CN1893948A - 蕈毒碱性乙酰胆碱受体拮抗剂 - Google Patents

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Abstract

提供蕈毒碱性乙酰胆碱受体拮抗剂及使用它们的方法。

Description

蕈毒碱性乙酰胆碱受体拮抗剂
发明领域
本发明涉及8-氮双环[3，2，1]辛烷的新衍生物，药物组合物，它们的制备方法，以及它们在治疗M3蕈毒碱性(muscarinic)乙酰胆碱受体介导的疾病中的用途。
发明背景
从外周神经***和中枢神经***的胆碱能神经元中释放的乙酰胆碱通过与两种主要类型的乙酰胆碱受体-烟碱乙酰胆碱受体和蕈毒碱性乙酰胆碱受体的相互作用影响许多不同的生物进程。蕈毒碱性乙酰胆碱受体(mAChRs)属于具有七个跨膜区的G-蛋白偶联受体的超家族。存在五种亚型的mAChRs，称为M1-M5，每种是不同基因的产物。这五种亚型中的每一个都表现出独特的药理学性质。蕈毒碱性乙酰胆碱受体广泛地分布于脊椎动物器官中，并且这些受体可以介导抑制性作用和刺激性作用。例如，在平滑肌、气道、膀胱和胃肠道中发现M3 mAChRs介导的收缩性反应。关于评述，请参见{Brown 1989 247/id}。
蕈毒碱性乙酰胆碱受体功能障碍已经在许多不同的病理生理学状态中被记录。例如，在哮喘和慢性阻塞性肺病(COPD)中，炎性病症导致在提供肺平滑肌的副交感神经上抑制性M2蕈毒碱性乙酰胆碱自身受体功能的缺失，造成迷走神经(vagal nerve)刺激后乙酰胆碱释放增加。这种mAChR功能障碍导致由M3 mAChRs刺激增加介导的气道高反应性{Costello，Evans，et al.1999 72/id}{Minette，Lammers，et al.1989 248/id}。类似地，在炎性肠病(IBD)中的胃肠道炎症导致M3 mAChR-介导的运动过强{Oprins，Meijer，et al.2000245/id}。由于膀胱高收缩性引起的失禁同样被证明是通过增加M3 mAChRs刺激来介导。{Hegde & Eglen 1999 251/id}。因此，亚型-选择性mAChR拮抗剂的识别可以有效的用于治疗这些mAChR-介导的疾病。
尽管大量证据支持使用抗毒蕈碱受体来治疗许多疾病，但是相对很少的抗毒蕈碱化合物在临床上被使用。因此，仍需要新的化合物，其能够造成M3 mAChRs处的阻断。与M3 mAChRs刺激增加有关的病症，例如哮喘、COPD、IBD和尿失禁将得益于为mAChR结合抑制剂的化合物。
发明概述
本发明提供一种治疗蕈毒碱性乙酰胆碱受体(mAChR)介导的疾病的方法，其中乙酰胆碱与M3 mAChR结合并且该方法包括给予有效量的式(I)或式(II)的化合物[其中R2和R3是2-噻吩以及R4是-OC(O)CH3的式(II)化合物除外]或其药学上可接受的盐。
本发明还涉及一种在需要的哺乳动物中抑制乙酰胆碱与其受体结合的方法，该方法包括给予上述哺乳动物有效量的式(I)或式(II)的化合物。
本发明还提供新的式(I)或式(II)的化合物，以及包含式(I)或式(II)化合物和药物载体或稀释剂的药物组合物。
在本发明中使用的式(I)或式(II)的化合物由下面的结构表示：
其中：
所示H原子的位置在外；
R1-表示与N原子的正电荷有关的阴离子。R1-可以是但不局限于氯离子(chloride)、溴离子(bromide)、碘离子(bromide)、硫酸根(sulfate)、苯磺酸根(benzene sulfonate)和甲苯磺酸根(toluene sulfonate)；
R2和R3独立地选自直链或支链的低级烷基(优选具有1-6个碳原子)、环烷基(具有5-6个碳原子)、环烷基-烷基(具有6-10个碳原子)、N或O作为杂原子的杂环烷基(具有5-6个碳原子)、N或O作为杂原子的杂环烷基-烷基(具有6-10个碳原子)、芳基、任选取代的芳基、杂芳基和任选取代的杂芳基；
R4选自(C1-C6)烷基、(C3-C12)环烷基、(C3-C7)杂环烷基、(C1-C6)烷基(C3-C12)环烷基、(C1-C6)烷基(C3-C7)杂环烷基、芳基、杂芳基、(C1-C6)烷基-芳基、(C1-C6)烷基-杂芳基、-OR5、-CH2OR5、-CH2OH、-CN、-CF3、-CH2O(CO)R6、-CO2R7、-CH2NH2、-CH2N(R7)SO2R5、-SO2N(R7)(R8)、-CON(R7)(R8)、-CH2N(R8)CO(R6)、-CH2N(R8)SO2(R6)、-CH2N(R8)CO2(R5)、-CH2N(R8)CONH(R7)；
R5选自(C1-C6)烷基、(C1-C6)烷基(C3-C12)环烷基、(C1-C6)烷基(C3-C7)杂环烷基、(C1-C6)烷基-芳基、(C1-C6)烷基-杂芳基；
R6选自(C1-C6)烷基、(C3-C12)环烷基、(C3-C7)杂环烷基、(C1-C6)烷基(C3-C12)环烷基、(C1-C6)烷基(C3-C7)杂环烷基、芳基、杂芳基、(C1-C6)烷基-芳基、(C1-C6)烷基-杂芳基；
R7和R8独立地选自H、(C1-C6)烷基、(C3-C12)环烷基、(C3-C7)杂环烷基、(C1-C6)烷基(C3-C12)环烷基、(C1-C6)烷基(C3-C7)杂环烷基、(C1-C6)烷基-芳基和(C1-C6)烷基-杂芳基。
合适的药学上可接受的盐对本领域熟练技术人员来说是公知的，并且包括无机和有机酸的碱式盐，该无机和有机酸例如是盐酸、氢溴酸、硫酸、磷酸、甲磺酸、乙磺酸、乙酸、苹果酸、酒石酸、柠檬酸、乳酸、草酸、琥珀酸、富马酸、马来酸、苯甲酸、水杨酸、苯乙酸和扁桃酸。此外，式(I)或式(II)化合物的药学上可接受的盐还可以用药学上可接受的阳离子制备。合适的药学上可接受的阳离子对本领域熟练技术人员来说是公知的，并且包括碱金属、碱土金属、铵和季铵阳离子。
在此所使用的下列术语是指：
·″卤素″-所有卤素，即氯、氟、溴和碘。
