AT502258B1

AT502258B1 - Cox-i-inhibitorverbindungen

Info

Publication number: AT502258B1
Application number: AT0123705A
Authority: AT
Inventors: Thomas Dr Erker; Norbert Dr Handler; Ingo Dr Langhammer
Original assignee: Univ Wien
Priority date: 2005-07-22
Filing date: 2005-07-22
Publication date: 2007-09-15
Also published as: AT502258A1; WO2007009146A1

Description

2 AT 502 258 B1

Die vorliegende Erfindung betrifft neuartige COX-l-lnhibitorverbindungen und deren Verwendung als Arzneimittel sowie zur Herstellung von Arzneimitteln.

Anfang der 1990-er Jahre wurden zwei unterschiedliche Isoformen der Cyclooxygenase (COX) entdeckt, nämlich COX-I und COX-II. Diese beiden Enzyme werden von unterschiedlichen Genen codiert und katalysieren den limitierenden Schritt in der Bildung von Prostanoiden aus der Arachidonsäure. COX-I zeigt die Eigenschaften eines „House-keeping“-Enzyms und wird konstitutiv in praktisch allen Geweben exprimiert. Hohe Expressionsraten von COX-I konnten sowohl in Blutplättchen als auch in der gastrointestinalen Mucosa festgestellt werden. Dieses Enzym hat eine schützende Wirkung auf die Magenschleimhaut und unterstützt die Blutgerinnung.

Im Unterschied dazu wird COX-II als Genantwort auf ein entzündliches und mitogenetisches Geschehen hin exprimiert. Dieses Enzym wird u.a. bei entzündlichen Prozessen sowie bei der Entstehung einiger Tumore, z.B. Kolonkarzinom, und neurodegenerativer Erkrankungen, wie Morbus Alzheimer, gebildet und bei diesen für das Auftreten von Schmerz etc. verantwortlich gemacht.

Selektive COX-ll-lnhibitoren vermindern die Biosynthese von Prostacyclinen, wobei das Thromboxan-Geschehen unbeeinflusst bleibt. Aus diesem Grund sind selektive COX-ll-Hemmer, wie z.B. Celecoxib, Rofecoxib und Valdecoxib, zur Behandlung von rheumatoider Arthritis, Osteoarthritis, zur Minderung von akuten Schmerzen bei Zahnbehandlungen und primärer Dysmenorrhoe zugelassen worden.

Dennoch hat dieses vereinfachte Modell von konstitutiver COX-I- und induzierbarer COX-I I-Expression viele Ausnahmen. So kann die Bildung von COX-I während der Entwicklung eines Organismus reguliert werden. Dagegen wird COX-II u.a. konstitutiv im ZNS, in den für die Reproduktion wichtigen Geweben und in den Nieren gebildet und bedarf in dem oben gezeigten Sinn keiner besonderen Induktion.

Des weiteren sind gerade in letzter Zeit die cardio-vaskulären Implikationen einer selektiven COX-ll-lnhibition auf Basis der Ergebnisse der Vioxx Gastrointestinal Outsomes Research (VIGOR) - Studie ins Zentrum der Kritik geraten. Die akuten Myocard-Infarkt-Raten in dieser Studie erbrachten zwischen Rofecoxib und Naproxen (einem nichtselektiven NSAID) einen signifikanten Unterschied (0,4% und 0,1%).

Dies und die folgenden Befunde lassen den Einsatz von selektiven COX-l-lnhibitoren gerechtfertigt erscheinen: Kürzlich zeigten experimentelle und klinische Ergebnisse eine mögliche Rolle von COX-I in der Schmerz- und Krebsentwicklung. Tatsächlich ergaben Tierversuche, dass das Enzym COX-I eine wichtige Rolle bei der Entwicklung von intestinalen Polypen und Hautkrebs spielt, was mit den Ergebnissen aus epidemiologischen Studien konform geht, welche zeigten, dass die regelmäßige Einnahme von geringen Dosen Aspirin, das nur die Plättchen-COX-l-Aktivität hemmt, das Auftreten von Darmkrebs und die Mortalität reduzieren kann.

