DE60108507T2

DE60108507T2 - Nicht genotoxische metalloporphyrine als synthetische katalytische fänger von reaktiven sauerstoffspezies

Info

Publication number: DE60108507T2
Application number: DE60108507T
Authority: DE
Inventors: Bernard Meunier; Frederic Cosledan
Original assignee: Eukarion Inc
Current assignee: Eukarion Inc
Priority date: 2000-07-11
Filing date: 2001-07-11
Publication date: 2005-12-29
Anticipated expiration: 2021-07-12
Also published as: EP1301515A1; EP1301515B1; ATE287407T1; AU2001271987A1; US6403788B1; WO2002004454A1; DE60108507D1

Description

Zugehörige Anmeldung
Diese Anmeldung ist eine teilweise Weiterführung der US-Patentanmeldung 09/613891, angemeldet am 11. Juli 2000. Die gesamte Lehre der oben angegebenen Anmeldung wird hiermit per Referenz miteinbezogen.
Hintergrund der Erfindung
Molekularer Sauerstoff ist ein essentielles Nährmittel für nichtfakultativ aerobe Organismen, einschließlich Menschen. Sauerstoff kann, obwohl essentiell für den aeroben Metabolismus, zu giftigen Metaboliten umgewandelt werden, wie z. B. Superoxidanion und Wasserstoffperoxid, allgemein bekannt als reaktive Sauerstoffspezies. Übermäßige Konzentrationen von verschiedenen Formen von Sauerstoff und von freien Radikalen können ernsthaft nachteilige Effekte auf lebende Systeme haben, einschließlich der Peroxidation von Membranlipiden, der Hydroxylierung von Nukleinsäurebasen und der Oxidation von Sulfhydrylgruppen und anderen empfindlichen Bereichen in Proteinen. Wenn dies unkontrolliert erfolgt, resultieren daraus Mutationen und Zelltot.
Biologische Antioxidantien beinhalten wohldefinierte, natürlich auftretende Metalloenzyme, wie z. B. Superoxiddismutase (SOD), Katalase (CAT) und Selenglutathionperoxidase, ebenso wie das Enzym Phospholipidhydroperoxydglutathionperoxidase. Eine große Anzahl von Krankheiten oder degenerativen Prozessen sind mit Funktionsstörungen verknüpft, in welchen Metalloenzyme bei der Entgiftung von reaktiven Sauerstoffspezies, erhalten aus Reduktion von molekularem Sauerstoff, involviert sind. Die Rolle dieser Metalloenzyme wurde bei Tieren mit unterdrückten SOD- oder CAT Enzymen gezeigt. Zusätzlich konnte kürzlich die Induktion von stickoxyd-abhängiger Apoptose in Motorneuronen durch Superoxiddismutase mit Zinkmangel gezeigt werden (Estevez et al. (2000), Science, 286: 2498–2500).
Für die Verwendung von rekombinanten Metalloenzymen in der Therapie existieren Hindernisse: Lösungsinstabilität, begrenzte zelluläre Zugänglichkeit, Immungenetik, kurze Halblebenszeiten, Herstellungskosten und proteolytische Digestion. Diese synthetischen katalytischen Radikalfänger müssen in physiologischen Bedingungen stabil sein, insbesondere muss das Metall strikt innerhalb des Liganden insertiert sein, um jegliche Entmetallisierung und Abfangen des Metallions durch Serumproteine zu vermeiden. Diese synthetischen katalytischen Radikalfänger müssen ebenfalls in Wasser bei einem pH von 7,0 löslich sein. Die Vermeidung von synthetischen Molekülen, die zu DNA-Spaltung führen können, ist ein weiteres Anliegen.
Demzufolge besteht eine Notwendigkeit für neue synthetische Übergangsmetallkomplexe mit der Fähigkeit, die Dismutation von reaktiven Sauerstoffspezies, die aus der nicht kontrollierten Reduktion von molekularem Sauerstoff erhalten werden, zu katalysieren. Es existiert die Notwendigkeit zur Herstellung von nicht-genotoxischen, wasserlöslichen Metallophorphyrin-Derivaten, die dazu fähig sind, SOD- und CAT ähnlich zu wirken ohne einen oxidativen Schaden auf DNA zu entwickeln.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft Verbindungen, die als synthetische katalytische Radikalfänger für reaktive Sauerstoffspezies wirksam sind. Die Verbindungen sind wirksam als Superoxiddismutase (SOD)- und/oder Katalase (CAT)- und/oder Peroxidase (POD)-Nachahmer, welche demzufolge antioxidative und/oder freie Radikalfängereigenschaften haben und in vivo als Antioxidans funktionieren. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf nicht-genotoxische Metalloenzym-Nachahmer, pharmazeutische Formulierungen, welche diese enthalten, Verfahren für ihre Herstellung und die Verwendung von solchen Verbindungen in der Prophylaxe und Therapie für Erkrankungen und degenerative Prozesse, die von reaktiven Sauerstoffspezies herrühren.
Die erfindungsgemäßen Metallophorphyrinderivate können durch die Strukturformel I repräsentiert werden:
Strukturformel I
In einer bevorzugten Ausführungsformel ist Strukturformel I ein Komplex mit einem Metallion, vorzugsweise einem Erste-Reihe-Übergangsmetall wie Mangan, Eisen, Kobalt, Kupfer oder Zink, besonders bevorzugt Eisen oder Mangan. In der Strukturformel I sind R₁, R₂, R₃ und R₄ gleich oder verschieden und alle eine Gruppe der Formel
wobei L eine Verbindungsgruppe von etwa 2 bis etwa 12 Atomen in der Länge ist. Die Atome in der Verbindungsgruppe sind Kohlenstoffatome, wahlweise durchsetzt mit 1 bis 4 Heteroatomen, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Sauerstoff, Stickstoff und Schwefel. Vorzugsweise ist L eine lineare C₂-C₆- Alkylengruppe, besonders bevorzugt Ethylen, X Stickstoff oder Phosphor, R₁₃, R₁₄ und R₁₅ jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff, Alkyl oder Arylalkyl, Y ein einwertiges Anion, R₅, R₆, R₇, R₈, R₉, R₁₀, R₁₁ und R₁₂ jeweils unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoff, Alkyl oder Halogen, sowie jedes R₁₆ unabhängig voneinander repräsentiert durch einen oder mehrere Substituenten, unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoff, Hydroxy, Halogen oder Alkyl.
Hierbei ist Halogen z. B. Fluor, Chlor, Brom, Jod. Bevorzugt ist Fluor, Chlor oder Brom.
Das einwertige Gegenanion Y kann irgendein geeignetes Anion repräsentieren, mit welchem der Komplex die Strukturformel I bilden kann. Geeignete Beispiele beinhalten Chlorid, Hydroxid und Acetat, vorzugsweise Chlorid oder Acetat.
In einer anderen Ausführungsform bezieht sich die Erfindung auf Verfahren zur Herstellung von Verbindungen der Strukturformel I.
In einem weiteren Aspekt stellt die Erfindung Verfahren für die Verwendung der Verbindungen mit Strukturformel I zur Prophylaxe oder Behandlung von mit freien Radikalen assoziierten Krankheiten oder Bedingungen bei einem Säugetier zur Verfügung.
In noch einem anderen Aspekt stellt die Erfindung pharmazeutische Formulierungen aus einem oder mehreren pharmazeutisch akzeptablen Trägern, Verdünnungsmitteln oder Arzneimittelträgern und einer therapeutisch wirksamen Menge einer Verbindung, die durch die Strukturformel I repräsentiert wird, zur Verfügung.
In noch einer anderen Ausführungsform bezieht sich die Erfindung auf Verfahren zur Behandlung, Vorbeugung oder Eindämmung von Erkrankungen, die mit freien Radikalen assoziiert sind, oder Bedingungen zur Verabreichung einer therapeutisch wirksamen Menge einer Verbindung, welche durch die Strukturformel I repräsentiert wird, an ein Individuum, welches dies benötigt.
Eingehende Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Histogrammdarstellung der Spaltung von ΦX 174 DNA-Plasmid (Form I) in Gegenwart von KHSO₅, wenn eine erfindungsgemäße Verbindung oder eine Kontrollverbindung (MnTMPyP) gegenwärtig ist.
2 ist eine Histogrammdarstellung der Abspaltung von ΦX 174 DNA-Plasmid (Form I) in Gegenwart von Ascorbat und H₂O₂, wenn eine erfindungsgemäße Verbindung oder eine Kontrollverbindung (Eisen-Bleomycin) gegenwärtig ist.
Eingehende Beschreibung der Erfindung
Aerobe Zellen enthalten allgemein eine Anzahl von Verteidigungsmitteln gegen schädliche Effekte von Oxyradikalen und ihren Reaktionsprodukten. Superoxiddismutasen (SODs) katalysieren die Reaktion: 2O₂ ^•– + 2H⁺ → O₂ + H₂O₂ welche Superoxid entfernt und Wasserstoffperoxid bildet. H₂O₂ ist kein Radikal, aber giftig für Zellen. Es wird entfernt durch die enzymatischen Aktivitäten von Katalase oder Glutathionperoxidase (GSH-Px). Katalase katalysiert die Reaktion: 2H₂O₂ → 2H₂O + O₂ wobei Wasserstoffperoxid entfernt und Wasser und Sauerstoff gebildet wird. GSH-Px entfernt Wasserstoffperoxid, in dem er zur Oxidation von reduziertem Glutathion (GSH) zu oxidiertem Glutathion (GSSG) gemäß der folgenden Reaktion verwendet wird: 2GSH + H₂O₂ → GSSG + 2H₂O
Andere Enzyme, wie z. B. Phospholipidhydroperoxidglutathionperoxidase (PLOOH-GSH-Px), wandeln reaktive Phospholipidhydroperoxide, freie Fettsäurehydroperoxide und Cholesterinhydroperoxide in die korrespondierenden harmlosen Fettsäurealkohole um. Glutathion-S-Transferasen partizipieren ebenfalls bei der Entgiftung von organischen Peroxyden. In Abwesenheit dieser Enzyme und in Gegenwart von Übergasmetallen wie z. B. Eisen oder Kupfer können Superoxid und Wasserstoffperoxid in den folgenden Reaktionen partizipieren, die das extrem reaktive Hydroxylradikal HO• erzeugen: O₂ ^•– + Fe³⁺ → O₂ + Fe²⁺ H₂O₂ + Fe²⁺ → HO• + HO^– + Fe³⁺
Zusätzlich zur enzymatischen Entgiftung von freien Radikalen und Oxidationsspezies dienen eine Vielzahl von niedrig molekulargewichtigen Antioxidantien wie z. B. Glutathion, Ascorbat, Tocopherol, Ubichinon, Bilirubin und Harnsäure als natürlich auftretende physiologische Antioxidantien (Krinsky, NI (1992) Proc. Soc. Exp. Biol. Med. 200: 248–54). Carotenoide sind eine weitere Klasse von kleinmoleküligen Antioxidantien, die als Schutzmittel gegen oxidativen Stress und chronische Krankheiten einbezogen werden. Canfield et al. (1992) Proc. Soc. Exp. Biol. Med. 200: 260 faßt berichtete Verhältnisse zwischen Carotenoiden und verschiedenen chronischen Krankheiten zusammen, einschließlich koronarer Herzkrankheit, Katarakten und Krebs. Es wurde auch gezeigt, dass Carotenoide das Auftreten von gewissen vormalignen Bedingungen, wie z. B. Leukoplakie, bei manchen Patienten, drastisch reduzieren.
In einer Anstrengung, um die zerstörerischen Wirkungen von Oxyradikalbildung während der Reoxygenierung von ischämischen Geweben zu verhindern, wurde eine Vielzahl von Antioxidantien verwendet. Eine Strategie zur Verhinderung von oxyradikal-induzierter Zerstörung ist, die Bildung von Oxyradikalen wie z. B. Superoxid zu verhindern. Eisenionenchelatoren, wie z. B. Desferrioxamin (auch genannt Deferoxamin oder Desferal) und andere inhibieren eisenionen-abhängige HO•-Erzeugung und wirken daher als Inhibitoren für die freie Radikalbildung (Gutteridge et al. (1979) Biochem. J. 184: 469; Halliwell B (1989) Free Radical Biol. Med. 7: 645; Van der Kraaij et al. (1989) Circulation 80: 158).
Antioxidantien auf Aminosteroidbasis wie die 21-Aminosteroide, die „Lazaroide" genannt werden (z. B. U74006F), wurden als Inhibitoren für die Oxyradikalbildung vorgeschlagen. Desferrioxamin, Allopurinol und andere Pyrazolpyrimidine, wie z. B. Oxypurinol, wurden ebenfalls für die Vorbeugung der Oxyradikalbildung in einem verblüffenden Myocardialmodel getestet (Bolli et al. (1989) Circ. Res. 65: 607), sowie nach einem hemorrhagischen und endotoxischen Schock (DeGarvilla et al. (1992) Drug Devel. Res. 25: 139). Jedoch hat jede dieser Verbindungen beträchtliche Nachteile bei der therapeutischen Verwendung. Z. B. ist Deferoxamin kein idealer Eisenchelator und seine zelluläre Penetration ist recht eingeschränkt.
Eine weitere Strategie zur Vorbeugung von oxyradikal-induzierter Zerstörung besteht darin, Oxyradikale, wie z. B. Superoxid, katalytisch zu entfernen, wenn sie einmal gebildet wurden. Superoxiddismutase und Katalase wurden ausgedehnt mit gewissem Erfolg als Schutzmittel untersucht, wenn sie in vielen Arten von Experimenten zu Reperfusaten zugegeben wurden oder wenn sie zugegeben werden, wenn Ischämie bevorsteht (rezensiert in Gutteridge JMC und Halliwell B (1990) op. cit.). Die Erhältlichkeit von rekombinanter Superoxiddismutase hat eine ausgedehntere Überprüfung des Effekts der Verabreichung von SOD bei der Behandlung oder der Vorbeugung von verschiedenen medizinischen Bedingungen einschließlich Reperfusionsverletzung des Gehirns und des Rückenmarks (Uyama et al. (1990) Free Radic. Biol. Med. 8: 265; Lim et al. (1986) Ann. Thorac. Surg. 42: 282), Endotoxemie (Schneider et al. (1990) Circ. Shock 30: 97; Schneider et al. (1989) Prog. Clin. Biol. Res. 308: 913), Myocardinalinfarkt (Patel et al. (1990) Am. J. Physiol. 258: H369; Mehta et al. (1989) Am. J. Physiol. 257: H1240; Nejima et al. (1989) Circulation 79: 143; Fincke et al. (1988) Arzneimittelforschung 38: 138; Ambrosio et al. (1987) Circulation 75: 282) und Osteoarthritis und intestinale Ischämie (Vohra et al. (1989) J. Pediatr. Surg. 24: 893; Flohe L. (1988) Mol. Cell. Biochem. 84: 123) zugelassen. Es wurde auch berichtet, dass Superoxiddismutase positive Effekte bei der Behandlung von systemischer Lupus erythematosus, Crohn'scher Krankheit, Magengeschwüren, Sauerstoffvergiftung, verbrannten Patienten, Niereninsuffizienz nach Transplantation, sowie Herpes-simplex-Infektion hat.
Eine alternative Strategie zur Verhinderung von oxyradikal-induzierter Zerstörung besteht darin, Oxyradikale wie z. B. Superoxid, abzufangen, wenn sie sich einmal gebildet haben, typischerweise durch Einsatz von klein-moleküligen Radikalfängern, die eher stöchiometrisch als katalytisch wirken. Artverwandte von Glutathion wurden in verschiedenen Tiermodellen verwendet, um Oxiradikalverletzung zu mildern. Z. B. wurde gefunden, dass N-2-Mercaptopropionylglycin Schutzeffekte im Hundemodell für myocardiale Ischämie und Reperfusion verleiht (Mitsos et al. (1986) Circulation 73: 1077). N-Acetylcystein („Mucomyst") wurde für die Behandlung von Endotoxin-Vergiftung bei Schafen verwendet (Bernard et al. (1984) J. Clin. Invest. 73: 1772). Von Dimethylthioanstoff (DMTU) und Butyl-α-phenylnitron (BPN) wird angenommen, dass sie das Hydroxylradikal, HO•, abfangen und es wurde gezeigt, dass sie Ischämie-Reperfusionsverletzung im Rattenherzmuskel und bei Hasen reduzieren (Vander Heide et al. (1987) J. Appl. Physiol. 63: 2426). Mannitol wurde als freier Radikalfänger verwendet, um Organverletzung während Reoxygenierung zu reduzieren (Fox RB (1984) J. Clin. Invest. 74: 1456; Ouriel et al. (1985) Circulation 72: 254).
