ES2336952T3 - Compuesto de carbamato como agonistas del recepttor 5-ht4. - Google Patents
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Abstract
Compuesto de fórmula (I): **(Ver fórmula)** donde: R1 es halo o C1-3 alquilo, donde C1-3 alquilo es sustituido opcionalmente con hidroxi o halo; R2 es hidrógeno o C1-3 alquilo, donde C1-3 alquilo es sustituido opcionalmente con hidroxi; R3 es C1-3 alquilo o hidrógeno; R4 es -(CH2)1-3C(O)NRa Rb, **(Ver fórmula)** o R3 y R4 con el átomo de nitrógeno al cual están unidos forman una fracción seleccionada de: (i) una fracción de fórmula (a): **(Ver fórmula)** (ii) una fracción de fórmula (b): **(Ver fórmula)** y (iii) una fracción de fórmula (c): **(Ver fórmula)** donde: R5 es -OC(O)NRaRb, -C(O)NRa Rb, -NRdS(O)2C1-3 alquilo, -NRdC(O)Rc, -NRd S(O)2NRaRb o -NRdC(O)0Re; R6 es -C(O)Rf, -(CH2)2ORg, -S(O)2NRaRb, -S(O)2 C1-3 alquilo o -S(O)2(CH2)1-3 S(O)2C1-3 alquilo; Ra, Rb y Rc son independientemente hidrógeno o C1-3 alquilo; Rd es hidrógeno o C1-3 alquilo, donde C1 alquilo es sustituido opcionalmente con hidroxi; Re es C1-3 alquilo; Rf es hidrógeno, C1-3 alquilo, tetrahidrofuranilo o -NRaRb; Rg es hidrógeno o C1-3 alquilo; a es 0, 1 o 2; b es 0, 1, 2 o 3; c es 0, 1, o 2; d es 1 o 2 y e es 1 o 2; a condición de que cuando c es 0, d es 2 y R5 es -C(O)NRa Rb; y cuando c es 2, d es 1; o una sal farmacéuticamente aceptable o solvato o estereoisómero de la misma.
Description
Compuestos de carbamato como agonistas del
receptor 5-HT_{4}.
La invención se refiere a compuestos de
carbamato derivados de benzoimidazolona carboxamida que son útiles
como agonistas del receptor 5-HT_{4}. La
invención también se refiere a composiciones farmacéuticas que
comprenden tales compuestos y encuentra utilidad en métodos de uso
de tales compuestos para tratar o evitar las condiciones médicas
mediadas por actividad del receptor 5-HT_{4}.
También se proporcionan los procesos y los productos intermedios
útiles para preparar tales compuestos.
La serotonina
(5-hidroxitriptamina, 5-HT) es un
neurotransmisor que es ampliamente distribuido en todas partes del
cuerpo, tanto en el sistema central nervioso como en los sistemas
periféricos. Al menos siete subtipos de receptores de serotonina han
sido identificados y la interacción de la serotonina con estos
diferentes receptores está vincula con una amplia variedad de
funciones fisiológicas. En consecuencia, ha habido un considerable
interés en el desarrollo de agentes terapéuticos que se concentran
en subtipos específicos del receptor 5-H.
En particular, la caracterización de los
receptores 5-HT_{4} y la identificación de agentes
farmacéuticos que interactúan con éstos ha sido el centro de
actividad significativa reciente. (Ver, por ejemplo, la revisión por
Langlois y Fischmeister, J. Med. Chem. 2003, 46,
319-344.) Los agonistas del receptor
5-HT_{4} son útiles para el tratamiento de
trastornos de motilidad reducida del tracto gastrointestinal. Este
tipo de trastornos incluye el síndrome de intestino irritable (IBS,
por sus siglas en inglés), estreñimiento crónico, dispepsia
funcional, vaciado gástrico retardado, enfermedad de reflujo
gastroesofágico (GERD, por sus siglas en inglés), gastroparesia,
íleo postoperatorio, pseudo-obstrucción intestinal y
tránsito retardado inducido por fármacos. Además, se ha sugerido que
algunos compuestos de agonista de receptor
5-HT_{4} se pueden utilizar en el tratamiento de
trastornos del sistema nervioso central incluidos trastornos
cognitivos, trastornos de la conducta, trastornos de humor y
trastornos de control de función autonómica.
A pesar de la amplia utilidad de los agentes
farmacéuticos que modulan la actividad del receptor
5-HT_{4}, pocos compuestos de agonistas de
receptor 5-HT_{4} están en uso clínico
actualmente. EP 908 459 A describe una serie de indazol- y
2-oxobenzamidazol-3-carboxamidas
que son antagonistas del receptor 5-HT_{4} de la
serotonina y J. Med. Chem 1998, 41, 1943-1955 se
refiere a un tema similar. WO 2005/080389 A se refiere a compuestos
de indazol-carboxamida como agonistas de
5-HT_{4}.
Por consiguiente, hay una necesidad de nuevos
agonistas del receptor 5-HT_{4} que consigan los
efectos deseados con efectos secundarios mínimos. Los agentes
preferidos pueden poseer, entre otras propiedades, selectividad,
fuerza, propiedades farmacocinéticas y/o duración de la acción
mejoradas.
La invención proporciona compuestos nuevos que
poseen actividad de agonista de receptor 5-HT_{4}.
Se ha descubierto que, entre otras propiedades, los compuestos de la
invención son agonistas del receptor 5-HT_{4}
potentes y selectivos. Además, se ha descubierto que los compuestos
de la invención muestran propiedades farmacocinéticas favorables que
son predictivas de buena biodisponibilidad por administración
oral.
Por consiguiente, la invención proporciona un
compuesto de fórmula (I): caracterizado por le hecho de que:
R^{1} es halo o C_{1-3}
alquilo, donde C_{1-3} alquilo es sustituido
opcionalmente con hidroxi o halo;
R^{2} es hidrógeno o C_{1-3}
alquilo, donde C_{1-3} alquilo es sustituido
opcionalmente con hidroxi;
R^{3} es C_{1-3} alquilo o
hidrógeno;
R^{4} es
-(CH_{2})_{1-3}
C(O)NR^{a} R^{b},
o R^{3} y R^{4} con el átomo de
nitrógeno al cual están unidos forman una fracción seleccionada
de:
(i) una fracción de fórmula (a):
(ii) una fracción de fórmula (b):
y
(iii) una fracción de fórmula (c):
donde:
R^{5} es -OC(O)NR^{a}R^{b},
-C(O)NR^{a}R^{b},
-NR^{d}S(O)_{2}C_{1-3} alquilo,
-NR^{d}C(O)R^{c},
-NR^{d}S(O)_{2} NR^{a}R^{b} o
-NR^{d}C(O)OR^{c};
R^{6} es -C(O)R^{f},
-(CH_{2})_{2}OR^{g}, -S(O)_{2}
NR^{a}R^{b}, -S(O)_{2}C_{1-3}
alquilo o
-S(O)_{2}(CH_{2})_{1-3}S(O)_{2}C_{1-3}
alquilo;
R^{a}, R^{b} y R^{c} son
independientemente hidrógeno o C_{1-3}
alquilo;
R^{d} es hidrógeno o C_{1-3}
alquilo, donde C_{1-3} alquilo es sustituido
opcionalmente con hidroxi;
R^{e} es C_{1-3}
alquilo;
R^{f} es hidrógeno, C_{1-3}
alquilo, tetrahidrofuranilo o -NR^{a}R^{b};
R^{g} es hidrógeno o C_{1-3}
alquilo;
a es 0, 1 o 2;
b es 0, 1, 2 o 3;
c es 0, 1, o 2;
d es 1 o 2 y
e es 1 o 2;
a condición de que cuando c es 0, d es 2, y
R^{5} es -C(O)NR^{a}R^{b}; y cuando c es 2, d es
1;
o una sal farmacéuticamente aceptable o solvato
o estereoisómero de la misma.
La invención también proporciona una composición
farmacéutica que comprende un compuesto de la invención y un
portador farmacéuticamente aceptable.
La invención encuentra utilidad en un método
para el tratamiento de una enfermedad o condición asociada a la
actividad del receptor 5-HT_{4}, p. ej. un
trastorno de motilidad reducida del tracto gastrointestinal. El
método comprende la administración al mamífero de una cantidad
terapéuticamente eficaz de un compuesto o de una composición
farmacéutica de la invención.
Los compuestos de la invención también pueden
ser usados como herramientas de investigación, es decir, para
estudiar sistemas biológicos o muestras, o para estudiar la
actividad de otros compuestos químicos. Por consiguiente, en otro de
sus aspectos del método, la invención proporciona un método para el
uso de un compuesto de fórmula (I), o una sal aceptable
farmacéuticamente o solvato o estereoisómero de la misma, como una
herramienta de investigación para estudiar un sistema biológico o
muestra in vitro o para descubrir nuevos agonistas del
receptor 5-HT_{4}. El método comprende el contacto
de un sistema biológico o muestra in vitro con un compuesto
de la invención y la determinación de los efectos provocados por el
compuesto en el sistema biológico o muestra.
En aspectos separados y diferentes, la invención
también proporciona procesos sintéticos y productos intermedios
descritos en la presente, que son útiles para preparar compuestos de
la invención.
La invención también proporciona un compuesto de
la invención como se describe en este caso para el uso en terapia
médica, al igual que el uso de un compuesto de la invención en la
producción de una formulación o medicamento para tratar una
enfermedad o condición asociada a la actividad del receptor
5-HT_{4}, p. ej., un trastorno de motilidad
reducida del tracto gastrointestinal, en un mamífero.
La invención proporciona nuevos agonistas del
receptor 5-HT_{4} de carbamato derivados de
benzoimidazolona carboxamida de fórmula (I), o sales
farmacéuticamente aceptables o solvatos o estereoisómeros de las
mismas. Los siguientes sustituyentes y valores tienen por objeto
proporcionar ejemplos representativos de diferentes aspectos de esta
invención. Estos valores representativos tienen por objeto definir
aún más tales aspectos y no tienen por objeto excluir otros valores
ni limitar el ámbito de la invención.
En aspectos específicos de la invención, R^{1}
es halo o C_{1-3} alquilo; o R^{1} es fluoro,
cloro, bromo o metilo.
En un aspecto específico, R^{2} es
hidrógeno.
En otro aspecto específico, R^{2} es
C_{1-3} alquilo, donde C_{1-3}
alquilo es sustituido opcionalmente con hidroxi.
En otro aspecto específico, R^{2} es hidrógeno
o C_{1-3} alquilo.
En otros aspectos específicos de la invención,
R^{2} es metilo, etilo, propilo o isopropilo; R^{2} es etilo o
isopropilo; o R^{2} es isopropilo.
En aspectos específicos, R^{3} es
C_{1-3} alquilo; R^{3} es metilo o etilo; o
R^{3} es metilo.
En un aspecto específico, R^{4} es
-(CH_{2})_{1-3}
C(O)NR^{a}R^{b}.
En otro aspecto específico, R^{4} es
En otro aspecto específico, R^{4} es
-(CH_{2})_{1-3}
C(O)NR^{a} R^{b} o
En un aspecto específico de la invención,
R^{3} y R^{4} con el átomo de nitrógeno al que están unidos
forman una fracción seleccionada de una fracción de fórmula (a), una
fracción de fórmula (b) y una fracción de fórmula (c).
En un aspecto específico, R^{3} y R^{4} con
el átomo de nitrógeno al que están unidos forman una fracción de
fórmula (b). En otro aspecto específico, R^{3} y R^{4} con el
átomo de nitrógeno al que están unidos forman una fracción de
fórmula (a), donde R^{5} es -OC(O)NR^{a}R^{b} o
-C(O)NR^{a}R^{b}.
En un aspecto específico, R^{3} y R^{4} con
el átomo de nitrógeno al que están unidos forman una fracción de
fórmula (b). En otros aspectos específicos, R^{3} y R^{4} con el
átomo de nitrógeno al que están unidos forman una fracción de
fórmula (b), donde R^{6} es -C(O)R^{f},
-(CH_{2})_{2}OR^{g}, o -S(O)_{2}
NR^{a}R^{b}; o R^{6} es -C(O)R^{f} y e es
1.
En otro aspecto de la invención, R^{3} y
R^{4} con el átomo de nitrógeno al que están unidos forman una
fracción de fórmula (c).
En aspectos específicos, R^{a}, R^{b},
R^{c}, R^{d} y R^{8} son independientemente hidrógeno, metilo,
o etilo; o R^{a}, R^{b}, R^{c}, R^{d} y R^{g} son
independientemente hidrógeno o metilo.
En aspectos específicos, R^{e} es metilo o
etilo; o R^{e} es metilo.
En aspectos específicos, R^{f} es
C_{1-3} alquilo, tetrahidrofuranilo, o
NR^{a}R^{b}; o RF es metilo, tetrahidrofuranilo, o
-NR^{a}R^{b}.
-NR^{a}R^{b}.
En otro aspecto específico, R^{f} es
tetrahidrofuranilo.
En otros aspectos específicos, R^{f} es
C_{1-3} alquilo, o R^{f} es metilo.
En otro aspecto específico, R^{f} es
-NR^{a}R^{b}, caracterizado por el hecho de que R^{a} y
R^{b} son tal y como se define en la presente.
En aspectos específicos, a es 0 o 1; o a es 0 o
2. En otro aspecto específico, a es 0.
En aspectos específicos, b es 0, 1, o 2; o b es
1 o 2. En otro aspecto específico, b es 1.
En un aspecto específico, c es 1 o 2. En otro
aspecto específico, c es 1.
En un aspecto específico, d es 1.
En un aspecto específico, e es 1.
En un aspecto, la invención proporciona un
compuesto de fórmula (I) donde c es 1 o 2; d es 1 y e es 1.
\vskip1.000000\baselineskip
En otro aspecto, la invención proporciona un
compuesto de fórmula (I)
donde:
R^{3} es C_{1-3} alquilo;
y
R^{4} es
-(CH_{2})_{1-3}
C(O)NR^{a}R^{b} o
o R^{3} y R^{4} con el átomo de
nitrógeno al que están unidos forman una fracción seleccionada de
una fracción de fórmula (a), una fracción de fórmula (b) y una
fracción de fórmula
(c);
donde:
R^{5} es -OC(O)NR^{a} R^{b}
o -C(O)NR^{a} R^{b}; y
R^{6} es -C(O)R^{f},
-(CH_{2})_{2} OR^{g}, o -S(O)_{2}
NR^{a} R^{b}.
\newpage
En otro aspecto, la invención proporciona un
compuesto de fórmula (I) donde R^{3} y R^{4} con el átomo de
nitrógeno al que están unidos forman una fracción seleccionada de
una fracción de fórmula (a), una fracción de fórmula (b) y una
fracción de fórmula (c);
donde:
R^{5} es -OC(O)NR^{a} R^{b}
o -C(O)NR^{a} R^{b};
R^{6} es -C(O)R^{f},
-(CH_{2})_{2}OR^{g}, o -S(O)_{2}
NR^{a}R^{b};
R^{a}, R^{b} y R^{g} son
independientemente hidrógeno o metilo;
R^{f} es metilo, tetrahidrofuranilo o
-NR^{a}R^{b};
c es 1 o 2; d es 1 y e es 1.
\vskip1.000000\baselineskip
En otro aspecto, la invención proporciona un
compuesto de fórmula (I)
donde:
R^{2} es etilo o isopropilo
R^{3} es C_{1-3} alquilo
y
R^{4} es
-(CH_{2})_{1-3}
C(O)NR^{a}R^{b} o
o R^{3} y R^{4} con el átomo de
nitrógeno al que están unidos forman una fracción seleccionada de
una fracción de fórmula (a), una fracción de fórmula (b) y una
fracción de fórmula
(c);
donde
R^{5} es -OC(O)NR^{a} R^{b}
o -C(O)NR^{a} R^{b};
R^{6} es -C(O)R^{f},
-(CH_{2})_{2} OR^{g}, o -S(O)_{2}
NR^{a} R^{b};
R^{a}, R^{b} y R^{g} son
independientemente hidrógeno o metilo;
R^{f} es metilo, tetrahidrofuranilo o
-NR^{a} R^{b};
a es 0; c es 1 o 2; d es 1 y e es 1.
\vskip1.000000\baselineskip
Se ilustran las convenciones de nomenclaturas
químicas usadas en la presente para el compuesto del ejemplo 1:
que es designado
3-{(1S,3R,5R)-3-[(3-isopropil-2-oxo-2,3-dihidrobenzoimidazol-1-carbonil)amino]-8-aza-biciclo[3,2,1]oct-8-il}propil
éster de ácido
4-(tetrahidrofurano-2-carbonil)piperazina-1-
carboxílico, según el software AutoNom, proporcionado por MDL
Information Systems, GmbH (Frankfurt, Alemania). La designación
(1S,3R,5R) describe la orientación relativa de
los enlaces asociados al sistema de anillos bicíclico que son
representados como cuñas sólidas y discontinuas. En todos los
compuestos de la invención representados anteriormente, la
benzoimidazolona-carboxamida es endo al grupo
azabiciclooctano.
