前列腺素硝基氧衍生物的制作方法

专利名称：前列腺素硝基氧衍生物的制作方法
技术领域：
本发明涉及新的前列腺素衍生物。更特别地，本发明涉及前列腺素硝基氧衍生物，包含它们的药物组合物和它们作为药物用于治疗青光眼和高眼压的用途。
青光眼是视神经损伤，经常伴随着升高的眼内压(IOP)，这导致进行性、不可逆的视力丧失。
美国有几乎3百万人，全世界有1千4百万人患有青光眼；它是世界范围内失明的第3大主要原因。
当眼内液体(房水)的产生和排出失衡使眼压增加到非健康水平时就会出现青光眼。
众所周知，通过施用或者减少眼内房水产生或者增加液体排出的药物可以至少部分控制升高的IOP，这些药物例如β-阻断剂、α-激动剂、拟胆碱剂、碳酸酐酶抑制剂或前列腺素类似物。
常规用于治疗青光眼的药物伴随有一些副作用。
局部β-阻断剂显示了严重的肺部副作用、抑郁、疲劳、意识错乱、阳萎、脱发、心力衰竭和心动过缓。
局部α-激动剂具有相当高的过敏或毒性反应发生率；局部拟胆碱剂(缩瞳剂)可以导致视力副作用。
口服碳酸酐酶抑制剂伴随的副作用包括疲劳、食欲减退、抑郁、感觉错乱和血清电解质异常(The Merck Manual of Diagnosis andTherapy，第17版，M.H.Beers和R.Berkow编辑，第8部分，第100章)。
最后，用于治疗青光眼的局部前列腺素类似物(比马前列素、拉坦前列素、曲伏前列素和乌诺前列酮)可以产生眼睛副作用，例如虹膜色素沉着增加、眼睛刺激、结膜充血、虹膜炎、眼色素层炎和黄班水肿(Martindale，第30版，第1445页)。
美国专利第3,922,293号描述了F-型前列腺素的单羧基酰化产物(monocarboxyacylate)和它们在C-9位的15β异构体，以及它们的制备方法；美国专利第6,417,228号公开了具有功能性PGF2α受体激动活性的13-氮杂前列腺素和它们治疗青光眼和高眼压的用途。
WO 90/02553公开了其中ω链包含环状结构的PGA、PGB、PGE和PGF前列腺素衍生物用于治疗青光眼或高眼压的用途。
WO 00/51978描述了新的亚硝基化的(nitrosated)和/或亚硝基化的(nitrosylated)前列腺素，特别是新的PGE1衍生物，新的组合物和它们用于治疗性功能障碍的用途。
美国专利第5,625,083号公开了前列腺素的二硝基甘油酯，它可用作血管扩张剂、抗高血压心血管药或支气管扩张剂。
美国专利第6,211,233号公开了通式A-X1-NO2的化合物，其中，A包含前列腺素残基，尤其是PGE1，并且X1是二价连接桥，以及它们用于治疗阳萎的用途。
本发明的目的是提供新的前列腺素衍生物，它不仅能消除或至少减少与这些化合物相关的副作用，而且具有改善的药理学活性。已经令人惊奇地发现前列腺素硝基衍生物与天然前列腺素相比在更广泛的药理学活性和增强的耐受性方面具有显著改善的总体性能。尤其是，已经认识到本发明的前列腺素硝基衍生物可以用于治疗青光眼和高眼压。本发明化合物显示可以降低经历周边虹膜切开术或激光虹膜成形术的开角青光眼或慢性闭角青光眼患者的眼内压。
因此，本发明的目的是通式(I)的前列腺素硝基衍生物及其药学可接受的盐或立体异构体R-X-Y-ONO2(I)其中，R是式(II)的前列腺素残基
其中符号 代表单键或双键；L选自下列基团 X是-O-、-S-或-NH-；Y是具有下列含义的二价基团a)-直链或支链C1-C20亚烷基，优选C1-C10，任选被一个或多个选自下组的取代基取代卤原子、羟基、-ONO2或T，其中，T是-OC(O)(C1-C10烷基)-ONO2或-O(C1-C10烷基)-ONO2；-由5到7个碳原子形成环亚烷基环的环亚烷基，该环任选被侧链T1取代，其中，T1是直链或支链C1-C10烷基，优选CH3；b)
c) 其中，n是0到20的整数，并且n1是1到20的整数；d) 其中X1＝-OCO-或-COO-，并且R2是H或CH3；Z是-(CH)n1-或以上b)中定义的二价基团n1如上定义，并且n2是0到2的整数；e) 其中Y1是-CH2-CH2-(CH2)n2-；或-CH＝CH-(CH2)n2-；Z是-(CH)n1-或以上b)中定义的二价基团n1、n2、R2和X1如上定义；f) 其中n1和R2如上定义，R3是H或-COCH3；条件是当Y选自b)-f)中提及的二价基团时，末端-ONO2基团与-(CH2)n1键合；g)
其中，X2是-O-或-S-，n3是1到6的整数，优选1到4，R2如上定义；h) 其中n4是0到10的整数；n5是1到10的整数；R4、R5、R6、R7相同或不同，是H或直链或支链C1-C4烷基，优选R4、R5、R6、R7是H；其中，-ONO2基团连接到 其中，n5如上定义；Y2是饱和的、不饱和的或芳香的5或6元杂环，包含一个或多个选自氮、氧、硫的杂原子，并选自
术语“C1-C20亚烷基”当用于本文中时是指支链或直链C1-C20烃，优选具有1到10个碳原子，例如亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚异丙基、亚正丁基、亚戊基和亚正己基等。
术语“C1-C10烷基”当用于本文中时是指包含1到10个碳原子的支链或直链烷基，包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、戊基、己基和辛基等。
