KR20060131976A

KR20060131976A - Ｇｓｋ-3 저해제로서의 티아디아졸리디논

Info

Publication number: KR20060131976A
Application number: KR1020067021121A
Authority: KR
Inventors: 아나 마르띠네스 길; 이사벨 도론소로 디아스; 메르세데스 알론스 가스꼰; 헤마 빠니소 델 쁠리에고; 아나 푸에르떼스 우에르따; 마리아 호세 뻬레스 뿌에르또; 미구엘 메디나 빠딜야
Original assignee: 뉴로파마 에스.에이.
Priority date: 2004-04-05
Filing date: 2005-04-04
Publication date: 2006-12-20
Also published as: ZA200608221B; HK1100426A1; HRP20100032T1; MXPA06011194A; TW200538119A; PT1586319E; CN1946398A; WO2005097117A1; SI1586319T1; DK1586319T3; CA2559740A1; DE602005017215D1; JP2007531782A; AU2005230392B2; US7531561B2; TWI352084B; ECSP066858A; IL178125A0; EP1586319B1; NZ549904A

Abstract

화학식 I의 티아디아졸리딘 화합물들 및 이들의 약학 조성물들이 제공되며, 식 중 R₁ 은 C 또는 O 에서 선택되는 8 이상의 원자를 갖고, -C(O)-를 통하여 N에 직접 연결되지 않으며, 하나 이상의 방향족 고리를 포함하는 유기기이다. 이들 화합물들은 선택적인 GSK-3 저해제로, 향상된 생체이용성을 갖는다. 이들은 GSK-3 매개 질병들, 그 중에서도 알츠하이머병, II 형 당뇨병, 우울증 및 뇌손상의 치료에 유용하다.

Description

ＧＳＫ-3 저해제로서의 티아디아졸리디논{THIADIAZOLIDINONES AS GSK-3 INHIBITORS}

본 발명은 효소 저해제들에 관한 것으로, 특히 글리코겐 합성효소 키나아제 3β(glycogen synthase kinase)인, GSK-3의 헤테로시클릭 저해제들, 이들 화합물들의 제조 방법들, 이들을 포함하는 제약학적 조성물, 및 GSK-3이 관련된 질병, 예로서 알츠하이머병 또는 비-인슐린 의존성 진성 당뇨병의 치료 및/또는 예방에의 이들의 용도에 관한 것이다.

타겟(target) 질병들과 관련된 효소들 및 기타 생체분자들의 구조에 대한 보다 나은 이해로 인해 최근 신규 치료제에 대한 연구가 크게 촉진되어 왔다. 광범위한 연구 주제가 되어온 효소들 중 중요한 한 부류로 단백질 키나아제가 있다. 많은 질병들이 단백질 키나아제-매개된 경우들에 의해 유발된 비정상적 세포 반응들과 연관되어 있다. 이들 질병들은 자동면역 질환들, 염증성 질환들, 신경학적 및 신경퇴행성 질환들, 암, 심혈관 질환들, 알러지 및 천식, 알츠하이머병 또는 호르몬 관련 질환들을 포함한다. 이에 따라, 의약 화학 분야에서 치료제로서 유효한 단백질 키나아제 저해제들을 찾기 위한 많은 노력이 있어 왔다.

글리코겐 합성효소 키나아제(GSK-3)는 α 및 β 동종형을 포함하는 세린/트 레오닌 단백질 키나아제로, 이들은 동종형은 별개의 유전자들에 의해 각각 암호화된다 (Coghlan 등, Chemistry & Biology, 7, 793-803 (2000); Kim 및 Kimmel, Curr. Opinion Genetics Dev ., 10, 508-514(2000)). 상기 트레오닌/세린 키나아제 글리코겐 합성효소 키나아제-3 (GSK-3)은 각종 수용체-연결된 신호 경로들에서 중추적인 역할을 수행한다 (Doble, BW, Woodgett, JR J. Cell Sci . 2003, 116:1175-1186). 이들 경로들 내에서의 이상조절(dysregulation)은 몇몇 인간에 만연한 질환들, 예로서 II 형 당뇨병(Kaidanovich O, Eldar-Finkelman H, Expert Opin . Ther. Targets, 2002, 6:555-561), 알츠하이머병(Grimes CA, Jope RS, Prog.Neurobiol. 2001, 65:391-426), 조울성 질환 및 신경퇴행성 질환들과 같은 중추신경계(CNS) 질환들, 및 만성 염증성 질환들(Hoeflich KP, Luo J, Rubie EA, Tsao MS, Jin O, Woodgett J, Nature 2000, 406:86-90Z)의 발생에 있어 결정적인 경우로 여겨진다. 이들 질병들은 GSK-3이 어떤 역할을 하는 특정 세포 신호 경로들의 비정상적 작동에 의해 유발되거나, 또는 그러한 비정상적 작동을 일으킬 수 있다.

GSK-3은 인산화 작용을 하여 다수의 조절 단백질들의 활성을 조정하는 것으로 밝혀졌다. 이들 단백질들은 글리코겐 합성에 필요한 속도 제한 효소인 글리코겐 합성효소, 미세소관 연관 단백질 Tau, 유전자 전사 인자 β-카테닌, 번역 개시 인자 e1F2B, 및 ATP 시트레이트 리아제, 액신(axin), 열충격인자-1, c-Jun, c-Myc, c-Myb, CREB, 및 CEPBa를 포함한다. 이들 각종 단백질 타겟들은 세포 대사, 증식, 분화 및 발생의 여러 측면에서 GSK-3와 관련된다.

최근, GSK-3의 저해가, 인슐린 모방, tau 탈인산화 및 아밀로이드(amyloid) 가공, 또는 전사적 조정 각각을 통해 해결되지 않는 질환들(Martinez A, Castro A, Dorronsoro I, Alonso M, Med . Res . Rev ., 2002, 22:373-384 )의 치료를 위한 신규한 의약적 실체를 개발하기 위한 실용가능한 전략을 제시하는 것으로 보인다.

이미 밝혀진 GSK-3 저해성을 갖는 많은 다양한 화학 구조들(Dorronsoro, I; Castro, A; Martinez, A Exp Opin Ther Patents 2002, 12:1527-1536; Alonso, M. 및 Martinez, A. Current Medicinal Chemistry 2004, 11, 753-761) 중에서, 2,4-이치환된 티아디아졸리디논(TDZD)이 최초의 ATP-비경쟁적인 GSK-3 저해제들로서 제시되었다(Martinez A, Alonso M, Castro A, Perez C, Moreno F, J Med Chem, 2002, 45:1292-1299; WO 01 85685 및 US 2003/0195238). 이들 화합물들은 선택적이고, PKA, PKC, CK-2 및 CDK1/시클린 B와 같은 다른 몇몇 키나아제들에 대한 저해를 나타내지 않기 때문에 큰 관심의 대상이 된다. 그러나, 티아디아졸리디논류는 친핵체들과 반응하는 경향이 있으며, 이러한 성질은 이들의 약물 잠재성을 위협할 수 있다.

효과적이고 선택적이며, 양호한 "약물 가능성", 즉 투여, 분배, 대사 및 분비와 관련된 양호한 제약학적 성질을 갖는 양호한 GSK-3 저해제들을 찾을 필요성이 여전히 존재한다.

본 발명자들의 일부 분자 모델링 결과들 및 법칙들을 사용하여, 본 발명자들은 글루타티온 및 BSA (소 혈청 알부민)와 같은 티올-함유 생물학적 분자들에 대해 매우 안정한, 2세대의 2,4-이치환된 티아디아졸리디논(TDZD)을 설계 및 합성하였다. 놀랍게도, 이들 화합물들은 또한 매우 좋은 약물적 프로파일, 특히 경구적 생체이용성 및 혈뇌 장벽 침투성을 갖는다.