Se puede hacer mención particular de los
siguientes compuestos:
3-{(1S,3R,5R)-3-[(3-isopropil-2-oxo-2,3-dihidrobenzoimidazol-1-carbonil)amino]-8-azabiciclo-[3,2,1]oct-8-il}
propil éster de ácido 4-(tetrahidrofurano-2-carbonil)piperazina-1-carboxílico;
propil éster de ácido 4-(tetrahidrofurano-2-carbonil)piperazina-1-carboxílico;
3-{(1S,3R,SR)-3-[(3-isopropil-2-oxo-2
carbonil)amino]-8-azabiciclo-[3,2,1]oct-8-il}propil
éster de ácido
4-(2-hidroxietil)piperazina-1-carboxíllico;
3-{(1S,3R,5R)-3-[(3-isopropil-2-oxo-2,3-dihidro-benzoimidazol-1-carbonil)
amino]-8-azabiciclo[3,2,1]oct-8-il}
propil éster de ácido 4-acetil-piperazina-1- carboxílico;
propil éster de ácido 4-acetil-piperazina-1- carboxílico;
3-{(1S,3R,5R)-3-[(3-isopropil-2-oxo-2,3-dihidrobenzoimidazol-1-carbonil)amino]-8-aza-biciclo[3,2,1]oct-8-il}
propil éster de ácido 4-dimetilcarbamoiloxipiperidina-1-carboxílico;
propil éster de ácido 4-dimetilcarbamoiloxipiperidina-1-carboxílico;
3-{(1S,3R,5R)-3-[(3-isopropil-2-oxo-2,3-dihidro-benzoimidazol-1-carbonil)amino]-8-azabiciclo[3,2,1]oct-8-il}
propil éster de ácido 3-carbamoilpiperidina-1-carboxílico;
propil éster de ácido 3-carbamoilpiperidina-1-carboxílico;
3-{(1S,3R,5R)-3-[(3-isopropil-2-oxo-2,3-dihidrobenzoimidazol-1-carbonil)amino]-8-azabiciclo[3.2.1]oct-8-il}
propil ester de ácido 1,1-dioxo-1\lambda^{6}-tiomorfolina-4-carboxílico;
propil ester de ácido 1,1-dioxo-1\lambda^{6}-tiomorfolina-4-carboxílico;
3-{(1S,3R,5R)-3-[(3-isopropil-2-oxo-2,3-dihidrobenzoimidazol-1-carbonil)amino]-8-azabiciclo-[3.2.1]oct-8-il}
propil ester de ácido (1,1-dioxotetrahidro-1\lambda^{6}-tiofen-3-il)metilcarbámico;
propil ester de ácido (1,1-dioxotetrahidro-1\lambda^{6}-tiofen-3-il)metilcarbámico;
3-{(1S,3R,5R)-3-[(3-isopropil-2-oxo-2,3-dihidrobenzoimidazol-1-carbonil)amino]-8-azabiciclo[3,2,1]oct-8-il}
propil éster de ácido (R)-2-carbamoilpirrolidina-1-carboxílico;
propil éster de ácido (R)-2-carbamoilpirrolidina-1-carboxílico;
3-{(1S,3R,5R)-3-[(3-isopropil-2-oxo-2,3-dihidro-benzoimidazol-1-carbonil)amino]-8-azabiciclo[3.2.1]oct-8-il}
propil éster de ácido 4-acetil-[1,4]diazepan-1-carboxílico;
propil éster de ácido 4-acetil-[1,4]diazepan-1-carboxílico;
3-{(1S,3R,5R)-3-[(3-isopropil-2-oxo-2,3-dihidrobenzoimidazol-1-carbonil)amino]-8-azabiciclo[3,2,1]oct-8-il}
propil éster de ácido dimetilcarbamoilmetil-metilcarbámico;
propil éster de ácido dimetilcarbamoilmetil-metilcarbámico;
3-{(1S,3R,5R)-3-[(3-isopropil-2-oxo-2,3-dihidrobenzoimidazol-1-carbonil)amino]-8-azabiciclo[3,2,1]oct-8-il}
propil éster de ácido 4-dimetilcarbamoilpiperazina-1-carboxílico; y
propil éster de ácido 4-dimetilcarbamoilpiperazina-1-carboxílico; y
3-{(1S,3R,SR)-3-[(3-isopropil-2-oxo-2,3-dihidrobenzoimidazol-1-carbonil)amino]-8-azabicicio[3,2,1]oct-8-il}
propil éster de ácido 4-dimetilsulfamoilpiperazina-1-carboxílico.
propil éster de ácido 4-dimetilsulfamoilpiperazina-1-carboxílico.
Como lo ejemplifican los compuestos particulares
presentados anteriormente, los compuestos de la invención pueden
contener uno o más centros quirales. Por consiguiente, la invención
incluye mezclas racémicas, estereoisómeros puros y mezclas
estereoisómeras enriquecidas con isómeros de este tipo, a menos que
se indique lo contrario. Cuando se muestra un estereoisómero
particular, los expertos en la técnica entenderán que cantidades
menores de otros estereoisómeros pueden estar presentes en las
composiciones de la invención a menos que se indique lo contrario, a
condición de que cualquier utilidad del conjunto de la composición
no es eliminada por la presencia de esos otros isómeros.
Al describir los compuestos, las composiciones y
los métodos de la invención, los siguientes términos tienen los
siguientes significados, a menos que se indique lo contrario.
El término "alquilo" significa un grupo
hidrocarburo monovalente saturado que puede ser lineal o ramificado
o combinaciones de los mismos. Los grupos alquilo representativos
incluyen, a modo de ejemplo, metilo, etilo,
n-propilo (n-Pr), isopropilo
(i-Pr), n-butilo
(n-Bu), sec-butilo, isobutilo,
terc-butilo y similares.
El término "halo" significa fluoro, cloro,
bromo o yodo.
El término "compuesto" significa un
compuesto que fue sintéticamente preparado o producido de cualquier
otra manera, tal como por metabolismo.
El término "cantidad terapéuticamente
eficaz" significa una cantidad suficiente para efectuar el
tratamiento administrado a un paciente que necesita tratamiento.
El término "tratamiento" según se utiliza
en este caso significa el tratamiento de una enfermedad, trastorno o
condición médica en un paciente, tal como un mamífero
(particularmente un humano) que incluye:
- (a)
- prevención de la aparición de la enfermedad, trastorno o condición médica, es decir, tratamiento profiláctico de un paciente;
- (b)
- mejora de la enfermedad, trastorno o condición médica, es decir, eliminación o provocación de regresión de la enfermedad, trastorno o condición médica en un paciente;
- (c)
- supresión de la enfermedad, trastorno o condición médica, es decir, enlentecimiento o detención del desarrollo de la enfermedad, trastorno o condición médica en un paciente; o
- (d)
- alivio de los síntomas de la enfermedad, trastorno o condición médica en un paciente.
El término "sal farmacéuticamente
aceptable" significa una sal obtenida a partir de un ácido o base
que es aceptable para la administración a un paciente, tal como un
mamífero. Las sales de este tipo pueden ser derivadas de ácidos
inorgánicos u orgánicos farmacéuticamente aceptables y de bases
farmacéuticamente aceptables. Típicamente, las sales
farmacéuticamente aceptables de compuestos de la presente invención
se obtienen a partir de ácidos.
Las sales derivadas de ácidos farmacéuticamente
aceptables incluyen, pero no se limitan a, ácido acético, adípico,
bencenosulfónico, benzoico, canforsulfónico, cítrico, etanosulfónico
fumárico, glucónico, glutámico, bromhídrico, clorhídrico, láctico,
maléico, málico, mandélico, metanosulfónico, múcico, nítrico,
pantoténico, fosfórico, succínico, sulfúrico, tartárico,
p-toluenosulfónico, xinafoato, ácido
1-hidroxi-2-naftoico),
naftaleno-1,5-disulfónico y
similares.
El término "solvato" significa un complejo
o agregado formado por una o más moléculas de un soluto, es decir,
un compuesto de la invención o un derivado de sal farmacéuticamente
aceptable y una o más moléculas de un solvente. Tales solvatos
típicamente son sólidos cristalinos con una proporción molar
sustancialmente fija de soluto y solvente. Los solventes
representativos incluyen, por ejemplo, agua, metanol, etanol,
isopropanol, ácido acético y similares. Cuando el solvente es agua,
el solvato formado es un hidrato.
Se apreciará que el término "o una sal
farmacéuticamente aceptable o solvato de estereoisómero de la
misma" se destina a incluir todas las permutaciones de sales,
solvatos y estereoisómeros, tal como un solvato de una sal
farmacéuticamente aceptable de un estereoisómero de un compuesto de
fórmula (I).
El término "grupo saliente" significa un
grupo funcional o átomo que puede ser desplazado por otro grupo
funcional o átomo en una reacción de sustitución, tal como una
reacción de sustitución nucleofílica. Por ejemplo, los grupos
salientes representativos incluyen grupos de cloro, bromo y yodo;
grupos de éster sulfónico, tales como mesilato, tosilato, brosilato,
nosilato y similares; grupos aciloxi, tal como acetoxi,
trifluoroacetoxi y similares. El término "grupo saliente"
además incluye grupos tales como -OC_{6}F_{5}, -CCl_{3},
para-OC_{6}H_{4}NO_{2} e imidazolilo.
El término "derivado protegido de los
mismos" significa un derivado del compuesto especifico en el que
uno o más grupos funcionales del compuesto están protegidos de
reacciones indeseadas con un grupo de protección o bloqueo. Los
grupos funcionales que pueden ser protegidos incluyen, por ejemplo,
grupos de ácido carboxilico, grupos amino, grupos hidróxilo, grupos
tiol, grupos carbonilo y similares. Los grupos de protección
representativos para ácidos carboxílicos incluyen ésteres (tales
como éster ap-metoxibencílico), amidas e hidrazidas;
para grupos amino, carbamatos (tales como
terc-butoxicarbonilo) y amidas; para grupos hidróxilo, éteres
y ésteres; para grupos tiol, tioéteres y tioésteres; para grupos
carbonilo, acétales y cetales y similares. Los grupos de protección
de este tipo son bien conocidos por los expertos en la técnica y son
descritos, por ejemplo, en T.W. Greene y G.M. Wuts, Protecting
Groups in Organic Synthesis, Tercera edición, Wiley, New York, 1999,
y referencias citadas en la misma.
El término "grupo amino protegido"
significa un grupo de protección adecuado para prevenir reacciones
indeseadas en un nitrógeno amino. Los grupos de protección de amino
representativos incluyen, pero no se limitan a, grupos formilo;
acilo, por ejemplo, grupos alcanoilo, tales como grupos acetilo;
alcoxicarbonilo, tales como terc-butoxicarbonilo (Boc);
grupos arilmetoxicarbonilo, tales como benciloxicarbonilo (Cbz) y
9-fluorenilmetoxicarbonilo (Fmoc); grupos
arilmetilo, tales como bencilo (Bn), tritilo (Tr), y
1,1-di-(4'-metoxifenil)metilo;
grupos sililo, tales como trimetilsililo (TMS) y
tertbutildimetilsililo (TBDMS) y similares.
Los compuestos de la invención pueden ser
obtenidos a partir de materiales de inicio fácilmente disponibles
usando los siguientes métodos y procedimientos generales. Aunque un
aspecto particular de la presente invención se ilustra en los
esquemas a continuación, los expertos en la técnica reconocen que
todos los aspectos de la presente invención pueden ser preparados
usando los métodos descritos en la presente o usando otros métodos,
reactivos y materiales de inicio conocidos por los expertos en la
técnica. También se apreciará que donde están dadas las condiciones
del proceso típicas o preferidas (es decir, temperaturas de
reacción, tiempos, proporciones molares de reactivos, solventes,
presiones, etc.), otras condiciones del proceso también pueden ser
usadas a menos que se indique lo contrario. Las condiciones de
reacción óptimas pueden variar con los reactivos o solventes
particulares utilizados pero tales condiciones pueden ser
determinadas por expertos en la técnica por procedimientos de
optimización de rutina.
Adicionalmente, como les resultará aparente a
los expertos en la técnica, los grupos de protección convencionales
pueden ser necesarios para prevenir que determinados grupos
funcionales experimenten reacciones indeseadas. La elección de un
grupo de protección adecuado para un grupo funcional particular, al
igual que las condiciones adecuadas para la protección y la
desprotección, son conocidas en la técnica. Por ejemplo, numerosos
grupos de protección y su introducción y eliminación, son descritos
en T. W. Greene y G. M. Wuts, Protecting Groups in Organic
Synthesis, Tercera edición, Wiley, New York, 1999 y referencias
citadas allí.
Los sustituyentes y variables mostrados en los
siguientes esquemas tienen las definiciones proporcionadas en la
presente a menos que se indique lo contrario.
En un método de síntesis, los compuestos de la
fórmula (I) pueden ser preparados como se ilustra en el esquema
A.
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\vskip1.000000\baselineskip
Esquema
A
\vskip1.000000\baselineskip
Un producto intermedio de tropano
benzoimidazolona-carboxamida (III) es reaccionado
con un compuesto de fórmula (IV), donde L^{1} es un grupo
saliente, para proporcionar un compuesto de fórmula (I).
Típicamente, L^{1} es un grupo saliente favorecedor de S_{N}2
tal como cloro, yodo o bromo. Un compuesto de fórmula (IV) entra en
contacto con 0,25 aproximadamente a aproximadamente 1,5 equivalentes
del tropano benzoimidazolona-carboxamida (III), en
un diluyente inerte, en presencia de una base, tal como
N,N-diisopropiletilamina (DIPEA) y de un
catalizador, tal como yoduro sódico. Los diluyentes inertes
adecuados incluyen dimetilformamida, acetonitrilo, tetrahidrofurano,
N-metil-2-pirrolidona
y similares. Las bases adecuadas también incluyen, por ejemplo,
trietilamina,
1,8-diazabiciclo-[5,4,0]undec-7-eno
(DBU), y carbonato potásico. Los catalizadores adecuados también
incluyen, por ejemplo, yoduro potásico y yoduro de tetrabutilamonio.
Esta reacción típicamente es conducida a una temperatura de 40ºC
aproximadamente a 100ºC aproximadamente entre aproximadamente 2 y
aproximadamente 24 horas o hasta que la reacción esté
sustancialmente completa.
El producto de fórmula (I) es aislado y
purificado por procedimientos convencionales. Por ejemplo, el
producto puede ser concentrado a sequedad bajo presión reducida,
absorbido en una solución acuosa de ácido débil y purificada por
cromatografía líquida de alto rendimiento (HPLC).
Se entenderá que, en el proceso del esquema A y
en otros procesos descritos en la presente que utilizan un compuesto
de fórmula (III), se puede suministrar un compuesto de fórmula (III)
en forma de la base libre o en una forma de sal, con ajuste
apropiado de condiciones de reacción, según sea necesario, como lo
conocen los expertos en la técnica.
\newpage
Un compuesto de fórmula (III) puede ser
preparado como se muestra en esquema B a continuación.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Esquema
B
\vskip1.000000\baselineskip
En el esquema B, el producto intermedio (a), una
1,3-dihidrobenzoimidazol-2-ona
opcionalmente sustituida, es reaccionado con el producto intermedio
(b), donde W es un grupo saliente (tal como halo, es decir, flúor,
cloro o bromo) y A es un grupo saliente elegido de manera que
reaccione bajo condiciones diferentes que W (tal como
-OC_{6}F_{5}, -CCl_{3}, para-OC_{6}H_{4}NO_{2} o imidazol-1-il); o W y A son cada uno imidazol-1-il; para proporcionar un compuesto de fórmula (V), que es reaccionado con el producto intermedio (c), donde P^{1} representa un grupo amino protector, tal como Boc, para proporcionar el producto intermedio (d). El grupo de protección P^{1} es quitado del producto intermedio (d) por procedimientos estándar para proporcionar un compuesto de fórmula (III).
-OC_{6}F_{5}, -CCl_{3}, para-OC_{6}H_{4}NO_{2} o imidazol-1-il); o W y A son cada uno imidazol-1-il; para proporcionar un compuesto de fórmula (V), que es reaccionado con el producto intermedio (c), donde P^{1} representa un grupo amino protector, tal como Boc, para proporcionar el producto intermedio (d). El grupo de protección P^{1} es quitado del producto intermedio (d) por procedimientos estándar para proporcionar un compuesto de fórmula (III).
Si bien las condiciones de reacción óptimas
pueden variar dependiendo de los reactivos o solventes particulares
usados, tales condiciones pueden ser determinadas fácilmente por el
experto en la técnica por procedimientos de optimización de
rutina.
Por ejemplo, en un proceso ilustrativo que usa
4-nitrofenil cloroformato como producto intermedio
(b), la benzoimidazolona intermedia (a) es disuelta bajo una
atmósfera inerte en un diluyente inerte, tal como tetrahidrofurano,
éter, DMF, o una combinación de los mismos, en presencia de una base
fuerte, tal como hidruro sódico, diisopropilamina de litio y
n-butil litio, y entra en contacto con entre 1
aproximadamente y aproximadamente 1,3 equivalentes de
4-nitrofenil cloroformato. La mezcla es agitada
entre aproximadamente 0ºC a aproximadamente 40ºC durante
aproximadamente 12 a aproximadamente 24 horas o hasta que la
reacción esté sustancialmente completa para formar un éster
activado, un compuesto de fórmula (V). El compuesto de fórmula (V)
es aislado y purificado, o puede ser reaccionado, in situ,
con un aminotropano protegido, producto intermedio (c), en presencia
de un diluyente inerte, tal como tetrahidrofurano, a una temperatura
de aproximadamente 30ºC a aproximadamente 90ºC por entre
aproximadamente 10 y aproximadamente 24 horas para proporcionar el
producto intermedio protegido (d).
Utilizando métodos convencionales, el grupo
amino protector, P^{1} se quita del producto intermedio (d), para
proporcionar un compuesto de tropano
benzoimidazolona-carboxamida de fórmula (III). Una
variación del proceso de preparación mencionado del producto
intermedio (III) usando 4-nitrofenil cloroformato
como producto intermedio (b) es descrita en el ejemplo 13 a
continuación.
\newpage
De forma alternativa, un compuesto de fórmula
(I) puede ser preparado como se muestra en el esquema C a
continuación.
\vskip1.000000\baselineskip
Esquema
C
\vskip1.000000\baselineskip
Un producto intermedio
benzoimidazolona-carboxamida (V) es reaccionado con
un compuesto de la
tropano-alquileno-carboxamida de
fórmula (VI) para proporcionar un compuesto de fórmula (I). El
compuesto de fórmula (V), cuya síntesis es descrita en el esquema B,
es aislado y purificado, o reaccionado in situ, con un
compuesto de fórmula (VI), en presencia de un diluyente inerte, tal
como tetrahidrofurano, a una gama de temperatura de aproximadamente
30ºC a aproximadamente 90ºC durante entre aproximadamente 10 y
aproximadamente 24 horas, o hasta que la reacción esté completa,
para proporcionar un compuesto de fórmula (I).
El producto intermedio de benzoimidazolona (a)
puede ser preparado como se muestra a continuación en el esquema
D.
