DE60112306T2

DE60112306T2 - Kondensierte pyrazindionderivate als pde5 inhibitore

Info

Publication number: DE60112306T2
Application number: DE60112306T
Authority: DE
Inventors: W. Mark ORME; Scott Jason SAWYER; M. Lisa SCHULTZE
Original assignee: Lilly Icos LLC
Current assignee: Lilly Icos LLC
Priority date: 2000-06-26
Filing date: 2001-05-15
Publication date: 2006-01-12
Anticipated expiration: 2021-05-16
Also published as: CA2413510C; ATE300543T1; DE60112306D1; MXPA02012659A; WO2002000657A2; US20030181457A1; ES2247138T3; AU2001266575A1; JP2004501919A; EP1313736B1; CA2413510A1; EP1313736A2; US6903099B2; WO2002000657A3

Description

GEBIET UND HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Diese Erfindung betrifft eine Reihe von Verbindungen, Verfahren zur Herstellung der Verbindungen, pharmazeutische Zusammensetzungen, die die Verbindungen enthalten, und deren Verwendung als therapeutische Mittel. Insbesondere betrifft die Erfindung Verbindungen, die potente und selektive Inhibitoren cyclischer Guanosin-3',5'-monophosphat-spezifischer Phosphodiesterase (cGMP-spezifischer PDE), insbesondere PDE5, sind, und Nützlichkeit in einer Vielzahl von therapeutischen Bereichen haben, in denen eine solche Hemmung als günstig angesehen wird, einschließlich der Behandlung kardiovaskulärer Erkrankungen und erektiler Dysfunktion.
WO 95/19978 offenbart eine Verbindung von Formel (I) und Salze und Solvate derselben, in der: R⁰ Wasserstoff, Halogen oder C_1-16-Alkyl darstellt, R¹ Wasserstoff, C_1-6-Alkyl, C_2-6-Alkinyl, Halo-C_1-6-alkyl, C_3-8-Cycloalkyl, C_3-8-Cycloalkyl-C_1-3-alkyl, Aryl-C_1-3-alkyl oder Heteroaryl-C_1-3-alkyl darstellt; R² einen fakultativ substituierten monocyclischen aromatischen Ring darstellt, ausgewählt aus Benzol, Thiophen, Furan und Pyridin, oder einen fakultativ substituierten bicyclischen Ring (a), der an den Rest des Moleküls über eines der Benzolring-Kohlenstoffatome gebunden ist, und wobei der kondensierte Ring (A) ein 5- oder 6-gliedriger Ring ist, der gesättigt oder teilweise oder vollständig ungesättigt sein kann und Kohlenstoffatome und fakultativ ein oder zwei Heteroatome umfaßt, die ausgewählt sind aus Sauerstoff, Schwefel und Stickstoff; und R³ Wasserstoff oder C_1-3-Alkyl darstellt oder R¹ und R³ zusammen eine 3- oder 4-gliedrige Alkyl- oder Alkenylkette darstellen. Eine Verbindung von Formel (I) ist ein potenter und selektiver Inhibitor cyclischer Guanosin-3',5'-monophosphat-spezifischer Phosphodiesterase (cGMP-spezifischer PDE) mit einer Nützlichkeit in einer Vielzahl von therapeutischen Bereichen, in denen eine solche Hemmung günstig ist, einschließlich der Behandlung kardiovaskulärer Erkrankungen.
WO 97/03675 offenbart die Verwendung von Verbindungen von Formel (I) (6R,12aR)-2,3,6,7,12,12a-Hexahydro-2-methyl-6-(3,4-methylendioxyphenyl)-pyrazino[2',1':6,1]pyrido[3,4-b]indol-1,4-dion, (3S,6R,12aR)-2,3,6,7,12,12a-Hexahydro-2,3-dimethyl-6-(3,4-methylendioxyphenyl)-pyrazino[2'1':6,1]pyrido[3,4-b]indol-1,4-dion, und physiologisch annehmbarer Salze und Solvate derselben, bei der Behandlung von Impotenz.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung ist auf Verbindungen mit der allgemeinen Strukturformel (I) gerichtet:
worin R⁰, unabhängig, ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus Halo und C_1-6-Alkyl besteht;
R¹ ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus Wasserstoff, C_1-6-Alkyl, C_2-6-Alkenyl, C_2-6-Alkinyl, Halo-C_1-6-alkyl, C_3-8-Cycloalkyl, C_3-8-Cycloalkyl-C_1-3-alkyl, Aryl-C_1-3-alkyl und Heteroaryl-C_1-3-alkyl besteht;
R² ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus einem fakultativ substituierten monocyclischen aromatischen Ring, ausgewählt aus der Gruppe, die aus Benzol, Thiophen, Furan und Pyridin besteht, und einem fakultativ substituierten bicyclischen Ring
besteht, worin der kondensierte Ring A ein 5- oder 6-gliedriger Ring ist, gesättigt oder teilweise vollständig ungesättigt, und Kohlenstoffatome und fakultativ ein oder zwei Heteroatome, die ausgewählt sind aus Sauerstoff, Schwefel und Stickstoff, umfaßt;
R³ Wasserstoff oder C_1-3-Alkyl ist,
oder R¹ und R³ zusammen eine 3- oder 4-gliedrige Alkyl- oder Alkenylkomponente eines 5- oder 6-gliedrigen heterocyclischen Rings bilden;
die Ringe B und C eine fakultativ substituierte kondensierte Ringstruktur bilden, die ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus

besteht;
R^a ausgewählt ist aus der Gruppe die aus Wasserstoff, C_1-6-Alkyl, C_3-8-Cycloalkyl, Aryl, Aryl-C_1-3-alkyl, C_1-3-Alkenylaryl besteht; und
q 0, 1, 2, 3 oder 4 ist;
pharmazeutisch annehmbare Salze und Hydrate derselben.
Wie hierin verwendet, schließt der Begriff „Alkyl" geradkettige und verzweigtkettige Kohlenwasserstoffgruppen ein, die die angegebene Anzahl von Kohlenstoffatomen enthalten, typischerweise Methyl-, Ethyl- und geradkettige und verzweigte Propyl- und Butylgruppen. Die Kohlenwasserstoffgruppe kann bis zu 16 Kohlenstoffatome enthalten. Der Begriff „Alkyl" schließt „überbrücktes Alkyl" ein, d.h. eine bicyclische oder polycyclische C₆-C₁₆-Kohlenwasserstoffgruppe, zum Beispiel Norbornyl, Adamantyl, Bicyclo[2.2.2]octyl, Bicyclo[2.2.1]heptyl, Bicyclo[3.2.1]octyl oder Decahydronaphthyl.
Der Begriff „Cycloalkyl" ist definiert als eine cyclische C₃-C₈-Kohlenwasserstoffgruppe, z.B. Cyclopropyl, Cyclobutyl, Cyclohexyl und Cyclopentyl.
Die Begriffe „Alkenyl" und „Alkinyl" sind ähnlich definiert wie Alkyl, mit der Ausnahme, daß die Gruppe eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung bzw. eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Dreifachbindung aufweist.
Der Begriff „Alkylen" bezieht sich auf eine Alkylgruppe mit einem Substituenten. Der Begriff „C_1-3-Alkylenaryl" bezieht sich zum Beispiel auf eine Alkylgruppe, die ein bis drei Kohlenstoffatome enthält und mit einer Arylgruppe substituiert ist. Der Begriff „Alkenylen", wie hierin verwendet, ist ähnlich definiert und enthält die angegebene Anzahl Kohlenstoffatome und eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung und schließt geradkettige und verzweigte Alkenylengruppen ein, wie Ethenylen.
Der Begriff „Halo" oder „Halogen" ist hierin so definiert, daß er Fluor, Brom, Chlor und Iod einschließt.
Der Begriff „Haloalkyl" ist hierin als eine Alkylgruppe definiert, die mit einem oder mehreren Halosubstituenten substituiert ist, entweder Fluor, Chlor, Brom, Iod oder Kombinationen derselben. In ähnlicher Weise ist „Halocycloalkyl" als eine Cycloalkylgruppe mit einem oder mehreren Halosubstituenten definiert.
Der Begriff „Aryl", allein oder in Kombination, ist hierin als eine monocyclische oder polycyclische aromatische Gruppe definiert, vorzugsweise eine monocyclische oder bicyclische aromatische Gruppe, z.B. Phenyl oder Naphthyl, die unsubstituiert oder mit zum Beispiel einem oder mehreren, insbesondere einem bis drei, Alkyl, Halo, Hydroxy, Hydroxyalkyl, Alkoxy, Alkoxyalkyl, Haloalkyl, Nitro, Amino, Alkylamino, Acylamino, Alkylthio, Alkylsulfinyl und Alkylsulfonyl substituiert sein kann. Beispiele für Arylgruppen schließen Phenyl, Naphthyl, Tetrahydronaphthyl, 2-Chlorphenyl, 3-Chlorphenyl, 4-Chlorphenyl, 2-Methylphenyl, 4-Methoxyphenyl, 3-Trifluormethylphenyl, 4-Nitrophenyl und dergleichen ein, sind aber nicht hierauf beschränkt.
Der Begriff „Heteroaryl" ist hierin als ein monocyclisches oder bicyclisches Ringsystem definiert, das eine oder zwei aromatische Ringe enthält und wenigstens ein Stickstoff-, Sauerstoff- oder Schwefelatom in einem aromatischen Ring enthält und das unsubstitiert oder mit zum Beispiel einem oder mehreren, und insbesondere einem bis drei, Substituenten substituiert sein kann, wie Halo, Alkyl, Hydroxy, Hydroxyalkyl, Alkoxy, Alkoxyalkyl, Haloalkyl, Nitro, Amino, Alkylamino, Acylamino, Alkylthio, Alkylsulfinyl und Alkylsulfonyl. Beispiele für Heteroarylgruppen schließen Thienyl, Furyl, Pyridyl, Oxazolyl, Chinolyl, Isochinolyl, Indolyl, Triazolyl, Isothiazolyl, Isoxazolyl, Imidizolyl, Benzothiazolyl, Pyrazinyl, Pyrimidinyl, Thiazolyl und Thiadiazolyl ein, sind aber nicht hierauf beschränkt.
Der Begriff „Hydroxy" ist definiert als -OH.
Der Begriff „Hydroxyalkyl" ist definiert als eine Hydroxygruppe, die an eine Alkylgruppe gebunden ist.
Der Begriff „Alkoxy" ist definiert als -OR, worin R Alkyl ist.
Der Begriff „Alkoxyalkyl" ist definiert als eine Alkylgruppe, in der ein Wasserstoff durch eine Alkoxygruppe ersetzt worden ist.
Der Begriff „Amino" ist definiert als -NH₂ und der Begriff „Alkylamino" ist definiert als -NR₂, worin wenigstens ein R Alkyl ist und das zweite R Alkyl oder Wasserstoff ist.
Der Begriff „Acylamino" ist definiert als RC(=O)N, worin R Alkyl oder Aryl ist.
Der Begriff „Alkylthio" ist definiert als -SR, worin R Alkyl ist.
