说明书有机化合物
本申请为2008年12月6日提交的、发明名称为“有机化合物”的PCT申请PCT/US2008/013411的分案申请，所述PCT申请进入中国国家阶段的日期为2010年8月5日，申请号为200880126236.2。
本申请要求2007年12月6日提交的U.S.临时申请61/012,040的优先权，将其内容在此引入作为参考。
技术领域
本发明涉及1-或2-取代的(6aR*,9aS*)-3-(苯基氨基)-5-6a,7,8,9,9a-六氢-5-甲基-环戊二烯并[4,5]咪唑并[1,2-a]吡唑并[4,3-e]嘧啶-4(1H或2H)-酮化合物，优选下述的式I的1-或2-取代的(6aR,9aS)(苯基氨基)-5-6a,7,8,9,9a-六氢-5-甲基-环戊二烯并[4,5]咪唑并[1,2-a]吡唑并[4,3-e]嘧啶-4(1H或2H)-酮化合物，还涉及它们的制备方法、它们作为药物的用途和包含它们的药物组合物。特别令人感兴趣的是可用作磷酸二酯酶1(PDE1)抑制剂例如用于治疗与多巴胺D1受体细胞内通路的障碍相关的疾病例如帕金森病、抑郁、发作性睡病、认知功能损害(例如精神分裂症中的)或可以通过增强孕酮信号发送(signaling)通路而被改善的障碍例如雌性性功能障碍的新化合物。
背景技术
已经鉴定了十一族的磷酸二酯酶(PDE)，但已表明只有I族的PDE，即Ca2+-钙调蛋白-依赖性磷酸二酯酶(CaM-PDE)，同时介导钙和环核苷酸(例如cAMP和cGMP)信号发送通路。三种已知的CaM-PDE基因(PDE1A、 PDE1B和PDE1C)都在中枢神经系统组织中表达。PDE1A在整个脑中都有表达，在海马和小脑的CA1-CA3层中以较高水平表达，在纹状体中低水平表达。PDE1A还在肺和心脏中表达。PDE1B主要在纹状体、齿状回、嗅束和小脑中表达，并且它的表达与具有高水平多巴胺能神经分布的脑区域相关。尽管PDE1B主要在中枢神经系统中表达，但是可以在心脏中检测到它。PDE1C主要在嗅上皮、小脑颗粒细胞和纹状体中表达。PDE1C还在心脏和血管平滑肌中表达。
环核苷酸磷酸二酯酶通过将环核苷酸水解为它们各自的无活性的5’-单磷酸(5’AMP和5’GMP)而降低细胞内cAMP和cGMP信号发送。CaM-PDE在介导脑细胞中(特别是称为基底核和纹状体的脑区域内)的信号转导中具有重要作用。例如，NMDA-型谷氨酸受体活化和/或多巴胺D2受体活化导致细胞内钙浓度增加，致使效应器例如钙调节蛋白依赖性激酶II(CaMKII)和钙依赖磷酸酶活化并使CaM-PDE活化，从而导致cAMP和cGMP减少。另一方面，多巴胺D1受体活化导致核苷酸环化酶的活化，从而造成cAMP和cGMP增加。这些环核苷酸接着使磷酸化下游信号转导通路元件例如DARPP-32(多巴胺和cAMP-调节的磷蛋白)和cAMP应答元件结合蛋白(CREB)的蛋白激酶A(PKA；cAMP-依赖性蛋白激酶)和/或蛋白激酶G(PKG；cGMP-依赖性蛋白激酶)活化。磷酸化的DARPP-32接着抑制蛋白磷酸酶-1(PP-1)的活性，从而增加底物蛋白例如孕酮受体(PR)的磷酸化状态，进而诱导生理反应。在啮齿类动物中的研究表明通过多巴胺D1和孕酮受体的活化来诱导的cAMP和cGMP合成增强与各种生理反应相关的孕酮信号发送，所述生理反应包括与一些啮齿类动物的交配感受性相关的脊柱前凸反应。参见，Mani等人,Science(2000)287:1053，将其内容引入文中作为参考。
因此，CaM-PDE能够影响基底核(纹状体)中多巴胺调节的和其它细胞内信号发送通路，包括但不限于一氧化氮、去甲肾上腺素能、神经降压肽、CCK、VIP、血清素、谷氨酸(例如NMDA受体、AMPA受体)、GABA、乙酰胆碱、腺苷(例如A2A受体)、大麻素受体、利尿钠肽(例如ANP、BNP、 CNP)、DARPP-32和内啡肽细胞内信号发送通路。
磷酸二酯酶(PDE)活性，特别是磷酸二酯酶1(PDE1)活性，在脑组织中作为运动行为及学习和记忆的调节器。PDE1是调节细胞内信号发送通路的治疗靶点(优选在神经系统中)，所述信号发送通路包括但不限于多巴胺D1受体、多巴胺D2受体、一氧化氮、去甲肾上腺素能、神经降压肽、CCK、VIP、血清素、谷氨酸(例如NMDA受体、AMPA受体)、GABA、乙酰胆碱、腺苷(例如A2A受体)、大麻素受体、利尿钠肽(例如ANP、BNP、CNP)、内啡肽细胞内信号发送通路和孕酮信号发送通路。例如，PDE1B的抑制通过保护cGMP和cAMP免于降解而起到增强多巴胺D1激动剂效力的作用，并通过抑制PDE1活性类似地抑制多巴胺D2受体信号发送通路。细胞内钙水平的长期升高与许多障碍特别是神经变性疾病例如阿尔茨海默病、帕金森病和亨廷顿病以及导致中风和心肌梗塞的循环系统障碍中的细胞死亡有关。因此，PDE1抑制剂可能用于以多巴胺D1受体信号发送活动降低为特征的疾病，例如帕金森病、不宁腿(restless leg)综合征、抑郁、发作性睡病和认知损害。PDE1抑制剂还可用于通过增强孕酮信号发送而被减轻的疾病例如雌性性功能障碍。
因此，需要选择性抑制PDE1活性、尤其是PDE1B活性的化合物。
发明概述
本发明提供游离、盐或前药形式的式Q的1-或2-取代的(6aR*,9aS*)-3-(苯基氨基)-5-6a,7,8,9,9a-六氢-5-甲基-环戊二烯并[4,5]咪唑并[1,2-a]吡唑并[4,3-e]嘧啶-4(1H或2H)-酮化合物，优选1-或2-取代的(6aR,9aS)-3-(苯基氨基)-5-6a,7,8,9,9a-六氢-5-甲基-环戊二烯并[4,5]咪唑并[1,2-a]吡唑并[4,3-e]嘧啶-4(1H或2H)-酮
其中
(i)X是C1-6亚烷基(例如亚甲基、亚乙基或亚丙-2-炔-1-基)；
(ii)Y是单键、亚炔基(例如–C≡C–)、亚芳基(例如亚苯基)或亚杂芳基(例如亚吡啶基)；
(iii)Z是H、芳基(例如苯基)、杂芳基(例如吡啶基，例如吡啶-2-基)、卤素(例如F、Br、Cl)、卤代C1-6烷基(例如三氟甲基)、-C(O)-R1、-N(R2)(R3)或任选含有至少一个选自N或O的原子的C3-7环烷基(例如环戊基、环己基、四氢-2H-吡喃-4-基或吗啉基)；
(iv)R1是C1-6烷基、卤代C1-6烷基、-OH或–OC1-6烷基(例如-OCH3)；
(v)R2和R3独立地是H或C1-6烷基；
(vi)R4和R5独立地是H；C1-6烷基；或芳基(例如苯基)，其任选被一个或多个下述基团取代：卤素(例如氟苯基，例如4-氟苯基)、羟基(例如羟基苯基，例如4-羟基苯基或2-羟基苯基)或C1-6烷氧基；
(vii)其中X、Y和Z独立地且任选地被一个或多个卤素(例如F、Cl或Br)、C1-6烷基(例如甲基)、卤代C1-6烷基(例如三氟甲基)取代，例如Z是杂芳基，例如吡啶基，其被一个或多个下列基团取代：卤素(例如6-氟吡啶-2-基、5-氟吡啶-2-基、6-氟吡 啶-2-基、3-氟吡啶-2-基、4-氟吡啶-2-基、4,6-二氯吡啶-2-基)、卤代C1-6烷基(例如5-三氟甲基吡啶-2-基)或C1-6烷基(例如5-甲基吡啶-2-基)，或Z是芳基，例如苯基，其被一个或多个卤素取代(例如4-氟苯基)。
在另一实施方案中，本发明提供式Q化合物，前提是当X是未取代的亚甲基，Y是亚苯基或亚杂芳基，且Z是芳基、杂芳基、卤代烷基或环烷基时，则Z被至少一个卤素(例如氟、氯、溴)或烷基(例如甲基、乙基)基团取代。
本发明还提供游离、盐或前药形式的如下所示的上述式Q化合物：
1.1式Q，其中X是C1-6亚烷基(例如亚甲基、亚乙基或亚丙-2-炔-1-基)，其任选被一个或多个卤素(例如F、Cl或Br)、C1-6烷基(例如甲基)、卤代C1-6烷基(例如三氟甲基)取代；
1.2式Q或1.1，其中X是亚甲基或亚乙基，其任选被一个或多个卤素(例如F、Cl或Br)、C1-6烷基(例如甲基)、卤代C1-6烷基(例如三氟甲基)取代；
