コルーラセタム
概要
説明
コルーラセタムは、N-(2,3-ジメチル-5,6,7,8-テトラヒドロフフロ[2,3-b]キノリン-4-イル)-2-(2-オキソ-1-ピロリジニル)アセトアミドという化学名でも知られており、ノオトロピック化合物であるラセタムファミリーに属しています。 三菱田辺製薬株式会社によって当初はアルツハイマー病の治療のために開発されましたが、その後認知機能、記憶、気分を向上させる可能性のある利点について調査されています .
科学的研究の応用
Coluracetam has been investigated for various scientific research applications:
Chemistry: Studied for its unique chemical structure and potential to form novel derivatives.
Biology: Explored for its effects on neurotransmitter systems, particularly acetylcholine.
Medicine: Investigated for its potential to treat cognitive disorders, depression, and anxiety.
Industry: Used in the development of nootropic supplements aimed at enhancing cognitive function and mood.
作用機序
コルーラセタムは、主に高親和性コリン取り込み（HACU）を強化します。これは、学習と記憶に重要な神経伝達物質であるアセチルコリンの合成における律速段階です . コリンの利用可能性を高めることで、コルーラセタムはアセチルコリンの産生を促進し、認知機能を強化します。 また、コリン輸送体の調節システムを調節し、長時間にわたる認知促進効果をもたらします .
類似化合物：
ピラセタム： 認知機能向上効果で知られる、最初のラセタムノオトロピック。
アニラセタム： 抗不安作用と認知機能向上効果を持つ別のラセタム。
オキシラセタム： 興奮効果と認知機能強化で知られています。
コルーラセタムの独自性： コルーラセタムは、他のラセタムには見られない、高親和性コリン取り込みを強化する特定のメカニズムにより、独自性を持ちます。 この独特の作用により、コリン作動性機能が損なわれている状態における記憶と学習の改善に特に効果的です .
生化学分析
Biochemical Properties
The primary mechanism of action for coluracetam is its ability to increase the uptake of choline into neurons . Choline is a precursor to the neurotransmitter acetylcholine, which plays a crucial role in cognitive processes such as memory formation, learning, and attention . Coluracetam achieves this by interacting with the high-affinity choline transporter (HACU), which is responsible for transporting choline across the cell membrane and into neurons . By enhancing the efficiency of the choline transport system, coluracetam promotes the synthesis and release of acetylcholine .
Cellular Effects
Coluracetam works mainly by increasing the levels of acetylcholine, a crucial neurotransmitter, and modulating choline uptake in the brain . Its unique mechanisms make it interesting for cognitive enhancement and potential therapeutic uses . Enhancement of Acetylcholine Synthesis: Coluracetam boosts acetylcholine synthesis . Acetylcholine is vital for learning and memory . The brain uses choline to produce acetylcholine . By enhancing this process, coluracetam improves cognitive functions .
Molecular Mechanism
Coluracetam enhances high-affinity choline uptake (HACU), which is the rate-limiting step of acetylcholine (ACh) synthesis . Studies have shown coluracetam to improve learning impairment on a single oral dose given to rats which have been exposed to cholinergic neurotoxins . Subsequent studies have shown that it may induce long-lasting procognitive effects in cholinergic neurotoxin-treated rats by changing the choline transporter regulation system .
Dosage Effects in Animal Models
Most of the research on coluracetam was done on animals rather than humans, so there are no universally accepted dosing guidelines . In a 2010 animal study, coluracetam improved artificially-induced memory deficits without producing any significant side effects .
Transport and Distribution
Coluracetam is fat-soluble, so it needs fats for optimal absorption . It’s usually taken sublingually (under the tongue) or orally . This method enhances its bioavailability .
Subcellular Localization
Given its mechanism of action, it is likely that coluracetam interacts with neurons in the brain where it enhances the uptake of choline, a precursor to the neurotransmitter acetylcholine .
Side effects and long-term safety remain areas requiring more comprehensive research .
準備方法
合成経路と反応条件： コルーラセタムは、2,3-ジメチル-5,6,7,8-テトラヒドロフフロ[2,3-b]キノリンと2-オキソ-1-ピロリジニルアセトアミドの反応を含む複数段階のプロセスによって合成されます。主な手順は次のとおりです。
キノリン核の形成： これは、制御された条件下での環化反応を含みます。
ピロリジニル基の付加： この手順には、通常、カップリング試薬と触媒の使用が必要となり、高収率と純度が保証されます。
工業生産方法： コルーラセタムの工業生産は、同様の合成経路に従いますが、より大規模に行われます。このプロセスは、効率性、コスト効率性、規制基準への準拠を目的として最適化されています。重要な考慮事項には以下が含まれます。
反応のスケーラビリティ： 収率や純度の低下なしに反応をスケールアップできることを確認すること。
精製： 結晶化やクロマトグラフィーなどの技術を使用して、必要な純度レベルを実現すること。
化学反応の分析
反応の種類： コルーラセタムは、次のようなさまざまな化学反応を起こします。
酸化： これは、特定の条件下で発生し、酸化誘導体の形成につながります。
還元： 還元反応は官能基を修飾し、化合物の活性を変化させる可能性があります。
置換： 置換反応は、さまざまな官能基を導入することができ、ノオトロピック特性を強化または弱める可能性があります。
一般的な試薬と条件：
酸化剤： 過マンガン酸カリウムや過酸化水素など。
還元剤： 水素化ホウ素ナトリウムや水素化リチウムアルミニウムなど。
触媒： 置換反応で、反応速度と収率を上げるために使用されます。
主要な生成物： これらの反応の主な生成物は、コルーラセタムの修飾された形態であり、異なる薬理学的特性を持つ可能性があります。これらの誘導体は、構造活性相関を理解するためにしばしば研究されています。
4. 科学研究への応用
コルーラセタムは、さまざまな科学研究に応用されており、調査されています。
化学： ユニークな化学構造とその新規誘導体を形成する可能性について研究されています。
生物学： 神経伝達物質系、特にアセチルコリンに対する影響について調査されています。
医学： 認知障害、うつ病、不安の治療の可能性について調査されています.
