作为雄激素受体调节剂的17-杂环-4-氮杂甾族衍生物
发明领域
本发明涉及17-杂环-4-氮杂甾族衍生物、其合成和其用作雄激素受体调节剂。更具体地，本发明的化合物是组织选择性雄激素受体调节剂并由此用于治疗雄激素缺乏引起或通过施用雄激素可以改善的病症，例如骨质疏松症、牙周疾病、骨折、虚弱和sarcopenia。此外，本发明的SARMs可以用于治疗与低睾酮有关的精神障碍，例如抑郁、性功能障碍和认知衰退。由于在特定组织内是拮抗剂，因而SARMs在增高的雄激素紧张或活动引发症状的病症中，例如良性前列腺肥大和睡眠呼吸暂停也有效。
发明背景
雄激素受体(AR)属于甾族/甲状腺激素核受体的超家族，该家族的其他成员包括雌激素受体、孕酮受体、糖皮质激素受体和盐皮质激素受体。AR表达在机体的多种组织内且是介导雄激素如睾酮(T)和二氢睾酮(DHT)的生理和病生理效应的受体。在结构上，AR由三个功能结构域组成：配体结合结构域(LBD)，DNA结合结构域和氨基末端结构域。结合AR并模拟内源性AR配体的效应的化合物被称作AR激动剂，而抑制内源性AR配体效应的化合物被称作AR拮抗剂。
雄激素配体与AR结合可诱导配体/受体复合物，此后其易位进入到细胞核内，与存在于核内的靶向基因的启动子或增强子区域中的调节DNA序列(称作雄激素相应元件)结合。随后称作辅因子的其他蛋白质被募集，它们与受体结合导致基因转录。
雄激素疗法已经用于治疗多种雄性障碍，例如生殖障碍和原发性或继发性雄性性腺机能减退。此外，已经在肌肉骨骼疾病如骨骼疾病、造血器官病、神经肌肉疾病、类风湿性疾病、消耗性疾病的治疗，以及激素代替疗法(HRT)如女性雄激素缺乏症中研究了许多天然或合成AR激动剂。而且，AR拮抗剂，例如氟他胺和比卡鲁胺，可用于治疗前列腺癌。所以，能够以组织选择性方式激活(″激动″)AR功能的有用化合物将有效，它们可产生预期的雄激素的骨骼-和肌肉合成代谢作用同时没有负面的雄激素性质，例如男性化(virilization)和高密度脂蛋白胆固醇(HDL)的抑制。
在利用睾酮和雌激素的联合给药的最新研究中报导了雄激素在绝经后骨质疏松症中对骨骼具有有益作用[Hofbauer等.，Eur.J.Edocrinol.140：271-286(1999)]。在长达两年的双盲对比研究中，口服的共轭雌激素(CEE)和甲基睾酮的联合形式被证实可有效促进脊柱和髋部中骨质的自然生长，而共轭雌激素单独疗法是预防骨损失[J.Reprod.Med.，44：1012-1020(1999)]。
此外，证据显示用CEE和甲基睾酮治疗的妇女中热潮红病减轻；然而，30％的被治疗妇女痤疮和面毛明显增多，这是所有现有雄激素药物治疗的一种并发症[Watts等.，Obstet.Gynecol.，85：529-537(1995)]。还发现将甲基睾酮加入到CEE可降低HDL水平，在其他研究中也发现如此。所以，现有雄激素疗法的男性化潜在力和对脂质性质的影响为开发组织选择性雄激素受体激动剂提供了基本理论。
雄激素在男子的骨骼代谢中发挥重要作用[Anderson等，″Androgen supplementation in eugonadal men with osteoporosis-effectsof six months of treatment on bone mineral density and cardiovascularrisk factors，″Bone，18：171-177(1996)]。即使在患有骨质疏松症的生长旺盛(eugonadal)男性中，对于睾酮疗法的治疗性反应揭示出雄激素具有重要的骨骼合成代谢作用。肌肉内施用250mg睾酮酯的响应是在5-6个月中，平均腰部BMD从0.799gm/cm2增加至0.839g/cm2。所以SARMs可以用于治疗男性的骨质疏松症。
雄激素缺乏发生在患有D阶段前列腺癌(转移性)的经历了雄激素抑制疗法(ADT)的男性中。通过长效GnRH激动剂来实现内分泌睾丸切除术，同时雄激素受体的阻断是由AR拮抗剂实现的。在对激素缺乏的反应中，这些男子患有热潮红，严重的骨损失，衰弱和疲劳。在患D阶段前列腺癌男性进行的试点研究中，osteopenia(50％比38％)和骨质疏松症(38％比25％)在经历ADT超过1年的男性中比没有接受ADT的患者更加常见[Wei，等.，Urology 54：607-611(1999)]。在接受ADT的男性中腰椎BMD明显降低。所以，单独使用或与传统ADT联合时，在骨骼和肌肉内没有拮抗作用的组织选择性AR拮抗剂在前列腺中却可以是治疗前列腺癌的有效药物[参见A.Stoch，等.，J.Clin，Endocrin.Metab.，86：2787-2791(2001)]。
组织选择性AR拮抗剂还可以治疗绝经后妇女的多囊性卵巢综合症。参见C.A.Eagleson等.，″Polycystic ovarian syndrome：evidence thatflutamide restores sensitivity of the gonadotropin-releasing hormonepulse generator to inhibition by estradiol and progesterone，″J.Clin.Endocrinol.Metab.，85：4047-4052(2000)。
SARMs还可以治疗某些造血障碍，如雄激素刺激肾肥大和红细胞生成素(EPO)生产。在采用重组人EPO之前，雄激素已被用于治疗慢性肾衰引起的贫血。此外，雄激素能够在患非严重性再生障碍贫血和脊髓发育不良综合征的贫血患者中提高血清EPO水平。针对贫血的治疗需要选择性作用，例如可以利用由SARMs提供的选择性作用。
SARMs作为肥胖治疗中的辅助物具有临床价值。这种减少机体脂肪的途径得到了已公开观察结果的支持，该结果是雄激素的给药能够减少肥胖患者的皮下和内脏脂肪[J.C.Lovejoy，等.，″Oral anabolicsteroid treatment，but not parenteral androgen treatment，decreasesabdominal fat in obese，older men，″Int.J.Obesity，19：614-624(1995)]，[J.C.Lovejoy等.，″Exogenous Androgens Influence BodyComposition and Regional Body Fat Distribution in ObesePostmenopausal Women-A Clinical Research Center Study，″J.Clin.Endocrinol.Metab.，81：2198-2203(1996)]。所以，无不良的雄激素作用的SARMs可以在肥胖治疗中具有有益作用。
雄激素受体激动剂也具有抗代谢综合征(抗胰岛素综合征，综合征X)的治疗价值，特别是在男性中。男性中低水平的总睾酮和游离睾酮和性激素结合球蛋白(SHBG)被证实与II型糖尿病、内脏肥胖、胰岛素耐受性(高胰岛素血症、血脂异常)和代谢综合征有关。D.Laaksonen等，Diabetes Care，27(5)：1036-1041(2004)；另外参见D.Laaksonen等Euro.J Endocrin，149：601-608(2003)；P.Márin等Int.J.Obesity，16：991-997(1992)，和P.Márin等Obesity Res.，1(4)：245-251(1993)。
雄激素受体激动剂还可以对神经变性疾病例如阿尔茨海默氏病(AD)具有治疗价值。雄激素通过雌激素受体诱导神经保护作用的性能是由J.Hammond等.，″Testosterone-mediated neuroprotectionthrough the androgen receptor in human primary neurons，″J.Neurochem.，77：1319-1326(2001)报导的。Gouras等称睾酮能够减少阿尔茨海默氏β-淀粉样蛋白肽的分泌，并由此可用于治疗AD[(Proc.Nat.Acad.Sci.，97：1202-1205(2000)]。一种通过抑制参与进行性AD的蛋白质的高磷酸化的机理也被公开[S.Papasozomenos，″Testosterone prevents the heat shock-induced over activation ofglycogen synthase kinase-3βbut not of cyclin-dependent kinase 5 and c-Jun NH2-terminal kinase and concomitantly abolisheshyperphosphorylation of τ：Implications for Alzheimer′s disease，″Proc.Nat.Acad.Sci.，99：1140-1145(2002)]。
雄激素受体激动剂还可以对肌肉紧张和强度具有有益作用。最新研究证实″生理性雄激素替代法在健康、性腺机能减退的男子中与游离脂肪物质、肌肉大小和最大随意强度的显著增加有关″[S.Bhasin，等.，J.Endocrin.，170：27-38(2001)]。
雄激素受体调节剂可以用于治疗男性和女性的性欲降低。男性中的雄激素缺乏与性欲降低有关。S.Howell等.，Br.J.Cancer，82：158-161。许多妇女生育后数年内低雄激素水平导致性欲减退。S.Davis，J.Clin.Endocrinol.Metab.，84：1886-1891(1999)。在一研究中，循环中的游离睾酮明确地与性欲Id有关。在另一研究中，给患有原发性或继发性肾上腺机能不全地妇女提供生理性DHEA替代品(50mg/天)。与摄取安慰剂的妇女相比，DHEA给药的妇女显示性思维频率、性欲和满意度增高。W.Arlt等.，N Engl.J.Med.341：1013-1020(1999)，也参见K.Miller，J.Clin.Endocrinol.Metab.，86：2395-2401(2001)。
另外，雄激素受体调节剂还可以用于治疗认知受损。在最新的研究中，将单独或与高剂量口服甲基睾酮联合的高剂量口服雌激素以4个月的周期施用给绝经后妇女。认知试验是在4个月的激素治疗前和后进行。研究发现接受雌激素(1.25mg)和甲基睾酮(2.50mg)联合形式的妇女在建立记忆任务上具有稳定水平的能力，但单独接受雌激素(1.25mg)的妇女出现该能力降低。A.Wisniewski，Horm.Res.58：150-155(2002)。
发明概述
本发明涉及结构式I的化合物：
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或其药学可接受盐或立体异构体，其应用和药物组合物。
这些化合物作为雄激素受体激动剂有效，特别作为SARMs有效。因此它们适合于治疗雄激素缺乏引起的或通过雄激素给药可以缓解的病症。
本发明还涉及含有本发明化合物和药学可接受载体的药物组合物。
本发明中，我们已经采用一系列体外细胞试验鉴定出具有SARMs功能的化合物，这些体外细胞试验描绘了配体介导的AR活化作用，例如(i)N-C相互作用，(ii)转录阻抑，和(iii)转录活化。用上述方法鉴定的本发明SARM化合物在体内具有组织选择性AR激动作用，即在骨骼中激动(在骨质疏松症的啮齿动物模型中促进骨骼形成)并在前列腺中具有拮抗作用(在阉割的啮齿动物中对前列腺生长作用很小并且对AR激动剂引起的前列腺生长的拮抗作用)。
本发明的鉴定为SARMs的化合物适用于治疗雄激素缺乏引起的、可以通过雄激素给药改善的疾病或病症。此类化合物在男女两者骨质疏松症的治疗中作为单独疗剂或与骨吸收抑制剂，例如双膦酸盐，雌激素，SERMs，组织蛋白酶K抑制剂，αvβ3整联蛋白受体拮抗剂，降钙素和质子泵抑制剂联合使用，是理想的。它们还可以与促进骨骼形成的药物一起使用，例如甲状旁腺激素或其类似物。本发明的SARM化合物还可以用于治疗前列腺疾病，例如前列腺癌和良性前列腺肥大(BPH)。此外，本发明的化合物对皮肤具有微小的作用(痤疮和面毛生长)，可以用于治疗多毛症。另外，本发明的化合物可以刺激肌肉生长，可以用于治疗sarcopenia和虚弱。它们可以在肥胖治疗中用于减少内脏脂肪。而且，本发明的化合物在中枢神经系统内可以具有雄激素激动作用，可以用于治疗血管舒缩症状(热潮红)以及增加能量和性欲。它们可以用来治疗阿尔茨海默氏病。
出于其修复骨骼的性能，本发明的化合物还可以单独或作为GnRH激动剂/拮抗剂疗法的附加物用于治疗前列腺癌，或者由于其在前列腺中拮抗雄激素和减少骨骼消耗的性能作为抗雄激素治疗的替代物。此外，本发明的化合物因其修复骨骼的性能可以在胰腺癌的治疗中作为用抗雄激素治疗的附加药物使用，或者出于其抗雄激素性质作为单独治疗剂使用，提供比骨骼节制性的传统抗雄激素更好的优越性。此外，本发明的化合物可以增加血细胞数量，例如红细胞和血小板，可以用于治疗造血障碍，例如再生障碍性贫血。所以，考虑到上述其组织选择性雄激素受体激动作用，本发明的化合物用于性腺机能减退(雄激素缺乏)男性的激素替代疗法是理想的。
本发明还涉及安全和特异性地治疗患有腹部肥胖、代谢综合征(也称作′胰岛素耐受综合征′和′X综合征′)和II型糖尿病的雄性对象。
发明详述
本发明涉及用作雄激素受体激动剂，特别是选择性雄激素受体激动剂的化合物。本发明的化合物如结构式I所述：
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其药学可接受盐或立体异构体，其中：
a和b分别独立地选自双键和单键；
X是氢或卤素；
当a是单键时，Y和Z分别独立地选自氢，C1-4烷基和卤素，
或Y和Z与其所连的碳原子一起构成环丙基；
当a是双键时，Y选自氢，C1-4烷基和卤素；
n是0，1，2或3；
U，V，W，和D分别独立地选自CH和N，条件是U、V、W和D的至少一个是CH；
R1选自氢，CF3，羰基(C1-3烷基)，羟基，C1-4烷氧基，卤素，C1-3烷基，羟基甲基和(C0-6烷基)2氨基，其中该烷基和烷氧基各自任选地被1-7个氟原子取代；
R2选自：
卤素，
(羰基)0-1C1-10烷基，
(羰基)0-1C2-10链烯基，
(羰基)0-1C2-10炔基，
(羰基)0-1芳基C1-10烷基，
C3-8环烷基C0-10烷基，
(C3-8)杂环基C0-10烷基，
C1-4酰氨基C0-10烷基，
C0-10烷基氨基C0-10烷基，
二-(C1-10烷基)氨基C0-10烷基，
芳基C0-10烷基氨基C0-10烷基，
(芳基C0-10烷基)2氨基C0-10烷基，
C3-8环烷基C0-10烷基氨基C0-10烷基，
C3-8杂环基C0-10烷基氨基C0-10烷基，
(C3-8环烷基C0-10烷基)2氨基C0-10烷基，
(C3-8杂环基C0-10烷基)2氨基C0-10烷基，
C3-8环烷基C0-10烷基氨基羰基氨基，
(C1-10烷基)2氨基羰基氨基，
(芳基C1-10烷基)1-2氨基羰基氨基，
C0-10烷基氨基羰基氨基，
C3-8杂环基C0-10烷基氨基羰基氨基，
(C1-10烷基)2氨基羰基C0-10烷基，
(芳基C1-10烷基)1-2氨基羰基C0-10烷基，
C0-10烷基氨基羰基C0-10烷基，
C3-8环烷基C0-10烷基氨基羰基C0-10烷基，
C3-8杂环基C0-10烷基氨基羰基C0-10烷基，
芳基C0-10烷基氨基羰基C0-10烷基，
(C1-10烷基)2氨基羰基，
(芳基C1-10烷基)1-2氨基羰基，
C1-10烷氧基(羰基)0-1C0-10烷基，
羧基C0-10烷基氨基，
羧基C0-10烷基，
羧基芳基，
羧基C3-8环烷基，
羧基C3-8杂环基，
C1-10烷氧基，
C1-10烷氧基C0-10烷基
C1-10烷基羰氧基，
C3-8杂环基C0-10烷基羰氧基，
C3-8环烷基C0-10烷基羰氧基，
芳基C1-10烷基羰氧基，
C1-10烷基羰氧基氨基，
C3-8杂环基C0-10烷基羰氧基氨基，
C3-8环烷基C0-10烷基羰氧基氨基，
芳基C0-10烷基羰氧基氨基，
(C1-10烷基)2氨基羰氧基，
(芳基C1-10烷基)1-2氨基羰氧基，
(C3-8杂环基C0-10烷基)1-2氨基羰氧基，
(C3-8环烷基C0-10烷基)1-2氨基羰氧基，
羟基C0-10烷基，
羟基羰基C0-10烷氧基，
羟基羰基C0-10烷氧基，
C1-10烷硫基，
C1-10烷基亚磺酰基，
芳基C0-10烷基亚磺酰基，
C3-8杂环基C0-10烷基亚磺酰基，
C3-8环烷基C0-10烷基亚磺酰基，
C1-10烷基磺酰基，
芳基C0-10烷基磺酰基，
C3-8杂环基C0-10烷基磺酰基，
C3-8环烷基C0-10烷基磺酰基，
C1-10烷基磺酰基氨基，
芳基C1-10烷基磺酰基氨基，
C3-8杂环基C1-10烷基磺酰基氨基，
C3-8环烷基C1-10烷基磺酰基氨基，
氰基，
硝基，
