Спиропирролидины и их применение для борьбы с инфицированием посредством hcv (вирус гепатита с) и вич (вирус иммунодефицита человека)

СПИРОПИРРОЛИДИНЫ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ ДЛЯ БОРЬБЫ С ИНФИЦИРОВАНИЕМ ПОСРЕДСТВОМ HCV (ВИРУС ГЕПАТИТА С) И ВИЧ (ВИРУС ИММУНОДЕФИЦИТА ЧЕЛОВЕКА) Изобретение относится к органическим соединениям формулы I, которые применимы для лечения,предупреждения и/или облегчения протекания заболеваний людей, в частности вируса гепатита С и ВИЧ. Уровень техники Инфицирование вирусом хронического гепатита С (HCV) является большой глобальной проблемой здравоохранения, поскольку во всем мире по оценкам им инфицированы 170 млн человек и ежегодно инфицируются еще от 3 до 4 млн (см., например, World Health Organization Fact Sheet No, 164. October 2000). Хотя 25% новых случаев инфицирования являются симптоматическими, у 60-80% пациентов развивается хроническое заболевание печени, и по оценкам у 20% из них оно переходит в цирроз и в год у 1-4% существует опасность развития гепатоцеллюлярной карциномы (см., например, World Health Organization Guide on Hepatitis C. 2002; Pawlotsky, J-M. (2006), Therapy of Hepatitis C: From Empiricism toEradication. Hepatology 43:S207-S220). В развитых странах HCV приводит к 50-76% всех случаев рака печени и 2/3 всех случаев трансплантации печени (см., например, World Health Organization Guide on Viral Cancers. 2006). И в конечном счете 5-7% инфицированных пациентов умирают от последствий инфицирования с помощью HCV (см., например, World Health Organization Guide on Hepatitis C. 2002). Современным стандартным средством борьбы с инфицированием посредством HCV является пэгилированный интерферон-альфа (IFN-) в комбинации с рибаривином. Однако только до 50% пациентов с генотипом 1 вируса можно успешно лечить этим основанным на интерфероне средством. Кроме того, и интерферон, и рибаривин могут привести к значительным побочным эффектам в диапазоне от симптомов типа гриппа (лихорадка и усталость), до гематологических осложнений (лейкопения, тромбоцитопения), нервно-психиатрических проявлений (депрессия, инсомния, раздражимость), потери массы и аутоиммунных дисфункций (гипотиреоз, диабет) вследствие лечения интерфероном и до выраженной гемолитической анемии вследствие лечения рибаривином. Поэтому все еще необходимы более эффективные и лучше переносимые лекарственные средства.HCV, впервые идентифицированный в 1989 (см., например, Choo, Q.L. et al. Science (1989), 244:359362), является однотяжевым РНК вирусом, с содержащим 9,6 тыс. оснований геномом положительной полярности. Он кодирует один полипротеин, который при трансляции расщепляется клеточными и вирусными протеазами по меньшей пере на 10 отдельных белков: С, E1, E2, р 7, NS2, NS3, NS4A, NS4B,NS5A и NS5B (см., например, Lindenbach, В.D. et al. (2001). Flaviviridae: the viruses и their replication, p. 991-1041. In D.M. Knipe, P.M. Howley, and D.E. Griffin (ed.), Fields virology, 4th ed, vol. 1. Lippincott WilliamsWilkins, Philadelphia, Pennsylvania).NS3, белок с молекулярной массой примерно 70 кДа, содержит 2 отдельных домена: N-концевой серинпротеазный домен, содержащий 180 аминокислот (АК), и С-концевой геликазно/НТФазный доменNS3 протеаза считается представителем семейства химотрипсина вследствие сходства белковой последовательности, общей трехмерной структуры и механизма катализа. HCV NS3 серинпротеаза обеспечивает протеолитическое расщепление полипротеина в сочленениях NS3/NS4A, NS4A/NS4B,NS4B/NS5A и NS5A/NS5B (см., например, Bartenschlager, R.L. et al. (1993), J. Virol. 67:3835-3844;Grakoui, A. et al. (1993), J. Virol. 67:2832-2843; Tomei, L. et al. (1993). J. Virol. 67:4017-4026). NS4A, белок,обладающий молекулярной массой около 6 кДа и содержащий 54 АК, является кофактором активности серинпротеазы NS3 (см., например, Failla, С. et al. (1994), J. Virol. 