Der Begriff „Alkylsulfinyl" ist definiert als R-SO₂, worin R Alkyl ist.
Der Begriff „Alkylsulfonyl" ist definiert als R-SO₃, worin R Alkyl ist.
Der Begriff „Nitro" ist definiert als -NO₂.
Der Begriff „Cyano" ist definiert als -CN.
In bezug auf R⁰ können die R⁰-Substituenten auf dem B-Ring oder dem C-Ring vorliegen. Wenn mehr als ein R⁰ vorliegt, können die R⁰-Substituenten auf einem Ring vorliegen oder können auf beiden Ringen vorliegen.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist R² das fakultativ substituierte bicyclische Ringsystem
worin der bicyclische Ring zum Beispiel Naphthalin oder Inden darstellen kann oder einen Heterozyklus, wie etwa Benzoxazol, Benzothiazol, Benzisoxazol, Benzimidazol, Chinolin, Indol, Benzothiophen oder Benzofuran, oder
worin n eine ganze Zahl 1 oder 2 ist und X, unabhängig, C(R^a)₂, O, S oder NR^a sind. Der bicyclische Ring, der den R²-Substituenten umfaßt, ist typischerweise an den Rest des Moleküls durch ein Phenylring-Kohlenstoffatom gebunden.
In einer bevorzugten Gruppe von Verbindungen von Formel (I) wird R² durch einen fakultativ substituierten bicyclischen Ring
dargestellt, worin n 1 oder 2 ist und X, unabhängig, CH₂ oder O sind. Besonders bevorzugte R²-Substituenten schließen
ein. Innerhalb dieser besonderen Gruppe von Verbindungen schließen nicht-beschränkende Beispiele für Substituenten für den bicyclischen Ring Halogen (z.B. Chlor), C_1-3-Alkyl (z.B. Methyl, Ethyl oder i-Propyl), OR^a (z.B. Methoxy, Ethoxy oder Hydroxy), CO₂R^a, Halomethyl oder Halomethoxy (z.B. Trifluormethyl oder Trifluormethoxy), Cyano, Nitro und N(R^a)₂ ein.
Eine besonders bevorzugte Unterklasse von Verbindungen innerhalb des allgemeinen Schutzumfanges von Formel (I) wird dargestellt durch Verbindungen von Formel (II)
und pharmazeutisch annehmbaren Salzen und Solvaten (z.B. Hydraten) derselben.
Verbindungen von Formel (I) können ein oder mehrere asymmetrische Zentren enthalten und können daher als Stereoisomere existieren. Die vorliegende Erfindung schließt sowohl Mischungen als auch getrennte einzelne Stereoisomere der Verbindungen von Formel (I) ein. Verbindungen von Formel (I) können auch in tautomeren Formen existieren und die Erfindung schließt sowohl Mischungen als auch getrennte einzelne Tautomere derselben ein.
Pharmazeutisch annehmbare Salze der Verbindungen von Formel (I) können Säureadditionssalze sein, die mit pharmazeutisch annehmbaren Säuren gebildet sind. Beispiele für geeignete Säuren schließen die Hydrochlorid-, Hydrobromid-, Sulfat-, Bisulfat-, Phosphat-, Hydrogenphosphat-, Acetat-, Benzoat-, Succinat-, Fumarat-, Maleat-, Lactat-, Citrat-, Tartrat-, Gluconat-, Methansulfonat-, Benzolsulfonat- und p-Toluolsulfonatsalze ein, sind aber nicht hierauf beschränkt. Die Verbindungen der Formel (I) können mit Basen auch pharmazeutisch annehmbare Metallsalze liefern, insbesondere Alkalimetallsalze und Erdalkalimetallsalze. Beispiele schließen die Natrium-, Kalium-, Magnesium- und Calciumsalze ein.
Verbindungen der vorliegenden Erfindung sind potente und selektive Inhibitoren von cGMP-spezifischer PDE5. So sind Verbindungen von Formel (I) von Interesse bei der Verwendung in der Therapie, spezifisch für die Behandlung einer Vielzahl von Zuständen, bei denen selektive Hemmung von PDE5 als günstig angesehen wird.
Phosphodiesterasen (PDEs) katalysieren die Hydrolyse cyclischer Nukleotide, wie etwa cyclischen Adenosinmonophosphats (cAMP) und cyclischen Guanosinmonophosphats (cGMP). Die PDEs sind in wenigstens sieben Isoenzym-Familien einklassifiziert worden und sind in vielen Geweben vorhanden (J. A. Beavo, Physiol. Rev., 75, S. 725 (1995)).
PDE5-Hemmung ist ein besonders attraktives Ziel. Ein potenter und selektiver Inhibitor von PDE5 liefert gefäßerweiternde, entspannende und harntreibende Wirkungen, die alle bei der Behandlung verschiedener Erkrankungszustände günstig sind. Forschung in diesem Bereich hat zu mehreren Klassen von Inhibitoren geführt, auf der Basis der cGMP-Basisstruktur (E. Sybertz et al., Expert. Opin. Ther. Pat., 7, S. 631 (1997)).
Die biochemischen, physiologischen und klinischen Wirkungen von PDE5-Inhibitoren legen daher ihre Nützlichkeit in einer Vielzahl von Erkrankungszuständen nahe, in denen eine Modulation von Glattmuskel-, Nieren-, Hämostase-, Entzündungs- und/oder endokriner Funktion wünschenswert ist. Die Verbindungen von Formel (I) haben daher Nützlichkeit bei der Behandlung einer Reihe von Erkrankungen, einschließlich stabiler, instabiler und varianter (Prinzmetal) Angina, Bluthochdruck, pulmonalem Hochdruck, chronischer obstruktiver Lungenerkrankung, kongestivem Herzversagen, malignem Hochdruck, Phäochromocytom, akutem Atemnotsyndrom, akutem und chronischem Nierenversagen, Atherosklerose, Zuständen verringerter Blutgefäßdurchlässigkeit (z.B. postperkutane transluminale Coronar- oder Carotidenangioplastik oder Transplantatstenose nach Bypassoperation), peripherer Gefäßerkrankung, Gefäßstörungen, wie etwa Raynaud-Krankheit, Thrombocythämie, entzündlichen Erkrankungen, Myocardinfarkt, Schlaganfall, Bronchitis, chronischem Asthma, allergischem Asthma, allergischer Rhinitis, Glaucom, Osteoporose, vorzeitigen Wehen, benigner Prostatahypertrophie, peptischem Ulcus, männlicher erektiler Dysfunktion, weiblicher sexueller Dysfunktion und Erkrankungen, die durch Störungen der Darmbeweglichkeit gekennzeichnet sind (z.B. Reizdarmsyndrom).
Eine besonders wichtige Verwendung ist die Behandlung männlicher erektiler Dysfunktion, die eine Form von Impotenz ist und ein häufiges medizinisches Problem ist. Impotenz kann definiert werden als das Fehlen der Fähigkeit, beim Mann, zu kopulieren, und kann eine Unfähigkeit umfassen, Peniserektion oder Ejakulation oder beides zu erreichen. Das Auftreten erektiler Dysfunktion steigt mit dem Alter an, wobei etwa 50% der Männer über dem Alter von 40 an einem gewissen Grad an erektiler Dysfunktion leiden.
Zusätzlich ist die Behandlung weiblicher Erregungsstörung, auch bezeichnet als weibliche sexuelle Erregungsstörung, eine weitere wichtige Verwendung. Weibliche sexuelle Erregungsstörungen sind definiert als eine wiederauftretende Unfähigkeit, eine angemessene Gleit-/Schwellrektion sexueller Erregung bis zum Abschluß der sexuellen Aktivität zu erreichen oder aufrechtzuerhalten. Die Erregungsreaktion besteht aus Vasokongestion in der Scheide, vaginaler Gleitfähigkeit und Ausdehnung und Schwellen äußerer Genitalien.
Man denkt daher, daß Verbindungen von Formel (I) nützlich sind bei der Behandlung männlicher erektiler Dysfunktion und weiblicher sexueller Erregungsstörung. Somit betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung von Verbindungen von Formel (I), oder eines pharmazeutisch annehmbaren Salzes derselben, oder einer pharmazeutischen Zusammensetzung, die eine der Einheiten enthält, zur Herstellung eines Arzneimittels zur kurativen oder prophylaktischen Behandlung erektiler Dysfunktion in einem männlichen Tier und sexueller Erregungsstörung in einem weiblichen Tier, einschließlich Menschen.
Der Begriff „Behandlung" schließt Verhindern, Senken, Beenden oder Umkehren des Fortschreitens oder der Schwere des Zustandes oder der Symptome, der/die behandelt werden soll/sollen, ein. Als solcher schließt der Begriff „Behandlung" sowohl medizinische therapeutische als auch prophylaktische Verabreichung, wie geeignet, ein.
Man wird auch verstehen, daß „eine Verbindung von Formel (I)" oder ein physiologisch annehmbares Salz oder Solvat derselben als die reine Verbindung oder als eine pharmazeutische Zusammensetzung, die eine der Einheiten enthält, verabreicht werden kann.
Obgleich die Verbindungen der Erfindung primär gedacht sind für die Behandlung sexueller Dysfunktion beim Menschen, wie etwa männlicher erektiler Dysfunktion und weiblicher sexueller Erregungsstörung, können sie auch für die Behandlung anderer Erkrankungszustände verwendet werden. Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist daher die Bereitstellung einer Verbindung von Formel (I) zur Verwendung in der Behandlung von stabiler, instabiler und varianter (Prinzmetal) Angina, Bluthochdruck, pulmonalem Bluthochdruck, chronischer obstruktiver Lungenerkankung, kongestivem Herzversagen, malginem Hochdruck, Phäochromocytom, akutem Atemnotsyndrom, akutem und chronischem Nierenversagen, Atherosklerose, Zuständen verringerter Blutgefäßdurchlässigkeit (z.B. post-PTCA oder Transplantatstenose nach Bypassoperation), peripherer Gefäßerkrankung, Gefäßstörungen, wie etwa Raynaud-Krankheit, Thrombocythämie, entzündlichen Erkrankungen, Prophylaxe von Myocardinfarkt, Prophylaxe von Schlaganfall, Schlaganfall, Bronchitis, chronischem Asthma, allergischem Asthma, allergischer Rhinitis, Glaucom, Osteroporose, vorzeitigen Wehen, peptischem Ulcus, benigner Prostatahypertrophie, männlicher und weiblicher erektiler Dysfunktion oder Erkrankungen, die durch Störungen der Darmbeweglichkeit gekennzeichnet sind (z.B. IBS).
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Verwendung einer Verbindung von Formel (I) zur Herstellung eines Arzneimittels zur Behandlung der oben angegebenen Zustände und Erkrankungen bereitgestellt.
In einem weiteren Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Behandlung der obengenannten Zustände und Erkrankungen in einem menschlichen oder nicht-menschlichen tierischen Körper bereit, welches die Verabreichung einer therapeutisch wirksamen Menge einer Verbindung von Formel (I) an besagten Körper umfaßt.
