NO325764B1 - Benzoksazin-forbindelser for forandring av synaptisk respons - Google Patents

Description

Område for oppfinnelsen

Den foreliggende oppfinnelse vedrører benzoksazin-forbindelser som er egnet til forebyggelse og behandling av cerebral insuffisiens, inklusive forbedring av reseptorfunksjon i synapser i hjernenettverk som er ansvarlige for høyere ordens atferder. Nærmere bestemt vedrører oppfinnelsen forbindelser som er nyttige ved behandling av schizofreni, relaterte psykoser, og depresjon, og for forbedring av styrken for hukommelsen i pattedyr, særskilt mennesker.

Bakgrunn for oppfinnelsen

Frigjøringen av glutamat ved synapser på mange punkter i pattedyr-lillehjerne stimulerer to klasser postsynaptiske reseptorer. Disse klosser blir vanligvis betegnet som AM-PA/quiskvalat (quisqualate) og N-metyl-D-asparaginsyre (NMDA)-reseptorer. AM-PA/quiskvalat-reseptorer formidler en spenningsuavhengig hurtig eksitatorisk postsynaptisk strøm (den hurtige epsc) mens NMDA-reseptorer genererer en spenningsavhengig, langsom eksisatorisk strøm. Studier som er utført på snitt av hippocampus eller cortex indikerer at den AMPA-reseptorformidlede hurtige epsc i stor grad er den dominante komponent ved de fleste glutamatergiske synapser under de fleste omstendigheter.

AMPA-reseptorer er ikke jevnt fordelt over hjernen men er i stedet i stor grad begrenset til telencephalon og cerebellum. Disse reseptorer finnes i høye konsentrasjoner i de overfladis-ke lag av neocortex, i hver av de større synaptiske soner av hippocampus, og i det stritsiale kompleks, som meldt av Monaghan et al., i Brain Research 324:160-164 (1984). Studier i dyr og mennesker indikerer at disse strukturer organiserer komplekse persepsjonsmes-sig/motoriske prosesser og frembringer substratene for høyere ordens atferder. Således formidler AMPA-reseptorer overføring i disse hjernenettverk som er ansvarlige for et antall kognitive aktiviteter.

Av de årsaker som er fremlagt i det foregående, tilbyr medisiner som forbedrer funksjonen av AMPA-reseptorer signifikante fordeler for intellektuell ytelse. Slike medisiner burde også lette hukommelseskoding. Eksperimentelle studier, i likhet med de som er rapportert av Arai og Lynch, Brain Research, 598:173-184 (1992), indikerer at det å øke størrelsen for AMPA-reseptor-formidlede synaptisk(e) respons(er) forbedrer induksjonen av langtids potensiering (LTP). LTP er en stabil økning i styrken av synaptiske kontakter som følger repetetiv fysiologisk aktivitet av en type som er kjent å opptre i hjernen under læring. Forbindelse som forbedrer funksjonen for AMPA-type glutamat-reseptorer letter induksjonen av LTP og tilegnel-sen av innlærte oppgaver som målt ved et antall paradigmer. Granger et al., Synapse 15:326-329 (1993); Staubli et al., PNAS 91:777-781 (1994); Arai et al., Brain Res. 638:343-346 (1994); Staubli et al., PNAS 91:11158-1162 (1994); Shors et al., Neurosci. Let. 186:153-156 (1995); Larson et al, J. Neurosci. 15:8023-8030 (1995); Granger et al., Synapse 22:332-337 (1996); Arai, et al., JPET 278:627-638 (1996); Lynch et al., Internat. Clin. Psy-chopharm. 11:13-19 (1996); Lynch et al., Exp. Neurology 145:89-92 (1997); Ingvar et al., Exp. Neurology 146:553-559 (1997); og internasjonal patentsøknad WO 94/02475.

Det foreligger en betydelig mengde stoff som viser at LTP er substratet for hukommelse. Eksempelvis interfererer forbindelser som blokkerer LTP med hukommelsesdannelse i dyr, og visse medisiner som river opp læring i mennesker antagoniserer stabiliseringen av LTP, som rapportert av del Cerro og Lynch, Neuroscience 49:1-6 (1992). En mulig prototype for en forbindelse som selektivt letter AMPA-reseptoren ble bekjentgjort av Ito et al., J. Physiol. 424:533-543 (1990). Disse forfattere fant at den nootopiske medisin aniracetam (N-anisoyl-2-pyrrolidinon) øker strømmer som formidles av hjernens AMPA-reseptorer som uttrykt i Xenopus oocyter uten å påvirke responser av Y-aminosmørsyre (GABA), kaininsyre (KA), eller NMDA-reseptorer. Infusjon av aniracetam inn i snitt av hippocampus ble også vist å i det vesentlige øke størrelsen av hurtige synaptiske potensialer uten å endre hvilende memb-ranegenskaper. Det har senere blitt bekreftet at aniracetam forbedrer synaptiske responser på flere punkter i hippocampus, og at den ikke har noen effekt på NMDA-reseptor-formidlede potensialer. Se eksempelvis Staubli et al., i Psychobiology 18:377-381 (1990) og Xiao et al., Hippocampus 1:373-380 (1991). Aniracetam har også vært funnet å ha en ekstremt hurtig oppstart og utvasking, og kan påføres gjentatte ganger uten noen tilsynelatende effekter; disse er verdifulle trekk for atferselsrelevante medisiner. Uheldigvis vil den perifere administrering av aniracetam trolig ikke influere hjernereseptorer. Medisinen fungerer utelukkende ved høye konsentrasjoner (~1,0 med mer) og Guenzi og Zanetti, J. Chromatogr. 530:397-406

(1990) rapporterte at ca. 80% av medisinen konverteres til anisoyl-GABA etter perifer administrering i mennesker. Metabolitten, anisoyl-GABA, er funnet å ha utelukkende svake aniracetam-liknende effekter.

Dermed foreligger det et behov for å identifisere nye forbindelser til anvendelse i forbedring av synaptiske responser, og særskilt for behandling eller forbedring av tilstander slik som depresjon, schizofreni, schizofreniformadferd, og andre psykotiske tilstander, medisinavhengig-heter slik som avhengighet av medisiner for misbruk, og for å forbedre hukommelse og andre kognitive funksjoner. Slike forbindelser blir beskrevet i det følgende.

Oppsummering av oppfinnelsen

Det har nå blitt oppdaget at synaptisk responser som formidles av AMPA-reseptorer økes ved administrering av en ny klasse av benzoksazin-derivater som beskrevet i det følgende. Disse forbindelsers evne til å øke de AMPA-reseptor-formidlede responser gjør forbindelsene nyttige ved å tjene til et utvalg formål, inklusive det å lette innlæring av atferder som avhenger av AMPA-reseptorer, og anvendelsen som terapeutiske medisiner i tilstander hvori AMPA-reseptorer eller synapser som benytter disse reseptorer er redusert i antall eller effektivitet, eller under de forhold hvor forbedret eksitatorisk synaptisk aktivitet kunne være gunstig.

Disse og andre trekk og fordeler ved oppfinnelsen vil fremkomme fra den beskrivelser som følger.

Kort beskrivelse av tegningene

Figur 1 er et stolpediagram som viser doseavhengighet i en hukommelsestest som involverer administrering av en eksempelvis forbindelse i samsvar med den foreliggende oppfinnelse.

Detaljert beskrivelse av oppfinnelsen

I et aspekt, inkluderer den foreliggende oppfinnelse benzoksazin-forbindelser med den føl-gende formel:

I denne formel:

X er fraværende eller representerer en til fire ikke-hydrogen-substituenter som uavhengig utvelges fra cyano; halogen; hydroks; amino; alkylamino eller dialkylamino (C1-C12); nitro; tiol; C1-C6 alkyltio; C1-C12 alkyl, alkenyl eller alkynyl; C1-C12 alkoksy, alkenoksy eller alkynoksy, C1-C12 alkylsulfonamido, alkenylsulfonamido eller alkynylsulfonamido; C2-C12 alkylacyl; C3-C12 Ar, Aroksy, Aramino, Artio, Aroksyalkyl, Arsulfonamido eller Aracyl, hvor Ar representerer en aromatisk karbosyklisk enhet, en aromatisk hetrosyklisk enhet, en aromatisk karbosyklisk alkylenhet, eller en aromatisk hetrosyklisk alkylenhet; karboksyl; C2-C12 karboksy-lalkyl; slik at enhver av de foregående karbonholdige grupper kan være substituert med en eller flere substituenter som utvelges fra lavere alkyl, lavere alkoksy, hydroksy, cyano, halo, amino, alkylamino og dialkylamino, hvor alkyl fortrinnsvis er C1-C3 alkyl eller C1-C3 fluoralkyl; og hvor forbindelsen inneholder to tilstøtende X-grupper, sluttes de to tilstøtende X-grupper sammen til dannelse av en sammensmeltet alkyl-, hetroalkyl-, aryl- eller hetroaryl-ring, som illustrert av de følgende eksempler:

hvori:

hver forekomst av R<1> er uavhengig H, C1-C6 alkyl, C1-C3 fluoralkyl, idet H og C1-C3 alkyl foretrekkes;

hver forekomst av R<2> er uavhengig H, halogen, cyano, hydroksy, C1-C6 alkoksy, C1-C3 fluoralkoksy, tiol, C1-C6 alkyl, C1-C3 fluoralkyl, C2-C6 alkoksyalkyl, C6-C12 aryl, C3-C12 hetroaryl, C7-C12 arylalkyl, C4-C12 hetroarylalkyl, C6-C12 aryloksy, C7-C12 aryloksyalkyl, C7-C12 arylalkoksy, eller C4-C12 hetroarylalkoksy, idet H, halogen, cyano og alkoksy foretrekkes, og slik at når R<2> er hydroksy, tiol, alkoksy, fluoralkyl, aryloksy eller arylalkoksy, er n 3 eller 4 og slik R2 -gruppe er ikke festet til det samme karbon som Z-gruppen eller benzoksazinamid-nitrogenet;