Somit hat die Verwendung von Inhibitoren für die Oxyradikalbildung und/oder Enzymen, die Superoxid und Wasserstoffperoxid und/oder kleinen Molekülen, die als Oxyradikalfänger wirken, alles versprochen, Reoxygenierungsverletzung, die in einer Vielzahl von ischämischen pathologischen Zuständen und zur Behandlung oder Vorbeugung von verschiedenen Erkrankungszuständen, die mit freien Radikalen zusammenhängen, vorzubeugen. Jedoch zeigen die molekularen Bestandteile jeder dieser Kategorien eine Anzahl von schädlichen Eigenschaften. Z. B. chelatisieren die Inhibitoren der Oxyradikalbildung typischerweise Übergangsmetalle, die in essentiellen enzymatischen Prozessen in normaler Physiologie und Atmung verwendet werden. Darüber hinaus verhindern diese Inhibitoren auch in relativ hohen Dosierungen die Oxyradikalbildung nicht vollständig. Superoxiddismutasen und Katalase sind große Polypeptide, die teuer herzustellen sind, nicht in die Zellen ein oder durch die Bluthirn-Schranke hindurch treten und allgemein parenterale Routen der Verabreichung erfordern. Freie Radikalfänger wirken stöchiometrisch und sind daher schnell erschöpft und müssen in hohen Dosierungen zugegeben werden, um wirksam zu sein. Es bestehen weitere starke Einschränkungen für die Verwendung von rekombinanten Metalloenzymen in der Therapie, einschließlich Lösungsinstabilität, eingeschränkter zellulärer Zugänglichkeit, Immunogenizität, kurzen Halblebenszeiten, Genotoxizität, Kosten der Herstellung und proteolytischer Digestion.
Der Komplex, der zwischen dem Chelator Desferrioxamin und Mangan gebildet wird, hat SOD-Aktivität und hat einige Aktivität im biologischen Modell gezeigt, aber die Instabilität des Metallligandkomplexes schließt seine pharmazeutische Verwendung anscheinend von vorneherein aus. Der Metallligand muss streng innerhalb des Liganden insertiert sein, um jegliche Entmetallisierung und Abfangen durch Serumproteine, insbesondere Ceruloplasmin und Albumin, zu verhindern.
Die kationischen Metalloporphyrine, die von Fridovich et al., (Inorg. Chem. 38: 4011–4022, (1999)) synthetisiert wurden, sind SOD-Nachahmer. Von diesen ist 5,10,15,20-meso-Tetrakis-(4-methylpyridiniumyl)-porphyrinato-mangan(III), (Mn-TMPyP), ebenfalls ein wirksamer oxidativer DNA-Spalter, der dazu fähig ist, DNA-Zerstörung in nanomolaren Konzentrationen zu bewirken (Bernadou et al., Biochemistry, 28: 7268–7275 (1989), Vialas, C. et al., J. Am. Chem. Soc., 122: 2157–2167 (2000), Meunier, B., Chem Rev, 92: 1411–1456 (1992)).
Genotoxische Verbindungen sind dazu fähig, doppelsträngige DNA zu zerstören und die Verbindungen können gegenüber einer Referenz verglichen werden. Bekannte DNA-Spalter wie z. B. Bleomycin, ein Antikrebsmittel, sind typische Referenzen. Die DNA-Spaltungsaktivität wird quantifiziert in Form der Anzahl der einsträngigen Bruchstrücke pro DNA-Molekül nach der Gleichung S = 4LnIo/I, Io = % Form I der DNA-Kontrolle und I = % Form I (supergeknäulte DNA) im Testmaterial (siehe Bernadou et al., Biochemistry, 28: 7268–7275, (1989)). So wie hier verwendet soll die Bezeichnung „nicht-genotoxisch" auf solche Verbindungen angewendet werden, die, wenn sie wie in Beispiel 8 getestet werden, S-Werte von weniger als 1 ergeben, wenn die Verbindungen in einer Konzentration von gleich oder weniger als 1000 nM sind und KHSO₅ in einer Konzentration von gleich oder weniger als 100 μM vorhanden ist.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Entdeckung von Verbindungen, die synthetische, nicht-genotoxische, lösliche SOD- und CAT Nachahmer sind. Diese Verbindungen offerieren einen signifikanten Vorteil im Vergleich zu bekannten reaktiven Sauerstoffradikalfänger-Verbindungen, die derzeit verwendet werden, aufgrund ihrer Wasserlöslichkeiten, Metalleinfang-Käfigeffekte, längeren Halblebenszeiten und nicht-genotoxischen Eigenschaften. Insbesondere haben einige Komplexe der vorliegenden Erfindung sterisch gehinderte Phenylsubstituenten in der meso-Position, um die Bildung von μ-Οxo-Dimeren während katalytischer Zyklen zu verhindern (Meunier, B., Chemical Review Articles 92: 1411–1456 (1992), Vialas, et al., J. Am. Chem. Soc. 122: 2157–2167 (2000), Bernadou, J. et al., Biochemistry, 28: 7268–7275 (1989)).
In einer Ausführungsform bezieht sich die Erfindung auf Verbindungen der Strukturformel I
Strukturformel I
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Strukturformel I ein Komplex aus einem Metallion, vorzugsweise einem Erste-Reihe-Übergangsmetallion, wie z. B. Mangan, Eisen, Kobalt, Kupfer oder Zink, besonders bevorzugt Eisen oder Mangan. In Strukturformel I sind R₁, R₂, R₃ und R₄ gleich oder unterschiedlich und jedes eine Gruppe der Formel:
wobei L eine Verbindungsgruppe von etwa 2 bis etwa 12 Atomen Länge ist. Die Atome innerhalb der Verbindungsgruppe sind Kohlenstoffatome, die wahlweise durchsetzt sind mit 1 bis 4 Heteroatomen, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Sauerstoff, Stickstoff und Schwefel; X ist Stickstoff oder Phosphor, R₁₃, R₁₄ und R₁₅ sind jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff, Alkyl oder Arylalkyl, Y ist ein einwertiges Anion, R₅, R₆, R₇, R₈, R₉, R₁₀, R₁₁ und R₁₂ sind jeweils unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoff, Alkyl oder Halogen, und jedes R₁₆ repräsentiert unabhängig voneinander einen oder mehrere Substituenten, unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoff, Hydroxy, Halogen und Alkyl.
Für die erfindungsgemäßen Zwecke bezieht sich die Bezeichnung „Alkyl" auf eine geradkettige oder verzweigte Kohlenwasserstoffgruppe. Eine Arylgruppe, so wie hier verwendet, bezieht sich auf unsubstituierte und substituierte aromatische Kohlenwasserstoffe, wie z. B. Phenyl- oder Benzyl-Gruppen. Halogen ist beispielsweise Fluor, Chlor, Brom, Jod, vorzugsweise ist es Fluor, Chlor oder Brom. L ist eine Verbindungsgruppe von etwa 2 bis etwa 12 Atomen Länge. Die Atome innerhalb der Verbindungsgruppe sind Kohlenstoffatome, die wahlweise durchsetzt sind mit von 1 bis 4 Heteroatomen, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Sauerstoff, Stickstoff und Schwefel.
Das einwertige Gegenanion Y kann jedes geeignete Anion repräsentieren, mit welchem der Komplex der Strukturformel I gebildet werden kann und welches die Löslichkeit und die erwünschte chemische Aktivität aufrecht erhält. Geeignete Beispiele beinhalten Chlorid, Hydroxid und Acetat, vorzugsweise Chlorid oder Acetat.
In einer Ausführungsform sind R₁, R₂, R₃ und R₄ gleich.
In einer anderen Ausführungsform sind R₅, R₆, R₇, R₈, R₉, R₁₀, R₁₁ und R₁₂ jeweils Wasserstoff.
In einer Ausführungsform sind R₁, R₂, R₃ und R₄ die gleichen und R₁₃, R₁₄ und R₁₅ jeweils unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoff und linearem oder verzweigtem C₁-C₂₀-Alkyl.
In noch einer weiteren Ausführungsform wird L ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus linearen oder verzweigten C₁-C₂₀-Alkylenen und linearen oder verzweigten Alkylenen, die wahlweise durchsetzt sind an einer oder mehreren Positionen mit einem Heteroatom und R₁₃, R₁₄ und R₁₅ sind jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff, Methyl oder Ethyl.
In einer weiteren Ausführungsform sind R₁, R₂, R₃ und R₄ gleich und R₁₃ und R₁₄ sind jeweils unabhängig voneinander Methyl oder Ethyl und R₁₅ ist Wasserstoff
In einer weiteren Ausführungsform sind R₅, R₆, R₇, R₈, R₉, R₁₀, R₁₁ und R₁₂ jeweils Wasserstoff und L ist eine lineare C₂-C₆-Alkylengruppe, z. B. Ethylen.
In einer weiteren Ausführungsform sind R₁, R₂, R₃ und R₄ gleich und R₁₆ repräsentiert Wasserstoff.
In einer weiteren Ausführungsform sind R₁, R₂, R₃ und R₄ gleich und jeweils an die 3-Stellung des Phenylrings gebunden und R₁₆ repräsentiert Methylgruppen an der 2-, 4- und 6-Stellung des Phenylrings.
In einer weiteren Ausführungsform sind R₁, R₂, R₃ und R₄ gleich, R₅, R₆, R₇, R₈, R₉, R₁₀, R₁₁ und R₁₂ jeweils Wasserstoff, R₁₆ repräsentiert Wasserstoff, R₁, R₂, R₃ und R₄ sind an die 3- oder 4-Stellung des Phenylrings gebunden, L ist eine Ethylengruppe und R₁₃, R₁₄ und R₁₅ jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff, Methyl oder Ethyl.
Wenn Isomere der erfindungsgemäßen Metalloporphorinverbindungen möglich sind, sind alle diese Isomere innerhalb des Umfangs der Erfindung, d. h. ortho-, meta- und para-Isomere.
Die labilen axialen Positionen der wasserlöslichen Metalloporphorine, nämlich Strukturformeln I, II, III, IV, V, VI, VII und VIII, können durch ein Wassermolekül besetzt sein.
Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf die Verbindung, die durch die Strukturformel II repräsentiert wird:
Strukturformel II
Die Erfindung bezieht sich weiter auf die Verbindung, die durch die Strukturformel III repräsentiert wird:
Strukturformel III
Die Erfindung bezieht sich weiter auf die Verbindung, die durch die Strukturformel IV repräsentiert wird:
Strukturformel IV
Die Erfindung bezieht sich weiter auf die Verbindung, die durch die Strukturformel V repräsentiert wird:
Strukturformel V
Die Erfindung bezieht sich weiter auf die Verbindung, die durch die Strukturformel VI repräsentiert wird:
Strukturformel VI
Die Erfindung bezieht sich weiter auf die Verbindung, die durch die Strukturformel VII repräsentiert wird:
Sturkturformel VII
Die Erfindung bezieht sich weiter auf die Verbindung, die durch die Strukturformel VIII repräsentiert wird:
Strukturformel VIII
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird ein Ligand von Strukturformel I zur Verfügung gestellt wie oben definiert und ausgewählt aus der Gruppe:
meso-Tetrakis-[4-(N-(2-(N,N-dimethylamino)-ethyl)-aminosulfonyl)-phenyl]-porphyrinat;
meso-Tetrakis-[4-(N-(2-(N,N-dimethylammonio)-ethyl)-aminosulfonyl)phenyl]-porphyrinat A^4–;
meso-Tetrakis-[4-(N-(2-(N,N,N-trimethylammonio)-ethyl)-aminosulfonyl)-phenyl]-porphyrinat A^4–;
meso-Tetrakis-[4-(N-(2-(N,N-diethylamino)-ethyl)-aminosulfonyl)-phenyl]-porphyrinat;
meso-Tetrakis-[4-(N-(2-(N,N-diethylammonio)-ethyl)-aminosulfonyl)-phenyl]-porphyrinat A^4–;
meso-Tetrakis-[4-(N-(2-(N,N,N-triethylammonio)-ethyl)-aminosulfonyl)-phenyl]-porphyrinat A^4–;
meso-Tetrakis-[4-(N-(2-(N,N,N-ethyldimethylammonio)-ethyl)-aminosulfonyl)-phenyl]-porphyrinat A^4–;
meso-Tetrakis-[4-(N-(2-(N,N,N-diethylmethylammonio)-ethyl)-aminosulfonyl)-phenyl]-porphyrinat A^4–;
meso-Tetrakis-[3-(N-(2-(N,N-dimethylamino)-ethyl)-aminosulfonyl)-2,4,6-trimethylphenyl]-porphyrinat;
meso-Tetrakis-[3-(N-(2-(N,N-dimethylammonio)-ethyl)-aminosulfonyl)-2,4,6-trimethylphenyl]-porphyrinat A^4–;
meso-Tetrakis-[3-(N-(2-(N,N-diethylammonio)-ethyl)-aminosulfonyl)-2,4,6-trimethylphenyl]-porphyrinat A^4–;
meso-Tetrakis-[3-(N-(2-(N,N-diethylamino)-ethyl)-aminosulfonyl)-2,4,6-trimethylphenyl]-porphyrinat;
meso-Tetrakis-[3-(N-(2-(N,N,N-triethylammonio)-ethyl)-aminosulfonyl)-2,4,6-trimethylphenyl]-porphyrinat A^4–;
meso-Tetrakis-[3-(N-(2-(N,N,N-trimethylammonio)-ethyl)-aminosulfonyl)-2,4,6-trimethylphenyl]-porphyrinat A^4–;
meso-Tetrakis-[3-(N-(2-(N,N-ethyldimethylammonio)-ethyl)-aminosulfonyl)-2,4,6-trimethylphenyl]-porphyrinat A^4–;
meso-Tetrakis-[3-(N-(2-(N,N,N-diethylmethylammonio)-ethyl)-aminosulfonyl)-2,4,6-trimethylphenyl]-porphyrinat A^4–;
meso-Tetrakis-[4-(N-(2-(N,N-ethylmethylamino)-ethyl)-aminosulfonyl)-phenyl]-porphyrinat;
meso-Tetrakis-[4-(N-(2-(N,N-ethylmethylammonio)-ethyl)-aminosulfonyl)-phenyl]-porphyrinat A^4–;
meso-Tetrakis-[3-(N-(2-(N,N-ethylmethylammonio)-ethyl)-aminosulfonyl)-2,4,6-trimethylphenyl]-porphyrinat A^4–; und
meso-Tetrakis-[3-(N-(2-(N,N-ethylmethylammonio)-ethyl)-aminosulfonyl)-2,4,6-trimethylphenyl]-porphyrinat A^4–;
meso-Tetrakis-[4-(N-(2-(N,N-dimethylphosphonio)-ethyl)-aminosulfonyl)-phenyl]-porphyrinat;
meso-Tetrakis-[4-(N-(2-(N,N-diethylphosphonio)-ethyl)-aminosulfonyl)-phenyl]-porphyrinat;
meso-Tetrakis-[3-(N-(2-(N,N-dimethylphosphonio)-ethyl)-aminosulfonyl)-2,4,6-trimethylphenyl]-porphyrinat;
meso-Tetrakis-[3-(N-(2-(N,N-diethylphosphonium)-ethyl)-aminosulfonyl)-2,4,6-trimethylphenyl]-porphyrinat A^4–;
meso-Tetrakis-[3-(N-(2-(N,N-diethylphosphonio)-ethyl)-aminosulfonyl)-2,4,6-trimethylphenyl]-porphyrinat; und
meso-Tetrakis-[4-(N-(2-(N,N-ethylmethylphosphonio)-ethyl)-aminosulfonyl)-phenyl]-porphyrinat;
oder ein Komplex davon mit einem Metallion, vorzugsweise einem Erste-Reihe-Übergangsmetallion wie z. B. Mangan, Eisen, Kobalt, Kupfer und Zink,
besonders bevorzugt Eisen oder Mangan, wobei A^4– 1 bis 4 Anionen repräsentiert, die eine gesamtelektronische Ladung von 4^– haben.
Während es für die erfindungsgemäßen Verbindungen möglich ist, als Komplex per se zugeführt zu werden, ist es bevorzugt, die Verbindungen oder die Komplexe in Form einer pharmazeutischen Formulierung zu präsentieren.
Pharmazeutische Formulierungen können für die Zugabe über jegliche geeignete Route adaptiert werden, z. B. für die orale (einschließlich buccale oder sublinguale), rektale, nasale, topikale (einschließlich buccale, sublinguale oder transferale), vaginale oder parenterale (einschließlich subcutane, intramuskuläre, intravenöse oder intradermale) Route. Solche Formulierungen können durch jede im Stand der Pharmazietechnik bekanntes Verfahren hergestellt werden, z. B. indem das aktive Ingredienz mit dem (den) Träger(n), Verdünnungsmittel(n) oder Arzneimittelträger(n) assoziiert wird.