Verbindungen der Erfindung können über jeden geeigneten Weg verabreicht werden, zum Beispiel durch orale, bukkale, Inhalations-, sublinguale, rektale, vaginale, transurethrale, nasale, topische, perkutane, d.h. transdermale, oder parenterale (einschließlich intravenöser, intramuskulärer, subkutaner und intrakoronarer) Verabreichung. Parenterale Verabreichung kann unter Verwendung einer Nadel und Spritze oder unter Verwendung einer Hochdrucktechnik, wie POWDERJECT^®, durchgeführt werden.
Orale Verabreichung einer Verbindung der Erfindung ist der bevorzugte Weg. Orale Verabreichung ist am bequemsten und vermeidet die Nachteile, die mit anderen Verabreichungswegen verbunden sind. Für Patienten, die an einer Schluckstörung oder an Beeinträchtigung der Wirkstoffabsorption nach oraler Verabreichung leiden, kann der Wirkstoff parenteral, z.B. sublingual oder bukkal, verabreicht werden.
Verbindungen und pharmazeutische Zusammensetzungen, die zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet sind, schließen diejenigen ein, bei denen der aktive Inhaltsstoff in einer effektiven Menge verabreicht wird, um seinen beabsichtigten Zweck zu erreichen. Genauer gesagt bedeutet eine „therapeutisch wirksame Menge" eine Menge, die darin wirksam ist, die Entwicklung der existierenden Symptome der zu behandelnden Person zu verhindern oder diese Symptome zu lindern. Die Bestimmung der wirksamen Mengen liegt innerhalb der Fähigkeiten der Fachleute, insbesondere im Lichte der hierin bereitgestellten detaillierten Offenbarung.
Eine „therapeutisch wirksame Dosis" bezieht sich auf diejenige Menge der Verbindung, die dazu führt, die gewünschte Wirkung zu erzielen. Toxizität und therapeutische Wirksamkeit solcher Verbindungen können mit pharmazeutischen Standardverfahren in Zellkulturen oder Versuchstieren bestimmt werden, z.B. zur Bestimmung der LD₅₀ (der Dosis, die für 50% der Population letal ist) und der ED₅₀ (der Dosis, die bei 50% der Population therapeutisch wirksam ist). Das Dosisverhältnis zwischen toxischen und therapeutischen Wirkungen ist der therapeutische Index, der als das Verhältnis zwischen LD₅₀ und ED₅₀ ausgedrückt wird. Verbindungen, die hohe therapeutische Indizes zeigen, sind bevorzugt. Die aus solchen Daten erhaltenen Daten können verwendet werden bei der Formulierung eines Dosierungsbereichs zur Verwendung beim Menschen. Die Dosierung solcher Verbindungen liegt vorzugsweise innerhalb eines Bereiches von zirkulierenden Konzentrationen, die die ED₅₀ mit wenig oder keiner Toxizität einschließen. Die Dosierung kann innerhalb dieses Bereichs in Abhängigkeit von der eingesetzten Dosierungsform und dem verwendeten Verabreichungsweg variieren.
Die exakte Formulierung, der Verabreichungsweg und die Dosierung können vom einzelnen Arzt angesichts des Zustandes des Patienten ausgewählt werden. Dosierungsmenge und -intervall können individuell eingestellt werden, um Plasmaspiegel der aktiven Einheit zu liefern, die ausreichend sind, um die therapeutischen Wirkungen aufrechtzuerhalten.
Die verabreichte Menge an Zusammensetzung hängt ab von der zu behandelnden Person, vom Gewicht der Person, von der Schwere des Leidens, der Art der Verabreichung und der Beurteilung des verschreibenden Arztes.
Genauer liegen orale Dosierungen einer Verbindung von Formel (I), zur Verabreichung an einen Menschen bei der kurativen und prophylaktischen Behandlung der oben identifizierten Zustände und Störungen, bei etwa 0,5 bis etwa 1000 mg täglich für einen durchschnittlichen erwachsenen Patienten (70 kg). Somit enthalten einzelne Tabletten oder Kapseln, für einen typischen erwachsenen Patienten, 0,2 bis 500 mg aktive Verbindung, in einem geeigneten pharmazeutischen annehmbaren Vehikel oder Trägerstoff zur Verabreichung in einzelnen oder mehreren Dosen, einmal oder mehrmals pro Tag. Dosierungen für intravenöse, bukkale oder sublinguale Verabreichung liegen typischerweise bei 0,1 bis 500 mg pro Einzeldosis, nach Erfordernis. In der Praxis bestimmt der Arzt das aktuelle Dosierungsregime, das für einen individuellen Patienten am geeignetsten ist, und die Dosierung variiert mit dem Alter, dem Gewicht und der Reaktion des bestimmten Patienten. Die obigen Dosierungen sind beispielhaft für den durchschnittlichen Fall, es kann aber individuelle Fälle geben, in denen höhere oder niedrigere Dosierungen angebracht sind, und solche liegen innerhalb des Schutzumfangs dieser Erfindung.
Für die menschliche Verwendung kann eine Verbindung der Formel (I) allein verabreicht werden, wird aber im allgemeinen in Vermischung mit einem pharmazeutischen Trägerstoff verabreicht, der im Hinblick auf den beabsichtigten Verabreichungsweg und die pharmazeutische Standardpraxis ausgewählt wird. Pharmazeutische Zusammensetzung zur Verwendung gemäß der vorliegenden Erfindung können somit in einer herkömmlichen Art und Weise unter Verwendung eines oder mehrerer physiologisch annehmbarer Trägerstoffe formuliert werden, die Füllstoffe und Hilfsstoffe umfassen, die die Verarbeitung von Verbindungen von Formel (I) zu Zubereitungen erleichtern, die pharmazeutisch verwendet werden können.
Diese pharmazeutischen Zusammensetzungen können auf eine herkömmliche Art und Weise hergestellt werden, z.B. mit herkömmlichen Misch-, Lösungs-, Granulier-, Drageeherstellungs-, Zerreib-, Emulgier-, Einkapselungs-, Einschließungs- oder Lyophilisierungsverfahren. Die richtige Formulierung hängt vom ausgewählten Verabreichungsweg ab. Wenn eine therapeutisch wirksame Menge einer Verbindung der vorliegenden Erfindung oral verabreicht wird, liegt die Zusammensetzung typischerweise in Form einer/eines Tablette, Kapsel, Pulvers, Lösung oder Elixiers vor. Wenn sie in Tablettenform verabreicht wird, kann die Zusammensetzung zusätzlich einen festen Trägerstoff enthalten, wie etwa eine Gelatine oder ein Adjuvans. Die Tablette, die Kapsel und das Pulver enthalten etwa 5% bis etwa 95% Verbindung der vorliegenden Erfindung und vorzugsweise von etwa 25% bis etwa 90% Verbindung der vorliegenden Erfindung. Wenn sie in flüssiger Form verabreicht wird, kann ein flüssiger Trägerstoff zugesetzt werden, wie etwa Wasser, Petroleum oder Öle tierischen oder pflanzlichen Ursprungs. Die flüssige Form der Zusammensetzung kann weiter physiologische Kochsalzlösung, Dextrose- oder andere Saccharidlösungen oder Glykole enthalten. Wenn sie in flüssiger Form verabreicht wird, enthält die Zusammensetzung etwa 0,5 bis etwa 90 Gew.-% einer Verbindung der vorliegenden Erfindung und vorzugsweise etwa 1% bis etwa 50% einer Verbindung der vorliegenden Erfindung.
Wenn eine therapeutisch wirksame Menge einer Verbindung der vorliegenden Erfindung durch intravenöse, kutane oder subkutane Injektion verabreicht wird, liegt die Zusammensetzung in Form einer pyrogenfreien, parenteral annehmbaren wäßrigen Lösung vor. Die Herstellung solcher parenteral annehmbaren Lösungen, die pH, Isotonizität, Stabilität und dergleichen angemessen berücksichtigt, liegt innerhalb des Fachwissens. Eine bevorzugt Zusammensetzung zur intravenösen, kutanen oder subkutanen Injektion enthält typischerweise, zusätzlich zu einer Verbindung der vorliegenden Erfindung, ein isotonisches Vehikel.
Für orale Verabreichung können die Verbindungen leicht formuliert werden, indem eine Verbindung von Formel (I) mit aus dem Stand der Technik gut bekannten pharmazeutischen annehmbaren Trägerstoffen zusammengebracht wird. Solche Trägerstoffe ermöglichen, die vorliegenden Verbindungen als Tabletten, Pillen, Dragees, Kapseln, Flüssigkeiten, Gels, Sirupe, Aufschlämmungen, Suspensionen und dergleichen zur oralen Aufnahme durch einen zu behandelnden Patienten zu formulieren. Pharmazeutische Zubereitungen für orale Verwendung können erhalten werden, indem eine Verbindung von Formel (I) mit einem festen Füllstoff zugegeben wird, fakultativ eine resultierende Mischung vermahlen wird und die Mischung von Granülen, nach Zugabe geeigneter Hilfsstoffe, falls gewünscht, verarbeitet wird, um Tabletten oder Drageekerne zu erhalten. Geeignete Füllstoffe schließen zum Beispiel Füller und Cellulosezubereitungen ein. Falls gewünscht können Desintegrationsmittel zugesetzt werden.
Für Verabreichung durch Inhalation werden Verbindungen der vorliegenden Verbindung geeigneterweise in Form einer Aerosolspraypräsentation aus unter Druck stehenden Packungen oder einem Vernebelungsgerät unter Verwendung eines geeigneten Treibmittels zugeführt. Im Falle eines unter Druck stehenden Aerosols kann die Dosierungseinheit durch Bereitstellen eines Ventils, um eine abgemessene Menge zuzuführen, bestimmt werden. Kapseln und Patronen, z.B. Gelatine, zur Verwendung in einem Inhalator oder Insufflator können formuliert werden, die ein Pulvergemisch aus der Verbindung und einer geeigneten Pulverbasis, wie etwa Lactose oder Stärke, enthalten.
Die Verbindungen können für parenterale Verabreichung durch Injektion, z.B. durch Bolusinjektion oder kontinuierliche Infusion, formuliert werden. Formulierungen für Injektion können in Dosiseinheitsform, z.B. in Ampullen, oder in Mehrfachdosisbehältern, mit einem zusätzlichen Konservierungsstoff, präsentiert werden. Die Zusammensetzungen können solche Formen wie Suspensionen, Lösungen oder Emulsionen in öligen oder wäßrigen Vehikeln annehmen und können Formulationshilfsstoffe, wie etwa Suspensions-, Stabilisierungs- und/oder Dispergiermittel enthalten.
Pharmazeutische Formulierungen für parenterale Verabreichung schließen wäßrige Lösungen der aktiven Verbindungen in wasserlöslicher Form ein. Zusätzlich können Suspensionen der aktiven Verbindung als geeignete ölige Injektionssuspensionen hergestellt werden. Geeignete lipophile Lösemittel oder Vehikel schließen Fettöle oder synthetische Fettsäureester ein. Wäßrige Injektionssuspensionen können Substanzen enthalten, die die Viskosität der Suspension erhöhen. Fakultativ kann die Suspension auch geeignete Stabilisatoren oder Mittel, die die Löslichkeit der Verbindungen erhöhen und die Herstellung hochkonzentrierter Lösungen ermöglichen, enthalten. Alternativ kann eine vorliegende Zusammensetzung in Pulverform für Konstitution mit einem geeigneten Vehikel, z.B. sterilem pyrogenfreien Wasser, vor Gebrauch vorliegen.
