DE60011446T2

DE60011446T2 - Substituierte Pyridinopentaazamakrocyclokomplexe mit Superoxiddismutaseaktivität

Info

Publication number: DE60011446T2
Application number: DE60011446T
Authority: DE
Inventors: Dennis Riley; L. William NEUMANN; L. Susan HENKE; Patrick Lennon; W. Karl ASTON; Daniela Salvemini; A. James SIKORSKI; Yvette Fobian; L. Margaret GRAPPERHAUS; L. Carrie KUSTURIN
Original assignee: Monsanto Co
Current assignee: Monsanto Co
Priority date: 1999-09-16
Filing date: 2000-09-14
Publication date: 2005-07-07
Anticipated expiration: 2020-09-15
Also published as: CA2382105A1; CA2382105C; WO2001019823A3; DE60011446D1; WO2001019823A2; EP1420022B1; ES2222925T3; ATE366254T1; EP1420019B1; EP1212323A2; AU7702400A; ES2293106T3; DE60035724D1; WO2001019823A9; EP1420022A1; AU784078B2; PT1212323E; DK1212323T3; EP1420019A1; DE60035440T2

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung ist eine Continuation-in-part der US-Anmeldung Nr. 09/398,120, angemeldet am 16. September 1999 (erteilt als US-B-6214817), die wiederum eine Continuatin-in-part der US-Anmeldung Nr. 09/057,831, angemeldet am 9. April 1998 ist (erteilt als US-B-6180620, WO-A-98/58636) welche die Priorität der Provisional Application Nr. 60/050,402, eingereicht am 20. Juni 1997, in Anspruch nimmt, die fallen gelassen wurde.
ERFINDUNGSHINTERGRUND
Erfindungsgebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft Verbindungen die als Katalysatoren für die Dismutierung von Superoxid wirksam sind. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung Mangan- oder Eisenkomplexe von substitiuerten, ungesättigten heterozyklischen Pentaazacyclopentadekanliganden, welche Superoxid katalytisch dismutieren.
Verwandte Gebiete
Das Enzym Superoxiddismutase katalysiert die Umwandlung von Superoxid zu Sauerstoff und Wasserstoffperoxid nach der Gleichung (1) (im Folgenden als Dismutierung bezeichnet). 2O₂ ^– + 2H⁺ → O₂ + H₂O₂ (1)
Vom Superoxid abgeleitete reaktive Sauerstoffmetabolite haben sich als zur Gewebepathologie bei einer Reihe von entzündlichen Erkrankungen und Fehlfunktionen beitragend erwiesen, wie etwa die Reperfusionsverletzung des ischämischen Myocardiums, entzündliche Darmkrankheit, rheumatoide Arthritis, Osteoarthritis, Arteriosklerose, Bluthochdruck, Metastasen, Psoriasis, Organtransplantatabstoßungen, strahlungsinduzierte Verletzungen, Asthma, Influenza, Apoplexie, Verbrennungen und Traumata. Siehe beispielsweise Simic, M. G. et al, Oxygen Radicals in Biology and Medicine (Sauerstoffradikale in Biologie und Medizin), Basic Life Sciences, Vol. 49, Plenum Press, New York und London, 1998; Weiss, J. Cell. Biochem., 1991 Suppl. 15C, 216 Abstract C110 (1991); Petkau A., Cancer Treat. Rev. 13, 17 (1986); McCord, J. Free Radicals Biol. Med., 2, 307 (1986) und Bannister, J. V. et al, Crit. Rev. Biochem, 22, 111 (1987).
Es ist auch bekannt, dass Superoxid in den Abbau des Endothelium-abgeleiteten Gefäßrelaxierenden Faktors (EDRF) involviert ist, der als Stickoxid (NO) identifiziert wurde, und dass EDRF vor dem Abbau durch Superoxiddismutase geschützt wird. Dies deutet auf eine zentrale Rolle für aktivierte Sauerstoffspezies abgeleitet vom Superoxid in der Pathogenese des Bluthochdrucks, des Vasospasmus, der Thrombose und der Arteriosklerose hin. Siehe beispielsweise Gryglewski, R. J. et al., „Superoxid Anion is Involved in the Breakdown of Endothelium-derived Vascular Relaxing Factor" (das Superoxidanion ist in den Abbau des Endothelium-abgeleiteten Gefäß-relaxierenden Faktors involviert), Nature, Vol. 320, pp. 454-56 (1986) und Palmer, R. M. J. et al. (Nitric Oxid Release Accounts for the Biological Activity of Endothelium Derived Relaxing Factor" (Stickoxidfreisetzung trägt zur biologischen Aktivität des Endothelium-abgeleiteten relaxierenden Faktors bei), Nature, Vol. 327, Seiten 523–26 (1987).
Klinische Versuche und Tierversuche mit natürlichen, rekombinanten und modifizierten Superoxiddismutaseenzymen sind abgeschlossen und laufen weiter um die therapeutische Wirksamkeit der Reduzierung von Superoxidgehalten in den oben angegebenen Krankheitszuständen zu demonstrieren. Zahlreiche Probleme haben sich jedoch mit der Verwendung der Enzyme als potentielle therapeutische Mittel eingestellt, einschließlich einer geringen oralen Wirksamkeit, kurzer Halbwertszeiten in vivo, Immunogenität nicht humaner abgeleiteter Enzyme und einer schlechten Gewebeverteilung.
In einem Versuch die mit den Superoxiddismutase verbundenen Probleme zu überwinden wurden zahlreiche Untersuchungen zum Design der nicht proteinartigen Katalysatoren für die Dismutation von Superoxid und deren Verwendung in zahlreichen Superoxid-verknüpften Anwendungen gemacht. Eine Gruppe von Katalysatoren die sich als nahezu gleich wirksame Katalysatoren wie die nativen Superoxiddismutaseenzyme erwiesen haben sind die Mangan- und Eisenkomplexe von Pentaazacyclopentadekanliganden, beschrieben in den US-Patenten Nr. 5,610,293; 5,637,578 und 5,874,421. Diese Liganden werden als ein Pentaazacyclopentadekan-Makrozyklus mit verschiedenen Substituenten an den Kohlenstoffen des Makrozyklus beschrieben, oder mit zyklischen oder heterozyklischen Strukturen welche an die Kohlenstoffe des Makrozyklus angeknüpft sind. Diese Verbindungen haben gezeigt, dass sie eine katalytische Superoxid dismutierende Aktivität besitzen, wie auch eine entzündungshemmende Aktivität, und sie verhindern oxidative Schäden. Zusätzlich wurde gezeigt, dass diese Verbindungen analgetische Aktivität im Ratten-Pfoten-Carrageenan-Hyperalgesie-Model besitzen, US-Anmeldung Nr. 09/057,831. Zwei derartig beschriebene analgetische SOD-Mimik-Verbindungen sind Verbindung A und B:
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Anmelder haben herausgefunden, dass die Hinzufügung von Substituenten zur Pyridinogruppe auf dem Pentaazacyclopentadekanmakrozyklus der oben genannten Komplexe überraschenderweise in drastischer Weise sowohl die katalytische Aktivität der Superoxiddismutase verändern kann, als auch die Wirksamkeit dieser Komplexe als pharmazeutische Wirkstoffe erhöhen kann. Die Anmelder haben herausgefunden, dass die Verbindungen der vorliegenden Erfindung umfassend substituierte Pyridinoumgebungen in unerwarteter Weise eine markante Steigerung der Potenz für die Verhinderung oder Umkehrung der Opioidtoleranz aufweisen, verglichen mit den vorher beschriebenen Komplexen mit nicht substituierten Pyridinogruppen. Zusätzlich sind diese substituierten Pyridinoverbindungen bis zu 10 Mal mehr wirksam als pharmazeutische Mittel für entzündungshemmende und analgetische Zusammensetzungen, und sind mindestens gleich gut, oft sogar besser als die vorher genannten unsubstituierten Verbindungen bei Anwendungen wie etwa der Behandlung von Endotoxin-induzierter refraktärer Hypotonie. Dementsprechend zeigen die Verbindungen der vorliegenden Erfindung unvorhergesehene Verbesserungen in den Eigenschaften, die für Pharmazeutika wichtig sind gegenüber den vorher beschriebenen Pentaazacyclopentadekankomplexen mit unsubstituierten Pyridinogruppen.
Die vorliegende Erfindung betrifft niedrig molekulargewichtige Katalysatoren für die Dismutierung von Superoxidradikalen (SOD-Mimetika), verwendbar als therapeutische Wirkstoffe für entzündliche Krankheitszustände und Fehlfunktionen in welchen Superoxidanionen impliziert sind. Die SOD-Mimetika der vorliegenden Erfindung sind Mangan- oder Eisenkomplexe von Stickstoff enthaltenden 15-gliedrigen makrozyklischen Liganden welche eine substituierte Pyridingruppe umfassen, besonders bevorzugt diejenigen mit Cyclohexyl-, Hydroxylalkylthio-, Alkyl(2-thioessigsäure)ester-, Benzyloxy-, Methoxyarylthio-, Alkoxycarbonylarylthio-, sowie Aryl(2-thioessigsäure)ester-Substituenten.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch diejenigen Pentaazacyclopentadekanmakrozyklen, die eine substituierte Pyridingruppe umfassen, und die Vorstufenliganden dieser Komplexe sind.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch Verfahren zur Herstellung der oben genannten SOD-Mimetika, insbesondere neue Verfahren zur Modifizierung der Substituenten an der Pyridinogruppe nach der Chelatisierung mit dem Übergangsmetallion.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch pharmazeutische Zusammensetzungen umfassend die SOD-Mimetika der vorliegenden Erfindung in für die Behandlung oder Verhinderung von Krankheitszuständen oder Fehlfunktionen ausreichenden Mengen.
Zusätzlich betrifft die vorliegende Erfindung Verfahren zur Verwendung dieser Katalysatoren zur Behandlung verschiedener Krankheitszustände und Fehlfunktionen in welchen Superoxidanionen impliziert sind.
Andere Aufgaben und Merkmale sind teilweise offensichtlich und werden teilweise im Folgenden ausgeführt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN UND DEFINITIONEN
Zeichnungen
1: Eine Auftragung der mittleren Arteriendruckdaten von endotoxemischen Ratten, Beispiel 16. ♦ Diese Gruppe erhielt Kochsalzlösung (Vergleich); ⎕ diese Gruppe erhielt ausschließlich LPS; Δ diese Gruppe erhielt LPS sowie eine Infusion von 0,25 mg/kg/Std. der Verbindung A nach 1 Stunde.
Diese Gruppe erhielt LPS sowie eine Infusion von 0,25 mg/kg/Std. der Verbindung A nach 5 Stunden.
2: Eine Auftragung der mittleren Arteriendruckdaten von endotoxemischen Ratten, Beispiel 16. ♦ Diese Gruppe erhielt Kochsalzlösung (Vergleich); ⎕ diese Gruppe erhielt ausschließlich LPS; Δ diese Gruppe erhielt LPS sowie eine Infusion von 0,075 mg/kg/Std. der Verbindung 25 nach 3 Stunden.
3: Eine Auftragung der mittleren Arteriendruckdaten von endotoxemischen Ratten, Beispiel 16. ♦ Diese Gruppe erhielt Kochsalzlösung (Vergleich); ⎕ diese Gruppe erhielt ausschließlich LPS; Δ diese Gruppe erhielt LPS sowie eine Infusion von 0,075 mg/kg/Std. der Verbindung 31 nach 3 Stunden.
4: Eine Auftragung der Pfoten-Volumenänderung im Rattenpfoten-Carrageenan-Modell Beispiel 14. ❚ Diese Gruppe erhielt ausschließlich eine Carrageenan-Injektion; • diese Gruppe erhielt 15 Minuten vor der Carrageenan-Injektion eine Infusion von 6 mg/kg/Std. der Verbindung A.
5: Eine Auftragung der Pfoten-Volumen-Veränderung im Rattenpfoten-Carrageenan-Modell, Beispiel 14. Diese Gruppe erhielt ausschließlich eine Carrageenan-Injektion; • diese Gruppe erhielt 15 Minuten vor der Carrageenan-Injektion eine Infusion von 10 mg/kg/Std. der Verindung 13.
6: Eine Auftragung der Pfoten-Volumenveränderung in dem Rattenpfoten-Carrageenan-Modell, Beispiel 14. ❚ Diese Gruppe erhielt ausschließlich eine Carrageenan-Injektion; • diese Gruppe erhielt 15 Minuten vor der Carrageenan-Injektion eine Infusion von 1 mg/kg/Std. der Verbindung 14;
diese Gruppe erhielt 15 Minuten vor der Carrageenan-Injektion eine Infusion von 10 mg/kg/Std. der Verbindung 14.
7: Eine Auftragung der Pfoten-Volumenveränderung im Rattenpfoten-Carrageenan-Modell, Beispiel 14. ❚ Diese Gruppe erhielt ausschließlich eine Carrageenan-Injektion; • diese Gruppe erhielt 15 Minuten vor der Carrageenan-Injektion eine Infusion von 10 mg/kg/Std. der Verbindung 25.
8: Eine Auftragung der Pfoten-Volumenveränderung im Rattenfoten-Carrageenan-Modell, Beispiel 14. ❚ Diese Gruppe erhielt ausschließlich eine Carrageenan-Injektion; • diese Gruppe erhielt 15 Minuten vor der Carrageenan-Injektion eine Infusion von 10 mg/kg/Std. der Verbindung 31.
9: Eine Auftragung zeigend die Schutzwirkungen der Verbindung A in einem Ratten-Modell mit einem induzierten Schock von lebendem E.coli. 9a zeigt den Schutzeffekt der Verbindung A bei der Verhinderung eines MAP-Abfalls. 9b zeigt den Schutzeffekt der Verbindung A bei der Verhinderung eines Herzschlagsgeschwindigkeitsabfalls.
10: Zeigt die Molekülstruktur der Verbindung 25 der vorliegenden Erfindung.
Definitionen
Wie hier verwendet bezeichnet der Begriff „SOD-Mimetika" einen niedrig molekulargewichtigen Katalysator für die Umwandlung von Superoxidanionen in Wasserstoffperoxid und molekularen Sauerstoff. Diese Katalysatoren bestehen aus einem organischen Liganden mit einem Pentaazacyclopentadekan-Teil und einem chelatisierten Übergangsmetallion, vorzugsweise Mangan oder Eisen. Der Begriff kann Katalysatoren umfassen welche kurzkettige Polypeptide (unter 15 Aminosäuren) als den organischen Liganden umfassen, oder makrozyklische Strukturen abgeleitet von Aminosäuren. Der Begriff schließt explizit ein aus beliebigen natürlichen Quellen erhaltenes Superoxiddismutaseenzym aus.
Der Begriff „Vorstufenligand" bezeichnet den organischen Liganden eines SOD-Mimetikas ohne das chelatisierte Übergangsmetall Kation und Ladungs-neutralisierende Anionen.
Der Begriff „substituiert" bedeutet, dass die beschriebene Gruppe einen oder mehrere Substituenten aufweist, umfassend mindestens ein Kohlenstoff- oder Heteroatom, sowie ferner umfassend 0 bis 22 Kohlenstoffatome, bevorzugt von 1 bis 15 Kohlenstoffatomen und umfassend 0 bis 22, besonders bevorzugt von 0 bis 15 Heteroatome ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus O, S, N, P, Si, B, F, Cl, Br oder I. Diese Atome können in einer Reihe von Konfigurationen angeordnet sein, wobei Substituentengruppen erzeugt werden die ungesättigt, gesättigt oder aromatisch sind. Beispiele derartiger Substituenten umfassen verzweigtes oder unverzweigtes Alkyl, Alkenyl oder Alkynyl, zyklisch, heterozyklisch, Aryl, Heteroaryl, Allyl, Polycycloalkyl, Polycycloaryl, Polycycloheteroaryl, Imine, Aminoalkyl, Hydroxyalkyl, Hydroxyl, Phenol, Aminoxide, Thioalkyl, Carboalkoxyalkyl, Carbonsäuren und deren Derivate, Keto, Ether, Aldehyd, Amin, Amid, Nitril, Halogen, Thiol, Sulfoxid, Sulfon, Sulfonsäure, Sulfid, Disulfid, Phosphonsäure, Phosphinsäure, Acrylsäure, Sulfonamide, Aminosäuren, Peptide, Proteine, Kohlenhydrate, Nukleinsäuren, Fettsäuren, Lipide, Nitro, Hydroxylamine, Hydroxaminsäuren, Thiocarbonyle, Borate, Borane, Boraza, Silyl, Silaza, Siloxy sowie Kombinationen davon.
Der Begriff „Alkyl", allein oder in Kombination, bezeichnet ein geradkettiges oder verzweigtkettiges Alkylradikal mit 1 bis etwa 22 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise mit etwa 1 bis etwa 18 Kohlenstoffatomen und besonders bevorzugt etwa 1 bis etwa 12 Kohlenstoffatomen. Beispiele derartiger Radikale umfassen ohne darauf beschränkt zu sein Methyl, Ethyl, n-Propyl, Isopropyl, n-Butyl, Isobutyl, sec-Butyl, tert-Butyl, Pentyl, iso-Amyl, Hexyl, Octyl, Nonyl, Decyl, Dodecyl, Tetradecyl, Hexadecyl, Octadecyl und Eicosyl.
Der Begriff „Alkenyl", allein oder in Kombination, bezeichnet ein Alkylradikal mit einer oder mehreren Doppelbindungen. Beispiele derartiger Alkenylradikale umfassen ohne darauf beschränkt zu sein Ethenyl, Propenyl, 1-Butenyl, cis-2-Butenyl, trans-2-Butenyl, iso-Butylenyl, cis-2-Pentenyl, trans-2-Pentenyl, 3-Methyl-1-butenyl, 2,3-Dimethyl-2-butenyl, 1-Pentenyl, 1-Hexenyl, 1-Octenyl, Decenyl, Dodecenyl, Tetradecenyl, Hexadecenyl, cis- und trans-9-Octadecenyl, 1,3-Pentadienyl, 2,4-Pentadienyl, 2,3-Pentadienyl, 1,3-Hexadienyl, 2,4-Hexadienyl, 5,8,11,14-Eicosatetraenyl, sowie 9,12,15-Octadecatrienyl.
Der Begriff „Alkynyl", allein oder in Kombination bezeichnet ein Alkylradikal mit einer oder mehreren Dreifachbindungen. Beispiele derartiger Alkynylgruppen umfassen ohne darauf beschränkt zu sein Ethynyl, Propynyl (propargyl), 1-Butynyl, 1-Octynyl, 9-Octadecynyl, 1,3-Pentadiynyl, 2,4-Pentadiynyl, 1,3-Hexadiynyl, sowie 2,4-Hexadiynyl.
Der Begriff „Cycloalkyl", allein oder in Kombination, bezeichnet ein Cycloalkylradikal enthaltend 3 bis etwa 10, vorzugsweise 3 bis etwa 8, und besonders bevorzugt 3 bis etwa 6 Kohlenstoffatome. Beispiele derartiger Cycloalkylradikale umfassen ohne darauf beschränkt zu sein Cyclopropyl, Cyclobutyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl, Cycloheptyl, Cyclooctyl sowie Perhydronaphthyl.
Der Begriff „Cycloalkylalkyl" bezeichnet ein Alkylradikal wie oben definiert, das mittels eines Cycloalkylradikals wie oben definiert substituiert ist. Beispiele von Cycloalkylalkylradikalen umfassen ohne darauf beschränkt zu sein Cyclohexylmethyl, Cyclopentylmethyl, (4-Isopropylcyclohexyl)methyl, (4-t-Butylcyclohexyl)methyl, 3- Cyclohexylpropyl, 2-Cyclohexylmethylpentyl, 3-Cyclopentylmethylhexyl, 1-(4-Neopentylcyclohexyl)methylhexyl, sowie 1-(4-Isopropylcyclohexyl)methylheptyl.
Der Begriff „Cycloalkylcycloalkyl" bezeichnet ein Cycloalkylradikal wie oben definiert, das mit einem anderen Cycloalkylradikal wie oben definiert substituiert ist. Beispiele derartiger Cycloalkylcycloalkylradikale umfassen ohne darauf beschränkt zu sein Cyclohexylcyclopentyl und Cyclohexylcyclohexyl.
Der Begriff „Cycloalkenyl", allein oder in Kombination, bezeichnet ein Cycloalkylradikal mit einer oder mehreren Doppelbindungen. Beispiele von Cycloalkenylradikalen umfassen ohne darauf beschränkt zu sein Cyclopentenyl, Cyclohexenyl, Cyclooctenyl, Cyclopentadienyl, Cyclohexadienyl und Cyclooctadienyl.
Der Begriff „Cycloalkenylalkyl" bezeichnet ein Alkylradikal wie oben definiert, das mit einem Cycloalkenylradikal wie oben definiert substituiert ist. Beispiele von Cycloalkenylalkylradikalen umfassen ohne darauf beschränkt zu sein 2-Cyclohexen-1-ylmethyl, 1-Cyclopenten-1-ylmethyl, 2-(1-Cyclohexen-1-yl)ethyl, 3-(1-Cyclopenten-1-yl)propyl, 1-(1-Cyclohexen-1-ylmethyl)pentyl, 1-(1-Cyclopenten-1-yl)hexyl, 6-(1-Cyclohexen-1-yl)hexyl, 1-(1-Cyclopenten-1-yl)nonyl sowie 1-(1-Cyclohexen-1-yl)nonyl.
Die Begriffe „Alkylcycloalkyl" und „Alkenylcycloalkyl" bezeichnen ein Cycloalkylradikal wie oben definiert, das mit einem Alkyl oder Alkenylradikal wie oben definiert substituiert ist. Beispiele von Alkylcycloalkyl und Alkenylcycloalkylradikalen umfassen ohne darauf beschränkt zu sein 2-Ethylcyclobutyl, 1-Methylcyclopentyl, 1-Hexylcyclopentyl, 1-Methylcyclohexyl, 1-(9-Octadecenyl)cyclopentyl sowie 1-(9-Octadecenyl)cyclohexyl.
Die Begriffe „Alkylcycloalkenyl" und „Alkenylcycloalkenyl" bezeichnen ein Cycloalkenylradikal wie oben definiert, das mit einem Alkyl oder Alkenylradikal wie oben definiert substituiert ist. Beispiele von Alkylcycloalkenyl und Alkenylcycloalkenylradikalen umfassen ohne darauf beschränkt zu sein 1-Methyl-2-cyclopentyl, 1-Hexyl-2-cyclopentenyl, 1-Ethyl-2-cyclohexenyl, 1-Butyl-2-cyclohexenyl, 1-(9-Octadecenyl)-2-cyclohexenyl sowie 1-(2-Pentenyl)-2-cyclohexenyl.
Der Begriff „Aryl", allein oder in Kombination, bezeichnet ein Phenyl- oder Naphthylradikal das gegebenenfalls einen oder mehrere Substituenten ausgewählt aus Alkyl, Cycloalkyl, Cycloalkenyl, Aryl, Heterozyklus, Alkoxyaryl, Alkaryl, Alkoxy, Halogen, Hydroxy, Amin, Cyano, Nitro, Alkylthio, Phenoxy, Ether, Trifluormethyl und dergleichen, wie etwa Phenyl, p-Tolyl, 4-Methoxyphenyl, 4-(tert-Butoxy)phenyl, 4-Fluorophenyl, 4-Chlorophenyl, 4-Hydroxyphenyl, 1-Naphthyl, 2-Naphthyl und dergleichen trägt.
Der Begriff „Aralkyl", allein oder in Kombination, bezeichnet ein Alkyl oder Cycloalkylradikal wie oben definiert, worin ein Wasserstoffatom durch ein Arylradikal wie oben definiert ersetzt ist, wie etwa Benzyl, 2-Phenylethyl und dergleichen.
Der Begriff „heterozyklisch" bezeichnet Ringstrukturen enthaltend mindestens eine andere Atomart zusätzlich zum Kohlenstoff in dem Ring. Die häufigsten der anderen Atomarten umfassen Stickstoff, Sauerstoff und Schwefel. Beispiele von Heterozyklen umfassen ohne darauf beschränkt zu sein Pyrrolidinyl-, Piperidyl-, Imidazolidinyl-, Tetrahydrofuryl-, Tetrahydrothienyl-, Furyl-, Thienyl-, Pyridyl-, Chinolyl-, Isoquinolyl-, Pyridazinyl-, Pyrazinyl-, Indolyl-, Imidazolyl-, Oxazolyl-, Thiazolyl-, Pyrazolyl-, Pyridinyl-, Benzodiazolyl-, Benzothiadiazolyl-, Triazolyl- und Tetrazolylgruppen.
Der Begriff „gesättigter, teilweise gesättigter oder ungesättigter Zyklus" bezeichnet geschlossene Ringstrukturen worin 2 Kohlenstoffe des Rings auch Teil des 15-gliedrigen makrozyklischen Liganden sind. Die Ringstruktur kann 3 bis 20 Kohlenstoffatome, vorzugsweise 5 bis 10 Kohlenstoffatome und auch eine oder mehrere andere Atomarten zusätzlich zu Kohlenstoff enthalten. Die häufigsten der anderen Atomarten umfassen Stickstoff, Sauerstoff und Schwefel. Die Ringstruktur kann auch mehr als einen Ring enthalten.
Der Begriff „gesättigte, teilweise gesättigte oder ungesättigte Ringstruktur" bezeichnet eine Ringstruktur, in der ein Kohlenstoff des Rings auch Teil des 15-gliedrigen makrozyklischen Liganden ist. Die Ringstruktur kann 3 bis 20, vorzugsweise 5 bis 10 Kohlenstoffatome und auch Stickstoff, Sauerstoff und/oder Schwefelatome enthalten.
Der Begriff „Stickstoff enthaltender Heterozyklus" bezeichnet Ringstrukturen in welchen 2 Kohlenstoffe und ein Stickstoff des Rings auch Teil des 15-gliedrigen makrozyklischen Liganden sind. Die Ringstruktur kann 2 bis 20, vorzugsweise 4 bis 10 Kohlenstoffatome enthalten, kann substituiert oder unsubstituiert, teilweise oder vollständig ungesättigt oder gesättigt sein und kann auch Stickstoff, Sauerstoff und/oder Schwefelatome in dem Teil des Rings enthalten, der nicht auch Teil des 15-gliedrigen makrozyklischen Liganden ist.
Der Begriff „Krankheitszustände und Fehlfunktionen worin Superoxidanione impliziert sind" bezeichnet beliebige Krankheitszustände oder Fehlfunktionen in denen Superoxidanionen oder die Produkte der Reaktionen welche Superoxidanionen involvieren (wie etwa Peroxynitrat) bekannt sind, oder im Verdacht stehen ein Faktor im Fortschritt des Krankheitszustands oder der Fehlfunktion zu sein. Beispiele derartiger Krankheitszustände und Fehlfunktionen sind Entzündung und ischämische Reperfusionsverletzung.
Der Begriff „organisches Säureanion" bezieht sich auf Carbonsäureanionen mit etwa 1 bis etwa 18 Kohlenstoffatomen.
Der Begriff „Halogenid" bezeichnet Chlorid, Florid, Iodid oder Bromid.
Wie hier verwendet bezeichnet „R" alle der R-Gruppen die an Kohlenstoffatome des Makrozyklus angebunden sind, d. h. R1, R' 1, R2, R'2, R3, R4, R5, R'5, R6, R'6, R7, R8, R9.