Auch bei Ovarialkarzinomen wird COX-I überexprimiert und verstärkt daher die Produktion des angiogenen Wachstumfaktors. Weiters wird vermutet, dass COX-I eine wichtige Rolle bei der Schmerzverarbeitung und vor allem der Schmerzsensibilisierung in den afferenten Bahnen der Wirbelsäule und des Nucleus gracilis spielt.

Selektive COX-l-lnhibitoren könnten somit eine wichtige und nützliche Rolle als analgetisch und chemopräventiv wirkende Substanzen in der Therapie verschiedenster Erkrankungen spielen. Als mögliche Einsatzgebiete von selektiven COX-l-lnhibitoren seien genannt: Behandlung und Vorbeugung von Krankheiten wie Arteriosklerose, Myokardinfarkt, Schlaganfall, Embolien, Thrombosen, Angina pectoris, periphere Durchblutungsstörungen und ähnliches (siehe auch 3 AT 502 258 B1

Graupera, M. et al., J. of Hepatology 39(4):515-521 (2003); Ito, V. et al., European Surgical Research 35(5):408-416 (2003); Candelario-Jalil, E. et al., J. of Neurochemistry 86(3):545-555 (2003)). Eine gastrale Schädigung durch COX-l-lnhibitoren ist hier nicht zu befürchten, da für diese Wirkung offensichtlich die Hemmung beider Cyclooxygenase-Isoformen notwendig ist (Steinhilber, D. etal., Pharmazie in unserer Zeit 33(6):500-501 (2004)).

Selektive COX-l-lnhibitorverbindungen, z.B. auf Basis von Resveratrol sowie Imidazol- und Triazolderivate, sind beispielsweise aus Hsu et al., J. Med. Chem. 47(20):4875-80 (2004); Szewczuk et al., J. Biol. Chem. 279(21):22727-22737 (2004); Leblanc et al., Bioorganic & Medi-cinal Chemistry Letters 5(18):2123-8 (1995); der WO 04/060367 A, WO 03/040110 A, WO 02/076951 A, EP 1122243 A und der WO 03/040110 A bekannt.

Die Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, neuartige Verbindungen bereit zu stellen, die als selektive, zum Teil hoch selektive, COX-l-lnhibitoren wirken. Vorzugsweise sollten diese Verbindungen gegenüber COX-II jedoch keine oder kaum hemmende Wirkung zeigen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch Verbindungen der allgemeinen Formel I gelöst, (I)

N

Ri

wobei R^ ein Rest gemäß Formel lla oder llb ist, wobei n = 1, 2 oder 3,

(Hb) und R2 Wasserstoff, Ci-C4-Alkyl, Ci-C4-Alkyloxy, Ci-C4-Alkylthio oder CrC4-Alkylsulfonyl ist.

Diese Verbindungen erwiesen sich, wie weiter unten gezeigt wird, als selektive, zum Teil hoch selektive COX-l-lnhibitoren mit geringer bzw. vernachlässigbarer Hemmungswirkung für COX-II. Diese Verbindungen sind somit für die Herstellung eines Arzneimittels zur Behandlung von Zustandsbildern und Erkrankungen verwendbar, bei deren Entstehung und/oder Symptomatik COX-I beteiligt ist.

Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind Verbindungen, bei denen: • Ri ein Rest gemäß Formel lla ist, wobei n = 2, und R2 eine Methoxygruppe ist (Formel III) • Ri ein Rest gemäß Formel lla ist, wobei n = 1, und R2 eine Methoxygruppe ist (Formel IV) • Ri ein Rest gemäß Formel lla ist, wobei n = 3, und R2 eine Methoxygruppe ist (Formel V) • Ri ein Rest gemäß Formel lla ist, wobei n = 2, und R2 eine Methylsulfanylgruppe ist (Formel VI) • Ri ein Rest gemäß Formel lla ist, wobei n = 2, und R2 eine Methylsulfonylgruppe ist (Formel VII) • Rt ein Rest gemäß Formel llb ist, wobei n = 2, und R2 eine Methylsulfonylgruppe ist 4 AT 502 258 B1 (Formel VIII)

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft die Verbindungen der allgemeinen Formel I als Arzneimittel. Ferner betrifft die Erfindung die Verwendung der Verbindungen der allgemeinen Formel I zur Herstellung eines Arzneimittels mit COX-l-lnhibitorwirkung.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Beispielen näher erläutert.

Beispiele:

Allgemeine Arbeitsvorschrift zur Herstellung von 1,2-disubstituierten Imidazolen: 2 mmol entsprechend substituiertes 1-Phenyl-1H-imidazol wurde in einem trockenen Dreihalskolben in absolutem THF gelöst. Die Lösung wurde unter Inertgas auf -78°C gekühlt und 2.2 mmol (1,4 ml 1,6 M-Lösung in Hexan-Fraktion) Butyllithium langsam zugetropft. Nach 15 Minuten Rühren wurden 2,4 mmol zyklisches Keton hinzugefügt, für weitere 30 Minuten gerührt und schließlich bei Raumtemperatur zu Ende reagieren gelassen. Die Reaktionsmischung wurde mit 70 ml gesättigter Ammonchloridlösung gewaschen, die wässrige Phase mit Ethylacetat zweimal extrahiert und die organische Phase getrocknet und einrotiert. Nach Umkristallisation erhielt man die gewünschten Imidazole.

Beispiel 1 1-[1-(4-Methoxyphenyl)-1H-2-imidazolyl]-1-cyclohexanol

Die Verbindung der Formel III wurde aus 2 mmol (0,348 g) 1-(4-Methoxyphenyl)-1H-imidazol, 2.2 mmol (1,4 ml 1,6 M-Lösung) Butyllithium und 2,4 mmol (0,25 ml) Cyclohexanon hergestellt. Das Rohprodukt wurde aus Ethanol umkristallisiert. Ausbeute: 0,220 g (39,7%); Fp = 135-137°C. 1H-NMR (200 MHz, CDCI3): δ 7,32-7,26 (m, 2H, Aryl-H), 7,00-6,87 (m, 4H, Aryl-H), 3,87 (s, 3H, OCH3), 2,75 (s, 1H, OH), 1,89-1,07 (m, 10H, Cyclohexanol). 13C-NMR (50 MHz, CDCI3): δ 159,6, 153,0, 131,9, 128,7, 125,9, 124,2, 113,9, 71,7, 55,5, 37,3, 25,2, 21,8. MS: m/z 272 (M+, 31%), 254(100%).

Beispiel 2 1-[1-(4-Methoxyphenyl)-1 H-2-imidazolyl]-1 -cyclopentanol

Die Verbindung der Formel IV wurde aus 2 mmol (0,348 g) 1-(4-Methoxyphenyl)-1/-/-imidazol, 2.2 mmol (1,4 ml 1,6 M-Lösung) Butyllithium und 2,4 mmol (0,21 ml) Cyclopentanon hergestellt. Das Rohprodukt wurde aus 40%-igem Ethanol umkristallisiert. Ausbeute: 0,190 g (36,8%); Fp = 137-141 °C. 1H-NMR (200 MHz, CDCI3): δ 7,36 (AB-System, A-Teil, JAb = 8,9 Hz, 2H, Phenyl-H), 7,00-6,89 (m, 4H, Aryl-H), 3,85 (s, 3H, OCH3), 3,20 (s, breit, 1H, OH), 2,07-1,53 (m, 8H, Cyclopentanol). 13C-NMR (50 MHz, CDCI3): δ 159,5, 152,1, 131,5, 128,5, 125,9, 123,7, 113,8, 79,6, 55,4, 39,6, 23,4. MS: m/z 258 (M+, 6%), 201 (100%).

