Представлено соединение формулы (А ¹ ), обладающее улучшенными характеристиками неспецифического связывания и фармакокинетическими свойствами:

или его фармацевтически приемлемая соль, стереоизомер или гидрат, при этом R ¹ , R ² и R ³ могут представлять собой С _1-10 алкил, С _2-10 алкенил и С _2-10 алкинил, при этом С _1-10 алкил, С _2-10 алкенил и С _2-10 алкинил могут быть замещены одним или более галогеном, С _1-10 алкоксилом, гидроксилом, CN, NO ₂ , амином, ациламином, амидом, карбонилом и С _1-30 алкилтиолом; R ⁴ представляет собой

при этом R ⁵ , R ⁶ , R ⁷ , R ⁸ и R ⁹ могут являться Н и С _1-10 алкилом, при этом С _1-10 алкил может быть замещён галогеном, С _1-10 алкоксилом, гидроксилом, CN, NO ₂ , амином, ациламином, амидом, карбонилом и С _1-30 алкилтиолом; R ⁶ и R ⁵ вместе образуют 5- или 6-членный цикл или R ⁶ и R ⁷ вместе образуют 3-6-членный цикл; R ⁸ и R ⁹ вместе с азотом, к которому они присоединены, образуют 5- или 6-членный цикл; n имеет значение от 1 до 4 и m имеет значение от 1 до 6.

[0001] Соединение формулы (A)

[0002] Соединение по п.1, где m является 1 или 2.

[0003] Соединение по п.2, где n является 1.

[0004] Соединение по п.1, где

[0005] Соединение по п.1 формулы

[0006] Соединение по п.5 формулы

[0007] Соединение по п.1 формулы

[0008] Соединение по п.7 формулы

[0009] Соединение по п.8 формулы

[0010] Соединение по п.1 формулы, выбираемое из

[0011] Соединение формулы (D)

[0012] Соединение по п.11, где R13 является метилом.

[0013] Соединение по п.11, где R2 выбран из С1-10алкила и R3 выбран из С1-4алкила.

[0014] Соединение по п.11 формулы

[0015] Фармацевтический состав, содержащий соединение по любому из пп.1-13 и фармацевтически приемлемый носитель.

[0016] Применение соединения по любому из пп.1-13 в производстве медикамента для лечения эректильной дисфункции у человека или животного.

Уровень техники

Физиологические и клинические эффекты ингибиторов фосфодиэстеразы, специфичной к циклическому гуанозин 3',5'-монофосфату (cyclic guanosine 3',5'-monophosphate specific phosphodiesterase, cGMP-specific PDE), дают основание полагать, что такие ингибиторы найдут применение при разнообразных болезненных состояниях, при которых является желательной модуляция гладкомускулыюй, почечной, гемостатической, воспалительной и/или эндокринной функции. cGMP-специфичная фосфодиэстераза пятого типа (type 5 cGMP-specific phosphodiesterase, PDE5) является главным cGMP гидролизующим энзимом в васкулярной гладкой мышце. Таким образом, ингибитор PDE5 может быть показан при лечении кардиоваскулярных расстройств, включая, не ограничиваясь ими, гипертонию, цереброваскулярные расстройства и расстройства мочеполовой системы, в частности эректильную дисфункцию.

Фармацевтические продукты, которые обеспечивают селективное ингибирование PDE5, являются доступными. Варденафил (Vardenafil), присутствующий на рынке под торговой маркой Levitra ®, является сильнодействующим и селективным ингибитором PDE5 и в настоящее время показан при лечении эректильной дисфункции. Существует необходимость в улучшении фармакокинетических свойств ингибиторов PDE5.

Для разработки новых фармацевтических агентов необходима тщательная оптимизация химических и биологических свойств основного соединения. Например, успешное соединение-кандидат должно быть безопасным и эффективным для использования его по назначению. Далее, соединение должно обладать желательными фармакокинетическими и фармакодинамическими профилями. Этот сложный процесс разработки обычно требует обширного экспериментирования. Во многих случаях процесс определения оптимального соединения обычно требует приготовления тысяч структурно похожих соединений.

Среди свойств, которые могут ограничить эффективность потенциального фармацевтического агента, находится степень, в которой соединение связывается с протеинами in vivo. Если высокий процент соединения, находящегося in vivo, является неспецифически связанным, например, с компонентами крови и плазмы крови, это оставляет только небольшое количество свободного соединения доступным для выполнения своей терапевтической функции в ткани. Таким образом, связывание соединения с различными протеинами и другими компонентами плазмы может потребовать неприемлемо большой дозы соединения для получения желаемого терапевтического эффекта.

Традиционные подходы нацелены на изменение фармакокинетических свойств.

Пегилирование, процесс конъюгирования или соединения биомолекул и системы доставки медикамента, например липосом, протеинов, энзимов, медикаментов, наночастиц, с полиэтиленгликолем является известным способом для изменения фармакокинетики путём улучшения циркуляционного периода полувыведения протеинов и липосомальных медикаментов. (См., Bhadra et al. Pharmazie, 2002 Jan.; 5791:5-29) Пегилированные медикаменты содержат оболочку вокруг медикамента из полиэтиленгликоля (polyethylene glycol, PEG) с большим молекулярным весом, которая защищает медикамент от энзиматической деградации и позволяет медикаменту пересечь пищеварительный тракт, т.е. обеспечивает оральную доступность, а также действует как защита, предотвращающая узнавание пегилированиого медикамента клетками иммунной системы, и защищает медикамент от почечного клиренса (Molineux, Cancer Treat Rev. 2002 Apr., 28 Suppl A:13-16). В результате пегилированные протеины, например, имеют улучшенную фармакокинетику ввиду уменьшения гидролиза и большего циркуляционного периода полувыведения. Противораковые агенты имеют субоптимальный фармакокинетический профиль, который требует продолжительного или повторяющегося введения медикамента. Пегилированные противораковые агенты, например пегфилграстим, пегилированный филграстим, продемонстрировали способность поддерживать эффективность медикамента и терпимость пациента, которые, как минимум, эквивалентны немодифицированному филграстиму только с одним введением на цикл химиотерапии. (См., Crawford, Cancer Treat Rev. 2002 Apr.; 28 Suppl A:7-11). Пегилированный липосомальный доксорубицин, другой химиотерапевтический агент, более эффективен и менее кардиотоксичен, чем непегилированный или липосомоинкапсулированный доксорубицин. (См., Crawford, 2002). В добавление к улучшенной фармакокинетике, пегилированные медикаменты позволяют уменьшить дозу, например использовать фиксированную дозу вместо дозы в расчете на вес. (См., Yowell и Blackwell, Cancer Treat Rev. 2002 Apr.; 28 Suppl A:3-6). Так как размер PEG, его форма и центр присоединения пегилироваиных терапевтических агентов, например протеинов, определяют фармакокинетику медикамента, терапевтический агент должен быть создан на протеин-протеиновой основе. (См., Harris et al. Clin. Pharmacokinet. 2001, 40(7):539-551). Недостатком пегилированных агентов является возможное уменьшение активности медикамента в целевом центре вследствие стерического препятствия большой молекулы PEG. Размер молекулы PEG более важен в малых молекулах, чем с протеинами.

Описание изобретения

Данное изобретение относится к 2-фенилзамещённым имидазотриазиноновым соединениям с саркозиновой функциональной группой с улучшенными характеристиками неспецифического связывания и фармакокинетическими свойствами. Саркозиновая группа служит уменьшению протеинового связывания, увеличивая, таким образом, количество свободной формы соединения. Функциональные остатки, присоединённые к соединению, отличаются по своей химической структуре от групп, используемых в PEG методе, т.е., например, функциональные остатки могут быть производными этиленгликоля, функциональные остатки обладают существенно меньшим молекулярным весом, т.е. примерно 100 Да в сравнении с 5000 Да и более, используемых в стандартном пегилировании. Соответственно, химическая и биологическая активность соединений, содержащих функциональные остатки данного изобретения, не изменяются благодаря меньшим стерическим препятствиям и большей доступности медикамента для центров-мишеней соединения.

Представляется соединение формулы (А), обладающее улучшенными характеристиками неспецифического связывания и фармакокинетическими свойствами:

или его фармацевтически приемлемая соль, стереоизомер или гидрат,

где R ¹ является С _1-10 алкилом;

R ² и R ³ независимо выбираются из группы, содержащей С _1-10 алкил, C _2-10 алкенил и C _2-10 алкинил, при этом C _1-10 алкил, C _2-10 алкенил и C _2-10 алкинил могут быть замещены одним или более галогеном, C _1-10 алкоксилом, гидроксилом, CN, NO ₂ , амином, ациламином, амидом, карбонилом и С _1-30 алкилтиолом;

А является C-H;

В является C-H;

D является C-(SO ₂ -R ⁴ );

Е является C-H;

R ⁴ является группой, обладающей формулой

где каждый R ⁵ , R ⁶ , R ⁷ и R ⁸ независимо выбираются из группы, содержащей Н и С _1-10 алкил, при этом С _1-10 алкил может быть по выбору замещён одним или более галогеном, С _1-10 алкоксилом, гидроксилом, CN, NO ₂ , амином, ациламином, амидом, карбонилом и С _1-30 алкилтиолом; и

дополнительно или альтернативным образом, R ⁶ и R ⁵ вместе образуют 5- или 6-членный цикл или

R ⁶ и R ⁷ вместе образуют 3-6-членный цикл;

R ⁹ независимо выбирается из Н и С _1-10 алкила, при этом С _1-10 алкил может быть замещён одним или более галогеном, С _1-10 алкоксилом, гидроксилом, CN, NO ₂ , амином, ациламином, амидом, карбонилом и С _1-30 алкилтиолом;

альтернативным образом, R ⁸ и R ⁹ вместе с атомом азота, к которому они присоединены, образуют 5- или 6-членный цикл;

n имеет значение от 1 до 4 и

m имеет значение от 1 до 6.

В предпочтительном варианте осуществления данного изобретения представляется соединение формулы (А ¹ )

или его фармацевтически приемлемая соль, стереоизомер или гидрат,

где R ¹ является С _1-10 алкилом;

R ² и R ³ независимо выбираются из группы, содержащей С _1-10 алкил, С _2-10 алкенил и С _2-10 алкинил, при этом С _1-10 алкил, С _2-10 алкенил, и С _2-10 алкииил могут быть замещены одним или более галогеном, С _1-10 алкоксилом, гидроксилом, CN, NO ₂ , амином, ациламином, амидом, карбонилом и С _1-30 алкилтиолом;

R ⁴ является группой, обладающей формулой

где каждый R ⁵ , R ⁶ , R ⁷ и R ⁸ независимо выбираются из группы, содержащей Н и С _1-10 алкил, при этом С _1-10 алкил может быть замещён одним или более галогеном, С _1-10 алкоксилом, гидроксилом, CN, NO ₂ , амином, ациламином, амидом, карбонилом и С _1-30 алкилтиолом; и

дополнительно или альтернативным образом, R ⁶ и R ⁵ вместе образуют 5- или 6-членный цикл или

R ⁶ и R ⁷ вместе образуют 3-6-членный цикл;

R ⁹ независимо выбирается из Н и С _1-10 алкила, при этом С _1-10 алкил может быть замещён одним или более галогеном, С _1-10 алкоксилом, гидроксилом, CN, NO ₂ , амином, ациламином, амидом, карбонилом и С _1-30 алкилтиолом;

альтернативным образом, R ⁸ и R ⁹ вместе с атомом азота, к которому они присоединены, образуют 5- или 6-членный цикл;

n имеет значение от 1 до 4 и

m имеет значение от 1 до 6.

В предпочтительных вариантах соединений формулы (А ¹ ) m имеет значение 1 или 2. В других вариантах осуществления этого изобретения n имеет значение 1.

В другом предпочтительном варианте осуществления этого изобретения представляется соединение формулы (В)

где R ⁴ соответствует вышеприведённому описанию для соединения (А ¹ ).

В другом предпочтительном варианте осуществления этого изобретения представляется соединение, обладающее формулой

где R ¹ , R ² , R ³ R ⁵ , R ⁶ , R ⁷ , R ⁸ и R ⁹ соответствуют вышеприведённому описанию для соединения формулы (А).

В другом предпочтительном варианте осуществления этого изобретения представляется соединение, обладающее формулой

где R ¹ , R ² и R ³ независимо выбираются из группы, содержащей Н и С _1-10 алкил, при этом С _1-10 алкил может быть замещён одним или более галогеном, С _1-10 алкоксилом, гидроксилом, CN, NO ₂ , амином, ациламином, амидом, карбонилом и С _1-30 алкилтиолом.

В другом предпочтительном варианте осуществления этого изобретения представляется соединение, обладающее формулой

где R ¹ является С _1-10 алкилом;

R ² и R ³ независимо выбираются из группы, содержащей С _1-10 алкил, С _2-10 алкенил и С _2-10 алкинил, при этом С _1-10 алкил, С _2-10 алкенил и С _2-10 алкинил могут быть по выбору замещены одним или более галогеном, С _1-10 алкоксилом, гидроксилом, CN, NO ₂ , амином, ациламином, амидом, карбонилом и С _1-30 алкилтиолом;

R ⁵ , R ⁶ , R ⁷ , R ⁸ , R ⁹ , R ¹⁰ , R ¹¹ и R ¹² независимо выбираются из группы, содержащей Н и С _1-10 алкил, при этом С _1-10 алкил может быть замещён одним или более галогеном, С _1-10 алкоксилом, гидроксилом, CN, NO ₂ , амином, ациламином, амидом, карбонилом и С _1-30 алкилтиолом; и

дополнительно или альтернативным образом, R ⁶ и R ⁵ или R ⁸ и R ¹⁰ вместе образуют 5- или 6-членный цикл или R ⁶ и R ⁷ или R ¹⁰ и R ¹¹ вместе образуют 3-6-членный цикл;

R ⁹ и R ¹² вместе с атомом азота, к которому они присоединены, образуют 5- или 6-членный цикл.

В другом предпочтительном варианте осуществления этого изобретения представляется соединение, обладающее формулой

где R ¹ , R ² , R ³ R ⁵ , R ⁸ , R ⁹ и R ¹² соответствуют вышеприведённому описанию.

