DE60026514T2

DE60026514T2 - Neue prolinverbindungen als mikrobizide mittel

Info

Publication number: DE60026514T2
Application number: DE60026514T
Authority: DE
Inventors: H. Aaron Rahway LEEMAN; L. Milton Rahway HAMMOND; Milana Rahway MALETIC; M. Gina Rahway SANTORELLI; F. Sherman Rahway WADDELL; John Cambridge FINN; Michael Cambridge MORYTKO; Siya Cambridge RAM; Dennis Cambridge KEITH
Original assignee: Merck and Co Inc; Cubist Pharmaceuticals LLC
Current assignee: Merck and Co Inc; Cubist Pharmaceuticals LLC
Priority date: 1999-05-05
Filing date: 2000-05-05
Publication date: 2006-11-09
Anticipated expiration: 2020-05-06
Also published as: CA2372176A1; US20030013724A1; DE60026514D1; US6579894B2; AU4984500A; AU769652B2; ATE319446T1; US6417217B1; EP1176959A1; ES2257296T3; WO2000066119A1; JP2002543129A; EP1176959A4; EP1176959B1; US6333344B1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Diese Erfindung betrifft das Gebiet der Transfer-Ribonucleinsäure(tRNA)-Synthetase-Inhibitoren, deren Herstellung und deren Verwendung als antimikrobielle Mittel.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Aminoacyl-tRNA-Synthetasen (aaRS) sind eine Familie von essentiellen Enzymen, die in nahezu jeder biologischen Zelle vorkommen und für die Beibehaltung der Proteinsynthesetreue verantwortlich sind. Speziell katalysieren sie die Aminoacylierung von tRNA in einer Zwei-Schritt-Reaktion: Aminosäure (AA) + ATP => AA-AMP + PPi AA-AMP + tRNA => tRNA-AA + AMP
Das Enzym bindet Adenosintriphosphat (ATP) und dessen spezifische Aminosäure, um die Bildung eines Aminoacyladenylat-Komplexes (AA-AMP) bei gleichzeitiger Freisetzung von Pyrophosphat (PPi) zu katalysieren. Im zweiten Schritt wird die Aminosäure zum 2'- oder 3'-Terminus der tRNA übertragen, was "geladene" tRNA und Adenosinmonophosphat (AMP) ergibt. Die geladene tRNA transportiert die Aminosäure an die naszierende Polypeptidkette am Ribosom.
In dieser Familie gibt es für jeden Organismus wenigstens zwanzig essentielle Enzyme. Die Inhibierung irgendeiner der essentiellen tRNA-Synthetasen unterbricht die Proteintranslation, was letztlich zur Wachstumshemmung führt. Pseudomonassäure A, ein antibakterielles Mittel, das derzeit bei der Therapie am Menschen verwendet wird, liefert einen deutlichen Beweis für den Nutzen von tRNA-Synthetaseinhibitoren als geeignete Pharmazeutika. Pseudomonassäure A bindet sich an eine spezielle tRNA-Synthetase, Isoleucyl-tRNA-Synthetase, und inhibiert die Isoleucyladenylatbildung in mehreren grampositiven bakteriellen Krankheitserregern, wie z.B. Staphylococcus aureus, was zur Inhibierung der Proteinsynthese, gefolgt von der Wachstumshemmung, führt. Neue synthetische Verbindungen, die auf tRNA-Synthetasen abzielen, bieten deutliche Vorteile als geeignete therapeutische Mittel zur Verringerung der Gefahr einer Arzneistoffresistenz. Die Arzneistoffresistenz ermöglicht es einem Krankheitserreger, die von einem antimikrobiellen Mittel hervorgerufene biochemische Unterbrechung zu umgehen. Diese Resistenz kann die Folge einer Mutation sein, die selektiert und beibehalten wurde. Auf Krankheitserreger in der Umgebung wirkten wiederholt derzeitige Therapeutika ein. Diese Einwirkung hat zur Selektion von varianten antimikrobiellen Stämmen geführt, welche gegen diese Arzneistoffe resistent sind.
Von neuen synthetischen antimikrobiellen Mitteln würde daher erwartet werden, daß sie zur Behandlung arzneistoffresistenter Krankheitserreger geeignet sind, da der Krankheitserreger nie mit dem neuen antimikrobiellen Mittel in Berührung kam. Die Entwicklung von Verbindungen oder Kombinationen aus Verbindungen, die auf mehr als eine tRNA-Synthetase abzielen, ist ebenfalls vorteilhaft. Demnach sollte die Inhibierung von mehr als einem Enzym das Auftreten einer Resistenz verringern, da mehrere Mutationen in einem Krankheitserreger notwendig wären, und diese statistisch selten sind.
Die WO 96/02534 offenbart Piperazinthiopyridine zur Bekämpfung von Heliobacter-Bakterien.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung offenbart neue Verbindungen, die tRNA-Synthetasen inhibieren und eine Wirkung, einschließlich der Abtötung der ganzen Zelle, gegen ein breites Spektrum von Bakterien und Pilzen besitzen. Hierin beschrieben werden Verbindungen, die eine tRNA-Synthetaseinhibierung aufweisen.
Die vorliegende Erfindung umfaßt in einem Aspekt Verbindungen der Formel I.
Die Gruppe Ar der Formel I ist ausgewählt ist aus Aryl oder Heteroaryl. Vorzugsweise ist Ar Aryl, besonders bevorzugt substituiertes Phenyl, ganz besonders bevorzugt 2,4-Dichlorphenyl.
Die Gruppe L der Formel I ist ausgewählt aus -C(O)N(Q)CH₂- oder -CR¹⁰R¹¹CR¹²R¹³-, wobei Q ausgewählt ist aus Hydrido, -(CH₂)_mCO₂H oder -(CH₂)_mCO₂CH₃, und wobei m eine ganze Zahl von 1–4 ist. Vorzugsweise ist L -C(O)NHCH₂.
Jeder der Substituenten R¹, R², R⁹, R¹⁰, R¹¹, R¹² und R¹³ der Formel I ist unabhängig ausgewählt aus Hydrido oder Niederalkyl, vorzugsweise Hydrido.
Jeder der Substituenten R³, R⁴, R⁵, R⁶, R⁷ und R⁸ der Formel I ist unabhängig ausgewählt aus Hydrido, Acyl, Amino, Cyano, Acyloxy, Acylamino, Carboalkoxy, Carboxyamido, Carboxy, Halogen, Thio, Alkyl, Heteroaryl, Heterocyclyl, Alkoxy, Aryloxy, Sulfoxy, N-Sulfonylcarboxyamido, N-Acylaminosulfonyl, Hydroxy, Aryl, Cycloalkyl, Sulfinyl und Sulfonyl, mit der Maßgabe, daß wenigstens fünf der Reste R³, R⁴, R⁵, R⁶, R⁷ und R⁸ unabhängig Hydrido sind. Zusätzlich sind R³ und R⁴ zusammen oder R⁵ und R⁶ zusammen oder R⁷ und R⁸ zusammen ausgewählt aus
und jedes der restlichen Elemente R³, R⁴, R⁵, R⁶, R⁷ und R⁸ ist Hydrido, wobei jeder der Reste R¹⁴, R¹⁵ und R¹⁶ unabhängig ausgewählt ist aus Hydrido, Alkyl oder carboxysubstituiertem Alkyl. Vorzugsweise ist jeder der Reste R³, R⁴, R⁵, R⁶, R⁷ und R⁸ unabhängig ausgewählt aus Hydrido, Hydroxy, Alkoxy, Alkyl, Amino und Carboxyamido. Besonders bevorzugt ist jeder der Reste R³, R⁴, R⁵, R⁶, R⁷ und R⁸ unabhängig ausgewählt aus Hydrido, -O(CH₂)_nCO₂R¹⁷, -O(CH₂)_nCONHSO₂R¹⁸, -(CH₂)_nCO₂R¹⁹, -(CH₂)_nCONHSO₂R²⁰, -C(O)NHCH(R²²)CO₂R²¹ oder -N(R²³)(CH₂)_nCO₂R²⁴, wobei jeder der Reste R¹⁷, R¹⁹, R²¹, R²², R²³ und R²⁴ unabhängig ausgewählt ist aus Hydrido oder Alkyl, wobei R¹⁸ und R²⁰ jeweils unabhängig Alkyl sind, wobei n ausgewählt ist aus 1 und 2. Ganz besonders bevorzugt ist jeder der Reste R³, R⁴, R⁶, R⁷ und R⁸ Hydrido, und R⁵ ist ausgewählt aus -O(CH₂)_nCO₂R¹⁷, -O(CH₂)_nCONHSO₂R¹⁸, -(CH₂)_nCO₂R¹⁹, -(CH₂)_nCONHSO₂R²⁰, -C(O)NHCH(R²²)CO₂R²¹ oder -N(R²³)(CH₂)_nCO₂R²⁴.
Die Gruppe Het der Formel I ist ausgewählt aus

wobei X ausgewählt ist aus N oder CR²⁷, wobei Y ausgewählt ist aus NH, S oder O, wobei Z ausgewählt ist aus N oder CR²⁸, wobei jeder der Reste R²⁵, R²⁶, R²⁷ und R²⁸ unabhängig ausgewählt ist aus Nitro, Halogen, Hydroxy, Niederamino, Niederalkyl, Niederalkoxy, Aryloxy, Niedercarboalkoxy, Sulfinyl, Sulfonyl, Carboxy, Niederthio und Sulfoxy, und wobei jeder der Reste R²⁹, R³⁰ und R³¹ ausgewählt ist aus Hydrido, Alkyl, Aryl, Nitro, Amino, Sulfonyl oder Sulfinyl. Vorzugsweise ist Het
Die Erfindung umfaßt auch pharmazeutisch annehmbare Salze der obigen Verbindungen.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung umfaßt die Verwendung einer Zusammensetzung, die die Verbindungen) der Formel I enthält, zur Inhibierung einer tRNA-Synthetase und insbesondere zur Modulierung des Wachstums von Bakterien- oder Pilzorganismen in Säugern, einer Pflanze oder einer Zellkultur.
Noch ein weiterer Aspekt der Erfindung umfaßt ein Verfahren zur Inhibierung des Wachstums von Mikroorganismen. Das Verfahren umfaßt das Einwirkenlassen einer Verbindung der Erfindung, vorzugsweise einer Verbindung der Formel I, auf den Mikroorganismus unter Bedingungen, bei denen eine therapeutisch wirksame Menge der Verbindung in den Mikroorganismus eindringt. Das Verfahren eignet sich auch zur Inhibierung des Mikroorganismenwachstums in vivo und in vitro.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist eine pharmazeutische Zusammensetzung, die die Verbindungen) der Erfindung und insbesondere die Verbindungen der Formel I enthält, welche bei der Behandlung von mikrobiellen Infektionen, z.B. Bakterieninfektionen, Pilzinfektionen, geeignet ist. Ein verwandter Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Medikaments, das das Einbringen von (einer) Verbindungen) der Erfindung, vorzugsweise einer Verbindung der Formel I, in einen geeigneten pharmazeutisch annehmbaren Träger umfaßt.