术语“环亚烷基”当用于本文中时是指具有5到7个碳原子的环，包括但不限于环亚戊基、环亚己基，任选被侧链例如直链或支链(C1-C10)-烷基、优选CH3取代。
术语“杂环”当用于本文中时是指包含一个或多个选自氮、氧、硫的杂原子的饱和的、不饱和的或芳香的5或6元环，例如吡啶、吡嗪、嘧啶、吡咯烷、吗啉和咪唑等。
如上所述，本发明也包括式(I)化合物的药学可接受的盐及其立体异构体。
药学可接受的盐的实例是与无机碱例如氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙和氢氧化铝形成的盐，或与有机碱例如赖氨酸、精氨酸、三乙胺、二苄胺、哌啶和其他可接受的有机胺形成的盐。
本发明化合物，当它们分子内包含一个可成盐氮原子时，可以通过在有机溶剂例如乙腈、四氢呋喃中与相应的有机或无机酸反应转变为相应的盐。
有机酸的实例是草酸、酒石酸、马来酸、琥珀酸、柠檬酸。无机酸的实例是硝酸、盐酸、硫酸、磷酸。优选与硝酸形成的盐。
具有一个或多个不对称碳原子的本发明化合物可以以任选的纯对映异构体、纯非对映异构体、对映异构体混合物、非对映异构体混合物、对映异构体外消旋体混合物、外消旋体或外消旋混合物的形式存在。式(I)化合物所有可能的异构体、立体异构体和它们的混合物，包括富集特定异构体的混合物也都在本发明的范围之内。
优选的式(I)化合物是那些化合物，其中，R、L、X如权利要求1中定义，并且Y是具有下列含义的二价基团a)-直链或支链C1-C20亚烷基，任选地被一个或多个选自下列基团的取代基取代卤原子、羟基、-ONO2或T，其中，T是-OC(O)(C1-C10烷基)-ONO2或-O(C1-C10烷基)-ONO2；-由5到7个碳原子形成环亚烷基环的环亚烷基，该环任选被侧链T1取代，其中，T1是直链或支链C1-C10烷基；b) c) 其中，n是0到20的整数，并且n1是1到20的整数；d)
其中n1如上定义，并且n2是0到2的整数；X1＝-OCO-或-COO-，R2是H或CH3；e) 其中n1、n2、R2和X1如上定义；Y1是-CH2-CH2-或-CH＝CH-(CH2)n2-；f) 其中n1和R2如上定义，R3是H或-COCH3；条件是当Y选自b)-f)中提及的二价基团时，-ONO2基团与-(CH2)n1键合；g) 其中，X2是-O-或-S-，n3是1到6的整数，R2如上定义；h)
其中n4是0到10的整数；n5是1到10的整数；R4、R5、R6、R7相同或不同，是H或直链或支链C1-C4烷基；其中，-ONO2基团连接到 其中n5如上定义；Y2是饱和的、不饱和的或芳香的5或6元杂环，包含一个或多个选自氮、氧、硫的杂原子，选自 优选的式(I)化合物是那些化合物，其中，
前列腺素残基R选自拉坦前列素、曲伏前列素、乌诺前列酮和氯前列醇，优选R是拉坦前列素。
X优选是-O-或-S-；通式(I)化合物优选的基团是那些基团，其中，Y是具有下列含义的二价基团a)-任选被-ONO2或T取代的直链或支链C2-C6亚烷基，其中，T如上定义；b) 其中n是0到5的整数，n1是1到5的整数；g) 其中X2是-O-或-S-，n3是1，R2如上定义。
Y最优选的含义是a)任选被-ONO2或T取代的支链C2-C6亚烷基或直链或支链C2-C6亚烷基，其中，T如权利要求1中定义；b) 其中，n是0，并且n1是1。
g) 其中，X2是-O-或-S-，n3是1，R2是氢；通式(I)化合物另一优选的基团是其中Y是具有下述定义的那些基团d) 其中X1＝-OCO-或-COO-，R2是H或CH3；Z是-(CH)n1-或以上b)中定义的二价基团，其中，n是0到5的整数；n1是1到5的整数，并且n2是0到2的整数；e) 其中Y1是-CH2-CH2-(CH2)n2-；或-CH＝CH-(CH2)n2-；Z是-(CH)n1-或以上b)中定义的二价基团n1、n2、R2和X1如上定义；f)
其中n1和R2如上定义，R3是H或COCH3；条件是当Y选自b)-f)中提及的二价基团时，-ONO2基团与-(CH2)n1键合；h) 其中n4是0到3的整数；n5是1到3的整数；R4、R5、R6、R7相同，都是H；其中，-ONO2基团连接到 Y2是6元饱和的、不饱和的或芳香的杂环，包含一个或两个氮原子，选自 下列是本发明的优选化合物














如上提及，本发明的目的还包含至少一种本发明式(I)化合物连同通常用于药物领域的无毒辅剂和/或载体的组合物。
优选的给药途径是局部给药。本发明的化合物可以以溶液剂、混悬剂或乳剂(分散剂)在眼科可接受的赋形剂中给药。术语“眼科可接受的赋形剂”当用于本文中时是指不与化合物反应并且适合于对患者进行给药的任何物质或物质的联合。
优选的是适合局部应用到患者眼睛的水性赋形剂。
可用于本发明眼科组合物的其它成分包括抗微生物剂、防腐剂、共溶剂、表面活性剂和增稠剂(viscosity building agent)。
本发明还涉及治疗青光眼或高眼压的方法，所述方法包括将眼内压降低有效量的组合物与眼睛接触，以降低眼压，并维持所述压力在降低的水平上。
