DE4430005A1

DE4430005A1 - Malonsäurederivate mit antiadhäsiven Eigenschaften

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Publication number: DE4430005A1
Application number: DE19944430005
Authority: DE
Inventors: Alexander Dr Toepfer; Gerhard Dr Kretzschmar; Eckart Dr Bartnick; Dirk Dr Seiffge
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1994-08-25
Filing date: 1994-08-25
Publication date: 1996-02-29

Description

Die Erfindung betrifft Malonsäurederivate mit antiadhäsiven Eigenschaften, ein Verfahren zu deren Herstellung, deren Verwendung sowie aus diesen hergestellte Arzneimittel.

Die auf der Oberfläche eukaryontischer Zellen befindlichen Glycoconjugate stellen spezifische Bindungsepitope für Transmembran-Proteine dar, welche man als Selektine bezeichnet. Diese Selektine, welche sowohl im Endothel als auch auf den verschiedenen zirkulierenden Zellen des hämatolymphoiden Systems vorkommen, gehen spezifische Wechselwirkungen mit Kohlenhydrat-Epitopen (Liganden) des jeweils anderen Zelltyps ein (K.-A. Karlsson, TIPS 12 [1991], 265-272).

Synthetische Analoga der Selektin-Liganden sind daher vielversprechende Kandidaten für Antiphlogistika und Antikoagulantien (T. A. Springer, L. A. Lasky, Nature 349, 1991, 196-197; T. Feizi, TIBS 16, 1991, 84-86). Auch als Erkennungsdomänen für Viren (J. C. Paulson, The Receptors, Vol. II, Ed.: P. M. Conn, Academic press, 1985, 131), Bakterien (Strömberg et al. EMBO J. 1990, [9], 2001) und Toxine (Karlsson et al. Sourcebouk of Bacterial Protein Toxins, Eds. J. E. Alouf, J. H. Freer, Academic Press, 1990 [56], 3537) spielen Kohlenhydratliganden eine entscheidende Rolle und damit auch bei der Einleitung der entsprechenden Krankheiten (Prophylaxe, Diagnostik oder Therapie von bakteriellen und viralen Infektionen, entzündlichen Erkrankungen, rheumatische Arthritis, Allergien, Nachinfarksyndrom, Schock, Schlaganfall, akute und chronische Organabstoßung, Vasculitis, Sepsis, Schocklunge usw.).

Da Krebszellen ein anderes Muster dieser Kohlenhydratstrukturen aufweisen als gesunde Zellen, ermöglicht dies die Verwendung dieser Mimetika einerseits als Marker, andererseits zur Bekämpfung von Tumorzellen insbesondere bei metastatisierenden Tumoren (S.-I. Hakomori, Cancer Cells, Dezember 1991, Vol. 3, Nr. 12).

Von besonderer Bedeutung bei der Einleitung der oben genannten Erkrankungen sind silylierte und/oder fucosylierte Kohlenhydrate (Sialic Acids in "Cell Biology Monographs" Schauer, Editor, Vol. 10, 1982). Besonders als Mediatoren der Zelladhäsion spielen diese eine entscheidende Rolle (Lowe et al., Cell, 63, 475-485, 1990). Eine besondere Bedeutung kommt in diesem Zusammenhang Sialyl-Lewis-X [αNeu5Ac(2→3)βGal(1→4)[αFuc(1→3)]-βGlcNAc-OR] und Sialyl- Lewis-A [αNeu5Ac(2→3)βGal(1→3)[αFuc(1→4)]-βGlcNAc-OR] zu (R ist definiert als ein Aglycon mit mindestens einem Kohlenstoffatom). Für diese Verbindungen wurden sowohl chemische (Ratcliffe et al., U.S. Patent Nr. 5,079,353) als auch chemisch/enzymatische Synthesen entwickelt (A. Venot et al., PCT/CA 92/00251).

Mit dem Ziel einer Vereinfachung der sehr aufwendigen Synthesen dieser Verbindungen, bei Erhaltung oder Verbesserung ihrer Bindungsaffinitäten zu den entsprechenden Selektinen, wurden bereits mehrere Strukturen vorgeschlagen und teilweise synthetisiert. So wurde beispielsweise Neuraminsäure durch Milch- oder Glycolsäure und/oder Fucose durch Glycerin bzw. Trifluormethyl-Fucose und/oder N-Acetylglucosamin durch Glucosamin oder Glucose ersetzt (PCT/US 92/09870). Eine Substitution von Neuraminsäure durch Sulfat oder Phosphat ist ebenfalls beschrieben (PCT/CA 92/00245). Beschrieben ist außerdem eine Substitution von Glucosamin durch eine Kette von mindestens 2 Kohlenstoffatomen (WO 92/18610).

Nach dem heutigen Stand der Technik ist lediglich für das native Sialyl-Lewis-X und Sialyl-Lewis-A mit geringfügigen Modifikationen eine effiziente, enzymatische "Large Scale-Synthese" entwickelt worden (C. H. Wong et al., WO 92/16640 und US 5,162,513). Diese Verbindungen haben jedoch den Nachteil einer geringen Affinität zu den Selektinen zum einen und einer geringen in vivo- Stabilität zum anderen (Wirkstoffe sind nicht oral verfügbar).

Demgegenüber ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, neue, physiologisch stabilere Selektin-Liganden bereitzustellen, welche eine gegenüber den natürlichen Liganden vergleichbare oder stärkere Wechselwirkung mit dem Rezeptor aufweisen und sich im Vergleich zu den natürlichen Liganden leicht herstellen lassen.

Es ist ferner Aufgabe der vorliegenden Erfindung, auf Basis dieser neuen Selektin-Liganden Arzneimittel zur Therapie oder Prophylaxe und Mittel zur Diagnose von Krankheiten verfügbar zu machen, bei welchen bakterielle oder virale Infektionen, metastasierende Tumore oder entzündliche Prozesse involviert sind.