Einander entsprechende Bezugszeichen bezeichnen einander entsprechende Teile durch alle Zeichnungen hindurch.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft Stickstoff enthaltende 15-gliedrige makrozyklische Liganden, sowie deren Komplexe mit Übergangsmetallen, die durch die folgende Formel beschrieben werden:
worin W ein substituierter Pyridinrest ist; und
worin U und V gesättigte zyklische Strukturen enthaltend zwischen 3 und 20 Kohlenstoffatomen sind, die einen Cycloalkylring mit den Kohlenstoffatomen des Makrozyklus bilden an welchen sie gebunden sind; und
worin R₂, R'₂, R₃, R₄, R₅, R'₅, R₆, R'₆, R₇, R₈, R₉ und R'₉ unabhängig voneinander für Wasserstoff, oder substituiertes oder unsubstituiertes Alkyl, Alkenyl, Alkynyl, Cycloalkyl, Cycloalkenyl, Cycloalkylalkyl, Cycloalkylcycloalkyl, Cycloalkenylalkyl, Alkylcycloalkyl, Alkylcycloalkenyl, Alkenylcycloalkyl, Alkenylcycloalkenyl, heterozyklisch, Aryl und Aralkylradikale stehen; und
gegebenenfalls einer oder mehrere aus R₂ oder R'₂ und R₃ und R₅ oder R'₅, R₆ oder R'₆ und R₇ und R₉ oder R'₉ zusammen mit den Kohlenstoffatomen an welche sie angebunden sind unabhängig voneinander einen substituierten oder unsubstituierten Stickstoff enthaltenden Heterozyklus mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen bilden, welcher ein aromatischer Heterozyklus sein kann, wobei in diesem Fall der Wasserstoff der an dem Stickstoff angebunden ist, der sowohl Teil des Heterozyklus als auch des Makrozyklus ist und die R-Gruppen die an die Kohlenstoffatome gebunden sind, die sowohl Teil des Heterozyklus und des Makrozyklus sind, abwesend sind; und
gegebenenfalls einer oder mehrere aus R₂ und R'₂, R₅ und R'₅, R₆ und R'₆, und R₉ und R'₉, zusammen mit dem Kohlenstoffatom an welches sie gebunden sind unabhängig voneinander einen gesättigten, teilweise gesättigten oder ungesättigten Zyklus oder Heterozyklus mit 3 bis 20 Kohlenstoffatomen bildet; und
gegebenenfalls einer aus R₂, R'₂, R₃, R₄, R₅, R'₅, R₆, R'₆, R₇, R₈, R₉ und R'₉ zusammen mit einem unterschiedlichen aus R₂, R'₂, R₃, R₄, R₅, R'₅, R6, R'₆, R₇, R₈, R₉ und R'₉, der an ein unterschiedliches Kohlenstoffatom in dem makrozyklischen Liganden gebunden ist, so gebunden sein kann, dass er einen Strang bildet der durch die folgende Formel wiedergegeben wird: -(CH₂)_x-M-(CH₂)_w-L-(CH₂)₂-J-(CH₂)_y- worin w, x, y und z unabhängig voneinander ganze Zahlen von 0 bis 10 sind und M, L und J unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Alkyl, Alkenyl, Alkynyl, Aryl, Cycloalkyl, Heteroaryl, Alkaryl, Alkheteroaryl, Aza, Amid, Ammonium, Oxa, Thia, Sulfonyl, Sulfinyl, Sulfonamid, Phosphoryl, Phosphinyl, Phosphino, Phosphonium, Keto, Ester, Alkohol, Carbamat, Harnstoff, Thiocarbonyl, Borate, Borane, Boraza, Silyl, Siloxy, Silaza und Kombinationen davon; sowie
Kombinationen beliebiger der oben genannten;
worin M ein Kation eines Übergangsmetalls ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Mangan und Eisen ist; und
worin X, Y und Z geeignete Liganden oder Ladungs-neutralisierende Anionen repräsentieren, die von beliebigen einzähnigen oder vielzähnigen koordinierten Liganden oder Ligandsystemen oder den entsprechenden Anionen davon abgeleitet sind;
mit Ausnahme der Verbindung der folgenden Struktur:
X, Y und Z stehen für geeignete Liganden oder Ladungs-neutralisierende Anionen die von beliebigen einzähnigen oder vielzähnigen koordinierenden Liganden oder Ligandsystemen oder den korrespondierenden Anionen davon (beispielsweise Benzoesäure oder Benzoatanion, Phenol oder Phenoxidanion, Alkohol oder Alkoxidanion) abgeleitet sind. X, Y, Z können unabhängig voneinander ausgewählt werden aus der Gruppe bestehend aus Halogeniden, Oxo, Aquo, Hydroxo, Alkohol, Phenol, Disauerstoff, Peroxo, Hydroperoxo, Alkylperoxo, Arylperoxo, Ammoniak, Alkylamino, Arylamino, Hydrocycloalkylamino, Heterocycloarylamino, Aminoxide, Hydrazin, Alkylhydrazin, Arylhydrazin, Stickoxid, Zyanid, Zyanat, Thiozyanat, Isozyanat, Isothiozyanat, Alkylnitril, Arylnitril, Alkylisonitril, Arylisonitril, Nitrat, Nitrit, Azido, Alkylsulfonsäure, Arylsulfonsäure, Alkylsulfoxid, Arylsulfoxid, Alkylarylsulfoxid, Alkylsulfensäure, Arylsulfensäure, Alkylsulfinsäure, Arylsulfinsäure, Alkylthiolcarboxylsäure, Arylthiolcarboxylsäure, Alkylthiolthiocarboxylsäure, Arylthiolcarboxylsäure, Alkylcarbonsäure (wie etwa Essigsäure, Trifluoressigsäure, Oxalsäure), Arylcarbonsäure (wie etwa Benzoesäure, Phthalsäure), Harnstoff, Alkylharnstoff, Arylharnstoff Alkylarylharnstoff Thioharnstoff, Alkylthioharnstoff, Arylthioharnstoff, Alkylarylthioharnstoff Sulfat, Sulfat, Bisulfat, Bisulfit, Thiosulfat, Thiosulfit, Hydrosulfit, Alkylphosphin, Arylphosphin, Alkylphosphinoxid, Arylphosphinoxid, Alkylarylphosphinoxid, Alkylphosphinsulfid, Arylphosphinsulfid, Alkylarylphosphinsulfid, Alkylphosphonsäure, Arylphosphonsäure, Alkylphosphinsäure, Arylphosphinsäure, Alkylphosphinösesäure, Arylphosphinösesäure, Phosphat, Thiophosphat, Phosphat, Pyrophosphit, Triphosphat, Hydrogenphosphat, Dihydrogenphosphat, Alkylguanidino, Arylguanidino, Alkylarylguanidino, Alkylcarbamat, Arylcarbamat, Alkylarylcarbamat, Alkylthiocarbamatarylthiocarbamat, Alkylarylthiocarbamat, Alkyldithiocarbamat, Aryldithiocarbamat, Alkylaryldithiocarbamat, Bicarbonat, Carbonat, Perchlorat, Chlorat, Chlorit, Hypochlorit, Perbromat, Bromat, Bromit, Hypobromit, Tetrahalomanganat, Tetrafluoroborat, Hexafluorophosphat, Hexafluoroantimonat, Hypophosphit, Iodat, Periodat, Metaborat, Tetraarylborat, Tetraalkylborat, Tartrat, Salicylat, Succinat, Zitrat, Laktat, Glukonat, Ascorbat, Saccharinat, Aminosäure, Hydroxaminsäure, Thiotosylat, sowie Anionen von Ionenaustauschharzen. Die bevorzugten Liganden aus welchen X, Y und Z ausgewählt werden umfassen Halogenide, organische Säuren, Nitrat- und Bicarbonatanionen.
Dementsprechend können die SOD-Mimetika der vorliegenden Erfindung beliebige Kombinationen von substituierten oder unsubstituierten R-Gruppen, gesättigte, teilweise gesättigte oder ungesättigte Zyklen, Ringstrukturen, Stickstoff enthaltende Heterozyklen oder Stränge wie oben definiert umfassen.
Innerhalb der vorliegenden Erfindung liegen auch nicht chelatisierte Vorstufenliganden der oben beschriebenen Komplexe.
Die „R"-Gruppen, gebunden an die Kohlenstoffatome des Makrozyklus, können in axialer oder äquatorialer Position relativ zum Makrozyklus vorliegen. Wenn die „R"-Gruppe eine andere als Wasserstoff ist oder wenn zwei benachbarte „R"-Gruppen, d. h. an benachbarten Kohlenstoffatomen, zusammen mit den Kohlenstoffatomen an die sie gebunden sind gesättigte, teilweise gesättigte oder ungesättigte zyklische oder einen Stickstoff enthaltenden Heterozyklus bilden, oder wenn zwei R-Gruppen am gleichen Kohlenstoffatom zusammen mit dem Kohlenstoffatom an das sie gebunden sind eine gesättigte, teilweise gesättigte oder ungesättigte Ringstruktur bilden, ist bevorzugt, dass mindestens einige der R-Gruppen in äquatorialer Position sind, aufgrund erhöhter Aktivität und Stabilität. Dies trifft insbesondere zu wenn der Komplex mehr als eine R-Gruppe enthält, die nicht Wasserstoff ist. Bevorzugte Verbindungen der vorliegenden Erfindung sind diejenigen worin U und V zwischen 4 und 10 Kohlenstoffatomen enthalten. In besonders bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind U und V zwei trans-Cyclohexan-annelierte Ringe. Bevorzugte Substituenten an der Stelle W sind diejenigen welche die Wirksamkeit des Katalysators für pharmazeutische Anwendungen erhöhen. Beispielsweise sind lipophile Substituenten bevorzugt wenn das Ziel des Katalysators ein hydrophobes Gewebe des Patienten ist. Zusätzlich zur Veränderung der katalytischen Aktivität oder des Logarithmus P und der damit einhergehenden Target/Pharmakokinetischen Effekte, haben die Anmelder herausgefunden, dass bestimmte Substituenten im Allgemeinen die Wirksamkeit des Katalysators zur Verwendung in pharmazeutischen Zusammensetzungen erhöhen. Diese bevorzugten Substituenten umfassen Cyclohexyl, Hydroxylalkylthio, Alkyl(2-thioessigsäure)ester, Benzyloxy, Methoxyarylthio, Alkoxycarbonylarylthio und Aryl(2-thioessigsäure)ester. Beispiele von Komplexen der Erfindung umfassen ohne darauf beschränkt zu sein Verbindungen mit den folgenden Formeln:
TABELLE DER VERBINDUNGEN
Die Aktivität dieser Katalysatoren für die Dismutierung von Superoxid kann demonstriert werden unter Verwendung von kinetischer stopped-flow Analysetechnik wie im Beispiel 3 sowie bei Riley, D. P. Rivers, W. J. und Weiss R.H., „Stopped-Flow Kinetic Analysis for Monitoring Superoxide Decay in Aequous Systems" (Stopped-Flow Kinetikanalyse zur Überwachung der Superoxidabnahme in wässrigen Systemen), Anal. Biochem., 196, 344–349 (1991) gezeigt, welche hiermit per Zitierung einbezogen ist. Stopped-Flow Kinetikanalyse ist eine genaue und direkte Methode zur quantitativen Überwachung der Zerfallsgeschwindigkeiten von Superoxid in Wasser. Die für exemplarische Verbindungen in der obigen Tabelle angegebenen katalytischen Konstanten wurden unter Verwendung dieses Verfahrens bestimmt.
Wie aus der Tabelle entnommen werden kann, können eine breite Vielzahl von substituierten, ungesättigten heterozyklischen Komplexen mit Superoxid dismutierender Aktivität einfach synthetisiert werden.
Der allgemein akzeptierte Mechanismus der Wirkung Mangan-basierter SOD-Enzyme umfasst das Zyklisieren des Manganzentrums zwischen den zwei Oxidationsstufen (II, III). Siehe J. V. Bannister, W. H. Bannister und G. Rotilio, Crit. Rev. Biochem, 22, 111–180 (1987). 1) Mn(II) + HO₂ → Mn(III) + HO₂ ^– 2) Mn(III) + O₂ ^– → Mn(II) + O₂
Die formalen Redoxpotentiale für die O₂ ^–/O₂ und HO₂/HO₂ ^–-Paare bei pH = 7 sind –0,33 V bzw. 0,87 V. Siehe A. E. G. Cass in Metalloproteins: Part 1, Metal Proteins with Redox Roles (Metallproteine mit Redox-Rollen) herausgegeben von P. Harrison, Seite 121, Verlag Chemie (Weinheim, GDR) (1985). Für den oben angegebenen Mechanismus erfordern diese Potentiale, dass ein putativer SOD-Katalysator in der Lage ist schnellen Oxidationsstufenwechseln im Bereich von –0,33 V bis 0,87 V zu unterliegen. Dementsprechend wird der Katalysator mit einer k_eat von etwa 10^–6 bis 10^–8 funktionieren, solange das Redoxpotential des Ions in einem Bereich liegt in welchem das Superoxidanion das oxidierte Metall reduzieren und protoniertes Superoxid das reduzierte Metall oxidieren kann, und die sterische Hinderung der Annäherung des Superoxidanions minimal ist.
Die vom Mn(II) abgeleiteten Komplexe und die allgemeine Klasse der C-substituieren [15]aneN₅-Liganden wie hier beschrieben wurden unter Verwendung von zyklischer Voltammetrie charakterisiert, um deren Redoxpotential zu messen. Die C-substituierten Komplexe wie hier beschrieben haben reversible Oxidation von etwa +0,7 V (SHE). Coulometrie zeigt, dass diese Oxidation ein Ein-Elektronenprozess ist; es ist nämlich die Oxidation des Mn(II)-Komplexes zum Mn(III)-Komplex. Daher ist bei diesen Komplexen, damit sie als SOD-Katalysatoren funktionieren, der Mn(III)-Oxidationszustand in den katalytischen Zyklus involviert. Dies bedeutet, dass die Mn(III)-Komplexe aller dieser Liganden in gleicher Weise als SOD-Katalysatoren fungieren, da es nicht darauf ankommt welche Form (Mn(II) oder Mn(III)) vorliegt wenn Superoxid gegenwärtig ist, da das Superoxid einfach das Mn(III) zu Mn(II) reduziert, wobei Sauerstoff freigesetzt wird.
Ohne auf irgendeine bestimmte Theorie festgelegt werden zu wollen sind die Anmelder der Auffassung, dass der von Riley et al. 1999 beschriebene Mechanismus eine vernüftige Näherung dafür ist wie diese Katalysatoren Superoxid dismutieren. Um als Komplex Superoxiddismutase aufweisen zu können sollte der Ligand dazu in der Lage sein eine Konformation zu falten, die die Stabilisierung eines octaedrischen Komplexes zwischen einem axialen Liganden und fünf Stickstoffen im Ligandenring ermöglicht. Wenn eine Verbindung mehrere konjugierte Doppelbindungen innerhalb des 15-gliedrigen Hauptrings des Liganden enthält welche den Ring in einer starren Konformation hält, könnte man nicht annehmen, dass die Verbindung katalytische Aktivität aufweist. Man würde annehmen, dass R-Gruppen am makrozyklischen Liganden, welche diesen in einer planaren Konformation festhalten, schlechte Katalysatoren abgeben wurden. Der Durchschnittsfachmann würde nicht überrascht sein, dass diese Arten von Derivaten Superoxiddismutase-Aktivität in geringerem Umfang aufweisen. Insbesondere würde der Fachmann es vermeiden, die Flexibilität des Makrozyklus materiell zu verändern indem viele große Gruppen hinzugefügt werden, die eine sterische Hinderung bewirken würden, oder zu viele Doppelbindungen in den Hauptring einzuführen. Dieser Effekt würde auch in bestimmten geometrischen Anordnungen kleinerer R-Gruppen vorliegen, welche den Komplex auf eine starre, planare Geometrie beschränken. Ausgehend von diesen Beispielen und Richtlinien würde der Fachmann in der Lage sein zu erkennen, dass die beschriebenen Pentaazacyclopentadekankomplexe der vorliegenden Erfindung Superoxid dismutierende Wirkung beibehalten.
Die Katalysatoren der vorliegenden Erfindung können durch die Verfahren wie offenbart im US-Patent Nr. 5,610,293 hergestellt werden. Es ist jedoch bevorzugt, dass die Katalysatoren der vorliegenden Erfindung nach dem Templatverfahren wie unten aufgezeigt hergestellt werden. Dieses Syntheseverfahren ist vorteilhaft gegenüber vorher beschriebenen Verfahren weil die Zyklisierungsausbeuten unter Verwendung des Templatverfahrens üblicherweise bei etwa 90 % liegen, im Vergleich zu etwa 20 % mit vorher bekannten Verfahren. Zahlreiche Diamine sind als Ausgangsmaterialien kommerziell erhältlich, oder ein Diamin kann synthetisiert werden. Diamine werden mit Titrylchlorid in wasserfreiem Methylenchlorid bei 0°C gesetzt, anschließend lässt man über Nacht unter Rühren auf Raumtemperatur erwärmen. Dieses Produkt wird dann mit Glyoxal mit Methanol zusammengegeben und 16 Stunden gerührt. Das Glyoxalbisiminprodukt wird anschließend mit einem Borhydrid in THF reduziert. Wenn ein symmetrisches Produkt erwünscht ist, kann ein Diamin als Ausgangsmaterial verwendet werden. Zusätzlich kann ein substituiertes Glyoxal verwendet werden wenn anhängende Gruppen am Makrozyklus auf der gegenüberliegenden Seite des Pyridins erwünscht sind (R₅ und R₆). Kommerziell erhältliche Tetraamine können auch anstelle des reduzierten Glyoxalbisimins verwendet werden. Nach der Reduktion des Glyoxalbisimins wird das Produkt mit einem 2,6 Dicarbonyl-substituierten Pyridin zusammengegeben, wie etwa 2,6-Dicarboxaldehydpyridin oder 2,6-Diacetylpyridin, sowie ein Salz des Magnesiums oder Eisen unter basischen Bedingungen. Das Übergangsmetallion dient als ein Templat um die Zyklisierung des substituierten Pyridins und des Tetraamins zu fördern. Viele 2,6-Dicarbonyl-substituierte Pyridine sind kommerziell erhältlich, und ermöglichen eine einfache Herstellung einer Vielzahl von Liganden mit Gruppen die am Makrozyklus in der Nähe des Pyridins (R₂ und R₉) hängen. Pyridine mit einem oder mehreren Substituenten (R_A, R_B und R_C) werden verwendet wenn die Katalysatoren der vorliegenden Erfindung synthetisiert werden um die substituierte Pyridinogruppe zu erhalten. Nach der Zyklisierung wird das Produkt mit Ammoniumformat und einem Palladiumkatalysator über einen Zeitraum von 3–4 Stunden reduziert. Alternativ kann in einer weniger bevorzugten Ausführungsform dieses Verfahrens zur Herstellung der Verbindungen der vorliegenden Erfindung das Bisimin mit Hydridreduktionsmittel wie etwa NaBH₄ reduziert werden, oder mit Wasserstoffgas und einem Metallkatalysator. Zusätzlich zu den „R"-Substitutionen können „R"-Gruppen auch an den gleichen Kohlenstoffen substituiert sein. „R'' und „R'"-Gruppen können diejenigen sein wie oben angegeben.
Das Verfahren kann variiert werden gemäß den Prinzipien, die den Fachleuten gut bekannt sind, um an verschiedene Startmaterialien angepasst zu werden.
Obwohl das im Templatzyklisierungsreaktionsschritt wie oben angegeben hergestellte Bisimin mit eher herkömmlichen Mitteln unter Verwendung von Wasserstoffgas reduziert werden kann, ist es bevorzugt, dass das Bisimin mit Ammoniumformat in Gegenwart eines Katalysators reduziert wird, wie in Beispiel 2 veranschaulicht. Der bevorzugte Katalysator zur Verwendung in diesem Verfahren umfasst Palladium, obwohl ein Katalysator umfassend andere katalytische Metalle wie etwa Nickel, Rhodium, Platin, Platinoxid und Ruthenium potentiell auch geeignet ist. Dieses Verfahren bietet die Vorteile einer erhöhten Sicherheit und einer hohen Reduktionseffizienz der Iminbindungen, während die Doppelbindungen der Pyridingruppen in der heterozyklischen Gruppe der bevorzugten Verbindungen beibehalten bleiben. Zusätzlich kann dieses Verfahren in einem konzentrierteren Medium durchgeführt werden im Vergleich zu Wasserstoff oder Borhydridreduktion, was schnellere Reaktionszeiten ermöglicht.
Eine andere Synthesemethode die zur Herstellung mehrerer Katalysatoren der vorliegenden Erfindung verwendbar ist, ist das postchelatisierungs nukleophile Substitutionsschema wie in Beispiel 7 veranschaulicht. Mehrere Vorteile werden unter Verwendung dieses Verfahrens der vorliegenden Erfindung realisiert. Erstens ist man in der Lage kommerziell erhältliche oder relativ einfach synthetisierbare Reaktanten in der obigen Templatzyklisierungssynthese zu verwenden, wie etwa 4-Chlor-2,6-dicarboxaldyhydpyridin, und anschließend kann man den resultierenden chelatisierten makrozyklischen Liganden ohne Nebenreaktionen mit der substituierten Gruppe modifizieren. Zweitens, da dieses Verfahren eine Modifikation des chelatisierten Liganden ermöglicht, ist keine Nachmodifizierungsreaktion mit Manganchlorid notwendig, was das Syntheseverfahren vereinfacht. Als Ausgangsmaterialien der Modifizierungsreaktion wird ein Abgangsgruppen-substituierter Pyridinpentaazacyclopentadekan-chelatisierter Ligand verwendet. Bevorzugte nukleophile 4-Pyridinsubstituenten, die gute Abgangsgruppen darstellen, sind die Halogenide. Cl, Br und I sind besonders bevorzugte Substituenten. Zum SOD-Mimetikumkatalysator in DMF (oder einem anderen geeigneten Lösungsmittel) bei verringerter Temperatur wird ein Nukleophil zugesetzt (1 Äquivalent), tropfenweise, und die Reaktionsmischung wird über Nacht gerührt. Das Lösungsmittel wird anschließend im Vakuum entfernt, die resultierende Mischung mit Methylenchlorid extrahiert und anschließend im Vakuum aufkonzentriert. Der SOD-Mimetikumkatalysator wird anschließend mittels Flash-Säulenchromatographie gereinigt. Nukleophile zur Anwendung in dieser Modifikationsreaktion können beliebige starke Nukleophile sein. Die Anmelder haben herausgefunden, dass Thiolate ein breites Spektrum von post-chelatisierungs-Modifikationsreagenzien bereitstellen, die zur Herstellung von Verbindungen der vorliegenden Erfindung verwendbar sind. Obwohl dieses Verfahren in erster Linie mit den bevorzugten Pyridinoverbindungen verwendet wird, könnte das gleiche Syntheseverfahren mit anderen SOD-Mimetika der vorliegenden Erfindung verwendet werden, die nukleophil substituierte Stickstoff-enthaltende Arylgruppen enthalten, wie etwa 4-Chlorpyrimidinokomplexe.
Obwohl Mangan üblicherweise als chelatisiertes Übergangsmetallion in den Beispielen dieser Offenbarung verwendet wird, sollte klar sein, dass die hier offenbarten Liganden genauso einfach mit Eisen(II) oder Eisen(III)Kationen komplexiert werden können, die von Salzen wie etwa FeCl₃ erhalten werden. Im Allgemeinen wird eine bessere katalytische Aktivität bei Verwendung von Mangan als chelatisiertes Übergangsmetallion beobachtet, obwohl k_cat's bei Verwendung von Eisen beobachtet werden die immer noch so hoch sind wie 10^–7. Daher ist Mangan das bevorzugte chelatisierte Übergangsmetallion in den Komplexen der vorliegenden Erfindung.
Die Pentaazamakrozyklen der vorliegenden Erfindung können ein oder mehrere asymetrische Kohlenstoffatome besitzen und sind daher in der Lage in Form von optischen Isomeren wie auch in Form von racemischen oder nicht-racemischen Mischungen davon zu existieren. Die optischen Isomere können durch Trennung der racemischen Mischungen gemäß konventionellen Verfahren, beispielsweise durch Bildung der Diastereomerensalze durch Behandlung mit einer optisch aktiven Säure erhalten werden. Beispiele geeigneter Säuren sind Weinsäure, Diacetylweinsäure, Dibenzoylweinsäure, Ditoluoylweinsäure und Kampfersulfonsäure, und anschließender Trennung der Mischung von Diastereomeren durch Kristallisation, gefolgt von Freisetzung der optisch aktiven Basen aus diesen Salzen. Ein unterschiedliches Verfahren zur Trennung von optischen Isomeren beinhaltet die Verwendung einer chiralen Chromatographiesäule, optimal ausgewählt zur Maximierung der Trennung von Enantiomeren. Eine weitere verfügbare Methode beinhaltet die Synthese von kovalenten Diastereomerenmolekülen durch Umsetzen einer oder mehrerer sekundärer Amingruppen der Verbindungen der Erfindung mit einer optisch reinen Säure in einer aktivierten Form, oder ein optisch reines Isocyanat. Die synthetisierten Diastereoisomere können nach herkömmlichen Verfahren wie etwa Chromatographie, Destillation, Kristallisation oder Sublimation getrennt und anschließend hydrolisiert werden um den Enantiomeren-reinen Liganden zu ergeben. Die optisch aktiven Verbindungen der Erfindung können auf ähnliche Weise erhalten werden durch Verwendung optisch aktiver Ausgangsmaterialien, wie etwa der natürlichen Aminosäuren.
Die Verbindungen der vorliegenden Erfindung haben gezeigt, dass sie eine bemerkenswerte Wirksamkeit und Nützlichkeit in verschiedenen Krankheitsmodellen aufweisen. Im Beispiel 14 wird die Verwendbarkeit der vorliegenden Verbindungen für die Behandlung von Schmerz und Entzündung im Rattenpfoten-Carrageenan-Modell demonstriert. Die substituierten Pyridinoverbindungen unterscheiden sich manchmal in bemerkenswerter Weise von der Basisverbindung (Verbindung A) hinsichtlich ihrer Wirksamkeit, des Einsetzens der Schmerzlinderung und der Dauer des Effekts. Wie angemerkt werden kann erzeugt die Substitution verschiedener kleiner Estergruppen auf dem Pyridinorest ein sehr schnelles Einsetzen der analgetischen Wirkung. Zusätzlich ist der Benzylether-substituierte Komplex besonders wirksam in diesem Modell im Vergleich mit Verbindung A oder B, die beide höhere Geschwindigkeiten der katalytischen Superoxiddismutation aufweisen. Aufgrund der verschiedenen Analgesiezeitprofile dieser Verbindungen können diese Verbindungen spezielle Anwendungen in verschiedenen Bereichen der Schmerzbehandlung finden. Außerdem können verschiedene dieser Verbindungen kombiniert werden, um ein konstantes Niveau der Schmerzlinderung zur Verfügung zu stellen. Insgesamt zeigen die Verbindungen eine bemerkenswerte Breite von Effekten im Vergleich zur Stammverbindung A.
Im Beispiel 15 wird die Wirksamkeit der Verbindungen in einem Murinmodell der Opioidtoleranzumkehrung für iv und subkutane Verabreichung gezeigt. Im Vergleich zu den vorher offenbarten Verbindungen A und B zeigen viele der Verbindungen der vorliegenden Erfindung erstaunliche Wirksamkeit bei der Verhinderung von Morphintoleranz in diesem Modell. Beispielsweise zeigen bei iv-Verabreichung die Verbindungen 13 und 14 eine sehr signifikante Umkehrung der Morphintoleranz bei 1/30 der Konzentration die notwendig ist um grob den halben Effekt mit der Verbindung A zu erreichen. Die Verbindung 28 zeigt eine 100 %-ige Umkehrung der Morphintoleranz bei 1/100 der Konzentration wie sie für den gleichen Effekt in Verbindung A benötigt wird, bei iv-Verabreichung. Ähnliche Ergebnisse werden erhalten bei subkutaner Verabreichung, wo die Verbindung 3 eine 100-ige Umkehrung der Morphintoleranz bei 1/100 der Dosis erzielt die notwendig ist um den gleichen Effekt mit der Verbindung A zu erreichen. Daher zeigen die Verbindungen der vorliegenden Erfindung eine bemerkenswerte Nützlichkeit zur Verhinderung oder Umkehrung von Opioidtoleranz.
