DE69521907T2

DE69521907T2 - Gehinderte n-oxid ester von rapamycin und ihre verwendung als arzneimittel

Info

Publication number: DE69521907T2
Application number: DE69521907T
Authority: DE
Inventors: Christy Nelson; Alan Schiehser
Original assignee: American Home Products Corp
Current assignee: Wyeth LLC
Priority date: 1994-11-28
Filing date: 1995-11-22
Publication date: 2001-11-29
Anticipated expiration: 2015-11-23
Also published as: NZ297661A; CA2205577A1; FI972240A; DE69521907D1; MX9703893A; US5559122A; GR3036712T3; EP0794955A1; ES2158959T3; JPH10509977A; KR100377278B1; EP0794955B1; AU4287796A; US5491231A; HK1002281A1; WO1996016967A1; US5521194A; US5508290A; BR9509825A; DK0794955T3

Description

Hintergrund der Erfindung

Diese Erfindung betrifft gehinderte N-Oxid-ester von Rapamycin und ein Verfahren für ihre Verwendung zum Auslösen von Immunsuppression und bei der Behandlung von Transplantationsabstoßung, Transplantat-gegen-Wirt-Erkrankung, Autoimmunerkrankung, Entzündungserkrankung, T-Zellen-Leukämie/Lymphom bei Erwachsenen, festen Tumoren, Pilzinfektionen und hyperproliferativen vaskulären Störungen.
Rapamycin ist ein makrocyclisches Trien-Antibiotikum, hergestellt durch Streptomyces hygroscopicus, von dem befunden wurde, dass es Antipilzwirksamkeit hat, insbesondere gegen Candida albicans, sowohl in vitro, als auch in vivo [C. Vezina et al., J. Antibiot. 28, 721 (1975); S. N. Sehgal et al., J. Antibiot. 28, 727 (1975); H. A. Baker et al., J. Antibiot. 31, 539 (1978); US-Patent 3929992 und US-Patent 3993749].
Von Rapamycin allein (US-Patent 4885171) oder in Kombination mit Picibanil (LIS-Patent 4401653) ist gezeigt worden, dass es Antitumorwirksamkeit hat. R. Martel et al. [Can. J. Physiol. Pharmacol. 55, 48 (1977)] offenbarte, dass Rapamycin im experimentellen, allergischen Encephalomyelitismodell, einem Modell für Multiple Sklerose; in dem Adjuvans-Arthritismodell, einem Modell für Rheumatoidarthritis; wirksam ist und wirksam die Bildung von IgE-ähnlichen Antikörpern verhinderte.
Die immunsuppressiven Wirkungen von Rapamycin sind in FASEB 3, 3411 (1989) offenbart worden. Cyclosporin A und FK-506, weitere makrocyclische Moleküle, haben sich ebenfalls als immunsuppressive Wirkstoffe wirksam gezeigt und sind daher beim Verhindern von Transplantat-Abstoßung brauchbar [FASEB 3, 3411 (1989); FASEB 3, 5256 (1989); R. Y. Calne et al., Lancet 1183 (1978); und US-Patent 5100899].
Rapamycin hat sich ebenfalls als brauchbar beim Verhindern oder Behandeln von systemischem Lupus erythematosus [US-Patent 5078999], pulmonarer Entzündung [US-Patent 5080899], Insulin abhängiger Diabetes mellitus [Fifth Int. Conf. Inflamm. Res. Assoc. 121 (Abstrakt), (1990)], Glattmuskelzellen-Proliferation und intimaler Verdickung nach vaskulärer Verletzung [Morris, R. J. Heart Lung Transplant 11 (S. 2): 197 (1992)], T-Zellen-Leukämie/Lymphom bei Erwachsenen [Europäische Patentanmeldung 525960 A1] und okularer Entzündung [Europäische Patentanmeldung 532862 A1] gezeigt.
Von mono- und diacylierten Derivaten von Rapamycin (verestert an den 28- und 43-Positionen) ist gezeigt worden, dass sie als Antipilzmittel (US-Patent 4316885) brauchbar sind und sind als wasserlösliche Aminoacyl-Proarzneien von Rapamycin verwendet worden (US-Patent 4650803). Kürzlich ist die Nummerierungskonvention für Rapamycin geändert worden; daher wären gemäß der Chemical Abstract Nomenclature die obenbeschriebenen Ester an den 31- und 42-Positionen.

