DE60114022T2

DE60114022T2 - Matrix metalloproteinase-inhibitoren

Info

Publication number: DE60114022T2
Application number: DE60114022T
Authority: DE
Inventors: Shahriar Mobashery; Rafael Fridman
Original assignee: Mobashery Shahriar Portage; Wayne State University
Current assignee: Mobashery Shahriar Portage; Wayne State University
Priority date: 2000-05-30
Filing date: 2001-05-30
Publication date: 2006-07-13
Anticipated expiration: 2021-05-31
Also published as: EP1309579B1; DE60114022D1; WO2001092244A1; AU2001265182A1; US7144917B2; EP1309579A1; US20040127478A1; US20020037916A1; US6703415B2

Description

Spezifische Interaktionen von Zellen in der extrazellulären Matrix sind für die normale Funktion von Organismen kritisch. Veränderungen der extrazellulären Matrix werden von einer Familie Zink-abhängiger Endopeptidasen, die als Matrix-Metalloproteinasen (MMPs) bezeichnet werden, vorgenommen. Die Veränderungen werden in verschiedenen zellulären Vorgängen, wie zum Beispiel Organentwicklung, Ovulation, Fetusimplantation in den Uterus, Embryogenese, Wundheilung und Angiogenese, vorgenommen. Massova, I.; Kotra, L. P.; Fridman, R.; Mobashery, S. FASEB J. 1998, 12, 1075; Forget, M.-A.; Desrosier, R. R.; Béliveau, R. Can. J. Physiol. Pharmacol. 1999, 77, 465–480.
MMPs bestehen aus fünf bedeutenden Enzymgruppen: Gelatinasen, Kollagenasen, Stromelysinen, Membrantyp-MMPs und Matrilysinen. Die Aktivitäten von MMPs in den normalen Gewebsfunktionen sind durch eine Reihe komplizierter Zymogen-Aktivierungsvorgänge und die Inhibition durch Protein-Gewebsinhibitoren für Matrix-Metalloproteinasen („TIMPs") strikt reguliert. Forget, M.-A.; Desrosier, R. R.; Béliveau, R. Can. J. Physiol. Pharmacol. 1999, 77, 465–480; Brew, K.; Dinakarpandian, D.; Nagase, H. Biochim. Biophys. Acta 2000, 1477, 267–283. Westermark, J.; Kahari, V. M. FASEB J. 1999, 13, 781–792. Eine exzessive MMP-Aktivität, wenn der Regulationsvorgang versagt, deutet auf Krebswachstum, Tumormetastasen, Angiogenese in Tumoren, Arthritis und Bindegewebserkrankungen, kardiovaskuläre Erkrankungen, Entzündungen und Autoimmunerkrankungen hin. Massova, I.; Kotra, L. P.; Fridman, R.; Mobashery, S. FASEB J. 1998, 12, 1075; Forget, M.-A.; Desrosier, R. R.; Béliveau, R. Can. J. Physiol. Pharmacol. 1999, 77, 465–480; Nelson, A. R.; Fingleton, B.; Rothenberg, M. L.; Matrisian, L. M. J. Clin. Oncol. 2000, 18, 1135.
Erhöhte Aktivitätsgrade der humanen Gelatinasen MMP-2 und MMP-9 wurden mit dem Verlauf von Tumormetastasen in Verbindung gebracht. Dalberg, K.; Eriksson, E.; Enberg, U.; Kjellman, M.; Backdahl, M. World J. Surg. 2000, 24, 334–340. Salo, T.; Liotta, L.A.; Tryggvason, K. J. Biol. Chem. 1983, 258, 3058–3063. Pyke, C.; Ralfkiaer, E.; Huhtala, P.; Hurskainen, T.; Dano, K.; Tryggvason, K. Cancer Res. 1992, S2, 1336–1341. Dumas, V.; Kanitakis, J.; Charvat, S.; Euvrard, S.; Faure, M.; Claudy, A. Anticancer Res. 1999, 19, 2929–2938. Auf Grund dessen sind ausgewählte Inhibitoren der MMPs (z. B. MMP-2 und MMP-9) höchst erstrebenswert.
Derzeit sind mehrere kompetitive Inhibitoren der MMPs bekannt. Diese Inhibitoren der MMPs machen sich die Chelatbildung an der aktiven Stelle von Zink zur Inhibition der Aktivität zu Nutze. Aufgrund dieser allgemeinen Eigenschaft sind diese kompetitiven Inhibitoren für MMPs für den Wirt häufig toxisch, was eine bedeutende Behinderung bezüglich ihres klinischen Einsatzes darstellt. Greenwald, R. A. Ann. N. Y. Acad. Sci. 1999, 878, 413–419; (a) Michaelides, M. R.; Curtin, M. L. Curr. Pharm. Des. 1999, 5, 787–819. (b) Beckett, R. P.; Davidson, A. H.; Drummond, A. H.; Huxley, P.; Whittaker, M. Drug Disc. Today 1996, 1, 16–26.
Es wurde gezeigt, dass Gelatinasen sowohl bei der Ovulation als auch der Implantation von Zygoten in den Uterus der Frau funktionieren. Die Frau enthält ein Gonadenpaar, ein System aus Gängen und Kammern zum Weiterleiten der Gameten ebenso wie zum Einnisten des Embryos und Fetus und das äußere Genitale zur Förderung der Reproduktionsfunktion. Die weiblichen Gonaden, die Ovarien, liegen in der Bauchhöhle unter dem größten Teil des Verdauungskanals. Jedes Ovar ist in einer zähen protektiven Kapsel eingeschlossen und enthält viele Follikel. Ein Follikel besteht aus einer Eizelle, die von einer oder mehr Follikelzelllage(n) umgeben ist, welche die sich entwickelnde Eizelle ernähren und schützen. Alle 400 000 Follikel, die bei einer Frau jemals vorhanden sind, werden bei der Geburt gebildet. Von diesen werden lediglich nur mehrere Hundert während der reproduktiven Jahre der Frau freigesetzt. Nach der Pubertät reift/reifen während jedem Menstruationszyklus ein Follikel (oder selten zwei oder mehr Follikel) und gibt sein geben ihr Ei ab. Die Zellen des Follikels produzieren auch die primären weiblichen Geschlechtshormone, das Estrogen. Wenn die Ovulation auftritt, wird das Ei (sehr ähnlich einem kleine Vulkan) aus dem Follikel ausgestoßen und das restliche Follikelgewebe wächst im Ovar zur Bildung einer als Corpus luteum bezeichneten festen Masse. Das Corpus luteum sezerniert das Schwangerschaftshormon Progesteron und zusätzlich Estrogen. Wenn das Ei nicht befruchtet wird, bildet sich das Corpus luteum zurück, und während des nächsten Zyklus reift ein neuer Follikel heran.
Das weibliche Reproduktionssystem ist nicht vollständig abgeschlossen, und die Eizelle wird in die Bauchhöhle in der Nähe der Mündung der Ovidukte oder des Eileiters ausgestoßen. Der Ovidukt besitzt eine trichterartige Öffnung, und Zilien auf der inneren Epithelauskleidung des Ganges helfen, die Eizelle durch Herausziehen von Flüssigkeit aus der Körperhöhle in den Gang zu sammeln. Die Zilien leiten die Eizelle durch den Gang hinunter in den Uterus, der umgangssprachlich als die Gebärmutter bezeichnet wird. Der Uterus stellt ein dickes, muskelstarkes Organ dar, das wie eine auf dem Kopf stehende Birne geformt ist. Er ist bemerkenswert klein; der Uterus einer Frau, die noch niemals schwanger war, ist ca. 7 cm lang und an seinem weitesten Punkt 4–5 cm breit. Die einzigartige Anordnung der Muskulatur, die den größten Teil der Uteruswand ausmacht, ermöglicht, dass er sich zur Aufnahme eines 4 kg schweren Fetus ausdehnen kann. Die Innenauskleidung des Uterus, das Endometrium, ist reich mit Blutgefäßen versorgt.
Das Muster der Hormonsekretion, welche die weibliche Reproduktion kontrolliert, unterscheidet sich auffallend vom männlichen Muster, wobei es eine cyclische Natur der weiblichen Reproduktion widerspiegelt.
In weiblichen Säugern kommen zwei unterschiedliche Zyklustypen vor Menschen und viele andere Primaten besitzen Menstruationszyklen, wohingegen andere Säuger über Estruszyklen verfügen. In beiden Fällen tritt an einem Zeitpunkt im Zyklus die Ovulation auf, nachdem das Endometrium begonnen hat, sich zu verdicken und umfangreicher vaskularisiert zu werden, wodurch der Uterus gegebenenfalls zur Implantation eines Embryos vorbereitet wird.
Der Menstruationszyklus beträgt durchschnittlich 28 Tage, aber nur ca. 30 % der Frauen haben Zykluslängen, die sich innerhalb von einem Tag oder zwei Tagen der statistischen 28 Tage befinden. Die Zyklen variieren von einer Frau zur nächsten, wobei sie im Bereich von ca. 20 bis 40 Tagen liegen. Bei einigen Frauen sind die Zyklen im Allgemeinen sehr regelmäßig, bei anderen Individuen hingegen variiert der Zeitpunkt von einem Zyklus zum nächsten.
Parallel zum Menstruationszyklus verläuft der Ovarialzyklus. Er beginnt mit der Follikelphase, während der mehrere Follikel im Ovar zu wachsen beginnen. Die Eizelle vergrößert sich und die Schicht der Follikelzellen wird mehrlagig. Von den mehreren Follikeln, die zu wachsen beginnen, vergrößert sich im Allgemeinen nur einer weiter und reift heran, während die anderen degenerieren. Der reifende Follikel entwickelt einen internen, mit Flüssigkeit gefüllten Hohlraum und wird sehr groß, wodurch er in der Nähe der Oberfläche des Ovars eine Ausbauchung bildet. Die Follikelphase endet mit der Ovulation, wenn der Follikel und die unmittelbar angrenzende Wand des Ovars bersten, wobei die Eiszelle freigesetzt wird. Das Follikelgewebe, das nach der Ovulation im Ovar zurückbleibt, wird in das Corpus luteum, ein endokrines Gewebe, transformiert, das weibliche Hormone sezerniert, während der Phase, die als die Lutealphase des Ovarialzyklus bezeichnet wird. Der nächste Zyklus beginnt mit einem neuen Follikelwachstum.
Unter Kontrazeption versteht man buchstäblich "gegen die Aufnahme", in diesem Fall die „Aufnahme eines Kindes". Unter diesem Begriff versteht man nunmehr die Verhütung einer Schwangerschaft durch eine oder mehrere Methode(n). Diese Methoden fallen in drei Hauptkategorien: (1) Verhütung, dass das Ei und Sperma im weiblichen Reproduktionstrakt zusammentreffen, (2) Verhütung der Implantation einer Zygote und (3) Verhütung der Freisetzung reifer Eier und Sperma aus den Gonaden.
Außer der kompletten Abstinenz stellen die Methoden, die die Freisetzung von Gameten verhüten, das wirksamste Mittel zur Geburtenkontrolle dar. Die chemische Kontrazeption (Verhütungspillen) kommen mit Versagerraten von weniger als 1 %, und die Sterilisation ist fast 100 % wirksam. Verhütungspillen stellen Kombinationen aus einem synthetischen Estrogen und einem synthetischen Gestagen (einem Progesteron-ähnlichen Hormon) dar. Diese beiden Hormone wirken durch negatives Feed-back zum Aufhalten der Freisetzung von GnRH durch den Hypothalamus und FSH (eine Estrogen-Wirkung) und LH (eine Gestagen-Wirkung) durch die Hypophyse. Durch Blockieren der LH-Freisetzung verhütet das Gestagen die Ovulation. Als Back-up-Maßnahme inhibiert das Estrogen die FSH-Sekretion, so dass sich keine Follikel entwickeln. Die chemische Kontrazeption stand im Mittelpunkt vieler Debatten, insbesondere aufgrund der langfristigen Nebenwirkungen des Estrogens. Es bestehen keine handfesten Hinweise für durch die Pille verursachte Krebserkrankungen, während kardiovaskuläre Probleme hingegen mit bedeutenden Bedenken einhergehen. Verhütungspillen werden mit Blutgerinnseln, Atherosklerosen und Herzinfarkten in Verbindung gebracht. Rauchen während der Anwendung einer chemischen Kontrazeption erhöht das Mortalitätsrisiko um das Zehnfache oder mehr. Campbell, N.; Biology, 2. Auflage, Benjamin/Cummings Publ., Redwood City, LA, 1990.