Die gestellte Aufgabe wird gelöst durch

1. eine Verbindung der allgemeinen Formel I, in der
R¹, R² und R³ unabhängig voneinander H, (CH₂)_mX oder CH₂O(CH₂)_mX¹ bedeuten oder
R¹ und R² gemeinsam einen sechsgliedrigen Carbo- oder Heterocyclus mit mindestens einem Substituenten R⁴ bilden und
A und B unabhängig voneinander O, S, NH, HN-CO, OC-NH, O-CO, OC-O, NH-CO-O, O-CO-NH, S-CO, SC-O, O-CS-S, S-CS-O, NH-CS-S oder S-CS-NH bedeuten und
Z eine Pyranose, eine Furanose oder einen offenkettigen Polyalkohol darstellt oder Y-X⁶ bedeutet,
Y -(CX²,X³)_n, -(CX²,R⁵)_n-, -(CR⁵,R⁶)_n-, -CH₂-(CX²,X³)_n- oder einen gesättigten oder ungesättigten, sechsgliedrigen Carbo- oder Heterozyklus mit mindestens einem Substituenten R⁷ oder eine Kombination aus der Kette -(CX²,X³)_n, -(CX²,R⁵)_n-, -(CR⁵,R⁶)_n- und dem Carbo- oder Heterozyklus darstellt, wobei
R⁴, R⁵, R⁶ und R⁷ unabhängig voneinander H, (CH₂)_qX⁴ oder CH₂O(CH₂)_qX⁵ und
X, X¹, X², X³, X⁴ und X⁵ unabhängig voneinander H, NH₂, COOH, OH, CH₂OH, CH₂NH₂, C₁-C₂₀-Alkyl oder C₆-C₁₀-Aryl und
X⁶ OH oder und
m, n und q unabhängig voneinander eine Zahl von 1 bis 20 bedeuten,
mit Ausnahme der Verbindung der allgemeinen Formel I, in welcher
R³ H,
A O, HN-CO oder OC-NH,
B O,
X² und X³ H bedeuten und
Y -(CX²,X³)_n- bedeutet, wobei
n 4 ist, oder
Y eine Kombination aus der Kette -(CX²,CX³)_n- und einen Carbo- oder Heterozyklus mit einem Substituenten R⁷ darstellt, wobei
n 1 ist,
und die übrigen Variablen die angegebene Bedeutung haben,
2. insbesondere durch eine Verbindung der Formel I, die sich dadurch auszeichnet, daß
R³, R⁴, X² und X³ H bedeuten,
R¹ und R² einen sechsgliedrigen Carbocyclus bilden,
A und B 0,
Z eine α-L-Fucopyranosyl-Gruppe und
Y -(X²,X³)_n bedeuten, wobei
n 5 ist, oder
3. eine Verbindung der Formel I mit dem gemäß Nr. 2 definierten Variablen, bei welcher n für 3 steht,
4. insbesondere durch eine Verbindung der Formel I, die sich dadurch auszeichnet, daß
R¹ und R² gemeinsam einen sechsgliedrigen Carbocyclus bilden, R³ und X² H,
X³ und X⁶ OH und
n 4 bedeuten, oder
5. vorzugsweise eine Verbindung mit den gemäß Nr. 4 definierten Variablen, die sich auszeichnet, daß bedeutet
6. ein Verfahren zur Herstellung einer Verbindung der genannten Formel I, bei welchem man zunächst unter Alkylierung, Acylierung oder Glycosylierung einer funktionellen Gruppe eines Akzeptors II, aufweisend mindestens zwei benachbarte funktionelle Gruppen L¹ und L² sowie aufweisend die Substituenten R¹ und R², mittels eines Äquivalentes eines mindestens zwei funktionelle Gruppen L³ und L⁴ tragenden Donors III,L³-Y-L⁴ IIIdessen eine funktionelle Gruppe L³ notwendigenfalls geschützt und dessen andere funktionelle Gruppe L⁴ gegebenenfalls aktiviert vorliegt, Zwischenverbindung IV, herstellt, wonach man unter Alkylierung, Acylierung oder Glycosylierung der ungeschützten funktionellen Gruppe L² der Zwischenverbindung IV mittels eines mit einer aktivierten funktionellen Gruppe L⁵ versehenen Donors V,Z-L⁵ Vdessen übrige funktionelle Gruppen notwendigenfalls Schutzgruppen tragen, Zwischenverbindung VI, herstellt und schließlich gegebenenfalls nach selektiver Entschützung und Aktivierung der funktionellen Gruppe L³ durch Umsetzung der Zwischenverbindung VI mit einem Malonsäurederivat und nachfolgender Abspaltung sämtlicher Schutzgruppen die Verbindung der Formel I gemäß Anspruch 1 erhält, wobei die Variablen R¹, R², Y, B, Z und A die unter Nr. 1 genannte Bedeutung haben,
7. wahlweise kann Akzeptor II zunächst mit Donor V und anschließend mit Donor III zur Zwischenverbindung VI umgesetzt werden,
8. wobei zur Herstellung einer Verbindung gemäß Nr. 2,
Akzeptor II (1R,2R)-trans-1,2-Cyclohexandiol,
Donor II 5-Allyloxy-1-p-toluolsulfonyloxy-pentan und
Donor V Thioethyl-O-2,3,4-tri-O-benzyl-β-L-fucopyranosid ist,
9. wobei zur Herstellung einer Verbindung gemäß Nr. 3,
Akzeptor II (1R,2R)-trans-1,2-Cyclohexandiol,
Donor III 3-Allyloxy-1-p-toluolsulfonyloxy-propan und
Donor V Thioethyl-O-2,3,4-tri-O-benzyl-β-L-fucopyranosid ist,
10. wobei zur Herstellung einer Verbindung gemäß Nr. 4,
Akzeptor II (1R,2R)-trans-1,2-Cyclohexandiamin und
Donor III und IV Glucono-1,5-lacton ist,
11. und wobei zur Herstellung einer Verbindung gemäß Nr. 5,
Akzeptor II (1R,2R)-trans-1,2-Cyclohexandiamin,
Donor III und V Glucano-1,5-lacton ist und
wobei nach selektiver Entschützung und Aktivierung der endständigen funktionellen Gruppen jeweils an Y und an Z Zwischenverbindung VI mit zwei Äquivalenten eines entsprechenden Malonsäurederivates umgesetzt wird,
12. die Verwendung einer Verbindung der genannten Formel I zur Herstellung eines Arzneimittels zur Therapie oder Prophylaxe von Krankheiten, bei welchen bakterielle oder virale Infektionen, entzündliche Prozesse oder metastasierende tumoren involviert sind,
13. die Verwendung einer Verbindung der Formel I zur Herstellung eines Mittels zur Diagnose von Krankheiten, bei welchen bakterielle oder virale Infektionen, entzündliche Prozesse oder metastasierende Tumoren involviert sind und
14. durch ein Arzneimittel, welches eine Verbindung der Formel I und gegebenenfalls pharmazeutische Träger enthält.