Zusätzlich wurden die Verbindungen 25 und 31 auch bezüglich ihrer Fähigkeit Refraktärhypotonie in einem endotoxemischen Rattenmodell zu verhindern getestet, siehe Beispiel 16. Beide dieser Verbindungen waren bei der Verhinderung von Hypotonie bei endotoxemischen Tieren mit 1/3 der Dosis wirksam, die verwendet wurde um einen ähnlichen Effekt mit der Verbindung A zu erzielen.
Wie durch die Beispiele 14, 15 und 16 demonstriert können die Verbindungen oder Komplexe der vorliegenden Erfindung verwendet werden um zahlreiche Krankheitszustände und Fehlfunktionen bei einem Patienten mit Bedarf dafür zu behandeln. Die Begriffe „Patient" und „Subjekt" umfassen menschliche und nichtmenschliche Säugetiere mit Behandlungsbedarf. Diese Krankheitszustände und Fehlfunktionen umfassen ohne darauf beschränkt zu sein: Reperfusionsverletzung an einem ischämischen Organ, wie etwa Reperfusionsverletzung am ischämischen Myocardium, allgemeine Entzündung, entzündliche Darmkrankheit, rheumatoide Arthritis, Osteoarthritis, Bluthochdruck, Psoriasis, Organtransplantat-Abstoßungen, refaktäre Hypotonie, Organkonservierung, Strahlungs induzierte Verletzungen, Plättchenaggregation, Apoplexie, Autoimmunkrankheiten, Atmungseinschränkung bei Erwachsenen (Adult respiratory distress), Karzinogenese, schwere chronische Schmerzen, Hyperalgesie und Sepsis. Die Komplexe dieser Erfindung sind exzellente Analgetika und können verwendet werden um Schmerzen bei einem Subjekt zu behandeln oder zu verhindern, die von jedem beliebigen hyperalgesischen Zustand her stammen. Die Komplexe haben ferner eine Aktivität um Toleranz gegenüber Opiaten zu verhindern oder zu verringern, und um die analgetische Aktivität von Opiaten zu potenzieren ohne die mit den Opiaten verknüpfte Atemwegsdepression zu erhöhen. Zusätzlich sind die Komplexe verwendbar bei der Behandlung von Entzugssymptomen verknüpft mit Suchtabhängigkeit gegenüber Opiaten, Nikotin oder anderen Drogen. Die Komplexe dieser Erfindung können auch systemisch oder topisch verwendet werden um freie Sauerstoffradikal-vermittelte Symptome des Alterns wie etwa Hautfaltenbildung zu verhindern oder umzukehren, und um Umweltschäden verursacht durch Aussetzung an ultraviolette Strahlung oder chemische Wirkstoffe zu verhindern oder umzukehren.
Die einem Subjekt verabreichte gesamte Tagesdosis in Einzel- oder unterteilten Dosen kann beispielsweise Mengen von etwa 0,00025 bis etwa 20 mg/kg Körpergewicht täglich, besonders bevorzugt von etwa 0,001 bis etwa 10 mg/kg Körpergewicht täglich und üblicherweise etwa 0,01 bis etwa 3 mg/kg Körpergewicht täglich umfassen, bei Verabreichung als parenterale Injektion oder kontinuierliche Infusion. Einheitsdosiszusammensetzungen können derartige Mengen von Submultiplen davon enthalten um die tägliche Dosis auszumachen. Die Menge an aktivem Bestandteil, die mit Trägermaterialien kombiniert werden kann um eine Einzeldosisform zu erzeugen, wird vom behandelten Subjekt und dem einzelnen Verabreichungsweg abhängen. Beispielsweise können Systeme wie etwa transdermale Verabreichung oder orale Verabreichung, die üblicherweise wesentlich geringer wirksame Verabreichungssysteme sind, Dosierungen erfordern die um mindestens eine Größenordnung oberhalb von denen liegen die für die parenterale Verabreichung benötigt werden. Das Dosisregime zur Behandlung eines Krankheitszustands mit den Verbindungen und/oder Zusammensetzungen dieser Erfindung wird ausgewählt nach einer Vielzahl von Faktoren, umfassend die Art, das Alter, das Gewicht, das Geschlecht, die Ernährung und den medizinischen Zustand des Patienten, der Schwere der Krankheit, der Verabreichungsroute, pharmakologischen Überlegungen wie etwa der Aktivität, Wirksamkeit, pharmakokinetischen und toxikologischen Profilen der besonderen eingesetzten Verbindung, ob ein Wirkstoffabgabesystem verwendet wird und ob die Verbindung als Teil einer Wirkstoffkombination verabreicht wird. Dem entsprechend kann das angewendete Dosisregime tatsächlich weit variieren und kann daher von dem bevorzugten Dosisregime wie oben ausgeführt abweichen. Die Fachleute können in einfacher Weise die angemessenen Dosierungen für jedes einzelne Subjekt bestimmen, basierend auf den Lehren dieser Beschreibung und der Routineanalyse des Subjekts.
Die Verbindungen der vorliegenden Erfindung können nach jeder den Fachleuten bekannten Technik verabreicht werden, einschließlich ohne darauf beschränkt zu sein oral, parenteral, mittels Inhalationsspray, rektal, topisch oder durch nasale, vaginale oder okulare Verabreichung, in Einheitsdosisformulierungen enthaltend herkömmliche nichttoxische pharmazeutisch akzeptable Träger, Hilfsstoffe und Vehikel wie erforderlich. Die topische Verabreichung kann auch die Verwendung von transdermaler Verabreichung wie etwa transdermale Pflaster oder Iontophoresevorrichtungen umfassen. Der Begriff parenteral wie hier verwendet umfasst subkutane Injektionen, intravenöse, intramuskuläre, intrasternale Injektion, intrathekal oder Infusionstechniken. Injizierbare Präparate, beispielsweise sterile injizierbare wässrige oder ölbasierte (oleaginous) Suspensionen können wie im Stand der Technik bekannt formuliert werden unter Verwendung von geeigneten Dispergier- oder Netzmitteln und Suspendierhilfsmitteln. Das sterile injizierbare Präparat kann auch eine sterile injizierbare Lösung oder eine Suspension in einem nicht toxischen parenteral akzeptablen Streckmittel oder Lösungsmittel sein, beispielsweise als eine Lösung in 1,3-Butandiol. Unter den akzeptablen Vehikeln und Lösungsmitteln die verwendet werden können sind Wasser, Ringerlösung und isotonische Kochsalzlösung. Zusätzlich können sterile fixierte Öle in herkömmlicher Weise als Lösungsmittel oder Suspendiermedium verwendet werden. Für diesen Zweck kann jedes „Bland Fixed Oil" verwendet werden einschließlich synthetischer Mono- oder Diglyceride. Zusätzlich können Fettsäuren wie etwa Oleinsäure in der Herstellung von injizierbaren Mitteln Verwendung finden.
Zäpfchen für die rektale Verabreichung des Wirkstoffs können hergestellt werden durch Mischen des Wirkstoffs mit einem geeigneten nicht reizenden Hilfsstoff wie etwa Kakaobutter und Polyethylenglykole, die bei gewöhnlichen Temperaturen fest sind aber bei Rektaltemperatur flüssig werden und daher im Rektum schmelzen werden und den Wirkstoff freisetzen. Feste Arzneiformen für die orale Verabreichung können umfassen Kapseln, Tabletten, Pillen, Pulver, Granulate und Gele. In derartigen festen Arzneiformen kann die aktive Verbindung zusammengemischt werden mit mindestens einem inerten Streckmittel wie etwa Sucrose, Laktose oder Stärke. Derartige Arzneiformen können auch wie in der normalen Praxis zusätzliche Substanzen neben dem inerten Streckmittel umfassen, z. B. Gleitmittel wie etwa Magnesiumstearat. Im Fall von Kapseln, Tabletten und Pillen können die Arzneiformen auch Pufferagentien umfassen. Tabletten und Pillen können zusätzlich mit enterischen Beschichtungen hergestellt werden. Flüssige Arzneiformen für die orale Verabreichung können pharmazeutisch akzeptable Emulsionen, Lösungen, Suspensionen, Sirupe und Elixiere enthalten, die inerte Streckmittel wie sie üblicherweise im Stand der Technik verwendet werden, beispielsweise Wasser, enthalten. Derartige Zusammensetzungen können auch Hilfsstoffe wie etwa Netzmittel, Emulgier- und Suspendiermittel und Süßende, Geschmacks- und Geruchsstoffe umfassen.
Obwohl die Verbindungen der vorliegenden Erfindung als einzige aktive pharmazeutische Mittel verabreicht werden können, können sie auch in Kombination mit einer oder mehreren Verbindungen verwendet werden, die als wirksam gegen den spezifischen Krankheitszustand bekannt sind der für die Behandlung anvisiert wird.
Wie in Tabelle 1 gezeigt, ergeben die Verbindungen der vorliegenden Erfindung exzeptionelle Katalysatoren für die Dismutation von Superoxid. Dementsprechend können sie in dieser katalytischen Fähigkeit in einer Vielzahl von in vivo und in vitro-Anwendungen verwendet werden, worin eine Reduktion der Superoxidkonzentration erwünscht ist.
Die SOD-mimetischen Verbindungen der vorliegenden Erfindung können auch zugesetzt werden zu Spül- oder Aufbewahrungslösungen für Organe und Gewebe, wie etwa für die Organtransplantation oder für chirurgische Spülungen. Beispielsweise werden entnommene Organe oft in einer konservierenden Lösung vor dem Transplantieren an einen Empfänger aufbewahrt. Das Hinzugeben von mindestens einer Spezies von einem SOD-Mimetikum in einer Konservierungslösung, üblicherweise in einer Konzentration von etwa 0,01 mM bis 10 mM ist wünschenswert für die Reduzierung von Schäden aufgrund von Chemie während der Lagerung und Reperfusionsverletzung nach der Reimplantierung in den Empfänger. Verschiedene im Stand der Technik beschriebene Lösungen sind geeignet für den Einschluss dieser Verbindungen der Erfindung, einschließlich ohne darauf beschränkt zu sein diejenigen, die in den US-Patenten Nr. 5,145,771 beschrieben sind, bei Beyersdorf (1990) Chem. Abstract. 113:84849w; US-Patent Nr. 4,879,283; US-Patent Nr. 4,873,230 sowie US-Patent Nr. 4,798,824, alle hiermit per Zitierung einbezogen.
Die Verbindungen der vorliegenden Erfindung können auch zu extravasatiertem Blut für die Transfusion zugesetzt werden um oxiradikalische Schädigung der Blutzellen und Bestandteile während der Lagerung zu inhibieren; in ähnlicher Weise können diese Verbindungen auch oxiradikale Schädigung an Blutzellen in vivo reduzieren.
Typischerweise liegt das SOD-Mimetikum der vorliegenden Erfindung in den Spül- oder Aufbewahrungslösungen bei einer Konzentration von etwa 0,001 mM bis etwa 10 mM vor und üblicherweise bei 1 mM. Beispielsweise ist ohne die Erfindung zu beschränken eine geeignete Spüllösung umfassend eine Ringerlösung (102 mM NaCl, 4 mM KCl, 3 mM CaCl2, 28 mM-Natriumlaktat, pH 7,0) oder Ringerlösung mit 0,1 mM Adenosin sowie Verbindung 1 mit einer Endkonzentration von 1 mM. Die Spüllösung kann ferner zusätzliche Antioxidantien umfassen (z. B. Glutathion, Allopurinol). Konservierungs- und Spüllösungen enthalten ein SOD-Mimetikum der vorliegenden Erfindung können verwendet werden um eine verbesserte Lagerung oder Spülung von Organen zu gewährleisten (z. B. Niere, Leber, Pankreas, Lunge, fetales Nervengewebe, Herz, Gefäßstücke (vascular grafts), Knochen, Bänder, Sehnen, Haut) wovon angenommen wird, dass es die Lebensfähigkeit des Gewebes erhöht und die Beständigkeit gegenüber oxidativer Schädigung erhöht (z. B. in Folge von Ischämie/Reperfusion).
Alternativ dazu kann die Fähigkeit der Verbindungen der vorliegenden Erfindung die Zersetzung von reaktiven Sauerstoffspeziens zu Zersetzen verwendet werden um die Schädigung von biologischen Geweben und Zellen zu hemmen oder zu verlangsamen. Beispielsweise kann Sauerstoffradikal induzierte Schädigung an Bindegeweben (z. B. Collagen) hervorgerufen durch Aussetzung an UV-Licht, Zigarettenrauch und Seneszenz verringert werden durch Verabreichung einer SOD-mimetischen Verbindung der vorliegenden Erfindung ungefähr gleichzeitig mit der Aussetzung an UV-Licht, Zigarettenrauch und andere Sauerstoffradikale erzeugende Prozesse (z. B. zellulare Seneszenz).
Die SOD-Mimetika der vorliegenden Erfindung können auch in einer lipophilen Base (oder sofern erwünscht einem wässrigen Träger) für die topische Verwendung in Kosmetika oder Sonnenbrand verhindernden Cremes und Lotionen verwendet werden. Eine typische kosmetische oder Sonnenbrand verhindernde Creme oder Lotion wird etwa zwischen 1 mg bis 50 mg der SOD-mimetischen Verbindung pro Gramm der kosmetischen oder Sonnenbrand verhindernden Creme oder Lotion umfassen. Die Verbindungen der vorliegenden Erfindung können in einer kosmetischen Basis für die topische Anwendung und/oder für die Reduzierung von Oxidation des Kosmetikums durch molekularen Sauerstoff und Oxiradikale formuliert werden. Die pharmazeutischen/kosmetischen Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung formuliert als Lösungen umfassen typischerweise ein pharmazeutisch oder kosmetisch akzeptables organisches Lösemittel. Die Begriffe „pharmazeutisch akzeptables organisches Lösemittel" und „kosmetisch akzeptables organisches Lösungsmittel" beziehen sich auf ein organisches Lösemittel das zusätzlich dazu in der Lage ist die Salen-Metallverbindung zu dispergieren oder zu lösen und ggf. auch ein entzündungshemmendes Mittel, auch eine akzeptable Sicherheit aufweisen (z. B. Reizungs- und Sensibilisierungseigenschaften), wie auch gute ästhetische Eigenschaften (z. B. dass sie sich nicht schmierig oder klebrig anfühlen). Das typische Beispiel eines derartigen Lösemittels ist Isopropanol. Beispiele anderer geeigneter organischer Lösemittel umfassen: Propylenglykol, Polyethylenglykol (200–600), Polypropylenglykol (425–2025), Glycerol, 1,2,4-Butantriol, Sorbitolester, 1,2,6-Hexantriol, Ethanol, Butandiol, Wasser und Mischungen davon. Diese Lösungen enthalten von etwa 0,001 % bis etwa 20 %, vorzugsweise von etwa 0,1 % bis etwa 10 % Antioxidant-Salen-Metallkomplex und von etwa 0,01 % bis etwa 5 %, vorzugsweise von etwa 0,5 % bis etwa 2 % eines entzündungshemmenden Mittels, sowie von etwa 80 % bis etwa 99 %, vorzugsweise von etwa 90 % bis etwa 98 % eines akzeptablen organischen Lösungsmittels.
Wie hier verwendet bezeichnet „Emollients" Materialien die für die Verhinderung oder Linderung von Trockenheit verwendet werden, wie auch für den Schutz der Haut. Eine breite Vielzahl geeigneter Emollentien sind bekannt und können hier verwendet werden. Sagarin, Cosmetics, Science and Technology, 2. Auflage, Band 1, Seiten 32–43 (1972), hierin per Zitierung einbezogen, enthält zahlreiche Beispiele von geeigneten Materialien. Besonders geeignete Emollentien die ein Haut-Konditionierung gewährleisten sind Glycerol, Hexantriol, Butantriol, Milchsäure und deren Salze, Harnstoff, Pyrrolidoncarbonsäure und deren Salze, Aminosäuren, Guanidin, Diglycerol und Triglycerol. Bevorzugte Haut-Konditionierer sind die propoxylierten Glycerolderivate.
Die Erfindung stellt auch Verfahren zur Verhinderung von Nahrungsmittelverderbnis und Oxidation zur Verfügung, durch Anwenden einer wirksamen Menge mindestens einer SOD-mimetischen Verbindung der vorliegenden Erfindung in Nahrungsmitteln, ggf. in Kombination mit mindestens einem zusätzlichen Nahrungsmittel konservierenden Stoff (z. B. butyliertes Hydroxytoluol, butyliertes Hydroxyanisol, Sulfate, Natriumnitrit, Natriumnitrat). Nach einem anderen Gesichtspunkt betrifft die Erfindung Antioxidantzusammensetzungen und Verfahren zur Verwendung bei der Inhibierung der Bildung unerwünschter Kohlenwasserstoffpolymere die über frei radikal vermittelte Polymerisationsmechanismen erzeugt werden, insbesondere oxiradikal vermittelte Polymerisation und/oder oxiradikal vermittelte Ranzidifikation oder Gummibildung. Die SOD-mimetischen Verbindungen der Erfindung können angewendet werden bei einer Vielzahl von Kohlenwasserstoffen um unerwünschte Oxidation und/oder Polymerisation zu verringern, oder um eine Polymerisationsreaktion bei einem erwünschten Stand der Polymerbildung abzuschrecken (z. B. bei einer gewünschten durchschnittlichen Kettenlänge). Beispielsweise und ohne die Erfindung zu beschränken umfassen Beispiele für derartige gesättigte und ungesättigte Kohlenwasserstoffe: Erdöldestillat und Erdölchemikalien, Turpentin, Farben, synthetische und natürliche Kautschucke, pflanzliche Öle und Wachse, Tierfette, polymerisierbare Harze, Polyolefin und dergleichen. Die Verbindungen der vorliegenden Erfindung können auch verwendet werden um Zellen und Gewebe vor freie Radikale erzeugenden Agentien zu schützen, wie etwa Ionisieren der Strahlung und chemotherapeutischen Mitteln (z. B. Bleomycin). Vorzugsweise wird eine schützende Dosis umfassend mindestens 0,001 mg des SOD-Mimetikums pro kg Körpergewicht über eine oder mehrere der verschiedenen Wege verabreicht (z. B. oral, intravenös, intraperitoneal, durch Magenspülung, Darmspülung, Portalveneninfusion, topisch oder Inhalation von Nebel) um normale Zellen zu schützen, beispielsweise gegen freie radikalische Toxizität verbunden mit Chemotherapie oder Radiotherapie eines Neoplasmas. Die Verbindungen der vorliegenden Erfindung werden vorzugsweise vor der Verabreichung der Chemotherapie und/oder Radiotherapie an den Patienten vorverabreicht, üblicherweise innerhalb von 24 Stunden vor Beginn und vorzugsweise innerhalb von 3 bis 6 Stunden vor Beginn der Chemotherapie und/oder Radiotherapie. Die Verbindungen können während des Verlaufs der Therapie kontinuierlich verabreicht werden.
Die SOD-Mimetika der vorliegenden Erfindung können auch an einzelne Personen verabreicht werden um Strahlungsverletzung oder chemische Verletzung durch freie Radikale erzeugende Mittel zu verhindern. Militärpersonal und Personen die in nuklearem Bereich arbeiten in der Nuklearmedizin und/oder in der chemischen Industrie können die Verbindungen der vorliegenden Erfindung prophylaktisch verabreicht werden.
Diese können auch als chemoprotektive Agentien zur Verhinderung chemischer Karzinogenese verwendet werden; insbesondere durch Karzinogene welche reaktive Epoxidintermediate bilden (z. B. Benzo-a-pyren, Benzanthrazen) und durch Karzinogene oder Promotoren, die freie Radikale direkt oder indirekt ausbilden (z. B. Phenobarbital, TPA, Benzoylperoxiprolieroxisom-Proliferatoren; Ciprofibrat, Clofibrat). An derartige chemische Karzinogene ausgesetzte Personen werden mit den Verbindungen der vorliegenden Erfindung vorbehandelt um den tatsächlichen Fall oder das Risiko der Entwicklung von Neoplasie zu verringern.
Die oben beschriebenen chemischen Reaktionen sind allgemein offenbart hinsichtlich ihrer breitesten Anwendung für die Herstellung der Verbindungen dieser Erfindung.
Gelegentlich können die Reaktionen nicht wie beschrieben für jede Verbindung die innerhalb des offenbarten Schutzumfangs liegt anwendbar sein. Die Verbindungen bei welchen dies auftritt können von den Fachleuten einfach erkannt werden. In allen derartigen Fällen können entweder die Reaktionen nach herkömmlichen Modifikationen die den Fachleuten bekannt sind erfolgreich dürchgeführt werden, z. B. durch entsprechenden Schutz interferierender Gruppen, durch Wechsel zu alternativen üblichen Reagenzien, durch Routinemodifikation der Reaktionsbedingungen und dergleichen, oder andere Reaktionen offenbart hier oder auf andere Weise herkömmlich können zur Herstellung der entsprechenden Verbindungen dieser Erfindung anwendbar sein. Bei allen präparativen Verfahren sind alle Ausgangsmaterialien bekannt oder aus bekannten Startmaterialien einfach herstellbar.
Ohne dies weiter auszuführen wird angenommen, dass der Fachmann unter Verwendung der vorangegangenen Beschreibung die vorliegende Erfindung in voller Breite ausführen kann. Die folgenden bevorzugten spezifischen Ausführungsformen sind daher ausschließlich veranschaulichend gedacht und nicht beschränkend für den Rest der Offenbarung auf welche Weise auch immer.
BEISPIELE
Allgemein Experimentelles
Analytische Dünnschichtchromatographie (TLC) wurde auf Anaitech 0,15 mm Silica-Gel 60-GF-Platten durchgeführt. Die Visualisierung wurde bewerkstelligt mit UV-Licht, Aussetzung an Iod oder durch Oxidation mit Phosphomolybdänsäure. Lösungsmittel für Extraktionen waren vom HPLC- oder ACS-Typ. Die Chromatographie wurde durchgeführt nach der Methode von Still mit Merck Silica-Gel 60 (230 – 400 Mesh) mit dem angegebenen Lösungsmittelsystem. Alle Reaktionen wurden unter einem positiven Druck von Argon durchgeführt. NMR-Spektren wurden aufgenommen auf einem Varian Unity 400, VXR-400 und VXR-300-Spektrometer. ¹H-NMR-Spektren sind in ppm bezüglich Tetramethylsilan auf der δ-Skala angegeben. Die Daten sind wie folgt angegeben: chemische Verschiebung, Multiplizität (s = singlet, d = doublet, t = triplet, q = quartet, m = multiplet, br = verbreitert, obs = verdeckt), Kopplungskonstanten (Hz) und relative Integration. ¹³C-NMR-Spektra sind in ppm vom zentralen deuterierten Lösungsmittelpeak angegeben (z. B. 39,0 ppm für DMSO-d₆). Die Daten sind wie folgt angegeben: chemische Verschiebung, Multiplizität.
BEISPIEL 1
SYNTHESE VON DICYCLOHEXYLTETRAAMINTETRAHYDROCHLORID
A. Synthese von N-(Triphenylmethyl)-(1R,2R)-diaminocyclohexan.
Zu einer Lösung von (1R,2R)-Diaminocyclohexan (250 g, 2,19 Mol) in wasserfreiem CH₂Cl₂ (3,5 l) bei 0°C wurde eine Lösung von Tritylchlorid (254 g, 912 Mol) in wasserfreiem CH₂Cl₂ (2 l) tropfenweise über 4 Stunden zugegeben. Die resultierende Mischung ließ man auf Raumtemperatur erwärmen und über Nacht rühren. Die Reaktionsmischung wurde mit Wasser gewaschen bis der pH der wässrigen Waschungen unterhalb 8,0 lag (4 × 2.000 ml), anschließend wurde über Na₂SO₄ getrocknet. Filtration und Aufkonzentrieren des Lösungsmittels ergab 322,5 g (99 % Ausbeute) N-(Triphenylmethyl)-(1R,2R)diaminocyclohexan in glasartiger Form: ¹H-NMR (300 MHz, DMSO-d⁶) d 7,50 (d,J = 7,45 Hz, 6H), 7,26 (app t, J = 7,45 Hz, 6H) 7,16 (app t, J = 7,25 Hz, 3H), 2,41 (dt, J = 10,3; 2,62 Hz, 1H), 1,70 (m 1H), 1,54 – 0,60 (komplex m, 8H).¹³C-NMR (75 MHz. DMSO-d⁶) dc 147,2 (s), 128,4 (d), 127,3 (d)69,9 (s), 59,0 (d), 54,4 (d), 36,6 (t), 32,5 (t), 24,6 (t), 24,3 (t). MS (LR-FAB) m/z = 363 [M + Li]+.
B. Glyoxalbisimin von N-(Triphenylmethyl)-(1R,2R)-diaminocyclohexan.
Zu einer Lösung von N-(Triphenylmethyl)-(1R,2R)-diaminocyclohexan (322,5 g, 905 mMol) in Methanol (4 l) wurde Glyoxal zugesetzt (51,9 ml einer 40 %-igen Lösung in Wasser, 452,3 mMol) tropfenweise über 30 Minuten. Die resultierende Mischung wurde 16 Stunden nachgerührt. Das ausgeführte Produkt wurde Filtration isoliert und unter Vakuum getrocknet um 322,1 g (97 % Ausbeute ) des Bisimins als weißen Feststoff zu ergeben: ¹H-NMR (300 MHz, CDCl₃) d 7,87 (s, 2H), 7,51 (d, J = 8,1 Hz, 12H), 7,16 – 7,05 (m, 18H), 2,95 (bm, 2H), 2,42 (bm, 2H), 1,98 – 0,81 (komplex m, 18H). ¹³C-NMR (100 MHz, CDCl₃) dc 161,67 (d), 147,24 (s), 147,22 (s), 128,90 (d), 128,81 (d), 127,73 (d), 127,61 (d), 126,14 (d), 73,66 (s), 70,86 (d), 70,84 (d), 56,74 (d), 32,34 (t), 31,77 (t), 24,02 (t), 23,62 (t), MS (LR-ESI) m/z 757 [M + Na]+.
C. N,N'-Bis{(1R,2R)-[2-(Triphenylmethylamino)]cyclohexyl}-1,2-diaminoethan.
Das Glyoxalbisimin von N-(Triphenylmethyl)-(1R,2R)-diaminocyclohexan (586 g, 798 mMol) wurde in THF (6 l) gelöst und mit LiBH₄ (86,9 g, 4,00 Mol) bei Raumtemperatur behandelt. Die Mischung wurde 12 Stunden bei Raumtemperatur gerührt und 4 Stunden danach auf 40°C erwärmt. Die Reaktion wurde vorsichtig mit Wasser (1 l) abgeschreckt und das THF wurde unter verringertem Druck entfernt. Die resultierende Aufschlämmung wurde zwischen CH₂Cl₂ (3 l) und Wasser (1 zusätzlicher Liter) aufgeteilt. Die Schichten wurden separiert und die Wässrige wurde wiederum mit CH₂Cl₂ (1 l) extrahiert. Die vereinigten CH₂Cl₂-Schichten wurden getrocknet (MgSO₄), gefiltert und aufkonzentriert um 590 g (100 % Ausbeute) von N,N'-Bis{(1R,2R)-[2-(Triphenylmethylamino)]cyclohexyl}-1,2-diaminoethan als weißen Schaum zu ergeben: MS (LR-ESI) m/z 739 [M + H]+.
D. N,N'-Bis{(1R,2R)-[2-(amino)]cyclohexyl}-1,2-diaminoethantetrahydrochlorid.
Zu einer Lösung von N,N'-Bis{(1R,2R)-[2-(Triphenylmethylamino)]cyclohexyl}-1,2-diaminoethan (590 g, 798 mMol) in Aceton (3 l) wurde konzentrierte HCl(1,5 l) zugesetzt. Der Ansatz wurde 2 Stunden gerührt und aufkonzentriert. Der Rest wurde zwischen Wasser (2 l) und CH₂Cl₂ (1 l) aufgeteilt. Die Schichten wurden separiert und die wässrige wurde konzentriert und im Vakuum getrocknet um 287 g (80 % Ausbeute) des Tetrahydrochlorids als körniger fast weißer Feststoff erhalten: ¹H-NMR (300 MHz, CDCl₃) d 3,82 – 3,57 (komplex m, 8H), 2,42 (d, J = 9,9 Hz, 2H), 2,29 (d, J= 9,3 Hz, 2H), 2,02 – 186 (komplex m, 4H), 1,79 – 1,60 (komplex m, 4H), 1,58 – 142 (komplex m, 4H). ¹³C-NMR (75 MHz, CDCl₃) dc 59,1 (d), 51,3 (d), 40,8 (t), 29,2 (t), 26,0 (t), 22,3 (t), 22,2 (t). MS (LR-FAB) m/z 255 [M + H]+.
