用于预防ii型糖尿病和x综合征的发展的抗惊厥剂衍生物的制作方法
专利名称：用于预防ii型糖尿病和x综合征的发展的抗惊厥剂衍生物的制作方法
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本申请要求2000年7月7日提交的美国临时申请序号60/217,141和2001年2月20日提交的美国临时申请序号60/270,022的优先权，其内容通过引用结合到本文中。
背景技术：
式(I)化合物
在结构上为新的抗癫痫化合物，在动物实验中它是高效的抗惊厥剂(MARYANOFF，B.E，NORTEY，S.O.，GARDOCKI，J.F.，SHANK，R.P.AND DODGSON，S.P.J.Med.Chem.1987，30，880-887；MARYANOFF，B.E，COSTANZO，M.J.，SHANK，R.P.，SCHUPSKY，J.J.，ORTEGON，M.E.，AND VAUGHT J.L.Bioorg.Med.Chem.Lett.1993，3，2653-2656；SHANK，R.P.，GARDOCKI，J.F.，VAUGHT，J.L.，DAVIS，C.B.，SCHUPSKY，J.J.，RAFFA，R.B.，DODGSON，S.J.，NORTEY，S.O.，MARYANOFF，B.E.，Epilepsia 1994，35，450-460；MARYANOFF BE，COSTANZO MJ，NORTEY SO，GRECO MN，SHANK RP，SCHUPSKYJJ，ORTEGON MP，VAUGHT JL.J.Med.Chem.1998，41，1315-1343)。以下三个美国专利包含了这些化合物4,513,006号、5,242,942号和5,384,327号。这些化合物之一是称为托吡酯的2，34，5-双-O-(1-甲基亚乙基)-β-D-吡喃果糖氨基磺酸酯，它在人类癫痫症的临床试验中已经证明在治疗单纯的和复合的不完全癫痫发作和继发性的普通癫痫发作中作为辅助治疗或作为单独治疗是有效的(E.FAUGHT，B.J.WILDER，R.E.RAMSEY，R.A.REIFE，L D.KRAMER，G.W.PLEDGER，R.M.KARIM等，Epilepsia 1995，36 (S4)，33；S.K.SACHDEO，R.C.SACHDEO，R.A.REIFE，P.LIM和G.PLEDGER，Epilepsia 1995，36(S4)，33；T.A.GLAUSER，Epilepsia 1999，40(S5)，S71-80；R.C.SACHDEO，Clin.Pharmacokinet.1998，34，335-346)，并且现在在美国、欧洲和全世界的其它大多数市场上已经上市，以用于治疗患有单纯的和综合的不完全癫痫症患者的癫痫发作和患有原发性及继发性的普通癫痫发作的患者的癫痫发作。
最初发现式(I)化合物在小鼠的传统最大电击疗法惊厥(MES)试验中具有抗惊厥的活性(SHANK，R.P.，GARDOCKI，J.F.，VAUGHT，J.L.，DAVIS，C.B.，SCHUPSKY，J.J.，RAFFA，R.B.，DODGSON，S.J.，NORTEY，S.O.，和MARYANOFF，B.E.，Epilepsia 1994，35，450-460)。后来的研究显示式(I)化合物在大鼠的MES试验中也是高效的。也发现托吡酯在几个啮齿动物的癫痫症模型中(J.NAKAMURA，S.TAMURA，T.KANDA，A.ISHII，K.ISHIHARA，T.SERIKAWA，J.YAMADA，和M.SASA，Eur.J.Pharmacol.1994，254，83-89)和在一个诱发的癫痫症动物模型中(A.WAUQUIER和S.ZHOU，Epilepsy Res.1996，24，73-77)有效地抑制癫痫发作。
最近发现更多的式(I)化合物对以下疾病或症状有效如WIPO出版物WO00/61140公开的，对维持体重减轻有效；如美国专利6,071,537号(WO 9800130)公开的，对肥胖的治疗有效；如WIPO出版物WO00/61139公开的，对降低血糖水平有效；如WIPO出版物WO00/61137公开的，对降血脂有效。Thakur等在WIPO出版物WO99/44581中公开的，托吡酯治疗糖尿病的用途。
II型糖尿病(非胰岛素依赖性糖尿病或NIDDM)为一种代谢疾病，包括葡萄糖代谢的失调(dysregulation)和胰岛素的抵抗，和涉及眼、肾、神经和血管的长期并发症。II型糖尿病通常在成年期(中年或以后)发展并且被描述为身体不能产生足够的胰岛素(不正常的胰岛素分泌)或不能有效地使用胰岛素(在靶器官或组织中对胰岛素作用的抵抗)。更详细地说，患II型糖尿病的患者的胰岛素相对缺乏。即是，在这些患者中，在绝对期血浆胰岛素水平正常至偏高，虽然它们低于预期存在的血浆葡萄糖水平。
II型糖尿病的特征在于以下临床体征或症状持久升高的血浆葡萄糖浓度或高血糖症；多尿(症)；烦渴和/或多食症；慢性微脉管并发症如视网膜病、肾病和神经病；和微脉管并发症如高脂血和高血压，其可以导致失明、晚期肾病、肢切断术和心肌梗塞。
X综合征，也称为胰岛素抵抗综合征(IRS)、代谢综合征或代谢X综合征，是对于II型糖尿病和包括不能耐受葡萄糖、高胰岛素血症和胰岛素抵抗、高甘油三酯血症、高血压和肥胖症的心血管疾病的发展存在危险因素的疾病。
II型糖尿病的诊断包括症状评估和测量尿和血液中的葡萄糖。对于正确的诊断，血糖水平的测定是必须的。更具体地说，禁食血糖水平测定是采用的一个标准方法。可是认为口服葡萄糖耐受试验(OGTT)比禁食血糖水平更灵敏。II型糖尿病与削弱的口服葡萄糖耐受性(OGT)有关。因此，OGTT可以帮助II型糖尿病的诊断，虽然对于糖尿病的诊断通常不是必须的(Emancipator K，Am J Clin Pathol 1999 Nov；112(5)665-74；2型糖尿病，Decision Resources Inc.，March 2000)。所述OGTT允许评估胰腺的β-细胞分泌功能和胰岛素敏感性，后者帮助诊断II型糖尿病并评估该疾病发展的严重性(如Caumo A，Bergman RN，CobelliC，.J Clin Endocrinol Metab 2000，85(11)4396-402)。更详细地说，在确定具有不能诊断为糖尿病的多重临界禁食血糖水平的患者高血糖症的轻重程度中所述OGTT是非常有益的。另外，所述OGTT用于测试患有II型糖尿病症状的患者，异常的碳水化合物代谢的可能诊断必须确诊或排除。
因此，具有低于诊断II型糖尿病所要求的血糖水平的禁食血糖水平，但是具有在正常人和糖尿病患者之间的OGTT期间的血浆葡萄糖的个体被诊断为削弱的葡萄糖耐受性。认为削弱的葡萄糖耐受性是先兆糖尿病，削弱的葡萄糖耐受性(通过OGTT定义)是II型糖尿病发展的一个重要预报(Haffner SM，Diabet Med 1997 Aug14 Suppl 3S12-8)。
II型糖尿病是一种与胰腺功能降低和/或其它与涉及胰岛素-相关过程有关的进行性疾病，由于血浆葡萄糖水平的增加而恶化。因此，II型糖尿病通常具有延长的先兆糖尿病阶段并且各种病理生理学机制可以导致病理性高血糖症和削弱的葡萄糖耐受性，例如，在先兆糖尿病阶段葡萄糖利用和效用，胰岛素作用和/或胰岛素产生的异常性(Goldberg RB，Med Clin North Am 1998 Jul；82(4)805-21)。
与葡萄糖不耐受性有关的前驱糖尿病阶段也可与易患腹部肥胖、胰岛素抵抗、高血脂和高血压，即是X综合征的素质有关(Groop L，Forsblom C，Lehtovirta M，Am J Hypertens 1997 Sep；10(9 Pt 2)172S-180S；Haffner SM，J Diabetes Complications 1997 Mar-Apr；11(2)69-76；Beck-Nielsen H，Henriksen JE，Alford F，Hother-Nielson O，Diabet Med1996 Sep；13(9 Suppl 6)S78-84)。
因此，对于II型糖尿病和削弱的葡萄糖耐受性的发病机理，缺乏碳水化合物代谢是关键(Dinneen SF，Diabet Med 1997 Aug；14 Suppl 3S19-24)。事实上，存在从削弱的葡萄糖耐受性和削弱的禁食葡萄糖到确定的II型糖尿病的连续过程(Ramlo-Halsted BA，Edelman SV，PrimCare 1999 Dec；26(4)771-89)。
早期干预处于发展为II型糖尿病的危险中的个体可以预防或延缓向II型糖尿病的发展和相关的并发症和/或X综合征，所述干涉集中于降低病理性高血糖症或削弱的葡萄糖耐受性。因此，通过有效地治疗削弱的口服葡萄糖耐受性和/或升高的葡萄糖水平，人们可以预防或抑制所述疾病向II型糖尿病或X综合征的发展。
对于II型糖尿病和/或X综合征的治疗，许多典型的处方抗糖尿病药，如磺脲和噻唑烷二酮，具有增加体重的不需要的副作用。由于代谢作用增强和内分泌失调，前驱糖尿病或诊断的II型糖尿病或X综合征的患者体重增加导致有害的作用，并且肥胖本身是II型糖尿病的发展和进行性恶化的一个关键危险因素。因此，有一种维持或降低体重的抗糖尿病剂的迫切需求。
发明公开 目前已经发现下式(I)化合物
其中X为O或CH2，而R1、R2、R3、R4和R5如下文所定义， 用于预防II型糖尿病和X综合征的发展。
优选实施方案详述 本发明的氨基磺酸酯具有下式(I)
其中 X为CH2或氧； R1为氢或烷基；和 R2、R3、R4和R5独立为氢或低级烷基，并且当X为CH2时，R4和R5可为连接形成一个苯环的链烯基，而当X为氧时，R2和R3和/或R4和R5可以一起为下式(II)的亚甲二氧基基团
其中 R6和R7可相同或不同并且为氢、低级烷基或烷基并连接形成一个环戊基或环己基环。