Diese und andere Aspekte der Erfindung werden mit Bezug auf die folgende detaillierte Beschreibung der Erfindung offensichtlicher werden.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
1. Definitionen
Molekülbezeichnungen, wenn sie in dieser Anmeldung verwendet werden, haben, sofern nichts anderes angegeben ist, ihre übliche Bedeutung. Die Bezeichnung "Hydrido" bedeutet ein einzelnes Wasserstoffatom (H). Die Bezeichnung "Acyl" ist als Carbonylrest definiert, der an eine Hydrido-, Alkyl-, Alkenyl-, Alkinyl-, Cycloalkyl-, Heterocyclyl-, Aryl- oder Heteroarylgruppe gebunden ist, Beispiel für solche Reste sind Formyl, Acetyl und Benzoyl. Die Bezeichnung "Amino" bedeutet einen Stickstoffrest mit zwei Substituenten, die unabhängig ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus Hydrido, Alkyl, Cycloalkyl, Heterocyclyl, Aryl und Heteroaryl. Bevorzugte Aminoreste sind NH₂-Reste und "Niederamino"-Reste, bei denen die zwei Substituenten unabhängig ausgewählt sind aus Hydrido und Niederalkyl. Eine Unterklasse von Amino ist "Alkylamino", wobei der Stickstoffrest wenigstens 1 Alkylsubstituenten enthält. Bevorzugte Alkylaminogruppen enthalten Alkylgruppen, die zum Beispiel mit einer Carboalkoxygruppe substituiert sind. Die Bezeichnung "Acyloxy" bedeutet einen Sauerstoffrest neben einer Acylgruppe. Die Bezeichnung "Acylamino" bedeutet einen Stickstoffrest neben einer Acyl-, Carboalkoxy- oder Carboxyamidogruppe. Die Bezeichnung "Carboalkoxy" ist als Carbonylrest neben einer Alkoxy- oder Aryloxygruppe definiert. Die Bezeichnung "Carboxyamido" bedeutet einen Carbonylrest neben einer Aminogruppe. Eine Unterklasse von Carboxyamido ist "N-Sulfonylcarboxyamido", welches einen Carbonylrest neben einer N-sulfonylsubstituierten Aminogruppe bedeutet. Die Bezeichnung "Halogen" ist als Brom-, Chlor-, Fluor- oder Iodrest definiert. Die Bezeichnung "Thio" bedeutet einen Schwefelrest neben einer Substituentengruppe, ausgewählt aus Hydrid, Alkyl, Cycloalkyl, Heterocyclyl, Aryl und Heteroaryl, wie z.B. Methylthio und Phenylthio. Bevorzugte Thioreste sind "Niederthio"-Reste, die Niederalkylgruppen enthalten.
Die Bezeichnung "Alkyl" ist definiert als linearer oder verzweigter gesättigter Rest mit ein bis etwa zehn Kohlenstoffatomen, sofern nichts anderes angegeben ist. Bevorzugte Alkylreste sind "Niederalkyl"-Reste mit ein bis etwa fünf Kohlenstoffatomen. Ein oder mehrere Wasserstoffatome können auch durch eine Substituentengruppe, ausgewählt aus Acyl, Amino, Acylamino, Acyloxy, Carboalkoxy, Carboxy, Carboxyami do, Cyano, Halogen, Hydroxy, Nitro, Thio, Alkyl, Alkenyl, Alkinyl, Cycloalkyl, Heterocyclyl, Aryl, Heteroaryl, Alkoxy, Aryloxy, Sulfoxy, Sulfinyl, Sulfonyl, N-Sulfonylcarboxyamido und N-Acylaminosulfonyl, ersetzt sein. Bevorzugte Substituenten sind Carboalkoxy, Carboxy, N-Sulfonylcarboxyamido und N-Acylaminosulfonyl. Beispiele für Alkylgruppen sind u.a. Methyl, tert.-Butyl, Isopropyl, Methoxymethyl, Carboxymethyl und Carbomethoxymethyl. Die Bezeichnung "Alkenyl" umfaßt lineare oder verzweigte Reste mit zwei bis etwa zwanzig Kohlenstoffatomen, vorzugsweise drei bis etwa zehn Kohlenstoffatomen, und mit wenigstens einer Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung. Ein oder mehrere Wasserstoffatome können auch durch eine Substituentengruppe, ausgewählt aus Acyl, Amino, Acylamino, Acyloxy, Carboalkoxy, Carboxy, Carboxyamido, Cyano, Halogen, Hydroxy, Nitro, Thio, Alkyl, Alkenyl, Alkinyl, Cycloalkyl, Heterocyclyl, Aryl, Heteroaryl, Alkoxy, Aryloxy, Sulfoxy, Sulfinyl, Sulfonyl, N-Sulfonylcarboxyamido und N-Acylaminosulfonyl, ersetzt sein. Beispiele für Alkenylgruppen sind u.a. Ethylenyl oder Phenylethylenyl. Die Bezeichnung "Alkinyl" bedeutet lineare oder verzweigte Reste mit zwei bis etwa zehn Kohlenstoffatomen und mit wenigstens einer Kohlenstoff-Kohlenstoff-Dreifachbindung. Ein oder mehrere Wasserstoffatome können auch durch eine Substituentengruppe, ausgewählt aus Acyl, Amino, Acylamino, Acyloxy, Carboalkoxy, Carboxy, Carboxyamido, Cyano, Halogen, Hydroxy, Nitro, Thio, Alkyl, Alkenyl, Alkinyl, Cycloalkyl, Heterocyclyl, Aryl, Heteroaryl, Alkoxy, Aryloxy, Sulfoxy, Sulfinyl, Sulfonyl, N-Sulfonylcarboxyamido und N-Acylaminosulfonyl, ersetzt sein. Beispiele für Alkinylgruppen sind u.a. Propinyl. Die Bezeichnung "Aryl" umfaßt aromatische Reste in einem einzelnen oder kondensierten carbocyclischen Ringsystem mit fünf bis zwölf Ringelementen. Ein oder mehrere Wasserstoffatome können auch durch eine Substituentengruppe, ausgewählt aus Acyl, Amino, Acylamino, Acyloxy, Carboalkoxy, Carboxy, Carboxyamido, Cyano, Halogen, Hydroxy, Nitro, Thio, Alkyl, Alkenyl, Alkinyl, Cycloalkyl, Heterocyclyl, Aryl, Heteroaryl, Alkoxy, Aryloxy, Sulfoxy, Sulfinyl, Sulfonyl, N-Sulfonylcarboxyamido und N-Acylaminosulfonyl, ersetzt sein. Beispiele für Arylgruppen sind u.a. Phenyl, 2,4-Dichlorphenyl, Naphthyl, Biphenyl, Terphenyl. "Heteroaryl" umfaßt aromatische Reste, die ein bis vier Heteroatome enthalten, ausgewählt aus Sauerstoff, Stickstoff und Schwefel, in einem einzelnen oder kondensierten heterocyclischen Ringsystem mit fünf bis fünfzehn Ringelementen. Ein oder mehrere Wasserstoffatome können auch durch eine Substituentengruppe, ausgewählt aus Acyl, Amino, Acylamino, Acyloxy, Carboalkoxy, Carboxy, Carboxyamido, Cyano, Halogen, Hydroxy, Nitro, Thio, Alkyl, Alkenyl, Alkinyl, Cycloalkyl, Heterocyclyl, Aryl, Heteroaryl, Alkoxy, Aryloxy, Sulfoxy, Sulfinyl, Sulfonyl, N-Sulfonylcarboxy amido und N-Acylaminosulfonyl, ersetzt sein. Beispiele für Heteroarylgruppen sind u.a. Tetrazolyl, Pyridinyl, Thiazolyl, Thiadiazoyl, Isochinolinyl, Pyrazolyl, Oxazolyl, Oxadiazoyl, Triazolyl und Pyrrolylgruppen.
Die Bezeichnung "Cycloalkyl" ist definiert als ein gesättigter oder teilweise ungesättigter carbocyclischer Ring in einem einzelnen oder kondensierten carbocyclischen Ringsystem mit drei bis zwölf Ringgliedern. Ein oder mehrere Wasserstoffatome können auch durch eine Substituentengruppe, ausgewählt aus Acyl, Amino, Acylamino, Acyloxy, Carboalkoxy, Carboxy, Carboxyamido, Cyano, Halogen, Hydroxy, Nitro, Thio, Alkyl, Alkenyl, Alkinyl, Cycloalkyl, Heterocyclyl, Aryl, Heteroaryl, Alkoxy, Aryloxy, Sulfoxy, Sulfinyl, Sulfonyl, N-Sulfonylcarboxyamido und N-Acylaminosulfonyl, ersetzt sein. Beispiele für eine Cycloalkylgruppe sind u.a. Cyclopropyl, Cyclobutyl, Cyclohexyl und Cycloheptyl. Die Bezeichnung "Heterocyclyl" umfaßt einen gesättigten oder teilweise ungesättigten Ring mit null bis vier Heteroatomen, ausgewählt aus Sauerstoff, Stickstoff und Schwefel, in einem einzelnen oder kondensierten heterocyclischen Ringsystem mit drei bis zwölf Ringgliedern. Ein oder mehrere Wasserstoffatome können auch durch eine Substituentengruppe, ausgewählt aus Acyl, Amino, Acylamino, Acyloxy, Carboalkoxy, Carboxy, Carboxyamido, Cyano, Halogen, Hydroxy, Nitro, Thio, Alkyl, Alkenyl, Alkinyl, Cycloalkyl, Heterocyclyl, Aryl, Heteroaryl, Alkoxy, Aryloxy, Sulfoxy, Sulfinyl, Sulfonyl, N-Sulfonylcarboxyamido und N-Acylaminosulfonyl, ersetzt sein. Beispiele für eine heterocyclische Gruppe sind u.a. Morpholinyl, Piperidinyl und Pyrrolidinyl. Die Bezeichnung "Alkoxy" bedeutet oxyhaltige Reste, die mit einer Alkyl-, Cycloalkyl- oder Heterocyclylgruppe substituiert sind. Beispiele sind u.a. Methoxy, tert.-Butoxy, Benzyloxy und Cyclohexyloxy. Bevorzugte Alkoxyreste sind "Niederalkoxy"-Reste mit einem Niederalkylsubstituenten. Die Bezeichnung "Aryloxy" bedeutet oxyhaltige Reste, die mit einer Aryl- oder Heteroarylgruppe substituiert sind. Beispiele sind u.a. Phenoxy. Die Bezeichnung "Sulfinyl" ist als ein tetravalenter Schwefelrest definiert, der mit einem Oxosubstituenten und einem zweiten Substituenten, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Alkyl, Cycloalkyl, Heterocyclyl, Aryl und Heteroaryl, substituiert ist. Die Bezeichnung "Sulfonyl" ist als ein hexavalenter Schwefelrest definiert, der mit zwei Oxosubstituenten und einem dritten Substituenten, ausgewählt aus Alkyl, Cycloalkyl, Heterocyclyl, Aryl und Heteroaryl, substituiert ist. Die Bezeichnung "N-Acylaminosulfonyl" bedeutet ein hexavalentes Schwefelatom, gebunden an zwei Oxosubstituenten und eine mit N-Acyl substituierte Aminogruppe.
