肌酸前药、其组合物以及使用方法
阅读说明：本技术 肌酸前药、其组合物以及使用方法 (Creatine prodrugs, compositions thereof, and methods of use ) 是由 Y·陈 E·D·卡基斯 A·托蒂尔·福里奥 W·F·布鲁贝克 A·纳特森 P·李 S·菲 于 2018-12-03 设计创作，主要内容包括：本公开提供了可用于治疗肌酸缺乏症的肌酸前药类似物和它们的组合物。(The present disclosure provides creatine prodrug analogs and their compositions useful for the treatment of creatine deficiency.)
相关申请的交叉引用
本申请要求2017年12月1日提交的美国临时申请号62/593,731的优先权，所述临时申请的公开内容出于所有目的以全文引用的方式并入本文中。
发明领域
本公开描述了膜可渗透性肌酸前药或其药学上可接受的盐、溶剂合物、互变异构体或立体异构体；包含所述肌酸前药的药物组合物；以及治疗疾病的方法，所述疾病包括但不限于局部缺血、心力衰竭、神经退化性病症以及影响肌酸激酶系统的遗传性病症。在一些实施方案中，本公开描述了治疗影响肌酸激酶系统的遗传性疾病，诸如肌酸转运体障碍或肌酸合成障碍，包括施用肌酸前药或其药学上可接受的盐、溶剂合物、互变异构体或立体异构体或其药物组合物。
发明背景
肌酸为一种天然存在的氨基酸衍生物，在细胞能量代谢中起重要作用。肌酸在三磷酸腺苷(ATP)存在下由肌酸激酶磷酸化时形成高能量磷酸肌酸(肌酸磷酸盐)(高能量磷酸肌酸为重要细胞能量储备)和二磷酸腺苷(ADP)。由肌酸激酶磷酸化为可逆的，因此磷酸肌酸通过按需要增加ATP的形成而有助于在体内供应能量给细胞。当ATP大量消耗时这种相互作用将ATP浓度维持在恒定水平。举例来说，在细胞工作期间，尽可能快地补充ATP为极其重要的。人体总肌酸中约＞95％定位于骨胳肌和脑中。
肌酸激酶系统在细胞内能量代谢中具有双重作用：在高ATP水解位点充当能量缓冲物以恢复所消耗的ATP水平，以及通过涉及中间能量载体的过程、若干酶反应以及通过各种细胞内结构扩散以磷酸肌酸形式将能量从线粒体转移至细胞的其他部分。
已知能量代谢功能障碍可引起许多疾病。具体地说，在局部缺血期间细胞ATP因氧和葡萄糖剥夺而损失为组织死亡的原因。磷酸肌酸代表在维持膜电位、代谢产物的活化或细胞收缩活性方面的高能量磷酸盐的储库。它在增加细胞中的能量消耗的同时维持ATP水平，即恢复ADP上的正磷酸盐残基。磷酸肌酸和肌酸也是细胞过程的变构调控因子。肌酸激酶系统为防止哺乳动物细胞中的ATP消耗的主要生物化学机制。细胞中的磷酸肌酸水平为对局部缺血性损害的抗性的重要预测因子，并且剩余的肌酸磷酸盐储存量与组织损伤程度相关。因此，肌酸可用于治疗心脏和脑局部缺血；神经元退化(例如帕金森氏病(Parkinson′s disease)、阿尔茨海默病(Alzheimer′s disease)以及亨廷顿氏病(Huntington′sdisease))；与肌酸缺乏症、器官移植活力以及肌肉疲劳相关的发育障碍；以及与肌酸缺乏症有关的其他疾病。目前在肌酸生物合成缺陷的治疗中有显著临床改善，但在肌酸转运缺陷方面没有显著临床改善，这是因为肌酸摄入，尤其脑中的肌酸摄入高度依赖于肌酸转运体。在文献中，认为肌酸转运体发挥多种作用：BBB处的肌酸摄入、脑细胞中的肌酸摄入以及脑细胞间的肌酸转移以及神经元突触处的肌酸摄入和再摄入。归因于胃肠道吸收和脑摄入以及脑细胞摄入中的挑战，生物合成障碍的治疗需要高剂量的肌酸。为有效使用肌酸，目前制备的组合物需要消耗的量为每天高达20g。这种高剂量的肌酸可能对有机体产生负面结果，诸如氮交换紊乱、胃肠道病症、腹泻等。基于使用由诸如L-精氨酸和L-甘氨酸等氨基酸补充的肌酸的一些临床研究在对具有肌酸转运体缺陷的患者的长期跟踪中未显示临床特征的改善。这对氨基酸合成前体的补充还可能会导致可能具神经毒性的中间胍基乙酸的累积。这还可能使得缺乏治疗后临床特征的改善。在肌酸转运体缺乏症中，肌酸和/或磷酸肌酸不能通过BBB到达脑部并且在位于脑中后，不能由脑细胞吸收。因此，仍需要发现成功治疗策略以治疗肌酸转运体缺陷。
肌酸补充使细胞内肌酸磷酸盐水平增加(Harris等，Clinical Sci 1992，83，367-74)。在健康个体中肌酸容易经由活性肌酸转运体SLC6A8穿过血脑屏障，并且可经由经口施用来增加脑肌酸水平(Dechent等，Am J Physiol 1999，277，R698-704)。延长的肌酸补充可使肌酸磷酸盐的细胞汇集物增多并且使对组织局部缺血和肌肉疲劳的抗性增加。
可获得肌酸置换对体染色体隐性肌酸合成障碍有效的一些临床证据。利用肌酸或鸟氨酸补充进行治疗的具有精氨酸：甘氨酸脒基转移酶(AGAT)缺乏和胍基乙酸甲基转移酶(GAMT)缺乏的患者在癫痫发作、智力障碍以及发育结果中显示有所改善(参见：Stockler-Ipsiroglu等Mol.Genet.Metab.2014，111，16-25以及Bianchi等2007，两者出于所有目的以全文并入本文中)。
因此，虽然施用肌酸可具有一些治疗适用性，但尤其对于具有肌酸转运体缺陷的患者来说，更稳定并且对屏障组织和细胞膜来说更可渗透并且与肌酸转运体无关的被修饰的肌酸分子将具有增强的治疗价值。
发明内容
本公开的肌酸前药被设计成通过与肌酸转运体无关的被动扩散或主动运输进入细胞，并且将肌酸释放至细胞质中。此类前药还可穿过重要屏障组织，诸如肠粘膜、血脑屏障以及血液-胎盘屏障。由于能够穿过生物膜，在ATP被消耗的细胞中肌酸前药可经由肌酸激酶系统恢复并且维持能量稳态，并且快速恢复ATP水平以防止组织进一步受局部缺血压力的影响。本公开的肌酸前药还可用于递送持续的全身浓度的肌酸。
在一个实施方案中，本公开的化合物具有式(I)的结构：
或其药学上可接受的盐或溶剂合物；其中：
R为-CH3、-CH2D、-CHD2或-CD3；
R1为直链或分支链烷基、直链或分支链烯基、芳基或杂芳基，其中R1任选用R4取代；
R2为氢、-C(O)NHR5、-C(O)R1或-C(O)OR5；
R3为-C(O)OR6或-烷基(OH)；
或替代地，R2与R3一起为亚烷基，所述亚烷基与R2和R3各自键合的原子一起形成5元至6元环，其中所述5元至6元环任选用氧代取代；
R4为卤素、-OH、-OR5、氧代、-NH2、-NHR5、-N(R5)2、-NO2、-CF3、-C1-C6烷基或-C1-C6卤烷基；
R5为直链或分支链烷基；并且
R6为H、直链或分支链烷基、
或替代地，R6与R1一起为亚烷基或亚烯基，所述亚烷基或所述亚烯基与R6和R1各自键合的原子一起形成12元至25元环，其中组成所述亚烷基或所述亚烯基的1、2、3或4个-CH2-单元任选用选自-O-、-S-或-N-的杂原子置换，前提条件为相邻-CH2-未被置换；其中所述亚烷基或所述亚烯基任选用一个或多个R4取代；
其中，同一碳或相邻碳上的两个R4可形成3元至6元稠环烷基环或螺环烷基环或者3元至6元稠杂环或螺杂环。
在式(I)化合物的一个实施方案中，R为-CH3或-CD3。
在式(I)化合物的一个实施方案中，R1为-C6-C20烷基或-C6-C20烯基。在一些实施方案中，R1为-C6-C18烷基或-C6-C18烯基。在其他实施方案中，R1为吡啶基。
在式(I)化合物的一个实施方案中，R2为氢。在一些实施方案中，R2为-C(O)OR5。
在式(I)化合物的一个实施方案中，R5为直链或分支链-C1-C6烷基。
在式(I)化合物的一个实施方案中，R3为-C(O)OR6。在式(I)化合物的一个实施方案中，R6为H或者直链或分支链C1-C8烷基。
在式(I)化合物的一个实施方案中，R6与R1一起为亚烷基或亚烯基，所述亚烷基或所述亚烯基与R6和R1各自键合的原子一起形成12元至25元环，其中组成所述亚烷基或所述亚烯基的1、2、3或4个-CH2-单元任选用选自-O-、-S-或-N-的杂原子置换，前提条件为相邻-CH2-未被置换；其中所述亚烷基或所述亚烯基任选用一个或多个R4取代。在一个实施方案中，R6与R1一起为未取代的亚烷基或未取代的亚烯基，所述未取代的亚烷基或所述未取代的亚烯基与R6和R1各自键合的原子一起形成13元至24元环。
在式(I)化合物的一个实施方案中，所述化合物为选自以下的药学上可接受的盐：钠盐、钾盐、锂盐、盐酸盐、甲酸盐、三氟乙酸盐、乙酸盐或三氯乙酸/二锂盐。
在式(I)化合物的一个实施方案中，所述化合物具有式(II)的结构：
或其药学上可接受的盐或溶剂合物；其中：
R为-CH3、-CH2D、-CHD2或-CD3；
R2为氢、-C(O)NHR5、-C(O)R1或-C(O)OR5；
R1为直链或分支链烷基或者直链或分支链烯基，其中R1任选用R4取代；
R4为卤素、-OH、-OR5、氧代、-NH2、-NHR5、-N(R5)2、-NO2、-CF3、-C1-C6烷基或-C1-C6卤烷基；
X在每次出现时各自独立地为-C(R5a)2-C(R5a)2-、-CH(R5a)-CH(R5a)-、-C(R5a)＝C(R5a)-、-O-C(R5a)2-、-O-CH(R5a)-、-C(R5a)2-O-或-CH(R5a)-O-；
Y为-C(R5a)2-、-CH(R5a)-、-C(R5a)2-C(R5a)2-、-CH(R5a)-CH(R5a)-、-C(R5a)＝C(R5a)-、-C(R5a)2-O-或-CH(R5a)-O-；
n为2、3、4、5、6、7或8，其中当n为2时，Y为-C(R5a)2-C(R5a)2-、-CH(R5a)-CH(R5a)-、-C(R5a)＝C(R5a)-、-C(R5a)2-O-或-CH(R5a)-O-；
R5为H或者直链或分支链烷基；并且
R5a为H、卤素、-OH、-OR5、-NH2、-NHR5、-N(R5)2、-NO2、-CF3、-C1-C6烷基或-C1-C6卤烷基；
其中，同一碳或相邻碳上的两个R5a可形成3元至6元稠环烷基环或螺环烷基环或者3元至6元稠杂环或螺杂环。
在式(II)化合物的一个实施方案中，X中的至少一者为-C(R5a)2-C(R5a)2-、-CH(R5a)-CH(R5a)-或-C(R5a)＝C(R5a)-，其中R5a为H或-C1-C6烷基；并且其中，同一碳或相邻碳上的两个R5a可形成3元至6元稠环烷基环或螺环烷基环或者3元至6元稠杂环或螺杂环。在一个实施方案中，X为-CH2CH2-、-CH＝CH-、-O-CH2-或-CH2-O-。
在式(II)化合物的一个实施方案中，Y为-C(R5a)2-、-CH(R5a)-、-C(R5a)2-C(R5a)2-、-CH(R5a)-CH(R5a)-或-C(R5a)＝C(R5a)-，其中R5a为H或-C1-C6烷基；并且其中，同一碳或相邻碳上的两个R5a可形成3元至6元稠环烷基环或螺环烷基环或者3元至6元稠杂环或螺杂环。在一个实施方案中，Y为-C(R5a)2-、-CH(R5a)-；-C(R5a)2-C(R5a)2-、-CH(R5a)-CH(R5a)-、-CH2-、-CH2CH2-、-CH＝CH-、 其中，R5a为直链或分支链-C1-C6烷基。
在式(II)化合物的一个实施方案中，R为-CH3或-CD3。
在式(II)化合物的一个实施方案中，R2为氢。
在式(II)化合物的一个实施方案中，所述化合物为选自以下的药学上可接受的盐：钠盐、钾盐、锂盐、盐酸盐、甲酸盐、三氟乙酸盐、乙酸盐或三氯乙酸/二锂盐。
在式(I)化合物的一个实施方案中，所述化合物具有式(I-A)的结构：
或其药学上可接受的盐或溶剂合物；其中：
R为-CH3、-CH2D、-CHD2或-CD3；
R2为氢、-C(O)NHR5、-C(O)R1或-C(O)OR5；
R3为-C(O)OR6或-烷基(OH)；
或替代地，R2与R3一起为亚烷基，所述亚烷基与R2和R3各自键合的原子一起形成5元至6元环，其中所述5元至6元环任选用氧代取代；
R4为卤素、-OH、-OR5、氧代、-NH2、-NHR5、-N(R5)2、-NO2、-CF3、-C1-C6烷基或-C1-C6卤烷基；
R4a、R4b、R4c以及R4d各自独立地为H、卤素、-OH、-OR5、氧代、-NH2、-NHR5、-N(R5)2、-NO2、-CF3、-C1-C6烷基或-C1-C6卤烷基；
R5为直链或分支链烷基；并且
R6a与R1一起为亚烷基或亚烯基，所述亚烷基或所述亚烯基与R6a和R1各自键合的原子一起形成12元至25元环，其中组成所述亚烷基或所述亚烯基的1、2、3或4个-CH2-单元任选用选自-O-、-S-或-N-的杂原子置换，前提条件为相邻-CH2-未被置换；其中所述亚烷基或所述亚烯基任选用一个或多个R4取代；
其中，R4a与R4b或R4c与R4d一起可形成3元至6元螺环烷基环或3元至6元螺杂环；或
其中R4b与R4c一起可形成3元至6元稠环烷基环或3元至6元稠杂环。
在式(I-A)化合物的一个实施方案中，R4a为-C1-C6烷基。在式(I-A)化合物的一个实施方案中，R4b为-C1-C6烷基。在式(I-A)化合物的一个实施方案中，R4c为-C1-C6烷基。在式(I-A)化合物的一个实施方案中，R4b、R4c以及R4d为H。在式(I-A)化合物的一个实施方案中，R4b和R4d为H。
在式(I-A)化合物的一个实施方案中，R4a与R4b一起形成3元至6元螺环烷基环或3元至6元螺杂环。在一些实施方案中，R4a与R4b一起形成
在式(I-A)化合物的一个实施方案中，R4b与R4c一起形成3元至6元稠环烷基环或3元至6元稠杂环。在一些实施方案中，R4b与R4c一起形成
在式(I-A)化合物的一个实施方案中，R为-CH3或-CD3。
在式(I-A)化合物的一个实施方案中，R2为氢。
在式(I-A)化合物的一个实施方案中，所述化合物为选自以下的药学上可接受的盐：钠盐、钾盐、锂盐、盐酸盐、甲酸盐、三氟乙酸盐、乙酸盐或三氯乙酸/二锂盐。
在式(I)化合物的一个实施方案中，所述化合物具有式(III)的结构：
或其药学上可接受的盐或溶剂合物；其中：
R为CH3、CH2D、CHD2或CD3；
R1为直链或分支链烷基或者直链或分支链烯基；
R2为氢、-C(O)NHR5、-C(O)R1或-C(O)OR5；
R5为H或者直链或分支链烷基；
R5a为卤素、-OH、-OR5、氧代、-NH2、-NHR5、-N(R5)2、-NO2、-CF3、-C1-C6烷基或-C1-C6卤烷基；
其中，同一碳或相邻碳上的两个R5a可形成3元至6元稠环烷基环或螺环烷基环或者3元至6元稠杂环或螺杂环；
n为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10或11；并且
p为0、1、2、3、4、5、6、7或8。
在式(III-A)化合物的一个实施方案中，R为-CH3或-CD3。
在式(III-A)化合物的一个实施方案中，R2为H。
在式(III-A)化合物的一个实施方案中，n为0、1、2、3、4、5、6或7。
在式(III-A)化合物的一个实施方案中，p为0、1或2。
在式(III-A)化合物的一个实施方案中，R5a为-C1-C6烷基。
在式(I)化合物的一个实施方案中，化合物选自表A，或其药学上可接受的盐。在式(I)化合物的一个实施方案中，化合物选自表B，或其药学上可接受的盐。在式(I)化合物的一个实施方案中，化合物选自表C，或其药学上可接受的盐。在式(I)、(I-A)、(II)、(III)和/或(III-A)化合物的一个实施方案中，化合物选自表D，或其药学上可接受的盐。在式(I)、(I-A)、(II)、(III)和/或(III-A)化合物的一个实施方案中，化合物选自表E。在式(I)化合物的一个实施方案中，化合物选自表S1。在式(I)化合物的一个实施方案中，化合物选自表S2。
在式(I)、(I-A)、(II)、(III)和/或(III-A)化合物的一个实施方案中，化合物选自：
或其药学上可接受的盐，
其中R为-CH3或-CD3并且R2为H。
在本公开的一个实施方案中，提供了一种包含本公开的肌酸类似物或肌酸前药的药物组合物。在一个实施方案中，肌酸类似物或肌酸前药为式(I)、(I-A)、(II)、(III)和/或(III-A)化合物或其药学上可接受的盐或溶剂合物以及药学上可接受的载体。
在本公开的一个实施方案中，提供了一种向有需要的患者递送肌酸或氘化肌酸的方法。在本文所公开的方法中，向有需要的患者施用治疗有效量的式(I)、(I-A)、(II)、(III)和/或(III-A)化合物或其药学上可接受的盐或溶剂合物。
在本公开的一个实施方案中，提供了一种治疗有需要的患者的肌酸缺乏症的方法。在本文所公开的方法中，向有需要的患者施用治疗有效量的式(I)、(I-A)、(II)、(III)和/或(III-A)化合物或其药学上可接受的盐或溶剂合物。
在一个实施方案中，所述肌酸缺乏症包括与肌酸转运体功能障碍相关的疾病或疾患。在另一实施方案中，所述肌酸缺乏症包括与肌酸合成障碍相关的疾病或疾患。
在本公开的一个实施方案中，提供了一种治疗有需要的患者的疾病的方法。在本文所公开的方法中，向有需要的患者施用治疗有效量的式(I)、(I-A)、(II)、(III)和/或(III-A)化合物或其药学上可接受的盐或溶剂合物，其中所述疾病为局部缺血、氧化压力、神经退化性疾病、局部缺血性再灌注损伤、心血管疾病、影响肌酸激酶系统的遗传性疾病、多发性硬化、精神性病症或肌肉疲劳。在一个实施方案中，影响肌酸激酶系统的遗传性疾病为肌酸转运体障碍或肌酸合成障碍。
在本公开的一个实施方案中，一种增强患者的肌肉强度的方法包括向需要此类增强的患者施用治疗有效量的式(I)、(I-A)、(II)、(III)和/或(III-A)化合物或其药学上可接受的盐或溶剂合物。
附图说明
图1为比较用化合物15处理并且历经8h测量的CrT KO小鼠的血浆和脑中的d3-肌酸和d3-肌酐水平的单剂量研究的数据的图形。Cr＝d3-肌酸；CRN＝d3-肌酐。
图2为比较在每天(每天一次)施用化合物14总共输注7次后测量的非人灵长类动物脑中的d3-肌酸和d3-肌酐水平的多剂量研究的数据的图形。Cr＝d3-肌酸；CRN＝d3-肌酐。
图3示出了在对小鼠进行化合物14或化合物15的10mg/kg静脉内给药之后随时间推移脑中的d3-肌酸的浓度。
图4示出了在对小鼠进行化合物14或化合物15的10mg/kg静脉内给药之后随时间推移脑中的d3-肌酐的浓度。
具体实施方式
定义
术语“一(种/个)(a/an)”不表示对量的限制，而是表示存在所提到的项中的至少一者。术语“或”或“和/或”用作功能词，用于表明两种词或表述一起或个别地来说。术语“包含”、“具有”、“包括”以及“含有”应视为开放性术语(即，意指“包括但不限于”)。关于相同组分或特性的所有范围的终点为包括性的并且可独立组合的。
术语“约”和/或“大约”可结合数值和/或范围使用。术语“约”理解为意指靠近所叙述的值的那些值。举例来说，“约40[单位]”可意指在40的±25％(例如30至50)以内、±20％、±15％、±10％、±9％、±8％、±7％、±6％、±5％、±4％、±3％、±2％、±1％、小于±1％或其中或下面的任何其他值或值范围内。此外，短语“小于约[一个值]”或“大于约[一个值]”应考虑本文所提供的术语“约”的定义来理解。术语“约”和“大约”可互换使用。
术语一种或多种“本发明化合物”或一种或多种“本公开的化合物”是指由本文所公开的结构式涵盖的化合物并且包括结构公开于本文中的这些结构式内的任何亚类和特定化合物。可通过化学结构和/或化学名称来鉴定化合物。本文所描述的化合物可含有一个或多个手性中心和/或双键并且因此，可以诸如双键异构体(即，几何异构体)、对映异构体或非对映异构体等立体异构体存在。因此，本文展示的化学结构涵盖所说明化合物的所有可能的对映异构体和立体异构体，包括立体异构纯形式(例如几何纯、对映异构纯或非对映异构纯)以及对映异构体和立体异构体混合物。可使用熟练技工熟知的分离技术或手性合成技术将对映异构体和立体异构体混合物拆分为它们的组分对映异构体或立体异构体。所述化合物还可以若干互变异构体形式存在，包括烯醇形式、酮形式以及它们的混合物。因此，本文展示的化学结构涵盖所说明化合物的所有可能的互变异构体形式。所描述的化合物还包括同位素标记的化合物，其中一个或多个原子的原子量不同于常规存在于自然界中的原子量。可合并至本公开化合物中的同位素的实例包括但不限于2H、3H、13C、14C、15N、18O、17O等。化合物可以非溶剂合物形式以及溶剂合物形式(包括水合形式)以及以N-氧化物形式存在。一般来说，化合物可为水合物、溶剂合物或N-氧化物。某些化合物可以多晶或无定形式存在。一般来说，所有物理形式对于由本文所涵盖的用途来说均为等效的并且旨在在本公开范围内。另外，应了解，当说明化合物的部分结构时，括号指示所述部分结构与分子的其余部分的连接点。
“立体异构体”是指由相同键键合的相同原子组成但具有不可互换的不同三维结构的化合物。本公开涵盖各种立体异构体以及它们的混合物并且包括“对映异构体”，对映异构体是指分子互为彼此的不可重叠镜像的两个立体异构体。
本公开的化合物还可以若干互变异构体形式存在，并且本文对一种互变异构体的描述仅用于方便的目的，并且还应理解为涵盖所示形式的其他互变异构体。如本文所用的术语“互变异构体”是指如下异构体，所述异构体非常容易变成彼此，使得它们可一起以平衡状态存在。因此，本文展示的化学结构涵盖所说明的化合物的所有可能的互变异构体形式。
不介于两个字母或符号之间的短划线(“-”)用于指示部分或取代基的连接点。举例来说，-CONH2通过碳原子连接。
单独或作为另一取代基的一部分的“烷基”是指通过从母体链烷的单一碳原子移除一个氢原子而衍生的饱和分支链、直链或环状单价烃基。术语“烷基”包括如本文以下所定义的“环烷基”。典型烷基包括但不限于甲基；乙基；丙基，诸如丙-1-基、丙-2-基(异丙基)、环丙-1-基等；丁基，诸如丁-1-基、丁-2-基(仲丁基)、2-甲基-丙-1-基(异丁基)、2-甲基-丙-2-基(叔丁基)、环丁-1-基等；等等。在一些实施方案中，烷基包含1至20个碳原子(C1-C20烷基)。在其他实施方案中，烷基包含1至10个碳原子(C1-C10烷基)。在其他实施方案中，烷基包含1至6个碳原子(C1-C6烷基)。C1-C6烷基也称为“低碳烷基”。
应注意，当烷基进一步连接至另一原子时，它变为“亚烷基”。换言之，术语“亚烷基”是指二价烷基。举例来说，-CH2CH3为乙基，而-CH2CH2-为亚乙基。换句话说，单独或作为另一取代基的部分的“亚烷基”是指通过从母体链烷、链烯或炔的单一碳原子或两个不同碳原子移除两个氢原子而衍生的饱和或不饱和、分支链、直链或环状二价烃基。术语“亚烷基”包括如本文以下所定义的“亚环烷基”。术语“亚烷基”具体地说旨在包括具有任何饱和程度或水平的基团，即，排他地具有碳-碳单键的基团、具有一个或多个碳-碳双键的基团、具有一个或多个碳-碳三键的基团以及具有碳-碳单键、双键和三键的混合物的基团。在一些实施方案中，亚烷基包含1至20个碳原子(C1-C20亚烷基)。在其他实施方案中，亚烷基包含1至10个碳原子(C1-C10亚烷基)。在其他实施方案中，亚烷基包含1至6个碳原子(C1-C6亚烷基)。
单独或作为另一取代基的一部分的“烯基”是指通过从母体链烯的单一碳原子移除一个氢原子而衍生的具有至少一个碳-碳双键的不饱和分支链、直链或环状单价烃基。术语“烯基”包括如本文以下所定义的“环烯基”。所述基团可围绕一个或多个双键呈顺式或反式构象。典型烯基包括但不限于乙烯基；丙烯基，诸如丙-1-烯-1-基、丙-1-烯-2-基、丙-2-烯-1-基(烯丙基)、丙-2-烯-2-基、环丙-1-烯-1-基；环丙-2-烯-1-基；丁烯基，诸如丁-1-烯-1-基、丁-1-烯-2-基、2-甲基-丙-1-烯-1-基、丁-2-烯-1-基、丁-2-烯-1-基、丁-2-烯-2-基、丁-1，3-二烯-1-基、丁-1，3-二烯-2-基、环丁-1-烯-1-基、环丁-1-烯-3-基、环丁-1，3-二烯-1-基等；等等。
单独或作为另一取代基的一部分的“炔基”是指通过从母体炔的单一碳原子移除一个氢原子而衍生的具有至少一个碳-碳三键的不饱和分支链、直链或环状单价烃基。典型炔基包括但不限于乙炔基；丙炔基，诸如丙-1-炔-1-基、丙-2-炔-1-基等；丁炔基，诸如丁-1-炔-1-基、丁-1-炔-3-基、丁-3-炔-1-基等；等等。
单独或作为另一取代基的一部分的“烷氧基”是指式-O-R199的基团，其中R199为如本文所定义的烷基或取代的烷基。
单独或作为另一取代基的一部分的“酰基”是指基团-C(O)R200，其中R200为氢、如本文所定义的烷基、取代的烷基、芳基、取代的芳基、芳基烷基、取代的芳基烷基、杂烷基、取代的杂烷基、杂芳基烷基或取代的杂芳基烷基。代表性实例包括但不限于甲酰基、乙酰基、环己基羰基、环己基甲基羰基、苯甲酰基、苯甲基羰基等等。
单独或作为另一取代基的一部分的“芳基”是指通过从如本文所定义的母体芳族环系统的单一碳原子移除一个氢原子而衍生的单价芳族烃基。典型芳基包括但不限于衍生自以下的基团：醋蒽烯、苊烯、醋菲烯、蒽、薁、苯、(chrysene)、蔻(coronene)、荧蒽、芴、并六苯(hexacene)、己芬、己搭烯(hexalene)、不对称引达省(as-indacene)、对称引达省(s-indacene)、茚满、茚、萘、并八苯(octacene)、辛芬(octaphene)、辛搭烯(octalene)、卵苯(ovalene)、戊-2，4-二烯、并五苯(pentacene)、戊搭烯(pentalene)、戊芬(pentaphene)、苝、非那烯(phenalene)、菲、苉、七曜稀(pleiadene)、芘、吡蒽(pyranthrene)、玉红省(rubicene)、三亚苯、三亚萘(trinaphthalene)等等。在一些实施方案中，芳基包含6至20个碳原子(C6-C20芳基)。在其他实施方案中，芳基包含6至15个碳原子(C6-C15芳基)。在其他实施方案中，芳基包含6至15个碳原子(C6-C10芳基)。
单独或作为另一取代基的一部分的“芳基烷基”是指非环烷基，其中键合至碳原子，典型地键合至未端或sp3碳原子的氢原子中的一者用如本文所定义的芳基置换。换句话说，芳基烷基还可被视为由芳基取代的烷基。典型芳基烷基包括但不限于苯甲基、2-苯乙-1-基、2-苯乙烯-1-基、萘甲基、2-萘乙-1-基、2-萘乙烯-1-基、萘并苯甲基、2-萘并苯乙-1-基等等。在意指特定烷基部分的情况下，使用命名芳基烷基、芳基烯基和/或芳基炔基。在一些实施方案中，芳基烷基为(C6-C30)芳基烷基，例如芳基烷基的烷基、烯基或炔基部分为(C1-C10)烷基并且芳基部分为(C6-C20)芳基。在其他实施方案中，芳基烷基为(C6-C20)芳基烷基，例如芳基烷基的烷基、烯基或炔基部分为(C1-C8)烷基并且芳基部分为(C6-C12)芳基。在其他实施方案中，芳基烷基为(C6-C15)芳基烷基，例如芳基烷基的烷基、烯基或炔基部分为(C1-C5)烷基并且芳基部分为(C6-C10)芳基。
单独或作为另一取代基的一部分的“碳环”或“碳环基”是指饱和或部分饱和但不为芳族的环状单价烃基，包括如本文所定义的环烷基、环烯基以及环炔基。典型碳环基包括但不限于衍生自环丙烷、环丁烷、环戊烷、环己烷等等的基团。在一些实施方案中，环烷基包含3至10个环原子(C3-C10环烷基)。在其他实施方案中，环烷基包含3至7个环原子(C3-C7环烷基)。碳环基可进一步由一个或多个杂原子取代，所述一个或多个杂原子包括但不限于N、P、O、S以及Si，所述一个或多个杂原子经由单价或多价键连接至环烷基的碳原子。
单独或作为其他取代基的一部分的“杂烷基”是指如下烷基，其中碳原子中的一者或多者各自彼此独立地用相同或不同的杂原子或杂原子基团置换。可置换碳原子的典型杂原子或杂原子基团包括但不限于-O-、-S-、-N-、-Si-、-NH-、-S(O)-、-S(O)2-、-S(O)NH-、-S(O)2NH-等等以及它们的组合。杂原子或杂原子基团可放置在烷基的任何内部位置。可包括于这些基团中的典型杂原子基团包括但不限于-O-、-S-、-O-O-、-S-S-、-O-S-、-NR201R202-、＝N-N＝、-N＝N-、-N＝N-NR203R204、-PR205-、-P(O)2-、-POR206-、-O-P(O)2-、-SO-、-SO2-、-SnR207R208-等等，其中R201、R202、R203、R204、R205、R206、R207以及R208独立地为氢、烷基、取代的烷基、芳基、取代的芳基、芳基烷基、取代的芳基烷基、环烷基、取代的环烷基、环杂烷基、取代的环杂烷基、杂烷基、取代的杂烷基、杂芳基、取代的杂芳基、杂芳基烷基或取代的杂芳基烷基。
单独或作为另一取代基的一部分的“杂环”或“杂环基”是指如下碳环基团，其中一个或多个碳原子独立地用相同或不同的杂原子置换。杂环基可进一步由一个或多个杂原子取代，所述一个或多个杂原子包括但不限于N、P、O、S以及Si，所述一个或多个杂原子经由单价或多价键连接至杂环基的碳原子。用于置换一个或多个碳原子的典型杂原子包括但不限于N、P、O、S、Si等。典型杂环基基团包括但不限于衍生自以下的基团：环氧化物、氮杂环丙烯、硫杂环丙烷、咪唑啉啶、吗啉、哌嗪、哌啶、吡唑啶、吡咯烷酮、奎宁环等等。在一些实施方案中，杂环基包含3至10个环原子(3-10元杂环基)。在其他实施方案中，杂环基包含5至7个环原子(5-7元杂环基)。环杂烷基可在杂原子(例如氮原子)处用(C1-C6)烷基取代。作为特定实例，N-甲基-咪唑啶基、N-甲基-吗啉基、N-甲基-哌嗪基、N-甲基-哌啶基、N-甲基-吡唑啶基以及N-甲基-吡咯烷基包括在“杂环基”的定义内。杂环基可经由环碳原子或环杂原子连接至分子的其余部分。如本文所用，杂环基包括葡萄糖残基、核苷残基以及抗坏血酸残基。
单独或作为另一取代基的一部分的“卤基”是指基团-F、-Cl、-Br或-I。
单独或作为另一取代基的一部分的“杂芳基”是指通过从如本文所定义的母体杂原子环系统的单一原子移除一个氢原子而衍生的单价杂芳族基团。典型杂芳基包括但不限于衍生自以下的基团：吖啶、β-咔啉、色满、色烯、噌啉、呋喃、咪唑、吲唑、吲哚、吲哚啉、吲哚嗪、异苯并呋喃、异色烯、异吲哚、异吲哚啉、异喹啉、异噻唑、异噁唑、萘啶、噁二唑、噁唑、呸啶、菲啶、菲咯啉、吩嗪、酞嗪、蝶啶、嘌呤、吡喃、吡嗪、吡唑、哒嗪、吡啶、嘧啶、吡咯、吡咯嗪、喹唑啉、喹啉、喹嗪、喹喔啉、四唑、噻二唑、噻唑、噻吩、三唑、呫吨等等。在一些实施方案中，杂芳基包含5至20个环原子(5-20元杂芳基)。在其他实施方案中，杂芳基包含5至10个环原子(5-10元杂芳基)。示例性杂芳基包括衍生自以下的那些杂芳基：呋喃、噻吩、吡咯、苯并噻吩、苯并呋喃、苯并咪唑、吲哚、吡啶、吡唑、喹啉、咪唑、噁唑、异噁唑以及吡嗪。
单独或作为另一取代基的一部分的“杂芳基烷基”是指如下非环烷基，其中键合至碳原子，典型地键合至未端或sp3碳原子的氢原子中的一者用杂芳基置换。在意指特定烷基部分的情况下，使用命名杂芳基烷基、杂芳基烯基和/或杂芳基炔基。在一些实施方案中，杂芳基烷基为6-21元杂芳基烷基，例如杂芳基烷基的烷基、烯基或炔基部分为(C1-C6)烷基并且杂芳基部分为5-15元杂芳基。在其他实施方案中，杂芳基烷基为6-13元杂芳基烷基，例如烷基、烯基或炔基部分为(C1-C3)烷基并且杂芳基部分为5-10元杂芳基。
“酰胺”是指含有由键联至氮原子的羰基组成的官能团的有机化合物。举例来说，酰氨基可由以下结构式表示：
“内酰胺”基团为环状酰胺。换句话说，内酰胺为具有以上结构式的酰胺，其中R和R’或R和R”与它们所连接的碳和氮原子一起形成任选取代的环状基团。
“酯”是指通过使含氧酸与羟基化合物反应/缩合而衍生的有机化合物。举例来说，酰氨基可由以下结构式表示：
R和R′独立地为氢或任选取代的烃部分。
“内酯”基团为环状酯。换句话说，内酯为具有以上结构式的酯，其中R和R′与它们所连接的碳和氧原子一起形成可为饱和、不饱和或芳族的任选取代的环状基团。
“脲”或“碳酰胺”是指具有以下结构式的有机化合物：
环状脲为具有以上结构式的脲，其中Ra、Rb、Rc以及Rd中的任何两者与它们所连接的碳和氮原子一起形成可为饱和、不饱和或芳族的任选取代的环状基团。
“碳酸酯”是指具有以下结构式的有机化合物：
R′和R″独立地为氢或任选取代的烃部分。
环状碳酸酯为具有以上结构式的碳酸酯，其中R’和R”与它们所连接的碳和氧原子一起形成可为饱和、不饱和或芳族的任选取代的环状基团。
“氨基甲酸酯”是指具有以下结构式的有机化合物：
环状氨基甲酸酯为具有以上结构式的氨基甲酸酯，其中Ra和Rb或Ra和Rc中的任何两者与它们所连接的碳和氮/氧原子一起形成可为饱和、不饱和或芳族的任选取代的环状基团。
“烃”是指由氢和碳组成的有机化合物。烃可为直链、分支链或环状的；并且包括芳烃、链烷、链烯、环烷、炔等。术语“取代的烃”是指碳或氢原子由不为碳或氢的原子置换的烃。取代的烃包括取代的芳烃、取代的链烷、杂链烷、取代的链烯、杂链烯、取代的环烷、杂环烷、取代的炔等。
“前药”是指在体内将转化为活性剂的治疗活性剂衍生物。换句话说，前药为药物的前体。
如本文所用，“肌酸类似物”包括“肌酸前药”，肌酸前药为肌酸的前药。
“保护基”是指当连接至分子中的反应性官能团时掩蔽、降低或阻止所述官能团的反应性的一组原子。在Green等，“Protective Groups in Organic Chemistry”，(Wiley，第2版1991)以及Harrison等，“Compendium of Synthetic Organic Methods”，第1-8卷(JohnWiley and Sons，1971-1996)中可找到保护基的实例。代表性氨基保护基包括但不限于甲酰基、乙酰基、三氟乙酰基、苯甲基、苯甲氧基羰基(“CBZ”)、叔丁氧基羰基(“Boc”)、三甲基硅基(“TMS”)、2-三甲基硅基-乙磺酰基(“SES”)、三苯甲基以及取代的三苯甲基、烯丙基氧基羰基、9-芴基甲氧基羰基(“FMOC”)、硝基-藜芦基氧基羰基(“NVOC”)等等。代表性羟基保护基包括但不限于其中羟基被酰基化或烷基化的那些羟基保护基，诸如苯甲基和三苯甲基醚以及烷基醚、四氢吡喃醚、三烷基硅基醚以及烯丙基醚。
“盐”是指化合物的具有母体化合物的所需药理学活性的盐。此类盐包括：(1)用诸如以下的无机酸形成的酸加成盐：盐酸、氢溴酸、硫酸、硝酸、磷酸等等；或用诸如以下的有机酸形成的酸加成盐：甲酸、乙酸、三氟乙酸、丙酸、己酸、环戊丙酸、乙醇酸、丙酮酸、乳酸、丙二酸、琥珀酸、苹果酸、马来酸、富马酸、酒石酸、柠檬酸、苯甲酸、3-(4-羟基苯甲酰基)苯甲酸、肉桂酸、苦杏仁酸、甲磺酸、乙磺酸、1，2-乙烷-二磺酸、2-羟基乙磺酸、苯磺酸、4-氯苯磺酸、2-萘磺酸、4-甲苯磺酸、樟脑磺酸、4-甲基双环[2.2.2]-辛-2-烯-1-甲酸、葡萄糖庚酸、3-苯基丙酸、三甲基乙酸、叔丁基乙酸、月桂基硫酸、葡糖酸、谷氨酸、羟基萘酸、水杨酸、硬脂酸、粘康酸等等；或(2)当存在于母体化合物中的酸性质子由金属离子(例如碱金属离子(例如锂、钠、钾)、碱土离子(例如钙、镁)或铝离子)置换时形成的盐；或与诸如以下的有机碱配合时形成的盐：乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、N-甲基葡糖胺等等。在一些实施方案中，盐包括Na2PO4H盐。
“溶剂合物”意指通过溶解(溶剂分子与溶质的分子或离子组合)形成的化合物，或由溶质离子或分子(即，本公开的化合物)与一个或多个溶剂分子组成的聚集物。当水为溶剂时，对应溶剂合物为“水合物”。
“药学上可接受”意指材料在生物学上或以其他方式不为不希望的，即，材料可合并至向患者施用的药物组合物中，而不会引起任何显著的不希望的生物作用或与含有所述材料的组合物的其他组分中的任一者以有害方式相互作用。当术语“药学上可接受”用于指药物载体或赋形剂时，暗示所述载体或赋形剂满足所需毒理学标准和制造测试或它包括于由美国食品和药物管理局(U.S.Food and Drug administration)所制的非活性成分指南(Inactive Ingredient Guide)上。
“N-氧化物”也称为氧化胺或胺-N-氧化物，意指经由本公开化合物的氨基的氧化而从本公开化合物衍生的化合物。N-氧化物典型地含有官能团R3N+-O-(有时写作R3N＝O或R3N→O)。
术语“取代的”具体地说设想并且允许本领域中常见的一个或多个取代。然而，本领域技术人员通常了解，应对取代基加以选择以不会不利地影响化合物的适用特征或不利地妨碍它的功能。适合的取代基可包括例如卤素基团、全氟烷基、全氟烷氧基、烷基、烯基、炔基、羟基、氧代、巯基、烷硫基、烷氧基、芳基或杂芳基、芳氧基或杂芳氧基、芳基烷基或杂芳基烷基、芳基烷氧基或杂芳基烷氧基、氨基、烷基氨基和二烷基氨基、氨甲酰基、烷基羰基、羧基、烷氧基羰基、烷基氨基羰基、二烷基氨基羰基、芳基羰基、芳氧基羰基、烷基磺酰基、芳基磺酰基、环烷基、氰基、C1-C6烷硫基、芳硫基、硝基、酮基、酰基、硼酸酯或硼酰基、磷酸酯或磷酰基、胺磺酰基、磺酰基、亚磺酰基以及它们的组合。在取代的组合(诸如“取代的芳基烷基”)的情况下，所述芳基或所述烷基可被取代，或所述芳基与所述烷基两者可用一个或多个取代基取代。另外，在一些情况下，适合的取代基可组合形成如本领域技术人员已知的一个或多个环。
术语“任选取代”表示存在或不存在取代基。举例来说，任选取代的烷基包括未取代的烷基与取代的烷基两者。用于取代指定基团的取代基可进一步被取代，典型地用选自上文指定的各种群的相同或不同基团中的一者或多者取代。
可用于取代指定基团(group或radical)中的饱和碳原子的取代基包括但不限于-Ra、卤基、-O-、＝O、-ORb、-SRb、-S-、＝S、-NRcRc、＝NRb、＝N-ORb、三卤甲基、-CF3、-CN、-OCN、-SCN、-NO、-NO2、＝N2、-N3、-S(O)2Rb、-S(O)2NRb、-S(O)2O-、-S(O)2ORb、-OS(O)2Rb、-OS(O)2O-、-OS(O)2ORb、-P(O)(O-)2、-P(O)(ORb)(O-)、-P(O)(ORb)(ORb)、-C(O)Rb、-C(S)Rb、-C(NRb)Rb、-C(O)O-、-C(O)ORb、-C(S)ORb、-C(O)NRcRc、-C(NRb)NRcRc、-OC(O)Rb、-OC(S)Rb、-OC(O)O-、-OC(O)ORb、-OC(S)ORb、-NRbC(O)Rb、-NRbC(S)Rb、-NRbC(O)O-、-NRbC(O)ORb、-NRbC(S)ORb、-NRbC(O)NRcRc、-NRbC(NRb)Rb以及-NRbC(NRb)NRcRc，其中Ra选自由以下组成的组：烷基、环烷基、杂烷基、环杂烷基、芳基、芳基烷基、杂芳基以及杂芳基烷基；每个Rb独立地为氢或Ra；并且每个Rc独立地为Rb或替代地，两个Rc可与它们所键合的氮原子一起形成4元、5元、6元或7元环杂烷基，所述4元、5元、6元或7元环杂烷基可任选包括1至4个选自由O、N以及S组成的组的相同或不同的额外杂原子。作为特定实例，-NRcRc意在包括-NH2、-NH-烷基、N-吡咯烷基以及N-吗啉基。作为另一特定实例，取代的烷基意在包括-亚烷基-O-烷基、-亚烷基-杂芳基、-亚烷基-环杂烷基、-亚烷基-C(O)ORb、-亚烷基-C(O)NRbRb以及-CH2-CH2-C(O)-CH3。一个或多个取代基与它们键合的原子一起可形成环，包括环烷基和环杂烷基。
类似地，可用于取代指定基团中的不饱和碳原子的取代基包括但不限于-Ra、卤基、-O-、-ORb、-SRb、-S-、-NRcRc、三卤甲基、-CF3、-CN、-OCN、-SCN、-NO、-NO2、-N3、-S(O)2Rb、-S(O)2O-、-S(O)2ORb、-OS(O)2Rb、-OS(O)2O-、-OS(O)2ORb、-P(O)(O-)2、-P(O)(ORb)(O-)、-P(O)(ORb)(ORb)、-C(O)Rb、-C(S)Rb、-C(NRb)Rb、-C(O)O-、-C(O)ORb、-C(S)ORb、-C(O)NRcRc、-C(NRb)NRcRc、-OC(O)Rb、-OC(S)Rb、-OC(O)O-、-OC(O)ORb、-OC(S)ORb、-NRbC(O)Rb、-NRbC(S)Rb、-NRbC(O)O-、-NRbC(O)ORb、-NRbC(S)ORb、-NRbC(O)NRcRc、-NRbC(NRb)Rb以及-NRbC(NRb)NRcRc，其中Ra、Rb以及Rc如先前所定义。
可用于取代杂烷基和环杂烷基中的氮原子的取代基包括但不限于-Ra、-O-、-ORb、-SRb、-S-、-NRcRc、三卤甲基、-CF3、-CN、-NO、-NO2、-S(O)2Rb、-S(O)2O-、-S(O)2ORb、-OS(O)2Rb、-OS(O)2O-、-OS(O)2ORb、-P(O)(O-)2、-P(O)(ORb)(O-)、-P(O)(ORb)(ORb)、-C(O)Rb、-C(S)Rb、-C(NRb)Rb、-C(O)ORb、-C(S)ORb、-C(O)NRcRc、-C(NRb)NRcRc、-OC(O)Rb、-OC(S)Rb、-OC(O)ORb、-OC(S)ORb、-NRbC(O)Rb、-NRbC(S)Rb、-NRbC(O)ORb、-NRbC(S)ORb、-NRbC(O)NRcRc、-NRbC(NRb)Rb以及-NRbC(NRb)NRcRc，其中Ra、Rb以及Rc如先前所定义。