Demzufolge wird gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung eine pharmazeutische Formulierung zur Verfügung gestellt aus zumindest einer Verbindung aus Strukturformel I zusammen mit einem oder mehreren pharmazeutisch akzeptablen Trägern, Verdünnungsmitteln oder Arzneiträgern.
Pharmazeutische Formulierungen können in Einheitsdosenformen präsentiert werden, die eine vorbestimmt Menge eines aktiven Ingredienzes je Doseneinheit enthalten. Solch eine Einheit kann z. Β. 1 μg bis 10 g, vorzugsweise 0,01 mg bis 1000 mg, besonders bevorzugt 0,1 mg bis 250 mg einer Verbindung der Strukturformel I, abhängig von den zu behandelnden Bedingungen, der Route der Verabreichung und dem Alter, Gewicht und Zustand des Patienten, enthalten.
Pharmazeutische Formulierungen, die für orale Gabe angepasst sind, können als diskrete Einheiten wie z. B. Kapseln oder Tabletten, Pulver oder Körnchen, Lösungen oder Suspensionen in wässriger oder in nicht wässrigen Flüssigkeiten, essbaren Schäumen oder Whips oder Öl-in-Wasser-Flüssigemulsionen oder Wasser-in-Öl-Flüssigemulsionen präsentiert werden. Typischerweise werden Tabletten oder Kapseln so hergestellt, dass sie von 1 mg bis 1000 mg, vorzugsweise 2,5 mg bis 250 mg aktives Ingredienz je Dosiseinheit enthalten.
Pharmazeutische Formulierungen, die für die transferale Gabe angepasst sind, können als diskrete Patches präsentiert werden, um mit der Epidermis des Empfängers für einen ausgedehnten Zeitraum in engem Kontakt verbleiben können. Z. B. kann das aktive Ingredienz von dem Patch durch Iontophorese geliefert werden, wie allgemein beschrieben in Pharmaceutical Research, 3(6), 318 (1986).
Pharmazeutische Formulierungen, die für die topikale Gabe angepasst sind, können als Salben, Cremes, Suspensionen, Lotionen, Pulver, Lösungen, Pasten, Gels, Sprays, Aerosole oder Öle formuliert werden.
Zur Behandlung des Auges oder anderen äußeren Geweben, z. B. Mund und Haut, werden die Formulierungen vorzugsweise als topische Salbe oder Creme angewendet. Wenn als Salbe formuliert, kann das aktive Ingredienz entweder mit einer paraffinischen oder mit einer wasser-mischbaren Basissalbe eingesetzt werden. Alternativ kann das aktive Ingredienz als Creme mit einer Öl-in-Wasser-Basiscreme oder einer Wasser-in-Öl-Basis formuliert werden.
Pharmazeutische Formulierungen, die für die topische Gabe am Auge angepasst sind, beinhalten Augentropfen, wobei das aktive Ingredienz in einem geeigneten Träger, insbesondere einem wässrigen Lösungsmittel, gelöst oder suspendiert ist.
Pharmazeutische Formulierungen, die für die topische Gabe im Mund angepasst sind, beinhalten Pillen, Pastillen und Mundwässer.
Pharmazeutische Formulierungen, die für die rektale Gabe angepasst sind, können durch Suppositorien oder als Einläufe repräsentiert sein. Rektale Salben und Schäume können ebenfalls eingesetzt werden.
Pharmazeutische Formulierungen, die für die nasale Gabe angepasst sind, wobei der Träger ein Feststoff ist, beinhalten ein grobes Pulver mit einer Teilchengröße von z. B. im Bereich von 20 bis 500 Micron, welches in der Art angewendet wird, in welcher Schnupftabak genommen wird, d. h. durch schnelle Inhalation durch den nasalen Weg aus einem Behälter mit Pulver, der nahe an die Nase gehalten wird. Geeignete Formulierungen, in welchen der Träger zur Verabreichung als Nasenspray oder als Nasentropfen eine Flüssigkeit ist, enthalten wässrige oder Öl-Lösungen und das aktive Ingredienz.
Pharmazeutische Formulierungen, die für die Gabe durch Inhalation angepasst sind, beinhalten feine Partikelstäube oder Nebel, die durch verschiedene Arten von abgemessenen Dosen von Druckaerosolen, Verneblern oder Insufflatoren erzeugt werden können. Sprayzusammensetzungen können z. B. als Aerosole formuliert werden, die von mit Druck beaufschlagten Packungen, wie z. B. einem Inhalationsgerät mit abgemessenen Dosen unter Verwendung eines geeigneten verflüssigten Treibgases, geliefert werden. Kapseln und Patronen für die Verwendung in einem Inhalationsgerät oder Insufflator, z. B. Gelatine, können so formuliert werden, dass sie eine Pulvermischung zur Inhalation einer erfindungsgemäßen Verbindung und eines geeigneten Basispulvers, wie z. B. Laktose oder Stärke, enthalten. Jede Kapsel oder Patrone kann üblicherweise zwischen 1 μg–10 mg der Verbindung der Strukturformel I enthalten. Aerosolformulierungen werden vorzugsweise so angeordnet, dass jede abgemessene Dosis oder „Hub" des Aerosols 1 μg–2000 μg, vorzugsweise etwa 1 μg–500 μg einer Verbindung der Strukturformel I enthält. Die Gabe kann einmal täglich oder mehrere Male täglich sein, z. B. 2, 3, 4 oder 8 mal, wobei jeweils z. B. 1, 2 oder 3 Dosen abgegeben werden. Die tägliche Gesamtdosis mit einem Aerosol wird üblicherweise im Bereich von 10 μg–10 mg liegen, vorzugsweise 100 μg–2000 μg. Die tägliche Gesamtdosis und die abgemessene Dosis, die durch Kapseln oder Patronen in einem Inhalationsgerät oder Insufflator geliefert werden, ist üblicherweise doppelt so groß wie die in Aerosolformulierungen.
Pharmazeutische Formulierungen, die für vaginale Gabe geeignet sind, können durch Pesare, Tampons, Cremes, Gele, Pasten, Schäume oder Sprayformulierungen präsentiert werden.
Pharmazeutische Formulierungen, die für die parenterale Gabe angepasst sind, beinhalten wässrige und nicht-wässrige sterile Injektionslösungen, die sowohl die Antioxidantien wie auch die Puffer, Bakteriostaten und Lösungsmittel enthalten, welche die Formulierung isotonisch mit dem Blut des beabsichtigten Empfängers machen, sowie wässrige und nicht-wässrige sterile Suspensionen, die Suspensionsmittel und Verdickungsmittel enthalten können. Die Formulierungen können in Einheitsdosen oder Mehrfachdosencontainern präsentiert werden, z. B. versiegelten Ampullen und Violen und können unter gefriergetrockneten (lyophilisierten) Bedingungen gelagert werden, was lediglich die Zugabe der sterilen Trägerflüssigkeit, z. B. Wasser zur Injektion, kurz vor der Verwendung erfordert. Unvorbereitete Injektionslösungen und Suspensionen können aus sterilen Pudern, Körnchen und Tabletten hergestellt werden.
So wie hier verwendet ist ein „Antioxidans" eine Substanz, die, wenn sie in einer Mischung oder Struktur vorliegt, die ein oxidierbares biologisches Substratmolekül enthält, signifikant die Oxidation des biologischen Substratmoleküls verzögert oder verhindert. Antioxidantien können durch Abfangen von biologisch wichtigen reaktiven freien Radikalen oder anderen reaktiven Sauerstoffspezies (O₂•^–, H₂O₂, HO•, HOCl, Ferryl, Peroxyl, Peroxynitryl und Alkoxyl) wirken oder durch Verhinderung ihrer Bildung oder durch katalytisches Umwandeln des freien Radikals oder anderen reaktiven Sauerstoffspezies in weniger reaktive Spezies. Eine erfindungsgemäß antioxidierende Verbindung hat immer eine messbare SOD-, CAT und/oder POD-Aktivität. Eine erfindungsgemäße Verbindung hat Antioxidations-Aktivität, wenn der Komplex, wenn er zu einer Zellkultur oder Probenreaktion zugegeben wird, einen nachweisbaren Abfall in der Menge von freiem Radikal, wie z. B. Superoxid oder einer nicht radikalischen reaktiven Sauerstoffspezies, wie z. B. Wasserstoffperoxid erzeugt im Vergleich zu einer parallelen Zellkultur oder Probenreaktion, die nicht mit dem Komplex behandelt ist. Die relative Menge von freien Radikalspezies wird oftmals bestimmt durch den Nachweis eines Sekundärindikators (z. B. einem oxidierten Substrat, peroxidierten Fett, Cytochrom C).
So wie hier verwendet bezieht sich „mit freien Radikalen verknüpfte Erkrankungen oder Bedingungen" auf einen pathologischen Zustand eines Individuums, der zumindest zum Teil aus der Erzeugung oder dem Aussetzen von freien Radikalen, insbesondere Oxyradikalen und anderen reaktiven Sauerstoffspezies in vivo, resultiert. Die meisten pathologischen Bedingungen sind multifaktoral dergestalt, dass mehrere Faktoren, die zum vorliegenden Krankheitsstatus beitragen vorliegen und dass ein Zuweisen oder Identifizieren des (der) hauptverursachten Faktors (Faktoren) für irgendeine individuelle pathologische Bedingung häufig extrem schwierig ist. Aus diesen Gründen beinhaltet die Bezeichnung „mit freien Radikalen zusammenhängende Erkrankung" pathologische Zustände, die im Stand der Technik als Zustände erkannt wurden, bei welchen angenommen wird, dass die Schädigung aus freien Radikalen oder reaktiven Sauerstoffspezies zur Pathologie des Krankheitsstatuses beiträgt, oder wobei die Gabe von freien Radikal-Inhibitoren (z. B. Desferrioxamin), Radikalfängern (z. B. Tocopherol, Glutathion) oder Katalysatoren (z. B. SOD, Katalase) gezeigt haben, dass sie einen nachweisbaren Vorteil bei der Verringerung von Symptomen, Verbesserung des Überlebens oder zur Verfügungstellung anderer nachweisbarer klinischer Vorteile bei der Behandlung oder der Vorbeugung des pathologischen Zustands erzeugen. Z. B., aber nicht eingeschränkt darauf, werden die folgenden hier diskutierten Krankheitszustände als mit freien Radikalen in Zusammenhang stehende Erkrankungen angesehen: Ischämische Reperfusionsverletzung, entzündliche Erkrankungen, systemische Lupus erythematose, Herzmuskelinfarkt, Schlaganfall, traumatische Blutung, Rückenmarkstrauma, Chron'sche Erkrankung, Autoimmunerkrankung (z. B. rheumatöse Arthritis, Diabetes), Kataraktbildung, Uveitis, Emphysem, Magengeschwüre, Sauerstoffvergiftung, Neoplasie, unerwünschte Zellapoptose, Bestrahlungserkrankung, sowie pathologische Zustände wie oben diskutiert wie z. B. Blutvergiftung und akute Lungenverletzung. Solche Erkrankungen können „apoptose-bezogenes ROS" beinhalten, was sich auf reaktive Sauerstoffspezies bezieht (z. B. O₂•^–, HOOH), die kritische zelluläre Komponenten in den Zellen, die dafür stimuliert sind, sich einer Apoptose zu unterziehen, zerstören (z. B. Lipidperoxidierung). Solche mit Apoptose zusammenhängende ROS kann als Antwort auf einen apoptotische Stimulierung und/oder erzeugt durch Nicht-Atmungselektronen-Transportketten (d. h. anders als ROS hergestellt durch oxidative Phosphorilierung) in einer Zelle gebildet werden.
Die Verbindungen der Strukturformel I haben antioxidative und/oder freie radikalfangende Eigenschaften wie im Folgenden durch ihre SOD-, CAT oder POD-ähnliche Aktivität gezeigt wird.
Die vorliegende Erfindung stellt demzufolge auch Verbindungen der Strukturformel I zur Verwendung in der medizinischen Therapie zur Verfügung. Die erfindungsgemäßen Verbindungen sind geeignet für die Behandlung und Vorbeugung von Erkrankungen, die mit freien Radikalen in Verbindung stehen und Bedingungen, in welchen ein Anteil von oxidativem Stress enthalten ist, einschließlich z. B. Alzheimer Erkrankung, Demenz, Parkinsonsche Erkrankung, Lou Gehrig'sche Erkrankung, motorneuronale Funktionsstörungen, Huntington'sche Erkrankung, Krebs, Multiple Sklerose, systemische Lupus erythematose, Sklerodermie, Ekzem, Dermatitis, Überempfindlichkeit vom verzögerten Typ, Psoriase, Zahnfleischentzündung, Atemnotssyndrom bei Erwachsenen, septischem Schock, multiplem Organversagen, Asthma, allergischer Rhinitis, Pneumonie, Emphysem, chronischer Bronchitis, Aids, entzündlicher Darmerkrankung, Pankreatitis, Transplantationsabstoßung, Arteriosklerose, Bluthochdruck, kongestive Herzinsuffizienz, myocardiale ischämische Funktionsstörungen, Angioplastie, Endocarditis, Retinopathie der Frühreife, Kataraktbildung, Uveitis, rheumatoider Arthritis, Osteoarthritis und Alterung.
In bevorzugten Ausführungsformen können die erfindungsgemäßen Verbindungen und Formulierungen davon für die Vorbeugung, Eindämmung oder Behandlung (1) von neurologischer Schädigung wie z. B. Parkinson'sche Krankheit oder Alzheimer Krankheit, (2) Herzgewebenekrose als Resultat von Herzischämie, (3) Autoimmunneurodegenerierung (z. B. Encephalomyelitis), (4) akute Lungenverletzung wie z. B. bei einer Sepsis oder Endotoxemie, sowie (5) neuronaler Verletzung aufgrund einer Ischämie (z. B. Schlaganfall, Ertrinken, Hirnoperation) oder Trauma (z. B. Gehirnerschütterung oder Rückenmarksverletzung) verwendet werden.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen und ihre Formulierungen finden ebenfalls Verwendung für die folgenden zusätzlichen Indikationen: (1) zur Vorbeugung von ischämischer/Reoxygenierungsverletzung bei einem Patienten, (2) zum Konservieren von Organen zur Transplantation in anoxischem, hypoxischem oder hyperoxischem Zustand vor der Transplantation, (3) für den Schutz von normalen Geweben vor durch freie Radikale induzierter Verletzung, nachdem sie ionisierender Strahlung und/oder Chemotherapie wie z. B. mit Bleomycin ausgesetzt waren, (4) zum Schutz von Zellen und Geweben von durch freie Radikale induzierter Verletzung, nachdem sie xenobiotischen Verbindungen ausgesetzt waren, die freie Radikale bilden, entweder direkt oder als eine Konsequenz der Monooxygenierung durch das Cytochrom-P-450-System, (5) zur Erhöhung der Kryokonservierung von Zellen, Geweben, Organen und Organismen durch Erhöhung der Lebensfähigkeit von wiederhergestellten Proben, sowie (6) für die prophylaktische Gabe, um Karzinogenese, zelluläre Vergreisung, Kataraktbildung, Bildung von Malondialdehydaddukten, HIV Pathologie (wie unten beschrieben) und makromolekulare Vernetzung, wie z. B. Collagenvernetzung, vorzubeugen.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen und ihre Formulierungen können ebenfalls vorteilhaft für Patienten sein, die mit einem Humanimmundefektvirus (z. B. HIV-1) infiziert sind oder die dem Risiko ausgesetzt sind, mit einem Humanimmundefektvirus infiziert werden zu können. Die erfindungsgemäßen antioxidativen Verbindungen können der Induktion der HIV-1-Replikation in CD4+-Lymphocyten durch Tumornekrosefaktor (TNF oder andere entzündliche Mediatoren) vorbeugen oder inhibieren und/oder der Zerstörung oder dem Tod der CD4+-Zellen als Konsequenz aus einer HIV-1-Infektion vorbeugen. Ohne an eine bestimmte Theorie zur HIV-1-Replikation oder HIV-1-Pathogenese gebunden sein zu wollen, wird angenommen, dass die Gabe eines antioxidierenden Komplexes die Entwicklung von auf HIV-1 basierender Pathologie inhibiert und/oder verlangsamt und/oder die Geschwindigkeit der Abnahme der CD4+-Lymphocyten-Population in mit HIV infizierten Individuen reduziert. Die erfindungsgemäßen antioxidierenden Verbindungen können ebenfalls die Pathologie inhibieren, die aus übermäßigen oder unpassenden Werten von TNF oder anderen entzündlichen Mediatoren, sowohl bei Aids als auch bei anderen Bedingungen (z. B. septischem Schock) resultiert. Häufig wird einem Patienten mit HIV und/oder mit überhöhten oder unangepassten Werten von TNF eine Dosierung von etwa 50 bis 5000 mg gegeben, entweder einzeln oder in mehrfachen Dosen, um die Entwicklung der Pathologie und der klinischen Symptome zu reduzieren oder zu unterdrücken. Die erfindungsgemäßen antioxidativen Verbindungen können therapeutisch für die Behandlung von anderen Viruserkrankungen als HIV verabreicht werden.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen und ihre Formulierungen finden ebenfalls Anwendung bei der Erhöhung der Erholung von Haut eines warmblütigen Tieres von Wunden, wie z. B. chirurgischen Einschnitten, Verbrennungen, Entzündungen oder kleineren Irritationen aufgrund von oxidativer Zerstörung, etc.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung stellt ein Verfahren zur Prophylaxe oder Behandlung von Menschen oder Tieren zur Verfügung, die unter einer Erkrankung oder Bedingungen leiden, die mit einer Komponente von oxidativem Stress und/oder mit freien Radikalen zusammenhängenden Bedingungen in Verbindung stehen, beinhaltend die Verabreichung einer effektiven Menge der Verbindung gemäß Strukturformel I an das genannte Subjekt.