Auf Grund dessen besteht derzeit ein Bedarf an Inhibitoren der MMPs. Solche Inhibitoren wären bei der Behandlung oder der Prävention von Krebs, Tumormetastasen, Angiogenese in Tumoren, Kontrazeption, Arthritis und Bindegewebserkrankungen, kardiovaskulären Erkrankungen, Entzündungen oder Autoimmunerkrankungen nützlich. Bevorzugte Inhibitoren können Selektivität für eine oder mehr spezifische MMP(s) als bekannte kompetitive Inhibitoren aufweisen. Außerdem werden zusätzliche Verfahren benötigt, die die Freisetzung von Gameten verhindern. Solche Verfahren schließen bevorzugt keine negativen, langfristigen Nebenwirkungen ein.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind Verbindungen, die MMPs inhibieren. Demzufolge ist eine erfindungsgemäße Verbindung bereitgestellt, die eine Verbindung der Formel (I)
darstellt, worin
A und M jeweils unabhängig Phenyl oder monocyclisches Heteroaryl darstellen, worin jedwedes Phenyl oder monocyclisches Heteroaryl optional mit einem oder mehr Hydroxy, (C₁-C₆)-Alkyl(en), (C₁-C₆)-Alkanoyl(en), (C₁-C₆)-Alkanoyloxy, (C₁-C₆)-Alkoxy, Cyano, Nitro, Halo, Trifluormethyl(en), Trifluormethoxy, SR, NRR oder COOR substituiert ist;
X für O, S, SO, SO₂, C(=O)NR, C(=O)O, NRC(=O), OC(=O), NR, eine direkte Bindung oder (C₁-C₆)-Alkyl, optional mit einem oder mehr Hydroxy, (C₁-C₆)-Alkoxy, Cyano, Nitro, Halo, SR, NRR oder COOR substituiert, steht,
D für SO₂ steht;
E für (C₁-C₆)-Alkyl, (C₃-C₈)-Cycloalkyl, (C₂-C₆)-Alkenyl oder (C₂-C₆)-Alkinyl steht, worin jedwedes Alkyl, Cycloalkyl, Alkenyl oder Alkinyl von E optional mit einem oder mehr (C₁-C₆)-Alkyl(en), Hydroxy, (C₁-C₆)-Alkoxy, Cyano, Nitro, Halo, SR, NRR oder COOR substituiert ist, worin jedes R unabhängig H oder (C₁-C₆)-Alkyl darstellt;
J für S oder O steht;
G, T und Q jeweils unabhängig H, (C₁-C₆)-Alkyl oder Cyano darstellen;
oder ein pharmazeutisch verträgliches Salz davon.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch eine pharmazeutische Zusammensetzung, die eine Verbindung der Formel (I) und einen pharmazeutisch verträglichen Träger umfasst.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch eine radiomarkierte Verbindung, die eine Verbindung der Formel (I) und ein Radionuklid umfasst.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch eine pharmazeutische Zusammensetzung, die eine radiomarkierte Verbindung der Formel (I) und einen pharmazeutisch verträglichen Träger umfasst.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch eine Verbindung der Formel (I) zur Verwendung bei der medikamentösen Therapie.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch eine radiomarkierte Verbindung der Formel (I) zur Verwendung bei der medikamentösen Therapie oder Diagnose.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch eine Verbindung der Formel (I) oder ein pharmazeutisch verträgliches Salz davon zur Anwendung bei der medikamentösen Therapie (bevorzugt zur Verwendung bei der Behandlung oder Prävention einer mit der Aktivität einer MMP in einem Säuger, wie zum Beispiel einem Menschen assoziierten Erkrankung oder Symptomen). Solche Erkrankungen oder Symptome schließen zum Beispiel Krebs, die Angiogenese, Arthritis, Kontrazeption, Bindegewebserkrankungen, kardiovaskuläre Erkrankungen, Entzündungen und Autoimmunerkrankungen ein.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch eine Verbindung der Formel (I), die ein Radionuklid umfasst; oder ein pharmazeutisch verträgliches Salz davon; zur Anwendung bei der medizinischen Diagnose. Die medizinische Diagnose kann speziell Vorgänge einschließen, die die Modulation der MMP-Aktivität beinhalten und typischerweise die Angiogenese, Entzündungen, Kontrazeption, kardiovaskuläre Erkrankungen und Bindegewebserkrankungen einschließen.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch die Verwendung einer Verbindung der Formel (I) zur Herstellung eines Arzneimittels zur Behandlung oder Prävention von Krebs, Angiogenese, Arthritis, Bindegewebserkrankungen, kardiovaskuläre Erkrankungen, Entzündungen oder Autoimmunerkrankungen in einem Säuger, der daran erkrankt ist oder gefährdet ist, daran zu erkranken.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch die Verwendung einer Verbindung der Formel (I) zur Herstellung eines Arzneimittels zur Inhibition einer Matrix-Metalloproteinase.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch die Verwendung einer Verbindung der Formel (I) zur Herstellung eines Arzneimittels zur Inhibition einer Gelatinase.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch die Verwendung einer radiomarkierten Verbindung der Formel (I) zur Herstellung eines Arzneimittels zur Bildgebung eines Tumors.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch die Verwendung einer radiomarkierten Verbindung der Formel (I) zur Herstellung eines Arzneimittels zur Bildgebung eines Säugergewebes mit MMP-Aktivität.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch die Verwendung einer Verbindung der Formel (I) zur Herstellung eines Arzneimittels zur Prävention der Ovulation in einem Säuger.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch die Verwendung einer Verbindung der Formel (I) zur Herstellung eines Arzneimittels zur Prävention der Implantation eines befruchteten Eies in den Uterus eines Säugers.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
1 erläutert eine Mechanismus-basierte Inhibition einer MMP durch eine erfindungsgemäße Verbindung.
2 erläutert eine Synthese der erfindungsgemäßen Verbindungen.
3 erläutert eine Mechanismus-basierte Inhibition einer MMP durch eine erfindungsgemäße Verbindung.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Sofern nicht anderweitig beschrieben wird, werden die folgenden Definitionen verwendet: Halo stellt Fluoro, Chloro, Bromo oder Iodo dar Alkyl, Alkoxy, Alkenyl, Akinyl usw. kennzeichnen sowohl gerade als auch verzweigte Gruppen; aber die Bezugnahme auf eine individuelle Gruppe, wie zum Beispiel „Propyl", umfasst nur die geradkettige Variante, ein verzweigtkettiges Isomer, wobei zum Beispiel auf „Isopropyl" spezifisch verwiesen wird.
Monocyclisches Heteroaryl umfasst einen Substituenten, der über einen Ringkohlenstoff von einem monocyclischen aromatischen Rings gebunden ist, enthaltend fünf oder sechs Ringatome, die aus Kohlenstoff und einem bis vier Heteroatom(en) bestehen, wobei jedes aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Nicht-Peroxid-Sauerstoff, Schwefel und N(X), worin X abwesend ist oder H, O, (C₁-C₄)-Alkyl, Phenyl oder Benzyl darstellt.
Es wird vom Fachmann erkannt werden, dass erfindungsgemäße Verbindungen mit einem chiralen Zentrum in optisch aktiven und racemischen Formen existieren und isoliert werden können. Einige Verbindungen können Polymorphismus aufweisen. Es ist zur Kenntnis zu nehmen, dass erfindungsgemäß jedwede racemische, optisch aktive, polymorphe oder stereoisomere Form oder Gemische davon, von einer erfindungsgemäßen Verbindung eingeschlossen sind, die die hierin beschriebenen nützlichen Eigenschaften besitzt, wobei im Stand der Technik überall bekannt ist, wie optisch aktive Formen herzustellen sind (zum Beispiel durch Auflösung der racemischen Form durch Rekristallisationsverfahren, durch Synthese aus optisch aktiven Ausgangsmaterialien, durch chirale Synthese oder durch chromatographische Trennung unter Verwendung einer chiralen stationären Phase) und wie die MMP-Inhibitionsaktivität unter Verwendung von hierin nachstehend beschriebenen Standardtests oder unter Verwendung anderer ähnlicher Tests, die im Stand der Technik überall bekannt sind, bestimmt werden kann.
Wie hierin verwendet, versteht man unter „Ovulation" die Freisetzung eines Ovums aus dem Ovarialfollikel. Stedman's Medical Dictionary, 25. Auflage, mit Abbildungen, Wiliams & Wilkins, Baltimore, 1990, S. 1116.
Wie hierin verwendet, versteht man unter „Ovum" die weibliche Geschlechtszelle (Reproduktionszelle). Wenn es durch ein Spermatozoon befruchtet wird, ist ein Ovum zur Entwicklung in ein neues Individuum der gleichen Spezies fähig. Stedman's Medical Dictionary, 25. Auflage, mit Abbildungen, Williams & Wilkins, Baltimore, 1990, S. 1116.
Wie hierin verwendet, versteht man unter „Befruchtung" den Vorgang, der mit der Penetration des sekundären Oozyts durch das Spermatozoon beginnt und durch die Infusion der männlichen und weiblichen Pronuklei abgeschlossen wird Stedman's Medical Dictionary, 25. Auflage, mit Abbildungen, Williams &Wilkins, Baltimore, 1990, S. 573.
Wie hierin verwendet, versteht man unter einem „Uterus" die Gebärmutter, „metra" oder das muskuläre Hohlorgan, in dem sich das imprägnierte Ovum in das Kind entwickelt. Stedman's Medical Dictionary, 25. Auflage, mit Abbildungen, Williams & Wilkins, Baltimore, 1990, S. 1677–1678.
Nachstehend aufgelistete spezifische und bevorzugte Werte für Substituenten (d. h. Gruppen) und Bereiche sind lediglich zur Erläuterung vorgesehen; sie schließen andere definierte Werte oder andere Werte in den definierten Bereichen für die Substituenten nicht aus.
(C₁-C₆)-Alkyl kann spezifisch Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl, Butyl, iso-Butyl, sek-Butyl, Pentyl, 3-Pentyl oder Hexyl darstellen; (C₁-C₆)-Alkoxy kann Methoxy, Ethoxy, Propoxy, Isopropoxy, Butoxy, iso-Butoxy, sek-Butoxy, Pentoxy, 3-Pentoxy oder Hexyloxy darstellen; (C₂-C₆)-Alkenyl kann Vinyl, Alkyl, 1-Propenyl, 2-Propenyl, 1-Butenyl, 2-Butenyl, 3-Butenyl, 1-Pentenyl, 2-Pentenyl, 3-Pentenyl, 4-Pentenyl, 1-Hexenyl, 2-Hexenyl, 3-Hexenyl, 4-Hexenyl oder 5-Hexenyl darstellen; (C₂-C₆)-Akinyl kann Ethinyl, 1-Propinyl, 2-Propinyl, 1-Butinyl, 2-Butinyl, 3-Butinyl, 1-Pentinyl, 2-Pentinyl, 3-Pentinyl, 4-Pentinyl, 1-Hexinyl, 2-Hexinyl, 3-Hexinyl, 4-Hexinyl oder 5-Hexinyl darstellen; (C₁-C₆)-Alkanoyl kann Acetyl, Propanoyl oder Butanoyl darstellen; (C₂-C₆)-Alkanoyloxy kann Acetoxy, Propanoyloxy, Butanoyloxy, Isobutanoyloxy, Pentanoyloxy oder Hexanoyloxy darstellen; (C₃-C₈)-Cycloalkyl kann Cyclopropyl, Cyclobutyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl, Cycloheptyl oder Cyclooctyl darstellen; und monocylisches Heteroaryl kann Furyl, Imidazolyl, Triazolyl, Triazinyl, Oxazoyl, Isoxazoyl, Thiazolyl, Isothiazoyl, Pyrazolyl, Pyrrolyl, Pyrazinyl, Tetrazolyl, Pyridyl (oder sein N-Oxid), Thienyl oder Pyrimidinyl (oder sein N-Oxid) darstellen.
Wie hierin verwendet, versteht man unter einer „Aminosäure" einen natürlichen Aminosäurerest (z. B. Ala, Arg, Asn, Asp, Cys, Glu, Gln, Gly, His, Hyl, Hyp, Ile, Leu Lys, Met, Phe, Pro, Ser, Thr, Trp, Tyr und Val) in der D- oder L-Form ebenso wie den unnatürlichen Aminosäurerest (z. B. Phosphoserin; Phosphothreonin; Phosphotyrosin; Hydroxyprolin; γ-Carboxyglutamat; Hippursäure; Octahydroindol-2-carbonsäure; Statin; 1,2,3,4-Tetrahydroisochinolin-3-carbonsäure; Penicillamin; Ornithin; Citrullin; α-Methylalanin; para-Benzoylphenylalanin; Phenylglycin; Propargylglycin; Sarcosin; und tert-Butylglycin) mit einer oder mehr offenen Valenz(en). Der Begriff umfasst auch natürliche und unnatürliche Aminosäuren, die Amino-Schutzgruppen (z. B. Acetyl, Acyl, Trifluoracetyl oder Benzyloxycarbonyl) ebenso wie natürliche und unnatürliche Aminosäuren, die am Carboxy mit Schutzgruppen (wie z. B. einem (C₁-C₆)-Alkyl, Phenyl- oder Benzylester oder -amid) geschützt sind, tragen. Andere geeignete Amino- und Carboxy-Schutzgruppen sind dem Fachmann bekannt (siehe zum Beispiel, T.W. Greene, Protecting Groups In Organic Synthesis; Wiley: New York, 1981; D. Voet, Biochemistry, Wiley: New York, 1990; L. Stryer, Biochemistry, (3. Auflage), W.H. Freeman und Co: New York, 1975; J. March, Advanced Organic Chemistry, Reactions, Mechanisms and Structure, (2. Auflage), McGraw Hill: New York, 1977; F. Carey und R. Sundberg, Advanced Organic Chemistry, Part B: Reactions and Sythesis, (2. Auflage), Plenum: New York, 1977; und hierin angegebene Referenzen). Die Amino- oder Carboxy-Schutzgruppe kann erfindungsgemäß auch ein Radionuklid (z. B. Fluor-18, Iod-123 oder Iod-124) umfassen.
Wie hierin verwendet, versteht man unter einem „Elektrophil" eine chemische Spezies, ein Ion oder einen Anteil einer Verbindung, das beim Ablauf einer chemischen Reaktion zur Bildung anderer Moleküle oder Ionen Elektronen aufnimmt oder über gemeinsame Elektronen verfügt. Es wird gewöhnlich angenommen, dass Elektrophile die kationische Spezies (positiv geladen) darstellen. McGraw-Hill Concise Encyclopedia of Science and Technology, McGraw-Hill, S. 715, 4. Auflage, NY, NY (1998).
Wie hierin verwendet, versteht man unter einem „Nukleophil" eine chemische Spezies, ein Ion oder einen Anteil einer Verbindung, die beim Ablauf einer chemischen Reaktion zur Bildung anderer Moleküle oder Ionen Elektronen abgibt oder über gemeinsame Elektronen verfügt. Es wird gewöhnlich angenommen, dass Nukleophile anionische Spezies (negativ geladen) darstellen. Typische nukleophile Spezies schließen z. B. Hydroxyl (OH), Halo (F, Cl, Br oder I), Cyano (CN), Alkoxy (CH₃CH₂O), Carboxyl (COO) und Thio (S) ein. McGraw-Hill Concise Encyclopedia of Science & Technology, McGraw-Hill, S. 715, 4. Auflage, NY, NY (1998).
Wie hierin verwendet, versteht man unter einem „Peptid" eine Sequenz aus 2 bis 25 Aminosäuren (z. B. wie hierin vorstehend definiert) oder Peptidreste mit einer oder mehr offenen Valenz(en). Die Sequenzen können linear oder cyclisch sein. Ein cyclisches Peptid kann zum Beispiel hergestellt werden oder kann aus der Bildung von Disulfidbrücken zwischen zwei Cysteinresten in einer Sequenz resultieren. Ein Peptid kann durch den Carboxy-Terminus, den Amino-Terminus oder durch jedweden anderen zweckmäßigen Punkt der Bindung, wie zum Beispiel durch den Schwefel eines Cysteins verknüpft sein. Peptid-Derivate können wie in den US-Patenten Nr. 4,612,302; 4,853,371; und 4,684,620 offenbart, hergestellt werden. Peptidsequenzen, die hierin spezifisch angegeben sind, werden mit dem Amino-Terminus auf der linken und dem Carboxy-Terminus auf der rechten Seite geschrieben.
