WO2000043333A2 - Method for the combinatorial search for reactions for producing useful products - Google Patents
Method for the combinatorial search for reactions for producing useful products Download PDFInfo
- Publication number
- WO2000043333A2 WO2000043333A2 PCT/EP2000/000462 EP0000462W WO0043333A2 WO 2000043333 A2 WO2000043333 A2 WO 2000043333A2 EP 0000462 W EP0000462 W EP 0000462W WO 0043333 A2 WO0043333 A2 WO 0043333A2
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- products
- starting materials
- reaction
- chemical
- properties
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 164
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title claims abstract description 96
- 239000007858 starting material Substances 0.000 claims abstract description 101
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 71
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 66
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 46
- 238000006452 multicomponent reaction Methods 0.000 claims abstract description 44
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 20
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 108
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 31
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 claims description 22
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 claims description 18
- 230000004071 biological effect Effects 0.000 claims description 15
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 claims description 12
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 claims description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 11
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims description 11
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims description 11
- 238000005457 optimization Methods 0.000 claims description 11
- -1 cobalt chloride Chemical class 0.000 claims description 10
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims description 10
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 9
- 238000013528 artificial neural network Methods 0.000 claims description 8
- 230000002068 genetic effect Effects 0.000 claims description 8
- 230000000144 pharmacologic effect Effects 0.000 claims description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N Triethylamine Chemical compound CCN(CC)CC ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 claims description 6
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 6
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Chemical compound [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 6
- 150000001299 aldehydes Chemical class 0.000 claims description 5
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 5
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 claims description 5
- 125000006239 protecting group Chemical group 0.000 claims description 5
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 claims description 5
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 claims description 5
- KZMGYPLQYOPHEL-UHFFFAOYSA-N Boron trifluoride etherate Chemical compound FB(F)F.CCOCC KZMGYPLQYOPHEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 claims description 4
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 claims description 4
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 4
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 claims description 4
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 claims description 4
- 238000012567 pattern recognition method Methods 0.000 claims description 4
- 239000000376 reactant Substances 0.000 claims description 4
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 claims description 4
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 4
- 238000010998 test method Methods 0.000 claims description 4
- JOXIMZWYDAKGHI-UHFFFAOYSA-N toluene-4-sulfonic acid Chemical compound CC1=CC=C(S(O)(=O)=O)C=C1 JOXIMZWYDAKGHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L zinc dichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Zn+2] JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 claims description 3
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 3
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 3
- 238000012804 iterative process Methods 0.000 claims description 3
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 claims description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 3
- 229910000027 potassium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000001225 therapeutic effect Effects 0.000 claims description 3
- 108091003079 Bovine Serum Albumin Proteins 0.000 claims description 2
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 102000004195 Isomerases Human genes 0.000 claims description 2
- 108090000769 Isomerases Proteins 0.000 claims description 2
- 239000002841 Lewis acid Substances 0.000 claims description 2
- 108090000364 Ligases Proteins 0.000 claims description 2
- 102000003960 Ligases Human genes 0.000 claims description 2
- 102000004882 Lipase Human genes 0.000 claims description 2
- 108090001060 Lipase Proteins 0.000 claims description 2
- 239000004367 Lipase Substances 0.000 claims description 2
- 102000004316 Oxidoreductases Human genes 0.000 claims description 2
- 108090000854 Oxidoreductases Proteins 0.000 claims description 2
- 102000035195 Peptidases Human genes 0.000 claims description 2
- 108091005804 Peptidases Proteins 0.000 claims description 2
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000004716 alpha keto acids Chemical class 0.000 claims description 2
- 125000003710 aryl alkyl group Chemical group 0.000 claims description 2
- 239000002585 base Substances 0.000 claims description 2
- 229940098773 bovine serum albumin Drugs 0.000 claims description 2
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- FJDQFPXHSGXQBY-UHFFFAOYSA-L caesium carbonate Chemical compound [Cs+].[Cs+].[O-]C([O-])=O FJDQFPXHSGXQBY-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 229910000024 caesium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000013592 cell lysate Substances 0.000 claims description 2
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 claims description 2
- 238000007385 chemical modification Methods 0.000 claims description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 2
- GVPFVAHMJGGAJG-UHFFFAOYSA-L cobalt dichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Co+2] GVPFVAHMJGGAJG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 150000004696 coordination complex Chemical class 0.000 claims description 2
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 claims description 2
- LSXWFXONGKSEMY-UHFFFAOYSA-N di-tert-butyl peroxide Chemical compound CC(C)(C)OOC(C)(C)C LSXWFXONGKSEMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 claims description 2
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 claims description 2
- 125000001072 heteroaryl group Chemical group 0.000 claims description 2
- 239000003456 ion exchange resin Substances 0.000 claims description 2
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 claims description 2
- FBAFATDZDUQKNH-UHFFFAOYSA-M iron chloride Chemical compound [Cl-].[Fe] FBAFATDZDUQKNH-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- VRWKTAYJTKRVCU-UHFFFAOYSA-N iron(6+);hexacyanide Chemical compound [Fe+6].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-].N#[C-] VRWKTAYJTKRVCU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 150000002527 isonitriles Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000007517 lewis acids Chemical class 0.000 claims description 2
- 235000019421 lipase Nutrition 0.000 claims description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 2
- 239000002808 molecular sieve Substances 0.000 claims description 2
- 150000002825 nitriles Chemical class 0.000 claims description 2
- 238000002414 normal-phase solid-phase extraction Methods 0.000 claims description 2
- HGASFNYMVGEKTF-UHFFFAOYSA-N octan-1-ol;hydrate Chemical compound O.CCCCCCCCO HGASFNYMVGEKTF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 150000002905 orthoesters Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 2
- MUMZUERVLWJKNR-UHFFFAOYSA-N oxoplatinum Chemical compound [Pt]=O MUMZUERVLWJKNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- YJVFFLUZDVXJQI-UHFFFAOYSA-L palladium(ii) acetate Chemical compound [Pd+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O YJVFFLUZDVXJQI-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 229910003446 platinum oxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 235000019833 protease Nutrition 0.000 claims description 2
- 102000005962 receptors Human genes 0.000 claims description 2
- 108020003175 receptors Proteins 0.000 claims description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 2
- 210000002966 serum Anatomy 0.000 claims description 2
- URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N sodium aluminosilicate Chemical compound [Na+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 claims description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 2
- 150000003566 thiocarboxylic acids Chemical class 0.000 claims description 2
- AHZJKOKFZJYCLG-UHFFFAOYSA-K trifluoromethanesulfonate;ytterbium(3+) Chemical compound [Yb+3].[O-]S(=O)(=O)C(F)(F)F.[O-]S(=O)(=O)C(F)(F)F.[O-]S(=O)(=O)C(F)(F)F AHZJKOKFZJYCLG-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 2
- 239000011592 zinc chloride Substances 0.000 claims description 2
- 235000005074 zinc chloride Nutrition 0.000 claims description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims 3
- DTQVDTLACAAQTR-UHFFFAOYSA-N Trifluoroacetic acid Chemical compound OC(=O)C(F)(F)F DTQVDTLACAAQTR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 claims 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 claims 1
- 238000009419 refurbishment Methods 0.000 claims 1
- 229930001119 polyketide Natural products 0.000 description 18
- 125000000830 polyketide group Chemical group 0.000 description 14
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 13
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 11
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 10
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 10
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 9
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 6
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 description 6
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 5
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 5
- 108010030975 Polyketide Synthases Proteins 0.000 description 4
- 241000191967 Staphylococcus aureus Species 0.000 description 4
- HUMNYLRZRPPJDN-UHFFFAOYSA-N benzaldehyde Chemical compound O=CC1=CC=CC=C1 HUMNYLRZRPPJDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 4
- 150000003881 polyketide derivatives Chemical class 0.000 description 4
- 102000004196 processed proteins & peptides Human genes 0.000 description 4
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 description 4
- 238000005556 structure-activity relationship Methods 0.000 description 4
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 241000589517 Pseudomonas aeruginosa Species 0.000 description 3
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 description 3
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 3
- 230000000507 anthelmentic effect Effects 0.000 description 3
- 230000003115 biocidal effect Effects 0.000 description 3
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 3
- 230000001506 immunosuppresive effect Effects 0.000 description 3
- 229930014626 natural product Natural products 0.000 description 3
- 238000007363 ring formation reaction Methods 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- HSJKGGMUJITCBW-UHFFFAOYSA-N 3-hydroxybutanal Chemical compound CC(O)CC=O HSJKGGMUJITCBW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PAYRUJLWNCNPSJ-UHFFFAOYSA-N Aniline Chemical compound NC1=CC=CC=C1 PAYRUJLWNCNPSJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AOJJSUZBOXZQNB-TZSSRYMLSA-N Doxorubicin Chemical compound O([C@H]1C[C@@](O)(CC=2C(O)=C3C(=O)C=4C=CC=C(C=4C(=O)C3=C(O)C=21)OC)C(=O)CO)[C@H]1C[C@H](N)[C@H](O)[C@H](C)O1 AOJJSUZBOXZQNB-TZSSRYMLSA-N 0.000 description 2
- BAVYZALUXZFZLV-UHFFFAOYSA-N Methylamine Chemical compound NC BAVYZALUXZFZLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000589516 Pseudomonas Species 0.000 description 2
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 2
- 230000000118 anti-neoplastic effect Effects 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 2
- 238000006757 chemical reactions by type Methods 0.000 description 2
- 238000013098 chemical test method Methods 0.000 description 2
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 2
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 2
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 2
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 2
- 239000003446 ligand Substances 0.000 description 2
- QNGNSVIICDLXHT-UHFFFAOYSA-N para-ethylbenzaldehyde Natural products CCC1=CC=C(C=O)C=C1 QNGNSVIICDLXHT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000037361 pathway Effects 0.000 description 2
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000011814 protection agent Substances 0.000 description 2
- ZAHRKKWIAAJSAO-UHFFFAOYSA-N rapamycin Natural products COCC(O)C(=C/C(C)C(=O)CC(OC(=O)C1CCCCN1C(=O)C(=O)C2(O)OC(CC(OC)C(=CC=CC=CC(C)CC(C)C(=O)C)C)CCC2C)C(C)CC3CCC(O)C(C3)OC)C ZAHRKKWIAAJSAO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 2
- QFJCIRLUMZQUOT-HPLJOQBZSA-N sirolimus Chemical compound C1C[C@@H](O)[C@H](OC)C[C@@H]1C[C@@H](C)[C@H]1OC(=O)[C@@H]2CCCCN2C(=O)C(=O)[C@](O)(O2)[C@H](C)CC[C@H]2C[C@H](OC)/C(C)=C/C=C/C=C/[C@@H](C)C[C@@H](C)C(=O)[C@H](OC)[C@H](O)/C(C)=C/[C@@H](C)C(=O)C1 QFJCIRLUMZQUOT-HPLJOQBZSA-N 0.000 description 2
- 229960002930 sirolimus Drugs 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 239000012085 test solution Substances 0.000 description 2
- 150000007970 thio esters Chemical class 0.000 description 2
- 229960005486 vaccine Drugs 0.000 description 2
- RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 1,4-Dioxane Chemical compound C1COCCO1 RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SMQBKIJQCAFMBA-UHFFFAOYSA-N 2-(4,6-dioxocyclohex-2-en-1-yl)butanoic acid Chemical compound O=C1C(C=CC(C1)=O)C(C(=O)O)CC SMQBKIJQCAFMBA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OXTNCQMOKLOUAM-UHFFFAOYSA-N 3-Oxoglutaric acid Chemical compound OC(=O)CC(=O)CC(O)=O OXTNCQMOKLOUAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAKURXIZZOAYBC-UHFFFAOYSA-N 3-oxopropanoic acid Chemical compound OC(=O)CC=O OAKURXIZZOAYBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000186046 Actinomyces Species 0.000 description 1
- 238000003512 Claisen condensation reaction Methods 0.000 description 1
- XFXPMWWXUTWYJX-UHFFFAOYSA-N Cyanide Chemical compound N#[C-] XFXPMWWXUTWYJX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GKKZMYDNDDMXSE-UHFFFAOYSA-N Ethyl 3-oxo-3-phenylpropanoate Chemical compound CCOC(=O)CC(=O)C1=CC=CC=C1 GKKZMYDNDDMXSE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000015303 Fatty Acid Synthases Human genes 0.000 description 1
- 108010039731 Fatty Acid Synthases Proteins 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AIJULSRZWUXGPQ-UHFFFAOYSA-N Methylglyoxal Chemical compound CC(=O)C=O AIJULSRZWUXGPQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229930191564 Monensin Natural products 0.000 description 1
- GAOZTHIDHYLHMS-UHFFFAOYSA-N Monensin A Natural products O1C(CC)(C2C(CC(O2)C2C(CC(C)C(O)(CO)O2)C)C)CCC1C(O1)(C)CCC21CC(O)C(C)C(C(C)C(OC)C(C)C(O)=O)O2 GAOZTHIDHYLHMS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000006833 Multifunctional Enzymes Human genes 0.000 description 1
- 108010047290 Multifunctional Enzymes Proteins 0.000 description 1
- 238000005481 NMR spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 1
- 239000004100 Oxytetracycline Substances 0.000 description 1
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- QJJXYPPXXYFBGM-LFZNUXCKSA-N Tacrolimus Chemical compound C1C[C@@H](O)[C@H](OC)C[C@@H]1\C=C(/C)[C@@H]1[C@H](C)[C@@H](O)CC(=O)[C@H](CC=C)/C=C(C)/C[C@H](C)C[C@H](OC)[C@H]([C@H](C[C@H]2C)OC)O[C@@]2(O)C(=O)C(=O)N2CCCC[C@H]2C(=O)O1 QJJXYPPXXYFBGM-LFZNUXCKSA-N 0.000 description 1
- IKHGUXGNUITLKF-XPULMUKRSA-N acetaldehyde Chemical compound [14CH]([14CH3])=O IKHGUXGNUITLKF-XPULMUKRSA-N 0.000 description 1
- 125000002777 acetyl group Chemical group [H]C([H])([H])C(*)=O 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000004480 active ingredient Substances 0.000 description 1
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 1
- 229940009456 adriamycin Drugs 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 238000005575 aldol reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001345 alkine derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000000921 anthelmintic agent Substances 0.000 description 1
- 239000003242 anti bacterial agent Substances 0.000 description 1
- 229940088710 antibiotic agent Drugs 0.000 description 1
- 229940034982 antineoplastic agent Drugs 0.000 description 1
- 239000012300 argon atmosphere Substances 0.000 description 1
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 1
- 244000052616 bacterial pathogen Species 0.000 description 1
- 150000004718 beta keto acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000000975 bioactive effect Effects 0.000 description 1
- 230000031018 biological processes and functions Effects 0.000 description 1
- 229920001222 biopolymer Polymers 0.000 description 1
- 230000001851 biosynthetic effect Effects 0.000 description 1
- 230000006696 biosynthetic metabolic pathway Effects 0.000 description 1
- 125000004063 butyryl group Chemical group O=C([*])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 description 1
- 239000003560 cancer drug Substances 0.000 description 1
- 125000001721 carboxyacetyl group Chemical group 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 238000007705 chemical test Methods 0.000 description 1
- 238000006258 combinatorial reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 239000012043 crude product Substances 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 238000009510 drug design Methods 0.000 description 1
- 229930013356 epothilone Natural products 0.000 description 1
- 150000003883 epothilone derivatives Chemical class 0.000 description 1
- OYQVQWIASIXXRT-UHFFFAOYSA-N ethyl 2,4-dioxopentanoate Chemical compound CCOC(=O)C(=O)CC(C)=O OYQVQWIASIXXRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012737 fresh medium Substances 0.000 description 1
- 238000013537 high throughput screening Methods 0.000 description 1
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 1
- 238000011081 inoculation Methods 0.000 description 1
- 239000003120 macrolide antibiotic agent Substances 0.000 description 1
- 229940041033 macrolides Drugs 0.000 description 1
- 238000004949 mass spectrometry Methods 0.000 description 1
- 229940126601 medicinal product Drugs 0.000 description 1
- 230000002503 metabolic effect Effects 0.000 description 1
- 238000000302 molecular modelling Methods 0.000 description 1
- 229960005358 monensin Drugs 0.000 description 1
- GAOZTHIDHYLHMS-KEOBGNEYSA-N monensin A Chemical compound C([C@@](O1)(C)[C@H]2CC[C@@](O2)(CC)[C@H]2[C@H](C[C@@H](O2)[C@@H]2[C@H](C[C@@H](C)[C@](O)(CO)O2)C)C)C[C@@]21C[C@H](O)[C@@H](C)[C@@H]([C@@H](C)[C@@H](OC)[C@H](C)C(O)=O)O2 GAOZTHIDHYLHMS-KEOBGNEYSA-N 0.000 description 1
- 239000005445 natural material Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- IWVCMVBTMGNXQD-PXOLEDIWSA-N oxytetracycline Chemical compound C1=CC=C2[C@](O)(C)[C@H]3[C@H](O)[C@H]4[C@H](N(C)C)C(O)=C(C(N)=O)C(=O)[C@@]4(O)C(O)=C3C(=O)C2=C1O IWVCMVBTMGNXQD-PXOLEDIWSA-N 0.000 description 1
- 229960000625 oxytetracycline Drugs 0.000 description 1
- 235000019366 oxytetracycline Nutrition 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 125000001501 propionyl group Chemical group O=C([*])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000008521 reorganization Effects 0.000 description 1
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000007619 statistical method Methods 0.000 description 1
- IWVCMVBTMGNXQD-UHFFFAOYSA-N terramycin dehydrate Natural products C1=CC=C2C(O)(C)C3C(O)C4C(N(C)C)C(O)=C(C(N)=O)C(=O)C4(O)C(O)=C3C(=O)C2=C1O IWVCMVBTMGNXQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940072172 tetracycline antibiotic Drugs 0.000 description 1
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010490 three component reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 230000003245 working effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C40—COMBINATORIAL TECHNOLOGY
- C40B—COMBINATORIAL CHEMISTRY; LIBRARIES, e.g. CHEMICAL LIBRARIES
- C40B50/00—Methods of creating libraries, e.g. combinatorial synthesis
- C40B50/08—Liquid phase synthesis, i.e. wherein all library building blocks are in liquid phase or in solution during library creation; Particular methods of cleavage from the liquid support
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C40—COMBINATORIAL TECHNOLOGY
- C40B—COMBINATORIAL CHEMISTRY; LIBRARIES, e.g. CHEMICAL LIBRARIES
- C40B30/00—Methods of screening libraries
- C40B30/04—Methods of screening libraries by measuring the ability to specifically bind a target molecule, e.g. antibody-antigen binding, receptor-ligand binding
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C40—COMBINATORIAL TECHNOLOGY
- C40B—COMBINATORIAL CHEMISTRY; LIBRARIES, e.g. CHEMICAL LIBRARIES
- C40B40/00—Libraries per se, e.g. arrays, mixtures
- C40B40/04—Libraries containing only organic compounds
Definitions
- the present invention relates to the discovery and production of chemical compounds with desired and useful physical, chemical and / or biological properties by means of an iterative process based on multicomponent reactions.
- the compounds according to the invention can be used as medicaments, veterinary products, vaccines, cosmetics, crop protection agents etc. or as additives to these or as ligands, catalysts, catalytic cofactors, detector molecules, polymers, peptides and adhesives.
- the low diversity also has advantages: since the compounds are always manufactured and tested as chemically related families, one obtains limited structure-activity relationships (SAB). These SAB enable the exclusion of frequently occurring errors in the biological testing, such as false positive or false negative signals, which can occur due to device errors, contamination in the test samples, etc. Such a SAB can also provide information on a possible optimization of the chemical compounds with regard to their biological and other properties.
- SAB structure-activity relationships
- Random substance libraries usually do not show the disadvantages of low diversity described above (JPDevlin, The Discovery of Bioactive Substances - High Throughput Screening, Marcel Dekkert, 1998).
- the broad testing of these substance libraries for various biological effects is therefore a standard way of finding biologically active compounds.
- the disadvantage of this process is that the compounds found in this way can often not be prepared with a simple, efficient and rapid synthesis.
- the development of a combinatorial synthesis as an access to these compounds for the optimization of the substance properties is time-consuming and expensive.
- Another disadvantage of these random substance libraries in their biological testing is that they are not systematically structured, which does not allow the exclusion of false positive or false negative test results due to SAB.
- Another object of the present invention is a new access to new classes of substances such as polyketides, in just one or a few steps.
- a method for the quick and efficient detection and production of biologically active compounds is provided, which solves the tasks described above, in particular the tasks (a-h), and thus eliminates the shortcomings of known processes.
- the process includes the following steps:
- MCRs multicomponent reactions
- a set of M different starting materials suitable for multicomponent reactions is therefore first selected. Then all MCRs which are possible with these starting materials are carried out with these starting materials, preferably at least 3 starting materials and at most all starting materials being reacted with one another. At 5 Educts are thus possible, for example, reactions of all combinations of three and all combinations of four and a reaction of the combination of five.
- This product or product can then be compared with the next best product or products, if necessary, in order to draw conclusions about possible factors which are relevant for the effect of the best product or products.
- the product of a 5-component reaction has good properties, it is compared with the products of the 4-component reactions possible with these components and also with products which have been prepared by 6-component reactions in which, in addition to the 5 in the 5- Use component reaction another educt is used. If, for example, the product of the 4-component reaction has similarly good properties as the product of the 5-component reaction, it can be concluded that the 5th component does not contribute to the properties of the product and, for example, only acts as a catalyst or not at all in the reaction is involved.
- one or more products are selected.
- the next step is to determine the starting materials that have led to the selected product that has the best properties. If, in the example given above, the product produced from 5 starting materials has the best properties, these 5 starting materials are used in the further steps of the process.
- At least one of the starting materials e.g. an amine component is then varied or modified in the sense that e.g. at least one substituent is exchanged and / or at least one (further) substituent is introduced.
- at least one substituent is exchanged and / or at least one (further) substituent is introduced.
- 2, 3 or all of the starting materials can also be chemically varied or modified.
- the varied or modified starting materials are then unset within the same MCR as in the previous ones Stages of the process has led to the optimal product. If, for example, 2 starting materials are modified in the above example in such a way that a further variant of each of these two starting materials is present, but the other three starting materials are used unmodified, three new reactions of the same MCR type are possible, since in one reaction three original starting materials and two new starting materials and in the other two reactions four original starting materials and one modified starting material each can be used.
- the product or products with the best properties are then selected again and, if necessary, determined on the basis of the variations or modifications, which is the reason for the improvement in properties that may have occurred: e.g. found that the enlargement of a substituent on an amine component leads to an improvement in the properties, one will select starting materials when the steps are repeated, in which at least one substituent on the amine component is further increased.
- the substituents on the selected framework are changed until a product with an optimal effect has been found.
- An advantage of the method disclosed here compared to conventional methods for binding active substances is the rapid and efficient finding of chemical compounds which fulfill a desired objective function.
