CN102958924B

CN102958924B - 治疗脑病症的化合物和方法

Info

Publication number: CN102958924B
Application number: CN201180033745.2A
Authority: CN
Inventors: G.R.J.撒切尔; Z.秦; J.罗
Original assignee: University of Illinois
Current assignee: University of Illinois
Priority date: 2010-05-05
Filing date: 2011-05-04
Publication date: 2017-06-27
Anticipated expiration: 2031-05-04
Also published as: CA2798272C; AU2011248124A1; WO2011140198A3; WO2011140198A2; EP2566856A2; US20130131099A1; AU2011248124B2; CA2798272A1; EP2566856A4; US8957086B2; CN102958924A; EP2566856B1

Abstract

公开了能够保护脑组织免于损伤并可用作治疗神经变性疾病和病况的治疗剂的硝化和未硝化化合物。还公开了在治疗性治疗中使用所述化合物的方法和制备所述化合物的方法。

Description

治疗脑病症的化合物和方法

政府权益声明

本发明在美国国立卫生研究院/国立老龄化研究院(National Institutes ofHealth (NIH)/National Institute on Aging (NIA))授予的资助号U01 AG031294的美国政府支持下完成。美国政府在本发明中享有一定权利。

相关申请的交叉引用

本申请要求2010年8月24日提交的美国临时专利申请号61/376,411、2010年8月6日提交的美国临时专利申请号61/371,356和2010年5月5日提交的美国临时专利申请号61/331,483的权益，各申请通过引用以其整体结合到本文中。

发明领域

本发明涉及硝化和未硝化化合物及其在减轻细胞损伤中的用途。更具体地讲，本发明涉及硝化和未硝化噻唑化合物，其具有作为保护脑组织免遭损伤、改善与脑损伤有关的症状和病理以及可用于治疗神经变性疾病和病况的药剂的治疗效用。

发明背景

一氧化氮(NO)信号转导对于中枢神经***(CNS)中的正常生理功能是必不可少的，并且在许多疾病状态中受损。在CNS中，NO可用作逆行突触信使、胞内信使和侧向扩散信使。NO在信号转导级联中起关键性作用，所述信号转导级联在痴呆中受损，从而引起以阿尔茨海默病(Alzheimer's Disease, AD)为特征的认知缺损的症状。NO激活可溶性鸟苷酰环化酶(sGC)，释放出环状鸟苷-2’:3’-一磷酸酯(cGMP)。NO/cGMP信号转导对调节脑区的突触传递和可塑性很重要，脑区例如海马和大脑皮质对学习和记忆是决定性的(H. Son等,Learn Mem 1998, 5, 231-245；以及Y.F. Lu等, J Neurosci 1999, 19, 10250-10261)。有证据表明，NO可通过cGMP依赖性和非依赖性途径积极地影响学习、记忆和认知(T.M.Edwards等, Neurobiol Learn Mem 2002, 77, 313-326)。

模拟NO的作用的化合物(即NO模拟物)绕过(bypass)胆碱能受体活化，预期提供治疗和防止痴呆的多个途径。海马中适当硝酸酯的作用部分通过MAPK/ERK (促***原活化蛋白激酶-胞外信号调节的激酶)和CREB (cAMP反应性元件结合蛋白)调节信号转导级联，导致在可引起神经变性的病理生理条件下，学习和记忆途径得到改善。

硝酸酯是可起NO供体的作用的NO模拟物。与其它NO供体不同，硝酸酯不释放可能是有害的高通量的NO。硝酸酯的生物活化和代谢是强烈影响活性和药物应用的变量。鉴于有机硝酸酯血管扩张药***的强效降压作用在抑郁症和痴呆的治疗中可能是有害的，本文推理(但并非依赖于此)，需要对全身与中枢作用进行调节以开发可用于治疗脑损伤、痴呆和神经疾病的新的和有益的治疗剂。

脑缺血导致在受侵袭脑区中兴奋性氨基酸谷氨酸的释放显著增加(Bullock等，1998；Huang等，1998；Yang等，1998)。在人(Bullock等，1998)和实验动物(Huang等，1998；Goda等，1998；Yang等，1998)两者中，缺血期间释放的谷氨酸的量与脑损伤的程度正相关。在脑缺血实验动物模型中，缺血期间谷氨酸释放降低(Goda等，1998)或谷氨酸受体被拮抗剂阻断(Ibarrola等，1998；O'Neill等，1998；Umemura等，1997)显著降低脑损伤的程度。然而，这些干预只有在缺血损伤之前或期间给予时才有效。为了可广泛使用，治疗干预优选当在缺血期之后给予时是有效的。

缺血一段时间后的再氧合和再灌注显著促成脑损伤的发展。在缺血事件后一段时间形成的氧自由基，尤其是超氧化物和过氧亚硝酸盐，可启动诸如膜脂质分解(脂质过氧化反应)等过程，这导致了细胞膜完整性的丧失和线粒体功能的抑制(Macdonald和Stoodley，1998；Gaetani等，1998)。氧化应激可能是参与引发凋亡神经元细胞死亡的一个因素(Tagami等，1998)。在缺血性脑损伤的实验动物模型中，发现细胞因子弱化抗炎化合物(cytokine attenuating anti-inflammatory compound)降低神经元损伤和细胞死亡的程度(Chan等，1998；Mizuno等，1998；Tagami等，1998)。因此，通过抑制细胞因子诱导性损伤来减轻神经变性。

氯美噻唑(Clomethiazole, CMZ)是一种镇静/催眠药和抗惊厥药，目前在临床上用于老年人的焦虑症。大量证据支持CMZ作为GABA模拟物和抗炎药的作用。在缺血性中风动物模型中，这些性质合在一起提供神经保护作用(A. N. Clarkson等, 2005, The FASEBJournal, 19, 1036-1038)。除了作为GABA_A增效剂起作用，还提出CMZ还抑制p38促***原活化蛋白激酶途径(A. Simi等, 2000, Journal of Cerebral Blood Flow &Metabolism, 20,1077-1088)，并在皮质神经胶质细胞中降低诱导型一氧化氮合酶(iNOS)表达(M. J. Wilby等, 2004, CNS Drug Reviews, 10, 281-294)。AR-A008055被报告为CMZ类似物(R.M. Nelson等, 2001, Neuropharmacology, 41, 159-166)。

GT-1061掺入CMZ的5-甲基噻唑(MZ)药效团，并且保持GABA_A增效以及抗惊厥活性，其镇静/催眠作用减弱。在临床前研究中，GT-1061在痴呆实验模型中逆转认知缺损，并且还显著改善其中基底前脑的胆碱能***受损的实验动物的学习和记忆(B. M. Bennett等,Neuropsychopharmacology 2007, 32, 505-13；G. R. J. Thatcher等, Curr Alzheimer.Res. 2006, 3, 237-45；G. R. J. Thatcher等, J. Alzheimer’s Dis. 2004, 6, S75-84)。GT-1061的脂族硝酸基团通过提高突触可塑性的cGMP/ERK/CREB信号转导以及通过脑衍生神经营养因子(BDNF)增量调节而提供一氧化氮(NO)模拟活性，从而提高神经元可塑性和神经发生。有证据显示，在阿尔茨海默病(AD)和与老龄化有关的其它神经变性疾病中，NO/cGMP信号转导减弱，BDNF减量调节。GT-1061已完成了用于AD的1A期临床试验。

因此，本发明涉及新的4-甲基噻唑化合物，其具有神经保护和抗神经炎症性质，并可用于保护脑组织免于损伤和改善与脑损伤有关的症状和病理的方法。

发明概述

本发明涉及具有以下通用结构的化合物或其药学上可接受的盐、前药或水合物：

其中R¹选自H、取代或未取代的芳基、取代或未取代的杂芳基、取代或未取代的C_1-24脂族基、-(CH₂)_1-3芳基和-(CH₂)_1-3杂芳基；

R²选自H、取代或未取代的芳基、取代或未取代的杂芳基、取代或未取代的C_1-24脂族基、-OR^a、卤素、N(R^a)(R^b)、N₃、-(CH₂)_1-3N₃、-(CH₂)_1-3OR^a和-(CH₂)_1-3卤素，其中R¹和R²中的至少一个不同于H；和

R^a和R^b独立选自H、C_1-3烷基、芳基和杂芳基，或R^a和R^b与它们所连接的原子一起形成3-6元环；

以及具有以下通用结构的化合物或其药学上可接受的盐、前药或水合物：

其中R³选自H、取代或未取代的芳基、取代或未取代的杂芳基、取代或未取代的C_1-24脂族基、-N₃、-(CH₂)_1-3芳基和-(CH₂)_1-3杂芳基；

R⁴选自

ONO₂、-(CH₂)_1-3ONO₂、-NHC(=O)O(CH₂)_1-6ONO₂、-NHC(=O)C(R^a)(R^b)CH₂ONO₂、-NHC(=O)CH₂C(R^a)(R^b)ONO₂、-NHC(=O)YC(R^a)(R^b)CH₂ONO₂、-NHC(=O)YCH₂C(R^a)(R^b)ONO₂、-OC(=O)CH₂C(R^a)(R^b)ONO₂、-OC(=O)C(R^a)(R^b)CH₂ONO₂、-O(CH₂)_1-3ONO₂、-O(CH₂)_1-2O(CH₂)_1-2ONO₂和-O(CH₂)_1-3YCH₂-[CH(ONO₂)]_n-(CH₂)_1-2ONO₂和具有至少一个脂族硝基取代基的杂芳基；

R^a和R^b独立选自H、C_1-3烷基、芳基和杂芳基，或者R^a和R^b与它们所连接的碳一起形成3-6元环；

n为1-5的整数；和

Y为O、S或NH。

本发明的另一个方面提供结构式(I)化合物的硝化衍生物。

本发明的另一个方面提供保护脑免受损伤的方法，并提供通过将治疗有效量的结构式(I)或(II)的化合物给予有需要的个体而减轻脑组织和细胞损伤的方法。可在脑损伤(例如缺血一段时间)之前、期间或之后给予结构式(I)或(II)的化合物。

本发明的另一个方面是在细胞因子疗法之前、期间或之后，通过将治疗有效量的结构式(I)或(II)的化合物给予进行细胞因子疗法的个体而保护脑组织和/或减轻与细胞因子疗法有关的细胞损伤。

本发明的又一个方面提供包含结构式(I)或(II)的化合物和药学上可接受的载体和/或赋形剂的组合物。

根据下列优选实施方案的详述，本发明的这些和其它的方面和特征将是显而易见的。

附图简述

图1A包括DMSO、CMZ、GT-1061和结构式(I)化合物的细胞存活力(CMZ的%)的柱状图；

图1B包括DMSO、CMZ、GT-1061和结构式(I)化合物的细胞死亡(OGD对照的%)的柱状图；

图2A包括DMSO、AR-N₃和结构式(I)化合物的亚硝酸盐(作为溶媒对照的%)的柱状图；

图2B包括DMSO和结构式(I)化合物的细胞生存力(溶媒的%)的柱状图；

图3A包括对照样品和结构式(I)化合物的MTT (% DMSO对照)的柱状图；

图3B包括对照样品和结构式(I)化合物的LDH (% DMSO对照)的柱状图；

图4包括强度(cps)相对于时间(分钟)的图示，显示两种结构式(II)的化合物渗入脑的能力；和

图5包括显示结构式(II)化合物的促认知(procognitive)和抗炎作用的图示。

优选实施方案的详细描述

结合优选的实施方案对本发明进行了描述。然而，应当了解的是，本发明不限于所公开的实施方案。要了解的是，考虑本文中本发明实施方案的描述，本领域技术人员可进行各种修改。所附权利要求书中包括了这类修改。

