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Diese
Erfindung betrifft bestimmte neue Verbindungen, ein Verfahren zur
Herstellung solcher Verbindungen, pharmazeutische Zusammensetzungen,
enthaltend solche Verbindungen und die Verwendung solcher Verbindungen
und Zusammensetzungen in der Medizin.
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Die
ebenfalls anhängige
internationale Anmeldung PCT/EP96/00157, Veröffentlichungsnummer WO 96/21644
offenbart bestimmte Indolderivate der Formel (A): Formel (I):
oder ein Salz oder Solvat
davon, worin
entweder: (i) R'
a eine R'
5-Gruppe
repräsentiert,
die Wasserstoff, Alkyl oder optional substituiertes Aryl darstellt und
R'
b repräsentiert
einen Bestandteil der Formel (a'):
worin X' eine Hydroxy- oder eine Alkoxygruppe
bedeutet, worin die Alkylgruppe substituiert oder unsubstituiert sein
kann oder X' bedeutet
eine Gruppe NR'
sR'
t worin R'
s und R'
t jeweils unabhängig Wasserstoff, Alkyl, substituiertes
Alkyl, optional substituiertes Alkenyl, optional substituiertes
Aryl, optional substituiertes Arylalkyl, eine optional substituierte
heterocyclische Gruppe oder eine optional substituierte Heterocyclylalkylgruppe
bedeuten oder R'
s und R'
t bilden zusammen mit dem Stickstoff, an
den sie angebunden sind, eine heterocyclische Gruppe; R'
1 repräsentiert
eine Alkyl oder eine substituierte oder unsubstituierte Arylgruppe
und R'
2,
R'
3 und
R'
4 repräsentieren
jeweils unabhängig
Wasserstoff, Alkyl, Aryl oder substituiertes Aryl oder (ii) R'
a repräsentiert einen
Bestandteil der oben definierten Formel (a) und R'
b repräsentiert
das oben definierte R'
5;
R'
6 und R'
7 repräsentieren
jeweils unabhängig
Wasserstoff, Hydroxy, Amino, Alkoxy, optional substituiertes Aryloxy,
optional substituiertes Benzyloxy, Alkylamino, Dialkylamino, Halogen,
Trifluormethyl, Trifluormethoxy, Nitro, Alkyl, Carboxy, Carbalkoxy,
Carbamoyl, Alkylcarbamoyl oder R'
6 und R'
7 repräsentieren
zusammen Methylendioxy, Carbonyldioxy oder Carbonyldiamino; und
R'
8 repräsentiert
Wasserstoff, Hydroxy, Alkanoyl, Alkyl, Aminoalkyl, Hydroxyalkyl,
Carboxyalkyl, Carbalkoxyalkyl, Carbamoyl oder Aminosulfonyl, wobei
diese Verbindungen inter alia zur Reduktion der Knochenresorption
durch Inhibition der Osteoklasten H
+-ATPase
indiziert sind.
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Erkrankungen,
die mit dem Verlust von Knochenmasse assoziiert sind, werden bekanntlich
durch eine Überaktivität von Osteoklasten
ausgelöst.
Es ist auch bekannt, dass bestimmte Verbindungen, in der Regel solche,
die zu Bafilomycin in Beziehung stehen, für die Behandlung solcher Erkrankungen
nützlich
sind: die internationale Patentanmeldung WO 91/06296 offenbart z.
B. bestimmte Bafilomycinmakrolide für die Behandlung von den Knochen
betreffenden Erkrankungen.
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Bafilomycinderivate
sind jedoch für
Osteoklasten beim Menschen nicht selektiv. Die Verwendung dieser
Verbindungen ist daher aufgrund einer generalisierten Blockade anderer
essenzieller v-ATPasen mit einer nicht akzeptablen Toxizität assoziiert.
Bis zum gegenwärtigen
Zeitpunkt ist tatsächlich
keine Behandlung bekannt, die für
menschliche Osteoklasten selektiv wäre.
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Die
Suche nach einer erfolgreichen Behandlung für Erkrankungen, die mit dem
Verlust von Knochenmasse beim Menschen assoziiert sind, wird weiter
dadurch kompliziert, dass die Natur des therapeutischen Ziels für die selektive
Inhibition der Osteoklasten kontrovers ist. So geben Baron et al
(internationale Patentanmeldung WO93/01280) an, dass eine spezifische
Vakuolen-ATPase (V-ATPase) in Osteoklasten als potenzielles therapeutisches
Ziel identifiziert wurde. Die Baron-Arbeit wurde jedoch an Hühnern durchgeführt und
Hall et al schließen
in einer Studie, die Säuger
betrifft ein, (Bone and Mineral 27, 1994, 159–166) dass im Gegensatz zu
den Vogel-Osteoklasten-V-ATPasen, die Säuger-Osteoklasten-V-ATPase
pharmakologisch ähnlich
zu der v-ATPas in anderen Zellen ist und daher vermutlich kein gutes
therapeutisches Ziel abgeben wird.
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Wir
haben nun eine Gruppe neuer Verbindungen gefunden, die im Umfang
der WO 96/21644 liegen, die insbesondere für Säuger-Osteoklasten, insbesondere
menschliche Osteoklasten, selektiv sind und dabei zu einer selektiven
Inhibition ihrer Knochen resorbierenden Aktivität wirken. Diese Verbindungen
werden daher als besonders geeignet für die Behandlung und/oder Prophylaxe
von Krankheiten angesehen, die mit einem Verlust der Knochenmasse
einhergehen, wie z. B. der Osteoporose und verwandte osteopenische
Erkrankungen, der Paget-Erkrankung, dem Hyperparathyroidismus und
verwandter Erkrankungen. Es wird auch angenommen, dass diese Verbindungen
eine Anti-Tumor-Aktivität,
antivirale Aktivität
(z. B. gegen das Semliki Forest, Stomatitis vesiculosa, Newcastle,
Influenza A und B, HIV-Virus), Anti-Geschwür-Aktivität (die Verbindungen können z.
B. für
die Behandlung der chronischen Gastritis und Ulcus pepticus, induziert
von Helicobacter pylori, geeignet sein), eine immunsupprimierende
Aktivität,
eine antilipidämische
Aktivität,
eine anti-atheriosklerotische Aktivität besitzen und für die Behandlung
von AIDS und Alzheimer'scher
Erkrankung geeignet sind. In einem weiteren Aspekt wird angenommen,
dass diese Verbindungen auch für
die Inhibition der Angiogenese nützlich
sind, d. h. zur Bildung neuer Blutgefäße, die bei verschiedenen Arten
pathologischer Zustände
(angiogener Erkrankungen), wie z. B. der rheumatoiden Arthritis,
der Diabetes Retinopathie, der Psoriasis und festen Tumoren beobachtet
werden.
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Dementsprechend
stellt die vorliegende Erfindung in ihrem breitesten Aspekt einen
selektiven Inhibitor der biologischen Aktivität menschlicher Osteoklasten
bereit, insbesondere der Knochenresorptions-Aktivität menschlicher
Osteoklasten, assoziiert mit einem abnormalen Verlust von Knochenmasse,
wobei der Inhibitor aus den Verbindungen des Anspruch 1 gewählt wird.
Ein besonderer Inhibitor der menschlichen Osteoklastenzellen ist
ein selektiver Inhibitor der Vakuolen-H+-ATPase,
die auf dem Bürstensaum
(ruffled border) menschlicher Osteoklasten lokalisiert ist.
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In
einem besonderen Aspekt interagiert der selektive Inhibitor spezifisch
mit der 16 kDa-Untereinheit der Vakuolen-H+-ATPase,
lokalisiert auf dem Bürstensaum
menschlicher Osteoklasten, deren Funktion und Struktur ähnlich zu
anderen bekannten 16 kDa-Untereinheiten ist, von z. B. der von P.
C. Jones et al., Membrane Dynamics and Transport, 22, 805–809 (1994)
berichteten.
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In
einem weiteren besonderen Aspekt interagiert der selektive Inhibitor
spezifisch mit der 116 kDa-Untereinheit der Vakuolen-H+-ATPase,
lo kalisiert auf dem Bürstensaum
menschlicher Osteoklasten (z. B. dem Protein, aufgezeigt in Y-P.
Li et al., Biochem. Biophys. Res. Commun. 218, 813–821 (1996)).
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Insbesondere
stellt die Erfindung einen selektiven Inhibitor der biologischen
Aktivität
menschlicher Osteoklastenzellen bereit, gehörend zur Formel (I):
gewählt aus
den Verbindungen, wie angegeben in der folgenden Tabelle, wobei
die Substituenten R
s, R
t,
R
1, R
2, R
3, R
4, R
a,
R
6, R
7 und R
8 die darin angegebenen Bedeutungen aufweisen:
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Bestimmte
der hier beschriebenen Verbindungen können in verschiedenen tautomeren
Formen existieren, z. B. wenn Hydroxy ein Substituent an einem Aryl-
oder Heteroarylring ist; es sollte verstanden werden, dass die Erfindung
alle solche tautomeren Formen umfasst.
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Geeignete
pharmazeutisch akzeptable Salze beinhalten Säureadditionssalze und Salze
von Carboxygruppen.
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Geeignete
pharmazeutisch akzeptable Säureadditionssalze
beinhalten Salze mit anorganischen Säuren, wie z. B. Salzsäure, Bromwasserstoffsäure, Orthophosphorsäure oder
Schwefelsäure
oder mit organischen Säuren,
wie z. B. Methansulfonsäure,
Toluolsulfonsäure,
Essigsäure,
Propionsäure,
Milchsäure,
Zitronensäure,
Fumarsäure, Äpfelsäure, Bernsteinsäure, Salicylsäure, Maleinsäure, Glycerophosphorsäure oder Acetylsalicylsäure.
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Geeignete
pharmazeutisch akzeptable Salze von Carboxygruppen beinhalten Metallsalze,
wie z. B. Aluminium, Alkalimetallsalze, wie z. B. Natrium oder Kalium
und Lithium, Erdalkalimetallsalze, wie z. B. Calcium oder Magnesium
und Ammonium oder substituierte Ammoniumsalze, z. B. diejenigen
mit C1-6-Alkylaminen, wie z. B. Triethylamin,
Hydroxy-C1-6-alkylaminen, wie z. B. 2-Hydroxyethylamin,
Bis(2-hydroxyethyl)-amin oder tri-(2-Hydroxyethyl)amin, Cycloalkylaminen,
wie z. B. Dicyclohexylamin oder mit Procain, 1,4-Dibenzylpiperidin,
N-benzyl-β-phenethylamin,
Dehydroabietylamin, N,N'-Bis-dehydroabietylamin,
Glucamin, N-Methylglucamin oder Basen vom Pyridin-Typ, wie z. B.
Pyridin, Collidin oder Chinolin.
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Geeignete
Solvate der Verbindungen der Formel (I) sind pharmazeutisch akzeptable
Solvate, wie z. B. Hydrate.
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Die
Salze und/oder Solvate der Verbindungen der Formel (I), die nicht
pharmazeutisch akzeptabel sind, können als Intermediate für die Herstellung
von pharmazeutisch akzeptablen Salzen und/oder Solvaten der Verbindungen
der Formel (I) oder als Verbindungen der Formel (I) selbst geeignet
sein und bilden als solche einen anderen Aspekt der vorliegenden
Erfindung.
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Eine
Verbindung der Formel (I) oder ein Salz oder Solvat davon kann wie
folgt hergestellt werden:
- (a) Für Verbindungen
der Formel (I), worin Ra Wasserstoff, Alkyl
oder ein optional substituiertes Aryl und Rb einen
Bestandteil der oben definierten Formel (a) repräsentiert durch Umsetzung einer
Verbindung der Formel (II): worin R2,
R3, R4, R6, R7 und R8 wie in Bezug auf Formel (I), definiert
sind, mit einem Reagenz, das in der Lage ist, einen Bestandteil
der Formel in einen Bestandteil der
oben definierten Formel (a) umzuwandeln; oder
- (b) für
Verbindungen der Formel (I), worin Ra einen
Bestandteil der oben definierten Formel (a) und Rb Wasserstoff,
Alkyl oder optional substituiertes Aryl bedeutet durch Behandlung
einer Verbindung der Formel (III): worin R4,
R6, R7 und R8 wie in Bezug auf Formel (I) definiert sind,
mit einer Verbindung der Formel (IV): worin R1,
R2, R3 und X wie
in Bezug auf die Verbindungen der Formel (I) definiert sind und
R9 eine C1-4-Alkylgruppe
ist; und danach, falls nötig,
Durchführung
von ein oder mehr der folgenden Reaktionen:
- (i) Umwandlung einer Verbindung der Formel (I) in eine andere
Verbindung der Formel (I);
- (ii) Entfernung der Schutzgruppen;
- (iii) Herstellung eines Salzes oder Solvates der so gebildeten
Verbindung.
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In
der obigen Reaktion (a) beinhaltet ein geeignetes Reagenz, das zur
Umwandlung eines Bestandteils der oben definierten Formel
in einen Bestandteil der
oben definierten Formel (a) fähig
ist, konventionelle Reagenzien, die verwendet werden, um C=O-Bindungen
zu Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen umzuwandeln, wie z. B.
Wittig oder Horner-Emmons-Reagenzien, z. B. diejenigen der Formel
(V):
worin R
1 wie
in Bezug auf die Verbindungen der Formel (I) definiert ist, X
1 bedeutet X, wie definiert in Bezug auf
Formel (I) oder eine dazu umwandelbare Gruppe und X
2 bedeutet
einen Bestandteil (R
9O)
2P(O),
worin R
9 wie oben definiert ist oder eine
Gruppe Ph
3P-.
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Die
Reaktion zwischen den Verbindungen der Formel (II) und dem Reagenz,
das zur Umwandlung der Gruppe der Formel
in den Bestandteil der Formel
(a) fähig
ist, kann unter den geeigneten konventionellen Bedingungen durchgeführt werden,
abhängig
von dem besonderen gewählten
Reagenz, z. B.:
Wenn das Reagenz eine Verbindung der Formel
(V) ist, worin X
2 ein Bestandteil (R
9O)
2P(O)- ist, dann
wird die Reaktion unter konventionellen Horner-Emmons-Bedingungen
durchgeführt
unter Verwendung von jedem geeigneten aprotischen Lösungsmittel,
z. B. einem aromatischen Kohlenwasserstoff, wie z. B. Benzol, Toluol
oder Xylol, DMF, DMSO, Chloroform, Dioxane, Dichlormethan, vorzugsweise
THF, Acetonitril, N-Methylpyrrolidon und ähnlichen oder Mischungen daraus,
vorzugsweise einem wasserfreien Lö sungsmittel bei einer Temperatur,
die eine geeignete Bildungsrate des benötigten Produkts bereitstellt,
geeigneterweise bei Umgebungstemperatur oder erhöhter Temperatur, wie z. B.
einer Temperatur im Bereich von 30 bis 120°C; vorzugsweise wird die Reaktion
in Gegenwart einer Base durchgeführt.