R1特别为氢或大约1到4个碳原子的烷基，如甲基、乙基和异丙基。贯穿本说明书的烷基包括直链和支链烷基。对于R2、R3、R4、R5、R6和R7烷基基团具有大约1到3个碳原子并包括甲基、乙基、异丙基和正丙基。当X为CH2时，R4和R5可结合形成一个稠合到含有X的6-元环上的苯环，即R4和R5通过链三烯基团＝C-CH＝CH-CH＝来限定。
一组特殊的式(I)化合物为其中X为氧而R2和R3及R4和R5一起为式(II)的亚甲二氧基基团的化合物，其中R6和R7皆为氢、皆为烷基或联合形成一个螺环戊基或环己基环，特别是其中R6和R7皆为烷基如甲基。第二组化合物为其中X为CH2而R4和R5连接形成一个苯环的化合物。第三组的式(I)化合物为其中R2和R3皆为氢的化合物。
可通过以下方法合成式(I)化合物 (a)在大约-20到25℃的温度下，在碱如叔丁醇钾或氢化钠的存在下，在溶剂如甲苯、THF或二甲基甲酰胺中，使式RCH2OH的醇与式ClSO2NH2或ClSO2NHR1的氯代氨基磺酸酯反应，其中R为下式(III)的基团
(b)于大约-40℃到25℃的温度下，在碱如三乙胺或吡啶的存在下，在溶剂如乙醚或二氯甲烷中，使式RCH2OH的醇与式SO2Cl2的磺酰氯反应产生式RCH2OSO2Cl的氯代硫酸酯。
然后于大约40℃到25℃的温度下，在溶剂如二氯甲烷或乙腈中，式RCH2OSO2Cl的氯代硫酸酯可以与式R1NH2的胺反应产生式(I)化合物。T.Tsuchiya等在Tetrahedron Lett.，1978，3365中也描述了(b)的反应条件。
(c)按照M.Hedayatullah在Tetrahedron Lett.1975，2455中所述，在溶剂如二氯甲烷或乙腈中，使氯代硫酸酯RCH2OSO2Cl与金属叠氮化物如叠氮化钠反应产生一种式RCH2OSO2N3的叠氮基硫酸酯。然后通过催化氢化作用，如用贵金属和H2或通过与金属铜在如甲醇的溶剂中加热将该叠氮基硫酸酯还原为其中R1为氢的式(I)化合物。
所述式RCH2OH的原料可以从商业上获得或按照本领域已知的方法获得。例如，其中R2和R3与R4和R5相同并且具有式(II)的式RCH2OH的原料可以通过R.F.Brady在Carbohydr.Res.1970，14，35的方法或通过在大约25℃的温度下、在如卤化碳如二氯甲烷的溶剂中、在质子酸如盐酸或路易斯酸如氯化锌的存在下，使R6COR7酮的三甲基甲硅烷基烯醇醚或醛与果糖反应获得。G.L.Larson等在J.Org.Chem.1973，38，3935中描述了所述三甲基甲硅烷基烯醇醚反应。
另外，式RCOOH和RCHO的羧酸和醛可以通过标准的还原技术还原为式RCH2OH的化合物，如按照H.O.House在“现代合成反应(Modern Synthetic Reactions)”，第二版，45-144页(1972)中所述，在大约0到100℃的温度下、在诸如二甘醇二甲醚、THF或甲苯的溶剂中，与氢化铝锂、氢硼化钠或硼烷-THF复合物反应。
式1化合物也可以通过美国专利4,513,006号、5,242,942号和5,384,327号公开的方法制备，所述专利通过引用结合到本文中。
式(I)化合物包括各种单一的异构体以及其外消旋物，如，在6元环上的R2、R3、R4和R5的各种α和β连接(即在绘图平面的上方或下方)。最好，所述亚甲二氧基基团(II)的氧连接在该6元环的同侧。
阐述以下实施例以帮助理解本发明，但并不打算和不应该解释为以任何方式限制此后在权利要求书中阐述的本发明。
实施例1 众所周知，当允许随意进食时，ob/ob小鼠反常地发展为高血水平的胰岛素(高胰岛素血症)、葡萄糖(高血糖症)、皮肤损害和高水平的糖基化血色素，所有这些都是II型糖尿病的特征症状(R.R.HENRY，Ann.Intern.Med.1996，124，97-103；G.W.EDELSON，Clin.Podiatr.Med.Surg.1998，15，41-48；P.R.JOHNSON，M.R.GREENWOOD，B.A.HORWITZ and J.S.STERN，Annu.Rev.Nutr.1991，11，325-353)。基于所述ob/ob小鼠模型的知识，设计了两种研究以测定式(I)化合物在这些小鼠模型中的作用。
在第一个研究中，将均匀群体的小鼠分成三组；在一个对照组小鼠中，在整个120-天的研究期间未将托吡酯加入到饲料中。在第二组中，前84天将托吡酯按照足以产生20mg/kg日剂量的量加入到饲料中，随后36天以180mg/kg的日剂量加入到饲料中。第三组在整个120天接受60mg/kg的日剂量。在120-天的时间结束后，处死所述小鼠，收集血液并准备用于随后分析血浆中的葡萄糖、胰岛素和甘油三酯。
该结果的统计分析显示在两组用托吡酯处理过的小鼠中葡萄糖显著低于对照组(表1)。在两组用托吡酯处理过的小鼠中胰岛素水平也较低，但是仅在第一组中所述差异在统计学上是显著的(表1)。
表1.在ob/ob小鼠中托吡酯对血糖、胰岛素和甘油三酯的影响
用研究者的双尾t检验(two-tailed t-test)计算P值。所有的P值都是从托吡酯(TPM)-治疗组与对照组的比较获得*。在开始给予托吡酯时和在研究结束时(用在饲料中的托吡酯治疗120天后)的体重在对照组与托吡酯治疗组中是类似的在第一天(day-1)对照组为48.2±1.1g和在第一天TPM 2组为48.4±0.9g；在第119天对照组为62.7±1.4g和在第119天TPM 2组为62.2±1.2g；对照组和TPM 2组从第一天到第119天增加的体重也类似。在括号中的百分率差异为相对于对照组的值。
在第二个研究中，将均匀群体的小鼠分成两组。在一个对照组小鼠中，在整个118-天的研究期间未将托吡酯加入到饲料中。在第二组中，将托吡酯按照足以产生60mg/kg日剂量的量加入到饲料中达6天，然后以180mg/kg的日剂量加入达112天。在给药期间每周两次检查小鼠皮肤的损害。当皮肤损害明显时，在损害的数量和大小的基础上评估严重性，并在中等到严重的范围内打分(表2)。对于对照组小鼠中的四只，它们的健康恶化到死亡或必须处以安乐死。这四只对照组小鼠中的三只有损害(两只小鼠划分为严重而一只小鼠划分为中度)。除了这四只不能存活118-天的对照小鼠外，到该研究结束其它小鼠出现了从中度到重度的皮肤损害(表2)。比较起来用托吡酯治疗的九只小鼠均未出现皮肤损害(表2)。在118-天的时期结束后，处死所有的存活小鼠，收集血液并准备用于随后的血浆葡萄糖、胰岛素和糖基化的血色素的分析。在第二个研究中，在托吡酯-治疗的小鼠中血糖水平显著低于对照组小鼠(P＜0.05，在研究结束时对于对照组为276±49mg/dL平均值±SEM，n＝7和对于托吡酯-治疗组为131±13mg/dL平均值±SEM，n＝9；两组间差异为52％)，但是在两组间胰岛素水平没有差异。在存活的对照组小鼠中糖基化的血色素显著高于托吡酯-治疗组小鼠(6.09±0.8(n＝7)对3.16±0.1(n＝9)，平均值±SEM，P＜0.01，用托吡酯治疗降低了48％)。在研究2的整个118天中，两组小鼠的平均体重没有差异，即，在第一天对照组体重为43.6±0.8g(n＝7)和托吡酯-治疗组为42.8±1.1g(n＝9)；在第118天对照组为55.2±2.4g和在第118天托吡酯-治疗组为55.1±1.3g。整个研究中两组的体重增加类似。因此，托吡酯对所述疾病的生物学标记的有益影响不会亚于因体重降低可能产生的潜在有益作用。所述数据暗示托吡酯改变代谢和内分泌活性以改善ob/ob小鼠的糖尿病综合征、这些活性不依赖于托吡酯对体重的影响。
表2.对照组和托吡酯-治疗组ob/ob小鼠的皮肤损害 对照组托吡酯组(180mg/kg/天)
对于每只小鼠按照以下给皮肤损害打分未观察到。轻微一个或两个小的损害(最长的尺寸小于5mm)。中等一个或多个损害(最长的尺寸大于5mm但小于8mm)。严重多个损害(最长的尺寸大于8mm)。天数指在118-天期间的日子。
因此，当在4个月内给予ob/ob小鼠混合进食物中的托吡酯时，葡萄糖和胰岛素的血液水平，以及糖基化血色素的水平显著低于未给予托吡酯的对照组ob/ob小鼠。而且，以180mg/kg的剂量接受托吡酯的小鼠没有一只出现皮肤损害，而对照组ob/ob小鼠出现损害。这些结果证明即使在不影响体重时，托吡酯在肥胖的糖尿病动物模型中减少或预防II型糖尿病的所有特征症状的出现。这些结果也暗示托吡酯可降低细胞对胰岛素的抵抗。众所周知这是II型糖尿病的一个重要因素(R.R.HENRY，Ann.Intern.Med.1996，124，97-103；J.D.McGARRY，Am.J.Clin.Nutr.1998，67，500S-504S；J.M.OLEFSKY and J.J.NOLAN，Am.J.Clin.Nutr.1995，61，980S-986S)。
X综合征，也称为胰岛素抵抗综合征(IRS)、代谢综合征或代谢X综合征，是一种存在发生II型糖尿病和心血管疾病包括葡萄糖无耐受力、高胰岛素血症多和胰岛素抵抗和脂血紊乱(dyslipidemia)(如高甘油三酸酯)的危险因素的疾病。当在4个月内给予ob/ob小鼠混合进食物中的托吡酯时，葡萄糖、胰岛素和甘油三酸酯的血液水平显著低于未给予托吡酯的对照组ob/ob小鼠。这些结果证明托吡酯可减少或预防与X综合征 有关的病理生理学征兆并因此防止其发展。
实施例2 六到七周龄的雌性C57 BLK S/J-m+/+Leprdb小鼠(db/db)和杂交的同窝出生的小鼠购自The Jackson Laboratory(Bar Harbor，ME)。当到达时，隔离所述小鼠5天并成对地关在含有
草垫的鞋形笼(shoe-box)中(Shepherd Speciality papers，Inc.，Kalamazoo，MI)。在21到23℃的环境温度下、按照12小时-12小时的光照-黑暗时间表饲养所述小鼠并使其随意地接近水和食物。该食物包含NIH(National Institutesof Health)Rat和Mouse/Auto 6F诱导肥胖大鼠食物(Reduced Fat Diet)，编号为5K52(PMI Nutrition International Inc.，Brentwood，MO)。
