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Die
vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von N-alkylierten
Piperidinen und Pyrrolidinen unter Einbeziehung von daraus abgeleiteten
Verbindungen und Oxaderivaten davon, und zwar zur Behandlung von Infektionen
bei Tier und Mensch durch Pestiviren und Flaviviren.
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Das
HCV stellt ein RNS-Virus dar, welches zu der Familie der Flaviviridae
gehört.
Individuelle Isolate bestehen aus nahe verwandten. jedoch heterologen
Populationen viraler Genome. Diese genetische Vielfalt ermöglicht es
dem Virus, dem Immunsystem des Wirtes zu entwischen, was zu einer
hohen Rate chronischer Infektionen führt. Es ist bekannt, dass die
Gruppe der Flaviviren, zu der das HCV gehört, die ursächlichen Auslöser zahlreicher
Humanerkrankungen, die durch Arthropodenträger übertragen werden, mit einschließt. Humanerkrankungen,
deren Ursache Flaviviren bilden, schließen verschiedene hämorrhagische
Fiebererkrankungen, Hepatitis sowie Enzephalitis mit ein. Viren,
welche dafür
bekannt sind, dass sie diese Erkrankungen beim Menschen verursachen,
wurden identifiziert, wobei sie zum Beispiel das Gelbfiebervirus,
die Dengueviren 1–4,
das japanische Enzephalitisvirus, das Enzephalitisvirus Murray Valley,
das Rociovirus, das Virus des Westnilfiebers, das Enzephalitisvirus
St. Louis, das Enzephalitisvirus mit Zecken als Verursacher, das
Virus der Loupingkrankheit, das Powassan-Virus, das Virus des hämorrhagischen
Fiebers von Omsk sowie das Virus für die Erkrankungen des Kyasanurforstes
mit einschließen.
Es besteht aus diesem Grunde noch ein kritischer Bedarf nach einer
Behandlung sowohl von Tieren als auch von menschlichen Patienten
mit einer Infektion mit mindestens 1 Virus, wie zum Beispiel dem
Flavivirus und/oder Pestivirus.
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Weltweit
sind mehr als 40 Millionen Patienten mit dem Virus von Hepatitis
C (HCV) chronisch infiziert, wobei diese Situation eine der schlimmsten
Bedrohungen der öffentlichen
Gesundheit der entwickelten Nationen darstellt [Hoofnagle et al.
in New Engl. J. Med., 336, S. 347–356, (1997)]. Infektionen
in Form von Hepatitis C bilden die Ursache von mehr als 10 000 Todesfällen pro
Jahr in den Vereinigten Staaten (Washington Post, 11. November,
1997, zum Zeitpunkt A2), wobei davon ausgegangen wird, dass sich
diese Anzahl innerhalb der nächsten
zwanzig Jahre verdreifachen dürfte,
sofern wirksame Gegenmaßnahmen
unterbleiben. Eine chronische Erkrankung durch das HCV erhöht auch
das Risiko für
ein Leberkarzinom. Es sind mehr als 40 Millionen Patienten mit dem
Virus von Hepatitis C (HCV) weltweit chronisch infiziert, wobei
diese Situation eine der schlimmsten Bedrohungen der öffentlichen
Gesundheit der entwickelten Nationen darstellt [Hoofnagle et al., siehe
oben). Bei nicht weniger als 85% der Patienten mit dem HCV entwickeln
sich permanente Infektionen, wobei die chronische Infektion bei
mindestens 20% dieser Patienten innerhalb von zwanzig Jahren nach
der Manifestation der Infektion zu einer Zirrhose führt. Bei
einer geschätzten
Anzahl von 3,9 Millionen Nordamerikanern, die chronisch infiziert
sind, stellen die Komplikationen durch die Infektion von Hepatitis
C in den Vereinigten Staaten nunmehr die wichtigste Ursache für eine Lebertransplantation
dar.
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Einen
weiteren ursächlichen
Auslöser
für akute
und chronische Lebererkrankungen unter Einschluss der Leberfibrose,
der Zirrhose, der entzündlichen
Lebererkrankungen und des Lebercarcinoms stellt das Hepatitis B-Virus
(HBV) dar [Joklik in Virology, 3. Auflage bei Appleton & Lange, Norwalk,
Connecticut, (1988)]. Obschon wirksame Impfstoffe erhältlich sind,
gibt es weltweit immer noch mehr als 300 Millionen Patienten, das
bedeutet 5% der Weltbevölkerung,
welche chronisch mit dem Virus infiziert sind [Locamini et al. in
Antiviral Chemistry & Chemotherapy,
Bd. 7, S. 53–64,
(1996)]. Bei solchen Patienten, die bereits mit dem Virus infiziert sind,
sind derartige Impfstoffe ohne therapeutischen Nutzen. In Europa
und Nordamerika sind zwischen 0,1% bis 1 der Bevölkerung infiziert. Schätzungen
besagen, dass 15% bis 20% von individuellen Patienten nach dem Erwerb
der Infektion eine Zirrhose oder eine andere chronische Behinderung
durch eine Infektion mit dem HBV entwickeln. In dem Moment, wo sich
eine Leberzirrhose manifestiert hat, besteht eine ganz massive Morbidität und Mortalität bei einer Überlebenszeit
von ungefähr
5 Jahren [Blume et al. in Advanced Drug Delivery Reviews, Bd. 17,
S. 321–331,
(1995)]. Es besteht deshalb bei höchster Priorität die Notwendigkeit,
effiziente Therapien gegen Hepatitiden durch den HBV aufzufinden
(Locamini et al., siehe oben).
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Therapeutische
Interventionen, die bei der Behandlung von Infektionen durch den
HCV wirksam sind, unterliegen in Bezug auf ihre Anzahl und ihrer
Effizienz einer Begrenzung. Die standardisierte Behandlung einer
Infektion den HCV schließt
die Verabreichung von α-Interferon
mit ein. Allerdings ist das α-Interferon
bei etwa 20% der mit HCV infizierten Bevölkerung nur von begrenztem
Nutzen (Hoofnagle et al., siehe oben), wobei die Behandlung mit
dieser Verbindung lediglich bei 5% der Patienten zu einer Besserung
führt.
Ferner begrenzen die Komplikationen und Beschränkungen des α-Interferons
in ernsthafter Weise die Anwendbarkeit der Behandlung. Eine experimentelle
Behandlung unter Einbeziehen einer Verabreichung von α-Interferon
und Ribavirin (1-β-D-Ribofuranosyl-1H-1,2,4-triazol-3-carboxamid)
führte
lediglich bei der Hälfte
der Patienten, welche an einem Wiederaufflammen der Infektion durch
das HCV litten [Washington Post, 11. November, (1997), nach A2]
langfristig zu einer Besserung. Es ist dabei klar, dass die enttäuschenden
Resultate mit dem Interferon eine Suche nach effizienteren und weniger
toxischen Therapeutika bewirken. Somit besteht weiterhin ein kritischer
Bedarf nach therapeutischen Gegenmaßnahmen zu einer wirksamen
Behandlung von Infektionen durch das HCV oder zusätzlichen
Maßnahmen,
soweit solche überhaupt
andernorts zur Verfügung
stehen.
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Darüber hinaus
gibt es zusätzlich
zu den Patienten mit einer chronischen Infektion durch das HCV noch
mehr als 350 Millionen Patienten mit einer chronischen Infektion
durch das Hepatitisvirus B (HBV). Sehr wahrscheinlich kommen mehr
als 150 Millionen dieser Patienten bei Ausbleiben von Gegenmaßnahmen
zu Tode. In den entwickelten Ländern
gibt es nicht weniger als 20 Millionen Träger des HBV, ebenso wie die
meisten Träger
von HCV. Eine große
Anzahl individueller Patienten mit einer Infektion durch das HCV
ist gleichzeitig mit dem HBV infiziert. Die Therapie mit einer kombinierten
Infektion mit dem HBV und dem HCV stellt eine besondere Herausforderung
dar, und zwar deswegen, weil sich die Viren HBV und HCV in signifikanter
Weise im Hinblick auf die Therapie voneinander unterscheiden. Das
HBV gilt als Hepa-DNS-Virus, wogegen das HCV als Pestivirus gilt.
Der HBV ist ein Virus mit einem Gehalt an DNS, dessen Genom im Nukleus
der infizierten Zelle vervielfältigt
wird, wobei eine Kombination einer RNS-Polymerase, die von DNS abhängig ist
und eine DNS-Polymerase, die von RNS abhängig ist, verwendet wird (das
heißt,
eine reverse Transkriptase). Das HCV stellt ein Virus mit einem
Gehalt an RNS dar, dessen Genom im Zytoplasma der infizierten Zelle
vervielfältigt wird,
wobei ein Typus oder mehrere Typen von RNS-Polymerasen zum Einsatz
gelangen. Trotz dem häufigen Konkurrieren
einer Infektion mit HBV und HCV nebeneinander sind eine Anzahl von
Verbindungen bekannt, welche bei der Behandlung einer Infektion
durch den HBV wirksam sind, jedoch nicht gegen das HCV wirksam sind.
Beispielsweise ist das Lamivudin (ein Nukleosid analog dem 3TC)
bei der Behandlung einer Infektion von HBV von Nutzen, aber bei
der Behandlung einer Infektion durch HCV unnütz. Der Unterschied bei der
Empfindlichkeit des HBV und HCV gegenüber antiviralen Wirkstoffen
beruht zweifellos auf den Verschiedenheiten auf Basis ihrer genetisch
bedingten Replikation(sweise). Es besteht daher weiterhin ein besonders
kritischer Bedarf an therapeutischen Gegenmaßnahmen, mittels denen sowohl
Infektionen durch HBV als auch HCV behandelbar sind.
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Weitere
Hepatitisviren, welche als Auslöser
von Humanerkrankungen agieren, schließen Hepatitis A, Hepatitis
Delta, Hepatitis E, Hepatitis F sowie die Hepatitis G mit ein [Coates
et al. in Exp. O-pin.
Ther. Patents, Bd. 5, S. 747–756,
(1995)] mit ein. Darüber
hinaus gibt es bei Tieren Viren, welche artspezifisch sind. Diese schließen zum
Beispiel solche mit ein, welche Enten, Waldmurmeltiere sowie Mäuse infizieren.
Dadurch, dass Tiermodelle zur Verfügung stehen, werden präklinische
Austestungen antiviraler Verbindungen für jede einzelne Virusklasse
ermöglicht.
Ferner können
Tierviren signifikante Verluste beim gewerblichen Viehbestand verursachen
[Sullivan et al. in Virus Res., Bd. 38, S. 231–239, (1995)]. Derartige Tierviren
schließen
Pestiviren und Flaviviren wie zum Beispiel das Virus der viralen
Rinderdiarrhoe (BVDV), das klassische Ferkelfiebervirus, das Virus
der Bordererkrankung sowie das Virus der Hogcholera mit ein.
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In
der
WO 98/35 685 sind
gewisse Verbindungen beschrieben, welche strukturell mit solchen
verwandt sind, die im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung
stehen und deren Nutzen in der Behandlung von Hepatitis zu sehen
ist, die durch das HBV verursacht wird.
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In
der
US-A-3 530 138 wird
die Verwendung von bestimmten kurzkettigen, durch N-Alkyl substituierten Pyridiniumverbindungen
vom Thioether- und Thiolaktamtyp zur Behandlung des japanischen
Enzephalitisvirus B beschrieben.
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Durch
die vorliegende Erfindung wird gemäß einem ersten Gesichtspunkt
die Verwendung einer wirksamen Menge einer Verbindung in Form eines
N-alkylierten Piperidins, das von N-Nonyl-1,5-desoxy-1,5-imino-D-glucitol (N-Nonyl-DNJ)
verschieden ist, oder in Form eines N-alkylierten Pyrrolidins oder
auch in Form eines pharmazeutisch annehmbaren Salzes davon bei der
Herstellung eines Arzneimittels zur Verfügung gestellt, wobei die Verbindung
die Morphogenese eines Pesti- oder Flavivirus hemmt, und
worin
das genannte Piperidin oder Pyrrolidin mit einem N-C8-C16-Alkylrest in N-alkylierter Form vorliegt
oder ein oxasubstituiertes Derivat davon darstellt.