·″C1-10烷基″或″烷基″-1-10个碳原子的直链和支链部分，除非链长另有限制，包括但不限于，甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、正戊基等。
·在此使用的术语″环烷基″是指环状部分，优选3-8个碳原子，包括，但不局限于环丙基、环戊基、环己基等。
·在此使用的术语″链烯基″在每次出现时是指2-10个碳原子的直链或支链部分，除非链长另有限制，包括但不限于乙烯基、1-丙烯基、2-丙烯基、2-甲基-1-丙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基等。
·″芳基″-苯基和萘基；
·″杂芳基″(它自己或在任何组合中，例如″杂芳氧基″或″杂芳基烷基″)-5-10元芳香族环系，其中一个或多个环含有一个或多个选自N、O或S的杂原子，例如，但不限于，吡咯、吡唑、呋喃、噻吩、喹啉、异喹啉、喹唑啉基、吡啶、嘧啶、唑、四唑、噻唑、噻二唑、***、咪唑或苯并咪唑。
·″杂环的″(它自己或在任何组合中，例如″杂环烷基″)-饱和的或部分不饱和的4-10元环系，其中一个或多个环含有一个或多个选自N、O或S的杂原子；例如，但不局限于，吡咯烷、哌啶、哌嗪、吗啉、四氢吡喃、硫吗啉(thiomorpholine)或咪唑烷。此外，硫可以任选被氧化成砜或亚砜。
·在此使用的″芳烷基″或″杂芳基烷基″或″杂环烷基″是指如上所定义的C1-10烷基，除非另有说明，其与同样在此所定义的芳基、杂芳基或杂环部分相连。
·″亚磺酰基″-相应的硫化物的氧化物S(O)，术语″硫(thio)″是指硫化物，以及术语″磺酰基″是指完全氧化的S(O)2部分。
·在此使用的"其中两个R1部分(或两个Y部分)可以一起形成5或6元饱和的或不饱和的环″是指形成芳香族环系，例如萘，或是具有连接6元部分饱和或不饱和环的苯基部分，例如C6环烯基，即己烯，或C5环烯基部分，例如环戊烯。
在本发明中使用的优选化合物包括：
(内)-3-(2-甲氧基-2，2-二-噻吩-2-基-乙基)-8，8-二甲基-8-氮-二环[3.2.1]辛烷碘化物；
3-((内)-8-甲基-8-氮杂-二环[3.2.1]辛-3-基)-2，2-二苯基-丙腈；
(内)-8-甲基-3-(2，2，2-三苯基-乙基)-8-氮杂-二环[3.2.1]辛烷；
3-((内)-8-甲基-8-氮杂-二环[3.2.1]辛-3-基)-2，2-二苯基-丙酰胺；
3-((内)-8-甲基-8-氮杂-二环[3.2.1]辛-3-基)-2，2-二苯基-丙酸；
(内)-3-(2-氰基-2，2-二苯基-乙基)-8，8-二甲基-8-氮-二环[3.2.1]辛烷碘化物；
(内)-3-(2-氰基-2，2-二苯基-乙基)-8，8-二甲基-8-氮-二环[3.2.1]辛烷溴化物；
3-((内)-8-甲基-8-氮杂-二环[3.2.1]辛-3-基)-2，2-二苯基-丙-1-醇；
N-苄基-3-((内)-8-甲基-8-氮杂-二环[3.2.1]辛-3-基)-2，2-二苯基-丙酰胺；
(内)-3-(2-氨基甲酰基-2，2-二苯基-乙基)-8，8-二甲基-8-氮-二环[3.2.1]辛烷碘化物；
1-苄基-3-[3-((内)-8-甲基-8-氮杂-二环[3.2.1]辛-3-基)-2，2-二苯基-丙基]-脲；
1-乙基-3-[3-((内)-8-甲基-8-氮杂-二环[3.2.1]辛-3-基)-2，2-二苯基-丙基]-脲；
N-[3-((内)-8-甲基-8-氮杂-二环[3.2.1]辛-3-基)-2，2-二苯基-丙基]-乙酰胺；
N-[3-((内)-8-甲基-8-氮杂-二环[3.2.1]辛-3-基)-2，2-二苯基-丙基]-苯甲酰胺；
3-((内)-8-甲基-8-氮杂-二环[3.2.1]辛-3-基)-2，2-二-噻吩-2-基-丙腈；
(内)-3-(2-氰基-2，2-二-噻吩-2-基-乙基)-8，8-二甲基-8-氮-二环[3.2.1]辛烷碘化物；
N-[3-((内)-8-甲基-8-氮杂-二环[3.2.1]辛-3-基)-2，2-二苯基-丙基]-苯磺酰胺；
[3-((内)-8-甲基-8-氮杂-二环[3.2.1]辛-3-基)-2，2-二苯基-丙基]-脲；
N-[3-((内)-8-甲基-8-氮杂-二环[3.2.1]辛-3-基)-2，2-二苯基-丙基]-甲磺酰胺；和
(内)-3-{2，2-二苯基-3-[(1-苯基-甲酰基(methanoyl))-氨基]-丙基}-8，8-二甲基-8-氮-二环[3.2.1]辛烷溴化物。
在本发明中使用的更优选化合物包括；
(内)-3-(2-甲氧基-2，2-二-噻吩-2-基-乙基)-8，8-二甲基-8-氮-二环[3.2.1]辛烷碘化物；
(内)-3-(2-氰基-2，2-二苯基-乙基)-8，8-二甲基-8-氮-二环[3.2.1]辛烷碘化物；
(内)-3-(2-氰基-2，2-二苯基-乙基)-8，8-二甲基-8-氮-二环[3.2.1]辛烷溴化物；
(内)-3-(2-氨基甲酰基-2，2-二苯基-乙基)-8，8-二甲基-8-氮-二环[3.2.1]辛烷碘化物；
(内)-3-(2-氰基-2，2-二-噻吩-2-基-乙基)-8，8-二甲基-8-氮-二环[3.2.1]辛烷碘化物；和
(内)-3-{2，2-二苯基-3-[(1-苯基-甲酰基)-氨基]-丙基}-8，8-二甲基-8-氮-二环[3.2.1]辛烷溴化物。
制备方法
制备
式(I)和式(II)的化合物可以通过使用合成步骤获得，其中一些在下面的流程中进行说明。为这些流程而设的合成适合于制备具有各种不同的R1、R2、R3和R4的式(I)和式(II)的化合物，其使用合适保护的取代基进行反应以达到与在此所列的反应相适应。随后脱保护，在那些情况中，然后得到一般公开性质的化合物。虽然一些流程仅仅以式(II)的化合物表示，但是这种做法仅仅是以说明为目的。
一般制备方法表示在流程I中。该合成从化合物1开始。用氢化铝锂(LAH)还原，得到醇2。用碘置换得到3。然后与来源于HCR2(R3)(R4)的阴离子偶联反应，得到化合物4，其很容易转化为铵盐5。
流程I.
