淀粉状蛋白结合剂的制作方法
【专利说明】淀粉状蛋白结合剂
[0001] 相关申请的引用
[0002] 本申请要求2009年12月10日提交的第61/285,470号（代理人卷号：021935-003900US)美国申请的优先权，其整体内容通过引用并入本文。
[0003] 联邦政府赞助研究和开发对发明权利的声明
[0004] 本发明在美国国立卫生研究院(NIH)授予的第化21RR025358号基金的政府支持下 完成。政府对本发明享有某些权利。
[0005] 背景
[0006] 阿尔茨海默氏症(AD)特征在于认知功能逐渐衰退并构成最常见和致命的神经退 行性病症。遗传和临床证据支持大脑中淀粉状蛋白沉积物的蓄积在疾病的病理学方面发挥 重要作用的假设。该事件与扰动周围组织中的生物学功能有关，其导致神经细胞死亡，从而 导致疾病过程。沉积物主要由淀粉状蛋白（AP)肤(amyloid peptides)组成，通常为自身聚 集成纤维状e-折叠片基序的39-43个氨基酸序列。尽管不知道聚集的A朗太的精确S维结构， 但已经提出保持聚合体性质的模型结构。运创造了在体内使淀粉状蛋白沉积物成像的可能 性，其不仅能帮助评价疾病的时间历程和演化而且能允许及时监控治疗处理。
[0007] 刚果红(CR)和硫横素 T(化ioflavinJhT)曾经提供了可视化淀粉状蛋白斑块的起 点并仍常用于验尸组织学分析。然而，由于其电荷，认为运些化合物不适用于体内应用。为 了解决该问题，几个实验室开发了不带电荷、亲脂性Qo评= 0.1-3.5)并具有促进穿过血脑 屏障的低分子量化学结构(分子量小于650)的化合物。如本领域已知的，具有放射性核素的 运些化合物的进一步功能化导致新一代体内诊断剂，其祀向用于使用正电子发射断层显像 (PET)和单光子发射计算机断层显像(SPECT)成像的斑块和相关结构。
[000引尽管有运些进展，但仍迫切需要设计和开发具有改善的物理、化学和生物特性的 新淀粉状蛋白-祀向分子。本文提供了解决本领域的运些和其它需要的方法和化合物。
[0009] 简述
[0010] 本文特别提供了用于检测淀粉状蛋白W及治疗包括阿尔茨海默氏症和其它相关 的基于淀粉状蛋白类的神经退行性疾病的与淀粉状蛋白相关的疾病的化合物和方法。
[0011] 在第一方面中，提供了结合淀粉状蛋白肤和/或淀粉状蛋白（例如，淀粉状蛋白肤 聚合体)的化合物。在一些实施方案中，本文描述的化合物具有式(I)的结构：
[0012]
[001引在式I中，"EDG"为供电子基团。术语"地护为JI-共辆元素。"WSG"为水溶性基团。
[0014] 在另一方面中，提供了药物组合物。药物组合物包含本文描述的化合物和药物可 接受的赋形剂。
[0015] 在另一方面中，提供了检测淀粉状蛋白肤和/或淀粉状蛋白的方法。所述方法包括 使本文描述的化合物与淀粉状蛋白肤接触由此形成可检测的淀粉状蛋白复合物，并检测所 述可检测的淀粉状蛋白复合物。
[0016] 在另一方面中，提供了治疗W个体中蓄积淀粉状蛋白（例如，淀粉状蛋白沉积物） 为特征的疾病的方法。所述方法包括给予有治疗需要的个体有效量的本文描述的化合物或 药物组合物。
[0017] 附图简述
[0018] 图IA-D描述在PBS水溶液中（实线)和在A朗太(虚线）的存在下化合物8d和11的巧光 激发和发射光谱。图1A:化合物8d的巧光激发光谱。图1B:化合物8d的发射光谱。图1C:化合 物11的巧光激发光谱。图ID:化合物11的发射光谱。
[0019] 图2描述化合物8d和11与预聚集的A朗太的表观结合常数化d)。图例：化合物8d(菱 形）；化合物11 (方格形）。
[0020] 图3描述IgG-AP原纤维与化合物8d(图3上）和化合物11(图3下）的相互作用的抑 制。