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Bei
der Behandlung relevanter Virusinfektionen können die langkettigen N-Alkylverbindungen
sowie die oxasubstituierten Derivate davon in einer Zelle oder bei
individuellen Patienten angewen det werden. Bei einem Patienten kann
die Infektion zu einer chronischen oder auch akuten Erkrankung führen, wobei
die Behandlung dieser Erkrankung die Schwere der Infektion (zum
Beispiel die Produktion von Viren) oder die Erkrankungssymptome
vermindern kann. Die langkettigen N-Alkylverbindungen können die Aktivität der Glukosidase
oder die Synthese von Glykolipiden in einem messbaren Ausmaß hemmen,
oder auch nicht; bevorzugt sind dabei Verbindungen, welche die Aktivität der α-Glukosidase
in einem messbaren Ausmaß nicht
hemmen, jedoch immer noch bei der Behandlung von Infektionen wirksam
sind.
worin das genannte Piperidin oder Pyrrolidin mit einem
N-C8-C16-Alkylrest
in N-alkylierter Form vorliegt oder ein oxa-substituiertes Derivat
davon darstellt.
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Vorzugsweise
schließt
eine Verbindung, die eingesetzt wird, eine N-C8-C10-Alkylgruppe (zum Beispiel die N-Nonyl
oder N-Decylgruppe) oder eine N-C8-C10-Oxa-alkylgruppe wie zum Beispiel eine N-(CH2)6O(CH2)nCH3-Gruppe oder
eine N-(CH2)2O(CH2)n+4CH3-Gruppe,
sofern n = 1, 2 oder 3 bedeutet, mit ein. Die Virus hemmende Verbindung
mit einem Gehalt an Stickstoff kann eine Hemmkonzentration (IC50) von ungefähr 20 μM oder weniger, vorzugsweise
von etwa 10 μM
oder weniger und in noch bevorzugterer Weise etwa 5 μM oder weniger
aufweisen, und zwar zum Hemmen von einem oder mehreren Pestiviren
oder Flaviviren in einer analytischen Testanordnung (zum Beispiel
Plaquebildung, Ausbeute). insbesondere wird eine Verbindung bevorzugt,
die sowohl gegenüber
einem Pestivirus als auch einem Flavivirus wirksam ist.
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Die
Erfindung ist in einem Verfahren zur Behandlung eines individuellen
Patienten, der mit einem Virus infiziert ist, von Nutzen. Das Verfahren
schließt
die Verabreichung einer wirksamen Menge an der einen Virus hemmenden
Verbindung mit einem Gehalt an Stickstoff oder ein pharmazeutisch
annehmbares Salz davon mit ein, wobei die Applikation an einen mit
dem Virus infizierten Patienten erfolgt. Die Behandlung vermag bei
Tieren oder Menschen die Virusinfektion vermindern, lindern oder
minimieren. Bei dem Tier kann es sich dabei um einen Vogel oder
ein Säugetier
(zum Beispiel um ein Schwein, Kuh oder Mäuse) handeln. Die Virus hemmende
Verbindung mit einem Gehalt an Stickstoff kann peroral verabreicht
werden.
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Eine
pharmazeutische Zusammensetzung gemäß der Erfindung lässt sich
in der Weise herstellen, dass mindestens 1 derartige Virus hemmende
Verbindung unter Einschluss der N-C8-C10-Alkylgruppe
oder eines oxa-substituierten Derivats davon zusammen mit einem
pharmazeutisch annehmbaren Träger
kombiniert wird.
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In
bestimmten Ausgestaltungen weist die Verbindung eine der folgenden
Formeln auf:
R
1 ein C
8-C
16-Alkylrest oder ein oxa-substituiertes
Derivat davon darstellt,
R
4 Wasserstoff
ist, und
R
5 aus der Gruppe ausgewählt ist,
die aus Wasserstoff, Hydroxyl, Amino, substituiertem Amino, Carboxy,
Alkoxycarbonyl, Aminocarbonyl, Alkyl, Aryl, Aralkyl, Alkoxy, Hydroxyalkyl,
Acyloxy und Aroyloxy besteht,
wobei X jeweils unabhängig aus
der Gruppe ausgewählt
ist, die aus Wasserstoff, Hydroxy, Amino, Carboxy, C
1-C
4-Alkylcarboxy, C
1-C
4-Alkyl, C
1-C
4-Alkoxy, C
1-C
4-Hydroxyalkyl,
C
1-C
6-Acyloxy sowie
Aroyloxy besteht und
wobei Y jeweils unabhängig aus der Gruppe ausgewählt ist,
die aus Wasserstoff, Hydroxy, Amino, Carboxy, C
1-C
4-Alkylcarboxy, C
1-C
4-Alkyl, C
1-C
4-Alkoxy, C
1-C
4-Hydroxyalkyl,
C
1-C
6-Acyloxy sowie
Aroyloxy besteht.
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Die
Virus hemmende Verbindung mit einem Gehalt an Stickstoff kann in
Form von N-alkylierten Piperidinen, N-oxa-alkylierten Piperidinen,
N-alkylierten Pyrrolidinen, oder auch N-oxa-alkylierten Pyrrolidinen vorliegen.
Bei bestimmten Ausgestaltungen kann die N-alkylierte Piperidin-,
N-oxa-alkylierte Piperidin-, N-alkylierte Pyrrolidin- oder N-oxa-alkylierte
Pyrrolidinverbindung einen Iminozucker darstellen. Beispielsweise
stellen bevorzugte Virus hemmende Verbindungen mit einem Gehalt
an Stickstoff folgende dar: N-Nonyl-1,5-didesoxy-1,5-imino-D-galactitol (N-Nonyl-desoxy-galacto-nojirimycin
oder N-Nonyl-DGJ), N-(7-Oxanonyl)-1,5-didesoxy-1,5-imino-D-galactitol
(N-7-Oxanonyl-DGJ), N-Nonyl-1,5,6-tridesoxy-1,5-imino-D-galactitol (N-Nonyl-Me-DGJ),
N-(7-Oxa-nonyl-1,5,6-trideoxy-1,5-imino-D-galactitol (N-7-oxa-nonyl-Me
DGJ), N-Nonyl-altrostatin, N-Nonyl-2R,5R-dihydroxymethyl-3R,4R-dihydroxypyrrolidin
(N-Nonyl-DMDP), N-Nonyl-2- aminobenzamid
(2-ABC9) oder ein Derivat, Enantiomer oder
ein Stereoisomer davon. Die Strukturen der nicht substitutierten
Verbindungen sind in der 1 aufgezeigt.
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Infektionen
durch Flaviviren schließen,
allerdings ohne Beschränkung
darauf, solche mit ein, welche durch folgende Viren hervorgerufen
werden: ein Gelbfiebervirus, Denguevirus (zum Beispiel Dengueviren 1–4), ein
japanisches Enzephalitisvirus, ein Enzephalitisvirus Murray Valley,
ein Rociovirus, ein Virus des Westnilfiebers, ein Enzephalitisvirus
St. Louis, ein Enzephalitisvirus im Zusammenhang mit einer Zecke,
ein Virus der Loupingkrankheit (insbes. an Schafe durch Zecken übertragen),
ein Powassan-Virus, ein Virus des hämorrhagischen Fiebers von Omsk
sowie ein Virus für
die Erkrankungen des Kyasanurforstes. Infektionen durch Pestiviren
schließen,
allerdings ohne Beschränkung
darauf, solche mit ein, welche durch folgende Viren hervorgerufen
werden: Viren von Hepatitis C (HCV), Rubellavirus, ein Rindervirus
der viralen Diarrhoe (BVDV), ein Virus Für das klassische Schweinefieber,
ein Virus der Bordererkrankung oder ein Virus für die Hogcholera (infolge Schweineviren).
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Die
Erfindung lässt
sich bei der Herstellung eines Arzneimittels in einem prophylaktischen
Verfahren zum Schutz eines Säugers
einsetzen, der durch ein Virus infiziert wurde, um das Entwickeln
einer Hepatitis oder Leberzellencarcinoms, die sich unter den Folgeerscheinungen
der Infektion durch das Virus finden, zu vermeiden, wobei das Verabreichen
einer wirksamen, gegen das Virus gerichtete Menge an der Virus hemmenden
Verbindung mit einem Gehalt an Stickstoff mit eingeschlossen ist.
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In
der Erfindung ist eine Verbindung oder ein physiologisch annehmbares
Salz oder Solvat davon gemäß der folgenden
Formel mit eingeschlossen:
worin R
5 Wasserstoff
bedeuten kann und
R
1 ein oxa-substituiertes
Derivat eines C
8-C
16-Alkylrestes
sein kann.
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Geeignete
Verbindungen schließen
die folgenden mit ein: N-Nonyl-1,5-didesoxy-1,5-imino-D-galactitol-(N-Nonyl-DGJ):
N-(7-Oxa-nonyl)-1,5,6-tridesoxy-1,5-imino-D-galactitol(N-7-Oxa-nonyl-MeDGJ):
N-(7-Oxa-nonyl)-1,5,6-tridesoxy-1,5-imino-D-galactitol(N-7-Oxa-Nonyl-MeDGJ):
N-(7-Oxa-nonyl)-1,5,-didesoxy-1,5-imino-D-galactitol(N-7-Oxa-nonyl-DGJ):
oder das N-Nonyl-Altrostatin.
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Die
Erfindung schließt
ferner eine Verbindung oder ein physiologisch annehmbares Solvat
davon gemäß der folgenden
Formel mit ein:
worin
R
1 ein
C
8-C
16-Alkylrest
oder ein oxasubstituiertes Derivat davon darstellt,
R
4 Wasserstoff ist,
R
5 aus
der Gruppe ausgewählt
ist, die aus Wasserstoff, Hydroxyl, Amino, substituiertem Amino,
Carboxy, Alkoxycarbonyl, Ami nocarbonyl, Alkyl, Aryl, Aralkyl, Alkoxy,
Hydroxyalkyl, Acyloxy und Aroyloxy besteht,
wobei X jeweils
unabhängig
aus der Gruppe ausgewählt
ist, die aus Wasserstoff, Hydroxy, Amino, Carboxy, C
1-C
4-Alkylcarboxy, C
1-C
4-Alkyl, C
1-C
4-Alkoxy, C
1-C
4-Hydroxyalkyl,
C
1-C
6-Acyloxy sowie
Aroyloxy besteht und
wobei Y jeweils unabhängig aus der Gruppe ausgewählt ist,
die aus Wasserstoff, Hydroxy, Amino, Carboxy, C
1-C
4-Alkylcarboxy, C
1-C
4-Alkyl, C
1-C
4-Alkoxy, C
1-C
4-Hydroxyalkyl,
C
1-C
6-Acyloxy sowie
Aroyloxy besteht.
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Derartige
Verbindungen schließen
das N-alkylierte Pyrrolidin in Form von N-Nonyl-2R,5R-dihydroxymethyl-3R,4R-dihydroxypyrrolidin
mit ein.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen:
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1 gibt
die chemischen Strukturen von Verbindungen wieder, welche bei dieser
Untersuchung verwendet wurden.
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2 gibt
die Prozente der BVDV-Plaques an, die durch eine infizierte Zellkultur
in Anweenheit verschiedener Konzentrationen der Verbindungen: N-Butyl-DGJ
(♦), N-Nonyl-DGJ
N-Nonyl-Me-DGJ
oder N-Nonyl-DNJ
(X) produziert wurden.
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3 zeigt
die IC50 verschiedener Alky-Kettenlängen von
N-alkylierten Verbindungen und
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5 zeigt
die IC50 von Nonylverbindungen.
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4 gibt
die Prozente der BVDV-Plaques an, die durch eine infizierte Zellkultur
in Anwesenheit verschiedener Konzentrationen an N-Nonyl-DGJ
oder
N-Decyl-DGJ (X) produziert wurden.