式(II)化合物的更具体制备方法在流程II中给出。酯HC(Ph)2CO2CH3与3烷基化得到化合物6。6水解生成酸7。然后，该酸与醇(R7)OH在1，3-二环己基碳二亚胺介导下缩合生成酯8。酸7与胺(R7)(R8)NH在本领域熟练技术人员公知的合适的酰胺偶联条件下缩合，例如盐酸1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺(EDC.HCl)和1-羟基苯并***水合物(HOBt)，得到酰胺9。6还原生成醇10。10与酰基氯(R6)COCl或酸(R6)CO2H反应得到酯11。然后，10与合适的试剂如(R5)Br烷基化反应，得到12。
通过与合适的反应试剂如MeBr和MeI反应(没有在流程中表示出来)，将结构类似于6、7、8、9、10、11和12的化合物转化为相应的铵盐。在一些制备步骤中使用合适的保护和脱保护方法。
流程II.
Figure A20048003726600121
式(II)化合物的更具体制备方法在流程III中给出。使HC(Ph)2CN与3进行烷基化反应得到腈13。13在碱性条件(例如，NaOH和H2O2)或酸性条件(例如，H2SO4)下水解得到酰胺14。还原13得到胺15，胺15可以方便地转化为酰胺16、碳酰胺(carbamide)17、磺酰胺18和脲19。15与醛(R8)CH(O)缩合，接着用NaBH(OAc)3还原，得到胺20，很容易将胺20转化为酰胺21、碳酰胺22、脲23和磺酰胺24。
通过与合适的反应试剂如MeBr和MeI反应(没有在流程中表示出来)，将结构类似于13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23和24的化合物转化为相应的铵盐。在一些制备步骤中使用合适的保护和脱保护方法。
流程III.
Figure A20048003726600131
式(II)化合物的更具体制备方法在流程IV中给出。25与(R5)Br进行烷基化反应得到26。25与Lawesson’s试剂反应得到27。27用SO2Cl2和KNO3氧化，得到28，接着将28转化为29或磺酰胺30。
通过与合适的反应试剂如MeBr和MeI反应(没有在流程中表示出来)，很容易将结构类似于26、27、28、29和30的化合物转化为相应的铵盐。在一些制备步骤中使用合适的保护和脱保护方法。
方案IV
合成实施例
下列实施例用于说明本发明，而不是以任何方式对本发明构成限制：
实施例1
Figure A20048003726600142
(内)-3-(2-甲氧基-2，2-二-噻吩-2-基-乙基)-8，8-二甲基-8-氮-二环[3.2.1]辛烷碘化物
向2-(8-甲基-8-氮杂双环[3.2.1]辛-3-基)-1，1-二噻吩-2-基-乙醇(根据US2800482制备)(212mg，0.64mmol)在5mL二氯甲烷中的溶液中加入碘甲烷(0.40ml，6.4mmol)、50％含水氢氧化钾(0.25ml，3.2mmol)和四丁铵氯化物(5mg，3mol％)。将反应混合物加热至回流5天。每天，加入额外的0.2mL碘甲烷和0.1mL氢氧化钾。反应结束后，将反应混合物冷却至室温，用二氯甲烷稀释，接着用水洗涤。水层用二氯甲烷萃取，合并的有机层用盐水洗涤，在MgSO4中干燥，接着在真空中进行浓缩。粗产物用二氯甲烷/乙酸乙酯重结晶，得到109mg标题化合物：LCMS(ES)m/z 362(M)+。
实施例2
Figure A20048003726600151
3-((内)-8-甲基-8-氮杂-二环[3.2.1]辛-3-基)-2，2-二苯基-丙腈
2a)((内)-8-甲基-8-氮杂-二环[3.2.1]辛-3-基)-甲醇的制备
将1，1-二甲基乙基(内)-3-(羟甲基)-8-氮杂双环[3.2.1]辛烷-8-羧酸酯(0.50g，2.05mmol)和LiAlH4(6.16mL，1.0M的THF溶液，6.16mmol)的混合物用微波反应器在80℃加热60分钟。然后，将该溶液与饱和Na2SO4溶液混合，通过硅藻土(celite)过滤，浓缩，得到标题化合物(0.31g，97％)：LCMS(ES)m/z156(M+H)+；1H-NMR(CDCl3)δ1.28(s，1H)，1.59(m，4H)，1.90(m，1H)，2.13(m，4H)，2.32(s，3H)，3.17(s，2H)，3.59(d，2H).