- the target function can be, for example, a specific biological activity and / or a spectrum of other desired pharmacological and physico-chemical properties and is varied depending on the molecule sought, etc. These are preferably therapeutic properties.
- a further advantage of the method disclosed here is that neither knowledge of the chemical structure of the compounds to be produced or produced, nor knowledge of the chemical reactions taking place in the experiments, is necessary to find such compounds. It is therefore not necessary to create complex structure-activity relationships.
- a further advantage of the method disclosed here is that the desired product can be produced in a multicomponent reaction, be it via an already known chemical reaction or through a new chemical reaction found in the method according to the invention, and that the product is thus accessible through very simple chemical process steps even if the connections are structurally very complicated.
- Another advantage of the process disclosed here is that the combinatorics of the different starting materials result in a large number of new and different chemical basic structures, not only the substituents of these basic structures, but also the basic structures themselves can be varied and checked for their suitability for finding novel compounds with excellent properties.
- Another advantage is that the efficiency of the method according to the invention for the discovery and production of biologically active chemical compounds can be measured in a simple manner.
- the diversity i.e. the information content of chemical reactions, chemical compounds or substance libraries can be adapted to the individual phases of the discovery, optimization and production of chemical compounds with the desired properties or can correspond to them, especially since the advantages of combinatorial substance libraries are combined with those of the random libraries.
- a method is thus disclosed which provides fast and efficient access to new compounds with pharmacologically outstanding properties through the iterative selection of the starting materials, the production of selected products by means of multicomponent reactions and their biological, pharmacological and / or physico-chemical testing, especially theirs Testing for their therapeutic potential, made possible in several cycles.
- the process can be used, for example, to produce any product with desired properties, such as medicinal products. elements, veterinary products, vaccines, cosmetics, crop protection agents etc. or additives to these or ligands, catalysts, catalytic cofactors, detector molecules, polymers, peptides and adhesives.
- the invention relates to both the method and the products found using this method.
- a number M of different chemical starting materials is selected that contain functional groups that are common in organic chemistry and suitable for multicomponent reactions (MRCs) such as Passerini or Ugi MCRs (J.March, Advanced Organic Chemistry , Wiley-Interscience, New York, 1984)
- Some of the functional groups can be provided with protective groups customary in organic chemistry (T.W. Greene, protective groups in organic synthesis, Wiley-Interscience, New York, 1981).
- Educts which are known to be good educts for multicomponent reactions, such as alpha-haloketones, esters, carboxylic acids, thiocarboxylic acids, aldehydes, amines, ketones, isonitriles, nitriles, alpha-keto acids, alpha-keto esters, and their derivatives and al - Pha-beta unsaturated variants, as well as combinations thereof, particular mono-, di-, tri-, tetra-, penta- or hexacarbonyl variants of the above-mentioned functional groups being particularly preferred.
- these M educts are preferably encoded in a form accessible to an algorithm, with the selected educts being assigned randomly or systematically binary, decimal or alphanumeric encodings.
- a characteristic basic coding such as "A” is preferably assigned to a starting material type of a certain chemical class, such as aldehydes, with particular preference being given to different starting materials which fall into this class, like various special aldehydes, an additional coding such as the numbers "1, 2, 3 " is assigned randomly, so that there is an alphanumeric total coding AI for benzaldehyde and A2 for acetaldehyde, or B1 for A ilin and B2 for methylamine.
- Chemical classes thus designate e.g. Aldehydes, ames, carboxylic acids, in particular they denote component groups of MCRs.
- N different codings are obtained for M different starting materials.
- the amount N is intended to mean the amount of the (different) educt classes or chemical classes, an educt according to the invention being able to be assigned to various such classes and coded accordingly, e.g. Beta-ketopropionic acid can be assigned to the class of ketones, carboxylic acids or beta-keto acids.
- a coding is particularly preferred in which each educt is coded in only one class at a time.
- the product space i. the type and quantity of the products to be expected to be obtained are selected or specified at least to a certain extent.
- the process according to the invention is preferably M 40, more preferred is M ⁇ 30, even more preferred is M ⁇ 20 and most preferred is M ⁇ 12. 2)
- the starting materials are reacted simultaneously or sequentially as part of an - also unknown - MCR.
- Each starting material is reacted with any other starting material or preferably any possible combination of 2 to 1 ml of other starting materials, which are selected in the first process step.
- An advantage of the process according to the invention is that knowledge of the possible reactions which these starting materials can undergo is not necessary.
- the optionally selected starting materials in one or more solvents such as methanol, tetrahydrofuran, dioxane, dimethyl sulfoxide, water or mixtures thereof, possibly with the exclusion of air or in a nitrogen, oxygen, hydrogen or argon atmosphere in a temperature range between -60 ° C.
- auxiliaries or catalysts such as Lewis acids such as boron trifluoride etherate, zinc chloride, ytterbium triflate, iron chloride, other acids such as hydrochloric acid, para-toluenesulfonic acid, acetic acid or bases such as potassium carbonate, triethylamine, cesium carbonate, or dehydrated water IS pulling agents such as molecular sieves or orthoesters are used.
- Each of these experiments can be spatially separated and in a comprehensible manner, e.g. in different reaction vessels, and in particular the assignment of the different combinations with their coding to the positions of the reaction vessels are stored in a form accessible to an algorithm in the computer.
- reaction products obtained can be further chemically modified, worked up or prepared for step (3) in a suitable manner in a subsequent step.
- Such a chemical modification can, for example, remove the chemical protective groups, for example by luoroacetic acid, or the hydrogenation of the products with the aid of hydrogen, optionally with the addition of a hydrogenation catalyst such as, for example, palladium on carbon, platinum oxide, palladium acetate, or by the oxidation of the products with oxygen or another oxidizing agent such as, for example, bromine, hydrogen peroxide, tert-butyl peroxide or a suitable metal salt such as cobalt chloride, or a suitable metal complex such as iron hexacyanoferrate or chromium tetraphenyl porphyrinate or by irradiation with light of wavelength 200-600 nm.
- the reaction products can be treated with one or more enzymes, such as oxidoreductases, ligases, peptidases, lipases or isomerases.
- the products can be worked up in a manner known per se, such as by chromatography, e.g. via silica gel or RP-18 silica gel, or solid phase extraction or the removal of unreacted starting materials by binding to a suitable solid support such as e.g. Ion exchange resins or chemically modified solid phase resins take place, or the expected products can be purified by selective binding to such a solid support with subsequent washing and detachment from this support.
- test solution can be prepared.
- reaction conditions, modifications, workings or preparations for the test used can also be in a form suitable for an algorithm, eg in binary, decimal or alphanumeric form.
- a reaction product can thus be coded, for example, either as a combination of the coding of the starting materials used or, preferably, as a combination of the coding of the starting materials used and the coding for the reaction conditions used, modifications, work-ups or preparations for testing, both of which are used in a particularly preferred manner Educts, the reaction conditions, modifications, work-ups or preparations for testing as well as the reaction vessels are encoded.
- Such a coding is to be referred to hereinafter simply as the genome of the reaction product.
- test solutions of the products from the second process step are, for example, in a biological and / or pharmacological and / or physico-chemical test for their biological activity, effectiveness, side effects or selectivity and / or another test procedure the physico-chemical properties of these products examined.
- the dependence of the measurement results on the concentration of the starting materials used in process step two is preferably examined and ascertained.
- a concentration range from 0.5 to 0.000001 mol / 1, particularly preferably a concentration range from 100 to 0.01 mol / 1, is examined.
- the test for determining the biological or pharmacological activity, effectiveness, side effects or selectivity is preferably carried out with isolated proteins, receptors, enzymes or mixtures thereof, cells, cell lysates, complex cell systems, with organs or parts thereof or with several organs or also with whole organs Organisms or membranes and optionally carried out using auxiliary substances, substrates or detection aids necessary for the test.
- test methods for the physico-chemical properties of the products can, for example, measure the lipology by the octanol-water partition coefficient, the solubility in water, the non-specific protein binding to eg bovine serum albumin, the binding to the pro include human serum plasma or chemical stability in cancer buffer.
- test results obtained are preferably compared with the genomes of the reaction products, preferably in a form accessible to the algorithm, e.g. correlated in a computer data file or a computer database.
- the list of genomes and the test results assigned to them contains all the information necessary for further optimization.
- the method according to the invention can implicitly use a statistical analysis of the reactions and work steps carried out, the systematics used in the selection of the educts M making it possible to dispense with the precise and explicit knowledge of the chemical reactions and structures of the resulting compounds.
- a reaction which is per se desirable and known does not take place, but another reaction which has not hitherto been known provides a new chemical compound which has desirable properties, e.g. oral bioavailability.
- the corresponding genome of this reaction product and the associated test results thus also implicitly contain the process, as well as the yield and structure of the chemical compound from this new multicomponent reaction. This makes it possible to use this reaction with the algorithm according to the invention even without its explicit knowledge.
- test results measured for the manufactured products are used to evaluate the preferably coded products and, for example, to sort them according to a predetermined objective function and to select at least one product.
- this target function can be any combination of desired properties for the target compound sought and the sorting criterion can be derived from the extent to which the individual products fulfill this target function.
- the products are preferably evaluated according to their concentration dependence.
- the products can either be sorted in order of priority or divided into different evaluation categories.
- the target function can be any function that is constructed from the combination of the desired properties in the test systems used for the target connection sought. It is the evaluation criterion for sorting or categorizing the genomes according to how the individual corresponding products fulfill this objective function.
- concentration dependency of the test results has been determined and these are included in the target function, ie these properties are included in this target function in different and concentration-dependent weighting.
- the target function is particularly preferably a linear combination or a polynomial of these properties with “fuzzy” logic weightings, it being particularly preferred that the “fuzzy” logic weightings of individual properties may depend on the extent of the fulfillment of other properties and the number of cycles already completed.
- Such an objective function can thus take the form of a program according to the invention which evaluates a genome differently depending on different properties and conditions with logical and conditional links of different evaluation functions.
- such genomes can be given a high rating which, e.g. have a high oral bioavailability, or have several of these desirable properties after several cycles.
- compounds of the invention which have some desirable properties but also have properties which have been identified as undesirable, such as e.g. a measured logD value for the lipophilicity of over 5, received a negative evaluation, the desirable properties no longer being considered.
- step 5 the starting materials are determined which have led to the product (s) evaluated and selected in step 4.
- a sixth process step e.g. selected a new set of starting materials using an algorithm. Furthermore, a list is created of new experiments to be carried out, and the starting materials are combined in appropriately selected multicomponent combinations and brought to reaction, although an experiment that has already been carried out is preferably not repeatedly proposed.
- a variant or modification of at least one, preferably two of the starting materials determined in process step (5) is provided in the sense that at least one substituent is exchanged in this starting material and / or at least one (additional) substituent is introduced and / or an existing substituent is replaced by an H atom.
- more than one starting material and / or more than one reaction parameter such as the concentration of a starting material or the reaction temperature etc. are varied per cycle.
- the genomes of the previous cycle which are rated as the best are preferably used for the generation of the new genomes.
- a combinatorial optimization method such as a genetic algorithm or a pattern recognition method, such as, for example, a neural network or a combination of a genetic algorithm and a neural network, is used, wherein preferably a genetic algorithm or a pattern recognition method, such as, for example, a neural network or a combination of a genetic one Algorithm with a neural network implicitly or explicitly corrects the occurrence of desired properties with the components of the product genome of the previous generation.
- Those components of the genomes of the products tested which are more likely to correlate explicitly or implicitly with the desired properties are preferably used for the generation of the new genomes with a higher probability, preference being given to those genomes whose products have not received a good rating not for the generation new genomes are used, and preferably and randomly, individual components of the new genomes are selected from the number of possible codings by a random generator.
- Individual components of the new genomes are preferably and randomly removed or added from the genome by a random generator, the assignment of the probability of a random selection of such a building block preferably being dependent on the type of this building block, the genomes being particularly preferably randomly divided into one or more groups, so-called populations are classified.
- the genomes of a group are particularly preferably used only for the generation of new genomes of a new group of genomes and thus each of these populations will generate a new population, preferably after any number of cycles all populations of genomes into a new number of populations with the same number or a changed number of genomes.
- This reorganization is particularly preferably carried out if a product has particularly desirable properties in a population.
- the different coding of the starting materials, the reaction conditions, modifications, work-ups or preparatory steps are included as components of the genomes. defined for testing as well as the reaction vessels.
- this process step represents a transfer of the natural evolution of biopolymers such as DNA, RNA or peptides to the chemistry of the multicomponent reactions in conjunction with the properties of the chemical compounds produced by them.
- this step enables a significantly increased number of reaction options. Since any blocks of the genome can be deleted or added by the algorithm according to the invention, e.g. Multiple uses of a building block, such as a starting material, a catalyst, etc. possible.
- the peculiarity of the algorithm lies in the fact that, on the one hand, such genomes, ie combinations of starting materials, reaction conditions, modifications, work-ups or preparations for testing are preferred, the products of which also have the desired properties, and on the other hand those for the actual production of these unknown compounds even the best reaction conditions can be determined implicitly.
- the reaction leading to this product does not have to be known, it is optimized since, for example, a higher yield of the product resulting from this reaction is shown by an improvement in the desired properties.
- the starting materials and / or reactions / reaction conditions can optionally be varied individually or several or all together.
- the starting materials provided in the sixth process step are optionally reacted together with the other starting materials determined in process step (5):
- this starting material is preferably reacted with the other starting materials determined in process step (5) in addition to the starting material which was varied in process step (6).
- the starting materials Ei, E 2, E 3, E 4 and E 5 determined in step (5), and E 2 was in process step (6) to E 2 'varies, then in step (7) E 2' Ei, E 3 , E ⁇ and E 5 implemented.
- E 2' Ei, E 3 , E ⁇ and E 5 implemented.
- only one molecule is used in the reaction per starting material type, ie, for example, only one amine, one isocyanide, one carboxylic acid compound.
- process steps four to seven are repeated until a reaction product is found which fulfills the criteria of the target function, frequently up to 50, preferably up to 30, cycles being required to find such a product.
- the likelihood of finding such a product can be estimated after only 2 to 6 cycles, so that a path that is not very promising can be broken off at an early stage.
- the difference between the average degree of fulfillment of the target criteria by the products of a genome population from a cycle x and the average degree of fulfillment of the target criteria by the products of a genome population from a later cycle x + i is used for this estimate, where i is a completely natural one Number is.
- This difference can serve to select a new number of starting materials and to start the iterative process according to the invention again, especially if this difference is small.
- Process steps one to eight solve different problems in the discovery and optimization of new chemical compounds simultaneously in a novel and surprising manner.
- new multicomponent reactions are examined for their suitability for the production of new chemical compounds, preference being given to those multicomponent reactions which give products with desired properties.
- these products are varied according to the invention by the possible use of starting materials from the same class of substances which are necessary for these multicomponent reactions, and their properties are tested or optimized.
- these new multicomponent reactions are optimized themselves if the reaction conditions are components of the corresponding genomes.
- the chemical compounds contained in the reaction product which has shown the desired properties in the tests, are purified in a manner known per se, such as, for example, by chromatography or crystallization, and their structure using known processes such as mass spectroscopy or NMR spectroscopy certainly.
- the new process is described by way of example for the discovery and production of a very large variety of unnatural antibiotic, immunosuppressive, anti-neoplastic or antihelmintic polyketoid compounds with desired properties in order to clarify the advantages over existing processes.
- Polyketides are a structurally highly diverse family of natural products that are built up in nature through a common biosynthetic pathway. An exceptionally large number of substances with interesting biological activities were found in the polyketide family. For example, many representatives of the polyketides are cancer drugs, antibiotics, antihelmintics, immunosuppresives or the like. Prominent, commercially available examples are the tetracycline antibiotics, FK 506 and rapamycin, adriamycin and epothilone, or monensin (Fig. 1).
- Figure 1 Different structures of polyketides.
- Polyketides are formed by almost all classes of organisms, but primarily by mycelium-forming bacteria of the Actinomyces class.
- polyketides are synthesized using the so-called polyketide route. Putative polyketides are assumed to be the intermediate stage of biosynthesis (Fig. 2).
- Figure 2 A polyketide precursor that leads to different products depending on the cyclization mode.
- Polyketide synthases are multifunctional enzyme complexes that are related to fatty acid synthases.
- the structural diversity of the polyketides is due to the repetitive structure via decarboxylative claise condensation between different thioesters (mostly acetyl, propionyl, butyryl, malonyl, methylmalonyl) to polyketides and their modifications such as e.g. Reduction to alcohols, dehydration etc. occur.
- Each product of the polyketide synthesis pathway is created by a characteristic number of cycles, whereby at the end of the synthesis it is often cleaved from the PKS, often with cyclization.
- the first type I class is capable of complex macrolides such as To synthesize erythromycm.
- the second type II class is able to synthesize aromatic products.
- the new process is described by way of example for the production of a very large variety of unnatural antibiotic, immunosuppressive, antineoplastic or antihelmintic polyketides.
- Example 1 Preparation of a substance library of different multicomponent reactions with an antibacterial effect.
- 10 starting materials 1-10 (see Fig. 3) with different functional groups are selected: benzaldehyde 1, aniline 2, 3-phenyl-3-keto-propionic acid ethyl ester 3, 2,4-diketovaleric acid ethyl ester 4, 3- Keto-glutaric acid dirthylester 5, 2-keto-propionaldehyde 6, 3-methyl-2, 4-d ⁇ keto-pentane 7, 3, 5-d ⁇ keto-5-phenyl-valenoic acid 8, 2,4-diketo-phenyl-butyric acid 9 and Diphenylmethanisonit ⁇ l 10th
- Figure 3 The selected starting materials for a combinatorial library of 1023 different multicomponent reactions.
- the 10 starting materials were presented as 0.05M ethanol solutions for the combination of the individual reactions.
- the 1013 different combinations were carried out under four different reaction conditions (Set A, B, C, D).
- For each of the 4 * 1013 different reaction batches 20 ⁇ l of the corresponding educt solution were dispensed.
- the reaction set A from 1013 parallel batches was carried out without further additions.
- For reaction set B 10 ⁇ l of a 0.2M solution of p-toluenesulfonic acid in EtOH were additionally added.
- reaction set C an additional 10 ⁇ l of a 0.2M solution of triethylamm m EtOH was added.
- test germs were grown overnight in CASO broth (bacteria) at 35 ° C or Sabourad broth (yeast) at 22 ° C.
- the germ suspension was removed, the pellet resuspended in fresh medium and incubated for a further 2 hours.
- the pellet was then resuspended in 0.9% NaCl solution and the cell number was adjusted to about 10 8 CFU / ml (bacteria) or 10 7 CFU / ml (yeast) using the standard curves.
- the suspensions thus obtained were then diluted to about 10 6 CFU / ml in CASO broth (bacteria) or Sabourad broth. 15 ⁇ l of the solution of the reaction products was inoculated with 100 ⁇ l of these germ solutions. Immediately after the inoculation, as well as 7 and 22 hours of incubation, the plates were measured in a plate reader (Bio-tek EL 311 autoreader) at 550 nm.
- reaction sets A, B, C and D are compared in an analogous manner and the best reaction variants are taken into account in the next cycle of the process.
- the method consists of (1) creating an algorithmic library of different multicomponent reactions, starting from a library of suitable and diverse types of chemical starting materials, (2) biological testing of this library, (3) identifying suitable multicomponent reactions from this space of possible reactions , (4) selection of a large number of chemical starting materials of such types which are required for the identified and suitable multicomponent reactions, (5) finding optimal combinations from the chemical space constructed with them of these suitable multicomponent reactions by (6) algorithmic production and biological Testing compounds from this library.
- the process is illustrated using the example of finding new antibiotic table active polyketoid-like compounds exemplified.
- Table 1 The inhibitory activity of reaction set A of the 1013 different reactions from starting materials 1-10 against Pseudomonas aeruginosa.
- Table 2 The inhibitory activity of reaction set A of the 1013 different reactions from starting materials 1-10 against Staphylococcus aureus.
- Table 3 Sequence of the inhibitory activity of the best educt combinations of reaction set A according to a cycle of the process according to the invention against Pseudomonas aeruginosa.
- Table 4 Sequence of the inhibitory activity of the best educt combinations of reaction set A according to a cycle of the process according to the invention against Staphylococcus aureus.
Abstract
The invention relates to a method for the algorithmic search for and production of biologically active chemical compounds. Said method comprises the following steps: (1) producing an algorithmic library of different multicomponent reactions; starting from a library of suitable and diverse types of chemical starting compounds; (2) biologically testing said library; (3) identifying suitable multicomponent reactions from this range of suitable reactions; (4) choosing a multitude of chemical starting substances of those types that are required for the identified and suitable multicomponent reactions; (5) finding optimum combinations from said constructed chemical range of suitable multicomponent reactions by (6) algorithmically producing and biologically testing compounds of said library. The inventive method is exemplified by way of the example of finding new antibiotically active polyketoidous compounds.
Description
Verfahren zur kombinatorischen Reaktionsfindung zur Herstellung von nützlichen Produkten. Combinatorial reaction finding method for the production of useful products.
Die vorliegende Erfindung betrifft die Auffindung und Herstellung von chemischen Verbindungen mit gewünschten und nützlichen physikalischen, chemischen und/oder biologischen Eigenschaften mittels eines auf Multikomponentenreaktionen basierenden iterativen Verfahrens. Die erfin- dungsge aßen Verbindungen können als Medikamente, Veteri- narprodukte, Impfstoffe, Kos etika, Pflanzenschutzmittel etc. oder als Zusatzstoffe zu diesen oder als Liganden, Katalysatoren, katalytische Cofaktoren, Detektormolekule, Polymere, Peptide und Klebstoffe Verwendung finden.The present invention relates to the discovery and production of chemical compounds with desired and useful physical, chemical and / or biological properties by means of an iterative process based on multicomponent reactions. The compounds according to the invention can be used as medicaments, veterinary products, vaccines, cosmetics, crop protection agents etc. or as additives to these or as ligands, catalysts, catalytic cofactors, detector molecules, polymers, peptides and adhesives.