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6 zeigt
die Prozente der BVDV-Plaques an, die durch eine infizierte Zellkultur
in Anwesenheit verschiedener Konzentrationen an den N-Nonylverbindungen
2-ABC
9 (♦), Nonylamin
N-Nonyl-Altrostatin
N-Nonyl-DGJ
(X), N-Nonyl-Me-DGJ
N-Nonyl-DNJ
oder
N-Nonyl DMDP (+) produziert wurden.
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7 gibt
die Prozente der BVDV-Plaques an, die durch eine infizierte Zellkultur
in Anwesenheit verschiedener Konzentrationen an N-7-Oxa-nonyl-Me-DGJ
produziert wurden.
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8 zeigt
die zunehmende Aufnahme von
3H-markierten
Hemmstoffen in Hep-G2-Zellen in der folgenden Reihenanordnung auf:
N-Butyl-DNJ (♦),
N-Hexyl-DNJ
N-Octyl-DNJ
N-Nonyl-DNJ
(X), N-Decyl-DNJ
N-Dodecyl-DNJ
N-Hexadecan-DNJ(+)
oder N-Octadecan-DNJ(–).
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Gemäß des vorliegenden
Usus weisen die Gruppen die folgenden Merkmale auf, sofern die Anzahl der
Kohlenstoffatome nicht auf andere Weise spezifiziert sind: Alkylreste
weisen 1 bis 16 Kohlenstoffatome auf und sind gerad- oder verzweigtkettig,
substituiert oder nicht substituiert. Alkoxyreste weisen 1 bis 16
Kohlenstoffatome auf und sind gerad- oder verzweigtkettig, substituiert
oder nicht substituiert. Alkoxycarbonylreste stellen Estergruppen
mit 2 bis 16 Kohlenstoffatome dar. Alkenyloxyreste besitzen 2 bis
16 Kohlenstoffatome, 1 bis 6 Doppelbindungen und sind gerad- oder
verzweigtkettig, substituiert oder nicht substituiert. Alkinyloxyreste
haben 2 bis 16 Kohlenstoffatome, 1 bis 3 Dreifachbindungen und sind
gerad- oder verzweigtkettig, substituiert oder nicht substituiert.
Arylreste weisen 6 bis 14 Kohlenstoffatome (zum Beispiel Phenylgruppen)
auf und sind substituiert oder nicht substituiert. Aralkyloxy-(zum
Beispiel Benzyloxy) und Aroyloxyreste (zum Beispiel Benzoyloxy)
weisen 7 bis 15 Kohlenstoffatome auf und sind substituiert oder
nicht substituiert. Aminogruppen können als primäre, sekundäre, tertiäre, oder
quaternäre
Aminogruppen (zum Beispiel substituierte Amiogrouppen) vorliegen.
Aminocarbonylreste stellen Amidogruppen (zum Beispiel substituierte
Amidogruppen) mit 1 bis 32 Kohlenstoffatomen dar. Substituierte
Reste können
einen Substituenten mit einschließen, der aus der Gruppe ausgewählt wird,
die aus Halogen, Hydroxy, C1-10-Alkyl, C2-10-Alkenyl, C1-10-Acyl,
oder C1-10-Alkoxy besteht.
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Eine
N-alkylierte Aminosäure
kann eine N-alkylierte, natürlich
vorkommende Aminosäure
sein, wie zum Beispiel eine N-alkylierte α-Aminosäure. Eine natürlich vorkommende
Aminosäure
ist eine unter den 20 herkömmlichen α-Aminosäuren (Gly,
Ala, Val, Leu, Ile, Ser, Thr, Asp, Asn, Lys, Glu, Gin, Arg, His,
Phe, Cys, Trp, Tyr, Met und Pro) und anderen Aminosäuren, welche
natürliche
Produkte darstellen, wie zum Beispiel Norleucin, Ethylglycin, Ornithin,
Methyibutenyl-methyl-threonin sowie Phenylglycin. Beispiele für Aminosäureseitenketten
(zum Beispiel R5) schließen H (Glycin), Methyl (Alanin),
-CH2C(O)NH2 (Asparagin),
-CH2-SH (Cystein) sowie -CH(OH)CH3 (Threonin) mit ein.
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Eine
langkettige N-alkylierte Verbindung lässt sich durch eine reduzierende
Alkylierung einer Amino-(oder Imino-)Verbindung synthetisieren.
Beispielsweise kann die Amino- oder Iminoverbindung gegenüber einem
langkettigen Aldehyd zusammen mit einem Reduktionsmittel (zum Beispiel
Natriumcyanoborhydrid) exponiert werden, um das Amin zu alkylieren.
In ähnlicher
Weise lässt
sich eine langkettige N-oxa-alkylierte Verbindung durch eine reduzierende
Alkylierung einer Amino-(oder
Imino-)Verbindung synthetisieren. Beispielsweise kann die Amino-
oder Iminoverbindung gegenüber
einem langkettigen Oxa-aldehyd zusammen mit einem Reduktionsmittel
(zum Beispiel Natriumcyanoborhydrid) exponiert werden, um das Amin
zu einem N-Oxa-amin zu alkylieren.
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Die
Verbindungen können
Schutzgruppen mit einschließen.
Verschiedene Schutzgruppen sind wohlbekannt. Im allgemeinen ist
die Art der Schutzgruppe nicht kritisch, jedoch nur unter der Voraussetzung,
dass sie im Hinblick auf die Bedingungen einer oder mehrerer nachfolgender
Reaktion(en) an anderen Positionen der Verbindung stabil ist und
zum passenden Zeitpunkt ohne nachteilige Beeinflussung des restlichen
Moleküls
entfernt werden können.
Darüber
hinaus kann eine Schutzgruppe weiter substituiert werden, nachdem substanzielle
synthetische Transformationen vervollständigt wurden. Es ist klar,
dass in dem Falle, dass sich eine Verbindung von einer vorliegend
offenbarten Verbindung nur dadurch unterscheidet, dass eine oder
mehr Schutzgruppen mit einer unterschiedlichen Schutzgruppe substituiert
worden ist, eine solche Verbindung innerhalb der Erfindung liegt.
Weitere Beispiele und Bedingungen sind in Greene, Protective Groups
in Organic Chemistry, [1. Auflage, (1981), Greene & Wuts, 2. Auflage,
(1991)] zu finden.
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Die
Verbindungen lassen sich reinigen, so zum Beispiel durch Umkristallisation
oder chromatographische Verfahren. Die Verbindung lässt sich
auch stereospezifisch unter Einsatz einer stereospezifischen Amino- oder
Iminoverbindung als Ausgangsmaterial darstellen.
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Die
Amino- und Iminoverbindungen, die als Ausgangsmaterialien bei der
Synthese der langkettigen N-alkylierten Verbindungen eingesetzt
werden, sind im Handel erhältlich
(Sigma, St. Louis, MO; Cambridge Research Biochemicals, Norwich,
Cheshire, United Kingdom; Toronto Research Chemicals, Ontario, Canada) oder
lassen sich mittels bekannter synthetischer Verfahren darstellen.
Zum Beispiel können
die Verbindungen in Form von langkettigen N-alkylierten Iminozuckerverbindungen
oder oxa-substituierten Derivaten davon vorliegen. Der Iminozucker
kann beispielsweise als Desoxygalactonojirmycin (DGJ), 1-Methyl-desoxygalactonojirimycin
(Me-DGJ), Desoxynorjirimycin (DNJ), Altrostatin, 2R,5R-Dihydroxymethyl-3R,4R-dihydroxypyrrolidin (DMDP)
oder in Form von deren Derivaten, Enantiomeren oder Stereoisomeren
vorliegen.
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Die
Synthesen einer Vielfalt von Iminozuckerverbindungen wurden bereits
beschrieben. Zum Beispiel sind Verfahren zur Synthese von DNJ-Derivaten
bekannt; sie sind in den folgenden Dokumenten beschrieben: beispielsweise
in den
US-Patenten Nr. 5 622
972 ,
5 200 523 ,
5 043 273 ,
4 994 572 ,
4 246 345 ,
4 266 025 ,
4 405 714 und
4 806 650 sowie in der
US-Patentanmeldung 07/851 818 , eingereicht
am 16. März
1992. Verfahren zur Synthese anderer Iminozuckerderivate sind bekannt
und zum Beispiel beschrieben in den
US-Patenten Nr.
4 861 892 ,
4 894 388 ,
4 910 310 ,
4 996 329 ,
5 011 929 ,
5 013 842 ,
5 017 704 ,
5 580 884 ,
5 286 877 sowie
5 100 797 . Die enantiomerenspezifische
Synthese von 2R, 5R-Dihydroxymethyl-3R, 4R-dihydroxypyrrolidin (DMDP)
ist von Fleet & Smith
[Tetrahedron Letter, 26, S. 1469–1472, (1985)] beschrieben.
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Die
Substituenten an der Iminozuckerverbindung vermag die Potenz der
Verbindung als antiviriler Wirkstoff beeinflussen, wobei sie zusätzlich noch
in bevorzugter Weise das Molekül
zu einem bestimmten Organ im Vergleich zu anderen Organen lenken
können.
In den Beispielen werden Verfahren zum Vergleich der Potenzen verschiedener
substituierter Verbindungen aufgezeigt.
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Die
vorliegend beschriebenen Verbindungen lassen sich in Form des freien
Amins oder in Form eines pharmazeutisch annehmbaren Salzes zum Einsatz
bringen. Pharmazeutische Salze und Verfahren zur Darstellung der
Salzformen wurden durch Berge et. al. [3. Pharm. Sci., Bd. 66, S.
1–18,
(1977)] zugänglich
gemacht. Pharmazeutisch annehmbare Salze können im Zusammenhang mit Verbindungen
bevorzugt sein, bei denen Solubilisierungsprobleme im Hinblick auf
die pharmazeutische Zusammensetzung bestehen (zum Beispiel bei Verbindungen
mit längeren
Alkylketten). Eine Salzform wird beispielsweise durch das HCl-Salz
eines Aminoderivats veranschaulicht. Die Verbindungen lassen sich
auch in der Form von Prodrugs einsetzen, wie zum Beispiel die Derivate
von 6-phosphoryliertem
DNJ, wie sie in den
US-Patenten
Nr. 5 043 273 und
5
103 008 beschrieben sind. Die Verwendung der Zusammensetzungen
umfasst ferner einen pharmazeutisch annehmbaren Träger, wobei
Zusammensetzungen, welche darüber
hinaus noch Bestandteile mit einschließen, die für die Verabreichung solcher
Zusammensetzungen an Tiere von Nutzen sind, ausdrücklich in
Betracht gezogen werden. Zahlreiche pharmazeutisch annehmbare Träger, die
für die
Verabreichung der Zusammensetzungen an Humanpatienten zweckmäßig sind
und Bestandteile, die für
die Verabreichung an andere Tiere als Weidevieh von Nutzen sind,
gehören
zum Stand der Technik. Der Zusatz derartiger Träger und Bestandteile für die Zusammensetzung
gemäß der Erfindung
liegt ohne weiteres innerhalb des Könnens des Durchschnittsfachmannes.
Beispielsweise kann es sich bei den Stoffen um Di- oder Tetra-acetate,
Propionate, Butyrate oder Isobutyrate handeln.
-
Die
Erfindung schließt
auch mit Isotopen markierte Gegenstücke der vorliegend offenbarten
Verbindungen mit ein. Eine mit Isotopen markierte Verbindung gemäß der Erfindung
weist ein oder mehrere Atome auf, die durch ein Isotop ersetzt sind,
das ein detektierbares Teilchen oder einen Röntgenstrahlen aussendenden
(radioaktiven) oder einen magnetisch drehenden Kern besitzt. Beispiele
für derartige
Kerne schließen 2H, 3H, 13C, 15N, 19F, 29Si, 31P, 32P und 125I mit
ein. Mit Isotopen markierte Verbindungen gemäß der Erfindung sind insbesondere
von Nutzen als Sonden oder Forschungswerkzeuge für spektrometrische Analysen,
Radioimmunoassays, Bindungsassays auf Basis von Szintillation, Fluorographie,
Autoradiographie und kinetischen Studien, wie zum Beispiel Untersuchungen
zur Hemmung oder Bestimmung von primären und sekundären Isotopeneffekten.
