DE60216972T2

DE60216972T2 - Bakterielle enzyminhibitoren

Info

Publication number: DE60216972T2
Application number: DE60216972T
Authority: DE
Inventors: Paul De Novo Pharmaceuticals Limited GANE; Barry De Novo Pharmaceuticals Limite PORTER; Lydia OSI Pharmaceuticals SAROGLOU; Henriette De Novo Pharmaceuticals Li WILLEMS; Jac NV Organon WIJKMANS
Original assignee: De Novo Pharmaceuticals Ltd
Current assignee: De Novo Pharmaceuticals Ltd
Priority date: 2001-12-04
Filing date: 2002-11-27
Publication date: 2007-10-18
Anticipated expiration: 2022-11-28
Also published as: EP1461308B1; EP1461308A2; WO2003048114A3; AU2002365650A1; AU2002365650A8; US20050182137A1; WO2003048114A2; ATE348797T1; DE60216972D1

Description

Die Erfindung betrifft N-Formylhydroxylaminverbindungen, die die Aktivität des als Peptiddeformylase bekannten bakteriellen Enzyms hemmen. Da von bakteriellem Wachstum bekannt ist, dass es durch Inhibitoren der Peptiddeformylase gehemmt wird, wird von den erfindungsgemäßen Verfahren angenommen, dass sie antibakterielle Mittel einschließen.
Hintergrund der Erfindung
Die erfindungsgemäßen Verbindungen sind Inhibitoren der bakteriellen Polypeptiddeformylase (PDF; EC 3.5.1.31).
Die gesamte Ribosomen-mediierte Synthese von Proteinen beginnt mit einem Methioninrest. In Prokaryoten wird die von dem Initiator tRNA getragene Methionyleinheit vor ihrem Einschluss in ein Polypeptid formyliert. Folglich ist N-Formylmethionin immer am N-Terminus eines im Entstehen begriffenen bakteriellen Polypeptids vorhanden. Die meisten reifen Proteine behalten die N-Formylgruppe oder den terminalen Methioninrest jedoch nicht. Vor der Methioninentfernung wird eine Deformylierung benötigt, da die Methioninaminopeptidase Peptide mit einem N-terminalen Formylmethioninrest nicht erkennt (Solbiati et al., J. Mol. Biol. 290:607-614, 1999). Die Deformylierung ist daher ein entscheidender Schritt in der bakteriellen Proteinbiosynthese, und das verantwortliche Enzym PDF ist für das normale Bakterienwachstum essentiell. Das Gen, das für PDF codiert (def), ist in allen pathogenen Bakterien vorhanden, von denen Sequenzen bekannt sind (Meinnel et al., J. Mol. Biol., 266:939-49, 1997). Obwohl ein Deformylasehomologes kürzlich aus den Mitochondrien von menschlichen Zellen geklont wurde (Giglione et al., EMBO Journal, 19, 5916-5929, 2000), wurde von ihm nicht gezeigt, dass es funktionell ist, und seine Relevanz ist unbekannt. Da von einer Anzahl der derzeit verwendeten Antibiotika bekannt ist, dass sie sowohl auf Bakterien als auch Mitochondrien einwirken, wird PDF noch immer als Ziel für die antibakterielle Chemotherapie angesehen (für eine Übersichtsiehe Giglione et al., Mol. Microbiol., 36: 1197-1205, 2000).
Die Isolierung und Charakterisierung von PDF wurde durch das Verständnis der Wichtigkeit des Metallions im aktiven Zentrum vereinfacht (Groche et al., Biophys. Biochem. Res. Commun., 246:324-6, 1998). Die Fe²⁺-Form ist in vivo hochaktiv, aber sie ist aufgrund von oxidativem Abbau instabil, wenn sie isoliert ist (Rajagopalan et al., J. Biol. Chem. 273:22305-10, 1998). Die Ni²⁺-Form des Enzyms hat eine spezifische Aktivität, die mit der des Eisen(II)-Enzyms vergleichbar ist, ist aber sauerstoffempfindlich (Ragusa et al., J. Mol. Biol. 1998, 280:515-23, 1998). Das Zn²⁺-Enzym ist auch stabil, aber fast frei von katalytischer Aktivität (Rajagopalan et al., J. Am. Chem. Soc. 119:12418-12419, 1997).