前列腺素硝基衍生物的剂量可以通过标准临床技术确定，并具有与相应未衍生的、商业上可获得的前列腺素化合物相同的剂量范围或较低的剂量，如在Physician’s Desk Reference，Medical EconomicsCompany，Inc.，Oradell，N.J.，第58版，2004；Thepharmacological basis of therapeutics，Goodman and Gilman，J.G.Hardman，L.e.Limbird，第10版，中报道的那些化合物。
组合物包含0.1-0.30μg，尤其是1-10μg每次应用的活性化合物。
治疗可方便地完成，将1滴组合物(相应于约30μl)每天约1到2次给患者眼睛施用。
进一步关注的是，本发明化合物可以单独或与其它已知用于治疗青光眼或高眼压的药物联合使用。例如，本发明的化合物可以与(i)β-阻断剂，例如噻吗洛尔、倍他洛尔和左布诺洛尔等(参见美国专利第4,952,581号)；(ii)碳酸酐酶抑制剂，例如布林唑胺；(iii)肾上腺素能激动剂，包括可乐定衍生物，例如阿拉可乐定或溴莫尼定(参见美国专利第5,811,443号)组合。还关注的是与以上报道化合物的硝基氧衍生物的组合，例如美国专利第6,242,432号中描述的那些β-阻断剂的硝基氧衍生物。
本发明的化合物可以如下合成。
合成方法如上定义的通式(I)化合物可以如下获得
i)使式(III)化合物 其中L如上定义；P是H或羟基保护基，例如甲硅烷基醚，例如三甲基硅烷基、叔丁基-二甲基硅烷基或乙酰基和描述于T.W.Greene“Protective groups in organic synthesis”，哈佛大学出版社，1980，第2版，第14-118页中的那些；W是-OH、Cl、或-OC(O)R1，其中，R1是直链或支链C1-C5烷基；与式(IV)Z-Y-Q化合物反应，其中，Y如上定义，Z是HX或Z1，X如上定义，并且Z1选自氯、溴、碘、甲磺酰基、甲苯磺酰基；Q是-ONO2或Z1，和ii)当Q是Z1时，通过在合适的有机溶剂如乙腈、四氢呋喃、甲乙酮、乙酸乙酯、DMF中，与硝酸盐源例如硝酸银、硝酸锂、硝酸钠、硝酸钾、硝酸镁、硝酸钙、硝酸铁、硝酸锌或四烷基硝酸铵(其中，烷基是C1-C10烷基)反应，将步骤i)中获得的化合物转变为硝基衍生物，反应在黑暗中进行，反应温度为室温到溶剂的沸点温度。优选的硝酸盐源是硝酸银，和iii)如T.W.Greene“Protective groups in organic synthesis”，哈佛大学出版社，1980，第2版，第68-86页中的描述，任选地使步骤i)或ii)中获得的化合物脱保护。氟化物离子是用于去除甲硅烷基醚保护基的优选方法。
-式(III)化合物，其中，W＝-OH，P和X1如上定义，与式(IV)化合物(其中，Y和Q如上定义，Z是HX)的反应可在脱水剂如二环己基碳二亚胺(DCC)或N’-(3-二甲氨基丙基)-N-乙基碳二亚胺盐酸化物(EDAC)和催化剂、例如N，N-二甲氨基吡啶(DMAP)的存在下进行。该反应在-20℃到40℃的温度下在惰性无水有机溶剂例如N，N’-二甲基甲酰胺、四氢呋喃、苯、甲苯、二烷、多卤代脂肪烃中进行。该反应在30分钟到36小时的时间范围内完成。
式(III)化合物，其中，W＝-OH，P＝H，是商业上可获得的；式(III)化合物，其中，W＝-OH，P是羟基保护基，可从现有技术公知的其中P＝H的相应化合物制备，例如在T.W.Greene“Protective groups in organic synthesis”，哈佛大学出版社，1980，第2版，第14-118页中描述的。
-式(III)化合物(其中，W＝-OC(O)R1，其中，R1如上定义，P＝H或羟基保护基)与式(IV)化合物(其中，Y如上定义，Z是-OH，Q是-ONO2)的反应可在催化剂例如N，N-二甲氨基吡啶(DMAP)的存在下进行。该反应在-20℃到40℃的温度下在惰性有机溶剂例如N，N’-二甲基甲酰胺、四氢呋喃、苯、甲苯、二烷、多卤代脂肪烃中进行。该反应在30分钟到36小时的时间范围内完成。
式(III)化合物(其中，W＝-OC(O)R1，P＝H)可从相应的酸(其中，W＝-OH)通过与氯甲酸酯、例如氯甲酸异丁酯、氯甲酸乙酯在非亲核碱例如三乙胺的存在下，在惰性有机溶剂例如N，N’-二甲基甲酰胺、四氢呋喃、多卤代脂肪烃中，在-20℃到40℃的温度下反应获得。该反应在1到8小时的时间范围内完成。
-式(III)化合物(其中，W＝-OH，P＝H，)与式(IV)化合物(其中，Y如上定义，Z是Z1，Q是-ONO2)的反应可在有机碱、例如1，8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯(DBU)、N，N-二异丙基乙胺、二异丙胺或无机碱、例如碱土金属碳酸盐或氢氧化物、碳酸钾、碳酸铯的存在下，在惰性有机溶剂例如N，N’-二甲基甲酰胺、四氢呋喃、丙酮、甲乙酮、乙腈、多卤代脂肪烃中，在-20℃到40℃的温度下，优选5℃到25℃的温度下完成。该反应在1到8小时的时间范围内完成。当Z1选自氯或溴时，该反应在碘化合物例如KI的存在下进行。