한 측면에서, 본 발명은 화학식 I의 화합물들 또는 이들의 제약학적으로 허용가능한 염, 전구약물(prodrug) 또는 용매화물에 관한 것이다:

식 중, R₁ 은 C 또는 O로부터 선택되는 8 이상의 원자들을 갖고, -C(O)-를 통하여 N에 직접 연결되지 않으며, 하나 이상의 방향족 고리를 포함하는 유기기이고;

R_a, R_b, R₂, R₃, R₄, R₅, R₆ 은 수소, 치환 또는 비치환된 알킬, 치환 또는 비치환된 시클로알킬, 치환 또는 비치환된 알케닐, 치환 또는 비치환된 아릴, 치환 또는 비치환된 헤테로시클릴, -COR₇, -C(O)OR₇, -C(O)NR₇R₈, -C=NR₇, -CN, -OR₇, -OC(O)R₇, -S(O)_t-R₇, -NR₇R₈, -NR₇C(O)R₈, -NO₂, -N=CR₇R₈ 또는 할로겐으로부터 독립적으로 선택되고,

t는 0, 1, 2 또는 3이며,

R₇ 및 R₈ 은 수소, 치환 또는 비치환된 알킬, 치환 또는 비치환된 시클로알킬, 치환 또는 비치환된 알케닐, 치환 또는 비치환된 아릴, 치환 또는 비치환된 헤테로시클릴, 치환 또는 비치환된 알콕시, 치환 또는 비치환된 아릴옥시, 할로겐으로부터 각각 독립적으로 선택되고;

여기에서, R_a 및 R_b 는 함께 =O를 형성할 수 있으며, 그리고 여기에서 R_a R₂, R₂ R₃, R₃ R₄, R₄ R₅, R₅ R₆, R₆ R_b, 또는 R₇R₈ 중 임의의 쌍이 함께 환형 치환기를 형성할 수 있다.

본 발명자들은 티아디아졸리디논의 4 위치에서 벤질 유사 구조체를 갖고, 2 위치에서 방향족 고리 또는 고리들을 포함하는 큰 부피의(bulky) 기를 갖는 화합물들이 GSK-3 효소와 최적으로 상호작용하는 하는 동시에, 양호한 약물가능성을 나타냄을 발견하였다.

바람직한 화합물들은, R₁ 이 10 이상의 방향족 탄소들을 갖는 방향족 기를 갖는 화합물들이다. 이들 화합물들은 양호한 활성, 안정성 및 글루타티온 및 알부민과 같은 혈장 단백질들에 대한 감소된 결합을 나타낸다.

또한, R₁ 이 티아디아졸리딘의 N에 직접 연결된 방향족 기를 갖는 화합물들이 바람직하다.

특정 구현예에서, R₁이 나프틸기인 화합물들이 바람직하며, R₁이 α-나프틸 기인 경우가 가장 바람직하다.

또 다른 바람직한 부류의 화합물들은 TDZD의 4 위치에서의 치환기가 비치환된 벤질기인 화합물들이다.

다른 측면에서, 본 발명은 화학식 I에 따른 화합물 또는 그의 제약학적으로 허용가능한 염, 전구약물 또는 용매화물 및 제약학적으로 허용가능한 담체, 보조제 또는 부형제를 포함하는 제약학적 조성물에 관한 것이다. 바람직한 구현예에서, 제형은 경구용이다.

본 발명은 또한 상기 정의된 화합물들의, 바람직하게는 GSK-3 매개 질환 또는 증상을 위한, 약제 제조에의 용도에 관한 것이다.

다르게는, 본 발명은 상기 정의된 것과 같은 화학식 I의 화합물 또는 그의 제약학적으로 허용가능한 염, 전구약물 또는 용매화물을, 그를 필요로 하는 환자에게 유효량으로 투여하는 것을 포함하는, GSK-3 매개 질환 또는 증상의 치료방법에도 관한 것이다.

다른 측면에서, 본 발명은 상기 정의된 화합물들의, 생물학적 분석을 위한 반응물질로서의, 바람직하게는 GSK-3 저해를 위한 반응물질로서의 용도에 관한 것이다.

또 다른 측면에서, 본 발명은 적절한 벤질 이소티오시아네이트를 화학식 R₁-N=C=O의 이소시아네이트와 반응시킴에 의해 상기 화학식 I의 화합물을 제조하는 방법에 관한 것이다.

본 발명의 전형적 화합물들은, PKA, PKC, CK-2 및 CdK2와 같은 다른 단백질 키나아제의 저해 없이 (이는 효과를 없앨 수 있음), GSK-3β를 선택적으로 저해한다. 추가적으로, 이들은 글루타티온 및 소 혈청 알부민과 같은 단백질들에 현저히 결합하지 않아 이들을 변형시키지 않으며, 이는 혈장 내에서의 이들의 안정성에 대한 좋은 지표이다. 또한 이들 화합물들은 실시예들에서 증명되는 것과 같이, 양호한 흡수성 및 혈뇌장벽 침투성을 나타낸다.

화학식 I의 화합물들의 상기 정의에서, 용어들은 다음에 나타낸 의미를 갖는다:

"알킬"은 탄소 및 수소 원자들로 이루어지며, 포화상태를 포함하지 않고, 1 내지 8 개의 탄소 원자를 갖고, 분자의 나머지 성분(moiety)에 단일결합에 의해 부착된, 직쇄 또는 분지된 탄화수소 사슬 라디칼을 나타내며, 예로서 메틸, 에틸, n-프로필, i-프로필, n-부틸, t-부틸, n-펜틸 등이 있다. 알킬 라디칼들은, 할로, 히드록시, 알콕시, 카르복시, 시아노, 카르보닐, 아실, 알콕시카르보닐, 아미노, 니트로, 머캡토 및 알킬티오와 같은 하나 이상의 치환기들에 의해 임의 치환될 수 있다.

"알콕시"는 식 -ORa의 라디칼을 나타내며, 여기에서 Ra는 상기 정의된 것과 같은 알킬 라디칼이며, 예로서 메톡시, 에톡시, 프로폭시 등이 있다.

"알콕시카르보닐"은 식 -C(O)ORa의 라디칼을 나타내며, 여기에서 Ra는 상기 정의된 것과 같은 알킬 라디칼이며, 예로서 메톡시카르보닐, 에톡시카르보닐, 프로폭시카르보닐 등이 있다.

"알킬티오"는 식 -SRa의 라디칼을 나타내며, 여기에서 Ra는 상기 정의된 것과 같은 알킬 라디칼이며, 예로서 메틸티오, 에틸티오, 프로필티오 등이 있다.

"아미노"는 -NH₂, -NHRa 또는 -NRaRb 의 라디칼을 나타내며, 여기에서 Ra 및 Rb는 상기 정의된 것과 같다.

"아릴"은 페닐, 나프틸, 인데닐, 페난트릴 또는 안트라실 라디칼을 나타내며, 바람직하게는 페닐 또는 나프틸 라디칼이다. 아릴 라디칼은, 여기 정의된 것과 같이, 히드록시, 머캡토, 할로, 알킬, 페닐, 알콕시, 할로알킬, 니트로, 시아노, 디알킬아미노, 아미노알킬, 아실 및 알콕시카르보닐과 같은 하나 이상의 치환기들로 임의 치환될 수 있다.

"아르알킬"은 알킬기에 연결된 아릴기를 나타낸다. 바람직한 예들은 벤질 및 페네틸을 포함한다.

"아실"은 식 -C(O)-R_c 및 -C(O)-R_d 의 라디칼을 나타내며, 식 중 R_c 는 상기 정의된 것과 같은 알킬 라디칼이며, R_d 는 상기 정의된 것과 같은 아릴 라디칼이고, 예로서 아세틸, 프로피오닐, 벤조일 등이 있다.

"아로일알킬"은 -Ra-C(O)-Rd 로 치환된 알킬기를 나타내며, 식 중 Ra는 알킬 라디칼이다. 바람직한 예들은 벤조일메틸을 포함한다.[verificar si es correcto]

"카르복시"는 식 -C(O)OH의 라디칼을 나타낸다.

"시클로알킬"은, 포화 또는 부분적으로 포화되고, 탄소 및 수소 원자들로만 이루어진, 안정한 3-원 내지 10-원 모노시클릭 또는 비시클릭 라디칼을 나타낸다. 본 명세서에서 달리 언급되지 않는 한, "시클로알킬"이라는 용어는, 알킬, 할로, 히드록시, 아미노, 시아노, 니트로, 알콕시, 카르복시 및 알콕시카르보닐과 같은 하나 이상에 의해 임의 치환된 시클로알킬 라디칼들을 포함하고자 한다.

"융합(fused) 아릴"은 다른 고리와 융합된 아릴기, 특히 다른 고리와 융합된 페닐 또는 헤테로아릴기를 나타낸다.

"할로"는 브로모, 클로로, 요오도 또는 플루오로를 나타낸다.