Beispiel 3 1-[1-(4-Methoxyphenyl)-1H-2-imiazolyl]-1-cycloheptanol

Die Verbindung der Formel V wurde aus 2 mmol (0,348 g) 1-(4-Methoxyphenyl)-1H-imidazol, 2.2 mmol (1,4 ml 1,6 M-Lösung) Butyllithium und 2,4 mmol (0,28 ml) Cycloheptanon hergestellt. Das Rohprodukt wurde mittels Säulenchromatographie (Laufmittel: Toluol/ Ethylacetat = 2 + 8) gereinigt. Ausbeute: 0,150 g (26,6%); Fp = 90-97°C. 1H-NMR (200 MHz, CDCI3): δ 7,29 (AB-System, A-Teil, JAB = 8,9 Hz, 2H, Phenyl-H), 6,98-6,86 (m, 4H, Aryl-H), 3,86 (s, 3H, OCH3), 2,81 (s, breit, 1H, OH), 2,15-2,03 (m, 2H, Cycloheptanol), 1,83-1,25 (m, 10H, Cycloheptanol). 5 AT 502 258 B1 13C-NMR (50 MHz, CDCI3): δ 159,6, 154,1, 131,9, 128,9, 125,5, 124,3, 113,8, 75,4, 55,5, 41,2, 28.7, 22,1. MS: m/z 286 (M+, 26%), 229 (100%).

Beispiel 4 1-[1-[2-(Methylsulfanyl)phenyl]-1H-2-imidazolyl]-1-cyclohexanol

Zuerst wurde das Edukt 1-[2-(Methylsulfanyl)phenyl]-1H-imidazol wie folgt hergestellt. In einem Spitzkolben wurden 5 mmol (0,711 g) 2-Fluorthioanisol, 10 mmol (0,680 g) Imidazol, 0,050 g Kupferpulver und 11 mmol (1,520 g) frisch geglühtes K2C03 eingewogen und mit N-Methyl-pyrolidinon bedeckt. Die Reaktionsmischung wurde bei 200°C am Ölbad eine Woche refluxiert; nach dem Abkühlen wurde mit Ethylacetat/ Wasser extrahiert, die organische Phase getrocknet und einrotiert. Das erhaltene Rohprodukt wurde über eine präparative Säule (Laufmittel Toluol/ Ethylacetat = 4 + 6) gereinigt. Ausbeute: 0,370 g (38,9%); Öl. 1H-NMR (200 MHz, CDCI3): δ 7,65 (s, 1H, Aryl-H), 7,47-7,29 (m, 2H, Aryl-H), 7,27-7,21 (m, 3H, Aryl-H), 7,13 (s, 1H, Aryl-H), 2,36 (s, 3H, SCH3). 13C-NMR (50 MHz, CDCI3): δ 136,1, 129,3, 129,2, 126,8, 126,4, 125,4, 120.4, 15,2. MS: m/z 190 (M+, 100%).

Die Verbindung der Formel VI wurde aus 2 mmol (0,380 g) 1-[2-(Methylsulfanyl)phenyl]-1H-imidazol, 2,2 mmol (1,4 ml 1,6 M-Lösung) Butyllithium und 2,4 mmol (0,25 ml) Cyclohexanon hergestellt. Das Rohprodukt wurde aus 40%-igem Ethanol umkristallisiert. Ausbeute: 0,150 g (26,0%); Fp = 131-136°C. 1H-NMR (200 MHz, CDCI3): δ 7,56-7,01 (m, 5H, Aryl-H), 6,69-6,72 m, 1H, Aryl-H), 2,84 (s, breit, 1H, OH), 2,41 (s, 3H, SCH3), 1,98-0,95 (m, 10H, Cyclohexanol). i3C-NMR (50 MHz, CDCI3): δ 129,5, 128,6, 126,7, 124,7, 124,6, 122,9, 72,0, 37,2, 25,2, 21,7, 14.4. MS: m/z 288 (M+, 20%), 241 (100%).