Verfahren zur Auffindung neuer chemischer Verbindungen mit gewünschten physikalischen, chemischen und biologischen Eigenschaften und neuer Reaktionen zur Herstellung chemischer Verbindungen mit gewünschten physikalischen, chemischen und biologischen Eigenschaften sind Gegenstand zahlreicher Patente, Verfahren, Methoden und wissenschaftlicher Untersuchungen. Diese sollen insbesondere eweils eine oder mehrere der folgenden Aufgaben losen:Methods for finding new chemical compounds with desired physical, chemical and biological properties and new reactions for producing chemical compounds with desired physical, chemical and biological properties are the subject of numerous patents, processes, methods and scientific studies. In particular, these should solve one or more of the following tasks:
(a) Die Generierung von neuen chemischen Reaktionen, Grundstrukturen, Verbindungen oder kombinatorischen Substanzbibliotheken,(a) The generation of new chemical reactions, basic structures, compounds or combinatorial substance libraries,
(b) die Generierung hoher chemischer Diversitat, wobei der Begriff Diversitat als der Informationsgehalt einer chemischen Reaktion, Verbindung oder Substanzbi- bliothek definiert wird,(b) the generation of high chemical diversity, the term diversity being defined as the information content of a chemical reaction, compound or substance library,
(c) die Bereitstellung von Verfahren zur Generierung von kombinatorischen Substanzbibliotheken,
(d) die Bereitstellung von Optimierungs- und anderen Verfahren zur Auffindung aktiver Verbindungen aus solchen Bibliotheken,(c) the provision of methods for generating combinatorial substance libraries, (d) the provision of optimization and other methods for finding active connections from such libraries,
(e) die Bereitstellung von neuen biologischen Testsystemen und Verfahren;(e) the provision of new biological test systems and procedures;
(f) die Bereitstellung von Verfahren zur Synthese von gewünschten Verbindungen,(f) the provision of methods for the synthesis of desired compounds,
(g) die Analyse und Optimierung der Zeitdauer der einzelnen Schritte der Auffindung und Herstellung solcher Verbindungen, und(g) analyzing and optimizing the duration of the individual steps of finding and producing such connections, and
(h) die Analyse und Optimierung der Kosten der einzelnen Schritte der Auffindung und Herstellung solcher Verbindungen.(h) analyzing and optimizing the cost of each step of finding and making such connections.
Keines der bisher bekannten Verfahren löst jedoch gleichzeitig alle der oben genannten Aufgaben (a-h). Das Ziel einer schnellen und effizienten Auffindung und Herstellung von nützlichen chemischen Verbindungen wird somit durch den Stand der Technik bestenfalls nur teilweise ermöglicht:However, none of the previously known methods simultaneously solve all of the above-mentioned tasks (a-h). The state of the art at best only partially enables the goal of finding and producing useful chemical compounds quickly and efficiently:
Die (gezielte) Synthese von kombinatorischen Substanzbibliotheken ist als ein Weg zur Auffindung neuer chemischer Verbindungen mit gewünschten Eigenschaften beschrieben worden (Gallop, Journal of Medicinal Chemistry, 37(9), 1994, 1233-1250). Diese Methode liefert eine große Zahl von neuen chemischen Verbindungen - eine Substanzbibliothek - bei der meist nur die Substituenten um ein gemeinsames chemisches Grundgerüst variiert werden.
Darüber hinaus werden bei ihr die Bibliotheken mit einer beschränkten Anzahl sequentieller Reaktionen aufgebaut, die nur eine geringe Diversitat der verwendeten Grundgerüste zuläßt. Zahlreiche molekulare Eigenschaften wie z.B. Lipophilie, orale Bioverfügbarkeit, biologische Wirksamkeit, metabolische Stabilität etc. sind jedoch mit diesen Grundgerüsten verknüpft, so daß viele dieser Eigenschaften mit diesen Substanzbibliotheken nicht darstellbar sind.The (targeted) synthesis of combinatorial substance libraries has been described as a way of finding new chemical compounds with desired properties (Gallop, Journal of Medicinal Chemistry, 37 (9), 1994, 1233-1250). This method provides a large number of new chemical compounds - a substance library - in which mostly only the substituents are varied around a common chemical framework. In addition, the libraries are built with a limited number of sequential reactions, which allows only a small diversity of the basic frameworks used. However, numerous molecular properties such as lipophilicity, oral bioavailability, biological effectiveness, metabolic stability etc. are linked to these basic structures, so that many of these properties cannot be represented with these substance libraries.
Die generelle Diversitat, d.h. der Informationsgehalt dieser systematischen Substanzbibliotheken ist also aufgrund ihres Aufbauprinzipes im Vergleich zu zufälligen Substanzbibliotheken gering. (Als zufällige Substanzbibliotheken werden hier solche Substanzsammlungen bezeichnet, die nicht durch ein einheitliches, systematisches Verfahren herstellbar sind, wie z.B. Naturstoffsammlungen.) Solche kombinatorischen Substanzbibliotheken weisen also aufgrund ihrer geringen Diversitat und ihres redundanten Informationsgehaltes den Nachteil auf, daß bei ihnen eine verminderte Wahrscheinlichkeit besteht, interessante chemische Verbindungen mit der gewünschten biologischen Aktivität zu finden. Ferner weisen sie bezüglich der benötigten Zeit und der entstehenden Kosten für die Herstellung und Testung dieser Verbindungen Nachteile auf .The general diversity, i.e. The information content of these systematic substance libraries is therefore low compared to random substance libraries due to their structure principle. (Here, random substance libraries are substance collections that cannot be produced by a uniform, systematic process, such as natural substance collections.) Because of their low diversity and redundant information content, such combinatorial substance libraries have the disadvantage that they have a reduced probability to find interesting chemical compounds with the desired biological activity. Furthermore, they have disadvantages in terms of the time required and the costs incurred for the production and testing of these compounds.
Die geringe Diversitat birgt jedoch auch Vorteile: da die Verbindungen immer als chemisch verwandte Familien hergestellt und getestet werden, erhält man jeweils limitierte Struktur-Aktivitäts-Beziehungen (SAB). Diese SAB ermöglichen den Ausschluß häufig auftretender Fehler bei der
biologischen Testung, wie zum Beispiel falsch positive oder falsch negative Signale, die durch Gerätefehler, Verunreinigungen in den Testproben u.s.w. auftreten können. Weiterhin kann eine solche SAB Hinweise auf eine mögliche Optimierung der chemischen Verbindungen hinsichtlich ihrer biologischen und anderen Eigenschaften geben.However, the low diversity also has advantages: since the compounds are always manufactured and tested as chemically related families, one obtains limited structure-activity relationships (SAB). These SAB enable the exclusion of frequently occurring errors in the biological testing, such as false positive or false negative signals, which can occur due to device errors, contamination in the test samples, etc. Such a SAB can also provide information on a possible optimization of the chemical compounds with regard to their biological and other properties.
Zufällige Substanzbibliotheken zeigen meist nicht die oben geschilderten Nachteile der geringen Diversitat (J.P.Devlin, The Discovery of Bioactive Substances - High Throughput Screening, Marcel Dekkert, 1998). Die breite Testung dieser Substanzbibliotheken auf verschiedene biologische Wirksamkeiten ist deshalb ein Standardweg zur Auffindung biologisch wirksamer Verbindungen. Nachteil dieses Verfahrens ist jedoch, daß die so gefundenen Verbindungen sich oft nicht mit einer einfachen, effizienten und schnellen Synthese herstellen lassen. Die Ausarbeitung einer kombinatorischen Synthese als Zugang zu diesen Verbindungen für die Optimierung der Substanzeigenschaften ist zeitraubend und teuer. Ein weiterer Nachteil dieser zufälligen Substanzbibliotheken besteht bei ihrer biologischen Testung darin, daß sie nicht systematisch aufgebaut sind, was den Ausschluß falsch positiver oder falsch negativer Testergebnisse aufgrund von SAB nicht erlaubt. Solche SAB müssen nach dem Testen dieser Bibliotheken erst in einem Folgeschritt durch die Synthese chemisch verwandter Verbindungen aufgebaut werden. Hat man durch das Testen der Zufallsbibliotheken eine große Anzahl chemisch diverser Verbindungen mit interessanten biologischen Aktivitäten erhalten, so ist dieser nachfolgende Schritt äußerst zeitaufwendig, da für die Herstellung einer jeden dieser Verbindungen andere, nicht immer
bekannte chemische Verfahren angewendet werden müssen. Dieses Verfahren führt deshalb oft zu einer Auswahl solcher Verbindungen, die sich chemisch leichter herstellen lassen, wobei kompliziertere Verbindungen, wie zum Beispiel Naturstoffe nicht weiter betrachtet werden.Random substance libraries usually do not show the disadvantages of low diversity described above (JPDevlin, The Discovery of Bioactive Substances - High Throughput Screening, Marcel Dekkert, 1998). The broad testing of these substance libraries for various biological effects is therefore a standard way of finding biologically active compounds. However, the disadvantage of this process is that the compounds found in this way can often not be prepared with a simple, efficient and rapid synthesis. The development of a combinatorial synthesis as an access to these compounds for the optimization of the substance properties is time-consuming and expensive. Another disadvantage of these random substance libraries in their biological testing is that they are not systematically structured, which does not allow the exclusion of false positive or false negative test results due to SAB. After testing these libraries, such SABs have to be built up in a subsequent step through the synthesis of chemically related compounds. If a large number of chemically diverse compounds with interesting biological activities have been obtained by testing the random libraries, this subsequent step is extremely time-consuming, since it is not always the case for the production of each of these compounds known chemical methods must be used. This process therefore often leads to a selection of compounds which are easier to produce chemically, and more complicated compounds, such as natural products, are not considered any further.
Verfahren zur Auffindung und Herstellung von biologisch wirksamen Verbindungen sind bereits beschrieben worden. Dazu zählen Verfahren wie Molekular Modelling, in denen entweder die Struktur des biologischen Zielmoleküls oder eine Serie von bekannten Verbindungen mit bekannter biologischer Aktivität benutzt werden, um neue und bessere Verbindungen zu planen. Dieses Verfahren ist jedoch aus verschiedenen Gründen nur beschränkt anwendbar, insbesondere dann, wenn die Struktur des biologischen Zielmoleküls nicht bekannt ist, oder noch keine Verbindungen mit bekannter Aktivität vorliegen.Methods for finding and producing biologically active compounds have already been described. These include methods such as molecular modeling, in which either the structure of the target biological molecule or a series of known compounds with known biological activity are used to plan new and better compounds. However, this method can only be used to a limited extent for various reasons, in particular when the structure of the biological target molecule is not known or when no compounds with known activity are present.
Andere Verfahren (Agrafiotis, System and Method of Auto- matically Generating Chemical Compounds with Desired Pro- perties, US 5,463,564, Oct. 31, 1995) benötigen die komplizierte Auswertung von Struktur-Aktivitäts-Beziehungen, die wiederum die sequentielle, automatisierte Synthese von gereinigten Verbindungen mit bekannter Struktur voraussetzen. Solche expliziten Struktur-Aktivitäts-Beziehungen haben sich in der Vergangenheit als nur partiell nützlich erwiesen, da mit ihnen zwar teilweise eine Verbesserung der Aktivität am Zielmolekül vorausgesagt werden kann, jedoch andere Faktoren, wie z.B. orale Bioverfügbarkeit oder Toxizität, die eine andere Abhängigkeit von der Struktur zeigen, nicht berücksichtigt werden.
Weiter ist ein Verfahren vorgestellt worden, welches die Auffindung und Herstellung von chemischen Verbindungen mit gewünschten Eigenschaf en ohne Kenntnis der Struktur der synthetisierten Verbindungen beinhaltet (S. Kauffman, J. Rebek, Random Chemistry for the Generation of New Compounds, WO 94/24314). Dieses Verfahren verwendet jedoch eine Vielzahl von sequentiellen Syntheseschritten, um zu molekularer Diversitat zu gelangen. Dabei wird die gewünschte Diversitat nur dann erzielt, wenn die Zahl der verschiedenen chemischen Verbindungen in einer Synthese und Testprobe eine hohe Komplexität erreicht und einen superkritischen Punkt übersteigt. Dieses Verfahren beseitigt außerdem nicht die Probleme der Testung hochkomplexer und unbekannter Produktgemische, die bekanntermassen zu falsch positiven und falsch negativen Resultaten führen kann. Ferner ist die Identifizierung und Isolierung der in nur geringer Konzentration vorliegenden chemischen Verbindungen technisch aufwendig; auch ist die einfache Resynthese einer Verbindung aus einem solchen superkritischen Gemisch noch nicht gezeigt worden und sollte schwierig sein, wenn es sich nicht um biologisch amplifi- zierbare Verbindungen wie Peptide, DNA oder RNA, die nur beschränkte pharmazeutische Bedeutung haben, handelt.Other methods (Agrafiotis, System and Method of Automatically Generating Chemical Compounds with Desired Properties, US 5,463,564, Oct. 31, 1995) require the complicated evaluation of structure-activity relationships, which in turn the sequential, automated synthesis of purified Requires connections with a known structure. Such explicit structure-activity relationships have proven to be only partially useful in the past, since they can be used to partially predict an improvement in the activity of the target molecule, but other factors, such as oral bioavailability or toxicity, which have a different dependence on the Show structure, not taken into account. Furthermore, a method has been presented which involves finding and producing chemical compounds with desired properties without knowing the structure of the synthesized compounds (S. Kauffman, J. Rebek, Random Chemistry for the Generation of New Compounds, WO 94/24314) . However, this method uses a variety of sequential synthetic steps to achieve molecular diversity. The desired diversity is only achieved if the number of different chemical compounds in a synthesis and test sample reaches a high level of complexity and exceeds a supercritical point. This method also does not eliminate the problems of testing highly complex and unknown product mixtures, which are known to lead to false positive and false negative results. Furthermore, the identification and isolation of the chemical compounds present in only a low concentration is technically complex; also the simple resynthesis of a compound from such a supercritical mixture has not yet been shown and should be difficult if it is not biologically amplifiable compounds such as peptides, DNA or RNA which have only limited pharmaceutical importance.
Ein Verfahren, welches die Suche nach und die Herstellung von chemischen Verbindungen mit einer komplexen Zielfunktion verbindet, die mehrere gewünschte Eigenschaften oder sogar ein breites Spektrum von Eigenschaften (für die chemische Zielverbindung) beinhaltet, ist noch nicht vorgestellt worden.
Aufgrund der oben geschilderten Probleme besteht ein Bedarf an einem Verfahren zur schnellen und effizienten Auffindung und Herstellung biologisch wirksamer Verbindungen, welches die geschilderten Nachteile beseitigt.A method which combines the search for and the production of chemical compounds with a complex target function that includes several desired properties or even a broad spectrum of properties (for the chemical target compound) has not yet been presented. Because of the problems outlined above, there is a need for a method for quickly and efficiently finding and producing biologically active compounds which eliminates the disadvantages outlined.
Weiter besteht ein Bedarf an einem Verfahren, daß die Herstellung strukturell neuer und naturstoffanaloger Verbindungen auf einfache Weise ermöglicht.There is also a need for a process that enables the production of structurally new compounds that are analogous to natural products in a simple manner.
Weiter besteht ein Bedarf an einem Verfahren, daß die einfache Testung dieser Verbindungen ermöglicht, wobei die Testresultate einen größtmöglichen Einfluß auf die weitere Herstellung neuer, verbesserter chemischer Substanzen haben sollen.There is also a need for a method which enables these compounds to be easily tested, the test results being intended to have the greatest possible influence on the further production of new, improved chemical substances.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist ein neuer Zugang zu neuen Substanzklassen wie Polyketiden, in nur einem oder wenigen Schritten.Another object of the present invention is a new access to new classes of substances such as polyketides, in just one or a few steps.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren für die schnelle und effiziente Auffindung und Herstellung von biologisch wirksamen Verbindungen bereitgestellt, welches die vorstehend bezeichneten Aufgaben, insbesondere die Aufgaben (a-h) löst, und somit die Mängel bekannter Verfahren behebt .According to the invention, a method for the quick and efficient detection and production of biologically active compounds is provided, which solves the tasks described above, in particular the tasks (a-h), and thus eliminates the shortcomings of known processes.
Das Verfahren umfaßt die folgenden Schritte:The process includes the following steps:
(1) Auswahl von M unterschiedlichen für Multikomponentenreaktionen (MCRs) geeigneten Edukten,
(2) Umsetzung von jedem Edukt mit einem anderen oder jeder möglichen Kombination von bis zu M-l anderen gemäß (1) ausgewählten Edukten.(1) selection of M different starting materials suitable for multicomponent reactions (MCRs), (2) Reaction of each starting material with a different or any possible combination of up to Ml other starting materials selected according to (1).
(3) Analyse der Produkte,(3) analysis of the products,
(4) Bewertung der Produkte und Auswahl mindestens eines Produkts,(4) evaluation of the products and selection of at least one product,
(5) Bestimmung der Edukte, die zu dem oder den in (4) ausgewählten Produkt (en) geführt haben, und(5) determination of the starting materials which led to the product (s) selected in (4), and
(6) Bereitstellung von mindestens einer Variante von mindestens einem der Edukte, die in (5) bestimmt wurden,(6) provision of at least one variant of at least one of the starting materials, which were determined in (5),
(7) Umsetzung der in (6) bereitgestellten Edukte gegebenenfalls mit den übrigen in (5) bestimmten Edukten im Rahmen einer MCR,(7) implementation of the starting materials provided in (6), if appropriate, with the other starting materials specified in (5) in the context of an MCR,
(8) Wiederholung der Schritte (4) bis (7) bis mindestens ein Produkt gefunden wird, das die gewünschte(n) Eigenschaft(en) aufweist, und(8) repeating steps (4) to (7) until at least one product is found which has the desired property (s), and
(9) gegebenenfalls Isolierung und Charakterisierung des Produkts .(9) if necessary isolation and characterization of the product.
Erfindungsgemäß wird also zunächst ein Satz von M unterschiedlichen für Multikomponenten-Reaktionen (MCR's) geeigneten Edukten ausgewählt. Dann werden mit diesen Edukten alle MCR's durchgeführt, die mit diesen Edukten möglich sind, wobei vorzugsweise mindestens 3 Edukte und maximal alle Edukte miteinander umgesetzt werden. Bei 5
Edukten sind also z.B. Reaktionen aller Dreier- Kombmationen, und aller Vierer-Kombinationen und eine Reaktion der Funfer-Kombination möglich.According to the invention, a set of M different starting materials suitable for multicomponent reactions (MCR's) is therefore first selected. Then all MCRs which are possible with these starting materials are carried out with these starting materials, preferably at least 3 starting materials and at most all starting materials being reacted with one another. At 5 Educts are thus possible, for example, reactions of all combinations of three and all combinations of four and a reaction of the combination of five.
Sodann werden die Eigenschaften der entstandenen Produkte durch Analysen, Assays etc. festgestellt, wobei es nicht zwingend notwendig ist, die Produkte selbst zu analysieren oder ihre Struktur aufzuklaren. Ein solcher Schritt ist jedoch selbstverständlich möglich und wird auch von der vorliegenden Erfindung umfaßt.Then the properties of the resulting products are determined by analyzes, assays, etc. It is not absolutely necessary to analyze the products yourself or to clarify their structure. However, such a step is of course possible and is also encompassed by the present invention.
Dann werden die Eigenschaften der Produkte bewertet: Soll z.B. ein Produkt mit einer antibakteriellen Wirkung gegen Pseudomonas aerugmosa gefunden werden, so werden das oder die Produkte ausgewählt, die die beste entsprechende Wirkung haben.Then the properties of the products are evaluated: Should e.g. If a product with an antibacterial effect against Pseudomonas aerugmosa is found, the product or products which have the best corresponding effect are selected.
Diese Produkte oder dieses Produkt kann dann gegebenenfalls mit dem nächstbesten Produkt oder den nächstbesten Produkten verglichen werden, um Rückschlüsse über mögliche Faktoren zu erlangen, die für die Wirkung des besten Produkts oder der besten Produkte relevant sind.This product or product can then be compared with the next best product or products, if necessary, in order to draw conclusions about possible factors which are relevant for the effect of the best product or products.
Um festzustellen, durch welche MCR das optimale Produkt entstanden ist, kann es mit seinen Sub- und Suprakombma- tionen verglichen werden:To determine which MCR gave rise to the optimal product, it can be compared with its subcombinations and supercombinations:
Weist z.B. das Produkt einer 5-Komponentenreaktιon gute Eigenschaften auf, so wird es mit den Produkten der mit diesen Komponenten möglichen 4-Komponentenreaktιonen verglichen und außerdem mit Produkten, die durch 6- Komponentenreaktionen hergestellt wurden, bei denen zusätzlich zu den 5 bei der 5-Komponentenreaktιon verwende-
ten Edukten ein weiteres Edukt verwendet wird. Weist z.B. das Produkt der 4-Komponentenreaktion ähnlich gute Eigenschaften auf wie das Produkt der 5-Komponentenreaktion, so liegt der Schluß nahe, daß die 5. Komponente nicht zu den Eigenschaften des Produkts beiträgt und z.B. nur als Katalysator wirkt oder gar nicht an der Reaktion beteiligt ist.If, for example, the product of a 5-component reaction has good properties, it is compared with the products of the 4-component reactions possible with these components and also with products which have been prepared by 6-component reactions in which, in addition to the 5 in the 5- Use component reaction another educt is used. If, for example, the product of the 4-component reaction has similarly good properties as the product of the 5-component reaction, it can be concluded that the 5th component does not contribute to the properties of the product and, for example, only acts as a catalyst or not at all in the reaction is involved.
Nach der Bewertung der Produkte werden eines oder mehrere Produkte ausgewählt.After evaluating the products, one or more products are selected.
Im weiteren wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand eines einzigen ausgewählten Produkts beschrieben, wobei klar ist, daß auch mehrere Produkte ausgewählt und das Verfahren parallel mit mehreren Produkten durchgeführt werden kann.The method according to the invention is described below with reference to a single selected product, it being clear that several products can also be selected and the method can be carried out in parallel with several products.
Im nächsten Schritt werden die Edukte bestimmt, die zu dem ausgewählten Produkt geführt haben, das die besten Eigenschaften aufweist. Weist im vorstehend angegebenen Beispiel das aus 5 Edukten hergestellte Produkt die besten Eigenschaften auf, so werden diese 5 Edukte in den weiteren Schritten des Verfahrens zugrunde gelegt.The next step is to determine the starting materials that have led to the selected product that has the best properties. If, in the example given above, the product produced from 5 starting materials has the best properties, these 5 starting materials are used in the further steps of the process.
Mindestens eines der Edukte, z.B. eine Aminkomponente, wird dann in dem Sinne variiert bzw. modifiziert, daß z.B. mindestens ein Substituent ausgetauscht und/oder mindestens ein (weiterer) Substituent eingeführt wird. Selbstverständlich können auch 2, 3 oder alle Edukte chemisch variiert oder modifiziert werden.At least one of the starting materials, e.g. an amine component is then varied or modified in the sense that e.g. at least one substituent is exchanged and / or at least one (further) substituent is introduced. Of course, 2, 3 or all of the starting materials can also be chemically varied or modified.