术语“氨基酸”是指含有氨基(NH2)、羧基(COOH)以及各种侧基中的任一者的有机化合物。举例来说，天然合并至多肽中的二十二种氨基酸(也称为天然氨基酸或天然存在的氨基酸)具有结构式NH2CHRCOOH，其中R为包括氢的部分、任选取代的烃部分等。普遍已知某些氨基酸具有指定为L和D氨基酸的两种立体异构体。如本文所提到的氨基酸包括L异构体、D异构体或它们的混合物。此外，L、D或混合氨基酸中的任一者可在其结构中进一步含有一个或多个额外立体异构中心。氨基和羧基可定位于α、β、γ、δ或其他位置。适合于本公开的氨基酸可为天然存在的氨基酸或非天然存在的(例如合成)氨基酸。氨基酸的实例包括但不限于丙氨酸、精氨酸、天冬酰胺、天冬氨酸、半胱氨酸、谷氨酸、谷酰胺、甘氨酸、组氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、丝氨酸、苏氨酸、色氨酸、酪氨酸、缬氨酸、硒代半胱氨酸、吡咯赖氨酸、焦谷氨酸盐以及它们的任何衍生物。
如本文所用，术语“肽基”表示通过从一种或多种氨基酸的NH2和/或OH基团移除氢原子而从一种或多种氨基酸衍生的有机部分。当肽基衍生自单一氨基酸时，它为单肽基。当肽基衍生自具有多个氨基酸的分子时，它为多肽基，例如二肽基或三肽基。多肽基中的氨基酸经由一个或多个酰胺键彼此键联。如本文所用，术语“二肽”表示含有通过单一酰胺键连接的两个氨基酸的分子，同时如本文所用，术语“三肽”表示含有通过两个酰胺键连接的三个氨基酸的分子。
“离去基”是指能够由亲核剂替代的原子或基团并且包括卤素(诸如氯代、溴代、氟代以及碘代)、烷氧基羰基(例如乙酰氧基)、芳氧基羰基、甲磺酰氧基、甲苯磺酰氧基、三氟甲磺酰氧基、芳氧基(例如2，4-二硝基苯氧基)、甲氧基、N，O-二甲基羟基氨基等等。
“肌酸激酶系统”包括但不限于肌酸转运体、肌酸、肌酸激酶、肌酸磷酸盐和肌酸、肌酸激酶和/或肌酸磷酸盐的细胞内能量输送。肌酸激酶系统包括线粒体和胞质肌酸激酶系统。影响肌酸激酶系统是指包含肌酸激酶系统的化合物和蛋白质的运输、合成、代谢、转位等等。
“立即释放”或“即刻释放”意指常规或未改变的释放，其中大于或等于约75％的活性剂在施用两小时内释放，特别是在施用一小时内释放。
“持续释放”意指剂型中活性剂的释放在一段时间内受控制或被改变。持续可意指例如延长释放、控制释放、延迟释放、定时释放或在特定时间脉冲释放。或者，控制可意指活性剂的释放与它在立即释放剂型中相比延续较长时间，例如至少超过若干小时。
“有效量”或“治疗有效量”意指本发明化合物当向患者施用以治疗疾病(诸如与肌酸转运体缺乏有关的疾病)时足够影响此类对疾病的治疗的量。“有效量”或“治疗有效量”将取决于活性剂、疾病和它的严重程度以及所要治疗的患者的年龄、体重和其他状况。
如本文所用，术语“治疗(treating/treatment)”是指获得有益或所需结果(包括临床结果)的方法。出于本公开的目的，有益或所需临床结果包括但不限于以下中的一者或多者：降低由疾病产生的一种或多种症状的严重程度和/或频率；降低疾病的程度；稳定疾病(例如预防或延迟疾病的恶化)；延迟或减缓疾病的进展；改善疾病状态；增加肌酸、磷酸肌酸的产生、摄入以及保留(例如增加肌酸的细胞内产生)以及在调控体内，尤其脑、骨胳肌以及心脏中的肌酸/磷酸肌酸水平时恢复肌酸/磷酸肌酸、细胞内ATP以及其他蛋白质的水平；降低治疗疾病所需的一种或多种其他药物的剂量；和/或增加生活质量。用本文所描述的化合物或组合物“治疗”患者包括管理个体以抑制疾病或疾患或者引起疾病或疾患的消退。
“预防”或“预防性治疗(prophylactic treatment/preventive treatment)”是指预防症状和/或它们的潜在原因的发生，例如预防易于产生疾病或疾患(例如由于遗传易感性、环境因素、易感染疾病或病症等而处于较高风险中)的患者的疾病或疾患。预防包括例如GNE肌病变、精氨酸：甘氨酸脒基转移酶(AGAT)缺乏以及胍基乙酸甲基转移酶(GAMT)缺乏，其中肌肉中的慢性疾病变化为不可逆的并且动物模型数据表明预防方面的治疗益处。
“疾病”是指疾病、病症、疾患、症状或适应症。
“药物组合物”是指本公开的至少一种化合物以及与本公开的至少一种化合物一起向患者施用、与组织或器官接触或与细胞接触的至少一种药学上可接受的媒介物。“药学上可接受”是指由联邦或州政府的管理机构批准或可由其批准或于美国药典或其他普遍认可的药典中列出用于动物，并且更特别地用于人。
“药学上可接受的盐”是指化合物的具有母体化合物的所需药理学活性的盐。此类盐包括：(1)用诸如以下的无机酸形成的酸加成盐：盐酸、氢溴酸、硫酸、硝酸、磷酸等等；或用诸如以下的有机酸形成的酸加成盐：乙酸、丙酸、己酸、环戊丙酸、乙醇酸、丙酮酸、乳酸、丙二酸、琥珀酸、苹果酸、马来酸、富马酸、酒石酸、柠檬酸、苯甲酸、3-(4-羟基苯甲酰基)苯甲酸、肉桂酸、苦杏仁酸、甲磺酸、乙磺酸、1，2-乙烷-二磺酸、2-羟基乙磺酸、苯磺酸、4-氯苯磺酸、2-萘磺酸、4-甲苯磺酸、樟脑磺酸、4-甲基双环[2.2.2]-辛-2-烯-1-甲酸、葡萄糖庚酸、3-苯基丙酸、三甲基乙酸、叔丁基乙酸、月桂基硫酸、葡糖酸、谷氨酸、羟基萘酸、水杨酸、硬脂酸、粘康酸等等；以及(2)当存在于母体化合物中的酸性质子由金属离子(例如碱金属离子、碱土离子或铝离子)置换时形成的盐；或与诸如以下的有机碱配合时形成的盐：乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、N-甲基葡糖胺等等。在某些实施方案中，药学上可接受的盐为盐酸盐。
“药学上可接受的媒介物”是指可与本公开的化合物一起向患者施用并且不破坏本公开化合物的药理学活性并且当以足以提供治疗有效量的化合物的剂量施用时无毒的药学上可接受的稀释剂、药学上可接受的佐剂、药学上可接受的赋形剂、药学上可接受的载体或前述各项中的任一者的组合。
“载体”是指与化合物一起施用的稀释剂、佐剂、赋形剂或媒介物。
术语“患者”是指动物，例如哺乳动物并且包括但不限于人、牛、马、猫、犬、啮齿动物或灵长类动物。优选地，患者为人。
“AUC”为曲线下面积，表示在向患者施用化合物之后在患者的生物流体中化合物或其代谢产物的浓度随时间的变化。在某些实施方案中，化合物可为前药并且代谢产物可为药物。生物流体的实例包括血浆和血液。可如下测定AUC：使用诸如液相色谱串联质谱法(LC-MS/MS)等方法以各种时间间隔测量诸如血浆或血液等生物流体中化合物或其代谢产物的浓度，并且计算血浆浓度相较于时间的曲线下的面积。适合用于由药物浓度相较于时间的曲线计算AUC的方法为本领域中熟知的。关于本公开，可通过在将对应向患者施用本公开化合物之后测量患者的血浆、血液或其他生物流体或组织中随时间推移的药物浓度来测定药物或其代谢产物的AUC。
“生物利用度”是指在向患者施用药物或其前药之后药物到达患者的系统循环的速率和量，并且可通过评估例如药物的血浆或血液浓度相较于时间的型态来测定。可用于表征血浆或血液浓度相较于时间的曲线的参数包括曲线下面积(AUC)、达到最大浓度的时间(T最大)以及最大药物浓度(C最大)，其中C最大为在向患者施用一个剂量的药物或药物形式之后患者血浆或血液中药物的最大浓度，并且T最大为在向患者施用一个剂量的药物或药物形式之后在患者血浆或血液中药物达到最大浓度(C最大)的时间。
“C最大”为在向患者施用一个剂量的药物或前药之后患者血浆或血液中药物的最大浓度。
“T最大”为在向患者施用一个剂量的药物或前药之后患者血浆或血液中药物达到最大(峰值)浓度(C最大)的时间。
化合物的实施方案
肌酸转运体缺陷(CTD)为先天性肌酸代谢障碍，其中肌酸归因于缺陷型肌酸转运体而未适当地转运至脑和肌肉。CTD为由SLC6A8基因的突变引起的X连锁隐性病症。据估计，在发达国家中有50,000名患者患有CTD，其中女性具有轻度至重度表型。典型临床特征包括CNS缺陷，诸如癫痫发作、进行性智力障碍、自闭症、言语/语言发育迟缓、严重动作迟缓以及行为问题。非CNS缺陷包括肌张力过低和萎缩症。
为解决CTD和常常具有严重相关疾患的多血症，已对本公开的肌酸前药进行设计以穿过重要屏障组织，诸如肠粘膜、血脑屏障以及血液-胎盘屏障。由于能够穿过生物膜，在ATP被消耗的细胞中肌酸前药可经由肌酸激酶系统恢复并且维持能量稳态，并且快速恢复ATP水平以防止组织进一步受局部缺血压力的影响。因此，不受任何理论约束，本公开的肌酸前药将具有较高自由能或较低肌酸激酶亲和力，并且将能够在更恶劣的能量消耗条件下再生ATP。本公开的肌酸前药还可用于递送持续的全身浓度的肌酸。因此，本文所公开的前药可有效治疗CTD和由能量代谢功能障碍引起的相关疾患。
在一个方面中，本公开是针对肌酸类似物，肌酸类似物在向患者施用后至少部分转化成肌酸。在一些方面中，本公开是针对氘化肌酸类似物，氘化肌酸类似物将在向患者施用后部分释放为氘化肌酸。本公开涵盖可为氘化或非氘化的肌酸类似物或肌酸前药。在一个实施方案中，氘化肌酸类似物或氘化肌酸前药具有与对应非氘化肌酸类似物或非氘化肌酸前药类似的体内和体外活性。肌酸类似物或肌酸前药的氘化因能够将其效应与内源性非氘化肌酸和肌酐分开而尤其可用于定量和分析所述类似物或所述前药的体内活性和其去向。因此，在一些实施方案中，本公开化合物的氘化是用于增强对化合物效应的检测和定量并且不一定改变和/或增强化合物的功效。
在本公开的一个实施方案中，肌酸类似物包含脂肪酸酰胺链，脂肪酸酰胺链可称为脂肪酸酰胺肌酸或表示为FAA-Cr。
在一个实施方案中，本公开的化合物在循环中为化学和代谢稳定的。在另一实施方案中，本公开的化合物能够穿过血脑屏障。在一些实施方案中，本公开的化合物可进入脑中的神经元、胶质细胞、星形胶质细胞和/或寡树突细胞并且释放肌酸或氘化肌酸。在一个实施方案中，本公开的化合物在向有需要的患者施用后不会大体上环化为肌酐。在一个实施方案中，当与体外情况相比时，本公开的化合物在体内通过环化产生较少的肌酐。
在一个实施方案中，相较于环化为肌酐，本公开的化合物有助于在脑中释放肌酸。在一些实施方案中，当以相同摩尔当量施用时，当与先前已知的肌酸前药相比时，本公开的化合物在脑中释放较高量的肌酸。在一些实施方案中，当以相同摩尔当量施用时，与先前已知的肌酸前药相比，本公开的化合物当向有需要的受试者施用时提供较小量的环化肌酐副产物。在一个实施方案中，与脑中所释放肌酐的量相比，本公开的化合物在脑中释放更多肌酸。在一个实施方案中，与脑中的肌酐浓度相比，本公开的化合物在脑中提供较高肌酸浓度。在一个实施方案中，与血浆中的肌酐浓度相比，本公开的化合物在血浆中提供较高肌酸浓度。
不受任何特定理论约束，已发现施用本公开的化合物有助于在经历治疗的受试者的脑中释放肌酸。这种所需路径相较于导致肌酐形成的不希望的环化副反应为高度占优势的。因而，本文所描述的前药化合物被认为有效治疗CTD。
在一个实施方案中，本公开的化合物具有式(I)的结构：
或其药学上可接受的盐或溶剂合物；其中：
R为-CH3、-CH2D、-CHD2或-CD3；
R1为直链或分支链烷基、直链或分支链烯基、芳基或杂芳基，其中R1任选用R4取代；
R2为氢、-C(O)NHR5、-C(O)R1或-C(O)OR5；
R3为-C(O)OR6或-烷基(OH)；
或替代地，R2与R3一起为亚烷基，所述亚烷基与R2和R3各自键合的原子一起形成5元至6元环，其中所述5元至6元环任选用氧代取代；
R4为卤素、-OH、-OR5、氧代、-NH2、-NHR5、-N(R5)2、-NO2、-CF3、-C1-C6烷基或-C1-C6卤烷基；
R5为直链或分支链烷基；并且
R6为H、直链或分支链烷基、
或替代地，R6与R1一起为亚烷基或亚烯基，所述亚烷基或所述亚烯基与R6和R1各自键合的原子一起形成12元至25元环，其中组成所述亚烷基或所述亚烯基的1、2、3或4个-CH2-单元任选用选自-O-、-S-或-N-的杂原子置换，前提条件为相邻-CH2-未被置换；其中所述亚烷基或所述亚烯基任选用一个或多个R4取代；并且
其中，同一碳或相邻碳上的两个R4可形成3元至6元稠环烷基环或螺环烷基环或者3元至6元稠杂环或螺杂环。
在式(I)化合物的一个实施方案中，R为-CH3或-CD3。
在式(I)化合物的一个实施方案中，R1为C6-C20烷基或C6-C20烯基。在一些实施方案中，R1为C6-C18烷基或C6-C18烯基。在其他实施方案中，R1为吡啶基。
在式(I)化合物的一个实施方案中，R2为氢。在一些实施方案中，R2为-C(O)OR5。
在式(I)化合物的一个实施方案中，R5为直链或分支链C1-C6烷基。
在式(I)化合物的一个实施方案中，R3为-C(O)OR6。在式(I)化合物的一个实施方案中，R6为H或者直链或分支链C1-C8烷基。
在式(I)化合物的一个实施方案中，R6与R1一起为亚烷基或亚烯基，所述亚烷基或所述亚烯基与R6和R1各自键合的原子一起形成12元至25元环，其中组成所述亚烷基或所述亚烯基的1、2、3或4个-CH2-单元任选用选自-O-、-S-或-N-的杂原子置换，前提条件为相邻-CH2-未被置换；其中所述亚烷基或所述亚烯基任选用一个或多个R4取代。在一个实施方案中，R6与R1一起为未取代的亚烷基或未取代的亚烯基，所述未取代的亚烷基或所述未取代的亚烯基与R6和R1各自键合的原子一起形成13元至24元环。
在式(I)化合物的一个实施方案中，R4为卤素、-OH、-O(C1-C6烷基)、氧代、-NH2、-NH(C1-C6烷基)、-N(C1-C6烷基)2、-NO2、-CF3、-C1-C6烷基或-C1-C6卤烷基。在一些实施方案中，R4为卤素、-OH、-C1-C6烷基或-C1-C6卤烷基。在一些实施方案中，R4为直链或分支链-C1-C6烷，基。
在式(I)化合物的一个实施方案中，同一碳上的两个R4形成3元至6元螺环烷基环或3元至6元螺杂环。
在式(I)化合物的一个实施方案中，相邻碳上的两个R4形成3元至6元稠环烷基环或3元至6元稠杂环。
在式(I)化合物的一个实施方案中，所述化合物为选自以下的药学上可接受的盐：钠盐、钾盐、锂盐、Na2PO4H盐、盐酸盐、甲酸盐、三氟乙酸盐、乙酸盐或三氯乙酸/二锂盐。在一个实施方案中，式(I)的药学上可接受的盐可为水合物。
在一个实施方案中，R为CH3。在另一实施方案中，R为CD3。
在一个实施方案中，R1为C1-C20烷基或C2-C20烯基。在一个实施方案中，R1为C6-C20烷基或C6-C20烯基。在一个实施方案中，R1为C6-C20烷基。在一个实施方案中，R1为选自以下的直链或分支链的任选取代的烷基：C6-烷基、C7-烷基、C8-烷基、C9-烷基、C10-烷基、C11-烷基、C12-烷基、C13-烷基、C14-烷基、C15-烷基、C16-烷基、C17-烷基、C18-烷基、C19-烷基或C20-烷基。在一个实施方案中，R1为选自以下的直链烷基：C6-烷基、C7-烷基、C8-烷基、C9-烷基、C10-烷基、C11-烷基、C12-烷基、C13-烷基、C14-烷基、C15-烷基、C16-烷基、C17-烷基、C18-烷基、C19-烷基或C20-烷基。在其他实施方案中，R1为选自以下的未取代的直链烷基：C6-烷基、C7-烷基、C8-烷基、C9-烷基、C10-烷基、C11-烷基、C12-烷基、C13-烷基、C14-烷基、C15-烷基、C16-烷基、C17-烷基、C18-烷基、C19-烷基或C20-烷基。
在一个实施方案中，R1为C6-C20烯基。在一个实施方案中，R1为选自以下的直链或分支链的任选取代的烯基：C6-烯基、C7-烯基、C8-烯基、C9-烯基、C10-烯基、C11-烯基、C12-烯基、C13-烯基、C14-烯基、C15-烯基、C16-烯基、C17-烯基、C18-烯基、C19-烯基或C20-烯基。在另一实施方案中，R1为选自以下的直链烯基：C6-烯基、C7-烯基、C8-烯基、C9-烯基、C10-烯基、C11-烯基、C12-烯基、C13-烯基、C14-烯基、C15-烯基、C16-烯基、C17-烯基、C18-烯基、C19-烯基或C20-烯基。在其他实施方案中，R1为选自以下的未取代的直链烯基：C6-烯基、C7-烯基、C8-烯基、C9-烯基、C10-烯基、C11-烯基、C12-烯基、C13-烯基、C14-烯基、C15-烯基、C16-烯基、C17-烯基、C18-烯基、C19-烯基或C20-烯基。
在一些实施方案中，当R1为烯基时，所述烯基可含有1至10个双键。在一个实施方案中，当R1为烯基时，所述烯基可含有1、2、3或4个双键。在一个实施方案中，当R1为含有多个双键的烯基时可采取E或Z形式或它们的混合物。在一些实施方案中，当R1为含有多个双键的烯基时，所有双键呈Z取向。
在一个实施方案中，R1为芳基或杂芳基。在一个实施方案中，R1为芳基。在一个实施方案中，R1为任选用R4取代的苯基。
在一个实施方案中，R1为杂芳基。在一些实施方案中，R1为含有至少一个氮原子的5元或6元杂芳基。在一个实施方案中，R1为任选用R4取代的吡啶基。在另一实施方案中，R1选自 在一个实施方案中，R1为
在一个实施方案中，R2为氢。在另一实施方案中，R2为-C(O)NHR5、-C(O)R1或-C(O)OR5。
在一个实施方案中，R2为-C(O)OR5。在另一实施方案中，R2为-C(O)OR5，其中R5为直链或分支链C1-C6烷基。在一些实施方案中，R2为-C(O)OC(CH3)3。
在一个实施方案中，R2为-C(O)NHR5。在另一实施方案中，R2为-C(O)NHR5，其中R5为直链或分支链C1-C6烷基。
在一个实施方案中，R2为-C(O)R1。在一个实施方案中，R2为-C(O)R1，其中R1为C6-C20烷基或C6-C20烯基。在一个实施方案中，R2为-C(O)R1，其中R1为C6-C20烷基。在一个实施方案中，R2为-C(O)R1，其中R1为选自以下的直链或分支链的任选取代的烷基：C6-烷基、C7-烷基、C8-烷基、C9-烷基、C10-烷基、C11-烷基、C12-烷基、C13-烷基、C14-烷基、C15-烷基、C16-烷基、C17-烷基、C18-烷基、C19-烷基或C20-烷基。在一个实施方案中，R2为-C(O)R1，其中R1为选自以下的直链烷基：C6-烷基、C7-烷基、C8-烷基、C9-烷基、C10-烷基、C11-烷基、C12-烷基、C13-烷基、C14-烷基、C15-烷基、C16-烷基、C17-烷基、C18-烷基、C19-烷基或C20-烷基。在其他实施方案中，R2为-C(O)R1，其中R1为选自以下的未取代的直链烷基：C6-烷基、C7-烷基、C8-烷基、C9-烷基、C10-烷基、C11-烷基、C12-烷基、C13-烷基、C14-烷基、C15-烷基、C16-烷基、C17-烷基、C18-烷基、C19-烷基或C20-烷基。
在一个实施方案中，R2为-C(O)R1，其中R1为C6-C20烯基。在一个实施方案中，R2为-C(O)R1，其中R1为选自以下的直链或分支链的任选取代的烯基：C6-烯基、C7-烯基、C8-烯基、C9-烯基、C10-烯基、C11-烯基、C12-烯基、C13-烯基、C14-烯基、C15-烯基、C16-烯基、C17-烯基、C18-烯基、C19-烯基或C20-烯基。在另一实施方案中，R2为-C(O)R1，其中R1为选自以下的直链烯基：C6-烯基、C7-烯基、C8-烯基、C9-烯基、C10-烯基、C11-烯基、C12-烯基、C13-烯基、C14-烯基、C15-烯基、C16-烯基、C17-烯基、C18-烯基、C19-烯基或C20-烯基。在其他实施方案中，R2为-C(O)R1，其中R1为选自以下的未取代的直链烯基：C6-烯基、C7-烯基、C8-烯基、C9-烯基、C10-烯基、C11-烯基、C12-烯基、C13-烯基、C14-烯基、C15-烯基、C16-烯基、C17-烯基、C18-烯基、C19-烯基或C20-烯基。
在一些实施方案中，R2为-C(O)R1，其中R1为烯基并且R1含有1至10个双键。在一个实施方案中，R2为-C(O)R1，其中R1为烯基并且R1可含有1、2、3或4个双键。在一个实施方案中，R2为-C(O)R1，其中R1为含有多个双键的烯基，所述多个双键各自呈E或Z形式或它们的混合物。在一些实施方案中，R2为-C(O)R1，其中R1为含有多个双键的烯基，所有双键呈Z取向。
在一个实施方案中，R3为-C(O)OR6。在另一实施方案中，R3为-C(O)OR6，其中R6为H或者直链或分支链烷基。在一个实施方案中，R3为-C(O)OR6，其中R6为H。在一些实施方案中，R3为-C(O)OR6，其中R6为直链或分支链烷基。在一些实施方案中，R3为-C(O)OR6，其中R6为直链或分支链C1-C10烷基。在一个实施方案中，R3为-C(O)OR6，其中R6为直链或分支链C1-C8烷基。在一些实施方案中，R6为选自以下的直链烷基：C1-烷基、C2-烷基、C3-烷基、C4-烷基、C5-烷基、C6-烷基、C7-烷基、C8-烷基、C9-烷基或C10-烷基。在一个实施方案中，R3为-C(O)OR6，其中R6为选自以下的分支链烷基：C3-烷基、C4-烷基、C5-烷基、C6-烷基、C7-烷基、C8-烷基、C9-烷基或C10-烷基。在一个实施方案中，R3为-C(O)OR6，其中R6为甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、叔丁基、正戊基、正己基、正庚基或正辛基。
在一个实施方案中，R3为-C(O)OR6，其中R6为在另一实施方案中，R3为-C(O)OCH2OC(O)R5，其中R5为直链或分支链C1-C6烷基。在另一实施方案中，R3为-C(O)OCH2OC(O)R5，其中R5为选自以下的直链烷基：C1烷基、C2-烷基、C3-烷基、C4-烷基、C5-烷基或C6-烷基。在一个实施方案中，R3为-C(O)OCH2OC(O)R5，其中R5为甲基。在另一实施方案中，R3为-C(O)OCH2OC(O)R5，其中R5为选自以下的分支链烷基：C3-烷基、C4-烷基、C5-烷基或C6-烷基。
在一个实施方案中，R3为-C(O)OR6，其中R6为
在另一实施方案中，R3为-亚烷基-(OH)。在一个实施方案中，R3为-(C1-C10亚烷基)-(OH)。在一个实施方案中，R3为-(C1亚烷基)-(OH)、-(C2亚烷基)-(OH)、-(C3亚烷基)-(OH)、-(C4亚烷基)-(OH)、-(C5亚烷基)-(OH)、-(C6亚烷基)-(OH)、-(C7亚烷基)-(OH)、-(C8亚烷基)-(OH)、-(C9亚烷基)-(OH)或-(C10亚烷基)-(OH)。在一个实施方案中，R3为-亚甲基-(OH)。
在一个实施方案中，R2和R3为亚烷基并且一起形成任选用氧代取代的5元至6元环。在一个实施方案中，R2和R3为亚烷基并且一起形成任选用氧代取代的5元环。在另一实施方案中，R2和R3为亚烷基并且一起形成任选用氧代取代的6元环。在一个实施方案中，R2与R3一起形成
在一个实施方案中，式(I)化合物以药学上可接受的盐的形式存在。在一个实施方案中，式(I)化合物为钠盐。在另一实施方案中，式(I)化合物为锂盐。在另一实施方案中，式(I)化合物为盐酸盐。在另一实施方案中，式(I)化合物为三氯乙酸二锂盐(TCA/2Li盐)。
在式(I)化合物的一个实施方案中，所述化合物具有式(II)的结构：
或其药学上可接受的盐或溶剂合物；其中：
R为CH3、CH2D、CHD2或CD3；
R2为氢、-C(O)NHR5、-C(O)R1或-C(O)OR5；
R1为直链或分支链烷基或者直链或分支链烯基，其中R1任选用R4取代；
R4为卤素、-OH、-OR5、氧代、-NH2、-NHR5、-N(R5)2、-NO2、-CF3、-C1-C6烷基或-C1-C6卤烷基；
X在每次出现时独立地为-C(R5a)2-C(R5a)2-、-CH(R5a)-CH(R5a)-、-C(R5a)＝C(R5a)-、-O-C(R5a)2-、-O-CH(R5a)-、-C(R5a)2-O-或-CH(R5a)-O-；
Y为-C(R5a)2-；-CH(R5a)-；-C(R5a)2-C(R5a)2-、-CH(R5a)-CH(R5a)-、-C(R5a)＝C(R5a)-、-C(R5a)2-O-或-CH(R5a)-O-；
n为3、4、5或6，其中当n为3时，Y为-CH(R5a)-CH(R5a)-、-C(R5a)＝C(R5a)-或-CH(R5a)-O-；
R5为H或者直链或分支链烷基；
R5a为H、卤素、-OH、-OR5、-NH2、-NHR5、-N(R5)2、-NO2、-CF3、-C1-C6烷基或-C1-C6卤烷基；并且
其中，同一碳或相邻碳上的两个R5a可形成3元至6元稠环烷基环或螺环烷基环或者3元至6元稠杂环或螺杂环。
在式(II)化合物的一个实施方案中，X中的至少一者为-C(R5a)2-C(R5a)2-、-CH(R5a)-CH(R5a)-或-C(R5a)＝C(R5a)-，其中R5a为H或-C1-C6烷基；并且其中，同一碳或相邻碳上的两个R5a可形成3元至6元稠环烷基环或螺环烷基环或者3元至6元稠杂环或螺杂环。在一些实施方案中，X为-CH2CH2-、-CH＝CH-、-O-CH2-或-CH2-O-。
在式(II)化合物的一个实施方案中，Y为-C(R5a)2-、-CH(R5a)-；-C(R5a)2-C(R5a)2-、-CH(R5a)-CH(R5a)-或-C(R5a)＝C(R5a)-，其中R5a为H或-C1-C6烷基；并且其中，同一碳或相邻碳上的两个R5a可形成3元至6元稠环烷基环或螺环烷基环或者3元至6元稠杂环或螺杂环。在一些实施方案中，Y为-CH2-、-CH2CH2-或-CH＝CH-。在其他实施方案中，Y为-C(R5a)2-、-CH(R5a)-；-C(R5a)2-C(R5a)2-、-CH(R5a)-CH(R5a)-、-CH2-、-CH2CH2-、-CH＝CH-、 其中，R5a为直链或分支链-C1-C6烷基。
在式(II)化合物的一个实施方案中，R为-CH3或-CD3。
在式(II)化合物的一个实施方案中，R2为氢。
在式(II)化合物的一个实施方案中，所述化合物为选自以下的药学上可接受的盐：钠盐、钾盐、锂盐、Na2PO4H盐、盐酸盐、甲酸盐、三氟乙酸盐、乙酸盐或三氯乙酸/二锂盐。在一个实施方案中，式(II)的药学上可接受的盐可为水合物。
在式(I)化合物的一个实施方案中，所述化合物具有式(I-A)的结构：
或其药学上可接受的盐或溶剂合物；其中：
R为-CH3、-CH2D、-CHD2或-CD3；
R2为氢、-C(O)NHR5、-C(O)R1或-C(O)OR5；
R3为-C(O)OR6或-烷基(OH)；
或替代地，R2与R3一起为亚烷基，所述亚烷基与R2和R3各自键合的原子一起形成5元至6元环，其中所述5元至6元环任选用氧代取代；
R4为卤素、-OH、-OR5、氧代、-NH2、-NHR5、-N(R5)2、-NO2、-CF3、-C1-C6烷基或-C1-C6卤烷基；
R4a、R4b、R4c以及R4d各自独立地为H、卤素、-OH、-OR5、氧代、-NH2、-NHR5、-N(R5)2、-NO2、-CF3、-C1-C6烷基或-C1-C6卤烷基；
R5为直链或分支链烷基；并且
R6a与R1一起为亚烷基或亚烯基，所述亚烷基或所述亚烯基与R6a和R1各自键合的原子一起形成12元至25元环，其中组成所述亚烷基或所述亚烯基的1、2、3或4个-CH2-单元任选用选自-O-、-S-或-N-的杂原子置换，前提条件为相邻-CH2-未被置换；其中所述亚烷基或所述亚烯基任选用一个或多个R4取代；
其中，R4a与R4b或R4c与R4d一起可形成3元至6元螺环烷基环或3元至6元螺杂环；或
其中R4b与R4c一起可形成3元至6元稠环烷基环或3元至6元稠杂环。
如本文所描述，关于式(I)描述的实施方案中的任一者可用于式(I-A)的化合物。
在式(I-A)化合物的一个实施方案中，R4a为-C1-C6烷基。在一些实施方案中，R4a为-C1-C6烷基并且R4b、R4c以及R4d为H。在其他实施方案中，R4a和R4b为-C1-C6烷基并且R4c和R4d为H。在另一实施方案中，R4a和R4c为-C1-C6烷基并且R4b和R4d为H。
在式(I-A)化合物的一个实施方案中，R4b为-C1-C6烷基。在一些实施方案中，R4b为-C1-C6烷基并且R4a、R4c以及R4d为H。在一个实施方案中，R4a、R4b、R4c以及R4d各自独立地为H。
在式(I-A)化合物的一个实施方案中，R4a与R4b一起形成3元至6元螺环烷基环或3元至6元螺杂环。在一些实施方案中，R4a与R4b一起形成
在式(I-A)化合物的一个实施方案中，R4b与R4c一起形成3元至6元稠环烷基环或3元至6元稠杂环。在一些实施方案中，R4b与R4c一起形成
在式(I-A)化合物的一个实施方案中，R为-CH3或-CD3。
在式(I-A)化合物的一个实施方案中，R2为氢。
在式(I-A)化合物的一个实施方案中，所述化合物为选自以下的药学上可接受的盐：钠盐、钾盐、锂盐、盐酸盐、甲酸盐、三氟乙酸盐、乙酸盐或三氯乙酸/二锂盐。在式(I-A)化合物的一个实施方案中，所述化合物为选自以下的药学上可接受的盐：钠盐、锂盐、盐酸盐、甲酸盐、三氟乙酸盐、乙酸盐或三氯乙酸/二锂盐。
在式(I)化合物的一个实施方案中，所述化合物具有式(III)的结构：
或其药学上可接受的盐或溶剂合物；其中：
R为CH3、CH2D、CHD2或CD3；
R1为直链或分支链烷基或者直链或分支链烯基；
R2为氢、-C(O)NHR5、-C(O)R1或-C(O)OR5；
R5为H或者直链或分支链烷基；
R5a为卤素、-OH、-OR5、氧代、-NH2、-NHR5、-N(R5)2、-NO2、-CF3、-C1-C6烷基或-C1-C6卤烷基；
n为0、1、2、3、4或5；并且
p为0、1、2、3、4、5、6、7或8。
在式(III)化合物的一个实施方案中，R为CH3或CD3。
在式(III)化合物的一个实施方案中，R2为H。
在式(III)化合物的一个实施方案中，n为1。在一些实施方案中，n为2。在一个实施方案中，n为3。
在式(III)化合物的一个实施方案中，p为0、1或2。
在式(I)化合物的一个实施方案中，所述化合物具有式(III-A)的结构：
或其药学上可接受的盐或溶剂合物；其中：
R为-CH3、-CH2D、-CHD2或-CD3；
R1为直链或分支链烷基或者直链或分支链烯基；
R2为氢、-C(O)NHR5、-C(O)R1或-C(O)OR5；
R5为H或者直链或分支链烷基；
R5a为卤素、-OH、-OR5、氧代、-NH2、-NHR5、-N(R5)2、-NO2、-CF3、-C1-C6烷基或-C1-C6卤烷基；
其中，同一碳或相邻碳上的两个R5a可形成3元至6元稠环烷基环或螺环烷基环或者3元至6元稠杂环或螺杂环；
n为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10或11；并且
p为0、1、2、3、4、5、6、7或8。
在式(III-A)化合物的一个实施方案中，R为-CH3或-CD3。
在式(III-A)化合物的一个实施方案中，R2为H。
在式(III-A)化合物的一个实施方案中，n为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9或10。在一些实施方案中，n为0、1、2、3、4、5、6、7、8或9。在其他实施方案中，n为0、1、2、3、4、5、6、7或8。在一个实施方案中，n为0、1、2、3、4、5、6或7。
在式(III-A)化合物的一个实施方案中，p为0、1、2、3或4。在一个实施方案中，p为0、1或2。
在式(III-A)化合物的一个实施方案中，R5为直链或分支链-C1-C6烷基。
在式(III-A)化合物的一个实施方案中，R5a为卤素、-OH、-O(C1-C6烷基)、氧代、-NH2、-NH(C1-C6烷基)、-N(C1-C6烷基)2、-NO2、-CF3、-C1-C6烷基或-C1-C6卤烷基。在一些实施方案中，R5a为卤素、-OH、-C1-C6烷基或-C1-C6卤烷基。在其他实施方案中，R5a为-C1-C6烷基。在一些实施方案中，R5a为直链或分支链-C1-C6烷基。
在式(I)、(I-A)、(II)、(III)和/或(III-A)化合物的一个实施方案中，化合物选自：
或其药学上可接受的盐，
其中R为-CH3或-CD3并且R2为H。
在式(III)或(III-A)化合物的一个实施方案中，所述化合物为选自以下的药学上可接受的盐：钠盐、钾盐、锂盐、Na2PO4H盐、盐酸盐、甲酸盐、三氟乙酸盐、乙酸盐或三氯乙酸/二锂盐。在一个实施方案中，式(III)或(III-A)的药学上可接受的盐可为水合物。
在式(I)的一个实施方案中，所述化合物选自表A，或其药学上可接受的盐：
在式(I)的一个实施方案中，所述化合物选自表B，或其药学上可接受的盐：
在式(I)的一个实施方案中，所述化合物选自表C，或其药学上可接受的盐：
在式(I)、(I-A)、(II)、(III)和/或(III-A)的一个实施方案中，所述化合物选自表D或其药学上可接受的盐：
在式(I)、(I-A)、(II)、(III)和/或(III-A)的一个实施方案中，所述化合物选自表E：
在式(I)化合物的一个实施方案中，化合物选自表S1。在式(I)化合物的一个实施方案中，化合物选自表S2。在式(I)化合物的一个实施方案中，化合物选自表2A、表2B或表2C。在式(I)化合物的一个实施方案中，化合物选自表2B。在式(I)化合物的一个实施方案中，化合物选自表3A或表3B。在式(I)化合物的一个实施方案中，化合物选自表3B。
在一个实施方案中，对本公开的化合物进行设计以增加前药裂解期间的肌酸释放。在另一实施方案中，对本公开的化合物进行设计以使环化为肌酐(肌酐为尽头代谢产物)减少至最少。
在式(I)化合物的一些实施方案中，R3为-C(O)OR6，其中R6为直链或分支链烷基，通过1)在生理pH值下遮挡对应酸(COOH)的负电荷，2)增加化合物的疏水性，和/或3)防止化合物穿过BBB流出和/或从脑中的神经元/胶质细胞流出而增强BBB穿过和/或脑中神经元/胶质细胞摄入。
在一个实施方案中，不受任何理论约束，具有脂肪酸酰胺链的本公开化合物(在式(I)中R1为烷基或烯基)的裂解可由主要表达于脑中的脂肪酸酰胺水解(FAAH)酶(FAAH1/2)介导。在其他实施方案中，本公开化合物的裂解可由其他酶介导。
在一个实施方案中，包含一个或多个氘原子的本公开化合物可用于促进从组织中的内源性肌酸中进行检测和区分。
组合物和施用途径的实施方案
可将本公开的化合物配制成药物组合物的形式。在一个实施方案中，此类组合物包含本公开的化合物或其药学上可接受的盐或溶剂合物。在一个实施方案中，组合物还包含药学上可接受的载体或药学上可接受的媒介物。在某些实施方案中，药物组合物可包括超过一种本公开化合物。药学上可接受的媒介物包括稀释剂、佐剂、赋形剂以及载体。
可使用标准程序制备药物组合物(参见例如“Remington′s The Science andPractice of Pharmacy”，第21版，Lippincott，Williams&Wilcox，2005，所述文献以全文引用的方式并入本文中)。可借助于常规混合、溶解、造粒、糖衣丸制备、研磨、乳化、囊封、包埋或冻干过程来制造药物组合物。可使用药学上可使用并且有助于本文所公开的化合物加工成制剂的一种或多种生理学上可接受的载体、稀释剂、赋形剂或助剂以常规方式来配制药物组合物。适当制剂可部分取决于施用途径。
在一个实施方案中，药物组合物可在施用患者后提供本公开化合物(肌酸前药)、肌酸或氘化肌酸的治疗性血浆浓度。肌酸前药的前体部分(promoiety)可在体内化学裂解和/或酶裂解以释放肌酸。存在于哺乳动物的肠腔、肠道组织、血液、肝脏、脑或任何其他适合的组织中的一种或多种酶可酶裂解所施用前药的前体部分。举例来说，前体部分可在由胃肠道(例如在哺乳动物的肠道组织、血液、肝脏或其他适合的组织中)吸收之后裂解。在某些实施方案中，肌酸在运输穿过肠道粘膜屏障期间保持结合至前体部分以防止发生系统前代谢。在某些实施方案中，肌酸前药基本上不在肠上皮细胞内代谢释放对应肌酸，而是在系统循环内代谢为母体药物。肌酸前药的前体部分在由胃肠道吸收之后裂解可允许前药通过主动运输、被动扩散或通过主动与被动过程两者的组合吸收至系统循环中。
前药穿过生物屏障(诸如血脑屏障)的前肌酸前药可保持完整。在某些实施方案中，在穿过生物屏障之前或在由细胞、组织或器官吸收之前，由本公开提供的前药可部分裂解，例如一个或多个(但并非所有)前体部分可裂解。肌酸前药在系统循环中可保持完整并且被动地或通过主动运输机制由器官的细胞吸收。在某些实施方案中，肌酸前药将为亲脂性的并且可被动转位穿过细胞膜。在细胞摄入之后，肌酸前药可化学裂解和/或酶裂解以释放对应化合物至细胞质中，从而使得化合物的细胞内浓度增加。在某些实施方案中，肌酸前药可为可渗透细胞内膜(诸如线粒体膜)的，并且由此有助于将前药递送以及随后使前体部分和本公开化合物裂解至诸如线粒体等细胞内细胞器中。
在一个实施方案中，本公开的药物组合物可包括一种或多种药学上可接受的媒介物，包括赋形剂、佐剂、载体、稀释剂、粘合剂、润滑剂、崩解剂、着色剂、稳定剂、表面活性剂、填料、缓冲剂、增稠剂、乳化剂、润湿剂等等。可对媒介物加以选择以改变药物组合物的孔隙度与渗透率、改变水合作用和崩解特性、控制水合作用、增强可制造性等。
在某些实施方案中，本公开的药物组合物可包括促进本公开化合物通过胃肠道上皮的吸收的佐剂。此类增强剂可例如打开胃肠道中的紧密接合或改变细胞组分(诸如对糖蛋白等等)的作用。适合的增强剂可包括水杨酸的碱金属盐(诸如水杨酸钠)、辛酸或癸酸的碱金属盐(诸如辛酸钠或癸酸钠)等等。增强剂可包括例如胆盐，诸如脱氧胆酸钠。美国专利号5,112,817和美国专利号5,643,909中描述了各种对糖蛋白调节剂。美国专利号5,824,638和美国申请号2006/0046962中描述了各种吸收增强化合物和材料。增强细胞膜渗透率的其他佐剂包括间苯二酚、表面活性剂、聚乙二醇以及胆酸。
在某些实施方案中，本公开的药物组合物可包括减少本公开化合物的酶降解的佐剂。使用类蛋白微球体、脂质体、多糖等进行微囊封也可有效减少所施用化合物的酶降解。
可通过任何适合的途径来施用本公开的药物组合物，所述途径包括但不限于以按需要含有常规无毒药学上可接受的载体、佐剂以及媒介物的剂量单位制剂的形式经口、经肠胃外、经静脉内、经动脉内、经冠状动脉内、经心包内、经血管周、经肌肉内、经皮下、经皮内、经腹膜内、经关节内、经肌肉内、经腹膜内、经鼻内、经硬膜外、经舌下、经鼻内、经大脑内、经阴道内、经皮、经直肠、通过吸入喷雾、经直肠或经表面施用。
在某些实施方案中，可将本公开的药物组合物配制成用于经口施用。被配制成用于经口施用的药物组合物可提供本公开化合物在整个胃肠道中或在胃肠道的特定区域的摄入。在某些实施方案中，可将药物组合物配制成用于增强本公开化合物由上部胃肠道摄入，并且在某些实施方案中，增强由小肠摄入。此类组合物可以医药技术中已知的方式来制备并且除本公开的化合物外可还包含一种或多种药学上可接受的媒介物、渗透增强剂和/或第二治疗剂。
在某些实施方案中，本公开的药物组合物可还包含用于增强、调节和/或控制释放、生物利用度、治疗功效、治疗性能、稳定性等等的物质。举例来说，为增强治疗功效，可将本公开的化合物与用于使本公开化合物由胃肠道吸收或扩散增加或用于抑制药物在系统循环中降解的一种或多种活性剂共同施用。在某些实施方案中，可将本公开的化合物与具有增强本公开化合物的治疗功效的药理学作用的活性剂共同施用。
本公开的药物组合物可采取以下形式：溶液、悬浮液、乳液、片剂、丸剂、球粒、胶囊、含有液体的胶囊、粉末、持续释放制剂、栓剂、乳液、气溶胶、喷雾、悬浮液或适合使用的任何其他形式。用于经口递送的药物组合物可呈例如以下形式：片剂、糖锭、水性或油性悬浮液、颗粒、粉末、乳液、胶囊、糖浆或酏剂。经口施用的组合物可含有一种或多种任选存在的剂，例如甜味剂，诸如果糖、阿斯巴甜(aspartame)或糖精；调味剂，诸如薄荷、冬青油或樱桃；着色剂；以及防腐剂，以提供药学上可口的制剂。此外，当呈片剂或丸剂形式时，组合物可包覆包衣以延迟在胃肠道中的崩解和吸收，由此在延长的时间段内提供持续作用。口服组合物可包括标准媒介物，诸如甘露糖醇、乳糖、淀粉、硬脂酸镁、糖精钠、纤维素、碳酸镁等。此类媒介物可属于医药级。对于口服液体制剂，诸如悬浮液、酏剂以及溶液，适合的载体、赋形剂或稀释剂包括水、盐水、亚烷基二醇(例如丙二醇)、聚二醇(例如聚乙二醇)油、乙醇、pH 4与pH 6之间的微酸性缓冲剂(例如约5mM至约50mM之间的乙酸盐、柠檬酸盐、抗坏血酸盐)等。另外，可添加调味剂、防腐剂、着色剂、胆盐、酰基肉碱等等。
当本公开的化合物为酸性时，它可以游离酸、药学上可接受的盐、溶剂合物或水合物形式包括于上文所描述的制剂中的任一者中。大体上保留游离酸的活性的药学上可接受的盐可通过与碱反应来制备，并且倾向于比对应游离酸形式更可溶于水性和其他质子溶剂。在一些实施方案中，将本公开化合物的钠盐用于上文所描述的制剂中。
可将本公开的药物组合物配制成用于肠胃外施用，包括通过注射施用，例如注射至静脉中(静脉内)、动脉中(动脉内)、肌肉中(肌肉内)、表层下(皮下或以贮库制剂形式)、注射至心包、注射至冠状动脉或用作用于递送至组织或器官的溶液，例如用于心肺分流术机器中或用于浸泡移植组织或器官。可注射组合物可为用于任何可注射施用途径的药物组合物，所述可注射施用途径包括但不限于经静脉内、经动脉内、经冠状动脉内、经心包、经血管周、经肌肉内、经皮下、经真皮内、经腹膜内以及经关节内施用。在某些实施方案中，可注射药物组合物可为药学上用于直接向心脏、心包或冠状动脉施用的适当组合物。
适合于肠胃外施用的本公开的药物组合物可包含一种或多种本公开化合物与一种或多种药学上可接受的无菌等张水性、水可混溶性或非水性媒介物的组合。用于肠胃外用途的药物组合物可包括增加和维持药物溶解度的物质，诸如复合剂和表面活性剂；使溶液等张或接近生理pH值的化合物，诸如氯化钠、右旋糖以及甘油；增强溶液化学稳定性的物质，诸如抗氧化剂、惰性气体、螯合剂以及缓冲剂；增强化学和物理稳定性的物质；使自我聚集或界面诱导聚集减至最少的物质；使蛋白质与界面的相互作用减至最少的物质；防腐剂，包括抗微生物剂、悬浮剂、乳化剂；以及前述各项中的任一者的组合。用于肠胃外施用的药物组合物可被配制成以下形式：溶液、悬浮液、乳液、脂质体、微球、纳米系统以及要复溶为溶液的粉末。“Remington，The Science and Practice of Pharmacy”，第21版，Lippincott，Williams&Wilkins，第41-42章，第802-849页，2005中描述了肠胃外制剂。
