用于治疗抑郁的新1，4-二取代环己烷衍生物 【发明领域】
本发明针对用于治疗血清素影响的神经系统异常引起的疾病(如抑郁症和焦虑症)的化合物。更具体的，本发明针对用于治疗这些紊乱的1，4-二取代环己烷衍生物，其制备方法和含有它们的药物组合物。
【发明背景】
增强血清素(5-HT)的神经传递作用的药物用于治疗许多精神病性紊乱，如抑郁症和焦虑症。第一代非选择性影响血清素的药物以多种生理途径起作用，导致其具有许多不良副作用。最近的处方药物(选择性血清素再摄取抑制剂，SSRI)主要通过抑制在突触释放的5-HT起作用，通过突触前血清素运输载体将其从突触间隙积极除去。由于SSRI在施加其完全疗效前需要几周，该5-HT阻断机制不能充分展示其治疗作用。推测在观察到完全抗抑郁作用前，发生两周的诱导和5-HTlA自身受体有关，它抑制5-HT神经元的发放作用，阻碍了疗效。研究提示，施用SSRI几周后，发生5-HT自身受体的脱敏作用，在大多数病人中实现完全的抗抑郁作用(见例如，Le Poul等，Arch.Pharmacol.，352：141(1995))。因此，据信使用5HT1A拮抗剂克服该负反馈将大大增强并加速临床抗抑郁应答。Artigas等，神经科学潮流，19：378-383(1996)的最近研究提示，在一个分子中联合5-HT1A活性并抑制5-HT吸收可实现更强大和更快作用的抗抑郁效果。
本发明涉及一类新分子，它具有对5-HT1A自身受体起作用并和5-HT转运蛋白协同作用的能力。因此，这些化合物可能用于治疗抑郁和其它血清素紊乱。
美国专利号5,468,767报道了一系列下式的吲哚，用于治疗和血清素激活神经传导有关的疾病，包括抑郁其中R1是氢或C1-4烷基；
R2是C1-4烷基或(CH2)pAr；
m是0或1；
n是1-3的整数；和
p是0或1-4的整数。
美国专利号5,622,951公开了一系列下式的哌嗪衍生物，用于治疗CNS疾病，包括抑郁其中R是氢或1或2个碳原子地低级烷基；
R1和R2分别是相同或不同的一或二环芳基或杂芳基自由基；
R3是氢、1或2个相同或不同的低级烷基或螺旋环烷基；和
n是1或2，m是1-3，n+m之和是2、3或4。
PCT专利申请出版物号WO93/10092公开了一系列1，3-环烯和环烷，用于治疗多巴胺能的紊乱。
发明简述
本发明的化合物是芳基哌嗪基-环己基吲哚衍生物，由式I代表：X是碳或氮；
虚线代表可任选的键，如果X是N，它不存在；
R1和R2分别是氢、卤素、CF3、烷基、烷氧基或MeSO2；
R3是氢、卤素或烷基；
R4是氢、烷基、烷基芳基或芳基；和
R5是氢、卤素、CF3、CN、氨基甲酰基(carbamide)或烷氧基；或
其药物学上可接受的盐。
发明详述
优选本发明的化合物是式I的化合物，其中：
X是碳；和/或
R1和R2分别是氢或烷氧基；和/或
R3是氢；和/或
R4是氢；和/或
R5是卤素；和/或
其药物学上可接受的盐。
更优选的，本发明的化合物选自：
5-氟-3-{(1，4-顺)-4-[4-(3-甲氧基-硫苯-2-基)-3，6-二氢-2H-吡啶-1-基]-环己基}-1H-吲哚；和
5-氟-3-{(1，4-反)-4-[4-(3-甲氧基-硫苯-2-基)-3，6-二氢-2H-吡啶-1-基]-环己基}-1H-吲哚。
本文所用的术语“烷基”和“烷氧基”作为一个基团或基团(芳烷基)的一部分，意味着同时包括1-6个碳原子的直链和支链碳链。术语“芳基”指6-12个碳原子的芳族自由基。术语“卤素”意味着包括氟、氯、溴和碘。
还可以具有该游离碱效用的药物学上可接受的酸加成盐的形式使用该式I的化合物。用本领域熟知的方法制备的这些盐是用无机和有机酸形成的，例如：延胡索酸、马来酸、苯甲酸、抗坏血酸、双羟萘酸(pamoic acid)、琥珀酸、二甲水杨酸、甲磺酸、乙二磺酸、乙酸、草酸、丙酸、酒石酸、水杨酸、柠檬酸、葡糖酸(glucolic)、乳酸、苹果酸、杏仁酸、肉桂酸、柠康酸、天冬氨酸、硬脂酸、棕榈酸、衣康酸、葡糖醛酸(glyconic)、对氨基苯甲酸、谷氨酸、苯磺酸、盐酸、氢溴酸、硫酸、环己基氨基磺酸、磷酸和硝酸。
