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Die
Erfindung betrifft neue Geldanamycin-Derivate, pharmazeutische Zusammensetzungen
und Arzneimittel, die diese oder deren Salze enthalten, und die
Verwendung der Geldanamycin-Derivate zur Behandlung von Erkrankungen,
insbesondere Tumorerkrankungen.
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Geldanamycin-Derivate,
die als starke Inhibitoren des molekularen Chaperons HSP90 (hegt
shock Protein 90) wirken, sind potenzielle Kandidaten für eine neue
Klasse von Antitumor-Medikamenten,
entweder in Mono- oder auch in Kombinationstherapie mit anderen
Zytostatika. Die ersten Substanzen mit diesem Wirkmechanismus (17-AAG
und 17-DMAG) befinden sich bereits in der klinischen Phase I und
II. In vorliegenden Erfindung werden neuartige semisynthetische
Geldanamycin-Derivate beschrieben, mit hoher Affinität zu HSP90,
verminderter Lebertoxizität
und verbesserten pharmakologischen Eigenschaften wie z.B. Wasserlöslichkeit.
Darüber
hinaus sind Geldanamycin-Derivate Kandidaten für eine verbesserte Therapie
von Pilzinfektionen und Erkrankungen durch Parasiten.
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Geldanamycin
ist ein Naturstoff mit einem ansacyclischen chinoiden Grundgerüst, der
1970 erstmals beschrieben worden ist (
US-Patent
3595955 ) und durch Fermentation des Bodenbakteriums Streptomyces
hygroscopicus hergestellt werden kann. Geldanamycin zeigt zytostatische
Aktivität
in mehreren Tumor-Zellinien (
Supko, J. G. et al., Cancer
Chemother. Pharmacol. 1995, 36, 305) sowie auch in verschiedenen
Maus Xenografts (
Schulte, T. W. et al., Cancer Chemother.
Pharmacol 1998, 42, 273; Webb, C. P. et al., Cancer Res. 2000, 2,
342). Es konnte gezeigt werden, dass die antiproliferative
Wirkung der Geldanamycine und verwandter Strukturen auf die Inhibition
von HSP90 (hegt shock Protein 90) zurück geht
Whitesell,
L. et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1994, 91, 8324; Stebbins,
C. E. et al., (Cell 1997, 89, 237). HSP90 ist ein ubiquitäres Chaperon Protein,
das für
die Faltung, Aktivierung und den Zusammenbau einer großen Anzahl
von Proteinen benötigt wird,
darunter auch Schlüsselmoleküle der Signaltransduktion,
der Zellzykluskontrolle und der Transcriptionskontrolle. Einige
dieser Proteine spielen eine wichtige Rolle bei der Tumorentstehung,
wie z.B. p53, Cdk4, Raf-1 Kinase, ErbB2 u. a.
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Bei
der Behandlung von Pilzerkrankungen durch antifungische Wirkstoffe,
z.B. aus der Klasse der Azole, stellen Resistenzentwicklungen ein
großes
medizinisches Problem dar. Es wurde gezeigt, dass HSP90 bei der
Entstehung von Resistenzen eine wichtige Rolle spielt, indem es
durch seine Chaperon Funktion die Entstehung von genetischer Diversität in Reaktion
auf Stressfaktoren erleichtert (Heitman, J., Science 2005, 309,
2175). Die Inhibition von HSP90, z.B. durch Geldanamycin
oder Radicicol, kann die Entstehung von Resistenzen verhindern und
die Sensitivität
der pathogenen Pilze gegen antifungische Wirkstoffe erhöhen (Cowen,
L. E. und Lindquist, S., Science 2005, 309, 2185). Geldanamycinderivate
können
daher auch in der Kombination mit anderen Fungiziden als Fungizid
im Pflanzenschutz eingesetz werden.
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Ein
verwandter Mechanismus kann bei der synergistischen Wirkung von
HSP90-Inhibitoren (z.B. Geldanamycin) mit Cyclosporin A gegen den
Malariaerreger Plasmodium falciparum eine Rolle spielen (Kumar, R.,
et al., Mol Biochem Parasitol. 2005, 141, 29).
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Zwei
Geldanamycin-Derivate (17-AAG und 17-DMAG) befinden sich zur Zeit
in klinischer Entwicklung zur Behandlung von Tumorerkrankungen,
z.B. Hodgkins Lymphome, Melanome, Multiple Myelome, solide Tumore
u. a. Tumorerkrankungen. Dabei können
diese Substanzen entweder in Monotherapie oder in Kombination mit
anderen cytotoxischen Arzneimitteln wie z.B. anderen HSP90 Inhibitoren,
Microtubulin stabilisierenden Substanzen, Interkalierenden Stoffen,
DNA verlinkende Substanzen, Alkylierende Substanzen, Antimetabolite,
Angiogenese Inhibitoren, Topoisomerse Inhibitoren, Nukleosid Analoga
und Tyrosin Kinase Inhibitoren verwendet werden.