[0021] 图4描述具有聚集的A0(l-42)原纤维的化合物8曰、86、8〇、14和19的巧光激发光谱 (左侧)和发射光谱(右侧），如本文描述的。
[0022] 图5描述含有和不含有单体AP单体的化合物8曰、86、8(3、8(1、11、14和19的巧光发射 光谱，如本文描述的。
[0023] 图6描述化合物8曰、86、8。、14和19的巧光最大值和浓度的双倒数绘图。图例：化合 物8a(菱形）；化合物8b(方格形）；化合物8c(S角形）；化合物14(十字形）；化合物19(带条纹 的十字形），如本文描述的。
[0024] 图7A-D描述本文描述的化合物的抑制最大值和IEso值。图7A:化合物8a;图7B:化合 物8b;图7C:化合物8c;图7D:化合物14。
[0025] 图8描述如本文描述的细胞毒性研究的结果。图例:对于细胞毒性检验的化合物的 各个浓度，按(从左至右的）顺序:分别为化合物8a、8b、8c、8d、11和14，W柱状图的形式将％ 细胞存活绘图。
[0026] 图9A-F分别描述在溶液中（实线）和在A朗太的存在下（虚线），化合物27-31和33的 巧光激发和发射光谱。
[0027] 图IOA-F分别显示化合物27-31和33的巧光强度与聚集的A削太的浓度。
[002引图IlA-F显示使用A)化合物27、B)化合物28、C)化合物29、D)化合物30、E)化合物31 或巧化合物33染色的斑块的图像，如本文描述的。
[0029] 详细描述
[0030] I.定义
[0031] 本文使用的缩写具有其在化学和生物领域的常规含义。根据化学领域已知的化学 键标准规则构建本文阐述的化学结构和化学式。
[0032] 在通过从左至右书写其常规化学式规定取代基的情况下，它们同样涵盖从右至左 书写所述结构所得到的化学相同的取代基，例如，-C出0-等于-OC出-。
[0033] 术语"供电子基团化DG)"是指通过向化学部分供给负电荷而改变在邻近化学部分 上起作用的静电力的化学部分。在一些实施方案中，供电子基团向本文公开的化合物的K-共辆元素供给负电荷。
[0034] 术语"n-共辆元素"、"地护或"n-共辆元素"是指二价化学部分，其形成具有交替的 单键和多重键(例如，双键)的共辆体系而使得体系中原子P-轨道中的电子被离域。在一 些实施方案中，共辆元素中的单键和多重键能处于一个平面内或基本上为平面取向。
[0035] 术语"水溶性基团"是指增加其连接的化合物的水溶解度的化学部分。能使用本领 域的现有技术测定水溶解度的增加，例如通过测定含有和不含有连接的水溶性基团的化合 物的分配常数。在一些实施方案中，能通过将化合物与水和诸如辛醇的疏水溶剂混合来测 定分配常数。化合物越疏水，其分配常数越高。化合物越亲水，其分配常数越低。在一些实施 方案中，本文描述的水溶性基团能通过降低其分配系数而改善前体分子的水溶解度。在一 些实施方案中，水溶性基团能将前体分子(在连接水溶性基团之前，其具有较高的分配常 数)的分配常数降低至少约10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%或90%。在一些实 施方案中，本文描述的水溶性基团能将前体分子的分配常数降低1倍、2倍、3倍、4倍或更多。
[0036] 根据其在本领域的常见含义而在本文中使用术语"淀粉状蛋白"。淀粉状蛋白包含 多种缔合的淀粉状蛋白肤，例如淀粉状蛋白肤聚合体。因此，在一些实施方案中，淀粉状蛋 白包括与一个或多个淀粉状蛋白肤聚集的淀粉状蛋白肤。在一些实施方案中，淀粉状蛋白 包括"淀粉状蛋白斑块"、"淀粉状蛋白沉积物"、"淀粉状蛋白聚合体"或"淀粉状蛋白肤的聚 合体"。本文描述的化合物能与淀粉状蛋白肤和/或淀粉状蛋白缔合(例如，结合）。在某些实 施方案中，本文描述的化合物能通过疏水相互作用与淀粉状蛋白缔合。