Die variierten bzw. modifizierten Edukte werden daraufhin im Rahmen der selben MCR ungesetzt, die in den vorherigen
Stufen des Verfahrens zu dem optimalen Produkt gefuhrt hat. Werden bei dem vorstehenden Beispiel z.B. 2 Edukte so modifiziert, daß von jedem dieser beiden Edukte eine weitere Variante vorliegt, die anderen drei Edukte jedoch unmodiflziert weiterverwendet werden, so sind drei neue Reaktionen desselben MCR-Typs möglich, da bei der einen Reaktion drei ursprüngliche Edukte und zwei neue Edukte und bei den beiden anderen Reaktionen vier ursprüngliche Edukte und jeweils ein modifiziertes Edukt eingesetzt werden können.The varied or modified starting materials are then unset within the same MCR as in the previous ones Stages of the process has led to the optimal product. If, for example, 2 starting materials are modified in the above example in such a way that a further variant of each of these two starting materials is present, but the other three starting materials are used unmodified, three new reactions of the same MCR type are possible, since in one reaction three original starting materials and two new starting materials and in the other two reactions four original starting materials and one modified starting material each can be used.
Daraufhin wird wiederum das Produkt oder die Produkte mit den besten Eigenschaften ausgewählt und gegebenenfalls aufgrund der Variationen bzw. Modifikationen festgestellt, worauf die gegebenenfalls eingetretene Verbesserung der Eigenschaften zurückzuführen ist: Wird z.B. festgestellt, daß die Vergrößerung eines Substituenten an einer Aminkomponente zu einer Verbesserung der Eigenschaften fuhrt, so wird man bei der Wiederholung der Schritte Edukte auswählen, bei denen mindestens ein Substituent an der Aminkomponente weiter vergrößert wird.The product or products with the best properties are then selected again and, if necessary, determined on the basis of the variations or modifications, which is the reason for the improvement in properties that may have occurred: e.g. found that the enlargement of a substituent on an amine component leads to an improvement in the properties, one will select starting materials when the steps are repeated, in which at least one substituent on the amine component is further increased.
Durch das erfmdungsgemaße Verfahren werden also bei einem bestimmten Satz von Edukten zunächst alle mittels Multikomponenten-Reaktionen herstellbaren Grundgeruste hergestellt und die Eigenschaften der unterschiedlichen Gerüste miteinander verglichen.With the method according to the invention, therefore, for a certain set of starting materials, all of the basic frameworks that can be produced by means of multicomponent reactions are first produced and the properties of the different frameworks are compared with one another.
In der zweiten Stufe des Verfahrens werden danach z.B. die Substituenten am ausgewählten Gerüst solange verändert, bis ein Produkt mit einer optimalen Wirkung gefunden wurde .
Ein Vorteil des hier offenbarten Verfahrens gegenüber herkömmlichen Verfahren zur Wirkstoffindung ist die schnelle und effiziente Auffindung von chemischen Verbindungen, die eine gewünschte Zielfunktion erfüllen. Die Zielfunktion kann z.B. eine bestimmte biologische Wirksamkeit und/oder ein Spektrum anderer gewünschter pharma- kologischer und physiko-chemischer Eigenschaften sein und wird je nach gesuchtem Molekül etc. variiert. Bevorzugt handelt es sich dabei um therapeutische Eigenschaften.In the second stage of the process, for example, the substituents on the selected framework are changed until a product with an optimal effect has been found. An advantage of the method disclosed here compared to conventional methods for binding active substances is the rapid and efficient finding of chemical compounds which fulfill a desired objective function. The target function can be, for example, a specific biological activity and / or a spectrum of other desired pharmacological and physico-chemical properties and is varied depending on the molecule sought, etc. These are preferably therapeutic properties.
Ein weiterer Vorteil des hier offenbarten Verfahrens ist, daß für die Auffindung solcher Verbindungen weder die Kenntnis der chemischen Struktur der herzustellenden bzw. hergestellten Verbindungen noch die Kenntnis der in den Experimenten ablaufenden chemischen Reaktionen notwendig ist. Die Erstellung komplexer Struktur-Aktivitäts-Beziehungen ist damit nicht notwendig.A further advantage of the method disclosed here is that neither knowledge of the chemical structure of the compounds to be produced or produced, nor knowledge of the chemical reactions taking place in the experiments, is necessary to find such compounds. It is therefore not necessary to create complex structure-activity relationships.
Ein weiterer Vorteil des hier offenbarten Verfahrens ist, daß das gewünschte Produkt mit einer Multikomponentenre- aktion herstellbar ist, sei es über eine bereits bekannte oder durch eine in dem erfindungsgemäßen Verfahren gefundene neue chemische Reaktion, und daß somit das Produkt durch sehr einfache chemische Verfahrensschritte zugänglich ist, selbst wenn es sich um strukturell sehr komplizierte Verbindungen handelt.A further advantage of the method disclosed here is that the desired product can be produced in a multicomponent reaction, be it via an already known chemical reaction or through a new chemical reaction found in the method according to the invention, and that the product is thus accessible through very simple chemical process steps even if the connections are structurally very complicated.
Ein weiterer Vorteil des hier offenbarten Verfahrens ist, daß durch die Kombinatorik der verschiedenen Startmaterialien eine Vielzahl neuer und verschiedenartiger chemischer Grundstrukturen entsteht, wobei nicht nur die Substituenten dieser Grundgerüste, sondern auch die Grundge-
rüste selbst variiert werden und auf ihre Eignung für das Finden neuartiger Verbindungen mit hervorragenden Eigenschaften geprüft werden.Another advantage of the process disclosed here is that the combinatorics of the different starting materials result in a large number of new and different chemical basic structures, not only the substituents of these basic structures, but also the basic structures themselves can be varied and checked for their suitability for finding novel compounds with excellent properties.
Ein weiterer Vorteil ist außerdem, daß die Effizienz des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Auffindung und Herstellung von biologisch wirksamen chemischen Verbindungen auf einfache Weise gemessen werden kann.Another advantage is that the efficiency of the method according to the invention for the discovery and production of biologically active chemical compounds can be measured in a simple manner.
Insbesondere kann also mit dem erfindungsgemäßen Verfahren die Diversitat, d.h. der Informationsgehalt von chemischen Reaktionen, chemischen Verbindungen oder Substanzbibliotheken an die einzelnen Phasen der Auffindung, Optimierung und Herstellung von chemischen Verbindungen mit den gewünschten Eigenschaften angepaßt werden bzw. kann ihnen entsprechen, zumal die Vorteile kombinatorischer Substanzbibliotheken mit denen der Zufallsbibliotheken vereinigt werden.In particular, with the method according to the invention, the diversity, i.e. the information content of chemical reactions, chemical compounds or substance libraries can be adapted to the individual phases of the discovery, optimization and production of chemical compounds with the desired properties or can correspond to them, especially since the advantages of combinatorial substance libraries are combined with those of the random libraries.
Erfindungsgemäß wird also ein Verfahren offenbart, das den schnellen und effizienten Zugang zu neuen Verbindungen mit pharmakologisch herausragenden Eigenscha ten durch die iterative Selektion der Edukte, die Herstellung von selektionierten Produkten mittels Multikomponentenreaktionen und ihre biologische, pharmakologische und/oder physiko-chemische Testung, insbesondere ihre Testung auf ihr therapeutisches Potential, in mehreren Cyclen ermöglicht.According to the invention, a method is thus disclosed which provides fast and efficient access to new compounds with pharmacologically outstanding properties through the iterative selection of the starting materials, the production of selected products by means of multicomponent reactions and their biological, pharmacological and / or physico-chemical testing, especially theirs Testing for their therapeutic potential, made possible in several cycles.
Das Verfahren kann z.B. zur Herstellung von beliebigen Produkten mit gewünschten Eigenschaften wie z.B. Medika-
menten, Vetennarprodukten, Impfstoffen, Kosmetika, Pflanzenschutzmitteln etc. oder Zusatzstoffen zu diesen oder Liganden, Katalysatoren, katalytischen Cofaktoren, Detektormolekulen, Polymeren, Peptiden und Klebstoffen eingesetzt werden.The process can be used, for example, to produce any product with desired properties, such as medicinal products. elements, veterinary products, vaccines, cosmetics, crop protection agents etc. or additives to these or ligands, catalysts, catalytic cofactors, detector molecules, polymers, peptides and adhesives.
Gegenstand der Erfindung ist sowohl das Verfahren als auch die mit diesem Verfahren gefundenen Produkte.The invention relates to both the method and the products found using this method.
Im weiteren wird das Verfahren der vorliegenden Erfindung im Detail erläutert:The method of the present invention is explained in detail below:
1) In einem ersten Schritt wird also eine Anzahl M unterschiedlicher chemischer Startmaterialien (Edukte) ausgewählt, die mit in der Organischen Chemie üblichen und für Multikomponentenreaktionen (MRCs) wie Passerini- oder Ugi-MCRs geeigneten funktionellen Gruppen (J.March, Advanced Organic Chemistry, Wiley-Interscience, New York, 1984) ausgestattet sind, wie1) In a first step, a number M of different chemical starting materials (educts) is selected that contain functional groups that are common in organic chemistry and suitable for multicomponent reactions (MRCs) such as Passerini or Ugi MCRs (J.March, Advanced Organic Chemistry , Wiley-Interscience, New York, 1984)
-NC, -CO-, -CS-, -CN, -OCN, -NCO, -NO, -N02, -ON02, -CHO, -COOR, -COSR, -CSSR, -COCOOR, -SCN, -NCS, -Halogen, -N3, - NNNR, -OR, -SR, -OCOOR, -SCOOR, -NRCOOR' , -OCSOR, -SCSOR, -NRCSOR' , -OCSSR, -SCSSR, -NRCSSR' , -OCONR' R, -SCONR'R, - NRCONR' R , -NRR' , -NRR' NR' ' R' " , -CNNRR' , -CNNRR' HX, - NRCONR'R'', -NRCSNR'R", -RCOCR'Rv\ -RCSCR'R , -COCRR- Halogen, -RCNRxCR λ wobei R, R , R X und R' ' ' unabhängig voneinander H oder Alkyl, Aryl, Aralkyl, Hetaryl, oder Hetarylalkyl bedeuten können, wobei "Alkyl" vorzugsweise Cl-ClO-Alkyl bedeutet, "Ar(yl)" vorzugsweise bis zu 10, starker bevorzugt bis zu 2 oder 3, vorzugsweise aromatische Ringe aufweist und "Het" vorzugsweise N, 0 oder S umfaßt,
oder Epoxygruppen oder Carbene oder ungesättigte vinyloge Varianten (Alken, Alkin, Aryl) der vorstehend genannten funktionellen Gruppen, oder entsprechende Mono-, Di-, Tri-, Tetra-, Penta- oder Hexacarbonyl Varianten der vorstehend genannten funktioneilen Gruppen, wobei insbesondere zwei, drei, vier oder mehrere der vorstehend genannten funktionellen Gruppen in einem oder mehreren dieser Edukte, insbesondere in geeigneter Kombination gleichzeitig vorliegen können.-NC, -CO-, -CS-, -CN, -OCN, -NCO, -NO, -N0 2 , -ON0 2 , -CHO, -COOR, -COSR, -CSSR, -COCOOR, -SCN, - NCS, -halogen, -N 3 , - NNNR, -OR, -SR, -OCOOR, -SCOOR, -NRCOOR ', -OCSOR, -SCSOR, -NRCSOR', -OCSSR, -SCSSR, -NRCSSR ', -OCONR 'R, -SCONR'R, - NRCONR' R, -NRR ', -NRR' NR '' R '", -CNNRR', -CNNRR 'HX, - NRCONR'R'',-NRCSNR'R", - RCOCR'R v \ -RCSCR'R, -COCRR-halogen, -RCNR x CR λ where R, R, R X and R '''independently of one another can mean H or alkyl, aryl, aralkyl, hetaryl, or hetarylalkyl, where "Alkyl" preferably denotes Cl-ClO-alkyl, "Ar (yl)" preferably has up to 10, more preferably up to 2 or 3, preferably aromatic rings and "Het" preferably comprises N, 0 or S, or epoxy groups or carbenes or unsaturated vinylogous variants (alkene, alkyne, aryl) of the above-mentioned functional groups, or corresponding mono-, di-, tri-, tetra-, penta- or hexacarbonyl variants of the above-mentioned functional groups, in particular two, three, four or more of the functional groups mentioned above can be present simultaneously in one or more of these starting materials, in particular in a suitable combination.
Ein Teil der funktionellen Gruppen kann mit in der Organischen Chemie üblichen Schutzgruppen (T.W.Greene, Pro- tective Groups in Organic Synthesis, Wiley-Interscience, New York, 1981) versehen sein.Some of the functional groups can be provided with protective groups customary in organic chemistry (T.W. Greene, protective groups in organic synthesis, Wiley-Interscience, New York, 1981).
Bevorzugt werden solche Edukte ausgewählt, die bekanntermaßen gute Edukte für Multikomponentenreaktionen sind, wie alpha-Haloketone, Ester, Carbonsäuren, Thiocarbonsäu- ren, Aldehyde, Amine, Ketone, Isonitrile, Nitrile, alpha- Ketosäuren, alpha-Ketoester , und deren Derivate und al- pha-beta ungesättigte Varianten, sowie Kombinationen davon, wobei entsprechende Mono-, Di-, Tri-, Tetra-, Penta- oder Hexacarbonyl Varianten der vorstehend genannten funktionellen Gruppen besonders bevorzugt sind.Educts which are known to be good educts for multicomponent reactions, such as alpha-haloketones, esters, carboxylic acids, thiocarboxylic acids, aldehydes, amines, ketones, isonitriles, nitriles, alpha-keto acids, alpha-keto esters, and their derivatives and al - Pha-beta unsaturated variants, as well as combinations thereof, particular mono-, di-, tri-, tetra-, penta- or hexacarbonyl variants of the above-mentioned functional groups being particularly preferred.
Erfindungsgemäß werden diese M Edukte vorzugsweise in einer für einen Algorithmus zugänglichen Form kodiert, wobei den ausgewählen Edukten entweder zufällig oder systematisch binäre, dezimale oder alphanumerische Kodierungen zugeordnet werden.According to the invention, these M educts are preferably encoded in a form accessible to an algorithm, with the selected educts being assigned randomly or systematically binary, decimal or alphanumeric encodings.
Bevorzugt wird einem Edukttyp einer bestimmten chemischen Klasse, wie z.B. Aldehyden, eine charakteristische Grund- Kodierung wie z.B. "A" zugeordnet, wobei besonders bevorzugt verschiedenen Edukten, die in diese Klasse fallen,
wie verschiedene spezielle Aldehyde, eine zusatzliche Kodierung wie die Zahlen "1, 2, 3 ..." zufällig zugeordnet wird, so daß sich eine alphanumerische Gesamtkodierung AI für Benzaldehyd und A2 für Acetaldehyd, oder Bl für A ilin und B2 für Methylamin ergibt.A characteristic basic coding such as "A" is preferably assigned to a starting material type of a certain chemical class, such as aldehydes, with particular preference being given to different starting materials which fall into this class, like various special aldehydes, an additional coding such as the numbers "1, 2, 3 ..." is assigned randomly, so that there is an alphanumeric total coding AI for benzaldehyde and A2 for acetaldehyde, or B1 for A ilin and B2 for methylamine.
Chemische Klassen (Substanzklassen, Edukt-Typen) bezeichnen also z.B. Aldehyde, Amme, Carbonsauren, insbesondere bezeichnen sie Komponentengruppen von MCRs .Chemical classes (classes of substances, educt types) thus designate e.g. Aldehydes, ames, carboxylic acids, in particular they denote component groups of MCRs.
Für M verschiedene Edukte erhalt man so erf dungsgemaß N verschiedene Kodierungen. Die Menge N soll dabei die Menge der (unterschiedlichen) Eduktklassen oder chemischen Klassen bedeuten, wobei ein Edukt erf dungsgemaß verschiedenen solcher Klassen zugeordnet und entsprechend kodiert werden kann, wie z.B. beta-Ketopropionsaure der Klasse der Ketone, der Carbonsauren oder der beta- Ketosauren zuordenbar ist. Besonders bevorzugt ist eine Kodierung, bei der jedes Edukt nur jeweils einer Klasse kodiert wird.According to the invention, N different codings are obtained for M different starting materials. The amount N is intended to mean the amount of the (different) educt classes or chemical classes, an educt according to the invention being able to be assigned to various such classes and coded accordingly, e.g. Beta-ketopropionic acid can be assigned to the class of ketones, carboxylic acids or beta-keto acids. A coding is particularly preferred in which each educt is coded in only one class at a time.
Insbesondere kann durch eine geeignete Auswahl von Edukten der Produktraum, d.h. die Art und Menge der voraussichtlich zu erhaltenden Produkte zumindest gewissem Rahmen selektiert werden bzw. vorgegeben werden.In particular, the product space, i. the type and quantity of the products to be expected to be obtained are selected or specified at least to a certain extent.
Vorzugsweise ist dem erf dungsgemaßen Verfahren M 40, starker bevorzugt ist M < 30, noch starker bevorzugt ist M < 20 und am stärksten bevorzugt ist M < 12.
2) In einem zweiten Verfahrenschritt werden die Edukte im Rahmen einer - auch unbekannten - MCR gleichzeitig oder sequentiell umgesetzt. Dabei wird jedes Edukt mit jedem anderen Edukt oder bevorzugt jeder möglichen Kombination von 2 bis zu M-l anderen Edukten umgesetzt, die im ersten Verfahrensschritt ausgewählt werden.The process according to the invention is preferably M 40, more preferred is M <30, even more preferred is M <20 and most preferred is M <12. 2) In a second process step, the starting materials are reacted simultaneously or sequentially as part of an - also unknown - MCR. Each starting material is reacted with any other starting material or preferably any possible combination of 2 to 1 ml of other starting materials, which are selected in the first process step.
Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß eine Kenntnis der möglichen Reaktionen, die diese Edukte eingehen können, nicht erforderlich ist.An advantage of the process according to the invention is that knowledge of the possible reactions which these starting materials can undergo is not necessary.
Erfindungsgemäß werden in dem zweiten Verfahrenschritt alle oder gegebenenfalls nach einem Algorithmus ausgewählte Multikomponenten-Kombinationen MKK(K) von K verschiedenen Edukten aus einer Menge N verschiedener Edukte, die eine Untermenge aus der zu Verfügung stehenden Menge M von Edukten darstellt, unter in der Organischen Chemie üblichen Bedingungen, wie z.B. für Passerini- oder Ugi-MCR Reaktionen mit 4, 5, 6, 7, 8, 9 oder 10 Komponenten üblich, gleichzeitig oder in sequentieller Reihenfolge zur Reaktion gebracht. Dazu können die gegebenenfalls ausgewählten Edukte in einem oder mehreren Lösungsmitteln wie Methanol, Tetrahydrofuran, Dioxan, Dimethylsulfoxid, Wasser oder Gemischen von diesen eventuell unter Luftaus- schluss oder einer Stickstoff, Sauerstoff, Wasserstoff oder Argonatmosphäre in einem Temperaturbereich zwischen -60° C bis 150° C zusammengegeben werden. Zusätzlich können Hilfsmittel oder Katalysatoren wie z.B. Lewis-Säuren wie Bortrifluorid-etherat , Zinkchlorid, Ytterbiumtriflat , Eisenchlorid, andere Säuren wie z.B. Salzsäure, para- Toluolsulfonsäure, Essigsäure oder Basen wie z.B. Kalium- carbonat, Triethylamin, Cäsiumcarbonat , oder wasserent-
I S ziehende Mittel wie Molsiebe oder Orthoester Verwendung finden .According to the invention, in the second process step, all or, if appropriate, selected multi-component combinations MKK (K) of K different starting materials from a set N of different starting materials, which represents a subset of the available amount M of starting materials, among others, in organic chemistry usual conditions, such as, for example, for Passerini or Ugi MCR reactions with 4, 5, 6, 7, 8, 9 or 10 components, brought to reaction simultaneously or in sequential order. For this purpose, the optionally selected starting materials in one or more solvents such as methanol, tetrahydrofuran, dioxane, dimethyl sulfoxide, water or mixtures thereof, possibly with the exclusion of air or in a nitrogen, oxygen, hydrogen or argon atmosphere in a temperature range between -60 ° C. to 150 ° C be put together. In addition, auxiliaries or catalysts such as Lewis acids such as boron trifluoride etherate, zinc chloride, ytterbium triflate, iron chloride, other acids such as hydrochloric acid, para-toluenesulfonic acid, acetic acid or bases such as potassium carbonate, triethylamine, cesium carbonate, or dehydrated water IS pulling agents such as molecular sieves or orthoesters are used.
Im ersten Cyclus des Verfahrens werden bevorzugt aus der Menge M solche N ausgewählt, die zu verschiedenen Substanzklassen gehören, wobei die Gesamtzahl aller Experimente E die Summe von K = 1 bis N über alle K aus N nach Gleichung (1) ist,In the first cycle of the process, preference is given to selecting from the set M those N which belong to different classes of substances, the total number of all experiments E being the sum of K = 1 to N over all K from N according to equation (1),
E = ∑ N!/( (N-K) !*K! ) Gleichung (1) wobei K somit die Zahl der für eine Reaktion verwendeten, verschiedenen Edukte, und N die höchstmögliche Zahl der in einer Reaktion verwendeten verschiedenen Edukte darstellt, wobei im ersten Cyclus des Verfahrens besonders bevorzugt alle Kombinationen von K =1 bis K=N ausgewählt werden.E = ∑ N! / ((NK)! * K!) Equation (1) where K thus represents the number of different starting materials used for a reaction, and N represents the highest possible number of different starting materials used in a reaction, where in the first Cycle of the method particularly preferably all combinations of K = 1 to K = N can be selected.
Jedes dieser Experimente kann räumlich getrennt und in nachvollziehbarer Weise, z.B. in verschiedenen Reaktionsgefäßen, durchgeführt werden und insbesondere die Zuordnung der verschiedenen Kombinationen mit ihrer Kodierung zu den Positionen der Reaktionsgefäße in einer einem Algorithmus zugänglichen Form im Computer gespeichert werden.Each of these experiments can be spatially separated and in a comprehensible manner, e.g. in different reaction vessels, and in particular the assignment of the different combinations with their coding to the positions of the reaction vessels are stored in a form accessible to an algorithm in the computer.
Zumindest ein Teil der erhaltenen Reaktionsprodukte kann in einem nachfolgendem Schritt weiter chemisch modifiziert, aufgearbeitet oder für Schritt (3) in geeigneter Weise vorbereitet werden.At least some of the reaction products obtained can be further chemically modified, worked up or prepared for step (3) in a suitable manner in a subsequent step.
