CN1914201A - 烟碱乙酰胆碱受体配体 - Google Patents

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Abstract

式I化合物：其中D、Ar1、E和Ar2如说明书中所定义，它们的制备方法，含有它们的药物组合物及其在治疗中的用途，尤其是在治疗或预防精神和智力缺陷疾病中的用途。

Description

烟碱乙酰胆碱受体配体
技术领域
本发明涉及具有低P-糖蛋白介导的流出作用的新二芳基羧酰胺化合物或其可药用盐，它们的制备方法，含有它们的药物组合物及其在治疗中的用途。本发明特别涉及作为α7烟碱乙酰胆碱受体(α7nAChRs)的配体的具有低P-糖蛋白介导的流出作用的化合物。
发明背景
在下述文献中讨论了与烟碱乙酰胆碱受体结合的化合物用于治疗涉及胆碱能功能低下的一系列疾病如阿耳茨海默氏病、认知力或注意力障碍、焦虑症、抑郁症、吸烟戒断、神经保护、精神***症、痛觉缺失、图雷特氏综合征和帕金森氏病的用途：McDonald等人，(1995)“烟碱乙酰胆碱受体：分子生物学、化学和药理学”，在药物化学年度报告的第5章，第30卷，第41-50页，Academic Press Inc.，San Diego，CA；和Williams等人，(1994)“神经元烟碱乙酰胆碱受体，”Drug News & Perspectives，第7卷，205-223页。
药物进入中枢神经***(CNS)的能力实质上影响该化合物是否具有CNS活性。药物被排除在CNS外被认为是由血脑屏障(BBB)介导的，血脑屏障是一层紧密连接的内皮细胞。人们认为BBB的作用机制是被动膜通透性和P-糖蛋白介导的流出作用，并且其实质上介导药物是否能够进入CNS或排除在CNS外。因此高的被动膜通透性和流出作用的丧失将有可能有利于CNS的暴露(Kelly M.Mahar Doan等，JPET 303 1029-1037，(2002))。
发明描述
本发明涉及式I的烟碱乙酰胆碱受体活性化合物，其具有令人惊讶的低P-糖蛋白介导的流出作用：
其中：
D代表氧或硫；
E代表单键、氧、硫，或NR1；
Ar1选自含有0、1或2个氮原子、0或1个氧原子，以及0或1个硫原子的邻-卤素-取代的5-或6-员芳香或杂芳香环，或者选自含有0、1、2或3个氮原子、0或1个氧原子，以及0或1个硫原子的邻-卤素-取代的8-、9-或10-员稠合的芳香或杂芳香环体系；
Ar2选自含有0、1或2个氮原子、0或1个氧原子，以及0或1个硫原子的5-或6-员芳香或杂芳香环；
其中Ar2是未取代的或者具有1、2或3个独立地选自-R2、-C1-C6烷基、-C2-C6链烯基、-C2-C6炔基、卤素、-CN、-NO2、-CF3、-S(O)nR2、-NR2R3、-CH2NR2R3、-OR2、-CH2OR2或-CO2R4的取代基；
R2和R3在每次出现时独立地选自氢、-C1-C4烷基、芳基、杂芳基、-C(O)R4、-C(O)NHR4、-CO2R4或-SO2R4，或
R2和R3合并为-(CH2)jG(CH2)k-，其中G是氧、硫、NR4，或化学键；
j是2、3或4；
k是0、1或2；
n是0、1或2，和
R4在每次出现时独立地选自氢、-C1-4烷基、芳基，或杂芳基。
本发明还包括式I化合物的立体异构体、对映异构体、体内可水解的前体和可药用的盐，含有它们的药物组合物和制剂，单独使用它们或与其它治疗活性的化合物或物质联合治疗疾病和病症的方法，用于制备它们的方法和中间体，它们用作药物的用途，它们在制备药物中的用途以及出于诊断和分析目的的用途。
本发明具有低P-糖蛋白介导的流出作用的化合物是那些具有式I的化合物：
其中：
D代表氧或硫；
E代表单键、氧、硫，或NR1；
Ar1选自含有0、1或2个氮原子、0或1个氧原子，以及0或1个硫原子的邻-卤素-取代的5-或6-员芳香或杂芳香环，或者选自含有0、1、2或3个氮原子、0或1个氧原子，以及0或1个硫原子的邻-卤素-取代的8-、9-或10-员稠合的芳香或杂芳香环体系；
Ar2选自含有0、1或2个氮原子、0或1个氧原子，以及0或1个硫原子的5-或6-员芳香或杂芳香环；
其中Ar2是未取代的或者具有1、2或3个独立地选自-R2、-C1-C6烷基、-C2-C6链烯基、-C2-C6炔基、卤素、-CN、-NO2、-CF3、-S(O)nR2、-NR2R3、-CH2NR2R3、-OR2、-CH2OR2或-CO2R4的取代基；
R2和R3在每次出现时独立地选自氢、-C1-C4烷基、芳基、杂芳基、-C(O)R4、-C(O)NHR4、-CO2R4或-SO2R4，或
R2和R3合并为-(CH2)jG(CH2)k-，其中G是氧、硫、NR4，或化学键；
j是2、3或4；
k是0、1或2；
n是0、1或2，和
R4在每次出现时独立地选自氢、-C1-4烷基、芳基，或杂芳基，以及
其立体异构体、对映异构体、体内可水解的前体和可药用的盐。
本发明的优选化合物是那些具有式II的式I化合物的R-异构体：
Figure A20048004129300082
其中D、Ar1、E和Ar2如式I化合物所定义。
