氧基苯基)-5-(4-甲基哌嗪-1-羰基)-1!1-吡咯-3，4-二基双(2-甲基丙酸酯)盐酸盐、
[0026] 2-(二甲基氨基甲酰基)4-(4-甲氧基苯基)-5-(4-甲基哌嗪-1-羰基)-1!1-吡咯-3，4-二基双(2，2-二甲基丙酸酯）、
[0027] 2-(二甲基氨基甲酰基)4-(4-甲氧基苯基)-5-(4-甲基哌嗪-1-羰基)-1!1-吡咯-3，4-二基双(2，2-二甲基丙酸酯)盐酸盐、
[0028] 2,5_双(二甲基氨基甲酰基)-1-(4-甲氧基苯基)-1Η-吡咯-3,4_二基双(3_((膦酰 氧基）甲基)苯甲酸酯）、
[0029] ((((2,5-双(二甲基氨基甲酰基)-1-(4-甲氧基苯基)-1Η-吡咯-3，4_二基)双(氧 基））双(羰基））双(3，1_亚苯基））双(亚甲基)双(磷酸氢二钠）、
[0030] 2-(二甲基氨基甲酰基)-5-(乙氧羰基)-1-(4-甲氧基苯基)-1Η-吡咯-3，4_二基双 (4-((膦酰氧基）甲基)苯甲酸酯）、和
[0031] ((((2_(二甲基氨基甲酰基)-5-(乙氧羰基)-1-(4-甲氧基苯基)-1Η-吡咯-3,4_二 基)双(氧基））双(羰基））双(4,1-亚苯基））双(亚甲基)双(磷酸氢二钠）。
[0032] 本发明还扩展至本发明化合物的所有多晶形式。
[0033] 本发明还扩展至同位素标记的本发明化合物，其中一个或多个原子被原子质量或 质量数不同于自然界中最常见的原子质量或质量数的原子取代。可以掺入到本发明的化合 物中的同位素的实例包括氢、碳、氮和磷的同位素，如咕、 3!1、11(：、14(：、1^、3￥和 3￥。同位素标 记的本发明化合物可以通过进行以下所述的合成方法并用同位素标记的试剂或中间体取 代非同位素标记的试剂或中间体来制备。
[0034]本发明的化合物可以如在实施例中所述的方式进行制备。
[0035] 因此，根据本发明的另外的方面，提供了用于制备本发明的化合物的方法，包括： 使式（I)的化合物与a)3_((膦酰氧基）甲基)苯甲酸)或其受保护的衍生物如其二叔丁基保 护的衍生物反应，如果需要，接着去保护;或使式（I)的化合物与b)式LG-CXO)-!^的化合物 反应，其中，LG是尚去基团如氣基且1?°是_C(CH3)3或-CH(CH3)2;以及任选地形成其盐或溶剂 化物，
[0036] 123 其中，1^和#对应于本发明化合物的2位取代基和5位取代基。 2 任何新的中间体可以用于合成本发明的化合物，因此也包括在本发明的范围内。 3 在本发明的化合物的合成过程中可能需要保护基来保护化学上敏感的基团，以确 保方法是有效的。因此，如果需要或必要，可以通过使用常规保护基来保护中间体化合物。 保护基和用于其去除的手段描述于由John Wiley&Sons Inc出版的Theodora W.Greene和 Peter G.M.Wuts的"有机合成中的保护基（Protective Groups in Organic Synthesis)"； 4th Rev Ed.，2006，ISBN-10:0471697540中。
[0040] 如上所表明的，本发明的化合物对于治疗由产生成孔毒素(pore-forming toxin) 如胆固醇依赖性溶细胞素的细菌引起的细菌感染是有用的。
[0041] 特别地，本发明的化合物对于治疗与细菌感染相关的毒血症是有用的。
[0042] 对于这样的使用，本发明的化合物一般会以药物组合物的形式给药。
[0043] 另外，本发明提供了包含任选地与一种或多种药学上可接受的稀释剂或载体组合 的本发明化合物的药物组合物。
[0044]稀释剂和载体可以包括适于非胃肠给药、口服给药、局部给药、粘膜给药和直肠给 药的那些。