Wie hierin verwendet, versteht man unter einer „hydrophoben Gruppe" oder einer „hydrophoben Komponente" eine Gruppe, die relativ nicht polar ist und eine relativ minimale Affinität zu Wasser aufweist. Die Gruppe (A-X-M) stellt eine hydrophobe Gruppe dar, die in die Tasche passt und eine vorteilhafte Interaktion (z. B. Bindung) mit dem Enzym aufweist. Die hydrophobe Gruppe, obwohl relativ hydrophob, kann ein oder mehr Heteroatom(e) (z. B. S, O oder N) einschließen, die eine elektrostatische Ladung aufweisen können oder eine oder mehr Gruppe(n) (z. B. Ester oder Amide), die eine elektrostatische Ladung aufweisen können, vorausgesetzt, dass die hydrophobe Gruppe in die Tasche passt und eine vorteilhafte Interaktion mit dem Enzym aufweist, einschließen.
A und M stellen jeweils unabhängig Phenyl oder monocyclisches Heteroaryl dar, worin jedwedes Phenyl oder Heteroaryl optional mit einem oder mehr (z. B. 1,2,3 oder 4) Hydroxy, (C₁-C₆)-Alkyl, (C₁-C₆)-Alkanoyl, (C₁-C₆)-Alkanoyloxy, (C₁-C₆)-Alkoxy, Cyano, Nitro, Halo, Trifluormethyl, Trifluormethoxy, SR, NRR oder COOR, substituiert ist; und
X für O, S, SO, SO₂, C(=O)NR, C(=O)O, NRC(=O), OC(=O), NR, eine direkte Bindung oder (C₁-C₆)-Alkyl, optional mit einem oder mehr Hydroxy, (C₁-C₆)-Alkoxy, Cyano, Nitro, Halo, SR, NRR oder COOR substituiert, steht.
Einen spezifischen Wert für A stellt Phenyl oder monocyclisches Heteroaryl dar. Einen anderen spezifischen Wert für A stellt Phenyl dar.
Einen spezifischen Wert für M stellt Phenyl oder monocyclisches Heteroaryl dar. Einen anderen spezifischen Wert für M stellt Phenyl dar.
Einen spezifischen Wert für X stellt O, S, S, SO₂, C(=O)NR, C(=O)O, NRC(=O), OC(=O), NR, eine direkte Bindung oder (C₁-C₆)-Alkyl dar. Einen anderen spezifischen Wert für X stellt O dar.
Einen anderen spezifischen Wert für A-X-M stellt Folgendes dar:
worin
X' für O, (C₁-C₆)-Alkyl (z. B. CH₂₎ oder eine direkte Bindung steht;
Y' für N oder (C₁-C₆)-Alkyl (z. B. CH₂) steht; und
Z' für Halo, (C₁-C₆)-Alkoxy (z. B. OCH₃) oder Hydroxy steht;
D für SO₂ steht.
Einen spezifischen Wert stellt (C₁-C₆)-Alkyl dar. Einen anderen spezifischen Wert für E stellt Methyl dar.
Einen spezifischen Wert für (C₁-C₆)-Alkyl stellt Methyl dar.
Einen spezifischen Wert für J stellt S dar. Einen spezifischen Wert für G stellt Wasserstoff dar.
Einen spezifischen Wert für T stellt Wasserstoff dar.
einen spezifischen Wert für Q stellt Wasserstoff dar.
Eine erfindungsgemäße spezifische Verbindung stellt eine Verbindung der Formel (I) dar, worin A für Phenyl steht, M für Phenyl steht, X für O, D oder SO₂ steht, E für Methyl steht, J für S steht, G für Wasserstoff steht, T für Wasserstoff steht und Q für Wasserstoff steht.
2 erläutert eine Synthese für Verbindungen 1–4. 4-Phenoxythiophenol 10 wurde aus dem gewerblich erhältlichen 4-Phenoxyphenol 7 über das von Newman und Karnes erläuterte 3-Stufen-Verfahren hergestellt. Newman M.S.; Karnes H.A. J. Org. Chem., 1996, 31, 3980–3984. Die sich anschließende Alkylierung von 10 mit Allylbromid, 4-Brom-1-buten bzw. 5-Brom-1-penten führte zu den Sulfanylverbindungen 11–13 in guter Ausbeute. Obwohl die Epoxidierung von 12 und 13 mit mCPBA relativ schnell war, indem sie nur 2–3 Tage in Anspruch nahm, dauerte die Bildung von 11 7 Tage und erforderte einen großen mCPBA-Überschuss. Die Umwandlung der Epoxide 4–6 in ihre entsprechenden Thiiran-Derivate 1–3 wurde schließlich über die Behandlung von jedem Epoxid mit Ammoniumthiocyanat in THF/Wasser erreicht. Obwohl die Thiirane 2 und 3 in hoher Ausbeute, 93 % bzw. 85 %, isoliert wurden, konnte Thiiran 1 nur in einer sehr schlechten Ausbeute (d. h. 14 %) zurückgewonnen werden.
Verfahren zur Herstellung von Verbindungen der Formel (I) oder zur Herstellung von Intermediärprodukten, die zur Herstellung von Verbindungen der Formel (I) als weitere erfindungsgemäße Ausführungsformen bereitgestellt sind. Zur Herstellung von Verbindungen der Formel (I) nützliche Intermediärprodukte werden auch als weitere erfindungsgemäße Ausführungsformen bereitgestellt.
Eine Verbindung der Formel (I), worin J für S steht, kann durch Behandlung einer entsprechenden Verbindung der Formel I), worin J für O steht, mit einem geeigneten Sulfonierungsmittel hergestellt werden. Siehe z. B. March, Advanced Organic Chemistry, Reactions, Mechanisms and Structure, 2. Auflage, 1977 und Carey & Sundberg, Advanced Organic Chermstry, Part B: Reactions, 2. Auflage, 1983.
Eine Verbindung der Formel (I), worin J für O steht, kann durch Epoxidierung einer entsprechenden Verbindung der Formel (I) hergestellt werden, worin der Ring, der J einschließt, ein Alken darstellt. Siehe z. B. March, Advanced Organic Chemistry, Reactions Mechanisms and Structure, 2. Auflage, 1477 und Carey & Sundberg, Advanced Organic Chemistry, Part B: Reactions, 2. Auflage, 1983.
Eine Verbindung der Formel (I), worin D für SO₂ steht und J für O steht, kann durch Oxidation einer entsprechenden Verbindung der Formel (I) hergestellt werden, worin D für S steht. Siehe z. B. March, Advanced Organic Chemistry, Reactions Mechanisms and Structure, 2. Auflage, 1977 und Carey & Sundberg, Advanced Organic Chemistry Part B: Reactions, 2. Auflage, 1983.
Eine spezifische Gruppe der erfindungsgemäßen Verbindungen, die durch Zink zur nukleophilen Substitution aktiviert werden kann und die eine kovalente Bindung mit einem Nukleophilen der Matrix-Metalloproteinase bilden kann, schließt einen Thiiran-Ring ein. Eine andere spezifische Gruppe der erfindungsgemäßen Verbindungen, die durch Zink zur nukleophilen Substitution aktiviert werden kann und die eine kovalente Bindung mit einem Nukleophilen der Matrix-Metalloproteinase bilden kann, schließt einen Oxiran-Ring ein. Ein spezifisches Nukleophil der Matrix-Metalloproteinase, die eine kovalente Bindung mit der Gruppe der erfindungsgemäßen Verbindungen (z. B. Thiiran oder Oxiran) bilden kann, befindet sich außerdem am Aminosäurerest, der dem Rest 404 der Matrix-Metalloproteinase entspricht, worin die Nummerierung auf dem aktiven Ort der allgemeinen Basis für Gelatinase A basiert, die in anderen MMPs beobachtet wird. Das Nukieophil stellt spezifischer ein Carboxy-Sauerstoffatom (COO^–-Sauerstoffatom) dar, das sich am Aminosäurerest befindet, der dem Rest 404 der Matrix-Metalloproteinase entspricht, worin die Nummerierung auf dem aktiven Ort der allgemeinen Basis für Gelatinase A entspricht, das in anderen MMPs beobachtet wird. Siehe 1.
Die Matrix-Metalloproteinase kann eine humane Matrix-Metalloproteinase darstellen. Die Matrix-Metalloproteinase kann außerdem eine Gelatinase, Kollagenase, Stromelysin, Membran-Typ-MMP oder Matrilysin darstellen. Die Gelatinase kann spezifisch MMP-2 oder MMP-9 darstellen.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die Matrix-Metalloproteinase mit der Verbindung, wie zum Beispiel einer Verbindung der Formel (I), in vitro, kontaktiert werden. Die Matrix-Metalloproteinase kann als Alternative mit der Verbindung, z. B. einer Verbindung der Formel (I), in vivo, kontaktiert werden.
Ohne an jedwede bestimmte Theorie gebunden sein zu wollen, besteht die Annahme, dass die Koordination eines Thiirans in einer Verbindung der Formel (I) mit dem Zinkion des aktiven Orts des Enzyms, das Thiiran zur Modifikation durch ein Nukleophil des Enzyms aktiviert. Siehe 1. Ein auf einem dreidimensionalen Homologie-Modell basierendes Rechenmodell für dieses Enzym mit Verbindung 1 deutet darauf hin, dass die Biphenyl-Gruppe analog zur gleichen Gruppe in bestimmten bekannten reversiblen Inhibitoren von MMP-2 und MMP-9, wie anhand der Röntgenstrukturbestimmung analysiert, in den aktiven Ort passen würde. Freskos, J. N.; Mischke B. V.; DeCrescenzo, G. A.; Heintz, R.; Getman, D. P.; Howard, S. C.; Kishore, N. N.; McDonald, J. J.; Munie, G. E.; Rangwala, S.; Swearingen, C. A.; Voliva, C.; Welsch, D. J. Bioorg. & Med. Chem. Letters, 1999, 9, 943–948. Tamura, Y.; Watanabe, F.; Nakatani, T.; Yasui, K.; Fuji, M.; Komurasaki, T.; Tsuzuki, H.; Maekawa, R.; Yoshioka, T; Kawada, K.; Sugita, K.; Ohtani, M. J. Med. Chem. 1998, 41, 640–649. Als solches wird angenommen, dass die Biphenylether-Komponente in Verbindungen 1–4 in den P1'-Subort von Gelatinasen passt, wobei es sich um eine tiefe hydrophobe Tasche handelt. (a) Morgunova, E.; Tuuttila, A.; Bergmann, U.; Isupov, M.; Lindqvist, Y.; Schneider, G.; Tryggvason, K. Science 1999, 284, 1667–1670. (b) Massova, I.; Fridman, R.; Mobashery, S. J. Mol. Mod. 1997, 3, 17–34; Olson, M. W.; Bernardo, M. M.; Pietila, M.; Gervasi, D. C.; Toth, M.; Kotra, L.P.; Massova, L.; Mobashery, S.; Fridman, R. J. Biol. Chem, 2000, 275, 2661–2668. Diese Bindungsform bringt den Schwefel des Thiirans in 1 in die Koordinationssphäre des Zinkions. Siehe 1. Die Modelle ließen auch erkennen, dass die Thiirankomponente in Verbindungen 2 und 3, mit längeren Kohlenstoffhauptketten, nicht zur Koordination mit dem Zinkion und auch nicht mit Verbindung 1 fähig wären, aber in eine erweiterte Konfiguration im aktiven Ort passen würden.
Es wird angenommen, dass die hohe Spezifität bestimmter erfindungsgemäßer Verbindungen für ein targetiertes Enzym überwiegend aus drei Faktoren entsteht: (i) Die Verbindungen stellen die Anforderungen an die Bindungsspezifität am aktiven Ort zufrieden. In dieser Hinsicht unterscheiden sich diese Verbindungen nicht von üblichen reversiblen oder Affinitätsinhibitoren. (ii) Die strukturellen Merkmale der Inhibition sollten ihr weiter ermöglichen, sich einer chemischen Aktivierung durch das Zinkatom des Enzyms zur Bildung einer elektrophilen Spezies im aktiven Ort zu unterziehen. (iii) Letztendlich sollte ein nukleophiler Aminosäurerest im aktiven Ort, in der richtigen Orientierung zur Reaktion mit der elektrophilen Spezies (z. B. dem Thiiranring) vorliegen, was zu einer irreversiblen Enzymaktivierung führt.
Durch Auswahl einer hydrophoben Gruppe (z. B. A-X-M), die sich in einem spezifischen Abstand von einer Gruppe (z. B. D) befindet, die mit einem oder mehr Ort(en) im Enzym (z. B. Aminosäurerest 191 und/oder Aminosäurerest 192 in Gelatinase A) binden kann (z. B. Wasserstoffbindung), die sich wiederum in einem spezifischen Abstand von einem Thiiranring befindet, der mit dem Zinkatom des aktiven Orts des Enzyms koordinativ binden kann, kann man selektive Mechanismus-basierte Inhibitoren für eine gegebene MMP herstellen. Siehe 1.
Bevorzugte MMP-Inhibitoren weisen demgemäß eine hydrophobe Arylkomponente (z. B. A-X-M) auf, die in die tiefe hydrophobe Tasche (d. h. P₁'-Subort) einer MMP passen kann. Bevorzugte Mechanismus-basierte MMP-Inhibitoren weisen außerdem auch einen Thiiranring auf, der mit dem Zinkion des aktiven Orts des Enzyms koordinativ binden und durch ein Nukleophil (z. B. Carboxylat-Gruppe des Aminosäurerests 404 von MMP-2) im aktiven Ort des Enzyms modifiziert werden kann. Siehe 1. Die bevorzugten MMP-Inhibitoren können optional eine zweite Gruppe (z. B. D) einschließen, die mit einem oder mehr Ort(en) im Enzym koordinativ binden kann. Die zweite Gruppe kann spezifisch optional Wasserstoff an den/die Donator(en) mit einem oder zwei Proton(en) (z. B. einem Aminosäurerest, der dem Rest 191 entspricht und/oder einem Aminosäurerest, der dem Rest 192 von MMP-2 entspricht) im aktiven Ort des Enzyms binden. Siehe 1.