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Ein
Antikörper
gegen HSP90 in Kombination mit Amphotericin B ist in der klinischen
Prüfung
gegen systemische Candida Infektionen (Matthews, R. C.,
und Burnie, J. P., Curr Mol Med. 2005, 5, 403).
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Überraschenderweise
wurde gefunden, dass Geldanamycin-Derivate, die insbesondere am
Chinonring derivatisiert sind, potente Arzneimittel darstellen.
Diese Derivate weisen überraschenderweise
zum Teil höhere
Wirksamkeiten auf als die in klinischen Untersuchungen befindlichen
Derivate. Außerdem
weisen die erfindungsgemäßen Geldanamycinderivate
eine höhere
Wasserlöslichkeit
und verminderte Lebertoxizität
auf.
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Die
Erfindung betrifft neue Geldanamycin-Derivate der allgemeinen Formel
I oder II:
wobei
R1
= H; OH; OR11; NH
2, NHR11; NR11R12; SR11;
N
3; F; Cl; Br; I; NHCOOR11, NHCONR11R12, NHCONHOR11;
NHCH
2CH
2OPO(OH)
2; NHCH
2CH
2OSO
3H; NHCH
2CH
2C=NH(NH
2); NHpyranose; NHfuranose;
R11 = C
1-C
8-Alkyl; C
2-C
8-Alkenyl; C
2-C
8-Alkinyl; Cycloalkyl,
Heterocycloalkyl, Aryl; Heteroaryl; C
1-C
4-Alkyl-aryl; C
1-C
4-Alkyl-heteroaryl; wobei jeder dieser Reste
optional ein-, zwei- oder dreimal unabhängig voneinander mit RS11 substituiert
sein kann;
R12 = C
1-C
8-Alkyl;
C
2-C
8-Alkenyl; C
2-C
8-Alkinyl; Cycloalkyl,
Heterocycloalkyl, Aryl; Heteroaryl; wobei jeder dieser Reste optional
ein-, zwei- oder dreimal unabhängig
voneinander mit RS12 substituiert sein kann;
oder
R1,
R12 bilden zusammen ein 3, 4, 5, 6, 7 gliedriges substituiertes
oder unsubstituiertes Ringsystem, deren Kohlenstoffatome durch ein,
zwei, drei oder vier O, S, N Atome substituiert sein können;
R2
= H; OH; OR21; OCOR21; OCONH
2, OCONR21R22,
NH2; NR21R22; NHCONH2; NHCSNH2
R21 = C
1-C
8-Alkyl; C
2-C
8-Alkenyl; C
2-C
8-Alkinyl; Cycloalkyl, Heterocycloalkyl,
Aryl; Heteroaryl; C
1-C
4-Alkyl-aryl; C
1-C
4-Alkyl-heteroaryl;
wobei jeder dieser Reste optional ein-, zwei- oder dreimal unabhängig voneinander
mit RS21 substituiert sein kann;
R22 = C
1-C
8-Alkyl; C
2-C
8-Alkenyl; C
2-C
8-Alkinyl; Cycloalkyl, Heterocycloalkyl,
Aryl; Heteroaryl; wobei jeder dieser Reste optional ein-, zwei-
oder dreimal unabhängig
voneinander mit RS22 substituiert sein kann;
R2a = H; C
1-C
8-Alkyl; COR2a1;
CONHOH; CONHOR2a1; CONH
2; CONR2a1R2a2
R2a1
= C
1-C
8-Alkyl; C
2-C
8-Alkenyl; C
2-C
8-Alkinyl; Cycloalkyl,
Heterocycloalkyl, Aryl; Heteroaryl; C
1-C
4-Alkyl-aryl; C
1-C
4-Alkyl-heteroaryl; wobei jeder dieser Reste
optional ein-, zwei- oder dreimal unabhängig voneinander mit RS2a1
substituiert sein kann;;
R2a2 = C
1-C
8-Alkyl; C
2-C
8-Alkenyl; C
2-C
8-Alkinyl; Cycloalkyl, Heterocycloalkyl,
Aryl; Heteroaryl; wobei jeder dieser Reste optional ein-, zwei-
oder dreimal unabhängig
voneinander mit RS2a2 substituiert sein kann;;
R2b = H, C
1-C
8-Alkyl; COR2b1
R2b1
= C
1-C
8-Alkyl; C
2-C
8-Alkenyl; C
2-C
8-Alkinyl; Cycloalkyl,
Heterocycloalkyl, Aryl; Heteroaryl; C
1-C
4-Alkyl-aryl; C
1-C
4-Alkyl-heteroaryl; wobei jeder dieser Reste
optional ein-, zwei- oder dreimal unabhängig voneinander mit RS2b1
substituiert sein kann;;
R3 = H; F; Cl; Br; I; CN; N
3; SCN; -CH
2-OH;
-CH
2NH
2; -CH
2NHR31; CH
2NR31R32;
SR; NHR; NR31R32
R31 = C
1-C
8-Alkyl; C
2-C
8-Alkenyl; C
2-C
8-Alkinyl; Cycloalkyl, Heterocycloalkyl,
Aryl; Heteroaryl; C
1-C
4-Alkyl-aryl; C
1-C
4-Alkyl-heteroaryl;
wobei jeder dieser Reste optional ein-, zwei- oder dreimal unabhängig voneinander
mit RS31 substituiert sein kann;;
R32 = C
1-C
8-Alkyl; C
2-C
8-Alkenyl; C
2-C
8-Alkinyl; Cycloalkyl, Heterocycloalkyl,