Verbindungen der vorliegenden Erfindung können auch in rektalen Zusammensetzungen formuliert werden, wie etwa Suppositorien oder Retentionseinläufe, die z.B. herkömmliche Suppositoriengrundstoffe enthalten. Zusätzlich zu den zuvor beschriebenen Formulierungen können die Verbindungen auch als eine Depotzubereitung formuliert werden. Solche langwirkenden Formulierungen können durch Implantation (zum Beispiel subkutan oder intramuskulär) oder durch intramuskuläre Injektion verabreicht werden. So können die Verbindungen zum Beispiel mit geeigneten Polymeren oder hydrophoben Materialien (zum Beispiel als eine Emulsion in einem annehmbaren Öl) oder Ionenaustauschharzen oder als kaum lösliche Derivate, zum Beispiel als ein kaum lösliches Salz, formuliert werden.
Viele der Verbindungen der vorliegenden Erfindung können als Salze mit pharmazeutisch kompatiblen Gegenionen bereitgestellt werden. Solche pharmazeutisch annehmbaren Basenadditionssalze sind diejenigen Salze, die die biologische Wirksamkeit und Eigenschaften der freien Säuren beibehalten und die durch Reaktion mit geeigneten anorganischen oder organischen Basen erhalten werden.
Insbesondere kann eine Verbindung von Formel (I) oral, bukkal oder sublingual in Form von Tabletten, die Füllstoffe, wie etwa Stärke oder Lactose, enthalten, oder in Kapseln oder Ovulis, entweder allein oder in Vermischung mit Füllstoffen, oder in Form von Elixieren oder Suspensionen, die Geschmacksstoffe oder Färbemittel enthalten, verabreicht werden. Solche flüssigen Zubereitungen können mit pharmazeutisch annehmbaren Zusatzstoffen, wie etwa Suspensionsmitteln, hergestellt werden. Eine Verbindung kann auch parenteral injiziert werden, zum Beispiel intravenös, intramuskulär, subkutan oder intrakoronar. Für parenterale Verabreichung wird die Verbindung am besten in Form einer sterilen wäßrigen Form verwendet, die weitere Substanzen enthalten kann, zum Beispiel Salze oder Monosaccharide, wie etwa Mannitol oder Glucose, um die Lösung mit Blut isotonisch zu machen.
Für Veterinärgebrauch wird eine Verbindung von Formel (I) oder ein ungiftiges Salz davon als eine geeignet annehmbare Formulierung gemäß normaler tierärztlicher Praxis verabreicht. Der Tierarzt kann das Dosierungsregime und den Verabreichungsweg, das/der für ein bestimmtes Tier am geeignetsten ist, leicht bestimmen.
So stellt die Erfindung in einem weiteren Aspekt eine pharmazeutische Zusammensetzung bereit, die eine Verbindung der Formel (I) zusammen mit einem pharmazeutisch annehmbaren Verdünnungsstoff oder Trägerstoff dafür umfaßt. Durch die vorliegende Erfindung wird weiter ein Verfahren zur Herstellung einer pharmazeutischen Zusammensetzung bereitgestellt, die eine Verbindung von Formel (I) umfaßt, wobei das Verfahren umfaßt, daß eine Verbindung von Formel (I) zusammen mit einem pharmazeutisch annehmbaren Verdünnungsstoff oder Trägerstoff dafür vermischt wird.
In einer besonderen Ausführungsform schließt die Erfindung eine pharmazeutische Zusammensetzung zur kurativen oder prophylaktischen Behandlung erektiler Dysfunktion in einem männlichem Tier oder Erregungsstörung in einem weiblichem Tier, einschließlich Menschen, ein, die eine Verbindung von Formel (I) oder ein pharmazeutisch annehmbares Salz davon zusammen mit einem pharmazeutisch annehmbaren Verdünnungsstoff oder Trägerstoff umfaßt.
Verbindungen von Formel (I) können mit jeder geeigneten Methode, die im Stand der Technik bekannt ist, oder mit den folgenden Verfahren, die Teil der vorliegenden Verbindungen bilden, hergestellt werden. In den Synthesemethoden unten sind R⁰, R¹, R² und R³ definiert wie in Strukturformel (I) oben. Verbindungen von Formel (I) können zum Beispiel mit den Methoden hergestellt werden, die in Daugan U.S.-Patent Nr. 5,859,006 angegeben sind, das hierin durch Bezugnahme miteinbezogen wird, unter Verwendung der geeigneten Ausgangsmaterialien. Schutzverbindungen und Schutzgruppen, wie Benzylchlorformiat und Trichlorethylchlorformiat, die den Fachleuten gut bekannt sind, siehe zum Beispiel T. W. Greene et al. „Protective Groups in Organic Synthesis, Third Edition", John Wiley and Sons, Inc., NY, NY (1999), können ebenfalls in der Synthese von Verbindungen von Strukturformel (I) genutzt werden.
Verbindungen von Formel (I) können in andere Verbindungen von Formel (I) umgewandelt werden. So ist es zum Beispiel möglich, wenn R² ein substituierter Benzolring ist, eine weitere geeignete substituierte Verbindung von Formel (I) herzustellen. Beispiele für geeignete Interkonversionen schließen Nitro zu Amino, OR^a zu Hydroxy durch geeignete Reduktionsmittel (z.B. unter Verwendung eines geeigneten Mittels, wie etwa SnCl₂ oder eines Palladium-Katalysators, wie etwa Palladium-auf-Kohlenstoff) oder Amino zu substituiertem Amino, wie etwa Acylamino oder Sulfonylamino, unter Verwendung von standardmäßigen Acylierungs- oder Sulfonylierungsbedingungen ein, sind aber nicht hierauf beschränkt. In Fällen, in denen R² ein substituiertes bicyclisches System darstellt, kann eine geeignete Interkonversion die Abspaltung eines Substituenten umfassen, wie etwa durch Behandlung mit einem Palladium-Katalysator, wodurch zum Beispiel ein Benzyl-Substituent von einem geeigneten bicyclischen System abgespalten wird.
Verbindungen von Formel (I) können mit dem obigen Verfahren als individuelle Stereoisomiere aus dem geeigneten Stereoisomer oder als eine razemische Mischung hergestellt werden. Die individuellen Stereoisomere der Verbindungen der Erfindung können aus Razematen durch Auflösung unter Verwendung von Verfahren hergestellt werden, die im Stand der Technik zur Trennung von razemischen Mischungen in ihre konstituierenden Stereoisomere bekannt sind, zum Beispiel unter Verwendung von HPLC auf einer chiralen Säule, wie etwa Hypersil-Naphthylharnstoff oder unter Verwendung der Trennung von Salzen von Stereoisomeren. Verbindungen der Erfindung können in Assoziation mit Lösemittelmolekülen durch Kristallisation aus, oder Verdampfung von, einem geeigneten Lösemittel isoliert werden.
Die pharmazeutisch annehmbaren Säureadditionssalze von Verbindungen der Formel (I), die ein basisches Zentrum enthalten, können in einer herkömmlichen Art und Weise hergestellt werden. Eine Lösung der freien Base kann zum Beispiel mit einer geeigneten Säure, entweder rein oder in einer geeigneten Lösung, behandelt und das resultierende Salz entweder durch Filtration oder durch Verdampfung unter Vakuum des Reaktionslösemittels isoliert werden. Pharmazeutisch annehmbare Basenadditionssalze können in einer analogen Art und Weise durch Behandeln einer Lösung einer Verbindung von Formel (I) mit einer geeigneten Base erhalten werden. Beide Arten von Salz können unter Verwendung von Ionenaustauschharztechniken gebildet oder ineinander umgewandelt werden. Somit wird gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Verbindung von Formel (I) oder eines Salzes oder Solvats (z.B. Hydrats) bereitgestellt, gefolgt von (i) Salzbildung oder (ii) Solvatbildung (z.B. Hydratbildung).
Die folgenden Abkürzungen werden im folgenden in den beigefügten Beispielen verwendet: RT (Raumtemperatur), min (Minute), h (Stunde), g (Gramm), mmol (Millimol), m.p. (Schmelzpunkt), Äq. (Äquivalente), l (Liter), ml (Milliliter), μl (Mikroliter), Me (Methyl), Bn (Benzyl), DMSO (Dimethylsulfoxid), CH₂Cl₂ (Dichlormethan), IPA (Isopropylalkohol), TFA (Trifluoressigsäure), TPAP (Tetrapropylammoniumperruthenat), SOCl₂ (Thionylchlorid), Et₂N (Triethylamin), CH₃NH₂ (Methylamin), EtOAc (Ethylacetat), EtOH (Ethanol), DMF (Dimethylformamid), CHCl₃ (Chloroform), EtOAc (Ethylacetat), MeOH (Methanol) und THF (Tetrahydrofuran).
Darstellung von Beispiel 1
Beispiel 1 wurde hergestellt aus den Zwischenprodukten 1 bis 3, wie dargestellt im folgenden Syntheseschema. Zwischenprodukt 1 wurde hergestellt aus DL-7-Azatryptophan, einer kommerziell erhältlichen Verbindung von Aldrich Chemical Co., Milwaukee, WI.
Zwischenprodukt 1
Darstellung von DL-7-Azatryptophanmethylester-Monohydrochlorid
Thionylchlorid (1,74 g, 1,1 ml, 14,6 mmol) wurde tropfenweise zu einer Suspension von DL-7-Azatryptophan-Monohydrat (1,00 g, 4,87 mmol) in wasserfreiem Methanol (40 ml) bei 0°C unter einer Stickstoffdecke zugegeben. Die Mischung wurde langsam auf Raumtemperatur erwärmt und für 24 Stunden gerührt. Das Methanol wurde unter verringertem Druck abgezogen, um einen weißen Feststoff zu liefern. Analyse des resultierenden Feststoffes durch ¹H-NMR zeigte, daß der Feststoff eine Mischung aus Ausgangsmaterial und Zwischenprodukt 1 war. Die Thionylchlorid-Behandlung wurde ein zusätzliches Mal wie oben beschrieben wiederholt, um einen weißen Feststoff zu liefern (1,39 g, 100%). ¹H-NMR (300 MHz, CDCl₃): δ 12,05 (s, 1H), 8,54 (bs, 2H), 8,31 (d, J = 4,3 Hz, 1H), 8,18 (d, J = 8,0 Hz, 1H), 7,47 (d, J = 2,1 Hz, 1H), 7,24 (dd, J = 5,0 Hz, J = 7,8 Hz, 1H), 4,34 (m, 1H), 3,70 (s, 3H), 3,33 (d, J = 6,1 Hz, 2H).
