專利名稱：基于丙二酸的基質金屬蛋白酶抑制劑的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及新型基于丙二酸異羥肟酸酯結構的基質金屬蛋白酶抑制劑。本發(fā)明還涉及這些抑制劑的制備方法及其用途，特別是在醫(yī)療領域的用途。
基質金屬蛋白酶(MMPs，Matrixins)包括一族含Ca的Zn-肽鏈內切酶，其對于大多數(shù)(如果不是全部的話)細胞外基質成分，如間質和基膜膠原、纖連蛋白和層粘連蛋白具有蛋白水解活性。它們在正常的組織重建中起了重要作用，特別是參與了其它一些過程，如排卵、胚胎成長和分化。
已經(jīng)表征了至少16種不同但高度同源的MMP物質，包括間質纖維細胞膠原酶(MMP-1，HFC)、嗜中性膠原酶(MMP-8，HNC)，兩種明膠酶、溶基質素(如MMP-3和MMP-10)和Matrilysin。這些蛋白酶有許多共同的結構和功能特性，但在其底物特異性上有所不同。
所有的MMPs是以帶約80個活性肽殘基的多結構域蛋白水解活性酶原分泌出來的，活性肽在大多數(shù)情況下接有末端含約210個血紅素結合蛋白樣結構域的約165個催化結構域殘基。催化結構域含有保守性HEXXHXGXXH鋅結合序列，其特性為“metzincin”超家族1，并對大多數(shù)小肽底物有著完全活性。
MMPs對于正常的組織生長和重建非常重要，并與許多疾病有關，如腫瘤生長和轉移、類風濕病和骨關節(jié)炎、牙周炎、角膜潰瘍、動脈硬化和肺氣腫。因此，MMPs抑制劑可用于治療這些疾病。目前已經(jīng)描述了三種以或多或少的特異性方式阻礙MMPs的蛋白水解活性的內源蛋白抑制劑(TIMP-I，II，III)。事實上迄今為止設計的所有特異性合成MMP抑制劑都是與其目標酶的活性部位相互作用的可逆性肽基抑制劑。它們含有可與催化鋅(無需除去)相互作用的螯合基團，如異羥肟酸酯、硫醇、羧酸酯或次膦酸基，該基團與用于結合酶的底物識別部位的肽部分相偶聯(lián)2。這樣，抑制劑可以所需的鋅酶為目標，并特定作用于所需的鋅酶。為避免副效應或使副效應最小，需要活性更高和/或特異性更強的MMP抑制劑。
本發(fā)明描述的MMP抑制劑與MMPs連接的方式完全不同于上述合成的抑制劑。本發(fā)明的抑制劑僅僅以某種方式與WO96/17838的抑制劑相關，但其藥理學性質更優(yōu)。考慮到端基(R1)的結合性，使之能以最優(yōu)化的方式與HNC的S1’袋結合，從而使本發(fā)明的化合物優(yōu)化。特別是由于其疏水性。此外，端基對代謝衰退的靈敏性，與WO96/17838中公開的各自端基中含至少一種肽基的實施例相比，相對較小。
新的MMP抑制劑為通式I所示的化合物
如果端基中殘基R1有一定的疏水值，則可觀察到改進的MMPs的抑制作用，如果在本發(fā)明的抑制劑中，前三個與C3(O)NH結構單元相鄰的主鏈原子由碳原子組成，則是有利的。logP是一個有用的疏水性參數(shù)，其可按Daylight Chemical Information System，Inc(1993)提供的PCModels GLOGP3計算。系數(shù)基于Hansch，C&Leo，A化學和生物學中相關分析用的取代基常數(shù)。Wiley Interscience紐約(1979)，算法基于Chou，J&Jurs，P.，J.Chem.Inf.Comput.Sci.19，172(1979)。碎片以分子H2N-R1計算，而不是以基團或離子計算。
實施例
本發(fā)明化合物中R1以H2N-R1計算的LogP值介于1-4，優(yōu)選為1.5-3.5，更優(yōu)選2-3.2。
因此新的MMP抑制劑為通式I所代表的化合物
其中，R1以H2N-R1計算時，LogP值介于1-4，其條件為主鏈中沒有肽基，且鏈中至少開始的三個骨架原子是碳原子。
R2為2-10個骨架原子的殘基，其與HNC的氨基酸161反應，所述的殘基為飽和或不飽和的，直鏈或支鏈，并含有任選的純環(huán)或雜環(huán)結構。
R1也可定義為代表一條鏈，該鏈可任選被取代一至四次，并含有7-11個骨架原子，且含有至少7個碳原子，只其條件為鏈中無肽基，并且鏈中至少開始的三個骨架原子是碳原子。
R1的鏈中優(yōu)選不含酯基，鏈取代的數(shù)目優(yōu)選為2或更小，且僅有一個任選的取代基在前三個骨架原子上。
更優(yōu)選R1為與HNC的S1’袋結合的殘基，并為下列殘基之一
其中，R3和R4分別為H、C1-C10-烷基、芳基、芳基烷基、C1-C10-雜烷基、雜芳基、雜芳烷基、雜芳基雜烷基、芳基雜烷基，在苯基取代時，R3和R4彼此獨立地為NR7R8，R7和R8彼此獨立地為氫或低級烷基，在烷基取代時，R3和R4彼此獨立地為SO2R9或COR10，R9為氫或低級烷基，R10為氫、低級烷基或一種氨基酸的Cα-殘基，
R5和R6分別為H、OH、鹵素、低級烷基、低級鏈烯基或低級雜烷基，優(yōu)選至少其中之一為氫，Y為O、S、NH、(CH2)n，n為1、2或3，Z為N或CH，優(yōu)選R3和R4中至少一個為氫，更優(yōu)選R4為氫，優(yōu)選R5和R6中至少一個為氫，更優(yōu)選R6為氫，如果Y為(CH2)2或(CH2)3，則R5優(yōu)選為HR5和R6分別優(yōu)選為H、OH、鹵素、低級烷基或低級雜烷基，Y優(yōu)選為O，R1更優(yōu)選下列殘基