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Geeignete
Basen zur Verwendung in der letzten oben erwähnten Reaktion beinhalten organische
Basen, wie z. B. Butyllithium, Lithiumdiisopropylamid (LDA), N,N-Diisopropylethylamin,
1,5-Diazabicyclo[4.3.0]-5-nonen (DBN), 1,5-Diazabicyclo[5.4.0]-5-undecen
(DBU), 1,5-Diazabicyclo[2,2,2]octan (DABCO) und anorganische Basen,
wie z. B. Natriumhydrid; vorzugsweise Natriumhydrid. Allgemein wird
die Reaktion in einer inerten Atmosphäre, wie z. B. Stickstoff durchgeführt.
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Wenn
das Reagenz eine Verbindung der Formel (V) ist, worin X2 ein
Bestandteil Ph3P- ist, dann wird die Reaktion
unter konventionellen Wittig-Bedingungen durchgeführt. In
der Regel wird die Reaktion in Gegenwart einer Base in jedem geeigneten
aprotischen Lösungsmittel
durchgeführt.
Geeignete Basen sind organische Basen, wie z. B. Triethylamin, Trimethylamin,
N,N-Diisopropylethylamin (DIPEA), Pyridin, N,N-Dimethylanilin, N-Methylmorpholin,
1,5-Diazabicyclo[4.3.0]-5-nonen (DBN), 1,5-Diazabicyclo[5.4.0]-5-undecen
(DBU), 1,5-Diazabicyclo[2,2,2]octan (DABCO) und anorganische Basen,
wie z. B. Natriumhydrid, Cäsiumcarbonat, Kaliumcarbonat,
vorzugsweise Natriumhydrid. Geeignete Lösungsmittel sind konventionelle
Lösungsmittel
zur Verwendung in dieser Reaktionsart, wie z. B. aromatische Kohlenwasserstoffe,
wie z. B. Benzol, Toluol oder Xylol oder ähnliche; DMF, DMSO, Chloroform,
Dioxan, Dichlormethan, THF, Ethylacetat, Acetonitril, N-Methylpyrrolidon
oder Mischungen daraus, vorzugsweise Dichlormethan. Diese Reaktion
wird bei jeder Temperatur durchgeführt, die eine geeignete Bildungsrate
des benötigten
Produkts bereitstellt, in geeigneter Weise bei Umgebungstemperatur
oder erhöhten
Temperaturen, wie z. B. einer Temperatur im Bereich von 20 bis 140°C, vorzugsweise
im Bereich von ungefähr
Raumtemperatur bis zur Rückflusstemperatur
des Lösungsmittels.
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Die
Reaktion zwischen den Verbindungen von Formel (III) und dem Horner
Emmons-Reagenz der Formel (IV) kann unter konventionellen Horner
Emmons-Bedingungen, wie den oben beschriebenen, durchgeführt werden.
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Eine
Verbindung der Formel (II) kann gemäß den in den Schemata (Ia–c) unten
dargestellten Reaktionssequenzen hergestellt werden: Schema
(Ia)
Schema
(Ib)
Schema
(Ic)
worin unter Einbeziehung jeder unten erwähnten weiteren
Qualifizierung R
a, R
2,
R
3, R
4, R
6, R
7 und R
8 wie in Bezug auf die Verbindungen der Formel
(I) definiert sind.
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Verbindungen
der Formel (II) können
unter Verwendung von entweder Wittig oder Horner-Emmons-Reaktionen
von Ketoderivaten der Formel (VIII) mit dem geeigneten Phosphoniumsalz
oder Phosphonat unter Verwendung von auf dem Gebiet bekannten Reaktionsbedingungen
hergestellt werden, beschrieben z. B. in "The Wittig Reaction", R. Adams Ed., Band 14, Seite 270 (1965)
oder in Angew. Chem. Int. Ed. Engl., 4, 645 (1965).
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Wenn
R2 nicht -H ist, z. B. Alkyl, wird eine
Verbindung der Formel (II) direkt von einer Verbindung der Formel
(VIII) durch eine Wittig oder Horner-Emmons-Reaktion mit den geeigneten
Phosphoniumsalzen oder Phosphonaten gemäß Schema (Ia) erhalten.
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Wenn
eine Verbindung der Formel (VIII) mit den oben erwähnten Phosphonaten
unter Verwendung der Horner-Emmons-Reaktion umgesetzt wird, sind
die verwendeten experimentellen Bedingungen konventionelle Bedingungen,
wie z. B. die in Tetrahedron Lett. 1981, 461; Can. J. Chem., 55,
562 (1977); J. Am. Chem. Soc., 102, 1390 (1980); J. Org. Chem.,
44, 719 (1979); Synthesis, 1982, 391; und Tetrahedron Lett. 1982,
2183 beschriebenen.
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Die
Reaktion von Verbindungen der Formel (VIII) mit den oben erwähnten Phosphoniumsalzen
wird in Gegenwart einer Base in jedem geeigneten Lösungsmittel
durchgeführt.
Geeignete Basen beinhalten organische Basen, wie z. B. Triethylamin,
Trimethylamin, N,N-Diisopropylethylamin (DIPEA), Pyridin, N,N-Dimethylanilin,
N-Methylmorpholin, 1,5-Diazabicyclo[4,3,0]-5-nonen (DBN), 1,5-Diazabicyclo[5,4,0]-5-undecen
(DBU), 1,5-Diazabicyclo[2,2,2]octan (DABCO) und anorganischen Basen,
wie z. B. Natriumhydrid, Cäsiumcarbonat, Kaliumcarbonat.
Geeignete Lösungsmittel
beinhalten konventionell verwendete Lösungsmittel, z. B. aromatische
Kohlenwasserstoffe, wie z. B. Benzol, Toluol oder Xylol oder ähnliche,
DMF, DMSO, Chloroform, Dioxan, Dichlormethan, THF, Ethylacetat,
Acetonitril, N-Methylpyrrolidon und ähnliche oder Mischungen daraus.
Vorzugsweise wird die Reaktion bei einer Reaktionstemperatur im
Bereich von ungefähr –20 bis
140°C durchgeführt, vorzugsweise
bei ungefähr
Raumtemperatur bis zur Rückflusstemperatur
des Lösungsmittels.
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Die
Reaktion der Verbindungen der Formel (VIII) mit Phosphonaten wird
unter konventionellen Horner-Emmons-Bedingungen durchgeführt unter
Verwendung von jedem geeigneten aprotischen Lösungsmittel, wie z. B. einem
aromatischen Kohlenwasserstoff, wie z. B. Benzol, Toluol oder Xylol,
DMF, DMSO, Chloroform, Dioxan, Dichlormethan, vorzugsweise THF,
Acetonitril, N-Methylpyrrolidon und ähnlichen oder Mischungen daraus,
vorzugsweise einem wasserfreien Lösungsmittel bei einer Temperatur,
die eine geeignete Bildungsrate des benötigten Produkts bereitstellt,
in geeigneter Weise bei Umgebungstemperatur oder einer erhöhten Temperatur,
wie z. B. einer Temperatur im Bereich von 30°C bis 120°C; vorzugsweise wird die Reaktion
in Gegenwart einer Base durchgeführt.
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Geeignete
Basen zur Verwendung in der letzten oben erwähnten Reaktion beinhalten organische
Basen, wie z. B. Butyllithium, Lithiumdiisopropylamid (LDA), N,N-Diisopropylethylamin,
1,5-Diazabicyclo[4.3.0]-5-nonen (DBN), 1,5-Diazabicyclo[5.4.0]-5-undecen
(DBU), 1,5-Diazabicyclo[2.2.2]octan
(DABCO) und anorganische Basen, wie z. B. Natriumhydrid; vorzugsweise
Natriumhydrid und allgemein wird die Reaktion in einer inerten Atmosphäre, wie
z. B. Stickstoff durchgeführt.
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Wenn
R2 H ist, wird Aldehyd (VII) mit aliphatischen
Aldehyden der Formel (VI) in Gegenwart von Basen, wie z. B. Natrium
oder Kaliumhydroxid umgesetzt, was die Verbindung (II), wie in Schema
(Ib) ergibt, unter Verwendung des geeigneten konventionellen Verfahrens.
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In
einem weiteren Aspekt, für
den Fall, dass R2 H ist, wird eine Verbindung
der Formel (VIII) mit einem substituierten Carbethoxymethylphosphoniumsalz
oder Carbethoxymethylphosphonat (Schema (Ic)) umgesetzt, der erhaltene
Carbonsäureester
(XIV) wird dann in den korrespondierenden Alkohol mit einem Reduktionsmittel
umgewandelt, geeigneterweise einem Komplexmetall-Reduktionsmittel,
wie z. B. Lithiumaluminiumhydrid (LiAlH4),
Diisobutylaluminiumhydrid (DIBAH) oder Lithiumborhydrid (LiBH4), in jedem geeigneten aprotischen Lösungsmittel,
z. B. Methylendichlorid, Chloroform, Dioxan, Diethylether oder THF
bei jeder Temperatur, die eine geeignete Bildungsrate des benötigten Produkts
bereitstellt, wie z. B. einer Temperatur im Bereich von –30°C bis 60°C, z. B.
bei Raumtemperatur. Dann wird der Intermediatalkohol zu Aldehyd
(II) mit einem Oxidationsmittel, wie z. B. Mangandioxid, Periodinan
(Dess-Martin-Reagenz), Pyridiniumchlorchromat (PCC) oder Pyridiniumdichromat
(PDC) oder einer Kombination aus Oxalylchlorid und DMSO (Swern-Reaktion),
vorzugsweise Mangandioxid in Methylendichlorid oxidiert.
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Eine
Verbindung der Formel (IV) kann gemäß der in Schema (II) unten
dargestellten Reaktionssequenz hergestellt werden. Schema
(II)
worin, unter Einbeziehung aller unten erwähnten Qualifikationen,
R
1, R
2 und R
3 wie in Bezug auf Formel (I) definiert sind,
R
9 ist wie in Bezug auf Formel (IV) definiert
und X
1 ist wie in Bezug auf Formel (V) definiert.
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Verbindungen
der Formel (X) werden durch Reaktion von vorzugsweise wasserfreien
Chloraldehyden oder Chlorketonen der Formel (IX) mit geeigneten
Phosphonium-Verbindungen unter Verwendung des geeigneten konventionellen
Verfahrens, wie oben für
die Wittig-Reaktion beschrieben, hergestellt; die Umwandlung der
Intermediatverbindung (X) in die gewünschte Verbindung (IV) kann
durch eine Reaktion mit einem geeigneten Trialkylphosphit (R9O)3P bewirkt werden,
worin R9 wie oben definiert ist und die
Reaktion wird in jedem konventionell verwendeten Lösungsmittel,
vorzugsweise Trialkylphosphit und bei jeder geeigneten Reaktionstemperatur,
vorzugsweise beim Siedepunkt des Lösungsmittels durchgeführt. Als
Beispiel aus Schema (II): das Chloroacetaldehyd (IX) wurde mit Methyl-2-methoxy-2-(triphenylphosphonium)acetat-bromid
in Gegenwart von DIPEA in Chloroform behandelt und das Intermediat
(X), das so erhalten wurde, wurde in die Verbindung (IV) durch Rückfluss
in Trimethylphosphit umgewandelt.
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Die
Verbindungen der Formel (V) können
gemäß der in
Schema (III) unten dargestellten Reaktionssequenz hergestellt werden: Schema
(III)
worin unter Einbeziehung aller unten erwähnten Einschränkungen
R
1 und R
9 wie in
Bezug auf Formel (I) definiert sind und und X
1 ist
wie in Bezug auf Formel (V) definiert.
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Das
Ausgangsmaterial ist ein α-Alkoxycarbonsäureester
der Formel (XI), der kommerziell erhältlich ist oder der gemäß den auf
dem Gebiet bekannten Verfahren hergestellt wurde, z. B. den in Rodd's Chemistry of Organic
Compounds, Band ID, Seite 96 (1965), S. Coffey Herausgeber, Elseviers
beschriebenen. Die Verbindung der Formel (XI) wird mit einem N-Halogenimid,
z. B. N-Bromosuccinimid in Gegenwart eines Radikal-erzeugenden Mittels,
wie z. B. Azobisisobutyronitril oder Benzoylperoxid in einem geeigneten
Lösungsmittel,
wie z. B. Kohlenstofftetrachlorid, Benzol, z. B. Kohlenstofftetrachlorid
und bei einer Reaktionstemperatur im Bereich von –30°C und 80°C, z. B.
bei Raumtemperatur, umgesetzt; Beispiele für eine solche Reaktion können in
der Literatur angetroffen werden, z. B. J. Org. Chem., 41, 2846
(1976). Die erhaltene Halogenverbindung der Formel (XII) wird dann
entweder mit Triphenylphosphin oder mit einem Trialkylphosphit P(OR9)3 umgesetzt, um
die benötigte
Verbindung der Formel (V), wie dargestellt in Schema (III), zu ergeben.
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Wenn
die Verbindung der Formel (XII) mit Triphenylphosphin umgesetzt
wird, wird die Reaktion in jedem konventionell verwendeten Lösungsmittel,
wie z. B. Diethylether, Dioxan, Tetrahydrofuran, Benzol, Xylol oder
vorzugsweise Toluol bei einer geeigneten Reaktionstemperatur im
Bereich von –30°C bis 80°C, z. B.
bei Raumtemperatur durchgeführt
(Beispiele für
diese Konversion werden in der Literatur berichtet, z. B. in Chem. Ber.,
97, 1713 (1964)).
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Wenn
die Verbindung der Formel (XII) mit Trialkylphosphit P(OR9)3 umgesetzt wird,
wird die Reaktion in jedem konventionell verwendeten Lö sungsmittel
durchgeführt,
vorzugsweise dem Trialkylphosphit bei jeder geeigneten Reaktionstemperatur,
vorzugsweise beim Siedepunkt des Lösungsmittels (Beispiele für diese
Konversion werden in der Literatur berichtet, z. B. in Liebigs Ann.
Chem., 699, 53 (1966)).
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Alternativ
kann eine Verbindung der Formel (V), worin R2 (R9O)2PO ist, unter
Verwendung des in Schema (III) dargestellten Verfahrens hergestellt
werden, durch Umsetzung eines Diazophosphonoacetats der Formel (XIII)
mit einem Alkohol oder Phenol der Formel R1OH,
worin R1 wie in Bezug auf Formel (I) definiert
ist, in Gegenwart von Rhodium(II)-acetat, wie beschrieben in der
Literatur, z. B. in Tetrahedron, 50, 3177 (1994) oder in Tetrahedron,
48, 3991 (1992).