全氟C1-6烷基和
全氟C1-6烷氧基；
其中R2任选地被至少一个选自下列的取代基R4取代：
卤素，
(羰基)0-1C1-10烷基，
(羰基)0-1C2-10链烯基，
(羰基)0-1C2-10炔基，
(羰基)0-1芳基C0-10烷基，
C3-8环烷基C0-10烷基，
(C3-8)杂环基C0-10烷基，
(C3-8)杂环烷基C0-10烷基，
C1-4酰氨基C0-10烷基，
C0-10烷基氨基C0-10烷基，
二-(C1-10烷基)氨基C0-10烷基，
芳基C0-10烷基氨基C0-10烷基，
(芳基C0-10烷基)2氨基C0-10烷基，
C3-8环烷基C0-10烷基氨基C0-10烷基，
C3-8杂环基C0-10烷基氨基C0-10烷基，
C3-8杂环烷基C0-10烷基氨基C0-10烷基，
C0-10烷基碳酰亚氨基(carbimidoyl)C0-10烷基，
(C1-10烷基)2氨基羰基，
C1-10烷氧基(羰基)0-1C0-10烷基，
C1-10烷氧基C0-10烷基，
(C1-10烷基)2氨基羰氧基，
羟基羰基C0-10烷氧基。
(C1-10烷基)2氨基羰氧基，
(芳基C0-10烷基)1-2氨基羰氧基，
羟基C0-10烷基，
C1-10烷基磺酰基，
C1-10烷基磺酰基氨基，
芳基C1-10烷基磺酰基氨基，
C3-8杂环基C1-10烷基磺酰基氨基，
C3-8杂环烷基C1-10烷基磺酰基氨基，
C3-8环烷基C1-10烷基磺酰基氨基，
氰基，
硝基，
全氟C1-6烷基，和
全氟C1-6烷氧基，
其中R4任选地被一个或多个选自OH，(C1-6)烷氧基，卤素，CO2H，CN，O(C＝O)C1-C6烷基，NO2，三氟甲氧基，三氟乙氧基，-O(0-1)(C1-10)全氟烷基和NH2的基团取代；
R3选自
卤素，
C1-10烷基(羰基)0-1，
芳基C0-8烷基，
氨基C0-8烷基，
C1-3酰氨基C0-8烷基，
C1-6烷基氨基C0-8烷基，
C1-6二烷基氨基C0-8烷基，
芳基C0-6烷基氨基C0-6烷基，
C1-4烷氧基氨基C0-8烷基，
羟基C1-6烷基氨基C0-8烷基，
C1-4烷氧基C0-6烷基，
羟基羰基C0-6烷基，
C1-4烷氧基羰基C0-6烷基，
羟基羰基C0-6烷氧基，
羟基C1-6烷基氨基C0-6烷基，或
羟基C0-6烷基，
其中R3任选地被一个或多个选自氢，OH，(C1-6)烷氧基，卤素，CO2H，CN，O(C＝O)C1-C6烷基，NO2，三氟甲氧基，三氟乙氧基，-O(0-1)(C1-10)全氟烷基和NH2的基团取代。
在本发明的一实施方式中，X是氟。
在另一实施方式中，X是氢。
在另一实施方式中，a是单键且b是双键。
在一实施方式中，本发明的化合物选自结构式II：
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其药学可接受盐或立体异构体，
其中：
a和b分别独立地选自双键和单键；
X是氢或卤素；
Y和Z分别独立地选自氢，C1-4烷基和卤素，或Y和Z与其所连的碳原子一起构成环丙基；
n是0，1，2或3；
R1选自氢，CF3，羰基(C1-3烷基)，羟基，C1-4烷氧基，卤素，C1-3烷基，羟基甲基和(C0-6烷基)2氨基，其中该烷基和烷氧基各自任选地被1-7个氟原子取代；
R2选自：
卤素，
(羰基)0-1C1-10烷基，
(羰基)0-1C2-10链烯基，
(羰基)0-1C2-10炔基，
(羰基)0-1芳基C1-10烷基，
C3-8环烷基C0-10烷基，
(C3-8)杂环基C0-10烷基，
C1-4酰氨基C0-10烷基，
C0-10烷基氨基C0-10烷基，
二-(C1-10烷基)氨基C0-10烷基，
芳基C0-10烷基氨基C0-10烷基，
(芳基C0-10烷基)2氨基C0-10烷基，
C3-8环烷基C0-10烷基氨基C0-10烷基，
C3-8杂环基C0-10烷基氨基C0-10烷基，
(C3-8环烷基C0-10烷基)2氨基C0-10烷基，
(C3-8杂环基C0-10烷基)2氨基C0-10烷基，
C3-8环烷基C0-10烷基氨基羰基氨基，
(C1-10烷基)2氨基羰基氨基，
(芳基C1-10烷基)1-2氨基羰基氨基，
C0-10烷基氨基羰基氨基，
C3-8杂环基C0-10烷基氨基羰基氨基，
(C1-10烷基)2氨基羰基C0-10烷基，
(芳基C1-10烷基)1-2氨基羰基C0-10烷基，
C0-10烷基氨基羰基C0-10烷基，
C3-8环烷基C0-10烷基氨基羰基C0-10烷基，
C3-8杂环基C0-10烷基氨基羰基C0-10烷基，
芳基C0-10烷基氨基羰基C0-10烷基，
(C1-10烷基)2氨基羰基，
(芳基C1-10烷基)1-2氨基羰基，
C1-10烷氧基(羰基)0-1C0-10烷基，
羧基C0-10烷基氨基，
羧基C0-10烷基，
羧基芳基，
羧基C3-8环烷基，
羧基C3-8杂环基，
C1-10烷氧基，
C1-10烷氧基C0-10烷基，
C1-10烷基羰氧基，
C3-8杂环基C0-10烷基羰氧基，
C3-8环烷基C0-10烷基羰氧基，
芳基C0-10烷基羰氧基，
C1-10烷基羰氧基氨基，
C3-8杂环基C0-10烷基羰氧基氨基，
C3-8环烷基C0-10烷基羰氧基氨基，
芳基C0-10烷基羰氧基氨基，
(C1-10烷基)2氨基羰氧基，
(芳基C0-10烷基)1-2氨基羰氧基，
(C3-8杂环基C0-10烷基)1-2氨基羰氧基，
(C3-8环烷基C0-10烷基)1-2氨基羰氧基，
羟基C0-10烷基，
羟基羰基C0-10烷氧基，
羟基羰基C0-10烷氧基，
C1-10烷硫基，
C1-10烷基亚磺酰基，
芳基C0-10烷基亚磺酰基，
C3-8杂环基C0-10烷基亚磺酰基，
C3-8环烷基C0-10烷基亚磺酰基，
C1-10烷基磺酰基，
芳基C0-10烷基磺酰基，
C3-8杂环基C0-10烷基磺酰基，
C3-8环烷基C0-10烷基磺酰基，
C1-10烷基磺酰基氨基，
芳基C1-10烷基磺酰基氨基，
C3-8杂环基C1-10烷基磺酰基氨基，
C3-8环烷基C1-10烷基磺酰基氨基，
氰基，
硝基，
全氟C1-6烷基，和
全氟C1-6烷氧基；
其中R2任选地被至少一个选自下列的取代基R4取代：
卤素，
(羰基)0-1C1-10烷基，
(羰基)0-1C2-10链烯基，
(羰基)0-1C2-10炔基，
(羰基)0-1芳基C0-10烷基，
C3-8环烷基C0-10烷基，
(C3-8)杂环基C0-10烷基，
(C3-8)杂环烷基C0-10烷基，
C1-4酰氨基C0-10烷基，
C0-10烷基氨基C0-10烷基，
二-(C1-10烷基)氨基C0-10烷基，
芳基C0-10烷基氨基C0-10烷基，
(芳基C0-10烷基)2氨基C0-10烷基，
C3-8环烷基C0-10烷基氨基C0-10烷基，
C3-8杂环基C0-10烷基氨基C0-10烷基，
C3-8杂环烷基C0-10烷基氨基C0-10烷基，
C0-10烷基碳酰亚氨基C0-10烷基，
(C1-10烷基)2氨基羰基，
C1-10烷氧基(羰基)0-1C0-10烷基，
C1-10烷氧基C0-10烷基，
(C1-10烷基)2氨基羰氧基，
羟基羰基C0-10烷氧基，
(C1-10烷基)2氨基羰氧基，
(芳基C0-10烷基)1-2氨基羰氧基，
羟基C0-10烷基，
C1-10烷基磺酰基，
C1-10烷基磺酰基氨基，
芳基C1-10烷基磺酰基氨基，
C3-8杂环基C1-10烷基磺酰基氨基，
C3-8杂环烷基C1-10烷基磺酰基氨基，
C3-8环烷基C1-10烷基磺酰基氨基，
氰基，
硝基，
全氟C1-6烷基，和
全氟C1-6烷氧基，
其中R4任选地被一个或多个选自OH，(C1-6)烷氧基，卤素，CO2H，CN，O(C＝O)C1-C6烷基，NO2，三氟甲氧基，三氟乙氧基，-O(0-1)(C1-10)全氟烷基和NH2的基团取代；
R3选自
卤素，
C1-10烷基(羰基)0-1，
芳基C0-8烷基，
氨基C0-8烷基，
C1-3酰氨基C0-8烷基，
C1-6烷基氨基C0-8烷基，
C1-6二烷基氨基C0-8烷基，
芳基C0-6烷基氨基C0-6烷基，
C1-4烷氧基氨基C0-8烷基，
羟基C1-6烷基氨基C0-8烷基，
C1-4烷氧基C0-6烷基，
羟基羰基C0-6烷基，
C1-4烷氧基羰基C0-6烷基，
羟基羰基C0-6烷氧基，
羟基C1-6烷基氨基C0-6烷基，或
羟基C0-6烷基，
其中R3任选地被一个或多个选自：氢，OH，(C1-6)烷氧基，卤素，CO2H，CN，O(C＝O)C1-C6烷基，NO2，三氟甲氧基，三氟乙氧基，-O(0-1)(C1-10)全氟烷基和NH2的基团取代。
在另一实施方式中，R1选自：氢，CF3，羟基和任选地被1-7个氟原子取代的C1-3烷基。在该实施方式的变化方案中，R1选自：氢和C1-3烷基。在另一变化方案中，R1是甲基。
在本发明的一实施方式中，R2选自：
卤素，
(羰基)0-1C1-10烷基，
(羰基)0-1C2-10链烯基，
(羰基)0-1C2-10炔基，
C1-10链烯基氨基，
(羰基)0-1芳基C0-10烷基，
C3-8环烷基C0-10烷基，
(C3-8)杂环基C0-10烷基，
C3-8杂环烷基C0-10烷基，
C1-4酰氨基C0-10烷基，
C0-10烷基氨基C0-10烷基，
二-(C0-10烷基)氨基C0-10烷基，
芳基C0-10烷基氨基C0-10烷基，
(芳基C0-10烷基)2氨基C0-10烷基，
C3-8环烷基C0-10烷基氨基C0-10烷基，
C3-8杂环基C0-10烷基氨基C0-10烷基，
C3-8杂环烷基C0-10烷基氨基C0-10烷基，
(C3-8环烷基C0-10烷基)2氨基C0-10烷基，
(C3-8杂环基C0-10烷基)2氨基C0-10烷基，
(C3-8杂环烷基C0-10烷基)2氨基C0-10烷基，
C3-8环烷基C0-10烷基氨基羰基氨基，
(C1-10烷基)2氨基羰基氨基，
(芳基C1-10烷基)1-2氨基羰基氨基，
C0-10烷基氨基羰基氨基，
C3-8杂环基C0-10烷基氨基羰基氨基，
C3-8杂环烷基C0-10烷基氨基羰基氨基，
C0-10烷基羰基氨基C0-10烷基，
C3-8环烷基C0-10烷基羰基氨基C0-10烷基，
C3-8杂环基C0-10烷基羰基氨基C0-10烷基，
C3-8杂环烷基C0-10烷基羰基氨基C0-10烷基，
芳基C0-10烷基羰基氨基C0-10烷基，
氨基C0-10烷基碳酰亚氨基C0-10烷基氨基，
C0-10烷基羧基C0-10烷基氨基，
C1-10烷氧基(羰基)0-1C0-10烷基氨基，
C3-8杂环基C0-10烷氧基(羰基)0-1C0-10烷基氨基，
C3-8杂环烷基C0-10烷氧基(羰基)0-1C0-10烷基氨基，
C3-8环烷基C0-10烷氧基(羰基)0-1C0-10烷基氨基，
芳基C1-10烷氧基(羰基)0-1C0-10烷基氨基，
C1-10烷基磺酰基氨基，
芳基C1-10烷基磺酰基氨基，
C3-8杂环基C1-10烷基磺酰基氨基，
C3-8杂环烷基C1-10烷基磺酰基氨基，
C3-8环烷基C1-10烷基磺酰基氨基，
氰基，
硝基，
全氟C1-6烷基和
全氟C1-6烷氧基，
其中R2任选地被至少一个取代基R4取代。
在本发明的一实施方式中，R2选自卤素，(羰基)0-1C1-10烷基，氰基，全氟C1-10烷基和全氟C1-10烷氧基，其中R2任选地被至少一个取代基R4取代。
在一实施方式中，本发明的化合物选自结构式III：
![]()
其药学可接受盐或立体异构体，其中：
X是氢或卤素；
Y和Z分别独立地选自氢，C1-4烷基和卤素，或Y和Z与其所连的碳原子一起构成环丙基；
n是0，1，2或3；
U，V，W和D分别独立地选自CH和N，条件是U，V，W和D的至少两个分别是CH；
R2选自：
卤素，
(羰基)0-1C1-10烷基，
(羰基)0-1C2-10链烯基，
(羰基)0-1C2-10炔基，
(羰基)0-1芳基C1-10烷基，
C3-8环烷基C0-10烷基，
(C3-8)杂环基C0-10烷基，
C1-4酰氨基C0-10烷基，
C0-10烷基氨基C0-10烷基，
二-(C1-10烷基)氨基C0-10烷基，
芳基C0-10烷基氨基C0-10烷基，
(芳基C0-10烷基)2氨基C0-10烷基，
C3-8环烷基C0-10烷基氨基C0-10烷基，
C3-8杂环基C0-10烷基氨基C0-10烷基，
(C3-8环烷基C0-10烷基)2氨基C0-10烷基，
(C3-8杂环基C0-10烷基)2氨基C0-10烷基，
C3-8环烷基C0-10烷基氨基羰基氨基，
(C1-10烷基)2氨基羰基氨基，
(芳基C1-10烷基)1-2氨基羰基氨基，
C0-10烷基氨基羰基氨基，
C3-8杂环基C0-10烷基氨基羰基氨基，
(C1-10烷基)2氨基羰基C0-10烷基，
(芳基C1-10烷基)1-2氨基羰基C0-10烷基，
C0-10烷基氨基羰基C0-10烷基，
C3-8环烷基C0-10烷基氨基羰基C0-10烷基，
C3-8杂环基C0-10烷基氨基羰基C0-10烷基，
芳基C0-10烷基氨基羰基C0-10烷基，
(C1-10烷基)2氨基羰基，
(芳基C1-10烷基)1-2氨基羰基，
C1-10烷氧基(羰基)0-1C0-10烷基，
羧基C0-10烷基氨基，
羧基C0-10烷基，
羧基芳基，
羧基C3-8环烷基，
羧基C3-8杂环基，
C1-10烷氧基，
C1-10烷氧基C0-10烷基
C1-10烷基羰氧基，
C3-8杂环基C0-10烷基羰氧基，
C3-8环烷基C0-10烷基羰氧基，
芳基C0-10烷基羰氧基，
C1-10烷基羰氧基氨基，
C3-8杂环基C0-10烷基羰氧基氨基，
C3-8环烷基C0-10烷基羰氧基氨基，
芳基C0-10烷基羰氧基氨基，
(C1-10烷基)2氨基羰氧基，
(芳基C0-10烷基)1-2氨基羰氧基，
(C3-8杂环基C0-10烷基)1-2氨基羰氧基，
(C3-8环烷基C0-10烷基)1-2氨基羰氧基，
羟基C0-10烷基，
羟基羰基C0-10烷氧基，
羟基羰基C0-10烷氧基，
C1-10烷硫基，
C1-10烷基亚磺酰基，
芳基C0-10烷基亚磺酰基，
C3-8杂环基C0-10烷基亚磺酰基，
C3-8环烷基C0-10烷基亚磺酰基，
C1-10烷基磺酰基，
芳基C0-10烷基磺酰基，
C3-8杂环基C0-10烷基磺酰基，
C3-8环烷基C0-10烷基磺酰基，
C1-10烷基磺酰基氨基，
芳基C1-10烷基磺酰基氨基，
C3-8杂环基C1-10烷基磺酰基氨基，
C3-8环烷基C1-10烷基磺酰基氨基，
氰基，
硝基，
全氟C1-6烷基和
全氟C1-6烷氧基；
其中R2任选地被至少一个选自下列的取代基R4取代：
卤素，
(羰基)0-1C1-10烷基，
(羰基)0-1C2-10链烯基，
(羰基)0-1C2-10炔基，
(羰基)0-1芳基C0-10烷基，
C3-8环烷基C0-10烷基，
(C3-8)杂环基C0-10烷基，
(C3-8)杂环烷基C0-10烷基，
C1-4酰氨基C0-10烷基，
C0-10烷基氨基C0-10烷基，
二-(C1-10烷基)氨基C0-10烷基，
芳基C0-10烷基氨基C0-10烷基，
(芳基C0-10烷基)2氨基C0-10烷基，
C3-8环烷基C0-10烷基氨基C0-10烷基，
C3-8杂环基C0-10烷基氨基C0-10烷基，
C3-8杂环烷基C0-10烷基氨基C0-10烷基，
C0-10烷基碳酰亚氨基C0-10烷基，
(C1-10烷基)2氨基羰基，
C1-10烷氧基(羰基)0-1C0-1烷基，
C1-10烷氧基C0-10烷基，
(C1-10烷基)2氨基羰氧基，
羟基羰基C0-10烷氧基，
(C1-10烷基)2氨基羰氧基，
(芳基C0-10烷基)1-2氨基羰氧基，
羟基C0-10烷基，
C1-10烷基磺酰基，
C1-10烷基磺酰基氨基，
芳基C1-10烷基磺酰基氨基，
C3-8杂环基C1-10烷基磺酰基氨基，
C3-8杂环烷基C1-10烷基磺酰基氨基，
C3-8环烷基C1-10烷基磺酰基氨基，
氰基，
硝基，
全氟C1-6烷基，和
全氟C1-6烷氧基，
其中R4任选地被一个或多个选自OH，(C1-6)烷氧基，卤素，CO2H，CN，O(C＝O)C1-C6烷基，NO2，三氟甲氧基，三氟乙氧基，-O(0-1)(C1-10)全氟烷基和NH2的基团取代；
R3选自
卤素，
C1-10烷基(羰基)0-1，
芳基C0-8烷基，
氨基C0-8烷基，
C1-3酰氨基C0-8烷基，
C1-6烷基氨基C0-8烷基，
C1-6二烷基氨基C0-8烷基，
芳基C0-6烷基氨基C0-6烷基，
C1-4烷氧基氨基C0-8烷基，
羟基C1-6烷基氨基C0-8烷基，
C1-4烷氧基C0-6烷基，
羟基羰基C0-6烷基，
C1-4烷氧基羰基C0-6烷基，
羟基羰基C0-6烷氧基，
羟基C1-6烷基氨基C0-6烷基，或
羟基C0-6烷基，
其中R3任选地被一个或多个选自氢，OH，(C1-6)烷氧基，卤素，CO2H，CN，O(C＝O)C1-C6烷基，NO2，三氟甲氧基，三氟乙氧基，-O(0-1)(C1-10)全氟烷基和NH2的基团取代。