在某些实施方案中，可将本公开的药物组合物配制成用于在运送至预期接受者之前、期间或之后浸泡移植组织或器官。可在制备用于移植的组织或器官之前或期间使用此类组合物。在某些实施方案中，药物组合物可为在心脏手术期间施用的心脏停搏溶液。在某些实施方案中，可结合用于将药物组合物提供至心脏的心肺分流术机器来使用药物组合物。可在心脏手术的诱导、维持或再灌注阶段期间使用此类药物组合物(参见例如Chang等，Masui 2003，52(4)，356-62；Ibrahim等，Eur.J.Cardiothorac Surg 1999，15(1)，75-83；von Oppell等，J Thorac Cardiovasc Surg.1991，102(3)，405-12；以及Ji等，J.ExtraCorpor Technol2002，34(2)，107-10)。在某些实施方案中，可经由诸如泵或灌注器等机械装置来递送药物组合物(参见例如Hou和March，J Invasive Cardiol 2003，15(1)，13-7；Maisch等，Am.J Cardiol 2001，88(11)，1323-6；以及Macris和Igo，Clin Cardiol 1999，22(1，增刊1)，136-9)。
对于延长递送，可以贮库制剂的形式提供本公开的药物组合物，以便通过植入来施用，例如皮下、真皮内或肌肉内注射。因此，在某些实施方案中，可将药物组合物与适合的聚合或疏水性材料一起例如配制成于药学上可接受的油中的乳液、与离子交换树脂一起配制或配制成微溶性衍生物，例如配制成由本公开的化合物形成的微溶性盐。
可对本公开的药物组合物进行配制以便在通过采用本领域中已知的程序施用患者之后提供本公开化合物的立即、持续或延迟释放(参见例如Allen等，“Ansel′sPharmaceutical Dosage Forms and Drug Delivery Systems”，第8版，Lippincott，Williams&Wilkins，2004年8月)，所述文献以全文引用的方式并入本文中。
剂型的实施方案
可将本公开的药物组合物配制成单位剂型。单位剂型是指适合作为经历治疗的患者的单位剂量的物理离散单元，其中每个单元含有经过计算产生预期治疗作用的预定量的本公开化合物。单位剂型可用于单一日剂量或多个日剂量中的一者，例如每天2至4次。当使用多个日剂量时，每个剂量的单位剂量可为相同或不同的。一个或多个剂型可包含可在单一时间点或在一定时间间隔内向患者施用的剂量。
可将本公开的药物组合物用于提供本公开化合物的立即释放和/或持续释放的剂型中。适当类型的剂型可取决于所治疗的疾病、病症或疾患并且取决于施用方法。举例来说，对于诸如心力衰竭或中风等急性局部缺血性疾患的治疗，使用肠胃外施用的立即释放药物组合物或剂型可为适当的。对于慢性神经退化性病症的治疗，经口施用的控制释放药物组合物或剂型可为适当的。
在某些实施方案中，剂型可适合于每天一次、两次、三次或更频繁地向患者施用。给药可单独或与其他药物组合提供并且可持续，只要是有效治疗疾病、病症或疾患所需要的。
可将包含本公开的肌酸前药的本公开的药物组合物配制成用于立即释放，以用于肠胃外施用、经口施用或通过任何其他适当的施用途径。
可将控制药物递送系统设计成按以下方式递送药物，所述方式使得药物水平在治疗窗内得以维持并且在系统以特定速率持续递送药物的时间段内维持有效并且安全的血液水平。与在立即释放剂型情况下观测到的波动相比，受控制的药物递送可产生大体上恒定的药物血液水平。对于一些药物，在治疗过程中维持恒定血流和组织浓度为最理想的治疗模式。这些药物的立即释放可使得血液水平达到超过引发所需反应所需的水平的峰值，这浪费药物并且可能会引起或加重毒性副作用。受控制的药物递送可产生最佳治疗，并且不仅可降低给药频率，还可降低副作用的严重程度。控制释放剂型的实例包括溶解控制系统、扩散控制系统、离子交换树脂、渗透控制系统、可蚀解基质系统、非pH值依赖性制剂、胃内滞留系统等等。
在某些实施方案中，本公开的口服剂型可为控制释放剂型。控制递送技术可改善胃肠道特定区域中的药物吸收。用于特定本公开药物组合物的适当口服剂型可至少部分取决于本公开化合物的胃肠道吸收特性、本公开化合物在胃肠道中的稳定性、本公开化合物的药代动力学和预期治疗型态。可针对特定本公开化合物来选择适当的控制释放口服剂型。举例来说，胃内滞留口服剂型可适合于主要由上部胃肠道吸收的化合物，并且持续释放口服剂型可适合于主要由下部胃肠道吸收的化合物。
某些化合物主要由小肠吸收。一般来说，化合物在约3至5小时后穿过小肠的长度。对于不易由小肠吸收或不容易溶解的化合物，小肠中的活性剂吸收窗口可能太短而不能提供所需治疗作用。胃内滞留剂型(即，被设计成在胃中保留延长的时间段的剂型)可增加极易由上部胃肠道吸收的药物的生物利用度。常规剂型在胃中的滞留时间为1至3小时。在运送至胃之后，在剂型到达结肠之前存在约3至5小时的生物利用窗口。然而，如果剂型保留在胃中，那么药物可在它到达小肠之前释放并且将以溶液形式以使它可更容易吸收的状态进入肠道。胃内滞留剂型的另一用途为改善对肠道的碱性条件不稳定的药物的生物利用度(参见例如Hwang等，Critical Reviews in Therapeutic Drug Carrier Systems，1998，15，243-284)。为使药物由上部胃肠道吸收增强，已研发若干胃内滞留剂型。实例包括水凝胶(参见例如美国申请号2003/0008007)、浮力基质(参见例如美国申请号2006/0013876)、聚合物薄片(参见例如美国申请号2005/0249798)、微孔泡沫(参见例如美国申请号2005/0202090)以及可膨胀剂型(参见例如美国申请号2005/0019409；美国专利号6,797,283；美国申请号2006/0045865；美国申请号2004/0219186；美国专利号6,723,340；美国专利号6,476,006；美国专利号6,120,803；美国专利号6,548,083；美国专利号6,635,280；美国专利号5,780,057)。生物粘附聚合物还可提供用于将药物控制递送至除胃粘膜外的许多粘膜表面的媒介物(参见例如美国专利号6,235,313；美国专利号6,207,197；美国申请号2006/0045865以及美国申请号2005/0064027)。已证实离子交换树脂延长胃内滞留，这可能是通过附着而实现。
在膨胀和扩展系统中，相对于周围胃部内容物发生膨胀并且改变密度的剂型可在胃中保留比常规剂型更长的时间。剂型可在释放药物之前维持完整性的同时吸收水并且膨胀以形成凝胶状外表面并且浮于胃部内容物表面的表面上。当单独的水合作用和膨胀不够时，可添加脂肪材料以阻碍润湿并且增强浮力。还可合并释放气体的材料以降低胃内滞留剂型的密度。膨胀还可显著增加剂型的尺寸并且由此阻碍未崩解的膨胀固体剂型通过幽门排至小肠中。可通过囊封含有药物和膨胀剂的核心或通过将药物、膨胀剂以及一种或多种可蚀解聚合物组合来形成可膨胀剂型。
胃内滞留剂型还可呈含有药物和水不溶性可扩散聚合物的折叠薄片的形式，所述折叠薄片在胃中打开至它的原始大小和形状，所述原始大小和形状足够大以防止或抑制扩展剂量穿过幽门括约肌。
可将浮性和浮力胃内滞留剂型设计成用于将气体捕获于密封的囊封核心内，所述核心可浮于胃部内容物上，并且由此在胃中保留较长时间，例如9至12小时。归因于浮力作用，这些系统可提供防止胃部内容物回流至食管区的保护层并且还可用于控制释放装置。浮性系统可例如含有中空核心，所述中空核心含有包覆有保护膜的药物。核心中捕获的空气使剂量从胃部内容物上浮起，直到可溶性组份释放并且系统崩溃。在其他浮性系统中，核心含有药物和当活化时能够产生气体的化学物质。举例来说，含有碳酸盐和/或碳酸氢盐的包覆包衣的核心在与胃中的盐酸或与系统中合并的有机酸反应时可产生二氧化碳。通过反应产生的气体被保留以使剂型浮起。膨胀的剂型随后崩溃并且当所产生的气体缓慢渗透穿过保护性包衣时从胃部清除。
生物粘附聚合物还可提供用于将药物控制递送至除胃粘膜外的许多粘膜表面的媒介物(参见例如美国专利号6,235,313；以及美国专利号6,207,197)。可通过将药物和其他赋形剂合并至生物粘附聚合物内来设计生物粘附系统。在摄入后，聚合物发生水合作用并且附着于胃肠道的粘膜上。可选择附着于所需胃肠道区域的生物粘附聚合物。可对生物粘附聚合物加以选择以优化到达包括胃和小肠的目标胃肠道区域的递送。附着机制被认为是通过在聚合物-粘液边界形成静电和氢键合。美国申请号2006/0045865和2005/0064027公开了可用于将药物递送至上部与下部胃肠道的生物粘附递送系统。
已证实离子交换树脂延长胃内滞留，这可能是通过附着而实现。
胃内滞留口服剂型可适当地用于递送主要由上部胃肠道吸收的药物。举例来说，本公开的某些化合物可展现有限结肠吸收，并且主要由上部胃肠道吸收。因此，在上部胃肠道中释放本公开化合物和/或阻滞剂型通过上部胃肠道运送的剂型将倾向于增强本公开化合物的口服生物利用度。其他形式的本文所公开的肌酸前药可适当地在胃内滞留剂型情况下使用。
聚合物基质还已用于实现药物历经延长的时间段的控制释放。可通过限制周围胃液可扩散穿过基质并且到达药物，溶解药物并且与溶解的药物一起再次扩散出来的速率或通过使用缓慢蚀解的基质从而连续地使新鲜药物暴露于周围流体来实现此类持续或控制释放。在例如Skinner，美国专利号6,210,710和6,217,903；美国专利号5,451,409；美国专利号5,945,125；PCT国际公布WO 96/26718；美国专利号4,915,952；美国专利号5,328,942；美国专利号5,783,212；美国专利号6,120,803；以及美国专利号6,090,411中可找到通过这些方法发挥作用的聚合物基质的公开内容。
在胃中保留延长的时间段的其他药物递送装置包括例如含有粒子的水凝胶储集器(美国专利号4,871,548)；可膨胀羟丙基甲基纤维素聚合物(美国专利号4,871,548)；平面可生物蚀解聚合物(美国专利号4,767,627)；多个可压缩保持臂(美国专利号5,443,843)；亲水性水可膨胀交联聚合物粒子(美国专利号5,007,790)；以及白蛋白交联的聚乙烯吡咯烷酮水凝胶(Park等，J.Controlled Release 1992，19，131-134)。
在某些实施方案中，本公开的药物组合物可以许多不同剂型来实践，所述不同剂型可适合于在经口施用后提供本公开化合物的持续释放。持续释放口服剂型可用于历经延长的时间段释放药物并且当需要将药物或药物形式递送至下部胃肠道时为可用的。持续释放口服剂型包括扩散控制系统(诸如储集器装置和基质装置)、溶解控制系统、渗透系统以及蚀解控制系统。持续释放口服剂型和其制备方法为本领域中熟知的(参见例如，“Remington′s Pharmaceutical Sciences”，Lippincott，Williams&Wilkins，第21版，2005，第46和47章；Langer，Science 1990，249，1527-1533；以及Rosoff，“ControlledRelease of Drugs”，1989，第2章)。
持续释放口服剂型包括维持药物在生物流体中(诸如血浆、血液、脑脊髓液)或组织或器官中的治疗浓度持续延长的时间段的任何口服剂型。持续释放口服剂型包括扩散控制系统(诸如储集器装置和基质装置)、溶解控制系统、渗透系统以及蚀解控制系统。持续释放口服剂型和其制备方法为本领域中熟知的(参见例如，“Remington′s：The Science andPractice of Pharmacy”，Lippincott，Williams&Wilkins，第21版，2005，第46和47章；Langer，Science 1990，249，1527-1533；以及Rosoff，“Controlled Release of Drugs”，1989，第2章)。
在扩散控制系统中，水不溶性聚合物控制流体的流动和所溶解药物从剂型的后续释放。药物从剂型释放涉及扩散与溶解过程两者。在储集器装置中，包含药物的核心包覆有聚合物，而在基质系统中，药物分散在整个基质中。可将诸如乙基纤维素或乙酸纤维素等纤维素聚合物用于储集器装置中。可用于基质系统的材料的实例包括甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯、聚乙烯、丙烯酸共聚物、聚氯乙烯、高分子量聚乙烯醇、纤维素衍生物以及脂肪族化合物，诸如脂肪酸、甘油酯以及巴西棕榈蜡。
在溶解控制系统中，药物的溶解速率是通过缓慢可溶性聚合物或通过微囊封来控制。在包衣溶解后，药物变得可发生溶解。通过改变包衣的厚度和/或组成，可控制药物释放的速率。在一些溶解控制系统中，总剂量的一部分可包含立即释放组分。溶解控制系统包括囊封/储集器溶解系统和基质溶解系统。可通过用不同厚度的缓慢可溶性聚合物包覆药物粒子或颗粒或通过微囊封来制备囊封溶解系统。可用于溶解控制系统的包衣材料的实例包括明胶、卡诺巴蜡(carnauba wax)、虫胶、乙酸邻苯二甲酸纤维素以及乙酸丁酸纤维素。可例如通过将药物与缓慢可溶性聚合物载体压制成片剂形式来制备基质溶解装置。
通过使流体穿过半透薄膜流入含有渗透剂的储集器中来测定药物从渗透泵系统释放的速率。药物与药剂混合或定位于储集器中。剂型含有一个或多个小孔口，溶解的药物以由水因渗透压进入的速率决定的速率由所述一个或多个小孔口泵出。随着剂型内的渗透压增加，药物通过一个或多个孔口释放。释放速率为恒定的并且可为严格控制的，从而产生药物的相对恒定的血浆和/或血液浓度。渗透泵系统可提供药物的恒定释放，这与胃肠道的环境无关。药物释放的速率可通过改变渗透剂和一个或多个孔口的尺寸加以修改。
药物从蚀解控制系统释放由载体基质的蚀解速率决定。药物分散在整个聚合物中并且药物释放的速率取决于聚合物的蚀解速率。含有药物的聚合物可从主体和/或从剂型表面降解。
持续释放口服剂型可呈用于经口施用的任何适当形式，诸如呈片剂、丸剂或颗粒形式。可将颗粒填充至胶囊中，压缩成片剂或包括于液体悬浮液中。持续释放口服剂型可另外包括外部包衣以提供例如酸防护、吞咽容易性、风味、鉴定等等。
在某些实施方案中，持续释放口服剂型可包含治疗有效量的本公开的化合物和药学上可接受的媒介物。在某些实施方案中，持续释放口服剂型可包含小于治疗有效量的本公开的化合物和药学上有效的媒介物。可在单一时间或历经一定时间段施用多种持续释放口服剂型，每种剂型包含小于治疗有效量的本公开化合物，以提供用于治疗患者的诸如以下的与能量代谢功能障碍相关的疾病的治疗有效剂量或方案：局部缺血、氧化压力、神经退化性疾病(包括肌萎缩性侧索硬化(ALS)、亨廷顿氏病、帕金森氏病或阿尔茨海默病)、局部缺血性再灌注损伤、心血管疾病、多发性硬化(MS)、精神性病症、影响肌酸激酶系统的遗传性疾病或肌肉疲劳。
本公开的持续释放口服剂型可使本公开的化合物从用于促使本公开化合物能够由适当胃肠道区域(例如在小肠中或结肠中)吸收的剂型释放。在某些实施方案中，持续释放口服剂型可使本公开的化合物历经至少约4小时、至少约8小时、至少约12小时、至少约16小时、至少约20小时以及在某些实施方案中的至少约24小时的时间从剂型释放。在某些实施方案中，持续释放口服剂型可使本公开的化合物以约0至约4小时内约0wt％至约20wt％、约0至约8小时内约20wt％至约50wt％、约0至约14小时内约55wt％至约85wt％以及约0至约24小时内约80wt％至约100wt％的递送模式从剂型释放。在某些实施方案中，持续释放口服剂型可使式(I)和/或式(II)化合物以约0至约4小时内约0wt％至约20wt％、约0至约8小时内约20wt％至约50wt％、约0至约14小时内约55wt％至约85wt％以及约0至约20小时内约80wt％至约100wt％的递送模式从剂型释放。在某些实施方案中，持续释放口服剂型可使本公开的化合物以约0至约2小时内约0wt％至约20wt％、约0至约4小时内约20wt％至约50wt％、约0至约7小时内约55wt％至约85wt％以及约0至约8小时内约80wt％至约100wt％的递送模式从剂型释放。
包含本公开化合物的持续释放口服剂型可在经口施用患者之后随时间推移在患者的血浆、血液或组织中提供一定浓度的对应本公开化合物。本公开化合物的浓度型态可展现与对应本公开化合物的剂量成正比的AUC。
不管所用控制释放口服剂型的特定形式为何，本公开的化合物均可历经足够的时间段从经口施用剂型释放以在患者的血浆和/或血液中提供延长的治疗浓度的本公开化合物。在经口施用之后，包含本公开化合物的剂型可在患者的血浆和/或血液中提供治疗有效浓度的对应本公开化合物持续至少约4小时、至少约8小时、持续至少约12小时、持续至少约16小时的连续时间段，并且在某些实施方案中，在将剂型向患者经口施用之后持续至少约20小时。维持治疗有效浓度的本公开化合物的连续时间段可为相同或不同的。维持治疗有效血浆浓度的本公开化合物的连续时间段可在经口施用之后不久或在一定时间间隔之后开始。
在某些实施方案中，用于治疗患者的疾病、病症或疾患的口服剂量可包含本公开的化合物，其中在向患者单次施用口服剂型之后，口服剂型适合于在患者的血浆中提供治疗有效浓度的对应本公开化合物持续选自至少约4小时、至少约8小时、至少约12小时和至少约16小时以及至少约20小时的第一连续时间段。
本发明化合物(肌酸前药)的功效的实施方案
肌酸激酶(肌酸-肌酸磷酸盐)系统在维持细胞内能量稳态中发挥许多功能(参见例如Walsh等，J Physiol，2001，537，971-978)。磷酸肌酸在细胞内高能量转位位点充当暂时能量缓冲物，所述能量缓冲物在ATP使用速率大于通过线粒体呼吸制备ATP的速率时起作用。线粒体肌酸激酶允许新合成的ATP的高能量磷酸键转移至肌酸，由此产生磷酸肌酸，磷酸肌酸比ATP稳定得多。磷酸肌酸可在整个细胞中扩散并且其高能量磷酸键可用于在其他肌酸激酶战略上所定位的繁重能量利用位点从ADP再生ATP。这些位点包括参与离子转运的膜、沿微管往返于突触前末端转运材料所涉及的轴突区域以及因神经传递而需要能量的突触前末端。神经元合成肌酸而且极其依赖于肌酸经由肌酸转运体转运至神经元中，然而，在损伤期间肌酸的量可严重消耗。就骨胳肌和心肌而言，神经元肌酸储存量可在某种程度上因经口补充肌酸而有所增加。肌酸激酶系统还充当细胞内空间能量输送机制。在这种作为能量载体的作用中，在线粒体内由ATP-ADP系统产生的能量与胞质液中的肌酸-肌酸磷酸盐系统相结合，胞质液中的肌酸-肌酸磷酸盐系统又在高细胞内能量转导位点与线粒体外ATP-ADP系统相结合。还认为肌酸-肌酸磷酸盐系统充当低阈值ADP感测器，从而在亚细胞位置中维持ATP-ADP浓度比，其中肌酸激酶在功能上与ATP消耗和ATP产生路径相结合。举例来说，已证实肌酸可与在由线粒体肌酸激酶催化的反应中从线粒体呼吸衍生的ATP反应并且在功能上与腺嘌呤核苷酸转位酶相结合，由此使得局部ADP浓度增加并且刺激线粒体呼吸。因此，肌酸激酶系统在具有高能量消耗需求的细胞、组织以及器官(诸如神经元和肌肉)中在维持包括ATP稳态的能量稳态中尤其重要。
在一个实施方案中，将本公开的化合物设计成与肌酸转运体分开运输穿过血脑屏障(BBB)并且通过被动扩散或主动运输机制进入脑部的神经元和神经胶质。在一些实施方案中，本公开的化合物在摄入细胞中后将释放肌酸或氘化肌酸(若前药为氘化的)。在一个实施方案中，本公开的化合物可用于将肌酸递送至肌酸转运体缺陷型(CTD)患者的脑部，所述患者经过表征具有肌酸和磷酸肌酸总体缺乏。
在一个实施方案中，本公开的化合物可将较高浓度的肌酸(或氘化肌酸)递送至所靶向的组织，因为当向有需要的受试者施用时，当与施用先前已知的肌酸类似物或未保护的肌酸相比时，本公开的化合物具有改善的摄入和吸收。在一些实施方案中，改善的摄入和吸收可用于治疗或改善肌酸转运体表达或活性下调的疾患或疾病。在一个实施方案中，当向患者施用时本公开的化合物可通过向有需要的受试者提供肌酸来对抗或补偿下调的肌酸转运体活性的影响，这因本公开化合物的改善的摄入和吸收特性而更容易。非功能性或下调的肌酸转运体可使肌酸递送至脑部低效或无效。
CTD患者缺乏肌酸转运物并且因此不能从外源性来源输入肌酸或使肌酸从合成位置交换至脑内的消耗位置。肌酸转化成磷酸肌酸作为ATP的能量储备。在增加的能量需求期间，经由可逆反应从磷酸肌酸再合成ATP。因此，肌酸或磷酸肌酸的递送将恢复或改善患者中的能量储备装置。
在一个实施方案中，本公开的化合物能够首先运输并且吸收至神经元和/或胶质细胞等中，随后，本公开的化合物可将肌酸(或氘化肌酸)直接释放至脑中或必需肌酸递送的所靶向的细胞中。
在一个实施方案中，如本文所描述的本公开化合物和药物组合物可用于治疗患者的与能量代谢功能障碍相关的疾病、病症或疾患。在某些实施方案中，能量代谢功能障碍包含细胞内ATP浓度耗尽、细胞内肌酸和肌酸磷酸盐浓度降低、细胞内肌酸磷酸盐与ATP浓度比降低和/或受疾病影响的组织或器官中的肌酸激酶系统功能障碍。在某些实施方案中，能量代谢功能障碍包含受疾病影响的组织或器官中的细胞内ATP浓度降低。在某些实施方案中，能量代谢功能障碍包含受疾病影响的组织或器官中的细胞内肌酸和肌酸磷酸盐浓度降低。在某些实施方案中，能量代谢功能障碍包含受疾病影响的组织或器官中的肌酸激酶系统和/或其他细胞内能量途径功能障碍。在某些实施方案中，与能量代谢功能障碍相关的疾病选自局部缺血、氧化压力、神经退化性疾病、局部缺血性再灌注损伤、心血管疾病、多发性硬化、精神性疾病以及肌肉疲劳。在某些实施方案中，治疗疾病包括影响受疾病影响的组织或器官中的能量稳态。
可使用本发明的化合物和其药物组合物来治疗患者的与氧化压力相关的疾病，这是通过向需要此类治疗的患者施用治疗有效量的本发明化合物或其药物组合物来实现。在某些实施方案中，氧化压力与局部缺血或神经退化性病症相关。本发明的方法包括通过使氧化压力组织或器官与本发明的化合物或其药物组合物接触来治疗所述组织或器官。
本发明的化合物和药物组合物可用于治疗其中细胞内肌酸水平快速增加具有治疗作用的疾病、病症或疾患。
在本公开的一个实施方案中，本文所描述的化合物可用于治疗肌酸缺乏症，这是通过向需要此类治疗的患者施用有效量的本公开化合物或其药学上可接受的盐或溶剂合物来实现。在另一实施方案中，所述方法包括向需要此类治疗的患者施用本公开的化合物或其药学上可接受的盐或溶剂合物；其中在施用后，所述化合物或其药学上可接受的盐或溶剂合物连续提供治疗有效量的肌酸持续超过约4小时。在一些实施方案中，与肌酸缺乏症相关的疾病、病症或疾患为局部缺血、局部缺血性再灌注损伤、移植灌注、神经退化性疾病、帕金森氏病、阿尔茨海默病、亨廷顿氏病、肌萎缩性侧索硬化、肌萎缩性侧索硬化(ALS)、脑肌酸缺乏综合征(CCDS)(包括肌酸转运体功能障碍和肌酸生物合成障碍)、多发性硬化、精神性病症、精神分裂症、双极性病症、焦虑、癫痫症(包括肌肉阵挛性癫痫)和癫痫发作(包括在肌肉中具有临床表现的癫痫发作)、肌肉萎缩症、与线粒体疾病相关的肌病变(诸如线粒体肌病变)、影响肌酸激酶系统的遗传性疾病、肌肉疲劳、肌肉强度、器官和细胞活力或与葡萄糖水平调控有关的疾病。如本文所用，“肌肉萎缩症”是指典型地以进行性骨胳肌虚弱、肌肉蛋白质的缺陷以及肌细胞和组织死亡为特征的肌肉疾病。肌肉萎缩症常常使肌骨胳系统变弱并且妨碍移动。肌肉萎缩症的实例包括但不限于贝克尔肌肉萎缩症(Becker musculardystrophy)、先天性肌肉萎缩症、杜兴氏肌肉萎缩症(Duchenne muscular dystrophy)、远端肌肉萎缩症、埃默里-德赖富斯肌肉萎缩症(Emery-Dreifuss muscular dystrophy)、面肩胛肱肌萎缩症、肢带型肌肉萎缩症、强直性肌肉萎缩症、眼咽型肌肉萎缩症或它们的任何组合。内容以引用的方式并入本文中的专利公布US 8202852中可找到更多细节。
术语“脑肌酸缺乏综合征”包括以先天性肌酸合成障碍或以先天性肌酸转运障碍为特征的病症。在一个实施方案中，脑肌酸缺乏综合征包括肌酸生物合成障碍(AGAT和GAMT缺乏)和肌酸转运体障碍。脑中的肌酸转运功能异常可导致受试者在受试者的脑中因肌酸转运体功能障碍而具有低浓度的肌酸。在此病症中，认为能量代谢受损与学习功能障碍、认知功能受损以及神经综合征(诸如发育迟缓、轻度癫痫症以及重度表述性语言损伤)相关。举例来说，肌酸转运体功能障碍可导致脑肌酸缺乏综合征(CCDS)，脑肌酸缺乏综合征包括一组先天性肌酸生物合成和通过细胞膜转运障碍。这些疾病与以下严重神经特征相关：智力迟钝、表述性言语和语言发育迟缓、广泛性发育障碍、自闭症、自闭症谱系障碍、孤独症样行为、亚斯伯格氏综合征(Asperger′s syndrome)、注意力不足过动症(ADHD)、癫痫症(包括肌肉阵挛性癫痫)以及癫痫发作(包括在肌肉中具有临床表现的癫痫发作)。它们的特征为脑中缺乏肌酸和神经系统代谢障碍，因为细胞磷酸肌酸能量系统中涉及肌酸。治疗患者的唯一途径为通过在脑中并且更特别地在所靶向的细胞中产生肌酸来恢复脑肌酸汇集物。在血脑屏障(BBB)处不存在功能性肌酸转运体可阻止肌酸进入脑中，因此影响认知功能。举例来说，肌酸氨基酸和磷酸肌酸-Mg络合物在脑中风、局部缺血或缺氧的体内动物模型中显示神经保护活性。此外，在肌酸转运体SLC6A8敲除小鼠中以使用环肌酸的9-周治疗作为治疗使得环肌酸和磷酸环肌酸31P-MRS信号增加并且使得行为测试结果规范化。
因为脑细胞为肌酸递送的最终目标，所以必要的是它必须穿过血脑屏障(BBB)，行进至间质空间中并且穿透至目标脑细胞中。肌酸本身不会容易地扩散穿过生物膜，而是经由由肌酸转运体SLC6A8介导的主动运输过程高效地穿过BBB。在一些实施方案中，本公开的化合物可穿过BBB和/或在所靶向的细胞内部作为游离肌酸释放。
在一些实施方案中，本发明化合物在生物流体中为稳定的，从而通过被动扩散或主动运输进入细胞，并且将对应肌酸或肌酸类似物释放至细胞质中。此类前药类似物还可穿过重要屏障组织，诸如肠粘膜、血脑屏障以及血液-胎盘屏障。由于能够穿过生物膜，这些前药可在ATP消耗的细胞中经由肌酸激酶系统恢复并且维持能量稳态，并且恢复用于正常能量稳态的ATP水平并且防止组织进一步受到局部缺血性压力的影响。
在其他实施方案中，所述方法可连续提供治疗有效量的肌酸持续约1小时至约2、约3、约4、约5、约6、约7、约8、约9、约10、约11、约12、约13、约14、约15、约16、约17、约18、约19、约20、约21、约22、约23或约24小时的时间。
在一些实施方案中，如本文所公开的方法可相较于剂量数在脑中提供相同倍数比率的肌酸或d3-肌酸累积，例如7个日剂量将使得脑中的肌酸或d3-肌酸增加7倍。
在一个实施方案中，治疗有效量是指向患者施用的量。在另一实施方案中，治疗有效量是指递送至个体的肌肉组织的量。本公开的化合物在施用后在体内转化为肌酸。换句话说，本发明化合物在施用后代谢为肌酸路径中的一种或多种化合物或它们的衍生物(包括肌酸本身)。
本公开的化合物和本发明组合物可用于治疗患者的与能量代谢功能障碍相关的疾病、病症或疾患。在某些实施方案中，与能量代谢功能障碍相关的疾病选自局部缺血、氧化压力、神经退化性疾病、局部缺血性再灌注损伤、心血管疾病、多发性硬化、精神性疾病以及肌肉疲劳。在某些实施方案中，治疗疾病包括影响受疾病影响的组织或器官中的能量稳态。
局部缺血
可使用本发明的化合物和药物组合物来治疗急性或慢性局部缺血性疾病、病症或疾患。局部缺血为细胞、组织或器官中氧供应和需求不平衡。局部缺血的特征为缺氧(包括缺氧症)、用于正常细胞生物能学的代谢底物不足以及代谢废弃物累积。组织或器官的局部缺血可能由以下因素引起：血管不足，诸如动脉硬化、血栓形成、栓塞、扭曲或挤压；低血压，诸如休克或出血；组织块增加(肥厚)；工作负荷增加(心动过速、运动)；和/或组织压力降低，诸如心脏扩张。局部缺血还可由外伤或手术程序引起。根据损伤的严重程度和持续时间，局部缺血可导致细胞功能的可逆损失或导致不可逆细胞死亡。不同细胞类型具有不同局部缺血性损伤阈值，这至少部分取决于受影响的一个或多个组织或一个或多个器官的细胞能量需求。诸如神经元(3-4分钟)、心肌、肝细胞、肾小管细胞、胃肠道上皮细胞(20-80分钟)和纤维母细胞、表皮细胞以及骨胳肌(数小时)等实质细胞比基质细胞更易受局部缺血性损伤影响。许多研究表明了肌酸激酶系统的功能容量与给定组织的局部缺血耐受性之间的相关性，并且表明针对改善肌酸激酶系统的功能容量的策略可有效改善组织的局部缺血耐受性(参见例如Wyss和Kaddurah-Daouk，Physiological Reviews，2000，80(3)，1107-1213，所述文献以全文引用的方式并入本文中)。举例来说，经口肌酸补充抑制线粒体细胞色素C释放和下游半胱天冬酶-3活化，从而产生局部缺血性神经保护。与细胞色素C释放和半胱天冬酶-3活化的抑制并且与神经保护相关，肌酸施用抑制局部缺血介导的ATP消耗。
可使用本发明的化合物和药物组合物来治疗急性或慢性局部缺血。在某些实施方案中，化合物或组合物可特别可用于以高能量需求为特征的组织或器官(诸如脑、神经元、心脏、肺脏、肾脏或肠道)中的局部缺血的急性或紧急治疗。
与低能量储量相比的高能量需求使得脑部尤其易受缺氧性疾患影响。虽然脑仅构成总体重的一小部分(约2％)，但它引起不成比例的大百分比的O2消耗(约20％)。在生理条件下，对O2的需求增强因脑血流量增加而得到快速并且适当地补偿。缺氧/局部缺血的持续时间越长，受到影响的脑部区域越大并且扩散越多。容易受局部缺血性损害影响的区域为脑干、海马以及大脑皮质。如果氧合作用不恢复，那么损伤发生进展并且最终变得不可逆。急性细胞死亡主要通过坏死发生，但缺氧还引起延迟的凋亡。此外，谷氨酸盐从突触前神经元释放可进一步增强Ca2+流入并且引起突触后细胞的灾难性崩溃。如果局部缺血不太严重，那么细胞可抑制称作半影区的过程中的一些功能，即，蛋白质合成和自发性电活性，假如O2供应恢复这可得到逆转。然而，恢复局部缺血压力组织的氧水平的方法(例如再灌注)也还可诱导不可逆细胞死亡，这主要是通过产生反应性氧物质和炎性细胞浸润来实现。
神经元受它产生能量的底物的可获得性限制，从而限于主要使用葡萄糖、酮体或乳酸盐。在不存在底物的情况下，神经元不制备或储存葡萄糖或酮体并且不能存活任何显著时间段，底物直接或间接从血流被吸收并且被使用。因此，血液中必须一直不断地以足以为整个脑部和身体其余部分供应产生能量的底物的量供应产生能量的底物。脑细胞需要约5mM葡萄糖(或它的等效物)的浓度以维持它用于产生ATP的最佳氧化磷酸化速率。营养物通过穿过细胞膜进入细胞。营养物递送经常依赖于细胞膜外部的机制，诸如口服摄入、吸收、循环运输以及间质通量。在定位于细胞附近后，膜特异性过程在营养物运输中起作用，依序穿过血脑屏障，然后进入细胞内部且进入各种亚细胞器。营养物运输可能是通过由ATP酶分解ATP来完成。细胞可使用Na+/K+ATP酶形成的Na+梯度将营养物分子运输穿过细胞膜。
缺乏氧或葡萄糖阻止或限制神经元合成ATP的能力。细胞内肌酸/磷酸肌酸系统可在某种程度上补偿氧或葡萄糖的缺乏。肌酸激酶催化正常脑组织中从肌酸合成磷酸肌酸。在ATP消耗的条件下，磷酸肌酸可将它的磷酸酯基贡献给ADP以再合成ATP。然而，在完全缺氧或局部缺血之后神经元磷酸肌酸含量有限，或者磷酸肌酸也快速消耗。ATP消耗被认为阻断Na+/K+ATP酶，从而使神经元去极化并且损失膜电位。
消耗的氧水平对细胞生物能学和功能具有可最终导致细胞死亡的若干其他影响。举例来说，功能障碍生物能学还涉及受损的钙稳态。钙的调控在神经元适当发挥功能和存活中起关键作用。定位于细胞膜上的钙泵使用ATP将钙离子转运出神经元。钙泵的适当活性在维持神经元、线粒体以及内质网稳态中为必需的。钙泵功能的改变调节细胞内的酶活性并且还在触发线粒体渗透率转变中发挥关键作用，线粒体渗透率转变可能导致细胞死亡。举例来说，认为在阿尔茨海默病中细胞内Ca2+代谢促使细胞死亡。举例来说，在氧化压力的条件下，无氧基团的产生超过内源性自由基保护性机制。这通过对包括膜脂质、核酸以及功能蛋白的重要细胞生物分子的直接自由基损害；以及通过调节关键信号转导路径而使神经元代谢和功能受损。神经功能取决于细胞之间电脉冲的传输。此活性依赖于各自悬浮于磷脂双层中的多种膜蛋白的精确作用。此动态膜微环境的最佳活性取决于脂质组分的确切状态和化学组成。缺乏适当磷脂环境，细胞通道蛋白、酶以及受体不能实现持续水平的最佳功能。此外，氧化压力和/或异常甲基代谢可降低膜脂质双层的流动性，并且随后对包埋的功能蛋白具有有害作用。功能障碍生物能学还会不利地影响高能量电子沿呼吸链的传送。
凋亡是指需要能量的程序化细胞死亡过程，基于此过程个别神经细胞在适当情况下起始导致细胞死亡的过程。上文所论述的机制中的某些可起始凋亡路径，包括氧化压力、钙过载、细胞能量缺乏、营养因子退出以及异常淀粉样前驱蛋白加工。在局部缺血中，受缺氧性损伤影响最严重的脑组织区域中的神经元通过坏死而快速死亡，而暴露于较低程度的缺氧的神经元死于凋亡。从坏死性细胞死亡到凋亡性细胞死亡的转变与细胞内ATP水平增加相关。已证实肌酸补充可产生更大的缓冲ATP水平和减少细胞死亡的能力并且由此防止缺氧和局部缺血性损害(Balestrino等，Amino Acids，2002，23，221-229；以及Zhu等，JNeurosci 2004，24(26)，5909-5912，所述文献中的每一者以全文引用的方式并入本文中)。
在某些实施方案中，可使用本发明的化合物和药物组合物来治疗心血管疾病，包括脑局部缺血(中风)和心肌局部缺血(心脏梗塞)。局部缺血性心脏病作为许多例急性心肌梗塞、充血性心力衰竭、心律不齐以及心脏性猝死的潜在原因为所有工业化国家中发病和死亡的主要原因。在美国，局部缺血性心脏病引起所有死亡中近20％的死亡(每年约600,000例死亡)，其中许多死亡发生在患者到达医院之前。每年估计110万美国人将具有新的或复发性急性心肌梗塞，并且许多幸存者将经历持续发病，并且进展为心力衰竭和死亡。随着群体渐渐变老并且诸如肥胖症和糖尿病的共病变得更普遍，由局部缺血性心脏病引起的公众健康负担可能增加。
最佳细胞生物能学依赖于：(1)充足的氧和底物递送至线粒体；(2)线粒体的氧化能力；(3)充足量的高能量磷酸盐和肌酸磷酸盐/ATP比率；(4)从线粒体到能量利用位点的高效能量传递；(5)ATP酶附近ATP/ADP比率的充足局部调节；以及(6)从利用位点的高效反馈信号传导以维持细胞中的能量稳态。已在诸如以下的心血管疾病中发现这些心脏能量路径的缺陷：各种来源的扩张和肥厚型心肌病、心脏传导缺陷以及局部缺血性心脏病(Saks等，J Physiol 2006，571.2，253-273；Ventura-Clapier等，J Physiol2003，555.1，1-13；以及Ingwall和Weiss，Circ Res2004，95，135-145，所述文献中的每一者以全文引用的方式并入本文中)。在衰竭的人心脏和实验心力衰竭中一致地报导肌酸磷酸盐/ATP比率降低，甚至在中等工作负荷下也如此。肌酸、肌酸转运体、肌酸磷酸盐以及ATP显著减少并且肌酸磷酸盐/ATP比率降低为先天性心力衰竭中的死亡预测因子。另外，在心脏病实验动物模型以及衰竭的人心肌中已显示肌酸转运蛋自表达下调，表明在衰竭的心脏中测量到的肌酸磷酸盐和肌酸水平总体上降低与肌酸转运体容量下调有关。
心血管疾病包括高血压、心力衰竭(诸如充血性心力衰竭或心肌梗塞后的心力衰竭)、心律不齐、舒张性功能障碍(诸如左心室舒张性功能障碍、舒张性心力衰竭或舒张期充盈受损)、收缩功能障碍、局部缺血(诸如心肌局部缺血)、心肌病(诸如肥厚型心肌病和扩张型心肌病)、心脏性猝死、心肌纤维化、血管纤维化、动脉顺应性受损、心肌坏死性病变、心脏中的血管损坏、心脏中的血管炎症、心肌梗塞(包括急性后心肌梗塞与慢性后心肌梗塞疾患两者)、冠状动脉血管成形术、左心室肥厚、射血分数降低、冠状动脉血栓形成、心脏病变、心脏中的血管壁肥厚、内皮变厚、心肌炎以及冠状动脉疾病，诸如纤维素样坏死或冠状动脉。归因于全身性高血压与冠状动脉局部缺血性心脏病的结合的心室肥厚被认为是突然死亡、梗塞后心力衰竭以及心脏破裂的主要危险因素。具有严重左心室肥厚的患者尤其易受缺氧或局部缺血影响。
本发明化合物的神经保护作用可使用脑局部缺血动物模型来确定，所述脑局部缺血动物模型为诸如在Cimino等，Neurotoxicol 2005，26(5)，9929-33；Konstas等，Neurocrit Care 2006，4(2)，168-78；Wasterlain等，Neurology 1993，43(11)，2303-10；以及Zhu等，J Neuroscience 2004，24(26)，5909-5912中所描述的那些动物模型。
局部缺血性再灌注损伤
再灌注损伤为在一段时间局部缺血之后当血液供应回组织时对组织的损害。在组织或器官中不存在来自血液的氧和营养物形成循环恢复引起炎症和来自氧的氧化损害而非正常功能的恢复的情况。局部缺血性再灌注损伤之损害系部分归因于所损害组织之发炎反应。再灌注促成脑中的中风的脑外伤中所涉及的局部缺血性级联反应。重复多次局部缺血和再灌注也被认为是导致诸如压疮和糖尿病性足溃疡的慢性伤口形成并且不能愈合的因素(Mustoe，Am J Surgery 2004，187(5)，S65-S70，所述文献以全文引用的方式并入本文中)。在某些实施方案中，本公开的方法和组合物可防止肌肉以及诸如心脏、肝脏、肾脏、脑、肺脏、脾脏以及类固醇生成器官(例如甲状腺、肾上腺以及生殖腺)等器官因局部缺血再灌注损伤而受损。
缺血局部缺血随后再灌注为哺乳动物中骨胳肌和心肌损害的主要原因。局部缺血由供应至组织或器官中的氧因血流减少而减少引起并且可导致器官功能障碍。血液供应减少可由归因于脉管血栓形成(诸如心肌梗塞、狭窄、意外脉管损伤或手术程序)的堵塞或血液转向引起。充足氧合血液供应至组织或器官的后续重建可使得损害增加，此过程称为局部缺血再灌注损伤或堵塞再灌注损伤。由局部缺血再灌注损伤产生的并发症包括中风、致命性或非致命性心肌梗塞、心肌重塑、动脉瘤、外周血管疾病、组织坏死、肾衰竭以及手术后肌张力损失。
虽然为肌细胞存活和恢复有氧代谢所必需的，但短暂局部缺血之后冠状动脉血流恢复(再灌注)带来可加重细胞损伤的不同系列的压力。在再灌注期间产生的反应性氧物质损害心肌细胞内的蛋白质和薄膜结构并且可活化导致凋亡的信号转导路径。白细胞附着于局部缺血后内皮细胞可阻塞毛细管并且释放炎性介体。在再灌注后，活化的补充物儿茶酚胺以及含于血浆中或详细描述局部地位于心肌壁内的其他信号传导分子的流入还可影响心肌细胞内的事件过程。就局部缺血的直接后果来说，再灌注损伤为急性冠状动脉综合征的重要特征。此类损伤因冠状动脉血栓形成的纤维蛋白溶解而自发发生，并且由于现常用于打开堵塞脉管的急性血管成形术治疗的纤维蛋白溶解药物而发生。
在某些实施方案中，可使用本发明的化合物和其组合物来治疗与局部缺血性再灌注损伤相关的疾患或减轻局部缺血性再灌注损伤。局部缺血性再灌注损伤可与氧剥夺、嗜中性粒细胞活化和/或髓过氧化物酶产生相关。局部缺血性再灌注损伤可为许多疾病状态的结果或可医源性地例如由血液凝块、狭窄或手术诱发。
在某些实施方案中，可使用本发明的化合物和其组合物来治疗中风、致命性或非致命性心肌梗塞、外周血管疾病、组织坏死和肾衰竭以及由局部缺血性再灌注损伤引起的手术后肌张力损失。在某些实施方案中，本发明的方法和组合物降低或缓和局部缺血性再灌注损伤的程度。
在某些实施方案中，可使用本发明的化合物和其组合物来治疗、减轻或预防与归因于脉管狭窄、血栓形成、意外脉管损伤或手术程序的堵塞或血液转向相关的局部缺血性再灌注损伤。
在某些实施方案中，还可使用本发明的化合物和其组合物来治疗与局部缺血性再灌注相关的任何其他疾患，诸如心肌梗塞、中风、间歇性跛行、外周动脉疾病、急性冠状动脉综合征、心血管疾病以及因血管堵塞引起的肌肉损害。
在某些实施方案中，可使用本发明的化合物和其组合物来治疗与以下相关的再灌注损伤：心肌梗塞、狭窄、至少一个血液凝块、中风、间歇性跛行、外周动脉疾病、急性冠状动脉综合征、心血管疾病或因血管堵塞引起的肌肉损害。
在某些实施方案中，可将本发明的化合物和其组合物与心脏手术结合使用，例如用于心脏停搏溶液中或与心脏停搏溶液一起用于预防心肌的局部缺血或再灌注损伤或使其程度降至最低。在某些实施方案中，可将所述方法和组合物在心脏手术期间与心肺分流术机器一起用于预防或减轻心肌的局部缺血性再灌注损伤。
在某些实施方案中，本发明的方法和组合物可防止肌肉以及诸如心脏、肝脏、肾脏、脑、肺脏、脾脏以及类固醇生成器官(例如甲状腺、肾上腺以及生殖腺)等器官因局部缺血再灌注损伤而受损。
可使用本发明的化合物和药物组合物通过使组织或器官与有效量的所述化合物或所述药物组合物接触来治疗所述组织或器官的局部缺血性再灌注损伤。组织或器官可位于患者内或患者外，即，体外。组织或器官可为移植组织或器官，并且可在移除之前、在运输期间、在移植期间和/或在组织或器官移植于接受者中之后使化合物或药物组合物与移植组织或器官接触。
在某些实施方案中，可使用本发明的化合物或药物组合物来治疗由手术(诸如心脏手术)引起的局部缺血性灌注损伤。可在手术之前、期间和/或之后施用化合物或药物组合物。在某些实施方案中，可使用本发明的化合物或药物组合物来治疗包括心肌、骨胳肌或平滑肌的肌肉的局部缺血性再灌注损伤，并且在某些实施方案中，用于治疗诸如心脏、肺脏、肾脏、脾脏、肝脏、神经元或脑部等器官的局部缺血性再灌注损伤。可在手术之前、期间和/或之后施用本发明的化合物或其药物组合物。
在某些实施方案中，可使用本发明的化合物或本发明的药物组合物来治疗包括心肌、骨胳肌以及平滑肌的肌肉的局部缺血性灌注损伤。