В другом предпочтительном варианте осуществления этого изобретения представляется соединение, обладающее формулой

где R ¹ является С _1-10 алкилом и

R ² и R ³ независимо выбираются из группы, содержащей С _1-10 алкил, С _2-10 алкенил и С _2-10 алкинил, при этом С _1-10 алкил, С _2-10 алкенил и С _2-10 алкинил могут быть замещены одним или более галогеном, C _1-10 алкоксилом, гидроксилом, CN, NO ₂ , амином, ациламином, амидом, карбонилом и С _1-30 алкилтиолом.

В другом предпочтительном варианте осуществления этого изобретения представляется соединение, обладающее формулой (D)

или его фармацевтически приемлемая соль, стереоизомер или гидрат,

где R ¹ является С _1-10 алкилом;

R ² и R ³ независимо выбираются из группы, содержащей С _1-10 алкил, С _2-10 алкенил и С _2-10 алкинил, при этом C _1-10 алкил, С _2-10 алкенил и С _2-10 алкинил могут быть замещены одним или более галогеном, C _1-10 алкоксилом, гидроксилом, CN, NO ₂ , амином, ациламином, амидом, карбонилом и C _1-30 алкилтиолом;

А является C-H;

В является C-H;

D является C-(SO ₂ -NH-R ¹³ );

Е является C-H;

R ¹³ является C _1-10 алкилом с прямой или разветвлённой цепью.

В предпочтительных вариантах соединений формулы (D) R ¹³ является метилом.

В другом предпочтительном варианте соединений формулы (D) R ² и R ³ независимо выбираются из C _1-10 алкилов.

В другом предпочтительном варианте осуществления этого изобретения представляется соединение, обладающее формулой (D ₁ )

или его фармацевтически приемлемая соль, стереоизомер или гидрат,

где R ¹ является C _1-10 алкилом;

R ² и R ³ независимо выбираются из группы, содержащей C _1-10 алкил, C _2-10 алкенил и C _2-10 алкинил, при этом C _1-10 алкил, C _2-10 алкенил и C _2-10 алкинил могут быть замещены одним или более галогеном, C _1-10 алкоксилом, гидроксилом, CN, NO ₂ , амином, ациламином, амидом, карбонилом и C _1-10 алкилтиолом;

R ¹³ выбирается из C _1-10 алкилов.

В предпочтительных вариантах соединений формулы (D ₁ ) R ¹³ является метилом. В других вариантах осуществления этого изобретения R ² и R ³ независимо выбираются из группы, содержащей C _1-10 алкил.

Данное изобретение включает фармацевтические составы, содержащие соединения из данного изобретения и фармацевтически приемлемый носитель и/или разбавитель.

Данное изобретение включает фармацевтические составы, содержащие в значительной степени чистое вещество данного изобретения или его фармацевтически приемлемую соль, стереоизомер или гидрат и фармацевтически приемлемый наполнитель и/или разбавители.

Данное изобретение также включает способы лечения эректильной дисфункции, включая введение человеку или животному эффективного количества соединений данного изобретения.

Описание чертежей

На фиг. 1 изображены различные соединения, представляющие различные варианты осуществления данного изобретения.

На фиг. 2 изображены различные соединения, представляющие различные варианты осуществления данного изобретения.

На фиг. 3 изображено известное соединение варденафил (vardenafil).

Подробное описание изобретения

Соединения согласно данному изобретению обладают улучшенными фармакокинетическими свойствами по сравнению с предыдущими 2-фенилзамещёнными имидазолоатриазиноновыми соединениями и полученными путём модификации неспецифического связывания протеинов этими соединениями in vivo. Фармакокинетически улучшенные соединения данного изобретения предпочтительным образом допускают введение минимального эффективного количества соединения для достижения желаемого терапевтического эффекта несвязанного соединения, таким образом понижая дозировочное количество (и могут улучшать переносимость их пациентом).

В одном варианте осуществления данного изобретения представляется соединение формулы (A)

или его фармацевтически приемлемая соль, стереоизомер или гидрат,

где R ¹ является C _1-10 алкилом;

R ² и R ³ независимо выбираются из группы, содержащей C _1-10 алкил, C _2-10 алкенил и C _2-10 алкинил, при этом C _1-10 алкил, C _2-10 алкенил и C _2-10 алкинил могут быть замещены одним или более галогеном, C _1-10 алкоксилом, гидроксилом, CN, NO ₂ , амином, ациламином, амидом, карбонилом и C _1-30 алкилтиолом;

А является C-H;

В является C-H;

D является C-(SO ₂ -R ⁴ );

Е является C-H;

R ⁴ является группой, обладающей формулой

где каждый R ⁵ , R ⁶ , R ⁷ и R ⁸ независимо выбираются из группы, содержащей Н и C _1-10 алкил, при этом C _1-10 алкил может быть замещён одним или более галогеном, C _1-10 алкоксилом, гидроксилом, CN, NO ₂ , амином, ациламином, амидом, карбонилом и C _1-30 алкилтиолом; и

дополнительно или альтернативным образом, R ⁶ и R ⁵ вместе образуют 5- или 6-членный цикл или

R ⁶ и R ⁷ вместе образуют от 3- до 6-членный цикл;

R ⁹ независимо выбирается из Н и C _1-10 алкила, при этом C _1-10 алкил может быть замещён одним или более галогеном, C _1-10 алкоксилом, гидроксилом, CN, NO ₂ , амином, ациламином, амидом, карбонилом и C _1-30 алкилтиолом;

альтернативным образом, R ⁸ и R ⁹ вместе с атомом азота, к которому они присоединены, образуют 5- или 6-членный цикл;

n имеет значение от 1 до 4 и

m имеет значение от 1 до 6.

В предпочтительном варианте осуществления данного изобретения R ² и R ³ независимо выбираются из группы, содержащей C _1-10 алкил.

Считается, что группа, отвечающая формуле (С), модулирует фармакокинетический и/или фармакодинамический профиль соединения, что может выразиться в улучшенных фармакокинетических свойствах в сравнении с немодифицированным, т.е. исходным, соединением. В некоторых вариантах осуществления данного изобретения R ⁴ является активным агентом, обладающим улучшенными физико-химическими свойствами, фармакокинетикой, метаболизмом или профилем токсичности. В предпочтительном варианте осуществления данного изобретения активный агент обладает превосходной растворимостью, пониженным показателем IC ₅₀ и/или существенно меньшим связыванием с протеинами in vivo, в сравнении с соединением, не имеющим этого как минимум одного функционального остатка.

Предпочтительным образом, соединения из данного изобретения включают, не ограничиваясь ими, ингибиторы и активаторы протеинов и ферментов (например, фосфодиэстеразы, такие как PDE5, PDE1, PDE3 и PDE6, киназы, рецепторы факторов роста и протеазы). В варианте осуществления данного изобретения представлено соединение, содержащее как минимум один функциональный остаток, который является производным саркозина. В предпочтительном варианте осуществления данного изобретения это производное саркозина соответствует формуле

при этом каждый R является водородом или замещённым или незамещённым C _1-10 алкилом.

Предпочтительным образом, саркозин или саркозиновый остаток присоединяется к соединению посредством ковалентной связи к N-терминальному атому азота остатка или олигомера саркозина.

В предпочтительном варианте осуществления данного изобретения представляется соединение формулы (А ¹ )

или его фармацевтически приемлемая соль, стереоизомер или гидрат,

где R ¹ является C _1-10 алкилом;

R ² и R ³ независимо выбираются из группы, содержащей C _1-10 алкил, C _2-10 алкенил и C _2-10 алкинил, при этом C _1-10 алкил, C _2-10 алкенил и C _2-10 алкинил могут быть замещены одним или более галогеном, C _1-10 алкоксилом, гидроксилом, CN, NO ₂ , амином, ациламином, амидом, карбонилом и C _1-10 алкилтиолом;

R ⁴ является группой, обладающей формулой

где каждый R ⁵ , R ⁶ , R ⁷ и R ⁸ независимо выбираются из группы, содержащей Н и C _1-10 алкил, при этом C _1-10 алкил может быть замещён одним или более галогеном, C _1-10 алкоксилом, гидроксилом, CN, NO ₂ , амином, ациламином, амидом, карбонилом и C _1-30 алкилтиолом; и

дополнительно или альтернативным образом, R ⁶ и R ⁵ вместе образуют 5- или 6-членный цикл или R ⁶ и R ⁷ вместе образуют 3-6-членный цикл;

R ⁹ независимо выбирается из Н и C _1-10 алкила, при этом C _1-10 алкил может быть замещён одним или более галогеном, C _1-10 алкоксилом, гидроксилом, CN, NO ₂ , амином, ациламином, амидом, карбонилом и C _1-30 алкилтиолом;

альтернативным образом, R ⁸ и R ⁹ вместе с атомом азота, к которому они присоединены, образуют 5- или 6-членный цикл;

n имеет значение от 1 до 4 и

m имеет значение от 1 до 6.

В одном из вариантов соединение обладает следующей формулой:

где каждый R ⁵ , R ⁶ , R ⁷ и R ⁸ независимо выбираются из группы, содержащей Н и C _1-10 алкил, при этом C _1-10 алкил может быть замещён одним или более галогеном, C _1-10 алкоксилом, гидроксилом, CN, NO ₂ , амином, ациламином, амидом, карбонилом и C _1-30 алкилтиолом; и

дополнительно или альтернативным образом, R ⁶ и R ⁵ вместе образуют 5- или 6-членный цикл или

R ⁶ и R ⁷ вместе образуют 3-6-членный цикл;

R ⁹ независимо выбирается из Н и C _1-10 алкила, при этом C _1-10 алкил может быть замещён одним или более галогеном, C _1-10 алкоксилом, гидроксилом, CN, NO ₂ , амином, ациламином, амидом, карбонилом и C _1-30 алкилтиолом;

альтернативным образом, R ⁸ и R ⁹ вместе с атомом азота, к которому они присоединены, образуют 5- или 6-членный цикл.

Предпочтительным образом, функциональная группа, присоединённая к сульфонильной группе, является производным или олигомером саркозина. В предпочтительном варианте рассматривается соединение следующей формулы:

при этом R ¹ , R ² и R ³ соответствуют вышеприведённому описанию для соединения (А).

В наиболее предпочтительном варианте скелетом или основой структуры может являться PDE5 ингибитор, соответствующий формуле (В)

при этом R ⁴ представляет собой по крайней мере один функциональный остаток, который заменяет оригинальный пиперазин путём присоединения к атому серы исходного соединения посредством ковалентной связи.

В соединениях (А), (А ¹ ) или (В) R ⁴ может быть соединением, обладающим формулой (С)

при этом каждый из R ⁵ , R ⁶ , R ⁷ и R ⁸ независимо выбирается из группы, содержащей Н и C _1-10 алкил, при этом C _1-10 алкил может быть замещён одним или более галогеном, C _1-10 алкоксилом, гидроксилом, CN, NO ₂ , амином, ациламином, амидом, карбонилом и C _1-30 алкилтиолом; и

дополнительно или альтернативным образом, R ⁶ и R ⁵ вместе образуют 5- или 6-членный цикл или

R ⁶ и R ⁷ вместе образуют 3-6-членный цикл;

R ⁹ независимо выбирается из Н и C _1-10 алкила, при этом C _1-10 алкил может быть замещён одним или более галогеном, C _1-10 алкоксилом, гидроксилом, CN, NO ₂ , амином, ациламином, амидом, карбонилом и C _1-30 алкилтиолом;

альтернативным образом, R ⁸ и R ⁹ вместе с атомом азота, к которому они присоединены, образуют 5- или 6-членный цикл;

n имеет значение от 1 до 4 и

m имеет значение от 1 до 6.

В предпочтительном варианте осуществления данного изобретения R ⁴ является метиламинодиметилацетамидом, приводя к соединению, обладающему формулой (I)

В другом варианте осуществления изобретения R ⁴ является метил-аланин-диметиламидом, приводя к соединению, обладающему формулой (II)

В другом варианте осуществления изобретения R ⁴ является 2-метиламино-2-триметилпропионамидом, приводя к соединению, обладающему формулой (III)

В других предпочтительных вариантах осуществления изобретения m имеет значение 1 или 2 для R ⁴ (формула (С)), который присоединён к соединению (А). Предпочтительным образом n имеет значение 1.

В другом варианте осуществления изобретения соединение обладает следующей формулой:

где R ¹ , R ² , R ³ соответствуют вышеприведённому описанию для соединения (А);

R ⁵ , R ⁶ , R ⁷ , R ⁸ , R ⁹ , R ¹⁰ , R ¹¹ и R ¹² независимо выбираются из группы, содержащей Н и C _1-10 алкил, при этом C _1-10 алкил может быть замещён одним или более галогеном, C _1-10 алкоксилом, гидроксилом, CN, NO ₂ , амином, ациламином, амидом, карбонилом и C _1-30 алкилтиолом;

дополнительно или альтернативным образом, R ⁶ и R ⁵ или R ⁸ и R ¹⁰ вместе образуют 5- или 6-членный цикл или

R ⁶ и R ⁷ или R ¹⁰ и R ¹¹ вместе образуют 3-6-членный цикл и

R ⁹ и R ¹² вместе с атомом азота, к которому они присоединены, образуют 5- или 6-членный цикл.

Для вышеописанного варианта предпочтительным образом R ⁶ , R ⁷ , R ¹⁰ и R ¹¹ , каждый, являются атомом водорода. Более предпочтительным образом димер саркозина присоединяется к сульфонильной группе, и соединение принимает формулу

где R ¹ , R ² и R ³ соответствуют вышеприведённому описанию для соединения (А).

В особенно предпочтительных вариантах осуществления изобретения R ¹ является этильной группой, R ² является метильной группой и R ³ является пропильной группой.

Термин "гетероатом" при употреблении в этом тексте обозначает атом любого элемента, отличного от углерода и водорода. Предпочтительными гетероатомами являются бор, азот, кислород, фосфор, сера и селен. Наиболее предпочтительными являются азот или кислород.

Термин "алкил" относится к радикалу насыщенных алифатических групп, включая алкильные группы с неразветвлённой цепью, алкильные группы с разветвлённой цепью, циклоалкильные (алициклические) группы, алкилзамещённые циклоалкильные группы и циклоалкилзамещённые алкильные группы. В предпочтительных вариантах осуществления данного изобретения алкил с неразветвлённой цепью или с разветвлённой цепью имеет 30 или меньше атомов углерода в своем скелете (например, C _1-30 для неразветвлённой цепи, C _3-30 для разветвлённой цепи) и более предпочтительно 20 или меньше. Также предпочтительные циклоалкилы имеют от 3 до 10 атомов углерода в структуре своих циклов и более предпочтительно имеют 5, 6 или 7 углеродов в структуре цикла.