术语“本化合物”、“本发明化合物”“本发明的化合物”和类似术语意指结构式(I)和结构式(II)的化合物。

本文所用术语“治疗”、“医治”、“处理”等是指消除、减轻或改善疾病或病况和/或其相关症状。虽然未排除在外，但是治疗疾病或病况不需要所述疾病、病况或其相关症状被完全消除。术语“治疗”、“医治”和“处理”还指在损伤开始前保护组织和细胞以及在损伤开始后防止或改善进一步损伤。本文所用术语“治疗”、“医治”、“处理”等可包括“预防性治疗”，这是指在未患疾病或病况或者疾病或病况未复发、但有再次发生疾病或病况或者疾病或病况复发的风险，或易再次发生疾病或病况或者疾病或病况易复发的受试者中，降低再次发生疾病或病况或者之前受到控制的疾病或病况复发的概率。术语“治疗”和同义词考虑将治疗有效量的本发明化合物给予需要这种治疗的个体。

在本发明的含义内，“治疗”还包括复发预防或阶段预防，以及急性或慢性体征、症状和/或机能障碍的治疗。治疗可以是症状性导向的，例如抑制症状。它可在短期内实现、可以是中期导向的或可以是长期治疗，例如在维持疗法的情况下。

本文所用术语“治疗有效量”或“治疗剂量”是指当通过本发明的方法给予时，足以有效地将用于治疗目标病况或疾病的药剂递送给有需要的个体的治疗剂的量。

术语“容器”意指适于贮存、运输、分配和/或处理药物产品的任何贮器及其盖。

术语“***物(insert)”意指附随药物产品的信息，其提供如何给予该产品以及可供医师、药剂师和患者做出有关使用该产品的知情决定所需要的安全和功效数据的描述。包装***物一般被视为药物产品的“标签”。

在描述本发明的情况下(尤其在权利要求书的情况下)，术语“一个”、“一种”、“所述”和类似指示物应解释为包括单数和复数两者，除非另有说明。数值范围的引用在本文中仅仅旨在用作各别提及落入该范围的每个个别值的简写方法，除非文中另有说明，而且每个个别值结合到本说明书中，就像在本文中个别引用一样。本文提供的任何和全部实例或示例性用语(如“例如”)的使用，旨在更好地说明本发明，并非限制本发明的范围，除非另有要求。本说明书中的任何言语都不应解释为任何未要求保护的要素是本发明实践中所必需的。

本发明的化合物减轻脑中的细胞损伤，并调节神经病况。作为保护脑组织免于损伤和功能障碍、改善与脑损伤或功能障碍有关的症状和病理以及缓解神经障碍(包括焦虑症)的药剂，本发明的化合物具有治疗效用。本发明的化合物保护神经元免于功能障碍、损伤和死亡，并在神经元和其它细胞中提供抗炎作用。本发明的化合物还提供镇静作用。

本发明的化合物具有下列通式(I)和(II)：

R^a和R^b独立选自H、C_1-3烷基、芳基和杂芳基，或者R^a和R^b与它们所连接的原子一起形成3-6元环；

或其药学上可接受的盐、前药或水合物；和

R⁴选自

ONO₂、-(CH₂)_1-3ONO₂、-NHC(=O)O(CH₂)_1-6ONO₂、-NHC(=O)C(R^a)(R^b)CH₂ONO₂、-NHC(=O)CH₂C(R^a)(R^b)ONO₂、-NHC(=O)YC(R^a)(R^b)CH₂ONO₂、-NHC(=O)YCH₂C(R^a)(R^b)ONO₂、-OC(=O)CH₂C(R^a)(R^b)-ONO₂、-OC(=O)C(R^a)(R^b)CH₂ONO₂、-O(CH₂)_1-3ONO₂、-O(CH₂)_1-2O(CH₂)_1-2ONO₂和-O(CH₂)_1-3YCH₂-[CH(ONO₂)]_n-(CH₂)_1-2ONO₂和具有至少一个脂族硝基取代基的杂芳基；

n为1-5的整数；和

Y为O、S或NH；

或其药学上可接受的盐、前药或水合物；

在一些优选的实施方案中，R¹和R³为苯基，R²和R⁴为杂芳基，例如***基和取代的***基。在其它优选的实施方案中，R¹和R²为H，R²和R⁴为-CH₂杂芳基，例如-CH₂***基和取代的-CH₂***基，例如，

和。

本文所用术语“烷基”是指直链和支链的饱和烃基，其非限制性实例包括甲基、乙基及直链和支链丙基、丁基、戊基和己基。术语(CH₂)_1-2是指CH₂或CH₂CH₂。烷基可为取代的或未取代的，例如被以下一个或多个基团取代：烷氧基(-OR^a)、芳氧基(-O芳基)、巯基(-SH)、烷硫基(-SR^a)、芳硫基(-S芳基)、卤素、羟基(-OH)、氟烷基、全氟烷基、氨基、氨基烷基、二取代氨基、季氨基、羟基烷基、羧基烷基和羧基，其中R^a如上定义。

本文所用术语“芳基”是指单环或多环芳族基，优选单环或二环芳族基，例如苯基或萘基。除非另有说明，否则芳基可被独立选自例如以下的例如一个或多个、特别是1-4个基团取代：卤素、烷基、-OR^a、-SR^a、-NO₂、-CN、-N(R^a)(R^b)、-(CH₂)_1-3OR^a、-CO₂R^a、-CON(R^a)(R^b)、-C(=O)(CH₂)_1-3N(R^a)(R^b)、-CF₃和-OCF₃，其中R^a和R^b如上定义。示例性的芳基包括但不限于苯基、萘基、四氢萘基、氯苯基、甲基苯基、甲氧基苯基、三氟甲基苯基、2,4-甲氧基氯苯基等。

本文所用术语“杂芳基”是指含有一个或两个芳族环和在芳族环中含有至少一个氮、氧或硫原子的单环或二环环体系。除非另有说明，否则杂芳基可以是未取代的或被选自例如以下的一个或多个、特别是1-4个取代基取代：卤素、烷基、-SR^a、-OR^a、-NO₂、-CN、-N(R^a)(R^b)、-(CH₂)_1-3OR^a、-CO₂R^a、-CON(R^a)(R^b)、-C(=O)(CH₂)_1-3N(R^a)(R^b)、-CF₃和-OCF₃，其中R^a和R^b如上定义。杂芳基的实例包括但不限于噻吩基、呋喃基、噁唑基、喹啉基、苯硫基、异喹啉基、吲哚基、三嗪基、***基、异噻唑基、异噁唑基、咪唑基、苯并噻唑基、嘧啶基、噻唑基、噻二唑基、吡啶基、哒嗪基、吡唑基、吡嗪基、喹啉基、四唑基、噁唑基、吡咯基、苯并咪唑基、苯并呋喃基、噌啉基、吲唑基、吲嗪基、酞嗪基、三嗪基、异吲哚基、嘌呤基、噁二唑基、呋咱基、苯并呋咱基、苯并噻吩基、苯并***基、苯并噻唑基、苯并异噻唑基、苯并噁唑基、苯并异噁唑基、苯并咪唑基、喹唑啉基、喹喔啉基、萘啶基(napththyridinyl)、二氢喹啉基、四氢喹啉基、二氢异喹啉基、四氢异喹啉基、苯并呋喃基、呋喃并吡啶基、吡咯并嘧啶基和氮杂吲哚基。

本文所用术语“C_1-24脂族基”意指含有指出数目的1-24个碳原子的烷基或烯基。脂族基在链中可含有至多4个杂原子，所述杂原子独立选自O、S和NR^a。脂族基还可含0-4个碳-碳双键。脂族基可以是未取代的或被1-4个取代基取代，例如独立被卤素、C_1-3烷基、-CF₃、-OCF₃、-OR^a、-NO₂和-N(R^a)(R^b)或上文与“烷基”基团有关定义的其它取代基。R^a和R^b如上定义。

本文所用术语“C_x-y”意指含有x-y个碳原子的基团。“Me”和“Et”是甲基和乙基的简写。本文所用术语“卤素”意指氟、氯、溴和碘。

本文所用基团例如是的简写。

在本发明的一个实施方案中，所述化合物不含硝酸基团，并具有结构式(I)。该实施方案的实例包括下列(a)-(g)的非限制性结构。

其中R⁵为氢、取代或未取代的芳基、取代或未取代的杂芳基例如3-吡啶基，或者在链中任选含有1-4个O、S、N(R^a)和/或不饱和度的在链中具有1-6个碳原子的取代或未取代的脂族基；和

R⁶为氢、取代或未取代的芳基、取代或未取代的杂芳基例如3-吡啶基、在链中任选含有1-4个O、S、N(R^a)和/或不饱和度的在链中具有1-6个碳原子的取代或未取代的脂族基。

和

其中R¹为取代或未取代的苯基或取代或未取代的杂芳基，其中R¹上的取代基独立选自卤素(-F、-Cl、-Br)、C_1-3烷基(Me)，其中R^a为H或C_1-3烷基(OMe)的OR^a、NO₂、NR^a ₂(NMe₂)、CH₂OR^a(CH₂OH)、CO₂R^a(CO₂Et、CO₂H、CO₂Me)、CONR^a ₂(CONH₂)和CO(CH₂)_1-3NR^a ₂(CO(CH₂)₂NEt₂)，R⁷选自卤素(-F、-Cl、-Br)、C_1-3烷基(Me)、其中R^a为H或C_1-3烷基(OMe)的OR^a、NO₂、NR^a ₂(NMe₂)、CH₂OR^a(CH₂OH)、CO₂R^a(CO₂Et、CO₂H、CO₂Me)、CONR^a ₂(CONH₂)、CO(CH₂)_1-3NR^a ₂(CO(CH₂)₂NEt₂)和H。

该实施方案的实例包括：

其中R¹为H、取代或未取代的-CH₂苯基或者取代或未取代的-CH₂杂芳基，其中R¹上的取代基独立选自卤素(-F、-Cl、-Br)、C_1-3烷基(Me)、其中R^a为H或C_1-3烷基(OMe)的OR^a、NO₂、NR^a ₂(NMe₂)、CH₂OR^a(CH₂OH)、CO₂R^a(CO₂Et、CO₂H、CO₂Me)、CONR^a ₂(CONH₂)和CO(CH₂)_1-3NR^a ₂(CO(CH₂)₂NEt₂)，R²为-CH₂R⁸，其中R⁸选自OR^a(OH)、卤素(Cl)、NR^a ₂(NH₂、NMe₂)、N₃和在4或5位上具有3-吡啶基的1,2,3-***环。

