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专利名称:作为甜味料增强剂的杂环化合物的制作方法
,118的权益,所述申请被全文并入本文作为参考。
背景技术:
发明领域
本发明涉及式I的化合物用于增强甜味、通过产生甜味掩蔽不愉快味道的用途,以及相关的用途。本发明尤其还涉及包括式I化合物的组合物,其可以作为甜味料增强剂或作为味道掩蔽剂用于药物、食品、和其它产品中。在某些方面中,本发明提供可用于确保制备可消费产品例如食品和药物的方法和组合物,所述可消费产品保持期望的甜味,但是包含较低量的甜味料例如糖,并且在一些情况中包含较少的热量。
背景技术:
味觉在低等和高等动物的营养状况和生存中都起到关键作用(Margolskee,.,-4(2002);Avenet,,B.,-8,(1989))。感受味道的能力具有除了使人感到愉快的烹调体验之外的重要性。例如,感受味道的能力允许我们识别***或变坏的食物,并且提供可与热量或营养价值成比例的满足感。
通常认为只有四种或五种基础味道甜味、酸腐味、苦味、酸味、和“鲜味(umami)”(描述谷氨酸单钠盐的味道的日语词;Hemess,.&Gilbertson,.,1999,-900)。这些基味可以细分为与包含营养素的食物有关的促进食欲的味道例如盐味、甜味和鲜味,以及由毒性化合物产生的苦味和酸腐味道。
味觉的最初体验的解剖学基础是味觉感受器细胞(“TRC”),其以簇存在,被称为“味蕾”(Lindemann,同前)。味蕾遍及口腔分布,包括舌以及舌外侧位置(参见Hemess和Gilbertson)。在人的舌中,味蕾组织为三种具有专门化结构的专门化类型,即,菌状乳头、叶状乳头、和轮廓乳头。每个味蕾包括组合为簇的约50-100个体细胞,所述簇的直径为20-40微米。神经纤维从味蕾的基部进入并且接合在一些味觉感受器细胞上。典型地,一个TRC连接几个感觉神经纤维,并且每个感觉纤维神经支配同一味蕾上的几个TRC(Lindemann,同前)。
在主体摄食促味剂并且所述促味剂以适当的浓度遇到味觉感受器细胞时,产生动作电位,其通过与初级感觉神经元的接合将由感受器记录的信号通过传入神经传达给大脑感觉皮层的适当区域,由主体产生特定味道的感觉。
尽管味道感觉是重要的功能,但是有时它可用于修饰某些味道。例如,药物的许多活性药用成分产生不受欢迎的味道例如苦
味。通过加入甜味料增强剂掩蔽药物产生的苦味可以带来改善的患者接受性。
传统上,甜味料和调味剂已经用于掩蔽药物的苦味。已知甜味料或调味料活化其它味觉途径并且在充分高的浓度时足以掩蔽药物的苦味。由于大量的热量以及因为不能对糖尿病患者给药,使用高浓度的甜味料例如蔗糖是不希望的。人工甜味料例如阿司帕坦和糖精没有这些缺点,但是可能具有不受欢迎的余味或在大量使用时产生安全方面的担心。
已经提出了许多其它方法来抑制、改变、或掩蔽不需要的味道。然而,目前可用的化合物不具有合乎需要的特征。
其中增强甜味有用的另一个领域是鼓励那些感受味道能力受损的主体或没有食欲的患者摄入食物。研究显示,食物摄入随可口性的增加而增加。Sorensen等人,(10)1152-66(2003)。例如,已经报道了某些药物例如抗高血压药和抗高血脂药产生不愉快的味觉改变并且可能导致食物摄入减少。Doty等人,(10)1805-13(2003)。味觉受损还与头颈癌的放射治疗有关并且已经认为这种味觉损伤是与食欲减退和食物摄入模式改变有关的因素之一。Vissink等人,(3)213-25(2003)。食物消耗减少还与老年人的味觉损失有关。Shiffman,.,′n278(16)1357-1362(1997)。增强食物的甜味可以引起对包含这些增强剂的食物的消耗增加。
因此,需要可以有效地增强甜味但是优选不表现出现有技术甜味剂的一种或多种局限性的化合物。
发明内容
本发明的第一方面涉及增强甜味的方法,包括对主体给予甜味促味剂和一种或多种式I的化合物或其生理学可接受的盐。
在本发明的某些方面中,如以下进一步描述的,本发明的方法和组合物允许使用降低水平的已知甜味促味剂例如糖来生产具有足够甜味的食品。这些方法还允许制备改善的食品,所述食品具有与原始的食品相同的甜味水平,但是由含热量的甜味产生的热量减少。