[0045] 如以上所提及的，可以针对例如以下给药制备这样的组合物:针对非胃肠给药、皮 下给药、肌内给药、静脉给药、关节内给药或关节周围给药，特别地为液体溶液或悬液的形 式;针对口服给药，特别地为片剂或胶囊剂的形式;针对局部给药，例如，玻璃体内给药、肺 部给药或鼻腔给药，特别地为滴眼剂、粉剂、滴鼻剂或气溶胶的形式，和透皮给药;针对粘膜 给药，例如给药到颊部、舌下或阴道粘膜;以及针对直肠给药，例如为栓剂的形式。
[0046] 组合物可以便利地以单位剂量形式给药并且可以通过制药领域中众所周知的任 何方法制备，如在Remington的Pharmaceutical Sciences , 17th ed. ,Mack Publishing Company,Easton ,PA. , (1985)中描述的。非胃肠给药的制剂可以包含作为赋形剂的无菌水 或盐水、烷撑二醇如丙二醇、聚烷撑二醇如聚乙二醇、植物来源的油、和氢化萘等。非胃肠给 药的制剂可以以固体形式提供，如冻干组合物，该冻干组合物可以复原，优选地恰好在给药 之前复原。复原可以包括将冻干组合物溶解于水或一些其他药学上可接受的溶剂中，例如 生理盐水、药学上可接受的醇，例如乙醇、丙二醇、聚乙二醇如聚乙二醇300的含水溶液等， 或溶解于一些其他无菌注射剂中。
[0047] 用于鼻腔给药的制剂可以是固体并且可以包含赋形剂，例如乳糖或右旋糖酐，或 可以为用于滴鼻剂或计量喷雾形式的含水或含油溶液。针对颊部给药，典型的赋形剂包括 糖、硬脂酸钙、硬脂酸镁和预胶化淀粉等。
[0048] 适于口服给药的组合物可以包含一种或多种生理上相容的载体和/或赋形剂并且 可以为固体或液体形式。片剂和胶囊剂可以使用以下制备:粘合剂，例如糖浆、阿拉伯树胶、 明胶、山梨糖醇、黄芪胶或聚乙烯吡咯烷酮;填充剂，如乳糖、蔗糖、玉米淀粉、磷酸钙、山梨 糖醇或甘氨酸；润滑剂，如硬脂酸镁、滑石、聚乙二醇或二氧化硅；以及表面活性剂，如十二 烷基硫酸钠。液体组合物可以包含常规添加剂，如悬浮剂，例如山梨糖醇衆、甲基纤维素、糖 浆、明胶、羧甲基纤维素或食用脂肪;乳化剂，如卵磷脂或阿拉伯树胶;植物油，如杏仁油、椰 子油、鳕鱼肝油或花生油；防腐剂，如丁基化羟基苯甲醚(BHA)和丁基化羟基甲苯(BHT)。液 体组合物可以包封在例如明胶中以提供单位剂量形式。
[0049]固体口服剂型包括片剂、两片硬壳胶囊剂和软弹性明胶(SEG)胶囊剂。
[0050] 干燥的壳制剂典型地由约40 %至60 %浓度的明胶、约20 %至30 %浓度的增塑剂 (如甘油、山梨糖醇或丙二醇)和约30%至40%浓度的水组成。也可以存在其他物质，如防腐 剂、染料、遮光剂和调味剂。液体填充物质包含已经溶解、增溶或分散(使用悬浮剂如蜂蜡、 氢化蓖麻油或聚乙二醇4000)的固体药物或在载体或载体组合中的液体药物，所述载体如 矿物油、植物油、甘油三酯、1，2-乙二醇、多元醇和表面活性剂。
[0051 ]本发明的药物组合物可以任选地包含一种或多种抗氧化剂(例如，抗坏血酸或偏 亚硫酸氢盐(metabisulfate)及其盐）。
[0052] 可能被提及的根据本发明的特定药物组合物包括以下：
[0053] -用于非胃肠给药，例如，静脉给药的药物组合物。
[0054] -用于口服给药的药物组合物。
[0055] -用于非胃肠给药，例如，静脉给药或以单位剂量形式口服给药的药物组合物。
[0056] -用于以在给药之前使用液体重组的固体形式非胃肠给药，例如，静脉给药的药物 组合物。
[0057] -用于以液体形式，例如溶液形式非胃肠给药，例如，静脉给药的药物组合物。
[0058] 本发明的化合物是由细菌肺炎链球菌产生的胆固醇依赖性溶细胞素，肺炎球菌溶 血素的抑制剂。所述化合物