Y er CR<3A>2, CR<3A>2CR<3A>2 eller CR3A=CR<3A>, hvor hver forekomst av R3A uavhengig er halogen, cyano, C1-C6 alkyl, C1-C3 fluoralkyl, C2-C6 alkoksyalkyl, C7-C12 arylalkyl, C4-C12 hetroarylalkyl, eller C7-C12 aryloksyalkyl, idet H, cyano, C1-C3 alkyl, Ci fluoralkyl, C7-C10 arylalkyl og C4-C8 hetroarylalkyl foretrekkes, og H, cyano, C1-C3 alkyl, og Ci fluoralkyl foretrekkes i enda større grad;

hver forekomst av R er uavhengig H, cyano, hydroksy, C1-C6 alkoksy, C1-C6 alkyl, C1-C3 fluoralkyl, C2-C6 alkoksyalkyl, eller C7-C12 arylalkyl, C4-C12 hetroarylalkyl, C6-C12 aryloksy, C7-C12 aryloksyalkyl, C7-C12 arylalkoksy, eller C4-C12 hetroarylalkoksy, idet H, cyano, alkoksy, C1-C3 alkyl og Ci fluoralkyl foretrekkes;

hver forekomst av R<3C> er uavhengig H, C1-C6 alkyl, eller C1-C3 fluoralkyl; Z er et hetroatom slik som O, NR<7>, eller S;

hver forekomst av R<7> er uavhengig H, C1-C6 alkyl, C1-C3 fluoralkyl, C7-C12 arylalkyl eller C4-C12 hetroarylalkyl, idet C1-C3 alkyl foretrekkes; og

n er 2,3 eller 4.

Blant de forbindelser som er definert av den foregående formel, foretrekkes visse ytterligere delklasser. Hver forekomst av X, som kan være like eller forskjellige, er fortrinnsvis alkyl, alkoksy, alkenoksy, alkynoksy, alkoksyalkyl, karboksyalkyl, som alle inneholder ikke mer enn seks karbonatomer, C6-C12 aryloksyalkyl (hvor alkylpartiet av aryloksyalkyl-gruppen er C1-C3), dialkylamino, alkyltio, og alkylacyl, hvor alkyl-gruppene i de foregående tre grupper inneholder ikke mer enn seks karbonatomer. Fortrinnsvis inneholder forbindelsen en eller to X-grupper. Hvor det forekommer utelukkende en X-grupper, er X fortrinnsvis NR<3>2, R<4>OCH2 eller R<4>0, hvor R<3> er som definert i det følgende, og R<4> er H, Ci-C6 alkyl, eller C1-C3 fluoralkyl, og R<4> er enda heller C1-C3 alkyl eller perfluor C1-C2 alkyl, idet R<4> = CH(CH3)2 eller CF3 er mest foretrukket. Når forbindelsen inneholder en halogen X-gruppe, er det foretrukket at forbindelsen også inneholder en andre X-gruppe som ikke er et halogen. I en annen foretrukken utførelsesform, inneholder forbindelsen to tilstøtende X-grupper som samlet sett danner en sammensmeltet ring som eksemplifisert i det foregående, idet metylendioksy og etylendioksy er foretrukne. I en utførelsesform, er alkyl fluorinert alkyl.

Z er fortrinnsvis O eller S, og er enda heller 0.

I en mer spesifikk utførelsesform, inkluderer den foreliggende oppfinnelse forbindelser med den følgende struktur:

hvori:

X<1> og X<2> uavhengig utvelges fra H, NR<3>2, -OR<4>, og -CH2OR<4>; eller

X<1> og X<2> samlet sett er-OCR<5>20-, -OCR<5>2CR<5>20-, eller-OCR<5>=CR<5>0-, eller

X<1> og X<2> samlet sett er-N=CR<6>CR<6>=N, eller

X<1> og X<2> samlet sett er -N=CR3NR3-; eller

X<1> og X<2> samlet sett er =N-0-N= eller =N-S-N=; eller

X<1> og X<2> samlet sett er -0-CR<3>=N-;

Z er O, NR<7> eller S;

hver forekomst av R<1> er uavhengig H, Q-C6 alkyl, eller C1-C3 fluoralkyl, idet H og C1-C3 alkyl foretrekkes;

hver forekomst av R<2> er uavhengig H, halogen, cyano, hydroksy, C1-C6 alkoksy, C1-C3 fluoralkoksy, tiol, C1-C6 alkyl, C1-C3 fluoralkyl, C2-C6 alkoksyalkyl, C6-C12 aryl, C3-C12 heteroa-ryl, C7-C12 arylalkyl, C4-C12 hetroarylalkyl, C6-C12 aryloksy, C7-Q2 aryloksyalkyl, C7-C12

arylalkoksy, eller C4-C12 hetroarylalkoksy, idet H, halogen, cyano og alkoksy foretrekkes, og slik at når R2 er hydroksy, tiol, alkoksy, fluoralkoksy, aryloksy, eller arylalkoksy, er n 3 eller 4 og slik R<2->gruppe er ikke festet til det samme karbon som Z-gruppen eller benzoksazina-mid-nitrogenet;

hver forekomst av R<3> og R<7> er uavhengig H, C1-C6 alkyl, C1-C3 fluoralkyl, C7-C12 arylalkyl, eller C4-C12 hetroarylalkyl, idet C1-C3 alkyl foretrekkes;

hver forekomst av R<4> er uavhengig H, C1-C6 alkyl, C1-C3 fluoralkyl, C2-C6 alkoksyalkyl, C7-C12 arylalkyl, C4-C12 hetroarylalkyl, eller C7-C12 aryloksyalkyl, idet H, C1-C6 alkyl, C1-C3 fluoralkyl, foretrekkes;

hver forekomst av R<5> er H, halogen, cyano, C1-C6 alkyl, C1-C3 fluoralkyl, C2-C6 alkoksyalkyl, C7-C12 arylalkyl, C4-C12 hetroarylalkyl, eller C7-C12 aryloksyalkyl, idet H, cyano, C1-C3 alkyl, Ci fluoralkyl, C7-C10 arylalkyl og C4-Cg hetroarylalkyl foretrekkes, og H, cyano, C1-C3 alkyl og Ci fluoralkyl foretrekkes i enda større grad;

hver forekomst av R<6> er H, cyano, hydroksy, Q-C6 alkoksy C1-C6 alkyl, C1-C3 fluoralkyl, C2-C6 alkoksyalkyl, C7-C12 arylalkyl, C4-C12 hetroarylalkyl, C6-C12 aryloksy, C7-C12 aryloksyalkyl, C7-C12 arylalkoksy, eller C4-Q2 hetroarylalkoksy, idet H, cyano, alkoksy, C1-C3 alkyl, og Ci fluoralkyl foretrekkes og

n er 2, 3 eller 4.

For hver av de alkyl-, aryl- og hetroaryl-grupper som er nevnt i det foregående under henvisning til formel II, skal dette oppfattes dithen at et eller flere karbonatomer i slike grupper kan være substituert med en eller flere medlemmer som utvelges fra den gruppe som består av C1-C3 alkyl, C1-C3 alkoksy, hydroksy, halo, amino, C1-C3 alkylamino, eller C1-C6 dialkylamino.

I en annen foretrukken utførelsesform, er X<1> og X<2> samlet sett -OCR<5>20- eller - OCH2CR<5>20-, og n er 2 eller 3. R<1> er fortrinnsvis H, i hvilket tilfelle n fortrinnsvis er 2.

I en annen foretrukken utførelsesform, er X og X samlet sett -N=CR CR =N, og n er 2 eller 3. R6 -gruppene er fortrinnsvis uavhengig H eller C1-C6 alkyl. Videre er R<1> fortrinnsvis H, i hvilket tilfelle n fortrinnsvis er 2.

I en annen foretrukken utførelsesform, er X<1> og X<2> samlet sett =N-0-N= eller =N-S-N=; og n er 2 eller 3. Enda heller er X<1> og X<2> samlet sett =NON= og R<1> er H, i hvilket tilfelle n fortrinnsvis er 2.

I en annen utførelsesform, inkluderer den foreliggende oppfinnelse forløpere til forbindelser som vist i det foregående, med den følgende struktur:

hvori, for denne strukturs formål, X<1>, X<2>, R<2>, Z og n er de samme for formel II i det foregående.

Som benyttet heri, viser termene "alkyl", "alkenyl" og "alkynyl" til mettede og umettede mo-no valente radikaler i overensstemmelse med deres normale betydninger, inklusive rettkjede-de, forgrenede og sykliske enheter, valgfritt inneholdende en eller flere ring-hetroatomer, slik som oksygen, svovel og nitrogen. Eksempelvise sykliske enheter inkluderer cyclopentyl, cycloheksyl, tetrahydrofuranyl, pyrrolidyl, piperidyl og morfolino.

