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Neue 1-Thiazolinyl-5(6)-subst.-benzimidazole und
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Verfahren zu ihrer Herstellung Zusatz zu Patent . ... ... (P 26 38
553.5) In der DT-PS . ... ... (Patentanmeldung P 26 38 553.5) werden Thiazolinyl-benzimidazole
mit antiviraler Wirkung beschrieben.
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Die vorliegende Erfindung betrifft neue 1-Thiazolinyl-5(6)-subst.-benzimidazole,
die ebenfalls antivirale Wirksamkeit besitzen, sowie ein Verfahren zur Herstellung
der neuen Verbindungen.
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Das Auftreten von Virenkrankheiten im oberen Atmungstrakt ist immens.
Man hat geschätzt, daß allein in den Vereinigten Staaten von Amerika fast 1 Milliarde
Fälle Jährlich auftreten. In England durchgeführte Untersuchungen (Tyrell and Bynoe,
1966) zeigen, daß 7496 der Personen mit Erkältungen durch Rhinoviren infiziert sind.
Es wurden bereits mehr als 80 Stämme von Rhinoviren identifziert, und die Entwicklung
einer einfachen Vakzine gegen Rhinoviren ist daher nicht möglich.
Die
Chemotherapie scheint somit ein besseres Mittel zu sein.
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Die Fähigkeit chemischer Verbindungen zur Unterdrükkung des Virenwachstums
in vitro kann leicht unter Verwendung eines Virus-Plättchensuppresionstests gezeigt
werden, der dem von Siminoff in Applied Microbiology, 9(1), 66 (1961), beschriebenen
Test ähnlich ist.
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Bestimmte Thiazolinyl-benzimidazol-Verbindungen werden in den folgenden
Literaturstellen beschrieben: Aus der US-PS 3 749 717 sind 1-Thiazolinyl-2-(heterocyclische)-benzimidazole
bekannt, die sich als Anthelmintika und entzündungshemmende Mittel verwenden lassen.
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Aus der US-PS 3 825 537 sind 1-Thiazolinyl-2-aminobenzimidazole bekannt,
die sich als Anthelmintika und entzUndungshemmende Mittel einsetzen lassen.
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In der US-PS 3 833 574 wird ein Verfahren zur Herstellung von 1 -Thiazolinylbenzimidazolin-2-onen
beschrieben, die als antiinflammatorische Mittel verwendbar sind.
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Aus Derwent 26199W/16 sind 1-Thiazolinyl-2-phenylbenzimidazole bekannt,
die sich als Anthelmintika eignen.
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Eine antivirale Wirksamkeit von Thiazolinyl-benzimidazolen geht aus
dem Stand der Technik bisher nicht hervor.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
zu schaffen, mit dem sich das Wachstum von Viren, insbesondere Rhinoviren, Polioviren,
Coxackie-Viren, Echoviren, Mengo-Viren und Influenza-Viren unterdrUcken bzw.
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bekämpfen läßt. Erfindungsgeaß sollen neue Thiazolinylbenzimidazolverbindungen
geschaffen werden, mit denen sich
das Wachstum dieser Viren unterdrücken
läßt.
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Gegenstand der Erfindung sind pharmakologisch nützliche Benzimidazolverbindungen
der allgemeinen Formel
in der R Wasserstoff oder 51-C4-Acyl bedeutet,
bedeutet, worin R2 für C1-C3-Alkyl, C3-C6-Cycloalkyl, (C3-C6-Cycloalkyl)-methyl,
(C3-C6-Cycloalkyl)-äthyl, Thienyl oder Phenyl steht; R3 für C1-C7-Alkyl steht; R4
für C1-C7-Alkyliden steht; und R1 in der 5- oder 6-Stellung steht.