1.3式Q、1.1或1.2，其中X是亚甲基，其任选被一个或多个卤素(例如F、Cl或Br)、C1-6烷基(例如甲基)、卤代C1-6烷基(例如三氟甲基)取代；
1.4式Q、1.1、1.2或1.3，其中X是被溴取代的亚甲基；
1.5式Q、1.1、1.2、1.3或1.4，其中X是亚乙基；
1.6式Q或1.1-1.5中任何一式，其中X是亚丙-2-炔-1-基；
1.7式Q或1.1-1.6中任何一式，其中Y是单键、亚芳基(例如亚苯基)或亚杂芳基(例如亚吡啶基)，其任选被一个或多个卤素(例如F、Cl或Br)、C1-6烷基(例如甲基)、卤代C1-6烷基(例如三氟甲基)取代；
1.8式Q或1.1-1.7中任何一式，其中Y是亚芳基(例如亚苯基)，其任选被一个或多个卤素(例如F、Cl或Br)、C1-6烷基(例如甲基)、卤代C1-6烷基(例如三氟甲基)取代；
1.9式Q或1.1-1.8中任何一式，其中Y是在亚苯基环的3或5-位任选被氟取代的亚苯基；
1.10式Q或1.1-1.9中任何一式，其中Y是亚苯基；
1.11式Q或1.1-1.7中任何一式，其中Y是亚杂芳基(例如亚吡啶基)，其任选被一个或多个卤素(例如F、Cl或Br)、C1-6烷基(例如甲基)、卤代C1-6烷基(例如三氟甲基)取代；
1.12式Q或1.1-1.7中任何一式，其中Y是单键；
1.13式Q或1.1-1.7中任何一式，其中Y是杂芳基(例如吡啶-2-基)；
1.14式Q或1.1-1.13中任何一式，其中Z是H、芳基(例如苯基)、杂芳基(例如吡啶基，例如吡啶-2-基)、卤素(例如F、Br、Cl)、卤代C1-6烷基(例如三氟甲基)、-C(O)-R1、-N(R2)(R3)或任选含有至少一个选自N或O的原子的C3-7环烷基(例如环戊基、环己基、四氢-2H-吡喃-4-基或吗啉基)，其中所述芳基和杂芳基任选被一个或多个卤素(例如F、Cl或Br)、C1-6烷基(例如甲基)、卤代C1-6烷基(例如三氟甲基)取代；
1.15式Q或1.1-1.14中任何一式，其中Z是任选含有至少一个选自N或O的原子的C3-7环烷基(例如环戊基、环己基、四氢-2H-吡喃-4-基、吗啉基)；
1.16式Q或1.1-1.15中任何一式，其中Z是环戊基；
1.17式Q或1.1-1.15中任何一式，其中Z是四氢-2H-吡喃-4-基；
1.18式Q或1.1-1.14中任何一式，其中Z是杂芳基(例如吡啶基，例如吡啶-2-基)，其任选被一个或多个卤素(例如F、Cl或Br)、C1-6烷基(例如甲基)、卤代C1-6烷基(例如三氟甲基)取代；
1.19式Q或1.1-1.14或1.18中任何一式，其中Z是吡啶基；
1.20式Q或1.1-1.14或1.18中任何一式，其中Z是吡啶-2-基；
1.21式Q或1.1-1.14或1.18中任何一式，其中Z是3-氟吡啶-2-基；
1.22式Q或1.1-1.14或1.18中任何一式，其中Z是4-氟吡啶-2-基；
1.23式Q或1.1-1.14或1.18中任何一式，其中Z是5-氟吡啶-2-基；
1.24式Q或1.1-1.14或1.18中任何一式，其中Z是6-氟吡啶-2-基；
1.25式Q或1.1-1.14或1.18中任何一式，其中Z是任选被一个或多个卤代C1-6烷基取代的杂芳基例如吡啶基(例如5-三氟甲基吡啶-2-基；
1.26式Q或1.1-1.14或1.18中任何一式，其中Z是5-三氟甲基吡啶-2-基；
1.27式Q或1.1-1.14或1.18中任何一式，其中Z是任选被一个或多个C1-6烷基取代的杂芳基例如吡啶基(例如5-甲基吡啶-2-基)；
1.28式Q或1.1-1.14或1.18中任何一式，其中Z是5-甲基吡啶-2-基；
1.29式Q或1.1-1.14中任何一式，其中Z是卤代C1-6烷基(例如三氟甲基)；
1.30式Q或1.1-1.14或1.29中任何一式，其中Z是三氟甲基；
1.31式Q或1.1-1.14中任何一式，其中Z是芳基，例如苯基，其任选被一个或多个下列基团取代：卤素(例如4-氟苯基)、卤代C1-6烷基或C1-6烷基；
1.32式Q或1.1-1.14中任何一式，其中Z是芳基(例如苯基)，其任选被一个或多个下列基团取代：卤素(例如4-氟苯基)、卤代C1-6烷基或C1-6烷基；
1.33式Q或1.1-1.14或1.36中任何一式，其中Z是苯基；
1.34式Q或1.1-1.14或1.31中任何一式，其中Z是4-氟苯基；
1.35式Q或1.1-1.14中任何一式，其中Z是-C(O)-R1且R1是C1-6烷基(例如甲基)、卤代C1-6烷基(例如三氟甲基)、-OH或–OC1-6烷基(例如-OCH3)；
1.36式Q或1.1-1.14或1.29中任何一式，其中Z是-C(O)-R1且R1是甲基；
1.37式Q或1.1-1.14或1.29中任何一式，其中Z是-C(O)-R1且R1是三氟甲基；
1.38式Q或1.1-1.14或1.29中任何一式，其中Z是-C(O)-R1且R1是 –OH；
1.39式Q或1.1-1.14或1.29中任何一式，其中Z是-C(O)-R1且R1是–OC1-6烷基(例如-OCH3)；
1.40式Q或1.1-1.14或1.29中任何一式，其中Z是-C(O)-R1且R1是–OCH3；
1.41式Q或1.1-1.14中任何一式，其中Z是-N(R2)(R3)；
1.42式Q或1.1-1.14或1.32中任何一式，其中Z是-N(R2)(R3)，其中R2和R3是甲基；
1.43式Q或1.1-1.42中任何一式，其中R4和R5独立地是H；C1-6烷基；或芳基(例如苯基)，其任选被一个或多个下列基团取代：卤素(例如氟苯基，例如4-氟苯基)、羟基(例如羟基苯基，例如4-羟基苯基或2-羟基苯基)或C1-6烷氧基；
1.44式Q或1.1-1.42中任何一式，其中R4或R5是H；
1.45式Q或1.1-1.42中任何一式，其中R4或R5是芳基(例如苯基)，其任选被一个或多个下列基团取代：卤素(例如氟苯基，例如4-氟苯基)、羟基(例如羟基苯基，例如4-羟基苯基或2-羟基苯基)或C1-6烷氧基；
1.46式Q或1.1-1.42中任何一式，其中R4或R5是芳基(例如苯基)，其任选被一个或多个下列基团取代：卤素(例如氟苯基，例如4-氟苯基)、羟基(例如羟基苯基，例如4-羟基苯基或2-羟基苯基)或C1-6烷氧基；
1.47式Q或1.1-1.42中任何一式，其中R4或R5是苯基；
1.48式Q或1.1-1.42中任何一式，其中R4或R5是被氟取代的苯基(例如4-氟苯基)；
1.49式Q或1.1-1.42中任何一式，其中R4或R5是苯基，其被下列基团取代：羟基(例如4-羟基苯基)或C1-6烷氧基；
1.50前述式中任何一式，其中–X-Y-Z选自4-(5-氟吡啶-2-基)苄基、4-(6-氟吡啶-2-基)苄基、4-(3-氟吡啶-2-基)苄基、4-(6-三氟甲基吡 啶-2-基)苄基、4-(4-氟吡啶-2-基)苄基、4-(5-甲基吡啶-2-基)苄基、4-(4-氟苯基)苄基、联苯-4-基甲基、4-三氟甲基苯基、4-(4,6-二氯吡啶-2-基)苄基、4-(吡啶-2-基)苄基和4-(羧基)苄基、4-(甲基羧基)苄基；
1.51前述式中任何一式，其中R4是H且R5是苯基；
1.52式Q或1.1-1.51中任何一式，其中R4是H且R5是4-氟苯基或4-羟基苯基；
1.53前述式中任何一式，其中所述化合物选自：
1.54前述式中任何一式，其中所述化合物选自：
1.55前述式中任何一式，其中所述化合物选自：
1.56前述任何一式，其中所述化合物抑制磷酸二酯酶-介导的(例如PDE1-介导的、尤其PDE1B-介导的)cGMP的水解，例如在如实施例15中所述的固定金属亲和粒子试剂PDE测定中其具有小于1μM、优选小于200nM、更优选小于100nM、更优选小于50nM、甚至更优选小于25nM的IC50。