2b)(内)-3-碘甲基-8-甲基-8-氮杂-二环[3.2.1]辛烷的制备
将碘(6.67g，25.8mmol)和((内)-8-甲基-8-氮杂-二环[3.2.1]辛-3-基)-甲醇(2.0g，12.9mmol)在CH2Cl2(120mL)中的溶液与PPh3(在树脂上，8.6g，3mmol/g，25.8mmol)混合。所得混合物搅拌17小时，过滤，浓缩，得到标题化合物(2.63g，77％)：LCMS(ES)m/z 266(M+H)+；1H-NMR(CDCl3)δ2.05(m，4H)，2.39(m，3H)，2.79(d，3H)，2.98(m，2H)，3.45(d，2H)，3.81(s，2H).
2c)3-((内)-8-甲基-8-氮杂-二环[3.2.1]辛-3-基)-2，2-二苯基-丙腈的制备
将(内)-3-碘甲基-8-甲基-8-氮杂-二环[3.2.1]辛烷(1.06g，4.0mmol)和Ph2CHCN(2.32g，12.0mmol)在DMF(20mL)中的溶液与NaH(0.288g，12.0mmol)混合。所得混合物在室温下搅拌60分钟。过滤，然后经由反相HPLC(Gilson)提纯，得到标题化合物(1.16g，93％)：LCMS(ES)m/z 331(M+H)+；
1H-NMR(CDCl3)δ1.64(m，2H)，2.14(m，1H)，2.26(m，2H)，2.34(m，2H)，2.52(m，2H)，2.75(m，5H)，3.83(s，2H)，7.39(d，10H).
实施例3
Figure A20048003726600161
(内)-8-甲基-3-(2，2，2-三苯基-乙基)-8-氮杂-二环[3.2.1]辛烷
将三苯基甲烷(0.276g，1.13mmol)在THF(0.5mL)中的溶液与正丁基锂(0.706mL，1.6M的己烷溶液，1.13mmol)混合。将溶液搅拌10分钟，接着加入(内)-3-碘甲基-8-甲基-8-氮杂-二环[3.2.1]辛烷(100mg，0.377mmol)在DMF(1.0mL)中的溶液。混合物在室温下搅拌60分钟，与H2O(0.1mL)混合，浓缩，接着过滤。然后经由反相HPLC(Gilson)提纯，得到标题化合物(23.8mg，17％)：LCMS(ES)m/z 382(M+H)+；1H-NMR(CDCl3)δ1.07(d，2H)，2.12(m，1H)，2.22(m，4H)，2.31(m，2H)，2.65(d，3H)，2.97(d，2H)，3.63(s，2H)，7.21(m，3H)，7.30(d，12H).
实施例4
Figure A20048003726600162
3-((内)-8-甲基-8-氮杂-二环[3.2.1]辛-3-基)-2，2-二苯基-丙酰胺
将3-((内)-8-甲基-8-氮杂-二环[3.2.1]辛-3-基)-2，2-二苯基-丙腈(53mg，0.16mmol)在CH2Cl2(0.25mL)中的溶液与H2SO4(0.28mL，96％)混合并在40℃下搅拌30小时。然后，将混合物倒入到冰中，用NH3.H2O中和，用EtOAc萃取，接着浓缩。将所得残余物溶于DMSO中，接着过滤。经由反相HPLC(Gilson)提纯，得到标题化合物(17.2mg，30％)：MS(ES)m/z 347(M+H)+；
1H-NMR(CDCl3)δ1.31(d，2H)，1.98(m，1H)，2.28(m，4H)，2.39(m，2H)，2.67(d，3H)，2.79(d，2H)，3.66(s，2H)，5.82(s，br，1H)，6.88(s，br，1H)，7.37(m，10H).
实施例5
3-((内)-8-甲基-8-氮杂-二环[3.2.1]辛-3-基)-2，2-二苯基-丙酸
在0℃下，向2-[(3-内)-8-甲基-8-氮杂双环[3.2.1]辛-3-基]-1，1-二苯基乙醇(100mg，1.56mmol)在HCOOH(0.25mL)中的溶液中快速加入H2SO4(2.73mL，90％)。立即盖上反应瓶，接着在-20℃冰箱贮存7天。将溶液倒入到冰中，用NH3.H2O中和，用EtOAc萃取，接着浓缩。将所得残余物溶于DMSO中，接着过滤。然后经由反相HPLC(Gilson)提纯，得到标题化合物(52mg，48％)：LCMS(ES)m/z 350(M+H)+；1H-NMR(MeOD)δ1.39(d，2H)，1.86(m，1H)，1.97(m，2H)，2.30(m，4H)，2.69(s，3H)，2.84(d，2H)，3.69(s，2H)，7.28(m，2H)，7.36(m，8H).
实施例6
(内)-3-(2-氰基-2，2-二苯基-乙基)-8，8-二甲基-8-氮-二环[3.2.1]辛烷溴化物
将3-((内)-8-甲基-8-氮杂-二环[3.2.1]辛-3-基)-2，2-二苯基-丙腈(310mg，0.938mmol)在丙酮(6.0mL)中的溶液与MeBr(4.69mL，2.0M的t-BuOMe溶液，9.38mmol)混合。所得混合物在室温下搅拌60分钟，接着过滤。固体用丙酮(2×3mL)洗涤，得到标题化合物(333mg，83％)：LCMS(ES)m/z 345(M)+；
1H-NMR(MeOD)δ1.82(d，2H)，2.17(m，1H)，2.35(m，2H)，2.49(m，4H)，3.01(d，2H)，3.07(s，3H)，3.10(s，3H)，3.79(s，2H)，7.36(m，2H)，7.43(m，4H)，7.49(m，4H).