Mehrere Röntgenkristallstrukturen und NMR-Strukturen von E. coli PDF, mit oder ohne gebundenen Hemmstoffen, wurden veröffentlicht (Chan. et al., Biochemistry 36:13904-9, 1997; Becker et al., Nature Struct. Biol. 5:1053-8, 1998; Becker et al., J. Biol. Chem. 273:11413-6, 1998; Hao et al., Biochemistry 38:4712-9, 1999; Dardel et al., J. Mol. Biol. 280:501-13, 1998; O'Connell et al., J. Biomol. NMR, 13:311-24, 1999), was Ähnlichkeiten der Geometrie des aktiven Zentrums mit Metalloproteinasen, wie Thermolysin und Metzincinen, anzeigt.
Die Substratspezifität von PDF wurde intensiv untersucht (Ragusa et al., J. Mol. Biol. 289:1445-57, 1999; Hu et al., Biochemistry 38:643-50, 1999; Meinnel et al., Biochemistry, 38:4287-95, 1999). Diese Autoren folgern, dass eine unverzweigte hydrophobe Kette an P1' bevorzugt ist, während eine große Vielzahl von P2'-Substituenten akzeptabel sind, und ein aromatischer Amidsubstituent an der P3'-Position vorteilhaft sein kann. Es gab auch Berichte, dass kleine peptidische Verbindungen, enthaltend eine H-Phosphonat-(Hu et al., Bioorg. Med. Chem. Lett., 8:2479-82, 1998) oder eine Tiol-(Meinnel et al., Biochemistry, 38:4287-95, 1999; Huntingdon et al., Biochemistry, 39:4543-51, 2000; Wie et al., J. Combinatorial Chem., 2:650-57, 2000) Metallbindungsgruppe mikromolare Hemmstoffe für PDF sind. Von Peptidaldehyden, wie Calpeptin (N-Cbz-Leu-Norleucinal), wurde auch gezeigt, dass sie PDF hemmen (Durand et al., Arch. Biochem. Biophys., 367:297-302, 1999). Kürzlich wurde von dem natürlich vorkommenden Hydroxaminsäure-Antibiotikum Actinonin, dessen Ziel der antibakteriellen Aktivität bisher unbekannt war, gezeigt, dass es ein potenter Hemmstoff von Polypeptiddeformylase ist (WO 99/39704, und Chen et al., Biochemistry, 39:1256-62, 2000). Beispiele nicht-peptidischer PFD-Inhibitoren mit Carbonsäure-(Green et al., Arch. Biochem. Biophys. 375:355-8, 2000; Jayasekera et al., ebd., 381:313-6, 2000) oder Hydroxaminsäure-(Apfel et al., J. Med. Chem., 43:2324-31, 2000) Metallbindungsgruppen sind auch bekannt.
Es wurde berichtet, dass PDF in eukaryotischen Parasiten, wie Plasmodium falciparum, vorhanden ist (Meinnel, Parasitology Today, 16: 165-8, 2000). Diese Autoren haben Belege für das Vorhandensein von PDF in anderen Parasiten von Menschen, wie in den kinetoplastidischen Protozonparasiten Trypanosoma brucei und Leishmania major, gefunden. Basierend auf diesen Befunden wurde vorausgesagt, dass Hydroxaminsäure- und N-Formylhydroxylaminverbindungen, mit denen sich diese Erfindung befasst, antiprotozoale Aktivität besitzen und nützlich für die Behandlung von Malaria und anderen Protozon-Krankheiten sind.
Verschiedene Patentanmeldungen beschreiben antibakterielle Hydroxaminsäure- und N-Formylhydroxylaminmittel, deren Aktivität der Hemmung von PDF zugeschrieben wird. Diese Veröffentlichungen schließen unsere anhängigen Internationalen Anmeldungen Nrn. WO 99/39704, WO 99/59568, WO 00/35440, WO 00/44373, WO 00/58294 und WO 00/61134, sowie WO 01/40198 (Aventis), WO 01/44179 (Versicor), WO 01/44178 (Versicor) und WO 01/38561 (Questcor) ein.
Ferner ist Actinonin ein natürlich vorkommendes antibakterielles Mittel mit einer Hydroxaminsäuregruppe, und von bestimmten Derivaten von Actinonin ist auch bekannt, dass sie antibakterielle Aktivität besitzen (siehe z.B. Bouboutou et al., Colloq. INSERM (1989) 174 (Forum Pept. 2^nd, 1988), 341-4; Lelevre et al., Pathol. Biol. (1989), 37(1), 43-46; Broughton et al., J. Chem. Soc. Perkin Trans. 1 (1975) (9), 857-60). Von der antibakteriellen Aktivität von Actinonin wurde gezeigt, dass sie zumindest teilweise auf die Hemmung von PDF zurückzuführen ist (WO 99/39704 und andere Veröffentlichungen).
