专利名称：四氢吡咯并[1，2-a]吡嗪-4-螺-3′吡咯烷衍生物的制备方法
技术领域：
本发明涉及新的具有醛糖还原酶抑制活性的四氢吡咯并〔1，2-a〕吡嗪-4-螺-3′-吡咯烷衍生物，及其制备方法，其使用方法，以及含所述化合物作为活性组分的药用组合物。
欧洲专利申请365324-A公开了通式为
的螺一异喹啉吡咯烷四酮及其类似物，式中的稠苯环被稠噻吩环、吡啶环或呋喃环取代，式中的R1和R2分别是氮，含有1-6个碳原子的烷基，卤素、含有1-6个碳原子的低级烷氧基，三氟甲基，其中的低级烷基含有1-6个碳原子的低级烷基硫代基团，其中的烷基含有1-6个碳原子的二烷基氨基、硝基、芳基、或芳氧基(低级烷基)(其中的芳基含有6-10个碳原子及低级烷基含有1-6个碳原子);R3是氢，含有1-6个碳原子的低级烷基、芳基、芳基(低级烷基)或卤代芳基(低级烷基)(其中的芳基含有6-10个碳原子及低级烷基含有1-6个碳原子)，酰基或结构式为
的杂环(低级烷基)，式中R4是含有1-3个碳原子的低级亚烷基，X是含有1-3个碳原子的低级亚烷基、氧、硫或-NH-;Y和Z分别是氧或硫;M和W分别是羰基、硫代羰基、磺酰基、硫代(sulfoxo)或含有1-2个碳原子的低级亚烷基，但附加条件是当X是-NH-时M和W不能都是低级亚烷基，以及可药用的盐。公开的该化合物可用作醛糖还原酶抑制剂以预防或治疗与糖尿病有关的并发症。
本发明的化合物在化学结构上明显不同于上述欧洲专利申请中的化合物，这点由下面公开的通式(Ⅰ)可明显看出，本发明的化合物(Ⅰ)具有吡咯并〔1，2-a〕吡嗪环作为基本环，这明显不同于上述欧洲专利申请化合物的基本环。
用胰岛素或口服低血糖药剂来根据征状治疗糖尿病患者。但是，这些治疗没有一种能完全恢复到正常糖血状态，并且在长期糖尿病期间，与长期高血糖相关的并发症例如白内障、视网膜病、角膜病、神经病和肾病就会发展。因此，当今为治疗糖尿病，对预防糖尿病并发症的发生和发展正成为最重要的课题。
多羟基化合物代谢途径中的异常假定是与各种糖尿病并发症的发病机理相关普通的生化链。醛糖还原酶(多羟基化合物代谢途径的主要酶)催化葡糖向山梨醇的转化。在糖尿病人体内葡糖流入糖尿病并发症靶组织(如血管、外周神经、眼晶体和肾)的量比流入正常组织中的量要大。葡糖的增多可激活醛糖还原酶，并因此而促进山梨醇的形成，导致在这些组织中山梨醇的集聚。认为细胞内山梨醇的集聚可产生高渗效应，这导致流体的集聚，而这又使细胞损伤并引起糖尿病并发症的发病〔P.F.Kador等人，Ann.Rev.Pharmacol.Toxicol.，25，691-714(1985)〕。据此，认为具有醛糖还原酶抑制活性的化合物可有效地预防和治疗糖尿病并发症，并且世界上许多研究者在一直研究各种类型的化合物以开发一种新的醛糖还原酶抑制剂。迄今为止，只能在某些国家可商业购得两种醛糖还原酶抑制剂N-〔〔6-甲氧基-5-〔三氟甲基〕-1-萘基〕硫代甲基〕-N-甲基甘氨酸〔常用名tolrestat参见Merck Index，11th Ed.9451(1989)〕和(E，E)-5-(2-甲基-3-苯基-2-亚丙烯基)-4-氧代-2-硫代-3-噻唑烷乙酸〔常用名epalrestat，参见Merck Index，11th Ed.，3556(1989)〕。然而，这些化合物不具有足够的所需活性〔参见下面公开的实验以及N.Simard-Duquesne等人，Metab.Clin。Exp.，34，885-892(1985)〕。因此，人们在一直寻找一种新的具有更有效的醛糖还原酶抑制活性而又无毒的化合物。
本发明人一直深入研究以寻找一种所需的新的具有极高的醛糖还原酶抑制活性而又无毒的化合物，结果找到了一些具有四氢吡咯并〔1，2-a〕吡嗪-4-螺-3′-吡咯烷环的化合物，这些化合物具有所需的性能。
因此，本发明的一个目的是提供新的具有极佳醛糖还原酶抑制活性的四氢吡咯并〔1，2-a〕吡嗪-4-螺-3′-吡咯烷衍生物。本发明的另一目的是提供制备该新化合物的方法。本发明的再一目的是提供该化合物预防和治疗糖尿病并发症的用法。本发明的又另一个目的是提供一种用于预防和治疗糖尿病并发症的含有所述化合物作为活性组分的药用组合物。这些目的和其他目的以及本发明的优点对于本技术领域技术人员来讲，由下面的描述可更为明了。
本发明的四氢吡咯并〔1，2-a〕吡嗪-4-螺-3′-吡咯烷衍生物为下面通式的化合物
式中R1和R2分别是氢、卤素、三氟甲基，含有1-6个碳原子的烷基，含有1-6个碳原子的烷氧基，或硝基，和R3是氢，卤素或含有1-6个碳原子的烷基，及其可药用的盐。
该化合物(Ⅰ)的可药用的盐包括与无机碱的盐(如钠、钾和铵)和与有机碱的盐(如异丙胺、二乙胺、乙醇胺、三乙醇胺、哌啶、和赖氨酸)。
该化合物(Ⅰ)及其盐可以水合物或溶剂化物的形式存在，并且这种水合物和溶剂化物也包含在本发明之内。
另外，该化合物(Ⅰ)含有至少一个不对称碳原子，即该螺碳原子位于吡咯烷环的3′-位，因此可出现多种立体异构体。这些立体异构体及其混合物以及外消旋化合物也都包含在本发明之内。如果通式(Ⅰ)的化合物中的R1、R2和R3全都是不含不对称碳原子的基团，则有一种对映体较其他对映体具有更有效的醛糖还原酶抑制活性。
本整个说明书和权利要求中的“卤素”指氟、氯、溴和碘。“烷基”指例如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、戊基和己基，优选的烷基含有1-3个碳原子。
“烷氧基”指，例如，甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、丁氧基、异丁氧基、戊氧基和己氧基，优选的烷氧基具有1-3个碳原子。
通式
的基团包括，例如苄基、2-溴苄基、2-氯苄基、2-氟苄基、3-溴苄基、3-氯苄基、3-氟苄基、4-溴苄基、4-氯苄基、4-氟苄基、4-碘苄基、4-溴-3-氯苄基、4-溴-2-氟苄基、4-氯-2-氟苄基、2，4-二氯苄基、3，4-二氯苄基、3，5-二氯苄基、2，4-二溴苄基、3，4-二溴苄基、3，5-二溴苄基、2，4-二氟苄基、2-氟-4-碘苄基、4-三氟甲基苄基、4-甲基苄基、4-甲氧基苄基、3，4-二甲氧基苄基、2，4-二甲氧基苄基、和4-硝基苄基。
优选的化合物是通式(Ⅰ)中R3为氢、卤素、或7-甲基的化合物，及其可药用的盐。更优选的化合物是通式(Ⅰ)中R1和R2分别为氢或卤素且R3是氢、卤素或7-甲基的化合物，及其可药用的盐。最为优选的化合物是通式(Ⅰ)中R1为具有1-3个碳原子的烷基或具有1-3个碳原子烷氧基，且R3为氢、卤素或7-甲基的化合物，及其可药用的盐。特别优选的化合物是通式(Ⅰ)中R1为氢或卤素，R2为卤素且R3为氢的化合物。
优选的化合物(Ⅰ)的立体异构体为外消旋化合物及其具有较其他对映体更有效的醛糖还原酶抑制活性的对映体。
特别优选的化合物的特例为下述化合物及其具有较其他对映体更有效的醛糖还原酶抑制活性的对映体2-(4-溴-2-氟苄基)-〔1，2，3，4-四氢吡咯并〔1，2-a〕吡嗪-4-螺-3′-吡咯烷〕-1，2′，3，5′-四酮，2-(3，4-二氯苄基)-〔1，2，3，4-四氢吡咯并〔1，2-a〕吡嗪-4-螺-3′-吡咯烷〕-1，2′，3，5′-四酮，2-(4-溴苄基)-〔1，2，3，4-四氢吡咯并〔1，2-a〕吡嗪-4-螺-3′-吡咯烷〕-1，2′，3，5′-四酮，和2-(4-氯-2-氟苄基)-〔1，2，3，4-四氢吡咯并〔1，2-a〕吡嗪-4-螺-3′-吡咯烷〕-1，2′，3，5′-四酮。
最为优选的化合物是通式(Ⅰ′)的化合物