Если не задано иное число атомов углерода, термин "низший алкил" при использовании в этом тексте означает алкильную группу, по приведённому выше определению, но имеющую от одного до десяти атомов углерода, более предпочтительно от одного до шести атомов углерода в структуре своего скелета. Также "низший алкенил" и "низший алкинил" имеют сходную длину цепей. Предпочтительные алкильные группы являются низшими алкилами. В предпочтительных вариантах осуществления данного изобретения заместитель, обозначенный здесь как алкильный, является низшим алкилом.

Термин "аралкил" при использовании в этом тексте относится к алкильной группе, замещённой арильной группой (например, ароматической или гетероароматической группой).

Термины "алкенил" и "алкинил" относятся к ненасыщенным алифатическим группам, аналогичным по длине и возможным заместителям алкилам, описанным выше, но они содержат как минимум одну двойную или тройную связь соответственно.

Термин "арил" при использовании в этом тексте включает 5- и 6-членные одноцикловые ароматические группы, которые могут включать от нуля до четырех гетероатомов, например бензол, пирен, пиррол, фуран, тиофен, имидазол, оксазол, тиазол, триазол, пиразол, пиридин, пиразин, пиридазин, пиримидин и т.п. Такие арильные группы, имеющие гетероатомы в структуре циклов, могут также быть отнесены к "арильным гетероциклам" или "гетероароматическим соединениям". Ароматический цикл может быть замещён в одном или нескольких положениях такими заместителями, какие описаны ранее, например галоген, азид, алкил, арилалкил, алкенил, алкинил, циклоалкил, гидроксил, алкоксил, аминогруппа, нитрогруппа, сульфгидрил, иминогруппа, амидогруппа, фосфонат, фосфинат, карбонил, карбоксил, силил, простой эфир, алкилтиол, сульфонил, сульфонамидогруппа, кетон, альдегид, сложный эфир, гетероцикл, ароматические или гетероароматические группы, -CF ₃ , -CN или им подобные. Термин "арил" также включает полициклические системы, имеющие два или более циклических кольца, в которых два или более атома углерода являются общими для двух смежных циклов (такие циклы являются "сопряжёнными"), при этом как минимум одно из колец является ароматическим, т.е. другие кольца могут быть циклоалкильными, циклоалкенильными, арильными и/или гетероцикличекими.

Термины "гетероциклический" или "гетероциклическая группа" относятся к 3-10-членным циклическим структурам, более предпочтительно к 5-6-членным циклам, циклические структуры которых включают от одного до четырех гетероатомов. Гетероциклы также могут быть полициклами. Гетероциклические группы включают, например, тиофен, тиантрен, фуран, пиран, изобензофуран, хромен, ксантен, феноксантин, пиррол, имидазол, пиразол, изотиазол, изоксазол, пиридин, пиразин, пиримидин, пиридазин, индолизин, изоиндол, индол, индазол, пурин, хинолизин, изохинолин, хинолин, фталазин, нафтиридин, хиноксалин, хиназолин, циннолин, птеридин, карбазол, карболин, фенантридин, акридин, пиримидин, фенантролин, феназин, фенарсазин, фенотиазин, фуразан, феноксазин, пирролидин, оксолан, тиолан, оксазол, пиперидин, пиперазин, морфолин, лактоны, лактамы, такие как азетидиноны и пиролидиноны, сультамы, сультоны и другие. Гетероциклическое кольцо может быть замещено в одном или нескольких положениях такими заместителями, как описанные ранее, например галоген, алкил, арилалкил, алкенил, алкинил, циклоалкил, гидроксил, аминогруппа, нитрогруппа, сульфгидрил, иминогруппа, амидогруппа, фосфонат, фосфинат, карбонил, карбоксил, силил, простой эфир, алкилтиогруппа, сульфонил, кетон, альдегид, сложный эфир, гетероцикл, ароматический или гетероароматический фрагмент, -CF ₃ , -CN или им подобные.

Термины "полициклический" или "полициклическая группа" относятся к двум или более кольцам (например, циклоалкильным, циклоалкенильным, арильным и/или гетероциклическим), в которых два или более углерода являются общими для двух смежных циклов, например, эти циклы могут быть "сопряжёнными". Циклы, которые соединены через несмежные атомы, называются "мостиковыми" циклами. Каждый из циклов полицикла может быть замещён такими заместителями, как описанные ранее, например галоген, алкил, арилалкил, алкенил, алкинил, циклоалкил, гидроксил, аминогруппа, нитрогруппа, сульфгидрил, иминогруппа, амидогруппа, фосфонат, фосфинат, карбонил, карбоксил, силил, простой эфир, алкилтиогруппа, сульфонил, кетон, альдегид, сложный эфир, гетероцикл, ароматический или гетероароматический фрагмент, -CF ₃ , -CN или им подобные.

При использовании в этом тексте термин "нитро" означает -NO ₂ ; термин "галоген" обозначает -F, -Cl, -Br или -I; термин "сульфгидрил" означает -SH; термин "гидроксил" означает -ОН и термин "сульфонил" означает -SO ₂ -.

Термины "амин" и "амино" являются известными для специалистов в данной области и относятся как к незамещённым, так и к замещённым аминам, например к функции, которая может быть представлена общей формулой

или

где R, R' и R", каждый независимо, представляют группу, разрешённую правилом валентности, предпочтительно Н, алкильную, алкенильную, алкинильную, арилалкильную, арильную и гетероциклическую группу.

Термин "ациламино" является известным для специалистов в данной области и относится к функции, которая может быть представлена общей формулой

при этом R и R' соответствуют вышеприведённому описанию.

Термин "амидо" является известным для специалистов в данной области как аминозамещённый карбонил и включает функцию, которая может быть представлена общей формулой

при этом R, R' соответствуют вышеприведённому описанию.

Предпочтительные варианты амида не включают имиды, которые могут быть нестабильными.

Термин "алкилтио" относится к алкильной группе, в соответствии с вышеприведенным описанием, имеющей присоединённый к ней радикал серы. В предпочтительных вариантах "алкилтио" функция представлена одним из ряда -S-алкил, -S-алкенил, -S-алкинил и -S-(CH ₂ ) _m -R' ₈ , где m и R' ₈ описаны выше. Типичные представители алкилтиогрупп включают метилтиогруппу, этилтиогруппу и т.п.

Термин "карбонил" является известным для специалистов в данной области и включает такие функции, которые могут быть представлены общей формулой

где X является связью или представляет собой кислород или серу и

R и R' соответствуют приведённому выше описанию.

Термины "алкоксильный" или "алкокси" при использовании в этом тексте относятся к алкильной группе, в соответствии с приведённым выше описанием, имеющей присоединённый к ней радикал кислорода. Типичные представители алкоксильных групп включают метоксигруппу, этоксигруппу, пропилоксигруппу, трет-бутоксигруппу и т.п.

Термин "сульфонат" является известным для специалистов в данной области и включает функцию, которая может быть представлена общей формулой

при этом R ⁴¹ является парой электронов, водородом, алкилом, циклоалкилом или арилом.

Сокращения Me, Et, Ph, Tf, Nf, Ts, Ms представляют собой метил-, этил-, фенил-, трифторометансульфонил-, нонафторобутансульфонил-, р-толуолсульфонил- и метансульфонильную группу соответственно. Более исчерпывающий перечень аббревиатур, используемый химиками-органиками при работе в данной области, фигурирует в первом выпуске каждого тома "Журнала органической химии" (the Journal of Organic Chemistry); этот перечень обычно представлен в виде таблицы, озаглавленной "Standard List of Abbreviations". Аббревиатуры, содержащиеся в названном перечне, и все аббревиатуры, используемые химиками-органиками при работе в данной области, являются включёнными здесь посредством ссылки.

Термин "сульфат" является известным для специалистов в данной области и включает функцию, которая может быть представлена общей формулой

при этом R ⁴¹ определён выше.

Термины "алкоксильный" или "алкокси" при использовании в этом тексте относятся к алкильной группе, в соответствии с приведённым выше описанием, имеющей присоединённый к ней радикал кислорода. Типичные представители алкоксильных групп включают метоксигруппу, этоксигруппу, пропилоксигруппу, трет-бутоксигруппу и т.п.

Термин "сульфонат" является известным для специалистов в данной области и включает функцию, которая может быть представлена общей формулой

при этом R ⁴¹ является парой электронов, водородом, алкилом, циклоалкилом или арилом.

Сокращения Me, Et, Ph, Tf, Nf, Ts, Ms представляют собой метил-, этил-, фенил-, трифторометансульфонил-, нонафторобутансульфонил-, р-толуолсульфонил- и метансульфонильную группу соответственно. Более исчерпывающий перечень аббревиатур, используемый химиками-органиками при работе в данной области, фигурируют в первом выпуске каждого тома "Журнала органической химии" (the Journal of Organic Chemistry); этот перечень обычно представлен в виде таблицы, озаглавленной "Standard List of Abbreviations". Аббревиатуры, содержащиеся в названном перечне, и все аббревиатуры используемые химиками-органиками при работе в данной области, являются включёнными здесь посредством ссылки.

Термин "сульфат" является известным для специалистов в данной области и включает функцию, которая может быть представлена общей формулой

при этом R ₄₁ определен выше.

Термин "сульфониламино" является известным для специалистов в данной области и включает функцию, которая может быть представлена общей формулой

Термин "сульфамоил" является известным для специалистов в данной области и включает функцию, которая может быть представлена общей формулой

Термин "сульфонил" при употреблении в этом тексте относится к функции, которая может быть представлена общей формулой

при этом R ⁴⁴ выбирается из группы, состоящей из водорода, алкила, алкенила, алкинила, циклоалкила, гетероциклила, арила или гетероарила.

Термин "сульфоксидо" при употреблении в этом тексте относится к функции, которая может быть представлена общей формулой

при этом R ⁴⁴ выбирается из группы, состоящей из водорода, алкила, алкенила, алкинила, циклоалкила, гетероциклила, арилалкила или арила.

"Селеноалкил" относится к алкильной группе, имеющей присоединённую к ней замещённую селеногруппу. Типичные "селеноэфиры", которые могут быть замещены по алкилу, выбираются из -Se-алкила, -Se-алкенила, -Se-алкинила и -Se-(CH ₂ ) _m -R ⁷ , где m и R ⁷ определены выше.

Аналогичные замещения могут быть сделаны в алкенильных и алкинильных группах, образуя, например, аминоалкенилы, аминоалкинилы, амидоалкенилы, амидоалкинилы, иминоалкенилы, иминоалкинилы, тиоалкенилы, тиоалкинилы, карбонилзамещённые алкенилы или алкинилы.

При употреблении в этом тексте определение каждого выражения, например алкил, m, n и т.д., когда оно встречается более чем единожды в любой структуре, является независимым от своего определения где-либо в другом месте в той же структуре.

Следует понимать, что "замещение" или "замещённый" включают подразумеваемое условие того, что такое замещение находится в соответствии с разрешённой валентностью замещённого атома и заместителя и что это замещение приводит к стабильному соединению, которое, например, не подвергается спонтанной трансформации, такой как перегруппировка, циклизация, элиминирование и т.д.

При использовании в этом тексте термин "замещённый" подразумевает включение всех допустимых заместителей органических соединений. В широком аспекте допустимые заместители включают ациклические и циклические, разветвлённые и неразветвлённые, карбоциклические и гетероциклические, ароматические и неароматические заместители органических соединений. Иллюстративные заместители включают, например, те, что описаны в этом тексте выше. Допустимых заместителей может быть один или несколько, и они могут быть одинаковыми или различными для соответствующих органических соединений. Для целей данного изобретения гетероатомы, такие как азот, могут иметь в качестве заместителей атомы водорода и/или любые допустимые заместители органических соединений, описанные в этом тексте, которые удовлетворяют валентностям гетероатомов. Это изобретение ни в коей мере не может рассматриваться как ограниченное допустимыми заместителями органических соединений.

Выражение "защитная группа" при использовании в этом тексте означает временные заместители, которые защищают потенциально реакционноспособную функциональную группу от нежелательных химических трансформаций. Примеры таких защитных групп включают сложные эфиры карбоновых кислот, силильные эфиры спиртов и ацетали и кетали альдегидов и кетонов соответственно. По теме химии защитных групп существуют обзоры (Greene, T.W.; Wuts, P.G.M. Protective Groups in Organic Synthesis, 2 ^nd ed.; Wiley: New York, 1991).

При употреблении в этом тексте термин "метаболит" относится к соединению, которое было метаболизированно в организме. Например, как вариант осуществления данного соединения соединение 1 (пример 1) метаболизируется в организме, приводя к метаболитам, показанным в табл.1, соединения 20 и 21.

Данное изобретение также включает метаболиты любого из вышеупомянутых соединений. В варианте осуществления данного изобретения метаболит может обладать структурой, обозначенной формулой (D)

где R ¹ является С _1-10 алкилом;

R ² и R ³ независимо выбираются из группы, содержащей С _1-10 алкил, С _2-10 алкенил и С _2-10 алкинил, при этом С _1-10 алкил, С _2-10 алкенил и С _2-10 алкинил могут быть по выбору замещены одним или более галогеном, С _1-10 алкоксилом, гидроксилом, CN, NO _2, амином, ациламином, амидом, карбонилом и С _1-30 алкилтиолом;

А является C-H;

В является C-H;

D является C-(SO ₂ -NH-R ¹³ );

Е является C-H;

R ¹³ является С _1-10 алкилом с прямой или разветвлённой цепью.

В предпочтительном варианте осуществления данного изобретения R ² и R ³ независимо выбираются из низших алкилов. В другом предпочтительном варианте R ¹³ является метилом.

Предпочтительнее метаболиты включают соединения, обладающие формулой (D ₁ )

при этом R ¹ , R ² и R ³ соответствуют вышеприведённому описанию для соединения (А) и

R ¹³ выбирается из низших алкилов, предпочтительно являясь метильной группой.

Предпочтительные варианты включают соединение формулы

Соединения с формулами (D) и (D ₁ ) или их фармацевтически приемлемые соли, стереоизомеры, гидраты или пролекарства могут быть напрямую введены пациенту. В качестве альтернативы, соединения с формулами (D) и (D ₁ )могут быть образованы в организме пациента после введения исходного соединения или пролекарства. Таким образом, в примере осуществления данного изобретения изобретение обращается к способам ингибирования PDE, в частности PDE5, посредством введения человеку соединений формулы (D) или (D ₁ ). Другой вариант осуществления изобретения обращается к способам ингибирования PDE, в особенности PDE5, путём введения человеку пролекарственных форм соединений формул (D) или (D ₁ ) in vivo, например, в качестве результата метаболизирования.

