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Hintergrund
der Erfindung 1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft
im weiteren Sinne eine Klasse von Verbindungen, die als Kaliumkanalinhibitoren
brauchbar sind.
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2. Beschreibung des Stands
der Technik
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Kaliumkanäle sind als eine Klasse von
Kanälen überall in
eukariotischen und prokariotischen Zellen zu finden und sie sind
Schlüsselelemente
bei der Kontrolle elektrischer und nicht-elektrischer Zellfunktionen. Subklassen
dieser Kanäle
sind in Bezug auf Aminosäuresequenz
und funktionelle Eigenschaften benannt worden und schließen beispielsweise
spannungsgesteuerte Kaliumkanäle
(z. B. Kv1, Kv2, Kv3, Kv4) und einwärts gleichrichtende Kaliumkanäle (z. B.
Kir1, Kir2, Kir3, Kir4, Kir5, Kir6) mit ein. Subtypen innerhalb
dieser Subklassen sind nach ihrer mutmaßlichen Funktion, Pharmakologie
und Verteilung in Zellen und Geweben charakterisiert worden (Chandy
und Gutman, „Voltage-gated
potassium channel genes" in
Handbook of Receptors and Channels-Ligand and Voltage-gated ion
Channels, Hrsg. R. A. North, 1995; Doupnik et al., Curr. Opin. Neurobiol.
5: 268, 1995).
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Kaliumkanalinhibitoren führen zu
einer Abnahme der Kaliumionenbewegung durch Zellmembranen. Folglich
induzieren solche Inhibitoren eine Verlängerung des elektrischen Aktionspotentials
oder der Depolarisation des Membranpotentials in Zellen, die die
inhibierten oder blockierten Kaliumkanäle enthalten. Die Verlängerung
des elektrischen Aktionspotentials ist ein bevorzugter Mechanismus
zur Behandlung bestimmter Erkrankungen, z. B. von Herzarrhythmien
(Colatsky et al., Circulation 82: 2235, 1990). Die Membran-Potentialdepolarisation
ist ein bevorzugter Mechanismus für die Behandlung bestimmter
anderer Erkrankungen, wie beispielsweise solcher bei denen das Immunsystem
beteiligt ist (Kaczorowski und Koo, Perspectives in Drug Discovery
and Design, 2: 233, 1994).
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Insbesondere ist gezeigt worden,
dass das Blockieren von Kaliumkanälen eine Vielzahl biologischer Prozesse
reguliert, einschließlich
der elektrischen Herzaktivität
(Lynch et al., FASEB J. 6: 2952, 1992; Santuinetti, Hypertension
19: 228, 1992; Deal et al., Physiol. Rev. 76: 49, 1996), Neurotransmission
(HalliWell, „K+ channels in the central nervous system" in Potassium Channels,
Hrsg. N. S. Cook, S. 348, 1990) und T-Zellaktivierung (Chandy et
al., J. Exp. Med. 160: 369, 1984; Lin et al., J. Exp Med. 177: 637,
1993). Diese Effekte werden durch spezifische Subklassen oder Subtypen
von Kaliumkanälen
vermittelt.
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Wir haben verschiedene Typen von
Kaliumkanälen
kloniert und exprimiert, die die funktionellen, pharmakologischen
und Gewebeverteilungseigenschaften zeigen, die sie zu Zielkandidaten
für Kaliumkanäle zur Behandlung
von Erkrankungen machen. Beispielsweise wird allgemein angenommen,
dass der als IKur (Isus)
bezeichnete spannungsgesteuerte sogenannte delayed rectifier-Kaliumkanal,
von dem berichtet worden ist, dass er das Kv1.5 α-Untereinheit-Genprodukt enthält, bei
der Repolarisation des menschlichen atrialen Aktionspotentials von
Bedeutung ist und ist somit ein Zielkandidat für einen Kaliumkanal zur Behandlung
von Herzarrhythmien, insbesondere solchen, die im Vorhof eintreten
(Wang et al., Circ. Res. 73: 1061, 1993; Fedida et al., Circ. Res.
73: 210, 1993; Wang et al., J. Pharmacol, Exp. Ther. 272: 184, 1995;
Amos et al., J. Physiol., 491: 31, 1996). Ebenso bestimmt Ika (der das Kv1.3 α-Untereinheit-Genprodukt umfasst}
das Ruhemembranpotential in menschlichen T-Lymphozyten (Leonard
et al, Proc. Natl. Acad. Sci. 89: 10094, 1992; Kaczorowski und Koo,
Perspectives in Drug Discovery and Design, 2: 233, 1994) und ist
daher ein Zielkandidat für
einen Kaliumkanal zur Prävention
der T-Zellenaktivierung in der Immunantwort bei immunreaktiven Leiden
(Lin et al., J. Exp Med. 177: 637, 1993).
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Verbindungen zur Verwendung als Pharmazeutika
umfassen optisch aktive Aminoindanderivate und Zubereitungen davon,
wie in der WO 96/21640 beschrieben ist, 3,4-disubstituierte Phenylsulfonamide und pharmazeutisch
verträgliche
Salze davon, wie in der WO 96/36596 beschrieben ist und Indan-ähnliche
Verbindungen und Formulierungen, die solche Indan-ähnliche
Verbindungen als aktiven Bestandteil enthalten, wie in der WO 97/25983
beschrieben ist.
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Die vorliegende Erfindung betrifft
Verbindungen, die als Inhibitoren der Kaliumkanalfunktion brauchbar sind.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen
sind insbesondere als Inhibitoren von spannungsgesteuerten Kaliumkanälen aktiv.
Die erfindungsgemäßen Kaliumkanalinhibitoren
können
daher zur Behandlung von Erkrankungen eingesetzt werden, bei denen
die Verlängerung
des zellulären
Aktionspotentials hilfreich ist, was Herzarrhythmien einschließt, jedoch
nicht auf diese beschränkt
ist. Darüber
hinaus können
erfindungsgemäße Verbindungen
zur Behandlung von Störungen
eingesetzt werden, bei denen die Induktion der Zellmembran-Depolarisation
hilfreich ist, was Störungen
der Zellproliferation einschließt,
jedoch nicht auf diese beschränkt
ist.
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Es ist daher ein Ziel der vorliegenden
Erfindung, Verbindungen bereitzustellen, die zur Behandlung von
Erkrankungen in Säugern,
einschließlich
Menschen, brauchbar sind, und insbesondere zum Management von Erkrankungen,
die durch Inhibieren von Zellmembran-Kaliumkanälen behandelt werden können, wie
beispielsweise der Kaliumkanäle,
die für
den kardialen Kaliumstrom IKur verantwortlich
sind oder der Kaliumkanäle,
die für
den T-Lymphozyten-Kaliumstrom IKn verantwortlich
sind und Kaliumkanäle,
die eines der Kv1.5- oder Kv1.3-α-Untereinheit-Genprodukte
enthalten.
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Ein anderes Ziel der Erfindung ist
es, ein Verfahren zur Behandlung von Erkrankungen in Säugern, einschließlich Menschen,
bereitzustellen, das auf die Inhibierung der Kaliumkanalfunktion
antwortet, wobei das Verfahren umfasst, dass einem bedürftigen
Säuger
eine erfindungsgemäße Verbindung
verabreicht wird.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 vergleicht
die Wirkung von 3 nM Margatoxin und 10 μM 1-(p-Ethylphenyl) sulfimid-2-hydroxy-6-(m-methoxy)benzamido-indan
(Verbindung 4) auf das Membranpotential in Eierstockzellen des chinesischen
Hamsters (CHO Chinese hamster ovary), die menschliche Kv1.3-Kaliumkanäle exprimieren (CHO-Kv1.3).
Die Wirkung von 10 μM
von Verbindung 4 auf das Membranpotential in nicht-transfizierten CHO-Zellen (CHO-WT) ist
ebenfalls angegeben.
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2 zeigt
die inhibitorische Wirkung von 10 μM von Verbindung 4 auf die Zunahme
des Efflux von Rubidium 86 (86Rb), der durch
60 mM KCl in CHO-Zellen, die menschliche Kv1.3- oder Kv1.5-Kaliumkanäle exprimieren,
hervorgerufen wird.
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3 veranschaulicht
die Inhibierung von Kaliumströmen
durch Verbindung 4 in CHO-Zellen mit angelegter Spannung, die Kv1.3
oder Kv1.5 exprimieren.
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4 zeigt
Aktionspotentiale, die in Herzmuskelzellen von Ratten in Abwesenheit
eines Arzneistoffs (Kontrolle) hervorgerufen wurden, 2 Minuten nach
Applikation von 1 μM
von Verbindung 4 und nachdem der Arzneistoff ausgewaschen war.
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5 vergleicht
die inhibitorische Wirkung von 10 μM von Verbindung 4,1 nM von
Margatoxin (MgTx) und 50 nM Charybdotoxin (CTX) auf die Phytohämoagglutinin (PHA)(1,25
oder 2,5 μg/ml)
induzierte Stimulation des 3H-Thymidin-Einbaus
in menschliche T-Lymphozyten.
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Ausführliche
Beschreibung der Erfindung
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Die Erfindung beschreibt Verbindungen
und ihre Verwendung als Inhibitoren der spannungsabhängigen Kaliumkanalfunktion,
insbesondere Kaliumkanäle
(d. h. IKur, Kv1.5), die als Targets zur
Behandlung von Herzarrhythmien dienen können, insbesondere solche,
die im Vorhof eintreten (z. B. Vorhofflattern und Vorhoffibrillation)(Wang
et al., Circ. Res. 73: 1061, 1993; Fedida et al., Circ. Res. 73:
210, 1993; Wang et al., J. Pharmacol. Exp. Ther. 272: 184, 1995),
sowie Kaliumkanäle
(d. h. IKn, Kv1.3), die als Targets zur
Behandlung von immunologischen Erkrankungen dienen können (Kaczorowski
und Koo, Perspectives in Drug Discovery and Design 2: 233, 1994).
Die vorliegende Erfindung stellt folglich auch ein Verfahren zur
Behandlung von Erkrankungen bereit, die auf die Inhibierung der
Kaliumkanalfunktion reagieren, wie beispielsweise Herzarrhythmien
und verschiedene immunologische Erkrankungen, wobei die erfindungsgemäßen Verbindungen
verwendet werden.
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Die Erfindung beruht insbesondere
auf der Erkenntnis, dass die Verbindungen der folgenden Formel (I)
Inhibitoren der Kaliumkanalfunktion sind. Insbesondere haben diese
Verbindungen Aktivität
gegen die Kaliumkanäle/Ströme IKur, IKn, Kv1.5,
Kv1.3 beim Menschen gezeigt. Folglich sind diese Verbindungen bei
der Behandlung von Herzarrhythmien und Störungen der Zellproliferation
brauchbar.
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In einem ersten Aspekt betrifft die
vorliegende Erfindung daher Verbindungen mit Kaliumkanal-inhibitorischer
Aktivität
der Formel (I):
in der R
1 gleich
H, Alkyl ist oder ausgewählt
ist aus der Gruppe bestehend aus einem gegebenenfalls substituierten
Aryl, einem gegebenenfalls substituierten Heteroaryl, einem gegebenenfalls
substituierten Heterocyclyl und einem gegebenenfalls substituierten
Carbocycloalkyl;
R
2 ausgewählt ist
aus der Gruppe bestehend aus Alkyl, einem gegebenenfalls substituierten
Aryl, einem gegebenenfalls substituierten Heteroaryl, einem gegebenenfalls
substituierten Heterocyclyl und einem gegebenenfalls substituierten
Carbocycloalkyl;
R
3 gleich Wasserstoff
oder Methyl ist;
R
4 gleich Wasserstoff
oder Methyl ist;
X
1 gleich C=O, C=S
oder SO
2 ist;
X
2 gleich
C=O oder SO
2 ist;
Y
1 gleich
O, (CH
2)
p, CH
2O, HC=CH oder NH ist; wobei p gleich 0,
1 oder 2 ist;
Y
2 gleich O, (CH
2)
q, HC=CH oder NH
ist, wobei q gleich 0 oder 1 ist;
Z gleich H, OR
5 oder
NR
6R
7 ist;
wobei
R
5 gleich H, (CH
2)
m-R
8, oder C(O)-(CH
2)
m-R
8 ist;
m
= 1 bis 5;
R
8 gleich N(R
9)
2, N(R
9)
3L
oder CO
2R
9 ist;
wobei jedes R
9 unabhängig ausgewählt ist aus H oder Alkyl; und
L ein Gegenion ist;
R
6 gleich H oder
Alkyl ist;
R
7 gleich H, Alkyl oder
CO
2R
10 ist, wobei
R
10 gleich Alkyl ist;
oder ein pharmazeutisch
verträgliches
Salz oder eine Arzneistoffvorstufe davon, mit der Maßgabe, dass,
wenn Z gleich H ist, dann X
1 und X
2 nicht beide C=O sein können, wenn Y
1 gleich
(CH
2)
p mit p = 0
ist, wenn Y
2 gleich (CH
2)
q mit q = 0 ist, und wenn R
1 und
R
2 beide Methyl sind, und mit der Maßgabe, dass,
wenn Z gleich H ist, X
2 gleich SO
2 ist, Y
2 gleich
(CH
2)
q mit q = 0
ist, R
3 und R
4 beide
H sind und R
1 ein gegebenenfalls substituiertes Aryl
ist, dann X
1 nicht C=O sein kann, Y
1 nicht (CH
2)
p mit p = 0 sein kann und R
2 nicht
Methyl sein kann, und mit der Maßgabe, dass, wenn Z gleich
H ist, dann X
1 und X
2 nicht
beide gleich C=O sein können,
wenn Y
1 gleich O ist, Y
2 gleich
(CH
2)
q mit q = 0
ist, R
1 ein gegebenenfalls substituiertes
Aryl ist, und wenn R
2 ein Alkyl ist.
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Geeignete Gegenionen L werden im
Folgenden beschrieben und umfassen als nicht einschränkende Beispiele
Bromid, Chlorid, Acetat und Tosylat.
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Der Indanylkern kann an der 1-, 2-
und 6-Stellung substituiert sein, NR3 und
Z an der 1-bzw.
2-Stellung vorliegen und wobei X2 = SO2 ist.
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R3 ist vorzugsweise
Wasserstoff; X2 ist SO2;
Y2 ist (CH2)q, wobei q gleich 0 ist; R4 ist
Wasserstoff; X1 ist C=O;
R1 ist
ausgewählt
aus der Gruppe aus einem ggf. substituierten Aryl und einem ggf.
substituierten Heteroaryl;
R2 ist ausgewählt aus
der Gruppe aus einem ggf. substituierten Aryl und einem ggf. substituierten
Heteroaryl;
Y1 ist O, (CH2)p, CH2O, HC=CH oder
NH; wobei p gleich 0, 1 oder 2 ist; und Z ist H oder OR5,
wobei R5 gleich H, (CH2)m-R8 oder C(O)-(CH2)m-R8 ist;
m = 1 bis 5; R8 ist N(R9)2, N(R9)3L
oder CO2R9, wobei
jedes R9 unabhängig ausgewählt ist aus H oder Alkyl; und
L ein Gegenion ist;
oder ein pharmazeutisch verträgliches
Salz oder eine Arzneistoffvorstufe davon.
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In einem anderen Aspekt betrifft
die vorliegende Erfindung eine Verbindung mit Kaliumkanal-inhibierender
Aktivität
der Formel (II):
in der R
1 gleich
H oder ein gegebenenfalls substituiertes Aryl, das ausgewählt ist
aus der Gruppe aus Phenyl und β-Naphthyl,
ist;
R
2 ausgewählt ist aus der Gruppe aus
einem gegebenenfalls substituierten Phenyl, einem gegebenenfalls
substituierten Heterocyclyl, einem gegebenenfalls substituierten
Heteroaryl und einem gegebenenfalls substituierten Carbocycloalkyl;
m
gleich 0 oder 1 ist;
X gleich O oder S ist; und
Y ausgewählt ist
aus (CH
2)
p, (CH
2O)
q und (NH)
r, wobei p gleich 0, 1 oder 2 ist; q gleich
0 oder 1 ist und r gleich 0 oder 1 ist; oder ein pharmazeutisch
verträgliches
Salz oder eine Arzneistoffvorstufe davon.
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R2 ist vorzugsweise
Phenyl per se oder Phenyl, das mit einer oder mehreren Gruppen in
der 2(ortho)-, 2(meta)- oder 4(para)-Stellung substituiert ist,
wobei die Gruppen ausgewählt
sind aus C1-6-Alkyl, C1-6-Alkoxy, Cyano,
Halo und Trifluoromethyl.
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Alternativ ist R
2 ein
ggf. substituiertes Heteroaryl, ein ggf. substituiertes Heterocyclyl
oder ein ggf. substituiertes Carbocycloalkyl, wobei die ggf. substituierten
Gruppen mit C
1-6-Alkyl, C-
1-6-Alkoxy,
Cyano, Halo und Trifluoromethyl substituiert sein können. Bevorzugter
sind die Verbindungen der folgenden Formel (III):
in der R
1,
R
2 und p wiederum die zuvor angegebene Bedeutung
aufweisen; oder ein pharmazeutisch verträgliches Salz oder eine Arzneistoffvorstufe
davon. R
1 ist vorzugsweise eine Arylgruppe,
die ausgewählt
ist aus Phenyl und β-Naphthyl
und noch bevorzugter eine solche Arylgruppe, die mit Gruppen wie
C
1-6-Alkyl, C
1-6-Alkoxy
sowie Cyano, Trifluoromethyl und Halogen substituiert ist. Entsprechend
ist R
2 ein ggf. substituiertes Phenyl, ein
ggf. substituiertes Heteroaryl, ein ggf. substituiertes Heterocyclyl
oder ein ggf. substituiertes Carbocycloalkyl, von denen jedes mit
C
1-6-Alkyl, C
1-6-Alkoxy, Cyano, Halo
und Trifluoromethyl substituiert sein kann.
