专利名称：新杂环化合物以及含此化合物的药用组合物的制作方法
技术领域：
本发明涉及新的杂环化合物以及含此化合物的药用组合物。
背景技术：
过去，将β-肾上腺受体分为两类，即β1-肾上腺受体和β2-肾上腺受体，并已认识到β1的刺激作用会引起心率加快，而β2的刺激作用会引起平滑肌组织的松弛，这两种作用的结果会造成血压下降。Arch等人通过发现一种对β1和β2几乎没有作用，但能使脂肪细胞进行脂解的化合物而指出有第三种受体的存在(“自然(Nature)”，309，pp.163-165(1984))。其后阐明了第三种受体的主要结构(Emorine等人，“科学(Science)”，245，pp.1118-1121，(1989))并将第三种受体称为β3。
近来报导了，具有β3兴奋作用的化合物可用作治疗和预防糖尿病、肥胖症、高脂血症、消化疾病和抑郁症的药物(“国际肥胖症杂志(Int.J.Obesity)”，8(Suppl.1)，pp.93-102(1984))；“自然(Nature)”，309，pp.163-165(1984)；USP5120766；“英国药学杂志(Brit.J.Pharmacol.)，103，pp.1351-1356(1991))；“欧洲药学杂志(Eur.J.Pharmacol.)”，219，pp.193-201(1992)).
到目前为止，有关β3化合物的实例包括下列化合物具有EP023385和“未来药剂(Drugs of the future)”，16，pp.797-800(1991)中所述的下列结构式的化合物 具有EP0455006和“医药化学杂志(J.Med.Chem.)”，35，pp.3081-3084(1992)中所述的下列结构式的化合物 以及具有WO94/29290中所述的下列结构式的化合物 此外，EP0659737公开了多种化合物并具体说明了作为说明书实施例1的一个实例的具有下列结构式的化合物 WO96/35685公开了具有下列结构式的化合物 然而，上述化合物的化学结构是与本发明申请化合物的化学结构明显不同的。
此外，公开在EP171702中具有加快心率作用、增加心肌收缩、抗肥胖作用的具有下列结构式的化合物 是大家都知道的。然而，该化合物可作用于心脏，但与本发明化合物的化学结构式不同，并且前者对心脏作用很强。
此外，公开在JP-A-58-41860和JP-A-58-41860中的具有α，β-阻断和降血压作用的、具有下列结构式的化合物是大家都知道的； 公开在DE2651572中的、具有血管扩张作用的、具有下列结构式的化合物是大家都知道的。然而， 这些化合物的结构式与本发明化合物的化学结构和预期用途是不同的。
此外，USP4816457公开了含苯并噁唑环的、以下列结构式表示的化合物 DE2429253公开了多种化合物，并具体说明了作为说明书中实施例28的一个实例的、具有下列结构式的化合物 然而，这些化合物具有α，β-阻断作用，并与本发明化合物的化学结构和预期用途是不同的。
以前，本发明者曾发明了具有极好的β3兴奋作用，例如，在WO97/25311中公开了以下列结构式表示的化合物 要解决的问题需要一种新的、适用于治疗和预防与β3有关的疾病例如糖尿病、肥胖症和高脂血症的药物。
解决该问题的方法为了解决上述问题，本发明者合成了多种化合物并研究了它们的作用。因此公开在上述WO97/25311中的发明已经完成了。然而，对本发明者发明的所述化合物的进一步评估表明，一些所述化合物经口服未必能提供所需的血液浓度。因此，可认为需要提供更适用的化合物，本发明者认真地继续进行这项研究工作，并进一步合成了大量化合物。因此，本发明者已经发现，具有如下所述通式(I)的新杂环化合物具有β3兴奋作用，经口服后对人体小肠上皮有极好的通透性，可期望能达到所需的血液浓度，以及经口服后具有相当的降血糖作用和脂解作用，从而完成了本发明。
本发明的第一方面是具有通式(I)的化合物或其盐 式中R1代表氢原子，甲基基团或SO2R3；R2代表O、S或H2；R2’代表O或H2；R3代表低级烷基基团或NR4R4’；R4和R4’可以是相同的或不相同的，并代表氢原子、低级烷基基团或苄基基团；R5代表氢原子或低级烷基基团；k和m为零或1；A代表通式(II)或(III) 当A代表通式(II)时，X1代表仲氮原子、氧原子、硫原子或亚甲基基团；和当X1代表仲氮原子、氧原子或硫原子时，则R8代表氢原子，R6和R7之一代表氢原子而另一个代表氢原子、氨基、乙酰氨基基团或羟基基团；或当X1是亚甲基基团时，则R6和R7两者都代表氢原子，R8代表氢原子、氨基基团、乙酰氨基基团或羟基基团；或当A代表通式III时，n是1或2；X2代表仲氮原子、氧原子或硫原子；当n是1时，则R6和R7中一个代表氢原子，而另一个代表氢原子、氨基基团、乙酰氨基基团或羟基基团；或当n是2时，则R7代表氢原子，而R6代表氢原子、氨基基团、乙酰氨基基团或羟基基团；*1代表不对称碳原子；*2代表不对称碳原子，当R5是低级烷基基团时；以及*3代表不对称碳原子，当R7是氨基、乙酰氨基或羟基基团时。
本发明的第二方面是通式(I)化合物，其中A代表通式(II)，R1，R2，R2’，R5，k，m，R6，R7，R8，*1和*2具有与上述化合物或其盐相同的含义。
本发明的第三方面是通式(I)的化合物，式中A代表通式(III)，R1，R2，R2’，R5，k，m，n，R6，R7，*1，*2和*3具有与上述化合物或其盐相同的含义。
本文所用“低级烷基”是指含1-4个碳原子的直链或支链饱和烃，包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基以及叔丁基。
R1是氢原子，甲基基团或SO2R3，其中R1为SO2R3的通式(I)化合物是优选的。SO2R3中的R3是低级烷基基团或NR4R4’，而R4和R4’可以是相同的或不相同的，并代表氢原子、低级烷基基团或苄基基团。具体说，NR4R4’可以是氨基甲氨基、乙氨基、丙氨基、苄氨基、二甲氨基、二乙氨基、二丙氨基、甲基乙基氨基、甲基丙基氨基或甲基苄基氨基，而二甲氨基是更优选的。因此，优选SO2R3的具体实例包括SO2Me、SO2Et、SO2CH2Ph、SO2NH2、SO2NHMe、SO2NHEt、SO2NMe2、SO2NEt2、SO2NMeEt以及SO2NMeCH2ph。
R2是O，S或H2(二个氢原子)，R2’是O或H2以及K和m各自为零或1。当K或m是零时，该相应部分意味着是单键。在上述可变因素的组合中，R2为O或S及K和m都是零的组合是优选的。R2和R2’都是H2及K或m任一个是零的组合也是优选的。k是1和m是零的通式(I)化合物基本上是与k是零，m是1而R2’是H2的化合物相同的。当需要区别上述两种情况时，前者为优选采用。
R5代表氢原子或低级烷基基团。R5的优选实例包括氢、甲基和乙基。R5更优选是氢原子。
在通式(II)中，X1是仲氮原子、氧原子、硫原子或亚甲基基团，而仲氮原子是优选的。R6，R7和R8规定同上。
在通式(III)中，X2是仲氮原子、氧原子或硫原子。优选的化合物包括通式(III)中X2是仲氮原子及n是1的那些化合物(即以四氢咔唑骨架作为三环基团的化合物)。R6和R7规定同上。
当通式(III)的R7是氢原子时，通式(I)的*1是不对称碳原子，在R5是低级烷基基团时，*2也是不对称碳原子。在这种情况下，通式(I)的化合物可以是四种不同异构体中任何一种形态，即(R，R)、(R，S)、(S，S)和(S，R)(按(*1，*2)的次序表示)。当R5是氢原子时，存在两种不同的异构体。本发明不仅包括光学纯异构体，而且也包括任何两种异构体的混合物，三种异构体的混合物以及所有四种异构体的混合物。从药物活性的观点看，在乙醇氨基链中不对称碳原子*1的优选构型可以是绝对构型R。就6-[2-[2(9H-咔唑-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-4-(甲磺酰基)-2，3-二氢-1，4-苯并噁嗪中的不对称碳原子(*1)来说，R-羟基结构是特别优选的。
此外，当通式(III)的R7不是氢原子时，通式(I)中*3和*1是不对称碳原子，在R5是低级烷基基团情况下，*2也是不对称碳原子。在此情况下，至多有三个不对称碳原子，通式(I)化合物可以是八种不同异构体中的任何一种形态。本发明不仅包括光学纯异构体，而且也包括各异构体的任何混合物。从药物活性的观点看，在乙醇氨基链中不对称碳原子*1的优选构型是绝对构型R。对于不对称碳原子*3来说，光学活性形态和外消旋形态都是优选的。
根据本发明，取代基的各种组合可形成一些很优选的申请化合物。R1、R5、X1、X2、n、R6、R7、R8、*1、*2和*3的规定同上述本发明第一个至第三个形态，除非另有说明。
根据本发明，具有通式(I)的化合物或其盐可作为优选的实例来提及，其中R2和R2’代表H2，k和m表示零或1。
此外，其中R2代表O或S，K和m代表零的通式(I)化合物或其盐也可作为优选的实施例来提及。
其中R2代表O，R2’代表O或H2，K是零，m是1的通式(I)化合物或其盐也可作为优选的实施例来提及。
其中R2代表H2，R2’代表O，K是零，m是1的通式(I)化合物或其盐也可作为优选的实施例来提及。
此外，下列化合物可作为本发明通式(I)的特定化合物，其中A代表通式(II)。
(R)-2-[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙氨基]-1-(2，3-二氢苯并噁唑-5-基)乙-1-醇；(R)-5-[2-[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-3-(甲磺酰基)-2，3-二氢苯并噁唑；(S)-5-[2-[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-3-(甲磺酰基)-2，3-二氢苯并噁唑；5-[2-[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-3-(甲磺酰基)-2，3-二氢苯并噁唑；(R)-5-[2-[2-(二苯并噻吩-3-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-3-(甲磺酰基)-2，3-二氢苯并噁唑；(R)-5-[2-[2-(7-乙酰氨基芴-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-3-(甲磺酰基)-2，3-二氢苯并噁唑；(R)-5-[2-[2-(7-氨基芴-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-3-(甲磺酰基)-2，3-二氢苯并噁唑；(R)-[5-[2-[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-(2，3-二氢苯并噁唑-3-基)磺酰基]二甲胺；(R)-[5-[2-[2-(二苯并呋喃-3-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-(2，3-二氢苯并噁唑-3-基)磺酰基]二甲胺；