所述特别优选化合物的特例如下2-(4-溴-2-氟苄基)-〔1，2，3，4-四氢吡咯并〔1，2-a〕吡嗪-4-螺-3′-吡咯烷〕-1，2′，3，5′-四酮，和具有下述旋光度〔α〕27.5D＝+1.96°(C＝1.02，乙酸乙酯);〔α〕28D＝-7.6°(C＝1.02，甲醇);和〔α〕28405＝-33.0°(C＝1.02，甲醇)的2-(4-溴-2-氟苄基)-〔1，2，3，4-四氢吡咯并〔1，2-a〕吡嗪-4-螺-3′-吡咯烷〕-1，2′，3，5′-四酮的对映体。
下面例举的化合物及其对映体为通式(Ⅰ)化合物的例子以及下述所给出的实施例的化合物。
2-(2-氟-4-碘苄基)-〔1，2，3，4-四氢吡咯并〔1，2-a〕吡嗪-4-螺-3′-吡咯烷〕-1，2′，3，5′-四酮，2-(4-溴-3-氯苄基)-〔1，2，3，4-四氢吡咯并〔1，2-a〕吡嗪-4-螺-3′-吡咯烷〕-1，2′，3，5′-四酮，2-(2，4-二溴苄基)-〔1，2，3，4-四氢吡咯并〔1，2-a〕吡嗪-4-螺-3′-吡咯烷〕-1，2′，3，5′-四酮，2-(3，4-二溴苄基)-〔1，2，3，4-四氢吡咯并〔1，2-a〕吡嗪-4-螺-3′-吡咯烷〕-1，2′，3，5′-四酮，2-(3，5-二溴苄基)-〔1，2，3，4-四氢吡咯并〔1，2-a〕吡嗪-4-螺-3′-吡咯烷〕-1，2′，3，5′-四酮，和2-(4-溴-2-氟苄基)-7-甲基-〔1，2，3，4-四氢吡咯并〔1，2-a〕吡嗪-4-螺-3′-吡咯烷〕-1，2′3，5′-四酮。
例如，本发明的化合物可由下述方法而制得。
方法(a)该化合物(Ⅰ)可通过将通式(Ⅱ)的化合物与通式(Ⅲ)的化合物反应而制得，通式(Ⅱ)为
式中R3如上述所定义的，R4是羰基保护基，X为卤素，通式(Ⅲ)为
式中R1和R2如上所定义。
在上述化合物(Ⅱ)中的“羰基保护基”是指通过常用方法(例如在肽合成技术领域常用的水解和氢解)而能容易被去除的所有常用的保护基。通过水解而能被去除适宜的保护基的例子为低级烷基如甲基、乙基、和丙基，通过氢解而能被去除的适宜的保护基的例子为苄基，4-甲氧基苄基，和4-硝基苄基。该氢解包括多种方法例如催化还原和催化转移氢化。
该化合物(Ⅱ)和化合物(Ⅲ)的反应通常是在对该反应无不利影响的溶剂中进行。适宜溶剂的选择依据(例如)起始化合物的种类，并包括，例如，芳烃如苯和甲苯;卤代烃如二氯甲烷和氯仿;醚如四氢呋喃和二噁烷;以及二甲基甲酰胺。这些溶剂可单独使用或其两种或更多种结合使用。上述反应优选是存在碱性物质下进行，这些碱性物质包括，例如，有机碱如三乙胺、三丁胺、二异丙基乙胺、N-甲基吗啉、吡啶、和N，N-二甲基苯胺;以及无机碱如碱金属碳酸盐(如碳酸钠和碳酸钾)，或碱金属碳酸氢盐(如碳酸氢钠和碳酸氢钾)。可供选择的是使用过量的化合物(Ⅲ)可代替使用特定的碱性物质。该反应的温度可依据于(例如)起始化合物的种类而变化，但通常在约0℃至约100℃范围内，较佳是在约25℃至约70℃范围之内。该化合物(Ⅲ)可以酸式加成盐的形式使用，其在反应系统中可转换成游离碱。
某些化合物(Ⅲ)可商业购得而其他的可用已知方法制得。该化合物(Ⅱ)是新的，并且(例如)可由下面反应图解-Ⅰ中所示的方法制得。
式中R3、R4和X如上述定义，R5是叔-丁基或由氢解去除的保护基，及Y是卤素，前提条件是R4是由氢解去除的保护基时，则R5是叔-丁基。
上述反应图解-Ⅰ中的每一步骤如下进行(步骤1)例如可由J.Med.Chem.，21，962-964(1978)中公开的方法制备化合物(Ⅴ)。
化合物(Ⅴ)和化合物(Ⅵ)的反应通常是在合适的溶剂中存在碱性物质的条件下进行。该溶剂包括，例如，环己烷、苯、甲苯、二甲苯、四氢呋喃、二噁烷、甲醇、乙醇、异丙醇、吡啶、和二甲基甲酰胺。该碱性物质包括，例如，碱金属(如锂、钠和钾)、碱金属氢化物(如氢化钠)、碱金属氢氧化物(如氢氧化钠和氢氧化钾)、碱金属碳酸盐(如碳酸钠和碳酸钾)、碱金属碳酸氢盐(如碳酸氢钠和碳酸氢钾)、碱金属醇盐(如甲醇钠、乙醇钠和叔-丁醇钾)。该反应通常在约-10℃至约150℃温度范围内进行。
(步骤2)通式(Ⅶ)中R5的“由氢解去除的保护基”指由催化还原或催化转移氢化能易被去除的基团，这包括，例如，苄基、4-硝基苄基、和4-甲氧基苄基。
通式(Ⅶ)的化合物(其中R5是叔-丁基)可通过在合适溶剂(如二氯甲烷或氯仿)中用三氟乙酸处理而被转化成化合物(Ⅷ)。该反应通常在约25℃至约50℃温度范围内进行。
其中R5是由氢解而被去除的保护基的通式(Ⅶ)化合物可通过在合适溶剂中存在催化剂(如阮内镍或钯-碳)的条件下氢化而被转化成化合物(Ⅷ)，或者另外通过在合适溶剂中存在催化剂(如钯-碳)的条件下与氢供体(如甲酸铵或环己烷)反应。该溶剂包括，例如，水、甲醇、乙醇、乙酸、二噁烷和四氢呋喃。该反应通常在大气压或加压下于约25℃至约80℃温度下进行。
(步骤3)在常用的适于酰胺化反应的条件下，将化合物(Ⅷ)或其反应衍生物于羰基与氨反应，则得到化合物(Ⅸ)。
该化合物(Ⅷ)的于羰基部位的反应衍生物包括酰氯和活性酯(如N-羟基琥珀酰亚胺酯和N-羟基苯邻二甲酰亚胺酯)。当仅使用化合物(Ⅷ)本身时，该反应通常在存有常用缩合剂的条件下进行，这些缩合剂如二环己基碳化二亚胺，1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳化二亚胺氢氯化物，或N，N′-羰基二咪唑。该反应通常是在约0℃至150℃温度下于合适溶剂中进行，该溶剂例如苯、甲苯、二氯甲烷、氯仿、四氢呋喃、二噁烷、乙腈、或二甲基甲酰胺。
(步骤4)在上述步骤3中获得的化合物(Ⅸ)在存有碱性物质条件下进行环化反应以得到化合物(Ⅹ)。该反应可通过使用相同用于下述方法(b)中的碱性物质和溶剂而进行。该反应通常在约-20℃至约60℃的温度下进行。
(步骤5)在不存有或存有合适溶剂的条件下，将上述步骤4中获得的化合物(Ⅹ)与通式CX3COZ的三卤代乙酸卤化物(式中X如上定义，Z是卤素如氯或溴)或通式(CX3CO)2O的三卤代乙酐(式中X如上定义)反应，以得到化合物(Ⅱ)。该溶剂包括，例如，二氯甲烷、氯仿、乙醚、四氢呋喃和二噁烷。该反应可在存有碱性物质的条件下进行，例如有机碱(如三乙胺、吡啶、和N，N-二甲基苯胺)，或无机碱(如碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、和碳酸氢钾)。该反应温度在约25℃至约150℃范围。
在上述方法(a)中，当化合物(Ⅱ)和/或化合物(Ⅲ)有一个或二个不对称碳原子时，相应于不对称碳原子的构型则保留在最终化合物(Ⅰ)中。即以外消旋化合物形式存在的化合物(Ⅱ)和化合物(Ⅲ)，所获得的化合物(Ⅰ)也为外消旋化合物形式。
通式(Ⅱ)(其中R3是氢)化合物的对映体可被制得，例如，通过将在下述反应图解-Ⅱ中步骤3得到的产物(ⅩⅤ)分离成两种对映体，将每种对映体转化成步骤4中的化合物(Ⅹ′)，然后再进行上述反应图解-Ⅰ中步骤5的反应。可进行将化合物(ⅩⅤ)拆开成各自对映体这一过程，例如，可通过用常规的方法用一种旋光酸形成其非对映体盐，再分离成两种非对映体盐，并且然后将每种非对映体盐转化成相对应的游离碱中。在上述拆解过程中用作拆解剂的旋光酸包括，例如，(+)-樟脑酸、(1S)-(+)-或(1R)-(-)-樟脑磺酸、L-(+)-或D-(-)-酒石酸、L-或D-焦谷氨酸、(S)-(-)-或(R)-(+)-苹果酸、磷酸氢(S)-(+)-或(R)-(-)-1，1′-联萘-2，2′-二酯、(-)-或(+)-2′-硝基tartranilic酸，D-(+)-tartranilic酸，(-)-二苯甲酰基-L-酒石酸、(+)-二苯甲酰基-D-酒石酸、和(-)-二乙酰基-L-酒石酸。