-式(III)化合物(其中，W＝Cl，P如上定义)与式(IV)化合物(其中，Y如上定义，Z是-OH，Q是-ONO2)的反应可在有机碱、例如N，N-二甲氨基吡啶(DMAP)、三乙胺、吡啶的存在下进行。该反应在惰性有机溶剂、例如N，N’-二甲基甲酰胺、四氢呋喃、苯、甲苯、二烷、多卤代脂肪烃中，在-20℃到40℃的温度下进行。该反应在30分钟到36小时的时间范围内完成。
式(III)化合物(其中，W＝Cl)可从相应的酸(其中，W＝-OH)在惰性溶剂例如甲苯、氯仿、DMF中，通过与亚硫酰氯或草酰氯、PIII或PV的卤化物反应获得。
式HO-Y-ONO2化合物(其中，Y如上定义)可以如下获得。通过公知的反应，将商业上可获得的或通过公知反应合成的相应的二醇衍生物转变为HO-Y-Z1，其中，Z1如上定义，例如与亚硫酰氯或草酰氯、PIII或PV的卤化物、甲磺酰氯、甲苯磺酰基氯，在惰性溶剂例如甲苯、氯仿、DMF等中反应。如上所述进行向硝基衍生物的转变。可选择地，根据文献中的公知方法，通过与硝酸和醋酸酐在-50℃到0℃的温度下反应可以将二醇衍生物硝化。
式Z1-Y-ONO2化合物(其中，Y和Z1如上定义)可以如上所述，通过将商业上可获得的或根据文献公知的方法合成的卤素衍生物Z1-Y-卤素转变为硝基衍生物而获得。
式H-X-Y-Z1化合物(其中，X、Y和Z1如上定义)可以从商业上可获得的或根据文献的公知方法合成的羟基衍生物H-X-Y-OH，通过公知反应、例如在惰性溶剂如甲苯、氯仿、DMF等中，与亚硫酰氯或草酰氯、PIII或PV的卤化物、甲磺酰氯、甲苯磺酰基氯的反应而获得。
下列实施例用于进一步举例说明本发明而不限制本发明。
实施例1]-7-[3，5-二羟基-2-(3-羟基-5-苯基戊基)环戊基]-5-庚烯酸4-(硝基氧)丁基酯(化合物1)的合成I合成途径 II实验II.1 4-溴丁醇的制备在氮气下将四氢呋喃(12.5g，173mmol)装入冷却到5-10℃的反应器中。然后缓慢加入溴化氢(7.0g，86.5mmol)，将反应介质在5-10℃下搅拌4.5小时。用22.5g冷水稀释混合物，保持温度在5-10℃，通过加入27.65％氢氧化钠(2.0g)将该溶液的pH值调节至pH＝5-7。然后用二氯甲烷(13.25g)萃取该溶液两次。用25％盐水(7.5g)洗涤合并的有机相，用27.65％氢氧化钠调节至pH＝6-7，用硫酸镁干燥。蒸除二氯甲烷获得产率约77％的4-溴丁醇粗产物(10.3g，66.9mmol)。
II.2 4-溴丁基硝酸酯的制备在冷却到-5到5℃的反应器中，向98％硫酸(13.0g，130mmol)的二氯甲烷(18.0g，212mmol)的溶液中缓慢加入发烟硝酸(8.5g，135mmol)。然后将4-溴丁醇(10.2g，66.6mmol)加入该混合物中，在-5到5℃下搅拌该反应介质2-5小时。将混合物倾入冷水(110g)中，保持温度在-5℃到3℃之间。倾入之后，用二氯甲烷萃取上层水相，用水洗涤合并的有机相，通过加入27.65％氢氧化钠调节至pH＝6-7，用盐水洗涤，用硫酸镁干燥。真空蒸除二氯甲烷，得到产率约96％的4-溴丁基硝酸酯(12.7g，64.1mmol)粗产物。
II.3 [1R-[1α(Z)，2β(R*)，3α，5α]]-7-[3，5-二羟基-2-(3-羟基-5-苯基戊基)环戊基]-5-庚烯酸4-(硝基氧)丁基酯的制备将拉坦前列素酸(97.7％，S-异构体＜1％)(213mg，0.54mmol)溶于5.0g无水DMF中。加入K2CO3(206mg，1.49mmol)、KI(77mg，0.46mmol)和4-溴丁基硝酸酯(805mg，25％w/w的二氯甲烷溶液，1.02mmol)。在45-50℃下，在旋转式蒸发仪上加热和搅拌反应混合物。
1.5小时之后，TLC(Si，CH2Cl2-MeOH，5％)显示没有原料酸。
用100ml乙酸乙酯稀释反应混合物，用盐水(3×50ml)洗涤，用MgSO4干燥，蒸发得到微黄色的油(420mg)。
1H NMR/13C NMR显示目标分子为主产物和一些原料4-溴丁基硝酸酯和DMF。
HPLC显示没有原料酸。残留溶剂、4-溴丁基硝酸酯并且目标酯是主峰。硝酸丁酯显示了与拉坦前列素相似的UV光谱，并且相对保留时间如预期。
仪器Bruker 300MHz溶剂CDCl3
1H-NMR(CDCl3)δ7.29-7.19(5H，m，Ar)；5.45(1H，m，CH＝CH)；5.38(1H，m，CH＝CH)；4.48(2H，t，CH2-ONO2)；4.18(1H，m，CH-OH)；4.10(2H，t，COOCH2)；3.95(1H，m，CH-OH)；3.68(1H，m，CH-OH)；2.87-2.60(2H，m)；2.35(2H，t)；2.25(2H，m)；2.13(2H，m)；1.90-1.35(16H，m)。
13C-NMR(CDCl3)ppm173.94(C＝O)；142.14；129.55(C5)；129.50(C6)；128.50；125.93 78.80(C11)；74.50(C9)；72.70(C-ONO2)；71.39(C15)；63.57；52.99(C12)；51.99(C8)；41.30(C10)；39.16(C16)；33.66；32.21；29.73；27.04；26.70；25.04；24.91；23.72；15.37。