本发明的化合物用于治疗局部缺血性再灌注损伤的功效可使用动物模型以及在临床试验中加以评估。例如Prass等，J Cereb Blood Flow Metab 2007，27(3)，452-459；Arya等，Life Sci 2006，79(1)，38-44；Lee等，Eur.J.Pharmacol 2005，523(1-3)，101-108；以及美国申请号2004/0038891中公开了可用于评估治疗局部缺血性再灌注损伤的功效的方法的实例。例如Ross等，Am J.Physiol-Lung Cellular Mol.Physiol.2000，279(3)，L528-536中描述了可用于评估移植灌注/再灌注的方法。
移植灌注
在某些实施方案中，可使用本发明的化合物或其药物组合物通过用本发明的化合物或其药物组合物灌注器官来增加器官移植物的活力。增加的肌酸磷酸盐水平预期防止器官的局部缺血性损害或使其程度降至最低。在器官移除期间、供体器官移除之后、植入期间和/或器官移植之后用肌酸前药灌注可增强器官(尤其代谢活性器官，诸如心脏或胰腺)的活力，并且由此降低排斥率，和/或增加器官移植的时间窗口。
在某些实施方案中，可使用本发明的化合物和其组合物来治疗、预防或减轻体外组织或器官中的局部缺血再灌注损伤。体外组织或器官为不在个体内(也称为离体)(诸如在移植过程中)的组织或器官。对于组织和器官移植，移除的供体组织和器官在移除期间、在运输中时、在植入期间以及在移植至接受者中之后也易受再灌注损伤影响。可使用所述方法和组合物通过补充例如用于维持或保存可移植组织或器官的溶液来增加可移植组织或器官的活力。举例来说，可使用所述方法和组合物在运输期间浸泡可移植组织或器官或可在移植之前、期间或之后与可移植组织或器官接触放置。
神经退化性疾病
以细胞死亡为特征的神经退化性疾病可分类为急性，例如中风、外伤性脑损伤、脊髓损伤；以及慢性，例如肌萎缩性侧索硬化、亨廷顿氏病、帕金森氏病以及阿尔茨海默病。虽然这些疾病具有不同的原因并且影响不同的神经元群体，但它们共同拥有类似的细胞内能量代谢受损。举例来说，ATP的细胞内浓度降低，导致Ca2+的胞内累积并且刺激氧物质轻易形成。Ca2+和反应性氧物质又可触发凋亡性细胞死亡。对于这些病症，如总肌酸浓度、肌酸磷酸盐浓度、肌酸激酶活性和/或肌酸转运体含量降低所反映，脑肌酸代谢受损也是明显的(参见例如Wyss和Kaddurah-Daouk，Physiol Rev 2000，80，1107-1213；Tarnopolsky和Beal，Ann Neurol 2001，49，561-574；以及Butterfield和Kanski，Mech Ageing Dev 2001，122，945-962，所述文献中的每一者以全文引用的方式并入本文中)。
急性和慢性神经退化性疾病为与高发病率和死亡率相关的病痛并且可用于它们的治疗的选项很少。包括中风、脑外伤、脊髓损伤、肌萎缩性侧索硬化、亨廷顿氏病、阿尔茨海默病以及帕金森氏病的许多神经退化性疾病的特征为神经元细胞死亡。细胞死亡因坏死或凋亡而发生。中枢神经系统中的坏死性细胞死亡跟在脑或脊髓的急性局部缺血或创伤性损伤之后。它发生在受突然生物化学崩溃影响最严重的区域，突然生物化学崩溃导致产生自由基和兴奋毒素。线粒体和核膨胀、细胞器溶解以及核周围染色质凝聚随后为核和细胞质膜破裂以及由随机酶切割引起的DNA降解。凋亡性细胞死亡可为急性与慢性神经疾病的特征。凋亡发生在受损伤影响不严重的区域中。举例来说，在局部缺血之后，在缺氧最严重的病变核心中存在坏死性细胞死亡，而凋亡发生在侧支血流使缺氧程度降低的半影区中。凋亡性细胞死亡还是在脑或脊髓损伤之后出现的病变的组成部分。在慢性神经退化性疾病中，凋亡为主导形式的细胞死亡。在凋亡中，生物化学级联反应将破坏细胞存活所需的分子的蛋白酶以及介导细胞死亡程序的其他分子活化。半胱天冬酶直接和间接促进细胞在凋亡期间的形态变化(Friedlander，N Engl J Med2003，348(14)，1365-75)。已证实经口肌酸补充抑制线粒体细胞色素C释放和下游半胱天冬酶-3活化以及在脑局部缺血中半胱天冬酶介导的细胞死亡级联反应的ATP消耗抑制(Zhu等，J Neurosci2004，24(26)，5909-5912)，表明操纵肌酸激酶系统可有效控制慢性神经退化性疾病中的凋亡性细胞死亡。
肌酸施用具体地说在帕金森氏病、亨廷顿氏病以及ALS的动物模型中显示神经保护作用(Wyss和Schulze，Neuroscience2002，112(2)，243-260，所述文献以全文引用的方式并入本文中)，并且认识到氧化压力水平可为多种神经退化性疾病中代谢测定的决定因素。当前关于肌酸介导的神经保护的机制的假设包括增强能量储存，以及通过肌酸激酶的八聚体(octomeric)构象对线粒体通透性转变孔的稳定化。因此认为较高水平的细胞内肌酸改善细胞的总生物能量学状态，从而使细胞对损伤更具抗性。
帕金森氏病
帕金森氏病为神经系统的以肌肉休息时的震颤(静止性震颤)、自主运动缓慢以及肌张力增加(僵硬)为特征的缓慢进行性退行性病症。在帕金森氏病中，基底神经节(例如黑质)中的神经细胞发生退化并且由此使多巴胺的产生以及基底神经节中神经细胞之间的连接数目减少。因此，基底神经节不能使肌肉运动平稳以及使姿势改变协调，从而导致震颤、不协调和缓慢、运动减少(动作迟缓)(Blandini等，Mol.Neurobiol.1996，12，73-94)。
认为氧化压力可为在帕金森氏病组织中可观察到的代谢退化的一个因素(Ebadi等，Prog Neurobiol 1996，48，1-19；Jenner和Olanow，Ann Neurol1998，44增刊1，S72-S84；以及Sun和Chen，J Biomed Sci1998，5，401-414，所述文献中的每一者以全文引用的方式并入本文中)，并且已证实肌酸补充展现神经保护作用(Matthews等，Exp Neurol，1999，157，142-149，所述文献以全文引用的方式并入本文中)。
可使用帕金森氏病的动物和人模型以及临床研究来评估施用本发明的化合物来治疗帕金森氏病的功效。帕金森氏病的动物和人模型为已知的(参见例如O′Neil等，CNSDrug Rev.2005，11(1)，77-96；Faulkner等，Ann.Pharmacother.2003，37(2)，282-6；Olson等，Am.J.Med.1997，102(1)，60-6；Van Blercom等，Clin Neuropharmacol.2004，27(3)，124-8；Cho等，Biochem.Biophys.Res.Commun.2006，341，6-12；Emborg，J.Neuro.Meth.2004，139，121-143；Tolwani等，Lab Anim Sci 1999，49(4)，363-71；Hirsch等，J Neural Transm Suppl 2003，65，89-100；Orth和Tabrizi，Mov Disord 2003，18(7)，729-37；Betarbet等，Bioessays 2002，24(4)，308-18；以及McGeer和McGeer，NeurobiolAging 2007，28(5)，639-647)。
阿尔茨海默病
阿尔茨海默病为以脑组织退化为特征的进行性心智功能损失，包括神经细胞损失和产生老年斑以及神经纤维缠结。在阿尔茨海默病中，部分脑退化，从而破坏神经细胞并且降低维持神经元对神经递质的反应性。脑组织中的异常由老年斑或神经炎性斑组成，例如含有称为淀粉样蛋白的异常不溶性蛋白的死亡神经细胞结块和神经纤维缠结、神经细胞中不溶性蛋白的股扭曲。
认为氧化压力可为在具有作为氧化损害目标之一的肌酸激酶的阿尔茨海默病组织中可观察到的代谢退化中的一个因素(Pratico等，FASEB J 1998，12，1777-1783；Smith等，J Neurochem 1998，70，2212-2215；以及Yatin等，Neurochem Res 1999，24，427-435，所述文献中的每一者以全文引用的方式并入本文中)，并且研究已显示细胞内肌酸磷酸盐水平与痴呆的进展之间的相关性(Pettegrew等，Neurobiol Aging 1994，15，117-132，所述文献以全文引用的方式并入本文中)。
可使用阿尔茨海默病的动物和人模型以及临床研究来评估施用本发明的化合物来治疗阿尔茨海默病的功效。例如Van Dam和De Dyn，Nature Revs Drug Disc 2006，5，956-970；Simpkins等，Ann NY Acad Sci，2005，1052，233-242；Higgins和Jacobsen，BehavPharmacol2003，14(5-6)，419-38；Janus和Westaway，Physiol Behav 2001，73(5)，873-86；以及Conn编，“Handbook of Models in Human Aging”，2006，Elsevier Science&Technology中公开了可用于评估化合物用于治疗阿尔茨海默病的功效的动物模型。
亨廷顿氏病
亨廷顿氏病为体染色体显性神经退化性病症，其中特定细胞死亡发生在新纹体和皮质中(Martin，N Engl J Med 1999，340，1970-80，所述文献以全文引用的方式并入本文中)。发作通常发生在生命的第四或第五个十年期间，发病年龄后平均存活为14至20年。亨廷顿氏病为致命的，并且没有有效治疗。症状包括特征运动障碍(亨廷顿氏舞蹈病)、认知功能障碍以及精神病学症状。所述疾病由编码在蛋白质亨廷顿蛋白(huntingtin)中CAG编码的聚谷酰氨酸重复的反常扩增的突变引起。许多研究表明存在进行性能量代谢受损，这可能起因于由因自由基产生所导致的氧化压力引起的线粒体损害。在亨廷顿氏病动物模型中的临床前研究已记录施用肌酸的神经保护作用。举例来说，由肌酸引起的神经保护与脑中的肌酸磷酸盐和肌酸水平较高和乳酸盐水平降低相关，这与改善的能量产生一致(参见Ryu等，Pharmacology&Therapeutics2005，108(2)，193-207，所述文献以全文引用的方式并入本文中)。
可使用亨廷顿氏病的动物和人模型以及临床研究来评估施用本发明的化合物来治疗亨廷顿氏病的功效。例如Riess和Hoersten，美国申请号2007/0044162；Rubinsztein，Trends in Genetics，2002，18(4)，202-209；Matthews等，J.Neuroscience 1998，18(1)，156-63；Tadros等，Pharmacol Biochem Behav 2005，82(3)，574-82中以及美国专利号6,706,764以及美国申请号2002/0161049、2004/0106680和2007/0044162中公开了亨廷顿氏病的动物模型。Verbessem等，Neurology 2003，61，925-230中公开了评估肌酸补充治疗亨廷顿氏病的功效的安慰剂对照临床试验。
肌萎缩性侧索硬化(ALS)
肌萎缩性侧索硬化(ALS)为以脑、脑干和脊髓中的运动神经元的进行性以及特定损失为特征的进行性神经退化性病症(Rowland和Schneider，N Engl J Med 2001，344，1688-1700，所述文献以全文引用的方式并入本文中)。ALS以虚弱开始，常常为手部虚弱并且较不常见为脚部虚弱，通常向上进展至手臂或腿部。随时间推移，虚弱增加并且产生痉挛状态，特征为肌肉颤搐和绷紧，随后为肌肉痉挛和可能的震颤。平均发作年龄为55岁，并且临床发作后的平均寿命预期值为4年。对于ALS仅有的认可的治疗为利鲁唑(riluzole)，利鲁唑仅可使存活延长约三个月。在ALS的转基因动物模型中已显示口服肌酸提供神经保护作用(Klivenyi等，Nat Med 1999，5，347-50，所述文献以全文引用的方式并入本文中)。
可使用ALS的动物和人模型以及临床研究来评估施用本发明的化合物来治疗ALS的功效。ALS的天然疾病模型包括小鼠模型(运动神经元退化、进行性运动神经病变以及摇摆(wobbler))以及犬遗传性脊髓性肌萎缩犬模型(Pioro和Mitsumoto，Clin Neurosci，19954996，3(6)，375-85)。实验制备和基因工程改造的ALS动物模型也可用于评估治疗功效(参见例如Doble和Kennelu，Amyotroph Lateral Scler Other Motor NeuronDisord.2000，1(5)，301-12；Grieb，Folia Neuropathol.2004，42(4)，239-48；Price等，RevNeurol(Paris)，1997，153(8-9)，484-95；以及Klivenyi等，Nat Med 1999，5，347-50)。具体地说，SOD1-G93A小鼠模型为认可用于ALS的模型。例如Mitsumoto，Amyotroph LateralScler Other Motor Neuron Disord.2001，2增刊1，S10-S14；Meininger，NeurodegenerDis 2005，2，208-14；以及Ludolph和Sperfeld，Neurodegener Dis.2005，2(3-4)，215-9中描述了可用于评估ALS的治疗的临床试验方案的实例。
多发性硬化
多发性硬化(MS)为由针对中枢神经系统的分离轴突髓鞘的自体免疫发作引起的中枢神经系统多方面炎性自体免疫疾病。脱髓鞘导致传导性的瓦解并且在存在局部轴突的破坏和不可逆神经元细胞死亡的情况下导致严重疾病。MS的症状随展现特定模式的运动、感知以及感觉紊乱的各个个别患者而高度变化。MS在病理上体现为脑和脊髓内的多个炎性病灶、脱髓鞘斑、神经胶瘤病以及轴突病变，所有这些表现均促进神经失能的临床表现(参见例如Wingerchuk，Lab Invest2001，81，263-281；以及Virley，NeruoRx 2005，2(4)，638-649)。虽然未充分了解促成疾病的原因事件，但大多数证据暗示与环境因素一起的自体免疫病原学以及特定遗传易感性。功能损伤、失能以及残疾表现为麻痹、感觉和认知紊乱(octintive disturbance)、痉挛状态、震颤、协调性缺乏以及视觉受损，这些影响个体的生活质量。MS的临床过程可在个体间有所不同，但不变的是，所述疾病可分类为三种形式：复发-缓解、继发进行型以及原发进行型。若干研究暗示在疾病的病原学和症状情况下的肌酸磷酸盐代谢功能障碍(Minderhoud等，Arch Neurol 1992，49(2)，161-5；He等，Radiology2005，234(1)，211-7；Tartaglia等，Arch Neurology 2004，61(2)，201-207；Duong等，JNeurol2007年4月20日；以及Ju等，Magnetic Res Imaging 2004，22，427-429)，不过单独肌酸摄入似乎并不会有效改善患有MS的个体的运动能力(Lambert等，Arch Phys Med Rehab2003，84(8)，1206-1210)。
在临床试验中可使用诸如扩展型失能状态量表(Kurtzke，Neurology 1983，33，1444-1452)和MS功能复合材料(Fischer等，Mult Scler，1999，5，244-250)等工具以及磁共振成像病变负荷、生物标记物以及自我报导的生活质量(参见例如Kapoor，Cur OpinionNeurol2006，19，255-259)来实现MS治疗功效的评估。证实可用于鉴定和验证潜在治疗剂的MS动物模型包括模拟MS的临床和病理表现的实验自体免疫/过敏性脑脊髓炎(EAE)啮齿动物模型(Werkerle和Kurschus，Drug Discovery Today：Disease Models，Nervous SystemDisorders，2006，3(4)，359-367；Gijbels等，Neurosci Res Commun2000，26，193-206；以及Hofstetter等，J Immunol2002，169，117-125)以及非人灵长类动物EAE模型(′t Hart等，Immunol Today2000，21，290-297)。
精神性病症
在某些实施方案中，本发明的化合物或其药物组合物可用于治疗精神性病症，诸如精神分裂症、双极性病症以及焦虑。
精神分裂症
精神分裂症为慢性、重度并且致残的脑部病症，所述脑部病症影响全世界约1％的人，包括320万美国人。精神分裂症涵盖一组以思维过程功能障碍为特征的神经精神性病症，诸如妄想、幻觉以及患者对他人严重失去兴趣。精神分裂症包括以下亚型：妄想型精神分裂症，以专注于妄想或幻听为特征；青春期痴呆性或错乱型精神分裂症，以言语错乱、行为错乱以及情绪无变化或不恰当为特征；紧张型精神分裂症，以诸如不动、过量运动活动或采取奇异姿势的身体症状为主；未分型精神分裂症，以其他亚型的特征症状的组合为特征；以及其余精神分裂症，其中一个人当前未罹患阳性症状，但表达出精神分裂症的阴性和/或认知症状(参见DSM-IV-TR分类295.30(妄想型)、295.10(错乱型)、295.20(僵直型)、295.90(未分化型)以及295.60(其余类型)；Diagnostic and Statistical Manual of MentalDisorders，第4版，American Psychiatric Association，297-319，2005)。精神分裂症包括这些和其他紧密相关的精神性病症，诸如类精神分裂症、情感分裂性病症、妄想性病症、短时精神性病症、共有型精神性病症、归因于一般医学疾患的精神性病症、物质诱发的精神性病症以及未指定的精神性病症(DSM-IV-TR，第4版，第297-344页，American PsychiatricAssociation，2005)。
精神分裂症症状可归类为阳性、阴性或认知症状。精神分裂症的阳性症状包括妄想和幻觉，所述阳性症状可使用例如阳性和阴性综合征量表(PANSS)(Kay等，Schizophrenia Bulletin1987，13，261-276)来测量。精神分裂症的阴性症状包括情感迟钝、无反应性、失语症以及社交退缩，所述阴性症状可例如使用阴性症状评估量表(SANS)(Andreasen，1983，Scales for the Assessment of Negative Symptoms(SANS)，IowaCity，Iowa)来测量。精神分裂症的认知症状包括获得组织性和使用智力知识受损，所述认知症状可使用阳性和阴性综合征量表-认知子量表(PANSS-认知子量表)(Lindenmayer等，JNerv Ment Dis1994，182，631-638)或通过诸如使用威斯康星卡片分类测试(WisconsinCard Sorting Test)评估执行认知任务的能力(参见例如Green等，Am J Psychiatry1992，149，162-67；以及Koren等，Schizophr Bull 2006，32(2)，310-26)来测量。
许多研究支持精神分裂症与脑部高能量磷酸盐代谢功能障碍的相关性(Fukuzako，World J Biol Psychiatry2001，2(2)，70-82；以及Gangadhar等，Prog Neuro-Psychopharmacology&Biological Psychiatry2006，30，910-913。罹患精神分裂症的患者在脑左侧和右侧额区中展现较低磷酸肌酸水平，这与敌对猜疑和焦虑抑郁评估子量表高度相关(Deicken等，Biol Psychiatry 1994，36(8)，503-510；Volz等，Biol Psychiatry1998，44，399-404；以及Volz等，Biol Psychiatry 2000，47，954-961)。因此，已建议将肌酸补充用于治疗精神分裂症(参见例如Lyoo等，Psychiatry Res：Neuroimaging 2003，123，87-100)。
可通过本领域技术人员已知的方法来测定肌酸前药和其药物组合物用于治疗精神分裂症的功效。举例来说，精神分裂症的阴性、阳性和/或一种或多种认知症状可在治疗患者之前和之后测量。一种或多种此类症状减轻表明患者的疾患已改善。可使用例如阴性症状评估量表(SANS)、阳性和阴性症状量表(PANSS)(参见例如Andreasen，1983，Scalesfor the Assessment of Negative Symptoms(SANS)，Iowa City，Iowa；以及Kay等，Schizophrenia Bulletin 1987，13，261-276)以及使用诸如威斯康星卡片分类测试(WCST)的认知缺陷测试以及认知功能的其他量度(参见例如Keshavan等，Schizophr Res 2004，70(2-3)，187-194；Rush，Handbook of Psychiatric Measures，American PsychiatricPublishing 2000；Sajatovic和Ramirez，Rating Scales in Mental Health，第2版，Lexi-Comp，2003，Keefe等，Schizophr Res.2004，68(2-3)，283-97；以及Keefe等，Neuropsychopharmacology，2006年4月19日来评估精神分裂症症状的改善。
可使用精神分裂症的动物模型(参见例如Geyer和Moghaddam，“Neuropsychopharmacology”，Davis等编，第50章，689-701，American College ofNeuropsychopharmacology，2002)来评估肌酸前药和其药物组合物的功效。举例来说，大鼠中的条件性回避反应行为(CAR)和僵直测试分别被证实可用于预测抗精神病药活性和EPS效应倾向(Wadenberg等，Neuropsychopharmacology，2001，25，633-641)。
双极性病症
双极性病症为以多个极端情绪时期为特征的精神病学疾患。所述情绪可发生在从抑郁(例如持久的忧愁、焦虑、内疚、愤怒、孤立和/或绝望感；睡眠和食欲紊乱；对通常喜欢的活动疲劳和丧失兴趣；难以集中注意力；孤独；自我嫌恶；冷漠或冷淡；人格解体；对性活动丧失兴趣；害羞或社交焦虑；易怒；慢性疼痛；缺乏动力；以及病态/自杀性想法)到躁狂症(例如情感高涨、欣快、激怒和/或猜疑)的范围内。Diagnostic and Statistical Manualof Mental Disorders，第4版，文本修订(DSM-IV-TR)，American Psychiatric Assoc.，200，第382-401页中对双极性病症进行了定义和分类。双极性病症包括I型双极性病症、II型双极性病症、循环性精神病以及未另外规定的双极性病症。
患有双极性抑郁的患者被证实具有以磷酸肌酸和肌酸激酶水平降低为特征的受损的脑部高能量磷酸盐代谢(Kato等，J Affect Disord1994，31(2)，125-33；以及Segal等，Eur Neuropsychopharmacology 2007，17，194-198)，可能涉及线粒体能量代谢(Stork和Renshaw，Molecular Psychiatry 2005，10，900-919)。
可在临床试验中使用诸如以下的评定量表对双极性病症的治疗进行评估：蒙哥马利郡-阿斯伯格抑郁评定量表(Montgomery-Asberg Depression Rating Scale)、汉密尔顿抑郁量表(Hamilton Depression Scale)、拉斯金抑郁量表(Raskin Depression Scale)、非格纳准则(Feighner criteria)和/或临床总体印象量表得分(Gijsman等，Am JPsychiatry 2004，161，1537-1547)。
焦虑
Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders，第4版，文本修订(DSM-IV-TR)，American Psychiatric Assoc.，200，第429-484页中对焦虑进行了定义和分类。焦虑障碍包括恐慌发作、广场恐惧症、没有广场恐惧症的恐慌症、没有恐慌症史的广场恐惧症、特定恐惧症、社交恐惧症、强迫症、创伤后应激障碍、急性压力障碍、广泛性焦虑障碍、归因于一般医学疾患的焦虑障碍、物质诱发的焦虑障碍以及未另外规定的焦虑障碍。当前工作已记录半卵心(脑白质的典型区域)中的肌酸/磷酸肌酸水平降低与焦虑严重程度的相关性(Coplan等，Neuroimaging，2006，147，27-39)。
可用于对焦虑的治疗进行评估的动物模型包括恐惧强化的惊恐(Brown等，JExperimental Psychol，1951，41，317-327)、高架十字迷宫(Pellow等，JNeurosci.Methods 1985，14，149-167；以及Hogg，Pharmacol Biochem Behavior 1996，54(1)，21-20)以及高架十字迷宫中恐惧强化的行为(Korte和De Boer，Eur J Pharmacol2003，463，163-175)。焦虑的基因动物模型为已知的(Toh，Eur J Pharmacol 2003，463，177-184)，正如对抗焦虑剂敏感的其他动物模型一般(Martin，Acta Psychiatr ScandSuppl 1998，393，74-80)。
在临床试验中，可使用用于诱导可用于健康志愿者和患有焦虑障碍的患者的实验性焦虑的心理学程序(参见例如Graeff等，Brazilian J Medical Biological Res 2003，36，421-32)或通过基于如由First等，Structured Clinical Interview for DSM-IV AxisI Disorders，Patient Edition(SCIDIP)，第2版.Biometrics Research，New York StatePsychiatric Institute，New York，1995描述的DSM-IV轴I型病症的结构性临床会诊选择患者来评估功效。可使用许多量表中的任一者来评估焦虑和治疗功效，包括例如宾州担忧问卷(Penn State Worry Questionnaire)(Behar等，J Behav Ther Exp Psychiatr 2003，34，25-43)、汉密尔顿焦虑和抑郁量表(Hamilton Anxiety and Depression Scales)、斯皮尔伯格状态特质焦虑量表(Spielberger State-Trait Anxiety Inventory)以及利博维茨社会焦虑量表(Liebowitz Social Anxiety Scale)(Hamilton，J Clin Psychiatry 1980，41，21-24；Spielberger和Vagg，J Personality Assess 1984，48，95-97；以及Liebowitz，JClin Psychiatry1993，51，31-35(增刊))。
影响肌酸合成和运输系统的遗传性疾病
细胞内肌酸汇集物通过从膳食摄入肌酸和通过内源性肌酸合成来维持。许多组织(尤其脑、肝脏以及胰腺)含有Na+-Cl-依赖性肌酸转运物(SLC6A8)，Na+-Cl-依赖性肌酸转运物负责通过质膜进行的主动肌酸运输。肌酸生物合成涉及两种酶的作用：L-精氨酸：甘氨酸脒基转移酶(AGAT)和胍基乙酸转移酶(GAMT)。AGAT催化精氨酸的脒基转移至甘氨酸以产生鸟氨酸和胍基乙酸盐。胍基乙酸盐在脒基处由GAMT甲基化，得到肌酸(参见例如Wyss和Kaddurah-Daouk，Phys Rev 2000，80，1107-213)。
在人中，肌酸生物合成中的两个基因错误和肌酸转运体中的一个基因错误为已知的并且涉及AGAT、GAMT以及肌酸转运体缺乏(Schulze，Cell Biochem，2003，244(1-2)，143-50；Sykut-Cegielska等，Acta Biochimica Polonica 2004，51(4)，875-882)。具有肌酸合成障碍的患者具有肌酸和肌酸磷酸盐的全身性消耗。受AGAT缺乏影响的患者可显示精神和运动迟钝、言语发育严重迟缓以及发热性癫痫发作(Item等，Am J Hum Genet.2001，69，1127-1133)。受GAMT缺乏影响的患者可显示发育迟缓并且不主动说话、自闭症伴自我伤害、额外锥体症状以及癫痫症(Stromberger等，J Inherit Metab Dis 2003，26，299-308)。患有肌酸转运体缺乏的患者展现细胞内肌酸和肌酸磷酸盐消耗。编码肌酸转运体的基因定位于X染色体上，并且受影响的男性患者显示轻度至重度智力迟钝，受影响的女性具有较轻的表现(Salomons等，J.Inherit Metab Dis 2003，26，309-18；Rosenberg等，Am J HumGenet.2004，75，97-105；deGrauw等，Neuropediatrics 2002，33(5)，232-238；Clark等，HumGenet，2006年4月)。
已证实以每天每千克体重约350mg至2g的剂量补充肌酸有效消退AGAT或GAMT缺乏的临床症状(参见例如Schulze，Cell Biochem，2003，244(1-2)，143-50)。然而，不同于在患有GAMT和AGAT缺乏的患者中，在患有肌酸转运体缺乏的患者中口服补充肌酸不引起脑肌酸水平增加(参见Stockler-Ipsiroglu等，Physician′s Guide to the Treatment andFollow up of Metabolic Diseases，Blau等编，Springer Verlag，2004)。
肌肉疲劳
在高强度运动期间，ATP水解最初经由肌酸激酶反应由肌酸磷酸盐缓冲(Kongas和van Beek，2001年第2届国际系统生物学会议(2nd Int.Conf.Systems Biol 2001)，LosAngeles Calif.，Omnipress，Madison，Wis.，198-207；以及Walsh等，J Physiol 2001，537.3，971-78，所述文献中的每一者以全文引用的方式并入本文中)。在运动期间，尽管肌酸磷酸盐立即可用于ATP再生，但延迟几秒即诱发糖解作用，并且线粒体氧化磷酸化的刺激延迟得甚至更久。因为肌肉中的肌酸磷酸盐储存量有限，所以在高强度运动期间，肌酸磷酸盐在约10秒内就被消耗。已提出可通过增加肌肉肌酸磷酸盐储存量来增强肌肉性能并且由此延迟肌酸磷酸盐消耗。虽然在间断性超强运动中肌酸和/或肌酸磷酸盐补充可改善肌肉性能，但未表明补充会增强忍耐性能。另一方面，在延长的次最强运动期间静脉内注射肌酸磷酸盐似乎会改善运动耐受性(Clark，J Athletic Train，1997，32，45-51，所述文献以全文引用的方式并入本文中)。
肌肉强度
在正常健康个体中膳食肌酸补充对肌肉功能具有有益副作用，并且因而它被业余爱好者和专业竞技人员使用已有所增加。有证据表明肌酸补充可如下增强总体肌肉性能：通过增加肌肉肌酸磷酸盐储存量，肌肉肌酸磷酸盐储存量为在强烈运动的最初几秒中用于立即再生ATP的最重要能量来源；通过在恢复期期间加速肌酸磷酸盐汇集物的恢复；以及通过减少腺苷核苷酸的降解并且可能还减少运动期间的乳酸盐累积(参见例如Wyss和Kaddurah-Daouk，Physiol Rev 2000，80(3)，1107-1213)。
然而，在正常健康个体中，连续和长期使用肌酸未能在肌肉中维持升高的肌酸和肌酸磷酸盐(参见例如Juhn等，Clin J Sport Med 1998，8，286-297；Terjung等，Med SciSports Exerc 2000，32，706-717；以及Vandenberghe等，J Appl Physiol 1997，83，2055-2063，所述文献中的每一者以全文引用的方式并入本文中)，这可能是因为肌酸转运体活性和转运蛋白含量下调(Snow和Murphy，Mol Cell Biochem 2001，224(1-2)，169-181，所述文献以全文引用的方式并入本文中)。因此，与肌酸转运体无关的本发明肌酸前药可用于维持、恢复和/或增强哺乳动物并且特别是人的肌肉强度。
可使用动物和人模型以及临床研究来评估施用本发明的化合物来维持、恢复和/或增强肌肉强度的功效。例如Wirth等，J Applied Physiol 2003，95，402-412以及Timson，J.Appl Physiol 1990，69(6)，1935-1945中公开了可用于评估肌肉强度的动物模型。在人中可使用例如Oster，美国申请号2007/0032750、美国申请号2007/0012105中所公开的方法和/或使用本领域技术人员已知的其他方法来评估肌肉强度。
器官和细胞活力
在某些实施方案中，用于研究或细胞移植的有活力的脑、肌肉、胰腺或其他细胞类型的分离可因灌注细胞和/或使细胞与含有肌酸或肌酸磷酸盐类似物前药的分离或生长培养基接触而增强。在某些实施方案中，可通过使组织器官或细胞与有效量的本发明化合物或其药物组合物接触来改善组织器官或细胞的活力。
与葡萄糖水平调控有关的疾病
肌酸磷酸盐的施用使血浆葡萄糖水平降低，并且因此可用于治疗与葡萄糖水平调控有关的疾病，诸如高血糖症、胰岛素依赖性或非胰岛素依赖性糖尿病以及继发于糖尿病的相关疾病(美国申请号2005/0256134)。
可使用动物和人模型以及临床研究评估施用本发明的化合物来治疗与葡萄糖水平调控有关的疾病的功效。可向诸如大鼠、兔或猴等动物施用化合物，并且在各个时间测定血浆葡萄糖浓度(参见例如美国申请号2003/0232793)。可使用诸如例如Shafrir，“AnimalModels of Diabetes”，2007年编，CRC Press；Mordes等，“Animal Models ofDiabetes”，2001，Harwood Academic Press；Mathe，Diabete Metab 1995，21(2)，106-111；以及Rees和Alcolado，Diabetic Med.2005，22，359-370中所公开的糖尿病动物模型来评估化合物用于治疗胰岛素依赖性或非胰岛素依赖性糖尿病以及继发于糖尿病的相关疾病的功效。
本发明化合物的给予和施用的实施方案
可施用本公开的化合物或药学上可接受的盐或前述物质中的任一者的药学上可接受的溶剂合物以治疗如本文所描述的疾病或病症。
本发明的化合物将有效治疗本文所公开的特定疾病、病症或疾患的量将取决于疾病、病症或疾患的性质，并且可通过本领域中已知的标准临床技术来确定。此外，可任选采用体外或体内分析来帮助确定最佳剂量范围。施用化合物的量除其他因素外可取决于所治疗的患者、患者的体重、患者的健康、所治疗的疾病、痛苦严重程度、施用途径、化合物性能以及处方医师的判断。
对于全身性施用，治疗有效剂量最初可通过体外分析来估计。举例来说，可在动物模型中配制剂量以实现有益的循环组合物浓度范围。还可使用本领域中已知的技术由体内数据(例如动物模型)估计初始剂量。此类信息可用于更精确地确定人中的可用剂量。本领域技术人员可基于动物数据优化对人的施用。
肌酸天然地存在于人体中并且部分由肾脏、胰腺以及肝脏合成(每天约1-2克)，并且部分随食物一起摄入(每天约1-5克)。细胞经由肌酸转运体主动吸收肌酸。在细胞内，肌酸激酶将肌酸磷酸化以形成肌酸磷酸盐的汇集物，肌酸磷酸盐的汇集物可充当时间和空间能量缓冲物。
在不存在有害副作用的情况下，可以高剂量施用肌酸、肌酸磷酸盐以及其类似物。举例来说，在不存在有害副作用的情况下，已以在每天2-3gm范围内的量向运动员和健身者施用肌酸单水合物，并且已通过静脉内注射每天多达8gm向患有心脏疾病的患者施用肌酸磷酸盐。被饲喂含有高达1％环肌酸的膳食的动物也未展现有害作用(参见例如Griffiths和Walker，J.Biol.Chem.1976，251(7)，2049-2054；Annesley等，J Biol Chem 1978，253(22)，8120-25；Lillie等，Cancer Res1993，53，3172-78；以及Griffiths，J Biol Chem1976，251(7)，2049-54)。
在某些实施方案中，治疗有效剂量的本发明化合物可包含每天约1mg当量至约20,000mg当量的肌酸磷酸盐类似物、每天约100mg当量至约12,000mg当量的肌酸磷酸盐类似物、每天约1,000mg当量至约10,000mg当量的肌酸磷酸盐类似物，并且在某些实施方案中，为每天约4,000mg当量至约8,000mg当量的肌酸磷酸盐类似物。
可以单一剂型或以多个剂型施用剂量。当使用多个剂型时，每个剂型内所含化合物的量可为相同或不同的。剂量中所含的本发明化合物的量可取决于施用途径以及通过急性、慢性或急性与慢性施用的组合是否有效治疗患者的疾病、病症或疾患。
在某些实施方案中，所施用的剂量小于毒性剂量。可在细胞培养物或实验动物中通过标准医药程序，例如通过测定LD50(群体50％致死的剂量)或LD100(群体100％致死的剂量)来确定本文所描述的组合物的毒性。毒性作用与治疗作用之间的剂量比率为治疗指数。在某些实施方案中，药物组合物可展现高治疗指数。可使用从这些细胞培养物分析和动物研究获得的数据来制定用于人时不具毒性的剂量范围。本发明的药物组合物的剂量可在例如血液、血浆或中枢神经系统中的循环浓度范围内，所述剂量包括有效剂量并且几乎不展现毒性。根据所采用的剂型和所利用的施用途径，剂量可在此范围内变化。
在治疗期间，剂量和给药时间表可提供足以治疗疾病或稳态水平的有效量的肌酸和肌酸磷酸盐。在某些实施方案中，可施用递增剂量。
在一个实施方案中，本公开提供了一种包含本公开的化合物或其药学上可接受的盐或溶剂合物的持续释放药物组合物，其中本公开的化合物肌酸或氘化肌酸的释放历经约4小时或更久的时间。在其他实施方案中，化合物的释放历经约5、约6、约7、约8、约9、约10、约11、约12、约13、约14、约15、约16、约17、约18、约19、约20、约21、约22、约23或约24小时的时间。
在另一实施方案中，本公开提供了一种包含本公开的化合物或其药学上可接受的盐或溶剂合物的持续释放药物组合物，其中本公开的化合物肌酸或氘化肌酸的药理学作用在施用组合物后持续约4小时或更久。在其他实施方案中，化合物的药理学作用持续约5、约6、约7、约8、约9、约10、约11、约12、约13、约14、约15、约16、约17、约18、约19、约20、约21、约22、约23或约24小时。
在另一实施方案中，本公开提供了一种包含本公开的化合物或其药学上可接受的盐或溶剂合物的持续释放药物组合物；其中所述组合物在施用后提供治疗有效量的所述化合物持续约4小时或更久。在其他实施方案中，所述组合物提供治疗有效量的所述化合物持续约5、约6、约7、约8、约9、约10、约11、约12、约13、约14、约15、约16、约17、约18、约19、约20、约21、约22、约23或约24小时。
在某些实施方案中，本公开的化合物或其药物组合物可作为单一、一次剂量施用或慢性施用。慢性意指针对给定个体不止一次实践本公开的方法和组合物。举例来说，慢性施用可为如本领域技术人员将显而易知，每天、每天两次或更频繁或更不频繁地向动物(包括个体)施用多个剂量的药物组合物。在另一实施方案中，急性地实践所述方法和组合物。急性意指在接近于局部缺血或阻塞事件或与局部缺血或阻塞事件同时的时间段内实践本公开的方法和组合物。举例来说，急性施用可为在局部缺血或阻塞事件(诸如急性心肌梗塞)发作时；在局部缺血或阻塞事件(诸如中风)的早期表现后；或在手术程序之前、期间或之后施用单一剂量或多个剂量的药物组合物。接近于局部缺血或阻塞事件或与局部缺血或阻塞事件同时的时间段将根据局部缺血事件有所变化，但可为例如在经历心肌梗塞、中风或间歇性跛行的症状的约30分钟内。在某些实施方案中，急性施用为在局部缺血事件的约一小时内施用。在某些实施方案中，急性施用为在局部缺血事件之后约2小时、约6小时、约10小时、约12小时、约15小时或约24小时内施用。
在某些实施方案中，本公开的化合物或其药物组合物可为慢性施用。在某些实施方案中，慢性施用可包括在单一天内周期性施用若干静脉内注射。在某些实施方案中，慢性施用可包括每天、约每隔一天、约每3至15天、约每5至10天并且在某些实施方案中为约每10天以快速注射形式或以连续输注形式进行静脉内注射施用。
在某些实施方案中，可将本公开的化合物、其药学上可接受的盐或前述物质中的任一者的药学上可接受的溶剂合物用于与至少一种其他治疗剂的组合疗法中。本公开的化合物和一种或多种其他治疗剂可相加地或且在某些实施方案中协同地起作用。在一些实施方案中，本公开的化合物可与施用另一治疗剂同时施用，所述另一治疗剂为诸如用于治疗与能量代谢功能障碍相关的疾病；治疗肌肉疲劳；增强肌肉强度和耐力；增加器官移植物活力；以及改善所分离的细胞的活力的化合物。在一些实施方案中，可在施用另一治疗剂之前或之后施用本公开的化合物、药学上可接受的盐或前述物质中的任一者的药学上可接受的溶剂合物，所述另一治疗剂为诸如用于治疗与能量代谢功能障碍相关的疾病(诸如CCDS/CTD、局部缺血、心室肥厚、神经退化性疾病(诸如ALS、亨廷顿氏病、帕金森氏病或阿尔茨海默病)、手术相关局部缺血性组织损伤以及再灌注组织损伤)；治疗多发性硬化(MS)、治疗精神性病症(诸如精神分裂症、双极性病症或焦虑)；治疗肌肉疲劳；增强肌肉强度和耐力；增加器官移植物的活力；以及改善所分离的细胞的活力的化合物。
组合使用的实施方案