在另一实施方案中，本发明提供式1.1-1.56中任何一式的化合物，前提是当X是未取代的亚甲基，Y是亚苯基或亚杂芳基，且Z是芳基、杂芳基、卤代烷基或环烷基时，则Z被至少一个卤素(例如氟、氯、溴)或烷基(例如甲基、乙基)基团取代。
本发明还提供游离、盐或前药形式的式I化合物，包括其对映异构体、非对映异构体和外消旋物，
其中
(i)X是C1-4亚烷基(例如亚甲基、亚乙基或亚丙-2-炔-1-基)；
(ii)Y是单键、亚炔基(例如–C≡C–)、亚芳基(例如亚苯基)或亚杂芳基(例如亚吡啶基)；
(iii)Z是H、芳基(例如苯基)、杂芳基(例如吡啶-2-基)、卤素(例如F、Br、Cl)、卤代C1-4烷基(例如三氟甲基)、-C(O)-R1、-N(R2)(R3)或任选含有至少一个选自N或O的原子的C3-7环烷基(例如环戊基、环己基、四氢-2H-吡喃-4-基或吗啉基)；
(iv)R1是C1-4烷基、卤代C1-4烷基；
(v)R2和R3独立地是H或C1-4烷基，
(vi)其中X、Y和Z独立地且任选地被卤素(例如F、Cl或Br)取代，例如Z是被氟取代的吡啶-2-基(例如6-氟-吡啶-2-基)，
前提是当X是未取代的亚甲基，Y是亚苯基或亚杂芳基，且Z是芳基、杂芳基、卤代烷基或环烷基时，则Z被至少一个卤素(例如氟、氯、溴)或烷基(例如甲基、乙基)基团取代。
优选地，(6aR,9aS)-3-(苯基氨基)-5-6a,7,8,9,9a-六氢-5-甲基-环戊二烯并[4,5]咪唑并[1,2-a]吡唑并[4,3-e]嘧啶-4(2H)-酮类化合物是2-取代的，例如-X-Y-Z在式I的“吡唑并(pyrazolo)”环的2-位上取代，例如：
更优选地，当Y是亚苯基时，Z在苯基环的对位取代。
本发明还提供游离、盐或前药形式的如下的式I化合物，包括其对映异构体、非对映异构体和外消旋物：
1.57式I，其中X是C1-4亚烷基(例如亚甲基、亚乙基或亚丙-2-炔-1-基)，其任选被卤素取代；
1.58式I或1.57，其中X是亚甲基或亚乙基，其任选被卤素取代；
1.59式I、1.57或1.58，其中X是任选被卤素取代的亚甲基；
1.60式I、1.57、1.58或1.59，其中X是被溴取代的亚甲基；
1.61式I、1.57、1.58、1.59或1.60，其中X是亚乙基；
1.62式I或1.57-1.61中任何一式，其中X是C1亚丙-2-炔-1-基；
1.63式I或1.57-1.62中任何一式，其中Y是单键、亚芳基(例如亚苯基)或亚杂芳基(例如亚吡啶基)，其任选被卤素取代；
1.64式I或1.57-1.63中任何一式，其中Y是亚芳基(例如亚苯基)，其任选被卤素取代；
1.65式I或1.57-1.64中任何一式，其中Y是在亚苯基环的3或5-位任选被氟取代的亚苯基；
1.66式I或1.57-1.65中任何一式，其中Y是亚苯基；
1.67式I或1.57-1.63中任何一式，其中Y是亚杂芳基(例如亚吡啶基)，其任选被卤素取代；
1.68式I或1.57-1.63中任何一式，其中Y是单键；
1.69式I或1.57-1.63中任何一式，其中Y是杂芳基(例如吡啶-2-基)；
1.70式I或1.57-1.69中任何一式，其中Z是H、芳基(例如苯基)、杂芳基(例如吡啶-2-基)、卤素(例如F、Br、Cl)、卤代C1-4烷基(例如三氟甲基)、-C(O)-R1、-N(R2)(R3)或任选含有至少一个选自N或O的原子的C3-7环烷基(例如环戊基、环己基、四氢-2H-吡喃-4-基或吗啉基)，其任选被卤素取代；
1.71式I或1.57-1.70中任何一式，其中Z是任选含有至少一个选自N或O的原子的C3-7环烷基(例如环戊基、环己基、四氢-2H-吡喃-4-基、吗啉基)；
1.72式I或1.57-1.71中任何一式，其中Z是环戊基；
1.73式I或1.57-1.71中任何一式，其中Z是四氢-2H-吡喃-4-基；
1.74式I或1.57-1.70中任何一式，其中Z是杂芳基(例如吡啶-2-基)，其任选被卤素取代；
1.75式I或1.57-1.70或1.74中任何一式，其中Z是吡啶-2-基；
1.76式I或1.57-1.70或1.74中任何一式，其中Z是5-氟-吡啶-2-基或6-氟-吡啶-2-基；
1.77式I或1.57-1.70中任何一式，其中Z是卤代C1-4烷基(例如三氟甲基)；
1.78式I或1.57-1.70或1.77中任何一式，其中Z是三氟甲基；
1.79式I或1.57-1.70中任何一式，其中Z是-C(O)-R1且R1是C1-4烷基(例如甲基)或卤代C1-4烷基(例如三氟甲基)；
1.80式I或1.57-1.70或1.79中任何一式，其中Z是-C(O)-R1且R1是甲基；
1.81式I或1.57-1.70或1.79中任何一式，其中Z是-C(O)-R1且R1是三氟甲基；
1.82式I或1.57-1.70中任何一式，其中Z是芳基(例如苯基)，其任选被卤素(例如氟)取代；
1.83式I或1.57-1.70或1.82中任何一式，其中Z是苯基；
1.84式I或1.57-1.70中任何一式，其中Z是-N(R2)(R3)；
1.85式I或1.57-1.70或1.84中任何一式，其中Z是-N(R2)(R3)，其中R2和R3是甲基；
1.86前述任何一式，其中所述化合物选自：
1.87前述任何一式，其中所述化合物抑制磷酸二酯酶-介导的(例如PDE1-介导的，尤其PDE1B-介导的)cGMP的水解，例如在如实施例15中所述的固定金属亲和粒子试剂PDE测定中其具有小于1μM、优选小于25nM的IC50，
前提是当X是未取代的亚甲基，Y是亚苯基或亚杂芳基，且Z是芳基、杂芳基、卤代烷基或环烷基时，则Z被至少一个卤素(例如氟、氯、溴)或烷基(例如甲基、乙基)基团取代。
优选地，本发明化合物是游离、盐或前药形式的：
在本发明的另一方面，提供了游离、盐或前药形式的式(X)化合物：
其中
(i)R1是H或C1-6烷基(例如甲基)；
(ii)R4是H或C1-6烷基且R2和R3独立地是H或任选被卤素或羟基取代的C1-6烷基(例如R2和R3都是甲基，或R2是H且R3是乙基、异丙基或羟基乙基)、芳基、杂芳基、(任选杂)芳基烷氧基或(任选杂)芳基C1-6烷基；
或
R2是H且R3和R4一起形成二、三或四亚甲基桥(优选其中R3和R4一起具有顺式构型，例如携有R3和R4的碳分别具有R和S构型)；
(iii)R5是取代的杂芳基C1-6烷基，其例如被C1-6卤代烷基取代；
R5是–D-E-F，其中：
D是C1-6亚烷基(例如亚甲基、亚乙基或亚丙-2-炔-1-基)；
E是单键、亚炔基(例如–C≡C–)、亚芳基(例如亚苯基)或亚杂芳基(例如亚吡啶基)；
F是H、芳基(例如苯基)、杂芳基(例如吡啶基，例如吡啶-2-基)、卤素(例如F、Br、Cl)、卤代C1-6烷基(例如三氟甲基)、-C(O)-R15、-N(R16)(R17)或任选含有至少一个选自N或O的 原子的C3-7环烷基(例如环戊基、环己基、四氢-2H-吡喃-4-基或吗啉基)；
其中D、E和F独立地且任选地被一个或多个卤素(例如F、Cl或Br)、C1-6烷基(例如甲基)、卤代C1-6烷基(例如三氟甲基)取代，例如Z是杂芳基，例如吡啶基，其被一个或多个下列基团取代：卤素(例如6-氟吡啶-2-基、5-氟吡啶-2-基、6-氟吡啶-2-基、3-氟吡啶-2-基、4-氟吡啶-2-基、4,6-二氯吡啶-2-基)、卤代C1-6烷基(例如5-三氟甲基吡啶-2-基)或C1-6烷基(例如5-甲基吡啶-2-基)；或Z是芳基，例如苯基，其被一个或多个卤素取代(例如4-氟苯基)；
或
R5与式(X)的“吡唑并”部分的氮原子之一连接，并且是式A基团
式A
其中X、Y和Z独立地是N或C，且R8、R9、R11和R12独立地是H或卤素(例如Cl或F)，且R10是卤素、烷基、环烷基、卤代烷基(例如三氟甲基)、芳基(例如苯基)、杂芳基(例如吡啶基(例如吡啶-2-基)或噻二唑基(例如1,2,3-噻二唑-4-基))、二唑基、三唑基、四唑基、芳基羰基(例如苯甲酰基)、烷基磺酰基(例如甲基磺酰基)、杂芳基羰基或烷氧基羰基；前提是当X、Y或Z是氮时，R8、R9或R10分别是不存在的；且