"할로알킬"은 상기 정의된 것과 같은 하나 이상의 할로 라디칼로 치환된 상기 정의된 것과 같은 알킬 라디칼을 나타내며, 예로서 트리플루오로메틸, 트리클로로메틸, 2,2,2-트리플루오로에틸, 1-플루오로메틸-2-플루오로에틸 등이 있다.

"헤테로사이클(heterocycle)"은 헤테로시클릴 라디칼을 나타낸다. 헤테로사이클은 탄소 원자들 및 질소, 산소 및 황으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1 내지 5 개의 헤테로 원자들로 이루어지는 안정한 3-원 내지 15-원 고리를 나타내며, 바람직하게는 하나 이상의 헤테로 원자들을 갖는 4-원 내지 8-원 고리이며, 보다 바람직하게는 하나 이상의 헤테로 원자들을 갖는 5-원 내지 6-원 고리이다. 본 발명의 목적을 위하여, 상기 헤테로사이클은 모노시클릭, 비시클릭 또는 트리시클릭 고리계일 수 있으며, 융합 고리계들을 포함할 수 있으며; 그리고 상기 헤테로시클릴 라디칼 중의 질소, 탄소 또는 황 원자들은 임의 산화될 수 있으며; 상기 질소 원자는 임의로 4차화 될 수 있으며; 그리고 상기 헤테로시클릴 라디칼은 부분적으로 또는 완전히 포화되거나 또는 방향족일 수 있다. 그러한 헤테로사이클들의 예들은, 이에 제한되지는 않지만, 아제핀류, 벤지미다졸, 벤조티아졸, 푸란, 이소티 아졸, 이미다졸, 인돌, 피페리딘, 피페라진, 퓨린, 퀴놀린, 티아디아졸, 테트라하이드로푸란을 포함한다.

본 발명의 화합물들에서의 치환기들에 대한 여기에서의 참조들은 하나 이상의 가능한 위치에서 하나 이상의 적절한 기들에 의해 치환될 수 있는 특정 성분을 나타내며, 예로서 플루오로, 클로로, 브로모 및 요오도와 같은 할로겐; 시아노; 히드록실; 니트로; 아지도; 아실 등과 같은 C1-6 알카노일기과 같은 알카노일; 카르복스아미드; 1 내지 약 12 개의 탄소 원자들 또는 1 내지 약 6 개의 탄소 원자들, 및 보다 바람직하게는 1-3 개의 탄소 원자들을 갖는 기들을 포함하는 알킬기; 하나 이상의 불포화 결합을 갖고, 2 내지 약 12 개의 탄소 원자들 또는 2 내지 약 6 개의 탄소 원자들을 갖는 기들을 포함하는 알케닐 및 알키닐기들; 하나 이상의 산소 결합을 갖고, 1 내지 약 12 개의 탄소 원자들 또는 1 내지 약 6 개의 탄소 원자들을 갖는 알콕시 기들; 페녹시와 같은 아릴옥시; 하나 이상의 티오에테르 결합을 갖고, 1 내지 약 12 개의 탄소 원자들 또는 1 내지 약 6 개의 탄소 원자들을 갖는 성분들을 포함하는 알킬 티오기들; 하나 이상의 술피닐 결합을 갖고, 1 내지 약 12 개의 탄소 원자들 또는 1 내지 약 6 개의 탄소 원자들을 갖는 성분들을 포함하는 알킬술피닐기들; 하나 이상의 술포닐 결합을 갖고, 1 내지 약 12 개의 탄소 원자들 또는 1 내지 약 6 개의 탄소 원자들을 갖는 성분들을 포함하는 알킬술포닐기들; 하나 이상의 N 원자들을 갖고, 1 내지 약 12 개의 탄소 원자들 또는 1 내지 약 6 개의 탄소 원자들을 갖는 기들과 같은 아미노알킬기들; 6 개 이상의 탄소들을 갖는 카르보시클릭 아릴, 특히 페닐 또는 나프틸; 및 벤질과 같은 아르알킬이 있다. 달 리 나타내지 않는 한, 임의 치환된 기는 그 기의 각각의 치환가능한 위치에서 치환기를 가질 수 있으며, 각 치환은 서로 독립적이다.

달리 언급되지 않는 한, 본 발명의 화합물들은 하나 이상의 동위원소가 많은 원자들의 존재에 대해서만 상이한 화합물들도 포함하고자 하는 것이다. 예로서, 수소가 중수소 또는 3중수소로 치환된 것, 또는 탄소가 ¹³C- 또는 ¹⁴C-가 많은 탄소로 치환된 것, 또는 ¹⁵N가 많은 질소를 제외한 나머지는, 제시된 구조들을 갖는 화합물들도 본 발명의 범주에 속한다.

"제약학적으로 허용가능한 염, 유도체들, 용매화물들, 전구약물들"이라는 표현은, 임의의 제약학적으로 허용가능한 염, 에스테르, 용매화물 또는 수용자에게 투여시 여기 기재된 것과 같은 화합물을 (직접적 또는 간접적으로) 제공할 수 있는 임의의 다른 화합물을 나타낸다. 그러나, 비-제약학적으로 허용가능한 염들도 본 발명의 범주에 속한다는 것도 이해하여야 할 것이며, 이는 이러한 염들이 제약학적으로 허용가능한 염들의 제조시 유용할 수 있기 때문이다. 염들, 전구약물들 및 유도체들의 제조는 본 기술에서 알려진 방법들에 의해 실시될 수 있다.

예로서, 여기 제공된 화합물들의 제약학적으로 허용가능한 염들은, 염기성 또는 산성 성분을 함유하는 부모 화합물로부터, 기존의 화학적 방법들에 의해 합성된다. 일반적으로, 그러한 염들은, 예로서 이들 화합물들의 유리 산 또는 염기 형태들을, 수중 또는 유기 용매 중 또는 이 둘의 혼합물 중에서, 화학양론적 양의 적절한 염기 또는 산과 반응시킴에 의해 제조된다. 일반적으로, 에테르, 에틸 아세 테이트, 에탄올, 이소프로판올 또는 아세토니트릴과 같은 비수성 매질이 바람직하다. 산 부가 염들의 예들은 무기산 부가 염들, 예로서 염산염, 하이드로브로마이드, 하이드로요오다이드, 술페이트, 니트레이트, 포스페이트 및 유기산 부가염들, 예로서 아세테이트, 말레에이트, 푸마레이트, 시트레이트, 옥살레이트, 숙시네이트, 타르트레이트, 말레이트, 만델레이트, 메탄술포네이트 및 p-톨루엔술포네이트를 포함한다. 알칼리 부가 염들의 예들은, 예로서 나트륨, 칼륨, 칼슘, 암모늄, 마그네슘, 알루미늄 및 리튬 염들과 같은 무기염들, 및 예로서 에틸렌디아민, 에탄올아민, N,N-디알킬렌에탄올아민, 트리에탄올아민, 글루카민 및 염기성 아미노산 염들과 같은 유기 알칼리염들을 포함한다.

특히 좋은 유도체들 또는 전구약물들은, 그 화합물들이 환자에게 투여된 경우, (예로서, 경구적으로 투여된 화합물이 보다 쉽게 혈액 내로 흡수되도록 허용함에 의해) 본 발명의 화합물들의 생체이용성을 증가시키거나, 또는 부모 화합물의 생물학적 구획 (예로서, 뇌 또는 림프계)으로의 이송을, 그 원래의 부모 종류에 비해, 개선시키는 것들이다.

화학식 I의 화합물의 전구약물인 임의의 화합물은 본 발명의 범주에 속한다. "전구약물"이라는 용어는 그의 가장 넓은 의미로 사용되었으며, 생체 내에서 본 발명의 화합물로 전환되는 유도체들을 포괄한다. 이러한 유도체들은 본 기술분야의 당업자들에게서 쉽게 떠오를 것이며, 분자 내에 존재하는 관능기들에 따라 달라지나, 제한됨이 없이, 본 화합물들의 하기 유도체들을 포함한다: 에스테르, 아미노산 에스테르, 인산에스테르, 금속염 술포네이트 에스테르, 카바메이트 및 아미드. 소 정의 활성 화합물의 전구약물을 제조하는 공지된 방법들의 예들은 본 기술 분야의 당업자에게 알려져 있으며, 예로서 Krogsgaard-Larsen 등 "Textbook of Drugdesign and Discovery" Taylor & Francis (2002, 4월)에서 찾을 수 있다.