"Lavere alkyl", "lavere alkenyl" og "lavere alkynyl" viser til slike grupper som inneholder et til seks karbonatomer. Eksempelvise alkylgrupper inkluderer metyl, etyl, isopropyl, 2-butyl, cyclopentyl, og liknende.

Termen "dialkylamino" omfatter slike grupper hvori de to alkylgrupper samlet sett danner en 5 til 7-leddet ring som inkluderer aminnitrogenet som et av ringatomene, slik som pyrrolidyl.

Med "halogen", menes fluor, klor eller brom, og fortrinnsvis fluor. Termen "fluor" benyttes heri for å inkludere både enkeltstående og multiple fluorsubstitusjoner, idet perfluorerte C1-C3 enheter foretrekkes.

Betegnelsene "aryl" og "aromatisk karbosyklisk enhet" betegner en aromatisk ring eller sammensmeltet ring-struktur av karbonatomer uten hetroatomer i ringen(e). Eksempler er fenyl, naftyl, antracyl og fenantracyl. Foretrukne eksempler er fenyl og naftyl, idet fenyl er mest foretrukket. Termene "hetroaryl" og "aromatisk hetrocyclisk enhet" benyttes heri for å be-tegne en aromatisk ring eller sammensmeltet ringstruktur av karbonatomer med et eller flere ikke karbonatomer, slik som oksygen, nitrogen og svovel i ringen, eller i en eller flere av rin-gene i sammensmeltede ringstrukturer. Eksempeler er furyl, pyranyl, thienyl, imidazyl, pyrrolyl, pyridyl, pyrazolyl, pyrazinyl, pyrimidinyl, indolyl, kinolyl, isokinolyl, kinoxalyl og ki-nazolinyl. Foretrukne eksempler er furyl, imidazyl, pyranyl, pyrrolyl og pyridyl.

Forbindelsene ifølge den foreliggende oppfinnelse kan syntetiseres på et utvalg måter, ved anvendelse av konvensjonelle syntesekjemi-teknikker.

Således inkluderer den foreliggende oppfinnelse en fremgangsmåte for å syntetisere en benzoksazinforbindelse i samsvar med formel I eller II i det foregående. I en fremgangsmåte, aktiveres en på egnet måte substituert salisylsyre (d.v.s. som inneholder den ønskede X-gruppe substitusjon i fenylringen) ved anvendelse av et karboksylsyre-aktiverende agens i nærvær av et egnet vannfritt løsningsmiddel slik som deklormetan, kloroform, tetrahydrofu-ran, etylacetat aller liknende. Eksempelvis karboksylaktiverende agenser inkluderer karbonyldiimidazol, uorganiske syreklorider slik som fosgen og karboksylsyre-anhydrider slik som trifluoredikksyre-anhydrid. Den aktiverte salisylsyre omsettes deretter med et hetroatom-substituert alkylamin av formen NH2(CR<2>2)nZH, hvor n er 2, 3 eller 4, og Z er et hetroatom slik som O, NHR<7>, eller S, med R<2> og R<7> definert som i det foregående, under betingelser som er virksomme for å danne et amidaddukt med den struktur som er vist ved formel III i det foregående. Eksempelvis gir en reaksjon mellom den aktiverte salisylsyre og en aminoalkohol en formel III-forbindelse hvori Z=0. Reaksjon med et aminotiol gir en forbindelse med Z=S.

Etter fjerning av de gjenværende reaktanter, omsettes om ønsket (eksempelvis ved silika-gelkromatografi), amidadduktet med et trialkylorthokarboksylat av formen RC(OR')3, under betingelser som er virksomme for syklisering av Z-enheten, amidnitrogenet, og fenolisk oksygen via det sentrale karbonatom (markert med en stjerne) på RC<*>(OR')3 reaktanten, noe som resulterer i dannelsen av en benzoksazinforbindelse i samsvar med formel I eller II i det foregående, hvor R<1->enheten i formel I eller II stammer fra R i reaktanten RC(OR')3- Fortrinnsvis gjennomføres reaksjonen i nærvær av en sur katalysator slik som en aryl- eller alkyl-sulfonsyre (eksempelvis tosylat), trifluoredikksyre eller maursyre, i et løsningsmiddel av lav basisitet slik som kloroform eller diklormetan, for eksempel. Benzoksazinproduktet kan ren-ses ved vanlige fremgangsmåter, eksempelvis silikagel kromatografi, og kan ytterligere raffi-neres ved omkrystallisering. Fortrinnsvis er Z-enheten i benzoksazinproduktet O eller S, og er enda heller O.

I et annet reaksjonsskjema, kan forbindelsene ifølge oppfinnelsen fremstilles ved aktivering av karboksylgruppen på en passende substituert salisylsyre som i det foregående, fullt av ad-disjon av et usubstituert eller substituert 2-oksazolin, 2-tiazolin, eller 2-imidazolin for å gi den ønskede forbindelse i overensstemmelse med formel I eller II.

Eksempelvise syntetiske protokoller for fremstilling av forbindelser i overensstemmelse med den foreliggende oppfinnelse er frembrakt i eksemplene 1 til 8 i det følgende.

De i det foregående beskrevne forbindelser kan inkorporeres i et utvalg formuleringer (eksempelvis kapsel, tablett, tidsfrigjørende kapsel, sirup, suppositorium, injiserbar form, etc.) for administrering til et subjekt. På liknende måte kan varierende moduser for tilførsel (eksempelvis oral, bukkal, rektal, parenteral, intraperitoneal, etc.) benyttes. Dosenivåer som benyttes kan variere bredt, og kan med letthet bestemmes av fagfolk. Foretrukne formuleringer av forbindelsene er orale preparater, særskilt kapsler eller tabletter som inneholder hver fra ca. 1 mg opp til ca. 100 mg aktiv bestanddel. Avhengig av forbindelsens styrke, kan en typisk dosering være en 10 mg tablett tatt en gang om dagen, eller en tidsfrigjørende kapsel eller tablett på 100 mg som tas eksempelvis en gang om dagen. Den tidsfrigjørende effekt kan oppnås ved kapselmaterialer som oppløses ved ulike pH-verdier, med kapsler som frigjø-res langsomt ved osmotisk trykk, eller ved enhver annen kjent anordning for kontrollert fri-gjøring. Subjekter som tilsiktes for behandling med oppfinnelsens forbindelser inkluderer mennesker, husdyr, laboratoriedyr og liknende.

Dermed kan oppfinnelsens forbindelser benyttes for å minske den mengde tid som behøves for å lære en kognitiv, motorisk eller sansningsmessig oppgaver. Alternativt kan forbindelser i hht. oppfinnelsen, i egnede formuleringer, benyttes til å øke det tidsrom i hvilket kognitive, motoriske eller sansningsmessige oppgaver beholdes, som et annet alternativ, kan forbindelser i hht. oppfinnelsen i egnede formuleringer, benyttes til å minske den mengde og/eller alvorlighetsgrad av feil som utføres i å erindre en kognitiv, motorisk eller samfunnsmessig oppgaver. Slik behandling kan vise seg særskilt fordelaktig i individer som har lidd av skade på nervesystemet, eller som har gjennomgått sykdom i nervesystemet, særskilt skade eller sykdom som påviser antallet AMPA-reseptorer i nervesystemet. Forbindelser i følge oppfinnelsen administreres til det påvirkede individ, og deretter presenteres individet med en kognitiv, motorisk eller sansningsmessig oppgave. Individets ytelse blir påvisbart forbedret som et resultat av administrering av forbindelsen.

Metabolisk stabile, positive modulatorer for AMPA-reseptorer som er aktive i CNS kan ha mange potensielle anvendelser i mennesker. Eksempelvis kan det å øke styrken av eksistato-riske synapser kompensere for tap av synapser eller reseptorer som henger sammen med el-ding og hjernesykdom (eksempelvis Alzheimers). Det å forbedre AMPA-reseptorer kan for-årsake mer hurtig bearbeiding av multisynaptiske kretssystemer som finnes i høyere hjernere-gioner og således frembringe en økning i perseptual-motorisk og intellektuell ytelse. Som et annet eksempel, fordi øking av AMPA-reseptor-formidlede responser som letter synaptiske endringer av den type som antas å kode hukommelse, kan forbindelsen ifølge oppfinnelsen benyttes som hukommelsesforbedrere.

Ytterligere anvendelser for forbindelsen ifølge den foreliggende oppfinnelse inkluderer res-taurering av biokjemisk og synaptisk balanse mellom hjernenettverkene hvor det opptrer en ubalanse p.g.a. minskede AMPA-rese<p>torstrørnmer. Slike terapeutiske anvendelser inkluderer, men er ikke begrenset til, behandling av psykiatriske og nevrologiske forstyrrelser slik som schizofreni, schizenifreniform adferd, andre psykoser, og klinisk depresjon.

Dermed kan forbindelsene ifølge oppfinnelsen, i egnede formuleringer, benyttes til å minske den mengde tid som behøves for å lære en kognitiv, motorisk eller sansningsmessig oppgave. Alternativt kan forbindelsene ifølge oppfinnelsen benyttes til å øke det tidsrom for hvilket kognitive, motoriske eller sansningsmessige oppgaver beholdes. Som et annet alternativ, kan forbindelsene ifølge oppfinnelsen benyttes til å minske den mengde og/eller alvorlighetsgrad av feil som gjøres ved erindring av en kognitiv, motorisk eller sansningsmessig oppgave. Slik behandling kan vise seg spesielt fordelaktig i individer som har lidd av skade på nervesystemet, eller som har gjennomgått sykdom i nervesystemet, spesielt skade eller sykdom som påviser antallet AMPA-reseptorer i nervesystemet.