Beispiel 5 1- [1-[4-(Methylsulfonyl)phenyl]-1H-2-imidazolyl]-1-cyclohexanol

Die Vorstufe 1-[1-[4-(Methylsulfanyl)phenyl]-1H-2-imidazoIyl]-1-cyclohexanol wurde aus 2 mmol (0,380 g) 1-(4-Methylsulfanyl)phenyl-1H-imidazol [1], 2,2 mmol (1,4 ml 1,6 M-Lösung) Butyllithium und 2,4 mmol (0,25 ml) Cyclohexanon hergestellt. Das Rohprodukt wird aus Ethanol umkristallisiert. Ausbeute: 0,288 g (50%); Fp = 122-143°C. 1H-NMR (200 MHz, CDCI3): δ 7,36-7,17 (m, 4H, Aryl-H), 7,03-6,93 (m, 1H, Aryl-H), 6,90-6,80 (m, 1H, Aryl-H), 2,74 (s, 1H, OH), 2,53 (s, 3H, S-CH3), 1,96-1,02 (m, 10H, Cyclohexanol). 13C-NMR (50 MHz, CDCI3): δ 152,7, 139.7, 136,1, 127,9, 126,0, 123,9, 71,7, 37,3, 25,2, 21,8, 15,4. MS: m/z 288 (M+, 53%), 245 (100%).

Zur Herstellung der Verbindung der Formel VII wurden in einem 100 ml Birnenkolben 1 mmol (0,288 g) 1-[1-[4-(Methylsulfanyl)phenyl]-1H-2-imidazolyl]-1-cyclohexanol in 15 ml Methanol gelöst. Danach wurden 2 mmol (1,23 g) Oxone®, gelöst in 10 ml Wasser, zugetropft. Nach einer Stunde Rühren wurden 13 ml 10%-ige NH3-Lösung zugegeben und eine weitere Stunde gerührt. Das Methanol wurde am Rotavapor abdestilliert, die wässrige Phase mehrmals mit Ethylacetat extrahiert, dann die vereinigten organischen Phasen getrocknet und schließlich einrotiert. Das Rohprodukt wurde noch aus Ethanol umkristallisiert. Ausbeute: 0,292 g (91%); Fp = 148-163°C. 1H-NMR (200 MHz, CDCI3): δ 8,07-7,96 (m, 2H, Aryl-H), 7,74-7,62 (m, 2H, Aryl-H), 7,02 (s, 1H, Aryl-H), 6,91 (s, 1H, Aryl-H), 3,13 (s, 3H, S02-CH3), 2,71 (s, 1H, OH), 2,03-1,11 (m, 10H, Cyclohexanol). 13C-NMR (50 MHz, CDCI3): δ 152,4, 144,1, 140,1, 128,4, 127,4, 126,3, 123,7, 70,6, 43,3, 37,3, 25,1, 21,6. MS: m/z 320 (M+, 23%), 277 (100%).