\vskip1.000000\baselineskip
Esquema
D
\vskip1.000000\baselineskip
En el esquema D, un
2-fluoronitrobenceno opcionalmente sustituido es
reaccionado con una amina primaria, el producto intermedio (e), para
proporcionar el producto intermedio (f), que es reducido a un
diaminofenilo, producto intermedio (g). El diaminofenilo es
reaccionado con carbonildiimidazol en presencia de un diluyente
inerte, tal como tetrahidrofurano, a una temperatura de
aproximadamente 20ºC a aproximadamente 40ºC durante entre
aproximadamente 12 y aproximadamente 30 horas, para proporcionar un
producto intermedio de benzoimidazolona (a).
A continuación se describe una síntesis
representativa de un compuesto de producto intermedio (a) en la
preparación 1. También se puede preparar fácilmente un compuesto
sustituido de producto intermedio (a) por procedimientos similares a
los descritos en la bibliografía. Ver, por ejemplo, The Journal of
Chemical Research (1), 21-22 (2005); Heteroatom
Chemistry, 5(5/6):437-40 (1994); y Ger.
Offen., 3839743, 31 de mayo de 1990.
\newpage
El aminotropano protegido, producto intermedio
(c) empleado en las reacciones descritas en la presente solicitud se
obtiene a partir de materiales de inicio fácilmente disponibles. Por
ejemplo, cuando el grupo amino protegido P^{1} es Boc, el
aminotropano protegido puede ser preparado como se muestra a
continuación en el esquema E.
Esquema
E
Como se describe en detalle en la preparación 2
a continuación, para preparar el producto intermedio Boc protegido
(c'), 2,5- dimetoxitetrahidrofurano entra en contacto con entre
aproximadamente 1 y 2 equivalentes de bencil amina y un exceso
ligero, por ejemplo aproximadamente 1,1 equivalentes, de 1,3-ácido
acetonadicarboxílico en una solución acídica acuosa en presencia de
un agente tampón, tal como hidrógeno fosfato de sodio. La mezcla
reactiva se calienta entre aproximadamente 60ºC y aproximadamente
100ºC para asegurar la descarboxilación de cualquier producto
intermedio carboxilado en el producto,
8-bencil-8-azabiciclo-[3.2.1]octan-3-ona,
comúnmente N-benciltropanona.
El producto intermedio de
N-benciltropanona típicamente es reaccionado con un
exceso ligero de dicarbonato de
di-terc-butilo (comúnmente
(Boc)_{2}O), por ejemplo, aproximadamente 1,1 equivalentes,
bajo una atmósfera de hidrógeno en presencia de un catalizador del
metal de transición para proporcionar terc-butil
éster de ácido
3-oxo-8-azabiciclo[3.2.1]octano-8-arboxílico.
La reacción típicamente es conducida a temperatura ambiente durante
aproximadamente 12 a aproximadamente 72 horas. Finalmente, el
terc-butil éster de ácido
3-oxo-8-azabiciclo[3.2.1]octano-8-carboxílico
entra en contacto con un exceso grande, por ejemplo al menos
aproximadamente 25 equivalentes, de formato de amonio en un
diluyente inerte, tal como metanol, en presencia de un catalizador
de metal de transición para proporcionar el producto, intermedio
(c), en la configuración endo con estereospecificidad alta,
por ejemplo proporción endo a exo de >99:1. La
reacción típicamente es conducida a temperatura ambiente por
aproximadamente 12 a aproximadamente 72 horas o hasta que la
reacción esté sustancialmente completa. Es ventajoso añadir el
reactivo del formato de amonio en partes. Por ejemplo,
terc-butil éster de ácido
3-oxo-8-azabiciclo[3.2.1]octano-8-carboxílico
entra en contacto con una parte inicial de formato de amonio de
aproximadamente 15 a aproximadamente 25 equivalentes. Después de un
intervalo de aproximadamente 12 a aproximadamente 36 horas, se añade
una parte adicional de aproximadamente 5 a aproximadamente 10
equivalentes de formato de amonio. La adición posterior puede ser
repetida después de un intervalo similar. El producto, intermedio
(c), puede ser purificado por procedimientos convencionales, tales
como la extracción alcalina.
Un compuesto de fórmula (IV) puede ser
fácilmente preparado por procedimientos estándar de materiales de
inicio comunes, como se describe a continuación en el esquema F.
Esquema
F
En el esquema F, el producto intermedio (h),
donde L^{1} y L^{2} son grupos salientes, se reacciona con una
amina secundaria (i) para proporcionar un compuesto de fórmula (IV).
La amina secundaria (i) es disuelta en un diluyente inerte, tal como
diclorometano, y se añade el producto intermedio (h), en presencia
de una base, tal como N,N-diisopropiletilamina; a
una temperatura que varía de aproximadamente 0ºC a aproximadamente
40ºC, por aproximadamente 30 minutos a aproximadamente 4 horas. El
producto, un compuesto de fórmula (IV), puede ser purificado por
procedimientos convencionales, como por HPLC.
Típicamente, L^{1} y L^{2} son grupos
salientes de halo, tales como cloro, yodo, bromo; el mesilato
también puede ser usado como grupo saliente L^{1}. Las bases
adecuadas pueden incluir, por ejemplo, trietil amina, DBU y
carbonato potásico. Los diluyentes inertes adecuados pueden incluir
acetonitrilo, tetrahidrofurano y
N,N-dimetilformamida.
Los compuestos intermedios de fórmula (h) e (i)
están disponibles comercialmente o pueden ser sintetizados de
materiales de inicio fácilmente disponibles. La síntesis de muchas
aminas secundarias, es decir, compuestos intermedios de fórmula (i)
que pueden ser usados en el esquema F, es descrita en la sección de
ejemplos de la presente.
Un compuesto de fórmula (VI) puede ser preparado
como se muestra en el esquema G.
Esquema
G
En el esquema G, el producto intermedio (j),
donde P^{2} es un grupo aminoprotegido, es reaccionado con un
compuesto de fórmula (IV) para proporcionar el producto intermedio
protegido (K), que luego es desprotegido para proporcionar un
compuesto de fórmula (VI) La reacción del esquema G típicamente es
conducido bajo las condiciones de acoplamiento de aminas descritas
anteriormente para la reacción del esquema A.
Un compuesto de fórmula (j) puede ser preparado
protegiendo el nitrógeno amino del producto intermedio protegido de
aminotropano (c), con un grupo aminoprotector de P^{2} y
eliminando luego P^{1} del nitrogeno del grupo azabiciclooctano.
Los grupos protectores P^{1} y P^{2} son elegidos de manera que
sean eliminados bajo condiciones diferentes. Por ejemplo, cuando
P^{1} es elegido como Boc, entonces Cbz puede ser usado como
P^{2}. El grupo protector Boc es típicamente eliminado por
tratamiento con un ácido, tal como ácido trifluoroacético,
proporcionando la sal ácida del producto intermedio. La sal ácida
del producto intermedio puede ser convertida a la base libre, si se
desea, por tratamiento convencional con base. El grupo protector Cbz
convenientemente es eliminado por hidrogenólisis con un catalizador
metálico adecuado tal como paladio sobre carbón. Los detalles
adicionales respecto de las condiciones de reacción específicas y
otros procedimientos para preparar compuestos representativos de la
invención o productos intermedios a ellos son descritos en los
ejemplos a continuación.
Por consiguiente, en un aspecto del método, la
invención proporciona un proceso para preparar un compuesto de
fórmula (I) o una sal o solvato o estereoisómero del mismo,
caracterizado por el hecho de que R^{1}, R^{2}, R^{3},
R^{4}, a y b son tal y como se define en la presente. El proceso
comprende:
(a) reaccionar un compuesto de fórmula
(III):
con un compuesto de fórmula
(IV):
caracterizado por el hecho de que
L1 es un grupo saliente;
o
(b) reaccionar un compuesto de fórmula (V):
donde A es un grupo
saliente;
con un compuesto de fórmula (VI):
para proporcionar un compuesto de
fórmula (I), o una sal o solvato o estereoisómero del
mismo.
En formas de realización adicionales, esta
invención se refiere a los otros procesos descritos en la presente;
y a los productos preparados por cualquiera de los procesos
descritos en la presente.
Los compuestos del carbamato derivados de
benzoimidazolona-carboxamida de la invención
típicamente son administrados a un paciente en forma de una
composición farmacéutica. Las composiciones farmacéuticas de este
tipo pueden ser administradas al paciente por cualquier vía de
administración aceptable incluida, de forma no limitativa, oral,
rectal, vaginal, nasal, inhalada, tópica (incluida transdérmica) y
vías de administración parenterales.
Por consiguiente, en uno de sus aspectos de las
composiciones, la invención se refiere a una composición
farmacéutica que comprende un portador o un excipiente
farmacéuticamente aceptable y una cantidad terapéuticamente eficaz
de un compuesto de fórmula (I) o una sal derivada farmacéuticamente
aceptable. Opcionalmente, las composiciones farmacéuticas de este
tipo pueden contener otros agentes de formulación y/o terapéuticos
si se desea.
Las composiciones farmacéuticas de la invención
típicamente contienen una cantidad terapéuticamente eficaz de un
compuesto de la presente invención o una sal derivada
farmacéuticamente aceptable. Típicamente, las composiciones
farmacéuticas de este tipo contendrán aproximadamente 0,1 a
aproximadamente 95% en peso del agente activo; preferiblemente, de
aproximadamente 5 a aproximadamente 70% en peso; y más
preferiblemente de aproximadamente 10 a aproximadamente 60% en peso
del agente activo.
Cualquier portador o excipiente convencional
puede ser usado en las composiciones farmacéuticas de la invención.
La elección de un portador o excipiente particular, o combinaciones
de portadores o excipientes, dependerán del modo de administración
que se use para tratar a un paciente particular o tipo de condición
médica o estado de la enfermedad. A este respecto, la preparación de
una composición farmacéutica adecuada para un modo particular de
administración está dentro del alcance de los expertos en la técnica
farmacéutica. Adicionalmente, los ingredientes para este tipo de
composiciones están comercialmente disponibles de, por ejemplo,
Sigma, P.O. Box 14508, St. Louis, MO 63178. A modo de ilustración
adicional, las técnicas de formulación convencionales son descritas
en Remington: The Science and Practice of Pharmacy, 20ª Edición,
Lippincott Williams & White, Baltimore, Maryland (2000); y H.C.
Ansel et al., Pharmaceutical Dosage Forms and Drug Delivery
Systems, 7a edición, Lippincott Williams & White, Baltimore,
Maryland (1999).
Los ejemplos representativos de los materiales
que pueden servir como portadores farmacéuticamente aceptables
incluyen, de forma no limitativa, lo siguiente: (1) azúcares, tales
como lactosa, glucosa y sacarosa; (2) almidones, tales como almidón
de maíz y almidón de patata; (3) celulosa, tales como celulosa
microcristalina, y sus derivados, tal como carboximetilcelulosa de
sodio, etilcelulosa y acetato de celulosa; (4) tragacanto en polvo;
(5) malta; (6) gelatina; (7) talco; (8) excipientes, tales como
manteca de cacao y ceras de supositorio; (9) aceites, tales como
aceite de cacahuete, aceite de semilla de algodón, aceite de alazor,
aceite de sésamo, aceite de oliva, aceite de maíz y aceite de soja;
(10) glicoles, tales como propilenglicol; (11) polioles, tales como
glicerina, sorbitol, manitol y polietilenglicol; (12) ésteres, tales
como oleato de etilo y laureato de etilo; (13) agar; (14) agentes
tampones, tales como hidróxido de magnesio e hidróxido de aluminio;
(15) ácido algínico; (16) agua sin pirógeno; (17) solución salina
isotónica; (18) solución de Ringer; (19) alcohol etílico; (20)
soluciones de tampón fosfato y (21) otras sustancias no tóxicas
compatibles empleadas en composiciones farmacéuticas.
Las composiciones farmacéuticas de la invención
típicamente son preparadas mezclando o combinando íntegramente e
íntimamente un compuesto de la invención con un portador
farmacéuticamente aceptable y uno o más ingredientes opcionales. Si
es necesario o se desea, la mezcla uniformemente homogenizada
resultante después puede ser moldeada o cargada en comprimidos,
cápsulas, pildoras y similares usando procedimientos y equipamiento
convencionales.
Las composiciones farmacéuticas de la invención
son preferiblemente envasadas en una forma de dosificación unitaria.
El término "forma de dosificación unitaria" significa una
unidad físicamente discreta adecuada para la dosificación de un
paciente, es decir, cada unidad contiene una cantidad predeterminada
de agente activo calculada para producir el efecto terapéutico ya
sea sola o bien en combinación con una o más unidades adicionales.
Por ejemplo, tales formas de dosificación unitaria pueden ser
cápsulas, comprimidos, píldoras y similares.
En una forma de realización preferida, las
composiciones farmacéuticas de la invención son adecuadas para la
administración oral. Las composiciones farmacéuticas adecuadas para
la administración oral pueden ser en forma de cápsulas, comprimidos,
píldoras, pastillas, pastilla para chupar, obleas, grageas, polvos,
gránulos; o como una solución o una suspensión en un líquido acuoso
o no acuoso; o como una emulsión líquida de aceite en agua o de agua
en aceite; o como un elixir o jarabe y similares. Cada uno contiene
una cantidad predeterminada de un compuesto de la presente invención
como una sustancia activa.
Cuando están destinadas a la administración oral
en una dosificación unitaria sólida (es decir, como cápsulas,
comprimidos, píldoras y similares), las composiciones farmacéuticas
de la invención típicamente comprenderán un compuesto de la presente
invención como la sustancia activa y uno o más portadores
farmacéuticamente aceptables, tales como citrato sódico o fosfato
dicálcico. Opcionalmente o de forma alternativa, tales formas de
dosificación sólida también pueden comprender: (1) productos de
relleno o extendedores, tales como almidones, celulosa
microcristalina, lactosa, sacarosa, glucosa, manitol, y/o ácido
silícico; (2) ligantes, tales como carboximetilcelulosa, alginatos,
gelatina, polivinilpirrolidona, sacarosa y/o acacia; (3)
humectantes, tales como glicerol; (4) agentes desintegrantes, tales
como agar-agar, carbonato de calcio, patata o
almidón de tapioca, ácido algínico, silicatos determinados, y/o
carbonato sódico; (5) agentes retardadores de la solución, tales
como parafina; (6) aceleradores de la absorción, tales como
compuestos de amonio cuaternario; (7) agentes de humidificación,
tales como alcohol cetílico y/o monoestearato de glicerol; (8)
absorbentes, tales como caolín y/o arcilla de bentonita; (9)
lubricantes, tales como talco, estearato de calcio, estearato de
magnesio, glicoles de polietileno sólidos, lauril sulfato de sodio
y/o mezclas derivadas; (10) agentes colorantes y (11) agentes
tampón.
En las composiciones farmacéuticas de la
invención, también pueden estar presentes agentes de liberación,
agentes de humidificación, agentes de revestimiento, agentes
endulzantes, saborizantes y aromatizantes, conservantes y
antioxidantes. Los ejemplos de antioxidantes farmacéuticamente
aceptables incluyen: (1) antioxidantes hidrosolubles, tales como
ácido ascórbico, hidrocloruro de cisteína, bisulfato de sodio,
sulfito de sodio de metabisulfato de sodio y similares; (2)
antioxidantes solubles en aceite, tales como palmitato de ascorbilo,
guayacol butilado (BHA), hidroxitolueno butilado (BHT), lecitina,
galato de propilo, alfatocoferol y similares; y (3) agentes
quelantes de metal, tales como ácido cítrico, ácido de
etilenodiamina tetraacético (EDTA), sorbitol, ácido tartárico, ácido
fosfórico y similares. Los agentes de revestimiento para
comprimidos, cápsulas, pildoras y similares, incluyen los utilizados
para revestimientos entéricos, tal como ftalato de acetato de
celulosa (CAP), ftalato de acetato de polivinilo (PVAP), ftalato de
hidroxipropil metilcelulosa, copolímeros de ácido metacrílico-éster
de ácido metacrílico, trimelitato de acetato de celulosa (CAT),
carboximetil etilcelulosa (CMEC), succinato de acetato de
hidroxipropilo metilcelulosa (HPMCAS) y similares.
Si se desea, las composiciones farmacéuticas de
la presente invención también pueden ser formuladas para
proporcionar liberación lenta o controlada de la sustancia activa
usando, por ejemplo, hidroxipropil metilcelulosa en proporciones
variables; u otras matrices del polímero, liposomas y/o
microesferas.
Además, las composiciones farmacéuticas de la
presente invención opcionalmente pueden contener agentes
opacificantes y pueden ser formuladas de modo que liberen la
sustancia activa sólo, o preferentemente, en una parte determinada
del tracto gastrointestinal, opcionalmente, de manera retardada. Los
ejemplos de composiciones de imbibición que pueden ser utilizadas
incluyen sustancias poliméricas y ceras. La sustancia activa también
puede estar en forma micro encapsulada, si es apropiado, con uno o
más de los excipientes descritos anteriormente.
Las formas de dosificación líquida adecuadas
para la administración oral incluyen, a modo de ilustración,
emulsiones farmacéuticamente aceptables, microemulsiones,
soluciones, suspensiones, jarabes y elixires. Tales formas de
dosificación líquida típicamente comprenden la sustancia activa y un
diluyente inerte, tal como, por ejemplo, agua u otros solventes,
agentes de solubilización y emulsionantes, tales como alcohol
etílico, alcohol isopropílico, carbonato de etilo, acetato de etilo,
alcohol bencílico, benzoato de bencilo, propilenglicol,
1,3-butilenglicol, aceites (tales como aceites de
semilla de algodón, chufa, maíz, germen, aceituna, castóreo y
sésamo), glicerol, alcohol tetrahidrofurilo, politilenglicoles y
ésteres de ácido graso de sorbitan y sus mezclas derivadas. Las
suspensiones, además de la sustancia activa, pueden contener agentes
de suspensión tales como, por ejemplo, alcoholes etoxilados de
isoestearilo, ésteres de sorbitol de polioxietileno y sorbitán,
celulosa microcristalina, metahidróxido de aluminio, bentonita,
agar-agar y tragacanto y sus mezclas derivadas.
