作为选择性多巴胺D4受体配体的环庚三烯酮基哌嗪类 本发明涉及结合多巴胺D4受体的化合物，其制备方法及其治疗和药物筛选用途。
【发明背景】
结合神经传递质多巴胺的神经元细胞受体组成一组现在可以用重组DNA技术产生的至少五种结构上不同的蛋白质。这些技术已经被应用于构建在其膜中掺入多巴胺受体的细胞系，以提供可再生的均一的底物，用这种底物可以筛选化学库以鉴定潜在的CNS-活性药物。
最近的证据显著证明多巴胺受体在精神分裂症的病因学中分类为D4。已经说明能够干扰精神分裂症中存在的为通常六倍的该受体功能的化合物将用于治疗这种疾病(Seeman等人，《自然》(Nature),1993,365:441)。实际上，目前市场上的一些药物显示所需的D4受体活性的拮抗作用，并且以相对强的亲和力结合该受体。然而，由于其结构，这些药物与相关多巴胺受体，特别是D2受体类型也相互作用，这导致包括改变运动功能和心动过速在内的明显副作用。因此需要提供不仅对D4受体显示高度亲和力而且对D2受体显示相对低的亲和力的化合物。在本说明书中，这种希望的受体结合性质的组合被称为D4选择性。
目前市售地治疗涉及D4受体功能疾病的产品包括二苯并二氮杂，氯氮平，和二苯并氧氮，异洛沙平。分析两种产品结合多巴胺受体结合性质显示相对于结合D2受体，优先结合D4受体约10倍。类似地，两种产品结合D4受体具有大致相同的亲和力(Ki值约20 nM)。最近在科技文献中公开的其它产品显示类似的D4-D2选择性模式和D4亲和性值。
某些环庚三烯酮基哌嗪类作为多巴胺受体拮抗剂的用途，例如治疗帕金森氏综合征和其它相关疾病被公开在EP 034,894和相关科技文章中(参见Bagli,J.等人，《药物化学杂志》(J.Med.Chem.),1984,27:875和Bagli,J.等人，《(药物化学杂志》(J.Med.Chem.),1986,29:186)。
本发明目的是提供结合D4受体的化合物。
本发明目的是提供D4受体结合的化合物。
本发明另一个目的是提供特别是相对于D2受体，选择性结合D4受体的化合物。
本发明进一步的目的是提供包括作为活性成分的本发明化合物的药物组合物。
本发明另一个目的是提供有效治疗适于给药D4受体拮抗剂的医学症状如精神分裂症和焦虑的方法。
发明概述
本发明一方面提供式Ⅰ化合物、其立体异构体、溶剂化物，或可药用盐：
其中R1是H，卤，芳基或被一个或两个独立选自卤，C1-4烷基，C1-4烷氧基，硝基，三氟甲基，三氟甲氧基或氰基的基团取代的芳基；
R2是C4-9烷基；苯基或被一个或两个独立选自OH，氰基，卤，C1-4烷氧基，C1-4烷基，三氟甲基，三氟甲氧基，硝基或苯基的基团取代的苯基；萘基；与5或6员杂环稠合的苯基，香豆素部分
其中R3和R4独立选自H,C1-4烷基和C1-4烷氧基；或1,2-亚甲基二氧苯基；
条件是当R1是H时，R2不是苯基或3,4-二甲氧基苯基。
本发明另一方面提供包括拮抗D4受体刺激的有效量式Ⅰ和Ⅱ化合物及可药用载体的药物组合物；
其中R1独立地选自H，卤，芳基或被一个或两个独立选自H，卤，C1-4烷基，C1-4烷氧基，硝基，三氟甲基，三氟甲氧基或氰基的基团取代的芳基；
R5独立地选自C4-9烷基；苯基或被一个或两个独立选自OH，氰基，卤，C1-4烷氧基，C1-4烷基，三氟甲基，三氟甲氧基，硝基或苯基的基团取代的苯基；萘基；与5或6员杂环稠合的苯基，香豆素部分
其中R3和R4独立选自H,C1-4烷基和C1-4烷氧基；或1,2-亚甲基二氧苯基。
这实质上是式Ⅰ而没有条件。式Ⅱ被用作药物组合物。
本发明另一方面提供式Ⅰ和Ⅱ化合物用作D4受体拮抗剂治疗由抑制D4受体拮抗作用介导的医学症状，及在治疗精神分裂症和焦虑中的应用。
本发明进一步提供其中本发明的化合物在受体群中被用于区分D4受体与其它类型受体，特别是D2受体的分析方法。本发明的这些和其它方面将在以下更详细地描述。
详细描述和优选的实施方案
定义：
这里所用术语“C4-9烷基”指含有4-9个碳原子的直链烷基和含有6-8个碳原子的支链烷基并且包括戊基，己基，1-甲基己基等等。
这里所用术语“C1-4烷基”指含有1-4个碳原子的直链烷基和含有3-4个碳原子的支链烷基并且包括甲基，乙基，丙基，1-甲基乙基，丁基，1-甲基丙基等。1-甲基乙基和1-甲基丙基也分别称为异丙基和仲丁基。
这里所用术语“C1-4烷氧基”指含有1-4个碳原子的直链烷氧基和含有3-4个碳原子的支链烷氧基并且包括甲氧基，乙氧基，1-甲基乙氧基，丙氧基，丁氧基等。
这里所用术语“卤”指卤化物并且包括氟，氯，溴和碘。
这里所用术语“杂环”指5或6员饱和或不饱和环，其中杂环含有1-3个独立地选自氮、氧和硫的杂原子，并且包括1,3-间二氧杂环戊烯，噻吩，呋喃，吡咯，咪唑，吡唑，吡咯烷，吡咯啉，咪唑烷，吡唑烷，吡唑啉，吡喃，吡啶，吡嗪，嘧啶，哒嗪，哌啶，哌嗪，吗啉等。因此，“与5或6员杂环稠合的苯基”的一些实例是苯并噻吩，异苯并呋喃，苯并吡喃，吲哚，异吲哚，吲唑，异喹啉，喹啉，酞嗪，喹喔啉，喹唑啉，邻二氮萘，异苯并二氢吡喃，苯并二氢吡喃，二氢吲哚，异二氢吲哚等。