Eine solche chemische Modifizierung kann zum Beispiel die Abspaltung der chemischen Schutzgruppen z.B. durch Trif-
luoressigsäure, oder die Hydrierung der Produkte mit Hilfe von Wasserstoff, gegebenenfalls unter Zusatz eines Hydrierkatalysators wie z.B. Palladium auf Kohle, Platinoxid, Palladiumacetat sein, oder durch die Oxydation der Produkte mit Sauerstoff oder einem anderen Oxydationsmittel wie z.B. Brom, Wasserstoffperoxyd, tert-Butyl- peroxyd oder einem geeigneten Metallsalz wie z.B. Cobaltchlorid, oder einem geeigneten Metallkomplex wie z.B. Eisenhexacyanoferrat oder Chromtetraphenylporphyri- nat oder durch die Bestrahlung mit Licht der Wellenlänge 200-600 nm erfolgen. Weiter können die Reaktionsprodukte mit einem oder mehreren Enzymen wie z.B. Oxidoreductasen, Ligasen, Peptidasen, Lipasen oder Isomerasen behandelt werden.Such a chemical modification can, for example, remove the chemical protective groups, for example by luoroacetic acid, or the hydrogenation of the products with the aid of hydrogen, optionally with the addition of a hydrogenation catalyst such as, for example, palladium on carbon, platinum oxide, palladium acetate, or by the oxidation of the products with oxygen or another oxidizing agent such as, for example, bromine, hydrogen peroxide, tert-butyl peroxide or a suitable metal salt such as cobalt chloride, or a suitable metal complex such as iron hexacyanoferrate or chromium tetraphenyl porphyrinate or by irradiation with light of wavelength 200-600 nm. Furthermore, the reaction products can be treated with one or more enzymes, such as oxidoreductases, ligases, peptidases, lipases or isomerases.
Die Aufarbeitung der Produkte kann in an sich bekannter Weise wie durch Chromatographie z.B. über Kieselgel oder RP-18 Kieselgel, oder Festphasenextraktion oder die Entfernung nicht umgesetzter Edukte durch Binden an einen geeigneten festen Träger wie z.B. Ionenaustauscherharze oder chemisch modifizierte Festphasenharze erfolgen, oder es können die erwarteten Produkte durch selektives Binden an einen solchen festen Träger mit anschließendem Waschen und Ablösen von diesem Träger gereinigt werden.The products can be worked up in a manner known per se, such as by chromatography, e.g. via silica gel or RP-18 silica gel, or solid phase extraction or the removal of unreacted starting materials by binding to a suitable solid support such as e.g. Ion exchange resins or chemically modified solid phase resins take place, or the expected products can be purified by selective binding to such a solid support with subsequent washing and detachment from this support.
Durch anschließendes Lösen in einem geeigneten Lösungsmittel wie z.B. Wasser oder DMSO, kann eine Testlösung vorbereitet werden.Subsequent dissolution in a suitable solvent such as e.g. Water or DMSO, a test solution can be prepared.
Die verwendeten Reaktionsbedingungen, Modifizierungen, Auf rbeitungen oder Vorbereitungen für die Testung können ebenfalls in einer für einen Algorithmus geeigneten Form,
z.B. in binärer, dezimaler oder alphanumerischer Form kodiert werden. Ein Reaktionsprodukt kann somit z.B. entweder als Kombination der Kodierung der verwendeten Edukte oder aber bevorzugt als Kombination der Kodierung der verwendeten Edukte und der Kodierung für die verwendeten Reaktionsbedingungen, Modifizierungen, Aufarbeitungen oder Vorbereitungen für die Testung kodiert werden, wobei in besonders bevorzugter Weise sowohl die verwendeten Edukte, die Reaktionsbedingungen, Modifizierungen, Aufarbeitungen oder Vorbereitungen für die Testung als auch die Reaktionsgefäße kodiert werden.The reaction conditions, modifications, workings or preparations for the test used can also be in a form suitable for an algorithm, eg in binary, decimal or alphanumeric form. A reaction product can thus be coded, for example, either as a combination of the coding of the starting materials used or, preferably, as a combination of the coding of the starting materials used and the coding for the reaction conditions used, modifications, work-ups or preparations for testing, both of which are used in a particularly preferred manner Educts, the reaction conditions, modifications, work-ups or preparations for testing as well as the reaction vessels are encoded.
Eine solche Kodierung soll nachfolgend vereinfachend als Genom des Reaktionsproduktes bezeichnet werden.Such a coding is to be referred to hereinafter simply as the genome of the reaction product.
Für das hier beschriebene Verfahren ist es nicht notwendig zu wissen, welche Reaktionen in dem einzelnen Reaktionsgefäß ablaufen können, bzw. ablaufen. Erfindungsgemäß können jedoch in allen Reaktionsgefäßen maximal E verschiedene Reaktionstypen und somit E verschiedene chemische Substanzen mit jeweils verschiedenen Grundgerüsten gebildet werden, wenn alle Edukte aus verschiedenen Sub- stanzklassen ausgewählt werden, wie es im ersten Cyclus des Verfahrens bevorzugt ist. Das Genom eines Reaktionsproduktes kodiert in besonders bevorzugter Weise nicht, was in einem Reaktionsgef ß enthalten ist, sondern durch welche Edukte und mit welchen Arbeitsschritten das Reaktionsprodukt entstanden ist.For the process described here, it is not necessary to know which reactions can or do take place in the individual reaction vessel. According to the invention, however, a maximum of E different reaction types and thus E different chemical substances, each with different backbones, can be formed in all reaction vessels if all starting materials are selected from different substance classes, as is preferred in the first cycle of the process. In a particularly preferred manner, the genome of a reaction product does not encode what is contained in a reaction vessel, but rather by means of which starting materials and with which work steps the reaction product has arisen.
3) In einem dritten Verfahrensschritt werden z.B. Testlösungen der Produkte aus dem zweiten Verfahrenschritt z.B. in einem biologischen und/oder pharmakologischen und/oder
physiko-chemischen Test auf ihre biologische Aktivität, Wirksamkeit, Nebenwirkungen oder Selektivität und/oder einem anderen Testverfahren die physiko-chemischen Eigenschaften dieser Produkte untersucht.3) In a third process step, test solutions of the products from the second process step are, for example, in a biological and / or pharmacological and / or physico-chemical test for their biological activity, effectiveness, side effects or selectivity and / or another test procedure the physico-chemical properties of these products examined.
Diese biologischen, pharmakologischen und physiko- chemischen Testverfahren sind dem einschlägig vorgebildeten Fachmann an sich bekannt.These biological, pharmacological and physico-chemical test methods are known per se to the person skilled in the relevant art.
Bevorzugt wird dabei insbesondere die Abhängigkeit der Messergebnisse von der Konzentration der im Verfahrensschritt zwei eingesetzten Edukte untersucht und festgestellt. Insbesondere wird ein Konzentrationsbereich von 0.5 bis 0.000001 mol/1, besonders bevorzugt ein Konzentrationsbereich von 100 bis 0.01 mol/1 untersucht.In particular, the dependence of the measurement results on the concentration of the starting materials used in process step two is preferably examined and ascertained. In particular, a concentration range from 0.5 to 0.000001 mol / 1, particularly preferably a concentration range from 100 to 0.01 mol / 1, is examined.
Der Test zur Feststellung der biologischen oder pharmakologischen Aktivität, Wirksamkeit, Nebenwirkungen oder Selektivität wird vorzugsweise mit isolierten Proteinen, Rezeptoren, Enzymen, oder Mischungen davon, Zellen, Zel- lysaten, komplexen Zellsystemen, mit Organen oder Teilen davon oder mehreren Organen oder auch mit ganzen Organismen oder Membranen und gegebenenfalls unter Verwendung von für den Test notwendigen Hilfsstoffen, Substraten oder Detektionshilfsmitteln durchgeführt.The test for determining the biological or pharmacological activity, effectiveness, side effects or selectivity is preferably carried out with isolated proteins, receptors, enzymes or mixtures thereof, cells, cell lysates, complex cell systems, with organs or parts thereof or with several organs or also with whole organs Organisms or membranes and optionally carried out using auxiliary substances, substrates or detection aids necessary for the test.
Die Testverfahren für die physiko-chemischen Eigenschaften der Produkte können zum Beispiel das Messen der Lipo- philie durch den Octanol-Wasser Verteilungskoeffizienten, die Löslichkeit in Wasser, die unspezifische Proteinbindung an z.B. Rinderserumalbumin, die Bindung an die Pro-
teine des humanen Serumplasmas oder die chemische Stabilität in Krebs-Puffer beinhalten.The test methods for the physico-chemical properties of the products can, for example, measure the lipology by the octanol-water partition coefficient, the solubility in water, the non-specific protein binding to eg bovine serum albumin, the binding to the pro include human serum plasma or chemical stability in cancer buffer.
Die erhaltenen Testresultate werden vorzugsweise mit den Genomen der Reaktionsprodukte, bevorzugt in einer für den Algorithmus zugänglichen Form, z.B. in einem Computer Datenfile oder einer Computer Datenbank korreliert.The test results obtained are preferably compared with the genomes of the reaction products, preferably in a form accessible to the algorithm, e.g. correlated in a computer data file or a computer database.
Erfindungsgemäß ist die Kenntnis des Inhaltes der einzelnen Reaktionsprodukte wie z.B. auch die Kenntnis der abgelaufenen chemischen Reaktion oder der vorhandenen neuen chemischen Verbindungen und ihrer Struktur nicht für das Verfahren notwendig, da der systematische Charakter der Auswahl eine systematische Auswertung der Testergebnisse zuläßt. Es kann sogar möglich sein, daß in einem oder mehreren der parallelen Reaktionsgefäße keine Reaktion abgelaufen ist, ohne daß dies ein Nachteil für das erfindungsgemäße Verfahren darstellt.According to the invention, knowledge of the content of the individual reaction products, e.g. Knowledge of the chemical reaction that has taken place or of the existing new chemical compounds and their structure is not necessary for the process, since the systematic nature of the selection permits a systematic evaluation of the test results. It may even be possible that no reaction has taken place in one or more of the parallel reaction vessels without this being a disadvantage for the process according to the invention.
Hat man zum Beispiel alle Kombinationen von K =1 bis K=N ausgewählt, werden erfindungsgemäß alle Edukte (K =1) auf ihre biologische Wirkung hin geprüft. Alle Reaktionsprodukte, die diese Edukte enthalten, jedoch eine bessere Wirkung als diese zeigen, sollten eine neue chemische Verbindung mit besserer Wirkung enthalten. Das selbe trifft sinngemäß auch auf alle Kombinationen K=3 und alle Zweierkombinationen zu. Eine Dreierkombination, die eine bessere Wirkung als die in ihr enthaltenen Zweierkombinationen, bzw. als die entsprechenden Edukte zeigt, sollte ein neue, wirksame chemische Verbindung aus einer Dreikomponentenreaktion enthalten. In der ausgeführten Weise
lassen sich ebenso alle K>2 Reaktionsprodukte analysieren.If, for example, all combinations from K = 1 to K = N have been selected, all of the starting materials (K = 1) are tested for their biological action according to the invention. All reaction products that contain these starting materials but show a better activity than these should contain a new chemical compound with a better effect. The same applies analogously to all combinations K = 3 and all combinations of two. A combination of three, which has a better effect than the two combinations contained therein, or as the corresponding educts, should contain a new, effective chemical compound from a three-component reaction. In the manner outlined all K> 2 reaction products can also be analyzed.
Erfindungsgemäß enhält die Liste der Genome und der ihnen zugeordneten Testergebnisse alle für eine weitere Optimierung notwendigen Informationen.According to the invention, the list of genomes and the test results assigned to them contains all the information necessary for further optimization.
Implizit kann das erfindungsgemäße Verfahren eine statistische Analyse der durchgeführten Reaktionen und Arbeitsschritte verwenden, wobei die bei der Auswahl der Edukte M verwendete Systematik es erlaubt, auf die genaue und explizite Kenntnis der abgelaufenen chemischen Reaktionen und Strukturen der entstandenen Verbindungen zu verzichten. So ist es beispielsweise möglich, daß unter den verwendeten Reaktionsbedingungen eine an sich wünschenswerte und bekannte Reaktion nicht abläuft, jedoch eine andere bisher nicht bekannte Reaktion eine neue chemische Verbindung liefert, die über wünschenswerte Eigenschaften, wie z.B. orale Bioverfügbarkeit verfügt. Implizit enthält so das entsprechende Genom dieses Reaktionsproduktes und die assoziierten Testresultate also auch das Verfahren, wie auch die Ausbeute und Struktur der chemischen Verbindung aus dieser neuen Multikomponenten- reaktion. Dadurch wird es möglich, diese Reaktion auch ohne ihre explizite Kenntnis mit dem erfindungsgemäßen Algorithmus zu verwenden.The method according to the invention can implicitly use a statistical analysis of the reactions and work steps carried out, the systematics used in the selection of the educts M making it possible to dispense with the precise and explicit knowledge of the chemical reactions and structures of the resulting compounds. For example, it is possible that under the reaction conditions used a reaction which is per se desirable and known does not take place, but another reaction which has not hitherto been known provides a new chemical compound which has desirable properties, e.g. oral bioavailability. The corresponding genome of this reaction product and the associated test results thus also implicitly contain the process, as well as the yield and structure of the chemical compound from this new multicomponent reaction. This makes it possible to use this reaction with the algorithm according to the invention even without its explicit knowledge.
4) In einem vierten Verfahrensschritt werden die für die hergestellten Produkte gemessenen Testergebnisse dazu benutzt, die vorzugsweise kodierten Produkte zu bewerten und z.B. nach einer vorgegebenen Zielfunktion zu sortieren, und mindestens ein Produkt auszuwählen,
wobei diese Zielfunktion eine beliebige Kombination von gewünschten Eigenschaften für die gesuchte Zielverbindung sein kann und das Sortierkriterium aus dem Ausmaß, wie die einzelnen Produkte diese Zielfunktion erfüllen, abgeleitet werden kann. Vorzugsweise werden die Produkte nach ihrer Konzentrationsabhängigkeit bewertet.4) In a fourth method step, the test results measured for the manufactured products are used to evaluate the preferably coded products and, for example, to sort them according to a predetermined objective function and to select at least one product. this target function can be any combination of desired properties for the target compound sought and the sorting criterion can be derived from the extent to which the individual products fulfill this target function. The products are preferably evaluated according to their concentration dependence.
Insbesondere können die Produkte entweder in ihrer Rangfolge sortiert oder in verschiedene Bewertungskategorien eingeteilt werden.In particular, the products can either be sorted in order of priority or divided into different evaluation categories.
Die Zielfunktion kann eine beliebige Funktion sein, die aus der Kombination der gewünschten Eigenschaften in den verwendeten Testsystemen für die gesuchte Zielverbindung konstruiert wird. Sie ist das Bewertungskriterium für das Sortieren oder Kategorisieren der Genome danach, wie die einzelnen entsprechenden Produkte diese Zielfunktion erfüllen .The target function can be any function that is constructed from the combination of the desired properties in the test systems used for the target connection sought. It is the evaluation criterion for sorting or categorizing the genomes according to how the individual corresponding products fulfill this objective function.
Bevorzugt bilden sowohl die biologische Aktivität, physi- ko-chemische Eigenschaften als auch weitere biologisch relevante Testresultate diese Zielfunktion.Biological activity, physico-chemical properties and other biologically relevant test results preferably form this objective function.
Besonders wird bevorzugt, wenn die Konzentrationsabhängigkeit der Testergebnisse ermittelt wurde und diese in die Zielfunktion eingehen, d.h. diese Eigenschaften in unterschiedlicher und konzentrationsabhängiger Wichtung in diese Zielfunktion eingehen.
Besonders bevorzugt ist die Zielfunktion eine lineare Kombination oder ein Polynom dieser Eigenschaften mit "fuzzy" Logik Wichtungen, wobei besonders bevorzugt die "fuzzy" Logik Wichtungen einzelner Eigenschaften von dem Ausmaß der Erfüllung anderer Eigenschaften, sowie der Zahl der bereits durchlaufenen Cyclen abhängen kann.It is particularly preferred if the concentration dependency of the test results has been determined and these are included in the target function, ie these properties are included in this target function in different and concentration-dependent weighting. The target function is particularly preferably a linear combination or a polynomial of these properties with “fuzzy” logic weightings, it being particularly preferred that the “fuzzy” logic weightings of individual properties may depend on the extent of the fulfillment of other properties and the number of cycles already completed.
Eine solche Zielfunktion kann somit erfindungsgemäß die Gestalt eines Programmes annehmen, welches ein Genom in Abhängigkeit von verschiedenen Eigenschaften und Bedingungen mit logischen und konditionalen Verknüpfungen unterschiedlicher Bewertungsfunktionen unterschiedlich bewertet. So können erfindungsgemäß solche Genome eine hohe Wertung erhalten, die am Anfang z.B. eine hohe orale Bioverfügbarkeit besitzen, oder nach mehreren Cyclen mehrere dieser wünschenswerten Eigenschaften aufweisen. Ebenso können erfindungsgemäß Verbindungen, die einige wünschenswerte Eigenschaften aufweisen, darüber hinaus jedoch auch Eigenschaften besitzen, die als nicht wünschenswert bezeichnet worden sind, wie z.B. ein gemessener logD Wert für die Lipophilie von über 5, eine negative Wertung erhalten, wobei die wünschenswerten Eigenschaften nicht mehr betrachtet werden.Such an objective function can thus take the form of a program according to the invention which evaluates a genome differently depending on different properties and conditions with logical and conditional links of different evaluation functions. Thus, according to the invention, such genomes can be given a high rating which, e.g. have a high oral bioavailability, or have several of these desirable properties after several cycles. Likewise, compounds of the invention which have some desirable properties but also have properties which have been identified as undesirable, such as e.g. a measured logD value for the lipophilicity of over 5, received a negative evaluation, the desirable properties no longer being considered.
5) In einem fünften Verfahrensschritt werden die Edukte bestimmt, die zu dem oder den im 4. Schritt bewerteten und ausgewählten Produkt (en) geführt haben.5) In a fifth process step, the starting materials are determined which have led to the product (s) evaluated and selected in step 4.
Es ist in diesem Schritt nicht nötig, die Edukte selbst zu analysieren oder ihre Struktur aufzuklären: Vielmehr reicht eine Identifizierung der Edukte anhand einer gege-
benenfalls eingesetzten Kodierung, da jedem Edukt ein spezifischer Code zugeordnet werden kann.In this step, it is not necessary to analyze the educts yourself or to clarify their structure: rather, it is sufficient to identify the educts on the basis of a if necessary, coding used, since a specific code can be assigned to each educt.
6) In einem sechsten Verfahrensschritt wird erfindungsgemäß aufgrund der gefundenen Ergebnisse z.B. mit einem Algorithmus eine neue Menge von Edukten ausgesucht. Ferner wird eine Liste neu durchzuführender Experimente erstellt, und es werden die Edukte in entsprechend ausgewählten Multikomponenten-Kombinationen kombiniert und zur Reaktion gebracht, wobei jedoch vorzugsweise ein bereits durchgeführtes Experiment nicht wiederholt vorgeschlagen wird.6) In a sixth process step, according to the invention, e.g. selected a new set of starting materials using an algorithm. Furthermore, a list is created of new experiments to be carried out, and the starting materials are combined in appropriately selected multicomponent combinations and brought to reaction, although an experiment that has already been carried out is preferably not repeatedly proposed.
Dazu wird von mindestens einem, vorzugsweise von zwei der in Verfahrensschritt (5) bestimmten Edukte eine Variante oder Modifikation in dem Sinne bereitgestellt, daß in diesem Edukt mindestens ein Substituent aufgetauscht und/oder mindestens ein (zusätzlicher) Substituent eingeführt und/oder ein vorhandener Substiuent durch ein H- Atom ersetzt wird.For this purpose, a variant or modification of at least one, preferably two of the starting materials determined in process step (5) is provided in the sense that at least one substituent is exchanged in this starting material and / or at least one (additional) substituent is introduced and / or an existing substituent is replaced by an H atom.
Vorzugsweise werden pro Cyclus mehr als ein Edukt und/ oder mehr als ein Reaktionsparameter wie die Konzentration eines Edukts oder die Reaktionstemperatur etc. variiert.Preferably, more than one starting material and / or more than one reaction parameter such as the concentration of a starting material or the reaction temperature etc. are varied per cycle.
Aufgrund an sich bekannter kombinatorischer Optimierungsverfahren, vgl. Cook, W. J.; Cunningham, W. H . ; Pulley- blank, W. R. und Schrijver, A. Combinatorial Opti iza- tion, Wiley 1997; Philip M. Dean und Richard A. Lewis (Ed.) Molecular Diversity in Drug Design, Kluwer Academic
Publishers, 1999, ist es möglich, veränderte Produkteigenschaften den variierten Edukten und/oder Reaktionsparametern zuzuordnen.Based on combinatorial optimization methods known per se, cf. Cook, WJ; Cunningham, W.H. ; Pulley-blank, WR and Schrijver, A. Combinatorial Option, Wiley 1997; Philip M. Dean and Richard A. Lewis (Ed.) Molecular Diversity in Drug Design, Kluwer Academic Publishers, 1999, it is possible to assign changed product properties to the different starting materials and / or reaction parameters.
Bevorzugt werden die als am besten bewerteten Genome des vorangegangenen Cyclus für die Generierung der neuen Genome verwendet .The genomes of the previous cycle which are rated as the best are preferably used for the generation of the new genomes.
Als Algorithmus kann z.B. e n kombinatorisches Optimierungsverfahren wie ein genetischer Algorithmus oder ein Mustererkennungsverfahren, wie zum Beispiel ein neuronales Netz oder eine Kombination eines genetischen Algorithmus mit einem neuronalen Netz verwendet werden, wobei bevorzugt ein genetischer Algorithmus oder ein Mustererkennungsverfahren, wie zum Beispiel ein neuronales Netz oder eine Kombination eines genetischen Algorithmus mit einem neuronalen Netz implizit oder explizit das Auftreten gewünschter Eigenschaften mit den Bestandteilen des Produkt Genoms der vorhergehenden Generation korre- liert .As an algorithm e.g. A combinatorial optimization method such as a genetic algorithm or a pattern recognition method, such as, for example, a neural network or a combination of a genetic algorithm and a neural network, is used, wherein preferably a genetic algorithm or a pattern recognition method, such as, for example, a neural network or a combination of a genetic one Algorithm with a neural network implicitly or explicitly corrects the occurrence of desired properties with the components of the product genome of the previous generation.
Bevorzugt werden diejenigen Bestandteile der Genome der getesteten Produkte, welche mit höherer Wahrscheinlichkeit mit den gewünschten Eigenschaften explizit oder implizit korrelieren, mit höherer Wahrscheinlichkeit f r die Generierung der neuen Genome verwendet, wobei bevorzugt solche Genome, deren Produkte keine gute Bewertung erhalten haben nicht für die Generierung neuer Genome verwendet werden, und
bevorzugt und zufällig einzelne Bestandteile der neuen Genome durch einen Zufallsgenerator aus der Zahl der möglichen Kodierungen ausgewählt werden.Those components of the genomes of the products tested which are more likely to correlate explicitly or implicitly with the desired properties are preferably used for the generation of the new genomes with a higher probability, preference being given to those genomes whose products have not received a good rating not for the generation new genomes are used, and preferably and randomly, individual components of the new genomes are selected from the number of possible codings by a random generator.