本发明其它的优选化合物是那些具有式I的化合物，其中：
D代表氧或硫；
E代表单键、氧、硫，或NR1；
Ar1选自含有0、1或2个氮原子、0或1个氧原子，以及0或1个硫原子的邻-氟-取代的5-或6-员芳香或杂芳香环，或者选自含有0、1、2或3个氮原子、0或1个氧原子，以及0或1个硫原子的邻-氟-取代的8-、9-或10-员稠合的芳香或杂芳香环体系；
Ar2选自含有0、1或2个氮原子、0或1个氧原子，以及0或1个硫原子的5-或6-员芳香或杂芳香环；
其中Ar2是未取代的或者具有1、2或3个独立地选自-R2、-C1-C6烷基、-C2-C6链烯基、-C2-C6炔基、卤素、-CN、-NO2、-CF3、-S(O)nR2、-NR2R3、-CH2NR2R3、-OR2、-CH2OR2或-CO2R4的取代基；
R2和R3在每次出现时独立地选自氢、-C1-C4烷基、芳基、杂芳基、-C(O)R4、-C(O)NHR4、-CO2R4或-SO2R4，或
R2和R3合并为-(CH2)jG(CH2)k-，其中G是氧、硫、NR4，或化学键；
j是2、3或4；
k是0、1或2；
n是0、1或2，和
R4在每次出现时独立地选自氢、-C1-4烷基、芳基，或杂芳基，以及
其立体异构体、对映异构体、体内可水解的前体和可药用的盐。
本发明更优选的化合物是那些具有式I的化合物，其中：
D代表氧；
E代表单键；
Ar1选自含有0、1或2个氮原子、0或1个氧原子，以及0或1个硫原子的邻-氟-取代的5-或6-员芳香或杂芳香环；
Ar2选自含有0、1或2个氮原子、0或1个氧原子，以及0或1个硫原子的5-或6-员芳香或杂芳香环，以及
其立体异构体、对映异构体、体内可水解的前体和可药用的盐。
本发明进一步更优选的化合物是那些具有式I的化合物，其中：
D代表氧；
E代表单键；
Ar1选自含有0、1或2个氮原子、0或1个氧原子，以及0或1个硫原子的邻-氟-取代的5-或6-员芳香或杂芳香环；
Ar2选自苯基或吡啶基，以及
其立体异构体、对映异构体、体内可水解的前体和可药用的盐。
本发明的其他优选化合物包括那些式I的化合物，其中D是O；或者其对映异构体和可药用的盐。
本发明的优选化合物包括那些式I的化合物，其中Ar1选自2-氟-苯基或2-连接的3-氟-噻吩基。
本发明的其他优选化合物包括那些式I的化合物，其中Ar1选自苯基或者噻吩基，并且Ar2选自具有本文所定义的任选取代基的苯基、吡啶基、呋喃基或者噻吩基。
本发明的优选化合物是本文中描述的那些化合物及其可药用的盐。
本发明的另一方面涉及具有式I的化合物，其中一个或多个原子是相同元素的放射性同位素。在本发明在该方面的一个优选方案是对式I化合物进行氚标记。通过加入放射性标记的起始原料或者，就氚标记而言，用已知的方法将氢换成氚，来合成这些放射性标记化合物。已知的方法包括：(1)亲电卤化，然后在氚源存在下还原该卤素，例如在钯催化剂存在下用氚气进行氢化反应，或(2)在氚气和合适的有机金属(如钯)催化剂存在下，用氚交换氢。
用氚标记的本发明化合物可用于发现与α7烟碱乙酰胆碱受体结合并通过激动、部分激动或拮抗作用调节该受体活性的新药用化合物。上述氚标记的化合物可以用于分析测试上述化合物的置换以评估与α7烟碱乙酰胆碱受体结合的配体的结合力。
本发明的另一方面涉及具有式I的化合物和它们在治疗中的用途以及含有它们的组合物。
本发明的另一方面包括具有式I的化合物用于治疗由烟碱乙酰胆碱受体的作用介导的疾病的用途。本发明更具体的一方面涉及式I的化合物用于治疗由α7烟碱乙酰胆碱受体的作用介导的疾病的用途。
本发明的另一方面涉及治疗或预防其中α7烟碱受体的激活是有益的疾病或病症的方法，其包括向患有所述疾病或病症的患者给药治疗有效量的本发明化合物。
本发明该方面的一个实施方案是一种治疗或预防方法，其中所述疾病是焦虑症、精神***症、躁狂症或躁狂抑郁症。
本发明该方面的另一个实施方案是一种治疗或预防神经疾病、精神疾病或智力缺陷疾病的方法，其包括给药治疗有效量的本发明化合物。
本发明该方面的另一个实施方案是一种治疗或预防方法，其中所述疾病是阿耳茨海默氏病、学习能力缺失、认知力缺失、注意力缺陷、记忆丧失或注意力不集中的过度反应症。
本发明该方面的另一个实施方案是一种治疗或预防方法，其中所述疾病是帕金森氏病、亨延顿氏病、图雷特氏综合征或其中胆碱能突触缺失的神经变性疾病。
本发明该方面的另一个实施方案是一种治疗或预防时差综合征(jetlag)、尼古丁成瘾、成癖、疼痛和溃疡性结肠炎的方法，其包括给药治疗有效量的本发明化合物。
本发明该方面的再一个实施方案是一种诱导吸烟戒断的方法，其包括给药有效量的本发明化合物。
本发明该方面的另一个实施方案是一种药物组合物，其包含本发明化合物和可药用的稀释剂、润滑剂或载体。
本发明的又一方面涉及在哺乳动物优选人中用于治疗或预防本文所提及的由于烟碱乙酰胆碱受体神经传递功能障碍所引发的病症或疾病的药物组合物，该组合物包含能有效治疗或预防上述疾病或病症的一定量的式I化合物、其对映异构体或其可药用盐，和可药用的添加剂载体。
本发明该方面的另一实施方案是本发明药物组合物用于治疗、改善或预防其中α7烟碱受体的激活是有益的人类疾病或病症的用途。