Forbindelsene ifølge oppfinnelsen kan også benyttes som et verktøy for å studere de biofysio-logiske og biokjemiske egenskaper for AMPA-reseptoren og konsekvensene av selektiv forbedring av eksitatorisk overføring på nevronalt kretssystems funksjon. Fordi forbindelser ifølge oppfinnelsen når sentrale synapser, muliggjør de testing av atferdsmessige effekter av å forbedre AMPA-reseptorstrømmer.

Studier som viser evnen til forbindelsene ifølge den foreliggende oppfinnelse til å forbedre AMPA-reseptorfunksjon, og således forbedre kognitive aktiviteter, er beskrevet i eksempel 9. I en første studie, ble forbindelser fremstilt som fremlagt i eksempel 1 til 8 testet med hensyn til deres evne til å forbedre eksitatoriske responser (felt EPSPer) i rottes hippocampale vev. Hippocampale vevs-snitt ble perfusert med kunstig cerebrospinalvæske som inneholdt økende konsentrasjoner av testforbindelse ved 15-30 minutters intervaller adskilt av perfusjon med ACSF uten testforbindelsen, og de prosentvise økninger i EPSP amplitude og halvbredde før og etter forbindelsesperfusjon ble bestemt.

Under henvisning til tabell 1, kan det ses at forbindelsen ifølge oppfinnelsen fremviste signifikante EPSP effekter, som raget fra ca. 8% til ca. 35% basert på forbindelseskonsentrasjoner som raget fra ca. 5uM til ca. IOOuM. Eksempelvis fremviser forbindelse 1, hvori Z er O, R er CH, R° er CH2, R<2> er H og n er 2, en økning i EPSP-responser på 34% ved perfusjon under en konsentrasjon på 30uM. Omtrent samme aktivitet observeres for forbindelse 4, hvori Z er svovel, noe som indikerer at substitusjon av oksygen med svovel i denne posisjon frembringer aktivitet i likhet med den for den oksygenholdige forbindelse. Under henvisning til forbindelser 1 og 2, gir ekspansjon av ringen på venstre hånd til seks ringatomer når R er CH2CH2, opphav til forbedret aktivitet, noe som vises ved 35% øking i EPSP produsert av en 5uM for-bindelseskonsentrasjon, noe som gjør dette til en foretrukken substitusjon. Gode resultater oppnås også med forbindelse 3, som har en mer voluminøs gem-dimetylmetyl-gruppe i R°-posisjon, noe som gir en 33% øking i EPSP ved en 30uM konsentrasjon. Dette indikerer at andre substitusjoner kan foretas i denne region mens den sterke biologiske aktivitet opprett-holdes. Substitusjon med CH2-CH(CH3) og CH(CH3)CH2-enheter i ringen på høyre hånd, i forhold til forbindelse 1, gir lavere EPSP-responser ved forbindelseskonsentrasjoner på 30uM, noe som indikerer at disse substitusjoner er mindre foretrukne ved denne essay. Nærmere bestemt synes tilstedeværelsen av en metylsubstituert metylengruppe alfa til amid-nitrogenatomet (forbindelse 6) å senke aktivitet i forhold til det tilfelle hvor den metylsubsti-tuerte metylengruppe er alfa til ringoksygenet (Z) (forbindelsene 5.1 og 5.2). Substitusjon med en propylenkjede i (CR<2>2)n-posisjon (forbindelse 7) gir noe bedre aktivitet, i forhold til forbindelsene 5.1, 5.2 og 6, selv om den ikke er så stor som for forbindelse 1 (etylen). Således representerer forbindelse hvori n = 2 en foretrukken utførelsesform. Forbindelse 8

(R = CCH3) fremviser lavere men signifikant EPSP-aktivitet, med en observert EPSP-øking på 8% ved en konsentrasjon på lOOuM, noe som indikerer at mer voluminøse substitusjoner i denne posisjon kan fremvise lavere aktivitet.

I tabell 1 er det også inkludert data som er innsamlet for en forbindelse med åpen ring i samsvar med formel in i det foregående, som ble fremstilt som beskrevet i eksempel 1 (forbindelse li). Den økede EPSP-respons som ble observert for denne forbindelse viser at ringlukning ikke er essensiell for aktivitet.

I samband med søknaden har det overraskende blitt funnet at de forbindelser ifølge den foreliggende oppfinnelse som inneholder et hetroatom i Z-posisjon fremviser vesentlig større aktivitet enn tilsvarende forbindelser som inneholder CH2 i den posisjon. I dette henseende, kan det ses at forbindelsene 1,2 og 7 fremviser EPSP-forbedrende aktiviteter ca. 3 til 10 ganger mer potent enn metylenholdige analoger lc, 2c og 7c. Disse resultater indikerer at tilstedeværelsen av et hetroatom i Z-posisjon er en bidragsgivende faktor til de foreliggende forbindelsers høye potensialer.

En forbindelsesevne til å fremvise en økning i EPSP-respons har blitt en pålitelig predikator for evnen til å forbedre hukommelse i den 8-armede radiale labyrintoppgave. Den siste søyle i tabell 1 lister opp terskeldoser for forbindelser som var effektive i å produsere signifikant forbedring av hukommelse i rotter som ble testet i et læringsparadigme ved anvendelse av en 8-armet radial labyrint som beskrevet i Staubli et al., PNAS 91:11158-1162 (1994).

Forbindelsen ifølge den foreliggende oppfinnelse produserer en gradert dose respons i denne atferdsmessig test, som illustrert i figur 1 for forbindelse 1. Den venstre halvdel av figuren viser det gjennomsnittlige antall korrekte valg før forekomsten av den første feil i erindrings-fasen av oppgaven ved tre ulike doseringer (0,03, 0,1 og 0,5 mg/kg). Den høyre stolpe i hvert par representerer resultatene for de samme dyr administrert med bærer alene på alternerende testingsdager. Den høyre halvdel av figuren viser det gjennomsnittlige antall totale feil som observert etter administrering av en gitt forbindelsesdosering (venstrehånds stolpe i hvert datapar) som sammenliknet med bærer alene (høyrehånds stolpe i hvert datapar). Slik det kan ses viser administrering av forbindelse 1 i doseringer på 0,03, 0,1 og 0,5 mg/kg konsistent en signifikant, doseavhengig øking i det gjennomsnittlige antall korrekte valg før den første feil, i forhold til egnede kontroller, så vel som en signifikant, doseavhengig reduksjon i det gjennomsnittlige totale antall feil.

Ytterligere data som oppnådd ved anvendelse av denne hukommelsestest er vist i kolonnen lengst til høyre i tabell 1. Slik det kan ses, fremviser forbindelser i samsvar med oppfinnelsen høyt potensiale ved denne fremgangsmåte, idet forbindelsene 1 og 2 viser minimale effektive doser (MEDer) på hhv. 50 og 10|j,g/kg. Videre kan det ses at forbindelsene ifølge oppfinnelsen fremviser signifikant høyere hukommelsesforbedrende aktiviteter (10 til 20 ganger større) enn analoger som inneholder metylen i stedet for oksygen i Z-posisjon (sammenlikning av forbindelsene 1 og 2 med lc og 2c), noe som understøtter EPSP-resultatene.

Forbindelsene av formlene I og II er kirale i kraft av det kirale karbon som forbinder O, N og Z-enhetene sammen, og bærer R^substituenten. P.g.a. deres ulike stereoisomere konfigurasjoner, vil enantiomerende ikke nødvendigvis ha de samme biologiske aktiviteter. I samsvar med et annet aspekt ved oppfinnelsen, er det i samband med søknaden funnet at de kirale forbindelser av formlene I og II, som typisk syntetiseres i racemisk form, kan løses opp i deres enantiomere bestanddeler, hvilke faktisk har ulike biologiske aktiviteter.

Således inkluderer den foreliggende oppfinnelse en fremgangsmåte for å separere stereoiso-merene av de kirale forbindelser ifølge oppfinnelsen (formler I og II) ved å gjøre anvendelse

av deres differensielle tilbakeholdelse på en stasjonær kiral bærer. I fremgangsmåten, opplø-ses den racemiske eller diastereomere blanding i et egnet løsningsmiddel av lav elueringsstyr-ke, som vil variere avhengig av løsningsmiddelet og den stasjonære fase og kan bestemmes av fagfolk, og den påføres til en egnet kolonne som er pakket med en egnet kiral stasjonær fase. De individuelle isomerer blir deretter eluert fra kolonnen ved anvendelse av en løsningsmid-delsammensetning som er egnet til å bevirke differensiell eluering av isomerene. De eluerte isomerer kan på nytt påføres den samme eller en annerledes kolonne med sikte på å ytterligere forbedre oppløsningen om denne ikke er tilstrekkelig, eller de kan påføres til en stasjonær bærer som inneholdes i et simulert bevegende underlagsapparat av høyere effektivitet. En eksempelvis stasjonær kiral bærer er oppgitt i eksempel 10 i det følgende. Videre, siden det er mulig at rekkefølgen av eluering av enantiomerene kan variere avhengig av strukturen av den bestemte forbindelse som skal oppløses, og typen valgt stasjonær fase, bør aktiviteten av hver oppløst enantiomer bestemmes ved de fremgangsmåter som er beskrevet i eksempel 9, eller enhver annen egnet fremgangsmåte, for å bestemme de relative potensialer for de adskilte enantiomerer.