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Die
Verbindungen der Formeln (III), (VII) und (VIII) sind bekannte Verbindungen
oder sie werden unter Verwendung von Verfahren hergestellt, die
analog sind zu denjenigen, die verwendet werden, um bekannte Verbindungen
herzustellen, wie z. B. denjenigen, die in J. Org. Chem., 47, 757
(1982); Heterocycles, 22, 1211 (1984); Tetrahedron, 44, 443 (1988),
Liebigs Ann. Chem., 1986, 438; Chem. Pharm. Bull., 20, 76, 1972
beschrieben werden.
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Die
Verbindungen der Formeln (VI), (IX) und (XI) sind bekannte Verbindungen
oder sie werden unter Verwendung von Verfahren hergestellt, die
analog sind zu denjenigen, die verwendet werden, um bekannte Verbindungen
herzustellen, wie z. B. den in J. March, Advanced Organic Chemistry,
3. Auflage (1985), Wiley Interscience beschriebenen.
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Geeignete
Umwandlungen einer Verbindung der Formel (I) in eine andere Verbindung
der Formel (I) beinhaltet die Umwandlung einer Verbindung der Formel
(I), worin X eine Hydroxy- oder eine Alkoxygruppe darstellt in eine
Verbindung der Formel (I), worin X eine andere Alkoxygruppe oder
einen Bestandteil der oben definierten Formel NR
sR
t darstellt. Solche Umwandlungen sind unten
in Schema (IV) dargestellt: Schema
(IV)
worin unter Einbeziehung aller unten erwähnten Einschränkungen
R
2, R
3, R
4, R
5, R
6,
R
7, R
8 und X wie
in Bezug auf die Verbindungen der Formel (I) definiert sind, R
s' is
R
s oder eine geschützte Form davon, R
t' ist R
t oder eine
geschützte
Form davon und R' ist
X, wenn X eine Alkoxygruppe ist.
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Die
Umwandlung einer Verbindung der Formel (I) in eine andere Verbindung
der Formel (I) kann unter Verwendung des geeigneten konventionellen
Verfahrens durchgeführt
werden; z. B. kann die oben erwähnte Umwandlung
einer Verbindung, worin X eine Hydroxygruppe oder eine Alkoxygruppe
darstellt, in eine Verbindung, worin X einen Bestandteil der oben
definierten Formel NRsRt oder
eine andere Alkoxygruppe darstellt, wie folgt durchgeführt werden:
- (i) Wenn X Alkoxy ist durch basische Hydrolyse
unter Verwendung von beispielsweise Kaliumhydroxid zur Bereitstellung
einer Verbindung der Formel (I), worin X Hydroxy ist und danach
(a) zur Herstellung von Verbindungen, worin X einen Bestandteil
der oben definierten Formel NRsRt darstellt, Behandlung mit einer Verbindung
der Formel HNRs'Rt', worin Rs' und
Rt' wie
oben definiert sind oder (b) zur Herstellung von Verbindungen der
Formel (I), worin X Alkoxy bedeutet, durch Behandlung mit einer
Ver bindung der Formel R'OH,
worin R' die benötigte Alkylgruppe
ist; und danach optionale Entfernung von Schutzgruppen oder
- (ii) Wenn X Hydroxy ist, durch Verwendung analoger Verfahren
zu den oben unter (i) erwähnten.
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Vorzugsweise
findet die Reaktion mit den Verbindungen der Formel HNRs'Rt' oder mit Verbindungen der
Formel R'OH nach
Aktivierung der Carbonsäuregruppe
statt.
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Eine
Carboxylgruppe kann in konventioneller Weise aktiviert werden, z.
B. durch Konversion in ein Säureanhydrid,
Säurehalogenid,
Säureazid
oder einen aktivierten Ester, wie z. B. Cyanomethylester, Thiophenylester,
p-Nitrophenylester, p-Nitrothiophenylester, 2,4,6-Trichlorphenylester,
Pentachlorphenylester, Pentafluorphenylester, N-Hydroxyphthalimidester,
8-Hydroxypiperidinester, N-Hydroxysuccinimidester, N-Hydroxybenzotriazolester,
oder die Carboxylgruppe kann unter Verwendung eines Carbodiimids,
wie z. B. N,N'-Dicyclohexylcarbodiimid
(DCC) oder 1-Ethyl-3-[3-(dimethylamino)propyl-carbodiimid-hydrochlorid
(WSC) aktiviert werden, entweder in Gegenwart oder Abwesenheit von
Hydroxybenzotriazol (HOBt) oder 1-Hydroxy-7-azabenzotriazol (HOAt); oder sie kann
unter Verwendung von N,N'-Carbonyldiimidazol,
Woodward-K-Reagenz, Castro's-Reagenz
oder einem Isoxazoliumsalz aktiviert werden.
-
Die
Kondensation einer aktivierten Carboxylgruppe mit einer Aminogruppe
oder mit einer alkoholischen Gruppe kann in Gegenwart einer Base
in jedem geeigneten Lösungsmittel
durchgeführt
werden. Geeignete Basen beinhalten organische Basen, wie z. B. Triethylamin,
Trimethylamin, N,N-Diisopropylethylamin (DIPEA), Pyridin, N,N-Dimethylanilin,
4-Dimethylaminopyridin (DMAP), N-Methylmorpholin, 1,5-Diazabicyclo[4.3.0]-5-nonen (DBN), 1,5-Diazabicyclo[5.4.0]-5-undecen
(DBU), 1,5-Diazabicyclo[2.2.2]octan (DABCO) und anorganische Basen,
wie z. B. Kaliumcarbonat. Geeignete Lösungsmittel beinhalten konventionell
verwendete Lösungsmittel,
wie z. B. DMF, Dimethylsulfoxid (DMSO), Pyridin, Chloroform, Dioxan,
Dichlormethan, THF, Ethylacetat, Acetonitril, N-Methylpyrrolidon
und Hexamethylphosphorsäuretriamid
und Mischungen daraus. Die Reaktionstemperatur kann in dem üblichen
Temperaturbereich liegen, der für
diese Art von Kondensationsreaktionen verwendet wird und liegt allgemein
im Bereich von ungefähr –40°C bis ungefähr 60°C, vorzugsweise
ungefähr –20°C bis ungefähr 40°C.
-
Wenn
die Reaktion in Gegenwart eines geeigneten Kondensationsmittels,
z. B. einem Carbodiimid, N,N'-Carbonyldiimidazol,
Woodward-K-Reagenz, Castro's-Reagenz
oder ähnlichen
durchgeführt
wird, wird das Kondensationsmittel vorzugsweise in einer Menge von äquimolar
bis ungefähr
fünfmal
der molaren Quantität
des Ausgangsmaterials verwendet und die Reaktion wird in einem geeigneten
Lösungsmittel,
z. B. einem halogenierten Kohlenwasserstoff, wie z. B. Dichlormethan,
Chloroform, Kohlenstofftetrachlorid, Tetrachlorethane oder ähnlichen
durchgeführt;
einem Ether, wie z. B. Dioxan, THF, Dimethoxyethan oder ähnlichen,
einem Keton, wie z. B. Aceton, Methylethylketon oder ähnlichen,
Acetonitril, Ethylacetat, DMF, Dimethylacetamid, DMSO oder ähnlichen.
Vorzugsweise wird die Kondensation in einem wasserfreien Lösungsmittel
durchgeführt
und bei einer Reaktionstemperatur im Bereich von ungefähr –10°C bis 60°C, vorzugsweise
ungefähr
0°C bis
Raumtemperatur.
-
Alternativ
kann die Konversion einer Verbindung der Formel (I), worin X O-Alkyl
ist, in eine andere Verbindung der Formel (I), worin X NRsRt ist, durch Behandlung
der Verbindung der Formel (I) direkt mit einer Verbindung der Formel
HNRs'Rt' in
Gegenwart eines Trialkylaluminiumreagenzes, wie z. B. Trimethylaluminium oder
Triethylaluminium gemäß bekannten
Verfahren, wie z. B. den in Tetrahedron Lett., 48, 4171 (1977);
offenbarten bewirkt werden, und falls nötig, Entfernung der Schutzgruppen
oder Umwandlung der Verbindung der Formel (I), worin X NRs'Rt' ist
in eine Verbindung der Formel (I), worin X NRsRt ist.
-
Das
Trialkylaluminiumreagenz wird allgemein in den oben erwähnten Reaktionen
in einer Menge von äquimolar
bis ungefähr
fünfmal
der molaren Quantität
des Ausgangsmaterials, vorzugsweise zwei- bis dreimal der molaren
Quantität
des Ausgangsmaterials verwendet und die Reaktion wird in einem geeigneten
Lösungsmittel,
z. B. einem halogenierten Kohlenwasserstoff, wie z. B. Dichlormethan,
Chloroform, Kohlenstofftetrachlorid, Tetrachlorethan oder ähnlichen
durchgeführt;
einem Ether, wie z. B. Dioxan, THF, Dimethoxyethan oder ähnlichen.
Vorzugsweise wird die Kondensation in einem wasserfreien Lösungsmittel
durchgeführt
und bei einer Reaktionstemperatur von ungefähr allgemein –20°C bis 120°C, vorzugsweise
ungefähr
0°C bis
zur Rückflusstemperatur
des Lösungsmittels.
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Amine
der allgemeinen Formel HNRsRt können unter
Verwendung der Verfahren, die auf dem Gebiet für die Herstellung von Aminen
bekannt sind, hergestellt werden, wie z. B, wie gelehrt in Houben-Weil,
Methoden der Organischen Chemie, Band XI/1 (1957) und Band E16d/2
(1992), Georg Thieme Verlag, Stuttgart.
-
Insbesondere
werden Amine der allgemeinen Formel HNR
sR
t, worin einer von R
s und
R
t Wasserstoff bedeutet und der andere ein
Bestandteil (a), (b), (c), (d) und (e), wie oben definiert, oder
ein bestimmtes Beispiel davon bedeutet gemäß den in Schema (V) unten zusammengefassten
Verfahren hergestellt: Schema
(V)
worin
R eine Alkyl- oder Arylgruppe ist, R
u und
R
v sind wie oben definiert, X
6 bis
X
14 sind wie für (H2) definiert, A ist eine
Bindung oder eine Alkylenkette, R
10 ist
Wasserstoff (in (ii) und (vii)) oder Halogen (in (iii)) und R
11 ist eine Alkylgruppe, R
12 ist
Alkyl oder Aryl, L und L
1 sind Abgangsgruppen,
z. B. Halogen oder Mesylat, Y ist Halogen, Y
1 ist
eine Abgangsgruppe, z. B. ein Halogen und Y
1 und
Y
2 sind Abgangsgruppen, wie Halogene, z.
B. ist Y
1 Chlorid und Y
2 Brom,
Z
1 ist N oder CY
3, worin
Y
3 gewählt
ist aus Wasserstoff, Alkyl, Alkoxy, Alkylcarbonyl, Aryl, Aryloxy
oder Arylcarbonyl.
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Die
Reaktionen der Kondensation in (i) werden unter konventionellen
Reaktionsbedingungen durchgeführt,
wie beschrieben in J. March, Advanced Organic Chemistry, 3. Auflage,
1985, Wiley Interscience.
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Die
Reduktion der Amidfunktion in (i) wurde in geeigneter Weise unter
Verwendung bekannter Verfahren durchgeführt, z. B. durch Verwendung
von gemischten Hydrid-Reduktionsmitteln, wie z. B. Lithiumaluminiumhydrid
und Verfahren, wie beschrieben in Org Synth Coll, Band 4, 564.
-
Der
Schutz der primären
Aminogruppe in (i) kann die Verwendung von klassischen Carbamatschutzmitteln,
wie z. B. t-Butoxycarbonyl (Boc), Benzyloxycarbonyl (Cbz) oder Fluorenylmethoxycarbonyl
(Fmoc) oder der Phthalimido-Schutzgruppe nach sich ziehen. Die Synthese
und Entfernung solcher Schutzgruppen wird z. B. in Protective Groups
in Organic Synthesis, T. W Greene Ed., Wiley, New York, 1981 beschrieben.
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Die
Reduktion des Nitrils in (i) wird in geeigneter Weise unter Verwendung
bekannter Verfahren durchgeführt,
z. B. befolgend das in J. Med. Chem., 39, 1514, (1996) beschriebene
Verfahren.
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Die
Reduktion des Nitropyridins in (ii) wird in geeigneter Weise unter
Verwendung des in J. Org. Chem. 58, 4742 (1993) beschriebenen Verfahrens
durchgeführt.
-
Die
Alkylierung von Hydroxynitropyridin in (ii) kann unter Verwendung
des in J. Org. Chem 55, 2964 (1990) beschriebenen Verfahrens bewirkt
werden.
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Die
Versetzungsreaktion in (iii) und (vii) wird in geeigneter Weise
unter Verwendung des in Helvetica Chemica Acta 47 (2), 45 (1964)
beschriebenen Verfahrens durchgeführt.
-
Die
Reduktion des Nitrils in (v) wird in geeigneter Weise durch katalytische
Hydrierung über
Platinoxid durchgeführt.
-
Die
Reduktion der Nitrogruppe in (vii) wird in geeigneter Weise unter
Verwendung des in J. Org. Chem. 58, 4742 (1993) beschriebenen Verfahrens
durchgeführt.
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Die
Reaktion des Säurehalogenids
NC-A-COY zur Bereitstellung von Dialkylphosphonat in (iv) wird folgend
dem in J Org Chem 36, 3843 (1971) beschriebenen Verfahren bewirkt.
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Die
Reaktion des Azids mit Triphenylphosphin in (v) wird in feuchtem
Tetrahydrofuran, wie beschrieben in Bull Soc Chim Fr 1985, 815 durchgeführt.
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Die
Azide in (v) werden hergestellt, wie dargestellt unter Verwendung
von Azidotrimethylsilan, folgend dem Verfahren, wie beschrieben
in Synthesis 1995, 376.
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Die
Reaktion der Verbindung Y1-A-Y2 und
des Aminderivats in (v) schreitet unter konventionellen Versetzungsreaktionsbedingungen
fort.
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Die
Reaktionen in (vi) können
unter Verwendung bekannter konventioneller Verfahren, wie beschrieben
in J. March, Advanced Organic Chemistry, 3. Auflage, 1985, Wiley
Interscience durchgeführt
werden. Zum Beispiel kann die Oxidation unter Verwendung von Oxidationsmitteln,
wie z. B. Chromsäure
(Jones-Reagenz) durchgeführt
werden; die reduktive Aminierung des Ketons kann mit Benzylamin
zum Erhalt eines Iminintermediats durchgeführt werden, das dann unter
Verwendung bekannter Verfahren und Reduktionsmittel, wie z. B. Natriumborhydrid
oder Lithiumaluminiumhydrid reduziert wird.