本发明该方面的另一实施方案是本发明药物组合物用于治疗或预防神经疾病、精神疾病或智力缺陷疾病的用途。
本发明该方面的另一实施方案是本发明药物组合物用于治疗或预防阿耳茨海默氏病、学习能力缺失、认知力缺失、注意力缺陷、记忆丧失、注意力不集中的过度反应症、焦虑症、精神***症，或躁狂症或躁狂抑郁症、帕金森氏病、亨延顿氏病、图雷特氏综合征、其中胆碱能突触缺失的神经变性疾病、时差综合征(jetlag)、吸烟戒断、尼古丁成瘾(包括因接触含尼古丁的产品所导致的成瘾)、成癖、疼痛和溃疡性结肠炎的用途。
本发明的又一方面涉及本发明化合物、其对映异构体或其可药用盐在制备用于治疗或预防本文所提及的疾病或病症的药物中的用途。
本发明该方面的另一实施方案是本发明化合物在制备用于治疗或预防其中α7烟碱受体的激活是有益的人类疾病或病症的药物中的用途。
本发明该方面的另一实施方案是本发明化合物在制备用于治疗或预防神经疾病、精神疾病或智力缺陷疾病的药物中的用途。
本发明该方面的另一实施方案是本发明化合物在制备用于治疗或预防阿耳茨海默氏病、学习能力缺失、认知力缺失、注意力缺陷、记忆丧失或注意力不集中的过度反应症的药物中的用途。
本发明该方面的另一实施方案是本发明化合物在制备用于治疗或预防焦虑症、精神***症，或躁狂症或躁狂抑郁症的药物中的用途。
本发明该方面的另一实施方案是本发明化合物在制备用于治疗或预防帕金森氏病、亨延顿氏病、图雷特氏综合征或其中胆碱能突触缺失的神经变性疾病的药物中的用途。
本发明该方面的另一实施方案是上述化合物在制备用于治疗或预防时差综合征、疼痛或溃疡性结肠炎的药物中的用途。
本发明的另一方面涉及本发明化合物在制备有助于戒烟或治疗尼古丁成瘾或成癖(包括因接触含尼古丁的产品所导致的)的药物中的用途。
对于本文所提及的上述用途、方法、药物和组合物，所用化合物的量和给药的剂量当然应随所用化合物、给药方式以及所需的治疗而改变。但是，通常情况下，以日剂量约0.1mg-20mg/kg动物体重给予本发明化合物时，可达到满意的效果。这样的剂量可以以分成每天1-4次的剂量给药或者以缓释剂型给药。对于人，总的日剂量范围是从5mg至1,400mg，更优选10mg至100mg，适于口服给药的单位剂型包含2mg至1,400mg的所述化合物和与之混合的固体或液体药用载体、润滑剂和稀释剂。
式I化合物、其对映异构体及其可药用盐可以以本身的形式应用或者以其适当的经肠道或非肠胃给药的药物剂型形式应用。本发明的另一方面，提供了一种药物组合物，其包括重量比优选小于80％、更优选小于50％的本发明化合物，以及与之混合的惰性可药用稀释剂、润滑剂或载体。
稀释剂、润滑剂和载体的例子如下：
-片剂和糖衣片：乳糖、淀粉、滑石粉、硬脂酸；
-胶囊：酒石酸或乳糖；
-注射液：水、醇类、丙三醇、植物油；
-栓剂：天然或硬化油类或蜡类。
本发明还提供了制备这种药物组合物的方法，其包括将所述组分混合。
本发明的化合物是烟碱乙酰胆碱受体的激动剂。虽然并不局限于理论，但可以相信α7烟碱乙酰胆碱受体(nAChR)亚型的激动剂对治疗或预防神经疾病、精神疾病和智力缺陷疾病应是有用的，且较能单独或同时激动α4nAChR亚型的激动剂更有优选。因此，优选化合物对α7nAChR亚型具有选择性。本发明化合物指明是作为药物，特别是用在治疗或预防神经疾病、精神疾病和智力缺陷疾病方面的药物。精神疾病的例子包括精神***症、躁狂症和躁狂抑郁症，以及焦虑症。智力缺陷疾病的例子包括阿耳茨海默氏病、学习能力缺失、认知力缺失、注意力缺陷、记忆丧失和注意力不集中的过度反应症。本发明化合物还可用作镇痛药，用于治疗疼痛、慢性疼痛，和用于治疗或预防帕金森氏病、亨延顿氏病、图雷特氏综合征和其中胆碱能突触缺失的神经变性疾病。
本发明化合物还适用于治疗或预防时差综合征(jetlag)、用于诱导吸烟戒断、成癖、以及用于治疗或预防尼古丁成瘾(包括因接触含尼古丁的产品所导致的成瘾)。
还相信本发明化合物有用于治疗或预防溃疡性结肠炎。
本发明化合物具有的优点是其毒性更低、更有效、作用时间更长、具有更宽的活性范围、更强效、产生的副作用更小、更易被吸收或具有其它有益的药理性质。
式I化合物存在互变异构体或对映异构体形式，所有这些形式都包括在本发明范围内。可采用常规技术，如分级结晶法或手性HPLC，通过分离所述化合物的外消旋混合物，分离各种光学异构体。另外，单一对映异构体可通过使适当的光学活性起始原料在不导致外消旋化的反应条件下反应制备而得。
一般实验方法和定义
市售试剂不经进一步纯化而直接使用。使用Hewlett Packard 5988A或MicroMass Quattro-1质谱仪记录质谱，并且对母分子离子以m/z进行记录。室温是指20-25℃。
SiO2层析操作情况是：使用Isco CombiFlash Sq 16x仪器和预装可更换RediSep SiO2固定相柱(4、12、40、120g规格)，以5-125ml/分钟用选择的双溶剂混合物梯度洗脱，UV检测(190-760nm范围)或按时间收集，0.1mm流槽路径长度。
使用Personal Chemistry Smith合成器或Personal Chemistry Emrys优化器(单模式，2.45GHz，300W最大值)实现微波加热。