Eksempel 10 illustrerer de ulike biologiske aktiviteter for enantiomerene ifølge oppfinnelsen ved anvendelse av forbindelse 1 ved hjelp av eksempel. Som detaljert i eksempel 10, ble racemiske forbindelse 1 (eksempel 1) lastet på en kiral HPLC-kolonne (Daicel 20 x 200 med mer Chiralpak AD) ved anvendelse av en mobil fase av 70:30 etanol/heksan inntil lasting var fullstendig. Den mobile fase ble deretter endret til 70:30 2-propanol/heksan i løpet av 55 minutter ved 3 ml/minutt, fulgt av 80:20 2-propanol/heksan. Den første enantiomer eluerte med en tilbakeholdelsestid på ca. 61 minutter, og den andre etter 82 minutter. De adskilte enantiomerer ble ytterligere renset ved krystallisering og deretter testet ved de fremgangsmåter som er beskrevet i eksempel 9.

Under henvisning til tabell 2 (eksempel 10), kan det ses at det meste eller hele den observerte biologiske aktivitet for forbindelse 1 forblir i bare en av enantiomerene, d.v.s. den først eluerende enantiomer under de betingelser som er beskrevet i eksempel 10. Videre er den første eluerte enantiomer signifikant mer potent enn den racemiske form. Nærmere bestemt fremviser den først eluerte enantiomer en EPSP-økning på 80% når den er tilstede i 50uM (tabell 2), mens den racemiske blanding fremviser en økning på 34% ved en konsentrasjon på 30uM (tabell 1). Derimot endrer den andre eluerende enantiomer ikke påvisbart EPSP-responsen når den foreligger i en konsentrasjon på 50uM (tabell 2). Disse resultater forsterkes av resultater fra den labyrinttest som er diskutert i eksempel 9. Den aktive enantiomer av forbindelse 1 fremviser en MED på lOug/kg, mens MED for den mindre aktive enantiomer er 50 ganger høyere (500ng/kg), selv om det fremdeles er en velgjørende hukommelseseffekt.

Dermed kan behandlingsmetodene ifølge oppfinnelsen benytte en enantiomerisk beriket form av de beskrevne forbindelser som i det vesentlige eller faktisk eksklusivt består av den mer

biologiske aktive form, noe som derved øker potensialet (på en massebasis) av den administrerte forbindelse. I en foretrukken utførelsesform, foreligger den mer aktive enantiomer med et enantiomerisk overskudd på minst 80% (d.v.s. et forhold av mer aktiv enantiomer til mindre aktiv enantiomer på over 9:1). Ved anvendelse av den metodologi som er beskrevet i ek-

sempel 10, oppnås adskilte R- og S-enantiomerer av forbindelser ifølge oppfinnelsen rutine-messig i mer enn 99% enantiomerisk enhet (98% enantiomerisk overskudd). Dessuten kan

administrering av den mer aktive enantiomer også forbedre forbindelsens bieffektprofil. Derimot kan den mindre aktive enantiomer benyttes i varierende proporsjoner og mengder som et fortynningsmiddel for å forskyve metabolisk degradering eller modifisering av den mer aktive form in vivo. Eksempelvis dersom den administrerte forbindelse klareres for hurtig fra blod-strømmen, kan en øket mengde av den mindre aktive enantiomer administreres for å minske klareringen av den mer aktive form. Således sikter oppfinnelsen mot anvendelsen av den mindre aktive enantiomer i overskudd i forhold til den mer aktive form. Nærmere bestemt sikter oppfinnelsen mot en forbindelse ifølge oppfinnelsen med et enantiomert overskudd av den mindre aktive enantiomer på minst 80%. De relative proporsjoner av de to enantiomerer som er egnet for en gitt indikasjon kan også avhenge av den mulige inhibitoriske effekt på reseptorbinding som den mindre aktive enantiomer kan ha på den mer aktive enantiomer.

Fra det foregående, kan det ses hvordan målene og fordelene ved oppfinnelsen møtes. Oppfinnelsen frembringer forbindelser som er egnet til å forbedre hjernens reseptorsynaptiske responser, og finner anvendbarhet i et utvalg terapeutiske anvendelsesområder. Forbindelsene er egnet som antidepressiva, og for å forbedre styrken og varigheten av hukommelse. Forbindelsene er også egnet for å forbedre sensorisk motoriske problemer, og for å lette psykoser slik som schizofreni og schizofreniform adferd. Dessuten syntetiseres forbindelsene med letthet ved konvensjonell kjemiske fremgangsmåter, og kan adskilles til separate stereo-isomerer om ønsket.

De følgende eksempler tilbys utelukkende for å illustrere og er ikke ment på noen måte å skulle begrense rekkevidden ifølge oppfinnelsen.

Eksempel 1

7, 8- Dihvdro- 5aH. 10H- l, 3- dioksolor4, 5- gloksazolor2, 3- bin. 31benzoksazin- 10- on ( 1) Syntese ble begynt med fremstillingen av 3,4-metylendioksysalisylsyre fra sesamol og karbondioksid ifølge den velkjente Kolbe-Schmitt reaksjon som følger. Sesamol (5,0 g, 36 mmol) ble oppløst i 20 ml vannfri diglym i et 250 ml høytrykksapparat (Parr Instruments Co.) og behandlet med 1,44 g (36,0 mmol) 60% natriumklorid. Omrøring ble fortsatt i 20 minutter, hvoretter apparatet ble trykksatt til 4.800 kPa med karbondioksid og oppvarmet til 190°C i 8 timer. Apparatet ble avkjølt til omgivningstemperatur og karbondioksid ble ventilert ut. Reaksjonsblandingen ble fortynnet med 50 ml dietyleter og surgjort med 10% saltsyre (10 ml). Videre fortynning av blandingen av 500 ml dietyleter og overføring til en skilletrakt genererte et vandig lag, som ble fjernet og ekstrahert med dietyleter. De organiske lag ble kombinert og uttømmende ekstrahert med mettet natriumbikarbonat. Bikarbonatløsningene ble kombinert, surgjort med 10% saltsyre, og grundig ekstrahert med dietyleter. Dietylete-rekstrakten ble kombinert, vasket med mettet natriumklorid, og tørket over vannfri natriumsulfat. Konsentrasjonen av den tørre løsning ( in vacuo) ga 4,5 g (68%) 3,4-metylendioksysalisylsyre i form av et beige fast stoff. Infrarød (IR) spektroskopi (tynn film): 2869,2351,1637,1478,1442,1419,1240,1194,1124,1036, 930, 854 og 692 cm-<1 >3,4-metylendioksysalisylsyre ble også syntetisert ved den følgende alternative fremgangsmåte. Sesamol (7,00 g; 50,7 mmol), karbontetraklorid (10,0 g; 65,0 mmol), kopperpulver (20 mg), og 30 ml 48% (vekt/volum) natriumhydroksidløsning ble blandet ved romtemperatur og deretter oppvarmet under tilbakeløp i 8 timer. Den basiske løsning ble behandlet som i det foregående for å gi 5,0 g (53%) av salisylatet som et beige fast stoff.

4,5-metylendioksysalisylsyre (2,215 g; 12,17 mmol) fra en av de to prosedyrer som er beskrevet i det foregående ble suspendert i 25 ml CH2CI2, til hvilket ble tilsatt 2,06 g (4,6% overskudd) karbonyldiimidazol. Karbondioksid ble utviklet og løsningen ble hurtig homogen. Etter 4,5 timer, ble løsningen av aktivert salisylat tilsatt, under omrøring, i løpet av en fem minutters periode til 1,65 g (ca. 2 ekvivalenter) etanolamin i 30 ml CH2CI2, noe som forårsa-ket at en mørk olje adskilte seg fra løsningen. Reaksjonen ble kvalt ved tilsats av 1,4 ml (2 ekvivalenter) eddiksyre, og det resulterende N-hydroksyetylsalisylamid ble renset ved silikagel kromatografi. Produktet (forbindelse li) ble eluert med heksan/etylacetat/etanol (40/66/4) fulgt av et biprodukt som utgjorde 175 mg. Hovedproduktfraksjonene ble konsentrert i en rotasjonsinndamper og fortynnet med petroliumseter. Det resulterende hvite, flokku-lente precipitat ble oppsamlet ved filtrering og tørket in vacuo. Utbyttet fra den første inn-høsting var 2,06 g. En andre innhøsting ga 115 mg, eller et totalt utbytte på 79%. Smp = 140,8-142,0°C; UV/synlige Spektra: nøytral form (PhOH) Ymax = 318 nm: ionisert form (PhO" )Ymax = 342 nm. IR (KBr): -OH og -NH-strekk ved 3410 og 3360 cm"1; amidkarbonyl ved 1640 og 1610 (sterk) cm"<1>. 'HNMR (200 MHz; CDCl3/d6DMSO): 8 12,89 (1H, s); 7,7 (1H, br s); 7,212 (1H, s); 6,426 (1H, s); 5,944 (2H, s); 4,245 (1H, t, J = 6 Hz); 3,75 (2H, m); og 3,53 ppm (2H, m) downfield fra tetrametylsilan (TMS).