这里所用术语“芳基”指5或6员不饱和碳环系，其既可以是芳香环(如苯基)也可以是含有一个或两个氮原子，一个或两个氧原子，一个氮原子和一个氧原子，一个氮原子和一个硫原子，或一个硫原子的杂芳香环，包括但不限于噻吩，呋喃，吡咯，吡喃，吡啶，吡嗪，嘧啶，哒嗪，异噻唑，异噁唑，吡唑啉，和吡嗪。这些芳基可以在对其化学结构适当的情况下被一个或两个独立地选自卤，C1-4烷基，C1-4烷氧基，硝基，三氟甲基，三氟甲氧基和氰基的基团取代。优选的芳基是在其间位或对位被一个取代基取代的苯基。
术语“可药用盐”指对于预期的用途与患者的治疗相容的酸加成盐或碱加成盐。
“可药用酸加成盐”是由式Ⅰ代表的碱性化合物或其任何中间体的任何无毒有机或无机酸加成盐。形成适当盐的无机酸的实例包括盐酸，氢溴酸，硫酸和磷酸和酸式金属盐如正磷酸一氢钠和硫酸氢钾。形成适当盐的有机酸的实例包括一、二和三羧酸。这种酸的实例包括，例如乙酸，乙醇酸，乳酸，丙酮酸，丙二酸，琥珀酸，戊二酸，富马酸，苹果酸，酒石酸，柠檬酸，抗坏血酸，马来酸，羟基马来酸，苯甲酸，羟基苯甲酸，苯基乙酸，肉桂酸，水杨酸，2-苯氧基苯甲酸，对-甲苯磺酸和磺酸如甲磺酸和2-羟基乙磺酸。可以形成一或二酸盐，这种盐可以水合物，溶剂化物或基本上无水形式存在。一般地，这些化合物的酸加成盐在水和各种亲水性有机溶剂中易溶，与其游离碱形式比较通常具有更高的熔点。
“可药用碱加成盐”指式(Ⅰ)化合物或其任何中间体的无毒有机或无机碱加成盐。实例是碱金属或碱土金属氢氧化物如氢氧化钠，氢氧化钾，氢氧化钙，氢氧化镁或氢氧化钡；氨，和脂肪族、脂环族或芳香族有机胺如甲胺，三甲胺，和甲基吡啶。选择适当的盐是重要的以便其酯不被水解。这种选择适当盐的标准是本领域技术人员已知的。
“溶剂化物”指在晶格中掺入适当的溶剂分子的式Ⅰ化合物或式Ⅰ的可药用盐。适当的溶剂是要获得所需效果的溶剂化物的给药剂量基本上无毒。适当溶剂的实例是乙醇等。
术语“立体异构体”是指仅在空间原子取向不同的单个分子的所有异构体的一般性术语。其包括镜象异构体(对映异构体)，几何(顺/反)异构体，和具有超过一个手性中心彼此不是镜象的化合物的异构体(非对映异构体)。
术语“患者”指温血动物，例如大鼠，小鼠，狗，猫，豚鼠，和灵长类动物如人。
术语“治疗”指缓解症状，暂时或永久地消除引起症状的原因，预防或减慢所述疾病或症状的征兆出现。
术语“治疗有效量”指有效治疗所述疾病或症状的化合物的量。
术语“可药用载体”指无毒溶剂，分散剂，赋形剂，辅剂或为了使药物组合物，即能给药于患者的剂型形成，与活性成分混合的其它物质。这种载体的一个实例是通常用于非肠道给药的可药用油。
术语“精神分裂症”指精神分裂症，精神分裂症样的疾病，分裂情感性疾病和精神病，其中术语“精神病”涉及妄想，明显的幻觉，语无伦次或混乱或紧张型行为。参见Diagnostic and Statistical Manual of MentalDisorder,fouth edition,American Psychiatric Association,WashingtonD.C。
本发明涉及相对于多巴胺D2受体以选择性方式结合多巴胺D4受体的化合物。
在本发明的实施方案中，式Ⅰ和Ⅱ化合物包括其中R1是H及R2是C4-9烷基的那些化合物。
在本发明的一个具体实施方案中，式Ⅰ和Ⅱ化合物中R1为H及R2为正戊基。
在本发明另一个实施方案中，式Ⅰ和Ⅱ化合物包括其中R1是H及R2选自萘基，苯基，被一个或两个选自甲基，甲氧基，硝基，溴，氯，氟，三氟甲氧基，三氟甲基，苯基和氰基的基团取代的苯基及与5或6员杂环稠合的苯基的那些化合物。
在本发明一个具体的实施方案中，式Ⅰ和Ⅱ化合物包括其中R1是H和R2为以下基团的那些化合物：
4-甲基苯基；
4-三氟甲氧基苯基；
4-三氟甲基苯基；
4-硝基苯基；
3-氰基苯基；
3-三氟甲基苯基；
4-溴苯基；
3,5-二氟苯基；
2-氰基苯基；
2-氯苯基；
2-硝基苯基；
3-甲基苯基；
2-苯基苯基；
3-溴苯基；
3,5-二(三氟甲基)苯基；
3-硝基苯基；
4-氰基苯基；
3-甲氧基苯基；
2-萘基；
1,2-亚甲基二氧苯基；(优选的是，R2与其连接的亚甲基形成胡椒基)
4-氯苯基；及
3-氯苯基。
在本发明另一个实施方案中，式Ⅰ和Ⅱ化合物为其中R1是H及R2是如下所示的香豆素部分，R3和R4选自H和C1-4烷氧基的那些化合物。
本发明一个具体实施方案包括其中R1是H及R2是1-(6,7-二甲氧基香豆素)和1-(7-甲氧基香豆素)的式Ⅰ和Ⅱ化合物。