其中R¹为取代或未取代的苯基或者取代或未取代的芳基杂芳基，其中R¹上的取代基独立选自卤素(-F、-Cl、-Br)、C_1-3烷基(Me)、其中R^a为H或C_1-3烷基(OMe)的OR^a、NO₂、NR^a ₂(NMe₂)、CH₂OR^a(CH₂OH)、CO₂R^a(CO₂Et、CO₂H、CO₂Me)、CONR^a ₂(CONH₂)和CO(CH₂)_1-3NR^a ₂(CO(CH₂)₂NEt₂)，R¹⁰选自OR^a(OH)、卤素(Cl)、NR^a ₂(NH₂、NMe₂)和N₃。

在本发明的另一个实施方案中，所述化合物含有一个或多个脂族硝酸基团，并具有结构式(II)。该实施方案的实例包括下列非限制性结构。

其中R⁹选自卤素(-F、-Cl、-Br)、C_1-3烷基(Me)、其中R^a为H或C_1-3烷基(OMe)的OR^a、NO₂、CO₂R^a(CO₂Et、CO₂H、CO₂Me)、CONR^a ₂(CONH₂)和CO(CH₂)_1-3NR^a ₂(CO(CH₂)₂NEt₂)和H。

其中R⁹如上定义。

另外，结构式(I)和(II)的化合物的盐、前药和水合物也包括在本发明中，并可用于本文公开的方法。本发明还包括结构式(I)和(II)的化合物所有可能的立体异构体和几何异构体。本发明包括外消旋化合物和旋光异构体两者。当需要本发明的化合物作为单一对映异构体时，可通过拆分(resolution)最终产物或者通过自异构体纯的起始原料进行立体有择合成或使用手性助剂而获得，例如参见Z. Ma等, Tetrahedron: Asymmetry, 8(6),第883-888页(1997)。最终产物的拆分、中间体或起始原料可通过本领域已知的任何合适方法获得。另外，在本发明化合物的互变异构体是可能的情况下，本发明欲包括化合物的所有互变异构形式。

本发明包括结构式(I)和(II)的化合物的前药。充分确立的是，其中使化合物衍生成适于配制和/或给予的形式，然后作为药物体内释放的前药方法，已成功应用于短暂地(例如生物可逆地)改变化合物的物理化学性质(参见H. Bundgaard主编, "Design ofProdrugs," Elsevier, Amsterdam, (1985)；R.B. Silverman, "The Organic Chemistryof Drug Design and Drug Action," Academic Press, San Diego, 第8章, (1992)；K.M. Hillgren等, Med. Res. Rev., 15, 83 (1995))。

本发明的化合物可含有一个或多个官能团。如需要或必需时，可对官能团进行修饰以提供前药。合适的前药包括，例如酸衍生物，例如酰胺和酯。本领域技术人员还要了解的是，N-氧化物可用作前药。

本发明的化合物作为盐存在。本发明化合物的药学上可接受的盐在本发明的方法中常常是优选的。本文所用术语“药学上可接受的盐”是指结构式(I)或(II)的化合物的盐或两性离子形式。各种本发明化合物的盐可在化合物最终的分离和纯化期间制备，或者分别通过使化合物与具有合适阳离子的酸反应而制备。本发明化合物的药学上可接受的盐可以是与药学上可接受的酸形成的酸加成盐。可用来形成药学上可接受的盐的酸的实例包括无机酸和有机酸，无机酸例如硝酸、硼酸、盐酸、氢溴酸、硫酸和磷酸，有机酸例如草酸、马来酸、琥珀酸和柠檬酸。本发明化合物的盐的非限制性实例包括但不限于盐酸盐、氢溴酸盐、氢碘酸盐、硫酸盐、硫酸氢盐、2-烃基乙磺酸盐、磷酸盐、磷酸氢盐、乙酸盐、己二酸盐、藻酸盐、天冬氨酸盐、苯甲酸盐、硫酸氢盐、丁酸盐、樟脑酸盐、樟脑磺酸盐、二葡糖酸盐、甘油磷酸盐、半硫酸盐、庚酸盐、己酸盐、甲酸盐、琥珀酸盐、富马酸盐、马来酸盐、抗坏血酸盐、羟乙基磺酸盐、水杨酸盐、甲磺酸盐、均三甲苯磺酸盐、亚萘基磺酸盐、烟酸盐、2-萘磺酸盐、草酸盐、双羟萘酸盐、胶质酸盐、过硫酸盐、3-苯基丙酸盐、苦味酸盐、新戊酸盐、丙酸盐、三氯乙酸盐、三氟乙酸盐、磷酸盐、谷氨酸盐、碳酸氢盐、对甲苯磺酸盐、十一烷酸盐、乳酸盐、柠檬酸盐、酒石酸盐、葡糖酸盐(gluconate)、甲磺酸盐、乙烷二磺酸盐、苯磺酸盐和对甲苯磺酸盐。另外，存在于本发明的化合物上的有效氨基可用以下化合物季铵化(quaternized)：甲基、乙基、丙基和丁基氯化物、溴化物和碘化物；二甲基、二乙基、二丁基和二戊基硫酸盐；癸基、月桂基、肉豆蔻基和硬脂基氯化物、溴化物和碘化物；以及苄基和苯乙基溴化物。鉴于前文所述，对本文出现的本发明化合物的任何提及欲包括结构式(I)或(II)的化合物及其药学上可接受的盐、水合物或前药；

结构式(I)的化合物

结构式(I)的化合物被用于通过将治疗有效量的结构式(I)化合物给予个体而预防或减轻个体脑中的组织和/或细胞损伤的方法。组织和/或细胞损伤可能与以下方面有关：老化、败血症性休克、缺血/再灌注损伤、脑脊髓炎、脑脊膜炎、淋巴细胞性脉络丛脑膜炎、细菌感染、病毒感染、真菌感染、寄生虫感染、慢性疲劳综合征、中风、脑缺血、慢性神经变性疾病、囊性纤维化、精神***症、抑郁症、经前期综合征、焦虑症、癖嗜、偏头痛、中枢神经***(CNS)创伤或血管动脉瘤。

组织和/或细胞损伤还可与神经疾病有关，所述神经疾病例如帕金森病(Parkinson’s disease)、阿尔茨海默病、亨廷顿舞蹈病(Huntington’s disease)、多发性硬化、肌萎缩性侧索硬化、AIDS诱发性痴呆、癫痫、酒精中毒、酒精戒断、药物诱发性癫痫发作、病毒/细菌/发热诱导性癫痫发作、头部创伤、低血糖症、心肌梗死所致缺氧、脑血管闭塞、脑血管出血、出血或者植物、动物或海洋源的环境兴奋性毒素。

组织和/或细胞损伤还可与细胞因子疗法有关，其中在给予改善这类损伤的疗法之前、期间和/或之后，将结构式(I)的化合物给予受试者。

本文所用“减轻神经变性”包括实现神经保护、抑制或预防神经变性和/或改善神经变性的表现或症状。这类改善包括实现认知提高，这通过本领域已知试验进行量化(例如Venault等，1992，通过引用结合到本文中)。本文所用“调节”生物过程(例如调节非谷氨酸神经受体的活性)包括提高(正调节)和降低(负调节)这种活性两者，因此抑制、增强、激动和拮抗该生物过程。

结构式(I)的化合物还可用于实现神经保护、减轻神经变性、实现认知提高和/或保护组织免于氧化损伤的方法。因此，结构式(I)的化合物是神经保护剂，并用于认知提高。

如下所述，结构式(II)的化合物可用于与结构式(I)的化合物相同的方法。

结构式(I)的具体化合物包括以下化合物：

下列合成流程说明结构式(I)的化合物例如上列化合物GN-27、28、36、38、40、43的制备。

更具体地讲，如下制备结构式(I)的化合物。

自AR-N₃的点击产物(Click products)

标准点击化学法：将叠氮化物(1当量)和炔(1当量)溶于叔丁醇(t-BuOH)和水(1:1)中，然后加入抗坏血酸钠(0.2当量)和硫酸铜五水合物(CuSO₄∙5H₂O) (0.1当量)。将反应混合物搅拌过夜，用乙酸乙酯稀释，用水洗涤，将有机相分离并浓缩，粗产物用柱色谱法纯化(二氯甲烷(DCM)/甲醇(MeOH)。

GN-37和GN-31的合成：GN-12类似物

中间体1：将3-溴-5-烃基吡啶(1.0 g，5.75 mmol)和MOM-Br (0.64 mL，6.9 mmol)溶于四氢呋喃(THF) (10 mL)中，加入无水碳酸钾(K₂CO₃) (1.5 g，10.9 mmol)，将反应混合物搅拌过夜。在过滤和浓缩后，产物用柱色谱法纯化(SiO₂，己烷/乙酸乙酯3:1)，获得产物，为无色油状物(1.1g，88%)。¹H-NMR (CDCl₃, 400MHz): δ 8.34(s, 1H), 8.33(s, 1H),7.56(t, 1H, J=2.4Hz), 5.19(s, 2H), 3.49(s, 3H)；¹³C-NMR (CDCl₃, 100MHz): δ153.70, 143.96, 137.81, 125.72, 120.18, 94.66, 56.27。

中间体2：将中间体1 (1.0g，4.6mmol)、碘化亚铜(CuI) (44 mg，0.23 mmol)、Pd(Ph₃P)₂Cl₂(162 mg，0.23 mmol)置于烧瓶中，充入氩气。使用注射器加入THF (10 mL)，接着加入三乙胺(NEt₃) (3.0 mL，21 mmol)和乙炔基三甲基甲硅烷(0.7 mL，5.1 mmol)。将反应混合物搅拌过夜。除去大部分溶剂，残余物用柱色谱法纯化(SiO₂，己烷/乙酸乙酯5:1)，得到为黄色油状物的产物(0.85 g，81%)。¹H-NMR (CDCl₃, 400MHz): δ 8.32-8.35(m, 2H),7.43-7.44(m, 2H), 5.19(s, 2H), 3.48(s, 3H), 0.26(s, 9H)；¹³C-NMR (CDCl₃,100MHz): δ152.65, 145.97, 139.21, 125.18, 120.38, 101.15, 98.03, 94.53,56.17。

中间体3：将叠氮化物(783 mg，3.4 mmol)和中间体2 (0.8 g，3.4 mmol)溶于MeOH和水(2:1，5 mL)的混合物中，然后加入K₂CO₃ (484 mg，3.5 mmol)、CuSO₄∙5H₂O (170 mg，0.68 mmol)和抗坏血酸钠(272 mg，0.68 mmol)。在室温下将反应混合物搅拌过夜。减压除去大部分溶剂，然后将残余物溶于二氯甲烷(DCM)中，用水洗涤，将有机相分离并浓缩，粗产物用柱色谱法纯化(DCM/MeOH 20:1，1.15 g，86%)。¹H-NMR (CDCl₃, 400MHz): δ 8.75(s,1H), 8.65(s, 1H), 8.37(s, 1H), 7.92(s, 1H), 7.90(s, 1H), 7.35-7.39(m, 4H),7.18-7.20(m, 2H), 5.24(s, 2H), 3.48(s, 3H), 2.43(s, 3H)；¹³C-NMR (CDCl₃,100MHz): δ 153.40, 152.50, 151.92, 144.42, 140.07, 139.05, 137.69, 129.01,128.96, 128.92, 126.79, 126.51, 119.70, 119.48, 94.31, 60.93, 56.03, 15.20。