实施例2[1R-[1α(Z)，2β(R*)，3α，5α]]-7-[3，5-二羟基-2-(3-羟基-5-苯基戊基)环戊基]-5-庚烯酸[2-甲氧基-4-[2-丙烯酰氧基(4-硝基氧丁基)]]苯基酯(化合物11)的合成A)阿魏酸4-(溴)丁基酯的制备向阿魏酸(1g，5.15mmol)的四氢呋喃(40ml)溶液加入三苯基膦(2.7g，10.3mmol)和四溴甲烷(3.41g，10.3mmol)。室温下搅拌混合物4小时。过滤混合物，真空蒸发溶剂。通过硅胶色谱法纯化粗剩余物，洗脱液是正己烷/乙酸乙酯7/3。得到黄色固体产物(0.77g)。(产率46％)M.p.＝83-88℃B)阿魏酸4-(硝基氧)丁基酯的制备在40℃下，避光搅拌化合物A(0.8g，2.43mmol)和硝酸银(1.2g，7.29mmol)的乙腈(50ml)溶液16小时。滤除沉淀物(银盐)，真空蒸发溶剂。通过快速色谱法纯化剩余物，洗脱液是正己烷/乙酸乙酯75/25。得到白色粉末状产物(0.4g)(产率53％)。
M.p.＝63-64℃C)[1R-[1α(Z)，2β(R*)，3α，5α]]-7-[3，5-二羟基-2-(3-羟基-5-苯基戊基)环戊基]-5-庚烯酸[2-甲氧基-4-[2-丙烯酰氧基(4-硝基氧丁基)]]苯基酯的制备在惰性气体中，向拉坦前列素酸(0.2g，0.51mmol)的无水四氢呋喃(10ml)溶液中加入阿魏酸4-(硝基氧)丁基酯(0.32g，1.02mmol)和DMAP(计算量)。0℃下冷却反应，加入EDAC(0.14g，0.76mmol)。室温搅拌反应24小时。用水和氯仿处理该溶液，用硫酸钠干燥有机层，减压浓缩。通过快速色谱法纯化剩余物，洗脱液是正己烷/乙酸乙酯3/7。得到产物(0.2g)。
1H-NMR(CDCl3)δ7.55(1H，d，CH＝CHCO)；7.30-7.03(8H，m，Ar)；6.35(1H，d，CH＝CHCO)；5.48(2H，m，CH＝CH)；4.52(2H，t，CH2-ONO2)；4.25(2H，t，COO-CH2)；4.17(1H，m，CH-OH)；3.95(1H，m，CH-OH)；3.85(3H，s，OCH3)；3.65(1H，m，CH-OH)；2.75(2H，m)；2.61(2H，t)；2.48-2.20(5H，m)；1.9-1.20(19H，m)。
13C-NMR(CDCl3)ppm171.62(C＝O)；166.69(C＝O)；151.40；144.36；142.04；141.55；133.21；129.62；129.41；128.40；125.85，123.27；121.27；117.96；111.32；78.81；74.84；72.64(C-ONO2)；71.32；63.61；55.94；52.99；51.91；42.54；39.08；35.79；33.37；32.12；29.68；27.03；26.53；25.09；24.90；23.73。
实施例3]-7-[3，5-二羟基-2-(3-羟基-5-苯基戊基)环戊基]-5-庚烯酸3-(硝基氧甲基)苯基酯(化合物4)的合成1.3-[(溴)甲基]苯酚的制备3-[(羟基)甲基]苯酚溶于乙腈(300ml)和二氯甲烷(900ml)中，将所得混合物倾入保持在氩气下的烧瓶中；设置磁力搅拌。然后用冰浴冷却该溶液，加入四溴化物和三苯基膦。后者以小份加入以维持温度在约2-3℃。
在2-3℃下搅拌该溶液1小时，然后室温下再搅拌1小时。
这段时期过后，反应转变(用TLC检查，使用EtOAc/石油醚3/7作为洗脱液)完成。减压蒸发所得混合物，在2升圆底烧瓶中将500ml石油醚和500ml EtOAc加到所得黄色粘稠油中。形成黑褐色固体。室温下搅拌该混合物过夜，接着过滤和减压浓缩，得到约50g油状剩余物。用600g硅胶通过快速色谱法纯化该油，使用EtOAc/石油醚2/8作为洗脱液。通过石油醚中再结晶所得的溴化物进行进一步纯化。得到白色固体(24g，64％)。
分析TLC(EtOAc/石油醚3/7)Rf＝0.4HPLC纯度＞98％FT-IR(KBr，cm-1)3252，1589，1479，1392，1270，1208，1155，952，880，791，741，686。
2.3-[(硝基氧)甲基]苯酚的制备将3-[(溴)甲基]苯酚溶于30ml乙腈中，倾入烧瓶中，在0-5℃氩气条件下避光保存；进行磁力搅拌。然后在此条件下加入硝酸银，维持温度在5℃以下。反应完成后进行TLC(EtOAc/石油醚3/7作为洗脱液)。4小时30分钟后转变完成。然后过滤反应混合物，用Et2O洗涤沉淀的固体，将滤液分为两部分。将第一部分(15ml)保持在氩气下，放置在-20℃的乙腈溶液中。第二部分(15ml)如下处理。减压浓缩乙腈溶液，将所得的油溶于二氯甲烷(15ml)，用盐水(15ml)洗涤。分离有机相，用二氯甲烷(2×25ml)萃取水相两次。然后用MgSO4干燥合并的有机相，过滤，蒸发。用40g硅胶通过快速色谱法纯化剩余物，用EtOAc/石油醚2/8作为洗脱液。得到油状硝酸酯(0.6g，67％)。
分析TLC(EtOAc/石油醚3/7)Rf＝0.35HPLC纯度＞98％MS(ESI-)168(M+-1)FT-IR(净油(neat oil)，cm-1)3365，1632，1599，1459，1282，1160，923，867，793，757.