В табл. 1-3 собраны определённые биологические и фармакологические свойства вышеописанных модифицированных соединений (А). Табл. 3 включает индекс селективности на некоторые PDE. Связывание с протеинами, проницаемость и растворимость вышеописанных соединений изложены в табл. 2.

Некоторые соединения настоящего изобретения могут существовать в определённых геометрических или стереоизомерических формах. Настоящее изобретение охватывает все такие соединения, включая цис- и транс-изомеры, R- и S-энантиомеры, диастереомеры, (D)-изомеры, (L)-изомеры, их рацемические смеси и другие их смеси, как попадающие в объём изобретения. Дополнительные асимметричные атомы углерода могут находиться в заместителе, таком как алкильная группа. Все подобные изомеры, а также их смеси являются включёнными в данное изобретение. Например, в примере осуществления данного изобретения соединение или фармацевтический состав есть изменённая форма соединения 2, имеющего структуру

Следующие изомеры данного соединения являются включёнными в данное изобретение:

В добавление к этому, если, например, необходим единственный энантиомер соединения настоящего изобретения, он может быть синтезирован через асимметрический синтез или через дериватизацию хиральной вспомогательной группы, после чего полученная смесь диастереомеров разделяется и вспомогательная группа отделяется с образованием чистых необходимых энантиомеров. В качестве альтернативы, если молекула содержит основную функциональную группу, как, например, аминогруппу, или кислотную функциональную группу, как, например, карбоксильную группу, можно образовать диастереомерные соли с подходящими оптически активными кислотой или основанием, с последующим разделением соответственно полученных диастереомеров способом дробной кристаллизации или хроматографическими способами, хорошо известными в данной области, с последующим получением чистых энантиомеров.

Данное изобретение также включает следующие соединения:

Соединения из данного изобретения могут действовать как ингибиторы одной или нескольких фосфодиэстераз, включая, например, PDE1, PDE2 и PDE5. Соединения из данного изобретения могут быть включены в состав фармацевтических препаратов для лечения состояний, относящихся к ингибированию фосфодиэстеразы, особенно PDE5. В особенности, соединения из данного изобретения могут использоваться для лечения кардиоваскулярных заболеваний, включая, но не ограничиваясь, гипертонию, цереброваскулярные расстройства и расстройства урогенитальной системы, в особенности эректильную дисфункцию. Таким образом, данное изобретение также включает способы лечения кардиоваскулярных заболеваний, гипертонии, цереброваскулярных расстройств, расстройств урогенитальной системы и эректильной дисфункции, включающие введение человеку или животному эффективного количества любого из вышеупомянутых соединений.

Для целей данного изобретения химические элементы идентифицированы в соответствии с Периодической таблицей элементов (Periodic Table of the Elements), версия CAS, Handbook of Chemistry и Physics, 67 ^th Ed., 1986-87, внутренняя обложка.

Соединения настоящего изобретения, которые были модифицированы присоединением к ним как минимум одного остатка, соответствующего формуле (С), обладают модифицированными фармакокинетическими свойствами, включая модифицированное неспецифическое связывание с протеинами in vivo. Такие оптимальные фармакокинетические свойства не ухудшают ни селективность, ни эффективность модифицированного соединения.

Модификация связывания с протеинами основана на технологии поверхности, т.е. приготовлении и скрининге поверхностей на их способность противостоять адсорбции протеинов из раствора. Поверхности, являющиеся устойчивыми к адсорбции протеинов из раствора, известны специалистам в данной области как "протеиноустойчивые" поверхности. Функциональные группы могут быть подвержены скринингу для распознавания групп, присутствующих в протеиноустойчивых поверхностях, как описано, например, в Chapman et al. Surveying for Surfaces that Resist the Adsorption of Proteins, J. Am. Chem. Soc. 2000, 122:8303-8304; Ostuni et al. A Survey of Structure-Property Relationships of Surfaces that Resist the Adsorption of Protein, Langmuir 2001, 17:5605-5620; Holmlin, et al. Zwitterionic SAMs that Resist Nonspecific Adsorption of Protein from Aqueous Buffer, Langmuir 2001, 17:2841-2850 и Ostuni et al. Self-Assembled Monolayers that Resist the Adsorption of Proteins and the Adhesion of Bacterial and Mammalian Cells, Langmuir 2001, 17:6336-6343.

В целом, связывание с протеинами оценивается путём измерения способности молекул изобретения связываться с одним или несколькими компонентами человеческой сыворотки или её имитатора. В примере осуществления данного изобретения подходящие функциональные остатки могут быть идентифицированы, используя скрининг поверхностей, содержащих такие остатки, на их способность противостоять адсорбции компонентов сыворотки, включая, но не ограничиваясь, протеины сыворотки и предпочтительно протеины человеческой сыворотки. Скрининг остатков-кандидатов может быть проведён напрямую, путём присоединения их к твёрдому носителю и тестируя носитель на протеин-резистентность. В качестве альтернативы, остатки-кандидаты включаются в состав, или присоединяются к молекулам, представляющим фармацевтический интерес. Такие соединения могут быть синтезированы на твёрдой основе или быть связаны с твёрдым носителем после синтеза. В неограничивающем примере прямого анализа на связывание иммобилизованные кандидаты-функциональные остатки или молекулы, включающие такие остатки, тестируются на их способность связываться с компонентами сыворотки. Компоненты сыворотки могут быть помечены сигнальными группами для их детектирования или же может быть использован меченый вторичный реагент, который связывается с такими компонентами сыворотки.

Поверхности, резистентные к адсорбции протеинов из раствора, известны как "протеиноустойчивые" поверхности. Функциональные группы могут подвергаться скринингу для определения групп, присутствующих в протеиноустойчивых поверхностях, как описано, например, в Chapman et al. Surveying for Surfaces that Resist the Adsorption of Proteins, J. Am. Chem. Soc. 2000, 122:8303-8304; Ostuni et al. A Survey of Structure-Property Relationships of Surfaces that Resist the Adsorption of Protein, Langmuir 2001, 17:5605-5620; Holmlin, et al. Zwitterionic SAMs that Resist Nonspecific Adsorption of Protein from Aqueous Buffer, Langmuir 2001, 17:2841-2850 и Ostuni et al. Self-Assembled Monolayers that Resist the Adsorption of Proteins and the Adhesion of Bacterial and Mammalian Cells, Langmuir 2001, 17:6336-6343.

При идентификации функционального остатка, который обеспечивает такую протеиноустойчивость, специалист в данной области быстро определит подходящий химический скелет или основу структуры известного биологически или химически активного соединения, к которому функциональный остаток может быть присоединен посредством либо замещения функциональной группы активного соединения, либо заменой несущественной функциональной группы активного соединения. Например, как рассмотрено выше, присутствие группы пиперазина в соединении означает, что данная группа может быть либо заменена, либо замещена функциональным остатком. Специалист в данной области, например медицинский химик, распознает и другие подходящие группы известных активных соединений, которые могут быть заменены или замещены как минимум одним функциональным остатком. Соответственно, может быть сформирована комбинаторная библиотека соединений по способу, описанному ниже, при этом соединения являются модифицированными соединениями, содержащими конъюгат активного центра соединения (основы структуры соединения, имеющей особенно желательную активность), например соединения (А), и как минимум один присоединённый к нему функциональный остаток, при этом каждый конъюгат обладает отличным от других функциональным остатком, присоединённым к нему, например остатками формулы (С), где каждая группа R выбирается из различных описанных здесь групп. Соответственно, библиотека может быть использована для скрининга множества различных функциональных остатков на улучшенные фармакокинетические и/или фармакодинамические свойства, включая неспецифическое связывание протеинов модифицированных соединениями.

В предпочтительных вариантах осуществления данного изобретения твёрдый носитель выбирается или модифицируется с целью уменьшения его взаимодействия с компонентами сыворотки. Примеры таких носителей и аналитических систем описаны в международных заявках WO 02/48676, WO 03/12392, WO 03/18854, WO 03/54515, которые являются включёнными здесь посредством ссылки. В качестве альтернативы, молекулы данного изобретения могут быть смешаны с одним или несколькими компонентами сыворотки в жидкой фазе, и определено количество несвязанных молекул.

Прямой анализ связывания может также проводиться в жидкой фазе. Например, тестируемые соединения могут быть смешаны с одним или несколькими компонентами сыворотки в жидкой фазе, и определены несвязанные молекулы.

В примере предпочтительного варианта осуществления данного изобретения молекулы, имеющие уменьшенное связывание с протеинами, идентифицируются следующим образом: самоорганизующийся монослой молекул тиолов с терминальными ангидридными группами образовывается на поверхности золота. Набор малых молекул с аминогруппами на одном конце и группами, созданными противостоять связыванию с альбумином, например, на другом конце, присоединяется к поверхности посредством реакции между амином и ангидридом. Этот набор молекул точечно расположен на пространственно разделённых участках на поверхности золота, создавая матрицу молекул, которые могут противостоять связыванию протеинов. Далее матрица подвергается воздействию раствора, содержащего флуоресцентно помеченный альбумин. После подходящего инкубационного периода поверхность золота промывается и сканируется на флуоресцентном сканере. Иммобилизированные химические группы, которые связались с альбумином, будут идентифицированы по присутствию флуоресцентного сигнала; группы, которые противостоят связыванию с альбумином, в своей части матрицы будут иметь низкую флуоресценцию. Если флуоресцентный протеин недоступен, то для определения связывания протеинов химическими группами могут быть использованы антитела против интересующего протеина в комбинации с флуоресцентными вторичными антителами. Если антитела недоступны, то для определения наличия протеина на индивидуальных элементах массива можно использовать безметочный способ определения, такой как поверхностный плазмонный резонанс (surface plasmon resonance, SPR) или лазерная десорбционно-ионизационная масс-спектроскопия с участием матрицы (matrix-assisted laser desorption/ionization mass spectroscopy, MALDI). SRS также обладает достоинством предоставления кинетической информации по связыванию протеина химическими группами.

Использование системы не ограничивается альбумином; любой протеин, представляющий фармакокинетический интерес, может быть тестирован на потенциал связывания. Например, протеины крови, которые связывают малые молекулы, такие как гликопротеин α-кислоты ( α-acid glycoprotein) (AAG, AGP) и липопротеины, могут быть организованы на матрице, и их связывание с протеинами может быть определено.

В варианте осуществления данного изобретения могут быть идентифицированы химические группы, устойчивые к связыванию Р-гликопротеина (PGP) и, таким образом, обладающие потенциалом для уменьшения его утечки, в случае прикрепления к малым молекулам терапевтического действия. Это особенно важно при разработке противораковых препаратов для эффективного лечения при условии развития множественной устойчивости к лекарствам (multiple drug resistance, MDR).

Этот способ также может быть использован для идентификации химических групп, устойчивых к связыванию с такими протеинами, как тромбин, антитромбин и Factor Xa, и, таким образом, обладающих потенциалом для контроля коагуляции.

Этот способ также может быть использован для идентификации групп, улучшающих терапевтическое действие, которые предназначены для поддерживающей или заместительной терапии в условиях, при которых связывание протеина и свойства PK очень важны, например гормоны и связывающие их протеины, стероиды и связывающие их протеины, такие как тестостерон, и глобулин, связывающий половые гормоны (sex hormone binding globulin, SHBG).

Далее описывается поверхностный способ идентификации групп, которые могут улучшить растворимость малых молекул. На золотой поверхности формируется самоорганизованный монослой тиоловых молекул с малеимидными группами на концах. Набор малых молекул с тиоловыми группами на одном конце и гидрофильными группами на другом конце присоединяется к поверхности посредством реакции между тиолом и малеимидом. Набор молекул размещается на пространственно разделённых участках золотой поверхности с целью создания массива молекул, которые могут увеличить растворимость малой молекулы. Капли полярной (например, вода) и гидрофобной (например, октанол) жидкостей помещаются на каждый элемент массива. Затем с помощью гониометра измеряются контактные углы двух жидкостей на каждом элементе массива. Альтернативным образом, смачиваемость поверхности, представляющей химическую группу, конкретной жидкостью может быть определена путём измерения площади поверхности, покрытой каплей, при взгляде сверху (большие контактные углы приведут к созданию капель небольшой площади, малые контактные углы покрывают большую площадь). Контактный угол жидкости с поверхностью, представляющей химическую группу, обратно пропорционален смешиваемости этой химической группы с этой жидкостью (растворителем). Например, химическая группа, с которой вода, при нанесении на поверхность, имеет больший контактный угол, такая как метил (СН ₃ ), обладает меньшей смешиваемостью с водой, т.е. она будет стремиться уменьшить растворимость малой молекулы. И наоборот, химическая группа, с которой вода, при нанесении на поверхность, имеет меньший контактный угол, такая как карбоксил (СООН), обладает большей смешиваемостью с водой, т.е. она будет стремиться увеличить растворимость малой молекулы. Таким образом, с целью идентификации групп, которые улучшают растворимость или понижают гидрофильность, наборы химических групп могут быть быстро проверены путём использования контактных углов на поверхностях. Этот подход может быть использован для оценки влияния химических групп, использованных в данном изобретением, на растворимость.

Общим параметром способности малой молекулы проникать сквозь липидную мембрану клетки является logP, где Р представляет собой коэффициент разделения вещества между октанолом и водой. Таким образом, измерение относительного контактного угла поверхности, обладающей химической группой, с октанолом и водой является быстрым эмпирическим способом для классификации больших наборов химических групп по их потенциальному эффекту на logP соединения.

Зависимость растворимости малых молекул от рН отражается в данном способе с помощью измерения контактных углов растворов при различных значениях рН. Параметром, эквивалентным logP, в данном случае служит logD, где D представляет собой коэффициент распределения, определяемый как отношение суммы концентраций всех частиц вещества в октаноле к сумме концентраций всех частиц вещества в воде при различных рН. Таким образом, контактные углы, измеренные при различных рН, предоставляют возможность эквивалентного измерения logD.

