[1，3]噁嗪类的制作方法
【专利摘要】本发明提供具有BACE1和/或BACE2抑制活性的式(I)的化合物，它们的制备，含有它们的药物组合物以及它们作为治疗活性物质的用途。本发明的活性化合物可用于治疗性和/或预防性治疗例如阿尔茨海默病和II型糖尿病。本发明还提供了其放射性标记的衍生物。
【专利说明】[1，3]噁嗪类
[0001]概沭
[0002]本发明涉及具有BACEl和/或BACE2抑制性的[1，3] 1?嗪类，它们的制备，含有它们的药物组合物以及它们作为治疗活性物质的用途。本发明还提供作为BACEl示踪剂的放射性标记的通式I的化合物，其可用于BACEl功能性的标记和诊断成像。
【背景技术】
[0003]阿尔茨海默病(AD)是中枢神经系统的神经变性疾病并且是中年以上人口中的进行性痴呆的主要原因。其临床症状是记忆、认知、暂时和局部定向、判断和推理的削弱，以及严重的情绪紊乱。目前还没有可以预防该疾病或其进展或稳定地逆转其临床症状的有效治疗。在所有具有高预期寿命的社会中AD成为主要的健康问题，并且也成为这些社会健康体系的显著经济负担。
[0004]AD的特征在于中枢神经系统(CNS)中的2个主要病理学特征:淀粉样蛋白斑的出现和神经兀纤维缠结(Hardy 等，The amyloid hypothesis of Alzheimer' s disease:progress and problems on the road to therapeutics, Science (科学).2002Jull9 ;297(5580):353-6,Selkoe,Cell biology of the amyloid β -protein precursor and themechanism of Alzheimer' s disease,Annu Rev Cell Biol.1994 ；10:373-403)。在唐氏综合征(三体性21)患者中通常也发现有这两个病理学特征，其在早期也显示出类似AD的症状。神经元纤维缠结是微管结合蛋白τ (MAPT)的细胞内聚集体。淀粉样蛋白斑出现在细胞外空间，它们的主要组分为Αβ-肽。后者是源于β_淀粉样蛋白前体蛋白(APP)经由一系列蛋白裂解步骤的一组蛋白水解片段。已经识别出数种形式的ΑΡΡ，其中最大量的是695、751和770个氨基酸长度的蛋白质。它们都经由差别剪接产生于一个基因。Αβ-肽源白与APP相同的结构域但是在它们的N-和C-端不同，主要物种为40和42个氨基酸长度的物种。存在强烈暗示聚集的Αβ-肽是AD的发病机理中的必需分子的数个证据链:1)由A β -肽形成的淀粉样蛋白斑是AD病理学的不变部分；2) A β -肽对于神经元是有毒的；3)在家族性阿尔茨海默病(FAD)中，在致病基因APP、PSNU PSN2上的突变导致增加水平的Αβ-肽和早期大脑淀粉样变性；4)表达了这种FAD基因的转基因小鼠展现出带有与人类疾病的很多类似处的病理学。Αβ-肽由APP通过名为β-和Y-分泌酶的2种蛋白水解酶的连续作用产生。β -分泌酶首先将在跨膜结构域(TM)外侧大约28个氨基酸的APP细胞外结构域断开以产生含有TM-和细胞质结构域(CTFii)的APP的C端片段。CTFii是Y-分泌酶的底物，其在TM内的数个相邻位置裂解以产生Αβ肽和细胞质片段。Y-分泌酶是至少4种不同蛋白质的复合物，其催化亚基非常类似早老素蛋白(PSEN1、PSEN2)。β-分泌酶(BACE1，Asp2 ;BACE表示β位APP裂解酶)是通过跨膜结构域锚定至膜中的天冬氨酉先蛋白酶(Vassar 等，Beta-secretase cleavage of Alzheimer' s amyloid precursorprotein by the transmembrane aspartic protease BACE, Science (科学).19990ct22 ;286(5440):735)。它在人类机体的很多组织中被表达，但是其水平在CNS中尤其高。