Zwischenprodukt 2
Darstellung eines (+/–)-cis-β-Carbolins
Eine Suspension von Zwischenprodukt 1 (1,39 g, 5,44 mmol) und Piperonal (1,06 g, 7,07 mmol) in Pyridin (35 ml) wurde auf 100°C erwärmt und für 5 Stunden unter einer Stickstoffdecke gerührt. Die resultierende braune Suspension wurde auf Raumtemperatur abgekühlt und filtriert, um nicht-umgesetztes Ausgangsmaterial zu entfernen. Das Filtrat wurde im Vakuum konzentriert und wurde durch Säulenchromatographie (Silicagel, 1–20% MeOH/CH₂Cl₂) gereinigt, um 0,34 g eines weißen Feststoffes zu ergeben. Der Feststoff wurde durch Säulenchromatographie (Silicagel, 0,4% MeOH/CHCl₃) erneut gereinigt und wurde mit MeOH trituriert, um 0,31 g (16,4%) des cis-Produktes zu liefern, das nach ¹H-NMR-Analyse ungefähr 94% rein war. TLC R_f (5% MeOH/CH₂Cl₂) = 0,51; ¹H-NMR (300 MHz, CDCl₃): δ 10,99 (s, 1H), 8,10 (dd, J = 1,4 Hz, J = 4,7 Hz, 1H), 7,86 (d, J = 6,75, 1H), 7,00 (dd, J = 4,7 Hz, J = 7,8 Hz, 1H), 6,81–6,90 (m, 3H), 6,00 (d, J = 1 Hz, 1H), 5,16 (m, 1H), 3,82–3,89 (m, 1H), 3,70 (s, 3H), 2,98–3,07 (m, 1H), 2,77–2,87 (m, 1H), 2,68–2,73 (m, 1H); MS (API) m/z 352 (M + H). Das trans-Carbolin wurde ebenfalls aus der Säule in unreiner Form eluiert: TLC R_f (5% MeOH/CH₂Cl₂) = 0,40.
Zwischenprodukt 3
Darstellung eines (+/–)-cis-2-Chloracetyl-β-carbolins
Chloracetylchlorid (0,11 ml, 1,34 mmol) wurde tropfenweise zu einer Mischung von Zwischenprodukt 2 (0,31 g, 0,89 mmol) und Triethylamin (0,5 ml, 3,6 mmol) in CH₂Cl₂ (25 ml) bei 0°C unter einer Stickstoffdecke zugegeben. Die resultierende Mischung wurde auf Raumtemperatur erwärmt und für etwa 1,5 Stunden gerührt. Die Reaktion wurde mit 1 N HCl (2 ml) gelöscht und wurde mit CH₂Cl₂ (25 ml) und Wasser (10 ml) verdünnt. Die Schichten wurden getrennt. Die organische Phase wurde mit gesättigtem Natriumbicarbonat (NaHCO₃) und Salzlösung gewaschen, dann über wasserfreiem Natriumsulfat (Na₂SO₄) getrocknet. Filtration und Konzentration im Vakuum lieferten Zwischenprodukt 3 als einen grünlichen Schaum (0,39 g), der ohne Reinigung im nächsten Schritt verwendet wurde: TLC R_f' (10% MeOH/CH₂Cl₂) = 0,58; MS (API) m/z 428 (M + H).
Beispiel 1
Darstellung eines (+/–,cis)-10-Benzo[1,3]dioxol-5-yl-7-methyl-5,5a,7,8,10,11-hexahydro-1,7,9a,11-tetraazabenzo[β]fluoren-6,9-dions
Eine Mischung aus dem rohen Zwischenprodukt 3 (0,38 g, 0,89 mmol), 40% Methylamin in Wasser (1,47 ml, 17,1 mmol), THF (40 ml) und MeOH (10 ml) wurde bei 40°C unter einer Stickstoffdecke für 2,5 Stunden erhitzt. Die resultierende Lösung wurde auf Raumtemperatur abgekühlt, dann mit konzentrierter Salzsäure (HCl) angesäuert. Die resultierende Mischung wurde mit CH₂Cl₂ (25 ml) verdünnt, die Schichten wurden getrennt und die organische Phase wurde mit Wasser (10 ml) und Salzlösung (10 ml) gewaschen. Die organische Schicht wurde über wasserfreiem Na₂SO₄ getrocknet, filtriert und im Vakuum konzentriert. Das Produkt wurde durch Säulenchromatographie (Silicagel, 0–5% MeOH/CH₂Cl₂) gereinigt, um einen weißen Feststoff (0,20 g, 57,5% über zwei Schritte) nach Trocknen bei 45°C unter Vakuum zu liefern. Das Produkt war mit ungefähr 10% des trans-Isomers verunreinigt: mp 262–276°C; TLC R_f (10% MeOH/CH₂Cl₂) = 0,45; ¹H-NMR (300 MHz, DMSO-d₆): δ 11,65 (s, 1H), 8,15 (dd, J = 1,5 Hz, J = 4,7 Hz, 1H), 8,00 (dd, J = 1,2 Hz, J = 7,8 Hz, 1H), 7,05 (dd, J = 4,8 Hz, J = 7,9 Hz, 1H), 6,90 (s, 1H), 6,82–6,90 (m, 2H), 6,13 (s, 1H), 5,93 (s, 2H), 4,42 (dd, J = 4,4 Hz, J = 11,8 Hz, 1H), 4,19 (d, J = 16,6 Hz, 1H), 3,96 (d, J = 17,2 Hz, 1H), 3,55 (dd, J = 4,51, J = 16,0 Hz, 1H), 2,92–3,01 (m, 4H), 3,94 (s, 3H); MS (API) m/z 391 (M + H); [α]_D ^25°C = keine beobachtete Drehung (c = 0,15, DMSO). Anal. Berechnet für C₂₁H₁₈N₄O₄·0,7H₂O: C, 62,59; H, 4,85; N, 13,90. Gefunden: C, 62,61; H, 4,71; N, 13,88. Die relative Stereochemie des Hauptproduktes wurde durch NOE-Differenzexperimente (DMSO-D₆) als das cis-Isomer bestätigt: positive NOE-Verstärkungen vom C5a-Proton bei 4,42 ppm zum C10-Proton bei 6,13 ppm.
Darstellung von Beispiel 2
Beispiel 2 kann aus dem mit Indolizin substituierten Alanin-Zwischenprodukt 4 hergestellt werden, dessen Synthese in M. Cardellini et al., Ann. Chim. (Rome), 58(11), Seiten 1206–1213 (1968), und P. Gmeiner et al., Arch. Pharm., 321(9), Seiten 505–507 (1988) offenbart ist. Das Folgende ist ein ins Auge gefaßter Syntheseweg zu Beispiel 2.
Darstellung von Beispiel 3
Das folgende Beispiel 3 kann hergestellt werden durch denselben ins Auge gefaßten Syntheseweg wie Beispiel 2, wobei man mit dem mit Azaindolizin substituierten Alanin-Zwischenprodukt 5 beginnt.
Darstellung von Vergleichsbeispiel 4
Vergleichsbeispiel 4 wurde hergestellt aus den Zwischenprodukten 6 bis 8, wie dargestellt im folgenden Syntheseschema. Zwischenprodukt 6 wurde hergestellt aus (R)-α-Amino-3-[1]benzothiophen-3-ylpropionsäure, kommerziell erhältlich von Aldrich Chemical Co., Milwaukee, WI. Aspekte der folgenden Sequenzen sind offenbart in H. Kawakubo, J. Med. Chem., 36, Seiten 3526–3532 (1993) und H. Kawakubo et al., J. Med. Chem., 33, Seiten 3110–3116 (1990).
Zwischenprodukt 6
Darstellung von (R)-α-Amino-3-[1]benzothiophen-3-ylpropionsäuremethylester
Thionylchlorid (2,69 g, 22,6 mmol) wurde tropfenweise zu einer Suspension von (R)-α-Amino-3-[1]benzothiophen-3-ylpropionsäure (1,00 g, 4,52 mmol) in wasserfreiem MeOH (20 ml) bei 0°C unter einer Stickstoffdecke zugegeben. Die Mischung wurde langsam auf Raumtemperatur erwärmt und für insgesamt 24 Stunden gerührt. Das Lösemittel wurde unter verringertem Druck abgezogen, um einen hellgelben Feststoff zu liefern. Der resultierende Rückstand wurde in MeOH (10 ml) gelöst, dann mit 1:1 CH₂Cl₂:gesättigtes NaHCO₃ (50 ml) verdünnt. Die Schichten wurden getrennt und die wäßrige Schicht wurde mit CH₂Cl₂ (25 ml) zurückextrahiert. Die vereinigten organischen Phasen wurden mit Wasser, gesättigtem Natriumchlorid (NaCl) gewaschen, über wasserfreiem Na₂SO₄ getrocknet, filtriert und konzentriert, um ein hellbraunes Öl zu liefern (1,08 g, 100%): TLC R_f (90:10:1; CH₂Cl₂:EtOAc:MeOH) = 0,34; ¹H-NMR (300 MHz, CDCl₃): δ 7,88–7,78 (m, 2H), 7,43–7,34 (m, 2H), 7,26 (s, 1H), 3,88 (dd, J = 5,0 Hz, J = 8,1 Hz, 1H), 3,72 (s, 3H), 3,41 (dd, J = 0,7 Hz, J = 4,9 Hz, 1H), 3,36 (dd, J = 0,7 Hz, J = 4,9 Hz, 1H), 3,10 (dd, J = 8,4 Hz, J = 14,1 Hz, 1H).
Zwischenprodukt 7
Darstellung eines (+/–)-cis-β-Carbolins
Trifluoressigsäure (2,4 ml, 33,2 mmol) wurde zu einer Mischung aus Zwischenprodukt 6 (2,37 g, 5,24 mmol) und Piperonal (1,08 g, 7,21 mmol) in Toluol (20 ml) zugegeben. Die Mischung wurde auf 40°C erwärmt und für wenigstens 24 Stunden gerührt. Die Lösung wurde auf Raumtemperatur abgekühlt, mit Ethylacetat (200 ml) verdünnt und mit 1 N HCl (20 ml), gesättigtem NaHCO₃ (2 × 30 ml) und gesättigtem NaCl (30 ml) gewaschen. Die organische Phase wurde über wasserfreiem Na₂SO₄ getrocknet, filtriert und das Lösemittel wurde unter verringertem Druck abgezogen, um einen braunen öligen Feststoff zu liefern. Das Rohprodukt wurde durch Säulenchromatographie (Silicagel, 0–5% EtOAc/CH₂Cl₂) gereinigt, um 0,33 g (16,9%) eines hellgelben Schaumes zu liefern. TLC R_f (5% EtOAc/-CH₂Cl₂) = 0,44; ¹H-NMR (300 MHz, CDCl₃): δ 7,82 (d, J = 7,7 Hz, 1H), 7,71 (d, J = 7,5 Hz, 1H), 7,41–7,28 (m, 2H), 6,96–6,88 (m, 3H), 6,01 (d, J = 0,8 Hz, 2H), 5,19 (m, 1H), 3,99–3,96 (m, 1H), 3,74 (s, 3H), 3,17–3,11 (m, 1H), 2,96 (m, 1H), 2,91–2,84 (m, 1H). Das trans-Carbolin wurde ebenfalls aus der Säule in unreiner Form eluiert: TLC R_f (5% EtOAc/CH₂Cl₂) = 0,38.