De forma alternativa, las composiciones
farmacéuticas de la invención están formuladas para la
administración por inhalación. Las composiciones farmacéuticas
adecuadas para la administración por inhalación típicamente serán en
la forma de un aerosol o un polvo. Tales composiciones generalmente
son administradas usando dispositivos de administración bien
conocidos, tales como un inhalador de dosis medida, un inhalador de
polvo seco, un nebulizador o un dispositivo de administración
similar.
Administradas por inhalación usando un
contenedor presurizado, las composiciones farmacéuticas de la
invención típicamente comprenderán la sustancia activa y un
propulsor adecuado, tal como diclorodifluorometano,
triclorofluorometano, diclorotetrafluoroetano, dióxido de carbono u
otro gas adecuado.
Adicionalmente, la composición farmacéutica
puede ser en forma de una cápsula o cartucho (hecho, por ejemplo, de
gelatina) con un compuesto de la invención y un polvo adecuado para
el uso en un inhalador de polvo. Las bases de polvo adecuadas
incluyen, por ejemplo, lactosa o almidón.
Los compuestos de la invención también pueden
ser administrados por vía transdérmica utilizando sistemas de
administración transdérmica y excipientes conocidos. Por ejemplo, un
compuesto de la invención puede ser mezclado con potenciadores de
permeación, tales como propilenglicol, monolaurato de
polietilenglicol,
azacicloacan-2-onas y similares, e
incorporado en un parche o sistema de aplicación similar. Los
excipientes adicionales incluidos agentes gelificantes,
emulsionantes y tampones, pueden ser usados en composiciones
transdérmicas de este tipo, si se desea.
Las siguientes formulaciones ilustran
composiciones farmacéuticas representativas de la presente
invención:
Ejemplo de formulación
A
Las cápsulas de gelatina dura para
administración oral se preparan de la siguiente manera:
Procedimiento representativo: los
ingredientes son mezclados íntegramente y luego son cargados en una
cápsula de gelatina dura (260 mg de composición por cápsula).
Ejemplo de formulación
B
Las cápsulas de gelatina dura para la
administración oral se preparan de la siguiente manera:
Procedimiento representativo: los
ingredientes son íntegramente mezclados y luego son pasados a través
de un tamiz U.S. de malla n.º 45 y cargados en una cápsula de
gelatina dura (200 mg de composición por cápsula).
Ejemplo de formulación
C
Las cápsulas para la administración oral se
preparan de la siguiente manera:
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Procedimiento representativo: los
ingredientes son íntegramente mezclados y luego son cargados en una
cápsula de la gelatina (310 mg de composición por cápsula).
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Ejemplo de formulación
D
Los comprimidos para la administración oral se
preparan de la siguiente manera:
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Procedimiento representativo: la
sustancia activa, almidón y celulosa se pasan a través de un tamiz
U.S. de malla n.º 45 y mezclados íntegramente. La solución de
polivinilpirrolidona se mezcla con los polvos resultantes, y esta
mezcla es luego pasada a través de un tamiz U.S. con malla n.º 14.
Los gránulos producidos de esta manera se secan a
50-60ºC y se pasan a través de un tamiz U.S. de
malla n.º 18. El almidón del carboxímetilo del sodio, el estearato
de magnesio y el talco (previamente pasados a través de un tamiz
U.S. con malla n.º 60) luego son añadidos a los gránulos. Después de
mezclar, la mezcla se comprime en una máquina de comprimidos para
proporcionar un comprimiddo con un peso de 100 mg.
\newpage
Ejemplo de formulación
E
Los comprimidos para la administración oral se
preparan de la siguiente manera:
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\vskip1.000000\baselineskip
Procedimiento representativo: los
ingredientes son íntegramente mezclados y luego son comprimidos para
formar comprimidos (440 mg de composición por comprimido).
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Ejemplo de formulación
F
Comprimidos de una ranura para la administración
oral se preparan de la siguiente manera:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Procedimiento representativo: los
ingredientes son íntegramente mezclados y son comprimidos para
formar una pastilla con una ranura (215 mg de las composiciones por
pastilla).
\newpage
Ejemplo de formulación
G
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Una suspensión para la administración oral se
prepara de la siguiente manera:
\vskip1.000000\baselineskip
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Procedimiento representativo: los
ingredientes se mezclan para formar una suspensión que contiene 10
mg de sustancia activa por 10 ml de suspensión.
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Ejemplo de formulación
H
Un polvo seco para la administración por
inhalación se prepara de la siguiente manera:
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\vskip1.000000\baselineskip
Procedimiento representativo: la
sustancia activa es micronizada y luego es mezclada con lactosa.
Esta mezcla mezclada luego es cargada en un cartucho de inhalación
de gelatina. El contenido del cartucho es administrado usando un
inhalador del polvo.
\newpage
Ejemplo de formulación
I
Un polvo seco para la administración por
inhalación en un inhalador de dosis medida se prepara de la
siguiente manera:
Procedimiento representativo: Una
suspensión con un 5% en peso de un compuesto de la invención y un
0,1% en peso de lecitina se prepara dispersando 10 g de compuesto
activo como partículas micronizadas con tamaño medio inferior a 10
\mum en una solución formada de 0,2 g de lecitina disuelta en 200
ml de agua desmineralizada. La suspensión es secada por
pulverización y el material resultante se microniza a partículas con
un diámetro medio inferior a 1,5 \mum. Las partículas se cargan en
cartuchos con 1,1,1,2-tetrafluoroetano
presurizado.
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Ejemplo de formulación
J
Una formulación inyectable se prepara de la
siguiente manera:
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\vskip1.000000\baselineskip
Procedimiento representativo: los
ingredientes mencionados son mezclados y el pH se ajusta a 4 \pm
0,5 usando 0,5 N HCl o 0,5 N NaOH.
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Ejemplo de formulación
K
Cápsulas para la administración oral se preparan
de la siguiente manera:
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Procedimiento representativo: los
ingredientes son íntegramente mezclados y luego son cargados en una
cápsula de gelatina (tamaño n.º1, blanco, opaco) (264 mg de
composición por cápsula).
\newpage
Ejemplo de formulación
L
Las cápsulas para la administración oral se
preparan de la siguiente manera:
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Procedimiento representativo: los
ingredientes son íntegramente mezclados y luego son cargados en una
cápsula de gelatina (tamaño n.º1, blanco, opaco) (148 mg de
composición por cápsula).
Se entenderá que cualquier forma de los
compuestos de la invención, (es decir, base libre, sal farmacéutica,
o solvato) que sea adecuada para el modo particular de
administración, puede ser usada en las composiciones farmacéuticas
mencionadas anteriormente.
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Los compuestos del carbamato derivado de
benzoimidazolona carboxamida de la invención son agonistas del
receptor 5-HT_{4} y en consecuencia se espera que
sean útiles para tratar condiciones médicas mediadas por receptores
5-HT_{4} o asociadas con la actividad del receptor
5-HT_{4}, es decir, condiciones médicas que son
mejoradas por tratamiento con un agonista del receptor
5-HT_{4}. Las condiciones médicas de este tipo
incluyen de forma no limitativa, síndrome de intestino irritable
(IBS), estreñimiento crónico, dispepsia funcional, vaciado gástrico
retardado, enfermedad de reflujo gastroesofágico (GERD),
gastroparesia, íleo postoperatorio,
pseudo-obstrucción intestinal y tránsito retardado
inducido por fármacos. Además, se ha sugerido que algunos compuestos
de agonista del receptor 5-HT_{4} pueden ser
usados en el tratamiento de trastornos del sistema nervioso central
incluidos trastornos cognitivos, trastornos de la conducta,
trastornos de humor y trastornos de control de la función
autonómica.
En particular, los compuestos de la invención
aumentan la motilidad del tracto gastrointestinal (GI) y por
consiguiente se espera que sean útiles para tratar trastornos del
tracto GI provocado por motilidad reducida en mamíferos, incluidos
los seres humanos. Tales trastornos de motilidad del GI incluyen, a
modo de ilustración, estreñimiento crónico, síndrome de intestino
irritable con estreñimiento predominante (C-IBS),
gastroparesia diabética e idiopática y dispepsia funcional.
En un aspecto, en consecuencia, la invención
encuentra utilidad en una motilidad del método para aumentar el
tracto gastrointestinal en un mamífero. El método de administración
comprende la administración al mamífero de una cantidad
terapéuticamente eficaz de una composición farmacéutica que
comprende un portador farmacéuticamente aceptable y un compuesto de
la invención.
Cuando se utiliza para tratar trastornos de
motilidad reducida del tracto GI u otras condiciones mediadas por
receptores 5-HT_{4}, los compuestos de la
invención típicamente serán administrados oralmente en una única
dosis diaria o dosis múltiples por día, aunque se pueden utilizar
otras formas de administración. La cantidad de agente activo
administrado por dosis o la cantidad total administrada al día
típicamente será determinada por un médico, a la luz de las
circunstancias pertinentes, incluidas la condición que será tratada,
la forma de administración elegida, el compuesto real administrado y
su actividad relativa, la edad, el peso y la respuesta del paciente
individual, la gravedad de los síntomas del paciente y
similares.
Las dosis adecuadas para tratar trastornos de
motilidad reducida del tracto GI u otros trastornos mediados por
receptores 5-HT_{4} variará de aproximadamente
0,0007 a aproximadamente 20 mg/kg/día de agente activo, incluido de
aproximadamente 0,0007 a aproximadamente 1 mg/kg/día. Para un humano
de 70 kg de promedio, esta cantidad sería de aproximadamente 0,05 a
aproximadamente 70 mg al día de agente activo.
En un aspecto de la invención, los compuestos de
la invención se utilizan para tratar estreñimiento crónico. Cuando
se usan para tratar estreñimiento crónico, los compuestos de la
invención típicamente serán administrados oralmente en una única
dosis diaria o dosis múltiples por día. Preferiblemente, la dosis
para tratar estreñimiento crónico variará de aproximadamente 0,05 a
aproximadamente 70 mg al día.
En otro aspecto de la invención, los compuestos
de la invención se utilizan para tratar el síndrome del intestino
irritable. Cuando se usan para tratar el síndrome del intestino
irritable con estreñimiento predominante, los compuestos de la
invención típicamente serán administrados oralmente en una única
dosis diaria o dosis múltiples por día. Preferiblemente, la dosis
para tratar el síndrome de intestino irritable con estreñimiento
predominante variará de aproximadamente 0,05 a aproximadamente 70 mg
por día.
En otro aspecto de la invención, los compuestos
de la invención se utilizan para tratar la gastroparesia diabética.
Cuando se utilizan para tratar la gastroparesia diabética, los
compuestos de la invención típicamente serán administrados oralmente
en una única dosis diaria o dosis múltiples por día.
Preferiblemente, la dosis para tratar la gastroparesia diabética
variará de aproximadamente 0,05 a aproximadamente 70 mg por día.
En otro aspecto de la invención, los compuestos
de la invención se utilizan para tratar la dispepsia funcional.
Cuando se utilizan para tratar la dispepsia funcional, los
compuestos de la invención típicamente serán administrados oralmente
en una única dosis diaria o dosis múltiple por día. Preferiblemente,
la dosis para tratar la dispepsia funcional variará de
aproximadamente 0,05 a aproximadamente 70 mg por día.
La invención también encuentra utilidad en un
método de tratamiento de un mamífero con una enfermedad o condición
asociada a la actividad del receptor 5-HT_{4}. El
método comprende la administración al mamífero de una cantidad
terapéuticamente eficaz de un compuesto de la invención o de una
composición farmacéutica que comprende un compuesto de la
invención.
Ya que los compuestos de la invención son
agonistas del receptor 5-HT_{4}, los compuestos de
este tipo también son útiles como herramientas de investigación para
investigar o estudiar los sistemas biológicos o muestras que tienen
receptores 5-HT_{4}, o para descubrir nuevos
agonistas del receptor 5-HT_{4}. Además, ya que
los compuestos de la invención exhiben selectividad de unión para
los receptores 5-HT_{4} cuando se compara con la
unión a receptores de otros subtipos de 5-HT,
particularmente receptores 5-HT_{3}, los
compuestos de este tipo son particularmente útiles para estudiar los
efectos de agonismo selectivo de los receptores
5-HT_{4} en un sistema biológico o muestra.
Cualquier muestra o sistema biológico adecuado que tiene receptores
5-HT_{4} puede ser empleado en esos estudios que
pueden ser conducidos ya sea in vitro o in vivo. Las
muestras o los sistemas biológicos representativos adecuados para
este tipo de estudios incluyen, de forma no limitativa, células,
extractos celulares, membranas plasmáticas, muestras de tejido,
mamíferos (tales como ratones, ratas, conejillos de Indias, conejos,
perros, cerdos, etc.) y similares.
En este aspecto de la invención, un sistema
biológico o muestra que comprende un receptor
5-HT_{4} entra en contacto con una cantidad de
agonistas del receptor 5-HT_{4} de un compuesto de
la invención. Los efectos de agonizar el receptor
5-HT_{4} luego son determinados usando
procedimientos y equipamiento convencionales, tales como ensayos de
enlace del radioligando y ensayos funcionales. Tales ensayos
funcionales incluyen cambios mediados por ligandos en monofosfato de
adenosina cíclica intracelular (AMPc), cambios mediados por ligandos
en la actividad de la adenilciclasa enzimática (que sintetiza AMPc),
cambios mediados por ligandos en la incorporación de análogos de
trifosfato de guanosina (GTP), tales como
[^{35}S]GTP\gammaS (guanosina
5'-O-(\gamma-tio)trifosfato)
o GTP-Eu, en membranas aisladas vía intercambio
catalizado de receptores de análogos de GTP por análogos de GDP,
cambios mediados por ligandos en iones de calcio intracelulares
libres (medidos, por ejemplo, con un lector de platina de imágenes
fluorométrico o FLIPR® de Molecular Devices, Inc.), y la medición de
la activación de proteínas quinasas activadas por mitógeno (MAPK).
Un compuesto de la invención puede agonizar o aumentar la activación
de los receptores 5-HT_{4}en cualquiera de los
ensayos funcionales catalogados anteriormente, o ensayos de
naturaleza similar. Una cantidad agonizante del receptor
5-HT_{4} de un compuesto de la invención
típicamente variará de aproximadamente 1 nanomolar hasta
aproximadamente 500 nanomolar.
Adicionalmente, los compuestos de la invención
pueden ser usados como herramientas de investigación para descubrir
nuevos agonistas del receptor 5-HT_{4}. En esta
forma de realización, la información funcional o de unión al
receptor 5-HT_{4} para un compuesto de prueba o un
grupo de compuestos de prueba es comparada con la información
funcional o de unión al receptor 5-HT_{4} para un
compuesto de la invención para identificar compuestos de prueba que
tengan actividad funcional o de unión superior, si la hay. Este
aspecto de la invención incluye, como formas de realización
separadas, la generación de datos de comparación (usando los ensayos
apropiados) y el análisis de los datos de prueba para identificar
los compuestos de prueba de interés.
Entre otras propiedades, se ha descubierto que
los compuestos de la invención son agonistas potentes del receptor
5-HT_{4} y muestran selectividad sustancial para
el subtipo de receptor 5-HT_{4} sobre el subtipo
de receptor 5-HT_{3} en ensayos de enlace de
radioligando. Además, los compuestos representativos de la invención
han demostrado propiedades farmacocinéticas superiores en un modelo
de rata. Por consiguiente, se espera que los compuestos de la
invención demuestren buena biodisponibilidad tras la administración
oral. Además, se ha demostrado que los compuestos representativos de
la invención evaluados en un modelo voltaje-clamp
in vitro que usan células enteras aisladas que expresan el
canal de potasio cardíaco hERG no exhiben un nivel inaceptable de
inhibición de la corriente de ion potasio. El ensayo de
voltaje-clamp es un método preclínico aceptado de
evaluación del potencial para agentes farmacéuticos para cambiar el
modelo de repolarización cardiaca, específicamente para causar la
denominada prolongación QT, que ha sido asociada a arritmia
cardiaca. (Cavero et al., Opinión on Pharmacotherapy, 2000,
1, 947-73, Fermini et al., Nature Reviews
Drug Discovery, 2003, 2, 439-447). Por consiguiente,
se espera que las composiciones farmacéuticas que comprenden
compuestos de la invención tengan un perfil cardíaco aceptable.
Estas propiedades, al igual que la utilidad de
los compuestos de la invención, pueden ser demostradas usando
diferentes ensayos in vitro e in vivo bien conocidos
por los expertos en la técnica. Los ensayos representativos son
descritos en más detalle en los siguientes ejemplos.
Los siguientes ejemplos sintéticos y biológicos
se ofrecen para ilustrar la invención y no se debe interpretar de
ninguna manera que limitan el ámbito de la invención. En los
ejemplos a continuación, las siguientes abreviaturas tienen los
siguientes significados a menos que se indique lo contrario. Las
abreviaturas no definidas a continuación tienen sus significados
generalmente aceptados.
- Boc
- = terc-butoxicarbonilo
- (Boc)_{2}O
- = dicarbonato de di-terc butilo
- DCM
- = diclorometano
- DMF
- = N,N-dimetilformamida
- DMSO
- = dimetilsulfóxido
- EtOAc
- = acetato de etilo
- mCPBA
- = ácido m-cloroperbenzoico
- MeCN
- = acetonitrilo
- MTBE
- = metil terc-butil éter
- PyBop
- = benzotriazol-1-iloxitripirrolidino-fosfonio hexafluorofosfato
- R^{f}
- = factor de retención
- RT
- = temperatura ambiente
- TFA
- = ácido trifluoroacético
- THF
- = tetrahidrofurano
Los reactivos (incluidas las aminas secundarias)
y los solventes fueron comprados a proveedores comerciales (Aldrich,
Fluka, Sigma, etc.) y fueron utilizados sin purificación adicional.