BEISPIEL 2
VERWENDUNG VON KATALYTISCHER AMMONIUMFORMATREDUKTION IN DER SYNTHESE DER VERBINDUNGEN DER ERFINDUNG
Die gereinigte Bisiminvorstufe von Verbindung B (15,0 g, 29,6 mMol) wurde in 1,5 l wasserfreiem MeOH gelöst und der Kolben wurde mit Stickstoff einige Minuten gespült, anschließend wurden 3 % Pd/C (7,5 g, 50 Gew.-%) zugesetzt. Die Suspension wurde erhitzt, und festes Ammoniumformat (7,5 g, 118,9 mMol, 4 Äquivalente) wurde vorsichtig zugesetzt. Eine Stunde nach dem Erreichen des Rückflusses wurde eine zweite Portion Format (3,75 g, 59,5 mMol, 2 Äquivalente) zugesetzt. Die schwarze Suspension ließ man auf Raumtemperatur nach 2 Stunden Refluxieren abkühlen (an diesem Punkt war der Überstand nahezu farblos) und durch ein ½-Inchbett Alumina (Al₂O₃, Brockmann grade, neutral und vorher mit MeOH gewaschen) filtriert. Das Katalysatorbett und das Alumina wurden mit MeOH gewaschen (2 × 100 ml) und das vereinigte Lösungsmittel unter verringertem Druck entfernt. Beim Trocknen im Vakuum bei Raumtemperatur über Nacht wurde der zurückbleibende blassgelbe Schaum mit CH₂Cl₂ (500 ml) 15 – 20 Minuten gerührt, anschließend durch einen 10 μ-Filter filtriert. Bei der Entfernung des Lösemittels wurden 14,7 g eines blassgelben Schaums isoliert. Der Schaum wurde in 600 ml entionisiertem Wasser gelöst und der pH der grünen Lösung von den anfänglichen 4,9 auf 7,5 mit 0,5 N wässriger NaOH gebracht. Anschließend wurden 90 g NaCl zugesetzt um den NaCl-Gehalt auf 15 % zu bringen. Sobald eine Lösung auftrat folgte eine Extraktion mit CH₂Cl₂ (4 × 250 ml). Die kombinierten organischen Extrakte wurden über 10 g wasserfreiem Na₂SO₄ 15 Minuten lang getrocknet, anschließend filtriert und das Lösungsmittel unter verringertem Druck entfernt um einen schwach gelblich grünen Schaum zu ergeben (14,5 g, 96 % Ausbeute). Eine HPLC dieses Materials zeigte ein 3,8 : 1 Verhältnis von S,S zu S,R-Isomeren und eine Gesamtreinheit von ≥ 98 %.
Wasserstoffübertragungsergebnisse
BEISPIEL 3
PRÜFUNG DER SUPEROXIDDISMUTASEAKTIVITÄT MITTELS STOPPED-FLOW KINETIKANALYSE
Stopped-Flow Kinetikanalyse wurde verwendet um zu bestimmen ob eine Verbindung die Dismutation von Superoxid katalysieren kann (Riley, D. P., Rivers, W. J. und Weiss, R. H., „Stopped-Flow Kinetic Analysis for Monitoring Superoxide Decay in Aqueous Systems" (Stopped-Flow Kinetikanalyse zur Überwachung des Superoxidverfalls in wässrigen Systemen), Anal. Biochem, 196: 344–349 1991). Für die Erzielung von konsistenten und genauen Messungen waren alle Reagenzien biologisch rein und metallfrei. Um dies zu erreichen waren alle Puffer (Calbiochem) von biologischem Grad, metallfreie Puffer wurden mit Utensilien gehandhabt die zuerst mit 0,1 N HCl gewaschen wurden, gefolgt von gereinigtem Wasser, gefolgt von einer Spülung in einem 10–4 M EDTA-Bad bei pH 8, gefolgt von einer Spülung mit gereinigtem Wasser und Trocknen bei 65°C über mehrere Stunden. Trockene DMSO-Lösungen von Kaliumsuperoxid (Aldrich) wurden unter einer trocknenden Erdgasatmosphäre aus Argon in einem Vacuum Atmospheres Trockenglovebox unter Verwendung getrockneter Glasausstattung hergestellt. Die DMSO-Lösungen wurden unmittelbar vor jedem Stopped-Flow-Experiment hergestellt. Ein Mörser mit Pistill wurde verwendet um das gelbe feste Kaliumsuperoxid (etwa 100 mg) zu mahlen. Das Pulver wurde anschließend mit ein paar Tropfen DMSO zerrieben und die Aufschlämmung in eine Flasche überführt die weitere 25 ml DMSO enthielt. Die resultierende Aufschlämmung wurde ½ Stunde gerührt und anschließend filtriert. Diese Prozedur ergab reproduzierbar etwa 2 mM Konzentration von Superoxid in DMSO. Diese Lösungen wurden in einen Handschuhsack unter Stickstoff überführt in versiegelten Gläschen vor der Beladung der Spritze unter Stickstoff. Es sollte angemerkt werden, dass die DMSO/Superoxidlösungen extrem empfindlich gegenüber Wasser, Wärme, Luft und externe Metalle sind. Eine frische, reine Lösung hat eine sehr geringe gelbliche Färbung.
Das Wasser für Pufferlösungen wurde von einem hauseigenen entionisierten Wassersystem in ein Barnstead Nanopure Ultrapure Series 500 Wassersystem überführt und anschließend doppelt destilliert, erst über alkalischem Kaliumpermanganat und anschließend von einer verdünnten EDTA-Lösung. Beispielsweise wurden eine Lösung enthaltend 1,0 g Kaliumpermanganat, 2 1 Wasser und zusätzliches Natriumhydroxid, notwendig um den pH auf 9,0 zu bringen, in einen 2 l-Kolben ausgestattet mit einem Lösungsmitteldestillationskopf zugegeben. Diese Destillation oxidiert jede Spur von organischen Verbindungen im Wasser. Die letztendliche Destillation wurde durchgeführt unter Stickstoff in einem 2,5 l-Kolben enthaltend 1.500 ml Wasser aus dem ersten Destillat und 1,0 × 10⁶ Mol EDTA. Dieser Schritt entfernt verbleibende Spurenmetalle aus dem ultrareinen Wasser. Um zu verhindern, dass EDTA-Nebel sich über den Rückflussarm in den Destillationskopf verflüchtigt wurde der 40 cm vertikale Arm mit Glaskügelchen gepackt und mit einer Isolierung umwickelt. Dieses System erzeugt deoxygeniertes Wasser, das messbar eine Leitfähigkeit von weniger als 2,0 Nanoohm/m² aufweist.
Das Stopped-Flow-Spektrometersystem wurde entwickelt und hergestellt von Kinetic Instruments Inc. (Ann Arbor, Mich.) und war an der Schnittstelle mit einem MAC ΠCX Personal Computer verbunden. Die Software für die Stopped-Flow-Analyse wurde bereitgestellt von Kinetics Instrument Inc. und wurde in QuickBasic mit MacAdios-Treibern geschrieben. Typische Injektorvolumina (0,10 ml Puffer und 0,006 ml DMSO) wurden so kalibriert, dass ein großer Wasserüberschuss gegenüber der DMSO-Lösung mit dieser zusammengemischt wurde. Das tatsächliche Verhältnis betrug ungefähr 19/1, so dass die anfängliche Konzentration von Superoxid in der wässrigen Lösung im Bereich von 60 – 120 μMol lag. Da der veröffentlichte Extinktions-Koeffizient von Superoxid in H₂O bei 245 nm bei 2250 M^–1 cm^–1 (1) ist, würde man einen anfänglichen Absorptionswert von ungefähr 0,3 – 0,5 für eine 2 cm-Weglängenzelle erwarten, und dies wurde experimentell beobachtet. Wässrige Lösungen für die Mischung mit der DMSO-Lösung von Superoxid wurden hergestellt unter Verwendung von 80 nM-Konzentrationen des Hepes-Puffers, pH 8,1 (freie Säure + Na-Form). Eine der Reservoirspritzen wurde mit 5 ml der DMSO-Lösung befüllt, während die andere mit 5 ml der wässrigen Pufferlösung befüllt wurde. Der gesamte Injektionsblock, Mischer und die Spektrometerzelle wurden in einem thermostatisierten zirkulierenden Wasserbad mit einer Temperatur von 21,0° ± 0,5°C eingetaucht. Vor dem Beginn der Datensammlung für einen Superoxidzerfall wurde ein Basisliniendurchschnitt erhalten durch Injizieren mehrerer Schüsse der Puffer und DMSO-Lösungen in die Mischkammer. Diese Einspritzungen wurden gemittelt und als Basislinie gespeichert. Die ersten Einspritzungen für die Aufnahme während einer Reihe von Durchläufen waren mit wässrigen Lösungen und enthielten keine Katalysatoren. Dies stellt sicher, dass jede Versuchsreihe frei von Kontamination war die in der Lage ist Superoxidzerfallsprofile erster Ordnung zu erzeugen. Wenn die für mehrere Einschüsse der Pufferlösung beobachteten Zerfälle zweiter Ordnung waren, konnten Lösungen von Mangan(II)Komplexen verwendet werden. Im Allgemeinen wurde der potentielle SOD-Katalysator über einen breiten Konzentrationsbereich gescreent. Da die Anfangskonzentration von Superoxid beim Mischen des DMSO mit dem wässrigen Puffer bei etwa 1,2 × 10⁴ M war, wollten wir eine Mangan(II)Komplexkonzentration verwenden, die mindestens 20 Mal geringer ist als die des Substrates Superoxid. Dementsprechend haben wir im Allgemeinen Verbindungen für superoxiddismutierende Aktivität unter Verwendung von Konzentrationen im Bereich von 5 × 10^–1 – 8 × 10^–6 M gescreent. Die aus dem Experiment erhaltenen Daten wurden in ein geeignetes Auswertungsprogramm (z. B. Cricket Graph) importiert, so dass eine Standardkinetik-Datenanalyse ausgeführt werden konnte. Katalytische Geschwindigkeitskonstanten für die Dismutierung von Superoxid durch Mangan(II) Komplexe wurden aus linearen Auftragungen der beobachteten Geschwindigkeitskonstanten (kobs) gegenüber der Konzentration der Mangan(II) Komplexe bestimmt. Die kobs-Werte wurden aus linearen Auftragungen des natürlichen Logarithmus der Absorption bei 245 nm gegenüber der Zeit für die Dismutierung von Superoxid durch die Mangan(II) Komplexe erhalten.
BEISPIEL 4
SYNTHESE VON VERBINDUNG 3
A. Synthese von Dimethyl-4-chloro-2,6-pyridindicarboxylat.
Zu einer gerührten Suspension von Chelidaminsäure (200 g, 1,10 Mol) in CHCl₂ (2,00 l) wurde PCl₅ (1,00 kg, 4,8 Mol) in Portionen über 2 Stunden bei Raumtemperatur unter einer Stickstoffatmosphäre zugesetzt. Die Mischung wurde anschließend 3 Stunden refluxiert und die klarbraune Lösung ließ man über Nacht auf Raumtemperatur abkühlen. Die Lösung wurde anschließend auf 0°C gekühlt und eine Lösung von Triethylamin (215 ml, 1,54 Mol) in MeOH (2,30 l) wurde tropfenweise über 5 – 6 Stunden zugesetzt, wobei die Temperatur auf 0 bis –10°C gehalten wurde. Nach Rühren für weitere 1,5 Stunden ließ man die Mischung über Nacht auf Raumtemperatur erwärmen. Aufkonzentrierung der Lösung im Vakuum führte zur Kristallisierung eines weißen Feststoffs, der abfiltriert und getrocknet wurde und 110 g (43 % Ausbeute) des Produkts als farblose Nadeln ergab: Schmelzpunkt 141 – 2°C; ¹H-NMR (CDCl₃, 300 MHz), δ 8,31 (s, 2H), 4,05 (s, 6H); ¹³C-NMR (CDCl₃, 75 MHz) δ 164,9, 149,44, 146,79, 128,29, 53,48; FAB Massenspektrum (NBA – Li) m/z (relative Intensität) 252 (30) [M + Na]⁺, 236 (91) [M + Li]⁺, 230 (100) [M + H]⁺.
B. Synthese von Dimethyl-4-cyclohexyl-2,6-pyridindicarboxylat.
Zu einer gerührten Lösung von Cyclohexylmagnesiumchlorid (78, 5 ml mit 2M in Ethylether, 157 mMol) bei –78°C wurde eine Lösung von ZnBr₂ (35,5 g, 157 mMol) in wasserfreiem THF (150 ml) bei –78°C zugesetzt. Die Mischung wurde eine Stunde bei –78°C gerührt und anschließend ließ man auf Raumtemperatur erwärmen. Eine Lösung von tetrakis(Triphenylphosphin)palladium(0) (7,50 g, 6,47 mMol) in wasserfreiem THF (100 ml) wurde anschließend bei Raumtemperatur zugesetzt, gefolgt von Dimethyl-4-chlor-2,6-pyridincarboxylat (30,0 g, 131 mMol) in wasserfreiem THF (150 ml). Die Mischung wurde anschließend über 3 Stunden auf 50°C erwärmt und dann ließ man bei Raumtemperatur über Nacht stehen. Der Ansatz wurde anschließend mit gesättigter NH₄Cl(250 ml) und H₂O (50 ml) abgeschreckt. Die Schichten wurden separiert und die wässrige Schicht wurde mit Ethylacetat (3 × 80 ml) extrahiert. Die vereinten organischen Schichten wurden mit gesättigtem NaCl (2 × 50 ml) gewaschen und über Magnesiumsulfat getrocknet. Filtration und Entfernung des Lösungsmittels im Vakuum ergab 41 g eines starken braunen Feststoffs. Das unreine Material wurde mittels Flashchromatographie (Silica Gel, 60:40 bis 50:50 Hexan-CH₂Cl₂-Gradient) gereinigt, gefolgt von einer Kristallisation aus Ethylacetat-Hexan um 17,9 g (49,3 % Ausbeute) des Produkts als fast weißer Feststoff zu ergeben: Schmelzpunkt 113 – 5°C; ¹H-NMR (CDCl₃) 300 HMz) δ 8,16 (s, 2H), 4,02 (s, 6H), 2,64 – 2,73 (m, 1H), 1,88 – 1,96 (m, 4H), 1,77 – 181 (m, 1H), 1,22 – 1,56 (m, 5H); ¹³C-NMR (CDCl³, 75 MHz) δ 165,44, 159,72, 148,24, 126,79, 53,13, 44,88, 33,23, 26,35, 25,72, FAB Massenspektrum (NBA – Li) m/z (relative Intensität) 561 (13) [2M + Li]⁺, 300 (9) [M + Na]⁺; 284 (27) [M + Li]⁺, 278 (100) [M + H]⁺, 218 (18) [M – HCO₂CH₃]⁺; Anal. berechnet C₁₅H₁₉NOa:C, 64,97; H, 691; N, 5,05 gefunden: C, 64,98, H, 6,84; N, 5,05.
C. Synthese von 4-Cyclohexyl-2,6-pyridindimethanol
Zu einer gerührten Lösung von Dimethyl-4-cyclohexyl-2,6-pyridindicarboxylat (6,50 g, 22,5 mMol) in wasserfreiem THF (225 ml) wurde LiBH₄ zugesetzt (1,96 g, 90,2 nMol) bei Raumtemperatur, unter Moderierung der Temperatur in einem Eisbad. Die orange Lösung wurde in einer Argonatmosphäre 1,5 Stunden gerührt und anschließend durch langsamen Zusatz von H₂O (100 ml) abgeschreckt. Das Lösungsmittel wurde im Vakuum entfernt und der Rückstand wurde in einer Mischung aus Ethylacetat (500 ml) und H₂O (250 ml) gelöst. Die Schichten wurden separiert und die Ethylacetatschicht wurde mit gesättigter NaHCO₃ (2 × 250 ml), gesättigter NaCl (250 ml) gewaschen und über Na₂SO₄ getrocknet. Filtration und Entfernung des Lösungsmittels im Vakuum ergab einen weißen kristallinen Feststoff der durch Rekristallisation aus Ethylacetat-Hexan gereinigt wurde und 4,65 g (92,7 % Ausbeute) des Produkts als farblose Nadeln ergab: Schmelzpunkt 106 – 8°C; ¹H-NMR (400 MHz, CDCl₃), δ 7,04 (s, 2H), 4,73 (s, 4H), 3,85 (s, 2H), 2,52 (m, 1H), 1,74 – 1,87 (m, 5H), 1,19 – 1,47 (m, 5H); ¹³C-NMR (100 MHz, CDCl₃) δ 158,89, 158,32, 118,13, 64,35, 44,06, 33,50, 26,48, 25,89; FAB Massenspektrum (NBA-Li) m/z 228 [M + Li]⁺.
D. Synthese von 4-Cyclohexyl-2,6-pyridindicarboxaldehyd.
Zu einer gerührten Lösung von Oxalylchlorid (11,1 g, 87,2 mMol) in wasserfreiem CH₂Cl₂ (50 ml) bei –60°C wurde eine Lösung von wasserfreiem DMSO (14,9 g, 190 mMol) in wasserfreiem CH₂Cl₂ (25 ml) tropfenweise über 5 Minuten zugesetzt. Nach Rühren für 10 Minuten bei –60°C wurde eine Lösung von 4-Cyclohexyl-2,6-pyridindimethanol (4,39 g, 19,8 mMol) in wasserfreiem DMSO (25 ml) tropfenweise über 5 Minuten zugesetzt und die resultierende Mischung bei –60°C 20 Minuten lang gerührt. Anschließend wurde Triethylamin (111 ml, 7,96 mMol) über 5 Minuten zugesetzt und nach Rühren für weitere 5 Minuten bei –60°C ließ man die Mischung auf Raumtemperatur erwärmen. Nach 2 Stunden wurde H₂O (300 ml) zugesetzt und die Mischung mit CH₂Cl₂ (3 × 250 ml) extrahiert. Die Extrakte wurden vereinigt, mit gesättigtem NaCl (250 ml) gewaschen und über Na₂SO₄ getrocknet. Filtration und Entfernung des Lösungsmittels im Vakuum ergab 5,38 g eines braunen Feststoffs der durch Flash-Chromatographie gereinigt wurde (Silica Gel (98:2 CH₂Cl₂:MeOH)) um 3,86 g (89,7 % Ausbeute) des Produkts als brauner kristalliner Feststoff zu ergeben: ¹H-NMR (400 MHz, C₆D₆) δ 10,05 (s, 2H), 7,72 (s, 2H), 1,97 (d(t), J = 9,7, 3,5 Hz, 1H), 1,50 – 1,54 (m, 3H), 1,33 – 1,37 (m, 2H), 0,83 – 1,08 (m, 5H); ¹³C-NMR (100 MHz, C₆D₆) δ 192,32, 159,31, 153,55, 123,31, 43,49, 33,00, 26,38, 25,64, FAB Massenspektrum (NBA-Li) m/z 224 [M + Li]⁺; HR Massenspektrum (ESI) m/z 218,1124 [M + H]⁺ (218,1181 berechnet für C₁₃H₁₆NO₂).
E. Synthese von Mangan(II)dichlor 4R,9R,14R,19R-3,10,13,20,26-pentaaza-24-cyclohexyltetracyclo-[20.3.1.0^4,9.0^14,19]hexacosa-1(25),22(26),23-trien. Zu einer gerührten Suspension von Tetraamintetrahydrochlorid wie in Beispiel 1 hergestellt (2,80 g, 7,00 mMol) in absolutem Ethanol (70 ml) wurde KOH (1,79 g – 88 %, 28,0 mMol) zugesetzt und die Mischung wurde bei Raumtemperatur unter Stickstoffatmosphäre gerührt. Nach 30 Minuten wurde MnCl₂ (881 mg, 7,00 mMol) zugesetzt und die Lösung wurde weitere 30 Minuten gerührt. 4-Cyclohexyl-2,6-pyridindicarboxaldehyd (1,52 g, 7,00 mMol) wurde anschließend zu der dunkelgrünen Mischung zugesetzt die dann refluxiert wurde. Nach 65 Stunden war die Reaktion nahezu vollständig; nur das Bis(imin) wurde gesehen: Massenspektrum (ESI) m/z (relative Intensität) 525 (100) [m – Cl]⁺, 245 (73) [M – 2Cl]⁺⁺. Methanol (35 ml) wurde anschließend zu der orangen Mischung zugesetzt bei Kühlung auf 0°C wurde dann NaBH₄ (1,06 g, 28 mMol) zugesetzt. Die Mischung wurde 1 Stunde bei 0°C gerührt und anschließend ließ man auf Raumtemperatur erwärmen. Nach 5 Stunden wurde weiteres NaBH₄ (1,06 g, 28,0 mMol) zugesetzt und die Mischung wurde 18 Stunden gerührt. Die Mischung wurde wiederum auf 0°C abgekühlt, weiteres NaBH₄ (1,06 g, 28 mMol) wurde zugesetzt und die Mischung ließ man weitere 3 Tage rühren. Das Lösungsmittel wurde im Vakuum entfernt und der Rückstand wurde in einer Mischung von H₂O (50 ml) gesättigter NaCl (250 ml) und CH₂Cl₂ (250 ml) gelöst. Die Schichten wurden getrennt und die wässrige Lösung wurde mit CH₂Cl₂ (250 ml) extrahiert. Die Extrakte wurden vereinigt, mit gesättigter NaCl (250 ml) gewaschen und über MgSO₄ getrocknet. Filtration und Entfernung des Lösungsmittels im Vakuum ergab einen braunen Feststoff. Das Rohprodukt wurde mit Flashchromatographie gereinigt (Silica Gel, 98:2 CH₂Cl₂:MeOH) und ergab 2,22 g (56,1 % Ausbeute) des Produkts als fast weißen Feststoff: ESI Massenspektrum m/z (relative Intensitäten) 529 (78) [M – Cl]⁺, 247 (100) [M – 2Cl]⁺⁺; HR Massenspektrum (ESI) m/z (relative Intensität) 531,2738 (31)/529,2748 (100) [M – Cl]⁺ (531,2714/529,2744 berechnet für C₂₇H₄₅N₅MnCl). HPLC (Vydac 218TP54 Protein und Peptid C 18; 82 % H₂O mit 0,1 % TFA/20 % CH₃CN zu 100 % H₂O mit 0,1 % TFA über 10 Minuten; Flow = 2 ml/Min.; 5μl inj. Vol.) T_t = 15,2 Min. (100 % Reinheit).
BEISPIEL 5
SYNTHESE DER VERBINDUNG 28
A. Synthese von N,N'-Bis{(1R,2R)-2-2[(triphenylmethyl)amino]cyclohexyl}-(1R)-methyl-1,2-diiminoethan.
Zu einer gerührten Lösung von N-(Triphenylmethyl)-(1R,2R)-diaminocyclohexan wie im Beispiel 1 synthetisiert (224 g, 628 mMol) in 1,501 MeOH wurde eine Lösung von Brenztraubensäurealdehyd (48,0 ml – 40 % in H₂O, 314 mMol) bei Raumtemperatur unter Argonatmosphäre zugesetzt. Der sich innerhalb von 30 Minuten bildende Niederschlag wurde aufgebrochen und 16 Stunden stehengelassen. Der Feststoff wurde filtriert, mit MeOH gewaschen und im Vakuum getrocknet und ergab 170 g (72,3 % Ausbeute) des Produkts als braunes Pulver: Massenspektrum (ESI) m/z (relative Intensität) 755 (1) [M + Li]⁺, 243 (100) [(C₆H₅)₃C]⁺; HR Massenspektrum (ESI) m/z 749,4597 [M + H]⁺ (749,4583 berechnet für Cs₃H₅₇Na)
B. Synthese von N,N'-Bis{(1R,2R)-2-[(triphenylmethyl)amino]cyclohexyl}-(1R)-methyl-1,2-diaminoethan.
Zu einer gerührten Lösung von N,N'-Bis{(1R,2R)-2-[(triphenylmethyl)amino]-cyclohexyl}-(1R)-methyl-1,2-diiminoethan (170 g, 227 mMol) in einer Mischung aus wasserfreiem THF (1,50 l) und MeOH (1,50 l) wurde NaBH₄ (85,8 g, 227 Mol) bei –10°C zugesetzt und die Mischung ließ man auf Raumtemperatur erwärmen. Nach 5 Tagen wurden die Lösungsmittel im Vakuum entfernt, der Rückstand in einer Mischung von H₂O (500 ml) und CH₂Cl₂ (1,00 l) gelöst und die Schichten getrennt. Die CH₂Cl₂-Schicht wurde mit H₂O (500 ml), gesättigter NaCl (250 ml) gewaschen und über MgSO₄ getrocknet. Filtration und Entfernung des Lösungsmittels im Vakuum ergaben 178 g des Produkts in angenommener quantitativer Ausbeute als einen gelben Feststoff: ¹H-NMR (C₆D₆, 300 MHz) δ 7,66 – 7,80 (m, 12H), 6,97 - 7,17 (m, 18H), 3,88 (br s, 1H), 3,28 (br s, 1H), 2,43 – 2,63 (m, 2H), 2,10 – 2,38 (m, 3H), 1,64 – 1,90 (m, 5H), 1,32 – 1,55 (m, 5H), 0,94 – 1,21 (m, 7H), 0,52 – 0,85 (m, 6H); ¹³C-NMR (C₆D₆ 75 MHz) δ 148,23, 147,99, 129,43, 129,35, 127,88, 127,82, 126,36, 126,26, 71,19, 71,13, 61,31, 58,88, 57,61, 50,90, 33,72, 33,31, 32,43, 31,14, 25,72, 24,92, 24,84, 24,61, 20,30; Massenspektrum (ESI) m/z (relative Intensität) 753 (3) [M + H]⁺, 243 (100) [(C₆H₅)₃]⁺; HR Massenspektrum (ESI) m/z 753,4900 [M + H]⁺ (753,4896 berechnet für C₅₃H₆₁N₄).
C. Synthese von N,N'-Bis[(1R,2R)-2-aminocyclohexyl]-(1R)-methyl-1,2-diaminoethantetrahydrochlorid
In einen Kolben enthaltend N,N'-Bis{(1R,2R)-2-[(triphenylmethyl)amino]cyclohexyl}-1R-methyl-1,2-diaminoethan wie in Beispiel 2B hergestellt (40,0 g, 53,1 mMol) wurde konzentrierte HCl-Lösung (250 ml) zugesetzt, die Suspension wurde 1 Stunde gerührt und anschließend ließ man 16 Stunden bei Raumtemperatur stehen. Dem Zusatz von Wasser (250 ml) folgend wurde der Feststoff durch Filtration entfernt und das Lösungsmittel im Vakuum entfernt. Verbleibendes H₂O wurde azeotropisieren mit absolutem Ethanol (2 × 250 ml) entfernt um 17,9 g (81,1 % Ausbeute) des Produkts als brauner Feststoff zu ergeben:
¹H-NMR (DMSO-d₆, 400 MHz) δ 10,22 (br s, 4H), 8,94 (br s, 3H), 8,81 (br s, 3H), 3,07 – 3,75 (m, 7H), 1,06 – 2,17 (m, 19H); ¹³C-NMR (DMSO-d₆, 100 MHz) δ 58,50, 54,95, 50,73, 50,09 br, 48,37 br, 47,16, 29,11 br, 28,87, 28,69, 28,58, 25,67 br, 22,65, 22,49, 22,37, 22,09, 14,28; HR Massenspektrum (ESI) 269,2692 [M + H]⁺ (269,2705 berechnet für C₁₅H₃₃Na).