産業： 認知機能と気分を向上させることを目的としたノオトロピックサプリメントの開発に使用されています。
類似化合物との比較
Piracetam: The first racetam nootropic, known for its cognitive-enhancing effects.
Aniracetam: Another racetam with anxiolytic and cognitive benefits.
Oxiracetam: Known for its stimulating effects and cognitive enhancement.
Uniqueness of Coluracetam: Coluracetam is unique due to its specific mechanism of enhancing high-affinity choline uptake, which is not observed in other racetams. This distinct action makes it particularly effective in improving memory and learning in conditions where cholinergic function is compromised .
特性
IUPAC Name |
N-(2,3-dimethyl-5,6,7,8-tetrahydrofuro[2,3-b]quinolin-4-yl)-2-(2-oxopyrrolidin-1-yl)acetamide |
Source
|
|---|---|---|
| Source | PubChem | |
| URL | https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov | |
| Description | Data deposited in or computed by PubChem | |
InChI |
InChI=1S/C19H23N3O3/c1-11-12(2)25-19-17(11)18(13-6-3-4-7-14(13)20-19)21-15(23)10-22-9-5-8-16(22)24/h3-10H2,1-2H3,(H,20,21,23) |
Source
|
| Source | PubChem | |
| URL | https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov | |
| Description | Data deposited in or computed by PubChem | |
InChI Key |
PSPGQHXMUKWNDI-UHFFFAOYSA-N |
Source
|
| Source | PubChem | |
| URL | https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov | |
| Description | Data deposited in or computed by PubChem | |
Canonical SMILES |
CC1=C(OC2=NC3=C(CCCC3)C(=C12)NC(=O)CN4CCCC4=O)C |
Source
|
| Source | PubChem | |
| URL | https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov | |
| Description | Data deposited in or computed by PubChem | |
Molecular Formula |
C19H23N3O3 |
Source
|
| Source | PubChem | |
| URL | https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov | |
| Description | Data deposited in or computed by PubChem | |
DSSTOX Substance ID |
DTXSID60159386 |
Source
|
| Record name | Coluracetam | |
| Source | EPA DSSTox | |
| URL | https://comptox.epa.gov/dashboard/DTXSID60159386 | |
| Description | DSSTox provides a high quality public chemistry resource for supporting improved predictive toxicology. | |
Molecular Weight |
341.4 g/mol |
Source
|
| Source | PubChem | |
| URL | https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov | |
| Description | Data deposited in or computed by PubChem | |
CAS No. |
135463-81-9 |
Source
|
| Record name | Coluracetam | |
| Source | CAS Common Chemistry | |
| URL | https://commonchemistry.cas.org/detail?cas_rn=135463-81-9 | |
| Description | CAS Common Chemistry is an open community resource for accessing chemical information. Nearly 500,000 chemical substances from CAS REGISTRY cover areas of community interest, including common and frequently regulated chemicals, and those relevant to high school and undergraduate chemistry classes. This chemical information, curated by our expert scientists, is provided in alignment with our mission as a division of the American Chemical Society. | |
| Explanation | The data from CAS Common Chemistry is provided under a CC-BY-NC 4.0 license, unless otherwise stated. | |
| Record name | Coluracetam [INN] | |
| Source | ChemIDplus | |
| URL | https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/substance/?source=chemidplus&sourceid=0135463819 | |
| Description | ChemIDplus is a free, web search system that provides access to the structure and nomenclature authority files used for the identification of chemical substances cited in National Library of Medicine (NLM) databases, including the TOXNET system. | |
| Record name | Coluracetam | |
| Source | EPA DSSTox | |
| URL | https://comptox.epa.gov/dashboard/DTXSID60159386 | |
| Description | DSSTox provides a high quality public chemistry resource for supporting improved predictive toxicology. | |
| Record name | COLURACETAM | |
| Source | FDA Global Substance Registration System (GSRS) | |
| URL | https://gsrs.ncats.nih.gov/ginas/app/beta/substances/V6FL6O5GR7 | |
| Description | The FDA Global Substance Registration System (GSRS) enables the efficient and accurate exchange of information on what substances are in regulated products. Instead of relying on names, which vary across regulatory domains, countries, and regions, the GSRS knowledge base makes it possible for substances to be defined by standardized, scientific descriptions. | |
| Explanation | Unless otherwise noted, the contents of the FDA website (www.fda.gov), both text and graphics, are not copyrighted. They are in the public domain and may be republished, reprinted and otherwise used freely by anyone without the need to obtain permission from FDA. Credit to the U.S. Food and Drug Administration as the source is appreciated but not required. | |
Retrosynthesis Analysis
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Strategy Settings
| Precursor scoring | Relevance Heuristic |
|---|---|
| Min. plausibility | 0.01 |
| Model | Template_relevance |
| Template Set | Pistachio/Bkms_metabolic/Pistachio_ringbreaker/Reaxys/Reaxys_biocatalysis |
| Top-N result to add to graph | 6 |
Feasible Synthetic Routes
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