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Eine
Debenzylierung kann dann wiederum unter Verwendung konventioneller
Verfahren durchgeführt werden,
z. B. mit Wasserstoff in Gegenwart eines Katalysators, wie z. B.
Palladium auf Kohle. Der Schutz des Ketons als Ethylenketal kann
mit Ethylenglykol unter saurer Katalyse durchgeführt werden; Acylierungen oder Alkylierungen
können
durch Behandlung der geeigneten Piperidinderivate mit Acyl- oder
Alkylhalogeniden in Gegenwart einer anorganischen oder organischen
Base durchgeführt
werden; die Entfernung von Schutzgruppen von dem Dioxolan zu dem
Keton kann durch saure Behandlung in wässrigen oder alkoholischen
Lösungsmitteln
bewirkt werden. Der Schutz einer primären Aminogruppe in 4-Aminopiperidinen
kann die Verwendung von klassischen Carbamatschutzmitteln, wie t-Butoxycarbonyl
(Boc), Benzyloxycarbonyl (Cbz) oder Fluorenylmethoxycarbonyl (Fmoc)
oder der Phthalimido-Schutzgruppe nach sich ziehen: die Synthese
und Entfernung solcher Schutzgruppen wird z. B. in Protective Groups
in Organic Synthesis, T. W Greene Ed., Wiley, New York, 1981 beschrieben.
4-Oxopiperidine können
in die korrespondierenden Oxime durch Behandlung mit Hydroxyl- oder
Alkoxylamin in einem geeigneten Lösungsmittel umgewandelt werden;
die Reduktion des Oxims zum Amin kann unter Verwendung konventioneller
Reduktionsmittel, wie z. B. Lithiumaluminiumhydrid oder Natriumcyanoborhydrid
durchgeführt
werden.
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Die
Ausgangsmaterialien in den obigen Reaktionen (i), (ii), (iii), (iv),
(v), (vi) und (vii) sind bekannte, kommerziell erhältliche
Verbindungen.
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Eine
Verbindung der Formel (I) oder ein Solvat davon kann aus den oben
erwähnten
Verfahren gemäß chemischen
Standardverfahren isoliert werden.
-
Die
Herstellung von Salzen und/oder Solvaten der Verbindungen der Formel
(I) kann unter Verwendung des geeigneten konventionellen Verfahrens
durchgeführt
werden.
-
Falls
benötigt,
können
Mischungen von Isomeren der Verbindungen der Erfindung in individuelle
Stereoisomere oder Diastereoisomere durch konventionelle Mittel
aufgetrennt werden, z. B. durch die Verwendung einer optisch aktiven
Säure als
Auftrennungsmittel. Geeignete optisch aktive Säuren können als Auftrennungsmittel
verwendet werden, wie beschrieben in "Topics in Stereochemistry", Band 6, Wiley Interscience, 1971,
Allinger, N. L. und Eliel, W. L. Herausgeber.
-
Alternativ
kann jedes Enantiomer einer Verbindung der Erfindung durch stereospezifische
Synthese unter Verwendung optisch reiner Ausgangsmaterialien bekannter
Konfiguration erhalten werden.
-
Die
absolut Konfiguration von Verbindungen kann durch konventionelle
Verfahren, wie z. B. röntgenkristallografische
Verfahren, bestimmt werden.
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Der
Schutz von jeder reaktiven Gruppe oder jedem Atom kann auf jeder
geeigneten Stufe in den vorstehenden Verfahren durchgeführt werden.
Geeignete Schutzgruppen beinhalten diejenigen, die für die jeweilige
Gruppe oder das Atom, die geschützt
werden sollen, konventionell auf dem Gebiet verwendet werden. Schutzgruppen
können
unter Verwendung des geeigneten konventionellen Verfahrens hergestellt
und entfernt werden, z. B. OH-Gruppen, einschließlich Diole, können als
silylierte Derivate durch Behandlung mit einem geeigneten Silylierungsmittel,
wie z. B. Di-tert-butylsilyl-bis-(trifluormethansulfonat) geschützt werden:
die Silylgruppe kann dann unter Verwendung konventioneller Verfahren,
wie z. B. einer Behandlung mit Wasserstofffluorid, vorzugsweise
in Form eines Pyridinkomplexes und optional in Gegenwart von Aluminiumoxid
oder durch Behandlung mit Acetylchlorid in Methanol entfernt werden.
Alternativ können
Benzyloxygruppen verwendet werden, um phenolische Gruppen zu schützen, die
Benzyloxygruppe kann unter Verwendung einer katalytischen Hydrogenolyse
un ter Verwendung von Katalysatoren wie Palladium(II)-chlorid oder
10%igem Palladium auf Kohlenstoff entfernt werden.
-
Aminogruppen
können
unter Verwendung jeder konventionellen Schutzgruppe geschützt werden,
z. B. tert-Butylestern von Carbaminsäure können durch Behandlung der Aminogruppe
mit Di-tert-Butyldicarbonat gebildet werden, die Aminogruppe kann
durch Hydrolyse des Esters unter sauren Bedingungen unter Verwendung
von z. B. Hydrogenchlorid in Ethylacetat oder Trifluoressigsäure in Methylendichlorid
regeneriert werden. Eine Aminogruppe kann als Benzylderivat geschützt werden,
hergestellt aus dem geeigneten Amin und einem Benzylhalogenid unter
basischen Bedingungen, die Benzylgruppe kann durch katalytische
Hydrogenolyse entfernt werden, unter Verwendung z. B. von Palladium
auf Kohlenstoffkatalysatoren.
-
Indol-NH-Gruppen
und ähnliche
können
unter Verwendung jeder konventionellen Gruppe geschützt werden,
z. B. Benzolsulfonyl, Methylsulfonyl, Tosyl, Formyl, Acetyl (alle
durch Behandlung mit alkalischen Reagenzien entfernbar), Benzyl
(entfernbar entweder durch Natrium in flüssigen Ammoniak oder durch
AlCl3 in Toluol), Allyl (entfernbar durch
Behandlung mit Rhodium(III)-chlorid unter sauren Bedingungen), Benzyloxycarbonyl
(entfernbar entweder durch katalytische Hydrierung oder durch alkalische
Behandlung), Trifluoracetyl (entfernbar durch entweder alkalische
oder saure Behandlung), t-Butyldimethylsilyl (entfernbar durch Behandlung
mit Tetrabutylammoniumfluorid), 2-(Trimethylsilyl)ethoxymethyl (SEM)
(entfernbar durch Behandlung mit Tetrabutylammoniumfluorid in Gegenwart
von Ethylendiamin), Methoxymethyl (MOM) oder Methoxyethyl(MEM)-gruppen
(entfernt durch milde saure Behandlung).
-
Carboxylgruppen
können
als Alkylester, z. B. Methylester, geschützt werden, wobei diese Ester
unter Verwendung konventioneller Verfahren hergestellt und entfernt
werden können,
wobei ein geeignetes Verfahren zur Umwandlung von Carbomethoxy in
Carboxyl die Verwendung von wässrigem
Lithiumhydroxid ist.
-
Eine
Abgangsgruppe oder ein Atom ist jede Gruppe oder jedes Atom, die
sich unter den Reaktionsbedingungen von dem Ausgangsmaterial abspalten
wird und dadurch die Reaktion an einer spezifizierten Stelle unterstützt. Geeignete
Beispiele solcher Gruppen, falls nicht anders angegeben, sind Halogenatome,
Mesyloxy, p-Nitrobenzolsulfonyloxy und Tosyloxygruppen.
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Die
Salze, Ester, Amide und Solvate der hier erwähnten Verbindungen müssen unter
Umständen durch
konventionelle Verfahren hergestellt werden: z. B. können Säureadditionssalze
durch Behandlung einer Verbindung der Formel (I) mit der geeigneten
Säure hergestellt
werden.
-
Ester
von Carbonsäuren
können
durch konventionelle Veresterungsverfahren hergestellt werden, z. B.
können
Alkylester durch Behandlung der benötigten Carbonsäure mit
dem geeigneten Alkanol im allgemeinen unter sauren Bedingungen hergestellt
werden.
-
Amide
können
unter Verwendung konventioneller Amidierungsverfahren hergestellt
werden, z. B. können
Amide der Formel CONRsRt durch
Behandlung der relevanten Carbonsäure mit einem Amin der Formel HN
RsRt hergestellt
werden, worin Rs und Rt wie
oben definiert sind.
-
Alternativ
kann ein C1-6-Alkylester, wie z. B. Methylester
der Säure
mit einem Amin der oben definierten Formel HNRsRt behandelt werden, um das benötigte Amid
bereitzustellen.
-
Wie
oben erwähnt,
sind die Verbindungen der Erfindung für die folgenden nützlichen
therapeutischen Eigenschaften indiziert:
-
Die
vorliegende Erfindung stellt daher ein Behandlungsverfahren und/oder
ein Verfahren für
die Prophylaxe von Erkrankungen bereit, assoziiert mit einer Überaktivität von Osteoklasten
bei Säugern,
wobei das Verfahren die Verabreichung einer effektiven nicht-toxischen
Menge eines selektiven Inhibitors von Säuger-Osteoklasten umfasst.
-
Ein
geeigneter selektiver Inhibitor von Säuger-Osteoklasten ist ein selektiver
Inhibitor der Vakuolen-ATPase, lokalisiert auf dem Bürstensaum
von Säuger-Osteoklasten.
-
Ein
bestimmter selektiver Inhibitor der Säuger-Vakuolen-ATPase ist eine
Verbindung der Formel (I) oder ein pharmazeutisch akzeptables Salz
davon oder ein pharmazeutisch akzeptables Solvat davon.
-
So
stellt die vorliegende Erfindung weiter ein Behandlungsverfahren
für die
Osteoporose und verwandte osteopenische Erkrankungen beim Menschen
oder nicht-menschlichen Säugern
bereit, das die Verabreichung einer effektiven, nicht-toxischen
Menge einer Verbindung der Formel (I) oder eines pharmazeutisch akzeptablen
Solvats davon an einen Menschen oder ein nicht-menschliches Säugetier,
das derselben bedarf, umfasst.
-
In
einem weiteren Aspekt stellt die vorliegende Erfindung einen Inhibitor
von Säuger-,
insbesondere menschlichen Osteoklasten bereit, z. B. eine Verbindung
der Formel (I) oder ein pharmazeutisch akzeptables Salz oder Solvat
davon zur Verwendung als aktive therapeutische Substanz.
-
Der
bevorzugte Säuger
ist der Mensch. Säuger-Osteoklasten
sind vorzugsweise menschliche Osteoklasten.
-
Insbesondere
stellt die vorliegende Erfindung eine Verbindung der Formel (I)
oder ein pharmazeutisch akzeptables Salz davon und/oder ein pharmazeutisch
akzeptables Solvat davon zur Verwendung bei der Behandlung und/oder
Prophylaxe von Osteoporose und verwandten osteopenischen Erkrankungen
bereit.
-
Von
besonderem Interesse ist die Osteoporose, die mit peri- und post-menopausalen
Bedingungen assoziiert ist. Ebenfalls umfasst sind Behandlung und
Prophylaxe der Paget-Erkrankung, die Hyperkalzämie, die mit Knochenneoplasmen
assoziiert ist und alle Typen osteoporotischer Erkrankungen, wie
unten klassifiziert, gemäß ihrer Ätiologie:
-
Primäre Osteoporose
-
Involutiv
-
- Typ I oder postmenopausal
- Typ II oder senil
-
Juvenil
-
- idiopathisch bei jungen Erwachsenen.
-
Sekundäre Osteoporose
-
Endokrine Abnormalität
-
- Hyperthyroidismus
- Hypogonadismus
- Ovarialaplasie oder Turner's
Syndrom
- Hyperadrenocorticotropismus oder Cushing's Syndrom
- Hyperparathyroidismus
-
Knochenmarkabnormalitäten
-
- Multiples Myelom und verwandte Störungen
- Systemische Mastozytose
- Disseminiertes Karzinom
- Gaucher'sche
Erkrankung
-
Bindegewebeabnormalität
-
- Osteogenesis imperfecta
- Homocystinurie
- Ehlers-Danlos-Syndrom
- Marfan-Syndrom
- Menke-Syndrom
-
Verschiedene Gründe
-
- Immobilisierung oder Gewichtslosigkeit
- Sudeck's Syndrom
- Chronisch obstruktive pulmonäre
Erkrankung
- Chronischer Alkoholismus
- Chronische Heparinverabreichung
- Chronische Einnahme von antikonvulsiven Arzneimitteln.
-
Zusätzlich umfasst
die Erfindung die Behandlung von Tumoren, insbesondere denjenigen,
die mit Nierenkrebs, Melanom, Colonkrebs, Lungenkrebs und Leukämie in Beziehung
stehen, wie auch die Behandlung viraler Bedingungen (z. B. denjenigen,
die das Semliki-Forest-Virus, Stomatitis vesiculosa – Newcastle
-, Influenza A und B- und HIV-Virus involvieren), von Geschwüren (z.
B. der chronischen Gastritis und Ulcus pepticus, induziert durch
Helicobacter pylori), die Verwendung als Immunsuppressiva bei Autoimmunerkrankungen
und der Transplantation, als antilipidämische Mittel für die Behandlung
und/oder Verhinderung von hypercholesterolämischen und atheriosklerotischen
Erkrankungen und sollte nützlich
sein für
die Behandlung von AIDS und der Alzheimer'schen Erkrankung. Es wird angenommen,
dass diese Verbindungen auch für
die Behandlung angiogener Erkrankungen geeignet sind, d. h. denjenigen
pathologischen Zuständen,
die von der Angiogenese abhängen,
wie z. B. der rheumatoiden Arthritis, Diabetes Retinopathie, Psoriasis
und feste Tumoren.
-
Ein
selektiver Inhibitor der pharmakologischen Aktivität menschlicher
Osteoklastenzellen, wie z. B. eine Verbindung der Formel (I) oder
ein pharmazeutisch akzeptables Salz davon und/oder ein pharmazeutisch akzeptables
Solvat davon, können
per se oder vorzugsweise als pharmazeutische Zusammensetzung, die ebenfalls
einen pharmazeutisch akzeptablen Träger umfasst, verabreicht werden.
-
Dementsprechend
stellt die vorliegende Erfindung auch eine pharmazeutische Zusammensetzung
bereit, umfassend einen selektiven Inhibitor der pharmakologischen
Aktivität
menschlicher Osteoklastenzellen, insbesondere der Knochenresorptions-Aktivität menschlicher
Osteoklastenzellen, assoziiert mit einem abnormalen Verlust von
Knochenmasse und einem pharmazeutisch akzeptablen Träger hierfür.