Die erfindungsgemäßen Malonsäurederivate sind im Vergleich zu den natürlichen Kohlenhydratliganden und deren bisher bekannten Derivaten einfach und billig herzustellen und weisen zudem maximal eine glycosidische Bindung auf, was wiederum eine erhöhte physiologische Stabilität der Produkte zur Folge hat.

Synthese einer Verbindung der Formel I

Die Verbindungen dieser Erfindung mit der allgemeinen Formel I lassen sich ausgehend von käuflichen Komponenten mit mindestens 2 benachbarten funktionellen Gruppen, wie z. B. (1R,2R)-trans-1,2-Cyclohexandiol (Fluka), trans-2-Aminohexanol (Enantiomerentrennung: Takada H. et al., Bull. Chem. Soc. Jpn. [1994] 67, 4, 1196-97), oder trans-1,2-Cyclohexandiamin herstellen. Aus diesen Verbindungen können beispielsweise (im ersten Fall) durch Umsetzung mit höchstens einem Äquivalent des Tosylats (oder anders aktivierten Restes: Triflat, Mesylat, Halogenide usw.) eines beispielsweise monoallylierten Diols die entsprechend monoalkylierten Verbindungen synthetisiert werden.

Alternativ kann statt der Etherbindung auch eine andere Anknüpfung (Amid, Ester, Amin, Thioether, Thioester, Urethan, Xanthogenat oder Dithiocarbaminat) gewählt werden.

Die zweite funktionelle Gruppe wird nun mit einem aktivierten Monosaccharidbaustein (z. B. Thioethyl-O-2,3,4-tri-O-benzyl-β-L-fucopyranosid oder O-{2,3,4,6-Tetra-O-benzyl-α/β-D-mannopyranosyl}-trichloracetimidat) glycosyliert. Statt einem Monosaccharid kann auch ein Polyalkohol wie L-Threitol angeknüpft werden (über 1,2,3-Tri-O-benzyl-4-O-p-toluolsulfonat). Auf diese Weise erhält man eine Verbindung ohne eine glycosidische Bindung. Nach Abspaltung der Allylschutzgruppe (oder einer anderen geeigneten Schutzgruppe) des zuerst angeknüpften monoallylierten Tosylats wird die freigewordene Hydroxylgruppe beispielsweise tosyliert und anschließend mit Malonsäuredimethylester (oder Malonsäuredibenzylester) alkyliert. Hydrogenolyse (und Verseifung) liefert das gewünschte Malonsäurederivat.

Alternativ kann ausgehend von (1R,2R)-trans-1,2-Cyclohexandiamin durch Umsetzung mit 2 Äquivalenten Glucono-1,5-lacton eine Zwischenverbindung erhalten werden, die zwei identische Seitenketten mit jeweils einer primären und mit jeweils mehreren sekundären OH-Gruppen trägt und welche nach selektiver Schützung und Aktivierung nach bekannten Methoden, wie etwa die Aufeinanderfolge von Tritylierung, Benzylierung, Detritylierung und Tosylierung, sich beispielsweise mit Malonsäuredimethylester zum gewünschten Malonsäurederivat umsetzen läßt. Wahlweise kann durch entsprechende Variation der Schutzgruppentechnik sowie entsprechende Aktivierung der primären OH-Gruppen beider Seitenketten eine Verbindung erhalten werden, die zwei Malonsäuregruppen - bzw. jeweils endständig an jeder der beiden Seitenketten eine Malonsäuregruppe - trägt.

Durchführung von HL60 Zelladhäsionsassays auf rekombinanten, löslichen Adhäsionsmolekülen

Die erfindungsgemäßen Malonsäurederivate können trotz ihrer wesentlich geringeren Molmasse eine höhere Affinität zu den natürlichen Rezeptoren, beispielsweise zu E- und P-Selektin, als die natürlichen Kohlenhydratliganden haben, wie anhand der nachfolgend beschriebenen Zelladhäsionsassays nachgewiesen werden kann.