[0037] 除非另外规定，术语"控基（alkyir单独地或作为另一取代基的部分是指直链 (即，非支链的）或支链或其组合，其可为完全饱和的、单不饱和的或多不饱和的并能包含二 价和多价基团，具有指定的碳原子数（即，Ci-Cio是指一至十个碳）。饱和的控基团的实例包 括但不限于诸如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正下基、叔下基、异下基、仲下基、（环己基）甲 基、例如正戊基、正己基、正庚基、正辛基的同系物和异构体等的基团。不饱和的控基为具有 一个或多个双键或=键的基团。不饱和的控基的实例包括但不限于乙締基、2-丙締基、己豆 基、2-异戊締基、2-(下二締基）、2，4-戊二締基、3- (1，4-戊二締基）、乙烘基、1-和3-丙烘基、 3-下烘基W及更高级同系物和异构体。控氧基为通过氧连接基(-0-)与分子的其余部分连 接的控基。
[0038] 术语"亚控基(alkylene)"单独地或作为另一取代基的部分是指衍生自控基的二 价基团，如例示但不限于-C此C此C此C此-，并且还包括下文描述为"杂亚控基"的那些基团。 通常，控基（或亚控基)具有1至24个碳原子，具有10个或更少碳原子的那些基团是优选的。 "低级控基"或"低级亚控基"为短链控基或亚控基，通常具有八个或更少碳原子。
[0039] 除非另外规定，术语"杂控基化eteroalkyir单独地或与另一术语组合是指稳定 的直链或支链或环状控基团或其组合，由至少一个碳原子和至少一个选自0、N、P、Si和S的 杂原子组成。氮和硫原子可任选地被氧化，并且氮杂原子可任选地被季锭化。可将杂原子0、 N、P和SW及Si放置在杂控基的任何内部位置或放置在控基与分子的剩余部分连接的位置。 实例包括但不限于-C出-C此-O-C出、-C出-CH2-NH-C出、-C出-CH2-N( C出）-C出、-C出-S-C此-CH3、-C此-C 出，-S (0) -C 出、-CH2-CH2-S (0) 2-CH3、-CH = CH-O-C曲、-S i (C曲）3、-CH2-CH = N-0CH3、-CH = CH-N(CH3)-C曲、O-C曲、-O-CH-2-C曲和-CN。多达两个杂原子可为连续的，例如-Ofe-NH-OCHs。类似地，术语"杂亚控基"单独地或作为另一取代基的部分是指衍生自杂控基 的二价基团，如例示的但不限于-C此-C此-S-C出-C此-和-C出-S-C此-C出-NH-C出-。对于杂亚 控基，杂原子还能占据链末端中的一个或两个(例如，亚控基氧基、亚控基二氧基、亚控基氨 基、亚控基二氨基等）。此外，对于亚控基和杂亚控基连接基团，书写连接基团的化学式的方 向并不明确连接基团的取向。例如，式-c(o)2R'-代表-c(o)2R'-和-r'c(o)2-二者。如上所 述，本文使用的杂控基包括通过杂原子与分子的剩余部分连接的那些基团，例如-(：(0)1?'、-C(0)NR'、-NR'护、-0R'、-SR'和/或-S02R'。在提及"杂控堂'的情况下，随后接诸如-NR'护等 的具体杂控基的描述，应当理解术语杂控基和-NR'R"不是多余或相互排除的。相反，详述具 体的杂控基W更清晰。因此，在本文不应将术语"杂控基"解释为排除诸如-NR'r等的具体 的杂控基。
[0040] 除非另外规定，术语"环控基"和"杂环控基"单独地或与其它术语组合分别表示 "控基"和"杂控基"的环状形式。此外，对于杂环控基，杂原子能占据杂环与分子的剩余部分 连接的位置。环控基的实例包括但不限于环丙基、环下基、环戊基、环己基、1-环己締基、3-环己締基、环庚基等。杂环控基的实例包括但不限于1-(1，2,5,6-四氨化晚基）、1-赃晚基、 2-赃晚基、3-赃晚基、4-吗嘟基、3-吗嘟基、四氨巧喃-2-基、四氨巧喃-3-基、四氨嚷吩-2-基、四氨嚷吩-3-基、1-赃嗦基、2-赃嗦基等。"环亚控基"和"杂环亚控基"单独地或作为另一 取代基的部分分别是指衍生自环控基和杂环控基的二价基团。
