专利名称：：作为药物的[r－(z)]－1－氮杂双环[2,2,1]庚－3－酮,0－[3－(3－甲氧基苯基)－2丙...的制作方法
技术领域：
：本发明是(R)-(Z)-1-氮杂双环[2，2，1]庚-3-酮，O-[3-(3-甲氧基苯基)-2-丙烧基]-肟和马来酸(1∶1的比率)的结晶盐，它提供了一种具有优越于该化合物的游离碱或其它任何一种药物可接受的盐性能的药物。该盐的化学结构是下列通式I的化合物和更具体地说下列通式II的化合物的亚组作为蕈毒碱激动剂用于治疗疼痛和与大脑胆碱能缺乏相关的识别衰退如阿尔海默氏疾病的药都包括在美国专利5,306,718和它的部分继续美国专利5,346,911。Ar是一个被一个或两个甲氧基取代的苯基的通式II化合物具有一些最重要的体外药理活性(Jean等，生命科学，1995；56845-852(该文献表1))。在该文献和早期出版物(DavisR.等，Prog.BrainRes.，1993；98439-445)中确认了这些化合物之一特别是含有一个(3-甲氧基苯基)炔丙基肟侧链的(1)具有非常有益的药理活性轮廓，正如该化合物与鼠大脑皮层蕈毒碱受体的高度亲和性，其具有的比所需替代放射配体拮抗剂(奎宁环基二苯乙醇酸盐)的那些低246倍浓度的从蕈毒碱受体中替代放射标记的配体激动剂(顺-甲基二氧戊环烷)的能力，以及它在没有显著促进其它非-ml蕈毒碱受体的同时选择性促进ml-亚型蕈毒碱受体的能力所说明的。具有上述化学结构1的化合物可以是四个立体化学异构体的任何一种，下面用1a，1b，1c，和1d表示。(R)-(Z)-立体异构体(S)-(Z)-立体异构体(R)-(E)-立体异构体(S)-(E)-立体异构体异构体1a和1b是对映体(即相互的镜象)，异构体1c和1d也是对映体。由于这些分子的不对称中心在桥头碳原子上，在任何正常条件下它不能差向异构化。用美国专利5,346,911中所描述的合成或拆分技术能够实现这些对映体对的拆分(即，从1b中分离1a或从1d中分离1c)并且是不变的。这表明1a不能相互转化为它的对映体1b并且1c也不能转化为它的对映体1d。另一方面，1a和1b在桥头碳原子上具有绝对相同的立体化学但在肟的碳氮双键上是相互的几何异构体。在异构体1b和1d之间存在着相同的关系。肟1的蕈毒碱激动效果主要决定于异构体1a(Jaenibid和下列表1)。该文献的表II和表III说明异构体1a(在Jaen参考文献中定义为R-8)比异构体1b(被定义为S-8)显示出更大的ml受体亚型选择性和更大的对ml作用。1b所显示出的少量活性可能是由于在1b样品中存在少量1a的缘故。如下表所示，在1a和1c/1d混合物之间相比表明1a作为蕈毒碱激动剂是更有潜力和有效(通过奎宁环基二苯乙醇酸盐(QNB)比顺-甲基二氧戊环烷(CMD)能结合更大比例1a所测定的)。这些和其它试验的结果是在开发对与大脑胆碱能缺乏相关的识别障碍如阿尔海默氏疾病的疗法中，1a被认为是理想的化合物(对ml蕈毒碱受体亚型具有高选择性的高亲和性蕈毒碱激动剂)。表I.蕈毒碱受体结合a在这些测定中使用外消旋(E)-肟。一些肟的碳氮双键是相对稳定的，而其它一般在酸催化剂存在时都容易进行重排。在肟基团周围的具体取代形式一般决定了该肟的化学稳定性(有水解成它的酮和羟胺组分)，它的立体化学完整性(每种几何异构体都保留E或Z构型)，以及在立体化学形式之间热动平衡的精确位置(当化学条件是这样时，能够达到一种平衡)。如下表II所示，化合物1a能够经过酸催化的异构化来产生它的几何异构体1c。这种平衡受时间和pH的影响。我们已经测定出在溶液中1a∶1c的热动平衡比大约是85∶15。表II.