68:3753-3760; Tanji, Y. et al. (1995), J.Virol. 69:1575-1581). Ауторасщепление сочленения NS3/NS4a серинпротеазой NS3/NS4a протекает внутримолекулярно (т.е. цис), тогда как другие сайты расщепления подвергаются межмолекулярному процессингу (т.е. транс). Показано, что HCV NS3 протеаза важна для репликации вируса и поэтому является привлекательным объектом воздействия для противовирусной химиотерапии. Краткое изложение сущности изобретения Сохраняется необходимость в новых средствах борьбы с инфицированием HCV, а также лечения связанных с HCV нарушений. Также необходимы соединения, применимые для устранения, предупреждения или ослабления одного или большего количества симптомов HCV, а также необходимы способы устранения, предупреждения или ослабления одного или большего количества симптомов HCV. Кроме того, необходимы способы модуляции активности HCV-серинпротеаз, в особенности HCV NS3/NS4a серинпротеазы, с использованием соединений, предлагаемых в настоящем изобретении. Одним объектом настоящего изобретения являются соединения формулы I и их фармацевтически приемлемые соли и стереоизомеры. Соединения формулы I обладают превосходной растворимостью в кислых или обладающих физиологическими значениями рН водных растворах (например, в водных растворах, обладающих значением рН, равным от примерно 1 до примерно 7,5). Некоторые соединения формулы I, рассмотренные ниже,растворимы в кислых водных растворах (рН около 1) в концентрациях, превышающих примерно 100 мкМ или превышающих примерно 500 мкМ. Некоторые другие соединения формулы I, рассмотренные ниже, растворимы при физиологических значениях рН (например, при рН около 6,8) в концентрациях,превышающих примерно 10 мкМ, превышающих примерно 50 мкМ, превышающих примерно 100 мкМ или превышающих примерно 250 мкМ. Некоторые соединения формулы I обладают лучшими фармакокинетическими профилями, чем соединения предшествующего уровня техники. В частности, некоторые соединения формулы I обладают пероральной биологической доступностью, определенной по методике, описанной в примере 15, превышающей примерно 20%, превышающей примерно 25%, превышающей примерно 30% или превышающей примерно 40%. В одном варианте осуществления настоящее изобретение относится к способу лечения связанного сHCV нарушения, включающему введение нуждающемуся в нем субъекту соединения, предлагаемого в настоящем изобретении, в фармацевтически эффективном количестве, так что подвергается лечению связанное с HCV нарушение. В другом варианте осуществления настоящее изобретение относится к способу борьбы с инфицированием посредством ВИЧ (вирус иммунодефицита человека), включающему введение нуждающемуся в нем субъекту соединения, предлагаемого в настоящем изобретении, в фармацевтически эффективном количестве. В еще одном варианте осуществления настоящее изобретение относится к способу лечения, подавления или предупреждения активности HCV у нуждающегося в нем субъекта, включающему введение субъекту соединения, предлагаемого в настоящем изобретении, в фармацевтически эффективном количестве. В одном варианте осуществления соединения, предлагаемые в настоящем изобретении, ингибируют активность NS2 протеазы, NS3 протеазы, NS3 геликазы, NS5a белка и/или NS5b полимеразы. В другом варианте осуществления нарушается взаимодействие между NS3 протеазой и NS4A кофактором. В еще одном варианте осуществления соединения, предлагаемые в настоящем изобретении, предупреждают или изменяют расщепление одного или большего количества сочленений NS4A-NS4B, NS4B-NS5A и NS5A-NS5B в HCV. В другом варианте осуществления настоящее изобретение относится к способу ингибирования активности серинпротеазы, включающему стадию взаимодействия указанной серинпротеазы с соединением, предлагаемым в настоящем изобретении. В