(R)-[5-[2-[2-(7-乙酰氨基芴-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-(2，3-二氢苯并噁唑-3-基)磺酰基]二甲胺；(R)-[5-[2-(2-(7-氨基芴-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-(2，3-二氢苯并噁唑-3-基)磺酰基]二甲胺；(R)-1-[(4H-2，3-二氢-1，4-苯并噁嗪)-6-基]-2-[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙氨基]乙-1-醇；(R)-1-[(4-甲基-2，3-二氢-1，4-苯并噁嗪)-6-基]-2-[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙氨基]乙-1-醇；(R)-6-[2-[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-4-(甲磺酰基)-2，3-二氢-1，4-苯并噁嗪；(R)-6-[2-[2-(二苯并噻吩-3-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-4-(甲磺酰基)-2，3-二氢-1，4-苯并噁嗪；(R)-6-[2-[2-(二苯并呋喃-3-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-4-(甲磺酰基)-2，3-二氢-1，4-苯并噁嗪；(R)-6-[2-[2-(7-乙酰氨基芴-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-4-(甲磺酰基)-2，3-二氢-1，4-苯并噁嗪；(R)-6-[2-[2-(7-氨基芴-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-4-(甲磺酰基)-2，3-二氢-1，4-苯并噁嗪；(R)-[[6-[2-[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-(2，3-二氢-1，4-苯并噁嗪)-4-基]磺酰基]二甲胺；(R)-[[6-[2-[2-(二苯并噻吩-3-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-(2，3-二氢-1，4-苯并噁嗪)-4-基]磺酰基]-二甲胺；(R)-[[6-[2-[2-(二苯并呋喃-3-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-(2，3-二氢-1，4-苯并噁嗪)-4-基]磺酰基]二甲胺；(R)-[[6-[2-[2-(7-乙酰氨基芴-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-(2，3-二氢-1，4-苯并噁嗪)-4-基]磺酰基]二甲胺；(R)-[[6-[2-[2-(7-氨基芴-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-(2，3-二氢-1，4-苯并噁嗪)-4-基]磺酰基]二甲胺；(R)-7-[2-[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-5-(甲磺酰基)-2H，3H，4H-苯并[b]1，4-氧杂(oxazepine)；(R)-7-[2-[2-(二苯并噻吩-3-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-5-(甲磺酰基)-2H，3H，4H-苯并[b]1，4-氧杂；(R)-7-[2-[2-(二苯并呋喃-3-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-5-(甲磺酰基)-2H，3H，4H-苯并[b]1，4-氧杂；(R)-[[7-[2-[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-(2H，3H，4H-苯并[b]1，4-氧杂-5-基)]磺酰基]二甲胺；(R)-5-[2-[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-3-(甲磺酰基)-3-氢苯并噁唑-2-酮；(S)-5-[2-[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-3-(甲磺酰基)-3-氢苯并噁唑-2-酮；5-[2-[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-3-(甲磺酰基)-3-氢苯并噁唑-2-酮；(R)-5-[2-[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-3-(甲磺酰基)-3-氢苯并噁唑-2-硫酮；(R)-3-[(二甲氨基)磺酰基-5-[2-[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-3-氢苯并噁唑-2-酮；(S)-3-[(二甲氨基)磺酰基]-5-[2-[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-3-氢苯并噁唑-2-酮；3-[(二甲氨基)磺酰基]-5-[2-[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-3-氢苯并噁唑-2-酮；(R)-5-[2-[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-3-氢苯并噁唑-2-酮；(R)-5-[2-[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-3-甲基-3-氢苯并噁唑-2-酮；(R)-6-[2-[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-2H-1，4-苯并噁嗪-3(4H)-酮；(R)-6-[2-[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-4-甲基-2H-1，4-苯并噁嗪-3-酮；
(R)-6-[2-[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-4-(甲磺酰基)-2H-1，4-苯并噁嗪-3-酮；(R)-4-[(二甲氨基)磺酰基]-6-[2-[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-2H-1，4-苯并噁嗪-3-酮；(R)-6-[2-[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-3H-1，4-苯并噁嗪-2(4H)-酮；(R)-6-[2-[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-4-甲基-3H-1，4-苯并噁嗪-2-酮；(R)-6-[2-[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-4-(甲磺酰基)-3H-1，4-苯并噁嗪-2-酮；及(R)-4[(二甲氨基)磺酰基]-6-[2-[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-3H-1，4-苯并噁嗪-2-酮。
此外，下列化合物也可作为本发明通式(I)的特定化合物，其中A代表通式(III)。
(R)-5-[2-[2-(5，6，7，8四氢-9H-咔唑-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-3-(甲磺酰基)-2，3-二氢苯并噁唑；(R)-5-[2-[2-(6，7，8，9-四氢二苯并噻吩-3-基氧)-乙氨基]-1-羟乙基]-3-(甲磺酰基)-2，3-二氢苯并噁唑；(R)-5-[2-[2-(5，6，7，8，9，10-六氢一环庚[b]吲哚-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-3-(甲磺酰基)-2，3-二氢苯并噁唑；(R)-[5-[2-[2-(5，6，7，8-四氢-9H-咔唑-2-基氧)-乙氨基]-1-羟乙基]-(2，3-二氢苯并噁唑-3-基)磺酰基]-二甲胺；(R)-[5-[2-[2-(5，6，7，8，9，10-六氢一环庚[b]吲哚-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-(2，3-二氢苯并噁唑-3-基)磺酰基]二甲胺；(R)-6-[2-[2-(5，6，7，8-四氢-9H-咔唑-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-4-(甲磺酰基)-2，3-二氢-1，4-苯并噁嗪；(R)-6-[2-[2-(5，6，7，8，9，10-六氢一环庚[b]吲哚-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-4-(甲磺酰基)-2，3-二氢-1，4-苯并噁嗪；(R)-[[6-[2-[2-(5，6，7，8-四氢咔唑-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-(2，3-二氢-1，4-苯并噁嗪)-4-基]磺酰基]-二甲胺；(R)-[[6-[2-[2-(5，6，7，8，9，10-六氢一环庚[b]吲哚-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-(2，3-二氢-1，4-苯并噁嗪)-4-基]磺酰基]二甲胺；(R)-7-[2-[2-(5，6，7，8-四氢-9H-咔唑-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-5-(甲磺酰基)-2H，3H，4H-苯并[b]1，4-氧杂(R)-[[7-[2-[2-(5，6，7，8-四氢-9H-咔唑-2-基氧)-乙氨基]-1-羟乙基](2H，3H，4H-苯并[b]1，4-氧杂-5-基)]磺酰基]二甲按；(R)-6-[2-[2-(5，6，7，8-四氢-9H-咔唑-2-基氧)-乙氨基]-1-羟乙基]-4-(甲磺酰基)-2H-1，4-苯并噁嗪-3-酮；(R)-4-[(二甲氨基)磺酰基]-6-[2-[2-(5，6，7，8-四氢-9H-咔唑-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-2H-1，4-苯并噁嗪-3-酮；(R)-6-[2-[2-(5，6，7，8-四氢-9H-咔唑-2-基氧)-乙氨基]-1-羟乙基]-4-(甲磺酰基)-3H-1，4-苯并噁嗪-2-酮；及(R)-4-[(二甲氨基)磺酰基]-6-[2-[2-(5，6，7，8-四氢-9H-咔唑-2-基氧)乙氨基]-羟乙基]-3H-1，4-苯并噁嗪-2-酮。
通式(I)化合物可通过例如下述方法制备。使通式(IV)化合物与通式(V)化合物相反应，然后脱除任何用作保护基团Y和在R6′、R7′或R8′中用作保护基团C或氨基保护基团的乙酰基基团，以得到通式(I)化合物；其中通式(IV)化合物 式中R1代表氢原子，甲基基团或SO2R3；R3代表低级烷基基团或NR4R4’；
R4和R4’可以是相同的或不相同的，并代表氢原子、低级烷基基团或苄基基团；R5代表氢原子或低级烷基基团；Y代表胺保护基团；A′代表通式(II′)或(III′) 当A′代表通式(II′)时，X1代表仲氮原子、氧原子、硫原子或亚甲基基团；及当X1代表仲氮原子、氧原子或硫原子时，则R8′代表氢原子，R6′和R7之一代表氢原子而另一个代表氢原子、乙酰氨基基团或有保护基团c保护的羟基基团；或当X1是亚甲基基团时，R6′和R7′都代表氢原子，R8′代表氢原子、乙酰氨基基团或有保护基团c保护的羟基基团；或当A′代表通式(III′)时，n是1或2；X2代表仲氮原子、氧原子或硫原子；和当n为1时，R6′和R7′之一代表氢原子而另一个代表氢原子、乙酰氨基基团或有保护基团c保护的羟基基团；或当n为2时，R7＇代表氢原子，R6′代表氢原子、乙酰氨基基团或有保护基团c保护的羟基基团；*1代表不对称碳原子；*2代表不对称碳原子，当R5是低级烷基基团时；及*3代表不对称碳原子，当R7′是乙酰氨基基团或有保护基团c保护的羟基基团时，其中通式(V)的化合物 式中R2代表O、S或H2，R2′代表O或H2；k和m是零或1；B和B′可以是相同的或不相同的，并代表离去基团；其中通式(I)化合物 式中R1、R2、R2′、R5、k、m、A、*1、*2及*3的规定同上。