用作对照并且用于受试化合物的媒介物为溶于水中的0.5％甲基纤维素。当给予小鼠时，所述化合物充分地溶解或均匀地悬浮在该媒介物中。
将所述db/db小鼠随机分为五组，每组八只，为杂交的同窝出生的小鼠。所述组如下一组媒介物对照组和四组托吡酯组，这四组中每组接受四个剂量之一的托吡酯(TPM)(分别为10、30、100或300mg/kg)。在光照-黑暗循环的光照部分的第8小时期间，每天一次通过管饲法口服给予托吡酯或媒介物。
在给予最后的剂量之后的18小时和24小时之间，用CO2/O2(70∶30)使所述小鼠麻痹并且将来自眼眶后窦穿刺的血液收集到2ml肝素化的有弹簧盖(snap-top)的聚丙烯试管中，然后放置在冰中。通过离心(1600g 15分钟)将血浆与血液细胞分开。对于不立即分析的样品，将该血浆转移到96孔平板中并在-70℃冷冻。
用血液临床实验室的标准程序分析葡萄糖和甘油三酯。明确地说，用一台自动化的Hitachi 717自动分析仪(BoehringerMannheim/Hitachi 717 Autoanalyzer，Boehringer Mannheim LaboratorySystems Division，Indianapolis，IN)分析样品。用方差单向分析(ANOVA)进行药物治疗组的数据与媒介物组的数据比较的统计学分析，用Dunnett’s Multiple Comparisons(多重比较)检验。
按照上述程序，在口服给药11天后，测定托吡酯对雌性糖尿病db/db小鼠和同窝出生小鼠的血浆葡萄糖和甘油三酯水平的影响，结果列于表3和4中。体重列于表5中。缩写N代表每个研究组的动物数量。
表3血浆葡萄糖
表4血浆甘油三酯
表5体重
结果显示，10、30、100和300mg/kg/天剂量水平的托吡酯以剂量-依赖方式分别降低血糖27％(相对于对照组P＜0.05)、35％(相对于对照组P＜0.01)、37％(相对于对照组P＜0.01)和61％(相对于对照组P＜0.01)。以100和300mg/kg/天给予托吡酯相对于糖尿病对照组也显著降低(P＜0.01)血浆甘油三酯水平达42％。该结果证明托吡酯显著改善了纯合糖尿病小鼠的糖尿病病情并且托吡酯的此种活性不依赖于体重的减轻。
实施例3 六周龄的雄性Zucker糖尿病肥胖(ZDF/Gmi-Fa)大鼠购自GeneticModels，Inc.Indianapolis，Indiana。在68-72°F的环境温度下、按照12小时-12小时的光照-黑暗时间表将所述大鼠以四只一组关在悬挂的金属笼子中并使其随意地接近水和食物。用瘦鼠(ZDF/GMI-+/+或+/fa)作为正常的、非糖尿病的对照组。饮食包括LabDiet 5008饲料配方(PMINutrition Iht’l，Brentwood，MO)。
用作对照并且用于受试化合物的媒介物为溶于水中的0.5％甲基纤维素。当给予所述小鼠时，所述化合物充分地溶解或均匀地悬浮在该媒介物中。
将大鼠随机分为四组，每组八只。所述组如下一组媒介物对照组和三个试验组，这三组中每组接受三个剂量之一的TPM(分别为30、100或300mg/kg)。在光照-黑暗循环的光照部分的第8小时期间，每天一次通过管饲法口服给予托吡酯或媒介物，连续14天。
在该研究的开始，通过尾部静脉使所述大鼠放血并测定血浆葡萄糖和甘油三酸酯的水平。在给予最后剂量之后的18小时和24小时之间，在1天(喂食的动物)和14天(喂食的动物)再经尾部夹子取血液样品。将该血浆收集到2ml肝素化的有弹簧盖的聚丙烯试管中，然后放置在冰中。通过离心(1800g 20分钟)将血浆与血液细胞分开。对于不立即分析的样品，将该血浆转移到96孔平板中并在-70℃冷冻。
在该研究开始时和在口服给药14天后测定动物的体重。用血液临床实验室的标准程序分析葡萄糖和甘油三酸酯。明确地说，用一台自动化的Hitachi 717自动分析仪(Boehringer Mannheim/Hitachi 717Autoanalyzer，Boehringer Mannheim Laboratory Systems Division，Indianapolis，IN)分析样品。用方差的单向分析(ANOVA)进行药物治疗组的数据与媒介物组的数据比较的统计学分析，用Dunnett’s MultipleComparisons(多重比较)检验。
按照上述程序，口服给药14天，测定托吡酯对雄性Zucker大鼠的血浆葡萄糖、甘油三酯水平和体重变化的影响，结果列于表6-8中。缩写N代表每个研究组的动物数量。
表6血浆葡萄糖水平
表7血浆甘油三酯水平
表8体重变化(克)
按照上表的数据所示，托吡酯降低血糖水平25-50％(P＜0.01)。在30mg/kg/天组血糖水平的降低没有出现显著的体重变化。托吡酯在30和300mg/kg/天时也降低血浆甘油三酸酯水平(20％和30％；分别为P＜0.05和P＜0.01)。
来自db/db小鼠(实施例3)和Zucker大鼠(实施例4)的结果共同显示托吡酯是一种治疗高血糖的有效药物，对甘油三酸酯具有有益的作用并且用于治疗人II型糖尿病的症状。
实施例4 将7-8周龄的雌性db/db小鼠(C57BLK S/J-m+/+LeprdbJackson Labs，Bar Harbor，ME)关在固体底部的鞋形笼中，每个笼子4只小鼠。维持室温在68-72°F及湿度在50-65％。室内照明为12小时光照/12小时黑暗循环。用NIH大鼠和小鼠/Auto 6F减肥食物(reduced fat diet)#5K52(PMI Nutrition Int’l Inc.)饲养所述小鼠。随意供应食物和水。
口服给予受试化合物和媒介物并制备为在0.5％羟丙基甲基纤维素(Dow Chemical，Midland，MI)中的悬浮液。给予的体积为每kg体重10ml(10ml/kg)。
对不同组的雌性db/db小鼠(7-8只/组)每日经管饲口服给予在dH2O中的0.5％甲基纤维素(媒介物)、30或100mg/kg/天的托吡酯或30或100mg/kg/天的2，34，5-双-O-(1-甲基亚乙基)-β-L-吡喃果糖氨基磺酸酯(此后称为化合物V)，共11天。在10天，在进行口服葡萄糖耐受性(OGT)试验前对所述动物禁食20小时。在11天，每组在最后给药四小时后，通过口服2g/kg的葡萄糖进行口服葡萄糖耐受性试验(OGTT)。在葡萄糖攻击(challenge)后0(给予葡萄糖前)、30、60和120分钟通过尾部夹子使该动物放血。将血液样品收集到肝素化的CB微型管(microvettes)中，然后放置在冰上。分析该血浆样品，通过使用SIGMA DIAGNOSTICS Trinder试剂(Sigma，St.Louis，MO)测定血浆葡萄糖。用程序Instat(Graphpad，Monrovia，CA)和单向ANOVA进行统计学分析，用Dunnett’s multiple comparison(多重比较)检验。
按照上述程序，测定托吡酯和化合物V在雌性db/db小鼠中对口服葡萄糖耐受性的影响，7只小鼠/组，结果列于表9中。缩写N代表每个研究组的动物数量。
表9口服葡萄糖耐受性试验(禁食)
该结果显示托吡酯和化合物V降低禁食的葡萄糖水平并抑制由于口服葡萄糖攻击引起的血糖水平升高。这提示托吡酯和化合物V都改善葡萄糖耐受性并且也可以增加胰岛素的敏感性。
也随机将雌性ZDF大鼠分成对照组和托吡酯(30或100mg/kg/天)治疗组，口服给药16天，并且在用2g/kg的葡萄糖攻击后测试血糖水平和口服葡萄糖的耐受性。托吡酯的效果列于表10中(N＝每个治疗组8只大鼠)。
表10血浆葡萄糖水平(Md/dL±SEM)
这些结果显示在ZDF大鼠中，在葡萄糖挑战后60、90和120分钟托吡酯改善口服葡萄糖的耐受性。这些数据也显示口服给予托吡酯改善葡萄糖耐受性并且也可以增加胰岛素敏感性。
实施例5 五到七周龄的雄性小鼠(ob/ob)购自The Jackson Laboratory(BarHarbor，Maine)。当到达时，隔离所述小鼠5天并个别地关在具有2英寸四方形“nestlets”的金属丝网笼子中。在21到23℃的环境温度下、按照12小时-12小时的光照-黑暗时间表饲养所述小鼠并使其随意地接近水和粉碎的食物。
口服给予作为食物中微量成分(0.143到2.54mg/g)的托吡酯。用一个研钵和研杵将准确量的托吡酯彻底地混合到已知量的粉碎的实验室食物中以便磨碎所述药物和食物，随后将所述内容物放置在一个165盎司的有盖聚乙烯管中并通过摇动和旋转所述管混合。所述实验室食物(5002M Certified Diet Meal，在Brentwood，MO由Purina Mills，Inc.制造)含有不低于20％蛋白质、4.5％脂肪和64.5％CHO。加入到该食物中的托吡酯的量是以在以前的3或4天期间所记录的食物摄取量为基础。将粉碎的食物放入设计的不锈钢/铝的进料器中防止所述小鼠分散、泄漏或污染所述食物。将分散或污染食物的小鼠排除在该研究外。
将三十二周龄的小鼠随机分成三组(1)对照组，其中托吡酯未加入到食物中，(2)托吡酯组，其中托吡酯在整个110天给药期间以足以产生20mg/kg的日剂量的量被加入到食物中，和(3)另一托吡酯组，其中在整个给药期间以足以产生60mg/kg日剂量的量被加入到食物中。
监测每组动物的体重、食物摄取量、血糖、HbA1C、胰岛素、甘油三酯和II型糖尿病及较差健康的身体征兆。每周两次在星期一/星期四或星期二/星期五预计8到12小时进入光照-黑暗循环的光照部分记录体重和食物摄取量。在200g以下的体重用一个指定的等级记录体重和食物摄取量。在记录体重的每一天，观察所述小鼠的II型糖尿病体征(皮肤损害)或较差健康的征兆(如昏睡或蓬乱外貌)。检查所述小鼠的皮肤损害，并且如果存在损害，注意严重的程度并记录。如果小鼠的一般健康已经恶化到一个认为威胁生命的程度，则使该鼠安乐死。