超临界流体色谱(SFC)用作所选化合物和中间体的纯化方式。
反相高压液相色谱(RP-HPLC)用作所选化合物的纯化方法。
一般使用Agilent Zorbax 5μSB-C8柱2.1mm×5cm进行LC/MS HPLC法。溶剂：A＝含有0.05％TFA的H2O，B＝10％H2O、90％乙腈、0.05％TFA。梯度：(3分钟10-90％B，90％B保持到4分钟，在5分钟时降至10％B并直至6分钟保持在10％B)。
除非另有指示，卤包括氯、溴、氟和碘；C1-6烷基包括甲基、乙基和直链、环状或支链的丙基、丁基、戊基或己基；C2-6链烯基包括乙烯基、1-丙烯基、2-丙烯基或3-丙烯基和直链、环状或支链的丁烯基、戊烯基或己烯基；C2-6炔基包括乙炔基或丙炔基；本文所述的单独或作为其它基团部分的C1-4烷基可以是直链或支链的，例如甲基、乙基、正丙基、正丁基、异丙基、异丁基、叔丁基、仲丁基，并且C3-4烷基还可以是环状的，例如环丙基、环丁基。本文所述的烷基可任选地在其上取代有一个、两个或三个卤素原子。
除非另有指示，芳基是指可任选地被1至3个选自如下的取代基取代的苯环：卤素、C1-4烷基、C2-4链烯基、C2-4炔基、NR1R2、CH2NR1R2、OR3、CH2OR3、CO2R4、CN、NO2和CF3。
除非另有指示，杂芳基是指含有0至3个氮原子、0或1个氧原子，以及0或1个硫原子的5-或6-员芳香或杂芳香环，其条件是所述环含有至少一个氮、氧，或硫原子，该环可任选地被一个或多个选自如下的取代基取代：卤素、C1-4烷基、C2-4链烯基、C2-4炔基、NR1R2、CH2NR1R2、OR3、CH2OR3、CO2R4、CN、NO2和CF3。
除非另有指示，卤素是指氟、氯，或碘。
可药用的衍生物包括溶剂化物和盐。例如式I化合物可与酸如常规可药用酸，如马来酸、盐酸、氢溴酸、磷酸、乙酸、富马酸、水杨酸、柠檬酸、乳酸、扁桃酸、酒石酸和甲磺酸形成酸加成盐。
药理学
用如下所述的测试方法对本发明化合物的药理学活性进行测试：
试验A-检测对α7nAChR亚型的亲合力
125I-α-银环蛇毒素(BTX)对大鼠海马膜的结合试验。
将大鼠海马在20倍体积的冷匀浆缓冲液(HB：组分浓度(mM)：三(羟甲基)氨基甲烷50；MgCl2 1；NaCl 120；KCl5：pH 7.4)中匀浆。将匀浆液1000×g下离心5分钟，保留上清液，再次提取沉淀物。合并上清液，以12000×g离心20分钟，洗涤，再悬浮于HB中。将膜(30-80μg)与5nM的[125I]α-BTX、1mg/mL BSA(牛血清白蛋白)、测试药物以及2mM的CaCl2或0.5mM的EGTA[乙二醇-二(β-氨基***)]在21℃下孵育2小时，然后用Brandel细胞收集器在Whatman玻璃纤维过滤器(厚度C)上过滤并洗涤4次。用1％(BSA/0.01％PEI(聚乙烯亚胺))的水溶液预处理滤器3小时，这对于低的滤器空白值(每分钟总计数的0.07％)而言十分关键。用100μM的(-)-烟碱来测定非特异性结合，并且特异性结合一般为75％。
试验B-对α4nAChR亚型的亲合力
[3H]-(-)-烟碱结合。
应用对Martino-Barrows和Kellar(Mol Pharm(1987)31：169-174)所述方法进行了改进的方法，按[125I]α-BTX结合试验中所述，将大鼠的脑(皮层和海马)匀浆，在12,000g下离心20分钟，洗涤两次，然后再悬浮于含有100μM的氟磷酸二异丙基酯的HB中。在4℃放置20分钟之后，将膜(大约0.5mg)与3nM的[3H]-(-)-烟碱、测试药物、1μM阿托品、以及2mM的CaCl2或0.5mM的EGTA一起于4℃孵育1小时，然后用Brandel细胞收集器在Whatman玻璃纤维过滤器(厚度C，用0.5％PEI预处理1小时)上过滤。用100μM的卡巴胆碱测定非特异性结合，并且特异性结合一般为84％。
试验A和B的结合数据分析
IC50值和伪Hill系数(nH)用非线性曲线拟合程序ALLFIT(DeLean A，Munson P J和Rodbard D(1977)Am.J.Physiol.，235：E97-E102)进行计算。用非线性回归程序ENZFITTER(Leatherbarrow，R.J.(1987))将饱和曲线拟合成单位点模型(one site model)，得到[125I]-α-BTX和[3H]-(-)-烟碱配体的KD值，分别为1.67和1.70nM。用常规的Cheng-Prusoff方程来计算Ki值：
Ki＝[IC50]/((2+([配体]/[KD])n)1/n-1)
其中当nH＜1.5时，n值＝1；当nH≥1.5时，n值＝2。
样品测试采用一式三份进行，并且一般为±5％。用6个或更多个药物浓度来测定Ki值。本发明化合物在试验A或试验B中的结合亲合力(Ki)小于1μM，这表明它们可望具有有用的治疗活性。
试验C-P-糖蛋白介导的流出作用的测定
采用如下所述的方法在人P-糖蛋白的Madin-Darby犬科肾细胞(MDR1-MDCK)上检测P-糖蛋白介导(Pgp)的转运作用。