본 발명의 화합물들은 유리 화합물로서 또는 용매화물 (예로서, 수화물) 중 하나로서, 결정형태일 수 있으며, 이들 형태 모두 본 발명의 범주 내에 포함하고자 한다. 용매화 방법들은 본 기술 분야에서 일반적으로 알려져 있다. 적합한 용매화물들은 제약학적으로 허용가능한 용매화물들이다. 특정 구현예에서, 용매화물은 수화물이다.

화학식 I의 화합물들 또는 그들의 염들 또는 용매화물들은 바람직하게는 제약학적으로 허용가능한 또는 실질적으로 순수한 형태이다. 제약학적으로 허용가능한 형태라 함은, 특히, 희석제 및 담체와 같은 정상적인 제약학적 첨가물들을 제외하고 제약학적으로 허용가능한 수준의 순도를 가지고, 정상의 투약량 수준에서 독성이 있는 것으로 고려되는 물질을 포함하지 않는 것을 의미한다. 약 물질에 대한 순도 수준은 바람직하게는 50% 이상, 보다 바람직하게는 70% 이상, 가장 바람직하게는 90% 이상이다. 바람직한 구현예에서, 화학식 I의 화합물, 또는 그의 염들, 용매화물들 또는 전구약물들은 95% 이상이다.

상기 기재된 화학식 I에 의해 나타낸 본 발명의 화합물들은 키랄 중심의 존재에 따른 거울상 이성체들 또는 다중 결합들의 존재에 따른 이성체들(예로서, Z, E)을 포함할 수 있다. 단일한 이성체들, 거울상 이성체들, 또는 부분입체이성체들 및 그의 혼합물은 본 발명의 범주에 속한다.

본 발명자들은 상기 화학식 I의 화합물들이 선택적인 GSK-3 저해제들이며 (이들은 다른 키나아제들에 대해 저해를 나타내지 않는다), 추가적으로 이들은이들을 약물 개발에 적합하도록 만드는 양호한 약리학적 성질들을 나타낸다는 것을 발견하였다. 실제로, TDZD 고리 상의 치환기들의 크기 및 화학적 특성들의 적절한 선택을 통하여, 본 발명자들은 글루타티온 및 BSA와 같은 혈장 분자들에 대해 매우 안정하고, 양호한 경구 생체이용성 및 혈뇌장벽 침투성을 나타내는 화합물들을 수득하였다.

R₁ 은 방향족 기를 포함하며, 이는 안정성을 향상시킨다. 한 구현예에서, R₁ 은 10 이상의 방향족 탄소들을 갖는다. 다르게는, 방향족 고리 상에 알콕시 또는 메틸렌디옥시와 같은 전자 공여기들을 갖는 양호한 화합물들이 수득된다.

R₁ 은, -C(O)-가 아닌 한 (이는 혈장 내에서 안정성이 적고 분해되기 때문), 임의의 기를 통하여 TDZD에 결합될 수 있지만, 방향족 기가 TDZD의 N에 직접적으로 결합되는 것이 바람직하다.

R₁으로서 사용될 수 있는 대표적인 치환기들은 다음과 같다:

나프틸과 같이 부피가 큰 방향족 기를 사용하여, 생체 내 조건에서 안정성 및 생체 이용성의 매우 양호한 결과가 수득되었다. 특히, 알파-나프틸이 양호한 결과들을 제공하였다. R₁이 알파-나프틸인 경우, 이는 비치환된 알파-나프틸인 것이 바람직하다.

TDZD의 4 위치에서의 치환기에 대해서는, R_a 및 R_b가 H인 것이 바람직하다.

또 다른 구현예에서, R₂, R₃, R₄, R₅, R₆ 은, 수소, 치환 또는 비치환된 알킬, COR₇, -C(O)OR₇, -OR₇, -NR₇R₈, 또는 할로겐으로부터 독립적으로 선택되는 것이 바람직하다.

가장 바람직하게는, 4 위치에서의 치환기가 비치환된 벤질이다.

본 발명의 대표적인 화합물들은 다음과 같으며, 이들의 염들, 전구약물 및 용매화물들이다:

4-벤질-2-페네틸-[1,2,4]티아디아졸리딘-3,5-디온

4-벤질-2-디페닐메틸-1,2,4-티아디아졸리딘-3,5-디온

4-벤질-2-나프탈렌-1-일-[1,2,4]티아디아졸리딘-3,5-디온

4-벤질-2-(4-메톡시-벤질)-[1,2,4]티아디아졸리딘-3,5-디온

4-벤질-2-(2-tert-부틸-6-메틸-페닐)-[1,2,4]티아디아졸리딘-3,5-디온

4-벤질-2-(4-메틸-벤질)-[1,2,4]티아디아졸리딘-3,5-디온

4-벤질-2-(2-벤질-페닐)-[1,2,4]티아디아졸리딘-3,5-디온

2-벤조[1,3]디옥솔-5-일-4-벤질-[1,2,4]티아디아졸리딘-3,5-디온

4-벤질-2-(4-페녹시-페닐)-[1,2,4]티아디아졸리딘-3,5-디온

상기 정의된 것과 같은 화학식 I의 화합물들은 이용가능한 합성 절차들에 의해 수득될 수 있다. 이들 절차들의 일부 예들이 WO 01/85685 및 US 2003/0195238, 및 그에 있는 참고문헌들에 기재되어 있다. 이들 문헌들의 내용은 여기에서 그 전체로서 참고로 반영된다.

따라서, 또다른 측면에서, 본 발명은 청구항들 1-11 중 하나에서 청구된 것과 같은 화학식 I의 화합물 또는 그의 염 또는 용매화물의 제조 방법을 제공하며, 이는 화학식 II의 벤질 치환된 이소티오시아네이트를 화학식 R₁-N=C=O의 화합물과 반응시키는 것을 포함한다.

예로서, 하기 절차를 사용하여 4-N-벤질 치환된 티아디아졸리디논들을 제조 할 수 있다:

반응식 1의 일반 실험 절차가 예로서, Slomczynska, U.; Barany, G., "Efficient Synthesis of l,2,4-Dithiazolidine-3,5-diones (Dithiasuccinoyl-amines) and observations on formation of l,2,4-Thiadiazolidine-3,5-dione by related Chemistry", J. Heterocyclic Chem ., 1984, 21, 241-246 에 기재되어 있다.

예로서, 술푸릴 클로라이드를 질소 분위기 하에, 바람직하게는 저온에서, 바람직하게는 약 5℃에서 교반하며 각각의 경우에서, 헥산, 에테르 또는 THF 와 같은 적절한 용매 중의 벤질 이소티오시아네이트 및 이소시아네이트 용액에 적가하여 첨가한다. 첨가가 끝나면, 이 혼합물을 예로서 상온에서 20 시간 동안 교반함에 의해, 반응시킨다. 이 시간 후의 결과의 생성물을 흡입 여과 또는 용매 증발과 같은 기존 방법들에 의해 단리하고, 그 후 (예로서, 재결정에 의해 또는 적절한 용리액을 사용한 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피에 의해) 정제를 실시한다.

술푸릴 클로라이드 대신 임의의 다른 염소처리제의 사용, 반응물의 첨가 순서 및 반응 조건들(용매, 온도 등)과 같은 기타 선택적인 절차들은 본 기술 분야의 당업자에게 명백할 것이다.

반응 생성물은, 바람직한 경우, 결정화, 크로마토그래피 및 분쇄와 같은 기존 방법에 의해 정제될 수 있다.

한 바람직한 제약학적으로 허용가능한 형태는 결정형으로, 제약학적 조성물중에서의 이러한 형태를 포함한다. 염들 및 용매화물들의 경우, 추가적인 이온성 및 용매 성분들 또한 비독성이어야만 한다. 본 발명의 화합물들은 상이한 다양한 형태로 제공될 수 있으며, 이는 본 발명이 이러한 모든 형태를 포괄한다는 것을 의미한다.

본 발명의 다른 측면은 상기 기재된 것과 같은, GSK-3 저해제를 사용하여 GSK-3 매개 질환을 치료 또는 예방하는 방법에 관한 것으로, 이 방법은 그러한 치료를 필요로 하는 환자에게 치료적으로 유효한 양의 화학식 I의 화합물 또는 그의 제약학적 조성물을 투여하는 것을 포함한다.