在本发明另一个实施方案中，式Ⅰ和Ⅱ化合物包括其中R1选自卤，芳基，和被一个或两个独立地选自H，卤，C1-4烷基，C1-4烷氧基，硝基，三氟甲基，三氟甲氧基和氰基的基团取代的芳基，R2选自C4-9烷基，萘基，苯基，被一个或两个选自甲基，甲氧基，硝基，溴，氯，氟，三氟甲氧基，三氟甲基，氰基和苯基的基团取代的苯基，与5或6员杂环稠合的苯基及如下所示的香豆素部分，其中R3和R4选自H和C1-4烷氧基。
在本发明更优选的实施方案中，式Ⅰ和Ⅱ化合物包括其中R1选自卤和在7-员环的碳7上连接的芳基及R2是被一个或两个选自甲基，甲氧基，硝基，溴，氯，氟，三氟甲氧基，三氟甲基，氰基和苯基的基团取代的苯基；或R2是萘基或与5或6员杂环稠合的苯基的那些化合物。
在本发明的具体实施方案中，式Ⅰ和Ⅱ化合物包括其中R1选自溴和7-员环的碳7上连接的噻吩基及R2选自1,2-亚甲基二氧苯基和被氯取代的苯基的那些化合物。
在本发明的具体实施方案中，式Ⅰ和Ⅱ化合物包括：
2-(4-苄基-1-哌嗪基)-2,4,6-环庚三烯-1-酮；
2-(4-胡椒基-1-哌嗪基)-2,4,6-环庚三烯-1-酮；
2-(4-己基-1-哌嗪基)-2,4,6-环庚三烯-1-酮；
2-[4-(3-甲氧基苄基)-1-哌嗪基]-2,4,6-环庚三烯-1-酮；
2-[4-(4-氰基苄基)-1-哌嗪基]-2,4,6-环庚三烯-1-酮；
2-[4-(4-甲基苄基)-1-哌嗪基]-2,4,6-环庚三烯-1-酮；
2-[4-(4-三氟甲氧基苄基)-1-哌嗪基]-2,4,6-环庚三烯-1-酮；
2-[4-(4-三氟甲基苄基)-1-哌嗪基]-2,4,6-环庚三烯-1-酮；
2-[4-(4-硝基苄基)-1-哌嗪基]-2,4,6-环庚三烯-1-酮；
2-[4-(3-氰基苄基)-1-哌嗪基]-2,4,6-环庚三烯-1-酮；
2-[4-(3-三氟甲基苄基)-1-哌嗪基]-2,4,6-环庚三烯-1-酮；
2-[4-(4-溴苄基)-1-哌嗪基]-2,4,6-环庚三烯-1-酮；
2-[4-(4-萘基-2-甲基)-1-哌嗪基]-2,4,6-环庚三烯-1-酮；
2-[4-(3,5-二氟苄基)-1-哌嗪基]-2,4,6-环庚三烯-1-酮；
2-[4-(2-氯苄基)-1-哌嗪基]-2,4,6-环庚三烯-1-酮；
2-[4-(3-甲基苄基)-1-哌嗪基]-2,4,6-环庚三烯-1-酮；
2-[4-(2-苯基苄基)-1-哌嗪基]-2,4,6-环庚三烯-1-酮；
2-[4-(3-溴苄基)-1-哌嗪基]-2,4,6-环庚三烯-1-酮；
2-{4-[3,5-二(三氟甲基)苄基]-1-哌嗪基}-2,4,6-环庚三烯-1-酮；
2-[4-(3-硝基苄基)-1-哌嗪基]-2,4,6-环庚三烯-1-酮；
2-[4-(3-氯苄基)-1-哌嗪基]-2,4,6-环庚三烯-1-酮；
2-[4-(4-氯苄基)-1-哌嗪基]-2,4,6-环庚三烯-1-酮；
7-溴-2-[4-(4-氯苄基)-1-哌嗪基]-2,4,6-环庚三烯-1-酮；
7-溴-2-(4-胡椒基-1-哌嗪基)-2,4,6-环庚三烯-1-酮；
2-(4-胡椒基-1-哌嗪基)-7-噻吩-2-基-2,4,6-环庚三烯-1-酮；
2-{4-[1-(6,7-二甲氧基香豆素)甲基]-1-哌嗪基}-2,4,6-环庚三烯-1-酮；和
2-{4-[1-(7-甲氧基香豆素)甲基]-1-哌嗪基}-2,4,6-环庚三烯-1-酮。
优选的提高D4效力的式Ⅰ和Ⅱ化合物如下：
2-(4-胡椒基-1-哌嗪基)-2,4,6-环庚三烯-1-酮；
2-(4-己基-1-哌嗪基)-2,4,6-环庚三烯-1-酮；
2-[4-(3-甲氧基苄基)-1-哌嗪基]-2,4,6-环庚三烯-1-酮；
2-[4-(4-氰基苄基)-1-哌嗪基]-2,4,6-环庚三烯-1-酮；
2-[4-(4-甲基苄基)-1-哌嗪基]-2,4,6-环庚三烯-1-酮；
2-[4-(4-三氟甲氧基苄基)-1-哌嗪基]-2,4,6-环庚三烯-1-酮；
2-[4-(4-三氟甲基苄基)-1-哌嗪基]-2,4,6-环庚三烯-1-酮；
2-[4-(4-硝基苄基)-1-哌嗪基]-2,4,6-环庚三烯-1-酮；
2-[4-(3-三氟甲基苄基)-1-哌嗪基]-2,4,6-环庚三烯-1-酮；
2-[4-(4-溴苄基)-1-哌嗪基]-2,4,6-环庚三烯-1-酮；
2-[4-(4-萘基-2-甲基)-1-哌嗪基]-2,4,6-环庚三烯-1-酮；
2-[4-(3-溴苄基)-1-哌嗪基]-2,4,6-环庚三烯-1-酮；
2-[4-(3-氯苄基)-1-哌嗪基]-2,4,6-环庚三烯-1-酮；
2-[4-(4-氯苄基)-1-哌嗪基]-2,4,6-环庚三烯-1-酮；
7-溴-2-(4-胡椒基-1-哌嗪基)-2,4,6-环庚三烯-1-酮；和
2-(4-胡椒基-1-哌嗪基)-7-噻吩-2-基-2,4,6-环庚三烯-1-酮。
特别优选的式Ⅰ和Ⅱ化合物包括：
2-(4-胡椒基-1-哌嗪基)-2,4,6-环庚三烯-1-酮；
2-[4-(3-甲氧基苄基)-1-哌嗪基]-2,4,6-环庚三烯-1-酮；
2-[4-(4-氰基苄基)-1-哌嗪基]-2,4,6-环庚三烯-1-酮；