Es wird erfindungsgemäß ein Verfahren zur Identifikation eines Mechanismus-basierten MMP-Inhibitors bereitgestellt. Das Verfahren schließt die Bereitstellung einer Verbindung ein, worin (1) eine hydrophobe Komponente der Verbindung in eine hydrophobe Tasche der MMP passt; (2) die Verbindung eine oder zwei Gruppe(n) aufweist, die Wasserstoff mit einem oder zwei Wasserstoff-Donator(en) der MMP binden kann, worin sich die Wasserstoff-Donatoren der MMP am Aminosäurerest, der dem Rest 191 entspricht und der Aminosäurerest, der dem Rest 192 von MMP-2 entspricht, befinden; (3) die Verbindung eine elektrophile Gruppe aufweist, die mit einem Nukleophil der MMP kovalent binden kann, worin sich das Nukleophil der MMP am Aminosäurerest befindet, der dem Rest 404 von MMP-2 entspricht und/oder (4) die Verbindung eine Gruppe einschließt, die mit dem Zinkion der MMP koordinativ binden kann.
Bevorzugte MMP-Inhibitoren besitzen ein Thiiran oder Oxiran dergestalt, dass sich das Schwefel- oder Sauerstoffatom des Thiirans oder Oxirans ca. 3 Ångstrom bis ca. 4 Ångstrom vom Zinkion befindet. Die geeigneten MMP-Inhibitoren können auch einen Thiiran- oder Oxiranring einschließen, der sich ca. 3 Ångstrom bis ca. 5 Ångstrom vom Nukleophil am aktiven Ort befindet. Siehe 1 und 3.
Radiomarkierte Verbindungen der Formel (I) sind als bildgebende Mittel zur Bildgebung von Zellen umfassend MMPs auch nützlich. Demgemäß werden erfindungsgemäß auch Verbindungen der Formel (I) bereitgestellt, die ein oder mehr nachweisbare(s) Radionuklid(e) (z. B. ein oder mehr metallische(s) Radionuklid(e) und/oder ein oder mehr nicht metallische(s) Radionuklid(e)) einschließt. So kann zum Beispiel ein nachweisbares Radionuklid durch Ersatz eines Atoms der Verbindung der Formel (I) mit einem Radionuklid (z. B. ein nicht metallisches Radionuklid) in eine Verbindung inkorporiert werden. Als Alternative kann eine erfindungsgemäße radiomarkierte Verbindung durch Verknüpfung einer Verbindung der Formel (I) mit einer Chelatgruppe, die ein nachweisbares Radionuklid (z. B. ein metallisches Radionuklid) einschließt, hergestellt werden. Solche Verbindungen können zur Bildgebung von Geweben mit MMP-Aktivität oder Tumoren, in vivo oder in vitro, nützlich sein.
Wie hierin verwendet, versteht man unter einer "Chelatgruppe" eine Gruppe, die ein nachweisbares Radionuklid (z. B. ein metallisches Radioisotop) einschließen kann. Jedwede geeignete Chelatgruppe kann eingesetzt werden. Geeignete Chelatgruppen werden offenbart, z. B. in den Poster-Sitzungen, Proceedings der 46. Jahrestagung, J. Nuc. Med., S. 316, Nr. 1386; Wissenschaftliche Papers, Proceedings der 46. Jahrestagung, J. Nuc. Med., S. 123, Nr. 499; Wissenschaftliche Papers, Proceedings der 46. Jahrestagung, J. Nuc. Med., S. 102, Nr. 413; Wissenschaftliche Papers, Proceedings der 46. Jahrestagung, J. Nuc. Med., S. 102, Nr. 414; Wissenschaftliche Papers, Proceedings der 46. Jahrestagung, J. Nuc. Med., S. 103, Nr. 415; Poster-Sitzungen, Proceedings der 46. Jahrestagung, J. Nuc. Med., S. 318, Nr. 1396; Poster-Sitzungen, Proceedings der 46. Jahrestagung, J. Nuc. Med., S. 319, Nr. 1398; M. Moi et al., J. Amer. Chem. Soc., 49, 2639 (1989); S. V. Deshpande et al., J. Nucl. Med., 31, 473 (1990); G. Kuser et al., Bioconj. Chem, 1,345 (1990); C. J. Broan et al., J. C. S. Chem. Comm., 23, 1739 (1990); C. J. Anderson et al., J. Nucl. Med. 36, 850 (1995); US-Patent Nr. 5,739,313; und US-Patent Nr. 6,004,533.
Wie hierin verwendet, versteht man unter einem "nachweisbaren Radionuklid" jedwedes geeignete Radionuklid (d. h. Radioisotop), das in einem Diagnostikverfahren in vivo oder in vitro nützlich ist. Geeignete nachweisbare Radionuklide schließen metallische Radionuklide (d. h. metallische Radioisotope) und nicht metallische Radionuklide (d. h. nicht metallische Radioisotope) ein.
Geeignete metallische Radionuklide (d. h. metallische Radioisotope oder metallische paramagnetische Ionen) schließen folgende ein: Antimon-124, Antimon-125, Arsen-74, Barium-103, Barium-140, Beryllium-7, Bismut-206, Bismut-207, Cadmium-109, Cadmium-115m, Cadmium-45, Cer-139, Cer-141, Cer-144, Cäsium-137, Chrom-51, Cobalt-55, Cobalt-56, Cobalt-57, Cobalt-58, Cobalt-60, Cobalt-64, Kupfer-67, Erbium-169, Europium-152, Gallium-64, Gallium-68, Gadolinium-153, Gadolinium-157, Gold-195, Gold-199, Hafnium-175, Hafnium-175 bis -181, Holmium-166, Indium-110, Indium-111, Iridium-192, Eisen-55, Eisen-59, Krypton-85, Blei-210, Mangan-54, Quecksilber-197, Quecksilber-203, Molybdän-99, Neodym-147, Neptunium-237, Nickel-63, Niob-95, Osmium-185 und -191, Palladium-103, Platin-195m, Praseodym-143, Promethium-147, Protactinium-233, Radium-226, Rhenium-186, Rhenium-188, Rubidium-86, Ruthenium-103, Ruthenium-106, Scandium-44, Scandium-46, Selen-75, Silber-110m, Silber-111, Natrium-22, Strontium-85, Strontium-89, Strontium-90, Schwefel-35, Tantal-182, Technetium-99m, Tellur-125, Tellur-132, Thallium 204, Thorium-228, Thorium-232, Thallium-170, Zinn-113, Zinn-114, Zinn-117m, Titan-44, Wolfram-185, Vanadium-48, Vanadium-49, Ytterbium-169, Yttrium-86, Yttrium-88, Yttrium-90, Yttrium-91, Zink-65 und Zirconium-95.
Die Chelatgruppe kann spezifsch mehr als ein metallisches Radioisotop einschließen. Die nachweisbare Chelatgruppe kann spezifischer 2 bis ca. 10, 2 bis ca. 8, 2 bis ca. 6 oder 2 bis ca. 4 metallische Radioisotope einschließen.
Das nicht metallische Radionuklid kann spezifisch ein nicht metallisches paramagnetisches Atom (z. B. Fluor-19); oder ein nicht metallisches Positron emittierendes Radionuklid (z. B. Kohlenstoff-11, Fluor-18, Iod-123 oder Brom-76) einschließen.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen können spezifisch mehr als ein nicht metallisches Radioisotop einschließen. Die erfindungsgemäßen Verbindungen können spezifischer 2 bis ca. 10, 2 bis ca. 8, 2 bis ca. 6 oder 2 bis ca. 4 nicht metallische Radioisotope einschließen.
Eine Verbindung der Formel (I) oder ein pharmazeutisch verträgliches Salz davon kann an einen Säuger (z. B. einen Menschen) zusammen mit einem Chemotherapeutikum oder einem pharmazeutisch verträglichen Salz davon verabreicht werden. Demzufolge kann eine Verbindung der Formel (I) zusammen mit einem Chemotherapeutikum zur Behandlung eines Tumors oder einer Krebserkrankung verabreicht werden.
Wie hierin verwendet, versteht man unter einem "Chemotherapeutikum" eine Verbindung, die eine biologische Aktivität gegen eine oder mehr Formen) von Krebs aufweist und mit einer Verbindung der Formel (I) an einen Patienten verabreicht werden kann, ohne seine Antikrebsaktivität zu verlieren. Geeignete Chemotherapeutika schließen z. B. Antineoplastika ein. Repräsentative Antineoplastika schließen z. B. Hilfsmittel, Androgen-Inhibitoren, antibiotische Derivate, Antiestrogene, Antimetaboliten, cytotoxische Mittel, Hormone, Immunmodulatoren, Stickstofflost-Derivate und Steroide ein. Physicians' Desk Reference, 50. Auflage, 1996.
Repräsentative Hilfsmittel schließen z. B. Levamisol, Galliumnitrat, Granisetron, Sargramostim-Strontium-89-Chlorid, Filgrastim, Pilocarpin, Dexrazoxan und Ondansetron ein. Physicians' Desk Reference, 50. Auflage, 1996.
Repräsentative Androgen-Inibitoren schließen z. B. Flutamid und Leuprolid-acetat ein. Physicians' Desk Reference, 50. Auflage, 1996.
Repräsentative antibiotische Derivate schließen z. B. Doxorubicin, Bleomycin-sulfat, Daunorubicin, Dactinomycin und Idarubicin ein.
Repräsentative Antiestrogene schließen z. B. Tamoxifen-citrat und Analoga davon ein. Physicians' Desk Reference, 50. Auflage, 1996. Zusätzliche Antiestrogene schließen nicht-steroidale Antiestrogene, wie zum Beispiel Toremifen, Droloxifen und Roloxifen ein. Magarian et al., Current Medicinal Chemistry 1994, Vol. 1, Nr. 1.
Repräsentative Antimetaboliten schließen z. B. Fluorouracil, Fludarabin-phosphat, Floxuridin, Interferon-alfa-2b (rekombinant), Methotrexat-Natrium, Plicamycin, Mercaptopurin und Thioguanin ein. Physicians' Desk Reference, 50. Auflage, 1996.
Repräsentative cytotoxische Mittel schließen z. B. Doxorubicin, Carmustin [BCNU], Lomustin [CCNU], Cytarabin USP, Cyclophosphamid, Estramucinphosphat-Natrium, Altretamin, Hydroxyharnstoff Ifosfamid, Procarbazin, Mitomycin, Busulfan, Cyclophosphamid, Mitoxantron, Carboplati, Cisplati, Cisplatin, Interferon alfa-2a (rekombinant), Paclitaxel, Teniposid und Streptozoci ein. Physicians' Desk Reference. 50. Auflage, 1996.
Repräsentative Hormone schließen z. B. Medroxyprogesteron-acetat, Estradiol, Megestrol-acetat, Octreotid-acetat, Diethylstilbestrol-diphosphat, Testolacton und Goserelin-acetat ein. Physicians' Desk Reference, 50. Auflage., 1996.
Repräsentative Immundilatatoren schließen z. B. Aldesleukin ein. Physicians' Desk Reference, 50. Auflage, 1996.
Repräsentative Stickstofflost-Derivate schließen z. B. Melphalan, Chlorambucil, Mechlorethamin und Thiotepa ein. Physicians' Desk Reference. 50. Auflage. 1996.
Repräsentative Steroide schließen z. B. Betamethason-Natriumphosphat und Betamethason-acetat ein. Physicians' Desk Reference. 50. Auflage, 1996.
Zusätzliche geeignete Chemotherapeutika schließen z. B. Alkylanzien, Antimitotika, pflanzliche Alkaloide, Biologika, Topoisomerase-I-Inhibitoren, Topoisomerase-II-Inhibitoren, Synthetika, antiangiogenetische Arzneimittel und Antikörper ein. Siehe z. B. AntiCancer Agents by Mechanism, http://www.dtp.nic.nih.gov/docs/cancer/searches/standard_mechanism_list.html, 12. April 1999; Approved Anti-Cancer Agents, http://www.ctep.info.nih.gov/handbook/HandBookTextd/fda_agen.htm, Seiten 1–7, 18. Juni 1999; MCMP 611 Chemotherapeutic Drugs to Know, http//www.vet.purdue.edu/depts/bms/courses/mcmp611/chrx/drg2no61.html, 24. Juni 1999; Chemotherapy, http://www.vetmed.lsu.edu/oncology/Chemotherapy.htm, 12. April 1999; und Angiogenesis Inhibitors in Clinical Trials, http://www.cancertrials.nci.nhi.gov/news/angio/table.html, Seiten 1–5, 19. April 2000.
Repräsentative Alkylanzien schließen z. B. Asaley, AZQ, BCNU. Busulfan, Bisulphan, Carboxyphthalatoplatin, CBDCA, CCNU, CHIP, Chlorambucil, Chlorozotocin, Cisplatin, Clomeson, Cyanomorpholinodoxorubicin, Cyclodison, Cyclophosphamid, Dianhydrogalactitol, Fluorodopan, Hepsulfam, Hycanthon, Iphosphamid, Melphalan, Methyl-CCNU, Mitomycin C, Mitozolamid, Stickstofflost, PCNU, Piperazin, Piperazindion, Pipobroman, Porfiromycin, Spirohydantoin-Lost, Streptozotocin, Teroxiron, Tetraplatin, Thiotepa, Triethylenmelamin, Uracil-Stickstofflost und Yoshi-864 ein. AntiCancer Agents by Mechanism, http://dtp.nci.nih.gov./docs/cancer/searches/standard_mechanism_list.html, 12. April 1999.
Repräsentative Antimitotika schließen z. B. Allocolchicin, Halichondrin B, Colchicin, Colchicin-Derivate, Dolastatin 10, Maytansin, Rhizoxin, Paclitaxel-Derivate, Paclitaxel, Thiocolchicin, Tritylcystein, Vinblastinsulfat und Vincristinsulfat ein. AntiCancer Agents by Mechanism, http://dtp.nci.nih.gov./docs/cancer/searches/standard_mechanism_list.html, 12. April 1999.
Repräsentative pflanzliche Alkaloide schließen z. B. Actinomycin D, Bleomycin, L-Asparaginase, Idarubicin, Vinblastinsulfat, Vincristinsulfat, Mitramycin, Mitomycin, Daunorubicin, VP-16-213, VM-26, Navelbin und Taxoter ein, Approved Anti-Cancer Agents, http://ctep.info.nih.gov/handbook/HandBookText/fda_agent.htm, 18. Juni 1999.
Repräsentative Biologika schließen z. B. alpha-Interferon, BCG, G-CSF, GM-CSF und Interleukin-2 ein. Approved Anti-Cancer Agents, http://ctep.info.nih.gov/handbook/HandBookText/fda_agent.htm, 18. Juni 1999.