Также является полезным скрининг соединений-кандидатов на их способность к активному транспортированию сквозь клеточные мембраны и клетки, а также на их сопротивляемость такому транспортированию. Например, хорошо известно, что фармацевтически пригодные противораковые молекулы могут быть ограничены в своей эффективности вследствие активного транспортирования наружу из целевых раковых клеток. Подобным образом, в монослоях эндотелиальных клеток мозговых капилляров наблюдался ненаправленный транспорт винкристина с базальной стороны на апикальную сторону, что эффективно препятствовало внедрению противоракового агента в центральную нервную систему. В некоторых случаях ценные химические группы, в добавление к уменьшению неспецифической связываемости протеинов, улучшают фармакокинетику путём усиления пассивного и активного транспорта в направлении их активного центра и/или путём ингибирования транспорта в противоположном направлении от активного участка.

Мозг является одной из самых сложных тканей для проникновения малых молекул. Неоваскулярные синапсы являются узкими и содержат очень малое количество активных транспортеров, которые большей частью ответственны за удаление малых молекул из мозга. Трансклеточный путь между клеточными узлами (paracellular route between cell junctions) недоступен малым молекулам, им доступен только трансклеточный путь сквозь клеточные мембраны (transcellular route through cell membranes). Традиционно, молекулы, нацеленные на мозг, такие как бензодиазепины, являются гидрофобными, что позволяет им проходить сквозь клеточные мембраны. Данное изобретение находится в совместимости с поиском химических групп, которые обеспечивают протеиноустойчивость и уменьшают общую проблему чрезмерного связывания с протеинами, связанную с такими молекулами, как бензодиазепины; это требует больших доз из-за большого процента связывания с протеинами сыворотки. Подходы, использованные ранее для идентификации связующих веществ PGP, помогут оптимизировать молекулы для повышения времени пребывания в мозге.

Для оценки активного транспорта фармацевтически активных соединений доступно несколько модельных систем, в которых используются монослои различных типов клеток. Например, монослои клеток кишечного эпителия Сасо-2 могут быть использованы для оценки активного транспортирования соединений между кишечником и кровотоком. Будучи нанесёнными на поверхность, допускающую протекание вещества от апикального к базолатеральному и обратно, такие клетки образуют биологическую мембрану, которая может быть использована для моделирования физиологической абсорбции и биодоступности. В другом примере для оценки активного транспорта внутрь и извне центральной нервной системы были использованы колонии капиллярных эндотелиальных клеток мозга мыши (mouse brain capillary endothelial cell, МВЕС). Другим примером таких клеток являются человеческие клетки карциномы кишечника НТ29. Далее, используя трансфектные клетки, могут быть созданы монослои, экспрессирующие определённые транспортерные протеины. Например, по сообщению Sasaki et al. (2002), J. Biol. Chem. 8:6497, для изучения транспорта органических анионов использовались дважды трансфектные монослои клеток почки собаки Madin-Darby.

При исследовании проницаемости, несомненно, могут использоваться альтернативы монослоям клеток. Альтернативы обычно содержат биологическую структуру, способную к активному транспорту, и включают, не ограничиваясь этим, органы пищеварительного тракта, полученные из лабораторных животных, и воссозданные органы или мембраны, созданные in vitro из клеток, засеянных на искусственных матрицах.

В другом аспекте настоящее изобретение представляет фармацевтически приемлемые составы, которые включают терапевтически эффективное количество одного или нескольких соединений из настоящего изобретения, включая, но не ограничиваясь ими, соединения, описанные выше, а также те, которые представлены на чертежах, смешанные вместе с одним или несколькими фармацевтически приемлемыми носителями (добавками) и/или разбавителями. Как детально описано ниже, фармацевтические составы настоящего изобретения могут быть специально составлены для ввода в твёрдой или жидкой форме, включая те, что адаптированы для (1) перорального приема, например жидкие дозы (водные или неводные растворы или суспензии), таблетки, например, те, что предназначены для буккальной, сублингвальной и системной абсорбции, болюсы, порошки, гранулы, пасты для применения на языке; (2) парентерального введения, например путём подкожной, внутримышечной, внутривенной или эпидуральной инъекции, как, например, стерильный раствор или суспензия, или состав с замедленным высвобождением; (3) местного применения, например, как крем, мазь, или пластырь с контролируемой скоростью высвобождения, или аэрозоль, применяемый на коже; (4) интравагинально или интраректально, например, как вагинальный суппозиторий, крем или пена; (5) сублингвально; (6) окулярно; (7) трансдермально или (8) назально.

Фраза "терапевтически эффективное количество" при использовании в этом тексте означает такое количество соединения, вещества или состава, содержащего соединение настоящего изобретения, которое эффективно производит необходимый терапевтический эффект, как минимум, в субпопуляции клеток животного, с приемлемым отношением преимущества/риска, применимым к любому медицинскому лечению, например, с приемлемыми побочными эффектами, применимыми к любому медицинскому лечению.

Фраза "фармацевтически приемлемый" употребляется здесь в отношении таких соединений, веществ, составов и/или форм дозировки, которые, в рамках обычной медицинской практики, подходят для использования в контакте с тканями человека и животных с такой токсичностью, раздражительностью, аллергической реакцией или другими проблемами или осложнениями, которые являются соразмерными с приемлемым отношением преимущества/риска.

Фраза "фармацевтически приемлемый носитель" при использовании в этом тексте означает фармацевтически приемлемый материал, состав или носитель, такие как жидкий или твёрдый наполнитель, растворитель, формообразователь, вспомогательное вещество (например, лубрикант, тальк, стеарат магния, кальция или цинка или стеариновая кислота), или материал, инкапсулирующий растворитель, участвующий в переносе или транспорте целевого вещества от одного органа или части тела к другому органу или части тела. Каждый носитель должен быть "приемлемым" в том смысле, что он должен быть совместим с другими составными частями состава и не должен являться вредным для пациента. Некоторые примеры веществ, которые могут служить фармацевтически приемлемыми носителями, включают (1) сахара, такие как лактоза, глюкоза и сахароза; (2) крахмалы, такие как кукурузный крахмал и картофельный крахмал; (3) целлюлоза и ее производные, такие как карбоксиметилнатриевая целлюлоза, этилцеллюлоза, и ацетат целлюлозы; (4) порошкообразный трагакант; (5) солод; (6) желатин; (7) тальк; (8) формообразователи, такие как масло какао и суппозиторные воски; (9) масла, такие как арахисовое масло, хлопковое масло, сафлоровое масло, сезамовое масло, оливковое масло, кукурузное масло и соевое масло; (10) гликоли, такие как пропиленгликоль; (11) полиолы, такие как глицерин, сорбит, маннит и полиэтиленгликоль; (12) сложные эфиры, такие как этилолеат и этиллаурат; (13) агар; (14) буферные агенты, такие как гидроксид магния и гидроксид алюминия; (15) альгиновую кислоту; (16) апирогенную воду; (17) изотонический раствор; (18) раствор Рингера (Ringer's solution); (19) этиловый спирт; (20) рН буферные растворы; (21) полиэфиры, поликарбонаты и/или полиангидриды и (22) другие нетоксичные совместимые соединения, применяемые в технологиях приготовления лекарственных средств.

Как упоминалось выше, в некоторых вариантах осуществления данного изобретения данные соединения могут содержать основную функциональную группу, такую как аминогруппа или алкиламиногруппа, и, таким образом, способны образовывать фармацевтически приемлемые соли с фармацевтически приемлемыми кислотами. Термин "фармацевтически приемлемые соли" в этом отношении относится к сравнительно нетоксичным солям неорганических и органических кислот соединений настоящего изобретения. Эти соли могут быть получены in situ в носителе для введения вещества или в процессе производства лекарственной формы или отдельно реакцией очищенного соединения изобретения в форме свободного основания с подходящей органической или неорганической кислотой, получая образовавшуюся таким образом соль путём последующей очистки. Типичные соли включают гидробромид, гидрохлорид, сульфат, бисульфат, фосфат, нитрат, ацетат, валерат, олеат, пальмитат, стеарат, лаурат, бензоат, лактат, фосфат, тозилат, цитрат, малеат, фумарат, сукцинат, тартрат, нафтилат, мезилат, глюкогептанат, лактобионат и лаурилсульфонат и им подобные (см., например, Berge et al. (1977), "Pharmaceutical Salts", J. Pharm. Sci. 66:1-19).

Фармацевтически приемлемые соли целевых соединений включают стандартные нетоксичные соли или четвертичные аммониевые соли этих соединений, например, от нетоксичных органических или неорганических кислот. Например, такие стандартные нетоксичные соли включают производные неорганических кислот, таких как хлороводородная, бромоводородная, серная, сульфаминовая, фосфорная, азотная и им подобные; и соли, полученные из органических кислот, таких как уксусная, пропионовая, янтарная, гликолиевая, стеариновая, молочная, яблочная, винная, лимонная, аскорбиновая, пальмитиновая, малеиновая, гидроксималеиновая, фенилуксусная, глутаминовая, бензойная, салициловая, сульфаниловая, 2-ацетоксибензойная, фумаровая, толуолсульфоновая, метансульфоновая, этандисульфоновая, щавелевая, изотионовая и им подобные.

В других случаях соединения настоящего изобретения могут содержать одну или несколько кислотных функциональных групп и, таким образом, способны образовывать фармацевтически приемлемые соли с фармацевтически приемлемыми основаниями. Термин "фармацевтически приемлемые соли" в данном случае относится к сравнительно нетоксичным солям неорганических и органических солей присоединения оснований с соединениями настоящего изобретения. Такие соли также могут быть получены in situ в носителе для введения вещества или в процессе производства лекарственной формы или отдельно реакцией очищенного соединения в форме свободной кислоты с подходящим основанием, таким как гидроксид, карбонат или бикарбонат фармацевтически приемлемого катиона металла, аммония или фармацевтически приемлемого органического первичного, вторичного или третичного амина. Типичные щелочные или щелочно-земельные соли включают соли лития, натрия, калия, кальция, магния, алюминия и им подобные. Типичные органические амины, пригодные для образования солей присоединения основания, включают этиламин, диэтиламин, этилендиамин, этаноламин, диэтаноламин, пиперазин и им подобные (см., например, Berge et al., supra).

Увлажняющие агенты, эмульгаторы и лубриканты, такие как натрия лаурил сульфат и магния стеарат, так же как красители, антиадгезивы, глазировочные средства, подсластители, вкусовые и придающие запах вещества, консерванты и антиоксиданты, также могут присутствовать в составах.

Примеры фармацевтически приемлемых антиоксидантов включают (1) водорастворимые антиоксиданты, такие как аскорбиновая кислота, цистеина гидрохлорид, натрия бисульфат, натрия метабисульфит, натрия сульфит и им подобные; (2) жирорастворимые антиоксиданты, такие как аскорбил пальмитат, бутилированный гидроксианизол (butylated hydroxyanisole, BHA), бутилированный гидрокситолуол (butylated hydroxytoluene, BHT), лецитин, пропилгаллат, альфа-токоферол и им подобные; и (3) металлхелатирующие агенты, такие как лимонная кислота, этилендиамин тетрауксусная кислота (ethylenediamine tetraacetic acid, EDTA), сорбитол, винная кислота, фосфорная кислота и им подобные.

Составы настоящего изобретения включают такие, которые являются подходящими для перорального, назального, местного (включая буккальное и сублингвальное), ректального, вагинального и/или парентерального применения. Эти составы могут быть удобно представлены в единичной дозировочной форме и могут быть приготовлены по любому способу, хорошо известному в фармацевтическом деле. Количество активного компонента, которое может быть смешано с носителем для разовой дозы, будет изменяться в зависимости от реципиента, получающего лечение, и индивидуального способа применения. Количество активного компонента, которое может быть смешано с носителем для образования разовой дозы, в основном будет таким количеством соединения, которое производит терапевтический эффект. Как правило, исходя из 100%, это количество будет находиться в диапазоне от примерно 0,1 до примерно 99% активного компонента, предпочтительно от примерно 5 до примерно 70%, более предпочтительно от примерно 10 до примерно 30%.

В некоторых вариантах осуществления этого изобретения составы настоящего изобретения содержат формообразователь, выбираемый из группы, состоящей из циклодекстринов, целлюлоз, липосом, мицеллообразующих агентов, например желчныех кислот, и полимерных носителей, например полиэфиров и полиангидридов; и соединения настоящего изобретения. В некоторых вариантах осуществления этого изобретения вышеупомянутый состав делает соединение настоящего изобретения перорально биодоступным.

Способы получения данных составов или композиций включают стадию ассоциации соединения настоящего изобретения с носителем, и опционально, с одним или несколькими дополнительными компонентами. В целом, данные составы приготовлены путём равномерного и глубокого приведения соединения настоящего изобретения в ассоциацию с жидкими носителями, или тонкодиспергированными твёрдыми носителями, или с обоими с дальнейшим, при необходимости, приданием формы продукту.

Составы данного изобретения, подходящие для перорального применения, могут быть в форме капсул, крахмальных капсул, таблеток, пилюль, лепешек (с использованием вкусовой основы, обычно сахарозы и гуммиарабика или трагаканта), порошков, гранул или растворов или суспензий в водных или неводных жидкостях, или в виде маслянно-водных или водно-маслянных жидких эмульсий, или в виде эликсира или сиропа, или в виде пастилок (используя инертные основания, такие как желатин и глицерин или сахарозу и гуммиарабик), и/или как раствор для полоскания рта и т.п., при этом каждая форма содержит заданное количество соединения настоящего изобретения в качестве активного компонента. Соединение настоящего изобретения может также применяться в виде болюсов, лекарственной кашки или пасты.

В твёрдых дозировочных формах изобретения для перорального применения (капсулы, пилюли, таблетки, драже, порошки, гранулы и т.п.) активный компонент смешан с одним или несколькими фармацевтически приемлемыми носителями, такими как натрия цитрат или дикальций фосфат, и/или любыми из следующих: (1) наполнители или разбавители, такие как крахмалы, лактоза, сахароза, глюкоза, маннит и/или кремниевая кислота; (2) связующие вещества, такие как, например, карбоксиметилцеллюлоза, альгинаты, желатин, поливинилпирролидон, сахароза и/или гуммиарабик; (3) увлажнители, такие как глицерин; (4) разрушающие агенты, такие как агар-агар, кальция карбонат, картофельный или тапиока крахмал, альгиновая кислота, определённые силикаты и натрия карбонат; (5) агенты, замедляющие растворение, такие как парафин; (6) акселераторы абсорбции, такие как четвертичные аммониевые соединения, и поверхностно-активные вещества, такие как полоксамер и натрия лаурилсульфат; (7) смачиватели, такие как, например, цетиловый спирт, глицерина моностеарат, и неионные поверхностно-активные вещества; (8) абсорбенты, такие как каолин и бентонитовая глина; (9) лубриканты, такие как тальк, кальция стеарат, магния стеарат, твёрдые полиэтиленгликоли, натрия лаурилсульфат, цинка стеарат, натрия стеарат, стеариновая кислота и их смеси; (10) красители и (11) вещества, контролирующие высвобождение, такие как кросповидон или этилцеллюлоза. В случае капсул, таблеток и пилюль фармацевтические составы также могут включать буферные агенты. Твердые составы похожего вида также могут быть использованы в форме наполнителей в мягко- и твёрдооболочных желатиновых капсулах с использованием таких формообразователей, как лактоза или молочные сахара, так же как и полиэтиленгликоли с высоким молекулярным весом, и т.п.