GN-37：将中间体3 (230 mg，0.58 mmol)溶于盐酸/异丙醇(HCl/i-PrOH)溶液(1.5M，5.0 mL)中，在70℃下加热1小时。除去溶剂，将残余物溶于乙酸乙酯(AcOEt)，用碳酸氢钠(NaHCO₃)水溶液洗涤。将有机相分离并浓缩，粗产物用柱色谱法纯化(DCM/MeOH，15:1)。得到为白色固体的产物(170 mg，83%)。¹H-NMR (丙酮-d₆，400MHz): δ 9.11(bs, 1H),8.93(s, 1H), 8.61(s, 1H), 8.59(s, 1H), 8.17(d, 1H, J=2.8Hz), 7.76(t, 1H, J=2.4Hz), 7.60(s, 1H), 7.35-7.46(m ,5H), 2.41(s, 3H)；¹³C-NMR (丙酮-d₆, 100MHz):δ 154.63, 153.77, 152.72, 145.09, 140.14, 139.11, 138.41, 130.41, 129.83,129.56, 128.41, 127.78, 122.09, 119.22, 61.50, 15.43。

GN-31：GN-31采用上述标准点击化学法制备。

其它结构式(I)化合物的制备

溴代醇(Bromohydrin)：将4-甲基-5-乙烯基噻唑(900 mg，7.19 mmol)溶于二噁烷(2.5 mL)、H₂O (5 mL)和乙酸(430 mg)的混合物中，以3份加入N-溴-琥珀酰亚胺(NBS)(1.4 g，7.9 mmol)。将反应混合物在室温下搅拌1小时，然后用乙酸乙酯(50 mL)稀释。有机相经分离并浓缩，通过柱色谱法纯化(SiO₂，己烷/乙酸乙酯1.5:1，900 mg，52%)，得到呈无色油状物的产物。¹H-NMR (CDCl₃, 400MHz): δ 8.63(s, 1H), 5.22(t, 1H, J=6.8Hz),3.53-3.62(m, 2H), 2.71(s, 1H), 2.36(s, 3H)。

环氧化物：将Bromohydrin (650 mg，2.94 mmol)溶于MeOH (10 mL)中。加入K₂CO₃(1.2 g，8.8 mmol)，将反应混合物在室温下搅拌1小时。除去大部分溶剂，残余物用乙酸乙酯(50 mL)稀释。在过滤和浓缩后，得到足够纯度的产物用于下一步反应。¹H-NMR (CDCl₃,400MHz): δ 8.63(s, 1H), 4.10(t, 1H, J=3.6Hz), 3.22-3.24(m, 1H), 2.91-2.93(m,1H), 2.53(s, 3H)；¹³C-NMR (CDCl₃, 100MHz): δ 151.90, 150.69, 128.97, 51.25,46.80, 14.95。

GN-28和GN-36：将粗制的环氧化物(1.0 g，7.1 mmol)溶于无水THF (10 mL)，在4℃下滴加至苯基溴化镁溶液(1M在THF中，10 mL)中。将反应混合物在室温下搅拌过夜，用氯化铵(NH₄Cl)水溶液猝灭，用乙酸乙酯萃取。有机相经分离并浓缩，分离出GN-28和GN-36后，通过柱色谱法纯化(SiO₂，己烷/乙酸乙酯1:1)。GN-28 (主要产物)：

GN-27和GN-43：采用上述方法由环氧化物和4-氟-苯基溴化镁合成GN-27和GN-43。GN-27 (主要产物)：

GN-40：将环氧化物(400 mg，2.8 mmol)溶于乙腈和水(1:1，10 mL)中，加入叠氮化钠(NaN₃) (553 mg，8.4 mmol)，使反应混合物回流1小时。减压除去大部分溶剂。将残余物溶于DCM (20mL)，用水洗涤。将有机相分离并浓缩，GN-40用柱色谱法纯化(SiO₂，己烷/乙酸乙酯1:1，410 mg，黄色固体，61%)。¹H-NMR (CDCl₃, 400MHz): 8.71(s, 1H), 4.98-5.00(m,1H), 4.80(bs, 1H), 3.76-3.87(m, 2H), 2.49(s, 3H)；¹³C-NMR (CDCl₃, 100MHz): δ152.35, 150.67, 126.97, 65.28, 59.85, 15.01。

GN-38：按照上述标准点击化学法由GN-40和3-乙炔基吡啶制备GN-38。产物用柱色谱法纯化(SiO₂，DCM/MeOH)。

GN-23：将咔啉(500 mg，2.5 mmol)溶于二甲亚砜(DMSO) (5 mL)中，加入氢化钠(NaH) (120 mg，60%，3 mmol)，搅拌5分钟。加入4-甲基-5-乙烯基噻唑(2.86 mL，25 mmol)，将反应混合物在90℃下加热5小时。反应物用MeOH (0.5 mL)猝灭，在高真空下蒸发溶剂。将残余物溶于DCM (20mL)，用水洗涤，将有机相分离并浓缩。产物用柱色谱法纯化(SiO₂，DCM/MeOH 25:1，0.1% HOAc，350 mg，黄色固体，36%)，得到GN-23，为乙酸(AcOH)盐。¹H-NMR (丙酮-d₆, 400MHz): δ 8.67(s, 1H), 7.18-7.22(m, 2H), 6.93(d, 1H, J=8.4Hz), 4.28(t, 2H, J=6.4Hz), 3.82(s, 2H), 3.23(t, 2H, J=6.4Hz), 2.92(t, 2H, J=6.0Hz),2.56-2.62(m, 5H), 2.38(s, 3H), 1.96(s, 3H), 1.91(s, 3H)；¹³C-NMR (丙酮-d₆,100MHz): δ 172.71, 150.34, 150.75, 135.69, 133.51, 128.69, 128.35, 126.83,123.21, 118.16, 109.16, 106.11, 52.23, 51.42, 44.69, 44.22, 27.10, 21.84,21.48, 20.89, 14.43。

GN-46，GM-30的代谢产物

中间体1：向(±)-1-(4-甲基-5-噻唑基)-1-苯基-甲醇(500 mg，2.4 mmol)的DMF(5 mL)溶液中加入NaH (117 mg，2.92mmol)。将反应混合物在室温下搅拌15分钟，然后加入双(2-溴甲基)醚(2.2 g，9.6 mmol)，再搅拌反应混合物3小时。反应物用MeOH (1 mL)猝灭，然后除去大部分溶剂。将残余物溶于乙酸乙酯(50 mL)，用水洗涤，将有机相分离并浓缩。粗产物用柱色谱法纯化(SiO₂，己烷/乙酸乙酯2:1)，得到呈无色油状物的中间体1 (740 mg，86%)。¹H-NMR (CDCl₃, 300MHz): δ 8.65(s, 1H), 7.26-7.39(m, 5H), 5.75(s, 1H),3.81(t, 2H, J=6.1Hz), 3.62-3.73(m, 4H), 3.46(t, 2H, J=6.1Hz), 2.45(s, 3H)。

GM-30：将硝酸银(2.0 g，11.8 mmol)加入中间体1 (1.1 g，3.1 mmol)的乙腈(CH₃CN) (15 mL)溶液中。使反应混合物回流2小时，然后用乙酸乙酯(50 mL)稀释。在过滤和浓缩后，粗产物用柱色谱法纯化(SiO₂，己烷/乙酸乙酯1.5:1)。得到GM-30，为略带黄色的油状物(720 mg，69%)。¹H-NMR (CDCl₃, 400MHz): δ 8.62(s, 1H), 7.26-7.38(m, 5H),4.59(t, 2H, J=4.4Hz), 3.77(t, 2H, J=4.4Hz), 3.67-3.69(m, 2H), 3.62-3.64(m,2H), 2.45(s, 3H)；¹³C-NMR (CDCl₃, 100MHz): δ 151.40, 149.46, 140.63, 133.55,128.49, 127.99, 126.39, 77.22, 72.03, 70.69, 68.26, 67.15。

GN-46：向GM-30 (70 mg，0.21 mmol)的无水THF (5 mL)溶液中加入氢化铝锂(LiAlH₄) (35 mg，0.85 mmol)。使反应混合物回流1小时，然后反应物用MeOH猝灭，浓缩，将残余物溶于AcOEt，并用H₂O洗涤。产物用柱色谱法纯化(己烷/丙酮2:1，25%)。¹H-NMR(CDCl₃, 400MHz): δ 8.64(s, 1H), 7.26-7.38(m, 5H), 5.70(s, 1H), 3.70-3.73(m,4H), 3.60-3.66(m, 4H), 2.45(s, 3H)；¹³C-NMR (CDCl₃, 100MHz): δ 151.60, 149.56,140.71, 133.65, 128.65, 128.16, 126.51, 77.39, 72.38, 70.37, 68.49, 61.80,15.52。

结构式(I)化合物的分析数据

GN-14

原代大鼠神经元培养物中结构式(I)化合物的神经保护作用

在原代大鼠皮质神经元培养物中，利用氧-葡萄糖剥夺(OGD)接着恢复24小时，通过LDH释放测量结构式(I)化合物对神经元的神经保护作用并并测定了MTT生存力(图1)。

具体地说，图1表示在进行氧-葡萄糖剥夺(OGD)和缺血-再灌注损伤的原代大鼠神经元培养物中试验化合物的神经保护作用的比较。将试验化合物与溶媒对照和已知的神经保护剂CMZ进行比较。DMSO是二甲亚砜。以下表示神经保护：(i)通过MTT测定法测量，与对照相比细胞生存力高，和(ii)通过LDH的测定法测量，LDH活性低。图1A和1B中的横座标通过GN编号标识受试化合物。上文中提供了AR-OH (亦称#00)和AR-N₃ (亦称#9或GN-9)的结构。AR(亦称#10)和CMZ的结构如下：

按(Madrigal等，2005)所述制备皮质神经元的原代培养物。简单地说，从胚期第16天Sprague Dawley大鼠胚胎中取出脑，切离皮质，除去脑膜。在含有33 mM葡萄糖、2 mM谷氨酰胺、10%马血清和10% FBS的基础培养基Eagle 1X中机械地分离出神经元，然后以3 x 10⁵个细胞/cm²铺在聚-L-赖氨酸预包被的板上。24小时后更换培养基为补充0.5 mmol/L-谷氨酰胺和2%完全B27补充剂(complete B27 supplement)的无血清神经元基础培养基(NBM)。4天后，更换50%的培养基为新鲜的NBM。在NBM中生长6-8天后，将神经元用于OGD实验。