Zwischenprodukt 8
Darstellung eines (+/–)-cis-2-Chloracetyl-β-carbolins 4
Chloracetylchlorid (0,09 ml, 1,16 mmol) wurde tropfenweise zu einer Mischung aus Zwischenprodukt 7 (0,33 g, 0,89 mmol) und Triethylamin (0,25 ml, 1,78 mmol) in wasserfreiem THF (8 ml) bei 0°C unter einer Stickstoffdecke zugegeben. Die resultierende Mischung wurde auf Raumtemperatur erwärmt und für 0,5 Stunde gerührt. Die Reaktion wurde mit 1 N HCl (3 ml) gelöscht und wurde im Vakuum konzentriert. Der Rückstand wurde in CH₂Cl₂ (50 ml) aufgenommen, dann mit Wasser (2 × 10 ml) und gesättigtem NaCl (10 ml) gewaschen und über wasserfreiem Na₂SO₄ getrocknet. Filtration und Konzentration im Vakuum lieferten 0,44 g eines beigen Schaums, der ohne Reinigung im nächsten Schritt verwendet wurde: TLC R_f (3% EtOAc/CH₂Cl₂) = 0,57.
Vergleichsbeispiel 4
Darstellung von (+/–,cis)-10-Benzo[1,3]dioxol-5-yl-7-methyl-5,7,8,10-tetrahydro-5aH-11-thia-7,9a-diazabenzo[β]fluoren-6,9-dion
Eine Mischung aus rohem Zwischenprodukt 8 (etwa 0,39 g, 0,89 mmol), 40% Methylamin in Wasser (0,38 ml, 4,45 mmol) in THF (2 ml) wurde bei 45°C unter einer Stickstoffdecke für 15 Minuten erhitzt. Die resultierende Lösung wurde auf Raumtemperatur abgekühlt, mit 0,2 ml konzentrierter HCl gelöscht. Das THF wurde durch Vakuumdestillation abgezogen, um einen beigen Feststoff zu liefern. Der Feststoff wurde durch Filtration gesammelt und in MeOH erneut aufgeschlämmt. Filtration und Waschen mit MeOH (2 × 10 ml) lieferte einen cremefarbenen Feststoff (0,23 g, 63% für zwei Schritte); mp 245–266°C; TLC R_f (5% EtOAc/CH₂Cl₂) = 0,12; ¹H-NMR (300 MHz, DMSO-d₆): δ 7,88 (dd, J = 7,7 Hz, J = 14,9 Hz, 2H), 7,42 (dt, J = 1,0 Hz, J = 7,6 Hz, 1H), 7,35 (dt, J = 1,2 Hz, J = 7,5 Hz, 1H), 6,87 (s, 1H), 6,76–6,82 (m, 2H), 6,25 (s, 1H), 5,93 (d, J = 1,4 Hz, 2H), 4,48 (dd, J = 4,1 Hz, J = 11,7 Hz, 1H), 4,19 (d, J = 16,6 Hz, 1H), 3,96 (d, J = 17,2 Hz, 1H), 3,68 (dd, J = 4,4 Hz, J = 16,3 Hz, 1H), 3,08–2,99 (m, 1H), 2,94 (s, 3H); MS (API) m/z 407 (M + H), 429 (M + Na); [α]_D ^25°C = keine beobachtete Drehung (c = 0,51, DMSO). Anal. Berechnet für C₂₂H₁₈N₂O₄S₁·0,5H₂O; C, 63,60; H, 4,61; N, 6,74; S, 7,72. Gefunden: C, 63,73; H, 4,62; N, 6,71; S, 7,93. Die relative Stereochemie des Produktes wurde durch NOE-Differenzexperimente (DMSO-D₆) als das cis-Isomer bestätigt: positive NOE-Verstärkungen vom C12a-Proton bei 4,48 ppm zum C6-Proton bei 6,25 ppm.
Darstellung von Vergleichsbeispielen 5(a) und 5(b) und Vergleichsbeispielen 6 und 7
Vergleichsbeispiele 5(a), 5(b), 6 und 7 wurden aus den folgenden kommerziell erhältlichen Verbindungen hergestellt:
worin X NH, O oder S ist. Die Synthese der Ausgangsmaterialien 2-Indolylalanin, 2-Benzofuranylalanin und 2-Benzothiophenylalanin sind ebenfalls offenbart in T. Masquelin et al., Helv. Chim. Acta, 77, Seiten 1395–1411 (1994). Das folgende Schema veranschaulicht eine ins Auge gefaßte Darstellung von Vergleichsbeispiel 5. Die Verbindungen der Vergleichsbeispiele 6 und 7 können analog synthetisiert werden.
Das folgende veranschaulicht eine weitere Synthesesequenz zu Vergleichsbeispielen 5(a) und 5(b).
Darstellung von Vergleichsbeispiel 5(a)
Vergleichsbeispiel 5(a) wurde aus den folgenden Zwischenprodukten 9 und 11 hergestellt, wie dargestellt im folgenden Syntheseschema. Die Zwischenprodukte 9 und 10 wurden aus D-Isotryptophan, einer kommerziell erhältlichen Verbindung, hergestellt.
Zwischenprodukte 9 und 10
Darstellung von cis-β-Carbolin und trans-β-Carbolin
Zu einer Lösung von D-Isotryptophan (0,84 g, 3,6 mmol) und Piperonal (0,71 g, 4,8 mmol) in Methylenchlorid (30 ml) bei 0°C unter einer Argon-Decke wurde Trifluoressigsäure (0,56 ml, 7,2 mmol) zugegeben. Dann wurde die Mischung über 4 Stunden auf Raumtemperatur erwärmt. Die resultierende rosa Lösung wurde mit gesättigter Natriumbicarbonatlösung auf einen basischen pH eingestellt. Die Phasen wurden getrennt und die wäßrige Phase wurde mit Methylenchlorid extrahiert (2 × 50 ml). Die vereinigten organischen Phasen wurden über Na₂SO₄ getrocknet, dann wurde das Lösemittel unter vermindertem Druck abgezogen, um ein blaßrosa Öl als einen Rückstand zu liefern. Der Rückstand wurde durch Flashsäulenchromatographie gereinigt, unter Elution mit Methylenchlorid/Ethylacetat (6:1), um cis-β-Carbolin-Zwischenprodukt 9 als ein gelbes Öl zu liefern (0,55 g, 42%): TLC R_f (6:1 Methylenchlorid/Ethylacetat) = 0,62; ¹H-NMR (300 MHz, CDCl₃): δ 7,90 (s, H), 7,30 (d, J = 8,1 Hz, 1H), 7,07 (t, J = 7,5 Hz, 1H), 6,94–6,75 (m, 5H), 5,92 (d, J = 1,4 Hz, 2H), 5,18 (s, 1H), 4,30–4,19 (m, 2H), 3,97–3,92 (dd, J = 6,3, 8,8 Hz, 1H), 3,13–3,09 (m, 2H), 1,31 (t, J = 7,1 Hz, 3H) ppm. Das später eluierende trans-Isomer-Zwischenprodukt 10 wurde ebenfalls als ein gelbes Öl isoliert (0,73 g, 55%): TLC R_f (6:1 Methylenchlorid/Ethylacetat) = 0,38; ¹H-NMR (300 MHz, CDCl₃): δ 8,04 (s, 1H), 7,29 (d, J = 8,1 Hz, 1H), 7,12–7,07 (m, 1H), 7,02–6,91 (m, 2H), 6,82–6,72 (m, 3H), 5,91 (d, J = 1,6 Hz, 2H), 5,35 (s, 1H), 4,27–4,07 (m, 2H), 3,96–3,92 (dd, J = 5,3, 7,2 Hz, 1H), 3,17–3,07 (m, 2H), 2,35 (bs, 1H), 1,27 (t, J = 7,1 Hz, 3H) ppm.
Zwischenprodukt 11
Darstellung von cis-2-Chloracetyl-β-carbolin
Chloracetylchlorid (0,16 ml, 2,01 mmol) wurde zu einer Lösung von cis-β-Carbolin-Zwischenprodukt 9 (0,55 g, 1,51 mmol) und Triethylamin (0,30 ml, 2,15 mmol) in Methylenchlorid (40 ml) bei 0°C unter einer Argondecke zugegeben, woraufhin die resultierende Mischung über 3 Stunden auf Raumtemperatur erwärmt wurde. Die gelbe Aufschlämmung wurde in Methylenchlorid (50 ml) gelöst, dann mit Wasser (20 ml) und gesättigter NaHCO₃-Lösung (20 ml) gewaschen. Die organische Phase wurde über Na₂SO₄ getrocknet, dann wurde das Lösemittel unter verringertem Druck abgezogen, um cis-2-Chloracetyl-β-carbolin-Zwischenprodukt 11 als einen orangen Feststoff zu liefern, der ohne weitere Reinigung verwendet wurde (0,62 g, 93%): TLC R_f (8:1 Methylenchlorid/Ethylacetat) = 0,63.
Vergleichsbeispiel 5(a)
Darstellung von (5R,9aR)-5-Benzo(1,3)dioxol-5-yl-8-methyl-5,7,8,9a,10,11-hexahydro-5a,8,11-triazabenzo[b]fluoran-8,9-dion
Eine Lösung von Zwischenprodukt 11 (0,62 g, 1,41 mmol) und Methylamin (3,5 ml, 7,03 mmol, 2 M Lösung in THF) in Methanol (15 ml) wurde bei 50°C unter einer Argondecke für 16 Stunden erhitzt. Die resultierenden Feststoffe wurden durch Filtration unter verringertem Druck isoliert, um Vergleichsbeispiel 5(a) als einen blaßgelben Feststoff zu liefern (0,207 g, 38%): mp 274–277°C; TLC R_f (4:1:0,3 Methylenchlorid/Ethylacetat/Methanol) = 0,40; ¹H-NMR (300 MHz, DMSO-d₆): δ 11,14 (s, H), 7,45 (d, J = 7,8 Hz, 1H), 7,30 (d, J = 7,9 Hz, 1H), 7,05–6,99 (dt, J = 1,0, 7,5 Hz, 1H), 6,92 (t, J = 7,5 Hz, 1H), 6,87 (s, 1H), 6,83 (d, J = 1,7 Hz, 1H), 6,71 (d, J = 7,7 Hz, 1H), 6,23 (s, 1H), 5,88–5,87 (dd, J = 1,0, 3,7 Hz, 2H), 4,51–4,45 (dd, J = 4,3, 11,5 Hz, 1H), 4,16 (d, J = 17,3 Hz, 1H), 3,92 (d, J = 17,2 Hz, 1H), 3,47–3,40 (dd, J = 4,7, 16,4 Hz, 1H), 3,32–3,22 (m, 1H), 2,92 (s, 3H) ppm; ESI MS m/z 390 [C₂₂H₁₉N₃O₄ + H]⁺. Anal. Ber. für C₂₂H₁₉N₃O₄: C, 67,86; H, 4,92; N, 10,79. Gefunden: C, 67,53; H, 4,96; N, 10,73. HPLC-Analyse (Chiralcel OD-Säule, 250 × 4,5 mm, Retentionszeit = 12,8 min; 1:1 Isopropanol/Hexan; Durchfluß = 1,00 ml/min; Detektor 254 nm; Temperatur: Umgebungstemperatur) zeigte einen Peak, mit einer Reinheit von 99,5%. Die Stereochemie von Vergleichsbeispiel 5(a) wurde durch eine Reihe von NOE-Differenzexperimenten als das gewünschte cis-Isomer bestätigt: eine positive NOE-Verstärkung vom C12a-Proton bei 450 ppm zum C6-Proton bei 6,23 ppm; eine positive NOE-Verstärkung vom C6-Proton bei 6,23 ppm zum C12a-Proton bei 4,50 ppm.