Таблетка может быть получена путём прессования или литья, по выбору, с одним или несколькими сопутствующими ингредиентами. Спрессованные таблетки могут быть получены, используя связующее вещество (например, желатин или гидроксипропилметилцеллюлозу), лубрикант, инертный растворитель, консервант, разрушающий агент (например, натрий крахмал гликолят или поперечно сшитая натрий карбоксиметилцеллюлоза), поверхностно-активное или диспергирующее вещество. Литые таблетки могут быть изготовлены способом формования на подходящей установке смеси порошкообразного соединения, смоченного инертным жидким разбавителем.

Таблетки и другие твёрдые лекарственные формы фармацевтических составов настоящего изобретения, такие как драже, капсулы, таблетки и гранулы, могут, по выбору, быть шершавыми или приготовленными с оболочками и покрытием, такими как энтеральные оболочки и другие оболочки, хорошо известные в области приготовления фармацевтических составов. Они также могут быть составлены так, чтобы обеспечить медленное или контролируемое высвобождение активного компонента, используя, например, гидроксипропилметилцеллюлозу в различных пропорциях для обеспечения необходимого профиля высвобождения, а также другие полимерные матрицы, липосомы и/или микросферы. Они могут быть составлены для быстрого высвобождения, например лиофилизированны. Они могут быть стерилизованы, например, фильтрацией через удерживающий бактерии фильтр или путём включения стерилизующих веществ в состав стерильных твёрдых составов, которые могут быть растворены в стерильной воде, или некоторых других стерильных инъекционных средах непосредственно перед использованием. Данные составы могут также, по выбору, содержать рентгеноконтрастные вещества и быть такими составами, которые высвобождают только активный компонент(ы), или предпочтительно в определённом месте желудочно-кишечного тракта, опционально, с определённой задержкой. Примеры имплантируемых составов, которые могут быть использованы, включают полимерные соединения и воски. Активный компонент также может быть, как вариант, в микроинкапсулированной форме с одним или несколькими вышеописанными формообразователями.

Жидкие лекарственные формы для перорального применения соединений изобретения включают фармацевтически приемлемые эмульсии, микроэмульсии, растворы, суспензии, сиропы и эликсиры. В добавление к активному компоненту, жидкие лекарственные формы могут содержать инертные растворители, обычно используемые в данной области, такие как, например, вода или другие растворители, солюбилизирующие вещества и эмульгаторы, такие как этиловый спирт, изопропиловый спирт, этилкарбонат, этилацетат, бензиловый спирт, бензилбензоат, пропиленгликоль, 1,3-бутиленгликоль, масла (в частности, хлопковое, арахисовое, кукурузное, ростковое, оливковое, касторовое и сезамовое масла), глицерин, тетрагидрофуриловый спирт, полиэтиленгликоли и жирные кислоты эфиры сорбита и их смеси.

Кроме инертных растворителей, пероральные составы могут также включать вспомогательные вещества, такие как увлажнители, эмульсифицирующие и суспендирующие вещества, подсластители, придающие вкус вещества, красители, придающие запах вещества, и консерванты.

Суспензии, в добавление к активному соединению, могут содержать суспендирующие вещества, такие как, например, этоксилированные изостеариловые спирты, полиоксиэтиленсорбит и эфиры сорбита, микрокристаллическую целлюлозу, алюминия метагидроксид, бентонит, агар-агар и трагакант и их смеси.

Формы фармацевтических составов изобретения для ректального или вагинального применения могут быть представлены в виде суппозитория, который может быть приготовлен смешиванием одного или нескольких соединений изобретения с одним или несколькими подходящими, не вызывающими раздражение формообразователями или носителями, содержащими, например, масло какао, полиэтиленгликоль, суппозиторный воск или салицилат, и которые являются твёрдыми при комнатной температуре, но жидкими при температуре тела и поэтому будут плавиться в прямой кишке или влагалищной полости и высвобождать активное соединение.

Составы настоящего изобретения, которые подходят для вагинального применения, также включают пессарии, тампоны, крема, гели, пасты, пенные или аэрозольные составы, содержащие такие носители, которые известны как подходящие в данной области.

Дозировочные формы для местного или трансдермального применения соединения данного изобретения включают порошки, аэрозоли, мази, пасты, крема, лосьоны, гели, растворы, пластыри и ингаляторы. Активное соединение может быть смешано в стерильных условиях с фармацевтически приемлемым носителем и с любыми консервантами, буферами или газами-вытеснителями, которые могут быть необходимы.

Мази, пасты, крема и гели могут содержать, в добавление к активному соединению данного изобретения, формообразователи, такие как животные и растительные жиры, масла, воски, парафины, крахмал, трагакант, производные целлюлозы, полиэтиленгликоли, силикаты, бентониты, кремниевая кислота, тальк и оксид цинка или их смеси.

Порошки и аэрозоли могут содержать, в добавление к соединению данного изобретения, формообразователи, такие как лактоза, тальк, кремниевая кислота, гидроксид алюминия, кальция силикаты и порошок полиамидов или смеси этих соединений. Аэрозоли могут дополнительно содержать обычные газы-вытеснители, такие как фторхлоруглеводороды и летучие незамещённые углеводороды, такие как бутан и пропан.

Кожные пластыри имеют дополнительное преимущество, обеспечивая контролируемую доставку соединения из данного изобретения в организм. Такие лекарственные формы могут быть получены, растворяя или диспергируя соединение в подходящей среде. Агенты, усиливающие абсорбцию, также могут быть использованы для улучшения прохождения соединения через кожу. Скорость такого прохождения может быть проконтролирована как путём использования мембраны, контролирующей скорость проникновения, так и путём диспергирования соединения в полимерной матрице или геле.

Глазные составы, глазные мази, порошки, растворы и т.п. также охватываются как попадающие в объём данного изобретения.

Фармацевтические составы данного изобретения, подходящие для парентерального применения, включают одно или несколько соединений изобретения в комбинации с одним или несколькими фармацевтически приемлемыми стерильными изотоническими водными или неводными растворами, дисперсиями, суспензиями или эмульсиями или стерильные порошки, которые могут быть преобразованы в стерильные инъецируемые растворы или дисперсии непосредственно перед применением и которые могут содержать сахара, спирты, антиоксиданты, буферы, бактериостаты, растворённые вещества, которые делают состав изотоническим по отношению к крови реципиента, или суспендирующие или сгущающие вещества.

Примеры подходящих водных и неводных носителей, которые могут быть использованы в фармацевтических составах изобретения, включают воду, этанол, полиолы (такие как глицерин, пропиленгликоль, полиэтиленгликоль и т.п.) и их подходящие смеси, растительные масла, такие как оливковое масло, и инъецируемые органические эфиры, такие как этилолеат. Необходимое жидкое состояние может поддерживаться, например, использованием глазировочных веществ, таких как лецитин, поддержанием необходимого размера частиц в случае дисперсий и использованием поверхностно-активных веществ.

Данные составы также могут содержать добавки, такие как консерванты, увлажнители, эмульсифицирующие и диспергирующие вещества. Предохранение целевого соединения от действия микроорганизмов может быть обеспечено включением различных антибактериальных и противогрибковых агентов, например парабена, хлоробутанола, фенолсорбиновой кислоты и т.п. Также может быть желательным включение в составы изотонических агентов, таких как сахара, натрия хлорид и т.п. В добавление к этому, более продолжительная абсорбция инъецируемой фармацевтической формы может быть достигнута путём включения веществ, которые задерживают абсорбцию, таких как моностеарат алюминия и желатин.

В некоторых случаях с целью пролонгирования действия медикамента необходимо замедлить абсорбцию медикамента из подкожной или внутримышечной инъекции. Это может быть достигнуто путём использования жидкой суспензии кристаллического или аморфного материала, имеющего плохую растворимость в воде. Скорость абсорбции медикамента в этом случае зависит от скорости его растворения, которая, в свою очередь, может зависеть от размеров кристалла и кристаллической формы. В качестве альтернативы, задержка абсорбции парентерально применяемых лекарственных форм достигается путём растворения или суспендирования медикамента в масляном носителе.

Инъецируемые вещества замедленного всасывания получают, формируя микроинкапсулированные матрицы целевых соединений в биодеградируемых полимерах, таких как полилактид-полигликолид. В зависимости от соотношения медикамента и полимера и природы конкретного использованного полимера, можно контролировать скорость высвобождения медикамента. Примеры других биодеградируемых полимеров включают поли(ортоэфиры) и поли(ангидриды). Составы с инъецируемыми веществами замедленного всасывания также получают путём включения медикамента в липосомы или микроэмульсии, которые являются совместимыми с тканями организма.

Когда соединения настоящего изобретения применяются в качестве лекарственных средств для людей и животных, они могут быть назначены непосредственно как таковые или в виде фармацевтического состава, содержащего, например, от 0,1 до 99% (более предпочтительно от 10 до 30%) активного компонента в комбинации с фармацевтически приемлемым носителем.

Составы настоящего изобретения могут применяться перорально, парентерально, локально или ректально. Разумеется, они применяются в формах, подходящих для каждого способа применения. Например, они применяются в форме таблеток или капсул, инъекций, ингаляций, примочек для глаз, мазей, суппозиториев и т.д., в виде инъекций, инфузий или ингаляций; лосьона или мази при местном применении и в виде суппозиториев ректально. Предпочтительным является оральное применение.

Фразы "парентеральное применение" и "применяется парентерально" при использовании в этом тексте означают способы применения, отличные от энтерального и локального применения, обычно в виде инъекции, и включают, без ограничений, внутривенные, внутримышечные, внутриартериальные, внутриоболочечные, интракапсулярные, интраорбитальные, интракардиальные, интрадермальные, интраперитонеальные, транстрахеальные, подкожные, субкутикулярные, внутрисуставные, субкапсулярные, субарахноидальные, интраспинальные и интрастернальные инъекции и инфузии.

Фразы "системное применение" и "применяется системно", "периферическое применение" и "применяется периферически" при использовании в этом тексте означают применение соединения, медикамента или другого вещества, отличное от непосредственного введения в центральную нервную систему, в таком виде, чтобы оно входило в систему пациента и, таким образом, было подвержено метаболизму и другим подобным процессам, как, например, при подкожном применении.

Данные соединения могут применяться в отношении людей и других животных для терапии с помощью любых подходящих способов введения, включая перорально, назально, как, например, аэрозоли, ректально, интравагинально, парентерально, интрацистернально и топически, порошки, мази или драже, включая буккально и сублингвально.

Независимо от выбранного способа применения, соединения настоящего изобретения, которые могут быть использованы в подходящей гидратированной форме, и/или фармацевтические составы настоящего изобретения составляются в фармацевтически приемлемые дозировочные формы традиционными способами, известными специалистам в данной области.

Фактические уровни дозировки активных компонентов в фармацевтических составах данного изобретения могут варьироваться так, чтобы получить такое количество активного компонента, которое является эффективным для достижения необходимой терапевтической реакции для конкретного пациента, состава и способа применения, при этом не будучи токсичным для пациента.

Подобранный уровень дозировки будет зависеть от различных факторов, включая активность конкретного используемого соединения из настоящего изобретения или его сложного эфира, соли или амида, способа применения, периода применения, скорости экскреции или метаболизма конкретного используемого соединения, скорости и протяженности абсорбции, продолжительности лечения, других медикаментов, соединений и/или веществ, использованных в комбинации с конкретным используемым соединением, возраста, пола, веса, общего состояния здоровья и прежней истории болезни лечащегося пациента и других подобных факторов, хорошо известных в медицине.

Врач или ветеринар, имеющий обычные навыки в данной области, может без труда определить и прописать необходимое эффективное количество фармацевтического состава. Например, врач или ветеринар может начать дозировать соединения из данного изобретения, входящие в фармацевтический состав, с уровнем ниже, чем это необходимо для достижения требуемого терапевтического эффекта, и постепенно повышать дозу, пока не будет достигнут требуемый эффект.

В целом, подходящая дневная доза соединения из данного изобретения будет таким количеством соединения, которое является наименьшей дозой, эффективной для получения терапевтический эффекта. Такая эффективная доза будет главным образом зависеть от факторов, описанных выше. Как правило, пероральные, внутривенные, интрацерибровентрикулярные и подкожные дозы соединений данного изобретения для пациентов, в случае применения для показанных анальгетических эффектов, будут находиться в интервале от примерно 0,0001 до примерно 100 мг на 1 кг веса тела в день.

Если необходимо, эффективная дневная доза активного соединения может быть применена как две, три, четыре, пять, шесть или более субдоз, применяемых раздельно в течение дня через подходящие интервалы, опционально, в единичных дозировочных формах. Предпочтительной дозой является одно применение в день.

При том, что возможным является применение соединения настоящего изобретения в чистом виде, предпочтительным является применение соединения в виде фармацевтического состава (композиции).

Соединения согласно данному изобретению могут быть приготовлены для применения в любом удобном виде в человеческой или ветеринарной медицинской практике, аналогично другим фармацевтическим препаратам.

В другом аспекте настоящее изобретение представляет фармацевтически приемлемые составы, которые содержат терапевтически эффективное количество одного или нескольких основных соединений, в соответствии с вышеприведённым описанием, составленные вместе с одним или несколькими фармацевтически приемлемыми носителями (добавками) и/или растворителями. Как детально описано ниже, фармацевтические составы настоящего изобретения могут быть специально приготовлены для применения в твёрдой или жидкой форме, включая те, что подходят для следующего: (1) пероральное применение, например, жидкости (водные или неводные растворы или суспензии), таблетки, болюсы, порошки, гранулы, пасты применения на языке; (2) парентеральное применение, например подкожные, внутримышечные или внутривенные инъекции, как, например, стерильный раствор или суспензия; (3) местное применение, например как крем, мазь или аэрозоли, применяемые на коже, легких или слизистых мембранах; или (4) интравагинально или интраректально, например как пессарий, крем или пена; (5) сублингвально или буккально; (6) окулярно; (7) трансдермально или (8) назально.