在某些实施方案中，可将本发明的化合物、其药学上可接受的盐、溶剂合物、互变异构体或立体异构体或前述物质中的任一者的药学上可接受的溶剂合物用于与至少一种其他治疗剂的组合疗法中。本发明的化合物和一种或多种其他治疗剂可相加地或且在某些实施方案中协同地起作用。在一些实施方案中，本发明的化合物可与施用另一治疗剂同时施用，所述另一治疗剂为诸如用于治疗与能量代谢功能障碍相关的疾病；治疗肌肉疲劳；增强肌肉强度和耐力；增加器官移植物活力；以及改善所分离的细胞的活力的化合物。在一些实施方案中，可在施用另一治疗剂之前或之后施用本发明的化合物、药学上可接受的盐或前述物质中的任一者的药学上可接受的溶剂合物，所述另一治疗剂为诸如用于治疗与能量代谢功能障碍相关的疾病(诸如CCDS/CTD、局部缺血、心室肥厚、神经退化性疾病(诸如ALS、亨廷顿氏病、帕金森氏病或阿尔茨海默病)、手术相关局部缺血性组织损伤以及再灌注组织损伤)；治疗多发性硬化(MS)、治疗精神性病症(诸如精神分裂症、双极性病症或焦虑)；治疗肌肉疲劳；增强肌肉强度和耐力；增加器官移植物的活力；以及改善所分离的细胞的活力的化合物。
除一种或多种本发明化合物之外，本发明的药物组合物还可包括一种或多种有效治疗相同或不同疾病、病症或疾患的治疗剂。
本发明的方法包括施用一种或多种本发明化合物或药物组合物以及一种或多种其他治疗剂，前提条件为组合施用不抑制所述一种或多种本发明化合物的治疗功效和/或不产生有害组合影响。
在某些实施方案中，本发明的组合物可与施用另一治疗剂同时施用，另一治疗剂可为与含有本发明化合物的药物组合物或剂型相同的药物组合物或剂型的一部分或在不同组合物或剂型中。在某些实施方案中，可在施用另一治疗剂之前或之后施用本发明的化合物。在组合疗法的某些实施方案中，组合疗法包含在施用本发明的组合物与包含另一治疗剂的组合物之间交替进行，例如以使与特定药物相关的有害副作用最小化。当本发明的化合物与潜在地可产生包括但不限于毒性的有害副作用的另一治疗剂同时施用时，可有利地以降至引发有害副作用的阈值以下的剂量施用所述治疗剂。
在某些实施方案中，本发明的化合物或药物组合物包括诸如以下的用于治疗帕金森氏病的另一化合物或可与所述另一化合物一起向患者施用：阿曼他汀(amantadine)、苯托品(benztropine)、溴隐亭(bromocriptine)、左旋多巴(levodopa)、培高利特(pergolide)、普拉克索(pramipexole)、罗匹尼罗(ropinirole)、司来吉兰(selegiline)、三己芬迪(trihexyphenidyl)或前述各项中的任一者的组合。
在某些实施方案中，本发明的化合物或药物组合物包括诸如以下的用于治疗阿尔茨海默病的另一化合物或可与所述另一化合物一起向患者施用：多奈哌齐(donepezil)、加兰他敏(galantamine)、美金刚(memantine)、利斯的明(rivastigmine)、他克林(tacrine)或前述各项中的任一者的组合。
在某些实施方案中，本发明的化合物或药物组合物包括诸如利鲁唑等用于治疗ALS的另一化合物或可与所述另一化合物一起向患者施用。
在某些实施方案中，本发明的化合物或药物组合物包括诸如以下的用于治疗局部缺血性中风的另一化合物或可与所述另一化合物一起向患者施用：阿司匹林(aspirin)、尼莫地平(nimodipine)、氯吡格雷(clopidogrel)、普伐他汀(pravastatin)、未分馏肝素、依替巴肽(eptifibatide)、β-阻断剂、血管紧张素转化酶(ACE)抑制剂、依诺肝素(enoxaparin)或前述各项中的任一者的组合。
在某些实施方案中，本发明的化合物或药物组合物包括诸如以下的用于治疗局部缺血性心肌病或局部缺血性心脏病的另一化合物或可与所述另一化合物一起向患者施用：ACE抑制剂，诸如雷米普利(ramipril)、卡托普利(captopril)和赖诺普利(lisinopril)；n-阻断剂，诸如醋丁洛尔(acebutolol)、阿替洛尔(atenolol)、倍他洛尔(betaxolol)、比索洛尔(bisoprolol)、卡替洛尔(carteolol)、纳多洛尔(nadolol)、喷布洛尔(penbutolol)、普萘洛尔(propranolol)、噻吗洛尔(timolol)、美托洛尔(metoprolol)、卡维洛尔(carvedilol)以及醛固酮；利尿剂；毛地黄毒苷或前述各项中的任一者的组合。
在某些实施方案中，本发明的化合物或药物组合物包括诸如以下的用于治疗心血管疾病的另一化合物或可与所述另一化合物一起向患者施用：血液稀释剂、降胆固醇剂、抗血小板剂、血管扩张剂、β-阻断剂、血管紧张素阻断剂、洋地黄以及前述各项中的任一者的衍生物或组合。
在某些实施方案中，本发明的化合物或药物组合物包括用于治疗MS的另一化合物或可与所述另一化合物一起向患者施用。可用于治疗MS的药物的实例包括皮质类固醇，诸如甲基泼尼松龙(methylprednisolone)；IFN-β，诸如IFN-β1a和IFN-β1b；乙酸格列默(glatiramer acetate)结合于极晚抗原-4(VLA-4)整合素的单克隆抗体，诸如那他珠单抗(natalizumab)；免疫调节剂，诸如FTY 720神经鞘胺醇-1磷酸盐调节剂和COX-2抑制剂，诸如BW755c、吡罗昔康(piroxicam)以及菲尼酮(phenidone)；以及包括谷氨酸盐兴奋性毒性和iNOS的抑制剂、自由基捕获剂以及阳离子通道阻断剂的神经保护治疗；美金刚；AMPA拮抗剂，诸如托吡酯(topiramate)；以及甘氨酸位点NMDA拮抗剂(Virley，NeruoRx 2005，2(4)，638-649以及其中的参考文献；以及美国申请号2004/0102525)。
在某些实施方案中，本发明的化合物或药物组合物包括用于治疗精神分裂症的另一化合物或可与所述另一化合物一起向患者施用。可用于治疗精神分裂症的抗精神病剂的实例包括但不限于醋奋乃静(acetophenazine)、阿舍西隆(alseroxylon)、阿米替林(amitriptyline)、阿立哌唑(aripiprazole)、阿司咪唑(astemizole)、苯喹胺(benzquinamide)、丙烯奋乃静(carphenazine)、氯美乍酮(chlormezanone)、氯丙嗪(chlorpromazine)、氯普噻吨(chlorprothixene)、氯氮平(clozapine)、地昔帕明(desipramine)、达哌啶醇(droperidol)、氟哌利多(aloperidol)、氟非那嗪(fluphenazine)、氟哌噻吨(flupenthixol)、甘氨酸、洛沙平(oxapine)、美索哒嗪(mesoridazine)、莫林酮(molindone)、奥氮平(olanzapine)、昂丹司琼(ondansetron)、奋乃静(perphenazine)、匹莫齐特(pimozide)、丙氯拉嗪(prochlorperazine)、普环啶(procyclidine)、普马嗪(promazine)、丙酰马嗪(propiomazine)、喹硫平(quetiapine)、瑞莫必利(remoxipride)、利血平(reserpine)、利培酮(risperidone)、舍吲哚(sertindole)、舒必利(sulpiride)、特非那定(terfenadine)、硫乙拉嗪(thiethylperzaine)、硫利达嗪(thioridazine)、替沃噻吨(thiothixene)、三氟拉嗪(trifluoperazine)、三氟丙嗪(triflupromazine)、三甲泼拉嗪(trimeprazine)以及齐拉西酮(ziprasidone)。可用于治疗精神分裂症症状的其他抗精神病剂包括阿米舒必利(amisulpride)、巴拉皮利酮(balaperidone)、布南色林(blonanserin)、丁酰拉嗪(butaperazine)、丙烯奋乃静、依利色林(eplavanserin)、伊潘立酮(iloperidone)、拉米克妥(lamictal)、奥沙奈坦(onsanetant)、帕利哌酮(paliperidone)、哌罗匹隆(perospirone)、哌西他嗪(piperacetazine)、雷氯必利(raclopride)、瑞莫必利(remoxipride)、沙立佐坦(sarizotan)、索奈哌唑(sonepiprazole)、舒必利、齐拉西酮以及佐替平(zotepine)；血清素以及多巴胺(5HT/D2)激动剂，诸如阿塞那平(asenapine)和联苯芦诺(bifeprunox)；神经激肽3拮抗剂，诸如他尔奈坦(talnetant)和奥沙奈坦(osanetant)；安帕金(AMPAkine)，诸如CX-516、加兰他敏、美金刚、莫达非尼、奥卡哌酮(ocaperidone)以及托卡朋(tolcapone)；以及α-氨基酸，诸如D-丝氨酸、D-丙氨酸、D-环丝氨酸以及N-甲基甘氨酸。
在某些实施方案中，本发明的化合物或药物组合物包括诸如以下的用于治疗双极性病症的另一化合物或可与所述另一化合物一起向患者施用：阿立哌唑、卡马西平(carbamazepine)、氯硝西泮(clonazepam)、可乐定(clonidine)、拉莫三嗪(lamotrigine)、喹硫平、维拉帕米(verapamil)以及齐拉西酮。
在某些实施方案中，本发明的化合物或药物组合物包括诸如以下的用于治疗焦虑的另一化合物或可与所述另一化合物一起向患者施用：阿普唑仑、阿替洛尔、丁螺环酮(busipirone)、氯二氮平(chlordiazepoxide)、可乐定、氯氮平酸盐、地西泮(diazepam)、多虑平(doxepin)、艾司西酞普兰(escitalopram)、哈拉西泮(halazepam)、羟嗪、劳拉西泮(lorazepam)、丙氯拉嗪(prochlorperazine)、纳多洛尔、奥沙西泮(oxazepam)、帕罗西汀(paroxetine)、丙氯拉嗪、三氟拉嗪以及文拉法辛(venlafaxine)。
实施例
以下实施例详细描述了用于表征本发明化合物的分析以及本发明化合物的用途。本领域技术人员将清楚的是可在不背离本公开的范围的情况下实践对材料与方法两者的许多修改。
一般实验
在25℃下在400MHz(1H)下获得化合物的NMR谱。除非另外指明，否则使用0.3Hz谱线增宽来处理1H NMR谱。对于LC-MS分析，在45℃的温度下并且在1.8mL/min的流速下使用Waters XBridge C18 4.6x 50mm，3.5mm，注射10mL，流动相：A＝含0.05％NH4HCO3的水，B＝乙腈；滞留时间以分钟给出。方法细节：(I)在具有UV/Vis二极管阵列检测器G1315D的二元泵G1312ATM以及处于阳离子和阴离子电喷雾模式的Agilent 6110TM质谱仪上操作，在214和254nm下进行UV检测，使用以1.3min线性梯度从5％B到95％B的梯度，(II)在95％B下保持1.4min，(III)以0.1min线性梯度从95％B降到5％B，(IV)在5％B下保持0.3min。在硅胶涂层玻璃板上通过薄层色谱法监测反应进展，使用UV光和/或用碘处理以进行目视观察。在Biotage上以5-100mL/min的可变流速进行正相快速色谱纯化。通过可变波长UV吸收(200-360nm)检测峰。使用配备有使用MassLynx 4.1软件操作的Waters 2545二元泵的Waters2767液体处理机来实现制备型逆相色谱。使用Waters 2489 UV-Vis和Waters 3100质谱来实现检测。(I)梯度为以5min线性梯度从5％B到95％B，(II)在95％B下保持4min，(III)以0.2min线性梯度从95％B降到5％B，(IV)在5％B下保持3min。对于制备型HPLC，在25℃的温度下并且在30mL/min的流速下使用Agela Durasher Prep C18 10μm 21.5×250mm，注射1000mL，流动相：A＝含0.05％NH4HCO3的水，流动相B＝乙腈。
表S1.合成的化合物(实施例1-7)的结构信息
*R1碳计数包括与R1连接的羰基碳。
实施例1：N-(甲基-d3)-N-(N-油酰基甲脒基)甘氨酸钠(化合物1)的合成
B-1的合成
步骤1：2-[(4-硝基苯基)磺酰基氨基]乙酸甲酯的合成.向配备有搅拌棒和氮气入口的圆底烧瓶中装入甘氨酸甲酯盐酸盐(10.5g，84mmol)和吡啶(80mL)。将混合物冷却至0℃并且添加逐份4-硝基苯磺酰氯(18.6g，84mmol)，将混合物保持在10℃以下。然后允许反应物升温至室温，同时搅拌过夜。在18h之后，将反应混合物倾入水(500mL)中。形成沉淀，将沉淀过滤并且在真空下干燥。将材料按原样用于下一步骤中。获得的量：16.6g，61mmol，72％产率。1H NMR(氯仿-d)δ：8.33-8.41(m，J＝8.9Hz，2H)，8.03-8.11(m，J＝8.9Hz，2H)，5.21(br.s.，1H)，3.89(s，2H)，3.68(s，3H)。
步骤2：2-[(4-硝基苯基)磺酰基-(三氘甲基)氨基]乙酸甲酯的合成.向配备有搅拌棒和氮气入口的圆底烧瓶中装入2-[(4-硝基苯基)磺酰基氨基]乙酸甲酯(16.4g，60mmol)、DMF(240mL)以及CD3I(3.7mL，60mmol)。在室温下，向此混合物中添加Cs2CO3(19.5g，60mmol)并且允许反应45min。LCMS显示起始物质消耗。将反应混合物倾入水(1000mL)中，用EtOAc(3×500mL)萃取，将合并的有机相用LiCl(500mL)洗涤，干燥(Na2SO4)并且在减压下蒸发溶剂。将材料按原样用于下一步骤中。获得的量：18.0g，60mmol，约100％产率。1H NMR(氯仿-d)δ：8.38(d，J＝9.0Hz，2H)，8.02(d，J＝9.0Hz，2H)，4.11(s，2H)，3.67(s，3H)。(NMR显示一些DMF)。
步骤3：2-[叔丁氧基羰基(三氘甲基)氨基]乙酸甲酯的合成.向配备有搅拌棒和氮气入口的圆底烧瓶中装入2-[(4-硝基苯基)磺酰基-(三氘甲基)氨基]乙酸甲酯(17.5g，60mmol)、Cs2CO3(39.0g，120mmol)乙腈(100mL)以及THF(10mL)。向此溶液中添加苯硫酚(25mL，240mmol)并且将反应物在45℃下加热90min。LCMS和TLC显示起始物质消耗。将反应混合物用MTBE(500mL)稀释并且用水(5×100mL)萃取。然后将合并的水萃取物用MTBE(500mL)洗涤。然后，依次向水混合物中添加DCM(500mL)和BOC2O(26.2g，120mmol)。将二相反应混合物剧烈搅拌过夜。将各相分离，将水性相用DCM(250mL×5)萃取，将合并的有机相干燥(Na2SO4)并且在减压下蒸发溶剂。将材料通过色谱使用120g二氧化硅柱纯化，用庚烷-EtOAc洗脱，梯度为0至30％EtOAc。获得的量：10g，48.5mmol，81％产率。1H NMR(氯仿-d)δ：3.99(s，1H)，3.91(s，1H)，3.75(d，J＝2.9Hz，3H)，1.44(s，4H)，1.48(s，5H)。
步骤4：2-(三氘甲基氨基)乙酸甲酯盐酸盐(B-11)的合成.向配备有搅拌棒的圆底烧瓶中装入2-[叔丁氧基羰基(三氘甲基)氨基]乙酸甲酯(10.3g，50mmol)和无水DCM(50mL)。向此混合物中添加50mL的HCl(4.0M二噁烷溶液)。在1h之后，TLC显示SM消耗。将混合物倾入MTBE(500mL)中并且将所得沉淀过滤并且在真空下干燥。将材料按原样用于下一步骤中。获得的量：5.4g，38mmol，76％产率。1H NMR(甲醇-d4)δ：3.97(s，2H)，3.85(s，3H)。
步骤A：C-2的合成
向配备有搅拌棒和氮气入口的圆底烧瓶中添加含C-1(1.1g，5.5mmol)、油酰氯(1.5g，5mmol)以及DIPEA(1.3g，10mmol)的二氯甲烷(30mL)。将混合物在室温下搅拌2h。然后将混合物用盐水(80mL)洗涤，干燥(Na2SO4)并且在减压下蒸发溶剂。将材料通过色谱使用20g二氧化硅柱纯化，用PE-EA洗脱，梯度为0％至15％乙酸乙酯。得到呈无色油状的C-2：2.1g，4.6mmol，90％产率。ES LC-MS m/z＝455.7(M+H+)。
步骤B：C-3的合成
向配备有搅拌棒和氮气入口的圆底烧瓶中添加含C-2(2.1g，4.6mmol)、B-1(723mg，5.1mmol)、HgCl2(1.4g，5.1mmol)以及Et3N(1.4g，13.8mmol)的DMF(15mL)。将混合物在室温下搅拌2h。在添加50ml EA之后，将混合物用盐水(80ml x3)洗涤，干燥(Na2SO4)并且在减压下蒸发溶剂。将材料通过色谱使用20g二氧化硅柱纯化，用PE-EA洗脱，梯度为0％至15％乙酸乙酯，得到呈黄色油状的C-3：2g，3.90mmol，85％产率。ES LC-MS m/z＝513.7(M+H+)。
步骤C：C-4的合成
向配备有搅拌棒和氮气入口的圆底烧瓶中装入含C-3(2.0g，3.9mmol)和LiOH·H2O(195mg，4.4mmol)的20ml(THF∶H2O＝6∶1)。将混合物在室温下搅拌1h，然后在减压下浓缩。在添加20ml水之后，向混合物中添加HCl(1N)，直到pH＝5。然后添加50ml EA并且将混合物用盐水(50mL)洗涤，干燥(Na2SO4)并且在减压下蒸发溶剂。将材料通过色谱使用20g二氧化硅柱纯化，用PE-EA洗脱，梯度为0％至30％乙酸乙酯。此举得到呈黄色油状的C-4：1.7g，3.4mmol，75％产率。ES LC-MSm/z＝499.6(M+H+)。
步骤D：C-5的合成
向配备有搅拌棒的小瓶中添加含C-4(700mg，1.4mmol)的15mlHCl的1，4-二噁烷溶液(4N)。将混合物在室温下搅拌3h并且在减压下浓缩。然后向残余物中添加5ml THF并且通过HPLC纯化，得到呈白色固体状的化合物C-5：150mg，0.37mmol，33％产率。ES LC-MSm/z＝399.7(M+H+)。
步骤E：N-(甲基-d3)-N-(N-油酰基甲脒基)甘氨酸钠(化合物1)的合成
向配备有搅拌棒的小瓶中添加含C-5(150mg，0.37mmol)和NaOH(20mg，0.41mmol)的15ml水。将混合物在室温下搅拌0.5h。在冷冻干燥器上移除溶剂，得到呈白色固体状的N-(甲基-d3)-N-(N-油酰基甲脒基)甘氨酸钠(化合物1)：70mg，0.16mmol，50％产率。ES LC-MSm/z＝399.7(M+H+)。NMR(400MHz，d6-DMSO)：5.27-5.35(2H，m)，3.70-4.00(1H，br)，3.42-3.58(1H，br)，2.02-2.14(2H，m)，1.90-2.02(4H，m)，1.40-1.55(2H，m)，1.15-1.35(20H，m)，0.85(3H，t，J＝6.2Hz)。
实施例2：(Z)-2-(1-三氘甲基-3-油酰基胍基)乙酸庚酯盐酸盐(化合物2)的合成
步骤1：D-2的合成
向配备有搅拌棒和氮气入口的圆底烧瓶中添加含D-1(846mg，2.82mmol)、(Z)-氨基(甲硫基)亚甲基氨基甲酸叔丁酯(447mg，2.35mmol，C-1)以及DIPEA(909mg，7.05mmol)的二氯甲烷(20mL)。将混合物在室温下搅拌2h。然后将混合物用盐水(80mL)洗涤，干燥(Na2SO4)并且在减压下蒸发溶剂。将粗物质通过色谱使用20g二氧化硅柱纯化，用PE-EA洗脱，梯度为0％至15％乙酸乙酯，得到呈无色油状的D-2：846mg，1.86mmol，79％产率。ES LC-MS m/z＝455.4(M+H+)。
步骤2：D-3的合成
向配备有搅拌棒和氮气入口的圆底烧瓶中添加含D-2(846mg，1.86mmol)、2-(三氘甲基氨基)乙酸甲酯盐酸盐(265mg，1.86mmol)、HgCl2(505mg，1.86mmol)以及DIPEA(720mg，5.58mmol)的DMF(15mL)。将混合物在室温下搅拌2h，此时添加50ml H2O并且将混合物用乙酸乙酯(30ml x3)萃取，用盐水(80ml x3)洗涤，干燥(Na2SO4)并且在减压下蒸发溶剂。将粗物质通过色谱使用20g二氧化硅柱纯化，用PE-EA洗脱，梯度为0％至15％乙酸乙酯，得到呈无色油状的D-3：850mg，1.66mmol，89％产率。ES LC-MS m/z＝513.4(M+H+)。
步骤3：D-4的合成
向配备有搅拌棒和氮气入口的圆底烧瓶中添加含D-3(850mg，1.66mmol)和LiOH·H2O(350mg，8.30mmol)的20ml(THF∶H2O＝6∶1)。将混合物在室温下搅拌1h，然后在减压下浓缩。在添加20ml水之后，将混合物用HCl(1N)酸化，直到pH＝5，并且用乙酸乙酯萃取，用盐水(50mL)洗涤，干燥(Na2SO4)并且在减压下蒸发溶剂，得到呈黄色油状的粗D-4：800mg。ES LC-MS m/z＝499.4(M+H+)。
步骤4：D-5的合成
向配备有搅拌棒并且含有含D-4(来自步骤3的800mg粗物质)的DMF(15ml)的圆底烧瓶中添加1-1-碘庚烷(375mg，1.66mmol)和K2CO3(343mg，2.49mmol)。将混合物在50℃下搅拌3小时。将所得混合物倾入水(60ml)中并且用EA(3x30ml)萃取。将合并的有机萃取物用盐水(2x20ml)洗涤，经MgSO4干燥并且浓缩。将粗残余物通过快速色谱(PE∶EA，1∶0至1∶1)纯化，得到呈无色油状的D-5：620mg，1.04mmol，63％产率。ES LC-MS m/z＝597.4(M+H)+。
步骤5：D-5的合成
向配备有搅拌棒的圆底烧瓶中添加D-5(500mg，0.84mmol)、6ml DCM以及TFA(3ml)。将混合物在室温下搅拌2h。在反应完成之后，将溶剂和额外的TFA移除并且将粗残余物使用标准TFA添加条件通过制备型HPLC纯化。将通过制备型-HPLC获得的级分组合并且添加HCl(水溶液1M，6ml)。将溶液在室温下搅拌30分钟并且冷冻干燥，得到呈白色固体状的(Z)-2-(1-三氘甲基-3-油酰基胍基)乙酸庚酯盐酸盐(化合物2)：105mg，0.20mmol，23％产率。ES LC-MS m/z＝497.4(M-HCl+H)+。NMR(400MHz，d6-DMSO)：11.08-11.02(1H，m)，9.33-9.19(2H，s)，5.37-5.32(2H，m)，4.62-4.41(2H，m)，4.11-4.09(2H，t，J＝6.2Hz)，1.98(4H，m)，1.59-1.57(4H，m)，1.26-1.24(30H，m)，0.86-0.84(3H，t，J＝4.6Hz)。
实施例3：N-(三氘甲基)-N-(N-十一酰基甲脒基)甘氨酸(化合物3)和2-(1-三氘甲基)-3-十一酰基胍基)乙酸钠(化合物4)的合成
步骤1：E-1的合成
向配备有搅拌棒的圆底烧瓶中添加含(Z)-氨基(甲硫基)亚甲基氨基甲酸叔丁酯(2.5g，13.15mmol)和N，N-二异丙基乙胺(4.24g，32.89mmol)的二氯甲烷(100mL)。然后在室温下向混合物中逐滴添加含十一酰氯(4.03g，19.73mmol)的DCM(2mL)并且放置过夜。在反应完成后，添加DCM(200mL)并且用水(60mL x 3)、盐水(60mL)洗涤，干燥并且蒸发。将粗物质通过SGC(PE∶EA/20∶1)纯化，得到呈白色固体状的(Z)-甲硫基(十一烷酰氨基)亚甲基氨基甲酸叔丁酯(E-1)(4.56g，12.74mmol，96％产率)。ES LC-MS m/z＝359.2(M+H+)。
步骤2：E-2的合成
向配备有搅拌棒的圆底烧瓶中添加含(Z)-甲硫基(十一烷酰氨基)亚甲基氨基甲酸叔丁酯(1.7g，4.75mmol)、2-[叔丁氧基羰基(三氘甲基)氨基]乙酸甲酯盐酸盐(B-1，参见实施例1)(810mg，5.70mmol)以及三乙胺(1.44g，14.25mmol)的DMF(50mL)。然后向反应物中添加氯化汞(II)(1.41g，5.22mmol)。将混合物在室温下搅拌过夜，此时添加乙酸乙酯(200mL)，用水(3x60mL)、盐水(60mL)洗涤，干燥并且蒸发，得到呈淡浅黄色固体状的(Z)-2-(2-(叔丁氧基羰基)-1-三氘甲基-3-十一酰基胍基)乙酸甲酯(E-2)(1.9g，4.56mmol，101％产率)，所述物质未进一步纯化直接用于下一步骤。ES LC-MS m/z＝417.0(M+H+)。
步骤3：E-3的合成
向配备有搅拌棒的圆底烧瓶中添加含(Z)-2-(2-(叔丁氧基羰基)-1-三氘甲基-3-十一酰基胍基)乙酸甲酯(1.9g，4.56mmol)和氢氧化锂水合物(798mg，19mmol)的THF∶MeOH∶H2O(1∶1∶1，209mL)并且在室温下搅拌2h。然后将混合物蒸发，添加水(20mL)，用二氯甲烷(2x10mL)萃取，用1N的HCl调节至pH＝6，用乙酸乙酯(3x50mL)萃取，干燥并且蒸发，得到呈无色油状的(Z)-2-(2-(叔丁氧基羰基)-1-三氘甲基-3-十一酰基胍基)乙酸(E-3)(1.12g，2.78mmol，58％产率)，所述物质未进一步纯化直接用于下一步骤。ES LC-MS m/z＝403.3(M+H+)。
步骤4：N-(三氘甲基)-N-(N-十一酰基甲脒基)甘氨酸(化合物3)的合成
向配备有搅拌棒并且装有含(Z)-甲基2-(2-(叔丁氧基羰基)-1-三氘甲基-3-十一酰基胍基)乙酸(880mg，2.18mmol)的二氯甲烷(5mL)的圆底烧瓶中添加三氟乙酸(3mL)。将混合物在室温下搅拌2h。然后将反应物蒸发，溶解于AcCN(8mL)中，用K2CO3的水溶液调节至pH＝7，添加DMF(10mL)，过滤并且通过快速色谱(SNAP C18，40G)纯化，用水-AcCN(梯度为0％至69％AcCN)洗脱，得到呈白色固体状的2-(1-三氘甲基-3-十一酰基胍基)乙酸(化合物3)(286mg，0.94mmol，43％产率)。
步骤5：2-(1-三氘甲基)-3-十一酰基胍基)乙酸钠盐(化合物4)的合成
向配备有搅拌棒并且装有含2-(1-三氘甲基-3-十一酰基胍基)乙酸(130mg，0.43mmol)的AcCN(10mL)的圆底烧瓶中逐滴添加0.43mL的1M NaOH。混合物在5分钟之后形成悬浮液并且将反应物在室温下搅拌30分钟。然后向反应物中添加水(30mL)并且冻干，得到呈白色固体状的2-(1-三氘甲基-3-十一酰基胍基)乙酸钠盐(化合物4)(133.8mg，0.41mmol，91％产率)。ES LC-MS m/z＝303.2(M+H+)。1H NMR(二甲亚砜-d)δ：3.85(s，1H)，3.47(s，1H)，2.06(s，2H)，1.48(s，2H)，1.23(s，14H)，0.87(t，J＝13.6Hz，3H)。
实施例4：N-(甲基-d3)-N-(N-十一酰基甲脒基)甘氨酸庚酯盐酸盐(化合物5)的合成
向配备有搅拌棒的小瓶中添加含根据实施例2合成的F-1(425mg，0.85mmol)的25ml HCl的1，4-二噁烷溶液(4N)。将混合物在室温下搅拌3h并且在减压下浓缩。向残余物中添加5ml THF并且通过HPLC纯化。向顶部纯化级分中添加0.1ml HCl(1N)并且冷冻干燥，得到呈白色固体状的标题化合物(化合物5)：150mg，0.38mmol，44％产率。ES LC-MS m/z＝401.7(M+H+)。NMR(400MHz，d6-DMSO)：10.8-11.4(1H，br)，9.10-9.40(2H，m)，4.30-4.75(2H，m)，4.10(2H，t，J＝6.2Hz)，1.42-1.66(4H，m)，1.10-1.40(24H，m)，0.82-0.92(6H，m)。
实施例5：N-(三氘甲基)-N-(N-十四酰基甲脒基)甘氨酸(化合物6)和2-(1-三氘甲基-3-十四酰基胍基)乙酸锂(化合物7)的合成
步骤1：N-(三氘甲基)-N-(N-十四酰基甲脒基)甘氨酸(化合物6)的合成
向配备有搅拌棒并且装有含根据实施例3合成的(Z)-2-(2-(叔丁氧基羰基)-1-三氘甲基-3-十四酰基胍基)乙酸甲酯(1.0g，2.2mmol，G-1)的四氢呋喃(20ml)的圆底烧瓶中添加LiOH·H2O(275mg，6.6mmol)于H2O(10ml)中的溶液。将混合物在室温下搅拌1.0h。在反应之后，真空移除溶剂并且在0℃下将残余水溶液用1N HCl溶液酸化至pH＝4，然后用乙酸乙酯(3x30ml)萃取。将合并的有机萃取物用盐水洗涤，经MgSO4干燥并且浓缩。将残余物通过快速色谱(石油醚：乙酸乙酯，50至100％)纯化，提供呈无色油状的(Z)-2-(2-(叔丁氧基羰基)-1-三氘甲基-3-十四酰基胍基)乙酸(460mg，1.04mmol，化合物6，47％产率)。ES LC-MS m/z＝445.3(M+H+)。
步骤2：2-(1-三氘甲基-3-十四酰基胍基)乙酸锂(化合物7)的合成
向配备有搅拌棒的圆底烧瓶中装入2-(1-三氘甲基-3-十四酰基胍基)乙酸(80.0mg，0.23mmol；化合物6)和H2O(20ml)。向此溶液中添加LiOH·H2O(8.4mg，0.20mmol)。将混合物在室温下搅拌30分钟，然后用二氯甲烷(10ml x2)萃取。将水相分离并且冻干，得到呈白色固体状的2-(1-三氘甲基-3-十四酰基胍基)乙酸锂(52mg，0.148mmol，化合物7，64.3％产率)。ES LC-MS m/z＝345.3(M-Li+2H)+。1H NMR(400MHz，d6-DMSO)：δ：3.80-4.10(br，1H)，3.45-3.60(br，1H)，2.07(t，J＝7.3Hz，2H)，1.42-1.53(m，2H)，1.15-1.30(m，20H)，0.85(t，J＝6.8Hz，3H)。
实施例6：2-(1-三氘甲基)-3-十一酰基胍基)乙酸乙酯氢氯酸盐(化合物8)的合成
步骤1：H-1的合成
向配备有搅拌棒的圆底烧瓶中装入含2-(1-三氘甲基-3-十一酰基胍基)乙酸(400mg，0.995mmol)、根据实施例3合成的化合物E-3以及碳酸钾(275mg，1.99mmol)的N，N-二甲基甲酰胺(4mL)，逐滴添加碘乙烷(233mg，1.493mmol)。将反应物在室温下搅拌1.5h。向反应物中添加乙酸乙酯(60mL)，用水(20mL x 3)和盐水(20mL)洗涤，干燥并且蒸发，通过制备型-TLC(PE∶EA/4∶1)纯化，得到呈白色固体状的(Z)-2-(2-(叔丁氧基羰基)-1-三氘甲基-3-十一酰基胍基)乙酸乙酯(270mg，0.628mmol，62％产率)。ES LC-MS m/z＝431.0(M+H+)。
步骤2：2-(1-三氘甲基)-3-十一酰基胍基)乙酸乙酯氢氯酸盐(化合物8)的合成
向配备有搅拌棒的圆底烧瓶中添加含(Z)-2-(2-(叔丁氧基羰基)-1-三氘甲基-3-十一酰基胍基)乙酸乙酯(270mg，0.628mmol；化合物H-1)的HCl/二噁烷(5mL)。将反应物在35℃下搅拌1h。然后将反应物蒸发，溶解于乙腈(1mL)和水(2.5mL)中，通过制备型-HPLC(甲酸)纯化，添加氯化氢的水溶液(2mL，1N)并且冻干，获得呈白色固体状的2-(1-三氘甲基)-3-十一酰基胍基)乙酸乙酯氢氯酸盐(62.8mg，0.171mmol，化合物8，30％产率)。ES LC-MSm/z＝331.3(M+H+)。1H NMR(二甲亚砜-d)δ：11.20-11.12(m，1H)，9.21(br s，2H)，4.59-4.37(m，2H)，4.18-4.13(m，2H)，2.50(m，2H)，1.53(m，2H)，1.24-1.20(m，17H)，0.87-0.84(m，3H)。
实施例7：(N-(N-(2-羟乙基)-N-三氘甲基甲脒基)十一烷酰胺(化合物9)的合成
步骤1：J-2的合成
在0℃下向2-(叔丁氧基羰基(三氘甲基)氨基)乙酸甲酯(5.0g，24.3mmol，参见实施例1，B-1的合成作为参考)于30mL THF中的溶液中添加LiBH4(18mL，1M THF溶液)并且将混合物在室温下搅拌过夜。将反应混合物用HCOOH中止反应至pH＝6。移除溶剂并且将残余水溶液用EtOAc(3x30ml)萃取。然后，将合并的有机相经Na2SO4干燥并且浓缩，提供呈无色油状的2-羟乙基(三氘甲基)氨基甲酸叔丁酯(3.76g，87％产率；化合物J-2)。ES LC-MS m/z＝201(M+Na+)。
步骤2：J-3的合成
将2-羟乙基(三氘甲基)氨基甲酸叔丁酯(3.76g，21.1mmol)于HCl(10ml，4M二噁烷溶液)中的混合物在室温下搅拌1h。将所得混合物浓缩为呈无色油状的2-(三氘甲基氨基)乙醇(2.45g，100％产率；化合物J-3)，所述物质直接用于下一步骤。
步骤3：J-4的合成
向甲硫基(十一烷酰氨基)亚甲基氨基甲酸叔丁酯(700mg，1.96mmol)、根据实施例3合成的化合物E-1以及2-(三氘甲基氨基)乙醇(313mg，2.74mmol；化合物J-3)于15mL DMF中的溶液中添加HgCl2(533mg，1.96mmol)和DIPEA(759mg，5.88mmol)并且将混合物在25℃下搅拌3小时。添加50mL的EA并且将混合物用水(3x50ml)洗涤。然后，将有机相经Na2SO4干燥并且浓缩，得到呈固体状的((2-羟乙基)(三氘甲基)氨基)(十一烷酰氨基)亚甲基氨基甲酸叔丁酯(758mg，粗物质，溶解于2mL EA中)(化合物J-4)。ES LC-MSm/z＝389(M+H)+。
步骤4：(N-(N-(2-羟乙基)-N-三氘甲基甲脒基)十一烷酰胺(化合物9)的合成
将((2-羟乙基)(三氘甲基)氨基)(十一烷酰氨基)亚甲基氨基甲酸叔丁酯(758mg，粗物质，溶解于2mL EA中；化合物J-4)于TFA(15ml)中的混合物在40℃下搅拌4h。将所得混合物浓缩并且将残余物通过制备型-HPLC(TFA条件)纯化。通过添加1N HCl将产物转化为盐酸盐，得到呈白色固体状的盐酸盐(N-(N-(2-羟乙基)-N-三氘甲基甲脒基)十一烷酰胺)(39.5mg，7％产率，化合物9)。ES LC-MS m/z＝289(M+H)+。1H NMR(MeOD)δ：1H NMR(400MHz，MeOD)：δ3.82-.384(m，2H)，3.68(brs，2H)，2.53(brs，2H)，1.69(d，J＝7.2Hz，2H)，1.32-1.36(m，14H)，0.92(t，J＝6.4Hz，3H)。
用于大环化合物的一般程序
可使用标准化学技术于适当溶剂中制备示例性PDT(流程1)。举例来说，可通过首先使用标准条件形成1的酸氯化物，随后添加中间物2来制备中间物3。使用碳酸铯加上二苯硫醚移除4-硝基苯磺酰基给出中间物4。使用诸如HATU等标准偶联试剂与诸如DIPEA等胺碱使受适当保护的SM-1(Boc或Cbz)与SM-2偶联给出5，然后可使用氯化汞和诸如TEA等胺碱使5与4偶联，得到中间物6。使用诸如格拉布斯(Grubb)II钌催化剂等适当催化剂和中间物6在稀释条件下进行环合置换反应给出中间物7。当使用Cbz基团时，在氢气氛围下用诸如Pd/C或PtO2等适当催化剂对中间物7进行处理给出示例性PDT或当使用Boc保护基时给出中间物7。可通过用TFA或1N HCl之二噁烷溶液处理将含有Boc保护基的中间物7轻易转化为示例性PDT。
流程1.一般合成
用于中间物2的一般程序(流程1)
可根据X使用若干标准化学技术来制备(若不可商购获得)中间物2。以下为合成各种中间物2的实施例。
用于中间物2-1的一般程序
可使用标准化学技术于适当的溶剂中制备中间物2-1。举例来说，可通过在高温下用金属镁处理将SM-3转化为对应格任亚试剂(Grignard reagent)，对应格任亚试剂然后可与适当的酮或醛反应得到2-1。
用于中间物2-2的一般程序
可使用标准化学技术于适当的溶剂中制备中间物2-2。举例来说，可通过在高温下用金属镁和碘处理将SM-3转化为格任亚试剂，格任亚试剂然后可在适当温度下在存在碘化铜的情况下与任一适当的环氧化物反应得到2-2。
用于中间物2-3的一般程序
可使用标准化学技术于适当的溶剂中制备中间物2-3。举例来说，可使用库林科维奇反应(Kulinkovich reaction)通过在低温下在存在钛(IV)的情况下使SM-6与乙基格任亚(SM-7)反应来制备中间物2-3。
实施例7：5-亚氨基-4-三氘甲基胍基-17-二甲基-1-氧杂-4，6-二氮杂环十七烷-2，7-二酮二盐酸盐(化合物K)的合成
步骤a：化合物K-a的合成.
根据实施例10，步骤3，以(Z)-氨基(甲硫基)亚甲基氨基甲酸叔丁酯和癸-9-烯酸为起始物质合成化合物K-a。还参见实施例29，步骤1，以(Z)-(氨基(甲硫基)亚甲基)氨基甲酸叔丁酯替代(Z)-(氨基(甲硫基)亚甲基)氨基甲酸苯甲酯为起始物质。
步骤b：化合物K-b的合成
将2-(N-三氘甲基胍基-4-硝基苯磺酰氨基)乙酸(3.78g，13.6mmoL)于亚硫酰氯(20mL)和二氯甲烷(20mL)中的混合物在60℃下搅拌1h。将合并的有机物浓缩。然后，将所得化合物溶解于二氯甲烷(40mL)中并且添加丁-3-烯-2-醇(980mg，13.6mmoL)、三乙胺(4.12g，40.8mmoL)，并且将所得混合物在室温下搅拌1h。添加水(50mL)并且将合并的有机相用盐水洗涤，经硫酸钠干燥并且浓缩。将残余物通过快速色谱(石油醚∶乙酸乙酯/5∶1)纯化，提供呈白色固体状的2-(N-三氘甲基胍基-4-硝基苯磺酰氨基)乙酸丁-3-烯-2-基酯(3.6g，80％产率)。ES LC-MS m/z＝332.1(M+H+)。
将2-(N-三氘甲基胍基-4-硝基苯磺酰氨基)乙酸丁-3-烯-2-基酯(3.6g，10.87mmoL)、对甲苯硫酚(1.61g，13mmoL)、碳酸铯(5.31g，16.3mmoL)于乙腈(50mL)和四氢呋喃(5mL)中的混合物在45℃下搅拌1.5h。将反应混合物过滤，将滤液浓缩，将残余物通过色谱(甲醇：二氯甲烷/5∶1)纯化，提供呈黄色液体状的2-(三氘甲基胍基)乙酸丁-3-烯-2-基酯(K-b，1g，63％产率)。1H NMR(DMSO-d)δ：5.91-5.83(m，1H)，5.32-5.10(m，2H)，3.25(s，2H)，1.26-1.25(m，3H)。
步骤1：化合物K-1的合成.在室温下搅拌(Z)-癸-9-烯酰氨基(甲硫基)亚甲基氨基甲酸叔丁酯(2.3g，6.7mmoL)、化合物K-b(982mg，6.7mmoL)以及三乙胺(2.03g，20.1mmoL)于N，N-二甲基甲酰胺(35mL)中的溶液的混合物。添加二氯化汞(2.18g，8.04mmoL)的混合物，将混合物在室温下搅拌过夜。添加水(40mL)并且将混合物用乙酸乙酯(40mL x3)萃取，将合并的有机相用盐水洗涤，经硫酸钠干燥并且浓缩。将残余物通过快速色谱(石油醚∶乙酸乙酯5∶1)纯化，提供呈白色固体状的(Z)-2-(2-(叔丁氧基羰基)-3-癸-9-烯酰基-1-三氘甲基胍基)乙酸丁-3-烯-2-基酯(化合物K-1；2.7g，91％产率)。ES LC-MS m/z＝441.3(M+H+)。
步骤2：化合物K-2的合成.将化合物K-1(953mg，2.17mmoL)和格拉布斯(II)(183mg，0.217mmoL)于二氯甲烷(950mL)中的混合物在50℃下搅拌2h。将合并的有机物浓缩。将残余物通过快速色谱(石油醚∶乙酸乙酯5∶1)纯化，提供呈淡黄色油状的(Z)-((E)-4-三氘甲基胍基-17-甲基-2，7-二氧代-1-氧杂-4，6-二氮杂环十七-15-烯-5-亚基)氨基甲酸叔丁酯(化合物K-2；693mg，77％产率)。ES LC-MS m/z＝413.2(M+H+)。
步骤3：化合物K-3的合成.将化合物K-2(310mg，0.75mmoL)和氧化铂(IV)(31mg，10％)于乙酸乙酯(10mL)中的混合物在H2球囊下搅拌2h。将反应混合物过滤并且将滤液浓缩。将残余物通过快速色谱(石油醚∶乙酸乙酯3∶1)纯化，提供呈黄色油状的(Z)-4-三氘甲基胍基-17-甲基-2，7-二氧代-1-氧杂-4，6-二氮杂环十七烷-5-亚基氨基甲酸叔丁酯(化合物K-3；93mg，30％产率)。ES LC-MS m/z＝415.2(M+H+)。
步骤4：化合物K-4的合成.将化合物K-3(100mg，0.24mmoL)于二氯甲烷(4mL)和三氟乙酸(1mL)中的混合物在室温下搅拌1h。将合并的有机物浓缩。将残余物用甲醇溶解，通过制备型HPLC(FA)纯化，提供呈白色油状的5-亚氨基-4-三氘甲基胍基-17-二甲基-1-氧杂-4，6-二氮杂环十七烷-2，7-二酮(化合物K-4；48mg，63％产率)。ES LC-MS m/z＝314.2(M+H+)。
步骤5：化合物K的合成
化合物K-4(120mg，0.38mmoL)于水(50mL)和乙腈(4mL)中的混合物。用盐酸(1N)将溶液的pH值调节至4-5。将溶液真空冷冻干燥，提供呈白色油状的5-亚氨基-4-三氘甲基胍基-17-二甲基-1-氧杂-4，6-二氮杂环十七烷-2，7-二酮二盐酸盐(化合物K；90mg，75％产率)。ES LC-MS m/z＝314.2(M+H+)。1H NMR(DMSO-d)δ：11.46(s，1H)，9.38(s，1H)，9.25(s，1H)，5.27(1H，AB，J＝18.1Hz)，4.90-5.03(m，1H)，4.35(1H，AB，J＝19.0Hz)，2.66-2.81(m，1H)，2.25-2.40(m，1H)，1.43-1.45(m，4H)，1.21(3H，d，J＝6.3Hz)，1.20-1.35(m，12H)。
实施例8：17-乙基-5-亚氨基-4-三氘甲基-1-氧杂-4，6-二氮杂环十七烷-2，7-二酮盐酸盐(化合物L)的合成
化合物1的合成.