這些殘基中特別優(yōu)選以下殘基
R2優(yōu)選異丁基、苯基、芐基或高芐基(homobenzyl)。
本發(fā)明的化合物還含有式I所示化合物的消旋體、非對映體、藥學上可接受的鹽和藥物前體。藥物前體的例子為酯，如乙酯或芐酯，其可在活體內代謝為式I所示的化合物。
骨架原子為C、N、O和S，雜原子指N、O和S。
肽基指與兩個相鄰碳原子結合的-C(O)-NH-。
主鏈是指R1中最長的直鏈，其中如果環(huán)是鏈的一部分，則最多按4個骨架原子來計數(shù)。環(huán)本身作為鏈的一部分時，不代表取代基。例如-(CH2)3-CH(CH3)-CH2-CH3的鏈長等于6(1取代)，-(CH2)3-Ph(p-CH2-CH3)的鏈長等于9，-(CH2)3-Ph(m-CH2-CH3)的鏈長等于8，-(CH2)3-Ph的鏈長等于7(均為0取代)。如果環(huán)是主鏈的一部分，本發(fā)明僅要求保護帶一個或多個單環(huán)的主鏈。帶有雙環(huán)及多環(huán)的主鏈排除在本發(fā)明之外。
堿鹽、銨鹽、三氟乙酸鹽或鹽酸鹽尤其可用作上述藥學上可接受的鹽，其通?？砂聪率龇椒ㄖ苽?，例如用無機或有機堿或酸滴定化合物，如碳酸氫鈉或碳酸氫鉀、氫氧化鈉溶液、氫氧化鉀溶液、氨水或胺，如三甲胺或三乙胺、三氟乙酸或鹽酸。常通過從水/丙酮中沉淀來提純鹽。
任何時候，低級烷基代表直鏈或支鏈的C1-4烷基，例如甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基或異丁基，特別是甲基、乙基、丙基和異丁基。
低級鏈烯基指2、3或4個碳原子的不飽和殘基，如烯丙基或丁-2-烯基，但優(yōu)選烯丙基。
低級雜烷基指其中1、2或3個碳原子被雜原子取代的烷基殘基。優(yōu)選僅含有一個雜原子，該雜原子優(yōu)選為0。
鹵素指氟、氯、溴或碘，優(yōu)選氯。
純環(huán)或雜環(huán)指飽和或不飽和5-6元環(huán)，如吡咯烷、哌啶、嗎啉或吡咯啉環(huán)。
純環(huán)和雜環(huán)可任選被取代一或二次，取代基為C1-C6烷基，如甲基、乙基或異丙基，還有氯、溴或羥基、甲氧基、芐氧基、氨基、甲氨基、二甲氨基或芐氨基。
芳基通常指任選取代一次或多次的苯基殘基。
雜芳基通常指被取代一次或多次的吡啶、噠嗪、吡咯、噻吩、呋喃或咪唑環(huán)。
二環(huán)芳基通常指任選被取代一次或多次的2，3-二氫化茚或萘殘基，優(yōu)選萘殘基。
芳基、二環(huán)芳基和雜芳基可任選被C1-C6烷基取代一次或數(shù)次，優(yōu)選甲基、乙基或異丙基，也可以被氯、溴、氟或羥基、烷氧基，例如甲氧基、芐氧基、乙酰氧基、羧基、乙氧羰基、氨基羰基、甲氨基羰基、二甲氨基羰基、氰基、氨基、甲氨基、二甲氨基、芐氨基、乙酰氨基、苯甲酰氨基和脒基取代一或數(shù)次。
芳烷基通常指未取代的，或取代一或多次的芐基、苯乙基、苯基丙基、苯基丁基或苯基戊基殘基，優(yōu)選芐基、苯乙基或苯基戊基殘基。取代基也可考慮C1-C6烷基殘基，優(yōu)選甲基、乙基或異丙基，以及氯、溴、氟或羥基、甲氧基、芐氧基、乙酰氧基、羧基、乙氧基羰基、氨基羰基、甲氨基羰基、二甲氨基羰基、氰基、氨基、甲氨基、二甲氨基、芐氨基、乙酰氨基、苯甲酰氨基和脒基。
芳雜烷基、雜芳雜烷基和雜芳烷基指與芳烷基相同的殘基，但至少有一個碳被雜原子取代。
C1-C10烷基和C1-C10雜烷基指1-10個骨架原子的直鏈支鏈基團。
氨基酸指蛋白源氨基酸或非蛋白源氨基酸。對于D-和L-氨基酸，優(yōu)選蛋白源氨基酸。非蛋白源氨基酸的實例為2-氨基-2-甲基丁烷羧酸、2-氟-β-丙氨酸、β-丙氨酸、2，3-二氨基丁二酸、β-氨異丁基羧酸、異絲氨酸、2-氨基-3-羥基-4-甲基戊烷羧酸、2-氨基-3-甲氧基丁烷羧酸、二氨基丙酸、2-氨基-2-甲基-3-羥基丙烷羧酸、2-氨基-2-甲基丁二羧酸、2-氨基-3-羥基-3-甲基丁烷羧酸、2，3-二氨基丙酸、2-氨基-2-甲基-3-羥基丙烷羧酸、2-氨基-2-甲基丁二羧酸、2-氨基-2-甲基-4-戊烯羧酸、2-氨基-3-甲氧基-丙烷羧酸、1-氨基-1-環(huán)己烷羧酸、1-氨基-1-環(huán)戊烷羧酸、1-氨基環(huán)丁烷羧酸、1-氨基環(huán)丙烷羧酸、2-(2-呋喃基)-甘氨酸、2-氨基-3-氟丁酸、2-氨基異丁酸、3-氯-丙氨酸、3-氟-正亮氨酸、3-氟-纈氨酸、3-氟丙氨酸、3-甲氧基-纈氨酸、α-氰基-丙氨酸、α-甲基-亮氨酸、β-氯-丙氨酸、β-氰基-丙氨酸、β-羥基-亮氨酸、β-羥基-天門冬氨酸、3-羥基天門冬氨酸、2-氨基丁酸、丙烯基甘氨酸、γ-甲基亮氨酸、高絲氨酸、正亮氨酸、正纈氨酸、叔亮氨酸、2，3-二氨基丁二酸、2-氨基-4-戊烯羧酸、2-氨基庚烷羧酸、2-環(huán)丙基-2-甲基甘氨酸、4-硫代異亮氨酸、別蘇氨酸、α-甲基天門冬氨酸、α-甲基絲氨酸、β-羥基正纈氨酸、β-甲基天門冬氨酸、高半胱氨酸、O-甲基絲氨酸、青霉胺、炔丙基甘氨酸、乙烯基甘氨酸、H-4，5-脫氫-亮氨酸-OH、H-α-甲基-纈氨酸-OH、H-炔丙基-甘氨酸-OH、H-別-異亮氨酸-OH、H-Pra-OH、H-反-4，5-脫氧-賴氨酸-OH、3-羥基天門冬氨酸、6-羥基正亮氨酸、別-異亮氨酸、烯丙基甘氨酸、α-氨基-N-丁酸、γ-甲基亮氨酸、α，β-二氨基丁二酸、O-氨基甲?