Ein weiterer Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung stellt die Verwendung einer Verbindung der Strukturformel I bei der Herstellung eines Medikaments für die Prophylaxe oder Behandlung einer Erkrankung oder Bedingung zur Verfügung, welche eine Komponente von oxidativem Stress und/oder einer mit einem freien Radikal assoziierten Erkrankung oder Bedingung beinhaltet.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt die Verwendung einer Verbindung der Strukturformel I bei der Herstellung eines Medikaments für die Prophylaxe oder Behandlung der besonderen Fehlfunktionen und Bedingungen wie oben angegeben zur Verfügung.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen und ihre Formulierungen können für prophylaktische und/oder therapeutische Behandlungen verabreicht werden. Bei therapeutischer Anwendung werden einem Patienten, der bereits durch die bestimmte mit freien Radikalen in Zusammenhang stehende Erkrankung betroffen ist, Formulierungen verabreicht in einer Menge die dafür ausreicht, die Bedingungen und ihre Komplikationen zu heilen oder zumindest teilweise einzudämmen. Eine Menge, die dazu ausreicht, um dies zu ermöglichen, wird als „therapeutisch effektive Dosis" oder „wirksame Dosis" definiert. Mengen, die für diese Verwendung wirksam sind, hängen von der Ernsthaftigkeit der Bedingungen ab, dem allgemeinen Zustand des Patienten, sowie der Route der Verabreichung, sind aber allgemein im Bereich von etwa 1 μg bis etwa 10 g der erfindungsgemäßen antioxidativen Verbindungen je Dosis mit Dosierungen von 0,1 mg bis 2000 mg je Patient, was üblicherweise verwendet wird.
Bei prophylaktischen Anwendungen werden Formulierungen, welche die erfindungsgemäße antioxidierende Verbindung oder Cocktails davon enthalten, einem Patienten gegeben, der nicht bereits im krankhaften Zustand ist, um die Widerstandsfähigkeit des Patienten zu erhöhen oder das Fortschreiten einer Krankheit zu verzögern. Eine solche Menge wird als „prophylaktisch effektive Dosierung" definiert. Bei dieser Verwendung hängen die präzisen Mengen wiederum vom Gesundheitszustand des Patienten und dem allgemeinen Grad der Immunität ab, liegen aber generell im Bereich von 1 μg bis 10 g je Dosis, insbesondere 0,01 mg bis 1000 mg je Patient.
Wie oben erwähnt enthält eine typische Formulierung einer erfindungsgemäßen Verbindung zwischen etwa 0,1 und 250 mg des Komplexes pro Einheitsdosierungsform. Einzelne oder mehrfache Verabreichung der Formulierungen kann ausgeführt werden mit Dosierungsmengen und Dosierungsmustern, die vom behandelnden Arzt ausgewählt werden.
Im allgemeinen wird eine für die Behandlung von mit freien Radikalen assoziierten Erkrankungen geeignete wirksame Dosierung der erfindungsgemäßen antioxydativen Verbindung im Bereich von 0,01 Mikrogramm (μg) bis 1000 Milligram (mg) je Kilogramm (kg) des Körpergewichts des Empfängers je Tag liegen, vorzugsweise im Bereich von 0,1 μg bis 100 mg je kg Körpergewicht pro Tag, besonders bevorzugt im Bereich von 1 μg bis 10 mg je kg Körpergewicht pro Tag. Z. B. resultieren 0,2 mg/kg für einen 70 kg schweren menschlichen Erwachsenen in einer täglichen Dosis von 14 mg. Die erwünschte Dosierung wird vorteilhafterweise in einer, zwei, drei, vier oder mehr Unterdosierungen präsentiert, die zu angemessenen Intervallen über den Tag verteilt verabreicht werden. Diese Unterdosierungen können in Einheitsdosierungsformen wie oben angegeben verabreicht werden.
Es können auch Kits bereit gestellt werden, welche die erfindungsgemäßen Verbindungen für die Verwendung beim Schutz gegen oder der Therapie von mit freien Radikalen assoziierten Erkrankungen enthalten. Demzufolge kann die erfindungsgemäße Subjektformulierung zur Verfügung gestellt werden, üblicherweise in lyophilisierter Form oder wässriger Lösung, in einem Container, entweder alleine oder in Verbindung mit zusätzlichen erfindungsgemäßen antioxidativen Verbindungen des erwünschten Typs. Die antioxidativen Verbindungen sind in den Kits zusammen mit Puffern, wie z. B. Tris, Phosphat, Carbonat, etc., Stabilisatoren, Bioziden, inerten Proteinen, z. B. Serumalbumin oder ähnliches, sowie einem Set von Anweisungen für die Verwendung enthalten. Üblicherweise sind diese Materialien in weniger als etwa 5 Gew.-% basierend auf der Menge der erfindungsgemäßen antioxidativen Verbindungen vorhanden und üblicherweise vorhanden in einer Gesamtmenge von zumindest etwa 0,001%, bezogen wiederum auf die Konzentration. Häufig ist es erwünscht, einen inerten Füllstoff oder Arzneistoffträger einzubringen, um die aktiven Bestandteile zu verdünnen, wobei der Füllstoff von etwa 1 bis 99,999 Gew.-% der Gesamtformulierung vorhanden sein kann.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen können alleine oder in Kombination mit anderen therapeutischen Mitteln zur Behandlung der oben genannten Bedingungen eingesetzt werden, insbesondere in Kombination mit anderen antioxidativen Mitteln, welche SOD-Aktivität, Katalase-Aktivität, Peroxidase-Aktivität zeigen, oder die freie Radikalfänger oder Inhibitoren für freie Radikalbildung sind. Erfindungsgemäße Kombinationstherapien beinhalten daher die Verabreichung von zumindest einer Verbindung der Strukturformel I oder eines pharmazeutisch akzeptablen Derivats davon und zumindest einem weiteren pharmazeutisch aktiven Mittel. Die Verbindungen) der Strukturformel I oder pharmazeutisch akzeptablen Derivates (Derivaten) davon und andere pharmazeutisch aktive Mittel kann (können) zusammen oder getrennt verabreicht werden und wenn getrennt verabreicht kann die jeweilige Verabreichung gleichzeitig oder nacheinander in jeder Reihenfolge erfolgen. Die Mengen der Verbindungen der Strukturformel I oder pharmazeutisch akzeptable Derivate davon und der anderen pharmazeutisch aktiven Mittel wie auch die relativen Zeiten der Verabreichung können so ausgewählt werden, dass der erwünschte kombinatorische therapeutische Effekt erreicht wird.
Verschiedene erfindungsgemäße Ausführungsformen werden im Folgenden lediglich durch Beispiel gezeigt. Die angegebenen physikalischen Daten für die beispielhaften Verbindungen sind mit der angegebenen Struktur dieser Verbindung konsistent.
Beispiele
In den folgenden Synthesebeispielen sind alle Chemikalien analysenrein und von Aldrich (Milwaukee, WI) gekauft. Die Säulenchromatographie wird auf Silikagel 60 (70–230 mesh) oder basischem Aluminiumoxid 90 (70–320 mesh), erhalten von Merck (Whitehouse Station, N. J.) ausgeführt. Das Ionenaustauscherharz AG1-X8 (100–200 mesh), Acetat-Form, wurde von Bio Rad Laboratories (Hercules, CA), gekauft. Die Elementaranalysen wurden durch „Service de Microanalyse du Laboratoire de Chimie de Coordination du CNRS" ausgeführt. Die nuklearmagnetischen Resonanzspektren wurden mit einem Bruker AM 250 A- oder einem Bruker AC 200-Spektrometer aufgenommen. Die UV-sichtbar-Spektren wurden mit einem Hewlett Packard 8452 A Diodenarray-Spektrometer erhalten. Die Massenspektren wurden aufgenommen mit einem Nermag R10-10H für die FAB+-Spektren und mit einem API 365 PE SCIEX für die Elektrospray-Spektren. Infrarotspektren wurden aufgenommen mit einem Perkin-Eimer 1725X FT-IR-Spektrometer. DMF bedeutet Dimethylformamid.
Beispiel 1 (Schema A)
Synthese von meso-Tetrakis-[4-(N-(2-(N,N-diethylammonio)-ethylaminosulfonyl)-phenyl]-porphyrinat-diaquamanganat-(III)-pentachlorid, Strukturformel II.
Dieser Komplex, Strukturformel II, wird aus meso-Tetraphenylporphorin, Strurkturformel i, in drei Schritten wie im Folgenden beschrieben hergestellt.
1.1 Synthese von meso-Tetraphenylporphyrin, Strukturformel i.
Strukturformel i wird aus Pyrrol und Benzaldehyd gemäß dem Verfahren von J. S. Lindsey und R. W. Wagner, J. Org. Chem., 54, 1989, 828 hergestellt.
1.2 Herstellung von meso-Tetrakis-[4-(N-(2-(N,N-diethylamino)-ethyl)-aminosulfonyl)-phenyl]-porphyrin, Strukturformel ii.
Meso-Tetraphenylporphyrin (Strukturformel i, 1,00 g, 1,62 mmol) werden in 100 mL CH₂Cl₂ gelöst. 12,97 mL Chlorsulfonsäure werden tropfenweise unter Rühren bei 0°C innerhalb 0,5 Stunden zugegeben. Wenn die Bildung von Chlorwasserstoff aufhört, wird die Reaktionsmischung auf Raumtemperatur abgekühlt, 0,5 Stunden gerührt und dann auf 55°C eine Stunde lang erwärmt. Nachdem die Reaktionsmischung auf Raumtemperatur abgekühlt ist, wird der Reaktionskolben in ein Eiswasserbad gegeben und 200 mL gestoßenes Eis schnell zugegeben. Eine Lösung von 2 M KOH in Wasser wird dann zugegeben, um die Mischung auf pH 14 zu bringen. Zu dieser mehrphasigen Mischung werden 9,14 mL (65,05 mmol) N,N-Diethylendiamin bei Raumtemperatur zugegeben und 2 Stunden lang auf 55°C erwärmt. Wenn die Lösung auf Raumtemperatur abgekühlt ist, wird die organische Schicht mit CH₂Cl₂ abgetrennt, über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet und die Lösungsmittel unter Vakuum entfernt. Das Rohprodukt wird in der minimalen Menge von CH₂Cl₂ gelöst und durch Zugabe von n-Hexan gefällt. Die Fällung wird abfiltriert und mit einer großen Menge n-Hexan gewaschen, um ein violettes Pulver zu erhalten, Strukturformel ii: 1,58 g (70% Ausbeute). UV-sichtbar (CH₂Cl₂) λ (ε mol^–1 L cm^–1): 420 (486 × 10³), 514 (27,8 × 10³), 548 (11,9 × 10³), 590 (9,6 × 10³), 646 (5,5 × 10³). ¹H-NMR (CDCl₃ bei 298K) δ: –2,85 (s, 2H, NH), 1,04 (t, J = 6,9 Hz, 24H, CH ₃CH₂N), 2,53 (q, J = 6,9 Hz, 16H, CH₃ CH ₂N), 2,68 (t, J = 5,5 Hz, 8H, CH₂ CH ₂N), 3,26 (t, J = 5,5 Hz, 8H, CH ₂CH₂N), 8,32 (AB-System, J = 7,8 Hz, 16H, Har), 8,77 (s, 8H, Hβ). Anal.: ber. für C₆₈H₈₆N₁₂O₈S₄·H₂O: C, 60,69; H, 6,59; N, 12,49. gefunden: C, 60,60; H, 6,46; N, 12,43. MS (FAB+/MNBA), m/z 1327 (MH+).
1.3. Synthese von meso-Tetrakis-[4-(N-(2-(N,N-diethylamino)-ethyl)-aminosulfonyl)-phenyl)-porphorinato-hydroxomanganat-(III), Strukturformel iii.
Zu einer Lösung aus 0,70 g (0,52 mmol) der Strukturformel ii in 50 mL DMF werden 0,69 mL (5,27 mmol) 2,4,6-Collidin zugegeben, sowie ein großer Überschuss an Mn(OAc)₂·4H₂O (10,5 mmol). Die Mischung wird 2 Stunden bei 150°C erwärmt. Die Reaktionsmischung wird dann auf Raumtemperatur abgekühlt und 50 mL DMF sowie 200 mL 1 M KOH zugegeben. Das metallisierte Porphyrin wird mit 200 mL CH₂Cl₂ extrahiert und die organische Schicht über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet. Die Lösungsmittel werden unter Vakuum entfernt und das rohe Produkt in einer minimalen Menge CH₂Cl₂ gelöst. Eine große Menge n-Hexan wird dann zu der Lösung zugegeben, bis sich ein Niederschlag bildet. Der Niederschlag wird abfiltriert und einige Male mit n-Hexan gewaschen, was ein dunkelgrünes Pulver zurücklässt, Strukturformel iii. 0,47 g (60% Ausbeute). UV-sichtbar (CH₂Cl₂) λ (ε mol^–1 L cm^–1): 348 (40,4 × 10³), 374 (51,5 × 10³), 398 (42,8 × 10³), 478 (105,2 × 10³), 580 (10,2 × 10³), 616 (9,8 × 10³). Anal.: ber. für C₆₈H₈₅N₁₂O₉S₄Mn·5H₂O: C, 54,90; H, 6,44; N, 11,30. gefunden: C, 54,57; H, 5,95; N, 11,03. MS (FAB+/MNBA), m/z 1379 (M+).
1.4 Synthese von meso-Tetrakis-[4-(N-(2-(N,N-diethylammonio)-ethyl)-aminosulfonyl)-phenyl]-porhpyrinato-diaquamangan-(III)-pentachlorid-4, Strukturformel II.
Zu einer Lösung aus 0,44 g (0,29 mmol) der Strukturformel iii in 10 mL absolutem Ethanol wird 1 mL einer Lösung aus 6 M HCl in Isopropanol bei Raumtemperatur zugegeben. Nach 10 Minuten werden die Lösungsmittel entfernt und der getrocknete Rückstand in der minimalen Menge Methanol gelöst. Das protonierte Metalloporphyrin wird gefällt durch Zugabe einer großen Menge von Diethylether und dann abfiltriert, was ein dunkelgrünes Pulver zurücklässt, welches über Nacht unter Vakuum getrocknet wird. 0,46 g (92% Ausbeute). UV-sichtbar (MeOH) λ (ε mol^–1 L cm^–1): 378 (47,7 × 10³), 398 (49,9 × 10³), 466 (98,5 × 10³), 562 (11,3 × 10³), 594 (7,3 × 10³). Anal.: ber. für C₆₈H₈₈N₁₂O₈S₄Cl₅Mn·8H₂O: C, 47,87; H, 6,14; N, 9,85. gefunden: C, 47,87; H, 5,56; N, 9,81. MS (ES), m/z 1379,5 (C₆₈H₈₄N₁₂O₈S₄Mn, z = 1), 690,4 (C₆₈H₈₅N₁₂O₈S₄Mn, z = 2).
Schema A
Beispiel 2 (Schema B)
Synthese von meso-Tetrakis-[4-(N-(2-(N,N-diethylammonio)-ethyl)-aminosulfonyl)-phenyl]-porphyrinato-diaquaeisen-(III)-pentachlorid, Strukturformel III.