1. 96er Mikrotitertestplatten (Nunc Maxisorb) werden mit 100 µl eines in 50 mM Tris pH 9,5 verdünnten (1+100) Ziege anti human IgG Antikörpers (Sigma) 2 Std. bei Raumtemperatur inkubiert. Nach Entfernen der Antikörperlösung wird einmal mit PBS gewaschen.
2. 150 µl des Blockierungspuffers werden für 1 Std. bei Raumtemperatur in den Näpfchen belassen. Die Zusammensetzung des Blockierungspuffers ist:
0,1% Gelatine, 1% BSA, 5% Kalbserum, 0,2 mM PMSF, 0,02% Natriumazid. Nach Entfernen des Blockierungspuffers wird einmal mit PBS gewaschen.
3. In die Näpfchen werden je 100 µl Zellkulturüberstand von entsprechend transfektierten und exprimierenden COS-Zellen pipettiert. Die Inkubation erfolgt 2 Std. bei Raumtemperatur. Nach Entfernen des Zellkulturüberstandes wird einmal mit PBS gewaschen.
4. In die Näpfchen werden 20 µl Bindungspuffer gegeben. Der Bindungspuffer hat die Zusammensetzung: 50 mM Hepes, pH 7,5; 100 mM NaCl; 1 mg/ml BSA;
2 mM MgCl2; 1 mM CaCl2; 3 mM MnCl2; 0,02% Natriumazid; 0,2 mM PMSF. Dazu werden 5 µl der Testsubstanz pipettiert, durch Schwenken der Platte vermischt und 10 Min. bei Raumtemperatur inkubiert.
5. 50 ml einer HL60 Zellkultur mit 200 000 Zellen/ml werden 4 Min. bei 350 g zentrifugiert. Das Pellet wird in 10 ml RPMI 1640 resuspendiert und die Zellen erneut zentrifugiert. Zur Markierung der Zellen werden 50 µg BCECF-AM (Molecular Probes) in 5 µl wasserfreiem DMSO aufgelöst; anschließend werden 1,5 ml RPMI 1640 auf die BCECF- AM/DMSO-Lösung gegeben. Mit dieser Lösung werden die Zellen resuspendiert und 30 Min. bei 37°C inkubiert. Nach zweiminütiger Zentrifugation bei 350 g wird das markierte Zellpellet in 11ml Bindungspuffer resuspendiert und die resuspendierten Zellen in 100 µl Aliquots in die Mikrotiterplatten-Näpfchen verteilt. Die Platte wird 10 Min. bei Raumtemperatur stehen gelassen, um die Zellen auf den Boden der Testplatte sedimentieren zu lassen. Dabei haben die Zellen Gelegenheit, an das beschichtete Plastik zu adhärieren.
6. Zum Abstoppen des Tests wird die Mikrotiterplatte im 45°-Winkel gänzlich in den Stoppuffer getaucht (25 mM Tris, pH 7,5; 125 mM NaCl; 0,1% BSA; 2 mM MgCl2; 1mM CaCl2; 3 mM MnCl2; 0,02% Natriumazid). Durch Invertierung wird der Stoppuffer aus den Näpfchen entfernt und die Prozedur noch zweimal wiederholt.
7. Die Messung der in den Näpfchen festhaftenden, BCECF-AM-markierten Zellen erfolgt in einem Cytofluorimeter (Millipore), bei einer Empfindlichkeitseinstellung von 4, einer Anregungswellenlänge von 485/22 nm und einer Emissionswellenlänge von 530/25 nm.

5-Malonyl-1-hydroxypentyl-(1→1)-[α-L-fucopyranosyl)-(1→2)]-(1R,2R)-trans- 1,2-cyclohexandiol:
Diese Verbindung (Molmasse: 434.48) weist für E-Selectin einen IC₅₀-Wert von 1.1 mmol und für P-Selectin von 0.43 mmol auf.

Die Werte für Sialyl-Lewis X liegen für E-Selektin etwas, für P-Selektin sogar deutlich höher (jeweils 2 mmol) und sind damit schlechter.

Anwendungsmöglichkeiten

Die Malonsäurederivate gemäß der vorliegenden Erfindung stellen allesamt potentielle Liganden für die bisher bekannten Selektine (Proteine, welche auf dem Endothel und anderen Zelloberflächen exprimiert und an spezifische Kohlenhydrat-Liganden binden) dar.

Die erfindungsgemäßen Malonsäurederivate können demzufolge als Anti- Adhäsionstherapeutika eingesetzt werden und verhindern im Fall von Entzündungen, daß die ELAM-1-Rezeptoren auf stimulierten Endothelzellen an Sialyl-Lewis-X-Strukturen auf der Oberfläche von Leukozyten binden. Im Fall der Influenza-Therapie verhindern die Malonsäurederivate die Anheftung von Viren an die Neuraminsäure auf der Zelloberfläche und damit auch die Endozytose der Viruspartikel.

Aus diesem Sachverhalt ergibt sich die Möglichkeit zur Prophylaxe, Diagnostik oder Therapie Selektin-vermittelter Krankheiten. Hierzu gehören beispielsweise:

1. Autoimmunkrankheiten:
Rheumatische Arthritis, Multiple Sklerose, entzündliche Knochenerkrankungen, Lupus, Myasthenia gravis, Allergien, Osteoarthritis, Asthma, Kontakt-Dermatitis, Psoriasis, Adult respiratory distress syndrome, Transplantatabstoßung.