Repräsentative antiangiogenetische Arzneimitel schließen z. B. Marimastat, AG3340, COL-3, Neovastat, BMS-275291, TNP-470, Thalidomid, Squalamin, Combretastatin A-4-Prodrug, Endostatin, SU5416, SU6668, Interferon-alpha, Anti-VEGF-Antikörper, EMD121974, CAI, Interleukin-12 und IM862 ein. Angiogenesis Inhibitors in Clinical Trials, http://www.cancertrials.nic.nih.gov/news/angio/table.html, Seiten 1–5, 19. April 2000.
Repräsentative Topoisomerase-I-Inhibitoren schließen z. B. Camptothecin, Camptothecin-Derivate und Morpholinodoxorubicin ein AntiCancer Agents by Mechanism, http://dtp.nic.ruh.gov/docs/cancer/searches/standard_mechanism_list.html, 12. April, 1999.
Zusätzliche Biologika schließen Arzneimittel ein, die zur Inhibition der Tumorvaskularisation bestimmt sind, die auch als Tumorangiogenese bekannt ist. Diese Arzneimittel können potente antiangiogenetische Mittel darstellen. Zusätzliche Biologika schließen humanisierte Antikörper gegen Wachstumsfaktoren, wie zum Beispiel gegen HER2, Signalmoleküle und Adhäsionsrezeptoren ein. Zusätzliche Biologika schließen auch die Behandlung mit rekombinanten Viren und anderen Mitteln der Gentherapie-Abgabe, einschließlich zum Beispiel DNA, Oligonukleotiden, Rybozymen und Liposomen ein.
Repräsentative Topoisomerase-II-Inhibitoren schließen z. B. Mitoxantron, Amonafid, m-AMSA, Anthrapyrazol-Derivate, Pyrazoloacridin, Bisantren-HCl, Daunorubicin, Desoxydoxorubicin, Menogaril, N,N-Dibenzyldaunomycin, Oxanthrazol, Rubidazon, VM-26 und VP-16 ein. AntiCancer Agents by Mechanism, http://dtp.nci.nih.gov/docs/cancer/searches/standard_mechanism_list.html, 12. April 1999.
Repräsentative Synthetika schließen z. B. Hydroxyharnstoff, Procarbazin, o,p'-DDD, Dacarbazin, CCNU, BCNU, cis-Diammindichlorplatin, Mitoxantron, CBDCA, Levamisol, Hexamethylmelamin, all-trans-Retinsäure, Gliadel und Porfimer-Natrium ein. Approved Anti-Cancer Agents. http://ctep.info.nih.gov/handbook/HandbookText/fda_agen.htm, 18. Juni 1999.
In Fällen, in denen Verbindungen zur Bildung stabiler nicht toxischer saurer oder basischer Salze ausreichend basisch oder sauer sind, kann die Verabreichung der Verbindungen als Salze angemessen sein. Beispiele pharmazeutisch verträglicher Salze sind organische Säureadditionssalze, die mit Säuren gebildet werden, die ein physiologisch verträgliches Anion, wie zum Beispiel Tosylat, Methansulfonat, Acetat, Citat, Malonat, Tartrat, Succinat, Benzoat, Ascorbat, α-Ketoglutarat und α-Glycerophospaht bilden. Geeignete anorganische Salze, einschließlich Hydrochlorid, Sulfat, Nitrat, Bicarbonat und Carbonatsalze, können auch gebildet werden.
Pharmazeutisch verträgliche Salze können unter Verwendung von im Stand der Technik überall bekannten Standardverfahren, zum Beispiel durch Reaktion einer ausreichenden basischen Verbindung, wie zum Beispiel eines Amins mit einer geeigneten Säure, die ein physiologisch verträgliches Anion bietet, erhalten werden. Alkalimetall- (z. B. Natrium, Kalium oder Lithium) oder Erdalkalimetallsalze (z. B. Calcium) von Carbonsäuren können auch hergestellt werden.
Die Verbindungen der Formel (I) können als pharmazeutische Zusammensetzungen formuliert und an einen Säuger-Wirt, wie zum Beispiel an einen humanen Patienten, in einer Reihe verschiedener Formen, die an die gewählte Verabreichungsroute, d. h. oral oder parenteral, über intravenöse, intramuskuläre, topische oder subkutane Routen, angepasst werden können, formuliert werden.
Die vorliegenden Verbindungen können folglich z. B. oral in Kombination mit einem pharmazeutisch verträglichen Vehikel, wie zum Beispiel einem inerten Verdünnungsmittel oder einem assimilierbaren, genießbaren Träger, systemisch verabreicht werden. Sie können in Hart- oder Weichgelatinekapseln eingeschlossen werden, können zu Tabletten komprimiert werden oder können direkt mit Nahrungsmitteln in die Kost des Patienten inkorporiert werden. Zur oralen therapeutischen Verabreichung kann die aktive Verbindung mit einem oder mehr Hilfsstoff(en) in der Form von zu schluckenden Tabletten, Bukkaltabletten, Pastillen, Kapseln, Elixiren, Suspensionen, Sirupen, Oblaten und dergleichen kombiniert werden. Solche Zusammensetzungen und Präparationen sollten mindestens 0,1 % der aktiven Verbindung enthalten. Der Prozentanteil der Zusammensetzungen und Präparationen kann natürlich variiert werden und kann zweckmäßigerweise zwischen ca. 2 bis ca. 60 Gew.-% einer gegebenen Einheitsdosierungsform betragen. Die Menge der aktiven Verbindung in solch therapeutisch nützlichen Zusammensetzungen ist dergestalt, dass eine wirksame Dosierungshöhe erhalten werden wird.
Die Tabletten, Pastillen, Dragees, Kapseln und dergleichen können auch Folgendes enthalten: Bindemittel, wie zum Beispiel Tragantgummi, Akaziengummi, Maisstärke oder Gelatine; Hilfsstoffe, wie zum Beispiel Dicalciumphosphat; einen Zerfallsbeschleuniger, wie zum Beispiel Maisstärke, Kartoffelstärke, Alginsäure und dergleichen; ein Gleitmittel, wie zum Beispiel Magnesiumstearat; und ein Süßmittel, wie zum Beispiel Saccharose, Fructose, Lactose oder Aspartam oder einen Geschmacksstoff, wie zum Beispiel Pfefferminze, Wintergrünöl oder Kirschgeschmack können zugefügt werden. Wenn die Einheitsdosierungsform eine Kapsel darstellt, kann sie, zusätzlich zu Materialien des vorstehenden Typs, einen flüssigen Träger, wie zum Beispiel ein pflanzliches Öl oder ein Polyethylenglycol enthalten. Verschiedene andere Materialien können als Überzüge oder zur anderweitigen Modifikation der physikalischen Form der festen Einheitsdosierungsform vorliegen. So können zum Beispiel Tabletten, Dragees oder Kapseln mit Gelatine, Wachs, Schellack oder Zucker und dergleichen überzogen sein. Ein Sirup oder Elixir kann die aktive Verbindung, Saccharose oder Fructose als ein Süßmittel, Methyl- und Propylparabene als Konservierungsmittel, einen Farb- und Geschmacksstoff, wie zum Beispiel Kirsch- oder Orangengeschmack, enthalten. Selbstverständlich sollte jedwedes bei der Herstellung jedweder Einheitsdosierungsform verwendete Material pharmazeutisch verträglich und in den eingesetzten Mengen im Wesentlichen nicht toxisch sein. Außerdem kann die aktive Verbindung in Präparationen und Vorrichtungen zur hinhaltenden Freisetzung inkorporiert werden.
Die aktive Verbindung kann auch intravenös oder intraperitoneal mittels Infusion oder Injektion verabreicht werden. Lösungen der aktiven Verbindung oder ihre Salze können in Wasser, optional mit einem nicht toxischen Tensid gemischt, hergestellt werden. Dispersionen können auch in Glycerol, flüssigen Polyethylenglykolen, Triacetin und Gemischen davon und in Ölen hergestellt werden. Unter gewöhnlichen Lagerbedingungen und gewöhnlicher Anwendung enthalten diese Präparationen ein Konservierungsmittel zur Verhinderung des Wachstums von Mikroorganismen.
Die pharmazeutischen Dosierungsformen, die zur Injektion oder Infusion geeignet sind, können sterile wässrige Lösungen oder Dispersionen oder sterile Pulver einschließen, umfassend den Wirkstoff, die für die extemporane Präparation steriler injizierbarer oder infundierbarer Lösungen oder Dispersionen, optional eingekapselt in Liposomen, angepasst sind. In allen Fällen sollte die letztendliche Dosierungsform unter den Herstellungs- und Lagerbedingungen steril, flüssig und stabil sein. Der flüssige Träger oder das flüssige Vehikel kann ein Lösungsmittel oder ein flüssiges Dispersionsmedium sein, das zum Beispiel Wasser, Ethanol, ein Polyol (z. B. Glycerol, Propylenglykol, flüssige Polyethylenglykole und dergleichen), pflanzliche Öle, nicht toxische Glycerylester und geeignete Gemische davon umfassen kann. Die richtige Fluidität kann zum Beispiel durch die Bildung von Liposomen, durch Aufrechterhaltung der erforderlichen Partikelgröße im Fall von Dispersionen oder durch die Verwendung von Tensiden, aufrechterhalten werden. Die Verhinderung der Wirkung von Mikroorganismen kann durch verschiedene antibakterielle und antifungale Mittel, wie zum Beispiel Parabene, Chlorbutanol, Phenol, Sorbinsäure, Thimerosal und dergleichen erreicht werden. In vielen Fällen wird es bevorzugt sein, isotonische Mittel, wie zum Beispiel Zucker, Puffer oder Natriumchlorid einzuschließen. Die verlängerte Absorption der injizierbaren Zusammensetzungen kann durch die Verwendung von absorptionsverzögernden Mitteln, wie zum Beispiel Aluminiummonostearat und Gelatine erreicht werden.
Sterile injizierbare Lösungen werden durch Inkorporation der aktiven Verbindung in der erforderlichen Menge im geeigneten Lösungsmittel mit verschiedenen der gegebenenfalls anderen vorstehend aufgezählten Bestandteile, gefolgt von Filtersterilisation, hergestellt. Im Fall von sterilen Pulvern zur Herstellung von sterilen injizierbaren Lösungen stellen die bevorzugten Herstellungsverfahren Vakuumtrocknungs- und Gefriertrocknungstechniken dar, die ein Pulver des Wirkstoffs, einschießlich eines jedweden zusätzlichen gewünschten Bestandteils, der in zuvor steril-filtrierten Lösungen vorhanden ist, einschließt.
Zur topischen Verabreichung können die vorliegenden Verbindungen in reiner Form, d. h. wenn es sich um Flüssigkeiten handelt, appliziert werden. Es wird jedoch im Allgemeinen erwünscht sein, sie als Zusammensetzungen oder Formulierungen, in Kombination mit einem dermatologisch verträglichen Träger, der ein Feststoff oder eine Flüssigkeit sein kann, an die Haut verabreicht werden.
Nützliche feste Träger schließen fein verteilte Feststoffe; wie zum Beispiel Talcum, Ton, mikrokristalline Cellulose, Siliziumdioxid, Aluminiumoxid und dergleichen ein. Nützliche Flüssigkeitsträger schließen Wasser, Alkohole oder Glykole oder Wasser-AlkohoUGlykol-Mischungen ein, in denen die vorliegenden Verbindungen in wirksamen Konzentrationen, optional mithilfe von nicht toxischen Tensiden, aufgelöst oder dispergiert werden können. Adjuvanzien, wie zum Beispiel Duftstoffe und zusätzliche antimikrobielle Mittel können zur Optimierung der Eigenschaften für eine gegebene Verwendung zugefügt werden. Die sich ergebenden flüssigen Zusammensetzungen können von absorptionsfähigen Pads, die zum Imprägnieren von Verbänden und anderen Verbandstoffen verwendet werden, oder unter Verwendung von Aerosol-Sprühgeräten des Pumptyps auf den betroffenen Bereich gespürht werden.
Verdickungsmittel, wie zum Beispiel synthetische Polymere, Fettsäuren, Fettsäuresalze und -ester, Fettalkohole, modifizierte Cellulosen oder modifizierte Mineralmaterialien können auch mit flüssigen Trägern zur Bildung ausstreichbarer Pasten, Gele, Salben, Seifen und dergleichen, zur Applikation direkt auf die Haut des Anwenders eingesetzt werden.
Beispiele nützlicher dermatologischer Zusammensetzungen, die zur Abgabe der Verbindungen der Formel I auf die Haut angewendet werden können, sind im Stand der Technik bekannt; siehe zum Beispiel Jacquet et al. (US-Patent Nr. 4,608,392), Geria (US-Patent Nr. 4,992,478), Smith et al. (US-Patent Nr. 4,599,157) und Wortzmann (US-Patent Nr. 4,820,508).
Nützliche Dosierungen der Verbindungen der Formel I können durch Vergleich ihrer in vitro-Aktivität und in vivo-Aktivität in Tiermodellen bestimmt werden. Verfahren zur Extrapolation wirksamer Dosierungen in Mäusen und anderen Tieren auf Menschen sind im Stand der Technik bekannt; siehe zum Beispiel US-Patent Nr. 4,938,949.
Im Allgemeinen beträgt die Konzentration der Verbindungen) der Formel I in einer flüssigen Zusammensetzung, wie zum Beispiel einer Lotion, von ca. 0,1–25 Gew.-%, bevorzugt von ca. 0,5–10 Gew.-%. Die Konzentration in einer semifesten oder festen Zusammensetzung, wie zum Beispiel einem Gel oder einem Pulver, liegt bei ca. 0,1–5 Gew.-%, bevorzugt bei ca. 0,5–2,5 Gew.-%.
Die Menge der Verbindung oder eines aktiven Salzes oder Derivats davon, die zur Anwendung bei der Behandlung erforderlich sind, variieren nicht nur hinsichtlich des entsprechenden ausgewählten Salzes, sondern auch hinsichtlich der Verabreichungsroute, der Natur der zu testenden Bedingung und dem Alter und der Erkrankung des Patienten und unterliegen letztendlich dem Ermessen des behandelnden Arztes oder Klinikers.
Im Allgemeinen liegt eine geeignete Dosis jedoch im Bereich von ca. 0,5 bis ca. 100 mg/kg, z. B. von ca. 10 bis ca. 75 mg/kg Körpergewicht pro Tag, wie zum Beispiel 3 bis ca. 50 mg pro Kilogramm Körpergewicht des Empfängers pro Tag, bevorzugt im Bereich von 6 bis 90 mg/kg/Tag, am bevorzugtesten im Bereich von 15 bis 60 mg/kg/Tag.