[0041] 除非另外规定，术语"面代"或"面素"单独地或作为另一取代基的部分是指氣、氯、 漠或舰原子。此外，诸如"面代控基"的术语意思包括单面代控基和多面代控基。例如，术语 "面代(C广C4)控基"意思包括但不限于氣甲基、二氣甲基、；氣甲基、2,2,2-;氣乙基、4-氯 下基、3-漠丙基等。
[0042] 术语"酷基"是指-C(O)R,其中R为取代或未取代的控基、取代或未取代的环控基、 取代或未取代的杂控基、取代或未取代的杂环控基、取代或未取代的芳基或取代或未取代 的杂芳基。
[0043] 除非另外规定，术语"芳基"是指多不饱和的、芳香族控取代基，其能为单环或稠合 在一起（即，稠环芳基)或共价连接的多环(优选1至3个环）。稠环芳基是指稠合在一起且稠 环中的至少一个为芳环的多环。术语"杂芳基"是指包含一至四个选自N、0和S的杂原子的芳 基基团（或环）。氮和硫原子任选地被氧化，并且氮原子任选地被季锭化。因此，术语"杂芳 基"包括稠环杂芳基基团（即，其中稠环中的至少一个为杂芳香族环的稠合在一起的多环）。 5,6-稠环杂亚芳基是指稠合在一起的两个环，其中一个为5元环且另一个环为6元环，且其 中至少一个环为杂芳基环。同样地，6,6-稠环杂亚芳基是指稠合在一起的两个环，其中一个 环为6元环且另一个环为6元环、且其中至少一个环为杂芳基环。并且，6,5-稠环杂亚芳基是 指稠合在一起的两个环，其中一个环为6元环且另一个环为5元环，并且其中至少一个环为 杂芳基环。杂芳基能通过碳或杂原子与分子的剩余部分连接。芳基和杂芳基的非限制性实 例包括苯基、1-糞基、2-糞基、4-联苯基、1-化咯基、2-化咯基、3-化咯基、3-化挫基、2-咪挫 基、4-咪挫基、化嗦基、2-嗯挫基、4-嗯挫基、2-苯基-4-嗯挫基、5-嗯挫基、3-异嗯挫基、4-异 嗯挫基、5-异嗯挫基、2-嚷挫基、4-嚷挫基、5-嚷挫基、2-巧喃基、3-巧喃基、2-嚷吩基、3-嚷 吩基、2-化晚基、3-化晚基、4-化晚基、2-喀晚基、4-喀晚基、5-苯并嚷挫基、嚷岭基、2-苯并 咪挫基、5-吗I噪基、1-异哇嘟基、5-异哇嘟基、2-哇喔嘟基、5-哇喔嘟基、3-哇嘟基和6-哇嘟 基。用于各个上述芳基和杂芳基环体系的取代基选自下述可接受的取代基中的基团。"亚芳 基"和"杂亚芳基"单独地或作为另一取代基的部分分别是指衍生自芳基和杂芳基的二价基 团。
[0044] 为了简洁，当结合其它术语(例如，芳氧基、芳硫氧基、芳控基)使用术语"芳基"时， 其包括上述定义的芳基和杂芳基环。因此，术语"芳控基"意思包括其中芳基与控基连接的 那些基团（例如，苄基、苯乙基、邮晚基甲基等），所述控基(例如，亚甲基饱括其中碳原子已 被例如氧原子取代的那些控基(例如，苯氧基甲基、2-化晚基氧基甲基、3-(1-糞基氧基炳 基等）。
[0045] 本文使用的术语"氧代(0X0)"是指与碳原子双重连接的氧。
[0046] 本文使用的术语"控基横酷基"是指具有式-S(02)-R'的部分，其中R'为上述定义 的控基。R'可具有规定数量的碳(例如/'C1-C4控基横酷基"）。
[0047] 各个上述术语(例如，"控基"、"杂控基"、"芳基"和"杂芳基"）意为包括所指基团的 取代和未取代的形式。各个类型基团的优选取代基在下文提供。