1H NMR(CDCl3，300MHz)δ5.31(2H，s)，5.45(1H，br s)，6.78-6.84(2H，m)，6.87-6.92(1H，m)，7.17-7.24(1H，m)。
3.制备[1R-[1α(Z)，2β(R*)，3α，5α]]-7-[3，5-二羟基-2-(3-羟基-5-苯基戊基)环戊基]-5-庚烯酸3-(硝基氧甲基)苯基酯在惰性气体中，向拉坦前列素酸(0.11g，0.28mmol)的氯仿(20ml)溶液中加入3-(硝基氧甲基)苯酚(0.01g，0.56mmol)和DMAP(计算量)。冷却反应到0℃，加入EDAC(0.08g，0.42mmol)。室温搅拌反应24小时。用水处理溶液，用硫酸钠干燥有机层，减压浓缩。通过快速色谱法纯化剩余物，洗脱液是正己烷/乙酸乙酯3/7。得到产物(0.1g)。
1H-NMR(CDCl3)δ7.41(1H，t，Ar)；7.31-7.10(8H，m，Ar)；5.48(2H，m，CH＝CH)；5.43(2H，s，CH2-ONO2)；4.16(1H，m，CH-OH)；3.95(1H，m，CH-OH)；3.65(1H，m，CH-OH)；2.75(2H，m)；2.61(2H，t)；2.48-2.20(5H，m)；1.9-1.20(11H，m)。
实施例4[1R-[1α(Z)，2β(R*)，3α，5α]]-7-[3，5-二羟基-2-(3-羟基-5-苯基戊基)环戊基]-5-庚烯酸4-(硝基氧甲基)苄基酯(化合物9)的合成A)[1R-[1α(Z)，2β(R*)，3α，5α]]-7-[3，5-二羟基-2-(3-羟基-5-苯基戊基)环戊基]-5-庚烯酸4-(溴甲基)苄基酯在惰性气体条件下，向拉坦前列素酸(0.5g，1.2mmol)的氯仿(50ml)溶液加入4-(溴甲基)苄醇(0.4g，1.92mmol)和DMAP(计算量)。反应冷却到0℃，加入EDAC(0.37g，1.92mmol)。室温搅拌反应5小时。用水处理溶液，用硫酸钠干燥有机层，减压浓缩。通过快速色谱法纯化剩余物，洗脱液是正己烷/乙酸乙酯3/7。得到产物(0.47g)。
B)[1R-[1α(Z)，2β(R*)，3α，5α]]-7-[3，5-二羟基-2-(3-羟基-5-苯基戊基)环戊基]-5-庚烯酸4-(硝基氧甲基)苄基酯将化合物A(0.4g，0.7mmol)和硝酸银(0.23g，1.4mmol)的乙腈(50ml)溶液在40℃避光条件下搅拌4小时。滤除沉淀物(银盐)，真空蒸发溶剂。通过快速色谱法纯化剩余物，洗脱液是正己烷/乙酸乙酯7/3。得到油状的产物(0.15g)。
1H-NMRδ7.39(4H，s，Ar)；7.31-7.17(5H，m，Ar)；5.44(2H，m，CH＝CH)；5.42(2H，s，CH2-ONO2)；5.30(2H，s，O-CH2-Ar)；4.15(1H，m，CH-OH)；3.95(1H，m，CH-OH)；3.67(1H，m，CH-OH)；2.75(2H，m)；2.41(2H，t)；2.48-1.20(16H，m)。
实施例5[1R-[1α(Z)，2β(R*)，3α，5α]]-7-[3，5-二羟基-2-(3-羟基-5-苯基戊基)环戊基]-5-庚烯酸3-(硝基氧)丙基酯(化合物78)的合成用实施例4中描述的方法从拉坦前列素酸和3-溴丙醇开始合成该化合物。
实施例6[1R-[1α(Z)，2β(R*)，3α，5α]]-7-[3，5-二羟基-2-(3-羟基-5-苯基戊基)环戊基]-5-庚烯酸2-(硝基氧)乙基酯(化合物77)的合成用实施例4中描述的方法从拉坦前列素酸和2-溴乙醇开始合成该化合物。
实施例7[1R-[1α(Z)，2β(R*)，3α，5α]]-7-[3，5-二羟基-2-(3-羟基-5-苯基戊基)环戊基]-5-庚烯酸6-(硝基氧)己基酯(化合物79)的合成用实施例4中描述的方法从拉坦前列素酸和6-溴己醇开始合成该化合物。
实施例8[1R-[1α(Z)，2β(R*)，3α，5α]]-7-[3，5-二羟基-2-(3-羟基-5-苯基戊基)环戊基]-5-庚烯酸2-(硝基氧)-1-甲基乙基酯(化合物80)的合成用实施例4中描述的方法从拉坦前列素酸和1-溴-2-丙醇开始合成该化合物。
实施例9[1R-[1α(Z)，2β(R*)，3α，5α]]-7-[3，5-二羟基-2-(3-羟基-5-苯基戊基)环戊基]-5-庚烯酸2-(硝基氧)丙基酯(化合物81)的合成用实施例4中描述的方法从拉坦前列素酸和2-氯-1-丙醇开始合成该化合物。
实施例10[1R-[1α(Z)，2β(R*)，3α，5α]]-7-[3，5-二羟基-2-(3-羟基-5-苯基戊基)环戊基]-5-庚烯酸2-(硝基氧)-1-(硝基氧甲基)乙基酯(化合物82)的合成用实施例4中描述的方法从拉坦前列素酸和1，3-二溴-2-丙醇开始合成该化合物。
实施例11[1R-[1α(Z)，2β(R*)，3α，5α]]-7-[3，5-二羟基-2-(3-羟基-5-苯基戊基)环戊基]-5-庚烯酸[2-甲氧基-4-[2-丙烯酰氧基(2-硝基氧乙基)]]苯基酯(化合物83)的合成用实施例2中描述的方法从拉坦前列素酸和阿魏酸2-(硝基氧)乙基酯开始合成该化合物。
实施例12[1R-[1α(Z)，2β(R*)，3α，5α]]-7-[3，5-二羟基-2-(3-羟基-5-苯基戊基)环戊基]-5-庚烯酸2-甲氧基-4-[2-丙烯酰氧基(3-硝基氧甲苯基)]]苯基酯(化合物84)的合成用实施例2中描述的方法从拉坦前列素酸和阿魏酸3-(硝基氧甲基)苯基酯开始合成该化合物。
实施例13[1R-[1α(Z)，2β(R*)，3α，5α]]-7-[3，5-二羟基-2-(3-羟基-5-苯基戊基)环戊基]-5-庚烯酸2-甲氧基-4-[2-丙烯酰氧基(4-硝基氧甲基苄基)]]苯基酯(化合物85)的合成用实施例2中描述的方法从拉坦前列素酸和阿魏酸4-(硝基氧甲基)苄基酯开始合成该化合物。