другом варианте осуществления настоящее изобретение относится к способу лечения, подавления или предупреждения активности HCV у нуждающегося в нем субъекта, включающему введение субъекту соединения, предлагаемого в настоящем изобретении, в фармацевтически эффективном количестве, в котором соединение взаимодействует с любой мишенью цикла жизни HCV. В одном варианте осуществления мишень цикла жизни HCV выбрана из группы, включающей NS2 протеазу, NS3 протеазу, NS3 геликазу, NS5a белок и NS5b полимеразу. В другом варианте осуществления соединения, предлагаемые в настоящем изобретении, обладает активностью по отношению к HCV протеазе. В одном варианте осуществления соединения являются ингибиторами HCV NS3-4A протеазы. В другом варианте осуществления настоящее изобретение относится к способу лечения связанного с HCV нарушения у субъекта, включающему введение нуждающемуся в нем субъекту соединения, предлагаемого в настоящем изобретении, в фармацевтически эффективном количестве, и фармацевтически приемлемого носителя, так что подвергается лечению связанное с HCV нарушение. В еще одном варианте осуществления настоящее изобретение относится к способу лечения связанного с HCV нарушения, включающему введение нуждающемуся в нем субъекту соединения, предлагаемого в настоящем изобретении, в фармацевтически эффективном количестве, в комбинации с дополнительным модулирующим HCV соединением, таким как интерферон или производное интерферона, или ингибитор цитохром Р 450 монооксигеназы в фармацевтически эффективном количестве, так что подвергается лечению связанное с HCV нарушение. В одном варианте осуществления дополнительное модулирующее HCV соединение выбрано из группы, включающей ITMN191, MK-7009, ТМС 435350, Sch 503034 и VX-950. В другом варианте осуществления настоящее изобретение относится к способу подавления репликации вируса гепатита С в клетке, включающему взаимодействие указанной клетки с соединением, предлагаемым в настоящем изобретении. В некоторых вариантах осуществления нарушение, связанное с HCV, выбрано из группы, включающей инфицирование посредством HCV, цирроз печени, хроническое заболевание печени, гепатоцеллюлярную карциному, криоглобулинемию, неходжкинскую лимфому и подавленный врожденный внутриклеточный иммунный ответ. В другом варианте осуществления настоящее изобретение относится к способу борьбы с инфицированием посредством HCV, лечения цирроза печени, хронического заболевания печени, гепатоцеллюлярной карциномы, криоглобулинемии, неходжкинской лимфомы, и/или подавленного врожденного внутриклеточного иммунного ответа у нуждающегося в нем субъекта, включающему введение субъекту соединения, предлагаемого в настоящем изобретении, в фармацевтически эффективном количестве. В одном варианте осуществления HCV, с которым проводят борьбу, выбран из числа любых генотипов HCV. В другом варианте осуществления HCV выбран из группы, включающей генотипы HCV 1, 2 и/или 3. В еще одном варианте осуществления настоящее изобретение относится к способам получениясоединения формулы IIZ1 и Z3, каждый независимо, выбраны из числа групп CR8R9;R6, R7, R13 и R14 независимо выбраны из группы, включающей водород или C1-C6-алкил илиR17 обозначает нитрогруппу. В некоторых других вариантах осуществления настоящее изобретение относится к способам получения аминоспиртов формулы V путем удаления защитной группы из соединений формулы II, полученных выше, в которой соединение формулы V обладает структурой Другие объекты настоящего изобретения обсуждены далее. Краткое описание чертежей На фиг. 1 приведены протонные спектры ЯМР соединения А-33 в CDCl3. На фиг. 2 приведены протонные спектры ЯМР соединения А-4 в CDCl3. На фиг. 3 приведены протонные спектры ЯМР соединения А-5 в CDCl3. На фиг. 4 приведены протонные спектры ЯМР соединения А-6 в CDCl3. На фиг. 5 