D. Synthese von Mangan(II)dichlor-(4R,9R,11R,14R,19R)-3,10,13,20,26-pentaaza-24-cyclohexyl-11-methyltetracyclo[20.3.1.0^4,9.0^14,19]hexacosa-1(25),22(26),23-trien.
Zu einer gerührten Lösung von Bis-cyclohexyltetraamintetrahydrochlorid (4,29 g, 10,4 mMol) in absolutem Ethanol (100 ml) wurde KOH zugesetzt (2,64 g – 88 %, 41,4 mMol) und die Mischung wurde bei Raumtemperatur 30 Minuten unter Argonatmosphäre gerührt. MnCl₂ (1,30 g, 10,4 mMol) wurde anschließend zugesetzt und nach Rühren der Suspension für weitere 30 Minuten wurde 4-Cyclohexyl-2,6-pyridindicarboxaldehyd (2,25 g, 10,4 mMol) zugesetzt und die braune Mischung wurde anschließend refluxiert. Nach 24 Stunden war die Reaktion abgeschlossen; nur das Bis(imin) wurde gesehen: Massenspektrum ((ESI) m/z (relative Intensität) 539 (25) [M – Cl]⁺, 252 (100) [M – 2Cl]⁺⁺. Nach dem Zusatz von MeOH (50 ml) wurde die Mischung auf 0°C abgekühlt, NaBH₄ (1,57 g, 41,4 mMol) wurde zugesetzt und die Mischung wurde 30 Minuten gerührt. Weiteres NaBH₄ (1,57 g, 41,4 mMol) wurde anschließend bei 0°C zugesetzt und die Mischung ließ man auf Raumtemperatur erwärmen während weitere 60 Minuten gerührt wurde. Das Lösungsmittel wurde im Vakuum entfernt und das übrig bleibende Öl wurde in einer Mischung aus CH₂Cl₂ (250 ml) und H₂O (250 ml) gelöst. Die Mischung wurde filtriert um eine kleine Menge braunen Feststoffs zu entfernen, gesättigtes NaCl (250 ml) wurde zugesetzt und die Schichten wurden getrennt. Die wässrige Schicht wurde mit CH₂Cl₂ (250 ml) extrahiert und die Extrakte wurden vereinigt. Die vereinigten Extrakte wurden mit gesättigtem NaCl (250 ml) gewaschen und über MgSO₄ getrocknet. Filtration und Entfernung des Lösungsmittels im Vakuum ergab 5,86 g eines braunen Schaums. Das Rohprodukt wurde mittels Flash-Chromatographie gereinigt (Silica Gel, 98:2 CH₂Cl₂ – MeOH) und ergab 1,78 g (29,7 % Ausbeute) des Produkts als schwachgelben Feststoff. HR Massenspektrum (ESI) m/z (relative Intensität) 543,2902 (100)/545,2892 (35) [M – Cl]⁺ (543,2901/545,2871 berechnet für C₂₈H₄₇N₅MnCl); Anal. berechnet für C₂₈H₄₇N₅MnCl₂:C, 58,03; H, 8,17; N, 12,08; Cl, 12,23. Gefunden: C, 57,11; H, 8,12; N, 11,85; D1,11,95. HPLC (Vydac 218TP54 Protein und Peptid C18; 65 % H₂O mit 0,1 % TFA/35 % CH₃CN; Flow = 2 ml/Min; 5 μL inj. vol.) T₁ = 7,58 Min. (99,9 % Reinheit).
BEISPIEL 6
SYNTHESE DER VERBINDUNG 1
A. Synthese von 4-Chlor-2,6-dihydroxymethylpyridin.
Dimethyl-4-chlor-2,6-pyridindicarboxylat, hergestellt wie in Beispiel 4, (85,0 g, 370 mMol) wurde in MeOH gelöst (2,3 l). Die Lösung wurde auf 0°C abgekühlt. Zu der gekühlten Lösung wurde NaBH₄ (63,0 g, 167 mMol) in kleinen Portionen zugesetzt. Die Reaktionsmischung wurde bei 0°C eine Stunde gerührt, anschließend bei Raumtemperatur 2 – 3 Stunden. Nach 3 Stunden ließ man die Mischung über Nacht refluxieren. Aceton (425 ml) wurde zu der Reaktionsmischung zugesetzt. Die Lösung wurde bis zum Rückfluss über 1 Stunde erhitzt, anschließend wurde im Vakuum aufkonzentriert. Gesättigte Na₂CO₃-Lösung (650 ml) wurde dem Konzentrat zugesetzt und über 45 Minuten refluxiert. Den Kolben ließ man Raumtemperatur erreichen und ließ ihn bei Raumtemperatur 16 Stunden stehen. Die Flasche enthielt einen weißen Niederschlag, der abfiltriert und mit Chloroform (30 ml) gewaschen wurde. Der weiße Feststoff wurde in heißem THF (300 ml) gelöst, über Magnesiumsulfat getrocknet und filtriert, anschließend im Vakuum aufkonzentriert um 32,1 g 4-Chlor-2,6-dihydroxymethylpyridin als weißen Feststoff zu ergeben. Das Filtrat wurde aufkonzentriert. Der resultierende weiße Feststoff wurde in THF (500 ml) erhitzt, über Magnesiumsulfat getrocknet und filtriert. Dieses Verfahren wurde wiederholt, anschließend wurde der Feststoff in 200 ml CHCl₃ gerührt und abfiltriert um weitere 23,6 g (87 % Gesamtausbeute) von reinem 4-Chlor-2,6-dihydroxymethylpyridin als weißen Feststoff zu ergeben: ¹N-NMR (CD₃OD, 400 MHz) δ 7,62 (s, 2H), 5,02 (s, 2H), 4,83 (s, 4H). ¹³C-NMR (CD₃OD, 100 MHz) δ 162,57, 145,75, 118,76, 63,74.
B. Synthese von 4-Chlorpyridin-2,6-dicarboxaldehyd.
Oxalylchlorid (126,93 g, 154 mMol) und CH₂Cl₂ (80 ml) wurden in einem 1 1, 3-Halsrundkolben platziert. Die Lösung wurde auf –60°C abgekühlt. Zu der gekühlten Lösung wurden DMSO (24 ml) in CH₂Cl₂ (80 ml) über einen Zeitraum von 5 Minuten über einen Topftrichter zugesetzt. Nach 10 Minuten wurden 4-Chlor-2,6-dihydroxymethylpyridin (12,13 g, 69,9 mMol) in DMSO (40 ml) über 5 Minuten zugesetzt, auch über den Topftrichter. Nach 20 Minuten wurde Triethylamin (200 ml) zugesetzt und der Ansatz wurde bei –60°C weitere 5 Minuten gerührt. Anschließend ließ man die Mischung auf Raumtemperatur erwärmen. Wasser (400 ml) wurde zu dem Kolben zugesetzt. Die wässrige Mischung wurde mit mehreren Portionen CH₂Cl₂ extrahiert und die organischen Fraktionen wurden zusammengegeben, über Na₂SO₄ getrocknet, filtriert und aufkonzentriert. Das Rohprodukt wurde durch eine Silica Gel-Säule (Aldrich 200–400 Mesh, 60 A) mit CH₂Cl₂ eluiert um 8,2 g (69 % Ausbeute) reinen 4-Chlorpyridin-2,6-dicarboxaldehyd als hellgelben Feststoff zu ergeben. ¹H-NMR (300 MHz, CDCl³) δ 10,12 (s), 8,11 (s). ¹³C-NMR (CD₃OD, 100 MHz) δ 191,26, 154,24, 147,55, 125,53 • Schmelzpunkt = 163°C.
C. Synthese von Mangan(II)dichlor(4R,9R,14R,19R)-24-chloro-3,10,13,20,26-pentaazatetracyclo-[20.3.1.0^4,9.0^14,19]hexacosa-1(26),22(23),24-trien).
N,N'-Bis{(1R,2R)-[2-(amino)]cyclohexyl}-1,2-diaminoethantetrahydrochlorid, hergestellt wie in Beispiel 1, (29,98 g, 72,4 mMol) wurde in einem Kolben mit EtOH (750 ml) platziert. Zu der gerührten Suspension wurde KOH zugesetzt (18,90 g, 289,7 mMol). Das KOH löste sich und fein verteiltes KCl fiel aus. Nach 30 Minuten wurde MnCl₂ (9,18 g, 72,4 mMol) zugesetzt. Das MnCl₂ löste sich langsam und ergab eine grüne Suspension. Nach Lösung des MnCl₂ wurde 4-Chlorpyridindicarboxaldehyd, hergestellt wie in Beispiel 3B (12,28 g, 72,4 mMol) zugesetzt. Die Reaktionsmischung wurde bei Raumtemperatur 1 Stunde gerührt, anschließend wurde mehrere Tage auf Rückfluss erhitzt. Die Reaktionsmischung wurde auf Raumtemperatur abgekühlt und MeOH (350 ml) wurde zugesetzt. Der Kolben wurde in einem Eiswasserbad auf 0°C abgekühlt. Zu der Reaktionsmischung wurde NaBH₄ (5,57 g, 144,8 mMol) in kleinen Portionen zugesetzt. Die Flasche ließ man Raumtemperatur erreichen. Wasser wurde zugesetzt und die Reaktionsmischung wurde aufkonzentriert. Das Rohmaterial wurde mit gleichen Mengen (500 ml jeweils) von CH₂Cl₂, H₂O und gesättigter Kochsalzlösung extrahiert. Die wässrige Schicht wurde mit mehreren Portionen CH₂Cl₂ gewaschen. Die organischen Fraktionen wurden zusammengegeben, über Na₂SO₄ getrocknet, filtriert und aufkonzentriert. Das Rohmaterial wurde in CHCl₃ gelöst und mittels Silica Gel-Chromatographie (Aldrich 200–400 Mesh, 60 Å gereinigt. Das Produkt wurde die Säule mit 1 % MeOH/CHCl₃ und Erhöhen auf 2 % MeOH/CHCl₃ aus der Säule eluiert. Die Reinigung ergab 32,71 g (90 % Ausbeute) von Mangan(II)dichlor(4R,9R,14R,19R)-24-chlor-3,10,13,20,26-pentaazatetracyclo-[20.3.1.0^4,9.0^14,19]hexacosa-1(26),22(23),24-trien)]. MS (LR-ESI) m/z 481 (M-Cl)⁺, 445 (M-Cl-HCl)⁺, 223 (M-2Cl)⁺⁺. And. berechnet für C₂₁H₃₄N₅MnCl₃•CH₃OH: C, 48,06; H, 6,87; N, 12,74; Cl, 19,34. Gefunden: C, 47,62; H, 6,79; N, 12,97; Cl, 19,77.
Die Synthese ist im Folgenden veranschaulicht:
BEISPIEL 7
SYNTHESE VON VERSCHIEDENEN KATALYSATOREN DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG AUS VERBINDUNG 1 DURCH NACHCHELATISIERUNGSSUBSTITUTIONSREAKTIONEN
A. Synthese der Verbindung 8 [Mangan(II)dichlor(4R,9R,14R,19R)-24-(2-aminoethylthio)-3,10,13,20,26-pentaazatetracyclo [20.3.1.0^4,9.0^14,19]hexacosa-1(26),22(23),24-trien)].
Zu einer Lösung von 1,2 % (Gewichtsteile) 2-Mercaptoethylamin (1 Äquivalent) in Ethanol bei 0°C wurde Natriumethoxid (1,1 Äquivalent) zugesetzt um das Thiolat zu erzeugen. Nach Rühren für 1,75 Stunden wurde die Thiolatlösung tropfenweise zu einer Lösung von 1,3 % (Gewichtsteile) von Verbindung 1 (1 Äquivalent) in DMF bei 0°C zugesetzt. Die Reaktionsmischung ließ man über Nacht rühren. Das Lösungsmittel wurde im Vakuum entfernt, die Produktmischung mit Methylenchlorid extrahiert und im Vakuum aufkonzentriert. Flash-Säulenchromatographie unter Verwendung von Methylenchlorid:Methanol(9:1) als Elutionsmittel wurde für die Reinigung verwendet, die mittels HPLC überwacht wurde.
B. Synthese von Verbindung 12 [Mangan(II)dichlor(4R,9R,14R,19R)-24-(N,N-diethyl-2-aminoethylthio)-3,10,13,20,26-pentaazatetracyclo[20.3.1.1.0^4,9.0^14,19]hhexacosa-1(26),22(23),24-trien)].
Mangan(II)dichlor(4R,9R,14R,19R-24-chlor-3,10,13,20,26-pentaazatetracyclo[20.3.1.1.0^4,9.0^14,19hexacosa-1(26),22(23),24-trien), hergestellt wie in Beispiel 6, (1,00 g, 1,94 mMol) wurde in einem Kolben platziert und in DMF (80 ml) gelöst. In einem separaten Kolben wurde 2-Diethylaminoethanthiol•HCl (364 mg, 2,14 mMol) in DMF (20 ml) gelöst. Der Kolben wurde auf 0°C in einem Eiswasserbad abgekühlt. Dem Kolben wurde NaH (102 mg, 8,5 mMol) zugesetzt. Nach 30 Minuten Rühren wurde die 2-Diethylaminoethanthiolatlösung zu der Mangan(II)dichlor(4R,9R,14R,19R-24-chlor-3,10,13,20,26-pentaazatetracyclo-[20.3.1.1.0^4,9.0^14,19]hhexacosa-1(26),22(23),24-trien)-Lösung über eine Kanüle zugesetzt. Nach 2 Stunden Rühren wurden der Reaktionsmischung Proben zur Analyse mittels HPLC entnommen. Die HPLC-Analyse bestätigte die Gegenwart von ausschließlich Ausgangsmaterial. Der Kolben wurde mit einem Rückflusskühler ausgestattet und auf 80°C in einem Ölbad über Nacht erhitzt. Die Reaktionsmischung wurde anschließend auf Raumtemperatur abgekühlt und Proben für die HPLC-Analyse wurden entnommen. Die HPLC-Analyse bestätigte lediglich die Gegenwart von Ausgangsmaterial. Der Kolben wurde auf 0°C in einem Eiswasserbad abgekühlt. In einen separaten Kolben wurde 2-Diethylaminoethanthiol·HCl (725 mg, 4,27 mMol) zugegeben. Das 2-Diethylaminoethanthiol·HCl wurde in Ethanol (45 ml) gelöst. Der Kolben wurde auf 0°C in einem Eiswasserbad abgekühlt. Zu der Lösung wurde NaOEt (3 ml, 21 Gew.-%, 8,54 mMol) zugesetzt. Zu der gekühlten Mangan(II)dichlor-(4R,9R,14R,19R-24-diethylaminomercapto-3,10,13,20,26-pentaazatetracyclo[20.3.1.0^4,9.0^14,19]hexacosa-1(26),22(23),24-trien-Lösung wurde die 2-Diethylaminoethanthiolatlösung über eine Kanüle zugesetzt. Der Kolben wurde unter Rühren auf 80°C über Nacht erhitzt. Der Reaktionsmischung wurden Proben für die Analyse mittels HPLC entnommen. Die HPLC-Analyse bestätigte die Gegenwart von Produkt und die Abwesenheit des Ausgangsmaterials. Wasser (50 ml) wurde dem Reaktionskolben zugesetzt. DMF, Wasser und EtOH wurden im Vakuum entfernt. Das Konzentrat wurde mit gesättigter NaCl-Lösung (250 ml), Wasser (250 ml) und CH₂Cl₂ (250 ml) extrahiert. Die Wasserschicht wurde mit mehreren Portionen CH₂Cl₂ gewaschen. Die organischen Fraktionen wurden vereint, über Na₂SO₄ getrocknet und im Vakuum aufkonzentriert.
Das Rohmaterial wurde mittels Silica Gel-Chromatographie (Aldrich 200–400 Mesh, 60 Å) gereinigt. Das Produkt wurde durch die Säule eluiert mit 1 % MeOH/CH₂Cl₂, langsam ansteigend auf 6 % MeOH/CH₂Cl₂. Die Fraktionen wurden mittels HPLC analysiert und vereinigt um 504 mg (43 % Ausbeute) von reinem Mangan(II)dichlor-(4R,9R,14R,19R)-24-(N,N'-diethyl-2-aminoethylthio)-3,10,13,20,26-pentaazatetracyclo[20.3.1.0^4,9.0^14,19]hexacosa-1(26),22(23),24-trien zu ergeben. MS (LR-FAB) m/z 578 (M-Cl)⁺. HRMS, berechnet für C₂₄H₄₈ClMnN₆S: 578,2730. Gefunden: 578,2764.
C. Synthese von Verbindung 29 [Mangan(II)dichlor(4R,9R,14R,19R-24-S-(2-thiopropan)-3,10,13,20,26-pentaazatetracyclo[20.3.1.0^4,9.0^14,19]hexacosa-1(26),22(23),24-trien].
Mangan(II)dichlor(4R,9R,14R,19R-24-chlor-3,10,13,20,26-pentaazatetracyclo[20.3.1.0^4,9.0^14,19]hexacosa-1(26),22(23),24-trien) wie in Beispiel 6 hergestellt (1,01 g, 1,96 mMol) wurde in einem Kolben platziert und in DMF (60 ml) gelöst. In einem separaten Kolben wurde 2-Mercaptopropan (165 mg, 2,15 mMol) in DMF (60 ml) gelöst. Der Kolben wurde in einem Eiswasserbad auf 0°C abgekühlt. Zu dem Kolben wurde NaH zugesetzt (51 mg, 2,13 mMol). Nach 30 Minuten Rühren wurde die 2-Thiopropanlösung zu der Mangan(II)dichlor(4R,9R,14R,19R-24-chlor-3,10,13,20,26-pentaazatetracyclo[20.3.1.0^4,9.0^14,19]hexacosa-1(26),22(23),24-trien)-Lösung über eine Kanüle zugesetzt. Die Flasche wurde mit einem Rückflusskühler ausgestattet und in einem Ölbad 2 Tage auf 80°C erhitzt. Die Reaktionsmischung wurde auf Raumtemperatur abgekühlt und es wurden Proben für die HPLC-Analyse entnommen. Die HPLC-Analyse bestätigte die Gegenwart von lediglich Ausgangsmaterial. Der Kolben wurde auf 0°C in einem Eiswasserbad abgekühlt. Zu einem Kolben enthaltend EtOH (10 ml) wurde 2 Mercaptopropan (328 mg, 4,31 mMol) zugesetzt. Der Kolben wurde in einem Eiswasserbad auf 0°C abgekühlt. Zu der Lösung wurde NaOEt (3 ml, 21 Gew.-%, 8,62 mMol) zugesetzt. Zu der gekühlten Mangan(II)dichlor(4R,9R,14R,19R-24-chlor-3,10,13,20,26-pentaazatetracyclo[20.3.1.0^4,9.0^14,19]hexacosa-1(26),22(23),24-trien)-Lösung wurde die 2-Thiopropanlösung über eine Kanüle zugesetzt. Der Kolben wurde über Nacht auf 80°C unter Rühren erhitzt. Der Reaktionsmischung wurden Proben für die Analyse mittels HPLC entnommen. Die HPLC-Analyse bestätigte die Gegenwart des Produkts und die Abwesenheit von Ausgangsmaterial. Wasser (50 ml) wurde dem Reaktionskolben zugesetzt. DMF, Wasser und EtOH wurden im Vakuum entfernt. Das Konzentrat wurde mit gesättigter NaCl-Lösung (250 ml) und Wasser (250 ml) extrahiert, anschließend mit CH₂Cl₂ (250 ml) extrahiert. Die wässrige Phase wurde mit mehreren Portionen CH₂Cl₂ gewaschen. Die organischen Fraktionen wurden vereinigt, über Na₂SO₄ getrocknet und im Vakuum aufkonzentriert. Das Rohmaterial wurde mittels Silica Gel-Chromatographie (Aldrich 200–400 Mesh, 60 Å) gereinigt. Das Produkt wurde über die Säue eluiert mit 1 % MeOH/CH₂Cl₂, langsam ansteigend auf 2 MeOH/CH₂Cl₂. Die Fraktionen wurden mittels HPLC analysiert und vereint um 504 mg (46,6 % Ausbeute) von reinem Mangan(II)dichlor(4R,9R,14R,19R-24-S-(2-thiopropan)-3,10,13,20,26-pentaazatetracyclo[20.3.1.0^4,9.0^14,19]hexacosa-1(26),22(23),24-trien) zu erhalten. MS (LR-FAB) m/z 578 (M-Cl)⁺. HRMS. Berechnet für C₂₄H₄₁N₅SMnCl: 521.2152. Gefunden: 521,2136.
D. Synthese von Verbindung 30 [Mangan(II)dichlor(4R,9R,14R,19R-24-S-(2-thiobutan)-3,10,13,20,26-pentaazatetracyclo[20.3.1.0^4,9.0^14,19]hexacosa-1(26),22(23),24-trien)].
Mangan(II)dichlor(4R,9R,14R,19R-24-chlor-3,10,13,20,26-pentaazatetracyclo[20.3.1.0^4,9.0^14,19]hexacosa-1(26),22(23),24-trien) hergestellt wie in Beispiel 6 (1,01 g, 1,96 mMol) wurde in einem Kolben platziert und in DMF (80 ml) gelöst. In einem separaten Kolben wurden 2-Mercaptobutan (191 mg, 2,12, mMol) DMF (20 ml) gelöst. Der Kolben wurde in einem Eiswasserbad auf 0°C abgekühlt. Zu dem Kolben wurde NaH (51 mg, 2,13 mMol) zugesetzt. Nach Rühren für 30 Minuten wurde die 2-Thiobutanlösung zu der Mangan(II)dichlor(4R,9R,14R,19R-24-chlor-3,10,13,20,26-pentaazatetracyclo[20.3.1.0^4,9.0^14,19]hexacosa-1(26),22(23),24-trien)-Lösung über eine Kanüle zugesetzt. Der Kolben wurde mit einem Rückflusskühler ausgestattet und in einem Ölbad über Nacht auf 80°C gehalten. Die Reaktionsmischung ließ man auf Raumtemperatur abkühlen und entnahm Proben für die HPLC-Analyse. Die HPLC-Analyse bestätigte die Gegenwart nur einer kleinen Produktmenge. Der Kolben wurde auf 0°C in einem Eiswasserbad abgekühlt. Zu einem Kolben enthaltend EtOH (20 ml) wurde 2-Mercaptobutan (415 mg, 4,27 mMol) zugesetzt. Der Kolben wurde in einem Eiswasserbad auf 0°C abgekühlt. Zu der Lösung wurde NaOEt (3 ml, 21 Gew.-%, 8,62 mMol) zugesetzt. Zu der gekühlten Mangan(II)dichlor(4R,9R,14R,19R-24-chlor-3,10,13,20,26-pentaazatetracyclo[20.3.1.0^4,9.0^14,19]hexacosa-1(26),22(23),24-trien)-Lösung wurde die 2- Mercaptobutanlösung über eine Kanüle zugesetzt. Der Kolben wurde unter Rühren über Nacht auf 80°C erhitzt. Der Reaktionsmischung wurden Proben für die Analyse mittels HPLC entnommen. Die HPLC-Analyse bestätigte die Gegenwart des Produkts und die Abwesenheit von Ausgangsmaterial. Wasser (50 ml) wurde dem Reaktionskolben zugesetzt. DMF, Wasser und EtOH wurden im Vakuum entfernt. Das Konzentrat wurde mit gesättigter NaCl-Lösung (250 ml), Wasser (250 ml) und CH₂Cl₂ (250 ml) extrahiert. Die wässrige Schicht wurde mit mehreren Portionen CH₂Cl₂ gewaschen. Die organischen Fraktionen wurden vereinigt, über Na₂SO₄ getrocknet und im Vakuum konzentriert. Das Rohmaterial wurde mittels Silica Gel-Chromatographie (Aldrich 200–400 Mesh, 60 Å) gereinigt. Das Produkt wurde die Säule mit 1 % MeOH/CH₂Cl₂ gereinigt, langsam ansteigend auf 2 MeOH/CH₂Cl₂. Die Fraktionen wurden mittels HPLC analysiert und vereinigt um 680 mg (61 % Ausbeute) des reinen Mangan(II)dichlor(4R,9R,14R,19R-24-(2-butanthio)-3,10,13,20,26-pentaazatetracyclo[20.3.1.0^4,9.0^14,19]hexacosa-1(26),22(23),24-trien) zu ergeben. MS (LR-FAB) m/z 535 (m-Cl)⁺. HRMS. Berechnet für C₂₅Ha₃ClMnN₅S': 535,2308. Gefunden: 535,2312.
E. Synthese der Verbindung 14 [Mangan(II)dichlor(4R,9R,14R,19R-24-S-(cyclohexylthio)-3,10,13,20,26-pentaazatetracyclo[20.3.1.0^4,9.0^14,19]hexacosa-1(26),22(23),24-trien)].
Mangan(II)dichlor(4R,9R,14R,19R-24-chlor-3,10,13,20,26-pentaazatetracyclo[20.3.1.0^4,9.0^14,19]hexacosa-1(26),22(23),24-trien), hergestellt wie in Beispiel 6, (1,00 g, 1,93 mMol) wurde in einem Kolben platziert und in DMF (80 ml) gelöst. In einem separaten Kolben wurde Cyclohexylmercaptan (247 mg, 2,12 mMol) in DMF (20 ml) gelöst. Der Kolben wurde in einem Eisbad auf 0°C abgekühlt. Zu dem Kolben wurde in NaH (51 mg, 2,13 mMol) zugesetzt. Nach 30 Minuten Rühren wurde die Cyclohexylthiolatlösung zu der Mangan(II)dichlor(4R,9R,14R,19R-24-chlor-3,10,13,20,26-pentaazatetracyclo[20.3.1.0^4,9.0^14,19]hexacosa-1(26),22(23),24-trien)-Lösung über eine Kanüle zugesetzt. Den Kolben ließ man bei Raumtemperatur über Nacht Rühren. Der Reaktionsmischung wurden für die HPLC-Analyse Proben entnommen. Die HPLC-Analyse bestätigte die Gegenwart von nur einer kleinen Produktmenge. Der Kolben wurde auf 0°C in einem Eiswasserbad abgekühlt. Zu einem Kolben enthaltend EtOH (10 ml) wurde Cyclohexylmercaptan (475 mg, 4,25 mMol) zugegeben. Der Kolben wurde in einem Eiswasserbad auf 0°C abgekühlt. Zu der Lösung wurde NaOEt (3 ml, 21 Gew.-%, 8,62 mMol) zugesetzt. Zu der gekühlten Mangan(II)dichlor(4R,9R,14R,19R-24-chlor-3,10,13,20,26-pentaazatetracyclo[20.3.1.0^4,9.0^14,19]hexacosa-1(26),22(23),24-trien)-Lösung wurde die 2-Mercaptobutanlösung über eine Kanüle zugegeben. Der Kolben wurde unter Rühren über Nacht auf Raumtemperatur erwärmt. Der Reaktionsmischung wurden Proben für die Analyse mittels HPLC entnommen. Die HPLC-Analyse bestätigte die Gegenwart des Produkts und die Abwesenheit des Ausgangsmaterials. Wasser (50 ml) wurde dem Reaktionskolben zugesetzt. DMF, Wasser und EtOH wurden im Vakuum entfernt. Das . Konzentrat wurde mit CH₂Cl₂ (250 ml) verdünnt, anschließend mit vereinigten gesättigter NaCl-Lösung (250 ml) und Wasser (250 ml) gewaschen. Die wässrige Schicht wurde mit mehreren Portionen CH₂Cl₂ gewaschen. Die organischen Fraktionen wurden vereinigt, über Na₂SO₄ getrocknet und im Vakuum aufkonzentriert. Das Rohmaterial wurde mittels Silica Gel-Chromatographie (Aldrich 200–400 Mesh, 60 A) gereinigt. Das Produkt wurde durch die Säule eluiert mit 1 % MeOH/CH₂Cl₂, langsam ansteigend bei 2 MeOH/CH₂Cl₂. Die Fraktionen wurden mittels HPLC analysiert und vereinigt und ergaben 675 mg (59 % Ausbeute) des reinen Mangan(II)dichlor(4R,9R,14R,19R-24-(cyclohexylthio)-3,10,13,20,26-pentaazatetracyclo[20.3.1.0^4,9.0^14,19]hexacosa-1(26),22(23),24-trien). MS (LR-ESI) m/z 561 (M-Cl)⁺, 263 (M-2Cl)⁺⁺, 222 (M-2Cl-cyclohexan)⁺⁺. HRMS. Berechnet für C₂₇H₄₅ClMnN₅S: 561,2465. Gefunden: 561,2477.