Bevorzugt und zufällig werden einzelne Bestandteile der neuen Genome durch einen Zufallsgenerator aus dem Genom entfernt oder hinzugefügt, wobei bevorzugt die Zuordnung der Wahrscheinlichkeit einer zufälligen Auswahl eines solchen Bausteins vom Typ dieses Bausteins abhängen kann, wobei besonders bevorzugt die Genome zufällig in eine oder mehrere Gruppen, sogenannte Populationen eingeteilt werden.Individual components of the new genomes are preferably and randomly removed or added from the genome by a random generator, the assignment of the probability of a random selection of such a building block preferably being dependent on the type of this building block, the genomes being particularly preferably randomly divided into one or more groups, so-called populations are classified.
Besonders bevorzugt werden die Genome einer Gruppe nur für die Generierung neuer Genome einer neuen Gruppe von Genomen benutzt und somit wird jede dieser Populationen eine neue Population erzeugen, wobei bevorzugt nach einer beliebigen Zahl von Cyclen alle Populationen von Genomen in eine neue Anzahl von Populationen mit gleicher oder einer veränderten Zahl an Genomen aufgeteilt werden kann.The genomes of a group are particularly preferably used only for the generation of new genomes of a new group of genomes and thus each of these populations will generate a new population, preferably after any number of cycles all populations of genomes into a new number of populations with the same number or a changed number of genomes.
Insbesondere bevorzugt wird diese Neuauf eilung vorgenommen, wenn in einer Population ein Produkt besonders wünschenswerte Eigenschaften aufweist.This reorganization is particularly preferably carried out if a product has particularly desirable properties in a population.
Als Bestandteile der Genome werden erfindungsgemäß die unterschiedlichen Kodierungen der Edukte, der Reaktionsbedingungen, Modifizierungen, Aufarbeitungen oder Vorbe-
reitungen für die Testung als auch die Reaktionsgefäße definiert .According to the invention, the different coding of the starting materials, the reaction conditions, modifications, work-ups or preparatory steps are included as components of the genomes. defined for testing as well as the reaction vessels.
Dieser Verfahrensschritt stellt erfindungsgemäß eine Übertragung der natürlichen Evolution von Biopolymeren wie DNA, RNA oder Peptiden auf die Chemie der Multikomponentenreaktionen in Verbindung mit den Eigenschaften der durch sie erzeugten chemischen Verbindungen dar. Erfindungsgemäß wird in diesem Schritt eine deutlich gesteigerte Anzahl von Reaktionsmöglichkeiten ermöglicht. Da durch den erfindungsgemäßen Algorithmus beliebig Bausteine des Genoms gelöscht oder hinzugefügt werden können, sind z.B. Mehrfachverwendungen eines Bausteins, wie zum Beispiel eines Eduktes , eines Katalysators usw. möglich.According to the invention, this process step represents a transfer of the natural evolution of biopolymers such as DNA, RNA or peptides to the chemistry of the multicomponent reactions in conjunction with the properties of the chemical compounds produced by them. According to the invention, this step enables a significantly increased number of reaction options. Since any blocks of the genome can be deleted or added by the algorithm according to the invention, e.g. Multiple uses of a building block, such as a starting material, a catalyst, etc. possible.
Die Besonderheit des Algorithmus liegt darin, daß zum einen solche Genome, d.h., solche Kombinationen von Edukten, Reaktionsbedingungen, Modifizierungen, Aufarbeitungen oder Vorbereitungen für die Testung bevorzugt werden, deren Produkte auch gewünschte Eigenschaf en aufweisen, zum anderen die für die tatsächliche Herstellung dieser zwar unbekannten Verbindungen auch die besten Reaktionsbedingungen implizit ermittelt werden. Obwohl die zu diesem Produkt führende Reaktion nicht bekannt sein muß, wird diese optimiert, da sich z.B. eine höhere Ausbeute an dem durch diese Reaktion entstehendem Produkt durch eine Verbesserung der gewünschten Eigenschaften zeigt. Durch dieses Eigenschaft des erfindungsgemäßen Verfahrens erhält man so neben einem Produkt mit den gewünschten Eigenschaften auch gleichzeitig dessen optimale Herstellung durch eine Multikomponentenreaktion.
Wahlweise können die Edukte und/oder Reaktionen/Reaktionsbedingungen jeweils einzeln oder mehrere oder alle zusammen variiert werden.The peculiarity of the algorithm lies in the fact that, on the one hand, such genomes, ie combinations of starting materials, reaction conditions, modifications, work-ups or preparations for testing are preferred, the products of which also have the desired properties, and on the other hand those for the actual production of these unknown compounds even the best reaction conditions can be determined implicitly. Although the reaction leading to this product does not have to be known, it is optimized since, for example, a higher yield of the product resulting from this reaction is shown by an improvement in the desired properties. As a result of this property of the process according to the invention, in addition to a product with the desired properties, its optimal production by a multicomponent reaction is obtained at the same time. The starting materials and / or reactions / reaction conditions can optionally be varied individually or several or all together.
7) In einem siebten Verfahrensschritt werden die im sechsten Verfahrensschritt bereitgestellten Edukte gegebenenfalls zusammen mit den übrigen im Verfahrensschritt (5) bestimmten Edukten umgesetzt:7) In a seventh process step, the starting materials provided in the sixth process step are optionally reacted together with the other starting materials determined in process step (5):
Ist z.B. nur ein Edukt im Verfahrensschritt (6) variiert worden, so wird dieses Edukt vorzugsweise mit den übrigen Verfahrensschritt (5) bestimmten Edukten außer dem Edukt umgesetzt, das m Verfahrensschritt (6) variiert wurde .Is e.g. If only one starting material has been varied in process step (6), this starting material is preferably reacted with the other starting materials determined in process step (5) in addition to the starting material which was varied in process step (6).
Wurden im Verfahrensschritt (5) z.B. die Edukte Ei, E2, E3, E4 und E5 bestimmt, und wurde E2 im Verfahrensschritt (6) zu E2' variiert, so wird im Verfahrensschritt (7) E2' mit Ei, E3, Eζ und E5 umgesetzt. Vorzugsweise wird bei der Umsetzung pro Edukt-Typ nur ein Molekül eingesetzt, d.h. z.B. nur ein Amin, ein Isocyanid, eine Carbonsaureverbin- dung.Were, for example, the starting materials Ei, E 2, E 3, E 4 and E 5 determined in step (5), and E 2 was in process step (6) to E 2 'varies, then in step (7) E 2' Ei, E 3 , E ζ and E 5 implemented. Preferably, only one molecule is used in the reaction per starting material type, ie, for example, only one amine, one isocyanide, one carboxylic acid compound.
8) In einem achten Verfahrenschritt werden die Verfahrenschritte vier bis sieben solange wiederholt, bis ein Reaktionsprodukt gefunden wird, welches die Kriterien der Zielfunktion erfüllt, wobei häufig bis zu 50, bevorzugt bis zu 30 Cyclen benotigt werden, um ein solches Produkt zu finden.
Die Wahrscheinlichkeit der Auffindung eines solchen Produktes kann bereits nach 2 bis 6 Cyclen abgeschätzt werden, so daß ein wenig aussichtsreicher Weg bereits in einem frühen Stadium abgebrochen werden kann.8) In an eighth process step, process steps four to seven are repeated until a reaction product is found which fulfills the criteria of the target function, frequently up to 50, preferably up to 30, cycles being required to find such a product. The likelihood of finding such a product can be estimated after only 2 to 6 cycles, so that a path that is not very promising can be broken off at an early stage.
Bevorzugt wird die Differenz des durchschnittlichen Ausmaßes der Erfüllung der Zielkriterien durch die Produkte einer Genompopulation aus einem Cyclus x und das durchschnittliche Ausmaß der Erfüllung der Zielkriterien durch die Produkte einer Genompopulation aus einem späteren Cyclus x+i für diese Abschätzung verwendet, wobei i eine ganze natürliche Zahl ist.Preferably, the difference between the average degree of fulfillment of the target criteria by the products of a genome population from a cycle x and the average degree of fulfillment of the target criteria by the products of a genome population from a later cycle x + i is used for this estimate, where i is a completely natural one Number is.
Diese Differenz kann dazu dienen, eine neue Anzahl Edukte auszuwählen und das erfindungsgemäße iterative Verfahren neu zu beginnen, besonders, wenn diese Differenz klein ist.This difference can serve to select a new number of starting materials and to start the iterative process according to the invention again, especially if this difference is small.
Durch die Verfahrensschritte eins bis acht werden auf neuartige und überraschende Weise verschiedene Probleme bei der Auffindung und Optimierung neuer chemischer Verbindungen gleichzeitig gelöst. Durch das Kombinieren von Edukten aus verschiedenen Substanzklassen unter veschie- denen Reaktionsbedingungen werden neue Multikomponentenreaktionen auf ihre Eignung für die Herstellung neuer chemischer Verbindungen untersucht, wobei solche Multikomponentenreaktionen bevorzugt werden, die Produkte mit gewünschten Eigenschaften ergeben. Weiterhin werden diese Produkte erfindungsgemäß durch die mögliche Verwendung von Edukten aus der selben Substanzklasse, die für diese Multikomponentenreaktionen notwendig sind, variiert und auf ihre Eigenschaften geprüft bzw. optimiert. Weiterhin
werden diese neuen Multikomponentenreaktionen erfindungsgemäß selbst optimiert, wenn die Reaktionsbedingungen Bestandteile der entsprechenden Genome sind.Process steps one to eight solve different problems in the discovery and optimization of new chemical compounds simultaneously in a novel and surprising manner. By combining starting materials from different classes of substances under different reaction conditions, new multicomponent reactions are examined for their suitability for the production of new chemical compounds, preference being given to those multicomponent reactions which give products with desired properties. Furthermore, these products are varied according to the invention by the possible use of starting materials from the same class of substances which are necessary for these multicomponent reactions, and their properties are tested or optimized. Farther According to the invention, these new multicomponent reactions are optimized themselves if the reaction conditions are components of the corresponding genomes.
9) In einem neunten Verfahrensschritt werden die in dem Reaktionsprodukt, welches die gewünschten Eigenschaften in den Testungen gezeigt hat, enthaltenen chemische Verbindungen auf an sich bekannte Weise, wie zum Beispiel durch Chromatographie oder Kristallisation gereinigt und deren Struktur mit bekannten Verfahren wie Massenspektroskopie oder NMR Spektroskopie bestimmt.9) In a ninth process step, the chemical compounds contained in the reaction product, which has shown the desired properties in the tests, are purified in a manner known per se, such as, for example, by chromatography or crystallization, and their structure using known processes such as mass spectroscopy or NMR spectroscopy certainly.
Das neue Verfahren wird beispielhaft für die Auffindung und Herstellung einer sehr großen Vielfalt von nichtnatürlichen antibiotischen, immunsuppressiven, anti- neoplastischen oder antihelmintischen polyketoider Verbindungen mit gewünschten Eigenschaften beschrieben, um die Vorteile gegenüber bestehenden Verfahren zu verdeutlichen.The new process is described by way of example for the discovery and production of a very large variety of unnatural antibiotic, immunosuppressive, anti-neoplastic or antihelmintic polyketoid compounds with desired properties in order to clarify the advantages over existing processes.
Polyketide sind eine strukturell hochdiverse Familie von Naturstoffen, die in der Natur durch einen gemeinsamen Biosyntheseweg aufgebaut werden. In der Familie der Polyketide wurden außergewöhnlich viele Substanzen mit interessanten biologischen Aktivitäten gefunden. So stellen viele Vertreter der Polyketide Krebsmedikamente, Antibiotika, Antihelmintika, Immunsuppresiva o.a. dar. Prominente, im Handel befindliche Beispiele sind die Tetracycli- nantibiotika, FK 506 und Rapamycin, Adriamycin und Epothilon, oder Monensin (Abb. 1).
Polyketides are a structurally highly diverse family of natural products that are built up in nature through a common biosynthetic pathway. An exceptionally large number of substances with interesting biological activities were found in the polyketide family. For example, many representatives of the polyketides are cancer drugs, antibiotics, antihelmintics, immunosuppresives or the like. Prominent, commercially available examples are the tetracycline antibiotics, FK 506 and rapamycin, adriamycin and epothilone, or monensin (Fig. 1).
Rapamycin OxytetracyclinRapamycin oxytetracycline
Abbildung 1: Verschiedene Strukturen von Polyketiden.Figure 1: Different structures of polyketides.
Polyketide werden von fast allen Organismenklassen gebildet, vornehmlich aber von mycelbildenden Bakterien der Klasse Actinomyces.Polyketides are formed by almost all classes of organisms, but primarily by mycelium-forming bacteria of the Actinomyces class.
In der Natur werden Polyketide über den sog. Polyketidweg synthetisiert. Dabei werden putative Polyketide als Zwischenstufe der Biosynthese angenommen (Abb.2).
In nature, polyketides are synthesized using the so-called polyketide route. Putative polyketides are assumed to be the intermediate stage of biosynthesis (Fig. 2).
Abbildung 2: Ein Polyketidvorlaufer, der je nach Cycli- sierungmodus zu unterschiedlichen Produkten fuhrt.Figure 2: A polyketide precursor that leads to different products depending on the cyclization mode.
Polyketidsynthasen (PKSs) sind multifunktionelle Enzymkomplexe, die mit den Fettsauresynthasen verwandt sind. Die strukturelle Vielfalt der Polyketide kommt durch den repetitiven Aufbau via decarboxylierender Claisenkonden- sation zwischen verschiedenen Thioestern (meist Acetyl-, Proprionyl, Butyryl-, Malonyl-, Methylmalonyl) zu Polyketiden und deren Modfikationen wie z.B. Reduktion zu Alkoholen, Dehydratation etc. zustande. Jedes Produkt des Po- lyketidsyntheseweges kommt durch eine charakteristische Anzahl von Cyclen zustande, wobei es am Ende der Synthese, häufig unter Cyclisierung von der PKS abgespalten wird.Polyketide synthases (PKSs) are multifunctional enzyme complexes that are related to fatty acid synthases. The structural diversity of the polyketides is due to the repetitive structure via decarboxylative claise condensation between different thioesters (mostly acetyl, propionyl, butyryl, malonyl, methylmalonyl) to polyketides and their modifications such as e.g. Reduction to alcohols, dehydration etc. occur. Each product of the polyketide synthesis pathway is created by a characteristic number of cycles, whereby at the end of the synthesis it is often cleaved from the PKS, often with cyclization.
Somit kommt die Diversitat dieser Substanzgruppe durch den Starterthioester, die reduktiven Cyclen und die Zahl der decarboxylierenden Kondensationscyclen zustande.Thus, the diversity of this group of substances is due to the starter thioester, the reductive cycles and the number of decarboxylative condensation cycles.
Man unterscheidet zwischen zwei Klassen von PKSs. Die erste Klasse vom Typ I ist m der Lage, komplexe Macrolide wie z.B. Erythromycm zu synthetisieren. Die zweite Klasse vom Typ II ist der Lage, aromatische Produkte zu synthetisieren.A distinction is made between two classes of PKSs. The first type I class is capable of complex macrolides such as To synthesize erythromycm. The second type II class is able to synthesize aromatic products.
In letzter Zeit ist es einigen Arbeitsgruppen gelungen, über genetisch manipulierte PKSs neuartige, der Natur
bisher nicht gefundene Polyketide zu synthetisieren (Khosla, Leadley, Katz, Chem. Rev. 97, 97,7).Recently, several working groups have managed to use genetically manipulated PKSs that are novel in nature to synthesize previously not found polyketides (Khosla, Leadley, Katz, Chem. Rev. 97, 97.7).
Auch die chemische Synthese vieler Polyketide wurde und wird intensiv von vielen Arbeitsgruppen bearbeitet (Harris, T.M., Harris, C.M., Pure & Appl . Chem. , 1986, 58, 283 - 294. Oder Nicolaou, K. C . ; Vourloumis, D.; Li, T.; Pastor, J.; Winssinger, N.; He, Y.; Ninkovic, S.; Sara- bia, F.; Vallberg, H.; Roschangar, F.; King, N. P.; Fin- lay, M.R.V.; Giannakakou, P.; Verdier-Pinard, P.; Hamel, E. Angew. Chem . , Int . Ed . Engl . 1997, 36 , 2097). Dabei handelt es sich in allen Fällen um vielstufige, zeitaufwendige und wenig variable Synthesen mit geringen Gesamtausbeuten. Weiterhin werden kombinierte biosynthetische - synthetische Wege verfolgt, wobei fermentierte Polyketide nachträglich chemisch modifiziert werden. Keine der chemischen Ansätze erlaubt die Synthese von Polyketiden in hinreichender Vielfalt und mit einer hinreichend kleinen Anzahl von Schritten.The chemical synthesis of many polyketides has also been and is being intensively worked on by many working groups (Harris, TM, Harris, CM, Pure & Appl. Chem., 1986, 58, 283-294. Or Nicolaou, K.C .; Vourloumis, D. ; Li, T .; Pastor, J .; Winssinger, N .; He, Y .; Ninkovic, S .; Sarabia, F .; Vallberg, H .; Roschangar, F .; King, NP; Finlay , MRV; Giannakakou, P .; Verdier-Pinard, P .; Hamel, E. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1997, 36, 2097). In all cases, these are multi-stage, time-consuming and less variable syntheses with low overall yields. Combined biosynthetic - synthetic routes are also pursued, with fermented polyketides being subsequently chemically modified. None of the chemical approaches allows the synthesis of polyketides in sufficient variety and with a sufficiently small number of steps.
Deshalb sind alle bisher beschrittenen chemischen Wege langwierig, schwierig, teuer und nicht geeignet für ein schnelles, effizientes und rationelles Auffinden neuer polyketoider Wirkstoffe.That is why all the chemical pathways hitherto followed are lengthy, difficult, expensive and unsuitable for quickly, efficiently and efficiently finding new polyketoid active ingredients.
Beispiele:Examples:
Das neue Verfahren wird beispielhaft beschrieben zur Herstellung einer sehr großen Vielfalt von unnatürlichen an- tibiotischen, immunsuppresiven, antineoplastischen oder antihelmintischen Polyketiden.The new process is described by way of example for the production of a very large variety of unnatural antibiotic, immunosuppressive, antineoplastic or antihelmintic polyketides.
Beispiel 1: Herstellung einer Substanzbibliothek unterschiedlicher Multikomponentenreaktionen mit antibakterieller Wirkung.
Es werden 10 Edukte 1-10 (s. Abb. 3) mit verschiedenen funktionellen Gruppen ausgewählt: Benzaldehyd 1, Anilin 2, 3-Phenyl-3-keto-propιonsaure Ethylester 3, 2,4-Dιketo- valeriansaure Ethylester 4, 3-Keto-glutarsaure Dirnethyle- ster 5, 2-Keto-propιonaldehyd 6, 3-Methyl-2, 4-dιketo- pentan 7, 3, 5-Dιketo-5-phenyl-valeπansaure 8, 2,4- Diketo-phenyl-buttersaure 9 und Diphenylmethanisonitπl 10.Example 1: Preparation of a substance library of different multicomponent reactions with an antibacterial effect. 10 starting materials 1-10 (see Fig. 3) with different functional groups are selected: benzaldehyde 1, aniline 2, 3-phenyl-3-keto-propionic acid ethyl ester 3, 2,4-diketovaleric acid ethyl ester 4, 3- Keto-glutaric acid dirthylester 5, 2-keto-propionaldehyde 6, 3-methyl-2, 4-dιketo-pentane 7, 3, 5-dιketo-5-phenyl-valenoic acid 8, 2,4-diketo-phenyl-butyric acid 9 and Diphenylmethanisonitπl 10th
1010
Abbildung 3: Die ausgewählten Edukte für eine kombinatorische Bibliothek von 1023 verschiedenen Multikomponentenreaktionen.Figure 3: The selected starting materials for a combinatorial library of 1023 different multicomponent reactions.
Die systematische Variation der Edukte von K=2 bis K=10 liefert nach Gleichung (1) 1013 verschiedene Möglichkeiten die Edukte zu kombinieren:
Aufstellung 1The systematic variation of the starting materials from K = 2 to K = 10 provides 1013 different possibilities according to equation (1) to combine the starting materials: List 1
Anzahl der Reaktanden Anzahl der KombinationenNumber of reactants Number of combinations
2 45 3 120 4 210 5 252 6 210 7 1202 45 3 120 4 210 5 252 6 210 7 120
4545
9 10 10 19 10 10 1
1013 Reaktionen1013 reactions
Durch die Auswahl dieser Edukte werden an sich bekannte Reaktionen ermöglicht, wie zum Beispiel die Ugi 4-CR und 3-CR Reaktion, sowie verschiedene Aldol- und Claisenreak- tionen, als auch Cyclisierungsreaktionen nach Abbildung 2.The selection of these educts enables reactions known per se, such as the Ugi 4-CR and 3-CR reactions, as well as various aldol and claisen reactions, as well as cyclization reactions as shown in Figure 2.
Die 10 Edukte wurden als 0.05M Losungen Ethanol für die Kombination der einzelnen Reaktionen vorgelegt. Die 1013 verschiedenen Kombmationsmoglichkeiten wurden unter vier verschiedenen Reaktionsbedingungen durchgeführt (Set A, B, C, D) . Für die 4*1013 verschiedenen Reaktionsansat- ze wurden jeweils 20 μl der entsprechenden Eduktlosung dispensiert. Das Reaktionsset A aus 1013 parallelen Ansätzen wurde ohne weitere Zusätze durchgeführt. Für das Reaktionsset B erfolgte zusätzlich eine Zugabe von jeweils 10 μl einer 0.2M Losung von p-Toluensulfonsaure m EtOH. Für das Reaktionsset C erfolgte zusätzlich eine Zugabe von 10 μl einer 0.2M Losung von Triethylamm m EtOH. Für das Reaktionsset D erfolgte zusätzlich eine Zugabe von 10 μl einer 0.2M Losung von Kaliumcarbonat m einem 2 : l=EtOH: asser-Gemisch.