本发明的另一个方面涉及增强食品的甜味的方法,包括对主体给予包括甜味促味剂和一种或多种式I的化合物或其生理学可接受的盐的食品。
本发明的另一个方面涉及增强药物的甜味的方法,包括对主体给予包括甜味促味剂和一种或多种式I的化合物或其生理学可接受的盐的药物。
本发明的另一个方面涉及增加食物的可口性及其摄取的方法,包括对需要这种治疗的主体给予包括甜味促味剂和一种或多种式I的化合物或其生理学可接受的盐的食品。
本发明的另一个方面涉及掩蔽食品的不受欢迎的味道的方法,包括对主体给予包括甜味促味剂和一种或多种式
I的化合物或其生理学可接受的盐的食品。
本发明的另一个方面涉及掩蔽药物的不受欢迎的味道的方法,包括对主体给予包括甜味促味剂和一种或多种式I的化合物或其生理学可接受的盐的药物。
本发明的另一个方面涉及食品,其包括甜味促味剂和一种或多种式I的化合物或其生理学可接受的盐。
本发明的另一个方面涉及药物组合物,其包括活性剂、任选的一种或多种药学可接受的载体、甜味促味剂、和一种或多种式I的化合物或其生理学可接受的盐的药物组合物。
以下详细描述本发明的这些和另外的方面。
被并入本文并且形成本说明书的一部分的附图足以说明本发明的原理以及确保有关领域技术人员实施和应用本发明。
图1说明在转染的HEK293细胞中TRPM5膜电位染料荧光响应的生成。其利用荧光强度读板器(FLIPR)和卡巴胆碱来引起Ca++响应和触发TRPM5。
图2说明基于细胞的试验,其利用克隆的mTRPM5检测活性化合物。图2证明,只有TRPM5转染的细胞产生膜电位响应,而包括对照(Sham)细胞和转染细胞在内的所有细胞都产生Ca2+信号。
图3说明由实施例8的化合物的三个不同浓度使TRPM5
活性选择性增强。图3的左上图显示,如本文中所述的荧光试验中所测量的,1、3、10、和30微摩尔(μM)的实施例8的化合物对hTRPM5-HEK293细胞中TRPM5活性的影响。图3中的右上图表示如本文中所述的荧光试验所测量的,1、3、10、和30μM的实施例8的化合物对CHO细胞中的TRPM5活性的影响。图3的左下图说明钙拮抗筛选试验,其中为hTRPM5-HEK293细胞加载钙敏感性染料并且通过ATP刺激来检查实施例8的化合物是否阻断GPCR介导的钙活化步骤。图3的右下图说明KCl拮抗筛选试验,其中向hTRPM5-hTRPM5-HEK293细胞添加1、3、10、和30μM的实施例8的化合物,用KCl代替ATP进行刺激,来测定该化合物是否是特异性离子通道增强剂。在这些实验中,使用ATP作为激动剂,通过存在于HEK和CHO细胞中的另一种GPCR刺激TRPM5。
图4说明通过几种不同化合物使作为ATP浓度函数的TRPM5活性(膜电位响应)增强。所述化合物对ATP激动剂水平增加引起的钙染料响应几乎没有影响。这些结果显示,在GPCR激动剂ATP(促味剂代用品)的低浓度,本发明的化合物使TRPM5活性选择性增强。图4的左图表示如本文中所述的荧光试验所测量的,加入30微摩尔的实施例1-3、5、10和18的化合物对hTRPM5-HEK293细胞中膜电位的ATP浓度-效应函数的作用。右图表示如本文中所述的荧光试验所测量的,加入30微摩尔的本发明的化合物对hTRPM5-HEK293细胞中胞内钙的
ATP浓度-效应函数的作用。
图5说明实施例1-3、5、10、和18的化合物对TRPM5活性的选择性增强的结果。该结果显示,在低于最佳的ATP激动剂浓度(),TRPM5活性有显著的增加(>10x)。在低的ATP浓度,,在某些情况中单独的ATP信号与在化合物存在下的信号之间的比率大于10倍。
图6说明在TRPM5转染的HEK393细胞在流通型电生理装置中暴露于化合物(实施例10)的10μM浓集注射(红色条信号)时TRPM5电流的刺激。图6的左图表示在没有钙的存在下没有被化合物活化。图6的中间图表示在300nm的钙浓度下,响应于化合物的浓集注射产生较大的>5nA电流(+80mV)脉冲。指出的是,在化合物接触中止,即化合物被洗掉时,电流减小。最右侧图表示在30μm钙的存在下由化合物引起的电流刺激。尽管在30uM时有由化合物引起的TRPM5电流的进一步刺激,但是它不像300nnCa++时那样显著。指出的是,在未转染的对照HEK细胞中没有看见显著的电流(未示出)。