2. Infektionen:
Schnupfen, Grippe, Helicobacter pylori, Malaria, Septischer Schock.

3. Krebs:
Colorectal, Brust, Eierstöcke, Prostata.

4. Zentrales Nervensystem:
Schlaganfall, Trauma.

5. Reperfusionsverletzungen:
Myocardinfarkt, Angioplastie, instabile Angina, systemischer Schock.

6. Weitere:
Osteoporose, Wunden und schwere Verbrennungen.

Die erfindungsgemäßen Arzneimittel werden im allgemeinen intravenös, oral oder parenteral oder als Implantate verabreicht, aber auch eine rektale Anwendung ist prinzipiell möglich. Geeignete feste oder flüssige galenische Zubereitungsformen sind beispielsweise Granulate, Pulver, Tabletten, Dragees, (Mikro-)Kapseln, Zäpfchen, Sirupe, Emulsionen, Suspensionen, Aerosole, Tropfen oder injizierbare Lösungen in Ampullenform sowie Präparate mit protrahierte Wirkstoff-Freigabe, bei deren Herstellung üblicherweise Trägerstoffe und Zusätze und/oder Hilfsmittel wie Spreng-, Binde-, Überzugs-, Quellungs-, Gleit- oder Schmiermittel, Geschmacksstoffe, Süßungsmittel oder Lösungsvermittler Verwendung finden. Als häufig verwendete Träger- oder Hilfsstoffe seien z. B. Magnesiumcarbonat, Titandioxid, Laktose, Mannit und andere Zucker, Talkum, Milcheiweiß, Gelatine, Stärke, Vitamine, Cellulose und ihre Derivate, tierische und pflanzliche Öle, Polyethylenglykole und Lösungsmittel, wie etwa steriles Wasser, Alkohole, Glycerin und mehrwertige Alkohole genannt.

Vorzugsweise werden die pharmazeutischen Präparate in Dosierungseinheiten hergestellt und verabreicht. Feste Dosierungseinheiten sind Tabletten, Kapseln und Suppositorien.

Für die Behandlung eines Patienten sind je nach Wirksamkeit der Verbindung, Art der Applikation, Art und Schwere der Erkrankung, Alter und Körpergewicht des Patienten, unterschiedliche Tagesdosen notwendig. Unter Umständen können jedoch auch höhere oder niedrigere Tagesdosen angebracht sein. Die Verabreichung der Tagesdosis kann sowohl durch Einmalgabe in Form einer einzelnen Dosierungseinheit oder aber mehrerer kleiner Dosierungseinheiten als auch durch Mehrfachgabe unterteilten Dosen in bestimmten Intervallen erfolgen. Die zu verabreichende Tagesdosis kann außerdem von der Anzahl der während des Krankheitsverlaufs exprimierten Rezeptoren abhängig sein. Es ist vorstellbar, daß im Anfangsstadium der Krankheit nur wenige Rezeptoren auf der Zelloberfläche exprimiert werden und demzufolge die zu verabreichende Tagesdosis geringer ist als bei stark erkrankten Patienten.

Die erfindungsgemäßen Arzneimittel werden dadurch hergestellt, daß man ein Malonsäurederivat gemäß der vorliegenden Erfindung mit üblichen Träger- sowie gegebenenfalls Zusatz- und/oder Hilfsstoffen in die bzw. eine geeignete Darreichungsform bringt.

Spezielle Ausführungsbeispiele Beispiel 1 a) Synthese von 5-Allyloxy-1-p-toluolsulfonyloxy-pentan (1a)

Eine Mischung aus Pentandiol (21.8 ml, 207 mmol), Allylbromid (11.7 mmol, 138 mmol), Kaliumcarbonat (21 g, 151.8 mmol) und Dibenzo-18-crown-6 wird 24 h im Ultraschallbad behandelt. Anschließend wird mit Dichlormethan (250 ml) verdünnt und 2× mit Wasser (je 100 ml) gewaschen. Die organische Phase wird über Magnesiumsulfat getrocknet, eingeengt und der Rückstand mit Pyridin (50 ml, 600 mmol), Dichlormethan (700 ml) und p-Toluolsulfonsäurechlorid (40 g, 207 mmol) gerührt. Nach 16 h wird mit gesättigter Kochsalzlösung gewaschen, die organische Phase getrocknet und eingeengt. Flash-Chromatografie (Hexan/Essigester 6:1→5:1) liefert Verbindung (1a) (19.9 g, 53%).
¹H-NMR (300 MHz, CDCl₃): δ = 1.39, 1.53, 1.66 (3m, 6H, -CH₂-CH₂-CH₂-), 2.45 (s, 3H, CH_3tos), 3.38 (t, 2H, OCH₂-), 3.93 (m, 2H, O-CH₂-CH=CH₂), 4.01 (t, 2H, OCH₂-), 5.20 (m, 2H, O-CH₂-CH=CH₂), 5.88 (m, 1H, O-CH₂-CH=CH₂), 7.34, 7.78 (2m, 4H, Tosyl-H_aromat).

b) Synthese von 5-Allyloxy-1-hydroxypentyl-(1→1)-(1R,2R)-trans- 1,2-cyclohexandiol (2a)

Zu einer Lösung von (1R,2R)-trans-1,2-Cyclohexandiol (Fluka, 3 g, 25.83 mmol) in DMF (75 ml) gibt man unter Rühren Natriumhydrid (537mg, 22.4 mmol). Nach 1h wird Verbindung (1a) (4.7g, 17.22 mmol) in wenig DMF gelöst zugetropft. Nach 18 h wird mit Dichlormethan (500 ml) verdünnt und solange mit Wasser gewaschen, bis das Waschwasser neutral reagiert. Die organische Phase wird eingeengt und der Rückstand mittels Flash-Chromatografie (Hexan/Essigester 4:1) gereinigt. Ausbeute: 2.63 g, 63%.
¹H-NMR (300 MHz, CDCl₃): δ = 2.82 (bs, 1H, OH), 3.00 (m, 1H), 3.96 (m, 2H, O-CH₂-CH=CH₂), 5.22 (m, 2H, O-CH₂-CH=CH₂), 5.90 (m, 1H, O-CH₂-CH=CH₂).

c) Synthese von 5-Allyloxy-1-hydroxypentyl-(1→1)-[(2,3,4-tri-O-benzyl-α-L- fucopyranosyl)-(1→2)]-(1R,2R)-trans-1,2-cyclohexandiol (3a)