Kurze Beschreibung der Erfindung
Diese Erfindung basiert auf der Entdeckung einer Klasse von N-Formylhydroxylaminderivaten, die Hemmstoffe der Aktivität von PDF sind. Von Verbindungen in dieser Klasse wird daher angenommen, dass sie antibakterielle Aktivität besitzen. Die Klasse schließt neue Strukturen ein, die einen Teil der Erfindung bilden. Außerdem ist innerhalb des Umfangs der Erfindung ein Verfahren zur Identifizierung von antibakteriellen Mitteln aus dieser Klasse von erfindungsgemäßen PDF-Inhibitoren.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird eine Verbindung der Formel (I) oder ein Salz oder Hydrat davon bereitgestellt:
worin:
Z ein Radikal der Formel -N(OH)CH(=O) darstellt;
X ein gerades oder verzweigtes zweiwertiges C₁-C₆-Alkylen-, C₂-C₆-Alkenylen- oder C₂-C₆-Alkinylenradikal darstellt;
n 0 oder 1 ist; und
R eine gegebenenfalls substituierte carbocyclische oder heterocyclische Gruppe darstellt,
worin
die carbocyclische Gruppe ein 3- bis 10-gliedriger(s) Ring oder Ringsystem ist, dessen Ringatome alle Kohlenstoff sind, und
die heterocyclische Gruppe ein 5- bis 8-gliedriger aromatischer oder nicht-aromatischer heterocyclischer Ring, enthaltend ein oder mehrere Heteroatome, ausgewählt aus S, N und O, und optional anneliert mit einem Benzyl- oder einem zweiten solchen heterocyclischen Ring ist, und gegebenenfalls substituiert mit bis zu 4 Substituenten substituiert bedeutet, von denen jeder unabhängig (C₁-C₆)Alkyl, Phenyl, Benzyl, (C₁-C₆)Alkoxy, Benzyloxy, Benzyloxy(C₁-C₆)alkyl, Phenoxy, Phenoxy(C₁-C₆)alkyl, Hydroxy, Mercapto, (C₁-C₆)Alkylthio, Amino, Halogen (einschließlich Fluor, Chlor, Brom und Iod), Trifluormethyl, Cyano, Nitro, Oxo, -COOH, -CONH₂, -COR^A, -COOR^A, -NHCOR^A, -CONHR^A, -NHR^A, -NR^AR^B oder -CONR^AR^B sein kann, worin R^A und R^B unabhängig eine (C₁-C₆)Alkylgruppe sind; und in dem Fall, wo substituiert durch Phenyl, Benzyl, Phenyl(C₁-C₆)alkoxy, Benzyloxy, Benzyloxy(C₁-C₆)alkyl, Phenoxy oder Phenoxy(C_1-C₆)alkyl substituiert bedeutet, der Phenylring selbst mit einem von (C₁-C₆)Alkyl, Hydroxy, Mercapto, (C₁-C₆)Alkylthio, Amino, Halogen (einschließlich Fluor, Chlor, Brom und Iod), Trifluormethyl, Cyano, Nitro, Oxo, -COOH, -CONH₂, -COR^A, -COOR^A, -NHCOR^A, -CONHR^A, -NHR^A, -NR^AR^B oder -CONR^AR^B substituiert sein kann, worin R^A und R^B unabhängig eine (C₁-C₆)Alkylgruppe sind.
Gemäß einem weiteren erfindungsgemäßen Aspekt wird ein Verfahren zur Identifikation von antibakteriellen Verbindungen bereitgestellt, das das Screenen von Testverbindungen auf ihre Fähigkeit, PDF in vitro zu hemmen, das Auswählen derjenigen Verbindungen, die diese Fähigkeit zeigen, und das Testen dieser auf ihre Fähigkeit, Bakterienwachstum zu hemmen, umfasst. Der Test auf die Fähigkeit, Bakterienwachstum zu hemmen, kann unter Verwendung von klassischen Platten- oder Nährlösungskultur-Bakterienwachstumshemmungs-Studien durchgeführt werden.
Wie hierin verwendet, bedeutet der Begriff "(C₁-C₆)Alkyl" eine gerad- oder verzweigtkettige Alkyleinheit mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, einschließlich z.B. Methyl, Ethyl, n-Propyl, Isopropyl, n-Butyl, Isobutyl, sec-Butyl, t-Butyl, n-Pentyl und n-Hexyl.
Wie hierin verwendet, bedeutet der Begriff "zweiwertes (C₁-C₆)Alkylenradikal" eine gesättigte Kohlenwasserstoffkette mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen und zwei ungesättigten Valenzen.