Термин" лечение" также охватывает профилактику, терапию и лечение.

Пациент, получающий лечение, является любым нуждающимся в этом животным, включая приматов, в особенности людей, и других млекопитающих, таких как лошади, крупный рогатый скот, свиньи и овцы, домашние птицы и домашние животные в целом.

Соединение данного изобретения может применяться как таковое или в смесях с фармацевтически приемлемыми носителями, а также может применяться в соединении с антибактериальными веществами, такими как пенициллины, цефалоспорины, аминогликозиды и гликопептиды. Конъюктивная терапия, таким образом, включает последовательное, совместное и отдельное применение активного соединения таким образом, чтобы терапевтические эффекты первого применения не исчезли полностью к моменту последующего применения.

Добавление активного соединения изобретения к животной пище предпочтительно совершается путём предварительного приготовления подходящей пищевой смеси (премикса), содержащей активное соединение в эффективном количестве, и включения этого премикса в полноценный рацион.

В качестве альтернативы, промежуточный концентрат или пищевая добавка, содержащая активный компонент, может быть смешана с пищей. Способы, которыми могут быть приготовлены и использованы такие пищевые премиксы и полноценные рационы, описаны в справочниках (таких как " Applied Animal Nutrition", W.H. Freedman and CO., San Francisco, U.S.A., 1969 или "Livestock Feeds and Feeding" О and В books, Corvallis, Ore., U.S.A., 1977).

В недавнее время для улучшения биодоступности некоторых липофильных (не растворимых в воде) фармацевтических агентов в фармацевтической индустрии разработана технологи микроэмульсификации. Примеры включают триметрин (Trimetrine) (Dordunoo, S.K., et al., Drug Development and Industrial Pharmacy, 17(12), 1685-1713, 1991) и REV 5901 (Sheen, P.C., et al., J. Pharm Sci. 80(7), 712-714, 1991). Среди прочих свойств, микроэмульсификация обеспечивает улучшенную биодоступность посредством предпочтительной направленности абсорбции в лимфатическую систему вместо системы кровообращения, минуя, таким образом, печень и предотвращая разрушение соединений в системе гепатобилиарной циркуляции.

В одном аспекте изобретения составы содержат мицеллы, образованные из соединения настоящего изобретения и как минимум одного амфифильного носителя, при этом мицеллы обладают средним диаметром менее чем примерно 100 нм. Более предпочтительные варианты осуществления данного изобретения представляют мицеллы, обладающие средним диаметром менее чем примерно 50 нм, и ещё более предпочтительные варианты осуществления данного изобретения представляют мицеллы, обладающие средним диаметром менее чем примерно 30 нм или еще меньше чем примерно 20 нм.

В то время как предлагаемыми к использованию являются все подходящие амфифильные носители, в целом более подходящими носителями в настоящее время являются те, которые обладают статусом "Общепризнанной Безопасности" (Generally-Recognized-as-Safe, GRAS, status) и которые могут как солюбилизировать соединение настоящего изобретения, так и микроэмульсифицировать его на более поздней стадии, когда раствор попадает в контакт со сложной водной фазой (такой как находящаяся в желудочно-кишечном тракте человека). Обычно амфифильные компоненты, которые удовлетворяют этим требованиям, имеют значение гидрофильно-липофильного баланса (HLB, hydrophilic to lipophilic balance) в интервале от 2 до 20, и их структуры содержат неразветвлённые алифатические радикалы в интервале от С-6 до С-20. Примерами являются полиэтиленгликолизованные жирные глицериды и полиэтиленгликоли.

Особенно предпочтительными амфифильными носителями являются насыщенные и мононенасыщенные полиэтиленгликолизованные глицериды жирных кислот, такие как полученные из различных полностью или частично гидрогенезированных растительных масел. Такие масла могут преимущественно состоять из три-, би- и моноглицеридов жирных кислот и би- и моноэфиров полиэтиленгликоля и соответствующих жирных кислот, с особенно предпочтительным составом жирных кислот, включающим каприновую кислоту 4-10, каприновую кислоту 3-9, лауриновую кислоту 40-50, миристиновую кислоту 14-24, пальмитиновую кислоту 4-14 и стеариновую кислоту 5-15%. Другой полезный класс амфифильных носителей включает частично эстерифицированный сорбитан и/или сорбитол с насыщенными или мононенасыщенными жирными кислотами (SPAN-ряд) или соответствующими этоксилированными аналогами (TWEEN-ряд).

Коммерчески доступные амфифильные носители являются особенно предлагаемыми к использованию, включая Gelucire-ряд, Labrafil, Labrasol или Lauroglycol (все производятся и распространяются Gattefosse Corporation, Saint Priest, France), PEG-моноолеат, PEG-биолеат, PEG-монолаурат и билаурат, лецитин, полисорбат 80 и т.д (производятся и распространяются рядом компаний в США и во всем мире).

Гидрофильными полимерами, подходящими для использования в настоящем изобретении, являются те, которые хорошо растворимы в воде, могут быть ковалентно присоединены к везикулообразующим липидам и которые толерантны in vivo без токсичных эффектов (т.е. являются биосовместимыми). Подходящие полимеры включают полиэтиленгликоль (polyethylene glycol, PEG), полилактик (также называется полилактидом), полигликолиевая кислота (также называется полигликолидом), сополимер полимолочной-полигликолиевой кислот и поливиниловый спирт. Предпочтительными полимерами являются имеющие молекулярный вес от примерно 100 или 120 Да до примерно 5000 или 10000 Да и более предпочтительно от примерно 300 до примерно 5000 Да. В особенно предпочтительном варианте осуществления данного изобретения полимер является полиэтиленгликолем, имеющим молекулярный вес от примерно 100 до примерно 5000 Да и более предпочтительно имеющим молекулярный вес от примерно 300 до примерно 5000 Да. В особенно предпочтительном варианте осуществления данного изобретения полимер является полиэтиленгликолем весом в 750 Да (PEG(750)). Полимеры, использованные в настоящем изобретении, имеют значительно меньший молекулярный вес, приблизительно 100 Да, в сравнении с большими молекулярными весами в 5000 Да или больше, используемыми в стандартных технологиях пегилирования. Полимеры могут также быть определены по количеству входящих в их состав мономеров; в предпочтительном варианте осуществления данного изобретения используются полимеры как минимум примерно с тремя мономерами, такие PEG полимеры состоят из трех мономеров (приблизительно 150 Да).

Другие гидрофильные полимеры, которые могут быть подходящими для использования в настоящем изобретении, включают поливинилпирролидон, полиметоксазолин, полиэтилоксазолин, полигидроксипропил метакриламид, полиметакриламид, полидиметилакриламид и производные целлюлозы, такие как гидроксиметилцеллюлозу или гидроксиэтилцеллюлозу.

В некоторых вариантах осуществления данного изобретения состав из настоящего изобретения содержит биосовместимые полимеры, выбраные из группы, состоящей из полиамидов, поликарбонатов, полиалкиленов, полимеров сложных эфиров акриловой и метакриловой кислот, поливиниловых полимеров, полигликолидов, полисилоксанов, полиуретанов и их сополимеров, целлюлоз, полипропилена, полиэтиленов, полистирола, полимеров молочной кислоты и гликолиевой кислоты, полиангидридов, поли(орто)эфиров, поли(масляной кислоты), поли(валериановой кислоты), поли(лактид-ко-капролактона), полисахаридов, протеинов, полигиалуроновой кислоты, полицианоакрилатов и их композиций, смесей, или сополимеров.

Характеристики высвобождения составов настоящего изобретения зависят от инкапсулированного вещества, концентрации инкапсулированного медикамента и наличия модификаторов высвобождения. Например, на высвобождение можно влиять, сделав его рН зависимым, например используя рН-чувствительные оболочки, которые высвобождают только при низких значениях рН, таких как в желудке, или при повышенном рН, как в кишечнике. Для предотвращения высвобождения до прохождения через желудок может быть использована энтеральная оболочка. Множественные оболочки или смеси цианамида, инкапсулированные в различные материалы, могут быть использованы для получения первоначального высвобождения в желудке с последующим высвобождением в кишечнике. На высвобождение также можно влиять добавлением солей или порообразующих веществ, которые могут увеличить водопоглощение или высвобождение медикамента путём диффузии из капсулы. Формообразователи, которые модифицируют растворимость медикамента, также могут быть использованы для контроля скорости высвобождения. Вещества, которые усиливают деградацию матрицы или высвобождение из матрицы, также могут быть включены. Они могут быть добавлены к медикаменту, добавлены как отдельная фаза (т.е. как твёрдые частицы) или могут быть растворены в полимерной фазе, в зависимости от соединения. Во всех случаях количество должно быть между 0,1 и 30% (вес./вес. полимера). Типы усилителей деградации включают неорганические соли, такие как сульфат аммония и хлорид аммония, органические кислоты, такие как лимонная кислота, бензойная кислота и аскорбиновая кислота, неорганические основания, такие как карбонат натрия, карбонат калия, карбонат кальция, карбонат цинка и гидроксид цинка, и органические основания, такие как сульфат протамина, спермин, холин, этаноламин, диэтаноламин и триэтаноламин, и поверхностно-активные вещества, такие как Tween.RTM и Pluronic.RTM. Порообразующие вещества, которые придают матрицам микроструктуру (т.е. водорастворимые соединения, такие как неорганические соли и сахара), добавляются в виде твёрдых частиц. Их количество должно быть между 0,1 и 30% (вес./вес. полимера).

Усвоением также можно управлять, изменяя время пребывания частиц в пищеварительном тракте. Этого можно достигнуть, например выбирая в качестве инкапсулирующего вещества полимер, обладающий адгезией к слизистой оболочке, или покрывая им частицу. Примеры включают большинство полимеров со свободными карбоксильными группами, такие как читосан, целлюлозы, и в особенности полиакрилаты (при использовании в этом тексте под полиакрилатами понимаются полимеры, включающие акрилатные группы и модифицированные акрилатные группы, такие как цианоакрилаты и метакрилаты).

Целевые соединения могут быть синтезированы с использованием способов комбинаторного синтеза, описанных в данном разделе. Комбинаторные библиотеки соединений могут быть использованы для скрининга фармацевтических, агрохимических и других биологических или медицинских свойств или материальных качеств. Комбинаторная библиотека для целей настоящего изобретения представляет собой смесь химически родственных соединений, которые могут быть протестированы все вместе на искомое свойство; вышеуказанные библиотеки могут находиться в растворе или быть ковалентно связаны с твёрдым носителем. Приготовление множества родственных соединений в единственной реакции намного сокращает и упрощает количество процессов скрининга, которые необходимо выполнить. Скрининг на подходящее биологическое, фармацевтическое, агрохимическое или физическое свойство может быть сделан традиционными способами.

Разнообразие в библиотеке может быть создано на множестве различных уровней. Например, исходные арильные группы, используемые в комбинаторном подходе, могут быть различными в отношении центральной арильной части, т.е. "неоднородны" (variegation) в терминах циклической структуры, и/или могут быть различными в отношении других заместителей.

В данной области доступны различные способы для получения комбинаторных библиотек малых органических молекул. См., например, Blondelle et al. (1995), Trends Anal. Chem. 14:83; Affymax патенты США № 5359115 и 5362899; Ellman патенты США № 5288514; Still et al. PCT publication WO 94/08051; Chen et al. (1994), JACS 116:2661; Kerr et al. (1993), JACS, 115:252; PCT publications WO 92/10092, WO 93/09668 и WO 91/07087 и Lerner et al. PCT publication WO 93/20242. Соответственно, множество библиотек, обладающих порядком от 16 до 1000000 или более диверсомеров (diversomers), может быть синтезировано и протестировано на определённую активность или свойство.

В одном из вариантов осуществления данного изобретения библиотека замещённых диверсомеров может быть синтезирована с использованием субъектных реакций, адаптированных к способам, описанным в Still et al. PCT publication WO 94/08051, например будучи связанными с полимерным гранулами гидролизуемой или фотолизуемой группой, например, находящейся в одном из положений на субстрате. Согласно методу Still et al. библиотека синтезируется на наборе гранул, при этом каждая гранула включает набор тэгов, определяющий отдельный диверсомер на этой грануле. В одном из вариантов осуществления данного изобретения, который особенно подходит для определения ингибиторов энзимов, такие гранулы могут быть рассредоточены на поверхности проницаемой мембраны, и диверсомеры высвобождаются из гранул посредством лизиса гранульного линкера. Диверсомер диффундирует от каждой гранулы сквозь мембрану к зоне анализа, где взаимодействует с ферментной пробой. Подробное описание некоторых комбинаторных методологий приведено ниже.

Возрастающей тенденцией в области комбинаторной химии является использование чувствительности таких способов, как масс-спектрометрия (MS), которая, например, может быть использована для анализа субфемтомолярных количеств соединения и для прямого определения химического состава соединения, выбранного из комбинаторной библиотеки. Например, когда библиотека предоставляется на нерастворимой матрице-носителе, вначале с носителя может быть высвобождена и охарактеризована MS способом дискретная популяция соединений. В других вариантах, как часть способа приготовления образца для MS, для высвобождения соединений из матрицы может быть использован такой MS метод, как метод MALDI, особенно в том случае, когда изначально использовалась лабильная связь для присоединения соединения к матрице. Например, капля, выбранная из библиотеки, может быть облучена на стадии MALDI для высвобождения диверсомера из матрицы и для ионизации диверсомера для MS анализа.

Библиотеки рассматриваемого способа могут принимать формат многоконтактной библиотеки. Вкратце, Geysen и коллеги (Geysen et al. (1984), PNAS. 81:3998-4002) представили способ для получения библиотек соединений путём параллельного синтеза на полиакрильных кислотных полиэтиленовых контактах, расположенных в виде микротитровочного планшета. Метод Geysen может быть использован для синтеза и скрининга тысяч соединений в неделю, используя многоконтактный способ, и присоединённые соединения могут быть многократно использованы в различных анализах. Подходящие линкерные группы также могут быть присоединены к контактам так, что соединения могут быть отсоединены от носителя после синтеза для определения чистоты и дальнейшей оценки (c.f., Bray et al. (1990), Tetrahedron Lett. 31:5811-5814; Valerio et al. (1991), Anal. Biochem. 197:168-177; Bray et al. (1991), Tetrahedron Lett. 32:6163-6166).