-
Ein
bestimmter Inhibitor menschlicher Osteoklastenzellen ist ein selektiver
Inhibitor der menschlichen Osteoklasten-Vakuolen-ATPase, wie z.
B. eine Verbindung der Formel (I) oder ein pharmazeutisch akzeptables
Salz davon oder ein pharmazeutisch akzeptables Solvat davon und
ein pharmazeutisch akzeptabler Träger hierfür.
-
Aktive
Verbindungen oder ein pharmazeutisch akzeptables Salz davon und/oder
ein pharmazeutisch akzeptables Solvat davon werden in der Regel
in Einheitsdosierungsform verabreicht.
-
Eine
effektive Menge zur Behandlung der hier beschriebenen Störungen hängt von
Faktoren ab, wie der Wirksamkeit der aktiven Verbindungen, der besonderen
Natur des gewählten
pharmazeutisch akzeptablen Salzes oder pharmazeutisch akzeptablen
Solvates, der Natur und Schwere der zu behandelnden Störungen und
dem Gewicht des Säugers.
-
Eine
Einheitsdosis wird jedoch in der Regel 0,01 bis 50 mg, z. B. 1 bis
25 mg der Verbindung der Erfindung beinhalten. Einheitsdosierungen
werden in der Regel ein- oder mehrmals pro Tag verabreicht, z. B.
1-, 2-, 3-, 4-, 5- oder 6mal pro Tag, üblicherweise 1- bis 3- oder
2- bis 4mal pro Tag, so dass die gesamte tägliche Dosis in der Regel im
Bereich von 0,01 bis 250 mg, noch üblicher 1 bis 100 mg, z. B.
5 bis 70 mg für
einen 70 kg Erwachsenen liegen wird, d. h. in einem Bereich von
ungefähr
0,0001 bis 3,5 mg/kg/Tag, noch üblicher
0,01 bis 1,5 mg/kg/Tag, beispielsweise 0,05 bis 0,7 mg/kg/Tag liegen
wird.
-
In
dem oben beschriebenen Dosierungsbereich sind keine toxikologischen
Wirkungen für
die Verbindungen der Erfindung indiziert.
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Die
vorliegende Erfindung beschreibt auch ein Verfahren für die Behandlung
von Tumoren, insbesondere denjenigen, die zu Nierenkrebs, Melanom,
Colonkrebs, Lungenkrebs oder Leukämie in Beziehung stehen, wie
auch von viralen Bedingungen (z. B. denjenigen, die das Semliki
Forest-, Stomatitis Vesiculosa-, Newcastle-, Influenza A und B-
und HIV-Virus involvieren), von Geschwüren (z. B. der chronischen
Gastritis und Ulcus pepticus, induziert durch Helicobacter pylori),
von Autoimmunerkrankungen und Transplantation, für die Behandlung und/oder Verhinderung
von hypercholesterolämischen
und artheriosklerotischen Erkrankungen, von AIDS und der Alzheimer'schen Erkrankung,
angiogener Erkrankungen, wie der rheumatoiden Arthritis, der Diabetes
Retinopathie, der Psoriasis und festen Tumoren bei einem Menschen
oder nicht-menschlichen Säuger,
das die Verabreichung einer effektiven, nicht-toxischen Menge einer
Verbindung der Formel (I) oder eines pharmazeutisch akzeptablen
Solvats davon an einen Menschen oder einen nicht-menschlichen Säuger, der dessen
bedarf, umfasst.
-
Bei
solchen Behandlungen kann die aktive Verbindung durch jeden geeigneten
Weg verabreicht werden, z. B. auf dem oralen, parenteralen oder
topischen Weg. Für
eine solche Verwendung wird die Verbindung in der Regel in Form
einer pharmazeutischen Zusammensetzung in Assoziation mit einem
menschlichen oder veterinärmedizinischen
pharmazeutischen Träger,
Verdünnungsmittel
und/oder Exzipienz verwendet, obwohl die exakte Form der Zusammensetzung
natürlich
von der Verabreichungsweise abhängen
wird.
-
Die
Zusammensetzungen werden durch Mischung hergestellt und sind in
geeigneter Form an die orale, parenterale oder topische Verabreichung
angepasst und können
als solche in Form von Tabletten, Kapseln, oralen Flüssigpräparationen,
Pulvern, Körnern,
Tabletten, Pastillen, rekonstituierbaren Pulvern, injizierbaren und
infundierbaren Lösungen
oder Suspensionen, Suppositorien und transdermalen Mitteln vorliegen.
Oral verabreichbare Zusammensetzungen werden bevorzugt, insbesondere
geformte orale Zusammensetzungen, da sie für die allgemeine Verwendung
am geeignetsten sind.
-
Tabletten
und Kapseln für
die orale Verabreichung werden in der Regel in einer Einheitsdosis
präsentiert
und enthalten konventionelle Exzipienzien, wie z. B. Bindemittel,
Füllstoffe,
Verdünnungsmittel,
Tablettiermittel, Gleitmittel, Desintegranzien, Färbemittel,
Geschmacksmittel und Benetzungsmittel. Die Tabletten können gemäß auf dem
Gebiet wohlbekannten Weisen beschichtet werden.
-
Geeignete
Füllstoffe
zur Verwendung beinhalten Cellulose, Mannitol, Lactose und ähnliche
Mittel. Geeignete Desintegrationsmittel beinhalten Stärke, Polyvinylpyrrolidon
und Stärkederivate,
wie z. B. Natriumstärkeglycollat.
Geeignete Gleitmittel beinhalten z. B. Magnesiumstearat. Geeignete
pharmazeutisch akzeptable Benetzungsmittel beinhalten Natriumlaurylsulfat.
-
Diese
festen oralen Zusammensetzungen können durch konventionelle Verfahren
des Vermischens, Füllens,
Tablettierens oder ähnlichem
hergestellt werden. Wiederholte Mischoperationen können verwendet werden,
um den Wirkstoff durch diese Zusammensetzungen unter Verwendung
großer
Mengen von Füllstoffen zu
verteilen. Solche Arbeitsschritte sind natürlich auf dem Gebiet konventionell.
-
Orale
Flüssigpräparationen
können
z. B. in Form von wässrigen
oder öligen
Suspensionen, Lösungen, Emulsionen,
Sirups oder Elixieren vorliegen oder können als Trockenprodukt für die Rekonstitution
mit Wasser oder einem anderen geeigneten Vehikel vor der Verwendung
präsentiert
werden. Solche flüssigen
Präparationen
können
konventionelle Additive enthalten, wie z. B. Suspendiermittel, z.
B. Sorbit, Sirup, Methylcellulose, Gelatine, Hydroxyethylcellulose,
Carboxymethylcellulose, Aluminiumstearatgel oder hydrierbare essbare
Fette, Emulgatoren, z. B. Lecithin, Sorbitanmonooleat oder Gummi
arabicum; nicht-wässrige
Vehikel (die essbare Öle
beinhalten können),
z. B. Mandelöl,
fraktioniertes Kokosöl, Ölester,
wie z. B. Ester von Glycerin, Propylenglykol oder Ethylalkohol;
Konservierungsmittel, wie z. B. Methyl- oder Propyl-p-hydroxybenzoat
oder Sorbinsäure
und falls gewünscht,
konventionelle Geschmacks- oder Färbemittel.
-
Für die parenterale
Verabreichung werden Fluideinheitsdosierungsformen hergestellt,
die die Verbindung der vorliegenden Erfindung und ein steriles Vehikel
enthalten. Die Verbindung, abhängig
von dem Vehikel und der Konzentration, kann entweder suspendiert
oder gelöst
sein. Parenterale Lösungen
werden in der Regel durch Lösen
der Verbindung in einem Vehikel und Filtersterilisation vor dem
Abfüllen
in ein geeignetes Gefäß oder eine
Ampulle und dem Versiegeln hergestellt. Vorteilhafterweise sind
außerdem
Adjuvantien, wie z. B. ein lokales Anästhetikum, Konservierungsmittel
und Puffer in dem Vehikel gelöst.
Um die Stabilität
zu erhöhen,
kann die Zusammensetzung nach dem Einfüllen in das Gefäß eingefroren
und das Wasser unter Vakuum entfernt werden.
-
Parenterale
Suspensionen werden im wesentlichen auf dieselbe Weise hergestellt,
außer
dass die Verbindung in dem Vehikel suspendiert anstatt gelöst wird
und dass durch Aussetzen gegenüber
Ethylenoxid vor einem Suspendieren in dem sterilen Vehikel sterilisiert
wird. Vorteilhafterweise ist ein Tensid oder Benetzungsmittel in
der Zusammensetzung enthalten, um eine einheitliche Verteilung der
aktiven Verbindung zu erleichtern.
-
Für die topische
Verabreichung kann die Zusammensetzung in Form einer transdermalen
Salbe oder eines Pflasters für
die systemische Zufuhr der aktiven Verbindung vorliegen und kann
in konventioneller Weise hergestellt werden, wie z. B. in den Standard-Textbüchern beschrieben,
wie "Dermatological
Formulations" – B. W.
Barry (Drugs and the Pharmazeutisch Sciences – Dekker) oder Harrys Cosmeticology
(Leonard Hill Books).
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Die
vorliegende Erfindung stellt auch die Verwendung eines selektiven
Inhibitors der biologischen Aktivität von menschlichen Osteoklasten
bereit, insbesondere der Knochenresorptionsaktivität menschlicher
Osteoklasten, assoziiert mit einem abnormalen Verlust an Knochenmasse,
einer Verbindung der Formel (I) oder eines pharmzeutisch akzeptablen
Salzes oder Solvates davon, für
die Herstellung eines Medikaments für die Behandlung und/oder Prophylaxe
von Krankheiten, die mit einer Überaktivität von Osteoklasten
bei Säugern assoziiert
sind, wie z. B. der Behandlung und/oder Prophylaxe von Osteoporose
und verwandten osteopenischen Erkrankungen.
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Die
vorliegende Erfindung stellt auch die Verwendung eines selektiven
Inhibitors der biologischen Aktivät menschlicher Osteoklasten
bereit, insbesondere der Knochenresorptionsaktivität menschlicher
Osteoklasten, assoziiert mit einem abnormalen Verlust an Knochenmasse
für die
Herstellung eines Medikaments für die
Behandlung von Tumoren, insbesondere denjenigen, die mit Nierenkrebs,
Melanom, Colonkrebs, Lungenkrebs und Leukämie in Beziehung stehen, viraler
Bedingungen (z. B. denjenigen, die das Semliki-Forest, Stomatitis
vesiculosa, Newcastle, Influenza A und B und HIV-Virus betreffen),
Geschwüren
(z. B. der chronischen Gastritis und Ulcus Pepticus, induziert durch
Helicobacter pylori), Autoimmunerkrankungen und der Transplantation,
für die
Behandlung und/oder Verhinderung von hypercholästerolämischen und atherosklerotischen
Erkrankungen, AIDS und Alzheimer'scher
Erkrankung, angiogenen Erkrankungen, wie z. B. der rheumatoiden Artritis,
der Diabetes Retinopathie, der Psoriasis und festen Tumoren.
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Bei
den Verbindungen der Erfindung werden keine unakzeptablen toxikologischen
Wirkungen erwartet, wenn sie gemäß der Erfindung
verabreicht werden. Wie üblich,
werden die Zusammensetzungen in der Regel von geschriebenen oder
gedruckten Anweisungen zur Verwendung für die betroffene medizinische
Behandlung begleitet.
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Im
folgenden illustrieren Beschreibungen, Beispiele und pharmakologische
Verfahren die Erfindung.
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Präparation 1
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Ethyl-α-oxo-3-(2-nitro-4,5-dichlorphenyl)propanoat
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Zu
einer Suspension aus Kalium (49,2 g, 1,26 mol) in wasserfreiem Diethylether
(500 ml) wurde eine Lösung
aus EtOH abs. (319 ml) und wasserfreiem Diethylether (260 ml) tröpfchenweise
unter Stickstoff für
eine Zeitspanne von vier Stunden zugefügt. Die resultierende Lösung wurde
mit wasserfreiem Diethylether (1.200 ml) verdünnt und dann wurde Diethyloxalat
(171 ml, 1,26 mol) tröpfchenweise über ungefähr 30 Minuten
zugefügt.
Zu der resultierenden gelben Mischung wurde eine Lösung aus
2-Nitro-4,5- dichlortoluol
(260 g, 1,26 mmol), hergestellt, wie beschrieben von Cohen und Dakin
in J. Chem. Soc., 79, 1133, in wasserfreiem Diethylether (450 ml)
tröpfchenweise
in einer Stunde bei Raumtemperatur zugefügt. Das Rühren wurde für zusätzliche
drei Stunden fortgesetzt und die dunkelbraune Mischung wurde bei
Raumtemperatur zwei Tage abgesetzt. Das Kaliumsalz wurde durch Absaugen
gesammelt und getrocknet, um ein dunkelbraunes Pulver zu ergeben. Dies
wurde in einer Mischung aus Wasser (400 ml) und Ethylacetat (400
ml) suspendiert, dann mit 10%iger HCl angesäuert. Die organische Phase
wurde mit Sole gewaschen, mit wässrigem
gesättigtem
NaHCO3 und wieder mit Sole und dann mit
MgSO4 getrocknet. Die Verdampfung erzeugte
239 g der Titelverbindung (781 mmol, Ertrag 62,0%) als hellbraunen
Feststoff, der als solcher für
den nächsten
Schritt verwendet wurde, Schmelzpunkt = 92 bis 94°C.
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Präparation 2
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Ethyl-5,6-dichlorindol-2-carboxylat
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Eine
Mischung aus Ethyl-α-oxo-3-(2-nitro-4,5-dichlorphenyl)propanoat
(200 g, 653 mmol) und Eisenpulver (320 g, 5,75 mol) in EtOH/AcOH
1/1 (2,5 l) wurde zwei Stunden im Rückfluss erwärmt. Nach dem Abkühlen wurde
die resultierende Mischung im Vakuum evaporiert und der feste Rest
wurde in THF (4 l) gelöst. Der
feste Rest wurde auf Fluosil gefiltert und dann mit zusätzlichem
THF (2 l) gewaschen. Die gesammelten organischen Phasen wurden konzentriert,
um einen dunklen Rest (203 g) zu ergeben. Dieser wurde mit AcOEt/CH2Cl2 behandelt und
der verbliebene Feststoff wurde abgefiltert. Die Verdampfung erzeugte
120 g der Titelverbindung (465 mmol, Ertrag 71,2%), die als solche
für den
nächsten
Schritt verwendet wurde, Schmelzpunkt = 215 bis 218°C.