Wie hierin verwendet, bedeutet der Begriff "(C₂-C₆)Alkenyl" eine gerad- oder verzweigtkettige Alkenyleinheit mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen mit zumindest einer Doppelbindung von entweder E- oder Z-Stereochemie, wo zutreffend. Der Begriff schließt z.B. Vinyl, Allyl, 1- und 2-Butenyl und 2-Methyl-2-propenyl ein.
Wie hierin verwendet, bedeutet der Begriff "zweiwertiges (C₂-C₆)Alkenylenradikal" eine Kohlenwasserstoffkette mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen, zumindest einer Doppelbindung, und zwei ungesättigten Valenzen.
Wie hierin verwendet, bedeutet der Begriff "C₂-C₆-Alkinyl" geradkettige oder verzweigtkettige Kohlenwasserstoffgruppen mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen und zusätzlich einer Dreifachbindung. Dieser Begriff würde z.B. Ethinyl, 1-Propinyl, 1- und 2-Butinyl, 2-Methyl-2-propinyl, 2-Pentinyl, 3-Pentinyl, 4-Pentinyl, 2-Hexinyl, 3-Hexinyl, 4-Hexinyl und 5-Hexinyl einschließen.
Wie hierin verwendet, bedeutet der Begriff "zweiwertiges (C₂-C₆)Alkinylenradikal" eine Kohlenwasserstoffkette mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen, zumindest einer Dreifachbindung und zwei ungesättigten Valenzen.
Wie hierin verwendet, schließt der unqualifizierte Begriff "Heterocyclyl" oder "heterocyclisch" das unten definierte "Heteroaryl" ein und bedeutet insbesondere einen 5- bis 8-gliedrigen aromatischen oder nicht-aromatischen heterocyclischen Ring, enthaltend ein oder mehrere Heteroatome, ausgewählt aus S, N und O, und optional anneliert mit einem Benzyl oder einem zweiten heterocyclischen Ring, und der Begriff schließt z.B. Pyrrolyl-, Furyl-, Thienyl-, Piperidinyl-, Imidazolyl-, Oxazolyl-, Thiazolyl-, Thiadiazolyl-, Thiazepinyl-, Pyrazolyl-, Pyridinyl-, Pyrrolidinyl-, Pyrimidinyl-, Morpholinyl-, Piperazinyl-, Indolyl-, 1,4-Dihydrochinolyl-, 4H-Chromenyl- und Benzimidazolylringe ein.
Wie hierin verwendet, bezieht sich der Begriff "Heteroaryl" auf einen 5- oder 6-gliedrigen aromatischen Ring, enthaltend ein oder mehrere Heteroatome, und optional anneliert mit einem Benzyl- oder Pyridylring; und auf Gruppen, bestehend aus (a) zwei solchen monocyclischen oder annelierten Ringen, die covalent verbunden sind; oder (b) einen solchen monocyclischen oder annelierten Ring, kovalent verbunden mit einer Arylgruppe. Illustrativ für solche Gruppen sind Thienyl, Furyl, Pyrrolyl, Imidazolyl, Benzimidazoyl, Thiazolyl, Pyrazolyl, Isoxazolyl, Isothiazolyl, Triazolyl, Thiadiazolyl, Oxadiazolyl, Pyridinyl, Pyridazinyl, Pyrimidinyl, Pyrazinyl, Triazinyl, 4-([1,2,3]-Thiadiazolyl-4-yl)phenyl und 5-Isoxazol-3-ylthienyl.
Wie hierin verwendet, bezieht sich der unqualifizierte Begriff "Carbocyclyl" oder "carbocyclisch" auf einen 3- bis 10-gliedrigen Ring oder ein Ringsystem, dessen Ringatome alle Kohlenstoff sind, und schließt Cycloalkyl-, Cycloalkenyl- und carbocyclische Arylgruppen ein.
Wie hierin verwendet, bedeutet der Begriff "Cycloalkyl" eine gesättigte alicyclische Einheit mit 3 bis 8 Kohlenstoffatomen, der benz-anneliert sein kann, und schließt z.B. Cyclopropyl, Cyclobutyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl, Cycloheptyl und Cyclooctyl ein.
Wie hierin verwendet, bedeutet der Begriff "Cycloalkenyl" eine ungesättigte alicyclische Einheit mit 5 bis 10 Kohlenstoffatomen und schließt z.B. Cyclopentenyl, Cyclohexenyl, Cycloheptenyl und Cyclooctenyl ein. Der Ring kann mehr als eine Doppelbindung enthalten.