BACEl基因在小鼠中的基因切除清楚地显示其活性对于导致Αβ -肽的产生的APP加工是重要的，在没有BACEl的情况下不产生A β -肽(Luo等，Mice deficient in BACEI, theAlzheimer' s beta-secretase, have normal phenotype and abolished beta-amyloidgeneration, Nat Neurosc1.2001Mar ；4(3):231-2, Roberds 等，BACE knockout miceare healthy despite lacking the primary beta-secretase activity in brain:implications for Alzheimer' s disease therapeutics, Hum Mol Genet.(人类分子遗传学)2001Junl ;10(12):1317-24)。通过基因工程表达人类APP基因并在变老过程中形成大范围淀粉样蛋白斑和阿尔茨海默病状病理学的小鼠，当通过将BACEl等位基因之一基因切除而降低β -分泌酶活性时不再表现为这样(McConlogue等，Partial reduction ofBACEl has dramatic effects on Alzheimer plaque and synaptic pathology in APPTransgenic Mice.J Biol Chem.(生物学和化学杂志)2007Sep7 ;282 (36):26326)。因此推测BACEl活性的抑制剂可以是可用于阿尔兹海默病(AD)的治疗干预中的药剂。
[0005]II型糖尿病(T2D)是由胰岛素抗性以及胰腺β-细胞分泌胰岛素不足导致血糖控制不良及高血糖而引起的(Μ Prentki和CJ Nolan, “Islet beta-cell failurein type2diabetes.” J.Clin.1nvestig.2006,116 (7), 1802-1812) ? T2D 患者摧患以下疾病的风险增加:微血管及大血管疾病以及多种相关并发症，包括糖尿病性肾病变，视网膜病变及心血管疾病。2000年，估计有一亿七千一百万人患有该病，且预计到2030年，该数字将加倍(S Wild, G Roglic, A Green, R.Sicree 和 H King, “Global prevalenceof diabetes”，Diabetes Care 2004，27 (5)，1047-1053)，从而使该疾病成为主要健康问题。T2D发病率的上升与全世界人口日益增加的久坐生活习惯及高能量食物摄取相关(PZimmet,KGMM Alberti和J Shaw,“Global and societal implications of the diabetesepidemiNature (自然)2001,414，782-787)。
[0006]β细胞衰竭以及由此引起的胰岛素分泌明显降低及高血糖标志着T2D的发作。当前的大部分`治疗都不防止作为明显T2D特征的β细胞群丧失。然而，近期利用GLP-1类似物胃泌素及其他药物进行的研究显示，有可能实现β细胞的保存和增殖，从而引起葡萄糖耐受性的改良并减缓进展至明显的T2D(LL Baggio和DJ Drucker, “Therapeuticapproaches to preserve islet mass in type2diabetes”，Annu.Rev.Med.2006,57,265-281)。
[0007]Tmem27 已被确定为促进 β 细胞增殖(P Akpinar, S Kuwajima, J Kriitzfeldt,M StoffeI, “Tmem27:A cleaved and shed plasma membrane protein that stimulatespancreatic β cell proliferation”，Cell Metab.2005, 2, 385-397)及膜岛素分泌(KFukui,Q Yang,Y Cao,N Takahashi 等,“The HNF-1target Collectrin controls insulinexocytosis by SNARE complex formation”，Cell Metab.2005,2,373-384)的蛋白质。Tmem27是一种从β细胞表面组成性脱落的42kDa的膜糖蛋白，由全长细胞Tmem27降解而来。在糖尿病的饮食诱发肥胖(DIO)模型中，转基因小鼠中Tmem27的过度表达增加了β-细胞群并改善葡萄糖耐受性。此外，在啮齿动物β细胞增殖试验(例如使用INSle细胞)中剔除Tmem27的siRNA降低了增殖速率，表明Tmem27在控制β-细胞群方面的作用。