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Präparation 3
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5,6-Dichlorindol-2-methanol
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Zu
einer eiskalten gerührten
1 M Lösung
LiAlH4 in wasserfreiem THF (800 ml, 800
mmol) unter Argon wurde Ethyl-5,6-dichlorindol-2-carboxylat (118
g, 457 mmol), gelöst
in wasserfreiem THF (1 l), tröpfchenweise zugefügt, während die
Temperatur auf weniger als 5°C
gehalten wurde. Das Rühren
bei 0°C
wurde für
eine Stunde fortgesetzt, dann wurde die Reaktion mit Wasser (35
ml), 15%igem wässrigen
NaOH (35 ml) und Wasser (70 ml) gelöscht. Die Mischung wurde auf
einem Celite-Stopfen gefiltert und mit THF (2 × 500 ml) gewaschen. Die organische
Phase wurde getrocknet (MgSO4) und konzentriert,
um einen Rest (80 g) zu ergeben, der mit AcOEt/n-Heptan 1/2 zum
Erhalt von 52,0 g der reinen Titelverbindung (241 mmol, Ertrag 52,7%)
als Öl chromatographiert
wurde.
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Präparation 4
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5,6-Dichlorindol-2-carboxaldehyd
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Eine
Lösung
aus 5,6-Dichlorindol-2-methanol (43 g, 199 mmol) in Diethylether
(1,3 l) wurde mit aktiviertem MnO2 (64 g,
730 mmol) aktiviert und 15 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Zusätzliches
MnO2 (20 g, 230 mmol) wurde zugefügt und das
Rühren
für 5 Stunden
fortgesetzt. Die Suspension wurde auf einen Celite-Stopfen gefiltert,
dann wurde der Stopfen mit Diethylether und warmem Aceton gewaschen.
Die gesammelten organischen Phasen wurden konzentriert, um 38,5
g der Titelverbindung (180 mmol, Ertrag 90,4%) zu ergeben, die als
solche im nächsten
Schritt verwendet wurde, Schmelzpunkt = 207 bis 208°C.
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Präparation 5
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Verfahren A), Ethyl-(E)-3-(5,6-dichlorindol-2-yl)-2-propenoat
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5,6-Dichlorindol-2-carboxaldehyd
(35 g, 164 mmol) wurde in Toluol (1,5 l) unter Argon gelöst, dann wurde
(Ethoxycarbonylmethylen)triphenylphosphoran (60 g, 176 mmol) zugefügt und die
Lösung
wurde 3 Stunden im Rückfluss
gekocht. Das Lösungsmittel
wurde unter reduziertem Druck evaporiert und der Rest auf Silikagel
mit AcOEt/n-Heptan 1/4 zum Erhalt von 28,0 g der reinen Verbindung,
Schmelzpunkt = 188 bis 190°C (Ertrag
60,1%) chromatographiert.
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Verfahren B), Ethyl-(E)-3-(5,6-dichlorindol-2-yl)-2-propenoat
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Zu
einer Lösung
aus Triethylphosphonoacetat (32,9 g, 147 mmol) in THF (150 ml),
wurde NaH (5,95, 148 mmol) portionsweise unter Stickstoff zugefügt, während die
Temperatur zwischen 0 und 5°C
gehalten wurde und das über
30 Minuten. Nachdem Raumtemperatur erreicht war, wurde 5,6-Dichlor-1H-indol-2-carboxaldehyd
(29 g, 135,5 mmol), gelöst
in THF (200 ml) tröpfchenweise
zugefügt,
während
die Innentemperatur bei ungefähr
20°C gehalten
wurde (ungefähr
1 Stunde). Das Lösungsmittel
wurde unter reduziertem Druck evaporiert und der Rest mit H2O (200 ml) und EtOAc (500 ml) behandelt.
Die organische Schicht wurde mit Sole gewaschen, über Na2SO4 getrocknet und
zur Trockne evaporiert, um einen Rest zu erhalten, der mit Hexan pulverisiert,
gefiltert und im Vakuum getrocknet wurde, was 34,5 g der Titelverbindung
ergab, Schmelzpunkt = 188 bis 190°C
(Ertrag = 89,6%).
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Präparation 6
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(E)-3-(5,6-Dichlorindol-2-yl)-2-propen-1-ol
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Zu
einer Lösung
aus Ethyl-(E)-3-(5,6-dichlorindol-2-yl)-2-propenoat (28 g, 98,5
mmol) in trockenem THF (500 ml), gerührt unter Argon bei –20° wurde DIBAL
(1 M Lösung
in Hexane, 200 mmol) tröpfchenweise zugefügt, während die
Temperatur auf unter –20°C gehalten
wurde. Das Rühren
wurde für
eine Stunde fortgesetzt, dann wurde die Reaktion mit Wasser (70
ml) gelöscht.
Nach einem Erwärmen
auf Raumtemperatur wurde Diethylether (350 ml) zugefügt und die
Suspension wurde auf einen Celite-Stopfen gefiltert. Der Stopfen wurde
mit Diethylether (3 × 100
ml) gewaschen, dann wurden die gesammelten organischen Phasen getrocknet
(MgSO4) und evaporiert, um 23,85 g der Titelverbindung
zu ergeben (98,5 mmol, Ertrag 100%), die als solche im nächsten Schritt
verwendet wurde.
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Präparation 7
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(E)-3-(5,6-Dichlorindol-2-yl)-2-propenaldehyd
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Zu
einer Lösung
aus (E)-3-(5,6-dichlorindol-2-yl)-2-propen-1-ol (23,8 g, 98,3 mmol)
in Diethylether (800 ml) wurden aktiviertes MnO2 (71
g, 8,76 mol) und NaCl (60 g) zugefügt und die resultierende Suspension für einen
Tag bei Raumtemperatur gerührt.
Dies wurde dann auf einen Celite-Stopfen gefiltert, wiederholt mit AcOEt
gewaschen, und die organische Phase wurde getrocknet (MgSO4) und evaporiert, um 21,0 g der Titelverbindung
zu ergeben (87,5 mmol, Ertrag 89,0%), die als solche im nächsten Schritt
verwendet wurde.
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Präparation 8
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Methyl-(2Z,4E)-5-(5,6-dichlorindol-2-yl)-2-methoxy-2,4-pentadienoat
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Eine
Lösung
aus (E)-3-(5,6-Dichlorindol-2-yl)-2-propenaldehyd (15 g, 62,5 mmol),
Methyl-2-methoxy-2-(triphenylphosphonium)acetat-bromid (31 g, 69,6
mmol) und DBU (10,5 ml, 70,1 mmol) wurde für 4 Stunden im Rückfluss
erwärmt.
Das Lösungsmittel
wurde evaporiert und der rohe Rest auf Silikagel mit AcOEt/n-Heptan
1/4 chromatographiert, um 14,5 g der reinen Titelverbindung zu ergeben
(44,5 mmol, Ertrag 71,1%) und zwar nach Pulverisierung mit Diisopropylether,
Schmelzpunkt = 203 bis 204°C.
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Präparation 9
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(2Z,4E)-5-(5,6-Dichlorindol-2-yl)-2-methoxy-2,4-pentadiensäure
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Eine
Suspension aus Methyl-(2Z,4E)-5-(5,6-dichlorindol-2-yl)-2-methoxy-2,4-pentadienoat
(10 g, 30,7 mmol) und KOH (3,6 g, 64,2 mmol) in EtOH/Wasser 1/1
(460 ml) wurde 3 Stunden im Rückfluss
erwärmt.
Die Sus pension wurde nach Abkühlen
auf Raumtemperatur in Wasser (1,5 l) gegossen, was dann mit 2 N
HCl angesäuert
und mit AcOEt (2 × 1
l) extrahiert wurde. Die organische Phase wurde mit Wasser gewaschen
und getrocknet (MgSO4), dann konzentriert
und der Rest mit CH2Cl2 aufgenommen.
Eine Filtration und ein Trocknen in dem Ofen bei 50°C ergab 9,5
g der reinen Titelverbindung (30,4 mmol, Ertrag 99,1%), Schmelzpunkt
= 299 bis 250°C.
1H-NMR (DMSO-d6):
11,81 (bs, 1H); 7,77 (s, 1H); 7,53 (s, 1H); 7,20 (dd, 1H); 6,95
(d, 1H); 6,84 (d, 1H); 6,61 (s, 1H); 3,74 (s, 3H).
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Präparation 10
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1,2,2,6,6-Pentamethyl-4-piperidonhydroiodid
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Eine
Lösung
aus 2,2,6,6-Tetramethyl-4-piperidon-monohydrat (40 g, 23,1 mmol)
und Methyliodid (98,31 g, 69,3 mmol) in Isopropylalkohol (25 ml)
wurde bei Raumtemperatur 48 Stunden gerührt. Die resultierende Suspension
wurde gefiltert, der feste Rest getrocknet und aus MeOH umkristallisiert.
Nach Filtration und wiederholten Waschungen mit MeOH wurde der Feststoff
getrocknet, was die reine Titelverbindung ergab (31,6 g, 10,6 mmol,
Ertrag 46,0%) und zwar als hellbraune Kristalle.
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Präparation 11
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1,2,2,6,6-Pentamethyl-4-piperidonoxim
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Eine
Suspension aus 1,2,2,6,6-Pentamethyl-4-piperidon-hydroiodid (3 g,
10,1 mmol) und Hydroxylamin-hydrochlorid (980 mg, 14 mmol) in Wasser
(6 ml) wurde bei Raumtemperatur für 15 Minuten gerührt. Festes
NaOH wurde zugefügt,
bis der pH basisch war und die Suspension sich verdickte. Wasser
(3 ml) wurde zugefügt
und das Rühren
bei Raumtemperatur wurde über
Nacht fortgesetzt. Die Suspension wurde gefiltert und der Feststoff
mit (einigen ml) Wasser gewaschen und getrocknet. Der Feststoff
wurde dann in Et2O gelöst, die Lösung wurde getrocknet (MgSO4) und konzentriert, um nach einem Trocknen
die reine Titelverbindung als weiße Kristalle zu ergeben (1,55
g, 8,41 mmol, Ertrag 83,3%).
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Präparation 12
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4-Amino-1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidin
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LiAlH4 (925 mg, 24,4 mmol) wurde unter Rühren bei
0°C unter
Ar zu wasserfreiem THF (100 ml), gefolgt von 1,2,2,6,6-Pentamethyl-4-piperidonoxim
(1,50 g, 8,14 mmol) zugefügt.
Die Suspension wurde 2 Stunden im Rückfluss erwärmt, dann auf Raumtemperatur
abgekühlt
und über
Nacht gerührt.
Nach einem Kühlen auf
0°C wurde
Wasser (0,9 ml), 15%iges wässriges
NaOH (0,9 ml) und Wasser (2,8 ml) vorsichtig tröpfchenweise zugefügt. Die Suspension
wurde 15 Minuten bei Raumtemperatur gerührt, dann wurde MgSO4 zugefügt und
das Rühren
für 30
Minuten fortgesetzt. Nach der Filtration wurde die Flüssigkeit
konzentriert und der ölige Rest
auf Silikagel (CH2Cl2/MeOH/aq·NH3 95/5/1) chromatographiert. Die gesammelten
Fraktionen wurden gesammelt und konzentriert, um die reine Titelverbindung
als gelbes Öl
zu ergeben (750 mg, 4,40 mmol, Ertrag 54,1%).
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Präparation 13
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(2Z,4E)-5-(Indol-2-yl)-2-methoxy-2,4-pentadiensäure
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wurde
aus 2-Indolcarbaldehyd (Heterocycles, 1984, 22, 1211) unter Verwendung
der in Präparationen 5
bis 9 beschriebenen Reaktionssequenz hergestellt. Schmelzpunkt =
189 bis 190°C.
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Präparation 14
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Ethyl-5-trifluormethyl-2-indolcarboxylat
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5-Trifluormethylphenylhydrazin
(5 g, 28,4 mmol) wurde mit Ethylpyruvat (3,3 ml, 30 mmol) in Ethanol (15
ml) behandelt, was nach einer Filtration 5,4 g des korrespondierenden
Phenylhydrazons als weißes
Pulver ergab, Schmelzpunkt = 134 bis 137°C. Diese Verbindung (5,4 g,
19,7 mmol) wurde 3 Stunden in Toluol (150 ml) in Gegenwart von wasserfreier
p-Toluolsulfonsäure
(6 g, 34,8 mmol) im Rückfluss
erwärmt,
woraufhin man 0,9 g (18%) der Titelverbindung als gelbes Pulver
erhielt, Schmelzpunkt = 153 bis 154°C.
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Präparation 15 (2Z,4E)-5-(5-Trifluormethylindol-2-yl)-2-methoxy-2,4-pentadiensäure
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wurde
aus Ethyl-5-trifluormethyl-2-indolcarboxylat unter Verwendung der
bei den Präparationen
3 bis 9 beschriebenen Reaktionssequenz hergestellt. Schmelzpunkt
= 191 bis 193°C.
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Präparation 16
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Ethyl-5-brom-2-indolcarboxylat
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wurde
aus 5-Bromphenylhydrazin und Ethylpyruvat unter Verwendung des bei
Präparation
14 beschriebenen Verfahrens hergestellt, Schmelzpunkt = 160 bis
169°C.
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Präparation 17
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(2Z,4E)-5-(5-Bromindol-2-yl)-2-methoxy-2,4-pentadiensäure
-
wurde
aus Ethyl-5-brom-2-indolcarboxylat unter Verwendung der in den Präparationen
3 bis 9 beschriebenen Reaktionssequenz hergestellt, Schmelzpunkt
= 208 bis 210°C.
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Präparation 18
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2,6-Dimethyl-4-(2-pyrimidinyl)piperazin-dihydrochlorid
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Eine
Lösung
aus 1,71 g (15 mmol) 2,6-Dimethylpiperazin und 1,14 g (10 mmol)
2-Chlorpyrimidin in 25 ml Ethanol wurde für 16 Stunden im Rückfluss
erwärmt.
Die Reaktionsmischung wurde bei reduziertem Druck konzentriert,
in 25 ml Wasser gelöst
und zweimal mit 50 ml Methylenchlorid extrahiert. Die organische
Phase wurde über
MgSO4 getrocknet und bei reduziertem Druck
konzentriert. Der Rest wurde in Acetonitril gelöst und mit einer Lösung aus
wasserfreiem HCl in Ethanol behandelt. Das Salz wurde gefiltert
und im Vakuum getrocknet, um 1,70 g der Titelverbindung zu ergeben.