对于保护基团C，只要是通常用作羟基保护的基团都可采用，是不受限制的。保护基团C可以是通常能容易地并选择性地被脱除的甲基或苄基基团。
对于胺保护基团Y，只要是常用的保护基团都可采用，也是不受限制的。胺保护基团Y的实例包括通常容易脱除的苄基、取代苄基、苄氧羰基、取代苄氧羰基、叔丁氧羰基、乙酰基以及三氟乙酰基。
脱保护基团过程可依次进行或同时完成。脱保护基团过程优选可按脱除保护基团C，作为氨基保护基团的乙酰基基团和胺保护基团Y的次序来完成。关于脱保护基团的条件，当选择苄基基团作为保护基团C时，可通过与催化剂如钯或镍在溶剂如甲醇中的氢解反应而除去。或者，当保护基团C是苄基、甲基等时，可通过Lewis酸如三溴化硼在溶剂如二氯甲烷中的处理而脱除。
保护氨基的乙酰基可于室温下在溶剂如甲醇中经盐酸处理而脱除，或在水或甲醇溶剂中与碱一起加热而脱除。胺保护基团Y可通过常用方法，例如在溶剂如甲醇中与催化剂如钯-碳经氢解反应的方法而脱除，用溴化氢/乙酸处理或在二氧六环中用盐酸处理的方法而脱除。
通式(IV)化合物可在碱存在下，在溶剂如二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、丙酮或二氯甲烷中，在温度为冰冷却至溶剂回流温度或100℃下与1-3当量的通式(V)化合物实施反应。碱可以是碳酸钾、氢氧化钠、氢氧化钾、三乙胺或吡啶，优选用量为通式(IV)化合物的1-10当量，更优选为1-3当量。
在通式(V)中，B和B′代表离去基团，可以是相同的或不相同的。具体地说，B和B′可以是卤素或低级烷氧基基团。卤素可以是氟、氯、溴或碘。低级烷氧基基团可以是甲氧基、乙氧基、丙氧基或叔丁氧基。以通式(V)表示的特定化合物的实例包括二卤亚烷基如二溴甲烷、二氯甲烷、二溴乙烯和1，3-二溴丙烷。此外，以通式(V)表示的特定化合物也可以当R2或R2′是O或S时为碳酰二咪唑、硫代羰基二咪唑、碳酸二乙酯、乙二酰氯、草酸二乙酯、溴乙酸乙酯或溴乙酰溴。
其中A′代表通式(II′)的通式(IV)的化合物可通过本发明者公开在WO97/25311中的方法制备。其中A′代表通式(III′)的通式(IV)的化合物可通过例如下述方法制备。通式(IV)化合物可通过通式(VI)化合物与通式(VII)化合物相反应，然后脱除保护基团C′和C″以及R1’中的氨基保护基团而制得；其中通式(IV)中R′代表氢原子、甲基基团或SO2R3；R3代表低级烷基基团或NR4R4′；R4和R4′可以是相同的或不相同的并代表氢原子、低级烷基基团或苄基基团；R5代表氢原子或低级烷基基团及A′代表通式(III′)；其中通式(VI)化合物 式中C′和C″代表羟基保护基团；R1′代表氨基保护基团、甲基基团或SO2R3；R3代表低级烷基基团或NR4R4′；R4和R4′可以是相同或不相同的，并代表氢原子、低级烷基基团或苄基基团；D代表溴原子或氯原子；及*1代表不对称碳原子；其中通式(VII)化合物 式中R5代表氢原子或低级烷基基团；n是1或2；X2代表仲氮原子、氧原子或硫原子；当n是1时，R6′和R7′之一代表氢原子而另一个代表氢原子、乙酰氨基基团或以保护基团C保护的羟基基团；当n是2时，R7’代表氢原子，R6′代表氢原子、乙酰氨基基团或以保护基团C保护的羟基基团；以及当R5和R7′不是氢原子时，*2和*3代表不对称碳原子。
对于保护基团C′和C″，只要是通常用作羟基保护的基团都可采用，是不受限制的。作为通常能容易地并选择性地脱除的保护基团，保护基团C′可以是苄基、叔丁基二甲基甲硅烷基等，保护基团C″可以是三乙基甲硅烷基等。这些羟基保护基团可通过已知方法引入。苄基基团可通过例如在室温下，在溶剂如二甲基甲酰胺中并有碳酸钾存在下，以每摩尔化合物与1-2摩尔苄基溴和1.1摩尔碘化钠进行反应而引入化合物中。三乙基甲硅烷基基团可通过例如在0-30℃下，在溶剂如吡啶中，使化合物与甲硅烷基化剂如每摩尔化合物与1.2-2摩尔氯化三乙基甲硅烷反应1-3小时而引入化合物中。
对于R1’中氨基保护基团，只要是通常用作保护苯胺的保护基团都可采用，是不受限制的。在这类保护基团中，优选的氨基保护基团是乙酰基基团。使化合物乙酰化的方法包括在溶剂如吡啶中使乙酸酐与该化合物反应。通式(VI)化合物与式(VII)的胺的偶联反应是以每摩尔式(VI)的卤化物与1-1.5摩尔式(VII)的胺，在极性溶剂如二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺或二甲亚砜中，在作为质子清除剂的胺如三乙胺或二异丙基乙基胺存在下，在温度从室温至90℃，优选60℃下加热5-10小时而完成的。
脱除保护基团过程可依次进行或同时完成。脱除保护基团过程优选可按脱除保护基团C′、在R1’中氨基保护基团和保护基团C″的次序来完成。关于脱保护基团的条件，作为保护基团C′的苄基基团可通过与催化剂如钯或镍在溶剂如甲醇中的氢解反应而脱除。或者以Lewis酸如三溴化硼在溶剂如二氯甲烷中的处理而脱除。保护基团C″如三乙基甲硅烷基基团可通过在室温下，在四氢呋喃中经乙酸和3-5倍摩尔的氟化四丁胺处理0.5-5小时而脱除。作为在R1′中氨基保护基团的乙酰基基团可通过例如在室温下和溶剂如甲醇中以盐酸处理或通过在溶剂如水或甲醇中与碱一起加热而脱除。
通式(VI)化合物可根据下述方法通过还原通式(VIII)化合物，然后进行羟基基团保护而得到 式中R1′和C′的规定同上；当要得到取代基D为碘原子的化合物时，同碘原子代替溴原子。
即当通式(VI)化合物的羟基基团的构型(*1)是外消旋时，用还原剂如硼烷还原通式(VIII)的化合物。
此外，如果要得到的通式(VI)的*1或是R-型或是S-型光学异构体，则可采用手性助剂如以通式(IX)代表的物质来得到 即在上述手性助剂存在下，用硼烷还原通式(VIII)化合物可得到通式(VI)的光学异构体。所述还原反应优选在溶剂如四氢呋喃中进行。这些手性助剂的制备及它们的反应可按照E.J.Corey，等人在“有机化学杂志(J.Org.Chem.)”，56，P.442(1991)中所述方法进行。
当通式(VIII)化合物还原后，需要用碘原子取代溴原子(溴型)时，可通过将经还原的化合物与碘化试剂，如每摩尔溴型化合物与3-10摩尔碘化钠，在溶剂如丙酮中在回流温度加热1-3小时而制得所关注的化合物。
接着，按照上述保护羟基基团的方法，用保护基团如三乙基甲硅烷基基团保护羟基基团可得到通式(VI)化合物。
通式(VIII)化合物是已知的化合物，并可根据如A.A.Larsen等人在“药物化学杂志(J.Med.Chem.)”，10，p.462(1967)或C.Kaiser等人在“药物化学杂志(.J.Med.Chem.)”，17，p.49(1974)中所述方法进行制备。
通式(VII)化合物可通过通式(X)化合物与式(XI)化合物相反应；然后脱除胺保护基团而制得；其中式(X)化合物 式中Y代表胺保护基团，R5和*2的规定同上，其中通式(XI)化合物 式中n，X2，R6′和R7′同上述规定。其中Y是指胺的保护基团，它可以是上面提及的任何一个保护基团。可通过类似步骤实施保护基团的脱除。
通式(X)化合物与通式(XI)化合物的反应是例如在有机溶剂中，通常在碱存在下，在室温与所选溶剂的回流温度之间的温度下进行的。溶剂的实例包括二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、乙腈、二甘醇二甲醚以及四氢呋喃。至于碱，可采用碳酸钾、碳酸钠、氢氧化钠、氢氧化钾、三乙胺、吡啶、氢化钠、甲醇钠等，用量为每摩尔式(XI)需1-10摩尔碱。
通式(VII)化合物可通过在“日本化学学会通报(Bull.Chem.Soc.Jpn.)”55，p.2504(1982)中所述方法或其改进方法，接着脱除氨保护基团Y而制得。一种例证性过程包括使醇和2-5摩尔通式(X)的化合物及每摩尔醇为5-10摩尔40％氟化钾/矾土的混合物在二甲基甲酰胺或乙腈中、在室温至90℃的温度下进行反应。根据改进方法，还向混合物添加0.1-0.5当量的碘化钾。
通式(X)化合物可通过先使商购的具有R5和*2的氨基醇中的胺以保护基团Y进行保护，然后按常规方法使羟基基团溴化而制得。此外，如果容易购得氨基溴形态的话，则用保护基团Y保护胺后就可得到式(X)化合物。一种例证性过程包括在二氯甲烷中、在三乙胺存在下，使商购的2-溴乙胺氢溴酸盐与苄氧基羰基在冰冷却下反应。
在通式(XI)中R6′和R7′为氢原子、n为1时的化合物是已知的化合物。即式(XI)中X2为仲氮原子的2-羟基-5，6，7，8-四氢咔唑衍生物可通过JP-A-61-57555中所述方法制备。式(XI)中X2为氧原子的3-羟基-6，7，8，9，-四氢二苯并呋喃可通过DT-2113455或Erdtman，H.等人的“斯士甚的纳维亚化学文献(Acta.Chem.Scand.)”，15，p.1761(1961)中所述方法制备。此外，式(XI)中X2为硫原子的3-羟基-6，7，8，9-四氢二苯并噻吩可通过DT-2113455中所述方法制备。当n为2时的化合物也可根据上述专利和文献中所述方法制备。
此外，通式(XI)中n为1，R6′为氢原子而R7′为乙酰氨基基团或已经保护基团C保护的羟基基团的化合物，当X2是仲氮原子时可按照USP-3959309中所述方法制备。当X2为氧或硫原子时的化合物可按前述专利或文献所述方法从通式(XII)化合物制备，而通式(XII)化合物可按常规方法制备 式中R7′和*3的规定同上。
此外，通式(XI)中R7′为氢原子，R6′为乙酰氨基基团或已经保护基团C保护的羟基基团的化合物可按下述方法制备。例如，将已知的羟基基团已经苄基化的2-羟基-5，6，7，8-四氢咔唑衍生物进行硝化(硝基接在取代基R6’位置上)，接着将硝基还原成氨基基团。对所述氨基基团进行乙酰化或重氮化，引入羟基基团，用保护基团C保护羟基基团，并脱除苄基基团可得到通式(XI)化合物。
硝化反应可根据化学文献中所述的常规方法来实施。一种例证性方法包括将已用苄基基团保护的化合物在室温至60℃的温度下，用当量的稀发烟硝酸在乙酸中硝化。所述硝基基团的还原反应可通过常规方法来实施，如包括在室温下，在作为催化剂的氧化铂存在下，在溶剂如甲醇中氢化化合物的方法或者包括在室温至回流温度范围内，在铁粉或二价锡存在下，在溶剂如甲醇中用盐酸还原化合物的方法。已还原的胺是在0℃至室温下，在溶剂如二氯甲烷中经乙酰氯乙酰化的。或者，所述胺以亚硝酸钠重氮化，所得重氮盐在酸性溶液经热分解而导入羟基基团，然后羟基基团通过上述羟基基团保护方法以保护基团C进行保护。最后，脱除苄基基团。
另一方面，通式(IV)化合物可由作为重要的中间体的通式(XIII)化合物制得 式中A′代表通式(III′)，Y代表胺保护基团，C′、C″、R5、*1和*2的规定同上。
关于这方面，通式(XIII)化合物可通过通式(IV)化合物(其中NHR1′是指硝基基团)与通式(VII)化合物的偶联，然后再对反应产物中的胺进行保护而制得。通式(XIII)中的胺保护基团Y可以与上述胺保护基团Y相同，并可用相同方法引入或脱除。
作为由作为中间体的通式(XIII)化合物制备通式(IV)化合物的方法，例如，下述可提及的方法。即，首先将通式(XIII)化合物还原(即所述化合物的硝基基团被还原)以得到通式(XIV)化合物 式中A′代表通式(III′)，Y代表氨基保护基团，C′、C″、R5、*1及*2的规定同上。
该还原反应是在溶剂如甲醇中，在作为催化剂的氧化铂存在下对化合物实施氢化的。或者，在溶剂如包含盐酸的甲醇中，在铁粉或二价锡存在下实施氢化。
规定的取代基R1是通过使通式(XIV)化合物经根据C.Kaiser等人的“药物化学杂志(J.Med.Chem.)”，17，p.49(1974)中所述方法的胺(苯胺)磺化反应而引入的，从而制成通式(XV)化合物 式中A′代表通式(III′)，Y、C′、C″、R1’、R5、*1和*2的规定同上，然后用上述脱保护基团方法脱除羟基保护基团C′和C″而得到通式(IV)化合物。