(iv)R6是H、烷基、芳基、杂芳基、芳基烷基(例如苄基)、芳基氨基 (例如苯基氨基)、杂芳基氨基、N,N-二烷基氨基、N,N-二芳基氨基或N-芳基-N-(芳基烷基)氨基(例如N-苯基-N-(1,1’-联苯-4-基甲基)氨基)；
或
R6是-N(R18)(R19)，其中R18和R19独立地是H、C1-6烷基或芳基(例如苯基)，其中所述芳基任选被一个或多个下列基团取代：卤素(例如氟苯基，例如4-氟苯基)或羟基(例如羟基苯基，例如4-羟基苯基或2-羟基苯基)；
(v)n＝0或1；
(vi)当n＝1时，A是-C(R13R14)-；
(vii)其中R13和R14独立地是H或C1-6烷基、芳基、杂芳基、(任选杂)芳基烷氧基或(任选杂)芳基烷基；
(viii)R15是C1-6烷基、卤代C1-6烷基、-OH或–OC1-6烷基(例如-OCH3)；
(ix)R16和R17独立地是H或C1-6烷基。
在本发明这个方面的另一个实施方案中，式(X)化合物是游离、盐或前药形式的：
更优选地，本发明化合物选自游离、盐或前药形式的式1.54。更优选地，本发明化合物选自游离、盐或前药形式的式1.55。
如果没有在上下文中另外说明或澄清，文中的下列术语具有如下含义：
(a)文中所用的“烷基”是饱和的或不饱和的烃基团，优选饱和的， 优选含有1-6个碳原子，其可以是直链或支链的，并可以任选被例如卤素(例如氯或氟)、羟基或羧基单-、二-或三-取代。
(b)文中所用的“环烷基”是饱和的或不饱和的非芳族烃基团，优选饱和的，优选包含3-9个碳原子，其中至少一些碳原子形成非芳族单-或二环或桥连的环状结构，并且其可以任选被例如卤素(例如氯或氟)、羟基或羧基取代。
(c)文中所用的“芳基”是单或二环芳族烃，优选苯基，其任选被例如烷基(例如甲基)、卤素(例如氯或氟)、卤代烷基(例如三氟甲基)、羟基、羧基或其它芳基或杂芳基取代(例如联苯基或吡啶基苯基)。
(d)文中所用的“杂芳基”是芳族基团，其中组成芳香环的一个或多个原子是硫或氮而不是碳，例如吡啶基或噻二唑基，其可以任选被例如烷基、卤素、卤代烷基、羟基或羧基取代。
(e)为了便于参考，除非另外指明，本发明化合物的吡唑并-嘧啶母核上的原子根据式I中所描述的编号进行编号。
(f)其中Y是亚苯基，编号如下：
(g)应当指出，当取代基为“亚……基”(以“ene”结尾)时，例如，亚烷基、亚苯基或亚芳基烷基，所述取代基意指与两个其它取代基桥接或连接。因此，亚甲基意指–CH2–，且亚苯基意指–C6H4–，且亚芳基烷基意指–C6H4–CH2–或–CH2–C6H4–。
本发明化合物可以以游离或盐形式存在，例如作为酸加成盐存在。在本说明书中除非另外说明，术语例如“本发明化合物”将被理解为包括文中公开的所有新化合物，例如1-或2-取代的(6aR*,9aS*)-3-(苯基氨基)-5-6a,7,8,9,9a-六氢-5-甲基-环戊二烯并[4,5]咪唑并[1,2-a]吡唑并[4,3-e]嘧啶-4(1H或2H)-酮化合物，优选1-或2-取代的(6aR,9aS)(苯基氨基)-5-6a,7,8,9,9a-六氢-5-甲基-环戊二烯并[4,5]咪唑并[1,2-a]吡唑并[4,3-e] 嘧啶-4(1H或2H)-酮，式Q、例如1.1-1.56中任何一式的化合物，式(X)化合物，或式I例如1.57-1.87中任何一式的化合物，任何形式的任何这些化合物，所述形式例如游离或酸加成盐形式，或当化合物含有酸性取代基时，碱加成盐形式。本发明化合物意欲用作药物，因此药学上可接受的盐是优选的。不适于药用的盐可以用于例如分离或纯化游离的本发明化合物或它们的药学上可接受的盐，因此也被包括在本发明内。
在一些情况中本发明化合物还可以以前药形式存在。前药形式是在体内转化为本发明化合物的化合物。例如当本发明化合物含有羟基或羧基取代基时，这些取代基可以形成生理可水解和可接受的酯。如文中所用，“生理可水解和可接受的酯”意指如下的本发明化合物的酯，其在生理条件下可水解以产生酸(在含有羟基取代基的本发明化合物的情况下)或醇(在含有羧基取代基的本发明化合物的情况下)，它们本身在施用剂量下是生理学可耐受的。如将意识到的那样，该术语因此包括常规的药用前药形式。
本发明还提供制备本发明化合物的方法和使用本发明化合物用于治疗下面所列的疾病和障碍的方法(尤其治疗以多巴胺D1受体信号发送活性降低为特征的疾病，例如帕金森病、图雷特(Tourette)综合征、孤独症、脆性X综合征、ADHD、不宁腿综合征、抑郁、精神分裂症的认知损害、发作性睡病和通过增强孕酮信号发送可以减轻的疾病例如雌性性功能障碍)。
发明详述
本发明化合物的制备方法
本发明化合物，例如(6aR*,9aS*)-3-(苯基氨基)-5-6a,7,8,9,9a-六氢-5-甲基-环戊二烯并[4,5]咪唑并[1,2-a]吡唑并[4,3-e]嘧啶-4(1H或2H)-酮化合物，优选1-或2-取代的(6aR,9aS)(苯基氨基)-5-6a,7,8,9,9a-六氢-5-甲基-环戊二烯并[4,5]咪唑并[1,2-a]吡唑并[4,3-e]嘧啶-4(1H或2H)-酮，式Q或I例如1.1-.56或1.5701.87中任何一式的化合物或式(X)化合物和它们药学上可接受的盐可以采用文中所述和示例的方法以及通过与其类似的方法和化学领域中已知的方法制备。此类方法包括但不限于下面描述的那些。如果不是 可商购的，用于这些方法的起始原料可以通过选自化学领域的、采用与已知化合物的合成相似或类似的技术的方法制备。将文中引用的所有参考文献以它们的全部内容在此引入作为参考。
本发明化合物包括它们的对映异构体、非对映异构体和外消旋物以及它们的多晶型物、水合物、溶剂化物和复合物。在本发明范围内的一些个体化合物可以含有双键。在本发明中双键的描述意指包括双键的E和Z异构体。此外，本发明范围内的一些化合物可能含有一个或多个不对称中心。本发明包括任何光学纯立体异构体以及立体异构体的任何组合的使用。
熔点是未校正的并且(dec)表示分解。温度以摄氏度(℃)给出；除非另外说明，操作在室温或环境温度下进行，也就是在18-25℃进行。色谱法意指硅胶快速色谱法；薄层色谱(TLC)在硅胶板上进行。NMR数据以主要特征(diagnostic)质子的δ值给出，单位是相对于作为内标的四甲基硅烷(TMS)的百万分率(ppm)。使用用于信号形状的常规缩写。偶合常数(J)以Hz为单位。对于质谱(MS)而言，在同位素分裂导致多重质谱峰的情况中，报道分子的最低质量主要离子。溶剂混合物组成以体积百分数或体积比给出。当NMR波谱是复杂的时，仅报告特征信号。
术语和缩写：
BuLi＝正丁基锂
ButOH＝叔丁基醇，
CAN＝硝酸铈(IV)铵，
DIPEA＝二异丙基乙胺，
DMF＝N,N-二甲基甲酰胺，
DMSO＝二甲基亚砜，
Et2O＝乙醚，
EtOAc＝乙酸乙酯，
equiv.＝当量，
h＝小时，
HPLC＝高效液相色谱，
LDA＝二异丙基氨基锂
MeOH＝甲醇，
NBS＝N-溴代琥珀酰亚胺
NCS＝N-氯代琥珀酰亚胺
NaHCO3＝碳酸氢钠，
NH4OH＝氢氧化铵，
Pd2(dba)3＝三[二亚苄基丙酮]二钯(0)
PMB＝对甲氧基苄基，
POCl3＝三氯氧磷，
SOCl2＝亚硫酰氯，
TFA＝三氟乙酸，
THF＝四氢呋喃。
本发明的合成方法在下面图示说明。除非另外说明，R基团的含义如上面式I中所定义。
在本发明的一个方面，式IIb的中间体化合物可通过使式IIa化合物与二羧酸、乙酸酐和乙酸混合物在加热下反应约3小时、然后冷却来合成：
其中R1是甲基。
中间体IIc可以通过例如使IIb化合物与例如氯化化合物例如POCl3反应(有时应用少量水)并加热约4小时、然后冷却来制备，
中间体IId可以通过使IIc化合物与例如在溶剂例如DMF中的P1-L和碱例如K2CO3在室温或加热下反应来形成：