在一实施方式中，X是氢。
在本发明的另一实施方式中，R2选自：
卤素，
(羰基)0-1C1-10烷基，
(羰基)0-1C2-10链烯基，
(羰基)0-1芳基C0-10烷基，
C3-8环烷基C0-10烷基，
(C3-8)杂环基C0-10烷基，
C3-8杂环烷基C0-10烷基，
C0-10烷基氨基C0-10烷基，
芳基C0-10烷基氨基C0-10烷基，
C3-8环烷基C0-10烷基氨基C0-10烷基，
C3-8杂环基C0-10烷基氨基C0-10烷基，
C3-8杂环烷基C0-10烷基氨基C0-10烷基，
C3-8环烷基C0-10烷基氨基羰基氨基，
(芳基C1-10烷基)1-2氨基羰基氨基，
C0-10烷基氨基羰基氨基，
C3-8杂环基C0-10烷基氨基羰基氨基，
C3-8杂环烷基C0-10烷基氨基羰基氨基，
C0-10烷基羰基氨基C0-10烷基，
C3-8环烷基C0-10烷基羰基氨基C0-10烷基，
C3-8杂环基C0-10烷基羰基氨基C0-10烷基，
C3-8杂环烷基C0-10烷基羰基氨基C0-10烷基，
芳基C0-10烷基羰基氨基C0-10烷基，
C0-10烷基羧基C0-10烷基氨基，
C1-10烷氧基，
C1-10烷氧基C0-10烷基，
芳氧基；
C3-8环烷氧基，
C3-8杂环氧基，
C3-8杂环烷氧基，
C1-10烷氧基(羰基)0-1C1-10烷基氨基，
C3-8杂环基C0-10烷氧基(羰基)0-1C0-10烷基氨基，
C3-8杂环烷基C0-10烷氧基(羰基)0-1C0-10烷基氨基，
C3-8环烷基C0-10烷氧基(羰基)0-1C0-10烷基氨基，
芳基C0-10烷氧基(羰基)0-1C0-10烷基氨基，
羟基C0-10烷基，
C1-10烷硫基，
C1-10烷基磺酰基，
芳基C0-10烷基磺酰基，
C3-8杂环基C0-10烷基磺酰基，
C3-8杂环烷基C0-10烷基磺酰基，
C3-8环烷基C0-10烷基磺酰基，
C1-10烷基磺酰基氨基，
芳基C1-10烷基磺酰基氨基，
C3-8杂环基C1-10烷基磺酰基氨基，
C3-8杂环烷基C1-10烷基磺酰基氨基，
C3-8环烷基C1-10烷基磺酰基氨基，
氰基，
硝基，
全氟C1-6烷基和
全氟C1-6烷氧基，
其中R2任选地被至少一个取代基R4取代。
本发明化合物的举例而非限定实例是下列化合物
17β-(1H-咪唑并[4，5-b]吡啶-2-基)-4-甲基-4-氮杂-5α-雄甾-1-烯-3-酮；
17β-(1H-苯并咪唑-2-基)-4-甲基-4-氮杂-5α-雄甾-1-烯-3-酮；
17β-(7-甲基-1H-苯并咪唑-2-基)-4-甲基-4-氮杂-5α-雄甾-1-烯-3-酮；
17β-(5，6-二氯-1H-苯并咪唑-2-基)-4-甲基-4-氮杂-5α-雄甾-1-烯-3-酮；
17β-(6-氯-1H-苯并咪唑-2-基)-4-甲基-4-氮杂-5α-雄甾-1-烯-3-酮；
17β-(6-三氟甲基-1H-苯并咪唑-2-基)-4-甲基-4-氮杂-5α-雄甾-1-烯-3-酮；
17β-(6-甲基-1H-苯并咪唑-2-基)-4-甲基-4-氮杂-5α-雄甾-1-烯-3-酮；
17β-(5，6-二甲基-1H-苯并咪唑-2-基)-4-甲基-4-氮杂-5α-雄甾-1-烯-3-酮；
17β-(6-氰基-1H-苯并咪唑-2-基)-4-甲基-4-氮杂-5α-雄甾-1-烯-3-酮；
17β-(6-甲氧基-1H-苯并咪唑-2-基)-4-甲基-4-氮杂-5α-雄甾-1-烯-3-酮；
17β-(9H-嘌呤-8-基)-4-甲基-4-氮杂-5α-雄甾-1-烯-3-酮；
17β-(1H-咪唑并[4，5-c]吡啶-2-基)-4-甲基-4-氮杂-5α-雄甾-1-烯-3-酮；
17β-(1-甲基-1H-咪唑并[4，5-b]吡啶-2-基)-4-甲基-4-氮杂-5α-雄甾-1-烯-3-酮；
17β-(1-甲基-1H-6-氯-苯并咪唑-2-基)-4-甲基-4-氮杂-5α-雄甾-1-烯-3-酮；
17β-(1-乙酰基-1H-咪唑并[4，5-b]吡啶-2-基)-4-甲基-4-氮杂-5α-雄甾-1-烯-3-酮；
17β-(3-乙酰基-3H-咪唑并[4，5-b]吡啶-2-基)-4-甲基-4-氮杂-5α-雄甾-1-烯-3-酮；
17β-(1H-咪唑并[4，5-b]吡啶-2-基)-2-氟-4-甲基-4-氮杂-5α-雄甾-1-烯-3-酮；和
其药学可接受盐和立体异构体。
本发明的化合物可以具有不对称中心、手性轴和手性平面(如E.L.Eliel和S.H.Wilen，Stereochemistry of Carbon Compounds，John Wiley& Sons，New York，1994，1119-1190页所述)，并且存在外消旋体、外消旋混和物和单一非对映异构体，并且其所有可能的异构体和混和物，包括光学异构体，均属于本发明。
此外，本文公开的化合物可能存在互变异构体，并且两种互变异构体均属于本发明的范围内，即使只描述一种互变异构结构。例如，下列有关化合物A的所有权利要求应理解为包括互变异构体B，相反也如此，以及它们的混和物。术语![]()
代表本发明的4-氮杂甾族衍生物的残余基团。
![]()
术语″烷基″应是指共1-10个碳原子或该范围内任意数目的直链或支链烷烃(即，甲基、乙基、1-丙基、2-丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基等)。术语″C0烷基″(如在″C0-8烷基芳基″中)是指不存在烷基。
术语″链烯基″是指共2-10个碳原子或者该范围内任意数目碳原子的直链或支链烯烃。
术语″炔基″是指含有2-10个碳原子和至少1个碳-碳叁键的直链、支链或环状的烃基。至多存在三个碳-碳叁键。所以，″C2-C6炔基″是指具有2-6个碳原子的炔基。炔基包括乙炔基，丙炔基，丁炔基，3-甲基丁炔基等。炔基的直链、支链或环状部分可以含有叁键，并且如果表示为取代的炔基则表示可以被取代。
在此使用的″环烷基″包括具有特定数目碳原子的非芳族环烃基，它可以是或者可以不是桥式的或结构上受制约的。这种环烷基的实例包括，但不限于，环丙基，环丁基，环戊基，环己基，金刚烷基，环辛基，环庚基，四氢萘，亚甲基环己基等。在此，″C3-C10环烷基″的实例可以包括，但不限于：
![]()
″烷氧基″代表经氧桥连接的具有指定数目碳原子的环状或非环状烷基。所以″烷氧基″包括上述烷基和环烷基的定义。
″全氟烷基″代表至多10个碳原子的相应氢全部被氟原子取代的烷基链。
在此使用的″芳基″是指任何各环内至多含7个原子的稳定单碳环或双碳环，其中至少一个环是芳香性的。此类芳基单元的实例包括，但不限于，苯基，萘基，四氢萘基，二氢茚基，或联苯。在其中芳基取代基是双环且一个环是非芳香性的情况中，应该理解为经该芳环连接。
在此使用的术语杂芳基代表各环内至多7个原子的稳定单环或双环，其中至少一个环是芳族且含有1-4个选自O、N和S的杂原子。在此定义内的杂芳基包括但不限于：吖啶基，咔唑基，噌啉基，喹喔啉基，吡唑基，吲哚基，苯并三唑基，呋喃基，噻吩基，苯并噻吩基，苯并呋喃基，喹啉基，异喹啉基，唑基，异唑基，吲哚基，吡嗪基，哒嗪基，吡啶基，嘧啶基，吡咯基，四氢喹啉。如下面杂环的定义，″杂芳基″还被理解为包括任意含氮杂芳基的N-氧化物衍生物。
在其中杂芳基取代基是双环且一个环是非芳族或不含杂原子的情况中，应该理解为分别经芳环或经含杂原子环连接。
当术语″烷基″或″芳基″或其前缀下标出现在取代基名称中时(例如，芳基C0-8烷基)，应该解释为包括上述对″烷基″和″芳基″给出的那些限定。碳原子的指定数目(例如C0-8)是独立地指烷基或环状烷基部分中的碳原子数，或者出现烷基前下标的较大取代基的烷基部分的碳原子数。
本领域技术人员理解，在此使用的″卤代″或″卤素″包括氯，氟，溴和碘。在此使用的术语″杂环″或″杂环基″是指含有1-4个选自O、N和S的杂原子的5-至10-员芳族或非芳族杂环，并且包括双环基团。″杂环基″包括上述提及的杂芳基，以及其二氢和四氢类似物。″杂环基″的其他实例包括，但不限于下列：苯并咪唑基，苯并呋喃基，苯并呋咱基，苯并吡唑基，苯并三唑基，苯并噻吩基，苯并唑基，咔唑基，carbolinyl，噌啉基，呋喃基，咪唑基，吲哚啉基，吲哚基，indolazinyl，吲唑基，异苯并呋喃基，异吲哚基，异喹啉基，异噻唑基，异唑基，萘吡啶基，二唑基，唑基，唑啉，异唑啉，氧杂环丁烷基，吡喃基，吡嗪基，吡唑基，哒嗪基，吡啶并吡啶基，哒嗪基，吡啶基，嘧啶基，吡咯基，喹唑啉基，喹啉基，喹喔啉基，四氢吡喃基，四唑基，四唑并吡啶基，噻二唑基，噻唑基，噻吩基，三唑基，氮杂环丁烷基，氮杂环丙烷基，1，4-二烷基，六氢氮杂基，哌嗪基，哌啶基，吡咯烷基，吗啉基，硫代吗啉基，二氢苯并咪唑基，二氢苯并呋喃基，二氢苯并噻吩基，二氢苯并唑基，二氢呋喃基，二氢咪唑基，二氢吲哚基，二氢异唑基，二氢异噻唑基，二氢二唑基，二氢唑基，二氢吡嗪基，二氢吡唑基，二氢吡啶基，二氢嘧啶基，二氢吡咯基，二氢喹啉基，二氢四唑基，二氢噻二唑基，二氢噻唑基，二氢噻吩基，二氢三唑基，二氢氮杂环丁烷基，亚甲基二氧基苯甲酰基，四氢呋喃基和四氢噻吩基，和其N-氧化物。杂环基取代基的连接可以经碳原子或经杂原子实现。
术语″芳基烷基″和″烷基芳基″包括其中烷基定义如上的烷基部分并包括芳基定义如上的芳基部分。芳基烷基的实例包括，但不限于，苄基，苯乙基，苯丙基，萘基乙基和萘基甲基。烷基芳基的实例包括，但不限于，甲苯，乙基苯，丙基苯，甲基吡啶，乙基吡啶，丙基吡啶和丁基吡啶。
术语″氧基″是指氧(O)原子。术语″硫代″是指硫(S)原子。术语″氧代″是指″＝O″。术语″羰基″是指″C＝O″。
术语″取代的″包括所述取代基的多种程度的取代。当多个取代基部分被描述或要求时，取代的化合物可以独立地被一种或多种所公开或所要求的取代基部分取代一次或多次。所谓独立地取代是指(两个或多个)取代基可以相同或不同。
当任何变量(例如R2，R3等)在任何取代基或式I-III中出现不止一次时，其在各种情况中的定义在每种情况下都是独立的。另外，取代基和/或变量的组合也可行，只要这种组合得到稳定的化合物。
在本文中使用的标准命名法下，首先描述侧链的末端部分，随后是指向连接点的相邻官能团。例如，C1-5烷基羰基氨基C1-6烷基取代基等于
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在选择本发明的化合物时，本领域普通技术人员理解对不同取代基，即R1、R2、R3等的选择应与化学结构连接方式的公知原理相吻合。
从取代基划至环系内的线段是指所示的键可以连接于任何可取代的环原子。如果该环系为多环，该键只连接于邻近环上的任意适当碳原子。
应理解本发明化合物上的取代基和取代方式可以由本领域普通技术人员选择，以得到化学上稳定的且通过本领域已知技术和下列方法由易于得到的起始原料很容易合成的化合物。如果取代基本身被一个以上的基团取代，理解为这些多个基团可以位于同一碳上或不同碳上，只要得到稳定的结构。短语″任选地被一个或多个取代基取代″应等同于短语″任选地被至少一个取代基取代″，并且在这种情况中一个实施方式应具有0-3个取代基。
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可以选自：
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在本发明的一实施方式中，R1选自氢，(C0-6烷基)2氨基C0-6烷基和C1-3烷基，其中该烷基任选地被1-7个氟原子取代。在该实施方式的一变化方案中，R1选自氢，CF3和C1-3烷基。在另一变化方案中，R1是甲基。
在一实施方式中，Y和Z分别独立地选自：氢，卤素和C1-4烷基。在另一实施方式中，Y和Z分别是氢。在本发明的另一实施方式中，Y和Z与其相连的碳一起构成环丙基。
在本发明的一实施方式中，在式I的化合物中，当X是氟时，则Y和Z分别是氢。
在本发明的一实施方式中，R2选自：卤素，(羰基)0-1C1-10烷基，(羰基)0-1C2-10链烯基，(羰基)0-1C2-10炔基，(羰基)0-1芳基C1-10烷基，C3-8环烷基C0-10烷基，(C3-8)杂环基C0-10烷基，C1-4酰氨基C0-10烷基，C0-10烷基氨基C0-10烷基，芳基C0-10烷基氨基C0-10烷基，C3-8环烷基C0-10烷基氨基C0-10烷基，C3-8杂环基C0-10烷基氨基C0-10烷基，C0-10烷基氨基羰基氨基，C3-8杂环基C0-10烷基氨基羰基氨基，C0-10烷基氨基羰基C0-10烷基，C3-8环烷基C0-10烷基氨基羰基C0-10烷基，C3-8杂环基C0-10烷基氨基羰基C0-10烷基，芳基C0-10烷基氨基羰基C0-10烷基，C1-10烷氧基(羰基)0-1C0-10烷基，羧基C0-10烷基氨基，羧基C0-10烷基，羧基芳基，羧基C3-8环烷基，羧基C3-8杂环基，C1-10烷氧基，C1-10烷氧基C0-10烷基，羟基C0-10烷基，羟基羰基C0-10烷氧基，羟基羰基C0-10烷氧基，C1-10烷硫基，C1-10烷基磺酰基，芳基C0-10烷基磺酰基，C3-8杂环基C0-10烷基磺酰基，C3-8环烷基C0-10烷基磺酰基，C1-10烷基磺酰基氨基，芳基C1-10烷基磺酰基氨基，C3-8杂环基C1-10烷基磺酰基氨基，C3-8环烷基C1-10烷基磺酰基氨基，氰基，硝基，全氟C1-6烷基和全氟C1-6烷氧基。R2可以任选地被至少一个取代基R4取代。
在一实施方式中，R2选自：卤素，(羰基)0-1C1-10烷基，(羰基)0-1芳基C1-10烷基，C3-8环烷基C0-10烷基，(C3-8)杂环基C0-10烷基，C0-10烷基氨基C0-10烷基，芳基C0-10烷基氨基C0-10烷基，C3-8环烷基C0-10烷基氨基C0-10烷基，C3-8杂环基C0-10烷基氨基C0-10烷基，C0-10烷基氨基羰基氨基，C3-8杂环基C0-10烷基氨基羰基氨基，C0-10烷基氨基羰基C0-10烷基，C1-10烷氧基(羰基)0-1C0-10烷基，羧基C0-10烷基氨基，羧基C0-10烷基，C1-10烷氧基，C1-10烷氧基C0-10烷基，羟基C0-10烷基，羟基羰基C0-10烷氧基，羟基羰基C0-10烷氧基，C1-10烷硫基，C1-10烷基磺酰基，C1-10烷基磺酰基氨基，氰基，硝基，全氟C1-6烷基和全氟C1-6烷氧基。另外，R2可以任选地被至少一个取代基R4取代。
在一实施方式中，R2选自：卤素，(羰基)0-1C1-10烷基，C1-10烷氧基，C1-10烷氧基C0-10烷基，氰基，硝基，全氟C1-6烷基和全氟C1-6烷氧基。R2可以任选地被至少一个取代基R4取代。
在一实施方式中，R4选自：卤素，(羰基)0-1C1-10烷基，(羰基)0-1芳基C0-10烷基，C3-8环烷基C0-10烷基，(C3-8)杂环基C0-10烷基，(C3-8)杂环烷基C0-10烷基，C1-4酰基氨基C0-10烷基，C0-10烷基氨基C0-10烷基，芳基C0-10烷基氨基C0-10烷基，C3-8环烷基C0-10烷基氨基C0-10烷基，C3-8杂环基C0-10烷基氨基C0-10烷基，C3-8杂环烷基C0-10烷基氨基C0-10烷基，C0-10烷基碳酰亚氨基C0-10烷基，C1-10烷氧基(羰基)0-1C0-10烷基，C1-10烷氧基C0-10烷基，羟基C0-10烷基，C1-10烷基磺酰基，C1-10烷基磺酰基氨基，氰基，硝基，全氟C1-6烷基和全氟C1-6烷氧基，其中R4任选地被一个或多个选自OH，(C1-6)烷氧基，卤素，CO2H，CN，O(C＝O)C1-C6烷基，NO2，三氟甲氧基，三氟乙氧基，-O(0-1)(C1-10)全氟烷基和NH2的基团取代。
在本发明的一实施方式中，R3选自：卤素，C1-10烷基(羰基)0-1，芳基C0-8烷基，氨基C0-8烷基，C1-6烷基氨基C0-8烷基，芳基C0-6烷基氨基C0-6烷基，C1-4烷氧基氨基C0-8烷基，羟基C1-6烷基氨基C0-8烷基，C1-4烷氧基C0-6烷基，羟基羰基C0-6烷基，C1-4烷氧基羰基C0-6烷基，羟基C0-6烷基，其中R3任选地被一个或多个选自氢，OH，(C1-6)烷氧基，卤素，CO2H，CN，O(C＝O)C1-C6烷基，NO2，三氟甲氧基，三氟乙氧基，-O(0-1)(C1-10)全氟烷基和NH2的基团取代。
在本发明的一实施方式中，R3选自：卤素，C1-10烷基(羰基)0-1，C1-6烷基氨基C0-8烷基，C1-4烷氧基氨基C0-8烷基，C1-4烷氧基C0-6烷基，羟基羰基C0-6烷基，C1-4烷氧基羰基C0-6烷基，羟基C0-6烷基，其中R3任选地被一个或多个选自氢，OH，(C1-6)烷氧基，卤素，CO2H，CN，O(C＝O)C1-C6烷基，NO2，三氟甲氧基，三氟乙氧基，-O(0-1)(C1-10)全氟烷基和NH2的基团取代。