在37℃巴1a温育24小时后作为pH函数的Z∶E峰面积比有许多原因认为两种异构体的85∶15的混合物不是被开发成药物的理想本体从一批到另一批并不是都能精确等量地产生异构体85∶15的比例，对这类混合物的药理学、毒性和临床效果的阐述比处理单一化合物时更难，而且开发一种固定混合物作临床可用药物的费用也将显著提高；最后，异构体85∶15混合物在结晶性、物理和化学稳定性方面的物理性能也不如纯1a的理想。开发1a作药剂需要鉴定具有理想物理和化学性能的1a的盐或游离碱。最起码的性能包括容易和能再生产制备、结晶性、不收湿性、水溶性、对可见光和紫外光的稳定性、在促进稳定的湿度和温度条件下的低崩解率、在这些条件下1a向其异构体1c低速率的异构化和给人长期服用的安全性。在美国专利5,306,718和部分继续专利5,346,911中包括了该游离碱和药物可接受的盐。所列出的盐是盐酸、硫酸、磷酸、醋酸、苯甲酸、柠檬酸、丙二酸、水杨酸、苹果酸、富马酸、草酸、琥珀酸、酒石酸、乳酸、葡糖酸、抗坏血酸、马来酸、天冬氨酸、苯磺酸、甲磺酸、乙磺酸、羟基甲-和羟基乙-磺酸的盐。但没有教导或暗示马来酸盐是上述结构优选的盐形式。很明显至今为止没有人知道或认识到马来酸盐的优良性能。这两篇专利本文引用为参考文献。我们已经发现不是所有的盐都一样有用，这正如由上述性能的排列所决定的。特别是，我们已经发现1a的马来酸盐(1∶1)具有出人意料的优良性能，并且该盐能够被清楚地分辨出来。在所制备和检查的化合物1a的许多盐中，非常出人意料的是，只有马来酸盐(1∶1)符合发明人制定的作药物可接受的理想盐的所有条件没有异构化并易于制备，稳定的和可重复生产的计量化学性，结晶性，水溶性、光稳定性、不收湿性、无毒性和通常的物理和化学稳定性。所以本发明涉及化合物1a与马来酸的(1∶1)盐，能够得到该盐大粒径晶体的制备方法，以及使用该盐治疗识别缺陷和疼痛的方法。该盐的化学名称是(R)-(Z)-1-氮杂双环[2，2，1]庚-3-酮，O-[3-(3-甲氧基苯基)-2-丙炔基]-肟的(Z)-丁烯二酸盐(1∶1)。大多数的晶体粒径大于10×10μm；至少一半的粒径大于10×10μm。附图的简要说明图1显示了用HPLC拆分1a和1c。图2显示了从乙酸乙酯中重结晶的1a马来酸盐晶体的电子显微图。图3显示了从二乙醚制备得到的1a马来酸盐晶体的电子显微图。图4显示了对1a草酸盐和马来酸盐生物活性的比较。本发明蕈毒碱激动剂的盐选择是围绕药物化合物的公布指标进行的。最起码的特性包括容易和能再生产制备、结晶性、不收湿性、水溶性、对可见光和紫外光的稳定性、在促进稳定的湿度和温度条件下的低崩解率、在这些条件下1a向其异构体1c低速率的异构化和给人长期服用的安全性。我们评估了形成盐特性的许多反离子。见下面表III。表III所示数据回答了下列问题(1)当1a游离碱用每种酸处理时固体盐是否从醚中沉淀出来？；(2)按照过滤或蒸发醚收集该盐时，什么溶剂用来结晶该盐，并且是否能从每种溶剂中都得到结晶盐？；(3)熔点的资料；以及(4)各种盐的总比例，以形成和结晶的容易为准来判断。表III.(R)-(Z)-1-氮杂双环[2，2，1]庚-3-酮，O-[3-(3-甲氧基苯基)-2-丙炔基]-肟的酸加成盐的评价</tables></tables></tables></tables></tables>a是使用的外消旋肟。在26个以上盐的检测中，只有四种盐提供了符合要求的结晶形式盐酸盐、草酸盐、马来酸盐和苯甲酸盐。下列表IV显示了这四种盐中三种的湿度摄取。盐酸盐吸水最快并且程度最大；马来酸盐最小。一般，在盐的选择中吸湿性是一个重要的但不是严格的因素。如果必要的话，在生产中采取预防措施来处理各种吸湿变化。