步骤a-1：在0℃下搅拌2-氨基乙酸乙酯(64g，288mmoL)于吡啶(140mL)中的混合物，逐滴添加4-硝基苯-1-磺酰氯(40g，288mmoL)于吡啶(60mL)中的混合物，将所得混合物在0℃下搅拌1h。将残余物通过再结晶进行纯化，提供呈黄色固体状的2-(4-硝基苯磺酰氨基)乙酸乙酯(70g，63％产率)。ES LC-MS m/z＝289.2(M+H+)。
步骤a-2：将2-(4-硝基苯磺酰氨基)乙酸乙酯(30g，104.1mmoL)、碳酸铯(51g，156.2mmoL)以及碘甲烷-d3(16.6g，114.6mmoL)于N，N-二甲基甲酰胺(75mL)中的溶液的混合物在室温下搅拌1h。将反应溶液倾至冰水(500mL)中并且过滤，提供2-(N-三氘甲基胍基-4-硝基苯磺酰氨基)乙酸乙酯(30g，94％产率)。ES LC-MS m/z＝328.3(M+Na+)。
步骤a-3：在室温下搅拌2-(N-三氘甲基胍基-4-硝基苯磺酰氨基)乙酸乙酯(40g，131.1mmoL)于四氢呋喃(80mL)中的混合物，添加单水合氢氧化锂(10.5g，262.2mmoL)于水(40mL)中的溶液，将所得混合物在室温下搅拌1h。将合并的有机物浓缩，用盐酸(1N)将溶液的pH值调节至4-5。将混合物用二氯甲烷(150mLx3)萃取，将合并的有机物经无水硫酸钠干燥并且浓缩，提供2-(N-三氘甲基胍基-4-硝基苯磺酰氨基)乙酸(33g，91％产率，1)。1H NMR(DMSO-d)δ：12.9(s，1H)，8.38-8.42(m，2H)，8.04-8.08(m，2H)，3.99(s，1H)。
步骤1：化合物L-1的合成.向配备有搅拌棒的圆底烧瓶中装入含2-[(4-硝基苯基)磺酰基-(三氘甲基)氨基]乙酸(2g，7.22mmol)的DCM(18mL)，在冰浴下添加SOCl2(18mL)，并且在60℃下回流1小时。将反应物蒸发，溶解于DCM(30mL)中。在冰浴下逐滴添加戊-1-烯-3-醇(652mg，7.58mmol)和三乙胺(2.19g，21.66mmol)于DCM(15mL)中的溶液中，然后在室温下搅拌1小时。向反应物中添加DCM(100mL)，用水(40mL x 3)和盐水(40mL)洗涤，干燥并且蒸发，通过快速色谱(40G)纯化，用(PE∶EA/0％-18％)洗脱，获得呈淡黄色固体状的2-(N-三氘甲基-4-硝基苯磺酰氨基)乙酸戊-1-烯-3-基酯(化合物L-1；2.78g，7.55mmol，108％产率)。ES LC-MS m/z＝368.0(M+Na+)。1H NMR(DMSO-d6)δ：8.36-8.33(m，2H)，8.01-7.98(m，2H)，5.31-5.30(m，1H)，5.21-5.17(m，2H)，5.09-5.07(m，1H)，4.10(s，2H)，1.42-1.34(m，2H)，0.89-0.84(m，3H)。
步骤2：化合物L-2的合成.向配备有搅拌棒的圆底烧瓶中装入含化合物L-1(2.78g，7.55mmol)和Cs2CO3(5.2g，16.12mmol)的ACN∶THF(10∶1，80mL)，在室温下添加4-甲基苯硫酚(2g，16.12mmol)。将反应物在45℃下搅拌1.5h。将混合物过滤，蒸发，通过SGC(PE∶EA/10∶1至DCM∶MeOH/10∶1)纯化，得到呈淡黄色油状的2-(三氘甲基氨基)乙酸戊-1-烯-3-基酯(化合物L-2；910mg，5.68mmol，71％产率)。所述粗物质未进一步纯化直接用于下一步骤。
步骤3：化合物L-3的合成.向配备有搅拌棒的圆底烧瓶中装入含(Z)-癸-9-烯酰氨基(甲硫基)亚甲基氨基甲酸叔丁酯(1.69g，4.74mmol，K-a，参见实施例7)、化合物L-2(910mg，5.68mmol)以及TEA(958mg，9.48mmol)的DMF(35mL)，在室温下添加HgCl2(1420mg，5.21mmol)。将反应物在室温下搅拌2小时。向反应物中添加EA(100mL)，用水(30mL x 3)和盐水(30mL)洗涤，干燥并且蒸发，通过快速色谱(40G)纯化，用(PE：EA/0％-20％)洗脱，得到呈无色油状的(Z)-2-(2-(叔丁氧基羰基)-3-癸-9-烯酰基-1-三氘甲基胍基)乙酸戊-1-烯-3-基酯(化合物L-3；1.54g，3.38mmol，71％产率)。ES LC-MS m/z＝455.1(M+H+)。1H NMR(DMSO-d6)δ：9.95(br s，1H)，5.8-5.7(m，2H)，5.27-5.13(m，2H)，5.01-4.91(m，2H)，4.16(s，2H)，2.21(br s，2H)，2.02-1.97(m，2H)，1.63-1.52(m，2H)，1.49(s，2H)，1.33(s，10H)，1.25(s，8H)，0.87-0.83(t，J＝7.2Hz，3H)。
步骤4：化合物L-4的合成.向配备有搅拌棒的圆底烧瓶中装入含化合物L-3(1.54g，3.38mmol)的DCM(1200mL)，在室温下添加格拉布斯(II)(575mg，0.67mmol)。在存在氩气的情况下将反应物在50℃下搅拌2小时。将反应物冷却至室温，用乙氧乙烯(10mL)中止反应，蒸发，通过快速色谱(20G)纯化，用(PE∶EA/0％-25％)洗脱，得到呈淡棕色油状的(Z)-((E)-17-乙基-4-三氘甲基-2，7-二氧代-1-氧杂-4，6-二氮杂环十七-15-烯-5-亚基)氨基甲酸叔丁酯(化合物L-4；1220mg，2.86mmol，86％产率)。ES LC-MS m/z＝427.2(M+H+)。
步骤5：化合物L-5的合成.向配备有搅拌棒的圆底烧瓶中装入含化合物L-4(500mg，1.17mmol)的乙酸乙酯(10mL)，在室温下添加氧化铂(51mg)。在氢气存在下将反应物在室温下搅拌3h。将反应物过滤，蒸发，通过制备型HPLC(FA)纯化，得到呈淡白色固体状的(Z)-((E)-14-丁基-4-三氘甲基-2，7-二氧代-1-氧杂-4，6-二氮杂环十四-11-烯-5-亚基)氨基甲酸苯甲酯(化合物L-5；400mg，0.93mmol，36％产率)。ES LC-MS m/z＝429.2(M+H+)。1H NMR(DMSO-d6)δ：9.87(s，1H)，4.82-4.81(d，J＝4.8Hz，1H)，4.20-4.02(m，2H)，2.24-2.13(m，2H)，1.54-1.49(m，5H)，1.40-1.35(m，9H)，1.23(s，2H)，0.85-0.81(t，J＝7.2Hz，3H)。
步骤6：化合物L-6的合成.向配备有搅拌棒的圆底烧瓶中装入含化合物L-5(250mg，0.58mmol)的DCM(6mL)，添加三氟乙酸(2mL)，在室温下搅拌1小时。将反应物蒸发，溶解于ACN(3mL)中，通过制备型HPLC(FA)纯化，冻干，得到呈白色固体状的18-乙基-5-亚氨基-4-三氘甲基-1-氧杂-4，6-二氮杂环十八烷-2，7-二酮(化合物L-6；90mg，0.27mmol，47％产率)。ES LC-MS m/z＝329.2(M+H+)。1H NMR(DMSO-d6)δ：10.75(br s，1H)，9.43-9.21(brs，1H)，4.82(s，2H)，4.39(br s，1H)，2.41(s，1H)，1.57-1.51(m，6H)，1.25(s，12H)，0.86-0.82(t，J＝7.6Hz，3H)。
步骤7：化合物L的合成
向配备有搅拌棒的圆底烧瓶中装入含化合物L-6(90mg，0.27mmol)的ACN(5mL)和水(5mL)，添加1N的HCl(0.5mL)，在室温下搅拌0.5小时。将反应物冻干，获得呈白色固体状的17-乙基-5-亚氨基-4-三氘甲基-1-氧杂-4，6-二氮杂环十七烷-2，7-二酮盐酸盐(化合物L；84.5mg，0.25mmol，97％)。ES LC-MS m/z＝329.2(M+H+)。1H NMR(DMSO-d6)δ：11.30(s，1H)，9.40-9.23(m，2H)，5.24-5.20(m，1H)，4.85-4.84(m，1H)，4.43-4.38(m，1H)，2.69(m，1H)，2.31(s，1H)，1.58-1.51(m，6H)，1.26(s，12H)，0.87-0.83(t，J＝7.2Hz，3H)。
实施例9：5-亚氨基-4-三氘甲基胍基-18-甲基-1-氧杂-4，6-二氮杂环十八烷-2，7-二酮(化合物M)的合成
M-a的合成
步骤a：2-(N-三氘甲基-4-硝基苯磺酰氨基)乙酸戊-4-烯-2-基酯.将2-(N-三氘甲基-4-硝基苯磺酰氨基)乙酸(2.2g，7.94mmol)和二氯化亚硫(sulfurous dichloride)(20ml)于二氯甲烷(20ml)中的混合物加热至60℃并且搅拌2h。将混合物浓缩，将残余物用二氯甲烷(20ml)溶解，在冰水下将其添加至戊-4-烯-2-醇(750mg，8.72mmol)和三乙胺(2g，19.85mmol)于二氯甲烷(20ml)中的混合物中，然后在室温下搅拌1h。添加水(40ml)并且将混合物用二氯甲烷(40ml x3)萃取，将合并的有机相用盐水洗涤，经硫酸钠干燥并且浓缩。将残余物通过色谱(石油醚∶乙酸乙酯＝5∶1)纯化，提供呈白色固体状的2-(N-三氘甲基-4-硝基苯磺酰氨基)乙酸戊-4-烯-2-基酯(1.983g，72％)。ES LC-MS m/z＝368.1(M+Na+)。
步骤b：M-a的合成.将2-(N-三氘甲基-4-硝基苯磺酰氨基)乙酸戊-4-烯-2-基酯(1.983g，5.75mmol)、4-甲基苯硫酚(1.43g，11.5mmol)以及碳酸铯(3.75g，11.5mmol)于乙腈(30ml)和四氢呋喃(3ml)中的混合物在45℃下搅拌2h。将反应混合物过滤并且将滤液浓缩。将残余物通过色谱(二氯甲烷∶甲醇＝10∶1加上0.1％氢氧化铵)纯化，提供呈黄色液体状的2-(三氘甲基氨基)乙酸戊-4-烯-2-基酯(713mg，78％)。ES LC-MS m/z＝161.3(M+H+)。
M的合成：根据实施例7，步骤1和2，以(Z)-癸-9-烯酰氨基(甲硫基)亚甲基氨基甲酸叔丁酯(K-a，参见实施例7)和戊-4-烯-2-基-2-(三氘甲基胍基)(M-a)为起始物质合成化合物M-1。获得呈淡黄色油状的化合物M-1(743mg，53％产率)。ES LC-MS m/z＝427.2(M+H+)。
步骤1：化合物M-2的合成.将化合物M-1(500mg，1.17mmoL)和钯10％/碳(80mg，20％)于乙醇(5mL)中的混合物在H2球囊下搅拌2h。将反应混合物过滤并且将滤液浓缩，提供呈白色固体状的(Z)-4-三氘甲基胍基-18-甲基-2，7-二氧代-1-氧杂-4，6-二氮杂环十八-5-亚基氨基甲酸叔丁酯(化合物M-2；454mg，90％产率)。ES LC-MS m/z＝429.3(M+H+)。
步骤2：化合物M的合成
将所提供化合物M-2(716mg，1.67mmoL)于HCl/二噁烷(15mL)中的混合物在室温下搅拌过夜。将合并的有机物浓缩。将残余物用甲醇溶解，通过制备型HPLC(FA)纯化，提供呈白色固体状的5-亚氨基-4-三氘甲基胍基-18-甲基-1-氧杂-4，6-二氮杂环十八烷-2，7-二酮(化合物M；280mg，51％产率)。ES LC-MS m/z＝329.2(M+H+)。1H NMR(DMSO-d)δ：9.4-10.2(br，1H)，7.0-7.8(br，1H)，4.80-4.92(m，2H)，3.85(1H，AB，J＝17.5Hz)，1.95-2.15(m，2H)，1.40-1.60(m，4H)，1.18(3H，dr，J＝6.3Hz)，1.15-1.35(m，14H)。
实施例10：18-乙基-5-亚氨基-4-三氘甲基-1-氧杂-4，6-二氮杂环十八烷-2，7-二酮(化合物N)的合成
步骤1.化合物N-1的合成.向配备有搅拌棒和氮气入口的圆底烧瓶中装入含5-溴戊-1-烯(10g，67.11mmol)、镁(2.42g，100.67mmol)以及碘(5粒)的四氢呋喃(无水，100mL)。将混合物在60℃下搅拌两小时。将反应物冷却至室温(“B溶液”)。在-30℃下向丙醛(3.89g，67.11mmol)于THF(无水，50mL)中的溶液中逐滴添加B溶液。然后，将反应物在-30℃下搅拌30分钟。使反应物升温至室温持续2小时，并且用饱和氯化铵水溶液(60mL)中止反应，用乙酸乙酯(80mL x 3)萃取，用水(60mL x 1)和盐水(60mL)洗涤，干燥并且蒸发，在124℃(油浴器)下真空蒸馏，得到呈无色油状的辛-7-烯-3-醇(化合物N-1；1.77g，14.04mmol，26％产率)。1H NMR(DMSO-d6)δ：5.83-5.76(m，1H)，5.02-4.91(m，2H)，4.26(d，J＝5.2Hz，1H)，3.31-3.28(m，1H)，2.06-1.97(m，2H)，1.47-1.22(m，6H)，0.88-0.81(m，3H)。
步骤2.化合物N-2的合成.根据实施例8，步骤1和2，以2-[(4-硝基苯基)磺酰基-(三氘甲基)氨基]乙酸和化合物N-1为起始物质合成化合物N-2。获得呈淡棕色油状的化合物N-2(2-(三氘甲基氨基)乙酸辛-7-烯-3-基酯)(1.7g，8.42mmol，51％产率)。1H NMR(DMSO-d6)δ：5.80-5.74(m，1H)，5.02-4.92(m，2H)，4.79-4.76(m，1H)，3.26(br s，2H)，2.04-1.97(m，3H)，1.57-1.44(m，4H)，1.38-1.29(m，2H)，0.85-0.80(m，3H)。
步骤3.化合物N-3的合成.向配备有搅拌棒的圆底烧瓶中装入含辛-7-烯酸(1g，7.04mmol)和HUTU(4.01g，10.56mmol)的二氯甲烷(15mL)，在室温下逐滴添加含(Z)-氨基(甲硫基)亚甲基氨基甲酸苯甲酯(1.40g，7.39mmol)和DIPEA(1.82g，14.08mmol)的DCM(10mL)。将混合物在室温下搅拌1h。向反应物中添加DCM(100mL)，用水(30mL x 3)和盐水(40mL)洗涤，干燥并且蒸发，通过快速色谱(40G)纯化，用(PE∶EA/0％-18％)洗脱，得到呈白色固体状的(Z)-甲硫基(辛-7-烯酰氨基)亚甲基氨基甲酸叔丁酯(化合物N-3；1.72g，8.04mmol，77％产率)。ES LC-MS m/z＝215.1(M-99+)。1H NMR(DMSO-d6)δ：11.15(s，1H)，5.79-5.75(m，1H)，5.02-4.92(m，2H)，2.34-2.31(t，J＝7.2Hz，2H)，2.27(s，3H)，2.01-1.97(m，2H)，1.52-1.49(m，2H)，1.42(S，9H)，1.36-1.26(m，4H)。
步骤4.化合物N-4的合成.根据实施例8，步骤3和4，以化合物N-2和化合物N-3为起始物质合成化合物N-4。呈无色油状的(Z)-((E)-14-丁基-4-三氘甲基-2，7-二氧代-1-氧杂-4，6-二氮杂环十四-11-烯-5-亚基)氨基甲酸苯甲酯(化合物N-4；900mg，2.45mmol，78％产率)。ES LC-MS m/z＝441.4(M+H+)。1H NMR(DMSO-d6)δ：9.85(br s，1H)，5.29-5.27(m，2H)，4.73(br s，1H)，4.19-4.09(m，2H)，2.18(s，2H)，2.00-1.96(m，4H)，1.48-1.15(m，21H)，0.85-0.81(t，J＝7.6Hz，3H)。
步骤5.化合物N-5的合成.根据实施例9，步骤1，由化合物N-4合成化合物N-5。呈无色油状的(Z)-((E)-14-丁基-4-三氘甲基-2，7-二氧代-1-氧杂-4，6-二氮杂环十四-11-烯-5-亚基)氨基甲酸苯甲酯(280mg，0.63mmol，69％产率)。ES LC-MS m/z＝443.4(M+H+)。1HNMR(DMSO-d6)δ：9.93-9.92(d，J＝6Hz，1H)，4.77-4.75(t，J＝5.6Hz，1H)，4.24-4.00(m，2H)，2.24-2.17(m，2H)，1.57-1.10(m，29H)，0.85-0.81(t，J＝7.6Hz，3H)。
步骤6.化合物N的合成
根据实施例9，步骤2，以化合物N-5为起始物质合成化合物N。呈白色固体状的18-乙基-5-亚氨基-4-三氘甲基-1-氧杂-4，6-二氮杂环十八烷-2，7-二酮(化合物N；140.2mg，0.408mmol，59％产率)。ES LC-MS m/z＝343.2(M+H+)。1H NMR(DMSO-d6)δ：9.80(br s，1H)，7.39(br s，1H)，4.90-4.86(d，J＝18Hz，1H)，4.77-4.74(t，J＝6Hz，1H)，3.94-3.90(d，J＝17.2Hz，1H)，2.10-2.05(q，J＝6.4Hz，2H)，1.58-1.50(m，6H)，1.25(s，14H)，0.86-0.81(t，J＝7.6Hz，3H)。
实施例11：16-乙基-5-亚氨基-4-三氘甲基-1-氧杂-4，6-二氮杂环十六烷-2，7-二酮(化合物O)的合成
步骤1.化合物O-1的合成.根据实施例10，步骤1和2，以4-溴丁-1-烯为起始物质合成化合物O-1。获得呈淡黄色油状的2-(三氘甲基氨基)乙酸庚-6-烯-3-基酯(化合物O-1；0.9g，4.79mmol，85％产率)。
步骤2.化合物O-2的合成.根据实施例10，步骤3，以(Z)-氨基(甲硫基)亚甲基氨基甲酸叔丁酯和庚-6-烯酸为起始物质合成化合物O-2。获得呈白色固体状的(Z)-庚-6-烯酰氨基(甲硫基)亚甲基氨基甲酸叔丁酯(化合物O-2；4.4g，94％产率)。ES LC-MS m/z＝201.1(M-Boc+H+)。
步骤3.化合物O-3的合成.根据实施例8，步骤3和4，以化合物O-1和化合物O-2为起始物质合成化合物O-3。获得呈黄色油状的(Z)-((E)-16-乙基-4-三氘甲基-2，7-二氧代-1-氧杂-4，6-二氮杂环十六-12-烯-5-亚基)氨基甲酸叔丁酯(化合物O-3；380mg，81％产率)。ES LC-MS m/z＝413(M+1)。
步骤4.化合物O-4的合成.根据实施例9，步骤1，由化合物O-3合成化合物O-4。获得呈棕色油状的(Z)-16-乙基-4-三氘甲基-2，7-二氧代-1-氧杂-4，6-二氮杂环十六烷-5-亚基氨基甲酸叔丁基酯(化合物O-4；320mg，98％产率)。ES LC-MS m/z＝415(M+1)。
步骤5.化合物O的合成
根据实施例9，步骤2，以化合物O-4为起始物质合成化合物O。获得呈白色固体状的16-乙基-5-亚氨基-4-三氘甲基-1-氧杂-4，6-二氮杂环十六烷-2，7-二酮(化合物O；80mg，33％产率)。ES LC-MS m/z＝315(M+1)。
实施例12：5-亚氨基-4-三氘甲基，16-甲基-1-氧杂-4，6-二氮杂环十六烷-2，7-二酮(化合物P)的合成
步骤1.P-1的合成.将2-甲基环氧乙烷(3.5g，60mmol)逐滴添加至烯丙基溴化镁(1M的Et2O溶液，90mL，90mmol)中，随后在-78℃下添加CuI(1.14g，6mmol)并且在此温度下搅拌2.5h。使反应混合物升温至室温并且添加饱和NH4Cl水溶液(100mL)并且分离有机相。将有机物合并，干燥(MgSO4)并且真空浓缩，提供呈油状的己-5-烯-2-醇(化合物P-1)：3.5g，58％产率，ES LCMS m/z＝115.3(M+H+)。1H NMR(400MHz，DMSO)δ5.93-5.69(m，1H)，5.11-4.84(m，2H)，4.37(t，J＝4.2Hz，1H)，3.58(dt，J＝11.6，5.7Hz，1H)，2.18-1.86(m，2H)，1.48-1.24(m，2H)，1.18-1.10(m，2H)，1.03(dd，J＝8.7，6.2Hz，3H)。
步骤2.P-2的合成.根据实施例8，步骤1和2，以2-[(4-硝基苯基)磺酰基-(三氘甲基)氨基]乙酸和化合物P-1为起始物质合成化合物P-2。获得呈黄色油状的粗2-(甲基甲氨基)乙酸己-5-烯-2-基酯(化合物P-2；1.0g，100％产率)。ES LC-MS m/z＝175.1(M+H+)。
步骤3.P-3的合成.根据实施例8，步骤3和4，以化合物P-2和化合物O-2为起始物质合成化合物P-3。获得呈黄色油状的(Z)-((E)-4-三氘甲基，16-甲基-2，7-二氧代-1-氧杂-4，6-二氮杂环十六-12-烯-5-亚基)氨基甲酸叔丁酯(化合物P-3；400mg，36％产率)。ES LC-MS m/z＝399.2(M+H+)。
步骤4.P-4的合成.根据实施例9，步骤1，使用Pd/C(20％)由化合物P-3合成化合物P-4。获得呈黄色固体状的(Z)-4-三氘甲基，16-甲基-2，7-二氧代-1-氧杂-4，6-二氮杂环十六烷-5-亚基氨基甲酸叔丁酯(化合物P-4；300mg，75％产率)。ES LC-MS m/z＝401.3(M+H+)。
步骤5.化合物P的合成
根据实施例9，步骤2，以化合物P-4为起始物质合成化合物P。获得呈白色固体状的5-亚氨基-4-三氘甲基，16-甲基-1-氧杂-4，6-二氮杂环十六烷-2，7-二酮(化合物P；100mg，44％产率)。ES LC-MS m/z＝301.2(M+H+)。1H NMR(400MHz，DMSO)δ9.82(s，1H)，7.38(s，1H)，5.17-4.89(m，1H)，4.68(d，J＝17.3Hz，1H)，4.03(d，J＝17.2Hz，1H)，2.24-1.91(m，2H)，1.50(d，J＝36.5Hz，4H)，1.28-0.99(m，13H)。
实施例13：(R)-5-亚氨基-4，17-二甲基-1-氧杂-4，6-二氮杂环十七烷-2，7-二酮盐酸盐(化合物Q)的合成
一般来说，根据实施例12，以(S)-2-甲基环氧乙烷替代2-甲基环氧乙烷和4-溴丁-1-烯替代烯丙基溴化镁为起始物质合成化合物Q。获得呈黄色油状的化合物Q-1，(Z)-((R，E)-4-三氘甲基，17-甲基-2，7-二氧代-1-氧杂-4，6-二氮杂环十七-12-烯-5-亚基)氨基甲酸叔丁酯(800mg，88％产率)。ES LC-MS m/z＝413.2(M+H+)。
步骤1.化合物Q-2的合成.根据实施例9，步骤1，使用Pd/C(20％)由化合物Q-1合成化合物Q-2。获得呈黄色固体状的(R，Z)-4-三氘甲基，17-甲基-2，7-二氧代-1-氧杂-4，6-二氮杂环十七烷-5-亚基氨基甲酸叔丁酯(化合物Q-2；750mg，94％产率)。ES LC-MS m/z＝415.3(M+H+)。
步骤2.化合物Q的合成.
根据实施例9，步骤2，以化合物Q-2为起始物质合成化合物Q。获得呈白色固体状的(R)-5-亚氨基-4，17-二甲基-1-氧杂-4，6-二氮杂环十七烷-2，7-二酮盐酸盐(化合物Q；340mg，60％产率)。ES LC-MS m/z＝315.2(M+H+)。1H NMR(400MHz，DMSO)δ11.43(s，1H)，9.31(d，J＝55.0Hz，2H)，5.25(d，J＝19.1Hz，1H)，4.96(s，1H)，4.35(d，J＝18.8Hz，1H)，2.72(s，1H)，2.33(s，1H)，1.51(s，4H)，1.37-1.04(m，15H)。
实施例14：5-亚氨基-4-甲基-1-氧杂-4，6-二氮杂环十七烷-2，7-二酮甲酸盐(化合物R)的合成
一般来说，根据实施例8，以N-甲基-N-((4-硝基苯基)磺酰基)甘氨酸替代2-[(4-硝基苯基)磺酰基-(三氘甲基)氨基]乙酸为起始物质并且己-5-烯-1-醇替代戊-1-烯-3-醇，然后O-2替代步骤3中的(Z)-癸-9-烯酰氨基(甲硫基)亚甲基氨基甲酸叔丁酯合成化合物R。获得呈黑色油状的化合物R-1，(Z)-((E)-4-甲基-2，7-二氧代-1-氧杂-4，6-二氮杂环十七-12-烯-5-亚基)氨基甲酸叔丁酯(878mg，81％)。ES LC-MS m/z＝396.3(M+H+)。
步骤1.化合物R-2的合成.根据实施例9，步骤1，使用Pd/C(20％)由化合物R-1合成化合物R-2。获得呈黄色固体状的(Z)-4-甲基-2，7-二氧代-1-氧杂-4，6-二氮杂环十七烷-5-亚基氨基甲酸叔丁酯(化合物R-2；660mg，75％)。ES LC-MS m/z＝398.3(M+H+)。
步骤2.化合物R的合成.
根据实施例9，步骤2，以化合物R-2为起始物质合成化合物R。呈白色固体状的5-亚氨基-4-甲基-1-氧杂-4，6-二氮杂环十七烷-2，7-二酮甲酸盐(化合物R；102mg，45％)。ESLC-MS m/z＝298.2(M+H+)。1H NMR(DMSO-d)δ：8.16(s，0.4H)，4.32(s，2H)，4.15-4.12(t，2H)，2.92(s，3H)，2.04-2.00(t，2H)，1.55-1.51(t，4H)，1.30-1.24(m，12H)。
实施例15：5-亚氨基-4-三氘甲基-15-甲基-1-氧杂-4，6-二氮杂环十五烷-2，7-二酮(化合物S)的合成
一般来说，根据实施例8，使用戊-4-烯-2-醇替代步骤1中的戊-1-烯-3-醇并且O-2替代步骤3中的(Z)-癸-9-烯酰氨基(甲硫基)亚甲基氨基甲酸叔丁酯合成化合物S。获得呈黄色固体状的化合物S-1，(Z)-((E)-4-三氘甲基-15-甲基-2，7-二氧代-1-氧杂-4，6-二氮杂环十五-12-烯-5-亚基)氨基甲酸叔丁酯(1.112g，75％)。ES LC-MS m/z＝385.3(M+H+)。
步骤1.化合物S-2的合成.根据实施例9，步骤1，使用Pd/C(20％)由化合物S-1合成化合物S-2。获得呈黄色固体状的(Z)-4-三氘甲基-15-甲基-2，7-二氧代-1-氧杂-4，6-二氮杂环十五烷-5-亚基氨基甲酸叔丁酯(化合物S-2；1.047g，94％)。ES LC-MS m/z＝387.3(M+H+)。
步骤2.化合物S的合成
根据实施例9，步骤2，以化合物S-2为起始物质合成化合物S。获得呈白色固体状的5-亚氨基-4-三氘甲基-15-甲基-1-氧杂-4，6-二氮杂环十五烷-2，7-二酮(化合物S；148mg，59％)。ES LC-MS m/z＝287.2(M+H+)。1H NMR(DMSO-d)δ：5.00-4.95(t，1H)，4.54-4.50(m，1H)，3.95-3.91(m，1H)，2.06-1.94(t，2H)，1.58-1.47(t，4H)，1.30-1.16(t，11H)。
实施例16：5-亚氨基-4-三氘甲基胍基-1-氧杂-4，6-二氮杂环十九烷-2，7-二酮甲酸盐(化合物T)的合成
T-a的合成
在室温下搅拌(Z)-癸-9-烯酰氨基(甲硫基)亚甲基氨基甲酸叔丁酯(1.96g，5.37mmoL；K-a)、2-(三氘甲基胍基)乙酸戊-4-烯酯(1.1g，6.87mmoL)以及三乙胺(1.74g，17.2mmoL)于N，N-二甲基甲酰胺(30mL)中的溶液的混合物。添加二氯化汞(1.7g，6.3mmoL)的混合物，将混合物在室温下搅拌过夜。添加水(40mL)并且将混合物用乙酸乙酯(40mL x3)萃取，将合并的有机相用盐水洗涤，经硫酸钠干燥并且浓缩。将残余物通过快速色谱(石油醚∶乙酸乙酯/5∶1)纯化，提供呈白色固体状的(E)-2-(2-(叔丁氧基羰基)-3-癸-9-烯酰基-1-三氘甲基胍基)乙酸戊-4-烯酯(2.39g，92％产率，T-a)。ES LC-MS m/z＝455.3(M+H+)。
T的合成
一般来说，根据如实施例8中所描述的程序合成化合物T。根据实施例8，步骤4，由化合物T-a合成并且以淡黄色油状形式获得化合物T-1，(E)-((E)-4-三氘甲基胍基-2，7-二氧代-1-氧杂-4，6-二氮杂环十九-15-烯-5-亚基)氨基甲酸叔丁酯(892mg，40％产率)。ESLC-MS m/z＝426.3(M+H+)。
步骤1.化合物T-2的合成.根据实施例9，步骤1，使用Pd/C(20％)由化合物T-1合成化合物T-2。获得呈白色固体状的(E)-4-三氘甲基胍基-2，7-二氧代-1-氧杂-4，6-二氮杂环十九烷-5-亚基氨基甲酸叔丁酯(化合物T-2；300mg，34％产率)。ES LC-MS m/z＝428.3(M+H+)。
步骤2.化合物T的合成
根据实施例9，步骤2，以化合物T-2为起始物质合成化合物T。获得呈白色固体状的5-亚氨基-4-三氘甲基胍基-1-氧杂-4，6-二氮杂环十九烷-2，7-二酮甲酸盐(化合物T；65mg，28％产率)。ES LC-MS m/z＝329.2(M+H+)。1H NMR(DMSO-d)δ：9.3-10.0(br，1H)，7.1-7.7(br，1H)，4.25(s，2H)，4.08(2H，t，J＝6.3Hz)，2.06(2H，t，J＝7.7Hz)，1.53-1.62(m，2H)，1.44-1.53(m，2H)，1.20-1-36(m，16H)。
实施例17：5-亚氨基-4-三氘甲基-17，17-二甲基-1-氧杂-4，6-二氮杂环十七烷-2，7-二酮(化合物U)的合成
一般来说，根据实施例8，使用2-甲基庚-6-烯-2-醇替代戊-1-烯-3-醇并且使用(Z)-庚-6-烯酰氨基(甲硫基)亚甲基氨基甲酸苯甲酯替代(Z)-癸-9-烯酰氨基(甲硫基)亚甲基氨基甲酸叔丁酯合成化合物U-1。
2-甲基庚-6-烯-2-醇：将5-溴戊-1-烯(10.0g，67.5mmol)、镁(3.24g，135mmol)以及痕量碘于无水四氢呋喃(200ml)中的混合物在氮气下在60度下搅拌2h。冷却至室温，添加丙酮(7.83g，135mmol)并且将混合物在室温下搅拌过夜。将饱和氯化铵溶液和混合物用乙酸乙酯(200ml*3)萃取，并且将合并的有机相用盐水洗涤，经硫酸钠干燥并且浓缩。将残余物通过减压蒸馏纯化，提供呈无色油状的2-甲基庚-6-烯-2-醇(4.0g，46％)。1H NMR(DMSO-d6)δ：5.75-5.83(m，1H)，4.92-5.03(m，2H)，1.97-2.0(m，2H)，1.35-1.41(m，4H)，1.19(s，6H)。
可根据实施例29使用类似于用于化合物GG-1的程序通过用庚-6-烯酸替代癸-9-烯酸来制备(Z)-庚-6-烯酰氨基(甲硫基)亚甲基氨基甲酸苯甲酯。
获得呈黄色油状的化合物U-1，(Z)-((E)-4-三氘甲基-17，17-二甲基-2，7-二氧代-1-氧杂-4，6-二氮杂环十七-12-烯-5-亚基)氨基甲酸苯甲酯(600mg，79％)。ES LC-MSm/z＝461.3(M+H+)。
根据实施例9，步骤1，使用Pd/C(20％)以化合物U-1为起始物质合成化合物U。获得呈白色固体状的5-亚氨基-4-三氘甲基-17，17-二甲基-1-氧杂-4，6-二氮杂环十七烷-2，7-二酮(化合物U；75mg，35％)。ES LC-MS m/z＝329.3(M+H+)。1H NMR(DMSO-d6)δ：9.89(ds，1H)，7.45(ds，1H)，4.27(s，2H)，2.05-2.08(m，2H)，1.75-1.80(m，2H)，1.50-1.55(m，2H)，1.47(s，6H)，1.25-1.38(m，12H)。
实施例18：15-乙基-5-亚氨基-4-(甲基-d3)-1-氧杂-4，6-二氮杂环十五烷-2，7-二酮(化合物V)的合成
一般来说，根据实施例11，使用己-5-烯酸替代步骤2中的庚-6-烯酸合成化合物V。获得呈棕色油状的化合物V-1(0.9g，2.26mmol，产率：74.0％)。ES LC-MS m/z＝399.3(M+H)+。
步骤1.化合物V-2的合成.根据实施例9，步骤1，由化合物V-1合成化合物V-2。获得呈淡黄色油状的化合物V-2(0.82g，2.05mmol，产率：96.1％)。ES LC-MS m/z＝401.3(M+H)+。
步骤2.化合物V的合成
根据实施例9，步骤2，以化合物V-2为起始物质合成化合物V(375mg，1.25mmol，产率：62.5％)。ES LC-MS m/z＝301.2(M+H)+。
实施例19：5-亚氨基-4-三氘甲基-15-丙基-1-氧杂-4，6-二氮杂环十五烷-2，7-二酮(化合物W)的合成
一般来说，根据实施例8，使用庚-1-烯-4-醇替代戊-1-烯-3-醇并且使用(Z)-(庚-6-烯酰氨基(甲硫基)亚甲基)氨基甲酸苯甲酯(参见实施例17)替代(Z)-癸-9-烯酰氨基(甲硫基)亚甲基氨基甲酸叔丁酯合成化合物W-1。获得呈黄色油状的化合物W-1，(Z)-((E)-4-三氘甲基-2，7-二氧代-15-丙基-1-氧杂-4，6-二氮杂环十五-12-烯-5-亚基)氨基甲酸苯甲酯(880mg，93％)。ES LC-MS m/z＝447.3(M+H+)。
根据实施例9，步骤1，使用Pd/C(20％)以化合物W-1为起始物质合成化合物W。获得呈白色固体状的5-亚氨基-4-三氘甲基-15-丙基-1-氧杂-4，6-二氮杂环十五烷-2，7-二酮(化合物W；130mg，46％)。ES LC-MS m/z＝315.3(M+H+)。1H NMR(DMSO-d6)δ：9.77(ds，1H)，7.39(ds，1H)，4.92(s，1H)，4.57-4.60(m，1H)，3.95-3.99(m，1H)，1.98-2.06(m，2H)，1.44-1.57(m，6H)，1.19-1.30(m，10H)，0.87(t，J＝7.2Hz，3H)。
实施例20：5-亚氨基-15，15-二甲基-4-(甲基-d3)-1-氧杂-4，6-二氮杂环十五烷-2，7-二酮(化合物X)的合成
一般来说，根据实施例8，使用2-甲基庚-6-烯-2-醇(参见实施例17)替代戊-1-烯-3-醇并且使用(Z)-((甲硫基)(戊-4-烯酰氨基)亚甲基)氨基甲酸苯甲酯替代(Z)-癸-9-烯酰氨基(甲硫基)亚甲基氨基甲酸叔丁酯合成化合物X-1。获得呈黄色油状的化合物X-1(2.2g，50％)。ES LC-MS m/z＝433[M+H+]。
(Z)-((甲硫基)(戊-4-烯酰氨基)亚甲基)氨基甲酸苯甲酯：将(Z)-(氨基(甲硫基)亚甲基)氨基甲酸苯甲酯(3.5g，15.6mmol)、戊-4-烯酸(1.6g，15.6mmol)、HATU(7.11g，18.72mmol)以及N，N-二异丙基-乙胺(4.0g，31.2mmol)于二氯甲烷(60ml)中的混合物在室温下搅拌过夜。添加水(50ml)并且将混合物用二氯甲烷(60ml*3)萃取，将合并的有机相用盐水洗涤，经硫酸钠干燥并且浓缩。将残余物通过色谱(石油醚∶乙酸乙酯＝20∶1)纯化，提供呈白色固体状的(Z)-((甲硫基)(戊-4-烯酰氨基)亚甲基)氨基甲酸苯甲酯(4.6g，94％)。ES LC-MS m/z＝307[M+H+]。
根据实施例9，步骤1，使用Pd/C(20％)以化合物X-1为起始物质合成化合物X。获得呈黄色固体状的化合物X(0.2g，13％)。ES LC-MS m/z＝301.3[M+H+]。1HNMR(DMSO-d6，400MHz)δ：9.84(brs，1H)，7.34(bs，1H)，4.24(m，2H)，2.50(m，2H)，2.02(m，2H)，1.78(br s，2H)1.47(s，6H)1.34(br s，1H)1.29-1.22(m，8H)。
实施例21：5-亚氨基-4-三氘甲基-1-氧杂-4，6-二氮杂环二十烷-2，7-二酮甲酸盐(化合物Y)的合成
一般来说，根据实施例8，使用2-(三氘甲基氨基)乙酸己-5-烯酯替代L-2并且使用(Z)-癸-9-烯酰氨基(甲硫基)亚甲基氨基甲酸叔丁酯(参见实施例7)替代(Z)-癸-9-烯酰氨基(甲硫基)亚甲基氨基甲酸叔丁酯合成化合物Y。获得呈黄色油状的化合物Y-1，(Z)-((Z)-4-三氘甲基-2，7-二氧代-1-氧杂-4，6-二氮杂环二十-15-烯-5-亚基)氨基甲酸叔丁酯(1.29g，90％)。ES LC-MS m/z＝441.3(M+H+)。
2-(三氘甲基氨基)乙酸己-5-烯酯：将2-(N-三氘甲基-4-硝基苯磺酰氨基)乙酸己-5-烯酯(2.4g，6.69mmol)、4-甲基苯硫酚(1.66g，13.38mmol)以及碳酸铯(4.36g，13.38mmol)于乙腈(30ml)和四氢呋喃(3ml)中的混合物在45℃下搅拌2h。将反应混合物过滤并且将滤液浓缩。将残余物通过色谱(二氯甲烷∶甲醇＝10∶1加上0.1％氢氧化铵)纯化，提供呈黄色油状的2-(三氘甲基氨基)乙酸己-5-烯酯(900mg，77％)。ES LC-MS m/z＝175.2(M+H+)。1H NMR(DMSO-d6)δ：5.75-5.85(m，1H)，4.94-5.95(m，2H)，4.06(t，J＝6.4Hz，2H)，2.01-2.07(m，2H)，1.55-1.62(m，2H)，1.36-1.49(m，2H)。
步骤1.化合物Y-2的合成.根据实施例9，步骤1，使用Pd/C(20％)由化合物Y-1合成化合物Y-2。获得呈黄色油状的(Z)-4-4-三氘甲基-2，7-二氧代-1-氧杂-4，6-二氮杂环二十烷-5-亚基氨基甲酸叔丁酯(化合物Y-2；1.1g，85％)。ES LC-MS m/z＝443.4(M+H+)。
步骤2.化合物Y的合成
根据实施例9，步骤2，以化合物Y-2为起始物质合成化合物Y。获得呈白色固体状的5-亚氨基-4-三氘甲基-1-氧杂-4，6-二氮杂环二十烷-2，7-二酮甲酸盐(化合物Y；100mg，30％)。ES LC-MS m/z＝343.3(M+H+)。1H NMR(DMSO-d6)δ：9.5(bs，1H)，8.15(bs，1H)，4.28(s，2H)，4.06(t，J＝6.0Hz，2H)，2.04-2.08(m，2H)，1.55-1.59(m，2H)，1.47-1.51(m，2H)，1.26-1.35(m，18H)。
实施例22：(S)-5-亚氨基-4-三氘甲基-18-甲基-1-氧杂-4，6-二氮杂环十八烷-2，7-二酮(化合物Za)和(R)-5-亚氨基-4-三氘甲基-18-甲基-1-氧杂-4，6-二氮杂环十八烷-2，7-二酮(化合物Zb)的合成
一般来说，根据实施例8，分别使用(S)-辛-7-烯-2-醇或(R)-辛-7-烯-2-醇替代戊-1-烯-3-醇并且使用(Z)-庚-6-烯酰氨基(甲硫基)亚甲基氨基甲酸苯甲酯(参见实施例17)替代(Z)-癸-9-烯酰氨基(甲硫基)亚甲基氨基甲酸叔丁酯合成化合物Z-1和Z-2。获得呈黄色固体状的化合物Z-1，(Z)-((S，E)-4-三氘甲基-18-甲基-2，7-二氧代-1-氧杂-4，6-二氮杂环十八-12-烯-5-亚基)氨基甲酸苯甲酯(490mg，65％)。ES LC-MS m/z＝461.5(M+H+)。获得呈淡棕色固体状的化合物Z-2，(Z)-((R，E)-4-三氘甲基-18-甲基-2，7-二氧代-1-氧杂-4，6-二氮杂环十八-12-烯-5-亚基)氨基甲酸苯甲酯(830mg，1.8mmol，94％产率)。ESLC-MS m/z＝461.2(M+H+)。
(S)-辛-7-烯-2-醇：将5-溴戊-1-烯(14.9g，100mmol)、镁(4.8g，200mmol)以及20滴于无水四氢呋喃(300ml)中的混合物在60度下搅拌2h。冷却至-30℃，添加碘化铜(950mg，5mmol)并且逐滴添加(S)-2-甲基环氧乙烷(5.8g，100mmol)，然后将混合物搅拌2h。添加饱和氯化铵溶液(500ml)并且将混合物用乙酸乙酯(300ml*3)萃取，将合并的有机相用盐水洗涤，经硫酸钠干燥并且浓缩，提供用于下一步骤的呈黄色油状的(S)-辛-7-烯-2-醇(10g，78％)。1H NMR(DMSO-d)δ：5.79-5.9(m，1H)，4.92-5.07(m，2H)，3.56-3.60(m，1H)，2.00-2.03(m，2H)，1.15-1.35(m，6H)，1.03(d，J＝6.4Hz，3H)。