；?絲氨酸、S-甲基-半胱氨酸、瓜氨酸、環(huán)己基丙氨酸、α，γ-二氨基丁酸、α，β-二氨基丙酸、蛋氨酸-亞砜、Cα-甲基-丙氨酸、N-甲基-甘氨酸(肌氨酸)、萘丙氨酸、鳥氨酸、1，2，3，4-四氫異喹啉-3-羧酸、高半胱氨酸、4-羥基-脯氨酸、5-羥基-賴氨酸、氨基丁酸、泛氨酸、葡糖氨酸、羊毛硫氨酸、蒜氨酸、二羥苯基丙氨酸、刀豆氨酸、Oletopine、β-賴氨酸、β-丙氨酸。
例如，丙氨酸的Cα殘基為CH(NH2)(CH3)。
本發(fā)明的術語“抑制”指MMP的活性在體外和體內中顯著地降低，MMP活性可在體外測定，如根據(jù)F.Grams(1993)3.所述的酶分析法?！盎疽种啤笔侵钢辽偌s50％的抑制作用(基于無抑制劑的MMP活性)，優(yōu)選抑制劑濃度小于毫摩爾。通常可發(fā)現(xiàn)超過約80-90％的抑制。
新的抑制劑的螯合基團與催化鋅(位于MMPs中活性位裂的底部，并與三個組氨酸以及抑制劑的NHOH和O五配位)以雙齒方式相互作用。本發(fā)明抑制劑的端基采用一種彎曲構型，并插至S1’袋(側位)中。與此相反，大多數(shù)已知抑制劑的端基以沿著活性位裂延伸的方式結合(結合位點的定義參見4)。
新的抑制劑與現(xiàn)有技術中的抑制劑之間在結合方面的區(qū)別在于本發(fā)明抑制劑的大量新的重要結構特征。
A.(假的)丙二酸基本結構丙二酸結構限定了抑制劑的三個結合位置。螯合基團通過NHOH和O在C1位以雙齒形式與MMPs中的活性位鋅相結合。
第二個結合位點由R2和HNC的氨基酸161之間的相互作用來限定。術語“與氨基酸161相互作用”是指與氨基酸161周圍的表面相互作用，其中優(yōu)選包括與氨基酸161的結合。結合衍生自例如范德華力或親水作用。
丙二酸基本結構與MMPs的另一個結合是通過端基處C3的氧而達到的。該氧以氫鍵連接到HNC的亮氨酸160的酰胺質子上。
B.端基本發(fā)明的抑制劑通過R1與S1’袋結合。袋由下述物質組成人中性膠原酶(HNC)L193，V194，H197，E188，L214，Y216，P217，Y219，A220，R22氨基酸(根據(jù)Reinemer等(1994)5編號)。
HFCL181，A182，R214，V215，H218，E219，Y237，P238，S239，Y240氨基酸(根據(jù)Lovejoy等(1994)6編號)。
溶基質素L197，V198，H201，E202，L218，Y220，L220，L222，Y223，H224，S225，A226氨基酸(根據(jù)Gooley等(1994)7編號)。
因此，化合物的一項主要特征在于，與本領域現(xiàn)有技術中的MMP抑制劑相反，端基的結構與本發(fā)明化合物的抑制活性高度相關。現(xiàn)有技術中的抑制劑的端基沒有以優(yōu)化的方式與MMPs中的關鍵結合位點結合。然而，在本發(fā)明化合物中，端基R1與MMPs的S1’袋的結合組成了抑制劑與MMP之間結合的關鍵部分，從而產(chǎn)生抑制活性。因此端基R1有能與S1’袋很好地結合的結構是必需的。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，如果所述的殘基在延伸構型中，與R1連接的氮和R1鏈中最后一個非氫原子所形成的軸之間的延伸不大于3.2埃時，這個指向S1’的殘基是有利的。優(yōu)選延伸小于3.0埃。該距離可通過不帶附加取代基的最小能量的所述殘基按照如Discover/Insight II(MSI，San Diego)的標準分子力學程序和其中的標準力場(如CVFF)來計算。計算中氨基是以氫飽和的，即整個殘基是H2N-R1。最小化后，可從R1相連的氮與主鏈的最后一個非氫原子之間劃上一道線。目前可測定這條線與最遠的原子(包括骨架原子上的氫)之間的距離。例子為
“與S1’袋結合”在本發(fā)明中是指端基的原子或其所連的氫原子的最大距離為3.2埃。即，如色氨酸的殘基太大，且不要求被保護。優(yōu)選的距離最大為3.0埃。
這些要求可通過合成的化合物達到，該化合物含有被一個碳原子與取代基R2分隔的鋅螯合基團，其中R2構成輔助結合部位。并且該化合物通過范德華力和/或親水作用與蛋白質表面相互作用，端基R1設計成能插入到具有確定的幾何形狀和表面性質的蛋白質袋中。在上部，環(huán)境主要是疏水性的，從而可以利用疏水性作用，而下部含有多個親水性位點，從而可進行氫鍵連接。因此，氫鍵受體和供體固定于抑制劑分子的這個區(qū)域。
由于鋅結合區(qū)域與C3中的氧之間較短的距離，加上上述提及的轉角結構R1，抑制劑在與MMPs結合時，可得到“基于L”的結構。