允许小鼠接近含有托吡酯的食物，直到通过断头术处死前几小时。将从颈部伤口流出的血液收集到石蜡膜衬底的漏斗中。然后将该血液转移到含有肝素的烧杯中。通过离心将血浆与红血细胞分开。冷冻该血浆以用于后面的分析。对该血浆中的血糖水平、胰岛素和甘油三酯进行定量。也测量糖基化的血色素。糖基化的血色素需要50μl全血样品，在离心前从所述的漏斗中取走该样品。然后收集血浆样品而不冷冻。将所有样品存放在冰中并在收集血液的当天连夜运送到Anilytics，Inc.(200 Girard St.，Suite 200，Gaithersburg，MD 20877)。用进行血液化学分析的商业实验室建立的标准程序检测由Anilytics分析的样品。进行统计分析以确定所述数据是否通过一个正态检验(拟合一条正态分布曲线)。发现所有的组都通过了该检验并因此用适合参数的数据检验(一个不成对的双尾(unpaired two-tailed)t检验)，进一步分析(Prizm 2.01，Graph Pad Software，Inc.；San Diego，CA 92121)。将TPM-治疗组的小鼠的数据与对照组比较。
按照上述程序，测定托吡酯(TPM)在雄性ob/ob小鼠中对体重(BW)、糖基化的血红蛋白(HbA1C)、血糖水平(BG)、甘油三酯和胰岛素水平的影响，结果列于表11。缩写N代表每个研究组的动物数量。
表11体重和血浆葡萄糖水平
数据显示，当与对照组动物比较时，托吡酯治疗的动物(60mg/kg)具有相应较低的HbA1c和血糖(BG)水平。这些降低是明显的，即使体重(BW)没有明显的差异。
因为在该研究中的小鼠是老的，当开始给药时已经有高发生率的损害。开始皮肤损害的总发生率如下当研究开始时对照组中的动物为47％；在20mg/kg托吡酯组中的动物为38％；在60mg/kg TPM组中的动物为47％。
在给药的第一个60天期间，损害的总发生率在对照组中逐渐地增加并且通常在57％和67％之间的范围内。在所述期间对照组中的六只小鼠死亡或必须处以安乐死。在接受20mg/kg托吡酯组中，在第一个60天期间损害的总发生率仍然几乎恒定，通常在40％和50％之间的范围内。在所述期间，在20mg/kg托吡酯治疗组中的四只小鼠死亡或必须处以安乐死。在用60mg/kg托吡酯治疗的组中损害的总发生率逐渐下降，并且在给药后的第一个三周后在15％和38％之间的范围内。在用60mg/kg托吡酯治疗的组中，在第一个60天给药期间两只小鼠死亡；这两只小鼠在开始给药前已经存在有严重的损害。
在62和110天之间的给药期间，在60mg/kg/天托吡酯治疗组的损害总发生率低于对照组。
因此，该数据显示托吡酯改善血糖控制、降低甘油三酸酯并可在不减轻体重时增加胰岛素敏感性。在开始给予托吡酯前已经存在这些损害的动物中，托吡酯也降低皮肤损害的发生率和流行。
基于在以上实施例中所报告的结果，可以推断式(I)化合物在预防哺乳动物包括人的II型糖尿病的发展中是有用的。
为了预防II型糖尿病或X综合征的发展，可以通过给予治疗有效量的式I化合物使用式(I)化合物。更具体地讲，为了预防II型糖尿病或X综合征的发展，可以使用式(I)化合物，即通过反复口服给予日剂量在大约10到1000mg的范围内，优选在大约10到650mg的范围内，更优选在大约16到325mg的范围内的式(I)化合物，每日一次或两次。
当在此使用时，术语“组合物”打算包括含有指定量的所述指定成分的产品，以及任何直接或间接由特定量的所述特定成分组合产生的产品。
当在此使用，除非另外说明，所述术语“治疗有效量”意指在组织系统、动物或人中引起生物学或医学反应，包括缓解疾病或所治疗疾病的症状的活性化合物或药剂的量，这种量一直是由研究人员、兽医、医师或其它临床医生所探索的。
给药的最佳剂量可以容易地由本领域的技术人员确定，并将根据给药的方式、制剂的规格和疾病情况的发展而变化。另外，与所治疗的具体患者有关的因素，包括患者的性别、年龄、体重、饮食、身体状况、给药次数和并发的疾病和药物可导致需要调节剂量。
对于给药方法，可通过任何适宜的方式给予一种或多种式(I)化合物，这些对于本领域的技术人员是显而易见的。更具体地说，可通过任何胃肠外的方法，包括但不限于口、肺部、腹膜内(ip)、静脉内(iv)、肌内(im)、皮下(sc)、透皮、口腔、鼻、舌下、眼睛、直肠和阴道给予式(I)化合物。显而易见，对于本领域的技术人员而言，提供此中所述治疗作用的任何给药剂量和频率是适宜用于本发明的。
为了制备本发明的药用组合物，按照常规制药混合技术将一种或多种式(I)的氨基磺酸酯化合物紧密地与药用载体混合，所述载体可为许多形式，取决于给药所需的制剂形式，如i.v.用适宜的增溶剂制备无菌的可注射制剂。一个单位剂量将含有大约10到200mg的活性成分。目前可获得以圆形片剂口服给药的托吡酯，所述片剂含有25mg、100mg或200mg的活性药物。所述片剂含有以下非活性成分的一些或全部含水乳糖、预先成胶状的淀粉、微晶纤维素、羟基乙酸淀粉钠、硬脂酸镁、纯化水、camauba蜡、羟丙基甲基纤维素、二氧化钛、聚乙二醇、合成的二氧化铁和多乙氧基醚。
前述说明书讲述本发明的原则，为了阐述的目的提供实施例，应该理解本发明的实践包括出现在以下权利要求及它们的等价物范围内的所有通常的变化、改变和/或修饰。
权利要求
1.一种使用治疗有效量的式I化合物治疗或预防患有II型糖尿病的哺乳动物的此病发展的方法
其中
X为CH2或氧；
R1为氢或烷基；和
R2、R3、R4和R5独立为氢或低级烷基，并且当X为CH2时，R4和R5可为连接形成一个苯环的链烯基，而当X为氧时，R2和R3和/或R4和R5可以一起为下式(II)的亚甲二氧基基团
其中
R6和R7是相同的或不同的并且为氢、低级烷基或者为烷基并连接形成环戊基或环己基环。
2.权利要求1的方法，其中式(I)化合物为托吡酯。
3.权利要求1的方法，其中所述治疗有效量为大约10到650mg。
4.权利要求1的方法，其中所述量为大约16到325mg，每日给药一次或两次。
5.一种使用治疗有效量的式I化合物治疗或预防患有X综合征(胰岛素抵抗综合征、代谢综合征或代谢X综合征)的哺乳动物的此病发展的方法
其中
X为CH2或氧；
R1为氢或烷基；和
R2、R3、R4和R5独立为氢或低级烷基，并且当X为CH2时，R4和R5可为连接形成一个苯环的链烯基，而当X为氧时，R2和R3和/或R4和R5可以一起为下式(II)的亚甲二氧基基团
其中
R6和R7是相同的或不同的并且为氢、低级烷基或为烷基并连接形成环戊基或环己基环。
6.权利要求5的方法，其中式(I)化合物为托吡酯。
7.权利要求5的方法，其中所述治疗有效量为大约每日10到1000mg。
8.权利要求5的方法，其中所述治疗有效量为大约每日10到650mg。
9.权利要求5的方法，其中所述量为大约16到325mg，每日一次或两次。
10.一种使用治疗有效量的式I化合物治疗患有此类疾病的哺乳动物的削弱的口服葡萄糖耐受性的方法
其中
X为CH2或氧；
R1为氢或烷基；和
R2、R3、R4和R5独立为氢或低级烷基，并且当X为CH2时，R4和R5可为连接形成一个苯环的链烯基，而当X为氧时，R2和R3和/或R4和R5可以一起为下式(II)的亚甲二氧基基团
其中
R6和R7是相同的或不同的并且为氢、低级烷基或为烷基并连接形成环戊基或环己基环。
11.权利要求10的方法，其中式(I)化合物为托吡酯。
12.权利要求10的方法，其中所述治疗有效量为大约每日10到1000mg。
13.权利要求10的方法，其中所述治疗有效量为大约每日10到650mg。
14.权利要求10的方法，其中所述量为大约16到325mg，每日一次或两次。
15.一种使用治疗有效量的式I化合物治疗或预防患有与II型糖尿病或X综合征有关的皮肤损害的哺乳动物的此病发展的方法
其中
X为CH2或氧；
R1为氢或烷基；和
R2、R3、R4和R5独立为氢或低级烷基，并且当X为CH2时，R4和R5可为连接形成一个苯环的链烯基，而当X为氧时，R2和R3和/或R4和R5可以一起为下式(II)的亚甲二氧基基团
其中
R6和R7是相同的或不同的并且为氢、低级烷基或为烷基并连接形成环戊基或环己基环。
16.权利要求15的方法，其中式(I)化合物为托吡酯。
17.权利要求15的方法，其中所述治疗有效量为大约每日10到1000mg。
18.权利要求15的方法，其中所述治疗有效量为大约每日10到650mg。
19.权利要求15的方法，其中所述量为大约16到325mg，每日一次或两次。
20.一种使用治疗有效量的式I化合物改善患有缺乏胰岛素敏感性的哺乳动物的此类疾病的方法
其中
X为CH2或氧；
R1为氢或烷基；和
R2、R3、R4和R5独立为氢或低级烷基，并且当X为CH2时，R4和R5可为连接形成一个苯环的链烯基，而当X为氧时，R2和R3和/或R4和R5可以一起为下式(II)的亚甲二氧基基团
其中
R6和R7是相同的或不同的并且为氢、低级烷基或为烷基并连接形成环戊基或环己基环。
21.权利要求20的方法，其中所述式(I)化合物为托吡酯。
22.权利要求20的方法，其中所述治疗有效量为大约每日10到1000mg。
23.权利要求20的方法，其中所述治疗有效量为大约每日10到650mg。
24.权利要求20的方法，其中所述量为大约16到325mg，每日给药一次或两次。
全文摘要
本发明公开了用于预防II型糖尿病和X综合征的发展的抗惊厥衍生物。其中X为CH2或氧；R1为氢或烷基；和R2、R3、R4和R5独立为氢或低级烷基，并且当X为CH2时，R4和R5可为连接形成一个苯环的链烯基，而当X为氧时，R2和R3和/或R4和R5可以一起为下式(II)的亚甲二氧基基团其中R6和R7可相同或不同并且为氢、低级烷基或烷基并连接形成一个环戊基或环己基环。
文档编号A61K31/36GK101404993SQ01815159
公开日2009年4月8日 申请日期2001年7月6日 优先权日2000年7月7日