[0008]在相同的增殖试验中，BACE2抑制剂也增加增殖。然而，BACE2抑制与Tmem27siRNA剔除结合产生较低的增殖速率。因此，推断BACE2是与Tmem27的降解相关的蛋白酶。此外，在体外，BACE2裂解基于Tmem27序列的肽。密切相关的蛋白酶BACEl不会裂解此肽，且仅选择性的抑制BACEl不会增强β细胞的增殖。
[0009]接近的同源物BACE2为一种膜结合的天冬氨酰蛋白酶且与Tmem27共同位于人类膜腺的 β 细胞中(G Finzi, F Franzi, C Placidi, F Acquati 等，“BACE2is storedin secretory granules of mouse and rat pancreatic beta cells，，，UltrastructPathol.2008,32(6),246-251)。还知道其能够降解 APP(IHussain，D Powell, DHowlett, G Chapman 等，“ASP1 (BACE2)cleaves the amyloid precursor protein atthe β -secretase site，，Mol Cell Neurosc1.2000,16, 609-619), IL-1R2 (P Kuhn, EMarjaux, A Imhof, B De Strooper 等，“Regulated intramembrane proteolysis of theinterleukin-lreceptor II by alpha-, beta-, and gamma-secretase，，J.Biol.Chem.(生物学和化学杂志)2007,282 (16) ,11982-11995)以及ACE2。能够降解ACE2的能力表明了BACE2在高血压控制中可能的作用。
[0010]因此，有人提出抑制BACE2，利用在糖尿病前期及糖尿病患者中保存及恢复β -细胞群并刺激胰岛素分泌的潜能，来作为对T2D的治疗。由此，本发明的目的在于提供选择性BACE2抑制剂。此类化合物可用作治疗活性物质，尤其用于治疗和/或预防与抑制BACE2有关的疾病。
[0011]此外，在神经组织(例如，大脑)之中，之上或周围β-淀粉样蛋白肽的形成或者形成和沉积被本发明的化合物抑制，即抑制来自APP或APP片段的A β -产生。
[0012]本发明的目标是式I的新化合物，它们的制备，基于根据本发明的化合物的药物以及它们的制备，以及式I化合物在控制或防止疾病如阿尔茨海默病和II型糖尿病中的用途。
[0013]已经发现可以使用放射性标记的式I的化合物作为用于BACEl功能性的标记和诊断分子成像的PET(正电子成像术(Positron Emission Tomography))放射性示踪剂,特别是[11C]-标记的式I的化合物。分子成像基于分子探针(例如放射性示踪剂)与生物靶标(例如能够结合或保留分子探针的受体、酶、离子通道或任意其他细胞成分)的选择性和特异性相互作用，其通过PET、核磁共振、近红外或其他方法显现。PET，一种核医学成像形式，理想地适合于产生三维图像，这种三维图像对给定器官中生物靶标的分布，或对这种器官或细胞的代谢活动，或对药物进入这种器官、结合至生物靶标和/或改变生物过程的能力提供重要信息。因为PET是非侵入成像技术，它可以用于研究疾病的病理生理学和药物对人类和动物中给定分子靶标或细胞学过程的作用。对于给定分子靶标特异性的PET放射性示踪剂的可利用性可以促进药物开发和药物的作用机理的理解。此外，PET放射性示踪剂可以便于通过展示作为疾病的结果发生的病理生理学变化来诊断疾病。