Las reacciones fueron realizadas bajo atmósfera de nitrógeno, a
menos que se indique lo contrario. El progreso de las mezclas de
reacción fue controlado por cromatografía en capa fina (TLC),
cromatografía en fase líquida de alto rendimiento analítica (HPLC
anal.) y espectrometría de masas, cuyos detalles se proporcionan a
continuación y separadamente en ejemplos específicos de las
reacciones. Las mezclas de reacción fueron elaboradas como se
describe específicamente en cada reacción; comúnmente fueron
purificadas por extracción y otros métodos de purificación tales
como cristalización dependiente de la temperatura y el solvente y
precipitación. Además, las mezclas de reacción fueron purificadas
rutinariamente por HPLC preparatoria: a continuación se describe un
protocolo general. La caracterización de los productos reactivos fue
realizada rutinariamente por espectrometría de masas y
^{1}H-NMR. Para la medición de RMN, las muestras
fueron disueltas en solvente deuterizado (CD_{3}OD, CDCl_{3}, o
DMSO-d_{6}) y se adquirieron espectros de
^{1}H-NMR con un instrumento Varian Gemini 2000
(300 MHz) bajo condiciones de observación estándar. A menos que se
indique lo contrario, la identificación espectrométrica de masas de
compuestos fue realizada por un método de ionización por
electrospray (ESMS) con un instrumento Applied Biosystems (Foster
City, CA) modelo API 150 EX o un instrumento Agilent (Palo Alto, CA)
modelo 1100 LC/MSD.
Un protocolo general para HPLC analítica: Cada
uno de compuestos crudos fue disuelto en MeCN/H_{2}O al 50% (con
TFA al 0,1%) a concentración 0,5-1.0 mg/ml y fue
analizado usando anal. HPLC: 1) anal, de fase inversa Columna:
Zorbax Bonus-RP (3,5 \muM de tamaño de partícula,
2,1 x 50 mm); 2) velocidad de flujo: 0,5 mL/min; 3) MeCN/H_{2}O al
5% con 0,1% TFA (isocrático; 0 - 0,5 min); MeCN/H_{2}O al 5% con
TFA al 0,1% a MeCN/H_{2}O al 75% con TFA al 0,1% (gradiente
lineal; 0.5 - 4 min); 4) detección: 214, 254 y 280 nm. Otras
condiciones utilizadas se indican siempre que sea necesario.
Un protocolo general para la purificación de
HPLC preparatoria: los compuestos crudos fueron disueltos en
ácido acético al 50% en agua en una concentración
50-100 mg/ml, fueron filtrados y fraccionados usando
HPLC preparatoria: 1) columna; YMC Pack-Pro C18 (50a
x 20 mm; ID = 5 \mum); 2) gradiente lineal: 10% A/90% B a 50%
A/50% B durante 30 min; 3) velocidad de flujo: 40 ml/min; 4)
detección: 214 nm.
A continuación se describe la preparación de
diferentes aminas secundarias usadas como productos intermedios en
la síntesis de un compuesto de fórmula (I).
Los derivados de N-sulfonil
piperazina fueron preparados a partir de N-Boc
piperazina reaccionando con sulfonil cloruro respectivo
(iPr_{2}NEt, CH_{2}Cl_{2}, 0ºC) y desprotegiendo el grupo
N-Boc (CF_{3}CO_{2}H, CH_{2}Cl_{2})).
1-Metanosulfonilpiperazina:
^{1}H-NMR (CDCl_{3}; neutro): \delta (ppm) 3,1
(t, 4H), 2,9 (t, 4H), 2,7 (s, 3H). La metanosulfonilpiperazina
también fue preparada reaccionando cloruro de metanosulfonilo con
piperazina en exceso (>2 equivalentes) en agua.
Los N-derivados de piperazina
tales como 1-(dimetilaminocarbonil)piperazina y 1
(dimetilaminosulfonil)piperazina fueron preparados
reaccionando piperazina con dimetilamino cloroformato o cloruro de
sulfamoil dimetilamino, respectivamente.
Las formas del isómero quiral únicas o racémicas
de 3-acetilaminopirrolidina fueron preparadas
mediante el tratamiento de
N^{1}-Boc-3- aminopirrolidina
(racemato, 3R o 3S) con cloruro de acetilo (iPr_{2}NEt,
CH_{2}Cl_{2}, 0ºC) y desprotección del grupo
N-Boc (CF_{3}CO_{2}H, CH_{2}Cl_{2}).
3-(acetamido)pirrolidina: ^{1}H-NMR
(DMSO-d_{6}; sal TFA): \delta (ppm) 4.2 (quin,
1H), 3,3-3.1 (m, 3H), 2,9 (m, 1H), 2,0 (m, 1H), 1,8
(brs, 4H).
Los derivados de
N^{3}-alcanosulfonilo de
(3R)-aminopirrolidina fueron obtenidos mediante el
tratamiento de
N^{1}-Boc-(3R)-aminopirrolidina
con cloruro de propionilsulfonilo o cloruro de
ciclohexilmetilsulfonilo (i-Pr_{2}NEt,
CH_{2}Cl_{2}, 0ºC) y desprotección del grupo
N-Boc (CF_{3}CO_{2}H, CH_{2}Cl_{2}).
Los derivados de
tetrahidro-3-tiofenamina-1,1-dióxido
fueron preparados siguiendo el protocolo de Loev, B. J. Org. Chem.
1961, 26, 4394-9 reaccionando
3-sulfoleno con una amina primaria requerida en
metanol (cat. KOH, rt). N-Metil-
3-tetrahidrotiofeno-amina-1,1-dióxido
(sal TFA): ^{1}H-NMR
(DMSO-d_{6}): \delta (ppm) 9,4 (br s, 2H),
4.0-3,8 (quin, 1H), 3,6- 3.5 (dd, 1H),
3,4-3,3 (m, 1H), 3,2-3,1 (m, 2H),
2,5 (s, 3H), 2,4 (m, 1H), 2,1 (m, 1H).
La
(S)-1,1-Dioxo-tetrahidro-1\lambda^{6}-tiofen-3-ilamina
fue preparada de la siguiente manera:
1) Protección de N-Boc de
(S)-3-tetrahidrotiofenamina
((Dehmlow, E. V.; Westerheide, R Synthesis 1992, 10,
947-9) mediante tratamiento con (Boc)_{2} O
en metanol a temperatura ambiente por aproximadamente 12 h; 2)
oxidación mediante tratamiento con mCPBA en diclorometano a
N-Boc protegido
(S)-1,1-dioxo-tetrahidro-1\lambda^{6}-tiofen-3-ilamina
a 0ºC por aproximadamente 5 h; y 3) desprotección de
N-Boc del derivado de la sulfona con TFA en
diclorometano a temperatura ambiente durante 1h a la amina libre que
fue aislada como una sal de la TFA.
(R)-1,1-dioxotetrahidro-1\lambda^{6}
-tiofen-3-ilamina fue preparada
usando el mismo método, pero sustituyendo la
(S)-3-tetra-hidroiofenamina
con
(R)-3-tetrahidrotiofenamina.
El
N-Metil-tetrahidro-2H-tiopiran-4-amina-1,1-dióxido
fue obtenido a partir de
tetrahidro-4H-tiopiran-4-ona:
i) MeNH_{2}, NaBH_{4}; ii) (Boc)_{2}O, MeOH; iii)
mCPBA, CH_{2}Cl_{2}, 0ºC; iv) CF_{3}CO_{2}H,
CH_{2}Cl_{2}. (m/z): [M+H]^{+} calculado para
C_{6}H_{13}NO_{2}S 164.07; encontrado, 164,9.
^{1}H-NMR (CD_{3}OD; sal TFA): \delta (ppm)
3,4-3,1 (m, 5H), 2,7 (s, 3H), 2,4 (br d, 2H), 2,1
(br m, 2H).
La prolina dimetilamida, la isonipecotamida
(piperidina-4-carboxamida) y la
1-(tetrahidro-2-furoil)piperazina
están disponibles comercialmente y fueron adquiridas de fuentes
comerciales.
El
4-Piperidinol-dimetilcarbamato fue
preparado reaccionando dimetilaminocloroformato con
4-piperidinol N-Boc protegido.
Preparación
1
A una solución fría de
2-fluoro-nitrobenzeno (31,8 g, 0,225
mol) en etanol (300 ml) enfriada en un baño de hielo se añadió
isopropilamina (54,0 ml, 0,634 mol), seguido de la adición de una
solución de carbonato potásico (31,1 g, 0,225 mol) en agua (120 ml).
La mezcla fue agitada a 0ºC durante 1h, luego fue refluida durante 6
h. La reacción fue terminada enfriando la mezcla a temperatura
ambiente y evaporándola bajo presión reducida produciendo un residuo
color naranja. El residuo fue dividido entre éter etílico (800 ml) y
una solución de la solución salina (300 mL). La capa orgánica fue
secada y filtrada para proporcionar el producto intermedio del
título (39 g) como un líquido de color naranja.
^{1}H-NMR (CDCl_{3}, 300 MHz): \delta (ppm)
8,06 (d, 1H), 7,30 (t, 1H), 6,74 (d, 1H), 6,48 (t, 1H), 3,73 (hept,
1H), 1,20 (d, 6H).
A una mezcla de etanol (600 mL) y 2 M de
solución de hidróxido sódico (320 mL) enfriada en un baño de hielo
se añadió Zn en polvo (59,5 g) lentamente. Mientras se agitaba la
mezcla de Zn, se añadió
N-isopropil-N-(2-nitrofenil)amina
(41 g, 0.228 mol) disuelta en etanol (50 ml). La mezcla fue agitada
a 0ºC durante 30 min, luego fue calentada a 85ºC. La mezcla fue
agitada a 85ºC durante aproximadamente 12 h hasta que la solución
refluida de la mezcla se convirtió en una solución incolora. La
mezcla luego fue enfriada a 0ºC y filtrada. El sólido recogido fue
enjuagado con EtOAc (200 ml). La solución filtrada y enjuagada fue
combinada y evaporada al vacío para eliminar el exceso de solventes
volátiles. Durante la concentración, la mezcla se volvió de color
marrón pálido/amarillo. El concentrado acuoso fue extraído con EtOAc
(800 ml). La solución orgánica fue concentrada a sequedad, para
proporcionar el producto intermedio del título (33 g) como un aceite
rosa-marrón que fue usado en el siguiente paso sin
otro tratamiento. ^{1}H-NMR (CDCl_{3}, 300 MHz):
\delta (ppm) 6,73-6,5 (m, 4H),
3,58-3,55 (hept, 1H), 1.2 (d, 6H).
A una solución del producto de fase (b),
N-(2-aminofenil)-N-isopropilamina
(34 g, 0,226 mol), en tetrahidrofurano (500 ml) se añadió
carbonildiimidazol (36,7 g, 0,226 mol) como un sólido. La mezcla fue
agitada bajo una atmósfera de gas nitrógeno a temperatura ambiente
durante aproximadamente 24 h. La mezcla fue concentrada al vacío y
un residuo oscuro resultante fue distribuido entre EtOAc (700 ml) y
solución salina (300 ml). La capa orgánica luego fue lavada con 1 M
de ácido fosfórico múltiples veces (\sim3 x 300 ml) hasta que el
color de la capa orgánica se volvió de color marrón oscuro a
amarillo pálido. La solución orgánica fue evaporada a sequedad para
proporcionar el producto intermedio del título (34 g) como un aceite
amarillo pálido que se solidificó lentamente en reposo. La pureza
del material fue evaluada por ^{1}H-NMR la cual no
indicó ninguna impureza detectable: ^{1}H-NMR
(CD_{3}OD, 300 MHz): \delta (ppm) 7,2 (m, 1H), 7,0 (m, 3H), 4,6
(hept, 1H), 1,46 (d, 6H). (m/z): [M+H]^{+} calculado para
C_{10}H_{12}N_{2}O 177,09; encontrado 177,2.
HPLC analítica: tiempo de retención = 2,7 min
(pureza del 99%): 1) columna: Zorbax, Bonus-RP, 3,5
\mum de tamaño de partícula, 2,1 x 50 mm; 2) velocidad de flujo:
0,5 ml/min; 3) condición isocrática (solvente B al 10%/solvente A al
90%) durante 0 a 0,5 min; luego el gradiente lineal a solvente B al
50% /solvente A al 50% durante 5 min (solvente
A = agua al 98%/MeCN al 2%/TFA al 0,1%; solvente B = MeCN al 90%/agua al 10%/TFA al 0,1%). Análisis de TLC (placa de gel de sílice): R_{f} = 0,5 (CH_{2}Cl_{2}). Espectrometría de masas por cromatografía en fase líquida (LCMS) (m/z): [M+H]^{+} calculado para C_{10}H_{12}N_{2}O 177,09; encontrado 177,3.
A = agua al 98%/MeCN al 2%/TFA al 0,1%; solvente B = MeCN al 90%/agua al 10%/TFA al 0,1%). Análisis de TLC (placa de gel de sílice): R_{f} = 0,5 (CH_{2}Cl_{2}). Espectrometría de masas por cromatografía en fase líquida (LCMS) (m/z): [M+H]^{+} calculado para C_{10}H_{12}N_{2}O 177,09; encontrado 177,3.
Preparación
2
El ácido clorhídrico concentrado (30 ml) fue
añadido a una solución heterogénea de 2,5-dimetoxi
tetrahidrofurano (82,2 g, 0,622 mol) en agua (170 mi) mientras se
agitaba. En un matraz separado enfriado a 0ºC (baño de hielo), el
ácido clorhídrico concentrado (92 ml) fue añadido lentamente a una
solución de bencil amina (100 g, 0,933 mol) en agua (350 ml). La
solución de 2,5-dimetoxitetrahidrofurano fue
agitada durante aproximadamente 20 min., fue diluida con agua (250
ml) y luego se añadió la solución de bencil amina, seguido de la
adición de una solución de 1,3-ácido acetonadicarboxílico (100 g,
0,684 mol) en agua (400 ml) y luego la adición de fosfato de
hidrógeno de sodio (44 g, 0,31 mol) en agua (200 ml). El pH fue
ajustado de pH 1 a pH \sim 4,5 usando NaOH al 40%. La solución
resultante fue agitada durante toda la noche. La solución luego fue
acidificada a pH 3 desde pH 7,5 usando ácido clorhídrico al 50%, fue
calentada a 85ºC y agitada durante 2 horas. La solución fue enfriada
a temperatura ambiente, basificada a pH 12 usando NaOH al 40% y
extraída con DCM (3 x 500 ml). Las capas orgánicas combinadas fueron
lavadas con solución salina, secadas, filtradas y concentradas bajo
presión reducida para producir el producto intermedio del título
crudo como un aceite marrón viscoso (52 g).
A una solución del producto intermedio crudo en
metanol (1000 ml) se añadió dicarbonato de
di-terc-butilo
(74,6 g, 0,342 mol) a 0ºC. Se dejó que la solución se calentara a temperatura ambiente y se agitó durante toda la noche. El metanol fue eliminado bajo presión reducida y el aceite resultante fue disuelto en diclorometano (1000 ml). El producto intermedio fue extraído en 1 M de H_{3}PO_{4} (1000 ml) y lavado con diclorometano (3 x 250 ml). La capa acuosa fue basificada a pH 12 usando NaOH acuoso y extraída con diclorometano (3 x 500 ml). Las capas orgánicas combinadas fueron secadas, filtradas y concentradas bajo presión reducida para proporcionar el producto intermedio del título como un aceite marrón claro viscoso. ^{1}H- NMR (CDCl_{3}) \delta (ppm) 7,5-7,2 (m, 5H, C_{6}H_{5}), 3.7 (s, 2H, CH_{2}Ph), 3,45 (amplio s, 2H, CH-NBn), 2.7-2.6 (dd, 2H, CH_{2}CO), 2,2-2,1 (dd, 2H, CH_{2}CO), 2,1-2,0 (m, 2H, CH_{2}CH_{2}), 1,6 (m, 2H, CH_{2}CH_{2}). (m/z): [M+H]^{+} calculado para C_{14}H_{17}NO 216.14; encontrado, 216,0.
(74,6 g, 0,342 mol) a 0ºC. Se dejó que la solución se calentara a temperatura ambiente y se agitó durante toda la noche. El metanol fue eliminado bajo presión reducida y el aceite resultante fue disuelto en diclorometano (1000 ml). El producto intermedio fue extraído en 1 M de H_{3}PO_{4} (1000 ml) y lavado con diclorometano (3 x 250 ml). La capa acuosa fue basificada a pH 12 usando NaOH acuoso y extraída con diclorometano (3 x 500 ml). Las capas orgánicas combinadas fueron secadas, filtradas y concentradas bajo presión reducida para proporcionar el producto intermedio del título como un aceite marrón claro viscoso. ^{1}H- NMR (CDCl_{3}) \delta (ppm) 7,5-7,2 (m, 5H, C_{6}H_{5}), 3.7 (s, 2H, CH_{2}Ph), 3,45 (amplio s, 2H, CH-NBn), 2.7-2.6 (dd, 2H, CH_{2}CO), 2,2-2,1 (dd, 2H, CH_{2}CO), 2,1-2,0 (m, 2H, CH_{2}CH_{2}), 1,6 (m, 2H, CH_{2}CH_{2}). (m/z): [M+H]^{+} calculado para C_{14}H_{17}NO 216.14; encontrado, 216,0.
A una solución de
8-bencil-8-azabiciclo[3.2.1]octan-3-ona
(75 g, 0,348 mol) en EtOAc (300 ml) se añadió una solución de
dicarbonato de di-terc-butilo (83,6
g, 0,383 mol, 1,1 eq) en EtOAc (300 ml). La solución y el enjuague
resultantes (100 ml EtOAc) fueron añadidos a un vaso de
hidrogenación Parr de 1 L con 23 g de hidróxido de paladio (20% en
peso de Pd, base seca, en carbono, \sim50% húmedo con agua; p. ej.
catalizador de Pearlman) bajo una corriente de nitrógeno. El
recipiente de reacción fue desgasificado (alternando vacío y N_{2}
cinco veces) y presurizado a 60 psi de gas H_{2}. La solución de
la reacción fue agitada durante dos días y recargada con H_{2}
según fuera necesario para mantener la presión del H2 a 60 psi hasta
que la reacción estuviera completa según el control por
cromatografía en capa fina de sílice. La solución negra luego se
filtró a través de una almohadilla de Celite® y se concentró bajo
presión reducida para proporcionar el producto intermedio base como
un aceite viscoso de color amarillo a naranja. Se utilizó la
siguiente fase sin tratamiento adicional. ^{1}H NMR (CDCl_{3})
\delta (ppm) 4,5 (amplio, 2H, CH-NBoc), 2,7
(amplio, 2H, CH_{2}CO), 2.4-2.3 (dd, 2H,
CH_{2}CH_{2}), 2,1 (amplio m, 2H, CH_{2}CO),
1,7-1,6 (dd, 2H, CH_{2}CH_{2}), 1,5 (s, 9H,
(CH_{3})_{3}COCON)).