另一方面，其它事情也是相等的，一种非吸湿性形式是极其理想的。对化合物1a，主要关心的事实是它的盐酸盐具有高度收湿性，这是因为对潮湿的摄取降低了固体微环境的pH导致了1c的形成，甚至是在固体状态。以前的研究已经表明在低pH条件下发生1a向1c的转化。另外，该盐酸盐形式在没有1a向1c转化下重结晶是困难的。对药物来说，高熔点比低熔点更理想，因为在制药过程中高熔点的化合物的物理和化学性趋于更稳定。马来酸盐和盐酸盐都提供了这些更理想的特征。尽管草酸盐比盐酸盐的吸湿性低，但它不能以一种不变的计量化学制备，所以限制了它的开发潜力。另外，存在的主要问题是草酸长期服用对患者的毒性(默克手册，第十版，Meck&Co.，Inc.，Rahway，新泽西州1983∶6784；和GosselinRE等编辑的商业产品的临床毒性，Williams&Wilkins，Baltimore，第四版，1976；第三部分260-263)。表1V.化合物1a盐的吸湿性</tables>a在RT的吸湿性；使用卷曲DSC盘16天81％RH。温度、相对湿度和光对1a的晶体盐的影响下列表V总结了对最小吸湿性的1a晶体盐稳定性研究的结果。最详细地研究了马来酸盐和苯甲酸盐。使用加速条件30℃/60％RH两周后没有出现温度/湿度的差异；在25℃/60％RH和30℃/60％RH马来酸盐和苯甲酸盐都稳定。表V.在加速稳定条件下1a晶体盐的稳定性</tables>其中E＝出现了2％-4％的1c。马来酸盐和苯甲酸盐分别是从乙酸乙酯和叔丁基甲基醚中重结晶的。用AtlasSunChex设备0.4+0.1watts/m2产生氘。用1000-+100-ft蜡烛产生荧光。○＝没有测定到E。1a晶体盐的水溶性长期口服的作为蕈毒碱激动剂的1a化合物，一般能在迅速溶于水口服后出现较好的全身生物利用度。所以，在鉴别得到的1a盐时，水溶性是另一个主要考虑的因素。如表VI所示，1a的马来酸盐溶于水的能力比1a苯甲酸盐多15倍。表VI.1a马来酸盐和苯甲酸盐的水溶性正如上述数据所证明的，对1a的理想药物开发来说，1a的马来酸盐是唯一符合上述所列的全部标准的晶体盐。同时马来酸盐在制药领域也是常用的，发现在25个以上所评估的盐外，只有1a的马来酸盐是唯一具有理想的物理和化学性能的盐，从而使得的1a的药物开发确实是一个出人意料的发现。图1.异构体选择性的测定为分析目的，分离化合物1a和1c，在一只4.6-×250-mmZorbaxSBCN5-μm柱(PN880975.905)上使用三种溶剂库的HP-1090系统流动相A＝80％50nMTEA，用磷酸把pH调到3。B＝10％CH3CN。C＝10％MeOH。流动速率1.5mL/分钟温度室温注射量100μL抽出速度83.3μL/分钟图1显示了含有一些1c马来酸盐的1a马来酸盐样品的典型分离。在3.3分钟的第一个峰是由相反离子马来酸根引起的，而在11.3和13.0的峰是分别由1a和1c引起的。这些鉴别可用NMR证实。色谱图显示了1a到1c近似平衡的比率85.5∶14.5。图2和3.颗粒大小的影响图2和图3显示了乙酸乙酯重结晶的该化合物的马来酸盐(图2)与乙醚沉淀的产物(图3)粒径数量级上差异。对图2来说，粒径是从150×10μm到小于10×10μm之间变化；对图3的乙醚沉淀的产物来说，所有粒径小于10×10μm。当乙醚中该化合物的游离碱与乙醚中的马来酸混合时，形成了该产物。由于快速沉淀，所产生的盐的类型是非常细的颗粒。在加速的稳定条件下，40℃/75％RH两周后，乙醚-沉淀产物(图3)潮解并转化成Z-对E-肟的平衡比(85％Z-15％E)。在表II中报道的乙酸乙酯重结晶产物(图2)更稳定。由于较大的重结晶颗粒(图2)比较小的沉淀颗粒(图3)有相对小的总表面积，所以乙酸乙酯结晶形式增加的稳定性是最可能的。