在另一实施方式中，R3选自：C1-10烷基(羰基)0-1和羟基C0-6烷基，其中R3任选地被一个或多个选自氢，OH，(C1-6)烷氧基，卤素，CO2H，CN，O(C＝O)C1-C6烷基，NO2，三氟甲氧基，三氟乙氧基，-O(0-1)(C1-10)全氟烷基和NH2的基团取代。
在本发明的另一实施方式中，U、V、W和D中的两个分别是氮且其余两个取代基环成员是碳。
在本发明的一实施方式中，
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选自
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和![]()
在另一实施方式中，
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选自：
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已经发现本发明的化合物是雄激素受体(SARMs)的组织选择性调节剂。一方面，本发明的化合物可以有效激活哺乳动物中雄激素受体的功能，特别是激活骨骼和/或肌肉组织中雄激素受体的功能并阻滞或抑制(″拮抗″)男性个体的前列腺中或女性个体子宫中雄激素受体的功能。
本发明的另一方面是式I的化合物减弱或阻滞AR激动剂诱导的雄激素受体在男性个体的前列腺内或在女性个体子宫内而不是在其毛发生长皮肤或声带中的功能的应用，以及激活雄激素受体在骨骼和/或肌肉组织中的功能，而不是在控制血脂水平的器官(例如肝脏)中的功能的应用。
本发明的代表性化合物通常对于雄激素受体具有亚微摩尔级的结合亲和力。因此本发明的化合物适于治疗患有与雄激素受体功能有关的疾病的哺乳动物。将治疗有效量的化合物，包括其药学可接受盐，施用给哺乳动物可治疗与雄激素受体功能有关的障碍如雄激素缺乏，可通过雄激素替代法缓解的疾病，或可通过雄激素替代疗法改善的疾病，包括：增强变弱的肌肉紧张，骨质疏松症，osteopenia，糖皮质激素诱发的骨质疏松症，牙周疾病，骨折(例如，椎骨和非椎骨骨折)，骨再建手术后的骨损伤，sarcopenia，虚弱，老化皮肤，男性性腺机能减退，妇女的绝经后综合征，动脉粥样硬化，高胆固醇血症，高脂血症，肥胖，再生障碍性贫血和其他造血障碍，胰腺癌，炎性关节炎和关节修复，HIV-消耗，前列腺癌，良性前列腺肥大(BPH)，癌恶病质，阿尔茨海默氏病，肌肉营养不良，认知衰退，性功能障碍，睡眠呼吸暂停，抑郁，早熟性卵巢衰竭和自身免疫疾病。通过施用治疗有效量的结构式I的化合物给需要这种治疗的哺乳动物进行治疗。此外，这些化合物作为组分在药物组合物中单用或与其他活性剂合用是有效的。
在一个实施方式中，本发明的化合物可以单用或与其他活性剂联合用于治疗雄性个体中雄激素缺乏引起的或通过雄激素替代法可以缓解的病症，包括，但不限于，骨质疏松症，osteopenia，糖皮质激素诱发的骨质疏松症，牙周疾病，HIV-消耗，前列腺癌，癌恶病质，肥胖，关节炎病症，贫血，例如，再生障碍性贫血，肌肉营养不良，和阿尔茨海默氏病，认知衰退，性功能障碍，睡眠呼吸暂停，抑郁，良性前列腺肥大(BPH)，腹部肥胖，代谢综合征，II型糖尿病和动脉粥样硬化。该治疗通过施用治疗有效量的结构式I的化合物给需要这种治疗的雄性个体来实现。
″关节炎病症″或″关节炎类病症″是指炎性病灶局限在关节的疾病或任何关节的炎性病症，最著名的是骨关节炎和类风湿性关节炎(Academic Press Dictionary of Science Technology；Academic Press；1st edition，January 15，1992)。式I的化合物单用或联合也可有效治疗或预防关节炎病症，例如贝切特氏病；粘液囊病和腱炎；CPPD沉积病；腕管综合征；埃-当而氏综合征；fibromyalgia；痛风；感染性关节炎；炎性肠病；幼年性关节炎；红斑狼疮；lyme氏病；马方综合征；肌炎；骨关节炎；骨生成不完全；骨坏死；多动脉炎；多肌痛风湿病；牛皮癣关节炎；雷诺氏现象；反射交感神经营养不良综合征；莱特尔氏病；类风湿性关节炎；硬皮病；和Sjogren氏综合征。本发明的一种实施方式涉及关节炎性病症的治疗或预防，其包括施用治疗有效量的式I的化合物。一种下位实施方式是对骨关节炎的治疗或预防，其包括施用治疗有效量的式I的化合物。参见：Cutolo M，Seriolo B，VillaggioB，Pizzorni C，Craviotto C，Sulli A.Ann.N.Y.Acad.Sci.2002Jun；966：131-42；Cutolo，M.Rheum Dis Clin North Am 2000 Nov；26(4)：881-95；Bijlsma JW，Van den BrinkHR.Am J Reprod Immunol 1992Oct-Dec；28(3-4)：231-4；Jansson L，Holmdahl R.；Arthritis Rheum2001 Sep；44(9)：2168-75；和PurdieDW.Br Med Bull 2000；56(3)：809-23。另外参见Merck手册，第17版，449-451页。
当联合用于治疗关节炎病症时，式I的化合物可以与本文中公开的任何联合疗法所用的药物一起使用，或者可以与治疗或预防关节炎病症的已知药物一起使用，例如皮质类固醇，细胞毒性药物(或其他疾病调节或缓解诱发性药物)，金疗法，甲氨蝶呤，NSAIDs和COX-2抑制剂。
在另一实施方式中，本发明的化合物单用或与其他活性剂联合可以用于治疗雌性个体中雄激素缺乏引起的或通过雄激素替代法可缓解的疾病，包括，但不限于，骨质疏松症，osteopenia，老化皮肤，糖皮质激素诱发的骨质疏松症，绝经后综合征，牙周疾病，HIV-消耗，癌恶病质，肥胖，贫血，例如再生障碍性贫血，肌肉营养不良，阿尔茨海默氏病，早熟性卵巢衰竭，认知衰退，性功能障碍，抑郁，炎性关节炎和关节修复，动脉粥样硬化和自身免疫疾病。治疗通过施用治疗有效量的结构式I的化合物给需要这种治疗的雌性个体来实现。
式I的化合物还适用于增强哺乳动物例如人体中的肌肉紧张。
结构式I的化合物可以在前列腺癌的治疗中用作传统雄激素消耗疗法的附加药物用于修复骨，减少骨损失，并且维持骨矿物质密度。以这种方式，它们可以与传统雄激素缺失疗法一起应用，传统雄激素缺失疗法包括GnRH激动剂/拮抗剂，例如公开在P.Limonta，等.，″LHRHanalogues as anticancer agents：pituitary and extrapituitary sites ofaction，″Exp.Opin.Invest.Drugs，10：709-720(2001)；H.J.Stricker，″Luteinizing hormone-releasing hormone antagonists，″Urology，58(Suppl.2A)：24-27(2001)；R.P.Millar，等.，″Progress towards thedevelopment of non-peptide orally-active GnRH antagonists，″BritishMedical Bulletin，56：761-772(2000)；和A.V.Schally等.，″Rationaluse of agonists and antagonists of LH-RH in the treatment of hormone-sensitive neoplasms and gynecologic conditions，″Advanced DrugDelivery Reviews，28：157-169(1997)中的那些。结构式I的化合物可以在前列腺癌的治疗中与抗雄激素联合使用，抗雄激素例如氟他胺，2-羟基氟他胺(氟他胺的活性代谢物)，尼鲁米特和比卡鲁胺(CasodexTM)。
此外，本发明的化合物还可以用于治疗胰腺癌，这鉴于其雄激素拮抗性质或其成为抗雄激素的附加物，抗雄激素例如氟他胺，2-羟基氟他胺(氟他胺的活性代谢物)，尼鲁米特和比卡鲁胺(CasodexTM)。
术语″治疗癌症″或″癌症的治疗″是指向患有癌性病症的哺乳动物给药并通过杀死癌细胞产生减轻癌性病症的作用，同时达到抑制癌症的生长和/或转移。
结构式I的化合物可以减小对脂质代谢的副作用。所以，考虑到其组织选择性雄激素激动性，本发明的化合物在性腺机能减退(雄激素缺乏)雄性个体中优于激素替代疗法的现有途径。
此外，本发明的化合物可以增加血细胞数量，例如红细胞和血小板，可以用于治疗造血障碍，例如再生障碍性贫血。
在本发明的一个实施方式中，将治疗有效量的式I化合物施用给哺乳动物，治疗或改善选自下列的障碍：变弱肌肉紧张的增强，骨质疏松症，osteopenia，糖皮质激素诱发的骨质疏松症，牙周疾病，骨折，骨再建手术后骨损伤，sarcopenia，虚弱，老化皮肤，男性性腺机能减退，妇女的绝经后综合征，动脉粥样硬化，高胆固醇血症，高脂血症，肥胖，再生障碍性贫血和其他造血障碍，胰腺癌，炎性关节炎和关节修复，HIV-消耗，前列腺癌，良性前列腺肥大(BPH)，癌恶病质，阿尔茨海默氏病，肌肉营养不良，认知衰退，性功能障碍，睡眠呼吸暂停，抑郁，早熟性卵巢衰竭和自身免疫疾病。
在另一实施方式中，治疗有效量的所述化合物可以用于治疗或改善选自变弱肌肉紧张，骨质疏松症，osteopenia，糖皮质激素诱发的骨质疏松症，牙周疾病，骨折，骨再建手术后骨损伤，sarcopenia，阿尔茨海默氏病和虚弱的疾病。
在另一实施方式中，本发明的化合物可以用于治疗或改善障碍，例如男性性腺机能减退，妇女的绝经后综合征，动脉粥样硬化，高胆固醇血症，高脂血症，肥胖，再生障碍性贫血和其他造血障碍，胰腺癌，炎性关节炎和关节修复，HIV-消耗，前列腺癌，良性前列腺肥大(BPH)，癌恶病质，肌肉营养不良，认知衰退，性功能障碍，睡眠呼吸暂停，抑郁，早熟性卵巢衰竭，和自身免疫疾病。
本发明的化合物可以以其对映体纯的形式给药。通过多种常规方法可以分离外消旋混和物成为其独立对映异构体。这些包括手性色谱、用手性辅剂衍生随后通过色谱和结晶法分离，和非对映异构体盐的分级结晶。
在此，本发明发挥雄激素受体″激动剂″作用的化合物可以结合雄激素受体并引发该受体的生理或药理反应特性。术语″组织选择性雄激素受体调节剂″是指模拟某些组织而不是其他组织中天然配体的作用的雄激素受体配体。″部分激动剂″是指无论该化合物使用的量如何都无法诱导受体群的最大活性的激动剂。″完全激动剂″在指定浓度下诱导雄激素受体群的完全活化。本发明发挥雄激素受体″拮抗剂″作用的化合物可以结合雄激素受体并阻滞或抑制由天然雄激素受体配体正常诱导的雄激素相关性反应。
术语″药学可接受盐″是指由药学可接受无毒碱或酸制备而成的盐，所述的碱或酸包括无机或有机碱和无机或有机酸。衍生自无机碱的非限定代表盐包括铝、铵、钙、铜、铁、亚铁、锂、镁、锰盐、亚锰、钾、钠、锌等。在本发明的一个实施方式中，该盐选自铵、钙、锂、镁、钾和钠盐。衍生自药学可接受有机无毒碱的盐的非限定实例包括一级、二级和三级胺、取代胺的盐，包括天然取代胺、环胺类和碱性离子交换树脂，例如精氨酸，甜菜碱，咖啡因，胆碱，N，N′-二苄基亚乙基二胺，二乙基胺，2-二乙基氨基乙醇，2-二甲基氨基乙醇，乙醇胺，乙二胺，N-乙基-吗啉，N-乙基哌啶，葡糖胺，葡萄糖胺，组氨酸，hydrabamine，异丙胺，赖氨酸，甲基葡糖胺，吗啉，哌嗪，哌啶，聚胺树脂，普鲁卡因，嘌呤类，可可碱，三乙胺，三甲胺，三丙胺，氨丁三醇等。
当本发明的化合物是碱性时，可以由药学可接受无毒酸制备所述的盐，包括无机和有机酸。可以使用的代表性酸包括乙酸、苯磺酸、苯甲酸、樟脑磺酸、柠檬酸、乙磺酸、甲酸、富马酸、葡糖酸、谷氨酸、氢溴酸、盐酸、羟乙基磺酸、乳酸、马来酸、苹果酸、扁桃酸、甲磺酸、丙二酸、粘酸、扑酸、硝酸、泛酸、磷酸、丙酸、琥珀酸、硫酸、酒石酸、对甲苯磺酸、三氟乙酸等。在一种方案中，该酸选自柠檬酸、富马酸、氢溴酸、盐酸、马来酸、磷酸、硫酸和酒石酸。
上述药学可接受盐和其他典型药学可接受盐的制备更全面地由Berg等公开在″Pharmaceutical Salts，″J.Parm.Sci.，1977：66：1-19中。
还应注意本发明的化合物可能是内盐或两性离子，因为在生理条件下化合物中的脱质子酸性部分如羧基可以是阴离子，并且该电荷可能在内部被质子化或烷基化碱性部分例如季氮原子的阳离子电荷平衡掉。
术语″治疗有效量″是指由研究人员、兽医、医生或其他临床工作者寻找到的结构式I的化合物引起组织、系统、动物或人体的生物或医学反应时的量。
在此术语″组合物″是指含有特定量的特定组分的产品，以及直接或间接由特定量的特定组分的联合获得的产品。
所谓″药学可接受″是指必须与制剂的其他成分相容且不损害接受者的载体、稀释剂或赋形剂。
术语″化合物的施用″和″施用化合物″应当理解为给需要治疗的个体提供本发明的化合物或本发明化合物的前药。
术语″以组织选择性方式调节雄激素受体介导的功能″是指有选择性地(或有区别地)在合成代谢(骨骼和/或肌肉)组织(骨骼和肌肉)中调节雄激素受体介导的功能，而在雄性(生殖性)组织如前列腺，睾丸，精囊，卵巢，子宫和其他性感觉组织中不存在这样的调节作用。在一实施方式中，雄激素受体在合成代谢组织中的功能被激活而雄激素受体在雄激素性组织内的功能被阻滞或抑制。
为实施本发明治疗方法，结构式I化合物的给药是通过施用有效量的结构式I的化合物给需要这种治疗或预防的患者来完成。按照本发明的方法，对预防性给药的需求可利用公知的风险因子来测定。在最终的分析中，主治医生决定各化合物的有效量，而这取决于多种因素例如被治疗的确切疾病、疾病的严重性和患者患有的其他疾病或病症、所选的给药途径、患者可能同时需要的其他药物和治疗，和医生判断的其他因素。
如果配制为固定剂型，此类联合产品采用下述剂量范围的本发明化合物和在其已批准剂量范围内的其他药学活性剂。当联合制剂不适宜时，本发明的化合物可以与已知药学可接受药物顺序使用。
通常，结构式I的化合物的日剂量可以在宽范围约0.01-约1000mg/成人/天内变化。例如，剂量为约0.1-约200mg/天。对于口服给药，组合物可以以含有约0.01-约1000mg，特别是0.01、0.05、0.1、0.5、1.0、2.5、3.0、5.0、6.0、10.0、15.0、25.0、50.0、75、100、125、150、175、180、200、225和500毫克活性成分的片剂形式提供，用于根据症状调整被治疗哺乳动物的剂量。
该剂量可以以单一日剂量或每天分2、3或4次给药的总日剂量给药。此外，基于选择给药的各种化合物的性质，剂量可以少次给药，例如每周1次，每周2次，每月等。显然，少次给药的单位剂量相对较大。
当经鼻内途径、透皮途径、直肠或阴道栓剂，或经静脉内溶液给药时，在整个剂量方案中给药显然应连续而不是断续的。
本发明举例的是含上述任意化合物和药学可接受载体的药物组合物。本发明还例举了将上述任意化合物和药学可接受载体混和制备的药物组合物。本发明说明了一种制备药物组合物的方法，包括将上述任意化合物和药学可接受载体联合。
本发明医药用途的方法中使用的组织选择性雄激素受体调节剂的制剂含有结构式I的化合物和可接受载体和任选的其他治疗活性成分。载体必须是药学可接受的，也就是与制剂的其他组分相容并对制剂的接受对象无害。
所以，本发明进一步提供一种含有结构式I的化合物和其药学可接受载体的药物组合物。
该制剂包括适合口服、直肠、阴道内、局部或非肠道(包括皮下、肌肉内和静脉内给药)的那些制剂。在一个实施方式中，该制剂是适合口服给药的制剂。
适宜的式I化合物的局部制剂包括透皮装置、气雾剂、霜剂、溶液剂、软膏剂、凝胶剂、洗剂、扑粉剂等。含有本发明化合物的局部药物组合物通常在混合物中包括约0.005％-约5％重量的活性化合物和药学可接受赋形剂。用于本发明化合物给药的透皮贴剂包括本领域普通技术人员熟知的那些。为了以透皮输送系统的形式给药，在整个给药方案中给药显然应连续而不是间断的。
所述的制剂可以以单位剂型提供并可以通过药学领域的已知方法制备。所有方法包括使活性化合物与载体结合的步骤，该载体包括一种或多种组分。通常，制剂的制备是通过均匀和紧密地将活性化合物与液体载体、蜡质固体载体和细分的固体载体结合，随后如果需要，将产品成形为所需剂型。
本发明适合口服给药的制剂可以以离散单元存在，例如胶囊、囊片剂、片剂或锭剂，各自含有预定量的活性化合物；作为散剂或颗粒剂存在；或作为在含水液体或非水液体中的混悬剂或溶液剂，例如糖浆剂、酏剂或乳剂存在。
通过压缩或模制可以制成片剂，任选地含有一种或多种辅助成分。压缩片剂可以通过在适当设备中压缩自由流动形式的活性化合物如粉末或颗粒来制成，任选地与辅助成分如粘合剂、润滑剂、惰性稀释剂、崩解剂或着色剂混合。模制片剂可以通过在适当设备中模制活性化合物，优选粉末形式的活性化合物，与适当载体的混和物来制成。适当的粘合剂包括，但不限于，淀粉、明胶、天然糖例如葡萄糖或β-乳糖、玉米甜味剂、天然和合成树胶例如阿拉伯胶、黄芪胶或藻酸钠、羧甲基纤维素、聚乙二醇、蜡等。这些剂型中使用的非限定代表性润滑剂包括油酸钠、硬脂酸钠、硬脂酸镁、苯甲酸钠、乙酸钠、氯化钠等。崩解剂包括，但不限于，淀粉，甲基纤维素，琼脂，皂土，黄原胶等。