2-[4-(4-溴苄基)-1-哌嗪基]-2,4,6-环庚三烯-1-酮；
2-[4-(4-三氟甲氧基苄基)-1-哌嗪基]-2,4,6-环庚三烯-1-酮；
2-[4-(4-三氟甲基苄基)-1-哌嗪基]-2,4,6-环庚三烯-1-酮；
2-[4-(4-硝基苄基)-1-哌嗪基]-2,4,6-环庚三烯-1-酮；
2-[4-(3-氯苄基)-1-哌嗪基]-2,4,6-环庚三烯-1-酮；
2-[4-(4-氯苄基)-1-哌嗪基]-2,4,6-环庚三烯-1-酮；
2-[4-(4-甲基苄基)-1-哌嗪基]-2,4,6-环庚三烯-1-酮；
7-溴-2-(4-胡椒基-1-哌嗪基)-2,4,6-环庚三烯-1-酮；和
2-[4-(4-萘基-2-甲基)-1-哌嗪基]-2,4,6-环庚三烯-1-酮。
最优选的式Ⅰ和Ⅱ化合物包括：
2-(4-胡椒基-1-哌嗪基)-2,4,6-环庚三烯-1-酮；
2-[4-(4-溴苄基)-1-哌嗪基]-2,4,6-环庚三烯-1-酮；
2-[4-(4-三氟甲基苄基)-1-哌嗪基]-2,4,6-环庚三烯-1-酮；
2-[4-(4-三氟甲氧基苄基)-1-哌嗪基]-2,4,6-环庚三烯-1-酮；
2-[4-(4-硝基苄基)-1-哌嗪基]-2,4,6-环庚三烯-1-酮；
2-[4-(4-氯苄基)-1-哌嗪基]-2,4,6-环庚三烯-1-酮；
7-溴-2-(4-胡椒基-1-哌嗪基)-2,4,6-环庚三烯-1-酮；和
2-[4-(4-萘基-2-甲基)-1-哌嗪基]-2,4,6-环庚三烯-1-酮。
式Ⅰ和Ⅱ化合物的酸加成盐由可药用酸最适宜地形成，并且包括，例如与无机酸如盐酸，硫酸或磷酸及有机酸如琥珀酸，马来酸，乙酸或富马酸形成的酸加成盐。其它非可药用盐例如草酸盐可用于例如实验室用式Ⅰ化合物的分离，或用于随后转化为可药用酸加成盐。本发明范围内还包括本发明的溶剂化物和水合物。
通过使用标准技术使给定化合物的盐转化为所需化合物的盐，其中将给定盐的水溶液用碱，例如碳酸钠或氢氧化钠溶液处理释放游离碱，然后将其用适当的溶剂，如乙醚萃取。将游离碱从水相中分离，干燥并用所需酸处理得到所需盐。
本发明化合物可通过类似本领域已知的方法制备。因此，本发明另一方面提供制备其中R1是H或卤的式Ⅰ和Ⅱ化合物或其盐，其溶剂化物或其水合物的方法，该方法包括以下两种可能的方法之一。第一种方法包括式A的试剂与式B的试剂：如EP 034,894所述在回流甲醇中偶合并且该方法可以在相应的试剂B通过合成或者商业方式得到时使用。
其中R1是H或卤的试剂(A)可以用已知技术合成，其中用甲基化试剂处理适当的环庚三烯酮(当R1是H时，参见Pietra,F.《化学综述》(Chem.Rev.),1973,73:293及当R1是卤时参见Takeshita,H.；Mori,A.《合成》(Synthesis),1986,578)。例如，用硫酸二甲酯和碳酸钾的丙酮处理环庚三烯酮。
试剂B的化合物是已知的、商业上可得到的或可用常规方法制备。例如，制备试剂B化合物的有用的方法描述在EP 034,894中。
式Ⅰ和Ⅱ化合物还可以通过式C的试剂：与式D的试剂：X=Cl,Br如本文所述在碱如碳酸钾的存在下在惰性有机溶剂如乙腈中偶合制备。其中R1是H和卤的试剂C化合物用已知技术合成，例如根据Bagli所述方法(《药物化学杂志》(J.Med.Chem.),1984,27:875)用哌嗪处理试剂A。试剂D可以从商业上获得或者可以用已知技术合成，例如用卤化试剂如CBr4和三苯膦(X=Br)或亚硫酰氯(X=Cl)处理相应的醇类。
其中R1是芳基或被一个或两个独立地选自H，卤，C1-4烷基，C1-4烷氧基，硝基，三氟甲基，三氟甲氧基和氰基的基团取代的芳基的式Ⅰ和Ⅱ化合物可从其中R1是卤的式Ⅰ和Ⅱ化合物利用标准钯催化的交叉偶合技术与适于交叉-偶合反应的金属-芳基化合物R1-M1(其中R1定义如上，M是连接在芳基的任何碳结上的选择性取代的金属取代基)反应制备。这种M基团的实例包括(烷基)3Sn-,(烷基)2B-,(HO)2B-,(烷氧基)2B-,Li,Cu，氯Zn或卤Mg。最优选的M基团是氯Zn。该反应在惰性溶剂中，和任选在碱，氯化锂和适当的催化剂存在下进行。适当的催化剂包括钯(Ⅱ)和钯(O)类如乙酸钯(Ⅱ)，氯化钯(Ⅱ)和四(三苯膦)钯(O)。优选的催化剂是四(三苯膦)钯(O)。适当的惰性溶剂包括乙腈，N,N-二甲基甲酰胺和四氢呋喃，四氢呋喃是优选的。该反应在温度25-100℃,优选50-100℃进行。式R1-M化合物可从其中Y是卤或三氟甲磺酸酯的试剂R1-Y，用标准金属化反应独立地或就地制备。例如，其中M是氯-Zn的化合物R1-M可就地在交叉偶合反应之前，通过用正丁基锂和氯化锌在四氢呋喃中在-78℃处理R1-Br制备。