发明者C·普拉塔-萨拉曼, J·克罗克 申请人:奥索-麦克尼尔药品公司
相关申请的交叉引用
本申请要求2000年7月7日提交的美国临时申请序号60/217,141和2001年2月20日提交的美国临时申请序号60/270,022的优先权，其内容通过引用结合到本文中。
背景技术：
式(I)化合物
在结构上为新的抗癫痫化合物，在动物实验中它是高效的抗惊厥剂(MARYANOFF，B.E，NORTEY，S.O.，GARDOCKI，J.F.，SHANK，R.P.AND DODGSON，S.P.J.Med.Chem.1987，30，880-887；MARYANOFF，B.E，COSTANZO，M.J.，SHANK，R.P.，SCHUPSKY，J.J.，ORTEGON，M.E.，AND VAUGHT J.L.Bioorg.Med.Chem.Lett.1993，3，2653-2656；SHANK，R.P.，GARDOCKI，J.F.，VAUGHT，J.L.，DAVIS，C.B.，SCHUPSKY，J.J.，RAFFA，R.B.，DODGSON，S.J.，NORTEY，S.O.，MARYANOFF，B.E.，Epilepsia 1994，35，450-460；MARYANOFF BE，COSTANZO MJ，NORTEY SO，GRECO MN，SHANK RP，SCHUPSKYJJ，ORTEGON MP，VAUGHT JL.J.Med.Chem.1998，41，1315-1343)。以下三个美国专利包含了这些化合物4,513,006号、5,242,942号和5,384,327号。这些化合物之一是称为托吡酯的2，34，5-双-O-(1-甲基亚乙基)-β-D-吡喃果糖氨基磺酸酯，它在人类癫痫症的临床试验中已经证明在治疗单纯的和复合的不完全癫痫发作和继发性的普通癫痫发作中作为辅助治疗或作为单独治疗是有效的(E.FAUGHT，B.J.WILDER，R.E.RAMSEY，R.A.REIFE，L D.KRAMER，G.W.PLEDGER，R.M.KARIM等，Epilepsia 1995，36 (S4)，33；S.K.SACHDEO，R.C.SACHDEO，R.A.REIFE，P.LIM和G.PLEDGER，Epilepsia 1995，36(S4)，33；T.A.GLAUSER，Epilepsia 1999，40(S5)，S71-80；R.C.SACHDEO，Clin.Pharmacokinet.1998，34，335-346)，并且现在在美国、欧洲和全世界的其它大多数市场上已经上市，以用于治疗患有单纯的和综合的不完全癫痫症患者的癫痫发作和患有原发性及继发性的普通癫痫发作的患者的癫痫发作。
最初发现式(I)化合物在小鼠的传统最大电击疗法惊厥(MES)试验中具有抗惊厥的活性(SHANK，R.P.，GARDOCKI，J.F.，VAUGHT，J.L.，DAVIS，C.B.，SCHUPSKY，J.J.，RAFFA，R.B.，DODGSON，S.J.，NORTEY，S.O.，和MARYANOFF，B.E.，Epilepsia 1994，35，450-460)。后来的研究显示式(I)化合物在大鼠的MES试验中也是高效的。也发现托吡酯在几个啮齿动物的癫痫症模型中(J.NAKAMURA，S.TAMURA，T.KANDA，A.ISHII，K.ISHIHARA，T.SERIKAWA，J.YAMADA，和M.SASA，Eur.J.Pharmacol.1994，254，83-89)和在一个诱发的癫痫症动物模型中(A.WAUQUIER和S.ZHOU，Epilepsy Res.1996，24，73-77)有效地抑制癫痫发作。
最近发现更多的式(I)化合物对以下疾病或症状有效如WIPO出版物WO00/61140公开的，对维持体重减轻有效；如美国专利6,071,537号(WO 9800130)公开的，对肥胖的治疗有效；如WIPO出版物WO00/61139公开的，对降低血糖水平有效；如WIPO出版物WO00/61137公开的，对降血脂有效。Thakur等在WIPO出版物WO99/44581中公开的，托吡酯治疗糖尿病的用途。
II型糖尿病(非胰岛素依赖性糖尿病或NIDDM)为一种代谢疾病，包括葡萄糖代谢的失调(dysregulation)和胰岛素的抵抗，和涉及眼、肾、神经和血管的长期并发症。II型糖尿病通常在成年期(中年或以后)发展并且被描述为身体不能产生足够的胰岛素(不正常的胰岛素分泌)或不能有效地使用胰岛素(在靶器官或组织中对胰岛素作用的抵抗)。更详细地说，患II型糖尿病的患者的胰岛素相对缺乏。即是，在这些患者中，在绝对期血浆胰岛素水平正常至偏高，虽然它们低于预期存在的血浆葡萄糖水平。
II型糖尿病的特征在于以下临床体征或症状持久升高的血浆葡萄糖浓度或高血糖症；多尿(症)；烦渴和/或多食症；慢性微脉管并发症如视网膜病、肾病和神经病；和微脉管并发症如高脂血和高血压，其可以导致失明、晚期肾病、肢切断术和心肌梗塞。
X综合征，也称为胰岛素抵抗综合征(IRS)、代谢综合征或代谢X综合征，是对于II型糖尿病和包括不能耐受葡萄糖、高胰岛素血症和胰岛素抵抗、高甘油三酯血症、高血压和肥胖症的心血管疾病的发展存在危险因素的疾病。
II型糖尿病的诊断包括症状评估和测量尿和血液中的葡萄糖。对于正确的诊断，血糖水平的测定是必须的。更具体地说，禁食血糖水平测定是采用的一个标准方法。可是认为口服葡萄糖耐受试验(OGTT)比禁食血糖水平更灵敏。II型糖尿病与削弱的口服葡萄糖耐受性(OGT)有关。因此，OGTT可以帮助II型糖尿病的诊断，虽然对于糖尿病的诊断通常不是必须的(Emancipator K，Am J Clin Pathol 1999 Nov；112(5)665-74；2型糖尿病，Decision Resources Inc.，March 2000)。所述OGTT允许评估胰腺的β-细胞分泌功能和胰岛素敏感性，后者帮助诊断II型糖尿病并评估该疾病发展的严重性(如Caumo A，Bergman RN，CobelliC，.J Clin Endocrinol Metab 2000，85(11)4396-402)。更详细地说，在确定具有不能诊断为糖尿病的多重临界禁食血糖水平的患者高血糖症的轻重程度中所述OGTT是非常有益的。另外，所述OGTT用于测试患有II型糖尿病症状的患者，异常的碳水化合物代谢的可能诊断必须确诊或排除。
因此，具有低于诊断II型糖尿病所要求的血糖水平的禁食血糖水平，但是具有在正常人和糖尿病患者之间的OGTT期间的血浆葡萄糖的个体被诊断为削弱的葡萄糖耐受性。认为削弱的葡萄糖耐受性是先兆糖尿病，削弱的葡萄糖耐受性(通过OGTT定义)是II型糖尿病发展的一个重要预报(Haffner SM，Diabet Med 1997 Aug14 Suppl 3S12-8)。
II型糖尿病是一种与胰腺功能降低和/或其它与涉及胰岛素-相关过程有关的进行性疾病，由于血浆葡萄糖水平的增加而恶化。因此，II型糖尿病通常具有延长的先兆糖尿病阶段并且各种病理生理学机制可以导致病理性高血糖症和削弱的葡萄糖耐受性，例如，在先兆糖尿病阶段葡萄糖利用和效用，胰岛素作用和/或胰岛素产生的异常性(Goldberg RB，Med Clin North Am 1998 Jul；82(4)805-21)。
与葡萄糖不耐受性有关的前驱糖尿病阶段也可与易患腹部肥胖、胰岛素抵抗、高血脂和高血压，即是X综合征的素质有关(Groop L，Forsblom C，Lehtovirta M，Am J Hypertens 1997 Sep；10(9 Pt 2)172S-180S；Haffner SM，J Diabetes Complications 1997 Mar-Apr；11(2)69-76；Beck-Nielsen H，Henriksen JE，Alford F，Hother-Nielson O，Diabet Med1996 Sep；13(9 Suppl 6)S78-84)。
因此，对于II型糖尿病和削弱的葡萄糖耐受性的发病机理，缺乏碳水化合物代谢是关键(Dinneen SF，Diabet Med 1997 Aug；14 Suppl 3S19-24)。事实上，存在从削弱的葡萄糖耐受性和削弱的禁食葡萄糖到确定的II型糖尿病的连续过程(Ramlo-Halsted BA，Edelman SV，PrimCare 1999 Dec；26(4)771-89)。
早期干预处于发展为II型糖尿病的危险中的个体可以预防或延缓向II型糖尿病的发展和相关的并发症和/或X综合征，所述干涉集中于降低病理性高血糖症或削弱的葡萄糖耐受性。因此，通过有效地治疗削弱的口服葡萄糖耐受性和/或升高的葡萄糖水平，人们可以预防或抑制所述疾病向II型糖尿病或X综合征的发展。
对于II型糖尿病和/或X综合征的治疗，许多典型的处方抗糖尿病药，如磺脲和噻唑烷二酮，具有增加体重的不需要的副作用。由于代谢作用增强和内分泌失调，前驱糖尿病或诊断的II型糖尿病或X综合征的患者体重增加导致有害的作用，并且肥胖本身是II型糖尿病的发展和进行性恶化的一个关键危险因素。因此，有一种维持或降低体重的抗糖尿病剂的迫切需求。
发明公开 目前已经发现下式(I)化合物
其中X为O或CH2，而R1、R2、R3、R4和R5如下文所定义， 用于预防II型糖尿病和X综合征的发展。
优选实施方案详述 本发明的氨基磺酸酯具有下式(I)
其中 X为CH2或氧； R1为氢或烷基；和 R2、R3、R4和R5独立为氢或低级烷基，并且当X为CH2时，R4和R5可为连接形成一个苯环的链烯基，而当X为氧时，R2和R3和/或R4和R5可以一起为下式(II)的亚甲二氧基基团
其中 R6和R7可相同或不同并且为氢、低级烷基或烷基并连接形成一个环戊基或环己基环。
R1特别为氢或大约1到4个碳原子的烷基，如甲基、乙基和异丙基。贯穿本说明书的烷基包括直链和支链烷基。对于R2、R3、R4、R5、R6和R7烷基基团具有大约1到3个碳原子并包括甲基、乙基、异丙基和正丙基。当X为CH2时，R4和R5可结合形成一个稠合到含有X的6-元环上的苯环，即R4和R5通过链三烯基团＝C-CH＝CH-CH＝来限定。