Beschreibung der Erfindung

Diese Erfindung sieht Derivate von Rapamycin vor, welche als Immunsuppressiv-, Antientzündungs-, Antipilz-, Antiproliferativ- und Antitumormittel brauchbar sind, mit der Struktur (I),
worin R und R¹ jeweils unabhängig
oder Wasserstoff darstellen;
R² und R³ jeweils unabhängig Alkyl mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, Arylalkyl, worin der Alkylanteil 1 bis 6 Kohlenstoffatome enthält, darstellen, oder R² und R³ zusammengenommen werden können, um einen Cycloalkylring mit 3-8 Kohlenstoffatomen zu bilden;
R&sup4; einen heterocyclischen N-Oxid-Rest mit 5 bis 12 Kohlenstoffatomen darstellt, welcher gegebenenfalls mono-, di- oder trisubstituiert sein kann mit einer Gruppe ausgewählt aus Alkyl mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, Arylalkyl mit 7 bis 10 Kohlenstoffatomen, Alkoxy mit 1-6 Kohlenstoffatomen, Cyano, Halogen, Hydroxy, Nitro, Carbalkoxy mit 2 bis 7 Kohlenstoffatomen, Trifluormethyl, Trifluormethoxy, Hydroxyalkyl mit 1-6 Kohlenstoffatomen, Alkoxyalkyl mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen, -SO&sub3;H, -PO&sub3;H&sub2; und -CO&sub2;H;
R&sup5; Alkyl mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder Arylalkyl darstellt, worin der Alkylanteil 1 bis 6 Kohlenstoffatome enthält;
R&sup6; und R&sup7; zusammengenommen werden, um ein gesättigtes N-Alkyl mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen- heterocyclisches N-Oxid mit 5 bis 8 Ringatomen zu bilden, welches gegebenenfalls mono-, di- oder trisubstituiert sein kann mit einer Gruppe, ausgewählt aus Alkyl mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, Aroyl und Perfluoralkyl mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen;
k = 0-1,
m = 0-1;
n = 1-6;
unter der Voraussetzung, dass R und R¹ nicht beide Wasserstoff darstellen.
Der in R&sup4; definierte heterocyclische N-Oxid-Rest ist ein ungesättigter oder teilweise gesättigter heterocyclischer N- Oxid-Rest mit 5-12 Atomen mit 1 Ring oder 2 kondensierten Ringen, ausgewählt aus 1-Methyl-pyrazolyl-2-N-oxid, Imidazolyl-3-N- oxid, 1,2,3-Triazolyl-2- oder 3-N-Oxid, 1,2,4-Triazolyl-2- oder 4-N-Oxid, 1,2,5-Oxadiazolyl-N-oxid, 1,2,3,5-Oxatriazolyl-N-oxid, Pyridinyl-N-oxid, Pyridazinyl-N-oxid, Pyrimidinyl-N-oxid, Pyrazinyl-N-oxid, 1,3,5-Triazinyl-N-oxid, 1,2,4-Triazinyl-N-oxid, 1,2,3-Triazinyl-N-oxid, 1,2,4-Diazepinyl-N-oxid, 2-Isobenzazolyl-N-oxid, 1,5-Pyridinyl-N-oxid, Benzpyrazolyl-N-oxid, Benzisoxazolyl-N-oxid, Benzoxazolyl-N-oxid, Chinolinyl-N-oxid, Isochinolinyl-N-oxid, Cirinolinyl-N-oxid, Chinazolinyl-N-oxid, Naphthyridinyl-N-oxid, Pyrido[3,4-b]pyridinyl-N-oxid, Pyrido[4,3-b]- pyridinyl-N-oxid, Pyrido[2,3-b]pyridinyl-N-oxid, 1,4,2-Benzoxazinyl-N-oxid, 2,3,1-Benzoxazinyl-N-oxid, Carbazolyl-N-oxid, Purinyl-N-oxid und teilweise gesättigten heterocyclische N-Oxid- Resten, ausgewählt aus der Liste oben. Alle dieser heterocyclischen N-Oxid-Reste enthalten mindestens eine Doppelbindung. Wenn der heterocyclische N-Oxid-Rest teilweise gesättigt ist, ist/sind einer oder mehrere der Olefine in dem ungesättigten Ringsystem gesättigt; der teilweise gesättigte heterocyclische N- Oxid-Rest enthält noch mindestens eine Doppelbindung. Die -(CH&sub2;)n-Seitenkette kann an jede Position des heterocyclischen N- Oxid-Rests gebunden sein, welcher ein Kohlenstoff oder Stickstoff enthält, das in der Lage ist, eine Bindung mit der -(CH&sub2;)n- Seitenkette zu bilden. Bevorzugtere heterocyclische N-Oxid-Reste sind Pyridinyl-N-oxid, Pyrazinyl-N-oxid, Triazinyl-N-oxid, Pyrimidinyl-N-oxid, Pyridazinyl-N-oxid, Imidazolyl-N-oxid, Pyrazolyl-N-oxid, Chinolinyl-N-oxid und Isochinolinyl-N-oxid. Pyridinyl-N-oxid ist der am meisten bevorzugte heterocyclische N-Oxid- Rest.
Es wird bevorzugt, dass das gesättigte heterocyclische N- Alkyl mit 1-6 Kohlenstoffatomen, N-Oxid mit 5-8 Ringatomen, wie durch R&sup6; und R&sup7; definiert, eine N-Alkyl mit 1-6 Kohlenstoffatomen- Piperidin-N-oxid, N-Alkyl mit 1-6 Kohlenstoffatomen-Morpholin-N-oxid, N-Alkyl mit 1-6 Kohlenstoffatomen-Piperazin-N- oxid, N-Alkyl mit 1-6 Kohlenstoffatomen-Pyrazolidin-N-oxid, N- Alkyl mit 1-6 Kohlenstoffatomen-Imidazolidin-N-oxid oder N-Alkyl mit 1-6 Kohlenstoffatomen-Pyrrolidin-N-oxid-Gruppe ist. Methyl ist die bevorzugte Alkylgruppe.
Aroyl ist definiert als der Rest Ar-CO-, worin Ar einen Arylrest darstellt. Die Arylkomponente der Arylalkylgruppe, worin der Alkylanteil. 1-6 Kohlenstoffatome enthält, definiert in R², R³ und R&sup4;, ist eine Phenyl-, Naphthyl-, Pyridinyl-, Chinolinyl-, Isochinolinyl-, Furanyl-, Benzofuranyl-, Benzodioxyl-, Benzoxazolyl, Benzoisoxazolyl-, Indolyl-, Isoxazolyl-, Pyrimidinyl-, Pyrazinyl-, Benzopyranyl- oder Benzimidazolylgruppe, welche gegebenenfalls mono-, di- oder trisubstituiert sein kann mit einer Gruppe, ausgewählt aus Alkyl mit 1-6 Kohlenstoffatomen, Alkoxy mit 1-6 Kohlenstoffatomen, Cyano, Halogen, Hydroxy, Nitro, Carbalkoxy mit 2-7 Kohlenstoffatomen, Trifluormethyl, Hydroxyalkyl mit 1-6 Kohlenstoffatomen, Alkoxyalkyl mit 2-12 Kohlenstoffatomen, -SO&sub3;H, -PO&sub3;H&sub2; und -CO&sub2;H. Die Arylkomponente der Arylalkylgruppe mit 7-10 Kohlenstoffatomen und der in R&sup4; und R&sup6; und R&sup7; definierten Aroylgruppe ist eine Phenylgruppe, die gegebenenfalls wie oben beschrieben substituiert sein kann. Der Begriff Alkyl mit 1-6 Kohlenstoffatomen schließt sowohl geradkettige, als auch verzweigte Kohlenstoffketten ein. Beispiele für Alkyl als Gruppe oder Teil einer Gruppe, z. B. Arylalkyl, Alkoxy oder Alkanoyl(Alkylcarbonyl) sind gerade oder verzweigte Ketten mit 1-6 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 1-4 Kohlenstoffatomen, z. B. Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl und n-Butyl.