Aryl; Heteroaryl; wobei jeder dieser Reste optional ein-, zwei-
oder dreimal unabhängig
voneinander mit RS32 substituiert sein kann;;
R4 = H; C
1-C
8-Alkyl; CO-C
1-C
8-Alkyl;
R5
= OCONH
2; -O-CO-CO-NH
2;
-O-CO-CO-NH-OH; OCS-NH
2; -OSO
2-NH
2; OCONHOH
R6 = H; OH; OCH
3;
OCOR61
R61 = C
1-C
8-Alkyl;
C
2-C
8-Alkenyl; C
2-C
8-Alkinyl; Cycloalkyl,
Heterocycloalkyl, Aryl; Heteroaryl; C
1-C
4-Alkyl-aryl; C
1-C
4-Alkyl-heteroaryl; wobei jeder dieser Reste
optional ein-, zwei- oder dreimal unabhängig voneinander mit RS61 substituiert
sein kann;
R7 = H; -OH; OCH
3; OCOR71
R71
= C
1-C
8-Alkyl; C
2-C
8-Alkenyl; C
2-C
8-Alkinyl; Cycloalkyl,
Heterocycloalkyl, Aryl; Heteroaryl; C
1-C
4-Alkyl-aryl; C
1-C
4-Alkyl-heteroaryl; wobei jeder dieser Reste
optional ein-, zwei- oder dreimal unabhängig voneinander mit RS71 substituiert
sein kann;;
oder
R6, R7 steht zusammen für O; =NOH;
=NOR; =NNH2; =NNR61R71
RS11, RS12, RS21, RS22, RS2a1, RS2a2,
RS2b1, RS31, RS32, RS61, RS71 bedeuten für jede optionale Substitution
unabhängig
voneinander C
1-C
4-Alkyl,
C
2-C
4-Alkenyl, C
2-C
4-Alkinyl, Aryl,
F, Cl, Br, I, Trifluormethoxy, C
2-C
4-Alkoxy, Cycloalkoxy, Heterocycloalkoxy,
C
1-C
4-Akanoyl, C
1-C
4-Alkanoyloxy,
OH, NH
2, NHC
1-C
4-alkyl, N(C
1-C
4-Alkyl)
2, CF
3, CN, N
3, SC
1-C
4-Alkyl, SH, COOH,
COOC
1-C
4-Alkyl,
CONH
2, C
1-C
4-Alkylthiono, Arylthiono, C
1-C
4-Alkylsulfonyl, Arylsulfonyl, Sulfonamido;
X
= S; O; H,H
---- steht
für eine
Doppelbindung oder eine gesättigte
Bindung
und deren Stereoisomere, Tautomere, Hydrate und deren
physiologisch verträglichen
Salze, bedeutet.
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Bevorzugt
sind Verbindungen der Formel I.
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Besonders
bevorzugt sind die Stereoisiomere der Formeln Ia und IIa, insbesondere
die der Formel Ia.
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Bevorzugt
sind weiterhin Verbindungen wie oben angegeben, wobei der Rest R1
die Bedeutung H, OCH3, ethylamin, propylamin,
butylamin, pentylamin, hexylamin, heptylamin, ocytylamin, allylamin, β-hydroxyethylamin, β-chlorethylamin, β-fluorethylamin, γ-hydroxypropylamin, γ-chlorpropylamin, γ-fluorpropylamin,
dimethylaminoethylamin, diethylaminoethylamin, dimethylaminopropylamin,
diethylaminopropylamin, pyrrolidinoethylamin, piperidinoethylamin,
morpholinoethylamin, azetidinoethylamin annimmt.
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Bevorzugt
sind weiterhin Verbindungen wie oben angegeben, wobei der Rest R2
die Bedeutung OH oder R2a und R2b die Bedeutung H annimmt.
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Bevorzugt
sind weiterhin Verbindungen wie oben angegeben, wobei der Rest R3
die Bedeutung H annimmt.
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Bevorzugt
sind weiterhin Verbindungen wie oben angegeben, wobei der Rest R4
die Bedeutung H annimmt.
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Bevorzugt
sind weiterhin Verbindungen wie oben angegeben, wobei der Rest R5
die Bedeutung OCONH2 annimmt.
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Bevorzugt
sind weiterhin Verbindungen wie oben angegeben, wobei der Rest R6
die Bedeutung H annimmt.
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Bevorzugt
sind weiterhin Verbindungen wie oben angegeben, wobei der Rest R7
die Bedeutung OH annimmt.
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Bevorzugt
sind weiterhin Verbindungen wie oben angegeben, bei denen X die
Bedeutung O annimmt.
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Bevorzugt
sind weiterhin Verbindungen wie oben angegeben, bei denen ---- eine Doppelbindung bedeutet.