一组特殊的式(I)化合物为其中X为氧而R2和R3及R4和R5一起为式(II)的亚甲二氧基基团的化合物，其中R6和R7皆为氢、皆为烷基或联合形成一个螺环戊基或环己基环，特别是其中R6和R7皆为烷基如甲基。第二组化合物为其中X为CH2而R4和R5连接形成一个苯环的化合物。第三组的式(I)化合物为其中R2和R3皆为氢的化合物。
可通过以下方法合成式(I)化合物 (a)在大约-20到25℃的温度下，在碱如叔丁醇钾或氢化钠的存在下，在溶剂如甲苯、THF或二甲基甲酰胺中，使式RCH2OH的醇与式ClSO2NH2或ClSO2NHR1的氯代氨基磺酸酯反应，其中R为下式(III)的基团
(b)于大约-40℃到25℃的温度下，在碱如三乙胺或吡啶的存在下，在溶剂如乙醚或二氯甲烷中，使式RCH2OH的醇与式SO2Cl2的磺酰氯反应产生式RCH2OSO2Cl的氯代硫酸酯。
然后于大约40℃到25℃的温度下，在溶剂如二氯甲烷或乙腈中，式RCH2OSO2Cl的氯代硫酸酯可以与式R1NH2的胺反应产生式(I)化合物。T.Tsuchiya等在Tetrahedron Lett.，1978，3365中也描述了(b)的反应条件。
(c)按照M.Hedayatullah在Tetrahedron Lett.1975，2455中所述，在溶剂如二氯甲烷或乙腈中，使氯代硫酸酯RCH2OSO2Cl与金属叠氮化物如叠氮化钠反应产生一种式RCH2OSO2N3的叠氮基硫酸酯。然后通过催化氢化作用，如用贵金属和H2或通过与金属铜在如甲醇的溶剂中加热将该叠氮基硫酸酯还原为其中R1为氢的式(I)化合物。
所述式RCH2OH的原料可以从商业上获得或按照本领域已知的方法获得。例如，其中R2和R3与R4和R5相同并且具有式(II)的式RCH2OH的原料可以通过R.F.Brady在Carbohydr.Res.1970，14，35的方法或通过在大约25℃的温度下、在如卤化碳如二氯甲烷的溶剂中、在质子酸如盐酸或路易斯酸如氯化锌的存在下，使R6COR7酮的三甲基甲硅烷基烯醇醚或醛与果糖反应获得。G.L.Larson等在J.Org.Chem.1973，38，3935中描述了所述三甲基甲硅烷基烯醇醚反应。
另外，式RCOOH和RCHO的羧酸和醛可以通过标准的还原技术还原为式RCH2OH的化合物，如按照H.O.House在“现代合成反应(Modern Synthetic Reactions)”，第二版，45-144页(1972)中所述，在大约0到100℃的温度下、在诸如二甘醇二甲醚、THF或甲苯的溶剂中，与氢化铝锂、氢硼化钠或硼烷-THF复合物反应。
式1化合物也可以通过美国专利4,513,006号、5,242,942号和5,384,327号公开的方法制备，所述专利通过引用结合到本文中。
式(I)化合物包括各种单一的异构体以及其外消旋物，如，在6元环上的R2、R3、R4和R5的各种α和β连接(即在绘图平面的上方或下方)。最好，所述亚甲二氧基基团(II)的氧连接在该6元环的同侧。
阐述以下实施例以帮助理解本发明，但并不打算和不应该解释为以任何方式限制此后在权利要求书中阐述的本发明。
实施例1 众所周知，当允许随意进食时，ob/ob小鼠反常地发展为高血水平的胰岛素(高胰岛素血症)、葡萄糖(高血糖症)、皮肤损害和高水平的糖基化血色素，所有这些都是II型糖尿病的特征症状(R.R.HENRY，Ann.Intern.Med.1996，124，97-103；G.W.EDELSON，Clin.Podiatr.Med.Surg.1998，15，41-48；P.R.JOHNSON，M.R.GREENWOOD，B.A.HORWITZ and J.S.STERN，Annu.Rev.Nutr.1991，11，325-353)。基于所述ob/ob小鼠模型的知识，设计了两种研究以测定式(I)化合物在这些小鼠模型中的作用。
在第一个研究中，将均匀群体的小鼠分成三组；在一个对照组小鼠中，在整个120-天的研究期间未将托吡酯加入到饲料中。在第二组中，前84天将托吡酯按照足以产生20mg/kg日剂量的量加入到饲料中，随后36天以180mg/kg的日剂量加入到饲料中。第三组在整个120天接受60mg/kg的日剂量。在120-天的时间结束后，处死所述小鼠，收集血液并准备用于随后分析血浆中的葡萄糖、胰岛素和甘油三酯。
该结果的统计分析显示在两组用托吡酯处理过的小鼠中葡萄糖显著低于对照组(表1)。在两组用托吡酯处理过的小鼠中胰岛素水平也较低，但是仅在第一组中所述差异在统计学上是显著的(表1)。
表1.在ob/ob小鼠中托吡酯对血糖、胰岛素和甘油三酯的影响
用研究者的双尾t检验(two-tailed t-test)计算P值。所有的P值都是从托吡酯(TPM)-治疗组与对照组的比较获得*。在开始给予托吡酯时和在研究结束时(用在饲料中的托吡酯治疗120天后)的体重在对照组与托吡酯治疗组中是类似的在第一天(day-1)对照组为48.2±1.1g和在第一天TPM 2组为48.4±0.9g；在第119天对照组为62.7±1.4g和在第119天TPM 2组为62.2±1.2g；对照组和TPM 2组从第一天到第119天增加的体重也类似。在括号中的百分率差异为相对于对照组的值。
在第二个研究中，将均匀群体的小鼠分成两组。在一个对照组小鼠中，在整个118-天的研究期间未将托吡酯加入到饲料中。在第二组中，将托吡酯按照足以产生60mg/kg日剂量的量加入到饲料中达6天，然后以180mg/kg的日剂量加入达112天。在给药期间每周两次检查小鼠皮肤的损害。当皮肤损害明显时，在损害的数量和大小的基础上评估严重性，并在中等到严重的范围内打分(表2)。对于对照组小鼠中的四只，它们的健康恶化到死亡或必须处以安乐死。这四只对照组小鼠中的三只有损害(两只小鼠划分为严重而一只小鼠划分为中度)。除了这四只不能存活118-天的对照小鼠外，到该研究结束其它小鼠出现了从中度到重度的皮肤损害(表2)。比较起来用托吡酯治疗的九只小鼠均未出现皮肤损害(表2)。在118-天的时期结束后，处死所有的存活小鼠，收集血液并准备用于随后的血浆葡萄糖、胰岛素和糖基化的血色素的分析。在第二个研究中，在托吡酯-治疗的小鼠中血糖水平显著低于对照组小鼠(P＜0.05，在研究结束时对于对照组为276±49mg/dL平均值±SEM，n＝7和对于托吡酯-治疗组为131±13mg/dL平均值±SEM，n＝9；两组间差异为52％)，但是在两组间胰岛素水平没有差异。在存活的对照组小鼠中糖基化的血色素显著高于托吡酯-治疗组小鼠(6.09±0.8(n＝7)对3.16±0.1(n＝9)，平均值±SEM，P＜0.01，用托吡酯治疗降低了48％)。在研究2的整个118天中，两组小鼠的平均体重没有差异，即，在第一天对照组体重为43.6±0.8g(n＝7)和托吡酯-治疗组为42.8±1.1g(n＝9)；在第118天对照组为55.2±2.4g和在第118天托吡酯-治疗组为55.1±1.3g。整个研究中两组的体重增加类似。因此，托吡酯对所述疾病的生物学标记的有益影响不会亚于因体重降低可能产生的潜在有益作用。所述数据暗示托吡酯改变代谢和内分泌活性以改善ob/ob小鼠的糖尿病综合征、这些活性不依赖于托吡酯对体重的影响。
表2.对照组和托吡酯-治疗组ob/ob小鼠的皮肤损害 对照组托吡酯组(180mg/kg/天)
对于每只小鼠按照以下给皮肤损害打分未观察到。轻微一个或两个小的损害(最长的尺寸小于5mm)。中等一个或多个损害(最长的尺寸大于5mm但小于8mm)。严重多个损害(最长的尺寸大于8mm)。天数指在118-天期间的日子。
因此，当在4个月内给予ob/ob小鼠混合进食物中的托吡酯时，葡萄糖和胰岛素的血液水平，以及糖基化血色素的水平显著低于未给予托吡酯的对照组ob/ob小鼠。而且，以180mg/kg的剂量接受托吡酯的小鼠没有一只出现皮肤损害，而对照组ob/ob小鼠出现损害。这些结果证明即使在不影响体重时，托吡酯在肥胖的糖尿病动物模型中减少或预防II型糖尿病的所有特征症状的出现。这些结果也暗示托吡酯可降低细胞对胰岛素的抵抗。众所周知这是II型糖尿病的一个重要因素(R.R.HENRY，Ann.Intern.Med.1996，124，97-103；J.D.McGARRY，Am.J.Clin.Nutr.1998，67，500S-504S；J.M.OLEFSKY and J.J.NOLAN，Am.J.Clin.Nutr.1995，61，980S-986S)。
X综合征，也称为胰岛素抵抗综合征(IRS)、代谢综合征或代谢X综合征，是一种存在发生II型糖尿病和心血管疾病包括葡萄糖无耐受力、高胰岛素血症多和胰岛素抵抗和脂血紊乱(dyslipidemia)(如高甘油三酸酯)的危险因素的疾病。当在4个月内给予ob/ob小鼠混合进食物中的托吡酯时，葡萄糖、胰岛素和甘油三酸酯的血液水平显著低于未给予托吡酯的对照组ob/ob小鼠。这些结果证明托吡酯可减少或预防与X综合征 有关的病理生理学征兆并因此防止其发展。
实施例2 六到七周龄的雌性C57 BLK S/J-m+/+Leprdb小鼠(db/db)和杂交的同窝出生的小鼠购自The Jackson Laboratory(Bar Harbor，ME)。当到达时，隔离所述小鼠5天并成对地关在含有
草垫的鞋形笼(shoe-box)中(Shepherd Speciality papers，Inc.，Kalamazoo，MI)。在21到23℃的环境温度下、按照12小时-12小时的光照-黑暗时间表饲养所述小鼠并使其随意地接近水和食物。该食物包含NIH(National Institutesof Health)Rat和Mouse/Auto 6F诱导肥胖大鼠食物(Reduced Fat Diet)，编号为5K52(PMI Nutrition International Inc.，Brentwood，MO)。