其中P1是保护基团[例如对甲氧基苄基基团(PMB)]；L是离去基团例如卤素、甲磺酸基(mesylate)或甲苯磺酸基(tosylate)。
中间体IIe可以通过使IId化合物与肼或水合肼在溶剂例如甲醇中反应并回流约4小时、然后冷却来制备：
中间体IIf可以通过使IIc化合物与肼或水合肼在溶剂例如甲氧基乙醇中反应并回流约30min、然后冷却来合成：
中间体IIg(其中R13苯基)可以通过使IIe化合物与例如异硫氰酸或异氰酸芳基酯在溶剂例如DMF中反应并在110℃加热约2天、然后冷却来合成：
中间体IIh可以由IIg化合物通过采用适当的方法除去保护基团P1来合成。例如，如果P1是对甲氧基苄基基团，则可以在室温用AlCl3或在加热条件下用TFA将其除去。
中间体IIh还可以采用类似方法从IIf化合物直接制备，但产率相对低。
中间体II-I可以通过例如使IIh化合物与例如氯化化合物例如POCl3反应来制备。反应可以在大气压下进行并回流约2天，或在密封瓶中使用微波装置在150～200℃加热约10min。
中间体IIJ可以通过使II-I化合物与氨基醇例如(1R,2R)-1-氨基-2-环戊醇在溶剂例如DMF中反应来制备。反应可以被加热过夜，然后冷却。反应混合物可以通过色谱法纯化，获得化合物IIJ：
中间体IIK可以如下形成：使IIJ化合物与例如脱水剂/卤化剂例如SOCl2在溶剂例如CH2Cl2在室温下反应过夜或在35℃加热约4小时，然后冷却以获得环化的化合物(IIK)。
化合物Ia和Ib可以通过使IIk化合物与例如在溶剂例如DMF中的Z-Y-X-L和碱例如K2CO3在室温或加热下反应来形成：
其中所有取代基如前面所定义；L是离去基团例如卤素、甲磺酸基或甲苯磺酸基。
X-Y-Z还可以通过例如使IIg与Z-Y-X-L反应而较早引入，然后进行上面所述的类似过程以形成化合物Ia和Ib，只要Z-Y-X在P1脱保护步骤不裂掉即可。
对于制备化合物Ia，还开发了第三条合成路线。
中间体IVa可以通过例如使IIe化合物与POCl3和DMF反应来形成：
其中R1是甲基。
中间体IVb可以通过使IVa化合物与例如在溶剂例如DMF中的Z-Y-X-L和碱例如K2CO3在室温或加热下反应来形成：
中间体IVc可以由IVb化合物通过采用适当方法除去保护基团P1来合成。例如，如果P1是PMB基团，则可以用CAN在室温下将其除去：
中间体IVd可以如下制备：使IVc化合物与例如氯化化合物例如POCl3反应并回流约2天，或在密封瓶中使用微波装置在150～200℃加热约10min，然后冷却：
中间体IVe可以通过使IVd化合物与氨基醇在碱性条件下在溶剂例如DMF中反应并加热过夜、然后冷却来形成：
化合物IVf可以通过使IVe化合物与例如脱水剂/卤化剂例如SOCl2在溶剂例如CH2Cl2中在室温反应过夜或在35℃加热约4小时、然后冷却来形成。
化合物IVg可以通过使IVf化合物与例如卤化剂例如NCS和碱例如LDA在溶剂例如THF中在低温下反应数小时来形成。
化合物Ia可以通过使IVg化合物与例如胺例如苯胺在催化剂例如Pd2(dba)3存在下在溶剂例如二氧六环中在100℃反应过夜来形成。
因此，本发明提供制备式I化合物的方法，其例如包括
(i)使(6aR,9aS)-3-(苯基氨基)-5-6a,7,8,9,9a-六氢-5-甲基-环戊二烯并[4,5]咪唑并[1,2-a]吡唑并[4,3-e]嘧啶-4(1H或2H)-酮与其中L是离去基团例如卤素、甲磺酸基或甲苯磺酸基，X、Y和Z如上面式I中所定义的式Z-Y-X-L化合物例如在碱性条件下反应，例如其中(6aR,9aS)-3-(苯基氨基)-5-6a,7,8,9,9a-六氢-5-甲基-环戊二烯并[4,5]咪唑并[1,2-a]吡唑并[4,3-e]嘧啶-4(2H)-酮是式IIK化合物：
或
(ii)例如使用脱水剂/卤化剂例如亚硫酰氯，环化式V化合物
其中，X、Y和Z如上面式I中所定义；
并分离如此得到的本发明化合物。
类似地，本发明还提供制备式Q化合物的方法，其例如包括：
(i)使(6aR,9aS)-3-(苯基氨基)-5-6a,7,8,9,9a-六氢-5-甲基-环戊二烯并[4,5]咪唑并[1,2-a]吡唑并[4,3-e]嘧啶-4(1H或2H)-酮与其中L是离去基团例如卤素、甲磺酸基或甲苯磺酸基，X、Y和Z如上面式Q中所定义的式 Z-Y-X-L化合物例如在碱性条件下反应，例如其中(6aR,9aS)-3-(苯基氨基)-5-6a,7,8,9,9a-六氢-5-甲基-环戊二烯并[4,5]咪唑并[1,2-a]吡唑并[4,3-e]嘧啶-4(2H)-酮是式QK化合物：
或
(ii)例如使用脱水剂/卤化剂例如亚硫酰氯，环化式QV化合物
其中，X、Y和Z如上面式Q中所定义。
使用本发明化合物的方法
本发明化合物可用于治疗以cAMP和cGMP介导的通路的破坏或损害为特征的疾病，所述cAMP和cGMP介导的通路的破坏或损害例如由增加的PDE1表达或降低的cAMP和cGMP表达导致，而这又是由于环核苷酸合成的诱导物例如多巴胺和一氧化氮(NO)的抑制或水平降低导致的。通过阻止PDE1B致使的cAMP和cGMP降解，从而增加cAMP和cGMP的细胞内水平，本发明化合物增强环核苷酸合成诱导物的活性。
本发明提供治疗下列病症中的任何一种或多种病症的方法：
(i)神经变性疾病，包括帕金森病、不宁腿、震颤、运动失调、亨廷顿病、阿尔茨海默病和药物诱导的运动障碍；
(ii)精神障碍，包括抑郁、注意缺陷障碍、注意力缺陷多动症、双相障碍(bipolar illness)、焦虑、睡眠障碍例如发作性睡病、认知损害、痴呆、图雷特综合征、孤独症、脆性X综合征、精神兴奋剂戒断和药物成瘾；
(iii)循环和心血管障碍，包括脑血管疾病、中风、充血性心脏病、高血压、肺高血压和性功能障碍；
(iv)呼吸和炎性障碍，包括哮喘、慢性阻塞性肺疾病和变应性鼻炎，以及自身免疫和炎性疾病；
(v)以表达PDE1的细胞中的低水平cAMP和/或cGMP(或cAMP和/或cGMP信号发送通路的抑制)为特征的任何疾病或病症；和/或
(vi)以多巴胺D1受体信号发送活性降低为特征的任何疾病或病症，
所述方法包括将有效量的本发明化合物例如式I或1.57-1.87中任何一式的化合物施用至有其需要的人或动物患者。
类似地，本发明提供治疗下列病症中的任何一种或多种病症的方法：
(i)神经变性疾病，包括帕金森病、不宁腿、震颤、运动失调、亨廷顿病、阿尔茨海默病和药物诱导的运动障碍；
(ii)精神障碍，包括抑郁、注意缺陷障碍、注意力缺陷多动症、双相障碍、焦虑、睡眠障碍例如发作性睡病、认知损害、痴呆、图雷特综合征、孤独症、脆性X综合征、精神兴奋剂戒断和药物成瘾；
(iii)循环和心血管障碍，包括脑血管疾病、中风、充血性心脏病、高血压、肺高血压和性功能障碍；
(iv)呼吸和炎性障碍，包括哮喘、慢性阻塞性肺疾病和变应性鼻炎，以及自身免疫和炎性疾病；
(v)以表达PDE1的细胞中的低水平cAMP和/或cGMP(或cAMP和/或cGMP信号发送通路的抑制)为特征的任何疾病或病症；和/或
(vi)以多巴胺D1受体信号发送活性降低为特征的任何疾病或病症，
所述方法包括将有效量的本发明化合物例如式Q或1.1-1.56中任何一式或式(X)化合物施用至有其需要的人或动物患者。
在一个特别优选的实施方案中，本发明提供治疗或预防发作性睡病的方法。在该实施方案中，PDE 1抑制剂可以用作唯一的治疗剂，但还可以与其它活性剂组合使用或共同施用。因此，本发明还包括治疗发作性睡病的方法，该方法包括同时(simultaneously)、相继或并行地(contemporaneously)将治疗有效量的
(i)PDE 1抑制剂，例如式I或1.57-1.87中任何一式的化合物，和
(ii)促进觉醒或调控睡眠的化合物，其例如选自(a)中枢神经系统刺激剂-苯丙胺类和类苯丙胺化合物，例如哌甲酯、右苯丙胺、甲基苯丙胺和匹莫林；(b)莫达非尼，(c)抗抑郁剂，例如三环类(包括丙米嗪、地昔帕明、氯米帕明和普罗替林)和选择性5-羟色胺再摄取抑制剂(包括氟西汀和舍曲林)；和/或(d)γ羟基丁酸盐(GHB)