实施例7
(内)-3-(2-氰基-2，2-二苯基-乙基)-8，8-二甲基-8-氮-二环[3.2.1]辛烷碘化物
将3-((内)-8-甲基-8-氮杂-二环[3.2.1]辛-3-基)-2，2-二苯基-丙腈(26.5mg，0.080mmol)在CH2Cl2(0.5mL)和MeCN(0.5mL)中的溶液与MeI(0.125mL，2.00mmol)混合。将所得混合物在室温下搅拌3小时，用DMSO(0.3mL)稀释，接着浓缩。然后经由反相HPLC(Gilson)提纯，得到标题化合物(22.9mg，60％)：LCMS(ES)m/z 345(M)+；1H-NMR(CDCl3)δ1.83(d，2H)，2.17(m，1H)，2.35(m，2H)，2.49(m，4H)，3.01(d，2H)，3.07(s，3H)，3.10(s，3H)，3.79(s，2H)，7.36(m，2H)，7.43(m，4H)，7.49(m，4H).
实施例8
3-((内)-8-甲基-8-氮杂-二环[3.2.1]辛-3-基)-2，2-二苯基-丙-1-醇
将3-((内)-8-甲基-8-氮杂-二环[3.2.1]辛-3-基)-2，2-二苯基-丙酸(42.5mg，0.122mmol)和LiAlH4(0.488mL，1.0M的THF溶液，0.488mmol)的混合物用微波反应器在100℃下加热1小时。该混合物用饱和Na2SO4溶液稀释，通过硅藻土过滤，接着浓缩。将所得残余物溶于DMSO中，接着过滤。然后经由反相HPLC(Gilson)提纯，得到标题化合物(29.1mg，71％)：
LCMS(ES)m/z 336(M+H)+；1H-NMR(CDCl3)δ1.40(d，2H)，1.92(m，1H)，2.29(m，6H)，2.59(m，2H)，2.68(d，3H)，3.72(s，2H)，4.16(s，2H)，7.13(m，3H)，7.30(m，7H).
实施例9
Figure A20048003726600191
N-苄基-3-((内)-8-甲基-8-氮杂-二环[3.2.1]辛-3-基)-2，2-二苯基-丙酰胺
将3-((内)-8-甲基-8-氮杂-二环[3.2.1]辛-3-基)-2，2-二苯基-丙酸(82.0mg，0.235mmol)在CH2Cl2(3.0mL)中的溶液与PhCH2NH2(28.2μL，0.258mmol)、EDC(49.5mg，0.258mmol)、HOBt(3.2mg，0.024mmol)和(CH3CH2)3N(0.232mL，1.65mmol)混合。混合物在室温下搅拌60小时，接着浓缩。将所得残余物溶于DMSO中，接着过滤。然后经由反相HPLC(Gilson)提纯，得到标题化合物(29.8mg，30％)：LCMS(ES)m/z 439(M+H)+；1H-NMR(CDCl3)δ1.34(d，2H)，1.96(m，1H)，2.23(m，2H)，2.38(m，4H)，2.63(d，3H)，2.83(d，2H)，3.66(s，2H)，4.41(d，2H)，6.93(m，2H)，7.22(m，3H)，7.38(m，10H).
实施例10
Figure A20048003726600192
(内)-3-(2-氨基甲酰基-2，2-二苯基-乙基)-8，8-二甲基-8-氮-二环[3.2.1]辛烷碘化物
标题化合物由3-((内)-8-甲基-8-氮杂-二环[3.2.1]辛-3-基)-2，2-二苯基-丙酰胺通过按照实施例7的步骤制得(33％收率)：LCMS(ES)m/z 363(M)+；
1H-NMR(CDCl3)δ1.49(d，2H)，1.95(m，1H)，2.25(m，2H)，2.42(m，4H)，2.84(d，2H)，3.17(s，3H)，3.23(s，3H)，3.93(s，2H)，5.65(s，1H)，5.91(s，1H)，7.39(m，10H).
实施例11
1-苄基-3-[3-((内)-8-甲基-8-氮杂-二环[3.2.1]辛-3-基)-2，2-二苯基-丙基]-脲
11a)3-((内)-8-甲基-8-氮杂-二环[3.2.1]辛-3-基)-2，2-二苯基-丙胺
将3-((内)-8-甲基-8-氮杂-二环[3.2.1]辛-3-基)-2，2-二苯基-丙腈(250mg，0.758mmol)在THF(2.5mL)中的溶液与BH3(2.53mL，1.5M的THF溶液，3.79mmol)在0℃下混合。混合物在室温下搅拌20小时，接着用H2O(1.0mL)稀释。然后，该溶液与K2CO3(0.1g)混合，接着在室温下搅拌1小时。分离有机层，水层用EtOAc(2×3mL)萃取。将有机层合并，在Na2SO4中干燥，接着浓缩。然后经由反相HPLC(Gilson)提纯，得到标题化合物(159mg，63％)：
LCMS(ES)m/z 335(M+H)+；1H-NMR(MeOD)δ1.35(d，2H)，2.01(m，3H)，2.34(s，4H)，2.55(s，2H)，2.68(s，3H)，3.73(m，5H)，7.26(m，4H)，7.33(m，2H)，7.43(m，4H).
11b)1-苄基-3-[3-((内)-8-甲基-8-氮杂-二环[3.2.1]辛-3-基)-2，2-二苯基-丙基]-脲
将3-((内)-8-甲基-8-氮杂-二环[3.2.1]辛-3-基)-2，2-二苯基-丙胺(50.0mg，0.149mmol)在CH2Cl2(2.0mL)中的溶液与PhCH2NCO(20.4μL，0.164mmol)和(CH3CH2)3N(62.8μL，0.447mmol)混合。将所得混合物在室温下搅拌1小时，接着浓缩。然后经由反相HPLC(Gilson)提纯，得到标题化合物(13.0mg，19％)：LCMS(ES)m/z 468(M+H)+；1H-NMR(MeOD)δ1.24(d，2H)，1.94(m，3H)，2.25(m，4H)，2.49(d，2H)，2.67(s，3H)，3.62(s，2H)，3.97(s，2H)，4.23(s，2H)，7.22(m，6H)，7.33(m，4H).