用作对照并且用于受试化合物的媒介物为溶于水中的0.5％甲基纤维素。当给予小鼠时，所述化合物充分地溶解或均匀地悬浮在该媒介物中。
将所述db/db小鼠随机分为五组，每组八只，为杂交的同窝出生的小鼠。所述组如下一组媒介物对照组和四组托吡酯组，这四组中每组接受四个剂量之一的托吡酯(TPM)(分别为10、30、100或300mg/kg)。在光照-黑暗循环的光照部分的第8小时期间，每天一次通过管饲法口服给予托吡酯或媒介物。
在给予最后的剂量之后的18小时和24小时之间，用CO2/O2(70∶30)使所述小鼠麻痹并且将来自眼眶后窦穿刺的血液收集到2ml肝素化的有弹簧盖(snap-top)的聚丙烯试管中，然后放置在冰中。通过离心(1600g 15分钟)将血浆与血液细胞分开。对于不立即分析的样品，将该血浆转移到96孔平板中并在-70℃冷冻。
用血液临床实验室的标准程序分析葡萄糖和甘油三酯。明确地说，用一台自动化的Hitachi 717自动分析仪(BoehringerMannheim/Hitachi 717 Autoanalyzer，Boehringer Mannheim LaboratorySystems Division，Indianapolis，IN)分析样品。用方差单向分析(ANOVA)进行药物治疗组的数据与媒介物组的数据比较的统计学分析，用Dunnett’s Multiple Comparisons(多重比较)检验。
按照上述程序，在口服给药11天后，测定托吡酯对雌性糖尿病db/db小鼠和同窝出生小鼠的血浆葡萄糖和甘油三酯水平的影响，结果列于表3和4中。体重列于表5中。缩写N代表每个研究组的动物数量。
表3血浆葡萄糖
表4血浆甘油三酯
表5体重
结果显示，10、30、100和300mg/kg/天剂量水平的托吡酯以剂量-依赖方式分别降低血糖27％(相对于对照组P＜0.05)、35％(相对于对照组P＜0.01)、37％(相对于对照组P＜0.01)和61％(相对于对照组P＜0.01)。以100和300mg/kg/天给予托吡酯相对于糖尿病对照组也显著降低(P＜0.01)血浆甘油三酯水平达42％。该结果证明托吡酯显著改善了纯合糖尿病小鼠的糖尿病病情并且托吡酯的此种活性不依赖于体重的减轻。
实施例3 六周龄的雄性Zucker糖尿病肥胖(ZDF/Gmi-Fa)大鼠购自GeneticModels，Inc.Indianapolis，Indiana。在68-72°F的环境温度下、按照12小时-12小时的光照-黑暗时间表将所述大鼠以四只一组关在悬挂的金属笼子中并使其随意地接近水和食物。用瘦鼠(ZDF/GMI-+/+或+/fa)作为正常的、非糖尿病的对照组。饮食包括LabDiet 5008饲料配方(PMINutrition Iht’l，Brentwood，MO)。
用作对照并且用于受试化合物的媒介物为溶于水中的0.5％甲基纤维素。当给予所述小鼠时，所述化合物充分地溶解或均匀地悬浮在该媒介物中。
将大鼠随机分为四组，每组八只。所述组如下一组媒介物对照组和三个试验组，这三组中每组接受三个剂量之一的TPM(分别为30、100或300mg/kg)。在光照-黑暗循环的光照部分的第8小时期间，每天一次通过管饲法口服给予托吡酯或媒介物，连续14天。
在该研究的开始，通过尾部静脉使所述大鼠放血并测定血浆葡萄糖和甘油三酸酯的水平。在给予最后剂量之后的18小时和24小时之间，在1天(喂食的动物)和14天(喂食的动物)再经尾部夹子取血液样品。将该血浆收集到2ml肝素化的有弹簧盖的聚丙烯试管中，然后放置在冰中。通过离心(1800g 20分钟)将血浆与血液细胞分开。对于不立即分析的样品，将该血浆转移到96孔平板中并在-70℃冷冻。
在该研究开始时和在口服给药14天后测定动物的体重。用血液临床实验室的标准程序分析葡萄糖和甘油三酸酯。明确地说，用一台自动化的Hitachi 717自动分析仪(Boehringer Mannheim/Hitachi 717Autoanalyzer，Boehringer Mannheim Laboratory Systems Division，Indianapolis，IN)分析样品。用方差的单向分析(ANOVA)进行药物治疗组的数据与媒介物组的数据比较的统计学分析，用Dunnett’s MultipleComparisons(多重比较)检验。
按照上述程序，口服给药14天，测定托吡酯对雄性Zucker大鼠的血浆葡萄糖、甘油三酯水平和体重变化的影响，结果列于表6-8中。缩写N代表每个研究组的动物数量。
表6血浆葡萄糖水平
表7血浆甘油三酯水平
表8体重变化(克)
按照上表的数据所示，托吡酯降低血糖水平25-50％(P＜0.01)。在30mg/kg/天组血糖水平的降低没有出现显著的体重变化。托吡酯在30和300mg/kg/天时也降低血浆甘油三酸酯水平(20％和30％；分别为P＜0.05和P＜0.01)。
来自db/db小鼠(实施例3)和Zucker大鼠(实施例4)的结果共同显示托吡酯是一种治疗高血糖的有效药物，对甘油三酸酯具有有益的作用并且用于治疗人II型糖尿病的症状。
实施例4 将7-8周龄的雌性db/db小鼠(C57BLK S/J-m+/+LeprdbJackson Labs，Bar Harbor，ME)关在固体底部的鞋形笼中，每个笼子4只小鼠。维持室温在68-72°F及湿度在50-65％。室内照明为12小时光照/12小时黑暗循环。用NIH大鼠和小鼠/Auto 6F减肥食物(reduced fat diet)#5K52(PMI Nutrition Int’l Inc.)饲养所述小鼠。随意供应食物和水。
口服给予受试化合物和媒介物并制备为在0.5％羟丙基甲基纤维素(Dow Chemical，Midland，MI)中的悬浮液。给予的体积为每kg体重10ml(10ml/kg)。
对不同组的雌性db/db小鼠(7-8只/组)每日经管饲口服给予在dH2O中的0.5％甲基纤维素(媒介物)、30或100mg/kg/天的托吡酯或30或100mg/kg/天的2，34，5-双-O-(1-甲基亚乙基)-β-L-吡喃果糖氨基磺酸酯(此后称为化合物V)，共11天。在10天，在进行口服葡萄糖耐受性(OGT)试验前对所述动物禁食20小时。在11天，每组在最后给药四小时后，通过口服2g/kg的葡萄糖进行口服葡萄糖耐受性试验(OGTT)。在葡萄糖攻击(challenge)后0(给予葡萄糖前)、30、60和120分钟通过尾部夹子使该动物放血。将血液样品收集到肝素化的CB微型管(microvettes)中，然后放置在冰上。分析该血浆样品，通过使用SIGMA DIAGNOSTICS Trinder试剂(Sigma，St.Louis，MO)测定血浆葡萄糖。用程序Instat(Graphpad，Monrovia，CA)和单向ANOVA进行统计学分析，用Dunnett’s multiple comparison(多重比较)检验。
按照上述程序，测定托吡酯和化合物V在雌性db/db小鼠中对口服葡萄糖耐受性的影响，7只小鼠/组，结果列于表9中。缩写N代表每个研究组的动物数量。
表9口服葡萄糖耐受性试验(禁食)
该结果显示托吡酯和化合物V降低禁食的葡萄糖水平并抑制由于口服葡萄糖攻击引起的血糖水平升高。这提示托吡酯和化合物V都改善葡萄糖耐受性并且也可以增加胰岛素的敏感性。
也随机将雌性ZDF大鼠分成对照组和托吡酯(30或100mg/kg/天)治疗组，口服给药16天，并且在用2g/kg的葡萄糖攻击后测试血糖水平和口服葡萄糖的耐受性。托吡酯的效果列于表10中(N＝每个治疗组8只大鼠)。
表10血浆葡萄糖水平(Md/dL±SEM)
这些结果显示在ZDF大鼠中，在葡萄糖挑战后60、90和120分钟托吡酯改善口服葡萄糖的耐受性。这些数据也显示口服给予托吡酯改善葡萄糖耐受性并且也可以增加胰岛素敏感性。
实施例5 五到七周龄的雄性小鼠(ob/ob)购自The Jackson Laboratory(BarHarbor，Maine)。当到达时，隔离所述小鼠5天并个别地关在具有2英寸四方形“nestlets”的金属丝网笼子中。在21到23℃的环境温度下、按照12小时-12小时的光照-黑暗时间表饲养所述小鼠并使其随意地接近水和粉碎的食物。
口服给予作为食物中微量成分(0.143到2.54mg/g)的托吡酯。用一个研钵和研杵将准确量的托吡酯彻底地混合到已知量的粉碎的实验室食物中以便磨碎所述药物和食物，随后将所述内容物放置在一个165盎司的有盖聚乙烯管中并通过摇动和旋转所述管混合。所述实验室食物(5002M Certified Diet Meal，在Brentwood，MO由Purina Mills，Inc.制造)含有不低于20％蛋白质、4.5％脂肪和64.5％CHO。加入到该食物中的托吡酯的量是以在以前的3或4天期间所记录的食物摄取量为基础。将粉碎的食物放入设计的不锈钢/铝的进料器中防止所述小鼠分散、泄漏或污染所述食物。将分散或污染食物的小鼠排除在该研究外。
将三十二周龄的小鼠随机分成三组(1)对照组，其中托吡酯未加入到食物中，(2)托吡酯组，其中托吡酯在整个110天给药期间以足以产生20mg/kg的日剂量的量被加入到食物中，和(3)另一托吡酯组，其中在整个给药期间以足以产生60mg/kg日剂量的量被加入到食物中。
监测每组动物的体重、食物摄取量、血糖、HbA1C、胰岛素、甘油三酯和II型糖尿病及较差健康的身体征兆。每周两次在星期一/星期四或星期二/星期五预计8到12小时进入光照-黑暗循环的光照部分记录体重和食物摄取量。在200g以下的体重用一个指定的等级记录体重和食物摄取量。在记录体重的每一天，观察所述小鼠的II型糖尿病体征(皮肤损害)或较差健康的征兆(如昏睡或蓬乱外貌)。检查所述小鼠的皮肤损害，并且如果存在损害，注意严重的程度并记录。如果小鼠的一般健康已经恶化到一个认为威胁生命的程度，则使该鼠安乐死。