口服液体剂型，例如存在于适当矫味助悬剂或分散剂例如合成和天然树胶(如黄芪胶、阿拉伯胶、甲基纤维素等)中的糖浆剂或混悬液，可以通过将活性化合物加入到溶液或混悬液中来制备。可以使用的附加分散剂包括甘油等。
阴道或直肠给药的制剂可以是采用常规载体的栓剂，即对粘膜无毒和无刺激、与结构式I的化合物相容，并且在储存时稳定和不结合或干扰结构式I化合物的释放的基质。适宜的基质包括：可可脂(可可油)，聚乙二醇类(例如碳蜡和聚乙二醇)，二醇表面活性剂组合，聚乙二醇40硬脂酸酯，聚氧乙烯脱水山梨糖醇脂肪酸酯(例如Tween，Myrj，和Arlacel)，甘油化明胶和氢化植物油。当使用甘油化明胶栓剂时，可以使用防腐剂例如对羟基苯甲酸甲酯或对羟基苯甲酸丙酯。
含有活性药物组分的局部制剂可以与本领域熟知的多种载体物质混合，例如，醇类，芦荟凝胶，尿囊素，甘油，维生素A和E油，矿物油，PPG2肉豆蔻基丙酸酯等，形成例如醇溶液、局部清洁剂、清洁霜剂、皮肤用凝胶、皮肤用洗剂和霜型或凝胶制剂的香波。
本发明的化合物还可以采取脂质体输送系统的形式给药，例如小单层囊、大的单层囊和多层囊。脂质体可以由多种磷脂形成，例如胆固醇、硬脂基胺或磷脂酰胆碱类。
本发明的化合物也可以利用单克隆抗体作为与化合物分子偶联的各别载体来给药。本发明的化合物还可以与作为靶向药物载体的可溶性聚合物偶联。此类聚合物可以包括聚乙烯吡咯烷酮、吡喃共聚物、聚羟丙基甲基丙烯酰胺-酚、聚羟乙基天冬酰胺酚，或被棕榈酰残基取代的聚环氧乙烷聚赖氨酸。此外，本发明的化合物可以与用于获得对药物的控释的一类生物可降解聚合物偶联，该聚合物例如，聚乳酸、聚ε己内酯、聚羟基丁酸、聚原酸酯类、聚缩醛类、聚二氢吡喃类、聚氰基丙烯酸酯类和水凝胶的交联或两亲性嵌段共聚物。
适合非肠道给药的制剂包括含有活性化合物的灭菌水制剂的制剂，它可以与接受者的血液等渗。此类制剂适宜包括与接受对象的血液等渗的化合物的溶液或混悬液。此类制剂可以含有蒸馏水、具有5％右旋糖的蒸馏水或盐水和活性化合物。通常采用活性化合物的药学和药理学可接受酸加成盐，它们对于所用溶剂具有适宜的溶解度。有效的制剂还包括含有活性化合物的浓缩溶液或固体，它用适当溶剂稀释得到适合非肠道给药的溶液。
本发明的化合物可以与用于获得对药物的控释的一类生物可降解聚合物偶联，该聚合物例如，聚乳酸、聚ε己内酯、聚羟基丁酸、聚原酸酯类、聚缩醛类、聚二氢吡喃类、聚氰基丙烯酸酯类和水凝胶的交联或两亲性嵌段共聚物。
本发明的药物组合物和方法可以进一步包含常用于治疗上述病症的其他治疗活性化合物，所述病症包括骨质疏松症，牙周疾病，骨折，骨再建手术后骨损伤，sarcopenia，虚弱，老化皮肤，男性性腺机能减退，妇女的绝经后综合征，动脉粥样硬化，高胆固醇血症，高脂血症，造血障碍，例如再生障碍性贫血，胰腺癌，阿尔茨海默氏病，炎性关节炎和关节修复。
为了治疗和预防骨质疏松症，本发明的化合物可以联合骨强化药物一起给药，所述的骨强化药物选自抗吸收药物、骨合成代谢药物和其他作用机理未清楚的有利于骨骼的药物，例如补钙剂，黄酮类和维生素D类似物。牙周疾病、骨折和骨再建手术后骨损伤的病症也可以得益于这些联合治疗。例如，本发明的化合物可以有效地与有效量的其他药物例如雌激素、双膦酸类、SERMs、组织蛋白酶K抑制剂、αvβ3整联蛋白受体拮抗剂、空泡ATPase抑制剂、多肽osteoprotegerin、VEGF的拮抗剂、噻唑烷二酮类、降钙素、蛋白激酶抑制剂、甲状旁腺激素(PTH)和类似物、钙受体拮抗剂、生长激素促分泌剂、生长激素释放激素、胰岛素样生长因子、骨形态发生蛋白(BMP)、BMP拮抗的抑制剂、前列腺素衍生物、成纤维细胞生长因子、维生素D和其衍生物，维生素K和其衍生物，大豆异黄酮、钙盐和氟化盐联合给药。牙周疾病、骨折和骨再建手术后骨损伤的病症也可以得益于这些联合疗法。
在本发明的一个实施方式中，本发明的化合物可以有效地与有效量的至少一种骨骼强化剂联合给药，所述的骨骼强化剂选自雌激素和雌激素衍生物，单用或联合孕酮或孕酮衍生物；双膦酸类；抗雌激素类或选择性雌激素受体调节剂；αvβ3整联蛋白受体拮抗剂；组织蛋白酶K抑制剂；破骨细胞空泡ATPase抑制剂；降钙素；和osteoprotegerin。
在骨质疏松症的治疗中，本发明化合物的活性不同于抗吸收药物：雌激素，双膦酸类，SERMs，降钙素，组织蛋白酶K抑制剂，空泡ATPase抑制剂，RANK/RANKL/Osteoprotegerin途径的干涉剂，p38抑制剂或任何破骨细胞生成或破骨细胞活化的其他抑制剂。与抑制骨吸收不同，结构式I的化合物协助促进骨骼的形成，作用于例如主要影响骨强度的骨皮质。骨皮质增厚主要能够减小骨折、尤其是髋部骨折的危险。结构式I的组织选择性雄激素受体调节剂与抗吸收剂例如雌激素、双膦酸类、抗雌激素类、SERMs、降钙素、αvβ3整联蛋白受体拮抗剂、HMG-CoA还原酶抑制剂、空泡ATPase抑制剂和组织蛋白酶K抑制剂的联合形式因其骨合成代谢和抗吸收作用的互补效果而特别有效。
骨抗吸收剂是那些本领域已知的抑制骨吸收的药物，包括，例如，雌激素和雌激素衍生物，其中包括具有雌激素活性的甾族化合物例如17β-雌二醇，雌酮，共轭雌激素(PREMARIN)，马雌激素，17β-乙炔雌二醇等。雌激素或雌激素衍生物可以单用或与孕酮或孕酮衍生物联合。孕酮衍生物的非限定实例为炔诺酮和醋酸甲羟孕酮。
双膦酸类也是骨抗吸收剂。可以与本发明结构式I的化合物联合给药的双膦酸化合物的非限定实例包括：
(a)阿仑特罗(也称作阿仑膦酸，4-氨基-1-羟基亚丁基-1，1-双膦酸，阿仑特罗钠，阿仑特罗一钠三水合物或4-氨基-1-羟基亚丁基-1，1-双膦酸一钠三水合物。阿仑特罗公开在下列美国专利中：Kieczykowski等的4,922,007，1990年5月1日授权；Kieczykowski的5,019,651，授权于1991年5月28日；Dauer等的5,510,517，授权于1996年4月23日；Dauer等的5,648,491，授权于1997年7月15日；所有这些专利在此全文引入作为参考；
(b)[(环庚基氨基)-亚甲基]-双-膦酸盐(因卡特罗(incadronate))，它公开在Isomura等的美国专利4,970,335中，授权于1990年11月3日，其全文在此引入作为参考；
(c)(二氯亚甲基)-双膦酸(氯屈膦酸)和二钠盐(氯屈磷酸盐)，其公开在比利时专利672,205(1966)和J.Org.Chem 32，4111(1967)，两者其全文在此引入作为参考；
(d)[1-羟基-3-(1-吡咯烷基)-亚丙基]-双-膦酸盐(EB-1053)；
(e)(1-羟基亚乙基)-双-膦酸盐(依替膦酸钠)；
(f)[1-羟基-3-(甲基戊基氨基)亚丙基]-双-膦酸盐(伊本磷酸钠)，其公开在美国专利4,927,814中，授权于1990年5月22日，其全文在此引入作为参考；
(g)(6-氨基羟基亚己基)-双-膦酸盐(尼利特罗(neridronate))；
(h)[3-(二甲基氨基)-1-羟基亚丙基]-双-膦酸盐(奥帕特罗(olpadronate))；
(i)(3-氨基-1-羟基亚丙基)-双-膦酸盐(帕尼特罗(parnidronate))；
(j)[2-(2-吡啶基)亚乙基]-双-膦酸盐(吡利特罗(piridronate))，其公开在美国专利4,761,406中，其全文在此引入作为参考；
(k)[1-羟基-2-(3-吡啶基)-亚乙基]-双-膦酸盐(利塞膦酸钠)；
(l){[(4-氯苯基)硫代]亚甲基}-双-膦酸盐(替鲁膦酸钠)，它公开在Breliere等的美国专利4,876,248，授权于1989年10月24日，其全文在此引入作为参考；
(m)[1-羟基-2-(1H-咪唑-1-基)亚乙基]-双-膦酸盐(佐乐特罗(zoledronate))；和
(n)[1-羟基-2-咪唑并吡啶-(1，2-a)-3-基亚乙基]-双-膦酸盐(米诺特罗(minodronate))。
在本发明的方法和组合物的一个实施方式中。所述双膦酸选自阿仑特罗，氯屈膦酸，依替膦酸钠，伊本膦酸钠，因卡特罗，米诺特罗，尼利特罗，奥帕特罗，帕米特罗，吡利特罗，利塞膦酸钠，替鲁膦酸钠，佐乐特罗，这些双膦酸类的药学可接受盐，和其混和物。在一种方案中，该双膦酸选自阿仑特罗，利塞膦酸钠，佐乐特罗，伊本膦酸钠，替鲁膦酸钠和氯屈膦酸。在此类的亚类中，该双膦酸为阿仑特罗、其药学可接受盐和其水合物，及其混和物。阿仑特罗的特定药学可接受盐是阿仑特罗一钠。阿仑特罗一钠的药学可接受水合物包括一水合物和三水合物。利塞膦酸钠的特定药学可接受盐是利塞膦酸一钠。利塞膦酸一钠的药学可接受水合物包括半-五水合物。
另外，抗雌激素化合物例如雷洛昔芬(参见例如美国专利5,393,763)，氯米芬，珠氯米芬，恩氯米芬，萘福昔芬(nafoxidene)，CI-680，CI-628，CN-55，945-27，Mer-25，U-11，555A，U-100A，和其盐等(参见，例如，美国专利4,729,999和4,894,373)可以与本发明方法和组合物中的结构式I化合物联合给药。这些药物也称作SERMs，或选择性雌激素受体调节剂，本领域中已知的经过认为类似于雌激素的途径通过抑制骨吸收预防骨损失的药物。
SERMs可以与式I的化合物联合使用以有益地治疗骨疾病，包括骨质疏松症。此类药物包括，例如，他莫昔芬，雷洛昔芬，拉索昔芬，托瑞米芬，阿佐昔芬(azorxifene)，EM-800，EM-652，TSE 424，氯米芬，屈洛西芬，艾多昔芬和levormeloxifene[Goldstein，等.，″Apharmacological review of selective estrogen receptor modulators，″Human Reproduction Update，6：212-224(2000)，和Lufkin，等.，″The role of selective estrogen receptor modulators in the preventionand treatment of osteoporosis，″Rheumatic Disease Clinics of NorthAmerica.27：163-185(2001)]。SERMs也在″Targeting the EstrogenReceptor with SERMs，″Ann.Rep.Med.Chem.36：149-158(2001)中描述。
αvβ3整联蛋白受体拮抗剂抑制骨吸收，可以与结构式I的组织选择性雄激素受体调节剂联合用于治疗骨障碍，包括骨质疏松症。αvβ3整联蛋白受体的肽基和肽模拟拮抗剂均公开在特定和专利文献中。例如，参考W.J.Hoekstra和B.L.Poulter，Curr.Med.Chem.5：195-204(1998)和其中引用的参考文献；WO 95/32710；WO 95/37655；WO 97/01540；WO 97/37655；WO 98/08840；WO 98/18460；WO98/18461；WO 98/25892；WO 98/31359；WO 98/30542；WO 99/15506；WO 99/15507；WO 00/03973；EP 853084；EP 854140；EP 854145；美国专利5,204,350；5,217,994；5,639,754；5,741,796；5,780,426；5,929,120；5,952,341；6,017,925和6,048,861进行制备。
αvβ3整联蛋白受体拮抗剂防止骨吸收的性能的体外和体内证据已经存在(参见V.W.Engleman等.，″A Peptidomimetic Antagonist of theavβ3 Integrin Inhibits Bone Resorption In Vitro and PreventsOsteoporosis In Vivo，″J.Clin.Invest.99：2284-2292(1997)；S.B.Rodan等.，″A High Affinity Non-Peptide avβ3 Ligand Inhibits OsteoclastActivity In Vitro and In Vivo，″J.Bone miner.Res.11：S289(1996)；J.F.Gourvest等.，″Prevention of OVX-Induced Bone Loss With aNon-peptidic Ligand of the avβ3 Vitronectin Receptor，″Bone 23：S612(1998)；M.W.Lark等.，″An Orally Active Vitronectin Receptor avβ3Antagonist Prevents Bone Resorption In Vitro and In Vivo in theOvariectomized Rat，″Bone 23：S219(1998))。其他αvβ3拮抗剂公开于R.M.Keenan等″Discovery of Potent Nonpeptide VitronectinReceptor(avβ3)Antagonists，″J.Med.Chem.40：2289-2292(1997)；R.M.Keenan等，″Benzimidazole Derivatives As Arginine Mimetics in1，4-Benzodiazepine Nonpeptide Vitronectin Receptor(avβ3)Antagonists，″Bioorg.Med.Chem.Lett.8：3165-3170(1998)；和R.M.Keenan等″Discovery of an Imidazopyridine-Containing 1，4-Benzodiazepine Nonpeptide Vitronectin Receptor(avβ3)AntagonistWith Efficacy in a Restenosis Model，″Bioorg.Med.Chem Lett.8：3171-3176(1998)。
其他苯并氮杂、苯并二氮杂和苯并环庚烷αvβ3整联蛋白受体拮抗剂公开再下列专利文献中：WO 96/00574，WO 96/00730，WO96/06087，WO 96/26190，WO 97/24119，WO 97/24122，WO 97/24124，WO 98/14192，WO 98/15278，WO 99/05107，WO 99/06049，WO99/15170，WO 99/15178，WO 99/15506，和美国专利6,159,964，和WO97/34865。具有二苯并环庚烯、二苯并环庚烷和二苯并氮杂脚本的αvβ3整联蛋白受体拮抗剂已经公开在WO 97/01540，WO 98/30542，WO 99/11626，WO 99/15508，WO 00/33838，美国专利6,008,213，和6,069,158中。
其他具有主链构象环约束的破骨细胞整联蛋白受体拮抗剂已经公开在专利文献中。公开了具有苯基约束的拮抗剂的专利申请公报或授权的专利包括WO 98/00395，WO 99/32457，WO 99/37621，WO99/44994，WO 99/45927，WO 99/52872，WO 99/52879，WO 99/52896，WO 00/06169，EP 0 820,988，EP 0 820,991，美国专利5,741,796；5,773,644；5,773,646；5,843,906；5,852,210；5,929,120；5,952,381；6,028,223；和6,040,311。公开了具有单环约束的拮抗剂的专利申请公报或授权的专利包括WO 99/26945，WO 99/30709，WO 99/30713，WO99/31099，WO 99/59992，WO 00/00486，WO 00/09503，EP 0796,855，EP 0928,790，EP 0928,793，美国专利5,710,159；5,723,480；5,981,546；6,017,926；和6,066,648。公开了具有双环约束的拮抗剂的专利申请公报或授权的专利包括WO 98/23608，WO 98/35949，WO 99/33798，EP0853,084，美国专利5,760,028；5,919,792；和5,925,655。