여기 사용된 바와 같은 "GSK-3 매개 질병" 또는 "GSK-3 매개 증상"이라는 표현들은, GSK-3이 어떤 역할을 하는 임의의 질환 또는 기타 몸에 안좋은 증상 또는 상태를 의미한다. 이러한 질환들 또는 증상들은, 제한됨이 없이, 당뇨병, 당뇨병 연관 증상, 치매를 포함하는 만성 신경퇴행성 증상들, 예로서 알츠하이머병, 파킨슨병, 진행성 핵상마비, 아급성 경화 범뇌염성 파킨슨병, 뇌염후 파킨슨병, 투사형 뇌염, 괌의 파킨슨병-치매 복합증, 피크 병(Pick's disease), 피질기저핵 퇴행, 전두측두엽 치매, 헌팅턴병, AIDS 연관 치매, 근위축성 측색 경화증, 다발성 경화증 및 신경외상성 질환들 예로서 뇌졸중, 간질, 기분장애 예로서 우울증, 정신분열증 및 양극성 장애, 뇌졸중 후 기능적 회복의 촉진, (예로서 단독성 아밀로이드 맥관병증으로 인한) 뇌출혈, 탈모, 비만, 심장혈관 죽상경화증, 고혈압, 다낭성 난소 증후군, X 증후군(syndrome X), 허혈, 뇌손상 특히 외상성 뇌손상, 암, 백혈구 감소증, 다운증후군, 루이체 (Lewy body) 질환, 염증, 만성 염증성 질환들, 암 및 과다형성과 같은 과다증식성 질환 및 면역결핍을 포함한다.

본 발명의 특정 구현예에서, 화학식 I의 화합물들 또는 그들의 제약학적 조성물들, 예로서 경구 형태의 제약학적 조성물들은 알츠하이머 병의 치료에 사용된다.

본 발명의 다른 구현예에서, 화학식 I의 화합물들 또는 그들의 제약학적 조성물들, 예로서 경구 형태의 제약학적 조성물들은 당뇨병의 치료에 사용된다.

본 발명의 다른 구현예에서, 화학식 I의 화합물들 또는 그들의 제약학적 조성물들, 예로서 경구 형태의 제약학적 조성물들은 우울증의 치료에 사용된다.

본 발명의 다른 구현예에서, 화학식 I의 화합물들 또는 그들의 제약학적 조성물들, 예로서 경구 형태의 제약학적 조성물들은 뇌손상의 치료에 사용된다.

본 발명은, 환자에게 투여하기 위하여, 본 발명의 화합물, 그의 제약학적으로 허용가능한 염들, 유도체들, 전구약물들 또는 입체이성체와 더불어 제약학적으로 허용가능한 담체, 보조제 또는 부형제를 포함하는 제약학적 조성물을 더 제공한다.

제약학적 조성물들의 예들은, 경구, 국소 또는 비경구 투여용의 임의의 고상(정제, 환약, 캡슐, 과립 등) 또는 액상(용액, 현탁액 또는 에멀션) 조성물을 포 함한다.

바람직한 구현예에서, 상기 제약학적 조성물들은 경구용의 형태이다. 경구투여를 위한 적절한 투약 형태는 정제 및 캡슐일 수 있으며, 본 기술분야에 알려진 통상적인 부형제들을 포함할 수 있으며, 예로서 시럽, 아라비아고무, 젤라틴, 소르비톨, 트라가칸트, 또는 폴리비닐피롤리돈과 같은 결착제; 예로서 락토오스, 설탕, 옥수수 전분, 인산칼슘, 소르비톨 또는 글리신과 같은 충진제; 예로서 마그네슘 스테아레이트와 같은 정제화 윤활제; 예로서 전분, 폴리비닐피롤리돈, 소듐 전분 글리콜레이트 또는 미세결정질 셀룰로오스와 같은 붕해제; 또는 소듐 라우릴 술페이트와 같은 제약학적으로 허용가능한 습윤제들이 있다.

고형의 경구 조성물들은 배합, 충전 또는 정제화의 통상적인 방법들에 의해 제조될 수 있다. 반복된 배합 작동들을 사용하여 유효성분을 다량의 충진제들을 사용하는 조성물 전체에 걸쳐 분포시킬 수 있다. 그러한 작동들은 본 기술 분야에서 통상적이다. 정제들은 예로서, 습식 또는 건식 과립화에 의해 제조될 수 있으며, 일반의 제약학적 실시에서 공지된 방법들에 따라, 임의로 코팅될 수 있으며, 특히 장용성(enteric) 코팅물로 코팅될 수 있다.

상기 제약학적 조성물들은, 적절한 단위 투여량 형태의 멸균액, 현탁액 또는 냉동건조물과 같은 비경구 투여용으로 조정될 수도 있다. 적절한 부형제들이 사용될 수 있으며, 예로서 벌크화제(bulking agent), 완충제 또는 계면활성제가 있다.

상기 언급된 제형들은 스페인 및 미국 약전 및 유사한 참고서에 기재된 것과 같은 또는 이를 참고한 것과 같은 표준 방법들을 사용하여 제조될 수 있다.

본 발명의 화합물들 또는 조성물들의 투여는 임의의 적당한 방법일 수 있으며, 예로서 정맥주입, 경구 제제 및 복강내 및 정맥내 투여가 있다. 환자의 편의성 및 치료되어야 하는 질환들 다수의 만성적 특성으로 인해, 경구 투여가 바람직하다.

일반적으로, 본 발명의 화합물의 유효 투여량은 선택된 화합물의 상대적 효능, 치료될 질환의 심각성 및 그 병을 앓는 환자의 체중에 따라 달라질 것이다. 그러나, 유효 화합물들은 전형적으로 하루에 1 회 이상, 예로서, 하루에 1, 2, 3 또는 4 회 투여될 것이며, 전형적으로 0.1-10000mg/kg/일 의 범위 내의 총 일일 투여량으로 투여될 것이다.

본 발명의 화합물들 또는 조성물들은 연합 요법을 제공하기 위하여 다른 약물들과 같이 사용될 수 있다. 상기 다른 약물들은 동일 조성물의 일부를 형성할 수 있거나, 또는 동시 또는 다른 시간에 투여를 위한 개별적인 조성물로서 제공될 수 있다.

또다른 측면에서, 본 발명은 화학식 I의 화합물을 사용하여 생물학적 시료에서 GSK-3 활성을 저해하는 것에 관한 것으로, 이 방법은 상기 생물학적 시료를 화학식 I의 GSK-3 저해제와 접촉시키는 것을 포함한다. 여기서 사용된 "생물학적 시료"라는 표현은, 이에 제한됨이 없이, 하기를 포함한다: 세포 배양물 또는 그의 추출물; 시험관 내 분석에 적합한 효소 제제; 포유류로부터 수득된 생검 물질 또는 그의 추출물; 및 혈액, 타액, 소변, 변, 정액, 눈물 또는 기타 체액 또는 그의 추출물. 따라서, 한 측면에서 본 발명은 생물학적 분석을 위한 반응물질로서의, 특 히 GSK-3 저해를 위한 반응물질로서의 화학식 I의 화합물의 용도에 관한 것이다.

하기 실시예들은 본 발명을 더 예시하고자 하는 것이다. 이들이 청구의 범위에 정의된 것과 같은 본 발명의 범주를 제한하는 것으로서 해석되어서는 안된다.

화합물들의 합성

일반 실험 절차:

질소 분위기 하에, 5℃에서 교반하며, 술푸릴 클로라이드를, 각각의 경우에서 헥산, 에테르 또는 THF 중의 벤질 이소티오시아네이트 및 이소시아네이트의 용액에 적가하여 첨가하였다. 첨가가 끝나면, 이 혼합물을 실온에서 20 시간 동안 교반한다. 이 후, 결과의 생성물을 흡입 여과 또는 용매 증발에 의해 단리시키고, 그 후 재결정화에 의해 또는 적절한 용리액을 사용하여 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피에 의해 정제를 수행한다. 보다 상세한 내용은 Slomczynska, U.; Barany, G., "Efficient Synthesis of l,2,4-Dithiazolidine-3,5-diones (Dithiasuccinoyl-amines) and observations on formation of l,2,4-Thiadiazolidine-3,5-dione by related Chemistry", J. Heterocyclic Chem ., 1984, 21, 241-246에서 찾을 수 있다.