这类磺化反应可以是通式(XIV)化合物与R3-取代的磺酰氯在冰冷却至室温的温度下、在溶剂如吡啶中的反应。
对本发明的各种化合物可根据需要进行提纯，通常可通过已知的色谱法(柱色谱法、快速柱色谱法，薄层色谱法或高效液相色谱法)并参照本说明书中指出的Rf值实施提纯。
如上所述，通式(I)化合物可以至多8种不同异构体的任何一种形态存在。根据本发明用作原料的通式(VI)化合物既可以纯异构体也可以外消旋混合物的形态提供。上述反应并不会改变这类反应涉及的立体化学。
当得到四种或两种异构体时，可通过适当方法如包括使异构体作为与光学活性酸如樟脑磺酸、苯乙醇酸或取代苯乙醇酸形成的加合盐进行分级结晶而实施光学离析。这种分级结晶可采用适当的溶剂，优选低级醇如乙醇、异丙醇或它们的混合物来实施。本发明化合物经光学离析和提纯可形成优选的包含具有较高活性的单-异构体、因而几乎没有副作用的高效药物。
通式(I)化合物的盐可以是已知的盐，它们的实例包括盐酸化物、氢溴酸盐、硫酸盐、硫酸氢盐、磷酸二氢盐、柠檬酸盐、马来酸盐、酒石酸盐、富马酸盐、葡糖酸盐和甲磺酸盐以及与光学活性酸如樟脑磺酸、苯乙醇酸或取代苯乙醇酸形成的加合盐。这些盐中符合药用要求的盐是特别优选的。
当要使通式(I)化合物转变成盐时，可通过使该化合物溶解在添加有等当量至几倍量酸的醇如甲醇或乙醇中，而得到化合物的酸加合盐。可采用的酸是符合药用要求的无机酸或有机酸如盐酸、氢溴酸、硫酸、硫酸氢盐、磷酸二氢盐、柠檬酸、马来酸、酒石酸、富马酸、葡糖酸或甲磺酸。
本发明的杂环化合物及其符合药用要求的盐没有公认的毒性作用并几乎不可能产生增加心率的副作用，由于该化合物具有β3-兴奋作用并因对人体小肠上皮具有优良的通透性而可预期能达到相当高的血液浓度，因而可用作药物。因此，本发明的杂环化合物及其药用盐在治疗和预防与β3有关的疾病方面会是很有效的。术语“与β3有关的疾病”是涉及能通过β3-肾上腺受体传递的兴奋作用而得到改善的疾病的通用术语。β3有关的疾病的实例包括糖尿病、肥胖症、高脂血症、消化疾病(优选消化系统运动障碍或溃疡)以及抑郁症。根据本发明，优选的实例包括糖尿病、肥胖症和高脂血症。
本发明的药物的优选形态是任选地将药用载体添加在有效量的通式(I)杂环化合物或其盐中而制成的药用组合物。药用载体实例包括赋形剂、粘结剂如羧甲基纤维素、崩解剂、润滑剂以及其它辅助剂。当本发明化合物供人服用时，可制成适于口服的片、粉剂、颗粒、胶囊、包糖衣片、溶液、糖浆等形态。此外，也可制成针剂等形态以供非经肠道给药。给药的剂量可随病人的年龄和体重以及疾病的程度而不同。对成人的每日剂量通常为0.01-2000毫克，该剂量可一次给药或分成几次给药。给药周期可在几周与几个月之间不等，通常是每天给药。然而，每天剂量和给药周期可以根据病人状况在上述范围内增减。
实施例通过下列实施例将对本发明作进一步的说明，但无论如何不是对本发明的限制。
采用的薄层色谱(TLC)是预涂硅胶60F254(Merck制造)的。用氯仿/甲醇(100∶1-4∶1)或乙酸乙酯/正己烷(100∶0-1∶10)展开后，用紫外辐射(254纳米)进行检测并用水合茚三酮显色。得到关于游离胺的TLC的Rf值。
有机溶剂是经无水硫酸镁或无水硫酸钠干燥的。柱色谱过程是在硅胶(Wako-gel C-200，Wako Pure Chemical Industries制造)柱上进行的，快速柱色谱过程是在硅胶60(230-400目，Merck制造)柱上进行的。制备薄层色谱(PTLC)过程是在预涂硅胶60F254 20×20厘米，2毫米(Merck制造)的硅胶板上进行的。洗脱液为1∶1氯仿/甲醇。
核磁共振谱(NMR)的测定是在Gemini-300(FT-NMR，Varian制造)上进行的。除有特别指明的外，采用氘化氯仿作为溶剂。采用四甲基硅烷(TMS)作为内标测定化学位移，在文中以s(ppm)表示。本文中以J(HZ)表示偶合常数。质谱(MS)是用JEOL-JMS-SX102快速原子轰击质谱(FAB-MS)测定的。数据列于表1中。
实施例1(±)-5-[2-[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-3-(甲磺酰基)-3-氢苯并噁唑-2-酮，D-酒石酸盐A、(±)-N-[5-[2-[苄基[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙基]氨基]-1-羟乙基]-2-羟苯基]-甲磺酰胺(中间体1)的合成在室温和借助搅拌下，向(±)-N-[5-[2-[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-2-羟苯基]甲磺酰胺(290毫克，根据WO97/25311所述方法制备的)的二甲基甲酰胺(2毫升)溶液添加碳酸钾(88毫克，KANTO KAGAKU制造)和苄基溴(108.8毫克，Wako Pure ChemicalIndustries制造)。所得混合物在室温下再经搅拌5小时。向反应混合物添加水后用乙酸乙酯萃取。有机层依次用水洗涤(两次)和用饱和盐水洗涤，然后干燥之。在减压下蒸出溶剂后，残留物以柱色谱法进行提纯(1∶99-2∶98甲醇/氯仿)可得到标题化合物(149.8毫克)。Rf0.22(1∶1乙酸乙酯/正己烷)。
B、(±)-5-[2-[苄基[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙基]-氨基]-1-羟乙基]-3-(甲磺酰基)-3-氢苯并噁唑-2-酮(中间体2)的合成在室温和借助搅拌下，向中间体1(134.1毫克)的二甲基甲酰胺(2毫升)溶液添加1，1′-碳酰二咪唑(39.9毫克，TOKYO KASEI制造)。所得混合物在室温下再经搅拌10分钟。向反应混合物添加水后用乙酸乙酯萃取。有机层依次用水洗涤(两次)和饱和盐水洗涤，然后干燥之。在减压下蒸出溶剂后，残留物以柱色谱法进行提纯(1∶2-1∶1乙酸乙酯/正己烷)可得到标题化合物(109毫克)。Rf0.48(1∶1乙酸乙酯/正己烷)。
C、(±)-5-[2-[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙氨基-1-羟乙基]-3-(甲磺酰基)-3-氢苯并噁唑-2-酮，D-酒石酸盐的合成。
在氩气氛下，向中间体2(109毫克)的无水四氢呋喃(5毫升，KANTOKAGAKU制造)溶液添加D-酒石酸(28.5毫克，TOKYO KASEI制造)。所得混合物在室温下再经搅拌直到混合物完全溶解。添加20％氢氧化钯/活性炭(50％含水物质)(20毫克，Aldrich制造)和以氢气氛替换大气后，将得到的混合物在室温下搅拌19小时。向反应混合物添加无水乙醇(15毫升，KANTO KAGAKU制造)以溶解沉淀，随后滤出催化剂。滤液在减压下蒸出溶剂后可得到标题化合物(104.1毫克)。Rf0.51(1∶7甲醇/氯仿)。
实施例2(R)-6-[2-[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-4-(甲磺酰基)-2，3二氢-1，4-苯并噁嗪A、(R)-N-[5-[2-[苄基[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙基]氨基]-1-羟乙基]-2-羟苯基]-甲磺酰胺(中间体3)的合成按照实施例1的步骤A，由(R)-N-[5-[2-[2-(9H-咔唑-2-基氧)-乙氨基]-1-羟乙基]-2-羟苯基]甲磺酰胺(40克，按WO97/25311所述方法制备)、碳酸钾(18.3克)和苄基溴(11.3克)制得标题化合物(31.2克)。Rf0.22(1∶1乙酸乙酯/正己烷)；保留时间31.2分(S-型29.1分)分析条件色谱柱CHIRALCEL OJ-R(双柱)(Daicel制造)；流动相40/60 0.5M NaClO4/CH3CN；流速0.5毫升/分钟；检测波长254纳米；温度40℃B、(R)-6-[2-[苄基[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙基]-氨基]-1-羟乙基]-4-(甲磺酰基)-2，3-二氢-1，4-苯并噁嗪(中间体4)的合成在室温和借助搅拌下，向中间体3(439毫克)的二甲基甲酰胺(5毫升)溶液依次添加碳酸钾(122.3毫克)和1，2-二溴乙烷(166.2毫克，TOKYO KASEI制造)。将得到的混合物在60℃下搅拌40分钟。向反应混合物添加水后，用乙酸乙酯进行萃取。有机层依层用水洗涤(两次)和饱和盐水洗涤，然后干燥之。在减压下蒸出溶剂后，残留物以柱色谱法进行提纯(1∶2乙酸乙酯/正己烷)可得到标题化合物(215.6毫克)。Rf0.74(1∶9甲醇/氯仿)。
C、(R)-6-[2-[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-4-(甲磺酰基)-2，3-二氢-1，4-苯并噁嗪，D-酒石酸盐的合成在氩气氛下，向中间体4(215毫克)的四氢呋喃(15毫升)与甲醇(5毫升)混合溶剂的溶液添加20％氢氧化钯/活性炭(50％含水物质)(40毫克)。以氢气氛替换大气后，将混合物在室温下搅拌23小时。向反应混合物添加甲醇(10毫升)以溶解沉淀，随后滤出催化剂。滤液在减压下蒸出溶剂。将残留物溶于四氢呋喃(15毫升)和甲醇(15毫升)的混合溶剂中，然后再添加D-酒石酸(56毫克)以使混合物完全溶解。蒸出溶剂后可得到标题化合物(226毫克)。Rf0.19(1∶9甲醇/氯仿)。
实施例3(R)-5-[2-[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-3-(甲磺酰基)-2，3-二氢苯并噁唑，D-酒石酸盐。
A、(R)-5-[2-[苄基[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙基]氨基]-1-羟乙基]-3-(甲磺酰基)-2，3-二氢苯并噁唑(中间体5)的合成按照实施例2的步骤B，由中间体3(1.09克)，碳酸钾(304.1毫克)和二溴甲烷(382.5毫克，nacalai tesque制造)可制得标题化合物(626.3毫克)。Rf0.68(1∶9甲醇/氯仿)。
B、(R)-5-[2-[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-3-(甲磺酰基)-2，3-二氢苯并噁唑，D-酒石酸盐的合成按照实施例2步骤C，由中间体5(611.6毫克)，20％氢氧化钯/活性炭(50％含水物质)(40毫克)和D-酒石酸(156.1毫克)可制得标题化合物(643.3毫克)。Rf0.24(1∶9甲醇/氯仿)。
实施例4(R)-7-[2-[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-5-(甲磺酰基)-2H，3H，4H-苯并[b]1，4-氧杂A、(R)-7-[2-[苄基[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙基]氨基]-1-羟乙基]-5-(甲磺酰基)-2H，3H，4H-苯并[b]1，4-氧杂(中间体6)按照实施例2的步骤B，由中间体3(600毫克)，碳酸钾(167.2毫克)和1，3-二溴丙烷(244.6毫克，nacalai tesque制造)可制得标题化合物(643毫克)。Rf0.78(1∶10甲醇/氯仿)。
B、(R)-7-[2-[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-5-(甲磺酰基)-2H，3H，4H-苯并[b]1，4-氧杂的合成在氩气氛下，向中间体6(643毫克)的四氢呋喃(24毫升)与甲醇(24毫升)混合溶剂的溶液添加20％氢氧化钯/活性炭(50％含水物质)(303毫克)。以氢气替换大气后，将混合物在室温下搅拌15小时。过滤反应混合物以滤除催化剂。滤液在减压下蒸出溶剂后可得到标题化合物(487毫克)。Rf0.25(1∶10甲醇/氯仿)。