本发明化合物的氯氮平类结合模式表明其作为可用作神经抑制药治疗各种涉及D4受体刺激的疾病，如治疗焦虑和精神分裂症的药物应用。因此，本发明另一方面提供用于治疗D4相关的医学症状的药物组合物，其中式Ⅱ化合物以有效拮抗D4受体刺激的量存在，其中包括可药用载体。式Ⅱ化合物是式Ⅰ包括的那些化合物，但是还包括其中R2是苯基或3,4-二甲氧基苯基的化合物。本发明另一方面提供治疗医学症状的方法，为此需要D4拮抗剂，该方法包括给患者使用有效拮抗D4受体刺激量的式Ⅱ化合物及可药用载体的步骤。
对于药物应用，本发明化合物可以标准药物组合物形式给药。因此本发明再一方面提供包括可药用载体和拮抗D4受体刺激有效量的式Ⅱ化合物或其可药用盐，溶剂化物或水合物的药物组合物。
本发明化合物可以通过常规途径给药，例如口服，非肠道，颊，舌下，鼻内，直肠或透皮给药，相应地制成药物组合物。
当口服时，作为活性成分的式Ⅰ和Ⅱ化合物及其立体异构体，溶剂化物，水合物，或可药用盐可以被制成制剂，如液体制剂，例如糖浆，悬浮液或乳液，或固体形式如片剂，胶囊和锭剂。液体制剂通常由化合物或其可药用盐的适当的可药用载体，如乙醇，甘油，非水溶剂，例如聚乙二醇，油类，或水的悬浮液或溶液，和悬浮剂，防腐剂，矫味剂或着色剂组成。片剂形式的组合物可以用适当的常规用于制备固体制剂的药物载体制备。这种载体的实例包括硬脂酸镁，淀粉，乳糖，蔗糖和纤维素。胶囊形式的组合物可以用常规包裹方法制备。例如，含有活性成分的丸剂可以用标准载体制备然后装入硬明胶胶囊中；或者用任何适当的药物载体，例如水性胶，纤维素，硅酸盐或油类制备分散液或悬浮液，然后将分散液或悬浮液装入软明胶胶囊中。
典型的非肠道组合物由化合物或其可药用盐的无菌水性载体或非肠道可接受的油类，例如聚乙二醇，聚乙烯吡咯烷酮，卵磷脂，花生油或芝麻油的溶液或悬浮液组成。或者，可以冻干该溶液，然后在给药前用适当的溶剂再配制。
用于鼻内给药的组合物可以被方便地制成气雾剂，滴剂，凝胶和粉剂。气雾制剂一般包括活性物质的生理上可接受的水性或非水溶剂的溶液或细悬浮液并且在密封容器中通常以单剂量或多剂量的无菌形式存在，该容器可以是筒式或再灌满与雾化装置一起使用。或者，这种密封容器是单一的分配装置如单剂量鼻内吸入器或一次性使用的配有计量阀的气雾剂分配器。如果这种剂型包括气雾剂分配器，其含有可以是压缩气体如压缩空气的推进剂或者有机推进剂如氟氯烃。这种气雾剂剂型也可以是泵-雾化器的形式。
适于颊或舌下给药的组合物包括片剂，锭剂，和软锭剂，其中活性成分与载体如糖，阿拉伯树胶，黄蓍胶，或明胶和甘油制成制剂。用于直肠给药的组合物方便地是含有常规栓剂基质如可可脂的栓剂。
这种组合物优选为单位剂型如片剂，胶囊或安瓿。适当的单位剂量，即治疗有效量可以在为需要使用选择的化合物的每种疾病适当设计的临床试验过程中确定，当然这种剂量将根据所需临床终点而变化。预期适于实施例化合物给药的剂量大小通常大致等于，或者略小于一般用于氯氮平的剂量大小。因此，用于口服给药的每个剂量单位可以含有1-500mg活性化合物，并且在开始和保持治疗中以适当的频率给药。
对于实验室用作配体，本发明化合物能够以用于再配制和使用的包装形式储存。本发明化合物可以用于在受体群中区分多巴胺受体和其它受体类型，例如谷氨酸和阿片样物质受体，特别是区分D4和D2受体。后者可以通过将D4受体和D2受体制剂与本发明的D4选择性化合物一起保温，然后将所得制剂与放射性标记的多巴胺受体配体，如3H-螺旋哌丁苯一起保温来完成。然后通过测定膜结合放射性的差异区分D2和D4受体，D4受体显示较小的放射性，即较弱的3H-螺旋哌丁苯结合。
在本发明另一个实施方案中，以标记形式提供化合物，如放射性标记形式，例如通过在其结构中掺入3H或14C或通过结合125I或123I标记。这种放射性标记的形式可以直接用于区分多巴胺D4和多巴胺D2受体。而且，通过测定试验配体替代本发明放射性标记化合物的能力可以探索本发明化合物的放射性标记形式以筛选更有效的多巴胺D4配体。
实施例1(a)2-(4-胡椒基-1-哌嗪基)-2,4,6-环庚三烯-1-酮
将2-甲氧基环庚三烯酮(1.36g,10.0mmol)(Pietra,F.《化学综述》(Chem.Review),1973,73:293)和1-胡椒基哌嗪(6.61g,30.0mmol)的甲醇(50.0mL)混合物回流16小时。冷却至室温后，真空除去溶剂。将剩余物经过用乙酸乙酯作洗脱剂的柱色谱分离。得到黄色油状标题化合物(1.24g,38％)。MS(FAB)325(M+1)。
以类似方法，制备下列其它化合物：
(b)从7-溴-2-甲氧基环庚三烯酮(Takeshita,H.Mori,A.《合成》(Synthesis),1986,578)制备7-溴-2-(4-胡椒基-1-哌嗪基)-2,4,6-环庚三烯-1-酮。
实施例2(a)2-(1-哌嗪基)-2,4,6-环庚三烯-1-酮乙酸盐
该化合物根据Bagli,J等人，《药物化学杂志》(J.Med.Chem.),1984,27:875方法从2-甲氧基环庚三烯酮和哌嗪制备。
以类似方法，制备下列其它化合物：