F. F. Synthese von Verbindung 31 [Mangan(II)dichlor(4R,9R,14R,19R-24-S-(ethyl-2-thioacetat)-3,10,13,20,26-pentaazatetracyclo[20.3.1.0^4,9.0^14,19]hexacosa-1(26),22(23),24-trien)].
Mangan(II)dichlor(4R,9R,14R,19R-24-chlor-3,10,13,20,26-pentaazatetracyclo[20.3.1.0^4,9.0^14,19]hexacosa-1(26),22(23),24-trien), hergestellt wie in Beispiel 6 (22,26 g, 42,99 mMol) wurde in einem trockenen 5 1 Vierhalsrundkolben ausgestattet mit magnetischem Rührstab und unter Argonatmosphäre platziert. Wasserfreies DMF (2 l) wurde dem Kolben zugesetzt und der Feststoff gelöst. Der Kolben wurde in einem Eiswasserbad platziert. Natriumhydroxid (3,40 g, 142 mMol) wurde in einem 500 ml-Kolben ausgestattet mit einem Rührstab unter Inertgas-Atmosphäre eingewogen. Wasserfreies DMF (230 ml) wurde dem Natriumhydrid zugesetzt und eine Aufschlämmung wurde erzeut. Der Kolben wurde in einem Eiswasserbad abgekühlt und Ethylthioglykolat (16,97 ml, 155 mMol) wurde schrittweise der Aufschlämmung zugesetzt. Nachdem die Gasentwicklung aufhörte wurde das Eisbad entfernt und 120 ml der Thiolatlösung wurde zu der Lösung des Mangan- Komplexes zugesetzt. Das Kühlbad wurde entfernt. Nach 4,6 Stunden wurden dem Ansatz weitere 100 ml der Thiolatlösung zugefügt. Die Reaktionsmischung ließ man über Nacht rühren. Die HPLC-Analyse zeigte eine vollständige Reaktion an. Das DMF wurde im Vakuum entfernt und ergab einen Rückstand der in 850 ml Methylenchlorid, 250 ml Wasser und 250 ml gesättigter NaCl gelöst wurde. Die Schichten wurden vermischt und dann getrennt. Die wässrige Schicht wurde 3 Mal mit 250 ml Methylenchlorid extrahiert. Die Methylenchloridschichten wurden vereinigt, über Na₂SO₄ getrocknet, filtriert und aufkonzentriert auf eine hohe ölige Mischung, Gewicht 40 g. Das Rohmaterial wurde mittels Silica Gel-Chromatographie unter Verwendung von CHCl₃, anschließend 1 – 2 % EtOH in CHCl₃ zu Eluierung des Produktes gereinigt. Unreine Fraktionen wurden vereinigt und aufkonzentriert zu einem Feststoff der mit Ether in CH₂Cl₃ trituriert wurde um ein reines Produkt zu ergeben das mit den reinen Fraktionen aus der Säule vereint wurde und aufkonzentriert wurde auf eine Ausbeute von 15,61 g (60 %) des reinen Mangan(II)dichlor(4R,9R,14R,19R-24-S-(ethyl-2-thioacetat)-3,10,13,20,26-pentaazatetracyclo[20.3.1.0^4,9.0^14,19]hexacosa-1(26),22(23),24-trien) als ein weißer Feststoff. Eine Röntgenkristallstruktur wurde erhalten welche die Struktur des Produkts bestätigt. MS ESI: m/z 565 (M-Cl)⁺, 265 (M-Cl₂)⁺⁺, 251 (M-C₂H₅-Cl₂)⁺⁺, 222 (M-SCH₂CO₂C₂H_S-Cl₂)⁺⁺, Anal. berechnet für C₂₅H₄₁N₅O₂SMnCl₂ 0,5(C₂H₅OH): C, 50,00; H, 7,10; N, 11,21; S, 513; Cl, 11,35. Gefunden: C, 50,19; H, 714; N, 11,17; S, 5,29; Cl, 11,14.
G. Synthese der Verbindung 16 [Mangan(II)dichlor(4R,9R,14R,19R-24-S-(methyl-2-thioacetat)-3,10,13,20,26-pentaazatetracyclo[20.3.1.0^4,9.0^14,19]hexacosa-1(26);22(23),24-trien)].
Methylthioglykolat (190 µl, 2,12 mMol) wurde zu einer Aufschlämmung von NaH (50,0 mg, 2,12 mMol) in 10 ml wasserfreiem DMF zugegeben, das in einem Eiswasserbad gekühlt wurde. Die Mischung ließ man auf Raumtemperatur erwärmen. Mangan(II)dichlor(4R,9R,14R,19R-24-chlor-3,10,13,20,26-pentaazatetracyclo[20.3.1.0^4,9.0^14,19]hexacosa-1(26),22(23),24-trien) hergestellt wie in Beispiel 6, (1,00 g, 1,93 mMol) wurde als eine Aufschlämmung in 10 ml DMF zu der Thiolatlösung zugegeben. Die Mischung ließ man bei Raumtemperatur rühren, anschließend wurde in einem Ölbad 2 Stunden lang auf 80°C erwärmt. Weiteres DMF (100 ml) wurde dem Ansatz zugesetzt und man ließ den Ansatz bei Raumtemperatur 4 Tage lang rühren. Gesättigte Kochsalzlösung (20 ml) wurde der Reaktionsmischung zugesetzt und ein Feststoffniederschlag wurde isoliert. Das Filtrat wurde aufkonzentriert und mit Ether extrahiert um 962 mg des Rohprodukts zu ergeben. Das Rohprodukt wurde mit Säulenchromatographie aus Silicagel und Eluierung mit 1 % MeOH in CHCl₃ gereinigt. Ausbeute 627 mg (55 %, 97 % rein nach HPLC. MS ESI: m/z 551 (M-Cl)⁺, 258 (M-Cl₂)⁺⁺. HRMS. Berechnet für C₂₄H₃₉N₅O₂SMnCl: 551,1894. Gefunden: 551,1886.
H. Synthese der Verbindung 25 [Mangan(II)dichlor(4R,9R,14R,19R-24-S-(3-hydroxypropanthio)-3,10,13,20,26-pentaazatetracyclo[20.3.1.0^4,9.0^14,19]hexacosa-1(26),22(23),24-trien)].
Natriumhydrid (153 mg, 637 mMol) wurde zu einer gekühlten Lösung von 3-Mercapto-1-Propanol (600 µl, 6,95 mMol) in DMF (150 ml) zugesetzt. Das Eisbad wurde entfernt und nach 10 Minuten wurde zu der Suspension Mangan(II)dichlor(4R,9R,14R,19R-24-chlor-3,10,13,20,26-pentaazatetracyclo[20.3.1.0^4,9.0^14,19]hexacosa-1(26),22(23),24-trien), hergestellt wie in Beispiel 6 (3,00 g, 5,79 mMol) zugesetzt. Die Suspension ergab eine gelbbraune Farbe. Nach Rühren über Nacht erschien der Ansatz purpur-braun in seiner Farbe. Ausgangsmaterialprodukt lagen gemäß HPLC und MS vor. Weitere 200 µl von 3-Mercapto-1-Propanol und 51 mg NaH in 40 ml DMF wurden der Reaktionsmischung zugesetzt, gefolgt von weiteren 20 ml DMF. Nach mehreren Stunden wurde ein weiterer Thiolatzusatz durchgeführt, bestehend aus 125 µl 3-Mercapto-1-Propanol und 34 mg NaH in DMF. Die Reaktion erwies sich mittels HPLC als abgeschlossen. Die Reaktionsmischung wurde im Vakuum aufkonzentriert und mit Methylenchlorid und gesättigter Kochsalzlösung aufgearbeitet. Die wässrige Schicht wurde mehrere Male mit Methylenchlorid extrahiert. Die CH₂Cl₂-Schichten wurden vereinigt, über Na₂SO₄ getrocknet, filtriert und aufkonzentriert. Das Rohmaterial wurde mit Säulenchromatographie unter Verwendung von Silica Gel und Eluierung mit CH₂Cl₂, anschließend 1 – 3 % MeOH in CH₂Cl₂ gereinigt. Die reinen Fraktionen wurden vereinigt und ergaben Mangan(II)dichlor(4R,9R,14R,19R-24-S-(3-hydroxypropanthio)-3,10,13,20,26-pentaazatetracyclo[20.3.1.0^4,9.0^14,19]hexacosa-1(26),22(23),24-trien) als fahlweißes Pulver, Gewicht ,217 g (65 %). Die HPLC zeigt 99 % Reinheit an. MS ESI: m/z 537 (M-Cl)⁺, 501 (M-HCl-Cl)⁺, 251 (M-Cl)⁺⁺, 222 (M-2Cl-C₃H₆OH)⁺⁺. Eine Röntgenkristallstruktur bestätigte die Struktur des Produkts.
I. Synthese der Verbindung 19 [Mangan(II)dichlor(4R,9R,14R,19R-24-S-(N-methyl-2-thioacetamid)-3,10,13,20,26-pentaazatetracyclo[20.3.1.0^4,9.0^14,19]hexacosa-1(26),22(23),24-trien)].
Gemäß der Vorgehensweise für die Herstellung von Mangan(II)dichlor(4R,9R,14R,19R-24-S-(3-hydroxypropanthio)-3,10,13,20,26-pentaazatetracyclo[20.3.1.0^4,9.0^14,19]]hexacosa-1(26),22(23),24-trien), (Beispiel 7H), wurde eine Thiolatlösung gebildet unter Verwendung von N-Me-Mercaptoacetamid (196 µl, 2,22 mMol) und Natriumhydrid (51 mg, 2,12 mMol). Mangan(II)dichlor(4R,9R,14R,19R-24-chlor-3,10,13,20,26-pentaazatetracyclo[20.3.1.0^4,9.0^14,19]hexacosa-1(26),22(23),24-trien), hergestellt wie in Beispiel 6 (1,00 g, 1,91 mMol) wurde zu der Thiolatlösung zugesetzt. Der Ansatz wurde aufgearbeitet und gereinigt und ergab 372 mg der Mangan(II)dichlor(4R,9R,14R,19R-24-S-(N-methyl-2-thioacetamid)-3,10,13,20,26-pentaazatetracyclo[20.3.1.0^4,9.0^14,19]hexacosa-1(26),22(23),24-trien) (33 %, 99 % rein nach HPLC) als fahlweißen Feststoff. MS ESI: m/z 550 (M-Cl)⁺, 258 (M-2Cl)⁺⁺. HRMS. Berechnet für C₂₄H₄₀N₆OSMnCl: 550,2053. Gefunden: 550,2062.
J. Synthese der Verbindung 26 [Mangan(II)chlor(4R,9R,14R,19R-3,10,13,20,26-pentaazatetracyclo [20.3.1.0^4,9.0^14,19]hexacosa-1(26),22(23),24-trien-24-S-(2-thioessigsäure)].
Mangan(II)dichlor(4R,9R,14R,19R-24-S-(ethyl-2-thioacetat)-3,10,13,20,26-pentaazatetracyclo[20.3.1.0^4,9.0^14,19]hexacosa-1(26),22(23),24-trien) hergestellt wie in Beispiel 7 F (1,16 g, 1,93 mMol) wurde in THF (25 ml), gesättigter NaHCO₃ (50 ml) und Wasser (50 ml) gelöst. Die Mischung ließ man mehrere Tage rühren bis die HPLC eine vollständige Esterhydrolyse anzeigte. Das THF wurde im Vakuum entfernt, gesättigte Kochsalzlösung (50 ml) wurde zugesetzt und die wässrige Mischung wurde mit Methylenchlorid extrahiert. Die Methylenchloridschicht wurde über Na₂SO₄ getrocknet, filtriert und aufkonzentriert um das Rohprodukt zu ergeben. Das Rohmaterial wurde mittels Säulenchromatographie unter Verwendung von Silica Gel und Eluierung mit 2 – 3 % MeOH in CHCl₃ gereinigt. Ausbeute 820 mg Mangan(II)chlor(4R,9R,14R,19R-24-S-(2-thioacetat)-3,10,13,20,26-pentaazatetracyclo[20.3.1.0^4,9.0^14,19]hexacosa-1(26),22(23),24-trien) als fahlweißer Feststoff. Anal. berechnet für C₂₃H₃₆N₅SO₂MnCl H₂O: C, 49,77; H, 6,90; N, 12,62; S, 5,78; Cl, 6,39. Gefunden: C, 49,63; H, 6,91; N, 12,49; S, 5,78; Cl, 6,47.
K. Synthese der Verbindung 32 [Mangan(II)dichlor[[(4R,9R,14R,19R-3,10,13,20,26-pentaazatetracyclo [20.3.1.0^4,9.0^14,19]hexacosa-1(25),22(26),23-trien-24-ylthio)methyl]diethoxyphosphin-1-on]].
Zu einer Aufschlämmung von NaH (0,26 g, 11 mMol) in 5 ml DMF bei 0°C wurde langsam eine Lösung von Diethylmercaptomethylphosphonat (2,2 g, 12 mMol) in 15 ml DMF zugegeben. Die resultierende Aufschlämmung ließ man 1 Stunde bei Raumtemperatur rühren und anschließend wurde über eine Kanüle zu einer Lösung von Mangan(II)dichlor(4R,9R,14R,19R-24-chlor-3,10,13,20,26-pentaazatetracyclo[20.3.1.0^4,9.0^14,19]hexacosa-1(26),22(23),24-trien), hergestellt wie in Beispiel 6, (2,84 g, 5,50 mMol) in 100 ml DMF unter Stickstoff zugegeben. Die resultierende Mischung wurde bei Raumtemperatur 48 Stunden lang gerührt. Zusätzliches Thiolat, hergestellt wie oben aus Diethylmercaptomethylphosphonat (0,43 g, 2,3 mMol) und NaH (53 mg, 2,2 mMol) in 4 ml DMF wurde zu der Reaktionsmischung zugegeben, und die Aufschlämmung auf 60°C 18 Stunden lang erwärmt, zu welchem Zeitpunkt die massenspektrometrische Analyse bestätigte, dass der Ausgangs-4-chlorpyridinkomplex vollständig verbraucht war. Das Lösungsmittel wurde verdampft, und der Rückstand zwischen CH₂Cl₂ (100 ml) und Kochsalzlösung (50 ml) partitioniert. Die wässrige Schicht wurde abgetrennt und CH₂Cl₂ (3 × 50 ml) extrahiert. Die organischen Schichten wurden vereinigt, über Magnesiumsulfat getrocknet und zu einen braunen Öl aufkonzentriert. Die Reinigung des Rohprodukts wurde mittels Flash-Säulenchromatographie über 100 g Silica Gel vorbereitet in 100 % Ethanol erreicht. Das Produkt wurde in 100 % Chloroform eluiert. Die Fraktionen wurden mittels Reverse-Phasen-HPLC analysiert. Reine Fraktionen wurden kombiniert und aufkonzentriert um ein gelbes Öl zu ergeben. Das Öl wurde in 5 ml CH₂Cl₂ aufgenommen und durch langsamen Zusatz von Diethylether (75 ml) kristallisiert. Der Niederschlag wurde durch Filtration isoliert, mit Diethylether gewaschen und im Vakuum 18 Stunden bei Raumtemperatur getrocknet um das erwünschte Produkt als fahlweißen Feststoff zu ergeben, 0,55 g (15 %), Schmelzpunkt >300°C(d). FABMS m/z = 664,629 [M-Cl]⁺. Anal. berechnet für C₂₆H₄₆N₅Cl₂PSO₃Mn · 1,0 H₂O:C, 45,68; H, 7,08; N, 10,25; S, 4,69; Cl, 10,37. Gefunden: C, 45,69; H, 7,01; N, 10,10; S, 4,68; Cl, 10,41.
L. Synthese der Verbindung 33 [Mangan(II)dichlor[[2-(4R,9R,14R,19R-3,10,13,20,26-pentaazatetracyclo[20.3.1.0^4,9.0^14,19]hexacosa-1(25),22(26),23-trien-24-y(thio)phenyl]methan-1-ol]].
Zu einer gerührten gekühlten Suspension von Natriumhydrid (0,27 g, 6,75 mMol) unter Stickstoff in 15 ml DMF bei 0°C wurde langsam 2-Mercaptobenzylalkohol (1,04 g, 7,44 mMol) gelöst in 5 ml DMF zugegeben. Die resultierende Lösung ließ man auf Raumtemperatur erwärmen und 30 Minuten rühren. Sie wurde dann über eine Kanüle in eine gerührte Lösung von Mangan(II)dichlor(4R,9R,14R,19R-24-chlor-3,10,13,20,26-pentaazatetracyclo[20.3.1.0^4,9.0^14,19]hexacosa-1(26),22(23),24-trien), hergestellt wie in Beispiel 6 (1,5 g, 2,89 mMol) in 80 ml DMF unter Stickstoff bei Raumtemperatur überführt. Während des Zusatzes bildete sich ein Feststoffniederschlag. Der Ansatz wurde anschließend bei 58°C 3 Tage lang gerührt, bei diesem Zeitpunkt zeigte die massenspektrometrische Analyse dass der Ausgangs-4-chlorpyridinkomplex vollständig verbraucht war. Das Lösungsmittel wurde im Vakuum entfernt und das resultierende Öl wurde mit 100 ml Kochsalzlösung gewaschen und mit Dichlormethan (3 × 50 ml) extrahiert. Die Extrakte wurden vereinigt, über Magnesiumsulfat getrocknet und filtriert. Reinigung des Rohprodukts wurde erreicht mittels Flash-Säulenchromatographie über 100 ml Silica Gel, mit zunächst Eluieren mit 100 % Dichlormethan und anschließend mit 2 % Methanol in Dichlormethan. Die Fraktionen wurden mittels Reverse-Phasen-HPLC analysiert. Ähnliche Fraktionen wurden vereinigt und aufkonzentriert um ein oranges Öl zu ergeben. Dieses Öl wurde in Methylenchlorid/diethylether (60/40, v/v) aufgenommen, dekantiert und anschließend wurde Diethylether zugesetzt zu der Lösung bis das Produkt vollständig ausgefällt war. Der resultierende Niederschlag wurde mit Filtration aufgesammelt und im Vakuum bei Raumtemperatur über Nacht getrocknet um 330 mg (18 %) des erwünschten Produktes als amorpher leicht gelber Feststoff zu ergeben (~87 % rein mittels HPLC). FABMS m/z = 620, 585 [M-Cl]⁺; ESMS m/z = 585 [M-Cl]⁺, 275 [M-2Cl]⁺².
M. Synthese der Verbindungen 34 und 35 [Mangan(II)dichlor[diethyl-4R,9R,14R,19R-3,10,13,20,26-pentaazatetracyclo[20.3.1.0^4,9.0^14,19]hexacosa-1(25),22(26),23-trien-24-phospat] sowie [Mangan(II)dichlor[(4R,9R,14R,19R-3,10,13,20,26-pentaazatetracyclo[20.3.1.0^4,9.0^14,19]hexacosa-1(25),22(26),23-trien-24-yl)ethoxyphosphinsäure]].
Zu einer Lösung von NaH (78 mg einer 60 %-igen Dispersion in Öl, 2,0 mMol) inDMF (4 ml) bei 0°C wurde Diethylphosphit (0,27 ml von 98 %-iger Reinheit, 2,1 mMol) zugesetzt. Die Reaktionsmischung ließ man auf Raumtemperatur erwärmen und nach ungefähr 45 Minuten war die Gasentwicklung nicht mehr sichtbar. Das resultierende Anion wurde anschließend zu einer Mischung des Komplex aus Beispiel 6, (503 mg, 0,97 mMol) in DMF (30 ml) hinzugefügt. Die Reaktionsmischung wurde über Nacht bei Raumtemperatur gerührt. Nach dieser Zeit zeigte die massenspektroskopische Analyse die Gegenwart des 4-substituierten Diethylphosphatesters, m/z = 599 [M-Cl]⁺, wie auch des erwünschten 4-Phosphonats als Monoethylesterprodukt, m/z = 555 [M-Cl]⁺ und ein wenig nicht umgesetzten Mangankomplex Ausgangsmaterial m/z = 481 ([M-Cl]⁺ und 223 ([M-2Cl]⁺⁺.
N. Synthese der Verbindung 37 [Mangan(II)dichlor[ethyl(4R,9R,14R,19R-3,10,13,20,26-pentaazatetracyclo[20.3.1.0^4,9.0^14,19]hexacosa-1(25),22(26),23-trien-24-ylthio)benzoat]].
Zu einer gerührten gekühlten Suspension von Natriumhydrid (0,32 g, 8,11 mMol) unter Stickstoff in 10 ml DMF bei 0°C wurde langsam Ethyl 3-Mercaptobenzoat (1,62 g, 8,88 mMol) gelöst in 5 ml DMF zugesetzt. Die resultierende klare, gelbe Lösung ließ man auf Raumtemperatur erwärmen und 60 Minuten rühren. Sie wurde anschließend über eine Kanüle in eine gerührte Lösung von Mangan(II)dichlor(4R,9R,14R,19R-24-chlor-3,10,13,20,26-pentaazatetracyclo[20.3.1.0^4,9.0^14,19]hexacosa-1(26),22(23),24-trien), hergestellt wie in Beispiel 6, (2,0 g, 3,86 mMol) in 100 ml DMF unter Stickstoff bei Raumtemperatur überführt. Während des Zugebens bildete sich ein Feststoffniederschlag. Die Reaktion wurde anschließend bei 58°C 3 Tage lang gerührt, wonach MS bestätigte, dass der Ausgangskomplex vollständig verbraucht war. Das Lösungsmittel wurde im Vakuum entfernt. Das resultierende Öl wurde mit 100 ml Kochsalzlösung gewaschen und mit Chloroform (3 × 50 ml) extrahiert. Die Extrakte wurden vereinigt, über Magnesiumsulfat getrocknet und filtriert. Die Reinigung des Rohprodukts wurde mittels Flash-Säulenchroniatographie über 200 ml Silica Gel vorbereitet in 100 % Ethanol erreicht. Das Produkt eluierte in 100 % Chloroform. Die Fraktionen wurden mittels Reverse-Phasen-HPLC analysiert. Die reinen Fraktionen wurden vereinigt und aufkonzentriert und ergaben ein oranges Öl. Dieses Öl wurde in 6 ml THF aufgenommen, 0,5 ml Wasser wurde zugesetzt und anschließend wurde t-Butylmethylether zu der Lösung zugesetzt bis das Produkt vollständig ausgefällt war. Der resultierende leicht gelbe Feststoff wurde mittels Filtration aufgenommen und im Vakuum bei Raumtemperatur über Nacht getrocknet und ergab das erwünschte reine Produkt als schwach gelben Feststoff, 835 mg (32 %), Schmelzpunkt >300°C(d). ESMS m/z = 662,627 [M-Cl]⁺, 296 [M-2Cl]⁺². Anal. berechnet für C₃₀H₄₃N₅Cl₂SO₂Mn · 0,5H₂O:C, 53,57; H, 6,59; N, 10,41; S, 4,77; Cl, 10,54. Gefunden: C, 53,64; H, 6,62; N, 10,23; S, 4,82; Cl, 10,52.
O. Synthese der Verbindung 38 [Mangan(II)dichlor[1-(4R,9R,14R,19R-3,10,13,20,26-pentaazatetracyclo[20.3.1.0^4,9.0^14,19]hexacosa-1(25),22(26),23-trien-24-ylthio)]-3-methoxybenzol].
Zu einer gerührten gekühlten Suspension von Natriumhydrid (0,27 g, 6,75 mMol) unter Stickstoff in 10 ml DMF bei 0°C wurde langsam 3-Methoxythiophenol (1,03 g, 7,34 mMol) gelöst in 5 ml DMF zugegeben. Die resultierende klare farblose Lösung ließ man auf Raumtemperatur erwärmen und 30 Minuten rühren. Sie wurde anschließend über eine Kanüle in eine gerührte Lösung von Mangan(II)dichlor(4R,9R,14R,19R-24-chlor-3,10,13,20,26-pentaazatetracyclo[20.3.1.0^4,9.0^14,19]hexacosa-1(26),22(23),24-trien), hergestellt wie in Beispiel 6 (1,51 g, 2,89 mMol) in 80 ml DMF unter Stickstoff bei Raumtemperatur überführt. Während des Zugebens bildete sich ein Feststoffniederschlag. Der Ansatz wurde anschließend bei 58°C 3 Tage lang gerührt, wonach die MS einen vollständigen Verbrauch des Ausgangs 4-Chlorpyridinkomplexes zeigte. Das Lösungsmittel wurde im Vakuum entfernt. Das resultierende Öl wurde mit 100 ml Kochsalzlösung gewaschen und mit Chloroform (3 × 50 ml) extrahiert. Die Extrakte wurden vereinigt, über Magnesiumsulfat getrocknet und filtriert. Die Reinigung des Rohprodukts wurde mit Flash-Säulenchromatographie über 100 ml Silica Gel erreicht, wobei zuerst mit 100 % Chloroform und anschließend 2 % Methanolchloroform eluiert wurde. Die Fraktionen wurden mittels Reverse-Phasen-HPLC analysiert. Reine Fraktionen wurden vereinigt und aufkonzentriert um ein oranges Öl zu ergeben. Dieses Öl wurde in Chloroform/Diethylether (75/25 v/v) aufgenommen, dekantiert und anschließend wurde Diethylether zu der Lösung zugesetzt bis das Produkt vollständig ausgefällt war. Die resultierenden schwach gelben Kristalle wurden mittels Filtration gesammelt und im Vakuum bei Raumtemperatur über Nacht getrocknet, und ergaben das erwünschte reine Produkt als schwach gelbe Kristalle, 555 mg (31 %), Schmelzpunkt >300°C(d). ESMS m/z = 620, 585 [M-Cl]⁺, 275 [M-2Cl]⁺². Anal. berechnet für C₂₈H₄₁N₅Cl₂SOMn:C, 54,11; H, 6,65; N, 11,27; S, 5,16; Cl, 11,41. Gefunden: C, 54,11; H, 6,70; N, 11,15; S, 5,06; Cl, 11,47.
P. Synthese der Verbindung 39 [Mangan(II)dichlor[1-(4R,9R,14R,19R-3,10,13,20,26-pentaazatetracyclo[20.3.1.0^4,9.0^14,19]hexacosa-1(25),22(26),23-trien-24-ylthio)]-2-methoxybenzol].