本領域現(xiàn)有技術中大多數(shù)的MMP抑制劑是基于丁二酰結構，其鋅結合區(qū)域與C3之間有著更長的距離。
因此，R2與S1’袋結合，使得端基與該袋沒有機會相結合。因此，本領域現(xiàn)有技術的MMP抑制劑與本發(fā)明相反，以類似底物的方式鍵合，從而在MMP結合區(qū)中顯示出延伸的骨架。
上述提到的抑制劑的結合性能可通過X-射線結晶技術進行測定。這些方法如W.Bode等，EMBO J.13(1994)1263-1269所述，該文獻的這些技術和HNC催化結構域的結晶結構在此引作參考。
MMP’s催化結構域的主要性質MMPs，如HNC，為球形，并有一條狹窄的活性位裂將較大的“上部”N端基區(qū)與較小的“下部”C端基區(qū)相分離。上部區(qū)域由中心高度旋轉的五鏈和β-折疊(β-鏈序為2，1，3，5，4和代表僅有的反平行鏈的片層鏈5)組成，并在其凸面由一個雙S形環(huán)和另外兩個橋環(huán)構成側面，而在其凹面上，由兩個長的包括活性位點螺旋的α-螺旋結構構成側面。
重要的底物和抑制劑結合區(qū)域為β-折疊的亮氨酸(160)到苯丙氨酸(164)之間的“邊緣”鏈，其中β-折疊位于活性位螺旋的“頂部”，并形成活性位裂的“北部”邊緣，結合區(qū)還包括前面的甘氨酸(155)至亮氨酸(160)的“凸起”區(qū)段，此后稱為“凸起區(qū)段”，它是S形雙環(huán)的一部分。“催化的”鋅離子位于活性位裂的底部，并通過一個或兩個抑制劑原子與His(197)-Glu(198)-X-X-His(201)X-X-Gly(204)-X-X-His(207)鋅結合共有序列的三個組氨酸殘基中Nε2咪唑原子相絡合。此外，催化結構域具有第二個“結構”鋅離子以及兩個封裝在β-折疊頂部的鈣離子。
較小較低的結構域是由兩個鏈狀連結的寬環(huán)和一個C末端三轉α-螺旋組成。第一個寬右旋環(huán)包括一個從Ala(213)延伸至Tyr(216)的緊密的1，4-轉角。該“Met-轉角”代表“metzincins”1中一個保守的拓撲成分，其給三個與催化鋅連接的組氨酸殘基提供疏水基。肽鏈進而延伸至Pro(217)的分子表面，其中主鏈是相連的，且延續(xù)到延伸的Pro(217)-Thr(224)鏈中。S1’袋正好位于催化鋅的“右”邊，并通過長的表面裂隙(與活性位裂垂直)形成，該表面裂隙通過這條形成其外墻(指“成壁區(qū)段”)的Pro(217)-Tyr(219)鏈的最初部分與大量水分隔。此袋的入口的形成是通過i)凸起區(qū)段Gly(158)-ILe(159)-Leu(160)和邊緣鏈Leu(160)-Ala(161)的最初部分形成袋的“上”側，ii)Tyr(219)側鏈(“右”側)，iii)包括Asn(218)側鏈的成壁區(qū)段(“下”側)和iv)催化鋅以及Glu(198)羧基(“左”側)。這些特征提供了一系列極性基團，它們通過氫鍵將結合的肽底物和抑制劑固定(見下)。極性入口的瓶頸開在袋中非常疏水的內部上，其邊緣主要是i)Leu(160)和Val(194)的側鏈，ii)Tyr(219)側鏈，iii)構成成壁區(qū)段Pro(217)Tyr(219)的酰胺的平面，以及iv)His(197)中的咪唑環(huán)的平面。除了3-4個位于袋入口處的溶劑分子之外，袋的內部充滿了4氫鍵交聯(lián)的“內部”水分子。袋的底部通過Arg(222)的長側鏈部分隔絕，該側鏈側面為Leu(193)和Leu(214)的側鏈，并“向后”/“向下”延向Met-轉角。末端胍基與Pro(211)0、Gly(212)0和/或Ala(213)0弱氫鍵結合。一些分散的極性基團給內附的水分子提供了固著點，其中之一以直接的氫鍵，穿過Arg(222)側鏈與成壁區(qū)段之間留下的開口，與局部大量的水分子相接觸。抑制劑的結合WO96/17838中描述了HNC催化結構域的分離和純化，帶抑制劑的HNC催化結構域的結晶和結構分析、以及本領域現(xiàn)有技術與本發(fā)明的抑制劑的結合。本發(fā)明抑制劑的合成可根據(jù)本領域已知的方法制備本發(fā)明的抑制劑。合適的丙二酸酯可用作原料。為了用更大的烷基或芳基取代R2處的酸性氫，可采用1，3-二羰基-CH酸性化合物的標準堿催化烷基化反應(或烯醇化物的烷基化反應)。通過用丙二酸衍生物，如混合酐、DCC(二環(huán)己基碳化二亞胺)或活性酯，對保護的羥胺進行?；?，再進行脫保護，可以合成異羥肟酸酯。
可特異抑制MMPs的本發(fā)明的化合物在治療類風濕性關節(jié)炎和相關疾病中是有藥學價值的，這些病癥中溶膠原活性是關鍵因素，例如角膜潰瘍、腦膜炎、骨質疏松、牙周炎、佩吉特氏病、齒齦炎、瘤侵襲、瘤轉移、營養(yǎng)不良性表皮松懈、大皰生成、全身性潰瘍、表皮潰瘍、胃潰瘍等。這些化合物在治療以下疾病中特別有用類風濕性關節(jié)炎(厚發(fā)性慢性多關節(jié)炎，PCP)，系統(tǒng)性紅斑狼瘡(SLE)、幼年型類風濕性關節(jié)炎、斯耶格倫氏綜合征(RA+干燥綜合征)、結節(jié)性多關節(jié)炎和相關的脈管炎，如韋格內氏肉芽腫瘤、巨細胞性關節(jié)炎、古德帕斯徹氏綜合征、過敏性脈管炎、多肌炎和皮膚肌炎、瘤轉移、瘤侵襲、進行性系統(tǒng)硬化、M.Behcet，Reiter綜合征(關節(jié)炎+尿道炎+結膜炎)、混合性結締組織疾病(Sharp’s綜合征)、關節(jié)強硬性脊椎炎(M.Bechterew)。