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Die Verbindungen der Formel (I) werden durch Umsetzung einer tautomeren
Benzimidazolverbindung der allgemeinen Formel
in der R2 die oben gegebene Bedeutung besitzt, mit einem C1-C7-Alkylmagnesiumhalogenid
oder C1-C7-Alkyllithium und anschließender Hydrolyse unter Bildung der Verbindungen
der Formel (I), in der R1
bedeutet, gegebenenfalls gefolgt von einer Dehydratisierung zur Bildung der Verbindungen
der Formel (I), worin R1
bedeutet, und/oder gefolgt von Acylierung zur Herstellung von Verbindungen der Formel
(I), worin R C1-C4-Acyl bedeutet, hergestellt.
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Eine bevorzugte Gruppe von Verbindungen sind Verbindungen der Formel
(I), in der R Wasserstoff und R2 Phenyl bedeuten.
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Beispiele für bevorzugte Thiazolinyl-benzimidazol-Verbindungen, die
unter die allgemeine Formel (I) fallen und Gegenstand der vorliegenden Erfindung
sind, sind die folgenden Verbindungen: 1 -(Thiazolin-2-yl) -2-amino-5 (6) -(a-hydroxy-a-methylbenzyl)-benzimidazol,
1-(Thiazolin-2-yl)-2-amino-5(6)-(a-methylenbenzyl)-benzimidazol, 1-(Thiazolin-2-yl)-2-amino-5(6)-(«-äthylidenbenzyl)-benzimidazol,
1-(Thiazolin-2-yl)-2-amino-5(6)-(a-hydroxy-a-n-hexylbenzyl)-benzimidazol, 1-(Thiazolin-2-yl)-2-amino-5(6)-(«-n-hexylidenbenzyl)-benzimidazol,
1-(Thiazolin-2-yl)-2-amino-5(6)-[a-hydroxy-a-(2,4-dimethyl-3-pentyl)-benzyl]-benzimidazol,
1-(Thiazolin-2-yl)-2-amino-5(6)-Ea-(2,4-dimethyl-3 pentyliden)-benzyl]-benzimidazol.
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Der Ausdruck 'tautomeres Benzimidazol" bedeutet ein Benzimidazol-Reagens,
das an Jedem Stickstoffatom mit einem Wasserstoffatom substituiert sein kann. Das
Benzimidazol-Reagens, das am Stickstoff unsubstituiert ist und eine Substituentengruppe
in der 5-Stellung des Benzolmolekülteils enthält, besitzt eine entsprechende tautomere
Form, die im Gleichgewicht mit ihrer Form ist, bei der der Substituent alternativ
in der 6-Stellung steht. Das Isomerengemisch kann
bezeichnet werden,
indem man die möglichen wechselseitigen Stellungen als 5(6) bezeichnet.
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Die folgenden Definitionen betreffen die verschiedenen Ausdrücke,
die in der vorliegenden Anmeldung verwendet werden. Der Ausdruck "C1-C3-Alkyl" bedeutet
geradkettige oder verzweigte aliphatische Gruppen mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen
wie Methyl, Äthyl, Propyl und Isopropyl. Die Angabe "C1-C3-Alkyl" umfaßt in ihrer
Definition auch die Angabe "C1-C2-Alkyl". Die Angabe "C1-C7-Alkyl" bedeutet geradkettige
oder verzweigtkettige aliphatische Gruppen mit 1 bis 7 Kohlenstoffatomen wie Methyl,
Äthyl, Propyl, Isopropyl, Butyl, Isobutyl, sek.-Butyl, Pentyl, Isopentyl, Hexyl,
Isohexyl, Heptyl, Isoheptyl, 2,4-Dimethyl-3-pentyl, tert.-Butyl und Neopentyl.
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Die Angabe "Thienyl" bedeutet die an der 2- oder 3-Stellung gebundene
Thiophengruppe.
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Die Angabe "C1-C4-Acyl" bedeutet geradkettige oder verzweigtkettige
aliphatische Acylgruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen wie Formyl, Acetyl, Propionyl,
Butyryl und 2-Methylpropionyl.
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Die Angabe "C1-C7-Alkyliden" bedeutet geradkettige oder verzweigtkettige
Gruppen mit 1 bis 7 Kohlenstoffatomen wie Methylen, Äthyliden, Propyliden, Isopropyliden,
Butyliden, Isobutyliden, 3-Methyl-2-butyliden, 2,4-Dimethyl-3-pentyliden und n-Hexyliden.