Von den Verbindungen dieser Erfindung werden jene bevorzugt, worin R¹ Wasserstoff darstellt; jene, worin R¹ Wasserstoff darstellt und R für
steht.
Wenn R für
steht und
R¹ Wasserstoff darstellt sind bevorzugte Verbindungen jene, in welchen R&sup4; Pyridinyl-N-oxid, Pyrazinyl-N-oxid, Triazinyl-N-oxid, Pyrimidinyl-N-oxid, Pyridazinyh-N-oxid, Imidazolyl-N-oxid, Pyrazolyl-N-oxid, Chinolinyl-N-oxid oder Isochinolinyl-N-oxid darstellt; jene, in welchen R&sup4; Pyridinyl-N-oxid darstellt; jene, in welchen R&sup4; Pyridinyl-N-oxid darstellt und k = 0; jene, in welchen R&sup4; Pyridinyl-N-oxid darstellt, k = 0 und R² und R³ Alkyl mit 1-6 Kohlenstoffatomen darstellen oder zusammengenommen werden, um einen Cycloalkylring mit 3-8 Kohlenstoffatomen zu bilden.
Die Erfindung sieht ein Verfahren zum Herstellen von Rapamycin-Verbindungen dieser Erfindung vor. Insbesondere sieht diese Erfindung ein Verfahren zum Herstellen gehinderter N-Oxidester von Rapamycin mit der Struktur (I), wie oben definiert, vor, welches umfasst:
a) Acylieren von Rapamycin oder eines funktionellen Derivats davon mit einem Acyliermittel, oder
b) Sequentielles Acylieren von Rapamycin oder eines funktionellen Derivats davon mit zwei Acyliermitteln,
wobei besagte Acyliermittel ausgewählt werden aus den Säuren der Formel:
worin n, k, m und R²-R&sup7; wie oben definiert werden, oder ein reaktives Derivat davon, falls gewünscht Schützen der 42-Position von Rapamycin mit einer passenden Schutzgruppe und Entfernen derselben wie notwendig.
Die Umsetzung kann in Gegenwart eines Kopplungsreagens durchgeführt werden, wie einem geeignet substituierten Carbodiimid-Kopplungsreagens. Die oben erwähnten Verbindungen dieser Erfindung können auch durch Acylierung unter Verwendung reaktiver Derivate der Säuren der Formel IIa und IIb hergestellt werden, wie einem Anhydrid, einem gemischten Anhydrid oder einem Säurehalogenid wie dem Chlorid.
Verbindungen, welche die Estergruppe
an den 42- oder 31,42-Positionen enthalten, können durch Behandeln einer geeignet substituierten Carbonsäure mit einer gehinderten Base, wie LDA behandelt werden, gefolgt von Alkylierung mit einem Halogenalkyl-Stickstoff enthaltendem Heterocyclus. Die Stickstoff enthaltende, heterocyclische Komponente kann unter Verwendung eines Oxidationsmittels wie m-Chlorperbenzoesäure (MCPBA) zu dem entsprechenden N-Oxid oxidiert werden. Die sich ergebende alkylierte Säure kann dann als ein gemischtes Anhydrid mit einer acylierenden Gruppe wie 2,4,6-Trichlorbenzoylchlorid aktiviert werden. Die Behandlung von Rapamycin mit dem gemischten Anhydrid unter mild basischen Bedingungen sieht die gewünschten Verbindungen vor. Gemische aus 42- und 31,42-Estern können durch Chromatographie getrennt werden. Dieses Schema ist unten skizziert. Die Ausgangssäuren und Halogenalkyl-Heterocyclen sind entweder im Handel erhältlich oder können durch Standardverfahren in der Literatur hergestellt werden.
Verbindungen, welche die Estergruppe
an den 42- oder 31,42-Postitionen enthalten, können analog hergestellt werden. Gemische aus 42- und 31,42-Estern können durch Chromatographie getrennt werden.
Die 31-Ester dieser Erfindung können durch Schützen des 42- Alkohols von Rapamycin mit einer Schutzgruppe, wie einer tert- Butyldimethylsilyl-Gruppe geschützt werden, gefolgt von Veresterung der 31-Positien durch die oben beschriebenen Verfahren. Die Herstellung von Rapamycin-42-silylethern wird in US-Patent B1 5120842 beschrieben, welches hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen wird. Entfernen der Schutzgruppe sieht die 31-veresterten Verbindungen vor. Im Falle der tert-Butyldimethylsilyl- Schutzgruppe kann das Entschützen unter leicht sauren Bedingungen erreicht werden, wie Essigsäure/Wasser/THF. Das Entschützungsverfahren wird in Beispiel 15 von US-Patent 5118678 beschrieben, welches hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen wird.
Mit der veresterten 31-Position und der entschützten 42-Position kann die 42-Position unter Verwendung eines anderen Acyliermittels verestert werden, als bei der Umsetzung mit dem 31- Alkohol, um Verbindungen zu ergeben, die unterschiedliche Ester an den 31- und 42-Positionen haben. Alternativ können die 42- veresterten Verbindungen, hergestellt wie oben beschrieben, mit einem anderen Acyliermittel umgesetzt werden, um Verbindungen mit unterschiedlichen Estern an den 31- und 42-Positionen vorzusehen.
Immunsuppressive Wirksamkeit für repräsentative Verbindungen dieser Erfindung wurde in einem pharmakologischen in vitro Standardtestverfahren zum Messen von Lymphozyten-Proliferation (LAF) und in einem pharmakologischen in vivo Standardtestverfahren bewertet, das die immunsuppressive Wirksamkeit der getesteten Verbindung misst, als auch die Fähigkeit der getesteten Verbindung, Transplantat-Abstoßung zu hemmen oder zu behandeln. Die Verfahren für dieses pharmakologischen Standardtestverfahren werden unten vorgesehen.
Das Comitogen-induzierte Thymozytenproliferationsverfahren (LAF) wurde als in vitro Mass für die immunsuppressiven wirkungen repräsentativer Verbindungen verwendet. Kurz: Zellen aus dem Thymus von normalen BALB/c-Mäusen werden für 72 Stunden mit PHA und IL-1 inkubiert und mit tritiummarkiertem Thymidin während der letzten sechs Stunden gepulst. Die Zellen werden mit und ohne verschiedenen Konzentrationen an Rapamycin, Cyclosporin A oder Testverbindung kultiviert. Die Zellen werden geerntet und die eingeschlossene Radioaktivität wird bestimmt. Die Hemmung von Lymphproliferation wird als prozentuale Veränderung in Zählern pro Minute gegenüber nicht mit Arznei behandelten Kontrollen bewertet. Für jede bewertete Verbindung wurde Rapamycin zu Vergleichszwecken ebenfalls bewertet. Ein IC&sub5;&sub0; wurde sowohl für jede Testverbindung, als auch für Rapamycin erhalten. Wenn es als Komparator für die repräsentativen Verbindungen dieser Erfindung bewertet wurde, hatte Rapamycin einen IC&sub5;&sub0; von 2,4 nM. Die erhaltenen Ergebnisse werden als ein IC&sub5;&sub0; vorgesehen.