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Beispiele für Moleküle, die unter den Formeln I
und II beschrieben sind, umfassen:
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Beispiele für die unter Formel III beschriebenen
Verbindungen umfassen die Verbindungen 2, 4, 6, 8, 10, 11, 12, 13,
15, 16, 17, 19, 20, 24, 26, 27 und 28.
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Eine interessante Untergruppe von
Verbindungen der Formel I sind in Formel IV gezeigt (im folgenden angegeben).
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in der die Variablen die in Formel
I angegebene Bedeutung mit den angegebenen Präferenzen aufweisen: R1 ist vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe aus einem
ggf. substituierten Aryl und einem ggf. substituierten Heteroaryl;
R2 ist vorzugsweise ausgewählt aus
der Gruppe aus einem ggf. substituierten Aryl und einem ggf. substituierten
Heteroaryl und Z ist vorzugsweise H oder OR5,
wobei R5 die oben angegebene Bedeutung aufweist.
R1 und R2 sind vorzugsweise
Gruppen, die bei einem physiologischen pH nicht ionisiert sind.
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In einem weiteren Aspekt betrifft
die vorliegende Erfindung eine pharmazeutische Zusammensetzung, die
eine Verbindung der Formel I umfasst
oder ein pharmazeutisch
verträgliches
Salz oder Arzneistoffvorstufe davon;
und ein pharmazeutisch
verträgliches
Verdünnungsmittel
oder Träger
mit
der Maßgabe,
dass, wenn Z gleich H ist, dann X1 und X2 nicht beide C=O sein können, wenn Y1 gleich (CH2)p mit p = 0 ist,
wenn Y2 gleich (CH2)q(CH2)q mit
q = 0 ist und wenn R1 und R2 beide
Methyl sind, und mit der Maßgabe,
dass, wenn Z gleich H ist, X2 gleich SO2 ist, Y2 gleich
(CH2)q mit q = 0
ist, sowohl R3 als auch R4 gleich
H sind, und R1 ein gegebenenfalls substituiertes
Aryl ist, dann X1 nicht C=O sein kann, Y1 nicht (CH2)p mit p = 0 sein kann und R2 nicht
Methyl sein kann.
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Der Indanylkern der Verbindung kann
an der 1-, 2- und 6-Stellung substituiert sein, NR3 und
Z an der 1- bzw. 2-Stellung vorliegen und X2 gleich
SO2 sein.
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Ein anderer Aspekt der vorliegenden
Erfindung betrifft eine pharmazeutische Zusammensetzung, die eine
Verbindung umfasst, die ausgewählt
ist aus den Formeln II, III, IV
oder ein pharmazeutisch verträgliches
Salz oder Arzneistoffvorstufe davon; und ein pharmazeutisch verträgliches
Verdünnungsmittel
oder Träger.
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Der Indanylkern der Verbindung kann
an der 1-, 2- und 6-Stellung substituiert sein, wobei die Sulfonamid-
und Hydroxylgruppen an der 1- bzw. 2-Stellung vorliegen.
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In einem anderen Aspekt betrifft
die vorliegende Erfindung eine Verbindung, die eine Kaliumkanal-inhibierende
Aktivität
einer der Formeln I, II, III oder IV aufweist, zur therapeutischen
Verwendung.
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In einem weiteren Aspekt betrifft
die vorliegende Erfindung die Verwendung einer Verbindung einer Formel,
die ausgewählt
ist aus den Formeln I, II, III oder IV zur in vitro-Inhibierung
des Kaliumtransports durch Zellmembranen, die Kaliumkanäle aufweisen
oder in der Position eines Medikaments für die Inhibierung des Kaliumtransports
durch Zellmembranen, die Kaliumkanäle aufweisen.
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Der Indanylkern der Verbindung kann
an der 1-, 2- und 6-Stellung substituiert sein, NR3 und
Z an der 1- bzw. 2-Stellung vorliegen und X2 gleich
SO2 sein.
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Der Kaliumkanal kann ein spannungsgesteuerter
Kaliumkanal sein.
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Vorzugsweise ist der Kaliumkanal
ausgewählt
aus einem Kaliumkanal, der für
den kardialen Kaliumstrom Ikur verantwortlich
ist, einem Kaliumkanal, der für
den T-Lymphozyten Kaliumstrom Ikn verantwortlich
ist und Kaliumkanälen,
die eines der Kv1.5 oder Kv1.3 α-Untereinheit-Genprodukte
enthalten.
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Ein anderer Aspekt der vorliegenden
Erfindung betrifft die Verwendung einer Verbindung der Formel (I)
bei der Herstellung eines Medikaments zur Behandlung von Herzarrhythmien
oder bei der Herstellung eines Medikaments zur Behandlung von Störungen der
Zellproliferation.
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Ein weiterer Aspekt der vorliegenden
Erfindung betrifft die Verwendung einer Verbindung der Formel IV
bei der Herstellung eines Medikaments zur Behandlung von Herzarrhythmien
oder bei der Herstellung eines Medikaments zur Behandlung von Störungen der
Zellproliferation.
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Ein anderer Aspekt der vorliegenden
Erfindung betrifft die Verwendung einer Verbindung der Formel II
oder bei der Herstellung eines Medikaments zur Behandlung von Störungen der
Zellproliferation.
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Der hier alleine oder in Kombination
verwendete Begriff „Alkyl" betrifft eine gerad-
oder verzweigtkettige gesättigte
Kohlenwasserstoffgruppe, die von 1–10 Kohlenstoffatome aufweist
und die Begriffe „C1-6-Alkyl" und „niedere
Alkyle" betreffen
solche Gruppen, die von 1–6
Kohlenstoffatome aufweisen, wie Methyl, Ethyl, n-Propyl, Isopropyl,
n-Butyl, Isobutyl, sec-Butyl, tert-Butyl und dergleichen.
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Der hier alleine oder in Kombination
verwendete Begriff „Alkoxy" betrifft eine gerad- oder verzweigtkettige
Alkylgruppe, die an das Stammmolekül mittels einer -O-Verknüpfung kovalent
gebunden ist und von 1–10 Kohlenstoffatome
aufweist und die Begriffe „C1-6-Alkoxy" und „niedere Alkoxy" betreffen solche
Gruppen, die von 1–6
Kohlenstoffatome enthalten, wie Methoxy, Ethoxy, Propoxy, Isopropoxy,
Butoxy, t-Butoxy und dergleichen.
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Der Begriff „Alkoxyalkyl" betrifft eine mit
einer Alkoxygruppe substituierte Alkylgruppe.
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Der Begriff „Haloalkyl" betrifft ein substituiertes Alkyl,
vorzugsweise ein substituiertes niederes Alkyl, das mit einem oder
mehreren Halogenatomen substituiert ist und vorzugsweise ein C1- bis C4-Alkyl ist,
das mit 1–3
Halogenatomen substituiert ist. Ein Beispiel für ein Haloalkyl ist Trifluoromethyl.
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Der hier alleine oder in Kombination
verwendete Begriff „Alkanoyl" betrifft einen Acylrest,
der von einer Alkancarbonsäure,
insbesondere einer niederen Alkancarbonsäure, abgeleitet ist und schließt beispielsweise Acetyl,
Propionyl, Butyryl, Valeryl und 4-Methylvaleryl mit ein.
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Der Begriff „Aminocarbonyl" bedeutet ein Amino-substituiertes
Carbonyl (Carbamoyl oder Carboxamid), wobei die Aminogruppe ein
primäre,
sekundäres
(monosubstituiertes Amino) oder tertiäre Amino (di-substituierte
Amino)-Gruppe sein kann, die als Substituent(en) ein niederes Alkyl
aufweist (aufweisen).
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Der Begriff „Carbocycloalkyl" betrifft stabile,
gesättigte
oder teilweise ungesättigte
monocyclische, verbrückte
monocyclische, bicyclische und Spiroringhydrocarbyle mit 3 bis 15
Kohlenstoffatomen, wie Cyclopropyl, Cyclobutyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl,
Cycloheptyl, Bicyclohexyl, Bicyclooctyl, Bicyclononyl, Spirononyl
und Spirodecyl. Der Begriff „ggf.
substituiert" gibt
an, wenn er sich hier auf „Carbocycloalkyl" bezieht, dass die
Carbocycloalkylgruppe an einer oder mehreren substituierbaren Ringpositionen
durch eine oder mehrere Gruppen substituiert sein kann, die unabhängig ausgewählt sind
aus Alkyl (vorzugsweise niederes Alkyl), Alkoxy (vorzugsweise niederes
Alkoxy), Nitro, Monoalkylamino (vorzugsweise ein niederes Alkylamino),
Dialkylamino (vorzugsweise ein Di[niederes]alkylamino, Cyano, Halo,
Haloalkyl (vorzugsweise Trifluoromethyl), Alkanoyl, Aminocarbonyl,
Monoalkylaminocarbonyl, Dialkylaminocarbonyl, Alkylamido (vorzugsweise
niederes Alkylamido), Alkoxyalkyl (vorzugsweise ein niederes Alkoxy[niederes]alkyl),
Alkoxycarbonyl (vorzugsweise ein niederes Alkoxycarbonyl), Alkylcarbonyloxy
(vorzugsweise ein niederes Alkylcarbonyloxy) und Aryl (vorzugsweise
Phenyl), wobei Aryl ggf. substituiert ist mit Halogen-, niederen
Alkyl- und niederen Alkoxygruppen.
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Der hier verwendete Begriff „Heterocyclyl" betrifft ein stabiles,
gesättigtes
oder teilweise ungesättigtes, monocyclisches,
verbrückt
monocyclisches, bicyclisches und Spiroringsystem, das Kohlenstoffatome
und andere Atome, die ausgewählt
sind aus Stickstoff, Schwefel und/oder Sauerstoff, enthält. Vorzugsweise
ist ein Heterocyclyl ein 5-oder
6-gliedriger monocyclischer Ring oder ein 8-11-gliedriger bicyclischer
Ring, der aus Kohlenstoffatomen besteht und 1, 2 oder 3 Heteroatome
enthält,
die ausgewählt
sind aus Stickstoff, Sauerstoff und/oder Schwefel. Der Begriff „ggf. substituiert" in Bezug auf „Heterocyclyl" hierin zeigt an,
dass die Heterocyclylgruppe an einer oder mehreren substituierbaren
Ringstellungen mit einer oder mehreren Gruppen substituiert werden
kann, die unabhängig
ausgewählt
sind aus Alkyl (vorzugsweise niederes Alkyl), Alkoxy (vorzugsweise
niederes Alkoxy), Nitro, Monoalkylamino (vorzugsweise ein niederes
Alkylamino), Dialkylamino (vorzugsweise ein Di[niederes]alkylamino),
Cyano, Halo, Haloalkyl (vorzugsweise Trifluoromethyl), Alkanoyl, Aminocarbonyl,
Monoalkylaminocarbonyl, Dialkylaminocarbonyl, Alkylamido (vorzugsweise
niederes Alkylamido), Alkoxyalkyl (vorzugsweise ein niederes Alkoxy[niederes]alkyl),
Alkoxycarbonyl (vorzugsweise ein niederes Alkoxycarbonyl), Alkylcarbonyloxy
(vorzugsweise ein niederes Alkylcarbonyloxy) und Aryl (vorzugsweise
Phenyl), wobei Aryl ggf. substituiert ist mit Halogen-, niederen
Alkyl- und niederen Alkoxygruppen. Beispiele für solche Heterocy clylgruppen
sind Isoxazolyl, Imidazolinyl, Thiazolinyl, Imidazolidinyl, Pyrrolyl,
Pyrrolinyl, Pyranyl, Pyrazinyl, Piperidyl, Morpholinyl und Triazolyl.
Die Heterocyclylgruppe kann an die Stammstruktur durch ein Kohlenstoffatom
oder durch ein Heteroatom des Heterocyclyls, das zu einer stabilen
Struktur führt,
gebunden sein.
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Der hier verwendete Begriff „Heteroaryl" betrifft ein stabiles,
aromatisches, monocyclisches oder bicyclisches Ringsystem, das Kohlenstoffatome
und andere Atome enthält,
die ausgewählt
sind aus Stickstoff, Schwefel und/oder Sauerstoff. Vorzugsweise
ist ein Heteroaryl ein 5- oder 6-gliedriger monocyclischer Ring (ggf.
Benzo-fusioniert) oder ein 8-11-gliedriger bicyclischer Ring, der
aus Kohlenstoffatomen besteht und 1, 2 oder 3 Heteroatome enthält, die
ausgewählt
sind aus Stickstoff, Sauerstoff und/oder Schwefel. Der Begriff „ggf. substituiert" in Bezug auf „Heteroaryl" hierin zeigt an,
dass die Heteroarylgruppe an einer oder mehreren substituierbaren
Ringpositionen mit einer oder mehreren Gruppen substituiert sein
kann, die unabhängig
ausgewählt
sind aus Alkyl (vorzugsweise niederes Alkyl), Alkoxy (vorzugsweise
niederes Alkoxy), Nitro, Monoalkylamino (vorzugsweise ein niederes
Alkylamino), Dialkylamino (vorzugsweise ein Di[niederes]alkylamino),
Cyano, Halogen, Haloalkyl (vorzugsweise Trifluoromethyl), Alkanoyl,
Aminocarbonyl, Monoalkylaminocarbonyl, Dialkylaminocarbonyl, Alkylamido
(vorzugsweise niederes Alkylamido), Alkoxyalkyl (vorzugsweise ein
niederes Alkoxy[niederes]alkyl), Alkoxycarbonyl (vorzugsweise ein
niederes Alkoxycarbonyl), Alkylcarbonyloxy (vorzugsweise ein niederes
Alkylcarbonyloxy) und Aryl (vorzugsweise Phenyl), wobei Aryl ggf.
mit Halogen-, niederen Alkyl- und niederen Alkoxygruppen substituiert
ist. Beispiele solcher Heteroarylgruppen sind Isoxazolyl, Imidazolyl,
Thiazolyl, Isothiazolyl, Pyridyl, Furyl, Pyrimidinyl, Pyrazolyl,
Pyridazinyl, Furazanyl und Thienyl. Die Heteroarylgruppe kann an
die Stammstruktur durch ein Kohlenstoffatom oder durch ein Heteroatom
des Heteroaryls, das zu einer stabilen Struktur führt, gebunden
sein.
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Die spezifische chemische Natur der
ggf. substituierten Heterocyclyl- und Heteroarylgruppen der Endgruppen
R1 und R2 in den
zuvor identifizierten Kaliumkanalinhibitorverbindungen ist nicht
besonders kritisch und wie zuvor angemerkt wird ein breites Spektrum
an Substituentengruppen in Betracht gezogen. Die Substituenten für die Heterocyclyl-
und Heteroarylgruppen werden so ausgewählt, dass die Gesamtzahl der
Kohlenstoff- und Heteroatome, die die substituierten Heterocyclyle
und Heteroaryle umfassen, nicht mehr als etwa 20 beträgt.
-
Die hier zum Identifizieren von Substituentengruppen
verwendeten Begriffe „Halo" und „Halogen" stehen für Fluor,
Chlor, Brom oder Iod, vorzugsweise Chlor oder Fluor.
-
Der Begriff „Aryl", wenn er alleine oder in Kombination
verwendet wird, betrifft ein unsubstituiertes oder ggf. substituiertes
monocyclisches oder bicyclisches aromatisches Kohlenwasserstoffringsystem.
Bevorzugt sind ggf. substituierte Phenyl- oder Naphthylgruppen.
Die Arylgruppe kann ggf. an einer oder mehreren substituierbaren
Ringpositionen mit einer oder mehreren Gruppen substituiert sein,
die unabhängig
ausgewählt sind
aus Alkyl (vorzugsweise niederes Alkyl), Alkoxy (vorzugsweise niederes
Alkoxy), Nitro, Monoalkylamino (vorzugsweise ein niederes Alkylamino),
Dialkylamino (vorzugsweise ein Di[niederes]alkylamino), Cyano, Halo,
Haloalkyl (vorzugsweise Trifluoromethyl), Alkanoyl, Aminocarbonyl,
Monoalkylaminocarbonyl, Dialkylaminocarbonyl, Alkylamido (vorzugsweise
niederes Alkylamido), Alkoxyalkyl (vorzugsweise ein niederes Alkoxy[niederes]alkyl),
Alkoxycarbonyl (vorzugsweise ein niederes Alkoxycarbonyl), Alkylcarbonyloxy
(vorzugsweise ein niederes Alkylcarbonyloxy) und Aryl (vorzugsweise
Phenyl), wobei Aryl ggf. substituiert ist mit Halo-, niederen Alkyl-
und niederen Alkoxygruppen. Vorzugsweise ist die Arylgruppe Phenyl,
das ggf. mit bis zu vier und üblicherweise
mit einer oder zwei Gruppen substituiert ist, die vorzugsweise ausgewählt sind.
aus C1-6-Alkyl, C1-6-Alkoxy
sowie Cyano, Trifluoromethyl und Halo.