实施例53-[(二甲氨基)磺酰基]-5-[2-[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-3-氢苯并噁唑-2-酮，D-酒石酸盐A、(±)-N′-[5-[2-[苄基[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙基]氨基]-1-羟乙基]-2-羟苯基]-N，N-二-甲磺酰胺(中间体7)的合成向(±)-N′-[5-[2-[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-2-羟苯基]-N，N-二甲磺酰胺(241毫克，按WO97/25311所述方法制备)的无水二甲基甲酰胺(2毫升)溶液依次添加无水碳酸钾(68.7毫克，KANTOKAGAKU制造)和苄基溴(85.0毫克，Wako Pure Chemical Industries制造)。所得混合物按制备中间体1的步骤进行反应/处理。粗产物用柱色谱法(硅胶60N，KANTO KAGAKU制造，0∶100-1∶99甲醇/氯仿)提纯，可得标题化合物(155.0毫克)。Rf0.42(1∶9甲醇/氯仿)。
B、3-[(二甲氨基)磺酰基]-5-[2-[苄基[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙基]氨基]-1-羟乙基]-3-氢苯并噁唑-2-酮，(中间体8)的合成按照制备中间体2的方法，使中间体7(136.0毫克)与1，1′-碳酰二咪唑(22.6毫克，TOKYO KASEI制造)反应并对反应混合物作同样的处理/提纯，可得到标题化合物(136.9毫克)。Rf0.36(1∶1乙酸乙酯/正己烷)。
C、3-[(二甲氨基)磺酰基]-5-[2-[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-3-氢苯并噁唑-2-酮，D-酒石酸盐的合成按实施例1的步骤C，将中间体8(136.0毫克)和D-酒石酸(34.0毫克，TOKYO KASEI制造)溶于无水四氢呋喃(6.6毫升)中，并在室温和1大气压的氢气氛下，与20％氢氧化钯/活性炭(22.6毫克，50％含水物质，N.E，CHEMCAT制造)进行氢解反应22小时。滤除催化剂后所得的粗产物(206毫克)在乙酸乙酯/正己烷(15毫升，1∶1)中结晶，可得到标题化合物(130.3毫克)。Rf0.29(1∶7甲醇/氯仿)。
实施例6(R)-[[6-[2-[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-(2，3-二氢-1，4-苯并噁嗪)-4-基]磺酰基]二甲胺A、(R)-N′-[5-[2-[苄基[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙基]氨基]-1-羟乙基]-2-羟苯基]-N，N-二甲磺酰胺(中间体9)的合成类似于实施例5的步骤A(中间体7的合成)，将无水碳酸钾(1.12克，KANTO KAGAKU制造)和苄基溴(1.38克，Wako Pure ChemicalIndustries制造)依次添加到(R)-N′-[5-[2-[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-2-羟苯基]-N，N-二甲磺酰胺(4.04克，按WO97/25311所述方法制备)的无水四氢呋喃(25毫升)溶液中。所得混合物按制备中间体1步骤进行反应/处理。粗产物用柱色谱法进行提纯(硅胶60N，KANTO KAGAKU制造，0∶100-1∶100甲醇/氯仿)，可得标题化合物(3.545克)。Rf0.42(1∶9甲醇/氯仿)。保留时间R-型38.9分，(S-型35.2分)，分析条件色谱柱CHIRALCEL OJ-R(双柱)(Daicel制造)，流动相40/60 0.5M NaClO4/CH3CN，流速0.5毫升/分钟检测波长254纳米，温度40℃B、(R)-[[6-[2-[苄基[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙基]-氨基]-1-羟乙基]-(2，3-二氢-1，4-苯并噁嗪)-4-基]-磺酰基]二甲胺(中间体10)的合成按实施例2的步骤B，在室温下，依次将无水碳酸钾(270毫克，KANTOKAGAKU制造)和1，2-二溴乙烷(366.3毫克，TOKYO KASEI制造)添加到中间体9(300毫克)的无水二甲基甲酰胺(2.61毫升)溶液中，然后在60℃下搅拌该混合溶液。18小时后，将所得混合物用乙酸乙酯(100毫升)稀释，用水洗涤(100毫升)三次，然后再用饱和盐水洗涤，其后用无水硫酸钠干燥。在减压下蒸出溶剂后，将残留物溶于氯仿(10毫升)中，然后再将溶剂蒸出，可得到标题化合物(380毫克)。Rf0.72(1∶20甲醇/氯仿)。
C、(R)-[[6-[2-[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-(2，3-二氢-1，4-苯并噁嗪)-4-基]磺酰基]-二甲胺的合成按实施例2的步骤C，将中间体10(330毫克)溶解在无水四氢呋喃(17毫升)和甲醇(17毫升)的混合溶剂中，然后在室温和1大气压氢气下与作为催化剂的20％氢氧化钯/活性炭(55毫克，50％含水物质，N.E，CHEMCAT制造)进行氢解反应。13小时后，再加入另外一些催化剂(50毫克)并使反应再进行7.5小时。然后，滤除催化剂，用四氢呋喃/乙醇(20毫升，1∶4)洗涤。将滤液和洗涤液混合，在减压下浓缩至干。将残留物在乙醇(4毫升)中研碎，过滤后，沉淀用乙醇(4毫升)洗涤，然后在35℃、减压干燥14小时，可得到标题化合物(212.3毫克，游离形态)。Rf0.11(1∶20甲醇/氯仿)。
实施例7(R)-3-[(二甲氨基)磺酰基]-5-[2-[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-3-氢苯并噁唑-2-酮，盐酸化物A、(R)-N′-[5-[2-[叔丁氧羰基[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙基]氨基]-1-(三乙基甲硅烷基氧]乙基]-2-苄基氧苯基]-N，N-二甲磺酰胺(中间体11)的合成在室温下将碳酸二叔丁酯(2.53克，Peptide KenKyu制造)的二氯甲烷(20毫升)溶液添加到(R)-N′-[5-[2-[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙氨基]-1-(三乙基甲硅烷基氧)乙基]-2-苄氧基苯基]-N，N-二甲磺酰胺(3.20克，按WO97/25311所述方法制备)的二氯甲烷(30毫升)溶液中。将所得混合物搅拌5小时。反应混合物依次用水和饱和盐水洗涤。干燥有机层后在减压下蒸出溶剂。得到的残留物用柱色谱法进行提纯(1∶7-1∶4乙酸乙酯/己烷)可得到标题化合物(3.61克)。Rf0.66(1∶1乙酸乙酯/正己烷)。
B、(R)-N′-[5-[2-[叔丁氧基羰基[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙基]氨基]-1-羟乙基]-2-苄氧基苯基]-N，N-二甲磺酰胺(中间体12)的合成将中间体11(2.89克)溶于无水四氢呋喃(49毫升)中，在室温下，依次向该溶液添加乙酸(924.2毫克，KANTO KAGAKU制造)和四丁基氟化铵/四氢呋喃(1M溶液，9.2毫升，TOKYO KASEI制造)。将所得混合物搅拌1小时。再加入一些四丁基氟化铵/四氢呋喃(1M溶液，5.0毫升)，接着搅拌40分钟。用饱和碳酸氢钠水溶液(500毫升)稀释反应混合物，然后用乙酸乙酯(500毫升)萃取。分离出有机层并用饱和盐水(500毫升)洗涤。
有机层在无水硫酸钠上干燥后，蒸出溶剂可得粗产物(3.18克)，然后用硅胶柱色谱法进行提纯60N(150克，球形和中性的，KANTO KAGAKU制造)，从1∶1乙酸乙酯/正己烷洗提的馏分中可得标题化合物(2.63克)。Rf0.38(1∶1乙酸乙酯/正己烷)。
C、(R)-N′-[5-[2-[叔丁氧基羰基[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙基]氨基]-1-羟乙基]-2-羟苯基]-N，N-二甲磺酰胺(中间体13)的合成将中间体12(846毫克)溶解于无水四氢呋喃(41毫升)和甲醇(41毫升)的混合溶剂中，在室温和1大气压氢气下与作为催化剂的20％氢氧化钯/活性炭(500毫克，50％含水物质，N.E.CHEMCAT制造)进行氢解反应14小时。反应后滤除催化剂，滤液在减压下蒸出溶剂。残留物(约750毫克)通过柱色谱法提纯(硅胶60N，50克，球形和中性的，KANTOKAGAKU制造)，从2∶1乙酸乙酯/正己烷洗提的馏分中可得标题化合物(324.5毫克)。Rf0.25(1∶2乙酸乙酯/正己烷)。
D、(R)-3-[(二甲氨基)磺酰基]-5-[2-[叔丁氧基羰基[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙基]氨基]-1-羟乙基]-3-氢苯并噁唑-2-酮(中间体14)的合成按照实施例1步骤B的方法(合成中间体2)，将中间体13(585毫克)溶解在无水二甲基乙酰胺(13毫升)中，在室温下向该溶液依次添加1，1′-碳酰二咪唑(163毫克，TOKYO KASEI制造)和三乙胺(10.1毫克，Wako Pure Chemical Industries制造)。所得混合物在氩气氛下搅拌101小时。然后，将反应混合物用半饱和硫酸铜(II)水溶液(220毫升)稀释，用乙酸乙酯/正庚烷(300毫升，2∶1)混合溶剂萃取，并依次用水(100毫升)和饱和盐水(75毫升)洗涤。
有机层在无水硫酸钠上干燥后，蒸出溶剂。所得残留物用柱色谱法(硅胶60N，35克，KANTO KAGAKU制造)进行提纯，从乙酸乙酯洗提馏分中可得标题化合物(567.3毫克)。Rf0.50(1∶2乙酸乙酯/正己烷)。
E、(R)-3-[(二甲氨基)磺酰基]-5-[2-[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-3-氢苯并噁唑-2-酮，盐酸化物的合成在室温下，将4N氯化氢/1，4-二噁烷溶液(30毫升，Aldrich制造)添加到中间体14(567.3毫克)的四氢呋喃(10毫升)溶液中，然后塞紧反应瓶瓶口并搅拌9小时。在搅拌下用乙醚(250毫升)稀释反应混合物，接着再搅拌30分钟。停止搅拌后，过滤所得沉淀并用乙醚(150毫升)洗涤，然后在45℃和减压下干燥21小时，得到标题化合物(508.8毫克)。Rf0.48(1∶7)甲醇/氯仿)。保留时间R-型9.3分钟(S-型7.7分钟)，分析条件色谱柱CHIRALCEL OJ-R(Daicel制造)，流动相50/50 0.5M NaClO4/CH3CN，流速0.5毫升/分钟，检测波长；254纳米，温度40℃实施例8(R)-3-[(二甲氨基)磺酰基]-5-[2-[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-3-氢苯并噁唑-2-硫酮，盐酸化物A、(R)-3-[(二甲氨基)磺酰基]-5-[2-[叔丁氧基羰基[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙基]氨基]-1-羟乙基]-3-氢苯并噁唑-2-硫酮(中间体15)的合成与实施例7的步骤D(中间体14的合成)类似，在冰冷却下，将1，1′一硫羰基二咪唑(123.8毫克，FLUKA制造)添加到中间体13(394毫克)的无水二甲基乙酰胺(8.8毫升)溶液中。在相同温度下搅拌该混合物9小时。反应混合物用半饱和硫酸铜(II)水溶液(200毫升)稀释，再用乙酸乙酯(200毫升)萃取后，依次用水(100毫升)和饱和盐水(100毫升)洗涤。有机层在无水硫酸钠上干燥后，在减压下蒸出溶剂。得到的残留物用柱色谱法(硅胶60N，25克，KANTO KAGAKU制造)进行提纯，从乙酸乙酯洗提馏分可得标题化合物(433毫克)。Rf0.35(1∶1)乙酸乙酯/正己烷)。