图7表示在hTRPM5-HEK293细胞中增强TRPM5蛋白活性的剂量-响应曲线。该图显示了实施例1、2、3、和10的化合物的作用。
发明详述
本发明提供可用于例如增强甜味的化合物和组合物。本发明的方法能够使用减少量的已知甜味剂、或甜味促味剂与式
I的化合物或本文中所述的任何特定亚组或特定化合物相结合,来实现以单独使用常规量的已知甜味促味剂所实现的相同的甜味水平。作为一个简要的实例,常见的碳酸可乐饮料可以在每8盎司饮料中包含约20-30克的糖(例如,果糖)和约100卡路里。本发明能够使用显著减少的糖和卡路里含量制备类似的可乐饮料,但是具有相同的甜味水平。本文中鉴定的化合物,例如式I的化合物,增强由减少的糖含量所产生的甜味,从而基于降低的甜味促味剂(例如,蔗糖)水平产生增强的甜味。
本发明的其它方面如本文中详述。
使用方法本发明的第一方面涉及增强甜味的方法,所述方法包括对主体给予甜味促味剂和式I的化合物或其生理学可接受的盐,
其中G1、G2、和G3独立地选自N、S、和C;R1和R2独立地为不存在或者选自氢、C1-6烷基、卤素、硝基、任选地被取代的C6-14芳基、任选地被取代的5-14元杂芳基、任选地被取代的5-到14-元杂芳基氧基、任选地被取代的5-14元杂芳基硫基、Ar-Q、任选地被取代的(CH2)nC(=O)-O-Ra、和任选地被取代的(CH2)nC(=O)芳基,或者R1和R2与G3和连接在R1上的碳原子一起形成C6-14芳基或5-14元杂环,所述C6-14芳基或5-14元杂环各自为任选地被取代的;或者,如果连接在
R1和/或R2上的键是双键,则R1和R2独立地选自=NH和=O;R3选自H、C1-6卤代烷基、C1-6烷基、任选地被取代的C6-14芳基、和任选地被取代的5-14元杂环,或者R3为L1-R31例如=Z1-(CH2)n-Z2-R31或;R4为不存在或选自C1-6烷基、C1-6链烯基、C1-6烷氧基、C1-6羟基烷基、任选地被取代的C6-14芳基、和任选地被取代的(CH2)nC(=O)芳基,或者,当连接在R4上的键是双键时,则R4为=O;和R5为不存在或选自氢、C1-6烷基、和任选地被取代的苯基酰***;R7为不存在或选自H和C1-6烷基;R31为H、C1-6烷基、C1-6链烯基、任选地被取代的苯基、氨基、C1-6烷基氨基、或C1-6二烷基氨基;Z1选自=N、-NH、O、和S;Z2为O、S、C(=O)、C(=S)、-C(=O)-O、C(=S)-O、-C(=O)-NH-或-C(=S)-NH;L1包含1-30个碳原子和/或杂原子的连接基;Q为CH2、O、NH、或S;Ar为任选地被取代的芳基或任选地被取代的杂芳基;和n为0-10。
用于本发明方法中的式I化合物的优选的组包括
其中R1-R5如上述足义。
式I的五元环中的每个键都可以是单键或双键。在一个实施方案中,由G1、G2、和G3形成的环只含单键。在另一个实施方案中,由G1、G2、和G3形成的环包含一个或两个双键。
在一个实施方案中,G1、G2、和G3之一为碳,其余的选自N或S。在另一个实施方案中,G3为碳,G1和G2选自N或S。在另一个实施方案中,G3为碳,G1和G2之一为N,另一个为S。在另一个实施方案中,G3为碳,G1和G2为N牛。在另一个实施方案中,G2为碳,G1和G3选自N或S。
在另一个实施方案中,G1、G2、和G3之一为S,其余的为N。在另一个实施方案中,G1、G2、和G3都是N。在另一个实施方案中,G1为S,并且G2和G3为碳。
在另一个实施方案中,选择G1、G2、和G3以形成以下基团之一
在一个实施方案中,R1和R2独立地为任选地被取代的C6-10芳基、例如苯基或萘基。在另一个实施方案中,R1和/或R2为任选地被取代的5-10元的、优选5-7元的杂芳基氧基或杂芳基硫基。所述杂芳基包括但不限于吡啶基、嘧啶基、咪唑基、四唑基、呋喃基、噻吩基、吲哚基、氮杂吲哚基、喹啉基、吡咯基、苯并咪唑基、和苯并噻唑基,其每个都任选地被取代。在其它情况中,所述杂芳基为5-10元、优选5-7元的含氮杂芳基。
R1和R2的另一个子集包括具有1-3个取代基的取代芳基或取代杂芳基,所述取代基独立地选自氨基、羟基、硝基、卤素、***基、硫醇、C1-6烷基、C2-6链烯基、C1-6卤代烷基、C1-6烷氧基、C3-6链烯基氧基、C1-6亚烷基二氧基、C1-6