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Ganz
besonders bevorzugt sind die Verbindungen, deren Stereoisomere,
Tautomere und deren physiologisch verträglichen Salze ausgewählt aus
der Gruppe bestehend aus den Verbindungen der Beispiele und den
Verbindungen, die Kombinationen der verschiedenen Substituenten
der Verbindungen dieser Beispiele aufweisen.
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Bevorzugt
sind außerdem
Arzneimittel enthaltend obige Verbindungen der Formel I oder II
neben den üblichen
Träger
und Hilfsstoffen.
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Bevorzugt
sind auch die oben genannten Arzneimittel in Kombination mit weitere
Wirkstoffen zur Tumorbehandlung.
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Diese
erfindungsgemäßen Verbindungen
werden verwendet zur Herstellung von Arzneimitteln zur Behandlung
von Tumoren, insbesondere von solchen, die durch die Inhibierung
von HSP90 behandelt werden können.
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Diese
erfindungsgemäßen Verbindungen
werden außerdem
verwendet zur Herstellung von Arzneimitteln zur Behandlung von Arzneimitteln
zur Behandlung von Pilzinfektionen.
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Diese
erfindungsgemäßen Verbindungen
werden allein oder in Kombination mit weiteren Therapeutika zur
Herstellung von Arzneimitteln verwendet zur Behandlung von Erkrankungen
durch Parasiten, insbesondere zur Behandlung von Malaria.
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Diese
erfindungsgemäßen Verbindungen
werden zur Herstellung von Fungiziden verwendet.
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In
der Beschreibung und den Ansprüchen
gelten für
die einzelnen Substituenten folgende Definitionen:
Der Term „Alkyl" für sich oder
als Teil eines anderen Substituenten bedeutet ein lineares oder
verzweigtes Alkylketten-Radikal der jeweils angegebenen Länge. So
bedeutet C1-4-Alkyl z.B. Methyl, Ethyl,
1-Propyl, 2-Propyl, 2-Methyl-2-propyl, 2-Methyl-1-propyl, 1-Butyl,
2-Butyl, C1-6-Alkyl z.B. C1-4-Alkyl,
Pentyl, 1-Pentyl, 2-Pentyl, 3-Pentyl, 1-Hexyl, 2-Hexyl, 3-Hexyl,
4-Methyl-1-pentyl
oder 3,3-Dimethyl-butyl.
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Der
Term „Alkenyl" für sich oder
als Teil eines anderen Substituenten bedeutet ein lineares oder
verzweigtes Alkylketten-Radikal mit eine oder mehreren C=C-Doppelbindungen
der jeweils angegebenen Länge, wobei
mehrere Doppelbindungen bevorzugt konjugiert sind. So bedeutet C2-6-Alkenyl z.B. Ethenyl, 1-Propenyl, 2-Propenyl,
2-Methyl-2-propenyl, 2-Methyl-1-propenyl,
1-Butenyl, 2-Butenyl, 1,3-Butdienyl, 2,4-Butdienyl, 1-Pentenyl,
2-Pentenyl, 3-Pentenyl,
1,3-Pentdienyl, 2,4-Pentdienyl, 1,4-Pentdienyl, 1-Hexenyl, 2-Hexenyl, 1,3-Hediexyl, 4-Methyl-1-pentenyl
oder 3,3-Dimethyl-butenyl.
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Der
Term „Alkinyl" für sich oder
als Teil eines anderen Substituenten bedeutet ein lineares oder
verzweigtes Alkylketten-Radikal mit eine oder mehreren C-C-Dreifachbindungen
der jeweils angegebenen Länge, wobei
auch zusätzliche
Doppelbindungen vorliegen können.
So bedeutet C2-6-Alkinyl z.B. Ethinyl, 1-Propinyl, 2-Propinyl,
2-Methyl-2-propinyl, 2-Methyl-1-propinyl,
1-Butinyl, 2-Butinyl, 1-Pentinyl, 2-Pentinyl, 3-Pentinyl, 1,4-Pentdiinyl,
1-Pentin-4-enyl,
1-Hexinyl, 2-Hexinyl, 1,3-Hexdiinyl, 4-Methyl-1-pentinyl oder 3,3-Dimethyl-butinyl.
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Der
Term „Halogen" steht für Fluor,
Chlor, Brom, Jod, bevorzugt Brom und Chlor.
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Der
Term „NRxRy" stehen auch für eine Dialkylaminogruppe,
wobei die beiden Alkylgruppen zusammen mit dem N auch einen 5- oder
6-gliedrigen Ring bilden können.
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Der
Term „Cycloalkyl" für sich oder
als Teil eines anderen Substituenten beinhaltet gesättigte,
cyclische Kohlenwasserstoffgruppen, mit 3 bis 8 C-Atomen wie z.B.
Cyclopropyl, Cyclobutyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl, 4-Methyl-cyclohexyl,
Cyclohexylmethylen, Cycloheptyl oder Cyclooctyl.