式中R4如上述定义，R6是苄氧羰基或叔-丁氧羰基，及R7是羰基保护基，条件是当R6是苄氧基羰基时，R4则是水解易去除的保护基。
在上述的反应图解-Ⅱ中每一步骤的进行如下(步骤1)用常规方法通过将一个保护基引入在2-氨基-2-氰基乙酸酯中的氨基上而制备化合物(Ⅺ)，所述的2-氨基-2-氰基乙酸酯按Chem.Ind.〔(London，1980，541-542)中所公开的方法制得。
化合物(Ⅺ)和化合物(Ⅻ)的反应按反应图解-Ⅰ步骤1中所述相同方式进行。
(步骤2)通过常用于将腈水解成酰胺的已知方法来将化合物(ⅩⅢ)转化成化合物(ⅩⅣ)，例如，Synthesis(1980，243-244)中所述的方法。
(步骤3)化合物(ⅩⅣ)转化成化合物(ⅩⅤ)按反应图解-Ⅰ步骤2中所述的相同方式进行。
(步骤4)通过已知方法来进行化合物(ⅩⅤ)转化成化合物(Ⅹ′)的过程，例如，在J.Med.Chem.(21，962-964(1978))中所公开的方法。
方法(b)本发明的化合物(Ⅰ)也可通过将下面通式(Ⅳ)的化合物环化而制得，通式(Ⅳ)为
式中R1、R2和R3定义如下，R41是羰基-保护基或旋光醇的烷基残基，前提条件是当R41是旋光醇的烷基残基时，四氢吡咯并〔1，2-a〕-吡嗪环4-位处的碳原子的构型是S或R。在存有碱性物质的条件下进行该环化反应。
上述通式(Ⅳ)中R41的旋光醇的烷基残基意指从含有一个或多个不对称碳原子的旋光醇上通过去除羟基而得到的基团，包括，例如，(-)-或(+)-
基，(-)-或(+)-1-苯乙基，(-)-或(+)-2-丁基，和(-)-冰片基。
该环化过程通常是在合适的溶剂中进行。该溶剂的适宜的例子为芳烃如苯和甲苯;醚如乙二醚、四氢呋喃、和二噁烷;和二甲基甲胺。其中所用的碱性物质包括，例如，碱金属(如锂、钠和钾)，碱土金属(如钙)、碱金属氢化物(如氢化钠)，碱土金属氢化物(如氢化钙)，碱金属氢氧化物(如氢氧化钠和氢氧化钾)、碱金属碳酸盐(如碳酸钠和碳酸钾)，碱金属碳酸氢盐(如碳酸氢钠和碳酸氢钾)，以及碱金属醇盐(如甲醇钠、乙醇钾、和叔-丁醇钾)，有机锂化合物(如双(三甲基甲硅烷基)氨基化锂、二异丙基氨基化锂、和正-丁基锂)，有机酸盐(如乙酸钠)，和有机碱(如三乙胺、吡啶、二甲基吡啶、和1，8-二氮杂双环〔5.4.0〕十一烷)。该反应通常在约-78℃至约25℃温度内进行，优选约-78℃至约-20℃。
通式(Ⅳ)的化合物(其中R41与R4相同，即羰基保护基)是新的化合物，并可例如通过下面反应图解-Ⅲ中所示的方法而制得。
反应图解-Ⅲ
式中R1、R2、R3、R4和R5如上定义，条件是当R4是由氢解去除的保护基时，则R5是叔-丁基。
上述反应图解-Ⅲ中的每一步骤如下进行。
(步骤1)该步骤可以反应图解-Ⅰ步骤5所述相同方式进行。
(步骤2)该步骤可以上述方法(a)中所述相同方式进行，优选在惰性气氛中。
(步骤3)以反应图解-Ⅰ步骤1中所述相同方式将化合物(ⅩⅦ)和化合物(Ⅵ)反应以得到化合物(ⅩⅧ)。该反应优选在惰性气氛中进行。
(步骤4)以反应图解-Ⅰ步骤2中所述相同方式将化合物(ⅩⅧ)转化成化合物(ⅩⅨ)。
(步骤5)以反应图解-Ⅰ步骤3中所述相同方式将化合物(ⅩⅨ)或其反应衍生物于羰基基团与氨反应以得到化合物(Ⅳ′)。
通式(Ⅳ)的化合物(其中R41是旋光醇的烷基残基)是一种新的化合物，例如，可用下面反应图解-Ⅳ所示的方法制得。
反应图解-Ⅳ
式中的R1、R2、R3、R4和R5如上定义，R8是旋光醇的烷基残基。
上述反应图解-Ⅳ中每一步骤如下进行。
(步骤1)通常是在存有一种催化剂条件下进行化合物(Ⅴ)和通式R8OH(式中R8定义如上)化合物的反应。该催化剂包括那些常用于酯转换的催化剂，例如，硫酸、苯磺酸、对-甲苯磺酸、钠、钾、甲醇钠、和四乙基钛酸盐。该反应通常在约25℃至约200℃，优选约100℃至约200℃温度内进行。
〔化合物(Ⅴ′)转化成化合物(ⅩⅧ′)〕该转化反应可以反应图解-Ⅲ步骤1-3中所述相同方式进行。
〔化合物(ⅩⅧ′)分离成各自非对映体〕在前面步骤中获得的化合物(ⅩⅧ)是两种非对映体的混合物。该化合物可分离成两种非对映体，即化合物(ⅩⅧ′a)和化合物(ⅩⅧ′b)，分离可用常规的方法，例如分级结晶和柱色谱法。〔化合物(Ⅳ′a)和化合物(Ⅳ′b)的制备〕以反应图解-Ⅲ步骤4和5所述相同方式，可将化合物(ⅩⅧ′a)和化合物(ⅩⅧ′b)分别转化成化合物(Ⅳ′a)和化合物(Ⅳ′b)。
由上述方法制得的产物可通过常规方法(例如色谱法、重结晶或再沉淀)而被离析和纯化。
其中R3是氢的通式(Ⅰ)化合物可通过与卤化剂，例如卤素(如氯或溴)或磺酰氯反应而转化成相应的其中R3是卤素的化合物。该反应优选是在合适溶剂中进行，例如二硫化碳、二氯甲烷、氯仿、1，2-二氯乙烷、或二甲基甲酰胺，反应温度为约-20℃至约100℃。该反应也可在存有氯化铝的条件下进行。
当其中R3是卤素的化合物(Ⅱ)(由其中R3是氢的化合物(Ⅱ)卤化而制得)在方法(a)中用作起始化合物时，该卤素所被引入的位置不同于上述其中R3是氢的化合物(Ⅰ)卤化而得到的产物中卤素所被引入的位置。其中R3是氢的化合物(Ⅱ)的卤化反应可用常规方法如下述参考例22和23所示的方法进行。
用常用方法通过用无机或有机碱处理，可将通式(Ⅰ)的化合物转化成其盐。无机和有机碱的合适的例子为碱金属(如钠或钾)的氢氧化物，碳酸盐或碳酸氢盐、氢氧化铵、异丙胺、二乙胺、乙醇胺、吡啶、和赖氨酸。该反应通常是在合适溶剂中于约0℃至约25℃温度下进行。该溶剂包括，例如，低级醇(如甲醇、乙醇、和异丙醇)、乙酸乙酯、乙腈、二噁烷、和甲苯，或其混合物。
本发明化合物的药用活性由下面实验测定，该实验针对本发明的有代表性的化合物而进行。
下列化合物用作参照化合物Epalrestat在日本可购得的一种醛糖还原酶抑制剂，和(±)-Sorbinil一种化学名称为6-氟-2，3-二氢螺〔4H-1-苯并吡喃-4，4′-咪唑烷〕-2′，5′-二酮的醛糖还原酶抑制剂〔参见.Merck Index，11th Ed.，8679(1989)〕。
试验1 醛糖还原酶抑制活性(体外)该试验依据于S.Hayman和J.H.Kinoshita〔J.Biol.chem.，240，870-882(1965)〕的方法进行。
粗酶溶液的制备将从猪眼中分离出的晶状体(Tokyo Sibaura Zouki Co.，Ltd.，Japan)用含2mM巯基乙醇的5mM磷酸盐缓冲剂(PH7.4)均化，并于10，200克离心10分钟。该上清液随后用30%、40%、和60%饱和度的硫酸铵沉淀。将60%饱和度的沉淀溶解在均化缓冲剂中并用作粗酶制剂。酶活性的单位定义为在下述测定条件下每分钟酶氧化1毫摩尔NADPH所需酶的量。
酶测定此标准反应混合物由100mM磷酸盐缓冲剂(pH6.5)、0.2mM NADPH、1.5mM D，L-甘油醛、0.4M硫酸锂、酶溶液(7.0mu/ml)和各种浓度的待试验化合物组成。该反应混合物在37℃培育，并用分光光度计(Hitachi 150-20)监测其在340nm处吸光度的降低。酶活性的计算基于自酶反应开始1分钟后在1分钟的时间内吸光度降低的比率。从对数浓度-响应曲线图中可得到50%酶活性抑制的所需化合物浓度(IC50)。结果示于表1。
表1醛糖还原酶抑制活性
＊试验化合物的编号相应于实施例的序号，例如，试验化合物1即为实施例1中所获得的化合物。在上述表中以及在下述的另一表中的所有试验化合物均同样表示。
如表1所示，本发明的化合物的醛糖还原酶抑制活性明显比(±)-sorbinil有效，并且大部份等效或更有效于epalrestat。