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Die Angabe "C3-C6-Cycloalkyl" bedeutet gesättigte alicyclische Ringe
mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen wie Cyclopropyl, Methylcyclopropyl, Cyclobutyl, Cyclopentyl
und Cyclohexyl. Die Angabe " "(C3-C6-Cycloalkyl)-methylw bedeutet eine mit gesättigten
alicyclischen Ringen mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen,
wie sie oben
bei der Angabe "C3-C6-Cycloalkyl" erläutert wurden, substituierte Methylgruppe.
Die Angabe "1-(C3-C6-Cycloalkyl)-äthyl" bedeutet Äthylgruppen, die an dem Kohlenstoffatom
in der 1-Stellung mit gesättigten alicyclischen Ringen mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen,
wie oben beschrieben, substituiert sind.
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Bei dem obigen Verfahren sind geeignete Dehydratisierungsmittel starke
Säuren wie p-Toluolsulfonsäure, Schwefelsäure, Trifluoressigsäure, Methansulfonsäure
oder Trifluormethansulfonsäure. Das C1 -C7-Alkylmagnesiumhalogenid ist ein geeignetes
Grignardreagens. Auf die Umsetzung damit erfolgt die Hydrolyse. C1-C7-Alkyllithium
ergibt ebenfalls ein Produkt ähnlich dem Grignardreagens. Die bevorzugten Lösungsmittel
für das Alkylierungsverfahren sind inerte organische Lösungsmittel wie Tetrahydrofuran,
aromatische Verbindungen wie Benzol oder Toluol und Äther wie Diäthyläther. Die
bevorzugten Lösungsmittel für das Dehydratisierungsverfahren sind Alkane wie Hexan;
aromatische Verbindungen wie Benzol oder Toluol; chlorierte Alkane wie Methylenchlorid
oder Chloroform. Der für die Umsetzung im allgemeinen verwendete Temperaturbereich
liegt im Bereich von etwa 25°C bis zur RückfluB-temperatur des Lösungsmittels.
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Die Ausgangsmaterialien der Formel (II) werden wie in der Patentschrift
. ... ... (P 26 38 553.5 beschrieben hergestellt.
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Die Thiazolinyl-benzimidazol-Produkte werden nach an sich bekannten
Verfahren wie durch Filtration und Konzentration des Filtrats zur Kristallisationsinduzierung
isoliert.
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Alternativ kann das Reaktionsgemisch zur Trockene eingedampft werden
und der Rückstand mit einem geeigneten Lösungsmittel
wie Aceton
oder Methanol zur Abtrennung und Entfernung unlöslicher Materialien behandelt werden.
Die das Produkt enthaltende Lösung wird zur Kristallisation des Produktes konzentriert
oder unter Bildung eines zweiten Rückstands eingedampft.
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Dieser Rückstand kann dann z.B. aus Methanol umkristallisiert werden.
Die Benzimidazol-Verbindung wird durch Abfiltrieren oder Zentrifugieren isoliert.
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Die 5(6)-Isomeren werden durch fraktionierte Kristallisation oder
durch Säulenchromatographie getrennt. Normalerweise kristallisiert das 6-Isomer
zuerst aus der Lösung des Gemisches aus.
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Die Thiazolinyl-benzimidazol-Verbindungen, worin R C1-C4-Acyl bedeutet,
können durch Umsetzung von 1-Thiazolinyl-2-amino-5(6)-subst.-benzimidazolen, hergestellt
wie oben, mit den Anhydriden von Essigsäure, Propionsäure oder Buttersäure oder
dem gemischten Anhydrid aus Ameisensäure und Essigsäure, Propionsäure oder Buttersäure
hergestellt werden; oder wenn R Formyl bedeutet, durch Umsetzung des gemischten
Anhydrids aus Ameisensäure und Essigsäure.