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Der
Term „Heterocycloalkyl" für sich oder
als Teil eines anderen Substituenten beinhaltet Cycloalkylgruppen
worin bis zu zwei CH2-Gruppen durch Sauerstoff-,
Schwefel- oder Stickstoffatome ersetzt sein können und eine weitere CH2-gruppe durch eine Carbonylfunktion ersetzt
sein kann, z.B. Pyrrolidin, Piperidin, Morpholin oder
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Der
Term „Aryl" für sich oder
als Teil eines anderen Substituenten beinhaltet aromatische Ringsysteme mit
bis zu 3 Ringen, bei denen mindestens 1 Ringsystem aromatisch ist
und die mit bis zu 3 Substituenten, bevorzugt bis zu 1 Substituenten,
wobei die Substituenten unabhängig
voneinander die Bedeutung C1-C6-Alkyl,
OH, NO2, CN, CF3,
OR11, SH, SR11, C1-C6-Alkylhydroxy,
C1-C6-Alkyl-OR11,
COOH, COOR11, CONH2, CONR11R12, CHO, CH=NO-C1-C10-Alkyl, C1-C10-Alk-1-enyl, NH2,
NHR11, NR11R12, Halogen haben können, wobei
die Reste R11, R12 unabhängig
von einander C1-C10-Alkyl,
Cycloalkyl, C1-C4-Alkyl-Cycloalkyl, bedeuten können.
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Bevorzugte
Aryle sind neben Phenyl und 1-Naphtyl und 2-Naphtyl:
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Der
Term „Heteroaryl" für sich oder
als Teil eines anderen Substituenten beinhaltet aromatische Ringsysteme
mit bis zu 3 Ringen, und bis zu 3 gleichen oder verschiedenen Heteroatomen
N, S, O bei denen mindestens 1 Ringsystem aromatisch ist und die
mit bis zu 3 Substituenten, bevorzugt bis zu 1 Substituenten, wobei
die Substituenten unabhängig
voneinander die Bedeutung C1-C6-Alkyl,
OH, NO2, CN, CF3,
OR11, SH, SR11, C1-C6-Alkylhydroxy, C1-C6-Alkyl-OR11,
COOH, COOR11, CONH2, CONR11R12, CHO, CH=NO-C1-C10-Alkyl, C1-C10-Alk-1-enyl, NH2,
NHR11, NR11R12, Halogen haben können,
wobei die hier in der Definition angegebenen Reste R11, R12 unabhängig von
einander C1-C10-Alkyl,
Cycloalkyl, C1-C4-Alkyl-Cycloalkyl,
bedeuten können.
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Bevorzugte
Heteroaryle sind:
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Insbesondere
sind 2-furyl, 3-furyl, 2-thiophenyl, 3-thiophenyl, 3-pyridinyl,
4-pyridinyl, 4-isoxazolyl, 2-N-methylpyrrolyl,
und 2-pyrazinyl bevorzugt.
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Der
Term „Ringsystem" bezieht sich im
Allgemeinen auf 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 oder 10 gliedrige Ringe. Bevorzugt
sind 5 und 6 gliedrige Ringe. Des weiteren sind Ringsysteme mit
einem oder 2 anellierten Ringen bevorzugt.
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Die
erfindungsgemäßen Verbindungen
der Formeln I und II können
als solche, als deren Tautomere, als Hydrate oder falls sie acidische
oder basische Gruppen aufweisen in Form ihrer Salze mit physiologisch verträglichen
Basen oder Säuren
vorliegen. Beispiele für
solche Säuren
sind: Salzsäure,
Zitronensäure,
Trifluoressigsäure,
Weinsäure,
Milchsäure,
Phosphorsäure,
Methansulfonsäure,
Essigsäure,
Ameisensäure,
Maleinsäure,
Fumarsäure,
Bernsteinsäure,
Hydroxybernsteinsäure,
Schwefelsäure,
Glutarsäure,
Asparaginsäure, Brenztraubensäure, Benzoesäure, Glucuronsäure, Oxasäure, Ascorbinsäure und
Acetylglycin. Beispiele für Basen
sind Alkaliionen, bevorzugt Na, K, Erdalkaliionen, bevorzugt Ca,
Mg, Ammoniumionen.
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Die
erfindungsgemäßen Verbindungen
können
in üblicher
Weise oral verabfolgt werden. Die Applikation kann auch i.v., i.m.,
mit Dämpfen
oder Sprays durch den Nasen-Rachenraum erfolgen.
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Die
Dosierung hängt
vom Alter, Zustand und Gewicht des Patienten sowie von der Applikationsart
ab. In der Regel beträgt
die tägliche
Wirkstoffdosis pro Person zwischen etwa 0.1 μg/kg und 1 g/Kg bei oraler Gabe.
Diese Dosis kann in 2 bis 4 Einzeldosen oder einmalig am Tag als
Slow-release-Form gegeben werden.