[004引控基和杂控基的取代基(包括常称为亚控基、締基、杂亚控基、杂締基、烘基、环控 基、杂环控基、环締基和杂环締基的那些基团）能为多种下列基团中的一种或多种，所述基 团选自但不限于：-0R'、=0、=NR'、=N-0R'、-NR'lT、-SR'、-面素、-513'护护'、-0(：(0)1?'、-C(0)R'、-C02R'、-C0NR'lT、-0C(0)NR'lT、-NlTC(0)R'、-NR'-C(O)NR"护 '、-NITC(0)2R'、-NR-C(NR'mr '）=NIT'、-NR-C(NR'in=Nir '、-S(0)R'、-S(0)2R'、-S(0)2NR'IT、-NRS02R'、-CN 和-N02,数量为0至(2m'+l)，其中m'为运类基团中碳原子的总数。R'、R"、R"'和R""各自优选 独立地是指氨、取代或未取代的杂控基、取代或未取代的环控基、取代或未取代的杂环控 基、取代或未取代的芳基(例如，被1-3个面素取代的芳基）、取代或未取代的控基、控氧基或 硫代控氧基或芳控基。当本文公开的化合物包含多于一个R基团时，例如当存在多于一个运 些基团时，独立地选择各个R基团作为各个R'、R"、护'和R""基团。当R'和R"与相同氮原子连 接时，它们能与氮原子结合W形成4元、5元、6元或7元环。例如-NR'r意思包括但不限于1-化咯烷基和4-吗嘟基。从上述取代基的讨论中，本领域技术人员理解术语"控基"意思包括 包含与除氨之外的基团连接的碳原子的基团，例如面代控基(例如，-CF3和-C此CF3)和酷基 (例女日，-C(O)C 出、-C(O)C 的、-C(O)C 出 OC 出等）。
[0049] 与针对控基描述的取代基类似，芳基和杂芳基的取代基是不同的并选自例如：面 素、-OR'、-NR'lT、-SR'、-面素、-SiR'mr '、-0C(0)R'、-C(0)R'、-C02R'、-C0NR'lT、-0C(0) NR'护、-NlTC(0)R'、-NR'-C(O)Ninr '、-NITC(0)2R'、-NR-C(NR'mr '）=NR""、-NR-C(NR' IO=NlT '、-S(0)R'、-S(0)2R'、-S(0)2NR'IT、-NRS02R'、-CN和-N02、-R'、-N3、-CH(曲）2、氣 (Ci-C4)控氧基W及氣(Ci-C4)控基，数量为0至芳香族环体系上开放化合价的总数;并且其 中R'、护、R" '和R""优选独立地选自氨、取代或未取代的控基、取代或未取代的杂控基、取代 或未取代的环控基、取代或未取代的杂环控基、取代或未取代的芳基和取代或未取代的杂 芳基。当本文公开的化合物包含多于一个R基团时，例如当存在多于一个运些基团时，独立 地选择各个R基团作为各个R'、R"、护'和R""基团。
[0050] 芳基或杂芳基环邻近原子上的两个取代基可任选地形成式-T-C(0)-(CRR'）q-U-的环，其中T和闲虫立地为-NR-、-0-、-CRR'-或单键，且q为0至3的整数。或者，芳基或杂芳基 环邻近原子上的两个取代基可任选地被取代基式-A-(C出)r-B-所取代，其中A和B独立地为-CRR'-、-0-、-NR-、-S-、-S(0)-、-S(0)2-、-S(0)2NR'-或单键，且r为l至4的整数。如此形成的 新环单键中的一个可任选地被双键取代。或者，芳基或杂芳基环邻近原子上的两个取代基 可任选地被取代基式-(CRR'）s-X'-(C'R" '）d-所取代，其中S和d独立地为O至3的整数，且X' 为-0-、-NR'-、-S-、-S(0)-、-S(0)2-或-S(0)2NR'-。取代基R、R'、护和r'优选独立地选自氨、 取代或未取代的控基、取代或未取代的环控基、取代或未取代的杂环控基、取代或未取代的 芳基和取代或未取代的杂芳基。
[0051] 如本文使用的，术语"杂原子"或"环杂原子"意思包括氧(0)、氮(N)、硫(S)、憐(P) 和娃(Si)。