B、(R)-3-[(二甲氨基)磺酰基]-5-[2-[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-3-氢苯并噁唑-2-硫酮，盐酸化物与实施例7的步骤E类似，在室温下将4N氯化氢/1，4-二噁烷溶液(21毫升，Aldrich制造)添加到中间体15(430毫克)的四氢呋喃(7毫升)溶液中，然后塞紧反应瓶瓶口并搅拌14.5小时。在搅拌下反应混合物用乙醚(80毫升)稀释，接着搅拌30分钟。停止搅拌后，经过滤得到的沉淀用乙醚(150毫升)洗涤，然后，在40℃和减压下干燥8小时，再在室温下干燥19.5小时，可得到标题化合物(343.0毫克)。Rf0.45(1∶7)甲醇/氯仿)。
实施例9(R)-5-[2-[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-3-(甲磺酰基)-3-氢苯并噁唑-2-酮，盐酸化物A、(R)-N-[5-[2-[叔丁氧基羰基[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙基]氨基]-1-(三乙基甲硅烷基氧]乙基)-2-(苄氧基)-苯基]甲磺酰胺(中间体16)的合成除了不采用氯甲酸苄酯而以碳酸二叔丁酯(Wako Pure ChemicalIndustries制造)作为引入的氨基保护基团外，其余按照WO97/25311中所述制备(R)-N-[5-[2-[苄氧基羰基[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙基]氨基]-1-(三乙基甲硅烷基氧)乙基]-2-(苄氧基)苯基]甲磺酰胺的方法，由(R)-N，N-[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙基]-[2-三乙基甲硅烷基氧)-2-[3-硝基-4-(苄氧基)一苯基]]乙基]胺制得标题化合物(3.61克)。Rf0.58(1∶2乙酸乙酯/正己烷)。
B、(R)-N-[5-[2-[叔丁氧基羰基[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙基]氨基]-1-羟乙基]-2-羟苯基]-甲磺酰胺(中间体17)的合成将中间体16(3.50克)溶解于四氢呋喃(15毫升)和甲醇(15毫升)的混合溶剂中。在氩气氛下添加10％钯/活性炭(1.00克，Merck制造)后以氢气替换反应系统中的氩气，在室温下将反应混合物搅拌19小时。过滤该反应混合物，滤液经减压蒸馏以蒸出溶剂。残留物用柱色谱法(1∶99-5∶95甲醇/氯仿)进行提纯，可得标题化合物(2.15克)。Rf0.33(1∶7甲醇/氯仿)。
C、(R)-5-[2-[叔丁氧基羰基[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙基]氨基]-1-羟乙基]-3-(甲磺酰基)-3-氢苯并噁唑-2-酮(中间体18)和(R)-5-[2-[叔丁氧基羰基[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙基]氨基]-1-羟乙基]-3-氢苯并噁唑-2-酮(中间体19)]的合成按照实施例7步骤D所述方法，在室温下向中间体17(100毫克)的无水二甲基乙酰胺(2.34毫升)溶液依次添加1，1′-碳酰二咪唑(59毫克，Tokyo KASEI制造)和三乙胺(36.4毫克，Wako Pure ChemicalIndustries制造)，随后搅拌20分钟。在搅拌下，将反应混合物倾入冰水混合物(20毫升)中，然后用2当量盐酸调节PH至6-7。在搅拌下将混合物缓慢地温热至室温。经过滤得到的沉淀用水洗涤，然后在空气中干燥1.2小时。通过PTLC(双板，用2∶1乙酸乙酯/正己烷展开，Merck制造)提纯反应产物可得标题化合物，其中中间体18(48.3毫克)作为具有较低极性的化合物，而中间体19(10.9毫克)作为具有较高极性的化合物。中间体(18)Rf0.50(1∶2乙酸乙酯/正己烷)中间体(19)Rf0.33(1∶2乙酸乙酯/正己烷)D、(R)-5-[2-[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-3-(甲磺酰基)-3-氢苯并噁唑-2-酮，盐酸化物的合成与实施例7步骤E所述方法类似，在室温下，将4N氯化氢/1，4二噁烷溶液(2.1毫升，Aldrich制造)添加到中间体18(48毫克)的四氢呋喃溶液(3毫升)中，然后紧塞反应瓶瓶口并搅拌27小时。在搅拌下用乙醚(50毫升)稀释混合物，并接着再搅拌14小时。停止搅拌后，经过滤得到的沉淀用乙醚洗涤，然后在40℃和减压下干燥9.5小时，可得到标题化合物(32.7毫克)。Rf0.27(1∶10甲醇/氯仿)。保留时间R-型20.9分钟，(S-型19.1分钟)；分析条件色谱柱CHIRALCEL OJ-R(Daicel制造)；流动相65/35 0.5M NaClO4/CH3CN；流速0.5毫升/分钟；检测波长254纳米；温度40℃。
实施例10(R)-5-[2-[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-3-氢苯并噁唑-2-酮，盐酸化物与实施例7步骤E所述方法类似，在室温下，将4N氯化氢/1，4二噁烷溶液(1.5毫升，Aldrich制造)添加到中间体19(10.9毫克)的四氢呋喃(0.7毫升)溶液中，然后紧塞反应瓶瓶口并搅拌19小时。在搅拌下用乙醚(70毫升)稀释混合物，并接着再搅拌1.5小时。停止搅拌后，经过滤得到的沉淀用乙醚洗涤，然后在40℃和减压下干燥9.5小时，可得到标题化合物(7.3毫克)。Rf0.08(1∶10甲醇/氯仿)。实施例11(R)-6-[2-[2-(二苯并噻吩-3-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-4-(甲磺酰基)-2，3-二氢-1，4-苯并噁嗪，D-酒石酸盐A、(R)-N-[5-[2-(叔丁氧基羰基[2-(二苯并噻吩-3-基氧)乙基]氨基]-1-羟乙基]-2-羟苯基]甲磺酰胺(中间体20)的合成与中间体17的合成方法类似，按照WO97/25311所述方法制备标题化合物(326毫克)。Rf0.12(1∶1乙酸乙酯/正己烷)B、(R)-6-[2-[叔丁氧基羰基[2-(二苯并噻吩-3-基氧)乙基]氨基]-1-羟乙基]-4-(甲磺酰基)-2，3-二氢-1，4-苯并噁嗪(中间体21)的合成按照实施例2步骤B所述方法，由中间体20(320毫克)，碳酸钾(231.7毫克)和1，2-二溴乙烷(315毫克)制备标题化合物(330毫克)。Rf0.10(1∶2乙酸乙酯/正己烷)。
C、(R)-6-[2-[2-(二苯并噻吩-3-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-4-(甲磺酰基)-2，3-二氢-1，4-苯并噁嗪，D-酒石酸盐的合成将中间体21(320毫克)溶于4N氯化氢/1，4二噁烷溶液(7毫升)中，在室温下搅拌溶液2小时。将醚(35毫升)添加到反应混合物中。在室温下搅拌混合物15分钟后，经过滤得到的沉淀以柱色谱法(0∶1-1∶9甲醇/氯仿)进行提纯，得到游离形态的标题化合物(176.8毫克)。将该游离态化合物与D-酒石酸(53.2毫克)溶于四氢呋喃(10毫升)和甲醇(10毫升)的混合溶剂中，然后蒸出溶剂得到标题化合物(230毫克)。Rf0.32(1∶5甲醇/氯仿)。
试验实施例1人的β3兴奋作用活性是采用以pcDNA3(Invitrogen制造)转染的CHO(中华田鼠卵巢)细胞测定的，其中pcDNA3已植入人的β3基因。人的β3碎片首先是采用β3原始质通过PCR从人脂肪组织cDNA(Clonetech制造)得到的(Krief等人，J.Clin.Invest.91，pp.344-349(1993)。所得人的β3碎片用作探针，然后从人类基因库(Clonetech编制)得到人的全长度β3基因。
上述细胞在补充了10％牛胎血清(Dainippon Pharmaceutical制造)、400微克/毫升geneticin(GibcoBRL)、100单位/毫升青霉素和100微克/毫克链霉素的Ham F-12培养基中进行培养。将这些细胞(5×105)放入6-池培养皿中培养24小时，并让这些细胞在无血清的Ham F-12培养基中放置2小时。将化合物先溶于DMSO中，然后，用补充了1mM异丁基甲基黄嘌呤和1mM抗坏血酸的Ham F-12反复10次逐级稀释，至最终浓度为10-5-10-12摩尔，然后添加到细胞中。
细胞培养30分钟后，移置培养基，随后添加1NaOH 0.5毫升。将培养基放置20分钟，然后向培养基添加1N乙酸0.5毫升。对培养基进行搅拌和离心后，用cAMP EIA成套仪器(Cayman制造)定量测定cAMP。实施例中合成的化合物中的六种化合物的固有活性和ED50列于下表2中。异丙基肾上腺素是从RBI(Research Biochemical International)得到的。表2结果说明，本发明化合物具有人的β3活性。表2中，固有活性(％)附注有星号是指与异丙基肾上腺素相比较的相对值。
表2
试验实施例2对心脏的作用从180-250克重的雄性豚鼠切出心脏，以制备右心房试样。将试样放入注满了己充有5％CO2/95％O2混合气体的Krebs溶液的器官盆中。将本发明实施例中合成的每一化合物加到Krebs溶液中。采用连接到多波动描记器(NIHON KOHDEN MR-6000)的等比例传感器(NIHON KOHDEN TB-611T)而自动地进行测定。实施例中合成的本发明化合物的ED50值较β3的ED50值高，因此可期望有选择作用而几乎不会诱导增加心率。即可以预期本发明化合物几乎没有副作用。
试验实施例3对人小肠上皮的通透性按照P.Artursson Critical Reviews in Therapeutic Drug CarrieSvstems.8，pp.305-330(1991)中所述方法制备人小肠上皮模型，并进行下述测定以作为预测人在口服给药后的药物吸收速率实验。人结肠腺癌CaCo-2细胞在培养时会自发分化形成由具有类似小肠上皮细胞微绒毛的极性单层细胞构成的细胞层。已经发现在形成的膜中存在牢固的接合点。因此，上述细胞层可用作人小肠上皮的模型系统，并可认为是给人口服给药时评价药物通过膜的通透性的最简单的系统。具体实验方法如下。
1.CaCo-2细胞的培养CaCo-2(人结肠，腺癌)细胞是从ATCC(Ameriean Type CultureCollection)得到的，并按照P.Artursson等的Biochemical andBiophysical Research Communications，175，NO.3，pp.880-885(1991)中所述方法在FALCONT-25或T-75培养瓶中的补充了10％牛胎血清(Gibco BRL)的DMEM(Dulbecco′s改性的Eagle培养基)上进行次代培养。细胞达到群集前，除去DMEM，用PBS(磷酸盐缓冲的盐水，PH 7.2，无Ca，Mg(Gibco BRL))洗涤，并用胰蛋白酶/EDTA处理以剥离细胞，然后收集这些细胞。