有关αv整连蛋白拮抗剂的其他科学和专利文献还可参考下列：M.E.Duggan，等.，″Ligands to the integrin receptor αvβ3″，Exp.Opin.Ther.Patents，10：1367-1383(2000)；M.Gowen等.″Emerging therapiesfor osteoporosis，″Emerging Drugs，5：1-43(2000)；J.S.Kerr，等.，″Small molecule αv integrin antagonists：novel anticancer agents，″Exp.Opin.Invest.Drugs，9：1271-1291(2000)；和W.H.Miller，等.，″Identification and in vivo efficacy of small-molecule antagonists ofintegrinαvβ3(the vitronectin receptor)，″Drug Discovery Today，5：397-408(2000)。
组织蛋白酶K，以往称作组织蛋白酶O2，是胱氨酸蛋白酶，公开在PCT国际申请WO 96/13523中，1996年5月9日公开；美国专利5,501,969，授权于1996年3月3日；和美国专利5,736,357，授权于1998年4月7日，所有这些专利的全文在此引入作为参考。胱氨酸蛋白酶，特别是组织蛋白酶，与多种疾病有关，例如肿瘤转移、炎症、关节炎和骨改形。在酸性pH下，组织蛋白酶可以降解I型胶原。组织蛋白酶蛋白酶抑制剂可以通过抑制胶原纤维的降解来抑制破骨细胞骨吸收并由此有效治疗骨吸收疾病，例如骨质疏松症。组织蛋白酶K抑制剂的非限定实例参见Merck Frost Canada和Axix Pharmaceuticals的PCT国际专利申请公报：WO 01/49288，公开于2001年7月7日，和WO 01/77073，公开于2001年10月18日。
已经发现HMG-CoA还原酶抑制剂类的称作″他汀类″的成员引发新骨骼的生长，代替了骨质疏松症导致的骨质损失(参见The WallStreet Journal，Friday，December 3，1999，pageB 1)。所以，他汀类有可能治疗骨吸收。HMG-CoA还原酶抑制剂的实例包括其内酯化和二羟基打开酸形式的他汀类和其药学可接受盐和其酯，包括但不限于洛伐他汀(参见美国专利4,342,767)；辛伐他汀(参见美国专利4,444,784)；二羟基打开的酸辛伐他汀，特别是其铵或钙盐；普伐他汀，特别是其钠盐(参见美国专利4,346,227)；氟伐他汀，特别是其钠盐(参见美国专利5,354,772)；托伐他汀，特别是其钙盐(参见美国专利5,273,995)；西伐他汀，特别是其钠盐(参见美国专利5,177,080)，罗伐他汀(rosuvastatin)，也称作ZD-4522(参见美国专利5,260,440)和吡伐他汀(pitavastatin)，也称作NK-104，依伐他汀(itavastatin)或尼伐他汀(nisvastatin)(参见PCT国际专利申请公报号WO97/23200)。
破骨细胞空泡ATPase抑制剂(称作质子泵抑制剂)也可以与结构式I的组织选择性雄激素受体调节剂联合使用。据报道位于破骨细胞的顶膜上的质子ATPase在骨吸收过程中发挥重要作用。所以，该质子泵为设计可能有效治疗和预防骨质疏松症和有关代谢疾病的骨吸收抑制剂提供了有吸引力的靶标[参见C.Farina等.，″Selective inhibitors of theosteoclast vacuolar proton ATPase as novel bone antiresorptive agents，″DDT，4：163-172(1999)]。
已经证实血管生成因子VEGF经结合破骨细胞上的其受体促进离体成熟兔破骨细胞的骨吸收活动[参见M.Nakagawa等.，″Vascularendothelial growth factor(VEGF)directly enhances osteoclastic boneresorption and survival of mature osteoclasts，″FEBS Letters，473：161-164(2000)]。所以，开发结合破骨细胞受体的VEGF的拮抗剂，例如KDR/Flk-1和Flt-1，可以提供另一条治疗或预防骨吸收的途径。
过氧化物酶体增殖子(proliferator)活化受体-γ(PPARγ)的活化剂，例如噻唑烷二酮(TZD′s)，抑制体外破骨细胞样细胞形成和骨吸收。由R.Okazaki等在Endocrinology，140：5060-5065(1999)报告的结果指出骨髓细胞上的局部机理和葡萄糖代谢的系统机理。PPARγ的非限定实例，激活剂包括格列酮类，例如曲格列酮，吡格列酮，罗格列酮，和BRL 49653。
降钙素还可以与结构式I的组织选择性雄激素受体调节剂一起使用。降钙素优选作为鲑鱼鼻喷雾剂使用(Azra等.，降钙素.1996.In：J.P.Bilezikian，等.，Ed.，Principles of Bone Biology，San Diego：Academic Press；和Silverman，″降钙素，″Rheumatic Disease Clinics ofNorth America，27：187-196，2001)。
蛋白激酶抑制剂也可以与结构式I的组织选择性雄激素受体调节剂一起使用。激酶抑制剂包括WO 01/17562中公开的那些并且在一个实施方式中选自p38的抑制剂。本发明中所用的p38抑制剂的非限定实例包括SB 203580[Badger等″Pharmacological profile of SB 203580，aselective inhibitor of cytokine suppressive binding protein/p38 kinase，inanimal models of arthritis，bone resorption，endotoxin shock，andimmune function″，J.Pharmacol.Exp.Ther.，279：1453-1461(1996)]。
骨合成代谢药物是那些已知通过增加骨蛋白基质的生成来构建骨骼的药物。此类骨合成代谢药物包括，例如，多种形式的甲状旁腺激素(PTH)例如天然PTH(1-84)，PTH(1-34)，其类似物，天然或被取代的，特别是甲状旁腺激素皮下注射剂。发现PTH提高破骨细胞的活性，该细胞形成骨骼，由此促进新骨骼的合成(Modern DrugDiscovery，Vol.3，No.8，2000)。可注射重组形式的人PTH，Forteo(teriparatide)，在美国已经被管理机关批准接受用于治疗骨质疏松症。所以，PTH和其片段，例如hPTH(1-34)，被证实单用或与其他药物联合可以有效治疗骨质疏松症，例如本发明的组织选择性雄激素受体调节剂。
适合与本发明的SARMs联合使用的还有诱发PTH分泌的钙受体拮抗剂，如Gowen等在″Antagonizing the parathyroid calcium receptorstimulates parathyroid hormone secretion and bone formation inosteopenic rat″J.Clin.Invest.105：1595-604(2000)中所述的。
其他骨合成代谢药物包括生长激素促分泌剂、生长激素、生长激素释放激素等可以与结构式I的化合物联合使用用于治疗骨质疏松症。代表性生长激素促分泌剂公开在美国专利3,239,345；美国专利4,036,979；美国专利4,411,890；美国专利5,206,235；美国专利5,283,241；美国专利5,284,841；美国专利5,310,737；美国专利5,317,017；美国专利5,374,721；美国专利5,430,144；美国专利5,434,261；美国专利5,438,136；美国专利5,494,919；美国专利5,494,920；美国专利5,492,916；美国专利5,536,716；EPO专利公开号0,144,230；EPO专利公开号0,513,974；PCT专利公开号WO 94/07486；PCT专利公开号WO 94/08583；PCT专利公开号WO 94/11012；PCT专利公开号WO 94/13696；PCT专利公开号WO94/19367；PCT专利公开号WO 95/03289；PCT专利公开号WO95/03290；PCT专利公开号WO 95/09633；PCT专利公开号WO95/11029；PCT专利公开号WO 95/12598；PCT专利公开号WO 95/13069；PCT专利公开号WO 95/14666；PCT专利公开号WO95/16675；PCT专利公开号WO 95/16692；PCT专利公开号WO95/17422；PCT专利公开号WO 95/17423；PCT专利公开号WO95/34311；PCT专利公开号WO 96/02530；Science.260.1640-1643(June11，1993)；Ann.Rep.Med.Chem.，28：177-186(1993)；Bioorg.Med.Chem.Lett.，4：2709-2714(1994)；和Proc.Natl.Acad.Sci.USA.92：7001-7005(1995)。
胰岛素样生长因子(IGF)还可以与结构式I的组织选择性雄激素受体调节剂一起使用。胰岛素样生长因子可以选自胰岛素样生长因子I，单用或与IGF结合蛋白3和IGF II联合使用[参见Johannson和Rosen，″The IGFs as potential therapy for metabolic bone diseases，″1996，In：Bilezikian，等Ed.，Principles of Bone Biology，San Diego：AcademicPress；和Ghiron等″Effects of recombinant insulin-like growth factor-I and growth hormone on bone turnover in elderly women″J.BoneMiner.Res.10：1844-1852(1995)]。
骨形态形成蛋白(BMP)也可以与结构式I的组织选择性雄激素受体调节剂一起使用。骨形态形成蛋白质包括BMP 2，3，5，6，7，以及有关分子TGF β和GDF 5[Rosen等.，″Bone morphogeneticproteins″1996.In：J.P.Bilezikian，等.，Ed.，Principles of Bone Biology，San Diego：Academic Press；和Wang EA，″Bone morphogenetic proteins(BMPs)：therapeutic potential in healing bony defects，″TrendsBiotechnol.，11：379-383(1993)]。
BMP拮抗作用的抑制剂还可以与结构式I的组织选择性雄激素受体调节剂一起使用。在一个实施方式中，BMP拮抗剂抑制剂选自BMP拮抗剂的抑制剂SOST、noggin、chordin，gremlin和dan[Massague和Chen，″Controlling TGF-beta signaling，″GenesDev.，14：627-644，2000；Aspenberg等.，″The bone morphogenetic proteins antagonistNoggin inhibits membranous ossification，″J.Bone Miner.Res.16：497-500，2001；Brunkow等.，″Bone dysplasia sclerosteosis results fromloss of the SOST gene product，a novel cystine knot-containing protein，″Am.J.Hum.Genet.68：577-89(2001)]。
本发明的组织选择性雄激素受体调节剂也可以与多肽osteoprotegerin联合使用来治疗与骨损失有关的病症，例如骨质疏松症。Osteoprotegerin可以选自哺乳动物osteoprotegerin和人osteoprotegerin。多肽osteoprotegerin，是肿瘤坏死因子受体超家族的一员，它有效治疗特征在于骨损失增加的骨病，例如骨质疏松症。参考美国专利6,288,032，其全文在此引入作为参考。
前列腺素衍生物还可以与结构式I的组织选择性雄激素受体调节剂联合使用。前列腺素衍生物的非限定代表选自前列腺素受体EP1、EP2、EP4、FP、IP的激动剂和其衍生物[Pilbeam等.，″Prostaglandinsand bone metabolism，″1996.In：Bilezikian，等.Ed.Principles of BoneBiology，San Diego：Academic Press；Weinreb等.，″Expression of theprostaglandin E(2)(PGE(2))receptor subtype EP(4)and its regulationby PGE(2)in osteoblastic cell lines and adult rat bone tissue，″Bone，28：275-281(2001)]。
成纤维细胞生长因子也可以与结构式I的组织选择性雄激素受体调节剂一起使用。成纤维细胞生长因子包括aFGF，bPGF和具有FGF活性的有关肽[Hurley Florkiewicz，″Fibroblast growth factor and vascularendothelial growth factor families″1996.In：J.P.Bilezikian等，Ed.Principles of Bone Biology，San Diego：Academic Press]。
除骨吸收抑制剂和骨合成代谢药物以外，还存在其他通过未清楚确定的机理对骨骼有益的已知药物。这些药物还可以适宜地与结构式I的组织选择性雄激素受体调节剂联合。
维生素D和维生素D衍生物还可以与结构式I的组织选择性雄激素受体调节剂一起使用。维生素D和维生素D衍生物包括，例如，D3(胆钙化)、D2(麦角骨化醇)，25-OH-维生素D3，1α，25(OH)2维生素D3，1α-OH-维生素D3，1α-OH-维生素D2，二氢速甾醇，26，27-F6-1α，25(OH)2维生素D3，19-去甲-1α，25(OH)2维生素D3，22-氧杂骨化三醇，钙泊三醇，1α，25(OH)2-16-烯-23-炔-维生素D3(Ro 23-7553)，EB1089，20-表-1α，25(OH)2维生素D3，KH1060，ED71，1α，24(S)-(OH)2维生素D3，1α，24(R)-(OH)2-维生素D3[参见JonesG.，″Pharmacological mechanisms of therapeutics：vitamin D andanalogs″1996.In：J.P.Bilezikian等Ed.Principles of Bone Biology，SanDiego：Academic Press]。
维生素K和维生素K衍生物也可以与结构式I的组织选择性雄激素受体调节剂一起使用。维生素K和维生素K衍生物包括四烯甲萘醌(维生素K2)[参见Shiraki等，″Vitamin K2(menatetrenone)effectivelyprevents fractures and sustains lumbar bone mineral density inosteoporosis″J.Bone Miner.Res.15：515-521(2000)]。
大豆异黄酮，包括异普拉风，可以与结构式I的组织选择性雄激素受体调节剂一起使用。
氟化物盐，包括氟化钠(NaF)和氟代磷酸一钠(MFP)，也可以与结构式I的组织选择性雄激素受体调节剂一起使用。饮食钙补剂也可以与结构式I的组织选择性雄激素受体调节剂一起使用。饮食钙补剂包括碳酸钙、柠檬酸钙和天然钙盐(Heaney，钙.1996.In：J.P.Bilezikian等Ed.Principle of Bone Biology，San Diego：Academic Press)。
骨吸收抑制剂、骨合成代谢药物和其他与结构式I的化合物联合时可以有益于骨骼的药物的日剂量范围是那些本领域已知的。在这样的联合形式中，通常结构式I的组织选择性雄激素受体调节剂的日剂量范围是约0.01-约1000mg/成年人/天，例如，约0.1-约200mg/天。然而，由于联合药物的功效增高，可调整减少各药物的剂量。
特别是，当使用双膦酸类时，约2.5-约100mg/天(按照游离双膦酸测定)的剂量适合于治疗，例如范围是5-20mg/天，或约10mg/天。预防性的话，应当采用约2.5-约10mg/天的剂量，尤其是约5mg/天。为了降低副作用，可以希望结构式I的化合物和双膦酸类的联合形式每周给药1次。对于每周给药1次，可以采用双膦酸类的剂量为约15-约700mg/周并且结构式I的化合物为约0.07-约7000mg，或者分开，或者是联合的剂型。结构式I的化合物可以适宜地用控释输送装置给药，特别是每周给药1次。