(b)7-溴-2-(1-哌嗪基)-2,4,6-环庚三烯-1-酮乙酸盐。
实施例3(a)2-[4-(3-甲氧基苄基)-1-哌嗪基]-2,4,6-环庚三烯-1-酮
将2-(1-哌嗪基)-2,4,6-环庚三烯-1-酮乙酸盐(0.171g,0.680mmol，实施例2a),3-甲氧基苄基氯(0.118g,0.750mmol)和碳酸钾(0.276g,2.00mmol)的乙腈(2.00mL)混合物在室温搅拌16小时。真空除去溶剂。将剩余物用二氯甲烷研制并过滤。真空浓缩滤液至干并将剩余物经过用乙酸乙酯：甲醇(9∶1)作洗脱剂的制备性薄层色谱分离。得到黄色油状标题混合物(0.095g,45％)；MS(FAB)311(M++1)。
以类似方法，制备下列其它化合物：
b)从1-溴己烷制备2-(4-己基-1-哌嗪基)-2,4,6-环庚三烯-1-酮，黄色油(51％)；MS(ES)275(M++1)。
c)从4-氰基苄基溴制备2-[4-(4-氰基苄基)-1-哌嗪基]-2,4,6-环庚三烯-1-酮，黄色固体(44％)；m.p.136-138℃；MS(FAB)306(M++1)。
d)从苄基溴制备2-[4-苄基-1-哌嗪基]-2,4,6-环庚三烯-1-酮。
e)从α-溴-对-二甲苯制备2-[4-(4-甲基苄基)-1-哌嗪基]-2,4,6-环庚三烯-1-酮；MS(FAB)295(M++1)。
f)从4-(三氟甲氧基)苄基溴制备2-[4-(4-三氟甲氧基苄基)-1-哌嗪基]-2,4,6-环庚三烯-1-酮；MS(FAB)365(M++1)。
g)从α’-溴-α,α,α-三氟二甲苯制备2-[4-(4-三氟甲基苄基)-1-哌嗪基]-2,4,6-环庚三烯-1-酮；m.p.111-113℃；HRMS(FAB):C19H19F3N3O的MH+计算值349.1529，实测值349.1528。
h)从4-硝基苄基溴制备2-[4-(4-硝基苄基)-1-哌嗪基]-2,4,6-环庚三烯-1-酮；m.p.108-110℃；HRMS(FAB):C18H19N3O3的MH+计算值326.1506，实测值326.1512。
i)从α-溴-间-甲苯腈制备2-[4-(3-氰基苄基)-1-哌嗪基]-2,4,6-环庚三烯-1-酮。
j)从α’-溴-α,α,α-三氟-间-二甲苯制备2-[4-(3-三氟甲基苄基)-1-哌嗪基]-2,4,6-环庚三烯-1-酮；MS(FAB)349(M+1)。
k)从4-溴苄基溴制备2-[4-(4-溴苄基)-1-哌嗪基]-2,4,6-环庚三烯-1-酮；m.p.122-124℃；MS(FAB)359(M++1)。
l)从2-(溴甲基)-萘制备2-(2-甲基-4-萘基-1-哌嗪基)-2,4,6-环庚三烯-1-酮；MS(FAB)331(M++1)。
m)从α-溴-3,5-二氟甲苯制备2-[4-(3,5-二氟苄基)-1-哌嗪基]-2,4,6-环庚三烯-1-酮。
n)从α-溴-邻-甲苯腈制备2-[4-(2-氰基苄基)-1-哌嗪基]-2,4,6-环庚三烯-1-酮。
o)从2-氯苄基溴制备2-[4-(2-氯苄基)-1-哌嗪基]-2,4,6-环庚三烯-1-酮。
p)从2-硝基苄基溴制备2-[4-(2-硝基苄基)-1-哌嗪基]-2,4,6-环庚三烯-1-酮。
q)从α-溴-间-二甲苯制备2-[4-(3-甲基苄基)-1-哌嗪基]-2,4,6-环庚三烯-1-酮。
r)从4-(溴甲基)-6,7-二甲氧基香豆素制备2-{4-[1-(6,7-二甲氧基香豆素)甲基]-1-哌嗪基}-2,4,6-环庚三烯-1-酮。
s)从4-(溴甲基)-7-甲氧基香豆素制备2-{4-[1-(7-甲氧基香豆素)甲基]-1-哌嗪基}-2,4,6-环庚三烯-1-酮。
t)从2-(溴甲基)联苯制备2-[4-(2-苯基苄基)-1-哌嗪基]-2,4,6-环庚三烯-1-酮。
u)从3-溴苄基溴制备2-[4-(3-溴苄基)-1-哌嗪基]-2,4,6-环庚三烯-1-酮。
v)从3,5-二(三氟甲基)苄基溴制备2-{4-[3,5-二(三氟甲基)苄基]-1-哌嗪基}-2,4,6-环庚三烯-1-酮。
w)从3-硝基苄基溴制备2-[4-(3-硝基苄基)-1-哌嗪基]-2,4,6-环庚三烯-1-酮。
x)从4-氯苄基溴制备2-[4-(4-氯苄基)-1-哌嗪基]-2,4,6-环庚三烯-1-酮；HRMS(FAB):C19H18ClN2O的MH+计算值315.1264，实测值315.1270。
y)从3-氯苄基溴制备2-[4-(3-氯苄基)-1-哌嗪基]-2,4,6-环庚三烯-1-酮；HRMS(FAB):C19H18ClN2O的MH+计算值315.1264，实测值315.1258。
z)从实施例2b的7-溴-2-(1-哌嗪基)-2,4,6-环庚三烯-1-酮和4-氯苄基溴制备7-溴-2-[4-(4-氯苄基)-1-哌嗪基]-2,4,6-环庚三烯-1-酮。
实施例4(a)2-(4-胡椒基-1-哌嗪基)-2,4,6-环庚三烯-1-酮，马来酸盐