离心(1000rpm，5分钟)后，将细胞以4.4×105细胞/毫升再悬在DMEM中。将细胞以0.15毫升/孔(2×105细胞/平方厘米，24孔)接种在涂布有胶原的膜过滤器(3微米孔，0.33平方厘米生长面积)的Transwell细胞培养室(Costar制造)中。接种后，每隔一天更新一次DMEM。培养18-25天后，形成膜电阻至少为200欧姆。平方厘米的膜以供药物通透实验用。
2.药物通透实验将Transwell的杯侧和底面上的DMEM除去，然后以通透试验的缓冲液(HBSS(Hanks平衡盐溶液，Gibco BRL)，10mM Mes，PH6.5(DOJINDO制造)或10mM Hepes PH7.4(DOJINDO制造)含25mM葡萄糖和0.05％Tween80)替代之。杯侧缓冲液(0.15毫升)保持PH为6.5而底面上缓冲液(0.8毫升)保持PH 7.4。在37℃预培养10分钟后，用含药物(20-40微摩尔)的缓冲液(PH6.5)置换杯侧缓冲液。在37℃继续培养并随时间推延对底面缓冲液取样80微升用来定量测定透入底面缓冲液中的药物量。
随时间推延采样的底面缓冲液中所含药物量除以时间而求得单位时间(秒)透入的药物量。然后再除以所加药物浓度和膜的表面积可得到通透系数(Papp)。即通透系数(Papp)可由下述计算式求得papp=dQdt×1Co×A]]>式中dQ/dt为单位时间(秒)药物通透量；A为膜的表面积；Co为所加药物浓度。
关于这方面，药物的定量测定是以LC/Ms或HPLC(荧光检测器)进行的。LC/MS和HPLC的测定条件如下。
LC/MSLC条件仪器NaNOSPACE SI-1(Shiseido制造)；色谱柱CAPCE LLPAK C18UG(120埃，5微米，1.5×150毫米，Shiseido制造)；流动相10毫摩尔乙酸铵(PH7.0)/乙腈混合溶剂(梯度70/30％-30/70％，约30分钟)；流速100微升/分钟；进样体积60微升。
MS条件仪器VG QUATTRO II(Jasco International制造)；电离方法电雾化方法(ESI)；检测对应于每一化合物的分子量+1的质量[M＋H]+。
HPLC(以荧光检测)HPLC装置LC-9A(Shimadzu制造)；荧光检测器RF-535(Shimadzu制造)；激发波长305纳米；检测波长355纳米；色谱柱InertsilC8(4.6×250毫米，GL Science制造)；流动相10毫摩尔KH2PO4(PH4.7)/乙腈混合溶剂(65/35％-50/50％恒溶剂；约20分钟)；流速0.7毫升/分钟；进样体积10微升。
表3
实验结果列于表3中。用作参照化合物的Atenolol(Wako PureChemical Industries制造)是通过人胃肠道有50％吸收的标准化合物。由于实施例中制备的化合物的通透系数是可与Atenolol相比的，因而，可认为实施例中制备的化合物在口服给药时，预期会被人体充分地吸收。
试验实施例4鼠的口服吸收率将本发明化合物溶于适当溶剂中并以10毫克/千克供给SD鼠(CHARLES RIVER)口服。在给药后30分钟、1小时和2小时后分别采集血液试样，并按照试验实例3的HPLC方法测定每一血液试样中化合物的浓度。
本发明化合物是在给药后直接在血液中检测的。因此，可认为本发明化合物在口服给药后能充分地被吸收并转移到血液中。
试验实施例5对表达人的β3的转基因鼠的药理学作用因为β3是物种特性(Strosberg等，Trends Pharmacol.Sci.17，PP.373-381(1996)；Strosberg等，Annu.Rev.Pharmacol.Toxicol.37、pp.421-450(1997)，因此，采用表达人β3的转基因鼠作药理学试验比采用普通鼠作试验更有效。例如，Ito等指出，人β3基因植入β3基因已失去效能的鼠中以得到在小鼠的褐色脂肪中表达人β3的替换小鼠(Ito等，Diabetes.47，PP.1464-1471(1998)。
借助一种更方便的方法，将人β3基因表达在普通小鼠上来代替β3已失去效能的小鼠。此外，直接确定化合物是否对疾病有药理作用的最好方法是采用具有人β3的遗传肥胖症和糖尿病的小鼠来进行试验，这种小鼠是人β3转基因鼠与遗传肥胖症和糖尿病的小鼠如ob/ob，db/db或刺鼠杂交的后代。例如，人β3基因可表达在通过将小鼠β3促进质连接到试验实施例1采用的β3基因的上游而表达在小鼠β3基因的组织中。按照Hogan等人的方法(A Laboratory Manual，2nd Ed，Cold SpringHarbor Laboratory Press，Cold Spring Harbor，NY)可得到表达人β3的转基因小鼠。可利用这一模型对实施例中合成的化合物进行评价，以确定经口服给药的化合物的人β3活性。
试验实施例6
表1
毒性试验在实施例中合成的每一种化合物以口服给药方式、以100毫克/千克供给6周龄雄性小鼠(CHARLES RIVER JAPAN)，来发现小鼠死亡。这一试验说明本发明化合物毒性很低。
本发明的作用本发明化合物是一种对人β3有活性的新颖化合物，对Caco细胞有高的通透系数的化合物肯定是可经口服吸收的，同时在临床上可达到高的血液浓度。因此，本发明化合物可作治疗和预防与β3有关的疾病如糖尿病、肥胖症及高脂血症的药用组合物，这种组合物特别适用于口服给药。
权利要求
1.通式(I)的化合物或其盐 式中R1代表氢原子，甲基基团或SO2R3；R2代表O、S或H2；R2′代表O或H2；R3代表低级烷基基团或NR4R4′；R4和R4′可以是相同的或不相同的，并代表氢原子、低级烷基基团或苄基基团；R5代表氢原子或低级烷基基团；k和m为零或1；A代表通式(II)或(III) 当A代表通式(II)时，X1代表仲氮原子、氧原子、硫原子或亚甲基基团；和当X1代表仲氮原子、氧原子或硫原子时，则R8代表氢原子，R6和R7之一代表氢原子而另一个代表氢原子、氨基、乙酰氨基基团或羟基基团；或当X1是亚甲基基团时，则R6和R7两者都代表氢原子，R8代表氢原子，氨基基团、乙酰氨基基团或羟基基团；或当A代表通式III时，n是1或2；X2代表仲氮原子、氧原子或硫原子；当n是1时，则R6和R7中一个代表氢原子，而另一个代表氢原子、氨基基团、乙酰氨基基团或羟基基团；或当n是2时，则R7代表氢原子，而R6代表氢原子、氨基基团，乙酰氨基基团或羟基基团；*1代表不对称碳原子；*2代表不对称碳原子，当R5是低级烷基基团时，以及*3代表不对称碳原子，当R7是氨基、乙酰氨基或羟基基团时。
2.根据权利要求1的通式(I)化合物或其盐，其中A代表通式(II)。
3.根据权利要求1的通式(I)化合物，或其盐，其中A代表通式(III)。
4.根据权利要求1-3任何一项的通式(I)化合物或其盐，其中R2和R2′是H2。
5.根据权利要求1-3任何一项的通式(I)化合物或其盐，其中R1是SO2R3，R2及R2′是H2。
6.根据权利要求1-3任何一项的通式(I)化合物或其盐，其中R2代表氧或硫原子，k和m是零。
7.根据权利要求1-3任何一项的通式(I)化合物或其盐，其中R1是SO2R3，R2代表氧或硫原子，k和m为零。
8.根据权利要求1-3任何一项的通式(I)化合物或其盐，其中R2代表H2，R2′代表氧原子，k为零而m为1。
9.根据权利要求1-3任何一项的通式(I)化合物或其盐，其中R2代表氧原子，R2′代表氧原子或H2，k为零而m为1。
10.根据权利要求1或2的化合物或其盐，该化合物选自(R)-2-[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙氨基]-1-(2，3-二氢苯并噁唑-5-基)乙-1-醇；(R)-5-[2-[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-3-(甲磺酰基)-2，3-二氢苯并噁唑；(S)-5-[2-[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]3-(甲磺酰基)-2，3-二氢苯并噁唑；5-[2-[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-3-(甲磺酰基)-2，3-二氢苯并噁唑；(R)-5-[2-[2-(二苯并噻吩-3-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-3-(甲磺酰基)-2，3-二氢苯并噁唑；(R)-5-[2-[2-(二苯并呋喃-3-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-3-(甲磺酰基)-2，3-二氢苯并噁唑；(R)-5-[2-[2-(7-乙酰氨基芴-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-3-(甲磺酰基)-2，3-二氢苯并噁唑；(R)-5-[2-[2-(7-氨基芴-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-3-(甲磺酰基)-2，3-二氢苯并噁唑；(R)-5-[2-[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-(2，3-二氢苯并噁唑-3-基)磺酰基]二甲胺；(R)-5-[2-[2-(二苯并呋喃-3-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-(2，3-二氢苯并噁唑-3-基)磺酰基]二甲胺；(R)-5-[2-[2-(7-乙酰氨基芴-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-(2，3-二氢苯并噁唑-3-基)磺酰基]二甲胺；(R)-[5-[2-(2-(7-氨基芴-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-(2，3-二氢苯并噁唑-3-基)磺酰基]二甲胺；(R)-1-[(4H-2，3-二氢-1，4-苯并噁嗪)-6-基]-2-[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙氨基]乙-1-醇；(R)-1-[(4-甲基-2，3-二氢-1，4-苯并噁嗪)-6-基]-2-[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙氨基]乙-1-醇；(R)-6-[2-[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-4-(甲磺酰基)-2，3-二氢-1，4-苯并噁嗪；(R)-6-[2-[2-(二苯并噻吩-3-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-4-(甲磺酰基)-2，3-二氢-1，4-苯并噁嗪；(R)-6-[2-[2-(二苯并呋喃-3-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-4-(甲磺酰基)-2，3-二氢-1，4-苯并噁嗪；(R)-6-[2-[2-(7-乙酰氨基芴-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-4-(甲磺酰基)-2，3-二氢-1，4-苯并噁嗪；(R)-6-[2-[2-(7-氨基芴-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-4-(甲磺酰基)-2，3-二氢-1，4-苯并噁嗪；(R)-[[6-[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-(2，3-二氢-1，4-苯并噁嗪)-4-基]磺酰基]二甲胺；(R)-[[6-[2-[2-(二苯并噻吩-3-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