本發(fā)明的化合物可通過任何合適的途徑給藥，優(yōu)選以適合這種途徑的藥物組合物形式，并以治療所需的有效劑量攝入。本發(fā)明化合物的有效治療劑量，即能夠預防或抑制疾病進程的劑量，可以很容易由本領域任何-個普通技術人員來確定。
因此，本發(fā)明提供了一類新型藥物組合物，該組合物含有一種或多種本發(fā)明化合物，并結合一種或多種非毒性藥學可接受的載體和/或稀釋劑和/或輔藥(總的來說，此處稱之為“載體材料”)，且需要的話，含有其它的活性組分?；衔锖徒M合物，例如，可以血管內、腹膜內、皮下、肌肉或局部給藥。
為了滿足所有的給藥方式，藥物組合物可以例如片劑、膠囊、懸液或液體形式存在。藥物組合物優(yōu)選以含有特定量活性成分的劑量單位形式制備。這種劑量單位的例子為片劑或膠囊。哺乳動物每日合適的劑量根據(jù)病人的情況和其它因素，在很寬的范圍內變化。但是，合適的劑量是約0.1～300毫克/千克體重，特別是約1～30毫克/千克體重?；钚猿煞诌€可通過注射方式給藥。
本發(fā)明化合物和/或組合物治療疾病的給藥方案應根據(jù)很多因素，包括疾病類型、年齡、體重、性別和病人的病情、感染的嚴重程度、給藥方式以及所用的具體化合物來選擇，因此可以變化很大。
為達到治療目的，本發(fā)明的化合物通常和一種或多種適于指定給藥方式的輔藥結合起來。如果口服，化合物中可以混入乳糖、蔗糖、淀粉粉末、鏈烷酸的纖維素酯、纖維素烷基酯、滑石、硬脂酸、硬脂酸鎂、氧化鎂、磷酸和硫酸的鈉鹽和鈣鹽、明膠、阿拉伯膠、藻酸鈉、聚乙烯吡咯烷酮和/或聚乙烯醇，然后壓片或裝入膠囊以用于常規(guī)給藥?；衔镆部扇芙庠谒⒕垡叶?、丙二醇、乙醇、玉米油、棉子油、花生油、芝麻油、苯甲醇、氯化鈉和/或多種緩沖劑中。其它輔藥和給藥方式在藥學領域也是廣為人知的。當然在任何給定的例子中，合適的劑量取決于所治療疾病的性質和嚴重程度，給藥途徑和涉及的哺乳動物的種類，包括其大小及各自的特異體質。典型的載體、稀釋劑和輔藥包括，例如水、乳糖、明膠、淀粉、硬脂酸鎂、滑石、植物油、樹膠、聚亞烷基二醇、凡士林等。藥物組合物可以固體形式，如顆粒、粉末或栓劑，或以液體形式，如溶液、懸液或乳劑制成。藥物組合物可以經(jīng)過常規(guī)的藥學操作，如消毒和/或含有常用的藥學輔劑，如防腐劑、穩(wěn)定劑、濕潤劑、乳化劑、緩沖劑等。
為了用于治療類風濕性關節(jié)炎，本發(fā)明的化合物可以任何常規(guī)途徑給藥，優(yōu)選以適合這種途徑的藥物組合物形式，以及治療所需的有效劑量給藥。在治療關節(jié)炎中，通?？赏ㄟ^口服或通過關節(jié)內注射至受傷的關節(jié)來給藥。
已經(jīng)指出，給藥劑量以及治療方案將取決于，例如疾病的種類、其嚴重程度、所治療的病人及其對治療的反應，因此它們的變化很大。
在本發(fā)明范圍內，除了在實施例中提及的化合物以及在權利要求中提及的所有取代基組合衍生出的化合物，優(yōu)選下述基于丙二酸的衍生物1.N-聯(lián)苯-4-基-N’-羥基-2-異丁基-丙二酰胺2.N-羥基-2-異丁基-N’-(4-對-甲苯氧基-苯基)-丙二酰胺3.[4-(4-氯-苯氧基)-苯基]-N’-羥基-2-異丁基-丙二酰胺4.(2-苯甲酰氨基-4-苯氧基-苯基)-N’-羥基-2-異丁基-丙二酰胺5.N-羥基-2-異丁基-N’-(1-哌啶-1-基甲基-辛基)-丙二酰胺6.(1-丁基-辛基)-N’-羥基-2-異丁基-丙二酰胺7.[1-(2，2-二甲基-1-甲基氨基甲?；?丙基氨基甲?；?辛基]-N’-羥基-2-異丁基-丙二酰胺8.N-羥基-2-異丁基-N’-[1-(1-甲基氨基甲?；?2-苯基-乙基氨基甲酰基)辛基]-丙二酰胺9.N-羥基-2-異丁基-N’-(4-苯氧基-苯基)-丙二酰胺10.N-羥基-2-異丁基-N’-(3-苯基-丙基)-丙二酰胺11.N-羥基-2-異丁基-N’-(5-苯基-戊基)-丙二酰胺12.N-羥基-2-異丁基-N’-辛基-丙二酰胺13.N-癸基-N’-羥基-2-異丁基-丙二酰胺14.N-羥基-2-異丁基-N’-(3-甲基-1-苯乙基-丁基)-丙二酰胺15.N-羥基-2-異丁基-N’-(1-異丁基-5-苯基-戊基)-丙二酰胺16. 2-芐基-N-聯(lián)苯-4-基-N’-羥基-丙二酰胺17. 2-芐基-N-羥基-N’-(4-對甲苯氧基-苯基)-丙二酰胺18. 2-芐基-N-[4-(4-氯-苯氧基)-苯基]-N’-羥基-丙二酰胺19.(2-苯甲酰氨基-4-苯氧基-苯基)-2-芐基-N’-羥基-丙二酰胺20. 2-芐基-N-羥基-N’-(1-哌啶-1-基甲基-辛基)-丙二酰胺21. 2-芐基-N-(1-丁基-辛基)-N’-羥基-丙二酰胺