2-(4-胡椒基-1-哌嗪基)-2,4,6-环庚三烯-1-酮(0.949g,2.92mmol，实施例1a)溶解在乙醚(15.0mL)中并加入马来酸(0.373g,3.22mmol)的甲醇(0.50mL)溶液。将所得混合物在室温搅拌16小时。过滤混合物得到黄色固体马来酸盐(1.09g,85％)；m.p.142-144℃；MS(ES)325(M+-C4H4O4)。
以类似方法，制备下列其它化合物的马来酸盐：
b)2-[4-(4-三氟甲氧基苄基)-1-哌嗪基]-2,4,6-环庚三烯-1-酮(实施例3f)；m.p.170-172℃；HRMS(FAB):C19H19F3N2O2(游离碱)的MH+计算值365.1523，实测值365.1477。
c)2-(2-甲基-4-萘基-1-哌嗪基)-2,4,6-环庚三烯-1-酮(实施例31)；m.p.170-172℃。
实施例52-(4-胡椒基-1-哌嗪基)-7-噻吩-2-基-2,4,6-环庚三烯-1-酮
在-78℃，向2-溴噻吩(1.0g,6.1mmol)的四氢呋喃(50mL)溶液中加入正丁基锂(在环己烷中1.6M,4.0mL)并将所得溶液搅拌5分钟。这时，加入ZnCl2(在THF中0.5M,2.0mL)并在2小时内将溶液温热至室温。然后向该反应混合物中加入四(三苯膦)钯(200mg)和7-溴-2-(4-胡椒基-哌嗪基)-2,4,6-环庚三烯-1-酮(300mg,0.74mmol，实施例1b)的乙酸盐的四氢呋喃(5mL)溶液并将所得混合物回流18小时。用饱和的氯化铵水溶液淬灭反应并用二氯甲烷(3×200mL)萃取产物。用硅胶色谱纯化粗产物得到深黄色油状标题混合物(50mg,50％)。
实施例6受体结合测定
根据与参考化合物氯氮平比较降低结合3H-螺旋哌丁苯的能力，评价实施例1和2的化合物结合D2和D4受体亲和力。试验化合物降低3H-螺旋哌丁苯结合的效力直接与其结合受体的亲和力相关。
D4受体制剂
将用人D4受体(D4.2亚型)稳定转染的HEK 298(人胚胎肾)细胞在NUNC细胞培养箱中在不更换培养基情况下培养5天(75％汇合)并用versene移出细胞(每细胞培养盘约19mg细胞)。然后用Sorval离心器以5000rpm(GS3转子)离心10分钟并在液氮中快速冷冻粒状沉淀并储存在-80℃直到在结合测定中使用。当在测定中使用时，将细胞在冰上融化20分钟，然后加入10ml培养缓冲液(50mM Tris,1mMEDTA,4mM MgCl2,5 mM KCl,1.5 mMCaCl2,120mMNaCl,pH 7.4)。然后将细胞涡旋以再悬浮粒状沉淀并用Kinematica CH-6010 Kriens-LU均化器在设置7均化15秒。用Pierce BCA试验测定受体蛋白的浓度。
D2受体制剂
将用人D2受体(短同种型)稳定转染的GH4C1(大鼠脑垂体)细胞在HAM’S F10培养基中在NUNC细胞培养箱中培养5天。向细胞中加入100μM ZnSO4(D2启动子是锌可诱导的)。16小时后，加入新鲜的培养基使细胞恢复24小时。用versine收集细胞，然后在Sorval离心器中，以5000rpm(GS3转子)离心10分钟。在液氮中快速冷冻粒状沉淀并储存在-80℃直到在结合测定中使用。当在测定中使用时，将细胞在冰上融化20分钟。每个细胞培养箱生产约72mg蛋白。加入10ml培养缓冲液至粒状沉淀中，将其涡旋，再悬浮并用Kinematica CH-6010 Kriens-LU均化器在设置7均化15秒。用Pierce BCA试验测定受体蛋白的浓度。
总螺旋哌丁苯结合测定
通过在96孔聚丙烯平板中(每孔1mL)将100μl(50μg蛋白)膜均化物加到300μl培养缓冲液和100μl(0.25nM最终浓度)3H-螺旋哌丁苯(90Ci/mmol Amersham(在硼硅酸盐玻璃小瓶中稀释))溶液中开始培养。涡旋该平板并在室温培养90分钟。用PackardHarvester过滤停止结合反应。在用0.3％聚乙烯亚胺(PEI)的50mMTris缓冲液(pH7.4)预浸2小时的玻璃纤维过滤平板(whatmanGF/B)上真空过滤样品。然后用7ml冰冷却的50mM Tris缓冲液(pH7.4)洗涤滤液6次。将过滤平板干燥过夜并加入35μlMicroscint-O(Packard)。密封该平板并用Packard Top Count计数(每孔3分钟)。
D4的非特异性结合测定
通过在96孔聚丙烯平板中(每孔1mL)将100μl(50μg蛋白)膜均化物加到200μl培养缓冲液，100μl3H-螺旋哌丁苯(90Ci/mmol Amersham(在硼硅酸盐玻璃小瓶中稀释至最终浓度0.25nM))和100μl(最终浓度30μM)新鲜的多巴胺(ResearchBiochemical Inc.，光保护的并且溶解在培养缓冲液中)溶液中开始培养。涡旋该平板并在室温培养90分钟，此时过滤停止结合反应。洗涤滤液并用与在上述总结合测定中所述相同方法计数得到非特异性结合值(NSB)。