Die Verbindung wird zweckmäßigerweise in Einheitsdosierungsform verabreicht; die zum Beispiel 5 bis 1000 mg, zweckmäßigerweise 10 bis 750 mg, am zweckmäßigsten 50 bis 500 mg des Wirkstoffs pro Einheitsdosierungsform enthält.
Der Wirkstoff sollte zum Erreichen von Peak-Plasmakonzentrationen der aktiven Verbindung idealerweise von ca. 0,5 bis ca. 75 µM, bevorzugt ca. 1 bis 50 µM, am bevorzugtesten ca. 2 bis ca. 30 µM verabreicht werden. Dies kann zum Beispiel durch die intravenöse Injektion einer 0,05 bis 5%igen Lösung des Wirkstoffs, optional in Kochsalzlösung, oder oral verabreicht als einen Bolus, enthaltend ca. 1–100 mg des Wirkstoffs, erreicht werden. Erwünschte Blutspiegel können durch eine Dauerinfusion zur Bereitstellung von ca. 0,01–5,0 mg/kg/h oder durch intermittierende Infusionen, enthaltend ca. 0,4–15 mg/kg des/der vorstehenden wirksamen Bestandteils/Bestandteile aufrechterhalten werden.
Die gewünschte Dosis kann zweckmäßigerweise in einer Einzeldosis oder als aufgeteilte Dosen, die in entsprechenden Intervallen, wie zum Beispiel zwei, drei, vier oder mehr Subdosen pro Tag gegeben werden. Die Subdosis selbst kann, z. B. in einer Anzahl diskreter loser, zeitlich verteilter Verabreichungen, wie zum Beispiel mehrfacher Inhalationen aus einem Insufflator oder durch Applikation einer Vielzahl von Tropfen in das Auge, weiter aufgeteilt werden.
Die Fähigkeit einer erfindungsgemäßen Verbindung als ein MMP-Inhibitor zu wirken, kann unter Verwendung pharmakologischer Modelle, die im Stand der Technik überall bekannt sind oder unter Verwendung der hierin nachstehend beschriebenen Verfahren bestimmt werden.
ENZYMATISCHE FLUORESZENZ-AKTIVITÄTSASSAYS
Die enzymatische Aktivität von MMP-2, MMP-9 und MMP-7 wurde mit dem Fluoreszenz-gequenchten Substrat MOCAcPLGLA₂pr(Dnp)-AR-NH₂ überwacht. Die Fluoreszenz wurde mit einem Fluoreszenzspektrometer von Photon Technology International (PTI) gemessen, das mit einem mit der RadioMaster^TM- und FeliX^TM-Hardware bzw. Software ausgerüsteten Pentium-Computer verbunden war. Das Küvetten-Kompartiment wurde bei 25,0 °C thermostatisch kontrolliert. Die Substrat-Hydrolyse wurde bei Emissions- und Anregungswellenlängen von 328 und 393 nm und Anregungs- und Emissions-Bandpasses von 1 bzw. 3 nm überwacht. Die Fluoreszenzmessungen wurden alle 4 s angestellt. Eine weniger als 10%ige Hydrolyse des fluorogenen Substrats wurde, wie von Knight beschrieben, überwacht. Knight, C. G. Methods Enzymol. 1995, 248, 18–34. Die enzymatische Aktivität von Stromelysin 1 wurde unter Verwendung des synthetischen fluorogenen Substrats MOCAcRPKPVE-Nva-WRK(Dnp)-NH₂ (Peptides International, Louisville, KY) bei Anregungs- und Emissionswellenlängen von 325 und 393 nm und Anregungs- und Emissions-Bandpasses von 1 bzw. 3 nm überwacht.
ENZYME UND PROTEININHIBITOREN
Humane Pro-MMP-2, Pro-MMP-9, TIMP-1 und TIMP-2 wurden in mit den entsprechenden rekombinanten Vaccinia-Viren infizierten HeLa S3-Zellen exprimiert und wurden wie zuvor beschrieben bis zur Homogenität gereinigt. Fridman, R.; Fuerst, T. R.; Bird, R. E.; Hoyhtya, M.; Oelkuct, M.; Kraus, S; Komarek, D.; Liotta, L.A.; Berman, M. L.; Stetler-Stevenson, W. G. J. Biol. Chem. 1992, 267, 15398–15405. Fridman, R.; Birs, R. E.; Hoyhtya, M.; Oelkuct, M.: Komarek, D.; Liang, C. M.; Berman, M. L.; Liotta, L. A.; L. A; Stetler-Stevenson, W. G.; Fuerst, T. R. Biochem. J. 1993, 289, 411–416. Pro-MM-2-, Pro-MMP-9-, TIMP-1- und TIMP-2-Konzentrationen wurden unter Verwendung der Extinktionskoeffizienten von 122 880, 114 360, 26 500 bzw. 39 600 M^–1 cm^–1 bestimmt. Zum Erhalt von aktiver MMP-2 wurde Pro-MMP-2 (7,3 µM) 1 h bei 37 °C mit 1 mM p-Aminophenylquecksilberacetat (APMA) (aufgelöst in 200 mM Tris) in Puffer C inkubiert. Die Enzym-Lösung wurde gegen Puffer D bei 4 °C zur Entfernung von APMA dialysiert. Aktive MMP-9 wurde mittels Inkubation von Pro-MMP-9 (1 µM) mit hitzeaktiviertem rekombinantem humanem Stromelysin 1 (68 nM) (MMP-3, das großzügigerweise von Dr. Paul Cannon, Center for Bone and Joint Research, Palo Alto, CA, zur Verfügung gestellt wurde) 2,5 h bei 37 °C in Puffer C erhalten.
Die sich ergebende Lösung wurde zur Entfernung von Stromelysin 1 der Chromatographie mit Gelatine-Agarose unterzogen. MMP-9 wurde mit Puffer D, enthaltend 10 % DMSO eluiert und gegen den gleichen Puffer ohne DSMO zur Entfernung des organischen Lösungsmittels dialysiert. Pro-MMP-2- und Pro-MMP-9-Aktivierungsreaktionen wurden unter Verwendung des Fluoreszenz-gequenchten Substrats MOCAcPLGLA₂pr(Dnp)-AR-NH₂ (Peptides International, Louisville, KY), wie nachstehend beschrieben wird, überwacht. Die MMP-2- und MMP-9-Konzentrationen wurden durch Titration mit TIMP-1 bestimmt.
KINETISCHE ANALYSEN
Verlaufskurven wurden durch Zufügen von Enzym (0,5–2 nM) zu einem Gemisch aus fluorogenem Substrat (5–7 µM) und variierenden Inhibitor-Konzentrationen in Puffer R, enthaltend 5–15 % DMSO (Endvolumen 2 ml) in Acrylküvetten unter Rühren und durch Überwachung der Zunahme der Fluoreszenz im zeitlichen Verlauf für 15–30 Minuten erhalten. Die Verlaufskurven waren nach der Methode der nicht linearen kleinsten Quadrate auf Gleichung 1 angepasst (Muller-Steffner, H, M., Malver, O., Hosie, L., Oppenheimer, N. J. und Schuber, F. J. Biol. Chem. 1992, 267, 9606–9611): F = νst + I(νo – νs)(1 – exp(–kt))/k + Fo (1)worin ν_o die Initiahate, ν_s, die Steady-state-Rate, k, die Konstante der Rate der scheinbar ersten Ordnung, welche die Bildung des Enzyminhibitor-Komplexes im Steady-state und F_o, der initialen Fluoreszenz, unter Verwendung des Programms SCIENTIST (MicroMath Scientific Software, Salt Lake City, UT) charakterisiert. Die erhaltenen k-Werte, ν_o und ν_s worden gemäß den Gleichungen 2 und 3 für einen Einstufen-Assoziationsmechanismus weiter analysiert: k = koff = kon [I]/(1 + [S]/Km) (2) (νo – νs)/νs = [I]/Ki(1 + [S]/Km)) (3)
Achsenabschnitts- und Gefällwerte, die durch die lineare Regression des Plots von der k versus Inhibitor-Konzentration (Gleichung 2) erhalten worden, ergaben die Assoziations- und Diassoziationsratenkonstanten k_on bzw. k_off und die Inhibitionskonstante K_i (k_off/k_on). Als Alternative wurde K_i aus dem Gefälle des Plots (ν_o – ν_s)/ν_sνs [I] gemäß Gleichung 3 ermittelt.
Die Dissoziationsratekonstanten worden aus der Enzymaktivität, die nach Verdünnung eines vorgebildeten Enzyminhibitor-Komplexes zurückgewonnen wurde, unabhängig bestimmt. Zu diesem Zweck wurden in der Regel 200 μM Enzym mit 1 µM Inhibitor für eine ausreichende Zeit zum Erreichen des Äquilibriums (> 45 min) bei 25,0 °C inkubiert. Der Komplex wurde in 2 ml Puffer R, enthaltend fluorogenes Substrat (5–7 µM Endkonzentration) auf eine Enzym-Endkonzentration von 1 nM verdünnt. Die Rückgewinnung der Enzymaktivität wurde ca. 30 min überwacht. Die Kurve der Fluoreszenz versus Zeit wurde, unter Verwendung des Programms SCIENTIST, auf Gleichung 4 angepasst: F = vst + (νo – νs)(1 – exp(–koff)/koff + Fo (4)worin ν_o die Initialrate (sehr klein), ν_s, die Rate darstellt, die beobachtet wird, wenn der E.I-Komplex vollkommen dissoziiert ist und k_off die Konstante der Rate der ersten Ordnung für die E.I.-Dissoziation darstellt.
Die Analyse für die lineare kompetitive Inhibition wurde auf die folgende Weise durchgeführt. Die Initialraten wurden durch Zufügen des Enzyms (0,5–2 nM) zu einem Gemisch aus fluorogenem Substrat (5–7 µM) und variierenden Konzentrationen des Inhibitors in Puffer R, enthaltend 5–15 % DMSO (Endvolumen 1 ml), in Semimikro-Quarzküvetten erhalten und die Zunahme der Fluoreszenz im Verlauf der Zeit über 5–10 Minuten überwacht. Die Kurven der Fluoreszenz versus Zeit worden durch die lineare Regressionsanalyse unter Verwendung von FeliX^TM angepasst. Die Initialraten worden auf Gleichung 5 angepasst (Segel, I. H. in: Enzyme Kinetics, Wiley Inc., New York, 1975, S. 104): v/Vmax = S/(Km(1 + I/Ki) + S) (5)worin ν und V_max die initialen und maximalen Geschwindigkeiten, S und I, die Substrat- bzw. Inhibitor-Konzentrationen, K_m die Michaelis-Menten-Konstante für die Substrat-Enzymreaktion und K_i die Inhibitionskonstante unter Verwendung des Programms SCIENTIST darstellt.
Die Inhibitoren 1–4 binden alle an den aktiven Ort der in der Studie verwendeten MMPs, wobei mit den K_i-Werten im mikromolaren Bereich oder weniger, das Verhalten des Inhibitors 1 jedoch sehr unterschiedlich war. Inhibitor 1 zeigte ein duales Verhalten. Er diente als ein Mechanismus-basierter Inhibitor mit einem Verteilungsverhältnis von 79 ± 10 (d. h. k_cat/k_incat) für MMP-2 und 416 ± 63 für MMP-9. Er verhielt sich überdies auch als ein langsam bindender Inhibitor, für den die Ratenkonstanten für das Einsetzen der Inhibition (k_on) und die Rückgewinnung der Aktivität aus der Inhibition (k_off) bewertet wurden (Tabelle 1). Es würde scheinen, dass die Koordination des Thiirans mit dem Zinkion (wie in Energieminimierten Rechenmodellen gesehen; 1) eine Konformationsänderung in Gang setzen würde, die von dem langsam bindenden kinetischen Verhalten erwartet wird. Die kinetischen Daten passen zum Modell für die langsam bindende Inhibition. Morrison, J. F. Adv. Enzymol. 1988, 61, 201–301. Die kovalente Modifikation der Enzyme ergibt sich aus dieser Konformationsänderung. Inhibitor 1 wurde mit MMP-2 bis zu dem Punkt inkubiert dass weniger als 5 % Aktivität zurückblieben. Dieser Inhibitor-Enzym-Komplex wurde über drei Tage dialysiert, was zur Rückgewinnung von ca. 50 % der Aktivität führte. Diese Beobachtung ist konsistent mit der Modifikation des aktiven Orts Glu-404 (gemäß der Nummerierung für humane MMP-2), über die Bildung von einer Esterbindung, die eine relativ labile kovalente Verknüpfung darstellt. Der Zeit-abhängige Verlust der Aktivität ist nicht lediglich auf das langsam bindende Verhalten zurückzuführen. So wird zum Beispiel für k_off von 2 × 10^–3 s^–1 (die Werte unterscheiden sich in Tabelle 1 nicht sehr weitgehend voneinander) die Halbwertzeit zur Rückgewinnung der Aktivität (t_1/2) bei eben unter 6 min berechnet. Die Tatsache, dass 50 % der Aktivität nach der Dialyse über drei Tage noch nicht zurückgewonnen wurden, spricht sehr stark für die Kovalenz der Enzymmodifikation.