-
Die
Viren hemmende Verbindung mit einem Gehalt an Stickstoff lässt sich
an eine Zelle oder einen individuellen Patienten, der von dem Virus
betroffen ist, verabreichen. Die Verbindung vermag die Morphogenese
des Virus zu hemmen, oder sie ermöglicht die Behandlung des individuellen
Patienten. Die Behandlung kann die Virusinfektion beim Tier vermindern,
lindern oder abschwächen.
So zum Beispiel sind die N-Nonyl-, N-Decyl-, N-3-Oxa-nonyl-, N-3-Oxa-decyl-,
N-7-Oxanonyl- und
N-7-Oxa-decyl-Verbindungen antiviril. Die antivirile Aktivität ist im
Wesentlichen ohne Bezug zu den übrigen
Funktionsweisen der Verbindung.
-
Die
Viren hemmende Verbindung mit einem Gehalt an Stickstoff lässt sich
mit mindestens einer weiteren anderen antiviralen Verbindung kombinieren,
wie zum Beispiel einem Hemmstoff (Inhibitor) einer viralen DNS-
oder RNS-Polymerase und/oder Protease, und/oder mindestens einem
Hemmstoff der Expression viraler Gene, der Replikation des viralen
Genoms, und/oder der Anordnung eines viralen Teilchens. Bei der
supplementären
antiviralen Verbindung kann es sich um einen beliebigen antiviralen
Wirkstoff, der zum gegenwärtigen
Zeitpunkt erkannt ist, oder einen beliebigen antiviralen Wirkstoff
handeln, der erst später
erkannt werden mag. Beispielhaft kann die supplementäre antivirale
Verbindung vorliegen in Form von α-Interferon, β-Interferon,
Ribavirin, Lamivudin, Brefeldin A, Monensin, TUVIRUMAB® (Protein
Design Labs) PENCICLOVIR® (SmithKline Beecham),
FAMCICLOVIR® (Smith-Kline
Beecham), BETASERON® (Chiron), THERADIGM-HBV® (Cytel),
Adefovir Dipivoxil (GS 840, Gilead Sciences), INTRON A® (Schering
Plough), ROFERON® (Roche Labs), BMS 200
475 (Bristol Myers Squibb), LOBUCAVIR® (Bristol
Myers Squibb), FTC (Triangle Pharmaceuticals), DAPD (Triangle Pharmaceuticals),
Thymosin-α-peptid,
Glycovir [Block et al. in Proc. Natl. Acad. Sci. USA, Bd. 91, S.
2235–2240,
(1994)], der eine Kolonie aus Granulozyten und Makrophagen stimulierende
Faktor [Martin et al. in Hepatology, Bd. 18, S. 775–780, (1993)],
ein "Immunocytokin" [Guidotti et al.
in J Virol., Bd. 68, S. 1265–1270,
(1994)], CDG [Fourel et al. in J. Virol., Bd 68, S. 1059–1065, (1994)]
oder dergleichen.
-
Langkettige
N-Alkylverbindungen stellen Wirkstoffe dar, die auf die virale Expression
einen Hemmeffekt ausüben.
Dagegen sind kurzkettige N-Alkylderivate von Iminozuckern (zum Beispiel
N-Butyl-DNJ potente Hemmstoffe der Enzyme, die über Stickstoff verknüpfte Oligosaccharide
zerlegen, wie zum Beispiel die α-Glukosidase
I und α-Glukosidase
II [Saunier et al. in J Biol. Chem., Bd. 257, S. 14.155–14.161,
(1982); Elbein in Ann. Rev. Biochem., Bd. 56, S. 497–534, (1987)].
Einige langkettige N-Alkylverbindungen gemäß der Erfindung vermögen im Prinzip
nur eine geringe oder gar keine Hemmung eines Glukosidase-Enzyms
auszuüben, insbesondere
im Vergleich zu N-Butyl-DNJ oder N-Nonyl-DNJ. In unerwarteter Weise
jedoch hemmen einige langkettige N-Alkylverbindungen die virale
Morphogenese bei Zellen, welche mit einem Virus, wie zum Beispiel einem
Flavivirus oder Pestivirus, infiziert sind, in effizienter Weise.
Beispielsweise kann die Viren hemmende Verbindung mit einem Gehalt
an Stickstoff zur Hemmung von BVDV oder eines anderen Virus eine
IC50 bei etwa 10 μMol oder weniger aufweisen,
vorzugsweise etwa 3 μMol
oder weniger; die gleichen Verbindungen zeigen möglicherweise nur eine geringe
Wirkung gegenüber
Glukosidasen oder bei der Hemmung der Glykolipidsynthese.
-
Verfahren
zur Behandlung eines Säugers
unter Einsatz von DNJ-Derivaten, der durch das Virus RSV (respiratory
syncytial Virus) infiziert wurde, sind in dem
US-Patent Nr. 5 622 972 beschrieben.
Die Verwendung von DNJ und N-Methyl-DNJ ist ebenfalls bereits offenbart
im Hinblick auf die Replikation kompletter Retroviren, wie zum Beispiel
von HIV (Human immunodeficiency Virus), des Virus der Katzenleukämie, des
Virus der ansteckenden Pferdeanämie
sowie der Lentiviren von Schafen und Ziegen [
US-Patente Nr. 5 643 888 und
5 264 356 ; Acosta et al.
in Ant. J. Hosp. Pharm., Bd. 51, S. 2251–2267, (1994)].
-
In
Abwesenheit eines geeigneten Zellkultursystems, das dazu befähigt ist,
das humane HCV zu replizieren, dient das Virus der viralen Rinderdiarrhoe
(BVDV) als der Modellorganismus für das HCV, zumal beide in einem
signifikanten Ausmaß eine
Homologie der lokalen Proteinregion [Miller & Purcell in Proc. Natl. Acad. Sci.
USA, Bd. 87, S. 2057–2061,
(1990)], gemeinsame Strategien bei der Replikation und wahrscheinlich
die gleiche subzellulare Platzierung für die virale Hülle teilen.
Verbindungen, bei denen es sich herausgestellt hat, dass sie einen
antiviralen Effekt gegenüber
dem BVDV aufweisen, werden dringend als potentielle Kandidaten für die Behandlung
von HCV-Infektionen
empfohlen.
-
Die
Zytotoxizität,
die von der Exposition von Säugerzellen
gegenüber
dem Virus der viralen Diarrhoe (BVDV) in einer Gewebekultur herrührt, wird
dadurch verhindert, dass eine Viren hemmende Verbindung mit einem
Gehalt an Stickstoff zu dem Medium der Gewebekultur hinzugefügt wird.
Die Virushemmstoffe, die gemäß den unten
stehenden Beispielen eingesetzt wurden, schlossen langkettige N-Alkylderivate
von DGJ mit ein. Aufgrund der Tatsache, dass das BVDV ein akzeptiertes
Gewebekulturmodell für
das HCV [Henzler & Kaiser
in Nature Biotechnology, Bd. 16, S. 1077–1078, (1998)] darstellt, sind
die vorliegend beschriebenen Zusammensetzungen zum Hemmen der Morphogenese
des BVDV auch bei der Hemmung der Morphogenese von HCV von Nutzen.
-
Die
Menge an dem antiviralen Wirkstoff, welche an ein Tier oder an eine
Tierzelle verabreicht wird, und zwar mittels der Verfahren gemäß der Erfindung
stellt eine Menge dar, die für
die Hemmung der viralen Morphogenese im Hinblick auf die Zelle wirksam
ist. Der Ausdruck "Hemmen" gemäß des vorliegenden
Gebrauchs bezieht sich auf die messbare Verminderung und/oder Beseitigung
einer biologischen Aktivität,
die in Abwesenheit einer Viren hemmenden Verbindung mit einem Gehalt
an Stickstoff gemäß der Erfindung
sichtbar wird. Der Ausdruck "wirksame
Menge" bezieht sich
auf eine solche Menge an einer Zusammensetzung, welche dazu benötigt wird,
den bezeichneten Effekt zu erzielen. Der Ausdruck "Behandlung" gemäß dem vorliegenden Gebrauch
bezieht sich auf die Verminderung oder Beseitigung von Symptomen
bei einem Patienten, das Vermeiden von Symptomen einer Verschlimmerung
oder eines Fortschreitens, die Hemmung oder Beseitigung des verursachenden
Agens, oder der Verhinderung der Infektion oder Störung bei
einem Patienten, der davon frei ist.
-
Somit
schließt
beispielsweise die Behandlung einer viralen Infektion die Zerstörung des
infizierenden Agens, die Hemmung oder Beeinträchtigung hinsichtlich seiner
Größe oder
Ausreifung, die Neutralisation seiner pathologischen Effekte und
dergleichen mit ein. Die Menge der Zusammensetzung, welche an die
Zelle oder an das Tier verabreicht wird, liegt in bevorzugter Weise
in einem solchen Maße
vor, dass keinerlei toxische Effekte induziert werden, welche die
Vorteile aufwiegen würden,
welche mit deren Verabreichung verbunden sind.
-
Die
aktuellen Dosierungsbereiche der Wirkstoffe in den pharmazeutischen
Zusammensetzungen gemäß der vorliegenden
Erfindung können
in der Weise variiert werden, dass sie in einer solchen Menge an
der wirksamen Verbindung verabreicht werden, dass die gewünschte therapeutische
Antwort bei einem speziellen Patienten erzielt wird.
-
Der
ausgewählte
Dosisbereich dürfte
von der Aktivität
der ausgewählten
Verbindung und dem Weg der Verabreichung, der Schwere des Zustandes,
der Kondition und der medizinischen Vorgeschichte des zu behandelnden
Patient abhängig
sein. Es liegt allerdings beim fachmännischen Wissensstand, mit
Dosierungen der Verbindung(en) in einem jeweiligen Dosisbereich
zu beginnen, die benötigt
werden, um den gewünschten therapeutischen
Effekt zu erzielen und um die Dosierung schrittweise so lange zu
erhöhen,
bis der gewünschte Effekt
erzielt wird. Falls gewünscht,
lässt sich
die wirksame Tagesdosis in mehrfache Dosen zum Zwecke der Verabreichung
teilen, beispielsweise in zwei bis vier Dosen täglich. Allerdings wird darunter
verstanden, dass der spezielle Dosisbereich für einen beliebigen Patienten
von einer Vielzahl von Faktoren, einschließlich Körpergewicht, allgemeinem Gesundheitszustand,
einer Diät,
der Zeitdauer und der Art des Verabreichungsweges sowie der Kombination
mit anderen Arzneistoffen und der Schwere der zu behandelnden Erkrankung
abhängig
ist. Es ist zu erwarten, dass die Tagesdosierung beim Erwachsenen
normalerweise in dem Bereich von zwischen 1 μg bis zu etwa 1 g, in bevorzugter
Weise zwischen 10 mg und 100 mg im Hinblick auf die Viren hemmende
Verbindung mit einem Gehalt an Stickstoff liegt. Selbstverständlich ist
die Verabreichungsmenge der Zusammensetzung, welche bei einer Zelle
appliziert werden soll, von zahlreichen Faktoren abhängig, die von
den Fachleuten auf diesem Gebiet gut verstanden sind, so zum Beispiel
vom Molekulargewicht der Viren hemmenden Verbindung mit einem Gehalt
an Stickstoff, dem Verabreichungsweg und dergleichen.