为了治疗动脉粥样硬化、高胆固醇血症和高脂血症，结构式I的化合物可以有效地与一种或多种附加活性剂联合给药。该附加活性剂可以选自改变脂质的化合物，例如HMG-CoA还原酶抑制剂，具有其他药学活性的药物和具有脂质改变作用和其他药学活性的药物。HMG-CoA还原酶抑制剂的非限定实例包括内酯化或二羟基打开的酸形式的他汀类和其药学可接受盐和酯，包括但不限于洛伐他汀(参见美国专利4,342,767)；司伐他汀(参见美国专利4,444,784)；二羟基打开酸司伐他汀，特别是其铵或钙盐；普伐他汀，特别是其钠盐(参见美国专利4,346,227)；氟伐他汀，特别是其钠盐(参见美国专利，354,772)；阿伐他汀，特别是其钙盐(参见美国专利5,273,995)；塞伐他汀，特别是其钠盐(参见美国专利5,177,080)，和尼伐他汀，也称作NK-104(参见PCT国际专利申请公开号WO 97/23200)。
可以与结构式I的化合物联合使用的其他活性剂包括，但不限于，HMG-CoA合酶抑制剂；角鲨烯环氧酶抑制剂；角鲨烯合成酶抑制剂(也称作角鲨烯合酶抑制剂)，乙酰辅酶A：胆固醇酰基转移酶(ACAT)抑制剂包括ACAT-1或ACAT-2的选择性抑制剂以及ACAT-1和-2的双重抑制剂；微粒体甘油三酯转移蛋白(MTP)抑制剂；普罗布考；烟酸；胆固醇吸收抑制剂，例如SCH-58235，也称作ezetimibe和1-(4-氟苯基)-3(R)-[3(S)-(4-氟苯基)-3-羟基丙基)]-4(S)-(4-羟基苯基)-2-氮杂环丁酮，其公开在美国专利5,767,115和5,846,966；胆酸螯合剂；LDL(低密度脂蛋白)受体诱导剂；血小板聚集抑制剂，例如糖蛋白IIb/IIIa纤维蛋白原受体拮抗剂和阿司匹林；人过氧化物酶体增殖子活化受体γ(PPARγ)，激动剂，包括称作格列酮的化合物，例如曲格列酮，吡格列酮和罗格列酮，包括结构种类称为噻唑烷二酮类的化合物以及PPARγ，噻唑烷二酮结构类之外的激动剂；PPARα激动剂，例如氯贝特，非诺贝特包括微粉化非诺贝特和吉非贝齐；PPAR双重α/γ激动剂；维生素B6(也称作吡哆醇)和其药学可接受盐例如HCl盐；维生素B12(也称作氰基钴胺)；叶酸或药学可接受盐或酯，例如钠盐和甲基葡糖胺盐；抗氧剂维生素类例如维生素C和E和β胡萝卜素；β-阻滞剂；血管紧张素II拮抗剂，例如氯沙坦；血管紧张素转化酶抑制剂，例如依那普利和卡托普利；钙通道阻滞剂，例如硝苯地平和地尔硫卓；内皮素拮抗剂；例如提高ABC1基因表达的LXR配体的药物；双膦酸化合物，例如阿仑特罗钠；和环加氧酶-2抑制剂，例如罗非克西和塞来昔布，以及其他有效治疗这些病症的已知药物。
HMG-CoA还原酶抑制剂在与结构式I的化合物联合时的日剂量范围相当于本领域已知的那些范围。同样地，对于HMG-CoA合酶抑制剂；角鲨烯环氧酶抑制剂；角鲨烯合成酶抑制剂(也称作角鲨烯合酶抑制剂)，乙酰辅酶A：胆固醇酰基转移酶(ACAT)抑制剂，包括ACAT-1或ACAT-2的选择性抑制剂以及ACAT-1和-2的双重抑制剂；微粒体甘油三酯转移蛋白(MTP)抑制剂；普罗布考；烟酸；胆固醇吸收抑制剂包括ezetimibe；胆酸螯合剂；LDL(低密度脂蛋白)受体诱导剂；血小板聚集抑制剂，包括糖蛋白IIb/IIIa纤维蛋白原受体拮抗剂和阿司匹林；人过氧化物酶体增殖子活化受体γ(PPARγ)激动剂；PPARα激动剂；PPAR双重α/γ激动剂；维生素B6；维生素B12；叶酸；抗氧剂维生素；β-阻滞剂；血管紧张素II拮抗剂；血管紧张素转化酶抑制剂；钙通道阻滞剂；内皮素拮抗剂；药物例如提高ABC1基因表达的LXR配体；双膦酸化合物；和环加氧酶-2抑制剂的日剂量范围也相当于它们在本领域中熟知的那些，虽然由于与结构式I的化合物联合给药，当联合给药时剂量可以略微降低。
本发明的一个实施方式是影响哺乳动物中骨更新标志物的方法，包括施用治疗有效量的式I化合物。骨更新标志物的非限定实例可以选自I型胶原的尿C-端肽降解产物(CTX)，I型胶原的尿N-端肽交联(NTX)，osteocalcin(骨Gla蛋白质)，双重能量x-射线吸收(absorptionmetry)(DXA)，骨特异性碱性磷酸酶(BSAP)，定量超声(QUS)和脱氧吡啶啉(DPD)交联。
按照本发明的方法，联合形式的各组分可以在治疗过程中不同时刻分开给药或者以分开或单一联合形式并行给药。本发明因此被理解为包括所有同时或交替治疗的方案，并且术语″给药″如此解释。应理解，本发明化合物与其他药物的联合的范围可有效治疗雄激素缺乏引起的疾病或通过增加雄激素可以改善的疾病。
在制备本发明的化合物的描述中使用的缩写：
AcOH 乙酸
DHT 二氢睾酮
DMAP 4-二甲基氨基吡啶
DMEM Dulbecceo改进的eagle培养基
DMSO 甲基亚砜
DMF N，N-二甲基甲酰胺
EA 乙酸乙酯
EDC 1-(3-二甲基氨基丙基)3-乙基碳二亚胺HCl
EDTA 乙二胺四乙酸
EtOH 乙醇
Et3N 三乙胺
FCS 胎牛血清
HEPES (2-羟基乙基)-1-哌嗪乙磺酸
HOAt 1-羟基-7-氮杂苯并三唑
HPLC 高效液体色谱
KHMDS 双三甲基甲硅烷基酰胺钠
LCMS 液体色谱/质谱
LDA 二异丙基酰胺锂
LG 离去基团
MeOH 甲醇
NBS N-溴代琥珀酰亚胺
n-Bu4NI 正丁基碘化铵
PMBCL 对甲氧基苄基氯
p-TosCl 对甲苯磺酰氯
Rt或rt 室温
TFA 三氟乙酸
TLC 薄层层析
除文献中公开的和试验方法中例举的其他标准操作之外，本发明的化合物可以通过下列反应方案所示的反应来制备。所以，下列示例反应方案不受所列的化合物限制或者不被任何举例的取代基限制。反应方案中所示的取代基编号不一定与权利要求中使用的对应，并且通常出于清楚的目的，图示一个取代基与化合物相连而不是多个取代基，这些取代基是上述式I的定义下允许的。
方案A-D给出制备式I化合物的一般性指导方案。方案A举例说明将R1取代基引入到具有未取代2-位碳的4-氮杂甾族主链上的方法。方案B举例说明将R1和X取代基分别引入到4-氮杂甾族主链的4位和2位上的方法。
方案C举例说明将R1和Z取代基引入到在5和6位碳上具有不饱和度的4-氮杂甾族主链上的方法。起始原料C-1可以按照J.Med.Chem.，29：2298-2315(1986)中所述的方法合成，该文献在此引入作为参考。
方案D举例说明R3取代基在1-2碳或5-6碳位置具有不饱和度的4-氮杂甾族核心上的键接方法，其中不饱和度的位置取决于所用的具体原料。在合成式D-2的化合物中，可以使用多种市售胺类。
应当注意在方案B和C中，具体离去基团LG的选择显然应取决于掺入到核心结构中的特定取代基种类。离去基团的选择和使用是合成有机化学领域中的普通实践并且这样的信息是本领域技术人员很容易理解和获知的。参见例如Organic Synthesis，Smith，M，McGraw-HillINC，1994，New York.ISBN 0-07-048716-2。
简单而言，取代基Y未包括在方案A-D中。然而，一个具有方案A-D所示有机化学和普通合成化学常识的人员可以很容易地利用熟知的合成有机合成技术将取代基Y连接在6位碳上。
方案A
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方案B
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方案C
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方案C(续)
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方案C-(续)
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方案D
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方案D-(续)
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实施例
本发明的化合物可以按照下列反应方案和实施例所述的方法或其改进方式、利用容易获得的起始原料、试剂进行制备，并且其常规方法或改进是合成有机化学领域的普通技术人员熟知的。所述方案中可变量的具体定义仅是举例说明的目的而不对所述方法起限定作用。
本发明化合物的制备
本发明的化合物可以按照下列反应方案和实施例所述的方法或其改进方式、利用容易获得的起始原料、试剂进行制备，并且其常规方法或改进是合成有机化学领域的普通技术人员熟知的。所述方案中可变量的具体定义仅是举例说明的目的而不对所述方法起限定作用。
结构式1-6的选择性雄激素受体调节剂(SARMs)如方案1所示合成。起始原料是17β-硫代吡啶基酯1-1，该化合物公开在G.H.Rasmusson等的J.Med.Chem.，29：2298-2315(1986)和R.L.Tolman等，J.SteroidBiochem.Mol.Biol.，60：303-309(1997)中。
方案1
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方案1(续)
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实施例1
步骤A：N-(3-氨基-吡啶-2-基)-4-甲基-3-氧代-4-氮杂-5α-雄甾-1-烯-17β-羧酰胺(1-4)
室温下向1-1(10.0g，23.6mmol)在二氯乙烷中的溶液内加入三氟甲磺酸银(18.2g，70.7mmol)和2，3-二氨基吡啶(7.7g，70.7mmol)。加热回流该反应并搅拌12小时。将该反应冷却，用MeOH稀释，过滤和浓缩。残余物通过快速色谱(0-20％MeOH在EtOAc中)纯化得到1-4，其为灰色固体。
MS计算的M+H：423，实测值423。
步骤B：17β-(1H-咪唑并[4，5-b]吡啶-2-基)-4-甲基-4-氮杂-5α-雄甾-1-烯-3-酮(1-5)
将1-4(5.0g，11.8mmol)在多磷酸(30mL)中的溶液加热至140℃且搅拌14小时。冷却后，该反应用1∶1 MeOH∶CHCl3(500mL)稀释，并且用冷水和NaHCO3的饱和溶液洗涤猝灭。该混和物随后用CH2Cl2萃取，用盐水洗涤，干燥(MgSO4)且随后浓缩。残余物通过快速色谱(0-20％MeOH在EtOAc中)纯化得到1-5，其为绿色固体。
MS计算的M+H：405，实测值405。
表1中实施例2-12采用类似于实施例1的方式制备，但使用适当的胺生成羧酰胺，随后环化。
表1
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结构式2-1的选择性雄激素受体调节剂(SARMs)如方案2所示方法制备。起始原料的合成如方案1所述且如表1所列。
方案2
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实施例13
步骤A：17β-(1-甲基-咪唑并[4，5-b]吡啶-2-基)-4-甲基-4-氮杂-5α-雄甾-1-烯-3-酮(2-2)
室温下向1-5(0.10g，0.24mmol)在DMF中的溶液内加入NaH(0.019g，0.48mmol)和碘甲烷(0.033mL，0.48mmol)。该反应在室温下搅拌2小时。该反应用饱和NH4Cl水溶液猝灭，用CH2Cl2稀释和用盐水洗涤。干燥有机层，过滤和浓缩。残余物通过快速色谱(0-20％MeOH在EtOAc中)纯化得到2-2，其为白色固体。
MS计算的M+H：419，实测值419。
表2中的实施例14-16按照类似于实施例13的方法制备，但利用适当的酰化或烷基化试剂。
表2
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结构式3-6的选择性雄激素受体调节剂(SARMs)按照方案3所示方法制备。起始原料是17β-羧基酯3-1，它们公开在G.H.Rasmusson等的J.Med.Chem.，27：1690-1701(1984)中，其在此引入作为参考。
方案3
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方案3-(续)
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方案3-(续)
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实施例17
步骤A：2α-氟-4-甲基-3-氧代-4-氮杂-5α-雄甾烷-17β-羧酸甲酯(3-2)
20分钟内向3-1(7.5g，21.6mmol)在THF(100mL)中的溶液内于-78℃下滴加1.5M LDA在THF(17.3mL，25.9mmol)中的溶液且随后搅拌1小时。20分钟内加入FN(SO2Ph)2(10.2g，32.4mmol)在THF(40mL)中的溶液。30分钟后，撤去冷却浴且将该反应搅拌14小时。加入Et2O，该混和物用水、饱和碳酸氢钠水溶液、盐水洗涤，干燥(MgSO4)且随后浓缩。硅胶上层析(己烷-EtOAc作为洗脱剂)得到3-2，其为无色固体。
MS计算的M+H：366，实测值366.1。
步骤B：2-氟-4-甲基-3-氧代-4-氮杂-5α-雄甾-1-烯-17β-羧酸甲酯(3-3)
30分钟内向3-2(30g，82.1mmol)在THF(400mL)中的溶液内于-78℃下滴加1.5M LDA在THF(71.1mL，107mmol)中的溶液并且随后搅拌1小时。此后在15分钟内加入苯亚磺酸甲酯(19.23g，123mmol)。30分钟后，撤去冷却浴并且将该反应搅拌1小时。加入Et2O，该混和物用水、饱和碳酸氢钠水溶液、盐水洗涤，干燥(MgSO4)和随后浓缩。将残余物溶于甲苯(200mL)且加热回流2小时。蒸发溶剂，残余物在硅胶上的层析(己烷-50％EtOAc/己烷作为洗脱剂)得到3-3，其为浅黄色固体。
MS计算的M+H：364，实测值364.1。
步骤C：2-氟-4-甲基-3-氧代-4-氮杂-5α-雄甾-1-烯-17β-羧酸(3-4)
向3-3(2.4g，6.6mmol)在1，4-二烷(50mL)中的溶液内加入氢氧化锂(0.41g，9.9mmol)在水(20mL)中的溶液，并且使该混和物在100℃下加热3小时。冷却后，该混和物用乙酸乙酯稀释且随后用1NHCl、盐水洗涤，干燥(MgSO4)，此后浓缩，得到3-4，其为浅黄色固体。
MS计算的M+H：350，实测值350。
步骤D：N-(3-氨基-吡啶-2-基)-2-氟-4-甲基-3-氧代-4-氮杂-5α-雄甾-1-烯-17β-羧酰胺(3-7)
向3-4(0.10g，0.29mmol)和HOAt(0.047g，0.35mmol)在DMF(1.0mL)中的溶液内加入EDC(0.067g，0.35mmol)，该反应在室温下搅拌。1小时后加入2，3-二氨基-吡啶(0.038g，0.35mmol)，将该反应加热至60℃且搅拌20小时。冷却后，该反应用EtOAc(100mL)稀释，用冷水、盐水洗涤，干燥(MgSO4)，此后浓缩。残余物通过在硅胶上的色谱(0-100％EtOAc在己烷中)纯化，得到3-7，其为白色固体。
MS计算的M+H：441，实测值441。
步骤E：17β-(1H-咪唑并[4，5-b]吡啶-2-基)-2-氟-4-甲基-4-氮杂-5α-雄甾-1-烯-3-酮(3-8)
将3-7(0.1g，0.23mmol)在多磷酸(3mL)中的溶液加热至140℃，搅拌14小时。冷却后，该反应用1∶1 MeOH∶CHCl3(50mL)稀释，用冷水和NaHCO3饱和溶液洗涤、猝灭。该混和物随后用CH2Cl2萃取，用盐水洗涤，干燥(MgSO4)，此后浓缩。残余物通过快速色谱(0-20％MeOH在EtOAc中)纯化，得到3-8，其为绿色固体。
MS计算的M+H：423，实测值423。
表3中的实施例17按照上述方法制备。
表3
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实施例18
药物组合物
作为本发明的一个具体实施方式，将100mg的17β-(3-乙酰基-3H-咪唑并[4，5-b]吡啶-2-基)-4-甲基-4-氮杂-5α-雄甾-1-烯-3-酮与足够细分的乳糖一起配制得到总量为580-590mg，填充到0号硬明胶胶囊中。
虽然上述说明教导了本发明的原理，并出于举例说明的目的提供了实施例，应理解本发明的实施包括所有常规变化、采用和改进，均属于以下权利要求书及其等同内容的范围。
试验
鉴定化合物的SARM活性的体外和体内试验
本申请中例举的化合物在一个或多个下列试验中具有活性。