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Die folgenden Beispiele erläutern die Herstellung der Verbindungen
der Formel (I). Der Ausdruck "m/e", der bei der Charakterisierung der Produkte verwendet
wird, bedeutet das Masse-zu-Ladungs-Verhältnis der Ionen, die im Massenspektrum
der Produkte auftreten. Im allgemeinen entsprechen die Werte den Molekulargewichten
der Hauptpeaks.
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Ausführungsbeispiel 1 4 g (12,4 mMol) 1-(Thiazolin-2-yl)-2-amino-6-ben
zoylbenzimidazol werden zu 1000 ml Tetrahydrofuran unter Stickstoff bei einer Temperatur
von -10°C gegeben. Zu der Lösung gibt man tropfenweise unter Stickstoff 50 ml (1,6
Mol) n-Butyllithium in Hexan. Die Temperatur steigt auf -50C. Die Temperatur der
Lösung wird 1 h bei -5 bis 100 C gehalten.
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Die Lösung kann sich auf 25°C erwärmen und wird 3 h bei dieser Temperatur
gehalten. Die Lösung wird in 1 1 Wasser gegossen, eingedampft, mit Tetrahydrofuran
gewaschen und filtriert; man erhält 4,56 g 1-(Thiazolin-2-yl)-2-amino-6-(ahydroxy-a-n-butylbenzyl)-benzimidazol,
Fp. 206 bis 2090C, als weißen Feststoff.
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Ausführungsbeispiel 2 2 g (5,26 mMol) 1-(Thiazolin-2-yl)-2-amino-6-(ahydroxy-α-n-butylbenzyl)-benzimidazol
werden in 250 ml Chloroform gelöst. Zu der Lösung gibt man 1,3 g p-Toluolsulfonsäure
hinzu. Das Gemisch wird 1,5 h am Rückfluß erwärmt. Das Gemisch wird auf 25°C abgekUhlt,
zweimal mit gesättigtem wäßrigem Natriumcarbonat gewaschen, getrocknet und eingedampft;
man erhält 900 mg 1-(Thiazolin-2-yl)-2-amino-6-(α-hydroxy-α benzyl)-benzimidazol,
Fp. 177 bis 1790C.
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AusfUhruwsbeisiel 3 Man arbeitet, wie in Beispiel 1 beschrieben, verwendet
3edoch 5,0 g (15,5 mMol) 1-(Thiazolin-2-yl)-2-amino-6-benzoylbenzimidazol, 500 ml
Tetrahydrofuran und 50 ml (2,1 Mol in Diäthyläther) Isopropylmagnesiumbromid; man
erhält 1,24 g 1-(Thiazolin-2-yl)-2-amino-6-(a-hydroxy-«-isopropylbenzyl)-benzimidazol,
Fp. 212 bis 2150C.
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Ausführungsbeispiel 4 Man arbeitet, wie in Beispiel 2 beschrieben,
verwendet jedoch 1,2 g 1-(Thiazolin-2-yl)-2-amino-6-(α-hydroxy-α isopropylbenzyl)-benzimidazol,
250 ml Chloroform und 1,3 g p-Toluolsulfonsäure; man erhält 280 mg 1-(Thiazolin-2-yl)-2-amino-6-(α-isopropylidenbenzyl)-benzimidazol,
Fp. 242 bis 2450C (Zers.).
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Ausführungsbeisiel 5 Man arbeitet, wie in Beispiel 1 beschrieben,
verwendet jedoch 2,0 g (6,22 mMol) 1-(Thiazolin-2-yl)-2->mino-6-benzoyl-benzimidazol,
23 ml (1,25 Mol in Benzol) Äthyllithium und 500 ml Tetrahydrofuran; man erhält 2,5
g 1-(Thiazolin-2-yl)-2-amino-6-(α-hydroxy-α-äthylbenzyl)-benzimidazol,
Fp. 106 bis 208°C, m/e 352.