[0014]人类大脑是复杂的器官，其由数百万的相互连络的神经元组成。与疾病相关的异常性的了解是未来有效诊断和新疗法的开发的关键。人类中生物化学异常性的研究正迅速成为药物发现和开发过程重要和完整的组成部分。传统上，新药的发现和开发在对选择有希望的先导候选物的体外技术的着重强调的情况下进行，其随后在活体动物中测试，之后是人类给药。因为体外系 统仅反映活体系统的复杂性的一部分，并且人类疾病的体内动物模型通常仅是人类病理学的模拟，因此越来越认识到，在该过程早期在活人体中药物-受体相互作用的强了解将是在进一步提高新疗法的有效和及时发现和开发中的主要驱动力。近年来，越来越多地使用人医学成像来评估病理学、疾病过程和药物作用。这些成像形式包括 PET、MR1、CT、超声、EEG、SPECT 等(British Medical Bulletin，2003，65，169-177)。因此，非侵入成像法，例如PET的使用是未来用于药物开发的无价工具。可以使用非侵入核成像技术以获得关于多种活体对象的生理学和生物化学的基本和诊断信息。这些技术依赖于能够检测从给药至这种活体对象的放射性示踪剂发射的辐射的非常精密的成像仪器的使用。可以将所获得的信息重建以提供显示放射性示踪剂作为时间函数的分布的平面和断层X光摄影图像。放射性示踪剂的使用可以产生含有对象的结构、功能并且最重要地，生理学和生物化学信息的图像。很多这种信息不能通过其他方式获得。在这些研究中使用的放射性示踪剂被设计为具有明确的体内行为，其允许确定关于对象的生理学或生物化学的具体信息。当前，放射性示踪剂可用于获得关于心脏功能、心肌血流、肺灌注、肝功、大脑血流、区域大脑葡萄糖和氧新陈代谢的有用信息(W02007/041025)。此外，PET成像在药物开发的早期阶段提供人的正常和异常神经化学的非侵入和定量化验以提高疗法的高效和有效发现。标记化合物的示踪剂剂量能够进行新药的早期评价:生物分布研究；受体占有率研究以优化药物定量给药方案并表征药物作用的下游响应。使用非侵入技术了解人的疾病机制与疾病诊断和管理以及新疗法的未来发展密切相关。
[0015]在PET中通常使用的放射性核素包括nC、13N、150和18F。原理上，可以用PET核素标记所有药物相似体，但发现仅有数种可在人类中用作体内成像剂。nC、13N、150和18F的放射性半衰期分别为20、10、2和110分钟。这些短半衰期对它们用作示踪剂以使用PET探测体内生物学过程赋予多个好处。同一天内对相同对象的重复研究成为可能。PET越来越多地用作测定定义明确的化合物中药物-剂量-酶/受体占有率关系的工具。特异地结合至靶标受体或酶的PET放射性示踪剂的使用可以提供关于药物进入大脑并结合至靶标位点的能力的信息:由给定剂量的药物产生的靶标位点的占有度、占有率的时序过程，以及所关心的药物的血浆和组织相对动力学。
[0016]占有率研究用PET放射性示踪剂进行，所述PET放射性示踪剂通常与所研究的药物候选物不等同(British Medical Bulletin，2003，65，169-177)。
[0017]本发明的另外的目标是作为BACEl示踪剂的放射性标记的通式I的抑制剂，其可用于BACEl功能性的标记和诊断成像。
【技术领域】
[0018]本发明提供式I化合物，
[0019]
【权利要求】
1.式I化合物，
2.根据权利要求1的式I化合物，其中R1是被以下各项取代的杂芳基滷代_C2_6-烯基，卤代_C2_6_炔基，C^6-烷氧基-c2_6-烯基,C^6-烷氧基-c2_6-炔基，c2_6-烯基-(V6-烧氧基或c2_6-炔基烷氧基。
3.根据权利要求1-2中任一项的式I化合物，其中R1是被以下各项取代的吡嗪基:卤代_C2_6_烯基，1?代-c2_6-炔基，C^6-烷氧基-c2_6-烯基，C^6-烷氧基-c2_6-炔基，C2_6-烯基-Cu-烷氧基或c2_6-炔基-(V6-烷氧基。
4.根据权利要求1-3中任一项的式I化合物，其中R1是C2_6-炔基烷氧基-批嗪基。
5.根据权利要求1-4中任一项的式I化合物，其中R2是F。
6.根据权利要求1-5中任一项的式I化合物，其中R3是甲基。
7.根据权利要求1-6中任一项的式I化合物，其中R4和R5都是卤素。
8.根据权利要求1-7中任一项的式I化合物，其中R4和R5都是F。
9.根据权利要求1-8中任一项的式I化合物，其中R6和R7都是氢。
10.根据权利要求1-9中任一项的式I化合物，其中R1是5-丁 -2-炔氧基-吡嗪基。
11.根据权利要求1-10中任一项的式I化合物，其是5-丁 -2-炔氧基-吡嗪-2-甲酸[3-((R)-2-氨基-5，5-二氟-4-甲基-5，6-二氢-4H-[1，3]嗯嗪 _4_ 基)-4-氟-苯基]-酰胺。