Die pharmazeutisch annehmbaren Salze der Verbindungen der Erfindung (vorzugsweise einer Verbindung der Formel I) sind u.a. Säureadditionssalze und Basenadditionssalze. Die Bezeichnung "pharmazeutisch annehmbare Salze" umfaßt Salze, die üblicherweise zur Bildung von Alkalimetallsalzen und zur Bildung von Additionssalzen von freien Säuren oder freien Basen verwendet werden. Die Beschaffenheit des Salzes ist nicht entscheidend, vorausgesetzt, es ist pharmazeutisch annehmbar. Geeignete pharmazeutisch annehmbare Säureadditionssalze der Verbindungen der Erfindung (vorzugsweise einer Verbindung der Formel I) können aus einer anorganischen Säure oder einer organischen Säure hergestellt werden. Beispiele für solche anorganischen Säuren sind Salz-, Bromwasserstoff-, Iodwasserstoff-, Salpeter-, Carbon-, Schwefel- und Phosphorsäure. Geeignete organische Säuren können ausgewählt sein aus aliphatischen, cycloaliphatischen, aromatischen, arylaliphatischen, heterocyclischen, carboxylischen und sulfonischen Klassen organischer Säuren, Beispiele dafür sind Ameisen-, Essig-, Propion-, Succin-, Glycol-, Glucon-, Malein-, Embon-(Pamoa-), Methansulfon-, Ethansulfon-, 2-Hydroxyethansulfon-, Pantothen-, Benzolsulfon-, Toluolsulfon-, Sulfanil-, Mesyl-, Cyclohexylaminosulfon-, Stearin-, Algen(algenic acid), β-Hydroxybutter-, Malon-, Galact- (galactic acid) und Galacturonsäure. Geeignete pharmazeutisch annehmbare Basenadditionssalze von Verbindungen der Erfindung (vorzugsweise einer Verbindung der Formel I) sind u.a., ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, Metallsalze, die aus Aluminium, Calcium, Lithium, Magnesium, Kalium, Natrium und Zink hergestellt sind, oder organische Salze, die aus N,N'-Dibenzylethylendiamin, Chlorprocain, Cholin, Diethanolamin, Ethylendiamin, N-Methylglucamin und Procain hergestellt sind. Alle diese Salze können durch herkömmliche Mittel aus der entsprechenden Verbindung der Erfindung (vorzugsweise aus einer Verbindung der Formel I) zum Beispiel durch Behandlung der Verbindung der Erfindung (vorzugsweise einer Verbindung der Formel I) mit der entsprechenden Säure oder Base hergestellt werden.
So wie hier verwendet, bedeutet "Behandeln" das Verhindern des Ausbruchs, das Verlangsamen des Fortschreitens oder das Ausrotten der Existenz des behandelten Zustandes, wie z.B. einer mikrobiellen Infektion. Eine erfolgreiche Behandlung zeigt sich durch eine Verringerung und vorzugsweise ein Ausrotten der Bakterien- und/oder Pilzinfektion in dem behandelten Subjekt.
Die Verbindungen der Erfindung (vorzugsweise die Verbindungen der Formel I) können ein oder mehrere asymmetrische Kohlenstoffatome besitzen und daher in der Lage sein, in Form von optischen Isomeren sowie in Form von racemischen oder nichtracemischen Mischungen davon zu existieren. Die Verbindungen der Erfindung (vorzugsweise die Verbindungen der Formel I) können in der vorliegenden Erfindung als ein einzelnes Isomer oder als eine Mischung aus stereochemisch isomeren Formen verwendet werden. Diastereoisomere können durch herkömmliche Mittel, wie z.B. Chromatographie, Destillation, Kristallisation oder Sublimation, getrennt werden. Die optischen Isomere können durch Auftrennen der racemischen Mischungen gemäß herkömmlichen Verfahren erhalten werden, zum Beispiel durch Bildung diastereoisomerer Salze durch Behandlung mit einer optisch aktiven Säure oder Base. Beispiele für geeignete Säuren sind Wein-, Diacetylwein-, Dibenzoylwein-, Ditoluoylwein- und Camphersulfonsäure. Die Diastereomerenmischung kann durch Kristallisation, gefolgt von der Freisetzung der optisch aktiven Basen aus diesen Salzen, getrennt werden. Ein alternatives Verfahren zur Trennung optischer Isomere umfaßt die Verwendung einer chiralen Chromatographiesäule, die optimal gewählt wird, um die Trennung der Enantiomeren zu maximieren. Noch ein weiteres verfügbares Verfahren umfaßt die Synthese kovalenter diastereomerer Moleküle durch Umsetzung von Verbindungen der Erfindung (vorzugsweise Verbindungen der Formel I) mit einer optisch reinen Säure in einer aktivierten Form oder eines optisch reinen Isocyanats. Die synthetisierten Diastereoisomere können durch herkömmliche Mittel, wie z.B. Chromatographie, Destillation, Kristallisation oder Sublimation, getrennt und anschließend hydrolysiert werden, um die enantiomerenreine Verbindung zu erhalten. Die optisch aktiven Verbindungen der Erfindung (vorzugsweise Verbindungen der Formel I) können auf ähnliche Weise durch Verwendung optisch aktiver Ausgangsmaterialien erhalten werden. Diese Isomere können in Form einer freien Säure, einer freien Base, eines Esters oder eines Salzes vorliegen.
Die Erfindung umfaßt auch isolierte Verbindungen. Eine isolierte Verbindung ist eine Verbindung, die wenigstens 10%, vorzugsweise 20%, besonders bevorzugt 50% und ganz besonders bevorzugt 80% der in der Mischung vorliegenden Verbindung darstellt und eine nachweisbare (d.h. statistisch bedeutende) antimikrobielle Wirkung zeigt, wenn sie in herkömmlichen biologischen Tests, wie z.B. den hierin beschriebenen Tests, getestet wird.
II. Beschreibung
Gemäß einem Aspekt der Erfindung werden Verbindungen der Formel I zur Verfügung gestellt. Die Verbindungen eignen sich zur Inhibierung der enzymatischen Aktivität einer tRNA-Synthetase in vivo oder in vitro. Die Verbindungen eigenen sich besonders als antimikrobielle Mittel, d.h. als Mittel, die das Bakterien- oder Pilzwachstum inhibieren.
Eine Unterklasse von Verbindungen der Formel I sind Verbindungen der Formel
Die Substituenten R³, R⁴, R⁵, R⁶, R⁷, R⁸, R⁹, R²⁵, R²⁶, R²⁷ und R²⁸ sind wie zuvor beschrieben.
Die Verbindungen der Erfindung (vorzugsweise die Verbindungen der Formel I) sind gegen eine Vielzahl von Bakterienorganismen wirksam. Sie sind wirksam sowohl gegen grampositive als auch gegen gramnegative aerobe und anaerobe Bakterien, einschließlich Staphylococci, zum Beispiel S. aureus; Enterococci, zum Beispiel E. faecalis; Streptococci, zum Beispiel S. pneumoniae; Haemophilus, zum Beispiel H. influenza; Morxella, zum Beispiel M. catarrhalis; und Escherichia, zum Beispiel E. coli. Die Verbindungen der vorliegenden Erfindung (vorzugsweise die Verbindungen der Formel I) sind auch wirksam gegen Mycobacteria, zum Beispiel M. tuberculosis. Die Verbindungen der vorliegenden Erfindung (vorzugsweise die Verbindungen der Formel I) sind auch wirksam gegen interzellulare Mikroben, zum Beispiel Chlamydia und Rickettsiae. Die Verbindungen der vorliegenden Erfindung (vorzugsweise die Verbindungen der Formel I) sind auch wirksam gegen Mycoplasma, zum Beispiel M. pneumoniae.
Die Verbindungen der vorliegenden Erfindung (vorzugsweise die Verbindungen der Formel I) sind auch wirksam gegen Pilzorganismen, einschließlich, neben anderen Organismen, der Spezies Aspergillus, Blastomyces, Candida, Coccidioides, Cryptococcus, Epidermophyton, Hendersonula, Histoplasma, Microsporum, Paecilomyces, Paracoccidioides, Pneumocystis, Trichophyton und Trichosporium.
In einem zweiten Aspekt stellt die Erfindung eine pharmazeutische Zusammensetzung zur Verfügung, die eine Verbindung der Erfindung, vorzugsweise eine Verbindung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, und einen pharmazeutisch annehmbaren Träger (nachstehend beschrieben) enthält. So wie hier verwendet, bedeutet der Ausdruck "therapeutisch wirksame Menge" die Menge einer Verbindung der vorliegen den Erfindung (vorzugsweise einer Verbindung der Formel I), welche den Ausbruch einer mikrobiellen Infektion verhindert, die Symptome einer mikrobiellen Infektion verringert oder das Fortschreiten einer mikrobiellen Infektion stoppt. Die Bezeichnung "mikrobiell" bedeutet bakteriell und fungal, zum Beispiel bedeutet eine "mikrobielle Infektion" eine Bakterien- oder Pilzinfektion. Die Bezeichnung "Behandeln" ist definiert als die Verabreichung einer therapeutisch wirksamen Menge einer Verbindung der Erfindung (vorzugsweise einer Verbindung der Formel I) an ein Subjekt. Die Bezeichnung "Subjekt", so wie es hier beschrieben wird, ist definiert als ein Säuger, eine Pflanze oder eine Zellkultur.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Inhibierung einer tRNA-Synthetase zur Verfügung gestellt, das das Inkontaktbringen einer tRNA-Synthetase mit einer Verbindung der Erfindung (vorzugsweise einer Verbindung der Formel I) unter den Bedingungen, bei denen die tRNA-Synthetase mit seinen Substraten wechselwirkt und seine Substrate so reagieren, daß ein Aminoacyladenylat-Zwischenprodukt gebildet wird, und vorzugsweise weiter reagieren, um eine geladene tRNA zu bilden, umfaßt. Solche Bedingungen sind den Fachleuten bekannt (siehe auch z.B. die Beispiele für Bedingungen), und PCT/US 96/11910, eingereicht am 18. Juli 1996 (WO 97/05132, veröffentlicht am 13. Februar 1997), und US-Patent 5 726 195. Dieses Verfahren umfaßt das Inkontaktbringen einer tRNA-Synthetase mit einer Menge der Verbindung der Erfindung (vorzugsweise einer Verbindung der Formel I), die ausreicht, um eine nachweisbare tRNA-Synthetase-Inhibierung zu ergeben. Dieses Verfahren kann an einer tRNA-Synthetase durchgeführt werden, die sich innerhalb eines Organismus oder außerhalb eines Organismus befindet.