以游离或药学上可接受的盐形式施用至有其需要的人或动物患者。
本发明还包括治疗发作性睡病的方法，该方法包括同时、相继或并行地将治疗有效量的
(i)PDE 1抑制剂，例如式Q或1.1-1.56或式(X)中任何一式的化合物，和
(ii)促进觉醒或调控睡眠的化合物，其例如选自(a)中枢神经系统刺激剂-苯丙胺类和类苯丙胺化合物，例如哌甲酯、右苯丙胺、甲基苯丙胺和匹莫林；(b)莫达非尼，(c)抗抑郁剂，例如三环类(包括丙米嗪、地昔帕明、 氯米帕明和普罗替林)和选择性5-羟色胺再摄取抑制剂(包括氟西汀和舍曲林)；和/或(d)γ羟基丁酸盐(GHB)
以游离或药学上可接受的盐形式施用至有其需要的人或动物患者。
在另一个实施方案中，本发明提供治疗或预防可以通过增强孕酮信号发送而被减轻的病症的方法，所述方法包括将有效量的本发明化合物例如式1.57-1.87或式I中任何一式的化合物施用至有其需要的人或动物患者。在另外一个实施方案中，本发明还提供治疗或预防可以通过增强孕酮信号发送而被减轻的病症的方法，所述方法包括将有效量的本发明化合物例如式Q或1.1-1.56或式(X)中任何一式的化合物施用至有其需要的人或动物患者。可以通过增强孕酮信号发送而被改善的疾病或病症包括但不限于雌性性功能障碍、继发性闭经(例如运动性闭经、无排卵、绝经、绝经期症状、甲状腺功能减退)、经前期综合征、早产分娩、不育例如反复流产导致的不育、不规则的月经周期、异常子宫出血、骨质疏松症、自身免疫疾病、多发性硬化、前列腺肥大(prostate enlargement)、前列腺癌和甲状腺功能减退。例如，通过增强孕酮信号发送，PDE 1抑制剂通过对子宫内壁的作用可以用于促进卵植入，并有助于使由于对妊娠的免疫应答或低孕酮功能而有流产倾向的女性维持妊娠。新PDE 1抑制剂、例如本文所述的新PDE 1抑制剂还可用于在绝经后女性中增强激素替代疗法的有效性，例如可以与雌激素/雌二醇/雌三醇和/或孕酮/孕激素类组合施用，以及用于雌激素-诱导的子宫内膜增生和癌。本发明的方法还可用于动物繁殖，例如以诱导待繁殖的非人雌性哺乳动物的性感受性和/或动情期。
在该实施方案中，PDE 1抑制剂可以作为唯一的治疗剂用于前述的治疗或预防方法中，但还可以与其它活性剂组合使用或共同施用，例如与激素替代疗法联合。因此，本发明还包括治疗可以通过增强孕酮信号发送而被改善的障碍的方法，该方法包括同时、相继或并行地将治疗有效量的
(i)PDE 1抑制剂，例如式1.57-1.87或式I中任何一式的化合物，和
(ii)激素，其例如选自雌激素和雌激素类似物(例如雌二醇、雌三醇、雌二醇酯类)及孕酮和孕酮类似物(例如孕激素类)
以游离或药学上可接受的盐形式施用至有其需要的人或动物患者。
本发明还包括治疗可以通过增强孕酮信号发送而被改善的障碍的方法，该方法包括同时、相继或并行地将治疗有效量的
(i)PDE 1抑制剂，例如式Q、例如1.1-1.56或式(X)中任何一式的化合物，和
(ii)激素，其例如选自雌激素和雌激素类似物(例如雌二醇、雌三醇、雌二醇酯类)及孕酮和孕酮类似物(例如孕激素类)
以游离或药学上可接受的盐形式施用至有其需要的人或动物患者。
本发明还提供提高或增强细胞或组织中多巴胺D1细胞内信号发送活性的方法，该方法包括使所述细胞或组织与足以抑制PDE1B活性的量的本发明化合物例如式Q、I例如1.1-1.56或1.57-1.87或式(X)化合物接触。
本发明还提供提高或增强细胞或组织中孕酮信号发送活性的方法，该方法包括使所述细胞或组织与足以抑制PDE1B活性的量的本发明化合物例如式Q、I例如1.1-1.56或1.57-1.87或式(X)化合物接触。
本发明还提供在有其需要的患者中治疗PDE1相关的、尤其PDE1B-相关的障碍、多巴胺D1受体细胞内信号发送通路障碍或可以通过增强孕酮信号发送通路而被减轻的障碍的方法，该方法包括对患者施用有效量的抑制PDE1B的本发明化合物例如式Q、I例如1.1-1.56或1.57-1.87或式(X)化合物，其中PDE1B活性调节DARPP-32和/或GluR1AMPA受体的磷酸化。
本发明还提供
(i)本发明化合物，例如式Q、I，例如1.1-1.56或1.57-1.87或式(X)化合物，其用作药物，例如用于上文所述的任何方法或用于治疗上文所述的任何疾病或病症，
(ii)发明化合物例如式Q、I例如1.1-1.56或1.57-1.87或式(X)化合物在制备用于治疗上文所述的任何疾病或病症的药物中的用途，
(iii)药物组合物，其包含本发明化合物例如式Q、I例如1.1-1.56或1.57-1.87或式(X)化合物以及与之组合或联合的药学上可接受的稀释剂或 载体，和
(iv)用于治疗上文所述的任何疾病或病症的药物组合物，其包含本发明化合物例如式Q、I例如1.1-1.56或1.57-1.87或式(X)化合物以及与之组合或联合的药学上可接受的稀释剂或载体。
因此，本发明提供游离或药学上可接受的盐或前药形式的本发明化合物例如式Q、I例如1.1-1.56或1.57-1.87或式(X)化合物或者药物组合物形式的本发明化合物在制备治疗或预防性治疗下列疾病的药物中的用途：帕金森病、不宁腿、震颤、运动失调、亨廷顿病、阿尔茨海默病和药物诱导的运动障碍；抑郁、注意缺陷障碍、注意力缺陷多动症、双相障碍、焦虑、睡眠障碍、发作性睡病、认知损害、痴呆、图雷特综合征、孤独症、脆性X综合征、精神兴奋剂戒断和/或药物成瘾；脑血管疾病、中风、充血性心脏病、高血压、肺高血压和/或性功能障碍；哮喘、慢性阻塞性肺疾病和/或变应性鼻炎，以及自身免疫和炎性疾病；和/或雌性性功能障碍、运动性闭经、无排卵、绝经、绝经期症状、甲状腺功能减退、经前期综合征、早产分娩、不育、不规则的月经周期、异常子宫出血、骨质疏松症、多发性硬化、前列腺肥大、前列腺癌、甲状腺功能减退、雌激素-诱导的子宫内膜增生或癌；和/或以表达PDE1的细胞中的低水平cAMP和/或cGMP(或cAMP和/或cGMP信号发送通路的抑制)和/或多巴胺D1受体信号发送活性降低为特征的任何疾病或病症；和/或可能通过增强孕酮信号发送而被改善的任何疾病或病症；包括将有效量的本发明化合物或包含本发明化合物例如式Q、I例如1.1-1.56或1.57-1.87或式(X)化合物的药物组合物施用至需要此治疗的患者。
措词“治疗”应当理解为包括预防、治疗或改善疾病的症状以及治疗疾病的病因。
本发明化合物特别可用于治疗帕金森病、发作性睡病和雌性性功能障碍。
本发明化合物，例如式Q、I例如1.1-1.56或1.57-1.87或式(X)化合物，可以用作唯一的治疗剂，但是也可以与其它活性剂组合使用或共同施用。 例如，由于本发明化合物增强D1激动剂例如多巴胺的活性，它们可以与常规多巴胺能药物例如左旋多巴和左旋多巴助剂(adjunct)(卡比多巴、COMT抑制剂、MAO-B抑制剂)、多巴胺激动剂和抗胆碱能药同时、相继或并行施用，例如用于治疗患有帕金森病的患者。此外，例如文中所述的PDE1抑制剂还可以与雌激素/雌二醇/雌三醇和/或孕酮/孕激素类组合施用，以增强激素替代疗法的效力或治疗雌激素-诱导的子宫内膜增生或癌。
在实施本发明时所用的剂量当然将根据例如待治疗的具体疾病或病症、所使用的具体的本发明化合物、施用方式和所需的治疗而变化。本发明化合物可以通过任何适当途径(包括口服、胃肠外、经皮或吸入)施用，但优选口服施用。通常，例如对于上文所述的疾病的治疗而言，以约0.01-2.0mg/kg的剂量口服施用可获得满意结果。在较大哺乳动物例如人中，口服施用的推荐日剂量相应地为约0.75-150mg，通常每天施用一次，或以分剂量每天施用2-4次，或以持续释放形式施用。因此，口服施用的单位剂型例如可以包含约0.2至75或150mg、例如约0.2或2.0至50、75或100mg的本发明化合物，以及药学上可接受的稀释剂或载体。