12.根据权利要求1-11中任一项的式I化合物，其是式Ia的氚-标记的化合物，其中R1，R2，R3，R4，R5，R6和R7具有根据权利要求1-10中任一项的含义，
13.根据权利要求12 的式Ia的氚标记的化合物，其是[3H]-5-丁 _2_炔氧基-吡嗪-2-甲酸[3-((R)-2-氨基-5，5- 二氟-4-甲基 _5，6_ 二氢 _4H_[1，3] Bf嗪-4-基)-4-氟-苯基]-酰胺。
14.根据权利要求1-11中任一项的式I化合物，其是式la’的11C-标记的化合物，其中R2，R3, R4, R5, R6和R7具有根据权利要求1-10中任一项的含义，
15.根据权利要求14的式la’的11C-标记的化合物，其是[nC]-5-丁-2-炔氧基-吡嗪-2-甲酸[3-((R)-2-氨基-5，5- 二氟-4-甲基 _5，6_ 二氢 _4H_[1，3] I?嗪-4-基)-4-氟-苯基]-酰胺。
16.根据权利要求12-15中任一项的式Ia的化合物，其用作BACEl示踪剂。
17.根据权利要求12-15中任一项的式Ia的化合物，其用于在BACEl结合研究中使用。
18.根据权利要求14-15中任一项的式Ia的化合物，其用作PET示踪剂。
19.根据权利要求12-15中任一项的式I化合物，其用于在哺乳动物脑中的BACEl的诊断成像中使用。
20.一种用于BACEl酶的诊断成像的方法，所述方法包括将有效量的如权利要求12-15中任一项所述的化合物向哺乳动物给药。
21.如权利要求12-15中任一项所述的化合物用于制备组合物的用途，所述组合物用于哺乳动物脑中的BACEl的诊断成像。
22.根据权利要求1-15中任一项的式I化合物，其用作治疗活性物质。
23.根据权利要求1-15中任一项的式I化合物，其用作BACEl和/或BACE2活性的抑制剂。
24.根据权利要求1-15的式I化合物，其用作治疗活性物质，所述治疗活性物质用于治疗性和/或预防性治疗以升高的β-淀粉样蛋白水平和/或β-淀粉样蛋白低聚物和/或β -淀粉样蛋白斑和进一步沉积为特征的疾病和病症，特别是阿尔茨海默病。
25.根据权利要求1-15的式I化合物，其用作治疗活性物质，所述治疗活性物质用于治疗性和/或预防性治疗糖尿病，特别是II型糖尿病。
26.—种药物组合物，所述药物组合物包含根据权利要求1-15中任一项的式I化合物，以及药用载体和/或药用辅助物质。
27.根据权利要求1-15中任一项的式I化合物用于制备药物的用途，所述药物用于在BACEl和/或BACE2活性的抑制中使用。
28.根据权利要求1-15中任一项的式I化合物用于制备药物的用途，所述药物用于治疗性和/或预防性治疗以升高的β-淀粉样蛋白水平和/或β-淀粉样蛋白低聚物和/或β -淀粉样蛋白斑和进一步沉积为特征的疾病和病症，特别是阿尔茨海默病。
29.根据权利要求1-15中任一项的式I化合物用于制备药物的用途，所述药物用于治疗性和/或预防性治疗糖尿病，特别是II型糖尿病。
30.根据权利要求1-15中任一项的式I化合物，所述式I化合物用于在BACEl和/或BACE2活性的抑制中使用。
31.根据权利要求1-15中任一项的式I化合物，所述式I化合物用于治疗性和/或预防性治疗以升高的β_淀粉样蛋白水平和/或β_淀粉样蛋白低聚物和/或β_淀粉样蛋白斑和进一步沉积为特征的疾病和病症，特别是阿尔茨海默病。
32.根据权利要求1-15中任一项的式I化合物，所述式I化合物用于治疗性和/或预防性治疗糖尿病，特别是II型糖尿病。
33.一种方法，所述方法用于在BACEl和/或BACE2活性的抑制中使用，特别是用于治疗性和/或预防性治疗以升高的β-淀粉样蛋白水平和/或β-淀粉样蛋白低聚物和/或β -淀粉样蛋白斑和进一步沉积为特征的疾病和病症，阿尔茨海默病，II型糖尿病，该方法包括将根据权利要求1-15中任一项的式I化合物向人或动物给药。
34.如上所述的本发明。
【文档编号】A61K31/5355GK103608344SQ201280028016
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2012年6月4日 优先权日:2011年6月7日
【发明者】埃迪利奥·博罗尼, 罗卡·戈比, 汉斯·希尔珀特, 迈克尔·霍纳, 迪特尔·穆里, 罗伯特·纳尔基齐昂, 亚历山大·波拉拉 申请人:霍夫曼-拉罗奇有限公司