-
Der Begriff „Aralkyl" alleine oder in Kombination betrifft
einen Alkylrest, der die zuvor angegebene Bedeutung aufweist, in
dem ein Wasserstoffatom durch einen Arylrest wie zuvor definiert
ersetzt ist und schließt Benzyl
und 2-Phenylethyl mit ein.
-
Der Begriff „Alkoxycarbonyl" alleine oder in
Kombination bedeutet einen Rest der Formel -C(O)-Alkoxy, in der
Alkoxy die zuvor angegebene Bedeutung aufweist.
-
Der Begriff „Alkylcarbonyloxy" alleine oder in
Kombination steht für
einen Rest der Formel -O-C(O)-Alkyl, in der Alkyl die zuvor angegebene
Bedeutung aufweist.
-
Der Begriff „Alkenyl" bedeutet einen gerad- oder verzweigtkettigen
Kohlenwasserstoff mit 2 bis 7 Kohlenstoffatomen, der eine oder mehrere
Doppelbindungen, vorzugsweise eine oder zwei Doppelbindungen, enthält. Beispiele
für Alkenyl
umfassen Ethenylen, Propenylen, 1,3-Butadienyl und 1,3,5-Hexatrienyl.
-
Wenn nichts anderes angegeben ist,
betrifft der hier verwendete Begriff „ggf. substituiert" die Substitution
eines Ringsystems an einer oder mehreren Positionen mit einer oder
mehreren Gruppen, die ausgewählt sind
aus C1-6-Alkyl, C1-6-Alkoxy,
ein ggf. substituiertes Phenyl, Cyano, Halo, Trifluoromethyl, C1-8-Alkoxycarbonyl, C1-6-Alkylcarbonyloxy,
mono- & bis-(C1-6-Alkyl)-carboxamid, C1-6-Alkylamido,
Nitro und mono- & bis-(C1-6-Alkyl)-amino.
-
Der hier verwendete Begriff „Behandlung" beschreibt das Management
und die Fürsorge
für einen
Patienten, der in schlechter Verfassung ist oder an einer Erkrankung
oder einer Störung
leidet, für
die die Verabreichung einer erfindungsgemäßen Verbindung die Aktion oder
Aktivität
eines Kaliumkanals ändert,
um das Auftreten von Symptomen oder Komplikationen zu verhindern,
die mit der Verfassung, der Erkrankung oder der Störung verbunden
sind, um die Symptome oder Komplikationen, die durch die Verfassung,
die Erkrankung oder die Störung
verursacht werden, zu lindern oder um die Verfassung, Erkrankung
oder Störung
insgesamt zu beseitigen.
-
Indanverbindungen der zuvor genannten
Formeln, die gemäß der vorliegenden
Erfindung als Kaliumkanalinhibitoren brauchbar sind, können gemäß der folgenden
aufeinanderfolgenden Schritte hergestellt werden:
- (1)
Nitrierung von 1-Indanon, um ein Nitroindanon zu erhalten, das dann
von Komponenten geringer Nebenprodukte abgetrennt wird;
- (2) Reduktion des Produkts aus Schritt (1), wobei der entsprechende
Alkohol erhalten wird;
- (3) das Produkt von Schritt (2) einer Säure-katalysierten Dehydratation
unterziehen, wobei das entsprechende Inden erhalten wird;
- (4) Oxidieren der Doppelbindung des Produkts von Schritt (3),
wobei das Epoxid erhalten wird;
- (5) Umsetzen des Epoxids aus Schritt (4) mit Amoniumhydroxyd,
wobei der Aminoalkohol erhalten wird;
- (6) Schützen
der Aminogruppe des Aminoalkohols mit einer herkömmlichen Schutzgruppe. Ein
breites Spektrum an Aminoschutzgruppen wird üblicherweise eingesetzt, um
die -NH2-Funktionalität zu blockieren oder zu schützen, während andere
funktionelle Gruppen an der Stammverbindung umgesetzt werden. Die Art
der verwendeten Schutzgruppe ist nicht entscheidend, solange die
derivatisierte -NH2-Gruppe unter der (den)
Bedingungen) der nachfolgenden) Reaktionen) stabil ist und zum geeigneten
Zeitpunkt entfernt werden kann, ohne den Rest des Moleküls aufzureißen. Siehe
T. W. Greene und P. Wuts, Protective Groups in Organic Synthesis,
Kapitel 7 (1991). Bevorzugte Aminoschutzgruppen sind t-Butoxycarbonyl
(Boc), Phthalimid, ein cyclisches Alkyl und Benzyloxycarbonyl;
- (7) Schützen
der Hydroxylgruppe des Aminoalkohols mit einer herkömmlichen
Schutzgruppe. Ein breites Spektrum an Hydroxyschutzgruppen wird üblicherweise
verwendet, um die -OH-Funktionalität zu blockieren oder zu schützen, während andere
funktionelle Gruppen an der Stammverbindung umgesetzt werden. Die
Arten der verwendeten Schutzgruppen sind nicht entscheidend, solange
die derivatisierte -OH-Gruppe unter
der (den) Bedingungen) der nachfolgenden) Reaktionen) stabil ist
und zum geeigneten Zeitpunkt entfernt werden kann, ohne den Rest
des Moleküls
aufzureißen.
Siehe T. W. Greene und P. Wuts, Protective Groups in Organic Synthesis,
Kapitel 7 (1991). Eine geeignete „Hydroxyschutzgruppe" umfasst eines der Ether-
oder Esterderivate der Hydroxygruppe, die üblicherweise verwendet werden,
um die Hydroxygruppe zu blockieren oder zu schützen, während Reaktionen an anderen
funktionellen Gruppen einer Verbindung durchgeführt werden. Hydroxyschutzgruppen
umfassen tert-Butyldiphenylsilyloxy (TBDPS), tert-Butyldimethylsilyloxy
(TBDMS), Triphenylmethyl (Trityl), Mono- oder Di-Methoxytrityl,
oder einen Alkyl- oder Arylester;
- (8) Entschützen
der geschützten
Aminogruppe des Produkts von Schritt (7), wobei ein aminofunktionelles Indan
erhalten wird;
- (9) Umsetzung des Produkts aus Schritt (8) mit einem Sulfonylchlorid,
um eine R'-SO2-Gruppe
anzuhängen,
wobei R' äquivalent
ist zu R1, wie es in Formel (I) definiert
ist. Der Aminoalkohol wird in einem geeigneten Solvens mit dem Sulfonylchlorid
(R'SO2Cl)
oder Sulfonylanhydrid in Gegenwart eines Säurefängers umgesetzt. Geeignete
Solvenzien, in denen die Reaktion durchgeführt werden kann, schließen Methylenchlorid
und Tetrahydrofuran mit ein. Geeignete Säurefänger umfassen Triethylamin
und Pyridin;
- (10) Reduzieren des sulfonilierten Produkts aus Schritt (9),
wobei das entsprechende Anilin erhalten wird; und
- (11) Acylieren des Produkts aus Schritt (10), um eine andere
Substituentengruppe anzuhängen,
wobei RCOCl verwendet wird, indem R äquivalent ist zu R2 wie
es in Formel (I) definiert ist.
- (12) Entschützen
der geschützten
Hydroxygruppe des acylierten Produkts, um die gewünschte Verbindung herzustellen.
-
Es ist zu erkennen, dass mindestens
zwei chirale Zentren in den Verbindungen vorliegen, die in den Rahmen
der vorliegenden Erfindung fallen und solche Verbindungen liegen
daher in verschiedenen stereoisomeren Formen vor. Sämtliche
der verschiedenen Stereoisomere sollen zur Erfindung gehören. Die
Erfindung umfasst somit die cis- und
trans-Isomere und die entsprechenden Enantiomere der Verbindungen
der Formeln I–IV.
Obwohl die Verbindungen als Racemate hergestellt werden können und
als solche bequem verwendet werden können, können auch einzelne Enantiomere
isoliert werden oder mittels bekannter Techniken bevorzugt synthetisiert
werden, falls es gewünscht
ist. Solche Racemate und individuellen Enantiomere und Gemische
davon sollen ebenfalls zur Erfindung gehören.
-
Die vorliegende Erfindung umfasst
auch die pharmazeutisch verträglichen
Arzneistoffvorstufen der Verbindungen von Formel I. Eine Arzneistoffvorstufe
ist ein Arzneistoff, der chemisch modifiziert worden ist und an
seiner Aktionsstelle biologisch inaktiv sein kann, der jedoch durch
einen oder mehrere enzymatische oder andere in vivo-Prozesse zu
der bioaktiven Stammform abgebaut oder modifiziert werden kann.
Im Allgemeinen weist eine Arzneistoffvorstufe ein unterschiedliches
pharmakokinetisches Profil auf als der Stammarzneistoff, so dass
er beispielsweise über
das Schleimhautepithel leichter absorbiert wird, eine bessere Salzbildung
oder Löslichkeit
aufweist und/oder eine bessere systemische Stabilität aufweist
(z. B. eine erhöhte
Plasmahalbwärtszeit).
-
Der Fachmann erkennt, dass chemische
Modifikationen eines Stammarzneistoffs, um eine Arzneistoffvorstufe
zu erhalten, umfassen: (1) terminale Ester oder Amidderivate, die
mittels Esterasen oder Lipasen gespalten werden können; (2)
terminale Peptide, die durch spezifische oder nicht-spezifische
Proteasen erkannt werden können;
oder (3) ein Derivat, das bewirkt, dass sich die Arzneistoffvorstufe
an einer Aktionsstelle durch Membranselektion und Kombinationen
der zuvor genannten Techniken akkumuliert. Herkömmliche Vorgehensweisen zur
Selektion und Herstellung von Derivaten von Arzneistoffvorstufen
sind in H. Bundgaard, Design of Prodrugs, (1985) beschrieben. Der
Fachmann ist in der Herstellung von Arzneistoffvorstufen versiert und
sich deren Bedeutung bewusst.
-
Die erfindungsgemäßen Verbindungen können in
ihrer reinen Form oder in Form von pharmazeutisch verträglichen
Salzen verwendet werden, die von anorganischen oder organischen
Säuren
abgeleitet sind. Beispiele für
Säuren,
die verwendet werden können,
um pharmazeutisch verträgliche
Säureadditionssalze
von erfindungsgemäßen Verbindungen
zu bilden, umfassen anorganische Säuren, wie Salzsäure, Schwefelsäure und
Phosphorsäure
und organische Säuren,
wie Oxasäure,
Maleinsäure,
Bernsteinsäure
und Zitronensäure. Diese
Salze umfassen daher folgende, sind jedoch nicht darauf beschränkt: Acetat,
Adipat, Alginat, Citrat, Aspartat, Benzoat, Benzolsulfonat, Bisulfat,
Butyrat, Camphorat, Camphersulfonat, Digluconat, Cyclopentanpropionat,
Dodecylsulfat, Ethansulfonat, Glucoheptanoat, Glycerophosphat, Hemisulfat,
Heptanoat, Hexanoat, Fumarat, Hydrochlorid, Hydrobromid, Hydroiodid,
2-Hydroxy-ethansulfonat, Lactat, Maleat, Methansulfonat, Nicotinat,
2-Naphthalinsulfonat, Oxalat, Pamoat, Pectinat, Persulfat, 3-Phenylpropionat,
Picrate, Pivalat, Propionat, Succinct, Tartrat, Thiocyanat, p-Toluolsulfonat
und Undecanoat.
-
Die basischen Stickstoff-haltigen
Gruppen können
auch quaternisiert werden mit Agentien, wie niederen Alkylhalogeniden,
wie Methyl-, Ethyl-, Propyl- und Butylchloriden, -bromiden und -iodiden;
Dialkylsulfaten, wie Dimethyl-, Diethyl-, Dibutyl- und Diamylsulfaten,
langkettigen Halogeniden, wie Decyl-, Lauryl-, Myristyl- und Stearylchloriden,
-bromiden und -iodiden, Aralkylhalogeniden, wie Benzyl- und Phenethylbromiden
und anderen. Wasser- oder öllösliche oder
-dispergierbare Produkte werden dabei im Allgemeinen erhalten.
-
Die pharmazeutisch verträglichen
Salze der erfindungsgemäßen Verbindungen
können
auch als verschiedene Solvate vorliegen, beispielsweise mit Wasser,
Methanol, Ethanol, Dimethylformamid, Ethylacetat und dergleichen.
Gemische solcher Solvate können
ebenfalls hergestellt werden. Solche Solvate gehören ebenfalls zur vorliegenden
Erfindung.
-
Das pharmakologische Profil der kaliumkanalinhibitorischen
Aktivität
der erfindungsgemäßen Verbindungen
kann vom Fachmann ohne Weiteres mittels Routineversuchen bewertet
werden, wie beispielsweise den in den folgenden Beispielen veranschaulichten
Vorgehensweisen und Techniken. Bei Tests zum Bewerten der Aktivität besonderer
Verbindungen können
Zellen, die stabil transfiziert wurden, um einen spezifischen Kaliumkanal
zu exprimieren sowie native Säugerzellen
verwendet werden. Insbesondere können
Zellen, die stabil transfiziert wurden, um einen spezifischen Kaliumkanal
zu exprimieren, die mit einem spannungsabhängigen fluoreszierenden Farbstoff
behandelt worden sind, wie beispielsweise bis-(1,3-Dibutylbarbitursäure)trimethinoxonol
dazu verwendet werden, die inhibitorische Aktivität von Kaliumkanal-inhibierenden
Verbindungen zu messen, möglicherweise
im Vergleich zu bekannten Inhibitoren. Al ternativ können solche
Zellen mit einer nachweisbaren Spezies, wie beispielsweise 86Rb markiert und dann mit einer besonderen
Verbindung getestet zu werden, unter Bedingungen, die andererseits
zum Aktivieren des Kaliumkanals geeignet sind, um die Kalium-inhibierende
Aktivität
der Verbindung zu bewerten. Die Kaliumkanal-inhibierende Aktivität einer Verbindung kann auch
bestimmt werden, indem isolierte Säugerzellen und die gesamte
Zellkonfiguration der bekannten Patch-Clamp-Technik (Hamill et al.,
Pflugers Archiv 391: 85, 1981) verwendet werden. Diese und andere
bekannten Techniken können
ohne Weiteres vom Fachmann eingesetzt werden, um das Aktivitätsniveau
der erfindungsgemäßen Kaliumkanal-inhibierenden
Verbindungen zu bewerten.
-
Die erfindungsgemäßen Verbindungen können über eine
Vielzahl von Wegen verabreicht werden, einschließlich oral, parenteral, sublingual,
intranasal, durch Inhalationsspray, rektal oder topisch in Dosierungseinheitsformulierungen,
die herkömmliche,
nicht-toxische, pharmazeutisch verträgliche Träger, Adjuvantien und Vehikel
nach Wunsch enthalten. Der hier verwendete Begriff parenteral umfasst
subkutane Injektionen, intravenöse,
intramuskuläre
und intrakardiale Injektion oder Infusionstechniken. Topische Verabreichung
kann auch die Verwendung einer transdermalen Verabreichung, wie
transdermale Pflaster oder Iontophoresevorrichtungen umfassen.
-
Injizierbare Zubereitungen, beispielsweise
sterile injizierbare wässrige
oder ölartige
Suspensionen können
nach dem bekannten Stand der Technik formuliert werden, wobeigeeignete
dispergierende oder benetzende Mittel und suspendierende Mittel
verwendet werden. Die sterile injizierbare Zubereitung kann auch eine
sterile injizierbare Lösung
oder Suspension in einem nicht-toxischen parenteral verträglichen
Verdünnungsmittel
oder Lösungsmittel,
beispielsweise eine Lösung
in 1,2-Propandiol, sein. Unter den verträglichen Vehikeln und Lösungsmitteln,
die eingesetzt werden können,
sind Wasser, Ringers' Lösung und
isotonische Natriumchloridlösung.
Darüber
hinaus werden herkömmlicherweise
sterile, fixierte Öle
als ein Solvens oder Suspendiermedium eingesetzt. Zu diesem Zweck
kann jedes milde nicht-flüchtige Öl einschließlich synthetischer
Mono- oder Diglyceride eingesetzt werden. Darüber hinaus finden Fettsäuren, wie
Oleinsäure,
bei der Herstellung von injizierbaren Zubereitungen Verwendung.
-
Suppositorien für rektale Verabreichung des
Arzneistoffs können
hergestellt werden, indem der Arzneistoff mit einem geeigneten,
nicht-reizenden Excipiens, wie Kokos butter und Polyethylenglykolen,
gemischt wird, die bei normalen Temperaturen fest, bei der rektalen
Temperatur jedoch flüssig
sind und daher im Rektum schmelzen und den Arzneistoff freisetzen.
-
Feste Dosierungsformen für orale
Verabreichung können
Kapseln, Tabletten, Pillen, Pulver und Granülen umfassen. In solchen festen
Dosierungsformen kann die aktive Verbindung mit mindestens einem inerten
Verdünnungsmittel,
wie Sucrose, Lactose oder Stärke,
vermischt werden. Solche Dosierungsformen können auch, wie dies normale
Praxis ist, zusätzliche
Substanzen und andere inerte Verdünnungs- bzw. Streckungsmittel
enthalten, z. B. Gleitmittel, wie Magnesiumstearat. Im Fall von
Kapseln, Tabletten und Pillen können
die Dosierungsformen auch Puffermittel enthalten. Tabletten und
Pillen können
darüber
hinaus mit enterischen Beschichtungen hergestellt werden.