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Präparation 19
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3-[2,6-Dimethyl-4-(2-pyrimidinyl)piperazin-1-yl]-propylamid
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Eine
Mischung aus 1,1 g (4,1 mmol) 2,6-Dimethyl-4-(2-pyrimidinyl)piperazin-dihydrochlorid,
0,45 g (4,1 mmol) 3-Chlorpropionamid, 3 g 30% KF auf Clarcel® in
25 ml Acetonitril wurde 72 Stunden bei 150°C in einem geschlossenen Gefäß erwärmt. Nach
Abkühlen
auf Raumtemperatur wurde die Mischung über eine Filterhilfe gefiltert
und bei reduziertem Druck konzentriert. Der Rest wurde in Wasser
gelöst,
mit wässrigem
1 N NaOH alkalisch gemacht und zweimal mit 25 ml Methylenchlorid
extrahiert. Die organische Phase wurde über MgSO4 getrocknet
und bei reduziertem Druck konzentriert. Der Rest wurde dann durch
Chromatographie auf Silikagel (AcOEt, EtOH, NH4OH:
45, 5, 1) gereinigt, um 0,2 g der Titelverbindung zu ergeben, Schmelzpunkt
= 125°C.
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Präparation 20
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3-[2,6-Dimethyl-4-(2-pyrimidinyl)piperazin-1-yl]propylamin
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50
mg (1,54 mmol) LiAlH4 wurde zu einer Lösung aus
0,2 g (0,77 mmol) 3-[2,6-Dimethyl-4-(2-pyrimidinyl)piperazin-1-yl]-propylamid
in 5 ml Diethylether und 5 ml THF zugefügt. Die Mischung wurde eine
Stunde bei Raumtemperatur gerührt
und eine zusätzliche
Stunde im Rückfluss,
dann wurde die Reaktion durch sukzessive Zugabe von 50 μl Wasser,
50 μl 15%iger
wässriger
NaOH und 3 × 50 μl Wasser
gelöscht.
Die Mischung wurde mit Diethylether verdünnt, gefiltert, über MgSO4 getrocknet und bei reduziertem Druck konzentriert.
Der Rest wurde durch Säulenchromatographie
auf Silikagel (CH2Cl2,
EtOH, NH4OH: 45, 5, 1) gereinigt, um 0,037 g
der Titelverbindung zu ergeben.
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Präparation 21
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3-[4-(2,6-Dimethylphenyl)piperazin-1-yl]propylamin
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4-(2,6-Dimethylphenyl)-piperazin
(1 g, 5,23 mmol) in MeOH (10 ml) wurde auf 0°C abgekühlt und 0,305 g (5,73 mmol)
Acrylonitril wurden zugefügt.
Die Reaktion wurde über
Nacht bei Raumtemperatur gerührt und
im Vakuum evaporiert, was 1 g von rohem 3-[4-(2,6-Dimethylphenyl)piperazin-1-yl]propionitril als
wachsartigen Feststoff ergab. Diese Verbindung wurde in MeOH (60
ml), 2 ml 37%iger HCl und unter Druck (40 psi) mit 0,2 g 10%igem
Pd\C hydriert. Die Reaktion wurde gefiltert und zur Trockene evaporiert,
woraufhin man 1 g der Titelverbindung als Hydrochloridsalz erhielt,
das ohne weitere Reinigung für
die folgende Reaktion verwendet wurde.
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Beispiel 1a
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(2Z,4E)-5-(5,6-Dichlor-1H-indol-2-yl)-2-methoxy-N-(1,2,2,6,6-pentamethylpiperidin-4-yl)-2,4-pentadienamid
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Eine
Lösung
aus (2Z,4E)-5-(5,6-Dichlor-1H-indol-2-yl)-2-methoxy-2,4-pentadiensäure (736
mg, 3,65 mmol), 4-Amino-1,2,2,6,6-pentamethylpiperidin (620 mg,
3,65 mmol), 1-Hydroxy-7-azabenzotriazol-hydrat (474,5 mg, 3,65 mmol)
und 1-(3-Dimethylaminopropyl)-3-ethylcarbodiimid-hydrochlorid (693,5
mg, 3,65 mmol) in DMF (2 ml) wurde bei Raumtemperatur über Nacht
gerührt.
Die Lösung
wurde in Sole (20 ml) gegossen und wiederholt mit EtOAc extrahiert.
Die organische Phase wurde mit 5%igem wässrigem CaCO3 gewaschen,
getrocknet (MgSO4) und im Vakuum evaporiert.
Der Rest wurde auf Silikagel unter Verwendung von Ethylacetat :
Methanol : wässrigem
Ammoniak (32%) 90 : 10 : 2 als Elutionsmischung chromatographiert.
Die gesammelten Fraktionen ergaben die reine Titelverbindung (0,8,
Ertrag 73%) als gelbe Kristalle, Schmelzpunkt = 212°C.
1H-NMA (200 MHz, DMSO-d6):
1,02 (s, 6H); 1,08 (s, 6H); 1,44 (t, 2H); 1,62 (m, 2H); 2,18 (s,
3H); 3,70 (s, 3H); 4,07 (m, 1H); 6,6 (m, 2H); 6,84 (d, 1H); 7,14
(dd, 1H); 7,51 (s, 1H); 7,75 (s, 1H); 7,91 (d, 1H); 11,74 (s, 1H, Austausch
mit D2O).
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Beispiel 1b
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Zwei
andere Isomers wurden aus der Säulenchromatographie
isoliert:
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(2E,4E)-5-(5,6-Dichlor-1H-indol-2-yl)-2-methoxy-N-(1,2,2,6,6-pentamethylpiperidin-4-yl)-2,4-pentadienamid
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- 1H-NMR (200 MHz, THF-d8): 10,76
(s br, 1H); 8,19 (dd, 1H); 7,54 (s, 1H); 7,40 (s, 1H); 6,93 (d br,
1H); 6,51 (d, 1H); 6,32 (d, 1H); 5,92 (d, 1H); 4,25–4,12 (m,
1H); 3,70 (s, 3H); 2,25 (s, 3H); 1,72 (m, 2H); 1,32 (dd, 2H); 1,10 (s,
12H).
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Beispiel 1c
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(2Z,4Z)-5-(5,6-Dichlor-lH-indol-2yl)-2-methoxy-N-(1,2,2,6,6-pentamethylpiperidin-4-yl)-2,4-pentadienamid
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- 1H-NMR (200 MHz, THF-d8):
10,48 (s br, 1H); 7,58 (s, 1H); 7,44 (s, 1H); 7,22 (d, 1H); 6,99
(d br, 1H); 6,61 (s br, 1H); 6,59 (dd, 1H); 6,42 (d, 1H); 4,25–4,12 (m,
1H); 3,75 (s, 3H); 2,28 (s, 3H); 1,72 (m, 2H); 1,33 (dd, 2H); 1,11
(s, 12H).
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Liste der Abkürzungen,
die in den obigen Präparationen
und Beispielen verwendet wurden
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- Florisil Eingetragene Marke
- Celite Eingetragene Marke für
Dicalit
- DMF Dimethylformamid
- EI Elektronenaufschlag
- AcOEt Ethylacetat
- FAB POS Schnelle Atombombardierung/positiver Ionennachweis
- MS Massenspektrum
- TSP Thermospray
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Biologische
Assays Hintergrund
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Es
ist bekannt, dass bei Anbindung an den Knochen eine elektrogene
H+-Adenosintriphosphatas (ATPase) an der
Osteoklasten-Knochengrenzfläche
polarisiert ist. Die Pumpe transportiert große Mengen an Protonen in die
Resorptionsmikroumgebung zur Bewirkung einer Mobilisierung der Knochenmineralien
und zur Erzeugung des sauren pHs, das die Collagenasen zum Abbau
der Knochenmatrix benötigen.
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Die
Vakuolen-Natur der Osteoklasten-Protonpumpe wurde ursprünglich von
Blair [H. C. Blair at al., Science, 245, 855 (1989)] erkannt und
dann von Bekker [P. J. Bekker et al., J. Bone Min. Res., 5, 569
(1990)] und Väänänen [K.
K. Väänänen et al.,
J. Cell. Biol., 111, 1305 (1990]) bestätigt. Beweise basierten auf
Präparationen
von Bürstensaummembranfragmenten
von Vögel-Osteoklasten
(erhalten von der Medulla von Calcium-ausgehungerten Eier legenden Hennen).
Die resultierenden Membranvesikel säuern in Reaktion auf ATP an,
was einfach durch Messung des Fluoreszenzquenches von Acridin-orange
nachweisbar ist, einer schwachen Base, die sich in sauren Abteilungen
anhäuft.
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Das
biochemische Muster zeigte an, dass die Osteoklasten-Protonenpumpe
zu den vakuolenähnlichen
ATPasen gehörte,
da der Protonentransport durch N-Ethylmaleimid (NEM) inhibiert wurde,
einem Sulfhydrylreagenz und durch Bafilomycin A1,
einem selektiven Inhibitor von Vakuolen H+ ATPasen
[J. E. Bowman et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 85, 7972 (1988)],
während
er nicht durch Ouabain, einem Inhibitor von Na+/K+-ATPasen inhibiert wurde; Natriumorthovanadat,
ein Inhibitor von P-ATPasen oder durch Omeprazol oder SCH 28080,
die beide Inhibitoren von Magen-H+/K+-ATPase sind [J. P. Mattsson et al., Acta
Physiol. Scand., 146, 253 (1992)].
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Es
ist bekannt, dass spezifische Inhibitoren von Vakuolen-ATPasen,
wie z. B. Bafilomycin A1, in der Lage sind,
die Knochenresorption in Osteoklastenkulturen zu inhibieren [K.
Sundquist et al., Biochem. Biophys. Res. Commun. 168, 309–313 (1990)].
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Inhibition
des Protonentransports und der v-ATPase-Aktivität in Membranvesikeln
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Präparation von rohen Knochenmikrosomen
aus calciumausgehungerten Eier legenden Hennen
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Vesikel
wurden aus der Medulla, erhalten von Tibia und Femur von Eier legenden
Hennen hergestellt, die mindestens 15 Tage im Hinblick auf Calcium
aushungert wurden. Kurz gefasst wurden Knochenfragmente mit einer
24 Skalpellklinge abgekratzt, in 40 ml Isolationsmedium (0,2 M Saccharose
50 mM KCl, 10 mM Hepes, 1 mM EGTA, 2 mM Dithiothreitol, pH 7,4)
suspendiert und durch ein Nylonsieb mit einer 100 μm Porengröße gefiltert.
Das gesamte Verfahren wurde bei 4°C
durchgeführt.
Nach Homogenisieren in einem Töpfer (20
Schläge)
in 40 ml Isolationsmedium wurde eine anfängliche Zentrifugation (6.500 × gmax × 20
Minuten) durchgeführt,
um Mitochondrien und Lysosomen zu entfernen. Der Überstand
wurde bei 100.000 × gmax für
1 Stunde zentrifugiert und das Pellet wurde in 1 ml Isolationsmedium
gesammelt, in 200 μl
Aliquots geteilt, direkt in flüssigem
Stickstoff eingefroren und bei –80°C gelagert.
Der Proteingehalt wurde unter Verwendung eines Biorad colorimetrischen
Kits gemäß Bradford
[M. Bradford, Anal. Biochem., 72, 248 (1976)] bestimmt.
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Für den Protonentransportassay
wurden 5 bis 10 μl
der Membranen verwendet.
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Reinigung
von Oesteoklastenmembranen: 1 ml rohe Mikrosomenvesikel, wie oben
hergestellt, wurden auf die Spitze eines Saccharoseschrittgradienten
aufgebracht (ungefähr
0,2 ml pro Rohr), bestehend aus 3,5 ml 15%, 30% und 45% (G/G) Sac charose
in Isolationsmedium und bei 280.000 gmax für 2 Stunden
(SW 41 Ti-Rotor) zentrifugiert. Nach der Zentrifugation wurden die
30 bis 45% Saccharosegrenzflächen
gesammelt, ungefähr
20fach im Isolationsmedium verdünnt
und bei 100.000 gmax für 1 Stunde (SW 28 Rotor) pelletiert.
Das Pellet wurde dann in 1 ml Isolationsmedium resuspendiert, in
Aliquots aufgeteilt und in flüssigem
N2 eingefroren und bei –80°C bis zur Verwendung gelagert.
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Menschliche
Nierenmembranen wurden von dem Cortex einer menschlichen Niere erhalten,
direkt nach dem chirurgischen Eingriff eingefroren, gemäß dem in
der Literatur für
Rindernieren berichteten Verfahren (S. Gluck, J. Biol. Chem., 265,
21957 (1990)).
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Protonentransport
in Membranvesikeln wurde semi-quantitativ durch Messung der anfänglichen
Neigung des Fluoreszenzquench von Acridinorange bewertet (Anregung
490 nm; Emission 530 nm) nach Zugabe von 5 bis 20 μl Membranvesikel
in 1 ml Puffer, enthaltend 0,2 M Saccharose, 50 mM KCl, 10 mM Hepes,
pH 7,4, 1 mM ATP × Na2, 1 mM CDTA, 5 μM Valinomycin und 4 μM Acridinorange.
Die Reaktion wurde durch Zugabe von 5 mM MgSO4 gestartet.
Die Ergebnisse wurden als Prozent des Mittels von zwei Kontrollen
ausgedrückt.
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Inhibition
der Bafilomycin-sensitiven ATPase-Aktivität wurde in gereinigten Membranvesikeln
durch Messung der Freisetzung von anorganischem Phosphat (Pi) während 30
Minuten einer Inkubation bei 37°C
in einer Platte mit 96 Vertiefungen entweder in Gegenwart oder in
Abwesenheit von Bafilomycin A1 bewertet.
Das Reaktionsmedium enthielt 1 mM ATP, 10 mM HEPES-Tris, pH 8, 50
mM KCl, 5 μM
Valinomycin, 5 μM
Nigericin, 1 mM CDTA-Tris, 100 μM
Ammoniummolybdat, 0,2 M Saccharose und Membranen (20 μg Protein/ml).
Die Reaktion wurde durch MgSO4 (8armige
Pipette) initiiert und nach 30 Minuten durch Zugabe von 4 Volumen
des Malachit-Grün-Reagenzes (96armige
Pipette) beendet, hergestellt gemäß Chan [Anal. Biochem. 157,
375 (1986)]. Die Absorption bei 650 nm wurde nach 2 Minuten unter
Verwendung einer Mikroplatten-Ablesevorrichtung gemessen. Die Ergebnisse
sind als μmol
(Pi) × mg
Protein–1 × h–1 ausgedrückt und
repräsentieren
für jedes
Experiment das Mittel ±SEM
von Triplikaten.