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AusfUhrungsbeisiel 6 Man arbeitet, wie in Beispiel 2 beschrieben,
verwendet jedoch 1 g 1-(Thiazolin-2-yl)-2-amino-6-(α-hydroxy-α-äthylbenzyl)-benzimidazol,
0,7 g p-Toluolsulfonsäure und 100 ml Chloroform; man erhält 700 mg Rohprodukt. Das
Rohprodukt wird aus Äthylacetat uskristallisiert; man erhält 300 mg 1-(Thiazolin-2-yl)-2-amino-6-(«-äthylidenbenzyl)-benzimidazol,
Fp.186 bis 1870C; dann Wiederverfestigung und Schmelzen bei 211 0C, m/e 352.
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Untersuchungsmethoden Nierenzellen (BSC-1) oder Helazellen (5-3) afrikanischer
grüner Meerkatzen läßt man bei einer Temperatur von 37°C in 25 cm3-Falconkolben
in Medium 199 wachsen, das 5% inaktiviertes fötales Rinderserum (FBS), Penicillin
(150 Einheiten/1 ml) und Streptomycin (150/ug/ml) enthält. Sobald zusammenhängende
Monoschichten
gebildet sind, entfernt man das überstehende Wachstumsmedium und gibt in jeden Kolben
0,3 ml einer geeigneten Virusverdünnung (Echovirus, Mengovirus, Coxsackievirus,
Poliovirus und Rhinovirus). Nach einstündiger Absorption bei Zimmertemperatur überdeckt
man die mit den Viren infizierte Zellschicht mit einem Medium, das einen Teil 196ges
Ionagar Nr. 2 und einen Teil doppelstarkes Medium 199 mit FBS, Penicillin und Streptomycin,
das Arzneimittel in Konzentrationen von 100, 50, 25, 12, 6, 3 und O/ug/ml aufweist,
enthält. Der keinen Wirkstoff enthaltende Kolben dient als Kontrolle für die Untersuchung.
Die Herstellung entsprechender Stammlösungen der Thiazolinyl- oder Thiazinyl-benzimidazolverbindungen
der Formel (I) erfolgt in Dimethylsulfoxid bei einer Konzentration von 104/ug/ml.
Die Kolben werden 72 h bei einer Temperatur von 37 C mit Polio-, Coxsackie-, Echo-
und Mengoviren und 120 h bei 320C mit Rhinovirus inkubiert. Die Influenzaviren Ann
Carbor, Maryland B, Massachusetts B, Hong Kong A, Pr-8a und Taylor C (Arten A, B)
werden 72 h bei 370C unter Verwendung von MDCK-Zellen (Madin-Darby-Hundenierenzellen)
inkubiert.
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Plättchen sind an denjenigen Stellen zu sehen, an denen das Virus
die Zellen infiziert hat und sich reproduziert. Zur Inaktivierung des Virus und
zur Fixierung der Zellschicht auf der Oberfläche des Kolbens versetzt man jeden
Kolben mit einer Lösung aus 1O%igem Formalin und 2% Natriumacetat.
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Die Virusplättchen werden unabhängig von ihrer Größe nach Anfärben
der umgebenden Zellflächen mit Kristallviolett gezählt. Die Plättchenauszählung
vergleicht man bei jeder Wirkstoffkonzentration mit der Kontrollauszählung. Die
Aktivität des jeweiligen Wirkstoffs wird in Form der prozentualen Plättchenreduktion
oder der prozentualen Inhibierung ausgedrUckt. Als Maß für die Aktivität läßt sich
wahlweise auch die durch das Symbol I50 angegebene Wirkstoffkonzentration verwenden,
die die Plättchenbildung um 50% inhibiert.
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Die bei den obigen Versuchen erhaltenen Ergebnisse sind in Form der
Inhibierung von Poliovirus Typ I ausgedrückt, da dieses Virus leicht wächst und
zu übereinstimmenden Ergebnissen führt. Die Aktivität der Verbindungen der Formel
(I) wird gegenüber anderen Viruskulturen wie Coxsackie (A9, A21, B5), Echovirus
(Stämme 1-4), Mengo, Rhinovirus (25 Stämme), Polio (Typ I, II, III) und Influenzaviren
wie Ann Arbor, Maryland B, Massachusetts B, Hong Kong A, Pr-8A und Taylor C (Typen
A, B) bestimmt. Die Versuchsergebnisse für verschiedene Thiazolinyl- oder Thiazinyl-benzimidazol-Verbindungen
sind in der folgenden Tabelle I zusammengefaßt.