-
Flüssige Dosierungsformen für die orale
Verabreichung können
pharmazeutisch verträgliche
Emulsionen, Lösungen,
Suspensionen, Sirups und Elixiere umfassen, die inerte Verdünnungsmittel
enthalten, die auf diesem Gebiet üblicherweise verwendet werden,
wie beispielsweise Wasser. Solche Zusammensetzungen können auch
Adjuvantien, wie Benetzungsmittel, Emulgier- und Suspendiermittel
und Süßungs-,
Aromatisierungs- und Parfümiermittel
umfassen.
-
Die erfindungsgemäßen Verbindungen können auch
in Form von Liposomen verabreicht werden. Wie in der Technik bekannt
ist, stammen Liposome im Allgemeinen von Phospholipiden oder anderen
lipiden Substanzen ab. Liposome werden als mono- oder multilamellare
hydratisierte Flüssigkristalle
gebildet, die in einem wässrigen
Medium dispergiert werden. Jedes nicht-toxische, physiologisch verträgliche und
metabolisierbare Lipid, das in der Lage ist, Liposome zu bilden,
kann verwendet werden. Die vorliegenden Zusammensetzungen in Liposomform
können
zusätzlich
zu der erfindungsgemäßen Verbindung
Stabilisatoren, Konservierungsmittel, Excipentien und dergleichen
enthalten. Die bevorzugten Lipide sind die Phospholipide und Phosphatidylcholine
(Lecithine), sowohl natürliche
als auch synthetische. Verfahren zur Bildung von Liposomen sind
in der Technik bekannt. Siehe beispielsweise Prescott, Hrsg., Methods
in Cell Biology, Bd. XIV, Academic Press, New York, N. Y. (1976),
S. 33 ff.
-
Um bevorzugte Verbindungen von weniger
bevorzugten Verbindungen zu selektieren verwendet man beispielsweise
die in vitro-Tests, die unter der Überschrift BioAssays im Folgenden
im Einzelnen erläutert
werden. Typischerweise ruft eine bevorzugte Verbindung bei einer
Konzentration im Bereich von etwa 10 nM bis etwa 1 μM in den
beschriebenen in vitro-Tests eine halbe maximale Blockieraktivität hervor.
Der Durchschnittsfachmann erkennt, dass die finale und die optimale
Dosis und das Dosierungsschema für
jeden gegebenen Arzneistoff empirisch ermittelt wird.
-
Die einem Wirt verabreichte tägliche Gesamtdosis
in einzelnen oder aufgeteilten Dosen kann in einer Menge von beispielsweise
von 0,001 bis 100 mg Wirkstoff pro kg Körpergewicht auf täglicher
Basis und üblicherweise
0,01 bis 10 mg/kg/Tag betragen. Dosierungseinheitszusammensetzungen
können
solche Mengen von Teilen davon enthalten, dass sie die tägliche Dosis
ausmachen. Es wird angenommen, dass eine therapeutisch wirksame
Serumkonzentration eines Wirkstoffs 10 nM bis 10 μM (5 ng/ml
bis 5 μg/ml)
beträgt.
-
Die Menge an Wirkstoff, die mit Trägermaterialien
kombiniert werden kann, um eine Einzeldosisform zu erzeugen, hängt von
dem behandelten Wirt und dem besonderen Verabreichungsmodus ab.
-
Es ist jedoch selbstverständlich,
dass die spezifische Dosishöhe
für jeden
speziellen Patienten von einer Vielzahl von Faktoren abhängt, einschließlich der
Aktivität
der verwendeten spezifischen Verbindung, dem Alter, dem Körpergewicht,
der allgemeinen Gesundheit, dem Geschlecht und der Diät des Patienten,
der Verabreichungszeit, dem Verabreichungsweg, der Ausscheidungsgeschwindigkeit,
ob eine Arzneistoffkombination verwendet wird, und der Schwere der
vorliegenden Erkrankung.
-
Die vorliegende Erfindung wird in
den folgenden Beispielen ausführlicher
erläutert.
Diese Beispiele sollen die Erfindung veranschaulichen, sollen diese
jedoch nicht einschränken.
Wenn nichts anderes angegeben ist, sind sämtliche Bezugnahmen auf Teile
und Prozentteile auf das Gewicht bezogen und sämtliche Temperaturen in Grad
Celsius angegeben. Der Umfang der Erfindung besteht nicht nur aus
den folgenden Beispielen.
-
BEISPIELE
-
Herstellung der Verbindungen
-
Herstellung 1
-
- 1. Zu einer Lösung von 1-Indanon (25 g, 0,189
mol) in konzentrierter H2SO4 (84
ml) bei 0°C
wurde eine Lösung
von KNO3 (8,33 g, 0,0824 mol) in H2SO4 (40 ml) zugegeben,
so dass die Innentemperatur unterhalb 15°C gehalten wurde. Nach einstündigem Rühren bei
0°C wurde
das Reaktionsgemisch auf gestoßenes Eis
gegossen und 30 Minuten lang kräftig
gerührt.
Die Suspension wurde dann abfiltriert, an der Luft getrocknet und
mittels LC (95% Ethylacetat/Toluol) gereinigt, wobei das nitrierte
Indanon (18,90 g, 56%) als ein blass-gelber Feststoff erhalten wurde.
- 2. Eine Lösung
des nitrierten Produkts (18,90 g, 0,107 mol) in Methanol (300 ml)
wurde auf 0°C
gekühlt
und NaBH4 (4,04 g, 0,107 mol) wurde in mehreren
kleinen Portionen zugegeben. Die Reaktion wurde dann über Nacht
bei 25°C
gerührt.
Die Lösung
wurde bei 0°C
mit methanolischer HCl (200 ml) gequencht, unter reduziertem Druck
aufkonzentriert, in CH2Cl2 wieder
aufgelöst,
mit H2O gewaschen und die organische Schicht wieder
aufkonzentriert, wobei der rohe Alkohol als eine braune Flüssigkeit
erhalten wurde.
- 3. Zu einer Lösung
des rohen Alkohols in Toluol (100 ml) wurde eine katalytische Menge
p-Toluolsulfonsäure
zugegeben und die Reaktion wurde eine Stunde lang zum Rückfluss
erhitzt, wobei eine Dean Stark-Falle zum Entfernen des H2O verwendet wurde. Die organische Schicht
wurde mit gesättigtem
wässrigem NaHCO3 (3 × 200
ml) gewaschen, über
MgSO, getrocknet, das Solvens unter Vakuum entfernt und das Produkt
aus Methanol umkristallisiert, wobei das entsprechende Inden (13,41
g, 78 nach zwei Stufen) als ein gelbbrauner Feststoff erhalten wurde.
- 4. Zu einer Lösung
des Indens (10,53 g, 0,0653 mol) in Dichlormethan (350 ml) bei 0°C wurde m-CPBA (929
g, 0,0924 mol) in kleinen Mengen über eine Stunde lang zugegeben.
Nach Rühren über Nacht
bei 25°C
wurde das Gemisch mit gesättigtem,
wässrigen
Na2SO3 (2 × 200 ml),
gesättigtem,
wässrigen
NaHCO3 (2 × 200 ml) gewaschen, durch
einen Wattebausch abfiltriert und unter Vakuum aufkonzentriert.
- 5. Eine Suspension des erhaltenen Epoxids in konzentriertem
NH4OH (250 ml) wurde über Nacht in einem Ölbad bei
45°C erhitzt.
Am nächsten
Tag wurde H2O zugegeben und die basische
wässrige
Schicht mit NaCl gesättigt.
Das trübe
Reaktionsgemisch wurde mit THF extrahiert, bis mittels TLC kein
Produkt mehr zu sehen war. Die organischen Schichten wurden vereinigt, über MgSO4 getrocknet, aufkonzentriert und aus Ethylacetat
umkristallisiert, wobei der entsprechende Aminoalkohol (11,54 g,
91 nach zwei Stufen) als ein flockiger gelbbrauner Feststoff erhalten
wurde.
- 6. Zu einer Lösung
des Aminoalkohols (8,34 g, 0,0429 mol) in THF (200 ml) wurde eine
Lösung
von di-tert-Butyldicarbonat (11,25 g, 0,0515 mol) in THF (50 ml)
zugegeben. Nach einstündigem
Rühren
bei 25°C
wurde das Solvens unter reduziertem Druck entfernt und der erhaltene
Feststoff aus Ethylacetat umkristallisiert, wobei man die entsprechende
Amino-geschützte
Verbindung (11,34 g, 90%) als einen weißen Feststoff erhielt.
- 7. Unter N2-Atmosphäre wurde ein 3I-Dreihalsrundkolben,
der mit einem Overhead-Rührer
und einem Zugabetrichter ausgestattet war, mit carboxyliertem Polystyrolharz
(70 g, 2,77 nmol CO2H/g Harz), wasserfreiem
Dichlormethan (1000 ml) und wasserfreiem DMF (10 ml) befällt. Als
nächstes
wurde Oxalylchlorid (60,75 ml, 0,582 mol) mittels langsamer tropfenweiser
Zugabe aus einem Zugabetrichter zugegeben. Nach Erhitzen unter Rückfluss
unter N2 über Nacht wurde das Solvens
unter Vakuum entfernt, wobei ein Begasungsröhrchen verwendet wurde. Das
Harz wurde danach mit wasserfreiem Dichlormethan (3 × 500 ml) gewaschen.
Nach dem letzten Waschgang wurde das Harz unter Vakuum 2–3 Stunden
lang getrocknet. Zu diesem Zeitpunkt wurde das Polymer in trockenem
THF (1000 ml) resuspendiert und danach trockenes Pyridin (314 ml,
3,88 mol), DMAP (11,85 g, 0,0970 mol} und die aminogeschützte Verbindung
(85,62 g, 0,291 mol) zugegeben. Das Gemisch wurde 10 Tage lang unter
einer inerten Atmosphäre
zum Rückfluss
erhitzt. Das Solvens wurde durch Vakuum-Filtration entfernt und
das Harz mit THF (3 × 300
ml), CH2Cl2 (3 × 300 ml)
gewaschen und über
Nacht in einem Vakuumofen getrocknet, wobei ein harzgebundenes,
aminogeschütztes
Indan (122,18 g) als ein gelbbraunes Harz erhalten wurde.
- 8. In einen Rundkolben, der mit einem Rührstäbchen versehen war, wurde das
harzgebundene Indan (28 mg, 0,02827 mol), 0,500 ml Dichlormethan
und TFA (0,109 ml, 0,14135 nmol) gegeben. Das Reaktionsgemisch wurde über Nacht
bei 25°C
gerührt,
das Harz durch Filtrieren aufgesammelt, in 10% TEA/CH2Cl2 resuspendiert, 15 Minuten lang gerührt, nochmals
abfiltriert und schließlich
mit Dichlormethan gewaschen, wobei die aminoentschützte Spezies
erhalten wurde.
- 9. In einen 10 ml-Rundkolben wurde das harzgebundene, aminoentschützte Produkt
(0,02827 mmol) gegeben und anschließend 5 ml einer Lösung aus
Pyridin (0,03659 ml, 0,4524 mmol) und DMAP (0,518 mg, 0,004241 mmol)
in Dichlormethan gegeben. Als nächstes
wurde eine 1 M Lösung
eines Elektrophils (z. B. eines Aroylchlorids) in Dichlormethan
(0,1838 ml, 0,1838 mmol) zugegeben und das erhaltene Gemisch wurde
bei 25°C über Nacht
gerührt.
Dann wurde das Solvens durch Vakuumfiltration entfernt und das Harz wurde
mit CH2Cl2, DMF,
Methanol, DMF, Methanol und CH2Cl2 gewaschen.
- 10. Zu einer Lösung
der korrespondierenden acylierten Verbindung (0,02827 mmol) in DMF
(0,625 ml) wurde SnCl2 × 2 H2O
(102 mg, 0,4524 mmol) zugegeben, um die Nitrogruppe in eine Aminogruppe
umzuwandeln. Nach 48-stüdigem
Rühren
bei 25°C
wurde das Harz durch Filtrieren isoliert und mit CH2Cl2, DMF, Methanol, DMF, Methanol und CH2Cl2 gewaschen.
- 11. In einen 10 ml-Rundkolben wurde die aminofunktionelle Verbindung
(0,02827 mmol) und dann 0,5 ml einer Lösung aus Pyridin (0,03659 mmol)
und DMAP (0,518 mg, 0,004241 mmol) in Dichlormethan gegeben. Als
nächstes
wurde eine 1 M Lösung
eines Elektrophils (z. B. ein Sulfonylchlorid) in Dichlormethan (0,1838
ml, 0,1838 mmol) und das erhaltene Gemisch über Nacht bei 25°C gerührt. Dann
wurde das Solvens durch Vakuumfiltration entfernt und das Harz mit
CH2Cl2 gewaschen.
- 12. Zu einem Kolben, der die Verbindung aus Schritt 11 (0,02827
mmol) enthält,
wurde eine 1 M Lösung von
NaOH in Methanol (0,375 ml, 0,375 mmol) und THF (0,400 ml) zugegeben.
Nach Rühren über Nacht bei
25°C wurde
die Reaktion mit 4 M HCL in Methanol (0,100 ml, 0,400 mmol) neutralisiert,
das Harz abfiltriert und das Filtrat unter reduziertem Druck aufkonzentriert,
wobei die gewünschte
Zielverbindung erhalten wurde.
-
Herstellung 2
-
trans-1-Benzamido-2-acetoxy-6-aminoindan
-
Ein Teil trans-1-tert-Butyloxycarbamido-2-hydroxy-6-nitroindan
wird in einem Gemisch aus Pyridin (16 Teile), 4-Dimethylaminopyridin
(0,15 Teile) und THF aufgelöst,
während
Acetylchlorid (1,2 Teile) tropfenweise zugegeben wird. Nach einigen
Stunden wurde die Reaktion mit kaltem Wasser versetzt und die organische Schicht
abgetrennt. Die organische Lösung
wurde mit kalter 1 N HCL gewaschen, die organische Schicht getrocknet
und das Solvens verdampft, wobei man trans-1-tert-Butyloxycarbamido-2-acetoxy-6-nitroindan
erhielt. Eine Lösung
dieses amino- und hydroxygeschützten
Nitroindans in THF wird mit einem Strom trockener HCl 5 Minuten
lang behandelt und dann eine weitere Stunde lang gerührt. Die
Lösung
wird sorgfältig
mit kaltem, gesättigtem
Natriumbicarbonat versetzt, die organische Phase wird mit Wasser
gewaschen, getrocknet und das Solvens verdampft, wobei man trans-1-Amino-2-acetoxy-6-nitroindan erhält. Eine
Lösung
der aminoentschützten
Verbindung in einem Gemisch aus Pyridin (16 Teile), 4-Dimethylaminopyridin
(0,15 Teile) und CH2Cl2 wird
mit einer Lösung
eines Benzoylchlorids (1,2 Teile) behandelt und die Reaktion über Nacht
gerührt. Die
Reaktion wird auf Eiswasser gegossen, die organische Schicht abgetrennt
und danach mit 1 N HCL und Salzlösung
gewaschen. Die organischen Stoffe werden getrocknet und das Solvens
verdampft, wobei man trans-1-Benzamido-2-acetoxy-6-nitroindan erhält. Eine
Lösung
diesen acylierten Produkts (1 Teil) in DMF wird mit SnCl2 × 2
H2O (16 Teile) versetzt und über Nacht
gerührt.
Die Reaktion wird auf Eiswasser gegossen, die Reaktion wird basisch
gemacht und das Gemisch mit CH2Cl2 extrahiert. Die organischen Extrakte werden
mit Salzlösung
gewaschen, die Lösung
wird getrocknet und das Solvens verdampft, wobei man trans-1-Benzamido-2-acetoxy-6-aminoindan erhält.
-
Herstellung 3
-
trans-1-Benzamido-2-hydroxy-6-carboxyamido-indan
-
Eine Lösung aus trans-1-Benzamido-2-acetoxy-6-nitroindan
(1 Teil), das wie unter Herstellung 2 beschrieben hergestellt wurde,
in EtOAc wird in Gegenwart von PtO2 einige
Stunden lang mit H2 (60 psi) versetzt. Der
Katalysator wird entfernt und das Solvens verdampft, wobei man trans-1-Benzamido-2-acetoxy-6-aminoindan
erhält.
Eine Lösung
dieses Aminoindans (1 Teil) in einem Gemisch aus Pyridin (16 Teile),
4- Dimethylaminopyridin
(0,15 Teile) und CH2Cl2 wird
in einer Lösung
aus einem Aroylchlorid (RCOCl) (1,2 Teile) versetzt und die Reaktion über Nacht
gerührt.
Die Reaktion wird in Eiswasser gegossen, die organische Schicht
abgetrennt und nachfolgend mit gesättigter, wässriger Natriumbicarbonatlösung und
Salzlösung
gewaschen. Die organischen Stoffe werden getrocknet und das Solvens
verdampft, wobei man trans-1-Benzamido-2-acetoxy-6-carboxaminoindan
erhält.
Eine Lösung
dieses Indans in 1 M NaOH in Methanol wurde über Nacht gerührt. Die Reaktion
wurde in Eiswasser gegossen und mit CH2Cl2 extrahiert. Die organischen Extrakte wurden
mit Salzlösung
gewaschen, getrocknet und das Solvens verdampft, wobei man trans-1-Benzamido-2-hydroxy-6-carboxyamido-indan
erhielt.