Eine Mischung aus 2a (4.6 g, 19 mmol), Thioethyl-O-2,3,4-tri-O-benzyl-β-L-fucopyranosid (13.6 g, 28.51 mmol) und Tetrabutylammoniumbromid (1.4 g, 4.37 mmol) in Dichlormethan (365 ml) und DMF (74 ml) wird 1h mit Molekularsieb 4A gerührt. Anschließend wird Kupfer(II)-bromid (7.6 g, 34.2 mmol) zugegeben. Nach 24 h wird über Kieselgur filtriert, mit gesättigter Natriumhydrogencarbonatlösung und danach mit gesättigter Kochsalzlösung gewaschen. Die organische Phase wird über Magnesiumsulfat getrocknet, im Vakuum eingeengt und der Rückstand chromatografiert (Hexan/Essigester 6:1). Ausbeute: 11.9 g (95%) Verbindung 3a.
¹H-NMR (300 MHz, CDCl₃): d = 1.10 (d, 3H, 6-H_fuc), 4.25 (q, 1H, 5-H_fuc), 5.18 (m, 2H, O-CH₂-CH=CH₂), 5.88 (m, 1H, O-CH₂-CH=CH₂).

d) Synthese von 5-Hydroxy-1-hydroxypentyl-(1→1)-[(2,3,4-tri-O-benzyl-α-L- fucopyranosyl)-(1→2)]-(1R,2R)-trans-1,2-cyclohexandiol (4a)

Eine Mischung aus Verbindung 3a (15.0g, 22.78 mmol), Wilkinson-Katalysator (2.1 g, 2.3 mmol) und DBU (2.3 ml) wird in Ethanol/Wasser (9:1, 362 ml) eine Stunde unter Rückfluß gekocht. Danach wird im Vakuum eingeengt und über eine kurze Kieselgelsäule (Hexan/Essigester 4:1) chromatografiert. Der Enolether wird in Aceton/Wasser (9:1, 54 ml) gelöst und mit Quecksilber(II)-oxid (8.3 g) versetzt. Unter Rühren wird Quecksilber(II)-chlorid (8.3 g, 30.75 mmol), gelöst in Aceton/Wasser (9:1, 166 ml), zugetropft. Nach 1h wird über Kieselgur abgesaugt, mit Chloroform (840 ml) nachgewaschen und mit 30%iger Kaliumjodidlösung (3×170 ml) ausgeschüttelt. Die organische Phase wird über Magnesiumsulfat getrocknet, eingeengt und chromatografiert (Hexan/Essigester 2:1→1:1). Ausbeute: (9.53 g, 71%).
¹H-NMR (300 MHz, CDCl₃): δ = 1.08 (d, 3H, 6-H_fuc), 4.24 (q, 1H, 5-H_fuc).

e) Synthese von 5-p-Toluolsulfonyloxy-1-hydroxypentyl-(1→1)-[(2,3,4-tro-O- benzyl-α-L-fucopyranosyl)-(1→2)]-(1R,2R)-trans-1,2-cyclohexandiol (5a)

Zu einer Lösung von Verbindung 4a (2.0 g, 3.23 mmol) in Pyridin (40 ml) gibt man bei 0°C p-Toluolsulfonsäurechlorid (924 mg, 4.85 mmol). Nach 18 h wird mit Dichlormethan (800 ml) verdünnt, mit gesättigter Natriumchloridlösung (2×200 ml) gewaschen und die organische Phase über Natriumsulfat getrocknet und anschließend bei 25°C eingeengt. Flashchromatografie (Hexan/Essigester 5:1→4:1) liefert Verbindung 5a (1.66 g, 69%).
¹H-NMR (300 MHz, CDCl₃): δ = 1.08 (d, 3H, 6-H_fuc), 2.42 (s, 3H, CH_3tosyl), 4.19 (q, 1H, 5-H_fuc), 4.94 (d, 1H, 1-H_fuc).

f) Synthese von 5-Dimethylmalonyl-1-hydroxypentyl(1→1)-[(2,3,4-tri-O-benzyl-α-L- fucopyranosyl)-(1→2)]-(1R,2R)-trans-1,2-cyclohexandiol (6a)

Eine Mischung aus Verbindung 5a (250 mg, 0.335 mmol), Malonsäuredimethylester (0.3 ml, 2.6 mmol), Kaliumcarbonat (0.18 g, 1.3 mmol) und Dibenzo-18-crown-6 (47mg, 0.13 mmol) in Toluol (2 ml) wird 24 h bei 100°C gerührt. Das Gemisch wird chromatografiert (Hexan/Essigester 5:1). Man erhält Verbindung 6a (216 mg, 88%).
¹H-NMR (300 MHz, CDCl₃): δ = 1.09 (d, 3H, 6-H_fuc), 3.72 (2s, 6H, C(COOMe)₂), 4.22 (q, 1H, 5-H_fuc), 4.95 (d, 1H, 1-H_fuc).

g) Synthese von 5-Malonyl-1-hydroxypentyl-(1→1)-[(α-L-fucopyranosyl)-(1→2)]- (1R,2R)-trans-1,2-cyclohexandiol (7a)

Eine Mischung aus Verbindung 6a (180 mmg, 0.25 mmol) und Palladiumkohle (10%, 180 mg) in Methanol/Dioxan (10:1, 44 ml) wird 24 h unter Normaldruck in einer Wasserstoffatmosphäre hydriert. Die Palladiumkohle wird abfiltriert, der Rückstand eingeengt und mit 1M Natronlauge (7ml) behandelt. Nach 2 h wird mit Ambelite IR-120 neutralisiert und über Biogel P-2 gereinigt. Man erhält Verbindung 7a (100 mg, 92%).
¹H-NMR (300 MHz, D₂O): δ = 1.07 (d, 3H, 6-H_fuc), 1.2 (m, 6H, 4-H_cyclohex, 5-H_cyclohex, -CH₂-), 1.42, 1.55, 1.65, 1.96 (4m, 8H), 4.14 (q, 1H, 5-H_fuc), 4.91 (d, 1H, 1-H_fuc).