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Die
neuen Verbindungen können
in den gebräuchlichen
galenischen Applikationsformen fest oder flüssig angewendet werden, z.B.
als Tabletten, Filmtabletten, Kapseln, Pulver, Granulate, Dragees,
Lösungen, oder
Sprays. Diese werden in üblicher
Weise hergestellt. Die Wirkstoffe können dabei mit den üblichen
galenischen Hilfsmitteln wie Tablettenbindern, Füllstoffen, Konservierungsmitteln,
Tablettensprengmitteln, Fließreguliermitteln,
Weichmachern, Netzmitteln, Dispergiermitteln, Emulgatoren, Lösungsmitteln,
Retardierungsmitteln, Antioxidantien und/oder Treibgasen verarbeitet
werden. Die so erhaltenen Applikationsformen enthalten den Wirkstoff
normalerweise in einer Menge von 0,1 bis 99 Gew.-%.
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Experimenteller Teil
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Geldanamycin
ist fermentativ oder totalsynthetisch nach den bekannten Methoden
zugänglich.
Eine Totalsynthese ist z.B. in J. Org. Chem. (2003) 68(21) 8162–69 beschrieben.
Die erfindungsgemäßen Geldanamycinderivate
lassen sich entweder aus Geldanamycin oder aus bekannten Geldanamycinderivaten
durch angegeben Methoden direkt oder durch Variation der angegeben
Methoden herstellen. Die Produktion des Geldanamycins erfolgt z.B.
durch Fermentation des Bodenbakteriums Streptomyces hygroscopicus.
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Herstellung der Substanzen
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Bei
der Umsetzung von Geldanamycin mit Hydroxylamin oder O-Alkyl- bzw.
O-Arylhydroxylaminen entstehen
Geldanamycin-18-oxim Derivate. Eine nachfolgende Halogenierung ergeben
die entsprechenden 19-Halogengeldanamycin-18-oxim Derivate (s. Schema
1).
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Die
C17 Methoxygruppe des Geldanamycins lässt sich mit Nukleophilen wie
z.B. Aminen zu den 17-Aminogeldanamycin Derivaten umsetzen. Die
nachfolgende Reaktion mit Hydroxylamin oder O-Alkyl- bzw. O-Arylhydroxylaminen
liefert die 17-Amino-17-demethoxygeldanamycin-18-oxime.
Diese lassen sich ebenfalls an der C-19 Position halogenieren (s.
Schema 2).
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Durch
Oxidationsmittel wie dem Jones-Reagenz (CrO3 in
Aceton) lässt
sich Geldanamycin zum 11-Oxogeldanamycin oxidieren. Dieses kann
durch die nachfolgende Kondensation mit Hydroxylamin, O-Alkyl- bzw.
O-Arylhydroxylaminen zu Geldanamycin-11,18-dioximen umgesetzt werden,
welches dann wiederum an C-19 halogeniert werden kann (s. Schema
3).
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Durch
die Reaktion mit Hydrazinhydrat und der nachfolgenden Oxidation
mit MnO2 läßt sich Geldanamycin in sehr
guten Ausbeuten in Herbimycin B (17-Demethoxygeldanamycin) überführen. Die
weitere Umsetzung von Herbimycin B mit Hydroxylamin oder O-Alkyl-
bzw. O-Arylhydroxylaminen ergeben die Herbimycin B-18-oxime, die
durch nachfolgende Halogenierung in die 19-Halogenherbimycin B 18-oxim
Derivaten umgesetzt werden können
(s. Schema 4).
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Geldanamycin
und 17-Amino-17-demethoxygeldanamycine ergeben mit Semicarbazid
hydrochlorid Geldanamycin-18-semicarbazone bzw. 17-Amino-17-demethoxygeldanamycin-18-semicarbazone
(s. Schema 5).
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Beispiele Verbindung
1: Geldanamycin-18-oxim
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Hydroxylaminhydrochlorid
(700 mg, 10 mmol) und Kaliumcarbonat (700 mg, 5 mmol) werden bei Raumtemperatur
90 min in 10 ml Ethanol/Wasser (4:1) gerührt. Die so bereitete Hydroxylaminlösung wird
bei Raumtemperatur zu einer Suspension von Geldanamycin (560 mg,
1 mmol) in 10 ml Ethanol zugegeben und anschließend 52 h bei 60°C gerührt. Das
Reaktionsprodukt wird mit 100 ml Dichlormethan verdünnt und
mit Wasser und gesättigter
Ammoniumchlorid-Lösung
gewaschen. Die Dichlormethan Phase wird nach dem Trocknen eingeengt
wobei Geldanamycin-18-oxim als gelber Feststoff erhalten werden
(568 mg, 98.0% Ausbeute).
(–)-ESI-MS: m/z = 574 [M – H]–;
UV-Vis (CH3CN/H2O): λmax =
222, 334, 526 nm.
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Verbindung
2: 17-Demethoxy-17-(2-hydroxyethylamino)geldanamycin-18-oxim
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17-Demethoxy-17-(dimethylaminoethylamino)geldanamycin
(300 mg, 0.5 mmol) und Hydroxylaminhydrochlorid (210 mg, 3 mmol)
werden in 5 ml trockenem Pyridin suspendiert. Das Gemisch wird zunächst 1 h bei
Raumtemperatur und dann 18 h bei 60°C gerührt. Das Reaktionsprodukt wird
dann zwischen 60 ml Dichlormethan und 100 ml 0.5 M Salzsäure verteilt.