In einem weiteren Aspekt stellt die Erfindung ein Verfahren zur Inhibierung des Wachstums von Mikroorganismen, vorzugsweise Bakterien oder Pilzen, zur Verfügung, das das Inkontaktbringen der Organismen mit einer Verbindung der Erfindung (vorzugsweise einer Verbindung der Formel I) unter Bedingungen, die das Eindringen der Verbindung in den Organismus und in den Mikroorganismus ermöglichen, umfaßt. Solche Bedingungen sind dem Fachmann bekannt und sind in den Beispielen veranschaulicht. Dieses Verfahren umfaßt das Inkontaktbringen einer mikrobiellen Zelle mit einer therapeutisch wirksamen Menge von (einer) Verbindungen) der Erfindung (vorzugsweise (einer) Verbindungen) der Formel I), z.B. um die Zell-tRNA-Synthetase in vivo oder in vitro zu inhibieren. Dieses Verfahren wird in vivo zum Beispiel zur Behandlung von mikrobiellen Infektionen bei Säugern angewandt. Alternativ wird das Verfahren in vitro zum Beispiel zur Beseitigung von mikrobiellen Verunreinigungen in einer Zellkultur oder in einer Pflanze angewandt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung werden die hierin offenbarten Zusammensetzungen zur Behandlung eines Subjekts, das an einer mikrobiellen Infektion leidet oder dafür empfindlich ist, verwendet. Das Verfahren umfaßt die Verabreichung einer therapeutisch wirksamen Menge einer Verbindung der Erfindung (vorzugsweise einer Verbindung der Formel I) an ein Subjekt. Gemäß diesem Aspekt der Erfindung werden die hierin offenbarten neuen Zusammensetzungen in einen pharmazeutisch annehmbaren Träger gegeben und einem Empfänger (vorzugsweise einem Menschen) gemäß bekannten Verfahren zur Zufuhr von Arzneistoffen zugeführt. Beispielhafte Verfahren zur Zufuhr eines antibakteriellen, antifungalen oder antimykoplasmischen Mittels sind in US-Patent Nr. 5 041 567, erteilt an Rogers, und in der PCT-Patentanmeldung mit der Nummer EP94/02552 (Veröffentlichungsnummer WO 95/05384) beschrieben. Im allgemeinen wenden die Verfahren zur Zufuhr der Zusammensetzungen der Erfindung in vivo im Stand der Technik bekannte Vorschriften zur Zufuhr des Mittels an, wobei die einzige wesentliche Verfahrensmodifikation der Austausch der Arzneistoffe in den im Stand der Technik bekannten Vorschriften durch die Verbindungen der Erfindung (vorzugsweise die Verbindungen der Formel I) ist. Ähnlich wenden die Verfahren zur Verwendung der beanspruchten Zusammensetzung zur Behandlung von Zellen in der Kultur, zum Beispiel zur Beseitigung oder Verringerung des Bakterienkontaminierungsgrades einer Zellkultur, im Stand der Technik bekannte Vorschriften zur Behandlung von Zellkulturen mit antibakteriellem/n Mittel(n) an, wobei die einzige wesentliche Verfahrensmodifikation der Austausch der in den im Stand der Technik bekannten Vorschriften verwendeten Mittel durch die Verbindungen der Erfindung (vorzugsweise die Verbindungen der Formel I) ist.
Die hierin offenbarten pharmazeutischen Präparate werden gemäß Standardverfahren hergestellt und in Dosen verabreicht, die so gewählt werden, daß die Infektion verringert, verhindert oder beseitigt wird (siehe z.B. Remington's Pharmaceutical Sciences, Mack Publishing Company, Easton, PA und Goodman und Gilman's The Pharmaceutical Basis of Therapeutics, Pergamon Press, New York, NY, deren Inhalte durch Bezugnahme hierin aufgenommen sind, für eine allgemeine Beschreibung der Verfahren zur Verabreichung verschiedener antimikrobieller Mittel zur Therapie bei Menschen). Die Zusammensetzungen der Erfindung (vorzugsweise der Formel I) können durch Verwendung von Abgabesystemen mit gesteuerter (z.B. Kapseln) oder verzögerter (z.B. bioerodierbare Matrizen) Freisetzung zugeführt werden. Beispielhafte Abgabesysteme mit verzögerter Freisetzung, die für die Verabreichung der Zusammen setzungen der Erfindung (vorzugsweise der Formel I) geeignet sind, sind in den US-Patenten Nr. 4 452 775 (erteilt an Kent), 5 239 660 (erteilt an Leonard), 3 854 480 (erteilt an Zaffaroni) beschrieben.
Die pharmazeutisch annehmbaren Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung umfassen ein oder mehrere Verbindungen der Erfindung (vorzugsweise Verbindungen der Formel I) in Verbindung mit ein oder mehreren nichttoxischen pharmazeutisch annehmbaren Trägern und/oder Verdünnungsmitteln und/oder Hilfsstoffen und/oder Arzneistoffträgern, die gemeinsam hierin als "Träger"-Materialien bezeichnet werden, und, falls erwünscht, anderen Wirkstoffen.
Die Verbindungen der vorliegenden Erfindung (vorzugsweise Verbindungen der Formel I) werden auf beliebigem Wege, vorzugsweise in Form einer pharmazeutischen Zusammensetzung, die für einen solchen Weg hergerichtet ist, wie nachstehend veranschaulicht verabreicht und hängen von dem zu behandelnden Zustand ab. Die Verbindungen und Zusammensetzungen können zum Beispiel oral, intravaskulär, intraperitoneal, subkutan, intramuskulär oder topisch verabreicht werden.
Zur oralen Verabreichung liegen die pharmazeutischen Zusammensetzungen zum Beispiel in Form einer Tablette, Kapsel, Suspension oder Flüssigkeit vor. Die pharmazeutische Zusammensetzung wird vorzugsweise in Form einer Dosiseinheit, die eine therapeutisch wirksame Menge des Wirkstoffes enthält, hergestellt. Beispiele für solche Dosiseinheiten sind Tabletten und Kapseln. Für therapeutische Zwecke können die Tabletten und Kapseln, zusätzlich zum Wirkstoff, herkömmliche Träger, wie z.B. Bindemittel, zum Beispiel Akaziengummi, Gelatine, Polyvinylpyrrolidon, Sorbit oder Tragant; Füllstoffe, zum Beispiel Calciumphosphat, Glycin, Lactose, Maisstärke, Sorbit oder Saccharose; Gleitmittel, zum Beispiel Magnesiumstearat, Polyethylenglycol, Silica oder Talk; Sprengmittel, zum Beispiel Kartoffelstärke, Aroma- oder Farbstoffe oder annehmbare Benetzungsmittel enthalten. Orale Flüssigpräparate liegen im allgemeinen in Form von wäßrigen oder öligen Lösungen, Suspensionen, Emulsionen, Sirupen oder Elixieren vor und können herkömmliche Additive, wie z.B. Suspensionsmittel, Emulsionsmittel, nichtwäßrige Mittel, Konservierungsmittel, Farbmittel und Aromatstoffe, enthalten. Beispiele für Additive für Flüssigpräparate sind u.a. Akaziengummi, Mandelöl, Ethylalkohol, fraktioniertes Kokosnußöl, Gelatine, Glucosesirup, Glycerin, hydrierte eßbare Fette, Lecithin, Methylcellulose, Methyl- oder Propyl-para-hydroxybenzoat, Propylenglycol, Sorbit oder Sorbinsäure.
Die pharmazeutischen Zusammensetzungen können durch Injektion verabreicht werden. Formulierungen zur parenteralen Verabreichung können in Form von wäßrigen oder nichtwäßrigen isotonischen sterilen Injektionslösungen oder -suspensionen vorliegen. Diese Lösungen oder Suspensionen können aus sterilen Pulvern oder Granulaten mit ein oder mehreren der zur Verwendung bei den Formulierungen zur oralen Verabreichung erwähnten Trägern hergestellt werden. Die Verbindungen können in Polyethylenglycol, Propylenglycol, Ethanol, Maisöl, Benzylalkohol, Natriumchlorid und/oder verschiedenen Puffern gelöst werden.
Zur topischen Verwendung können die Verbindungen der vorliegenden Erfindung auch in geeigneten Formen, die auf die Haut oder die Schleimhäute der Nase und des Rachens aufgetragen werden, hergestellt werden, und sie nehmen die Form von Cremes, Salben, Flüssigsprays oder Inhalantien, Pastillen oder Rachentinkturen ein. Solche topischen Formulierungen können ferner chemische Verbindungen, wie z.B. Dimethylsulfoxid (DMSO) umfassen, um eine Oberflächenpenetration des Wirkstoffes zu fördern.
Zur Applikation in die Augen oder Ohren können die Verbindungen der vorliegenden Erfindung in flüssiger oder halbflüssiger Form, formuliert in hydrophoben oder hydrophilen Basen, als Salben, Cremes, Lotionen, Tinkturen oder Pulver dargereicht werden.
Zur rektalen Verabreichung können die Verbindungen der vorliegenden Erfindung in Form von Zäpfchen, die mit herkömmlichen Trägern, wie z.B. Kakaobutter, Wachs oder anderen Glyceriden vermischt sind, verabreicht werden.
Alternativ können die Verbindungen der vorliegenden Erfindung in Pulverform zur Wiederauflösung in dem geeigneten pharmazeutisch annehmbaren Träger zum Zeitpunkt der Zufuhr vorliegen.
Das Dosisregime zur Behandlung einer Infektion mit der/den Verbindung und/oder Zusammensetzungen dieser Erfindung wird anhand einer Vielzahl von Faktoren ausgewählt, einschließlich des Typs, Alters, Gewichts, Geschlechts und medizinischen Zustandes des Patienten, der Schwere der Infektion, des Verabreichungsweges und der Verabreichungshäufigkeit und der speziellen eingesetzten Verbindung. Im allgemeinen werden Dosen gemäß der Standardpraxis zur Optimierung der richtigen Dosierung zur Behandlung einer Infektion ermittelt.
Die Zusammensetzungen können, in Abhängigkeit des Verabreichungsverfahrens, 0,1 bis 99 Gew.-%, vorzugsweise 10–60 Gew.-%, des Wirkstoffes enthalten. Wenn die Zusammensetzungen Dosiseinheiten enthalten, enthält jede Dosiseinheit vorzugsweise 50–500 mg des Wirkstoffes. Zur Behandlung eines erwachsenen Menschen liegt die verwendete Dosis vorzugsweise im Bereich von 100 mg bis 3 g pro Tag, in Abhängigkeit von dem Verabreichungsweg und der Verabreichungshäufigkeit.
Wenn sie als Teil einer Gesamt-Nahrungsaufnahme verabreicht wird, kann die Menge der eingesetzten Verbindung weniger als 1 Gew.-% der Nahrung und vorzugsweise nicht mehr als 0,5 Gew.-% der Nahrung ausmachen. Die Nahrung für Tiere kann normales Futter sein, zu dem die Verbindung zugegeben werden kann, oder sie kann zu einer Vormischung hinzugegeben werden.
In den nachstehend beschriebenen Beispielen sind weitere Hinweise zu Merkmalen und Aspekten der Erfindung angegeben.
BEISPIELE
Die folgenden Beispiele sind detaillierte Beschreibungen der Verfahren zur Herstellung von Verbindungen der Formel I. Diese detaillierten Herstellungen fallen in den Umfang der Erfindung und dienen dazu, diese zu veranschaulichen. Diese Beispiele werden nur für Veranschaulichungszwecke angegeben und sollen keine Einschränkung des Umfangs der Erfindung sein.