试验2 对山梨醇集聚的抑制活性(在体内)每组中使用4只雄性Wistar 大鼠(200-250克)。通过一次静脉注射新鲜的溶于生理盐水中的链脲佐菌素(40mg/kg)使大鼠患得糖尿病。
自诱发糖尿病一周后，给大鼠口服悬浮于0.5%黄蓍胶溶液中的待试验化合物，每天服一次，共服5天。在最后一次服药后4小时，将坐骨神经从大鼠身上分离出来，并通过R.S.Clement等人的酶催化荧光分光光度方〔Science，166，1007-1008(1969)〕使用取自羊肝脏的山梨醇脱氢酶作为酶制剂来测定该神经组织中的山梨醇含量。试验化合物的活性表达为所给定剂量时抑制山梨醇集聚的百分数，这依据下面等式计算抑制百分数%＝(S-T)/(S-N)×100S自做为糖尿病对照的大鼠的坐骨神经中山梨醇的含量T自服过所试验化合物的糖尿病大鼠的坐骨神经中山梨醇的含量N自正常大鼠的坐骨神经中山梨醇的含量结果示于表2。
表2对山梨醇集聚的抑制活性
由表2所示，本发明的化合物其对山梨醇集聚的抑制活性明显有效于epalrestat，实施例1，4，5，7，8，16，22和24的化合物等效或更有效于(±)-sorbinil。另外，实施例1(21)和22的化合物的效用是长寿命的。
试验3 急性毒性每组使用5只雄性ddY 小鼠(18-25克)。以1克/每公斤的剂量给每只小鼠口服给药悬浮于0.5%黄蓍胶中的实施例1(21)和22的化合物。在服药后7天观察死亡率。结果是在该期间未有小鼠死亡。
由上述实验结果可明显看出，通式(Ⅰ)的化合物具有优良的醛糖还原酶抑制活性而没有毒性，因此，它们可用作治疗糖尿病并发症的药剂。它们也可用作预防和治疗哺乳动物包括人类与糖尿病有关的多种并发症，例如，白内障、视网膜病、角膜病、神经病、或肾病。
本发明的化合物可通过多种方式给药，例如口服、胃肠外给药、直肠内给药、或局部给药，但优选口服。本发明化合物的临床所用剂量可依据于，例如，化合物的种类、给药方式、病情、以及病人年龄等变化，但对于人来讲通常在0.01至20毫克/公斤/天，优选为0.05至10毫克/公斤/天。
本发明化合物在给药于患者时通常以药物组合物形式，该药物组合物含有无毒的和有效量的该化合物。该药物组合物通常是通过将活性化合物与常用的不与活性化合物反应的可药用载体或稀释剂混合而制得。
合适的载体和稀释剂的例子为乳糖、葡萄糖、甘露糖醇、糊精、淀粉、蔗糖、铝硅酸镁、合成硅酸铝、结晶纤维素、羰甲基纤维素钠、羟丙基淀粉、羰甲基纤维素钙、离子交换树脂、甲基纤维素、明胶、阿拉伯树胶、羟丙基纤维素、低级取代羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、轻质无水硅酸、硬脂酸镁、滑石、羰基乙烯基聚合物、氧化钛、脱水山梨醇脂肪酸酯、十二烷基硫酸钠、甘油、甘油脂肪酸酯、纯化羊毛脂、甘油基明胶、多乙氧基醚、聚乙二醇、植物油、蜡、液体石蜡、白矿脂、非离子表面活性剂、丙二醇、以及水。
该药物组合物可制成片剂、胶囊、粒剂、粉剂、糖浆、悬浮剂、栓剂、膏剂、凝胶、胶粘制品、注射液、或眼药液。这些制剂可用常用方法制得。液体制剂可以固态制剂的形式而当使用时再转化成液体，即，当使用时，将固体制剂溶解或悬浮在水或其他任何合适载体中。其片剂和粒剂可以常用方法用常用包衣剂包覆。
基于组合物的总重量，这些药用组合物中可含有本发明化合物的量为0.01%(重量)或更多，优选为1～70%(重量)。这些组合物还可含一种或多种药物活性组分例如口服低血糖药剂。
含有作为活性组分的适于预防或治疗糖尿病并发症的本发明化合物的药物组合物可与胰岛素或任何其他口服低血糖药剂一起使用，例如甲磺吡脲、优降糖、1-丁基-3-对甲苯磺酰基脲、乙酰苯磺酰环乙脲、或降糖吡啶钠。
实施例本发明通过下述实施例和参考例而说明，但并不限于此。在这些实施例中，化合物通过元素分析、质谱、红外(IR)光谱、核磁共振(NMR)光谱、高效液体色谱(HPLC)等手段来鉴定。
实施例1制备2-(4-溴-2-氟苄基)-〔1，2，3，4-四氢吡咯并〔1，2-a〕吡嗪-4-螺-3′-吡咯烷〕-1，2′，3，5′-四酮将溶解于无水N，N-二甲基甲酰胺(150ml)中的2-乙氧羰基-2-(2-三氯乙酰基吡咯-1-基)琥珀酰亚胺(14.8g)，4-溴-2-氟苄胺氢氯化物(10.2g)和三乙胺(9.0g，12.3ml)的混合液在25℃下搅拌20小时，将此反应混合物倾入5%的盐酸中，然后用乙酸乙酯萃取。将此萃取物置于无水硫酸钠上方干燥后减压浓缩。残留物用氯仿作洗脱液在硅胶柱上色谱分离，收集含有此标题化合物的馏分、减压蒸发。将残留物从乙酸乙酯/正己烷中重结晶则得到标题化合物(6.5g，43.6%)，为无色晶体，熔点192-193℃。
核磁共振(NMR)谱(DMSO-d6，200MHz)δ3.56(s，2H，-CH2CO-)，5.00(dd，2H，J＝21.0Hz，15.0Hz，-CH2-Ar)，6.52(dd，1H，J＝4.0Hz，2.8Hz，吡咯-H)，7.12(dd，1H，J＝3.8Hz，1.4Hz，吡咯-H)，7.14(t，1H，J＝8.2Hz，Ar-H)，7.36(dd，1H，J＝8.4Hz，2.0Mz，Ar-H)，7.54(dd，1H，J＝9.8Hz，2.0Hz，Ar-H)，7.72(dd，1H，J＝2.6Hz，1.6Hz，吡咯-H)，12.18(s，1H，NH)。
红外(IR)光谱(KBr，cm-1)3230，3120，1785，1720，1700，1650，1330，1320。
实施例2制备2-(2-氯苄基)-〔1，2，3，4-四氢吡咯并〔1，2-a〕吡嗪-4-螺-3′-吡咯烷〕-1，2′，3，5′-四酮将溶解于无水N，N-二甲基甲酰胺(15ml)的2-乙氧羰基-2-(2-三氯乙酰基-吡咯-1-基)琥珀酰亚胺(2.4g)、2-氯苄胺(1.1g)和三乙胺(1.3g，1.8ml)混合物在25℃下搅拌20小时。将此反应混合物倾入5%的盐酸中，并用乙酸乙酯萃取。将萃取液置于无水硫酸钠上方干燥后减压浓缩。残留物用氯仿作洗脱液在硅胶柱上色谱分离。收集含有此标题化合物的馏分，减压蒸发。此残留物从乙酸乙酯/正-己烷中重结晶则得到无色晶状标题化合物(0.96g，45.7%)，熔点156～158℃。
实施例3至18列于表3的下列化合物按照如实施例2描述的基本上相同的方法进行制备，不同的是用对应的胺取代例2中的2-氯苄胺。经过由乙酸乙酯/正己烷中重结晶后，所制得的化合物都为无色晶体。
实施例19制备2-(4-溴-2-氟苄基)-7-氯-〔1，2，3，4-四氢吡咯并〔1，2-a〕吡嗪-4-螺-3′-吡咯烷〕-1，2′，3，5′-四酮将溶于无水N，N-二甲基甲酰胺(30ml)的2-(4-氯-2-三氯乙酰基吡咯-1-基)-2-乙氧羰基琥珀酰亚胺(2.1g)，4-溴-2-氟苄胺氢氯化物(1.5g)和三乙胺(1.9g，2.6ml)的混合物在25℃下搅拌20小时。对此反应混合物按以实施例2叙述的实际上相同的方法进行处理。将产物由乙酸乙酯/正己烷中重结晶后得到标题化合物(1.2g，52.2%)，为无色晶体，熔点227-229℃。
实施例20制备7-溴-2-(4-溴-2-氟苄基)-〔1，2，3，4-四氢吡咯并〔1，2-a〕吡嗪-4-螺-3′-吡咯烷〕-1，2′，3，5′-四酮将溶于无水N，N-二甲基甲酰胺(30ml)的2-(4-溴-2-三氯乙酰基吡咯-1-基)-2-乙氧羰基琥珀酰亚胺(2.1g)，4-溴-2-氟苄胺氢氯化物(1.3g)和三乙胺(1.6g，2.2ml)的混合物在25℃下搅拌20小时。对此反应混合物按照如同实施例2记载的相同的方法进行处理。产物经由乙酸乙酯/正己烷重结晶后得到此标题化合物(1.2g，52.2%)，为无色晶体，熔点112～114℃。