Repräsentative Verbindungen dieser Erfindung wurden ebenfalls in einem in vivo Testverfahren bewertet, welches ausgelegt war, um die Überlebenszeit von Pinch-Hauttransplantat von männlichen BALB/c-Spendern, transplantiert auf männliche C&sub3;H(H-2K)- Empfänger zu bestimmen. Das Verfahren ist von Billingham R. E. und Medawar P. B., J. Exp. Biol. 28: 385-402, (1951) adaptiert. Kurz: ein Pinch-Hauttransplantat von dem Spender wurde auf das Dorsum des Empfängers als Allograft transplantiert, und ein Isograft wurde als Kontrolle in der gleichen Region verwendet. Die Empfänger wurden mit entweder variierenden Konzentrationen an Testverbindungen intraperitoneal oder oral behandelt. Rapamycin wurde als Testkontrolle verwendet. Unbehandelte Empfänger dienen als Abstoßungskontrolle. Das Transplantat wurde täglich überwacht und die Beobachtungen wurden aufgezeichnet, bis das Transplantat trocken wurde und einen geschwärzten Schorf bildete. Dies wurde als Abstoßungstag angesehen. Die mittlere Transplantat-Überlebenszeit (Anzahl an Tagen ± S. D.) der mit Arznei behandelten Gruppe wurde mit der Kontrollgruppe verglichen. Die folgende Tabelle zeigt die Ergebnisse, die erhalten wurden. Die Ergebnisse werden als mittlere Überlebenszeit in Tagen ausgedrückt. Unbehandelte (Kontroll-)Pinch-Hauttransplantate werden üblicherweise innerhalb von 6-7 Tagen abgestossen. Die Verbindungen wurden unter Verwendung einer Dosis von 4 mg/kg, i. p. verabreicht, oder unter Verwendung einer Dosis von 40 mg/kg, p. o. verabreicht, getestet.
Die in diesen pharmakologischen Standardtestverfahren erhaltenen Ergebnisse werden nach dem Verfahren zum Herstellen der bestimmten getesteten Verbindungen vorgesehen.
Die Ergebnisse dieser pharmakologischen Standardtestverfahren zeigen immunsuppressive Wirksamkeit sowohl in vitro, als auch in vivo, für die Verbindungen dieser Erfindung. Die in dem LAF-Testverfahren erhaltenen Ergebnisse zeigen Suppression von T-Zellenproliferation und demonstrieren dadurch die immunsuppressive Wirksamkeit der Verbindungen dieser Erfindung. Weitere Demonstration der Brauchbarkeit der Verbindungen dieser Erfindung als immunsuppressive Wirkstoffe wurde durch die in den pharmakologischen Hauttransplantat-Standardtestverfahren erhaltenen Ergebnisse gezeigt. Zusätzlich demonstrierten die in den Hauttransplantat-Testverfahren erhaltenen Ergebnisse die Fähigkeit der Verbinduncien dieser Erfindung, Transplantationsabstoßung zu behandeln oder zu hemmen.
Basierend auf den Ergebnissen dieser pharmakologischen Standardtestverfahren sind die Verbindungen brauchbar bei der Behandlung oder Hemmung von Transplantationsabstoßung, wie Nieren-, Herz-, Leber-, Lunge-, Knochenmark-, Pankreas(Inselzellen)-, Hornhaut-, Dünndarm- und Haut-Allografts und Herzklappenxenografts; bei der Behandlung oder Hemmung von Autoimmunerkrankungen wie Lupus, Rheumatoidarthritis, Diabetes mellitus, Myasthenia gravis und Multiple Sklerose; und Entzündungserkrankungen wie Psoriasis, Dermatitis, Ekzem, Seborrhö, entzündlichen Darmerkrankungen und Augen-Uveitis.
Aufgrund des erhaltenen Wirksamkeitsprofils wird erwogen, dass die Verbindungen Antitiumor-, Antipilzwirksamkeit und antiproliferative Wirksamkeiten haben. Die Verbindungen dieser Erfindung sind daher ebenfalls beim Behandeln fester Tumore, T- Zellen-Leukämie/Lymphom bei Erwachsenen, Pilzinfektionen und hyperproliferativen vaskulären Erkrankungen wie Restenose und Atherosklerose brauchbar.
Wenn sie zur Behandlung oder Hemmung der obigen Erkrankungszustände verabreicht werden, können die Verbindungen dieser Erfindung einem Säuger oral, parenteral, intranasal, intrabronchial, transdermal, topisch, intravaginal oder rektal verabreicht werden.
Es wird erwogen, dass wenn die Verbindungen dieser Erfindung als Immunsuppressiv- oder Antientzündungswirkstoff verwendet werden, sie zusammen mit einem oder mehreren weiteren immunregulativen Wirkstoffen verabreicht werden können. Solche weiteren immunregulativen Wirkstoffe schließen ein, aber sind nicht begrenzt auf Azathioprin, Corticosteroide wie Prednison und Methylprednisolon, Cyclophosphamid, Rapamycin, Cyclosporin A, FK- 506, OKT-3 und ATG. Durch Kombinieren der Verbindungen dieser Erfindung mit solch weiteren Arzneien oder Wirkstoffen zum Auslösen von Immunsuppression oder Behandeln entzündlicher Zustände sind geringere Mengen von jedem dieser Wirkstoffe notwendig, um die gewünschte Wirkung zu erreichen. Die Basis für solche eine Kombinationstherapie wurde durch Stepkowski entwickelt, dessen Ergebnisse zeigten, dass die Verwendung einer Kombination aus Rapamycin und Cyclosporin A in subtherapeutischen Dosen die Überlebenszeit von Herz-Allograft deutlich verlängerte. [Transplantation Proc. 23: 507 (1991)].
Die Verbindungen dieser Erfindung können rein oder mit einem pharmazeutischen Träger an einen Säuger, welcher sie benötigt, formuliert werden. Der pharmazeutische Träger kann fest oder flüssig sein. Bei oraler Formulierung ist herausgefunden worden, dass 0,01% Tween 80 in PHOSAL PG-50 (Phospholipidkonzentrat mit 1,2-Propylenglycol, A. Nattermann & Cie. GmbH) eine akzeptable orale Formulierung vorsieht.