-(2，3-二氢-1，4-苯并噁嗪)-4-基]磺酰基]-二甲胺；(R)-[[6-[2-[2-(二苯并呋喃-3-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-(2，3-二氢-1，4-苯并噁嗪)-4-基]磺酰基]二甲胺；(R)-[[6-[2-[2-(7-乙酰氨基芴-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-(2，3-二氢-1，4-苯并噁嗪)-4-基]磺酰基]二甲胺；(R)-[[6-[2-[2-(7-氨基芴-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-(2，3-二氢-1，4-苯并噁嗪)-4-基]磺酰基]二甲胺；(R)-7-[2-[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-5-(甲磺酰基)-2H，3H，4H-苯并[b]1，4-氧杂；(R)-7-[2-[2-(二苯并噻吩-3-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-5-(甲磺酰基)-2H，3H，4H-苯并[b]1，4-氧杂；(R)-7-[2-[2-(二苯并呋喃-3-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-5-(甲磺酰基)-2H，3H，4H-苯并[b]1，4-氧杂；(R)-[[7-[2-[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-(2H，3H，4H-苯并[b]1，4-氧杂-5-基)]磺酰基]二甲胺；(R)-5-[2-[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-3-(甲磺酰基)-3-氢苯并噁唑-2-酮；(S)-5-[2-[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-3-(甲磺酰基)-3-氢苯并噁唑-2-酮；5-[2-[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-3-(甲磺酰基)-3-氢苯并噁唑-2-酮；(R)-5-[2-[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-3-(甲磺酰基)-3-氢苯并噁唑-2-硫酮；(R)-3-[(二甲氨基)磺酰基-5-[2-[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-3-氢苯并噁唑-2-酮；(S)-3-[(二甲氨基)磺酰基]-5-[2-[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-3-氢苯并噁唑-2-酮；3-[(二甲氨基)磺酰基]-5-[2-[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-3-氢苯并噁唑-2-酮；(R)-5-[2-[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-3-氢苯并噁唑-2-酮；(R)-5-[2-[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-3-甲基-3-氢苯并噁唑-2-酮；(R)-6-[2-[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-2H-1，4-苯并噁嗪-3(4H)-酮；(R)-6-[2-[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-4-甲基-2H-1，4-苯并噁嗪-3-酮；(R)-6-[2-[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-4-(甲磺酰基)-2H-1，4-苯并噁嗪-3-酮；(R)-4-[(二甲氨基)磺酰基]-6-[2-[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-2H-1，4-苯并噁嗪-3-酮；(R)-6-[2-[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-3H-1，4-苯并噁嗪-2(4H)-酮；(R)-6-[2-[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-4-甲基-3H-1，4-苯并噁嗪-2-酮；(R)-6-[2-[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-4-(甲磺酰基)-3H-1，4-苯并噁嗪-2-酮；及(R)-4[(二甲氨基)磺酰基]-6-[2-[2-(9H-咔唑-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-3H-1，4-苯并噁嗪-2-酮。
11.根据权利要求1或3的化合物或其盐，该化合物选自(R)-5-[2-[2-(5，6，7，8四氢-9H-咔唑-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-3-(甲磺酰基)-2，3-二氢苯并噁唑；(R)-5-[2-[2-(6，7，8，9-四氢二苯并噻吩-3-基氧)-乙氨基]-1-羟乙基]-3-(甲磺酰基)-2，3-二氢苯并噁唑；(R)-5-[2-[2-(5，6，7，8，9，10-六氢一环庚[b]吲哚-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-3-(甲磺酰基)-2，3-二氢苯并噁唑；(R)-[5-[2-[2-(5，6，7，8-四氢-9H-咔唑-2-基氧)-乙氨基]-1-羟乙基]-(2，3-二氢苯并噁唑-3-基)磺酰基]-二甲胺；(R)-[5-[2-[2-(5，6，7，8，9，10-六氢一环庚[b]吲哚-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-(2，3-二氢苯并噁唑-3-基)磺酰基]二甲胺；(R)-6-[2-[2-(5，6，7，8-四氢-9H-咔唑-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-4-(甲磺酰基)-2，3-二氢-1，4-苯并噁嗪；(R)-6-[2-[2-(5，6，7，8，9，10-六氢一环庚[b]吲哚-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-4-(甲磺酰基)-2，3-二氢-1，4-苯并噁嗪；(R)-[[6-[2-[2-(5，6，7，8-四氢咔唑-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-(2，3-二氢-1，4-苯并噁嗪)-4-基]磺酰基]-二甲胺；(R)-[[6-[2-[2-(5，6，7，8，9，10-六氢一环庚[b]吲哚-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-(2，3-二氢-1，4-苯并噁嗪)-4-基]磺酰基]二甲胺；(R)-7-[2-[2-(5，6，7，8-四氢-9H-咔唑-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-5-(甲磺酰基)-2H，3H，4H-苯并[b]1，4-氧杂(R)-[[7-[2-[2-(5，6，7，8-四氢-9H-咔唑-2-基氧)-乙氨基]-1-羟乙基](2H，3H，4H-苯并[b]1，4-氧杂-5-基)]磺酰基]二甲按；(R)-6-[2-[2-(5，6，7，8-四氢-9H-咔唑-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-4-(甲磺酰基)-2H-1，4-苯并噁嗪-3-酮；(R)-4-[(二甲氨基)磺酰基]-6-[2-[2-(5，6，7，8-四氢-9H-咔唑-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-2H-1，4-苯并噁嗪-3-酮；(R)-6-[2-[2-(5，6，7，8-四氢-9H-咔唑-2-基氧)-乙氨基]-1-羟乙基]-4-(甲磺酰基)-3H-1，4-苯并噁嗪-2-酮；及(R)-4-[(二甲氨基)磺酰基]-6-[2-[2-(5，6，7，8-四氢-9H-咔唑-2-基氧)乙氨基]-1-羟乙基]-3H-1，4-苯并噁嗪-2-酮。
12.包含权利要求1化合物或其盐作为活性成分的药物。
13.根据权利要求12的药物，其中药物是包含权利要求1化合物或其盐作为活性成分和药用载体的药用组合物。
14.根据权利要求12的药物，其中该药物是用于治疗或预防糖尿病、肥胖症或高脂血症的。
15.制备通式(I)化合物或其盐的方法，其中通式(I)为 式中R1代表氢原子，甲基基团或SO2R3；R2代表O、S或H2；R2′代表O或H2；R3代表低级烷基基团或NR4R4′；R4和R4′可以是相同的或不相同的，并代表氢原子，低级烷基基团或苄基基团；R5代表氢原子或低级烷基基团；k和m为零或1；A代表通式(II)或(III) 当A代表通式(II)时，X1代表仲氮原子、氧原子、硫原子或亚甲基基团；和当X1代表仲氮原子，氧原子或硫原子时，则R8代表氢原子，R6和R7之一代表氢原子而另一个代表氢原子、氨基、乙酰氨基基团或羟基基团；或当X1是亚甲基基团时，则R6和R7两者都代表氢原子，R8代表氢原子，氨基基团、乙酰氨基基团或羟基基团；或当A代表通式III时，n是1或2；X2代表仲氮原子、氧原子或硫原子；当n是1时，则R6和R7中一个代表氢原子，而另一个代表氢原子、氨基基团、乙酰氨基基团或羟基基团；或当n是2时，则R7代表氢原子，而R6代表氢原子、氨基基团，乙酰氨基基团或羟基基团；*1代表不对称碳原子；*2代表不对称碳原子，当R5是低级烷基基团时，以及*3代表不对称碳原子，当R7是氨基、乙酰氨基或羟基基团时，该方法包括使通式(IV)化合物与通式(V)化合物相反应，然后脱除任何用作保护基团Y和在R6′、R7′或R8′中用作保护基团C或氨基保护基团的乙酰基基团，其中通式(IV)化合物为 式中Y代表氨基保护基团；A′代表通式(II′)或(III′) 当A′代表通式(II′)时，X1代表仲氮原子、氧原子、硫原子或亚甲基基团；及当X1代表仲氮原子、氧原子或硫原子时，则R8′代表氢原子，R6′和R7′之一代表氢原子而另一个代表氢原子、乙酰氨基基团或有保护基团C保护的羟基基团；或当X1是亚甲基基团时，则R6′和R7′都代表氢原子，R8′代表氢原子、乙酰氨基基团或有保护基团C保护的羟基基团；或当A′代表通式(III′)时，n是1或2；X2代表仲氮原子、氧原子或硫原子；和当n为1时，则R6′和R7′之一代表氢原子，而另一个代表氢原子、乙酰氨基基团或有保护基团C保护的羟基基团；或当n是2时，则R7′代表氢原子，R6′代表氢原子、乙酰氨基基团或有保护基团C保护的羟基基团；*3代表不对称碳原子，当R7′是乙酰氨基基团或有保护基团C保护的羟基基团时，以及R1、R5、*1和*2的规定同上其中通式(V)化合物为 式中β和β′可以是相同或不相同的，并代表离去基因；R2、R2′k和m的规定同上。
全文摘要
本发明涉及通式(Ⅰ)的化合物及其盐，式中R′代表氢原子,甲基基团或SO
文档编号C07D413/12GK1333760SQ99815693
公开日2002年1月30日 申请日期1999年12月2日 优先权日1998年12月15日
发明者三好诗郎, 小川行平 申请人:旭化成株式会社