包含本发明化合物的药物组合物可以采用盖仑(galenic)领域中已知的常规稀释剂或赋形剂和技术制备。因此，口服剂型可以包括片剂、胶囊、溶液剂、混悬剂等。
具体实施方式
实施例
实施例1
(6aR,9aS)-5,6a,7,8,9,9a-六氢-5-甲基-3-(苯基氨基)-2-((四氢-2H-吡喃-4-基)甲基)-环戊二烯并[4,5]咪唑并[1,2-a]吡唑并[4,3-e]嘧啶-4(2H)-酮
(a)7-(4-甲氧基苄基)-5-甲基-3-(苯基氨基)-1H-吡唑并[3,4-d]嘧啶-4,6(5H,7H)-二酮
将异硫氰酸苯酯(3.9mL,32.7mmol)加至6-肼基-1-(4-甲氧基苄基)-3-甲基嘧啶-2,4(1H,3H)-二酮(0.45g,1.6mmol)的DMF(12mL)混悬液中。将反应混合物在120℃加热40小时，然后在减压下蒸发除去溶剂。将残留物用己烷洗涤，然后用MeOH(125mL)处理，并在-15℃贮存2天以得到结晶固体。将该固体从CH3OH-EtOAc中重结晶，得到2.5g产物(产率：61％)。1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ3.21(s,3H),3.73(s,3H),5.01(s,2H),6.88-7.36(m,9H).MS(FAB)m/z 378.3[M+H]+。
(b)5-甲基-3-(苯基氨基)-1H-吡唑并[3,4-d]嘧啶-4,6(5H,7H)-二酮
在室温下，向7-(4-甲氧基苄基)-5-甲基-3-(苯基氨基)-1H-吡唑并[3,4-d]嘧啶-4,6(5H,7H)-二酮(6.6g,17.5mmol)的CH2Cl2(200mL)溶液中缓慢加入TFA(30mL)，随后滴加加入三氟甲磺酸(10mL)。将反应混合物在室温搅拌2小时后，在减压下除去溶剂，然后在冷却下加入200mL 1N NaOH。将混合物用乙酸乙酯萃取5次，用Na2SO4干燥，然后过滤。将滤液蒸发至干，得到4.3g粗产物，为白色固体(产率：96％)。MS(ESI)m/z258.1[M+H]+。
(c)6-氯-5-甲基-3-(苯基氨基)-1H-吡唑并[3,4-d]嘧啶-4(5H)-酮
将5-甲基-3-(苯基氨基)-1H-吡唑并[3,4-d]嘧啶-4,6(5H,7H)-二酮(4.3g,16.7mmol)在POCl3(120mL)中回流2天，然后在减压下除去POCl3。将残留物混悬在100mL水中并在冷却下用7％NH4OH小心调到pH＝1～2。 然后将混合物用CH2Cl2和MeOH(10：1,v/v)萃取5次。将合并的有机相用水洗涤，用Na2SO4干燥，然后在减压下蒸发，得到3.3g粗产物(产率：72％)。MS(ESI)m/z 276.1[M+H]+。
(d)6-((1R,2R)-2-羟基环戊基氨基)-5-甲基-3-(苯基氨基)-2H-吡唑并[3,4-d]嘧啶-4(5H)-酮
将6-氯-5-甲基-3-(苯基氨基)-1H-吡唑并[3,4-d]嘧啶-4(5H)-酮(3.3g,12mmol)、(1R,2R)-2-氨基环戊醇盐酸盐(2g,14.4mmol)和DIPEA(4.6mL,27mmol)的DMF(25mL)溶液在120℃加热5小时。在减压下除去溶剂。将残留物溶解在CH2Cl2和MeOH(10：1,v/v)中，然后用水洗涤三次。将溶液用MgSO4干燥并蒸发至干，得到3.5g粗产物。MS(ESI)m/z 341.2[M+H]+。
(e)(6aR,9aS)-5,6a,7,8,9,9a-六氢-5-甲基-3-(苯基氨基)-环戊二烯并[4,5]咪唑并[1,2-a]吡唑并[4,3-e]嘧啶-4(2H)-酮
在室温下，将2.0M亚硫酰氯的CH2Cl2溶液(7.5mL,15.4mmol)滴加加至6-((1R,2R)-2-羟基环戊基氨基)-5-甲基-3-(苯基氨基)-2H-吡唑并[3,4-d]嘧啶-4(5H)-酮(3.5g,10.3mmol)的CH2Cl2(30mL)溶液中。加完后，将反应混合物在室温搅拌2h。在减压下除去溶剂和过量SOCl2。将残留物混悬在水(100mL)中，然后用7％氢氧化铵(5mL)小心地中和至pH＝6.5～7。将混合物用CH2Cl2和MeOH(10：1,v/v)萃取5次。将合并的有机相用水洗涤，用Na2SO4干燥，然后在真空减压下蒸发，得到2.9g粗产物。MS(ESI)m/z 323.2[M+H]+。
(f)(6aR,9aS)-5,6a,7,8,9,9a-六氢-5-甲基-3-(苯基氨基)-2-((四氢-2H-吡喃-4-基)甲基)-环戊二烯并[4,5]咪唑并[1,2-a]吡唑并[4,3-e]嘧啶-4(2H)-酮
将(6aR,9aS)-5,6a,7,8,9,9a-六氢-5-甲基-3-(苯基氨基)-环戊二烯并[4,5]咪唑并[1,2-a]吡唑并[4,3-e]嘧啶-4(2H)-酮(50mg,0.155mmol)、4-(碘甲基)- 四氢-2H-吡喃(70mg,0.310mmol)和Cs2CO3(101mg,0.310mmol)的DMF(1mL)混合物在微波中在140℃加热30min。冷却后，将混合物通过0.45μm微孔过滤器过滤，通过半制备HPLC纯化滤液，得到为白色粉末的纯产物。MS(ESI)m/z 421.2[M+H]+。
实施例2
(6aR,9aS)-5,6a,7,8,9,9a-六氢-5-甲基-3-(苯基氨基)-1-((四氢-2H-吡喃-4-基)甲基)-环戊二烯并[4,5]咪唑并[1,2-a]吡唑并[4,3-e]嘧啶-4(1H)-酮
将(6aR,9aS)-5,6a,7,8,9,9a-六氢-5-甲基-3-(苯基氨基)-环戊二烯并[4,5]咪唑并[1,2-a]吡唑并[4,3-e]嘧啶-4(2H)-酮(50mg,0.155mmol)、4-(碘甲基)-四氢-2H-吡喃(70mg,0.310mmol)和Cs2CO3(101mg,0.310mmol)的DMF(1mL)混合物在微波中在140℃加热30min。冷却后，将混合物通过0.45μm微孔过滤器过滤，通过半制备HPLC纯化滤液，得到为白色粉末的纯产物。MS(ESI)m/z 421.2[M+H]+。
实施例3
(6aR,9aS)-5,6a,7,8,9,9a-六氢-5-甲基-3-(苯基氨基)-1-(3-(二甲基氨基)-2-甲基丙基)-环戊二烯并[4,5]咪唑并[1,2-a]吡唑并[4,3-e]嘧啶-4(1H)-酮
其合成方法类似于实施例2，其中加入3-氯-N,N,2-三甲基丙-1-胺来代替4-(碘甲基)-四氢-2H-吡喃。MS(ESI)m/z 422.3[M+H]+。
实施例4
(6aR,9aS)-5,6a,7,8,9,9a-六氢-5-甲基-3-(苯基氨基)-1-(环戊基甲基)-环戊二烯并[4,5]咪唑并[1,2-a]吡唑并[4,3-e]嘧啶-4(1H)-酮
其合成方法类似于实施例2，其中加入环戊基甲基碘来代替4-(碘甲基)-四氢-2H-吡喃。MS(ESI)m/z 405.2[M+H]+。
实施例5
(6aR,9aS)-5,6a,7,8,9,9a-六氢-5-甲基-3-(苯基氨基)-2-(环戊基甲基)-环戊二烯并[4,5]咪唑并[1,2-a]吡唑并[4,3-e]嘧啶-4(2H)-酮
其合成方法类似于实施例1，其中加入环戊基甲基碘来代替4-(碘甲基)-四氢-2H-吡喃。MS(ESI)m/z 405.2[M+H]+。
实施例6
(6aR,9aS)-5,6a,7,8,9,9a-六氢-5-甲基-3-(苯基氨基)-1-(3-苯基丙-2-炔基)-环戊二烯并[4,5]咪唑并[1,2-a]吡唑并[4,3-e]嘧啶-4(1H)-酮
其合成方法类似于实施例2，其中加入(3-溴丙-1-炔基)苯来代替4-(碘甲基)-四氢-2H-吡喃。MS(ESI)m/z 437.2[M+H]+。
实施例7
(6aR,9aS)-5,6a,7,8,9,9a-六氢-5-甲基-3-(苯基氨基)-1-(4-乙酰基苯乙基)-环戊二烯并[4,5]咪唑并[1,2-a]吡唑并[4,3-e]嘧啶-4(1H)-酮