Schema I
Synthese von I
Zu 10,0 g 4-Hydroxy-L-prolinmethylester in 100 ml wasserfreiem Tetrahydrofuran wurden 10,5 ml 2,4-Dichlorbenzylchlorid, 30 ml Diisopropylethylamin und 100 mg Tetrabutylammoniumiodid zugegeben. Man ließ die Reaktion 16 Stunden bei Raumtemperatur rühren, bevor sie mit 200 ml Ethylacetat und 300 ml 1N Salzsäure aufgetrennt wurde. Die Säureschicht wurde mit Natriumhydrogencarbonat neutralisiert und mit 300 ml Ethylacetat extrahiert. Die organische Schicht wurde mit 10 g Natriumsulfat getrocknet und durch 100 g Kieselgel gegossen. Die Lösung wurde eingeengt, um 16,8 g I als ein klares Öl zu ergeben.
Synthese II
Zu 16,8 g I in 50 ml wasserfreiem N,N'-Dimethylformamid wurden 9,2 g tert.-Butyldimethylsilylchlorid zugegeben, gefolgt von 4,5 g Imidazol. Man ließ die Reaktion 16 Stunden bei Raumtemperatur rühren, bevor sie mit 300 ml Ethylacetat und (2 × 400 ml) Salzlösung aufgetrennt wurde. Die organische Schicht wurde mit 10 g Natriumsulfat getrocknet und durch 100 g Kieselgel gegossen. Die Lösung wurde eingeengt, um 23 g II als ein gelbes Öl zu ergeben.
Synthese III
Bei 0°C wurden 23,0 g II in 50 ml Methanol und 50 ml 1,4-Dioxan zu einer Lösung von 2,5 g Lithiumhydroxid-Monohydrat in 25 ml Wasser zugegeben. Nach 1 Stunde wurde die Reaktionsmischung mit 250 ml Ethylacetat und 250 ml verdünnter Citronensäure aufgetrennt. Die organische Schicht wurde mit 200 ml Salzlösung gewaschen und anschließend mit 10 g Natriumsulfat getrocknet. Das Einengen im Vakuum ergab 19,1 g II als ein gelbes Öl.
Synthese IV
Zu 0,36 g III in 10 ml wasserfreiem N,N'-Dimethylformamid wurden 0,26 g 2-(Aminomethyl)benzimidazol-Dihydrochlorid, 1,1 ml Diisopropylethylamin und 0,22 g 1-(3-Dimethylaminopropyl)-3-ethylcarbodümid-Hydrochlorid zugegeben. Die Reaktion wurde 16 Stunden bei Raumtemperatur gerührt, bevor 30 ml Ethylacetat und 2 × 50 ml Salzlösung zugegeben wurden. Die organische Schicht wurde mit 0,5 g Natriumsulfat getrocknet, dann zur Trockene eingeengt. Die Reinigung durch Kieselgelchromatographie ergab 0,20 g IV.
Synthese V
Eine Lösung von 0,20 g IV in 4 ml 1M Tetrabutylammoniumfluorid in Tetrahydrofuran wurde 16 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Die Reaktion wurde eingeengt und durch Kieselgelchromatographie unter Verwendung von 10% Methanol in Dichlormethan gereinigt, um 0,07 g V als einen weißen Feststoff zu ergeben.
Schema II
Synthese von VI
Eine Lösung von 5,0 g S-Pyrrolidinmethanol, 7,6 ml 2,4-Dichlorbenzylchlorid, 17,3 ml Diisopropylethylamin und 0,1 g Tetrabutylammoniumiodid in 100 ml wasserfreiem Tetrahydrofuran wurde 18 Stunden bei Raumtemperatur gerührt, bevor sie mit 200 ml Ethylacetat und 200 ml 1N Salzsäure aufgetrennt wurde. Die Säureschicht wurde mit Natriumhydrogencarbonat neutralisiert, dann mit 200 ml Ethylacetat extrahiert. Die organische Schicht wurde mit 200 ml Salzlösung gewaschen und mit 10 g Natriumsulfat getrocknet. Das Einengen der organischen Lösung ergab 10,3 g VI als ein Öl.
Synthese von VII
0,43 g VI wurden zu 0,07 g 60%igem NaH in 10 ml wasserfreiem N,N'-Dimethylformamid zugegeben. Nach 1 stündigem Rühren bei Raumtemperatur wurde das Chlormethylbenzimidazol II zugegeben. Die Reaktion wurde 18 Stunden gerührt, bevor sie mit 50 ml Ethylacetat und 50 ml Salzlösung aufgetrennt wurde. Die organische Schicht wurde mit 5 g Natriumsulfat getrocknet und eingeengt. Das rohe Öl wurde durch Kieselgelchromatographie unter Verwendung von 1:1 Hexan/Ethylacetat gereinigt, um 0,56 g VII zu ergeben.
Synthese von VIII
Zu 0,56 g VII in 5 ml 1,4-Dioxan wurden 0,2 ml konzentrierte Salzsäure zugegeben. Die Reaktion wurde 2 Stunden auf 100°C erhitzt, bevor sie mit 30 ml Ethylacetat und 30 ml gesättigter Natriumhydrogencarbonatlösung aufgetrennt wurde. Die organische Schicht wurde mit 30 ml Salzlösung gewaschen und mit 2 g Natriumsulfat getrocknet. Das Einengen der organischen Schicht ergab 0,4 g VIII als ein Öl.
Schema III Snthese IX Modulare Synthese von 3- und 4-Hydroxyprolin-Analoga
Synthese von N-alkylierten Hydroxyprolinestern (II)
Zu einer Suspension von Hydroxy-L-prolinmethylester-Hydrochlorid (I, 1,1 mmol, 200 mg) in 3 ml Dichlormethan in einem 16-mm-Röhrchen mit Schraubkappe wurde Diisopropylethylamin (DIEA, 2,43 mmol, 0,43 ml) zugegeben. Die Suspension wurde 2 Minuten mit Ultraschall behandelt, dann mit Arylchlorid (R₁CH₂Cl, 1,05 mmol) und Tetrabutylammoniumiodid (TBAI, 0,05 mmol, 20 mg) versetzt. Die Reaktionsmischung wurde 24 Stunden auf 40°C erwärmt, dann auf Raumtemperatur abgekühlt und mit 5 ml Dichlormethan und 5 ml wäßrigem gesättigtem Natriumhydrogencarbonat verdünnt. Die Reaktionsmischung wurde kräftig geschüttelt und die Schichten getrennt. Die organische Schicht wurde in einem sauberen 16-mm-Röhrchen gesammelt und das Lösungsmittel unter einem Stickstoffstrom eingedampft, um rohes N-alkyliertes Hydroxyprolin II zu ergeben. Jedes Zwischenprodukt wurde durch LC/MS charakterisiert und ergab einen Hauptpeak, der dem Molekülion entspricht.
trans-3-Hydroxy-L-prolinmethylester-Hydrochlorid (I, X=Z=H, Y=OH) wurde durch Auflösen des entsprechenden trans-3-Hydroxy-L-prolins (7,6 mmol, 1 g) in 20 ml Methanol und 15 ml 1M Salzsäure in Ether hergestellt. Die Reaktionsmischung wurde 3 Stunden refluxiert, dann auf Raumtemperatur abgekühlt und im Vakuum abgezogen, um einen weißen Feststoff zu ergeben (1,2 g).
Die für diese Verdrängungsreaktionen verwendeten Arylchloride wurden aus kommerziellen Quelle erhalten: 2-Chlorbenzylchlorid (0,14 ml), 2,6-Dichlorbenzylchlorid (215 mg), 6-Chlorpiperonylchlorid (225 mg), 2-Chlor-4-nitrobenzylchlorid (226 mg), 3,4-Dichlorbenzylchlorid (0,15 ml), 2,3-Dichlorbenzylchlorid (0,15 ml), 2,5 Dichlorbenzylchlorid (0,15 ml), 2,4-Dichlorbenzylchlorid (0,15 ml) und 2-(4-Chlorphenyl)-4-chlormethylthiazol (265 mg).
Hydrolyse von Methylestern zu Säuren (III).
In ein Glasröhrchen, das eine Suspension von II (1,05 mmol) in 6 ml einer 1:1-Mischung aus THF und Wasser enthielt, wurde Lithiumhydroxid-Monohydrat (2,2 mmol, 53 mg) gegeben. Die Reaktionsmischung wurde 2 Stunden bei Raumtemperatur gerührt, um eine klare farblose Lösung zu ergeben, die anschließend mit 10 ml gesättigtem wäßrigem Natriumhydrogencarbonat verdünnt wurde. Die wäßrige Schicht wurde dreimal mit 5 ml Dichlormethan gewaschen und die organische Phase verworfen. Die wäßrige Phase wurde anschließend mit 6N Salzsäure auf pH 1 angesäuert, eingefroren und über Nacht gefriergetrocknet. Die Säure (III) wurde durch LC/MS analysiert und ergab reines Material, das dem Molekülion entsprach.
Säurezwischenprodukt bei der Synthese der Amidverbindung 8 (Tabelle 1a): δ_H (DMSO-d6) 1,65 (1H, m), 2,05 (2H, m), 3,10 (2H, m), 3,30 (1H, m), 3,55 (1H, d, J = 15 Hz), 4,10 (1H, d, J = 15 Hz), 7,36 (1H, dd, J₁ = 2,0 Hz, J₂ = 8,5 Hz), 7,49 (1H, d, J = 2,0 Hz), 7,62 (1H, d, 8,5 Hz).
Amidbildung (IV)
Säure (III, 0,18 mmol) wurde in 0,8 ml wasserfreiem Acetonitril und 0,2 ml DIEA gelöst. Zu dieser leicht trüben Lösung wurden Amin (0,18 mmol), Hydroxybenzotriazolhydrat (0,18 mmol) und schließlich 1-Ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimid (EDC) zugegeben. Die Reaktionsmischungen wurden 16 Stunden bei Raumtemperatur gerührt, dann mit 2 ml Ethylacetat verdünnt. Die organische Schicht wurde mit 3 ml gesättigtem wäßrigem Natriumhydrogencarbonat gewaschen und in einem 16-mm-Reagenzglas gesammelt. Das Lösungsmittel wurde unter einem Stickstoffstrom abgedampft und das feste Material erneut in 2 ml 1:1-Wasser/Acetonitril-Mischung gelöst. Die Probe wurde durch HPLC unter Verwendung einer YMC-Pack-ODS (100 × 20 mm)-Säule gereinigt, wobei mit einem Gradienten von 90% 0,1% TFA/Wasser bis 100% 0,1% TFA in Acetonitril innerhalb von 10 Minuten bei 20 ml/Minute und einer Detektion bei 254 nm eluiert wurde. Der größte Peak wurde gesammelt und durch LC/MS (ESI) analysiert, um einen einzelnen UV-Peak zu ergeben, der dem Molekülion entspricht. Das reine, vollständig umgewandelte Produkt wurde durch Einfrieren und Gefriertrocknen der Fraktion, die den größten Peak enthielt, als ein Bis-TFA-Salz erhalten.
Verbindung 8 (Tabelle 1a): δ_H (CD₃OD) 2,23 (1H, m), 2,58 (1H, m), 3,36 (1H, m), 3,76 (1H, dd, J₁ = 4,5 Hz, J₂ = 12,5 Hz), 4,58 (2H, m), 4,63 (1H, m), 4,70 (1H, d, J = 13,2 Hz), 4,78 (1H, d, J = 16,4 Hz), 4,88 (1H, d, J = 16,4 Hz), 7,32 (1H, dd, J₁ = 2,0 Hz, J₂ = 8,4 Hz), 7,48 (1H, d, J = 2,0), 7,58 (3H, m), 7,78 (2H, m).