Dieser Komplex der Strukturformel III wird aus meso-Tetraporphyrin, Strukturformel i, in drei Schritten wie hier im Folgenden beschrieben hergestellt.
2.1. Synthese von μ-Oxo-meso-tetrakis-[4-(N-(2-(N,N-diethylamino)-ethyl)-aminosulfonyl)-phenyl]-porphyrinato-eisen-(III), Strukturformel iv.
Zu einer Lösung von 0,22 g (0,16 mmol) der Strukturformel ii (hergestellt aus Strukturformel i, wie oben in Beispiel 1 beschrieben) in 20 mL DMF werden 0,21 mL (1,65 mmol) 2,4,6-Collidin und ein großer Überschuss FeCl₂·4H₂O (3,29 mmol) zugegeben. Die Mischung wird 4 Stunden lang auf 150°C erwärmt. Die Reaktionsmischung wird dann auf Raumtemperatur abgekühlt und 50 mL DMF und 200 mL 1 M KOH werden zugegeben. Das metallisierte Porphyrin wird mit 200 mL CH₂Cl₂ extrahiert und die organische Schicht über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet. Die Lösungsmittel werden unter Vakuum entfernt und das rohe Produkt wird in der minimalen Menge CH₂Cl₂ gelöst. Eine große Menge n-Hexan wird dann zu der Lösung zugegeben, bis sich ein Niederschlag bildet. Der Niederschlag wird abfiltriert und einige Male mit n-Hexan gewaschen, wobei ein dunkelbraunes Pulver zurückbleibt, Strukturformel iv: 0,17 g (73% Ausbeute). UV-sichtbar (CH₂Cl₂) λ (ε mol^–1 L cm^–1): 318 (30,1 × 10³), 408 (93,7 × 10³), 566 (8,9 × 10³), 608 (4,1 × 10³), Anal.: ber. für C₁₃₆H₁₆₈N₂₄O₁₇S₈Fe₂·6H₂O: C, 56,58; H, 6,28; N, 11,64. gefunden: C, 56,53; H, 5,83; N, 11,39. MS (ES), m/z 2780,3 (M + H, z = 1), 1390,2 (M + 2H, z = 2), 927,3 (M + 3H, z = 3). IR (KBr) 875,0 cm^–1 (Fe-O-Fe).
2.2. Herstellung von meso-Tetrakis-[4-(N-(2-(N,N-diethylammonio)-ethyl)-aminosulfonyl)-phenyl]-porphyrinato-diaquaeisen-(III)-pentachlorid, Strukturformel III.
Zu einer Lösung von 0,50 g (0,17 mmol) der Strukturformel iv in 10 mL Ethanol 95% werden 0,31 mL einer wässrigen Lösung aus 1 M HCl bei Raumtemperatur zugegeben. Nach 10 Minuten werden die Lösungsmittel entfernt und der getrocknete Rückstand in der minimalen Menge Methanol gelöst. Das protonierte Metalloporphyrin wird durch Zugabe einer großen Menge von Diethylether gefällt und dann filtriert, wobei ein dunkelbraunes Pulver zurückbleibt, welches unter Vakuum über Nacht getrocknet wird: 0,49 g (86% Ausbeute). UV-sichtbar (MeOH) λ (ε mol^–1 L cm^–1): 340 (34,4 × 10³), 414 (119,4 × 10³), Anal.: ber. für C₆₈H₈₈N₁₂O₈S₄Cl₅Fe·6H₂O: C, 48,88; H, 6,03; N, 10,06. gefunden: C, 48,83; H, 5,28; N, 10,00. MS (ES), m/z 1416,5 (C₆₈H₈₅N₁₂O₈S₄FeCl, z = 1), 708,9 (C₆₈H₈₆N₁₂O₈S₄FeCl, z = 2).
Schema B
Beispiel 3 (Schema C)
Synthese von meso-Tetrakis-[3-(N-(2-(N,N-diethylammonio)-ethyl)-aminosulfonyl)-2,4,6-trimethylphenyl]-porphyrinato-diaquamangan-(III)-pentachlorid, Strukturformel IV.
Dieser Komplex wird aus der Verbindung mit Strukturformel v in drei Schritten wie im Folgenden beschrieben hergestellt.
3.1. Synthese von meso-Tetrakis-(2,4,6-trimethylphenyl)-porphyrin, Strukturformel v.
Strukturformel v wird hergestellt aus Pyrrol und Mesitaldehyd durch das Verfahren gemäß J. S. Lindsey und R. W. Wagner, J. Org. Chem., 54, 1989, 828.
3.2. Synthese von meso-Tetrakis-[3-(N-(2-(N,N-diethylamino)-ethyl)-aminosulfonyl)-2,4,6-trimethylphenyl]-porphyrin, Strukturformel vi.
Strukturformel v (0,61 g, 0,78 mmol) wird in 50 mL CH₂Cl₂ gelöst. 7,95 mL Chlorsulfonsäure werden tropfenweise unter Rühren bei 0°C in 0,5 Stunden zugegeben. Wenn die Bildung von Chlorwasserstoff endet, wird die Reaktionsmischung auf Raumtemperatur gekühlt, 0,5 Stunden gerührt und dann eine Stunde lang auf 55°C erwärmt. Nachdem die Reaktionsmischung auf Raumtemperatur abgekühlt ist, wird der Reaktionskolben in ein Eiswasserbad gebracht und 200 mL gestoßenes Eis schnell zu der Mischung hinzugegeben. Wenn die Zugabe beendet ist, wird eine Lösung von 2 M KOH in Wasser zugegeben, um den pH der Mischung auf 14 zu bringen. Zu dieser heterophasischen Mischung werden 4,39 mL (31,0 mmol) N,N-Diethylendiamin bei Raumtemperatur zugegeben und dann zwei Stunden auf 55°C erwärmt. Die Lösung wird auf Raumtemperatur abgekühlt. Die organische Phase wird mit CH₂Cl₂ abgetrennt, über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet und die Lösungsmittel werden unter Vakuum entfernt. Das Rohprodukt wird in der minimalen Menge CH₂Cl₂ aufgelöst und durch Zugabe von n-Hexan gefällt. Die Fällung wird abfiltriert und dann mit einer großen Menge von n-Hexan gewaschen, um ein violettes Pulver zu ergeben, Strukturformel vi: 0,96 g (82% Ausbeute). UV-sichtbar (CH₂Cl₂) λ (ε mol^–1 L cm^–1): 420 (429 × 10³), 516 (20,5 × 10³), 548 (6,2 × 10³), 592 (6,1 × 10³), 648 (2,8 × 10³). ¹H-NMR (CDCl₃ bei 298K) δ: –2,45 (s, 2H, NH), 0,92 (m, 24H, CH₃CH₂N), 1,81 (m, 12H, CH₃(6)), 2,19 (m, 12H, CH₃(2)), 2,55 (m, 16H, CH₃CH₂N), 2,73 (s, 8H, CH₂CH₂N), 3,00 (s, 12H, CH₃(4)), 3,19 (s, 8H, CH₂CH₂N), 7,44 (s, 4H, Har), 8,52 (s, 8H, Hβ). Anal.: ber. für C₈₀H₁₁₀N₁₂O₈S₄·H₂O: C, 63,46; H, 7,46; N, 11,10. gefunden: C, 62,78; H, 7,44; N, 10,93. MS (FAB+/MNBA), m/z 1495 (MH+).
3.3. Synthese von meso-Tetrakis-[3-(N-(2-(N,N-diethylamino)-ethyl)-aminosulfonyl)-2,4,6-trimethylphenyl]-porphyrinato-hydroxymangan-(III), Strukturformel vii.
Zu einer Lösung von 0,32 g (0,21 mmol) der Strukturformel vi in 20 mL DMF werden 0,28 mL (2,13 mmol) 2,4,6-Collidin und ein großer Überschuss von Mn(OAc)₂·4H₂O (4,26 mmol) zugegeben. Die Mischung wird 2 Stunden lang auf 150°C erhitzt. Die Reaktionsmischung wird auf Raumtemperatur abgekühlt und dann werden 50 mL DMF und 200 mL 1 M KOH zugegeben. Metallisiertes Porphyrin wird mit 200 mL CH₂Cl₂ extrahiert und die organische Phase wird über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet. Die Lösungsmittel werden unter Vakuum entfernt und das Rohprodukt wird in der minimalen Menge CH₂Cl₂ gelöst. Eine große Menge an n-Hexan wird dann zu der Lösung zugegeben, bis sich ein Niederschlag bildet. Der Niederschlag wird filtriert und mehrere Male mit n-Hexan gewaschen, wobei ein dunkelgrünes Pulver zurückbleibt, Strukturformel vii: 0,26 g (77% Ausbeute). UV-sichtbar (CH₂Cl₂) λ (ε mol^–1 L cm^–1): 372 (54,9 × 10³), 400 (47,9 × 10³), 478 (118,8 × 10³), 582 (12,4 × 10³), 616 (10,6 × 10³). Anal.: ber. für C₈₀H₁₀₉N₁₂O₉S₄Mn·2H₂O: C, 59,98; H, 7,11; N, 10,49. gefunden: C, 59,51; H, 6,55; N, 10,23. MS (FAB+/MNBA), m/z 1549 (M+).
3.4. Synthese von meso-Tetrakis-[3-(N-(2-(N,N-diethylammonio)-ethyl)-aminosulfonyl)-2,4,6-trimethylphenyl]-porphorinato-diaquamangan-(III)-pentachlorid, Strukturformel IV
Zu einer Lösung aus 0,24 g (0,15 mmol) der Strukturformel vii in 10 mL absolutem Ethanol werden 0,25 mL einer Lösung aus 6 M HCl in Isopropanol bei Raumtemperatur zugegeben. Nach 10 Minuten werden die Lösungsmittel entfernt und der getrocknete Rückstand in der minimalen Menge Methanol gelöst. Das protonierte Metalloporphorin wird durch Zugabe einer großen Menge an Diethylether gefällt und abfiltriert, wobei ein dunkelgrünes Pulver zurückbleibt, welches unter Vakuum über Nacht getrocknet wird: 0,23 g (80% Ausbeute). UV-sichtbar (MeOH) λ (ε mol^–1 L cm^–1): 376 (38,0 × 10³), 398 (40,2 × 10³), 468 (101,0 × 10³), 568 (9,3 × 10³), 596 (5,7 × 10³). Anal.: ber. für C₈₀H₁₁₂N₁₂O₈S₄Cl₅Mn·8H₂O: C, 51,26; H, 6,88; N, 8,97. gefunden: C, 51,01; H, 6,31; N, 8,95. MS (ES), m/z 1584,0 (C₈₀H₁₀₉N₁₂O₈S₄ClMn, z = 1), 1548,8 (C₈₀H₁₀₈N₁₂O₈S₄Mn, z = 1).
Schema C
Beispiel 4 (Schema D)
Synthese von meso-Tetrakis-[3-(N-(2-(N,N-diethylammonio)-ethyl)-aminosulfonyl)-2,4,6-trimethylphenyl]-porphyrinato-diaquaeisen-(III)-pentachlorid, Strukturformel V.
Der Komplex der Strukturformel V wird aus meso-Tetraporphyrin, Strukturformel V, in drei Schritten wie hier im Folgenden beschrieben hergestellt.
4.1. Synthese von meso-Tetrakis-[3-N-(2-(N,N-diethylamino)-ethyl)-aminosulfonyl)-2,4,6-trimethylphenyl]-porphyrinato-hydroxyeisen-(III), Strukturformel viii.
Zu einer Lösung aus 0,33 g (0,22 mmol) von Strukturformel vi (hergestellt aus Strukturformel v, wie oben in Beispiel 3 beschrieben) in 20 mL DMF werden 0,28 mL (2,13 mmol) 2,4,6-Collidin und ein großer Überschuss von FeCl₂·4H₂O (4,35 mmol) zugegeben. Die Mischung wird 4 Stunden lang auf 150°C erhitzt. Die Reaktionsmischung wird dann auf Raumtemperatur gekühlt. 50 mL DMF und 200 mL 1 M KOH werden dann zugegeben. Metallisiertes Porphyrin wird mit 200 mL CH₂Cl₂ extrahiert und die organische Phase wird über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet. Die Lösungsmittel werden unter Vakuum entfernt und das Rohprodukt wird in der minimalen Menge CH₂Cl₂ gelöst. Eine große Menge n-Hexan wird dann zu der Lösung zugegeben, um einen Niederschlag zu erhalten. Der Niederschlag wird filtriert und mehrere Male mit n-Hexan gewaschen, wobei ein dunkelbraunes Pulver zurückbleibt, Strukturformel viii: 0,24 g (70% Ausbeute). UV-sichtbar (CH₂Cl₂) λ (ε mol^–1 L cm^–1): 348 (49,3 × 10³), 370 (55,0 × 10³), 420 (119,8 × 10³), 510 (14,7 × 10³), Anal.: ber. für C₈₀H₁₀₉N₁₂O₉S₄Fe·2H₂O: C, 59,95; H, 7,11; N, 10,49. gefunden: C, 58,95; H, 6,74; N, 10,13. MS (FAB+/MNBA), m/z 1550 (M+).
4.2. Synthese von meso-Tetrakis-[3-(N-(2-(N,N-diethylammonio)-ethyl)-aminosulfonyl)-2,4,6-trimethylphenyl]-porphyrinato-diaquaeisen-(III)-pentachlorid, Strukturformel V.
Zu einer Lösung von 0,23 g (0,14 mmol) von Strukturformel viii in 10 mL absolutem Ethanol werden 0,25 mL einer Lösung aus 6 M HCl in Isopropanol bei Raumtemperatur zugegeben. Nach 10 Minuten werden die Lösungsmittel entfernt und der getrocknete Rückstand wird in der minimalen Menge Methanol gelöst. Das protonierte Metalloporphyrin wird gefällt durch Zugabe einer großen Menge von Diethylether und dann abfiltriert, wobei ein dunkelbraunes Pulver zurückbleibt, welches über Nacht unter Vakuum getrocknet wird: 0,23 g (90% Ausbeute). UV-sichtbar (MeOH) λ (ε mol^–1 L cm^–1): 336 (34,6 × 10³), 416 (121,4 × 10³), Anal.: ber. für C₈₀H₁₁₂N₁₂O₈S₄Cl₅Fe·6H₂O: C, 52,24; H, 6,80; N, 9,14. gefunden: C, 52,60; H, 5,83; N, 8,87. MS (ES), m/z 1548,7 (C₈₀H₁₀₈N₁₂O₈S₄Fe, z = 1), 801,9 (C₈₀H₁₁₀N₁₂O₈S₄ClFe + H₂O, z = 2), 523,0 (C₈₀H₁₁₀N₁₂O₈S₄Fe + H₂O, z = 3).
Schema D
Beispiel 5 (Schema E)
Synthese von meso-Tetrakis-[4-(N-(2-(N,N,N-diethylmethylammonio)-ethyl)-aminosulfonyl)-phenyl[-porphyrinato-diaquamangan-(III)-pentaacetat, Strukturformel VI.
Dieser Komplex von Strukturformel VI wird aus der Verbindung mit der Strukturformel iii in zwei Schritten wie hier im folgenden beschrieben hergestellt.
5.1. Synthese von meso-Tetrakis-[4-(N-(2-(N,N,N-diethylmethylammonio)-ethyl)-aminosulfonyl)-phenyl]-porphyrinato-diaquamangan-(III)-pentajodid, Strukturformel ix.
10,6 mL Methyljodid werden zu einer Lösung aus Strukturformel iii (0,50 g, 0,34 mmol) in 50 mL DMF bei Raumtemperatur zugegeben. Die Mischung wird 3 Stunden gerührt. Nach Konzentration unter Vakuum wird das Rohprodukt in der minimalen Menge Methanol gelöst und durch Zugabe von Diethylether gefällt. Das Pulver wird filtriert und mehrere Male mit Diethylether gewaschen, wobei ein dunkelgrünes Pulver zurückbleibt, Strukturformel ix: 0,63 g (84% Ausbeute). UV-sichtbar (H₂O) λ (ε mol^–1 L cm^–1): 378 (55,5 × 10³), 400 (56,9 × 10³), 418 (37,6 × 10³), 466 (99,7 × 10³), 560 (13,7 × 10³), 588 (9,2 × 10³). Anal.: ber. für C₇₂H₉₆N₁₂O₈S₄I₅Mn·6H₂O: C, 39,61; H, 4.99; N, 7,70. gefunden: C, 39,13; H, 4,87; N, 8,01. MS (ES), m/z 1805,5 (C₇₁H₉₃N₁₂O₈S₄I₃Mn, z = 1), 839,3 (C₇₁H₉₃N₁₂O₈S₄I₂Mn, z = 2).