在37℃以及5％CO2条件下，在含10％胎牛血清(FBS)的杜尔贝科氏极限必需培养基(DMEM)中培养MDR1-MDCK细胞系，每周传代两次。
为了实施本测定，以300,000个细胞/mL的细胞密度将细胞以每孔0.5mL接种于12孔Costar培养板的顶面(apical side，A)或者以150,000个细胞/mL的细胞密度将细胞以每孔0.4mL接种于24孔Falcon培养板中，并向跨孔基底侧面(transwell basolateral，B)室中加入1.5mL(12孔板)或1mL(24孔板)的培养基。每天更新培养基，接种3天后形成的单细胞层用于转运测试。在进行转运测试之前，培养单细胞层2小时。
放置筷式(chopstick)电极，使其与单细胞层两侧的培养基接触，并测定跨单细胞层的电阻(the resistance across the monolayer)。跨单细胞层电阻的正常值是130-160Ohms/cm2。
使用12孔板手控进行转运测试，分一式三份从基底侧面运行到顶面(B至A)和顶面运行到基底侧面(A至B)方向进行测试。将测试化合物溶解于DMSO中并用HBSS稀释至测试浓度，其中DMSO在测试溶液中的终浓度＜1％。在37℃下用HBSS洗涤跨孔20至40分钟，并准备补充板。
对于A至B的试验，将1.5mL HBSS加入孔中然后将0.5mL测试溶液加入衬垫(insert)中。对于B至A的试验，将1.5mL测试溶液加入孔中然后将0.5mL HBSS加入衬垫中。将衬垫转移到补充板，并在振荡速率为70rpm下在37℃水浴中孵育该板60分钟。每个试验结束时，从板中取出所述衬垫并把样品从供给室和接收室中转移到HPLC瓶中，使用常规LC/MS/MS方法对其进行分析。使用0、0.005、0.05，以及0.5μM的校准标准。
结果计算：
根据下述方程式计算表观通透性：
Papp＝[(Vr×Cr)÷(A×t×Co)]×1,000,000(10-6cm/秒)
流出率＝Papp(B-A)÷Papp(A-B)
MB(％回收)＝{[(Vr×Cr)+(Vd×Cd)]÷(Vd×Co)}×100
其中：Vr＝接收室体积cm3；Cr＝60分钟时接收室中的浓度；Co＝供给室中的初始浓度；Vd＝供给室体积；Cd＝60分钟时供给室中的浓度；A＝跨孔的表面积和t＝60分钟。
在该测试中，本发明化合物通常具有小于2.5的A-B/B-A比值。
实施例
下述实施例是非限制性的并体现本发明的具体方面。
实施例1：N-(R)-1-氮杂二环[2.2.2]辛-3-基-2-氟-5-苯基苯甲酰胺
在室温下，在干燥的N，N-二甲基甲酰胺(2mL)中将4-氟联苯-3-羧酸(109mg，0.50mmol)、R-(+)-3-氨基奎宁环二盐酸盐(100mg、0.50mmol)、1-羟基苯并***水合物(68mg、0.50mmol)、O-(苯并***-1-基)-N，N，N′，N′-四甲基脲四氟硼酸盐(161mg、0.50mmol)和二异丙基乙基胺(0.35mL、2.0mmol)搅拌23小时。将该反应混合物倒入1N氢氧化钠溶液中并用乙酸乙酯(3x)萃取。合并乙酸乙酯层，并用1N NaOH(1x)、水(4x)、盐水(1x)洗涤，然后经MgSO4干燥。过滤后，真空除去溶剂，得到无色半固体的N-(R)-1-氮杂二环[2.2.2]辛-3-基-2-氟-3-苯基苯甲酰胺(153mg，94％)。
MS(APCI+)325[M+1]+。
1H-NMR(300MHz，d6-DMSO)：δ8.46-8.38(1H，m)，7.82-7.72(2H，m)，7.71-7.64(2H，m)，7.52-7.43(2H，m)，7.42-7.31(1H，m)，3.98-3.88(1H，m)，3.17-3.06(2H，m)，2.83-2.56(4H，m)，1.94-1.86(1H，m)，1.86-1.71(1H，m)，1.64-1.51(2H，m)，1.40-1.24(1H，m)。
a)4-氟联苯-3-羧酸
Figure A20048004129300181
在室温下，在水(12mL)中，将5-溴-2-氟苯甲酸(300mg，1.4mmol)、苯基硼酸(167mg，1.4mmol)、碳酸钠(870mg，8.2mmol)和乙酸钯(II)(6mg，0.027mmol)搅拌23小时。将该反应混合物倒入1N HCl溶液中并用乙酸乙酯萃取。乙酸乙酯层经1×HCl(1x)、水(1x)和盐水(1x)洗涤，然后经MgSO4干燥。过滤后，真空除去溶剂，得到白色固体，将其用己烷研制，过滤收集得到4-氟联苯-3-羧酸(260mg，88％)，为白色固体。
1H-NMR(300MHz，d6-DMSO)：δ13.10(1H，br s，可交换的)，7.79-7.69(3H，m)，7.60-7.54(1H，m)，7.51-7.36(4H，m)。
实施例2：N-(R)-1-氮杂二环[2.2.2]辛-3-基-2-氟-3-苯基苯甲酰胺
Figure A20048004129300182