实施例12
1-乙基-3-[3-((内)-8-甲基-8-氮杂-二环[3.2.1]辛-3-基)-2，2-二苯基-丙基]-脲
标题化合物由3-((内)-8-甲基-8-氮杂-二环[3.2.1]辛-3-基)-2，2-二苯基-丙胺和CH3CH2NCO通过按照实施例11的步骤制得(45％收率)：LCMS(ES)m/z406(M+H)+；1H-NMR(MeOD)δ1.03(t，3H)，1.33(d，2H)，1.94(m，3H)，2.25(m，4H)，2.55(d，2H)，2.67(s，3H)，3.07(q，2H)，3.68(s，2H)，3.94(s，2H)，7.24(m，6H)，7.34(m，4H).
实施例13
N-[3-((内)-8-甲基-8-氮杂-二环[3.2.1]辛-3-基)-2，2-二苯基-丙基]-乙酰胺
将3-((内)-8-甲基-8-氮杂-二环[3.2.1]辛-3-基)-2，2-二苯基-丙胺(33.4mg，0.10mmol)在CH2Cl2(0.5mL)中的溶液与Ac2O(18.9μL，0.20mmol)和吡啶(16.2μL，0.20mmol)混合。将混合物在室温下搅拌1小时，接着浓缩。然后经由反相HPLC(Gilson)提纯，得到标题化合物(10.7mg，29％)：LCMS(ES)m/z377(M+H)+；1H-NMR(MeOD)δ1.26(d，2H)，1.82(s，3H)，1.96(m，3H)，2.26(s，4H)，2.53(d，2H)，2.67(s，3H)，3.66(s，2H)，4.00(s，2H)，7.24(m，6H)，7.33(m，4H).
实施例14
Figure A20048003726600212
N-[3-((内)-8-甲基-8-氮杂-二环[3.2.1]辛-3-基)-2，2-二苯基-丙基]-苯甲酰胺
标题化合物由3-((内)-8-甲基-8-氮杂-二环[3.2.1]辛-3-基)-2，2-二苯基-丙胺和(PhCO)2O通过按照实施例13的步骤制得(8％收率)：LCMS(ES)m/z439(M+H)+；1H-NMR(MeOD)δ1.28(d，2H)，2.00(m，3H)，2.24(s，4H)，2.59(d，2H)，2.67(s，3H)，3.65(s，2H)，4.21(s，2H)，7.31(m，6H)，7.39(m，6H)，7.50(m，3H).
实施例15
Figure A20048003726600221
3-((内)-8-甲基-8-氮杂-二环[3.2.1]辛-3-基)-2，2-二-噻吩-2-基-丙腈
标题化合物由(内)-3-碘甲基-8-甲基-8-氮杂-二环[3.2.1]辛烷和2，2-二-噻吩-2-基-乙腈通过按照实施例2C中的步骤制得(34％收率)：LCMS(ES)m/z343(M+H)+；1H-NMR(CDCl3)δ1.79(m，2H)，2.21(m，2H)，2.33(m，2H)，2.62(m，2H)，2.73(m，4H)，3.80(m，2H)，4.35(s，2H)，7.02(m，2H)，7.23(m，2H)，7.37(m，2H).
实施例16
(内)-3-(2-氰基-2，2-二-噻吩-2-基-乙基)-8，8-二甲基-8-氮-二环[3.2.1]辛烷碘化物
标题化合物由3-((内)-8-甲基-8-氮杂-二环[3.2.1]辛-3-基)-2，2-二-噻吩-2-基-丙腈通过按照实施例7的步骤制得(43％)：LCMS(ES)m/z 345(M)+；
1H-NMR(CDCl3)δ1.82(d，2H)，2.35(m，2H)，2.23(m，3H)，2.58(m，4H)，2.82(m，2H)，3.37(s，6H)，4.25(s，2H)，7.02(m，2H)，7.24(m，2H)，7.36(m，2H).
实施例17
N-[3-((内)-8-甲基-8-氮杂-二环[3.2.1]辛-3-基)-2，2-二苯基-丙基]-苯磺酰胺
将3-((内)-8-甲基-8-氮杂-二环[3.2.1]辛-3-基)-2，2-二苯基-丙胺(67.0mg，0.20mmol)在CH2Cl2(2.0mL)中的溶液与PhSO2Cl(28.2μL，0.22mmol)和(CH3CH2)3N(84.3μL，0.60mmol)混合。将所得混合物在室温下搅拌1小时，接着浓缩。然后经由反相HPLC(Gilson)提纯，得到标题化合物(51.5mg，54％)：
LCMS(ES)m/z 475(M+H)+；1H-NMR(MeOD)δ1.39(d，2H)，2.01(m，3H)，2.30(s，4H)，2.69(s，5H)，3.60(s，2H)，3.68(s，2H)，7.12(m，4H)，7.27(m，6H)，7.55(m，2H)，7.63(m，1H)，7.78(m，2H).
实施例18
Figure A20048003726600231
[3-((内)-8-甲基-8-氮杂-二环[3.2.1]辛-3-基)-2，2-二苯基-丙基]-脲
向3-((内)-8-甲基-8-氮杂-二环[3.2.1]辛-3-基)-2，2-二苯基-丙胺(50.0mg，0.149mmol)在CH2Cl2(4.0mL)中的溶液中加入ClSO2NCO(31.2μL，0.358mmol)。将混合物在室温下搅拌2天，接着浓缩。然后经由反相HPLC(Gilson)提纯，得到标题化合物(21.6mg，38％)：LCMS(ES)m/z 378(M+H)+；
1H-NMR(MeOD)δ1.33(d，2H)，2.01(m，3H)，2.29(s，4H)，2.57(m，2H)，2.68(s，3H)，3.69(s，2H)，4.01(s，2H)，7.25(m，6H)，7.34(m，4H).
实施例19
Figure A20048003726600232
N-[3-((内)-8-甲基-8-氮杂-二环[3.2.1]辛-3-基)-2，2-二苯基-丙基]-甲磺酰胺
标题化合物由3-((内)-8-甲基-8-氮杂-二环[3.2.1]辛-3-基)-2，2-二苯基-丙胺和MeSO2Cl通过按照实施例17的步骤制得(28％收率)：LCMS(ES)m/z413(M+H)+；1H-NMR(MeOD)δ1.39(d，2H)，1.97(m，3H)，2.30(s，4H)，2.68(s，3H)，2.76(s，3H)，3.68(s，2H)，3.84(s，2H)，7.23(s，6H)，7.33(s，4H).
