678
M. J. Boyd et al. / Bioorg. Med. Chem. Lett. 19 (2009) 675–679
F
F
F
F
F
F
F
F
a
OEt
OEt
N
H
N
H
O
F
O
O
Br
B
O
F
F
F
35
36
OH
c,d
N
H
+
O
O
O S O
38
S
Br
F
O
Br
F
F
F
O
H
Br
b
N
N
H
37
N
O
O
S
O
O
Br
39
S
O
Br
e
Br
F
F
F
F
O
H
N
N
H
N
O
O
O
3H-22
O
S
O3
H
Scheme 2. 3H-22. Reagents and conditions: (a) bis(pinacolato)diboron, PdCl2(dppf), KOAc, DMF,
D
D
; (b) H2O2, Na2WO4ꢁ2H2O, NBu4HSO4, EtOAc; (c) PdCl2(dppf), NaHCO3, DMF,
; (d) LiOH, MeOH, THF, D
; (e) 3H2, TEA, Pd/C, THF.
Robichaud, J.; Tsou, N.; Zamboni, R. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2005, 15, 4741; (d)
Palmer, J. T.; Bryant, C.; Wang, D.; Davis, D. E.; Setti, E. L.; Rydzewsk, R. M.;
Venkatraman, S.; Tian, Z.; Burrill, L. C.; Mendonca, R. V.; Springman, E.;
McCarte, J.; Chung, T.; Cheung, H.; Janc, J. W.; McGrath, M.; Somoza, J. R.;
Enriquez, P.; Yu, Z. W.; Strickley, R. M.; Liu, L.; Venuti, M. C.; Percival, M. D.;
Falgueyret, J.-P.; Prasit, P.; Oballa, R.; Riendeau, D.; Young, R. N.; Wesolowski,
G.; Rodan, S. B.; Johnson, C.; Kimmel, D. B.; Rodan, G. J. Med. Chem. 2005, 48,
7520; (e) Altmann, E.; Aichholz, R.; Betschart, C.; Buhl, T.; Green, J.; Lattmann,
R.; Missbach, M. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2006, 116, 2549; (f) Li, C. S.; Deschenes,
D.; Desmarais, S.; Falgueyret, J.-P.; Gauthier, J. Y.; Kimmel, D. B.; Léger, S.;
Massé, F.; McGrath, M. E.; McKay, D. J.; Percival, M. D.; Riendeau, D.; Rodan, S.
B.; Therien, M.; Truong, V.; Wesolowski, G.; Zamboni, R.; Black, W. C. Bioorg.
Med. Chem. Lett. 2006, 16, 1985; (g) Crane, S. N.; Black, W. C.; Palmer James, T.;
Davis, D. E.; Setti, E.; Robichaud, J.; Paquet, J.; Oballa, R. M.; Bayly, C. I.; McKay,
D. J.; Somoza, J. R.; Chauret, N.; Seto, C.; Scheigetz, J.; Wesolowski, G.; Massé, F.;
Desmarais, S.; Ouellet, M. J. Med. Chem. 2006, 49, 1066.
Oxidation (+16, 32, etc)
F
F
F
F
O
H
N
N
H
N
O
O
O
S
O
O
Cleavage
Figure 3. Metabolism of 22.
Scheme 2. A rat bile cannulation study was performed with 3H-22,
and LC/MS analysis of the bile indicated the presence of many
metabolites. Some of the more prominent metabolites were the re-
6. (a) Marquis, R. W.; Yamashita, D. S.; Ru, Y.; LoCastro, S. M.; Oh, H. J.; Erhard, K.
F.; DesJarlais, R. L.; Head, M. S.; Smith, W. W.; Zhao, B.; Janson, C. A.; Abdel-
Meguid, S. S.; Tomaszek, T. A.; Levy, M. A.; Veber, D. F. J. Med. Chem. 1998, 41,
3563; (b) Marquis, R. W.; Ru, Y.; Yamashita, D. S.; Oh, H. J.; Yen, J.; Thompson, S.
K.; Carr, T. J.; Levy, M. A.; Tomaszek, T. A.; Ijames, C. F.; Smith, W. W.; Zhao, B.;
Janson, C. A.; Abdel-Meguid, S. S.; D’Alessio, K. J.; McQueney, M. S.; Veber, D. F.
Bioorg. Med. Chem. Lett. 1999, 7, 581; (c) Marquis, R. W.; Ru, Y.; LoCastro, S. M.;
Zeng, J.; Yamashita, D. S.; Oh, H. J.; Erhard, K. F.; Davis, L. D.; Tomaszek, T. A.;
Tew, D.; Salyers, K.; Proksch, J.; Ward, K.; Smith, B.; Levy, M.; Cummings, M. D.;
Haltiwanger, R. C.; Trescher, G.; Wang, B.; Hemling, M. E.; Quinn, C. J.; Cheng, H.
Y.; Lin, F.; Smith, W. W.; Janson, C. A.; Zhao, B.; McQueney, M. S.; D’Alessio, K.;
Lee, C. P.; Marzulli, A.; Dodds, R. A.; Blake, S.; Hwang, S. M.; James, I. E.; Gress, C.
J.; Bradley, B. R.; Lark, M. W.; Gowen, M.; Veber, D. F. J. Med. Chem. 2001, 44,
1380; (d) Marquis, R. W.; Ru, Y.; Zeng, J.; Trout, R. E.; LoCastro, S. M.; Gribble, A.