在室温下，在干燥的N，N-二甲基甲酰胺(2mL)中将2-氟联苯-3-羧酸(109mg，0.50mmol)、R-(+)-3-氨基奎宁环二盐酸盐(100mg，0.50mmol)、1-羟基苯并***水合物(68mg，0.50mmol)、O-(苯并***-1-基)-N，N，N′，N′-四甲基脲四氟硼酸盐(161mg，0.50mmol)和二异丙基乙基胺(0.26mL，194mg，1.5mmol)搅拌20小时。将该反应混合物倒入1N氢氧化钠溶液中并用乙酸乙酯萃取。乙酸乙酯层经1N NaOH(1x)、水(4x)和盐水(1x)洗涤，然后经Na2SO4干燥。过滤后，真空除去溶剂，得到无色半固体的N-(R)-1-氮杂二环[2.2.2]辛-3-基-2-氟-3-苯基苯甲酰胺(158mg，97％)。
MS(APCI+)325[M+1]+。
1H-NMR(300MHz，d6-DMSO)：δ8.51-8.35(1H，m)，7.66-7.39(6H，m)，7.39-7.28(1H，m)，4.01-3.85(1H，m)，3.20-3.03(2H，m)，2.90-2.53(4H，m)，1.95-1.71(2H，m)，1.68-1.48(2H，m)，1.42-1.21(1H，m)。
a)2-氟联苯-3-羧酸
Figure A20048004129300191
在室温下，在水(10mL)中，将3-溴-2-氟苯甲酸(0.50g，2.3mmol)、苯基硼酸(0.28g，2.3mmol)、碳酸钠(0.73g，6.9mmol)和乙酸钯(II)(5mg，0.023mmol)搅拌5天。将该反应混合物倒入1N HCl溶液中并用乙酸乙酯萃取。乙酸乙酯层经1N HCl(1x)、水(1x)和盐水(1x)洗涤，然后经MgSO4干燥。过滤后，真空除去溶剂，得到0.53g产物，经EtOAc/己烷(1∶1)重结晶得到2-氟联苯-3-羧酸(225mg，46％)，为白色结晶固体。
1H-NMR(300MHz，d6-DMSO)：δ13.29(1H，br s，可交换的)，7.90-7.80(1H，m)，7.76-7.66(1H，m)，7.59-7.33(6H，m)。
实施例3：(N-(R)-1-氮杂二环[2.2.2]辛-3-基)-3-氟-5-苯基噻吩-2-羧酸酰胺
Figure A20048004129300201
将5-苯基噻吩-2-羧酸(250mg，1.22mmol)的干燥THF(10mL)溶液冷却到-78℃并在N2下搅拌，向该溶液中加入n-BuLi(2.5M己烷溶液；1.08mL，2.69mmol，2.2eq)。在-78℃下搅拌所得混合物30分钟。然后加入N-氟苯磺酰亚胺(N-fluorobenesulfonimide，577mg，1.83mmol，1.5当量)的干燥THF(7mL)溶液。在-78℃下搅拌该反应混合物5小时，然后在室温下搅拌过夜。将该反应混合物冷却到0℃，并加入6N HCl(2mL)中止，然后用Et2O(10mL)稀释。分层，水层经20mL Et2O萃取。合并有机层并经MgSO4干燥。过滤后，真空除去溶剂得到产物，其是所需的3-氟-5-苯基噻吩-2-羧酸与起始的5-苯基噻吩-2-羧酸的混合物，该混合物不经进一步纯化即被使用。在室温下，将该混合物(155mg，～0.70mmol)、R-(+)-3-氨基奎宁环二盐酸盐(140mg，0.70mmol)、1-羟基苯并***水合物(95mg，0.70mmol)、O-(苯并***-1-基)-N，N，N′，N′-四甲基脲四氟硼酸盐(225mg，0.70mL)和二异丙基乙基胺(0.37mL，2.1mmol)在干燥的N，N-二甲基甲酰胺(3mL)中搅拌过夜。将该反应混合物倒入5％NaHCO3溶液中并用乙酸乙酯萃取。将乙酸乙酯层用0.5NNaOH(1x)、水(1x)、5％LiCl洗涤，然后经MgSO4干燥。过滤后，真空除去溶剂。残留物依次经硅胶层析[(NH3/EtOAc)-(NH3/MeOH/EtOAc)]和制备性HPLC[C8，反相，(5％CH3CN/95％H2O/0.1％TFA)-(95％CH3CN/5％H2O/0.1％TFA)]纯化，得到含水残留物，用K2CO3水溶液对其进行处理，然后用EtOAc(2x)萃取和MgSO4干燥。过滤后，真空除去溶剂得到白色固体的(N-(R)-1-氮杂二环[2.2.2]辛-3-基)-3-氟-5-苯基噻吩-2-羧酸酰胺(25mg，11％，2步)。
MS(APCI+)331[M+1]+。
1H-NMR(300MHz，CDCl3)：δ7.62-7.55(2H，m)，7.46-7.36(3H，m)，7.05(1H，s)，6.55-6.44(1H，m)，4.23-4.10(1H，m)，3.52-3.38(1H，m)，2.99-2.79(4H，m)，2.69-2.56(1H，m)，2.09-1.99(1H，m)，1.84-1.47(4H，m)。
实施例4：(N-(R)-1-氮杂二环[2.2.2]辛-3-基)-3-氟-5-(3-吡啶基)噻吩-2-羧酸酰胺
Figure A20048004129300211