Ein fester Träger kann eine oder mehrere Substanzen einschließen, welche auch als Geschmacksstoff, Schmierstoff, Aufschlussmittel, Suspensionsmittel, Füllstoffe, Gleitmittel, Kompressionshilfen, Bindemittel oder Tablettenaufschlussmittel fungieren können; es kann auch ein Einkapselungsmaterial sein. In Pulvern ist der Träger ein fein geteilter Feststoff, welcher sich in Zusammenmischung mit dem fein geteilten Wirkstoff befindet. In Tabletten wird der Wirkstoff mit einem Träger mit den notwendigen Kompressionseigenschaften in geeigneten Proportionen vermischt und in die gewünschte Form und Grösse gepresst. Die Pulver und Tabletten enthalten vorzugsweise bis zu 99% des Wirkstoffs. Geeignete feste Träger schließen zum Beispiel Calciumphosphat, Magnesiumstearat, Talk, Zucker, Lactose, Dextrin, Stärke, Gelatine, Cellulose, Methylcellulose, Natriumcarboxymethylcellulose, Polyvinylpyrrolidin, niedrig schmelzende Wachse und Ionenaustauschharze ein.
Flüssige Träger werden zum Herstellen von Lösungen, Suspensionen, Emulsionen, Sirupen, Elixieren und unter Druck gesetzten Zusammensetzungen verwendet. Der Wirkstoff kann in einem pharmazeutisch annehmbaren flüssigen Träger wie Wasser, einem organischen Lösungsmittel, einem Gemisch aus beiden oder pharmazeutisch annehmbaren Ölen oder Fetten gelöst oder suspendiert werden. Der flüssige Träger kann weitere geeignete pharmazeutische Zusätze wie Aufschlussmittel, Emulgatoren, Puffer, Konservierungsstoffe, Süßstoffe, Geschmacksstoffe, Suspensionsmittel, Verdickungsmittel, Farbstoffe, Viskositätsregulatoren, Stabilisatoren oder Osmo-Regulatoren enthalten. Geeignete Beispiele für flüssige Träger zur oralen und parenteralen Verabreichung schließen Wasser (welches teilweise Zusätze wie oben enthält, z. B. Cellulosederivate, vorzugsweise Natriumcarboxymethylcelluloselösung), Alkohole (einschließlich einwertige Alkohole und mehrwertige Alkohole, z. B. Glycole) und ihre Derivate und Öle (z. B. fraktioniertes Kokosöl und Arachisöl) ein. Zur parenteralen Verabreichung kann der Träger auch ein öliger Ester wie Ethyloleat und Isopropylmyristat sein. Sterile flüssige Träger sind in Zusammensetzungen in steriler flüssiger Form für parenterale Verabreichung brauchbar. Der flüssige Träger für unter Druck gesetzte Zusammensetzungen kann halogenierter Kohlenwasserstoff oder ein anderes pharmazeutisch annehmbares Triebmittel sein.
Flüssige pharmazeutische Zusammensetzungen, welche sterile Lösungen oder Suspensionen sind, können zum Beispiel für intramuskuläre, intraperitoneale oder subkutane Injektion verwendet werden: Sterile Lösungen können auch intravenös verabreicht werden. Die Verbindung kann auch oral entweder in flüssiger oder fester Zusammensetzungsform verabreicht werden.
Die Verbindungen dieser Erfindung können rektal in Form eines herkömmlichen Zäpfchens verabreicht werden. Für Verabreichung durch intranasale oder intrabronchiale Inhalation oder Insufflation können die Verbindungen dieser Erfindung in eine wässerige oder teilweise wässerige Lösung formuliert werden, welche dann in Form eines Aerosols verwendet werden kann. Die Verbindungen dieser Erfindung können auch transdermal durch die Verwendung von transdermalen Pflastern verabreicht werden, welche den Wirkstoff und einen Träger enthalten, der gegenüber dem Wirkstoff inert ist, nicht toxisch für die Haut ist und die Abgabe des Wirkstoffs für systemische Absorption in den Blutstrom durch die Haut erlaubt. Der Träger kann jede Anzahl an Formen annehmen, wie Cremes und Salben, Pasten, Gels und Okklusionsmittel. Die Cremes und. Salben können dickflüssige Flüssigkeiten oder halbfeste Emulsionen entweder vom Öl-in-Wasser oder Wasser- in-Öl Typ sein. Pasten, umfassend absorptive Pulver, welche in Petroleum oder hydrophilem Petroleum, welches den Wirkstoff enthält, dispergiert sind, können ebenfalls geeignet sein. Eine Vielzahl an okklusiven Mitteln kann verwendet werden, um den Wirkstoff in den Blutstrom freizusetzen, wie eine halbdurchlässige Membran, welche ein Reservoir bedeckt, das den Wirkstoff mit oder ohne einen Träger enthält, oder eine Matrix, welche den Wirkstoff enthält. Weitere Okklusionsmittel sind in der Literatur bekannt.
Zusätzlich können die Verbindungen dieser Erfindung als Lösung, Creme oder Lotion durch Formulierung mit pharmazeutisch annehmbaren Vehikeln eingesetzt werden, welche 0,1-5% vorzugsweise 2% Wirkstoff enthalten, welche auf einen von Pilz befallenen Bereich verabreicht werden können.
Die Dosierungsanforderungen variieren mit den bestimmten eingesetzten Zusammensetzungen, dem Verabreichungsweg, der Schwere der vorhandenen Symptome und dem bestimmten behandelten Subjekt. Basierend auf in pharmakologischen Standardtestverfahren erhaltenen Ergebnissen wäre die geplante tägliche Dosierung an Wirkstoff 0,1 gg/kg-100 mg/kg, vorzugsweise zwischen 0,001- 25 mg/kg und bevorzugterweise zwischen 0,01-5 mg/kg. Die Behandlung wird im Allgemeinen mit kleinen Dosierungen begonnen werden, welche kleiner als die optimale Dosierung der Verbindung sind. Danach wird die Dosierung erhöht, bis die optimale Wirkung unter den Umständen erreicht ist; genaue Dosierungen für oraler parenterale, nasale oder intrabronchiale Verabreichung werden durch den verabreichenden Arzt bestimmt werden, basierend auf Erfahrung mit dem einzelnen behandelten Subjekt. Vorzugsweise befindet sich die pharmazeutische Zusammensetzung in Einheitsdosierungsform, z. B. als Tabletten oder Kapseln. In solch einer Form wird die Zusammensetzung in Einheitsdosen unterteilt, welche angemessene Mengen des Wirkstoffs enthalten; die Einheitsdosierungsform kann verpackte Zusammensetzungen sein, zum Beispiel verpackte Pulver, Vialen, Ampullen, vorgefüllte Spritzen oder Sachets, die Flüssigkeiten enthalten. Die Einheitsdosierungsform kann zum Beispiel eine Kapsel oder Tablette an sich, oder die angemessene Anzahl an jeder solcher Zusammensetzungen in verpackter Form sein.
Die folgenden Beispiele veranschaulichen die Herstellung und biologischen Wirksamkeiten von repräsentativen Verbindungen dieser Erfindung.