2-(2-hydroksy-4,5-metylendioksybenzamido)etanol (8,9 g; 40 mmol) ble suspendert i 320 ml tørr kloroform, til hvilket trimetylorthoformat (32 ml, 290 mmol) og maursyre (7,8 ml, 170 mmol) ble tilsatt. Suspensjonen ble oppvarmet til tilbakeløp i 2,5 time for fortynnet med etylacetat. Den fortynnede løsning ble vasket med en natriumbikarbonatbuffer (pH 10), fulgt av en mettet natriumkloirdløsning og til slutt over vannfri natriumsulfat. Løsningen ble inn-dampet på silikagel og renset ved multiple flashkromatografitrinn på silikagel (etylacetat/heksan =1:1 eller dietyleter/heksan = 9:1). Påfølgende isolering av mellomliknende bi-produkter og behandling med maursyre fra totalt 4,78 g (51%; etter omkrystallisering fra metylenklorid/dietyleter) av (R,S)-7,8-dihydro-5aH, 10H-l,3-dioksolo [4,5-g]oksazolo[2,3-b][l,3]benzoksazin-10-on med smp = 152-153 °C. IR (tynn film): 2899,1667,1460,1420, 1260,1117,1034 og 926 cm_1.l 'HNMR (500 MHz; CDCI3): 8 7,27 (1H, s), 6,53 (1H, s), 6,18 (1H, s), 6,015 (2H, AB kvartett), 4,30 (1H, td, J = 7 & 1,2 Hz), 4,22-4,28 (1H, m), 4,20 (1H, ddd, j = 10, 7 & 1,4 Hz), og 3,55-3,60 ppm (1H, m).

Eksempel 2

8, 9- dihvdro- 6aH. llH- 1. 4- dioksanr2. 3- g1oksazolor2. 3- biri. 31benzoksazin- ll- on( 2) Syntese ble begynt med fremstilling av 4,5-etylendioksysalisylsyre fra 6-hydroksy-l,4-benzodioksan og karbondioksid ifølge den prosedyre som er beskrevet i det foregående i me-tode 1, med den modifikasjon at 95% natriumhydrid ble benyttet, trykket av karbondioksid var 6.200 kPa, og temperaturen var 245°C. Produktsyren ble oppnådd i form av et beige fast stoff i 52% utbytte. Gjær (tynn film): 3072,2975,2876,2656,2546,1680,1573,1415, 1299,1258,1186,1061, 897, og 747 cm-<1>.

4,5-etylendioksysalisylsyre ble konvertert til (R,S)-8,9-dihydro-6aH, 11H-1,4-dioksan[2,3-g]oksazolo[2,3-b][l,3]benzoksazin-l 1-on ved den prosedyre som er beskrevet i det foregående i eksempel 1 for å gi et hvitt fast stoff. Smp = 215-216 °C. IR (tynn film): 2899,1670,1626,1470,1306,1121,1062 og 929 cm-1. 'HNMR (200 MHz; CDCI3): 8 7,40 (1H, s), 6,56 (1H, s), 6,17 (1H, s), 4,1-4,5 (7H, m) og 3,5-3,8 ppm (1H, m).

Eksempel 3

7. 8- dihvdro- 2, 2- dimetvI- 5aH. 1OH- 1. 3- dioksolor4. 5- g1oksazolor2. 3- b1 W Jlbenzoksazin-10- on ( e)

2,2-dimetyl-5-hydroksybenzo[l,3]dioksol ble behandlet med karbondioksid til frembringelse av den tilsvarende salisylsyre som beskrevet i eksempel 2 i det foregående og ble oppnådd i 41% utbytte i form av et beige fast stoff. Salisylsyren ble konvertert til (R,S)-7,8-dihydro-2,2-dimetyl-5aH, 10H-l,3-dioksolo[4,5-g]oksazolo[2,3-b][l,3]benzoksazin-10-on som beskrevet i eksempel 2 i det foregående for å gi ete hvitt fast stoff med smp = 212-214°C. IR (tynn film): 1664,1466, 1415,1266,1117,1062, 983 og 743 cm"<1>. <1>HNMR (200 MHz; CDC13): 5 7,18 (1H, s), 6,44 (1H, s), 6,17 (1H, s), 4,1-4,4 (3H, m), 3,4-3,8 (1H, m) og 1,69 ppm (6H, s).

Eksempel 4

7. 8- dihvdro- 5aH. 10H- 1. 3dioksolor4. 5- g1tiazolor2. 3- bin. 31benzoksazin- 10- on ( 4) Syntese av tittelforbindelsen ble gjennomført som i eksempel 1 bortsett fra at aminoetanetiol (generert in situ fra saltsyresaltet ved virkningen av 3 ekvivalenter trietylamin) ble satt inn for aminoetanol for å gi et hvitt fast stoff med smp = 149-150°C. IR (tynn film): 2899,1670, 1626,1470,1420,1306,1121,1062 og 929 cm"1. *HNMR (200 MHz; CDC13): 8 7,29 (1H, s), 6,49 (1H, s), 6,46 (1H, s), 6,015 (2H, s), 4,66 (1H, ddd, J = 12,0,6,0 & 1,1 Hz), 3,66 (1H, td, J = 11,4 & 5,9 Hz), 3,33 (1H, td, J = 11,4 & 5,9 Hz), og 2,94 ppm (1H, ddd, J = 12,0, 5,9 & 1,1 Hz).

Eksempel 5

7. 8- dihvdro- 7- metvl- 5aH. 10H- 1. 3- dioksolor4, 5- g1oksazolor2. 3- bin. 31benzoksazin- 10- on £51

4,5-metylendioksysalisylsyre ble aktivert ved hjelp av karbonyldiimidazol i metylenklorid og kombinert med l-amino-2-propanol i det vesentlige på samme måte som for eksempel 1 i det foregående. En sur kvelning og påfølgende rensing ved hjelp av flash kromatografi (Si02) ved anvendelse av (1:1) heksan-etylacetat ga l-(2-hydroksy-4,5-metylendioksybenzamido)-2-propanol som et voksaktig hvitt fast stoff i 67% utbytte. l-(2-hydroksy-4,5-metylendioksybenzamido)-2-propanol (440 mg; 1,8 mmol) ble suspendert i 15 ml tørr kloroform, til hvilket 2,0 ml (18 mmol) trimetylortoformat og 0,75 ml (16 mmol) maursyre ble tilsatt. Reaksjonsblandingen ble oppvarmet til tilbakeløp i 2 timer, konsentrert in vacuo på silikagel, og grenset ved flash kromatografi (SiCh) ved anvendelse av (3:1) heksan-etylacetat for å gi 259 og 61 mg av hhv. første og andre diasteriomere fraksjoner, og 68 mg uadskilt materiale for et totalt utbytte på 85%.

Fraksjon 1: Smp = 148-150°C. IR (tynn film) 1677,1472,1433,1269,1120 og 1048 cm"1.

'H NMR (300 MHz; CDCI3): 8 7,26 (1H, s), 6,52 (1H, s) 6,18 (1H, s) 6,00 (2H, AB kvartett), 4,55-4,65 (1H, m), 4,23 (1H, dd, J=3,l & 6,4 Hz), 3,13 (1H, t, J=6 Hz), og 1,46 ppm (3H, d, J=4 Hz).

Fraksjon 2: Smp = 105-106°C. IR (tynn film): 1672,1467,1424,1263,1123 og 1035 cm"<1>.

'H NMR (300 MHz; CDCI3): 8 7,26 (1H, s), 6,52 (1H, s) 6,19 (1H, s) 6,01 (2H, AB kvartett), 4,60-4,71 (1H, m), 3,79-3,83 (1H, m), 3,72-3,77 (1H, m), og 1,47 ppm (3H, d, 4,8 Hz).

Eksempel 6

7. 8- dihvdro- 8- metvl- 5aH. 10H- l. 3- dioksolor4. 5- g1oksazolor2. 3- bl Tl. 31benzoksazin- 10- on 16]

4,5-metylenedioksysalisylsyre ble aktivert ved karbonyldiimidazol i metylenklorid og kombinert med 2-amino-l-propanol i det vesentlige på samme måte som for eksempel 1 i det foregående. En sur kvelning og påfølgende bremsing ved flash kromatografi (Si02) ved anvendelse av (1:1) heksan-etylacetat gav 2-(2-hydroksy-4,5-metylendioksybenzamido)-l-propanol i form av et voksaktig fast stoff i 52% utbytte.

2- (2-hydroksy-4,5-metylendioksybenzamido)-l-propanol ble behandlet med trimetylortoformat og maursyre som eksempel 5 i det foregående for å gi en fargeløs olje (84% utbytte), som stivnet til et glass. IR (tynn film): 1670,1630,1466,1418,1262,1124 og 1033 cm"

'. *H NMR (300 MHz; CDC13): 8 7,25 (1H, s), 6,51 (1H, s) 6,23 (1H, s) 6,00 (2H, AB kvartett), 4,54 (1H, p, J=l,8 Hz), 4,36 (1H, dd, J=3 & 6 Hz), 3,92 (1H, J=6 Hz), og 1,40 ppm (3H, d, J=6 Hz).

Eksempel 7

8. 9- dihvdro- 5aH. 7H. 10H- 1. 3- dioksolor4. 5- giri. 31oksazinor2. 3- bin. 31benzoksazin- ll- on rn

4,5-metylendioksysalisylsyre ble aktivert ved hjelp av karbonyldiimidazol i metylenklorid og kombinert med 3-aminopropanol i det vesentlige på samme måte som for eksempel 1 i det foregående. En sur kvelning og påfølgende rensing ved hjelp av flash kromatografi (SiCh) ved anvendelse av (1:1) heksan-etylacetat ga 3-(2-hydroksy-4,5-metylendioksybenzamido)-l-propanol i form av et voksaktig hvitt fast stoff i 64% utbytte.