5.2. Synthese von meso-Tetrakis-[4-(N-(2-(N,N,N-diethylmethylammonio)-ethyl)-aminosulfonyl)-phenyl]-porphyrinato-diaquamangan-(III)-pentaacetat, Strukturformel VI.
Zu einer Lösung aus 0,52 g (0,24 mmol) von Strukturformel ix in 25 mL Methanol werden 16,5 g AG1-X8-Harz in Acetatform zugegeben. Die Mischung wird sorgfältig 3 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Das Harz wird gefiltert und mehrmals mit einer großen Menge Methanol gewaschen. Das Filtrat wird dann unter Vakuum konzentriert. Der Rückstand wird in einer minimalen Menge Methanol gelöst und durch Zugabe eines großen Überschusses von Diethylether gefällt. Der Niederschlag wird filtriert, mit Diethylether gewaschen und über Nacht unter Vakuum getrocknet, wobei ein dunkelgrünes Pulver zurückbleibt, Strukturformel VI: 0,37 g (76% Ausbeute). UV-sichtbar (H₂O) λ (ε mol^–1 L cm^–1): 378 (57,9 × 10³), 400 (59,0 × 10³), 466 (104,6 × 10³), 562 (13,7 × 10³), 592 (8,9 × 10³), Anal.: ber. für C₈₂H₁₁₁N₁₂O₁₈S₄Mn·6H₂O: C, 53,41; H, 6,72; N, 9,11. gefunden: C, 53,23; H, 7,00; N, 9,60. MS (ES), m/z 1453,5 (C₇₁H₉₀N₁₂O₁₀S₄Mn, z = 1).
Schema E
Beispiel 6 (Schema F)
Synthese von meso-Tetrakis-[3-(N-(2-(N,N,N-diethylmethylammonio)-ethyl)-aminosulfonyl)-2,4,6-trimethylphenyl]-porphyrinato-diaquamangan-(III)-pentaacetat, Strukturformel VII.
Dieser Komplex der Strukturformel VII wird hergestellt aus Strukturformel vii (siehe Beispiel 3) in zwei Schritten wie hier im Folgenden beschrieben.
6.1. Synthese von meso-Tetrakis-[3-(N-(2-(N,N,N-diethylmethylammonio)-ethyl)-aminosulfonyl)-2,4,6-trimethylphenyl]-porphyrinato-diaquamangan-(III)-pentajodid, Strukturformel x.
8,0 mL Methyljodid werden zugegeben zu einer Lösung aus Strukturformel vii (0,41 g, 0,26 mmol) in 40 mL DMF bei Raumtemperatur. Die Mischung wird 3 Stunden gerührt. Nach Konzentration unter Vakuum wird das Rohprodukt in der minimalen Menge Methanol gelöst und durch Zugabe von Diethylether gefällt. Das Pulver wird abfiltriert und mehrere Male mit Diethylether gewaschen, wobei ein dunkelgrünes Pulver zurückbleibt, Strukturformel x: 0,53 g (83% Ausbeute). UV-sichtbar (H₂O) λ (ε mol^–1 L cm^–1): 378 (59,6 × 10³), 400 (62,1 × 10³), 466 (135,0 × 10³), 568 (16,2 × 10³), 598 (10,3 × 10³), Anal.: ber. für C₈₄H₁₂₀N₁₂O₈S₄I₅Mn·12H₂O: C, 41,02; H, 5,90; N, 6,83. gefunden: C, 40,70; H, 5,23; N, 7,28. MS (ES), m/z 1973,4 (C₈₃H₁₁₇N₁₂O₈S₄I₃Mn, z = 1), 1832,6 (C₈₂H₁₁₄N₁₂O₈S₄I₂Mn, z = 1), 1689,7 (C₈₁H₁₁₁N₁₂O₈S₄IMn, z = 1).
6.2. Synthese von meso-Tetrakis-[3-(N-(2-(N,N,N-diethylmethylammonio)-ethyl)-aminosulfonyl-)-2,4,6-trimethylphenyl]-porphyrinato-diaquamangan-(III)-pentaacetat, Strukturformel VII.
Zu einer Lösung aus 0,40 g (0,16 mmol) der Strukturformel x in 25 mL Methanol werden 11,8 g AG1-X8-Harz in Acetatform zugegeben. Die Mischung wird 3 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Das Harz wird abfiltriert und mehrere Male mit einer großen Menge Methanol gewaschen. Das Filtrat wird dann unter Vakuum konzentriert. Der Rückstand wird in einer minimalen Menge Methanol gelöst und durch Zugabe eines großen Überschusses Diethylether gefällt. Der Niederschlag wird filtriert, mit Diethylether gewaschen und unter Vakuum über Nacht getrocknet, wobei ein dunkelgrünes Pulver zurückbleibt: 0,28 g (84% Ausbeute). UV-sichtbar (H₂O) λ (ε mol^–1 L cm^–1): 378 (51,4 × 10³), 398 (53,8 × 10³), 466 (118,6 × 10³), 566 (13,4 × 10³), 596 (8,3 × 10³), Anal.: ber. für C₉₄H₁₃₅N₁₂O₁₈S₄Mn·7H₂O: C, 55,61; H, 7,40; N, 8,28. gefunden: C, 55,31; H, 7,42; N, 8,66. MS (ES), m/z 1622,8 (C₈₃H₁₁₄N₁₂O₁₀S₄Mn, z = 1).
Schema F
Beispiel 7 (Schema G)
Synthese von meso-Tetrakis-[3-(N-(2-(N,N,N-diethylmethylammonio)-ethyl)-aminosulfonyl)-2,4,6-trimethylphenyl]-porphorinato-diaquaeisen-(III)-pentaacetat, Strukturformel III.
Der Komplex der Strukturformel VIII wird hergestellt aus Strukturformel vii in zwei Schritten wie hier im Folgenden beschrieben.
7.1. Synthese von meso-Tetrakis-[3-(N-(2-(N,N,N-diethylmethylammonio)-ethyl)-aminosulfonyl)-2,4,6-trimethylphenyl]-porphorinato-diaquaeisen-(III)-pentajodid, Strukturformel xi.
8,0 mL Methyljodid werden zu einer Lösung von Strukturformel vii (0,26 g, 0,16 mmol) in 25 mL DMF bei Raumtemperatur zugegeben. Die Mischung wird 3 Stunden gerührt. Nach Konzentration unter Vakuum wird das Rohprodukt in der minimalen Menge Methanol gelöst und durch Zugabe von Diethylether gefällt. Das Pulver wird abfiltriert und mehrere Male mit Diethylether gewaschen, wobei ein dunkelbraunes Pulver mit Strukturformel xi zurückbleibt: 0,37 g (95% Ausbeute). UV-sichtbar (H₂O) λ (ε mol^–1 L cm^–1): 330 (33,0 × 10³), 416 (93,0 × 10³), Anal.: ber. für C₈₄H₁₂₀N₁₂O₈S₄I₅Fe·10H₂O: C, 41,61; H, 5,82; N, 6,93. gefunden: C, 39,96; H, 4,70; N, 6,92. MS (ES), m/z 995,0 (C₈₄H₁₂₀N₁₂O₈S₄I₃Fe, z = 2).
7.2. Synthese von meso-Tetrakis-[3-(N-(2-(N,N,N-diethylmethylammonio)-ethyl)-aminosulfonyl)-2,4,6-trimethylphenyl]-porphorinato-diaquaeisen-(III)-pentaacetat, Strukturformel VIII.
Zu einer Lösung aus 0,37 g (0,15 mmol) von Strukturformel xi in 20 mL Methanol werden 10,5 g AG1-X8-Harz in Acetatform zugegeben. Die Mischung wird sorgfältig 3 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Das Harz wird filtriert und mehrere Male mit einer großen Menge Methanol gewaschen. Das Filtrat wird dann unter Vakuum konzentriert. Der Rückstand wird in einer minimalen Menge Methanol gelöst und durch Zugabe eines großen Überschusses von Diethylether gefällt. Der Niederschlag wird filtriert, mit Diethylether gewaschen und über Nacht unter Vakuum getrocknet, wobei ein dunkelbraunes Pulver zurückbleibt, Strukturformel VIII: 0,22 g (67% Ausbeute). UV-sichtbar (H₂O) λ (ε mol^–1 L cm^–1): 330 (39,6 × 10³), 416 (105,9 × 10³), Anal.: ber. für C₉₄H₁₃₅N₁₂O₁₈S₄Fe·12H₂O: C, 53,22; H, 7,55; N, 7,92. gefunden: C, 52,66; H, 7,28; N, 7,98. MS (ES), m/z 768,5 (z = 2), 517,5 (z = 3).
Schema G
Beispiel 8
Verhalten der Metalloporphyrine in Bezug auf oxidative DNA-Spaltung
Eines der führenden Metalloporphyrinmoleküle, welches als SOD-ähnlich beansprucht wird (Fridovich et al., Inorg. Chem., 38: 4011–4022 (1999)) ist 5,10,15,20-meso-Tetrakis-(4-methylpyridinimyl)-porphyrinato-Mangan-(III), üblicherweise abgekürzt als Mn-TMPyP. Mn-TMPyP ist sehr effizient wirksam bei der oxidativen DNA-Spaltung in nanomolaren Konzentrationen, wenn in vitro durch Kaliummonopersulfat aktiviert. Eine vergleichende Studie von einigen der verschiedenen Metalloporphyrine, die in der vorliegenden Anmeldung beschrieben sind, mit Mn-TMPyP wurde durchgeführt (Bernadou et al., Biochemistry, 28: 7268–7275 (1989), Vialas, C. et al., J. Am. Chem. Soc., 122: 2157–2167 (2000), Meunier, B., Chem Rev, 92: 1411–1456 (1992)).
Oxidative und reduktive Zerstörung von ΦX 174 DNA
Um genau die geringen Mengen der DNA-Abspaltungsaktivität von Strukturformel V und Strukturformel VIII zu quantifizieren, wurden diese Metalloporphyrinverbindungen mit der DNA-Abspaltungsaktivität von mit Kaliummonopersulfat aktiviertem Mn-TMPyP und mit Bleomycin, einem wohlbekannten Antikrebsmittel, welches dazu fähig ist, Tumorzellen-DNA durch Aktivierung seines Eisenkomplexes abzuspalten, verglichen. Der Wirkungsmechanismus dieses Antikrebsmittels bezieht die Aktivierung von Eisen-Bleomycin durch ein Reduktionsmittel in Gegenwart von Luft mit ein, wobei Bleo-Fe(III)-OOH und/oder Bleo-Fe(V)=O-Species zurück bleiben.
Die DNA-Abspaltungsaktivität wird in Form der Anzahl der einsträngigen Brüche je DNA-Molekül entsprechend der Gleichung S = 4LnIo/I + 3 (I – Io), wobei Io = % Form I (supergeknäulte DNA) in der DNA-Kontrolle und I = % Form I im Experiment sind, quantifiziert (siehe Bernadou et al., Biochemistry, 28: 7268–7275, (1989)). Diese Probe ist sehr empfindlich und dazu geeignet, sehr kleine DNA-Aktivitätslevel nachzuweisen. S-Werte mit weniger als S = 1,0 zeigen eine sehr niedrige DNA-Abspaltungaktivität, wenn die Verbindungen eine Konzentration von gleich oder weniger als 1000 nM haben und KHSO₅ in einer Konzentration von gleich oder weniger als 100 μM vorhanden ist.
Experimentelle Durchführungen
Materialien
Agarose zur Elektrophorese wurde gekauft von Sigma Chemical Co. (St. Louis, MO), Phage-ΦX 174-supergeknäulte-DNA (0,25 μg/mL, Lagerungspuffer, 10 mM Tris-HCl, pH 7,4, 5 mM NaCl, 0,1 mM EDTA) wurde erhalten von GIBCO BRL Laboratories, Life Technologies SARL (Cergy Pontoise, Frankreich). Tris, Hepes, Dinatrium- und Monokaliumphosphate zur Herstellung der verschiedenen Puffer kamen von Sigma Chemical Co. (St. Louis, MO). Kaliummonopersulfat ist das Dreifachsalz 2KHSO₅ × KHSO₄ × K₂SO₅, bekannt unter dem Handelsnamen Oxone, und wurde erhalten von Peroxid-Chemie GmbH (München, Deutschland). Ascorbat und H₂O₂ (30% Gewicht/Volumen) wurden gekauft von Sigma Chemical Co. (St. Louis, MO) und Aldrich, (Milwaukee, WI). Das für alle Lösungen verwendete Wasser wurde zweifach destilliert.
Herstellung des Bleomycin-Eisen-Komplexes.
FeCl₃·6H₂O wurde von Aldrich gekauft und Bleomycin von ROGER BELLON Laboratories (Neuilly-sur-Seine, Frankreich). 5 μL 10 mM Fe(III) in Wasser werden zu einer Lösung von 1 mL 50 μM Bleomycin in Wasser zugegeben.
Reaktionsbedingungen für die DNA-Abspaltung und Gel-Elektrophorese.
Die ΦX 174 DNA-Aufschlussbedingungen für die Standardexperimente waren wie folgt: Kommerziell erhältliche DNA wird verdünnt mit 50 μg/mL Phosphatpuffer (10 mM, pH 7,5). Die Reaktion umfasst 5 μL ΦX 174 DNA (50 μg/mL, 74,8 μM Basenpaare), 5 μL 40 mM Phosphatpuffer, pH 7,5 mit 400 mM NaCl, 5 μL Metalloporphyrin in doppelt destilliertem Wasser oder 5 μL Eisen-Bleomycinkomplex in doppelt destilliertem Wasser, sowie 5 μL KHSO₅ oder 5 μL H₂O₂ oder 5 μL Ascorbat in doppelt destilliertem Wasser. Die Vorinkubation von DNA und Metalloporphyrinen oder Eisen-Bleomycin-Komplex wird etwa 15 Minuten lang ausgeführt. Die Aufschlusszeit in Gegenwart von KHSO₅ beträgt 10 Minuten, bei H₂O₂ 30 Minuten und bei Ascorbat 30 Minuten bei 20°C. Die DNA-Abspaltung wird durch Agarose-Gel-Elektrophorese kontrolliert. Die Reaktionen mit KHSO₅ werden zunächst durch 2 μL 100 mM Hepes Puffer, pH 8, gequenscht. In allen Fällen werden die Reaktionen durch 5 μL eines stoppenden Reagenzes gequenscht. Das Stoppreagenz besteht aus 250 mM Hepes Puffer, pH 7,4, enthaltend 75% Glycerin und 0.05% Bromphenolblau. Die Reaktionsmischungen werden dann in 0,8% Agaroseplatten-Horizontalgel, enthaltend Ethidiumbromid, 1 μg/mL, bei konstantem Strom (25 mA für 15 h) in 89 mM Trisborat Puffer und 2,5 mM EDTA bei pH 8,3 laufen lassen. Die Banden werden durch UV-Licht (254 nm) lokalisiert, fotografiert und durch Mikrodensiometrie quantifiziert. Der Korrektionskoeffizient 1,47 ± 0,30 wird verwendet wegen der verringerten Färbekraft der Form-I-DNA gegenüber der Form-II-DNA und der Form-III-DNA.
Ergebnisse
Aktivierung mit KHSO₅ (Daten gezeigt in 1 und Tabelle I)
Es wurde praktisch keine Abspaltungsaktivität mit Strukturformel V ohne KHSO₅ bis 1 μM (0,07 SSBs (einsträngige Brüche)) gefunden. Die Gegenwart von KHSO₅ in der Mischung erzeugt keine signifikante Erhöhung der DNA-Abspaltung (0,01 bis 0,07 SSBs) für 10 nM bis 1 μM Konzentration der Strukturformel V und 0,03 SSBs für 1 μM Konzentration der Strukturformel VIII. In allen Fällen konnten diese Aktivitäten mit Mn-TMPyP verglichen werden, das eine hohe Menge von DNA-Abspaltungsaktivität bei 10 nM Konzentration (15,3 SSBs) zeigt. Es wird geschlossen, dass Strukturformel V und Strukturformel VIII in oxidativem Medium keine signifikante DNA-Abspaltungsaktivität zeigen. Verglichen mit Strukturformel V bei der gleichen Konzentration (10 nM) ist Mn-TMPyP 1527 mal aktiver (erhalten aus den Datenexperimenten 6, 9 und 10: 1527 = (15,3–0,03)/0,01). Wie so demonstriert sind die Strukturformel V- und Strukturformel VIII-Moleküle nichtgenotoxische Katalysatoren für die Eliminierung von reduzierten Sauerstoffspezies.