Beispiel 1

2,2-Dimethyl-3-(3-pyridinyl)propionsäure

Natriumhydroxid (4,38 g, 110 mmol, 60% Dispersion, 2x mit Hexanen gewaschen und unter N&sub2; getrocknet) wurde in THF (140 ml) suspendiert. Zu dieser Suspension wurde Diisopropylamin (15,4 ml, 110 mmol) zugegeben. Isobuttersäure (9,27 ml, 100 mmol) wurde langsam tropfenweise zugegeben. Die sich ergebende dicke weiße Suspension wurde auf einen sanften Rückfluss für 20 min erhitzt und wurde dann auf 0ºC gekühlt. n-Butyllithium (40 ml, 2,5 M in Hexanen) wurde tropfenweise zugegeben. Die Umsetzung wurde auf Raumtemperatur erwärmt und dann auf 35ºC für 30 min. Die Umsetzung wurde auf 0ºC zurück gekühlt und 3-Picolylchlorid wurde schnell zugegeben. (Das 3-Picolylchlorid wurde durch Neutralisierung des Hydrochlorids mit NaHCO&sub3; erhalten und 3x mit Hexan extrahiert. Die Hexanlösung wurde über Na&sub2;SO&sub4; getrocknet und konzentriert, um die freie Base vorzusehen (Vorsicht: Augenreizstoff). Das gesamte Hexan wurde nicht entfernt, da die freie Base in konzentrierter Form etwas instabil ist). Die Umsetzung durfte sich langsam auf Raumtemperatur erwärmen und wurde über Nacht gerührt. Die Umsetzung wurde mit H&sub2;O gelöscht, die wässerige Schicht abgetrennt und 2x mit Ether gewaschen. Die wässerige Schicht wurde dann mit 6N HCl auf pH 3 gesäuert und wieder 2x mit Ether gewaschen. Die wässerige Phase wurde mit NaHCO&sub3; neutralisiert und 4x mit Ethylacetat extrahiert. Die organischen Extrakte wurden vereinigt, über Na&sub2;SO&sub4; getrocknet, filtriert und konzentriert, um einen klebrigen Feststoff vorzusehen, welcher mit Ethylacetat pulverisiert wurde, um 1,02 g des gewünschten Produkts als einen gelbbraunen Feststoff vorzusehen.

Beispiel 2

2,2-Dimethyl-3-(3-pyridinyl)propionsäure-N-oxid

Zu einer Lösung aus 2,2-Dimethyl-3-(3-pyridinyl)-propionsäure (2,0 g, 11,17 mmol) in CHCl&sub3; (48 ml) wurde MCPBA (4,1 g, 13,07 mmol, 50 Gew.-%) zugegeben. Die Lösung wurde für 2,5 Std. gerührt und dann in vacuo konzentriert. Der Rückstand wurde durch Blitz-Säulenchromatographie unter Verwendung von 2-20% MeOH in CH&sub2;Cl&sub2; als Eluent gereinigt, um 2,2-Dimethyl-3-(3-pyridinyl)-propionsäure-N-oxid (1,88 g, 86%) als ein weißes Pulver vorzusehen. ¹H NMR (200 MHz, DMSO) δ 1,0 (s, 6H), 2,60 (s, 2H), 7,10 (m, 1H), 7,30 (m, 1H), 8,00 (s, 2H), 8,05 (d, 1H), 12,5 (s, 1H). Fp = 177-180ºC