-
Pharmazeutische
Zusammensetzungen, die bei den Verfahren gemäß der Erfindung zweckmäßig sind,
können
systemisch mittels oraler fester Formulierungen, oder Augenpräparate,
Suppositorien, Aerosolen, topischen oder anderen ähnlichen
Formulierungen appliziert werden. Beispielsweise können diese
in der physikalischen Form von Pulver, Tabletten, Kapseln, Pastillen,
Gelen, Lösungen,
Suspensionen, Sirup oder dergleichen vorliegen. Zusätzlich zu
der Viren hemmenden Verbindung mit einem Gehalt an Stickstoff können derartige
Zusammensetzungen pharmazeutisch annehmbare Trägerstoffe oder andere Bestandteile
enthalten, die dafür
bekannt sind, dass sie die Darreichung des Arzneistoffs verbessern
oder erleichtern. Andere mögliche
Formulierungen, wie zum Beispiel Nanopartikel, Liposomen, wieder
hermetisch abgeschlossene Erythrozyten sowie auf Immunologie basierende
Systeme lassen sich bei der Darreichung der Verbindung gemäß des Verfahrens
der Erfindung einsetzen. Derartige Zusammensetzungen können auf
jegliche bekannte Art und Weise verabreicht werden. Der Ausdruck "parenteral" nach dem vorliegenden
Gebrauch schließt
die subkutane, intravenöse,
intra-arterielle und intrathekale Verabreichung und Injektionen
sowie Infusionstechniken ohne Beschränkungen mit ein. Beispielhaft
können
die pharmazeutischen Zusammensetzungen peroral, topisch, parenteral,
systemisch oder über
den Weg über
die Lunge verabreicht werden.
-
Diese
Zusammensetzungen lassen sich gemäß den Verfahren nach der Erfindung
in einer einfachen Dosis oder in mehrfachen Dosen verabreichen,
wobei die Applikation zu verschiedenen Zeitpunkten erfolgt. Aufgrund
der Tatsache, dass der Hemmeffekt der Zusammensetzung auf das Virus
andauern kann, lässt
sich das Dosierungsschema so einregulieren, dass die Ausbreitung
des Virus verzögert
wird, während
die Wirtszelle nur minimal betroffen ist. In beispielhafter Weise
kann einem Tier eine Dosis der Zusammensetzung gemäß der Erfindung
einmal pro Woche verabfolgt wer den, wodurch die Ausbreitung des
Virus für
eine ganze Woche verzögert
wird, wogegen aber die Funktionen der Wirtszelle nur für eine kurze
Zeitdauer während
dieser Woche behindert werden.
-
Die
folgenden speziellen Beispiele sind so aufzufassen, dass sie lediglich
der Erläuterung,
nicht aber der Beschränkung
in Bezug auf den Rest der Erfindung dienen.
-
BEISPIELE
-
Synthese von N-Nonyl-DGJ (NN-DGJ), N-Nonyl-methyl-DGJ
(NN-MeDGJ), N-Nonyl-Altrostatin, N-Nonyl-DNJ (NN-DNJ), N-Nonyl-DMDP
(NN-DMDP) sowie N-Nonyl-2-aminobenzamid
-
Die
jeweils verwandte Amino oder Iminovrbindung (DGJ, MeDGJ, Altrostatin,
DNJ, DMDP, oder 2-Aminobenzamid (2-ABC9)
wurde unter Reduktionsbedingungen mit 1,2 Mol Äquivalenten Nonylaldehyd in
Anwesenheit von 1 Mol Äquivalent
Natriumcyanoborhydrid 3 Stunden lang bei Raumtemperatur in angesäuertem Methanol
alkyliert. Typische Ausbeuten bei dieser Reaktion waren höher als
95% gemäß einer
Bestimmung durch amperometrische Messung nach der Chromatographie
auf Basis von Hochleistungskationenaustausch (Dionex). Die N-Nonyl-Verbindungen
wurden aus dem Reaktionsgemisch heraus mittels der Hochdruckflüssigkeitschromatographie
(HPLC) wie folgt gereinigt: Eine Probe wurde in eine Kationenaustauschersäule SCX (7,5 × 50 mm)
in 20% igem (V/V) Acetonitril verbracht und bei einem linearen Gradienten
von 20% Acetonitril mit einem Gehalt an 500 mMol Ammoniumformiat
bei einem pH von 4.4 eluiert. Die N-Nonylverbindung wurde zurückgewonnen
und in eine Umkehrphasensäule
C18 (4.6 × 250
mm) verbracht, welche mit 10% igem Acetonitril mit einem Gehalt
an 0,1% Trifluoressigsäure
(TFA) äquilibriert
war. Die Verbindung wurde aus der Säule unter Einsatz eines linearen
Gradienten aus 80% Acetonitril, enthaltend 0,1% Trifluoressigsäure, eluiert,
bis zur Trockne Iyphilisiert und in Methanol aufgelöst. Es wurden
Proben der gereinigten Verbindung durch die Flugzeitmassenspekrometrie
auf Basis der durch eine Matrix unterstützten Laserionisation (MALDI-TOF)
analysiert, und zwar unter Einsatz von 2,5-Dihydroxybenzoesäure als
die Matrix.
-
Verbindungen
mit einer unterschiedlichen Länge
der N-Alkylkettenlänge
wurden durch den Ersatz des Nonylaldehyds durch den Aldehyd der
gewünschten
Kettenlänge
synthetisiert. Mit Tritium markierte Verbindungen werden in der
Weise synthetisiert, dass mit Tritium versehenes Natriumcyanoborhydrid
als Reduktionsmittel bei der Reaktion benutzt wird.
- (a) N-Nonyl-DGJ: Die MALDI-TOF-Massenspektrometrie zeigte bei
der Atommasse 288,83 Einheiten erwartungsgemäß nach der in der 1 dargestellten
Struktur einen Gipfel.
- (b) N-Nonyl-MeDGJ: Die MALDI-TOF-Massenspektrometrie zeigte
bei der Atommasse 273,93 Einheiten erwartungsgemäß nach der in der 1 dargestellten
Struktur einen Gipfel.
- (c) N-Nonyl-Altrostatin: Die MALDI-TOF-Massenspektrometrie zeigte
bei der Atommasse 289,44 Einheiten erwartungsgemäß nach der in der 1 dargestellten
Struktur einen Gipfel.
- (d) N-Nonyl-DMDP: Die MALDI-TOF-Massenspektrometrie zeigte bei
der Atommasse 287,66 Einheiten erwartungsgemäß nach der in der 1 dargestellten
Struktur einen Gipfel.
- (e) N-Nonyl-2-Aminobenzamid (2-ABC9):.Die
MALDI-TOF-Massenspektrometrie zeigte bei der Atommasse 261,57 Einheiten
erwartungsgemäß nach der
in der 1 dargestellten Struktur einen Gipfel.
-
Synthese von N-(7-Oxa-Nonyl)-1,5,6-tridesoxy-1,5-imino-D-Galactitol
-
Schritt
1: Synthese von 2,3,5,6-Di-O-isopropyliden-D-gulono-1,4-lakton
-
Es
wurde 1 g p-Toluolsulfonsäure
Monohydrat unter Rühren
zu einer Lösung
von D-Gulonolakton (20 g, 0,11 Mol) in 2,2-Dimethoxypropan (60 ml)
und trockenem Aceton (200 ml) hinzu gegeben. Nach 24 Stunden machte
die Dünnschichtchromatographie
(DC) mit Ethylacetat den Verbrauch an Ausgangsmaterial (R
f 0,0) und die Bildung einer größeren Produktmenge
(R
f 0,8) sichtbar. Das Reaktionsgemisch
wurde mit einem Überschuss
an Natriumhydrogencarbonat neutralisiert, danach abfiltriert und
das Lösungsmittel
unter vermindertem Druck abgezogen. Der Rückstand wurde aus dem Gemisch
Ethylacetat/Hexan umkristallisiert, wobei 26,3 g von 2,3, 5,6-Di- O-isopropyliden-D-gulono-1,4-lakton
(0,1 Mol) in Form weißer
Kristalle in 91% iger Ausbeute erhalten wurden.
Fp. 150–153°C; [α]D
22 +76.2 (c. 0.88 in Aceton); δH (200 MHz,
CDCl
3): 1.28 (s, 6H, C(CH
3)
2), 1.33, 1.37 (2 × s, 6H, C(CH
3)
2), 3.90 (dd, 1H, J 6.0 Hz, J 9.0 Hz), 4.02-4.10
(m, 1H), 4.18-4.27 (m, 1H), 4.49 (dd, 1H, J
3,4 3
Hz, J
4,5 9 Hz, H-4), 4.92 (dd, 1H, J
2,3 6 Hz, J
3,4 3
Hz, H-3), 4.96 (d, 1H, J
2.3 6 Hz. H-2): δc (50 MHz,
CDCl
3): 25.6 (C(CH
3)
2), 26.3 (C(CH
3)
2), 27.1 (C(CH
3)
2), 27.2 (C(CH
3)
2). 65.6 (CH
2, C-2),
75.7, 76.4, 76.5. 81.3 (4 × CH,
C-2, C-3, C-4), 110.9 (C(CH
3)
2),
114.7 (C(CH
3)
2).
173.3 (C=O). Schritt
2: Synthese von 2,3-O-Isopropyliden-D-gulon-lakton
-
Es
wurden 26 g von 2,3, 5,6-Di-O-isopropyliden-D-gulono-1,4-lakton
(0,1 Mol) in 200 ml wässriger
Essigsäure
(80%) aufgelöst,
wonach die Lösung über Nacht
bei Raumtemperatur gerührt
wurde. Die Dünnschichtchromatographie
(DC) mit Ethylacetat machte den Verbrauch an Ausgangsmaterial (R
f 0.8) und die Bildung einer größeren Produktmenge
(R
f 0.4) sichtbar. Das Reaktionslösungsmittel
wurde entfernt und der Rückstand
aus dem Gemisch Ethylacetat/Hexan umkristallisiert, wobei 20,7 g
von 2,3-O-Isopropyliden-D-gulono-1,4-lakton (95 mMol, 95 rein) in
Form eines weißen
Feststoffes erhalten wurden.
Fp. 139–141°C; [α]D
22 +73.1
(c, 2.4 in Aceton); δH
(200 MHz, CDCl
3): 1.21, 1.22 (2 × s, 6H,
C(CH
3)
2), 3.46-3.57 (m,
2H), 3.64-3.73 (m, 1H), 4.48 (dd, 1H, J
3,4 5
Hz, J
4,5 3Hz, H-4), 4.75 (d, 1H, J
2,3 5 Hz, H-2), 4.81 (dd, 1H, J
2,3 5
Hz, J
3,4 3 Hz, H-3); δC (50 MHz, CDCl
3):
26.0 (C(CH
3)
2),
26.1 (C(CH
3)
2),
62.7 (CH
2, C-6), 71.3 (CH, C-3), 76.7, 77.1
(2 × CH,
C-4, C-5), 81.8 (CH, C-2), 113.9 (C(CH
3)
2), 175.5 (C=O). Schritt
3: Synthese von 2,3-O-Isopropyliden-L-lyxono-1,4-lakton
-
Es
wurden 10.9 g (50 mMol) 2,3-O-Isopropyliden-D-gulonolakton in 250
ml THF unter Stickstoffatmosphäre
aufgelöst.
Sodann wurden 12.8 g Perjodsäure
(56 mMol, 1.12 Äquival.)
hinzugefügt.
Nach 5 Minuten wurde die Lösung
wolkig; sodann wurde sie weitere 15 Minuten lang kräftig gerührt. Das
Reaktionsgemisch wurde mittels Eluieren über einen Kieselgeleinsatz
gereinigt, welcher mit Ethylacetat eluiert wurde. Das Lösungsmittel
wurde unter vermindertem Druck abgezogen, wobei ein gelbes Öl gewonnen
wurde, das in 150 ml Essigsäure
aufgelöst
wurde. Sodann wurden 3,22 g Natriumcyanoborhydrid (51 mMol) hinzugefügt; danach wurde
die Lösung
90 Minuten lang gerührt.
Zum Abschrecken des Reaktionsgemisches wurde eine Lösung aus
gesättigtem,
wässrigem
Ammoniumchlorid dazu gegeben, wonach das Lösungsmittel unter vermindertem Druck
abgezogen wurde. Der Rückstand
wurde in 200 ml Ethylacetat aufgelöst und mit 50 ml einer Lösung aus gesättigtem,
wässrigem
Ammoniumchlorid, 50 ml Wasser und 50 ml Kochsalzlösung gewaschen.