实施例14[1R-[1α(Z)，2β(R*)，3α，5α]]-7-[3，5-二羟基-2-(3-羟基-5-苯基戊基)环戊基]-5-庚烯酸(4-硝基氧甲基)苯基酯(化合物6)的合成用实施例4中描述的方法从拉坦前列素酸4-(氯甲基)苯基酯开始合成该化合物。
实施例15[1R-[1α(Z)，2β(R*)，3α，5α]]-7-[3，5-二羟基-2-(3-羟基-5-苯基戊基)环戊基]-5-庚烯酸(3-硝基氧甲基)苄基酯(化合物8)的合成用实施例4中描述的方法从拉坦前列素酸4-(溴甲基)苄基酯开始合成该化合物。
实施例16使用[1R-[1α(Z)，2α(R*)，3α，5α]]-7-[3，5-二羟基-2-(3-羟基-5-苯基戊基)环戊基]-5-庚烯酸4-(硝基氧)丁基酯(化合物1)制备眼科组合物
缓冲液NaCl 4.1mg/mlNaH2PO4(无水)4.74mg/mlNaH2PO4(一水合物)4.6mg/ml注射用水适量实施例17一氧化氮介导的活性的评价眼睛细胞内环鸟苷-3’，5’一磷酸(cGMP)的形成参与调节房水流动。因此，cGMP水平提高导致房水产生减少和眼内压的降低。
在适当建立的细胞分析中，我们测量了试验药物对cGMP形成的影响。
使用的是未分化的嗜铬细胞瘤细胞(PC12)。在富含10mM Hepes、5mM MgCl2和0.05％抗坏血酸，最终pH值为7.4，包含100μM磷酸二酯酶抑制剂、异甲基-丁基-黄嘌呤(IBMX)、30μM鸟苷酰环化酶抑制剂、YC-1和适当浓度试验药物的Hank’s平衡盐溶液中培养单层细胞45分钟。通过除去培养缓冲液随后加入50L 100％的冰冷乙醇终止反应。然后在热蒸汽下干燥培养皿，溶解残余物，萃取，并使用商业上可获得的环cGMP酶免疫测定试剂盒进行分析。
结果记录在表1中。各种拉坦前列素硝基衍生物(1-50μM)的不同浓度的伴随的应用以浓度依赖的方式引起cGMP积聚。
母体药物拉坦前列素不具有这些作用，提示该作用依赖于外源性NO的释放。
表1拉坦前列素和各个硝基衍生物对大鼠嗜铬细胞瘤细胞cGMP积聚的效能和效力。
EC50＝产生半数最大应答的有效浓度Emax＝最大效应实施例18拉坦前列素硝基衍生物对眼内压的效力的评价在此项研究中使用的是体重3-5kg的雄性NZW兔。简要地说，测试了拉坦前列素硝基衍生物(化合物4，实施例3)降低动物眼内压(IOP)的能力，这些动物之前用0.25％卡波姆溶液眼房内(intracameral)注射处理直到达到眼内压稳定的增加。在此项特别的研究中，试验药物在包含0.005％的对照或试验化合物的生理学溶液中以1滴/眼睛/天共1周5天的疗程剂量对眼睛进行给药。给药3小时后监控IOP，每周2-3次共4周。选择该浓度是因为它对映于目前临床用于治疗在青光眼患者中观察到的IOP增加的拉坦前列素异丙基酯的浓度。此外，在每次就诊(visit)中，在利多卡因麻醉下使用30计量注射针从双眼收集约200μl房水用于cGMP、camp和亚硝酸盐/硝酸盐含量的进一步生化评价。
将0.25％卡波姆溶液注入眼睛导致IOP显著增加到约40mmHg，并且此后保持稳定。然而，以该方法阶段中所列的给药方案给予化合物4(实施例3)，在7天的重复治疗内降低了约50％这些动物的眼内压，在研究结束时降低了超过65％(参见表2)。相反，拉坦前列素酸(数据未显示)或其异丙基衍生物都没有产生任何可察觉的改变(参见表2)。已知可获得的文献证明了事实上拉坦前列素在兔子中无效，观察到的效果很有可能要归因于拉坦前列素硝基衍生物上的一氧化氮(NO)部分的存在，而不是母体化合物。
眼内房水中cGMP、cAMP和NOx的生化测量进一步支持了NO在降低这些动物IOP中的作用。事实上，如表3中所示，在应用化合物4(实施例3)超过4周的治疗以后，cGMP和NOx的含量增加了。由于这些动物眼内cAMP的量保持不变，使得这些效果变得非常特别。当与各个硝基衍生物的剂量是等摩尔剂量给予时，拉坦前列素异丙基酯并没有显著地影响cGMP、cAMP或亚硝酸盐的水平(参见表3)。
表2在眼睛给予等摩尔拉坦前列素异丙基酯或各个硝基衍生物之前(处理前)和之后，卡波姆刺激诱发的IOP增加的反转
*相应于眼房内(intracameral)给予0.25％卡波姆溶液后诱发的基线IOP的处理前值。
表3拉坦前列素异丙基酯和各个硝基衍生物在卡波姆-处理的兔子中对cGMP、cAMP和NOx含量的影响
*相应于眼房内(intracameral)给予0.25％卡波姆溶液后诱发的基线IOP的处理前值。
权利要求
1.通式(I)化合物或其药学可接受的盐或立体异构体R-X-Y-ONO2(I)其中，R是式(II)的前列腺素残基 其中，符号代表单键或双键；L选自下列基团 X是-O-、-S-或-NH-；Y是具有下列含义的二价基团a)-直链或支链C1-C20亚烷基，任选被一个或多个选自下列基团的取代基取代卤原子、羟基、-ONO2或T，其中，T是-OC(O)(C1-C10烷基)-ONO2或-O(C1-C10烷基)-ONO2；-由5到7个碳原子形成环亚烷基环的环亚烷基，该环任选被侧链T1取代，其中，T1是直链或支链C1-C10烷基； 其中，n是0到20的整数，并且n1是1到20的整数； 其中X1＝-OCO-或-COO-，并且R2是H或CH3；Z是-(CH)n1-或以上b)中定义的二价基团n1如上定义，并且n2是0到2的整数； 其中Y1是-CH2-CH2-(CH2)n2-；或-CH＝CH-(CH2)n2-；Z是-(CH)n1-或以上b)中定义的二价基团n1、n2、R2和X1如上定义； 其中n1和R2如上定义，R3是H或-COCH3；条件是当Y选自b)-f)中提及的二价基团时，-ONO2基团与-(CH2)n1键合； 其中，X2是-O-或-S-，n3是1到6的整数，并且R2如上定义； 其中n4是0到10的整数；n5是1到10的整数；R4、R5、R6、R7相同或不同，并是H或直链或支链C1-C4烷基；其中，-ONO2基团连接到 其中，n5如上定义；Y2是饱和的、不饱和的或芳香的5或6元杂环，包含一个或多个选自氮、氧、硫的杂原子，并选自