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In der Tabelle ist in Spalte 1 die Beispielnummer der verschiedenen
chemischen Beispiele aufgeführt; in der Spalte 2 ist das Isomer in der 5(6)-Stellung
angegeben, und in den Spalten 3 bis 10 ist die jeweilige prozentuale Virusplättchen-Reduktion
bei Wirkstoffverdünnungen von 0,75 bis 100tug/ml aufgeführt.
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Tabelle I Polio I Plättchenreduktion durch 1-(Thaizolin-2-yl)-2-amino-5(6)-subst.-benzimidazole
| Beispiel Isomer(2) Wirkstoffkonzentration (µg/ml) (1) |
| Nr. 100 50 25 12 6 3 1,5 0,75 |
| 5 6 toxisch toxisch wenig 86 43 19 0 0 |
| toxisch |
| 1 6 " " toxisch toxisch 74 26 7 0 |
| 3 6 " " mäßig toxisch 87 0 0 0 0 |
| 4 6 " " " " mäßig 100 100 78 22 |
| toxisch |
| 2 6 33 0 0 0 0 0 0 0 |
| (1) Wirkstoffkonzentration in Mikrogramm/Milliliter |
| (2) die Zahl 5 oder 6 bedeutet das entsprechende Isomer |
Die Thiazolinylbenzimidazol-Verbindungen werden sowohl als reine
Verbindungen als auch als Isomerengemische geprüft. Beide Isomeren inhibieren das
Viruswachstum; das 6-Isomer ist im allgemeinen aktiver als das 5-Isomer.
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Die Verbindungen der Formel (I) unterdrücken im allgemeinen das Wachstum
verschiedener Viren, wenn sie zu dem Medium zugegeben, indem das Virus gezüchtet
wird. Die Verbindungen der Formel (I) können daher in wäßrigen Lösungen, bevorzugt
mit einem oberflächenaktiven Mittel, zur Dekontaminierung von Oberflächen verwendet
werden, auf denen Polio-, Coxsackie-, Rhino- und Influenzaviren vorhanden sind,
wie z.B.
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Krankenhaus-Glastbfaren, Krankenhausarbeitsflächen und ähnliche Flächen,
die zur Herstellung von Nahrungsmitteln verwendet werden.
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l'ie erfindungsgemäßen Verbindungen können warmblUtigen Tieren und
Menschen in einer Dosis von 1 bis 300 mg/kg Tierkörpergewicht oral verabreicht werden.
Die Verabreichung kann bedarfweise periodisch wiederholt werden. Im allgemeinen
wird die antivirale Verbindung alle 4 bis 6 Stunden verabreicht.
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Bevorzugt werden die Verbindungen der Formel (I) zusammen mit einem
oder mehreren, für die besondere Art der Verabreichung geeigneten Adjuvantien verwendet.
Im Falle der oralen Verabreichung wird die Verbindung mit pharmazeutischen Verdünnungsmitteln
oder Trägern wie Lactose, Saccharose, Stärkepulver, Cellulose, Talk, Magnesiumstearat,
Magnesiumoxid, Calciumsulfat Akazienpulver, Gelatine, Natriumalginat, Natriumbenzoat
und Stearinsäure modifiziert. Zubereitungen dieser Art lassen sich für entsprechende
Verabreichungszwecke als Tabletten oder eingeschlossen in Kapseln formulieren. Darüberhinaus
können die erfindungsgemäßen Verbindungen auch
parenteral verabreicht
werden.
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Die Verbindungen können ebenfalls mit einer Flüssigkeit vermischt
und in Form von Nasentropfen verabreicht werden oder als Intranasalspray verwendet
werden.