Die wässrige Schicht
wurde 3 Mal mit jeweils 50 ml Ethylacetat nochmals extrahiert. Die
organischen Fraktionen wurden miteinander vereinigt, über Magnesiumsulfat
getrocknet, das Ganze abfiltriert und das Lösungsmittel abgezogen. Die
Reinigung mittels der Entspannungs(Flash)chromatographie (Ethylacetat)
erbrachten 7,93 g 2,3-O-Isopropyliden-L-lyxono -1,4-lakton (42 mMol)
in 84% iger Ausbeute als einen weißen Feststoff.
Fp. 94–95°C; [α]D 23-90.8
(c, 1.08 in Aceton); δH
(500 MHz, CDCl
3): 1.41, 1.49 (6H, 2 × s, C(CH
3)
2), 2.18 (1H, br,
OH), 3.87 (1H, dd, J
4,5' 5.3 Hz, J
5,5' 12.3 Hz, H-5'), 4.15 (1H, dd,
J
4,5 6.4 Hz, J
5,5' 12.3 Hz, H-5),
4.56 (1H, ddd, J
4,5' 5.3 Hz, J
4,5 6.6
Hz, J
3,4 3.6 Hz, H-4), 4.82 (1H, d, J
2,3 5.5 Hz, H-2), 4.85 (1H, dd, J
3,4 3.6 Hz, J
2,3 5.5
Hz, H-3), δC
(50 MHz, CDCl
3): 26.2 (C(CH
3)
2), 27.1 (C(CH
3)
2), 61.3 (CH
2, C-5),
76.6, 76.7, 79.8 (3 × CH,
C-2, C-3, C-4), 114.9 (C(CH
3)
2),
174.3 (C=O). Schritt
4: Synthese von 5-Azido-5-desoxy-2,3-O-isopropyliden-L-lyxono-1,4-lakton
-
Es
wurden 5.8 g 2,3-O-Isopropylidene-L-lyxono-1,4-lakton (30,9 mMol)
unter einer Stickstoffatmosphäre
in 140 ml wasserfreiem Dichlormethan aufgelöst. Die Lösung wurde auf-30°C abgekühlt und
sodann 12 ml wasserfreies Pyridin hinzu gegeben. Im Anschluss daran
wurden 6,5 ml Trifluormethansulfonsäureanhydrid tropfenweise zu
der Lösung
hinzugefügt,
welche bei –30°C gerührt wurde.
Nach 60 Minuten ergab die Dünnschichtchromatographie
(DC) in dem Gemisch Ethylacetat/Hexan im Verhältnis 1:1 eine vollständige Reaktion. Die
Lösung
wurde bis zur Erwärmung
auf 0°C
stehen gelassen; danach wurden 250 ml trockenes DMF und 8,2 g Natriumazid
(126 mMol, 4 Äquival.)
hinzugefügt.
Die Suspension wurde bei Raumtemperatur 4 Stunden lang gerührt und
dann zum Abschrecken der Reaktion 25 ml Wasser dazu gegeben. Anschließend wurde
das Lösungsmittel
unter vermindertem Druck abgezogen und zusammen mit Toluol evaporiert.
Im Anschluss daran wurde der Rückstand
in 250 ml Dichlormethan aufgelöst
und 2 Mal mit 50 ml Wasser und einmal mit 50 ml Kochsalzlösung gewaschen.
Die wässrige
Schicht wurde nochmals extrahiert, und zwar 3 Mal mit 50 ml Dichlormethan.
Die organischen Fraktionen wurden miteinander vereinigt, über Magnesiumsulfat
getrocknet, abfiltriert und sodann das Lösungsmittel abgezogen. Die
Reinigung mittels der Flash-Chromatographie mittels Hexan/Ethylacetat
im Verhältnis
1:1 erbrachte 5.8 g 5-Azido-5-desoxy-2,3-O-isopropyliden-L-lyxono-1,4-lakton
(27,2 mMol) in 88% iger Ausbeute in Form weißer Kristalle.
[α]D 23-71.0
(c, 2.0 in CHCl
3); ν
max (film/cm
-1) 1784 (C=O), 2101 (N3); δH (500 MHz,
CDCl
3): 1.42, 1.50 (6H, 2 × s, C(CH
3)
2), 3.66 (1H, dd,
J
4,5' 6.3
Hz, J
5,5' 12.9
Hz, H-5'), 3.72
(1H, dd, J
4,5 7.1 Hz, J
5,5' 12.9 Hz, H-5),
4.62 (1H, ddd, J
4,5' 6.3 Hz, J
4,5 7.1
Hz, J
3,4 3.5 Hz, H-4), 4.83 (1H, dd, J
3,4 3.5 Hz, J
2,3 5.4
Hz, H-3), 4.86 (1H, d, J
2,3 5.4 Hz, H-2); δC (50 MHz,
CDCl
3): 26.3 (C(CH
3)
2), 26.5 (C(CH
3)
2), 50.4 (CH
2, C-5),
76.1, 76.4, 77.6 (3 × CH, C-2,
C-3, C-4), 115.1 (C(CH
3)
2), 173.4
(s, C=O); m/z (Cl, NH
3): 218 (100%), 186
(35%, MH+N
2);
(Gefunden: C, 45.26;
H, 5.43; N, 19.24. C
8H
11O
4N
3 erforderlich:
C, 45.07; H, 5.20; N, 19.71%). Step
5: Synthese von 6-Azido-1,6-didesoxy-3,4-O-isopropyliden-L-lyxo-2,5-hexulose
-
4
g 5-Azido-5-desoxy-2,3-O-isopropyliden-L-lyxono-1,4-lakton (18.8
mMol) wurden in 70 ml trockenem THF unter einer Stickstoffatmosphäre in Anwesenheit
von 4 Å-Molekularsieben
aufgelöst.
Sodann wurde die Lösung
auf –78°C abgekühlt. Dazu
wurden 18 ml Methyllithium (25,2 mmol, 1,4 M Lösung in Diethylether) gegeben,
wonach die Lösung
bei –78°C gerührt wurde.
2 Stunden später
ergab die Dünnschichtchromatographie in
dem Gemisch Ethylacetat/Hexan im Verhältnis 1:1) das Verschwinden
des Ausgangsmaterials (R
f 0.62) und ein
neues Produkt (R
f 0.72). Es wurden 10 ml
gesättigte,
wässrige
Ammoniumchloridlösung
hinzugefügt
und die Lösung
30 Minuten lang gerührt.
Das Reaktionsgemisch wurde im Anschluss daran 4 Mal mit 50 ml Dichlormethan
extrahiert. Die organischen Extrakte wurden vereinigt, über Magnesiumsulfat
getrocknet, abfiltriert und das Lösungsmittel unter vermindertem
Druck abgezogen. Der daraus resultierende gelbe Feststoff wurde
mittels der Flash-Chromatographie über das Gemisch Ethylacetat/Hexan
im Verhältnis
1:2 gereinigt, wobei 3,49 g 6-Azido-1,6-didesoxy-3,4-O-isopropyliden-L-lyxo-2,5-hexulose
in 91% iger Ausbeute in Form eines weißen Feststoffes erhalten wurden.
Fp.
89–90°C; [α]D
21 –12.5
(c, 1.01 in CHCl
3); ν
max (KBr)/cm
–1:
3436 (br, OH), 2101 (N
3); dH (500 MHz, CDCl
3): 1.33, 1.48 (6H, 2 × s, C(CH
3)
2), 1.54 (3H, s, CH
3),
2.13 (1H, br, OH), 3.54 (2H, d, J
6',6 6.4 Hz,
H-6, H-6'), 4.23 (1H,
app. dt, J
5,4 3.9 Hz, J
5,6 6.4
Hz, H-5), 4.48 (1H, d, J
3,4 5.9 Hz, H-3),
4.78 (1H, dd, J5.9 Hz, J
4,5 3.9 Hz, H-4); δC (50 MHz,
CDCl
3): 22.9 (CH
3,
C-1), 25.2, 26.5 (2 × CH
3, C(CH
3)
2), 50.4 (CH
2, C-6),
77.9, 80.9, 85.8 (3 × CH, C-3,
C-4, C-5), 105.9 (C-2), 113.4 (C(CH
3)
2); m/z (APCI+): 216 (92%), 202 (MH
+-N
2, 38%), 184 (MH
+-H
2O-N
2, 100%);
(Gefunden:
C, 47.38; H, 6.53; N, 18.03%; C
9H
15O
4N
3;
erforderlich:
47.16; H, 6.60; N, 18.33%). Schritt
6: Synthese of 1,5,6-Tridesoxy-1,5-imino-3,4-O-isopropyliden-D-galactitol
-
Es
wurde 1,0 g 6-Azido-1,6-didesoxy-3,4-O-isopropyliden-L-lyxo-2,5-hexulose
(4,4 mMol) in 25 ml Ethanol aufgelöst und 300 mg Palladiumschwarz
hinzugefügt.
Die Lösung
wurde 3 Mal entgast und die Luft durch Wasserstoff ersetzt. Die
Lösung
wurde bei Raumtemperatur unter einer Wasserstoffatmosphäre gerührt. Nach
24 Stunden wurde die Lösung
durch einen Celite-Einsatz
hindurch abfiltriert und mit Ethanol eluiert. Das Lösungsmittel
wurde unter vermindertem Druck entfernt, wobei ein gelber Feststoff
gewonnen wurde, der durch die Flash-Chromatographie mittels Chloroform/Methanol
im Verhältnis
4:1 gereinigt wurde, wobei 700 mg 1,5,6-Tridesoxy-1,5-imino-3,4-O-isopropyliden-D-galactitol
in Form eines weißen
Feststoffes (3,7 mMol, in 84% iger Ausbeute gewonnen wurden.
Fp.
164–166°C; [α]D
22 +84.0 (c, 1.01 in CHCl
3); ν
max (cm
–1):
3434 (br, OH, NH); δH
(500 MHz, CDCl
3): 1.27 (3H, d, J
5,6 6.3 Hz, CH
3),
1.38, 1.55 (6H, 2 × s,
C(CH
3)
2), 1.95 (1H,
br, OH), 2.48 (1H, dd, J
1a,2 10.6 Hz, J
1e,1a 13.0 Hz, H-1a), 3.08 (1H, dq, J
4,5 2.6 Hz, J
5.6 6.3
Hz, H-5), 3.12 (1H, dd, J
1e,2 5.1 Hz, J
1a,1e 13.0 Hz, H-1e), 3.67 (1H, ddd, J
1',2 5.1
Hz J
1,2 10.6 Hz, J
2,3 7.1
Hz, H-2), 3.88 (1H, dd, J
2,3 7.1 Hz, J
3,4 5.3 Hz, H-3), 4.04 (1H, dd, J
4,5 2.6 Hz, J
3,4 5.3
Hz, H-4); δC
(50 MHz, CDCl
3): 18.0 (CH
3,
C-6), 26.7, 28.7 (2 × CH
3, C(CH
3)
2), 48.7 (CH
2, C-1),
51.6 (CH, C-5),
71.1, 77.0, 80.5 (3 × CH,
C-2, C-3, C-4), 109.5 (C(CH
3)
2);
m/z (APCI+): 188 (MH
+, 100%), 130 (19%).
(Gefunden:
C, 57.26; H, 9.40; N, 7.24%. C
9H
17O
3N;
erforderlich:
C, 57.73; H, 9.15; N, 7.48%) Schritt
7: Synthese von N-Nonyl-1,5,6-tridesoxy-1,5-imino-3,4-O-isopropyliden-D-galactitol
-
804
mg 1,5,6-Tridesoxy-1,5-imino-3,4-O-isopropyliden-D-galactitol (4.3
mmol) wurden in 15 ml gelöst, wonach
0,1 ml Eisessig sowie 1.83 g 6-Ethoxy-hexanol (12,9 mMol, 2,2 ml,
3 Äquiv.)
hinzu gegeben wurden. Nachdem das Reaktionsgemisch 20 Minuten lang
bei Raum temperatur unter einer Stickstoffatmosphäre gerührt worden war, wurden 300
mg Palladiumschwarz hinzugefügt.