2.根据权利要求1的通式(I)化合物或其药学可接受的盐或立体异构体，其中，R、L、X如权利要求1中定义，和Y是具有下列含义的二价基团a)-直链或支链C1-C20亚烷基，任选被一个或多个选自下列基团的取代基取代卤原子、羟基、-ONO2或T，其中，T是-OC(O)(C1-C10烷基)-ONO2或-O(C1-C10烷基)-ONO2；-由5到7个碳原子形成环亚烷基环的环亚烷基，该环任选被侧链T1取代，其中，T1是直链或支链C1-C10烷基； 其中，n是0到20的整数，并且n1是1到20的整数； 其中n1如上定义，并且n2是0到2的整数；X1＝-OCO-或-COO-，R2是H或CH3； 其中n1、n2、R2和X1如上定义；Y1是-CH2-CH2-或-CH＝CH-(CH2)n2-； 其中n1和R2如上定义，R3是H或-COCH3；条件是当Y选自b)-f)中提及的二价基团时，-ONO2基团与-(CH2)n1键合； 其中，X2是-O-或-S-，n3是1到6的整数，R2如上定义； 其中n4是0到10的整数；n5是1到10的整数；R4、R5、R6、R7相同或不同，是H或直链或支链C1-C4烷基；其中，-ONO2基团连接到 其中，n5如上定义；Y2是饱和的、不饱和的或芳香的5或6元杂环，包含一个或多个选自氮、氧、硫的杂原子，并选自
3.根据权利要求1或2的通式(I)化合物，其中，L选自下列基团 -(CH2)5-CH3，
4.根据权利要求1至3任一项的通式(I)化合物，其中，残基R选自曲伏前列素、乌诺前列酮和氯前列醇。
5.根据权利要求1或2的通式(I)化合物，其中，残基R是拉坦前列素。
6.根据权利要求1至5任一项的通式(I)化合物，其中，X是-O-或-S-。
7.根据权利要求1至6任一项的通式(I)化合物，其中，Y是具有下列含义的二价基团a)任选被-ONO2或T取代的直链或支链C2-C6亚烷基，其中，T如权利要求1中定义； 其中，n是0到5的整数，n1是1到5的整数； 其中，X2是-O-或-S-，n3是1，R2如权利要求1中定义。
8.根据权利要求1至6任一项的通式(I)化合物，其中，Y是具有下列含义的二价基团a)被-ONO2或T取代的直链或支链C2-C6亚烷基，其中，T如权利要求1中定义； 其中，n是0，n1是1； 其中，X2是-O-或-S-，n3是1，R2是氢。
9.根据权利要求1至6任一项的通式(I)化合物，其中，Y是具有下列含义的二价基团 其中X1＝-OCO-或-COO-，R2是H或CH3；Z是-(CH)n1-或权利要求1的b)项中定义的二价基团，其中，n是0到5的整数；n1是1到5的整数，n2是0到2的整数； 其中Y1是-CH2-CH2-(CH2)n2-；或-CH＝CH-(CH2)n2-；Z是-(CH)n1-或以上b)中定义的二价基团n1、n2、R2和X1如上定义； 其中n1和R2如上定义，R3是H或COCH3；条件是当Y选自b)-f)中提及的二价基团时，-ONO2基团与-(CH2)n1键合； 其中n4是0到3的整数；n5是1到3的整数；R4、R5、R6、R7相同，是H；其中，-ONO2基团连接到 Y2是6元饱和的、不饱和的或芳香的杂环，包含一个或两个氮原子，并选自例如
10.根据权利要求1的化合物，选自
11.制备如权利要求1中定义的通式(I)化合物的方法，其中，该方法包括i)使式(III)化合物 其中L如权利要求1中定义；P是H或羟基保护基，W是-OH、Cl或-OC(O)R1，其中，R1是直链或支链C1-C5烷基；与式(IV)Z-Y-Q化合物反应，其中，Y如权利要求1中定义，Z是HX或Z1，X如权利要求1中定义，Z1选自氯、溴、碘、甲磺酰基、甲苯磺酰基；Q是-ONO2或Z1，和ii)当Q是Z1时，通过与硝酸盐源反应将步骤i)中获得的化合物转变成硝基衍生物，和iii)任选地使步骤i)或ii)中获得的化合物脱保护。
12.权利要求1-10的通式(I)化合物用作药物。
13.权利要求1-10的化合物在制备治疗青光眼和高眼压的药物中的应用。
14.药物组合物，包含药学可接受的载体和药学有效量的如权利要求1-10中定义的通式(I)化合物和/或其盐或立体异构体。
15.根据权利要求14的药物组合物，以合适的形式用于局部给药。
16.根据权利要求14-15的药物组合物，用于治疗青光眼和高眼压。
17.根据权利要求15-16的药物组合物，其中，通式(I)化合物作为在眼科可接受的赋形剂中的溶液、混悬剂或乳剂给药。
18.治疗光眼或高眼压的方法，所述方法包括将降低眼内压有效量的权利要求14-17的药物组合物与眼睛接触，以降低眼压，并维持所述压力在降低的水平上。
19.药物组合物，包含如权利要求1中定义的式(I)化合物和(i)β-阻断剂或(ii)碳酸酐酶抑制剂或(iii)肾上腺素能激动剂或其硝基氧衍生物的混合物。
20.药物组合物，包含如权利要求1中定义的式(I)化合物和噻吗洛尔或其硝基氧衍生物的混合物。
全文摘要
描述了具有改善的药理学活性和提高的耐受性的前列腺素硝基氧衍生物。它们可以用于治疗青光眼和高眼压。
文档编号A61P27/06GK1906159SQ200480039805
公开日2007年1月31日 申请日期2004年12月27日 优先权日2004年1月5日
发明者E·翁吉尼, F·本内迪尼, V·基罗利, P·德尔索尔达托 申请人:尼考斯股份公司