-
Herstellung 4
-
trans-1-Benzamido-2-hydroxy-6-carboxamido-indan
-
Eine Lösung eines Benzamids (2 Teile)
in DMF wird mit NaH (2 Teile) versetzt und die Reaktion gerührt, bis
die Gasentwicklung aufhört.
Zu der Reaktion wird 1,2-Epoxy-6-nitroindan (1 Teil) zugegeben und
die Reaktion über
Nacht bei 60°C
gerührt.
Die Reaktion wird in Eiswasser gegossen und mit CH2Cl2 extrahiert. Die organischen Extrakte werden
mit Wasser gewaschen, getrocknet und das Solvens verdampft. Der
Rückstand wird
chromatographiert, wobei trans-1-Benzamido-2-hydroxy-6-nitroindan
erhalten wird. Zu einer Lösung
des Nitroindans (1 Teil) in einem Gemisch aus Pyridin (16 Teile),
4-Dimethylaminopyridin (0,15 Teile) und einem inerten organischen
Solvens, wie beispielsweise THF oder CH2Cl2, wird Acetylchlorid (1,2 Teile) tropfenweise zugegeben.
Nach einigen Stunden wird die Reaktion mit kaltem Wasser versetzt
und die organische Schicht abgetrennt. Die organische Lösung wird
mit kalter 1 N HCL gewaschen, die organische Schicht wird getrocknet und
das Solvens wird verdampft, wobei man trans-1-Benzamidoamido-2-acetoxy-6-nitroindan
erhält.
Durch Verarbeitung dieses geschützten
Indans wie in Herstellung 2 wird das trans-1-Benzamido-2-hydroxy
-6-carboxamido-indan erhalten.
-
Herstellung 5
-
1-Benzamido-6-carboxamidoindan
-
Ein Gemisch aus 6-Nitroindan-1-on
(1 Teil) und Raney-Nickel in EtOH wird einige Stunden lang mit Wasserstoff
(60 psi) versetzt. Der Katalysator wird entfernt und das Solvens
verdampft, wobei man 6 Aminoindan-1-on erhält. Eine Lösung des Aminoindanons (1 Teil)
in einem Gemisch aus Pyridin (16 Teile), 4-Dimethylaminopyridin
(0,15 Teile) und CH2Cl2 wird
mit einer Lösung
eines Acylchlorids (1,2 Teile) versetzt und die Reaktion über Nacht
gerührt.
Die Reaktion wird in Eiswasser gegossen, die organische Schicht
abgetrennt und danach mit gesättigter,
wässriger
Natriumbicarbonat- und Salzlösung
gewaschen. Die organischen Stoffe werden getrocknet und das Solvens
verdampft, wobei man das 6-Carboxamidoindan-1-on erhält. Eine
Lösung
dieses Produkts (1 Teil) in einem Gemisch aus EtOH und NH3 (5 Teile) wird mit Wasserstoff (60 psi)
in Gegenwart von sulfidiertem Pd-C- versetzt. Nach einigen Stunden
wird der Katalysator entfernt und das Solvens verdampft, wobei man
1-Amino-6-carboxamido-indan
erhält.
Eine Lösung
des Indans (1 Teil) in einem Gemisch aus Pyridin (16 Teile), 4-Dimethylaminopyridin
(0,15 Teile), und CH2Cl2 wird
mit einer Lösung
eines Benzoylchlorids (1,2 Teile) versetzt und die Lösung über Nacht
gerührt.
Die Reaktion wird in Eiswasser gegossen, die organische Schicht
abgetrennt und danach mit gesättigtem,
wässrigem
Natriumbicarbonat und Salzlösung
gewaschen. Die organischen Stoffe werden getrocknet und das Solvens
verdampft, wobei man das 1-Benzamido-6-carboxamido-indan
erhält.
-
Beim Arbeiten mit der Säulenchromatographie
wurden Standard-Flash-Chromatographietechniken verwendet. Eine gut
bekannte Literaturstelle, in der geeignete Flash-Chromatographietechniken beschrieben werden,
ist Still, W. C. Kahn, und Nitra, J. Org. Chem. 43: 2932 (1978).
Produkt-enthaltende Fraktionen werden im Allgemeinen unter reduziertem
Vakuum verdampft, wobei das Produkt erhalten wird.
-
Optische Rotationen wurden erhalten,
indem Methanol, Pyridin oder ein anderes geeignetes Solvens verwendet
wurde. Das Hydrochloridsalz der speziellen Verbindung wurde hergestellt,
indem die freie Base in Diethylether gegeben wurde. Während diese
Etherlösung
gerührt
wurde, wurde eine Lösung
von HCl in Diethylether tropfenweise zugegeben, bis die Lösung sauer
wurde. Alternativ wurde die Etherlösung mit trockenem HCl-Gas
behandelt.
-
Das Maleatsalz der speziellen Verbindung
wurde hergestellt, indem die freie Base in Ethylacetat gegeben wurde
und mit Maleinsäure
versetzt wurde. Der gebildete Niederschlag wurde abfiltriert und
getrocknet, wobei das entsprechende Maleatsalz der freien Base erhalten
wurde.
-
Herstellung
6
Synthese von Verbindung 4
-
Zu eiskalter konz. HZSO4 (100 ml) wurde 1-Indanon (15 g, 0,11 mol)
zugegeben und anschließend
wurde eine Lösung
von KNO3 (17 g, 1.5 eq) in Konz. H2SO4 (50 ml) langsam
(2 Stunden) zugegeben. Das erhaltene Gemisch wurde auf gepacktes,
körniges
Eis (1,5 1) gegossen und mit Wasser (die gesamte wässrige Schicht
betrug 11) und Et2O (11) verdünnt. Die
Et2O-Schicht wurde abgetrennt und mit Wasser
(2 × 200
ml) gewaschen. Die vereinigten wässrigen
Schichten wurden langsam mit KOH (75 g) versetzt und mit CH2Cl2 (2 × 500 ml)
extrahiert. Die vereinigten CH2Cl2-Schichten wurden mit Wasser (500 ml) gewaschen.
Die vereinigten organischen Schichten wurden getrocknet (Na2SO4), abfiltriert
und mit Silikagel (30 g) versetzt. Der erhaltene Feststoff wurde
auf eine Silikagelsäule
(2,5'' × 13'')
aufgetragen und mittels Flash-Chromatographie gereinigt. Nach Entfernen
des Solvens erhielt man das Produkt als einen Feststoff (14,5 g,
74%). Rf (Silikagel): 0,23 (30% EtOAc, 70%
Hexane). 1H NMR (300 MHZ, CDCl3) δ 8,42 (s,
1H), 8,37 (dd, J = 2,1, 8,4, 1H), 7,65 (d, J = 8,3, 1H), 3,26 (m,
2H), 2,78 (m, 2H). 13C NMR (75 MHZ, CDCl3) δ 204,71,
160,94, 147,76, 138,04, 128,73, 127,88, 118,90, 36,49, 25,98.
-
-
Das 6-Nitro-1-indanon (14,5 g, 0,082
mol) wurde in McOH (160 ml) aufgelöst und auf 0°C abgekühlt. Das
NaBH4 (3,2 g, 1 eq, granulär) wurde
in 5 Portionen in Abständen
von 20 Minuten zugegeben. Das erhaltene Gemisch ließ man 12
Stunden lang rühren und
langsam auf rt kommen. Das Gemisch wurde dann wieder auf 0°C abgekühlt, tropfenweise
mit 6 N HCl (40 ml, 3 eq) versetzt und mit Wasser (800 ml) und CH2Cl2 (400 ml) verdünnt. Die
wässrige
Schicht wurde abgetrennt und mit CH2Cl2 (2 × 100
ml) extrahiert. Die vereinigten organischen Schichten wurden getrocknet
(Na2SO4) und abfiltriert.
Nach Entfernen des Solvens erhielt man das Produkt als einen Feststoff
(14,6 g, 99%), der im nächsten
Schritt ohne weitere Reinigung verwendet wurde. Rf (Silikagel):
0,15 (5% EtOAc, 45% Hexane, 50% CH2Cl2).
-
-
Das 1-Hydroxy-6-nitroindan (14,6
g, 0,082 mol) wurde mit p-TsOH·H2O (1,5 g, 0,1 eq) in PhMe (80 ml) 3 Stunden
lang bei 90°C
erhitzt. Das meiste Solvens wurde entfernt und das erhaltene Gemisch
mit CH2Cl2 (240
ml) verdünnt.
Das m-CPBA (34 g, 1,2 eq) wurde in 20 Minuten-Intervallen in 4 Portionen
zugegeben. Man ließ das
Gemisch 12 Stunden lang rühren,
versetzte mit gesättigter,
wässriger
NaHCO3 (400 ml), rührte weitere 30 Minuten lang
und verdünnte
dann mit H2O (200 ml) und CH2Cl2 (100 ml). Die wässrige Schicht wurde abgetrennt
und mit CH2Cl2 (2 × 100 ml)
extrahiert. Die vereinigten organischen Schichten wurden getrocknet (Na2SO4) und abfiltriert
(2'' Silikagel). Durch
Entfernen des Solvens erhielt man das Produkt als einen Feststoff (14
g, 96%), der im nächsten
Schritt ohne weitere Reinigung verwendet wurde. Rf (Silikagel):
0,49 (5% EtAOc, 45% Hexane, 50% CH2Cl2). 1H NMR (300 MHZ,
CDCl3) δ 8,34
(s, 1H), 8,16 (d, J = 8,2, 1H), 7,38 (d, J = 8,2, 1H), 4,35 (d,
J = 1,9, 1H), 4,22 (d, J = 2,7, 1H), 3,31 (d, J = 18,9, 1H), 3,06
(dd, J = 2,5, 18,8, 1H).
-
-
Das 6-Nitro-1,2-epoxyindan (3,0 g,
17 mmol) wurde in konzentriertem NH4OH (60
ml) suspendiert und 12 Stunden lang bei 35°C und 4 Stunden lang bei 50°C gerührt. Das
erhaltene dunkle Gemisch wurde mit Salzlösung (170 ml) verdünnt, mit
NaCl gesättigt,
einem leichten Vakuum unterzogen und mit 15% 1-PrOH/CHCl3 (170 ml) gerührt. Die wässrige Schicht wurde abgetrennt
und mit 15% 1-PrOH/CHCl3 (4 × 50 ml)
extrahiert. Die vereinigten organischen Schichten wurden getrocknet
(Na2SO4) und abfiltriert.
Durch Entfernen des Solvens erhielt man das Produkt als einen gelbbraunen
Feststoff (3,0 g, 91%), der in dem nächsten Schritt ohne weitere Reinigung
eingesetzt wurde. Rf (Silikagel): 0,20 (2%
AcOH, 18% McOH, 80% CHCl3).
-
-
Zu einer eiskalten Suspension des
Aminoindanderivats (390 mg, 2,0 mmol) in trockenem CH2Cl2 (6 ml) wurde NEt3 (0,33
ml, 1,2 eq) zugegeben und anschließend langsam das Sulfonylchlorid
(451 mg, 1,1 eq) als eine Lösung
in CH2Cl2 (2 ml)
langsam zugegeben. Das Eisbad wurde entfernt und das heterogene
Gemisch 3 Stunden lang gerührt.
Das erhaltene homogene Gemisch wurde mit CH2Cl2 (8 ml), Wasser (8 ml) und gesättigter,
wässriger
NH4Cl (2 ml) verdünnt. Die organische Schicht
wurde zusammen mit dem ausgefällten
Produkt von der wässrigen
Schicht abgetrennt. Die wässrige
Schicht wurde mit CH2Cl2 (3 × 2 ml)
extrahiert. Die vereinigten organischen Schichten wurden mit I-PrOH
(3 ml) versetzt, getrocknet (Na2SO4) und abfiltriert. Das meiste Solvens wurde
entfernt und zu dem erhaltenen Feststoff wurden Hexane/CH2Cl2 (1/1, 20 ml)
zugegeben. Der Feststoff wurde abfiltriert, mit Hexanen/CH2Cl2 (1/1, 10 ml)
gewaschen und einem Hochvakuum unterzogen, wobei das Produkt (600
mg, 83%) erhalten wurde. Rf (Silikagel):
0,27 (30% EtOAc, 20% Hexane, 50% CH2Cl2). 1H NMR (300 MHZ,
CDCl3) δ 7,97
(d, J = 8,3, 1H), 7,81 (d, J = 8,2, 2H), 7,33 (d, J = 7,9, 2H),
7,21–7,26 (m,
2H), 4,49 (d, J = 6,1, 1H), 4,36 (dd, J = 7,2, 13,8, 1H), 3,30 (bs,
2H), 3,21 (dd, J = 7,1, 16,7, 1H), 2,78 (dd, J = 7,4, 16,8, 1H),
2,69 (q, J = 7,7, 2H), 1,21 (t, J = 7,5, 3H). 13C
NMR (75 MHZ, CDCl3) δ 150,35, 147,44, 147,35, 141,41,
137,57, 128,84, 126,96, 125,60, 123,87, 119,57, 79,33, 64,55, 37,66,
28,53, 14,62.
-
-
Zu einer Suspension des Nitroindanderivats
(5,2 g, 14 mmol) in absolutem EtOH (70 ml) wurde SnCl2·2H2O (13 g, 14 eq) zugegeben. Nach Erhitzen
des Gemischs bei 50°C
für 12
Stunden wurde der meiste EtOH entfernt und der erhaltene Rückstand
mit CHCl3 (70 ml), gesättigtem, wässrigen NaHCO3 (140
ml) und Wasser (70 ml) versetzt. Das Gemisch wurde 30 Minuten lang
gerührt
und dann mit 15% I-PrOH/CHCl3 (70 ml) und
Wasser (70 ml) verdünnt.
Die wässrige
Schicht (die ausgefälltes
Zinnnebenprodukt enthält)
wurde mit 15% I-PrOH/CHCl3 (3 × 70 ml)
extrahiert. Die vereinigten organischen Schichten wurden getrocknet
(Na2SO4) und abfiltriert.
Entfernen des Solvens ergab das Produkt als einen Feststoff (4,5
g, 97%), der in dem nächsten Schritt
ohne weitere Reinigung verwendet wurde. Rf (Silikagel):
0,23 (30% EtAOc, 20% Hexane, 50% CH2Cl2).
-
-
Zu einer eiskalten Suspension des
6-Aminoindanderivats (2,3 g, 6,9 mmol) in trockenem CH2Cl2 (21 ml) wurde das Säurechlorid (1,2 g, 1,05 eq)
zugegeben und anschließend
langsam das NEt3 (1,2 ml, 1,2 eq) zugegeben.
Das Eisbad wurde entfernt und nach einer Stunde wurde das erhaltene
homogene Gemisch mit CH2Cl2 (20
ml), Was ser (35 ml) und gesättigtem
wässrigen
NH4Cl (7 ml) versetzt. Die wässrige Schicht
wurde abgetrennt und mit CH2Cl2 (3 × 20 ml)
extrahiert. Die vereinigten CH2Cl2-Schichten wurden getrocknet (Na2SO4), abfiltriert
und mit Silikagel (7 g) versetzt. Verdampfen des Solvens ergab einen
Feststoff, der auf eine Silikagelsäule (1,5'' × 9'') aufgetragen wurde und mittels Flash-Chromatographie
gereinigt wurde. Entfernen des Solvens ergab das Produkt als einen
kristallinen Feststoff (3,0 g, 93%). Rf (Silikagel):
0,16 (30 EtOAc, 20% Hexane, 50% CH2Cl2). 1H NMR (300 MHZ,
DMSO-d6) δ 10,16
(s, 1H), 8,09 (d, J = 8,3, 1H), 7,80 (d, J = 8,4, 2H), 7,37–7,59 (m,
7H), 7,10–7,15
(m, 2H), 5,03 (d, J = 5,6, 1H), 4,40–4,45 (m, 1H), 4,03–4,09 (m,
1H), 3,83 (s, 3H), 3,02 (dd, J = 6,8, 15,8, 1H), 2,64 (q, J = 7,5,
2H), 2,50–2,57
(m, 1H), 1,16 (t, J = 7,7, 3H). HRMS (FAB) m/e ber. für C25H27N2O5S (MH+) 467.1640,
erh. 467.1648.
-
Die Abtrennung des Enantiomers der
Verbindung 4 wurde mittels HPLC mit einer Chiralpak AS-Säure (Chiral
Technologies) durchgeführt,
wobei mit Hexane/Ethanol/Methanol (60/20/20) eluiert wurde. Die
analytische Trennung der Enantiomere mit einer 4,6 mm × 250 mm-Säule und
einer Fließgeschwindigkeit
von 1 ml/min ergab Retentionszeiten 6,7 (1R, 2R) und 11,1 (1S, 2S)
Minuten.
-
Alternativ kann Verbindung 4 enantioselektiv
hergestellt werden durch asymmetrische Epoxidation, wie im Folgenden
beschrieben wird.
-
-
Zu einer Lösung von 5-Nitroinden (1,28
g, 7,94 mmol) in CH2Cl2 (5
ml) wurden 415 mg (2,42 mmol) 4-Phenylpyridin-N-oxid gegeben und
anschließend
154 mg (0,24 mmol) (S,S)-N,N'-bis-(3,5-di-tert-Butylsalyciden)-1,2-cyclohexandiaminomangan-III-chlorid.