Wie hierin verwendet, bezieht sich der Begriff "Aryl" auf eine mono- oder bicyclische carbocyclische aromatische Gruppe, und auf Gruppen, bestehend aus zwei kovalent verbundenen mono- oder bicyclischen carbocyclischen aromatischen Gruppen. Illustrativ für solche Gruppen sind Phenyl, Biphenyl und Naphthyl.
Außer in dem Kontext, in dem er auftritt, anders angegeben, bedeutet der Begriff "substituiert", wie auf jede Einheit hierin angewandt, mit bis zu vier Substituenten substituiert, von denen jeder unabhängig (C₁-C₆)Alkyl, Phenyl, Benzyl, (C₁-C₆)Alkoxy, Benzyloxy, Benzyloxy (C₁-C₆)alkyl, Phenoxy, Phenoxy(C₁-C₆)alkyl, Hydroxy, Mercapto, (C₁-C₆)Alkylthio, Amino, Halogen (einschließlich Fluor, Chlor, Brom und Iod), Trifluormethyl, Cyano, Nitro, Oxo, -COOH, -CONH₂, -COR^A, -COOR^A, -NHCOR^A, -CONHR^A, -NHR^A, -NR^AR^B oder -CONR^AR^B sein kann, worin R^A und R^B unabhängig eine (C₁-C₆)Alkylgruppe sind. In dem Falle, wo "substituiert" durch Phenyl, Benzyl, (C₁-C₆)Alkoxy, Benzyloxy, Benzyloxy(C₁-C₆)alkyl, Phenoxy oder Phenoxy(C₁-C₆)alkyl substituiert bedeutet, kann der Phenylring davon selbst mit jedem von (C₁-C₆)Alkyl, Hydroxy, Mercapto, (C₁-C₆)Alkylthio, Amino, Halogen (einschließlich Fluor, Chlor, Brom und Iod), Trifluormethyl, Cyano, Nitro, Oxo, -COOH, -CONH₂, -COR^A, -COOR^A, -NHCOR^A, -CONHR^A, -NHR^A, -NR^AR^B, oder -CONR^AR^B substituiert sein, worin R^A und R^B unabhängig eine (C₁-C₆)Alkylgruppe sind.
Es ist bevorzugt, dass X ein C₁-C₃-Alkylenradikal, spezifischer ein Methylenradikal ist, wenn n 1 ist.
R kann z.B. Cyclopentyl, Cyclohexyl, Phenyl oder Naphthyl sein. Die Substituenten, die in R vorhanden sein können, sind die oben in der Definition von "substituiert" Aufgeführten und schließen verestertes Carboxyl, Chlor und Fluor, Methyl und Ethyl, Carbamat und Benzyloxymethyl ein.
Spezielle erfindungsgemäße Verbindungen schließen diejenigen der Beispiele hierin ein.
Erfindungsgemäße Verbindungen können durch N-Formylierung (z.B. unter Verwendung von Formylessigsäureanhydrid) einer Verbindung der Formel (II), worin X, R und n wie in Bezug auf Formel (I) definiert sind, und P eine O-Schutzgruppe ist,
gefolgt von der Entfernung der Schutzgruppe P hergestellt werden. P kann z.B. Benzyl sein, in welchem Fall die Entfernung durch katalytische Hydrierung bewirkt werden kann.
Die Verbindungen der Formel (II) können durch Kuppeln einer Carbonsäure der Formel (III) mit einem Amin der Formel (IV)
worin X, R, P und n wie in Bezug auf Formel (II) definiert sind, und P¹ eine N-Schutzgruppe ist, gefolgt von Entfernung von P¹, hergestellt werden. P¹ kann z.B. t-Butoxycarbonyl sein, in welchem Fall die Entfernung von P¹ durch saure Hydrolyse bewirkt werden kann. Standardpeptidkupplungsverfahren können für die Kupplungsreaktion verwendet werden.
Die Verbindungen der Formeln (III) und (IV) sind kommerziell erhältlich oder können aus kommerziell erhältlichen Vorstufen unter Verwendung von Literaturverfahren hergestellt werden.
Spezielle Beispiele der erfindungsgemäßen Verbindungen schließen diejenigen der Beispiele hierin ein.