Tabelle I Abspaltung von ΦX 174 DNA-Plasmid (Form I) in Gegenwart von KHSO₅.
Wenn eine Verbindung S-Werte unterhalb von 1 erzeugt, wird diese Verbindung als nichtabspaltend für DNA angesehen, wenn die Verbindungen bei einer Konzentration von gleich oder weniger als 1000 nM vorliegen und KHSO₅ in einer Konzentration von gleich oder weniger als 100 μM vorhanden ist.
Aktivierung mit Ascorbat in Gegenwart von Luft (Daten gezeigt in 2 und Tabelle II).
Die Gegenwart von Ascorbat und DNA führt zu schwacher DNA-Spaltung. DNA-Spaltungsaktivität von Strukturformel V beginnt signifikant bei 1 μM (2,76 SSBs), etwas oberhalb der von Strukturformel VIII bei der gleichen Konzentration (1,61 SSBs). Jedoch liegt diese Aktivität weit hinter derjenigen des Eisen-Bleomycin-Komplexes zurück: 7,79 SSBs bei 10 nM (wenn in einer Konzentration von 1 μM verwendet, wird die vollständige DNA in kleine Bruchstücke gespalten und keine vergleichbare Quantifizierung ist bei einer solch hohen Fragmentkonzentration möglich). Demzufolge ist bei der gleichen Konzentration (10 nM) Eisen-Bleomycin 768 mal aktiver als Strukturformel V (erhalten aus den Datenexperimenten 2, 3, 7 und 8: (7,79–0,01)/(0,11–0,10)).
Aktivierung mit H₂O₂.
In H₂O₂-Medium zeigt Strukturformel V keine signifikante DNA-Abspaltungsaktivität. Das gleiche Ergebnis wird mit Strukturformel VIII erhalten.
Tabelle II
Wenn eine Verbindung S-Werte unterhalb von 1 erzeugt, wird angenommen, dass diese Verbindung für DNA nichtabspaltend ist, wenn die Verbindungen bei einer Konzentration von gleich oder weniger als 1000 nM liegen und KHSO₅ in einer Konzentration von gleich oder weniger als 100 μM vorhanden ist.
Schlussfolgerung. Verglichen mit der Aktivität von klassischer DNA-Abspaltungsaktivität in oxidativem Medium zeigen die geprüften Verbindungen minimale DNA-Abspaltungsaktivität und sehr geringe DNA-Abspaltungsaktivität in reduktivem Medium. Diese Abspaltungsaktivität ist mehr als eine Größenordnung niedriger als die von Bleomycin unter ähnlichen Bedingungen.
Biologische Experimente
Beispiel 9 Tierstudien: Wirksamkeit bei verzögerter Überempfindlichkeit
CBA/J-weibliche Mäuse (Jackson Labs, Bar Harbor, ME) im Alter von 7 Wochen werden mit 3% Oxazolon (Sigma Chemical Co., St. Louis, MO) in 99,9% Aceton auf dem Abdomen vorsensibilisiert. Nach 8 Tagen werden die Mäuse mit 1,2% Oxazolon topisch in einem Ohr herausgefordert, um ein entzündliches Ödem zu induzieren. Sowohl Strukturformel V, Strukturformel IV mit einer Dosis von 7 nMol/jedes Ohr, als auch Ethanol als Kontrollvehikel (acht Mäuse je Studiengruppe) werden topisch auf das Ohr sofort nach der Oxazolonherausforderung aufgebracht. Das Ohrenödem wird durch Vergleich des Gewebewassergehalts (das Feuchtgewicht minus das Trockengewicht) des herausgeforderten Ohres im Vergleich zu dem des Kontrollohrs gemessen. Der Ödemprozentsatz (% Wasser im rechten Ohr – linkes Ohr) bei dem Kontrollvehikel beträgt 6,5% und beträgt 2,1% beziehungsweise 3,9% für die Strukturformel V beziehungsweise für die Strukturformel IV bei einer Dosis von 7 nMol/Ohr. Es ist daher offensichtlich, dass Strukturformel V und Strukturformel IV wirksam darin sind, den Prozentanteil an Ödem, der durch ein oxidatives Mittel bewirkt wurde, im Vergleich zu dem Vehikel allein wirksam zu reduzieren.
Beispiel 10 Enzymaktivitäten
Katalaseaktivität wird gemessen, indem die Probenverbindung mit Wasserstoffperoxid inkubiert wird und die Menge an Wasserstoffperoxid bestimmt wird, die nach einer Zeitdauer zurückbleibt. Verwendet wird eine kolorimetrisch Peroxidase-gekoppelte Probenmethode. 10 μM Probenverbindung und 100 μM Wasserstoffperoxid werden in 40 mM Natriumphosphat mit pH 7,4 zusammen bei Umgebungstemperatur in einer Multilochplatte inkubiert. Nachdem der gewünschte Reaktionszeitraum abgelaufen ist, wird 20 μl Peroxidase/ABTS-Reagenz zugegeben (Peroxidase/ABTS-Reagenz enthaltend 100 ml 50 mM Na-Phosphat, pH 7,4, 1 mg Meerrettichperoxidase (1310 U/mg) und 1,6 g ABTS). Nach fünf Minuten wird die Absorbtion bei 750 nm bestimmt. Die Menge des verbliebenen Wasserstoffperoxids wird auf der Basis einer Standardkurve berechnet. Um die Geschwindigkeiten der Katalasereaktion zu vergleichen, werden die Mengen an Wasserstoffperoxid, die in 20 Minuten konsumiert werden, bestimmt (siehe Tabelle III). Es ist ebenfalls von Interesse, die Gesamtanzahl der Umsetzungen, die vor der Inaktivierung durch Wasserstoffperoxid durch die Verbindung komplettiert wurden, zu bestimmen. Dies wird unter ähnlichen Bedingungen geprüft, mit der Ausnahme, dass 15,8 μM Verbindung mit 1582 μM Wasserstoffperoxid in 5 mM Na-Phosphat bei pH 7,4 kombiniert werden. Die Reaktionen werden bis zur Komplettierung fortschreiten lassen und dann die Menge an verbleibendem Wasserstoffperoxid wie oben beschrieben bestimmt. Die Ergebnisse, die die konsumierte Katalase in den Umsatzproben zeigen (nMole Wasserstoffperoxid je nMole Verbindung) sind ebenfalls in Tabelle III gezeigt.
Peroxidaseaktivität wird gemessen durch Inkubieren von 10 μM Verbindung, 200 μM Wasserstoffperoxid und 500 μM ABTS in 50 mM Natriumphosphat bei pH 8,1. Die Geschwindigkeit der ABTS-Oxidierung wird bei 740 nm beobachtet und die Anfangsraten (Änderung in der Absorbierung je Minute) bestimmt. Diese sind ebenfalls in Tabelle III gezeigt.
Superoxiddismutase-Aktivität wird gemessen durch Inkubieren der Verbindung mit einem superoxid-erzeugenden System (Xanthin, 60 μM-Xanthinoxidase, 0,009 Einheiten/ml) und einem Detektormolekül (Cytochrom C, 27,8 μM). Bei der Reaktion mit einem Molekül Superoxid unterliegt Cytochrom C einer Spektrumverschiebung, die als eine Erhöhung der Absorption bei 550 nm gemessen werden kann. In diesem Probenverfahren werden die Reaktantenkonzentrationen so eingestellt, dass sie eine Reaktionsgeschwindigkeit in der Nähe von 0,1 AU/min. bei 2–3 Minuten nach dem Reaktionsbeginn ergeben. Zugabe der Verbindungen mit Superoxiddismutase-Aktivität reduziert die Geschwindigkeit der Absorptionsänderung. Verbindungen werden bei verschiedenen Konzentrationen (typischerweise bei 0, 2, 4 und 8 μM) untersucht und die erhaltenen Geschwindigkeiten werden graphisch aufgetragen und durch lineare Regressionsformel angepasst. Die lineare Regressionsformel wird dann gelöst, um die Konzentration der Verbindung zu bestimmen, die dazu erforderlich ist, die Reaktionsgeschwindigkeit auf 50% der Reaktionsgeschwindigkeit, ohne das eine Verbindung vorliegt, zu reduzieren (IC₅₀).
Tabelle III Zusammenfassung der enzymatischen Aktivitäten
Während diese Erfindung teilweise gezeigt und mit Bezug auf bevorzugte Ausführungsformen davon beschrieben wurde, soll sie aber vom Fachmann so verstanden werden, dass verschiedene Änderungen in Form und Detail gemacht werden können, ohne dass vom Umfang der Erfindung, wie er in den anhängenden Ansprüchen umfasst ist, abgewichen wird.

Claims

Verbindung der Strukturformel I:
Strukturformel I oder ein Komplex davon mit einem Metallion, worin R₁, R₂, R₃ und R₄ gleich oder verschieden sind und jeweils eine Gruppe der Formel
sind, worin L ein Verknüpfungselement von 2 bis 12 Atomen Länge ist, wobei die Atome Kohlenstoffatome sind, die wahlweise mit 1 bis 4 Heteroatomen durchsetzt sind, die ausgewählt sind aus Sauerstoff, Stickstoff und Schwefel, X Stickstoff oder Phosphor ist, R₁₃, R₁₄ und R₁₅ jeweils unabhängig Wasserstoff, Alkyl oder Arylalkyl sind und Y ein monovalentes Anion ist; R₅, R₆, R₇, R₈, R₉, R₁₀, R₁₁ und R₁₂ jeweils unabhängig ausgewählt sind aus Wasserstoff, Alkyl und Halogen, und jeder R₁₆ unabhängig einen oder mehr Substituenten darstellt, die unabhängig ausgewählt sind aus Wasserstoff, Hydroxy, Halogen und Alkyl.
Verbindung nach Anspruch 1, worin (a) R₅, R₆, R₇, R₈, R₉, R₁₀, R₁₁ und R₁₂ jeweils Wasserstoff sind und L zum Beispiel eine lineare C₂-C₆ Alkylengruppe ist, oder (b) L ausgewählt ist aus linearem oder verzweigtem C₂-C₁₂ Alkylen und linearem oder verzweigten Alkylen, das an einer oder mehr Positionen mit einem Heteroatom durchsetzt ist, das ausgewählt ist aus Sauerstoff, Stickstoff und Schwefel, oder (c) R₁, R₂, R₃ und R₄ gleich sind und R₁₆ Wasserstoff darstellt, oder (d) R₁, R₂, R₃ und R₄ gleich sind und jeweils an die 3 Position des Phenylrings gebunden sind und R₁₆ Methylgruppen an den 2, 4 und 6 Positionen des Phenylrings darstellt, oder (e) R₁, R₂, R₃ und R₄ gleich sind; R₅, R₆, R₇, R₈, R₉, R₁₀, R₁₁ und R₁₂ jeweils Wasserstoff sind; R₁₆ Wasserstoff darstellt; R₁, R₂, R₃ und R₄ an die 3 oder 4 Position des Phenylrings gebunden sind; L eine Ethylengruppe ist; und R₁₃, R₁₄, R₁₅ jeweils unabhängig Wasserstoff, Methyl oder Ethyl sind.
Verbindung nach Anspruch 1, worin R₁, R₂, R₃ und R₄ gleich sind und R₁₃, R₁₄ und R₁₅ jeweils unabhängig ausgewählt sind aus Wasserstoff, linearem und verzweigtem C₁-C₂₀ Alkyl, Methyl und Ethyl.
Verbindung nach Anspruch 3, worin R₁₃ und R₁₄ jeweils unabhängig Methyl oder Ethyl sind und R₁₅ Wasserstoff ist, und zum Beispiel L eine Ethylengruppe ist.
Verbindung ausgewählt aus der Gruppe von Liganden, bestehend aus: meso-tetrakis[4-(N-(2-(N,N-dimethylamino)ethyl)aminosulfonyl)phenyl]porphyrinato; meso-tetrakis[4-(N-(2-(N,N-dimethylammonio)ethyl)aminosulfonyl)phenyl]porphyrinato A^4–; meso-tetrakis[4-(N-(2-(N,N,N-trimethylammonio)ethyl)aminosulfonyl)phenyl]porphyrinato A^4–; meso-tetrakis[4-(N-(2-(N,N-diethylamino)ethyl)aminosulfonyl)phenyl]porphyrinato; meso-tetrakis[4-(N-(2-(N,N-diethylammonio)ethyl)aminosulfonyl)phenyl]porphyrinato A^4–; meso-tetrakis[4-(N-(2-(N,N,N-triethylammonio)ethyl)aminosulfonyl)phenyl]porphyrinato A^4–; meso-tetrakis(4-(N-(2-(N,N,N-ethyldimethylammonio)ethyl)aminosulfonyl)phenyl]porphyrinato A^4–; meso-tetrakis[4-(N-(2-(N,N,N-diethylmethylammonio)ethyl)aminosulfonyl)phenyl]porphyrinato A^4–; meso-tetrakis[3-(N-(2-(N,N-dimethylamino)ethyl)aminosulfonyl)-2,4,6-trimethylphenyl]porphyrinato; meso-tetrakis[3-(N-(2-(N,N-dimethylammonio)ethyl)aminosulfonyl)-2,4,6-trimethylphenylporphyrinato A^4–; meso-tetrakis[3-(N-(2-(N,N-diethylammonio)ethyl)aminosulfonyl)-2,4,6-trimethylphenyl]porphyrinato A^4–; meso-tetrakis[3-(N-(2-(N,N-diethylamino)ethyl)aminosulfonyl)-2,4,6-trimethylphenyl]porphyrinato; meso-tetrakis[3-(N-(2-(N,N,N-triethylammonio)ethyl)aminosulfonyl)-2,4,6-trimethylphenyl]porphyrinato A^4–; meso-tetrakis(3-(N-(2-(N,N,N-trimethylammonio)ethyl)aminosulfonyl)-2,4,6-trimethylphenyl]porphyrinato A^4–; meso-tetrakis[3-(N-(2-(N,N-ethyldimethylammonio)ethyl)aminosulfonyl)-2,4,6-trimethylphenyl]porphyrinato A^4–; meso-tetrakis[3-(N-(2-(N,N,N-diethylmethylammonio)ethyl)aminosulfonyl)-2,4,6-trimethylphenyl]porphyrinato A^4–; meso-tetrakis[4-(N-(2-(N,N-ethylmethylamino)ethyl)aminosulfonyl)phenyl]porphyrinato; meso-tetrakis[4-(N-(2-(N,N-ethylmethylammonio)ethyl)aminosulfonyl)phenyl]porphyrinato A^4–; meso-tetrakis[3-(N-(2-(N,N-ethylmethylammonio)ethyl)aminosulfonyl)-2,4,6-trimethylphenyl]porphyrinato A^4–; und meso-tetrakis[3-(N-(2-(N,N-ethylmethylammonio)ethyl)aminosulfonyl)-2,4,6-trimethylphenyl]porphyrinato A^4–; meso-tetrakis[4-(N-(2-(N,N-dimethylphosphonio)ethyl)aminosulfonyl)phenyl)porphyrinato; meso-tetrakis[4-(N-(2-(N,N-diethylphosphonio)ethyl)aminosulfonyl)phenyl]porphyrinato; meso-tetrakis[3-(N-(2-(N,N-dimethylphosphonio)ethyl)aminosulfonyl)-2,4,6-trimethylphenyl]porphyrinato; meso-tetrakis[3-(N-(2-(N,N-diethylphophonium)ethyl)aminosulfonyl)-2,4,6-trimethylphenyl]porphyrinato A^4–; meso-tetrakis[3-(N-(2-(N,N-diethylphosphonio)ethyl)aminosulfonyl)-2,4,6-trimethylphenyl]porphyrinato; und meso-tetrakis[4-(N-(2-(N,N-ethylmethylphosphonio)ethyl)aminosulfonyl)phenyl]porphyrinato oder ein Komplex davon mit einem Metallion, vorzugsweise einem Erste-Reihe-Übergangsmetall, wie Mangan, Eisen, Kobalt, Kupfer und Zink, am meisten bevorzugt Eisen oder Mangan, wobei A^4– 1 bis 4 Anionen darstellt, die eine gesamte Elektronenladung von 4^– besitzen.
Verbindung nach Anspruch 5, worin (a) die Verbindung ein Komplex mit einem Übergangsmetallion ist; oder (b) die Verbindung ein Komplex ist mit einem Übergangsmetallion, das ausgewählt ist aus Mn(III), Fe(III), Co(III), Cu und Zn und das Übergangsmetallion an einen zusätzlichen anionischen Liganden gebunden ist, der zum Beispiel ausgewählt ist aus Fluoro, Chloro, Bromo, Iodido, Hydroxyl, ZCOO^–, worin Z eine Alkyl-, Aryl- oder Arylalkylgruppe ist, und Acetato.