允许小鼠接近含有托吡酯的食物，直到通过断头术处死前几小时。将从颈部伤口流出的血液收集到石蜡膜衬底的漏斗中。然后将该血液转移到含有肝素的烧杯中。通过离心将血浆与红血细胞分开。冷冻该血浆以用于后面的分析。对该血浆中的血糖水平、胰岛素和甘油三酯进行定量。也测量糖基化的血色素。糖基化的血色素需要50μl全血样品，在离心前从所述的漏斗中取走该样品。然后收集血浆样品而不冷冻。将所有样品存放在冰中并在收集血液的当天连夜运送到Anilytics，Inc.(200 Girard St.，Suite 200，Gaithersburg，MD 20877)。用进行血液化学分析的商业实验室建立的标准程序检测由Anilytics分析的样品。进行统计分析以确定所述数据是否通过一个正态检验(拟合一条正态分布曲线)。发现所有的组都通过了该检验并因此用适合参数的数据检验(一个不成对的双尾(unpaired two-tailed)t检验)，进一步分析(Prizm 2.01，Graph Pad Software，Inc.；San Diego，CA 92121)。将TPM-治疗组的小鼠的数据与对照组比较。
按照上述程序，测定托吡酯(TPM)在雄性ob/ob小鼠中对体重(BW)、糖基化的血红蛋白(HbA1C)、血糖水平(BG)、甘油三酯和胰岛素水平的影响，结果列于表11。缩写N代表每个研究组的动物数量。
表11体重和血浆葡萄糖水平
数据显示，当与对照组动物比较时，托吡酯治疗的动物(60mg/kg)具有相应较低的HbA1c和血糖(BG)水平。这些降低是明显的，即使体重(BW)没有明显的差异。
因为在该研究中的小鼠是老的，当开始给药时已经有高发生率的损害。开始皮肤损害的总发生率如下当研究开始时对照组中的动物为47％；在20mg/kg托吡酯组中的动物为38％；在60mg/kg TPM组中的动物为47％。
在给药的第一个60天期间，损害的总发生率在对照组中逐渐地增加并且通常在57％和67％之间的范围内。在所述期间对照组中的六只小鼠死亡或必须处以安乐死。在接受20mg/kg托吡酯组中，在第一个60天期间损害的总发生率仍然几乎恒定，通常在40％和50％之间的范围内。在所述期间，在20mg/kg托吡酯治疗组中的四只小鼠死亡或必须处以安乐死。在用60mg/kg托吡酯治疗的组中损害的总发生率逐渐下降，并且在给药后的第一个三周后在15％和38％之间的范围内。在用60mg/kg托吡酯治疗的组中，在第一个60天给药期间两只小鼠死亡；这两只小鼠在开始给药前已经存在有严重的损害。
在62和110天之间的给药期间，在60mg/kg/天托吡酯治疗组的损害总发生率低于对照组。
因此，该数据显示托吡酯改善血糖控制、降低甘油三酸酯并可在不减轻体重时增加胰岛素敏感性。在开始给予托吡酯前已经存在这些损害的动物中，托吡酯也降低皮肤损害的发生率和流行。
基于在以上实施例中所报告的结果，可以推断式(I)化合物在预防哺乳动物包括人的II型糖尿病的发展中是有用的。
为了预防II型糖尿病或X综合征的发展，可以通过给予治疗有效量的式I化合物使用式(I)化合物。更具体地讲，为了预防II型糖尿病或X综合征的发展，可以使用式(I)化合物，即通过反复口服给予日剂量在大约10到1000mg的范围内，优选在大约10到650mg的范围内，更优选在大约16到325mg的范围内的式(I)化合物，每日一次或两次。
当在此使用时，术语“组合物”打算包括含有指定量的所述指定成分的产品，以及任何直接或间接由特定量的所述特定成分组合产生的产品。
当在此使用，除非另外说明，所述术语“治疗有效量”意指在组织系统、动物或人中引起生物学或医学反应，包括缓解疾病或所治疗疾病的症状的活性化合物或药剂的量，这种量一直是由研究人员、兽医、医师或其它临床医生所探索的。
给药的最佳剂量可以容易地由本领域的技术人员确定，并将根据给药的方式、制剂的规格和疾病情况的发展而变化。另外，与所治疗的具体患者有关的因素，包括患者的性别、年龄、体重、饮食、身体状况、给药次数和并发的疾病和药物可导致需要调节剂量。
对于给药方法，可通过任何适宜的方式给予一种或多种式(I)化合物，这些对于本领域的技术人员是显而易见的。更具体地说，可通过任何胃肠外的方法，包括但不限于口、肺部、腹膜内(ip)、静脉内(iv)、肌内(im)、皮下(sc)、透皮、口腔、鼻、舌下、眼睛、直肠和阴道给予式(I)化合物。显而易见，对于本领域的技术人员而言，提供此中所述治疗作用的任何给药剂量和频率是适宜用于本发明的。
为了制备本发明的药用组合物，按照常规制药混合技术将一种或多种式(I)的氨基磺酸酯化合物紧密地与药用载体混合，所述载体可为许多形式，取决于给药所需的制剂形式，如i.v.用适宜的增溶剂制备无菌的可注射制剂。一个单位剂量将含有大约10到200mg的活性成分。目前可获得以圆形片剂口服给药的托吡酯，所述片剂含有25mg、100mg或200mg的活性药物。所述片剂含有以下非活性成分的一些或全部含水乳糖、预先成胶状的淀粉、微晶纤维素、羟基乙酸淀粉钠、硬脂酸镁、纯化水、camauba蜡、羟丙基甲基纤维素、二氧化钛、聚乙二醇、合成的二氧化铁和多乙氧基醚。
前述说明书讲述本发明的原则，为了阐述的目的提供实施例，应该理解本发明的实践包括出现在以下权利要求及它们的等价物范围内的所有通常的变化、改变和/或修饰。
权利要求
1.一种使用治疗有效量的式I化合物治疗或预防患有II型糖尿病的哺乳动物的此病发展的方法
其中
X为CH2或氧；
R1为氢或烷基；和
R2、R3、R4和R5独立为氢或低级烷基，并且当X为CH2时，R4和R5可为连接形成一个苯环的链烯基，而当X为氧时，R2和R3和/或R4和R5可以一起为下式(II)的亚甲二氧基基团
其中
R6和R7是相同的或不同的并且为氢、低级烷基或者为烷基并连接形成环戊基或环己基环。
2.权利要求1的方法，其中式(I)化合物为托吡酯。
3.权利要求1的方法，其中所述治疗有效量为大约10到650mg。
4.权利要求1的方法，其中所述量为大约16到325mg，每日给药一次或两次。
5.一种使用治疗有效量的式I化合物治疗或预防患有X综合征(胰岛素抵抗综合征、代谢综合征或代谢X综合征)的哺乳动物的此病发展的方法
其中
X为CH2或氧；
R1为氢或烷基；和
R2、R3、R4和R5独立为氢或低级烷基，并且当X为CH2时，R4和R5可为连接形成一个苯环的链烯基，而当X为氧时，R2和R3和/或R4和R5可以一起为下式(II)的亚甲二氧基基团
其中
R6和R7是相同的或不同的并且为氢、低级烷基或为烷基并连接形成环戊基或环己基环。
6.权利要求5的方法，其中式(I)化合物为托吡酯。
7.权利要求5的方法，其中所述治疗有效量为大约每日10到1000mg。
8.权利要求5的方法，其中所述治疗有效量为大约每日10到650mg。
9.权利要求5的方法，其中所述量为大约16到325mg，每日一次或两次。
10.一种使用治疗有效量的式I化合物治疗患有此类疾病的哺乳动物的削弱的口服葡萄糖耐受性的方法
其中
X为CH2或氧；
R1为氢或烷基；和
R2、R3、R4和R5独立为氢或低级烷基，并且当X为CH2时，R4和R5可为连接形成一个苯环的链烯基，而当X为氧时，R2和R3和/或R4和R5可以一起为下式(II)的亚甲二氧基基团
其中
R6和R7是相同的或不同的并且为氢、低级烷基或为烷基并连接形成环戊基或环己基环。
11.权利要求10的方法，其中式(I)化合物为托吡酯。
12.权利要求10的方法，其中所述治疗有效量为大约每日10到1000mg。
13.权利要求10的方法，其中所述治疗有效量为大约每日10到650mg。
14.权利要求10的方法，其中所述量为大约16到325mg，每日一次或两次。
15.一种使用治疗有效量的式I化合物治疗或预防患有与II型糖尿病或X综合征有关的皮肤损害的哺乳动物的此病发展的方法
其中
X为CH2或氧；
R1为氢或烷基；和
R2、R3、R4和R5独立为氢或低级烷基，并且当X为CH2时，R4和R5可为连接形成一个苯环的链烯基，而当X为氧时，R2和R3和/或R4和R5可以一起为下式(II)的亚甲二氧基基团
其中
R6和R7是相同的或不同的并且为氢、低级烷基或为烷基并连接形成环戊基或环己基环。
16.权利要求15的方法，其中式(I)化合物为托吡酯。
17.权利要求15的方法，其中所述治疗有效量为大约每日10到1000mg。
18.权利要求15的方法，其中所述治疗有效量为大约每日10到650mg。
19.权利要求15的方法，其中所述量为大约16到325mg，每日一次或两次。
20.一种使用治疗有效量的式I化合物改善患有缺乏胰岛素敏感性的哺乳动物的此类疾病的方法
其中
X为CH2或氧；
R1为氢或烷基；和
R2、R3、R4和R5独立为氢或低级烷基，并且当X为CH2时，R4和R5可为连接形成一个苯环的链烯基，而当X为氧时，R2和R3和/或R4和R5可以一起为下式(II)的亚甲二氧基基团
其中
R6和R7是相同的或不同的并且为氢、低级烷基或为烷基并连接形成环戊基或环己基环。
21.权利要求20的方法，其中所述式(I)化合物为托吡酯。
22.权利要求20的方法，其中所述治疗有效量为大约每日10到1000mg。
23.权利要求20的方法，其中所述治疗有效量为大约每日10到650mg。
24.权利要求20的方法，其中所述量为大约16到325mg，每日给药一次或两次。
全文摘要
本发明公开了用于预防II型糖尿病和X综合征的发展的抗惊厥衍生物。其中X为CH2或氧；R1为氢或烷基；和R2、R3、R4和R5独立为氢或低级烷基，并且当X为CH2时，R4和R5可为连接形成一个苯环的链烯基，而当X为氧时，R2和R3和/或R4和R5可以一起为下式(II)的亚甲二氧基基团其中R6和R7可相同或不同并且为氢、低级烷基或烷基并连接形成一个环戊基或环己基环。
文档编号A61K31/36GK101404993SQ01815159
公开日2009年4月8日 申请日期2001年7月6日 优先权日2000年7月7日
发明者C·普拉塔-萨拉曼, J·克罗克 申请人:奥索-麦克尼尔药品公司
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