실시예 1

2-페네틸-4-벤질-(1,2,4)티아디아졸리딘-3,5-디온 (1)

시약: 디에틸 에테르 (25mL) 중의 벤질-이소티오시아네이트 (6.5 밀리몰, 0.85 mL), 페네틸이소시아네이트 (6.5 밀리몰, 0.89 mL) 및 SO₂Cl₂ (6.5 밀리몰, 0.52 mL). 단리: 용매 증발. 정제: 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피 (AcOEt/헥산, 1:4). 수율: 1.5 g (74%), 황색 오일.

¹H-RMN (CDCl₃): 2.9 (t, 2H, CH₂CH₂Ph, J=7.2 Hz); 3.9 (t, 2H, CH₂CH₂Ph, J=7.2 Hz); 4.8 (s, 2H, CH ₂ Ph); 7.2-7.4 (m, 10 H, arom)

¹³C-RMN (CDCl₃): 34.9 (CH₂ CH₂Ph); 4.9 (CH₂CH₂Ph); 46.2 (CH₂Ph); 126.9; 128.5; 128.6; 136.6 (C arom CH₂ Ph); 128.1; 128.6; 128.6; 135.0 (C arom CH₂CH₂ Ph); 152.6 (3-C=O); 165.6 (5-C=O).

분석 (C₁₇H₁₆N₂O₂S), C, H, N, S.

실시예 2

4-벤질-2-나프탈렌-1-일-[1,2,4]티아디아졸리딘-3,5-디온 (2)

시약: 헥산 (50 mL) 중의 벤질-이소티오시아네이트 (13 밀리몰, 1.72 mL), 1-나프틸-이소시아네이트 (13 밀리몰, 1.9 mL) 및 SO₂Cl₂ (13 밀리몰, 1.04 mL). 단리: 반응 혼합물의 여과. 정제: EtOH로부터 재결정화.

수율: 3.8 g (87%), 백색 침상. 융점=150℃

¹H-RMN (CDCl₃): 4.9 (s, 2H, CH₂ Ph); 7.3-7.9 (m, 12H, arom.)

¹³C-RMN (CDCl₃): 46.5 (CH₂Ph); 128.3; 128.6; 129.0; 135.0 (C arom, Ph); 122.0; 125.3; 126.8; 127.2; 127.5; 128.5; 130.8; 134.4 (C arom, 나프틸); 152.2 (3-C=O); 165.9 (5-C=O).

분석 (C₁₉H₁₄N₂O₂S), C, H, N, S.

실시예 3 ( 비교예 )

2-(1-아다만틸)-4-벤질-[1,2,4]티아디아졸리딘-3,5-디온 (3)

시약: 디에틸 에테르 (25 mL) 중의 벤질이소티오시아네이트 (6.5 밀리몰, 0.85 mL), 1-아다만틸-이소시아네이트 (6.5 밀리몰, 1.15g) 및 SO₂Cl₂ (6.5 밀리몰, 0.52 mL). 단리: 용매 증발. 정제: 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피 (AcOEt/헥산, 1:4).

수율: 0.89 g (40%), 황색 결정. 융점= 128.8 ℃

¹H-RMN (CDCl₃): 1.7 (m, 6H, 아다만틸); 2.2 (m, 3H, 아다만틸); 2,3 (m, 6H, 아다만틸); 4.8 (s, 2H, CH ₂ Ph); 7.2-7.4 (m, 5H, arom)

¹³C-RMN (CDCl₃): 29.9; 30.0; 35.9; 41.0; 60.0 (C 아다만틸); 45.3 (CH₂Ph); 127.8; 128.5; 128.6; 135.4 (C arom).

분석 (C₁₉H₂₂N₂O₂S), C, H, N, S.

실시예 4

4-벤질-2-(4-메틸-벤질)-[1,2,4]티아디아졸리딘-3,5-디온 (4)

시약: 디에틸 에테르 (25 mL) 중의 벤질이소티오시아네이트 (6.5 밀리몰, 0.85 mL), 4-메틸벤질-이소시아네이트 (6.5 밀리몰, 0.90 mL) 및 SO₂Cl₂ (6.5 밀리몰, 0.52 mL). 단리: 반응 혼합물의 여과. 정제: MeOH로부터 재결정화.

수율: 0.95 g (48%), 백색 고체. 융점= 69.1 ℃

¹H-RMN (CDCl₃): 2.4 (s, 3H, CH₃); 4.7 (s, 2H, CH ₂ -Ph); 4.8 (2H, s, CH ₂ -Ph); 7.2 (s, 4H, arom); 7.2-7.5 (m, 5H, arom).

¹³C-RMN (CDCl₃): 21.3 (CH₃); 45.9 (CH₂Ph); 48.5 (CH₂Ph); 128.1; 128.6; 128.7; 135.0 (C arom); 128.4; 129.5; 131.1; 138.6 (C arom); 152.8 (3-C=O); 165.7 (5-C=O).

분석 (C₁₇H₁₆N₂O₂S), C, H, N, S.

실시예 5

4-벤질 2-((3,4-메틸렌디옥시)페닐)-[1,2,4]티아디아졸리딘-3,5-디온 (5)

시약: 디에틸 에테르 (25 mL) 중의 벤질이소티오시아네이트 (6.5 밀리몰, 0.85 mL), 3,4-(메틸렌디옥시)페닐-이소시아네이트 (6.5 밀리몰, 1.06 mL) 및 SO₂Cl₂ (6.5 밀리몰, 0.52 mL). 단리: 반응 혼합물의 여과. 정제: MeOH로부터 재결정화.

수율: 1.4g (66%), 백색 고체. 융점=126.5℃.

¹H-RMN (CDCl₃): 4.9(s, 2H, CH₂Ph); 6.0 (s, 2H, O-CH ₂ -O); 6.7-7.0 (m, 3H, arom); 7.3-7.5 (m, 5H, arom)

¹³C-RMN (CDCl₃): 46.2 (CH₂PH); 128.2; 128.6; 129.0; 134.9 (C arom); 101.8 (O-CH₂-O); 106.4; 108.3; 118.2; 129.0; 148.1; 146.8 (C arom); 151.2 (3-C=O); 164.9 (5-C=O)

분석 (C₁₆H₁₂N₂O₄S), C, H, N, S

실시예 6

4-벤질-2-디페닐메틸-1,2,4-티아디아졸리딘-3,5-디온 (6)

시약: 디에틸 에테르 (25 mL) 중의 벤질이소티오시아네이트 (6.5 밀리몰, 0.85 mL), 디페닐메틸-이소시아네이트 (6.5 밀리몰, 1.23 mL) 및 SO₂Cl₂ (6.5 밀리몰, 0.52 mL). 단리: 반응 혼합물의 여과. 정제: MeOH로부터 재결정화.

수율: 1.79 g (80%), 백색 고체. 융점=111.5℃

¹H-RMN (CDCl₃): 4.85 (s, 2H, CH ₂Ph); 6.8 (s, 1H, Ph-CH-Ph); 7.2-7.4 (m, 15H, arom)

¹³C-RMN (CDCl₃): 45.9 (CH₂Ph); 61.6 (Ph-CH-Ph); 128.0; 128.6; 128.7; 135.0 (C arom); 128.1; 128.5; 128.5; 137.5 (2xPh); 152.6 (3-C=O); 165.8 (5-C=O)

분석 (C₂₂H₁₈N₂O₂S), C, H, N, S.

실시예 7

4-벤질-2-(4-메톡시벤질)-[1,2,4]티아디아졸리딘-3,5-디온 (7)

시약: 디에틸 에테르 (25 mL) 중의 벤질이소티오시아네이트 (6.5 밀리몰, 0.85 mL), p-메톡시벤질-이소시아네이트 (6.5 밀리몰, 0.92 mL) 및 SO₂Cl₂ (6.5 밀리몰, 0.52 mL). 단리: 용매 증발. 정제: 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피 (AcOEt/헥산, 1:4).

수율: 1.30 g (61%), 황색조의 고체. 융점=86.4℃

¹H-RMN (CDCl₃): 3.8 (s, 3H, CH₃); 4.7 (s, 2H, CH ₂-Ph-OMe); 4.8 (s, 2H, CH ₂ -Ph); 7.2-7.4 (m, 5H, arom); 6.8 (d, 2H, J=8.6 Hz); 7.2 (d, 2H, J=8.6 Hz)(Arom)

¹³C-RMN (CDCl₃): 45.9 (CH₂-Ph); 48.2 (CH₂-Ph-OMe); 55.2 (O-CH₃); 128.0; 129.8; 128.4; 135.0 (C arom-Ph); 126.2; 128.5; 114.2; 159.7 (C arom Ph-OMe); 152.7 (3-C=O); 165.6 (5-C-O).