3- (2-hydroksy-4,5-metylendioksybenzamido)-l-propanol ble behandlet med trimetylortoformat og maursyre som i eksempel 5 i det foregående for å gi et hvitt fast stoff i 78% utbytte med transisjoner ved 162-168°C (glass) og 174-175°C (smelte). IR (tynn film): 1659, 1464,1283,1263,1155,1036,1014og934cm"<1>. 'HNMR(300MHZ; CDC13)87,31 (1H, s), 7,49 (1H, s), 6,08 (1H, s), 6,00 (2H, AB kvartett), 4,60-4,80 (1H, ddm, J=5,2 & 13,5 Hz), 4,15-4,30 (1H, dm, J=ll,9 Hz), 3,99 (1H, td, 3,3 & 11,6 Hz), 2,95-3,10 (1H, td, 4,1 & 13 Hz), 1,90-2,10 (1H, m), og 1,50-1,65 ppm (1H, m).

Eksempel 8

7, 8- dihvdro- 5a- metvl- 10H- 1. 3- dioksolor4. 5- gloksazolor2. 3- biri. 31benzoksazin- 10- on ( 8) 4,5-metylendioksysalisylsyre (0,472 g: 2,59 mmol) ble suspendert i 8 ml tørr kloroform til hvilket var tilsatt 0,476 g (4,00 mmol) tionyl klorid. Reaksjonsblandingen ble oppvarmet ved tilbakeløp i 3 timer, under hvilken tid suspensjonen ble til en mørk løsning. Løsningen ble tillatt å avkjøles til omgivningstemperatur og løsningsmiddelet og oppskrudd av tionylklorid ble fjernet in vacuo. Inndampingsresten ble oppløst i 8 ml metylenklorid og 0,392 g (4,60 mmol) 2-metyl-2-oksazolin ble tilsatt dråpevis. Løsningen ble omrørt i 1 time og deretter konsentrert på silikagel for påfølgende rensing ved hjelp av kolonnekromatografi (heksan/etylacetat = 2:1) for å gi 0,500 g ubearbeidet produkt. Produktet ble omkrystallisert fra etylacetat/heksan (1:10) for å gi 0,392 g (64% utbytte) hvitt krystallinsk fast stoff med smel-tepunkt 132-133°C. IR (tynn film): 1659,1629,1454,1376, og 1267 cm"1. !H NMR (500 MHz; CDC13) 8 7,28 (1H, s), 6,48 (1H, s), 6,00 (2H, AB kvartett), 4,27 (1H, dd, J=10,5 & 5,6 Hz), 4,17 -4,23 (1H, m), 4,05-4,13 (1H, m), 3,55 (1H, td, J=10,6 & 6,5 Hz), og 1,59 ppm (3H, s).

Eksempel 9

Fysiologisk testing

De fysiologiske effekter av forbindelser i samsvar med oppfinnelsen kan testes in vitro med

snitt av rotters hippocampus i samsvar med følgende prosedyre. Eksitatoriske responser (felt EPSPer) måles i hippocampale snitt, hvilke holdes i et registreringskammer som kontinuerlig perfuseres med kunstig cerebrospinalvæske (ACSF). I løpet av et 15 - 30 minutters intervall, byttes perfusjonsmediet til et som inneholder ulike konsentrasjoner av testforbindelsene.

Responser som innsamles umiddelbart før og ved avslutningen av medisinperfusjonen ble lagt over hverandre med sikte på å beregne både den prosentvise økning i EPSP amplitude og pro-sentvis øking i bredden av responsen ved en halvdel av topphøyden (halvbredde). En økning i et av målene, d.v.s. av amplituden eller halvbredden, kan benyttes som en indikator på gunstig terapeutisk aktivitet.

For å gjennomføre disse tester, ble hippocampus fjernet fra anestiserte, 2 måneder gamle Sprague-Dawley rotter og vevssnitt (400 mikrometer tykt) ble fremstilt og holdt i et grense-snittkammer ved 35°C ved anvendelse av konvensjonelle teknikker [se eksempelvis Dunwid-die og Lynch, J. Physiol. 276:353-367 (1978)]. Kammeret ble konstant perfusert ved 0,5 ml/minutt med ACSF som inneholdt (i mM): NaCl 124, KC13, KH2P04 1,25, MgS04 2,5, CaCl2 3,4, NaHCCh 26, glukose 10 og L-askorbat 2. En bipolar nikrom stimulerende elektrode ble posisjonert i det dendrittiske lag (stratum radiatum) av det hippocampale delområdet CA1 nær inntil grensen for delområdet CA3.

Strømpulser (0,1 msek) gjennom den stimulerende elektrode aktiverte en populasjon av de Schaffer-kommissurale (SC) fibre, som oppstår fra nevroner i delområdet CA3 og terminerer i synapser på CA1 nevroners dendritter. Aktivering av disse synapser får dem til å frigjøre transmitter-glutamater. Glutamat bindes til de post synaptiske AMPA-reseptorer som så for-bigående åpner en tilknyttet ionekanal og tillater en natriumstrøm å komme inn i den postsynaptiske celle. Denne strøm resulterer i en spenning i det ekstra cellulære rom (det felt-eksitatoriske ppst-synaptiske potensial eller felt-"EPSP") som registreres av en høy impedans registrerende elektrode som er posisjonert i midten av det stratum radiatum som tilhører CA1.

For de eksperimenter som er oppsummert i tabell 1, ble intensiteten av den stimulerende strøm justert til å frembringe halvveis maksimale EPSPer (typisk ca. 1,5- 2,0 mV). Parede stimuleringspulser ble gitt hver 40 sekund med et impulsinterval på 200 msek (se i det føl-gende). Felt EPSPene til den andre respons ble digitalisert og analysert til bestemmelse av amplituder, halvbredde og responsareal. Dersom responsene var stabile i 15 - 30 minutter (grunnlinje) ble testforbindelser tilsatt til perfesjonsslangene i løpet av en periode på ca. 20 minutter. Perfusjonen ble deretter endret tilbake til vanlig ACSF.

Paret pulsstimulering ble benyttet fordi simulering av SC-fibrene delvis aktiverer internevro-ner som genererer et inhibitorisk postsynaptisk potensial (IPSP) i de pyramidale celler til CA1. Denne fremoverføde-IPSP (feed forward IPSP) settes typisk inn etter at EPSP når sin topp. Den akselererer repolariseringen og forkorter dempingsfasen for EPSP, og kunne således delvis maskere effektene av testforbindelsene. Et av de relevante trekk ved fremoverfø-de-IPSP er at den ikke kan reaktiveres i løpet av flere hundre millisekunder etter en stimule-ringspuls. Dette fenomen kan benyttes med fordel for å eliminere IPSP ved å avlevere parede pulser som er separert med 200 millisekunder og ved anvendelse av den andre ("primede") respons til data analyse.

Det felt-EPSP som registreres i felt CA1 etter stimulering av CA3 axoner er kjent for å formidles av AMPA-reseptorer: reseptorene er tilstede i synapsene [Kessler et al., Brain Res. 560:337-341 (1991)] og medisiner som selektivt blokkerer reseptoren blokkerer selektivt felt-EPSP [Muller et al., Science 242:1694-1697 (1988)]. Aniracetam øker den gjennomsnittlige åpne tid for AMPA-reseptor-kanalen og øker som forventet fra dette amplituden for den synaptiske strøm og forlenger dennes varighet [Tang et al., Science 254:288-290 (1991)]. Disse effekter speiles i felt-EPSP, som rapportert i litteraturen [se eksempelvis Staubli et al., Psychobiology, supra; Xiao et al., Hippocampus supra; Staubli et al., Hippocampus 2:49-58

(1992)]. Liknende resultater har vært rapportert for tidligere beskrevne benzamidderivater av aniracetam [internasjonal søknadsnummer WO 94/02475].

Forbindelser ifølge oppfinnelsen ble assayert i det fysiologiske testsystem som er beskrevet i det foregående, med de resultater som er presentert i tabell 1 i det følgende. Den første datakolonne viser konsentrasjonen av hver testforbindelse fra et representativt eksperiment som frembrakte økningen i EPSP-respons (noe som resulterte fra økede AMPA-reseptorstrømmer) som er oppgitt i den andre datakolonne i form av den prosentvise økning i amplitude for EPSP-responsen. Forbindelsen ifølge oppfinnelsen frembringer doseavhengige økninger og er effektive ved konsentrasjoner så lave som 5|aM. I tabell 1 er det også inkludert resultater for det ringåpne amid-mellomprodukt (forbindelse li) som fører til forbindelse 1 (se eksempel 1), og tre analoge forbindelser som inneholder CH2 i posisjon Z (forbindelser lc, 2c og 7c).

En forbindelsesevne til å produsere en økning i EPSP-responsen har vært en pålitelig predikator for evnen til å forbedre hukommelse i den 8-armede radiale labyrintoppgave. Den siste kolonne i tabell 1 beskriver terskeldosen for forbedring av hukommelse i rotter som ble testet i et læringsparadigme ved anvendelse av en 8-armet radial labyrint som beskrevet i Staubli et al., PNAS 91:11158-1162 (1994). En gradert dose-respons produseres i testen med atferdsmessig oppgave, som illustrert i figur 1 for forbindelse 1. Alle data i figur 1 ble oppnådd ved anvendelse av den samme gruppe på ti rotter. På alternerende dager, ble rottene gitt en enkelt dose av bærer (salin) eller medisin (forbindelse 1), hvoretter rottene ble testet i labyrintoppga-ven. Med andre ord ble bærer alene administrert til gruppen på dag 1, 3 og 5, og forbindelse ved en utvalgt dosering ble administrert på dagene 2 og 4. Resultatene representerer de gjennomsnittlige feilforhold som er observert (antall korrekt før første feil på venstre side av figur, totalt antall feil på høyre side av figur) for gruppen ved en gitt dosering av forbindelse i gjen-nomsnitt fra dagene 2 og 4 (venstre hånds stolpe i hvert datapar). Feilstolper indikerer stan-dardavviket for gjennomsnittet (SEM). Stjernene (<*>) i figuren indikerer data hvori p<0,05 ved den parede t-test.