Die folgenden Abkürzungen werden durchgängig verwendet:

WSCDI: Wasserlösliches Carbodiimid
DMF: Dimethylformamid
ESMS: Elektrospraymassenspektroskopie
HOBt: 1-Hydroxy-7-benzotriazol
HPLC: Hochleistungsflüssigkeitschromatographie
LRMS: Massenspektrometrie mit niedriger Auflösung
NMR: Kernmagnetresonanz
RT: Retentionszeit
THF: Tetrahydrofuran

¹H- und ¹³-Spektren wurden unter Verwendung eines Bruker DPX 250-Spektrometers bei 250,1 MHz (62,5 MHz für ¹³C) und eines Bruker AMX 500-Spektrometers bei 500 MHz (150 MHz für ¹³C) aufgezeichnet. Die Massenspektren wurden unter Verwendung eines Perkin Elmer Sciex API 165 erhalten. Die analytische HPLC lief auf einem Beckman System Gold unter Verwendung einer Waters Symmetry C18-Säule (50 mm, 4,6 mm) mit 20 bis 90 % Lösungsmittel B-Gradient (1,5 ml/min) als mobiler Phase. [Lösungsmittel A: 0,05 % TFA in 10 % MeCN 90 % Wasser, Lösungsmittel B: 0,05 % TFA in 10 % Wasser 90 % MeCN, 5 min Gradientenzeit], Detektionswellenlänge bei 220 oder 214 nm. Die präparative HPLC lief auf einem Gilson Autoprep-Instrument unter Verwendung einer C18 Waters delta prep-pak-Kartusche (15 μm, 300 A, 25 mm, 10 mm). Das verwendete Verfahren benutzt eine konstante Flussgeschwindigkeit (15 ml/min) und das Lösungsmittel A (90 % H₂O–10 % Acetonitril) und das Lösungsmittel B (10 % H₂O–90 % Acetonitril). Die Lösungsmittelzusammensetzung variiert wie folgt: 0 bis 4 min isokratisch 9/1 Lösungsmittel A/Lösungsmittel B, 4 bis 12 min Gradient 9/1 Lösungsmittel A/Lösungsmittel B bis 1/9 Lösungsmittel A/Lösungsmittel B, 12 bis 18 min isokratisch 1/9 Lösungsmittel A/Lösungsmittel B und 18 bis 20 min Gradient 1/9 Lösungsmittel A/Lösungsmittel B bis 9/1 Lösungsmittel A/Lösungsmittel B. Die UV-Detektion war bei 220 oder 214 nm. Die Reagenzien wurden, wo notwendig, durch Standardtechniken gereinigt und getrocknet.
Beispiel 1 N-Cyclohexyl-2-(formylhydroxyamino)-acetamid
Die Titelverbindung wurde wie unten beschrieben hergestellt: Schema 1
Reagenzien und Bedingungen: A: Tetrabutylammoniumhydrid, Natriumhydrid, Bromessigsäure, THF, O/N; B: HOBt, WSCDI, DMF; C: gesättigte HCl/Dioxan; D. Formylessigsäureanhydrid, CH₂Cl₂ und E: Pd/C, H₂, EtOH.
Schritt A: N-tert-Butoxycarbonylbenzyloxyaminoessigsäure
Zu einer Lösung von tert-Butyl-N-(benzyloxy)carbamat (2,0 g, 9,0 mmol), Bromessigsäure (1,4 g, 9,9 mmol) und Tetrabutylammoniumiodid (330 mg, 9,9 mmol) in wasserfreiem THF (80 ml) wurde eine 60 %ige Dispersion von Natriumhydrid in Öl (0,8 g, 18,8 mmol) unter einer inerten Atmosphäre bei 0°C zugegeben. Man ließ die Reaktionsmischung auf Raumtemperatur erwärmen und rührte über Nacht bei Raumtemperatur. Die Reaktion wurde mit Wasser (5 ml) gequencht, und das Lösungsmittel wurde unter reduziertem Druck entfernt. Der Rückstand wurde in 1 M Na₂CO₃ (200 ml) gelöst und mit EtOAc (200 ml) gewaschen. Die basische wässrige Phase wurde mit konzentrierter Salzsäure auf pH = 3 angesäuert, und die organischen Stoffe wurden in EtOAc (200 ml) extrahiert. Die organische Phase wurde mit Salzlösung (200 ml) gewaschen und über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet, und das Lösungsmittel wurde im Vakuum entfernt. Die Titelverbindung wurde als gelbes Öl erhalten (1,5 g, 58 %).
¹H-NMR δ (CDCl₃): 7,41–7,33 (5H, m), 4,89 (2H, s), 4,10 (2H, s) und 1,50 (9H, s).