Zu einer gerührten gekühlten Suspension von Natriumhydrid (0,27 g, 6,75 mMol) unter Stickstoff in 10 ml DMF bei 0°C wurde langsam 2-Methoxylthiophenol (1,04 g, 7,44 mMol) gelöst in 5 ml DMF zugesetzt. Die resultierende Lösung ließ man auf Raumtemperatur erwärmen und rührte 30 Minuten. Diese wurde anschließend über eine Kanüle in eine gerührte Lösung von Mangan(II)dichlor(4R,9R,14R,19R-24-chlor-3,10,13,20,26-pentaazatetracyclo[20.3.1.0^4,9.0^14,19]hexacosa-1(26),22(23),24-trien), hergestellt wie in Beispiel 6 (1,5 g, 2,89 mMol) in 80 ml DMF unter Stickstoff bei Raumtemperatur überführt. Während des Zusatzes bildete sich ein Feststoffniederschlag. Der Ansatz wurde anschließend bei 58°C 3 Tage gerührt, wonach die MS bestätigte, dass Ausgangskomplex vollständig verbraucht wurde. Das Lösungsmittel wurde im Vakuum entfernt. Das resultierende Öl wurde mit 100 ml Kochsalzlösung gewaschen und mit Chloroform (3 × 50 ml) extrahiert. Die Extrakte wurden vereinigt, über Magnesiumsulfat getrocknet und filtriert. Die Reinigung des Rohprodukts wurde mittels Flash-Säulenchromatographie bei 100 ml Silica Gel durchgeführt, wobei zuerst mit 100 % Chloroform und anschließend mit 2 % Methanol in Chloroform eluiert wurde. Die Fraktionen wurden mittels Reverse-Phasen-HPLC analysiert. Die reinen Fraktionen wurden vereinigt und aufkonzentriert um ein oranges Öl zu ergeben. Dieses Öl wurde in Chlorofonm/Diethylether (60/40 v/v) aufgenommen, dekantiert und anschließend wurde Diethylether zu der Lösung zugegeben bis das Produkt vollständig ausgefallen war. Der resultierende schwach gelbe Feststoff wurde mittels Filtration gesammelt und im Vakuum bei Raumtemperatur über Nacht getrocknet und ergab das erwünschte reine Produkt als einen amorphen leicht gelben Feststoff, 240 mg (13 %), Schmelzpunkt >300°C(d). ESMS m/z = 620, 585 [M-Cl]⁺, 275 [M-2Cl]⁺². Anal. berechnet für C₂₈H₄₁N₅Cl₂SOMn · 2H₂O:C, 51,14; H, 6,90; N, 10,65; S, 4,88; Cl, 10,78. Gefunden: C, 51,41; H, 6,82; N, 10,46; S, 4,88; Cl, 10,62.
Q. Synthese der Verbindungen 36 und 35 [Mangan(II)dichlor[(4R,9R,14R,19R-3,10,13,20,26-pentaazatetracyclo[20.3.1.0^4,9.0^14,19]hexacosa-1(25),22(26),23-trien-24-yl)diethoxyphosphin-1-on] sowie Mangan(II)dichlor[(4R,9R,14R,19R-3,10,13,20,26-pentaazatetracyclo[20.3.1.0^4,9.0^14,19]hexacosa-1(25),22(26),23-trien-24-yl)ethoxyphosphinsäure]].
Zu einer Lösung von Bis(acetonitril)-dichlorpalladium(II) (17 mg, 0,05 mMol) und Tetraphenylphosphoniumchlorid (111 mg, 0,3 mMol) in DMF (5 ml) bei Raumtemperatur wurde Triethylamin (170 μl von 99 %-iger Reinheit, 1,2 mMol) zugegeben, gefolgt von Diethylphosphit (160 μl von 98 %-iger Reinheit, 1,2 mMol). Zu dieser Mischung wurde eine Lösung von Mangan(II)dichlor(4R,9R,14R,19R-24-chlor-3,10,13,20,26-pentaazatetracyclo[20.3.1.0^4,9.0^14,19]hexacosa-1(26),22(23),24-trien), hergestellt wie in Beispiel 6 (500 mg, 1,0 mMol) in DMF (30 ml) zugegeben. Die Reaktionsmischung wurde auf 90°C erwärmt und über Nacht gerührt. Danach zeigte massenspektroskopische Analyse die Gegenwart des erwünschten 4-Diethylphosphonatprodukts an, m/z = 583 [M-Cl]⁺ wie auch des teilweise hydrolisierten Produkts, m/z = 555 [M-Cl]⁺ zusammen mit ein wenig und nicht umgesetzten Ausgangskomplex, MS (LRFAB) m/z = 481 ([M-Cl]⁺.
R. Synthese der Verbindung 40 [Mangan(II)dichlor[ethyl 4-(4R,9R,14R,19R-3,10,13,20,26-pentaazatetracyclo[20.3.1.0^4,9.0^14,19]hexacosa-1(25),22(26),23-trien-24-ylthio)benzoat]].
Zu einer gerührten gekühlten Suspension von Natriumhydrid (0,65 g, 16,22 mMol) unter Stickstoff in 15 ml DMF bei 0°C wurde langsam Ethyl4-Mercaptobenzoat (3,2 g, 17,76 mMol) gelöst in 5 ml DMF zugegeben. Die resultierende Lösung ließ man auf Raumtemperatur erwärmen und 60 Minuten rühren. Sie wurde anschließend über eine Kanüle in eine gerührte Lösung von Mangan(II)dichlor(4R,9R,14R,19R-24-chlor-3,10,13,20,26-pentaazatetracyclo[20.3.1.0^4,9.0^14,19]hexacosa-1(26),22(23),24-trien), hergestellt wie in Beispiel 6, (4,0 g, 7,72 mMol) in 80 ml DMF unter Stickstoff bei Raumtemperatur überführt. Den Ansatz ließ man anschließend bei 58°C 3 Tage lang rühren, wonach die massenspektroskopische Analyse bestätigte, dass der Ausgangs-4-chlorpyridinkomplex vollständig verbraucht war. Das Lösungsmittel wurde im Vakuum entfernt, und das resultierende Öl wurde mit 100 ml Kochsalzlösung gewaschen und mit Chloroform (3 × 50 ml) extrahiert. Die Extrakte wurden vereint, über Magnesiumsulfat getrocknet und filtriert. Die Reinigung des Rohprodukts wurde mittels Flash-Säulenchromatographie über 240 ml Silica Gel, vorbereitet in 100 % Ethanol und eluiert mit 100 % Chloroform erreicht. Die Fraktionen wurden mittels Reverse-Phasen-HPLC analysiert. Ähnliche Fraktionen wurden vereint und aufkonzentriert und ergaben 1,8 g (35 %) des erwünschten Produkts als oranges Öl (~87 % rein nach HPLC). FABMS m/z = 662,627 [M-Cl]⁺.
BEISPIEL 8
SYNTHESE DER VERBINDUNG 7
A. Diethyl-2,6-bis[(dimethoxy)methyl]-1,4-dihydropyridin-3,5-dicarboxylat.
Zu einer Lösung von 10 % Ammoniumacetat in Wasser (31,0 ml, 3,10 g, 39,2 mMol) wurde schnell Formaldehyd (394 mg, 13,1 mMol) und Ethyl-4,4-dimethoxy-3-oxo-butyrat (5,00 g, 26,3 mMol) zugegeben. Diese Mischung wurde mit Ethanol (30 ml) verdünnt und 16 Stunden refluxiert. Der Ethanol wurde abgedampft und die wässrige Mischung wurde mit CH₂Cl₂ (3 × 100 ml) extrahiert. Die vereinten Extrakte wurden getrocknet (MgSO₄), filtriert und aufkonzentriert um 3,8 g (78 % Ausbeute) des Produkts als gelbes Öl zu ergeben: ¹H-NMR (300 MHz, DCDl₃) δ 7,41 (bs, 1H), 5,99 (s, 2H), 4,25 (q, J = 7,20 Hz, 4H), 3,48 (s, 12H), 3,42 (d, J = 11,7 Hz, 2H), 1,36 (t, J = 7,2 Hz, 6H). ¹³C-NMR (75 MHz, CDCl₃) dc 166,64 (s), 144,39 (s), 100,39 (s), 98,43 (d), 60,02 (t), 54,98 (q), 24,99 (t), 14,29 (q). MS (LR-ESI) m/z 374 [M + H]⁺.
B. Diethyl-2,6-bis[(dimethoxy)methyl]-3,5-pyridindicarboxylat.
Zu einer Lösung von Diethyl-2,6-bis[(dimethoxy)methyl]-1,4-dihydropyridin-3,5-dicarboxylat (3,40 g, 9,10 mMol) in Toluol(200 ml) wurde aktiviertes Mangandioxid (3,96 g, 45,5 mMol) zugesetzt und die resultierende Mischung wurde 2 Stunden auf Rückfluss erhitzt. Danach wurden weitere 3,96 g (45,5 mMol) des aktivierten Mangandioxids zugesetzt und der Rückfluss über weitere 2 Stunden fortgesetzt. Den Ansatz ließ man auf Raumtemperatur erwärmen es wurde über Celite filtriert und aufkonzentriert um 3,10 g (92 % Ausbeute) Diethyl-2,6-bis[(dimethoxy)methyl]-3,5-pyridindicarboxylat als farbloses Öl zu ergeben: ¹H-NMR (300 MHz, CDCl₃) δ 8,29 (s, 1H), 5,93 (s, 2H), 4,40 (q, J = 7,2 Hz, 4H), 3,48 (s, 12H), 1,41 (t, J = 7,2 Hz, 6H). ¹³C-NMR (75 MHz, CDCl₃) dc 165,68 (s), 156,25 (s), 138,52 (d), 126,59 (d), 101,26 (d), 61,50 (t), 54,08 (q), 13,75 (q). MS (LR-Cl) m/z 372 [M + H]⁺.
C. 3,5-Bis(ethoxycarbonyl)-2,6-pyridindicarboxaldehyd.
Zu einer Lösung von Diethyl-2,6-bis[(dimethoxy)methyl]-3,5-pyridindicarboxylat (4,40 g, 11,9 mMol) in THF (80 ml) wurde 2N-HCl(80 ml) zugegeben und die resultierende Mischung 30 Minuten auf 50°C erwärmt. Danach wurde die Reaktionsmischung wiederum mit THF (80 ml) und 2N-HCl(80 ml) behandelt. Nach insgesamt 1,5 Stunden zeigte die Dünnschicht-Chromatographie, dass die Umsetzung vollständig war (10/1 CHCl₃/MeOH). Die Mischung wurde abgekühlt und mit Wasser verdünnt (1 l). Der pH betrug 0,94 und wurde daher mit festem N_aHCO₃ auf 4,5 eingestellt. Die Mischung wurde mit EtOAc (2 × 300 ml) extrahiert und die vereinten Extrakte wurden getrocknet (MgSO₄), filtriert und aufkonzentriert um 1,78 g rohes 3,5-Bis(ethoxycarbonyl)-2,6-pyridindicarboxaldehyd als gelbes Öl zu ergeben: ¹H-NMR (300 MHz, CDCl₃) δ 10,42 (s, 2H), 8,49 (s, 1H), 4,57 (q, J = 7,2 Hz, 4H), 1,51 (t, J = 7,2 Hz, 6H).¹³C-NMR (75 MHz, CDCl₃) dc 189,83 (s), 164,67 (s), 152,17, 138,75, 130,64, 63,11 (t), 13,90 (q). MS (LR-Cl) m/z 280 [M + H)⁺.
D. Mangan(II)dichlor(ethyl-3,10,13,20,26-pentaaza-25-(ethoxycarbonyl)tetracyclo[20.3.1.0^4,9.0^14,19]hexacosa-1(26),2,20,22(23),24-pentaen-23-carboxylat).
In einem 500 ml-Kolben wurde N,N'-Bis{(1R,2R)-[2-(amino)]cyclohexyl}-1,2-diaminoethantetrahydrochlorid (860 mg, 2,15 mMol) in Ethanol (30 ml) suspendiert und mit festem KOH (502 mg von 89 %, 8,00 mMol) behandelt und die resultierende Mischung wurde 20 Minuten bei 52°C (Badtemperatur) gerührt. Danach wurde MnCl₂ (264 mg, 2,10 mMol) in einer Portion zugesetzt. Nach 5 Minuten wurde rohes 3,5-Bis(ethoxycarbonyl)-2,6-pyridindicarboxaldehyd (930 mg des Materials das geschätzt 65 % rein war, ungefähr 2,10 mMol) zugesetzt und die resultierende Mischung danach 16 Stunden refluktiert. Danach wurde das orangerote Templatprodukt Mangan(II)dichlor(ethyl-3,10,13,20,26-pentaaza-25-(ethoxycarbonyl)tetracyclo[20.3.1.0^4,9.0^14,19]hexacosa-1(26),2,20,22(23),24-pentaen-23-carboxylat) in der ethanolischen Reaktionsmischung als das einzige signifikante Produkt beobachtet: MS (LR-FAB) m/z 443 [M-Cl]⁺. HPLC (Vydac 218TP54 Protein und Peptid Cl8; 80 % H₂O mit 0,1 % TFA/20 % Acetonitril; Flow= 1 ml/Min.; 5 ml Inj.-Vol.) TR = 3,19 Min. Diese Mischung wurde direkt für den nächsten Schritt verwendet.
E. Mangan(II)dichlor(ethyl-3,10,13,20,26-pentaaza-25-(ethoxycarbonyl)tetracyclo[20.3.1.0^4,9.0^14,19]hexacosa-1(26),22(23),24-trien-23-carboxylat).
Die ethanolische Reaktionsmischung aus Schritt D oben wurde (vorsichtig) unter einer Argonatmosphäre mit Pd (schwarz) (500 mg), 10 % Pd(C) (350 mg), und Ammoniumformat (1,6 g) behandelt. Die resultierende Mischung wurde unter Argon 2 Stunden lang auf Rückfluss erhitzt. HPLC (Vydac 218 TP54 Protein und Peptid Cl8; 70 % H₂O mit 0,1 % TFA/30 % Acetonitril; Flow = 2 ml/Min.; 5 ml Inj.-Vol.) zeigte zu diesem Zeitpunkt nur Produkt. Die Reaktionsmischung wurde abgekühlt und durch ein 1 Inch-Kissen aus Celite sorgfältig unter einer Argondecke filtriert. Das Filtrat wurde konzentriert und gereinigt mittels Flash-Chromatographie (SiO₂, 210:1 CHCl₃/Methanol gefolgt von 100:1 CHCl₃/Methanol) um 450 mg Mangan(II)dichlor(ethyl-3,10,13,20,26-pentaaza-25-(ethoxycarbonyl)tetracyclo[20.3.1.0^4,9.0^14,19]hexacosa-1(26),22(23),24-trien-23-carboxylat) als gelben Schaum zu ergeben: MS (HR-ESI) m/z 591,2386 [M-Cl]⁺ (591,2384 berechnet für _C27H₄₃N₅O₄Cl). HPLC (Vydac 218TP54 Protein und Peptid Cl8; 70 % H₂O mit 0,1 % TFA/30 % Acetonitril; Flow = 2 ml/Min.; 5 ml Inj.-Vol.) TR = 5,05 Min. (97,3 % Reinheit).
BEISPIEL 9
SYNTHESE DER VERBINDUNG 42
A. Diethyl-4-cyclohexyl-2,6-bis(dimethoxymethyl)-1,4-dihydropyridin-3,5-dicarboxylat.
Zu wässrigem Ammoniumacetat (310 ml – 10 %-ige Lösung, 30,83 g, 400 mMol) wurde zügig Cyclohexancarboxaldehyd (11,22 g, 100 mMol) sowie Ethyl-4,4-dimethoxy-3-oxobutyrat (38,04 g, 200 mMol) zugegeben. Ethanol (60 ml) wurde dem Ansatz zugefügt und auf 80°C in einem Ölbad 16 Stunden lang erhitzt. Aus dem Ansatz wurde Ethanol abgedampft und Wasser (200 ml) wurde hinzugefügt. Die Mischung wurde mit Methylenchlorid (3 × 500 ml) extrahiert. Die organische Phase wurde über MgSO₄ getrocknet, filtriert und aufkonzentriert um 41,1 g Diethyl-4-cyclohexyl-2,6-bis(dimethoxymethyl)-1,4-dihydropyridin-3,5-dicarboxylat als Öl zu ergeben. ¹H-NMR (CDCl₃) δ 7,71 (s, 1H) 5,93 (s, 2H) 4,20–3,27 (m, 17H) 1,60–0,80 (m, 16H); ¹³C-NMR (CDCl₃) δ 167,58, 143,62, 103,43, 98,75, 60,00, 54,70, 51,21, 44,57, 39,20, 28,88, 26,62, 14,32.
B. Diethyl-4-cyclohexyl-2,6-bis(dimethoxymethyl)pyridin-3,5-dicarboxylat.
Zu einer Lösung von Diethyl-4-cyclohexyl-2,6-bis(dimethoxymethyl)-1,4-dihydropyridin-3,5-dicarboxylat (30,7 g, 67,54 mMol) in Aceton (450 ml) wurde eine Lösung von Cerammoniumnitrat (75,05 g, 135,08 mMol) in Wasser (125 ml) relativ schnell bei Raumtemperatur zugesetzt. Nach 10 Minuten Rühren wurde die resultierende Lösung aufkonzentriert um das Aceton zu entfernen. Wasser (300 ml) wurden zugesetzt und die Mischung wurde mit CH₂Cl₂ (3 × 500 ml) extrahiert. Die organische Phase wurde gewaschen mit Kochsalzlösung (600 ml), getrocknet (MgSO₄) und aufkonzentriert um 29,23 g Diethyl-4-cyclohexyl-2,6-bis(dimethoxymethyl)pyridin-3,5-dicarboxylat als Öl zu ergeben. Das Öl wurde auf Silicagel chromatographiert unter Verwendung von Hexan/Ethylacetat-Mischungen um ein Ein-Spot-Material zu ergeben: ¹H-NMR (CDCl₃) δ 5,37 (s, 2H) 4,32 (q, J = 7,2 Hz, 4H) 3,33 (s, 12H), 2,4–2,6 (m, 1H) 1,0–1,8 (m, 16H); ¹³C-NMR (CDCl₃) δ 167,79, 153,25, 151,44, 126,68, 104,01, 61,51, 54,41, 52,18, 44,41, 31,10, 27,19, 25,85, 14,04; MS (HR-ESI) m/z 460,2534 [M + Li]⁺ (460,2523 berechnet für C₂₃H₃₅NO₈Li). Anal. berechnet für C₂₃H₃₅NO₈: C, 60,91; H, 7,78; N, 3,09. Gefunden: C, 60,34; H, 7,60; N, 3,04.
C. 8-Aza-6,10-dihydroxy-5,11-dioxatricyclo[7.3.0.0^3,7]dodeca-1(9),2,7(8)-trien-4,12-dion.
Eine Lösung von Diethyl-4-cyclohexyl-2,6-bis(dimethoxyethyl)pyridin-3,5-dicarboxylat (4,8 g, 10,58 mMol) in 1:4 konzentrierter HCl:Essigsäure (1,5 l) wurde 16 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Der Ansatz wurde verdampft und mit Wasser co-verdampft (500 ml) um 3,21 g 8-Aza-6,10-dihydroxy-5,11-dioxatricyclo[7.3.0.0^3,7]dodeca-1(9),2,7(8)-trien-4,12-dion als braunen Feststoff zu ergeben. ¹H-NMR (DMSO) δ 172,70, 166,14, 160,27, 120,48, 96,75, 36,84, 28,87, 28,80, 28,74, 26,45, 25,41. MS, m/z (relative Intensität) 306 [M + H)+, 100]. MS (HR-ESI, Negativion) m/z 304,0830 [M – H]- (304,0821 berechnet für C₁₅H₁₄NO₈).
D. Mangan(II)dichlor(3,10,13,20,26-pentaaza-24-cyclohexyltetracyclo[20.3.1.0^4,9.0^14,19]hexacosa-1(26),2,20,22(23),24-pentaen-23,25-diammoniumcarboxylat)
Zu einer Lösung von N,N'-Bis{(1R,2R)-[2-(amino)]cyclohexyl}-1,2-diaminoethantetrahydrochlorid (4,01 g, 10,01 mMol) in Ethanol (100 ml) wurde Kaliumhydroxid (2,83 g, 50,54 mMol) zugefügt. Der Ansatz wurde 30 Minuten bei Raumtemperatur gerührt und dann wurde MnCl₂ (1,26 g, 10,01 mMol) zugesetzt. Der Ansatz wurde weitere 30 Minuten bei Raumtemperatur gerührt. Eine Lösung von 8-Aza-6,10-dihydroxy-5,11-dioxatricyclo[7.3.0.0^3,7]dodeca-1(9),2,7(8)-trien-4,12-dion (3,21 g, 10,51 mMol) in Ethanol (90 ml) wurde zugesetzt und der Ansatz wurde 16 Stunden refluxiert. Danach zeigte die HPLC-Analyse nur das Templatprodukt Mangan(II)dichlor(3,10,13,20,26-pentaaza-24-cyclohexyltetracyclo[20.3.1.0^4,9.0^14,19]hexacosa-1(26),2,20,22(23),24-pentaen-23,25-diammoniumcarboxylat)]: HPLC (Vydac 218TP54 Protein und Peptid Cl8; 80% H₂O mit 0,1 % TFA/20 % Acetonitril; Flow = 2 ml/Min.; 10 ml Inj.-Vol.) TR = 3,85 Min. Der Ansatz wurde auf Raumtemperatur abgekühlt und direkt für den nächsten Schritt verwendet.
E. Mangan(II)dichlor(3,10,13,20,26-pentaaza-24-cyclohexyltetracyclo[20.3.1.0^4,9.0^14,19]hexacosa-1(26),22(23),24-trien-23,25-diammoniumcarboxylat)
Die orangerote Ethanollösung aus Schritt D wurde mit Wasser (200 ml) verdünnt. Palladiumschwarz (5 g) und Ammoniumformat (10 g) wurden zugesetzt und der Ansatz wurde 3 Stunden refluxiert. Der Ansatz wurde auf Raumtemperatur abgekühlt, durch Celite gefiltert und der Kuchen wurde mit Wasser (500 ml) und Ethanol (500 ml) gewaschen. Das Filtrat wurde eingeengt um 10 g Mangan(II)dichlor(3,10,13,20,26-pentaaza-24-cyclohexyltetracyclo[20.3.1.0^4,9.0^14,19]hexacosa-1(26),22(23),24-trien-23,25-diammoniumcarboxylat) zu ergeben. HPLC-MS, m/z 695,4 [M – 2Cl + TFA+.
F. Mangan(II)dichlor(ethyl-3,10,13,20,26-pentaaza-24-cyclohexyl-25-ethoxycarbonyl)tetracyclo[20.3.1.0^4,9.0^14,19]hexacosa-1(26),22(23),24-trien-23-carboxylat).
Zu einer Suspension von Mangan(II)dichlor(3,10,13,20,26-pentaaza-24-cyclohexyltetracyclo[20.3.1.0^4,9.0^14,19]hexacosa-1(26),22(23),24-trien-23,25-diammoniumcarboxylat) (0,65 g, 0,93 mMol) in DMF (15 ml) wurde Ethyliodid (1,49 g, 9,3 mMol) zugesetzt und der Ansatz 16 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Der Ansatz wurde aufkonzentriert und der Rückstand wurde zwischen Kochsalzlösung (50 ml) und Ethylacetat (50 ml) aufgeteilt. Die organische Schicht wurde getrocknet (MgSO₄), filtriert und eingeengt um 0,7 g Rohmaterial zu ergeben, das auf Silicagel unter Verwendung von 100:1 CHCl₃/Ethanol chromatographiert wurde zu reinem Mangan(II)dichlor(ethyl-3,10,13,20,26-pentaaza-24-cyclohexyl-25-ethoxycarbonyl)tetracyclo [20.3.1.0^4,9.0^14,19]hexacosa-1(26),22(23),24-trien-23-carboxylat)]: MS (HR-ESI) m/z 673,3176 [M-Cl]⁺ (673,3167 berechnet für C₃₃Hs₃N₅O₄MnCl). Eine Probe wurde als Hydrat rekristallisiert aus wässrigem THF/Methyl-t-butylether. Anal. berechnet für C₃₃H₅₃N₅O₄MnCl₂ [H₂O]1,5: C, 53,80; H, 7,66; N, 9,51; Cl, 9,62. Gefunden: C, 53,90; H, 7,68; N, 9,30; Cl, 9,40.
BEISPIEL 10
SYNTHESE DER VERBINDUNG 15
Mangan(II)dichlor(methyl-3,10,13,20,26-pentaaza-24-cyclohexyl-25-methoxycarbonyl)tetracyclo[20.3.1.0^4,9.0^14,19]hexacosa-1(26),22(23),24-trien-23-carboxylat).
Zu einer Suspension von Mangan(II)dichlor-(3,10,13,20,26-pentaaza-24-cyclohexyltetracyclo[20.3.1.0^4,9.0^14,19]hexacosa-1(26),22(23),24-trien-23,25-diammoniumcarboxylat) wie in Beispiel 9 beschrieben (6,62 g, 9,49 mMol) in DMF (132 ml) wurde Methyliodid (13,47 g, 94,9 mMol) zugesetzt und der Ansatz 16 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Der Ansatz wurde aufkonzentriert und der Rückstand wurde zwischen Kochsalzlösung (150 ml) und Ethylacetat (150 ml) aufgeteilt. Die organische Schicht wurde getrocknet (MgSOa), filtriert und eingeengt um 1,1 g Rohmaterial zu ergeben, das auf Silicagel unter Verwendung von 100:1 CHCl₃:Methanol chromatographiert wurde um reines Mangan(II)dichlor(methyl-3,10,13,20,26-pentaaza-24-cyclohexyl-25-methoxycarbonyl)tetracyclo[20.3.1.0^4,9.0^14,19]hexacosa-1(26),22(23),24-trien-23-carboxylat)] zu ergeben: MS (HR-ESI) m/z 645,2896 [M.Cl]⁺ (645,2896 berechnet für C₃₁H₄₉N₅O₄MnCl).
BEISPIEL 11
SYNTHESE DER VERBINDUNG 17
Mangan(II)dichlor-(4R,9R,14R,19R)-3,10,13,20,26-pentaaza-24-piperidyltetracyclo[20.3.1.0^4,9.0^14,19]hexacosa-1(25),22(26),23-trien].
Mangan(II)dichlor-(4R,9R,14R,19R)-3,10,13,20_;26-pentaaza-24-bromotetracyclo[20.3.1.0^4,9.0^14,19]hexacosa-1(25),22(26),23-trien (2,0 g, 3,56 mMol) (Verbindung 23) wurde in einen Rundkolben (200 ml) hinzugefügt und Cäsiumcarbonat (1,62 g, 0,267 mMol), Palladiumacetat (0,060 g, 0,267 mMol) und 5-2,2'-bis(diphenylphosphino)-1,1'-binaphthyl (0,155 g, 0,249 mMol) wurde hinzugefügt, gefolgt von Dioxan (30 ml). Piperidin 0,36 g, 4,26 mMol) wurde zugefügt, das System wurde inertisiert (Stickstoff) und die Reaktionsmischung wurde auf 105°C erwärmt. Nach Rühren über Nacht wurde zusätzliches Palladiumacetat (0,028 g, 0,124 mMol) und 5-2,2'- bis(diphenylphosphino)-1,1'-binaphthyl (0,080 g, 0,124 mMol) zugesetzt. Am Ende der Reaktion, bestimmt durch die Abwesenheit des Ausgangsbromkomplexes wurde die Reaktionsmischung auf Raumtemperatur abgekühlt, filtriert und das Lösungsmittel unter verringertem Druck entfernt. Der Rückstand wurde zwischen Wasser (60 ml) und Dichlormethan (150 ml) aufgeteilt. Die Schichten wurden getrennt und die wässrige Schicht wurde mit Dichlormethan (50 ml) gewaschen. Die vereinten Dichlormethanschichten wurden mit gesättigter Natriumchloridlösung (50 ml) gerührt, die organische Phase wurde abgetrennt und wiederum mit einem weiteren Volumen der Natriumchloridlösung gerührt. Nach dem Trocknen (Magnesiumsulfat) und der Filtration wurde das Lösungsmittel unter verringertem Druck entfernt. Die Chromatographie auf Silica Gel wurde durchgeführt mit Elution aus 2 % bis 4 % Methanol in Dichlormethan. Die Fraktionen 77 bis 100 wurden vereint und mit Mangandichlorid in 3 Teilen (0,053 g, 0,152 g und 0,53 g) in Dioxan über 3 Tage bei 45°C behandelt da offensichtlich noch freier Ligand vorlag. Nach der letzten Zugabe wurde die Reaktionsmischung über Nacht refluxiert. Nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur und Filtrieren wurde das Lösungsmittel unter verringertem Druck entfernt. Der Rückstand wurde in Dichlormethan (50 ml) gelöst und mit gesättigtem wässrigem Natriumchlorid gerührt. Die Schichten wurden getrennt und das Lösungsmittel wurde unter verringertem Druck entfernt, und der Rückstand wurde mittels Chromatographie auf Silica eluiert mit 99/1 Dichlormethan/Methanol, gereinigt, 0,073 g (0,129 mMol, 3,6 % Ausbeute). HRMS (Elektrospray) (M+-Cl), berechnet für C₂₆H₄₄O₃₅ClN₆Mn, 530,2697, gefunden, 530,2709; berechnet für C₂₆H₃₇O₃₇ClN₆Mn, 532,2667, gefunden, 532,2679.