Beispiel 2 a) Synthese von 3-Allyloxy-1-p-toluolsulfonyloxy-propan (1b)

Verbindung 1b wird aus Propandiol analog zu Verbindung 1a synthetisiert.
¹H-NMR (300 MHz, CDCl₃): δ = 1.92 (m, 6H, -CH₂-), 2.45 (s, 3H, CH₃_tos), 3.44 (t, 2H, OCH₂-), 3.87 (m, 2H, O-CH₂-CH=CH₂), 4.15 (6, 2H, OCH₂-), 5.20 (m, 2H, O-CH₂-CH=CH₂), 5.82 (m, 1H, O-CH₂-CH=CH₂), 7.34, 7.79 (2m, 4H, Tosyl-H_aromat).

b) Synthese von 3-Allyloxy-1-hydroxypropyl-(1→1)-(1R,2R)-trans- 1,2-cyclohexandiol (2b)

Verbindung 2b wird analog zu 2a aus 1b und (1R,2R)-trans-1,2-cyclohexandiol synthetisiert.
¹H-NMR (300 MHz, CDCl₃): δ = 2.82 (bs, 1H, OH), 3.00 (m, 1H), 3.96 (m, 2H, O-CH₂-CH=CH₂), 5.22 (m, 2H, O-CH₂-CH=CH₂), 5.90 (m, 1H, O-CH₂-CH=CH₂).

c) Synthese von 3-Allyloxy-1-hydroxypropyl-(1→1)-[(2,3,4-tri-O-benzyl-α-L- fucopyranosyl)-(1→2)]-(1R,2R)-trans-1,2-cyclohexandiol (3b)

Verbindung 3b wird analog zu Verbindung 3a aus 2b und Thioethyl-O-2,3,4-tri-O-benzyl-β-L-fucopyranosid synthetisiert.
¹H-NMR (300 MHz, CDCl₃): δ = 1.10 (d, 3H, 6-H_fuc), 4.23 (q, 1H, 5-H_fuc), 5.18 (m, 2H, O-CH₂-CH=CH₂), 5.86 (m, 1H, O-CH₂-CH=CH₂).

d) Synthese von 3-Hydroxy-1-hydroxypropyl-(1→1)-[(2,3,4-tri-O-benzyl-α-L- fucopyranosyl)-(1→2)]-(1R,2R)-trans-1,2-cyclohexandiol (4b)

Verbindung 4b wird durch Deallylierung von 3b entsprechend der Synthese von 4a synthetisiert.
¹H-NMR (300 MHz, CDCl₃): δ = 1.09 (d, 3H, 6-H_fuc), 4.23 (q, 1H, 5-H_fuc).

e) Synthese von 3-p-Toluolsulfonyloxy-1-hydroxypropyl-(1→1)-[(2,3,4-tri-O- benzyl-α-L-fucopyranosyl)-(1→2)]-(1R,2R)-trans-1,2-cyclohexandiol (5b)

Die Tosylierung von Verbindung 4b wird analog zur Synthese von 5a durchgeführt.
¹H-NMR (300 MHz, CDCl₃): δ = 1.05 (d, 3H, 6-H_fuc), 2.41 (s, 3H, CH₃_tosyl), 4.94 (d, 1H, 1-H_fuc).

f) Synthese von 3-Dimethylmalonyl-1-hydroxypropyl-(1→1)-[(2,3,4-tri-O-benzyl-α-L- fucopyranosyl)-(1→2)]-(1R,2R)-trans-1,2-cyclohexandiol (6b)

Verbindung 6b wird analog zu Verbindung 6a synthetisiert.
¹H-NMR (300 MHz, CDCl₃): δ = 1.11 (d, 3H, 6-H_fuc), 3.69 (s, 6H, C(COOMe)₂), 4.21 (q, 1H, 5-H_fuc), 4.96 (d, 1H, 1-H_fuc).

g) Synthese von 3-Malonyl-1-hydroxypropyl-(1→1)-[(α-L-fucopyranosyl)-(1→2)]- (1R,2R)-trans-1,2-cyclohexandiol (7a)

Verbindung 6b wird analog zu 6a entschützt.
¹H-NMR (300 MHz, D₂O): δ = 1.06 (d, 3H, 6-H_fuc), 1.06 (m, 4H, 4-H_cyclohex, 5-H_cyclohex), 1.47, 1.56, 1.76, 1.98 (4m, 8H), 4.13 (q, 1H, 5-H_fuc), 4.90 (d, 1H, 1-H_fuc).