Die in dieser Sequenz verwendeten Amine waren: 2-(Aminomethyl)benzimidazol-Dihydrochlorid, 2-(Aminomethyl)-4,5-dimethylbenzimidazol, 2-(Aminomethyl)-4-carboxymethylbenzimidazol, 2-(Aminomethyl)-4-chlorbenzimidazol, 2-(Aminomethyl)-4,5-dichlorbenzimidazol, 2-(Aminomethyl)-4-aminobenzimidazol. Diese Benzimidazol-Analoga wurden gemäß dem von Keenan, R. M. et al. (Bioorg. Med. Chem Lett. 1998, 8, 3165–3170) beschriebenen Verfahren hergestellt.
Die nachstehenden Tabellen 1a und 1b geben 4-Hydroxyprolinderivate mit unsubstituierten bzw. substituierten Benzimidazolen an; Tabelle 2a gibt 3-Hydroxyprolin-Analoga mit unsubstituierten Benzimidazolen an, und Tabelle 2b gibt 3-Hydroxyprolin-Analoga mit substituierten Benzimidazolen an.
Tabelle 1a: 4-Hydroxyprolinderivate, die unsubstituiertes Benzimidazol enthalten
Tabelle 1a: 4-Hydroxyprolinderivate, die unsubstituiertes Benzimidazol enthalten
Tabelle 1b: trans-4-Hydroxyprolinderivate, die substituierte Benzimidazole enthalten
Tabelle 2a: trans-3-Hydroxyprolinderivate, die unsubstituierte Benzimidazole enthalten
Tabelle 2b: trans-3-Hydroxyprolinderivate, die substituierte Benzimidazole enthalten
Tabelle 2b: trans-3-Hydroxyprolinderivate, die substituierte Benzimidazole enthalten
Tabelle 2b: trans-3-Hydroxyprolinderivate, die substituierte Benzimidazole enthalten
Schema IV Synthese X Modulare Synthese von 4-Hydroxyprolin-Analoga durch reduktive Aminierung
Zu einer Lösung von trans-4-Hydroxy-L-prolinmethylester-Hydrochlorid (I, 2,07 mmol, 300 mg) und Aldehyd (R₁CHO, 2,07 mmol) in 7 ml Dichlorethylen wurden Triethylamin (4,14 mmol, 0,58 ml) und Natriumtriacetoxyborhydrid (2,9 mmol, 613 mg) zugegeben. Die trübe Reaktionsmischung wurde bei Raumtemperatur 3 Stunden gerührt, dann mit gesättigtem wäßrigem Natriumhydrogencarbonat (6 ml) gequencht. Die wäßrige Schicht wurde dreimal mit 7 ml Ethylacetat extrahiert. Die organischen Schichten wurden vereint, über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und im Vakuum abgezogen, um ein Produkt zu ergeben, das laut seiner LC/MS-Kurve keine weitere Reinigung benötigte.
Der alkylierte Prolinmethylester (II) wurde durch das in Schema III beschriebene Verfahren in das Amid-Endprodukt (IV) umgewandelt.
Die nachstehende Tabelle 3 gibt Beispiele für alkylierte Proline an, die durch reduktive Aminierung erhalten wurden.
Tabelle 3: trans-4-Hydroxyprolinderivate, die durch reduktive Aminierung synthetisiert wurden
Tabelle 3: trans-4-Hydroxyprolinderivate, die durch reduktive Aminierung synthetisiert wurden
Schema V Synthese XI Alkylierung von trans-3- und -4-Hydroxyprolin
Zu einer Lösung von Methylester (II, 0,1 mmol, 30 mg) in 1 ml wasserfreiem DMF wurden der Reihe nach Natriumhydrid (60 Mol-%, 0,11 mmol, 3 mg) und Alkylbromid zugegeben. Die Reaktion wurde 16 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Die rohe Reaktionsmischung wurde durch LC/MS analysiert und zeigte das alkylierte Produkt als die Haupt-UV-Komponente der Kurve. Die Reaktion wurde mit 2 ml 1:1-THF/H₂O-Mischung gequencht, dann wurde Lithiumhydroxid-Monohydrat (0,2 mmol, 5 mg) zu der Reaktion hinzugegeben. Nach 2 Stunden wurde die Reaktionsmischung wie in Schema III beschrieben aufgearbeitet (Hydrolyse der Methylester). Die Amid-Endprodukte wurden wie in Schema III beschrieben hergestellt.
Die Verbindungen 44 und 47 von Tabelle 4 wurden durch Spaltung der entsprechenden tert.-Butylester, Verbindungen 43 bzw. 46, hergestellt. Die Spaltung erfolgte in 1 ml 40%iger Trifluoressigsäure in Dichlormethan innerhalb von 1 Stunde. Die Endprodukte wurden durch Abdampfen des Lösungsmittels im Vakuum isoliert und durch LC/MS charakterisiert.
Die nachstehende Tabelle 4 gibt Beispiele für 3- und 4-Alkoxyprolinderivate an.
Tabelle 4: 3- und 4-Alkoxyprolinderivate
Tabelle 4: 3- und 4-Alkoxyprolinderivate
Schema VI Synthese XII 4-trans-Thioetherprolin-Analoga
Das Prolin-Analogon I (Verbindung 10, Tabelle 1a, 0,17 mmol, 72 mg) wurde in 3 ml Dichlormethan gelöst und auf 0°C abgekühlt. Die Reaktionsmischung wurde mit wasserfreiem Pyridin (0,7 mmol, 0,06 ml) und Methansulfonylchlorid (0,38 mmol, 0,03 ml) behandelt. Die Reaktionsmischung wurde langsam innerhalb von 10 Stunden auf Raumtemperatur erwärmt, dann mit 5 ml wasserfreiem gesättigtem Natriumhydrogencarbonat gequencht. Die Schichten wurden getrennt und die wäßrige Schicht zwei weitere Male mit 5 ml Dichlormethan gewaschen. Die organischen Schichten wurden vereint, über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und abgezogen, um 80 mg gelblichen Feststoff (II) zu ergeben, der durch LC/MS (575 M+H⁺) charakterisiert wurde und keine weitere Reinigung benötigte.
Zu Bismesylat II (20 mg, 0,035 mmol), gelöst in 0,5 ml wasserfreiem Dimethylformamid, wurde festes Natriumhydrid (60%, 0,18 mmol; 7 mg) zugegeben. Die Reaktionsmischung wurde unter eine Stickstoffatmosphäre gegeben, mit Thiol (0,18 mmol) versetzt und die Mischung 16 Stunden auf 40°C erwärmt. Die Reaktion wurde mit 2 ml Wasser gequencht und zweimal mit 3 ml Dichlormethan gewaschen. Die organischen Schichten wurden vereint, über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und unter einem Stickstoffstrom zur Trockene eingedampft. Die Rohprodukte wurden durch präparative HPLC wie in Schema III beschrieben gereinigt und bei der Gefriertrocknung als Bis-TFA-Salze isoliert.
Verbindung 49 (Tabelle 5): δ_H (CDCl₃): 1,30 (5H, m), 1,62 (1H, m), 1,75 (2H, m), 1,93 (2H, m), 2,58 (2H, m), 2,75 (1H, m), 2,92 (1H, m), 3,60 (1H, m), 3,95 (1H, m), 4,35 (2H, m), 4,54 (1H, m), 5,04 (2H, m), 7,16 (1H, dd, J = 8,3 Hz, J = 2,0 Hz), 7,48 (2H, m), 7,54 (1H, d, J = 8,3 Hz), 7,71 (2H, m).
Die Verbindungen 52 und 53 (Säuren) wurden durch Hydrolyse der entsprechenden Verbindungen 51 bzw. 54 (Ester) wie in Schema III beschrieben (Hydrolyse der Methylester zu Säuren) hergestellt. Die Säuren wurden durch präparative HPLC, gefolgt von Gefriertrocknung, isoliert.
Die nachstehende Tabelle 5 gibt Beispiele für 4-Thioetherprolinderivate an.
Tabelle 5: 4-Thioetherprolinderivate
Schema VII Synthese XIII Imidazopyridin- und Imidazopyrimidinderivate von Prolin
2-Aminomethylimidazopyridin (2a, b) und 2-Aminomethylimidazopyrimidine (2c, d) wurden durch Modifizierung des von S. Takada et al. (J. Med. Chem. 1996, 39, 2844–2851) angegebenen Verfahrens hergestellt. Das nachstehende Beispielverfahren beschreibt die Herstellung von 3b. Das gleiche Verfahren wurde bei der Herstellung von 3a, 3c und 3d durchgeführt.
Eine Lösung von N-Cbz-Glycin (1,5 mmol, 316 mg) in 3 ml einer 10:1-Mischung aus Hexamethylphosphoramid (HMPA) und Acetonitril wurde unter eine Stickstoffatmosphäre gegeben und auf 0°C abgekühlt. Thionylchlorid wurde tropfenweise mit einer Spritze innerhalb von 3 Minuten zugegeben und die Lösung bei 0°C gerührt. Nach 1 Stunde wurde 3,4-Diaminopyridin (1b) zugegeben (1,37 mmol, 150 mg). Man ließ die Lösung 4 Stunden in einem Eisbad, dann wurde sie in 50 ml Eiswasser gegossen und mit gesättigtem wäßrigem Natriumhydrogencarbonat neutralisiert. Die wäßrige Schicht wurde 4mal mit 60 ml Ethylacetat gewaschen. Die organischen Waschlösungen wurden vereint, über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und abgezogen, um 2,5 ml gelbliche Flüssigkeit zu ergeben, MS (ESI): M+H⁺ = 301.
Die Lösung wurde mit 3 ml HMPA und 2 ml Eisessig verdünnt und auf 180°C erhitzt. Nach 1,5 Stunden wurde die braune Reaktionsmischung auf Raumtemperatur abgekühlt und in 70 ml gesättigte wäßrige Natriumhydrogencarbonatlösung gegossen. Die wäßrige Schicht wurde 4mal mit 100-ml-Portionen Ethylacetat gewaschen. Die organischen Waschlösungen wurden vereint, über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und abgezogen, um eine braune Flüssigkeit zu ergeben, die in 3 Teile aufgeteilt wurde, und jeder Teil wurde in 2 ml Methylenchlorid gelöst. Jede Lösung wurde dann auf eine starke 2-g-Kationenaustauscherkartusche (Varian Mega Bond Elut SCX) geladen und mit 5 ml Methylenchlorid, 10 ml Methanol und schließlich 5 ml 2M Ammoniak/Methanol gewaschen, wobei die Waschlösungen in einem 25-ml-Rundkolben gesammelt wurden. Das Lösungsmittel wurde im Vakuum entfernt, um 310 mg 2b zu ergeben; δ_H (CDCl₃): 4,45 (2H, br. s), 4,98 (2H, s), 7,20 (5H, m), 7,45 (1H, d, J = 6 Hz), 8,18 (1H, d, J = 6 Hz), 8,71 (1H, br. s); MS (ESI) M+H⁺ 283.