D.; Witherington, J.; Fenwick, A. E.; Garnier, B.; Tomaszek, T.; Tew, D.; Hemling,
M. E.; Quinn, C. J.; Smith, W. W.; Zhao, B.; McQueney, M. S.; Janson, C. A.;
D’Alessio, K.; Veber, D. F. J. Med. Chem. 2001, 44, 725; (e) Fenwick, A. E.; Gribble,
A. D.; Ife, R. J.; Stevens, N.; Witherington, J. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2001, 11,
199; (f) McGrath, M. E.; Sprengeler, P. A.; Hill, C. M.; Martichonok, V.; Cheung,
H.; Somoza, J. R.; Palmer, J. T.; Janc, J. W. Biochemistry 2003, 42, 15018; (g)
Tavares, F. X.; Deaton, D. N.; Miller, A. B.; Miller, L. R.; Wright, L. L. Bioorg. Med.
Chem. Lett. 2005, 15, 3891; (h) Barrett, D. G.; Catalano, J. G.; Deaton, D. N.;
Hassell, A. M.; Long, S. T.; Miller, A. B.; Miller, L. R.; Ray, J. A.; Samano, V.;
Shewchuk, L. M.; Wells-Knecht, K. J.; Willard, D. H.; Wright, L. Bioorg. Med.
Chem. Lett. 2006, 16, 1735; (i) Palmer, J. T.; Hirschbein, B. L.; Cheung, H.;
McCarter, J.; Janc, J. W.; Yu, Z. W.; Wesolowski, G. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2006,
16, 2909; (j) Yamashita, D. S.; Marquis, R. W.; Xie, R.; Nidamarthy, S. D.; Oh, H.;
Jeong, J. U.; Erhard, K. F.; Ward, K. W.; Roethke, T. J.; Smith, B. R.; Cheng, H.;
Geng, X.; Lin, F.; Offen, P. H.; Wang, B.; Nevins, N.; Head, M. S.; Haltiwanger, R.
C.; Narducci Sarjeant, A. A.; Liable-Sands, L. M.; Zhao, B.; Smith, W. W.; Janson,
C. A.; Gao, E.; Tomaszek, T.; McQueney, M.; James, I. E.; Gress, C. J.; Zembryki, D.
L.; Lark, M. W.; Veber, D. F. J. Med. Chem. 2006, 49, 1597.
sult of cleavage between the amide nitrogen and the a-keto stereo-
center, as well as oxidation on the pyrrolidinone (Fig. 3). Parent
was detected in low amounts (<5%), indicating that excretion oc-
curs mainly through metabolism.
In conclusion, ketone replacement of the nitrile of odanacatib
led to potent and selective inhibitors of cathepsin K (compounds
22 and 26). However, these inhibitors are rapidly cleared in rats,
presumably due to metabolism on the ketone moiety. Substitu-
tions on this cyclic ketone template could be explored to poten-
tially stabilize the inhibitors.
References and notes
1. Bromme, D.; Okamoto, K.; Wang, B. B.; Biroc, S. J. Biol. Chem. 1996, 271, 2126.
2. Saftig, P.; Hunziker, E.; Wehmeyer, O.; Jones, S.; Boyde, A.; Rommerskirch, W.;
Moritz, J. D.; Schu, P.; von Figura, K. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1998, 95, 13453.
3. For reviews of cathepsin K inhibitors and osteoporosis: (a) Yamashita, D. S.;
Dodds, R. A. Curr. Pharm. Des. 2000, 6, 1; (b) Cai, J.; Jamieson, C.; Moir, J.;
Rankovic, Z. Expert Opin. Ther. Patents 2005, 15, 33; (c) Deaton, D. N.; Tavares, F.
X. Curr. Top. Med. Chem. 2005, 5, 1639.
4. Stoch, S. A.; Wagner, J. A. Clin. Pharmacol. Ther. 2008, 83, 172. and references
therein.
5. (a) Robichaud, J.; Oballa, R.; Prasit, P.; Falgueyret, J.-P.; Percival, D.;
Wesolowski, G.; Rodan, S. B.; Kimmel, D.; Johnson, C.; Bryant, C.;
Venkatraman, S.; Setti, E.; Mendonaca, R.; Palmer, J. T. J. Med. Chem. 2003, 46,
3709; (b) Robichaud, J.; Bayly, C.; Oballa, R.; Prasit, P.; Mellon, C.; Falgueyret, J.-
P.; Percival, D.; Wesolowski, G.; Rodan, S. B. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2004, 14,
4291; (c) Black, W. C.; Bayly, C. I.; Davis, D. E.; Desmarais, S.; Falgueyret, J.-P.;
Léger, S.; Li, C. S.; Massé, F.; McKay, D. J.; Palmer, J. T.; Percival, M. D.;
7. Asagiri, M.; Hirai, T.; Kunigami, T.; Kamano, S.; Gober, H.; Okamoto, K.;
Nishikawa, K.; Latz, E.; Golenbock, D. T.; Aoki, K.; Ohya, K.; Imai, Y.; Morishita,
Y.; Miyazono, K.; Kato, S.; Saftig, P.; Takayanagi, H. Science 2008, 319,
624.