Die Lösung
wurde sodann 3 Mal entgast und der Stickstoff durch Wasserstoff
ersetzt. Im Anschluss daran wurde die Lösung 16 Stunden später durch
einen Celite-Einsatz hindurch abfiltriert und mit 50 ml Ethanol
sowie 40 ml Ethylacetat eluiert. Dann wurde das Lösungsmittel
unter vermindertem Druck abgezogen, wonach ein gelber Feststoff
gewonnen wurde, der mittels der Flash-Chromatographie über Ethylacetat
gereinigt wurde; dabei wurden 829 mg N-Nonyl-1,5,6-tridesoxy-1,5-imino-3,4-O-isopropyliden-D-galactitol
als weißer
Feststoff (2,7 mMol) in 63% iger Ausbeute erhalten.
Fp. 41–43°C; δH (200 MHz,
CDCl
3): 0.99 (3H, t, J 7.3 Hz, CH
3), 1.22-1.51 (15H, 6 × CH
2,
CH
3, C-6), 1.35, 1.53 (6H, 2 × s, C(CH
3)
2), 2.32 (1H, t,
J 10.3 Hz, H-1a), 2.52-2.96 (m, 3H, H-5, N-CH
2), 3.82-3.94
(2H, m, H-1e, H-4); 4.12 (1H, m, H-2); δC (50 MHz, CDCl
3):
14.6 (CH
3), 16.0 (CH
3,
C-6), 23.1, 24.4 (2 × CH
3, C(CH
3)
2), 27.9, 29.7, 29.9, 32.3 (4 × CH
2), 53.4 (CH
2, C-1),
54.1 (CH
2, N-CH
2),
55.1 (CH, C-5), 70.2, 78.1, 79.7 (3 × CH, C-2, C-3, C-4), 109.6
(C(CH
3)
2). Schritt
8: Synthese von N-(7-Oxa-nonyl)-1,5,6-tridesoxy-1,5-imino-D-galactitol
-
1,4
g N-Nonyl-1,5,6-tridesoxy-1,5-imino-3,4-O-isopropyliden-D-galactitol
(4,5 mMol) wurden in 10 ml 50% iger wässriger Trifluoressigsäure aufgelöst, wonach
die Lösung
2 Stunden lang gerührt
wurde. Dann wurde das Lösungsmittel
unter vermindertem Druck entfernt, wobei 2 Mal mit 5 ml Toluol ko-eluiert
wurde. Die Reinigung an Hand der Flash-Chromatographie mit dem Gemisch
(CHCl3/CH3OH im
Verhältnis
3:1 lieferte 1,18 g N-Nonyl-1,5,6-tridesoxy- 1,5-imino-D-galactitol (4.3 mMol) in
96% iger Ausbeute.
Fp. 49–51°C; νmax (cm–1):
3434 (br, OH), 2845 (N-CH2), 1672 (N-CH2),
1203, 1133; δH
(200 MHz, δ4-MeOH): 0.99 (3H, t, J 7.3 Hz, CH3), 1.22-1.51 (15H, 6 × CH2,
CH3, C-6), 2.88 (1H, t, J 10.6 Hz, H-1a),
3.16 (2H, m, N-CH2), 3.31 (1H, m, H-5),
3.42 (1H, dd, J1e,2 5.0 Hz, J1a,1e 10.6
Hz, H-1e), 3.51 (1H, dd, J4,5 2.6 Hz, J3,4 5.3 Hz, H-4); 3.91 3.51 (1H, dd, J4,5 2.6 Hz, J3,4 5.3
Hz, H-4); 4.08 (1H,
ddd, J1,2 5.1 Hz J1,2 10.6
Hz, J2,3 7.1 Hz, H-2), δC (50 MHz, CDCl3):
13.4 (CH3), 13.6 (CH3,
C-6), 22.1, 22.7, 26.7, 29.3, 29.5, 32.0 (6 × CH2),
52.9 (CH2, N-CH2),
54.2 CH2, C-1), 60.9, 65.5, 71.9, 74.1 (4 × CH, C-2,
C-3, C-4, C-5); m/z (APCI+): 274.2 (MH+,
100%).
-
Synthese von N-7-Oxa-nonyl-DGJ, N-7-Oxa-nonyl-methyl-DGJ,
N-7-Oxa- nonyl-DMDP
sowie N-7-Oxa-nonyl-2-aminobenzamid.
-
Die
jeweils verwandte Aminoverbindung DGJ, MeDGJ, DMDP, oder 2-Aminobenzamid
(2-ABC9) wurde unter reduzierenden Bedingungen
mit 1,2 Molaquivalenten 6-Ethoxyhexanal in Anwesenheit von 1 Moläquivalent
Natriumcyanoborhydrid 3 Stunden lang bei Raumtemperatur in angesäuertem Methanol
alkyliert. Die jeweils typische Ausbeute bei dieser Reaktion war
höher als
95% gemäß der amperometrischen
Messung im Anschluss an die Hochleistungschromatographie auf Basis
von Kationenaustauscher (Dionex). Die N-7-Oxanonyl-Verbindungen
wurden aus dem Reaktionsgemisch mittels der Hochdruckflüssigkeitschromatographie (HPLC)
wie folgt gereinigt: In eine SCX- Kationenaustauschersäule (7.5 × 50 mm)
wurde eine Probe über
20% iges Acetonitril (V/V) verbracht und mit einem linearen Gradienten
(20% Acetonitril mit einem Gehalt an 500 mMol Ammoniumformiat, pH
4,4) eluiert. Die N-7-Oxa-nonylverbindung wurde zurückgewonnen
und in eine C18-Umkehrphasensäule
(4.6 × 250
mm), die mit 10% igem Acetonitril mit einem Gehalt an 0,1% Trifluoressigsäure (TFA) äquilibriert
war, verbracht. Sodann wurde die Verbindung aus der Säule eluiert,
wobei ein linearer Gradient von 80% Acetonitril mit einem Gehalt
an 0,1% Trifluoressigsäure
verwendet wurde; sodann wurde sie bis zur Trockne lyophilisiert
und schließlich
in Methanol gelöst.
Danach wurden Proben der gereinigten Verbindung mittels der matrixgestützten Flugzeitmassenspektrometrie
auf Basis der Laserdesorptionsionisation (MALDI-TOF) unter Einsatz
von 2,5- Dihydroxybenzoesäure als
die Matrix analysiert.
-
Verbindungen
mit unterschiedlichen N-7-Oxa-alkyl-Kettenlängen wurden durch den Ersatz
des Oxa-nonyl-aldehyds durch einen Aldehyd mit der gewünschten
Kettenlänge
synthetisiert. Es wurden mit Tritium markierte Verbindungen durch
den Einsatz von tritiiertem Natriumcyanoborhydrid als Reduktionsmittel
bei der Reaktion dargestellt.
-
Charakterisierung von synthetisierten
Verbindungen:
-
N-(7-Oxa-nonyl)-1,5,6-tridesoxy-1,5-imino-D-galactitol
(Chloridsalz)
-
Es
wurden 70 mg N-(7-Oxa-nonyl)-1,5,6-tridesoxy-1,5-imino-3,4-O-isopropyliden-D-galactitol
(0,22 mMol) in 1 ml 50% iger wässriger
Trifluoressigsäure
aufgelöst,
wobei die Lösung
2 Stunden lang gerührt
wurde. Dann wurde das Lösungsmittel
unter vermindertem Druck abgezogen. Die Reinigung mittels der Flash-Chromatographie
mit CHCl3/CH3OH
im Verhältnis
von 3:1 lieferte 60 mg N-(7-Oxa-nonyl)-1,5,6-tridesoxy-1,5-imino-D-galactitol (0,21
mMol) in 96% iger Ausbeute. Die Verbindung wurde in 1 ml Wasser
und 0,18 ml wässriger
Salzsäurelösung (2M,
1 Äquiv.,
pH 2) hinzugefügt.
Das Reaktionsgemisch wurde 3 Stunden lang gerührt, wonach im Anschluss daran
die Dünnschichtchromatographie
in einem Gemisch aus CHCl3/MeOH im Verhältnis von
4:1 den Verbrauch des Ausgangsmaterials (Rf =
0.19) und 1 Fleck an der Basislinie aufzeigte. Das Lösungsmittel
wurde unter vermindertem Druck entfernt, wonach der verbliebene
Feststoff 24 Stunden lang gefriergetrocknet wurde; dies ergab 65
mg gelben Feststoff (0,23 mMol) in 99% iger Ausbeute. Die folgenden
Werte gelten für
das Produkt vor der Behandlung mit Salzsäure:
δH (200 MHz, d4-MeOH):
1.15 (3H. t. J 7.1, CH3), 1.39 (3H, d, J
6.5, CH3, C-6), 1.45-1.81 (10H, 5 × CH2), 2.92 (1H, t, J 10.6 Hz, H-1a), 3.02-3.18
(2H, m, H-1e, H-5); 3.22-3.62 (8H, m, N-CH2, 2 × O-CH2, H-2, H-4), 4.04-4.12 (2H, m, H-3, H-4); δc (50 MHz,
CDCl3): 13.6 (CH3),
14.5 (CH3, C-6), 22.0, 25.8, 26.5, 29.5
(4 × CH2), 52.8 (CH2, C-1),
54.2 (CH2, N-CH2),
61.0 (CH, C-5), 66.2, 70.4, (2 × CH2, CH2-O-CH2), 65.5, 71.9, 74.1 (3 × CH, C-2, C-3, C-4); m/z (APCI+):
276.2 (MH+, 100%).
-
Die
Toxizität
verschiedener Kettenlängen
in N-Alkyl-DNJ in MDBK-Zellen wird in Tabelle 1 gezeigt: TABELLE 1
N-Alkylkettenlänge | %
Lebensfähigkeit
bei 10% μMol | %
Lebensfähigkeit
bei 100% μMol |
C4 | 74 | 77 |
C5 | 80 | 70 |
C6 | 73 | 71 |
C8 | 70 | 71 |
C9 | 56 | 41 |
C10 | 73 | 43 |
C12 | 86 | 1 |
C16 | 88 | 4 |
C18 | 84 | 2 |
-
Die
Hemmaktivität
(IC
50) und die Zelttoxizität (IC
50) sind in der Tabelle 2 dargestellt: TABELLE 2
Verbindung | Hemmung
der α-Glukosidase | Hemmung
der Glykolipidsynthese | Antiviraler
Effekt gegenüber
BVDV in MDBK-Zellen |
| IC50 | CC50 | Selektivitätsindex
(CC50/IC50) |
DNJ | ja | nein | Ja
20 μMol | ND | ND |
N-Butyl-DNJ | ja | ja | Ja
60–120 μMol | >> 10 mMol | >> 100 |
N-Nonyl-DNJ | ja | ja | Ja
2–3 μMol | 250 μMol | 23-125 |
N-Butyl-DGJ | nein | ja | nein | | |
N-Nonyl-DNJ | nein | ja | Ja
5 μMol | 250 μMol | 50 |
N-Nonyl-MeDGJ | nein | nein | Ja
2–3 μMol | ND | ND |
N-7-Oxadecyl-DNJ | ja | ja | Ja
15–20 μMol | 8
mMol | 400–533 |
N-7-Oxanonyl-MeDGJ | nein | nein | Ja
1,5 μMol | 2,1
mMol | 1400 |
Beachte
das Fehlen der Zytotoxizität
bei den N-Alkyl-oxa-substituierten Verbindungen und ihr überlegener Selektivitätsindex |
-
Andere Materialien und Verfahren:
-
Zellen
und Transfektion: CHO, MDBK und Hep-G2-Zellen wurden in RPMI 1640
(Gibco-BRL, Rockville, MD) mit einem Gehalt an 10% fötalem Rinderserum
(Gibco-BRL) gezogen. Die Hep-G-2.2.15-Zellen
waren freundlicherweise von Dr. George Acs (Mt. Sinai Medical College,
New York, NY) zur Verfügung
gestellt worden; sie wurden in derselben Art und Weise aufbewahrt
wie Hep-G2-Zellen,
jedoch erfolgte im Unterschied dazu ein Zusatz von 200 μg/ml G418
(Gibco-BRL). Die DNS-Transfektion der Hep-G2-Zellen wurde so durchgeführt, wie
erst kürzlich
beschrieben wurde [Bruss & Ganem
in Proc. Natl. Acad. Sci. USA, Bd. 88: S. 1059-1063, (1991)]. Das
N-Butyl-desoxynojiricmycin (NB-DNJ) wurde durch Monsanto/Searle
(St. Louis, MO) zur Verfügung
gestellt. N- Nonyl-desoxygalactojirimycin
(N-Nonyl-DGJ) und das N-Nonyl-desoxynojiricmycin (N-Nonyl-DNJ) wurden von der
Synergy Pharmaceuticals (Somerset, NJ) zur Verfügung gestellt.