可通过任何本领域技术人员可认识到的合适方法制备本发明的化合物。
本发明提供了制备式I的化合物的方法其中：
X是碳或氮；
虚线代表可任选的键，如果X是N，它不存在；
R1和R2分别是氢、卤素、CF3、烷基、烷氧基或MeSO2；
R3是氢、卤素或烷基；
R4是氢、烷基、烷基芳基或芳基；和
R5是氢、卤素、CF3、CN、氨基甲酰基或烷氧基；或
其药物学上可接受的盐。
包括下列之一：
a)对式II的化合物脱氢：其中R1、R2、R3、R4和R5如上定义，得到式I的化合物，其中X是碳，并存在可任选的键；
或
b)使式III的化合物和式(IV)的化合物反应：其中X、虚线、R1、R2、R3、R4和R5如上定义，得到式I的化合物，其中X是碳并存在可任选的键；
或
c)用药物学上可接受的酸酸化式I的碱性(basic)化合物，得到药物学上可接受的盐；
或
d)分离式(I)化合物的顺式和反式异构体的混合物，得到基本不含另一种异构体的一种异构体。
关于方法a)，脱氢可用酸(如乙酸)和可任选的加热(如在约70℃)发生。
方法b)可通过还原性烷基化，如使用还原剂(如三乙氧基硼氢化钠)的合适溶液(如溶于乙酸)进行。
可使氨基硫苯和氮芥(R＝H)或N-保护的衍生物(如R＝苄基)反应，制备式(III)的化合物：
然后去保护。用高沸点溶剂(如二甲苯、甲苯或丁醇)可任选的和碱(如K2CO3)方便的进行该反应。
可以药物学上可接受的酸(如有机或无机酸)的形式分离式I的化合物，如用上述酸。
可能含有几何(顺式和反式)异构体。可通过标准技术(如层析)分离这些异构体。
上述方法中的起始材料/反应剂是已知的，并可用本领域已知的方法，从容易获得的材料(可通过本领域技术人员已知或容易明白的方法制得)制备。
然而，本发明的化合物可有利的根据下文流程I制备：
流程1
下面的方法中给出了制备本发明的代表性化合物的具体实施例。
中间物1
4-(5-氟-1H-3-吲哚基)-环己-3-烯-乙缩酮
在70毫升甲醇中，回流加热5-氟吲哚(4.96克，0.036毫摩尔)、1，4-环己二酮一乙缩酮(7.17克，0.046毫摩尔)和氢氧化钾(6克，0.043毫摩尔)6小时。冷却反应物，过滤分离产物并用水洗涤，得到8.59克(86％)的白色固态产物：熔点153-155℃。
中间物2
4-(5-氟-1H-3-吲哚基)-环己酮乙缩酮
氢化4-(5-氟-1H-3-吲哚基)-环己-3-烯-乙缩酮(8.5克)和10％钯炭(2.72克)和乙醇(200毫升)的混合物5小时。滤去催化剂，真空除去溶剂。层析(甲醇-二氯甲烷)得到7.55克(82％)白色固态产物：熔点183-185℃。
中间物3
4-(5-氟-1H-3-吲哚基)-环己酮
室温搅拌4-(5-氟-1H-3-吲哚基)-环己酮乙缩酮(2.8克，10毫摩尔)的2升(1∶1)四氢呋喃-盐酸(1N)溶液16小时。真空蒸发溶剂。将粗产物溶于乙酸乙酯，用1N氢氧化钠洗涤(3×150毫升)。用无水硫酸钠干燥有机层，并过滤。层析(40％乙酸乙酯-己烷)得到2.1克(91％)黄色固态产物：熔点112-114℃。
中间物4
5-氟-3-{(1，4-顺式)-4-羟基-4-[4-(3-甲氧基-硫苯-2-基)-3，6-二氢-2H-吡啶-1-基]-环己基}-1H-吲哚
室温搅拌4-(5-氟-1H-3-吲哚基)-环己酮(1.32克，5.7毫摩尔)、4-羟基-4-(3-甲氧基-硫苯-2-基)-哌啶(根据美国专利号5,525,600的方法制备)(0.5克，2.5毫摩尔)、三乙氧基硼氢化钠(1.82克，8.6毫摩尔)和乙酸(0.65毫升，11毫摩尔)的1，2-二氯乙烷(20毫升)溶液过夜，以1N氢氧化钠(10ml)淬灭反应，用二氯甲烷(3×60毫升)萃取，用盐水(3×60毫升)洗涤。用无水硫酸钠干燥有机层，并过滤。层析(10％甲醇-乙酸乙酯)得到0.52克(22％)白色泡沫状产物；MS EI m/e428(M+)。
中间物5
5-氟-3-{(1，4-反式)-4-羟基-4-[4-(3-甲氧基-硫苯-2-基)-3，6-二氢-2H-吡啶-1-基]-环己基}-1H-吲哚