实施例21制备2-(4-溴-2-氟苄基)-〔1，2，3，4-四氢吡咯并〔1，2-a〕吡嗪-4-螺-3′-吡咯烷〕-1，2′，3，5′-四酮(与实施例1相同的化合物)将溶于无水N，N-二甲基甲酰胺(15ml)的2-(4-溴-2-氟苄基)-4-氨基甲酰甲基-1，3-二氧代-1，2，3，4-四氢吡咯并〔1，2-a〕吡嗪-4-羧酸乙酯(1.9g)搅拌溶液冷却至-20℃，然后将氢化钠(63%分散于矿物油中，0.29g)滴加入内。将所生成的混合物在-20℃下搅拌15分钟后倾入5%的盐酸中，然后用乙酸乙酯萃取。将此萃取液置于无水硫酸钠上方干燥，减压浓缩。用氯仿/甲醇(500∶1)作为洗脱液在硅胶柱上对此残留物进行色谱分离。收集含有此标题化合物的馏分，减压蒸发。残留物经乙酸乙酯/正己烷重结晶后得到上面的标题化合物(0.6g，40.0%)，为无色晶体，熔点192～193℃。
实施例22制备2-(4-溴-2-氟苄基)-〔1，2，3，4-四氢吡咯并〔1，2-a〕吡嗪-4-螺-3′-吡咯烷〕-1，2′，3，5′-四酮的对映体(实施例1或21化合物的对映体A)将溶于无水四氢呋喃(120ml)中的2-(4-溴-2-氟苄基)-4-氨基甲酰甲基-1，3-二氧代-1，2，3，4-四氢吡咯并〔1，2-a〕吡嗪-4-羧酸(-)-甲酯(非对映体A)(26.7g)的搅拌溶液冷却至-78℃，然后在7分钟时间内将双(三甲基甲硅烷基)酰胺锂(于四氢呋喃中的1M溶液，93ml)滴入其中，同时使氩气通入此混合物。由此制得的混合物在-78℃下搅拌5分钟后倾入冷的氯化铵水溶液中，用稀盐酸酸化，并用乙酸乙酯萃取。此萃取物用饱和氯化钠水溶液洗涤，然后置于无水硫酸钠上方干燥，减压浓缩，对此残留物用氯仿/甲醇(200∶1)作为洗脱液在硅胶柱上色谱分离。收集含有此标题化合物的馏分，然后减压蒸发。将此残留物由乙酸乙酯/正己烷重结晶后得到标题化合物(14.0g，72.2%)，为无色晶体，熔点为187-189℃。
此对映体纯度是在ULTRON ES-OVM6φ×150mm(Shinwa Kakoh，Japan)上采用分析高效液体色谱(HPLC)来确定，结果认为大于99%。
〔α〕27.5D＝+1.96°(C＝1.02，乙酸乙酯);
〔α〕28D＝-7.6°(C＝1.02，甲醇);
〔α〕28405＝-33.0°(C＝1.02，甲醇)。
实施例23制备2-(4-溴-2-氟苄基)-〔1，2，3，4-四氢吡咯并〔1，2-a〕吡嗪-4-螺-3′-吡咯烷〕-1，2′，3，5′-四酮对映体(实施例1或21的对映体B)。
重复实施例22的步骤，但用2-(4-溴-2-氟苄基)-4-氨基甲酰甲基-1，3-二氧代-1，2，3，4-四氢吡咯并〔1，2-a〕吡嗪-4-羧酸(-)-甲酯(非对映体B)(22.2g)代替相应的非对映体A。所得标题化合物为无色晶体，熔点187～189℃(从乙酸乙酯/正己烷中重结晶)。
此对映体的纯度在ULTRON ES-OVM柱6φ×150mm上采用分析HPLC来确定，结果为大于99%。
〔α〕275D＝-1.67°(C＝1.02，乙酸乙酯);
〔α〕28D＝+6.1°(C＝1.02，甲醇);
〔α〕28405＝+33.2°(C＝1.02，甲醇)。
实施例24制备2-(3，4-二氯苄基)-〔1，2，3，4-四氢吡咯并〔1，2-a〕吡嗪-4-螺-3′-吡咯烷〕-1，2′，3，5′-四酮重复实施例21的步骤，但所不同的是用4-氨基甲酰甲基-2-(3，4-二氯苄基)-1，3-二氧代-1，2，3，4-四氢吡咯并〔1，2-a〕吡嗪-4-羧酸苄酯来取代2-(4-溴-2-氟苄基)-4-氨基甲酰甲基-1，3-二氧代-1，2，3，4-四氢吡咯并〔1，2-a〕吡嗪-4-羧酸乙酯。制得的标题化合物为无色晶体，熔点为221～223℃(由乙酸乙酯/正己烷中重结晶)。
实施例25制备6-溴-2-(2-氯苄基)-〔1，2，3，4-四氢吡咯并〔1，2-a〕吡嗪-4-螺-3′-吡咯烷〕-1，2′，3，5′-四酮向溶于氯仿(80ml)中的2-(2-氯苄基)-〔1，2，3，4，-四氢吡咯并〔1，2-a〕吡嗪-4-螺-3′-吡咯烷〕-1，2′，3，5′-四酮(0.5g)的搅拌溶液在25℃下滴加无水氯化铝(0.93g)，接着滴加溶于氯仿(4ml)中的溴(0.48g)溶液。所制得的混合物在25℃下搅拌15小时后倾入冰水中，然后用氯仿萃取。将萃取物置于硫酸钠上方干燥，并减压浓缩，使用61%乙腈作洗脱液对此残留物在Diaion CHP-20P(商标)柱上〔多孔高聚物(75～150μm);Mitsubishi Kasei Corp.，Japan〕，用中压柱色谱法分离，收集含此标题化合物馏分并减压蒸发。此残留物从乙酸乙酯/正己烷中重结晶，则得到标题化合物(0.37g，60.7%)，为无色晶体，熔点为201～203℃。
实施例26制备6-溴-2-(4-溴-2-氟苄基)-〔1，2，3，4-四氢吡咯并〔1，2-a〕吡嗪-4-螺-3′-吡咯烷〕-1，2′，3，5′-四酮向溶有2-(4-溴-2-氟苄基)-〔1，2，3，4-四氢吡咯并〔1，2-a〕吡嗪-4-螺-3′-吡咯烷〕-1，2′，3，5′-四酮(0.9g)的氯仿(350ml)的搅拌溶液中在25℃下滴加无水氯化铝(1.4g)，接着滴加溶于氯仿(7ml)的溴(0.68g)溶液。所得产物在50℃下搅拌15小时后倾入冰水中，然后用氯仿萃取。将萃取液置于无水硫酸钠上方干燥，减压浓缩。将残留物用中压柱色谱法在Diaion CHP-20P柱上用61%乙腈作洗脱液进行分离。收集含有标题化合物的馏分，然后减压蒸发。此残留物从乙酸乙酯/正己烷中重结晶后得到标题化合物(0.34g，30.9%)，为无色晶体，熔点为209-211℃(分解)。
实施例27制备2-(4-溴-2-氟苄基)-6-氯-〔1，2，3，4-四氢吡咯并〔1，2-a〕吡嗪-4-螺-3′-吡咯烷〕-1，2′，3，5′-四酮
向溶解于氯仿(350ml)的2-(4-溴-2-氟苄基)-〔1，2，3，4-四氢吡咯并〔1，2-a〕吡嗪-4-螺-3′-吡咯烷〕-1，2′，3，5′-四酮(0.9g)的搅拌溶液中在25℃下滴加磺酰氯(0.68g)。所制得产物在25℃下搅拌4小时，倾入冰水中，然后用氯仿萃取。将此萃取液置于无水硫酸钠上方干燥后减压浓缩。对此残留物使用50%乙腈作洗脱液在Diaion CHP-20P柱上进行中压柱色谱分离。收集含有此标题化合物的馏分，减压蒸发。此残留物经乙酸乙酯/正己烷中重结晶后得到此标题化合物(0.56g，50.9%)，为无色晶体，熔点207～209℃。
用于前述实施例中的原料制备如下。
参考例1制备2-(吡咯-1-基)丙二酸二苄 酯向溶于苄醇(200ml)的2-(吡咯-1-基)丙二酸二乙酯(75.7g)的溶液中加入钛酸四乙酯(3.0g)，由此得到的混合物在110℃下搅拌15小时。经减压除去苄醇后，用正己烷/乙酸乙酯(10∶1)作为洗脱液在硅胶柱上对此残留物色谱分离。收集含有此标题化合物的馏分后减压蒸发。此残留物从乙酸乙酯/正己烷中重结晶则得到此标题化合物(102.5g，87.3%)，为无色晶体，熔点48.5～49℃。
参考例2制备2-(吡咯-1-基)丙二酸乙基(-)-
酯向由2-(吡咯-1-基)丙二酸二乙酯(300.0g)和(-)-薄荷醇(417.0g)组成的混合物中加入钛酸四乙酯(10.0g)，然后将此生成的混合物在110℃下搅拌19小时。经减压除去(-)-薄荷醇后，对残留物用正己烷/乙酸乙酯(50∶1)作洗脱液在硅胶柱上进行色谱分离。收集含有此标题化合物的馏分减压蒸发则得到此标题化合物(142.0g，31.8%)，为无色油状物。