向搅拌的3-氟-5-吡啶-3-基-噻吩-2-羧酸盐酸盐(0.17mmol)、O-(苯并***-1-基)-N，N，N′，N′-四甲基脲四氟硼酸盐(TBTU，55mg，0.17mmol)，以及1-羟基苯并***水合物(23mg，0.17mmol)在DMF(2mL)中的溶液中加入二异丙基乙基胺(0.15mL，0.85mmol)和1，4-(R)-(1-氮杂-二环[2.2.2]辛-3-基)胺二盐酸盐(34mg，0.17mmol)。在室温下搅拌该反应混合物过夜。然后将该反应混合物在EtOAc和5％Na2CO3中分配。分层，水相用EtOAc萃取。合并有机萃取物，经MgSO4干燥、过滤并真空浓缩。残留物在硅胶上进行层析，使用梯度的100∶0至95∶5CHCl3∶MeOH溶液(每50mL该溶液中含有1滴NH4OH)进行洗脱。得到呈灰白色固体的产物(7mg，3步产率12％)。
MS(APCI+)332[M+1]+。
1H NMR(300.132MHz，CDCl3)δ8.86(d，J＝2.3Hz，1H)，8.62(dd，J＝5.0，1.5Hz，1H)，7.85(dt，J＝8.1，2.0Hz，1H)，7.36(dd，J＝8.0，4.9Hz，1H)，7.12(s，1H)，6.51(t，J＝7.2Hz，1H)，4.20-4.09(m，1H)，3.44(dd，J＝14.5，9.4Hz，1H)，2.87(dt，J＝24.9，8.1Hz，5H)，2.60(dd，J＝14.5，4.8Hz，1H)，2.03(q，J＝3.1Hz，1H)，1.61-1.47(m，2H)。
a)3-氟-5-吡啶-3-基-噻吩-2-羧酸盐酸盐
Figure A20048004129300212
将氢氧化锂一水合物(21mg，0.51mmol)的水(1mL)溶液加入搅拌的3-氟-5-吡啶-3-基-噻吩-2-羧酸甲酯(40mg，0.17mmol)的THF(1mL)溶液中。加入几滴MeOH并在室温下搅拌该反应物过夜。真空浓缩该反应混合物，含水残留物用浓HCl(1mL)处理。真空浓缩并在高真空下干燥，得到呈盐酸盐的产物，该产物不经进一步纯化即被使用。
b)3-氟-5-吡啶-3-基-噻吩-2-羧酸甲酯
向4-溴-3-氟-5-吡啶-3-基-噻吩-2-羧酸甲酯(47mg，0.15mmol)的甲醇(3mL)溶液中加入负载在碳上的氢氧化钯(20wt％，15mg，16mol％)，然后加入1，4-环己二烯(1mL，10.6mmol)。在55℃下搅拌加热该反应混合物4小时。然后冷却该混合物，经硅藻土过滤并真空蒸发。经进一步干燥得到所需的产物(该产物与真实样品一起在TLC上洗脱，并不经进一步纯化即被使用)(33mg，94％)。
MS(APCI+)238[M+1]+。
1H NMR(300.132MHz，CDCl3)δ8.87(d，J＝1.7Hz，1H)，8.63(d，J＝4.8Hz，1H)，7.86(dt，J＝8.0，1.8Hz，1H)，7.37(dd，J＝8.0，4.8Hz，1H)，7.12(s，1H)，3.92(s，3H)。
c)4-溴-3-氟-5-吡啶-3-基-噻吩-2-羧酸甲酯
Figure A20048004129300222
向4，5-二溴-3-氟-噻吩-2-羧酸甲酯(490mg，1.55mmol)、3-吡啶基硼酸(209mg，1.7mmol)，以及Na2CO3(180mg，1.7mmol)在10∶8∶1的甲苯∶乙醇∶水的混合物(19mL)中的溶液中加入四(三苯基膦)钯(20mg，0.016mmol)。在N2下将该混合物回流3小时，其间该混合物变成了淡琥珀色溶液。然后将反应混合物冷却并经硅藻土过滤，用EtOAc洗涤固体。滤液在EtOAc和水中分配。用水洗涤有机萃取物。合并有机萃取物并用EtOAc萃取。将合并的有机萃取物经MgSO4干燥、过滤并真空浓缩。残留物在硅胶上进行层析，使用100∶0至85∶15的己烷：EtOAc作为洗脱溶剂。分离所需的产物，为几乎纯的物质(9.6％)。
MS(APCI+)316/318[M+1]+。
1H NMR(300.132MHz，CDCl3)δ8.89(d，J＝2.1Hz，1H)，8.70(dd，J＝4.8，1.5Hz，1H)，7.98(dt，J＝8.0，2.0Hz，1H)，7.42(dd，J＝7.9，4.9Hz，1H)，3.94(s，3H)。

Claims (21)

1.式I化合物：
其中：
D代表氧或硫；
E代表单键、氧、硫，或NR1；
Ar1选自含有0、1或2个氮原子、0或1个氧原子，以及0或1个硫原子的邻-卤素-取代的5-或6-员芳香或杂芳香环，或者选自含有0、1、2或3个氮原子、0或1个氧原子，以及0或1个硫原子的邻-卤素-取代的8-、9-或10-员稠合的芳香或杂芳香环体系；
Ar2选自含有0、1或2个氮原子、0或1个氧原子，以及0或1个硫原子的5-或6-员芳香或杂芳香环；
其中Ar2是未取代的或者具有1、2或3个独立地选自-R2、-C1-C6烷基、-C2-C6链烯基、-C2-C6炔基、卤素、-CN、-NO2、-CF3、-S(O)nR2、-NR2R3、-CH2NR2R3、-OR2、-CH2OR2或-CO2R4的取代基；
R2和R3在每次出现时独立地选自氢、-C1-C4烷基、芳基、杂芳基、-C(O)R4、-C(O)NHR4、-CO2R4或-SO2R4，或
R2和R3结合为-(CH2)jG(CH2)k-，其中G是氧、硫、NR4，或化学键；