A una solución del producto de la fase
precedente (75,4 g, 0,335 mol) en metanol (1 L) se añadió formato de
amonio (422,5 g, 6,7 mol), agua (115 ml) y 65 g de paladio en carbón
activado (10% en base seca, \sim50% humedecido con agua;
E101NE/Wtipo Degussa) bajo una corriente de N2 mientras se agitaba
con agitador mecánico. Después de 24 y 48 horas, se añadieron partes
adicionales de formato de amonio (132g, 2,1 mol) cada vez. Una vez
que cesó la progresión de la reacción, según el control vigilado por
HPLC anal., se añadió Celite® (>500g) y se filtró la suspensión
gruesa resultante y luego se enjuagó el sólido recogido con metanol
(\sim500 ml). Los filtrados se combinaron y concentraron bajo
presión reducida. La solución bifásica turbia resultante fue luego
diluida con ácido fosfórico 1M a un volumen final de \sim1,5 a 2.0
L a pH 2 y fue lavada con diclorometano (3 x 700 ml). La capa acuosa
fue basificada a pH 12 usando NaOH acuoso al 40% y extraída con
diclorometano (3 x 700 ml). Las capas orgánicas combinadas fueron
secadas, filtradas, y concentradas por evaporación giratoria,
después a alto vacío para proporcionar el producto intermedio del
título (52 g), comúnmente
N-Boc-endo-3-aminotropano,
como sólido blanco a amarillo pálido. La proporción del isómero de
endo a exo amina del producto fue >99:1 basado en análisis de
^{1}H-NMR (pureza >96% por HPLC analítica).
^{1}H NMR (CDCl_{3}) \delta (ppm) 4,2-4,0
(amplio d, 2H, CHNBoc), 3,25 (t, ^{1}H, CHNH_{2}),
2,1-2,05 (m, 4H), 1,9 (m, 2H), 1,4 (s, 9H,
(CH_{3})_{3}OCON), 1,2-1,1 (amplio, 2H).
(m/z): [M+H]^{+} calculado para
C_{12}H_{22}N_{2}O_{2} 227,18; encontrado, 227.2. HPLC
analítica (método isocrático; 2:98 (A:B) a 90:10 (A:B) durante 5
min): tiempo de
retención = 3,68 min.
retención = 3,68 min.
A una suspensión fría de hidruro sódico (9,25 g;
231,4 mmol; dispersión en aceite mineral al 60%) en THF seco (1000
L) en un baño de hielo se añadió el producto de la preparación 1,
1-isopropil-1,3-dihidro-2H-benzimidazol-2-ona
(27,2 g, 154,2 mmol), en THF (50 ml) bajo atmósfera de nitrógeno. La
mezcla fue agitada a \sim0-5ºC durante 30 min.,
después se añadió cloroformato de 4-nitrofenilo
(34,2 g, 170 mmol) en THF (50 ml). La mezcla fue agitada durante
toda la noche mientras se permitió que la mezcla se entibiara
gradualmente a temperatura ambiente. Al éster activado formado luego
se añadió terc-butil éster de ácido (1S,3R,
5R)-3-amino-8-azabiciclo[3.2.1]octano-8-carboxílico
(36,7 g, 162 mmol) en THF (50 ml). La mezcla fue agitada a
temperatura ambiente durante aproximadamente 12 h, y a
aproximadamente 75ºC por aproximadamente 3 h, tiempo en el cual una
LCMS de la muestra de la reacción indicó la finalización de la
reacción de acoplamiento. La mezcla fue concentrada al vacío,
disuelta en diclorometano (1 L), y lavada primero con 1M de
H_{3}PO_{4} y después una solución de NaHCO_{3} saturada. Tras
el secado, la solución orgánica fue evaporada para proporcionar el
producto intermedio del título como un residuo amarillo pálido que
se utilizó en la siguiente fase sin tratamiento adicional.
A una solución fría de
terc-butil éster de ácido
(1S,3R,5R)-3-[(3-isopropil-2-oxo-2
azabiciclo[3,2,1]octano-8-carboxílico
(el producto de la fase precedente) en diclorometano (260 ml) en un
baño de hielo se añadió ácido trifluoroacético (200 ml). La mezcla
fue agitada por aproximadamente 30 min. a 5ºC y a temperatura
ambiente por aproximadamente 1 h. Después de la evaporación de la
mezcla, se añadió éter etílico (\sim500 ml) al residuo aceitoso,
causando la solidificación del residuo. El precipitado fue recogido,
enjuagado con copiosas cantidades de éter etílico y secado al vacío
para proporcionar el producto intermedio del título (47 g) como una
sal de TFA. El producto intermedio del título también es denominado
comúnmente
endo-N-(8-azabiciclo[3,2,1]oct-3-il)-3-isopropil-2-oxo-2,3-dihidrobenzimidazol-1-carboxamida.
A una suspensión del producto de la fase
precedente (15 g, 33, 9 mmol) en diclorometano (500 ml) se añadió
agua (500 ml). Se añadió N,N-diisopropiletilamina (20 ml) a
la mezcla reactiva para llevar la capa acuosa a un pH de
8-9. Las capas fueron separadas, reteniendo la capa
orgánica. La capa acuosa fue extraída una segunda vez con
diclorometano (100 ml). Los extractos resultantes fueron combinados
y luego fueron lavados con solución salina. Tras el secado con
Na_{2}SO_{4} y filtración, la eliminación del solvente produjo
el compuesto del título (9,7 g) como una base libre como un polvo
amarillo. ^{1}H NMR (DMSO-d_{6}): 1,48 (d, 6H),
1.40-2.00 (m, 8H), 3.53 (m, 2H), 4.07 (m, 1H), 4,69
(septeto, 1H), 7,21 (m, 2H), 7,45 (d, 1H), 8,08 (d, 1H), 9,31 (d,
1H). (m/z): [M+H]^{+} calculado para
C_{18}H_{24}N_{4}O_{2} 329,20; encontrado 329.2. HPLC
analítica: (MeCN/H_{2}O al 2-50% durante 6 min)
tiempo de retención = 3,67 min.
A una solución a 0ºC de
1-(tetrahidrofuran-2-ilcarbonil)piperazina
(202 mg, 1,1 mmol) en diclorometano (5 ml) se añadió cloroformato de
3-cloropropilo (133 \mul, 1,1 mmol) seguido de
N,N-diisopropiletilamina (192 \mul, 1,1 mmol). Se permitió
que la reacción alcanzara la temperatura ambiente durante 2 h,
tiempo en el cual la reacción fue evaporada para producir el
compuesto del título como un aceite color trigo que fue usado sin
purificación adicional.
Se disolvió
3-cloropropil-4-(tetrahidrofuran-2-ilcarbonil)piperazina-1-carboxilato
(335 mg, 1,1 mmol) en dimetilformamida (5,0 ml) y se añadió al
producto sólido de base libre de la fase (c) (118 mg, 0,36 mmol) y
Nal (164 mg, 0,72 mmol). Se añadió N,N-diisopropiletilamina
(64 \mul, 0,36 mmol) y se agitó la mezcla a 90ºC durante toda la
noche. Se eliminaron los volátiles y se realizó la purificación
mediante HPLC preparatoria (fase inversa) en un gradiente de
15-45% durante 50 min.; velocidad de flujo 20 ml/min
para proporcionar el compuesto del título como un sólido blanco como
una al de TFA (45 mg). (m/z): [M+H]^{+} calculado para
C_{31}H_{44}N_{6}O_{6} 597,33; encontrado 597,1. HPLC
analítica: (5-65% MeCN/H_{2} O durante 4 min.)
tiempo de retención = 2,58.
Usando los procesos descritos en el ejemplo 1,
excepto en la fase (d) que sustituye
1-(tetrahidrofuran-2-ilcarbonil)
piperazina con
2-piperazin-1-iletanol,
se preparó el compuesto del título (13,8 mg) como una sal de TFA.
(m/z): [M+H]^{+} calculado para
C_{28}H_{42}N_{6}O_{5} 543,32; obsd. 543.5.
Ejemplos
3-12
Usando los procesos descritos en el ejemplo 1,
excepto en la fase (d) que sustituye
1-(tetrahidrofuran-2-ilcarbonil)
piperazina con los reactivos apropiados, se prepararon los
compuestos siguientes de los ejemplos 3 -12.
A un matraz de reacción de 500 ml con
1-isopropil-1,3-dihidro-2H-benzimidazol-2-ona
(17,6 g, 100 mmol) y cloroformato de 4-nitrofenilo
(20,2 g, 100 mmol) bajo atmósfera de nitrógeno se añadió
diclorometano (350 ml) y después se añadió trietilamina (30,5 ml,
220 mmol) lentamente. La solución fue agitada durante 15 min, y
luego se añadió terc-butil éster de ácido
(1S,3R,5R)-
3-amino-8-azabiciclo[3.2.1]octano-8-carboxilico
(22.6 g, 100 mmol). Se permitió que la reacción se agitara durante
toda la noche a temperatura ambiente. La mezcla reactiva fue lavada
con bicarbonato sódico acuoso saturado (2 x 200 ml). El
diclorometano fue eliminado por destilación y se añadió MTBE (350
ml). La solución de MTBE fue lavada con ácido fosfórico 1N (2 x 200
ml), bicarbonato sódico saturado (200 ml) y agua (200 ml). La capa
orgánica fue secada sobre sulfato de sodio anhidro (40 g) y fue
filtrada y después el solvente fue eliminado por destilación para
producir el producto intermedio del título como un sólido color
canela (35,7 g, rendimiento de 83%).
En un matraz de 500 ml, se disolvió
terc-butil éster de ácido
(1S,3R,5R)-3-[(3-isopropil-2-oxo-2
azabiciclo[3,2,1]octano-8-carboxílico
(21,4 g, 50 mmol) en diclorometano (200 ml). Se añadió ácido
trifluoroacético (37 ml, 500 mmol) y se permitió que la mezcla
reactiva se agitara a temperatura ambiente durante 3 h. La mezcla
reactiva fue lavada con agua (2 x 100 ml). El solvente en la capa
orgánica fue eliminado por destilación y el residuo del producto
crudo fue triturado por adición de MTBE (200 ml). Después de
agitarlos durante 1 h a temperatura ambiente, los sólidos fueron
aislados por filtración, lavados con MTBE (2 x 25 ml) y secados al
vacío para proporcionar el producto intermedio del título (21,0 g,
rendimiento de 97%).
En un matraz de 500 ml, se disolvió el dióxido
de tiomorfolina (13.5 g, 100 mmol) en diclorometano (150 ml) a
temperatura ambiente y se añadió N,N-diisopropiletilamina
(19,2 ml, 110 mmol). Después de agitarla a temperatura ambiente
durante 10 min., se enfrió la mezcla reactiva en un baño de hielo a
aproximadamente 5ºC. A la mezcla reactiva, se añadió 1
cloro-3-clorometoxipropano (11,8 ml,
100 mmol) por medio de embudo de adición a una proporción que
mantenía la temperatura de la reacción por debajo de 10ºC. Cuando se
completó la adición, se permitió que la mezcla reactiva se entibiara
a temperatura ambiente. La mezcla reactiva fue lavada con agua (2 x
100 ml) y la fase orgánica fue secada sobre sulfato de sodio anhidro
(25 g). Después de la filtración, se eliminó el solvente por
destilación para producir el compuesto del título como un sólido
aceitoso que se solidificó en reposo (24,0 g, rendimiento del
94%).
A una solución de sal de trifluoroacetato de
(8-azabiciclo[3,2,1]oct-3-il)amida
de ácido
N-[(1S,3R,5R)-3-isopropil-2-oxo-2,3-dihidrobenzoimidazol-1-
carboxílico (8,8 g, 20 mmol) en diclorometano (100 ml) se añadió
agua (100 ml). El pH de la capa acuosa se ajustó a \sim12 para
proporcionar la base libre de la sal. La capa orgánica fue separada,
secada sobre sulfato de sodio y se eliminó el solvente por
destilación. Se disolvió la base libre en
N-metil-2-pirrolidona
(100 ml) y se transfirió la solución a un matraz de 250 ml con
3-cloropropil éster de ácido
1,1-dioxo-\lambda^{6}-tiomorfolina-4-carboxílico
(7,2 g, 28 mmol) y Nal (3,0 g, 20 mmol). Se añadió
N,N-diisopropiletilamina (4.2 ml, 24 mmol) y se
calentó la mezcla reactiva a 50ºC durante 18 h. El solvente fue
eliminado por destilación. Se disolvió el residuo del producto crudo
en EtOAc (200 ml), se lavó con agua (2 x 50 ml) y se secó sobre
sulfato de sodio (10 g). El solvente fue eliminado por destilación
para proporcionar residuo de producto crudo (12 g).
El residuo del producto crudo fue purificado por
HPLC preparatoria en una columna de 2''; embalaje: sílice de base
desactivado (BDS), velocidad de flujo: 200 ml/min.; eluyente A: TFA
al 0,1% en agua; eluyente B: acetonitrilo al 90%/TFA al 10% 0,1% en
agua; gradiente (tiempo,% B): (0,5); (25, 30); (35, 80); (45, 80);
(50,5); (60, 5). El producto fue aislado por liofilización de las
fracciones puras para proporcionar el compuesto del título (3,4 g,
rendimiento del 26%). ^{1}H-NMR
(DMSO-d_{6}) \delta (ppm): 9,35 (d, 1H), 8,07
(d, 1H), 7,46 (d, 1H), 7,22 (t, 1H), 7.,16 (t, 1H), 4,69 (septeto,
1H), 4,20-4.00 (m, 3H), 4,12 (t, 2H),
3,90-3,70 (m, 4H), 3,70 (t, 2H),
3,25-3,05 (m, 4H), 2,5-2,0 (m, 8H),
2,15 (dt, 2H), 1,49 (d, 6H). (m/z): [M+H]^{+} calculado
para C_{26}H_{37}N_{5}O_{6}S 548.2; encontrado, 548,4.
\vskip1.000000\baselineskip
Ensayo
1
Las células de HEK-293 (riñón
embrionario humano) transfectadas establemente con ADNc humano del
receptor 5-HT_{4(c)} (Bmax = \sim6,0
pmol/mg de proteína, como se determina usando el ensayo de enlace
del radioligando de membrana [^{3}H]-GR113808)
fueron cultivadas en matraces T-225 en Dulbecco's
Modified Eagles Médium (DMEM) con 4,500 mg/l
D-glucosa e hidrocloruro de piridoxina
(GIBCO-Invitrogen Corp., Carlsbad CA: Cat #11965)
suplementado con 10% de suero fetal bovino (FBS)
(GIBCO-Invitrogen Corp.: Cat #10437),
L-glutamina 2 mM y (100 unidades) penicilina-(100
\mug) estreptomicina/ml (GIBCO-Invitrogen Corp.:
Cat #15140) en una incubadora humedecida de CO_{2} al 5% a 37ºC.
Se cultivaron las células bajo continua presión de selección por la
adición de geneticina 800 \mug/ml
(GIBCO-Invitrogen Corp.: Cat #10131) al medio.
Se cultivaron las células a confluencia de
aproximadamente 60-80% (< 35 pasajes de
subcultivo). 20-22 horas antes de la recogida, se
lavaron las células dos veces y se alimentaron con DMEM sin suero.
Todas las fases de la preparación de la membrana se realizaron en
hielo. La monocapa celular fue elevada por agitación mecánica suave
y trituración con una pipeta de 25 ml. Las células fueron recogidas
por centrifugado a 1000 r.p.m. (5 min).
Para la preparación de la membrana, se
resuspendieron los granulados celulares en ácido
4-(2-hidroxietil)-1-
piperazinaetanosulfónico (HEPES) 50 mM congelado, pH 7,4 (tampón de
preparación de membrana) (40 mi/ rendimiento de célula total de
30-40 matraces T225) y se homogenizaron usando un
disruptor Polytron (ajuste 19, 2 x 10 s) en hielo. Los homogenizados
resultantes fueron centrifugados a 1200 g durante 5 min a 4ºC. El
granulado fue descartado y el sobrenadante fue centrifugado a 40 000
g (20 min). El granulado fue lavado una vez por resuspensión con
tampón de preparación de membrana y centrifugado a 40 000 g (20
min). El granulado final fue resuspendido en HEPES 50 mM, pH 7,4
(tampón de ensayo) (equivalente 1 matraz T225 /1 ml). Se determinó
la concentración de proteínas de la suspensión de membrana por el
método de Bradford (Bradford, 1976). Las membranas fueron
almacenadas congeladas en alícuotas a -80ºC.
Los ensayos de enlace del radioligando se
realizaron en placas de ensayo de polipropileno de 96 pozos
profundos 1.1 ml (Axygen) en un volumen de ensayo total de 400
\mul con 2 \mug de proteínas de la membrana en HEPES 50 mM pH
7,4, con albúmina de suero bovino (BSA) al 0,025%. Se realizaron
estudios de ligadura de saturación para la determinación de valores
kD del radioligando utilizando [^{3}H]-GR113808
(Amersham Inc., Bucks, Reino Unido: Cat #TRK944; actividad
específica \sim82 Ci/mmol) a diferentes concentraciones
8-12 que varían de 0,001 nM - 5,0 nM. Los ensayos de
desplazamiento para la determinación de los valores pK_{i} de los
compuestos fueron realizados con [^{3}H]-GR113808
a 0,15 nM y once concentraciones diferentes de compuesto que varían
de 10 pM -100 \muM.