Darstellung von Vergleichsbeispiel 5(b)
Vergleichsbeispiel 5(b) wurde aus dem zuvor beschriebenen Zwischenprodukt 10 hergestellt, wie im folgenden Syntheseschema dargestellt.
Zwischenprodukt 12
Darstellung von (+)-trans-2-Chloracetyl-β-carbolin
Chloracetylchlorid (0,21 ml, 2,64 mmol) wurde zu einer Lösung von Zwischenprodukt 10 (0,73 g, 2,00 mmol) und Triethylamin (0,36 ml, 2,58 mmol) in Methylenchlorid (45 ml) bei 0°C unter einer Argondecke zugegeben, woraufhin die resultierende Mischung über 3 Stunden auf Raumtemperatur erwärmt wurde. Die orange Lösung wurde in Methylenchlorid (50 ml) gelöst, mit Wasser (20 ml) und einer gesättigten NaHCO₃-Lösung (20 ml) gewaschen.
Die organische Phase wurde über Na₂SO₄ getrocknet, dann wurde das Lösemittel unter verringertem Druck abgezogen, um trans-2-Chloracetyl-β-carbolin-Zwischenprodukt 12 als einen orangen Schaum zu liefern, der ohne weitere Reinigung verwendet wurde (0,86 g, 98%): TLC R_f (8:1 Methylenchlorid/Ethylacetat) = 0,48.
Vergleichsbeispiel 5(b)
Darstellung von (5S,9aR)-5-Benzo[1,3]dioxol-5-yl-8-methyl-5,7,8,9a,10,11-hexahydro-5a,8,11-triazabenzo[b]fluoren-8,9-dion
Eine Lösung von trans-2-Chloracetyl-β-carbolin-Zwischenprodukt 12 (0,86 g, 1,95 mmol) und Methylamin (9,8 ml, 19,5 mmol, 2 M Lösung in THF) in Methanol (15 ml) wurde bei 50°C unter einer Argondecke für 16 Stunden erhitzt. Die resultierende Lösung wurde auf Raumtemperatur abgekühlt, dann unter verringertem Druck konzentriert, um einen orangen Schaum zu liefern. Der Rückstand wurde durch Flashsäulenchromatographie gereinigt, unter Elution mit Methylenchlorid/Ethylacetat/Methanol (4:1:0,3), um einen gelben Schaum zu liefern. Der Schaum wurde in Diethylether aufgeschlämmt und die Feststoffe wurden durch Vakuumfiltration gesammelt, um Vergleichsbeispiel 5(b) als einen schmutzig-weißen Feststoff zu liefern (0,345 g, 45%): mp 274–277°C; TLC R_f (4:1:0,3 Methylenchlorid/Ethylacetat/Methanol) = 0,30; ¹H-NMR (300 MHz, DMSO-d₆): δ 11,19 (s, 1H), 7,36 (d, J = 8,0 Hz, 1H), 7,08–7,00 (m, 2H), 6,91–6,80 (m, 4H), 6,68 (d, J = 8,1 Hz, 1H), 5,97 (d, J = 4,2 Hz, 1H), 4,23 (d, J = 17,5 Hz, 1H), 4,15–4,09 (dd, J = 4,6, 11,2 Hz, 1H), 4,03 (d, J = 17,5 Hz, 1H), 3,36–3,10 (m, 3H), 2,84 (s, 3H) ppm; ESI MS m/z 390 [C₂₂H₁₉N₃O₄ + H]⁺. Anal. Ber. für C₂₂H₁₉N₃O₄: C, 67,86; H, 4,92; N, 10,79. Gefunden: C, 67,49; H, 4,95; N, 10,68. HPLC-Analyse (Chiralcel OD-Säule 250 × 4,5 mm, Retentionszeiten = 8,5 und 10,9 min; 1:1 Isopropanol/Hexan; Durchfluß = 1,00 ml/min; Detektor 254 nm; Temperatur: Umgebungstemperatur) zeigte zwei Peaks, mit einem Verhältnis von 5:95, und mit einer Gesamtreinheit von 100,0%. Die Stereochemie von Vergleichsbeispiel 5(b) wurde durch eine Reihe von NOE-Differenzexperimenten als das gewünschte trans-Isomer bestätigt: keine NOE-Verstärkung vom C12a-Proton bei 4,40 ppm zum C6-Proton bei 7,08 ppm; keine NOE-Verstärkung vom C6-Proton bei 7,08 ppm zum C12a-Proton bei 4,40 ppm.
Darstellung von Vergleichsbeispiel 8
Die ins Auge gefaßte Synthese des Benzimidizols von Vergleichsbeispiel 8 nutzt dieselbe Sequenz wie in der Synthese der Beispiele 5–7, beginnend mit der Veresterung der bekannten Aminosäure Zwischenprodukt 13 in Methanol, katalysiert durch Schwefelsäure.
Darstellung von Vergleichsbeispiel 9
Vergleichsbeispiel 9 kann aus Zwischenprodukt 13 hergestellt werden, einem 1-Indolylalanin, beschrieben in D. Ranganathan et al., Tetrahedron Lett., 23(27), Seiten 2789–2792 (1982). Dieselbe Synthesesequenz, die verwendet wurde, um Vergleichsbeispiel 8 herzustellen, kann bei der Synthese von Vergleichsbeispiel 9 eingesetzt werden.
Darstellung von Beispiel 10
Synthese des Indolizins von Beispiel 10 aus Aminoester-Zwischenprodukt 15 nutzt dasselbe Syntheseschema wie Vergleichsbeispiel 8. Zwischenprodukt 15 wird hergestellt aus dem bekannten Aldehyd-Zwischenprodukt 16 durch Verwendung einer geeigneten Wittig-Reaktion, gefolgt von katalytischer Hydrierung des resultierenden Alkens.
Darstellung der Vergleichsbeispiele 11 und 12
Vergleichsbeispiele 11 und 12 wurden aus den folgenden Zwischenprodukten 17 und 18 mit demselben Verfahren hergestellt, das benutzt wurde, um Vergleichsbeispiel 8 herzustellen.
Die folgende Verbindung, Vergleichsbeispiel 13, kann mit einer Sequenz hergestellt werden, die ähnlich ist zur Herstellung der Beispiele 1, 2, 3 und 10 und Vergleichsbeispiele 4, 5a, 5b, 6, 7, 8, 9, 11 und 12.
Verbindungen der vorliegenden Erfindung können zu Tabletten für orale Verabreichung formuliert werden. Eine Verbindung von Formel (I) kann zum Beispiel mit einem polymeren Trägerstoff mit der Copräzipitationsmethode, die in WO 96/38131, die hierin durch Bezugnahme miteinbezogen ist, dargelegt ist, in die Form einer Dispersion gebracht werden. Die copräzipitierte Dispersion kann mit Füllstoffen vermischt, dann zu Tabletten verpreßt werden, die fakultativ mit Filmüberzug versehen werden.
Die Verbindungen von Strukturformel (I) wurden auf die Fähigkeit, PDE5 zu hemmen, getestet. Die Fähigkeit einer Verbindung, PDE5-Aktivität zu hemmen, steht in Zusammenhang mit den IC₅₀-Werten für die Verbindung, d.h. der Konzentration von Inhibitor, die erforderlich ist für 50%ige Hemmung der Enzymaktivität. Der IC₅₀-Wert für Verbindungen von Strukturformel (I) wurden unter Verwendung von rekombinanter menschlicher PDE5 bestimmt.
Die Verbindungen der vorliegenden Erfindung zeigen typischerweise einen IC₅₀-Wert gegen rekombinante menschliche PDE5 von weniger als etwa 50 μM und vorzugsweise weniger als etwa 25 μM und bevorzugter weniger als etwa 15 μM. Die Verbindungen der vorliegenden Erfindung zeigen typischerweise einen IC₅₀-Wert gegen rekombinante menschliche PDE5 von weniger als etwa 1 μM und oft weniger als etwa 0,05 μM. Um den vollen Vorteil der vorliegenden Erfindung zu erreichen, hat ein vorliegender PDE5-Inhibitor eine IC₅₀ von etwa 0,1 nM bis etwa 15 μM.
Die Herstellung von rekombinanten menschlichen PDEs und die IC₅₀-Bestimmungen können mit im Stand der Technik gut bekannten Methoden durchgeführt werden. Beispielhafte Methoden sind wie folgt beschrieben:
EXPRESSION VON MENSCHLICHEN PDEs
Expression in Saccharomyces cerevisae (Hefe)
Rekombinante Produktion von menschlicher PDE1B, PDE2, PDE4A, PDE4B, PDE4C, PDE4D, PDE5 und PDE7 wurde in ähnlicher Weise zu derjenigen durchgeführt, die in Beispiel 7 von U.S.-Patent Nr. 5,702,936 beschrieben ist, das hierin durch Bezugnahme miteinbezogen wird, mit der Ausnahme, daß der eingesetzte Hefetransformationsvektor, der vom Basis-ADH2-Plasmid abgeleitet ist, beschrieben in Price et al., Methods in Enzymology, 185, S. 308–318 (1990), Hefe-ADH2-Promotor- und -Terminatorsequenzen enthielt und der Saccharomyces cerevisae-Wirt der Protease-defizitäre Stamm BJ2-54 war, hinterlegt am 31. August 1998 bei der American Type Culture Collection, Manassas, Virginia, unter Zugangsnummer ATCC 74465. Transformierte Wirtszellen wurden in 2 × SC-leu-Medium, pH 6,2, mit Spurenmetallen und Vitaminen, angezogen. Nach 24 Stunden wurde YEP-Medium enthaltendes Glycerol bis zu einer Endkonzentration von 2 × YET/3% Glycerol zugegeben. Ungefähr 24 Std. später wurden Zellen geerntet, gewaschen und bei –70°C aufbewahrt.