对原代皮质培养的神经元进行所述短暂OGD。在培养第6-8天时，将培养的神经元置于湿润的37℃培养箱(95% N₂，5% CO₂)中，将培养基更换为含有以下成分(单位mM)的去氧无葡萄糖的平衡盐溶液(pH 7.4)：NaCl 116、CaCl₂ 1.8、MgSO₄ 0.8、KCl 5.4、NaH₂PO₄ 1、NaHCO₃ 14.7、HEPES 10。在OGD孵育2小时后，通过更换OGD培养基为药物条件新鲜NBM(drug conditioned fresh NBM) (补充了0.5 mmol/L-谷氨酰胺和B27而无抗氧化剂)而终止OGD。将培养物返回至含氧量正常的37℃培养箱(5% CO₂)达24小时，然后通过MTT和LDH测定法评价细胞生存力和神经元死亡。在2小时OGD和24小时再氧合期间，提供受试化合物(50μM)。

图1A说明在受到短暂OGD的原代神经元中神经保护(经MTT测定)的评价。将原代皮质神经元与测试化合物(50 µM)一起在去氧无葡萄糖溶液中孵育，并置于湿润的37℃培养箱(95% N₂，5% CO₂)达2小时，然后将条件神经基础培养基给回细胞。在再灌注后24小时通过MTT测定法测量细胞生存力。相对于CMZ针对OGD-再灌注损伤的100%保护，计算细胞生存力百分比。图1A的数据表示平均值和s. e. m.，代表了至少3个独立的神经元制备物。虚线表示相当于CMZ的神经保护区和相对于DMSO溶媒对照的化合物神经毒性。

图1B说明受到短暂OGD的原代大鼠神经元中神经保护(经LDH测定)的评价。将原代皮质神经元与试验化合物(50 µM)一起在去氧无葡萄糖溶液中孵育，并置于湿润的37℃培养箱(95% N₂，5% CO₂)中达2小时，接着在含氧量正常的条件下更换为条件神经基础培养基。在再灌注后24小时通过MTT测定法测量细胞生存力。相对于溶媒(DMSO)存在时来自OGD-再灌注的100%细胞毒性，计算细胞生存力百分比。图1B的数据表示平均值和s. e. m.，代表了至少3个独立的神经元制备物。在两种测定法中与溶媒对照相比，标示为神经毒性的组分增加细胞死亡。

原代大鼠神经胶质培养物中结构式(I)化合物的抗炎作用

在LPS/IFNγ处理的原代大鼠神经胶质培养物中，通过抑制亚硝酸盐产生所反映出的NOS诱导，测量结构式(I)的化合物对细胞因子和炎性反应的减弱。

如前所述，得到原代混合神经胶质培养物(Vairano等，2002)。简单地说，使用1-2日龄Sprague Dawley大鼠幼仔制备原代混合神经胶质培养物。切离皮质，除去脑膜。将组织切成小片，并转移到含有0.125%胰蛋白酶和DNA酶35500 KU/ml的PBS (无Ca²⁺和Mg²⁺)中，然后在37℃下孵育20分钟。将细胞机械分离，重新悬于DMEM (10% FBS)中，然后在T-75烧瓶中生长。在培养11-13天后，以2 x 10⁵个细胞/cm²将细胞再铺在96孔板中。次日使用细胞。

将培养的原代皮质神经胶质与LPS (1mg/ml)一起在含有以下成分(用mM表示)的去氧无葡萄糖溶液(pH 7.4)中孵育：NaCl 116、CaCl₂ 1.8、MgSO₄ 0.8、KCl 5.4、NaH₂PO₄ 1、NaHCO₃ 14.7、HEPES 10。将细胞置于湿润的37℃培养箱(95% N₂，5% CO₂)中达2小时，然后将含有LPS或PBS的条件DMEM培养基给回细胞。在OGD期间和之后，存在受试化合物(50 mM)或MAPK抑制剂(SB203580，20mM)。在OGD后96小时，测定NO₂ ^-产生的Griess测定法用作iNOS诱导的度量。稍后通过MTT测定法测量细胞生存力。

化合物GN-12，一种3-吡啶基取代的***药核(pharmacore)，在原代培养的大鼠皮质神经元和神经胶质细胞中表现出显著的神经保护和炎性反应减弱。

图2A和图2B说明用LPS/IFG处理原代大鼠神经胶质细胞培养物20小时后通过Griess测定法测量上清液中的亚硝酸盐。图2是受到来自大肠杆菌(E. coli)的脂多糖(LPS)和ODG处理以诱导细胞因子和其它促炎介质(包括诱导型一氧化氮合酶)产生的原代大鼠神经胶质培养物中试验化合物的比较。将试验化合物与溶媒对照和CMZ (一种已知的炎性细胞因子弱化剂(attenuating agent))进行比较。通过来自LPS/OGD组合诱导的NOS的亚硝酸盐产生，测量炎性反应的减弱。较低的值相当于细胞因子产生减弱。图2A和2B横座标上的编号是本发明化合物的GN编号。

图3A和3B说明在响应由结构式(I)化合物提供的淀粉状蛋白神经毒性时的神经保护。图3A和3B显示用Aβ₄₂处理的原代神经元中的神经保护。具体地说，在10-11 DIV下，将原代皮质培养物与100 µM印防己毒素预孵育1小时，然后用50 µM的试验化合物灌注。然后加入生理相关浓度为250 nM的人Aβ_1-42的可溶性寡聚体。然后孵育培养物5天，之后进行MTT和LDH测定法。使结果归一化至未处理的DMSO和处理的DMSO，用ANOVA，用事后Dunnet’s MCT，与未处理DMSO比较，进行统计学分析* = p<0.5，*** = p<0.001。印防己毒素作为GABA_A受体氯通道的非竞争性拮抗剂起作用。因此它是通道阻断剂而非受体拮抗剂。图3显示GABA拮抗剂印防己毒素阻断试验化合物的神经保护作用。

在另一项试验中，显示通过STPA测定，在东莨菪碱处理的小鼠中，结构式(I)的化合物GN-12使认知缺陷逆转。东莨菪碱处理导致小鼠的认知功能减弱。STPA (step throughpassive avoidance task(被动回避实验))被广泛用于测试长期记忆。STPA仪器由两室丙烯酸箱(acrylic box)组成，其照明侧(15x12x12cm)通过垂直门与暗侧(15x12x12cm)连接。暗侧装备有电网格地板。在习惯化期间，使动物习惯于从光侧快速改变位置到暗侧的正常行为，光侧是最初放置它们的位置。继续习惯化试验，直到每只动物进入暗侧的潜伏期小于30秒钟。不能通过该筛选期的动物不包括在该研究中。训练期间，通过使动物接受因进入暗室而触发的厌恶性电击(aversive electrical shock)(0.5 mA，2秒钟)来对其进行训练，直到进入暗侧的潜伏期达到300秒钟。在训练后24和72小时时，再次将动物各自置于光室，记录进入无电击刺激的暗室的潜伏期。用单向ANOVA接着Bonferroni多重比较检验进行潜伏期数据的统计学分析。对于STPA试验，使用首次用于实验的动物，每只动物给予两次ip注射。在训练前30分钟给予遗忘剂(Amnesic agent) (例如东莨菪碱1mg/kg、MK-801 0.07mg/kg或***0.5 mg/kg)或溶媒以诱导记忆缺失，在测试开始前20分钟给予测试药物即(溶媒+溶媒；东莨菪碱+溶媒；或东莨菪碱+药物)。对于APP/PS1动物，每只动物在训练前20分钟只接受一次i.p.注射的测试药物。将试验化合物与溶媒对照作比较。潜伏时间延长表示认知功能较高以及记忆巩固和提取加强。

另一项试验表明结构式(I)的化合物在淀粉状蛋白转基因小鼠的海马脑切片中恢复正常LTP的能力。通过颈脱位法接着断头杀死动物。快速取出海马，并切成400µm切片。如前所述记录海马LTP (Vitolo等，2002)。简单地说，将海马切片转移至记录室，在该室将它们保持在29℃下，用预先充气95% O₂和5% CO₂的人工脑脊液(aCSF)持续灌注。aCSF含有下列成分(用mM表示)：124.0 NaCl、4.4 KCl、1.0 Na₂HPO₄、25.0 NaHCO₃、2.0 CaCl₂、2.0 MgSO₄、10.0葡萄糖。恢复约1小时后，将刺激电极和记录电极两者置于CA1辐射层，记录CA1场兴奋性突触后电位(fEPSP)。对于LTP实验，在引起约35%最大诱发反应的反应强度下，每分钟记录15分钟基线。采用θ-短阵快速脉冲刺激(在100 Hz下4个脉冲，其脉冲在5 Hz下重复，每次强直收缩包括以15秒钟间隔的3个10脉冲串)诱导LTP。在一组实验中，用1或2个10脉冲串诱导LTP，以评价药物对用不同强度的强直收缩诱导的LTP的作用。在促强直后2小时记录反应，以表示为基线百分比的fEPSP斜率测量。在诱导LTP前，海马切片用测试化合物(100 µM)灌注5分钟。结果表示为平均值±平均标准误(SEM)。

因此，结构式(I)的化合物可用于治疗神经病况和/或预防不良精神状态(例如记忆丧失)的方法，所述方法包括将治疗有效量的结构式(I)化合物给予有需要的个体。在一个实施方案中，结构式(I)的化合物提供神经保护。在另一个实施方案中，结构式(I)的化合物提供认知提高。

上述试验表明，在短暂全脑缺血和局灶性脑缺血模型中当在缺血损伤后给予时，结构式(I)的化合物在实现体内神经保护方面具有高功效。结构式(I)的化合物可用于治疗以下疾病和病况，包括但不限于中风、帕金森病、阿尔茨海默病、亨廷顿舞蹈病、多发性硬化、肌萎缩性侧索硬化、AIDS诱发性痴呆、癫痫、酒精中毒、酒精戒断、药物诱发性癫痫发作、病毒/细菌/发热诱导性癫痫发作、头部创伤、低血糖症、缺氧、心肌梗死、脑血管闭塞、脑血管出血、出血、血管性痴呆、植物、动物或海洋源的环境兴奋性毒素、神经变性病症和痴呆，包括导致痴呆、神经炎症或神经元和突触功能障碍的老化病；及特征在于兴奋性刺激不均衡的神经障碍，例如焦虑症、癫痫和失眠。

可通过给予结构式(I)的化合物，通过例如调节谷氨酸或非谷氨酸神经受体的相互作用或减弱细胞因子诱导性损伤，来实现神经保护和/或认知提高。通过结构式(I)的化合物减少细胞因子浓度还可用于预防或减轻组织和/或细胞损伤。