Schritt B: 2-Benzyloxyamino-N-tert-butoxycarbonyl-N-cyclohexylacetamid
Zu einer Lösung von Cyclohexylamin (320 μl, 2,8 mmol), HOBt (280 mg, 2,1 mmol) und WSCDI (390 mg, 2,1 mmol) in DMF (15 ml) wurde eine Lösung von N-tert-Butoxycarbonylbenzyloxyaminoessigsäure (480 mg, 1,7 mmol) in DMF (5 ml) gegeben. Die Reaktionsmischung wurde über Nacht gerührt. Das Lösungsmittel wurde unter reduziertem Druck entfernt, und der Rückstand wurde in EtOAc (80 ml) wieder gelöst und mit 1 N HCl (80 ml), 1 M Na₂CO₃ (80 ml), Salzlösung (80 ml) gewaschen und über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet. Das Lösungsmittel wurde unter reduziertem Druck entfernt, um die Titelverbindung als weißen kristallinen Feststoff zu ergeben (495 mg, 80 %). ¹H-NMR δ (CDCl₃): 7,43–7,31 (5H, m), 5,93 (1H, d), 4,90 (2H, s), 4,01 (2H, s), 3,87–3,68 (1H, m), 1,92–1,79 (2H, m), 1,76–1,62 (3H, m) und 1,43–1,04 (5H, m).
Schritt C: 2-Benzyloxyamino-N-cyclohexylacetamid
Eine gesättigte Lösung von HCl in Dioxan (8 ml) wurde zu 2-Benzyloxyamino-N-tert-butoxycarbonyl-N-cyclohexylacetamid (495 μl, 1,4 mmol) gegeben, und die Reaktionsmischung wurde 4 h gerührt. Das Lösungsmittel wurde unter reduziertem Druck entfernt, und die Reaktionsmischung wurde azeotrop mit Toluol destilliert (2 × 10 ml). Die Rohmischung wurde in Dichlormethan (15 ml) suspendiert, und auf Polymer aufgebrachtes Carbonatharz (780 mg, 2,7 mmol) wurde zugegeben. MeOH (5 ml) wurde zugegeben, um die Lösung der Rohmischung zu unterstützen. Die Harzmischung wurde 5 h geschüttelt. Das Harz wurde durch Filtration entfernt, und das Lösungsmittel wurde unter reduziertem Druck entfernt, um das Rohprodukt als farbloses Öl zu ergeben (360 mg, 100 %). Das Produkt wurde ohne jede Reinigung umgesetzt.
ES-MS-Ionen: M + 1 = 263, M + Na = 285.
Schritt D: 2-(Benzyloxyformylamino)-N-cyclohexylacetamid
Formylessigsäureanhydrid (300 μl, 3,5 mmol) wurde zu einer Lösung von 2-Benzyloxyamino-N-cyclohexylacetamid (360 mg, 1,4 mmol) in Dichlormethan (20 ml) zugegeben. Die Reaktionsmischung wurde über Nacht gerührt. Das Lösungsmittel wurde unter reduziertem Druck entfernt, und das Rohprodukt wurde durch Flash-Chromatographie (Eluent: EtOAc) gereinigt.
Das Produkt wurde als weißer Feststoff erhalten (278 mg, 70 %). ¹H-NMR δ (CDCl₃): 8,16 (1H, s), 7,45–7,32 (5H, m), 5,89 (1H, s), 4,94 (2H, s), 4,17 (2H, s), 3,88–3,70 (1H, m), 1,95–1,83 (2H, m), 1,76–1,62 (2H, m), 1,61–1,52 (1H, m), 1,48–1,26 (2H, m) und 1,25–1,05 (3H, m).
Schritt E: N-Cyclohexyl-2-(formylhydroxyamino)-acetamid
Zu einer Lösung von 2-(Benzyloxyformylamino)-N-cyclohexylacetamid (3,87 mg, 1,4 mmol) in EtOH (20 ml) wurde nasses Palladium auf Aktivkohle (60 mg) unter einer inerten Atmosphäre zugegeben. Wasserstoffgas wurde 40 min durch die Reaktionsmischung geblubbert. Die Reaktionsmischung wurde unter einer inerten Atmosphäre 30 min gerührt, und der Katalysator wurde abfiltriert. Das Lösungsmittel wurde unter reduziertem Druck entfernt, um die Titelverbindung als weißen Feststoff (185 mg, 96 %) zu ergeben.
Die Verbindungen von Beispielen 2 bis 8 wurden durch die in Schema 1 umrissene synthetische Route und wie im Detail für Beispiel 1 beschrieben hergestellt.
Die Verbindungen der Beispiele 3, 6 und 7 wurden durch präparative HPLC gereinigt.