приведены протонные спектры ЯМР соединения А-10 в CDCl3. На фиг. 6 приведены протонные спектры ЯМР соединения А-11 в CDCl3. На фиг. 7 приведены протонные спектры ЯМР соединения А-14 в CDCl3. На фиг. 8 приведены протонные спектры ЯМР соединения А-15 в CDCl3. На фиг. 9 приведены протонные спектры ЯМР соединения А-44 в CDCl3. На фиг. 10 приведены протонные спектры ЯМР соединения А-54 в CDCl3. На фиг. 11 приведены протонные спектры ЯМР соединения А-57 в CDCl3. На фиг. 12 приведены протонные спектры ЯМР соединения А-58 в CDCl3. На фиг. 13 приведены протонные спектры ЯМР соединения А-59 в CDCl3. На фиг. 14 приведены протонные спектры ЯМР соединения А-72 в CDCl3. На фиг. 15 приведены протонные спектры ЯМР соединения А-82 в CDCl3. На фиг. 16 приведены протонные спектры ЯМР соединения А-64 в CDCl3. На фиг. 17 приведены протонные спектры ЯМР соединения А-65 в CDCl3. На фиг. 18 приведены протонные спектры ЯМР соединения А-42 в CDCl3. На фиг. 19 приведены протонные спектры ЯМР соединения А-43 в CDCl3. На фиг. 20 приведены протонные спектры ЯМР соединения А-45 в ацетоне-d6. На фиг. 21 приведены протонные спектры ЯМР соединения А-50 в ДМСО-d6. На фиг. 22 приведены протонные спектры ЯМР соединения А-62 в ДМСО-d6. На фиг. 23 приведены протонные спектры ЯМР соединения А-66 в CDCl3. На фиг. 24 приведены протонные спектры ЯМР соединения А-67 в CDCl3. На фиг. 25 приведены протонные спектры ЯМР соединения А-73 в ДМСО-d6. На фиг. 26 приведены протонные спектры ЯМР соединения А-7 в CDCl3. Подробное описание изобретения Настоящее изобретение относится к соединениям, например к пептидам, и к промежуточным продуктам, использующимся для их получения, а также к фармацевтическим композициям, содержащим соединения, предназначенным для применения для борьбы с инфицированием посредством HCV. Настоящее изобретение также относится к соединениям, предлагаемым в настоящем изобретении, или содержащим их композициям, как к ингибиторам протеазы, предпочтительно как к ингибиторам серинпротеазы и более предпочтительно как к ингибиторам протеазы HCV NS3. Соединения особенно полезны для создания помех клеточному циклу вируса гепатита С для борьбы с инфицированием посредствомHCV или ее предупреждения или со связанными с ним физиологическими условиями. Настоящее изобретение также относится к способам комбинированной терапии для подавления репликации HCV в клетках или для борьбы с инфицированием посредством HCV или ее предупреждения у пациентов с применением соединений, предлагаемых в настоящем изобретении, или фармацевтических композиций,или содержащих их наборов. Соединения, предлагаемые в настоящем изобретении, обладают повышенной активностью, повышенной растворимостью и/или улучшенными фармакокинетическими характеристиками по сравнению с соответствующими характеристиками известных ингибиторов протеазы NS3, описанных в предшествующем уровне техники. Некоторые соединения, предлагаемые в настоящем изобретении, сочетают высокую активность (например, IC5010 нМ, по данным исследования, описанного в примере 12 или 13),высокую растворимость в воде (например, растворимостью, превышающей 0,5 мМ в воде при рН 1 и превышающей 50 мкМ в воде при рН 6,8) или улучшенную биологическую доступность (например, по данным исследования, описанного в примере 15). Некоторые соединения, предлагаемые в настоящем изобретении, включают следующие соединения формулы I: и их фармацевтически приемлемые соли и стереоизомеры; в которой X отсутствует или выбран из NR5a или кислорода;i и k обозначают целые числа, независимо выбранные из группы, включающей 0, 1, 2, 3 и 4;j обозначает целое число, выбранное из группы, включающей 1, 2, 3 и 4, где сумма i + j + k меньше или равна 5 и больше или равна 2, если X отсутствует, и сумма i + j + k меньше или равна 4 и больше или равна 1, если X обозначает кислород; р