BEISPIEL 12
SYNTHESE DER VERBINDUNG 41
[Mangan(II)dichlor-(4R,9R,14R,19R)-3,10,13,20,26-pentaaza-23-benzyloxy-25-chlorotetracyclo[20.3.1.0^4,9.0^14,19]hexacosa-1(26),22(23),24-trien].
In einem 2-Liter-Vierhalsrundkolben wurde N,N'-Bis{(1R,2R)-[2-(amino)]cyclohexyl}-1,2-diaminoethantetrahydrochlorid (10,88 g, 27,22 mMol) absolutem Ethanol (500 ml) suspendiert und bei Raumtemperatur gerührt während pulverisiertes Kaliumhydroxid (6,94 g, 123,65 mMol) zugesetzt wurde. Nach einer Stunde wurde Mangandichlorid (3,42 g, 27,2 mMol) zugesetzt und die Reaktionsmischung ½Stunde bei Raumtemperatur gerührt. Das 3-Benzyloxy-5-chlorpyridindicarboxaldehyd (7,5 g, 27,2 mMol) wurde zusammen mit Ethanol (200 ml) zugesetzt und die Reaktionsmischung wurde im Rückfluss über Nacht gerührt. Nach Abkühlen auf Raumtemperatur wurde Methanol (175 ml) zugegeben. Die Reaktionsmischung wurde auf etwa –5°C abgekühlt, und Natriumborhydrid (3,30 g, 87,2 mMol) wurde in kleinen Portionen zugegeben um die Schaumbildung (frothing) zu steuern. Die Reaktionsmischung ließ man langsam über Nacht auf Raumtemperatur erwärmen. Nach der Entfernung des Lösungsmittels unter verringertem Druck wurde das Rohprodukt zwischen Wasser (100 ml) und Dichlormethan (300 ml) aufgeteilt. Die organische Schicht wurde mit gesättigtem Natriumchlorid (2 × 80 ml) gewaschen. Die wässrige Schicht wurde mit Dichlormethan (2 × 100 ml) gewaschen. Die vereinten organischen Schichten wurden über Magnesiumsulfat getrocknet und filtriert. Das Lösungsmittel wurde unter verringertem Druck entfernt. Chromatographie auf Silica mit Elution in reinem Dichlormethan, schrittweises verändern (in 0,1 %-Schritten) bis auf 96 % Dichlormethan/4 % Methanol ergab das reine Produkt, 6,95 g, 11,13 mMol), 41,0 % Ausbeute. HRMS (Elektrospray) (M⁺-Cl) berechnet für C₂₈H₄₀MnN₅O³⁵Cl₂: 587.1990, gefunden 587.2000; berechnet für C₂₈H₄₀MnN₅O³⁵Cl₂: 589,1961, gefunden 589,1983.
BEISPIEL 13
EXEMPLARISCHE FORMULIERUNG FÜR TOPISCHE ANWENDUNG

Öl in Wasseremulsion, in Prozentanteilen nach Gewicht

SOD-Mimetikum	0,25
Polyethylenglykol
polyoxyethyliniert mit 50 Mol Ethylenoxid	1,50
Diglycerylmonostearat	1,50
flüssiges Paraffin	24,00
Cetylalkohol	2,50
Triethanolamin	auf pH 7,0
Wasser	Rest auf 100 %

Wasser in Ölemulsion in Prozentanteilen nach Gewicht

SOD-Mimetikum	0,25
Polyglycerylsesquüsosterat	4,0
weißes Bienenwachs	0,5
Magnesiumstearat	1,5
Aluminiumstearat	1,0
Hydriertes Rhizinusöl,
polyoxyethyleniert (mit 7 Mol Ethylenoxid)	3,0
Isopropylpalmitat	10,0
Perhydrosqualen	15,0
Wasser	Rest auf 100 %

BEISPIEL 14
VERWENDUNG DER SOD-MIMETIKA DER ERFINDUNG ALS ANALGETIKA IM RATTENPFOTEN-CARRAGEENAN-MODELL
Männliches Sprague-Dawley-Ratten (175 – 200 g, Harlan Sprague Dawley, Indianapolis, IN, USA) wurden gehalten und gehütet gemäß den Richtlinien des Institutional Animal Care and Use Committee und gemäß den NIH-Richtlinien für das Labortierwohl. Die Ratten erhielten eine subplantare Injektion von Carrageenan (0,1 ml) einer 1 %-igen Suspension in 0,85 % Salzlösung) in die rechte Hinterpfote. Das Pfotenvolumen wurde gemessen unter Verwendung eines Plethysometers (Ugo-Basile, Varese, Italien) unmittelbar vor der Injektion des Carrageenans und danach in stündlichen Intervallen bis zu 6 Stunden. Das Ödem wurde angegeben als Anstieg des Pfotenvolumens (ml) nach der Carrageenan-Injektion relativ zum Vorinjektionswert für jedes Tier. Die Wirkstoffe wurden intravenös (iv) in einem Volumen von 2,5 ml/kg verabreicht, 30 Minuten vor oder mindestens 30 Stunden nach der Carrageenan-Injektion. Hyperalgesische Wirkung auf Wärme wurde mit den gleichen Tieren nach dem Hargeaves-Verfahren (Hargreaves et al., 1988) bestimmt. Die Ratten wurden einzeln abgegrenzt und 30 Minuten in Plexiglaskammern akklimatisiert. Eine mobile Einheit aus einer Projektorlampe mit hoher Intensität wurde positioniert um einen thermischen Stimulus direkt auf eine einzelne Hinterpfote von unterhalb der Kammer abzugeben. Der Latenzzeitraum für das Zurückziehen der injizierten und der kontralateralen Pfoten wurde auf nächstens 0,1 Sekunde mit einem elektronischen Uhrschaltkreis und einem Thermoelement bestimmt. Wenn das Tier innerhalb von 20 Sekunden nicht erwiderte wurde der Test abgebrochen. Jeder Punkt repräsentiert die Veränderung der Rückzugslatenz im Vergleich zu Vergleichsmessungen die vor der Carrageenan-Injektion gemacht wurden.
Die intraplanare Injektion von Carrageenan bei Ratten führte zu einer zeitabhängigen Erhöhung des Pfotenvolumens und der Hyperalgesie, die nach 3–6 Stunden maximal war. Wie in den 4 bis 8 gezeigt, inhibierten mehrere SOD-Mimetika der vorliegenden Erfindung bei Verabreichung intravenös 15 Minuten vor der Injektion des Carrageenans das Ödem. Wenn die SOD-Mimetika der vorliegenden Erfindung therapeutisch zum Zeitpunkt der maximalen Hyperalgesie gegeben wurden (d. h. 3 Stunden nach dem Carrageenan) inhibierten sie die hyperalgesische Antwort maximal mit einem sehr schnellen Einsetzen der Wirkung (5 Minuten Einsetzen der Wirkung), wie in den folgenden Tabellen gezeigt ist (SE = cardiovasculare Nebenwirkung beobachtet, ND = nicht bestimmt):
BEISPIEL 15
VERWENDUNG DER SOD-MIMETIKA DER ERFINDUNG ZUR VERHINDERUNG DER OPIOIDTOLERANZ BEI MÄUSEN
Männliche CD-1 Mäuse (Charles River, 28–35 g) ließ man sich nach Belieben ernähren. Die Mäuse wurden zu 5–7 pro Käfig in einem temperaturgesteuerten Raum mit einem 12 Stunden hell-dunkel-Zyklus gehalten. Die nociceptiven Schwellen wurden gemessen durch vergleichen der Hinterpfoten-Fluchtlatenzen auf einer heißen Platte (Modell 35, ΠTC Inc., Woodland Hills, CA) die auf 57°C gehalten wurde. Die Mäuse wurden auf der erhitzten Oberfläche platziert die in einem transparenten Glaszylinder von 25 cm Höhe und 15 cm Durchmesser lag. Die Latenzantwort wurde angegeben als Zeit bis zum zwischenzeitlichen Anheben oder Lecken der Hinterpfote. Eine Abbruchlatenz von 20 Sekunden wurde verwendet um Gewebeschädigung bei nicht ansprechenden Tieren zu verhindern. Die Bestimmung der Antinociception wurde durchgeführt zwischen 7:00 und 10:00 Uhr vormittags. Die Gruppen bestanden aus 7–14 Mäusen und jedes Tier wurde für einen Experimentalzustand verwendet. Die Mäuse wurden tolerant gemacht durch zweifach tägliche subkutane Injektionen von Morphin (2 × 10 mg/kg Tag) über einen 4-Tageszeitraum, veranschaulicht durch eine verringerte antinociceptive Antwort auf eine 3 mg/kg Prüfdosis von Morphin am Tag 5. Die Latenz gegenüber 3,0 mg/kg Morphin bei unbehandelten Mäusen lag bei 11–13 Sekunden 50 Minuten nach der Injektion, und dieser wurde ein maximaler antinociceptiver Wert von 100 % zugeordnet. Morphin wurde von Mallinckrodt (St. Louis) erhalten. Die Wirkstoffe wurden in Kochsalzlösung gelöst, mit Ausnahme des SOD-Mimetikums das in Natriumdicarbonat (26 mMol, pH 8,3) gelöst wurde. Die Injektionsvolumina betrugen 0,01 ml/g Körpergewicht.
Die Latenz bei den unbehandelten Mäusen (5,4 ± 0,7 Sek.) wurde als 0 %-Analgesie bezeichnet. Die Latenz für unbehandelte Mäuse nach 3 mg/kg Morphin (10,4 ± 0,8 Sek.) wurde mit 100 % angegeben. Siehe IV VERABREICHUNG und SUBKUTANE VERABREICHUNG in den unten angegebenen Tabellen. Die toleranten Mäuse zeigten Latenzzeiten von 6,8 ± 0,7 Sekunden nach 3 mg/kg Morphin wie am Tag 5 gemessen (Zeit zu der die Toleranz beobachtet wurde). Am Tag 5 wurden die SOD-Mimetika (mg/kg) 5 Minuten (iv-Studien) oder 40 Minuten (sc-Studien) vor dem Morphin injiziert und die Antinociception wurde 50 Minuten später gemessen. 9–20 Mäuse wurden für jede Dosis verwendet. Wie in den Tabellen unten zu sehen ist, dämpften die SOD-Mimetika die Entwicklung von Toleranz gegenüber Morphinanalgesie in einer Dosis-abhängigen Weise (siehe Tabelle unten). Die SOD-Mimetika zeigten keine Antinociception bei unbehandelten Mäusen, was andeutet, dass sie bei den verwendeten Dosen sich nicht als opioidartige Analgetika verhalten.
IV VERABREICHUNG [SOD-Mimetikum, mg/kg]
SUBKUTANE VERABREICHUNG [SOD-Mimetikum, mg/kg]
BEISPIEL 16
VERWENDUNG DER SOD-MIMETIKA DER ERFINDUNG BEI DER BEHANDLUNG HARTNÄCKIGER HYPOTONIE BEI ENDOTOXEMISCHEN RATTEN
Männliche Sprague-Dawley-Ratten (175–200 g, Harlan Sprague Dawley, Indianapolis, IN, USA) wurden gemäß den Richtlinien des Institutional Animal Care and Use Committee und gemäß den NIH-Richtlinien für das Labortier wohl gehalten und gepflegt. Die Ratten wurden mit Inactin (100 mg/kg intraperitoneal) betäubt. Die Trachea wurde intubiert um die Atmung zu erleichtern und die Körpertemperatur wurde bei 37°C mittels eines Heizkissens für die gesamte Dauer des Experiments (9 Stunden) aufrechterhalten. Die linke Femoralvene wurde für die Verabreichung der Wirkstoffe mit einem Zugang versehen. Nach einer 30-minütigen Stabilisationsperiode wurde Lipopolysaccharid aus E. Coli (LPS; 4 mg/kg, Serotyp 0111:B4) als eine Bolus-intravenöse (iv) Injektion mit einem Volumen von 0,3 ml verabreicht und der mittlere arterielle Blutdruck/die Herzschlagsgeschwindigkeit wurde 9 Stunden überwacht. Vergleichstiere erhielten isotonische Kochsalzlösung mit gleichem Volumen auf gleichem Weg. 1, 3 oder 5 Stunden nach LPS wurde SOD-Mimetikum oder Vehikel (26 mMol Natriumdicarbonatpuffer, pH 8,3) über einen Zeitraum von 6 Stunden per Infusion verabreicht.
LPS (4 mg/kg, Serotyp 0111:B4) führte zu einem beachtlichen Abfall des Blutdrucks verbunden mit einer hohen Sterblichkeitsrate (99 ± 5 % Sterblichkeit bei 9 Stunden, n=10). Die Verabreichung der Verbindung A mit 0,25 mg/kg/Std. verhinderte die Entwicklung der Hypotonie (siehe 1) und verringerte die Sterblichkeit deutlich (20 % Sterblichkeit bei 9 Stunden, n=10). Wenn Verbindung 25 (0,075 mg/kg/Std.) als iv-Infusion 3 Stunden nach LPS verabreicht wurde oder für die Dauer des Experimentprotokolls die weitere Entwicklung von Hypotonie (siehe 2) und die Sterblichkeitsrate vollständig verhindert (0 % Sterblichkeit bei 9 Stunden, n=10). Ähnliche Ergebnisse wurden mit Verbindung 31 erhalten (siehe 3). Daher wurden verbesserte Ergebnisse mit weniger SOD-Mimetikum erhalten wenn die Verbindungen der vorliegenden Erfindung verwendet wurden.
BEISPIEL 17
VERWENDUNG DER SOD-MIMETIKA DER ERFINDUNG ALS ENTZÜNDUNGSHEMMENDE MITTEL IM CARRAGEENAN-INDUZIERTEN RIPPENFELLENTZÜNDUNGSMODELL
Männliche Sprague-Dawley-Ratten (300 – 350 g, Charles River, Miland, Italien) wurden in einer kontrollierten Umgebung gehalten und mit Standard-Nagetierfutter und Wasser versorgt. Die Tierpflege war in Übereinstimmung mit den italienischen Regeln für den Schutz von Tieren die für experimentelle und andere wissenschaftliche Zwecke verwendet werden (D. M. 116192) wie auch in Übereinstimmung mit den EEC-Bestimmungen (Amtsblatt der europäischen Gemeinschaft, L358/1 12/18/1986). Die Ratten wurden mit Isofluran betäubt und einem Hautschnitt auf dem Niveau des linken sechsten Intercostalraums unterzogen. Der darunterliegende Muskel wurde freigelegt und Kochsalzlösung (0,2 ml) oder Kochsalz enthaltende 1 % γ-Carrageenan (0,2 ml) wurde in den Pleuralhohlraum injiziert. Der Hautschnitt wurde durch Nähen verschlossen und man ließ die Tiere sich erholen. Die Verbindung 16, Verbindung 31 und Verbindung 25 (0,5–20 mg/kg, wie angegeben) oder ein äquivalentes Volumen (0,3 ml) des Trägers (26 mm Natriumbicarbonatpuffer, pH 8,1–8,3) wurde intraperitoneal (i.p.) 15 Minuten vor dem Carrageenan injiziert. Bei 4 Stunden nach der Carrageenan-Injektion wurden die Tiere durch CO₂-Inhalation getötet. Die Brust wurde sorgfältig geöffnet und der Pleuralhohlraum mit 2 ml Kochsalzlösung enthaltend Heparin (5 U/ml) und Indomethacin (10 μg/ml) gespült. Das Exsudat und die Waschlösung wurde mittels Aspiration entfernt und das Gesamtvolumen gemessen. Jedes Exsudat das mit Blut verunreinigt war wurde verworfen. Die Menge des Exsudats wurde durch Abziehen des injizierten Volumens (2 ml) von dem erhaltenen Gesamtvolumen abgezogen. Die Leukozyten in dem Exudat wurden in Phosphatpuffer-Kochsalzlösung (PBS) suspendiert und mit einem optischen Mikroskop in einer Burker-Kammer nach Vital-Trypan-Blaufärbung gezählt. Die Messung der Lungengewebe Myeloperoxidase-Aktivität und Malondialdehyd, wurde durchgeführt. Myeloperoxidase (MPO)-Aktivität, ein Hemoprotein in den azurophilen Granulen von Neutrophilen wurde als biochemischer Marker für die Neutrophilen-Eindringung in Gewebe verwendet (Bradley et al., 1982). In der vorliegenden Studie wurde MPO photometrisch gemessen mit einem Verfahren ähnlich zu dem vorher beschriebenen (Laight et al., 1994). Bei 4 Stunden nach der intrapleuralen Injektion des Carrageenans, wurden die Lungengewebe entnommen und gewogen. Jedes Gewebestück wurde homogenisiert in einer Lösung enthaltend 0,5 % Hexadecyl-Trimethyl-Ammoniumbromid gelöst in 10 mm Kaliumphosphatpuffer (pH 7) und 30 Minuten bei 20.000 × g bei 4°C zentrifugiert. Ein Aliquot des Überstandes ließ man anschließend mit einer Lösung von Tetramethylbenzidin (1,6 mm) und 0,1 mm H₂O₂ reagieren. Die Geschwindigkeit der Veränderung der Absorption wurde spektrophotometrisch bei 650 nm gemessen. Die MPO-Aktivität wurde definiert als die Menge an Enzym die ein 1 μMol Peroxid/Minute bei 37°C abbaut und wurde ausgedrückt in Minieinheiten pro 100 mg Gewicht des nassen Gewebes. Malondialdehyd (MDA)-Gehalte in dem Lungengewebe wurden bestimmt als ein Indikator für die Lipidperoxidation (Okhawa et al., 1979). Das Lungengewebe zur selben Zeit entnommen wurde in 1,15 % KCl-Lösung homogenisiert. Ein Aliquot (100 μl) des Homogenisats wurde zu einer Reaktionsmischung enthaltend 200 μl 8,1 % SDS, 1.500 μl 20 % dicker Essigsäure (pH 3,5), 1.500 μl 8 %-iger Thiobarbitursäure und 700 μl destilliertem Wasser zugegeben. Die Proben wurden anschließend 1 Stunde gekocht bei 95°C und mit 3.000 × g 10 Minuten zentrifugiert. Die Absorption des Überstandes wurde mittels Spektrophotometrie bei 650 nm gemessen.
Die Injektion von Carrageenan in den Pleuralhohlraum der Ratten zeigte ein akutes entzündliches Ansprechen gekennzeichnet durch: Flüssigkeitsansammlung im Pleuralhohlraum welche eine große Zahl von Neutrophilen enthielt (PMNs), Infiltrierung der PMNs ins Lungengewebe (messen von Myeloperoxidase im Lungengewebe, MPO) und Lipidperoxidation von Membranen im Lungengewebe (messen der Malondiyldehydgehalte im Lungengewebe, MDA) und Induktion der induzierbaren Form von Stickoxidsynthase. Die Behandlung der Ratten mit Verbindung 16, Verbindung 31 und Verbindung 25 (0,5–20 mg/kg verabreicht mittels intraperitonealer Injektion, i. p. 15 Minuten vor dem Carrageenan, wie angegeben schwächte alle Parameter der Entzündung ab. Die Ergebnisse sind in der unten angegebenen Tabelle angegeben.
Zusätzlich wurden die in der unten angegebenen Tabelle aufgeführten Ergebnisse erhalten wenn die Verbindung A an die Ratten in den angegebenen Dosen verabreicht wurde. Verbindung A wie oben ausgeführt ist die unsubstituierte Mutterverbindung der SOD-Mimetika die in diesem Rippenfellentzündungsmodell getestet wurde. Diese Daten zeigen klar, dass alle drei der SOD-Mimetika der vorliegenden Erfindung bessere entzündungshemmende Wirkung als die unsubstituierte Mutterverbindung A zeigen.
BEISPIEL 18
VERWENDUNG DER SOD-MIMETIKA DER ERFINDUNG BEI DER VERHINDERUNG VON HYPOTONIE VERKNÜPFT MIT SEPTISCHEM SCHOCK IN EINEM RATTENMODELL DES LEBENDEN E. COLI-INDUZIERTEN SCHOCKS
Der septische Schock wurde durch eine Injektion lebender E. Coli-Bakterien (10¹⁰) bei chronisch instrumentierten Ratten induziert. Dies führt zu einem fortschreitenden und zeitabhängigen Abfall des mittleren arteriellen Drucks (MAP) der zu einer Mortalität von >90 % der Tiere innerhalb von 24 Stunden führt (MAP-Abfall ausgehend von 125 mmHg vor der Bakterienzugabe auf 75 mmHg nach 6 Stunden und auf 25 mmHg nach 24 Stunden). Die Verbindung 25, Verbindung 3 und Verbindung 28 wurden 6 Stunden bei 0,25 mg/kg (Gesamtdosis = 1,5 mg/kg) per Infusion verabreicht: Die Infusion begann 3 Stunden nach der Injektion lebender E. Coli, einem Zeitpunkt zu dem alle Ratten Schockanzeichen zeigten. Außerdem wurde die Verbindung A mit entweder 0,075 oder 0,25 mg/kg/Std. 3 Stunden nach der lebenden E. Coli-Injektion für eine Gesamtzeit von 6 Stunden per Infusion verabreicht. Kochsalzlösung wurde zu Vergleichszwecken an Ratten verabreicht 3 Stunden nach der Injektion über einen Gesamtzeitraum von 6 Stunden. Die Ratten wurden 24 Stunden beobachtet wobei der MAP gemessen wurde. Zusätzlich wurde bei den mit Verbindung A behandelten Ratten auch der Pulsschlag beobachtet. Alle Tiere erhielten Antibiotika 30 Minuten und 9 Stunden nachdem lebendes E. Coli verabreicht wurde.
Verbindung 25, Verbindung 3 und Verbindung 28 verhinderten vollständig den MAP-Abfall durch den gesamten Verlauf des Experiments (MAP nach 24 Stunden betrug etwa 125 mmHg, was ähnlich zu den Grundwerten liegt). Zusätzlich zeigen die 9a und 9b, dass die Flüssigkeits-Resuscitation der Kochsalzinfusion ausreichend warum den Abfall des MAPs bei den Vergleichsratten in den ersten 9 Stunden des Experiments zu verhindern. Kurz nachdem diese Infusion jedoch gestoppt wurde fiel der MAP dieser Ratten scharf und führte zu einer 77 %-igen Mortalitätsrate nach 24 Stunden. Dem gegenüber waren die mit Verbindung A mit 25 mg/kg/Std. (9a) behandelten Ratten gegen diesen MAP-Abfall geschützt und zeigten eine beträchtlich verringerte Mortalitätsrate bei 24 Stunden. Somit verhindert die Behandlung der Ratten mit dem SOD-Mimetika der Erfindung vollständig die mit dem septischen Schock verbundene Hypotonie.

Claims

Katalysator für die Superoxiddismutation mit der folgenden Formel:
wobei W eine substituierte Pyridinkomponente ist; und wobei U und V gesättigte zyklische Strukturen mit zwischen 3 und 20 Kohlenstoffatomen sind, und einen Cycloalkylring mit den Kohlenstoffatomen des Makrozyklus bilden an welchen sie gebunden sind; und wobei R₂, R'₂, R₃, R₄, R₅, R'₅, R₆, R'₆, R₇, R₈, R₉ und R'₉ unabhängig voneinander stehen für Wasserstoff, oder substituiertes oder unsubstiuiertes Alkyl, Alkenyl, Alkinyl, Cycloalkyl, Cycloalkenyl, Cycloalkylalkyl, Cycloalkylcycloalkyl, Cycloalkenylalkyl, Alkylcycloalkyl, Alkylcycloalkenyl, Alkenylcycloalkyl, Alkenylcycloalkenyl, heterozyklische, Aryl- und Aralkylradikale; sowie gegebenenfalls einer oder mehrere von R₂ oder R'₂ und R₃ sowie R₅ oder R'₅, R₆ oder R'₆, und R₇, oder R₈ und R₉ oder R'₉ zusammen mit den Kohlenstoffatomen an welche sie gebunden sind unabhängig voneinander einen substituierten oder unsubstituierten Stickstoff enthaltenden Heterozyklus mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen bilden, der ein aromatischer Heterozyklus sein kann wobei in diesem Fall der an den Stickstoff gebundene Wasserstoff der sowohl Teil des Heterozyklus und des Makrozyklus ist und die an die Kohlenstoffatome gebundenen R-Gruppen die sowohl Teil des Heterozyklus und des Makrozyklus sind abwesend sind; und gegebenenfalls einer oder mehrere von R₂ und R'₂, R₅ und R'₅, R₆ und R'₆, sowie R₉ und R'₉, zusammen mit dem Kohlenstoffatom an welches sie gebunden sind unabhängig voneinander einen gesättigten, teilweise gesättigten oder ungesättigten Zyklus oder Heterozyklus mit 3 bis 20 Kohlenstoffatomen bilden; und gegebenenfalls einer von R₂, R'₂, R₃, R₅, R'₅, R₆, R'₆, R₇, R₈, R₉, und R'₉ zusammen mit einem unterschiedlichen aus R₂, R'₂, R₃, R₄, R₅, R'₅, R₆, R'₆, R₇, R₈, R₉, und R'₉, der an ein anderes Kohlenstoffatom in dem makrozyklischen Liganden gebunden ist so gebunden sein kann, dass eine Brücke gebildet wird, die wiedergegeben wird durch die Formel: - (CH₂)_x–M–(CH₂)_w–L–(CH₂)_z–J–(CH₂)_y– wobei w, x, y und z unabhängig voneinander ganze Zahlen von 0 bis 10 sind und M, L und J unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Alkyl, Alkenyl, Alkinyl, Aryl, Cycloalkyl, Heteroaryl, Alkaryl, Alkheteroaryl, Aza, Amid, Ammonium, Oxa, Thia, Sulfonyl, Sulfinyl, Sulfonamid, Phosphoryl, Phosphinyl, Phosphino, Phosphonium, Keto, Ester, Alkohol, Carbamat, Harnstoff, Thiocarbonyl, Borate, Borane, Boraza, Silyl, Siloxy, Silaza und deren Kombinationen; sowie Kombinationen beliebiger der oben genannten; wobei M ein Kation eines Übergangsmetalls ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Mangan und Eisen ist, und wobei X, Y und Z geeignete Liganden oder Ladungs-neutralisierende Anionen angeben, die von beliebigen einzähnig oder vielzähnig koordinierenden Liganden oder Ligandsystemen oder dem korrespondierenden Anion davon abgeleitet sind, unter Ausschluss einer Verbindung einer Verbindung der folgenden Struktur:
Katalysator nach Anspruch 1, wobei U und V gesättigte zyklische Strukturen enthaltend zwischen 4 und 10 Kohlenstoffatomen sind und einen Cycloalkylring mit den Kohlenstoffatomen des Makrozyklus an welche sie gebunden sind bilden.
Katalysator nach Anspruch 1, wobei W eine substituierte Pyridinkomponente mit einem oder drei Substituenten ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Cyclohexyl und Benzyloxy ist.
Katalysator nach Anspruch 1, wobei W eine substituierte Pyridinkomponente mit einem oder drei Substituenten ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Alkyl(2-Thioessigsäure)ester und Aryl(2-Thioessigsäure)ester ist.
Katalysator nach Anspruch 1, wobei W eine substituierte Pyridinkomponente mit einem oder drei Substituenten ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Hydroxylalkylthio, Methoxyarylthio, sowie Alkoxycarbonylarylthio ist.
Katalysator nach Anspruch 1, wobei der Katalysator ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus:
Pharmazeutische Zusammensetzung umfassend den Katalysator nach einem der Asprüche 1 bis 6 und einen pharmazeutisch akzeptablen Träger.
Pharmazeutische Zusammensetzung nach Anspruch 7, wobei die Zusammensetzung für die topische Anwendung formuliert ist.
Pharmazeutische Zusammensetzung nach Anspruch 7, wobei die Zusammensetzung für die parenterale Anwendung formuliert ist.