和顺式异构体同时分离得到产率为2.5％(0.06克)的澄清油状反式化合物；MSEI m/e428(M+)。
实施例1
5-氟-3-{(1，4-顺式)-4-[4-(3-甲氧基-硫苯-2-基)-3，6-二氢-2H-吡啶-1-基]-环己基}-1H-吲哚
70℃加热中间物4(0.42克)的20毫升乙酸溶液0.5小时。将反应混合物倒入100毫升2.5N氢氧化钠中，用二氯甲烷萃取。用无水硫酸钠干燥有机层并过滤。层析(10％乙酸乙酯-己烷)得到0.32克黄色油状产物，MS EI m/e410(M+)。
在乙酸乙酯中制备盐酸盐：熔点64-167℃。
C24H27FOSN2·HCl·1.25H2O·0.07C4H8O2的元素分析
计算值：C，61.39：H，6.55：N，5.97
实测值：C，61.50：H，6.19：N，6.02
实施例2
5-氟-3-{(1，4-反式)-4-[4-(3-甲氧基-硫苯-2-基)-3，6-二氢-2H-吡啶-1-基]-环己基}-1H-吲哚
用实施例1中所述的相同方法制备了该化合物，除了加热20毫升乙酸中的中间物5(0.48克)，得到产率为70％(0.032克)白色固态产物：熔点190.5-191.5℃。
在乙酸乙酯中制备盐酸盐：熔点253.5-255.5℃
C24H27FOSN2·HCl·的元素分析
计算值：C，64.49：H，6.31：N，6.27
实测值：C，64.07：H，6.22：N，6.01
本发明化合物的活性由下列标准药理学测试方法证明。
之前，已在Chanda等，分子药理学43：516(1993)中，描述了从人基因组文库中PCR克隆人5-HT1A受体亚类。在该研究中使用了表达该人类5-HT1A受体亚类的稳定的中国仓鼠卵巢细胞系(5-HT1A.CHO细胞)。细胞在补充有10％胎牛血清，非必需氨基酸和青霉素/链霉素的DMEM中保存。
在收集膜用于结合研究之前，使细胞生长到95-100％汇合成单层。从培养平板上轻轻刮下细胞，转移到离心管中，用缓冲液(50mM Tris，pH7.5)离心(2000rpm，10分钟，4℃)洗涤2次。将得到的片状沉淀分成等份，-80℃储藏备用。在试验当日，在冰上融化细胞，重悬浮在缓冲液中。用[3H]8-OH-DPAT作为放射配体进行研究。在96孔微量滴定板中，以最终体积为250微升的缓冲液进行结合试验。用7个浓度的未标记药物和1.5nM的最终配体浓度进行比较实验。在10微摩尔的5HT存在下测定非特异性结合。用[3H]8-OH-DPAT以0.3-30nM的浓度范围下进行饱和分析。室温下培育30分钟后，加入冰冷缓冲液终止反应，并用M-96 Brandel细胞收集器(Gaithersburg，MD)经GF/B滤膜迅速过滤(滤膜预先在0.5％聚乙亚胺中浸润30分钟)。
用Cheetham等，神经药理学32：737(1993)使用的相似方案测定化合物与血清素转运蛋白的亲和力。简单说，将从雄性Sprague-Dawley大鼠制备的额叶皮质膜和3H-帕罗西汀(0.1nM)25℃培养60分钟。所有试管还含有载体、测试化合物(1-8浓度)，或饱和浓度的氟西汀(10μM)来限制特异性结合。加入冰冷Tris缓冲液终止所有反应，然后用Tom Tech过滤装置迅速过滤，以分离结合的和游离的3H-帕罗西汀。用Wallac 1205 Beta Plate计数器定量测定结合的放射活性。用非线性回归分析确定IC50值，将其用Cheng和Prusoff，生物化学药理学22：3099(1973)：Ki＝IC50/((放射配体浓度)/(1+KD))的方法转化成Ki值。