Zu einer Lösung von 2b (70 mg, 0,25 mmol) in 8 ml Methanol wurden 70 mg 10% Pd/C vom Degussa-Typ (50% Wassergehalt) zugegeben. Die Lösung wurde unter eine Wasserstoffatmosphäre gegeben, und man ließ sie bei Raumtemperatur kräftig rühren. Nach 24 Stunden wurde der Katalysator abfiltriert und mit 50 ml Methanol und 3 ml DMF gewaschen. Die Filtrate wurden gesammelt und abgezogen, um 35 mg öliges Produkt zu ergeben. Das Amid 3b wurde gemäß dem in Schema III beschriebenen Amidherstellungsverfahren hergestellt.
Die nachstehende Tabelle 6 gibt Imidazopyridin- und Imidazopyrimidinderivate von Prolin an.
Tabelle 6: Imidazopyridin- und Imidazopyrimidinderivate von Prolin
BIOLOGISCHE UNTERSUCHUNG Enzymatische Aktivität
IC₅₀-Bestimmungen für die Aminoacyl-tRNA-Synthetasen (aaRS), die aus Krankheitserreger- oder HeLa-Zellen isoliert worden waren, wurden durch Verwendung einer Modifizierung des früher beschriebenen Tests (siehe Beispiele: D. Kern et al., Biochemie, 61, 1257–1272 (1979) und J. Gilbart et al. Antimicrobial Agents and Chemotherapy, 37(1), 32–38 (1993)) zur aaRS-Beschickung und Trichloressigsäurefällung durchgeführt. Die aaRS-Enzyme wurde durch Standard-Klonierungs und -Expressionsverfahren hergestellt und teilgereinigt oder aus Krankheitserreger- und HeLa-Zellextrakten teilgereinigt. Die Aktivität eines jeden aaRS-Enzyms wurde als mit Trichloressigsäure fällbare Zählimpulse (cpm), erhalten bei einer Reaktionszeit von 10 Minuten bei K_m-Substratkonzentrationen, standardisiert. Für praktische Zwecke ist der minimal annehmbare Wert etwa 2000 cpm pro 10minütiger Reaktion.
Vorinkubationen für die IC₅₀ Bestimmungen wurden durch Inkubation teilgereinigter aaRS-Extrakte in 50 mM HEPES (pH 7,5), 0,1 mM EDTA, 0,05 mg/ml Rinderserumalbumin, 10 mM Dithiothreit und 2,5% Dimethylsulfoxid mit und ohne Testverbindung (z.B. Verbindung der Erfindung (vorzugsweise eine Verbindung der Formel I) in einem Endvolumen von 20 Mikroliter in einer Mikrotiterplatte 20 Minuten bei 25°C eingeleitet. Die Testverbindungen lagen typischerweise als Reihenverdünnungen in Konzentrationsbereichen von 0,35 nM bis 35 μM vor. Die Testverbindungslösungen wurden durch Auflösen der Testverbindung in 100%igem Dimethylsulfoxid und Verdünnen bis zur Endkonzentration mit 50 mM HEPES, pH 7,5, hergestellt. Die IC₅₀-Bestimmungen wurden typischerweise doppelt durchgeführt, wobei jedes Experiment 4–8 Inhibitorkonzentrationen zusammen mit zwei Kontrollen ohne Inhibitor enthielt.
Die IC₅₀-Inkubationen wurden durch Ergänzung der Vorinkubationsmischung bis zu einer fertigen Testkonzentrationen von 10 mM MgCl₂, 30 mM KCl, 10 mM KF, 50 mM HEPES (pH 7,5), 20 μM-500 mM ATP, 2–20 μM [³H]-Aminosäure und 90–180 μM rohes tRNA in einem Endvolumen von 35 Mikrolitern initiiert. Die Reaktion wurde 5–20 Minuten bei 25°C inkubiert. Zu bestimmten Zeitpunkten wurde ein 15-Mikroliter-Aliquot entfernt und zu einer Vertiefung einer Millipore-Filterplatte (Multiscreen-FB, MAFB NOB 10), die 100 Mikroliter kalte 5%ige (Gew./Vol.) Trichloressigsäure enthielt, zugegeben. Durch Trichloressigsäure ausfällbares Material wurde durch Filtration auf einer Millipore-Multiscreen-Filterstation gesammelt, zweimal mit kalter 5%iger Trichloressigsäure, zweimal mit Wasser gewaschen und getrocknet. Typischerweise ließ man die Platten mehrere Stunden lang an Luft trocknen, oder sie wurden 30 Minuten in einem Vakuum ofen auf 50°C erwärmt. Die Radioaktivität auf den getrockneten Platten wurde durch Zugabe von Packard Microscint-20 zu den Vertiefungen und Zählen mit einem Packard-TopCount-Szintillationszähler quantifiziert.
Die Inhibitoraktivität wurde typischerweise als Prozentsatz der Kontroll-aaRS-Aktivität ausgedrückt. Der IC₅₀-Wert wurde durch Auftragen der prozentualen Aktivität gegen die Verbindungskonzentration in dem Test und Identifizieren der Konzentration, bei der 50% der Aktivität verblieben waren, ermittelt.
Die IC₅₀-Werte (in μM) einiger repräsentativer Verbindungen der vorliegenden Erfindung sind in Tabelle 8 angegeben.
Antimikrobielle Whole-cell-Screens
Die Verbindungen wurden auf ihre antimikrobielle Wirkung gegen eine Gruppe von Organismen gemäß den Standardverfahren, die vom National Committee for Clinical Laboratory Standards (NCCLS-Schrift M7-A3, Band 13, Nr. 25, 1993/NCCLS-Schrift M27-P, Band 12, Nr. 25, 1992) beschrieben wurden, getestet. Die Verbindungen wurden in 100%igem DMSO gelöst und bis zu einer Endreaktionskonzentration (0,1 μg/ml–500 μg/ml) in mikrobiellem Wachstumsmedium verdünnt. In allen Fällen beträgt die Endkonzentration von mit Zellen inkubiertem DMSO weniger als oder gleich 1%. Für Berechnungen der minimalen inhibitorischen Konzentration (MIC) wurden 2fache Verdünnungen von Verbindungen zu Vertiefungen einer Mikrotiterplatte, die 1 × 10⁵ Bakterien- oder Pilzzellen in einem Endvolumen von 200 lambda eines entsprechenden Mediums (Mueller-Hinton-Bouillon; Haemophilus-Testmedium; Mueller-Hinton-Bouillon + 5% Schafblut; oder RPMI 1690) enthielten, zugegeben. Die Platten wurden über Nacht bei einer geeigneten Temperatur (30°C–37°C) inkubiert, und die optischen Dichten (ein Maß für das Zellwachstum) wurden unter Verwendung eines handelsüblichen Plattenlesegeräts gemessen. Der MIC-Wert ist definiert als die niedrigste Verbindungskonzentration, die das Wachstum des Testorganismus inhibiert.
Die MIC-Werte (in μg/ml) repräsentativer Verbindungen der vorliegenden Erfindung sind in Tabelle 8 angegeben.
In-Vivo-Wirksamkeit
Mausschutztest
Der Mausschutztest ist ein industrieller Standard zur Messung der Wirksamkeit einer Testverbindung in vivo [für Beispiele für dieses Modell siehe J. J. Clement et al., Antimicrobial Agents and Chemotherapy, 38(5), 1071–1078, (1994)]. Wie nachstehend veranschaulicht, wird dieser Test verwendet, um die In-vivo-Wirksamkeit der Verbindungen der vorliegenden Erfindung gegen Bakterien und Pilze zu zeigen.
Die Ermittlung der antimikrobiellen In-vivo-Wirksamkeit einer Verbindung der Erfindung, die hierin nachfolgend als Testverbindung bezeichnet wird, wird durch Infizieren männlicher oder weiblicher Mäuse (5 Mäuse/Dosisgruppe × 5 Dosen/Verbindung) mit einem Gewicht von 20–25 g intraperitoneal mit Krankheitserreger-Inokulum begonnen. Das Inokulum wird aus einer von der ATCC erhaltenen Probe eines Krankheitserregers hergestellt (zum Beispiel ATCC 29213, S. aureus; ATCC 14154, S. aureus; ATCC 8668, Strep. pyogenes; ATCC 25922, E. coli; ATCC 29212, E. faecalis; ATCC 25238, M. catarrhalis und ATCC 90028, C. albicans). Jeder Bakterienstamm wird in seinem passenden Medium 18 Stunden bei 37°C kultiviert, wobei die meisten Stämme unter diesen Bedingungen zwischen 10⁸ und 10⁹ kolonienbildende Einheiten (CFU)/ml ergeben. Die über Nacht gewachsene Kultur wird bis zu einem geeigneten Gehalt reihenverdünnt, und anschließend werden 0,5 ml einer jeden Verdünnung zu 4,5 ml 5%igem Schweinemagenschleim zugegeben, um das infizierende Inokulum herzustellen. Einer jeden Maus werden 0,5 ml des Inokulums intraperitoneal (i.p.) injiziert, wobei jeweils fünf Tiere eine Verdünnung erhalten. Die 50%-Lethaldosis (LD₅₀) und die minimale Lethaldosis (MLD, die Dosis die 100%ig den Tod der Tiere herbeiführt) werden auf der Basis der Anzahl der nach 7 Tagen überlebenden Mäuse berechnet. Die für jeden der Krankheitserreger aufgestellte MLD wird als Inokulum-Dosis in den Mausschutztests verwendet.
Die Testverbindung wird in einem für ihr Abgabeverfahren geeigneten sterilen Vehikel gelöst (zum Beispiel 30% HPB (Hydroxypropyl-β-cyclodextrin), pH 7,4 oder 0,05M Tris.HCl). Eine Vehikelgruppe (Dosis = 0) dient als Placebo-Kontrolle für jede Verbindung und jeden Krankheitserreger. Die Dosis für die Testverbindung wird basierend auf den MIC-Daten ermittelt. Eine Reihe von Verdünnungen einer Testverbindung wird in dem Vehikel hergestellt. Eine Gruppe von 5 Mäusen wird für jede Testverbindungsdosis und das Vehikel verwendet. Fürjede Verbindung gibt es 5–6 Dosen. Jedes Tier wird nur für 1 Versuch verwendet.
Die Mäuse werden von einem Forscher i.p. mit 0,5 ml der MLD des Krankheits erregers in 5%igem Schweinemagenschleim infiziert, und sofort wird von einem zweiten Forscher die Verbindung (s.k., p.o. oder i.v. in den oben angegebenen Volumina) verabreicht. Die 50%-Schutzdosis (PD₅₀) wird aus der Dosis-Reaktion-Kurve, die, basierend auf der Anzahl von Mäusen, die 7 Tage nach der Behandlung überlebten, erzeugt wird, berechnet. Bei jedem Versuch ist auch eine positive Kontrollgruppe zum Beispiel mit einem im Handel erhältlichen Antibiotikum enthalten.