因此，在本发明的某些方面和实施方案中，结构式(I)的化合物具有抑制促炎细胞因子产生的能力。

促炎细胞因子过量产生与多种疾病和病况有关，例如老化、败血症性休克、缺血、细胞因子过量表达、溃疡、炎性肠病(例如胃炎、溃疡性结肠炎或克罗恩病(Crohn'sdisease))、糖尿病、关节炎(例如类风湿性关节炎)、哮喘、肝硬化、同种异体移植排斥(例如移植排斥)、脑脊髓炎、脑脊膜炎、胰腺炎、腹膜炎、血管炎、淋巴细胞性脉络丛脑膜炎、肾小球性肾炎、眼科疾病(例如葡萄膜炎、青光眼、睑缘炎、睑板腺囊肿、变应性眼病、角膜溃疡、角膜炎、白内障、视网膜病、年龄相关性黄斑变性、视神经炎等)、回肠炎、因炎性细胞因子过量产生诱发的炎症(例如肝炎症、肾炎症、气道炎症等)、出血性休克、过敏性休克、烧伤、导致炎性细胞因子过量产生的感染(包括细菌(例如大肠杆菌感染)、病毒(例如HIV)、真菌(例如念珠菌病(Candidiosis)和组织胞浆菌病)和寄生虫(例如利什曼病和血吸虫病)感染)、血液透析、慢性疲劳综合征、中风、癌症(例如乳腺癌、黑素瘤、癌等)、与炎性细胞因子过量产生有关的心血管疾病(例如心脏病、心肺分流术、缺血/再灌注损伤等)、与炎性细胞因子过量产生有关的缺血/再灌注、中毒性休克综合征、成人型呼吸窘迫综合征、恶病质、心肌炎、自身免疫性疾病、湿疹、银屑病、心力衰竭、皮炎、荨麻症、脑缺血、***性红斑狼疮、AIDS、神经变性病症(例如慢性神经变性疾病)、慢性疼痛、***异常***、囊性纤维化、精神***症、抑郁症、经前期综合征、焦虑症、癖嗜、偏头痛、胃肠蠕动障碍、肥胖症、饮食过量、实体瘤(例如成神经细胞瘤)、疟疾、血癌、骨髓纤维变性、肺损伤、移植物抗宿主病、头部损伤、CNS创伤、肝炎、肾衰竭、肝病(例如慢性丙型肝炎)、药物诱发性肺损伤(例如百草枯(paraquat)诱发性肺损伤)、移植排斥和保存(transplant rejection andpreservation)、生育力提高(fertility enhancement)、细菌移位(bacterialtranslocation)、循环性休克、创伤性休克和血管动脉瘤(例如主动脉瘤)、肠梗阻和心肌梗死。

另外，结构式(I)的化合物可用于细胞因子疗法(其随后诱导细胞因子过量产生)，其例如常用于治疗癌症、自身免疫病，并可用于AIDS患者。由于诱导细胞因子过量产生所致***性低血压是细胞因子疗法的剂量限制性副作用。因此，存在可获益于本发明的大量患者群。

结构式(II)的化合物

结构式(I)的化合物显示出优良的神经保护性质。这些性质通过将脂族硝基引入分子而得到提高。像结构式(I)的化合物一样，结构式(II)的硝化化合物因此减轻细胞损伤、保护脑组织免于损伤和改善与脑损伤有关的症状和病理。结构式(II)的化合物利用MZ药效团和NO模拟硝酸酯的活性而提供神经保护和神经恢复两种作用。结构式(II)的化合物利用MZ药效团和NO模拟硝酸酯的活性而提供神经保护和神经恢复两种作用。结构式(II)的化合物还提高NO/cGMP信号转导。

结构式(II)的化合物是嵌合的硝酸酯(chimeric nitrate ester)，即含有4-甲基噻唑(MT)药效团和NO模拟物的有机硝酸酯。掺入MT药核的本发明的嵌合硝酸酯代表了用于治疗脑损伤和神经变性疾病和病况的新疗法。

因此本发明涉及通过将结构式(II)的硝酸酯给予有需要的个体而可用于治疗神经变性或者防止或减轻组织和/或细胞损伤的方法和化合物。可通过例如调节与可溶性鸟苷酰环化酶(sGC，在多个脑区负责cGMP产生的酶)、谷氨酸或非谷氨酸神经受体的相互作用或减少细胞因子诱导性损伤，来实现神经保护和/或认知提高。通过结构式(II)的硝酸酯降低细胞因子浓度还可用于防止或减轻组织和/或细胞损伤。

根据本发明的某些方面，通过刺激大脑sGC减轻神经变性。有机硝酸酯的主要靶标之一是sGC活化，导致cGMP的产生。在许多体外模型***中获得的实验证据支持这一概念：升高的cGMP水平有助于防止凋亡(程序性)细胞死亡。因此，cGMP依赖性机制显著提高营养因子被剥夺的PC12细胞和大鼠交感神经元(Farinelli等，1996)及大鼠胚胎运动神经元的原代培养物(Estevez等，1998)的存活。有机硝酸酯在防止凋亡细胞死亡中的作用机制可为间接地通过cGMP水平升高或直接通过NO-中间体对该酶的蛋白质S-亚硝基化，来抑制胱天蛋白酶-3活化(Kim等，1997)。胱天蛋白酶-3是细胞凋亡执行步骤中必不可少的酶的半胱氨酸蛋白酶家族的一员(Cohen，1997；Nicholson和Thornberry，1997)。在营养因子被剥夺的PC12细胞中(Haviv等，1997)和在谷氨酸介导的经培养的小脑颗粒神经元的凋亡细胞死亡中，胱天蛋白酶-3的活化是凋亡细胞死亡所必需的(Du等，1997)。在脑缺血动物模型中，胱天蛋白酶-3活性被诱导，并可担当神经元细胞死亡延迟的凋亡组分(Chen等，1998；Namura等，1998；Ni等，1998)。胱天蛋白酶-3抑制剂在体外(Gottron等，1997)和体内(Endres等，1998)两者中显著减少在响应缺血损伤时神经元细胞死亡延迟的凋亡组分。阿尔茨海默病β-淀粉状蛋白前体蛋白的分泌区降低胞内钙水平，并且通过cGMP水平提高和蛋白激酶G活化增强而对靶细胞提供神经保护作用(Barger等，1995；Furukawa等，1996)。按照本发明，结构式(II)的硝化化合物具有直接激活sGC或通过释放含NO的中间体而调节sGC活性的能力。

在本发明的一个方面，通过刺激大脑sGC实现认知提高(例如改善记忆行为表现)。若干实验证据支持这样的概念，即sGC和cGMP参与新信息的形成和保留。cGMP直接涉及长时程增强(LTP)和长时程压抑(LTD)两者，其是所提出的学***升高对新知识的保持和巩固很重要(Bernabeu等，1996，1997)。因此，预期在其中认知能力被损伤、疾病或老化损害的个体中，刺激大脑sGC活性改善学习和记忆行为表现。

结构式(II)的化合物激活可溶性sGC，引起cGMP在血管和脑组织中蓄积。已经表明，sGC的活化和cGMP的蓄积在经历体外缺血一段时间后的海马脑切片的神经保护中很重要。

有机硝酸酯的有效的外周低血压作用可能具有有害作用。这些有害作用被掺入含硫官能团的本发明结构式(II)的有机硝酸酯克服，所述有机硝酸酯本身对细胞提供保护作用。因此，结构式(II)的化合物防止以下疾病和病况，并对以下疾病和病况的症状提供行为缓解：包括由脑损伤(包括淀粉状蛋白神经毒性和突触功能障碍)所致认知缺陷，以及神经变性病症和痴呆，包括中风、血管性痴呆、阿尔茨海默病、帕金森病和导致痴呆的其它老化病、神经炎症或神经元和突触功能障碍。具体地说，结构式(II)的化合物可用于与结构式(I)的化合物相同的方法。

结构式(II)的化合物是“脂族硝酸酯”，其中硝酸基团与非芳族碳原子键合。通过将一个或多个硝酸基团掺入化合物中，脂族硝酸酯作为一氧化氮(NO)模拟物起作用。在一些优选的实施方案中，结构式(II)的化合物含有至少两个硝酸基团，而在其它实施方案中，硝酸基团为硫原子的β、γ或δ位。在其它优选的实施方案中，结构式(II)的化合物在噻唑环中含有至少一个脂族硝酸基团和至少一个杂环硫原子。结构式(II)的化合物可含有1、2、3、4、5、6、7、8、9或10个硝基。在另一个实施方案中，结构式(II)的化合物用于以下方法：通过将治疗有效量的结构式(II)的化合物给予受试者而防止或减轻受试者脑中的组织和/或细胞损伤。

结构式(II)的化合物用于实现神经保护、减轻神经变性、实现认知提高和/或保护组织免于氧化损伤的方法。结构式(II)的化合物还是神经保护剂，并用于保护组织免于氧化损伤。

结构式(II)的化合物常使硫原子相对于硝酸酯官能团而放置，使得接头(像羰基)***其中，形成可通过裂解而生物激活的键。如果在该键上的切割产生两个完全独立的分子，即一个含有硝酸酯官能团，另一个含有S-功能团，则这类化合物构成本发明的一部分。本领域技术人员要理解的是，在水性生物环境中羰基键易切割将提供可不含硫原子的脂族硝酸酯，且当硫原子存在于杂环上时，这类化合物构成本发明的一部分。

结构式(II)的具体化合物包括以下化合物：

结构式(II)的化合物可通过本文和美国专利号5,807,847、5,883,122、6,310,052和6,365,579提供的方法合成，各专利通过引用结合到本文中。用于该合成方法的各种化合物是市售的和/或可通过本领域的标准技术合成。一般而言，可通过本领域的标准方法，由相应的醇、氧杂环丙烷或烯烃制备硝酸酯，所述方法包括例如在温度控制的情况下，使用硝酸和硫酸和/或其盐的混合物，醇和氧杂环丙烷在混合的水性/有机溶剂中的硝化(参见Yang等，1996)；在温度控制的情况下，在添加或不添加酸催化剂，使用硝酸或其盐时，醇和氧杂环丙烷在乙酸酐中的硝化(参见例如，Louw等，1976)；用硝盐(例如四氟硼酸盐)硝化醇；以及在合适的溶剂中用硝酸铊硝化烯烃(参见Ouellette等，1976)。

下面的合成流程表明Bunte盐在制备结构式(II)的化合物中的应用。

下面的合成流程说明其它结构式(II)化合物的制备。环丙烷甲酸的酯显示在酸和碱催化的两种水解条件下稳定性显著提高(D.M. Bender等, Organic Letters, 10(3),2008, 509-511)。因此，利用1-硝基氧基甲基环丙烷甲酸(化合物2)制备稳定的AR-OH化合物GN-30。通过将AR-A008055转化成异氰酸酯，然后分别与化合物1或4-硝基氧基-丁烷-1-醇反应，得到氨基甲酸酯前药GN-202和GN-203。GN-39是该反应的副产物。GM-30是具有醚键的基于AR-OH的前药，使用乙二醇接头单元以改进水溶性。

反应条件：a)发烟HNO₃，Ac₂O，CH₂Cl₂，0℃，45%；b) TEMPO，PhI(OAc)₂，DCM，70%；c)NaClO₂，NaH₂PO₄，2-甲基-2-丁烯，tBuOH，90%；d) 2,EDCI，DIPEA，HOBT，DMF，40%；e) MsCl，NEt₃然后NaN₃，CH₃CN，80%；f) LiAlH₄，THF，85%；g)三光气(triphodgene)，AcOEt，回流；h)1，NEt₃，THF，51%；i) 4-硝基氧基-丁烷-1-醇，NEt₃，THF，65%，GN-39 7%；j)双(2-溴甲基)醚，NaH，DMF，86%；k) AgNO₃，CH₃CN，回流；l)化合物2，EDCI，DIPEA，HOBT，DMF，70%。