Verbindung, die dargestellt ist durch jede der nachfolgenden Strukturformeln II bis VIII.
Strukturformel II
Strukturformel III
Strukturformel IV
Strukturformel V
Strukturformel VI
Strukturformel VII
Strukturformel VIII
Verfahren zur Herstellung der Verbindung meso-tetrakis[4-(N-(2-(N,N-diethylamino)ethyl)aminosulfonyl)phenyl]porphyrinato-mangan(III)pentachlorid, die dargestellt ist durch die Strukturformel II, bei dem man: (a) Meso-tetraphenylporphyrin, Strukturformel i, mit Chlorsulfonsäure und anschließend N,N-Diethylendiamin umsetzt, wodurch man ein erstes Zwischenprodukt, Strukturformel ii, meso-tetrakis[4-(N-(2-(N,N-diethylamino)ethyl)aminosulfonyl)phenyl]porphyrin, bildet,
(b) das erste Zwischenprodukt, Strukturformel ii, mit Mn(OAc)₂ in Gegenwart einer gehinderten Base umsetzt, wodurch man das zweite Zwischenprodukt, Strukturformel iii, meso-tetrakis[4-(N-(2-(N,N-diethylamino))aminosulfonyl)phenyl]porphyrinato-hydroxo-mangan(III), bildet, und
(c) das zweite Zwischenprodukt, Strukturformel iii, meso-tetrakis[4-(N-(2-(N,N-diethylamino))aminosulfonyl)phenyl]porphyrinato-hydroxo-mangan(III) mit Chlorwasserstoffsäure umsetzt, wodurch man die Strukturformel II, meso-tetrakis[4-(N-(2-(N N-diethylamino)ethyl)aminosulfonyl)phenyl]porphyrinato-diaquamangan(III)pentachlorid, bildet.
Verfahren zur Herstellung der Verbindung meso-tetrakis[4-(N-(2-(N,N-diethylammonio)ethyl)aminosulfonyl)phenyl]porphyrinato-diaqua-eisen(III)pentachlorid, dargestellt durch die Strukturformel III, bei dem man: (a) meso-tetraphenylporphyrin, Strukturformel i, mit Chlorsulfonsäure und anschließend N,N-Diethylendiamin umsetzt, wodurch man ein erstes Zwischenprodukt, Strukturformel ii, meso-tetrakis[4-(N-(2-(N,N-diethylamino)ethyl)aminosulfonyl)phenyl]porphyrin, bildet,
(b) das erste Zwischenprodukt, Strukturformel ii, mit Fe(OAc)₂ in Gegenwart einer gehinderten Base umsetzt, wobei man ein zweites Zwischenprodukt, Strukturformel iv, μ-oxo-[meso-tetrakis[4-(N-(2-(N,N-diethylamino)ethyl)aminosulfonyl)phenyl]porphyrinato-eisen(III) bildet, und
(c) das zweite Zwischenprodukt, Strukturformel iv, μ-oxo-[meso-tetrakis[4-(N-(2-(N,N-diethylamino)ethyl)aminosulfonyl)phenyl]porphyrinato-eisen(III) mit Chlorwasserstoffsäure umsetzt, wodurch man die Strukturformel III, meso-tetrakis[3-(N-(2-(N,N-diethylammonio)ethyl)aminosulfonyl)phenyl]porphyrinato-diaqua-eisen(III)pentachlorid, bildet.
Verfahren zur Herstellung der Verbindung meso-tetrakis[3-(N-(2-(N,N-diethylammonio)ethyl)aminosulfonyl)-2,4,6-trimethylphenyl]porphyrinato-diaqua-mangan(III)pentachlorid, die dargestellt ist durch die Strukturformel IV, bei dem matt: (a) meso-tetrakis(2,4,6-trimethylphenyl)porphyrin, Strukturformel v, mit Chlorsulfonsäure und anschließend mit N,N-Diethylendiamin umsetzt, wodurch man ein erstes Zwischenprodukt, Strukturformel vi, meso-tetrakis[3,(N-(2-(N,N-diethylamino)ethyl)aminosulfonyl)-2,4,6-trimethylphenyl]porphyrin, bildet,
(b) das erste Zwischenprodukt, Strukturformel vi, mit Mn(OAc)₂ in Gegenwart einer gehinderten Base umsetzt, wodurch man ein zweites Zwischenprodukt, Strukturformel vii, meso-tetrakis[3,(N-(2-(N,N-diethylamino)ethyl)aminosulfonyl)-2,4,6-trimethylphenyl]porphyrinato-hydroxo-mangan(III), bildet, und
(c) das zweite Zwischenprodukt, Strukturformel vii, mit Chlorwasserstoffsäure umsetzt, wodurch man die Strukturformel IV, meso-tetrakis[3-(N-(2-(N,N-diethylammonio)ethyl)aminosulfonyl)-2,4,6-trimethylphenyl]porphyrinato-diaqua-mangan(III)pentachlorid, bildet.
Verfahren zur Herstellung der Verbindung meso-tetrakis[3-(N-(2-(N,N-diethylammonio)ethyl)aminosulfonyl)-2,4,6-trimethylphenyl]porphyrinato-diaqua-eisen(III)pentachlorid, die dargestellt ist durch die Strukturformel V, bei dem man: (a) meso-tetrakis(2,4,6-trimethylphenyl)porphyrin, Strukturformel v, mit Chlorsulfonsäure und anschließend mit N,N-Diethylendiamin umsetzt, wodurch man ein erstes Zwischenprodukt, Strukturformel vi, meso-tetrakis[3,(N-(2-(N,N-diethylamino)ethyl)aminosulfonyl)-2,4,6-trimethylphenyl]porphyrin, bildet,
(b) das erste Zwischenprodukt, Strukturformel vi, mit Eisen(II)chlorid in Gegenwart einer gehinderten Base umsetzt, wodurch man ein zweites Zwischenprodukt, Strukturformel viii, meso-tetrakis[3-(N-(2-(N,N-diethylamino)ethyl)aminosulfonyl)-2,4,6-aimethylphenyl]porphyrinato-hydroxo-eisen(III), bildet und
(c)das zweite Zwischenprodukt, Strukturformel viii, mit Chlorwasserstoffsäure umsetzt, wodurch man die Strukturformel V, meso-tetrakis[3-(N-(2-(N,N-diethylammonio)ethyl)aminosulfonyl)-2,4,6-trimethylphenyl]porphyrinato-diaqua-eisen(III)pentachlorid, bildet.
Verfahren zur Herstellung der Verbindung meso-tetrakis[4-(N-(2-(N,N,N-diethylmethylammonio)ethyl)aminosulfonyl)phenyl]porphyrinato-diaqua-mangan(III)pentaacetat, die dargestellt ist durch die Strukturformel VI, bei dem man: (a) meso-tetraphenylporphyrin, Strukturformel i, mit Chlorsulfonsäure und anschließend N,N-Diethylendiamin umsetzt, wodurch man ein erstes Zwischenprodukt, Strukturformel ii, meso-tetrakis[4-(N-(2-(N,N-diethylamino)ethyl)aminosulfonyl)phenyl)porphyrin, bildet,
(b) das erste Zwischenprodukt, Strukturformel ii, mit Mn(OAc)₂ in Gegenwart einer gehinderten Base umsetzt, wodurch man das zweite Zwischenprodukt, Strukturformel iii, meso-tetrakis[4-(N-(2-(N,N-diethylamino)ethyl)aminosulfonyl)phenyl)porphyrinato-hydroxo-mangan(III), bildet,
(c) das zweite Zwischenprodukt, Strukturformel iii, mit Methyliodid umsetzt, wodurch man das dritte Zwischenprodukt, meso-tetrakis[4-(N-(2-(N,N,N,-diethylmethylammonio)ethyl)aminosulfonyl)phenyl]porphyrinato-diaqua-mangan(III)pentaiodid, Strukturformel ix, bildet, und
(d) die Strukturformel ix mit AGI-X8 Acetatformharz umsetzt, um das Gegenion von Iodid zu Acetat auszutauschen, wodurch man die Strukturformel VI, meso-tetrakis[4-(N-(2-(N,N,N-diethylmethylammonio)ethyl)aminosulfonyl)phenyl]porphyrinato-diaqua-mangan(III)pentaacetat, bildet.
Verfahren zur Herstellung der Verbindung meso-tetrakis[3-(N-(2-(N,N,N-diethylmethylammonio)ethyl)aminosulfonyl)-2,4,6-trimethylphenyl]porphyrinato-diaqua-mangan(III)pentaacetat, die dargestellt ist durch die Strukturformel VII, bei dem man: (a) meso-tetrakis(2,4,6-trimethylphenyl)porphyrin, Strukturformel v, mit Chlorsulfonsäure und anschließend mit N,N-Diethylendiamin umsetzt, wodurch man ein erstes Zwischenprodukt, Strukturformel vi, meso-tetrakis[3,(N-(2-(N,N-diethylamino)ethyl)aminosulfonyl)-2,4,6-trimethylphenyl]porphyrin, bildet,
(b) das erste Zwischenprodukt, Strukturformel vi, mit Mn(OAc)₂ in Gegenwart einer gehinderten Base umsetzt, wodurch man das zweite Zwischenprodukt, Strukturformel vii, meso-tetrakis[3,(N-(2-(N,N-diethylamino)ethyl)aminosulfonyl)-2,4,6-trimethylphenyl]porphyrin-hydroxo-mangan(III), bildet,
(c) das zweite Zwischenprodukt, Strukturformel vii, mit Methyliodid umsetzt, wodurch man das dritte Zwischenprodukt, Strukturformel x, meso-tetrakis[3-(N-(2-(N,N,N,-diethylmethylammonio)ethyl)aminosulfonyl)-2,4,6-trimethylphenyl]porphyrinato-diaqua-mangan(III)pentaiodid, bildet, und
(d) das dritte Zwischenprodukt, Strukturformel x mit AGI-X8 Acetatformharz umsetzt, um das Gegenion von Iodid zu Acetat auszutauschen, wodurch man meso-tetrakis[3-(N-(2-(N,N,N-diethylmethylammonio)ethyl)aminosulfonyl)-2,4,6-trimethylphenyl]porphyrinato-mangan(III)pentaacetat, das durch die Strukturformel VII dargestellt ist, bildet.
Verfahren zur Herstellung der Verbindung meso-tetrakis[3-(N-(2-(N,N,N-diethylmethylammonio)ethyl)aminosulfonyl)2,4,6-trimethylphenyl]porphyrinato-diaqua-eisen(III)pentaacetat, Strukturformel VIII, bei dem man: (a) meso-tetrakis(2,4,6-trimethylphenyl)porphyrin, Strukturformel v, mit Chlorsulfonsäure und anschließend mit N,N-Diethylendiamin umsetzt, wodurch man ein erstes Zwischenprodukt, Strukturformel vi, meso-tetrakis[3,(N-(2-(N,N-diethylamino)ethyl)aminosulfonyl)-2,4,6-trimethylphenyl]porphyrin bildet,
(b) das erste Zwischenprodukt, Strukturformel vi, mit Eisen(II)chlorid in Gegenwart einer gehinderten Base umsetzt, wodurch man ein zweites Zwischenprodukt, Strukturformel viii, meso-tetrakis[3-(N-(2-(N,N-diethylamino)ethyl)aminosulfonyl)2,4,6-trimethylphenyl]porphyrinato-hydroxo-eisen(III), bildet,
(c) die Strukturformel viii, meso-tetrakis[3-(N-(2-(N,N-diethylamino)ethyl)aminosulfonyl)2,4,6-trimethylphenyl]porphyrinato-hydroxo-eisen(III), bildet, mit Methyliodid umsetzt, um die Strukturformel xi, meso-tetrakis[3-(N-(2-(N,N,N-diethylmethylammonio)ethyl)aminosulfonyl)2,4,6-trimethylphenyl]porphyrinato-diaqua-eisen(III)pentaiodid, zu bilden, und
(d) die Strukturformel xi, meso-tetrakis[3-(N-(2-(N,N,N-diethylmethylammonio)ethyl)aminosulfonyl)-2,4,6-trimethylphenyl]porphyrinato-diaqua-eisen(III)pentaiodid, mit AGI-X8 Acetatformharz umsetzt, um das Gegenion von Iodid zu Acetat auszutauschen, wodurch man die Strukturformel VIII, meso-tetrakis(3-(N-(2-(N,N,N,-diethylmethylammonio)ethyl)aminosulfonyl)-2,4,6-trimethylphenyl]porphyrinato-diaqua-eisen(III)pentaacetat, bildet.
Verbindung, erhältlich durch ein Verfahren nach jedem der Ansprüche 8 bis 14.
Verwendung einer Verbindung gemäß jedem der Ansprüche 1 bis 7 oder Anspruch 15 zur Herstellung eines Medikaments zur Prophylaxe oder Behandlung einer/eines mit einem freien Radikal verbundenen Krankheit (z. B. einer Oxyradikal-Krankheit) oder Zustands in einem Säuger.
Pharmazeutische Formulierung, die einen oder mehrere pharmazeutisch verträgliche Träger, Verdünnungsmittel oder Arzneistoffträger und eine therapeutisch wirksame Menge mindestens einer Verbindung gemäß jedem der Ansprüche 1 bis 7 oder Anspruch 15 umfasst.
Verwendung gemäß Anspruch 16 oder einer pharmazeutischen Formulierung gemäß Anspruch 17, wobei die Verbindung nicht-genotoxisch ist.
Verbindung gemäß jedem der Ansprüche 1 bis 7 oder Anspruch 15 zur Verwendung in der Therapie, z. B. zur Behandlung, Vorbeugung oder Blockierung einer/eines mit einem freien Radikal verbundenen Krankheit (z. B. einer Oxyradikal-Krankheit) oder Zustands.
Verbindung nach Anspruch 19, die ausgewählt ist aus meso-tetrakis[4-(N-(2-(N,Ndiethylamino)ethyl)aminosulfonyl)phenyl]porphyrinato mangan (III)pentachlorid, meso-tetrakis[4-(N-(2-(N,N-diethylammonio)ethyl)aminosulfonyl)phenyl)porphyrinato diaqua-eisen(III)pentachlorid, meso-tetrakis[3-(N-(2-(N,N-diethylammonio)ethyl)aminosulfonyl)-2,4,6-trimethylphenyl]porphyrinato-diaqua-mangan(III)pentachlorid, meso-tetrakis[3-(N-(2-(N,N-diethylammonio)ethyl)aminosulfonyl)-2,4,6-trimethylphenyl]porphyrinato diaqua-eisen(III)pentachlorid, meso-tetrakis[4-(N-(2-N,N,N-diethylmethylammonio)ethyl)aminosulfonyl)phenyl]porphyrinato-diaqua-mangan(III)pentaacetat, meso-tetrakis[3-(N-(2-(N,N,N-diethylmethylammonio)ethyl)aminosulfonyl)-2,4,6-trimethylphenyl]porphyrinato-diaqua-mangan(III)pentaacetat und meso- tetrakis[3-(N-2-(N,N,N-diethylmethylammonio)ethyl)aminosulfonyl)-2,4,6-trimethylphenyl)porphyrinato-diaqua-eisen(III)pentaacetat.
Verbindung nach Anspruch 19, wobei die Verbindung nicht-genotoxisch ist.
Verwendung nach Anspruch 16 oder einer Verbindung nach Anspruch 19, wobei die mit einem freien Radikal verbundene Krankheit oder der Zustand einer Schädigung ist, die aus jeglichem der nachfolgenden resultiert: einem Schlag, Alzheimerkrankheit, Demenz, Parkinsonsche Krankheit, amyotrophe Lateralsklerose, motorneuronische Störungen, Huntington Krankheit, Krebs, Multiple Sklerose, systemischer Lupus Erythematodes, Sklerodermie, Ekzem, Dermatitis, Hypersensibilität verzögerten Typs, Psoriasis, Gingivitis, posttraumatische Lungeninsuffizienz, septischer Schock, multiples Organversagen, Entzündungskrankheiten, Asthma, allergische Rhinitis, Pneumonie, Emphysem, chronische Bronchitis, AIDS, entzündliche Darmerkrankungen, Magengeschwüre, Pankreatitis, Transplantationsabstoßung, Arteriosklerose, Hypertonie, kongestive Herzinsuffizienz, ischaemische Herzmuskelstörungen, Angioplastie, Endocarditis, Retinopathie der Frühreife, graue Star-Bildung, Uveitis, Rheumatische Arthritis, Sauerstofftoxizität, Herpes Simplex Infektion, Verbrennungen, Osteoarthritis und Alterung.