图4.生物活性图4显示了1a草酸盐和马来酸盐在改善海马缺乏鼠在鼠水迷宫试验中的行为能力的对比(见Jaen，等，LifeSciref.andrefs.其中有该试验的更多细节)。这种试验测定了化合物降低小鼠发现水池中隐藏的平台所需时间的能力。该图表示两组试验每组有各自的对照组。该数据证实了1a化合物的草酸盐能够减少寻找平台所需时间18秒(1mg/kg)，其中化合物1a草酸盐先前已经用来在小鼠水迷宫试验中评估过1a的作用。作为阳性对照来说，乙酰胆碱酯酶抑制剂他可林(THA)产生了大约27秒的改善。在另外一组试验中，1mg/ml的1a的草酸盐产生大约20秒潜伏期的改善，而他可林对照组有24秒的改善。这些数据证实用1a的马来酸盐与已经评估过的其他盐相比，没有出现生物活性的损失。为了测定该化合物的马来酸盐形成多晶形的潜力，在五种不同溶剂系统中研究结晶异丙醇/乙醇/戊烷，乙醇/戊烷，乙醇，氯仿/戊烷和二氯甲烷/戊烷。表VI给出了所用溶剂的体积、百分得率、重结晶前的熔点和重结晶后的熔点。对表VI中的每种试验，在室温条件下把1.0g该化合物肟的马来酸盐溶于溶剂系统中的多极性溶剂中。之后，缓慢地、增量地加入戊烷直到能够观察到小颗粒。然后把该混合物封闭存放在冰箱过夜，随后，冷过滤，戊烷清洗并经过高真空处理。通过使用元素和HPLC分析发现全部产物都是纯的。对这些批量进行粉末x射线衍射研究并以这些数据为准，在各种溶剂中结晶的化合物的马来酸盐显示了相同的衍射图和相同的晶形。一般，能使马来酸盐缓慢结晶的溶剂形成了较大粒径的物质，它们在加速稳定条件下更稳定。如上所讨论的，已鉴别出了该马来酸盐显著优越于所认为的所有其他盐的形式。表VI.室温重结晶用不同的方法能够实现1a马来酸盐的制备。例如，通过柱层析合成得到的大约1∶1的1a和1c的混合物能够得到纯的1a异构体(US5,306,718,US5,346,911和Tecle等，Bio.Org.Med.Chem.Letters1995(5)631-636)。一般得到的1a游离碱是油状或油状固体。这种游离碱能够在-4℃的冰箱中存放多达好几天而没有显著的降解或异构化产生1c。该马来酸盐的制备一般包括把1a溶于有机溶剂中并加入大约一摩尔当量马来酸在相同溶剂中的溶液。为此，使用的有机溶剂例如是醚类溶剂，如乙醚、THF等、乙酸乙酯、乙酸异丙酯等、醇类溶剂如甲醇、乙醇、异丙醇等、烃类溶剂如己烷、苯、甲苯等、以及任何不与1a反应的其他有机溶剂。优选的溶剂包括乙醚、乙酸乙酯和乙醇。根据溶剂的选择，该盐将从有机溶剂(如从乙醚中)迅速沉淀出来，或者可以通过随后加入第二种溶剂回收(如把乙醚或己烷加到该盐的乙醇溶液中)或者在减压下蒸发溶剂。用这些步骤得到的盐一般是小粒径晶体。由于小粒径造成收湿性增加，所以把最初得到的1a马来酸盐在一种有机溶剂或溶剂混合物中重结晶，注意使用的溶剂不需要加热来诱导盐的溶解。为了这个目的，可用的溶剂例包括乙酸乙酯、异丙醇和乙醚，尽管如此，也能使用其他不反应的溶剂，包括水和水与水溶性的有机溶剂的混合物。重结晶的温度一般保持在或低于室温以使肟异构化的可能性降到最低。在一些情况下，例如当使用非质子传递溶剂如乙酸乙酯时，重结晶的温度能够高于室温。或者，通过与描述上述纯1a的相似步骤能够把不同比例的1a和1c游离碱混合物转化为相应的马来酸盐的混合物，并能从有机溶剂或含水溶剂或溶剂的混合物中重结晶得到纯的1a马来酸盐。为重结晶1a/1c马来酸盐混合物选择的溶剂包括例如异丙醇、乙醇、氯仿、二氯甲烷、戊烷、己烷、乙酸乙酯等。1a马来酸盐的物理特性会影响它的化学稳定性。潮解显然是一种主要引发因素。