22. 2-芐基-N-[1-(2，2-二甲基-1-甲基氨基甲?；?丙基氨基甲?；?辛基]-N’-羥基-丙二酰胺23. 2-芐基-N-羥基-N’-[1-(1-甲基氨基甲?；?2-苯基-乙基氨基甲?；?辛基]-丙二酰胺24. 2-芐基-N-羥基-N’-(4-苯氧基-苯基)-丙二酰胺25. 2-芐基-N-羥基-N’-(3-苯基-丙基)-丙二酰胺26. 2-芐基-N-羥基-N’-(5-苯基-戊基)-丙二酰胺27. 2-芐基-N-羥基-N’-辛基-丙二酰胺28. 2-芐基-N-癸基-N’-羥基-丙二酰胺29. 2-芐基-N-羥基-N’-(3-甲基-1-苯乙基-丁基)-丙二酰胺30. 2-芐基-N-羥基-N’-(1-異丁基-5-苯基-戊基)-丙二酰胺31.N-聯(lián)苯-4-基-N’-羥基-2-苯乙基-丙二酰胺32.N-羥基-2-苯乙基-N’-(4-對甲苯氧基-苯基)-丙二酰胺33.[4-(4-氯-苯氧基)-苯基]-N’-羥基-2-苯乙基-丙二酰胺34.(2-苯甲酰氨基-4-苯氧基-苯基)-N’-羥基-2-苯乙基-丙二酰胺35.N-羥基-2-苯乙基-N’-(1-哌啶-1-基甲基-辛基)-丙二酰胺36.(1-丁基-辛基)-N’-羥基-2-苯乙基-丙二酰胺37.[1-(2，2-二甲基-1-甲基氨基甲?；?丙基氨基甲酰基)辛基]-N’-羥基-2-苯乙基-丙二酰胺38.N-羥基-N’-[1-(1-甲基氨基甲?；?2-苯基-乙基氨基甲?；?辛基]-2-苯乙基-丙二酰胺39.N-羥基-2-苯乙基-N’-(4-苯氧基-苯基)-丙二酰胺40.N-羥基-2-苯乙基-N’-(3-苯基-丙基)-丙二酰胺41.N-羥基-2-苯乙基-N’-(5-苯基-戊基)-丙二酰胺42.N-羥基-N’-辛基-2-苯乙基-丙二酰胺43.N-癸基-N’-羥基-2-苯乙基-丙二酰胺44.N-羥基-N’-(3-甲基-1-苯乙基-丁基)-2-苯乙基-丙二酰胺45.N-羥基-N’-(1-異丁基-5-苯基-戊基)-2-苯乙基-丙二酰胺46.N-聯(lián)苯-4-基-N’-羥基-2-苯基-丙二酰胺47.N-羥基-2-苯基-N’-(4-對甲苯氧基-苯基)-丙二酰胺48.[4-(4-氯-苯氧基)-苯基]-N’-羥基-2-苯基-丙二酰胺
49.(2-苯甲酰氨基-4-苯氧基-苯基)-N’-羥基-2-苯基-丙二酰胺50.N-羥基-2-苯基-N’-(1-哌啶-1基甲基-辛基)-丙二酰胺51.(1-丁基-辛基)-N’-羥基-2-苯基-丙二酰胺52.[1-(2，2-二甲基-1-甲基氨基甲?；?丙基氨基甲?；?-辛基]-N’-羥基-2-苯基-丙二酰胺53.N-羥基-N’-[1-(1-甲基氨基甲酰基-2-苯基-乙基氨基甲?；?辛基]-2-苯基-丙二酰胺54.N-羥基-N’-(4-苯氧基-苯基)-2-苯基-丙二酰胺55.N-羥基-2-苯基-N’-(3-苯基-丙基)-丙二酰胺56.N-羥基-2-苯基-N’-(5-苯基-戊基)-丙二酰胺57.N-羥基-N’-辛基-2-苯基-丙二酰胺58.N-癸基-N’-羥基-2-苯基-丙二酰胺59.N-羥基-N’-(3-甲基-1-苯乙基-丁基)-2-苯基-丙二酰胺60.N-羥基-N’-(1-異丁基-5-苯基-戊基)-2-苯基-丙二酰胺61. 2-芐基-N-羥基-N’-(4-苯氧基-4-吡啶基)-丙二酰胺62.N-羥基-2-異丁基-N’-(4-苯氧基-4-吡啶基)-丙二酰胺下述實施例和出版物用以理解本發(fā)明，本發(fā)明范圍在權利要求書中闡明?？烧J為能在步驟中進行修改而不偏離本發(fā)明的精神。
實施例合成抑制劑縮寫OSu N-羥基丁二酰亞胺酯ONp 對硝基苯酯Mal(iBu)2-異丁基-丙二酸Bn 芐基Z 芐基羧基Boc 叔丁基羧基homophe 高苯基(homophenyl)丙氨酸實施例1(±)HONH-Mal(iBu)-NH-(CH2)3-C6H5a).(±)BnONH-Mal(iBu)-OH在攪拌下，向鄰芐基羥胺鹽酸鹽(4.79克，30毫摩爾)的50毫升THF懸浮液中加入甲醇鈉(1.62克，30毫摩爾)，10分鐘后蒸發(fā)溶劑。殘余物再懸浮在50毫升THF中，并在0℃和(±)-EtO-Mal(iBu)-OK(6.78克，30毫摩爾)及EDCl.HCl(6.34克，33毫摩爾)反應。使反應混合物恢復至室溫，12小時后，用帶有5％KHSO4、5％NaHCO3和水的粗產(chǎn)物的AcOEt標準洗滌液處理。用MgSO4干燥有機層、蒸發(fā)，油狀殘余物用硅膠(0.040-0.063毫米)柱色譜純化，洗脫劑為AcOEt/∶正己烷(1∶2)；(±)BnONH-Mal(iBu)-OEt的產(chǎn)率7.45克(84.6％)的無色油；TLC(AcOEt)/正己烷，1∶2；Rf0.3)；1H-NMR(d6-DMSO)和結構一致。