Beispiel 6 2- (1-Cyclohexenyl)-1-[4-(methylsulfonyl)phenyl]-1H-imidazol

Claims

6 AT 502 258 B1 Zur Herstellung der Verbindung der Formel VIII wurden in einem Dreihalskolben 1 mmol (0,320 g) 1 -[1 -[4-(Methylsulfonyl)phenyl]-1 H-2-imidazolyl]-1 -cyclohexanol in einer Mischung aus 7,5 ml Acetanhydrid und 15 ml Eisessig gelöst und eine Stunde bei 130°C gerührt. Das Lösungsmittel wurde abdestilliert und der Rückstand aus Ethanol umkristallisiert. Ausbeute: 0,209 g (69%); Fp = 140-142°C. 1H-NMR (200 MHz, CDCI3): δ 8,14-7,94 (m, 2H, Aryl-H), 7,64-7,44 (m, 2H, Aryl-H), 7,20-7,10 (m, 1H, Aryl-H), 7,09-6,97 (m, 1H, Aryl-H), 5,83-5,70 (m, 1H, Olefin-H), 3,13 (s, 3H, CH3), 2,38-2,18 (m, 2H, Cyclohexenyl-CH2), 2,12-1,93 (m, 2H, Cyclohe-xenyl-CH2), 1,76-1,48 (m, 4H, Cyclohexenyl-CH2). 13C-NMR (50 MHz, CDCI3): δ 148,7, 143,4, 139,5, 132,7, 128,9, 128,8, 127,8, 125,8, 121,1, 44,4, 27,3, 25,4, 22,3, 21,5. MS: m/z 302 (M+, 81%), 301 (100%). Messung der Inhibitorwirkung der Verbindungen der allgemeinen Formel I COX (humaner) Inhibitor Screening Assay: Es wurde ein Immunoassay der Firma IBL Produkte, Hamburg, Deutschland, für die Bestimmung der COX-I und COX-ll-Aktivitäten verwendet. Der Assay bestimmt quantitativ die Prostaglandine F, E und D sowie Thromboxan B-artige Prostaglandine, die durch die Cyclooxy-genase-Reaktion gebildet werden. COX-I und COX-II wurden als sogenannte IC50, 50% Enzym-Hemmung, d.h. die Substanzkonzentration, welche 50% des gemessenen Isoenzyms hemmt, angegeben. Tabelle 1: COX-lnhibitoren - IC50 [μΜ] Substanz ICso (COX-1) [μΜ] ICso (COX-2) [μΜ] Beispiel 1 (Formel III) 8.7 64.0 Beispiel 2 (Formel IV) 15.1 > 100 Beispiel 3 (Formel V) 24.7 92.9 Beispiel 4 (Formel VI) > 100 > 100 Beispiel 5 (Formel VII) 0.02 63.16 Beispiel 6 (Formel VIII) 0.04 0.02 Wie aus der Tabelle ersichtlich, zeigen die erfindungsgemäßen Verbindungen eine gute bis hohe Selektivität für COX-I und kaum hemmende Wirkungen gegenüber COX-II. Patentansprüche: 1. Verbindung der allgemeinen Formel I

(I) Ri

R2 wobei Ri ein Rest gemäß Formel lla oder llb ist, wobei n = 1, 2 oder 3, 7 AT 502 258 B1

und R2 Wasserstoff, Ci-C4-Alkyl, Ci-C4-Alkyloxy, Ci-C4-Alkylthio oder CrC4-Alkylsulfonyl ist.
2. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Ri ein Rest gemäß Formel lla ist, wobei n = 2, und R2 eine Methoxygruppe ist (Formel III).

(III) och3
3. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Ri ein Rest gemäß Formel lla ist, wobei n = 1, und R2 eine Methoxygruppe ist (Formel IV).

(IV) och3
4. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass R! ein Rest gemäß Formel lla ist, wobei n = 3, und R2 eine Methoxygruppe ist (Formel V).

och3
5. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Ri ein Rest gemäß 8 AT 502 258 B1 Formel lla ist, wobei n = 2, und R2 eine Methylsulfanylgruppe ist (Formel VI).
6. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Ri ein Rest gemäß Formel lla ist, wobei n = 2, und R2 eine Methylsulfonylgruppe ist (Formel VII).
7. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass R, ein Rest gemäß Formel llb ist, wobei n = 2, und R2 eine Methylsulfonylgruppe ist (Formel VIII).

(VIII) so2ch3
8. Verbindung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 als Arzneimittel. Keine Zeichnung