基于羟基磷灰石的放射性配体置换
化合物对于内源性表达的AR的亲和力的试验
材料
结合缓冲液：TEGM(10mM Tris-HCl，1mM EDTA，10％甘油，1mMβ-巯基乙醇，10mM钼酸钠，pH 7.2)
50％HAP浆液：Calbiochem羟基磷灰石，快速流(Fast Flow)，在10mM Tris，pH 8.0和1mM EDTA中。
洗涤缓冲液：40mM Tris，pH7.5，100mM KCl，1mM EDTA和1mMEGTA。
95％EtOH
甲雌三烯醇酮，[17α-甲基-3H]，(R1881*)；NEN NET590
甲雌三烯醇酮(R1881)，NEN NLP005(溶于95％EtOH中)
二氢睾酮(DHT)[1，2，4，5，6，7-3H(N)]NEN NET453
羟基磷灰石Fast Flow；Calbiochem Cat#391947
钼酸盐＝钼酸(Sigma，M1651)
MDA-MB-453细胞培养基
RPMI 1640(Gibco 11835-055)w/23.8mM NaHCO3，终浓度
2mM L-谷氨酸在500mL的完全培养基中
10mL(1M Hepes) 20mM
5mL(200mM L-glu) 4mM
0.5mL(10mg/mL人胰岛素) 10μg/mL
在0.01N HCl中
Calbiochem#407694-S)
50mL FBS(Sigma F2442) 10％
1mL(10mg/mL庆大霉素 20μg/mL
Gibco#；15710-072)
细胞传代
将细胞(Hall R.E.等.，European Journal of Cancer，30A：484-490(1994))在PBS中漂洗2次，将无酚红胰蛋白酶-EDTA在相同的PBS中1∶10稀释。细胞层用1X胰蛋白酶漂洗，倾出额外的胰蛋白酶，并且将该细胞层在37℃下温育～2分钟。轻叩烧瓶并检查细胞脱离的现象。一旦细胞开始从烧瓶滑落，加入完全培养基杀死胰蛋白酶。在此点将细胞计数，随后稀释至适当浓度并分离到烧瓶或平皿中进一步培养(通常1∶3-1∶6稀释度)。
MDA-MB-453细胞溶解产物的制备
当MDA细胞达到70-85％融合时，按照上述方法将其剥离，并且通过在1000g和4℃下离心10分钟进行收集。细胞沉淀团用TEGM(10mMTris-HCl，1mM EDTA，10％甘油，1mMβ-巯基乙醇，10mM钼酸钠，pH7.2)洗涤2次。末次洗涤之后，把该细胞重新悬浮在TEGM中达到浓度为107细胞/mL。该细胞混悬液在液氮或乙醇/干冰浴中快速冷冻，转移到-80℃冰箱中干冰上。建立结合试验之前，将冷冻样本置于冰水上直至刚好融化(～1小时)。此后样本在12,500g-20,000g和4℃下离心30分钟。上清液立刻用于建立试验。如果使用50μL上清液，该试验化合物可以在50μL的TEGM缓冲液中制备。
多种化合物筛选的方法
制备1×TEGM缓冲液，并且按照下列顺序制备含同位素的试验混和物：EtOH(反应中的终浓度2％)，3H-R1881或3H-DHT(0.5nM，反应中的终浓度)和1×TEGM。[例如对于100样本，200μL(100×2)的EtOH+4.25μL的1∶10 3H-R1881储备液+2300μL(100×23)1×TEGM]。将化合物连续稀释，例如，如果起始的终浓度为1μM，则该化合物在25μL的溶液一式两份，制备75μL的4×1μM溶液，并且将3μL的100μM加入到72μL的缓冲液，并且1∶5连续稀释。
首先将25μL的3H-R1881示踪剂和25μL化合物溶液混和，随后加入50uL受体溶液。轻轻混和该反应，在约200rpm下旋转并在4℃下温育过夜。制备100μL的50％HAP浆液并加入到该温育的反应中，随后将其涡旋和在冰上保温5-10分钟。在温育该反应的同时，将该反应混合物涡旋2次以上直至重新悬浮HAP。将96孔形式中的样本在洗涤缓冲液中用The FilterMateTM Universal Harvester平板洗涤器(Packard)洗涤。该洗涤过程使含配体结合的表达受体的HAP沉淀团转移到Unifilter-96GF/B过滤平板(Packard)上。滤器平板上的HAP沉淀团用50μL的MICROSCINT(Packard)闪烁剂温育30分钟，之后在TopCount微量闪烁计数器(Packard)上计数。用R1881作为参比计算IC50。
表1-3所示的实施例1-17的化合物在上述试验中测试并且发现具有1微摩尔或更小的IC50值。
MMP1启动子抑制作用、瞬时转染试验(TRAMPS)
将HepG2细胞在含有10％炭处理的FCS的无酚红MEM中于37℃和5％CO2下培养。为了转染，将细胞以10,000个细胞/孔铺板在96孔白色透明底平板上。24小时后，按照制造商推荐的方案，将细胞与MMP1启动子-荧光素酶报道构件体和恒河猴表达构件体(50∶1比例)用FuGENE6转染试剂一起转染。通过将人MMP1启动子片段(-179/+63)插入到pGL2荧光素酶报道构件体(Promega)来产生MMP1启动子-荧光素酶报道构件体，而且恒河猴AR表达构件体在CMV-Tag2B表达运载体(Stratagene)中生成。将细胞进一步培养24小时，随后用试验化合物在100nM phorbo1-12-肉豆蔻酸酯-13-乙酸酯(PMA)的存在下处理，该化合物用于提高MMP1启动子的基础活性。在此点加入化合物至1000nM-0.03nM的范围，10倍稀释，浓度为10X，1/10的体积(实例：10微升的配体以10X加入到100微升已经存在于孔内的培养基中)。细胞进一步培养48小时。随后该细胞用PBS洗涤2次且通过加入70μL的溶胞缓冲液(1x，Promega)到孔内来溶解细胞。荧光素酶活性是在96孔形式中用1450Microbeta Jet(Perkin Elmer)发光计测定的。试验化合物的活性表示为荧光素酶信号相对于PMA促进的对照水平而言的抑制作用。报告EC50和Emax值。本发明的组织选择性雄激素受体调节剂通常以亚微摩尔EC50值且Emax值大于约50％来活化抑制作用
参见Newberry EP，Willis D，Latifi T，BoudreauxJM，TowlerDA，″Fibroblast growth factor receptor signaling activates the humaninterstitial collagenase promoter via the bipartite Ets-APl element，″Mol.Endocrinol.11：1129-44(1997)和Schneikert J，Peterziel H，Defossez PA，Klocker H，Launoit Y，Cato AC，″Androgen receptor-Ets protein interaction is a novel mechanism for steroid hormone-mediated down-modulation of matrix metalloproteinase expression，″J.Biol.Chem.271：23907-23913(1996)。
雄激素受体的N-末端和C-末端结构域的配体诱导性相互作用的哺乳动物双杂交试验(激动剂模式)
该试验评估AR激动剂诱导rhAR的N-末端结构域(NTD)和C-末端结构域(CTD)之间相互作用的性能，该性能反映出体内活化雄激素受体介导的男性化潜在性。rhAR的NTD和CTD之间的相互作用被定量为CV-1猴肾细胞中Gal4DBD-rhARCTD融合蛋白和VP16-rhARNTD融合蛋白之间配体诱导的缔合作用，作为哺乳动物双杂交试验。
转染前日，将CV-1细胞用胰蛋白酶处理并计数，随后于DMEM+10％FCS中以20,000细胞/孔铺板在96孔平板或较大平板(根据规模)上。次日清晨，将CV-1细胞与pCBB1(在SV40早期启动子下表达的Gal4DBD-rhARLBD融合构件体)、pCBB2(在SV40早期启动子下表达的VP16-rhAR NTD融合构件体)和pFR(Gal4响应性荧光素酶报道体，Promega)用LIPOFECTAMINE PLUS试剂(GIBCO-BRL)按照供应商推荐的方法共转染。简单而言，在3.4μL OPTI-MEM(GIBCO-BRL)与″PLUS Reagent″(1.6μL，GIBCO-BRL)的混合物中，混和0.05μg pCBB 1、0.05μg pCBB2和0.1μg pFR的DNA混和物，于室温下(RT)培养15分钟形成预复合DNA。
对于各孔，取0.4μL LIPOFECTAMINE试剂(GIBCO-BRL)稀释到第二试管内的4.6μl OPTI-MEM中，并混和形成稀释的LIPOFECTAMINE试剂。将预复合DNA(上述的)和稀释的LIPOFECTAMINE试剂(上述的)合并、混和且在室温下温育15分钟。用40μL/孔OPTI-MEM更换细胞上的培养基，并向各孔内加入10μLDNA-脂质复合物。将复合物轻轻混和到培养基中且在37℃和5％CO2下培养5小时。培养后，加入200μL/孔D-MEM和13％炭抽提的FCS，随后在37℃和5％CO2下培养。24小时后，加入试验化合物至所需浓度(1nM-10μM)。48小时后，用LUC-Screen系统(TROPIX)按照制造商的方案测定荧光素酶的活性。通过顺序加入50μL各试验溶液1、进而加入试验溶液2在孔中直接进行该试验。室温下培养40分钟后，发光量直接用2-5秒积分来测定。
相对于3nM R1881得到的活性，计算出试验化合物的活性Emax。通常本发明的组织选择性雄激素受体调节剂在该试验中显示出弱的或没有激动活性，并且在10微摩尔下激动活性小于50％。
参见He B，Kemppainen JA，Voegel JJ，Gronemeyer H，WilsonEM，″Activation function in the human androgen receptor ligandbinding domain mediates inter-domain communication with the NH(2)-terminal domain，″J.Biol.Chem.274：37219-37225(1999)。
有关雄激素受体的N-末端和C-末端结构域之间相互作用的抑制作用的哺乳动物双杂交试验(拮抗模式)
该试验用于评估在上述CV-1细胞中试验化合物于哺乳动物双杂交试验中拮抗R1881促进rhAR的NTD和CTD之间相互作用的性能。
转染后48小时，CV-1细胞用试验化合物处理，通常为10μM，3.3μM，1μM，0.33μM，100nM，33nM，10nM，3.3nM和1nM终浓度。在37℃和5％CO2下培养10-30分钟后，加入AR激动剂甲雌三烯醇酮(R1881)至终浓度为0.3nM，在37℃下培养。48小时后，用LUC-Screen系统(TROPIX)按照制造商推荐的方案测定荧光素酶活性。与0.3nMR1881单用对比，计算出试验化合物拮抗R1881作用的性能作为相对发光量。
雄激素受体(TAMAR)的反式-活化调控
该试验评估在MDA-MB-453细胞中试验化合物控制MMTV-LUC报道基因的转录作用的性能，该细胞是天然表达人AR的人乳腺癌细胞系。本试验测定连接于LUC报道基因的改性MMTV LTR/启动子的诱导作用。
将20,000-30,000细胞/孔于″指数生长培养基″中铺板在白色、透明底96孔平板中，该培养基由含10％FBS的无酚红RPMI 1640、4mM L-谷氨酸、20mM HEPES、10ug/mL人胰岛素和20ug/mL庆大霉素组成。保温箱调节为37℃和5％CO2。以批次模式进行转染。细胞用胰蛋白酶处理并在适量新鲜培养基中计数出正确的细胞数目，随后与Fugene/DNA″鸡尾酒″混合物混和且铺板在96孔平板上。所有孔接受200Tl的培养基+脂质/DNA复合物，并且随后在37℃下培养过夜。转染鸡尾酒由无血清Optimem，Fugene6试剂和DNA组成。按照该″鸡尾酒″产品制造商的(Roche Biochemical)方案进行。
脂质(Tl)-DNA(Tg)的比例约为3∶2，培养时间为室温下20分钟。转染后16-24小时，该细胞用试验化合物处理使最终的DMSO(载体)浓度＜3％。细胞与试验化合物接触48小时。48小时后，该细胞用Promega细胞培养溶胞缓冲液溶解30-60分钟，随后在96孔形式发光计中测定萃取物中的荧光素酶活性。
相对于100nM R1881得到的活性，计算出试验化合物的活性，表示为Emax。
参见R.E.Hall等，″MDA-MB-453，an androgen-responsive humanbreast carcinoma cell line with high androgen receptor expression，″Eur.J.Cancer，30A：484-490(1994)和R.E.Hall，等.，″Regulationof androgen receptor gene expression by steroids and retinoic acid inhuman breastcancer cells，″Int.J.Cancer.，52：778-784(1992)。
体内前列腺试验
9-10周龄(性别成熟的早期年龄)的雄性Sprague-Dawley大鼠用于预防作用模式。目的在于测定雄激素样化合物延迟除去睾丸(睾丸切除术[ORX])后7天内出现的腹侧前列腺和精囊的快速衰退(-85％)的程度。
大鼠接受睾丸切除术(ORX)。称重各大鼠，随后用异氟烷气体麻醉并保持作用。在阴囊前后切出1.5cm的切口。取出右睾丸。精液管和附输精管用4.0丝线在距睾丸0.5cm处结扎。在远离结扎位处用小手术剪取出睾丸。将组织残体放回阴囊。同样对左睾丸进行手术。当两侧残体放回到阴囊时，用4.0丝线缝合阴囊和上面的皮肤。对于假性-ORX，除了结扎和剪切之外进行所有处理。大鼠在10-15分钟内完全恢复意识和行动。
将一定剂量的试验化合物在手术刀口缝合之后立刻皮下或口服施用给大鼠。处理继续连续6天。
尸体解剖和终点
首先将大鼠称重，随后在CO2室内麻醉直至接近死亡。通过心脏穿刺得到约5ml全血。随后检查大鼠的某些死亡迹象和ORX的完整性。其次，使前列腺的腹侧部分定位并以高度规范化方式切取出来。腹侧的前列腺印迹3-5秒至干，随后称重(VPW)。最后，定位精囊并取出。腹侧精囊印迹3-5秒至干，随后称重(SVWT)。
该试验的一级数据是腹侧前列腺和精囊的重量。二级数据包括血清LH(黄体激素)和FSH(促囊泡素)和骨形成和男性化的可能血清标志。通过ANOVA加Fisher PLSD post-hoc试验分析数据以鉴定组间差异。评估试验化合物抑制VPW和SVWT的ORX诱导性损失的程度。
体内骨骼形成试验
7-10月龄的雌性Sprague-Dawley大鼠用于模拟成年女性的治疗模式。大鼠在75-180天之前被切除卵巢(OVX)，从而引发骨损失和模拟雌激素缺损，osteopenic成年女性。用低剂量的强效抗吸收药物预处理，阿仑特罗(0.0028mpk SC，2X/wk)在第0天开始给药。在第15天，开始用试验化合物处理。试验化合物处理出现在第15-31天并且在第32天尸检。目的在于测定雄激素样化合物提高骨膜表面上骨形成的量的程度，通过荧光染料标记的增高来证实。
在典型试验中，研究9组，7只/组的大鼠。
在第19和29天(处理的第5和15天)，给各大鼠皮下单剂量注射钙荧光素(8mg/kg)。
尸体解剖和终点
首先将大鼠称重，随后在CO2室内麻醉直至接近死亡。通过心脏穿刺得到约5ml全血。随后检查大鼠的某些死亡迹象和OVX的完整性。首先，定位子宫，以高度规范化方式切取出来，印迹至干3-5秒且随后称重(UW)。将子宫置于10％中性缓冲福尔马林中。随后，在髋部，使右腿关节脱落。在膝部将股骨和胫骨分开，基本上去肉，随后置于70％乙醇中。
将具有股骨近远端中点作为中心的1-cm节段的中央右股骨置于闪烁瓶内，在分级醇和丙酮中脱水和脱脂肪，随后加入到甲基丙烯酸甲酯的浓度增加的溶液中。嵌在90％甲基丙烯酸甲酯：10％邻苯二甲酸二丁酯的混和物中，使之在48-72小时内聚合。打碎瓶子且将塑料段调整为常规吻合Leica 1600Saw Microtome的钳型样品支架的形状，其具有用于切片制备的骨长轴。制备85μm厚度的3个切片且嵌在玻片上。从各大鼠选择出接近骨骼中点的一部分并且盲式标记。对各部分的骨膜表面进行总骨膜表面、单一荧光染料标记、双重荧光染料标记和内标距离的评估。
该试验的一级数据是带有双重标记的骨膜表面的百分比和矿物质外积率(内标距离(μm)/10d)、骨形成的半依赖性标志。二级数据包括子宫重量和组织学特征。第三，终点可以包括骨形成和男性化的血清标志。通过ANOVA加Fisher PLSD hoc后试验分析数据以鉴定组间差异。评估试验化合物提高骨骼形成终点的程度。