Nach Abkühlen
auf 0°C
wurden 12 ml 0,05 M NaH2PO4 und anschließend eiskaltes
10–13%
NaOCl zugegeben. Nach einer Stunde bei 0°C wurde das Reaktionsgemisch abfiltriert
(Celit), mit CH2Cl2 (200
ml) gewaschen. Die wässrige
Schicht wurde abgetrennt und mit CH2Cl2 (50 ml) extrahiert. Die vereinigte organische
Phase wurde mit H2O (50 ml) gewaschen und
mit Salzlösung
(50 ml) gewaschen und dann über
Na2SO4 getrocknet.
Reinigen mittels Flash-Chromatographie unter Verwendung von Silikagel
(1 : 1; Hexane : Et2O) ergab das (1S, 2R)-Epoxid
(988 mg, 71%, 70% ee) als gelben Feststoff.
-
Der enantiomere Überschuss wurde mittels HPLC
mit einer Chiralcel OB-H-Säure
(Chiral Technologies) bestimmt, wobei mit Hexanen/Isopropylalkohol
(80/20; 1 ml/min) eluiert wurde. Mit einer 4,6 mm × 250 mm-Säule betragen
die Retentionszeiten der Enantiomere 33,6 und 36,3 Minuten. Dieses
enantioangereicherte Epoxid wurde dann dazu verwendet, die enantioangereicherte
Verbindung 4 wie zuvor beschrieben herzustellen. Eine weitere Enantioanreicherung
(> 90% ee) wurde durch
Umkristallisieren von Verbindung 4 aus I-PrOH-Hexane erhalten.
-
Herstellung
7
Synthese von Verbindung 24
-
Zu einem heterogenen Gemisch der
Carbonsäure
(36 mg, 1,1 eq) und CH2Cl2 (2,5
ml) wurde HOBt (39 mg, 1,2 eq) und anschließend EDC (60 mg, 1,3 eq) zugegeben.
Nach 20 Minuten erhielt man ein homogenes Gemisch, das mit dem 6-Aminoindanderivat
(80 mg, 0,24 mmol) versetzt wurde. Nach 6-stündigem Rühren wurde die Mischung mit
CHCl3 (2 ml), Salzlösung (2 ml) und gesättigtem,
wässrigem
NaHCO3 (2 ml) verdünnt. Die wässrige Schicht wurde abgetrennt
und mit CHCl3 (3 × 2 ml) extrahiert. Die vereinigten
organischen Schichten wurden getrocknet (Na2SO4), abfiltriert und mit Silikagel (300 mg)
versetzt. Entfernen des Solvens ergab einen Feststoff, der auf eine
Silikagelsäule
(0,5'' × 7'')
aufgetragen und mittels Flash-Chromatographie gereinigt wurde. Entfernen
des Solvens ergab das Produkt als einen Feststoff (108 mg, 100%).
Rf (Silika gel): 0,45 (50% EtOAc, 50% CH2Cl2). 1H
NMR (300 MHZ, CDCl3) δ 9,95 (s, 1H), 7,98 (d, J =
7,7, 1H), 7,87 (d, J = 8,2, 2H), 7,73 (dd, J = 7,6, 7,6, 1H), 7,37
(d, J = 8,1, 1H), 7,20–7,35
(m, 4H), 7,08 (d, J = 8,1, 1H), 6,93 (d, J = 5,6, 1H), 4,30–4,50 (m,
2H), 3,13 (dd, J = 6,7, 15,4, 1H), 2,50–2,80 (m, 6H), 1,14 (t, J =
7,6, 3H). 13C NMR (75 MHZ, CDCl3) δ 162,53.
157,36, 149,69, 148,57, 139,70, 137,84, 137,28, 136,29, 135,68,
128,62, 127,32, 126,42, 125,38, 120,86, 119,47, 116,14, 80,41, 65,17,
37,06, 28,50, 23,94, 14,72.
-
Herstellung
8
Synthese von Verbindung 22
-
Eine Suspension des 6-Amidoindanderivats
(0,174 g, 0,373 mmol) in trockenem CH2Cl2 (10 ml) wurde mit EDC-HCl (0,120 g, 0,626
mmol), 4-DMAP (0,100 g, 0,819 mmol), NEt3 (0,080
ml, 0,57 mmol) und mono-Methylsuccinat (0,079 g, 0,60 mmol) versetzt.
Das erhaltene homogene Reaktionsgemisch wurde bei Raumtemperatur
2,5 Stunden lang gerührt
und mit H2O (15 ml), gesättigtem, wässrigen NH4Cl
(15 ml) und CH2Cl2 (20
ml) versetzt. Die organische Schicht wurde abgetrennt, mit Salzlösung gewaschen,
getrocknet (Na2SO4),
abfiltriert und aufkonzentriert. Flash-Chromatographie auf Silika ergab das
Produkt als einen weißen Feststoff
(0,190 g, 88 %). Rf (Silikagel): 0,75 (20%
Hexane: 20% CH2Cl2 :
60% EtOAc). 1H NMR (300 MHZ, DMSO-d6) δ 9,59
(s, 1H), 7,88 (d, J = 8,4 Hz, 2H), 7,68–7,56 (m, 3H), 7,47 (d, J =
8,4 Hz, 2H), 7,42–7,39
(m, 1H), 7,19–7,11
(m, 3H), 5,17 (q, J = 6,9 Hz, 1H), 4,90 (m, 1H), 3,88 (s, 3H), 3,63
(s, 3H), 3,29 (dd, J = 8,7 und 15,9 Hz, 1H), 2,81–2,26 (m,
8H), 1,25 (t, J = 7,8 hz, 3H); HRMS (FAB) m/e ber. für C30H33N2O8S (MH+) 581.1958;
erh. 581. 1958.
-
Herstellung
9
Synthese von Verbindung 25
-
Zu einer Lösung von 6-Nitro-1-indanon
(2,0 g, 12 mmol) in McOH (25 ml) wurde NH4Oac
(9,4 g, 10 eq) und anschließend
NaCNBH3 (830 mg, 1,1 eq) zugegeben. Das
Gemisch wurde 40 Stunden lang bei 45°C gerührt und dann abfiltriert (Celite).
Das Solvens wurde entfernt und zu dem erhaltenen Rückstand
wurde Wasser (60 ml) und Et2O (60 ml) zugegeben.
Die wässrige
Schicht wurde abgetrennt, mit 6 N NaOH (24 ml), versetzt, mit NaCl
gesättigt
und mit CHCl3 (1 × 60 ml, dann 3 × 30 ml)
extrahiert. Die vereinigten CHCl3-Schichten
wurden getrocknet (Na2SO4),
filtriert und mit 4 N HCl/Dioxan (2 ml, 0,6 eq) versetzt. Entfernen
des Solvens ergab einen Feststoff, der mit trockenem Et2O
(120 ml, 1 Stunde) gerührt
und abfiltriert wurde. Das HCl-Salz des Produkts wurde so als ein
Feststoff (900 mg, 35%) erhalten und in dem nächsten Schritt ohne weitere
Reinigung verwendet. Rf (Silikagel): 0,13
(1% AcOH, 9% McOH, 90% CHCl3). 1H
NMR (300 MHZ, CD3OD) δ 8,47 (d, J = 1,7, 1H), 8,25
(dd, J = 2,1, 8,4, 1H), 7,59 (d, J = 8,4, 1H), 4,90–5,10 (m,
1H, Solvensinterferenz), 3,20–3,35
(m, 1H), 3,05–3,20
(m, 1H), 2,65–2,80
(m, 1H), 2,15–2,30
(m, 1H). 13C NMR (75 MHZ, CD3OD) δ 152,10,
147,δ0, 140,26,
125,96, 124,55, 119,78, 54,71, 30,23, 29,73.
-
-
Zu einer Suspension des Nydrochloridsalzes
von 1-Amino-6-nitroindan (900 mg, 4,2 mmol) in trockenem CH2Cl2 (8 ml) wurde
NEt3 (1,4 ml, 2,4 eq) zugegeben. Das erhaltene
homogene Gemisch wurde dann mit dem Sulfonylchlorid (940 mg, 1,1
eq) versetzt und 3 Stunden lang gerührt. Das erhaltene heterogene
Gemisch wurde mit CH2Cl2 (8
ml), Wasser (8 ml) und gesättigtem,
wässrigen
NH4Cl (4 ml) verdünnt. Die wässrige Schicht wurde abgetrennt
und mit CH2Cl2 (3 × 4 ml)
extrahiert. Die vereinigten organischen Schichten wurden getrocknet
(Na2SO4), abfiltriert
und mit Silikagel (4 g) versetzt. Entfernen des Solvens ergab einen
Feststoff, der auf eine Silikagelsäule (1,5'' × 9,5'') aufgetragen wurde und mittels Flash-Chromatographie
gereinigt wurde. Entfernen des Solvens ergab das Produkt als einen
Feststoff (1,28 g, 88%). Rf (Silikagel):
0,29 (30% EtOAc, 70% Hexane). 1H NMR (300
MHZ, CDCl3) δ 7,98 (dd, J = 1,9, 8,2, 1H),
7,70–7,85
(m, 3H), 7,25–7,40 (m,
3H), 5,77 (d, J = 9,2, 1H), 4,82 (dd, J = 7,9, 16,3 1H), 2,85–3,00 (m,
1H), 2,65–2,85
(m, 3H), 2,25–2,40
(m, 1H), 1,75–1,90
(m, 1H), 1,26 (t, J = 7,6, 3H). 13C NMR
(75 MHZ, CDCL3) δ 150,45, 149,64, 147,39, 144,16, 137,88,
128,82, 127,04, 125,32, 123,66, 119,62, 57,85, 34,36, 29,92, 28,60,
14,78.
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-
Das 6-Nitroindanderivat (1,09 g,
3,15 mmol) und SnCl2·H2O
(3,6 g, 5 eq) wurden bei 50°C
bei absolutem EtOH (7 ml) 12 Stunden lang erhitzt. Der meiste EtOH
wurde entfernt und der erhaltene Rückstand mit CH2Cl2 (30 ml), Wasser (30 ml) und gesättigtem,
wässrigem
NaHCO3 (30 ml) verdünnt. Nach 30-minütigem Rühren wurde
die wässrige
Schicht abgetrennt und mit CH2Cl2 (3 × 30
ml) extrahiert. Die vereinigten organischen Schichten wurden getrocknet
(Na2SO4), abfiltriert
und mit Silikagel (2 g) versetzt. Entfernen des Solvens ergab einen
Feststoff, der auf eine Silikagelsäule (1,0'' × 11'') aufgetragen und mittels Flash-Chromatographie gereinigt
wurde. Entfernen des Solvens ergab das Produkt als einen Feststoff
(906 mg, 91%). Rf (Silikagel): 0,16 (15%
EtOAc, 35% Hexane, 50% CH2Cl2). 1H NMR (300 MHZ, CDCl3) δ 7,84 (2H),
7,35 (2H), 6,93 (1H), 6,53 (1H), 6,39 (1H), 5,20 (1H), 4,70 (1H),
3,51 (2H), 2,50–2,85 (4H),
2,24 (1H), 1,66 (1H), 1,28 (3H). 13C NMR (75
MHZ, CDCl3) δ 149,52, 145,46, 143,37, 138,52,
132,53, 128,60, 127,24, 125,20, 115,55, 110,73, 58,57, 34,72, 28,92,
28,62, 15,01. HRMS (FAB) m/e ber. für C17H20N2O2S
(M) 316.1245, erh. 316.1245.
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Zu einer Lösung des 6-Aminoindanderivats
(200 mg, 0,63 mmol) in trockenem CH2Cl2 (3 ml) wurde das Säurechlorid (120 mg, 1,1 eq)
und anschließend
NEt3 (0,11 ml, 1,2 eq) zugegeben. Man ließ das Gemisch O/N
rühren
und verdünnte
dann mit Wasser (6 ml), gesättigtem,
wässrigem
NH4Cl (1 ml) und CHCl3 (100
ml). Die CHCl3-Schicht wurde abgetrennt,
getrocknet (Na2SO4)
und abfiltriert. Entfernen des Solvens ergab einen Feststoff, der
mit Et2O gewaschen wurde. Auf diesem Weg
wurde das Produkt als ein weißer
Feststoff (260 mg, 92%) erhalten. Rf (Silikagel):
0,28 (15% EtOAc, 35% Hexane, 50% CH2Cl2). 1H NMR (300 MHZ,
DMSO-d6) δ 10,18
(s, 1H), 8,07 (d, J = 9,1, 1H), 7,78 (d, J = 8,1, 2H), 7,69 (s,
1H), 7,62 (d, J = 8,1), 7,35–7,55
(m, 5H), 7,10–7,20
(m, 2H), 4,60–4,75
(m, 1H), 3,83 (s, 3H), 2,50–2,80
(m, 4H), 1,80–1,95
(m, 1H), 1,45–1,60
(m, 1H), 1,18 (t, J = 7,6, 3H). HRMS(FAB) m/e ber. für C25H27N2O4S (MH+) 451.1691,
erh. 451.1692.
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Herstellung
10
Synthese des Cis-Analogen von Verbindung 4
-
Trifluoromethansulfonsäure (0,73
ml, 8,3 mmol) wurde tropfenweise zu einer Aufschlämmung von 5-Nitroindenoxid
(735 mg, 4,15 mmol) in CH3CN (6,8 ml) bei –40°C zugegeben.
Nach 30 Minuten ließ man
das Reaktionsgemisch sich über
eine Stunde lang auf rt erwärmen
und dann wurde Wasser (4 ml) zugegeben. Nach 10-minütigem Rühren wurde
das Acetonitril durch Destillieren bei Atmosphärendruck (Tiegeltemperatur 100°C) entfernt.
Der wässrige
Rückstand
wurde bei 100°C
weitere 5 Stunden lang gehalten und dann auf Raumtemperatur abgekühlt. Die
wässrige
Phase wurde mit CH2Cl2 (10
ml) extrahiert und dann mit 1 N NaOH auf pH 13 basifiziert und mit
CH2Cl2 (3 × 10 ml)
extrahiert. Die organischen Stoffe wurden vereinigt, getrocknet (Na2SO4) und unter reduziertem
Druck aufkonzentriert. Flash-Chromatographie (5% McOH/95 % EtOAc)
des Rückstands
ergab den cis-Aminoalkohol als einen braunen Feststoff (518 mg,
64%). 1H NMR (300 MHZ, CDCl3) δ 8,17 (s,
1H), 8,13 (d, J = 7,1 Hz, 1H), 7,38 (d, J = 8,1 Hz, 1H), 4,50–4,45 (m,
1H), 4,45–4,40
(m, 1H), 3,52–3,49
(m, 1H), 3,17– 3,03
(m, 1H), 1,43 (s, 9H). Dieses Produkt wurde zum cis-Analogen der
Verbindung 4 umgewandelt, wobei die bei der Synthese von Verbindung
4 beschriebenen Vorgehensweisen verwendet wurden.
-
Herstellung
11
Synthese von Verbindung 21
-
Eine Lösung von 5-Nitroinden (800
mg, 4,97 mmol) und tert-Butyl-N,N-dichloro-carbamat (924 mg, 4,97
mmol) in Toluol (10 ml) wurden 5 Stunden lang bei 50°C erhitzt.
Die erhaltene Lösung
wurde auf 0°C
abgekühlt
und mit einer gesättigten
Lösung
von Natrium-Metabisulfid (10 ml) 20 Minuten lang gerührt. Die
organischen Stoffe wurden mit Ether (2 × 10 ml) extrahiert, getrocknet
(Na2SO4) und unter
reduziertem Druck aufkonzentriert. Flash-Chromatographie (80% Hexane/20%
Et2O) des Rückstands ergab das gewünschte Produkt
als ein farbloses Öl
(312 mg, 22%). 1H NMR (300 MHZ, CDCl3) δ 8,27
(s, 1H), 8,17 (dd, J = 8,3, 2,0 Hz, 1H), 7,40 (d, J = 8,4 Hz, 1H),
5,28 (bs, 1H), 4,84 (bs, 1H), 4,45 (m, 1H), 3,52 (dd, J = 17,0,
7,3 Hz, 1H), 3,04–2,98
(m, 1H), 1,46 (s, 9H).
-
-
Natriumazid (222 mg, 3,43 mmol) wurden
zu einer gerührten
Lösung
des Nitroindanderivats (715 mg, 2,28 mmol) in DMSO (3 ml) bei rt
zugegeben. Die erhaltene purpurrote Lösung wurde 14 Stunden lang
bei 50°C
erhitzt, auf rt abgekühlt
und mit Wasser (5 ml) verdünnt.
Die organischen Stoffe wurden mit EtOAc (4 × 5 ml) extrahiert, getrocknet
(Na2SO4) und unter
reduziertem Druck aufkonzentriert. Flash-Chromatographie (80% Hexane/20%
Et2O) des Rückstands ergab das gewünschte Produkt
als ein farbloses Öl
(675 mg, 68%). 1H NMR (300 MHZ, CDCl3) δ 8,17
(s, 1H), 8,13 (m, 1H), 7,38 (d, J = 8,1 Hz, 1H), 5,74 (bs, 1H),
4,93 (d, J = 5,9 Hz, 1H), 4,61–4,50
(m, 1H), 3,20 (dd, J = 16,6, 7,4 Hz, 1H), 2,92 (dd, J = 16,6, 9,0
Hz, 1H), 1,43 (s, 9H).