Es wurde eine Selektivität bei der Inhibition von Gelatinasen durch Inhibitor 1 beobachtet. Seine K_i-Werte liegen bei 13,9 ± 4 nM und 600 ± 200 nM für MMP-2 bzw. MMP-9. Die entsprechenden K_i-Werte sind auf den mikromolaren Bereich für die anderen MMPs, selbst für den Fall von MMP-3, die das langsam bindende, Mechanismus-basierte Inhibitionsprofil zeigen, erhöht. Die Werte für k_on sind außerdem um das 611- und 78fache größer für MMP-2 bzw. MMP-9 als der für MMP-3. Während sich die k_off-Werte ähnlicher zueinander verhalten, ist der Wert für MMP-2 der kleinste, so dass die Umkehr der Inhibition für dieses Enzym langsamer stattfindet. Diese Kinetikparameter weisen kollektiv nach, dass der Inhibitor 1 ein potenter und selektiver Inhibitor für MMP-2, MMP-9 und insbesondere MMP-2 sein kann. Es wurde zuvor gezeigt, dass zwei Moleküle von entweder TIMP-1 oder TIMP-2 (endogene zelluläre Proteininhibitoren von MMPs) an aktivierte MMP-2 und MMP-9 binden. Olson, M. W.; Gervasi, D. C.; Mobashery, S.; Fridman, R. J. Biol. Chem. 1997, 272, 29975. Die hohe Affinität stellt ein Bindungsereignis dar und es würde den Anschein haben, dass es physiologisch relevant ist, wohingegen das zweite Bindungsereignis mit relativ geringerer Affinität (mikromolar) stattfindet. Olson, M. W.; Gervasi, D. C.; Mobashery, S.; Fridman, R. J. Biol. Chem. 1997, 272, 29975. Die Inhibition von MMP-2 und MMP-9 durch TIMPs folgt auch der langsam bindenden Kinetik. Die Kinetikparameter für diese Interaktionen am Ort der hohen Affinität sind in Tabelle 1 aufgelistet. Die Kinetikparameter für die langsam bindende Inhibitionskomponente von MMP-2 und MMP-9 durch Inhibitor 1 (K_on und K_off) nähert sich eng den gleichen Parametern, wie für die der Proteininhibitoren an. Olson, M. W.; Gervasi, D.C.; Mobashery, S.; Fridman, R. J. Biol. Chem. 1997, 272, 29975–29983.
Oxirane 4–6 inhibieren MMPs auf eine kompetitive Weise mit höheren K_i-Werten. Es liegen keine Hinweise für ein langsam bindendes Verhalten oder eine Zeitabhängigkeit des Aktivitätsverlusts mit diesem Inhibitor mit jedweden der MMPs vor.
Der kleinmolekulare Inhibitor 1 folgt in seinem kinetischen Profil sowohl der langsam bindenden als auch der Mechanismus-basierten Inhibition. Diese Verbindung scheint sich sehr ähnlich den endogenen zellulären Proteininhibitoren für MMPs (TIMPs) in der langsam bindenden Inhibitionskomponente zu verhalten. Der Inhibitor weist überdies auch ein kovalentes Mechanismus-basiertes Verhalten bei der Inhibition dieser Enzyme auf. Die hohe Diskriminierung beim Targetieren, die der Inhibitor 1 (sowohl hinsichtlich der Affinitäten als auch der Inhibitionsformen) unter den anderen strukturell ähnlichen MMPs aufweist, ist bemerkenswert und könnte künftig als ein Paradigma beim Design von Inhibitoren für andere eng verwandte Enzyme dienen.
BEISPIELE
EXPERIMENTELLE VERFAHREN
¹H- und ¹³C-NMR-Spektren wurden entweder an einem Varian Gemini-300-, einem Varian Mercury-400- oder einem Varian Unity-500-Spektrometer aufgezeichnet. Chemische Verschiebungen werden in ppm von Tetramethylsilan auf der δ-Skala berichtet. Die Infrarot-Spektren wurden an einem Nicolet 680 DSP-Spektralphotometer aufgezeichnet. Die Massenspektren wurden an einem Kratos MS 80 RFT-Spektrometer aufgezeichnet. Die Schmelzpunkte wurden an einem Elektrothermal Schmelzpunkt-Bestimmungsgerät erfasst und sind nicht bereinigt. Die Dünnschichtchromatographie wurde mit Whatman-Reagenzien auf 0,25 mm Silikagel 60-F-Platten durchgeführt. Alle anderen Reagenzien wurden entweder von der Aldrich Chemical Company oder Across Organis erworben.
Die folgenden Puffer wurden in Experimenten mit Enzymen verwendet: Puffer C (50 mM HEPES bei pH 7,5, 150 mM NaCl, 5 mM CaCl₂, 0,02 % Brij-35); Puffer R (50 mM HEPES bei pH 7,5, 150 mM NaCl, 5 mM CaCl₂, 0,01 % Brij-35 und 1 Vol-% Me₂SO) und Puffer D (50 mM Tris bei pH 7,5, 150 mM NaCl, 5 mM CaCl₂ und 0,02 % Brij-35).
BEISPIEL 1
(4-Phenoxyphenylsulfonyl)methyloxiran (4).
Verbindung 11 (598 mg, 2,5 mmol) in Dichlormethan (10 ml) wurde langsam mCPBA (2,84 g, 10 mmol, Aldrich 57 – 86 %) zugefügt. Das Gemisch wurde 3 Tage bei Raumtemperatur gerührt, nach welcher Zeit eine zweite Portion mCPBA (2,84 g, 10 mmol) zugefügt wurde. Das Gemisch wurde dann weitere 4 Tage gerührt, nach welcher Zeit das Gemisch in Ethylacetat (200 ml) gegossen und mit wässrigem Natriumthiosulfat (3 × 50 ml, 10 % w/v), wässrigem Natriumbicarbonat (3 × 50 ml, 5 % w/v) und Sole (50 ml) gewaschen wurde. Die organische Phase wurde über Magnesiumsulfat getrocknet und wurde zur Bereitstellung eines gelben Öls konzentriert. Das Rohmaterial wurde mittels der Säulenchromatographie (Silika, 4 : 1 Hexanen : Ethylacetat) gereinigt, um Verbindung 4 als einen blassgelben Halbfeststoff (501 mg, 70 %) zu ergeben. ¹H-NMR (500 MHz, CDCl₃) δ 7,90-7,86 (m, 2H), 7,46-7,40 (m, 2H), 7,26-7,22 (m, 1H), 7,10-6,96 (m, 4H), 3,34-3,24 (m, 2H), 2,84-2,80 (m, 1H), 2,49-2,46 (m, 1H); ¹³C-NMR (125 MHz, CDCl₃) δ 163,15, 154,95, 130,76, 130,51, 125,52, 120,77, 117,83, 59,89, 46,13; IR (Film) 3054 (w) 2919 (w), 1576 (s), 1492 (s), 1320 (s), 1245 (s), 1148 (s) cm^–1; m/z (EI) 290 (M⁺, 100 %), 233 (70), 217 (50), 185 (40); HRMS (EI) berechnet für C₁₅H₁₄O₄S 290,0613, gefunden 290,0611.
Das Intermediärprodukt, Verbindung 11, wurde wie folgt hergestellt:
(A.) 0-4-Phenoxyphenyl N,N-dimethylthiocarbamat (8).
Einer Lösung aus 4-Phenoxyphenol (7, 8,46 g, 45 mmol) in DMF (40 ml) bei 10 °C wurde in kleinen Portionen Natriumhydrid (1,83 g, 45 mmol, 60 % Dispersion in Mineralöl) zugefügt. Nachdem die Entwicklung von Wasserstoff aufgehört hatte, wurde N,N-Dimethylthiocarbamoylchlorid (6,16 g, 50 mmol) in einer Portion zugefügt. Das Reaktionsgemisch wurde dann 2 Stunden bei 70 °C gerührt. Das Gemisch wurde auf Raumtemperatur abgekühlt, in Wasser (100 ml) gegossen und mit Chloroform (3 × 50 ml) extrahiert. Die kombinierten organischen Extrakte wurden mit wässrigem Kaliumhydroxid (50 ml, 5 % w/v) und Sole (10 × 50 ml) gewaschen. Der organische Extrakt wurde über Magnesiumsulfat getrocknet und zum Erhalt eines gelben Öls konzentriert. Das Rohmatertal wurde mittels Säulenchromatographie (Silika, 5:1 Hexanen:Ethylacetat) gereinigt, um Verbindung 8 als einen weißen Feststoff zu ergeben (11,16 g, 90 %). Schmp. 50–51 °C, ¹H-NMR (300 MHz, CDCl₃) δ 7,38-7,31 (m, 2H), 7,14-7,08 (m, 1H), 7,06-7,00 (m, 6H), 3,46 (s, 3H), 3,34 (s, 3H); ¹³C-NMR (75 MHz CDCl₃) δ 188,17 157,26, 155,16, 149,62, 130,05, 124,11, 123,71, 119,31, 43,57, 38,96; IR (KBr) 3040 (m), 2938 (s), 1587 (s), 1487 (s), 1394 (s), 1287 (s), 1190 (s) cm^–1; m/z (EI) 273 (M⁺, 15 %), 186 (100); HRMS (EI) berechnet für C₁₅H₁₅NO₂S 273,0823, gefunden 273,0824.
(B.) S-4-Phenoxyphenyl-N,N-dimethylthiocarbamat (9).
Verbindung 8 (3,99 g, 15 mmol) wurde 3,5 h unter Argon bei 260 °C erhitzt. Das sich ergebende dunkelbraune Öl wurde mittels Säulenchromatographie unter Verwendung eines Gradienteneluentensystems (Silika, 19:1, dann 9:1, dann 3:1 Hexanen:Ethylacetat) zum Erhalt der Verbindung 9 als einen blassgelben Feststoff (2,55 g, 64 %) gereinigt. Schmp. 97–99 °C; ¹H-NMR (400 MHz, CDCl₃) δ 7,45-7,40 (m, 2H), 7,40-7,30 (m, 2H), 7,15-7,10 (m, 1H) 7,05 (d, J = 8,8 Hz, 2H), 6,98 (d, J = 8,8 Hz, 2H) 3,08 (bs, 3H), 3,02 (bs, 3H); ¹³C-NMR (100 MHz, CDCl₃) δ 167,48, 158,87, 156,53, 137,66, 130,09, 124,14, 122,39, 119,87, 118,94, 37,14; IR(KBr) 3037 (w), 2925 (w), 1652 (s), 1581 (s) 1486 (s), 1239 (s) cm^–1; m/z (EI) 273 (M⁺, 25 %), 257 (5), 200 (5); HRMS (EI) berechnet für C₁₅H₁₅NO₂S 273,0823, gefunden 273,0822.
(C.) 4-Phenoxythiophenol (10).
Ein Gemisch aus Verbindung 9 (2,55 g, 9 mmol) in Methanol (20 ml) und wässriger NaOH (10 ml, 10 % w/v) wurden 4 Stunden auf Rückfluss erhitzt. Die Lösung wurde auf Raumtemperatur gekühlt und wurde mit wässriger HCl (1 M) auf pH 1 angesäuert. Wasser (100 ml) wurde zugefügt, und das Gemisch wurde mit Chloroform (3 × 50 ml) extrahiert. Die kombinierten organischen Extrakte wurden mit Sole (50 ml) gewaschen, über Magnesiumsulfat getrocknet und zum Erhalt eines gelben Öls konzentriert. Das Rohprodukt wurde mittels Säulenchromatographie (Silika, 5:1 Hexanen:Ethylacetat) gereinigt, um Verbindung 10 als ein blassgelbes Öl (1,80 g, >99 %) zu ergeben. ¹H-NMR (300 MHz, CDCl₃) δ 7,36-7,31 (m, 2H), 7,30-7,25 (m, 2H), 7,13-7,09 (m, 1H), 7,04-6,88 (m, 4H), 3,43 (s, 1H); ¹³C-NMR (75 MHz, CDCl₃) δ 157,30, 156,15, 132,14, 130,00, 124,04, 123,95, 119,88, 119,04; IR(Film) 3038 (w), 1583 (s), 1484 (s), 1236 (s), 1166 (s) cm^–1; m/z (EI) 202 (M⁺, 100 %; HRMS (EI) berechnet für C₁₂H₁₀OS 202,0452, gefunden 202,0454.
(D.) 3-(4-Phenoxyphenylsulfanyl)-1-propen (11).
Einem Gemisch aus Verbindung 10 (516 mg, 2,7 mmol) und Kaliumcarbonat (534 mg, 3,9 mmol) in DMF (5 ml) wurde Allylbromid (253 μl, 2,9 mmol) in einer Portion zugefügt. Das Gemisch wurde über Nacht bei Raumtemperatur gerührt. Das Rohreaktionsgemisch wurde in Ether (200 ml) gegossen, mit gesättigtem wässrigen Kaliumcarbonat (25 ml) und Sole (6 × 50 ml) gewaschen. Die organische Schicht wurde über Magnesiumsulfat getrocknet und im Vakuum konzentriert, um ein gelbes Öl zu ergeben. Das Rohmaterial wurde mittels Säulenchromatographie (Silika, 98:2 Hexanen:Ethylacetat) zum Erhalt der Titelverbindung als ein blassgelbes Öl (598 mg, 93 %) gereinigt. ¹H-NMR (300 MHz, CDCl₃) δ 7,38-7,32 (m, 4H), 7,15-7,10 (m, 1H), 7,04-7,00 (m, 2H), 6,97-6,92 (m, 2H), 5,92-5,82 (m, 1H), 5,10-5,04 (m, 2H), 3,50 (d, J = 7,2 Hz, 2H); ¹³C-NMR (75 MHz, CDCl₃) δ 157,14, 156,73, 134,01, 133,22, 130,05, 129,50, 123,75, 119,40, 119,25, 117,81, 38,84; IR(Film) 3078 (w), 3039 (w), 1582 (s), 1484 (s), 1240 (s), 1165 (s) cm^–1; m/z (EI) 242 (M⁺, 100 %), 201 ([M-Allyl]⁺, 100); HRMS (EI) berechnet für C₁₅H₁₄OS 242,0765, gefunden 242,0764.
BEISPIEL 2
2-(4-Phenoxyphenylsulfonyl)ethyloxiran (5).
Die Titelverbindung wurde auf die gleiche Weise wie für 4 beschrieben hergestellt, mit der Ausnahme, dass Verbindung 12 anstelle von Verbindung 11 verwendet wurde und die Reaktionszeit 2 Tage betrug. Die Titelverbindung wurde als ein weißer Feststoff (78 %) erhalten. Schmp. 75–77 °C; ¹H-NMR (500 MHz, CDCl₃) δ 7,84-7,80 (m, 2H), 7,44-7,38 (m, 2H), 7,24-7,20 (m, 1H), 7,09-7,04 (m, 4H), 3,25-3,15 (m, 2H), 3,02-2,97 (m, 1H), 2,76 (t, J = 4,3 Hz, 1H), 2,49 (dd, J = 3,0 und 5,0 Hz, 1H), 2,19-2,10 (m, 1H), 1,86 (m, 1H); ¹³C-NMR (125 MHz, CDCl₃) δ 162,93, 155,02, 130,58, 130,81, 125,47, 120,69, 117,91, 53,15, 50,32, 47,29, 26,23; IR(KBr Disk) 3040 (s), 1580 (s), 1490 (s), 1320 (s), 1248 (s), 1148 cm^–1; m/z (EI) 304 (M⁺, 80 %), 233 (50), 217 (100); HRMS (EI) berechnet für C₁₆H₁₆O₄S 304,0769, gefunden 304,0768.