Det er bemerkelsesverdig at innsettingen av et hetroatom, slik som oksygen eller svovel, i stedet for en metylengruppe i Z posisjon tildeler øket potensiale i både EPSP-respons og labyrint-essays (sammenlign forbindelser 1,2 og 7 med hhv. lc, 2c og 7c i tabell 1).

+ Minimum effektiv dose; "karbon ytterst til venstre er forbundet med amid nitrogen og karbon ytterst til høyre er forbundet med Z; <**> NT = ikke testet; <*> inkludert for sammenlikning med forbindelser ifølge den foreliggende oppfinnelse.

Eksempel 10

Enantiomer atskillelse av benzoksaziner

Prøver av benzoksaziner kan adskilles på en kiral stasjonær fasekolonne (Daicel Chiralpak

AD colurnn) ved anvendelse av HPLC. Som et ikke begrensende eksempel, ble forbindelse 1 (225 mg) oppløst i 0,9 ml etanol med oppvarming og sonisering. Prøven ble påført til kolonnen mens en mobil fase som besto av 70:30 etanol/heksan strømmet med 1 ml/minutt. Etter at hele prøven hadde blitt påført til kolonnen, ble strømningshastigheten økt til 3 ml/minutt. Etter 35 minutter ble den mobile fase endret til 70:30 2-propanol/heksan og etter 55 minutter til 80:20 2-propanol/heksan. Den første enantiomer eluerte med en tilbakeholdelsestid på ca.

61 minutter og den andre etter ca. 82 minutter. Materiale fra den første fraksjon ble krystalli-sert fra metylenklorid og dietyleter for å gi 103 mg (91% gjenvinning). Den andre enantiomer ble på liknende måte gjenvunnet og omkrystallisert. De absolutte konfigurasjoner av de adskilte enantiomerer ble ikke bestemt. De adskilte enantiomerer av forbindelse 1 ble testet ved de fremgangsmåter som er beskrevet i eksempel 9. Resultatene er vist i tabell 2 i det følgende.

Selv om oppfinnelsen har vært beskrevet i detalj under henvisning til bestemte utførelsesfor-mer, skal dette oppfattes dithen at forskjellige variasjoner og modifikasjoner kan utføres uten avvik fra ideen ifølge oppfinnelsen.

Claims (20)

1. Forbindelse, karakterisert ved strukturen hvori: X<1> og X<2> uavhengig utvelges fra H, NR<3>2, -OR<4>, og -CH2OR<4>; eller X<1> og X<2> samlet sett er-OCR<5>20-, -OCR<5>2CR<5>20-, eller-OCR<5>=CR<5>0-, eller X<1> og X<2> samlet sett er -N=CR<6>CR<6>=N, eller X<1> og X<2> samlet sett er -N=CR<3>NR<3->; eller X<1> og X<2> samlet sett er =N-0-N= eller =N-S-N=; eller X<1> og X<2> samlet sett er -0-CR<3>=N-;Z er O, NR7 eller S; hver forekomst av R<1> er uavhengig H, C1-C6 alkyl, eller C1-C3 fluoralkyl, hver forekomst av R er uavhengig H, halogen, cyano, hydroksy, C1-C6 alkoksy, C1-C3 fluoralkoksy, tiol, C1-C6 alkyl, C1-C3 fluoralkyl, C2-C6 alkoksyalkyl, C6-Ci2 aryl, C3-Ci2 hetroaryl, C7-C12 arylalkyl, C4-Ci2 hetroarylalkyl, C6-Ci2aryloksy, C7-C12 aryloksyalkyl, C7-Ci2 arylalkoksy, C4-Ci2 hetroarylalkoksy: hver forekomst av R<3> og R<7> er uavhengig H, C1-C6 alkyl, C1-C3 fluoralkyl, C7-C12 arylalkyl eller C4-C12 hetroarylalkyl; hver forekomst av R<4> er avhengig av H, C1-C6 alkyl, C1-C3 fluoralkyl, C2-C6 alkoksyalkyl, C7-Ci2 arylalkyl, C4-Ci2 hetroarylalkyl eller C7-Ci2 aryloksyalkyl; hver forekomst av R<5> er H, halogen, cyano, C1-C6 alkyl, C1-C3 fluoralkyl, C2-C6 alkoksyalkyl, C7-Ci2 arylalkyl, C4-Ci2 hetroarylalkyl eller C7-Ci2 aryloksyalkyl; hver forekomst av R<6> er H, cyano, hydroksy, C1-C6 alkoksy, C1-C6 alkyl, Ci-C3 fluoralkyl, C2-C6 alkoksyalkyl, C7-Ci2 arylalkyl, C4-Ci2 hetroarylalkyl, C6-Ci2 aryloksy, C7-Ci2 aryloksyalkyl, C7-Ci2 arylalkoksy eller C4-Ci2 heteroarylalkoksy; og n er 2, 3 eller 4.

2. Forbindelse i samsvar med krav 1, karakterisert ved at X<1> og X<2> samlet sett er -OCR<5>20- -0-CH2CR<5>20-; og n er 2 eller 3.

3. Forbindelse i samsvar med krav 1 eller 2, karakterisert ved at R<1> er H.

4. Forbindelse i samsvar med et av kravene 1 til 3, karakterisert ved atn er 2.

5. Forbindelse i samsvar med krav 1, karakterisert ved at X1 og X2 samlet sett er -N=CR<6>CR<6>=N; og n er 2 eller 3.

6. Forbindelse i samsvar med krav 5, karakterisert ved at R<1> er H.

7. Forbindelse i samsvar med krav 5 eller 6, karakterisert ved at n er 2.

8. Forbindelse i samsvar med krav 1, karakterisert ved at X1 og X2 samlet sett er =N-0-N= eller =N-S-N=; og n er 2 eller 3.

9. Forbindelse i samsvar med krav 8, karakterisert ved at X<1> og X<2> samlet sett er =N-0-N=; og R<1> er H.

10. Forbindelse i samsvar med krav 8 eller 9, karakterisert ved at ner 2. U.

Forbindelse i samsvar med krav 1, karakterisert ved at den har strukturen 7,8-dihydro-5aH, 10H, 1,3-dioksolo [4,5-g]oksazolo[2,3-b][l,3]benzoksazin-10-on.

12. Forbindelse i samsvar med krav 1, karakterisert ved at den har strukturen 8,9-dihydro-6aH, 11H, l,4-dioksan[2,3-g]oksazolo[2,3-b][l,3]benzoksazin-ll-on.

13. Forbindelse i samsvar med krav 11, karakterisert ved at den har strukturen 7,8-dihydro-2,2-dimetyl-5aH, 10H, l,3-dioksolo[4,5-g]oksazolo[2,3-b] [ 1,3]benzoksazin-10-on.

14. Forbindelse i samsvar med et av de foregående krav, karakterisert ved at den har et enantiomert overskudd på mer enn 80%. l$ t Fremgangsmåte til fremstilling av en forbindelse i samsvar med et av kravene 1 til 13, med et enantiomert overskudd på mer enn 80%, karakterisert ved at fremgangsmåten omfatter: påføring av en forbindelse med den struktur som er vist i krav 1 til en stasjonær kiral bærer, eluering av en første enantiomer av forbindelsen under valgte betingelser som er virksomme for å holde tilbake den andre enantiomer av forbindelsen på den kirale bærer inntil i det vesentlige alt av den første enantiomer har blitt eluert, og eventuelt eluere den andre enantiomer fra den kirale bærer, hvorved hver eluerte enantiomer tilveiebringes i et enantiomert overskudd på mer enn 80%.

Ifc Farmasøytisk preparat til anvendelse i behandling av et menneskelig subjekt, til forbed- ring av synaptisk respons som formidles av AMPA-reseptorer,karakterisert ved at preparatet omfatter en virksom mengde av en forbindelse med en struktur i samsvar med et av kravene 1 til 14.

J 7.

Farmasøytisk preparat til anvendelse i behandling av schizofreni, schizofreniform adferd, eller depresjon i et menneskelig subjekt i behov av slik behandling,karakterisert ved at preparatet omfatter en terapeutisk virksom mengde av forbindelsen med en struktur i samsvar med et av kravene 1 til 14.

Jgt Preparat i samsvar med krav 17 til anvendelse i det å formilde schizofreni eller chi- zofreniform adferd.

29. Preparat i samsvar med krav 17 til anvendelse i det å formilde depresjon.

20. Farmasøytisk preparat til anvendelse i det å styrke hukommelsen for et menneskelig subjekt, karakterisert ved at det omfatter en forbindelse i samsvar med et av kravene 1 til 14 i en mengde som er virksom i å øke varigheten eller nøyak-tigheten av subjektets hukommelse og/eller minsking i den mengde tid som behøves av subjektet for å lære en kognitiv, motorisk eller sansemessig oppgave.