[0052] 本文使用的"取代基"是指选自下列部分的基团：
[0053] (A)-OH、-畑2、-SH、-CN、-肌、-N02、氧代、面素、未取代的控基、未取代的杂控基、未 取代的环控基、未取代的杂环控基、未取代的芳基、未取代的杂芳基，和
[0054] (B)被至少一个选自下列的取代基取代的控基、杂控基、环控基、杂环控基、芳基和 杂芳基：
[0055] (i)氧代、-OH、-畑2、-甜、-CN、-肌、-N02、面素、未取代的控基、未取代的杂控基、未 取代的环控基、未取代的杂环控基、未取代的芳基、未取代的杂芳基，和
[0056] (ii)被至少一个选自下列的取代基取代的控基、杂控基、环控基、杂环控基、芳基 和杂芳基：
[0057] (a)氧代、-OH、-畑2、-甜、-CN、-肌、-N02、面素、未取代的控基、未取代的杂控基、未 取代的环控基、未取代的杂环控基、未取代的芳基、未取代的杂芳基，和 [005引 （b)被至少一个选自氧代、-0H、-N此、-SH、-CN、-CF3、-N02、面素、未取代的控基、未 取代的杂控基、未取代的环控基、未取代的杂环控基、未取代的芳基和未取代的杂芳基的取 代基取代的控基、杂控基、环控基、杂环控基、芳基或杂芳基。
[0059] 本文使用的"尺寸有限的取代基"或"尺寸有限的取代基基团"是指选自上述针对 "取代基基团"描述的所有取代基的基团，其中各个取代或未取代的控基为取代或未取代的 C1-C20控基、各个取代或未取代的杂控基为取代或未取代的2至20元杂控基、各个取代或未 取代的环控基为取代或未取代的C4-C8环控基并且各个取代或未取代的杂环控基为取代或 未取代的4至8元杂环控基。
[0060] 本文使用的"低级取代基"或"低级取代基基团"是指选自上述对"取代基基团"描 述的所有取代基的基团，其中各个取代或未取代的控基为取代或未取代的Ci-Cs控基、各个 取代或未取代的杂控基为取代或未取代的2至8元杂控基、各个取代或未取代的环控基为取 代或未取代的C5-C7环控基并且各个取代或未取代的杂环控基为取代或未取代的5至7元杂 环控基。
[0061] 术语"药物可接受的盐"意思包括依赖在本文描述的化合物而发现的特殊取代基 而使用相对无毒的酸或碱制备的活性化合物的盐。当本文公开的化合物包含相对酸性的官 能度时，通过无溶剂(neat)或在合适的惰性溶剂中使运类化合物的中性形式与足够量的目 标碱接触能获得碱加成盐。药物可接受的碱加成盐的实例包括钢、钟、巧、锭、有机胺或儀 盐，或类似的盐。当本文公开的化合物包含相对碱性的官能度时，通过无溶剂(neat)或在合 适的惰性溶剂中使运类化合物的中性形式与足够量的目标酸接触能获得酸加成盐。药物可 接受的酸加成盐的实例包括衍生自诸如盐酸、氨漠酸、硝酸、碳酸、一氨碳酸 (monohydrOgencarbonic )、憐酉畫、一氨憐酉《（monohydrogenphosphoric )、二氨憐酉畫 (dihy化Oge吨hos地oric)、硫酸、一氨硫酸(monohy化ogensulfuric)、氨舰酸或亚憐酸等的 无机酸的那些酸，W及衍生自相对无毒的有机酸诸如醋酸、丙酸、异下酸、马来酸、丙二酸、 苯甲酸、班巧酸、辛二酸、富马酸、乳酸、扁桃酸、邻苯二甲酸、苯横酸、对甲苯横酸、巧樣酸、 酒石酸、草酸、甲烧横酸等的盐。还包括诸如精氨酸等的氨基酸的盐W及诸如葡萄醒酸或半 乳糖醒酸酸等的有机酸的盐（参见，例如Berge等人，"化armaceutical Salts(药物盐)"， Journal of Pharmaceutical Science, 1977,66,1-19)。本文公开的某些特殊化合物包含 允许将化合物转化为碱或酸加成盐的碱性和酸性官能度二者。
[0062] 因此，本文公开的化合物可