Nach beendeter Zugabe wurden die insgesamt 4052 Reaktionen verschlossen bei Raumtemperatur 24 Stunden stehengelassen. Danach wurde das Losungsmittel bei Raumtemperatur abgedampft. Die Rohprodukte wurden mit jeweils 250 μl DMSO verdünnt und jeweils 10 μl dieser Losung wurde mit 140μl Wasser verdünnt. Diese Losungen wurden auf ihre m- hibitorische Wirkung gegenüber grampositiven und gramnegativen Bakterien und Hefestammen getestet. Die Testresultate geben Auskunft über solche Reaktionsansatze, bzw. Reaktionstypen, welche für eine weitere Optimierung von Interesse sind. In Tabelle 1 sind die Testresultate be- spielhaft für die Wirkung gegenüber Pseudomonas aerugmo- sa ATCC 9027 und Staphylococcus aureus ATCC 6538 aufgeführt. Die Testkeime wurden über Nacht m CASO-Bouillon (Bakterien) bei 35° C bzw. Sabourad-Bouillon (Hefen) bei 22° C angezogen. Die Keimsuspension wurde abzentπfu- giert, das Pellet m frischem Medium resuspendiert und für weitere 2 Stunden mkubiert. Anschließend wurde das Pellet m 0.9%-ιger NaCl Losung resuspendiert und die Zellzahl anhand der Standard-Kurven auf etwa 108 KBE/ml (Bakterien) bzw. 107 KBE/ml (Hefen) eingestellt.The 10 starting materials were presented as 0.05M ethanol solutions for the combination of the individual reactions. The 1013 different combinations were carried out under four different reaction conditions (Set A, B, C, D). For each of the 4 * 1013 different reaction batches, 20 μl of the corresponding educt solution were dispensed. The reaction set A from 1013 parallel batches was carried out without further additions. For reaction set B, 10 μl of a 0.2M solution of p-toluenesulfonic acid in EtOH were additionally added. For reaction set C, an additional 10 μl of a 0.2M solution of triethylamm m EtOH was added. For reaction set D, an additional 10 μl of a 0.2 M solution of potassium carbonate was added in a 2: 1 = EtOH: water mixture. After the addition had ended, a total of 4052 reactions were left standing at room temperature for 24 hours. The solvent was then evaporated at room temperature. The crude products were diluted with 250 μl DMSO and 10 μl of this solution was diluted with 140 μl water. These solutions were tested for their inhibitory effects on gram-positive and gram-negative bacteria and yeast strains. The test results provide information about such reaction approaches or reaction types which are of interest for further optimization. Table 1 shows the test results for the action against Pseudomonas aerugmos ATCC 9027 and Staphylococcus aureus ATCC 6538, for example. The test germs were grown overnight in CASO broth (bacteria) at 35 ° C or Sabourad broth (yeast) at 22 ° C. The germ suspension was removed, the pellet resuspended in fresh medium and incubated for a further 2 hours. The pellet was then resuspended in 0.9% NaCl solution and the cell number was adjusted to about 10 8 CFU / ml (bacteria) or 10 7 CFU / ml (yeast) using the standard curves.
Die so erhaltenen Suspensionen wurden anschließend m CASO-Bouillon (Bakterien) bzw. Sabourad-Bouillon auf etwa 106 KBE/ml verdünnt. 15 μl der Losung der Reaktionsprodukte wurde mit 100 μl dieser Keimlosungen angeimpft. Sofort nach der Inokulation, sowie 7 und 22 Stunden Inkubation der Platten wurden diese in einem Platten-Reader (Bio-tek EL 311 Autoreader) bei 550 nm vermessen.The suspensions thus obtained were then diluted to about 10 6 CFU / ml in CASO broth (bacteria) or Sabourad broth. 15 μl of the solution of the reaction products was inoculated with 100 μl of these germ solutions. Immediately after the inoculation, as well as 7 and 22 hours of incubation, the plates were measured in a plate reader (Bio-tek EL 311 autoreader) at 550 nm.
Die 1013 verschiedenen Kombinationen der Edukte 1-10 sind m Aufstellung 1 aufgeführt, die inhibitorische Aktivität der besten Edukt-Kombmationen des Reaktionssets A nach
einem Cyclus des erfindungsgemäßen Verfahrens gegenüber Pseudomonas aeruginosa sind in Tabelle 1 und gegenüber Staphylococcus aureus in Tabelle 2 aufgeführt.The 1013 different combinations of starting materials 1-10 are listed in Table 1, the inhibitory activity of the best starting material combinations of reaction set A according to a cycle of the process according to the invention against Pseudomonas aeruginosa are listed in Table 1 and against Staphylococcus aureus in Table 2.
Von den besten Kombinationen können nun z.B. nach einem der vorstehend bezeichneten Algorithmen die ausgesucht werden, die in dem nächsten Cyclus eingesetzt werden sollen.Of the best combinations, e.g. According to one of the algorithms described above, which are selected to be used in the next cycle.
Auf analoge Weise werden die Resultate der Reaktionssets A, B, C und D miteinander verglichen und entsprechend bei dem nächsten Cyclus des Verfahrens die besten Reaktionsvarianten berücksichtigt.The results of reaction sets A, B, C and D are compared in an analogous manner and the best reaction variants are taken into account in the next cycle of the process.
Zusammenfassend kann festgestellt werden, daß ein Verfahren zur algorithmischen Auffindung und Herstellung von biologisch wirksamen chemischen Verbindungen beschrieben wird. Das Verfahren besteht aus der (1) Herstellung einer algorithmischen Bibliothek von unterschiedlichen Multikomponentenreaktionen, ausgehend von einer Bibliothek geeigneter und diverser Typen von chemischen Ausgangsstoffen, der (2) biologischen Testung dieser Bibliothek, der (3) Identifizierung geeigneter Multikomponentenreaktionen aus diesem Raum der möglichen Reaktionen, der (4) Auswahl einer Vielzahl von chemischen Ausgangsstoffen solcher Typen, die für die identifizierten und geeigneten Multikomponentenreaktionen benötigt werden, die (5) Auffindung von optimalen Kombinationen aus dem damit konstruierten chemischen Raum dieser geeigneten Multikomponentenreaktionen durch die (6) algorithmische Herstellung und biologische Testung von Verbindungen dieser Bibliothek. Das Verfahren wird am Beispiel der Auffindung neuer antibio-
tisch wirksamer polyketoidartiger Verbindungen beispielhaft erläutert.In summary, it can be stated that a method for the algorithmic discovery and production of biologically active chemical compounds is described. The method consists of (1) creating an algorithmic library of different multicomponent reactions, starting from a library of suitable and diverse types of chemical starting materials, (2) biological testing of this library, (3) identifying suitable multicomponent reactions from this space of possible reactions , (4) selection of a large number of chemical starting materials of such types which are required for the identified and suitable multicomponent reactions, (5) finding optimal combinations from the chemical space constructed with them of these suitable multicomponent reactions by (6) algorithmic production and biological Testing compounds from this library. The process is illustrated using the example of finding new antibiotic table active polyketoid-like compounds exemplified.
Tabelle 1: Die Inhibitorische Aktivität des Reaktionssets A der 1013 verschiedenen Reaktionen aus den Edukten 1-10 gegenüber Pseudomonas aeruginosa.Table 1: The inhibitory activity of reaction set A of the 1013 different reactions from starting materials 1-10 against Pseudomonas aeruginosa.
Tabelle 2: Die Inhibitorische Aktivität des Reaktionssets A der 1013 verschiedenen Reaktionen aus den Edukten 1-10 gegenüber Staphylococcus aureus.Table 2: The inhibitory activity of reaction set A of the 1013 different reactions from starting materials 1-10 against Staphylococcus aureus.
Tabelle 3: Reihenfolge der inhibitorischen Aktivität der besten Edukt-Kombmationen des Reaktionssets A nach einem Cyclus des erfmdungsgemaßen Verfahrens gegenüber Pseudomonas aeruginosa.Table 3: Sequence of the inhibitory activity of the best educt combinations of reaction set A according to a cycle of the process according to the invention against Pseudomonas aeruginosa.
Tabelle 4: Reihenfolge der inhibitorischen Aktivität der besten Edukt-Kombmationen des Reaktionssets A nach einem Cyclus des erfmdungsgemaßen Verfahrens gegenüber Staphylococcus aureus .
Table 4: Sequence of the inhibitory activity of the best educt combinations of reaction set A according to a cycle of the process according to the invention against Staphylococcus aureus.
Claims
1. Verfahren für die schnelle und effiziente Auffindung und Herstellung von neuen Verbindungen, gekennzeichnet durch1. Process for the rapid and efficient discovery and production of new compounds, characterized by
(1) Auswahl von M unterschiedlichen für Multikomponentenreaktionen (MCRs) geeigneten Edukten,(1) Selection of M different educts suitable for multicomponent reactions (MCRs),
(2) Umsetzung von jedem Edukt mit einem anderen oder jeder möglichen Kombination von bis zu M-l anderen gemäß (1) ausgewählten Edukten.(2) Reaction of each educt with another or any possible combination of up to M-l other educts selected according to (1).
(3) Analyse der Produkte,(3) analysis of the products,
(4) Bewertung der Produkte und Auswahl mindestens eines Produkts ,(4) evaluation of the products and selection of at least one product,
(5) Bestimmung der Edukte, die zu dem oder den in (4) ausgewählten Produkt (en) geführt haben, und(5) Determination of the reactants that led to the product(s) selected in (4), and
(6) Bereitstellung von mindestens einer Variante von mindestens einem der Edukte, die in (5) bestimmt wurden,(6) providing at least one variant of at least one of the starting materials determined in (5),
(7) Umsetzung der in (6) bereitgestellten Edukte gegebenenfalls mit den übrigen in (5) bestimmten Edukten im Rahmen einer MCR,(7) Implementation of the educts provided in (6) with the remaining educts specified in (5) as part of an MCR,
(8) Wiederholung der Schritte (4) bis (7) bis mindestens ein Produkt gefunden wird, das die gewünschte (n ) Eigenschaft (en) aufweist, und
(9) gegebenenfalls Isolierung und Charakterisierung des Produkts .(8) repeating steps (4) to (7) until at least one product is found that has the desired property(s), and (9) where appropriate, isolation and characterization of the product.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß M=<40 ist.2. The method according to claim 1, characterized in that M = <40.
3. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in (1) und/oder in (6) auch für MCRs geeignete Reaktionsbedingungen ausgewählt werden.3. Method according to one of the preceding claims, characterized in that reaction conditions suitable for MCRs are also selected in (1) and/or in (6).
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in (2) jedes Edukt mit jeder möglichen Kombination von 2 bis zu M-l anderen, gemäß (1) ausgewählten Edukten umgesetzt wird.4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that in (2) each educt is reacted with every possible combination of 2 to 1 M-1 of other educts selected according to (1).
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Analyse gemäß (3) eine biologische und/oder pharmakologische und/oder physi- kochemische Analyse ist.5. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the analysis according to (3) is a biological and/or pharmacological and/or physicochemical analysis.
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in (4) alle Produkte bewertet werden.6. Method according to one of the preceding claims, characterized in that all products are evaluated in (4).
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in (4) auch die Reaktionsbedingungen zur Herstellung der Produkte bewertet werden.7. Method according to one of the preceding claims, characterized in that in (4) the reaction conditions for producing the products are also evaluated.
8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzung gemäß (7)
der (6) bereitgestellten Edukte gegebenenfalls mit den übrigen m (5) bestimmten Edukten außer dem (den) Edukt (en) erfolgt, deren Varianten m (6) bereitgestellt wurden.8. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the implementation according to (7) of the (6) provided educts, if necessary, with the remaining m (5) specific educts apart from the educt(s) whose variants m (6) were provided.
9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei jeder Umsetzung gemäß9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that in each implementation according to
(7) pro Edukt-Typ nur ein Molekül ausgewählt wird.(7) only one molecule is selected per educt type.
10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Edukte m der Organischen Chemie übliche funktionelle Gruppen wie -NC, -CO-, -CS-, -CN, -OCN, -NCO, -NO, -N02, -ON02, -CHO, -COOR, -COSR, -CSSR, - COCOOR, -SCN, -NCS, -Halogen, -N3, -NNNR, -OR, -SR, - OCOOR, -SCOOR, -NRCOOR' , -OCSOR, -SCSOR, -NRCSOR' , - OCSSR, -SCSSR, -NRCSSR' , -OCONR'R, -SCONR'R, - NRCONR' R , -NRR' , -NRR' NR' ' R' ' ' , -CNNRR' , -CNNRR' HX, -NRCONR'R", -NRCSNR'R'', -RCOCR' R λ \ -RCSCR'R,X, - COCRR Halogen, -RCNRΛCRλ wobei R, R und R, λ H oder Alkyl, Aryl, Aralkyl, Hetaryl, oder Hetarylalkyl aufweisen.10. The method according to any one of the preceding claims, wherein the educts m have functional groups common in organic chemistry such as -NC, -CO-, -CS-, -CN, -OCN, -NCO, -NO, -N0 2 , -ON0 2 , -CHO, -COOR, -COSR, -CSSR, - COCOOR, -SCN, -NCS, -Halogen, -N 3 , -NNNR, -OR, -SR, - OCOOR, -SCOOR, -NRCOOR' , -OCSOR , -SCSOR, -NRCSOR' , - OCSSR, -SCSSR, -NRCSSR' , -OCONR'R, -SCONR'R, - NRCONR' R , -NRR' , -NRR'NR''R''' , -CNNRR ' , -CNNRR' HX, -NRCONR'R", -NRCSNR'R'', -RCOCR' R λ \ -RCSCR'R ,X , - COCRR Halogen, -RCNR Λ CR λ where R, R and R , λ H or alkyl, aryl, aralkyl, hetaryl, or hetarylalkyl.
11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die funktionellen Gruppen Epoxygruppen oder Carbene oder die ungesättigten vmylogen Varianten Alken, Alkm, Aryl Gruppen oder entsprechende Mono-, Di-, Tri-, Tetra-, Penta- oder Hexacarbonyl Varianten dieser Gruppen sind.11. The method according to claim 10, wherein the functional groups are epoxy groups or carbenes or the unsaturated vmylogen variants alkene, alkm, aryl groups or corresponding mono-, di-, tri-, tetra-, penta- or hexacarbonyl variants of these groups.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, wobei zwei, drei, vier oder mehrere funktioneile Gruppen m einem oder mehreren Edukten m geeigneter Kombination gleichzeitig vorliegen.
12. The method according to claim 10 or 11, wherein two, three, four or more functional groups are present in one or more educts in a suitable combination at the same time.
13. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Edukte für Multikomponentenreaktionen besonders geeignete Edukte sind, wie alpha-Haloketone, Ester, Carbonsäuren, Thiocarbonsäuren, Aldehyde, Amine, Ketone, Isonitri- le, Nitrile, alpha-Ketosäuren, alpha-Ketoester , und deren Derivate und alpha-beta ungesättigte Varianten, sowie Kombinationen davon.13. The method according to claim 10, wherein the starting materials are particularly suitable starting materials for multicomponent reactions, such as alpha-haloketones, esters, carboxylic acids, thiocarboxylic acids, aldehydes, amines, ketones, isonitriles, nitriles, alpha-keto acids, alpha-ketoesters, and the like Derivatives and alpha-beta unsaturated variants, as well as combinations thereof.
14. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Edukte entsprechende Mono-, Di-, Tri-, Tetra-, Penta- oder Hexacarbonyl Varianten der funktionellen Gruppen aufweisen.14. The method according to claim 4, wherein the starting materials have corresponding mono-, di-, tri-, tetra-, penta- or hexacarbonyl variants of the functional groups.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, wobei ein Teil der funktionellen Gruppen der Edukte mit in der Organischen Chemie üblichen Schutzgruppen versehen sind.15. The method according to any one of claims 10 to 14, wherein some of the functional groups of the starting materials are provided with protective groups customary in organic chemistry.
16. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die ausgewählten Edukte in einer für einen Algorithmus zugänglichen Form kodiert werden, wobei den ausgewählen Edukten entweder zufällig oder systematisch eindeutige binäre, dezimale oder alphanumerische Kodierungen zugeordnet werden.16. The method according to any one of the preceding claims, wherein the selected educts are encoded in a form accessible to an algorithm, with the selected educts being assigned either randomly or systematically unique binary, decimal or alphanumeric codes.
17. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei einem Edukttyp einer bestimmten chemischen Klasse eine charakteristische Kodierung für diese chemische Klasse zugeordnet wird.
17. The method according to any one of the preceding claims, wherein a characteristic coding for this chemical class is assigned to a reactant type of a specific chemical class.
18. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei im ersten Cyclus des Verfahrens nur solche Edukte ausgewählt werden, die zu verschiedenen chemischen Klassen gehören.18. The method according to any one of the preceding claims, wherein in the first cycle of the method only those starting materials which belong to different chemical classes are selected.
19. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Edukte nach einem Algorithmus ausgewählt werden .19. The method according to any one of the preceding claims, wherein the starting materials are selected according to an algorithm.
20. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei nach einem Algorithmus ausgewählte Multikomponen- ten-Kombinationen MKK(K) der verschiedenen ausgewählten Edukte unter in der Organischen Chemie üblichen Bedingungen gleichzeitig oder in sequentieller Reihenfolge zur Reaktion gebracht werden.20. The method according to any one of the preceding claims, wherein multicomponent combinations MKK(K) of the various selected starting materials selected according to an algorithm are reacted simultaneously or in sequential order under conditions usual in organic chemistry.
21. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei jede ausgewählte Kombination der Edukte in einem räumlich getrennten gegebenenfalls kodierten Reaktionsgefäß zur Reaktion gebracht wird.21. The method according to any one of the preceding claims, wherein each selected combination of the starting materials is reacted in a spatially separate, optionally coded, reaction vessel.
22. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei zumindest ein Teil der erhaltenen Reaktionsprodukte in einem nachfolgendem Schritt chemisch modifiziert, aufgearbeitet oder für Schritt (3) in geeigneter Weise vorbereitet wird.22. The method according to any one of the preceding claims, wherein at least some of the reaction products obtained are chemically modified, worked up or prepared in a suitable manner for step (3) in a subsequent step.
23. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei zusätzliche Hilfsmittel oder Katalysatoren wie z.B. Lewis-Säuren wie Bortrifluorid-etherat , Zink-
Chlorid, Ytterbiumtriflat , Eisenchlorid, andere Säuren wie z.B. Salzsäure, para-Toluolsulfonsäure, Essigsäure oder Basen wie z.B. Kaliumcarbonat, Triethy- lamin, Cäsiumcarbonat , oder wasserentziehende Mittel wie Molsiebe oder Orthoester zum Einsatz kommen.23. The method according to any one of the preceding claims, wherein additional aids or catalysts such as Lewis acids such as boron trifluoride etherate, zinc Chloride, ytterbium triflate, iron chloride, other acids such as hydrochloric acid, para-toluenesulfonic acid, acetic acid or bases such as potassium carbonate, triethylamine, cesium carbonate, or dehydrating agents such as molecular sieves or orthoesters are used.
24. Verfahren nach Anspruch 22 oder 23, wobei die chemische Modifizierung eine Abspaltung der chemischen Schutzgruppen z.B. durch Trifluoressigsäure ist, oder die Hydrierung der Produkte mit Wasserstoff gegebenenfalls unter Zusatz eines Hydrierkatalysators wie Palladium auf Kohle, Platinoxid, Palladiumacetat erfolgt, oder die Oxydation der Produkte mit Sauerstoff oder einem anderen Oxydationsmittel wie z.B. Brom, Wasserstoffperoxid, tert-Butyl-peroxid oder einem geeigneten Metallsalz wie Cobaltchlorid, oder einem geeigneten Metallkomplex wie z.B. Eisenhexacyanoferrat oder Chromtetraphenylporphyrinat , oder durch die Bestrahlung mit Licht der Wellenlänge 200-600 nm erfolgt, oder die Reaktionsprodukte mit mindestens einem Enzym wie z.B. Oxidoreductasen, Ligasen, Peptida- sen, Lipasen oder Isomerasen behandelt werden.24. The method according to claim 22 or 23, wherein the chemical modification is a removal of the chemical protective groups, for example by trifluoroacetic acid, or the hydrogenation of the products with hydrogen, optionally with the addition of a hydrogenation catalyst such as palladium on carbon, platinum oxide, palladium acetate, or the oxidation of the products with oxygen or another oxidizing agent such as bromine, hydrogen peroxide, tert-butyl peroxide or a suitable metal salt such as cobalt chloride, or a suitable metal complex such as iron hexacyanoferrate or chromium tetraphenylporphyrinate, or by irradiation with light with a wavelength of 200-600 nm, or the Reaction products are treated with at least one enzyme such as oxidoreductases, ligases, peptidases, lipases or isomerases.
25. Verfahren nach Anspruch 22, wobei die Aufarbeitung der Produkte in an sich bekannter Weise durch Chromatographie z.B. über Kieselgel oder RP-18 Kieselgel, oder Festphasenextraktion oder die Entfernung nicht umgesetzter Edukte durch Binden an einen geeigneten festen Träger wie z.B. Ionenaustauscherharze oder chemisch modifizierte Festphasenharze, oder durch selektives Binden der Produkte an einen geeigneten festen Träger erfolgt.
25. The method according to claim 22, wherein the products are worked up in a manner known per se by chromatography, for example over silica gel or RP-18 silica gel, or solid phase extraction or the removal of unreacted starting materials by binding to a suitable solid support such as ion exchange resins or chemically modified solid phase resins , or by selectively binding the products to a suitable solid support.
26. Verfahren nach Anspruch 20 oder 23, wobei den Reaktionsbedingungen und verwendeten Hilfsmittel oder Katalysatoren entweder zufällig oder systematisch eindeutige binäre, dezimale oder alphanumerische Kodierungen zugeordnet werden.26. The method according to claim 20 or 23, wherein the reaction conditions and auxiliaries or catalysts used are assigned either randomly or systematically unique binary, decimal or alphanumeric codes.
27. Verfahren nach Anspruch 21, wobei die Zuordnung der verschiedenen kodierten Kombinationen zu den Reaktionsgefäßen entweder zufällig oder systematisch binär, dezimal oder alphanumerisch kodiert wird.27. The method according to claim 21, wherein the assignment of the various coded combinations to the reaction vessels is coded either randomly or systematically in binary, decimal or alphanumeric form.
28. Verfahren nach Anspruch 22 oder 25, wobei der Aufarbeitung der Produkte entweder zufällig oder systematisch binäre, dezimale oder alphanumerische Kodierungen zugeordnet werden.28. The method according to claim 22 or 25, wherein binary, decimal or alphanumeric codes are assigned to the processing of the products either randomly or systematically.
29. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei sowohl die verwendeten Edukte, Reaktionsbedingungen, Modifizierungen, Aufarbeitungen oder Vorbereitungen für die Testung als auch die Reaktionsgefässe kodiert werden.29. The method according to any one of the preceding claims, wherein both the starting materials used, reaction conditions, modifications, processing or preparations for testing as well as the reaction vessels are coded.
30. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die MCR eine Passerini oder Ugi Multikomponenten- reaktion mit bis zu 20 Komponenten, vorzugsweise mit 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 oder 12 Komponenten ist.30. The method according to any one of the preceding claims, wherein the MCR is a Passerini or Ugi multicomponent reaction with up to 20 components, preferably with 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 or 12 components.
31. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Produkte in einem biologischen und/oder phar-
makologischen Test auf ihre pharmakologische bzw. biologische Aktivität, Wirksamkeit, Nebenwirkungen und/oder Selektivität und/oder in einem weiteren Testverfahren auf ihre physiko-chemischen Eigenschaften untersucht werden.31. The method according to any one of the preceding claims, wherein the products in a biological and/or pharmaceutical macological test for their pharmacological or biological activity, effectiveness, side effects and/or selectivity and/or in a further test procedure for their physico-chemical properties.