Claims

Eine Verbindung der allgemeinen Formel:
(a) wobei Ar ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Aryl und Heteroaryl, (b) wobei L ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus -C(O)N(Q)CH₂ und -CR¹⁰R¹¹OCR¹²R¹³-, wobei Q ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Hydrido, -(CH₂)_mCO₂H und -(CH₂)_mCO₂CH₃ , wobei m ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus 1, 2, 3 und 4, (c) wobei jeder der Reste R¹, R², R⁹, R¹⁰, R¹¹, R¹² und R¹³ unabhängig ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Hydrido und Niederalkyl, (d) wobei jeder der Reste R³, R⁴, R⁵, R⁶, R⁷ und R⁸ unabhängig ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Hydrido, Acyl, Amino, Cyano, Acyloxy, Acylamino, Carboalkoxy, Carboxyamido, Carboxy, Halogen, Thio, Alkyl, Heteroaryl, Heterocyclyl, Alkoxy, Aryloxy, Sulfoxy, N-Sulfonylcarboxyamido, N-Acylaminosulfonyl, Hydroxy, Aryl, Cycloalkyl, Sulfinyl und Sulfonyl, mit der Maßgabe, daß wenigstens fünf der Reste R³, R⁴, R⁵, R⁶, R⁷ und R⁸ unabhängig Hydrido sind, alternativ, daß eines von R³ zusammen mit R⁴, R⁵ zusammen mit R⁶ und R⁷ zusammen mit R⁸ unabhängig ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus
und jedes der restlichen Elemente aus R³, R⁴, R⁵, R⁶, R⁷ und R⁸ Hydrido ist, wobei jeder der Reste R¹⁴, R¹⁵ und R¹⁶ unabhängig ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Hydrido, Alkyl und carboxysubstituiertem Alkyl, (e) wobei Het ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus
wobei X ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus N und CR²⁷, wobei Y ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus NH, S und O, wobei Z ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus N und CR²⁸, wobei jeder der Reste R²⁵, R²⁶, R²⁷ und R²⁸ unabhängig ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Nitro, Halogen, Hydroxy, Niederamino, Niederalkyl, Niederalkoxy, Niedercarboalkoxy, Sulfinyl, Sulfonyl, Carboxy, Niederthio und Sulfoxy, und pharmazeutisch annehmbare Salze davon, wobei bei jedem Auftreten die Bezeichnung "Nieder" Alkylreste mit ein bis fünf Kohlenstoffatomen bedeutet, die Bezeichnung "Amino" einen Stickstoffrest bedeutet, der zwei Substituenten enthält, die unabhängig ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus Hydrido, Alkyl, Cycloalkyl, Heterocyclyl, Aryl und Heteroaryl, die Bezeichnung "Thio" einen Schwefelrest neben einer Substituentengruppe; ausgewählt aus Hydrido, Alkyl, Cycloalkyl, Heterocyclyl, Aryl und Heteroaryl, bedeutet, die Bezeichnung "Alkyl", sofern nichts anderes angegeben ist, als ein linearer oder verzweigter, gesättigter Rest mit ein bis zehn Kohlenstoffatomen definiert ist, bei dem ein oder mehrere Wasserstoffatome durch eine Substituentengruppe, ausgewählt aus Acyl, Amino, Acylamino, Acyloxy, Carboalkoxy, Carboxy, Carboxyamido, Cyano, Halogen, Hydroxy, Nitro, Thio, Alkenyl, Alkinyl, Cycloalkyl, Heterocyclyl, Aryl, Heteroaryl, Alkoxy, Aryloxy, Sulfoxy, Sulfinyl, Sulfonyl, N-Sulfonylcarboxyamido und N-Acylaminosulfonyl, ersetzt sein können, die Bezeichnung "Alkenyl" lineare oder verzweigte Reste umfaßt, die zwei bis zwanzig Kohlenstoffatome besitzen und wenigstens eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung besitzen, wobei ein oder mehrere Wasserstoffatome durch eine Substituentengruppe, ausgewählt aus Aryl, Amino, Acylamino, Acyloxy, Carboalkoxy, Carboxy, Carboxyamido, Cyano, Halogen, Hydroxy, Nitro, Thio, Alkyl, Alkinyl, Cycloalkyl, Heterocyclyl, Aryl, Heteroaryl, Alkoxy, Aryloxy, Sulfoxy, Sulfinyl, Sulfonyl, N-Sulfonylcarboxyamido und N-Acylaminosulfonyl, ersetzt sein können, die Bezeichnung "Alkinyl" lineare oder verzweigte Reste umfaßt, die zwei bis zehn Kohlenstoffatome besitzen und wenigstens eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Dreifachbindung besitzen, wobei ein oder mehrere Wasserstoffatome durch eine Substituentengruppe, ausgewählt aus Acyl, Amino, Acylamino, Acyloxy, Carboalkoxy, Carboxy, Carboxyamido, Cyano, Halogen, Hydroxy, Nitro, Thio, Alkyl, Alkenyl, Cycloalkyl, Heterocyclyl, Aryl, Heteroaryl, Alkoxy, Aryloxy, Sulfoxy, Sulfinyl, Sulfonyl, N-Sulfonylcarboxyamido und N-Acylaminosulfonyl, ersetzt sein können, die Bezeichnung "Aryl" aromatische Reste in einem einzelnen oder kondensierten carbocyclischen Ringsystem mit fünf bis zwölf Ringgliedern bedeutet, wobei ein oder mehrere Wasserstoffatome durch eine Substituentengruppe, ausgewählt aus Acyl, Amino, Acylamino, Acyloxy, Carboalkoxy, Carboxy, Carboxyamido, Cyano, Halogen, Hydroxy, Nitro, Thio, Alkyl, Alkenyl, Alkinyl, Cycloalkyl, Heterocyclyl, Heteroaryl, Alkoxy, Aryloxy, Sulfoxy, Sulfinyl, Sulfonyl, N-Sulfonylcarboxyamido und N-Acylaminosulfonyl, ersetzt sein können, "Heteroaryl" aromatische Reste umfaßt, die ein bis vier Heteroatome, ausgewählt aus Sauerstoff, Stickstoff und Schwefel, in einem einzelnen oder kondensierten heterocyclischen Ringsystem mit fünf bis fünfzehn Ringgliedern enthalten, wobei ein oder mehrere Wasserstoffatome durch eine Substituentengruppe, ausgewählt aus Acyl, Amino, Acylamino, Acyloxy, Carboalkoxy, Carboxy, Carboxyamido, Cyano, Halogen, Hydroxy, Nitro, Thio, Alkyl, Alkenyl, Alkinyl, Cycloalkyl, Heterocyclyl, Aryl, Alkoxy, Aryloxy, Sulfoxy, Sulfinyl, Sulfonyl, N-Sulfonylcarboxyamido und N-Acylaminosulfonyl, ersetzt sein können, die Bezeichnung "Cycloalkyl" definiert ist als ein gesättigter oder teilweise ungesättigter carbocyclischer Ring in einem einzelnen oder kondensierten carbocyclischen Ringsystem mit drei bis zwölf Ringgliedern, wobei ein oder mehrere Wasserstoffatome durch eine Substituentengruppe, ausgewählt aus Acyl, Amino, Acylamino, Acyloxy, Carboalkoxy, Carboxy, Carboxyamido, Cyano, Halogen, Hydroxy, Nitro, Thio, Alkyl, Alkenyl, Alkinyl, Heterocyclyl, Aryl, Heteroaryl, Alkoxy, Aryloxy, Sulfoxy, Sulfinyl, Sulfonyl, N-Sulfonylcarboxyamido und N-Acylaminosulfonyl, ersetzt sein können, und die Bezeichnung "Alkoxy" oxyhaltige Reste bedeutet, die mit einer Alkyl-, Cycloalkyl- oder Heterocyclylgruppe substituiert sind.
Die Verbindung nach Anspruch 1, wobei Ar Aryl ist, und pharmazeutisch annehmbare Salze davon.
Die Verbindung nach Anspruch 1, wobei L -C(O)NHCH₂ ist, und pharmazeutisch annehmbare Salze davon.
Die Verbindung nach Anspruch 1, wobei jeder der Reste R¹, R², R⁹, R¹⁰, R¹¹, R¹² und R¹³ Hydrido ist, und pharmazeutisch annehmbare Salze davon.
Die Verbindung nach Anspruch 1, wobei jeder der Reste R³, R⁴, R⁵, R⁶, R⁷ und R⁸ unabhängig ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Hydrido, Hydroxy, Alkoxy, Alkyl, Amino und Carboxyamido, und pharmazeutisch annehmbare Salze davon.
Die Verbindung nach Anspruch 5, wobei jeder der Reste R³, R⁴, R⁵, R⁶, R⁷ und R⁸ unabhängig ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Hydrido, -O(CH₂)_nCO₂R¹⁷, -O(CH₂)_nCONHSO₂R¹⁸, -(CH₂)_nCO₂R¹⁹, -(CH₂)_nCONHSO₂R²⁰, -C(O)NHCH(R²²)CO₂R²¹ und -N(R²³)(CH₂)_nCO₂R²⁴, wobei jeder der Reste R¹⁷, R¹⁹, R²¹, R²², R²³ und R²⁴ unabhängig ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Hydrido und Alkyl, wobei R¹⁸ und R²⁰ unabhängig Alkyl sind, wobei n ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus 1 und 2, und pharmazeutisch annehmbare Salze davon.
Die Verbindung nach Anspruch 6, wobei R³, R⁴, R⁶, R⁷ und R⁸ Hydrido sind und R⁵ ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus -O(CH₂)_nCO₂R¹⁷, -O(CH₂)_nCONHSO₂R¹⁸, -(CH₂)_nCO₂R¹⁹, -(CH₂)_nCONHSO₂R²⁰, -C(O)NHCH(R²²)CO₂R²¹ und -N(R²³)(CH₂)_nCO₂R²⁴, und pharmazeutisch annehmbare Salze davon.
Die Verbindung nach Anspruch 1, wobei Het ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus
und pharmazeutisch annehmbare Salze davon.
Eine Verbindung nach Anspruch 1 der Formel
und pharmazeutisch annehmbare Salze davon.
Eine Verbindung der Formel
ausgewählt aus der Tabelle
Eine Verbindung gemäß Anspruch 1, ausgewählt aus
oder ausgewählt aus
Eine Verbindung gemäß Anspruch 1 der Formel
Eine pharmazeutische Zusammensetzung, die eine Verbindung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 12 oder ein pharmazeutisch annehmbares Salz davon und einen pharmazeutisch annehmbaren Träger enthält.
Eine Verbindung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 12 oder ein pharmazeutisch annehmbares Salz davon zur Verwendung bei einem Verfahren zur Behandlung des Menschen- oder Tierkörpers durch Therapie.
Die Verwendung einer Verbindung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 12 oder eines pharmazeutisch annehmbaren Salzes davon zur Herstellung eines Medikaments zur Behandlung einer Infektion, Inhibierung einer Aminoacyl-tRNA-Synthetase oder Inhibierung des Wachstums von Mikroorganismen.
Die Verwendung gemäß Anspruch 15, wobei die Infektion bakteriell oder pilzartig ist.
Ein Verfahren zur Prävention oder Behandlung einer Infektion in einer Zellkultur, das die Verabreichung einer wirksamen Menge einer Verbindung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 12 oder eines pharmazeutisch annehmbaren Salzes davon umfaßt.