[35S]-GTPγS结合试验和Lazareno和Birdsall，Br.J.Pharmacol 109：1120(1993)使用的方法类似。简单说，将5-HT1A克隆受体膜片段(用于5-HT1A受体结合试验的)储藏在-70℃备用。当需要时，迅速融化膜，40,000xg离心10分钟，在试验缓冲液(25mM HEPES、3mM MgCl2、100mM NaCl、1mM EDTA、10μM GDP、500mM DTT、pH8.0)中4℃重悬浮10分钟。然后在载体、测试化合物(1-8浓度)或过量8-OH-DPAT存在下，将这些膜和[35S]-GTPγS(1nM)30℃保温30分钟，以确定最大促效反应。加入冰冷Tris缓冲液终止所有反应，然后用Tom tech过滤装置迅速过滤，以从游离[35S]-GTPγS中分离出结合的[35S]-GTPγS。促效剂产生[35S]-GTPγS结合量的增加，而拮抗剂在结合上不产生增加。如上计算并分析结合放射活性。
将细胞和含有25mM HEPEs、5mM茶碱和10μM优降宁在37℃保温20分钟，进行下列试验。用毛喉萜(1μM最终浓度)处理细胞，然后立即用测试化合物(6个浓度)在37℃再处理10分钟，来评估功能作用。在独立实验中，将6个浓度的拮抗剂在加入10nM 8-OH-DPAT和毛喉萜前先培育20分钟。除去培养液并加入0.5毫升冰冷试验缓冲液以终止反应。在用cAMP SPA试验(Amersham)评估cAMP形成前，先将平板储藏在-20℃。
测试的化合物对应于下文实施例1-2的化合物。表I列出了测试程序的结果。
表I 实施例号 5-HT1A(Ki，nM) 血清素(Ki，nM) 1 48％于1000nM 2.5 2 20.4 18％于100nM
如上文列出的结果显示的，本发明的化合物对于5-HT1A受体是具有活性的，一般通过抑制5-HT转运提高血清素水平。因此，本发明的化合物应可用于治疗和血清素浓度缺陷相关的紊乱。
本发明的化合物可用纯的形式或和常规药物载体作口腔或胃肠外给药。可行的固态载体可包括一种或多种物质，它们可作为调味剂、润滑剂、增溶剂、悬浮剂、填充剂、助流剂、压缩辅助剂、粘合剂或片剂分裂剂或胶囊化物质。粉末形式的载体是细分固体，它和细分活性成分混合。片剂形式的活性成分和具有必须的压缩性能、比例适当的载体混合，并压成所需的形状和大小。粉末和片剂优选含有达99％的活性成分。任何本领域技术人员已知的固相载体可用于本发明的化合物。特别合适的的固态载体包括例如：磷酸钙、硬脂酸镁、滑石、蔗糖、乳糖、糊精、淀粉、明胶、纤维素、甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、聚乙烯吡咯烷酮、低熔点蜡和离子交换树脂。
在制备本发明化合物的溶液、悬液、乳液、糖浆和酏剂中可使用液相载体。本发明的化合物可溶解或悬浮于药物学可接受的液相载体，如水、有机溶剂、两者的混合物或药物学上可接受的油或脂肪。液相载体可含有其它合适的药物学添加剂，如增溶剂、乳化剂、缓冲剂、防腐剂、甜味剂、调味剂、悬浮剂、增稠剂、色素、粘度调节剂、稳定剂或渗透压调节剂。口服和胃肠外给药的液相载体的合适例子包括水(特别是含有上述添加剂，如纤维素衍生物，优选羧甲基纤维素钠溶液)、醇(包括一元醇和多元醇，如二醇)及其衍生物和油(如组分化椰子油和花生油)。对于胃肠外施药，载体还可以是油酯，如油酸乙酯和肉豆蔻酸异丙酯。无菌液相载体用于胃肠外给药的无菌液体形式组合物。
可通过肌肉内、腹腔内或皮下注射来使用无菌溶液或悬液等液体药物组合物。无菌溶液还可静脉内施用。口服组合物可以是液体或固态组合物形式。
优选含有本发明化合物的药物组合物是单剂形式，如片剂或胶囊。以这种形式，组合物可再分成含有适量本发明化合物的单位剂量。单位剂型可以是包装的组合物，如包装的粉末、指管、安瓿、预装填针筒或含有液体的小袋。另外，单位剂型可以是例如胶囊或片剂本身，或它可以是合适数量的任何这些包装形式的组合物。
施用本发明化合物的治疗有效量和剂量方案由许多因素确定，包括病人的重量、年龄、性别和医疗状况，疾病的严重程度、给药的途径和频率、和使用的具体化合物，因此变化很大。然而，相信药物组合物可含有约0.1-约2000毫克范围内，优选约0.5-约500毫克范围内，更优选约1-约100毫克之间的本发明化合物。活性化合物预计的每日剂量是约0.01-100毫克/公斤体重。每日剂量可方便的每日施用2-4次。
本发明可用其它具体形式实施，而不违背其精神和基本特征。因此可参考权利要求而不是说明书，来指示本发明的范围。