-
-
Triphenylphosphin (270 mg, 1,03 mmol)
wurde zu einer gerührten
Lösung
des Azidonitroindanderivats (300 mg, 0,94 mmol) in THF (4 ml) bei
rt zugegeben. Nach 1 Stunde wurde das Solvens unter reduziertem Druck
entfernt und mit McOH (4 ml) ersetzt. Die neue Lösung wurde auf 0°C abgekühlt und
Natriumborhydrid (36 mg, 0,94 mmol) wurde portionsweise zugegeben.
Nach 30 Minuten bei 0°C
wurden 5 Tropfen Eisessig zugegeben. Die Reaktion wurde zum Trocknen
eingedampft und in EtOAc (20 ml) aufgenommen. Die organische Phase
wurde mit 1 N HCl (2 × 10
ml) gewaschen und die wässrige
Phase wurde mit 1 N NaOH auf pH 11 basifiziert und mit EtOAc reextrahiert
(3 × 10
ml). Die organischen Stoffe wurden vereinigt, getrocknet (Na2SO4) und unter reduziertem
Druck aufkonzentriert, wobei das gewünschte Produkt als ein blassbrauner
Feststoff erhalten wurde (196 mg, 71%). 1H
NMR (300 MHZ, CDCl3) δ 8,17 (s, 1H), 8,06 (dd, J =
8,2, 1,9 Hz, 1H), 7,32 (d, J = 8,3 Hz, 1H), 5,27 (bs, 1H), 4,41
(bs, 2H), 3,28–3,21
(m, 1H), 2,94–2,87
(m, 1H), 1,42 (s, 9H).
-
-
p-Ethylsulfonylchlorid (240 mg, 1,17
mmol) wurde zu einer gerührten
Lösung
von Aminonitroindanderivat (330 mg, 1,12 mmol) und Triethylamin
(171 μl,
1,23 mmol) in THF (5 ml) bei 0°C
zugegeben. Die Reaktion wurde dann 2 Stunden lang bei 50°C erhitzt
und abgekühlt
und EtOAc (15 ml) wurde zugegeben. Die organischen Stoffe wurden
mit Salzlösung
(10 ml) gewaschen, getrocknet (Na2SO4) und unter reduziertem Druck aufkonzentriert.
Flash-Chromatographie (50% Hexane/50% Et2O)
des Rückstands
ergab das gewünschte
Produkt als einen weißen
Feststoff (247 mg, 48%). 1H NMR (300 MHZ,
CDCl3) δ 8,07
(d, J = 8,4, 2,1 Hz, 1H), 7,77 (d, J = 8,0 Hz, 2H), 7,39–7,31 (m,
4H), 5,20–4,98
(m, 2H), 4,81–4,73
(m, 1H), 4,44 (p, J = 6,7 Hz, 1H), 3,25 (dd, J = 16,7, 6,5 Hz, 1H),
2,89 (dd, J = 17,2, 6,4 Hz, 1H), 2,72 (q, J = 7,5 Hz, 2H), 1,45
(s, 9H), 1,29 (t, J = 7,6 Hz, 3H).
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Natriumborhydrid (68 mg, 1,7 mmol)
wurde portionsweise zu einer gerührten
Lösung
von Nitroindanderivat (168 mg, 0,36 mmol) und Nickelchlorid (10
mg, 0,08 mmol) in THF/Methanol (1 : 1, 3 ml) bei 0°C portionsweise
zugegeben. Nach 20 Minuten wurde das Reaktionsgemisch mit Wasser
(5 ml) gequencht, mit EtOAc (3 × 10
ml) extrahiert, getrocknet (Na2SO4) und unter reduziertem Druck aufkonzentriert,
wobei das gewünschte
Produkt als ein blassbrauner Feststoff (156 mg, 99%) erhalten wurde. 1H NMR (300 MHZ, CDCl3) δ 7,81 (d,
J = 8,3 Hz, 1H), 7,36 (d, J = 8,1 Hz, 1H), 6,92 (d, J = 7,9 Hz,
1H), 6,53 (d, J = 7,0 Hz, 1H), 6,11 (bs, 1H), 5,04–4,92 (bs,
2H), 4,63– 4,55
(bs, 1H), 4,32–4,24
(m, 1H), 3,04–2,94
(m, 1H), 2,75 (q, J = 7,5 Hz, 2H), 2,68–2,55 (m, 1H), 1,43 (s, 9H),
1,25 (t, J = 7,5 Hz, 3H).
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m-Anisoylchlorid (6,5 μl, 0,046
mmol) wurde zu einer gerührten
Lösung
des Aminoindanderivats (20 mg, 0,046 mmol) und Triethylamin (7,7 μl, 0,055
mmol) in THF (3 ml) bei 0°C
zugegeben. Nach 30 Minuten wurde das Reaktionsgemisch mit EtOAc
(10 ml) verdünnt,
mit Salzlösung
(10 ml) gewaschen, getrocknet (Na2SO4) und unter reduziertem Druck aufkonzentriert.
Flash-Chromatographie (50% Hexane/50% EtOAc) des Rückstands
ergab das gewünschte
Endprodukt als einen weißen
Feststoff (22 mg, 84%). 1H NMR (300 MHZ,
CDCl3) δ 7,84
(d, J = 8,4 Hz, 2H), 7,70–7,61
(m, 2H), 7,40– 7,34
(m, 4H), 7,18 (d, J = 8,1 Hz, 1H), 7,11–6,91 (m, 2H), 4,98 (d, J =
8,0 Hz, 1H), 4,98– 4,90
(bs, 1H), 4,69 (t, J = 7,0 Hz, 1H), 4,39–4,30 (m, 1H), 3,89 (s, 3H),
3,14 (dd, J = 15,9, 6,7 Hz, 1H), 2,76 (dd, J = 15,9, 5,1 Hz, 1H),
2,71 (q, J = 7,7 Hz, 2H), 1,44 (s, 9H), 1,24 (t, J = 7,6 Hz, 3H).
-
-
Trifluoressigsäure (0,5 ml) wurde zu einer
gerührten
Lösung
des Zwischenprodukts (22 mg, 0,04 mmol) in CH2Cl2 (2 ml) bei 0°C zugegeben. Das Eisbad wurde
entfernt und man ließ die
Reaktion sich über eine
Stunde lang auf rt erwärmen.
Das Solvens wurde unter reduziertem Druck entfernt und durch EtOAc
(5 ml) ersetzt. Eine gesättigte,
wässrige
Lösung
von NaHCO3 wurde zu der organischen Lösung zugegeben
und das biphasische System 30 Minuten lang kräftig gerührt. Die organische Schicht
wurde abgetrennt, getrocknet (Na2SO4) und unter reduziertem Druck aufkonzentriert,
wobei das gewünschte
Produkt als ein gebrochen weißer
Feststoff erhalten wurde (11 mg, 61 %). 1H
NMR (300 MHZ, DMSO-d6) δ 10,1 (s, 1H), 7,81 (d, J =
8,1 Hz, 2H), 7,69–7,40
(m, 7H), 7,15–7,11
(m, 2H), 5,73 (s, 2H), 4,53 (d, J = 5,6 Hz, 1H), 3,83 (s, 3H), 2,85
(dd, J = 15,8, 6,2 Hz, 1H), 2,65 (q, J = 7,5 Hz, 2H), 2,53–2,44 (m,
1H), 1,16 (t, J = 7,6 Hz, 3H).
-
Herstellung
12
Synthese der Regioisomeren von Verbindung 4:
-
Eine Lösung von konz. H2SO4 (30 g) und konz. HNO3 (10
g) wurde tropfenweise über
2 Stunden zu einer gerührten
Lösung
von Indan (10 g, 81,6 mmol) bei –20°C zugegeben. Die erhaltene purpurrote
Lösung wurde
dann 1 weitere Stunde gerührt
und danach wurde Wasser (20 g) tropfenweise zugegeben. Die organischen
Stoffe wurden mit EtOAc (3 × 20
ml) extrahiert, getrocknet (Na2SO4) und unter reduziertem Druck aufkonzentriert.
Flash-Chromatographie (80% Hexane/20% Et2O)
des Rückstandes
ergab ein 2 : 3-Gemisch der beiden Produkte (5,33 g, 37%) als ein
viskoses Öl.
Dieses Material wurde im nächsten
Schritt ohne weitere Reinigung direkt verwendet.
-
-
Eine Lösung von CrO3 (7,59
g, 75,9 mmol) in 50%iger wässriger
Essigsäure
(84 ml) wurde tropfenweise zu einer gerührten Lösung der beiden Nitroindane
(3,0 g, 18,4 mmol) in Essigsäure
(75 ml) bei rt zugegeben. Nach der Zugabe wurde weitere 24 Stunden
lang gerührt.
Dann wurde langsam Isopropylalkohol (50 ml) zugegeben und das grüne Gemisch
wurde 30 Minuten lang bei rt gerührt.
Die organischen Stoffe wurden mit Et2O (4 × 20 ml)
extrahiert, getrocknet (Na2SO4)
und unter reduziertem Druck aufkonzentriert. Flash-Chromatographie
(30% EtOAc/70% Hexane bis 50% EtOAc/50% Hexane) ergab drei getrennte
Verbindungen in einem Verhältnis
von 3 : 3 : 1 (A : B : C) in einer kombinierten Ausbeute von 22%. 1H NMR der Verbindung A (300 MHz, CDCl3) δ 8,36
(d, J = 2,0 Hz, 1H), 8,25 (dd, J = 7,0, 2,0 Hz, 1H), 7,92 (d, J
= 7,0 Hz, 1H), 3,32–3,27
(m, 2H), 2,88–2,83
(m, 2H).
-
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Rhodiumtrichlorid (1 mg, Kat.) wurde
zu einer Lösung
von 1-Nitroinden (150 mg, 0,93 mmol) in absolutem Ethanol (8 ml)
bei rt zugegeben. Die erhaltene Lösung wurde 14 Stunden lang
zum Rückfluss
erhitzt, danach wurde das Solvens entfernt und der Rückstand
mittels Flash-Chromatographie (5% Et2O/95%
Hexane) gereinigt, wobei man das gewünschte Produkt (64 mg, 43%)
als einen blassbraunen Feststoff und Ausgangsmaterial (76 mg, 51%)
erhielt. 1H NMR des Produkts (300 MHZ, CDCl3) δ 8,15
(d, J = 6,6 Hz, 1H), 7,74–7,70 (m,
2H), 7,34 (t, J = 6,6 Hz, 1H), 6,95–6,90 (m, 1H), 3,54 (s, 2H).
-
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Dieses Regioisomer von Verbindung
4 wurde synthetisiert, indem dieselbe allgemeine Vorgehensweise
wie zur Herstellung von Verbindung 4 verwendet wurde. 1H
NMR (300 MHZ, CD3OD) δ 8,24 (d, J = 8,4 Hz, 1H), 7,81
(d, J = 8,2 Hz, 2H), 7,59 (d, J = 1,1 Hz, 1H), 7,50–7,36 (m,
6H), 7,09 (dd, J = 8,1, 2,5 Hz, 1H), 6,66 (d, J = 8,3 Hz, 1H), 5,10
(bs, 1H), 4,36 (dd, J = 8,1, 5,1 Hz, 1H), 4,10 (q, J = 6,0 Hz, 1H),
3,82 (s, 3H), 3,07 (dd, J = 15,8, 6,6 Hz, 1H), 2,70 (q, J = 7,5
Hz, 2H), 2,59 (dd, J = 15,6, 5,8 Hz, 1H), 1,23 (t, J = 7,5 Hz, 3H).
-
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Dieses Regioisomer von Verbindung
4 wurde auf dieselbe allgemeine Vorgehensweise synthetisiert, die
zur Herstellung von Verbindung 4 verwendet wurde. 1H
NMR (300 Hz, CDCl3) δ 7,91 (d, J = 8,3 Hz, 3H), 7,61
(s, 1H), 7,42–735
(m, 5H), 7,22 (t, J = 7,9 Hz, 2H), 7,10 (dd, J = 7,9, 1,38 Hz, 1H),
6,72 (d, J = 7,4 Hz, 1H), 5,02 (d, J = 7,5 Hz, 1H), 4,56–4,51 (m,
2H), 3,87 (s, 3H), 3,38 (s, 1H), 3,25 (dd, J = 15,7, 7,7 Hz, 1H), 2,81–2,72 (m,
3H), 1,28 (t, J = 7,5 Hz, 3H).
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BioAssays
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1. Klonieren, Konstruieren
und Testen von CHO-Zellen, die menschliche spannungsgesteuerte Kaliumkanäle exprimieren
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Menschliche spannungsgesteuerte Kaliumkanäle wurden
aus genomischer, zellulärer
HeLa-DNA mittels Polymerase-Kettenreaktion (PCR) kloniert, sequenziert
um ihre Zusammensetzung zu verifizieren und dann permanent in Eierstock-Zelllinien
des chinesischen Hamsters (Chinese Hamster Ovary, CHO) (erhalten von
ATCC) exprimiert, wobei dem Fachmann bekannte Verfahren verwendet
wurden.
-
Üblicherweise
wurden HeLa-Zellen (etwa 1000 Zellen) in Phosphat-gepufferter Kochsalzlösung gewaschen,
pelletisiert und in 50 μl
sterilem Wasser lysiert. PCR-Reagenzien einschließlich spezifischer
Endprimer wurden direkt zu dem Lysat zugegeben und das Gemisch wurde
40 Temperaturzyklen unterzogen. Die Reaktionsprodukte wurden auf
einem Agarosegel aufgetrennt und eine DNA-Bande, die der erwarteten
Größe des amplifizierten
Produkts entsprach, wurde isoliert und in den Klonierungssektor
pCRll (Invitrogen) subkloniert. Das Konstrukt wurde in E. coli amplifiziert
und eine Reihe von unabhängigen
Subklonen isoliert und sequenziert, um die Identität des klonierten
Kanals zu verifizieren. Fehlerfreie Teile dieser Klone wurden dann
zusammen ligiert, um ein vollständiges
cDNA-Konstrukt zu bilden und dieses Konstrukt wurde in den eukaryotischen Expressionsvektor
pCDNA3 (Invitrogen) subkloniert. Das fertige Konstrukt enthielt
eine Kozak-Sequenz am Anfang, um die Proteinsynthese zu steuern.
CHO-Zellen wurden
mit dem Konstrukt transfiziert und stabile, exprimierende Zellen
wurden ausgewählt,
indem G418 in das Kulturmedium eingeführt wurde. Nach 3 Wochen wurden
stabil transfizierte Zellen bei limitierter Dichte gesät und einzelne
Klone isoliert und bis zur Konfluenz gezüchtet.
-
Stabile Klone wurden auf spannungsgesteuerte
Kaliumkanalexpression mittels eines 86Rubidium (86Rb)-Ionenflusstests (siehe im Folgenden
unter Methodologie) getestet. Im Fall des Kaliumkanäls Kv1.3
wurden vier positive Klone und eine negative Kontrolle in dem Rubidiumeffluxtest
auf Inhibierung des Effluxes durch Margatoxin, einem bekannten selektiven
Blocker für
Kv1.4-Kanäle
getestet. Sämtliche
positive Klone zeigten einen KCl-stimulierten 86Rb-Efflux
zwischen 7 bis 10-fach über
Basal, der bei einem Level von etwa 95% inhibiert wurde, wenn Margatoxin
vorhanden war. Diese Klone wurden darüber hinaus mittels Elektrophysiologie
getestet und es wurde klar gezeigt, dass sie Eigenschaften besitzen,
die mit der Expression des Kaliumkanals konsistent sind.
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2. 86Rubidiumefflux
aus Zellmonoschichten
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CHO-Zellen, die entweder mit menschlichem
Kv1.5 oder Kv1.3 stabil transfiziert waren sowie nicht-transfizierte
Zellen wurden bis zu etwa 90% Konfluenz in 24 Well-Gewebekulturplatten
gezüchtet.
Das Gewebekulturwachstumsmedium wurde dann entfernt und mit 1 ml
Iscoves modifiziertem DMEM ersetzt, das 86Rb
in einer Konzentration von 1 μCi/ml
enthielt und drei Stunden lang bei 37°C inkubiert, um eine intrazelluläre Aufnahme
des Isotops zu ermöglichen.
Am Ende der Inkubationsperiode wurde die 86Rb-Lösung abgesaugt und die Zellen
drei mal mit Earls Balanced Salt Solution (EBSS) gewaschen. Die
Zellen wurden dann 15 Minuten bei Raumtemperatur in 0,6 ml/Well
EBSS oder EBSS, das die zu testenden Verbindungen enthielt, inkubiert.
Am Ende dieser Periode wurde eine 0,3 ml-Probe zur Analyse entnommen,
um den Basalefflux von 86Rb zu bestimmen.
Zu jeder Vertiefung wurden dann 0,3 ml einer modifizierten EBSS
mit hohem KCl-Gehalt zugegeben, die 125 mM KCl enthielt (NaCl ersetzt
durch KCl; KCl Endkonzentration in jeder Vertiefung betrug 65 mM)
und die zu testenden Verbindungen enthielt. Die hohe KCl-Konzentration
wurde dazu verwendet, die Zellen zu Membranpotentialen zu depolarisieren,
die Kv1.3- und Kv1.5-Kanäle
aktivieren. Nach 15-minütiger Inkubation
wurde eine weitere 0,3 ml-Probe zur Analyse entnommen. Schließlich wurden
0,3 ml 0,2% Natriumdodecylsulfat in EBSS zu jeder Vertiefung zugegeben,
um die Zellen zu lysieren. Von diesem Lysat wurden 0,3 ml zur Analyse
entnommen, um den Zellendgehalt von 86Rb
zu bestimmen.