其合成方法类似于实施例2，其中加入1-(4-(2-氯乙基)苯基)乙酮来代替4-(碘甲基)-四氢-2H-吡喃。MS(ESI)m/z 469.1[M+H]+。
实施例8
(6aR,9aS)-5,6a,7,8,9,9a-六氢-5-甲基-3-(苯基氨基)-2-(4-乙酰基苯乙基)-环戊二烯并[4,5]咪唑并[1,2-a]吡唑并[4,3-e]嘧啶-4(2H)-酮
其合成方法类似于实施例1，其中加入1-(4-(2-氯乙基)苯基)乙酮来代替4-(碘甲基)-四氢-2H-吡喃。MS(ESI)m/z 469.2[M+H]+。
实施例9
(6aR,9aS)-5,6a,7,8,9,9a-六氢-5-甲基-3-(苯基氨基)-1-(3-氟-4-(2,2,2-三氟乙酰基)苄基)-环戊二烯并[4,5]咪唑并[1,2-a]吡唑并[4,3-e]嘧啶-4(1H)-酮
其合成方法类似于实施例2，其中加入1-(4-(溴甲基)-2-氟苯基)-2,2,2-三氟乙酮来代替4-(碘甲基)-四氢-2H-吡喃。MS(ESI)m/z 527.2[M+H]+。
实施例10
(6aR,9aS)-5,6a,7,8,9,9a-六氢-5-甲基-3-(苯基氨基)-2-(3-氟-4-(2,2,2-三 氟乙酰基)苄基)-环戊二烯并[4,5]咪唑并[1,2-a]吡唑并[4,3-e]嘧啶-4(2H)-酮
其合成方法类似于实施例1，其中加入1-(4-(溴甲基)-2-氟苯基)-2,2,2-三氟乙酮来代替4-(碘甲基)-四氢-2H-吡喃。MS(ESI)m/z 527.2[M+H]+。
实施例11
(6aR,9aS)-5,6a,7,8,9,9a-六氢-5-甲基-3-(苯基氨基)-1-(4-(三氟甲基)苯乙基)-环戊二烯并[4,5]咪唑并[1,2-a]吡唑并[4,3-e]嘧啶-4(1H)-酮
其合成方法类似于实施例2，其中加入1-(2-溴乙基)-4-(三氟甲基)苯来代替4-(碘甲基)-四氢-2H-吡喃。MS(ESI)m/z 495.2[M+H]+。
实施例12
(6aR,9aS)-5,6a,7,8,9,9a-六氢-5-甲基-3-(苯基氨基)-2-(4-(三氟甲基)苯乙基)-环戊二烯并[4,5]咪唑并[1,2-a]吡唑并[4,3-e]嘧啶-4(2H)-酮
其合成方法类似于实施例1，其中加入1-(2-溴乙基)-4-(三氟甲基)苯来代替4-(碘甲基)-四氢-2H-吡喃。MS(ESI)m/z 495.2[M+H]+。
实施例13
(6aR,9aS)-5,6a,7,8,9,9a-六氢-5-甲基-3-(苯基氨基)-2-(溴(4-(5-氟吡啶-2-基)苯基)甲基)-环戊二烯并[4,5]咪唑并[1,2-a]吡唑并[4,3-e]嘧啶-4(2H)-酮
将(6aR,9aS)-5,6a,7,8,9,9a-六氢-5-甲基-3-(苯基氨基)-环戊二烯并[4,5]咪唑并[1,2-a]吡唑并[4,3-e]嘧啶-4(2H)-酮(35mg,0.109mmol)、2-(4-(二溴甲基)苯基)-5-氟吡啶和K2CO3(15mg,0.109mmol)的DMF(3mL)混合物在室温下搅拌过夜。将混合物通过0.45μm微孔过滤器过滤，通过半制备HPLC纯化滤液，得到为白色粉末的产物。MS(ESI)m/z 585.9[M+H]+。
实施例14
(6aR,9aS)-5,6a,7,8,9,9a-六氢-5-甲基-3-(苯基氨基)-2-((4-(6-氟吡啶-2-基)苯基)甲基)-环戊二烯并[4,5]咪唑并[1,2-a]吡唑并[4,3-e]嘧啶-4(2H)-酮
该化合物可以采用与实施例13类似的方法制备，其中可以使用2-(4-(溴甲基)苯基)-6-氟吡啶来代替2-(4-(二溴甲基)苯基)-5-氟吡啶。
实施例15
使用IMAP磷酸二酯酶测定试剂盒体外测量PDE1B抑制
磷酸二酯酶1B(PDE1B)是将环鸟苷单磷酸(cGMP)转化为5'-鸟苷单磷酸(5'-GMP)的钙/钙调蛋白依赖性磷酸二酯酶。PDE1B还可以将修饰的cGMP底物例如荧光分子cGMP-荧光素转化为相应的GMP-荧光素。由cGMP-荧光素产生的GMP-荧光素可以使用例如IMAP(Molecular Devices,Sunnyvale,CA)固定金属亲和粒子试剂进行定量。
简而言之，IMAP试剂以高亲和力与在GMP-荧光素中存在而在cGMP-荧光素中不存在的游离5’-磷酸结合。得到的GMP-荧光素-IMAP复合物相对于cGMP-荧光素而言是巨大的。在大的、缓慢翻转的复合物中结合的小荧光团可以与未结合的荧光团相区分，因为它们发荧光所发射的光子保留了与激发荧光所用的光子相同的极性。
在磷酸二酯酶测定法中，不能与IMAP结合并因此保留了很小的荧光偏振的cGMP-荧光素被转化为GMP-荧光素，当与IMAP结合时GMP-荧光素在荧光偏振(Δmp)方面产生大的增加。因此，以Δmp的减小检测磷酸二酯酶的抑制。
酶测定法
材料：除IMAP试剂(反应缓冲液，结合缓冲液，FL-GMP和IMAP小珠)外，所有化学物质均得自西格玛奥德里奇公司(Sigma-Aldrich)(St.Louis,MO)，IMAP试剂得自分子仪器公司(Molecular Devices)(Sunnyvale,CA)。
测定法：用50％甘油将3’,5’-环-核苷酸特异性牛脑磷酸二酯酶(西格玛公司(Sigma),St.Louis,MO)重构至2.5U/ml。一个单位的酶在pH 7.5、30℃下每分钟将1.0μmol 3’,5’-cAMP水解成5’-AMP。向1999份反应缓冲液(30μM CaCl2,10U/ml钙调蛋白(西格玛公司P2277),10mM Tris-HCl pH7.2,10mM MgCl2,0.1％BSA,0.05％NaN3)中加入一份酶，从而获得1.25mU/ml的终浓度。将99μl被稀释的酶溶液加入到平底96孔聚苯乙烯板的各孔中，向其中加入1μl溶解于100％DMSO中的供试化合物。将化合物与酶混合并在室温下预孵育10分钟。
在384孔微量滴定板中，通过将4份酶和抑制剂混合物与1份底物溶液(0.225μM)合并来启动FL-GMP转化反应。将反应物在黑暗中在室温下孵育15分钟。通过向384孔板的各孔中加入60μl结合试剂(在补加了1:1800消泡剂稀释液的结合缓冲液中的1:400IMAP小珠稀释液)来停止反应。将板在室温下孵育1小时以使IMAP结合进行完全，然后放置到Envision多模式微量滴定板读数器(珀金埃尔默公司(PerkinElmer),Shelton,CT)中，以测量荧光偏振(Δmp)。
以Δmp降低形式测得的GMP浓度的降低表示PDE活性的抑制。通过在0.0037nM至80,000nM范围内的8至16个化合物浓度存在的情况下测量酶活性、然后用药物浓度－ΔmP作图来测定IC50值，其使得可以用非线性回归软件(XLFit；IDBS,Cambridge,MA)来估算IC50值。
在文中所述的用于PDE1抑制活性的测定法或与之类似的测定法中选择和测试本发明化合物，所述化合物通常具有小于1μM的IC50值，例如式1.54和1.55化合物通常具有小于250nM的IC50值。
实施例16
PDE1抑制剂对雌性大鼠性反应的影响
如Mani等人,Science(2000)287:1053中所述的那样来测量PDE1抑制剂对雌性大鼠脊柱前凸反应的影响。将卵巢切除和插套管的野生型大鼠预先给予2μg雌激素，然后24小时后脑室内(icv)注射孕酮(2μg)、本发明的PDE1抑制剂(0.1mg,1.0mg或2.5mg)或芝麻油溶媒(对照)。测试这些大鼠在存在雄性大鼠情况下的脊柱前凸反应。用脊柱前凸商(LQ＝脊柱前凸数/10登骑(mounts)x 100)来定量脊柱前凸反应。将观察到，接受0.1mg本发明化合物的预先给予雌激素的雌性大鼠的LQ通常与接受孕酮的预先给予雌激素的大鼠的LQ相似，并高于接受溶媒的预先给予雌激素的大鼠的LQ。