D2的非特异性结合测定
该测定使用如D4的非特异性结合测定中相同的方法，只是用2μM(最终浓度)(-)舒必利(Research Chemicals Inc.)代替多巴胺。
替代结合测定
通过在96孔聚丙烯平板中(每孔1mL)将100μl(50μg蛋白)膜均化物加到200μl培养缓冲液，100μl(最终浓度0.25nM)3H-螺旋哌丁苯(90Ci/mmol Amersham(在硼硅酸盐玻璃小瓶中稀释))和100μl从溶解在DMSO中的1mM储存液制备的试验化合物溶液中开始培养并且储存在-20℃聚丙烯低温储存小瓶中直到在96孔聚丙烯平板中用培养缓冲液稀释。涡旋该平板并在室温培养90分钟，此时过滤停止结合反应。洗涤滤液并用与在上述总结合测定中所述相同方法计数得到替代结合值(BD)。
计算
将试验化合物开始在1和0.1μM测定，然后在选定的浓度范围内测定以便中间剂量将引起3H-螺旋哌丁苯结合的50％抑制。在没有试验化合物情况下的特异性结合(BO)是总结合(BT)减去非特异性结合(NBS)的差，类似地，特异性结合(在试验化合物存在下)(B)是替代结合(BD)减去非特异性结合(NBS)的差。从％B/B0对试验化合物的浓度的分对数-对数图的抑制响应曲线确定IC50。
通过Cheng和Prustoff转换公式计算Ki
Ki=IC50/(1+[L]/KD)其中[L]是在测定中使用的3H-螺旋哌丁苯的浓度，KD是在相同结合条件下单独测定的3H-螺旋哌丁苯的离解常数。
测定结果在下表中给出，其清楚地显示本发明化合物比氯氮平优异的D4选择性或结合亲和力。
D4亲和性和选择性实施例7功能测定
D4受体通过减少腺苷酸环化酶介导的环AMP的产生响应多巴胺和其它拮抗剂。通过下列方法测定特定试验化合物逆转腺苷酸环化酶的多巴胺抑制的能力。毛喉素被用于提高基础腺苷酸环化酶活性。
将稳定表达人D4.2受体的CHO Pro 5细胞铺在含有10％FCS(胎牛血清)和G418(Geneticen Disulfate)的DMEM(Dulbecco’s改艮的Eagle培养基)/F12(营养混合物F12(Ham))培养基的6孔平板中并且在37℃和CO2培养箱中培养。在用于测定前使细胞生长至约70％汇合。
拮抗剂测定
除去每孔中的培养基，将这些孔用无血清培养基(SFM)(DMEM/F12培养基)洗涤1次。将2ml新鲜SFM+IBMX培养基(含有0.5mM IBMX,3-异丁基-1-甲基黄嘌呤，0.1％抗坏血酸和10μM帕吉林的SFM)加到每孔中，然后在37℃及CO2培养箱中培养10分钟。培养后，除去SFM+IBMX培养基并且将新鲜的SFM+IBMX培养基分别加到含有下列之一的孔中：a)毛喉素(最终浓度10μM)；b)多巴胺和毛喉素(最终浓度均为10μM)；及c)试验化合物(10-4至10-6)，和多巴胺及毛喉素(最终浓度均为10μM)。从仅加入SFM+IBMX培养基的孔中测定基础腺苷酸环化酶活性。
将细胞在37℃及CO2培养箱中培养30分钟。培养后，从每孔中除去培养基，然后用1mL PBS(磷酸盐缓冲的盐水)洗涤1次。然后在4℃用1mL冷95％乙醇：5mM EDTA(2∶1)处理1小时。然后从每孔中刮出细胞并转移至各个Eppendorf管中。将管在4℃离心5分钟，并将上清液转移至新的Eppendorf管中。将粒状沉淀弃去并将上清液储存在4℃直到测定cAMP浓度。用Amersham Biotrak cAMPEIA试剂盒(Amersham RPN 225)通过EIA(酶-免疫测定)测定每个提取物以fmol/孔计量的cAMP含量。
测定多巴胺对毛喉素刺激的腺苷酸环化酶活性的总抑制(I0)是在毛喉素处理的细胞中cAMP的浓度(Cf)与多巴胺-毛喉素处理的细胞的浓度(Cd)的差。
I0=Cf-Cd
测定在没有拮抗剂存在下多巴胺对毛喉素刺激的腺苷酸环化酶活性的净抑制(Ⅰ)是在毛喉素处理的细胞中cAMP的浓度(Cf)与试验化合物，多巴胺和毛喉素处理的细胞的浓度(C)的差。
I=Cf-C
通过下列公式确定试验化合物逆转多巴胺抑制的能力(％逆转，％R)：
％R=(1-I/I0)X100 化合物 多巴胺作用的％逆转 1μM 10μM 氯氮平 6 58 2-(4-胡椒基-1-哌嗪基)-2,4,6-环庚三烯-1-酮 32 65 2-(4-己基-1-哌嗪基)-2,4,6-环庚三烯-1-酮 45 50
激动剂测定
向如上所述制备的稳定表达D4.2的CHO细胞中加入试验化合物和毛喉素(最终浓度10μM)。如上进行细胞培养，提取和测定cAMP的浓度。与仅用毛喉素处理的细胞(Cf)比较，试验化合物的激动剂活性将导致cAMP浓度的降低。但是没有观察到降低，因此试验化合物没有显示多巴胺激动剂活性。根据结构和生物功能相似性预测本发明的其它化合物也将显示多巴胺拮抗剂活性。