В другом варианте неоднородная библиотека соединений может быть создана на наборе гранул с применением стратегии разделения-соединения-рекомбинации (divide-couple-recombine) (см., например, Houghten (1985), PNAS. 82:5131-5135 и патенты US № 4631211; 5440016; 5480971). Вкратце, как подразумевает название, на каждой стадии синтеза, когда в библиотеке создаётся вырождение, гранулы разделяются на отдельные группы, равные количеству различных заместителей, присоединяемых в определённой позиции в библиотеке, далее различные заместители присоединяются в отдельных реакциях, и гранулы рекомбинируются в общий набор для следующей итерации.

В одном из вариантов осуществления данного изобретения стратегия разделения-соединения-рекомбинации может быть осуществлена с использованием аналогичного подхода к так называемому способу "чайного пакетика", впервые разработанного Houghten, где синтез соединения проходит на смоле, запечатанной в порах полипропиленовых пакетов (Houghten et al. (1986), PNAS, 82:5131-5135). Заместители соединяются со смолой, несущей соединения, путём помещения пакетов в подходящие реакционные растворы, при этом все общие стадии, такие как промывание смолы и снятие защиты, производятся одновременно в одном реакционном сосуде. В конце синтеза каждый пакет содержит индивидуальное соединение.

Схема комбинаторного синтеза, в котором идентичность соединению придается по его положению на синтетическом субстрате, называется пространственно-адресованным синтезом. В варианте осуществления данного изобретения комбинаторный процесс проводится при контроле добавления химического реагента в специфические места твёрдого носителя (Dower et al. (1991), Annu. Rep. Med. Chem. 26:271-280; Fodor, S.P.A. (1991), Science. 251:767; Pirrung et al. (1992), патент США № 5143854; Jacobs et al. (1994), Trends Biotechnol. 12:19-26). Пространственное разрешение фотолитографии позволяет достичь миниатюризации. Этот способ может применяться посредством реакций защиты и снятия защиты с использованием фотолабильных защитных групп.

Ключевые моменты данной технологии проиллюстрированы Gallop et al. (1994). J. Med. Chem. 37:1233-1251. Синтетический субстрат приготавливается для присоединения посредством ковалентного присоединения фотолабильной нитровератрилкарбонильной группы (nitroveratryloxycarbonyl, NVOC) защищённого аминолинкера или другого фотолабильного линкера. Свет используется для селективного активирования определённого региона синтетического носителя для присоединения. Снятие фотолабильной защитной группы с помощью света приводит к активации выделенных участков. После активации первый набор аналогов аминокислот, каждый из которых имеет фотолабильную защитную группу на терминальном амине, распределяется по всей поверхности. Присоединение проходит только на участках, которые подвергались освещению на предыдущей стадии. Реакция останавливается, планшет промывают и субстрат снова освещают через другую маску, активируя различные регионы для реакции со вторым защищённым блоком. Структуры диафрагм и последовательность реагентов определяют продукты и их расположение. Так как этот процесс использует способ фотолитографии, число соединений, которые могут быть синтезированы, ограничено только количеством центров синтеза, которые могут быть обслужены с подходящим разрешением. Местоположение каждого соединения точно известно; отсюда их взаимодействия с другими молекулами могут быть непосредственно оценены.

При светонаправленном химическом синтезе продукты зависят от маски освещения и порядка прибавления реагентов. Варьируя литографские маски, множество различных наборов тестируемых соединений могут быть синтезированы одновременно; это приводит к появлению множества различных маскировочных стратегий.

В другом варианте осуществления изобретения в способе используется библиотека соединений, снабжённая кодированной системой меток. В недавних достижениях в определении активных соединений из комбинаторных библиотек используются химические системы индексирования с применением меток, которые однозначно кодируют пройденные реакционные стадии для конкретных гранул и, следовательно, структуру, которую они несут. Концептуально, данный подход имитирует фаговые дисплейные библиотеки, где активность происходит от экспрессируемых пептидов, но структуры активных пептидов выведены из соответствующей последовательности геномной ДНК. В первых кодированиях синтетических комбинаторных библиотек в качестве кода применяли ДНК. Было описано множество других форм кодирования, включая кодирование последовательностью биоолигомеров (например, олигонуклеотидов и пептидов) и бинарное кодирование с дополнительными непоследовательными метками.

Принцип использования олигонуклеотидов в кодировании комбинаторной синтетической библиотеки был описан в 1992 г. (Brenner et al. (1992), PNAS. 89:5381-5383), и пример такой библиотеки появился в следующем году (Needles et al. (1993), PNAS. 90:10700-10704). Комбинаторная библиотека из номинально 7 ⁷ (=823,543) пептидов, собранных во всех комбинациях Arg, Gln, Phe, Lys, Val, D-Val и Thr (трёхбуквенный код аминокислоты), каждый из которых был закодирован специфическим динуклеотидом (TA, TC, CT, AT, TT, CA и AC соответственно), были приготовлены в серии чередующихся стадий синтеза пептида и олигонуклеотида на твёрдом носителе. В этой работе аминная линкерная группа на грануле была специфичным образом дифференцирована в направлении пептидного или олигонуклеотидного синтеза путём одновременной прединкубации гранул с реагентами, генерирующими защищённые ОН группы для синтеза олигонуклеотидов и защищённые NH ₂ группы для пептидного синтеза (здесь, в отношении 1:20). По окончании каждая из меток состояла из 69-меров, 14 единиц которого содержали код. Библиотеку на гранулах инкубировали флуоресцентно мечеными антителами и гранулы, содержащие связанные антитела и сильно флуоресцирующие, собирали способом флуоресцентно-активированной клеточной сортировки (fluorescence-activated cell sorting, FACS). Метки ДНК были усилены с помощью PCR и упорядочены, и предсказанные пептиды были синтезированы. Следуя данной технологии, библиотеки соединений могут быть приготовлены для использования обсуждаемым способом, при этом олигонуклеотидная последовательность метки идентифицирует последовательные комбинаторные реакции, которые происходят на конкретной грануле и, следовательно, предоставляет возможность идентификации соединения, находящегося на грануле.

Использование меток олинуклеотидов позволяет производить очень чувствительный анализ меток. Даже при этих условиях способ требует тщательного отбора ортогональных наборов защитных групп, необходимых для изменения совместного синтеза метки и члена библиотеки. Кроме того, химическая лабильность метки, в частности аномерные связи фосфата и сахара, может ограничить выбор реагентов и условий, которые могут быть использованы для синтеза неолигомерных библиотек. В предпочтительных вариантах библиотеки включают линкеры, позволяющие селективное отделение члена тестируемого соединения библиотеки для анализа.

Пептиды также были использованы в качестве молекул для нанесения меток для комбинаторных библиотек. Два примера подхода описаны в данной области, оба включают разветвлённые линкеры в твёрдой фазе, на которых поочерёдно синтезировались цепочки кодирования и цепочки лигандов. В первом подходе (Kerr J.M. et al. (1993), J. Am. Chem. Soc. 115:2529-2531), ортогональность в синтезе была достигнута с использованием кислотно-лабильной защиты для кодирующей цепи и основно-лабильной защиты для цепи соединений.

В альтернативном подходе (Nikolaiev et al. (1993), Pept. Res. 6:161-170), разветвлённые линкеры использованы так, что и кодирующий блок, и тестируемое соединение могут быть присоединены к одной и той же функциональной группе на смоле. В примере осуществления данного изобретения отделяемый линкер может быть помещен между точкой ветвления и гранулой так, что отделение высвобождает молекулу, содержащую как код, так и соединение (Ptek et al. (1991), Tetrahedron Lett. 32:3891-3894). В другом варианте осуществления этого изобретения отделяемый линкер может быть помещен так, что тестируемое соединение может быть селективно отделено от гранулы, оставляя код. Последняя конструкция, в частности, полезна потому, что она позволяет производить скрининг тестируемого соединения без возможного вмешательства кодирующей группы. Существующие в данной области примеры независимого отделения и упорядочивания пептидов-членов библиотеки и соответствующих им меток подтвердили то, что метки могут точно предсказать структуру пептида.

Альтернативная форма кодирования тестируемой библиотеки соединений использует набор непоследовательных электрофорных меточных молекул, которые используются как бинарный код (Ohlmeyer et al. (1993), PNAS. 90:10922-10926). Характерными метками служат галоароматические алкильные эфиры, которые можно обнаружить по их триметилсилиловым эфирам менее чем на фетомолярном уровне, используя электронозахватную газовую хроматографию (electron capture gas chromatography, ECGC). Изменение длины алкильной цепи, также как природы и расположения на ароматике галогенных заместителей, позволяет синтез как минимум 40 таких меток, которые в принципе могут закодировать 2 ⁴⁰ (например, больше 10 ¹² ) различных молекул. В оригинальном сообщении (Ohlmeyer et al., выше) метки были связаны примерно с 1% доступных аминогрупп пептидной библиотеки через фотоотделяемый о-нитробензиловый линкер. Этот подход является удобным для приготовления комбинаторных библиотек пептидообразных или других аминосодержащих молекул. Однако была разработана более универсальная система, которая позволяет кодирование, по существу, любой комбинаторной библиотеки. В этом случае соединение присоединяется к твёрдому носителю при помощи фотоотделяемого линкера, и метка присоединяется через линкер эфира пирокатехина, через включение карбена в матрицу гранулы (Nestler et al. (1994), J. Org. Chem. 59:4723-4724). Эта стратегия ортогонального присоединения позволяет селективное отделение членов библиотеки для анализа в растворе и последующее декодирование с использованием ECGC после оксидативного отделения набора меток.

Несмотря на то что некоторые амидосвязанные библиотеки, известные в данной области, используют бинарное кодирование с помощью электрофорных меток, присоединённых к аминогруппам, присоединение этих меток непосредственно в гранульную матрицу обеспечивает гораздо большую универсальность в структурах, которые могут быть приготовлены в кодированных комбинаторных библиотеках. Присоединённые таким образом метки и их линкер приблизительно так же инертны, как сама гранульная матрица. Были описаны две бинарно кодированные комбинаторные библиотеки, у которых электрофорные метки присоединены непосредственно к твёрдой фазе (Ohlmeyer et al. (1995), PNAS. 92:6027-6031) и обеспечивают управление для создания библиотеки целевых соединений. Обе библиотеки были построены, используя стратегию ортогонального присоединения, в которой член библиотеки был связан с твёрдым носителем фотолабильным линкером и метки были присоединены через линкер, отделяемый только при сильном окислении. Так как члены библиотеки могут повторно частично фотоэлюировать от твёрдой основы, члены библиотеки могут использоваться в множественных анализах. Последовательное фотоэлюирование также позволяет высокоэффективную итерационную стратегию скрининга: первое, множество гранул помещаются в 96-луночный микротитровочный планшет; второе, соединения частично отделяются и переносятся на аналитические планшеты; третье, анализ на связывание металла идентифицирует активные лунки; четвертое, соответствующие гранулы перегруппировываются на новые микротитровочные планшеты; пятое, идентифицируются индивидуальные активные соединения; шестое, раскодируются их структуры.

Примеры

Изобретение, описанное в общих чертах, станет намного понятнее при отсылке к нижеследующим примерам, которые включены единственно для целей иллюстрирования определённых аспектов и вариантов осуществления настоящего изобретения, и не должны рассматриваться как ограничивающие данное изобретение.

Пример 1.

Получение соединения 1.

Раствор диметиламида саркозина (0,22 ммоль) и триэтиламина (0,6 ммоль) в метаноле/метиленхлориде (1:9, 1,2 мл) обработали сульфонилхлоридом (0,122 ммоль) и перемешивали 4 ч при 23 °С. Прозрачный раствор разбавили метиленхлоридом (10 мл) и промыли 10% водной лимонной кислотой. Отделенный водный слой проэкстрагировали дихлорметаном (10 мл) и объединенные органические слои промыли насыщенным раствором соли и высушили над сульфатом натрия. Прозрачное масло, полученное при концентрировании в вакууме, очистили хроматографией на силикагеле (0,6% вода/1,2% метанол в этилацетате в качестве элюента), получив белое твёрдое вещество с выходом 87%.

Пример 2.

Получение соединения 3.

Раствор N-метиламиноизобутил диметиламида (0,22 ммоль) и сульфонилхлорида (0,122 ммоль) поместили в колбу и упарили 3 раза из сухого 1,2-дихлорэтана (10 мл). Остаток растворили в сухом дихлорметане и добавили триэтиламин (0,6 ммоль) и 4-диметиламинопиридин (2,5 мг). Смесь перемешивали 8 ч при 23 °С. Прозрачный раствор разбавили метиленхлоридом (10 мл) и промыли 10% водной лимонной кислотой. Отделенный водный слой проэкстрагировали дихлорметаном (10 мл) и объединенные органические слои промыли насыщенным раствором соли и высушили над сульфатом натрия. Прозрачное масло, полученное при упаривании в вакууме, очистили хроматографией на силикагеле (0,6% вода/1,2% метанол в этилацетате в качестве элюента), получив белое твёрдое вещество с выходом 87%.

Пример 3.

Варденафил (Vardenafil (Levitra ®)) является селективным ингибитором PDE5. Структуры варденафила и аналогов, известных в этой области, сравнили относительно активности и фармакокинетических свойств. Разработка соединений настоящего изобретения включает модифицирование молекул с использованием функциональных групп, приводя к новым соединениям, которые обладают улучшенными фармакокинетическими свойствами. Функциональные группы использованы не столько для влияния на активность, сколько на фармакокинетические свойства. Серия соединений, которые разработаны и синтезированы, включают элементы, предсказанные быть продуктами метаболизма других элементов серии.

Связывание протеина определялось стандартными методами ультрафильтрации.

Ингибирование фосфодиэстеразы определялось способами, известными специалистам в данной области.

Таблица 1

Свойства соединений, модифицированных присоединением функциональных остатков

Таблица 2

Физиохимические и фармакокинетические данные соединений 1-21

Таблица 3

Данные селективности PDE5. Сравнение селективности для PDE5, PDE1, PDE3 и PDE6 для соединений 1-21

Включение путём ссылки.

Все патенты и публикации, процитированные здесь, являются включёнными во всей полноте посредством ссылки.

Эквиваленты.

Специалисты в данной области заметят или смогут убедиться с использованием не более чем рутинного экспериментирования большое количество эквивалентов специфических вариантов осуществления настоящего описанного изобретения. Такие эквиваленты являются включёнными в объём нижеследующей формулы изобретения.