равно 0, 1, 2 или 3; Е обозначает -О-, NH-, N(Н)C1-C4-алкилен, N(Н)C3-C6-циклоалкилен, -C(O)NH- или -N(H)S(O)2-;R2 и R2a вместе образуют 3-7-членное насыщенное кольцо, содержащее 0 или 1 кольцевой атом азота, кислорода или серы, где кольцо замещено 0, 1 или 2 заместителями, независимо выбранными из C1C4-алкила и C2-C4-алкенила;R3 и R4 независимо выбраны из группы, включающей C1-C6-алкил, C4-C7-циклоалкил и C4-C7 циклоалкил, замещенный C1-C4-алкильным остатком;R5a в каждом случае независимо выбран из группы, включающей водород, C1-C4-алкил, галоген-C1C4-алкил, C3-C6-циклоалкил, гидрокси-C1-C4-алкил и C1-C4-алкокси-C1-C4-алкил;R6 и R7 независимо выбраны из водорода и C1-C4-алкила. Некоторые другие соединения, предлагаемые в настоящем изобретении, включают соединения формулы Ia и их фармацевтически приемлемые соли и стереоизомеры; в которой i обозначает целое число, выбранное из группы, включающей 0, 1, 2, 3 и 4;j обозначает целое число, выбранное из группы, включающей 1, 2, 3 и 4, где сумма i + j меньше или равна 5 и больше или равна 2; р равно 0, 1, 2 или 3; Е обозначает -О-, NH-, N(H)C1-C4-алкилен, N(Н)C3-C6-циклоалкилен, -C(O)NH- или -N(H)S(O)2-;R2 и R2a, взятые вместе, образуют 3-7-членное насыщенное кольцо, содержащее 0 или 1 кольцевой атом азота, кислорода или серы, и это кольцо замещено 0, 1 или 2 заместителями, независимо выбранными из C1-C4-алкила и C2-C4-алкенила;R3 и R4 независимо выбраны из группы, включающей C1-C6-алкил, C4-C7-циклоалкил и C4-C7 циклоалкил, замещенный C1-C4-алкильным остатком;R5a в каждом случае независимо выбран из группы, включающей водород, C1-C4-алкил, галоген-C1C4-алкил, C3-C6-циклоалкил, гидрокси-C1-C4-алкил и C1-C4-алкокси-C1-C4-алкил;R6 и R7 независимо выбраны из водорода и C1-C4-алкила. Некоторыми предпочтительными соединениями являются соединения формулы I,в которой X обозначает углерод;R1 обозначает циклопропил или C2-C4-алкил;R2 обозначает пропил или циклобутилметил;R2 и R2a образуют циклопропильное кольцо, замещенное 0 или 1 этильным или винильным остатком;R3 и R4 независимо выбраны из группы, включающей трет-бутил, циклогексил и 1 метилциклогексил;R6 и R7 независимо выбраны из группы, включающей водород и метил. Некоторыми предпочтительными являются соединения формулы I,в которой X обозначает углерод;R3 и R4 независимо выбраны из группы, включающей трет-бутил и циклогексил;R6 и R7 обозначают метил. В некоторых других соединениях формулы I R2a выбран из группы, включающей водород, дейтерий, тритий и их комбинацию. В некоторых соединениях формулы I R2a обогащен дейтерием, например не менее примерно 50% атомов водорода в R2a являются атомами дейтерия (2 Н) или не менее примерно 95% атомов водорода являются атомами дейтерия. Некоторыми другими объектами настоящего изобретения являются соединения, приведенные ниже в табл. А и В. Другими объектами настоящего изобретения являются способы получения соединений формулы II способ включает стадии взаимодействия исходного соединения формулы III с исходным соединением формулы IV и основанием в растворителе при условиях, благоприятных для образования соединения формулы IIZ1 и Z3, каждый независимо, выбраны из числа групп CR8R9;R6, R7, R13 и R14 независимо выбраны из группы, включающей водород или C1-C6-алкил; илиR17 обозначает нитрогруппу. Другим объектом настоящего изобретения являются способы синтеза соединения формулы V(а) взаимодействия исходного соединения формулы III с исходным соединением формулы IV и основанием в растворителе при условиях, благоприятных для образования соединения формулы II(b) взаимодействия соединения формулы II с алюмогидридом лития в растворителе при условиях,благоприятных для образования соединения формулы VI(с) взаимодействие соединения формулы VI с водородом в присутствии катализатора гидрирования в растворителе при