使用HPLC监测结构式(II)的化合物在磷酸盐缓冲液(pH 7.4)中的稳定性。例如GM-30、GN-44和GN-203显示优良的稳定性。

在***环4位上连接有3-吡啶基的结构式(II)化合物GN-12显示优良的神经保护和抗神经炎症活性。因此选择化合物GN-12作为合成可提供甚至更多有益作用的其它结构式(II)化合物的支架。如下所示，化合物GN-204具有环丙烷接头，在具有醚键的Mitsunobu条件下，自化合物GN-37合成。

反应条件：a) MOM-Br，K₂CO₃，THF，88%；b)乙炔基三甲基甲硅烷，CuI，Pd(Ph₃P)₂Cl₂，NEt₃，THF，81%；c) AR-N₃，K₂CO₃，CuSO₄，NaAsc，MeOH-H₂O (2:1)，86%；d) HCl/i-PrOH(1.5M)，70℃，83%；e)化合物2，HBTU，DIPEA，THF，77%；f) 4-硝基氧基-丁烷-1-醇，Ph₃P，DIAD，67%。

反应条件：a) NBS，二噁烷-H₂O，88%；b) K₂CO₃，MeOH；c) PhMgBr，THF；d)发烟HNO₃，Ac₂O，CH₂Cl₂，0℃；e) 3-乙炔基吡啶，CuSO₄，NaAsc，tBuOH-H₂O(2:1)，80%；f) 3-乙炔基吡啶，甲苯，回流，48小时，GN-205 44%，GN-42 33%；g)咔啉，NaH，DMSO，90℃，5小时，36%。

针对穿透脑的能力，对结构式(II)的化合物即GN-29和GN-205进行了测试。按1mg/kg的剂量给予WT小鼠i.p.注射，其等同于转基因小鼠研究。采用MRM方法，通过LC-MS测量脑组织中药物的存在情况。如图4中GN-29和GN-205的高S/N (信号/噪声)比所例示的，所述化合物在全身递送后在脑中是高度生物可利用的。

还针对促认知和抗炎作用，对结构式(II)的化合物即GN-29进行了测试。化合物GT-1061用作对照，并且有以下结构：

。

图5表明LaFerla 3xTg AD小鼠11周治疗后结构式(II)化合物的促认知和抗炎作用。图5A表示对皮质/海马蛋白质匀浆物进行的ELISA，其表明了与用GT-1061 (2.18±0.34pg/mg蛋白质，p<0.01)或GN-29 (1.70±0.09 pg/mg蛋白质，p<0.001)治疗的动物的WT(3.86±0.53 pg/mg蛋白质)相比，TNF-α水平降低，GN-29治疗的动物相对于3xTg对照(2.9±0.2 pg/mg蛋白质，p<0.05)降低。图5B表明认知缺陷逆转，如以下所显示的：在用GT-1061(248±35 s，p<0.01)或GN-29 (277±14 s，p<0.001)治疗的小鼠中与3xTg对照(97±41 s，p<0.01)相比，在STPA中24小时后潜伏期延长至WT水平(260±23 s)。通过药物治疗还减少淀粉状蛋白负荷(数据未显示)。图5C表明用GT-1061 (1.07±0.11单位/mg蛋白质，p<0.01)或GN-29 (1.2±0.16，p<0.001)治疗的组中，与3xTg对照(0.42±.03单位/mg蛋白质)相比，丝氨酸133上CREB磷酸化的水平提高。该试验表明GN-29在转基因小鼠模型中逆转认知缺陷。

因此，结构式(II)的化合物可用于治疗与上文所列结构式(I)的化合物可治疗的疾病和病况相同的疾病和病况。

具体地说，本领域技术人员要理解的是，其中血管扩张效能降低和神经保护效能提高的有机硝酸酯化合物代表新的有益的用于神经保护的治疗剂，特别用于治疗包括但不限于以下的病况：中风；帕金森病；阿尔茨海默病；亨廷顿舞蹈病；多发性硬化；肌萎缩性侧索硬化；AIDS诱发性痴呆；癫痫；酒精中毒；酒精戒断；药物诱发性癫痫发作；病毒/细菌/发热诱导性癫痫发作；头部创伤；低血糖症；缺氧；心肌梗死；脑血管闭塞；脑血管出血；出血；植物、动物或海洋源的环境兴奋性毒素。被提出作为神经保护剂的GTN本身，由于其异常高的血管扩张效能，因此作为治疗中的神经保护剂无临床应用性。同样，据此推断，预期1,2,3-三硝酸基丙烷(GTN)衍生物由于其尤其高的血管扩张效能，因此作为治疗中的神经保护剂没有临床应用性。

本领域技术人员还应了解的是，结构式(II)的有机硝酸酯在认知提高疗法中的应用代表了针对认知提高的新的和有益的治疗，特别用于治疗包括但不限于以下疾病和病况：中风、所有类型的痴呆、创伤、药物诱发性脑损伤和老化。

具体地说，结构式(II)的化合物包含至少一个硝酸基团。一个或多个硝酸基团任选可与载体部分或分子(例如芳族基、脂族基、肽、类固醇、核苷、肽模拟物(peptidomimetic)、类固醇模拟物(steroidomimetic)或核苷类似物等)共价结合。除作为硝酸酯官能团的载体起作用以外，载体部分或分子可使所述化合物能够横跨生物膜，并在没有过量或提前代谢的情况下优先进行生物分布。此外，除作为硝酸官能团的载体起作用以外，载体部分或分子可通过与硝酸官能团的协同作用使所述化合物能够发挥增强的神经保护作用和/或认知提高。

可用于本发明的载体部分还包括允许本发明化合物选择性递送至靶器官的部分。例如，可通过采用主动或被动转运的载体部分(“靶向部分”)，提高本发明化合物向脑的递送。例如，载体分子可以是例如美国专利4,540,654和5,389,623中描述的氧化还原部分，各专利通过引用结合到本文中。这些专利公开了与可进入脑的二氢吡啶部分连接的药物，在脑中它们被氧化成带电荷的吡啶类，其被截留在脑中。因此药物在脑中蓄积。其它载体部分包括体内可被动或主动转运的化合物，例如氨基酸或甲状腺素。这类载体部分可体内代谢去除，或可作为活性化合物的部分完整地保留。氨基酸(和其它主动转运的部分)的结构模拟物包括肽模拟物也可用于本发明。本文所用术语“肽模拟物”包括在与例如受体和酶相互作用中用作肽的合适替代物的肽类似物。肽模拟物不仅仅必须具有亲和力，而且还须具有功效和底物功能。因此在不限制氨基酸组分的结构的情况下，肽模拟物显示出肽的功能。肽模拟物及其制备和使用方法描述于Morgan等(1989)。许多靶向部分是已知的，包括例如脱唾液酸糖蛋白(参见例如Wu，美国专利5,166,320，通过引用结合到本文中)和通过受体介导的胞吞转运至细胞的其它配体。

可配制结构式(I)和(II)的化合物以确保体内适当分布。例如血脑屏障(BBB)将许多高亲水性化合物排除在外。为了确保结构式(I)和(II)的化合物横跨BBB，可将其在例如脂质体中配制。对于制备脂质体的方法参见例如美国专利4,522,811、5,374,548和5,399,331，各专利通过引用结合到本文中。脂质体可包含可选择性转运到特定细胞或器官的一个或多个部分(“靶向部分”)，因此提供定向药物递送(参见例如Ranade等，1989)。示例性的靶向部分包括叶酸盐和生物素(参见例如美国专利5,416,016，通过引用结合到本文中)、甘露糖苷(Umezawa等，1988)、抗体(Bloeman等，1995；Owais等，1995)和表面活性剂蛋白A受体(Briscoe等，1995)。在一个优选的实施方案中，在脂质体中配制结构式(I)和(II)的化合物。在更优选的实施方案中，脂质体包括靶向部分。

在一个实施方案中，本发明提供通过将治疗有效量的结构式(I)或(II)的化合物给予有需要的个体来治疗上文公开的疾病或病况的方法。可通过给予作为纯净化合物或作为药物组合物的结构式(I)或(II)的化合物实现本发明的方法。可在疾病或病况发病期间或之后进行药物组合物或纯净化合物的给予。通常，药物组合物是无菌的，不含当给予时可引起不良反应的有毒的、致癌的或致突变的化合物。

本发明还涉及包含结构式(I)或(II)的化合物的药物组合物。还提供包含结构式(I)或(II)的化合物的药盒和含有化合物使用说明的***物。

在本发明的方法中，将治疗有效量的一种或多种结构式(I)或(II)的化合物(其通常按照药学实践配制)给予有需要的哺乳动物。是否需要这类治疗取决于个体情况并且受制于医学评价(诊断)，所述医学评价考虑存在的病征、症状和/或机能障碍；发生特定病征、症状和/或机能障碍的风险以及其它因素。通常，哺乳动物是人类。

本发明的化合物可通过任何合适的途径给予，例如通过口服、含服、吸入、舌下、直肠、***、经由腰椎穿刺的脑池内或鞘内、经尿道、经鼻、经皮即透皮或胃肠外(包括静脉内、肌内、皮下、冠状动脉内、真皮内、***内、腹膜内、关节内、鞘内、眼球后、肺内注射和/或在特定部位手术植入)给药。可使用针和注射器或使用高压技术实现胃肠外给药。

药物组合物包括其中以有效量给予本发明的化合物以达到其预期目的的药物组合物。由各个医师根据所诊断的疾病或病况确定确切的制剂、给药途径和剂量。可分别调节剂量和间隔以提供足以保持治疗作用的本发明化合物的水平。

以足以在受试者中减轻神经变性、实现神经保护、实现认知提高和/或防止或减轻组织和/或细胞损伤的治疗有效量给予结构式(I)和(II)的化合物。与未治疗的受试者相比，“治疗有效量”减轻神经变性达约20%、优选达约40%、更优选达约60%、还更优选达约80%。可在预测减轻人疾病中神经变性的功效的模型***中，例如本领域已知的动物模型***(例如大鼠中短暂的大脑中动脉闭塞的方法)或通过体外方法(例如本文所述测定法)，来评价结构式(I)和(II)的化合物减轻神经变性的能力。

可通过观察与体内神经变性有关的一个或多个症状或病征，来评价结构式(I)或(II)的化合物减轻神经变性的能力。例如，可将结构式(I)或(II)的化合物减轻神经变性的能力与可观察到的基础性神经变性相关疾病或病况临床表现的改善或者所述病况的症状进展的减慢或延迟相关联。因此，监测疾病的临床表现可用于评价本发明化合物的神经变性减轻功效。