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Pharmakologische Daten
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Inhibition der Bafilomycin-empfindlichen
ATPase in Hühner-
Osteoklasten
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Die
Verbindungen der vorliegenden Erfindung können die Bafilomycin-sensitive ATPase
in Hühner-Osteoklasten
in einem Bereich von 18 nM bis 1.000 nM inhibieren. Insbesondere:
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Inhibition der Knochenresorption
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In vitro Assays
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1)
Knochenresorption bei desaggregierten Ratten-Osteoklasten kann,
wie vorher in der Literatur beschrieben, bewertet werden [T. J.
Chambers et al., Endocrinology, 1985, 116, 234]. Kurz gefasst wurden
Osteoklasten mechanisch von langen Knochen von neugeborenen Ratten
in Hepes-gepuffertem Medium 199 (Flow, UK) desintegriert. Die Suspension
wurde mit einer Pipette bewegt und man ließ die größeren Fragmente sich für 30 Sekunden
absetzen. Die Zellen wurden dann zu zwei Vertiefungen einer Schale
mit mehreren Vertiefungen zugefügt,
die Knochenstücke
enthielten, die jeweils 12 mm2 maßen. Nach
15 Minuten bei 37°C
wurden die Knochenstücke
entfernt, in Medium 199 gewaschen und in individuelle Vertiefungen
einer Platte mit 96 Vertiefungen platziert. Diese wurden 24 Stunden
in einem Gesamtvolumen von 2 ml Kulturmedium inkubiert, bestehend
aus 10%igem fötalem
Kälberserum
in Hanks-gepufferter MEM in the Gegenwart oder Abwesenheit des Arzneimittels.
Die Anzahl der Osteoklasten und der Knochenresorption wurde durch
eine konfocale-Laser-Raster-Mikroskopie (CLSM) quantifiziert: die
Knochenstücke
wurden mit 2%igem Glutaraldehyd in 0,2 M Cacodylat-Puffer fixiert
und die Osteoklasten auf jedem Knochenstückchen wurden für Tartrat-resistente saure
Phosphatase gefärbt.
Nach einem Auszählen
der Anzahl der großen,
vielkernigen, rotgefärbten
Zellen wurden die Knochenstücke
in 10%igem Natriumhypochlorit 5 Minuten zum Entfernen der Zellen
eingetaucht, in destilliertem Wasser gewaschen und mit Gold zerstäubungsbeschichtet.
Die gesamte Oberfläche
von jedem Knochenstück
wurde dann im CLSM überprüft. Die
Anzahl und die Größe der osteoklastischen
Gruben, der ebene Bereich und das Volumen von resorbierten Knochen
wurden aufgezeichnet. Die Ergebnisse wurden als mittlere Grubenzahl
pro Knochenstück,
mittlere Grubenanzahl pro Osteoklast, mittlerer Bereich pro Osteoklast oder
mittleres Volumen pro Osteoklast ausgedrückt.
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2)
Knochenresorption durch menschliche Osteoklasten kann unter Verwendung
einer Modifikation des obigen Verfahrens bestimmt werden. Kurz gefasst
werden menschliche Osteoklasten von menschlichen Riesenzelltumoren
durch negative Selektion unter Verwendung Pan-humaner HLA II-Antikörpern zusammen
mit Dynal-Magnetkügelchen
gereinigt. Die Osteoklasten werden auf bovine Knochenstücken in
Hepes-gepuffertem Medium 199 (Flow, UK) ausgesät. Nach 30 Minuten werden die
Knochenstückchen
in eine Platte mit 24-Vertiefungen (4 Stückchen pro Vertiefung), enthaltend
2 ml pro Vertiefung Medium, bestehend aus 10%igem fötalem Kälberserum,
in D-MEM, übertragen.
Eine Stunde später
werden Vehikel (DMSO) oder Testverbindungen in unterschiedlichen
Konzentrationen in DMSO zugefügt
und die Inkubation wird für
47 Stunden fortgesetzt. Knochenstückchen werden dann, wie oben
beschrieben, behandelt und analysiert im Hinblick auf den Ratten-Osteoklasten-Assay.
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3)
Inhibition der PTH-stimulierten 45Ca2+-Freisetzung aus vorher markierten fötalen Ratten-Langknochen.
Der Assay basiert auf dem von Raisz (J. Clin. Invest. 44: 103–116, 1965)
beschriebenen. Zeitgepaarten Sprague-Dawley-Ratten wurde subkutan
200 mCi 45CaCl2 am
18. Tag der Gestation injiziert. Am folgenden Tag wurden die Föten aseptisch
entfernt und Radii und Ulnae wurden frei von benachbartem weichem
Gewebe und knorpeligen Enden seziert und dann 24 Stunden bei 37°C in BGJ-Medium,
enthaltend 1 mg/ml BSA, kultiviert. Die Knochen wurden dann in frisches
Medium transferiert, enthaltend die Testverbindungen (0,1 bis 50 μM) mit und
ohne PTH (12 nM) und wurden für
zusätzliche
48 Stunden inkubiert. Die Medien wurden gesammelt und die Knochen
extrahiert, um die mittlere prozentuale Calciumfreisetzung zu bestimmen
und zwar durch Szintillationszählung.
Die Ergebnisse wurden als % Inhibition im Vergleich mit der aus Kulturen,
die nur mit PTH inkubiert wurden, freigesetzten Calciummenge ausgedrückt.
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In vivo Assays
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Verhinderung einer Retinoid-induzierten
Hyperkalzämie
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Das
verwendete Verfahren war das von Trechsel et al., (J. Clin. Invest.
80: 1679–1686,
1987) beschriebene. Kurz gefasst wurden männliche Sprague-Dawley-Ratten,
die 160 bis 200 g (10 pro Gruppe) thyroparathyroidektomisiert und
subkutan mit dem Retinoid Ro 13-6298 (30 μg/Tag) über 3 Tage behandelt und es
wurde festgestellt, dass dies das Blutserum-Calcium um 4 bis 5 mg/100
ml signifikant anhob. Für
die Inhibition dieses Effekts wurden die Ratten simultan mit Testverbindungen
i. v. oder p. o. mit 0,1 bis 100 mg/kg, oder Vehikel behandelt und
Blut-Calcium wurde, wie oben beschrieben, gemessen, vor der Behandlung
und einen Tag nach der letzten Verabreichung. Die Ergebnisse wurden
als % Inhibition in Bezug auf Vehikel-behandelte Tiere ausgedrückt.
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Verhinderung des Knochenverlusts
bei Osteoporose, induziert durch Ovariektomie und Immobilisierung
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Sieben
Gruppen von 10 Sprague-Dawley-Ratten (200 g) durchliefen eine Ovariektomie
plus Neurektomie des Ischiasnervs im rechten Hinterbein, während eine
Gruppe gemäß dem von
Hayashi et al., (Bone 10: 25–28,
1989) beschriebenen Verfahren scheinoperiert wurde. Es wurde demonstriert,
dass ein Gleichgewichtszustand in der Menge des Trabekulärknochens
erhalten wurde, der 6 bis 12 Wochen nach den Operationen verlorengegangen
war. Während
einer 6-Wochen-Periode erhielten die operierten Tiere die Testverbindungen
(0,1 bis 100 mg/kg p. o. oder i. d.) oder Vehikel. Am Ende dieser
Behandlungszeitspanne wurden die Tiere geopfert und Tibia und Femur
des Hinterbeins wurden entfernt. Das Feucht- und Trockengewicht
der Tibia wurde bestimmt und die Dichte (Wasserbewegung) und Aschegehalt
(Gesamtgewicht, Calcium- und Phosphorgehalt) ebenfalls gemessen.
Der Femur wurde in 10%igem Formalin fixiert, in 5%iger Ameisensäure entmineralisiert
und Corona-Diaphysen- und Longitudinalsektion der distalen Metaphyse
geschnitten und mit Hämatoxilin
und Eosin gefärbt.
Die histomorphometrische Bewertung wurde unter Verwendung eines
halbautomatischen Bildanalysators (Immagini & Computer, Mailand, Italien) durchgeführt. In
der distalen Metaphyse wurden der prozentuale trabekuläre Knochenbereich
in der sekundären
Spongiosa (wobei es sich um den trabekulären Knochen 1 mm von der Epiphysen-Wachstumsplatte
bis ungefähr
4 mm zum Mittelschaft han delt, was einen Gesamtbereich von 5 mm2 ergibt) und die Anzahl der Trabekulä (gemäß Parfitt
et al., J. Knochen Min. Res. 2: 595, (1987)) bei allen Tieren bestimmt.
Im Mittelschaft wurden Medulla, Cortical (CA) und Gesamt (TA)-Querschnittsbereiche
gemessen und der Corticalindex (CI) aus der Formel CI=CA/TA bestimmt.
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Verhinderung von Knochenverlust
bei ovariektomisierten reifen Ratten
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Das
verwendete Verfahren basiert auf dem von Wronsky et al. [J. Bone
Min. Res., 6, 387 (1991) beschriebenen. Der Knochenverlust, der
im wesentlichen spongiös
ist, der nach einer Chirurgie auftritt, wird durch duale Emissions-Röntgenabsorptionsmessung
(DEXA) der Knochenmineraldichte (BMD) von Langknochen überwacht
und durch HPLC-Messungen der Urinniveaus von Produkten des Knochen-Collagen-Zusammenbruchs,
wie z. B. den vernetzten Resten von Pyridinolin (PYD), Deoxypyridinolin
(DPD) und Lysinglykosiden, d. h. Galactosyl-hydroxylysin (GHYL)
und Glucosylgalactosylhydroxylysin (GGHYL). Gruppen von 7 bis 10
weiblichen Sprague-Dawley-Ratten, mit einem Alter von ungefähr 90 Tagen
und einem Gewicht von 200 bis 250 g wurden verwendet. Die Ratten
wurden durch Natriumpentobarbital (35 mg/kg i. v.) anästhesiert,
eine Laparotomie wurde durchgeführt
und die Ovarien bilateral entfernt. Die Wunden werden adäquat desinfiziert
und genäht.
Eine Gruppe wird scheinoperiert. Während einer vierwöchigen experimentellen
Phase erhalten die operierten Tiere Testverbindungen in einem geeigneten
Vehikel (0,1 bis 100 mg/kg p. o. u. i. d.) oder Vehikel allein.
Alle 24 Stunden werden Urinproben für PYD-, DPD-, GHYL- und GGHYL-Bestimmungen
vor und 2, 4, 8, 11, 15, 18, 22 und 25 Tage nach dem chirurgischen
Eingriff gesammelt. Die Urinaliquots werden eingefroren und bei –20°C bis zur
HPLC-Analyse gelagert.
-
Vor
und nach dem Ende der Versuchsphase werden die Knochenmetaphysen-Mineraldichten
des linken distalen Femurs und der proximalen Tibia in vivo unter
Verwendung von leicht anästhesierten
Tieren bewertet. Die Ergebnisse werden als Prozent der Verhinderung
von Knochenverlust gegen Vehikel-behandelte Tiere ausgedrückt, unter
Verwendung der folgenden Gleichung, worin BMD die Knochen-Mineraldichte
am Ende der Versuchszeitspanne angibt und als Prozent der Prä-Ovariectomie-Grundlinie
ausgedrückt
ist:
Biologische
Daten für
die Verbindung von Beispiel 1
Menschlicher
Osteoklasten-Resorptions-Assay | IC50 = 3,4 nM |
Menschlicher
Nieren-ATPase-Assay | IC50 = 363 nM |
Schutz
vor Knochenverlust bei ovariektomisierten reifen Ratten mit 10 mg/kg
p. o. | 76% |
-
Andere therapeutische
Anwendungen
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Die
Aktivität
der erfindungsgemäßen Verbindungen
für die
anderen, hier erwähnten
Verwendungen kann gemäß den folgenden
Verfahren bestimmt werden, die hier inkorporiert sind:
- 1. Die Antitumor-Aktivität
kann gemäß den Verfahren
bestimmt werden, offenbart in der veröffentlichten internationalen
Anmeldung Nr. 93/18652; insbesondere dem verwendeten Screening,
experimentellen Details und der Bibliografie von M. R. Boyd et al.,
Status of the NCI preclinical antitumor drug discovery screen; principles
and practices of Oncology, 3, Ausgabe 10. Oktober 1989, Lippincott.
- 2. Die antivirale Aktivität
kann unter Verwendung der in-vitro-Assays bestimmt werden, die von H. Ochiai
et al., Antiviral Research, 27, 425–430 (1995) oder von C. Serra
et al., Pharmacol. Res., 29, 359 (1994) berichtet werden. Die Anti-HIV-Aktivität kann,
wie in der Literatur berichtet, bewertet werden, z. B. von S. Velásquez
et al., J. Med. Chem., 38, 1641–1649
(1995).
- 3. Die Geschwüren
entgegenwirkende Aktivität
kann in vivo unter Verwendung von Verfahren bewertet werden, die
in der Literatur berichtet werden, z. B. wie beschrieben von C.
J. Pfeiffer, Peptic Ulcer, C. J. Pfeiffer, Herausgeber Munksgaard
Publ. Kopenhagen, 1971. In-vitro-Assays für die Inhibition der Vakuolisierung, induziert
durch Helicobacter pylori, werden z. B. von E. Papini et al., FEMS
Microbiol Lett., 113, 155–160 (1993)
beschrieben.
- 4. Die Nützlichkeit
bei der Behandlung der Alzheimerschen Erkrankung kann unter Verwendung
von In-vitro-Modellen bestimmt werden, wie z. B. die Inhibition
der Amiloyd-beta-Produktion, wie beschrieben in der Literatur von
J. Knops et al., J. Biol. Chem., 270, 2419–2422 (1995) oder durch In-vivo-Modelle:
wie z. B. dem transgenen Maus-Modell, das menschliches APP überexprimiert,
berichtet von D. Games et al., Natur, 373, 523–527 (1995).
- 5. Die immunosupprimierende Aktivität kann, wie in der Literatur
berichtet, bewertet werden, z. B. von M.-K. Hu et al., J. Med. Chem.,
38, 4164–4170
(1995).
- 6. Die antilipidämische
Aktivität
kann, wie in der Literatur berichtet, bewertet werden, z. B. wie
bei E. A. L. Biessen et al., J. Med. Chem. 38, 1846–1852 (1995).
Die antiarteriosklerotische Aktivität kann unter Verwendung von
Tiermodellen der Arteriosklerose bewertet werden, wie z. B. dem
Kaninchen-Arteriosklerose-Mosell, die in der Literatur beschrieben
werden, z. B. von R. J. Lee et al., J. Pharm. Exp. Ther., 184, 105–112 (1973).
- 7. Die angiostatische Aktivität kann unter Verwendung von
in der Literatur beschriebenen Verfahren bewertet werden, z. B.
wie beschrieben von T. Ishii et al., J. Antibiot., 48, 12 (1995).