但是，由于较小粒径把大表面积暴露在潮湿中，因此该盐的粒径严重影响了潮解。另外，高熔点的1a马来酸盐被低熔点的1c马来酸盐的污染也容易引起潮解。所以，通过减小作为杂质的异构体1c的存在和以确保产生较大颗粒的晶体的方法重结晶1a马来酸盐可达到增加1a马来酸盐固体的稳定性。实施例1[R-(Z)]-1-氮杂双环[2，2，1]庚-3-酮，O-[3-(3-甲氧基苯基)-2-丙炔基]-肟的[1∶1]马来酸盐的制备把[R-(Z)]-1-氮杂双环[2，2，1]庚-3-酮，O-[3-(3-甲氧基苯基)-2-丙炔基]-肟的游离碱(6.8g，0.025mol)溶于乙醚中。滤除一些白色不溶固体。将马来酸(2.942，0.025mol)溶于乙醚中。把马来酸溶液滴加到游离碱的乙醚溶液中，同时剧烈搅拌。用过滤法分离所得到的沉淀，在40℃真空干燥16小时得到8.93g(92％得率)的1a马来酸盐，mp116.5-118.0℃；[α]-10.7°(c＝0.646，甲醇)；质谱m/z272(M+1)，271，174，145，109，99；IR(KBr)2926，2237，1697，1618，1606，1576，1487，1360，1294，1208，1173，1055，1030，916，870，779cm-1；1HNMR(DMSO-d6)δ7.31(1H，t，J＝7.7Hz)，7.00(m，3H)，6.04(s，2H)，4.92(s，2H)，4.09(dd，2H，J＝2.4Hz，J＝16.4Mz)，3.76(s，3H)，3.52(d，1H，J＝0.001)，3.36(m，6H)，2.24(m，1H)，1.75(m，1H)；13CNMR(DMSO-d6)δ26.0，51.6，55.7，55.8，59.5，62.4，85.9，86.3，115.9，116.8，123.2，124.4，130.4.136.0，158.5，159.6，167.6；元素分析(C16H18N2O2·C4H4O4)C，62.17；H，5.74；N，7.25；测得C，61.97；H，5.77；N，7.15。HPLC分析100％1a，RT＝6.18分钟(柱＝AltechaltimaCN4.5×150cm，5μ；流动相＝15％MeOHAcCN(1∶1)和85％50mmnol的Et3N的水；1.5mL/min)。实施例2从乙酸乙酯重结晶1a把1a的马来酸盐(0.6297g，1.6mmol)溶于13mL煮沸的乙酸乙酯中。一冷却到室温，就分离白色晶体。把溶液放置在冰箱中14小时。用过滤法分离所得到的白色晶体，在50℃高压下干燥得到0.528g(84％的回收率)的重结晶物质，mp118-119℃；HPLC99.8％1a，0.2％1c(柱＝ZorbaxCN4.5×250cm，5μ；流动相＝15％MeOH∶AcCN(1∶1)和85％50mmol的Et3N的水；1.5mL/分钟)；[α]-9.5°(c＝0.503，甲醇)；[α]-9.5°(c＝0.503，MeOH)；MSm/z272(M+1)，174，145，99，82；IR(KBr)2926，2237，1697，1618，1606，1576，1487，1360，1294，1208，1173，1055，1030，916，870，779cm-1；1HNMR(DMSO-d6)δ7.31(t，1H，J＝7.7Hz)，7.00(m，3H)，6.04(s，2H)，4.92(s，2H)，4.09(dd，2H，J＝2.4Hz，J＝16.4M2)，3.76(s，3H)，3.52(d，1H，J＝0.01)，3.36(m，5H)，2.24(m，1H)，1.75(m，1H)；13CNMR(DMSO-d6)26.0，51.6，55.7，55.8，59.5，62.4，85.9，86.3，115.9，116.8，123.2，124.3，130.4，136.1，158.6，159.5，167.6.