参考例3制备2-苄氧基羰甲基-2-(吡咯-1-基)丙二酸二乙酯向溶于无水N，N-二甲基甲酰胺(300ml)的2-(吡咯-1-基)丙二酸二乙酯(53.0g)的搅拌溶液中在冰冷却下滴加氢化钠(63%分散于矿物油，10.0g)。所制得的混合物在25℃下搅拌30分钟，向其中加入溴乙酸苄酯(70.1g)。在25℃下搅拌15小时后，将此反应混合物倾入水中，用乙酸乙酯萃取。将此萃取液在无水硫酸钠上方干燥后减压浓缩，对此残留物用正己烷/乙酸乙酯(10∶1)作洗脱液在硅胶柱上进行色谱分离，收集含有此标题化合物的馏分，减压蒸发，则得到此标题化合物(80.0g，91.0%)，为无色油状物。
参考例4制备2-羧甲基-2-(吡咯-1-基)-丙二酸二乙酯将溶解于二噁烷(150ml)中的2-苄氧基羰甲基-2-(吡咯-1-基)-丙二酸二乙酯(80.0g)的混合液置于10%钯-碳(500mg)上于40℃下氢化，在吸收计算量氢后，滤去催化剂，将滤出液减压蒸发。此残留物从乙酸乙酯/正己烷中重结晶后得到此标题化合物(48.7g，80.2%)，为无色晶体，熔点93～94℃。
参考例5制备2-氨基甲酰甲基-2-(吡咯-1-基)丙二酸二乙酯将溶有2-羧甲基-2-(吡咯-1-基)丙二酸二乙酯(36.0g)、N-羟基琥珀酰亚胺(16.1g)和1-乙基-3-(3-二甲氨基丙基)碳化二亚胺氢氯化物(29.2克)的二氯甲烷(200ml)的混合物在25℃下搅拌1小时，接着加入含有7.8%(w/w)氨的乙腈溶液(110ml)。由此得到的混合物在25℃下搅拌1小时，然后在相同的温度下减压浓缩。将此残留物溶解于乙酸乙酯中。对此溶液先用5%盐酸、然后用饱和氯化钠水溶液洗涤，此后置于无水硫酸钠上方干燥并减压蒸发。将此残留物从乙酸乙酯/正己烷中重结晶则得到此标题化合物(29.0g，80.8%)呈无色晶体，熔点94～95℃。
参考例6制备2-乙氧羰基-2-(吡咯-1-基)琥珀酰亚胺向含有2-氨基甲酰甲基-2-(吡咯-1-基)丙二酸二乙酯(29.0g)的无水N，N-二甲基甲酰胺(30ml)的搅拌溶液中在冰冷却下滴加氢化钠(63%分散于矿物油中，4.3g)。将所生成的混合物在冰冷却下搅拌1小时，然后倾入5%盐酸/冰水中，用乙酸乙酯萃取。将此萃取液用饱和氯化钠水溶液洗涤后置于无水硫酸钠上方干燥，此后减压浓缩。用正己烷/乙酸乙酯(2∶1)作为洗脱液在硅胶柱上色谱分离，收集含有此标题化合物的馏分并减压蒸发，则得到无色油状标题化合物(23.0g，94.7%)。
参考例7制备2-乙氧羰基-2-(2-三氯乙酰基吡咯-1-基)琥珀酰亚胺·1/2N，N-二甲基甲酰胺向溶有2-乙氧羰基-2-(吡咯-1-基)琥珀酰亚胺(18.0g)的氯仿(40ml)的溶液中加入三氯乙酰氯(42.0g)中，然后将生成的混合物回流72小时。对此反应混合物在减压下浓缩，然后将残留物溶解在乙酸乙酯中，此溶液先用10%的碳酸钠水溶液洗涤，再用饱和氯化钠水溶液洗涤，此后置于无水硫酸钠上方干燥，减压浓缩。用正己烷/乙酸乙酯(4∶1)作为洗脱液在硅胶柱上作色谱分离。收集含有此标题化合物的馏分，减压蒸发。将所制得的无色油状粗产物用N，N-二甲基甲酰胺(5ml)进行处理以结晶出来。从乙酸乙酯/正己烷重结晶出则得到此标题的化合物(28.5g 89.3%)，为无色晶体，熔点为94～97℃。
参考例8制备2-(2-三氯乙酰基吡咯-1-基)丙二酸二乙酯向溶有2-(吡咯-1-基)丙二酸二乙酯(100.0g)的氯仿(100ml)溶液中加入三氯乙酰氯(161.4g)，然后将此生成的混合物回流15小时。对此反应混合物减压浓缩，而将残留物溶解在乙酸乙酯中。将此溶液先用10%碳酸钠水溶液洗涤，再用饱和的氯化钠水溶液洗涤后，放置无水硫酸钠上方干燥，然后减压蒸发。此残留物从异丙醚中重结晶后则得到上面的标题化合物(146.4g，89.0%)，为无色晶体，熔点为67～69℃。
参考例9制备2-(2-三氯乙酰基吡咯-1-基)丙二酸乙基(-)-
酯向溶有2-(吡咯-1-基)丙二酸乙基(-)-
酯(64.0g)的氯仿(80ml)溶液中加入三氯乙酰氯(69.0g)，将所生成的混合物回流7小时，将此反应混合物减压浓缩，残留物溶解于乙酸乙酯中。将此溶液先用5%的碳酸钠水溶液洗涤，然后用饱和氯化钠水溶液洗涤，置于无水硫酸钠上干燥后减压浓缩，残留物用正己烷/乙酸乙酯(50∶1)作洗脱液在硅胶柱上做色谱分离。收集含此标题化合物的馏分、减压蒸发则制得此标题化合物(87.0g，94.9%)，呈无色油状物。
参考例10制备2-(三氯乙酰基吡咯-1-基)丙二酸二苄酯重复参考例8的步骤，不同的是用2-(吡咯-1-基)丙二酸二苄酯代替2-(吡咯-1-基)丙二酸二乙酯，得到的此标题化合物为无色晶体，熔点为74～76℃(从乙酸乙酯/正己烷中重结晶)。
参考例11制备2-(4-溴-2-氟苄基)-1，3-二氧代-1，2，3，4-四氢吡咯并〔1，2-a〕吡嗪-4-羧酸乙酯将溶解于无水N，N-二甲基甲酰胺(100ml)中的2-(2-三氯乙酰基吡咯-1-基)丙二酸二乙酯(40.0g)、4-溴-2-氟苄胺氢氯化物(29.0g)和三乙胺(54.8g，75.0ml)的混合液在70℃下处于氮气中搅拌1小时，冷却后将此反应混合物倾入5%的盐酸中，用乙酸乙酯萃取。将萃取液置于无水硫酸钠上方干燥、减压蒸发。此残留物从乙酸乙酯/正己烷中重结晶则得到此标题化合物(38.0g，86.0%)，呈无色晶体，熔点为114-115℃。
参考例12制备2-(4-溴-2-氟苄基)-1，3-二氧代-1，2，3，4-四氢吡咯并〔1，2-a〕吡嗪-4-羧酸(-)-
酯将溶解于无水N，N-二甲基甲酰胺(200ml)的2-(2-三氯乙酰基吡咯-1-基)丙二酸乙基(-)-
酯(87.0g)4-溴-2-氟苄胺氢氯化物(53.0g)和三乙胺(66.4g，91.0ml)的混合液在75℃下氮气中搅拌2小时。此反应混合物减压浓缩后，将残留物溶解在乙酸乙酯中。溶液先用5%冷盐酸洗涤，然后用饱和氯化钠水溶液洗涤，置于无水硫酸钠上方干燥后减压蒸发。将残留物从甲醇中重结晶后则得到标题化合物(74.0g，78.7%)，为无色晶体，熔点为98～99℃。
参考例13制备2-(3，4-二氯苄基)-1，3-二氧代-1，2，3，4-四氢吡咯并〔1，2-a〕吡嗪-4-羧酸苄酯将溶解于无水N，N-二甲基甲酰胺(70ml)中的2-(2-三氯乙酰基吡咯-1-基)丙二酸二苄酯(30.0g)、3，4-二氯苄胺(11.7g)和三乙胺(18.4g，25.0ml)的混合液在70℃氮气下搅拌2小时。冷却后将此反应混合物倾入5%盐酸中，用乙酸乙酯萃取。此萃取物置于无水硫酸钠上方干燥，减压浓缩。将此残留物用正己烷/乙酸乙酯(3∶1)作洗脱液在硅胶柱上进行色谱分离，收集含有此标题化合物的馏分，减压蒸发。将残留物从乙酸乙酯/正己烷中重结晶则得到无色晶体的标题化合物(16.0g，59.5%)，熔点为104～106℃。
参考例14制备4-苄氧羰基-2-(3，4-二氯苄基)-1，3-二氧代-1，2，3，4-四氢吡咯并〔1，2-a〕吡嗪-4-乙酸叔丁酯向溶于无水N，N-二甲基甲酰胺(40ml)的2-(3，4-二氯苄基)-1，3-二氧代-1，2，3，4-四氢吡咯并〔1，2-a〕吡嗪-4-羧酸苄酯(9.4g)的搅拌溶液中在冰冷却条件下滴加氢化钠(63%分散于矿物油中，0.7g)，同时向此混合物中通入氮气。将此生成的产物在25℃下搅拌1小时，并向其中加入溴乙酸叔丁酯(4.3g)。将此混合物在25℃下搅拌15小时后，倾入水中，用乙酸乙酯萃取。将萃取物置于无水硫酸钠上方干燥，减压浓缩。用正己烷/乙酸乙酯(20∶1)作洗脱液在硅胶柱上进行色谱分离。收集含有此标题化合物的馏分并减压蒸发。将此残留物从乙酸乙酯/正己烷中重结晶则得到此标题化合物(9.2g，78.0%)，为无色晶体，熔点为86～88℃。