Die organische Phase wird abgetrennt, die wässerige Phase erneut mit 20
ml Dichlormethan extrahiert. Die vereinigten Dichlormethan Phasen
werden über
Natriumsulfat getrocknet und das Lösungsmittel entfernt. Eine
Trennung über
Sephadex LH-20 mit Methanol ergeben 17-Demethoxy-17-(2-hydroxyethylamino)geldanamycin-18-oxim
als tiefroten Feststoff (182 mg, 47.0% Ausbeute). (–)-ESI-MS:
m/z = 603 [M – H]–;
UV-Vis (CH3CN/H2O): λmax =
248, 334, 488 nm.
-
Verbindung
3: 17-Demethoxy-17-(2-dimethylaminoethylamino)geldanamycin-18-oxim
-
17-Demethoxy-17-(2-dimethylaminoethylamino)geldanamycin
(385 mg, 0.60 mmol) und Hydroxylaminhydrochlorid (420 mg, 6 mmol)
werden in 5 ml trockenem Pyridin suspendiert. Das Gemisch wird 16
h bei 60°C
gerührt.
Das Reaktionsgemisch wird anschließend zwischen 60 ml Dichlormethan
und 100 ml Wasser verteilt. Die organische Phase wird abgetrennt
und die wässerige
Phase mit 20 ml Dichlormethan extrahiert. Die vereinigten Dichlormethan
Phasen werden über
Natriumsulfat getrocknet und das Lösungsmittel im Vakuum entfernt.
Nach der Trennung über
Sephadex LH-20 mit Methanol werden 17-Demethoxy-17-(2-dimethylamino-ethylamino)geldanamycin
als tiefroter Feststoffe erhalten (45 mg, 12.0% Ausbeute). (–)-ESI-MS:
m/z = 630 [M – H]–;
UV-Vis (CH3CN/H2O): λmax =
246, 334, 488 nm.
-
Verbindung
4: 17-Demethoxy-17-aminogeldanamycin-18-semicarbazon
-
17-Amino-17-demethoxygeldanamycin
(115 mg, 0.21 mmol) und Semicarbazid hydrochlorid (111 mg, 1.0 mmol)
werden unter Argon in 5 ml Pyridin gelöst und 17 h bei 60°C gerührt. Das
Reaktionsprodukt wird anschließend
zwischen 50 ml Dichlormethan und 50 ml 1 M Salzsäure Lösung verteilt. Die organische
Phase wird abgetrennt, über
Natriumsulfat getrocknet und das Lösungsmittel im Vakuum entfernt.
Die Reinigung an Sephadex LH-20 mit Methanol liefert 17-Demethoxy-17-aminogeldanamycin-18-semicarbazon
(82 mg, 64.5% Ausbeute).
(–)-ESI-MS:
m/z = 601 [M – H]–;
UV-Vis (CH3CN/H2O): λmax =
242, 368, 488 nm.
-
Die
nachfolgend aufgeführten
Geldanamycin Derivate 5–16
werden nach analoger Vorschrift wie für die Verbindungen 1–4 beschrieben
hergestellt:
| Verbindung | R1 | R2 | (–)-ESI-MS (m/z)[M – H]– | UV-Vis (CH3CN/H2O) λmax | Ausbeute
% d.Th. |
| 5 | -NH2 | -OH | 559 | 218,
334, 488 | 58.6 |
| 6 | -NHCH3 | -OH | 573 | 246,
334, 488 | 71.5 |
| 7 | -NHCH2CH2F | -OH | 605 | 246,
336, 488 | 23.4 |
| 8 | -NHCH2CH=CH2 | -OH | 599 | 246,
336, 488 | 10.1 |
| 9 | -NHCH2CH2CH2OH | -OH | 617 | 246,
334, 488 | 56.0 |
| 10 | -NH2 | -OCH3 | 573 | 228,
342, 488 | 5.8 |
| 11 | -OCH3 | -OCH3 | 588 | 256,
344 | 57.1 |
| 12 | -NHCH2CH=CH2 | -OCH3 | 613 | 246,
344, 488 | 35.0 |
| 13 | -OH | -NHCONH2 | 602 | 240,
368 | 18.2 |
| 14 | -OCH3 | -NHCONH2 | 616 | 228,
256, 374 | 20.3 |
| 15 | -NHCH2CH=CH2 | -NHCONH2 | 641 | 228,
248, 372, 488 | 12.5 |
| 16 | -OH | -NHCSNH2 | 618 | 214,
252, 400 | 8.2 |
-
Beispiel A: Biologische Aktivität der neuen
Geldanamycinderivate
-
Um
die biologische Aktivität
der neuen semisynthetischen Geldanamycinderivate zu messen, wurde ein
Kompetitionsassay etabliert, der die Bindung von biotinyliertem
Geldanamycin an die ATP-Bindungsstelle von HSP90 in ein Messsignal
umsetzt. Geldanamycinderivate oder unmarkiertes Geldanamycin konkurrieren mit
dem biotinylierten Geldanamycin um die Bindung und reduzieren das
Signal. Daraus wird mittels entsprechender Kontrollansätze eine
prozentuale Inhibition und ein IC50-Wert
errechnet. Der IC50-Wert ist ein Maß für die Bindungsstärke der
Derivate an das HSP90 und damit für die biologische Wirkung (z.B.