условиях, благоприятных для образования соединения формулы VR6, R7, R13 и R14 независимо выбраны из группы, включающей водород или C1-C6-алкил; илиR17 обозначает нитрогруппу. В некоторых предпочтительных способах синтеза соединений формулы II или формулы V R17 обо-7 020951 значает электроноакцепторную группу, такую как нитрогруппу или цианогруппу. В некоторых вариантах осуществления R17 обозначает нитрогруппу. В некоторых предпочтительных способах синтеза соединений формулы II или формулы V R6 и R7 независимо выбраны из группы, включающей водород и C1-C4-алкил; R17 обозначает нитрогруппу; R11,R12, R13, R14 и R18 обозначают водород; R16 обозначает фенил или 5- или 6-членный гетероарил, каждый из которых содержит от 0 до 3 заместителей, выбранных из группы, включающей галоген, C1-C4-алкил,трифторметил, C1-C4-алкоксигруппу и трифторметоксигруппу. В некоторых других способах синтеза соединений формулы II или формулы V Z1 и Z3 все обозначают CR8R9; Z2 обозначает CR8R9 или О и в каждом случае R8 и R9 обозначают водород. Хотя для применения в способах синтеза, предлагаемых в настоящем изобретении, применим любой растворитель, способный сольватировать реагенты и продукты, некоторые предпочтительные растворители для стадии (с) при получении соединений формулы II, описанных выше, включают диалкилсульфоксиды (например, диметилсульфоксид), циклические простые эфиры, диалкилформамиды (например, диметилформамид), диалкилацетамиды (например, диметилацетамид), ацетонитрил, спирты(например, C1-C6-спирты) или пирролидины (например, N-алкилпирролидин) и их комбинации. Хотя для применения в способах синтеза, предлагаемых в настоящем изобретении, применим любой растворитель, способный сольватировать реагенты и продукты, некоторые предпочтительные растворители для получения соединений формулы V, описанных выше, включают следующее. Для стадии (с) диалкилсульфоксиды (например, диметилсульфоксид), циклические простые эфиры,диалкилформамиды (например, диметилформамид), диалкилацетамиды (например, диметилацетамид),ацетонитрил, спирты (например, C1-C6-спирты) или пирролидины (например, N-алкилпирролидин) и их комбинации. Для стадии (d): простые эфиры, циклические простые эфиры, ароматические углеводороды и их смеси. Для стадии (е): сложные эфиры, простые эфиры, циклические простые эфиры, C1-C6-спирты (например, метанол, этанол, изопропанол), C1-C6-алкановые кислоты (например, уксусная кислота) и их смеси. В некоторых предпочтительных способах получения соединения формулы V неорганическое или металлоорганическое соединение или соль представляет собой соединение или соль алюминия или бора,содержащее по меньшей мере одну связь алюминий-водород или по меньшей мере одну связь борводород. Более предпочтительно, если соединение или соль алюминия выбрана из группы, включающей гидрид алюминия, алюмогидрид лития (АГЛ), алюмогидрид натрия, ди(C1-C4-алкил)алюминийгидриды,ди(C1-C4-алкокси)алюминийгидриды и ди(C1-C4-алкокси-C1-C4-алкокси)алюминийгидриды, и соединения бора выбраны из группы, включающей борогидриды металлов, цианоборогидриды металлов, боран и диборан. В некоторых предпочтительных способах получения соединения формулы V, катализатор гидрирования выбран из группы, включающей родий, иридий, никель, палладий, платину и их смеси, осажденные на подложке, выбранной из группы, включающей углерод, оксид алюминия и диоксид кремния. В некоторых вариантах осуществления предпочтительными катализаторами гидрирования являются палладий на угле, платина на угле, родий на угле и катализатор Адама. Предпочтительные варианты осуществления соединений, предлагаемых в настоящем изобретении(включая их фармацевтически приемлемые соли, а также их энантиомеры, стереоизомеры, поворотные изомеры, таутомеры, диастереоизомеры или рацематы), приведены ниже в табл. А и В и также считаются