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Die Proben wurden in einem Wallac
Microbeta Liquid Scintillation Counter auf Cerenkov-Emission gezählt. Der
Efflux wurde als Prozentsatz des anhänglichen Zellgehalts an 86Rb angegeben.
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3. Fluoreszenzmessung
des Zellmembranpotentials
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CHO-Zellen, die stabil transfiziert
waren mit Genen, die für
menschliche spannungsgesteuerte Kaliumkanäle kodieren, wurden bis zu
80–90%
Konfluenz in 96 Well-Gewebekulturplatten gezüchtet. Am Versuchstag wurden
sie wiederholt mit einem modifizierten EBSS (116 mM NaCl, 5,4 mM
KCl, 1,8 mM CaCl2, 0,8 mM MgCl2, 20
mM HE- PES, 5 mM
Glukose; pH 7,4, 300 mOsm) plus 5 μM des spannungsempfindlichen
Oxonol-Farbstoffs, bis-(1,3-Dibutylbarbitursäure)trimethinoxonol (DiBac4(3)) in Kontakt gebracht. DiBac4(3)
bindet an intrazelluläre
Proteine in einem Membranpotential-abhängigen Prozess, wobei die effektive
Konzentration fluoreszierender Moleküle verändert wird. Eine Zunahme der
Fluoreszenz zeigt eine Membran-Depolarisierung an, während eine
Abnahme der Fluoreszenz eine Membran-Hyperpolarisierung anzeigt
(Epps et al., Chemistry and Physics of Lipids, 69: 137, 1994). Die
Zellen in jeder Vertiefung wurden dann in EBSS + 5 μM DiBac4(3) 30 Minuten lang bei 37°C inkubiert.
Die 96 Well-Platte wurde dann in eine Kammer mit einer kontrollierten
Temperatur von 35°C
gegeben, und zwar in einem sogenannten fluorescence imaging plate
reader auf Laserbasis (NovelTech Inc.). Die Daten wurden alle 60
Sekunden für
Zeiträume
im Bereich von 20 bis 40 Minuten gesammelt. Um eine vergleichende
Quantifizierung der Größenordnung
der Arzneistoff-induzierten Änderungen
in dem Fluoreszenzsignal zu erlauben, wurden die Veränderungen
verglichen mit der Zugabe von EBSS + 5 μM DiBac4(3)
ohne Arzneistoff und EBSS + 5 μM
DiBac4(3) + 30 mM KCl ohne Arzneistoff und
als Prozentsatz der Zunahme der Fluoreszenz angegeben, die induziert
wurde, indem die Zellen 30 mM KCl ausgesetzt waren. (Es ist bekannt,
dass ein Anstieg des extrazellulären
KCl Zellen depolarisiert). Für
einen wirksamen Einsatz von DiBac4(3) in
den zuvor beschriebenen Tests wurde der Kontakt der Farbstoff-haltigen
Lösungen
mit Kunststoffen und Proteinen auf ein Mindestmaß begrenzt.
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4. Elektrophysiologische
Studien
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Elektrophysiologische Aufzeichnungen
nativer Kanäle
in Zellen und Zelllinien, klonierten und exprimierten Kanälen in Zellen
(z. B. CHO-Zellen) sowie von isolierten kardialen Myocyten wurden
durchgeführt, indem
die gesamte Zellkonfiguration der sogenannten Patch Clamp-Technik
verwendet wurde (Hamill et al., Pflugers Archiv 391: 85, 1981).
Die Zelllinien wurden wie zuvor beschrieben hergestellt (Klonieren
usw.). Kardiale Myocyten von Ratten und Menschen wurden isoliert,
wobei die in Castle und Slawsky, J. Pharmacol. Exp. Ther. 264: 1450,
1993 bzw. Wang et al., Circ. Res., 73: 1061, 1993, beschriebenen
Verfahren verwendet wurden. Die Zellen wurden auf Labordeckgläser, sogenannte
coverslips, mit einer Dichte von 2 × 10–4 Zellen
pro coverslip platiert und innerhalb 24–48 Stunden für gezüchtete Zelllinien
und innerhalb 6 Stunden für
isolierte kardiale Myocyten verwendet. Die coverslips wurden in
eine kleine Kammer (Volumen 200 μl)
auf die mechanische Stufe eines invertierten Mikroskops gegeben
und mit extrazellulärer
Aufzeichnungslösung
durchströmt (2
ml/Min.). Die Arzneistoffanwendung wurde mittels einer Reihe von
Glaskapillarröhrchen
mit enger Bohrung (innerer Durchmesser ~100 μm) erreicht, die etwa 200 um
von der Zelle positioniert waren. Die Anwendung von Spannungs-Clamp-Pulsen,
Datenerfassung und die Analyse wurden von einem 75 MHz Pentiumcomputer kontrolliert,
wobei pCLAMP 6.0 Software (Axon Instruments Inc. Foster City, CA)
verwendet wurde.
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5. Lymphozyten-Proliferationsuntersuchungen
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Ein T-Lymphozyten-Proliferationstest
wurde durchgeführt,
wobei menschliche periphere T-Lymphozyten verwendet wurden, die
mittels Zentrifugation auf Lymphozyten-Abtrennmedium (Organon Teknika)
isoliert wurden, und anschließender
Haftung der Nicht-T-Zellen auf Nylonwolle (es wurde gefunden, dass
T-Lymphozyten nach der Isolation eine Lebensfähigkeit von > 98% aufweisen, und
zwar mittels Trypanblauausschluss). Die Zellen wurden in RPMI-Medium
resuspendiert, das mit 10% fetalem Rinderserum bei einer Konzentration von
1 × 106 Zellen/ml ergänzt war. 100 μl Zellen/Well
wurden auf eine 96-Well-Platte verteilt. Die Zellen wurden in Gegenwart
oder Abwesenheit verschiedener Antagonisten 3 Tage lang mit Phytohämoagglutinin
(1,25 oder 2,5 μg/ml
Endkonzentration) stimuliert. Am 4. Tag wurden die Zellen mit [3H]Thymidin weitere 18 Stunden lang gepulst
und auf Glasfaser-Filtermatten mit extensivem Waschen geerntet.
Die Matten wurden in einem Wallac Microbeta Liquid Scintillation-Zähler unter
Verwendung eines aufgeschmolzenen Scintillant gezählt. Weitere Wells
wurden am Ende der 18-Stundenperiode gezählt, um festzustellen, ob die
Arzneistoffbehandlungen eine zelluläre Toxizität verursachten.
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BEISPIEL 1
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Wirkung von Verbindung
4 auf das Membranpotential in Zellmonoschichten
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Die Inhibition von spannungsgesteuerten
Kaliumkanälen
durch Verbindung 4 und verwandte Moleküle wurde ursprünglich bewertet
durch ihre Fähigkeit,
die Zellmembran-Depolarisation
in Monoschichten von CHO-Zellen zu induzieren, die mit cDNA für menschliche
Kv1.5- oder Kv1.3-Kaliumkanäle
permanent transfiziert waren. Die Wirkungen der Indanverbindung
4 und verwandter Moleküle
wurde mit den Wirkungen bekannter Inhibitoren für Kv1.5 oder Kv1.3 verglichen,
das Membranpotential zu verändern,
wie mit dem spannungsabhängigen
fluoreszierenden Farbstoff DiBac4(3) nachgewiesen
wurde, der induziert durch 30 mM KCl zur Depolarisierung normalisiert
war. 1 veranschaulicht
beispielsweise die Wirkung von Verbindung 4 auf Membranpotential
in Monoschichten von CHO-Zellen, die menschliches Kv1.3 darstellen,
die bei 10 um eine Depolarisation hervorrufen, deren Größenordnung ähnlich derjenigen
ist, die durch das Kv1.3-spezifische Blockierungstoxin Margatoxin
hervorgerufen wird. Die Werte sind ± Standardfehler aus 4 Messungen.
Die Zugabe von Agentien ist durch Pfeile angegeben. Die Basislinienfluoreszenz
wird durch offene Symbole angegeben. Die durch die Verbindung 4
induzierte Depolarisation lag in nicht-transfizierten Zellen nicht
vor.
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BEISPIEL 2
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Wirkung von Verbindung
4 auf 86Rubiniumflüsse von Zellmonoschichten,
die Kv1.5 oder Kv1.3 exprimieren
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Die Wirkung von Verbindung 4 auf
den Efflux von 86Rb aus vorgeladenen Monoschichten
von CHO-Zellen, die entweder menschliches Kv1.5 oder Kv1.3 exprimieren,
ist in 2 gezeigt. Die
Werte sind ± Standardfehler
(n = 4) der Menge an in einem Zeitraum von 15 Minuten freigesetztem 86Rb und sind als Prozentsatz des anfänglichen
Zellgehalts angegeben. Die Beziehung zwischen dem KCl-induzierten
Efflux und der Aktivierung von Kv1.3 oder Kv1.5 wird durch die Beobachtung
gestützt,
dass nicht-transfizierte
CHO-Zellen keine Zunahme des 86Rb-Effluxes
in Gegenwart von KCl zeigen. Die unterschiedliche Wirkung von 5
nM Margatoxin bestätigte
die kanalspezifische Aktivierung von 86Rb-Efflux
von CHO-Zellen, die Kv1.3 und Kv1.5 exprimieren. Ein Anstieg der
Geschwindigkeit des 86Rb-Effluxes nach Exposition
von 60 mM KCl trat in Zellen ein, die Kv1.5 und Kv1.3 exprimieren,
lag jedoch nicht in nicht-transfizierten (Wildtyp)-Zellen vor. In
Kv1.3 exprimierten Zellen kann der von 60 mM KCl hervorgerufene
Anstieg der 86Rb-Effluxgeschwindigkeit vollständig aufgehoben
werden, und zwar durch eine vorherige Exposition von entweder 5
nM Margatoxin oder 10 μM
Verbindung 4. Entsprechend inhibiert 10 μM Verbindung 4 den von 60 mM
KCl hervorgerufenen Anstieg in der 86Rb-Effluxrate
in CHO-Zellen, die Kv1.5 exprimieren, völlig.
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BEISPIEL 3
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Wirkung von Verbindung
4 und verwandter Verbindungen auf Kv1.5 und Kv1.3 Kaliumkanäle
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Eine direkte Messung der inhibitierenden
Wirkung von Verbindung 4 und verwandter Verbindungen auf Ionenströme wurde
gemessen, wobei der gesamte Zell-Patch-Clamping-Test wie er beschrieben
wurde verwendet wurde. Die inhibitorische Wirkung von Verbindung
4 auf ionische Ströme
durch Kv1.5- und Kv1.3-Kanäle
in CHO-Zellen ist beispielsweise in
3 veranschaulicht.
500 ms Spannungsklemmschritte von –80mV bis +60mV wurden auf
einzelne Zellen alle 20 Sekunden für Kv1.5 und alle 60 Sekunden
für Kv1.3
angelegt. In Abwesenheit von Arzneistoff aufgezeichnete Stromspuren
und anschließend
eine 5-minütige
Präinkubation mit
10 μM Verbindung
4 sind gezeigt. Die Wirksamkeit von Verbindung 4 und repräsentativer
struktureller Homologe als Inhibitoren von Kv1.5 sind in Tabelle
1 angegeben. Tabelle
1
Verbindung | 50%
Kanalinhibierung |
| (IC50) |
4 | 0,1 μM (etwa) |
2 | 1 μM (etwa) |
16 | 1 μM (etwa) |
13 | 1 μM (etwa) |
11 | 1 μM (etwa) |
15 | 1 μM (etwa) |
17 | > 1 μM (etwa) |
12 | > 1 μM (etwa) |
10 | > 1 μM (etwa) |
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Andere Verbindungen, die als Beispiele
der Formeln (I), (II) und (III) illustriert sind, zeigten IC50-Werte von größer als 5 μM jedoch weniger als 50 μM.
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BEISPIEL 4
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Wirkung von Verbindung
4 auf IKur in menschlichen Vorhofmyocyten
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Der sogenannte delayed rectifier
spannungsgesteuerte Kaliumkanal, der für den karidalen ionischen Strom
verantwortlich ist, der verschiedentlich als IKur oder
ISus bezeichnet wird, enthält vermutlich
das Kv1.5-α-Untereinheit-Genprodukt.
Es wird allgemein angenommen, dass IKur (oder
ISus) bei der Repolarisation des menschlichen
Vorhofaktionspotentials von Bedeutung ist (Wang et al., Circ. Res.
73: 1061, 1993; Fedida et al., Circ. Res. 73: 210, 1993; Wang et
al., J. Pharmacol. Exp. Ther. 272: 184, 1995). Es wurde gefunden, dass
1 μM von
Verbindung 4 die IKur-Ströme in isolierten,
menschlichen Vorhofmyocyten um > 50%
inhibiert.
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BEISPIEL 5
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Wirkung von Verbindung
4 auf das kardiale Aktionspotential
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Eine funktionelle Konsequenz der
Kaliumkanalinhibition im Herzen ist eine Verlängerung der Dauer des Aktionspotentials.
Diese Zunahme der Dauer des Aktionspotentials und die daraus resultierende
Verlängerung
der effektiven Refraktärzeit
um die elektrische Erregung im Herzen zu propagieren, wird vom Mechanismus
her den antirhythmischen Eigenschaften von Mitteln zugesprochen,
die Kaliumkanäle
blockieren. 1 μM von
Verbindung 4 verlängert
das Aktionspotential um > 50%
in isolierten menschlichen atrialen Myocyten. Entsprechend zeigt 4, dass 1 μM Verbindung
4 das Aktionspotential in kardialen Myocyten von Ratten verlängert.
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BEISPIEL 6
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Lymphozyten-Proliferationstest
von Verbindung 4
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Eine funktionelle Konsequenz der
IKn (Kv1.3)-Inhibierung in menschlichen
Lymphozyten ist eine Inhibierung einer durch Antigen hervorgerufenen
Zellproliferation (Chan dy et al., J. Exp. Med. 160: 369, 1984; Lin et
al., J. Exp. Med. 177: 637, 1993). Eine solche Wirkung wäre daher
immunosuppresiv und ergäbe
Therapien für
Leiden, in denen die Immunzellaktivierung und Proliferation verhindert
oder behandelt werden muss.
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Verbindung 4 wurde in einem in vitro-Lymphozyt-Proliferationstest
geprüft,
um festzustellen, ob seine Kv1.3-blockierende Wirkung zu funktionellen Änderungen
in einem menschlichen Zellsystem führen würden. Wie in 4 gezeigt ist, inhibierten Margatoxin,
Charybdotoxin und Verbindung 4 sämtliche
die Lymphozyten-Proliferation in einem ähnlichen Ausmaß, im Vergleich
zu Kontrollen mit nur PHA. Verbindung 4 war für menschliche T-Lymphozyten
nicht toxisch, da nach 90 Stunden Exposition von 10 μM der Verbindung
4 keine Abnahme der Lebensfähigkeit
der Zellen vorlag.
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Die Prinzipien, bevorzugten Ausführungsformen
und Vorgehensweisen der vorliegenden Erfindung sind in der vorstehenden
Beschreibung beschrieben worden. Die Erfindung, die hier geschützt werden
soll, soll jedoch nicht auf die besonderen beschriebenen Formen
beschränkt
sein, da diese der Veranschaulichung dienen und nicht einschränkend wirken
sollen. Der Fachmann erkennt Variationsmöglichkeiten in den zuvor beschriebenen
Verfahren und er erkennt geeignete Modifikationen, die auf der obigen
Beschreibung basieren, um die erfindungsgemäßen Verbindungen herzustellen
und zu verwenden. In der vorstehenden Beschreibung werden die folgenden
Abkürzungen
verwendet:
Bezeichnung | Reagens
oder Fragment |
m-CPBA | meta-Chloroperoxybenzoesäure |
Ac | Acetyl
[CH3C(O)-] |
LC | Flüssigkeitschromatographie |
THF | Tetrahydrofuran |
TLC | Dünnschichtchromatographie |
DMF | Dimethylformamid |
DMAP | para-Dimethylaminopyridin |
TEA | Triethylamin |
Me | Methyl |
Et | Ethyl |
EtOH | Ethanol |
Et2O | Diethylether |
McOH | Methanol |
EtOAc | Ethylacetat |
Bezeichnung | Reagens
oder Fragment |
pTSA | para-Toluolsulfonsäure |
TsOH·H2O | para-Toluolsulfonsäure·Wasser |
PhMe | Toluol |
I-PrOH | iso-Propanol |
AcOH | Essigsäure |
NEt3 | Triethylamin |
TFA | Trifluoressigsäure |
(S,S)Mn-salem | (S,S)-N,N'-bis-(3,5-di-terf-butylsalyciden)-1,2-cyclohexandiaminomangan-(III)-chlorid |
PPNO | 4-Phenylpyridin-N-oxid |
HOBt | 1-Hydroxybenzotriazol |
EDC | 1-(3-Dimethylaminopropyl)-3-ethylcarbodümidhydrochlorid |
4-DMAP | 4-Dimethylaminopyridin |
NH4Oac | Ammoniumacetat |
MeCN | Acetonitril |
BocNCl2 | terf-Butyl-N,N-dichloro-carbamat |
DMSO | Dimethylsulfoxid |
Ph3P | Triphenylphosphin |
Dibac4 | bis-(1,3-Dibutylbarbitursäure) trimethinoxonol |
rt | Raumtemperatur |