HSP90-Inhibition).
-
Der
Bindungsassay benutzt HTRF als Messsignal (HTRF = homogenous time
resolved fluorescence): ein mit Europiumkryptat markierter anti-His-Antikörper bindet
an humanes rekombinantes His-HSP90-alpha (Komplex-1); biotinyliertes
Geldanamycin bindet an Streptavidin-markiertes Allophycocyanin (Komplex-2).
Die Reaktion von Komplex-2 mit Komplex-1 resultiert nach Anregung
der Europiumfluoreszenz durch Fluoreszenzresonanz-Energietransfer auf
das Allophycocyanin ein Messsignal, welches ein Maß für die Bindung
ist.
-
Der
Assay basiert auf einem publizierten Assay von V. Zhou et
al. (Anal. Biochem. 2004, 331, 349–357) der mit einigen
Modifikationen etabliert wurde: Konzentration der Komponenten im
Assay: 50 mM Hepes pH 7.3, 50 mM NaCl, 100 mM KF, 1 mM EDTA, 1 mM
DTT, 0.1% Triton-X-100, 1 nM anti-his-Antikörper-EuK, 40 nM HSP90, 40 nM
Streptavidin-Allophycocyanin, 40 nM biotinyliertes Geldanamycin.
Die Inkubation erfolgte in einer Mikrotestplatte bei Raumtemperatur
für 20
Stunden.
-
Folgende
Inhibitionswerte ausgewählter
Geldanamycinderivate wurden mit dem oben beschriebenen HSP90 Assay
erhalten:
| Verb.-Nr. | Name | IC50 HSP90 [nM] |
| Standard | Geldanamycin | 20 |
| Standard | 17-Allylamino-17-demethoxygeldanamycin
[17-AAG] | 26 |
| Standard | 17-Demethoxy-17-(2-dimethylaminoethylamino)geldanamycin [17-DMAG] | 18 |
| 1 | Geldanamycin-18-oxim | 19 |
| 2 | 17-Demethoxy-17-(2-hydroxyethylamino)geldanamycin-18-oxim | 12 |
| 3 | 17-Demethoxy-17-(2-dimethylaminoethylamino)geldanamycin-18-oxim [17-DMAG-18-oxim] | 15 |
| 4 | 17-Amino-17-demethoxygeldanamycin-18-semicarbazon | 57 |
| 5 | 17-Amino-17-demethoxygeldanamycin-18-oxim | 49 |
| 6 | 17-Demethoxy-17-methylaminogeldanamycin-18-oxim | 16 |
| 8 | 17-Allylamino-17-demethoxygeldanamycin-18-oxim [17-AAG-18-oxim] | 21 |
| 9 | 17-Demethoxy-17-(3-hydroxypropylamino)geldanamycin-18-oxim | 15 |
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Die
erfindungsgemäßen Verbindungen
zeigen eine sehr starke HSP90 Bindung. Die 18-oxime von Geldanamycin, 17-AAG und 17-DMAG
zeigen sogar eine bessere HSP90 Bindung wie die entsprechenden Standardverbindungen.
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Beispiel B Wasserlöslichkeit
-
Die
erfindungsgemäßen Verbindungen
zeigen eine erheblich verbesserte Wasserlöslichkeit. So ist z.B. 17-DMAG × HCl nur
mit etwa 10 mg/ml in wässrigen
Lösungen
löslich,
das 17-DMAG-18-oxim × HCl (Verbindung
3) hingegen mit über
20 mg/ml. Während
Verbindung 2 nur mit etwa 1 mg/ml im Wasser löslich ist, so ist das Na-Salz
von Verbindung 3 mit 5 mg/ml löslich.
Die Wasserlöslichkeit
korreliert mit der oralen Bioverfügbarkeit.
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Beispiel C Lebertoxizität
-
Für die erfindungsgemäßen Verbindungen
wird eine erheblich verringerte Lebertoxizität erwartet. Dies kann direkt
aus der reduzierten Reaktivität
abgeleitet werden, die in vitro direkt zu beobachten ist. Geldanamycin
selbst reagiert sehr schnell mit Nucleophilen, z.B. auch mit NH2-Gruppen oder SH-Gruppen in körpereigenen
Proteinen, und zeigt die höchste
Lebertoxizität.
Wesentlich weniger reaktiv sind 17-AAG und 17-DMAG, die jedoch immer
noch bei Raumtemperatur mit Nucleophilen reagieren können und
deshalb immer noch eine starke Toxizität zeigen. Hingegen völlig unreaktiv
sind die von uns beschriebenen Oxime, die auch bei Temperaturen
um 80°C
keine nucleophile Substitution mehr eingehen und deshalb kaum noch
hepatotoxisch wirken.