在10毫升THF和10毫升甲醇中的(±)BnONH-Mal(iBu)-OEt(3.53克，12毫摩爾)用在2毫升水中的NaOH(1.44克，36毫摩爾)在50℃皂化1小時。反應混合物用50毫升甲醇稀釋，并在冰冷卻下用10克大孔樹脂15(H+-型，4.6毫摩爾/克)除去鹽分。濾掉樹脂，用甲醇洗滌，合并的濾液蒸干，產(chǎn)率3.2克(100％)針狀物。TLC(CH3CN/H2O；4∶1)Rf0.6；FAB-MSm/z＝266.1[/M+1]+；C14H19NO4計算值為MT＝265.1；1H-NMR(d6-DMSO)；d＝11.26(s，1H，NHOBn)，7.34-7.39(m，5H，C6H5)，4.78(s，2H，CH2(Bn))，3.03(dd，1H，H-C2(Mal))，1.37-1.65(m，3H，H-C3(Mal)+H-C4(Mal))，0.85(2*d，6H，2*CH3)。b.(±)HONH-Mal(iBu)-NH-(CH2)3-C6H5按苯乙基衍生物所述將BnONH-Mal(iBu)-OH轉變?yōu)?3-苯基)丙酰胺，然后在標準條件下氫化以產(chǎn)生標題化合物，2步后，產(chǎn)率75％，熔點148℃，1H-NMR(d6-DMSO，400MHz)10.46(s，1H，NHOH)，8.86(s，1H，NHOH)，7.69(dd，1H，NH-CH2-CH2-Bn))，7.15-7.30(m，5H，C6H5)，3.09(dd，2H，NH-CH2-CH2-CH2-ph)，3.01(t，1H，H-C2(Mal))，2.55(dd，2H，NH-CH2-CH2-CH2-ph)，1.69(q，2H，NH-CH2-CH2-CH2-ph，1.58(m，2H，H-C3(Mal))，1.43(n，1H，H-C4(Mal))，0.86+0.84(2*d，6H，H-C5(Mal))。實施例2(±)HONH-Mal(iBu)-NH-(CH2)7-CH3按(3-苯基)丙基衍生物所述制備正辛酰胺化合物，產(chǎn)率68.5％，熔點151℃；1H-NMR(d6-DMSO，400MHz)10.42(s，1H，NHOH)，8.86(s，1H，NHOH)，7.55(dd，1H，NH-C8H17)，3.03(m，2H，NH-CH2-C7H15)，2.95(t，1H，H-C2(Mal))，1.20-1.70(m，15H，2*H-C3(Mal)，H-C4(Mal)，NH-CH2-C6H12-Me)，0.86+0.84(m，9H，NH-CH2-C6H12-Me+H-C5(Mal))。實施例3(±)HONH-Mal(CH2CH2-C6H5)-NH-(CH2)3-C6H5a.(±)-EtO-Mal(CH2CH2-C6H5)-OEt按標準步驟通過丙二酸二乙酯和2-苯基-乙基溴化物的烷基化作用得到標題化合物。通過蒸餾收集產(chǎn)物(沸點122℃，0.1mm)；產(chǎn)率32.02克(61％)，無色油；TLC(AcOEt/正己烷，1∶1)Rf0.7。b.(±)BnONH-Mal(CH2CH2-C6H5)-OEt在室溫，EtOH中，將(±)-EtO-Mal(CH2CH2-C6H5)-OEt用1當量的KOH皂化。蒸干溶劑，殘余物(2.74克，10.0毫摩爾)和芐基羥胺鹽酸鹽(1.60克，10.0毫摩爾)、HOBT(1.5克，10毫摩爾)、EDCI(1.92克，10毫摩爾)和NMM(1.01克，10毫摩爾)在THF(10毫升)中反應。12小時后，反應混合物用AcOEt稀釋，并用5％KHSO4、5％NaHCO3和水洗滌。有機相用MgSO4干燥，產(chǎn)物從AcOEt/正己烷中結晶兩次，產(chǎn)率1.87克(55％)；TLC(AcOEt/正己烷，1∶1)Rf0.4；1H-NMR(d6-DMSO)與指定的結構一致。c.(±)HONH-Mal(CH2CH2-C6H5)-NH-(CH2)3-C6H5(±)BnONH-Mal(CH2CH2-C6H5)-OH與(3-苯基)丙胺偶合，并如對芐酰胺衍生物所述進行處理。然后按標準方式進行氫化，2步后以70％的產(chǎn)率分離標題化合物，熔點134℃；1H-NMR(d6-DMSO，400MHz)10.46(s，1H，NHOH)，8.91(s，1H，NHOH)，7.72(dd，1H，NH-CH2-CH2-Bn))，7.10-7.30(m，10H，2*C6H5)，3.09(dd，2H，NH-CH2-CH2-CH2-Ph)，2.95(t，1H，H-C2(Mal))，2.58(t，2H，H-C4(Mal))，2.55(t，2H，H-C4(Mal))，2.49(dd，2H，NH-CH2-CH2-CH2-Ph)，1.99(q，2H，H-C3(Mal))，1.71(q，2H，NH-CH2-CH2-CH2-Ph)。實施例4(±)HONH-Mal(Bn)-NH-(CH2)3-C6H5a.(±)BnONH-Mal(Bn)-OEt如苯乙基衍生物所述方式制備(±)HONH-Mal(Bn)-OEt，并通過蒸餾分離。在室溫下，EtOH中，用KOH皂化丙二酸二乙酯衍生物，得到的KO-Mal(Bn)-OEt(3.90克，15.0毫摩爾)與芐基羥胺鹽酸鹽(2.40克，15.0毫摩爾)、HOBT(1.5克，10毫摩爾)、EDCI(3.10克，16毫摩爾)和NMM(1.51克，15毫摩爾)在THF中反應。反應混合物用如對苯乙基化合物所述的方法進行處理，產(chǎn)率4.3克(88％)；TLC(AcOEt/正己烷，1∶1)Rf0.4；1H-NMR(d6-DMSO)與結構一致。b.(±)BnONH-Mal(Bn)-OH(±)BnONH-Mal(Bn)-OEt用如對苯乙基類似物的方法用KOH進行皂化，產(chǎn)率95％；TLC(CH3CN/H2O，4∶1)Rf0.55。