参考例15制备2-(4-溴-2-氟苄基)-4-乙氧羰基-1，3-二氧代-1，2，3，4-四氢吡咯并〔1，2-a〕吡嗪-4-乙酸叔丁酯将溶解于无水N，N-二甲基甲酰胺(100ml)中的2-(2-三氯乙酰基吡咯-1-基)丙二酸二乙酯(25.0g)、4-溴-2-氟苄胺氢氯化物(17.8g)和三乙胺(22.5g，30.8ml)的混合液在70℃氮气条件下搅拌1小时，此后减压浓缩。将残留物溶解于无水N，N-二甲基甲酰胺(100ml)中，在冰冷却氮气条件下向此搅拌溶液滴加氢化钠(63%分散于矿物油中，5.6g)。将此生成的产物在25℃下搅拌1小时，然后向其中加入溴乙酸叔丁酯(31.6g)，在25℃搅拌此混合物15小时，倾入水中，然后用乙酸乙酯萃取。将萃取物置于无水硫酸钠上方干燥后减压浓缩。用正己烷/乙酸乙酯(8∶1)作为洗脱液在硅胶柱上对此残留物进行色谱分离，收集含有此标题化合物的馏分，经减压蒸发则得到无色油状的标题化合物(28.7g，81.3%)。
参考例16制备2-(4-溴-2-氟苄基)-4-(-)-
氧羰基-1，3-二氧代-1，2，3，4-四氢吡咯并〔1，2-a〕吡嗪-4-乙酸叔丁酯的非对映体(非对映体A和非对映体B)(1)将溶于无水N，N-二甲基甲酰胺(200ml)中的2-(4-溴-2-氟苄基)-1，3-二氧代-1，2，3，4-四氢吡咯并〔1，2-a〕吡嗪-4-羧酸(-)-
酯(67.0g)无水碳酸钾(36.0g)和溴乙酸叔丁酯(33.0g)的混合液在70℃氮气条件下搅拌2.5小时。经过滤除去不溶物质后，将滤液倾入水中，用乙酸乙酯萃取，萃取液用饱和氯化钠水溶液洗涤后，置于无水硫酸钠上方干燥，然后减压蒸发。此残留物从正己烷中重结晶后得到此标题化合物(非对映体A)(23.5g，28.8%)，呈无色晶体，熔点为99～100℃。
此非对映体的纯度在CAPCELL PAK C18 4.6φ×150柱(Shiseido Co.，Ltd，Japan)上采用分析高效液体色谱(HPLC)来确定，结果认为大于99%。
〔α〕26D＝-24.8°(C＝1.01，乙醇)。
(2)将经分离上述非对映体A所获得的母液减压蒸发。残留物用正己烷/二氯甲烷(1∶1)作洗脱液在硅胶柱上使用色谱法纯化，则得到标题化合物(非对映体B)(26.7g，32.7%)为无色油状物。
此对映体的纯度采用与上面相同的方法确定，结果得到是大于99%。
参考例17制备2-(4-溴-2-氟苄基)-4-乙氧羰基-1，3-二氧代-1，2，3，4-四氢吡咯并〔1，2-a〕吡嗪-4-乙酸将溶于二氯甲烷(100ml)中的2-(4-溴-2-氟苄基)-4-乙氧羰基-1，3-二氧代-1，2，3，4-四氢吡咯并〔1，2-a〕吡嗪-4-乙酸叔丁酯(28.7g)和三氟乙酸(125.1g，84.5ml)的混合物回流3小时，以后减压浓缩。此残留物用氯仿作洗脱液在硅胶柱上进行色谱分离，收集含有此标题化合物的馏分，减压蒸发。将此残留物从乙酸乙酯/正己烷中重结晶则得到此标题化合物(21.4g，83.6%)，为无色晶体，熔点为142～144℃。
参考例18制备2-(4-溴-2-氟苄基)-4-(-)-
氧羰基-1，3-二氧代-1，2，3，4-四氢吡咯并〔1，2-a〕吡嗪-4-乙酸的非对映体(非对映体A和非对映体B)(1)将溶于无水二氯甲烷(120ml)的2-(4-溴-2-氟苄基)-4-(-)-
氧羰基-1，3-二氧代-1，2，3，4-四氢吡咯并〔1，2-a〕吡嗪-4-乙酸叔丁酯(非对映体A)(30.0g)和三氟乙酸(112.5g，76.0ml)的混合液回流1.5小时，此后减压浓缩，将此残留物溶解于乙腈和甲苯的混合物中，所生成的溶液减压蒸发则得到标题化合物(非对映体A)(27.3g，定量)呈棕色油状物。
(2)重复上述步骤，使用2-(4-溴-2-氟苄基)-4-(-)-
氧羰基-1，3-二氧代-1，2，3，4-四氢吡咯并〔1，2-a〕吡嗪-4-乙酸叔丁酯(非对映体B)(26.7g)代替对应的非对映体A，则得到标题化合物(非对映体B)(23.7g，定量)。
参考例19制备2-(4-溴-2-氟苄基)-4-氨基甲酰基甲基-1，3-二氧代-1，2，3，4-四氢吡咯并〔1，2-a〕吡嗪-4-羧酸乙酯将溶于二氯甲烷(150ml)中的2-(4-溴-2-氟苄基)-4-乙氧羰基-1，3-二氧代-1，2，3，4-四氢吡咯并〔1，2-a〕吡嗪-4-乙酸(21.4g)、N-羟基琥珀酰亚胺(5.8g)和1-乙基-3-(3-二甲氨基丙基)碳化二亚胺氢氯化物(10.5g)的混合物在25℃下搅拌1小时，然后将含有7.8%(w/w)氨的乙腈液(40ml)加入其中。将所生成的混合物在25℃下搅拌1小时，倾入5%的盐酸中，然后用二氯甲烷萃取，把此萃取液置于无水硫酸钠上方干燥后减压蒸发。将此残留物从乙酸乙酯/正己烷中重结晶后则得到标题化合物(18.5g，86.4%)，为无色晶体。熔点为190～192℃。
参考例20制备2-(4-溴-2-氟苄基)-4-氨基甲酰基甲基-1，3-二氧代-1，2，3，4-四氢吡咯并〔1，2-a〕吡嗪-4-羧酸(-)-
酯的非对映体(非对映体A和非对映体B)(1)向溶于无水二氯甲烷(80ml)的2-(4-溴-2-氟苄基)-4-(-)
氧羰基-1，3-二氧代-1，2，3，4-四氢吡咯并〔1，2-a〕吡嗪-4-乙酸(非对映体A)(27.3g)的溶液中加入亚硫酰氯(4ml)。将所生成的溶液回流2小时后减压浓缩。残留物溶解于二氯甲烷(80ml)中，然后对此溶液减压浓缩。向溶有此残留物的二氯甲烷(100ml)的溶液中在冰冷却下加入溶有7%(w/w)氨的乙腈液。对此所生成的混合物在25℃下搅拌30分钟后减压浓缩。将残留物溶解于乙酸乙酯中，此溶液用水洗涤后，在无水硫酸钠上方干燥、减压蒸发。将残留物从乙酸乙酯/正己烷中重结晶则制得此标题化合物(非对映体A)(26.7g，97.8%)，为无色晶体，熔点为207～209℃。
(2)重复上述步骤，用2-(4-溴-2-氟苄基)-4-(-)-
氧羰基-1，3-二氧代-1，2，3，4-四氢吡咯并〔1，2-a〕吡嗪-4-乙酸(非对映体B)(23.7g)代替相应的非对映体A，则得到此标题化合物(非对映体B)(22.2g，93.7%)，熔点为122～123℃(从乙酸乙酯/正己烷中重结晶)。
参考例21制备4-氨基甲酰甲基-2-(3，4-二氯苄基)-1，3-二氧代-1，2，3，4-四氢吡咯并〔1，2-a〕吡嗪-4-羧酸苄 酯重复参考例17的步骤，所不同的是用4-苄氧羰基-2-(3，4-二氯苄基)-1，3-二氧代-1，2，3，4-四氢吡咯并〔1，2-a〕吡嗪-4-乙酸叔丁酯取代2-(4-溴-2-氟苄基)-4-乙氧羰基-1，3-二氧代-1，2，3，4-四氢吡咯并〔1，2-a〕吡嗪-4-乙酸叔丁酯。由此得到4-苄氧羰基-2-(3，4-二氯苄基)-1，3-二氧代-1，2，3，4-四氢吡咯并〔1，2-a〕吡嗪-4-乙酸。对此产物按参考例19中所述的实际上相同的方法进行处理，则得到此标题化合物，熔点为134～136℃(从乙酸乙酯/正己烷中重结晶出)。
参考例22制备2-(4-氯-2-三氯乙酰基吡咯-1-基)-2-乙氧羰基琥珀酰亚胺向溶于氯仿(50ml)的2-乙氧羰基-2-(2-三氯乙酰吡咯-1-基)琥珀酰亚胺(6.0g)的搅拌溶液中在冰冷却下滴加含有磺酰氯(4.8g)的氯仿溶液。对所生成的混合物在冰冷却下搅拌30分钟，倾入水中，用氯仿萃取。此萃取液置于无水硫酸钠上方干燥、减压浓缩。将此残留物用正己烷/乙酸乙酯(2∶1)作洗脱液在硅胶柱上进行色谱分离，收集含有此标题化合物的馏分、减压蒸发。将此残留物从乙酸乙酯/正己烷中重结晶后则制得此标题化合物(2.5g，41.7%)，为无色晶体，熔点为182～185℃。