ZUBEREITUNGEN MENSCHLICHER PHOSPHODIESTERASE
Bestimmungen der Phosphodiesterase-Aktivität
Phosphodiesterase-Aktivität der Zubereitungen wurde wie folgt bestimmt. PDE-Tests, die eine Kohletrenntechnik einsetzten, wurden durchgeführt, im wesentlichen wie beschrieben in Loughney et al. (1996). In diesem Test wandelt PDE-Aktivität [32P]cAMP oder [32P]cGMP in das entsprechende [32P]5'-AMP oder [32P]5'-GMP im Verhältnis zur vorliegenden Menge der PDE-Aktivität um. Das [32P]5'-AMP oder [32P]5'-GMP wurde dann durch die Wirkung von Schlangengift-5'-Nukleotidase in freies [32P]Phosphat und nicht-markiertes Adenosin oder Guanosin umgewandelt. Daher ist die Menge an freigesetztem [32P]Phosphat proportional zur Enzymaktivität. Der Test wurde bei 30°C in einer 100 μl Reaktionsmischung durchgeführt, die (Endkonzentrationen) 40 mM Tris-HCl (pH 8,0), 1 μM ZnSO₄, 5 mM MgCl₂ und 0,1 mg/ml Rinderserumalbumin (BSA) enthielt. PDE-Enzym war in Mengen vorhanden, die < 30% Gesamthydrolyse des Substrats lieferten (lineare Testbedingungen). Der Test wurde durch Zugabe von Substrat (1 mM [32P]cAMP oder -cGMP) initiiert und die Mischung wurde für 12 Minuten inkubiert. Fünfundsiebzig (75) μg Crotalus atrox-Gift wurde dann zugegeben und die Inkubation wurde für 3 Minuten fortgesetzt (15 Minuten insgesamt). Die Reaktion wurde durch Zugabe von 200 μl Aktivkohle (25 mg/ml Suspension in 0,1 M NaH₂PO₄, pH 4) gestoppt. Nach Zentrifugation (750 × g für 3 Minuten), um die Kohle absetzen zu lassen, wurde eine Probe des Überstandes für Radioaktivitätsbestimmung in einem Szintillationszähler abgenommen und die PDE-Aktivität wurde berechnet.
Reinigung von PDE5 aus S. cerevisiae
Zellpellets (29 g) wurden auf Eis mit einem gleichen Volumen Lysepuffer (25 mM Tris-HCl, pH 8,5 mM MgCl₂, 0,25 mM DTT, 1 mM Benzamidin und 10 μM ZnSO₄) aufgetaut. Zellen wurden in einem Mikrofluidizer^® (Microfluidics Corp.) unter Verwendung von Stickstoff bei 20.000 psi lysiert. Das Lysat wurde zentrifugiert und durch 0,45 μm-Einwegfilter filtriert. Das Filtrat wurde auf eine 150 ml-Säule aus Q SEPHAROSE^® Fast-Flow (Pharmacia) aufgebracht. Die Säule wurde mit 1,5 Volumenteilen Puffer A (20 mM Bis-Tris-Propan, pH 6,8, 1 mM MgCl₂, 0,25 mM DTT, 10 μM ZnSO₄) gewaschen und mit einem Stufengradienten von 125 mM NaCl in Puffer A, gefolgt von einem linearen Gradienten von 125–1000 mM NaCl in Puffer A eluiert. Aktive Fraktionen aus dem linearen Gradienten wurden auf eine 180 ml-Hydroxyapatitsäule in Puffer B (20 mM Bis-Tris-Propan (pH 6,8), 1 mM MgCl₂, 0,25 mM DTT, 10 μM ZnSO₄ und 250 mM KCl) aufgebracht. Nach dem Beladen wurde die Säule mit 2 Volumenteilen Puffer B gewaschen und mit einem linearen Gradienten von 0–125 mM Kaliumphosphat in Puffer B eluiert. Aktive Fraktionen wurden gepoolt, mit 60% Ammoniumsulfat ausgefällt und in Puffer C (20 mM Bis-Tris-Propan, pH 6,8, 125 mM NaCl, 0,5 mM DTT, und 10 μM ZnSO₄) resuspendiert. Der Pool wurde auf eine 140 ml-Säule SEPHACRYL^® S-300 HR aufgebracht und mit Puffer C eluiert. Aktive Fraktionen wurden auf 50% Glycerol verdünnt und bei –20°C aufbewahrt.
Die resultierenden Zubereitungen waren nach SDS-PAGE etwa 85% rein. Diese Zubereitungen hatten spezifische Aktivitäten von etwa 3 μmol cGMP hydrolysiert pro Minute pro Milligramm Protein.
Hemmende Wirkung auf cGMP-PDE
cGMP-PDE-Aktivität von Verbindungen der vorliegenden Erfindung wurde unter Verwendung eines einstufigen Tests gemessen, der von Wells et al., Biochim. Biophys. Acta, 384, 430 (1975) adaptiert worden war. Das Reaktionsmedium enthielt 50 mM Tris-HCl, pH 7,5, 5 mM Magnesiumacetat, 250 μg/ml 5'-Nukleotidase, 1 mM EGTA und 0,15 μm 8-[H³]-cGMP. Sofern nicht anders angegeben, war das verwendete Enzym eine menschliche rekombinante PDE5 (ICOS Corp., Bothell, Washington).
Verbindungen der Erfindung wurden in DMSO gelöst; wobei sie letztendlich mit 2% im Test vorlagen. Die Inkubationszeit betrug 30 Minuten, während derer die Gesamtsubstratumwandlung 30% nicht überstieg.
Die IC₅₀-Werte für die untersuchten Verbindungen wurden aus Konzentrations-Reaktions-Kurven bestimmt, die typischerweise Konzentrationen verwenden, die im Bereich von 10 nM bis 10 μM reichten. Tests gegen andere PDE-Enzyme unter Verwendung von Standardmethodik zeigten, daß Verbindungen der Erfindung selektiv auf das cGMP-spezifische PDE-Enzym sind.
Biologische Daten
Es wurde festgestellt, daß die Verbindungen gemäß der vorliegenden Erfindung typischerweise einen IC₅₀-Wert von weniger als 500 nM zu zeigen. Ein in-vitro-Test unter Verwendung von Beispiel 1, einer repräsentativen Verbindung der Erfindung, ergab IC₅₀ gegen PDE5 von 2,3 nM. Beispiel 4, 5(a) und 5(b) zeigten eine IC₅₀ gegen PDE5 von 555 nM, 338 nM bzw. 125 nM.
Offensichtlich können viele Modifikationen und Variationen der Erfindung, wie hierin zuvor angegeben, vorgenommen werden, ohne vom Geist und Schutzumfang derselben abzuweichen. Daher sollten nur solche Beschränkungen auferlegt werden, wie sie durch die beigefügten Ansprüche angegeben sind.

Claims

Verbindung mit einer Formel
worin R¹ ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus Wasserstoff, C_1-6-Alkyl, C_2-6-Alkenyl und C_2-6-Alkinyl besteht; R² ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus einem bicyclischen Ring
besteht, worin der kondensierte Ring A ein gesättigter 5- oder 6-gliedriger Ring ist und Kohlenstoffatome und fakultativ ein oder zwei Heteroatome, die ausgewählt sind aus Sauerstoff, Schwefel und Stickstoff, umfaßt; R³ Wasserstoff oder C_1-3-Alkyl ist; die Ringe B und C eine kondensierte Ringstruktur bilden, die ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus

besteht; R^a ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus Wasserstoff und C_1-6-Alkyl besteht; und pharmazeutisch annehmbare Salze und Solvate derselben.
Verbindung nach Anspruch 1, dargestellt durch die Formel
und pharmazeutisch annehmbare Salze und Solvate derselben.
Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß R¹ Methyl ist.
Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß R³ Wasserstoff ist.
Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß R²
ist, worin n eine ganze Zahl 1 oder 2 ist und X unabhängig C(R^a)₂, O, S oder NR^a sind.
Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß R² ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus
besteht.
Verbindung nach Anspruch 1, die ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus

besteht und pharmazeutisch annehmbare Salze und Solvate derselben.
Pharmazeutische Zusammensetzung, die eine Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 umfaßt, zusammen mit einem pharmazeutisch annehmbaren Verdünnungsmittel oder Trägerstoff.
Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 oder pharmazeutische Zusammensetzung nach Anspruch 8 zur Verwendung in der Therapie.
Verbindung oder Zusammensetzung nach Anspruch 9 zur Verwendung in der Behandlung eines Zustandes, bei dem die Hemmung einer cGMP-spezifischen PDE von therapeutischem Nutzen ist.
Verbindung oder Zusammensetzung nach Anspruch 9 zur Verwendung in der Behandlung eines menschlichen oder nicht-menschlichen Tieres mit einem Zustand, bei dem die Hemmung einen cGMP-spezifischen PDE von therapeutischem Nutzen ist.
Verbindung oder Zusammensetzung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Zustand in einem männlichen oder weiblichen Tier besteht.
Verbindung oder Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung kurative oder prophylaktische Behandlung ist.
Verbindung oder Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Zustand männliche erektile Funktionsstörung ist.
Verbindung oder Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Zustand weibliche Erregungsstörung ist.
Verbindung oder Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Zustand ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus stabiler Angina, instabiler Angina, varianter Angina, Bluthochdruck, pulmonalem Hochdruck, chronischer obstruktiver Lungenerkrankung, malignem Hochdruck, Phäochromozytom, akutem Atemnotsyndrom, kongestivem Herzversagen, akutem Nierenversagen, chronischem Nierenversagen, Atherosklerose, einem Zustand verringerter Blutgefäßdurchlässigkeit, einer peripheren Gefäßerkrankung, einer Gefäßstörung, Thrombozythämie, einer entzündlichen Erkrankung, Myocardinfarkt, Schlaganfall, Bronchitis, chronischem Asthma, allergischem Asthma, allergischer Rhinitis, Glaukom, peptischem Ulcus, einer Darmmotilitätsstörung, postperkutaner transluminaler Koronarangioplastik, Carotidangioplastik, Transplantatstenose nach Bypassoperation, Osteoporose, vorzeitigen Wehen, benigner Prostatahypertrophie oder Reizdarmsyndrom besteht.
Verbindung oder Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung eine orale Behandlung ist.
Verwendung einer Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 oder einer pharmazeutischen Zusammensetzung nach Anspruch 8 zur Herstellung eines Arzneimittels zur kurativen oder prophylaktischen Behandlung männlicher erektiler Funktionsstörung oder weiblicher Erregungsstörung.
Verwendung einer Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 oder einer pharmazeutischen Zusammensetzung nach Anspruch 8 zur Herstellung eines Arzneimittels zur Behandlung eines Zustandes, der ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus stabiler Angina, instabiler Angina, varianter Angina, Bluthochdruck, pulmonalem Hochdruck, chronischer obstruktiver Lungenerkrankung, malignem Hochdruck, Phäochromozytom, akutem Atemnotsyndrom, kongestivem Herzversagen, akutem Nierenversagen, chronischem Nierenversagen, Atherosklerose, einem Zustand verringerter Blutgefäßdurchlässigkeit, einer peripheren Gefäßerkrankung, einer Gefäßstörung, Thrombozythämie, einer entzündlichen Erkrankung, Myocardinfarkt, Schlaganfall, Bronchitis, chronischem Asthma, allergischem Asthma, allergischer Rhinitis, Glaukom, peptischem Ulcus, einer Darmmotalitätsstörung, postperkutaner transluminaler Koronarangioplastik, Carotidangioplastik, Transplantatstenose nach Bypassoperation, Osteoporose, vorzeitigen Wehen, benigner Prostatahypertrophie oder Reizdarmsyndrom besteht.
Verwendung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung eine orale Behandlung ist.