Tabelle 1
Die Verbindungen von Beispielen 2 bis 8 werden wie folgt benannt:

Beispiel 2: N-Cyclopentyl-2-(formylhydroxyamino)-acetamid
Beispiel 3: 2-(Formylhydroxyamino)-N-methyl-N-naphthalin-1-ylmethylacetamid
Beispiel 4: 2-(Formylhydroxyamino)-N-indan-1-yl-acetamid
Beispiel 5: 2-[2-(Formylhydroxyamino)acetylamino]-cyclopentancarbonsäureethylester
Beispiel 6: N-(1R-2R-Benzyloxycyclohexyl)-2-(formylhydroxyamino)-acetamid
Beispiel 7: 2-(Formylhydroxyamino)-N-(1-naphthalin-1-yl-ethyl)-acetamid
Beispiel 8: 2-(Formylhydroxyamino)-N-(1R-2R)-(2-hydroxycyclohexyl)-acetamid

Die obigen Verbindungen wurden durch das in der Internationalen Patentanmeldung Nr. WO 99/39704 beschriebene Verfahren auf ihre Fähigkeit getestet, die Aktivität von E. coli-PDF zu hemmen, und von ihnen wurde gefunden, dass sie die PDF-Aktivität hemmen (IC50s < 50 μM).

Claims

Verbindung der Formel (I) oder ein Salz oder Hydrat davon:
worin: Z ein Radikal der Formel -N(OH)CH(=O) darstellt; X ein gerades oder verzweigtes zweiwertiges C₁-C₆-Alkylen-, C₂-C₆-Alkenylen- oder C₂-C₆-Alkinylenradikal darstellt; n 0 oder 1 ist; und R eine gegebenenfalls substituierte carbocyclische oder heterocyclische Gruppe darstellt, worin die carbocyclische Gruppe ein 3- bis 10-gliedriger(s) Ring oder Ringsystem ist, dessen Ringatome alle Kohlenstoff sind, die heterocyclische Gruppe ein 5- bis 8-gliedriger aromatischer oder nicht-aromatischer heterocyclischer Ring, enthaltend ein oder mehrere Heteroatome, ausgewählt aus S, N und O, und optional anneliert mit einem Benzyl- oder einem zweiten solchen heterocyclischen Ring ist, und gegebenenfalls substituiert mit bis zu 4 Substituenten substituiert bedeutet, von denen jeder unabhängig (C₁-C₆)Alkyl, Phenyl, Benzyl, (C₁-C₆)Alkoxy, Benzyloxy, Benzyloxy(C₁-C₆)alkyl, Phenoxy, Phenoxy(C₁-C₆)alkyl, Hydroxy, Mercapto, (C₁-C₆)Alkylthio, Amino, Halogen (einschließlich Fluor, Chlor, Brom und Iod), Trifluormethyl, Cyano, Nitro, Oxo, -COOH, -CONH₂, -COR^A, -COOR^A, -NHCOR^A, -CONHR^A, -NHR^A, -NR^AR^B oder -CONR^AR^B sein kann, worin R^A und R^B unabhängig eine (C₁-C₆)Alkylgruppe sind; und in dem Fall, wo substituiert durch Phenyl, Benzyl, Phenyl(C₁-C₆)alkoxy, Benzyloxy, Benzyloxy(C₁-C₆)alkyl, Phenoxy oder Phenoxy(C₁-C₆)alkyl substituiert bedeutet, der Phenylring selbst mit einem von (C₁-C₆)Alkyl, Hydroxy, Mercapto, (C₁-C₆)Alkylthio, Amino, Halogen (einschließlich Fluor, Chlor, Brom und Iod), Trifluormethyl, Cyano, Nitro, Oxo, -COOH, -CONH₂, -COR^A, -COOR^A, -NHCOR^A, -CONHR^A, -NHR^A, -NR^AR^B oder -CONR^AR^B substituiert sein kann, worin R^A und R^B unabhängig eine (C₁-C₆)Alkylgruppe sind.
Verbindung gemäß Anspruch 1, worin n 1 und X ein C₁-C₃-Alkylenradikal ist.
Verbindung gemäß Anspruch 2, worin X ein Methylenradikal ist.
Verbindung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, worin R gegebenenfalls substituiertes Cyclopentyl, Cyclohexyl, Phenyl oder Naphthyl ist, worin gegebenenfalls substituiert dieselbe Bedeutung wie in Anspruch 1 hat.
Verbindung gemäß Anspruch 4, worin der/die optional(en) Substituent(en) aus verestertem Carboxyl, Chlor, Fluor, Methyl, Ethyl, Carbamat und Benzyloxymethyl ausgewählt ist/sind.
Verfahren zur Identifikation von antibakteriellen Verbindungen, umfassend das Screenen von Testverbindungen gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, auf ihre Fähigkeit, PDF in vitro zu inhibieren, Auswählen derjenigen Verbindungen, die diese Fähigkeit zeigen, und Testen dieser auf ihre Fähigkeit, bakterielles Wachstum zu hemmen.