参考例23制备2-(4-溴-2-三氯乙酰基吡咯-1-基)-2-乙氧羰基琥珀酰亚胺向溶解于氯仿(30ml)中的2-乙氧羰基-2-(2-三氯乙酰基吡咯-1-基)琥珀酰亚胺的搅拌溶液中在冰冷却下滴加含溴(6.9g)的氯仿溶液(18ml)。将所生成的混合物在冰冷却下搅拌30分钟后，倾入碳酸氢钠的水溶液中，用氯仿萃取。将此萃取物置于无水硫酸钠上方干燥后减压浓缩。用氯仿/甲醇(2000∶1)作洗脱液在硅胶柱上对此残留物作色谱分离。收集含有此标题化合物的馏分、减压蒸发，将此残留物从乙酸乙酯/正己烷中重结晶则得到标题化合物(2.4g，36.4%)，为无色晶体，熔点为196～198℃。
参考例24制备2-苄氧羰基氨基-2-氰基乙酸乙酯向溶于水(123ml)中的2-氨基2-氰基乙酸乙酯(19.7g)和吡啶(12.2g)的搅拌混合液中在冰冷却下滴加苄氧羰基氯化物(27.9g)。将所生成的混合物在冰冷却下搅拌1小时，收集沉淀的晶体、用水完全地洗涤，然后从乙醇中重结晶则得到此标题化合物(24.2g，60.2%)，为无色晶体，熔点为111～112℃。
参考例25制备2-苄氧羰基氨基-2-氰基琥珀酸二乙酯向乙醇钠溶液〔由钠(2.11g)和乙醇(400ml)制备〕中依次加入2-苄氧羰基氨基-2-氰基乙酸乙酯(24.0g)和溴乙酸乙酯(15.3g)，将所得到的混合物在25℃下搅拌3小时，然后减压浓缩。残留物用水稀释后用氯仿萃取。将此萃取物用水洗涤，置于无水硫酸钠上方干燥，然后减压蒸发则得到标题化合物(31.6g，99%)，为无色油状物。
参考例26制备2-苄氧羰基氨基-2-乙氧羰基琥珀酰亚胺将溶于二氯甲烷(50ml)中的2-苄氧羰基氨基-2-氰基琥珀酸二乙酯(15.4g)的溶液冷却到冰浴温度，然后依次将30%的过氧化氢(21ml)，硫酸氢四丁铵(3.0g)和20%的氢氧化钠水溶液(16.6ml)加入其中，在冰冷却下搅拌所得混合物30分钟，然后置于25℃下1小时，将有机层分离，用水洗涤，置于无水硫酸钠上方干燥，然后减压浓缩，将此残留物在80℃下加热1.5小时，由此得到标题化合物(11.5g，81.2%)，其由乙酸乙酯/正己烷中重结晶则得到纯产物，熔点105～106℃。
参考例27制备2-氨基-2-乙氧羰基琥珀酰亚胺在25℃下10%的钯-碳(6g)上对含有2-苄氧羰氨基-2-乙氧羰基琥珀酰亚胺(60.0g)的醋酸溶液(350ml)进行氢化过程。吸收计量量氢后，滤去此催化剂，而将滤液进行减压浓缩。将此残留物用水稀释后，用饱和的碳酸氢钠水溶液调节其pH值约7，然后用乙酸乙酯萃取。置此萃取物于无水硫酸钠上方干燥，然后减压蒸发。将残留物从乙醇中重结晶则制得标题化合物(12.8g 37%)，为无色晶体，熔点107～108℃。
参考例28制备2-乙氧羰基-2-(吡咯-1-基)琥珀酰亚胺(与参考例6相同的化合物)向含有2-氨基-2-乙氧羰基琥珀酰亚胺(7.0g)的醋酸(35ml)溶液中加入2，5-二甲氧基四氢呋喃(5.0g)，将所生成的混合物回流50分钟，然后减压浓缩，用乙酸乙酯对此残留物进行稀释，先用碳酸氢钠水溶液，然后用水进行洗涤，此后置于无水硫酸钠上方干燥。减压去除溶剂后，用正己烷/乙酸乙酯(2∶1)作洗脱液对此残留物在硅胶柱上色谱分离，收集含有此标题化合物的馏分，减压蒸发后得到标题化合物(8.0g，90%)，为一种无色油体。
实施例28每1，000片2-(4-溴-2-氟苄基)-〔1，2，3，4-四氢吡咯并〔1，2-a〕吡嗪-4-螺-3′-吡咯烷〕-1，2′，3，5′-四酮的对映体A(实施例22的化合物)-1g玉米淀粉-25g乳糖-58g结晶纤维素-11g羟丙基纤维素-3g轻质无水硅酸-1g硬脂酸镁-1g将上述组分按常规的方法掺合、制粒和制成每片重为100mg的的1，000片剂。
实施例29细小颗粒
2-(4-溴-2-氟苄基)-〔1，2，3，4-四氢吡咯并〔1，2-a〕吡嗪-4-螺-3′-吡咯烷〕-1，2′，3，5′-四酮(实施例1或21的化合物)-10g玉米淀粉-220g乳糖-730g羟丙基纤维素-30g轻质无水硅酸-10g将上述组分按常规的方法掺合、制成细小颗粒。
权利要求
1.一种制备下面通式化合物或其可药用盐的方法
其中R1和R2各自为氢、卤素、三氟甲基、含有1至6个碳原子的烷基、含有1-6个碳原子的烷氧基或硝基；又R3是氢、卤素或含有1～6个碳原子的烷基，该方法包括(a)将通式(Ⅱ)的化合物同通式(Ⅲ)的化合物反应，
其中R3如前定义，R4是羧基保护基，X是卤素；
其中R1和R2如前定义，或者(b)在存有碱性物质的条件下环化下面通式(Ⅳ)的化合物
其中的R1、R2和R3如前定义，R41是一羧基保护基，或为一个旋光醇的烷基残基，前提条件是当R41是一种旋光醇的烷基残基时，处于四氢吡咯并[1，2-a]吡嗪环4位上的碳的构型是S或R；且当制得R3是氢的式(Ⅰ)的化合物时，可任意地卤化该产物，接着可任意地将此产物转化成其所希望的药用盐。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于该产物是通式(Ⅰ)7-位的R3是氢、卤素，或甲基的化合物，或者是它的药用盐。
3.根据权利要求2的方法，其特征在于该产物是通式(Ⅰ)的化合物，其中R1和R2各为氢或卤素，或者为它的一种药用盐。
4.根据权利要求2的方法，其特征在于该产物是通式(Ⅰ)的化合物，其中R1是含有1～3个碳原子的烷基或含有1至3个碳原子的烷氧基，而R2是氢;或者是其药用盐。
5.根据权利要求1的方法，其特征在于该产物是通式(Ⅰ)的化合物，其中R1是氢或卤素，R2是卤素和R3是氢。
6.根据权利要求5的方法，其特征在于该产物是以一种比其它对映体具有更有效醛糖还原酶抑制活性的对映体的形式存在。
7.根据权利要求5的方法，其特征在于该产物是一种外消旋化合物的形式。
8.根据权利要求1的方法，其特征在于该产物是具有下面通式的化合物
9.根据权利要求8的方法，其特征在于该产物是具有下面旋光率的一种非对映体〔α〕27.5D＝+1.96°(C＝1.02，乙酸乙酯);〔α〕28D＝-7.6°(C＝1.02，甲醇);和〔α〕28405＝-33.0°(C＝1.02，甲醇)。
10.根据权利要求8的方法，其特征在于该产物是2-(4-溴-2-氟苄基)-〔1，2，3，4-四氢吡咯并〔1，2-a〕吡嗪-4-螺-3′-吡咯烷〕-1，2′，3，5′-四酮。
11.根据权利要求2的方法，其特征在于该产物是选自下列物组中的化合物2-(3，4-二氯苄基)-〔1，2，3，4-四氢吡咯并〔1，2-a〕吡嗪-4-螺-3′-吡咯烷〕-1，2′，3，5′-四酮、2-(4-溴苄基)-〔1，2，3，4-四氢吡咯并〔1，2-a〕吡嗪-4-螺-3′-吡咯烷〕-1，2′，3，5′-四酮和2-(4-氯-2-氟苄基)-〔1，2，3，4-四氢吡咯并〔1，2-a〕吡嗪-4-螺-3′-吡咯烷〕-1，2′，3，5′-四酮;以及它们的较其它对映体具有更有效醛糖还原酶抑制活性的对映体。
全文摘要
制备上面通式的四氢吡咯并[1，2-a]吡嗪-4-螺-3′-吡咯烷衍生物的方法。其中R
文档编号A61P3/08GK1068825SQ9210883
公开日1993年2月10日 申请日期1992年6月26日 优先权日1991年6月26日
发明者根来利行, 村田诚, 上田升三, 藤谷武一, 小野善幸 申请人:大日本制药株式会社