분석 (C₁₇H₁₃N₂O₃S), C, H, N, S.

실시예 8

4-벤질-2-(2-tert-부틸-6-메틸-페닐)-(1,2,4)티아디아졸리딘-3,5-디온 (8)

시약: 디에틸 에테르 (15 mL) 중의 벤질이소티오시아네이트 (3.5 밀리몰, 0.45 mL), 2-tert-부틸-6-메틸이소시아네이트 (3.5 밀리몰, 662.5 mg) 및 SO₂Cl₂ (3.5 밀리몰, 0.25 mL). 단리: 용매 증발. 정제: 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피 (AcOEt/헥산, 1:10). 수율: 0.17 g (14%), 갈색 고체. 융점= 89.8℃.

¹H-RMN (CDCl₃): 1.4 (s, 9H, C(CH ₃ )₃); 2.1 (s, 3H, CH ₃ ); 4.9 (2d, 2H, CH ₂ -Ph, J= 6.3 Hz); 7.1-7.5 (m, 8H, arom)

¹³C-RMN (CDCl₃): 17.8 (CH3); 31.9 (C(CH₃)); 35.9 (C(CH₃)); 46.2 (CH₂-Ph); 126.1; 128.6; 128.5; 135.1 (C arom-Bn); 131.5; 150.4; 139.4; 128.1; 129.5; 129.9 (C arom-Ph); 152.4 (3-C=O); 165.7 (5-C=O)

분석 (C₂₀H₂₂N₂O₂S), C, H, N, S.

실시예 9

4-벤질-2-(2-벤질-페닐)-[1,2,4]티아디아졸리딘-3,5-디온 (9)

시약: 디에틸 에테르 (25 mL) 중의 벤질이소티오시아네이트 (6.5 밀리몰, 0.85 mL), 2-벤질페닐-이소시아네이트 (6.5 밀리몰, 0.82 mL) 및 SO₂Cl₂ (6.5 밀리몰, 0.5 mL). 단리: 반응 혼합물의 여과. 정제: EtOH로부터 재결정화.

수율: 1.50 g (62%), 백색 고체. 융점= 154.9℃

¹H-RMN (CDCl₃): 3.9 (s, 2H, Ph-CH₂-Ph); 4.86 (s, 2H, CH ₂Ph); 6.9-7.5 (m, 14H, arom)

¹³C-RMN (CDCl₃): 38.1 (Ph-CH₂-Ph); 46.1(CH₂-Ph); 135.1; 128.5; 128.6; 129.2 (C-Bn); 138.9; 129.9; 131.6; 128.4; 127.9; 133.1 (Ph-CH₂-Ph); 140.9; 128.7; 128.6; 126.4 (Ph-CH₂-Ph); 151.2 (3-C=O); 166.0 (5-C=O)

분석 (C₂₂H₁₈N₂O₂S), C, H, N, S.

실시예 10

4-벤질-2-(4-페녹시페닐)-[1,2,4]티아디아졸리딘-3,5-디온 (10)

시약: 디에틸 에테르 (50 mL) 중의 벤질이소티오시아네이트 (13 밀리몰, 1.6 mL), 4-페녹시페닐-이소시아네이트 (13 밀리몰, 2.3 mL) 및 SO₂Cl₂ (13 밀리몰, 1 mL). 단리: 반응 혼합물의 여과. 정제: EtOH로부터의 재결정화. 수율: 4.12 g (84%), 백색 고체. 융점=88.8℃

¹H-RMN (CDCl₃): 4.92 (s, 2H, CH₂Ph); 7.0-7.6 (m, 14 H, arom)

¹³C-RMN (CDCl₃): 46.1 (CH ₂Ph); 134.9; 128.7; 129.1; 128.3 (CH₂-Ph); 130.1; 125.7; 119.2; 156.3 (Ph-O-Ph); 156.3; 119.1; 129.8; 123.8 (Ph-O-Ph); 151.1 (3-C=O); 165.0 (5-C=O)

분석 (C₂₁H₁₆N₂O₃S), C, H, N, S.

생물학적 방법들

실시예 11

GSK -3β 저해

재조합 인간 GSK-3 효소, 인산염 공급원 및 GSK-3 기질의 혼합물을 대응 시험 화합물의 존재 및 부재 하에서 인큐베이션하고, 이 혼합물의 GSK-3 활성을 측정함에 의해 GSK-3 활성을 결정하였다.

재조합 인간 글리코겐 합성효소 키나아제 3β를 MOPS 8mM pH 7.3, EDTA 0.2mM, MgCl₂ 10mM 및 나트륨 오르토바나데이트 0.25mM 중에서, 62.5μM 의 포스포-글리코겐 합성효소 펩티드-2 (GS-2), 0.5μCi γ-³³P-ATP 및 비표지된 ATP 존재 하에 최종 농도 12.5 μM 에서 분석하였다. 최종 분석 부피는 20㎕ 였다. 30℃ 에서 30 분 동안 인큐베이션 후, 15㎕의 분액을 P81 포스포셀룰로오스지 상에 스포팅(spotting)하였다. 여과지를 적어도 각 10 분 동안 4 회 세척하고, 신틸레이션 계수기에서 1.5 mL의 신틸레이션 칵테일(scintillation cocktail)을 사용하여 계수하였다.

GraphPad Prism을 사용한 비선형 회귀 분석에 의해 저해 곡선들을 분석하여 화합물들의 IC₅₀ 값들을 계산하였다.

IC₅₀ (효소 저해가 50%로 나타나는 농도) 값을 표 1에 모아놓았다.

실시예 12

GSH 및 BSA 에의 결합

시료 준비

화합물들 (1mM의 작업 용액)을 실온에서 30 분 동안, 균등 몰 농도(1mM)의 글루타티온(Sigma) 및 소 혈청 알부민 (분획 V) (Sigma)과 함께 인큐베이션하였다. 이 시간 후, 용액을 여과하고 HPLC-UV/MS로 분석하였다.

크로마토그래피법

대칭형 C18 (2.1xl50mm, 3.5㎛) 컬럼으로, 분석 분리 및 UV 및 질량 측정을 위해 사용되는 2996 광전다이오드 어레이 및 ZQ2000 질량분석계가 있는 Waters Alliance 2695를 사용하여 HPLC 를 수행하였다. 용리를 위해 사용된 구배는 하기 표와 같았다:

시간(분)	%A	%B
0	100	0
20	0	100
21	100	0
25	100	0

유량: 0.25 mL/분; 온도: 30℃; 검출: 250nm; 주입량: 10μL

결과를 표 2에 수집하였다.

화합물	비결합 화합물 %
화합물	글루타티온	알부민
1	34.7	80.2
2	95.0	98.0
3(비교)	15.0	54.0
4	32.3	67.2
5	72.0	65.5
6	52.0	84.0
7	31.0	68.3
8	59.4	62.3
9	71.7	91.4
10	100.0	98.9

상기 표는 방향족 고리를 갖지 않은 화합물 3을 제외한 모든 화합물들이, 분석된 두 개의 성질들 중 하나에서 적어도 50% 초과의 비결합 화합물을 갖는다는 것을 명백히 보여준다. 두 개의 분석들에서 70% 초과의 비결합 화합물들을 갖는 화합물들도 일부 있다. TDZD의 2 위치 (R₁)에서의 방향족 기의 존재는 이들 화합물들의 성질을 명백히 향상시킨다. 이러한 효과는 화합물 5 및 10에서와 같이, 10 이상의 탄소가 치환기에 존재하는 경우, 또는 전자공여 치환기들이 존재하는 경우 더 증대된다. 본 발명자들은, 방향족 기가 TDZD의 N에 직접 결합된 경우, 결과들이 더 좋아진다는 것을 관찰할 수 있었다. 페닐옥시페닐 및 알파-나프틸을 사용시 최선의 결과들이 수득되었다.

이들 데이타는 이전의 TDZD 화합물의 효과보다 명백히 더 나은 것이다. 실제로, 티아디아졸리디논의 2 위치에서 보다 작은 치환기를 갖는 상기 기재된 2,4-디벤질-1,2,4-티아디아졸리딘-3,5-디온은 글루타티온 분석에서 17.1의 값을 나타내고, 알부민 분석에서 57.0의 값을 나타내었으며, 이는 예로서 추가의 메틸기를 갖는 본 화합물 4보다 훨씬 낮은 값이며, 방향족 고리가 없는 비교실시예 3의 범위 내에 있는 것이다. R₁이 벤조일인 화합물은 분석 동안 분해되어 화학식 I의 화합물들보다 효과가 훨씬 좋지 않았다.