j是2、3或4；
k是0、1或2；
n是0、1或2，和
R4在每次出现时独立地选自氢、-C1-4烷基、芳基，或杂芳基，以及
其立体异构体、对映异构体、体内可水解的前体和可药用的盐。
2.根据权利要求1的化合物，该化合物是具有式II的式I化合物的R-异构体：
其中D、Ar1、E和Ar2如式I化合物所定义。
3.根据权利要求1的化合物，其中：
D代表氧或硫；
E代表单键、氧、硫，或NR1；
Ar1选自含有0、1或2个氮原子、0或1个氧原子，以及0或1个硫原子的邻-氟-取代的5-或6-员芳香或杂芳香环，或者选自含有0、1、2或3个氮原子、0或1个氧原子，以及0或1个硫原子的邻-氟-取代的8-、9-或10-员稠合的芳香或杂芳香环体系；
Ar2选自含有0、1或2个氮原子、0或1个氧原子，以及0或1个硫原子的5-或6-员芳香或杂芳香环；
其中Ar2是未取代的或者具有1、2或3个独立地选自-R2、-C1-C6烷基、-C2-C6链烯基、-C2-C6炔基、卤素、-CN、-NO2、-CF3、-S(O)nR2、-NR2R3、-CH2NR2R3、-OR2、-CH2OR2或-CO2R4的取代基；
R2和R3在每次出现时独立地选自氢、-C1-C4烷基、芳基、杂芳基、-C(O)R4、-C(O)NHR4、-CO2R4或-SO2R4，或
R2和R3结合为-(CH2)jG(CH2)k-，其中G是氧、硫、NR4，或化学键；
j是2、3或4；
k是0、1或2；
n是0、1或2，和
R4在每次出现时独立地选自氢、-C1-4烷基、芳基，或杂芳基，以及
其立体异构体、对映异构体、体内可水解的前体和可药用的盐。
4.根据权利要求1的化合物，其中：
D代表氧；
E代表单键；
Ar1选自含有0、1或2个氮原子、0或1个氧原子，以及0或1个硫原子的邻-氟-取代的5-或6-员芳香或杂芳香环；
Ar2选自含有0、1或2个氮原子、0或1个氧原子，以及0或1个硫原子的5-或6-员芳香或杂芳香环，以及
其立体异构体、对映异构体、体内可水解的前体和可药用的盐。
5.根据权利要求1的化合物，其中：
D代表氧；
E代表单键；
Ar1选自含有0、1或2个氮原子、0或1个氧原子，以及0或1个硫原子的邻-氟-取代的5-或6-员芳香或杂芳香环；
Ar2选自苯基或吡啶基，以及
其立体异构体、对映异构体、体内可水解的前体和可药用的盐。
6.根据权利要求1的化合物，其中：
D是O；
或者其对映异构体和可药用的盐。
7.根据权利要求1的化合物，其中
Ar1选自2-氟-苯基或2-连接的3-氟-噻吩基。
8.根据权利要求1的化合物，其中：
Ar1选自苯基或者噻吩基，和Ar2选自含有如上定义的任选取代基的苯基、吡啶基、呋喃基或者噻吩基。
9.根据权利要求1的化合物，该化合物具有低的P-糖蛋白介导的从脑的流出作用。
10.一种治疗或预防其中α7烟碱受体的激活是有益的疾病或病症的方法，该方法包括向患有所述疾病或病症的患者给药治疗有效量的根据权利要求1的化合物。
11.根据权利要求10的方法，其中所述疾病或病症是焦虑症、精神***症、躁狂症或躁狂抑郁症。
12.一种治疗或预防神经疾病、精神疾病或智力缺陷疾病的方法，其包括给药治疗有效量的根据权利要求1的化合物。
13.根据权利要求12的方法，其中所述疾病是阿耳茨海默氏病、学习能力缺失、认知力缺失、注意力缺陷、记忆丧失、注意力不集中的过度反应症、帕金森氏病、亨延顿氏病、图雷特氏综合征、其中胆碱能突触缺失的神经变性疾病、时差综合征、尼古丁成瘾、成癖、疼痛或溃疡性结肠炎。
14.一种诱导吸烟戒断的方法，其包括给药有效量的根据权利要求1的化合物。
15.一种药物组合物，其包含根据权利要求1的化合物和可药用的稀释剂、润滑剂或载体。
16.一种治疗或预防其中α7烟碱受体的激活是有益的疾病或病症的方法，该方法包括向患有所述疾病或病症的患者给药治疗有效量的根据权利要求15的药物组合物。
17.根据权利要求16的方法，其中所述疾病或病症是焦虑症、精神***症、躁狂症或躁狂抑郁症。
18.一种治疗或预防神经疾病、精神疾病或智力缺陷疾病的方法，其包括给药治疗有效量的权利要求15的药物组合物。
19.根据权利要求18的方法，其中所述疾病是阿耳茨海默氏病、学习能力缺失、认知力缺失、注意力缺陷、记忆丧失、注意力不集中的过度反应症、帕金森氏病、亨延顿氏病、图雷特氏综合征、其中胆碱能突触缺失的神经变性疾病、时差综合征、尼古丁成瘾、成癖、疼痛和溃疡性结肠炎。
20.一种诱导吸烟戒断的方法，其包括给药有效量的根据权利要求15的药物组合物。
21.根据权利要求1的化合物、其对映异构体或其可药用的盐在制备用于治疗或预防其中α7烟碱受体的激活是有益的人类疾病或病症的药物中的用途，所述疾病或病症选自神经疾病、精神疾病、智力缺陷疾病、阿耳茨海默氏病、学习能力缺失、认知力缺失、注意力缺陷、记忆丧失、注意力不集中的过度反应症、焦虑症、精神***症、躁狂症或躁狂抑郁症、帕金森氏病、亨延顿氏病、图雷特氏综合征，或其中胆碱能突触缺失的神经变性疾病。
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