Los compuestos de prueba fueron recibidos como
soluciones madre 10 mM en DMSO y diluidos a 400 \muM en HEPES 50
mM pH 7,4 a 25ºC, con BSA al 0,1% y luego se hicieron diluciones en
serie (1:5) en el mismo tampón. Se determinó ligadura no específica
en presencia de GR113808 del \muM no marcado. Los ensayos fueron
incubados durante 60 min. a temperatura ambiente, y luego se
determinaron las reacciones de la ligadura por filtración rápida
sobre placas de filtro con fibra de vidrio GF/B de 96 pozos (Packard
BioScience Co., Meriden, CT) premojadas con polietilenoimina al
0,3%. Las placas de filtro fueron lavadas tres veces con tampón de
filtración (HEPES 50mM congelado, pH 7,4) para eliminar la
radioactividad no unida. Las placas fueron secadas, se añadió fluido
de centelleo líquido Microscint-20 de 35 \mul
(Packard BioScience Co., Meriden, CT) a cada pozo y se contaron las
placas en un contador de centelleo líquido Packard Topcount (Packard
BioScience Co., Meriden, CT).
Los datos de ligadura fueron analizados por
análisis de regresión no lineal con el paquete de software GraphPad
Prism Software (GraphPad Software, Inc., San Diego, CA) usando el
modelo de 3 parámetros la para competición por un solo sitio. El
FONDO (curva mínima) fue fijado al valor para la unión no
específica, como se determina en presencia de GR113808 de 1 \muM.
Los valores K_{i} para los compuestos de prueba fueron calculados,
en Prism, a partir de los valores IC_{50} mejor ajustados y el
valor K_{d} del radioligando, usando la ecuación de
Cheng-Prusoff (Cheng y Prusoff, Biochemical
Pharmacology, 1973, 22, 3099-108): K_{i} =
IC_{50}/ (1 + [L]/K_{d}) donde [L] = concentración [^{3}H]-
GR113808. Los resultados son expresados como el logaritmo negativo
decimal de los valores K_{i}, pK_{i}.
\vskip1.000000\baselineskip
Los compuestos de prueba con un valor pK más
alto en este ensayo tienen una afinidad de enlace superior para el
receptor 5-HT_{4}. Los compuestos de la invención
que fueron evaluados en este ensayo tuvieron un valor pK_{i} que
varía de aproximadamente 7,0 a aproximadamente 9,0, que varía
típicamente de aproximadamente 7,5 a aproximadamente 8,5. Por
ejemplo, el compuesto del ejemplo 1 exhibió un valor pK_{i} de 7,9
en este ensayo.
\vskip1.000000\baselineskip
Ensayo
2
Las células HEK-293 (riñon
embrionario humano) transfecadas establemente con ADNc de receptor
humano 5-HT_{3A} fueron obtenidas de Dr. Michael
Bruess (Universidad de Bonn, GDR) (Bmax = \sim 9,0 pmol/mg
proteína, como se determina usando ensayo de unión de radioligando
de membrana [^{3}H]- GR65630). Las células fueron cultivadas en
matraces T-225 o fábricas de célula en Dulbecco's
Modified Eagles Médium (DMEM) 50% (GIBCO-Invitrogen
Corp., Carlsbad, CA: Cat #11965) y Ham's F12 50% (GIBCO- Invitrogen
Corp.: Cat #11765) suplementado con suero fetal bovino inactivado
por calor (FBS) al 10% (Hyclone, Logan, UT: Cat #SH30070.03) y (50
unidades) penicilina-(50 \mug) estreptomicina/ml
(GIBCO-Invitrogen Corp.: Cat #15140) en una
incubadora humedecida con CO2 al 5% a 37ºC.
Las células fueron cultivadas hasta
aproximadamente el 70-80% de confluencia (< 35
pasajes de subcultivo). Todas las fases de la preparación de la
membrana se realizaron en hielo. Para recoger las células, se aspiró
el medio y se enjuagaron las células con suero salino tamponado con
fosfato de Dulbecco sin Ca^{2+}, Mg^{2+} (dPBS) La monocapa
celular fue elevada por agitación mecánica suave. Las células fueron
recogidas por centrifugado a 1000 r.p.m. (5 min). Las fases
posteriores de la preparación de la membrana siguieron el protocolo
descrito anteriormente para las membranas que expresan receptores
5-HT_{4(c)}.
Los ensayos de enlace del radioligando fueron
realizados en placas de ensayo de polipropileno de 96 pozos en un
volumen de ensayo total de 200 \mul con proteína del membrana de
1,5-2 \mug en HEPES 50 mM pH 7,4, con tampón de
ensayo de BSA al 0,025%. Los estudios de ligadura de saturación para
la determinación de los valores Kd del radioligando fueron
realizados usando [^{3}H]-GR65630 (PerkinElmer
Life Sciences Inc., Boston, MA: Cat #NET1011, actividad específica
\sim85 Ci/mmol) a doce concentraciones diferentes que varían de
0,005 nm a 20 nm. Los ensayos de desplazamiento para la
determinación de los valores pK_{i} de los compuestos fueron
realizados con [^{3}H]-GR65630 a 0,50 nm y once
concentraciones diferentes de compuesto que varían de 10 pM a 100
\muM. Los compuestos fueron recibidos como soluciones madre de 10
mM en DMSO (ver la sección 3.1), diluidos a 400 \muM en HEPES 50
mM pH 7,4 a 25ºC, con BSA al 0,1%, y diluciones en serie (1:5)
hechas luego en el mismo tampón. La unión no específica fue
determinada en presencia de 10 \muM de MDL72222 no marcado. Los
ensayos fueron incubados durante 60 min. a temperatura ambiente,
después las reacciones de la unión fueron terminadas por filtración
rápida sobre placas de la filtro con fibra de vidrio GF/B de 96
pozos (Packard BioScience Co., Meriden, CT) premojadas en
polietilenoimina al 0,3%. Las placas de filtro fueron lavadas tres
veces con tampón de filtración (HEPES 50 mM congelado, pH 7,4) para
eliminar la radioactividad no unida. Las placas fueron secadas, se
añadió fluido de centelleo líquido Microscint-20 de
35 \mul (Packard BioScience Co., Meriden, CT) a cada pozo y se
contaron las placas en un contador de centelleo líquido Packard
Topcount (Packard BioScience Co., Meriden, CT).
Se analizaron los datos de unión usando el
procedimiento de regresión no lineal anteriormente descrito para
determinar valores K_{i}. El FONDO (curva mínima) fue fijado al
valor para la unión no específica, como se determina en presencia de
10 \muM de MDL72222. Se definió la cantidad [L] en la ecuación de
Cheng-Prusoff como la concentración
[^{3}H]-GR65630.
La selectividad para el subtipo de receptor
5-HT_{4}con respecto al subtipo de receptor
5-HT_{3} fue calculada como la proporción K_{i}
(5-HT_{3A})/K_{i}
(5-HT_{4(c)})). Los compuestos de la
invención que fueron evaluados en este ensayo tuvieron una
selectividad de subtipo de receptor
5-HT_{4}/5-HT_{3} que varía de
aproximadamente 10 a aproximadamente 950, típicamente varía de
aproximadamente 50 a aproximadamente 500. Por ejemplo, el compuesto
del ejemplo 1 exhibió una selectividad del subtipo de 160.
\vskip1.000000\baselineskip
Ensayo
3
En este ensayo, se determinó la fuerza funcional
de un compuesto de prueba midiendo la cantidad de AMP cíclico
producido cuando las células HEK-293 que expresan
receptores 5-HT_{4} entraron en contacto con
concentraciones diferentes del compuesto de prueba.
Las células HEK-293 (riñon
embrionario humano) transfectadas establemente con ADNc de receptor
5-HT_{4}(c) humano clonado fueron
preparadas expresando el receptor a dos densidades diferentes: (1) a
una densidad de aproximadamente 0,5-0,6 pmol/mg
proteína, como se ha determinado usando un ensayo de enlace de
radioligando de membrana [^{3}H]-GR113808 y (2) a
una densidad de aproximadamente 6,0 pmol/mg proteína. Las células
fueron cultivadas en matraces T-225 en Dulbecco's
Modified Eagles Médium (DMEM) con 4,500 mg/L de
D-glucosa (GIBCO-Invitrogen Corp.:
Cat #11965) suplementado con 10% suero fetal bovino (FBS)
(GIBCO-Invitrogen Corp.: Cat #10437) y (100
unidades) penicilina-(100 \mug) estreptomicina/ml
(GIBCO-Invitrogen Corp.: Cat #15140) en una
incubadora humedecida con CO_{2} al 5% a 37ºC. Las células fueron
cultivadas bajo continua presión de selección por la adición de
geneticina (800 \mug/ml: GIBCO-Invitrogen Corp.:
Cat #10131) al medio.
Las células fueron cultivadas a aproximadamente
60-80% de confluencia. Veinte a ventidós horas antes
del ensayo, las células fueron lavadas dos veces, y alimentadas con
DMEM sin suero con 4,500 mg/L D-glucosa
(GIBCO-Invitrogen Corp.: Cat #11965). Para cultivar
las células, se aspiró el medio y se añadió Versene 10 ml
(GIBCO-Invitrogen Corp.: Cat #15040) a cada matraz
T-225. Las células fueron incubadas durante 5 min a
RT y después fueron desalojadas del matraz por agitación mecánica.
La suspensión de la célula fue transferida a un tubo de centrifugado
conteniendo un volumen igual de dPBS precalentado (37ºC) y
centrifugada durante 5 min a 1000 r.p.m. El sobrenadante fue
descartado y el granulado fue resuspendido en tampón de estimulación
precalentado (37ºC) (10mL equivalente por 2-3
matraces T-225). Esta vez fue anotado y marcado como
tiempo cero. Las células fueron contadas con un contador Coulter
(recuento por encima de 8 \mum, rendimiento de matraz fue
1-2 x 10^{7} células/matraz). Las células fueron
resuspendidas a una concentración de 5 x 10^{5} células/ml en
tampón de estimulación precalentado (37ºC) (como se proporciona en
el equipo de Flashplate) y preincubadas a 37ºC durante 10 min.
Los ensayos de AMPc fueron realizados en un
formato de radioinmunoanálisis usando el Flashplate Adenylyl Cyclase
Activation Assay System con 125 l-AMPc (SMP004B,
PerkinElmer Life Sciences Inc., Boston, MA), según las instrucciones
del fabricante.
Las células fueron cultivadas y preparadas como
se ha descrito anteriormente. Las concentraciones celulares finales
en el ensayo fueron 25 x 10^{3} células/pozo y el volumen del
ensayo final fue 100 \mul. Los compuestos de prueba fueron
recibidos como soluciones madre 10 mM en DMSO, diluidos a 400 \muM
en HEPES 50 mM pH 7,4 a 25ºC, con BSA al 0,1%, y diluciones en serie
(1:5) hechas después en el mismo tampón. Los ensayos de acumulación
de AMP cíclico fueron realizados con 11 concentraciones diferentes
de compuesto que varían de 10 pM a 100 \muM (concentraciones de
ensayo finales). En todas las placas se incluyó una curva de
concentración-respuesta de 5-HT (10
pM a 100 \muM). Las células fueron incubadas, con agitación, a
37ºC durante 15 min. y la reacción fue terminada por adición de 100
\mul de tampón de detección congelado (como se proporciona en el
equipo Flashplate) a cada pozo. Las placas fueron selladas e
incubadas a 4ºC durante toda la noche. La radioactividad ligada fue
cuantificada por espectroscopia de proximidad de centelleo usando
Topcount (Packard BioScience Co., Meriden, CT).
La cantidad de AMPc producida por ml de reacción
fue extrapolada de la curva del estándar del AMPc, según las
instrucciones proporcionadas en el manual del usuario del
fabricante. Los datos fueron analizados por análisis de regresión no
lineal con el paquete de software de GraphPad Prism usando el modelo
sigmoide de dosis-respuesta de 3 parámetros
(pendiente restringida a la unidad). Los datos de fuerza son
proporcionados como valores pEC_{50}, el logaritmo negativo
decimal del valor EC_{50'}, donde EC_{50} es la concentración
eficaz para una respuesta máxima del 50%.
Los compuestos de prueba que muestran un valor
pEC_{50} más alto en este ensayo tienen una fuerza superior para
agonizar el receptor 5-HT_{4}. Los compuestos de
la invención que fueron evaluados en este ensayo usando la línea
celular (1) con una densidad de aproximadamente
0,5-0,6 pmol/mg proteína, tuvieron un valor
pEC_{50} en la gama de aproximadamente 7,5 a aproximadamente 9,0,
típicamente en la gama de aproximadamente 8,0 a aproximadamente 9,0.
Por ejemplo, el compuesto del ejemplo 1 tuvo un valor pEC_{50} de
8,4.
\vskip1.000000\baselineskip
Ensayo
4
Las células CHO-K1 transfectadas
establemente con ADNc de hERG fueron obtenidas de Gail Robertson en
la Universidad de Wisconsin. Las células fueron conservadas en
almacenamiento criogénico hasta ser necesitadas. Las células se
expandieron y transfirieron en Dulbecco's Modified Eagles Medium/F12
suplementado con suero fetal bovino al 10% y geneticina 200
\mug/ml. Las células fueron sembradas sobre cubreobjetos de vidrio
revestidos con poli D-lisina (100 \mug/ml), en
platos de 35 mm^{2} (con 2 ml de medio) a una densidad que
permitía a las células aisladas ser seleccionadas para estudios de
voltaje-clamp de células completas. Los platos
fueron mantenidos en un medio ambiente humedecido con CO_{2} al 5%
a 37ºC.
\vskip1.000000\baselineskip
La solución extracelular fue preparada al menos
cada 7 días y fue almacenada a 4ºC cuando no se encontraba en uso.
La solución extracelular contenía (mM): NaCl (137), KCI (4),
CaCl_{2} (1.8), MgCl_{2} (1), Glucosa (10), ácido
4-(2-hidroxietil)-1-
piperazinaetanisulfónico (HEPES) (10), pH 7,4 con NaOH. La solución
extracelular, en ausencia o presencia del compuesto de prueba, fue
contenida en depósitos, desde donde fluía en la cámara de registro a
aproximadamente 0,5 ml/min. La solución intracelular fue preparada,
dividida en alícuotas y almacenada a -20ºC hasta el día de su uso.
La solución intracelular contenía (mM): KCI (130), MgCl_{2} (1),
etilenglicol-bis(beta-aminoetil
éter) de sal de ácido N,N,N',N'-tetra acético (EGTA) (5),
MgATP (5), ácido
4-(2-hidroxietil)-1-piperazinaetanosulfónico
(HEPES) (10), pH 7,2 con KOH. Todos los experimentos fueron
realizados a temperatura ambiente (20-22ºC).
Los cubreobjetos sobre los cuales se sembraron
las células fueron transferidos a una cámara de registro y
perfundidos continuamente. Se formaron sellos Gigaohm entre la
célula y el electrodo del parche. Una vez que se consiguió un parche
estable, comenzó el registro en el modo de
voltaje-clamp, con el potencial de retención inicial
a -80 mV. Después de que se consiguiera una corriente de la célula
entera estable, las células fueron expuestas al compuesto de prueba.
El protocolo del voltaje estándar fue: fase del potencial de la
retención de -80 mV a +20 mV durante 4,8 seg, repolarizar a -50 mV
durante 5 seg. y luego volver al potencial de retención original (-
80 mV). Este protocolo del voltaje fue realizado una vez cada 15
seg. (0,067 Hz). Las amplitudes de corriente máximas durante la fase
de repolarización fueron determinadas usando el software pClamp. Los
compuestos de prueba a una concentración de 3 \muM fueron
perfundidos sobre las células durante 5 minutos, seguidos de un
periodo de lavado de 5 minutos en ausencia del compuesto.
Finalmente, se añadió un control positivo (cisapride, 20 nm) al
perfusado para evaluar la función de la célula. La fase de -80 mV a
+20 mV activa el canal de hERG, dando como resultado una corriente
externa. La fase regresiva a -50 mV da como resultado una corriente
de la cola externa, cuando el canal se recupera de la inactivación y
se desactiva.
Las amplitudes de corrientes máximas durante la
fase de la repolarización fueron determinadas usando el software
pClamp. Los datos de control y artículo de prueba fueron exportados
a Origin® (OriginLab Corp., Northampton MA) donde las amplitudes de
corriente individuales fueron normalizadas a la amplitud de
corriente inicial en ausencia de compuesto. Los medios de la
corriente normalizada y los errores estándar para cada condición
fueron calculados y fijados en comparación con el curso del tiempo
del experimento.
Se realizaron comparaciones entre las
inhibiciones corrientes de K^{+} observadas después de la
exposición durante cinco minutos ya sea al artículo de la prueba o
al control del vehículo (normalmente DMSO al 0,3%). Se realizaron
comparaciones estadísticas entre grupos experimentales usando una
prueba T independiente de dos poblaciones (Microcal Origin v. 6.0).
Las diferencias fueron consideradas significativas a P <
0,05.
A medida que más pequeño era el porcentaje de
inhibición de la corriente de iones de potasio en este ensayo, más
pequeño era el potencial de compuestos de la prueba para cambiar el
modelo de repolarización cardíaca al usarse como agentes
terapéuticos. Los compuestos de la invención que fueron evaluados en
este ensayo a una concentración de 3 \muM típicamente exhibieron
una inhibición de la corriente de iones potasio inferior al 40%
aproximadamente, más típicamente, inferior al 25% aproximadamente.
Por ejemplo, el compuesto del ejemplo 1 exhibió una inhibición de
aproximadamente el 9% en este ensayo.
\vskip1.000000\baselineskip
Ensayo
5
El ensayo de permeación de
Caco-2 fue realizado para modelar la capacidad de
los compuestos de la prueba para atravesar el intestino e
introducirse en el flujo sanguíneo después de la administración
oral. Se determinó el nivel en el cual los compuestos de la prueba
en solución impregnan una monocapa celular diseñada para imitar la
estrecha conjunción de las pequeñas monocapas intestinales
humanas.
Las células Caco-2 (colon,
adenocarcinoma; humanas) fueron obtenidas de ATCC (American Type
Culture Collection; Rockville, MD). Para el estudio de la
permeación, se sembraron las células a una densidad de 63 000
células/cm^{2} en filtros de policarbonato Transwell
prehumedecidos (Costar; Cambridge, MA). Se formó una monocapa
celular después de 21 días en cultivo. Después del cultivo celular
en la placa Transwell, la membrana con la monocapa celular fue
despegada de la placa Transwell y fue insertada en la cámara de
difusión (Costar; Cambridge, MA). La cámara de difusión fue
insertada en el bloque de calentamiento que fue equipado con agua
termostáticamente regulada a 37ºC de circulación externa para
regular la temperatura. El colector de aire entregó O_{2} al 95%
/CO_{2} al 25% a cada mitad de una cámara de difusión y creó un
modelo de flujo laminar a través de la monocapa celular, que fue
eficaz de reducir la capa límite no agitada.