(R)-辛-7-烯-2-醇：向配备有搅拌棒和氮气入口的圆底烧瓶中装入含5-溴戊-1-烯(15g，100.67mmol)、镁(3.62g，151.01mmol)以及碘(5粒)的四氢呋喃(无水，100mL)。将混合物在60℃下搅拌两小时。将反应物冷却至室温并且获得B溶液。在-30℃下向(S)-2-甲基环氧乙烷(5.84g，100.67mmol)和碘化铜(3.22g，50.34mmol)于THF(无水，50mL)中的溶液中逐滴添加B溶液。然后，将反应物在-30℃下搅拌30分钟。使反应物升温至室温持续2小时，并且用饱和氯化铵水溶液(60mL)中止反应，用乙酸乙酯(80mL x 3)萃取，用水(60mL x 1)和盐水(60mL)洗涤，干燥并且蒸发，在124℃(油浴)下真空蒸馏，得到呈淡浅黄色油状的(R)-辛-7-烯-2-醇(9g，70％产率)。1H NMR(DMSO-d6)δ：5.85-5.74(m，1H)，5.09-4.92(m，2H)，4.32(d，J＝4.8Hz，2H)，3.57-3.53(m，1H)，2.04-1.99(m，2H)，1.37-1.24(m，6H)，1.24(s，3H)。
根据实施例9，步骤1，使用Pd/C(20％)以化合物Z-1为起始物质合成化合物Za。获得呈白色固体状的(S)-5-亚氨基-4-三氘甲基-18-甲基-1-氧杂-4，6-二氮杂环十八烷-2，7-二酮(化合物Za；137mg，40％)。ES LC-MS m/z＝329.5(M+H)+。1H NMR(DMSO-d)δ：4.85-4.91(m，2H)，3.83-3.84(d，J＝17.6Hz，1H)，2.00-2.14(m，2H)，1.50-1.58(m，2H)，1.22-1.34(m，14H)，1.19(d，J＝6.4Hz，3H)。
根据实施例9，步骤1，以化合物Z-2为起始物质合成化合物Zb。呈白色固体状的(R)-5-亚氨基-4-三氘甲基-18-甲基-1-氧杂-4，6-二氮杂环十八烷-2，7-二酮(化合物Zb；261.9mg，0.796mmol，44％产率)。ES LC-MS m/z＝329.2(M+H+)。1H NMR(DMSO-d)δ：9.80(brs，1H)，7.38(br s，1H)，4.85(t，J＝7.6Hz，2H)3.85(d，J＝17.6Hz，1H)，2.10-2.01(m，2H)，1.54-1.48(m，4H)，1.27-1.16(m，17H)。
实施例23：8-亚氨基-7-三氘甲基-4-氧杂-7，9-二氮杂螺[2.16]十九烷-5，10-二酮甲酸盐(化合物AA)的合成
一般来说，根据实施例8，使用1-(戊-4-烯基)环丙醇替代戊-1-烯-3-醇并且使用(Z)-庚-6-烯酰氨基(甲硫基)亚甲基氨基甲酸苯甲酯(参见实施例17)替代(Z)-癸-9-烯酰氨基(甲硫基)亚甲基氨基甲酸叔丁酯合成化合物AA-1。获得呈黄色固体状的化合物AA-1，(Z)-((E)-7-三氘甲基-5，10-二氧代-4-氧杂-7，9-二氮杂螺[2.16]十九-15-烯-8-亚基)氨基甲酸苯甲酯(800mg，90％)。ES LC-MS m/z＝459.3(M+H+)。
1-(戊-4-烯基)环丙醇：在0度下搅拌己-5-烯酸甲酯(2.56g，20mmol)和异丙醇钛(IV)(7.95g，28mmol)于无水四氢呋喃(60ml)中的混合物，历经30min逐滴添加乙基溴化镁的溶液(56ml，56mmol，1.0M的四氢呋喃溶液)。在添加之后，将混合物在室温下搅拌过夜。添加1N盐酸并且将混合物用乙酸乙酯(50ml*3)萃取，将合并的有机相用盐水洗涤，经硫酸钠干燥并且浓缩，提供呈黄色油状的1-(戊-4-烯基)环丙醇(2.3g，91％)。1H NMR(DMSO-d)δ：5.76-5.84(m，1H)，4.92-5.03(m，2H)，2.02-2.07(m，2H)，1.49-1.57(m，2H)，1.41-1.45(m，2H)，0.50-0.53(m，2H)，0.28-031(m，2H)。
根据实施例9，步骤1，使用Pd/C(20％)以化合物AA-1为起始物质合成化合物AA。获得呈白色固体状的8-亚氨基-7-三氘甲基-4-氧杂-7，9-二氮杂螺[2.16]十九烷-5，10-二酮甲酸盐(化合物AA；200mg，35％)。ES LC-MS m/z＝327.3(M+H)+。1H NMR(DMSO-d)δ：4.28(s，2H)，2.03-2.07(m，2H)，1.63-1.67(m，2H)，1.51-1.56(m，2H)，1.39-1.44(m，2H)，1.20-1.35(m，10H)，0.80-0.84(m，2H)，0.63-0.66(m，2H)。
实施例24：5-亚氨基-4-三氘甲基胍基-1-氧杂-4，6-二氮杂环十四烷-2，7-二酮甲酸盐(化合物BB)的合成
一般来说，根据实施例8，使用2-(三氘甲基胍基)乙酸丁-3-烯酯(参见实施例26)替代L-2并且使用(Z)-己-5-烯酰氨基(甲硫基)亚甲基氨基甲酸叔丁酯替代(Z)-癸-9-烯酰氨基(甲硫基)亚甲基氨基甲酸叔丁酯合成化合物BB。获得呈淡黄色油状的化合物BB-1，(Z)-((E)-4-三氘甲基胍基-2，7-二氧代-1-氧杂-4，6-二氮杂环十四-11-烯-5-亚基)氨基甲酸叔丁酯(604mg，97％产率)。ES LC-MS m/z＝356.2(M+H+)。
(Z)-癸-9-烯酰氨基(甲硫基)亚甲基氨基甲酸叔丁酯：将(Z)-氨基(甲硫基)亚甲基氨基甲酸苯甲酯(1.8g，9.65mmoL)、1-[双(二甲氨基)亚甲基]-1H-1，2，3-三唑并[4，5-b]吡啶鎓3-氧化六氟磷酸盐(4g，10.5mmoL)以及己-5-烯酸(1g，8.77mmol)、N，N-二异丙基乙胺(2.25g，17.54mmoL)于二氯甲烷(50mL)中的溶液的混合物在室温下搅拌2h。添加水(50mL)并且将混合物用二氯甲烷(50mL*3)萃取，将合并的有机相用盐水洗涤，经硫酸钠干燥并且浓缩。将残余物通过快速色谱(石油醚：乙酸乙酯/10：1)纯化，提供呈白色固体状的(Z)-己-5-烯酰氨基(甲硫基)亚甲基氨基甲酸叔丁酯(1.54g，61％产率)。ES LC-MS m/z＝287.1(M+H+)。
步骤1.化合物BB-2的合成.根据实施例9，步骤1，使用Pd/C(20％)由化合物BB-1合成化合物BB-2。获得呈白色油状的4-三氘甲基胍基-2，7-二氧代-1-氧杂-4，6-二氮杂环十四烷-5-亚基氨基甲酸叔丁酯(化合物BB-2；260mg，47％产率)。ES LC-MS m/z＝359.2(M+H+)。
步骤2.化合物BB的合成
根据实施例9，步骤2，以化合物BB-2为起始物质合成化合物BB。获得呈白色油状的5-亚氨基-4-三氘甲基胍基-1-氧杂-4，6-二氮杂环十四烷-2，7-二酮甲酸盐(化合物BB；90mg，50％产率)。ES LC-MSm/z＝259.1(M+H+)。1H NMR(DMSO-d)δ：9.5-10.2(br，1H)，7.2-7.8(br，1H)，4.22(s，2H)，4.15(2H，t，J＝4.7Hz)，2.06(2H，t，J＝5.9Hz)，1.28-1.62(m，8H)，1.10-1.20(m，2H)。
实施例25：14-丁基-5-亚氨基-4-三氘甲基-1-氧杂-4，6-二氮杂环十四烷-2，7-二酮(化合物CC)的合成
一般来说，根据实施例8，使用辛-1-烯-4-醇替代戊-1-烯-3-醇并且使用(Z)-己-5-烯酰氨基(甲硫基)亚甲基氨基甲酸苯甲酯替代(Z)-癸-9-烯酰氨基(甲硫基)亚甲基氨基甲酸叔丁酯合成化合物CC-1。获得呈无色油状的化合物CC-1，(Z)-((E)-14-丁基-4-三氘甲基-2，7-二氧代-1-氧杂-4，6-二氮杂环十四-11-烯-5-亚基)氨基甲酸苯甲酯(930mg，2.09mmol，79％产率)。ES LC-MS m/z＝447.1(M+H+)。1H NMR(二甲亚砜-d6)δ：9.81(s，1H)，7.39-7.30(m，5H)，5.21-5.20(m，2H)，4.95-4.85(m，3H)，4.44(br s，1H)，4.18(br s，1H)，4.05-4.00(m，2H)，2.36(br s，1H)，2.16-1.98(m，8H)，1.69-1.51(m，4H)，1.29-1.15(m，8H)，0.87-0.84(m，3H)。
辛-1-烯-4-醇：向配备有搅拌棒和氮气入口的圆底烧瓶中装入含戊醛(10g，116.28mmol)的四氢呋喃(无水，100mL)。在-30℃下向混合物中逐滴添加含烯丙基溴化镁(116.28mmol)的四氢呋喃(120mL)。使反应物升温至室温持续2小时，并且用饱和氯化铵水溶液(60mL)中止反应，用乙酸乙酯(80mL x 3)萃取，用水(60mL x1)和盐水(60mL)洗涤，干燥并且蒸发，在124℃(油浴)下真空蒸馏，得到呈无色油状的辛-1-烯-4-醇(5.1g，34％产率)。1H NMR(DMSO-d6)δ：5.85-5.78(m，1H)，5.04-4.96(m，2H)，4.40-4.39(m，1H)，3.44-3.43(m，1H)，2.11-2.07(m，2H)，1.37-1.20(m，6H)，0.88-0.81(m，3H)。
(Z)-己-5-烯酰氨基(甲硫基)亚甲基氨基甲酸苯甲酯：向配备有搅拌棒的圆底烧瓶中装入含己-5-烯酸(800mg，7.02mmol)和HUTU(4g，10.53mmol)的二氯甲烷(15mL)，在室温下逐滴添加含(Z)-氨基(甲硫基)亚甲基氨基甲酸苯甲酯(1.65g，7.37mmol)和DIPEA(1.81g，14.04mmol)的DCM(5mL)。将混合物在室温下搅拌1h。向反应物中添加DCM(100mL)，用水(30mL x 3)和盐水(40mL)洗涤，干燥并且蒸发，通过快速色谱(40G)纯化，用(PE：EA/0％-18％)洗脱，得到呈白色固体状的(Z)-己-5-烯酰氨基(甲硫基)亚甲基氨基甲酸苯甲酯(1.8g，5.63mmol，80％产率)。ES LC-MS m/z＝321.0(M+H+)。1H NMR(二甲亚砜-d6)δ：11.20(s，1H)，7.40-7.32(m，5H)，5.80-5.74(m，1H)，5.08-4.96(m，4H)，2.36-2.33(t，J＝14.8Hz，2H)，2.27(s，3H)，2.04-1.98(m，2H)，1.62-1.55(m，2H)。
根据实施例9，步骤1，以化合物CC-1为起始物质合成化合物CC。获得呈白色固体状的14-丁基-5-亚氨基-4-三氘甲基-1-氧杂-4，6-二氮杂环十四烷-2，7-二酮(化合物CC；319.1mg，1.02mmol，46％产率)。ES LC-MS m/z＝315.1(M+H+)。1H NMR(DMSO-d6)δ：9.74(brs，1H)，7.39(br s，1H)，4.80-4.78(t，J＝5.6Hz，1H)，4.53-4.90(m，1H)，3.93-3.89(m，1H)，2.18-2.13(m，1H)，1.96-1.90(m，1H)，1.70-1.64(m，2H)，1.54-1.44(m，2H)，1.33-1.05(m，12H)，0.87-0.84(t，J＝13.6Hz，3H)。
实施例26：5-亚氨基-4-三氘甲基-1-氧杂-4，6-二氮杂环十五烷-2，7-二酮(化合物DD)的合成
一般来说，根据实施例8，使用2-(三氘甲基氨基)乙酸丁-3-烯酯替代L-2并且使用(Z)-庚-6-烯酰氨基(甲硫基)亚甲基氨基甲酸叔丁酯(参见实施例17)替代(Z)-癸-9-烯酰氨基(甲硫基)亚甲基氨基甲酸叔丁酯合成化合物DD。获得呈淡黄色油状的化合物DD-1，(Z)-((E)-4-三氘甲基-2，7-二氧代-1-氧杂-4，6-二氮杂环十五-12-烯-5-亚基)氨基甲酸叔丁酯(600mg，1.62mmol)，75％产率)。ES LC-MS m/z＝371.1(M+H+)。1H NMR(DMSO-d)δ：9.78(br s，1H)，5.36-5.34(m，2H)，4.17-4.03(m，4H)，2.29-2.28(m，2H)，2.26-2.09(m，2H)，1.98-1.95(m，2H)，1.50-1.32(m，13H)。
根据关于化合物M-a的合成所描述的实施例9，使用丁-3-烯-1-醇替代戊-4-烯-2-醇以提供2-(N-三氘甲基-4-硝基苯磺酰氨基)乙酸丁-3-烯酯(它转化为2-(三氘甲基氨基)乙酸丁-3-烯酯)来合成2-(三氘甲基氨基)乙酸丁-3-烯酯。获得呈淡浅黄色固体状的2-(N-三氘甲基-4-硝基苯磺酰氨基)乙酸丁-3-烯酯(1.6g，4.83mmol，67％产率)。ES LC-MS m/z＝332.0(M+H+)，349.0(M+H2O+)。1H NMR(DMSO-d6)δ：8.43-8.40(m，2H)，8.09-8.06(m，2H)，5.76-5.69(m，1H)，5.11-5.03(m，2H)，4.12(s，2H)，4.06-4.03(t，J＝6.4Hz，2H)，2.29-2.24(q，J＝6.8Hz2H)。向配备有搅拌棒的圆底烧瓶中装入含2-(N-三氘甲基-4-硝基苯磺酰氨基)乙酸丁-3-烯酯(2.1g，6.34mmol)和Cs2CO3(4.12g，12.69mmol)的ACN∶THF(10∶1，80mL)，在室温下添加4-甲基苯硫酚(1.57g，12.69mmol)。将反应物在45℃下搅拌1.5h。将混合物过滤，蒸发，通过SGC(PE∶EA/10∶1→DCM∶MeOH/10∶1)纯化，得到呈淡浅黄色油状的2-(三氘甲基氨基)乙酸丁-3-烯酯(930mg，6.37mmol)46％产率)。1H NMR(DMSO-d6)δ：5.83-5.73(m，1H)，5.13-5.03(m，2H)，4.11-4.06(m，2H)，3.02(s，2H)，2.36-2.31(m，2H)，1.92(s，1H)。
步骤1.化合物DD-2的合成.根据实施例9，步骤1，由化合物DD-1合成化合物DD-2。获得呈无色油状的(Z)-4-三氘甲基-2，7-二氧代-1-氧杂-4，6-二氮杂环十五烷-5-亚基氨基甲酸叔丁酯(化合物DD-2；210mg，0.78mmol，34％产率)。ES LC-MS m/z＝373.2(M+H+)。1HNMR(DMSO-d)δ：9.88(s，1H)，4.19(s，4H)，2.19-2.17(m，2H)，1.52-1.50(m，4H)，1.36-1.31(m，17H)。
步骤2.化合物DD的合成
根据实施例9，步骤2，以化合物DD-2为起始物质合成化合物DD。呈白色固体状的5-亚氨基-4-三氘甲基-1-氧杂-4，6-二氮杂环十五烷-2，7-二酮(化合物DD；80.2mg，0.29mmol，37％产率)。ES LC-MS m/z＝273.1(M+H+)。1H NMR(DMSO-d)δ：9.67(br s，1H)，7.37(br s，1H)，4.23-4.14(m，4H)，2.01-1.98(t，J＝6.4Hz 2H)，1.59(s，2H)，1.50-1.46(m，2H)，1.29-1.25(m，8H)。
实施例27：5-亚氨基-4-三氘甲基-1-氧杂-4，6-二氮杂环十三烷-2，7-二酮(化合物EE)的合成
一般来说，根据实施例8，使用丁-3-烯-1-醇替代戊-1-烯-3-醇并且使用(Z)-甲硫基(戊-4-烯酰氨基)亚甲基氨基甲酸苯甲酯(参见实施例20)替代(Z)-癸-9-烯酰氨基(甲硫基)亚甲基氨基甲酸叔丁酯合成化合物EE-1。获得呈无色油状的化合物EE-1，(Z)-((E)-14-丁基-4-三氘甲基-2，7-二氧代-1-氧杂-4，6-二氮杂环十四-11-烯-5-亚基)氨基甲酸苯甲酯(270mg，0.72mmol，53％产率)。ES LC-MS m/z＝377.1(M+H+)。1H NMR(DMSO-d6)δ：9.89(s，1H)，7.39-7.29(m，5H)，5.32-5.16(m，2H)，4.92(s，2H)，4.26(br s，4H)，2.23-2.15(m，6H)。
根据实施例9，步骤1，以化合物EE-1为起始物质合成化合物EE。获得呈白色固体状的5-亚氨基-4-三氘甲基-1-氧杂-4，6-二氮杂环十三烷-2，7-二酮(化合物EE；69.7mg，0.28mmol，41％产率)。ES LC-MS m/z＝245.1(M+H+)。1H NMR(DMSO-d6)δ：9.64(br s，1H)，7.40(br s，1H)，4.22-4.05(m，2H)，4.05(s，2H)，2.07-2.04(m，2H)，1.70-1.64(m，2H)，1.53-1.40(m，4H)，1.25-1.20(m，2H)。
实施例28：5-亚氨基-4-三氘甲基-1-氧杂-4，6-二氮杂环十三烷-2，7-二酮(化合物FF)的合成
一般来说，根据实施例8，使用壬-1-烯-4-醇替代戊-1-烯-3-醇并且使用(Z)-甲硫基(戊-4-烯酰氨基)亚甲基氨基甲酸苯甲酯(参见实施例20)替代(Z)-癸-9-烯酰氨基(甲硫基)亚甲基氨基甲酸叔丁酯合成化合物FF-1。获得呈淡黄色固体状的化合物FF-1，(Z)-((E)-4-三氘甲基-2，7-二氧代-13-戊基-1-氧杂-4，6-二氮杂环十三-10-烯-5-亚基)氨基甲酸苯甲酯(600mg，1.34mmol，67％产率)。ES LC-MS m/z＝447.1(M+H+)。1H NMR(DMSO-d6)δ：9.90(s，1H)，7.36-7.29(m，5H)，5.28-5.21(m，2H)，4.97-4.86(m，3H)，4.45-4.06(m，2H)，2.29-1.96(m，6H)，1.48-1.47(d，J＝4.4Hz，2H)，1.23(s，7H)，0.86-0.83(t，J＝6.8Hz，3H)。
壬-1-烯-4-醇：向配备有搅拌棒的圆底烧瓶中装入含己醛(10g，100mmol)的四氢呋喃(100mL)，在-20℃下逐滴添加烯丙基溴化镁(100mL，100mmol)。然后，使混合物升温至室温持续2小时。用氯化铵水溶液(60mL)中止反应，用乙酸乙酯(100mLx3)萃取，用水(60mLx 3)和盐水(60mL)洗涤，干燥并且蒸发为粗物质。将粗物质用油浴(110至120℃)蒸馏，获得呈无色油状的壬-1-烯-4-醇(5g，35.21mmol，35％产率)。1H NMR(CDCl3)δ：5.85-5.79(m，1H)，5.02-4.96(m，2H)，4.42-4.40(m，1H)，3.46-3.42(m，1H)，2.11--2.08(q，J＝6Hz，2H)，1.40-1.25(m，8H)，0.87-0.80(m，3H)。
根据实施例9，步骤1，以化合物FF-1为起始物质合成化合物FF。获得呈白色固体状的5-亚氨基-4-三氘甲基-13-戊基-1-氧杂-4，6-二氮杂环十三烷-2，7-二酮(化合物FF；239.7mg，0.763mmol，56％产率)。ES LC-MS m/z＝315.2(M+H+)。1H NMR(DMSO-d6)δ：9.61(brs，1H)，7.40(br s，1H)，4.94-4.90(m，1H)，4.37(d，J＝16.4Hz，1H)，3.78(m，J＝16.8Hz1H)，2.49-2.18(m，1H)，1.91-1.85(m，1H)，1.71-1.04(m，16H)，0.86-0.83(t，J＝13.6Hz，3H)。
实施例29：5-亚氨基-4-三氘甲基胍基-18-二甲基-1-氧杂-4，6-二氮杂环十八烷-2，7-二酮(化合物GG)的合成
步骤1.将(Z)-氨基(甲硫基)亚甲基氨基甲酸苯甲酯(1g，5.88mmoL)、1-[双(二甲氨基)亚甲基]-1H-1，2，3-三唑并[4，5-b]吡啶鎓3-氧化六氟磷酸盐(2.68g，7.05mmoL)以及癸-9-烯酸(1.45g，6.47mmol)、N，N-二异丙基乙胺(1.52g，11.76mmoL)于二氯甲烷(35mL)中的溶液的混合物在室温下搅拌2h。添加水(40mL)并且将混合物用二氯甲烷(40mL*3)萃取，将合并的有机相用盐水洗涤，经硫酸钠干燥并且浓缩。将残余物通过快速色谱(石油醚∶乙酸乙酯/10∶1)纯化，提供呈白色固体状的(Z)-癸-9-烯酰氨基(甲硫基)亚甲基氨基甲酸苯甲酯(GG-1，1.88g，86％产率)。ES LC-MS m/z＝377.1(M+H+)。
步骤2.在室温下搅拌化合物GG-1(1.88g，5mmoL)、2-(三氘甲基胍基)乙酸2-甲基戊-4-烯-2-基酯(820mg，4.7mmoL)以及三乙胺(1.42g，14.1mmoL)于N，N-二甲基甲酰胺(40mL)中的溶液的混合物。添加二氯化汞(1.4g，5.2mmoL)的混合物，将混合物在室温下搅拌过夜。添加水(40mL)并且将混合物用乙酸乙酯(40mL x 3)萃取，将合并的有机相用盐水洗涤，经硫酸钠干燥并且浓缩。将残余物通过快速色谱(石油醚∶乙酸乙酯/5∶1)纯化，提供呈白色固体状的(Z)-2-(2-(苯甲氧基羰基)-3-癸-9-烯酰基-1-三氘甲基胍基)乙酸2-甲基戊-4-烯-2-基酯(GG-2，1.8g，72％产率)。ES LC-MS m/z＝503.3(M+H+)。
步骤3.将化合物GG-2(1g，2mmoL)和格拉布斯(II)(170mg，0.2mmoL)于二氯甲烷(1L)中的混合物在50℃下搅拌2h。将合并的有机物浓缩。将残余物通过快速色谱(石油醚∶乙酸乙酯/5∶1)纯化，提供呈淡黄色油状的(Z)-((E)-4-三氘甲基胍基-18-二甲基-2，7-二氧代-1-氧杂-4，6-二氮杂环十八-14-烯-5-亚基)氨基甲酸苯甲酯(750mg，79％产率)。ESLC-MS m/z＝475.2(M+H+)。
步骤4.化合物GG的合成
根据实施例9，步骤1，以化合物GG-1为起始物质合成化合物GG。获得呈白色固体状的5-亚氨基-4-三氘甲基胍基-18-二甲基-1-氧杂-4，6-二氮杂环十八烷-2，7-二酮(化合物GG；40mg，25％产率)。ES LC-MS m/z＝343.2(M+H+)。1H NMR(DMSO-d)δ：9.4-10.1(br，1H)，7.0-7.7(br，1H)，4.28(s，2H)，2.06(2H，t，J＝7.0Hz)，1.70-1.82(m，2H)，1.46-1.55(m，2H)，1.38(s，6H)，1.20-1.35(m，16H)。
实施例30：5-亚氨基-4-三氘甲基-16，16-二甲基-1-氧杂-4，6-二氮杂环十六烷-2，7-二酮(化合物HH)的合成
一般来说，根据实施例8，使用2-甲基庚-6-烯-2-醇(参见实施例17)替代戊-1-烯-3-醇并且使用(Z)-己-5-烯酰氨基(甲硫基)亚甲基氨基甲酸苯甲酯(参见实施例25)替代(Z)-癸-9-烯酰氨基(甲硫基)亚甲基氨基甲酸叔丁酯合成化合物HH-1。获得呈黄色油状的化合物HH-1，(Z)-((E)-4-三氘甲基-16，16-二甲基-2，7-二氧代-1-氧杂-4，6-二氮杂环十六-11-烯-5-亚基)氨基甲酸苯甲酯(600mg，71％产率)。ES LC-MS m/z ＝447(M+1)。
根据实施例9，步骤1，以化合物HH-1为起始物质合成化合物HH。获得呈白色固体状的5-亚氨基-4-三氘甲基-16，16-二甲基-1-氧杂-4，6-二氮杂环十六烷-2，7-二酮(155mg，37％产率)。ES LC-MS m/z＝315(M+1)。1H NMR(400MHz，DMSO)δ9.94(s，1H)，7.38(s，1H)，4.30(s，2H)，2.15-2.03(m，2H)，1.81(s，2H)，1.53(d，J＝5.8Hz，2H)，1.36(s，6H)，1.20(t，J＝24.5Hz，10H)。
实施例31：5-亚氨基-4-三氘甲基胍基-17-甲基-1-氧杂-4，6-二氮杂环十七烷-2，7-二酮甲酸盐(化合物JJ)的合成
一般来说，根据实施例8，使用2-(三氘甲基胍基)乙酸庚-6-烯-2-基酯替代化合物L-2并且使用(Z)-庚-6-烯酰氨基-(甲硫基)-亚甲基氨基甲酸苯甲酯(参见实施例17)替代(Z)-癸-9-烯酰氨基(甲硫基)亚甲基氨基甲酸叔丁酯合成化合物JJ-1。获得呈淡黄色油状的化合物JJ-1，(Z)-((E)-4-三氘甲基胍基-17-甲基-2，7-二氧代-1-氧杂-4，6-二氮杂环十七-12-烯-5-亚基)氨基甲酸苯甲基酯(500mg，53％产率)。ES LC-MS m/z＝447.2(M+H+)。
2-(三氘甲基胍基)乙酸庚-6-烯-2-基酯：将2-(N-三氘甲基胍基-4-硝基苯磺酰氨基)乙酸庚-6-烯-2-基酯(2.04g，5.47mmoL)、对甲苯硫酚(814mg，6.56mmoL)、碳酸铯(2.67g，8.2mmoL)于乙腈(20mL)和四氢呋喃(2mL)中的混合物在45℃下搅拌1.5h。将反应混合物过滤，将滤液浓缩，将残余物通过色谱(甲醇∶二氯甲烷/5∶1)纯化，提供呈黄色液体状的2-(三氘甲基胍基)乙酸庚-6-烯-2-基酯(1g，97％产率)。1H NMR(DMSO-d)δ：5.79-5.74(m，1H)，5.02-4.84(m，2H)，3.21(s，2H)，2.38(s，1H)，2.03-1.98(m，2H)，1.52-1.33(m，4H)，1.15(s，3H)。
根据实施例9，步骤1，使用Pd/C(20％)以化合物JJ-1为起始物质合成化合物JJ。呈白色固体状的5-亚氨基-4-三氘甲基胍基-17-甲基-1-氧杂-4，6-二氮杂环十七烷-2，7-二酮甲酸盐(化合物JJ；310mg，44％产率)。ES LC-MS m/z＝315.2(M+H+)。1H NMR(DMSO-d)δ：9.3-10.2(br，1H)，7.0-7.8(br，1H)，4.92-5.00(m，1H)，4.88(1H，AB，J＝17.6Hz)，3.26(1H，AB，J＝17.7Hz)，1.92-2.12(m，2H)，1.40-1.58(m，4H)，1.20-1.35(m，12H)，1.17(3H，d，J＝6.4Hz)。
实施例32：5-亚氨基-4-三氘甲基胍基-17-甲基-1-氧杂-4，6-二氮杂环十七烷-2，7-二酮甲酸盐(化合物KK)的合成
一般来说，根据实施例8，使用2-(三氘甲基胍基)乙酸庚-6-烯-2-基酯(参见实施例31)替代化合物L-2并且使用(Z)-甲硫基(非8-烯酰氨基)亚甲基氨基甲酸苯甲酯替代(Z)-癸-9-烯酰氨基(甲硫基)亚甲基氨基甲酸叔丁酯合成化合物KK-1。获得呈淡黄色液体状的化合物KK-1，(E)-((E)-4-三氘甲基胍基-19-甲基-2，7-二氧代-1-氧杂-4，6-二氮杂环十九-14-烯-5-亚基)氨基甲酸苯甲酯(557mg，59％产率)。ES LC-MS m/z＝475.3(M+H+)。
(Z)-甲硫基(壬-8-烯酰氨基)亚甲基氨基甲酸苯甲酯的合成：将(Z)-氨基(甲硫基)亚甲基氨基甲酸苯甲酯(1.44g，6.4mmoL)、1-[双(二甲氨基)亚甲基]-1H-1，2，3-三唑并[4，5-b]吡啶鎓3-氧化六氟磷酸盐(1.65g，7.68mmoL)以及壬-8-烯酸(1g，6.4mmol)、N，N-二异丙基乙胺(2.92g，7.68mmoL)于二氯甲烷(30mL)中的溶液的混合物在室温下搅拌2h。添加水(60mL)并且将混合物用二氯甲烷(60mL*3)萃取，将合并的有机相用盐水洗涤，经硫酸钠干燥并且浓缩。将残余物通过快速色谱(石油醚∶乙酸乙酯/10∶1)纯化，提供呈白色固体状的(Z)-甲硫基(壬-8-烯酰氨基)亚甲基氨基甲酸苯甲酯(1.82g，78％产率)。ES LC-MS m/z＝385.1(M+Na+)。
根据实施例9，步骤1，使用Pd/C(20％)以化合物KK-1为起始物质合成化合物KK。获得呈白色固体状的5-亚氨基-4-三氘甲基胍基-19-二甲基-1-氧杂-4，6-二氮杂环十九烷-2，7-二酮甲酸盐(化合物KK；180mg，57％产率)。ES LC-MS m/z＝343.2(M+H+)。1H NMR(DMSO-d)δ：9.3-10.1(br，1H)，7.1-7.8(br，1H)，4.81-4.91(m，1H)，4.75(1H，AB，J＝17.1Hz)，3.78(1H，AB，J＝17.4Hz)，1.98-2.15(m，2H)，1.40-1.60(m，4H)，1.17(3H，d，J＝6.3Hz)，1.19-1.35(m，16H)。
实施例33：(16S，17S)-5-亚氨基-4-三氘甲基-16，17-二甲基-2，7-二酮甲酸盐(化合物LL)的合成
一般来说，根据实施例8，使用(2R，3S)-2-(三氘甲基胍基)乙酸2，3-二甲基庚-6-烯酯替代化合物L-2并且使用(Z)-己-5-烯酰氨基(甲硫基)亚甲基氨基甲酸苯甲酯(参见实施例25)替代(Z)-癸-9-烯酰氨基(甲硫基)亚甲基氨基甲酸叔丁酯合成化合物LL-1。获得呈无色液体状的化合物LL-1，(Z)-((16S，17S，Z)-4-三氘甲基-16，17-二甲基-2，7-二氧代-1-氧杂-4，6-二氮杂环十七-11-烯-5-亚基)氨基甲酸苯甲酯(1.16g，99％产率)。ES LC-MS m/z＝461.2(M+H+)。
(2R，3S)-2-(三氘甲基胍基)乙酸2，3-二甲基庚-6-烯酯的合成：
步骤a.向Mg屑(1.94g，81.1mmoL)于四氢呋喃(200mL)中之经过搅拌的悬浮液中，添加5-溴戊-1-烯(10g，67.57mmoL)、碘(少许)，并且通过用加热枪偶尔加热来起始反应，之后在此温度下搅拌10min。逐滴添加(2R，3S)-2，3-二甲基环氧乙烷(4.86g，67.57mmoL)于四氢呋喃(50mL)中的溶液。将所得混合物在-30℃下搅拌2h。添加饱和氯化铵并且将混合物用乙酸乙酯(200mL x 3)。将合并的有机物用盐水洗涤，经无水硫酸钠干燥，浓缩并且蒸馏，提供呈黄色液体状的(2S，3S)-3-甲基辛-7-烯-2-醇(LL-a，4.15g，43％产率)。1H NMR(DMSO-d)δ：5.80-5.78(m，1H)，5.01-4.91(m，2H)，4.25(s，1H)，3.5(s，1H)，2.01-1.98(m，2H)，1.41-1.29(m，4H)，0.99-0.98(m，3H)，0.80-0.78(m，3H)。
步骤b.将2-(N-三氘甲基胍基-4-硝基苯磺酰氨基)乙酸(3g，10.8mmoL)于亚硫酰氯(25mL)和二氯甲烷(25mL)中的混合物在60℃下搅拌1h。将合并的有机物浓缩。然后，将所得化合物溶解于二氯甲烷(50mL)中并且添加(2S，3S)-3-甲基辛-7-烯-2-醇(1.85g，13mmoL)、三乙胺(3.28g，32.5mmoL)，并且将所得混合物在室温下搅拌1h。添加水(50mL)并且将合并的有机相用盐水洗涤，经硫酸钠干燥并且浓缩。将残余物通过快速色谱(石油醚∶乙酸乙酯/5∶1)纯化，提供呈白色固体状的(2R，3S)-2-(N-三氘甲基胍基-4-硝基苯磺酰氨基)乙酸3-甲基辛-7-烯-2-基酯(LL-b，2.89g，66％产率)。ES LC-MS m/z＝424.1(M+Na+)。
步骤c.将(2R，3S)-2-(N-三氘甲基胍基-4-硝基苯磺酰氨基)乙酸3-甲基辛-7-烯-2-基酯(2.89g，7.2mmoL)、对甲苯硫酚(1.07mg，8.65mmoL)、碳酸铯(3.52g，10.8mmoL)于乙腈(40mL)和四氢呋喃(4mL)中的混合物在45℃下搅拌1.5h。将反应混合物过滤，将滤液浓缩，将残余物通过色谱(甲醇∶二氯甲烷/5∶1)纯化，提供呈黄色液体状的(2S，3R)-2-(三氘甲基胍基)乙酸2，3-二甲基庚-6-烯基酯(LL-c，1.2g，80％产率)。1H NMR(DMSO-d)δ：5.79-5.75(m，1H)，5.02-4.92(m，2H)，4.81-3.21(m，1H)，2.00-1.99(m，2H)，1.98(s，1H)，1.72-1.50(m，1H)，1.37-1.31(m，3H)，1.31-1.30(m，3H)，0.86-0.84(m，3H)。
化合物LL的合成.根据实施例9，步骤1，以化合物LL-1(混合物)为起始物质合成化合物LL。获得呈白色固体状的(16S，17S)-5-亚氨基-4-三氘甲基-16，17-二甲基-2，7-二酮甲酸盐(化合物LL混合物；188mg，46％产率)。ES LC-MS m/z＝329.2(M+H+)。1H NMR(DMSO-d)δ：9.4-10.1(br，1H)，7.1-7.7(br，1H)，4.92-5.01(m，1H)，4.80(1H，AB，J＝17.5Hz)，3.86(1H，AB，J＝17.6Hz)，1.94-2.12(m，2H)，1.12(3H，d，J＝6.6Hz)，0.86(3H，d，J＝6.9Hz)，1.04-1.64(m，5H)。
实施例34：8-亚氨基-7-三氘甲基-4-氧杂-7，9-二氮杂螺[2.17]二十烷-5，10-二酮(化合物MM)的合成
一般来说，根据实施例8，使用2-(三氘甲基氨基)乙酸1-(戊-4-烯基)环丙酯(参见实施例23)替代化合物L-2并且使用(Z)-甲硫基(辛-7-烯酰氨基)亚甲基氨基甲酸苯甲酯替代(Z)-癸-9-烯酰氨基(甲硫基)亚甲基氨基甲酸叔丁酯合成化合物MM-1。获得呈黄色油状的化合物MM-1，(Z)-((E)-7-三氘甲基-5，10-二氧代-4-氧杂-7，9-二氮杂螺[2.17]二十-16-烯-8-亚基)氨基甲酸苯甲酯(900mg，81％产率)。ES LC-MS m/z＝473(M+1)。
(Z)-甲硫基(辛-7-烯酰氨基)亚甲基氨基甲酸苯甲酯：将(Z)-氨基(甲硫基)亚甲基氨基甲酸苯甲酯(1.7g，7.74mmol)、辛-7-烯酸(1.0g，7.04mmol)、HATU(3.2g，8.45mmol)以及TEA(2.9ml，21.12mmol)于二氯甲烷(20ml)中的混合物在室温下搅拌过夜。添加水(50ml)并且将混合物用二氯甲烷(50ml x 3)萃取，将合并的有机相用盐水洗涤，经硫酸钠干燥并且浓缩。将残余物通过色谱(石油醚∶乙酸乙酯＝10∶1)纯化，提供呈白色固体状的(Z)-甲硫基(辛-7-烯酰氨基)亚甲基氨基甲酸苯甲酯(1.9g，77％产率)。ES LC-MS m/z＝349(M+1)。
根据实施例9，步骤1，使用Pd/C(20％)以化合物MM-1为起始物质合成化合物MM。获得呈白色固体状的8-亚氨基-7-三氘甲基-4-氧杂-7，9-二氮杂螺[2.17]二十烷-5，10-二酮(化合物MM；101.7mg，31％产率)。ES LC-MS m/z＝341(M+1)。1H NMR(400MHz，DMSO)δ9.79(s，1H)，7.74-6.95(m，1H)，4.33(s，2H)，2.14-1.95(m，2H)，1.74-1.61(m，2H)，1.57-1.47(m，2H)，1.30(t，J＝19.8Hz，14H)，0.80(t，J＝6.3Hz，2H)，0.64(q，J＝5.9Hz，2H)。
实施例35：5-亚氨基-4-三氘甲基-16-环丙基-1-氧杂-4，6-二氮杂环十六烷-2，7-二酮(化合物NN)的合成
一般来说，根据实施例8，使用2-(三氘甲基氨基)乙酸1-(戊-4-烯基)环丙酯(参见实施例23)替代化合物L-2并且使用(Z)-己-5-烯酰氨基-(甲硫基)-亚甲基氨基甲酸苯甲酯(参见实施例25)替代(Z)-癸-9-烯酰氨基(甲硫基)亚甲基氨基甲酸叔丁酯合成化合物NN-1。获得呈无色油状的化合物NN-1，(Z)-((E)-4-三氘甲基-16-环丙基-2，7-二氧代-1-氧杂-4，6-二氮杂环十六-11-烯-5-亚基)氨基甲酸苯甲酯(370mg，0.83mmol，91％产率)。ES LC-MS m/z＝445.3(M+H+)。
根据实施例9，步骤1，以化合物NN-1为起始物质合成化合物NN。获得呈白色固体状的5-亚氨基-4-三氘甲基-16-环丙基-1-氧杂-4，6-二氮杂环十六烷-2，7-二酮(化合物NN；145mg，0.46mmol，57％产率)。ES LC-MS m/z＝313.2(M+H+)。1H NMR(DMSO-d6)δ：9.83(brs，1H)，7.40(br s，1H)，4.25(br s，1H)，2.12-2.09(t，J＝6.0Hz，2H)，1.70-1.62(m，4H)，1.43-1.41(m，2H)，1.26(s，6H)，1.18-1.17(m，2H)，0.80-0.78(d，J＝6.4Hz，3H)，0.64-0.60(t，J＝6.0Hz，2H)。
实施例36：5-亚氨基-4-三氘甲基-16-环丙基-1-氧杂-4，6-二氮杂环十六烷-2，7-二酮(化合物OO)的合成
一般来说，根据实施例8，使用2-(三氘甲基氨基)乙酸1-(戊-4-烯基)环丙酯(参见实施例23)替代化合物L-2并且使用(Z)-甲硫基(戊-4-烯酰氨基)亚甲基氨基甲酸苯甲酯(参见实施例20)替代(Z)-癸-9-烯酰氨基(甲硫基)亚甲基氨基甲酸叔丁酯合成化合物OO-1。获得呈无色油状的化合物OO-1，(Z)-((E)-4-三氘甲基-15-环丙基-2，7-二氧代-1-氧杂-4，6-二氮杂环十五-10-烯-5-亚基)氨基甲酸苯甲酯(644mg，1.49mmol，80％产率)。ES LC-MS m/z＝431(M+H+)。1H NMR(二甲亚砜-d6)δ：9.99(s，1H)，7.38-7.31(m，5H)，5.37-5.36(m，2H)，4.95(m，2H)，4.16(s，2H)，2.22(m，4H)，2.00-1.98(s，2H)，1.49(s，2H)，1.23(s，2H)，0.81(m，2H)，0.66(m，2H)。
根据实施例9，步骤1，以化合物OO-1为起始物质合成化合物OO。呈白色固体状的5-亚氨基-4-三氘甲基-15-环丙基-1-氧杂-4，6-二氮杂环十五烷-2，7-二酮甲酸盐(268mg，0.90mmol，60％产率)。ES LC-MS m/z＝299.2(M+H+)。1H NMR(DMSO-d6)δ：4.20(s，2H)，2.07-2.04(m，2H)，1.67-1.63(m，2H)，1.51-1.48(m，2H)，1.41-1.40(m，2H)，1.29-1.24(m，6H)，0.81-0.78(m，2H)，0.64-0.60(m，2H)。
实施例37：(S)-5-亚氨基-17-甲基-4-(甲基-d3)-1-氧杂-4，6-二氮杂环十七烷-2，7-二酮盐酸盐(化合物PP)的合成
步骤1.PP-1的合成.在氩气氛围下将(S)-2-甲基环氧乙烷(2.1mL，30mmol)溶解于70mL无水THF中。向溶液中添加CuBr(214mg，1.5mmol)并且将它冷却至0℃。历经15分钟将3-丁烯基溴化镁(0.5M的THF溶液，70mL，35mmol)逐滴添加至正在搅拌的反应混合物中。在添加完成之后，历经30min允许反应混合物升温至室温。在通过LCMS判断反应完成后，添加饱和NH4Cl水溶液(100mL)并且分离有机相。将有机物合并，干燥(MgSO4)并且在真空下浓缩，提供粗(S)-庚-6-烯-2-醇。将粗产物通过硅胶快速色谱纯化，梯度为5％至40％乙酸乙酯/己烷，得到呈无色油状的纯(S)-庚-6-烯-2-醇(化合物PP-1)：2.42g，70％产率，ES LCMS m/z＝115.3(M+H+)。1H NMR(400MHz，氯仿-d)δppm 5.82(ddt，J＝17.03，10.26，6.68，6.68Hz，1H)5.02(dq，J＝17.16，1.73Hz，1H)4.96(ddt，J＝10.20，2.16，1.10，1.10Hz，1H)3.76-3.87(m，1H)2.02-2.16(m，2H)1.36-1.57(m，6H)1.20(d，J＝6.02Hz，3H)。
步骤2.PP-2的合成.根据实施例8，步骤1和2，以2-[(4-硝基苯基)磺酰基-(三氘甲基)氨基]乙酸和化合物PP-1为起始物质合成化合物PP-2。获得呈油状的(S)-(甲基-d3)甘氨酸庚-6-烯-2-基酯(化合物PP-2；0.87g，42％产率)。ES LC-MS m/z＝189.1(M+H+)。
步骤3.PP-3的合成.根据实施例8，步骤3和4，以化合物PP-2和化合物O-2为起始物质合成化合物PP-3。获得呈油状的((S，5Z，12E)-17-甲基-4-(甲基-d3)-2，7-二氧代-1-氧杂-4，6-二氮杂环十七-12-烯-5-亚基)氨基甲酸叔丁酯(化合物PP-3；675mg，64％产率)。ESLC-MS m/z＝413.3(M+H+)。
步骤4.化合物PP的合成.