(A.) 4-(4-Phenoxyphenylsulfanyl)-1-buten (12).
Die Titelverbindung wurde auf die gleiche Weise wie für 11 beschrieben hergestellt, mit der Ausnahme, dass 4-Brom-1-buten anstelle von Allylbromid verwendet wurde. Verbindung 12 wurde als ein farbloses Öl (88 %) erhalten. ¹H-NMR (400 MHz, CDCl₃) δ 7,37-7,32 (m, 4H), 7,14-7,10 (m, 1H), 7,04-7,00 (m, 2H), 6,96-6,88 (m, 2H), 5,90-5,80 (m, 1H), 5,12-5,02 (m, 2H), 2,98 (m, 2H), 2,41-2,34 (m, 2H); ¹³C-NMR (100 MHz, CDCl₃) δ 157,18, 156,50, 136,65, 132,57, 130,05, 123,72, 119,55, 119,21, 116,47, 34,65, 33,71; IR(Film) 3076 (w), 2923 (w), 1583 (s), 1485 (s), 1239 (s) cm^–1; m/z (EI) 256 (M⁺, 100 %), 215 ([M-Allyl]⁺, 90), 202 (15); HRMS (EI) berechnet für C₁₆H₁₆OS 256,0922, gefunden 256,0922.
BEISPIEL 3
3-(4-Phenoxyphenylsulfonyl)propyloxiran (6).
Die Titelverbindung wurde auf die gleiche Weise wie für 4 beschrieben hergestellt, mit der Ausnahme, dass Verbindung 13 anstelle von Verbindung 11 verwendet wurde, und dass die Reaktionszeit 3 Tage betrug. Die Titelverbindung wurde als ein weißer Feststoff (94 %) erhalten. ¹H-NMR (500 MHz, CDCl₃) δ 7,86-7,80 (m, 2H), 7,44-7,39 (m, 2H), 7,25-7,22 (m, 1H), 7,10-7,04 (m, 4H), 3,21-3,08 (m, 2H), 2,90-2,86 (m, 1H), 2,74 (t, J = 4,5 Hz, 1H), 2,45 (dd, J = 2,5 und 4,5 Hz, 1H), 1,92 (quin, J = 7,0 Hz, 2H), 1,85-1,78 (m, 1H), (m, 1H); ¹³C-NMR (125 MHz, CDCl₃) δ 162,84, 155,08, 130,58, 130,48, 125,43, 120,70, 117,88, 56,28, 51,64, 46,86, 31,17, 20,12; IR(KBr Disk) 3063 (w), 2923 (w), 1582 (s), 1488 (s), 1294 (s), 1246 (s), 1142 (s) cm^–1; m/z (EI) 318 (M⁺, 40 %), 290 (20), 217 (100 %); HRMS (EI) berechnet für C₁₇H₁₈O₄S 318,0926, gefunden 318,0924.
(A.) 5-(4-Phenoxyphenylsulfanyl)-1-penten (13).
Die Titelverbindung wurde auf die gleiche Weise wie für 11 beschrieben hergestellt, mit der Ausnahme, dass 5-Brom-1-penten anstelle von Allylbromid verwendet wurde. Die Titelverbindung wurde als ein farbloses Öl (65 %) erhalten. ¹H-NMR (500 MHz, CDCl₃) δ 7,37-7,34 (m, 4H), 7,13-7,09 (m, 1H), 7,03-7,00 (m, 2H), 6,96-6,93 (m, 2H), 5,83-5,74 (m, 1H), 5,06-4,98 (m, 2H), 2,88 (t, J = 7,0 Hz, 2H), 2,22-2,16 (m, 2H), 1,73 (q, J = 7,0 Hz, 2H); ¹³C-NMR (125 MHz, CDCl₃) δ 157,23, 156,36, 137,84, 132,30, 130,41, 130,03, 123,67, 119,55, 119,16, 115,62, 34,61, 32,86, 28,61; IR(Film) 3075 (w), 2929 (m), 1583 (s), 1484 (s), 1236 (s) cm^–1; m/z (EI) 270 (M⁺, 100 %), 215 (70), 202 (60), HRMS (EI) berechnet für C₁₇H₁₈OS 270,1078, gefunden 270,1076.
BEISPIEL 4
(4-Phenoxyphenylsulfonyl)methylthiiran (1).
Einer Lösung aus Verbindung 4 (710 mg, 2,5 mmol) in THF (5 ml) wurde eine Lösung aus Ammoniumthiocyanat (559 mg, 7,4 mmol) in Wasser (3 ml) zugefügt. Die Reaktion wurde 16 Stunden bei Raumtemperatur gerührt, nach welcher Zeit sie in Ethylacetat (100 ml) gegossen wurde und dann mit Wasser (25 ml), gefolgt durch Sole (25 ml) gewaschen wurde. Die organische Phase wurde über Magnesiumsulfat getrocknet und wurde konzentriert, um ein weißes Öl zu ergeben. Das Rohmaterial wurde mittels Säulenchromatographie (Silika, 8:1 Hexanen:Ethylacetat) zum Erhalt von Verbindung 1 als einen weißen Feststoff (102 mg, 14 %) gereinigt. Schmp. 99–101 °C; ¹H-NMR (500 MHz, CDCl₃) δ 7,89-7,84 (m, 2H), 7,46-7,40 (m, 2H), 7,26-7,22 (m, 1H), 7,11-6,96 (m, 4H), 3,52 (dd, J = 5,5 und 14,5 Hz, 1H), 3,17 (dd, J = 7,5 und 14,5 Hz, 1H), 3,09-3,03 (m, 1H), 2,53 (dd, J = 2,0 und 6,0 Hz, 1H) 2,16 (dd, J = 2,0 und 5,0 Hz, 1H); ¹³C-NMR (125 MHz, CDCl₃) δ 163,20, 155,02, 132,13, 130,95, 130,52, 125,52, 120,69, 117,97, 62,90, 26,31, 24,47; IR(KBr Disk) 3030 (w), 1583 (s), 1486 (s), 1317 (s), 1246 (s), 1141 (s) cm^–1; m/z (EI) 306 (M⁺ 2 %), 242, ([M-SO₂)⁺, 35); HRMS (EI) berechnet für C₁₅H₁₄O₃S₂ 306,0384, gefunden 306,0382.
BEISPIEL 5
2-(4-Phenoxyphenylsulfonyl)ethylthiiran (2).
Die Titelverbindung wurde auf die gleiche Weise wie für 1 beschrieben hergestellt, mit der Ausnahme, dass Verbindung 5 anstelle von Verbindung 4 verwendet wurde. Das Rohmaterial wurde mittels Säulenchromatographie (Silika, 2:1 Hexanen:Ethylacetat) gereinigt, um die Titelverbindung als einen weißen Feststoff (93 %) zu ergeben. Schmp. 99–101 °C; ¹H-NMR (500 MHz, CDCl₃) δ 7,83 (d, J = 8,0 Hz, 2H), 7,42 (t, J = 8,0 Hz, 2H), 7,26-7,22 (m, 1H), 7,10-7,06 (m, 4H), 3,30-3,20 (m, 2H), 2,98-2,92 (m, 1H), 2,52 (dd, J = 1 und 6 Hz, 1H), 2,48-2,39 (m, 1H), 2,18 (dd, J = 1 und 5 Hz, 1H), 1,78-1,69 (m, 1H); ¹³C-NMR (125 MHz, CDCl₃) δ 162,94, 155,03, 132,50, 130,55, 130,51, 125,48, 120,71, 117,92, 55,97, 33,62, 29,82, 26,05; IR(KBr Disk) 3040 (w), 1583 (s), 1487 (s), 1256 (s), 1142 (s) cm^–1; m/z (EI) 320 (M⁺, 50 %), 288 (20), 234 (40), 217 (60), 170 (100); HRMS (EI) berechnet für C₁₆H₁₆O₃S₂ 320,0541, gefunden 320,0540.
BEISPIEL 6
3-(4-Phenoxyphenylsulfonyl)propylthiiran (3).
Die Titelverbindung wurde auf die gleiche Weise wie für 1 beschrieben hergestellt, mit der Ausnahme, dass Verbindung 6 anstelle von Verbindung 4 verwendet wurde. Das Rohmaterial wurde mittels Säulenchromatographie (Silika, 2:1 Hexanen:Ethylacetat) gereinigt, um die Titelverbindung als einen weißen Feststoff (85 %) zu ergeben. Schmp. 75–76 °C; ¹H-NMR (500 MHz, CDCl₃) δ 7,85-7,82 (m, 2H), 7,44-7,40 (m, 2H), 7,26-7,22 (m, 1H), 7,10-7,06 (m, 4H), 3,20-3,09 (m, 2H), 2,84-2,79 (m, 1H), 2,50 (dd, J = 1 und 6 Hz, 1H), 2,14 (dd, J = 1 und 5,5 Hz, 1H), 2,12-2,06 (m, 1H), 1,97 (quin, J = 8 Hz, 2H), 1,45-1,38 (m, 1H); ¹³C-NMR (125 MHz, CDCl₃) δ 162,85, 155,08, 132,55, 130,60, 130,49, 125,43, 120,69, 117,91, 56,09, 35,13, 34,86, 25,72, 22,92; IR(KBr Disk) 3000 (w), 1583 (s), 1480 (s) 1254 (s), 1143 (s) cm^–1; m/z (EI) 334 (M⁺, 30 %), 301 (10), 234 (100), 217 (70), 170 (70); HRMS (EI) berechnet für C₁₇H₁₈O₃S₂ 334,0697, gefunden 334.06.
BEISPIEL 7 TABELLE 1 – KINETIKPARAMETER FÜR DIE INHIBITION VON MMPS DURCH ERFINDUNGSGEMÄSSE VERBINDUNGEN

^a Wurde mittels zwei verschiedener Verfahren bestimmt, deswegen die Angabe von zwei Zahlensets.
^b NI, steht für „nicht inhibierend", selbst nicht bei hohen Konzentrationen von 130–330 µM.
^c Die Kinetikparameter für den Ort mit hoher Affinität zu TIMPs wurden früher berichtet in: Olson, M. W.; Gervasi, D. C.; Mobashery, S.; Fridman, R., J. Biol. Chem., 1997, 272, 29975–29983.

Claims

Verbindung der Formel (I)
worin A und M jeweils unabhängig Phenyl oder monocyclisches Heteroaryl darstellen, worin jedwedes Phenyl oder monocyclisches Heteroaryl optional mit einem oder mehr Hydxoxy, (C₁-C₆)-Alkyl(en), (C₁-C₆)-Alkanoyl(en), (C₁-C₆)-Alkanoyloxy, (C₁-C₆)-Alkoxy, Cyano, Nitro, Halo, Trifluormethyl(en), Trifluormethoxy, SR, NRR oder COOR substituiert ist; X für O, S, SO, SO₂, C(=O)NR, C(=O)O, NRC(=O), OC(=O), NR, eine direkte Bindung oder (C₁-C₆)-Alkyl, optional mit einem oder mehr Hydroxy, (C₁-C₆)-Alkoxy, Cyano, Nitro, Halo, SR, NRR oder COOR substituiert, steht, D für SO₂ steht; E für (C₁-C₆)-Alkyl, (C₃-C₈)-Cycloalkyl, (C₂-C₆)-Alkenyl oder (C₂-C₆)-Alkinyl steht, worin jedwedes Alkyl, Cycloalkyl, Alkenyl oder Alkinyl von E optional mit einem oder mehr (C₁-C₆)-Alkyl(en), Hydroxy, (C₁-C₆)-Alkoxy, Cyano, Nitro, Halo, SR, NRR oder COOR substituiert ist, worin jedes R unabhängig H oder (C₁-C₆)-Alkyl darstellt; J für S oder O steht; G, T und Q jeweils unabhängig H, (C₁-C₆)-Alkyl oder Cyano darstellen; oder ein pharmazeutisch verträgliches Salz davon.
Verbindung nach Anspruch 1, worin A-X-M für Folgendes steht:
worin X' für O, CH₂ oder eine direkte Bindung steht; Y' für N oder CH₂ steht; und Z' für Halo, OCH₃ oder Hydroxy steht.
Verbindung nach Anspruch 1, worin A für Phenyl steht, M für Phenyl steht und X für O steht.
Verbindung nach einem der vorangehenden Ansprüche 1–3, worin E für Methyl steht.
Verbindung nach Anspruch 1, worin A für Phenyl steht, M für Phenyl steht, X für O steht, E für Methyl steht, J für S steht, G für Wasserstoff steht, T für Wasserstoff steht und Q für Wasserstoff steht.
Radioaktiv markierte Verbindung, umfassend eine Verbindung der Formel (I), wie nach einem der Ansprüche 1–5 beschrieben, und ein Radionuklid.
Pharmazeutische Zusammensetzung umfassend eine Verbindung nach einem der Ansprüche 1–6; und einen pharmazeutisch verträglichen Träger.
Verbindung nach einem der Ansprüche 1–6 zur Verwendung bei der medikamentösen Therapie oder Diagnose.
Verwendung einer Verbindung nach einem der Ansprüche 1–5 zur Herstellung eines Arzneimittels zur Behandlung oder Prävention von Krebs, Angiogenese, Arthritis, Bindegewebserkrankungen, kardiovaskulären Erkrankungen, Entzündungen oder Autoimmunerkrankungen bei einem Säuger, der daran erkrankt ist oder gefährdet ist, daran zu erkranken.
Verwendung einer Verbindung nach einem der Ansprüche 1–5 zur Herstellung eines Arzneimittels zur Inhibition einer Matrix-Metalloproteinase.
Verwendung einer Verbindung nach einem der Ansprüche 1–5 zur Herstellung eines Arzneimittels zur Inhibition einer Gelatinase.
Verwendung einer Verbindung nach Anspruch 6 zur Herstellung eines Arzneimittels zur Bildgebung eines Tumors.
Verwendung einer Verbindung nach Anspruch 6 zur Herstellung eines. Arzneimittels zur Bildgebung von Säugergewebe mit MMP-Aktivität.
Verwendung einer Verbindung nach einem der Ansprüche 1–5 zur Herstellung eines Arzneimittels zur Prävention der Ovulation in einem Säuger.
Verwendung einer Verbindung nach einem der Ansprüche 1–5 zur Herstellung eines Arzneimittels zur Prävention der Implantation eines befruchteten Eies in den Uterus eines Säugers.