El estudio de permeación se realizó con
concentraciones del compuesto de la prueba a 100 \muM y con
^{14}C-manitol para controlar la integridad de la
monocapa. Todos los experimentos fueron conducidos a 37ºC durante 60
min. Las muestras fueron tomadas a 0, 30 y 60 min. del lado donante
y receptor de la cámara. Las muestras fueron analizadas por HPLC o
recuento por escintilación líquido para averiguar las
concentraciones del compuesto de prueba y manitol. El coeficiente de
permeación (K_{p}) fue calculado en cm/seg.
\newpage
En este ensayo, un valor K_{p} superior a
aproximadamente 10 x 10^{-6} cm/seg es considerado indicativo de
biodisponibilidad favorable. Los compuestos de la invención que
fueron evaluados en este ensayo típicamente exhibieron valores
K_{p} de entre aproximadamente 20 x 10^{-6} cm/seg y
aproximadamente 60 x 10^{-6} cm/seg, más típicamente entre
aproximadamente 30 x10''6 cm/seg y aproximadamente 60 x 10''6
cm/seg. Por ejemplo, el compuesto del ejemplo 1 exhibió un valor
K_{p} de 60 x 10^{-6} cm/seg.
Ensayo
6
Las formulaciones de solución acuosa de los
compuestos de la prueba fueron preparadas en ácido láctico al 0,1% a
un pH de entre 5 aproximadamente y 6 aproximadamente. Las ratas
macho de Sprague-Dawley (CD strain, Charles River
Laboratories, Wilmington, MA) recibieron dosis de los compuestos de
la prueba por administración intravenosa (IV) a una dosis de 2,5
mg/kg o por alimentación oral forzada (PO) a una dosis de 5 mg/kg.
El volumen de la dosificación fue 1 ml/kg para IV y 2 ml/kg para
administración PO. Se recogieron muestras de sangre en serie de los
animales antes de la dosis y a 2 (IV solamente), 5, 15, y 30 min. y
a 1, 2, 4, 8, y 24 horas después de la dosis. Las concentraciones de
los compuestos de la prueba en el plasma sanguíneo fueron
determinadas por análisis de espectrometría de masas - cromatografía
líquida (LC-MS/MS) (MDS SCIEX, API 4000, Applied
Biosystems, Foster City, CA) con un límite inferior de cantidad de 1
ng/ml.
Los parámetros farmacocinéticos estándar fueron
evaluados por análisis no compartimental (modelo 201 para IV y
modelo 200 para PO) usando WinNonlin (Versión 4.0.1, Pharsight,
Mountain View, CA). El máximo en la curva de concentración del
compuesto de la prueba en plasma sanguíneo vs. el tiempo es
denominado C_{max}. El área bajo la concentración vs. la curva en
función del tiempo del tiempo de dosificación a la última
concentración medible (AUC(0-t)) fue
calculada por la regla trapezoidal lineal. La biodisponibilidad oral
(F(%)), es decir la proporción normalizada de dosis de
AUC(0-t) a administración PO para
AUC(0-t) para IV administración, puede ser
calculada como:
F%=AUC_{PO}/AUC_{IV} x
Dosis_{IV}/Dosis_{PO} x
100%
Se espera que los compuestos de la prueba que
muestran valores superiores de los parámetros C_{max},
AUC(0-t) y F(%) en este ensayo tengan
biodisponibilidad superior cuando son administrados oralmente. Los
compuestos de la invención que fueron evaluados en este ensayo
tuvieron valores C_{max} entre 0,15 aproximadamente a
aproximadamente 0,35 \mug/ml y valores
AUC(0-t) entre 0,5 aproximadamente a
aproximadamente 1,1 \mug- hr/ml. En particular, el compuesto del
ejemplo 1 tuvo los siguientes valores: C_{max} de 0,32 \mug/mL;
AUC(0-t) de 0,97 \mug hr/mL; y
biodisponibilidad oral F(%) de 55%.
Aunque la presente invención ha sido descrita
con referencia a las formas de realización específicas de la misma,
expertos en la técnica deben entender que se pueden realizar
diferentes cambios y los equivalentes pueden ser sustituidos sin
salirse del espíritu real y el ámbito de la invención. Además, se
pueden hacer muchas modificaciones para adaptar una situación,
material, composición de materia, proceso, fase de proceso o fases
particulares al objetivo, espíritu y alcance de la presente
invención. Todas esas modificaciones tienen por objeto estar dentro
del campo de las reivindicaciones anexas en la presente.
Adicionalmente, todas las publicaciones, patentes y documentos de
patentes citadas anteriormente se incorporan de manera completa en
la presente como referencia, como si fueran incorporadas
individualmente a modo de referencia.
\vskip1.000000\baselineskip
\sqbullet EP 908459 A [0004]
\sqbullet WO 2005080389 A [0004]
\sqbulletLanglois Fischmeister J.
Med. Chem., 2003, vol. 46, 319-344
[0003]
\sqbulletJ. Med. Chem, 1998,
vol. 41, 1943-1955 [0004]
\sqbullet T.W. Greene G.M. Wuts
Protecting Groups in Organic Synthesis Wiley 1999. [0056]
\sqbullet T. W. Greene G. M.
Wuts Protecting Groups in Organic Synthesis Wiley
1999. [0059]
\sqbulletThe Journal of Chemical
Research, 2005, 21-22 [0074]
\sqbulletHeteroatom Chemistry,
1994, vol. 5, no. 5/6. 437-40 [0074]
\sqbulletGer. Offen., 1990,
3839743- [0074]
\sqbullet Remington: The Science and Practice
of Pharmacy Lippincott Williams & White2000. [0090]
\sqbullet H.C. Ansel et al.
Pharmaceutical Dosage Forms and Drug Delivery Systems Lippincott
Williams & White1999. [0090]
\sqbulletCavero et al.
Opinión on Pharmacotherapy, 2000, vol. 1,
947-73 [0131]
\sqbulletFermini et al.
Nature Reviews Drug Discovery, 2003, vol. 2,
439-447 [0131]
\sqbulletDehmlow, E. V.
Westerheide, R Synthesis, 1992, vol. 10,
947-9 [0143]
\sqbullet Cheng Prusoff Biochemical
Pharmacology, 1973, vol. 22, 3099-108
[0175]
Claims (18)
1. Compuesto de fórmula (I):
\vskip1.000000\baselineskip
donde:
R^{1} es halo o C_{1-3}
alquilo, donde C_{1-3} alquilo es sustituido
opcionalmente con hidroxi o halo;
R^{2} es hidrógeno o C_{1-3}
alquilo, donde C_{1-3} alquilo es sustituido
opcionalmente con hidroxi;
R^{3} es C_{1-3} alquilo o
hidrógeno;
R^{4} es
-(CH_{2})_{1-3}C(O)NR^{a}
R^{b},
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
o R^{3} y R^{4} con el átomo de
nitrógeno al cual están unidos forman una fracción seleccionada
de:
(i) una fracción de fórmula (a):
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
(ii) una fracción de fórmula (b):
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
y
\newpage
(iii) una fracción de fórmula (c):
\vskip1.000000\baselineskip
donde:
R^{5} es -OC(O)NR^{a}R^{b},
-C(O)NR^{a} R^{b},
-NR^{d}S(O)_{2}C_{1-3} alquilo,
-NR^{d}C(O)R^{c}, -NR^{d}
S(O)_{2}NR^{a}R^{b} o
-NR^{d}C(O)0Re;
R^{6} es -C(O)R^{f},
-(CH_{2})_{2}OR^{g},
-S(O)_{2}NR^{a}R^{b}, -S(O)_{2}
C_{1-3} alquilo o
-S(O)_{2}(CH_{2})_{1-3}
S(O)_{2}C_{1-3} alquilo;
R^{a}, R^{b} y R^{c} son
independientemente hidrógeno o C_{1-3}
alquilo;
R^{d} es hidrógeno o C_{1-3}
alquilo, donde C1 alquilo es sustituido opcionalmente con
hidroxi;
R^{e} es C_{1-3}
alquilo;
R^{f} es hidrógeno, C_{1-3}
alquilo, tetrahidrofuranilo o -NR^{a}R^{b};
R^{g} es hidrógeno o C_{1-3}
alquilo;
a es 0, 1 o 2;
b es 0, 1, 2 o 3;
c es 0, 1, o 2;
d es 1 o 2 y
e es 1 o 2;
a condición de que cuando c es 0, d es 2 y
R^{5} es -C(O)NR^{a} R^{b}; y cuando c es 2, d
es 1;
o una sal farmacéuticamente aceptable o solvato
o estereoisómero de la misma.
2. Compuesto de la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que a es 0.
3. Compuesto de la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que R^{2} es etilo o
isopropilo.
4. Compuesto de la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que b es 1.
5. Compuesto de la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que R^{3} y R^{4} con el
átomo de nitrógeno al que están unidos forman una fracción de
fórmula (b).
6. Compuesto de la reivindicación 1,
caracterizado por le hecho de que R^{3} y R^{4} con el
átomo de nitrógeno al que están unidos forman una fracción de
fórmula (c).
7. Compuesto de la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que:
R^{2} es etilo o isopropilo
R^{3} es C_{1-3} alquilo
y
R^{4} es
-(CH_{2})_{1-3}
C(O)NR^{a}R^{b} o
o R^{3} y R^{4} con el átomo de
nitrógeno al que están unidos forman una fracción seleccionada de
una fracción de fórmula (a), una fracción de fórmula (b) y una
fracción de fórmula
(c);
\global\parskip0.950000\baselineskip
donde
R^{5} es -OC(O)NR^{a}R^{b} o
-C(O)NR^{a}R^{b};
R^{6} es -C(O)R^{f},
-(CH_{2})_{2}OR^{g}, o -S(O)_{2}
NR^{a}R^{b};
R^{a}, R^{b} y R^{g} son
independientemente hidrógeno o metilo;
R^{f} es metilo, tetrahidrofuranilo o
-NR^{a} R^{b};
a es 0;
b es 1;
c es 1 o 2;
d es 1; y
e es 1.
\vskip1.000000\baselineskip
8. Compuesto de la reivindicación 7, donde
R^{3} y R^{4} con el átomo de nitrógeno al que están unidos
forman una fracción de fórmula (b), donde R^{6} es
-C(O)R^{f}.
9. Compuesto de la reivindicación 1, donde el
compuesto es seleccionado de:
3-{(1S,3R,5R)-3-[(3-isopropil-2-oxo-2,3-dihidrobenzoimidazol-1-carbonil)amino]-8-azabiciclo-[3,2,1]oct-8-il}
propil éster de ácido 4-(tetrahidrofurano-2-carbonil)piperazina-1-carboxílico;
propil éster de ácido 4-(tetrahidrofurano-2-carbonil)piperazina-1-carboxílico;
3-{(1S,3R,5R)-3-[(3-isopropil-2-oxo-2,3-dihidrobenzoimidazol-1-carbonil)amino]-8-azabiciclo-[3,2,1]oct-8-il}
propil éster de ácido 4-(2-hidroxietil)piperazina-1-carboxílico;
propil éster de ácido 4-(2-hidroxietil)piperazina-1-carboxílico;
3-{(1S,3R,5R)-3-[(3-isopropil-2-oxo-2,3-dihidrobenzoimidazol-1-carbonil)amino]-8-azabiciclo[3,2,1]oct-8-il}
propil éster de ácido 4-acetil-piperazina-1 -carboxílico;
propil éster de ácido 4-acetil-piperazina-1 -carboxílico;
3-{(1S,3R,5R)-3-[(3-isopropil-2-oxo-2,3-dihidrobenzoimidazol-1-carbonil)amino]-8-aza-biciclo[3,2,1]oct-8-il}
propil éster de ácido 4-dimetilcarbamoiloxipiperidina-1-carboxílico;
propil éster de ácido 4-dimetilcarbamoiloxipiperidina-1-carboxílico;
3-{(1S,3R,5R)-3-[(3-isopropil-2-oxo-2,3-dihidrobenzoimidazol-1-carbonil)amino]-8-azabiciclo[3,2,1]oct-8-il}
propil éster de ácido 3-carbamoilpiperidina-1-carboxílico;
propil éster de ácido 3-carbamoilpiperidina-1-carboxílico;
3-{(1S,3R,5R)-3-[(3-isopropil-2-oxo-2,3-dihidrobenzoimidazol-1-carbonil)amino]-8-azabiciclo[3.2.1]oct-8-il}
propil éster de ácido 1,1-dioxo-1\lambda^{6}-tiomorfolina-4-carboxílico;
propil éster de ácido 1,1-dioxo-1\lambda^{6}-tiomorfolina-4-carboxílico;
éster;
3-{(1S,3R,5R)-3-[(3-isopropil-2-oxo-2,3-dihidrobenzoimidazol-1-carbonil)amino]-8-azabiciclo-[3.2.1]oct-8-il}propil
éster de ácido
(1,1-dioxotetrahidro-1\lambda^{6}-tiofen-3-il)metilcarbámico;
3-{(1S,3R,5R)-3-[(3-isopropil-2-oxo-2,3-dihidrobenzoimidazol-1-carbonil)amino]-8-azabiciclo[3,2,1]oct-8-il}
propil éster de ácido (R)-2-carbamoilpirrolidina-1-carboxílico;
propil éster de ácido (R)-2-carbamoilpirrolidina-1-carboxílico;
3-((1S,3R,5R)-)-3-[(3-isopropil-2-oxo-2,3-dihidrobenzoimidazol-1-carbonil)amino]-8-azabiciclo[3,2,1]-oct-8-il}
propil éster de ácido 4-acetil-[1,4]diazepan-1-carboxílico;
propil éster de ácido 4-acetil-[1,4]diazepan-1-carboxílico;
3-{(1S,3R,5R)-3-[(3-isopropil-2-oxo-2,3-dihidrobenzoimidazol-1-carbonil)amino]-8-azabiciclo[3.2.1]oct-8-il}
propil éster de ácido dimetilcarbamoilmetil-metilcarbámico;
propil éster de ácido dimetilcarbamoilmetil-metilcarbámico;
3-{(1S,3R,SR)-3-[(3-isopropil-2-oxo-2,3-dihidrobenzoimidazol-1-carbonil)amino]-8-azabiciclo[3.2.1]oct-8-il}
propil éster de ácido 4-dimetilcarbamoilpiperazina-1-carboxílico;
propil éster de ácido 4-dimetilcarbamoilpiperazina-1-carboxílico;
3-{(1S,3R,5R)-3-[(3-isopropil-2-oxo-2,3-dihidrobenzoimidazol-1-carbonil)amino]-8-azabiciclo[3.2.1]oct-8-il}
propil éster de ácido 4-dimetilsulfamoilpiperazina-1-carboxílico y sales farmacéuticamente aceptables o solvatos o estereoisómeros de los mismos.
propil éster de ácido 4-dimetilsulfamoilpiperazina-1-carboxílico y sales farmacéuticamente aceptables o solvatos o estereoisómeros de los mismos.
10. Compuesto según la reivindicación 1, donde
en el compuesto es
3-{(1S,3R,SR)-3-[(3-isopropil-2-oxo-2,3-dihidrobenzoimidazol-1-carbonil)amino]-8-azabiciclo[3,2,1]oct-8-il}propil
éster de ácido
1,1-dioxo-1\lambda^{6}-tiomorfolina-4-carboilico
o una sal farmacéuticamente aceptable o solvato o estereoisómero del
mismo.
\global\parskip1.000000\baselineskip
11. Composición farmacéutica que comprende una
cantidad terapéuticamente eficaz del compuesto de cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 10 y un portador farmacéuticamente
aceptable.
12. Compuesto según se reivindica en cualquiera
de las reivindicaciones 1 a 10 para el uso en terapia.
13. Compuesto según la reivindicación 12, para
el uso en el tratamiento de una condición médica en un mamífero,
seleccionado del síndrome de intestino irritable, estreñimiento
crónico, dispepsia funcional, vaciado gástrico retardado, enfermedad
de reflujo gastroesofágico, gastroparesia, íleo postoperatorio,
pseudo-obstrucción intestinal y tránsito retardado
inducido por fármacos.
14. Uso de un compuesto de cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 10 para la producción de un medicamento para el
tratamiento de una condición médica en un mamífero, seleccionado del
síndrome de intestino irritable, estreñimiento crónico, dispepsia
funcional, vaciado gástrico retardado, enfermedad de reflujo
gastroesofágico, gastroparesia, íleo postoperatorio,
pseudo-obstrucción intestinal y tránsito retardado
inducido por fármacos.
15. Compuesto según la reivindicación 12, para
el uso en el tratamiento de un trastorno de motilidad reducida del
tracto gastrointestinal en un mamífero.
16. Uso según la reivindicación 14 donde la
condición médica se selecciona del estreñimiento crónico, síndrome
de intestino irritable con estreñimiento predominante, gastroparesia
diabética e idiopática y dispepsia funcional.
17. Proceso para preparar un compuesto de
fórmula (I):
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
donde R^{1}, R^{2}, R^{3},
R^{4}, a y b son tal y como se define en la reivindicación 1, o
una sal o solvato o estereoisómero de la misma, el proceso
comprendiendo:
\vskip1.000000\baselineskip
(a) reaccionar un compuesto de fórmula
(III):
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\newpage
con un compuesto de fórmula
(IV):
donde L^{1} es un grupo saliente;
o
\vskip1.000000\baselineskip
(b) reaccionar un compuesto de fórmula (V):
donde A es un grupo
saliente;
con un compuesto de fórmula (VI):
para proporcionar un compuesto de
fórmula (I), o una sal o solvato o estereoisómero del
mismo.
18. Método de estudio de una muestra o un
sistema biológico in vitro que comprende un receptor
5-HT_{4} comprendiendo:
(a) poner en contacto la muestra o el sistema
biológico in vitro con un compuesto de cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 10 y
(b) determinar el efecto provocado por el
compuesto en la muestra o sistema biológico.
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