元素分析(C16H18N2O2·C4H4O4)C，62.17；H，5.74；N，7.25；测得C，61.98；H，5.69；N，7.14。实施例31a马来酸盐的室温重结晶在室温条件下边搅拌边把1a的马来酸盐(15.02g)溶于800mL无水乙醇中。以100mL的增量加入戊烷(500mL)直到视觉看到结晶。确保白色晶体固体物沉淀的迅速。用另外600mL无水乙醇在剧烈搅拌下稀释该混合物直到均匀。马上加入戊烷(1.25L)直到视觉看到一些小晶体。密封结晶瓶并放置在冰箱中过夜。用真空过滤收集白色晶体并在高真空炉(ca.10mmHg；40℃)中干燥2小时得到11.96g(80％的回收率)的1a无色结晶固体；mp118-119℃(分解)。HPLC99.93％1a，0.07％1c(柱＝AltechaltimaCN4.5×250cm，5μ；流动相＝15％MeOH∶AcCN(1∶1)和85％50mmol的Et3N的水；1.5mL/分钟)；1H-NMR(400MHz；DMSO-d6)δ7.31(t，1H，J＝7.7Hz)，7.04-7.00(m，2H)，6.99(s，1H)，6.06(s，2H)，4.93(s，2H)，4.19-4.03(m，2H)，3.77(s，3H)，3.52(d，1H，J＝4.1Hz)，3.45-3.29(m，4H)，2.27-2.20(m，1H)，1.78-172(m，1H)ppm；MS(CI)M+l＝271；IR(KBr)2926(w)，2237(w)，1697(w)，1575(s)，1360(s)，1293(m)，1207(s)，1172(m)，1054(m)，1029(m)，960(w)，915(m)，871(m)，780(m)，755(w)，685(w)，647(w)，584(w)CM-1；13C-NMR(100MHz；DMSO-d6)δ167.67，159.60，158.62，136.19，130.41，124.37，123.18，116.82，115.87，86.33，85.92，62.40，59.48，55.79，55.69，51.58，26.02ppm.元素分析(C16H18N2O2·C4H4O4)C，62.17；H，5.74；N，7.25；测得C，62.27；H，5.86；N，7.23。权利要求1.作为药物的[R-(Z)]-1-氮杂双环[2，2，1]庚-3-酮，O-[3-(3-甲氧基苯基)-2-丙炔基]-肟的[1∶1]马来酸盐。2.根据权利要求1的化合物，其中大多数晶体的粒径大于10×10μm。3.一种用于减轻哺乳动物疼痛的药物组合物，它含有止痛有效量的权利要求1的化合物和药物可接受的载体。4.一种用于治疗识别损伤症状的药物组合物，它含有止痛有效量的权利要求1的化合物和药物可接受的载体。5.一种减轻哺乳动物疼痛的方法，它包括给该哺乳动物服用权利要求1的化合物。6.一种治疗哺乳动物识别损伤症状的方法，它包括给该哺乳动物服用权利要求1的化合物。全文摘要本发明涉及一种已知的蕈毒碱激动剂[R－(Z)]－1－氮杂双环[2,2,1]庚－3－酮,0－[3－(3－甲氧基苯基)－2－丙炔基]－肟的[1∶1]马来酸盐,它与该化合物其它盐相比具有独特的性能,用它可制备所需的药物。文档编号A61P25/02GK1186493SQ96194436公开日1998年7月1日申请日期1996年5月13日优先权日1995年6月7日发明者H·Y·安多,S·D·巴洛特,J·C·简,S·E·罗丝,H·泰克勒申请人:沃尼尔·朗伯公司