Beispiel 3

Rapamycin-42-ester mit 2,2-Dimethyl-3-(3-pyridinyl)-propionsäure-N-oxid

Zu einer Lösung aus 2,2-Dimethyl-3-(3-pyridinyl)propionsäure-N-oxid (1,02 g, 5,25 mmol) in THF (36 ml) wurde N,N-Diisopropylethylamin (0,67 g, 5,25 mmol) zugegeben, gefolgt von Trichlorbenzoylchlorid (1,22 g, 5,02 mmol). Die Lösung wurde für 2 Std. gerührt und das Lösungsmittel durch einen N&sub2;-Strom entfernt. Benzol (35 ml) wurde zugegeben, gefolgt von Rapamycin (3,0 g, 3,28 mmol) und DMAP (0,64 g, 5,25 mmol). Die Umsetzung wurde über Nacht gerührt und dann mit NaHCO&sub3; (sat.) gelöscht. Die wässerige Lösung wurde mit EtOAc extrahiert, über Na&sub2;SO&sub4; getrocknet und durch Blitz-Säulenchromatographie unter Verwendung von 1-5% MeOH in CH&sub2;Cl&sub2; als Eluent gereinigt, gefolgt von Umkristallisation aus EtOH/H&sub2;O, um 1,35 g, 35% der Titelverbindung vorzusehen. Fp = 133ºC. IR (KBr) 1100 (m), 1160 (m), 1190 (m), 1275 (m), 1300 (m), 1325 (m), 1375 (m), 1450 (s), 1630 (s), 1725 (s), 2920 (s), 3420 (s); ¹H NMR (400 MHz, CDCl&sub3;) δ 0,80-1,95 (Komp m, 21H), 0,91 (d, überlagert auf Komp m, J = 6,81 Hz, 3H), 0,95 (d, überlagert auf Komp m, J = 6,37 Hz, 3H), 0,99 (d, überlagert auf Komp m, J = 6,37 Hz, 3H), 1,05 (d, überlagert auf Komp m, J = 6,59 Hz, 3H), 1,09 (d, überlagert auf Komp m, J = 6,81 Hz, 3H)m 1,17 (s, überlagert auf Komp m, 3H) 1,24 (s, überlagert auf Komp m, 3H)m 1,65 (s, überlagert auf Komp m, 3H), 1,76 (s, überlagert auf Komp m, 3H), 2,11 (m, 4H), 2,32 (m, 3H), 3,59 (d, J = 6,37 Hz, 1H), 2,76 (m, 2H), 2,87 (m, 1H), 3,12-3,42 (Komp m, 3H), 3,14 (s, überlagert auf Komp m, 3H), 3,33 (s, überlagert auf Komp m, 6H), 3,57 (m, 1H), 3,68 (m, 1H), 3,75 (d, J = 5,71 Hz, 1H), 3,86 (m, 1H), 4,19 (d, J = 5,93 Hz, 1H), 4,66 (m, 1H), 4,77 (s, 1H), 5,16 (m, 1H), 5,29 (m, 1H), 5,41 (d, J = 10,11 Hz, 1H), 5,53 (dd, J = 8,79, 15,16 Hz, 1H), 5,97 (d, J = 10,55 Hz, 1H), 6,13 (dd, J = 9,89, 15,16 Hz, 1H), 6,33 (m, 2H), 7,18 (s, 2H), 8,10 (s, 2H); ¹³C (100 MHz, CDCl&sub3;) 8 10,16, 13,22, 13,66, 15,87, 15,92, 16,24, 20,66, 21,49, 24,77, 25,58, 27,23, 29,63, 31,19, 32,81, 33,17, 33,77, 35,10, 35,70, 38,31, 38,94, 40,19, 40,49, 40,89, 41,51, 42,74, 43,33, 44,22, 46,60, 51,27, 55,89, 56,26, 57,09, 59,29, 67,18, 75,38, 76,36, 77,16, 80,97, 84,30, 84,40, 84,71, 86,34, 98,46, 125,25, 126,53, 128,13, 129,47, 130,17, 133,57, 135,67, 136,04, 137,34, 140,09, 140,34, 140,71, 166,74, 169,25, 175,81, 192,63, 208,22, 215,29; hochauflösendes Massenspektrum (negativ Ion FAB) m/z 1090,7 [M- ); berechnet für C&sub6;&sub1;H&sub9;&sub0;N&sub2;O&sub1;&sub5;: 1091, 39].
In pharmakologischen Standardtestverfahren erhaltene Ergebnisse: LAF IC&sub5;&sub0;: 2,9 nM
Hauttransplantat-Überlebenszeit: i. p.: 11,17 ± 0,98 Tage; oral: 11 ± 0,89 Tage.

Claims

1. Verbindung der Struktur (I)

worin R und R¹ jeweils unabhängig

oder Wasserstoff darstellen;

R² und R³ jeweils unabhängig Alkyl mit 1-6 Kohlenstoffatomen, Arylalkyl, worin der Alkylanteil 1-6 Kohlenstoffatome enthält und Aryl eine Phenyl-, Naphthyl-, Pyridinyl-, Chinolinyl-, Isochinolinyl-, Furanyl-, Benzofuranyl-, Benzodioxyl-, Benzoxazolyl, Benzoisoxazolyl-, Indolyl-, Isoxazolyl-, Pyrimidinyl-, Pyrazinyl-, Benzopyranyl- oder Benzimidazolylgruppe ist, welche gegebenenfalls mono-, di- oder trisubstituiert sein kann mit einer Gruppe, ausgewählt aus Alkyl mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, Alkoxy mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, Cyano, Halogen, Hydroxy, Nitro, Carbalkoxy mit 2 bis 7 Kohlenstoffatomen, Trifluormethyl, Hydroxyalkyl mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, Alkoxyalkyl mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen, -SO&sub3;H, -PO&sub3;H&sub2; und -CO&sub2;H; darstellen, oder

R² und R³ zusammengenommen werden können, um einen Cycloalkylring mit 3-8 Kohlenstoffatomen zu bilden;

einen heterocyclischen N-Oxid-Rest mit 5-12 Kohlenstoff- atomen, ausgewählt aus 1-Methyl-pyrazolyl-2-N-oxid, Imidazolyl- 3-N-oxid, 1,2,3-Triazolyl-2- oder 3-N-oxid, 1,2,4-Triazolyl-2- oder 4-N-oxid, 1,2,5-Oxadiazolyl-N-oxid, 1,2,3,5-Oxatriazolyl-N- oxid, Pyridinyl-N-oxid, Pyridazinyl-N-oxid, Pyrimidinyl-N-oxid, Pyrazinyl-N-oxid, 1,3,5-Triazinyl-N-oxid, 1,2,4-Triazinyl-N- oxid, 1,2,3-Triazinyl-N-oxid, 1,2,4-Diazepinyl-N-oxid, 2-Isobenzazolyl-N-oxid, L,5-Pyrindinyl-N-oxid, Benzpyrazolyl-N-oxid, Benzisoxazolyl-N-oxid, Benzoxazolyl-N-oxid, Chinolinyl-N-oxid, Isochinolinyl-N-oxid, Cinnolinyl-N-oxid, Chinazolinyl-N-oxid, Naphthyridinyl-N-oxid, Pyrido[3,4-b]pyridinyl-N-oxid, Pyrido[4,3- b]pyridinyl-N-oxid, Pyrido[2,3-b]pyridinyl-N-oxid, 1,4,2-Benzoxazinyl-N-oxid, 2,3,1-Benzoxazinyl-N-oxid, Carbazolyl-N-oxid, Purinyl-N-oxid und teilweise gesättigte heterocyclische N-oxid- Reste, ausgewählt aus obstehender Liste, darstellen,