Claims

1. Verbindung der allgemeinen Formel I in der
R¹, R² und R³ unabhängig voneinander H, (CH₂)_mX oder CH₂O(CH₂)_mX¹ bedeuten oder
R¹ und R² gemeinsam einen sechsgliedrigen Carbo- oder Heterocyclus mit mindestens einem Substituenten R⁴ bilden und
A und B unabhängig voneinander O, S, NH, HN-CO, OC-NH, O-CO, OC-O, NH-CO-O, O-CO-NH, S-CO, SC-O, O-CS-S, S-CS-O, NH-CS-S oder S-CS-NH bedeuten und
Z eine Pyranose, eine Furanose oder einen offenkettigen Polyalkohol darstellt oder Y-X⁶ bedeutet,
Y -(CX²,X³(_n, -(CX²,R⁵)_n-, -(CR⁵,R⁶)_n-, -CH₂-(CX², X³)_n- oder einen gesättigten oder ungesättigten, sechsgliedrigen Carbo- oder Heterozyklus mit mindestens einem Substituenten R⁷ oder eine Kombination aus der Kette -(CX²,X³)_n, -(CX²,R⁵)_n-, -(CR⁵,R⁶)_n- und dem Carbo- oder Heterozyklus darstellt, wobei
R⁴, R⁵, R⁶ und R⁷ unabhängig voneinander H, (CH₂)_qX⁴ oder CH₂O(CH₂)_qX⁵ und
X, X¹, X², X³, X⁴ und X⁵ unabhängig voneinander H, NH₂, COOH, OH, CH₂OH, CH₂NH₂, C₁-C₂₀-Alkyl oder C₆-C₁₀-Aryl und
X⁶ OH oder und
m, n und q unabhängig voneinander eine Zahl von 1 bis 20 bedeuten,
mit Ausnahme der Verbindung der allgemeinen Formel I, in welcher
R³ H,
A O, HN-CO oder OC-NH,
B O,
X² und X³ H bedeuten und
Y -(CX²,X³)_n- bedeutet, wobei
n 4 ist, oder
Y eine Kombination aus der Kette -(CX²,CX³)_n- und einen Carbo- oder Heterozyklus mit einem Substituenten R⁷ darstellt, wobei
n 1 ist,
und die übrigen Variablen die angegebene Bedeutung haben.

2. Verbindung der Formel I nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
R³, R⁴, X² und X³ H bedeuten,
R¹ und R² einen sechsgliedrigen Carbocyclus bilden,
A und B 0,
Z eine α-L-Fucopyranosyl-Gruppe und
Y -(X²,X³)_n bedeuten, wobei
n 5 ist.

3. Verbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß n für 3 steht.

4. Verbindung der Formel I nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß R¹ und R² gemeinsam einen sechsgliedrigen Carbocyclus bilden, R³ und X² H,
X³ und X⁶ OH und
n 4 bedeuten.

5. Verbindung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß bedeutet.

6. Verfahren zur Herstellung einer Verbindung der Formel I gemäß eines der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man zunächst unter Alkylierung, Acylierung oder Glycosylierung einer funktionellen Gruppe eines Akzeptors II, aufweisend mindestens zwei benachbarte funktionelle Gruppen L¹ und L² sowie aufweisend die Substituenten R¹ und R², mittels eines Äquivalentes eines mindestens zwei funktionelle Gruppen L³ und L⁴ tragenden Donors III,L³-Y-L⁴ IIIdessen eine funktionelle Gruppe L³ notwendigenfalls geschützt und dessen andere funktionelle Gruppe L⁴ gegebenenfalls aktiviert vorliegt, Zwischenverbindung IV, herstellt, wonach man unter Alkylierung, Acylierung oder Glycosylierung der ungeschützten funktionellen Gruppe L² der Zwischenverbindung IV mittels eines mit einer aktivierten funktionellen Gruppe L⁵ versehenen Donors V,Z-L⁵ Vdessen übrige funktionelle Gruppen notwendigenfalls Schutzgruppen tragen, Zwischenverbindung VI, herstellt und schließlich gegebenenfalls nach selektiver Entschützung und Aktivierung der funktionellen Gruppe L³ durch Umsetzung der Zwischenverbindung VI mit einem Malonsäurederivat und nachfolgender Abspaltung sämtlicher Schutzgruppen die Verbindung der Formel I gemäß Anspruch 1 erhält, wobei die Variablen R¹, R², Y, B, Z und A die in Anspruch 1 genannte Bedeutung haben.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man Akzeptor II zunächst mit Donor V und anschließend mit Donor III zur Zwischenverbindung VI umsetzt.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7 zur Herstellung einer Verbindung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
Akzeptor II (1R,2R)-trans-1,2-Cyclohexandiol,
Donor II 5-Allyloxy-1-p-toluolsulfonyloxy-pentan und
Donor V Thioethyl-O-2,3,4-tri-O-benzyl-β-L-fucopyranosid ist.

9. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7 zur Herstellung einer Verbindung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
Akzeptor II (1R,2R)-trans-1,2-Cyclohexandiol,
Donor III 3-Allyloxy-1-p-toluolsulfonyloxy-propan und
Donor V Thioethyl-O-2,3,4-tri-O-benzyl-β-L-fucopyranosid ist.

10. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7 zur Herstellung einer Verbindung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
Akzeptor II (1R,2R)-trans-1,2-Cyclohexandiamin und
Donor III und IV Glucono-1,5-lacton ist.

11. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7 zur Herstellung einer Verbindung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
Akzeptor II (1R,2R)-trans-1,2-Cyclohexandiamin,
Donor III und V Glucano-1,5-lacton ist und
daß nach selektiver Entschützung und Aktivierung der endständigen funktionellen Gruppen jeweils an Y und an Z Zwischenverbindung VI mit zwei Äquivalenten eines entsprechenden Malonsäurederivates umgesetzt wird.

12. Verwendung einer Verbindung der Formel I gemäß eines der Ansprüche 1 bis 5 zur Herstellung eines Arzneimittels zur Therapie oder Prophylaxe von Krankheiten, bei welchen bakterielle oder virale Infektionen, entzündliche Prozesse oder metastasierende Tumoren involviert sind.

13. Verwendung einer Verbindung der Formel I gemäß eines der Ansprüche 1 bis 5 zur Herstellung eines Mittels zur Diagnose von Krankheiten, bei welchken bakterielle oder virale Infektionen, entzündliche Prozesse oder metastasierende Tumoren involviert sind.

14. Arzneimittel, enthaltend eine Verbindung der Formel I gemäß eines der Ansprüche 1 bis 5 und gegebenenfalls pharmazeutische Träger.