32. Verfahren nach Anspruch 31, wobei die Abhängigkeit der Meßergebnisse von der Konzentration der in Verfahrensschritt zwei eingesetzten Edukte festgestellt wird, wobei die Konzentration bevorzugt in einem Bereich von 0.5 bis 0.000001 mol/1 liegt.32. The method according to claim 31, wherein the dependence of the measurement results on the concentration of the starting materials used in step two is determined, the concentration preferably being in a range from 0.5 to 0.000001 mol/1.
33. Verfahren nach Anspruch 32, wobei die Konzentration in einem Bereich von 100 bis 0.01 mol/1 liegt.33. The method according to claim 32, wherein the concentration is in a range of 100 to 0.01 mol/1.
34. Verfahren nach einem der Ansprüche 31 bis 33, wobei der Test zur Feststellung der biologischen oder pharmakologischen Aktivität, Wirksamkeit, Nebenwirkungen oder Selektivität mit isolierten Proteinen, Rezeptoren, Enzymen, oder Mischungen davon, Zellen, Zellysa- ten, komplexen Zellsystemen, mit Organen oder Teilen davon oder mehreren Organen oder mit ganzen Organismen oder Membranen und gegebenenfalls unter Verwendung von für den Test notwendigen Hilfsstoffen, Substraten oder Detektionshilfsmitteln durchgeführt wird.34. The method according to any one of claims 31 to 33, wherein the test for determining the biological or pharmacological activity, effectiveness, side effects or selectivity with isolated proteins, receptors, enzymes, or mixtures thereof, cells, cell lysates, complex cell systems, with organs or parts thereof or several organs or with entire organisms or membranes and, if necessary, using auxiliary materials, substrates or detection aids necessary for the test.
35. Verfahren nach einem der Ansprüche 31 bis 33, wobei die Testverfahren für die physiko-chemischen Eigenschaften der Produkte das Messen der Lipophilie durch den Octanol-Wasser Verteilungskoeffizienten, die Lös-
lichkeit in Wasser, die unspezifische Proteinbindung an z.B. Rinderserumalbumin, die Bindung an die Proteine des humanen Serumplasmas und/oder die chemische Stabilität in Krebs-Puffer umfassen.35. The method according to any one of claims 31 to 33, wherein the test methods for the physico-chemical properties of the products include measuring the lipophilicity through the octanol-water distribution coefficient, the solvency stability in water, the non-specific protein binding to, for example, bovine serum albumin, the binding to the proteins of the human serum plasma and/or the chemical stability in Krebs buffer.
36. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die erhaltenen Testresultate mit den Kodierungen der einzelnen Reaktionsprodukte in Beziehung gesetzt werden.36. The method according to any one of the preceding claims, wherein the test results obtained are related to the codes of the individual reaction products.
37. Verfahren nach Anspruch 36, wobei die Testresultate in einer für einen Algorithmus zugänglichen Form, z.B. in einem Computer Datenfile oder einer Computer Datenbank gespeichert werden.37. The method according to claim 36, wherein the test results are stored in a form accessible to an algorithm, for example in a computer data file or a computer database.
38. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Liste der Kodierungen und der ihnen zugeordneten Testergebnisse alle für eine weitere Optimierung notwendigen Voraussetzungen erfüllen.38. Method according to one of the preceding claims, wherein the list of codes and the test results assigned to them meet all the requirements necessary for further optimization.
39. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Kodierungen der hergestellten und getesteten Produkte bewertet werden, wobei die Genome nach einer vorgegebenen Zielfunktion entweder in ihrer Rangfolge sortiert oder in verschiedene Bewertungskategorien eingeteilt werden.39. Method according to one of the preceding claims, wherein the codes of the manufactured and tested products are evaluated, the genomes being either sorted according to a predetermined objective function or divided into different evaluation categories.
40. Verfahren nach Anspruch 39, wobei die Zielfunktion eine beliebige Funktion sein kann, die aus der Kombi-
nation der gewünschten Eigenschaften der Zielverbindungen konstruiert wird.40. The method according to claim 39, wherein the objective function can be any function consisting of the combination nation of the desired properties of the target compounds is constructed.
41. Verfahren nach Anspruch 38 oder 40, wobei das Bewertungskriterium für das Sortieren oder Kategorisieren der Genome aus dem Ausmaß, wie die einzelnen Produkte die Zielfunktion erfüllen, abgeleitet wird.41. The method according to claim 38 or 40, wherein the evaluation criterion for sorting or categorizing the genomes is derived from the extent to which the individual products fulfill the target function.
42. Verfahren nach einem der Ansprüche 39 bis 41, wobei die biologische Aktivität, die physiko-chemischen Eigenschaften und gegebenenfalls weitere biologisch relevante Testresultate die Zielfunktion bilden.42. The method according to any one of claims 39 to 41, wherein the biological activity, the physico-chemical properties and optionally further biologically relevant test results form the target function.
43. Verfahren nach einem der Ansprüche 39 bis 42, wobei die Konzentrationsabhängigkeit der Testergebnisse in die Zielfunktion eingeht.43. Method according to one of claims 39 to 42, wherein the concentration dependence of the test results is included in the objective function.
44. Verfahren nach einem der Ansprüche 40 bis 43, wobei die Eigenschaften in unterschiedlicher und konzentrationsabhängiger Wichtung in diese Zielfunktion eingehen, wobei insbesondere die Zielfunktion eine lineare Kombination oder Polynom dieser Eigenschaften mit „fuzzy„-Logik Wichtungen ist.44. The method according to any one of claims 40 to 43, wherein the properties are included in this target function in different and concentration-dependent weightings, in particular the target function being a linear combination or polynomial of these properties with “fuzzy” logic weightings.
45. Verfahren nach einem der Ansprüche 40 bis 44, wobei die „fuzzy„-Logik Wichtungen einzelner Eigenschaften von dem Ausmaß der Erfüllung anderer Eigenschaften, sowie der Zahl der bereits durchlaufenen Cyclen abhängt.
45. Method according to one of claims 40 to 44, wherein the “fuzzy” logic weightings of individual properties depend on the extent to which other properties are fulfilled, as well as the number of cycles already completed.
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die bewerteten Kodierungen der einzelnen Produkte dazu benutzt werden, mit einem kombinatorischen Optimierungsverfahren, wie z.B. einem genetischen Algorithmus oder einem Mustererkennungsverfahren, einem neuronalen Netz oder einer Kombination eines genetischen Algorithmus mit einem neuronalen Netz eine neue Menge von gegebenenfalls kodierten Edukten, Reaktionsbedingungen, Modifizierungs- und Aufarbeitungsverfahren auszusuchen und entsprechende MCRs durchzuführen.6. Method according to one of the preceding claims, wherein the evaluated codings of the individual products are used to create a new quantity using a combinatorial optimization method, such as a genetic algorithm or a pattern recognition method, a neural network or a combination of a genetic algorithm with a neural network of any coded educts, reaction conditions, modification and processing procedures and to carry out the corresponding MCRs.
47. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei eine bereits durchgeführte Reaktion nicht wiederholt wird.47. The method according to any one of the preceding claims, wherein a reaction that has already been carried out is not repeated.
48. Verfahren nach Anspruch 46 oder 47, wobei die als am besten bewerteten Kodierungen des vorangegangenen Cyclus im nächsten Cyclus eingesetzt werden.48. The method according to claim 46 or 47, wherein the codes rated as best from the previous cycle are used in the next cycle.
49. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 48, wobei bevorzugt ein genetischer Algorithmus oder ein Mustererkennungsverfahren, wie ein neuronales Netz oder eine Kombination eines genetischen Algorithmus mit einem neuronalen Netz, implizit oder explizit das Auftreten gewünschter Eigenschaften mit den Bestandteilen der Kodierung des entsprechenden Produktes der vorhergehenden Cyclen korreliert.49. The method according to any one of claims 11 to 48, wherein preferably a genetic algorithm or a pattern recognition method, such as a neural network or a combination of a genetic algorithm with a neural network, implicitly or explicitly the occurrence of desired properties with the components of the coding of the corresponding product the previous cycles are correlated.
50. Verfahren nach Anspruch 49, wobei diejenigen Bestandteile der Kodierung der getesteten Produkte, welche
mit höherer Wahrscheinlichkeit mit den gewünschten Eigenschaften explizit oder implizit korrelieren, mit höherer Wahrscheinlichkeit für die Generierung der neuen Kodierungen verwendet werden.50. The method according to claim 49, wherein those components of the coding of the tested products which more likely to correlate explicitly or implicitly with the desired properties, more likely to be used to generate the new encodings.
51. Verfahren nach Anspruch 49, wobei solche Kodierungen, deren Produkte keine gute Bewertung erhalten haben, nicht für die Generierung neuer Kodierungen verwendet werden.51. The method according to claim 49, wherein those codes whose products have not received a good rating are not used to generate new codes.
52. Verfahren nach Anspruch 49 oder 50, wobei einzelne Bestandteile der neuen Kodierungen durch einen Zufallsgenerator aus der Zahl der möglichen Kodierungen ausgewählt werden.52. The method according to claim 49 or 50, wherein individual components of the new codes are selected from the number of possible codes by a random generator.
53. Verfahren nach Anspruch 49, 50 oder 52, wobei einzelne Bestandteile der neuen Kodierungen durch einen Zufallsgenerator aus dem Genom entfernt oder hinzugefügt werden.53. The method according to claim 49, 50 or 52, wherein individual components of the new codes are removed or added from the genome by a random generator.
54. Verfahren nach Anspruch 52 oder 53, wobei die Zuordnung der Wahrscheinlichkeit einer zufälligen Auswahl eines solchen Bausteins vom Typ dieses Bausteins abhängt.54. The method according to claim 52 or 53, wherein the assignment of the probability of a random selection of such a building block depends on the type of this building block.
55. Verfahren nach Anspruch 52, 53 oder 54, wobei die Kodierungen zufällig in eine oder mehrere Gruppen, sogenannte Populationen eingeteilt werden, wobei besonders bevorzugt die Kodierungen einer Gruppe nur für die Generierung neuer Kodierungen einer neuen Gruppe
von Genomen benutzt werden und somit jede dieser Populationen eine neue Population erzeugt.55. The method according to claim 52, 53 or 54, wherein the codes are randomly divided into one or more groups, so-called populations, particularly preferably the codes of a group only for the generation of new codes of a new group are used by genomes and thus each of these populations creates a new population.
56. Verfahren nach Anspruch 55, wobei nach einer beliebigen Zahl von Cyclen alle Populationen von Genomen in eine neue Anzahl von Populationen mit gleicher oder einer veränderten Zahl an Genomen aufgeteilt werden.56. The method according to claim 55, wherein after any number of cycles all populations of genomes are divided into a new number of populations with the same or a changed number of genomes.
57. Verfahren nach Anspruch 56, wobei diese Neuaufteilung vorgenommen wird, wenn in einer Population ein Produkt besonders wünschenswerte Eigenschaften aufweist.57. The method according to claim 56, wherein said reallocation is carried out when a product in a population has particularly desirable properties.
58. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei bis zu 30 Cyclen benötigt werden, um ein Produkt mit besonders wünschenswerten Eigenschaften zu finden.58. The method according to any one of the preceding claims, wherein up to 30 cycles are required to find a product with particularly desirable properties.
59. Verfahren nach Anspruch 58, wobei die Wahrscheinlichkeit der Auffindung eines solchen Produktes bereits nach 2 bis 6 Cyclen durch die Differenz des durchschnittliche Ausmaß der Erfüllung der Zielkriterien durch die Produkte einer Population aus einem Cyclus x und des durchschnittliche Ausmaß der Erfüllung der Zielkriterien durch die Produkte einer Population aus einem späteren Cyclus x+i abgeschätzt wird, wobei i eine ganze natürliche Zahl ist.59. The method according to claim 58, wherein the probability of finding such a product after 2 to 6 cycles is determined by the difference between the average extent of fulfillment of the target criteria by the products of a population from a cycle x and the average extent of fulfillment of the target criteria by the Products of a population from a later cycle x+i are estimated, where i is an integer natural number.
60. Verfahren nach Anspruch 59, wobei diese Differenz dazu dienen kann, eine neue Anzahl Edukte, Reaktionsbe-
dingungen, Modifizierungen oder Aufarbeitungen auszuwählen und das iterative Verfahren neu zu beginnen.60. The method according to claim 59, wherein this difference can serve to determine a new number of reactants, reaction conditions to select conditions, modifications or refurbishments and to start the iterative process again.
61. Verfahren nach Anspruch 60, wobei das iterative Verfahren neu begonnen wird, wenn die Differenz klein ist .61. The method according to claim 60, wherein the iterative method is restarted when the difference is small.
62. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die in dem Reaktionsprodukt, welches die gewünschten Eigenschaften in den Testungen gezeigt hat, enthaltenen chemische Verbindungen gereinigt und deren Struktur bestimmt wird.62. The method according to any one of the preceding claims, wherein the chemical compounds contained in the reaction product which has shown the desired properties in the tests are purified and their structure is determined.
63. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei es sich bei der Analyse der Produkte um die Untersuchung handelt, ob das Produkt therapeutische Eigenschaften aufweist.
63. Method according to one of the preceding claims, wherein the analysis of the products involves examining whether the product has therapeutic properties.
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| AU25429/00A AU2542900A (en) | 1999-01-21 | 2000-01-21 | Method for the combinatorial search for reactions for producing useful products |
| AT00903606T ATE252527T1 (en) | 1999-01-21 | 2000-01-21 | METHOD FOR FINDING COMBINATORY REACTIONS FOR PRODUCING USEFUL PRODUCTS |
| DE50004149T DE50004149D1 (en) | 1999-01-21 | 2000-01-21 | METHOD FOR COMBINATIONAL REACTION FINDING FOR THE PRODUCTION OF USEFUL PRODUCTS |
| EP00903606A EP1144345B1 (en) | 1999-01-21 | 2000-01-21 | Method for the combinatorial search for reactions for producing useful products |
| CA002360831A CA2360831A1 (en) | 1999-01-21 | 2000-01-21 | Method for the combinatorial search for reactions for producing useful products |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19902378.6 | 1999-01-21 | ||
| DE19902378A DE19902378A1 (en) | 1999-01-21 | 1999-01-21 | Process for the discovery and production of biologically active chemical compounds |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2000043333A2 true WO2000043333A2 (en) | 2000-07-27 |
| WO2000043333A3 WO2000043333A3 (en) | 2001-05-10 |
Family
ID=7895007
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/EP2000/000462 WO2000043333A2 (en) | 1999-01-21 | 2000-01-21 | Method for the combinatorial search for reactions for producing useful products |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1144345B1 (en) |
| AT (1) | ATE252527T1 (en) |
| AU (1) | AU2542900A (en) |
| CA (1) | CA2360831A1 (en) |
| DE (2) | DE19902378A1 (en) |
| WO (1) | WO2000043333A2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111429976A (en) * | 2020-03-24 | 2020-07-17 | 上海交通大学 | Optimized screening system and method for reaction flux for directionally removing impurities in molten metal |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1994024314A1 (en) * | 1993-04-19 | 1994-10-27 | Kauffman Stuart A | Random chemistry for the generation of new compounds |
| US5463564A (en) * | 1994-09-16 | 1995-10-31 | 3-Dimensional Pharmaceuticals, Inc. | System and method of automatically generating chemical compounds with desired properties |
-
1999
- 1999-01-21 DE DE19902378A patent/DE19902378A1/en not_active Withdrawn
-
2000
- 2000-01-21 CA CA002360831A patent/CA2360831A1/en not_active Abandoned
- 2000-01-21 EP EP00903606A patent/EP1144345B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-01-21 WO PCT/EP2000/000462 patent/WO2000043333A2/en active IP Right Grant
- 2000-01-21 AT AT00903606T patent/ATE252527T1/en not_active IP Right Cessation
- 2000-01-21 DE DE50004149T patent/DE50004149D1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-01-21 AU AU25429/00A patent/AU2542900A/en not_active Abandoned
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1994024314A1 (en) * | 1993-04-19 | 1994-10-27 | Kauffman Stuart A | Random chemistry for the generation of new compounds |
| US5463564A (en) * | 1994-09-16 | 1995-10-31 | 3-Dimensional Pharmaceuticals, Inc. | System and method of automatically generating chemical compounds with desired properties |
Non-Patent Citations (6)
| Title |
|---|
| D\MLING A.: "Isocyanide based multi component reactions in combinatorial chemistry" COMBINATORIAL CHEMISTRY & HIGH THROUGHPUT SCREENING, Bd. 1, 1998, Seiten 1-22, XP000960970 * |
| FAUCHERE J -L ET AL: "Combinatorial chemistry for the generation of molecular diversity and the discovery of bioactive leads" CHEMOMETRICS AND INTELLIGEMT LABORATORY SYSTEMS,NL,ELSEVIER SCIENCE PUBLISHERS, AMSTERDAM, Bd. 43, Nr. 1-2, 28. September 1998 (1998-09-28), Seiten 43-68, XP004146894 ISSN: 0169-7439 * |
| KHOSLA C. & ZAWADA J.X.: "Generation of polyketide libraries via combinatorial biosynthesis" TIBTECH, Bd. 14, 1996, Seiten 335-341, XP002153819 * |
| UGI I. ET AL.: "Molecular libraries in liquid phase via Ugi-MCR" RESEARCH OF CHEMICAL INTERMEDIATES, Bd. 22, 1996, Seiten 625-644, XP000961119 * |
| WARR W A: "COMBINATORIAL CHEMISTRY AND MOLECULAR DIVERSITY. AN OVERVIEW" JOURNAL OF CHEMICAL INFORMATION AND COMPUTER SCIENCES,US,AMERICAN CHEMICAL SOCIETY, COLOMBUS,OHIO, Bd. 37, Nr. 1, 1997, Seiten 134-140, XP000765620 ISSN: 0095-2338 * |
| WEBER L. ET AL.: "Optimization of the biological activity of combinatorial compound libraries by a genetic algorithm" ANGEWANDTE CHEMIE INT. ED., Bd. 34, Nr. 20, 1995, Seiten 2280-2282, XP002153818 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111429976A (en) * | 2020-03-24 | 2020-07-17 | 上海交通大学 | Optimized screening system and method for reaction flux for directionally removing impurities in molten metal |
| CN111429976B (en) * | 2020-03-24 | 2023-04-18 | 上海交通大学 | Optimized screening system and method for reaction flux for directionally removing impurities in molten metal |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1144345A2 (en) | 2001-10-17 |
| DE19902378A1 (en) | 2000-08-03 |
| WO2000043333A3 (en) | 2001-05-10 |
| CA2360831A1 (en) | 2000-07-27 |
| DE50004149D1 (en) | 2003-11-27 |
| ATE252527T1 (en) | 2003-11-15 |
| AU2542900A (en) | 2000-08-07 |
| EP1144345B1 (en) | 2003-10-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2000049142A1 (en) | Method for producing polymers | |
| DE102009033368A1 (en) | Mass spectrometric sepsis diagnosis | |
| Bitzer et al. | Accelerated dereplication of natural products, supported by reference libraries | |
| EP1144345B1 (en) | Method for the combinatorial search for reactions for producing useful products | |
| DE19619373A1 (en) | New substance library and the resulting supramolecular complexes | |
| DE10128510A1 (en) | New nucleic acid array useful for monitoring mRNA expression of Corynebacterium glutamicum during fermentation, comprising nucleic acid from Corynebacterium glutamicum | |
| EP1330655A1 (en) | Method for analyzing proteins | |
| DE19925402C2 (en) | Screening of target-ligand interactions | |
| DE60023269T2 (en) | Development of a screening method for a physiologically active pyrrole-imidazole derivative | |
| DE102011117582B4 (en) | Reactants for charge transfer reactions in mass spectrometers | |
| EP1745063B1 (en) | Method for producing chemical microarrays | |
| DE69909312T2 (en) | METHODS FOR IDENTIFYING "HOT SPOT" REMAINING BINDING PROTEINS AND SMALL COMPOUNDS THAT BIND TO THESE | |
| EP1260592A1 (en) | Biochip | |
| DE60225031T2 (en) | UML oligomers, their compositions and processes for their preparation | |
| DE69737327T2 (en) | METHOD FOR IDENTIFYING ESSENTIAL GENES FOR THE GROWTH OF AN ORGANISM | |
| DE102011050363A1 (en) | Stepwise synthesizable capture compounds and methods for protein isolation from complex mixtures | |
| Wilson et al. | The identification and characterization of hydrazinyl urea-based antibacterial agents through combinatorial chemistry | |
| EP0655135B1 (en) | Random generation and bio-specific selection of chemical compounds | |
| WO2004010347A2 (en) | Method and installation for solving problems of adaptive chemistry | |
| EP1412079B1 (en) | Method and device for finding substance mixtures for substance libraries | |
| DE19713556A1 (en) | Identification of eukaryotic, prokaryotic and viral species e.g. E. coli, B. subtilis and H. influenzae | |
| WO2005028671A2 (en) | Method for determining hair cycle markers | |
| DE19743176A1 (en) | Process for the separation of complex substance mixtures by means of solid phase extraction for use in the search for active substances and for analytical purposes | |
| EP0299350A2 (en) | Anthracyclin derivatives with cytostatic activity | |
| WO2004029286A2 (en) | Method for identifying the enzyme activities of any protein extract |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| AK | Designated states |
Kind code of ref document: A2 Designated state(s): AE AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BY CA CH CN CR CU CZ DE DK DM EE ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV MA MD MG MK MN MW MX NO NZ PL PT RO RU SD SE SG SI SK SL TJ TM TR TT TZ UA UG US UZ VN YU ZA ZW |
|
| AL | Designated countries for regional patents |
Kind code of ref document: A2 Designated state(s): GH GM KE LS MW SD SL SZ TZ UG ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE BF BJ CF CG CI CM GA GN GW ML MR NE SN TD TG |
|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application | ||
| DFPE | Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101) | ||
| AK | Designated states |
Kind code of ref document: A3 Designated state(s): AE AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BY CA CH CN CR CU CZ DE DK DM EE ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV MA MD MG MK MN MW MX NO NZ PL PT RO RU SD SE SG SI SK SL TJ TM TR TT TZ UA UG US UZ VN YU ZA ZW |
|
| AL | Designated countries for regional patents |
Kind code of ref document: A3 Designated state(s): GH GM KE LS MW SD SL SZ TZ UG ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE BF BJ CF CG CI CM GA GN GW ML MR NE SN TD TG |
|
| ENP | Entry into the national phase |
Ref document number: 2360831 Country of ref document: CA Ref country code: CA Ref document number: 2360831 Kind code of ref document: A Format of ref document f/p: F |
|
| WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 2000903606 Country of ref document: EP |
|
| WWP | Wipo information: published in national office |
Ref document number: 2000903606 Country of ref document: EP |
|
| WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 09889807 Country of ref document: US |
|
| REG | Reference to national code |
Ref country code: DE Ref legal event code: 8642 |
|
| WWG | Wipo information: grant in national office |
Ref document number: 2000903606 Country of ref document: EP |