根据实施例13，步骤1和步骤2，在步骤1中使用Pd/C(10％)由化合物PP-3合成化合物PP。获得呈白色固体状的(S)-5-亚氨基-17-甲基-4-(甲基-d3)-1-氧杂-4，6-二氮杂环十七烷-2，7-二酮盐酸盐(化合物PP；193mg，88％产率)。ES LC-MS m/z＝315.2(M+H+)。1H NMR(400MHz，DMSO)δ11.43(s，1H)，9.31(d，J＝55.0Hz，2H)，5.25(d，J＝19.1Hz，1H)，4.96(s，1H)，4.35(d，J＝18.8Hz，1H)，2.72(s，1H)，2.33(s，1H)，1.51(s，4H)，1.37-1.04(m，15H)。
实施例38：5-亚氨基-4-三氘甲基-1-氧杂-4，6-二氮杂环十八烷-2，7-二酮(化合物QQ)的合成
一般来说，根据实施例8，使用2-(三氘甲基氨基)乙酸丁-3-烯酯(参见实施例26)替代L-2并且使用(Z)-(癸-9-烯酰氨基(甲硫基)亚甲基)氨基甲酸叔丁酯(参见实施例7)替代(Z)-癸-9-烯酰氨基(甲硫基)亚甲基氨基甲酸叔丁酯合成化合物QQ-1。获得呈黑色油状的化合物QQ-1，(Z)-((E)-4-三氘甲基-2，7-二氧代-1-氧杂-4，6-二氮杂环十八-15-烯-5-亚基)氨基甲酸叔丁酯(2.165g，80％)。ES LC-MS m/z＝413.4(M+H+)。
步骤1.化合物QQ-2的合成.根据实施例9，步骤1，使用Pd/C(20％)由化合物QQ-1合成化合物QQ-2。获得呈黄色油状的(Z)-4-三氘甲基-2，7-二氧代-1-氧杂-4，6-二氮杂环十八-5-亚基氨基甲酸叔丁酯(化合物QQ-2；1.3g，60％)。ES LC-MS m/z＝415.4(M+H+)。
步骤2.化合物QQ的合成
根据实施例9，步骤2，以化合物QQ-2为起始物质合成化合物QQ。获得呈白色固体状的5-亚氨基-4-三氘甲基-1-氧杂-4，6-二氮杂环十八烷-2，7-二酮(化合物QQ；510mg，52％)。ES LC-MS m/z＝315.4(M+H+)。1H NMR(DMSO-d)δ：4.35(s，2H)，4.10-4.07(t，2H)，2.07-2.03(t，2H)，1.60-1.59(m，2H)，1.52-1.49(t，2H)，1.30-1.26(t，14H)。
实施例39：5-亚氨基-4-三氘甲基-1-氧杂-4，6-二氮杂环十六烷-2，7-二酮(化合物RR)和5-亚氨基-4-三氘甲基-1-氧杂-4，6-二氮杂环十六烷-2，7-二酮甲酸盐(化合物SS)的合成
一般来说，根据实施例8，使用2-(三氘甲基氨基)乙酸戊-4-烯酯替代L-2并且使用(Z)-庚-6-烯酰氨基(甲硫基)亚甲基氨基甲酸叔丁酯(参见实施例10)替代(Z)-癸-9-烯酰氨基(甲硫基)亚甲基氨基甲酸叔丁酯合成化合物RR-1。获得呈无色油状的化合物RR-1，(Z)-((E)-4-三氘甲基-2，7-二氧代-1-氧杂-4，6-二氮杂环十六-12-烯-5-亚基)氨基甲酸叔丁酯(290mg，0.75mmol，59％产率)。ES LC-MS m/z＝385.3(M+H+)。
2-(三氘甲基氨基)乙酸戊-4-烯酯的合成
步骤a.向配备有搅拌棒和氮气入口的圆底烧瓶中装入含CDI(4.4g，27.14mmol)的TBME(15mL)，加热至约40℃。制备2-(叔丁氧基羰基氨基)乙酸(5g，28.57mmol)于TBME(20mL)中的溶液并且添加至浆料中。在0.5小时之后，经历20分钟逐滴添加戊-4-烯-1-醇(2.33g，27.14mmol)。将反应物在40℃下搅拌2小时。将反应物冷却至室温，添加1N HCl溶液(12mL)，分离并且将有机层用1N HCl溶液(12mL x 1)和水(12mL x1)洗涤，干燥并且蒸发，得到呈无色油状的2-(叔丁氧基羰基氨基)乙酸戊-4-烯酯(4.3g，17.7mmol，60％)。ES LC-MS m/z＝144.2(M-99+)。1H NMR(DMSO-d6)δ：5.8505.74(m，1H)，5.05-4.99(m，3H)，4.16-4.12(t，J＝6.8Hz，2H)，3.88(s，2H)，2.13-2.08(m，2H)，1.76-1.71(q，J＝6.8Hz，2H)，1.43(s，9H)。
步骤b.向配备有搅拌棒的圆底烧瓶中装入含氢钠(1.5g，39.51mmol)的THF∶DMF(10∶1，45mL)，在冰浴下搅拌20分钟。然后，在冰浴下向反应物中逐滴添加含2-(叔丁氧基羰基氨基)乙酸戊-4-烯酯(4.8g，19.75mmol)的THF∶DMF(10∶1，2mL)持续15分钟。然后，在冰浴下逐滴添加碘化氘(8.6g，59.26mmol)。使反应物升温至室温，并且搅拌2小时。在冰浴下向反应物中逐滴添加水(20mL)并且添加乙酸乙酯(150mL)，分离并且用水(30mL x 2)和盐水(30mL)洗涤，干燥并且蒸发，通过SGC(PE∶EA/90∶1)纯化，得到呈淡浅黄色油状的2-(叔丁氧基羰基(三氘甲基)氨基)乙酸戊-4-烯酯(1.6g，6.15mmol，31％)。1H NMR(DMSO-d6)δ：5.84-5.77(m，1H)，5.05-4.97(m，2H)，4.10-4.04(m，2H)，3.95-3.92(t，J＝4.8Hz，2H)，2.10-2.05(m，2H)，1.69-1.64(m，2H)，1.39-1.33(m，9H)。
步骤c.向配备有搅拌棒的圆底烧瓶中装入含2-(叔丁氧基羰基(三氘甲基)氨基)乙酸戊-4-烯酯(1.6g，6.15mmol)的HCl/二噁烷(20mL)，在室温下搅拌2h。将混合物蒸发，得到呈白色固体状的2-(三氘甲基氨基)乙酸戊-4-烯酯(1.5g，7.65mmol，125％产率)。1H NMR(DMSO-d6)δ：9.57(br s，2H)，5.85-5.75(m，1H)，5.07-4.96(m，2H)，4.18-4.13(t，J＝7.2Hz，2H)，3.92(s，2H)，2.12-2.07(q，J＝6.8Hz，2H)，1.72-1.65(m，3H)。
步骤1.化合物RR-2的合成.根据实施例9，步骤1，由化合物RR-1合成化合物RR-2。获得呈白色固体状的(Z)-4-三氘甲基-2，7-二氧代-1-氧杂-4，6-二氮杂环十六烷-5-亚基氨基甲酸叔丁酯(化合物RR-2；380mg，0.75mmol，131％产率)。所述粗物质未进一步纯化直接用于下一步骤。ES LC-MS m/z＝387.3(M+H+)。
步骤2.化合物RR和化合物SS的合成
向配备有搅拌棒的圆底烧瓶中装入含化合物RR-2(380mg，0.75mmol)的DCM(4mL)，添加三氟乙酸(1mL)，在室温下搅拌1小时。将反应物蒸发，溶解于THF(3mL)中，通过制备型HPLC(FA)纯化，冻干，得到呈白色固体状的5-亚氨基-4-三氘甲基-1-氧杂-4，6-二氮杂环十六烷-2，7-二酮甲酸盐(化合物SS；151.6mg，0.53mmol，51％产率)；ES LC-MS m/z＝287.3(M+H+)。1H NMR(DMSO-d6)δ：10.58(br s，1H)，9.42-9.24(m，2H)，4.54(s，2H)，4.19(s，2H)，1.59(s，4H)，1.25-1.19(m，12H)以及呈白色固体状的5-亚氨基-4-三氘甲基-1-氧杂-4，6-二氮杂环十六烷-2，7-二酮(游离碱)(化合物RR；55.4mg，0.19mmol，18％产率)。ES LC-MSm/z＝287.3(M+H+)。1H NMR(DMSO-d6)δ：9.82(br s，1H)，7.41(br s，1H)，4.35(s，2H)，4.16-4.13(t，J＝4.8Hz，2H)，2.10-2.07(t，J＝6.0Hz，2H)，1.56-1.51(q，J＝6.0Hz，4H)，1.26-1.18(m，10H)。
实施例40：5-亚氨基-4-三氘甲基-17-环丁烷-1-氧杂-4，6-二氮杂环十七烷-2，7-二酮甲酸盐(化合物TT)的合成
步骤1.将2-(N-三氘甲基-4-硝基苯磺酰氨基)乙酸(2.8g，10mmol)和二氯化亚硫(50ml)于二氯甲烷(50ml)中的混合物加热至60度并且搅拌2h。将混合物浓缩，将残余物用二氯甲烷(50ml)溶解，将其在冰水下添加至1-(丁-3-烯基)环丁醇(1.27g，10mmol)和三乙胺(2.02g，20mmol)于二氯甲烷(50ml)中的混合物中，然后在室温下搅拌1h。添加水(50ml)并且将混合物用二氯甲烷(50ml x 3)萃取，将合并的有机相用盐水洗涤，经硫酸钠干燥并且浓缩。将残余物通过色谱(石油醚∶乙酸乙酯＝10∶1)纯化，提供呈黄色油状的2-(N-三氘甲基-4-硝基苯磺酰氨基)乙酸1-(丁-3-烯基)环丁酯(TT-1；2.43g，63％)。ES LC-MS m/z＝407.7(M+Na+)。
步骤2.将化合物TT-1(2.43g，6.3mmol)、4-甲基苯硫酚(1.56g，12.6mmol)以及碳酸铯(4.11g，12.6mmol)于乙腈(30ml)和四氢呋喃(3ml)中的混合物在45度下搅拌2h。将反应混合物过滤并且将滤液浓缩。将残余物通过色谱(二氯甲烷∶甲醇＝10∶1加上0.1％氢氧化铵)纯化，提供呈黄色油状的2-(三氘甲基氨基)乙酸1-(丁-3-烯基)环丁酯(TT-2；1.06g，84％)。1H NMR(DMSO-d)δ：5.03-4.93(m，2H)，3.37(s，2H)，2.32-2.29(m，2H)，2.27-2.22(m，2H)，2.21-2.17(m，4H)，2.038-2.031(m，1H)，1.83(m，1H)，1.65(m，1H)。
步骤3.将(Z)-氨基(甲硫基)亚甲基氨基甲酸苯甲酯(3.15g，14.1mmol)、辛-7-烯酸(2g，14.1mmol)、O-(7-氮杂苯并三唑-1-基)-N，N，N′，N′-四甲基脲六氟磷酸盐(6.43g，16.9mmol)以及N，N-二异丙基-乙胺(3.64g，28.2mmol)于二氯甲烷(50ml)中的混合物在室温下搅拌过夜。添加水(50ml)并且将混合物用二氯甲烷(60ml*3)萃取，将合并的有机相用盐水洗涤，经硫酸钠干燥并且浓缩。将残余物通过色谱(石油醚∶乙酸乙酯＝10∶1)纯化，提供呈白色固体状的(Z)-甲硫基(辛-7-烯酰氨基)亚甲基氨基甲酸苯甲酯(TT-3；4.43g，90％)。ES LC-MS m/z＝370.8(M+Na+)。
步骤4.在室温下搅拌化合物TT-3(1.4g，4mmol)、化合物TT-2(805mg，4mmol)以及三乙胺(808mg，8mmol)于N，N-二甲基甲酰胺(20ml)中的混合物，添加氯化汞(II)(1.08g，4mmol)并且将混合物搅拌过夜。添加水(100ml)并且将混合物用乙酸乙酯(50ml x 3)萃取，将合并的有机相用盐水洗涤，经硫酸钠干燥并且浓缩。将残余物通过色谱(石油醚∶乙酸乙酯＝5∶1)纯化，提供呈无色油状的(Z)-2-(2-(苯甲氧基羰基)-1-三氘甲基胍基-3-辛-7-烯酰基胍基)乙酸1-(戊-4-烯基)环丁酯(TT-4；1.5g，75％)。ES LC-MS m/z＝522.8(M+Na+)。
步骤5.将化合物TT-4(1.7g，3.6mmol)和格拉布斯II(305mg，0.36mmol)于二氯甲烷(1500ml)中的混合物在N2下在50度下搅拌2h，冷却至室温，添加乙氧乙烯(5ml)并且将混合物搅拌30min。将混合物浓缩并且将残余物通过色谱(石油醚∶乙酸乙酯＝5∶1)纯化，提供呈黄色油状的(Z)-((E)-4-三氘甲基-17-环丁烷-2，7-二氧代-1-氧杂-4，6-二氮杂环十七-12-烯-5-亚基)氨基甲酸苯甲酯(TT-5；533mg，33％)。ES LC-MS m/z＝473.7(M+H+)。
步骤6.化合物TT的合成
将所提供的化合物TT-5(533mg，1.13mmol)和Pd/C(106mg，20％)于乙醇(10ml)中的混合物在H2球囊下在室温下搅拌过夜。将反应混合物过滤并且将滤液浓缩。将残余物通过制备型HPLC(40％乙腈的水溶液加上0.2％甲酸)纯化，提供呈白色固体状的5-亚氨基-4-三氘甲基-17-环丁烷-1-氧杂-4，6-二氮杂环十七烷-2，7-二酮甲酸盐(54mg，11％)。ES LC-MS m/z＝341.4(M+H)+。1H NMR(DMSO-d)δ：4.31(s，2H)，2.22-2.17(m，2H)，2.13-2.08(m，2H)，2.05-2.02(m，2H)，1.87-1.83(m，2H)，1.78-1.75(m，1H)，1.64-1.61(m，1H)，1.53-1.49(m，2H)，1.28-1.22(m，12H)。
实施例41：10-亚氨基-9-三氘甲基-2，6-二氧杂-9，11-二氮杂螺[4.16]二十一烷-7，12-二酮(化合物UU)的合成
步骤1.向镁(6.1g，251mmol)于四氢呋喃(30ml)中的经过搅拌的悬浮液中添加4-溴丁-1-烯(3.0g，22.2mmol)并且通过用加热枪偶尔加热来起始反应。在回流温度下逐滴添加剩余的4-溴丁-1-烯(30.0g，222mmol)，之后在此温度下搅拌1h。冷却至0度，逐滴添加二氢呋喃-3(2H)-酮(17.2g，200mmol)于四氢呋喃(140ml)中的溶液。在加热至回流持续1h之后，将混合物倾入饱和氯化铵水溶液/冰1∶1中。将混合物用乙酸乙酯(300ml*3)萃取，将合并的有机相用盐水洗涤，经硫酸钠干燥并且浓缩。将残余物通过短维格罗柱(vigreuxcolumn)纯化，提供呈黄色油状的3-(丁-3-烯基)四氢呋喃-3-醇(UU-1；9.4g，33％)。1H NMR(DMSO-d6)δ：5.81-5.87(m，1H)，4.92-5.04(m，2H)，4.61(ds，1H)，3.71-3.84(m，2H)，3.42-3.52(m，2H)，2.09-2.16(m，2H)，1.72-1.79(m，2H)，1.58-1.62(m，2H)。
步骤2.将2-(N-三氘甲基-4-硝基苯磺酰氨基)乙酸(2.77g，10mmol)和二氯化亚硫(15ml)于二氯甲烷(15ml)中的混合物加热至60度并且搅拌2h。将混合物浓缩，将残余物用二氯甲烷(50ml)溶解，在冰-水下将其添加至化合物UU-1(1.7g，12mmol)和三乙胺(3.03g，30mmol)于二氯甲烷(20ml)中的混合物中，然后在室温下搅拌1h。添加水(50ml)并且将混合物用二氯甲烷(50ml*3)萃取，将合并的有机相用盐水洗涤，经硫酸钠干燥并且浓缩。将残余物通过色谱(石油醚∶乙酸乙酯＝5∶1)纯化，提供呈无色油状的2-(N-三氘甲基-4-硝基苯磺酰氨基)乙酸3-(丁-3-烯基)四氢呋喃-3-基酯(UU-2；3.2g，80％)。ES LC-MS m/z＝423.7(M+Na+)。
步骤3.将化合物UU-2(3.12g，7.78mmol)、4-甲基苯硫酚(1.93g，15.56mmol)以及碳酸铯(5.07g，5.56mmol)于乙腈(40ml)和四氢呋喃(4ml)中的混合物在45度下搅拌2h。将反应混合物过滤并且将滤液浓缩。将残余物通过色谱(二氯甲烷∶甲醇＝10∶1加上0.1％氢氧化铵)纯化，提供呈红色油状的2-(三氘甲基氨基)乙酸3-(丁-3-烯基)四氢呋喃-3-基酯(UU-3；1.3g，77％)。1H NMR(DMSO-d6)δ：5.81-5.87(m，1H)，4.92-5.04(m，2H)，4.61(s，1H)，3.72-3.84(m，2H)，3.42-3.52(m，2H)，2.09-2.16(m，2H)，1.72-1.79(m，2H)，1.60(t，J＝8.0Hz，2H)。
步骤4.在室温下搅拌(Z)-甲硫基(辛-7-烯酰氨基)亚甲基氨基甲酸苯甲酯(2.09g，6.0mmol)、化合物UU-3(1.3g，6.0mmol)以及三乙胺(1.21g，12mmol)于N，N-二甲基甲酰胺(30ml)中的混合物，添加氯化汞(II)(1.82g，6.6mmol)并且将混合物搅拌2h。添加水(150ml)并且将混合物用乙酸乙酯(50ml*3)萃取，将合并的有机相用盐水洗涤，经硫酸钠干燥并且浓缩。将残余物通过色谱(石油醚∶乙酸乙酯＝5∶1)纯化，提供呈黄色油状的(Z)-2-(2-(苯甲氧基羰基)-1-三氘甲基-3-辛-7-烯酰基胍基)乙酸3-(丁-3-烯基)四氢呋喃-3-基酯(UU-4；2.7g，90％)。ES LC-MS m/z＝516.8(M+H+)。
步骤5.将化合物UU-4(2.0g，3.9mmol)和格拉布斯II(330mg，0.39mmol)于二氯甲烷(2L)中的混合物在N2下在50度下搅拌2h，冷却至室温，添加乙氧乙烯(5ml)并且将混合物搅拌0.5h。将混合物浓缩并且将残余物通过制备型TLC(石油醚∶乙酸乙酯＝1∶1)纯化，提供呈黄色油状的(Z)-((E)-9-三氘甲基-7，12-二氧代-2，6-二氧杂-9，11-二氮杂螺[4.16]二十一-18-烯-10-亚基)氨基甲酸苯甲酯(UU-5；1.5g，78％)。ES LC-MS m/z＝488.8(M+H+)。
步骤6.化合物UU的合成
将所提供的(Z)-((E)-9-三氘甲基-7，12-二氧代-2，6-二氧杂-9，11-二氮杂螺[4.16]二十一-18-烯-10-亚基)氨基甲酸苯甲酯(740mg，1.51mmol)和Pd/C(150mg，20％)于乙醇(10ml)中的混合物在H2球囊下在室温下搅拌过夜。将反应混合物过滤并且将滤液浓缩。将残余物通过制备型HPLC(20-50％乙腈的水溶液加上0.2％甲酸)纯化，提供呈白色固体状的10-亚氨基-9-三氘甲基-2，6-二氧杂-9，11-二氮杂螺[4.16]二十一烷-7，12-二酮(化合物UU；350mg，65％)。ES LC-MS m/z＝356.9(M+H)+。1H NMR(DMSO-d)δ：4.44(d，J＝17.6Hz，1H)，4.30(d，J＝17.6Hz，1H)，3.97(d，J＝10.0Hz，2H)，3.76-3.79(m，2H)，3.62(d，J＝10.0Hz，1H)，2.23-2.30(m，1H)，1.85-2.09(m，5H)，1.50-1.55(m，2H)，1.23-127(m，12H)。
实施例41：5-亚氨基-4-三氘甲基-1-氧杂-4，6-二氮杂环二十四烷-2，7-二酮甲酸盐(化合物VV)的合成
步骤1.在0℃下搅拌癸-9-烯酸(1.7g，10mmol)于四氢呋喃(40ml)中的混合物，缓慢添加氢化铝锂(760mg，20mmol)。将混合物在室温下搅拌过夜。添加水并且将混合物过滤，将滤液用乙酸乙酯(50ml x 3)萃取，将合并的有机相用盐水洗涤，经硫酸钠干燥并且浓缩，提供呈无色油状的癸-9-烯-1-醇(VV-1；1.0g，64％)。1H NMR(CDCl3)δ：5.77-5.86(s，1H)，4.93-5.03(m，2H)，3.65(t，J＝6.4Hz，2H)，2.03-2.08(m，2H)，1.54-1.64(m 2H)，1.26-1.45(m，10H)。
步骤2.将2-(N-三氘甲基-4-硝基苯磺酰氨基)乙酸(1.77g，6.4mmol)和二氯化亚硫(20ml)于二氯甲烷(20ml)中的混合物加热至60度并且搅拌2h。将混合物浓缩，将残余物用二氯甲烷(20ml)溶解，在冰-水下将其添加至癸-9-烯-1-醇(1g，6.4mmol)和三乙胺(1.29g，12.8mmol)于二氯甲烷(30ml)中的混合物中，然后在室温下搅拌1h。添加水(50ml)并且将混合物用二氯甲烷(50ml*3)萃取，将合并的有机相用盐水洗涤，经硫酸钠干燥并且浓缩。将残余物通过色谱(石油醚∶乙酸乙酯＝10∶1)纯化，提供呈黄色油状的2-(N-三氘甲基-4-硝基苯磺酰氨基)乙酸癸-9-烯酯(VV-2；1.4g，53％)。ES LC-MS m/z＝438.1(M+Na+)。
步骤3.将化合物VV-2(1.4g，3.37mmol)、4-甲基苯硫酚(837mg，6.75mmol)以及碳酸铯(2.19g，6.75mmol)于乙腈(20ml)和四氢呋喃(2ml)中的混合物在45度下搅拌2h。将反应混合物过滤并且将滤液浓缩。将残余物通过色谱(二氯甲烷∶甲醇＝10∶1加上0.1％氢氧化铵)纯化，提供呈黄色油状的2-(三氘甲基氨基)乙酸癸-9-烯酯(VV-3；660mg，85％)。1HNMR(DMSO-d)δ：4.92-5.01(m，2H)，4.01-4.05(m，2H)，1.99-2.01(m，2H)，1.54-1.56(m，2H)，1.26-1.33(m，11H)。
步骤4.在室温下搅拌化合物GG-1(1.08g，2.87mmol，参见实施例29)、化合物VV-3(660mg，2.87mmol)以及三乙胺(580mg，5.74mmol)于N，N-二甲基甲酰胺(15ml)中的混合物，添加氯化汞(II)(932mg，3.4mmol)并且将混合物搅拌过夜。添加水(100ml)并且将混合物用乙酸乙酯(50ml*3)萃取，将合并的有机相用盐水洗涤，经硫酸钠干燥并且浓缩。将残余物通过色谱(石油醚∶乙酸乙酯＝8∶1)纯化，提供呈无色油状的(Z)-2-(2-(苯甲氧基羰基)-3-癸-9-烯酰基-1-三氘甲基胍基)乙酸癸-9-烯酯(VV-4；1.35g，84％)。ES LC-MS m/z＝559.4(M+H+)。
步骤5.将化合物VV-4(1.35g，2.42mmol)和格拉布斯II(205mg，0.242mmol)于二氯甲烷(1350ml)中的混合物在N2下在50度下搅拌2h，冷却至室温，添加乙氧乙烯(5ml)并且将混合物搅拌30min。将混合物浓缩并且将残余物通过色谱(石油醚∶乙酸乙酯＝5∶1)纯化，提供呈黄色固体状的(Z)-((E)-4-三氘甲基-2，7-二氧代-1-氧杂-4，6-二氮杂环二十四-15-烯-5-亚基)氨基甲酸苯甲酯(VV-5；1.0g，78％)。ES LC-MS m/z＝531.4(M+H+)。
步骤6.化合物VV的合成
将所提供的化合物VV-5(500mg，0.94mmol)和Pd/C(100mg，20％)于乙醇(10ml)中的混合物在H2球囊下在室温下搅拌过夜。将反应混合物过滤并且将滤液浓缩。将残余物通过制备型HPLC(40％乙腈的水溶液加上0.2％甲酸)纯化，提供呈白色固体状的5-亚氨基-4-三氘甲基-1-氧杂-4，6-二氮杂环二十四烷-2，7-二酮甲酸盐(130mg，35％)。ES LC-MS m/z＝399.4(M+H)+。1H NMR(DMSO-d)δ：4.19(s，2H)，4.02-4.05(m，2H)，1.99-2.06(m，2H)，1.53-1.57(m，2H)，1.45-1.48(m，2H)，1.18-1.27(m，26H)。
实施例42：10-亚氨基-9-三氘甲基胍基-6-氧杂-9，11-二氮杂螺[4.16]二十一烷-7，12-二酮甲酸盐(化合物WW)的合成
步骤1.向Mg屑(7.14g，297.6mmoL)于四氢呋喃(20mL)中的经过搅拌的悬浮液中添加4-溴丁-1-烯(3g，22.5mmoL)并且通过用加热枪偶尔加热来起始反应。在回流温度下逐滴添加剩余的4-溴丁-1-烯(30g，225.5mmoL)，之后在此温度下搅拌10min。逐滴添加环戊酮(20.8g，248mmoL)于四氢呋喃(140mL)中的溶液。之后加热至回流持续1h。添加饱和氯化铵并且将混合物用乙酸乙酯(200Ml x 3)。将合并的有机物用盐水洗涤，经无水硫酸钠干燥并且浓缩，提供呈黄色液体状的1-(丁-3-烯基)环戊醇(WW-1；4.7g，13％产率)。1H NMR(DMSO-d)δ：5.87-5.80(m，1H)，5.01-4.88(m，2H)，4.00(s，1H)，2.14-2.08(m，2H)，1.69-1.66(m，2H)，1.54-1.46(m，6H)，1.43-1.38(m，2H)。
步骤2.将2-(N-三氘甲基胍基-4-硝基苯磺酰氨基)乙酸(2.77g，10mmoL)于亚硫酰氯(15mL)和二氯甲烷(15mL)中的混合物在60℃下搅拌1h。将合并的有机物浓缩。然后，将所得化合物溶解于二氯甲烷(30mL)中并且添加化合物WW-1(1.54g，11mmoL)、三乙胺(3.03g，30mmoL)，并且将所得混合物在室温下搅拌1h。添加水(50mL)并且将合并的有机相用盐水洗涤，经硫酸钠干燥并且浓缩。将残余物通过快速色谱(石油醚∶乙酸乙酯/5∶1)纯化，提供呈白色固体状的2-(N-三氘甲基胍基-4-硝基苯磺酰氨基)乙酸1-(丁-3-烯基)环戊酯(WW-2；2.83g，71％产率)。ES LC-MS m/z＝422.4(M+Na+)。
步骤3.将化合物WW-2(5.7g，14.32mmoL)，对甲苯硫酚(2.1g，17.18mmoL)、碳酸铯(7g，21.5mmoL)于乙腈(70mL)和四氢呋喃(7mL)中的混合物在45℃下搅拌1.5h。将反应混合物过滤，将滤液浓缩，将残余物通过色谱(甲醇∶二氯甲烷/5∶1)纯化，提供呈黄色液体状的2-(三氘甲基胍基)乙酸1-(丁-3-烯基)环戊酯(WW-3；2.6g，87％产率)。1H NMR(DMSO-d)δ：5.82-5.75(m，1H)，5.02-4.91(m，2H)，3.15(s，2H)，2.05-1.99(m，6H)，1.67-1.54(m，6H)。
步骤4.在室温下搅拌(Z)-甲硫基(辛-7-烯酰氨基)亚甲基氨基甲酸苯甲酯(3g，8.62mmoL)、化合物WW-3(1.84g，8.62mmoL)以及三乙胺(1.74g，17.24mmoL)于N，N-二甲基甲酰胺(40mL)中的溶液的混合物。添加二氯化汞(2.8g，10.34mmoL)的混合物，将混合物在室温下搅拌2h。添加水(200mL)并且将混合物用乙酸乙酯(200mL x 3)萃取，将合并的有机相用盐水洗涤，经硫酸钠干燥并且浓缩。将残余物通过色谱(石油醚∶乙酸乙酯/5∶1)纯化，提供呈白色液体状的(Z)-2-(2-(苯甲氧基羰基)-1-三氘甲基胍基-3-辛-7-烯酰基胍基)乙酸1-(丁-3-烯基)环戊酯(WW-4；4.14g，93％产率)。ES LC-MS m/z＝515.6(M+H+)。
步骤5.将化合物WW-4(1g，1.95mmoL)和格拉布斯(II)(165mg，0.195mmoL)于二氯甲烷(1L)中的混合物在50℃下搅拌2h。将合并的有机物浓缩。将残余物通过快速色谱(石油醚∶乙酸乙酯/10∶1)纯化，提供呈黄色油状的(Z)-((E)-9-三氘甲基胍基-7，12-二氧代-6-氧杂-9，11-二氮杂螺[4.16]二十一-18-烯-10-亚基)氨基甲酸苯甲酯(WW-5；800g，84％产率)。ES LC-MS m/z＝487.2(M+H+)。
步骤.6.化合物WW的合成
将化合物WW-5(745mg，1.5mmoL)和钯10％/碳(150mg，20％)于乙醇(10mL)中的混合物在H2球囊下搅拌2h。将反应混合物过滤并且将滤液浓缩。将残余物通过制备型HPLC(FA)纯化，提供呈白色固体状的10-亚氨基-9-三氘甲基胍基-6-氧杂-9，11-二氮杂螺[4.16]二十一烷-7，12-二酮甲酸盐(化合物WW；210mg，40％产率)。ES LC-MS m/z＝355.2(M+H+)。1H NMR(DMSO-d)δ：10.0-9.5(s，1H)，7.75-7.25(s，1H)，4.30(s，1H)，2.08-2.04(m，4H)，1.86(s，1H)，1.65-1.49(m，8H)，1.24-1.22(m，12H)。
实施例43：5-亚氨基-4-三氘甲基-1-氧杂-4，6-二氮杂环十七烷-2，7-二酮盐酸盐(化合物15)的合成
一般来说，根据实施例8，使用2-(三氘甲基氨基)乙酸己-5-烯酯(参见实施例21)替代L-2并且使用(Z)-(庚-6-烯酰氨基(甲硫基)亚甲基)氨基甲酸叔丁酯(参见实施例11)替代(Z)-癸-9-烯酰氨基(甲硫基)亚甲基氨基甲酸叔丁酯合成化合物15。获得呈黄色油状的化合物15-1，(Z)-((E)-4-三氘甲基-2，7-二氧代-1-氧杂-4，6-二氮杂环十七-12-烯-5-亚基)氨基甲酸叔丁酯(5.2g，93％)。ES LC-MS m/z＝399.3(M+H+)。1H NMR(CD3Cl-d4)δ：5.32-5.36(m，2H)，4.19-4.23(m，2H)，4.11-4.15(m，2H)，2.28(s，2H)，2.0-2.05(m，4H)，1.59-1.68(m，4H)，1.50(s，9H)，1.29-1.47(m，4H)。
步骤1.化合物15-2的合成.根据实施例9，步骤1，使用Pd/C(20％)由化合物15-1合成化合物15-2。获得呈黄色油状的(Z)-4-三氘甲基-2，7-二氧代-1-氧杂-4，6-二氮杂环十七烷-5-亚基氨基甲酸叔丁酯(化合物15-2；4.0g，76％)。ES LC-MS m/z＝401.3(M+H+)。1HNMR(CD3Cl-d4)δ：4.13-4.24(m，4H)，2.32-2.36(m，2H)，1.55-1.75(m，4H)，1.50(s，9H)，1.26-1.47(m，12H)。
步骤2.化合物15的合成
根据实施例9，步骤2，以化合物15-2为起始物质合成化合物15。获得呈白色固体状的5-亚氨基-4-三氘甲基-1-氧杂-4，6-二氮杂环十七烷-2，7-二酮盐酸盐(化合物15；60mg，42％)。ES LC-MS m/z＝301.1(M+H+)。1H NMR(DMSO-d6)δ：11.57(ds，1H)，9.37(ds，1H)，9.29(ds，1H)，4.82(s，2H)，4.14-4.18(m，2H)，1.52-1.58(m，4H)，1.26-1.40(m，14H)。
标准程序和化学转化以及相关方法为本领域技术人员熟知的，并且此类方法和程序在例如标准参考文献中已有描述，所述标准参考文献为诸如Fiesers′Reagents forOrganic Synthesis，John Wiley and Sons，New York，NY，2002；Organic Reactions，第1-83卷，John Wiley and Sons，New York，NY，2006；March J.和Smith M.，Advanced OrganicChemistry，第6版，John Wiley and Sons，New York，NY；以及Larock R.C.，ComprehensiveOrganic Transformations，Wiley-VCH Publishers，New York，1999。本文引用的所有文本和参考文献以全文引用的方式并入本文中。
使用具有官能团的化合物的反应可能是基于具有可被保护的官能团的化合物来进行。举例来说，胍官能团在某些条件下可能不稳定并且由此需要保护。“被保护”的化合物或衍生物意指化合物中一个或多个反应性位点或官能团用保护基阻断的衍生物。被保护的衍生物可用于制备本公开的化合物或以本身使用；被保护的衍生物可为生物活性剂。在T.W.Greene，Protecting Groups in Organic Synthesis，第3版，John Wiley&Sons，Inc.1999中可找到列举适合的保护基的综合文本的实例。
可通过选择适当的起始物质使用上文所描述的程序来合成其他肌酸前药。
实施例44：体外前药酶裂解的测定
对于肌酸前药，通常需要前药在系统循环中时保持完整(即，未裂解)并且在靶组织中裂解(即，释放母体药物)。可用稳定性水平可至少部分由前药的机制和药代动力学决定。可用不稳定性水平也可至少部分由前药和母体药物(例如肌酸)在系统循环中和/或在胃肠道中(若经口施用)的药代动力学决定。一般来说，在胃肠道中较稳定(如可通过在模拟胃液、模拟肠液、肠道S9部分、胰酶或结肠洗涤分析中的稳定性所评估)并且在小鼠血浆；大鼠血浆；人血浆；小鼠、大鼠和/或人肝脏S9；肝微粒体；和/或肝细胞制剂中较不稳定的前药可适合作为经口施用的前药。一般来说，在小鼠血浆；大鼠血浆；人血浆；小鼠、大鼠和/或人肝脏S9；肝微粒体；和/或肝细胞制剂中较稳定并且在靶组织细胞匀浆或靶组织细胞分离制剂(诸如脑、肌肉以及S9部分)中较不稳定的前药可适合作为全身施用的前药和/或可更有效地将前药递送至靶组织。一般来说，在不同pH值生理缓冲液中较稳定的前药可更适合作为前药。一般来说，在靶组织细胞匀浆和/或靶组织细胞分离制剂(诸如脑、肌肉以及S9部分)中较不稳定的前药可在细胞内裂解以将母体药物释放至靶组织。可使用诸如此实施例中所描述的用于测定前药在体外的酶裂解或化学裂解的那些测试的结果来选择用于体内测试的前药。
可遵循本领域中已知的方法使用多种制剂在一种或多种体外系统中对肌酸前药的稳定性进行评估。表1中描述了可用于体外研究的实验条件。一式三份地将前药添加至每种制剂中。
表1：用于前药体外稳定性和代谢研究的标准a条件
分析
酶/蛋白质浓度
底物浓度(μM)
辅因子
SGF
+/-0.1mg/mL，胃蛋白酶
1-50
不适用
SIF
+/-1％w/v，胰酶
1-50
不适用
血浆
不适用
1-10
不适用
血液
不适用
1-10
不适用
肝微粒体
0.5mg/mL
1-10
+/-NADPH<sup>b</sup>
肝脏或肠道S9
1mg/mL
1-10
+/-NADPH<sup>b</sup>
肝细胞
不适用
1-10
不适用
组织匀浆<sup>c</sup>
不适用
1-10
不适用
a提供典型测试范围，根据前药的预期临床用途可超出范围；b产生NADPH的系统，例如1.3mM NADP+、3.3mM葡萄糖-6-磷酸、0.4U/mL葡萄糖-6-磷酸脱氢酶、3.3mM氯化镁以及0.95mg/mL磷酸钾，pH 7.4；c实例：脑组织匀浆、肌肉组织匀浆；d可在添加和不添加氟磷酸二异丙酯(DIFP，丝氨酸蛋白酶抑制剂)的情况下进行分析，以确定降解是否由丝氨酸蛋白酶(例如羧基酯酶(CES))介导
适当时通过LC-UV、LC-CAD、LC-UV-CAD或LC-MS/MS测定肌酸前药在磷酸盐缓冲盐水(PBS)、不含胰酶的模拟肠液(SIF)、不含胃蛋白酶的模拟胃液(SGF)中的化学稳定性。根据所描述的方案将本公开的肌酸前药(50μM)在37℃下孵育并且根据峰面积比率比较t＝0、t＝15、t＝60以及t＝120min之间的前药水平以测定t＝120min(2h)时剩余的百分比。在包括大鼠、狗以及食蟹猴的不同物种(显示人和小鼠)的标准血浆和肝微粒体分析中对前药的代谢稳定性加以分析。参见表2A至表2C。
所测试的大多数肌酸前药显示良好化学和代谢稳定性(表2A至表2C)。在血浆和微粒体稳定性、PBS以及SIF分析中，在COOH处具有酯键的肌酸前药显示与具有游离COOH的肌酸前药相比较不稳定的倾向。
用于筛选的针对PBS、SIF以及SGF稳定性的方案：
将前药(50μM)在37℃下在PBS、FaSSIF(Biorelevant)或FaSSGF(Biorelevant)中孵育。在所选时间点(例如0、15、60以及120min)，将样品转移至小瓶中并且立即使用LC-UV-CAD对前药峰面积进行分析。
用于早期筛选大环的针对血浆稳定性的方案(方法A)：
通过快速放置在37℃下并且在3,000rpm下离心8分钟以移除结块来将冷冻的血浆解冻。然后，移取上清液并且汇集作为要用于实验中的血浆。将血浆放置于冰上直到使用。将测试化合物和参考化合物掺加溶液制备成2.5mM测试化合物掺加溶液A：将20μL的10mM测试化合物储备溶液添加至60μL DMSO中。制备0.1mM掺加溶液B：将40μL的掺加溶液A与0.5％BSA一起添加至960μL的0.05mM磷酸钠缓冲液中。然后，将10μL的预升温掺加溶液B添加至指定用于所有时间点(0、5、15、30、60、120min)的孔中。对于0-mib，将400μL的含有IS的ACN添加至0-min板的孔中，然后添加90μL的血浆。将90μL的预升温血浆添加至指定用于所述时间点(0、5、15、30、60、120min)的孔中并且开始计时。在5、15、30、60、120min时，分别将400μL的含有IS的ACN添加至对应板的孔中，以停止反应。在中止反应之后，使用振动器(IKA，MTS 2/4)将板振荡10min(600rpm/min)，然后在5594g下离心15min(Thermo Multifuge×3R)。将50μL的上清液从每个孔转移至含有120μL的超纯水(Millipore，ZMQS50F01)的96-孔样品板中并且通过LC/MS进行分析。
针对血浆稳定性的方案(方法B)：
将冷冻的血浆在37℃水浴中解冻，然后，如果需要，那么调节至pH＝7.4，然后在37℃孵育器中预加热。将测试物品溶解于10％DMSO/水中并且以1μM的最终浓度掺加至预涂至96孔板中的血浆中。在37℃下进行离散孵育并且包括5个时间点：t＝0、2、5、15以及30min。然后用4倍体积的冰冷的20％水/80％乙腈使样品破碎并且在4000g下离心10min。将上清液干燥并且用水复溶并且通过LC-MS/MS进行分析。计算半衰期(分钟)。
针对微粒体稳定性的方案：
对于参考化合物，制备500μM掺加溶液：将10μL的10mM DMSO储备溶液添加至190μLACN中。制备于微粒体(0.75mg/mL)中的1.5μM掺加溶液：在冰上将1.5μL的500μM掺加溶液和18.75μL的20mg/mL肝微粒体添加至479.75μL的缓冲液0.1M磷酸钾缓冲液，1.0mM EDTA，pH7.4中。对于测试化合物，制备5mM掺加溶液：将10μL的10mM DMSO储备溶液添加至10μL ACN中。然后制备于微粒体(0.75mg/mL)中的15μM掺加溶液：在冰上将1.5μL的5mM掺加溶液和18.75μL的20mg/mL肝微粒体添加至479.75μL的缓冲液0.1M磷酸钾缓冲液，1.0mM EDTA，pH7.4中。通过将NADPH溶解至缓冲液0.1M磷酸钾缓冲液，1.0mM EDTA，pH 7.4中来制备NADPH储备溶液(6mM)。在冰上将含有0.75mg/mL微粒体溶液的30μL1.5μM掺加溶液分配至指定用于不同时间点(0-min、5-min、10-min、20-min、30-min、60-min、60-min不含NADPH)的分析板。对于0-min，将135μL的含有IS的ACN添加至0-min板的孔中，然后添加15μL的NADPH储备溶液(6mM)。将15μL的NADPH储备溶液(6mM)添加至指定为0-min、5-min、10-min、20-min、30-min、60-min的样品中；将15μL的缓冲液0.1M磷酸钾缓冲液，1.0mM EDTA，pH 7.4添加至指定为60-min不含NADPH的样品中。在5-min、10-min、20-min以及30-min、60-min时，分别将135μL的含有IS的ACN添加至对应板的孔中，以停止反应。在中止反应之后，使用振动器(IKA，MTS2/4)将板振荡10min(600rpm/min)，然后在5594g下离心15min(Thermo Multifuge×3R)。将50μL的上清液从每个孔转移至含有50μL的超纯水(Millipore，ZMQS50F01)的96-孔样品板中并且通过LC/MS进行分析。
表S2.结构
实施例45：肌酸从前药的释放(d3-肌酸释放)的体外测定
对于前药释放肌酸和与不希望的环化为肌酐相比优先释放肌酸的能力的评估，将d3-标记(氘标记甲基)的前药与专门制备成保留FAAH活性的脑匀浆(例如小鼠、人)一起或与用于直接裂解研究的rFAAH一起孵育。为将前药衍生的肌酸(d3-肌酸)与高浓度的内源性(未标记)肌酸区别开，使用d3-标记的前药为必需的。对于BH，在10mM Tris，pH 7.4、0.25M蔗糖、1mM EDTA以及1mM DTT中进行孵育(37℃)；对于rFAAH直接裂解，使用125mM Tris，pH9.0、1mM EDTA以优化FAAH活性。在20μM和200μM的最终浓度下对前药进行测试。每个反应使用约3-4mg的匀浆。以1mM的最终浓度包括辅因子(NADPH)。通过荧光分析通过将7-氨基-4-甲基香豆素-花生四烯酸酰胺转化为7-氨基-4-甲基香豆素来确认FAAH活性。阴性对照包括在不存在脑匀浆/rFAAH(但存在NADPH)的情况下孵育或使用65℃加热去活化的脑匀浆/rFAAH以评估在分析条件下的非酶前药裂解以及使用浓度为1μM的FAAH抑制剂PF044578845。通过将8μL的前药储备溶液(500或5000μM的DMSO或DMSO/甲醇溶液)添加至分析缓冲液中，随后添加脑匀浆/rFAAH来制备前药孵育物。在所选时间点(例如0、30、60以及180min)，移去45μL等分试样并且通过添加180μL冰冷的乙腈(80％ACN/20％水)停止溶液来终止反应。将样品在4℃下在15890x g下离心10分钟，随后转移上清液以储存在-20℃下，待进行LC-MS/MS分析。通过LC-MS/MS分析样品上清液以测定d3-前药、d3-肌酸以及d3-肌酐水平。
在3种不同体外分析中测试氘化肌酸前药以对d3-肌酸(d3-Cr)释放和环化形成d3-肌酐(d3-Crn)进行评估。这些分析为1)用重组人FAAH酶(rFAAH)直接裂解，2)在小鼠脑匀浆(MBH)中裂解，以及3)在人脑匀浆(HBH)中裂解。
通过在3h时净d3-Cr释放(μM)(从无脑匀浆/rFAAH或去活化脑匀浆/rFAAH的阴性对照扣除阳性反应)相较于200μM前药的标称输入浓度的百分比来测定肌酸前药裂解效率。通过在3h时阳性反应中产生的d3-Crn(μM)相较于200μM前药的标称输入浓度的百分比来测定肌酐环化的倾向。参见表3A至表3B。
基于体外结果，可将本公开的肌酸前药分类为2个组。第一组含有具有C11至C18之间的脂肪酸酰胺链(在式(I)中的R1位置)并且具有未修饰的游离COOH(在式(I)中的R3位置)的肌酸前药，通常释放大量的d3-Cr(＞23％)并且极少发生d3-Cm环化。第二组含有具有C20或小于C9的脂肪酸酰胺链或吡啶基并且具有键联至脂族酯的COOH的肌酸前药，通常释放少量d3-Cr(化合物8、10-HCl以及12-HCl，表3A)并且主要环化为肌酐。这些数据与表2A至表2C中的代谢和化学稳定性数据一致。
直链肌酸前药(其中R1与R6一起不形成环)(诸如表3A至表3B中所示的那些直链肌酸前药)的体外研究在评估有效大环肌酸前药(其中R1与R6一起形成环)的研发方面具指导意义。不受任何理论约束，直链肌酸前药显示高d3-Cr释放并且使d3-Cm环化减至最少可表明对应大环肌酸前药将为高体内肌酸释放的良好候选物(参见表3B)。对应于直链肌酸前药的大环肌酸前药为大环前药，所述大环前药在酯处裂解时将提供所述直链肌酸前药或所述直链肌酸前药的紧密相关类似物(例如羟基化类似物)。
在体外rFAAH研究条件下，直链肌酸前药通常比对应大环肌酸前药更稳定。因此，本发明人可使用从直链肌酸前药获得的肌酸释放数据来指导大环肌酸前药的研发。
表3B.体外d3-肌酸(d3-Cr)释放
实施例46：细胞培养物中的体外肌酸前药摄入和d3-肌酸释放.
用于ARPE-19细胞的程序(表4A)
从ATCC获得ARPE-19细胞(#CRL-2302)并且在摄入实验前一天以350,000个细胞/孔接种于6孔板中。将肌酸前药以5-10mM的储备浓度溶解于适当溶剂(即DMSO)中并且在37℃/5％CO2下在每孔2.4mL不含血清的培养基(DMEM：F12(ATCC：30-2006)中以10μM和50μM的最终浓度孵育1h和6h。指示细胞活力的形态变化将通过显微镜来评估。此外，将在相同条件下在单独的不含血清的培养基中(无细胞)孵育前药以测定化学稳定性。
在孵育结束时，将从每个孔收集上清液以对前药回收率进行评估。然后用PBS将细胞洗涤3次。将板、上清液中的前药、不含血清的培养基中的前药储存在-80℃下，直到收获(5天内)。在提取当天，将含有无EDTA蛋白酶抑制剂的130uL溶解缓冲液(10mM Tris pH7.4)添加至每个孔中并且使用细胞刮刀去除细胞。使用手持杵棒将溶解产物进一步均质化，然后在16,000g，40℃下离心10分钟以收集胞质液级分。将球粒储存在-80℃下直到进一步分析。将4倍体积的停止溶液(80％ACN/20％水)添加至胞质液级分、上清液以及培养基中。将样品在4℃下在15,890g(13,000rpm)下离心10min。在LC-MS/MS分析之前，将在5天内收集上清液并且储存在-80℃下。将分析每种前药的给药溶液(10μM)以验证浓度。单独细胞加上媒介物将充当对照以评估LC-MS/MS的背景信号。将进行实验的两次独立操作。
在人ARPE-19细胞中测试九种脂肪酸酰胺肌酸前药以对细胞内部的前药摄入和d3-Cr释放进行评估。将50μM的前药与细胞一起在培养基中孵育并且在6h时收获细胞。将胞质液级分中前药、d3-Cr(d3-肌酸)以及d3-Crn(d3-肌酐)的定量针对总蛋白浓度加以校正。参见表4A。
具有游离COOH的脂肪酸酰胺肌酸前药在ARPE-19细胞中显示摄入和d3-Cr释放，而吡啶基-Cr前药和具有键联至COOH基团的脂族酯的脂肪酸酰胺前药释放少量的d3-Cr，这与此子类的前药的体外裂解数据一致。
表4A.体外肌酸前药摄入和d3-肌酸释放
用于细胞培养物中的体外肌酸前药摄入和d3-肌酸释放的程序：Phenocell CrT缺陷型神经元(表4B)
通过使iPSC衍生的神经干细胞分化14天来获得人神经元。从PhenocellCorporation获得iPSC。培养神经元并且使其分化至第10天，然后在液氮中冷冻。将神经元解冻并且在每孔2ml培养基中以每孔1x 106个活细胞再涂铺于包被聚鸟氨酸/层粘连蛋白的板上。在含有2ng/ml FGF2的完全Neurol培养基中再进行4天分化，并且在第12天更换完全培养基(90％的培养基)。在第11天和第13天将活化素A(20ng/ml最终浓度)掺加至培养物中。在实验当天(第14天)，将前药(50μM)与神经元一起在37℃/5％CO2下在含有2ng/mlFGF2的完全Neurol培养基中孵育2小时。平行地，在单独培养基中孵育化合物以对母体前药和代谢产物的化学稳定性进行评估。在2小时孵育结束时，收集上清液并且在-80C下冷冻。将6孔板中的神经元用HBSS轻轻洗涤3次并且在-80℃下冷冻。通过添加含有完全微型蛋白酶抑制剂的每孔130μl 10mM Tris pH 7.4以及刮孔来获得细胞溶解产物。在加工期间使板保持在冰上。将溶解产物简单地用绿色杵棒在1.5ml离心管中人工均质化，然后高速涡旋5秒。将溶解产物在13,000g下离心10分钟(4C)，并且将上清液(胞质液级分)转移至新的管子中。将由80％乙腈和20％水加上布西丁(bucetin)(d5-Cr，内部标准)构成的破碎溶液以4∶1体积/体积添加至50ul的所有样品中以获得250μL的总体积。然后，将板在4000rpm下离心10分钟(40℃)。将样品转移至新板并且在-80℃下冷冻，然后通过LC-MS/MS分析(表4B)。
表4B.体外肌酸前药摄入和d3-肌酸释放
BLOQ＝低于定量限制
实施例45和46展示如下证据，一系列脂肪酸酰胺肌酸前药在体外可裂解并且释放d3-Cr并且运输至人细胞中。
实施例47：体内动物研究
以静脉内快速注射的形式以每千克体重的适当肌酸前药剂量当量向每组三至六个成年雄性CD1小鼠的每个组施用肌酸前药。动物在实验时为有意识的。在静脉内给药之后历经8小时每隔一段时间经由颈静脉插管获得血液样品(0.3mL)。将血液加工成血浆，然后立即将血浆在-80℃下冷冻直到通过LC-MS/MS进行分析。还可从CSF或其他适当的生物流体取得样品。收集脑并且立即快速冷冻于液氮中。在制备LC-MS/MS分析所需的样品的同一天，将脑在含有抗蛋白酶混合物的100mM KPI缓冲液中均质化。
在动物研究中选择具有游离COOH基团和酯键以及大环的若干前药用于静脉内给药以对体内脑中的PK和d3-Cr释放进行评估。在动物研究中在CrT KO小鼠中以10、15或25mg/kg静脉内给予前药。由给药后从由小鼠收集的脑制备小鼠脑匀浆(MBH)。对脑中前药、d3-Cr和d3-Crn的水平进行定量并且以脑浓度(对于大环前药)或随时间推移的AUC(对于直链前药)表示。在MBH中检测到非常少的前药。令人惊讶地，在CrT KO小鼠的脑中，FAA-Cr酯(化合物5、8FB、10-12以及14CP4)给药产生大量的d3-Cr与d3-Crn两者，而对应酯的FAA-Cr游离酸前药(化合物4和13)似乎不穿过BBB并且因此在脑中未检测到d3-Cr/d3-Cm。
与单独给予化合物8相比，化合物8(盐酸盐)和肌酸转运体阻断剂β-胍基丙酸酸(GPA)的共同施用不改变WT大鼠脑中的d3-Cr水平，表明化合物8的摄入不取决于肌酸转运体。
总起来说，体内数据证实FAA-Cr酯能够提供有利的d3-Cr/d3-Cm释放比，尽管事实是这些化合物在体外主要环化为d3-Crn。有趣地，具有C13或C14的总组合FAA链和脂族酯链长度的FAA-Cr酯(化合物8、12以及14)与其他FAA-Cr酯相比产生更高水平的d3-Cr释放。
表5.脑中的体内d3-肌酸摄入
*BQL(低于定量限制)；前药＝41.2ng/mL；d3-Cr＝13.7ng/mL；d3-Crn＝1.5ng/mL
实施例41还提供了用于支持在CrT KO小鼠的脑中本公开的脂肪酸酰胺肌酸前药(诸如化合物5、8-FB、10、11、12、14)可释放d3-Cr的数据。鉴于实施例9中的体外研究表明酯化合物(化合物8、10-HCl以及12-HCl，表3)主要引起肌酐环化，但在体内似乎引起有利的d3-Cr/d3-Cm比率，这是令人惊讶的。不受任何理论约束，设计成与肌酸转运体无关具有增强的细胞膜渗透率的本公开的肌酸前药可在最有需要的脑细胞中更高效并且有效地递送并且释放肌酸。
实施例48：在用化合物15处理后将肌酸递送至CrT KO小鼠脑部
在用化合物15处理后在CrT KO小鼠中测量肌酸和肌酐的血浆和脑浓度(图1)。如图1所示，脑肌酸(Cr)浓度高于血浆中的浓度。[肌酸]脑∶[肌酸]血浆的比率可为可用于成功临床研发用于治疗CTD和相关疾患的肌酸前药的参数。重要地，在用化合物15处理的小鼠中，肌酸水平高于肌酐(CRN)水平。
实施例49.d3-肌酸递送至小鼠脑部
在10mg/kg单一剂量静脉内快速注射给予化合物14和15之后，在CrT KO小鼠中测量d3-肌酸和d3-肌酐的脑浓度(图3和图4)。如图3所示，与化合物14相比，在施用化合物15之后脑d3-肌酸浓度较高。特定而言，在给药之后8h时，与化合物14(812+289ng/mL)相比，化合物15的脑中d3-肌酸浓度大4倍(3729±523ng/mL)(图3)。然而，在化合物14与化合物15之间，d3-肌酐的脑浓度并不显著地不同(图4)，这表明与化合物14相比，在化合物15情况下d3-肌酸与d3-肌酐的比率较高。不受任何理论约束，当与直链化合物14前药相比时，大环化合物15前药使d3-肌酸环化为d3-肌酐减少。
还针对本申请中所公开的如表6中所示的其他化合物对CrT KO小鼠脑中的d3-肌酸浓度进行了测量。通过LC-MS/MS测量d3-肌酸、d3-肌酐以及肌酸前药的浓度。用4倍(重量比体积)的含有抗蛋白酶和抗磷酸酶(若需要)的KPI100mM缓冲液将脑样品均质化。然后使用4倍体积/体积的含有80％乙腈和20％水与布西丁(d5-Cr，内部标准)的溶液将50μl的脑匀浆去蛋白化。然后将板在4000rpm下离心10分钟(4℃)并且将样品转移至用于生物分析的新板。使用权威标准针对匹配生物基质中的曲线对每个样品中的每种分析物进行定量。
表6.CrT KO小鼠脑中的d3-肌酸浓度
NT＝未测得
所测试的大环前药显示在8h时脑中有低量的d3-肌酐或没有d3-肌酐。不受任何理论约束，这些结果表明这些前药的设计支持相较于环化更有利于d3-肌酸(或使得环化减少)的裂解。
实施例50：非人灵长类动物脑中的肌酸水平的重复给药研究
历经七天时间(每天提供静脉内输注)为非人灵长类动物(NHP)脑部给予化合物8(120mg/kg)和化合物14(18mg/kg))。图2表明在所测试的所有脑部区域中，重复施用以线性方式并且均匀地显著增加d3-肌酸(d3-Cr)水平。此外，平面d3-肌酸反应表明化合物14未因在处理期内环化为d3-肌酐而显著损失，并且未从脑中显著流出。因此，不受任何理论约束，基于提高d3-肌酸水平同时最少地形成不想要的d3-肌酐(d3-CRN)，化合物14可适合作为用于克服CTD的选项。表7示出了在1个日剂量的化合物8和14输注之后以及在7个日剂量的输注之后的d3-Cr水平。
表7.NHP脑中的d3-肌酸浓度
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