-
Plaque-Verminderung
und Assays zur Ausbeute(bestimmung): MDBK-Zellen wurden auf Platten
mit 6 Näpfchen
in An- oder Abwesenheit eines Hemmstoffes gezogen, wobei die Infektion
mit cp BVDV (moi = 0.005; 500 pfu pro Näpfchen) während 1 Stunde bei 37°C erfolgte.
Sodann wurde das Inoculum durch das Zuchtmedium allein oder durch
das Zuchtmedium zusammen mit dem antiviralen Wirkstoff ersetzt,
wonach 2 oder 3 Tage lang in An- oder Abwesenheit des Hemmstoffes
(Plaqueverminderungsassay) die Inkubation erfolgte. Nach der visuellen
Auszählung
der Plaques unter dem Mikroskop wurde der Überstand mit den ausgeschiedenen
infektiösen
Viren den Näpfchen
entnommen und dazu benutzt, eine frische Monoschicht von MDBK-Zellen
auf Platten mit 6 Näpfchen
zu infizieren. Nach 3 Tagen wurden die entstandenen Plaques unter
dem Mikroskop (Ausbeuteassay) ausgezählt.
-
Die
5 stellt
ein Histogramm dar, welches die durchschnittlichen Werte der IC
50 für
N- Nonyl-DGJ, N-Nonyl-MeDGJ,
N-Nonyl-DNJ, N-DMDP, N-Nonyl-2-aminobenzamid (ABC
9),
Nonylamin sowie N-Nonyl-Altrostatin zeigt. Der jeweilige Prozentsatz
an BVDV-Plaques, produziert durch eine infizierte Zellkultur in
Anwesenheit unterschiedlicher Konzentrationen an 2-ABC
9 (♦), Nonylamin
N-Nonyl-Altrostatin
N-Nonyl-DGJ
(X), N-Nonyl-MeDGJ
N-Nonyl-DNJ
sowie
N-Nonyl-DMDP (+) ist in der
6 dargestellt.
-
Die
Werte der IC50 in Bezug auf das N-Nonyl-MeDGJ
betrugen weniger als etwa 2,5 μM,
wie aus der 7 hervorgeht.
-
Analyse
ausgeschiedener DNS: Die Analyse der ausgeschiedenen DNS wurde an
Hand des Verfahrens nach Wei et al. in J. Virol., Bd. 70, S. 6455-6458,
(1996) vorgenommen. Hep-G2.1.15-Zellen
wurden in einer Konfluenz von 85-90% in Flaschen T 75 ausgesät und 3
Tage später
der bezeichnete Arzneistoff in jeweils spezifischer Konzentration
dazu gegeben: 3 TC (1 μMol,
sofern nichts anderes angegeben): N-Butyl-DNJ (4,52 mMol); N-Nonyl-DNJ
(entweder 7 μMol,
70 μMol
oder 100 μMol
wie angegeben); N-Nonyl-DGJ (entweder 7 μMol, 70 μMol oder 100 μMol wie angegeben).
Die Medien mit einem Gehalt an dem Arzneistoff wurden alle 2 Tage
ausgetauscht, wobei am siebten Tag das Medium jeweils entnommen
und das Virus durch Pelletisieren mittels 20 iger Saccharose für die Dauer
von 16 Stunden (SW 41 Rotor, 36 000 UpM) angereichert wurde. Das Virus
wurde in 400 μl
10 mMol TRIS (pH 7,9), 10 mMol EDTA von pH 8,0, und 10 mMol MgCl2. nochmals suspendiert. Die Proben wurden
in 2 aliquote Mengenanteile aufgetrennt und als +DN-ase und -DN-ase
markiert. In beide Röhrchen
wurden 15 μl
Proteinase K bis zu einer Endkonzentration von 750 μg/ml verbracht,
und zwar für
die Dauer von 1 Stunde bei 37°C.
Nach 1 Stunde wurde in das mit +DN-ase markierten Röhrchen (die
Endkonzentration betrug 50 Einheiten/ml) 10 μl DN-ase verbracht und bei 37°C 1 Stunde
lang inkubiert. Sodann wurde SDS bis zu einer Endkonzentration von
1% eingetragen und noch eine zusätzliche
Menge an Proteinase K bis zu einer Endkonzentration von 500 μg/ml hinzugefügt, wobei
die Reaktion 37°C
für die
Dauer von 3–4 Stunden
ablaufen konnte. Die DNS wurde dann durch eine Extraktion mittels
Phenol und Chloroform gereinigt. Die DNS wurde über 1% iges Agarosegel abgetrennt
und mit 32P-Sonden gemäß der Beschreibung nach Mehta
et al. in Proc. Natl. Acad. Sci. USA, Bd. 94, S. 1822–1827, (1997)
der Sondenprüfung
unterzogen.
-
Intrazellulare
DNS-Analyse: Hep-G2.2.15 Zellen wurden entweder unbehandelt gelassen
oder wurden 7 Tage lang mit den Verbindungen behandelt, die oben
stehend aufgelistet sind, wobei die gesamte DNS gemäß der Beschreibung
nach Mehta, ibidem extrahiert wurde. Sodann wurden 20 μg DNS mit
HindIII verdaut, durch ein 1,2% iges Agarosegel resolviert und auf
Nylonmembranen transferiert. Danach wurden die Membranen mit einer 32P-markierten Sonde mit einem Gehalt an
dem gesamten HBV-Genom hybridisiert und entwickelt, wie von Lu et
al. in Proc. Natl. Acad. Sci. USA, Bd. 94, S. 2380–2385, (1997)
beschrieben. Die entspannte zirkuläre (rc), lineare (lin) und
geschlossene (CCC) DNS wurde durch die enzymatische Digestion bestätigt.
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Endogener
Polymerase-Assay: Das jeweilige Medium mit einem Gehalt an HBV von Hep-G-2.2.15-Zellen wurde
mittels 20% iger Saccharose pelletisiert (SW 28 Rotor, 24 000 UpM),
und zwar für die
Dauer von 16 Stunden, wonach das Pellet in 50 μl eines Gemisches mit einem
Gehalt an 50 mMol Tris (pH 7,5), 75 mMol NH4Cl,
1 mMol EDTA, 25 mMol MgCl2, 0,1% β-Mercaptoethanol,
0,5% NP-40, jeweils 0,4 mMol jeweils von dATP, dGTP, dTTP und 10 μl 32P-markiertem
dCTP nochmals suspendiert. Der Arzneistoff wurde jeweils bis zu
einer Endkonzentration von 3TC (7 μMol), NB-DNJ (5 mMol), NN-DNJ
(100 μM)
hinzugefügt; danach
wurden die Proben über
Nacht bei 37°C
stehen gelassen. Am nächsten
Tag wurde Proteinase K bis zu einer endgültigen Konzentration von 500 μg/ml dazu
gegeben und bei 37°C
1 Stunde lang inkubiert. Die DNS wurde durch eine Extraktion mit
Phenol und Chloroform und eine Fällung
in Ethanol gereinigt.
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Abscheidung von infektiösem BVDV
in der Anwesenheit von langkettigen N-Alkylverbindungen:
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Es
wurden MDBK-Zellen bis zur Semikonfluenz in individuellen Näpfchen auf
24er-Platten gezogen. Anschließend
wurden die Zellen mit dem BVDV durch Zellinkubation für die Dauer
von 1 Stunde bei 37°C
in Anwesenheit von annähernd
500 PFU des Stammes NADL von BVDV, der im Zuchtmedium suspendiert
war, infiziert. Das Inoculum wurde sodann durch das Zuchtmedium
alleine oder das Zuchtmedium mit einem Gehalt an einer speziellen
Konzentration einer langkettigen N- Alkyl Verbindung ersetzt. Nach 3 Tagen
wurden die Monoschichten der Zellen mikroskopisch überprüft, und
zwar vor und nach dem Anfärben
mit 0,2% igem Kristallviolett (G/V) in Ethanol, um die Plaques auszuzählen bzw.
nach dem Färben
mit Neutralrot zur Bestimmung der Lebensfähigkeit sowie der Anwesenheit
und Anzahl der durch die Viren induzierten Plaques. Die Ergebnisse
wurden in Form des jeweiligen Prozentgehalts an der Anzahl der Plaques,
die von der Infektion mit dem von Hemmstoff freien Überstand
(= 100%) des Plaque-Assays herrührten,
ausgedrückt.
Die Resultate dieser Versuche sind in den in der 2, 3 und 4 gezeigten
Diagrammen dargestellt. Die 2 stellt ein
Diagramm dar, das die Variation bei der IC50 für die N-alkylierten
DNJ-Verbindungen
mit den folgenden Kettenlängen
aufzeigt: Pentyl, Hexyl, Octyl, Nonyl, Decyl, Dodecyl, Hexadecyl
und Octadecyl.
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Die
Hemmkonstanten für
verschiedene Kettenlängen
bei den N-Alkyl-DNJ-Derivaten im Hinblick auf die Ceramid-glucosyl-transferase
(CerGlcT) und α-Glucosidase
sind in der Tabelle 3 zusammengefasst: TABELLE 3
N-Alkylkettenlänge | CerGlcT
(IC50, μMol) | α-Glucosidase
(IC50, μMol) |
C4 | 34,4 | 0,57 |
C5 | 26,8 | |
C6 | 23,8 | |
C8 | 16,8 | |
C9 | 7,4 | |
C10 | 3,1 | 0,48 |
C12 | 5,2 | |
C16 | 3,4 | |
C18 | 4,1 | |
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Aufnahme von radioakiv markierten Hemmstoffen
bei unterschiedlichen Zelttypen:
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MDBK-
und Hep-G2-Zellen wurden bis zur Konfluenz auf Platten mit 12 Näpfchen kultiviert
und in Anwesenheit von tritiierten langkettigen N-alkylierten Verbindungen
(100 000 cpm/Näpfchen)
während
der in der Abbildung angegebenen jeweiligen Zeitdauer inkubiert.
Der Überstand
wurde abgenommen und aufbewahrt. Die Zellen wurden 2 Mal mit 500 μl PBS gewaschen,
mit 500 μl
eiskalter 10% iger Perchlorsäure
und 2% iger Phosphorwolframsäure
fixiert und 2 Mal mit 500 μl
eiskaltem Ethanol gewaschen und an der Luft getrocknet; danach erfolgte über Nacht
die Lyse bei Raumtemperatur mit 500 μl 0,5 M NaOH. Der Prozentsatz
der radioaktiven Zählimpulse
in dem Überstand,
der PBS-Waschflüssigkeit
und den lysierten Zellen wurde mittels Zählen auf Basis der Flüssigkeitsszintillation
bestimmt. Die Ergebnisse sind in der 8 graphisch
dargestellt.