c.(±)HONH-Mal(Bn)-NH-(CH2)3-C6H5按(3-苯基)丙酰胺所述將(±)BnONH-Mal(Bn)-OH轉化為苯乙基類似物，然后以標準方式氫化以60％的產(chǎn)率經(jīng)2步制備標題化合物。熔點143℃；1H-NMR(d6-DMSO，400MHz)10.41(s，1H，NHOH)，8.87(s，1H，NHOH)，7.73(dd，1H，NH-CH2-CH2-Bn))，7.10-7.30(m，10H，2*C6H5)，3.05(t，1H，H-C2(Mal))，3.04(m，4H，NH-CH2-CH2-CH2-Ph，H-C3(Mal))，2.50(dd，2H，NH-CH2-CH2-CH2-Ph)，1.71(q，2H，NH-CH2-CH2-CH2-Ph)。實施例5抑制效果的測定(酶測定)為了測定MMPs，例如HNC的抑制，催化結構域(分離和純化參見實施例1)用具有不同濃度的抑制劑孵化。然后，以類似于F.Grams等(1993)3的方式測定標準底物的轉化中最初的反應速度。合成的MMP底物是在C-末端與DNP(二硝基苯酚)偶合的七肽。所述的DNP殘基通過該七肽的相鄰色氨酸的位阻熒光猝滅。包括DNP基團的三肽斷裂后，色氨酸的熒光增強了。因此底物的蛋白水解斷裂可通過熒光值測定。
測定用緩沖液50mM Tris/HCl pH7.6(Tris＝三羥甲基氨基甲烷)100mM NaCl 10mM CaCl25％MeOH(如果需要的話)酶8nM人嗜中性膠原酶的催化結構域(Met80-Gly242)底物10uM DNP-Pro-Leu-Gly-Leu-Trp-Ala-D-Arg-NH2總的測試體積1毫升制備酶和抑制劑的試驗緩沖溶液(25℃)。將底物直接放入溶液中開始反應，用280鈉米和350鈉米波長的激發(fā)和發(fā)射熒光光譜分別進行熒光底物的斷裂。IC50值以抑制劑的濃度計算，該濃度是與沒有抑制劑相比，將反應速率降低一半所需的濃度。
表I不同抑制劑對HNC的IC50值物質 實施例號 IC50<
Mal(iBu)＝2-異丁基丙二酸；homophe＝高苯基丙氨酸；NHhBn(p-Me)＝2-(4-甲基)苯基乙胺；hBn＝高芐基；Bn＝芐基；Ph＝苯基)。
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權利要求
1.通式I代表的化合物，或其藥學上可接受的鹽或藥物前體
其中R1代表可任選被取代一到四次的鏈，且該鏈由7～11個包括至少7個碳原子的骨架原子組成，其條件為鏈中無肽基，并且鏈中至少開始的三個骨架原子是碳原子，R2為2-10個骨架原子的殘基，其與HNC的氨基酸161相互作用，所述的殘基為飽和或不飽和的、直鏈或支鏈的、且含有任選的純環(huán)或雜環(huán)結構。
2.通式I代表的化合物，或其藥學上可接受的鹽或藥物前體，
其中R1與S1’袋結構結合，且以H2N-R1計算的LogP值介于1-4，其條件為鏈中無肽基，并且鏈中至少開始的三個骨架原子是碳原子，R2為2-10個骨架原子的殘基，其與HNC的氨基酸161相互作用，所述的殘基為飽和或不飽和的，直鏈或支鏈的，且含有任選的純環(huán)或雜環(huán)結構。
3.權利要求1或2的通式I化合物，其中R1中的鏈優(yōu)選不含酯基。
4.權利要求1的通式I化合物，其中鏈的取代數(shù)目為2或更少，且在前3個骨架原子中僅有一個任選的取代基。
5.權利要求1-4之一的通式I化合物，其中R1為與HNC的S1’袋結合的殘基，且為下列殘基之一
其中，R3和R4分別為H、C1-C10-烷基、芳基、芳烷基、C1-C10-雜烷基、雜芳基、雜芳烷基、雜芳基雜烷基、芳基雜烷基，在苯基取代時，R3和R4彼此獨立地為NR7R8，R7和R8彼此獨立地為氫或低級烷基，在烷基取代時，R3和R4彼此獨立地為SO2R9或COR10，R9為氫或低級烷基，R10為氫、低級烷基或氨基酸的Cα-殘基之一，R5和R6分別為H、OH、鹵素、低級烷基、低級鏈烯基或低級雜烷基，優(yōu)選至少之一為氫，Y為O、S、NH、(CH2)n，n為1、2或3，Z為N或CH。
6.權利要求5所述的通式I化合物，其中R3和R4至少之一為氫，R5和R6至少之一為氫。
7.權利要求1-6之一所述的通式I化合物，其中R1中的原子與氮和鏈中最后一個非氫原子所形成的軸的最大距離為3埃。
8.權利要求1-7之一所述的通式I化合物，其中如果以H2N-R1計算，R1的logP值介于2-3.2。
9.含至少一種權利要求1-8之一所述的通式I化合物和藥學輔劑及載體的治療組合物。
10.權利要求1-8所述通式I化合物用于制備治療劑的用途，其中該治療劑是用于治療MMP活性是關鍵因素的疾病。
全文摘要
本發(fā)明涉及通式(Ⅰ)代表的化合物,其中在權利要求中給出取代基的含義,其制備方法及其作為MMP抑制劑的用途。
文檔編號A61P43/00GK1278245SQ98810783
公開日2000年12月27日 申請日期1998年8月27日 優(yōu)先權日1997年9月1日
發(fā)明者F·格拉姆斯, L·莫洛德爾, E·格拉夫馮勒德恩 申請人:羅赫診斷器材股份有限公司