welche gegebenenfalls mono-, di- oder trisubstituiert sein können mit einer Gruppe, ausgewählt aus Alkyl mit 1-6 Kohlenstoffatomen, Alkoxy mit 1-6 Kohlenstoffatomen, Cyano, Halogen, Hydroxy, Nitro, Carbalkoxy mit 2-7 Kohlenstoffatomen, Trifluormethyl, Trifluormethoxy, Hydroxyalkyl mit 1-6 Kohlenstoffatomen, Alkoxyalkyl mit 2-12 Kohlenstoffatomen, -SO&sub3;H, -PO&sub3;H&sub2;, -CO&sub2;H und Arylalkyl mit 7-10 Kohlenstoffatomen, worin Aryl eine Phenylgruppe ist, welche gegebenenfalls mono-, di- oder trisubstituiert sein kann mit einer Gruppe ausgewählt aus Alkyl mit 1-6 Kohlenstoffatomen, Alkoxy mit 1-6 Kohlenstoffatomen, Cyano, Halogen, Hydroxy, Nitro, Carbalkoxy mit 2-7 Kohlenstoffatomen, Trifluormethyl, Hydroxyalkyl mit 1-6 Kohlenstoffatomen, Alkoxyalkyl mit 2-12 Kohlenstoffatomen, -SO&sub3;H, -PO&sub3;H&sub2; und -CO&sub2;H;

R&sup5; Alkyl mit 1-6 Kohlenstoffatomen oder Arylalkyl darstellt, worin der Alkylanteil 1-6 Kohlenstoffatome enthält und Aryl wie in Zusammenhang mit R² definiert ist;

R&sup6; und R&sup7; zusammengenommen werden, um ein gesättigtes N-Alkyl mit 1-6 Kohlenstoffatomen- heterocyclisches N-oxid mit 5-8 Ringatomen zu bilden, welches gegebenenfalls mono-, di- oder trisubstituiert sein kann mit einer Gruppe, ausgewählt aus Alkyl mit 1-6 Kohlenstoffatomen, Perfluoralkyl mit 1-6 Kohlenstoffatomen und Benzoyl, worin die Phenylgruppe gegebenenfalls mono-, di- oder trisubstituiert ist mit einer Gruppe, ausgewählt aus Alkyl mit 1-6 Kohlenstoffatomen, Alkoxy mit 1-6 Kohlenstoffatomen, Cyano, Halogen, Hydroxy, Nitro, Carbalkoxy mit 2-7 Kohlenstoffatomen, Trifluormethyl, Hydroxyalkyl mit 1-6 Kohlenstoffatomen, Alkoxyalkyl mit 2-12 Kohlenstoffatomen, -SO&sub3;H, -PO&sub3;H&sub2; und -CO&sub2;H;

k = 0-1,

m = 0-1;

n = 1-6;

unter der Voraussetzung, dass R und R¹ nicht beide Wasserstoff darstellen.

2. Verbindung nach Anspruch 1, worin R¹ Wasserstoff darstellt.

3. Verbindung nach Anspruch 2, worin R für

steht.

4. Verbindung nach Anspruch 3, worin R&sup4; Pyridinyl-N-oxid, Pyrazinyl-N-oxid, Triazinyl-N-oxid, Pyrimidinyl-N-oxid, Pyridazinyl-N-oxid, Imidazolyl-N-oxid, Pyrazolyl-N-oxid, Chinolinyl-N- oxid oder Isochinolinyl-N-oxid darstellt.

5. Verbindung gemäß Anspruch 4, worin R&sup4; Pyridinyl-N-oxid darstellt.

6. Verbindung gemäß Anspruch 5, worin k = 0.

7. Verbindung gemäß Anspruch 1, welche Rapamycin-42-ester mit 2,2-Dimethyl-3-(3-pyridinyl)propionsäure-N-oxid ist.

8. Verbindung der Struktur (I), wie in Anspruch 1 beansprucht, zur Verwendung als Pharmazeutikum.

9. Verwendung einer Verbindung der Struktur (I), wie in Anspruch 1 beansprucht, bei der Herstellung einer Arznei zum Behandeln von Transplantationsabstoßung oder Transplantat-gegen- Wirt-Erkrankung in einem Säuger, welcher sie benötigt.

10. Verwendung einer Verbindung der Struktur (I), wie in Anspruch 1 beansprucht, bei der Herstellung einer Arznei zum Behandeln von Rheumatoidarthritis in einem Säuger, welcher sie benötigt.

11. Verwendung einer Verbindung der Struktur (I), wie in Anspruch 1 beansprucht, bei der Herstellung einer Arznei zum Behandeln von pulmonarer Entzündung bei einem Säuger, welcher sie benötigt.

12. Verwendung einer Verbindung der Struktur (I), wie in Anspruch 1 beansprucht, bei der Herstellung einer Arznei zum Behandeln von Restenose in einem Säuger, welcher sie benötigt.

13. Verwendung einer Verbindung der Struktur (I), wie in Anspruch 1 beansprucht, bei der Herstellung einer Arznei zum Behandeln einer Pilzinfektion in einem Säuger, welcher sie benötigt.

14. Pharmazeutische Zusammensetzung, welche eine Verbindung der Struktur (I), wie in Anspruch 1 beansprucht, und einen pharmazeutischen Träger umfasst.

15. Verfahren zum Herstellen gehinderter N-oxid-ester von Rapamycin der Struktur (I), wie in Anspruch 1 definiert, welches umfasst:

a) Acylieren von Rapamycin oder eines funktionellen Derivats davon mit einem Acyliermittel, oder

b) Sequentielles Acylieren von Rapamycin oder eines funktionellen Derivats davon mit zwei Acyliermitteln,

wobei besagte Acyliermittel ausgewählt werden aus den Säuren der Formel:

worin n, k, m und R²-R&sup7; wie oben definiert werden, oder ein reaktives Derivat davon, falls gewünscht Schützen der 42-Position von Rapamycin mit einer passenden Schutzgruppe und Entfernen derselben wenn notwendig.