可在细胞培养物或实验动物中，通过标准药学方法来测定结构式(I)或(II)的化合物的毒性和治疗功效，例如测定LD₅₀ (群中50%的致死剂量)和ED₅₀ (群中50%的有效治疗剂量)。毒性和治疗作用之间的剂量比为治疗指数，其表示为LD₅₀和ED₅₀的比率。优选显示出高治疗指数的化合物。从这类数据得到的数据可用于配制用于人和其它哺乳动物的剂量范围。剂量优选在循环化合物浓度的范围内(包括ED50)，其几乎无毒性或无毒性。剂量可在该范围内变化，这取决于所采用的剂型和所用的给药途径。治疗有效量的确定完全在本领域技术人员的能力范围内，尤其根据本文提供的详细公开内容。

用于治疗所需要的本发明化合物的治疗有效量随待治疗疾病或病况的性质、需要活性的持续时间及患者的年龄和状况而变化，最终由护理医师确定。分别调整剂量和间隔以提供足以保持所需治疗作用的化合物的血浆水平。所需剂量可适宜地以单剂量给予或作为多剂量以适当间隔给予，例如作为1、2、3、4或更多个亚剂量/天给予。例如，可按以下频率给予本发明的化合物：以4天间隔按每天1个剂量递送4个剂量(q4d x 4)；以3天间隔按每天1个剂量递送4个剂量(q3d x 4)；以5天间隔每天递送1个剂量(qd x 5)；每周1个剂量持续3周(qwk3)；5个每日剂量，其中休息2天，再5个每日剂量(5/2/5)；或者，确定为适于境况的任何剂量方案。

含有结构式(I)或(II)化合物的组合物的剂量可为约1 ng/kg-约200 mg/kg、约1μg/kg-约100 mg/kg或约1 mg/kg-约50 mg/kg。组合物的剂量可为任何剂量，包括但不限于约1 μg/kg。组合物的剂量可为任何剂量，包括但不限于约1 μg/kg、10 μg/kg、25 μg/kg、50μg/kg、75 μg/kg、100 μg/kg、125 μg/kg、150 μg/kg、175 μg/kg、200 μg/kg、225 μg/kg、250 μg/kg、275 μg/kg、300 μg/kg、325 μg/kg、350 μg/kg、375 μg/kg、400 μg/kg、425 μg/kg、450 μg/kg、475 μg/kg、500 μg/kg、525 μg/kg、550 μg/kg、575 μg/kg、600 μg/kg、625μg/kg、650 μg/kg、675 μg/kg、700 μg/kg、725 μg/kg、750 μg/kg、775 μg/kg、800 μg/kg、825 μg/kg、850 μg/kg、875 μg/kg、900 μg/kg、925 μg/kg、950 μg/kg、975 μg/kg、1 mg/kg、5 mg/kg、10 mg/kg、15 mg/kg、20 mg/kg、25 mg/kg、30 mg/kg、35 mg/kg、40 mg/kg、45mg/kg、50 mg/kg、60 mg/kg、70 mg/kg、80 mg/kg、90 mg/kg、100 mg/kg、125 mg/kg、150mg/kg、175 mg/kg或200 mg/kg。上述剂量为平均情况的示例，但也可能有个别情况，其中较高或较低剂量是应得的，这些也在本发明的范围内。在实践中，医师确定最适于各患者的实际给药方案，所述方案可随具体患者的年龄、体重和反应而变化。

可按约0.005-约200毫克/剂量、约0.05-约150毫克/剂量或约0.5-约100毫克/剂量的量给予用于本发明方法的结构式(I)或(II)的化合物。例如，可以每剂量为约0.005、0.05、0.5、5、10、20、25、30、40、50、60、70、80、100、150或200毫克的量，包括介于0.005和200毫克之间所有剂量，给予本发明的化合物。

按照预定的给药途径和标准药学实践，通常将化合物与所选择的药用载体混合给予。按常规方法，使用促进本发明化合物加工的一种或多种生理上可接受的载体，包括赋形剂和助剂，配制用于本发明的药物组合物。

可通过例如常规混合、溶解、制粒、制锭(dragee-making)、乳化、包封、包埋或冻干方法制备这些药物组合物。合适的制剂取决于所选择的给药途径。当口服给予治疗有效量的本发明化合物时，组合物通常呈片剂、胶囊剂、散剂、溶液剂或酏剂的形式。当以片剂形式给予时，组合物另外可含有固体载体，例如明胶或辅助剂。片剂、胶囊剂和散剂含有约0.01%-约95%、优选约1%-约50%的结构式(I)或(II)化合物。当以液体形式给予时，可加入液体载体，例如水、石油或者动物源或植物源的油。组合物的液体形式还可含有生理盐水溶液、葡萄糖或其它糖溶液或者二醇类。当以液体形式给予时，组合物含有约0.1%-约90%、优选约1%-约50%重量的结构式(I)或(II)化合物。

当治疗有效量的结构式(I)或(II)的化合物通过静脉内、皮肤或皮下注射给予时，组合物呈无热原的胃肠外可接受的水性溶液剂形式。在适当考虑pH、等渗性、稳定性等后，这类胃肠外可接受的溶液剂的制备在本领域技术范围内。用于静脉内、皮肤或皮下注射的优选组合物通常含有等渗溶媒。本发明的化合物可在10-30分钟跨度或在几小时内用其它流体输注。

本发明的化合物可容易地与本领域众所周知的药学上可接受的载体混合。这类载体使得活性剂能够被配制成片剂、丸剂、锭剂、胶囊剂、液体制剂、凝胶剂、糖浆剂、膏剂、混悬剂等，用于待治疗的患者口服摄取。可如下得到口服用药物制剂：将本发明的化合物加入固体赋形剂中，任选研磨所得混合物，和对颗粒混合物进行加工(在加入合适的助剂后，如有需要)以得到片剂或锭剂芯(dragee core)。合适的赋形剂包括例如填充剂和纤维素制备物。如有需要，可加入崩解剂。

可通过各种抗细菌剂和抗真菌剂，来实现对微生物作用的防止，例如对羟基苯甲酸酯、三氯叔丁醇、苯酚、抗坏血酸、硫柳汞等。在某些情况下，在组合物中优选包括等渗剂例如糖、氯化钠或多元醇例如甘露醇和山梨糖醇。可通过包括延迟吸收的作用剂(例如单硬脂酸铝或明胶)来实现注射用组合物的延迟吸收。

可配制结构式(I)或(II)的化合物用于通过注射(例如通过推注或连续输注)进行胃肠外给药。用于注射的制剂可以加入防腐剂的单位剂型提供，例如安瓿或多剂量容器中。组合物可呈以下形式：混悬剂、溶液剂或者油性或水性溶媒中的乳剂，并且可含有调配剂(formulatory agent)，例如助悬剂、稳定剂和/或分散剂。

有利的是以易于给药和剂量均匀性的单位剂型配制胃肠外组合物。本文所用“单位剂型”是指物理离散单位，适宜作为待治疗受试者的单位剂量。每个剂量单位含有与所需药用溶媒联合的经计算产生所需治疗作用的预定量的本发明化合物。剂量单位形式由以下规定并且直接取决于以下：(a)结构式(I)或(II)化合物的独特性质和(b)要达到的具体治疗效果，并且直接依赖于(a)结构式(I)或(II)化合物的独特性质和(b)要达到的具体治疗效果。

用于胃肠外给药的药物组合物包括呈水溶性形式的活性剂的水性溶液剂。另外，可将结构式(I)或(II)化合物的混悬剂制备成合适的油性注射混悬剂。合适的亲脂性溶剂或溶媒包括脂肪油或合成脂肪酸酯。水性注射混悬剂可含有增加混悬剂粘度的物质。任选混悬剂还可含合适的稳定剂或提高化合物的溶解度并允许制备高度浓缩溶液剂的作用剂。或者，本发明的组合物可呈散剂形式，用于在使用前用合适的溶媒(例如无菌无热原水)重构。

结构式(I)或(II)的化合物还可在直肠组合物中配制，例如含有常规栓剂基料的栓剂或滞留型灌肠剂等。除了上述制剂以外，还可将本发明的化合物配制成贮库制剂(depot preparation)。可通过植入(例如皮下或肌内)或通过肌内注射给予这类长效制剂。因此，例如，化合物可用合适的聚合材料或疏水材料(例如作为可接受油中的乳剂)或离子交换树脂配制。

具体地说，化合物可呈以下形式经口服、含服或舌下给予：呈含有赋形剂(例如淀粉或乳糖)的片剂形式；或呈单独或与赋形剂混合的胶囊剂或ovule的形式；或呈含有矫味剂或着色剂的酏剂或混悬剂的形式。这类液体制剂可用药学上可接受的添加剂(例如助悬剂)制备。本发明的化合物还可胃肠外注射，例如静脉内、肌内、皮下或冠状动脉内注射。对于胃肠外给药，本发明的化合物最好以无菌水性溶液剂的形式使用，所述溶液剂可含有其它物质，例如盐或单糖例如甘露醇或葡萄糖，以使溶液剂与血液等渗。

作为另外的实施方案，本发明包括包含一种或多种结构式(I)或(II)的化合物或含有所述化合物的组合物的药盒，以促进其用于实施本发明方法的方式包装。在一个实施方案中，药盒包括本发明的化合物或含有所述化合物的组合物以用于方法的实施，其包装在容器例如密封瓶或器皿中，容器上贴有标签，或药盒中装有标签，标签描述了使用所述化合物或组合物以实施本发明的方法。优选所述化合物或组合物以单位剂型包装。药盒还可包括适于按照预期给药途径给予组合物的装置。

本发明离体或体外应用。例如使用本发明的组织匀浆物的研究。此外，所选化合物的功效的诊断试验或研究可离体或体外进行，包括在动物模型中进行。这类试验、研究和测定均在本发明的范围内。

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Claims

1.具有以下结构的化合物或其药学上可接受的盐：

其中R¹为未取代或被卤素或C_1-3烷基取代的苯基；

其中R⁵为氢、未取代或被卤素、C_1-3烷基、OR^a或CH₂OR^a取代的吡啶基，或者在链中具有1-6个碳原子的烷基；和

R⁶为氢、未取代或被卤素、C_1-3烷基、OR^a或CH₂OR^a取代的吡啶基、噻唑基、咪唑基、在链中具有1-6个碳原子的烷基，

其中R^a为H或C_1-3烷基。

2.权利要求1所述的化合物，其具有以下结构：

其中R¹为取代或未取代的苯基，其中R¹上的取代基独立选自卤素、C_1-3烷基，R⁷选自卤素、C_1-3烷基、OR^a、CH₂OR^a，其中R^a为H或C_1-3烷基。

3.权利要求1所述的化合物，其中，针对R⁵或R⁶所述的吡啶基为3-吡啶基。

4.权利要求2所述的化合物，其具有以下结构：

5.具有以下结构的化合物：

6.权利要求1或5的化合物在用于制备治疗神经变性或神经疾病或病况的药物中的用途。

7.权利要求1或5的化合物在用于制备改善与脑损伤有关的症状和病理的药物中的用途。

8.权利要求1或5的化合物在用于制备治疗与细胞因子疗法或细胞因子过量产生有关的疾病或病况的药物中的用途。

9.权利要求8所述的用途，其中在细胞因子疗法之前、期间或之后给予权利要求1或5的化合物。

10.权利要求1或5的化合物在用于制备提高个体的认知的药物中的用途。