实施例20
Figure A20048003726600241
(内)-3-{2，2-二苯基-3-[(1-苯基-甲酰基)-氨基]-丙基}-8，8-二甲基-8-氮-二环[3.2.1]辛烷溴化物
将N-[3-((内)-8-甲基-8-氮杂-二环[3.2.1]辛-3-基)-2，2-二苯基-丙基]-苯甲酰胺(29mg，0.0683mmol)在CH2Cl2(0.5mL)和丙酮(0.5mL)中的溶液与MeBr(0.342mL，2.0M的叔丁基甲醚溶液，0.683mmol)混合。将所得混合物在室温下搅拌3小时，接着浓缩。然后经由反相HPLC(Gilson)提纯，得到标题化合物(19.6mg，64％)：LCMS(ES)m/z 453(M)+；1H-NMR(MeOD)δ1.20(d，2H)，2.32(m，7H)，2.65(d，2H)，2.98(s，3H)，3.02(s，3H)，3.60(s，2H)，4.22(s，2H)，7.30(m，6H)，7.39(m，6H)，7.50(s，3H).
生物学实施例
通过下列体外和体内试验测定本发明化合物对M3 mAChR的抑制作用：
由钙动员抑制受体激活的分析：
通过如之前所述的监测受体-激活的钙动员分析在CHO细胞上表达的mAChRs的刺激10。将稳定表达M3 mAChRs的CHO细胞平铺在96孔黑壁/干净底板中。18-24小时后，吸出培养基，用100μl负载培养基(含厄尔盐(Earl’s salts)、0.1％RIA-级BSA(Sigma，St.Louis MO)和4μM Fluo-3-乙酰氧基甲基酯荧光指示剂染料(Fluo-3 AM，分子探针，Eugene，OR)的EMEM)替换，接着在37℃培养1小时。然后吸出含染料培养基，用新鲜培养基(没有Fluo-3 AM)替换，接着将细胞在37℃培养10分钟。然后，将细胞洗涤3次，接着在100μl试验缓冲液(0.1％明胶(Sigma)、120mM NaCl、4.6mM KCl、1mM KH2PO4、25mM NaHCO3、1.0mM CaCl2、1.1mM MgCl2、11mM葡萄糖、20mM HEPES(pH 7.4))中在37℃培养10分钟。加入50μl化合物(在试验中1×10-11-1×10-5M最终)，接着将该板在37℃培养10分钟。然后，将板放在荧光强度板读数器(fluorescent light intensity plate reader)(FLIPR，分子探针)中，在那里将负载染料的细胞暴露于来自6瓦特氩气激光的激发光(488nm)中。通过以50μl/秒的速度加入50μl乙酰胆碱(0.1-10nM最终)来激活细胞，该乙酰胆碱在含0.1％BSA的缓冲液中制得。以细胞溶质钙浓度的改变监测，在566nm发射强度下测定钙动员。发射强度的变化与细胞溶质钙水平之间有直接关系11。使用冷却的CCD摄影机同时测定从所有96孔中发射出的荧光。每隔一秒收集数据点。然后，将此数据绘图，使用GraphPad PRISM软件分析。
乙酰甲胆碱诱导的支气管收缩
在醒的不受限制的BalbC小鼠(n＝6每组)中测定对乙酰甲胆碱的气道反应性。气压体积描记法用来测定增加的间歇(enhanced pause)(Penh)，无单位测定已经表明与在支气管被乙酰甲胆碱攻击期间发生的气道阻力变化有关12。将小鼠用50μl在50μl赋形剂(10％DMSO)中的化合物(0.003-10μg/小鼠)通过鼻内预处理，然后放入体积描记室中。在体积描记室中，在取得基线Penh测定5分钟之前，让小鼠平衡10分钟。然后，用乙酰甲胆碱气雾剂(10mg/ml)攻击小鼠2分钟。从使用乙酰甲胆碱气雾剂开始，连续记录Penh 7分钟，然后继续5分钟。分析每只小鼠的数据并使用GraphPad PRISM软件绘图。

Claims (13)

1.具有下面所示的结构I或II的化合物，R2和R3是2-噻吩以及R4是-OC(O)CH3的式(II)化合物除外：
Figure A2004800372660002C1
其中：
所示H原子的位置在外；
R1-表示与N原子的正电荷有关的阴离子，R1-可以是但不局限于氯离子、溴离子、碘离子、硫酸根、苯磺酸根和甲苯磺酸根；
R2和R3独立地选自直链或支链的低级烷基(优选具有1-6个碳原子)、环烷基(具有5-6个碳原子)、环烷基-烷基(具有6-10个碳原子)、N或O作为杂原子的杂环烷基(具有5-6个碳原子)、N或O作为杂原子的杂环烷基-烷基(具有6-10个碳原子)、芳基、任选取代的芳基、杂芳基和任选取代的杂芳基；
R4选自(C1-C6)烷基、(C3-C12)环烷基、(C3-C7)杂环烷基、(C1-C6)烷基(C3-C12)环烷基、(C1-C6)烷基(C3-C7)杂环烷基、芳基、杂芳基、(C1-C6)烷基-芳基、(C1-C6)烷基-杂芳基、-OR5、-CH2OR5、-CH2OH、-CN、-CF3、-CH2O(CO)R6、-CO2R7、-CH2NH2、-CH2N(R7)SO2R5、-SO2N(R7)(R8)、-CON(R7)(R8)、-CH2N(R8)CO(R6)、-CH2N(R8)SO2(R6)、-CH2N(R8)CO2(R5)、-CH2N(R8)CONH(R7)；