실시예 13

경구 및 정맥 투여 후의 뇌 침투

본 연구는 스페인의 CIDA S.A.L., Sta Perpetua de Mogola (바르셀로나)에서 수행되었다.

본 연구의 목적은 화합물 2 (R₁=알파-나프틸)의 약물동력학적 거동 및 경구 및 정맥 투여 후 뇌 조직에서의 이의 가능한 축적을 조사하는 것이었다.

스페인의 Charles River 실험실로부터의 C57/BL6 쥐들(mice)을 (15-30g) 본 연구에 사용하였다. 모든 쥐들은 건조 및 펠렛화된 표준 쥐 식이에 자유로이 접근하였다. 물은 무제한적으로 이용가능하였다. 동물들을 처리 전 4 시간 동안 굶겼으나, 물은 제한하지 않았다. 투여한지 2 시간 후에 먹이를 주었다.

화합물 2를 이중 증류수 중의 10% PEG400, 10.0%의 크레모포어(Cremophor) 중에서 조제하였다. 투여 경로는 20g/kg (10 mL/kg)의 단일 경구 투여 및 2 mg/kg (10 mL/kg)의 단일 정맥 투여로 하였다. 흡수율을 결정하기 위하여 단지 경구 경로에 의해 200mg/kg로 추가 실험을 수행하였다.

각 적출에서 4 마리의 동물들 (수컷 2 마리, 암컷 2 마리)을 사용하였다. 혈액을 헤파린처리하고, 원심분리 후 (3000rpm, 10 분, 5℃), 두 개의 혈장 분액들을 분석 (HPLC/MS-MS)시까지 -20℃ 및 -30℃에서 보관하였다.

실험 결과들의 요약을 표 3에 나타내었다.

투여량	200 mg/kg	20 mg/kg
C max	9061.34 ng/mL	90495 ng/mL
생체 이용성	평가되지 않음	31.87%

화합물 2는 경구 투여 후 위장관(GI)으로부터 신속히 흡수되었다. 20 mg/kg의 경구 투여 후, 반감기가 6시간이라는 것을 발견하였다. 화합물 2는 31.87%의 생체이용성을 나타내었다. 경구 및 정맥 투여 후, 화합물 2의 농도를 뇌에서 검출하였다. 이는 상기 화학식 I의 화합물들이 양호한 생체이용성을 가지며, GSK-3 매개 질환들 및 증상들의 치료를 위한 약물로서의 개발에 적합하다는 것을 나타낸다.

Claims

화학식 I의 화합물, 또는 그의 제약학적으로 허용가능한 염, 전구약물(prodrug) 또는 용매화물:

[화학식 I]

식 중, R₁ 은 C 또는 O로부터 선택되는 8 이상의 원자들을 갖고, -C(O)-를 통하여 N에 직접 연결되지 않으며, 하나 이상의 방향족 고리를 포함하는 유기기이고;

R_a, R_b, R₂, R₃, R₄, R₅, R₆ 은 수소, 치환 또는 비치환된 알킬, 치환 또는 비치환된 시클로알킬, 치환 또는 비치환된 알케닐, 치환 또는 비치환된 아릴, 치환 또는 비치환된 헤테로시클릴, -COR₇, -C(O)OR₇, -C(O)NR₇R₈, -C=NR₇, -CN, -OR₇, -OC(O)R₇, -S(O)_t-R₇, -NR₇R₈, -NR₇C(O)R₈, -NO₂, -N=CR₇R₈ 또는 할로겐으로부터 독립적으로 선택되고,

여기에서 R_a 및 R_b 는 함께 =O를 형성할 수 있으며, 그리고 여기에서 R_a R₂, R₂ R₃, R₃ R₄, R₄ R₅, R₅ R₆, R₆ R_b, 또는 R₇R₈ 중 임의의 쌍이 함께 환형 치환기를 형성할 수 있고;

t는 0, 1, 2 또는 3이며,

R₇ 및 R₈ 은 수소, 치환 또는 비치환된 알킬, 치환 또는 비치환된 시클로알킬, 치환 또는 비치환된 알케닐, 치환 또는 비치환된 아릴, 치환 또는 비치환된 헤테로시클릴, 치환 또는 비치환된 알콕시, 치환 또는 비치환된 아릴옥시, 할로겐으로부터 각각 독립적으로 선택됨.
제 1 항에 있어서, R₁이 10 이상의 방향족 탄소들을 갖는 화합물.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 방향족 기가 티아디아졸리딘의 N에 직접 결합된 화합물.
제 3 항에 있어서, R₁이 치환 또는 비치환된 나프틸인 화합물
제 4 항에 있어서, R₁이 치환 또는 비치환된 알파-나프틸기, 바람직하게는 비치환 알파-나프틸기인 화합물.
제 1 항에 있어서, R₁이 하기로부터 선택되는 화합물:
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, R_a 및 R_b 모두가 H 인 화합물.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, R₂, R₃, R₄, R₅, R₆ 이, 수소, 치환 또는 비치환된 알킬, COR₇, -C(O)OR₇, -OR₇, -NR₇R₈ (식 중, R₇ 및 R₈은 청구항 1에 정의된 바와 같음) 또는 할로겐으로부터 독립적으로 선택되는 화합물.
제 8 항에 있어서, R₂, R₃, R₄, R₅, R₆ 이 H인 화합물.
제 1 항에 있어서, 하기 식들을 갖는 화합물 또는 그의 제약학적으로 허용가능한 염, 전구약물 또는 용매화물:
화학식 II의 벤질 치환된 이소티오시아네이트를 식 R₁-N=C=O의 화합물과 반응시키는 것을 포함하는, 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 화학식 I의 화합물 또는 그의 염 또는 용매화물의 제조방법:

[화학식 II]
제 11 항에 있어서, 다음 반응을 포함하는 제조방법:

(식 중, R₁은 청구항 1에 정의된 바와 같으며, 바람직하게는 청구항 6에 정의된 바와 같음).
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 화합물 또는 그의 제약학적으로 허용가능한 염, 전구약물 또는 용매화물, 및 제약학적으로 허용가능한 담체, 보조제 또는 부형제를 포함하는 제약학적 조성물.
제 13 항에 있어서, 경구 투여용인 제약학적 조성물.
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 화합물의, 약제 제조에의 용 도.
제 15 항에 있어서, 약제가 GSK-3 매개 질환 또는 증상의 치료를 위한 것인 용도.
제 16 항에 있어서, 질환 또는 증상이 당뇨병, 당뇨병 연관 증상, 치매를 포함하는 만성 신경퇴행성 증상들, 예로서 알츠하이머병, 파킨슨병, 진행성 핵상마비, 아급성 경화 범뇌염성 파킨슨병, 뇌염후 파킨슨병, 투사형 뇌염, 괌의 파킨슨병-치매 복합증, 피크 병(Pick's disease), 피질기저핵 퇴행, 전두측두엽 치매, 헌팅턴병, AIDS 연관 치매, 근위축성 측색 경화증, 다발성 경화증 및 신경외상성 질환들 예로서 뇌졸중, 간질, 기분장애 예로서 우울증, 정신분열증 및 양극성 장애, 뇌졸중 후 기능적 회복의 촉진, 단독성 아밀로이드 맥관병증으로 인한 뇌출혈, 탈모, 비만, 심장혈관 죽상경화증, 고혈압, 다낭성 난소 증후군, X 증후군(syndrome X), 허혈, 뇌손상, 외상성 뇌손상, 암, 백혈구 감소증, 다운증후군, 루이체 (Lewy body) 질환, 염증, 만성 염증성 질환들, 암 및 과다형성과 같은 과다증식성 질환 및 면역결핍인 용도.
제 17 항에 있어서, 질환이 알츠하이머병인 용도.
제 17 항에 있어서, 질환이 II형 당뇨병인 용도.
제 17 항에 있어서, 질환이 우울증인 용도.
제 17 항에 있어서, 질환이 뇌손상인 용도.
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 화학식 I의 화합물들의, 생물학적 분석을 위한 반응물질로서의, 바람직하게는 GSK-3 저해를 위한 반응물질로서의 용도.