R5选自(C1-C6)烷基、(C1-C6)烷基(C3-C12)环烷基、(C1-C6)烷基(C3-C7)杂环烷基、(C1-C6)烷基-芳基、(C1-C6)烷基-杂芳基；
R6选自(C1-C6)烷基、(C3-C12)环烷基、(C3-C7)杂环烷基、(C1-C6)烷基(C3-C12)环烷基、(C1-C6)烷基(C3-C7)杂环烷基、芳基、杂芳基、(C1-C6)烷基-芳基、(C1-C6)烷基-杂芳基；
R7和R8独立地选自H、(C1-C6)烷基、(C3-C12)环烷基、(C3-C7)杂环烷基、(C1-C6)烷基(C3-C12)环烷基、(C1-C6)烷基(C3-C7)杂环烷基、(C1-C6)烷基-芳基和(C1-C6)烷基-杂芳基。
2.根据权利要求1的化合物，具有下面的结构I：
3.根据权利要求1的化合物，选自：
(内)-3-(2-甲氧基-2，2-二-噻吩-2-基-乙基)-8，8-二甲基-8-氮-二环[3.2.1]辛烷碘化物；
3-((内)-8-甲基-8-氮杂-二环[3.2.1]辛-3-基)-2，2-二苯基-丙腈；
(内)-8-甲基-3-(2，2，2-三苯基-乙基)-8-氮杂-二环[3.2.1]辛烷；
3-((内)-8-甲基-8-氮杂-二环[3.2.1]辛-3-基)-2，2-二苯基-丙酰胺；
3-((内)-8-甲基-8-氮杂-二环[3.2.1]辛-3-基)-2，2-二苯基-丙酸；
(内)-3-(2-氰基-2，2-二苯基-乙基)-8，8-二甲基-8-氮-二环[3.2.1]辛烷碘化物；
(内)-3-(2-氰基-2，2-二苯基-乙基)-8，8-二甲基-8-氮-二环[3.2.1]辛烷溴化物；
3-((内)-8-甲基-8-氮杂-二环[3.2.1]辛-3-基)-2，2-二苯基-丙-1-醇；
N-苄基-3-((内)-8-甲基-8-氮杂-二环[3.2.1]辛-3-基)-2，2-二苯基-丙酰胺；
(内)-3-(2-氨基甲酰基-2，2-二苯基-乙基)-8，8-二甲基-8-氮-二环[3.2.1]辛烷碘化物；
1-苄基-3-[3-((内)-8-甲基-8-氮杂-二环[3.2.1]辛-3-基)-2，2-二苯基-丙基]-脲；
1-乙基-3-[3-((内)-8-甲基-8-氮杂-二环[3.2.1]辛-3-基)-2，2-二苯基-丙基]-脲；
N-[3-((内)-8-甲基-8-氮杂-二环[3.2.1]辛-3-基)-2，2-二苯基-丙基]-乙酰胺；
N-[3-((内)-8-甲基-8-氮杂-二环[3.2.1]辛-3-基)-2，2-二苯基-丙基]-苯甲酰胺；
3-((内)-8-甲基-8-氮杂-二环[3.2.1]辛-3-基)-2，2-二-噻吩-2-基-丙腈；
(内)-3-(2-氰基-2，2-二-噻吩-2-基-乙基)-8，8-二甲基-8-氮-二环[3.2.1]辛烷碘化物；
N-[3-((内)-8-甲基-8-氮杂-二环[3.2.1]辛-3-基)-2，2-二苯基-丙基]-苯磺酰胺；
[3-((内)-8-甲基-8-氮杂-二环[3.2.1]辛-3-基)-2，2-二苯基-丙基]-脲；
N-[3-((内)-8-甲基-8-氮杂-二环[3.2.1]辛-3-基)-2，2-二苯基-丙基]-甲磺酰胺；和
(内)-3-{2，2-二苯基-3-[(1-苯基-甲酰基)-氨基]-丙基}-8，8-二甲基-8-氮-二环[3.2.1]辛烷溴化物。
4.根据权利要求3的化合物，选自：
(内)-3-(2-甲氧基-2，2-二-噻吩-2-基-乙基)-8，8-二甲基-8-氮-二环[3.2.1]辛烷碘化物；
(内)-3-(2-氰基-2，2-二苯基-乙基)-8，8-二甲基-8-氮-二环[3.2.1]辛烷碘化物；
(内)-3-(2-氰基-2，2-二苯基-乙基)-8，8-二甲基-8-氮-二环[3.2.1]辛烷溴化物；
(内)-3-(2-氨基甲酰基-2，2-二苯基-乙基)-8，8-二甲基-8-氮-二环[3.2.1]辛烷碘化物；
(内)-3-(2-氰基-2，2-二-噻吩-2-基-乙基)-8，8-二甲基-8-氮-二环[3.2.1]辛烷碘化物；和
(内)-3-{2，2-二苯基-3-[(1-苯基-甲酰基)-氨基]-丙基}-8，8-二甲基-8-氮-二环[3.2.1]辛烷溴化物。
5.用于治疗蕈毒碱性乙酰胆碱受体介导的疾病的药物组合物，其包含权利要求1的化合物及其药学上可接受的载体。
6.一种在需要的哺乳动物中抑制乙酰胆碱与其受体结合的方法，该方法包括给药安全的和有效量的权利要求1的化合物。
7.一种治疗蕈毒碱性乙酰胆碱受体介导的疾病的方法，其中乙酰胆碱与所述受体结合，包括给药安全的和有效量的权利要求1的化合物。
8.根据权利要求7的方法，其中所述的疾病选自慢性阻塞性肺病、慢性支气管炎、哮喘、慢性呼吸阻塞、肺纤维化、肺气肿和过敏性鼻炎。
9.根据权利要求7的方法，其中通过经由口腔或鼻吸入给药。
10.根据权利要求7的方法，其中通过选自贮器干粉吸入器、多剂量干粉吸入器或压力定量气雾器的药物分配器给药。
11.根据权利要求7的方法，其中所述化合物给药于人并且对于1mg剂量持续作用时间为12小时或以上。
12.根据权利要求11的方法，其中所述化合物具有24小时或以上的持续作用时间。
13.根据权利要求12的方法，其中所述化合物具有36小时或以上的持续作用时间。
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